Устройство для измерения угловых параметров деталей

(5 0 26 ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕННЫ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 1(54) УСТРОЙСТВОПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛ ЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ Вюл. У 27Н.М.Спорник.Костюткин,В.Колбаско и онтрольтносит ехнике и может быть контроля клиновиди непрозрачных дет ающей поверхностью н 088.3)видетельство СССР 01 В 11/26, 1982.(57) Изобретение но-измерительной использовано для ности прозрачных лей с малой отра Цель изобретения тельности и точи излучения лазера скопический расши1411578 пепляется светоделителем 3 на два г 1 учка, которые последовательно отражаются от двух плоских зеркал 4 и 5.промежуток между зеркалами устанаввается контролируемая деталь 16, учки света, отраженные от торцов етали 16, отражаются плоскими зеркаами 4 и 5 в направлении к светодеителю 3, на выходе которого установена афокальная система из двух объктивов 9 и 10. Диафрагма 1 1 выполнеа с возможностью перемещения в двух заимно перпендикулярных направлениях, учки света, отраженные от торцов етали 16 и прошедшие светоделитель 3направлении оптической системы 910, создают в плоскости диафраг 1Изобретение относится к контрольо-измерительной технике и может быть спользовано, например, в оптико-меаническом производстве для контроляиновидности прозрачных и непрозрачых стержней, пластин, трубок и т.п еталей с малой площадью отражающей оверхности.Целью изобретения является повышеие чувствительности и точности измен ения .На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит лазер 1, телекопический расширитель 2 лазерного йучка, снетоделитель 3, установленный 1 о ходу пучка, два плоских зеркала 4 й 5, расположенные таким образом, что пучки излучения, выходящие из свето- делителя 3, распространяются по одному замкнутому контуру навстречу и па" фаллельно друг другу и вновь попадают Ма светоделитель 3, полуволновую :Пластину б и фотозатвор 7, установ,Пенные по ходу пучка между светоделигелем 3 и зеркалом 4, фотозатвор 8, востановленный по ходу пучка между 1 ветоделителем 3 и зеркалом 5, афоКальную оптическую систему, состоящую из двух объективов 9 и 10, распоЛоженную по оси, направление которой зеркально симметрично относительно плоскости светоделителя 3 направлению мы 11 два размытых в результате дифракции на торцах детали 16 изображения точечного источника излучения.При закрытом одном и открытом другомфотозатворах 7 и 8 разворотом детали 16 совмещают центр одного изображения с центром отверстия диафрагмы.Затем закрывают ранее открытый и открывают ранее закрытый фотозатворы 7и 8 и перемещением диафрагмы 11 совмещают центр ее отверстия с центромдругого изображения. По величине отклонения центра изображения отверстиядиафрагмы 11 в плоскости сетки 13зрительной трубы определяют угол клиновидности контролируемой детали.1 иле 2оси лазерного пучка, диафрагму 11,выполненную в виде пластины с заданным коэффициентом светопропускания,нанесенным на ее поверхности пере 5 крестием и отверстием в центре перекрестия, установленную с возможностьюплавного перемещения в двух взаимноперпендикулярных направлениях н плоскости совмещения фокальных плоскостей1 Ообъективов 9 и 10, отсчетную зрительную трубу, установленную на выходеоптической системы 9-10 вдоль ее оптической оси, содержащую объектив 12,сетку 13, окуляр 14 и поляроид 15,выполненный с возможностью разворотавокруг оптической оси.Параметры афокальной оптическойсистемы выбраны из условияб20 - 71,2где Й 1 - фокусное расстояние объектива 9,Г - фокусное расстояние объек 25тина 10.Размер диафрагмы 11 определяетсясоотношением31 сЭ130где В - длина волны излучения лазера;В - световой диаметр объектина 10, равный диаметру входного зрачка зрительной трубы.Укаэанное соотношение выбираетсяиз условия полного заполнения апертуры второго объектива 10 в результате дифракции света на диафрагме 11,а также для повышения точности наведения диафрагмы 11 на центр дифракционного изображения, создаваемогопервым объективом 9 оптической системы.10Устройство работает следующим образом.Для измерения угловых параметровдетали 16, например угла клиновидности 6 стержня малого диаметра, стержень устанавливают в прост 1 анствемежду зеркалами 4 и 5, При этом в поле зрения зрительной трубы появляютсядва дифракционных кружка, возникающих в результате отражения пучков отпротивоположных торцов стержня, Размер центральной зоны световых кружков определяется известным выражением Эйри и для диаметров стержней менее трех миллиметров превосходит более, чем на порядок размер диафрагмы 11. После этого закрывают фотозатвор 8 и плавными разворотамистержня вокруг взаимно перпендикулярных осей, осуществляемыми юстировоч"ным приспособлением (не показано),совмещают один из световых кружковс диафрагмой 11, центр которой предварительно совмещен с оптическойосью устройства,В результате дифракции света надиафрагме 11, размер которой меньшедиаметра центральной зоны кружка Эйридля объектива 10, дифрагированныйпучок заполняет полностью апертуруобъектива 10, световой диаметр которого равен входному зрачку зрительной трубы, в Фокальной плоскости трубы строится изображение диафрагмы 11.Совмещение центра светового кружка45с точечной диафрагмой определяют помаксимальной яркости изображения диаФрагмы на фоне светового кружка, Разворотами поляроида 15 можно регулировать яркость изображения диафрагмы.После этого закрывают Фотозатвор 7,а фотозатвор 8 открывают. В поле зрения зрительной трубы появляется световой кружок, сформированный пучком,отраженным от второго торца контролируемого стержня. Этот световой кружок 55строится вначале с помощью объектива 9 в его Фокальной плоскости на поверхности светопропускающей пластины диафрагмы 11, а затем отображается объективом 10 и объективом 12 зрительной трубы в плоскости измерительной сетки 13 зрительной трубы. Размер центральной эоны светящегося кружка в плоскости измерительной сетки зрительной трубы определяется выражением Эйри с учетом коэффициента линейного увеличения и намного превышает размер отверстия диафрагмы 11. Затем перемещением диафрагмы 11 совмещают центр отверстия с центром указанного выше светового кружка. Контроль совмещения осуществляют по максимальной яркости изображения отверстия диафрагмы 11 на Фоне светового кружка. Таким образом, из дифракционного светового кружка Формируется вторичный точечный источник света с размером, определяемым размером отверстия диафрагмы 11. Иэображение диафрагмы 11 строится в плоскости измерительной сетки зрительной трубы объективами 11 и 12. При этом оно смещено от центра перекрестия измерительной сетки на величину, равную удвоенному значению угла .клиновидности 6 контролируемой детали, умноженному на коэффициент углового увеличения оптической системы 9-10.Формула и э обр ет е нияУстройство для измерения угловых параметров деталей, содержащее источник параллельного пучка монохроматического излучения, установленный на пути пучка светоделитель, два плоских зеркала, установленные по ходу пучков, выходящих иэ светоделителя, и оптически связанные друг с другом, полуволновую пластинку и Фотозатвор, установленные между светоделителем и одним из плоских зеркал, отсчетную зрительную трубку, установленную по ходу пучка, вторично прошедшего светоделитель в направлении, зеркально симметричном направлению оси источника относительно плоскости светоделителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенся чувствительности и точности измерения, оно снабжено афокальной оптической системой иэ двух объективов, расположенной между светоделителем и зрительной трубой, диафрагмой, установленной с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях в1411578 0 - световой диаметр второго объектива, равный диаметру входного зрачка зрительной трубы,10 Составитель В.Песоцкий Техр ед Л. Олийнык Корректор О.Кравцова Редактор И.Зулла.Заказ 3643/38 Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1 лоскости совмещения фокальных плоскостей объективов оптической системы,вторым фотозатвором, расположенным ежду светоделителем и вторым плоским еркалом, а фокусные расстояния Г 1Г соответственно первого и второго бъективов по ходу излучения и диаетр Й отверстия диафрагмы выбраны из соотношений 6- )1;ЛГ 2Д (5угде- длина волны излучения;