УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ Российский патент 1994 года по МПК G01B11/24 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для контроля непрямолинейности, неплоскостности оптическим методом, и предназначено для контроля поверхностей круногабаритных объектов, а также для установки ряда объектов относительно референтной плоскости в станкостроении, судостроении, энергомашиностроении и других отраслях промышленности.

Известно устройство, состоящее из марки и оптического блока регистрации, выполненного из последовательно установленных на одной оптической оси пентапризмы, выполненной с возможностью поворота вокруг этой оси, объектива и микроскопа, включающего микрообъектив, окуляр и сетку, кинематически связанную с пентапризмой и окуляром [1] .

Недостатком этого устройства является его невысокая точность.

Известно также устройство для контроля отклонений от прямолинейности, содержащее марку, источник света и оптический блок регистрации, выполненный в виде последовательно установленных на одной оптической оси наблюдательного микроскопа и пентапризмы [2] .

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для этого в устройство, содержащее лазер и оптически связанные марку, выполненную в виде двух зеркал, жестко установленных под углом 90^о друг к другу, и оптический блок регистрации, введен анализирующий блок, расположенный на выходе излучения из оптического блока регистрации, кроме того, устройство снабжено ползуном с направляющей и микрометрическим винтом, оптический блок регистрации выполнен из оптически связанных коллиматора в виде телескопической системы и радиальной непрозрачной пластины, расположенной на оптической оси объектива телескопической системы, системы из двух зеркал, расположенных перпендикулярно оптической под углом 90^о друг к другу, первое по ходу излучения зеркало выполнено полупрозрачным и ориентировано под углом 45^о к оси, второе - зеркало полного отражения размещено по ходу излучения за первым, анализирующий блок и система из двух плоских зеркал установлены на ползуне с возможностью перемещения по направляющим.

Радиальная непрозрачная пластина позволяет сформировать лазерный луч с четко определимой его осью симметрии и регистрировать ось лазерного луча, непосредственно начиная от выхода из коллиматора. Размещение на выходе оптического блока регистрации двух зеркал под углом 90^о друг к другу, причем первое по ходу луча - полупрозрачное под углом 45^о к оси лазерного луча, второе - зеркало полного отражения размещено по ходу излучения за первым, оба зеркала установлены на ползуне, позволяет сформировать контрольную и контролируемую ветви лазерного излучения, одна из которых является ветвью внутренней выверки, другая - исследуемой ветвью. При этом процесс регистрации состоит в том, чтобы совместить оси симметрии ветви внутренней выверки и исследуемой ветви. В визуальном режиме работы этому соответствует совмещение геометрического центра затененного участка лазерного луча ветви внутренней выверки с центральным максимумом интерференционной картины исследуемой ветви лазерного излучения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схема устройства коллиматора.

Устройство для контроля отклонений от прямолинейности содержит марку 1 (см. фиг. 1), выполненную в виде двух зеркал 2 и 3, жестко установленных под углом 90^о друг к другу, и оптический блок регистрации, выполненный в виде корпуса 4, в котором установлены лазерный источник 5 излучения и коллиматор 6, выполненный в виде телескопической системы. На оптической оси объектива 7 (фиг. 2) коллиматора 6 установлена радиальная непрозрачная пластина 8.

Устройство снабжено оптической регистрационной системой, выполненной в виде двух зеркал 9 и 10, установленных на выходе блока регистрации и расположенных под углом 90^о друг к другу. Первое по ходу излучения зеркало выполнено полупрозрачным и ориентировано под углом 45^о к оси, второе - зеркало полного отражения размещено по ходу излучения за первым. Зеркала 9 и 10 жестко установлены на ползуне 11, имеющем возможность перемещения по направляющим с помощью микрометрического винта 12. Анализирующий блок 13 расположен на выходе излучения из оптического блока регистрации.

Устройство работает следующим образом.

На выверяемый элемент конструкции устанавливают марку 1, с помощью уровня (не показан) приводят в рабочее положение. В районе базового элемента устанавливают оптический блок регистрации и приводят с помощью уровней в рабочее положение. Оптический блок регистрации и марку 1 ориентируют друг на друга. При этом излучение, сформированное источником 5, пройдя коллиматор 6, попадает на полупрозрачное зеркало 9. Часть излучения, отразившись от зеркала 9, попадает на анализирующий блок 13, другая часть проходит полупрозрачное зеркало 9 и отразившись от зеркала 10 направляется на марку 1, где последовательно отразившись от зеркал 3 и 2 марки 1 возвращается в регистрационный блок, причем попадает на полупрозрачное зеркало 9. В случае расположения зеркал 2 и 3 марки 1 и зеркал 9 и 10 регистрационного блока на одной оптической оси, на анализируемом блоке 13 формируется строго симметричная картина, причем в центре затененного участка излучения внутренней выверки, формируемого в результате введения в объектив 7 коллиматора радиальной непрозрачной зоны 5, регистрируется центральный максимум интерференционной картины исследуемой ветви излучения, пришедшего от марки 1.

В случае смещения марки 1 и оптической оси зеркал 9 и 10 регистрационного блока в результате кольцевого хода излучения в системе четырех зеркал 2,3 и 9,10 и последовательного изменения линейного расстояния между лучами, идущими от регистрационного блока к марке 1 и от марки 1 к регистрационному блока, на анализирующем блоке 13 формируется размытая картина со смещением проекций излучения, причем с постепенным уменьшением интенсивности освещенности. Вращением винта 12 добиваются перемещения на ползуне 11 зеркал 9 и 10 до формирования на анализирующем блоке 13 симметричной картины. По винту 12 определяют превышение между регистрационным блоком и маркой 1. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 557263, кл. G 01 B 11/30, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР N 1649261, кл. G 01 B 11/24, 1988.

Использование: контрольно-измерительная техника, для контроля поверхностей крупногабаритных объектов в станкостроении, судостроении, энергомашиностроении. Цель: повышение точности измерений, расширение диапазона использования. Сущность изобретения: устройство содержит марку, выполненную в виде двух зеркал, жестко установленных под углом 90С друг к другу, и оптический блок регистрации в виде корпуса, в котором установлены лазерный источник излучения и коллиматор, выполненный в виде телескопической системы. На оптической оси объектива коллиматора установлена радиальная непрозрачная пластина. Первое по ходу луча зеркало выполнено полупрозрачным и расположено под углом 45С к оси лазерного луча, второе - зеркало полного отражения установлено по ходу лазерного луча за первым полупрозрачным зеркалом и оба они жестко смонтированы на ползуне, имеющем возможность перемещения по направляющим с помощью микрометрического винта. На ползуне установлено анализирующее устройство. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ, содержащее лазер и оптически связанные марку, выполненную в виде двух зеркал, жестко установленных под углом 90^o друг к другу, и оптический блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено анализирующим блоком, расположенным на выходе излучения из оптического блока регистрации, ползуном с направляющей и микрометрическим винтом, оптический блок регистрации выполнен из оптически связанных коллиматора в виде телескопической системы и радиальной непрозрачной пластины, расположенной на оптической оси объектива телескопической системы, системы из двух зеркал, расположенных перпендикулярно к оптической оси под углом 90^o друг к другу, первое по ходу излучения зеркало выполнено полупрозрачным и ориентировано под углом 45^o к оси, второе - зеркало полного отражения - размещено по ходу излучения за первым, а анализирующий блок и система из двух плоских зеркал установлены на ползуне с возможностью перемещения по направляющим.