Оптический плоскомер Советский патент 1977 года по МПК G01B11/30 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПЛОСКОМЕР

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к устройствам для контроля неплоскостности визирным методом и предназначается для проверки поверхностей крупногабаритных объективов, а также для установки ряда объектов относительно референтной плоскости в станкостроении, судостроении, энергомашиностроении и других отраслях промышленности.

Известно устройство для контроля неплоскостности, основанное на сравнении контролируемой поверхности с эталонной, образуемой при вращении линии визирования трубы, опирающейся на плоскость обработанного с высокой точностью ситаллового кольца Cl .

Это устройство имеет погрешность из-за непараллеяьности линии визирования относительно плоскости ситаллового кольца и повышенную чувствительность к вибрациям.

Известно также устройство для контроля неплоскостности, содержащее телескоп с внутренней фокусировкой и вращающуюся пентапризму.

Это устройство имеет низкую точность из-за неизбежных погрешностей изготовления пентапризмы и.фокусирующей системы.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и решаемой задаче является устройство,, содержащее марку и визирную трубу,: состоящую из установленных на одной оптической оси пентапризмы, выполненной с возможностью поворота вокруг этой оси, объектива- - аксикона и наблюдательного микроскопа, включающего микро- обьектив, окуляр и сетку, кинематически связанную с пентапризмой и окуляром 2J. Объективы трубы и наблюдательного микроскопа жестко связаны между собой и закреплены на неподвижной части устройства. Однако это хотя и приводит к снижению требований к качеству изготовления осевой системы, но уменьшает рабочий угол наведения на марку с 360 до 180 , что отражается на эксплуатационных качествах прибора и затрудняет совмещение оптической оси объективов с осью вращения пентапризмы и сетки. Это ведет к росту погрешности измерения из-за децентрировки пентапрсзмы стносительно объективов.,.. Главным же недостатком этого усЯгройства является невысокая точность измерения которая ограничивается погрешностью, свя занной с неточным изготовлением пентаприз мы. Погрешности изготовления углоь пентапризмы, непосредственно входящие в погреш ность измерения, составляют в серийно г. :готовленных пентапризмах величину от 5 до Ю . Уменьшение этих гоу-псшпостсй и настоящее время невозмо к - о, так как это повлекло бы за собой pirOKoe -усложнение технологического процесса и соответствугошее увеличение стоимости приборов. Цель изобретения - повышение точности измерения неплоскостности. Это достигается тем, что предлагаемый плоскомер снабжен механизмом регулировоч-jO ного перемещения сетки в плоскости, перпен дикулярной оптической оси трубы, а объективы трубы и микроскопа жестко связаны с пентапризмой. На чертеже изображена принципиальная схема плоскомера. Плоскомер состоит из двух основных узлов, визирной трубы и марки. Визирная тру- ба имеет неподвижный корпус 1, установлен ный па оегулируемых опорах 2, оптический микрометр в виде плоскопараллельной пластины 3, связанной с микровинтом 4, пен- тапризму 5, объектив-аксион 6 и наблюдательный микроскоп, состоящий из микрообъетива 7, окуляра 8 и расположенной в фокальной плоскости окуляра сетки 9, связанной с механизмом 10 регулировочных перемещений сетки, выполненным, например, в виде винта. Все оптические элементы трубы, т.е. не только пентапризма 5, окуляр 8 и сетка Э, мо и объектив 6 и микрообъектив 7, расположены на подвижной части 11 трубы.. Марка имеет источник света 12, конденсор 13, диафрагму 14, отсчетный барабан подставки марки 15. 00 - оптическая ось визирной трубы. Плоскомер работает следующим образом Пучки света от диафрагмы 14, подсвечиваемой источником света 12 через конденсор 13 направляются на пластину 3, пентапризму 5 и попадают на аксикон 6, который формирует изображение диафрагмы 14 независимо от ее расположения вдоль линии визирования в предметной плоскости микроскопа. Микрообьектив 7 последнего переносит это изображение в плоскость сетки 9, гпе оно рассматривается глазом иаблюцате- ля чеорз ок,-;яр . Измеренир величины cven нзображс-ния ди.афрагмы относи- тельно штриха сетки, возникающее при наличии неплоскостности контролируемой поверхности, осуществляется наклоном пластины 3 с помощью отсчетного барабана т-.-:икровинта 4 или смещением самой диафрагмы 14 посредством отсчетного барабана подставки марки 15. Снимаемые с отсчетаых барабанов показания дают значение контролируемой величины непосредственно в линейной мере Выполнение объективов трубы и наблю- дательного микроскопа поворотными позволяет не только увеличить угол наведения на марку до 36О°, но и дополнительно повысить точность измерения. Таким образом, введение жесткой связи между всеми оптическими элементами, выполнение объективов трубы и наблюдательного микроскопа поворотными вокруг оптической оси и введение механизма регулировочного перемещения сетки позволяет значительно уменьшить погрешность измерения неплоскостности или при тех же догреш ностях существенно снизить требования к изготовлению пентапризмы. Например, еспп раныие в известных устройствах д:1я контроля неплоскостности для получения погрешности измерения неплоскостности в 1. 2 требовалось изготовить пентапризму с допуском в 1 , что находится в пределе технологических возможностей, то при реализации предлагаемого устройства дотуск на пентапризму составит 10 , т.е. на порядок будет отличаться от требования к пентапризме в известных устройствах. Формула изобретения Оптический плоскомер, содержащий марку и визирную трубу, состоящую из последовательно установленных на одной оптической оси пентапризмы, выполненной с возможностью- поворота вокруг этой оси, объектива и наблюдательного микроскопа, включающего микрообъектив, окуляр и сетку, кинематически связанную с пентапризмой и окуляром, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен механизмом регулировочного перемещения сетки в плоскости, перпендикулярной оптической оси трубы, а объективы трубы и микроскопа жестко связаны с пентапризмой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: . Авторское свидетельство СССР № 241023, 42В Г2/05, 1966. 2. Прибор фирмы Тейлор-Гобсон по патенту Великобритании 759878 кл.97 (1)J 1955.

75

Lip

V L .

Иг -d-j

-;4

2

ГГ

ГЛ

/////////.