Устройство для измерения наружного диаметра прозрачных изделий

 

ОПИСАНИИ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалнсткческмх

Республик

<1 1,726419

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (51)M. Кл. (22) Заявлено 30.12.76 (21) 2438756/18-23 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень №13 (3 Ol В 19/00

Гасударственный кемитет дв делам изобретений;,. и еткрытий (53) УДК 531.717. .1(088.8) Дата опубликования описания 07,04.80

А. В.. Цедик, К. С. Плотников, П. С. Юров, H. В. Пичугина и В. П. Пушечников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАРЛКНОГО ДИАМЕТРА

ПРОЗРАЧНЫХ ИЗДЕЛ ИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения наружных диаметров прозрачных иэделий.

Известно устройство для измерения наружных диаметров иэделий, например, прозрачных или непрозрачных с отражающей поверхностью, содержащее два освегителя, расположенных по разные стороны от измерительной позиции так,.

«то их оси лежат в плоскости измере1 ния, проекционну.о систему и фотоэлек-трический узел, например, сканирующего гила, расположенный в плоскости изображения проекционной системы (1).

Это устройство имеет недостаточную точность измерения, обусловленную расфокусировкой оптической системы иэ-эа колебанил изделия.

Известно устройство для измерекия наружного диаметра прозрачных изделий, содержащее объектив, .источник света, установленный в задней фокальной плоскости объектива, полупрозрачную плоско» параллельную пластину, расположенную между объективом и источником света перпендикулярно плоскости измерения и

+ o под углом 45 к оптической оси объектива, диафрагму, установленную в задней

S сопряженной фокальной плоскости объектива, вторую полупрозрачную плоскопараллельную пластину, расположенную с другой стороны объектива перпендикуляро о но плоскости измерения и под углом +45 к его оптической оси, двугранное зеркало, плоскость симметрии которого совпадает со второй полупрозрачной плоскопараллельной пластиной, прозрачную. плос» копараллельную пластину, выполненную поворотной относительно оси, перпендикулярной плоскости измерения и расположенную между одним из плоских зеркал двухгранного зеркала и полупрозрачной плоскопараллельной пластиной, фотоэлектрическую сканирующую систему, расположенную в плоскости изображения объектива, и блок регистрации диаметра изделия (2), 6419

Ро

3 72

Это устройство является наиболее близким к изобретению. Однако оно обладает недостаточной точностью измерений, обусловленной тем, что налагаемые на изделие его смещенные теневые изображения в обратном ходе лучей удалены от иэделия вдоль оптической оси объектива на значительную величину, вследствие чего в плоскости изображения объектива теневое иэображение изделия имеет невысокое качество.

Целью изобретения является увеличение точности измерения диаметра изде- лий в процессе их изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено вторым объективом, установленным соосно первому объективу с противоположной стороны второй полупрозрачной плоскопараллельной пластины, плоским зеркалом и диафрагмой, установленными в задней фокальной плоскости второго обьектива.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства (формирование тена вого изображения иэделия); на фиг. 2— то же (формирование телецентрического хода лучей со стороны пространства изделия и диафрагмирование расходящегося пучка лучей, обусловленного фокусирующим действием изделия).

Устройство содержит объектив 1, источник света 2, полупрозрачную плоскопараллельную пластину 3, диафрагму 4, полупрозрачную плоскопараллельную. пластину S,.два плоских зеркала 6, 7 образующих двугранную прозрачную плоскопараллельную пластину 8; выполненную поворетной относительно оси, перпендикулярной плоскости измерения, объектив

9., плоское зеркало 10, диафрагму 11, фотоэлектрическую сканирующую систему

12 и блок регистрации 13 диаметра изделия 14.

Источник света 2 установлен в задней фокальной плоскости объектива 1. Полупрозрачная плоскопараллельная пластина

3 расположена между объективом 1 и источником света 2 перпендикуляоно шюокости измерения и под углом f4ç к оп тической оси объектива 1. Диафрагма 4 установлена в задней сопряженной фокальной плоскости объектива 1.

Полупрозрачная плоскопараллельная пластина 5 расположена перпендикулярно плоскости измерения с другой сто4 роны объектива 1 под углом 45 к его оптичоской оси и с той ее стороны, которая противоположна расположению измеряемого изделия 14. Плоские зеркала 6, 7, образующие двугранное зеркало, расположенное перпендикулярно плоскости измерения по разные стороны от полупрозрачной плоскопараллельной пластины 5 и под углом 45 между собой таким образом, что плоскости их расположения пересекаются на линии, лежащей в плоскости расположения этой пластины 5.

Прозрачная плоскопараллельная пластина

8 расположена между одним из плоских зеркал 6, 7 и полупрозрачной плоскопараллельной пластиной 5. Объектив 9 установлен с противоположной стороны полупрозрачной плоскопараллельной пластины 5 и соосно объективу 1. Плоское зеркало 10 и диафрагма 11 установлена в задней фокальной плоскости объектива

9. Фотоэлектрическая сканирующая система 12 расположена в плоскости изображения объектива 1. Блок регистрации

13 диаметра изделия 14 соединен входом с выходом фотоэлектрической сканирующей системы 12.

Кроме того, плоские зеркала 6, 7 и прозрачная плоскопараллельная пла тина 8 расположены с той стороны от оптической оси объективов 1, которая противоположна расположению измеряемого изделия 14.

Устройство работает следующим образом.

Объектив 1 формирует от источника света 2 параллельный пучок лучей, который направляется на иэделие 14. Изделие 14 действует на этот параллельный пучок лучей одновременно как непрозрачный экран и как оптический фокусирующий элемент,.например, цилиндрическая линза. И результате эа изделием 14 пе» раллельный пучок лучей претерпевает следующие изменения„за счет экранирования иэделием 14 части параллельного пучка лучей„падающего на него, за последним формируется теневая область (фиг. 1); за счет фокусирующего дейст вия изделия 14 образуется расходящийся пучок лучей, на фиг. 2 показана часть расходящегося пучка лучей, отраженная от полупрозрачной плоскопараллельной пластины 5 и прошедшая путь от полупрозрачной плоскопараллельной пластины

5 через плоские зеркала 6, 7 вновь к полупрозрачной плоскопараллельной пластине 5 (при условном отсутствии в схеме устройства прозрачной плоскопараллельной пластины 8).

5 726419 6

Параллельный пучок лучей, прошед- чей будет выделена часть пучка с малой ший изделие 14 (фиг. 1), направляется аппсртурой, образуемая лучами, проходячерез объектив 9, плоское зеркало 10 шими вблизи оптической оси изделия 14. с диафрагмой 11 и объектив 9 на полу- Отразившись от плоского зеркала 10 и вновь прошедшая о ектив, часть распрозрачнУю плоскопаРаллельнУю пластинУ 5 и вновь п ошедшая объе

5, которая разделяет его на две полоходящегося пучка лучей с малой апертувины.

Первая половина параллельного пучка рой направляется на пол оз ачн ю плосупр р ую плослучей отражаетс луче отражается от плоскопараллелькопараллельную пластину 5, которая разделяет ее на две половины. ной полупрозрачной пластины 5, прохо- 10

Первая половина расходящегося пучка дит плоские зеркала 6, 7, прозрачную плоскопараллельную пластину 8, полулучей с малой апе т ой п оходит пол прозрачную плоскопараллельную пластину прозрачную плоскопараллельную пластйну 5, прозрачную плоскопараллельпую пласти5 и направляется через объектив 9, плоское зеркало с диафрагмой 11 и объек-15 ну 8, смещается на величину не тив на изделие 14.

9 более 1/2 диаметра изделия 14 относительно его оптической оси, плоские

При этом прозрачная плоскопараллель- зеркала 7, 6 и, отразившись от полупрозная пластина 8 смещает ее относительрачной плоскопараллельнрй пластины 5, но оптической оси изделия 14 на вели— направляется на объектив 9, плоское чину не более 1/2 диаметра изделия 14. зеркалЬ 10 с диафр- смой 11, где опять

Вторая половина параллельного пучка ограничивается по апертуре, и объектив лучей проходит полупрозрачную плоско- 9. После объектива 9 первая половина параллельную пластину 5 (фиг. 1), расходящегося пучка лучей вновь направпрозрачную плоскопараллельную пластину ляется на изделие 14 на величину не

8, плоские зеркала 6, 7, полупрозрачную б 1/2 олее его диаметра. плоскопараллельную пластину 5 и направ- В торая половина расходящегося пучка ляется через объектив 9, плоское зерка- лучей отражается от полупрозрачнойплосколо 10 с диафрагмой 11 и объектив 9 параллельной пластины 5, плоских зеркал на изделие 14. 7, 6, проходит прозрачную плоскопаралПри этом прозрачная плоскопараллель- ЗО лельную пластину 8, смещается на велиная пластина 8 смешает ее относительчину не более 1/2 диаметра изделия 14 но оптической оси изделия 14 ««о азные разнь е относительно его оптической Оси в стостороны на величину не более 1/2 диарону, противоположную смещению первой метра. половины расходящегося пучка лучей, ти Обеих половин п - 3 полупрозрачную плоскопар, лельную йласРаллельных пУчков лУчей пеРекРываютсЯ тину 5 нап вляе, направляется на объектив 9, вблизи оптической оси изделиа 14, вслед- плоское зе кало 10 плоское зеркало с диафрагмой 11, ствие чего вблизи оптической оси издьгде опять ограничивается по апертуре, лиЯ 14 световые лУчи не пРоходЯт. и объек ив 9 П бъ 9

40 H ектив . Dclle о ектива BTopGH

В прошедшем в об атном хо е л е половина расходящегося пучка лучей изделие 14 суммарном параллельном пото- вновь наг авл ется н и вновь наг авляется на изделие 14, но уже смещена относительно его оптичесСуммарный парлелный пу ок лу ей к и Оси íà величину йе более 1/2 е направляется в объектив 1, кото ы

А m P «ной плоскопаРаллель смещению первой половины расходящегоной пластины 3 формирует теневое изобРажение изделия 14 в плоскости фото- Гак как пучки лучей оказываются смеприемника фотоэлектрической сканирующей системы 12. изделия 14, то они за изделием 14, вследствие его фокусирующего действия, Расходящийся пучок лучей за изделием наклоняются к оптической оси объектива

14 направляется в объектив 9, который 1 и экранируются полностью диафрагмой совмест..0 с зеркалом 10 образует сис- 4, установленной в задней сопряженной тему кошачий глаз . Диафрагма 11, фокальной плоскости объектива 1, и не расположенная вплотную к зеркалу 10, попадут в его плоскость изображения. формирует телецентрический ход лучей со Сопряженная задняя фокальная плосстороны пространства изделия 14, вслед-. кость формируется за счет полупрозрачствие чего из расходящегося пучка лу- ной плоскопараллельной пластишл 3.

7264

Формула иэобр етения

Устройство для измерения наружного диаметра прозрачных изделий, содержащее объектив, источник света, установленный в задней фокальной плоскости объектива, полупрозрачную плоскопараллельную-пластину, расположенную между объективом и источником света перпендикулярно плоскости измерения и под О углом + 45 к оптической оси объектива, диафрагму, установленную в задней сопряженной фокальной плоскости объектива, вторую полупрозрачную плоскопараллельную пластину, расположенную с другой стороны объектива перпендикулярно плос кости измерения и под углом 45О с его оптической оси, двугранное зеркало, плоскость симметрии которого совпадает со второй полупрозрачной плоскопараллельной пластиной, прозрачную плоско параллельную IUIGGTHBjj выполненную поворотной относительно оси, перпендикулярной плоскости измерения и расположен25 ную между одним из плоских зеркал дву-гранного зеркала и полупрозрачной плос,19 8 копараллельной пластиюй, фотоэлектрическую сканирующую систему, расположенную в плоскости изображения объектива, и блок регистрации диаметра, изделия, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения диаметра иэделий в процессе их изготовления, оно снабжено вторым объективом, установленным соосно первому объективу с противоположной стороны второй полупрозрачной плоскопараллельной пластины, плоским зеркалом и дифрагмой, установленными в задней фокальной плоскости второго объектива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 191826, кл. G 01 В 11/08, 1965. 2. Отчет по теме Перспектива-76" предприятия п/я. P-6670 "Разработка макеуа телевизионного автомата для технологического контроля диаметра световодов и автоматического поддержания заданного размера в процессе вытяжки,1976, с. 4-6.

Заказ 641/32

1 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4