Устройство контроля формы изделий

СОЮЗ СсжТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУД АРСТВЕННГО ДЕЛАМ И САН БРЕ етельство СССРВ 11/02,(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для измерения отклонения формыизделий, Целью изобретения является повьппение точности измерений засчет автоматизации контроля, Имеет(21) 3 (22) 0 (46) 1 (7) У тельск форо- (72) К (53) 5 (56) Ав 9 1044 С 01 В ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 48667/24.10.83.02,86. Браинскийй институянсовой иС. Крыжан1,7(088.8торское с1, кл. С1/08, 19 юл, 96аучно-исследовастекольной и фаромьппленностивский и Ю.Ф, Шилов 801211602 ся интегральный сигнал, пропорциональный уровню фоновой засветки двух диафрагм и переменный сигнал - пропорциональный изменению диаметра изделия. Постоянный интегральный сигнал поступает на вход сумматора с задатчиком, а переменный - на реостат, определяющий расстояние между оптическими осями двух каналов с диафрагмами, т.е. диаметр изделия. Выходной сигнал сумматора через регулятор светового потока служит для параллельного перемещения оптических каналов в зависимости от диаметра и установки заданного суммарного светового потока пу- Е тем изменения фоновой засветки диафрагм краем изделия. Таким образом, засветка остается постоянной при любом диаметре изделия. 1 ил,ЯИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности служит для измерения отклонения Формы иэделий, выпускаемых в фарфоро-Фаянсовой промышлен ности, промьппленности строительных материалов и других отраслях промышленности.Целью изобретения является повышение точности измерения формы изделий эа счет автоматизации контроля.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит осветитель 1, оптическую измерительную систему 2, состоящую из двух светоделительных элементов 3 и 4 с двумя щелевыми диафрагмами 5 и 6 параллельного разделения светового потока осветителя 1, светособирающий элемент 7, Фотоприемник 8, расположенный за оптической системой 2, усилитель 9, вход которого подключен к выходу Фотоприемника 8, усилитель 10 низкой частоты, соединенный входом с выходом усилителя 9, а выходом - с входом датчика 11 размера изделий, выход которого подключен к соединенным последова- ЗО тельно усилителю 12, выпрямителю 13, делителю 14, индикатору 15 деформации, индикатор 16 сортности изделий, сумматор 17, эадатчик 18 уровня светового потока, выход усиди- З 5 теля 9 подключен к входу сумматора 17, к второму входу которого подключен эадатчик 18 уровня светового потока, регулятор 19 уровня светового потока, подключенный 0 к выходу сумматора 17, блок 20 питания, выход которого подключен к входам осветителя 1, усилителей 9, 10 и 12, индикатора 16 сортности, задатчика 18 уровня светового по тока и регулятора 19 уровня светового потока, При измерении блок 21 вращения изделия поворачивает установленное на нем изделие 22Светоделительиые элементы 3 и 4 50 совместно со щелевыми диафрагмами 5 и 6 служат для подачи двух узкощелевых потоков света в контролируемой плоскости изделия таким образом, чтобы эти световые потоки 55 частично затенялись боковыми стенками изделии причем суммарньщ световой поток, Формируемый светособирающим элементом 7, поступает на фотоприемник 8 путем перемещения элементов 3 и 4 параллельно друг другу и в плоскости вращения изделий и поддерживается на определенном постоянном уровне.Светоделительные элементы 3 и 4 оптической системы 2 состоят из входной призмы, на которую направляется световой поток от осветителя 1, разделяющий его на два потока, направленных в противоположные стороны под углом 90 к оптической оси осветителя 1, лежащей в плоскости измерения деформации иэделия, перпендикулярной оси вращения изделия 22, двух зеркал, отклоняющих световые потоки на уголо90 направленно и параллельно друг другу и лежащих в плоскости, перпендикулярной оси вращения иэделия, двух конденсаторных линз, расположенных до контролируемого изделия 22, направляющих пучки света на щелевые диафрагмы 5 и 6, расположенные эа контролируемым изделием, светособирающего элемента 7, состоящего из двух зеркал, отклоняющих световые потоки с выхода щелевых диафрагм навстречу друг другу в одной плоскости под углом 90 к оптическим осям параллельныхсветовых потоков и подаваемых на выходную собирательную призму, установленную таким образом, что ее входные оптические оси лежат в одной плоскости с выходными оптическими осями входной призмы, а световой поток с выхода выходной призмы, равный сумме двух потоков на вход призмы, через Фокусирующую линзу поступает на вход Фотоприемника 8, Элементы 3 и 4, расположенные на двух площадках, осуществляют плоскопараллельное движение (на равное расстояние от оси блока 21 вращения) с помощью червячной передачи, связанной с исполнительным механизмом регулятора 19 светового потока.Сумматор 17 совместно с задатчиком 18 уровня светового потока и регулятором 19 светового потока служат для выработки управляющего сигнала стабилизации интегрального светового потока путем затенения щелевых диафрагм 5 и 6 краем контролируемого изделия при перемещении светоделительных элементов 3 и 4,О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задатчик 18 уровня светового потока состоит из стабилизированного источника питания и выходного делителя напряжения, уровень сигнала которого определяет выходной электри ческий сигнал фотоприемника 8 на выходе усилителя 9 (постоянного тока).Регулятор 19 уровня светового потока, состоящий из усилителя постоянного тока и реверсионного двигателя, осуществляющего плоскопараллельное перемещение элементов 3 и 4, служит для поддержания заданного уровня суммарного светового потока, поступающего на вход фотоприемника 8 от элементов 3 и 4. Через щелевые диафрагмы 5 и 6 и светособирающий элемент 7 регулирование уровня элект" рического сигнала фотоприемника 8 осуществляется путем параллельного перемещения элементов 3 и 4 в плоскости измерения деформации изделия.Задатчик 18 светового потока служит для выдачи на вход сумматора 17 постоянного токового сигнала, относительно которого поддерживается уровень сигнала, поступающего с выхода усилителя 9 (постоянного тока), вход которого подключен к выходу фотоприемника 8.Датчик 11 размера контролируемого изделия служит в качестве аналогового вычислительного устройства для получения сигнала, пропорционального величине деформации изделия 22. Датчик 11 выполнен в виде реостата (реохорда), механически связанного с светоделительными элементами 3 и 4 таким образом, что скользящий контакт и реохорд датчика 1 соответственно соединены с элементами 3 и 4, при плоскопараллельном перемещении которых изменяется сопротивление выхода реостатного датчика пропорционально расстоянию между оптическими осями элементов 3 и 4.Делитель 14 выходного сигнала служит для согласования выходного сигнала выпрямителя 13 с входом индикатора 15 деформации и индикатора 16 сортности изделий.Индикатор 16 сортности изделий служит для выдачи четырехуровневого сигнала управления в зависимости от сортности по деформации контролируемого изделия и состоит из выпрямителя, индикатора уровня сигнала и световых индикаторов сорт" ности, состоящих из усилителя низкой частоты, выпрямителя выходного переменного сигнала и трех реле с различным уровнем срабатывания по напряжению, что достигается использованием релейных устройств, подключенных к выходам последовательно соединенных стабилитронов, общим входом подключенных к выходу выпрямителя, а выходы релейных устройств подключены к световым индикаторам сортности изделий, При малых уровнях деформации выходной сигнал усилителя ниже порога срабатывания установленных реле, с выхода которых через НЗК выдается сигнал "1-й сорт"При срабатывании реле через соответствующие контакты НРК выдаются соответственно сигналы "2-й сорт", "З-й,сорт" и "Несортный".Блок 21 вращения изделия служит для поддержания заданной постоянной частоты вращения изделия, которое, в случае наличия деформа ции, обеспечивает пульсацию светового потока, амплитуда которогб пропорциональна разности между ми нимальным и максимальным диаметрами деформированного изделия в контролируемой плоскости.Устройство работает следующим образом.При освещении контролируемого изделия двумя световыми потоками, формируемыми осветителем 1, оптической системой 2, состоящей из двух светоделительных элементов 3 . и 4 параллельного и равного разде ления светового потока осветителя 1, теневые изображения края образца изделия через узкощелевые диафрагмы 5 и 6, расположенные на одном, заданном по высоте изделия, уровне симметрично относительно центра блока 21 вращения изделия при помощи оптической системы 2 проектируются на светособирающий элемент,7, а с его выхода на фото- приемник 8, представляющий собой фотоэлектронный умножитель.Светоделительные элементы 3 и 4 с помощью регулятора 19 уровня светового потока могут перемещаться в горизонтальной плоскости параллельно друг другу и симметрично относительно оси вращения блока 21. При этом вся оптическая часть устройстваавтоматически юстируется таким образом, чтобы теневое изображение краяконтролируемого изделия перекрывалополовину площади каждой из идентичных щелевых диафрагм 5 и 6, расположенных в одной плоскости и на одном уровне, что достигается симметричным расположением и перемещениемв разные стороны и навстречу другдругу регулятором 19 уровня светового потока элементов 3 и 4.В результате одинаковой и равнойфоновой засветки обеих диафрагм 5 и 6в фотоприемник 8 подается суммарныйсветовой поток, уровень которого определяется уровнем фоновой засветкидиафрагм,Таким образом, сигнал, снимаемыйс фотоприемника 8, зависит от уровня фоновой засветки, т.е. от распо.ложения оптических осей элементов 3и 4.Датчик 11 размера изделий опреде 25ляет расстояние между оптическимиосями элементов 3 и 4, являющимисякасательными к поверхности изделия,по заданному уровню светового потока, поступающего на вход Фотоприемника 8. При полностью закрытыхдиафрагмах 5 и 6 (затененных изделием) уровень сигнала с выхода Фотоприемника 8 после усилителя 9 нижесигнала с выхода задатчика 18, в результате чего с выхода сумматора 17 35на вход регулятора 19 выдается отрицательный сигнал, что приводит к увеличению расстояния между оптическими осями элементов 3 и 4 до полного согласования выходных сигналов 4 Оусилителя 9 и эадатчика 18 и получения на выходе сумматора 17 нулевого сигнала. При открытых диафрагмахуровень светового потока выше заданного, сигнал на выходе усилителя 9 больше сигнала задатчика 18,в результате чего с выхода сумматора 17 на вход регулятора 19 подается положительный сигнал, что приводит к уменьшению расстояния между оптическими осями элементов 3 и4 до получения заданного уровня светового потока,Контролируемое изделие 22,. находящееся между двумя световыми потоками, в процессе измерения вращаетсяна блоке 21 с определенной и постоянной частотой. В случае отсутствия изменения Формы изделия фоновая засветка каждой щелевой диафрагмы .постоянна, суммарный световой поток,подаваемый на Фотоприемник 8, и выходной сигнал фотоприемника не изменяются. При несоосной установке изделия возможна неравномерная фоноваязасветка диафрагм 5 и 6, которая чередуется и, в силу использования двухсветовых потоков, суммируемых на вью"ходе оптической системы 2 элементов 7, обеспечивает стабильностьуровня входного сигнала Фотоприемника 8,Контролируемое изделие 22 в процессе вращения блока 21 в связи сизменением его линейного размера наизмерительном уровне обеспечиваетизменение уровня Фоновой засветкидиафрагм 5 и б, что, в свою очередь, приводит к колебаниям уровнясуммарного светового потока с частотой, равной частоте вращения блока 21. Лмплитуда колебаний светового потока пропорциональна разностимаксимального и минимального диаметров иэделия, а ошибка измерения обратно пропорциональна квадрату расстояния осветителя 1 и фотоприемника 8.Формируемый в фотоприемнике 8сигнал поступает на вход усилителя 9, с выхода которого снимаетсяинтегральный сигнал, пропорциональный уровню фоновой засветки обеихдиафрагм 5 и 6, и переменный сигнал,пропорциональный изменению диаметра изделия в процессе его вращенияс постоянной частотой на блоке 21,Постоянный интегральный сигнал свыхода усилителя 9 поступает на входсумматора 17, к другому входу которого подключен задатчик 18, а переменный сигнал усилителя 9 черездополнительный усилитель 10 низкойчастоты поступает на вход датчика 1 (реостата), определяющего расстояние между оптическими осямиэлементов 3 и 4, Выходной сигналсумматора 17 поступает на вход регулятора 19 уровня светового потока,осуществляющего в зависимости отразмера контролируемого изделия путем параллельного перемещения элементов 3 и 4 установку заданногосуммарного светового потока на фотоприемник 8 путем изменений фоновой