Способ дистанционного контроля размеров деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 01 В 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУРр 21) 4081010/24 22) 02. 07, 86 46) 30. 12.87, 72) А,Б.Качоро 53) 531.7(088.56) Система оч ые работы. Под ашиностроение,2 коллиий пуюл, Рский) ия и адаптив- П. Попова.М.:65, рис,3,6 твле ед.985 тносится ой технике, Целью ся расширение диа повышение точнос цесса контроля за для каждан точкиоднозначного инфора в виде мгновенноы модуляции по инзондирующего излуым в блоке 1 источ 1 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОРАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение ок контрольно-измерительнизобретений являетпазона применения,ти и упрощение просчет установлениязоны сканированиямационного признакго значения частоттенсивности пускачения. Установленн ником 2 излучения, снабженнымматором 3, формируют зондирующчок излучения, который модулируют поинтенсивности с помощью вращающейсямногогранной призмы 4 с переменнойчастотой, на несколько порядков превышающей частоту сканирования, а закон изменения частоты модуляции функционально связывают с законом сканирования, например сканирование осуществляют по закону, приближенному клинейному, а изменение частоты модуляции - по закону, компенсирующемуотклонениеот лннейности закона сканирования. Зондирующий пучок излучения фокусируют на датчик 7, Ьотоприемник 11, связанный с ним, преобраэу- фет оптический сигнал и позволяет под- фсчитать изменение количества колеба- фний частоты модуляции, связанное с Сизменением положения датчика 7.1 э.п. ф-лы, 5 ил.1 136292Изобретение относится к контроль- жно-измерительной технике и может бытьиспользовано в машиностроении длядистанционного контроля размеров де 5талей или их перемещений в таких условиях, где выполнение непосредственного контроля представляет технологические трудности, а электропроводная связь между базовым блоком системы контроля и ее датчиком нежела"тельна.Целью изобретения является расширение диапазона применения, повышениеточности и упрощение процесса контро,ля за счет устайовления для каждойточки зоны сканирования однозначногоинформационного признака в виде мгновенного значения частоты модуляциипо интенсивности пучка зондирующего20излучения,На Фиг, 1 представлена схема варианта реализации способа; на фиг.2 - то же, для случая, когда информацию необходимо получать в зоне базового25 блока; на Фиг. 3 - блок-схема устройства для реализации способа; на фиг, 4 - времяимпульсные диаграммы процессов, которые выполняют в базовом блоке; на Фиг. 5 - то же, в зоне приема оптических сигналов.Оптическая схема реализации способа содержит базовый блок 1 (Фиг. 1), устанавливаемые в нем источник 2 излучения, коллиматор 3 и установлен ную с возможностью вращения многогранную призму 4 с плоскопараллельными гранями. По прямой оптической оси 0-0 блока установлен кубик 5 с полуотражающей диагональю, эа куби ком размещен тубус 6 с оптической системой, предназначенной для задания сканирования и фокусирования потока излучения на плоскость датчика 7. Датчик посредством щупа 8 приведен 45 в контакт с контролируемой поверхностью детали 9. В датчике 7 установлена диафрагма 10 с оптической щелью и за ней Фотоприемник 11. В базовом блоке 1 по ломаной оптической оси 50 (исходящей иэ кубика. 5) размещены разделительная призма 12, линзы 13 и Фотодиоды 14 и 15. Возможна также установка в датчике 7 отражательной трипель-призмы 16, а диафрагмы 10 и Фотоприемника 11 в базовом блоке 1 по ломаной оптической оси кубика 5.Устройство для реализации способа, кроме оптической схемы, содержит так 6 2е блок-схему, состоящую из источника 2 излучения, блок 17 питания с автоматическим регулятором интенсивности излучения, частотный модулятор ,с генератором 18 переменной частоты, охваченные двумя цепями обратных связей, В цепи включены Фотодиоды 14 и 15, детекторы 19 и 20 средних значений Фототоков, усилители 21 суммы и 22 разности средних сигналов фото- токов, которые соответственно подключены на вход автоматичвского регулятора 17 интенсивности излучения и на вход синхронизации генератора 18 частотного модулятора. В зоне приема (переход пунктирной линией) оптического сигнала Фотоприемник 11 соединен с усилителем 23, к выходу которого параллельно подключены последовательно соединенные Формирователь 24 высокочастотных импульсов и электронный счетчик 25 и последовательно соединенные детектор 26 средних значений фото. тока, дифйеренцирующая цепочка 27 с Формирователем импульса запуска и таймер 28, Управляющий вход счетчи- ка 25 соединен с выходом таймера 28.Способ дистанционного контроля состоит в том, что зондирующий пучок излучения, которым осуществляют сканирование по плоскости зоны контроля, модулируют по интенсивности с переменной частотой, на несколько порядков превышающей частоту сканирования, а закон изменения частоты модуляции функционально связывают с законом сканирования, устанавливая таким образом для каждой точки зоны сканирования однозначный информационный признак - частоту модуляции на данный момент времени. В зоне контроля осуществляют прием оптического сигнала и выделяют из него путем подсчета количества колебаний частоты модуляции за короткий стабильный интервал времени информационный признак, по которому определяют текущее отклонение положения некоторой фиксированной точки приема от исходного положения, соответствующего первоначальной ориентации зондирующего пучка излучения. Таким образом, между излучателем и приемником не существует никакой другой связи, кроме оптической, т.е. имеет место полная локализация, чем достигается первая часть цели изобретения " расширение диапазона при з 13 менения. Вторая часть цели - повыше" ние точности контроля, определяемой точностью измерения мгновенного значения частоты модуляции, обеспечивается возможностью выбора частот модуляции настолько высокими, насколько позволяют технические возможностиаппаратурных средств, использованных для реализации способа.Кроме того, сканирование может осуществляться по закону, приближенному к линейному, а изменение частоты модуляции производят по закону, компенсирующему отклонение от линейности закона сканирования. Тогда перемещение точки контроля находится в прямой пропорциональной зависимости от выделяемого информационного признака. Этим достигается третья часть цели - упрощение процесса контроля.Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Оптический базовый блок 1 (фиг. 1) ориентируют на позицию контроля, проводят датчик 7 в контакт с поверхностью контролируемой детали 9 посредством щупа 8. Пучок излучения, сформированный в коллиматоре 3, направляет через призму 4, которая при вращении задает ему сканирующее движение. Сканирующий пучок в кубике 5 разделяют на две части, одной из которых сканируют по диафрагме 10 датчика 7, а другую направляют на свето- разделитель 12 и через линзы 13 на фотодиоды 14 и 15. Их средний суммар" ный сигнал формируют в усилителе 21 (фиг, 3) и используют в блоке 17 для стабилизации средней интенсивности излучения, а разностный сигнал - для синхронизации момент запуска цикла изменения частоты в генераторе 18, В функции от смещения Х пучка излучения (фиг.4) на выходе усилителя 22 возникают импульсы фототока 1 изменяющие свою полярность в моменты начала сканирования и перехода пучка через ось. В модуляторе по первым переходам формируют импульсы синхронизации 0 , которыми запускают изменение частоты ьЕ генератора 18. Этим процессом достигают однозначности связи сканирующего перемещения 62926пучка с изменениями частоты генера".тора.В зависимости от размера детали 9 5отверстие диафрагмы 10 может оказаться в разных зонах участка сканирования и их частот, например, А и Б(фиг. 5). В соответствии с этим навыходе усилителя 23 и блока 26 воэникают импульсы Т,ъ, которые после дифсП,ференцирования в цепочке 27 -- даютЙ 1опережающие импульсы. Этими импульсами запускают таймер 28, выдающий импульсы П-. Одновременно в формирователе 24 из сигнала фототока формируютимпульсы частоты модуляции, которыеподают на счетчик 25. Управлениевключением счетчика 25 производятимпульсами П, за время которых считывают импульсы фототокаи затемвыдают результаты во внешнее устройство обработки и представления информации. Таким образом выполняют весь 25 цикл контроляфФормула изобретения 1. Способ дистанционного контроляразмеров деталей, .заключающийся в30 том, что сканируют зонд контроля пучком оптического излучения, преобразуют оптический сигнал в электрическийи по изменению информационного признака судят о контролируемом параметре, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазонаприменения, повышения точности иупрощения процесса контроля, скани"рующий пучок оптического излучения40 модулируют по интенсивности, а в зо,не приема выделяют информационныйпризнак путем подсчета количестваколебаний частоты модуляции за стабильный интервал времени, при этом45 выполняют условие Гъ 7 Е у где мчастота модуляции, 7- частота сканирования,2. Способ по и. 1, о т л и ч я ющ и й с я тем, что меняют угол наклона пучка оптического излученияпо линейному закону, а изменение частоты модуляции осуществляют по закону, компенсирующему отклонение от линейности фактического закона сканирования.1362926 г ц ацг ц ю а 2 Составитель О.СмирновТехред Л.Олейник Корректор В,Бутяг едактор Ю.Середа Заказ 6354/2 ног тен 35,дф роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 677 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, ЖПодписи комитета СС и открытий ушская наб.