Способ контроля отклонения формы объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике, к контролю формы объектов и определению их ориентации. Цель изобретения - повышение точности посредством использования матричной системы технического зрения. Для этого эталонный объект размещают в поле зрения матричной системы технического зрения, определяют положение его характерных признаков и поворачивают на 180° вокруг оптической оси матричной системы, не реже, чем через каждые 45°, измеряют значение периметра эталонного объекта, по результатам измерения строят зависимость периметра эталонного объекта от угла его поворота, размещают объект в поле зрения той же матричной системы, измеряют его периметр и определяют положение характерных признаков, которое сравнивают с положением характерных признаков эталонного объекта, по результатам сравнения судят об угловой ориентации объекта, для которой по полученной зависимости определяют периметр эталонного объекта, его сравнивают с периметром объекта и по результатам сравнения судят об отклонении формы объекта. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 B 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ С8ИДЯТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4342606/24-28 (22) 11. 12.87 (46) 15. 02. 90. Бюл. Р 6 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Ю.А.Кондратьев, Ю.М.Миронюк, В,Н,Кольцов и В.К.Дворовкин (53).531.7 15.27(088.8)

I (56) Данилов А. С. Сенсорные устройства автоматов контроля и сборки. Л.:

Машиностроение, 1984, с. 113 119.

Коломийцев Ю,В., Духонел И.И.;

Инюшин А.И., Артемьев И.В, Оптические приборы для измерения линейных и угловых величин в машиностроении. M.:

Машиностроение, 1964, с. 135. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ

ОБЪЕКТА о (57) Изобретение относится к измерительной технике, к контролю формы объектов и определению их ориентации. Цель изобретения — повышение точности посредством использования

Изобретение относится к измерительной технике, к контролю формы объектов и определению их ориентации.

Цель изобретения — повышение точности посредством использования матричной системы технического зрения.

На фиг. 1 приведен фрагмент решетки чувствительного элемента матричной системы технического зрения со спроецированным на него изображением

„„Я0„„1543224 А 1 матричной системы технического зрения. Для этого эталонный объект размещают в поле зрения матричной системы технического зрения, определяют положение его характерных признаков и поворачивают на 180 вокруг оптической оси матричной системы, не реже о чем через каждые 45 измеряют значение периметра эталонного объекта, по результатам измерения строят зависимость периметра эталонного объекта от угла его поворота, размещают о6 ект в поле зрения той же матричной системы, измеряют его периметр и определяют положение характерных пр знаков, которое сравнивают с положением характерных признаков эталонного объекта, по результатам сравнения судят об угловой ориентации объекта, для которой по полученной зависимости определяют периметр эталонного объекта, его сравнивают с периметром объекта и по результатам сравнения судят об отклонении формы объекта.

3 ил, объекта; на фиг. 2 — график зависимости периметра эталонного объекта, измеренный с помощью матричной системы технического зрения, от угла поворота объекта; на фиг. 3 — схема устройства, реализующего способ контроля отклонения формы объекта.

Чувствительный элемент матричной системы технического зрения имеет квадратную решетку элементарных ячеек с межцентровым рас:тоянием Д р. На

1543224

Отсюда дискретный размер стороны А определяется из выражения о о для -45 (Ы.с 45

Acoso4

trunc- —-hp

As ink о о

tгипс — --- для 45 (g(90

-90 а о (-45 макс trunc(— -), trunc (— — ) рr,À pr>A

Ар hp

Тогда периметр объекта в дискретных координатах чувствительного элемента равен где trunc — операция выделения целой части из вещественного числа.

Асозо 1 Г Bcos< 1 о

2 trunc(- — --) +2Ltrunc(- — — )), -45< <45

Мр р(К) = о

Asin< 1 Г Вз1по 45 (<(90

2 trunc(— — — ) +2 (trunc(— — -) пр hp -90 (oL(-45

+trunc(X2) (trunc(X1+X2)+1, то с точностью до целей единицы спраСгипс(Х1+Х2)-1 trunc(X1)+

20 ведливо соотношение для дискретного периметра объекта

А+В1 0 .о

2 trunc(— — ) cosa ), -45(Ы.(45 м 1

ГА+В 1 . 45 <Ы(90

2 гипс(— — яхпЫ), Ьр -90 (о (-45

Йоскольку для двух вещественных чиСел Х1 и Х2 справедливо выражение фиг, 1 показаны координатные оси чувствительного элемента; вертикальная ось У, горизонтальная ось Х. Число элементов контура для стороны А объек- 5 та равно

Зависимость периметра объекта от угла его поворота (фиг, 2) имеет синусоидальный вид за счет регулярности чувствительного элемента системы технического зрения.

Способ контроля отклонения формы объекта осуществляется следующим образом,.

Размещают эталонный объект в поле зрения матричной системы технического зрения таким образом, чтобы ее оптическая ось проходила через центр опи40 санной окружности окружность описана вокруг объекта). Определяют положеНие характерных признаков объекта, например координаты центра массы, направление оси симметрии и т.п.

Поворачивают эталонный объект вокруг указанной оси на 180О, фиксируя значения его периметра, измеренные с помощью матричной системы технического зрения не реже чем через каждые 45

По результатам измерений и с учетом

Периодичности получаемой функции строят зависимость периметра от угла поворота в пределах от О до 360

Затем вместо эталонного объекта в пределах той же окружности размещают контролируемый объект, определяют положение его характерных признаков, сравнивают его с положением характерных признаков эталонного образца и по результатам сравнения определяют угловую ориентацию контролируемого объекта. Далее по полученной зависимости периметра объекта от угла поворота (фиг. 2) определяют периметр эталонного объекта, который соответствует углу поворота контролируемого объекта. Одноьременнб с помощью матричной системы технического зрения определяют периметр контролируемого объекта и сравнивают его с полученным периметром эталонного объекта. Если результат сравнения больше установ-. ленного допуска, то принимается решение о том, что деталь бракованная.

Способ контроля геометрических параметров объекта реализуется уст ройством (фиг. 3), которое содержит поворотный стол 1;-на котором размещается объект 2 матричной системы 3 технического зрения, включающий блок определения ориентации объекта 2 и блок измерения его периметра, последовательно соединенных блока 4 памяти, схемы 5 сравнения и сигнализатора б„и переключателя 7, входы которого соединены с выходами блока определения ориентации и блока измерения параметра матричной системы 3 технического зрения, а выходы — со вторы5 154 ми входами блока 4 памяти и схемы 5 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

В режиме обучения информация о положении характерных признаков эталонного объекта 2, поступающая с блока 3 определения ориентации системы 3, записывается в блок 4 памяти. Затем осуществляется вращение объекта 2 вокруг оси, проходящей через центр описанной окружности и совмещенной

Ф с оптической осью системы 3, на 180 ,с помощью поворотного стола 1 не-реже чем через 45, система 3 определяет периметр эталонного объекта 2.

Результаты с блока измерения периметра системы 3 через переключатель 7 заносятся в блок 4 памяти. Приращение угла в 45 .взято согласно теоремы

Котельникова, в соответствии с которой любая функция, обладающая ограниченным спектром, может быть восстановлена по отсчетам, полученным через равные- интервалы.

Ь =1/2Р, где F — - высшая частота спектра функции.

Поскольку функция, приведенная на фиг. 2, является синусоидальной с периодом повторения, равным 90, то для ее восстановления следует брать о, отсчеты с периодом не более 45, т.е, в точках, соответствующих значениям

0,45,90,135,180 . Таким образом, в блоке 4 памяти хранится информация об ориентации характерных признаков эталонного объекта 2 и зависимость его периметра, измеренного с помощью системы 3, от угла поворота стола 1 °

В .рабочем режиме переключатель 7 подключает выход блока определения периметра системы 3 ко входу схемы 5

3224 6 сравнения. На поворотный стол 1 помещается контролируемый объект 2. Сис.тема 3 определяет положение его ха5 рактерных признаков, по которым осуществляется определение угловой ориентации контролируемого объекта относительно эталонного, По полученному уг-. лу поворота объекта 2 блок 4 памяти подает на схему 5 сравнения информации о периметре эталонного объекта.

На второй ее вход поступает информация о периметре контролируемого объекта 2, полученная через переключатель 7 с выхода блока определения периметра системы 3, Если результат сравнения превышает установленный допуск, то подается команда на сигнализатор 6, который оповещает о на2Р личии бракованного объекта.

Формула изобретения

Способ контроля отклонения формы

25 объекта, заключающийся в том, что определяют ориентацию объекта и эталона по положению характерных признаков, определяют геометрические параметры объекта и эталона, поворачива3р ют один из них до совмещения и определяют отклонение формы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве геометрического параметра выбирают периметр, для совмещения поворачивают эталон на

35 о угол 180 и одновременно определяют

Ъ значения йериметра не реже чем через о

45, по результатам устанавливают зависимость периметра эталона от yr=

40 ла его поворота, определяют угловую ориентацию и периметр объекта, определяют значение периметра эталона и объекта для угла ориентации объекта и по их значениям определяют отклонение формы объекта.

1543224

180 а ри

ФРГЗ

Составитель Б.Евстратов

Техред N.Õîäàíè÷ Корректор А.Обручар

Редактор А.Долинич

Заказ 392 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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