Устройство для контроля диаметров и межосевого расстояния отверстий

 

Изобретение может быть использовано при контроле диаметра, межосевого расстояния и формы отверстий. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет увеличения скорости сканирования и обеспечения ее постоянства. Излучение лазера проходит коллиматор и поступает на элемент для распределения излучения, выполненный в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера угол 45°. Элемент делит излучение на два прошедших дифрагированных пучка ± порядка и два отраженных дифрагированных пучка ± порядка. Отраженные пучки поступают в опорный канал, где один из них попадает на первую прямоугольную призму, проходит ее, затем проходит эталонный объект и приходит на первый светоделитель. Туда же приходит и второй отраженный пучок. На первом светоделителе отраженные пучки соединяются и образуют комбинированное изображение. Его увеличивает первый объектив, а первая и вторая фокусирующие линзы проецируют изображение на первый и второй фотоприемники. Прошедшие дифрагированные пучки поступают в измерительный канал, где один из них попадает на вторую прямоугольную призму, проходит ее, затем проходит исследуемый объект и приходит на второй светоделитель. Туда же приходит и второй прошедший пучок. На втором светоделителе пучки соединяются и образуют комбинированное изображение. Его увеливает второй объектив, а третья и четвертая фокусирующие линзы проецируют изображение на третий и четвертый фотоприемники. Выходы всех фотоприемников связаны с электронным блоком, который обрабатывает выходные сигналы. Блок выдает информацию, по которой контролируют диаметры и межосевое расстояние отверстий. 1 ил.

союз советсних социмистичесник

РЕа1УБЛИН (19) (Н) 5 А1 (51) 5 G 01 В 11/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ по изОБРетениям и отнРытиям

ПРИ П(НТ СССР (21) 4473365/24-28 (22) 11.08.88 (46) 23.05.90. Бюл. Б - 19 (71) Институт электроники АН БССР (72) Е.В.Галушко и В.Н.Ильин (53) 531.717.11(088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР

11I 1308835, кл. G 01 В 21/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТР0В И МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ ОТВЕРСТИЙ (57) Изобретение может .быть использовано при контроле диаметра, межосевого расстояния и формы отверстий.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля эа счет увеличения скорости сканирования и обеспечения ее постоянства, Излучение лазера проходит коллиматор и поступает на элемент для распределения излучения, выполненный в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера угол 45 . Элемент делит излучение на два прошедших дифрагированных пучка +1 порядка и два отраженных дифрагированных пучка 1

+ порядка. Отраженные пучки поступают в опорный канал, где один из них поИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле диаметра, межосевого расстояния и формы отверстий.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет увеличения скорости, падает на первую прямоугольную призму, проходит ее, затем проходит эталонный объект и приходит на первый светоделитель. Туда же приходит и второй отраженный пучок. На первом светоделителе отраженные пучки соединяются и образуют комбинированное изображение. Его увеличивает первый объектив, а первая и вторая фокусирующих линзы проецируют изображение на первый и второй фотоприемники. Прошедшие дифрагированные пучки поступают в измерительный канал, где один из них попадает на вторую прямоугольнук призиу, проходит ее, затем проходит исследуемый объект и приходит на второй светоделитель. Туда же приходит и

If, второй прошедший пучок. На втором светоделителе пучки соединяются и образуют комбинированное иэображение. Его С „ увеличивает второй объектив, а третья и четвертая фокусирующие линзы прое- I цируют иэображение на третий и чет-., ) е вертый фотоприемники. Выходы всех фо- Д топриемников связаны с электронным ф блоком, который обрабатывает выход- фф ные сигналы. Блок выдает информацию, по которой контролируют диаметры и: р межосевое расстояние отверстий. 1 ил, сканирования и обеспечения ее постоянства.

На чертеже изображено устройство для контроля диаметров и межосевого расстояния отверстий.

Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, элемент 3 для распределе ния излучения, эталонный объект 4 и

3 !5662 расположенные по ходу излучения первый светоделитель 5, первый объектив

6, первую 7 и вторую 8 фокусирующие линзы, первый 9 и второй 10 фотоприемники, образующие опорный канал, 5 расположенные по ходу излучения второй светоделитель ll, второй объектив

12, третью 13 и четвертую 14 фокуспрующие линзы, третий 15 и четвертый 1

16 фотоприемники, образующие измерительный канал, и электронный блок 17, электрически связанный с фотоприемниками 9, 10, 15 и 16,первую 18 и вторую

19 прямоугольные йризмы, оптически связанные с элементом 3 для распределения излучения и, соответственно, первая — с первым светоделителем 5 и вторая — с вторым светоделителями 11, эталонный объект 4 расположен между первой призмой 18 и первым светоделителем S, а элемент 3 для распределения излучения выполнен в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излу- 25 с чением лаз ера 1 угол 45, и оптически. связанного с первым.5 и вторым 11. светоделителями. Кроме того, показан исследуемый объект 20.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 гроходит колли— матор 2 и поступает па элемент 3 для распределения излучения, выполненный в виде радиального растра, установ35 ленного так, ч-,î его плоскость сос-.. о тавляет с излучением лазера угол 45

Элемент 3 делит излучение на два прошедших дифрагированпых пучка +1 порядка и два отраженных дифрагированных пучка +1 порядка. Отраженные пучки поступают в опорный канал, где . один из них попадает на первую прямоугольную призму 18, проходит ее, затем проходит эталонный объект 4 и приходит на первый светоделитель 5. Туда же приходит и второй отраженный пучок.

На первом светоделителе 5 отраженные пучки соединяются и образуют интерференционную картину, которая совмещается в одной плоскости с изображением

50 отверстий эталонного объекта 4. Это комбинированное изображение увеличивается первым объективом 6 и проецируется первой 7 и второй 8 фокусирующими линзами на первый 9 и второй 10

55 фотоприемники, выходы которых электрически связаны с электронным блоком 17.

Прошедшие пучки поступают в изма рительный канал, где один из них попадает на вторую прямоугольную приз му 19, проходит ее, затем проходит . исследуемьп объект 20 и приходит на второй светоделитель 11. Туда же приходит и второй прошедший пучок. На втором светоделителе !1 прошедшие пучки соединяются и образуют интерференционную картину, которая совмещается в однОй плоскости с изображением отверстий исследуемого объекта 20.

Это комбинированное иэображение увеличивается вторым объективом 12 и . проецируется третьей 13 и четвертой

14 фокусирующими линзами на третий 15 и четвертый 16 фотоприемники, выходы которых электрически связаны с электронным блоком 17.

Сканиронание изображений отверстий . осуществляется за счет вращения радиального растра, которое осуществляется с помощью электропривода со стабилизированной частотой вращения; что вызывает изменение разности фаз дифрагированных пучков +1 порядка, ин терферирующих между собой. В обоих каналах происходит синхронное сканирование изображений отверстий. Разность фаз дифрагированных пучков определяется выражением.

27/ 2 - 11

I где д — длина волны лазерного излучения; х — координата точки решетки растра;

dx — перемещение решетки по координате х.

В электронном блоке 17 по сигналам с фотоприемников 9 и LO опорного канала фиксируется время сканирования эталонного объекта 4 ивычисляет-. ся скорость сканирования V по формуле

Чс =?,„/Е„, где L — расстояние между отверстиями эталонного объекта, а по сигналам с фотоприемников

15 и 16 измерительного канала фиксируются моменты начала t, и t и окончания

t< и t затемнения отверстий исследуемого объекта 20 интерференционной полосой, вычисляет=я диаметр отверстия d по Ф >рму..iе d = (t g—

5 156620

"С )7, а межосевое расстояf ние Ь по формуле L Vßt: з

-с,) + (с — t )J.

Измерение длится m циклов, пос. з чего результаг усредняется.

Формула изобретения

Составитель В. Костюченко

Редактор Н.Бобкова Техред Л,Олийнык Корректор С. Иевкун

Подпи с но е

Тираж 489

Заказ 1215

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при,ГК11Т СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгороц, ул. Гагарина,101.Устройство для контроля диаметров и межосевого расстояния отверстий, ° содержащее лазер, коллиматор, элемент дпя распределения излучения, этапонный объект и расположенные по ходу излучения первый светоделитель, первый объектив, первую и вторую фокусирующие линзы, первый и второй фото,приемники, образующие опорный канал. расположенные по ходу излучения второй светоделитель, второй объектив, 20 третью и четвертую фокусирующие лин5 б зы, третий и четвертый фотоприемники, образующие измерительный канал, и электронный блок, электрически связанный с фотоприемниками, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и производительности контроля, оно снабжено первой и второй прямоугольными призмами, оптически связанными с элементом для распределения излучения, соответственно первая — с первым и вторая — с вторым светоделителями, эталонный объект расположен между первой призмой и первым светоделителем, а элемент для распределения излучения выполнен в виде радиального растра, установленного так, что его плоскость составляет с излучением лазера угол 45, и оптически связано с первым и вторым светоделителями.