Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности изделия . Цель изобретения - повышение точности контроля за счёт того, что интенсивность оптического сигнала на входе фотопреобразоватёдя не зависит от поворота осветителя вокруг оптической оси, в результате чего устройство нечувствительно к направлению шероховатости поверхности изделия. Устройство содержит осветитель 1, выполненный в виде источника неполярйзо ванного и/или поляризованного по кругу излучения, фотопреобразователь 2, регистратор 3, управляемой ключ 4, блок 5 сравнения и источник 6 опорного напряжения. Выход фотопреобразователя 2 соединен, с входом регистратора 3 и одним из входов блока 5 сравнения. Второй вход блока 5 сравнения соединен с выходом источника 6 опорного напряжения, а выход блока 5 сравнения - с входом управляемого ключа 4. 4 ил.:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яд 6 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l 0CllATEMT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иуйлае

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4920366/28 (22) 21.03.91 (46) 23.02.93, Бюл, М 7 (75) В.Я,Менделеев и С,Н.Сковородько (56) Авторское свидетельство СССР

% 1366878, кл. 6 01.В 11/30; 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 756292, кл. 6 01 и 33/34, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности изделия, Цель изобретения — повышение точности контроля за счет того, что интенсивность оптического сигнала на входе фотопреобра„„5g 1796897 А1 зователя не зависит от поворота осветителя вокруг оптической оси, в результате чего устройство нечувствительно к направлению шероховатости поверхности изделия. Устройство содержит осветитель 1, выполнен-. ный в виде источника неполяризованного и/или поляризованного по кругу излучения, фотопреобразователь 2. регистратор 3, управляемый ключ 4, блок 5 сравнения и источник 6 опорного напряжения. Выход фотопреобразователя 2 соединен. с входом регистратора 3 и одним из входов блока 5 сравнения. Второй вход блока 5 сравнения соединен с выходом источника 6 опорного напряжения, а выход блока 5 сравнения — с входом управляемого ключа 4. 4 ил.

1796897

3 4

Изобретение относится к технике апти- соответствующему. снижению точности конческих измерений и может быть испольэова- троля шероховатости поверхности, но для . контроля шероховатости . Целью изобретения является повышеповерхности изделия. ние точности контроля шероховатости поИзвестно устройство для контроля ше- 5 верхности изделия. роховатости поверхности изделия, содер- Поставленная цель достигается тем, что жащее столик для, размещения s устройстве для контроля шероховатости контролируемого изделия с возможностью поверхности иэделия, содержащем осветиповарата по углу и па азимуту, паследава- тель, фотопреобразаватель; соединенный с тельно установленные под заданным углам 10 регистратором, управляемый ключ, блок к контролируемому изделию источник излу- сравнения и источник опорного напряжечения и поляризатор, а в направлении эер- ния, выход которого связан с одним из вхокального отражения последовательно дов блока сравнения, второй вход которого установленные анализатор и фотарегистра- связан с выходом фотопреобразователя, тор, причем поляризатор и анализатор уста- "5 выход блока сравнения подключен к управнавлены с возможностью поворота вокруг ляемому кл>очу, осветитель выполнен в виде оптической аси. источника неполяризованного и/или поляОднака в процессе проведения контра- . ризованного по кругу излучения. ля шероховатости поверхности иэделия не- При этом для шероховатой поверхности обходимо осуществлять вращение 20 Н класса при 1,5 мВт мощности излучения анализатора вокруг оптической оси, чта or- осветителя на длине волны 0,63 мкм и при раничивает быстродействие устройства и, фотопреобразователе на базе фотодиода следовательно, снижает производитель- ФД-24К погрешность контроля снижается в, ность контроля. . 4 раза и составляет 5 .

Использование последовательна уста- 25 На фиг.1 приведена блок-схема устройновленных поляризатора и анализатора ства;нафиг2-4 — примерыконкретноговыприводит к снижению точности контроля полнения — блок-схемы. вследствие ослабления этими элементами Устройство для контроля шероховатооптического сигнала на входе фоторегист- сти поверхности изделия, блок-схема которатора. 30 рого приведена на фиг.1, содержит

Точность контроля зависит от ориента- осветитель 1, выполненный в виде источниции плоскости поляризации. излучения на ка непаляризованного и/или поляризованвыходе поляризатора относительно шеро- ного по кругу излучения, ховатой поверхности. фатопреобразаватель 2, регистратор 3, упНаиболее близким по технической сущ- 35 равляемый ключ 4, блок 5 сравнения и исности к заявляемому решению является ус- точник 6 опорного напряжения. Выход тройство, которое может быть фотопреобразователя 2 соединен с входам использовано для контроля шероховатости регистратора 3 и одним из входов блока 5 поверхности иэделия, содержащие освети- сравнения. Второй вход блока 5 сравнения тель, фотопреобразователь, соединенный с 40 соединен с выходом источника 6 опорного регистратором, управляемый ключ, блок .: напряжения. а выход блока 5 сравнения -с сравнения и источник опорного напряже- вхадамуправляемога ключа 4. ния, выход которого связан с одним из вхо- На фиг,2 приведена блок-схема примедов блока сравнения, второй вход которого ра конкретного выполнения предложенного связан с выходом преобразователя, при 45 устройства. реализующего схему, представэтом выход блока сравнения подключен к . ленную на фиг.1. В атой схеме осветителем . управляемому ключу. 1 является лазер, излучающий неполяризоНедостаток прототийа состоит-в том. ванное излучение. фатопреобразователь 2 что точность контроля шероховатости по- содержитфотоприемник 7, подключенный к верхности изделия зависит от ориентации -0 электронному усилителю 8, регистратор 3 азимута поляризации излучения осветителя состоит из последовательно соединенных относительно направления шероховатости, вычислителя 9 и индикатора 10 шероховатосовпадающего с направлением шлифова- сти поверхности иэделия, а блок 5 сравне. ния и полирования изделия. Так, например, ния выполнен в виде компаратора и о поворот на 90 плоскости поляризации ли- 55 управляемый ключ 4 — в виде реле. Источник нейно-поляризованного излучения, падаю- -6 опорного напряжения выполнен в виде щего йа шероховатую поверхность II класса. стабилизированного. блока напряжения с приводиткизменениюинтенсивностиотра- возможностью регулировки выходного наженного сигнала на 20 и тем самым к пряжения;

1796897

Другой пример конкретного выполнения, реализующего схему, приведенную на фиг,1, представлен блок-схемой на фиг.3.

В отличие от.устройства по фиг.2, осветитель 1 выполнен из оптически связанных последовательно лазера 11, излучающего неполяризованное излучение, оптического ответвителя 12, изготовленного из стекла, и блока 13 токовой стабилизации мощности, подключенного к лазеру 11. За оптическим ответвителем 12 установлена четвертьволновая фазовая пластинка 14, ось обыкновенного Пуча которой ориентирована под углом 45 к плоскости падения излучения на оптический ответвитель 12.

На фиг. 4 приведена блок-схема примера конкретного исполнения устройства по фиг.1, в которой осветитель 1 выполнен из последовательно установленных лазера 11 линейно-поляризованного излучения и четвертьволновой фазовой пластинки 14, ось обыкновенного луча которой ориентирована под углом 45 к плоскости поляризации излучения лазера 11.

Предлагаемое устройство (фиг.1) работает следующим образом, Неполяризованное и/или поляризованное по кругу излучение осветителя J, отраженное контролируемой поверхностью иэделия, направляется на фотопреобразователь 2, электрический сигнал которого одновременно фиксируется регистратором 3 и поступает на один из входов блока 5 сравнения. На другой вход блока 5 сравнения от . источника 6 подается опорное напряжение, установленное до измерения путем предварительной калибровки по известному значению эталонной щероховатости изделия. В блоке 5 сравнения происходит сравнение зафиксированного значения электрического сигнала на выходе фотопреобразователя

2 с величиной опорного напряжения источника 6, соответствующей эталонной шероховатости, Если величина электрического сигнала на выходе фотопреобразователя 2 меньше величины опорного напряжения, то с выхода блока 5 сравнения подается сигнал для включения управляемого ключа 4; Регистратор 3 индицирует величину шероховатости поверхности изделия, а управляемый ключ 4 через систему отбраковки исключает контролируемое изделие из технологического процесса.

Устройство, блок-схема которого приведена на фиг.2; работает следующим образом.

Неполяризованное излучение лазера 1, отраженное контролируемой поверхностью изделия, направляется на фотоприемник 7 фотопреобразователя 2. Электрический сигнал фотоприемника через усилитель 8 фотоп реобразователя поступает на вход Bbfчислителя 9 регистратора 3 и на один из входов компаратора 5, Вычислитель 9 пре5 образовывает входной сигнал в сигнал управления индикатором 10 шероховатости поверхности иэделия. На другой вход компаратора 5 от стабилизированного блока 6 напряжения подается опорное напряжение, 10 установленное до измерения путем предварительной калибровки по известному значению эталонной шероховатой поверхности изделия. B компараторе 5 происходит сравнение зафиксированного значения злектри15 ческаго сигнала на выходе усилителя 8 с величиной опорного напряжения блока 6,, соответствующей зталоннои шероховатои поверхности, Если величина электрического сигнала на выходе усилителя 8

20 меньше величины опорного напряжения, то с выхода компаратора 5 подается сигнал для включения управляемого ключа 4, который через систему отбраковки исключает контролируемое изделие из технологического

25 процесса.

В случае варианта устройства по фиг.3 одна часть излучения лазера 11 направляется оптическим ответвителем 12 на блок 13 токовой стабилизации мощности; а другая

30 проходит на четвертьволновую фазовую пластинку 14. После прохождения оптиче-. ского ответвителя 12 излучение содержит неполяризованную и линейно-поляризованную компоненты. Четвертьволновая

35 пластинка 14 не изменяет состояния поля. ризации неполяризованной компоненты, а линейно-поляризованную компоненту преобразует в компоненту с круговой поляризацией, в результате чего на выходе

40 осветителя формируется излучение, содержащее неполяризованную компоненту и компоненту поляризованную по кругу.

В случае варианта устройства по фиг.4 линейно-поляризованное излучение лазера

45 11 преобразуется четвертьволновой фазовой пластинкой 14 в излучение с круговой поляризацией, которое поступает на выход осветителя 1.

50 . Формула изобретения Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия. содержащее осве- титель, фотопреобразователь. соединенный с регистратором, управляемый ключ, блок

55 сравнения и источник опорного напряжения, выход которого связан с одним из входов блока сравнения, другой вход которого связан с выходом фотопреобразователя, а выход блока сравнения подключен к управляемому ключу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 7

1796897

Ф что, с целью повышения точности контроля, поляризованного и/или поляризованного осветитель выполнен в виде источника не- по кругу излучения.

1796897 иэделие

Фиг.4.

Составитель 8, Менделеев

Редактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор С, Шекмар

Заказ 643 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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