Устройство для контроля дефектовповерхности тел вращения

 

- - -e Р—.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(51)М. Кл.

6 01 и 21/89 (22) Заявлвио 09.02.7Д (21) 2725800/18-25 с присоединением заявки Hо—

Государственный «оинтет

СССР но делаи нзобретеннй н от«рытнй (23) Приоритет

Опубликовано 230181, бюллетень Й9 3 . (53) УДК 535. 8 (088.8) 1

Дата опубликования описания, :26 . 01. 81

В.М.Суминов, A.A.Ãðåáíåâ, Е.И.Гребенюк и Г.Р.Кречман (72) Авторы изобретения

Московский авиационный технологический институт имени К.Э.Циолковского

- (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ

ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и

Может быть применено в машиностроении и приборостроении, преимущественно для контроля дефектов поверхности деталей после обработки на токарных автоматах.

Известно устройство для обнаружения дефектов поверхности тел вращения, состоящее из лазера, линзы, фокусирующей лазерное излучение на исследуемую повЪрхность, фотоприем-. ного устройства, выполненного в виде группы из пяти фотоэлементбв, и блока обработки фотоэлектрической информации, выполненного в виде дифференциального усилителя. Наличие дефекта поверхности определяется по перераспределению интенсивнос- ти дифрагированного светового потока между фотоэлементами, которые расположены относительно отраженного светового потока таким образом, что в отсутствие дефекта нулевой . порядок дифракции воспринимается центральным,-а первые порядки - край" ними фотоэлементами (1 ).

Недостатками его является малая производительность контроля, обусловленная тем, что поверхность сканируется точечным источником, малая надежность выявления дефектов, связанная с тем, что перераспределение энергии дифракционной картины может быть вызвано изменением диаметра исследуемой детали в пределах допуска. Кроме того, данное устройство имеет узкую область. применения, 10 ограниченную контролем деталей с поверхностью высоких классов шероховатости, и не может быть использовано для контроля деталей после обработки на токарных автоматах.тел вращения сложного профиля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля дефектов поверхности тел вращения, содержащее лазер, коллиматор, цилиндрическую линзу, оптические оси которых расположены нормально к поверхности тела. вращения, фотоприемники, „установленные под фиксированным углом к оптической оси лазера, блок обработки фотоэлектрической информации.

Блок обработки фотоэлектрической информации осуществляет, частотную

:обработку электрических сигналов, поступающих от. фотоэлементов, ре798567

35 гистрирующих световой поток, рассеянный на дефектах поверхности (2).

Недостатками известного устройст.ва является малая надежность контроля дефектов (выявление лишь

85% дефектных изделий) из-за установки фотоприемников под фиксированным углом к оптической оси лазера.

Кроме того, с помощью известного устройства невозможно точно определить, с к какому участку поверхности относится выявленный. дефект. Укаэанные недостатки обусловлены тем, что фото- приемники расположены под одним и тем же углом к оси луча падающего на участки поверхности с различными радиусами, причем в конструкции не исключено взаимное влияние отраженных различными участками поверхности световых потоков.

Цель изобретения — увеличение чувствительности контроля.

Указанная цель достигается тем,, что в известном устройстве для контроля дефектов поверхности тел вращения,- содержащем лазер, коллиматор, цилиндрическую линзу, оптические оси которых расположены нормально к поверхности тела вращения, фотоприемники, установленные под.фиксированным углом к оптической оси лазера, блок обработки фотоэлектрической информации, фотоприемники разделены между собой светонепроницаемыми шторками и расположены под различными углами к оптической оси лазера

На фиг. 1 изображена принципиальная оптическая "xeMa предлагаемого устройства, на фиг. 2 показана оптическая схема устройства с тремя различными углами фотоприемников,вид сверху.

Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, цилиндрическую линзу 3, расположенные соосно причем их оптические оси расположены нормально к поверхности тела вращения, а цилиндрическая линза 3 установЯена так, что ее радиус кривизны перпендикулярен образующей исследуемого тела вращения, фотоприемники 4, .расположенные под соответствующими углами о (, o(g, d g к оптической оси лазера (величина углов зависит от радиуса соответствующего участка поверхности)

Фотоприемники 4 разделены между собой светонепроницаемыми шторками 5, расположенными напротив границ различных участков поверхности тела вращения. Выходы фотоприемников 4 электрически соединены с блоком 6 обработ ки фотоэлектрической информации.

t0

1$

4S

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1, сформированный коллиматором 2, фокусируется на исследуемую поверхность в линию, параллельную ее образующей с помощью цилиндрической линзы 3.

Рассеянный дефектами различных участков поверхности световой поток воспринимается фотоприемниками 4, разделенными светонепроницаемыми шторками 5, которые позволяют исключить взаимное влияние отраженных различными участками поверхности световых потоков. Информация о наличии дефекта с фотоприемников 4 поступает в блок 6 обработки фотоэлектрической информации, который может осуществлять частотную или амплитудную обработку информации по каналам всех фотоприемников в зависимости от цели контрольной операции, а также может быть соединен с ЭВМ для управления сортировочным механизмом.

Использоваайие предлагаемого изобретения позволяет повысить чувствительность контроля и разделить дефекты по участкам поверхности тела вращения, а также повысить надежность контроля .(довести уровень выявляемых дефектных деталей до 98%).

При соответствующем выборе системы обработки фотоэлектрической информации изобретение может быть использовано при обработке деталей на токарных автоматах.

Формула изобретения

Устройство для контроля дефектов поверхности тел вращения, содержащее лазер, коллиматор, цилиндрическую линзу, оптические оси которых расположены нормально к поверхности тела вращения, фотоприемники, установленные под фиксированным углом к оптической оси лазера, блок обработки фотоэлектрической информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности контроля фотоприемники разделены между собой светонепроницаемыми шторками и расположены под различными углами к оптической оси лазера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии М 52-34511, кл. G 01 и 21/32, опублик.1977, 2.gaker Ь.R., ñ3Æås В.З.Surface ЭзвресОон о Opt)caC сесе Seeiconduct,or сомронеМя." T. opt. Ено 1неег1нд "1976, ч.15, Р 1, р. 48-51 (прототип).

798567

Составитель К.Рогожин

Редактор В.Жиленко Техред h. Ач Корректор Ю.Макаренко

Заказ 10012 52 . Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r.Óærîðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4