SU1298535A1

SU1298535A1 - Device for checking surface roughness

Info

Publication number: SU1298535A1
Application number: SU843821271A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Клиентов; Наталия Ивановна Лазарева; Евгений Борисович Поклад; Алексей Николаевич Шестов
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1987-03-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при контроле поверхностей объектов произвольной формы. Цепь изобретени - повышение точности измерений и производительности контрол . Излучение от источника 1 через оптическую систему 2 попадает на кoнтpoлиpye ый образец и на четырех- квадратный фотоприемник 3, диагональные пары площадок которого ориентированы по ос м X и у, а выходы диагональных пар фотоприемника 3 подс s. 1« Ю СО сл 00 СЛThe invention relates to a measurement technique and can be used to control the surfaces of objects of arbitrary shape. The circuit of the invention is an increase in measurement accuracy and control productivity. The radiation from source 1 through the optical system 2 falls on the control sample and on the four-square photodetector 3, the diagonal pairs of areas of which are oriented along axes X and y, and the outputs of the diagonal pairs of photodetector 3 sub s. 1 "Yu SO SL 00 SL

Description

ключены соответственно к входам блоков 4 и 5, вычитани , выходы каждой площадки подключены к входам сумматора 6. При неравенстве сигналов в диагонали сигнал сблоков 4 и 5 поступает на приводы 7 и 8 разворотов предметного столика относительно осей X и у. При установившемс равенстве сигналов в диагонап к сигна1They are connected respectively to the inputs of blocks 4 and 5, subtraction, the outputs of each platform are connected to the inputs of the adder 6. If the signals in the diagonal are unequal, the signal of blocks 4 and 5 is fed to the drives 7 and 8 turns of the stage with respect to the X and Y axes. With steady equality of signals in diagonal to signal

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при контроле поверхностей объектов произвольной формы.The invention relates to a measurement technique and can be used to control the surfaces of objects of arbitrary shape.

Цель изобретени - повышение точности измерений и производительности контрол за счет введени автоматизированной угловой ориентации и фокусировки контролируемого объекта.The purpose of the invention is to improve measurement accuracy and control performance by introducing an automated angular orientation and focusing of the object to be monitored.

На чертеже изображена принципиальна схема устройства контрол ше роховатости поверхности.The drawing shows a schematic diagram of the device for controlling surface roughness.

Устройство содержит источник 1 излучени , оптическую систему 2, четырехквадратный фотоприемник 3, диагональные пары площадок которого ориентированы по ос м х,у, первый и второй блоки 4 и 5 вычитани , четырехвходовый сумматор 6, электропривод 7 оси X, электропривод 8 оси у, пиковый детектор 9 электропривод 10 оси Z, блок 11 регистрации и трехкоординатный механизм 12 перемещени предметного столика с контролируемым образцом. Блок питани устройства на схеме не показан. Выходы каждой диагональной пары площадок фотоприемника 3 соединены соответственно с входами блоков 4 и 5 вычитани , выходы каждой площадки фотоприемника 3 соединены с входами сумматора 6. Выход первого блока 4 вычитани соединен с управл ющим входом электропривода 7 оси х, выход . второго блока 5 вучитани coejDtHHeH с управл ющим входом электропривода 8 оси у. Выход сумматора 6 соединен с входами блока 11 регистрации и пикового детектора 9, выход которого соединен с управл ющим входом электропривода 10 оси Z. Выходы всехThe device contains a radiation source 1, an optical system 2, a four-square photodetector 3, the diagonal pairs of areas of which are oriented along the axes x, y, the first and second blocks 4 and 5 of the subtraction, the four-input adder 6, the actuator 7 of the axis X, the actuator 8 of the axis y, peak the detector 9 is an electric drive 10 of the Z axis, a detection unit 11 and a three-coordinate mechanism 12 for moving a sample stage with a controlled sample. The power supply unit of the device is not shown in the diagram. The outputs of each diagonal pair of pads of the photodetector 3 are connected respectively to the inputs of blocks 4 and 5 of the subtraction, the outputs of each pad of the photoreceiver 3 are connected to the inputs of the adder 6. The output of the first block 4 of subtraction is connected to the control input of the electric drive 7 of the x axis, output. of the second unit 5, the coejDtHHeH is taught the control input of the electric drive 8 of the y axis. The output of the adder 6 is connected to the inputs of the registration unit 11 and the peak detector 9, the output of which is connected to the control input of the electric drive 10 of the Z axis. The outputs of all

лы с сумматора 6 через пнконый детектор 9 поступают на привод 10, Максимальное значение сигнала регистрируетс блоком 11, по нему суд т о величине относительного спектрального коэффициента отражени в контролируемой точке образца, котора служит критерием оценки шероховатости поверхности. 1 ил.From the adder 6, through the detector 9, the detector 10 arrives at the actuator 10. The maximum value of the signal is recorded by block 11, it is judged on the relative spectral reflectance at the controlled point of the sample, which serves as a criterion for evaluating the surface roughness. 1 il.

электроприводов соединены с трехко- ординатным механизмом 12 перемещени предметного столика, служащего дл установки контролируемого образ1Т ,а в положение измерени .The electric drives are connected to the three-coordinate mechanism 12 for moving the stage that serves to set the controlled image of the T1 and to the measurement position.

В случае значительных размеров образца его устанавливают неподвижно , а с трехкоординатным механизмом 12 перемещени св зывают стойку сIn the case of significant dimensions of the sample, it is fixed in place, and with the three-coordinate movement mechanism 12, a stand is connected with

источником 1 излучени 5 оптической системой 2 и фотоприемником 3.the radiation source 1 5 by the optical system 2 and the photodetector 3.

Излучение, посылаемое источником 1, проходит формирующие лин зы 13 и 14, отражаетс от полупрозрачной пластины 15 и объективом 16 направл етс на контролируемый образец. Отраженный от образца поток собираетс объективом 16, проходит полупрозрачную пластину 15, линзы 17 и 18 и раздел етс светоделительной призмой 19 на два пучка. Один пучок линзой 20 проецируетс на фотоприемник 3, а другой линзой 21 направл етс в окул р 22 визуального канала. Визуальный канал служит дл выбора начальной точки измерений и периодического контрол .The radiation sent by the source 1 passes the forming lenses 13 and 14, is reflected from the translucent plate 15 and is directed by the objective 16 to the test sample. The flow reflected from the sample is collected by the lens 16, passes the semitransparent plate 15, lenses 17 and 18, and is divided by a beam-splitting prism 19 into two beams. One beam by the lens 20 is projected onto the photodetector 3, and the other by the lens 21 is directed into the ocular p 22 of the visual channel. The visual channel serves to select the starting point of measurements and periodic monitoring.

Пучок излучени , попавший на фотоприемник 3, засвечивает все четыре площадки одновременно. Сигналы с каждой диагональной пары площадок поступают на блоки 4 и 5 вычитани . Если сигналы в парах различны, то сигналы с блоков 4 и 5 вычитани поступают соответственно на управл ю- .щие входы электроприводов 7 и 8 осей X, у. Механизм 12 перемещает предметный столик до полного равенства сигналов с каждой площадки фотоприемника 3. Одновременно с этим сигналы со всех площадок поступают в сумThe radiation beam incident on the photodetector 3 illuminates all four sites simultaneously. The signals from each diagonal pair of pads are fed to blocks 4 and 5 of the subtraction. If the signals in pairs are different, then the signals from blocks 4 and 5 of the subtraction are received respectively at the control inputs of the actuators 7 and 8 of the axes X and y. The mechanism 12 moves the stage to the full equality of the signals from each site of the photodetector 3. At the same time, the signals from all sites enter the sum

3131

матор 6, затем к приводу 10 осн. z через пиковый детектор 9, определ ющий максимальное значение фототока, которое регистрируетс блоком 11 регистрации и служит дл определени положени плоскости фокусировки.Mat 6, then to drive 10 DOS. z through a peak detector 9, which determines the maximum value of the photocurrent, which is registered by the registration unit 11 and serves to determine the position of the focusing plane.

В качестве пикового детектора 9 может использоватьс след ща система с фазовым регулированием.As the peak detector 9, a phase-controlled trailing system can be used.

После этого система управлени электроЬрнводами 7, 8, 10 осей х, у, Z обеспечивает слежение за поверхностью образца при его перемещении по заданной траектории. Сигналы, снимаемые при этом с блока 11 регистрации , соответствздат величине относительного спектрального коэффициента отражени в данной точке контроли- руекюго образца, котора вл етс критерием оценки шероховатости по- верхности.After that, the control system of electric drives 7, 8, 10 axes x, y, Z provides tracking of the sample surface as it moves along a predetermined path. The signals taken in this case from the registration unit 11 correspond to the value of the relative spectral reflectance at a given point of the test sample, which is a criterion for evaluating the surface roughness.

Введение в устройство дл контрол шероховатости поверхности трех- координатной автоматической след щей системы и выполнение фотоприемника в виде четырехэлементной матрицы обеспечивает повьш1ение точности измерений и производительности контрол .An introduction to the device for monitoring the surface roughness of a three-coordinate automatic tracking system and the implementation of a photodetector in the form of a four-element array provides an increase in measurement accuracy and control performance.

Claims

Invention Formula

Device for controlling the surface roughness containing by Editor S. Patrusheva Order 875/40

Compiled by S. Grachev

Tehred.M.Khodanych Proofreader I.Erdeyi

Circulation 678 Subscription

VNRSHPI State Committee of the USSR

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

85354

Consequently, the installed radiation source and optical system, a photodetector installed during radiation from a controlled object, an object table with a three-coordinate mechanism for its movement and a recording unit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy and performance of monitoring, it equipped with three electric drives connected respectively to the inputs x, y, z of the three-coordinate movement mechanism — and designed to ensure the rotation of the sample stage relative to the axes x and y and moving it along the Z axis, two subtractors, a four-input adder and a peak detector, a photodetector

0 is four-quadrant with diagonal pairs of pads oriented along axes X and y, respectively, the outputs of each diagonal pair are connected respectively to the inputs of the subtraction blocks, the outputs of each platform are connected to the inputs of the adder, the outputs of the subtraction blocks are connected respectively to the inputs x and y of the displacement mechanism, and the output of the sum of the torus is connected to the inputs of the registration unit and the peak detector connected by the output to the input z of the movement mechanism.