Устройство для контроля диаметров и межосевого расстояния отверстий Советский патент 1990 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле диаметра, межосевого расстояния и формы отверстий.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет увеличения скорости.

сканирования и обеспечения ее постоянства.

На чертеже изображено устройство для контроля диаметров и межосевого расстояния отверстий.

Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, элемент 3 для распределе-1 ния излучения, эталонный объект 4 к

расположенные по ходу излучения первый светоделитель 5, первый объектив 6, первую 7 и вторую 8 фокусирующие линзы, первый 9 и второй 10 фотопри

емники, образующие опорный канал, расположенные по ходу излучения второй светоделитель I, второй объектив 12, третью 13 и четвертую 14 фокусирующие линзы, третий 15 и четвертый 1 16 фотоприемники, образующие измерительный канал, и электронный блок 17, электрически связанный с фотоприемниками 9,10, 15 и 1 б, первую 18 и вторую 19 прямоугольные призмы, оптически связанные с элементом 3 для распределения излучения и, соответственно, первая - с первым светоделителем 5 и вторая: - с вторым светоделителями 1 1 , эталонный объект 4 расположен между первой призмой 18 и первым светоделителем 5, а элемент 3 для распределения излучения выполнен в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера 1 угол 45 , и оптически связанного с первым 5 и вторым 11 светоделителями Кроме того, показан исследуемый объект 20,

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 проходит коллиматор 2 и поступает па элемент 3 для распределения излучения, выполненный в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера угол 45 . Элемент 3 делит излучение на два прошедших дифрагированных пучка +1 порядка и два отраженных дифрагированных пучка ±1 порядка. Отраженные пучки поступают в опорный канал, где один из них попадает на первую прямоугольную призму 18, проходит ее, затем проходит эталонный объект 4 и при ходит на перьый светоделитель 5. Туда же приходит и ВТОРОЙ отраженный пучок На первом светоделителе 5 отраженные пучки соединяются и образуют интерференционную картину, которая совмещается в одной плоскости с изображением отверстий эталонного объекта 4. Это комбинированное изображение увеличивается первым объективом 6 и проецируется первой 7 и второй 8 фокусирующими линзами на первый 9 и второй 10 фотоприемники, выходы которых электрически связаны с электронным блоком 17 „

10

15

20

25

30

, . 62054

Прошедшие пучки поступают в иэтте рительный канал, где один из них попадает на вторую прямоугольную приз му 19, проходит ее, затем проходит исследуемый объект 20 и приходит на второй светоделитель 11. Туда же приходит и второй прошедший пучок. На втором светоделителе 11 прошедшие пучки соединяются и образуют интерфе-i ренционную картину, которая совмещается в одной плоскости с изображением отверстий исследуемого объекта 20. Это комбинированное изображение увеличивается вторым объективом 12 и проецируется третьей 13 и четвертой 14 фокусирующими линзами на третий 15 и четвертый 16 фотоприемники, выходы которых электрически связаны с электронным блоком 17.

Сканирование изображений отверстий осуществляется за счет вращения радиального растра, которое осуществляется с помощью электропривода со стабилизированной частотой вращения, что вызывает изменение разности фаз дифрагированных пучков fl порядка, ин- терферирующих между собой. В обоих каналах происходит синхронное сканирование изображений отверстий. Разность фаз дифрагированных пучков определяется выражением

I

2J л

ipj-ifl -у- (х -их),

,

0

5 где л - длина волны лазерного излучения ;

х - координата точки решетки растра;

Лх - перемещение решетки по координат х.

В электронном блоке 17 по сигналам с фотоприемников 9 и LO опорного канала фиксируется время сканирования t3T эталонного объекта 4 и вычисляет-- ся скорость сканирования гс по формуле

Vc L3T/L

эт

где L )Т - расстояние между отверстиями эгапонного объекта, а по сигналам с фотоприемников 15 и 16 измерительного канала фиксируются моменты на

чала t,, и

и t,

и окончания

г п и4 затемнения отверстий исследуемого объекта 20 интерференционной полосой, вычисляется диаметр отверстия d по (Ьормуш d (tЈ

Изобретение может быть использовано при контроле диаметра, межосевого расстояния и формы отверстий. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет увеличения скорости сканирования и обеспечения ее постоянства. Излучение лазера проходит коллиматор и поступает на элемент для распределения излучения, выполненный в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера угол 45°. Элемент делит излучение на два прошедших дифрагированных пучка ± порядка и два отраженных дифрагированных пучка ± порядка. Отраженные пучки поступают в опорный канал, где один из них попадает на первую прямоугольную призму, проходит ее, затем проходит эталонный объект и приходит на первый светоделитель. Туда же приходит и второй отраженный пучок. На первом светоделителе отраженные пучки соединяются и образуют комбинированное изображение. Его увеличивает первый объектив, а первая и вторая фокусирующие линзы проецируют изображение на первый и второй фотоприемники. Прошедшие дифрагированные пучки поступают в измерительный канал, где один из них попадает на вторую прямоугольную призму, проходит ее, затем проходит исследуемый объект и приходит на второй светоделитель. Туда же приходит и второй прошедший пучок. На втором светоделителе пучки соединяются и образуют комбинированное изображение. Его увеливает второй объектив, а третья и четвертая фокусирующие линзы проецируют изображение на третий и четвертый фотоприемники. Выходы всех фотоприемников связаны с электронным блоком, который обрабатывает выходные сигналы. Блок выдает информацию, по которой контролируют диаметры и межосевое расстояние отверстий. 1 ил.

Составитель В.Костюченко Редактор Н.Бобкова Техред Л.ОлийныкКорректор С.Шевкун

Заказ 1215

Тираж 489

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

Подписное