Стр. 4 - Оптическая система интерферометра для измерения и контроля формы выпуклых сферических поверхностей большого диаметра

4

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013

лательна идеальная коррекция сферической аберрации объектива. В та-

ком случае рабочий волновой фронт деформируется только погрешно-

стями формы поверхности К.

После отражения от поверхности К рабочий волновой фронт рас-

пространяется в обратном направлении и интерферирует с эталон-

ным волновым фронтом. Интерференционная картина проецируется

на приемник излучения

11

. Вид интерференционной картины опре-

деляется погрешностями поверхности К.

Для настройки интерферометра целесообразно использовать еще

один приемник излучения

13

, на который направляются пучки, сфо-

кусированные на площадку приемника

13

объективом

12

. Изображе-

ния точки

А

при отражении лучей от эталонной и контролируемой

поверхностей формируются на поверхностях

Э

A

′′′

и

К

.

A

′′′

Основное преимущество предлагаемого решения по сравнению с

интерферометром ЮС-170 — бесконтактный контроль формы вы-

пуклой сферической поверхности. При вертикальной ориентации оси

сферического зеркала контролируемая деталь

9

может базироваться

на планшайбе

10

станка.

Задача создания идеального фокусирующего объектива измери-

тельной ветви осложняется тем, что центры кривизны контролируе-

мых поверхностей располагаются на различных расстояниях от зер-

кала

8

. Таким образом, возникает необходимость расчета объектива,

состоящего из одного и того же вогнутого сферического зеркала и

набора сменных эталон-компенсаторов с различными конструктив-

ными параметрами. Очевидно, что поперечные размеры эталон-

компенсаторов повлияют на диаметр неконтролируемой зоны на по-

верхности К, поэтому их следует минимимизировать.

При разработке оптимальной конструкции идеального фокуси-

рующего объектива измерительной ветви интерферометра был про-

веден анализ сочетаний радиусов кривизны и диаметров выпуклых

сферических поверхностей, которые изготавливают в настоящее вре-

мя. Точечная диаграмма (рис. 2) иллюстрирует, что значения радиу-

сов кривизны большинства выпуклых сферических поверхностей,

подлежащих контролю, составляют менее 3 000 мм, а значения их

диаметров лежат в диапазоне 160…400 мм (значительно отличаются

параметры только четырех поверхностей).

Важной характеристикой контролируемых поверхностей являет-

ся их числовая апертура

к.п

sin ,

σ

которую вычисляют по известной

формуле

к.п

sin

,

2

D

r

σ

=

где

к.п

D

и

к.п

r

— диаметр и радиус кривизны контролируемой по-

верхности.