Устройство для измерения линейных размеров изделий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет обеспечения строго параллельного перемещения сканирующего пучка, а также повышение производительности за счет снижения трудоемкости юстировки элементов устройства. Световой луч, сформированный лазерной осветительной системой, направляется в сканирующую систему в виде двух параллельных обращенных друг к другу зеркал, жестко укрепленных на вращающемся диске. Последовательно отразившись от зеркал сканирующей системы, луч попадает в измерительное пространство, в котором установлен контролируемый объект, и далее, отражаясь от плоского зеркала, направляется на фотоприемник. При вращении диска происходит параллельное перемещение луча (сканирование), и по времени затемнения фотоприемника объектом определяют его линейный размер. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 G 01 В 11/02

»ь .-мя :.4

:1БзЯф, -.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ НИР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4432311/24-28 (22) 30.05.88 (46) 23.01.90. Бюл. N - 3 (71) Государственный научно-исследовательский институт кварцевого стекла (72) M.Ï. Íèêo Hî â и M.Ë. Õåéôåö (53) 531 . 717 . 11 (088. 8) (56) Патент Швеции У 414225, кл. G 01 В 21/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет обеспечения строго параллельного перемещения . сканирующего пучка, а также повышеИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических системах бесконтактного измерения линейный размеров изделий

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет обеспечеHH$f строго параллельного перемещения сканирующего пучка и повышение производительности измерений за счет снижения трудоемкости юстировки элементов устройства.

На фиг.1 представлено устройство для измерения линейных размеров изделий, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит лазерную осветительную систему 1,.сканирующую

„.,ЯО„„ЛЗВОЗ9

2 ние производительности за счетснижения трудоемкости юстировки элементов устройства. Световойлуч, сформированный лазерной осветительнойсистемой направляется в сканирующую систему в виде двух параллельных обращенных друг к другу зеркал, жестко укрепленных на вращающемся диске. Последовательно отразившись от зеркал сканирующей системы, луч попадает в измерительное простарнство, в котором установлен контролируемьп» объект, и далее, отражаясь от плоского зеркала, направляется на фотоприемник. При вра.щении диска происходит параллельное перемещение луча (сканирование), и по времени затемнения фотоприемника объектом определяют его линейный размер. 2 ил. систему, содержащую два зеркала 2 Яд и 3 с параллельными, направленными ф 1 навстречу друг другу отражающими Q() поверхностями, жестко установленных ( на диске 4, вращающимся с постоянной р скоростью вокруг оси 00, параллель-! ной отражающим поверхностям зеркал

2 и 3 и расположенной на равном расстоянии от них, плоское отражающее зеркало 5, отражающая поверхность которого составляет острый угол в пределах 10 с осью вращения OG», фотоприемник 6 установленньп» перед сканирующей системой на пути отраженного от зеркал в обратном ходе пучка лучей, блок 7 отработки информации. При этом направление падающего на сканирующую систему све1538039 тового пучка от осветительнойсистемы

1 лежит в плоскости„ перпендикулярной отражающей поверхности плоского зеркала 5 и содержит направление, перпендикулярное оси вращения 00 (плоскость чертежа фиг.2), и составляет небольшой острый угол М(в прео делах 2 ) с направлением нормали к отражающей поверхности зеркала 5, позицией 8 обозначен контролируемый объект.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от осветительной системы направляется на сканирующую систему и, отразившись сначала от зеркала 3, а затем от зеркала 2, пересекает измерительное пространство, в котором расположен измеряемый объект 8. При вращении диска с зеркалами световой пучок смещается в измерительном пространстве, оставаясь параллельным самому себе, в направле,нии, перпендикулярном оси вращения !

00 . Измеряемый объект 8 помещается на пути сканирующего пучка между сканирующей системой и плоским зеркалом

5 и ориентируется таким образом, чтобы измеряемый размер 1 располагался параллельно направлению смещения сканирующего пучка. Причем, за время оборота диска с зеркалами на 360О лазерный пучок дважды сканирует измерительное пространство. Измеряемое иэделие 8

3" предпочтительно размещать таким об- 3 разом, чтобы измеряемый размер Й располагался симметрично относительно первоначального направления Х светового пучка, 40

Не затененный измеряемым изделием . световой пучок попадает на плоское зеркало 5 под небольшим углом d к нормали к его повеРхности . Отразив- 45 щись от него, снова отражается в обратном ходе сначала от зеркала 2, а затем от зеркала 3, и, оказавшись отклоненным относительно прежнего направления на угол 2а, попадает на

50 фотоприемник 6, который преобразует световой сигнал в электрический, затем сигнал поступает в блок 7 обработки информации, с помощью которого по величине временного промежутка, в течение которого сканирующий световой пучок перекрывается измеряемым изделием, определяют величину измеря емого размера иэделия.

Перемещение сканирующего пучка, выходящего после отражения от системы вращающихся зеркал 2 и 3, осуществляется в измерительном пространстве строго параллельно самому себе, что предопределяет высокую точность измерений, даже если отражающие поверхности зеркал 2 и 3 не параллельны друг другу. Следовательно, в предлагаемом устройстве для получения высокой точности измерений не требуется точная юстировка зеркал . Непараллельность поверхностей зеркал 2 и 3 влияет лишь на характер перемещения сканирующего пучка во времени, который учитывается при коррекции данных в блоке обработки информации 7.

Наличие ула с между нормалью к поверхности плоского зеркала 5 и падающим на него пучком лучей обеспечивает пространственное разделение световых пучков, первоначально падаю" щего на сканирующую систему и отраженного от нее в обратном ходе, в пространстве, расположенном перед ней, что дает возможность разместить фотоприемник б, не затеняя первоначально падающий на сканирующую систему пучек лучей. Угол a(-=1 — 2 обеспечивает достаточное пространственное разделение пучков.

Формула и з обретения

Устройство для измерения линейных размеров изделий, содержащее лазерную осветительную систему для формирования светового пучка, расположенную по ходу светового пучка сканирующую систему, отражающий элемент, фотоприемник и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и производительности измерения, сканирующая система выполнена в виде диска и,двух плоских отражающих зеркал, жестко установленных на диске и ориентированных так, что их отражающие поверхности параллельны и обращены навстречу одна другой, диск установлен с возможностью вращения вокруг оси, параллельной отражающим поверхностям зеркал н расположенной на одинаковом расстоянии от этих поверхностей, отражающий элемент выполнен в виде плоского зеркала, ориентированного так, что нормаль к отражающей поверхности .зеркала составляет угол не более 10 с осью враще5 1538039 6 ния диска, а лазерная осветительная кого зеркала и проходящей через ось система ориентирована так, что сфор- вращения, диска, и направлен под мированный световой пучек расположен углом не более,2 к нормали к отрав плоскости, перпендикулярной отража- жающей поверхности плоского зеркала. ющеи поверхности неподвижного плос5

Составитель В.Бахтин

Редактор В.Бугренкова Техред М.Дидык Корректор.И. Кучерявая

Заказ 163 Тираж 482 Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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