Интерферометрический способ контроля детали

ОКЭЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 17621 еспуБлик 01 В 9 РЕТЕНИЯ ДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО(21) 4877989/28 (22) 29.10,90 (46) 15.09,92. Бюл (71) П роиэводстве ский механически (72) В.Н.Аноховск (56) Авторское свь 3 Ф 844995, кл. 6 0Кривовяз Л.М ской измерительн строение, 1974, с. Мг 34нное объедине й завод" ийдетельство СС В 9/02, 1979. . и др. Практи ой лаборатори 103 в 1,ние "Иж оптиче- ашинорх ность ерительа туже ры кришемся и с анание проиэихся детаическим решетрический споповерхностей, пучок света от мируют, разде- опорный, при ляют на концеОсудАРстВенный кОмитет О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для высокоточного контроля формы в нескольких угловых и параллельных сечениях осесимметричных деталей в процессе движения на быстродействующих высокопроизводительных роторно-конвейерных линиях.Известен интерферометрический способ контроля поверхности детали, заключающийся в том, что пучок света от источника излучения коллимируют, разделяют 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 техн нием является интерфероме соб контроля асферических заключающийся в том, что источника излучения колли ляют на измерительный и этом опорный пучок направ(54) ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИИ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛИ(57) Изобретение относится к оптическим средствам контроля деталей и может быть использовано для контроля формы деталей на конвейере. Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет совмещения изображений детали в различных сечениях в один оптический канал. Последний создают посредством призмы Порро второго рода, которая взаимодействует с контролируемой и эталонной деталями. 5 ил. вую меру, а измерительныи на пове детали, оба пучка отражаются, изм ный пучок вторично проектируют н поверхность детали так, чтобы цент виэны волновых фронтов при сходя расходящемся пучке совпадали беррационными точками, отражают, интерферируют с опорным пучком и по интерференционной картине осуществляют контроль детали.Недостатком известного способа является низкая производительность контроля деталей в процессе движения.Цель изобретения - повышеводительности контроля движущлей.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом интерферометрическом способе контроля пучок света от источника излучения коллимируют, разделяют на опорный и измерительный, первый направляют на эталон, второй на контролируемую деталь дважды так, чтобы волновые фронты при схождении и расхождении пучка света совпадали с кривизной поверхности детали, 1762118отраженные пучки света совмещают, формируют интерференционное изображение,по которому определяют форму детали, приэтом оба указанных пучка совмещают водин оптический канал, который переворачивают призмой Порро второго рода на 180и направляют на оппозитные участки поверхности детали и эталона,Данный способ позволяет повыситьпроизводительность контроля движущихсядеталей, повысить точность измерения, таккак при перемещении детали перпендикулярно оптической оси измерительный пучокне изменит своего волнового фронта, а будет перемещаться в направлении перемещения детали, При смещениях детали внаправлении оптической оси форма волнового фронта измерительного пучка такжеостается неизменной, так как противоположные поверхности детали в оптическойсистеме являются сопряженным поверхностями. Таким образом, при любом положении детали, ограниченном апертуройоптической системы, интерференционнаякартина не будет изменяться. а только перемещаться вместе с деталью перпендикулярно оптической оси, что не накладываетжестких требований на условия позиционирования детали.Устройство может работать в условияхвибраций. Наличие в одном канале опорного. и измерительного пучков позволяет производить измерения при измененияхтемпературы и наличии воздушных потоков.Устройство(один иэ вариантов реализации способа) содержит источник излученияс коллиматором(не показан), светоделитель1 (фиг.1), зеркало 2, отражающее свет, отраженный от детали 3 и эталонной поверхности 4 (концевой меры), объектив 5, переднийфокус которого совпадает с анаберрационной точкой (линией) поверхностидетали 3 (фиг,2), зеркало б, призму Порровторого рода 7 (фиг,4), зеркало 8, второйобъектив 9, передний фокус которого совпадает с задним фокусом объектива 5, азадний фокус с противоположной анаберрационной точкой (линией) поверхности детали 3, зеркало 10, сведоделитель 11 (фиг.З)для совмещения измерительного и опорно. го пучков, проектирующую оптику 12, приемное устройство 13 (например,фотопластинки, матрицы ПЗС или диссектор с блоком обработки сигналов).Способ осуществляется следующим образом.Коллимированный пучок света светоделителем 1 (фиг.1) разделяют на измерительный и опорный, Измерительный пучокнаправляют на оптически отражающую поверхность контролируемой детали 3 (например, шарик подшипника), которая перемещается перпендикулярно оптической оси устройства и вращается вокруг своей оси. Опорный пучок также отражается от эталонной поверхности (концевой мерц) 4, отраженные зеркалом 2 пучки направляются в объектив 5, передний фокус которого совпадает с анаберрационной точкой (линией) оптически отражающей поверхности детали 3 (фиг,2), находящейся на половине 5 10 радиуса детали. После объектива 5 параллельный измерительный пучок и сходящийгде Л - длина волны излучения источника;В - радиус поверхности;а- угол между пучками;Чувел - увеличение оптической системы. Местные отклонения от формы будут выражаться в выявлении искривления полос и в появлении дополнительных полос,55 15 ся опорный пучок зеркалом 6 направляютсяна призму Парра второго рода 7 (фиг.1), которая переворачивает пучки на 180 вокруг осей Х и У по ходу оптической оси, затем пучки объективом 9 и зеркалом 8 направля ются 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 25 противоположного участка детали, от которой отразится параллельный пучок. Отраженные пучки от детали и концевой меры совмещаются светоделителем 11 (фиг.З), интерферируют между собой и проектируются 30 оптической системой 12 на фотокатод диссектора 13, в плоскости которого наблюдается интерференционная .картина (фиг.5).Перед измерениями в устройстве устанавливается эталонная деталь, при которой в 35 плоскости фотокатода получают бесконечную ахроматическую интерференционную полосу, так как оба пучка имеют плоские фронты волн, поэтому для получения интерференционных полос на фотоматрице вво дят между пучками небольшой угола(фиг.З), например, с помощью светоделительной призмы 11. При установке измеряемой детали получаем ряд полос,. как результат интерференции информационно го плоского фронта волны под углом к плоскому фронту волны опорного пучка, При изменении размера детали будет изменяться ширина центральной (ахроматической) полосы50а -Л й 2 сов а Чувел, 1762118Формул а изобретен ияИнтерферометрический способ контроля детали, заключающийся в том, что пучок света коллимируют, разделяют на опорный и измерительный пучки, первый направля 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 совмеща ют, формируют интерференционное изображение,по которому определяют форму детали, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения производительности контроля движущихся деталей, оба указанных пучка совмещают в один оптический канал, который переворачивают призмой Порро второго рода на 180 и направляют на оппозитные участки поверхности детали и эталона.1762118 Составитель Г, КондратьеваТехред М.Моргентал Корректор Л, Филь Редактор Производс 1 венно-изда 1 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3251 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5