Устройство для измерения сложной поверхности Советский патент 1989 года по МПК G01B11/24 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, к измерению фасонных деталей и для контроля геометрических размеров сложнофасон- ных деталей.

Цель изобретения - повышение точности измерения посредством обеспечения возможности измерения двух координат точек измеряемой поверхности.

На чертеже приведена схема устройства для измерения сложной поверхности.

Устройство содержит последовательно установленные источник 1 монохроматического излучения, светоделитель 2, делящий пучок излучения, на измерительный и опорный пучки, и позицион- но-чувствительный фотоприемник 3, установленный в опорном пучке, второй светоделитель 4, установленный в измерительном пучке по ходу излучения за первым светоделителем 2, платформу 5, установленную за источником 1 света по ходу излучения с возможностью возвратно-поступательного перемещения ее вдоль оси опорного пучка, а оба светоделителя 2 и 4 установлены на платформе с возможностью поворота в плоскости расположения измерительного и опорного пучков. На поверхность 6 измеряемого объекта падает измерительный пучок. Источник 1 излучения генерирует пучок 7 монохроматического излучения, светоделитель 2 формирует пучки 8 и 9 излучения, светоделитель 4, установленный на пути пучка 8, формирует пучок 10, падающий на поверхность 6 измеряемого объекта и пучок

00 00

11 , фотоприемник 3 (фотодиодная или ПЭС-линейка) установлен под острым углом к пучкам 9 и 11, регистрирует пучки 9 и 11 и пучок 12, отраженный от поверхности 6 объекта.

Устройство работает следующим образом.

При движении платформы происходит сканирование noBepxHoci i 6 объекта пучком 10, сформированным светоделителями 2 и 4, При этом координата светового пятна на фотоприемнике 3, отраженного от поверхности пучка 12, меняется пропорционально изменению кривизны поверхности 6 объекта, а координата светового пятна пучка 11 на фотоприемнике 3 меняется пропорционально положению сканирующего пучка 10 в направлении движения платформы 5. Изменение оси пучка 7 относительно первоначального положения источника 1 в процессе работы устройства фиксируется изменением положения светового пятна пучка 9 соосного с пуч- ком 7 на фотоприемнике 3.

Измерения поверхности 6 осуществляют следующим образом.

Выбирают на поверхности 6 объекта базовую точку О и направляют перемещением платформы 5 и поворотом светоделителя 2 вокруг своей оси пучок 10 на выбранную точку поверхности до совмещения пятна 12 на фотоприемнике 3 с пятном от пучка 9 (точка О а поворотом светоделителя 4 направ- ляют в ту же точку пучок 11. Точка О является изображением базовой точки поверхности 6 объекта О, условно принимаемой за начало координат. При этом коор,цината светового пятна пуч- ка 11 на фотоприемнике 3 х пропорциональна координате х произвольной Точки А (х, у) поверхности, а координата у светового пятна пучка 12 пропо циональна изменениям координаты у, а так как координата х определяется однозначно, то сравнение х су дает значение координаты у точки А, После завершения сканирования поверхности 6 объекта платформу 5 возвра- щают в исходное положение и по степени смещения световых пятен пучков 9,

5 5 0

0

11 и 12 на фотоприемнике 3 относительно точки О вносят поправку на резуль-i тат измерения. Фиксирование изменений координаты пятна пучка 9 на фотоприемнике 3 производится в процессе всего измерения, а полученный сигнал рассогласования используется для снижения ошибки из-за смещения пучка 7 относительно первоначального направления.

Пример. Предлагаемый способ был опробован на макете, собранном по предлагаемой схеме с применением лазера ЛГ-78, объектива Индустар 50 в качестве масштабирующего элемента, прикрепленного к фотодиодной линейке ФПУ-36, двух светоделителей в виде полупрозрачных зеркал. Расстояние от лазера до фотоприемника составляло 100 см, объект измерения (профилированный диск газовой турби- ,ны) располагался на расстоянии около 50 см от линии, связывающей лазер и фотодиодную линейку, последний был установлен под углом 45 к основному лучу лазера. Перемещение плат- форм1.1 со светоделителями осуществлялось вручную,

i Формула изобретения

Устройство для измерения сложной поверхности, содержащее последовательно установленные источник монохроматического излучения, светоделитель, делящий пучок излучения на измерительный и опорный пучки, и пози- ционно-чувствительный фотоприемник, установленный в опорном пучке, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым светоделителем, установленным в измерительном пучке по ходу излучения за первым светоделителем, платформой,,установленной за источником света по ходу излучения с возможностью возвратно-поступательного перемещения ее вдоль оси опорного пучка, а оба светоделителя установлены на платформе с возможностью поворота в плоскости расположения измерительного и опорного пучков.

Изобретение касается информационно-измерительной техники, а именно измерения фасонных деталей и контроля геометрических размеров сложнофасонных деталей. Цель изобретения - повышение точности измерений посредством обеспечения возможности измерения двух координат точек измеряемой поверхности. Для этого при движении платформы, на которой закреплены два светоделителя, происходит сканирование поверхности объекта пучком излучения, сформированным светоделителями. При этом координата светового пятна на фотоприемнике от пучка, отраженного от поверхности, будет меняться пропорционально изменению кривизны поверхности объекта, а координата светового пятна другого пучка на фотоприемнике будет меняться пропорционально положению платформы со светоделителями. 1 ил.

Редактор Н.Горват

Составитель Б.Евстратов

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 7839/35

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное