Интерференционный способ контроля асферических поверхностей

Интерференционный способ контроля асферических поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ с помощью сферического пробного ст ла, заключающийся в том, что вьтол няют сферическое пробное стекло в виде концентрического мениска с эт лонной поверхностью, освещают конт ролируемую и эталлоную поверхности мениска из центра кривизны эталонной поверхности мениска, наблюдают из этого же центра кривизны интерференционную картину, по которой производят контроль поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, эталонную поверхность мениска вьтолняют с радиусом, равным сагиттальному радиусу кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности, накладьшают мениск на контролируемую поверхность так, чтобы центр кривизны эталонной поверхности бып совмещен с сагиттальным центром кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности , и наблюдают интерференционную картину как результат наложения этих поверхностей. X

С01ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Sl)4 С 01 В 9 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3555760/25-28 (22) 18.02.83 (46) 15 . 10. 85, Бюл. У 38 (72) В.А.Феоктистов и Ю.П.Контиевский (53) 531.715.1(088.8) (56) Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976, с. 123, рис. 54..

Авторское свидетельство СССР

Ф 156714, кл. G 01 В 9/02, 1961. (54)(57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ

КОНТРОЛЯ.АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ с помощью сферического пробного стекла, заключающийся в том, что выполняют сферическое пробное стекло в виде концентрического мениска с эталонной. поверхностью, освещают контролируемую и эталлоную поверхности мениска иэ центра к1.ивиэны эталонной поверхности мениска, наблюдают из этого же центра кривизны интерференционную картину, по которой производят .контроль поверхности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, эталонную поверхность мениска выполняют с радиусом, равным сагиттальному радиусу кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности, накладывают мениск на контролируему1о поверхность так, чтобы центр кривизны эталонной поверхности бып совмещен с сагиттальным центром кривизны крайней световой эоны контролируемой поверхности, и наблюдают интерференционную картину как результат наложения этих поверхностей.

1185071

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для технологического и аттестационного контроля асферических поверхностей в оптическом приборостроении.

Цель изобретения — повышение точности и производительности контроля, На чертеже изображена оптическая схема интерферометра, позволяющая производить измерения размеров интерференционных колец в полярной системе координат.

Поворотная оптическая головка интерферометра содержит осветительную и измерительную системы. Осветительная система состоит из монохроматического источника 1 излучения, конденсора 2, диафрагмы 3,, светоделителя 4, зеркал 5, 7 и 8, объективов 6 и 9. Измерительная система состоит из объективов 9, 6 и 10, зеркал 8, 7 и 5, светоделителя 4 окуляра 11 с сеткой 12 переУ

25 ключающегося зеркала 13, диафрагмы 14, рассеивающей линзы 15, фотоприемника 16, лимба 17 угломерного устройства (не показано), снужащего для отсчета углов поворота оптической головки вокруг осн AA. Столик (8 слу — ЗО жит для установки контролируемой детали 19 и концентрического мениска 20. Последний наложен на деталь своей эталонной поверхностью и касается ее в крайней световой зоне, З5 определяемой световым диаметром D„ .

Диаметр D> детали несколько больше светового диаметра 0 по технологическим соображениям. Осветительная система формирует иэображение источника 1 излучения с помощью конденсора 2 в плоскости диафрагмы 3, затем с помощью светоделителя 4, зеркал 5, 7 и 8, объективов 6 и 9 на оси AA. Зто изображение служит источником для освещения эталонной и контролируемой поверхностей. Входной зрачок измерительной системы совмещен с изображением источника 1 излучения на оси АА. Изображение 50 интерференционной картины, возникающей в воздушном промежутке между эталонной и контролируемой поверхностями, проектируется объективами 6, 9 и 10, зеркалами 5, 7 и 8 в плоскость сетки 12 при настройке и визуальном контроле. При автоматическом контроле в ход лучей вводится плоское зеркало 13. Интерференционная картина в этом случае проектируется в плоскость диафрагмы 14. Рассеивающая линза 15 служит для равномерного распределения светового потока по рабочей поверхности фотоприемника 16.

Контроль поверхности производят следующим образом.

Сферическое пробное стекло в виде концентрического мениска 20 выполняют так, что радиус кривизны его эталонной поверхности равен сагиттальному радиусу кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности детали 19. Последнюю устанавливают на столик 18. Мениск 20 накладывают эталонной поверхностью на контролируемую поверхность детали 19.

При этом центр кривизны талонной поверхности мениска совмещается с сагиттальным центром кривизны крайней световой зоны контролируемой поверхности, лежащим на оптической оси детали 19. Воздушный зазор между контролируемой и эталонной поверхностями изменяется при таком расположении монотонно — от максимального в центре до нуля на краю детали. С помощью столика 18 деталь 19 с наложенным мениском 20 устанавливают так, чтобы центр кривизны эталонной поверхности мениска был совмещен с изображением диафрагмы 3, формируемым осветительной системой интерферометра и лежащим на оси АА поворота оптической головки. Таким образом осуществляют освещение эталонной и контролируемой поверхностей из центра кривизны эталонной нов верхности.

Наблюдение интерференционной картины, локализованной в промежутке между эталонной и контролируемой поверхностями, производится из центра кривизны эталонной поверхности, так как входной зрачок наблюдательной системы совмещают с выходным зрачком осветительной системы (изображением диафрагмы 3, лежащим на оси AA). Контроль формы поверхности производят только по размеру интерференционных колец, так как знак их порядков постоянен в пределах контролируемой площади поверхности детали благодаря тому, что эталонная поверхность мениска, выполненная с определенным радиусом, наложена на контролируемую поверхность и касает1185071

Составитель Л.Лобэова

Техред М.Надь Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Лисина

Заказ 6347/32 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся ее в крайней световой зоне детали, вследствие чего зазор между эталонной и контролируемой поверхнос— тями изменяется монотонно. Измерение размеров интерференционных колец с помощью интерферометра, схема которого приведена на чертеже, производится в полярной системе координат. Угловой радиус интерференционного кольца определяется углом поворо— та оптической головки вокруг оси АА, отсчитываемым по.лимбу 17 угломерного устройства. Угол поворота отсчитывается от оптической оси контролируемой поверхности, которая служит полярной осью. Полярный угол, определяющий радиус интерференционного кольца при визуальном способе контроля, отсчитывается по лимбу 17 при совмещении перекрестья окуляра 11 с серединой изображения кольца.

При автоматической регистрации полярный угол отсчитывается с помощью датчика угла (не показан), сопряженного с лимбом 17 угломерного устройства, при непрерывном повороте оптической головки в момент прохождения середины изображения интерференционного кольца относительно диафрагмы 14.

Точность измерений повышается благодаря тому, что в предлагаемом способе контроля крайняя световая зона контролируемой детали служит установочной базой для мениска, обеспечивающей определенное и воспроизводимое положение мениска относительно детали.Вследствие этого, влияние взаимного расположения детали и мениска

10 на изменение радиусов интерференционных колец исключается. Процесс измерений, вследствие этого, заклю1 чается лишь в определении угловых ,радиусов интерференционных колец, что дает возможность автоматизировать контроль асферических поверхностей.

Касание детали и мениска обеспечи- . вает, кроме того, самоцентрирование мениска относительно детали и, следовательно, ускорение процесса установки за счет исключения операциипо центровке мениска относительно детали.

25 Таким образом, применение предлагаемого интерференционного способа контроля асферических поверхностей позволяет повысить точность и производительность контроля.