Способ бесконтактного определения размера деталей

Сею э СоветскихСециапистическихРеспублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 938004(51)М. Кл. 6 01 В 11/02 3 Ъоудорстааеый комитет СССР во делам изоорвтвний и открытийДата опубликования описания 25.06.82(5 Й) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА ДЕТАЛЕЙ1Изобретение относится к измери- тельной, технике, а именно к бесконтактным способам определения наружно- .го линейного размера детали. Известен способ бесконтактного5 измерения профиля криволинейных поверхностей объектов, заключающийся в том, что Формируют на криволинейной поверхности объекта изображение марки и по положению осветителя определяют координату контролируемой точки поверхности объекта, причем после Формирования.изображения марки осуществляют угловые колебания Формирующего 15 светового пучка относительно одной точки в плоскости изображения марки, сравнивают Фазы колебаний Формирующего светового пучка относительно одной точки в плоскости йэображения мар 20 ки и определяют координату контролируемой точки в момент отсутствия колебаний изображения марки на поверхности объекта 1 1. 2Недостатком способа является невозможность контроля профиля зеркальной поверхности, так как на Фотоприемник попадает пучок, отраженный оттакой поверхности, только под угломзеркального отражения. А так как падеющий на контролируемую поверхностьпучок непрерывно колеблется, то дажепри отсутствии колебаний изображениямарки на контролируемой поверхности,отраженный от контролируемой поверхности пучок колеблется на поверхностифотоприемника,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ бесконтактного определения размера деталей, расположенных на опорнойповерхности, заключающийся в том, чтойаправляют пучок света на поверхностьизмеряемой детали, сканируют позиционно-чувствительныйфотоприемник иопределяют размер детали по положениюотраженного от нее пучка света на фотоприемнике 12,938004 Однако способ дает большую погрешность при измерении выпуклых деталей,так как не позволяет различать, изменился ли размер детали или угол наклона поверхности в зоне измерения.Цель изобретения - повышение точности определения,Указанная цель достигается тем,цто согласно способу бесконтактногоопределения размера деталей, расположенных на опорной поверхности, заключающемуся в том, цто направляютпучок света на поверхность измеряемойдетали, сканируют позиционно-чувст-вительный фотоприемник и определяютразмер детали по положению отраженного от нее пучка света на фотоприемнике, выделяют часть из падающего нафотоприемник пучка света, смещают этучасть на Фотоприемнике при наличии угла между нормалью к поверхности Фотоприемника и осью падающего на негопучка, перемещают измеряемую детальпо опорной поверхности и определяют размер детали по координате точ-ки совпадения центров обеихчастейпучка света на фотоприемнике.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на Фиг.2 - 0часть этого устройства, поясняющаяспособ определения размера. Устройство для осуществления .предлагаемого способа содержит осветитель 1, например лазер, плоскопараллельную прозрачную пластину 2 из вещества с показателем преломления б1 и толщиной 4 , позиционно-чувствительный фотоприемник 3 (например, матрица-прибор с зарядовой свя- ф эью), блок 4 управления, блок 5 определения положения пятен, блок 6 поиска минимума, блок 7 регистрации,Фотоприемник 3 установлен так, что его поверхность перпендикулярна лучу зеркального отражения от опорной поверхности 8 (,или параллельной ей , падающего от осветителя 1 луча.Прозрачная плоскопараллельная пластина 2 закреплена параллельно поверхности фотоприемника 3 и частично закрывает его так, что ее боковое ребро параллельно лйнии перемещения отраженного от опорной поверхности пучка при параллельном ее смещении М и перекрывает часть пучка.Способ осуществляется следующим образом. Осветитель 1 формирует монохроматицеский пучок света. Выпуклую деталь 9 перемещают по опорной поверхности 8 в плоскости оптического хода лучей ( падающего на опорную поверхность и"отраженного от нее). При попадании детали 9 в зону измерения, отраженный от ее поверхности пучок света разделяют на два: одна часть пучка попадает непосредственно на фотоприемник 3, а вторую - пропускают через прозрачную пластину 2 и затем она попадает на фотоприемник 3.При наличии угла, между нормалью к поверхности прозрачной пластины 2, параллельной поверхности фотоприемника 3, и осью падающего на нее пучка, часть светового потока, прошедшая через прозрачную пластину 2, смещается на величину д= д(цЫ. -д), где уголопределяется из условия э 1 п Ю = 1 п с(,/и, и соответственно смещается пятно на поверхности фотоприемника 3, Позиционно-чувствительный фотоприемник 3 (матрица ) непрерывно сканируют блоком 4 управления и сигнал с фОтоприемника 3 поступает на блок 5 определения положения пятен, Блок 5 определения положения пятен определяет положение центров пятен и расстояния между ними в выбранных для каждого пятна (информационных) строках при каждом единичном сканировании всего фотоприемника 3 (кадре), Блок 6 поиска минимума осуществляет сравнения расстояния между центрами пятен на информационных строках в двух последовательных кадрах и запоминает наименьшее из них и координату центра одного из пятен (на одной заранее выбранной строке). При движении детали 9 по опорной поверхности 8 (относительно осветителя фотоприемника 3) происходит изменение положения отраженного от поверхности детали пучка, и соответственно, обеих его частей на Фотоприемнике 3 (непосредственно падающей на фотоприемник 3 и прошедшей через прозрачную пластину 2). После выхода детали 9 из зоны измерения (когда отсутствует отраженный от нее пучок на фотоприемнике) в блоке 6 поиска минимума остается координата точки совпадения центров пятен на информационных строках, информация о котором поступает на блок 7 регистрации и регистрируется по ко5 9380 манде блока 5 определения положения пятен.Совпадение центров обоих пятен достигается только при нормальном падении отраженного пучка на фотоприем- -ник 3, когда касательная плоскость к поверхности детали в зоне измерения (в точке падения луча от осветителя ) параллельна опорной поверхности. оСравнивая координату Х точки совпадения центров обоих пятен на фотоприемнике с координатой Х точки совпадения центров пятен при отражении пучка от опорной поверхности (или 35 параллельной ей и находящейся от нее на известном расстоянии 0),.определяют размер детали следующим образом: если угол падения луча от осветителя 1 на опорную поверхность 8 ф , го .то размер детали равен А = (Х-Х 2)/ /251 п + О.Предлагаемый способ определения размера позволяет повысить точность измерения, так как устраняет погреш ности, связанные с базированием каждой измеряемой детали в зоне измерения,Кроме того, так как измерение производится при движении детали без зо 04 6ее фиксации, повыаается производительность труда.формула изобретенияСпособ бесконтактного определения размера деталей расположенныхна опорной поверхности, заключающийся в том, что направляют пучок светана поверхность измеряемой детали,сканируют позиционно-чувствительныйфотоприемник и определяют размер детали по положению отраженного от неепучка света на фотоприемнике, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения,выделяют часть из падающего на фотоприемник пучка света, смещают этучасть на фотоприемнике при наличииугла между нормалью к поверхностифотоприемника и осью падающего нанего пучка, перемещают измеряемуюдеталь по опорной поверхности и определяют размер детали по координатеточки совпадения центров обеих частейпучка света на фотоприемнике,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 534646, кл, С 01 В 11/24, 1977.2. Патент СНА Ь" 4053234,кл. 356- 156, 1977 (прототип).,ц, 4 ДПроектная,едактор А. Иишкинаакаэ ЮО/59ВНИИПИ Составитель Л. ЛобэоваТехреду Л, ПекарьТираж 65Государственного комитетапо делам изобретений и открыти113305 Москва ЖРауаская набвСе% 1ет ЛВ Зеви тефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.