Способ обнаружения дефектов поверхности

 

Способ обнаружения дефектов поверхности относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для обнаружения механических дефектов на деталях. С целью повьшения надежности контроля о наличии дефекта судят по сигналу, полученному при вычитании из сигнала, задержанного на время t, масштабнопреобразованного сигнала, причем коэффициент преобразования определяют из значений корреляционной функции коэф-; фициента отражения по координатам неследуемой поверхности. 1 ил., 1 табл. о & ел а 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5ц G 01 N 21 88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808645/24-25 (22) 31.10.84 (46) 23,06.86, Бюл. 1(23 (71) Тульский ордена Трудового Крас. ного Знамени политехнический институт .(72) П. А..Сорокин, А. С. Горелов и А. В. Космодемьянский (53) 535.36;621.378(088,8) (56) Заявка Великобритании 1(1350189, кл. G 01 N 21/38, 1974 °

Кучин А-. А., Обрадович К. А. Оптические приборы для измерения шероховатости поверхности. — Л.: Машиностроение, 1981, с. 150. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ (57) Способ обнаружения дефектов поверхности относится к контрольно-измерительной технике и может .использоваться для обнаружения механических дефектов на деталях. С целью повьппения надежности контроля о наличии дефекта судят по сигналу, полученному при вычитании из сигнала, saдержанного на время масштабнопреобразованного сигнала, причем коэффициент преобразования определяют из значений корреляционной функции коэф-: фициента отражения по координатам ис

Ф следуемой поверхности. 1 ил., 1 табл. Ж

1239568

35

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения механических дефектов на деталях с оптически грубой поверхностью, Целью изобретения является повышение надежности контроля путем снижения влияния шероховатости поверхности контролируемого изделия на величину сигнала.

На чертеже представлено устройст- .во, реализующее способ.

Устройство включает осветитель 1, задающую диафрагму 2., полупрозрачное зеркало 3, объектив 4, фотоприемФпс 5, подключенный к входу усилителя 6, линию 7 задержки и масштабный преобразователь 8, входы которых соединены с выходом усилителя 6, а выходы— с входами дифференциального усилителя 9 для вычитания сигналов, пороговый элемент 10 и контролируемое изделие 11.

Способ осуществляется следующим образом.

Для контролируемых изделий предварительно каким-либо методом, например методом статистических испытаний, определяют корреляционную функцию коэффициента отражения по координатам исследуемой поверхности.. На поверхность вращающегося или перемещаемого линейно с постоянной скоростью контролируемого изделия 11 направляют от осветителя сформированным диафрагмой 2 и объективом 4 световой пучек, который, отражаясь от изделия

11, направляется полупрозрачным зеркалом на фотоприемник 5. Сигнал фотоприемника 5 усиливается усилителем 6 до величины x (t) и подается на электрическую линию 7 задержки с временем задержки ь и одновременно на масштабный преобразователь 8 с коэффициентом преобразования К, величина которого равна коэффициенту корреляции между случайными величинами коэффициентов отражения в точках поверхности иэделия, расстояние между которыми определяется скоростью перемещения (вращения) изделия и временем. задержки сигнала 7 . Сигналы с линии 7 задержки и преобразователя 8 вычитаются в дифференциальном усилителе 9 и на выходе получают сигнал, в котором полностью скомпенсирована коррелированная часть помехи, определяемая шероховатостью поверхности контролируемой детали.

Полученный сигнал подается .на пороговый элемент 10, в котором его амплитуда сравнивается с заранее установленным уровнем ° При наличии на поверхности изделия механического дефекта, некоррелированного с микронеровностями поверхности, образуемыми в процессе изготовления изделия, на выходе порогового элемента 10 получают сигнал F (t) и по его наличию судят о годности или негодности контролируемого изделия.

В связи с тем, что по предлагаемому способу компенсируется коррелированная составляющая шумов, определяемых шероховатостью поверхности изделия, увеличивается величина отношения сигнал-шум и повышается надежность, обнаружения дефектов на поверхности изделий.

Пример. Способ реализуют в макете для контроля механических дефектов поверхности. стальных изделий, изготовленных на автоматических роторных линиях вытяжными операциями. Габаритные размеры изделий: диаметр и .= 6,мм длина - = 60 мм, частота обработки поверхности R=

0,63 мкм.

Корреляционную функцию коэффициента отражения света по координатам поверхности контролируемого изделия определяют методом статистических испытаний. Для этого исслЕдуемую случайную функцию коэффициента отражения представляют записью множества реализаций коэффициента отражения, полученных в независимьгх опытах при одинаковых условиях. Для эксперимента берут случайную выборку изделий объемом 50 штук..Для каждой реалезации получено 60 значений коэффициента отражения поверхности изделия с шагом 50 мкм. После вычисления нормированных корреляционных моментов коэффициента отражения получают семейство точек, определяющих вид нормированной корреляционной функции коэффициента отражения. Коэффициент корреляции К> для данных изделий между значениями коэффициента отражения в соседних точках изделия, отстоящих друг от друга на расстоянии hK, составляет для данного класса деталей значения, приведенные в таблице. ах, ВНИИПИ Заказ 3388/42 Тираж 778

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25! 0,95 0,8 0,54 0,25 0,03

Контролируемое изделие, помещенное на роликовые призмы, приводят во вращение с угловой скоростью я . На поверхности изделия формируют тонкий световой штрих. В устройстве применяют лампу накаливания СЦ-60, объектив ОМ-12.. Ширина щели диафрагмы составляет а = 0,03 мм. В качестве масштабного преобразователя используют прецизионный потенциометр, позволяющий плавно изменять величину коэффициента преобразования. Выбор . величины коэффициента преобразования определяется значением времени задержки электрического сигнала и скоростью вращения изделия ° В макете реализована скорость вращения изделия

М 300 об/мин, постоянная времени линии задержки составляет <, = 1 мкс.

Коэффициент преобразования масштабного преобразователя для этих значений составляет К "- 0,54. В предлагаемом способе существенно увеличено отношение, полезного сигнала к шуму, чем повышена надежность обнаружения де" фектов типа царапины, трещины, забоины на поверхности контролируемых изделий.

239568 4

Формула изобретения

Способ. обнаружения дефектов поверхности, заключающийся в том, что направляют на контролируемую поверхность световой пучок, регистрируют отраженный световой поток и по амплитуде электрического сигнала с фотоприемника судят о наличии на поверхности контролируемого изделия механи10 ческих дефектов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения на. дежнос ги контроля, перед проведением указанных операций определяют корреляционную функцию коэффициента отражения по координатам поверхности контролируемых изделий, а при регистрации электрический сигнал фотогЪ приемника задерживают.на время .. с и параллельно подвергают масштабному

20 преобразованию с коэффициентом преобразования К, равным коэффициенту. корреляции между величиной коэффициента отражения на освещенном световым пучком участке изделия, соответствующем его положению в момент времени (t-7), и величиной коэффициента отражения на участке, соответствующем положению изделия в момент

:! времени Й, причем указанные величины

30 вычисляют из ранее огределенйой корреляционной функции, затем вычитают из задержанного сигнала масштабнопреобразованный сигнал и по .амплитуде разностного сигнала судят о наличии на поверхности контролируемого иэделия механических дефектов.