193644. lajstromszámú szabadalom • Berendezés belsőégésű motorok hengerfuratának felületi vizsgálatára, különösen kenésre komplexen jellemző felületi minőség automatikus meghatározására
193644 2 A találmány tárgya berendezés belsőégésű motorok hengerfuratának felületi vizsgálatára, különösen kenésre komplexen jellemző felületi minőség automatikus meghatározására, amely hengerfurat belső felülete mentén mozgató és pozicionáló egységgel mozgatott optikai mérőfejet és az optikai mérőfejjel összekapcsolt jelfeldolgozó egységet tartalmaz. A találmány szerinti berendezés elsősorban az autóiparban használható, de alkalmazása javasolt olyan helyeken is, ahol megmunkált felületek felületi simaságát kell adott feltételrendszernek megfelelően vizsgálni. A hengerfuratok belső felületének minősége a belsőégésű motorok kenésének és így élettartamának szempontjából rendkívül lényeges. A problémát az okozza, hogy a kenés nem kielégítő volta a gyakorlatban csak hosszabb idő után jelentkezik, ezért felmerült az az igény, hogy a hengerfurat belső felületének minőségét már gyártás közben is ellenőrizzék. Erre a célra ismeretes a tűs letapogatás, amelynek eszköze az ún. perthométer. Ez mechanikus úton a mérendő felületen végigvezetett gyémánttűt tartalmaz, és a gyémánttű mozgását a vizsgált felület profilmagasságával arányos jellé alakító feldolgozó árámkörrel van ellátva. Ez viszonylag lassú módszer, és mivel egyedi vizsgálatra van szükség a gépkocsi megfelelő minőségének biztosítására, ezért nem terjedhetett el. A lassúság abból adódik, hogy igen kis szintmagasságokat kell érzékelni. Az érzékelés sebességének növelése az érzékenység csökkenését okozza. Gyorsabb megoldásra nyújtanak lehetőséget az optikai módszerek. Ilyenek ismerhetők meg a 4 088 408, a4017 188ésa4 115 005 Ijsz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokból. Ezek a berendezések a tűs letapogatást optikai mérőfejjel helyettesítik, ami a gyorsaságot növeli, de megfelelő pontosságú kiértékelésre önmagában nem ad lehetőséget. Problémát jelent az is, hogy a felületi minőség komplex értékelésében fontos szerepet játszó ún. Abott-görbe az egyes furat-típusoknál eltérő. Ez a görbe egyébként azt adja meg, hogy a felület burkoló görbéje alatti különböző mélységekben milyen százalékban van jelen anyag. A találmány feladata az ismertetett eljárások hiányosságainak megszüntetése és egyúttal olyan berendezés létrehozása, amelylyel hengerfuratok komplex felületi minőségi értékelése viszonylag gyorsan hajtható végre. Feladatunk továbbá olyan berendezés létrehozása, amely alkalmas a minősítés automatikus elvégzésére és ennek megfelelően a gyártás közben a nem megfelelő termékek azonnali kiszűrésére. A kitűzött feladat megoldására olyan berendezést hoztunk létre, amely hengerfurat belső felülete mentén mozgató és pozicionáló egységgel mozgatott optikai mérőfejet és az optikai mérőfejjel összekapcsolt jelfeldolgozó egységet tartalmaz. A találmány szerint a jel -1 2 feldolgozó egység az optikai mérőfej kimenő jelét fogadó többszintű komparátort, a többszintű komparátorban elrendezett több komparátort, a komparátorok kimenetelre kapcsolt sokcsatornás időmérőt és ez utóbbi kimenetéivel kapcsolt adatfeldolgozó és kijelző egységet tartalmaz. Egy előnyös kialakításban a javasolt berendezés optikai mérőfeje aritmetikai egységgel és koherens fényt kibocsátó fényforrással, különösen lézerrel van ellátva. A fényforrás fénye két nyalábosztón keresztül van a hengerfurat palástjáról visszavert fényt, illetve a fényforrás fényét fogadó azonos méretű apertúrára vezetve. A fényforrás fényét előnyösen a hengerfurat palástjának burkolója fölött elrendezett fókuszú leképező rendszerrel vetítjük a vizsgálandó felületre. Igen előnyös, ha a fényforrás modulált lézer, és az aritmetikai egység a modulációnak megfelelő egységekkel van ellátva. Ugyancsak célszerű kialakítás, lia a sokcsatornás időmérő ÉS-kapukat és számlálókat tartalmaz, ahol az ÉS-kapuk egy-egy bej menettel órajeigenerátorra csatlakoznak. A találmány szerinti berendezés segítségével hengerfuratok és általában zsákfpratok felületi minősége megbízható módon gyorsan < állapítható meg. A találmány tárgyát a továbbiakban pél dakénti kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A raj'zon az 1. ábra a hengerfuratok minősítésében fontos szerepet játszó Abott-görbe egy példakénti lefutása, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés vázlata működés közben, a 3. ábra a találmány szerinti berendezés optikai mérőfejének tömbvázlata, míg a 4. ábra a találmány szerinti berendezés jelfeldolgozó egységének tömbvázlata. A találmány szerinti berendezés 12 mozgató és pozicionáló egységen megvezetett 10 optikai mérőfejet tartalmaz, amely 11 hengerfurat belső oldala mentén mozgatható. A 10 optikai mérőfej megfelelő vezetékkel 13 jelfeldolgozó egységre van csatlakoztatva. A 10 optikai mérőfejet (2. ábra) a 11 hengerfurat vizsgálandó felülete mentén mozgatva Abott-görbét kapunk (1. ábra), amely a 11 hengeríurat felületétől átlagosan c távolságban mozgó érzékelővel adódik. Ez a görbe egy adott vonatkoztatási szintet lm hosszon L,, L2, L3, L4, L5, L6 pontokban metszi. A találmány szerinti berendezés 10 optikai mérőfejének központi részét 20 fényforrás alkotja. Ennek kimeneti 23 nyalábja 25 nyalábosztóra jut, amelyek révén összesen három sugárnyaláb továbbítódik. Az egyik nyaláb a 20 fényforrásból 27 leképező rendszeren keresztül a 11 hengerfurat felületére jutott és onnan visszaszórt 30 fénynyalábot jelenti, a másik és a harmadik a 20 fényforrás fényéből és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
