Способ бесконтактного определения размера детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 В 11/О ОБ И Т И К АВТОР У С ТЕЛЬСТВ ОГО О тельк измер особам б йного р методом ЕСКО 1 Цель опре- еталей чност вать стеи профил ка света в пл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(72) В, ИМ ирончен ко(56) Авторское свидетельство СССМ 938004, кл. О 01 В 11/02, 1982.(54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТ ЛЕНИЯ РАЗМЕРА ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится ной технике, а именно к сп тактного определения лине детали триангуляционным изобретения - повышение деления размера шерохо со средним шагом неровн меньшим размера пятна пу Изобретение 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, обьектив 2, светоделитель 3 в виде полупрозрачной пластины, позиционно-чувствительный фотоприемник 4, наскости 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 Й, шероховатости определяют по амплитуде отраженного пучка света на фотоприемнике, а поправку д на шероховатость определяют по формуле д - Вг/2 сов а, где а- угол падения пучка на поверхность измеряемой детали, 1 з.п. ф-лы. 1 ил. пример прибор с зарядовой связью, фото- приемник 5 (фотодиод), блок 6 управления, блок 7 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 6 управления 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 которого10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 б 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 пучков 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 на 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, Затем на опорную поверхность устанавливают образцы с одинаковым размером и известной шероховатостью В, 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,8 блок 11 умножения заносят масштабный коэффициент К, (К = 0,5 соз а), определен. ный экспериментально, Затем на опорную поверхность 14 устанавливают измеряемую деталь 15. Блок 6 сканирует поэиционно-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 б управления сигнал АЦП 9 поступает на блок 10 определения шероховатости, в котором в соответствии с калибровочной функцией по команде с блока б управления на входе появляется информация о величине шероховатости Вг, В блоке 11 по команде с блока б управления происходитумножение Б 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 б 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 а к ней, регистрируют отраженный от поверхности пучок света позиционно-чувствительным фотоприемником и определяют размер детали, о т л и ч а ю щ и й с я 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 Й шероховатости детали.в пятне пучка света и с учетом поправки, пропорциональной измеренной величине шероховатости, определяют размер детали,2, Способ по п,1, отл и ча ющийс я тем, что величину К шероховатости определяют по амплитуде отраженного пучка света на фотоприемнике, а поправку д на шероховатость определяют по формулегд = - сова.2Тираж 391 Подписн,оевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,аказ 1012 В НИИПИ Государст при ГКНТ СССР