SU1762118A1

SU1762118A1 - Интерферометрический способ контрол детали

Info

Publication number: SU1762118A1
Application number: SU904877989A
Authority: SU
Inventors: Вениамин Николаевич Аноховский
Original assignee: Производственное объединение "Ижевский механический завод"
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Изобретение относитс к оптическим средствам контрол деталей и может быть использовано дл контрол формы деталей на конвейере. Цель изобретени - повышение производительности контрол за счет совмещени изображений детали в различных сечени х в один оптический канал. Последний создают посредством призмы Порро второго рода, котора взаимодействует с контролируемой и эталонной детал ми . 5 ил.

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл высокоточного контрол формы в нескольких угловых и параллельных сечени х осесимметричных деталей в процессе движени на быстродействующих высокопроизводительных роторно-конвей- ерных лини х.

Известен интерферометрический способ контрол поверхности детали, заключающийс в том, что пучок света от источника излучени коллимируют, раздел ют на два, проектируют цилиндрический фронт волны на прозрачную цилиндрическую деталь, формируют плоский фронт волны, причем центры кривизны при схождении и расхождении пучка совпадают с осью эталонной детали.

Наиболее близким техническим решением вл етс интерферометрический способ контрол асферических поверхностей, заключающийс в том, что пучок света от источника излучени коллимируют, раздел ют на измерительный и опорный, при этом опорный пучок направл ют на концевую меру, а измерительный на поверхность детали, оба пучка отражаютс , измерительный пучок вторично проектируют на ту же поверхность детали так, чтобы центры кривизны волновых фронтов при сход щемс и расход щемс пучке совпадали с ана- беррационными точками, отражают, интерферируют с опорным пучком и по интерференционной картине осуществл ют контроль детали.

Недостатком известного способа вл етс низка производительность контрол деталей в процессе движени .

Цель изобретени - повышение производительности контрол движущихс деталей .

Указанна цель достигаетс тем, что в предлагаемом интерферометрическом способе контрол пучок света от источника излучени коллимируют, раздел ют на опорный и измерительный, первый направл ют на эталон, второй на контролируемую деталь дважды так, чтобы волновые фронты при схождении и расхождении пучка света совпадали с кривизной поверхности детали,

отраженные пучки света совмещают, формируют интерференционное изображение, по которому определ ют форму детали, при этом оба указанных пучка совмещают в один оптический канал, который переворачивают призмой Порро второго рода на 180° и направл ют на оппозитные участки поверхности детали и эталона.

Данный способ позвол ет повысить производительность контрол движущихс деталей, повысить точность измерени , так как при перемещении детали перпендикул рно оптической оси измерительный пучок не изменит своего волнового фронта, а будет перемещатьс в направлении перемещени детали. При смещени х детали в направлении оптической оси форма волнового фронта измерительного пучка также остаетс неизменной, так как противоположные поверхности детали в оптической системе вл ютс сопр женным поверхност ми . Таким образом, при любом положении детали, ограниченном апертурой оптической системы, интерференционна картина не будет измен тьс , а только перемещатьс вместе с деталью перпендикул рно оптической оси, что не накладывает жестких требований на услови позиционировани детали.

Устройство может работать в услови х вибраций. Наличие в одном канале опорного и измерительного пучков позвол ет производить измерени при изменени х температуры и наличии воздушных потоков .

Устройство (один из вариантов реализации способа) содержит источник излучени с коллиматором (не показан), светоделитель 1 (фиг.1), зеркало 2, отражающее свет, отраженный от детали 3 и эталонной поверхности 4 (концевой меры), объектив 5, передний фокус которого совпадает с ана- беррационной точкой (линией) поверхности детали 3 (фиг.2), зеркало б, призму Порро второго рода 7 (фиг,4). зеркало 8, второй объектив 9, передний фокус которого совпадает с задним фокусом объектива 5, а задний фокус с противоположной анабер- рационной точкой (линией) поверхности детали 3, зеркало 10, сведоделитель 11 (фиг.З) дл совмещени измерительного и опорного пучков, проектирующую оптику 12, приемное устройство 13 (например, фотопластинки, матрицы ПЗС или диссектор с блокрм обработки сигналов).

Способ осуществл етс следующим образом .

Коллимированный пучок света светоделителем 1 (фиг.1) раздел ют на измерительный и опорный, Измерительный пучок

направл ют на оптически отражающую поверхность контролируемой детали 3 (например , шарик подшипника), котора перемещаетс перпендикул рно оптической оси устройства и вращаетс вокруг своей оси. Опорный пучок также отражаетс от эталонной поверхности (концевой меры) 4, отраженные зеркалом 2 пучки направл ютс в объектив 5, передний фокус которого

0 совпадает с анаберрационной точкой (линией ) оптически отражающей поверхности детали 3 (фиг.2), наход щейс на половине радиуса детали. После объектива 5 параллельный измерительный пучок и сход щий5 с опорный пучок зеркалом 6 направл ютс на призму Порро второго рода 7 (фиг.1), котора переворачивает пучки на 180° вокруг осей X и У по ходу оптической оси, затем пучки объективом 9 и зеркалом 8 направл 0 ютс на деталь 3 и концевую меру 4 с противоположной стороны с помощью зеркала 10. Центр кривизны волнового фронта измерительного пучка будет совпадать с анаберрационной точкой (линией) поверхности

5 противоположного участка детали, от которой отразитс параллельный пучок. Отраженные пучки от детали и концевой меры совмещаютс светоделителем 11 (фиг.З), интерферируют между собой и проектируютс

0 оптической системой 12 на фотокатод диссектора 13, в плоскости которого наблюдаетс интерференционна картина (фиг.5). Перед измерени ми в устройстве устанавливаетс эталонна деталь, при которой в

5 плоскости фотокатода получают бесконечную ахроматическую интерференционную полосу, так как оба пучка имеют плоские фронты волн, поэтому дл получени интерференционных полос на фотоматрице вво0 д т между пучками небольшой угол а (фиг.З), например, с помощью светодели- тельной призмы 11. При установке измер емой детали получаем р д полос, как результат интерференции информационно5 го плоского фронта волны под углом к плоскому фронту волны опорного пучка. При изменении размера детали будет измен тьс ширина центральной (ахроматической) полосы

0

2 cos or Уувел.,

где А-длина волны излучени источника;

R - радиус поверхности; 5 а- угол между пучками;

Уувел - увеличение оптической системы. Местные отклонени от формы будут выражатьс в вы влении искривлени полос и в по влении дополнительных полос.

Claims

Формула изобретени Интерферометрический способ контрол детали, заключающийс в том, что пучок света коллимируют, раздел ют на опорный и измерительный пучки, первый направл ют на эталон, второй - на контролируемую деталь дважды так, чтобы волновые фронты при схождении и расхождении пучка света совпадали с кривизной поверхности детали, отраженные пучки света совмеща0

ют, формируют интерференционное изображение , по которому определ ют форму детали, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности контрол движущихс деталей, оба указанных пучка совмещают в один оптический канал который переворачивают призмой Порро второго рода на 180° и направл ют на оппо- зитные участки поверхности детали и эталона .

8

Фиг. 2

/Л

7

Х

фаг.З

Фиг. 5