Устройство для контроля качества пластин слюды

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля как внутренних дефектов, так и дефектов геометрии пластин. Пучок света от осветителя 7 проходит через объектив 8, формируется в виде полоски и через светооптические волокна 10 засвечивает фотодиоды 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.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 ц р 4 С О1 В 21/00

5ЛЫ:лЕ,::!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4237856/24"28 (22) 04.05.87 (46) 30.06.89. Бюл. Ф 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации (72) Г,Д,Ершов, О.Г.Ерин, И.С.Стафьев и Я.III.Âàéíáëàò (53) 531.7.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 188685, кл. G Ol В l/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 геомет2 рии 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 I. 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 ана- с лизируется в блоке 17 анализа дефектов, а о площади — в блоке 18 анализа площади. 4 ил.

1490478

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 функцио-. нальных возможностей путем обеспечения контроля как внутренних дефектов, так и дефектов геометрии пластин.

На фиг.l, 2 изображена блок-схема устройства; на фиг.3 — - принципиальная схема специализированного электронного блока; на фиг.4 — временные диаграммы.

Устройство содержит транспортер 1, выполненный из шарнирно состыкованных металлических рамок 2 с наклеенными на них сверху стеклами 3, электропри- 20 вод 4, накопитель 5, исполнительный механизм 6, осветитель 7, объектив

8, фотоэлектрический преобразователь

9, состоящий иэ линейки световодов

10 и фотоприемников 11, специализиро-, 25 ванный электронный блок 12, состоящий из блока 13 генерации, блока 14 распределителя импульсов, блока 15 усилителей тока, блока 16 ключей коммутации, блока 17 анализа дефектов, 30 блока 18 анализа площади, блока 19 стробирования, 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 ll связаны с блоком 15 усилителей тока, который соединен че- 40

I рез 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, 45 блоком 19 стробирования, блоком 20 сброса, который соединен с блоком 17 анализа дефектов и блоком 18 анализа площади. Блоки 17-19 соединены с входным усилительным блоком 21, вход которого соединен с исполнительным механизмом 6.

Принципиальная схема специализированного блока электроники приведена на фиг.3, 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 распределителя импульсов состоит иэ двоичного счетчика 24, дешифратора 25 и соединенных с ними схемы И-HE 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-HF 39, 40, двоичного счетчика 41

Блок 18 анализа площади содержит триггеры 42-45, схемы И-HE 46-50, диоды 51, двоичный счетчик 52, Блок 19 стробирования включает в себя диоды

53, резистор 54, инвертор 55 ° Блок

20 сброса образован логической схемой И-НЕ 56 и одновибратором 57, Выходной усилительный блок 21 состоит из логической схемы 2И-ИЛИ-НЕ 58, усилителя 59.

С

Усилители 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 16 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 преобразователя ° Общие шины подсоединены к блокам 17, 18 анализа дефектов и анализа площади.

Световоды 10 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 соответствующим блокбм 15 усилителей тока.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от осветителя 7 (фиг.l, 2,5) проходит через объектив 8, формируется в виде полоски и через све478

5 1490 товоды 10 засвечивает фотоприемники

11. Пластинки 60 слюды стандартной (прямоугольной) формы равномерно перемещаются транспортером 1 перпендикулярно плоскости, в которой установ5 лены в ряд световоды 10. Время опросов между строками (шаг сканирования) задается блоком 13 генерации и блоком

14 распределителя импульсов и может синхронизироваться от электропривода

4 транспортера I °

После 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). 20

Генератор 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- 25 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- д0 нал ("1"), которым диоды 33, выполняющие роль ключей коммутации, закрываются. В усилителях 28 тока во время опроса происходит преобразование сигнала следующим образом.

1. Под фото зле к тричес к им преобразо-. вателем проходит чистое стекло, фотоприемники Il освещены, транзисторы

31 открыты, транзисторы 32 закрыты отрицательным напряжением, поступаю- 4р 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- 5 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 фотодиоды, перекрытые левым и правым краRMH пластинки слюды, затеняются. Сиг11 11 налы 0 поочередно поступают на входы блоков 17, 18 анализа дефектов и анализа площади ° Первый нулевой сигнал поставит в I", например, триггер 42 и через диод 34 — триггер 35 (фиг.4, диаграммы 6,2) ° Триггер 42 дает разрешение на прохождение импульсов с делителя 23 частоты через схему И-НЕ 47 и схему ИЛИ 51 в двоичный счетчик 52 (диаграмма 10, фиг.4), После опроса "дефектных" каналов транзисторы 32 закрываются, так как базовые выводы этих транзисторов через открытые диоды 33 подключаются к шинам дешифратора с нулевым потенциалом.

На диаграмме 1 (фиг.4) — уровни сигналов, полученные с выходов усилителей тока в одной строке. Поскольку слюда оптически прозрачный материал, то на бездефектных участках на выходе усилителей сигнал соответствует

II 1!

1, к а к на стекле . Че р е э отрезок времени t (фи г . 4 ) пр авый край пл а сти н ки слюды попадает в зону опроса .

В случае, если пластинка слюды р асположена несимметрично относительно осевой линии транспортера, то сигнал

I I 11

0 может прийти на входы блоков анализа дефектов 17 и анализа площади

18 по той же шине, что и первый раз, тогда триггер 42, управляемый по < счетному входу, вернется в исходное положение и заблокирует вход счетчика 52. В случае, если сигнал "0" пройдет по другой шине (пластинка слюды расположена по обе стороны оси транспортера), то через диод 34 опрокинет триггер 35 в нулевое состояние, а триггеры 36, 43 в "!" (диаграммы 3,7). На входах схемы И-НЕ 46 появляются две 1", на входе — "0", 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 10 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 соответствен1490478 но 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 вторая строка сканирования, которая аналогична первой и последующим. 10

После прохождения всей пластинки слюды под фотоэлектрическим преобразователем в счетчике 52 будет записано суммарное количество импульсов, пропорциональное площади этой пластинки. Если пластинка без нарушений геометрии (стандартная), то сра.ботает схема И-IIE 50 и поставит в единичное состояние триггер 45, который инвертированный сигналом заблокирует 20 половину схемы 2И-HJIH-НЕ 58, и пластинка слюды будет сброшена на конце транспортера в накопитель 5 (фиг.1).

3. В случае, когда под фотоэлектрическим преобразователем стекло с де- 25 фектной пластинкой слкды, опрос каналов и преобразование каналов происходит, как в п.2 до того момента, когда появится дефект.

Через отрезок времени t (фиг.4) 30 на пластинке слюды обнаружен дефект.

Сигналом нулевого уровня с блока 15 усилителей триггер 42 (фиг.3) опрокинется в "0" (диаграмма 6), а триггер

35 в "1", на выходах схемы И-НЕ 39 появляются две "l" на выходе "0" триггер 37 установится в "1" и подготовит один вход схемы 40 (диаграмма 4). После прохождения дефектной эоны с выходов усилителей поступит 40

"1" на второй вход логической схемы

И-НЕ 40, на выходе которой появится

"0" (диаграмма), этот импульс сосчитает счетчик 41. Если после этого на пластинке слюды будут обнаружены еще 45 дефекты, то импульсы с выхода усилителей пройдут сразу на вход счетчика

41. В итоге счетчик 41 просуммирует количество дефектов в каждой строке и m — 2 где m — общее количество

50 дефектов, включая по 2 дефекта от . краев 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 "I", 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 ll 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 и

\ исполнительный механизм 6 (фиг.l). 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, 45 °

На 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 изобретения

Устройство для контроля качества пластин слюды, содержащее транспор1490478

Фиг. 2 тер, оптически связанные и расположенные по разные стороны транспортера осветитель с оптической системой и фотоэлектрический преобразователь, блок усилителей тока, последовательно соединенные выходной усилительный блок и исполнительный механизм, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нроиэводительности и расширения функциональных воэможностей путем обеспечения контроля как внутренних дефектов, так и дефектов геометрии 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 входы выходного усилительного блока соединены соответственно с выходами блока стробирования, блока анализа дефектов и блока анализа площади, выход блока стробирования соединен с первыми входами блока анализа де- " фектов и блока анализа площади, фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде расположенных зеркально симметрично 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 и усилитилей каждой группы усилителей соединены с выходами соответствующих и-ых фотоприемников каждой из групп преобразователей, вторые входы каждого из усилителей с второго по последний первой и второй групп усилителей попарно соединены соответствующими выходами блока ключей коммутации, выходы первых усилителей первой и второй группы усилителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами блоков стробирования и сброса, выходы каждого из усилителей с второго по последний nepal и второй групп усилителей соединены соответственно с вторым и третьим входами блока анализа дефектов и блока анализа площади

1490478

1490478 м v

Составитель О.Несова

Редактор О.Спесивых Техред Л.Сердюкова

Корректор H.Ìóñêà

Заказ 3740/45 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открЫтйям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101