SU1128115A1

SU1128115A1 - Method of checking radii of spheres having large curvature

Info

Publication number: SU1128115A1
Application number: SU823515504A
Authority: SU
Inventors: Инга Григорьевна Иванова; Григорий Никанорович Учуваткин; Юрий Васильевич Иванов
Original assignee: Всесоюзный Заочный Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-12-07

Abstract

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАДИУСОВ СФЕР БШШОЙ КРИВИЗНЫ, заключакщийс в том что направл ют пучок света на поверхность сферы и образцовую поверхность получают две когерентные световые волнЪ, одна из которых образована при отражении одного из когерентных пучков от образцовой ,„ .. - ter,,,,,: поверхности и вл етс волной сравнени , а друга - образована после отражени другого когерентного пучка от контролируемой поверхности и вл етс рабочей волной, и наблюдают интерференционнзто картину, получакмцуюс в результате наложени этих двух волн, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона контрол в сторону . уменьшени размеров контролируем радиусов сфер и повьпиени производительности контрол , устанавливают шаблон интерференционной картины установленного размера, перемещают интерференционную картину до совпадени ее размеров с размерами шаблона и по величине этого перемещени определ ют размер контролируемого радиуса сферы. ю 00 олMETHOD OF CONTROL OF RADIUSS OF SPHERES OF THE BROWN CURVATURE, which consists in directing the light beam to the surface of the sphere and the model surface receive two coherent light waves, one of which is formed by the reflection of one of the coherent beams from the model, ".. - ter ,,,, : the surface is the comparison wave, and the other is formed after the other coherent beam is reflected from the test surface and is the working wave, and an interference pattern is observed resulting from the superposition of these two waves, o similar to the fact that, in order to expand the range of control to the side. reduce the size, control the radii of the spheres and control the performance, set the pattern of the interference pattern of a fixed size, move the interference pattern to match its size with the size of the pattern, and determine the size of the controlled radius of the sphere by the magnitude of this movement. u 00 ol

Description

,1 Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл контрол радиусов сфер большой кривизны и может быть использовано в производстве., зан том изготовлением малогабаритных прецезионных деталей Известен способ интерференционно го контрол с помощью интерферометра дл испытани фронтальных линз объективов микроскопа, заключающийс в TQM, что наблюдают интерференцирнную картину, получаемую в результате наложени двух, когерентных световых волн: волны сравнени , образующейс при отражении одного из когерентных пучков от образцовой поверхности, и рабочей волны послеотражение ее от провер емой поверхности , несущей на себе следы ее неровностей ГЛ . 1- mJ Недостатком этого способа вл етс ограниченность его применени дл контрол формы поверхности толь ко одного радиуса. На1Иболее близким к изобретению по технической сущности вл етс сп соб контрол радиусов сфер большой кривизны, заключающийс в том, что направл ют пучок света на поверхнос сферы и образцовую поверхность, получают две когерентные световые волны, одна из которых образована при отражении одного когерентных пучков от образцовой поверхности и вл .етс волной сравнени , а друга образована после отражени другого когерентного пучка от контролируемо поверхности и вл етс рабочей волной , и наблюдают интерференционную картину, получающуюс в результате наложени этих двух волн 2j . Недостатками известного способа вл ютс узкий диапазон размеров ко ролируемых радиусов сфер, а именно невозможно контролировать сферы радиусом менее 1 мм, а также низка производительность контрол . Цель изобретени - расширение диапазона контрол в сторону уменьше .ни размеров контролируемых радиусов сфер и повьш1ение производительности контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу контрол радиусов сфер большой кривизны, заключающемус в том, что направл ют пучок света на поверхность сферы, и образцовую поверхность,получают 152 две когерентные световые волны, одна из которых образована при отражении одного из когерентных пучков от образцовой поверхности и вл етс волной сравнени , а друга - образована после отражени другого когерентного пучка от контролируемой , поверхности и вл етс рабочей волной, и наблюдают интерференционную картину, получающуюс в результате наложени этик двух волн, устанавливают- шаблон-- интерференционной картины установленного размера, перемещают интерференционную картину до совпадени ее размеров с размерами шаблона и по величине этого перемещени определ ют размер контролируемого радиуса сферы. На чертеже изображена принципиальна схема устройства, реализующего предлагаемый способ контрол радиусов сфер большой кривизны. Устройство содержит двухлучевой микроинтерфёрометр МИИ-4 1, плоскую образцовую поверхность 2, винт 3, фотоокул р 4, экран 5, шаблон 6 интерференционной картины, шкалу 7. Плоскую образцовую поверхность 2 выставл ют перпендикул рно оптической оси путем юстировки с помощью ; винта 3. Предлагаемый способ осуществл етс следующим образом. Направл ют пучок на поверхность сферы. Интерференционную картину, получающуюс в результате наложени когерентных волн: волны сравнени ,- образукнцейс при отражении одного из когерентных пучков от образцовой поверхности 2, и рабочей . волны, образующейс после отражени другого когерентного пучка от контролируемой поверхности 8, направл ют на фотоокул р 4, за которым находитс экран 5 с расположенным на нем шаблоном 6 интерференционной картины установленного размера (от определенного радиуса сферы). Интерференционна картина совмещаетс с шаблоном 6 путем перемещени экрана 5 вдоль оптической оси по шкале 7, отградуированной в значени х контролируемьпс радиусов. В результате устано-вки плоской образцовой поверхности 2 перпендикул рно оптической оси, с помощью винта 3, микроинтерферометр начинает работать по принципу интерферен3, 1 The invention relates to measuring equipment and is intended to control the radii of large curvature spheres and can be used in production. Manufacturing small precision parts The TQM method of interference control using an interferometer for testing frontal lenses of microscope objectives is observed an interference pattern resulting from the superposition of two coherent light waves: a comparison wave formed by the reflection of one of the coherent beams from the model surface, and the working wave, after the reflection of it from the surface under test, bearing traces of its irregularities GL. 1- mJ The disadvantage of this method is that it is limited in its use to control the shape of the surface with only one radius. Most closely related to the invention, by its technical nature, is a collection of control of the radii of spheres of greater curvature, consisting in directing a beam of light to the surface of the sphere and the sample surface, two coherent light waves are obtained, one of which is formed by the reflection of one coherent beam from the model surface and the wave is a comparison wave, and the other is formed after the other coherent beam is reflected from the controlled surface and is a working wave, and the interference pattern is observed, receiving The resulting overlapping these two waves 2j. The disadvantages of this method are the narrow range of sizes of the spatially radiating spheres, namely, it is impossible to control spheres with a radius of less than 1 mm, as well as low control performance. The purpose of the invention is to expand the range of control in the direction of reducing the size of the controlled radii of the spheres and increasing the productivity of the control. The goal is achieved by the method of controlling the radii of spheres of greater curvature, consisting in directing the light beam to the surface of the sphere and the sample surface, to get 152 two coherent light waves, one of which is formed by the reflection of one of the coherent beams from the model surface is the comparison wave, and the other is formed after the other coherent beam is reflected from the controlled surface, and the surface is the working wave, and the interference pattern is observed, resulting superimposing result etik two waves ustanavlivayut- shablon-- interference pattern established amount, the interference pattern is moved until it coincides with its size pattern dimensions and the magnitude of this movement is determined by the size of the controlled radius of the sphere. The drawing shows a schematic diagram of a device that implements the proposed method of controlling the radii of spheres of greater curvature. The device contains a MII-4 dual-beam microinterferometer 1, a flat sample surface 2, a screw 3, a photo camera 4, a screen 5, an interference pattern 6, a scale 7. The flat model surface 2 is set perpendicular to the optical axis by alignment with; screw 3. The proposed method is carried out as follows. The beam is directed to the surface of the sphere. The interference pattern resulting from the imposition of coherent waves: a comparison wave, is formed by the reflection of one of the coherent beams from the model surface 2, and the working one. The waves formed after the reflection of another coherent beam from the test surface 8 are directed to a photo cap 4, behind which is a screen 5 with a pattern 6 of an interference pattern of a fixed size located on it (from a certain radius of a sphere). The interference pattern is combined with pattern 6 by moving the screen 5 along the optical axis on a scale of 7, calibrated in terms of controllable radii. As a result of the installation of a flat model surface 2 perpendicular to the optical axis, with the help of screw 3, the microinterferometer begins to work on the principle of interference 3

ции равной толщины. В этом случае интерференционна картина представл ет собой систему колец, подобных кольцам Ньютона, что дает возможность рассчитать и изготовить шаблон . интерференционной картины любог размера.tions of equal thickness. In this case, the interference pattern is a system of rings similar to Newton's rings, which makes it possible to calculate and make a pattern. interference pattern any size.

В . с тем, что в приборе МИИ-4 применены микрообъективы, работающие , с тубусом бесконечность, оптическа схема микроинтерферометра не требует соблюдени услови полезного увеличени и дает возможность использовать фотоокул р 4 дл наблюдени увеличенной интерференционной картины на экране 5 и совмещени ее с шаблоном 6 интерференционной картиШ), в св зи с чем расшир етс диапазон контролируемых радиусов сфер в сторону их уменьшени .AT . Since the MII-4 instrument uses micro lenses that work with an infinity tube, the optical layout of the microinterferometer does not require a useful zoom condition and makes it possible to use a photo-cap 4 to observe the increased interference pattern on the screen 5 and to align it with the pattern 6 of the interference pattern ), in connection with which the range of controlled radii of the spheres expands in the direction of their decrease.

Вследствие стационарного-перераспределени освещенности в интерференционном поле за фотоокул ром 4 плавное изменение размеров интерференционной картины на экране 5 можно получать простым перемещением экрана 5 без перефокусировки фотоокул ра 4.Due to the steady-state redistribution of illumination in the interference field behind the photo window 4, a smooth resizing of the interference pattern on the screen 5 can be obtained by simply moving the screen 5 without refocusing the photo cure 4.

154154

Использование переменного увеличени в предлагаемом способе позвол ет получать оптимальные дл наблюдени размеры колец интерференционной картины от любого размера контролируемой сферы, что позвол ет путем подбора соответствующего окул ра и расчета требуемой длины шкалы расширить диапазон .измерений до .0,02 мм.The use of variable magnification in the proposed method makes it possible to obtain the interference pattern sizes that are optimal for observation from any size of the controlled sphere, which allows, by selecting an appropriate ocular and calculating the required scale length, to extend the range of measurements to .0.02 mm.

Использование шаблона интерференционной картины позвол ет.исключить трудоемкие и утомительные, операции по многократному измерению колец интерференционной картины с помощью винтового окул рного нониуса. В предлагаемом способе процесс измерени радиусов сфер заключаетс в совмещении трех колец интерференционной картины с соответствующими кольцами шаблона путем перемещени экрана 5 с шаблоном 6 вдоль оптической оси. Процесс совмещени длитс в среднем 4 мин. В момент совмещени указатель экрана. 5 показывает по шкале положение экрана относительно нулевой точки. По полученному отсчету по градуировочному графику определ етс искомый радиус. Весь процесс измерени длитс в среднем 5 мин .The use of the pattern of the interference pattern makes it possible to eliminate the laborious and tedious, operations on the repeated measurement of the rings of the interference pattern with the help of a screw-ocular vernier. In the proposed method, the process of measuring the radii of the spheres consists in combining the three rings of the interference pattern with the corresponding rings of the pattern by moving the screen 5 with the pattern 6 along the optical axis. The combination process lasts an average of 4 minutes. At the time of combining the screen pointer. 5 shows on a scale the position of the screen relative to the zero point. Based on the obtained reading, the desired radius is determined from the calibration curve. The whole measurement process lasts an average of 5 minutes.

Claims

A METHOD FOR CONTROLING RADIUSES OF SPHERES OF GREAT CURVITY, which consists in directing a light beam onto the surface of a sphere and an exemplary surface, two coherent light waves are obtained, one of which is formed when one of the coherent beams is reflected from the exemplary surface and is a comparison wave, and the other is formed after the reflection of another coherent beam from the controlled surface and is a working wave, and observe the interference pattern resulting from the superposition of these two waves, characterized in that, in order to expand the control range in the direction of decreasing the sizes of the controlled radii of the spheres and increasing the productivity of the control, an interference pattern of a fixed size is established, the interference pattern is moved until its size matches the dimensions of the pattern, and the size of the controlled radius of the sphere is determined by the magnitude of this movement.

> SU "and) 1128115

1 11