183942. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tárgyak geometriai méretének optikai mérésére
i 183 942 zérlő egység további törlő kimenete csatlakozik, kimenetei pedig az elektromos vezérlő egység további adatbemeneteivel vannak összekapcsolva. A találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlatát szemlélteti. A rajz szerinti berendezés működése a következő: A 10 elektromos vezérlő egység által generált villamos jelek hatására az 1 optikai nyalábeltérítő rendszer a belőle kilépő nyalábot úgy mozgatja, hogy a 2 féligáteresztő tükör után megmaradó 11 mérőnyaláb a 3 mérendő tárgy meghatározandó mérete mentén haladjon végig. A 2 féligáteresztő tükör az eredeti nyalábból a 12 referencianyalábot csatolja ki, melynek térbeli mozgása a 11 mérőnyaláb 2 féligáteresztő tükörre vonatkoztatott tükörképe. Ez utóbbi a pásztázás során az 5 optikai rácson halad végig. Ha a 3 mérendő tárgy a 11 mérőnyaláb legalább 50%-át eltakarja, úgy a mögötte elhelyezett 4 mérőérzékelő „sötét” egyébként pedig „világos” jelet továbbít a 10 elektromos vezérlő egység felé. Az 5 optikai rács mögötti 6 referencia-érzékelő „sötét” jelet továbbít a 7 vonalszámláló egység és 10 elektromos vezérlő egység felé, ha az 5 optikai rácson egy sötét vonal a 12 referencia-nyaláb legalább 50%-át eltakarja, egyébként viszont a 6 referencia érzékelő kimenetén „világos” jel van. A 11 mérőnyaláb szélső helyzetében a 10 elektromos vezérlő egység a 7 vonalszámláló egységet lenullázza. Ezt követően a 6 referencia érzékelő kimenetén minden egyes sötét-világos, vagy világos-sötét jelváltozáskor a 7 vonalszámláló egység tartalma 1-gyel növekszik, továbbá a 10 elektromos vezérlő egység a 8 időszámláló egység tartalmát lenullázza, így az élőiről kezdi a 9 ütemgenerátor impulzusainak számlálását. Közben a 10 elektromos vezérlő egység figyeli a 4 mérőérzékelő kimenetét és ha azon bekövetkezik a világos-sötét jelváltás (a 3 mérendő tárgy belépő kontúrpontjánál) akkor a 10 elektromos vezérlő egység beolvassa és tárolja a 7 vonalszámláló egység és 8 időszámláló egység tartalmát, továbbá a 6 referencia érzékelő kimenetének legközelebbi jelváltásakor, közvetlenül a 8 időszámláló egység lenullázása előbb annak tartalmát ismét beolvassa és ezt az adatot is tárolja. Ezután a 10 elektromos vezérlő egység tovább figyeli a 4 mérőérzékelő kimenetét és ha bekövetkezik a sötét-világos jelváltás (a 3 mérendő tárgy kilépő kontúrpontjánál) az előbbi lépéseket megismétli, ami tovább három adat tárolását eredményezi. A tárolt hat db számadat alapján valamint az azonos szélességű sötét és világos rácsvonalak „d” szélességének ismeretében a 3 márendő tárgy ismeretlen „D” mérete meghatározható, így pl. lineáris interpolációt alkalmazza a keresett méret: D = d N2 Ni - — + —\ N12 N22J ahol Ni és N2 a 7 vonalszámláló egység tartalma a 3 mérendő tárgy be és kilépő kontúrpontjánál, N =f =f és N12 a 8 időszámláló egység tartalma a 3 mérendő tárgy belépő kontúrpontjánál és az azt követő nullázás előtt míg N21 és N22 a 8 időszámláló egység tartalma a 3 mérendő tárgy kilépő kontúrpontjánál és az azt követő nullázás előtt. Akár a fenti képlet, akár valamilyen magasabb rendű interpoláció szerinti számítás minden egyes mérésnél automatikusan elvégezhető a 10 elektromos vezérlő egységbe beépített processzorral, vagy a berendezéshez csatlakozó önálló számítógéppel. Az eredmény ezután kijelezhető, regisztrálható, esetleg a technológiai folyamathoz visszacsatolható. 5 A találmány szerinti megoldás előnye, hogy nagy pontosságú és sebességű mérést tesz lehetővé egyszerű szinuszos pásztázással mérsékelt felbontású rács alkalmazásával és az elérendő pontosságnál nagyobb nyalábátmérő alkalmazásával is. Ezek a körülmények a berendezésben 10 ~' így elsősorban az 1 optikai nyalábeltérítő rendszerben lévő optikai és finommechanikai elemekkel szembeni követelményeket enyhítik ami a berendezés költségét jelentősen csökkenti. ! 5 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás tárgyak geometriai méretének optikai mérésére, melyben a mérendő tárgyat vékony fénynyalábbal — célszerűen lézerrel — végigpásztázzuk és e pásztázó 20 mérőnyalábból félig áteresztő tükörrel referencia-nyalábot csatolunk ki melyet optikai rácsra vetítünk és egyrészt a mérendő tárgy másrészt az optikai rács mögött elhelyezett fényérzékelők segítségével detektáljuk, hogy a mérő nyaláb tárgy általi eltakarása hányadik iácsvonalnál 25 kezdődik és fejeződik be, azzal jellemezve, hogy mérjük az egymást követő sötét és világos rácsvonalakon való áthaladások időtartamát és azt is, hogy a mérőnyaláb tárgy általi eltakarásának kezdetkor és befejezéskor az éppen elkezdett rácsvonalra való ráfútás óta mennyi idő telt már 30 el s ezen időtartamok aránya alapján a rácsvonalak osztáspontosságán belül interpoláció segítségével határozzuk meg a keresett geometriai méretet. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a megkezdett rácsvonalra való rá-35 futás óta eltelt időt ill. a rácsvonalon való áthaladás időtartamát állandó frekvenciájú ütemgenerátorral hajtott számlálóval mérjük. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezés, mely optikai nyalábeltérítő 40 rendszert (1) az innen kilépő nyaláb útjában ferdén elhelyezett féligáteresztő tükröt (2) majd mérendő tárgy (3) mögött elhelyezett mérőérzékelőt (4) továbbá — féligáteresztő tükör (2) kicsatolási irányában merőlegesen elhelyezett optikai rácsot (5) és emögötti referencia érzékelőt 45 (6) valamint elektromos vezérlő egységet (10) tartalmaz, ez utóbbi bemenetéihez a mérőérzékelő (4) és referencia érzékelő (6) kimenetei csatlakoznak, az optikai nyalábeltérítő rendszer (1) vezérlő ill. meghajtó bemenetelhez az elektromos vezérlő egység (10) vezérlő ill. meghajtó ki- 50 menetei csatlakoznak, továbbá a referencia érzékelő (6) kimenete egy vonalszámláló egység (7) számláló bemenetéhez van kapcsolva, ez utóbbi kimenetei az elektromos vezérlő egység (10) adatbemeneteihez kapcsolódnak, törlő bemenete pedig az elektromos vezérlő egység 55 (10) törlő kimenetéhez van kötve, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz még egy időszámláló egységet (8) és egy állandó ütemfrekvencián működő ütemgenerátort (9), az időszámláló egység (8) számláló bemenetéhez az ütemgenerátor (9) kimenete van kapcsolva, törlő beme- 60 netéhez az elektromos vezérlő egység (10) további törlő kimenete csatlakozik, kimenetei pedig az elektromos vezérlő egység (10) további adatbemeneteivel vannak összekapcsolva. 1 rajz, 1 ábra 3
