Фотоэлектрический способ измерения размера изделия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 5!7786

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.74 (21) 2010642/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 21.06.76 (51) M. Кл. С 01Â 19J36

Государственный комитет, Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 531.715.2 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. Г, Фридлянд (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА

ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, например, в приборостроении и машиностроении для бесконтактного измерения ширины прямолинейных кромок и радиуса закругления круглых 1

Известен способ измерения размера изделия, заключающийся в том, что с помощью оптической системы на края изделия посылают параллельные пучки света, воспринимают фотоприемниками эти пучки и по изменению сигнала с них судят об измеряемом размере (1)

Этим способом можно контролировать изделия только в тех случаях, когда при проектировании измеряемого изделия на плоскость, перпендикулярную световым потокам, проекции точек изделия, между которыми производится измерение, находятся на контуре проекции изделия. Что же касается таких параметров как ширина или радиус закругления кромки, то невозможно получить проекцию измеряемого изделия, на контуре которой лежали бы проекции точек, между которыми проводится измерение, Таким образом, известным способом данный параметр (ширину или радиус кромки) контролировать невозможно, так как нельзя провести две параллельные прямые линии, соприкасающиеся с изделием только в точках измерения.

Известен способ измерения размера изделия, например, остроты кромок измерительных диафрагм, основанный на получении отпечатков путем заливки кромки синтетическими материалами, а также на вдавливании свинцовой фольги и измерении отпечатков с применением фотографирования или с по10 мощью оптического проектора. Известен также способ светового сечения с применением проецирующего и наблюдательного микроскопов (2).

Недостатком указанных способов является

15 сложность и трудоемкость их применения.

Наиболее близким техническим решением является фотоэлектрический способ измерения размера изделия, заключающийся в том, что направляют параллельный световой поток

20 сначала на один край измеряемого изделия, а затем с помощью оптической системы — на другой так, что этим краем ограничивается свободно прошедшая мимо первого края сторона потока, и измеряют интенсивность части

25 потока, ограниченной измеряемым изделием, по которой и судят об измеряемом размере (3).

Однако этот способ не позволяет измерить ширину прямолинейных, а также радиуса за30 кругления круглых кромок изделия.

517786

b,:b,=2sin

cos — ) а = (F, Для обеспечения возможности измерения ширины прямолинейных, а также радиуса закругления круглых кромок изделия, по предлагаемому способу направляют па измеряемую кромку дополнительный параллельный световой поток и измеряют при этом интенсивность ограниченной кромкой части дополнительного потока, отражают основной поток от первоначального направления под углом, имеющим биссектрису, расположенную перпендикулярно линии измерения, а затем производят сравнение интенсивности основного и дополнительного потоков, по которому и судят об измеряемом размере.

На чертеже изображена принципиальная схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит источники 1 и 2 света, оптическую систему 3, фотоприемники 4 и 5.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На один край измеряемой кромки (прямоугольной или круглой) изделия 6 направляют под углом основной параллельный световой поток 7 прямоугольного сечения, сформированный источником 1 света. Часть потока, ограниченную этим краем кромки, отражают оптической системой 3, например плоским зеркалом, под углом ср к первоначальному направлению, направляя ее на второй край измеряемой кромки. Биссектрису

МУ угла, образованного падающей на оптическую систему и отраженной от нее частями светового потока, располагают перпендикулярно линии измерения АА (при реализации способа предпочтительнее вводить изделие в систему измерения так, чтобы линия измерения установилась перпендикулярно биссектрисе). Интенсивность светового потока измеряют фотоприемником 4. На измеряемую кромку изделия 6 направляют параллельно линии измерения АА дополнительный световой поток 8 прямоугольного сечения, сформированный источником 2 света.

Ширина bs дополнительного и ширина b< основного световых потоков находятся в следующем соотношении;

Интенсивность дополнительного светового потока измеряют фотоприемником 5. Сравнивая интенсивности световых потоков, измеренные фотоприемниками 4 и 5, определяют размер кромки. Ширину прямолинейной кромки определяют по формуле

Радиус закругления круглой кромки определяют по формуле

ЬР

5 2 1 — sin где а — ширина прямолинейной кромки; радиус закругления круглой кромки; Fp — раз10 ность интенсивностей основного и дополнительного световых потоков при измерении эталонной детали; AF — отклонение от Fo значения разности интенсивностей основного и дополнительного световых потоков при измере15 нии контролируемой детали; К вЂ” коэффициент перевода интенсивности светового потока в линейный размер.

Формула изобретения

Фотоэлектрический способ измерения размера изделия, заключающийся в том, что направляют параллельный световой поток сна25 чала на один край измеряемого изделия, а затем с помощью оптической системы на противоположный край так, что этим краем ограничивается свободно прошедшая мимо первого края сторона потока, и измеряют интенсив80 ность части потока, ограниченной измеряемым изделием, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения ширины прямолинейных, а также радиуса закругления круглых кромок изделия, направля35 ют на измеряемую кромку дополнительный параллельный световой поток и измеряют при этом интенсивность ограниченной кромкой части дополнительного потока, отражают основной поток от первоначального направле40 ния под углом, имеющим биссектрису, расположенную перпендикулярно линии измерения, а затем производят сравнение интенсивности основного и дополнительного потоков, по которому и судят об измеряемом размере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Книга Л. Н. Воронцова «Фотоэлектриче50 ские системы контроля линейных величин», г. Москва, 1965 г., стр. 32;

2, Экспресс-информации Всесоюзного института научной и технической информации, 55 серия «Контрольно-измерительная техника», 1974 r., № 6;

3. Патент ФРГ М 1273204 кл. G 2 В 12/02

1961 г.

517786

Составитель Лобзова

Техред А, Камышникова

Редактор И. Шубина

Корректор Е. Митрофанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1520/5 Изд. № 1434 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам. изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5