Устройство для обнаружения дефектов поверхности

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения и распознавания дефектов на поверхности контролируемых изделий по видам. Целью изобретения является распознавание вида дефектов в процессе их обнаружения. Устройство содержит излучатель, два фотоприемника с усилителями, два формирователя и преобразователь. Световой поток направляют на поверхность контролируемой детали, регистрируют и преобразуют в электрические сигналы зеркально и диффузно отраженные световые потоки, изменения амплитуд этих сигналов формируют в синхронные комбинации импульсов и по ним судят о наличии и виде дефекта на контролируемой поверхности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l ) 5 G 01 N 2) /88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A 8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ разом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П 1НТ СССР (21) 4287095/31 -25 (22) 20,07,87 (46) 07 03 90 . Бюл, Р 9 (71) Тульский политехнический институт (72) П, А. Сорокин, Д. И. Желязков, И А. Клусов, В. С, Котляров и В. П. Лущенко (53) 535.242 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1) 236024, кл. С 01 В 11/30, 1 967, Заявка Японии Р 55-27297, кл. G 01 N 21/88, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения и распознавания дефектов по видам на поверхности контролируемых изделий.

Пель изобретения — распознавание дефектов в процессе их обнаружения.

На AHI .) приведена функциональная схема устройства, на Ьиг. 2 — принципиальная схема блока логики; на фиг, 3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство включает излучатель 1, фотоприемник 2, расположенный на пути зеркально отраженного от контролируемой детали 3 луча светового поЛ0 1548725 А 1

2 быть использовано для обнаружения и распознавания дефектов на поверхности контролируемых изделий по видам.

Целью изобретения является распознавание вида дефектов в пронессе их обнаружения. Устройство содержит излучатель, два фотоприемника с усилителями, два формирователя и преобразователь. Световой поток направляют на поверхность контролируемой детали, регистрируют и преобразуют в электрические сигналы зеркально и дифАузно отраженные световые потоки, изменения амплитуд этих сигналов формируют в синхронные комбинации импульсов и по ним судят о наличии и виде дефекта на контролируемой поверхности. I з.п. ф-лы, 3 ил . тока, фотоприемник 4, расположенный на пути дидхЬуэно отраженного луча светового потока, усилитель 5, входом соединенный с фотоприемником 2, усилитель б, входом соединенный с фотоприемником 4, Формирователь 7 импуль — сов, вход которого соединен с выходом усилителя 5, формирователь 8 импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя 6, преобразователь 9, вход

А которого соединен с формирователем

7 лчпульсов, вход  — с формирователем 8 импульсов.

Устройство работает следующим об3, 1548725

На поверхность контролируемой детали 3 направляют световой луч от излучателя 1, зеркально и диффузно oтраженные световые потоки регистрируют и преобразуют в электрические сигналы соответственно фотоприемники 2 и 4.

При этом в зависи3ости от вида де333екта вследствие перераспределения энергии отраженного поля происходит изме- 10 нение амплитуд электрических сигналов, соответствующих зе ркальной и диМ>узной составляющим отраженного светового потока. Каждому виду дефектов соответствует своя синхронная комбинация изменений электрических сигналов на выходах R фотоприемника 4 диф311узной составляющей отраженного светового потока и S фотоприемника 2 зеркальной составляющей отраженного светово- 20

ro потока (фиг. 3), Электрические сигналы с фотоприемников 2 и 4 усиливают усилители 5 и 6. Электрические сигналы с выходов усилителей 5 и 6 подают на входы формирователей 7 и 8 25 импульсов, которые регистрируют изменения амплитуд сигналов и формируют на своик выходах прямоугольные импульсы, Наличие на входах фор1ирователей импульсов положительного импульса или постоянного сигнала соответствует логической единице на их выходах.

Наличие на входах формирователей импульсОВ Отрицатem НОГО импульса сΠ— 35 ответствует логическому нулю на их выходах. Сигналы с выходов формирователей 7 и 8 и3пульсов, представляющие собой синхронные комбинации импульсов, подают соответственно на . 4О входы А и В преобразова-еля 9, который производит логические преобразования входных сигналов, При наличии на поверхности контролируемой детали 3 дефекта, на одном из выходов преобразователя 9 формиру,ется сигнал, соответствующий логической единице. Номер этого выхода зависит от.синхронной комбинации и3.пульсов на выходах А и В и определяет

50 вид дефекта на поверхности контролируемой детали. При отсутствии дефектов на всех выходах преобразователя устанавливаются логические нули.

Устройство предназначено для обнаружения и распознавания 1пести видов

55 дефектов поверхности 33илиндрических пластмассов63х деталей, наличие которых недопустимо . К ним о тнос я т с я: и я T H c3 с 10 н и же 13 н 61м к О э AA и11и ентОМ отражения при Одинаковой MHc тоте отработки поверхности (посторонние включен 13я); пятна с повбш1еннби коэффициентом отражения при одинаковой чистоте обработки поверхности (посторонние включения); механические дефекты (трещины, сколы, задиры, участки с пониженной чистотой обработки поверхности); участки с повбя1енной чистотой обработки поверхности; дефекты с плавнбми переходами между бездефектными участками и дефектами (вмятины, буг ры); наплывы лака, маслянная пленка толщиной h = (0,1-1) мм.

Контролируемое иэделие базируется в центрах и вращается с угловой скоростью (д . На поверхности изделия . формируется световой штрих шириной

0,1 мм и длиной 3 мм. В устройстве использованы в качестве излучателя лампа накаливания СЦ-60, объективы

ОИ-1 2, фотоприемники ФД-24К.

Схема преобразователя для распознавания шести видов дефектов приве-, дена на фиг. 2. Работа преобразователя поясняется эпюрами сигналов в контрольных точках устройства.

При наличии на поверхности детали дефекта, например царапины, синхронная комбинация и3пульсов на входах блока логики представляет собой наличие отрицательного и3пульса на входе

А (зеркальная компонента) и положительного и3пульса на входе В (диф*узная компонента) . В этом случае на выходе 6 преобразователя формируется логическая единица (положительный импульс). Ее наличие на в63ходе 6 говорит о том, что на поверхности детали и3еется механический дефект. Соответственно при наличии вмятины логичес— кая единица будет сформирована преобразователем на выходе 1 и т.д.

Таки1 образом, каждому виду дейекта на поверхности детали соответствует сформированная на одном определенном выходе преобразователя логическая единица. На остальных выходах имеются логические нули.

При отсутствии дефектов на всех выходах преобразователя уровень сигнала соответствует логическому нулю.

Элементы блока логики ДА1, ДЦ12 и

ДА2, ДД13 предназначены для формирования и3пуль сов — признаков увеличения соответственно зеркальной и диффузной состаьляющих отраженного све5 15487 тового потока. Сканирование поверхности световым щтрихом производится перемещением датчика вдоль контролируемой детали с помощью винтовой пары, засинхронизированной с вращением

5 детали, Так и образом, в устройстве получена возможность распознавать виды дефектов поверхности в процессе их об!

0 наружения с высокой надежностью.

1 . Устройство для обнаружения дефектов поверхности, содержащее излучатель, фотоприемник для зеркально отраженного светового потока, фотоприемник для диффузно отраженного светового потока, два усилителя, входы которых соединены с выходами фотоприемников, и преобразователь, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью распознавания вида дефектов в процессе их обнаружения, устройство снабжено двумя. формирователями импульсов, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей и выходы формирователей соединены с первьи и вторым входами преобразователя соответственно.

2. Устройство по п. 1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь содержит два дифференпиатора, два триггера Гмитта, два элемента ИЛИ, Формула изобретения!

25 6 два элемента ИПИ-НГ, три элемента 2И, три элемента ЗИ и элемент 4ИПИ-НЕ, при этом к первому входу преобразователя подключены входы первых элементов ИЛИ, ИПИ-НЕ и первого дифйеренциатора, к второму входу — входы вторых элементов ИПИ, ИПИ-FK и второго дифференцнатора, выход первого элемента ИПИ соединен с первыми входами первых элементов 2И, ЗИ и второго элемента ЗИ, выход второго элемента

ИПИ соединен с третьими входами первого и третьего элементов ЗИ, выход первого элемента ИПИ-НЕ подключен к первым входам второго элемента 2И, третьего элемента ЗИ и третьего элемента 2И, выход второго элемента ИПИНЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов 2И, выход перв о г о диффе рен пиато ра через первый триггер Шмитта соединен с вторым входом второго элемента ЗИ, выход второго диЬАеренпиатора через второй триггер Имитта соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ЗИ, выходы первого и второго элементов

2И, первого и третьего элементов ЗИ соединены с соответствующими входами элемента 4ИЛИ-НЕ, выход элемента

4ИПИ-НЕ соединен с вто рым входом третьего элемента .2И и третьим входом второго элемента .ЗИ, выходы элементов 2И и 3 И являются выходами преобразователя.

1548725

1 548725

Составитель А. Ястребов

Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор Л.Бескид

Заказ 139 Тираж 512 Подп исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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