Двухкоординатное измерительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G01B11/24 G01B9/02 

rsD

О5

00

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения формы поверхностей объектов.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет снабжения устройства интерферометрической системой для измерения продольных перемещений подвижных узлов, фотоэлектрическими системами измерения их поперечных смещений, блоком вычисления поправок и двумя блоками вычисления контролируемых координат, взаимодействие которых обеспечивает введение в результаты измерения поправок, учитывающих поперечные смещения подвижных узлов.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит несущий узел 1, на котором расположены два несущих узла 2 и 3, установленные с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях. На узле 2 закреплена измерительная головка 4, обращенная своим изме- рительным наконечником к узлу 3. Последний имеет обращенную к узлу 2 базовую поверхность, служащую для установки контролируемого объекта 5. На неподвижном основании закреплены лазер 6, ориентиро- ванный так, что ось его пучка параллельна направлению перемещения узла 2, пента- призма 7, установленная на пути лазерного пучка, и два интерферометра Майкельсо- на 8, отражатели измерительных ветвей которых выполнены в виде полупрозрачных плоских зеркал 9, установленных на узлах 2 и 3. На каждом из узлов 2 и 3 закреплен блок измерения перемещений узла, состоящий из призмы-куба 10 и двух позиционно- чувствительных фотоприемников 11, установленных на разных расстояниях от призмы-куба на пути выходящих из нее пучков. Устройство содержит также два блока 12 вычисления контролируемых координат и блок 13 вычисления поправок, входы которого электрически связаны с выходами фото- приемников 11, а выходы - с входами блоков 12. Вторые входы блоков 12 электрически связаны с выходами фотоприемников 14, служащими для регистрации интерференционных картин в интерферометрах 8.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении узла 3 измерительный наконечник измерительной головки ,4 скользит по контролируемой поверхности объекта 5, благодаря чему перемещается узел 2. Величины продольных перемещений узлов 2 и 3 измеряются с помощью соответствующих интерферометров Майкельсона 8. Сигнал, несущий информацию о величинах перемещения узлов, поступает на вход соответствующего блока 12 вычисления контроли- руемых координат. При наличии поперечных смещений узлов 2 и 3 пучки излучения, проходящие через зеркала 9, смещаются по

0 5 0 0

0 5

5

чувствительным площадкам фотоприемников 11, па выходе которых появляется сигнал, пропорциональный величине смещения. Этот сигнал поступает на соответствующий вход блока 13 вычисления поправок, вырабатывающий сигнал поправки, которую следует внести в результат измерения продольных перемещений узлов 2 и 3 для компенсации погрещностей, вызываемых поперечными смещениями узлов. Сигналы поправок поступают в блоки 12 вычисления контролируемых координат.

Учет поперечных смещений подвижных узлов 2 и 3 при вычислении координат позволяет повысить точность измерений.

Формула изобретения

Двухкоординатное измерительное ycj- ройство, содержащее три несущих узла, два из которых установлены с возможностью перемещения относительно третьего во взаимно перпендикулярных направлениях, измерительную головку, закрепленную на первом узле и обращенную своим измерительным наконечником к второ.му узлу, столик для крепления контролируемого объекта, установленный на втором узле и обращенный своей базовой поверхностью к первому узлу, два блока измерения перемещений соответственно первого и второго узлов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, устройство снабжено лазером, установленным на третьем узле так, что ось пучка его излучения параллельна направлению перемещения одного из первых двух узлов, пентапризмой, установленной на пути лазерного пучка, двумя блоками измерения поперечных смещений соответственно первого и второго узлов, каждый из которых оптически связан с блоком измерения перемещений соответствующего узла, блоком вычисления поправок и двумя блоками вычисления контролируемых координат объекта, один из входов каждого из которых электрически связан с соответствующим выходом блока вычисления поправок, блоки измерения перемещен-ий узлов выполнены в виде интерферометров Майкельсона, установленных соответственно на пути прямого излучения лазера, отклоненного пентапризмой, и имеющих отражатели измерительной ветви в виде полупрозрачного плоского зеркала, установленного на соответствующем узле, и блоки регистрации интерференционной картины в виде фотоприемников, каждый из блоков измерения поперечных смещений выполнен в виде призмы-куба и двух позиционно-чувствительных фотоприе.мни- ков, установленных на пути пучков, выходящих из призмы-куба на разных расстояниях от нее и электрически связанных с соответствующими входами блока вычисления поправок, а фотоприемники блоков измере140126834

ния перемещений подвижных узлов электри- ствующих блоков вычисления контролируе- чески связаны с вторыми входами соответ- мых координат объекта.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть исполь- зовано для измерения формы поверхности объектов. Целью изобретения является повышение точности измерения, достигаемое за счет снабжения устройства интерферомет- рической системой для измерения продольных перемещений, фотоэлектрической системой измерения поперечных смещений, блоком вычисления поправок и двумя блоками вычисления контролируе.мых координат, взаимодействие которых обеспечивает введение в результаты измерения поправок, учитывающих поперечные смещения. Контролируемый объект 5 перемещается вместе с подвижным несущим узлом 3. При этом по контролируемой поверхности скользит измерительная головка 4, приводящая в движение подвижный несущий узел 2. Координаты поверхности определяются по перемещениям узлов 2 и 3, измеряемым с помощью интерферометров 8 Майкельсона, зеркала 9 измерительных ветвей которых установлены на подвижных узлах. Часть излучения, прошедшая через зеркала 9, попадает на позиционно-чувстви- телдные фотоприемники 11, по сигналам на выходе которых вычисляются поправки, учитывающие поперечные смешения узлов 2 и 3. 1 ил. в сл