Способ определения отклонения размеров объекта от номинального

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК1421989 04 С 01 В 90 ИЙ БРЕТЕНИЯ ТВУ Е ИЗ Ис ИДЕТ ЕЛЬС К АВТОРСКОМ-2 3 Л хтин 88.8)омышпее Мир е примене, с. 345 ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯЕКТА ОТ НОМИНАЛЬНОГОение относится к измериике и может быть испольонтроле размеров деталейерентной оптики. ЦелЬюявляется повьппение ини за счет обеспечения Феей ГОСУДАРСТНЕККЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 347. (54) СПОСОБРАЗМЕРОВ ОБЪ,(57) Изобре тельной техн зовано при методами ко изобретения формативнос возможности измерения величины и знака отклонения размера объекта от но"минального. Фокусируют пучок когерентного излучения в точку номинальнойповерхности нормально к этой поверхности и в отраженном от исследуемойповерхности излучении выделяют наоси, нормальной к поверхности, единичные элементы спекл-структуры. Неремещают поверхность поступательно всвоей плоскости и определяют направление и величину скорости перемещения выделенных элементов. По соотношению направлений смещения поверхности и элементов судят о наличии изнаке отклонения, а по соотношениюскоростей перемещения элементов - овеличине отклонения. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь"зовано при контроле размеров деталейметодами когерентной оптики. 5Цель изобретения - повышение информативности контроля за счет обеспечения воэможности измерения величины и знака отклонения размера объекта от номинального. 10На чертеже представлена оптическая схема, реализующая способ,Схема включает в себя линзуфокусирующую пучок когерентного излучения 2 в точку 3, расположенную 15на номинальной поверхности 4, нормально к этой поверхности, полупрозрачное зеркало 5 служит для направленияпучка 2 на поверхность 6 объекта,отстоящую от номинального значения 20на величину д, позициями 7 и 8 обозначены единичные элементы спеклструктуры, расположенные на оси 9,нормальной к номинальной поверхности4 и проходящей через точку 3 фокусировки, на заданных расстояниях.1, и11 соответственно, ч, Ч Ч - вектора перемещения исследуемой поверхности 6 единичных элементов 7 и 8 соответственно. 30Способ осуществляется следующимобразом.Пучок 2 когерентного излучения фокусируется линзой 1 нормально к номинальной поверхности 4 в точку 3, лежащую на этой поверхности. В отраженном от исследуемой днффуэной поверхности 6 объектаизлучении выделяютединичные элементы 7 и 8 спекл-структуры 9, расположенные на оси на заданных 40расстояниях 1, и 1 от исследуемойповерхности б, значения которых опре"деляют заранее. Перемещают исследуемую поверхность б в своей плоскостисо скоростью ч и определяют величину "45и направление скорости перемещенияЧ и ч; единичных элементов 7 и 8 вплоскостях, параллельных номинальнойповерхности.,(Для случая неплоскойповерхности номинальная поверхность4 в точке 3 фокусировки принимаетсясовпадающей с касательной к этой поверхности в точке 3),По соотношению направлений смещения исследуемой поверхности 6 и еди":яичных элементов 7 и 8 спекл-структу-,ры судят об отклонении размера объекта от номинального а) если перемещение элементов спекл-структуры отсутствует, то исследуемая поверхность6 в данной точке 3 совпадает с номинальной 4; б) если направления смещения исследуемой поверхности 6 и элементов спекл-структуры совпадают, торазмер объекта меньше номинального,т.е. исследуемая поверхность находится за номинальной по ходу пучка излучения (этот случай приведен на чертеже); в) если направления смещения исследуемой поверхности 6 и элементов7, 8 спекл-структуры противоположны,то.размер объекта больше номинального, т.е. исследуемая поверхность находится перед номинальной.После определения наличия и знакаотклонения определяют величину отклонения Р по соотношению скоростей ч ич перемещения единичных элементов 7 и8 спекл-структуры, расположенных нарасстояниях 1, и 1 от исследуемойповерхности б, по формулеЧ,1, - . Ч 1,Определение величины отклонения основано на результатах экспериментальных исследований, которые показали,что при фокусировке излучения нормально к поверхности на расстоянии с" отнее и вьщелении элементов 7 и 8 спеклструктуры на, оси, проходящей черезточку 3 фокусировки нормально к по 1верхности, соотношение скоростей перемещения спекл-структуры Ч и поверхности ч в своих плоскостях имеет вид4 ч = (1 + У)l сГ (2), где 1 - расстояние от поверхности до выделенногоэлемента спекл"структуры. Определяяскорости перемещения спеклов на двухразличных расстояниях 1, и 1 вдольоси, можно на основе полученной экспериментальной зависимости (2) определить величину отклонения /по формуле (1). Путем изменения выбора заданных расстояний 1, и 1можно менять чувствительность способа в пределах 0,1 - 10 мм.П р и м е р. Исследуют отклонение размеров плоских образцов послелазерной термообработки. Пучок лазерного излучения от ЛГпосредствомлинзы (У 250 мм, Э = 100 мм) фокусируют в.точку, расположенную на номинальной поверхности. В отраженномизлучении на расстояниях 1, = 200 мми 1 = 800 мм вьщеляют единичные элементы спекл-структуры на оси, нормальной к поверхности образца и про з 14219894 ходящей через точку фокусировки. Для чающийся в том, что фокусируют пучок устранения перекрытия излучения при когерентного излучения в точку, соот выделении единичных элементов спекл- ветствугщую положению номинальной по- структуры используют ответвители све- верхности, и по результатам анализа та в виде полупрозрачных зеркал, рас- .излучения, отраженного от поверхно-":.5положенных под углом на оси. Переме- сти, судят об отклонении размера объ. щают исследуемый объект в своей плос- екта от номинального, о т л и ч а- кости и определяют направление и ве- ю щ и й с я тем, что, с целью повыличину скорости смещения единичнЫх 10 шения информативности определения элементов спекл-структуры, т.е. вели- отклонения размеров, пучок фокусируют, чину перемещения в единицу времени. нормально к номинальной поверхности, Определение направления осуществляют в анализируемом излучении выделяют визуально, а величину скорости опре- единичные элементы спекл-структуры деляют путем регистрации спеклов до 15 на двух заданных расстояниях от объи после перемещения поверхности на ектавдоль оси, нормальной к номи- фотопластинках. нальной поверхности и проходящей чеНаправление смещения спеклов про- Рез точку фокусировки пучка, одновретивоположно направлению перемещения менно поступательно .перемещают объект поверхности, что свидетельствует об 20 в своей плоскости и определяют наотклонении размера образца от номи- правление и скорости перемещения вынального в сторону его увеличения. деленных элементов спекл-структуры в По соотношению скоростей перемещения плоскостях, параллельных номинальной единичных элементов спекл-структуры поверхности, и ойределяют наличие и , для различных точек исследуемой по знак отклонения размера объекта от верхности образца было определено,номинального по соотношению направле что величина отклонения находится в ний перемещения объекта и элементов диапазоне с= 0,5 - 2,2 мм. спекл-структуры, а величину этого от- . Ф о р м у л а и з о б р е т, в н и я клонения - по соотношению скоростейСпособ определения отклонения раз- ЗО элементов спекл-структуры на различмеров объекта от номинального, заклю- ных расстояниях от объекта.