[go: up one dir, main page]

SU1065683A1 - Method of checking complex-shaped part furnace form deviation - Google Patents

Method of checking complex-shaped part furnace form deviation Download PDF

Info

Publication number
SU1065683A1
SU1065683A1 SU823426575A SU3426575A SU1065683A1 SU 1065683 A1 SU1065683 A1 SU 1065683A1 SU 823426575 A SU823426575 A SU 823426575A SU 3426575 A SU3426575 A SU 3426575A SU 1065683 A1 SU1065683 A1 SU 1065683A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
axis
symmetry
deviation
images
moire
Prior art date
Application number
SU823426575A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Леонидович Казак
Ольга Викторовна Чебакова
Original Assignee
Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики filed Critical Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU823426575A priority Critical patent/SU1065683A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1065683A1 publication Critical patent/SU1065683A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОР№1, заключающийс  в том, что получают изображени  топограмлм поверхностей контролируемой детали и эталона, совмещают эти изображени , получают муаров5ю картину в виде муаровых полос, по шагу которых суд т об. отклонении $OPNEJ поверхности детали, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  точности и производительности контрол  деталей с осесимметричными асферическими поверхност ми высшего пор дка, устанавливают перед совмещением изображений то- , пограмм оптическую ось системы, формирукхцей изображение топограмкы поверхности детали, соосно с ее осью симметрии, направл ют на поверхность детали интерференционное поле с эквидистантным шагом полос под заданным углом, устанавливают указанную систему относительно оси симметрии детали на угол, определ емый разрешакнцей (Способ (Л ностью этой системы и направлением нор1У1али к участку поверхности дета-, ли с максимальной частотой наблюдаемых интерференционных полос.THE METHOD OF CONTROL OF THE DEVIATION OF THE DETAIL SURFACE FORM DIFFICULT FOR1 # 1, which takes images of the topograms of the surfaces of the part being monitored and the reference, combines these images, takes the moire pattern in the form of moire strips, on the basis of which they judge. the deviation $ OPNEJ of the part surface, which is also distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy and performance of control of parts with higher-order axially symmetric aspherical surfaces, the image surface topogram of the part surface is coaxially formed before the image alignment with its axis of symmetry, the interference field is directed to the surface of the part with an equidistant step of the strips at a given angle; the system is set relative to the axis of symmetry of the part to the angle determined by the resolution (Method (by the value of this system and the direction of the normal to the surface area of the part), with the maximum frequency of the observed interference fringes.

Description

о аabout a

СПSP

ОдOd

00 М00 M

Изобретение отнр,ситс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного контрол  отклонени  формы поверхности сложной формы, в частности осесимметричных асферических поверхностей высшего пор дка, преимущественно оптических.The invention relates to measurement technology and can be used for contactless control of the deviation of the surface shape of a complex shape, in particular, axisymmetric aspherical surfaces of the highest order, mainly optical.

Известен спрсоб контрол  отклонени  формы поверхности сложной формы , основанный на получении топографических карт рельефа поверхности путем проекции IS.:: интерференционных полос и позвол ющий проводить контроль отклонений формы в реальном времени и при заданном способе ориентировани  объекта.The known method is to control the deviation of the surface shape of a complex shape, based on obtaining topographic maps of the surface relief by means of the IS. :: projection of interference fringes and allowing one to monitor the deviations of the shape in real time and with a given method of orientation of the object.

При контроле по этому способу осесимметричных асферических поверхностей деталей восстановленное с голограммы интерференционное поле формируют с эквидистантным шагом полос, измер ют шаг интерференционных полос.относительно одной базовой точки, наход щейс  .на оси вращени  детали, и определ ют координаты- точек контролируемого сечени  а.сферической поверхности When this method is used to control axisymmetric aspherical surfaces of parts, the interference field reconstructed from a hologram is formed with an equidistant step of the strips, the step of the interference strips is measured relative to one base point located on the axis of rotation of the part, and the coordinates of the points of the controlled section a. surface

Недостатком способа, основанного на непосредственном измерении щага интерференционных полос на конролируемой поверхности,  вл етс  невозможность увеличени  точности и чувствительности контрол  за счет уменьшени  шага эквидистантных полос в интерференционном поле. Уменьшение шага полос приводит к накоплению суммарной погроаности измерени  относительно базовой точки и непроизводительно .длительному времени измерени  координат интерференционных полос. Кроме того, невозможно визуально определ ть локализацию участков поверхности, где имеетс  отклонение формаThe disadvantage of the method based on direct measurement of the interference band on the controlled surface is the impossibility of increasing the accuracy and sensitivity of the control by reducing the pitch of the equidistant bands in the interference field. Reducing the stride pitch leads to accumulation of the total measurement of the measurement relative to the base point and unproductively long time measurement of the coordinates of the interference fringes. In addition, it is impossible to visually determine the localization of surface areas where there is a deviation

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ контрол  отклонени  фор1«  поверхности деталей сложной формы, заключакжцийс  в том, что получают изображени  топограммы поверхностей контролируемой детгши и эталона, совмещают изобргикени , получают муаровую картину в виде муаровых полос, по шагу которых суд т об отклонении форьм поверхности детали L2l.The closest to the invention to the technical essence is the method of controlling the deviation of the form of the surface of parts of complex shape, concluding that they receive images of the topogram of the surfaces of the controlled plane and the standard, combine isobrogens, get a moire pattern in the form of moire stripes, the court the deviation of the form surface of the part L2l.

Контролируемый объект помещают в интерференционное поле, образованное когерентными, почти параллельными коллимированнш и пучками, угол между KOTOptiM равен 2/6.The controlled object is placed in an interference field formed by coherent, almost parallel collimated beams and beams, the angle between KOTOptiM is 2/6.

Вначале получают фотоснимок топографической карты эталонной поверхности и при этом измер ют угол t между биссектрисой и плоскостью поверхности объекта. Затем устанавливают на место эталонного объектаFirst, a photograph of the topographic map of the reference surface is obtained and the angle t between the bisector and the surface plane of the object is measured. Then set in place of the reference object

контролируемый объект и также получают фотоснимок топографической карты. Если контролируемый объект расположен на том же рассто нии и имеет ту же ориентацию, что и эталонный , тогда рассто ние между дву соседними темными полосами муара будет соответствовать отклонению формы поверхности (в направлении, перпендикул рном поверхг-ости) , равному 2ti;controlled object and also receive a photograph of a topographic map. If the object under control is located at the same distance and has the same orientation as the reference one, then the distance between two adjacent dark moire lines will correspond to the deviation of the surface shape (in the direction perpendicular to the surface) equal to 2ti;

лl

2fl :2fl:

Sir 0 SVn t cot 1 ) Sir 0 SVn t cot 1)

где i. - угол между направлением наблюдени  (фотографировани ) и плоскостью поверхности объекта. Изображени  топографических карт могут быть получены на одном негативе или на двух раздельных снимках 2.where i. - the angle between the direction of observation (photographing) and the plane of the object surface. Images of topographic maps can be obtained on one negative or on two separate pictures 2.

Недостатком способа  вл етс  необходимость точной установки контролируемой детали на место эталонной. Дл  совпадени  ориентации контролируемой и эталонной деталей необходимо отмечать на них три базовые точки. Как уже было отмечено определение баз на контролируемой поверхности имеет погрешность , обусловленную отклонением ее формы,Это снижает точность совмещени  деталей, приводит к искажению муаровых полос и в итоге снижает точность контрол . Вторым недостатком способа  вл етс  необходимость изготовлени  фотоснимков контурных карт эталонной и контролируемой деталей, что  вл етс  непроизводительной и трудоемкой операцией. Указанный способ не позвол ет контролировать отклонени  формы поверхностей сложной формы, например, осесимметричных асферических оптических поверхностей высшего пор дка, не имеющих образцов с эталонными поверхност ми ввиду отсутстви  способов аттестации с требуемой точностью (менее О,5 мкм.The disadvantage of this method is the need for accurate installation of the test piece in place of the reference. To match the orientations of the controlled and reference parts, it is necessary to mark three base points on them. As already noted, the definition of bases on the test surface has an error due to the deviation of its shape. This reduces the accuracy of the alignment of parts, leads to distortion of the moire strips and ultimately reduces the accuracy of control. A second disadvantage of the method is the need to make photographs of contour maps of the reference and controlled parts, which is an unproductive and time consuming operation. This method does not allow controlling deviations of the shape of surfaces of complex shape, for example, high-order axisymmetric aspheric optical surfaces that do not have samples with reference surfaces due to the lack of certification methods with the required accuracy (less than ~ 5 µm).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности контрол  деталей с осесимметричиыми асферическими поверхност ми высшего пор дка.The aim of the invention is to improve the accuracy and productivity of inspection of parts with high-order axially symmetric aspherical surfaces.

Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу контрол  отклонени  формы поверхности деталей сложной формы, заключающемус  в том что получают изображени  топограмш поверхностей контролируемой детали эталона, совмещают эти изображени , получают муаровук картину в виде муаровых полос, по шагу которых суд т об отклонении формы поверхности детали,, устанавливают перед совмещением изображений топограмм оптическую ось системы, формирующей изображение топогр ммы поверхности детали, соосно с ее ось симметрии, направл ют на поверхность детали интерференционное . поле с эквидистантным шагом полос под заданным углом, устанавливают указанную систему относительно оси симметрии детали на угол, определ егвлй разрешающей способностью этой системы и направлением нормали к участку поверхности детали с максимальной частотой наблюдаемых интерференционных полос,The goal is achieved by the fact that according to the method of controlling the deviation of the surface of parts of complex shapes, which consists in obtaining images of the topograms of the surfaces of the test piece of the standard, combine these images, get a moire pattern in the form of moire strips, according to the step of judging the deviation of the surface shape of the part, prior to combining the images of topograms, the optical axis of the system forming the image of the topogram of the workpiece surface, coaxially with its axis of symmetry, is directed to over spine part interference. a field with equidistant stripe pitch at a given angle sets the specified system relative to the axis of symmetry of the part at an angle determined by the resolution of this system and the direction normal to the part surface of the part with the maximum frequency of the observed interference fringes,

На чертеже изображена принципиална  схема устройства, осуществл ющего предлагаемый способ.The drawing shows a schematic diagram of a device implementing the proposed method.

Устройство содержит последовательно расположенные лазер 1, систему 2, формирующую изображение топограммы поверхности детали и выполненную в виде объектива ось 3 поворота системы 2 относительно оси симметрии контролируемой поверхности , установленную с возможнбстью подвижки вдоль указанной оси симметрии, узел. 4 ориентировани  оптической оси системы 2, снабженный механизмом ввода и вывода его из хода луча лазера 1, коллиматор 5, отражающее зеркало б, голограмму 7, узел 8 ориентировани  интерференционного пол , снабг женный механизмом (не показан) ввода и вывода его из зоны интерференционного пол , транспарант 9 изобрг1жени  топограммы эталонной поверхности , установленный в плоскости. изображени  системы 2, повернутой на оси 3 в рабочее положение, и вы полненный в виде р да непрозрачных полос на прозрачной подложке, и шпиндель 10 дл  установки контролируемой осесимметричной детали.The device contains successively located laser 1, system 2, forming an image of the topogram of the surface of the part and axis 3 of rotation of system 2 relative to the axis of symmetry of the test surface, made in the form of a lens, installed with a possibility of moving along the axis of symmetry, node. 4 orientation of the optical axis of the system 2, equipped with a mechanism for input and output from the course of the laser beam 1, collimator 5, a reflecting mirror b, a hologram 7, node 8 for orientation of the interference field, equipped with a mechanism (not shown) for input and output from the interference field , transparency 9 of the topogram of the reference surface, set in the plane. images of system 2 rotated on axis 3 to the working position, and executed as a series of opaque strips on a transparent substrate, and spindle 10 for mounting a controlled axisymmetric part.

Узел 4 состоит из отражающего зеркала 11 и склеенной поворотной призилл 12 с полупрозрачной, поверхностью 13. Узел 8 состоит из юстировочной призмы 14 с полупрозрачной гранью 15 и с отражающей гранью 16 и эталонного транспаранта 17 изображени  интерференционных полос, выполненного в виде р да непрозрачных полос на прозрачной подложке. Способ контрол  осуществл етс  следующим образом. Node 4 consists of a reflecting mirror 11 and a glued-up rotary prill 12 with a translucent surface 13. Node 8 consists of an alignment prism 14 with a translucent face 15 and with a reflective face 16 and a reference transparency 17 of interference fringes in the form of a series of opaque strips on transparent substrate. The control method is carried out as follows.

Деталь 18 с контролируемой осе .симметричной асферической поверхностью 19 устанавливают на шпинделе 10 и центрируют по оси вращени Part 18 with a controlled axis. A symmetrical aspheric surface 19 is mounted on the spindle 10 and centered on the axis of rotation.

Далее производ т необходимую при использовании эффекта муара взаим .нуй ориентацию контролируемой осесимметричной поверхности -19 детали 18, интерференционного пол  и оптической оси системы 2, формирующей изображение топограмьм контролируемой поверхности 19 детали 18, при этом ось симметрии детали 18Next, the mutual orientation of the controlled axis 18 axis of the part 18, the interference field and the optical axis of the system 2 forming the image of the topogram of the surface 19 of the part 18 that is necessary for using the moire effect is performed, while the axis of symmetry of the part 18

 вл етс  базовой осью,- относительно которой провод т все операции по взаимной ориентации. Ориентирование системы 2 производ т по автоколЛимационной схеме, причем первоначальноis the base axis, relative to which all operations are relative orientation. The orientation of system 2 is carried out according to the autocollimation scheme, and

оптическа  ось этой системы 2 выставл етс  соосно оси симметрии детали 18. Узкий световрй луч 20 от лазера . 1 направл етс  вдоль оси симметрии детали 18 посредством ввода ,the optical axis of this system 2 is aligned coaxially with the axis of symmetry of the part 18. The narrow light beam 20 from the laser. 1 is directed along the axis of symmetry of the part 18 by inputting

на пути этого луча узла 4 ориентировани  оптической оси системы 2, бтражаетс  в обратном направлении от вершины - в точке О асферической поверхности 19 детали 18. Дл  болееon the path of this beam of node 4, the orientation of the optical axis of the system 2, is biased in the opposite direction from the top, at the point O of the aspherical surface 19 of the part 18. For more

точного выполнени  операции совмещени  луча 20 с осью симметрии детали 18 (в случае шероховатой асферической поверхности) в окрестности точки О наноситс  слой отражающей жидкости 21, деталь 18 приводитс  во вращение на шпинделе 10,accurately performing the alignment operation of the beam 20 with the axis of symmetry of the part 18 (in the case of a rough aspherical surface) in the vicinity of the point O a layer of reflective liquid 21 is applied, the part 18 is brought into rotation on the spindle 10,

при этом в жидкости образуетс  воронка , вершина которой точно совпадает с точкой 0.a funnel is formed in the liquid, the vertex of which exactly coincides with point 0.

При этом предполагаетс , чтоIt is assumed that

ось симметрии детали 18 совпадает с осью вращени  шпиндел  10 станка (не показан) дл  обработки асферической поверхности, так как описываемый способ контрол  отклонеНИИ формы целесообразно использовать в качестве стадии технологического процесса формообразовани  асферической поверхности без съема детали со шпиндел  станка. Если жеThe axis of symmetry of the part 18 coincides with the axis of rotation of the spindle 10 of the machine (not shown) to process the aspherical surface, since the described method of controlling the deviation of the shape can be used as a stage of the technological process of forming the aspherical surface without removing the part from the machine spindle. If

при вращении детали 18 луч 20 описывает в обратном ходе окружности вокруг самого себ  в пр мом ходе, то при помощи юстировочных подвижек системы 2 можно совместить в пространстве оба хода луча 20, например при визуа шном наблюдении этого совмещени  на полупрозрачной поверхности 13. Далее вводитс  в ход луча .20 оптическа  система 2, и ось этойwhen part 18 is rotated, beam 20 describes, in the reverse direction, circles around itself in forward motion, then using adjusting movements of system 2, both paths of beam 20 can be combined in space, for example, when visually observing this alignment on a semi-transparent surface 13. Next, enter beam path .20 optical system 2, and the axis of this

системы 2 устанавливаетс  соосно оси симметрии детали 18, причем положение соосности Контролируетс  также на указанной полупрозрачной поверхности 13 по посто нству к ртины совмещени  луча 20 в пр мом system 2 is set coaxially with the axis of symmetry of the part 18, and the position of the coaxiality is also monitored on the specified translucent surface 13 due to the alignment constant of the beam 20 in the forward

и обратном ходе, полученной до введени  в ход этого луча данной системы 2. После этого узел 4 выводитс  из хода луча 20. - Луч 20 расшир етс  коллиматором 5,and reverse the course obtained before the introduction of this beam of the given system 2 into the course. After that, the node 4 is brought out of the course of the beam 20. - The beam 20 is expanded by the collimator 5,

отражаетс  от зеркала 6 и дифрагирует на голограмме 7, с которой восстанавливаетс  интерференционное поле 22 с эквидистантным шагом ft по- . лос.it reflects from mirror 6 and diffracts on hologram 7, from which the interference field 22 is reconstructed with an equidistant step ft. los

На контролируемую поверхность 19 направл етсй интерференционное поле 22 под углом f к ее оси симметрии , и на этой поверхности образуетс  топограмма - контурна  интерференционнд  карта рельефа поверхности . Ориентирование интгрференционного пол  22 относительно оси симметрии детали 18 производитс  посредством ввода в него узла 8, котировочна  призма 14 которого жеско св зана с эталонным транспарантом 17 изображени  интерференционных полос гранью 16 юстировочной призмы. Рабочие грани 15 и 16 юстировочной призмы 14 и плоскость транспаранта 17 ориентированы друг относительно друга под заданными углами 6 и V, Полупрозрачна  грань 15 юстировочной призмы устанавливаетс  перпендикул рно оси симметрии детали 18. В таком случае угол э оп редел ет направление отраженных интерференционных полос пол  22 от отражающей грани 16 юстировочной призмы 14, а угол V определ ет шаг наносимых на эталонный транспарант 17 полос. При наложении отраженных от грани 16 интерференционных полос на полосы эталонного транспаранта 17 образуетс  муарова  картина , выполн кзща  вспомогательную, настроечную операцию по сравнению с основной, измер емой муаровой картиной, образуемой транспарантом Если шаг отраженных интерференционIных полос и шаг полос на транспаран 17 совпадают, то настроечна  муарова  картина имеет полосу бесконечной ширины. Мен   направление интерференционных полос, т.е. мен   угол У, можно получить настроечную му,аровую по{1осу бесконечной ширины и, таким образом, ориентировать интерференционное поле 22 относительно базовой оси (оси симметрии детали 1 Наиболее простым вариантом  вл етс  угол f-0. Задава  углы d и V , можио направл ть интерференционные полосы под требуемым углом j. После этого узел 8 выводитс  из интерференционного пол  22. Транспарант 17 выполн етс  различным образом (фотосъемка чертежа, представл ющего собой систему пр мых линий, синтезом на ЭВМ,нарезанием штрихов на прозрачной подложке с помощью делительной машины и т.д.).An interference field 22 is directed onto the controlled surface 19 at an angle of f to its axis of symmetry, and a topogram — contour interference — surface relief map is formed on this surface. The orientation of the integrated field 22 relative to the axis of symmetry of the part 18 is performed by inserting the node 8 thereto, the quote prism 14 of which is rigidly connected to the reference banner 17 of the image of the interference fringes by the edge 16 of the alignment prism. The working edges 15 and 16 of the adjustment prism 14 and the plane of the transparency 17 are oriented relative to each other at given angles 6 and V, the translucent edge 15 of the adjustment prism is set perpendicular to the axis of symmetry of the part 18. In this case, the angle determines the direction of the reflected interference fringes of the field 22 from the reflecting face 16 of the adjusting prism 14, and the angle V defines the pitch of 17 strips applied to the reference transparency. When the interference fringes reflected from the face 16 are superimposed on the strips of the reference transparency 17, a moire pattern is formed, the auxiliary, tuning operation is performed compared to the main, measured by the moire pattern formed by the transparency. If the step of the reflected interference fringes and the stripe spacing to the transparency 17 are the same, then adjust The moire pattern has a strip of infinite width. The direction of interference bands, i.e. The angle Y is variable, you can get a tuning mu, ay on the {1 ° infinite width and, thus, orient the interference field 22 relative to the base axis (the axis of symmetry of the part 1) The simplest option is the angle f-0. Setting the angles d and V can be The interference fringes at the desired angle j. After this, the node 8 is derived from the interference field 22. The transparency 17 is performed in various ways (photographing a drawing, which is a system of straight lines, synthesized on a computer, cutting strokes on a transparent substrate with power separating machines, etc.).

Оптическа  система 2 поворачиваетс  на угол .р относительно оси симметрии детали Ох вокруг оси 3, установленной в.точке С,и объектив этой системы 2 формируе.т изображение топограммы асферической поверхности 19 в плоскости тр&нспаранта 9 представл ющего собой синтезированное изображение топограмма эталонной поверхности, соответствующей поверхности 19. В результате сопр жени  двух изображений топограмм образуетс  муарова  картина в виде муаровых полос в зонах отступлени  контролируемой асферической поверхности от расчетной, эталонной. Optical system 2 is rotated by an angle .r relative to the axis of symmetry of the part Ox around axis 3, mounted in point C, and the lens of this system 2 forms an image of the topogram of the aspheric surface 19 in the plane of the reference image 9 corresponding to the surface 19. As a result of the conjugation of two images of topograms, a moire pattern is formed in the form of moire strips in the zones of deviation of the aspherical surface being monitored from the calculated, reference Oh.

Взаимосв зь между произвЬдными (x.j,) и У2(Х2) от функций, описывающих эталонную и контролируемую поверхности в контролируемом сечении, совмещенном с плоскостью хоу, в паре сопр женных точек х и Xg, определ етс  след: ющим соотношениемThe relationship between the product (x.j,) and Y2 (X2) of the functions describing the reference and controlled surfaces in a controlled section, combined with the xy plane, in a pair of conjugate points x and Xg, is defined as follows:

v|(x,)(5inp4)cos;av | (x,) (5inp4) cos; a

2 (hr ii2 (hr ii

in fjin fj

v;(x,)siv; (x,) si

--51ПЭ--51PE

coscos

Формула (1) позвол ет по известному измер емому шагу муаровой полосы ti определ ть значение угла наклона касательной V или угла наклона нормали относительно оси оу в данной точке Xg контролируемой поверхности 19 по значению производ ной ) в этой точке, определ е-г мой по формуле (1)..Formula (1) allows determining the value of the angle of inclination of the tangent V or the angle of inclination of the normal relative to the axis oy at a given point Xg of the test surface 19 by the value of the derivative) formula (1) ..

Отклонение u.cL угла наклона нормали в соответствугацей точке контролируемой асферической поверхности 19, характеризующее отклонение формы поверхности от расчетной в угловой мере, определ етс  по формулеThe deviation of the angle of inclination u.cL of the normal at the corresponding point of the tested aspherical surface 19, which characterizes the deviation of the surface shape from the calculated angle, is determined by the formula

ticos fot+fi)ticos fot + fi)

(2)(2)

В случае если сечение расчетной эталонной поверхности плоскостью хоу задаетс  в виде ломаной линии с шагом li (ступенчата  поверхность ) , начало которой совмещено с вершиной асферической поверхности , отклонен-ие угла нормали дл  середины,п-го участка ломаной линии определ етс  также по формуле {2) приIf the section of the calculated reference surface by the xou plane is specified as a broken line with a step li (step surface), the beginning of which is aligned with the top of the aspherical surface, the normal angle for the middle, the nth part of the broken line is also determined by the formula 2) at

oC oi,oC oi,

до ucL..to ucL ..

Величина i3c(, предварительно рассчитываетс  дл  заданного уравнени  контролируемой поверхности при заданном ориентировочно шаге муаровых полос h, по допуску и определ етс  в процессе контрол  по измер емому шагу ti,, при этом iThe value of i3c (, is preliminarily calculated for a given equation of the test surface at a predetermined step of the moiré stripes h, according to the tolerance, and is determined in the process of control by the measured step ti, while i

i Aon i Aon

Требуема  точность контрол  оRequired control accuracy

(ЛоС) отклонений формы обеспечиваетс  оптимальным выбором параметров /Э , Ь дл  данного типа контролируемой асферической поверхност способом регистрации измер емой величины Ъ , способом аттестации шага Ii интерференционного пол , примен емого дл  получени  топографических интерферограмм.(LoC) deviations of the form are provided by the optimal choice of the parameters / E, b for this type of controlled aspherical surface by recording the measured value b, by qualifying step Ii of the interference field used to obtain topographic interferograms.

Описываемый способ не требует наличи  детали с эталонной поверхностью сложного профил , выполненной по расчетному уравнению оптимальной поверхности сравнени  и ат- тестованной с точностью на пор док выше требуемой точности изготовлени . В описываемом способе рассчитывают и изготавливают плоский эквивалент эталонной топограммы, транспарант 9, соответствующий примен емому объективу в системе 2, фop  рующей изображение топограммы поверхности детали, и помещгиот его в плоскость изображени  данного объектива, сопр женную с плоскостью наводки на кзнтролируемую поверхность 19. Таким образом, получают синтезированное изображение эталонной топограммы, т.е. синтезированное изображение топогра1 влы эталонной поверхности, причем под эталонной поверхностью понимают математически заданную поверхность сложного профил , (гоответствуйвдую расчетному уравнению контролируемой поверхности или иной выбранной поверхности сравнени  (ступенчата  поверхность). Синтезированное изображение выполн етс , например/ в виде транспаранта, т.е. сисsetaa непрозрачных полос на прозрачной подложке.The described method does not require the presence of a part with a reference surface of a complex profile, made according to the calculated equation of the optimal comparison surface and tested with an order of magnitude higher than the required manufacturing accuracy. In the described method, a flat equivalent of the reference topogram, a transparency 9, corresponding to the lens used in the system 2, fronting the image of the topogram of the surface of the part, is calculated and made, and placed in the image plane of this lens, paired with the plane of the target surface 19. Thus , a synthesized image of the reference topogram is obtained, i.e. a synthesized image of the topographs of the reference surface, and the reference surface is understood to be the mathematically given surface of a complex profile (corresponding to the calculation equation of the surface to be tested or another selected comparison surface (step surface). The synthesized image is performed, for example / in the form of a banner, i.e. a system seta opaque stripes on a transparent substrate.

Транспарант 9 должен иметь подвижки в трех взаимно перпендикул рных иаправ лени х дл  точного сопр жени  двух изображений топограмм (детали и эталона), при котором будет наблюдатьс  максимальный контраст муаровых полос, а также дл  того,чтобы совместить кра  двух изрбргикений. .Естественно, размер синтезированного изображени  на транспаранте 9 должен быть равен размеру изображени , которое фор«юруетс  объективом системы 2. Это достигаетс  в процессе синтеза транспаранта 9 с учетом масштаба изображени , даваемого объективом системы 2.The transparency 9 must have movements in three mutually perpendicular and directional lines for exact conjugation of two images of topograms (detail and reference), at which the maximal contrast of the moire strips will be observed, as well as in order to combine the edges of the two surfaces. Naturally, the size of the synthesized image on the transparency 9 must be equal to the size of the image, which is shaped by the lens of system 2. This is achieved during the synthesis of the transparency 9, taking into account the scale of the image given by the lens of system 2.

Дл  того, чтобы наблюдать интерференционные полосы на всей контролируемой поверхности 19 (в случае осесимметричных поверхностей это половина меридионального сечени  с небольшим переходом-; за вершину поверхности точки О) или щюектировать их с помощью оптической с стемл, необходимо увеличить разрешающую способность системы 2 н.ориентировать эту систему.2 в направлении/ близком к направлению нормали к средней зоне меридионального сечени  контролируемой поверхности 19, при этом, по возможност и , стара сь приблизить это нап авление к нормали, участка поверхности с максимальной пространственной частотой интерференционных полос,In order to observe interference fringes on the entire test surface 19 (in the case of axisymmetric surfaces it is half the meridional section with a small transition; the top of the point O), or to opt them using optical with stems, it is necessary to increase the resolution of the system 2 N. This system.2 in the direction / close to the direction of the normal to the middle zone of the meridional section of the test surface 19, while, if possible, try to bring this direction closer to mali, surface portion with a maximum spatial frequency of the interference fringes,

Таким образом, в описываемом, способе система 2, формирующа  изображение топограммы контролируемой поверхности детали, и интерференционное поле в виде р да эквидистантных плоскостей ориентируютс  под расчетными углами у и ft отно0 сительно оси симметрии контролируемой поверхности 19, совпгщающей с осью вращени  ее на шпинделе 10 станка. При этом оптическа  ось указанной системы 2 пересекает ось симметрии детали 18 в заданной точ5 ке С. .Длд произведени  контрол  необходимо установить транспарант 9,  вл ющийс  синтезированным изображением эталонной топограммы, в плоскости изображени  развернутой на Thus, in the described method, the system 2, which forms the image of the topogram of the surface of the part being monitored, and the interference field in the form of a series of equidistant planes are oriented at the calculated angles y and ft relative to the axis of symmetry of the surface 19, coinciding with the axis of rotation on the spindle 10 of the machine . In this case, the optical axis of the specified system 2 intersects the axis of symmetry of the part 18 at a given point C. C. For the inspection, you must install a transparency 9, which is a synthesized image of the reference topogram, in the image plane unfolded on

0 системы 2,совместив реперныр отметки на транспаранте 9 и ,на изображении топограммы. Шаг полученных муаровых полос измер етс  в / проход щем свете сканирующим одно5 координатным устройством (не показано ) , установленным за плоскостью изображени  системы 2.0 of system 2, aligning the reference mark on the banner 9 and, on the image of the topogram. The pitch of the resulting moire fringes is measured in / transmitted light by a scanning one5 coordinate device (not shown) mounted behind the image plane of system 2.

Описанный способ позвол ет контролировать отклонение формы осесим0 метричных асферических поверхностей высшего пор дка с точностью 2-5 в угловой мере и обеспечивает повышение производительности.The described method makes it possible to control the deviation of the shape of the axisymmetric aspherical surfaces of higher order with an accuracy of 2-5 in the angular measure and provides an increase in productivity.

Ввиду прин той системы ориентации In view of the adopted orientation system

5 основных компонентов принципиальной схемы, реализующей способ, получаема  муарова  картина  вл етс  однозначной без ориентации контролируемой поверхности по трем базо0 вым точкам, Осесимметричность указанной поверхности позвол ет контролировать отклонени  формы в.различньы меридиональных сечени х при посто нной установке транспарант изображени  эталонной топограммй. The five main components of the concept that implements the method, the moire pattern obtained is unambiguous without orientation of the test surface over three base points. The axisymmetry of this surface allows one to control deviations of shape in different meridional sections with a constant installation of the image of the reference topogram.

5 При этом наблюдение муаровой картины и измерение шага муаровых полос производ тс  в реальном времени. Дл  определени  отклонени  формы в выбранной зоне асферической по0 верхности достаточно измерить шаг соответствующей муаровой полосы без необходимости определени  местоположени  данной полосы огносительно начала координат.5 In this case, the observation of the moire pattern and the measurement of the pitch of the moire stripes are carried out in real time. To determine the shape deviation in the selected area of the aspherical surface, it is sufficient to measure the pitch of the corresponding moire band without the need to determine the location of this band relative to the origin.

5five

Изобретение позвол ет с высокой точностью и производительностью осуществл ть контроль отклонени  формы осесимметричных асферических поверхностей в процессе их формо0 образовани  без съема деталей со шпиндел  станка.The invention allows, with high accuracy and productivity, to control the deviation of the shape of axisymmetric aspherical surfaces during their formation without removing parts from the machine spindle.

Claims (1)

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ, заключающийся в том, что получают изображения топограммы поверхностей контролируемой детали и эталона, совмещают эти изображения, получают муаровую картину в виде муаровых полос, по шагу кото рых судят об.отклонении форвы поверхности детали, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля деталей с осесимметричными асферическими поверхностями высшего порядка, устанавливают перед совмещением изображений то- , пограмм оптическую ось системы, формирующей изображение топограм№1 поверхности детали, соосно с ее осью симметрии, направляют на поверхность детали интерференционное поле с эквидистантным шагом полос под заданным углом, устанав ливают указанную систему относительно оси симметрии детали на угол, определяемый разрешающей dnoco6ностью этой системы и направлением нормами к участку поверхности детали с максимальной частотой наблюдаемых интерференционных полос.THE METHOD FOR CONTROLING THE SURFACE FORM OF THE SURFACE OF DETAILS OF COMPLEX FORM, which consists in the fact that they obtain topographic images of the surfaces of the controlled part and the standard, combine these images, obtain a moire pattern in the form of moire stripes, by the step of which they judge the deviation of the shape surface of the part, distinguishing with the fact that, in order to increase the accuracy and performance of control of parts with axisymmetric aspherical surfaces of higher order, they set the optical axis with the optical axis before combining the images of the system forming the image topogram 1 1 of the part’s surface, coaxially with its axis of symmetry, directs an interference field with an equidistant stripe pitch at a given angle to the part’s surface, sets the specified system relative to the symmetry axis of the part at an angle determined by the resolution dnoco6 of this system and the direction of the norms the surface area of the part with the maximum frequency of the observed interference bands. Сл эо >SL eo>
SU823426575A 1982-04-19 1982-04-19 Method of checking complex-shaped part furnace form deviation SU1065683A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823426575A SU1065683A1 (en) 1982-04-19 1982-04-19 Method of checking complex-shaped part furnace form deviation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823426575A SU1065683A1 (en) 1982-04-19 1982-04-19 Method of checking complex-shaped part furnace form deviation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1065683A1 true SU1065683A1 (en) 1984-01-07

Family

ID=21007776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823426575A SU1065683A1 (en) 1982-04-19 1982-04-19 Method of checking complex-shaped part furnace form deviation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1065683A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2263279C2 (en) * 2002-03-04 2005-10-27 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Method and device for interferometric measuring of shape deviation of optical surfaces
RU2264595C2 (en) * 2002-02-26 2005-11-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Scanning interferometer for measuring deviation of optical surfaces shape

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Вест И. Голографическа интерферометри . М., Мир, 1982, с.467-468.2. АЬгагойрА N. Laser Focus, 4, december, 1968, p.26 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2264595C2 (en) * 2002-02-26 2005-11-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Scanning interferometer for measuring deviation of optical surfaces shape
RU2263279C2 (en) * 2002-03-04 2005-10-27 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Method and device for interferometric measuring of shape deviation of optical surfaces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6714308B2 (en) Rapid in-situ mastering of an aspheric fizeau
CN100395517C (en) Sensing device for three-dimensional shape measurement and measurement method thereof
JP3309743B2 (en) Shape measuring method and device
CN1506768B (en) Alignment system and method for photoetching system
US6771375B2 (en) Apparatus and method for measuring aspherical optical surfaces and wavefronts
US5790253A (en) Method and apparatus for correcting linearity errors of a moving mirror and stage
US6055056A (en) Device for non-contact measurement of the surface of a three dimensional object
US4167677A (en) Optical device for the alignment of two superimposed objects
KR20000070669A (en) Interferometer system and lithographic apparatus comprising such a system
CN102384721A (en) Method for operating a dual beam chromatic point sensor system for simultaneously measuring two surface regions
EP2369319A2 (en) Aspheric object measuring method and apparatus
JPS6351241B2 (en)
CN106154764A (en) Alignment measurement apparatus
US6674512B2 (en) Interferometer system for a semiconductor exposure system
SU1065683A1 (en) Method of checking complex-shaped part furnace form deviation
CN108413875A (en) A kind of adjustable non-contact type high-precision length measuring system of scale
EP1585938B1 (en) Optical measuring process and precision measuring machine for determining the deviations from ideal shape of technically polished surfaces
US20250123094A1 (en) System and method for interferometric measurement alignment
JP2576576B2 (en) Interferometry method and Fizeau interferometer using the same
DE102006042007A1 (en) Interferometer system, has measurement channel for providing signal indicating measurement along path, and another measurement channel for providing signal indicating measurement having component one direction
JP2003269909A (en) Shape measuring method and interference measuring apparatus, manufacturing method of projection optical system, and projection exposure apparatus
JPH02188907A (en) Face-position detection apparatus
JPH03156305A (en) Aspherical-shape measuring apparatus
JP2003035526A (en) Transmission zone plate, reflection zone plate, shape measuring method, interference measuring device, and method of manufacturing projection optical system
JPH08110214A (en) Flat plate having computer generated hologram and surface accuracy measuring method using the same