Интерферометр для контроля оптических поверхностей вращения Советский патент 1990 года по МПК G01B9/02 G01B11/24 

наклонно к оси вращения стола 1, Осветительный объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует сформированный в фокусе объектива 4 точечный источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линту 2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую под углами, близкими к нормальным. В плоскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и интерференционной картины, сформированной на образцовой поверхности. Измерение профиля контролируемой поверхности детали происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами. Выбор сечения осуществляется поворотом стола 1 и вращением осветитель- но-проекционной системы вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Отклонение профиля контролируемой детали определяется как разность измеренного по фотографии порядка интерференции на любом репере с расчетным для этого репера (табличным) значением. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений. Контролируемую деталь 8 устанавливают на поворотном столе 1 и центрируют так, что ее ось симметрии совпадает с осью вращения стола 1, а центр кривизны средней зоны совпадает с центром кривизны образцовой сферической поверхности линзы 2, на которую нанесена шкала полярных координат, выполненная в виде радиально расположенных полос из отражающего материала, на которые нанесены реперы, представляющие собой части концентричных колец с центром на оптической оси интерферометра. Параллельный пучок света от лазера 3 проходит объектив 4, расположенный наклонно к оси вращения стола 1. Осветительный объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует сформированный в фокусе объектива 4 точечный источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линзу 2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую под углами, близкими к нормальным. В плоскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и интерференционной картины, сформированной на образцовой поверхности. Измерение профиля контролируемой поверхности детали происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами. Выбор сечения осуществляется поворотом стола 1 и вращением осветительно-проекционной системы вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Отклонение профиля контролируемой детали определяется как разность измеренного по фотографии порядка интенференции на любом репере с расчетным для этого репера (табличным) значением. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы оптических деталей., 25

Цель изобретения - упрощение конструкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений.

На фиг.1 изображена принципиаль- 30 ная схема интерферометра для контроля оптических поверхностей вращения; на фиг.2 - линза с образцовой сферической поверхностью и выполненной на ней шкалой; на фиг„3 - участок интерферограммы, который пересекает одна из зеркальных полос с реперами. Интерферометр содержит поворотный стол 1 для установки контролируемой детали, линзу 2 с образцовой рической поверхностью, центр кривизны которой совпадает с осью вращения стола 1 и на которой выполнена шкала, наклонную осветительно-проекци- онную систему, включающую монохрома- д тический источник света - лазер 3, объектив 4 - формирователь точеч,но- го источника света, светоделитель 5, осветительный объектив 6, проектирующий точечный источник света в .. центр кривизны образцовой сферической поверхности и проекционный объектив 7, причем входной зрачок объектива 7 совпадает с плоскостью, сопряженной с центром кривизны образ- цовой сферической поверхности.

Шкала (фиг.2) представляет собой , узкие, радиально распохюженные полосы зеркального покрытия, на которых нанесены реперы в виде частей (дуг) концентричных колец.

Интерферометр работает следующим образом.

Контролируемую деталь 8 устанавливают на поворотном столе 1 и центрируют так, что ее ось симметрии совпадает с осью вращения стола 1, а центр кривизны средней зоны совпадает с центром кривизны образцовой сферической поверхности. Параллель- .ный пучок света от лазера 3 проходит объектив 4 и формирует в его фокусе точечный источник света. Осветительный объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует точечный источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линзу 2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую - под углами, близкими к нормальным.

В плоскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и образованной лучами, отраженными от контролируемой и образцовой поверхностей, картины интерференции- на образцовой поверхности.

Измерение профиля контролируемой поверхности происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами. Выбор желаемого сечения осуществляется поворотом стола 1 и наклоном осветительно-про- екционной системы 3-7 вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Выбранный участок интер515486

ференционной картины со шкалой фотографируется и по полученной фотографии (фиг.З) определяется отклонение профиля контролируемой детали от требуемого. Ошибка профиля представляет собой разность измеренного по фотографии порядка интерференции (номера интерференционной полосы) на любом репере с расчетным для этого ре- jg пера (табличным) значением.

Таблица значений порядков интерференции рассчитывается по результатам аттестации образцовой поверхно-jj сти линзы 2 и координат реперов шкалы, т.е. радиусов концентричных окружностей, на которых они лежат, и постоянна для заданной поверхности.

Устройство позволяет упростить конструкцию известного интерферометра ИТ-67 при одновременном повышении производительности измерений и их точности, так как интерферометр не имеет подвижных измерительных .элементов, а влияние искажений всех оп тических элементов минимально, поскольку они одинаково сказываются как на шкалу, так и на интерферен- ционную картину.

36

Формула из обретен и я

Интерферометр для контроля оптических поверхностей вращения, содержащий поворотный стол для установки контролируемой детали, линзу с образцовой сферической поверхностью, центр кривизны которой совпадает с осью вращения стола, ориентированную наклонно к оси вращения стола освети тельно-проекционную систему, включающую монохроматический источник света, формирователь точечного источника света, осветительный и проекционный объективы и шкалу полярных координат, причем точечный источник света оптически сопряжен с центром кривизны образцовой сферической поверхности и входным зрачком проекционного объектива, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений, шкала полярных координат выполнена на образцовой сферической поверхности в виде ра- диально расположенных полос из отражающего материала, на которые нанесены реперы, представляющие собой части концентричных колец с центром на оптической оси интерферометра.

Фиг. г

Qu/г.з