Способ обнаружения дефектов поверхности

(50 4 С 01 М 21/88 НЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ АНИЕ ИЗОБРЕТ У ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Тульский ордена Трудового Крас ного Знамени политехнический институт(56) Заявка Великобритании Р 1350189, кл. С 01 Я 21/38, 1974.Кучин А. А., Обрадович К. А. Оптические приборы для измерения шероховатости поверхности. - Л.: Машиностроение, 1981, с. 150.(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ(57) Способ обнаружения дефектов поверхности относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для обнаружения механических дефектов на деталях. С целью повьппения надежности контроля о наличии дефекта судят по сигналу, полученному при вычитании из сигнала, задержанного на время , масштабнопреобразованного сигнала, причем коэффициент преобразования определяют иззначений корреляционной функции коэф-,фициента отражения по координатам исследуемой поверхности. 1 ил., 1 табл.5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для обнаружениямеханических дефектов на деталях соптически грубой поверхностью,Целью изобретения является повышение надежности контроля путем снижения влияния шероховатости поверхности контролируемого изделия на величину сигнала.На чертеже представлено устройст-.во, реализующее способ.Устройство включает осветитель 1,задающую диафрагму 2, полупрозрачноезеркало 3, объектив 4, фотоприемнйк 5,подключенный к входу усилителя 6,линию 7 задержки и масштабный преобразователь 8, входы которых соединены с выходом усилителя б, а выходы -с входами дифференциального усилителя 9 для вычитания сигналов, пороговый элемент 1 О и контролируемое изделие 11.1Способ осуществляется следующимобразом.Для контролируемых изделий предварительно каким-либо методом, например методом статистических испытаний,определяют корреляционную функциюкоэффициента отражения по координатам исследуемой поверхности На поверхность вращающегося или перемещаемого линейно с постоянной скоростьюконтролируемого изделия 11 направляют от.осветителя сформированным диафрагмой 2 и объективом 4 световойпучек, который, отражаясь от изделия11, направляется полупрозрачным зеркалом на фотоприемник 5. Сигнал фотоприемника 5 усиливается усилителем 6 до величины(й) и подается наэлектрическую линию 7 задержки свременем задержки ь и одновременнона масштабный преобразователь 8 скоэффициентом преобразования К, величина которого равна коэффициентукорреляции между случайными величинами коэффициентов отражения в точках поверхности иэделия, расстояниемежду которыми определяется скоростьюперемещения (вращения) изделия ивременем. задержки сигнала 7 . Сигналы с линии 7 задержки и преобразователя 8 вычитаются в дифференциальном усилителе 9 и на выходе получают сигнал, в котором полностьюскомпенсирована коррелированная частьпомехи, определяемая шероховатостью поверхности контролируемой детали.Полученный сигнал подается .на пороговый элемент 1 О, в котором егоамплитуда сравнивается с заранее установленным уровнемПри наличии наповерхности изделия механического дефекта, некоррелированного с микронеровностями поверхности, образуемыми в процессе изготовления изделия,на выходе порогового элемента 10получают сигнал о (С) и по его наличию судят о годности или негодности контролируемого изделия.В связи с тем, что по предлагаемому способу компенсируется коррелированная составляющая шумов, определяемых шероховатостью поверхностиизделия, увеличивается величина отношения сигнал-шум и повышается надежность, обнаружения дефектов на поверхности изделий,П р и м е р. Способ реализуют в макете для контроля механических дефектов поверхности. стальных изделий, изготовленных на автоматических роторных линиях вытяжными операциями. Габаритные размеры изделий: диаметр й .= 6,мм, длина Й = 60 мм, частота обработки поверхности И = 0,63 мкм. Корреляционную функцию коэффициента отражения света по координатам поверхности контролируемого изделия определяют методом статистических испытаний. Для этого исслЕдуемую случайную функцию коэффициента от ражения представляют записью множества реализаций коэффициента отражения, полученных в независимыхопытах при одинаковых условиях, Дляэксперимента берут случайную выборкуизделий объемом 50 штук. Для каждойреалезации получено 60 значений коэффициента отражения поверхности изделия с шагом 50 мкм. После вычислениянормированных корреляционных моментов коэффициента отражения получаютсемейство точек, определяющих виднормированной корреляционной функциикоэффициента отражения. Коэффициенткорреляции Кр для данных изделий между значениями коэффициента отраженияв соседних точках изделия, отстоящихдруг от друга на расстоянии Ьк, составляет для данного класса деталейзначения, приведенные в таблице.ах,00,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Кр0,95 0,8 0,54 0,25 0,03 Контролируемое изделие, помещенное на роликовые призмы, приводят во вращение с угловой скоростью я . На поверхности изделия формируют тонкий световой штрих. В устройстве применяют лампу накаливания СЦ, объектив ОМШирина щели диафрагмы составляет а = 0,03 мм. В качестве масштабного преобразователя используют прецизионный потенциометр, позволяющий плавно изменять величину коэффициента преобразования. Выбор . величины коэффициента преобразования определяется значением времени задержки электрического сигнала и скоростью вращения изделияВ макете реализована скорость вращения изделия М 300 об/мин, постоянная времени линии задержки составляет Г = 1 мкс, Коэффициент преобразования масштабного преобразователя для этих значений составляет К "- 0,54. В предлагаемом способе существенно увеличено отношение, полезного сигнала к шуму, чем повьппена надежность обнаружения де" фектов типа царапины, трещины, забоины на поверхности контролируемых изделий. 239568 4Формула изобретенияСпособ обнаружения дефектов поверхности, заключающийся в том, чтонаправляют на контролируемую поверхность световой пучок, регистрируютотраженный световой поток и по амплитуде электрического сигнала с фото"приемника судят о наличии на поверхности контролируемого изделия механи ческих дефектов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения на. дежности контроля, перед проведениемуказанных операций определяют корреляционную функцию коэффициента от ражения по координатам поверхностиконтролируемых изделий, а при регистрации электрический сигнал фотолприемника задерживают.на время, си параллельно подвергают масштабному 20 преобразованию с коэффициентом преобразования К, равным коэффициенту.корреляции между величиной коэффициента отражения на освещенном световым пучком участке изделия, соответ ствующем его положению в момент времени (-с), и величиной коэффициентаотражения на участке, соответствующем положению изделия в момент:времени Й, причем указанные величины 30 вычисляют из ранее огределенйой корреляционной функции, затем вычитаютиз задержанного сигнала масштабнопреобразованный сигнал и по .амплитуде разностного сигнала судят о наличии на поверхности контролируемогоиэделия механических дефектов.