Способ контроля формы профиля прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек

)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН совмещен с выбранной опорной точкой, и сравнивают полученную интерферограмму с ранее сформированной интерферограммой участка эталонной оболочки и вычисляют значения тол щин оболочки в промежуточных точках участков по формулейЛт = (тк + )сов а, где т - значениеЬптолщины оболочки, измеренное контактным методом, й - номер интерференционной полосы на текущей интерферограмме; Л - длина волны излучения в интерферометре; а - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу иэ центра оболочгде то - значение и; сов то+ дКЛтолщины эталонной оболочки; К-номер интерференционной полосы на интерферограмме эталонной оболочки; Л и - разность показателей преломления материала оболочки и окружающей среды. Описанную процедуру повторяют для всех выбранных опорных точек. По результатам контактных измерений в опорных точках и вычислений для промежуточных точек строят профилограмму изменения толщины контролируемой оболочки в заданном сечении, 2 ил. МЙЗеваюй зобретение относи ехнике и может бы м приборостроени озрачных тонкосте звестен способ оц ких изделий, эакл случают с помощ нтерферометрии т трехмерного ме, являющи это следы пе ящими друг грамма, получ интерфероме получать инфо менении толщ тся к измерительть использовано в и для контроля форнных оболочек. енки геометрии опючающийся в том, ью проецирования опограмму рельефа нои т точно мы пр И(71) Московский авиационный технологичес й ст ут им, К;З.Циолковского (72) В.М.Суминов, В.И.Шанин и Г.Б.Сухарев (56) Казачок А.Г. Голографические методы исследования в экспериментальной механике. - М.: Машиностроение, 1984, с. 52.Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред. А,К.Кутая. - М.-Л,; Машгиз, 1974, с. 500,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПРОФИ. ЛЯ ПРОЗРАЧНЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в точном приборостроении для контроля формы прозрачных тонкостенных оболочек, Цель изобретения - повышение точности контроля и снижение брака от нарушения, качества поверхности в процессе контроля. Контролируемую оболочку фиксируют в требуемом положении и контактным методом замеряют толщину оболочки в выбранной опорной точке, Затем формируют в проходящем свете интерферограммы участка контролируемой оболочки, центр которого объекта. Линии на топограмеся линиями равного уровня, - ресечения объема равноотстоот друга плоскостями. Топоенная с помощью лазерной трии на просвет, позволяет рмацию об относительном изины оболочки с точностью 0,5длины волны излучения лазера, После получения топограммы производят ее обработку с целью установления сведений огеометрии оболочки.Основным недостатком данного способа оценки геометрии оптических изделийявляется трудность получения информацииоб абсолютном значении толщины изделия.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ контроля формы профиля прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек,заключающийся в том, что выбирают на контролируемой оболочке опорные точки, расположенные с заданной дискретностью, 15последовательно фиксируют оболочку в требуемых положениях, измеряют толщинуоболочки в выбранных опорных точках контактным методом, и по полученным измерениям строят профилограмму изменения 20толщины оболочки в заданном сечении.Недостаток известного способа состоитв невысокой точности контроля при сравнительно большом расстоянии между опорными точками и росте брака от нарушения 25качества поверхности в процессе контроляпри уменьшении этого расстояния.Цель изобретения - повышение точности контроля и снижение брака от нарушения качества поверхности в процессе 30контроля оболочки,Поставленная цель достигается тем, чтопроизводят интерференцию, формируют впроходящем свете интерферограммы участков контролируемой оболочки, центры которых совмещены с выбранными опорнымиточками, сравнйвают сформированные интерферограммы с ранее сформированнымиинтерферограммами участков эталонныхоболочек, вычисляют значения толщин оболочки в промежуточных точках участков поФормуле:=(ск+, ) сов а,НЛЛпгде тк - значение толщины оболочки, измеренное контактным методом;М - номер интерференционной полосы на текущей интерферограмме; 50Л - длина волны излучения в интерферометре;а - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу из центра оболочки, 55тосов а=ь+, -где 10 - значение толщины эталонной оболочки;К-номер интерференционной полосы на интерферограмме эталонной оболочки;Л и - разность показателей преломления материала оболочки и окружающей средыи наносят на профилограмму вычисленные значения толщин,На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, реализующего способ контроля формы профиля прозрачных осесимметричных тонкостенных оболочек; на фиг. 2 - процедура определения номеров интерференционных полос на текущей интерферограмме и соответствующей ей интерферограмме эталонной оболочки,Устройство содержит лазер 1, светоделитель 2, зеркало 3, коллиматоры 4 и 5, приспособление 6 для фиксации контролируемой оболочки 7, контактный измеритель 8 толщины оболочки, перископическую систему 9, зеркало 10, суммирующую призму 11, систему 12 технического зрения, микро- ЭВМ 13, приводы 14 и 15 горизонтального и азимутэльного поворота оболочки 7, а также блоки 16 и 17 согласования.Способ реализуется следующим образом,Контролируемую оболочку 7 фиксируют в требуемом положении в приспособлении 6. Оно представляет собой оптическую делительную головку, на которой закреплен узел для фиксации оболочки 7 и контактный измеритель 8 толщины на базе индуктивного датчика информации. Приспособление 7 обеспечивает поворот оболочки вокруг ее оси в горизонтальной плоскости и в пределах 90 в азимутэльной плоскости. Перископическая система 9 служит для ввода, вывода и направления перпендикулярно поверхности оболочки лазерного пучка света, Определяют толщину контролируемой оболочки 7 и в выбранной опорной точке поверхности посредством контактного измерителя 8,Излучение лазера 1 расщепляют с помощью светоделителя 2 на два пучка, из которых коллиматорами 4 и 5 формируют пучки света с плоскими фронтами. Далее эти пучки излучения вновь собирают с помощью зеркал 3 и 10 на суммирующей призме 11. Результат их взаимодействия проявляется в виде интерференционной картины на поверхности светочувствительного элемента системы 12 технического зреВид интерференционной картины определяется оптической разностью хода пучков излучения, один из которых попадает нэсуммирующую призму 11 непосредственно от коллиматора 4, а другой пройдя через участок контролируемой оболочки 7 с центром, совмещенным с опорной точкой поверхности, для которой была определена толщина контактным методом.Сформированную интерференционную артину считывают системой технического зрения, При этом тип развертки электронного луча светочувствительного элемента определяется формой оболочки. Так, для цилиндрической и конической оболочек считывание обеспечивается линейной разверткой, а для полусферической радиальной, Результаты считывания в виде электрических сигналов поступают в микро- ЭВМ 13, В программу работы микроЭВМ 13 входит запоминание и присвоение каждому направлению считывания данных контактного измерения, поступающих от измерителя 8, вычисление и запоминание данных о толщине оболочки в точках, лежащих между точками двух контактных измерений, а также построение профилограммы изменения толщины оболочки по сечениям. Вычисление толщины оболочки производится в соответствии с приведенным ранее соотношением, для че о автоматически должны быть определены номера интерференционных полос для каждой точки оболочки. Пример определения номеров интерференционных полос для оболочки полусферической формы поясняется на фиг. 2, где а - эталонная топограмма для определения номера полосы К для точки М, б - текущая топограмма для определения номера полосы Й для той же точки М.Описанную процедуру повторяют для каждого участка оболочки 7, Поворот оболочки 7 в горизонтальной плоскости осуществляют приводом 14 по сигналу из микроЭВМ 13, прошедшему через блок 16 согласования. После получения информации о толщине оболочки 2 по всему сечению производят наклон оболочки в азимутальной плоскости от привода 15 по сигналу из микроЭВМ, прошедшему через блок 17 согласования. По окончании всех процедур измерения и вычисления на экране дисплея или на графопостроителе строят профилограммы изменения толщины оболочки по всем сечениям.Для устранения пропуска экстремальных значений толщины оболочки зоны измерения выбирают с их перекрывом,Объединение контактного метода измерений с интерференционным методом построения профилограмм позволяет резко сократить число контактных соприкосновений с поверхностью контролируемой оболочки и тем самым уменьшить вероятность нарушения поверхности оболочки, Кроме того, весь процесс контроля оболочки про изводится эа один ее установ, что способствует повышению точности контроля.Формула изобретен и я Способ контроля формы профиля про зрачных осесимметричных тонкостенныхоболочек, заключающийся в том, что выбирают на контролируемой оболочке опорные точки, расположенные с заданной дискретностью, последовательно фиксируют обо лочку в требуемых положениях, измеряюттолщину оболочки в выбранных опорных точках контактным методом, и по полученным измерениям строят профилограмму изменения толщины оболочки в заданном 20 сечении. отличающийся тем,что,сцелью повышения точности контроля и снижения брака от нарушения качества поверхности в процессе контроля оболочки, формируют в проходящем свете,интерферог раммы участков контролируемой оболочки,центры которых совмещены с выбранными опорными точками, сравнивают сформированное интерферограммы с ранее сформированными интерферограммами участков 30 эталонных оболочек, вычисляют значениятолщин оболочки в промежуточных точках участков по формулет = тк + ) сов акМЛЛпгде Ь - значение толщины оболочки. измеренное контактным методом;М - номер интерференционной полосы 40 на текущей интерферограмме;Л - длина волны излучения в интерферометре;ак - угол, под которым наблюдают каждую интерференционную полосу из центра 45 оболочки;тосов фт 0+ у -50 где ь - значение толщины эталонной оболочки;К - номер интерференционной полосына интерферограмме эталонной оболочки;Л г 1 - разность показателей преломле ния материала оболочки и окружающей среды,и наносят на профилограмму вычисленные значения толщин.1776988 оставитель С, Грачевехред М,Моргентал Корректор М. Демчик Реда Бел ьска КНТ СССР каз 4115 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1