Интерферометрическое устройство для измерения перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B11/02 

at

-vj

оо

4 01

со

электронный блок 8 обработки производит счет интерференционных полос и перевод их в единицу длины, а в момент засветки фотоприемника 19 подается электрический сигнал на выключение счетчика цифровой информации

с и

15784594

электронного блока 3 обработки. Аналогичная работа измерительных каналов и измерительных систем осуществляется по всем конструктивным осям объекта 17 измерения. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей интерферометрического устройства для измерения перемещений за счет измерения также размеров объектов. Беря за базу ось пучка лазера 9 с помощью каретки 11, перемещая ее вдоль опорной линейки 14, выставляют линейку 14 и соединяют ее через углы с регулируемыми стойками так, чтобы ось опорной линейки 14 была параллельна оптической оси лазера 9 и конструктивной оси X объекты 17 измерения. На опоре закрепляют лазер 1 измерительного канала так, чтобы оптическая ось лазера 1 была параллельна оптической оси лазера 9 измерительной системы, конструктивной оси X объекта 17 измерения и оси опорной линейки 14, а пучок от лазера 1, пройдя через интерферометр 2, выполненный в виде светоделительного кубика, и отразившись от уголкового отражателя и подвижного уголкового отражателя 5, закрепленного на каретке 11, поступает на фотоприемники 6 и 7, электрически связанные с электронным блоком 8 обработки. При перемещении каретки 11 с размещенным на ней отражателем 5 измерительного канала по опорной линейке 14 до положения, в котором произойдет засветка фотоприемника 19, закрепленного на объекте 17 измерения, электронный блок 8 обработки производит счет интерференционных полос и перевод из в единицу длины, а в момент засветки фотоприемника 19 подается электрический сигнал на выключение счетчика цифровой информации электронного блока 8 обработки. Аналогичная работа измерительных каналов и измерительных систем осуществляется по всем конструктивным осям объекта 17 измерения. 3 ил.

Изобретение относится к измериельной технике, а именно к измериельным устройствам для контроля и змерения геометрических параметров рупногабаритных машин, оборудования и других объектов машиностроения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей интерфе- рометрического устройства для измерения перемещений за счет измерения также размеров объекта.

На фиг.1 изображена общая схема устройства; на фиг.2 - схема измерений по одной из координат объекта; на фиг.З - конструкция стойки с закрепленной в ее узле опорной линейкой, на которой размещена каретка с пентапризмой и подвижным уголковым отражателем интерферометра.

Устройство содержит три измерительных канала, каждый из которых состоит из лазера 1, стабилизированного по частоте излучения, интерферометра 2, выполненного в виде свето- делительного кубика 3 с уголковым отражателем 4 в опорном плече и с подвижным отражателем 5 в измери- иелЬ Ном плече, фотоприемников 6 и 7, соединенных с электронным блоком 8 обработки и три измерительных системы каждая из которых установлена соответственно параллельно одному из каналов и содержит последовательно установленные лазер 9, стабилизированный по диаграмме направленности излучения, поворотную пентапрйзму 10, закрепленную с механизмом сканирования лазерного пучка на каретке 11 и фотоприемник 12, оптически связанный с лазером 9 через пентапрйзму 10, закрепленный на опоре 13. Опорная линейка 14 закреплена в узлах 15, регулируемых стоек 16, а узлы 15 стоек 16 выполнены с опорной поверхностью, представляющих собой часть кругового цилиндра, ориентированного так, что ось его совмещена с осью лазера 9

5

0

5

0

5

°

ъ

0

5

измерительной системы. Каретка 11 с закрепленными на ней поворотной пентапризмой 10 и уголковым отражателем 5 измерительного канала имеет возможность перемещения по опорной линейке 14.

На объекте 17 измерения, на трех попарно смежных сторонах его установлены попарно шесть фотоприемников 18 и 19, соединенных с электронным блоком 8 обработки. Каждый измерительный канал, предназначенный для установки соответственно вдоль одной из координат объекта 17, имеет свой электронный блок 8 обработки.

Подвижная каретка 11 измерительной системы содержит фиксатор (на чертеже не показан), который кинематически без люфтов соединен со съемным упором (репликой) 20, установленным на опорной линейке 14, предназначенным для фиксации каретки 11 в заданном месте на опорной линейке 14.

Рассмотрим работу устройства на примере одного измерительного канала и измерительной системы, предназначенных для установки вдоль одной из координат объекта.

Возле объекта 17 измерения, на опорах 13 закрепляют лазер 9 измерительной системы и фотоприемник 12 так, чтобы ось пучка лазера 9, направленного на фотоприемник 12, была параллельна конструктивной оси X объекта 17 измерений. Беря за базу ось пучка лазера 9 с помощью каретки t1, перемещая ее вдоль опорной линейки 14, выставляют опорную линейку 14 и соединяют ее через узлы 15 с регулируемыми стойками 16 так, чтобы ось опорной линейки 14 была параллельна оптической оси лазера 9 и конструктивной оси X объекта 17 измерения.

На опоре, аналогичной опоре 13, закрепляют лазер 1 измерительного канала так, чтобы оптическая ось лазера 1 была параллельна оптической

оси лазера 9 измерительной системы, конструктивной оси X объекта 17 измерения и оси опорной линейки 14, а пучок от лазера 1, пройдя через интерферометр 2, выполненный в виде светоделительного кубика 3, и, отразившись от уголкового отражателя 4 и подвижного уголкового отражателя 5, закрепленного на каретке 11, поступает на фотоприемники 6 и 7, электрически связанные с- электронным блоком 8 обработки.

По опорной линейке 14 переместить каретку 1Гтак чтобы пучок лазера 9 измерительной системы, направленный на фотоприемник 12, после преломления на поворотной пентапризме, закрепленной с механизмом сканирования лазерного пучка на каретке 11 , попал на фотоприемник 18, установленный на объекте 17 измерения и включил счетчик цифровой информации электронного блока 8 обработки. При перемещении каретки 11 с размещенным на ней отражателем 5 измерительного канала, по опорной линейке 14 до положения, в котором произойдет засветка фотоприемника 19, закрепленного на объекте 17 измерения, электронный блок 8 обработки производит счет интерференционных полос и перевод их в единицу длины, а в момент засветки фотоприемника 19 подается электрический ,сигнал на выключение счетчика цифро- ,вой информации электронного блока 8 обработки. Аналогичная работа измерительных каналов и измерительных систем осуществляется по всем конструктивным осям объекта 17 измерения.

С целью повышения производительности измерений в процессе контроля геометрических параметров объекта 17 предусмотрена установка на опорной линейке 14 упоров (реплик) 20 по номинальным размерам чертежа. В этом случае контроль геометрических параметров объекта 17 осуществляется путем перемещения каретки 11 относительно номинального положения реплики 20 и регистрации этих отклонений на электронном блоке 8 обработки.

1578459

Формула

изобретения

0

5

0

5

0

5

0

5

Интерферометрическое устройство для измерения перемещений, содержащее лазер, два измерительных канала, предназначенных для установки соответственно вдоль одной из координат объекта и включающих интерферометр и фотоприемник, и электронный блок обработки, соединенный с фотоприемниками, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения также; размеров объектов, оно снабжено третьим измерительным каналом, предназначенным для установки вдоль третьей координаты объекта и выполненным идентично двум первым двумя лазерами, установленными вместе с первым лазером соответственно в каждом из каналов и оптически связанными с интерферометром канала, тремя измерительными системами, каждая из которых установлена соответственно параллельно одному из каналов и содержит последовательно установленные лазер, закрепленную |в узле стойки опорную линейку с раз- 1мещенной на ней кареткой с пентаприз- мой, и фотоприемник, оптически связанный с лазером через пентапризму и шестью фотоприемниками, предназначенными для попарной установки на трех попарно-смежных сторонах объекта так, что пентапризма каждой из измерительной систем имеет возможность оптической связи с соответствующей парой фотопрнемников, узлы стойки выполнены с опорной поверхностью, представляющей собой часть кругового цилиндра, ориентировэнного так, что его ось совмещена с оптической осью лазера измерительной системы, фотоприемники, предназначенные для установки на объекте и фотоприемник третьего канала электрически соединены с электронным блоком обработки, а отражатель измерительного канала каждого интерферометра размещен на каретке соответствующей измерительной системы.

Фсг.З