Способ контроля рельефа поверхности объекта

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2242714
Дата публикации: 
Пятница, Сентябрь 10, 2004
Начало действия патента: 
Вторник, Март 11, 2003

Способ контроля рельефа поверхности объекта заключается в наложении на поверхность контролируемого объекта изображений с разных направлений проецирования. Первоначально проецируют образцовый муаров рисунок на поверхность образцового объекта, регистрируют возникающую муарову картину с разных направлений на два и более фото или электронных носителя, затем полученные изображения и образцовый муаров рисунок проецируют с тех же точек и пространственных направлений уже на поверхность контролируемого объекта. Технический результат - получение на поверхности исследуемого объекта муаровой картины, удобной для визуального и машинного контроля. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.




Изобретение относится к способам оптического контроля деформации поверхности объекта и может быть применено в машиностроении для контроля криволинейности штампованных изделий.

Известен оптический способ исследования рельефа поверхности, использующий наложение на ее поверхность двух линейных периодических растров с двух направлений проецирования [1]. Недостатком данного метода является очень неудобный визуальный анализ результирующей муаровой картины, поскольку проецируемые линии от двух проекторов в общем случае не совпадают даже на плоских участках поверхности.

Технический результат изобретения - это получение на поверхности исследуемого объекта муаровой картины в форме, удобной для визуального и машинного контроля за счет замены периодических линейных растров на такие муаровы узоры, чтобы при их одновременном проецировании на поверхность образцового объекта их линии муара совпали.

Сущность изобретения заключается в том, что для достижения указанного технического результата в заявляемом способе контроля рельефа поверхности объекта, включающем в себя результат наложения на исследуемую поверхность двух изображений линейного периодического растра с двух направлений проецирования, отличием является то, что проецируется не линейный периодический растр, а муаровы узоры, ранее полученные регистрацией на фотопленку или оптоэлектронные носители образцового объекта при проецировании на него образцового муарова рисунка (например, линейного периодического растра).

Техническая сущность способа поясняется схемами фиг.1 и фиг.2, где на фиг.1 изображена схема работы оборудования при проецировании на образец линейного периодического растра и его фоторегистрация, а на фиг.2 изображена схема работы оборудования при последующем проецировании полученных муаровых узоров на контролируемую поверхность. 1 - образцовый объект, 2 - образцовый муаров рисунок (например, линейный периодический растр), 3 - проекторы, 4 - деформированная область контролируемого объекта, 5 - фотоаппараты, 7 - контролируемый объект, 6 и 8 левый и правый фотоносители (слайды).

Под образцовой поверхностью понимается поверхность исследуемого объекта до его возможной деформации, а под образцовым рисунком и узором муара, используемом для проецирования на образцовую поверхность, понимается любая совокупность точек, пятен, отрезков линий, кривых и т.д., и как частный случай это может быть линейный периодический растр.

Работа изобретения осуществляется следующим образом. На поверхность образцового объекта 1 проектором 3 (фиг.1) проецируют образцовый муаров рисунок 2 (например, линейный периодический растр). Затем производят регистрацию с помощью фотоаппаратов 5 полученного изображения на фотоносители 6 и 8 (фиг.1), которые расположены соответственно слева и справа от проектора 3 (фиг.1), а их оптические оси направлены на образцовый объект. Снятые на фотоносители 6 и 8 муаровы узоры представляют собой криволинейные полосы переменной толщины, соответствующие образцовому рельефу, наблюдаемому с точки съемки. Затем с тех же пространственных точек и в тех же направлениях, с которых производилась фотосъемка образца, производят обратное проецирование муаровых узоров с фотоносителей 6 и 8 (фиг.2) проекторами 3, а также одновременно проецируют и образцовый муаров рисунок 2 (фиг.2). Вместо образцового объекта 1 устанавливают контролируемый объект 7, у которого, например, есть деформированная область 4 (фиг.2), отличающаяся от образцовой. Вне области 4, где поверхность контролируемого объекта идентична образцу, все проецируемые муаровы изображения сливаются, образуя образцовую муарову картину (например, линейный периодический растр). В области же деформации 4 муаровы линии от всех источников проецирования не совпадают, образуя расходящиеся линии. Несовпадение линий и является критерием отличия контролируемого рельефа от образцового.

Если проецирование с фотоносителей 2, 6 и 8 (фиг.2) производить с пропорционально более коротких или дальних расстояний, но с прежних пространственных направлений, то можно контролировать поверхность объекта, имеющего соответственно уменьшенный или увеличенный масштаб относительно образцового.

В случае компьютерной обработки изображения на фотоносителях 2, 6 и 8, или же когда они будут полностью созданы виртуально на компьютере, возможно их проецирование с рассчитанных компьютером пространственных позиций и направлений. Это позволяет контролировать объект по его математической модели, минуя процесс создания его образцовой модели в материальной форме.

Изобретение технически реализуемо, поскольку используется промышленная аппаратура (проекторы и фотоаппараты), и оно опирается на известное понятие муаровой топографии [1]. По вышеприведенному описанию способа был поставлен эксперимент с двумя фотоаппаратами и тремя проекторами по фиг.1 и 2, где как образцовый муаров рисунок 2 использовался слайд с вертикальным линейным периодическим растром. Полученный результат отображен на поверхности 7 (фиг.2).

Источник информации

1. Патент ВY 347909 C2, кл. В 61 В 5/103, 1997.


Формула изобретения


1. Способ контроля рельефа поверхности объекта путем наложения на поверхность контролируемого объекта изображений с разных направлений проецирования, отличающийся тем, что первоначально проецируют образцовый муаров рисунок на поверхность образцового объекта, регистрируют возникающую муарову картину с разных направлений на два и более фото или электронных носителя, затем полученные изображения и образцовый муаров рисунок проецируют с тех же точек и пространственных направлений уже на поверхность контролируемого объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проецирование осуществляют с пропорционально измененных расстояний.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что муаровы изображения, расстояния и направления проецирования создаются и рассчитываются на компьютере.