Способ контроля формы поверхностей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ. СВИ ВИЛЬСОНУ (i<323848

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

«Ь

«д» °

/"; (61) Дополнительное к ввт. свид»ву (5М) Щ. К

G 01 В 9/023 (22, „Заявлено 070878 (2Ц 2653206/18-25 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481. бюллетень N9 15

« з> " 72. (088. 8) Дата опубликования описания 230 481 (72) Автор., .изобретения

L.С. Литвиненко (7 1.) Заявитель.

I (54 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ HOSEPXHOCTEA

3 2

Изобретение. относится к гологра- Частнчно Этй иедостаткИ устраняфии, может быть использовано, в ча- . ются в методе счета. интерференционных . стности для .расшифровки голсграфи- полос 8 нейе используется не действических китетрферограмм при измерении. к тельное положение плоскости локализаФормы иоверкности. . -,-.., ции интерференционных полос, а парал. Иввеатеи способ. контроля.формМ .лакс между полосами. Через край гойю®ерииестей путем регистрации голо- . лограммы и выбранную точку изучаемой граверы образцовой поверхности, вос- . поверхности наблюдают лоКализованнУю стаиозлеиия изображения и совмещения о за изображением объекта интерференс «оитролируемой поверхностью. . ционную.картину; линию визирования

Способ расшифровки.интерферогрaie" - постепенно йеремещают к другому краю мы осиовай на том, что ийтерференци" . голограммы и одновременно считают онныи полосы, вызванные йеремещением количество полос,-прошедших через объекта, локализуются на некотором - выбранную точку. по:измеренным велирасстоянии позади изображения. Изме- 15 чинам определяют смещение объекта. рив это расстояние, а также ширину . Однако и этот способ расшифровки полос в,направлении коортянМ, рас-, . Интерферограмм не может быть испольчитывают все ТрН компоненты смещения . зован, когда полосы локализованы на объекта 111. . .. поверхности объекта или близко к. не- му. Креме zolor он очень не:-точен, Ооиеиннм недоотетком этого методе . дин иемеренин компоненте вдоль пиний является то, .что его:нельзя применить, визирования. если интерференционные полосы находят- наиболее близким по технической ся иа поверхности объекта или лакали- сущности к предлагаемему является эуются близко к нему..Кроме того, в: способ контроля Формы поверхностей этом методЕ необходимо оПрЕделять -. путем формирования ИскусСтвеиной ГОплоскость локализации полос, что вы- . лограммы образцовой поверхности, восполнить с большой точностью сложно.. становления образцового фронта и сравПогрешности измерений по этой причин нения его с волновым Фронтом контроне велики и составляют 60-9ОВ. » лируемого объекта (2).

823848

При расшифровке на объекте выделяют.точку, остающуюся неподвйжной в двух экспозициях. Тогда разность .хода лучей для нее между экспозицией равна нулю. Отклонения любой точки на контролируемом объекте определяется путеМ счета интерференционных .полос от неподвижной гочки до исследуемой. В общем случае, когда выделить неподвижную точку, невозможно приходится либо произво © дить съемки объекта на три .независимых голограммы либо прн трех раэличнык направлениях освещающего пучка- на одну голограмму.

Недостатками данного способа расшифровки интерферограим являются необходимость использования трех отдель» ных голограмм, сложность вычислений, а также сложность экспериментальных устройств. Ф Кроме того, точность расшифровки 26 голографических интерферограмм этим способом - низкая, Цель изобретения - упрощение рас-, шиФровки интерферограмм,и увлечение точности 25

Цель достигается . тем, что контролируемый объект поворачивает Иа угол в пределах от 0,5 до 25 мин вокруг оси касательной к его поверхности, а отклонение Формы объекта определяют по отклонению интерференционной полосы, проходящей через точку касания, от теоретической кривой проходящей через ту же точку.

На фиг 1 схематически представяе"

35 но устройство для количественной расшифровки интерферограьвц на фиг. 2интерферограюаи контролируемого объ- .. екта. устройство содержит контролируемый объект 1 гологравеау 2, опорный @ пучок 3, наблюдатель 4, ось 5 вращения контролируемого объекта,. точку и касания оси вращения с поверхностью контролируемого объекта.

Кроме этого обозначены проекция, пп оси вращения объекта проекция А точки касания оси с поверхностью объ-. екта интерференциониая полоса PP проходящая через неподвижную тОчкуg след ни самопересечения образцовой яп поверхности в исходном к повернутом ее положениях.

Способ «ейтроля Формы поверхностей

Осуществляется следующим образом.

Собирают обычную схему ка ятроля

Формы поверхности методом голограФической интерферометрии .(Фиг. 1) .

Рассмотрим случай контроля цилиндрической иоверхности °

Волновой фронт, сформированный

Контролируемым объектам l сравни- Щ} вается а образцовваа вояиовым Фронтом, восстановленным с голограммй 2 опор" ным пучком 3. При этом, если волно.вые фронты (контрояируецый и образ:,цОвый) близки пО Фофме,, Они интер» 65 ферируют и наблюдатель 4 фиксирует интерференционную картину (Фиг. 2а).

Ннтерференционные полосы характе» ризуют отклонения Формы контролируемой поверхности от образцовой. Если на объекте нельзя выделить неподвижной точки, то s этом случае количественно определить отклонения контролируемой поверхности от образцовой трудно, а в болызинстве случаев

И НЕВОЗМОЖЗЮ

Предлагаемый сиесоб расшифровки позволяет Искусственно выделить неподвижнув точку Для зтоГо выбирают интересующее сечение на объекте для количественной расшифровки отклонений контрсжйруемого объекта от Образцового и этом сечении и поворачивают объект Х вокруг оси 5, проходящей через ииМвесующее нас сечение к@жтельно к повЕрхности объекта, Иайравление.оси 5 выбирают таким, чтобы плоскость, проходящая. Через ос@ вращения и линию визирОвания, РЕОЕКала коитролкруемый объект в интересующем иас сечении. Кроме того, ось вращения параллельна т лоскости голограммы При такам повороте.обьекта 1 Вокруг Оси 5, теч-ка A„в которой ООЬ Касаетоя ПоверХНоатн. Объекта остается неподвижной и ее можно зафиксировать на иитерФерограмме (фиг, 2б, точ.ка AÀ), Наблюдаемая интерференционная êaðтина (Фиг. 26) является результатом сложения отклойений Фюрмй контроли- руемого объекта от образцового (фиг.

2а) и известного искусатвенного смещения „вызванного поворотом контролируемого объеита. Если бы .Форма контролируемого объекта точно coiпадала а образцовым, s этом случае .

Форма интерференциояной полосы РР, ироходящей череЗ неподвижную точку касания A (Фиг, 2á) полностью определялась бы формой образцовой поверхности. и извеотиым- углом поворота объекта (линия ИИ, Фиг. 26). Ввпример, если в качестве контролируемого объекта выбран круговой цилиндр, то в этом случае интер зренциоиюая полоса NN представляет. собой часть Параболы, параметры которой ПоянОстью определяется радиусом образцового цилиндра, параметрами схемы и углом поворота цилиндра, вокруг оси 5. Другиии словами, мы можем легко рассчитать Форму кривой ЯИ. Если в качест ве объекта выбрана плоскость, à s этом случае линия ИИ представляет собой прямую и т.д. В любам случае.

Линия NN имеет форму следа самопересечения Образцовой поверхности в исходном и повернутом ее положениях, Таким Образом, отклонения интерференЦИОННай ПОЛОСЫ РР ПУОХОДЯЩЕй ЧЕРЕЗ неподвижную точку А от. теоретически расчитанной 0И однозначно характеризуют отклонения Формы контролируемой

8 23848. Ф иг. 2

Составитель е. Артамонова

ТежРед,Ж.Хаателевжч Корректор.И- лароши

Редактор Л. Кеви

Заказ 2082/53 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьктета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, r. Ужгород, ул.,Проектная, 4 поверхности от образцовой в выбранном нами сечении.

Для измерения отклонений формы s . другом сечении, необходимо вернуть контролируемый объект в первоначальное состояние, сместить ось вращения

5 в нужное сечение и повторить все перечисленные выше операции в той же последовательности.

Предлагаемый способ позволяет количественно определять отклонения контролируемой поверхности от образцовой с использованием только одной голограммы, а не трех, как в известном способе, значительно упрощаются вычислении, .а также упрбщаются экапериментальные устройства, необходимые дяя реализации этого способа.

Перечисленные выше преимущества предлагаемого способа приводят в конечном итоге к увеличению точности при расшифровке интерферограмм.

Формула изобретения

Способ контроля формы поверхно- . стей путем формирования искуственной голограммы образцовой поверхности, восстановления образцового волнового фронта и сравнения .его с волновым фронтом контролируемого объекта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения расшифровки и увеличения точности, контролируемый объект поворачивают на угол в нределех от 0,5 ло. 25 мин вокруг оси касательной к его поверхности, а отклонение формы объекта определяют .по отклонению интерференционной полосы, проходящей через точку касания, от теоретичео кой кривой, проходящей через ту же точку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кольер P. Оптическая голография. М., Мир, 19б7, с. 473.

20 2. Оптическая голография и ее применение. Под ред. Д.И. Денисюка и др. Л., ЛДНТП, 1974, с. 127 (прототип).