Способ контроля формы поверхности и устройство для его осуществления

(51)5 6 01 В 11/30 ЗОБРЕ И ТЕЛЪСТВУ ВТОРСКОМУ С вательский ии экспериной информы "АгроССР 982. ССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретслие относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности, например, деталей машин. Цель изобретения - повы. шение производительности контроля и расширение области использования за счет обеспечения возможности контроля поверхностей любых размеров и с любой ориентацией микронеровностей поверхности. Устройство содержит источник 1 когерентного излучения, коллиматор 2, плоское зер1717958 производят по распределению энергии вФурье.преобразовании этого иэображения.Устройство для контроля формы поверхности, содержащее источник когерентногоизлучения, коллиматор и. последовательнорасположенные вдоль оптической осиФурье-объектив, первый проекционныйобъектив и фотоприемник, снабжено светоделителем и пространственно-временныммодулятором света, последовательно установленными вдоль оптической оси междупервым проекционным объективом и .Фурье-объективом, режекторным фильтроми вторым проекционным объективом, последовательно установленными вдоль оптической оси между Фурье-объективом ифотоприемником, и плоским зеркалом, установленным за коллиматором и под острым уг-.лом к оптической оси выходящего из неголуча, светоделитель установлен на пересечении этих оптических осей так, что его от. ражающая грань составляет угол 45 О соптической осью устройства. а режекторный фильтр установлен на фокусном рассто 5 янии от объектива,На чертеже приведена функциональнаясхема устройства для контроля формы поверхности.Устройство содержит источник 1 когерентного света, коллиматор 2, плоскоезеркало 3, светоделитель 4, первый проекционный объектив 5, пространственно-временной модулятор 6 света, Фурье-объектив7, режекторный фильтр 8, второй проекци 5 онный объектив 9 и фотоприемник 10,Устройство работает следующим обра зом.Изображение контролируемой поверхности проектируется с помощью первогопроекционного объектива 5 на входную плоскость пространственно-временного модулятора 6, Пучок света от источника 1когерентного света расширяется коллиматоро. 2 и с помощью зеркала 3 и светодели 5 теля 4 направляется на входную плоскостьпространственно-временного модулятора 6света, где совмещается с изображением 10 15 производительность, Контролю могут бытьподвержены только поверхности относительно небольших размеров с определен 30 40 кало 3, светоделитель 4, первый проекционный объектив 5, пространственно-временной модулятор 6 света, Фурье-объектив 7, режекторный фильтр 8, второй проекционный объектив 9 и фотоприемник 10. Способ заключается в том, что направляют излучение от источника 1 когерентного излучения на исследуемую поверхность и наблюдают Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности, например,деталей машин.Известны способы контроля формы поверхностей, заключающиеся в том, что направляют луч от источника когерентного излучения на исследуемую поверхность и наблюдают дифракционную картину.Известно устройство для контроля формы поверхности, содержащее источник когерентного излучения, коллиматор, первый объектив и фотоприемник.Недостатками известных способов и устройства является обязательное сканирование вдоль контролируемой поверхности, что значительно увеличивает продолжительность контроля и не позволяет повысить его ной ориентацией микронеровностей, Кроме того, практически трудно производить измерения грубообработанных поверхностей,а также невозможно контролировать форму поверхностей со сложным текстурным рисунком после обработки, например, полученные путем обкатки шариками. Цель изобретения состоит в повышении производительности контроля и расширении области использования эа счет обеспечения возможности контроля поверхностей любых размеров и с любой ориентациеймикронеровностей поверхности. Поставленная цель достигается тем, что при способе контроля формы поверхности, заключающемся в том, что направляют луч от источника когерентного излучения на исследуемую поверхность, проиэводят фурье-преобразование и Ьпределяют форму поверхности, получают изображение контролируемой поверхности, преобразовывают его в когерентное. производят пространственное модулирование когерентного изображения контролируемой поверхности, а определение формы поверхности дифракционную картину. Преобразуют изображение эталонной (контролируемой поверхности), затем производят Фурье-пре; образование изображения эталонной (контролируемой) поверхности и по соотношению распределения энергии в фурье- преобразовании судят о форме поверхности. 2 с и. ф лы, 1 ил,1717958 Составитель В. СтуйтРЬдактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай Заказ 869 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 контролируемой поверхности. Пространственно-временной модулятор 6 света преобразует некогерентное изображение 50 контролируемой поверхности в когерентное, которое подвергается дальнейшему преобразованию Фурье-обьективом 7. В фокальной плоскости образуется Фурье-спектр изображения контролируемой поверхности. Для то го, чтобы согласовать динамический диапазон фотоприемника 10 с энергетическим диапазоном Фурье-спектра, помещен режекторный фильтр 8, который перекрывает низкие неинформативные пространственные частоты, характеризующиеся энергетической насыщенностью.Фотоприемник может быть выполнен в виде видикона, ПЗС-матрицы и т.п.Использование предлагаемых способа . 5 и устройства для контроля формы поверхно-сти обеспечивает.по сравнению с известными резкое повышение производительности контроля формы поверхности за счет устранения операции сканирования контро лируемой поверхности, возможность контроля поверхностей с любой ориентацией микронеровностей, универсализацию контроля формы поверхности любых размеров (от нескольких миллиметров до 15 нескольких сот метров), что .определяется техническими возможностями оптического устройства ввода изображений, а также возможность контроля поверхностей со сложным текстурным рисунком, полученных 20 нетрадиционным способом, например обкаткой шариками. Формула изобретения1. Способ контроля формы поверхности, заключающийся в том, что направляютлуч от источника когерентного излучения на исследуемую поверхность, производят фурье-преобразование и определяют форму поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности контроля и расширения области использования за счет обеспечения возможности контроля поверхностей любых размеров и с любой ориентацией микронеровностей поверхности, получают изображение контролируемой поверхности, преобразовывают его в когерентное, производят пространственное модулирование когерентного изображения контролируемой поверхности, а определение формы поверхности производят по распределению энергии в Фурье- преобразовании этого изображения,2, Устройство для контроля формы поверхности, содержащее источник когерентного излучения, коллиматор и последовательно расположенные вдоль оптической оси Фурье-объектив, первый проекционный обьектив и фотоприемник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено светоделителем и пространственно-временным модулятором света, последовательно установленными вдоль оптической .оси между первым проекционным объективом и Фурье-объективом, режекторным фильтром и вторым проекционным обьективом. последовательно установленными вдоль оптической оси между Фурье-объективом и фотоприемником, и плоским зеркалом, установленным заколлиматором под острым углом к оптической оси выходящего из него луча, светоделитель установлен на пересечении этих оптических осей так, что его отражающая грань составляет угол 45 с оптической осью устройства. а режекторный фильтр установлен на фокусном расстоянии от объектива,