Устройство для контроля качества изготовления поверхности параболического отражателя Советский патент 1986 года по МПК G01M11/00 

1

Изобретение относится к приборостроению и контрольно-измерительным приборам и может быть использовано при изготовлении kpyпнoгaбapитныx параболических прожекторных зеркал.

Целью изобретения является повьшение производительности путем сн1ижения времени контроля.

На фиг. 1 схематически изображен прибор, общий вид; на фиг. 2 - кинематическая схема механизма перемещения с узлом поворота фотоэлектрического преобразователя; на фиг.З - - vфункциональная электрическая схема электронного блока прибора; на фиг. 4 - изображение щели на линии раздела приемных площадок фотоэлектрического преобразователя.

Устройство для контроля качества ,изготовления поверхности параболического отражателя (фиг.1) содержит основание 1 с колонкой и ползуном 2, параболический отражатель 3, разме -/

щенныи на поворотном столе 4, осветитель 5 со щелевой диафрагмой 6 и объективом коллиматора 7, пентапризму 8, обеспечивающую проектирование светового пучка на исследуемую зону отражателя 3, механизм 9 линейногоперемещения вдоль вертикальной оси прибора фотоэлектрического преобразователя 10, который снабжен узлом 11 поворота установки приемной площадки фотоэлектрического преобразователя 10 перпендикулярно отраженному от поверхности параболического отражателя 3 световому пучку, регистратор измерения, выполненный в виде записывающего устройства 12. Приемные площадки фотоэлектрического преобразователя 10 подключены к электронному блоку автоматической фотоэлектрической измерительной системы 13. Сигналом с пульта 14. управления через .схему 15 коммутации в определенные моменты времени осуществляется включение модулятора 16 с генератором 17 рпорного напряжения, механизма 18 сканирования механизма 19 поворота стола 4.

Кинематическая схема (фиг.2) механизма 9 линейного перемещения фотоэлектрического преобразователя 10 содержит исполнительный реверсивньш двигатель 20, перемещающий посредством зубчатого колеса 21 и шестернигайки 22 ходовой винт 23, на котором закреплен кронштейн с фотоэлектричес67191

КИМ преобразователем 10. Узел II поворота приемных площадок фотоэлектрического преобра:зователя 10 состоит из коррекционной линейки 24, жестко

5 связанной с кареткой 25, иа которой установлена пентапризма 8; при перемещении каретки 25, осуществляющей сканирование светового пучка по зонам отражателя, щуп 26, связанный с

0 рычагом 27, поворачивает телескопический вал 28 и через пару коническик шестерен 29 разворачивает фотоэлектрический преобразователь 10 нормально к отраженному световому

15 пучку. Начальный наклон приемной площадки преобразователя 10 в зависимости от величины диаметра испытуемого отражателя задается по шкале 30. Одним из основных элементов изме20 рительной системы прибора является фотоэлектрический преобразователь 10, вьтолненньш в виде четырех площадочного Кремниевого позиционно-чувствительного фотоприемника, две площадки

25 которого включены и канал поиска, а две другие - в канал слежения электронного блока автоматической фотоэлектрической измерительной систе 13, функциональная электрическая схе30 А которого показана на фиг.З. Канал поиска содержит предварительный усилитель 31, схему 32 формирования сигнала управления и электронныйключ

33,обеспечивающий переключение исJC полнительного двигателя 20 из режима поиска в режим слежения (в режиме поиска двигатель 20 подключен к стабилизированному источнику 34 питания) . Накал слежения содержит предва Q рительный усилитель 35, сумматор 36, фазоинвертер 37, усилитель 38 мощности и синхронный детектор 39, в.мостовую схему которого в режиме автоматического слежения подключается исд, полнительный двигатель 20 с одновременным его отключением от источника

34.На входы 1 и 2 синхронного детектора в противофазе подаются сигналы с генератора 17 опорного напря- жения (фиг.1).

Работа прибора основана на измерении продольных аберраций, т.е. отклонений фокусного расстояния от55 ражателя по вертикальной оси прибора (по отклонению изображения щели от номинального фокуса). л ft- f,p

3

Ik n

f..

где

4f - продольная аберрация; {; - фокусное расстояние отдельных участков поверхности отражателя; п - число участков (зон) отражателя .

Перед измерением совмещают оптическую ось параболического отражателя 3 (фиг,1) с вертикальной осью прибора, которая определена осью поворотного стола 4 и центром приемной площадки фотоэлектрического преобразователя 10 (место пересечения линий .раздела элементов приемных площадок (фиг. -4). Горизонтальная ось прибора задается центром нити лампы, щелевой диафрагмы 6 и объектива коллиматора 7 осветителя 5, вдоль которой перемещается пентапризма. Фотоэлектрический преобразователь 10 в начале измерений установлен произвольно на вертикальной оси прибора в зоне вероятного нахождения светового пятна, отраженного от поверхности отражателя 3. Отраженный от параболической поверхности световой пучок обязательно пересекает вертикальную ось прибора и совмещенную с ней оптическую ось отражателя. Световое пятно на приемнике 10 имеет форму линии размером 0,1x12 мм - изображение щелевой диафрагмы 5, а на поверхности отражателя имеет форму окружности диаметром 50 мм.

Цикл измерений начинается подачей сигнала с пульта 14 управления, запускающей схему 15 коммутации, которая осуществляет одновременное включение модулятора 16 и осветителя 5, коллимированный пучок света от которого попадает на пентапризму 8, осуществляющей засветку отдельных зон испытуемого отражателя 3.

При отсутствии сигнала с фотоэлектрического преобразователя 10 схемой 15 коммутации осуществляефся автоматическое включение исполнительного двигателя 20 в режим поиска, смещая преобразователь 10 вдоль вертикальной оси прибора. В момент захвата светового пятна одной из двух приемных площадок, включенных в канал поиска электронного блока автоматической фотоэлектрической измерительной (Системы 13, формируется сигнал управления, переключающий ключ 33, а следовательно, и исполнительный двига1914

тель 20 с режима поиска в режим слежения, в котором начинают работать две другие площадки преобразователя 10.

Изображение щелевой диaфpaг ы 5 в виде линии должно занять положение симметрично линии раздела элементов приемной площадки преобразователя 10, т.е. на линии раздела и параллельно ей (фиг.4).

Ю

В качества фотоприемника фотоэлектрического преобразователя взят стандартньш фотоприемник с четырмя приемш11ми площадками с линией раздела шириной 50 мкм. Изображение щелевой

15 диафрагмы 100 мкм. Одновременно через схему 15 коммутации осуществляется включение механизма 18 сканирования, перемещающего каретку 25 и приводящего в действие механизм 11 по20ворота, после чего начинается цикл измерений. При несимметричной засветке приемных площадок фотоэлектрического преобразователя 10, включенных в канал слежения электронного блока

5 автоматической фотоэлектрической измерительной системы 13, вырабатывается сигнал рассогласования, который с синхронного детектора 39 и исполнительного двигателя 20, включенного

0 в его мостовую схему, перемещает фотоэлектрический преобразователь 10 до получения на его приемных площадках симметрично засветки, а так как преобразователь 10 кинематически свя5зан с приводом пера записывающего . устройства 12 рег 1стратора измерения, то перемещен 1е преобразователя фиксируется на диаграммной ленте. При дефекте зоны поверхности отража0теля 3 световая линия смещается с линии раздела приемных площадоку в слючается механ зм перемещения 9 преобразователя 10 до симметричного совмещения с линией раздела, путь,

5 проделанньш световой линией, равен пути, проделанному пером записываю цего устройства - это н будет размером 1родольной аберрации. При смещении световой линии в зону

0 одновреме П о поворачивается фотоэлектрический преобразователь 10 вокруг оси, перпендикуляной горизонтальной оси ггрибора так, чтобы его приемная площадка была перпендикулярна свето5вому пучку, отраженному от поверхности параболического отражателя 3, и если световой пучок отклоняется, то преобразователь одновременно сме$1

щается и вдоль вертикальной оси прибора. Осуществив записи аберрограммы по одному радиально направлению отражателя 3, автоматически через схему 15 коммутации приводится в деиствие механизм 19 поворота стола 2. на определенный угол и цикл измерений повторяется заданное число раз. По окончании последнего цикла измерений прибор автоматически возвращается в исходное положение.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качес ва изготовления поверхности параболического отражателя, включающее осветитель, многоэлементный фотоэлектрический преобразователь с механизмом его перемещения и регистратор, о тличающееся тем, что, с целью повьппения производительности за счет снижения времени контроля и повьппения точности, осветитель снабжен объективом с размещенной в его фокусе диафрагмой и пентапризмой.

91

установленной за диафрагмой, а механизм перемещения фотоэлектрического преобразователи снабжен узлом поворота вокруг оптической оси отражателя и перемещения вдоль этой оси, а также средством перемещения пента призмы вдоль оси осветителя и оси отражателя, при этом одна группа элементов фотоэлектрического преобразователя подключена к блоку поиска, а другая т к блоку слежения, линия раздела площадор; фотоэлектрического преобразователя оптически сопряжена с диафрагмой осветителя,

2, Устройство по, п.1, о т л и Т

чающееся тем, что блок поиска выполнен из предусилителя и электронного ключа, подключенных к исполнительному двигателю перемещения преобразователя, а блок слежения - из последовательно соединенных предварительного усилителя мощности, синхронного детектора и электронного ключа, подключенного к исполнительному двигателю «механизма перемещения преобразователя.

дзиг.З .70

Изобретение мозяетибыть использовано при изготовлении крупногабаритных параболических прожекторных зеркал. Цель изобретения - повьшение точности и производительности за счет снижения времени контроля. Осветитель 6 устройства содержит объектив 7 л щелевую диафрагму 6 в его фокусе, задающие горизонтальную ось прибора, вдоль которой перемещается пентапризма 8, осуществляющая засветку отдельных зон испытуемого отражателя 3. При дефекте поверхности отражателя 3 световая линия изоб(аже НИН щелевой диафрагмы 6 смещается с линии раздела элементов приемной площадки фотоэлектрического преобразователя 10. Механизм 9 перемещения симметрично совмещает преобразователь 10 с линией раздела. Узел II поворота устанавливает приемную площадку фотоэлектрического преобразователя с 10 перпендикулярно отраженному от по- верхности отражателя 3 световому пуч(Л ку. Приведены варианты выполнения блоков поиска и слежения. I з.п. ф-лы, 4 ил.

фигЛ