Устройство для контроля качества поверхности и формы проекции изделий

Устройство для контроля качества поверхности и формы проекции изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Щое)оо;ос иветт 1

О П H С--А"" Я-"-"И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ и,) 654854

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12.73 (21) 1977802/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) М. Кл.

G 01В 19/00

Государственный комитет (53) УДК 531.717 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Б. А. Клюшин (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПОВЕРХНОСТИ И ФОРМЫ ПРОЕКЦИ И ИЗДЕЛ И И

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для использования в системах контроля качества поверхности и формы проекции изделия, например проекции пластин полупроводниковых материалов.

Известно устройство для контроля качества поверхности, основанное на методе сканирования, содержащее сканирующий датчик информации, узлы определения на- 10 личия дефектов на поверхности движущегося изделия и соответствующие формирователи сигналов. Это устройство определяет наличие на поверхности изделия дефектов типа царапин, трещин за счет разного оптического отражения падающего пучка света от элементов поверхности с дефектами и без них (1).

Однако это устройство не решает задачи контроля формы и геометрических размеров изделия.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля качества поверхности и формы проекции изделий, содержащее сканирующий датчик информации, состоящий из сканирующего микроскопа, разлагающего проекцию изделия на строки, генератора импульсов и формирователей импульсов, соединенный с указанным датчиком счетчик длины строки, счетчик строк с выходным переключателем порога и узел для выработки сигналов о годности и негодности изделия (2).

Это устройство позволяет контролировать качество поверхности и проекцию изделия, имеющего форму прямоугольника или квадрата. Однако на практике часто встречаются изделия с проекциями, имеющими вид трапеций, прямоугольных и равнобедренных треугольников и т. п., т. е. проекции, у которых длина строки. сканирования монотонно изменяется от строки к строке.

Контроль таких проекций изделий при помощи известного устройства невозможен, так как в этом устройстве порог переполнения счетчика длины строки не изменяется от строки к строке, т. е. длина строк одной проекции изделия принята постоянной.

С целью контроля проекции изделия, длина строк разложения которой монотонно изменяется от строки к строке, предлагаемое устройство снабжено блоком изменения уставки счетчика длины строки, выполненным в виде элемента управления и многоразрядного коммутатора на два входных направления, в котором информационные входы одного направления соединены с соответствующими выходами счетчика строк, информационные входы другого на3

По внешнему сигналу «Пуск» включаются сканирующий микроскоп 10 и генератор

11 импульсов, которые поступают на синхропизирующие входы формирователей

12 — 15. Во время сканирования микроскопом 10 одной строки на выходе формирователя 13 появляются информационные импульсы, каждый из которых соответствует одному элементу разложения в строке. Эти импульсы с выхода формирователя 13 поступают на счетный вход счетчика 2 длины строки, в котором формируется число, равное сумме количества поступивших импульсов и числа, установленного при помощи блока б. По окончании сканирования очередной строки микроскопом 10 последний вырабатывает сигнал о конце строки, который через формирователь 12 и элемент

ИЛИ 8 поступает на вход установки нуля счетчика 2 и на вход элемента 19 управления блоком б.

Если количество импульсов, поступивших в счетчик 2 за время сканирования строки, равно заданному числу, например в данном случае после сканирования первой строки числу (2" — 2 ), то перед появлением сигнала о конце строки на выходе формирователя 12 с выхода 22 счетчика 2 на счетный вход 21 счетчика 3 поступает импульс переполнения, который увеличивает содержимое счетчика 3 на единицу. Тогда импульс, соответствующий концу строки, сначала через формирователь 12 и элемент ИЛИ 8 устанавливает в нуль счетчик 2, после этого через элемент 19 и коммутатор 20 записывает в счетчик 2 по сигналу Х константу 2, а затем по сигналу У вЂ” содер>кимое счетчика 3, которое после сканирования

65 правления — с соответствующим входом элемента управления, выходы — с cоотвстствующими входами счетчика длины строки, управляющий вход — с выходом датчика, служащим для подачи сигнала о конце строки, а счетный вход счетчика строк соединен с выходом переполнения счетчика длины строки.

На чертеже показана функционал.;ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сканирующий датчик 1 информации, разлагающий проекцию изделия на строки, соединенный с ним счетчик 2 длины строки, счетчик 3 строк с выходным переключателем 4 порога, узел 5 для выработки сигналов о годности и негодности изделия, соединенный с датчиком

1 и переключателем 4, блок б изменения уставки счетчика 2 длины строки, а так>ке цепи сброса устройства в исходное состояние, содер>кащис элементы ИЛИ 7 и 8 н элемент 9 задержки и управляемыс сигналом «Сброс», подаваемым на вход элемента ИЛИ 7.

Датчик 1 информации содер>кит построчно сканирующий микроскоп 10 и генератор 11 импульсов, включаемые сигналом

«Пуск», формирователь 12 импульсов, сигнализирующих о конце строки, формирователь 13 информационных импульсов, формирователь 14 импульсов, фиксирующих конец сканирования, и формирователь 15 импульсов, фиксирующих наличие дефекта.

Узел 5 для выработки сигналов о годности и негодности изделия содержит триггер 1б и два элемента И 17 и 18 с выходами «Годен», «Не годен» соответственно.

Блок б выполнен в виде элемента 19 управления и многоразрядного коммутатора

20 на два входных направления. В коммутаторе 20 информационные входы одного направления соединены с соответствующими выходами счетчика 3 строк и управляются выходом У элемента 19 управления, а информационные входы другого направления соединены с выходом Х элемента 19 таким образом, чтобы записать в счетчик 2 некоторое постоянное число, например, число 2, где k — целое неотрицательное число; k(n (n — количество двоичных разрядов в счетчике 2). Выходы коммутатора 20 соединены поразрядно с соответствующими входами счетчика 2 длины строки.

Элемент 19 управления выполнен так, что импульс на его выходе Х пояззяется с задержкой относительно импульса на его входе, а импульс на его выходе У появляется с задержкой относительно импульса на его выходе Х.

Управляющий вход блока 6, являющийся входом элемента 19, соединен через элемент ИЛИ 8 с выходом датчика 1, служащим для подачи сигнала о конце строки, счетный вход 21 счетчика 3 строк соединен с выходом 22 переполнения счетчика

2 длины строки.

Устройство работает следующим ооразом.

Внешним сигналом «Сброс» устройство устанавливается в исходное состояни". При этом сигнал сброса через элемент ИЛИ 7, элемент 9 задержки и элемент ИЛИ 8 устанавливает в исходное нулевое состояние счетчик 2 и 3, триггер 1б и, кроме того, через элемент ИЛИ 8 поступает на управляющий вход блока 6 изменения уставки счетчика 2, т. е. на вход элемента 19 управления. Вслед за этим сигналом с выхода Х элемента 19 в счетчик запишется чис:Io) например, 2, заданное коммутатором

20. По сигналу с выхода У элемента 19, поступающему с задер>ккой отно-ительно сигпала на выходе Х, запись в счетчик 2 из счетчика 3 через коммутатор 20 не будет произведена, так как счетчик 3 находится в исходном нулевом состоянии, в котором его выходы блокируют соответствующее входное направление коммутатора 20. В исходном состоянии устройства сигналы на его выходах «Годен», «Не годен» отсутствуют.

654854 каждой строки должно оыть равно количеству сканированных строк, Таким образом, по окончании сканирования очередной строки в счетчике 2 оказь|вастся записанным в результате действия сигналов с выходов Х и У элемента 9 число, равное 2 +С, где С вЂ” количество сканированных строк. Это число определяет порог переполнения счетчика 2, используемый при подсчете длины следующей строки и равный (2" — 2" — С).

После окончания сканирования очередной строки микроскоп 10 осуществляет сканирования с чедующей строки, при подсчете длины которой порог переполнения счетчика 2 увеличивается на единицу при помощи счетчика 3 и блока 6 описанным выше способом. Это позволяет контролировать проекцию изделий, длина которой монотонно изменяется от строки к строкс.

В случае нарушения требуемой геометрии проскции изделия, например, если длина контролируемой строки меньше заданной, к моменту поступления с выхода формирователя 12 сигнала о конце строки счетчик 2 нс переполняется, и вследствие этого состояние счетчика 3 не изменяется, а в счетчик 2 записывается предыдущее исходнос значение. Поэтому длина сл "дующей строки контролируется по заведомо большему значению порога переполнения. При этом к моменту окончания сканирования этой строки счетчик 2 снова не переполняется и содержимое счс:чика 3 опять не изменяется. Таким образом, при нарушении требуемой геометрии проекции изделия в счетчике 3 к моменту окончания сканирования всех строк окажется записанным число, которое меньше заданного количества строк разложения проекции изделия. В этом случае с выхода переключателя 4 порога счетчика 3 на соответствующие входы элементов И 17 и 18 узла 5 подан запирающий потенциал. В результате этого при поступлении на другие входы элементов 17 и 18 импульса, соответствующего окончанию сканирования всех строк, от формирователя 14 на обоих выходах «Годен», Не годен» не будет импульсов.

Если требуемая геометрия проекции изделия не нарушена, то к моменту окончания сканирования всех строк число в счетчике 3 будет равно заданному количеству строк разложения проекции изделия и с выхода переключателя 4 порога счетчика 3 на соответствующие входы элементов И 17 и

18 узла 5 поступает разрешающий потенциал. В результате этого при поступлении импульса, соответствующего окончанию сканирования всех строк, от формирователя

14 на другие входы элементов 17 и 18 на

I0

60 одном из выходов «Годен» пли «Не годен» появится импульс. Прп этом, если за время сканирования всех строк на выходе формирователя 15 не появилось ни одного импульса, соответствующего поверхностному дефекту изделия, то триггер 16 останется в нулевом состоянии и на выходе «Годен» появится импульс. Если за время сканироваш1я о,хной илп нескольких строк микроскоп

10 обнаруживает один или нссколько поверхностных дефектов, то формирователь

15 хотя бы один раз установит триггер 16 в единичное состояние, в котором триггер 16 остается до окончания сканирования всех строк. В этом случае импульс появится на выходе «Не годен».

Импульс с выхода формирователя 14 поступает также в цепь сброса и через элементы 7, 9 и 8 так же, как сигнал «Сброс», устанавливает устройство в исходнос состояние.

Формула изобретения

Устройство для контроля качества поверхности и формы проекции изделий, содержащее сканирующий датчик информации, разлагающий проекцию изделия на строки, соединенный с ним счетчик длины строки, счетчик строк с выходным переключателем порога и узел для выработки cur

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3158748, кл. 250 — 219, опублик. 1964.

2. Харитонычева С. И., Клюшин Б. Л.

Оценка структур типовых систем анализа внешнего вида электронных приборов.

«Электронная техника», серия 7, 1973, вып.

3, с. 43 — 48.

654854

„Годен годен"

Составитель А. Кушков

Редактор О. Юркова Техред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская

Заказ 188/2 Изд. № 220 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2