Введение
ГЛАВА 1 Обзор и анализ оптических теневых проекционных методов и систем измерений геометрических размеров объектов 13
1.1 Существующие теневые проекционные методы контроля объектов 13
1.2 Сравнительный анализ характеристик существующих теневых измерителей 21
1.3 Обзор телецентрических объективов 22
Выводы по главе 1 30
ГЛАВА 2 Формирование теневого изображения трехмерных объектов телецентрической системой и определение положения их границ 32
2.1 Расчет профиля теневого изображения объемного края в частично-когерентном свете 32
2.1.1 Формирование теневого изображения тонкого объекта 35
2.1.2 Формирование теневого изображения трехмерного объекта 38
2.2 Способы определения положения границ изображения трехмерного объекта 41
2.2.1 Способ на основе расчетного порога 42
2.2.2 Способ на основе расчета корректирующей добавки 48
Выводы по главе 2 50
ГЛАВА 3 Проектирование оптических схем телецентрических объективов с улучшенными характеристиками 52
3.1 Описание объектов измерения и их контролируемых параметров 52
3.2 Общие требования к разрабатываемым объективам 55
3.3 Расчет телецентрических объективов 60
3.3.1 Телецентрический объектив "Кольцо" 0,155Х 64
3.3.2 Телецентрический объектив "КБК" 0,189Х 66
3.3.3 Телецентрический объектив "Решетка" 0,097Х 69
3.4 Анализ влияния остаточных аберраций и допусков изготовления разработанных объективов
3.4.1 Анализ аберраций компонентов объектива 75
3.4.2 Моделирование изменения дисторсии вдоль оптической оси 77
3.4.3 Моделирование телецентричности объектива по полю 77
3.4.4 Моделирование телецентричности объектива при смещении объекта вдоль оптической оси 79
3.4.5 Оценка влияния допусков на дисторсию объектива 80
3.4.6 Тепловой анализ объектива 81
Выводы по главе 3 83
ГЛАВА 4 Экспериментальные исследования теневого проекционного канала 85
4.1 Используемые компоненты системы 85
4.2 Предварительная юстировка экспериментального стенда 95
4.3 Исследования влияния параметров системы контроля на измеряемый размер трехмерного объекта 96
4.3.1 Влияние относительного отверстия объектива на размер изображения объекта 97
4.3.2 Влияние диаметра осветителя на размер изображения объекта 98
4.3.3 Влияние толщины объекта на размер его изображения 100
4.3.4 Влияние смещения объекта на определение его размера 102
4.3.5 Влияние длины волны осветителя на размер изображения объекта 106
4.4 Методика определения оптических характеристик объектива 109
4.4.1 Определение дисторсии объектива 110
4.4.2 Определение телецентричности объектива 112
4.4.3 Определение ЧКХ и ФРТ объектива 119
Выводы по главе 4 120
ГЛАВА 5 Разработка и испытания оптико-электронных систем размерного контроля геометрии изделий 123
5.1 Оптико-электронная система размерного контроля керамических колец "Кольцо" 123
5.2 Оптико-электронная система размерного контроля плоской и радиусной плитки из бронекерамики "КБК" 128
5.3 Оптико-электронная система размерного контроля бронероликов "УКБр-1" 133
5.4 Результаты метрологических испытаний систем размерного контроля и их анализ 137 Выводы по главе 5 140
Заключение 142
Список сокращений и условных обозначений 145
Список литературы
