Двумерный лазерный триангулятор

СФ ФИАН

Самарский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Двумерный лазерный триангулятор - это автоматизированная оптико-электронная система координатных измерений зеркально-отражающих поверхностей вращения. Он представляет собой прототип системы, предназначенной для контроля геометрической формы рабочих поверхностей вращения изделий машиностроения. В данной версии (рис.1) триангулятор оптимизирован для контроля отклонений формы внешних рабочих поверхностей деталей подшипников.
В варианте с матричным ПЗС в качестве фотоприемника с помощью триангулятора одновременно измеряются профиль и отклонение от круглости, с выделением таких ее составляющих, как гранность и волнистость. В этом варианте также можно получать топограмму участка контролируемой поверхности.
При использовании линейного ПЗС триангулятором измеряются сложные профили поверхностей вращения.
Способ измерения (пат. 2109250 Россия) включает в себя сканирование объекта узким сфокусированным пучком света и регистрацию координат зеркально-отраженного пучка.

Рис.1. Измерительный преобразователь системы

Рис.2. Результаты метрологических испытаний: данные с дефектной детали, 1 - полученные триангулятором, 2 - контактным кругломером; 3, 4 - данные с бездефектной детали; 5 - повторяемость измерений триангулятора с одного и того же освещенного участка детали

По сравнению с существующими аналогами, триангулятор предъявляет существенно менее жесткие требования к геометрическим и кинематическим погрешностям сканера. Он способен адаптироваться к форме поверхности. Устройство оснащено компьютером, выполняющим функции управления его работой и диалога с пользователем.

Основные технические характеристики:

Диапазон размеров контролируемых поверхностей: диаметр от 6 до 20 мм; высота до 20 мм; конусность - от -15 до 15 градусов; радиус кривизны не менее 2,5 мм по абсолютной величине.

Вес контролируемой детали - до 0,5 кг.

Размер светового пятна на контролируемой поверхности - от 0,03 до 0,07 мм.

Количество отчетов радиального профиля - до 600 на оборот.

Дискретность отчетов расстояния между радиальными профилями - 2,5 мкм.

Погрешность измерения усредненного профиля - 0,1 мм.

Погрешность измерения амплитуды гранности и волнистости 0,2 мкм (рис. 2)

Время сканирования одного профиля поверхности от 1 до 5 мин. (в зависимости от требуемого пространственного разрешения).

Контакты:

В.Г. Волостников coherent@fian.smr.ru;
Физический институт им. П.Н. Лебедева, Самарский филиал.