Устройство для измерения неплоскостности поверхностей Советский патент 1979 года по МПК G01B11/24 G02B5/04 

1

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам и приборам для измерения неплоскостности поверхностей, и может быть использовано для измерения неплоскостности поверхностей плит, деталей и объектов, а также выравнивания всевозможных деталей и объектов в одной плоскости.

Известно устройство для измерения неплоскостности поверхностей, содержащее источник света, установленный за ним по ходу светового потока формирователь оптической референтной плоскости, параллельной измеряемой поверхности, выполненный в виде вращающейся пентапризмы, измерительный узел и марки/ 1.

Это устройство является наиболее близким к изобретению по своей технической сущности.

Однако известное устройство обладает невысокой точностью вследствие ошибок в механизме вращения пентапризмы, ошибок в угле пентапризмы и использования визирного метода особенно при больших расстояниях до марки. Кроме того, производительность измерения является низкой из-за наличия двух операторов, один из которых вращает узел с пентапризмой, а другой устанавливает приспособление в контролируемые точки измерительной поверхности.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля.

Для ЭТОГО предлагаемое устройство снабжено блоком формирования двух параллельных световых пучков, параллельных измеряемой поверхности, установленным в ходе светового потока от источника света,

формирователь оптической референтной плоскости выполнен с цилиндрической отражающей поверхностью, а марки размещены на устанавливаемом в контролируемых точках поверхности измерительном

ззле одна над другой в ходе световых пучков формирователя оптической референтной нлоскости.

Кроме ТОГО, блок фо змирования двух параллельных световых пучков выполнен

в виде кубпризмы со светоделительным покрытием и пентапризмы.

Иа чертеже изображено предлагаемое устройство для измерения неплоскостности поверхностей.

Устройство содержит источник света, например лазер 1, светоделительный блок 2, выполненный, например, из кубпризмы со светоделительным покрытием и пентапризмы и предназначенный для деления

лазерного луча на два световых пучка, параллельных ЬДйм другому причем число отражений одного пучк должно отличаться от чийла отражений другого пучка на нёчетнбе чиблб, формирователь 3 оптической референтной плоскости, выполненный и виде тела с цилиндрической отража ющей поверхностью, регулируемый стоЛйк 4, предназначенный для регулировки положения формирователя 3, установленного на нем, и измерительный узел 5 с двумя марками 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Луч света от лазера 1, находящегося на контролируемой поверхности или вблизи от нее, направляется в светоделительный блок 2, в котором он делителя на два луча А и В, параллельных друг другу.

Оба луча А к В направляются параллельно контролируемой поверхности на формирователь 3, закрепленный на регулируемом столике 4 и установленный на противоположной стороне контролируемой поверхности или вблизи от нее. Отразившись от зеркальной цилиндрической поверхности формирователя 3, лучи Л и В образуют две референтные оптические плоскости РА и РВ.

При помощи регулировочных винтов (на чертеже не обозначены) регулируемого столика 4 выставляют образующую цилиндрической поверхности формирователя 3 перпендикулярно к оптическим лучам Л и В, для чего, наблюдая за передним торцом лазера, совмещают изображения отраженных лучей с выходным зрачком лазера. Для более точного выставления может быть использована фотоэлектрическая или интерференционная насадка.

Устанавливают на контролируемую новерхность на наибольшем расстоянии от лазера измерительный узел 5 с двумя марками 6 и 7. Марки могут быть выполнены либо в виде позиционно-чувствительных элементов, либо в виде фотоэлектрического или оптико-механического измерительного микроскопа, либо любого другого отсчетного устройства. Добиваются при помощи регулируемого столика 4 заклоном формирователя 3 нулевого отчета на измерительном узле.

Таким образом, отраженные лучи лазера образуют две оптические референтные плоскости А и РВ, которые параллельны бДнй другой и приблизительно йаралЛеЛьны контролируемой поверхности;

Устанавливают Ё изМерйемУе теЧкИ Контролируемой пЬЁерхнОСти измерительный узел 5 и относительно двух оптических референтных Плоскостей производят измерение неплоскостности поверхности. Причем при угловом отклонении луча лазера вследствие временной нестабильности положения зеркал резонатора обе оптические референтные плоскости также отклоняются, но так как эти отклонения происходят на одинаковые углы и в разные стороны, то на точность измерения это не оказывает существенного влияния.

Предлагаемое устройство позволяет значительно сократить время измерения неплоскостности поверхностей и повысить его точность.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения неплоскостности поверхностей, содержащее источник света, установленный за ним по ходу светового потока формирователь оптической референтной плоскости, параллельной измеряемой поверхности, измерительный узел и марки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, оно снабжено блоком формирования двух параллельных световых пучков, параллельных измеряемой поверхности, установленным в ходе светового потока от источника света, формирователь оптической референтной плоскости выполнен с цилиндрической отражающей поверхностью, а марки размещены на устанавливаемом в контролируемых точках поверхности измерительном угле одна над другой в ходе световых пучков формирователя оптической референтной плоскости.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования двух параллельных световых пучков выполнен в виде кубпризмы со светоделительным покрытием и пентапризмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Медянцева Л. Л. и др. Контроль прямолинейности и плоскостности поверхностей. М., изд-во стандартов, 1972, с. 70-73.