Интерференционный способ контроля асферических поверхностей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (1 01 В 9/02 НИЕ ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ эны эталонной мениска иэ центра поверхности менис наблюдают изизны интерференкоторой произвоого же цент онкую карти т .контроль ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(56) Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976, с. 123, рис. 54Авторское свидетельство СССР В 156714, кл. С 01 В 9/02, 1961. (54)(57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ с помощью сферического пробного стекла, заключающийся в том, что выполняют сферическое пробное стекло в виде концентрического мениска с эталонной. поверхностью, освещают контролируемую и эталлоную поверхности дя поверхности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и производительности контроля, эталонную поверхность мениска выполняют с радиусом,равным сагиттальному радиусу кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности, накладывают мениск на контролируему 1 о поверхностьтак, чтобы центр кривизны эталоннойповерхности бып совмещен с сагиттальным центром кривизны крайнейсветовой эоны контролируемой поверхности, и наблюдают интерференционную картину как результат наложенияэтих поверхностей.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для технологического и аттестационного контроля асферическихповерхностей в оптическом приборостроении.Цель изобретения . - повышение точности и производительности контроля,На чертеже изображена оптическаясхема интерферометра, позволяющаяпроизводить измерения размеров интерференционных колец в полярнойсистеме координат,Поворотная оптическая головка интерферометра содержит осветительную и измерительную системы. Осветительная система состоит из моно- хроматического источника 1 излучения, конденсора 2, диафрагмы 3 светоделителя 4, черкал 5, 7 и 8, объективов 6 и 9. Измерительная система состоит из объективов 9, 6 и 10, зеркал 8, 7 и 5, светоделителя ч окуляра 11 с сеткой 12 переУ25 ключающегося зеркала 13, диафрагмы 14, рассеивающей линзы 15, фотоприемника 16, лимба 17 угломерного устройства (не показано), снужащего для отсчета углов поворота оптической головки вокруг осн АЛ. Столик 18 слу - ЗО жит для установки контролируемой детали 19 и концентрического мениска 20, Последний наложен на деталь своей эталонной поверхностью и касается ее в крайней световой зоне, 35 определяемой световым диаметром Р . Диаметр Р детали несколько больше светового диаметра Р по технологическим соображениям. Осветительная система Формирует иэображение источника 1 излучения с помощью конденсора 2 в плоскости диафрагмы 3, затем с помощью светоделителя 4, зеркал 5, 7 и 8, объективов 6 и 9 на оси АА. Это изображение служит источником для освещения эталонной и контролируемой поверхностей, Входной зрачок измерительной системы совмещен с изображением источника 1 излучения на оси АА. Изображение 50 интерференционной картины, возникающей в воздушном промежутке между эталонной и контролируемой поверхностями, проектируется объективами 6, 9 и 10, зеркалами 5, 7 и 8 в плоскость 55 сетки 12 при настройке и визуальном контроле, При автоматическом контроле в ход лучей вводится плоское зеркало 13. Интерференционная картина в этом случае проектируется в плоскость диафрагмы 14. Рассеивающая линза 15 служит для равномерного распределения светового потока по рабочей поверхности фотоприемника 16.Контроль поверхности производят следующим образом.Сферическое пробное стекло в виде концентрического мениска 20 выполняют так, что радиус кривизны его эталонной поверхности равен сагиттальному радиусу кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности детали 19. Последнюю устанавливают на столик 18. Мениск 20 накладывают эталонной поверхностью на контролируемую поверхность детали 19. При этом центр кривизны эталонной поверхности мениска совмещается с сагиттальным центром кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности, лежащим на оптической оси детали 19. Воздушный зазор между контролируемой и эталонной поверхностями изменяется при таком расположении монотонно - от максимального в центре до нуля на краю детали. С помощью столика 18 деталь 19 с наложенным мениском 20 устанавливают так, чтобы центр кривизны эталонной поверхности мениска был совмещен с изображением диафрагмы 3, Формируемым осветительной системой интерферометра и лежащим на оси АА поворота оптической головки. Таким образом осуществляют освещение эталонной и контролируемой поверхностей из центра кривизны эталонной по - верхности. Наблюдение интерференционной картины, локализованной в промежутке между эталонной и контролируемой поверхностями, производится из центра кривизны эталонной поверхности, так как входной зрачок наблюдательной системы совмещают с выходным зрачком осветительной системы (изображением диафрагмы 3, лежащим на оси АА). Контроль Формы поверхности производят только по размеру интерФеренционных колец, так как знак их порядков постоянен в пределах контролируемой площади поверхности детали благодаря тому, что эталонная поверхность мениска, выполненная с определенным радиусом, наложена на контролируемую поверхность и касает1185071 Составитель Л.ЛобэоваТехред М.Надь Корректор Л.Пилипенко Редактор С.Лисина Заказ 6347/32 Тираж 650 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ГФилиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ся ее в крайней световой зоне детали, вследствие чего зазор между эталонной и контролируемой поверхнос -тями изменяется монотонно, Измерение размеров интерференционных колецс помощью интерферометра, схема которого приведена на чертеже, производится в полярной системе координат. Угловой радиус интерференционного кольца определяется углом поворота оптической головки вокруг оси АА,отсчитываемым по.лимбу 17 угломерного устройства. Угол поворота отсчитывается от оптической оси контролируемой поверхности, которая служит полярной осью. Полярный угол,определяющий радиус интерференционного кольца при визуальном способеконтроля, отсчитывается по лимбу 17при совмещении перекрестья окуляра 11 с серединой изображения кольца.При автоматической регистрации полярный угол отсчитывается с помощьюдатчика угла (не показан), сопряженного с лимбом 17 угломерного устройства, при непрерывном повороте оптической головки в момент прохождения середины изображения интерференционного кольца относительно диафрагмы 14,Точность измерений повышается благодаря тому, что в предлагаемом способе контроля крайняя световая зонаконтролируемой детали служит установочной базой для мениска, обеспечивающей определенное и воспроизводимоеположение мениска относительно детали.Вследствие этого, влияние взаимного расположения детали и мениска1 О на изменение радиусов интерференционных колец исключается, Процессизмерений, вследствие этого, заклю 1чается лишь в определении угловых,радиусов интерференционных колец,что дает возможность автоматизироватьконтроль асферических поверхностей,Касание детали и мениска обеспечи- .вает, кроме того, самоцентрированиемениска относительно детали и, следовательно, ускорение процесса установки за счет исключения операции .по центровке мениска относительнодетали,25 Таким образом, применение предлагаемого интерференционного способа контроля асферических поверхностей позволяет повысить точность и производительность контроля.