ОПТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛОГРАФ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСТОТЫ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ Советский патент 1936 года по МПК G01B11/30 

Предметом изобретения является оптический профилограф для качественной и количественной оценки чистоты обработанной поверхности; работа его в основном заключается в следующем.

По обработанной поверхности движется лапка, снабженная долотообразным лезвием. Колебания лапки передаются через двуплечий рычажок стержню, приводящему в соответствующие колебания зеркальце. Отраженный от зеркальца зайчик производит запись на движущейся киноленте. Кроме получаемой таким образом кривой на ленте печатается шкала, деления которой прочерчиваются по пленке во все время работы прибора. Расстояние между соседними линиями шкалы соответствует одному микрону неровности обрабатываемой поверхности. Шкала дает возможность отсчитывать ±50 микрон. Скорость линейного перемещения лапки относится к скорости линейного перемещения пленки, как 1:4.

Печатаемые на пленке вертикальные линии позволяют отсчитывать проходимый лапкой путь по обследуемой поверхности.

Предлагаемая форма выполнения профилографа изображена на чертеже, на котором фиг. 1 дает общий вид прибора сбоку в продольном разрезе; фиг. 2 - то же вид сверху; фиг. 3-6 - вид деталей прибора; фиг. 7 - образец диаграммы; фиг. 8 - общий вид профилографа.

Свет от электрической лампы 1, расположенной перед откидным затвором боковой щели 3, направляется на призму и, отражаясь от грани, наклонной под углом в 45°, идет вниз и проходит правую половину круглого стеклышка 5, несущую на себе прозрачную полосу 6 и прозрачную точку 7. Лучи, проходящие через полосу 6, поступают на прямоугольную призму 8 (малая призма), расположенную непосредственно под стеклышком 5 и, претерпевая двойное полное внутреннее отражение, идут обратно и освещают снизу нанесенную на левой половине стеклышка 5 шкалу.

Лучи, прошедшие через прозрачную точку 7, идут расходящимся пучком мимо малой призмы 8, меняют в прямоугольной призме 9 свое вертикальное направление на горизонтальное и поступают в собирательную линзу 10, расположенную от круглого стеклышка 5 на расстоянии главного фокусного расстояния.

Выйдя из собирательной линзы 10 параллельным пучком, лучи падают на плоское подвижное зеркальце 11, отражаются от него и идут обратно параллельным пучком до линзы 10 и, пройдя линзу 10 и призму 9, снова сходятся в главком фокусе линзы - в плоскости круглого стеклышка 5. Полученное действительное изображение точки располагается влево от шкалы. Такое смещение влево достигается незначительным перекосом призмы 9. При колебаниях зеркальца 11 изображение 7′ точки (зайчик) движется параллельно шкале. Рассматривая фокальную плоскость сверху, можно наблюдать в левой половине стеклышка 5 зайчик 7′ и цифровые деления шкалы. Правая половина стеклышка 5 целиком заслонена призмой 4.

Эта последняя при помощи бокового винта 12 может быть перемешиваема влево, благодаря чему мы можем заслонить цифры и оставить в поле зрения только черточки и зайчика.

Лучи, прошедшие просвеченную шкалу, и лучи зайчика идут в объектив 13 и далее в поворотную призму 14, при помощи которых можно направить их или назад в сторону киноленты 16, или вперед - в сторону окуляра 15, позволяющего видеть шкалу и зайчик. Поворотная призма 14 расположена в верхней части прибора в центре фотографической камеры 17. Наводка на точный фокус осуществляется перемещением объектива 13 при помощи наружно расположенного рифленого кольца.

Фотографическая камера состоит из верхнего и нижнего дисков 18 и охватывающего их съемного корпуса 19. В задней стороне корпуса имеется дверка 25 с диафрагмируемой щелью. В передней стороне имеется окуляр 15, надвигаемый на трубу 26, идущую от поворотной призмы 14. В промежутке между дисками последовательно расположена кассета 20, построенная по типу кассет для фотографического аппарата „Лейка", промежуточный ролик 21, ведущий зубчатый ролик 22 и наматывающий ролик 23. Фокальная плоскость находится между промежуточным и ведущим роликами. В этом месте лента 16 огибает затвор 24, состоящий из двух полых цилиндров, каждый из которых имеет две вертикальные щели, расположенные по диаметру. Наружный неподвижный цилиндр одной из щелей направлен в сторону скользящей по нему ленты 16. Противоположная щель обращена к диафрагмируемой щели задней дверки 25.

Внутренний вращающийся цилиндр 24а соединен передачей из тонкой спиральной пружинки 35 со шкивом на ведущем валике 22. При вращении внутреннего цилиндра 24а проскакивает (в момент совпадания щелей обоих цилиндров), полоска света на пленку 16, на которой, таким образом, получают ряд вертикальных линий, отмечающих участки пути, проходимого прибором.

Наматывающий ролик 23 приводится во вращение спиральной пружинкой 35а, перекинутой через шкивы ведущего и наматывающего роликов. Ось ведущего ролика выведена наружу в нижнем диске 18 фотографической камеры и соединена с вертикально поставленным валиком, внизу которого имеется блок, соединенный через контрпривод ременной передачей с обтянутым резиною роликом, катящимся по поверхности обследуемого объекта. Круговая скорость ролика относится к линейной скорости кино-ленты, как 1:4.

При пользовании прибором его закрепляют в супорте токарного станка. Зажигают лампу 1, освещающую боковую щель 3, и лампу, освещающую щель заднего окна (лампа не изображена на чертеже), снимают корпус 19 фотокамеры и, вложив кассету 20, прокладывают вытянутый из нее конец ленты 16 до наматывающего ролика 23, ставят обратно корпус 19 фотокамеры, застегивают окно задней щели и надвигают окуляр 15 на трубку 26, идущую от поворотной призмы 14. Ставят поворотную призму 14 в направлении окуляра, открывают кассету и дают несколько (2-3) оборотов наматывающей катушке, чтобы получить в фокальной плоскости незасвеченную пленку. Поперечно перемещают супорт до соприкосновения лапки 34 и обтянутого резинового ролика с обследуемым цилиндрическим телом. При дальнейшем поперечном перемещении супорта наблюдают через окуляр, чтобы зайчик стал против середины шкалы.

Закрывают боковой затвор 2, поворачивают поворотную призму 14 в направлении к пленке 16 и быстрым открыванием и закрыванием затвора 2 снимают шкалу и неподвижный зайчик.

Вращением винта 12 на оборота заслоняют цифры шкалы. Открывают затвор 2, одновременно начиная продольное перемещение супорта с закрепленным в нем прибором. В. это время черточки шкалы прочерчивают на движущейся ленте продольные линии, а зайчик дает кривую неровностей.

По окончании опыта отводят в поперечном направлении супорт, перематывают ленту обратно в кассету, закрывают кассету и вынимают ее из прибора. Проявление пленки и печатание на бумагу производится обычным образом.

Для последовательного получения на киноленте изображения шкалы и сетки с записью на ней кривой неровностей призма 4 после фотографирования шкалы смещается при помощи кнопки 12 и заслоняет собой цифры шкалы, оставляя в поле зрения только деления и светящуюся точку (зайчик).

1. Оптический профилограф для определения чистоты обработанной поверхности, отличающийся применением перемещаемой по обрабатываемой поверхности лапки 34 с долотообразным лезвием или с иглой - для внутренних измерений, соединенной через двуплечий рычаг с зеркальцем 11, отраженный от которого пучок света служит для записи на киноленте 16 происходящих колебаний зеркальца 11 при неровностях обработанной поверхности.

2. Форма выполнения профилографа по п. 1, отличающаяся тем, что для получения на киноленте одновременно с записью неровностей на обработанной поверхности также и изображения шкалы, в трубе прибора помещена пластинка 5 с прозрачной щелью 6 для прохода лучей лампочки 1 после их отражения призмой 4 с расположенной под пластинкой 5 призмой 8, с целью освещения нанесенной на пластинке 5 шкалы, и с прозрачной точкой 7 для направления пучка света, который после отражения от зеркальца 11 перемещается в отверстия 7′′пластинки 5 и направляется далее на киноленту.