Спосіб контролю площинності граней багатогранних призм

1 Спосіб контролю площинності граней багатогранних призм, який полягає втому, що на конт рольовану грань направляють колімоване світлове випромінювання, який відрізняється тим, що розбивають грань на задані ділянки, з використанням відбитого випромінювання вимірюють плоскі кути між нормалями до різних ділянок контрольованої грані і за отриманими значеннями кутів роблять висновок про відхилення від площинності 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що різні ділянки граней призми вибирають за допомогою маски, відкрите вікно якої пересувають по поверхні контрольованої грані багатогранної призми Запропонований спосіб відноситься до вимірювальної техніки, зокрема, до засобів вимірювання форми поверхонь Відомий спосіб вимірювання площинності, який полягає в тому, що на контрольовану поверхню накладають плоске прозоре спробне скло, і по КІЛЬКОСТІ і формі інтерференційних смуг роблять висновки про площинність контрольованої поверхні (див, наприклад, книгу Бурдун Г Ф , Бирюков ГС , Богуславский М Г и др "Линейные и угловые измерения", М , Изд-во стандартов, 1977, с 247248) Недоліком цього способу є те, що він потребує механічного контакту спробного скла з контрольованою поверхнею, що може призвести до ушкодження контрольованої поверхні Відомий також безконтактний оптичний спосіб контролю площинності граней твердого тіла, який полягає втому, що на контрольоване тіло направляють два монохроматичні промені з різними довжинами хвиль, одержують інтерференційну картину, за результатами аналізу якої судять про площинність граней (див а с СРСР № 815493 кл G01B 11/30 1981 р) Цей спосіб прийнятий за прототип Проте апаратура, що побудована з використанням прототипу, складна та дорога В основу винаходу поставлено задачу удосконалити спосіб контролю площинності граней багатогранних призм шляхом використання для контролю площинності широко застосовуваних засобів вимірювань геометричних величин замість спеціальної апаратури Поставлена задача вирішується тим, що в способі контролю площинності граней багатогранних призм, який полягає в тому, що на контрольовану грань направляють колімоване світлове випромінювання, який відрізняється тим, що, з використанням відбитого від контрольованої грані випромінювання, вимірюють плоскі кути між нормалями до різних ділянок контрольованої грані, і за отриманими значеннями кутів роблять висновок про відхилення від площинності Зниження витрат на проведення вимірювань досягається завдяки тому, що для контролю площинності замість спеціальної дорогої апаратури використовують широко застосовувані в промисловості гоніометри На фіг 1 як приклад наведений пристрій, що реалізує запропонований спосіб На фіг 2 наведена призма, площинність однієї з граней якої підлягає вимірюванню Привід 1 кінематично пов'язаний із поворотним пристроєм 2, на якому розташовані лазерний гіроскоп 3 і контрольована призма 4 На грань призми 4, площинність якої необхідно контролювати, встановлена непрозора маска 5 з відкритим вікном 6 Поруч із призмою 4 розташований фотоелектричний автоколіматор 7, який візує грані призми 4 Електричні виходи автоколіматора 7 і лазерного гіроскопа 3 зв'язані з пристроєм обробки інформації 8 Сутність запропонованого способу полягає в наступному Вибирають положення ідеальної площини, со Ю 53172 відносно якої вимірюють площинність реальної грані, наприклад, таким чином, щоб ідеальна площина на деякій довжині збігалася з однією з ділянок контрольованої грані Наприклад, така ідеальна площина на фіг 2 зображена перпендикулярною до площини креслення і проходить через точки А та О і на ДІЛЯНЦІ АВ збігається з однією з ділянок контрольованої грані 10 Ідеальну площину розбивають на ділянки з відомою довжиною / (наприклад, у нашому випадку АВ, ВС, СМ, МО, фіг 2) Безпосередньо на контрольованій грані (поверхні) 10 це будуть проекції АВ, BD, DK, КО За допомогою гоніометра вимірюють плоскі кути фі, ф2, фз, Ф між нормаллю до 4 базової грані (у нашому випадку грані 9) і нормалями до ділянок на контрольованій грані 10 призми Один з виміряних кутів приймають за номінальний, наприклад, кут фі Потім обчислюють різницю Дф! = ф 2 - фі, Д ф 2 = фЗ " Ф1, А ф з = Ф4 " Ф1 Після ЦЬОГО обчислюють відхилення (1) h-i = І • tgAcp-i, h 2 = І • tgДф2, h 3 = І • tgДфз (2) Відхилення Н точок D, К, О від ідеальної площини визначають як H D = DC = hi Нк= КМ= hi + h2, (3) Но= ОО1 = hi + ri 2 + h 3 Для підвищення точності вимірювання довжину ділянок І необхідно вибирати якнайменшою Слід зазначити, що відхилення від ідеальної площини може задаватися у різний спосіб (наприклад, шляхом визначення відхилень від ідеальної площини, що лежить на двох виступах контрольованої поверхні, або шляхом відхилення від площини, що проходить через дві точки, які лежать на ребрах грані, і т і) За допомогою запропонованого способу можуть бути реалізовані практично усі форми представлення площинності Виділення ділянок для вимірювання кутів може здійснюватися за допомогою непрозорої маски з відкритим вікном (прорізом) Таку маску можна переміщувати по контрольованій поверхні як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках, відкриваючи нові ділянки грані для вимірювання кутів 3 використанням цього найпростішого пристрою може бути проведене вимірювання кутів по всій контрольованій поверхні В якості опорної поверхні, від якої проводиться ВІДЛІК кутів, може виступати будь-яка з граней контрольованої призми Високих вимог щодо площинності опорної поверхні не пред'являється, проте вона повинна бути стабільною під час вимірювань Спосіб дозволяє проводити вимірювання пло щинності всіх граней багатогранної призми Для цього маска повинна мати вікна на всіх контрольованих гранях, і вони можуть переміщатися на одну й ту саму відстань одночасно Запропонований спосіб доцільно використовувати для контролю площинності граней багатогранних призм, які використовуються в метрології Пристрій, що реалізує запропонований спосіб, працює наступним чином За допомогою приводу 1 приводиться в обертання поворотний пристрій 2 із розташованим на ньому лазерним гіроскопом 3 і контрольованою призмою 4 В моменти часу, коли візирна вісь фотоелектричного автоколіматора 7 перпендикулярна до однієї з поверхонь призми 4, що відбивають, на виході фотоелектричного автоколіматора одержують електричний імпульс Пристрій обробки інформації 8 підраховує КІЛЬКІСТЬ періодів сигналу лазерного гіроскопа між двома імпульсами автоколіматора, які отримані від двох граней призми і визначає таким чином плоский кут між двома нормалями до цих двох граней Блоки 1, 2, 3, 7, 8 представляють собою гоніометр У випадку, показаному на фіг1, вимірюється кут між нормалями до ВІДЛІКОВОІ грані призми 4 і до відкритої за допомогою маски 5 ділянки (вікна) 6 іншої грані цієї призми Після вимірювання першого кута за допомогою маски 5 відкривають іншу ділянку контрольованої грані і проводять вимірювання кута Послідовно відкриваючи нові ділянки грані, виконують вимірювання плоских кутів в кожному з нових положень маски Виміряні кути запам'ятовуються пристроєм 8, і, після закінчення вимірювань, інформація обробляється ВІДПОВІДНО ДО виразів (1), (2), (3), за якими обчислюється площинність контрольованої грані Якщо вимірюється площинність граней багатогранної призми, маска може мати відкриті ділянки на всіх гранях, і за один оберт поворотного пристрою можуть проводитися вимірювання всіх кутів при цьому положенні маски Потім маска переміщається, і знову виконуються вимірювання всіх кутів Після вимірювання кутів у всіх положеннях маски обчислюють площинність граней призми Переваги запропонованого способу полягають у наступних Зменшується час вимірювання, тому що одночасно з вимірюванням кутів можна вимірювати і площинність граней призм Економляться кошти, тому що відпадає необхідність у придбанні спеціальної дорогої апаратури для вимірювання площинності, наприклад, інтерферометра, а можна використовувати гоніометр як для вимірювання кутів, так і для контролю площинності Це особливо важливо для невеликих підприємств, яким важко придбати дорогий прилад для контролю площинності 53172 10 Фіг. 2 Фіг 1 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24