Интерферометр для контроля оптических поверхностей вращения

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений. Контролируемую деталь 8 устанавливают на поворотном столе 1 и центрируют так, что ее ось симметрии совпадает с осью вращения стола 1, а центр кривизны средней зоны совпадает с центром кривизны образцовой сферической поверхности линзы 2, на которую нанесена шкала полярных координат, выполненная в виде радиально расположенных полос из отражающего материала, на которые нанесены реперы, представляющие собой части концентричных колец с центром на оптической оси интерферометра. Параллельный пучок света от лазера 3 проходит объектив 4, расположенный наклонно к оси вращения стола 1. Осветительный объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует сформированный в фокусе объектива 4 точечный источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линзу 2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую под углами, близкими к нормальным. В плоскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и интерференционной картины, сформированной на образцовой поверхности. Измерение профиля контролируемой поверхности детали происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами. Выбор сечения осуществляется поворотом стола 1 и вращением осветительно-проекционной системы вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Отклонение профиля контролируемой детали определяется как разность измеренного по фотографии порядка интенференции на любом репере с расчетным для этого репера (табличным) значением. 3 ил.

союз соеетсних социмистичесиих

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО иэОБРетениям и ОТКРцтиям

ПРИ fl+IT СССР (21) 4429087/24-28 (22) 23.05.88 (46) 07.03.90. Бюл. r, 9 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.M.Íèêèòèí и В.И.Удалов (53) 531.7 15. 1(088.8) (56) Чунин Б.А. и др. О контроле асферических поверхностей с малыми

,отступлениями от аферы. Оптико-механическая промышленность, 1963, У 12, с.6-9. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЦЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — упрощение конструкции. интер„,Я0„„.1548663 (51) 5 С О t В 9/021 11/24 ферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений. Контролируемую деталь 8 устанавливают на поворотном столе 1 и центрируют так, что ее ось симметрии cîâïàäàåò с осью вращения стола

1, а центр кривизны средней зоны совпадает с центром кривизны образцовой сферической поверхности линзы

2, на которую нанесена шкала полярных координат, выполненная в виде радиально расположенных полос из отражающего материала, на которые нанесены реперы, представляющие собой части концентричных колес центром на оптической оси интерферометра.

Параллельный пучок света от лазера

3 проходит объектив 4, расположенный

1548663 наклонно к оси вращения стола 1. Осветительный объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует сформированный в фокусе объектива 4 точеч5 ныи источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линзу 2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую под углами, близкими к нормальным. В плсскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и интерференционной картины, 15 сформированнои на образцовой поверх( (Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы оптических деталей. 25

Цель изобретения — упрощение кон, струкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений.

На фиг.1 изображена принципиальная схема интерферометра для контроля оптических поверхностей вращения; на фиг.2 — линза с образцовой сферической поверхностью и выполненной на ней шкалой; на фиг.3 — участок интерферограммы, который пересекает одна из зеркальных полос с реперами.

Интерферометр содержит поворотный стол 1 для установки контролируемой детали, линзу 2 с образцовой сфе- 0 рической поверхностью, центр кривизны которой совпадает с осью вращения стола 1 и на которой выполнена шкала, наклонную осветительно-проекционную систему, включающую монохроматический источник света — лазер 3, объектив 4 — формирователь точечного источника света, светоделитель

5, осветительный объектив 6, проектирующий точечный источник света в центр кривизны образцовой сферической поверхности и проекционный объектив 7, причем входной зрачок объектива 7 совпадает с плоскостью, сопряженной с центром кривизны образ55 цовой сферической поверхности.

Шкала (фиг.2) представляет собой ., узкие, радиально расположенные полосы зеркального покрытия, на котсности, Измерение профиля контролируемой поверхности детали происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами, Выбор сечения осуществляется поворотом стола 1 и вращением осветительно-проекционной системы вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Отклонение профиля контролируемой детали определяется как разность измеренного по фотографии порядка интерференции на любом репере с расчетным для этого репера (табличным) значением. 3 ил. рых нанесены реперы в виде частей (дуг) концентричных колец.

Интерферометр работает следующим образом.

Контролируемую деталь 8 устанавливают на поворотном столе 1 и центрируют так, что ее ось симметрии совпадает с осью вращения стола 1, а центр кривизны средней зоны совпадает с центром кривизны образцовой сферической поверхности. Параллель.ный пучок света от лазера 3 проходит объектив 4 и формирует в его фокусе точечный источник света. Осветительный. объектив 6 с помощью светоделителя 5 проектирует точечный источник в центр кривизны образцовой сферической поверхности так, что отраженные светоделителем 5 и прошедшие объектив 6 и линзу .2 лучи падают на образцовую поверхность по нормалям, а на контролируемую— под углами, близкими к нормальным.

В плоскости регистрации проекционного объектива 7 создается изображение шкалы и образованной лучами, отраженными от контролируемой и образцовой поверхностей, картины интерференции.на образцовой поверхности.

Измерение профиля контролируемой поверхности происходит в сечениях, где располагаются зеркальные полосы шкалы с реперами. Выбор желаемого сечения осуществляется поворотом стола 1 и наклоном осветительно-проекционной системы 3-7 вокруг центра кривизны образцовой сферической поверхности. Выбранный участок интер5 1548б ференционной картины со шкалой фотографируется и по полученной фотогра" фии (фиг.3) определяется отклонение профиля контролируемой детали от требуемого. Ошибка профиля представля5 ет собой разность измеренного по фотографии порядка интерференции (номера интерференционной полосы) на любом репере с расчетным для этого репера (табличным) значением.

Таблица значений порядков ин, терференции рассчитывается по результатам аттестации образцовой поверхно-15 сти линзы 2 и координат реперов шкалы, т.е. радиусов .концентричных окружностей, на которых они лежат, и постоянна для заданной поверхности.

Устройство позволяет упростить конструкцию известного интерферометра ИТ-67 при одновременном повышении производительности измерений и их точности, так как интерферометр не имеет подвижных измерительных элементов, а влияние искажений всех оп; тических элементов минимально, поскольку они одинаково сказываются как на шкалу, так и на интерференционную картину. б3 6 формула изобретения

Интерферометр для контроля оптических поверхностей вращения, содержащий поворотный стоп для установки контролируемой детали, линзу с образцовой сферической поверхностью, центр кривизны которой совпадает с осью вращения. стола, ориентированную наклонно к оси вращения стола осветительно-проекционную .систему, включающую монохроматический источник света, формирователь точечного источника света, осветительный и проекционный объективы и шкалу полярных коор. динат, причем точечный источник света оптически сопряжен с центром кривизны образцовой сферической поверхности и входным зрачком проекционного объектива, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции интерферометра при одновременном повышении точности и производительности измерений, шкала полярных координат выполнена на образцовой сферической поверхности в виде радиально расположенных полос.из отражающего материала, на которые нанесены реперы, представляющие собой части концентричных колец с центром на оптической оси интерферометра.

1548663

I I

Составитель С.Грачев

Техред JI.Серд окова Корректор В.Кабаций

Редактор Н,Бобкова

Заказ 136 Тираж .496 Под пис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. 1 агарина, 101