Способ измерения размеров объекта

Способ измерения размеров объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля деталей конусного типа на роторно-конвейерных линиях. Цель изобретения - расширение видов форм контролируемых объектов путем измерения размеров конусных объектов. Источник 1 когерентного света освещает контролируемый объект 3, наклоненный на угол Α к фокальной плоскости Фурье-преобразующего объектива 4, который формирует пространственно-частотный спектр объекта 3, с помощью фильтра 5 и объектива 6 обратного Фурье-преобразования формируют отфильтрованное изображение объекта 3, причем плоскость регистрации, в которой устанавливается транспарант 7 с калиброванными щелями, наклоняется на угол -(Α<SP POS="POST">1</SP> + Α<SP POS="POST">1</SP><SB POS="POST">т</SB>). За счет наклона детали и транспаранта изображение формируется в виде параллельных линий. В процессе перемещения детали по измерительной позиции линии пересекают щели в транспаранте 7, и на выходе фотоприемника 8 формируется последовательность импульсов, интервалы между которыми характеризуют измеряемые размеры. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<51) 4 С 01 В 1/00

3.: ЕЫЖМ

":.Т" 1 7 (;

: )1,LI ю((. I . (1

E i, 1, ОПИСАНИК ИЗОБРКткния

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fle ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4225082/25-28 (22) 06,04.87 (46) 30.06.89. Бюл. )) 24 (72) В.H. Аноховский (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1)85080, кл, G 01 В 21/00, 1985 ° (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля детапей конусного типа на роторно-конвейерных линиях. Цель иэобретения— расширение видов форм контролируемых объектов путем измерения размеров конусных объектов. Источник 1 когерентного света освещает контролирумый объект 3, наклоненный на угол a(. SUÄÄ 1490465 А1 к фокальной плоскости Фурье-преобразующего объектива 4, который формирует пространственно-частотный спектр объекта 3 с помощью фильтра 5 и объектива 6 обратного Фурье-преобразования формируют отфильтрованное иэображение обьекта 3, причем плоскость регистрации; в которой устанавливается транспарант 7 с калиброванными ( щелями, наклоняется на угол (-(aC +

+ ()). За счет наклона детали и т транспаранта иэображение формируется в виде параллельных линий. В процессе перемещения детали по измерительной позиции пересекают щели в транспаранте 7 и на выходе фотоприемника с2

Я

8 формируется последовательность импульсов, интервалы между которыми характеризуют измеряемые размеры. (:

3 ил.

1490465

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля деталей конусного типа на роторноконвейерных линиях.

Цель изобретения — расширение видов форм измеряемых объектов путем измерения размеров конусных объектов.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ измерения размеров объекта; на фиг.2 — геометрия формирования иэображения конусной детали с параллельными друг другу линиями границ; на фиг.3 — геометрия формирования границы свет-тень на конусной детали °

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью когерентного источника

1 света и коллиматора 2 формируют световой пучок, освещают пучком измеряемый объект 3, наклоненный на угол сК, с помощью объектива 4 формируют Фурье-образ теневой проекции объекта 3, с помощью полосового пространственно-частотного фильтра 5 осуществляют фильтрацию Фурье-иэображения, в результате которой с помощью обратного Фурье-преобразования объективом 6 на транспаранте 7, наклоненном на угол — (o(+ a(,)è проходящим через фокус, формируют отфильтрованное изображение измеряемого объекта в виде параллельных линий (см,фиг.2).

При перемещении объекта по измерительной позиции линии контура объекта пересекают щели в транспаранте 7, .за счет чего фотоприемник 8, установленный за транспарантом 7, вырабатывает импульсы, интервалы между которыми характеризуют измеряемый размер. Углы наклона измеряемой детали р(и транспаранта — (Ы + Ы ) определяются по эталонной детали или раСчетным путем. Если главное сечение конуса ABDC (фиг.3) расположено наклонно к фокальной плоскости под углом Ы, то границей .свет-тень на поверхности конуса будут образующие

А, В, и D С, лежащие в одной плоскости, расположенной наклонно к главному сечению конуса под углом о(Пространственное положение образующих АВ и DC определяется касательной (фиг.3) к гиперболе, получающейся при сечении конусной поверхности плос костью в направлении распространения света, параллельной плоскости YOZ.

Тогда касательная КЕ к гиперболе, имеющая с осью детали угол, равный 90 — o(, имеет с ней общую точку М (Х,Y), лежащую на образующей D,Ñ, (A,Â,), на границе свет-тень, а точнее множество точек M .(Х Y. ) дают

10 образующие Р,С, и А,В,, Известно, что касательная KE (фиг. 3), расположенная между асимптотами (крайними образующими конусной поверхности, лежащими в главной меридианальной

15 плоскости), в точке касания М (Х, Y) к гиперболе делится пополам, т ° е.

KM=ME..Òàê как OL = h, опустив перпендикуляр OP иэ точки О на касательную находим PL = h sino(, затем

PO = h сов о(KP h sino(-tg(+Ы ), КЬ h. coso(tg (y +o() — h sino(;

PE h cos tg (Ы вЂ” у) i

КЕ=КР-EP=h coso(tg(o(+ Г ) — hcoso(«

« tg(o(Г), KM = 1/2 КЕ

30 ML KL — 1/2 КЕ = h ..совЫ tg(o(+ )h в1пс(—

h соэЫ (tg(«?+ g) tg(" Г)3

2 тогда

t-cos e(g o( т 1 t 81ПЫ совЫ где t — — (В(Ы + Г) + tg(o(Г))

9 ino(°

На транспаранте получается две параллельные линии при условии, что

А С = В D поэтому иэ формулы

1 1 1 находим положение отреэS S f ков и приравниваем друг к другу с учетом увеличения

S и

$ « » °

f Ъ

50 Н

S>ñ 2f + (- + Z> ) sin(o(+ a();

Н

2f - (- — 2 ) sin(o(+ o()

bD 2 н т

55 где f фокусное расстояние

Н вЂ” высота усеченного конуса (детали).

Z ?.П cos о(1490465

D+d

D о

Zî гя

Н

h—

2 гв

h +

АС 2

BD 2 отсюда

1 (2f +(- + Z„) sin(4 + с(т)l

Н

2 где R u r — радиусы оснований конуса

Отсюда. /

Блс

f+2f -(Н/2 — Zs) sin(d +с(,) 10

Н

f(2f -(2 — Z„) sin(d + d,)3

Н

Z8) s n(т)

2f r Z я з1п

B / вв

f+2f -(- — Z ).sin(d + d )

Н

6 т

Н

f-(- — Z ) .$1п(+ Ст) 15 увеличение

R, г+Н tg);

Н

+ (2 + Z11) з1п(1 + )

20 в1

Н +(; + г,) sin(o(+ .) f

f-(Н/2 — Z„) sin(g +g ) Н

f (- Z) . sin(a(+o() с В вв

Р

-sin 24 + sin 2е(— 4 сов о (з1п о(- К ) т r

2 cos g

t (К вЂ”

+(- — г)

Н

1 Н

Ен (cosa(tg(o(+ y) з1п а(— 2 cosgtg(о(+ р ))jcosd(h «2)1

1 Н г в (cos d tg(4 + g) - з1п - - созЫ (tg(a(+ y)-tg(d у )) coso -(h + -) э

Ь ш(г + НЦ у).ctg eC /2, Формула изобретения

Отрезки АС и BD находим из параметров контролируемой детали; D— диаметр нижнего основания конуса;

d — диаметр верхнего основания конуса, Н, o(и отрезки Х, sin а1 угол конусности объекта; высота объекта; радиус основания объекта; фокусное расстояние оптической системы Фурье-преобразования

Способ измерения размеров объекта, заключающийся в том, что формируют световой пучок, направляют пучок на объект, из этих уравнений численно определяется угол Ы, Дополнительный угол наклона транспаранта определяется исходя иэ известного угла d no

30 формуле осуществляют Фурье-преобразование излучения, дифрагированного на объекте, осуществляют пространственно-частотную фильтрацию полученного Фурьеиэображения, осуществляют обратное

Фурье-преобразование с помощью транспаранта регистрируют участки иэображения, перемещают измеряемый объект и по величине интервалов между импульсами определяют размеры объекта, о т л и ч а ю щ,н и с я тем, 1490465

sin 24 4

-о(= arctg

Н (— Z )

Е (co tg (+ — — —. К(Ы+ g) — tg(X — )))(hЬ у) з1п 1/2 cosg(tg(g + )- g(, ) ()

h = (r + Нед .)

Х. фие. 2 целью расширения д ви ов форм что, с ъ е ебъектов эа счет изм р измеряемых о ъ то объект и ния размеров ов конусных объектов, о еменно наклоняю транспарант одновр фокапьным плоскостям у на глы d и (J + o() соответственно, т

f((r+Не

К (-+z)

Н

2 В где ) угол конусности объекта;

Н вЂ” высота объекта;

r — радиус о с основания объекта, — фокусное расстояние оп е оптической системы Фурье-преобразования

Составитель М. Минин

Редактор О. Спесивых Техред А. Кравчук Корректор М. Максимишинец

Заказ 3739/44 Тирам 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101