Устройство для контроля пирамидальности зеркального барабана Советский патент 1981 года по МПК G01M11/00 

1

Изобретение относится к приборам для измерения угла между двумя светоотражающими плоскостями, когда они расположены на поверхности тела вращения, и может быть использовано для измерения угла между двумя световыми когерентными пучками.

Зеркальный барабан, закрепленный на оси вращения электродвигателя в комплекте с объективом представляет собой оптико-механический сканер, являющийся основой лазерного записывающего или воспроизводящего устройства. Назначение оптико-механического сканера - получение качественного растра на кинопленке или непосредственно на экране.

Качество растра определяется точностью изготовления зеркального барабана. Если нормсши тс граням составляют с осью вращения разный угол, то расстояния между строками формируемого растра становятся переменн ми, т.е. возникает периодическое разръжение и сгущение строк. Если угол между нормалями смежных граней неидентичен для всех пар смежных граней, то начала всех строк будут расположены на волнистой кривой, что приводит к тому, что прямая линия

будет изображаться оптико-механическим сканером, виде кривой линии. Для того чтобы ошибки граней были мало заметными, необходимо, чтобы они не превышали десяти угловых секунд. Наиболее близким по технической сущности к ивобретению-является устройство для контроля пирамидальности зеркального барабана, содержащее

10 последовательно установленные лазер, коллиматор и зеркальный барабан fl. При этом используется автоколлимационный метод и для получения достоверных результатов нужно провести

IS несколько серий измерений и подвергнуть результаты измерений статической обработке.

Недостатками известных схем контроля точности изготовления и посадки ;

20 на вал являются трудоемкость измерений и их низкая оперативность.

Це{1ью изобретения является ускорение измерений.

Эта цель достигается тем, что

25 устройство для контроля пирамидальности зеркального барабана, содержащее последовательно установленные л%зер, коллиматор и зеркальный барабан, снабжено отражательным и светодели30 тельным плоскими элементами, угол

ежду нормалями к которым равен полоине угла между проекциями нормалей смежным граням зеркального барабаа на плоскость, перпендикулярную си вращения барабана, и установленным за светоделительным элементом эканом.

При использовании устройства контоль зеркально го барабана производится интерференционным методом.

На фиг. 1 приведена схема устрой-. ства; на фиг. 2 - схема сведения отраженных от 1раней зеркального барабана пучков/ на фиг. 3 показаны сведенные в одну плоскость нормали к смежным граням зеркального барабана , на фиг. 4-6 - наблюдаемые на экране интерференционные полосы при -повороте зеркального барабана относительно оси вращения,

Устройство содержит лазер 1 (источник когерентного излучения, коллиматор 2, зеркальный барабан 3 с осью вращения 4 и смежными гранями 5, отражательный плоский элемент 6 (зеркало) , светоделительный плоский элемент 7 полупрозрачное зеркало и экран 8.

Пучок от лазера 1 расширяется коллиматором 2 так, чтобы покрыть две смежные грани 5 барабана 3,затем разделяется гранями 5 на пучки 9 и 10, расходящиеся под углом к друг другу. Затем с помощью зеркала б и полупрозрачного зеркала 7 пучки 9 и 10 сводятся в один пучок 11.Этот пучок освещает светорассеивающую пластину - экран 8.Грани барабана 5 и зеркала 6 и 7 сводят расши:ренный лазерный пучок с плоским волновым фронтом,причем нормали и составляют углы и с падающими на них пучками 9 и 10.

На фиг. 2 пучки 9 и 10, показаны исходящими из одной точки на оси вращения 4 зеркального барабана, угол между отраженными пучками 9 и 10 или угол между проекциями нормалей к смежным граням зеркального барабана на плоскость, перпендикулярную оси его вращения 4.

Если (см. Фиг. 3) - эталонный угол между нормалью к грани барабана и осью его вращения OZ , и. Д , и Ag ошибки положения граней, возникшие как на стадии изготовления, так и на стадии посадки барабана на ось электродвигателя, то А Д (ошибка каждой пары смежных граней) будет определяться параметрами интерференционной картины 12 на экране 8. Ог1ределяя шаг do интерференционных полос в моменч измерения ошибки - или числоfl полос в поле зрения.

можно найти ошибку Д каждой пары, смежных граней по формуле

-

где А. - длина волны излучения лазера L - линейное поле зрения.

Процессу измерений предшествует юстировка устройства. Сначала передвижением элементов 3, 6 и 7 добиваются появления видимой интерференционной картины в плоскости экрана 8 (фиг.4). Затем более тонкой юстировкой зеркала 7 добиваются того, чтобы при повороте барабана полосы установились перпендикулярно оси (фиг.6) и имели возмоксно больший шаг. При этом угол ме;кду нормалями к отражагельному и светоделительному элементам равен половине угла между проекциями нормалей к смежным граням зеркального барабана на плоскость, перпендикулярную оси вращения барабана. На этом юстировка устройства заканчивается, зеркала фиксируются и измеряется шаг интерференционных полос (или их число),

Далее поворачивают барабан так, чтобы получить интерференционную картину от следующей пары смежных граней. Шаг полос снимается в тот момент, когда полосы устанавливаются перпендикулярно ос;. 2. ПойЬрачивая барабан, получают набор значений d, равный по количеству числу граней зеркального барабана. По формуле (1 шаг интерференционной картины можно пересчитать в угловую ошибку граней.

Изобретение может быть использоJBaHO для контроля других устройств, например голографического дефлектора или угла между двумя полированными гранями серийных деталей, не имеющих оси вргицения.

Формула изобретения Устройство для контроля пирамидаль ности зеркального барабана, содержащее последовательно установленные на оптической оси лазер, коллиматор и зеркальный барабан, отлич ающ е е с я тем, что, с целью ускорения контроля, оно снабжено отражательным и светоделительным плоскими элементами, угол между нормалями к которым равен половине угла между проекциями нормалей к смежным граням зеркального барабана на плоскость перпендикулярную оси вращения бара5 бара, и установленным за светоделительным элементом, экраном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Оптико-механическая промышленность. 1978, 7, с. 3-5 (прототипХ

6