Устройство для контроля качества пластин слюды

(5) 4 С 01 В 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 4 НТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительныхматериалов и гидромеханизации(56) Авторское свидетельство СССРУ 188685, кл. С 01 В /30, 1966.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПЛАСТИН СЛЮДЫ(57) Изобретение относится к контрольной технике; Цель изобретения -повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля как внутренних дефектов, так и дефектов геомет 2рии пластин. Пучок света от осветителя 7 проходит через объектив 8, формируется в виде полоски и через светооптические волокна 10 засвечивает фотодноды 11 фотоэлектронного преобразователя 9. Пластинки слюды прямоугольной формы равномерно перемещаются транспортером 1. Блок 13 через блок 16 ключей коммутации опрашивает состояние блока 15 усилителей тока, начиная со второго и предпоследнего каналов. На краях и дефектных участках измеряемой пластины фотоприемники 11 затеняются, изменяют свое состояние соответствующие усилители тока блока 15 и информация о дефектах анализируется в блоке 17 анализа дефектов, а о площади - в блоке 18 анализа площади. 4 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов на пластинках слюды и других видах изделий, сходных по оптическим свойствам.Цель изобретения - повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля как внутренних дефектов, так и дефектов геометрии пластин,На фиг.1, 2 изображена блок-схема устройства; на фиг.З - принципиальная схема специализированного электронного блока; на фиг.4 - временные диаг раммы.Устройство содержит транспортер 1, выполненный из шарнирно состыкованных металлических рамок 2 с наклеенными на них сверху стеклами 3, электропри вод 4, накопитель 5, исполнительный механизм 6, осветитель 7, объектив 8, фотоэлектрический преобразователь 9, состоящий иэ линейки световодов110 и фотоприемников 11, специализиро-, 25 ванный электронный блок 12, состоящий из блока 13 генерации, блока 14распределителя импульсов, блока 15усилителей тока, блока 16 ключей коммутации, блока 17 анализа дефектов, 30блока 18 анализа площади, блока 19стробирования, блока 20 сброса, выходного усилительного блока 21.Осветитель 7, объектив 8 установлен под верхней половиной транспортера 1 и оптически связаны с фотоэлектрическим преобразователем 9, который расположен над транспортером,Фотоприемники 11 связаны с блоком 15усилителей тока, который соединен через блок 16 ключей коммутации с блоком 14 распределителя и блоком 13 генерации, Блок 15 усилителей тока также соединен с блоком 17 анализа дефектов, блоком 18 анализа площади, 45блоком 19 стробирования, блоком 20сброса, который соединен с блоком 17анализа дефектов и блоком 18 анализа площади. Блоки 17-19 соединены свходным усилительным блоком 21, входкоторого соединен с исполнительныммеханизмом 6.Принципиальная схема специализированного блока электроники приведенана фиг.З, которая состоит иэ следующих блоков и элементов. %лок 13 генерации состоит из генератора 22 такто-вых импульсов, соединенного с дели телем 23 импульсов, Блок 14 распреде- Ф лителя импульсов состоит иэ двоичного счетчика 24, дешифратора 25 и соединенных с ними схемы И-НЕ 26 и одновибратора 27. Блок 15 усилителей тока состоит из усилителей 28 тока, состоящих из резисторов 29, 30, полевых транзисторов 31, биполярных транзисторов 32. Блок 16 ключей коммутации состоит из диодов 33. Блок 17 анализа дефектов состоит иэ диодов 34, триггеров 35-38, логических схем И-НЕ 39, 40, двоичного счетчика 41. Блок 18 анализа площади содержит триггеры 42-45, схемы И-НЕ 46-50, диоды 51, двоичный счетчик 52, Блок 19 стробирования включает в себя диоды 53, резистор 54, инвертор 55Блок 20 сброса образован логической схемой И-НЕ 56 и одновибратором 57, Выходной усилительный блок 21 состоит из логической схемы 2 И-ИЛИ-НЕ 58, усилителя 59.ьУсилители 28 тока, соответствующие первому и последнему каналам фотоэлектрического преобразователя 9, соединены с блоками 19, 20 стробирования и сброса соответственно. Базовые выводы биполярных транзисторов 32 остальных усилителей 28 тока, соответствующих противоположным каналам фотоэлектрического преобразователя 9, через ключи коммутации блока 6 соединены попарно, считая от краев к середине, и с выходами блока 14 распределителя импульсов. Выходы этих усилителей подсоединены к резисторам 30 и к двум общим шинам симметрично левому и правому краев фотоэлектрического преобразователяОбщие шины подсоединены к блокам 17, 18 анализа дефектов и анализа площади.Световоды 1 О фотоэлектрического преобразователя 9 установлены в линию перпендикулярно транспортеру 1 и разбиты на три группы. К первой группе относятся два крайних световода. Ко второй группе относятся световоды с второго по средний (группа А), а третьей группе - со среднего по предпоследний (группа Б). Группа А и Б идентичны, каждый световод стыкуется с фотоприемником 11 и соответствующимблокбм 15 усилителей тока.Устройство работает следующим образом.Пучок света от осветителя 7 (фиг,1,2,5) проходит через объектив 8, формируется в виде полоски и через све478 45 5 1490 товоды 1 О засвечивает фотоприемники 11. Пластинки 60 слюды стандартной (прямоугольной) формы равномерно перемещаются транспортером 1 перпендикулярно плоскости, в которой установ 5 лены в ряд световоды 1 О. Время опросов между строками (шаг сканирования) задается блоком 13 генерации и блоком 14 распределителя импульсов и может 10 синхронизироваться от электропривода 4 транспортера 1После измерения бездефектные пластинки с транспортера 1 попадают в накопитель 5, а дефектные бракуются и 15 удаляются с транспортера 1 исполнительным механизмом 6 в другой накопитель (не показан).Измерение и выявление дефектов происходит следующим образом (фиг.3). 2 ОГенератор 22 стабильной частоты через делитель 23 частоты заполняет счетчик 24, который в свою очередь через дешифратор 25 и ключи 33 коммутации поочередно опрашивает состояние уси лителей 28 тока, начиная с второго и предпоследнего каналов, двигаясь к середине. В момент опроса поочередно на каждой из выходных шин дешифратора 25 появляется высокий уровень сиг- з 0 нал (), которым диоды 33, выполняющие роль ключей коммутации, закрываются. В усилителях 28 тока во время опроса происходит преобразование сигнала следующим образом.351. Под фото зле к тричес к им преобразо-. вателем проходит чистое стекло, фотоприемники 11 освещены, транзисторы 3 открыты, транзисторы 32 закрыты отрицательным напряжением, поступаю щим на базу через открытые транзисторы 31. На всех выходах усилителей 28 "1". При опросе состояние усилителей не меняется. 2. Под фотоэлектрическим преобразователем стекло с пластинкой слюды, соответствующей ГОСТУ. Распознавание этой пластинки происходит по краевой полоске "дефектной" зоны, расположен О ной по ее периметру, характерной для штампованных деталей из слюды. Полоска "дефектной эоны перекрывает один или несколько рядом стоящих световодов фотоэлектрического преобразователя. В результате опроса этих каналов на выходе соответствующих усилителей появляются "0", так как фото- диоды, перекрытые левым и правым краями пластинки слюды, затеняются. Сиг 11 1налы 0 поочередно поступают на входы блоков 1 7 , 1 8 анализа дефектов ианализа площадиПервый нулевой си гнал поставит в" , например , тригге р 4 2 и через диод 3 4 - триггер 3 5( фиг . 4 , диаграммы 6 , 2 )Триггер 4 2дает разрешение на пр охожд е ние импульсов с делителя 2 3 частоты черезсхему И- НЕ 4 7 и схему ИЛИ 5 1 в двоичный счетчик 5 2 (диа г ра мма 1 0 , фиг . 4 ) ,После опроса "дефектных " каналовтранзисторы 3 2 закрываются , так какбазовые выводы этих транзисторов чер е з открытые диоды 3 3 подключаютсяк шинам д ешифра то р а с нулевым по тенциалом .На диаграмме 1 (фиг , 4 ) - уровнисигналов , полученные с выходов ус илит еле й тока в одной строке . По сколькуслюда оптически прозрачный материал ,то на б е здефе к тных участках на выходе усилителей сигнал соответствует11 11 , к а к на стекле . Че р е э отрезоквремени с ( фи г . 4 ) правый край пласти нки слюды попадает в зону опроса .В случае , если пластинка слюды р асположена несимметрично относительноосевой линии транспортера , то сигнал 11 110 может прийти на входы блокованализа дефектов 17 и анализа площади18 по той же шине, что и первый раз,тогда триггер 42, управляемый посчетному входу, вернется в исходноеположение и заблокирует вход счетчика 52. В случае, если сигнал "0"пройдет по другой шине (пластинкаслюды расположена по обе стороны оситранспортера), то через диод 34 опрокинет триггер 35 в нулевое состояние, а триггеры 36, 43 в "1" (диаграммы 3,7). На входах схемы И-НЕ 46 появляются две 1", на входе - "О", которым схемы 47, 48 блокируются, а триггер 44 переводится в "1" (диаграмма 9), тем самым импульсы с генератора 22 пройдут на вход счетчика 52 с удвоенной частотой (минуя дели" тель) через схемы И-НЕ 49 и ИЛИ 51 (диаграмма 1 О, фиг.4). Это состояние схемы не изменится до конца строки, После опроса последних двух каналов, расположенных в середине фотоэлектрического преобразователя, сканирование в строке заканчивается (отрезок времени с, фиг,4), На всех выходах логической схемы И-НЕ 26 появляются "1", на выходе соответствен 1490478но 0, который на короткое время запускает одновибратор 27 и устанавливает триггеры 23, 35-37, 42-44 в первоначальное состояние, а также обнуляет счетчик 24.Одновибратор 27 возвращается в исходное состояние, и начинается втораястрока сканирования, которая аналогична первой и последующим. ОПосле прохождения всей пластинкислюды под фотоэлектрическим преобразователем в счетчике 52 будет записано суммарное количество импульсов,пропорциональное площади этой пластинки, Если пластинка без нарушенийгеометрии (стандартная), то сра.ботает схема И-НЕ 50 и поставит в единичное состояние триггер 45, который инвертированный сигналом заблокирует 20половину схемы 2 И-ИЛИ-НЕ 58, и пластинка слюды будет сброшена на концетранспортера в накопитель 5 (фиг.1).3. В случае, когда под фотоэлектрическим преобразователем стекло с дефектной пластинкой слкды, опрос каналов и преобразование каналов происходит, как в п,2 до того момента, когдапоявится дефект.Через отрезок времени с (фиг.4) 30на пластинке слюды обнаружен дефект.Сигналом нулевого уровня с блока 15усилителей триггер 42 (фиг.3) опрокинется в "0" (диаграмма 6), а триггер35 в "1", на выходах схемы И-НЕ 39появляются две ", на выходе "0"триггер 37 установится в "1" и подготовит один вход схемы 40 (диаграмма 4). После прохождения дефектнойэоны с выходов усилителей поступит 40"1" на второй вход логической схемыИ-НЕ 40, на выходе которой появится"0" (диаграмма), этот импульс сосчитает счетчик 41. Если после этого напластинке слюды будут обнаружены еще 45дефекты, то импульсы с выхода усилителей пройдут сразу на вход счетчика41. В итоге счетчик 41 просуммируетколичество дефектов в каждой строкеиш - 2 где а - общее количествов 50дефектов, включая по 2 дефекта откраев пластинки,После прохождения всей пластинки слюды под фотоэлектрическим преобразователем в счетчике 41 суммируется общее количество "внутренних" дефектов в пластинке. Емкость счетчика фиксируется при наладке согласно ТУ,и после его (счетчика) переполнения триггер 38 установится в "1", подготавливая один из входов схемы 58,В счетчике 52 накапливается количество импульсов, пропорциональных площади слюдяных пластин. Если площадь пластинки не соответствует стандартной (пластинка со сломом углов), то последующие элементы и схемы после счетчика 52 в этом блоке не изменяют своего первоначального состояния.4. Под фотоэлектрическим преобразователем металлическая рамка транспор- тера. Фотодиоды 11 первого и последнего каналов (усилителей 28) затеняются, на выходе появляются нули, которые через схему совпадения (по нулевым уровням сигнала) поступают на вход счетчиков 41, 52, которые блокируются в это время и на вход инвертора 55. На выходе инвертора появляется стробирующий сигнал "1", который является разрешающим для схемы 58. Если к этому времени на входы схемы 58 были поданы одна или две "1" из блоков 17 анализа дефектов и блока 18 анализа площади, то сработает выходной усилительный блок 21 иисполнительный механизм 6 (фиг,1). В результате пластинка слюды забракуется и будет сброшена с транспортера в накопитель брака. Если на входы схемы 58 иэ блоков 17 и 18 будут поданы "0", то пластинка бездефектная.После прохождения металлической рамки на выходе первого и последнего усилителей 28 тока появляются "1", которые поступают на вход схемы И-НЕ 56 блока 20 сброса. На выходе схемы 56 формируется слад импульса, которым запускается одновибратор 57 и формирует сигнал "Сброс". Сигнал "Сброс" обнуляет счетчики 41, 52 и опрокидывает в "0" триггеры 38, 45На этом цикл измерения и обработки дефектов одной пластинки заканчивается, устройство готово к следующим циклам.Устройство нормально работает при любом положении пластинки слюды на стекле относительно осей фотоэлектрического преобразователя.формула изобретенияУстройство для контроля качества пластин слюды, содержащее транспор1490478 Фиг. Г тер, оптически связанные и расположенные по разные стороны транспортера осветитель с оптической системойи фотоэлектрический преобразователь,блок усилителей тока, последовательно соединенные выходной усилительныйблок и исполнительный механизм, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения производительности ирасширения функциональных воэможностей путем обеспечения контроля каквнутренних дефектов, так и дефектовгеометрии пластин, оно снабжено последовательно соединенными блоками генерации, блоком распределителя импульсов и блоком ключей коммутации,блоком стробирования, блоком сброса,блоком анализа дефектов и блоком анализа площади, первый, второй и третий овходы выходного усилительного блокасоединены соответственно с выходамиблока стробирования, блока анализадефектов и блока анализа площади,выход блока стробирования соединенс первыми входами блока анализа дефектов и блока анализа площади, фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде расположенных зеркальносимметрично относительно оси транспортера двух групп преобразователей,каждая из которых состоит иэ и размещенных в ряд фотоприемников со световодами, блок усилителей тока выполнен в виде двух групп усилителей,каждая из которых состоит иэ и усилителей, первые входы каждого иэ пусилитилей каждой группы усилителейсоединены с выходами соответствующихи-ых фотоприемников каждой из групппреобразователей, вторые входы каждого из усилителей с второго по последний первой и второй групп усилителей попарно соединены соответствующими выходами блока ключей коммутации, выходы первых усилителей первойи второй группы усилителей соединенысоответственно с первыми и вторымивходами блоков стробирования и сброса, выходы каждого из усилителей свторого по последний первой и второйгрупп усилителей соединены соответственно с вторым и третьим входамиблока анализа дефектов и блока анализа площади1490478 мю орректор И.Муск ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель О.НесовРедактор О.Спесивых Техред Л,Сердюкова Заказ 3740/45 Тираж 683НИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на ПодписноеоткрЫтйям п д. 4/5