ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА Советский патент 1974 года по МПК G01B11/30 

1

Изобретение относится к измерительной технике ,и может быть использовано для измерения непрямолииейности поверхностей иаправляющ.их ирнбаров и станков, образующих цилиндров, прерыв.истых поверхностей и других поверхностей, произвольно ориентированных в пространстве.

Известен оптический прибор для измерения отклонений от прямоЛИнейности поверхности объекта, содержащий трубу-корп-ус, афОкальиую автоколлимационную оптическую систему из двух укрепленных в концах трубы - корпуса зеркально - линзовых объективов с совиадающими оптическими осями и совмещениыми фокусами и каретку с микроскопом и щупом.

Известный прибор характеризуется невозможностью контролировать прямолинейность поверхностей, произвольно ориентированных (не только горизонтальных) в пространстве, так как измерительная каретка должна иметь возможность самоустанавливаться на проверяемой поверхности под действием силы тяжести; невозможностью контролировать прямолинейность поверхностей объектов из легкодеформируемых материалов, например меди, так как измерительное усилие составляет 600 гс, определяется .массой каретки и не может быть значительно уменьщено; затрудненностью контроля .прямолинейности прерывистых поверх)1остеи, так как возможно проверять прямолинейность только таких прерывистых поверхностей, у которых контролируемые участки имеют протяженность, не меньшую расстояния (50 мм) между щупом и опорным роликом.

Предлагаемый прибор отличается от известного тем, что он снабжен установленной нараллельно оптической оси сжтемы направляющей, по которой перемещается каретка, и механизмом подачи каретки в направлении, нер.пендикулярном к оптической оси системы, а щуп выполнен в виде измерительного устройства, например миникатора. Это позволяет производить измерение прямолинейност. произвольно ориентированных (вертикальных, наклонных) поверхностей больщой протяженности, поверхностей объектов из легко.деформируемых материалов, прерывистых поверхностей.

На чертеже представлена схема предлагаемого прибора.

Предлагаемый прибор содержит трубукорпус /, афокальиую автоколлимационную оптическую систему из двух, укрепленных в концах трубы-корпуса /, зеркально-линзовых объективов 2 :i 3 (оптические оси которых совпадают, а фокусы в обратном ходе совмещены), направляющую 4, по которой перемещается каретка 5, снабженная механизмом

подач.11 6, и кронштейны 7, 8, 9 и 10 для крепления трубы-корпуса У и направляющей 4 к 1 змеряемому объекту (или вспомогательному штативу). С корпусом ка.реткп 5 соединены микроскоп //, имеющий полевую диафрагму 12 и окулярный винтовой микрометр 13 с сеткой 14, штрих-марку 15, осветитель 16 и щуп 17 в виде измерительного устройства, например мнии катора. Щуп 17 соприкасается с измеряемой поверхностью 18.

При проведении измерения труба-корпус / и нап|равляющая 4 при помощи кронштейнов 7, 8, 9 и 10 крепятся к измеряемому объекту (ИЛИ вспо.могательному штативу), а каретка 5 с микроскопом 11, штрих-маркой /5, осветителем 16 и щупом 17 перемещается по напра вляющей 4 вдоль измеряемой поверхности 18. Световой потоК от осветителя 16 проходит сквозь штрих-марку 15 и зеркальнол.инзовые объективы 2 и 5 и образует изображенИе штриха 15 .в плоскости полевой диафрагмы 12 микроскопа //. Изображение штрих-марки наблюдается через микроскоп 11 одновременно с изображением сетки 14 микроскопа 11. Если установленная параллельно оптической оси автоколлимащионной системы направляющая 4 имеет отклонен-ия от прямолинейности, то при перемещении по ней каретка 5 вместе со щтрих-маркой 15 смещается относительно оптической оси автоколлимационной оптической системы. Соответственно смещается изображение штрих-марки в плоскости диафрагмы 12 и сетки 14 микроскопа //. Смещение изображения штриха, а следовательно, и каретки относительно оптической оси системы измеряется с помощью окулярного винтового микрометра 13 .микроскопа 11 или устраняется смещением каретки 5 в направлении, перпендикулярном к проверяемой поверхности 18 при помощи механизма подачи 6 до получения первоначального положелия изображения ш риха 15 относительно сетки 14 МИкроскопа //. ИзлМерительное устройство щупа 17 при перемещении каретки 5 .по направляющей 4 показывает из«менение расстояния от измеряемой поверхности 18 до каретки 5. Это расстояние может поддерживаться прн И3.мерении постоянным при помощи механизма п-одач и 6.

Отклонение от прямолинейности измеряемой поверхности 18 определяют по показаниям измерительного устройства щупа 17 при под держании с помощью механизма подачи 6 одного и того же показания микроскопа 11

ИЛИ по показаниям микроскопа 11 при поддержании с помощью мехаиизма подачи 6 одиого и того же -показания измер ительного устройства щупа 17, или по сумме (с учетом

знаков) одновременных показа.ний микроскопа и измерительного устройства щуиа.

В действующем макете предлагаемого прибора в качестве оптической системы .применена оптическая система оптической линейки

ИС-43, в качестве щупа - миникатор по ГОСТ 14711-69, а для .механизма подачи применены направляющие на плоских пружинах и червячная передача в сочетании с торцовым кулачком. Миникатор присоединительной гильзой прикреплен к каретке, а измерительный наконечник миникатора соприкасается с контролируемой по.верхностью. Измерптельное усилие миникатора не превышает 20 гс (см. ГОСТ 14711-69). Так как измерительное

усилие предлагаемого пр.ибора определяется измерительным усилием примененного в качестве щуиа измерительного устройства (миникато.ра), то у действующего макета прибора оно не превысило 20 гс. При замене миникатора бесконтактным измерительным устройстiBOM абеапечи-вается воздюжность проведения измерения с «нулевым усилием.

Испытания действующего макета прибора показали, что предлагаемый прибор дает воз.можность контролировать недрямолинейность прерыви1стых, легкодефорМИруемых и произвольно ориентиро,ва.нных поверхностей с погрешностью, не превышающей 0,5-1 мкм.

Предмет изобретения

Олтический п.рибор для измерения отклонений от прямолинейности -поверхности объекта, содйрлсащий трубу-iKopnyc, афокальную

автоколл гмационную оптическую систему из двух укрепленных по концам трубы-корпуса .зеркально-линзовых объективов с совпадающими оптическими осями и совмещенными .ми и каретку с микроскопом и щупом,

отличающийся тем, что, с целью измерения поверхностей объектов, произвольно ориентированных в пространстве, из легкодеформируемых материалов и прерывистых, он снабжен установленной параллельно оптической

.Ъс-и системы направляющей, по которой перемещается каретка, и механизмом подачи каретки в направлении, перпендикулярном к оптической оси системы, а щуп выполнен в виде измерительного устройства, например миникатора.

ТО