SU842402A1 - Устройство дл допускового контрол РАзМЕРОВ издЕлий - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТЮЛЯ РАЗМЕРОВ ИЗДЕЛИЙ раций привод т к резкому сгоЬкению точности контрол . Кроме того, извес ное устройство предназначено дл  конт рол  изделий с небольшими размерами (единицы мм). При использовании его дл  контрол  изделий с большими размерами ( 20-40 мм) происходит существенное снижение TO4HocTHj4TO практически исключает возможность испол1&зовани  устройства дн  допускового конт рол . Вместе с тем, это устройство критично к ориентации издели  на измерительной позиции и требует дл  повьшзени  точно9,ти.н чувствительности изготовлени  оптических фильтров дл  различных типов контролируемых изде .лий. При увеличении., размеров издели  . происходит уменьшение рассто ний меж ду дифракционными пор дками в его спектре, при этом повышаютс  требова ни  к разрешению и точности изготовлени  и установки оптического фильтр в устройстве контрол . К недостаткам устройства следует также отнести-сни . жение точности контрол ,обусловленно вли нием апертуры обЬ&ктквов при регистрации голографического фильтра и при контроле, Таким образом, недостатками устро ства  вл ютс  низка  виброустойчивость , ограниченный диапазон контролируемых размеров и низка  точность контрол . Цель изобретени  - позьшзение виброустойчивости , расширение диапазона контролируемых размеров и повышение точности контрол . Поставленна  цель достигаетс  тем что известное устройство снабжено по ледовательно расположенными между оптическим и голографическим фильтра ми, вторым объективом обратного преобразовани  Фурье, фазовой маскойj полевой диафрагмой и вторым объективом пр мого преобразовани  Фурье. На чертеже изображена приндипиаль на  схема устройства дл  допускового контрол  размеров изделий. Устройство содержит лазер 1, оптнч ескую систему 2 формировани  опор ного и предметного световых пучков, на пути последнего из которых устанавливаетс  изделие 3, объектив 4 пр мого преобразовани  Фурье, оптически фильтр 5,объектив 6 обратного преобразовани  Фурье, фазовую маску 7, полевую диафрагму 8, объектив 9 пр мого преобразовани  Фурье, голрграфический фильтр 10, объектив П обратного преобразовани  Фурье, диафрагму 12 и фотоприемник 13. . Устройство рабО:,тает следующим образом . Вначале получают голографический фильтр с импульсным откликом в виде пол  допусков. Дл  этого на измерительной позиции устанавливаетс  эталонное изделие, которое освещаетс  предметным световым пучком. Объектив 4 в задней фокальной плоскости формирует пространственный спектр эталонлого издели , который модулируетс  оптическим фильтром 5. С помощью этого фильтра и объектива 6 в задней фокальной плоскости объектива 6 формируетс  световое распределение в виде изображени  пол  допусков, причем величина допуска не зависит от формы эталонного издели  и определ етс  лишь параметрами оптического фильтра 5. Это дает возможность с помощью одного и того же фильтра формировать пол , допусков дл  различных изделий. Поле допуска определ етс  передаточной функцией Н() оптического фильтра (cyc:YOMjtCjy2 . кругова  пространственна  частота) и может иметь вид ; двух световых полос шириной g с амплитудой света разного знака, примыкающих с разных .сторон к границе эталонного издели  (при in) . Световое распределение в виде по-л  допусков модулируетс  затем фазовой маской 7, котора  обеспечивает случайный закон изменени  фазы снег тового распределени  по полю на Т(в качестве фазовой маски может быть использован обычный диффузнь Й рассеиватель ). Расположенна  далее полева  диафрагма 8, установленна  в плоскости изображени , пол  допусков, задерживает световой поток, соответствующий изображению границ апертур объективов . Кроме того, эта диафрагма может быть использована дл  выделени  нужного фрагмента пол  допусков. Следующий далее объектив 9 формирует в своей задней фокальной плоскости пространственный спектр эталонного пол  допусков , который голографически регистрируетс  с помощью опорного пучка , формируемого оптической системой 2 дл  получени  голографического

фильтра 10- Использование фазойой маеки 7 при записи голографического фильтра позвол ет более равномерно распределить световой поток в спектральной плоскости объектича 9 и тем 5 самым обеспечить более оптимальные услови  дл  линейного режима регистрации голографического фильтра.

После получени  голографического фильтра устройство используетс  не- ю посредственно дл  контрол . При этом оптическа  система формировани  опорного и предметного световых пучков формирует лишь один предметный пучок , освещающий контролируемое из- 15 делив 3, которое устанавливаетс (или движетс ) на измерительной позиции. Объектив 4 формирует пространственный спектр издели , модулируемый оптическим фильтром 5. Объектив 6 про- 20 ектирует изображение контролируемого издели , имеющ.его вид двух световых полос шириной € , примыкающих с разных сторон к границе издели , в плоскость фазовой маски 7, 25

Фазова  маска 7 при этом приводитс  во вращение .и тем самьм осуществл етс  разрушение пространственной когерентности светового потока во времени . 30

Расположенна  далее диафрагма 8 задерживает световой поток, соответствующий изображени м границ апертур объективов. Объектив 9 формирует спектр изображени  контролируемого 3f. издели  в плоскости голографического фильтра 10, где осуществл етс  его перемножение с записанным на голограг фическом фильтре спектром эталонного пол  допусков. Объектив 11 в своей 40 задней фокальной плоскости формирует световое распределение, соответствующее коррел ционной функции изображени  контролируемого издели  и эталонного пол  допусков.45

С помощью диафрагмы 12 и фотоприемника 13 выдел ют и интегрируют световой поток в центральной области коррел ционной картины. Вращение фа- у зоной маски 7 приводит к изменению во времени спектра контролируемого изде ЛИЯ в плоскости голографического фильтра 10. Усреднение сигнала с фотоприемника 13 по времени дает воз- „ можность получить сигнал, пропорциональный коррел ционной функции не ам-, Ш1итуд, а интенсивностей эталонного пол  допусков и светового распределени , соответствующего изображению контролируемого издели  в плоскости полевой диафрагмы 8.

При этом вид сигнала слабо зависит от смещений голографического фильтра вдоль и поперек оптической оси, что позвол ет снизить требовани  к точности установки этого фильтра (до нескольких мм) и повысить виброустойчивость устройства.

Что касаетс  оптического фильтра 6, то вследствие радиальной симметрии и довольно грубой структуры (по сравнению с голографическимк фильтрами с тонкой структурой), требовани  к точности его установки заметно ниже требований,предь вл емых к гологра-. фическому фильтру в известном устройстве . Годность издели  или величину отличи  его от эталонного изде ЛИЯ определ ют по величине сигнала с фотоприемника.

Как показали зкспертментальные исследовани  устройство позвол ет проводить допусковый контроль и расширить диапазон размеров контролируемых изделий, который ограничиваетс  лишь величиной апертуры используемых объективов и может составить, например, 30-40 мм дл  объективов с апертурами 50-60 мм. При этом значительно повыситс  виброустойчивость устройства вследствие снижени  требований к точности установки голографического фильра (с 5 мкм в известном устройстве до единиц мм) и уменьщитс  вли ние апертур объективов при запись голографичес1сого фильтра и непосре ственно при контроле.

Кроме того, возможность сравнени  контролируемого издели  с полем допусков позвол ет снизить требовани  к точности ориентации издели  и исключить необходимость изготовлени  и использовани  дополнительных оптических фильтров (с целью увеличени  чувствительности) дл  различных

изделий

I. - ;

Claims (2)

1.Мировицкий Д. И.,Пичурин А. П. и Шанин В. М. Автоматическое установление признаков расхождени  у нескольких сравниваемых объектов одного класса,-Сб. Проблеьаа гологра-фии М,, 1973,1вьт. П, с. 236-241.

I

2.Indebetouw G,,,Tschudi Т., Steffen I. Optical processing technigues in the gualityvcontrol of micromechanies.Appl. aptic 1978,

V. 17, p. 911.