RU1776988C - Способ контрол формы профил прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в точном приборостроении дл  контрол  формы прозрачных тонкостенных оболочек. Цель изобретени  - повышение точности контрол  и снижение брака от нарушени  качества поверхности в процессе контрол . Контролируемую оболочку фиксируют в требуемом положении и контактным методом замер ют толщину оболочки в выбранной опорной точке. Затем формируют в проход щем свете интерферограммы участка контролируемой оболочки, центр которого совмещен с выбранной опорной точкой, и сравнивают полученную интерферограмму с ранее сформированной интерферограм- мой участка эталонной оболочки и вычисл ют значени  толщин оболочки в промежуточных точках участков по формуле t (tK + -г- )cos OK , где tK - значение толщины оболочки, измеренное контактным методом, N - номер интерференционной полосы на текущей интерферограмме; Я- длина волны излучени  в интерферометре; а - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу из центра оболочки; cos OK °- - -, где to - значение , К А толщины эталонной оболочки; К-номер интерференционной полосы на интерферограмме эталонной оболочки; Дп - разность показателей преломлени  материала оболочки и окружающей среды. Описанную процедуру повтор ют дл  всех выбранных опорных точек. По результатам контактных измерений в опорных точках и вычислений дл  промежуточных точек стро т профилог- рамму изменени  толщины контролируемой оболочки в заданном сечении, 2 ил. У Ј VJ VI Os ю 00 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в точном приборостроении дл  контрол  формы прозрачных тонкостенных оболочек.

Известен способ оценки геометрии оптических изделий, заключающийс  в том, что получают с помощью проецировани  или интерферометрии топограмму рельефа

трехмерного объекта. Линии на топограм- ме,  вл ющиес  лини ми равного уровн , - это следы пересечени  объема равноотсто щими друг от друга плоскост ми. Топо- грамма, полученна  с помощью лазерной интерферометрии на просвет, позвол ет получать информацию об относительном изменении толщины оболочки с точностью 0,5

длины волны излучени  лазера, После получени  голограммы производ т ее обработку с целью установлени  сведений о геометрии оболочки.

Основным недостатком данного способа оценки геометрии оптических изделий  вл етс  трудность получени  информации об абсолютном значении толщины издели .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ контрол  формы профил  прозрачных осесим- метричных тонкостенных оболочек, заключающийс  в том, что выбирают на контролируемой оболочке опорные точки, расположенные с заданной дискретностью, последовательно фиксируют оболочку в требуемых положени х, измер ют толщину оболочки в выбранных опорных точках контактным методом, и по полученным измерени м стро т профилограмму изменени  толщины оболочки в заданном сечении.

Недостаток известного способа состоит в невысокой точности контрол  при сравнительно большом рассто нии между опорными точками и росте брака от нарушени  качества поверхности в процессе контрол  при уменьшении этого рассто ни .

Цель изобретени  - повышение точности контрол  и снижение брака от нарушени  качества поверхности в процессе контрол  оболочки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что производ т интерференцию формируют в проход щем свете интерферограммы участков контролируемой оболочки, центры которых совмещены с выбранными опорными точками, сравнивают сформированные интерферограммы с ранее сформированными интерферограммами участков эталонных оболочек, вычисл ют значени  толщин оболочки в промежуточных точках участков по формуле:

t (tk+ )COS«K ,

где tk значение толщины оболочки, измеренное контактным методом;

N - номер интерференционной полосы на текущей интерферограмме;

Я - длина волны излучени  в интерферометре;

Ок - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу из центра оболочки,

о

to

to +

КЯ

гГ

где to - значение толщины эталонной оболочки;

К-номер интерференционной полосы на интерферограмме эталонной оболочки;

An- разность показателей преломлени  материала оболочки и окружающей среды ,

и нанос т на профилограмму вычисленные значени  толщин.

0 На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства, реализующего способ контрол  формы профил  прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек; на фиг. 2 - процедура определени  номеров

5 интерференционных полос на текущей интерферограмме и соответствующей ей интерферограмме эталонной оболочки.

Устройство содержит лазер 1, светоделитель 2, зеркало 3, коллиматоры 4 и 5,

0 приспособление 6 дл  фиксации контролируемой оболочки, контактный измеритель 8 толщины оболочки, перископическую систему 9, зеркало 10, суммирующую призму 11, систему 12 технического зрени , микро5 ЭВМ 13, приводы 14 и 15 горизонтального и азимутального поворота оболочки 7, а также блоки 16 и 17 согласовани .

Способ реализуетс  следующим образом ,

0Контролируемую оболочку 7 фиксируют

в требуемом положении в приспособлении 6. Оно представл ет собой оптическую делительную головку, на которой закреплен узел дл  фиксации оболочки 7 и контактный

5 измеритель 8 толщины на базе индуктивного датчика информации. Приспособление 7 обеспечивает поворот оболочки вокруг ее оси в горизонтальной плоскости и в пределах 90° в азимутальной плоскости. Периско0 пическа  система 9 служит дл  ввода, вывода и направлени  перпендикул рно поверхности оболочки лазерного пучка света. Определ ют толщину контролируемой оболочки 7 и в выбранной опорной

5 точке поверхности посредством контактного измерител  8.

Излучение лазера 1 расщепл ют с по- мощью светоделител  2 на два пучка, из которых коллиматорами 4 и 5 формируют

0 пучки света с плоскими фронтами. Далее эти пучки излучени  вновь собирают с помощью зеркал 3 и 10 на суммирующей призме 11. Результат их взаимодействи  про вл етс  в виде интерференционной

5 картины на поверхности светочувствительного элемента системы 12 технического зрени .

Вид интерференционной картины определ етс  оптической разностью хода пучков излучени , один из которых попадает на

суммирующую призму 11 непосредственно от коллиматора 4, а другой пройд  через участок контролируемой оболочки 7 с центром , совмещенным с опорной точкой поверхности , дл  которой была определена толщина контактным методом.

Сформированную интерференционную картину считывают системой технического зрени . При этом тип развертки электронного луча светочувствительного элемента определ етс  формой оболочки. Так, дл  цилиндрической и конической оболочек считывание обеспечиваетс  линейной разверткой, а дл  полусферической радиальной. Результаты считывани  в виде электрически/ сигналов поступают в микро- ЭВМ 13. В программу работы микроЭВМ 13 входит запоминание и присвоение каждому направлению считывани  данных контактного измерени , поступающих от измерител  8, вычисление и запоминание данных о толщине оболочки в точках, лежащих между точками двух контактных измерений, а также построение профилограммы изменени  толщины оболочки по сечени м. Вычисление толщины оболочки производитс  в соответствии с приведенным ранее соотношением, дл  чв о автоматически должны быть определены номера интерференционных полос дл  каждой точки оболочки. Пример определени  номеров интерференционных полос дл  оболочки полусферической формы по сн етс  на фиг. 2, где а - эталонна  топограмма дл  определени  номера полосы К дл  точки М, б - текуща  топограмма дл  определени  номера полосы N дл  той же точки М.

Описанную процедуру повтор ют дл  каждого участка оболочки 7. Поворот оболочки 7 в горизонтальной плоскости осуществл ют приводом 14 по сигналу из микроЭВМ 13, прошедшему через блок 16 согласовани . После получени  информации о толщине оболочки 2 по всему сечению производ т наклон оболочки в азимутальной плоскости от привода 15 по сигналу из микроЭВМ, прошедшему через блок 17 согласовани . По окончании всех процедур измерени  и вычислени  на экране диспле  или на графопостроителе стро т профилограммы изменени  толщины оболочки по всем сечени м.

Дл  устранени  пропуска экстремальных значений толщины оболочки зоны измерени  выбирают с их перекрывом.

Объединение контактного метода измерений с интерференционным методом построени  профилограмм позвол ет резко сократить число контактных соприкосновений с поверхностью контролируемой оболочки и тем самым уменьшить веро тность нарушени  поверхности оболочки, Кроме того, весь процесс контрол  оболочки про- изводитс  за один ее установ, что способствует повышению точности контрол .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ контрол  формы профил  прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек, заключающийс  в том, что выбирают на контролируемой оболочке опорные точки, расположенные с заданной дискретностью , последовательно фиксируют оболочку в требуемых положени х, измер ют толщину оболочки в выбранных опорных точках контактным методом, и по полученным измерени м стро т профилограмму изменени  толщины оболочки в заданном

   сечении, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  и снижени  брака от нарушени  качества поверхности в процессе контрол  оболочки, формируют в проход щем свете интерферограммы участков контролируемой оболочки, центры которых совмещены с выбранными опорными точками, сравнивают сформированное интерферограммы с ранее сформированными интерферограммами участков

   эталонных оболочек, вычисл ют значени  толщин оболочки в промежуточных точках

   участков по формуле

   t-(+-ЈЈ-)« .

   где tk - значение толщины оболочки, измеренное контактным методом;

   N - номер интерференционной полосы на текущей интерферограмме;

   А - длина волны излучени  в интерферометре;

   OK - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу из центра оболочки;

   to t KA 9

   to+-z r

   COSGfc

   где to - значение толщины эталонной оболочки;

   К - номер интерференционной полосы на интерферограмме эталонной оболочки;

   An - разность показателей преломле- ни  материала оболочки и окружающей среды ,

   и нанос т на профилограмму вычисленные значени  толщин.

   J. 4

   ФигЛ

   Фие.2