Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Если такие же отступления от ближайшей сферы имеют вогнутые поверхности крупногабаритных деталей, то их контроль осуществляется с помощью неравноплечего интерферометра [3.15]. Так как в этом случае настройка прибора на получение картин, подобных показанным на рис. 3.54 и 3.55, затруднена, необходимо прибегать к обработке интерферограмм с помощью ЭВМ.
Рис. 3.54. Интерференционная картина — система колец при контроле асферической поверхности
Рис. 3.55. Интерференционная картина — система полос при контроле асферической поверхности
190
Рис. 3.56. Схема интерферометра ИКП-1 для контроля выпуклой гиперболической поверхности
Асферические поверхности вращения 2-го порядка контролируют несколькими способами. Наиболее распространенным из них является контроль с помощью вспомогательных сферических поверхностей [3.16]. На этом принципе построен, например, интерферометр ИКП-1, который используют для проверки местных ошибок эллиптических, гиперболических и параболических поверхностей. На рис. 3.56 изображена схема прибора для контроля выпуклой гиперболической поверхности. Монохроматический источник света 8 с помощью конденсора 7 освещает малое отверстие диафрагмы 6, расположенной в фокальной плоскости объектива 5. Выходящий из объектива параллельный пучок светоделительной пластиной 4 делится на два когерентных — рабочий и референтный. Рабочий пучок направляется к микрообъективу 3, с фокусом которого F' совмещен передний фокус F1 выпуклой гиперболической поверхности проверяемой детали 1. Со вторым фокусом F2 гиперболической поверхности совмещен центр кривизны О образцовой сферы 13. Последовательно отразившись от проверяемой поверхности и образовой сферы, рабочий пучок возвращается в обратном направлении и на светоделительной пластине встречается с референтным пучком, путь которого к плоскому зеркалу 2 и обратно показан на рисунке стрелками. В результате наложения указанных пучков образуется интерференционная кар-
191
Рис. 3.57. Ход лучей и расположение деталей при интерференционном контроле различных асферических поверхностей: а — выпуклой и вогнутой гиперболических; б — выпуклой и вогнутой эллиптических; в — выпуклой и вогнутой параболических
Рис. 3.58. Схема контроля вогну- Рис. 3.59. Схема контроля вогнутой той параболической поверхности эллиптической поверхности
тина, по виду которой можно судить о качестве проверяемой поверхности. Картина наблюдается с помощью телескопической лупы, состоящей из компонентов 9-12. Совмещение Fj с F' и F2 с О осуществляется перемещением деталей 1 и 13, которые устанавливаются соответственно на каретках и К2.
При контроле выпуклых гиперболических поверхностей иногда требуется использовать вспомогательную сферу очень большого диаметра. Альтернативой может быть схема, в которой применяются два последовательно расположенных зеркала сравнительно небольших диаметров [3.38].
Ход лучей и взаимное расположение деталей 1 и 13 при контроле поверхностей других видов показаны на рис. 3.57-3.59 (S1; S2 — образцовая и проверяемая поверхности; и1ии2 — апертурные углы в геометрических фокусах; остальные обозначения см. рис. 3.56).
Как видно из рис. 3.56-3.57, все образцовые поверхности имеют в центре отверстия, а проверяемые (рис. 3.56-3.59) — неконтролируемый участок, диаметр которого зависит от вида и параметров асферической поверхности и может быть определен в каждом конкретном случае.
Относительные отверстия проверяемых за один прием участков поверхностей зависят от апертуры А объектива 3. В приборе ИКП-1 А <0,5. Погрешность контроля находится в пределах 0,2 полосы.
На практике используют также модификации показанных на рис. 3.56-3.59 схем. Так, при контроле вогнутой параболической поверхности применяют схему, приведенную на рис. 3.58, при контроле вогнутой эллиптической поверхности — схему, приведенную на рис. 3.59.
В полярном сканирующем интерферометре [3.39] (рис. 3.60) свет от монохроматического источника 1 через конденсор 2, диафрагму 3 и светоделительное зеркало 4 с помощью зеркал 6,11, 10 и объективов 21 и 9 направляется в виде пучка, сходящегося в точке F на оси О—О. С этой же точкой совмещен центр кривизны сферической эталонной поверхности мениска 8 и измеряемой асферической поверхности 7. Интерференционная картина, образовавшаяся в зазоре между поверхностями 7 и 8, наблюдается на последовательных участках диаметрального их сечения с помощью враще-
193
Рис. 3.60. Оптическая схема полярно-координатного интерферометра (а) и пример интерференционной картины в поле зрения
прибора (б)
ния головки интерферометра (6, 9,10,11, 21) при неподвижной окулярной части — светоделительного зеркала 4, объективов 18 и 16, шкалы 14 и окуляра 13. Одновременно в поле зрения видна шкала лимба 5, проецируемая зеркалами 19 и 12, линзой 20 и призмой 15 в плоскость шкалы 14. Призма Дове 17 служит для компенсации поворота изображения, возникающего при вращении головки. Интерференционная картина, перемещаясь по полю зрения, характеризует изменения зазора между эталонной и исследуемой поверхностями, соответствующие отклонениям (табл. 3.21) измеряемого профиля от окружности при А. = 0,589 мкм. На рис. 3.60, б показана интерференционная картина, наблюдаемая в окуляр прибора.
