Автокорреляционный способ статистической оценки погрешности формы оптической поверхности детали

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при оптическом контроле погрешности формы отражающих и преломляющих плоских и асферических поверхностей , в частности аксиконов, Цель изобретения - повышение производительнести оценки погрешности формы оптической поверхности за счет интегральной обработки при оптическом преобразовании Фурье, уменьшения объема информации и максимально возможной скорости ее передачи . Способ статистической оценки погрешности формы оптических поверхностей заключается в последовательном выполнении следующих операций. Сначала выполняют оптическое преобразование Фурье от функции фазового рельефа отрезка на поверхности детали. Полученный в результате этого оптический спектр Фурье регистрируется . При этом регистрируется распределение интенсивности в оптическом спектре Фурье, являющейся квадратом комплексной амплитуды Фурье-образа, т.е. регистрация является квадратичной. Затем от квадратично зарегистрированного спектра выполняется численное преобразование Фурье, в результате чего получают автокорреляционную функцию для отрезка на поверхности детали. Такое измерение автокорреляционной функции выполняют для не менее трех аттестованных деталей с известными и разными величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности. Затем определяют автокорреляционную функцию контролируемой детали. После этого путем интерполяции результатов измерений аттестованных деталей определяют величину среднеквадратической погрешности профиля поверхности контролируемой детали, что позволяет оценить погрешность ее формы. ел С xi о ел х|

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 G 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791624/28 (22) 07.12.89 (46) 15.01.92. Бюл. N. 2 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) Б.А. Королев, А.Н. Крылов и Н.Н. Машников (53) 531.715.27(088.8) (56) Голографическая интерферометрия.

Пер. с англ. — M. Мир, 1982, с. 504.

Оптический производственный контроль. Под ред. Д, Малакары. Пер. с англ. Е.В, Мазуровой и др, под ред. А.Н. Соснова. — М.:

Машиностроение, 1985, с, 80-85. (54) АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ

СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ФОРМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, .в частности, при оптическом контроле погрешности формы отражающих и препемляющих плоских и асферических поверхностей, в частности аксиконов, Цель изобретения — повышение производительности оценки погрешности формы оптической поверхности за счет интегральной обработки при оптическом преобразовании

Фурье, уменьшения объема информации и максимально возможной скорости ее переИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано. в частности, при оптическом контроле погрешности формы отражающих и преломпяющих плоских и асферических поверхностей, в частности аксиконов.

„„ЯЦ„„1705702 А1 дачи, Способ статистической оценки погрешности формы оптических поверхностей заключается в последовательном выполнении следующих операций, Сначала выполняют оптическое преобразование Фурье от функции фазового рельефа отрезка на поверхности детали. Полученный в результате этого оптический спектр Фурье регистрируется. При этом регистрируется распределение интенсивности в оптическом спектре

Фурье, являющейся квадратом комплексной амплитуды Фурье-образа, т.е. регистрация является квадратичной. Затем от квадратично зарегистрированного спектра выполняется численное преобразование

Фурье, в результате чего получают автокорреляционную функцию для отрезка на поверхности детали. Такое измерение автокорреляционной функции выполняют для не менее трех аттестованных деталей с известными и разными величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности, Затем определяют автокорреляционную функцию контролируемой детали. После этого путем интерполяции результатов измерений аттестованных деталей определяют величину среднеквадратической погрешности профиля поверхности контролируемой детали, что позволяет оценить погрешность ее формы.

Известены голографические способы оценки формы оптической поверхности детали, заключающиеся в том, что используют голограмму дпя регистрации волновых фронтов, по которой производят оценку формы, 1705702

Известный способ сложен для практической реализации, имеет низкую производительность оценки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является автокорреляционный способ статистической оценки формы оптической поверхности детали по определяемым оптическим передаточным функциям (ОПФ) контролируемых оптических деталей и систем, При этом выполняют преобразование Фурье от фазового рельефа поверхности контролируемой детали, затем оно регистрируется фотоприемником, после чего осуществляют численное преобразование Фурье зарегистрированной картины, Поскольку фотоприемником регистрируется квадрат комплексного распределения оптического поля в спектре Фурье, результатом второго преобразования

Фурье является автокорреляционная функция, которая тождественна ОПФ, косвенно дающей качественную оценку точности изготовления оптических поверхностей контролируемого объекта, Однако известный способ имеет следующие недостатки. В процессе измерения

ОПФ требуется использование всей контролируемой поверхности в пределах светового зрачка, что приводит к интегрированию шума по всей поверхности, а следовательно, к снижению точности измерения и производительности оценки.

Цель изобретения — повышение производительности оценки погрешности формы оптической поверхности за счет интеграль.ной обработки при оптическом преобразовании Фурье, уменьшения объема информации и максимально возможной скорости ее передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном автокорреляционном способе статистической оценки погрешности формы оптической поверхности детали, заключающемся в том, что определяют автокорреляционную функцию путем оптического Фурье-преобразования от функции фазового рельефа на поверхности детали, квадратичной регистрации спектра Фурье и выполнении численного

Фурье-преобразования, оценивают погрешность формы оптической поверхности, определение автокорреляционной функции производят сначала для отрезка на поверхности не менее трех аттестованных деталей с известными и разными величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности, затем производят определение автокорреляционной функции контролируемой детали, а оценку погрешности формы оптической по5

55 верхности контролируемой детали производят по величине среднеквадратической погрешности профиля поверхности путем интерполяции результатов измерений аттестованных деталей.

Предлагаемый способ статистической оценки погрешности формы оптической поверхности детали заключается в последовательном выполнении следующих операций.

Сначала выполняют оптическое преобразование Фурье от функции фазового рельефа отрезка на поверхности детали.

Полученный в результате этого оптический спектр Фурье регистрируется. При этом регистрируется распределение интенсивности в оптическом спектре Фурье, являющейся квадратом комплексной амплитуды

Фурье-образа, т.е. регистрация является квадратичной. Затем от квадратично зарегистрированного спектра выполняется численное преобразование Фурье, в результате чего получают автокорреляционную функцию для отрезка на поверхности детвли. Такое измерение автокорреляционной функции выполняют для не менее трех аттестованных деталей с известными и разными величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности. Затем определяют автокорреляционную функцию контролируемой детали. После этого путем интерполяции результатов измерений аттестованных деталей определяют величину среднеквадратической погрешности профиля поверхности контролируемой детали, что позволяет оцени ь погрешность ее формы.

Предлагаемый способ может быть рассмотрен на примере контроля качества поверхностей аксиконов. Для проведения контроля конической поверхности аксикона на ней проводят измерения отклонения от прямолинейности отрезков образующей.

Для этого от каждого отрезка, имеющего определенный фазовый рельеф, выполняется оптическое преобразование Фурье (например, при помощи оптического Фурьепроцессора). Затем оптический спектр

Фурье регистрируется фотоприемником, фиксирующим квадрат модуля комплексной амплитуды светового поля. Считанный фотоприемником энергетический спектр вводится в ЭВМ, где вычисляется преобразование Фурье от введенного спектра.

Результатом этой операции будет автокорреляционная функция фазового рельефа контролируемой оптической поверхности, B отличие от спектра Фурье, полученного оптическим процессором, который симметричен только для симметричных фазовых объектов, автокорреляционная функция (АКФ) будет симметрична во всех случаях.

1705702

Составитель Л.Лобэова

Редактор M.Кобылянская Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 188 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент . г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Это позволяет on ределить значение АКФ в ее максимуме, находящемся в нулевой точке, т,е, на оси симметрии, а также во всех других точках. Величина автокорреляционного максимума может быть пронормирована относительно интеграла от АКФ с целью устранения возможных флуктуаций мощности светового потока в оптическом Фурье-процессоре.

Для определения значения среднеквадратического отклонения профиля от- резка образующей аксикона от прямой линии проводят измерения автокорреляционных функций нескольких аттестованных деталей с различными величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности, охватывающими диапазон измерений, а затем при помощи интерполяции на ЭВМ результатов измерений аттестованных деталей от автокорреляционных, функций контролируемых деталей переходят к величинам погрешностей их профиля, Формула изобретения

Автокорреляционный способ статистической оценки погрешности формы оптической поверхности детали, заключающийся в том, что определяют автокорреляционную функцию путем оптического Фурье-преобразования от функции фазового рельефа на

5 поверхности детали, квадратичной регистрации спектра Фурье и выполнения численного Фурье-преобразования, и оценивают погрешность формы оптической поверхности, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения производительности оценки, определение автокорреляционной функции производят сначала для отрезка на поверхностях не менее чем трех аттестованных деталей с известными и разными

15 величинами среднеквадратической погрешности профиля поверхности, затем производят определение автокорреляционной функции контролируемой детали, а оценку погрешности формы оптической

20 поверхности контролируемой детали производят по величине среднеквадратической погрешности профиля поверхности путем интерполяции результатов определения автокорреляционных функций.