УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ НЕПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ ОБРАЗУЮЩИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ Советский патент 1973 года по МПК G01B11/27 

1

Изобретение относится к области оптических измерительных приборов и может быть использовано при контроле центрированности оптических цилиндрических линз, непараллельности (разворота) их образующих и геометрической децентрировки.

Известно устройство для бесконтактного контроля непараллельности образующих цилиндрических линз, содержащее источник света с конденсором, щель, установленную за конденсором, узел для размещения линзы и окуляр.

Недостатком известного устройства является невозможность получения абсолютных значений непараллельности осей цилиндрических линз и, кроме того, невозможность измерения их геометрической децентрировки.

С целью обеспечения возможности определения абсолютных значений ненараллельности образующих, а также геометрической децентрировки линз предлагаемое устройство снабжено светоделительным блоком, делящим выщедщий из щели световой поток на две ветви и выполненным, например, в виде полупрозрачной пластины, объективами и зеркалами, установленными в каждой из ветвей по разные стороны относительно узла для размещения линзы, измерительным компенсатором, расположенным в одной из ветвей, и узлом для нониального совмещения полей зрения, выполненным, например, в виде установленной перед окуляром бипризмы.

На чертеже изображена оптическая схема устройства.

Устройство содержит источник света 1, конденсор 2, узкую щель 3, светоделительный блок, например пластину 4, объективы 5, 6 и 7, зеркало 8, микрометр 9, узел для нониального совмещения нолей зрения, нанример, бипризму 10, окуляр 11, объективы 12, 13 и 14, плоские зеркала 15 и 16, диафрагму 17, узел для размещения линзы в виде горизонтальной опоры 18 и вертикальной опоры 19, при этом индексом 20 обозначена контролируемая линза.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Источник света 1 проецируется конденсором 2 в плоскость щели 3. Световой пучок, прощедшнй щель, падает на светоделительную пластину 4 и разделяется ею на две ветви, в верхней из которых лучи проходят через систему объективов 5, 6 и 7, отражаются от зеркала 8 и направляются в центр кривизны испытуемой поверхности 1 цилиндрической линзы 20 через плоскопараллельную пластину 9. Отраженные лучи совершают свой ход через систему 5-9 и направляются на бипризму- 10, установленную в плоскости изображения, а затем в окуляр 11.

Нижняя ветвь имеет аналогичную систему- объективы 12, 13 и 14 и два плоских зеркала 15 и 16. С ее помощью лучи нанравляются в центр кривизны нижней поверхности контролируемой цилиндрической линзы 2U, а отраженные лучи собираются на новерхностн бипризмы 10. Образовавшееся изображение наблюдают с помощью окуляра 11, при этом диафрагма 17 служит для ориентирования положения глаз наблюдателя, обеспечивая одновременное наблюдение двух изображений.

Для проведения измерений проверяемая линза устанавливается на столике устройства (на чертеже не показан) на рабочую кромку опоры 18 и опору 19, прижимаясь при этом к боковому упору стола, который выставляется параллельно направляющим столика. Затем контролируемая линза смещается вдоль своей оси с таким расчетом, чтобы ось устройства проходила вблизи одного нз краев светового диаметра линзы. Далее, фокусировкой объективов совмещают изображения щели с центрами кривизны двух поверхностей цилиндрической линзы, при этом в поле зрения устройства наблюдается четкое изображение бликов, разделенных ребром бипризмы. Наклоняя линзу регулировочными унорами столика, приводят центры кривизны поверхностей (в плоскости чертежа) на оптические оси каналов, при этом блики совлмещаются между собой. После этого поступательно перемещают линзу совместно с направляющими столика в направлении ее образующих до тех пор, пока ось пучка не окажется в районе противоположного края светового диаметра. Величина расхождения изображений светящихся бликов в поле зрения окуляра устройства характеризует величину разворота образующих цилиндрических поверхностей проверяемой линзы. В конструкции устройства предусмотрен измерительный компенсатор - оптический микрометр 9 в виде плоскопараллельной пластины, по величине наклона которой оценивают смещение центра кривизны измеряемой поверхности. Отношение измеренной величины h расхождения изображений бликов к базе / детали дает тангенс угла непараллельности (разворота) образующих:

4 г:h

При .ia;ibix углах можно принять;

а-А I

При определении величины геометрической децентрировки центры кривизны цилиндрических поверхностей проверяемой линзы приводят на оптические оси ветвей аналогичным образом.

Далее линзу перекладывают на опорах 18 и 19 столика на 180° поворотом вокруг вертикальной оси, после чего наблюдают положение автоколлимационных бликов для того сечения детали, которое наблюдалось до перекладывания. Их расхождение определяет величину смещения центра кривизны верхней поверхности, т. е. линейную величину ее децентрировки в рассматриваемом сечении. Выражая децентрировку линзы в угловой мере, можно записать:

ACj

Да :

где ACi - линейная величина децентрировки

верхней поверхности; / - радиус кривизны верхней поверхности.

Для практических целей достаточно определить величину децентрировки в двух-трех сечениях линзы.

С помощью данного устройства возможен контроль разворота образующих цилиндрических поверхностей в параллельных пучках. Для этого необходима предварительная аттестация прибора по эталонной цилиндрической

линзе данного типоразмера. Более рациональпое использование этого варианта контроля осуществляется при разведении осей пучков на угол 10-30° с помощью специальной призменной нриставки. Отсчет расстояний между

автоколлимационными бликами в этом случае производится по шкале, нанесенной на плоской стороне бипризмы.

Устройство можно использовать также и для контроля склеенных цилиндрических

линз, и в самом процессе склейки - для ориентирования их осей параллельно друг другу, причем наличие двух оптических ветвей для одновременного наблюдения автоколлимационных изображений щели от центров кривизны двух цилиндрических поверхностей позволяет сократить время на эти операции

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного контроля непараллельности образующих цилиндрических линз, содержащее источник света с конденсором, щель, установленную за конденсором, узел для размещения линзы и окуляр, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности определения абсолютных значений непараллельности образующих, а также геометрической децентрировки линз, оно снабжено светоделительным блоком, делящим вышедший из щели световой поток па две ветви и выполненным, например, в виде полупрозрачной пластины, объективами и зеркалами, установленными в каждой из ветвей по разные стороны относительно узла для размещеПИЯ линзы, измерительным компенсатором, расположенным в одной из ветвей, и узлом для нониального совмещения полей зрения, выполненным, например, в виде установленной перед окуляром бипризмы.

t o

20

16