SU1421989A1 - Способ определени отклонени размеров объекта от номинального - Google Patents

Description

4;ii 1чЭ

со

00

со

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при контроле размеров деталей методами когерентной оптики.

Цель изобретени  - повышение информативности контрол  за счет обеспечени  возможности измерени  величины и знака otклoнeни  размера объекта от номинального.

На чертеже представлена оптическа  схема, реализующа  способ.

Схема включает в себ  линзу 1, фокусирующую пучок когерентного излучени  2 в точку 3, расположенную на номинальной поверхности 4, нормаль но к этой поверхности, полупрозрачное зеркало 5 служит дл  направлени  пучка 2 на поверхность 6 объекта, отсто щую от номинального значени  на величину сГ, позици ми 7 и 8 обозначены единичные элементы спекл- структуры, расположенные на оси 9, нормальной к номинальной поверхности 4 и проход щей через точку 3 фокуси- ровки, на заданных рассто ш хЛ,i и 1д соответственно, v, V.,, V - вектора перемещени  исследуемой поверхности 6 единичных элементов 7 и 8 соответственно .

Способ осуществл етс  следующим образом.

Пучок 2 когерентного излучени  фокусируетс  линзой 1 нормально к номинальной поверхности 4 в точку 3, ле- жащую на этой поверхности. В отраженном от исследуемой диффузной поверхности 6 объекта излучении выдел ют единичные элементы 7 и 8 спекл струк- туры 9, расположенные на оси на заданных рассто ни х li от исследуемой поверхности 6, значени  которых определ ют заранее. Перемещают исследуемую поверхность 6 в плоскости со скоростью V и определ ют величину и направление скоро сти перемещени  V и v единичных элементов 7 и 8 в плоскост х, параллельных номинальной поверхности. .(Дл  случа  нештоской поверхности номинальна  поверхность 4 в точке 3 фокусировки принимаетс  совпадающей с касательной к этой поверхности в точке 3).

По соотношению направлений смещени  исследуемой поверхности 6 и-еди ничных элементов 7 и 8 спекл-структуры суд т об отклонении размера объекта от номинального: а) если перемещение элементов спекл-структуры отсутствует , то исследуема  поверхность 6 в данной точке 3 совпадает с номинальной 4; б) если направлени  смещени  исследуемой поверхности 6 и элементов спекл-структуры совпадают, то размер объекта мёньще номинального, т.е. исследуема  поверхность находитс  за номинальной по ходу пучка излучени  (этот случай приведен на чертеже ) ; в) если направлени  смещени  исследуемой поверхности 6 и элементов 7, 8 спекл-структуры противоположны, то.размер объекта больше номинального , т.е. исследуема  поверхность на- ходит.с  перед номинальной.

После определени  наличи  и знака отклонени  определ ют величину отклонени  с/ по соотношению скоростей v и v перемещени  единичньрс элементов 7 и 8 спекл-структуры, расположенных на рассто ни х 1., и 1 от исследуемой поверхности 6, по формуле f

Va2- Vail ,.ч

17 . .

V - V v V,

Определение величины отклонени  основано на результатах экспериментальных исследований, которые показали, что при Фокусировке излучени  нормально к поверхности на рассто нии е от Нее и выделении элементов 7 и 8 спекл структуры на. оси, проход щей через точку 3 фокусировки нормально к по - верхности, соотношение скоростей перемещени  спекл-структуры V и поверхности V в своих плоскост х имеет вид V/V (1 +«/)/«Г (2), где 1 - рассто ние от поверхности до вьщеленного элемента спекл-структуры. Определ   скорости перемещени  спеклов на двух различных рассто ни х 1, и l/ вдоль оси, можно на основе полученной экспериментальной зависимости (2) определить величину отклонени  Jпо формуле (1). Путем изменени  выбора заданных рассто ний 1, и 1 можно мен ть чувствительность способа в пределах О,1 - 10 мм.

Пример. Исследуют отклонение размеров плоских образцов после лазерной термообработки. Пучок лазерного излучени  от ЛГ-38 посредством линзы (F 250 мм, D 100 мм) фокусируют в.точку, расположенную на номинальной поверхности. В отраженном излучении на рассто ни х 1, 200 мм и l-i 800 мм выдел ют единичные элементы спекл-структуры на оси, нормальной к поверхности образца и проход щей через точку фокусировки. Дл  устранени  перекрыти  излучени  при выделении единичных элементов спекл- структуры используют ответвители света в виде полупрозрачных зеркал, расположенных под углом на оси. Перемещают исследуемый объект в своей плоскости и определ ют направление и величину скорости смещени  единичных элементов спекл структуры, т.е. величину перемещени  в единицу времени. Определение направлени  осуществл ют визуально, а величину скорости определ ют путем регистрации спеклов до и после перемещени  поверхности на фотопластинках.

Claims (1)

1. Направление смещени  спеклов противоположно направлению перемещени  поверхности, что свидетельствует об отклонении размера образца от номинального в сторону его увеличени . По соотношению скоростей перемещени  единичных элементов спекл-структуры дл  различных точек исследуемой по- верхности образца было определено, что величина отклонени  находитс  в диапазоне / 0,5 - 2,2 мм. .Формула изобрет. вни 

   чающийс  в том, что фокусируют пучок когерентного излучени  в точку, соот- с

   ве;тству1 щую положению номинальной поверхности , и по результатам анализа

   излучени , отраженного от поверхно-. ;( сти, суд т об отклонении размера объекта от номинального, отличающийс  тем, что, с целью повышени  информативности определени  отк юнени  размеров, пучок фокусируют нормально к номинальной поверхности, в анализируемом излучении выдел ют единичные элементы спекл-структуры на двух заданных рассто ни х от объ- ектгГ -вдоль оси, нормальной к номинальной поверхности и проход щей через точку фокусировки пучка, одновременно поступательно перемещают объект в своей плоскости и определ ют направление и скорости перемещени  выделенных элементов спекл-структуры в плоскост х, параллельных номинальной ловерхности, и оАредел ют наличие и знак отклонени  размера объекта от номинального по соотношению направлений перемещени  объекта и элементов спекл-структуры, а величину этого отклонени  - по соотношению скоростей

   Способ определени  отклонени  раз- зо элементов спекл-структуры на различ- меров объекта от номинального, заклю- ных рассто ни х от объекта.

   гг