книги из ГПНТБ / Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства

будет содержать только один импульс. Если контур изделия нахо­ дится в норме (рис. 5.2 б), то сигнал будет после формирования содержать два импульса. Наконец, цри выходе контура изделия за пределы минимального допуска (рис. 5.2. в) в сигнале появится три импульса. Счетно-индикаторное устройство зажигает одну из трех сигнальных лампочек, сигнализирующих о качестве изделия. Перемещая спроецированное изображение перпендикулярно на­ правлению развертки, можно проконтролировать указанным обра­ зом івсе изделие, определяя одновременно и место, в котором име­ ется отклонение от нормы.

Возможно и другое конструктивное оформление рассматривае­ мого способа (35, 36]. В установке бегущего луча на экране про­ светной трубки или на стекле, которое накладывается на экран в виде маски, наносятся две темные допусковые линии, соответству­ ющие по аналогии с предыдущим максимальному и минимальному размерам контролируемой детали. Растр просветной трубы с по­ мощью оптической .системы проецируется в общем случае с изме­ нением масштаба на контролируемую деталь, за которой размещен ФЭУ. В дальнейшем весь процесс протекает аналогично предыду­ щему.

очередь, будет зависеть от точности установки детали, точности нанесения и толщины допусковых линий, стабильности скорости развертки и размера сечения сканирующего луча в контрольной плоскости, который, в свою очередь, зависит от разрешающей спо­ собности объектива и времени возгорания и послесвечения люмино­ фора (для системы с бегущим лучом).

Приведем некоторые соображения по рассматриваемому спо­ собу контроля применительно к системе бегущего луча.

Точность нанесения допусковых линий г] = + — ß,

где AL — расстояние между допусковыми линиями; ß.— допусти­ мая относительная ошибка из-за неточности нанесения линий (не более 0,5%).

Увеличение толщины допусковых линий, когда они еще не пре­ восходят диаметра пятна трубки, приводит к завалу фронтов им­ пульсов, получающихся при пересечении допусковых линий.

Уменьшение их толщины (когда она меньше диаметра пятна) улучшает фронт импульса, но приводит к уменьшению глубины модуляпий видеосягнала.

Оптимальная толщина допусковых линий hfndo + аД/І, в кото­ ром приняты следующие обозначения: da— диаметр светового пят­ на трубки; а — суммарная толщина стеклянной маски и стекла экрана трубки; Д — диаметр входного отверстия объектива; I — расстояние между объективом и плоскостью светящегося пятна.

Для снижения влияния времени возгорания и послесвечения лю­ минофора, приводящих к увеличению эффективного диаметра пят­

— 140 —

на трубки в направлении развертки, следует выбирать трубки е малыми значениями этих параметров '('например, -врубка тала 18ЛК13Л), а также переходить к пониженным частотам разверт­ ки (200-М000 Гд). В этом случае абсолютная погрешность контро­ ля составляет 0,6-f-0,7 размера эффективного радиуса луча трубки в плоскости контролируемого предмета. Практически была достиг­ нута точность контроля около ±20 мкм.

Способ шаблона

Шаблон из непрозрачного материала, имеющий форму, обрат­ ную форме контролируемой детали, (рис. 5.3), устанавливается пе­

с наличием допусковых линий), а также стабильностью ©ременнб-- го сдвига и длительности .допускового импульса и может состав­ лять несколько микронов.

Способ с калибром

В этом опособе, являющемся одним из первых известных спосо­ бов [62], используется раздвоение бегущего луча. Один из луче# с помощью полупрозрачного зеркала проецируется на контролируе­ мую деталь, другой — на калибр. За деталью и калибром помеща­ ются собирательные линзы, направляющие световые лучи на ФЭУ. Если деталь и калибр совершенно одинаковы, то сигналы, снимае­ мые с обоих ФЭУ, будут идентичны, а разность их равна нулю. При каком-либо отклонении контролируемой детали от нормы на выхо­ де ТА появится сигнал.

— 141

края детали в случае использования установки с бегущим лучом, как показано на рис. 5.5. Светящаяся точка, образующаяся на по­ верхности люминесцирующего слоя кинескопа /, совершает коле­ бания по пилообразному закону вдоль прямой Оі—0 2 с частотой 30 Гд. Световой поток от светящейся точки проходит через линей­ чатый растр 2 и оптическое устройство 3, снабженное специальной

метрического винта 'механизма перемещения оптического устрой­ ства 4 и для определенных изделий известно заранее. Для отбра­ ковки изделия пли сигнализации о выходе размера его за пределы допуска используется специальное счетно-индикаторное устройство.

К достоинствам такого способа контроля, помимо независимос­ ти точности контроля от неравномерности скорости и нестабиль­ ности амплитуды отклонения электронного луча, следует отнести отсутствие зависимости точности контроля от перемещения детали поперек линий растра. С другой стороны, существенным недостат­ ком растрового способа контроля является необходимость весьма точной фиксации краев изображения параллельно линиям растра.

На базе указанного способа была разработана установка П-127, предназначенная для контроля цилиндрических тел и резьбы по собственно-среднему диаметру по всей длине свинчивания [37]. С помощью этой установки можно контролировать изделия с диамет­ ром до 30 'ММ и длиной до 300 імм три абсолютной погрешности около 0,0! 5 Лим.

143 —

С пособ сл ед я щ ей разв ер тк и

Во ®сех предыдущих способах контроля точность контроля за­ висит от числа строк, приходящихся на единицу длины контурной линии изделия. Однако даже при большом числе строк точность контроля заметно снижается при малых углах наклона контурной линии к направлению развертки. Увеличение числа строк связано с увеличением времени, необходимого на проверку одного изделия, и, следовательно, приводит к снижению скорости контроля на пото­ ке. При заданной скорости контроля увеличение числа строк тре­ бует увеличения скорости сканирования луча; при этом за счет повлесвечения люминофора трубки увеличивается размытие свето­ вого пятна, снижающее точность контроля.

Всех указанных недостатков лишен способ следящей развертки по контуру [76], который, кроме того, имеет еще ряд дополнитель­ ных преимуществ, связанных с тем, что точность контроля не зави- -сит от изменения скорости развертки, послесвечения трубки и ши­ рины полосы канала усиления-. Этот способ осуществляется с помо­ щью контурного слежения раздвоенными световыми лучами (рис. 6.6.).

Рис. 5.6. Иллюстрационная схема контроля формы інзделия с помощью следящей развертки

Бегущий луч, пройдя через раздваивающую призму и оптичес­ кие элементы схемы, попадает одновременно на негатив эталонного контура изделия в виде непрозрачной линии, имеющей толщину, равную допуску, и на крзй контролируемого изделия. В исходном Положении луч находится в левом верхнем углу растра (рис. 5.7). Йод воздействием отклоняющего тока по строкам оба луча начина­ ют перемещаться в горизонтальном направлении до тех пор, пока рабочий луч не встретит «а своем пути контролируемое изделие. Как только луч начнет задеіріжіиватьая контуром издешня, ФЭУ, размещенный за изделием, начнет вырабатывать постоянное нап­ ряжение, заставляющее луч подняться вверх (или опуститься

—144 —

вниз); в результате луч обходит контур изделия. Если при этом второй, контрольный луч, совершенно точно .повторяющий переме­ щение рабочего луча, будет все время следовать по линии допуска, то на ФЭУ, находящийся .за негативом, сват не пройдет. При отк­ лонении изделия-от нормы контрольный луч сойдет с линии допус­ ка и появится сигнал, извещающий о браке.

Движение светового луча по контуру изделия достигается с по­

каскада, имеющего по две лампы параллельно в каждом плече. Фа­ зоинверсный каскад обладает высокой степенью симметрии благода­ ря 'большой величине общей катодной нагрузке R/, и R$; нижний ко­ нец каскада для создания требуемого режима подключен к источ­ нику — 150 В. Связь анодов триодов фазоинверсного каскада с сет­ ками ламп выходного каскада осуществляется при помощи делите­ лей 'напряжения Rio,Rn,Ri3,Rit- Конденсаторы Ct и. С2 улучшают характеристики делителей в области высоких частот. Потенциометр Ra устанавливает начальный уровень на сетке правого триода фазоіннвѳрсноіпо каскада. ’Переменный резистор Ria предназначен для ус­ тановки общего тока ламп выходного каскада путем изменения сме­ щения на сетках ламп обоих плеч. Балансировка токов ламп выход­ ного каскада производится потенциометром R l2 и достигается в том случае, когда при нулевых потенциалах на сетках триодов фазоин­ версного каскада и обесточенных центрирующих катушках луч бу­ дет находиться в центре экрана трубки. Ток в центрирующей катуш­ ке по величине и направлению регулируется потенциометром R2a- Дроссель Дрі и цепочка R3о, С5 устраняют влияние цепей центровки на переходную характеристику каскада.

Рассмотренный усилитель обеспечивает отклонение луча на эк­ ране трубки по вертикали размером 100 мм при подаче на его вход напряжения с амплитудой 15 В и имеет полосу пропускания по отк­ лонению 0ч-’50 кГц.

На макете устройства, построенного с использованием рассмот­ ренного способа, были проконтролированы .различные сложные фор-

— 145 —

мы изделий. На рис. 5.9 изображен чертеж детали с указанием от­ дельных углублений в мкм. Там же приведена осциллограмма сле­ дящей развертки, которая достаточно точно воспроизводит чертеж.

Следует указать, что способ следящей .развертки позволяет конт­ ролировать форму изделий иввиде замкнутых контуров. Этого мож-

но дистигнуть, применяя две раздельные просветные трубки, гори­ зонтальное отклонение лучей в которых осуществляется от одного общего генератора, или применяя одну двухлучевую трубку с раз­ дельным отклонением лучей по вертикали.

Точность контроля рассматриваемого способа определяется точ­ ностью установки изделия относительно допусковой дорожки, точ­ ностью изготовления самой допусковой дорожки и стабильностью усилителя вертикального отклонения и составляет приблизительно

10 мкм.

—147 —

Сравнение описанных выше способов контроля формы изделий позволяет сделать вывод, что наиболее точным и гибким способом является способ со следящей разверткой.

5.3. КОНТРОЛЬ ПРОФИЛЯ ИЗДЕЛИЙ

Общие сведения

Под профилем изделия будем понимать его контур в случае, если изделие было бы в этом месте рассечено поперек своей оси.

Имеется много объектов, для которых быстрый контроль профи­ ля является одной из самых необходимых операций, но, пожалуй, наибольшая потребность в этом контроле ощущается в металлурги­ ческой промышленности при горячем прокате фасонного металла, имеющего температуру около 1200°С, перемещающегося со скорос­ тью до 1-5 м/с II вибрирующего в диапазоне частот от 0,01 до 40 Гц. Во вісѳх этих іслучаяіх ручные способы контроля інаприімѳниімы. Авто­ маты для таких целей должны обеспечивать непрерывный контроль профиля ипредусматривать выход на самопишущее и индикаторнокомандное устройства, а при контроле профиля проката еще обла­ дать бесконтактностыо, большим быстродействием, способностью устойчиво работать в тяжелых физико-климатических условиях и обеспечивать достаточное удаление места контроля от самого из­ делия.

Всем перечисленным требованием удовлетворяют телевизионные автоматы.

Электронно-оптический способ

Иллюстрационная схема этого способа приведена на рис. 5.10, из которого следует, что данный способ по принципу действия сов­

падает со способом контроля формы при помощи допусковых линий (см. разд. 5.2). Для переноса профиля изделия 5 в плоскость экра­ на просветной трубки 1 используется серия тонких, вплотную приле­

— 148 —

тающих друг к другу стержней 4, располагающихся по профилю изделия, и рычагов 3, переносящих профиль на шторки 2. При (вер­ тикальном сканировании экрана трубки будут возникать импульсы, обусловленные пересечением допусковых линий и краев шторок — infpuT одном иміпулысе ів данном мосте иізідели’е выходит ва верхнійй допуск, иіріи двух інаходіится в норме, іп'рпі трех выходит за нижний допусік. Перемещая, изделие вдоль оси, можно контролировать его іпірофиль в любом сечении. Основным недостатком данного спо­ соба является дискретный характер профиля, не позволяющий

ИрОВОДИТЬ 'КОНТРОЛЬ С (ВЫСОКОЙ точностью.

Способ контроля проката прямоугольного сечения

Рассматриваемый способ дает возможность контролировать тол­ щину сечения проката в виде прямоугольника в процессе горячей прокатки, независимо от вибраций прокатываемого металла [178].

Если Направить луч лазера под углом 45° на верхнюю поверх­ ность проката, то, отразившись от нее, луч попадет через оптичес­ кую систему на фотослой трубки ТД в точку Оі (рис. 5.11). Если теперь толщина проката увеличится, то отраженный луч попадет в точку Ог. Тогда, исходя из построений рис. 5Л<1, можно легко найти,

О2. На .выходе ТА установлен самописец, регистрирующий в дина­ мике ;весь процесс проката.

Данное устройство контролирует с точностью 2,5 мм прокат толщиной 130-^-230 мм, имеющий неровности до -1 мм, темпера­ туру 1000-ь1:150°С іи перемещающийся со 'скоростью l-f-2 м/с.

— 149 —