Устройство для контроля отклонения геометрических параметров деталей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ, содержащее установленные последовательно фокусирующий элемент, фильтр и фотоэлектронный преЬбразователь , видеоконтрольный блок, селектор амплитуды и длительности, блок вьщеления кадра и управления, блок .сравнения-кодов, соединенные последовательно электронный ключ и исполнительный блок и блок исполнительных сигналов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля площади,оно снабжено вторымфокусируюпщм элементом, установленным последовательно за первым по ходу движения контролируемой детали и оптически связанным с фотоэлектронным преобразователем, двумя фотодатчиками, двумя схемами совпадения, генератором маркерных импульсов, вторым блоком сравнения кодов и блоком индикации и управления блок вьзделения кадра выполнен с тремя входами н четырьмя выходами, селектор амплитуды и длительности с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока и первым выходом фотоэлектронного преобразователя , второй выход которого подключен к первому входу блока выделения кадра и управления, второму и третьему входам которого подключены соответственно первый и второй фотодатчики, первый выход блока индикации и управления соединен с вторым входом первой схемы совпадеi ния, второй выход - с первым входом первого блока сравнения кодов, тий выход - с вторым входом второй схемы совпадения, четвертый выход с вторым входом второго блока сравнения кодов, первые входы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам селектора амплитуды И оо оо длительности, генератор маркерных )1мпульсов соединен с третьим входом рторой схемы совпадения, второй вход 05 первого блока сравнения кодов и 4 СП первый вход второго блока сравнения кодов соединены с выходами соответствующих схем совпадения, входы блока индикации и управления соединены с выходами блоков сравнения кодов, эПектронный ключ выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьмя управляющими входами к. блоку индикации и управления, а сигнальным - к блоку исполнительного сигнала.

„,SUÄÄ 1138645 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИН

4 (51) С 01 В 21/00

К ARTOPCNOPPV СВВВВССЛЬСТВ\Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3589644/18-28 (22) 11.05.83 (46) 07.02.85. Бюл. У 5 (72) В.Г.Абдула, .И.И.Бутримов, А.Ф.Керемжанов, В.А.Лебеденко и Е.П.Путятин (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения и Харьковский ордена Трудового Красного

Знамени институт радиоэлектроники им. акад.М.К.Янгеля (53) 531.71(088.8) (56) 1 .Авторское свидетельство СССР

1024717, кл. G 01 В 2!/06, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ОТКЛОНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ДЕТАЛЕЙ, содержащее установленные последовательно фокусирующий элемент, фильтр и фотоэлектронный преобразователь, видеоконтрольный блок, селектор амплитуды и длитеЛьности, блок выделения кадра и управления, блок, сравнения-кодов, соединенные последовательно электронный ключ и, исполнительный блок и блок исполнительных сигналов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональныхвозможностей путем обеспечения контроля плошади,оно снабжено вторым фокусируюпщм элементом, установленным последовательно за первым о ходу движения контролируемой детали и оптически связанным с фотоэлектронным преобразователем, двумя фотодатчиками, двумя схемами совпадения, генератором маркерных импульсов, вторым блоком сравнения кодов и блоком индикации и управления блок выделения кадра выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, селектор амплитуды и длительности— с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока и первым выходом фотоэлектронного преобразователя, второй выход которого подключен к первому входу блока выделения кадра и управления, второму и третьему входам которого подключены соответственно первый и второй фотодатчики, первый выход блока индикации и управления соединен с вторым входом первой схемы совпадения, второй выход — с первым входом первого блока сравнения кодов, третий выход — с вторым входом второй схемы совпадения, четвертый выход— с вторым входом второго блока сравнения кодов, первые входы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам селектора амплитуды и цлительности, генератор маркерных импульсов соединен с третьим входом второй схемы совпадения, второй вход первого блока сравнения кодов и первый вход второго блока сравнения кодов соединены с выходами соответствующих схем совпадения, входы блока индикации и управления соединены с выходами блоков сравнения кодов, электронный ключ выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьмя управляющими входами к блоку индикации и .управления, а сигнальным — к блоку исполнительного сигнала.

1138645

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическому контролю основных геометрических параметров деталей, характерных для производственных деталей 5 низковольтной аппаратуры, получаемых методом холодной штамповки (отклонения площадей и радиусов кривизны контуров), и может быть использовано для автоматизации различных технологических процессов, например, при штамповке и сборе технических изделий с помощью роботов.

Известно устройство для контроля отклонения геометрических параметров 15 деталей, содержащее установленные последовательно фокусирующий элемент, фильтр и фотоэлектронный преобразователь, видеоконтрольный блок,.селектор амплитуды и длитель- 2О ности, блок выделения кадра и управ ления, блок сравнения кодов, соеди-.. ненные последовательно электронный ключ и исполнительный блок и блок исполнительных сигналов Е11. 25

Недостатком известного устройства является то, что .при контроле не охватывается существенная группа дефектов, определенных отклонениями площадей производственных дета- ЗО лей, получаемых при штамповке, и от других технологических операций, Цель изобретения - расширение функциональных позможностей путем обеспечения контроля площади. 35 керных импульсов, второй схемы 14 совпадения, второго блока 15 сравнения кодов, блока 16 индикации и управления, соединенных последовательно электронного ключа 17 и исполнительного блока 18, блока !9 исполнительного сигнала, блок !О выделения кадра и управления выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля отклонения геометричееких параметров деталей содержащее установлен

У

40 ные последовательно фокусирующий элемент, фильтр..и фотоэлектронный преобразователь, видеоконтрольный блок., селектор амплитуды и длительности блок выделения кадра.и управ

Ф, 45 ления, блок сравнения кодов, соединенные йоследовательно электронный ключ и .исполнительный блок и блок исполнительных сигналов, снабжено вторым фокусирующим элементом, установленным последовательно за первым 5О по ходу движения контролируемой детали и оптически связанным с фотоэлектронным преобразователем, двумя фотодатчиками, двумя схемами совпадения, генератором маркерных импульсов, вторым блоком сравнения кодов и блоком индикации и управле . ния, блок выделения кадра выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, селектор амплитуды и длительности— с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока и первым выходом фотоэлектронного преобразователя, второй выход которого подключен к первому входу блока выделения кадра и управления, второмуи третьему входам которого подключены соответственно первый и второй фотодатчики, первый выход блока индикации и управления соединен с вторым входом первой схемы совпадения, второй выход - с первым входом первого блока сравнения кодов, третий выход - с вторым входом второй схемы совпадения, четвертый выход — с вторым входом второго блока сравнения кодов, первые входы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам селектора амплитуды и длительности, генератор маркерных импульсов соединен с третьим входом второй схемы совпадения, второй вход первого блока сравнения кодов и первый вход второго блока сравнения кодов сое-, динены с выходами соответствующих схем совпадения, входы блока индикации и управления соединены с выходами блоков сравнения кодов, электрон ный ключ выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьмя управляющими входами к блоку индикации и .управления, а сигнальным.входом — к блоку исполнительного сигнала, Иа чертеже:представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из фотодатчика

1,,второго фотодатчика 2, первого объектива 3, фильтра 4, второго объектива 5, оптического блока 6,фотоэлектронного преобразователя 7, видеоконтрольного блока 8, селектора

9 амплитуды и длительности, блока 10 выделения кадра и управления, первой схемы 11 совпадения, блока 12 сравнения кодов, генератора 13 мар1138645

3 селектор 9 амплитуды и длительности выполнен с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока 8 и первым выходом фотоэлектронного преобразователя 7, второй

I выход которого подключен к первому входу блока 10 выделения кадра и управления, к второму и третьему входам которого подключены соответственно первый 1 и второй 2 фотодат- 10 чики, первый выход блока 16 индикаЦии и управления соединен с вторым входом первой схемы II совпадения, второй выход - с первым входом первого блока 12 сравнения кодов, третий 15 выход — а вторым входом второй схемы 14 совпадения, четвертый выход - c вторым входом второго блока

l5 сравнения кодов, первые входы первой 11 и второй 14 czeM совпаде- . 20 ния подключены соответственно к первому и второму выходам селектора 9 амплитуды и длительности генератор.

13 маркерных импульсов соединен с третьим. входом второй схемы 14 cos-. падения, второй вход первого 12 и первый вход второго 15 блоков сравнения соединены с выходами соответствующих схем. 11 и 14 совпадения, входы блока 16 индикации и управления соединены с выходами блоков 12 и 15 сравнения кодов, электронный ключ 17 выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьмя управляющими входами.к блоку 16 индикации .и управленця, а сигнальным входом - к блоку 19 исполнительного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

На неподвижную ленту конвейера

20 в поле обзора расфокусируемого. объектива 3 кладется эталонная .(бездефектная) деталь, Контролируется на экране видеоконтрольного бло- 45 ,ка 8 ее степень расфокусировки до по1 вления максимально ярких точек в. дентрах радиусов кривизны, соответствующих в пределах допуска .равенству радиусов эталонной и контро-. $0 лйруемой детапей. В результате такой расфокусировки происходит оптическая корреляционная свертка кадра, формируемого в фотоэлектронном преобразователе 7 иэображения контроли- руемой детали, прошедшего объектив 3, с модулирукицей его апертурой фильтра (слайда) . 4.

Это фиксируется в виде потенциального рельефа на мишени передающей трубки фотоэлектронного преобразователя 7 посредством корреляционных максимумов центров кривизны безотносительно к положению их на самой видимой части детапи, а также местоположению и ориентации самой детали в области обзора.

Переместив эталонную деталь под-объектив 5, ее контрастное изображение фокусируют объективом 5 в виде потенциального рельефа на мишени в фотоэлектронном преобразователе 7.

Контроль ведется по экрану видеоконтрольного блока 8. г

Далее система функционирует в автоматическом режиме. Включается конвейер . 20 с контролируемыми деталями, причем первый по ходу движения кладется эталонная деталь, а расстояние между деталями превышает протяженность поля зрения объективов 3 и 5.

При появлении детали .в поле обзора объектива 3 срабатывает фотодатчик

I посылая сигнал по второму входу блока 10 выделения кадра и управле- ния. Здесь формирователь преооразует его по переднему фронту в короткий импульс, который устанавливает в нуль рабочий счетчик блока 12 cpasнения кодов по первому входу, Кроме того, в блоке 10 формируются сигналы включения каналов контроля отклонений по кривизне и площади, Этот сиг нал с первого выхода блока 10 для рассматриваемого последовательно по времени процесса контроля отклонения по кривизне поступает на вход схемы

11 совпадения.

Прошедшее объектив 3, фильтр 4, сформированное в фотоэлектронном пре образователе электронное изображение считывается и в виде электрических видеосигналов поступает в селектор

9 амплитуды и длительности, где формируется в нормированные по.амплитуде и длительности сигналы, соответствующие логической единице .(информативная часть изображения)

I и логическому нулю . (неинформативщй фон) .

Входные сигналы задерживаются линией задержки селектора 9 (не показана) на короткие микросекундные отрезки времени. С выхода линии, задержки сигналы проходят на второй вход схемы запрета селектора 9 (не

1138645 показана), которая пропускает короткие по длительности импульсы. При этом прямой сигнал через первый вход схемы ИЛИ на запрещающем втором входе схемы запрета проходит и схема 5 открыта, а сигнал, задержанный по второму выходу линии задержки, через второй вход схемы ИЛИ на запрещаю,щийся первый вход еще не приходит.

Для длинных импульсов сигнал запрета присутствует все время, и поэтому селектор 9 не пропускает импульсы которые больше заданной длительности. .С выхода селектора 9 короткие импульсы корреляционных максимумов попадают на второй вход схемы 11 совпадения, Она пропускает эти импульсы при наличии сигналов разрешения с блока 10 на вход блока 12 сравнения кодов. 20

В блоке 12 предварительно уста.новленный в нуль кнопкой по первому входу счетчик (не показан), подключенный переключателем к выходу схемы 11, записывает импульсы, соответ- 5

/ ствующие чисзук корреляционных максимумов эталонной детали. Переключатель после этой записи переводится в нижнее положение, подключая к входу счетчик, в который записываются 30 импульсы корреляционных максимумов контролируемых деталей, следующих по ходу движения .ленты конвейера 20 вслед за эталонной.

Предварительно по управляющему 35 входу счетчик с второго выхода блока

10 установлен в нуль, По схеме сравнения числа корреляционных макси- . мумов "счетчиков сравниваются путем вычитания, Результаты передаются в блок 16, где они в канале контроля кривизны по входу переноса индицируются элементом h.(В "Браи меньше" и формируются в прямоугольный сигнал необходимой амплитуды и 45 формы, идущий на .соответствующий вход электронного ключа 17. Если выход кода с блока 12, пройдя схему

ИЛИ-HЕ блока 16 (на чертеже не показана), представляет собой нули, то элемент А=В. "Норма" ийдицирует это. Если же вход переноса и выход многовходной схемы ИЛИ-НЕ дают нули, двухвходовая схема ИЛИ-НЕ формирует на выходе сигнал, который индицирует-55 ся элементом А >-В "Брак больше" и преобразуется формирователем блока 16 (не показан) в сигнал, подаваемый на соответствующий ключевый элемент электронного ключа 17.

В основном для котроля отклонений площади цикл преобразований происходит в блоках 2, 6-10 и 13-17.Отличия состоят в том, что оптическое изображение от детали, прохо,дящей перед объективом 5, не модулируется диапозитивом, пройдя преобразователь 7 и селектор 9, нормированные сигналы разрешают в схеме 14 с / совпадения прохождение по первому входу маркерных импульсов с генератором 13 и через выход схемы 14 совпадения на первый вход блока 15, в котором счетчик установлен в нуль, с блока 10 посредством-второго входа результат индицируется в блоке 16 и происходит на соответствующие ключевые элементы брака "Больше" или "Меньше" электронного ключа 17.

Известный допуск на контроль деталей по площади осуществляется заземлением соответствующего числа младших разрядов схемы блока 15, При этом разрядность узлов блока 15 существенно выше разрядности соответствующих узлов блока 12, Если блок 19 исполнительного сигнала дает сигнал. о наличии детали в поле действия объектива 3 по ее контрастному изображению на ленте конвейера 20, то открываются ключевые элементы брака -электронного клю ча 17, которые при наличии на,их информационных входах соответствующих сигналов управляют исполнительными механизмами разбраковки по видам брака, идущего в соответствующие бункеры.

Циклы преобразований повторяются вначале для контроля отклонения по кривизне, а затем по площади. Во время каждого цикла преобразований в зоне оптического блока 6 под объективами 3 и 5 должна находиться только одна деталь. При этом помехозащищенность определяется в основном возможностью бинарного, а не полутонового кодирования входных изображений, их максимального увеличения по полю кадра, а также существенным устранением избыточности исходных изображений для наиболее сложной задачи - контроля дефектов кривизны, кроме того, обеспечивается возможность контроля площади детали.

Составитель Е. Глазкова

Редактор С.Саенко . Техред С.йовжий Корректор М.Леонтвк

Заказ !0674/30 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4