Способ определения отклонения размеров объекта от номинального

Способ определения отклонения размеров объекта от номинального

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (594 G 01 В9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ga

М

С©

CO госудАРстаенкый комитет сссР по делАм изОБРетений и ОткРытии (21) 4186634/24-28 (22) 28.01.87 (46) 07.09.88. Бюл, 11 33 (72) В, Г. Бахтин, Л. В. Бахтина и В. П. Сарычев (53) 531.717.1(088.8) (56) Реди Дж. Промышленные применения лазеров. - М.; Мир, 1981, с. 345- .

347. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ,(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле размеров деталей методами когерентной оптики. Целйю изобретения является повышение информативности за счет обеспечения

„„SU„„1421989 A 1 возможности измерения величины H знака отклонения размера объекта от но" минального. Фокусируют пучок когерентного излучения в точку номинальной поверхности нормально к этой поверхности и в отраженном от исследуемой поверхности излучении выделяют на оси, нормальной к поверхности, единичные элементы спекл-структуры. Неремещают поверхность поступательно в своей плоскости и определяют направление и величину скорости перемещения выделенных элементов. По соотношению направлений смещения поверхности и элементов судят о наличии и знаке отклонения, а по соотношению сксростей перемещения элементов — о величине отклонения. 1 ил.

1421989

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле размеров деталей методами когерынтной оптики. 5

Цель изобретения - повышение информативности контроля за счет обеспечения воэможности измерения величины и знака отклонения размера объекта от номинального. 10

На чертеже представлена оптическая схема, реализующая способ.

Схема включает в себя линзу фокусирующую пучок когерентного излучения 2 в точку 3, расположенную }5 на номинальной поверхности 4, нормально к этой поверхности, полупрозрачное зеркало 5 служит для направления пучка 2 на поверхность 6 объекта, отстоящую от номинального значения 20 на величину d позициями 7 и 8 обозначены единичные элементы спеклструктуры, расположенные на оси 9, нормальной к номинальной поверхности

4 и проходящей через точку 3 фокуси- 25 ровки, на заданных расстояниях.1, и

11 соответственно, .v, U,, V — вектора перемещения исследуемой поверхности 6 единичных элементов 7 и 8 соответственно. 30

Способ осуществляется следующим образом.

Пучок 2 когерентного излучения фокусируется линзой 1 нормально к номинальной поверхности 4 в точку 3, лежащую на этой поверхности. В отраженном от исследуемой дИффуэной поверхности 6 объекта излучении выделяют единичные элементы 7 и 8 спекл-структуры 9, Расположенные на оси на заданных 40 расстояниях 1, и 12 от исследуемой поверхности 6, значения которых опре" деляют заранее. Перемещают исследуемую поверхность 6 в своей плоскости со скоростью ч и определяют величину -45 и направление скорости перемещения

V ич., единичных элементов 7 и 8 в плоскостях, параллельных номинальной поверхности.,(Для случая неплоской поверхности номинальная поверхность

4 в точке 3 фокусировки принимается совпадающей с касательной к этой поверхности в точке 3), По соотношению направлений смещения исследуемой поверхности 6 и еди": яичных элементов 7 и 8 спекл-структу-, ры судят об отклонении размера объекта от номинального: а) если перемещение элементов спекл-структуры отсутствует, то исследуемая поверхность

6 в данной точке 3 совпадает с номинальной 4; б) если направления смещения исследуемой поверхности 6 и элементов спекл-структуры совпадают, то размер объекта меньше номинального, т.е. исследуемая поверхность находится за номинальной по ходу пучка излучения (этот случай приведен на чертеже); в) если направления смещения исследуемой поверхности 6 и элементов

7, 8 спекл-структуры противоположны, то.размер объекта больше номинального, т.ы. исследуемая поверхность находится перед номинальной.

После определения наличия и знака отклонения определяют величину отклонения d по соотношению скоростей ч и ч, перемещения единичных элементов 7 и

8 спекл-структуры, расположенных на расстояниях 1, и 12 от исследуемой поверхности 6, по формуле

ЧЬ1 2 . V211 (1) 2-, Определение величины отклонения основано на результатах экспериментальных исследований, которые показали, что при фокусировке излучения нормально к поверхности на расстоянии с" от нее и вьщелении элементов 7 и 8 спеклструктуры на. оси, проходящей через точку 3 фокусировки нормально к по1 верхности, соотношение скоростей перемещения спекл-структуры V и поверхности v в своих плоскостях имеет вид

4ч =* (1 + <Р)/ с} (2), где 1 — расстояние от поверхности до выделенного элемента спекл-структуры. Определяя скорости перемещения спеклов на двух различных расстояниях 1, и 12 вдоль оси, можно иа основе полученной экспериментальной зависимости (2) определить величину отклонения J pro формуле (1). Путем изменения выбора заданных расстояний 1, и 1 можно менять чувствительность способа в пределах 0,1 - 10 мм.

Пример. Исследуют отклонение размеров плоских образцов после лазерной термообработки. Пучок лазерного излучения от ЛГ-38 посредством линзы (F 250 мм, D = 100 мм) фокусируют в.точку, расположенную на номинальной поверхности. B отраженном излучении на расстояниях 1, = 200 мм и 12 = 800 мм вьщеляют единичные элементы спекл-структуры на оси, нормальной к поверхности образца и проз 1421989

I ходящей через точку фокусировки. Для чающийся в том, что фокусируют пучок устранения перекрытия излучения при когерентного излучения в точку, соотвыделении единичных элементов спекл- - ветствугщую положению номинальной поструктуры используют ответвители све- верхности, и по Результатам анализа та в виде полупрозрачных зеркал, рас- .излучения, отраженного от поверхно-..":(.5 положенных под углом на оси. Переме- сти, судят об отклонении размера объ. щают исследуемый объект в своей плос- екта от номинального, о т л и ч акости и определяют направление и ве- ю шийся тем, что, с целью повыличину скорости смещения единичнЫх 10 шения информативности определения элементов спекл-структуры, т.е. вели- отклонения размеров, пучок фокусируют, чину перемещения в единицу времени. нормально к номинальной поверхности, Определение направления осуществляют в анализиРУемом излучении выделяют визуально, а величину скорости опре- единичные элементы спекл-структуры деляют путем регистрации спеклов до 15 на ДвУх заДанных РасстояниЯх от объи после перемещения поверхности на екта вдоль оси, нормальной к номифотопластинках. нальной поверхности и проходящей чеНаправление смещения спеклов про- рез точку фокусировки пучка, одновретивоположно направлению перемещения менно поступательно .перемещают объект поверхности, что свидетельствует об 2р в своей плоскости и опРеделЯют наотклонении размера образца от номи- правление и скорости перемещения вынального в сторону его увеличения. деленных элементов спекл-структуры в

По соотношению скоростей перемещения плоскостЯх, паРаллельных номинальной единичных элементов спекл-структуры . ловеРхноСти, и оПреДелЯют наличие и для различных точек исследуемой по- 26 знак отклонения РазмеРа объекта от верхности образца было определено, номинального по соотношению напРавле что величина отклонения находится в ний перемещения объекта и элементов диапазоне l= 0,5 - 2,2 мм. спекл-структуры, а величину этого от. Ф о р м у л а и з о б р е т. в н и я клонения - по соотношению скоростей

Способ определения отклонения раз- 3р элементов спекл-структуры на различмеров объекта от номинального, заклю- ных расстояниях от объекта.