Способ бесконтактного определения размера детали

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам бесконтактного определения линейного размера детали триангуляционным методом. Цель изобретения - повышение точности определения размера шероховатых деталей со средним шагом неровностей профиля, меньшим размера пятна пучка света в плоскости падения. Направляют пучок света на поверхность измеряемой детали под углом к ней, сканируют позиционно-чувствительный фотоприемник и определяют размер детали по положению отраженного от нее пучка света на фотоприемнике Определяют величину шероховатости поверхности детали в пятне, вычисляют поправку, пропорциональную величине шероховатости, а действительный размер детали определяют сложением поправки и размера детали, определенного на фотоприемнике. Величину Rz шероховатости определяют по амплитуде отраженного пучка света на фотоприемнике , а поправку 6 на шероховатость определяют по формуле д - Rz/2 cos (i. где (t - угол падения пучка на поверхность измеряемой детали. 1 з.п ф-лы. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИНЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК

G 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684548/28 (22) 25.04.89 (46) 07.04.91. Бюл. ¹ 13 (72) В, И„М ирончен ко (53) 531,715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 938004, кл. G 01 В 11/02, 1982. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам бесконтактного определения линейного размера детали триангуляционным методом. Цель изобретения — повышение точности определения размера шероховатых деталей со средним шагом неровностей профиля, меньшим размера пятна пучка света в плоИзобретение относится к измерительной технике, а именно к способам бесконтактного определения линейного размера детали триангуляционным методом. . Целью изобретения является повышение точности определения размера шероховатых деталей со средним шагом неровностей профиля, меньшим размера пятна пучка света в плоскости падения (т.е. в плоскости хода осевого луча падающего и отраженного пучков), за счет учета вклада этой шероховатости в размер.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа;

Устройство содержит осветитель 1, например лазер, объектив 2, светоделитель 3 в виде полупрозрачной пластины, позиционно-чувствительный фотоприемник 4, на„„SU„„1640533 A l скости падения. Направляют пучок света на поверхность измеряемой детали под углом к ней, сканируют позиционно-чувствительный фотолриемник и определяют размер детали по положению отраженного от нее пучка света на фотоприемнике. Определяют величину шероховатости поверхности детали в пятне, вычисляют поправку, пропорциональную величине шероховатости, а действительныи размер детали определяют сложением поправки и размера детали, определенного на фотоприемнике, Величину

R< шероховатости определяют по амплитуде отраженного пучка света на фотоприемнике, а поправку д на шероховатость определяют по формуле д — Rz/2 cos а, где аугол падения пучка на поверхность измеряемой детали, 1 з.п. ф-лы. 1 ил. пример прибор с зарядовой связью, фотоприемник 5 (фотодиод), блок 6 управления, блок7 определения размера, усилитель

8, аналого-цифровой преобразователь 9 (АЦП), блок 10 определения шероховатости, блок 11 умножения, сумматор 12 и блок 13 регистрации.

Первый выход блока 6управления подключен к входу позиционно-чувствительного фотоприемника 4, выход которого подключен.к первому входу блока 7 определения размера. К второму входу блока 7 определения размера подключен второй выход блока 6 управления. Выход блока 7 определения размера подключен к первому входу сумматора 12, выход которого подключен к входу блока 13 регистрации. Выход фотоприемника 5 через усилитель 8 подключен к первому входу АЦП 9, выход которого

1640533

55 подключен к первому входу блока 10 определения шероховатости, Выход последнгего подключен к первому входу блока 11 ,умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора 12. Третий, четвертый и пятый выходы. блока 6 управления подключены к вторым входам соответственно АЦП 9, блока 10 определения шероховатости и блока 11 умножения. Шестой выход блока 6 управления подключен к третьему входу сумматора 12. Осветитель 1, объектив

2, светоделитель 3, позиционно-чувствительный фотоприемник 4 и фотоприемник 5 оптически связаны между собой, жестко скреплены и являются оптической частью устройства, Способ осуществляется следующим образом, При настройке устройства на опорную поверхность 14 устанавливают образцовую деталь (не показана) с гладкой поверхностью, Пучок света осветителем 1 направляют на поверхность образцовой детали под углом а к ее поверхности. Измерение угла а.производят любым известным способом.

Осветитель 1 вместе с обьективом 2, светоделителем 3 и фотоприемниками 4 и 5 перемещают в плоскости хода осевого луча падающего и зеркально отраженного пу ков света до тех пор, пока центр отраженного пучка света не совпадет с центром светочувствительной зоны позиционно-чувствительного фотоприемника 4. При этом фотоприемник 5 располагают так, чтобы HB него падала часть отраженного пучка, выделенная светоделителем 3, при смещении светого пятна в пределах светочувствительной зоны позиционно-чувствительного фотоприемника 4.

После этого оптическую часть жестко связывают с опорной поверхностью 14. 3атем на опорную поверхность устанавливают образцы с одинаковым размером и известной шероховатостью Rz, средний шаг неровностей которой меньше размера светового пучка на поверхности детали в плоскости падения. При этом снимают калибровочную функцию зависимости амплитуды сигнала фотоприемника 5, определяемую интенсивностью отраженного пучка света, от величины шероховатости В . Эту функцию заносят в блок 10 определения шероховатости, В блок 11 умножения заносят масштабн ый коэффициент К, (К = 0,5 cos а), определенный экспериментально, Затем на опорную поверхность 14 устанавливают измеряемую деталь 15. Блок 6 сканирует позиционно-чувствительный фотоприемник 4. По положению центра светового. пятна, образованного отраженным пучком света на позиционно-чувствительном фотоприемнике.4, в блоке 7 определяют отклонение размера детали 15 (или размер детали 15 при настройке по опорной поверхности 14) известным образом (например; суммированием количества незасвеченных ячеек от центра фотоприемника с половиной количества ячеек в пятне), Одновременно сигнал с фотоприемника

5 через усилитель 8 поступает на первый вход АЦП 9. По команде с блока 6 управления сигнал АЦП 9 поступает на блок 10 определения шероховатости, в котором в соответствии с калибровочной функцией по команде с блока 6 управления на входе появляется информация о величине шероховатости Rz, В блоке 11 по команде с блока 6 управления происходитумножение Rz на занесенный в блок 11 коэффициент К.

Информация о размере детали 15 (или отклонения от номинала), определенном по положению центра пятна на фотоприемнике 4, поступает на первый вход сумматора

12 с блока 7 определения размера. На второй вход сумматора 12 поступает информация о величине поправки с выхода блока 11 умножения.

По команде с блока 6 управления, поступающей на третий вход сумматора 12, полученные размер и поправка суммируются, и результат поступает на блок 13 регистрации.

Таким образом, в результате получают более точный размер детали, Формула изобретения

1. Способ бесконтактного определения размера детали, заключающийся в том, что направляют пучок света на поверхность измеряемой детали под углом Q к ней, регистрируют отраженный от поверхности пучок света позиционно-чувствительным фотоприемником и определяют размер детали, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения размера шероховатых деталей со средним шагом неровности профиля. меньшим размера йятна пучка света в плоскости падения, измеряют величину 8< шероховатости детали.в пятне пучка света и с учетом поправки, пропорциональной измеренной величине шероховатости, определяют размер детали, 2. Способ поп.1, отл ича ющийся тем, что величину Rz шероховатости определяют по амплитуде отраженного пучка света на фотоприемнике, а поправку д на шероховатость определяют по формуле

Rz д = — cos а.

l640533

Составитель Л.Лобзова

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Моргентал Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1012 Тираж 391 Подписн,ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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