Патент ссср 323645

 

Союз Советски.О П И С А Н И Е 323645

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социслисти.чсских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Хс—

М. К т 6 02b 9(02

Заявлено 05.1I.!969 (№ 2303975i25-28) с присоединением заязкп ¹â€”

Приоритет—

Кетситет по делстс

Нсоеретений и открытий ври Сосете Мииистров

СССР

УДК 531.715.1(088.8) Опубликовано 10.Х11.1971. Бюл тетгнь K 1 за 1972

Дата опубликования описания 13.111.1972

Авторы изобретения

2О. М. ГолубЪвский и В. Б. Хорошкеев

Заявитель

ДВУХКООРДИНАТНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для измерения перемещения объекта в двух взаим но перпендикулярных направлениях, в част ности измерения перемещения стола, на котором установлено изделие, в двух взаимно перпендикулярных направлениях с погрешностью

0,2 — 0,3 мкм при величине перемещения по каждой координате до 100 мм.

Существуют ряд двухкоординатных интерференционных устройств, в которых используются углокубовые отражатели.

Известные устройства содержат лазер, телескопическую систему для расширения пучка лучей, два и нтерферометра с углокубовыми подвижными и неподвижными отражателями, каретку, на которой размещен подвижный отражатель одного из нитерферометров и фотоприемники для регистрации интерференционных полос.

Подвижный отражатель интерферометра, регистрирующий перемещение по оси Х, установлен на станине, по которой двигается суппорт, в связи с чем ошибки связанные с перемещением оптической системы известных устройств увеличивают погрешность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения перемещения объекта.

Для достижения этой цели подвижные отражатели интерферометров, перемещающиеся во взаимно перпен дикуляр ных направлениях установлены на одной каретке, перемещение которой измеряется по двум координатам.

Ветви сравнения интерферометров дополнительно снабжены системами зеркал, кинематически связанными с этой кареткой и компенсирующими смещение огражателей в направлениях, перпендикулярных направлениям измерений.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство имеет лазер 1, телескопическую систему 2, служащую для,расширения пучка лучей, выходящего из лазера, светоделительные пластины 8, 4, 5, неподвижные отражате25 ли б и 7, систему зеркал 8, 9 и 10, 11, отражатели 12, 13, фотоприе: ники 14, 15 и 1б, 17, каретки 18 и 19 перемещающиеся в направлении оптической оси Х, каретки 20 и 21, перемещающиеся в направлении оси У, кинехтатические

2о элементы, связывающие каретки с системами зеркал.

Пучок лучей, выходящий из лазера 1, расширяется при помощи телескопической системы 2 и направляется па светоделптельную пластину 8, где разделяется на два пучка.

Один из них проходит через пластину 3 и направляется на светоделительную пластину 4, где разделяется на два пучка. Пучок, который проходит пластину 4 и направляется на непод3Q вижный отражатель 6, отражается от него и

323645

15 направляется вновь на пластину 4,,где разделяется на два пучка, которые направляются на фотоприемники 14, 15. Пучок лучей, огра конный от гластины 4 проходит через систему зеркал, представляющую воздушную призму и состоящую из зеркального блока 8 и зеркала 9, ol p2>i 8 LTc5I QT подвиж но о отражателя

12 и снова проходит систему: åðêàë 8 и 9.

При перемещении отражателя 12 вдоль оптической оси (в направлении оси У) происхо,дит смещс;шс пнтерференционны < полос, которые регистрируются фотоприемниками 14 и Ы

Наличие двух фотоприемников, получающих засветку от участков интер ференционной картины, сдвинутых по фазе на 114 периода, позволяет осуществить рсверсивный счет по"„,c.

Пучок лучей, отраженный гластиной 8 направляется во второй интерферомстр (регистрирующий перемещение в направлении оптической оси Х), который полностью аналогичен первому и содержит сьетоделительную пластину 5, систему зеркал 10 и 11, отражателей 7 и 18 и фотоприемники IG и 17.

Отражатели 12 и 18 укреплены на каретке

20, которая расположена внугри каретки 18 и перемещается в направлении оптической оси

Y. Сама каретка 18 движется в направлении оптической оси Х, Две системы зеркал 8, 9 и 10, 11 расположены соответственно на каретках 19 и 21. Карстка 21 находится внутри каретки 18 и перемещается в ней вдоль оптической оси У. Каретка 19 перемещается вдоль оптической оси Х.

Каретки 18 и 19 также, как и каретки 20 и 1, связаны кинематически таким образом, что перемещение каретки 19 происходит со скоростью в два раза меньшей, чем скорость перемещения каретки 18. Система зеркал 8 и 9, расположенная на каретке 19, смещает пучок лучей, направленный на отражатель 12 со

40 скоростью в два раза большей, чем скорость перемещения самой системы зеркал. Таким образом, происходит компенса ция смещения отражателя в направлении оптической оси Х.

Точно также система зеркал 10, 11, расположенная на каретке 21, компенсирует смегцение отражателя 18 в направлении оптической оси Y.

Сигналы от фотоприемников поступают в электронное приспособление, в качестве которого может быть использовано любое из известных приспособлений, позволяющее вести реверсивный счет интерференционных полос.

С выхода электронного присгособления снимается величина перемещения каретки по обеим координатам.

Предмет изобретения

Двухкоординатное устройство для автоматического измерения перемещения по двум взаимно перпендикулярным осям, содержащее лазер, телескопическую систему для расширения пучка лучей, два интерферометра с углокубовыми подвижными и неподвижными отражателями, каретку, на которой размещен подвижный отражатель одного из интерферометров, и фотоприемники для регистрации интерференционных полос, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, на каретке размещен подвижный отражатель также и второго интерферометра, и эта каретка установлена с возможностью перемещения ее во взаимно-перпендикулярных направлениях, а ветви сравнения интерферометров дополнительно снабжены системами зеркал, кинемагически связанными с кареткой и компенсирующими смещение подвижных отражателей в направлениях, перпендикулярных направлениям измерений.

323645

Составитель Л. Кениг

Техред 3. Тараненко

Корректор Т. Бабакина

Редактор В. Левитов

Типография Мв 24 Главполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса — Энгельса, 14.

Заказ 900 Изд. № 1797 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5