Методы оптической согласованной фильтрации в точном приборостроении

Аннотация

В статье рассмотрены возможности применения методов оптической согласованной фильтрации для решения задач автоматического контроля геометрических параметров деталей точного приборостроения. Здесь представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований точностных возможностей голографического коррелятора, установлены требования к позиционированию деталей на его входе, а также показана возможность допусковой разбраковки деталей с помощью голографического фильтра, синтезированного методом двойной экспозиции с противофазной компенсацией. Получены аналитические зависимости поведения корреляционного отклика от изменения размеров, смещения и угловой ориентации деталей. Установлено, что относительная точность контроля составляет 0,5%. Для повышения абсолютной точности контроля предложено использовать преобразование волновых полей как на входе, так и в частотной области коррелятора. Это позволило на порядок повысить точность методов оптической согласованной фильтрации. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласуются с данными теоретического анализа.

Для цитирования

Литература

1. Саркин В.И. Современное состояние средств контроля размеров, формы и шероховатости поверхности деталей приборов. М.: ИНИИТЭИ приборостроения, вып.3, 1979. - 60 с.
2. Епифанов О.С., Мировицкий Д.И., Шанин В.И. и др. Голографический контроль массового производства деталей с электрооптической индикацией. Тезисы докладов 4-го Всесоюзного семинара по оптическим и электрооптическим методам и средствам передачи, преобразования, переработки и хранения информации. М., 1973, с. 8.
3. Оптическая обработка информации. Под ред. Д. Кейсессента. М.: Мир, 1980. - 347 с.
4. Применение методов Фурье-оптики. Под ред. Г.Старка. - М.: Радио и связь, 1988. - 535 с.
5. Шанин В.И. Исследование возможности оптической согласованной фильтрации для контроля геометрии деталей в точном приборостроении. -Оптико-механическая промышленность, 1982, т. 7, с. 15-17.
6. Ковалевский В.А. Методы оптимальных решений в распознавании изображений. - М.: Наука, 1976. - 328 с.
7. Шанин В.И. Возможность применения когерентной оптики и голографии для контроля часовых деталей и узлов. Сб. "Исследования в области технологии часового производства". -М., 1981, с. 107-118.
8. Красниковский В.Г., Шанин В.И. Исследование когерентно-оптической обработки информации для контроля геометрии деталей точного приборостроения. Материалы международной школы по когерентной оптике и голографии. - Прага, 1980, с. 153.
9. Indebetow G., Tschudi T. and Steffen J. Optical information processing for control quality of small mechanical pieces. - Appl. Opt., 1976, v.17, n. 6, p. 911-917.
10. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. -М.: Мир, 1971. - 495 с.
11. Суминов В.М., Акилин В.И., Шанин В.И. Повышение селектирующих свойств голографической обработки информации при распознавании образов по их контурам. -Тезисы докладов Всесоюзной научно-техн. конф. "Проблемы генерирования, обнаружения и эффективности применения сложных сигналов". Киев, 1982, с. 97.
12. Кривенков Б.Е., Чугуй Ю.В. Качественное оконтуривание двумерных теневых изображений. -Автометрия, 1979, N 1, с. 33-44.
13. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. -М.: Наука, 1970. - 856 с.
14. Indebetouw G., Tschudi T. and Herzider G. Quality control of small mechanical pieces using optical correction techniques.Appl.Opt., 1976, v.15, N 2, p. 516-522.
15. Бахрах Л.Д., Курочкин А.П. Голография в микроволновой технике. - М.: Сов. радио, 1979. -320 с.
16. Мировицкий Д.И., Пичугин А.П., Шанин В.И. Голографический способ определения признаков отличия между сравниваемыми образами. -Радиотехника и электроника, 1975, т.20, N 6, с. 1171-1176.
17. Мировицкий Д.И., Пичугин А.П., Шанин В.И. Устройство получения комплексных фильтров объемных объектов. Авторское свидетельство N 378793, 1973, бюл. изоб. N 19.
18. Williams R.E. Partially Coherent Processing by Optical Means. -JEEE Trans.Inform.Theory, 1965, v.IT-11, p. 449.
19. Шанин В.И. Прецизионный контроль линейных размеров методами оптической согласованной фильтрации. Тезисы докладов Российской науч.-техн. конф. "Новые материалы и технологии машиностроения". М., 1992, с. 23.
20. Соболев Г.А., Гирина М.Г. Исследование скрытого голографического изображения. -Сб. "Регистрирующие среды для голографии". -Л.: Наука, 1975, с. 88.
21. Красниковский В.Г., Самсонов Г.А., Шанин В.И., Халатова Е.С. К вопросу автоматизации синтеза оптических согласованных фильтров. -Труды 2-ой Всесоюзной науч.-техн. конф. "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение". М., 1976, с. 289.
22. Шанин В.И., Самсонов Г.А., Красниковский В.Г. Устройство синтеза голографического фильтра. Авторское свидетельство N 531413, 1976.
23. Vander Lugt A. The effect of small displacement of spatial filters.-Appl.Opt., 1967, v.6, N 7, p. 1221.
24. Петраков А.В. Автоматические телевизионные комплексы для регистрации быстропротекающих процессов. М.: Энергоатомиздат, 1987. -152 с.
25. Croce R., Burton G. Techniques for high-data-rate two-dimensional optical pattern recognition.-RCA Review, 1971, v.32, N 12.
26. Шанин В.И., Пичугин А.П., Шапов В.С. Устройство для распознавания образов. Авторское свидетельство N 586738, 1977.
27. Василенко Г.И., Цибулькин Л.М. Голографические распознающие устройства. -М.: Радио и связь, 1985. -312 с.
28. Casasent D., Psaltis D. New optical transforms for pattern recognition. - Proc.JEEE, 1977, v.65, ? 1, p. 77-84.
29. Indebetow G. Using of optical information processing in problem quality control of small mechanical pieces.- Appl. Opt., 1977, v.16, N 7, p. 1944-1950.
30. Оптическая голография. Под ред. Г.Колфилда. -М.: Мир, 1982, т.2.
31. Будагян И.Ф., Дубровин В.Ф., Мировицкий Д.И., Шанин В.И. Устройство для возбуждения оптической линии. Авторское свидетельство N 376843, бюл.изоб. N 19, 1973.
32. Будагян И.Ф., Дубровин В.Ф., Мировицкий Д.И., Камлюк С.Н., Шанин В.И. Устройство для получения согласованного фильтра. -Авторское свид. N 413559, бюл.изоб. N 30, 1974.
33. Марков П.И., Шаповалов В.М. Волоконно-оптические преобразователи в приборах технологического контроля. - Минск, Наука и техника, 1984. -112 с.
34. Бутусов М.М., Галкин С.Л., Оробинский С.П., Пал Б.П. Волоконная оптика и приборостроение. -Л.: Машиностроение, 1987. -328 с.
35. Яхимович В.А. Транспортно-загрузочные и сборочные устройства и автоматы. -Киев: техника, 1976. - 191 с.
36. Иоффе Б.А. Электромагнитное опознавание и ориентирование деталей. -М.: Знание, 1976. -64 c.
37. Иванов А.А. Проектирование систем автоматического манипулирования миниатюрными изделиями. -М.: Машиностроение, 1981. -271 с.
38. Vander Lugt A., Rotz F.B., Klooster A. Character-reading by optical spatial filtering.-Optical and Electro-optical Information Processing, 1965, p. 125-141.