Устройство для контроля параллельности осей объектов Советский патент 1991 года по МПК G01B11/26 

-{Г

о ю со со XJ N

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимного положения объектов в машиностроении и строительстве. Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции за счет того, что отпадает необходимость в использовании второго 1 г регистрирующего блока, а все три дифракционных изображения формируются зонной пластиной в плоскости анализа регистрирующего блока на одном расстоянии и четко. Устройство содержит источник 1 излучения, зонную пластину 6, оптическую систему и регистрирующий блок 9. Оптическая система выполнена в виде последовательно установленных полупрозрачного светоделительного кубика 3, отражающих зеркал 4 и 5, ориентированных под углом 45° друг к другу и расположенных по ходу луча за зонной пластиной 6, и пентаприэм 7 и 8. Полупрозрачная диагональ светоделительного кубика 3 расположена под углом 45° к оси выверяемого элемента, пентап риз- мы 7 и 8 установлены симметрично друг друга на опорных точках, а зонная пластина 6 выполнена с зеркальным напылением с одной стороны. 1 ил. сл с

%-

Изобретение относится к измерительной технике, к области геодезического приборостроения и может быть использовано для определения взаимного положения элементов технологического оборудования в строительстве и машиностроении.

Цель изобретения - Повышение точности контроля и упрощение конструкции за счет одновременного ввода функции измеряемых величин угловых уклонений объектов от параллельности и смещения этих же объектов относительно номинального расстояния между ними в регистрирующий блок, при этом отпадает необходимость в использовании второго регистрирующего блока, а также за счет того, что все три дифракционных изображения формируются зонной пластиной в плоскости анализа регистрирующего блока на одном расстоянии и четко.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства,

Устройство содержит последовательно установленные источник 1 излучения с. кол- лимирующей оптикой 2, оптическую систему, выполненную в виде полупрозрачного светоделительного кубика 3, двух отражающих зеркал 4 и 5, ориентированных под углом 45° друг к другу и,расположенных по ходу луча за зонной пластиной 6, и двух гшнтапризм 7 и 8, и регистрирующий блок 9, установленный в конечной точке,

На чертеже приняты следующие обозначения:

I,II-опорные точки, закрепляющие технологическую ось сооружения;

А, В - базовые точки контрольного элемента;

i г А, В - базовые точки контролируемого

элемента:

II,II1- опорные точки, закрепляющие параллельную технологическую ось сооружения.

Конструктивные элементы устройства располагаются следующим образом:

источник 1 излучения - на опорной точке I;

светоделительный кубик 3 - на базовой точке А ;

зонная пластина 6 и два зеркала 4 и 5 - на базовой точке Аж;

регистрирующий блок 9 - на опорной точке I1;

пентапризмы 7 и 8 - на симметричных опорных точках II и II1.

Установка и выверка элементов технологического оборудования осуществляются по базовым точкам (т.е. точкам, которые расположены на элементах оборудования и определяют положение технологической оси

самого элемента) относительно технологической оси сооружения, которая закрепляется в натуре двумя опорными точками. При использовании устройства на контрольный элемент конструкции устанавливают источник 1 излучения (лазер) с коллимирующей оптикой 2, полупрозрачный светоделительный кубик 3 и пентапризму 7 устанавливают на базовых точках. При этом

0 луч источника 1 излучения ориентируют по оси контрольного элемента, а полупрозрачная диагональ светоделительного кубика 3 устанавливается под углом 45° к оси контрольного элемента. На контролируемый

5 элемент на симметричных базовых точках устанавливают зонную пластину 6 (ось симметрии зон совпадает с центром базовой точки) с отражающими зеркалами 4 и 5 и пентапризму 8, причем отражающие зерка0 ла 4 и 5 перекрывают только верхнюю часть зонной пластины 6. Плоскость зонной пластины 6 также устанавливается под углом 45° к оси контролируемого элемента. Регистрирующий блок 9 устанавливается в ко5 нечной точке.

При выполнении геометрического условия расположения элементов, т.е. контрольный и контролируемый элементы не имеют взаимного разворота и номинальный раз0 мер между ними соблюдается, луч проходит через коллимирующую оптику 2 и попадает на полупрозрачный кубик 3, где одна часть светового потока отражается и распространяется в направлении зонной пластины 6, а

5 другая часть светового потока проходит через полупрозрачный светоделительный кубик 3 и распространяется в направлении пентапризмы 7. Пентапризмы 7 и 8 разворачивают луч источника 1 излучения на 180°.

0 Отраженный от полупрозрачного светоделительного кубика 3 световой поток падает на зонную пластину б, которая выполнена с зеркальным покрытием со стороны, обращенной к кубику 3. Падающий световой по5 ток частично отражается от зеркальных зон зонной пластины 6 и формирует в плоскости анализа регистрирующего блока 9 дифракционное изображение источника 1 излучения, образуя внешний контур. Другая часть

0 светового потока проходит через зонную пластину б, отражается от зеркал 4 и 5 и выходит строго под углом 90° к падающему лучу и тоже формирует дифракционное изображение источника 1 излучения в пло5 скости анализа регистрирующего блока 9, образуя внутренний контур. При этом, если плоскость зонной пластины 6 расположена к падающему лучу под углом 45°, то оба дифракционных изображения внешнего и внутреннего контура совмещены (выверявмые элементы параллельны друг другу). Световой поток от пентапризмы 8 попадает на зонную пластину б с обратной стороны и, проходя через пластину 6, также формирует дифракционное изображение источника 1 излучения в плоскости анализа регистрирующего блока 9. При этом, если номинальный размер между контролируемыми элементами сохраняется, то полученное дифракци- онное изображение совпадает с дифракционными изображениями от внутреннего и внешнего контуров.

При невыполнении геометрического условия расположения элементов, т.е. контрольный и контролируемый элементы расположены под некоторым углом друг к другу и номинальный размер расстояния между ними не соблюдается, то в плоскости анализа регистрирующего блока 9 наблюдается рассогласование. Дифракционные максимумы изображений смещены друг относительно друга, а именно дифракционные максимумы внешнего контура и проходящего через зонную пластину 6 с обратной стороны пластины по отношению к дифракционному максимуму внутреннего контура, который не меняет своего положения при невыполнении геометрического расположения элементов. Угловой разворот контролируемого объекта определяется по величине смещения дифракционных изображений (дифракционных максимумов) в плоскости анализа регистрирующего блока 9 по формуле

,

где ду - величина смещения дифракционных изображений друг относительно друга внутреннего и внешнего контуров;

FJ - расстояния от зонной пластины б цо плоскости анализа регистрирующего блока 9.

Величина уклонения от номинального размера подсчитывается по формуле

0

5

0

5

0

5

Д

d fi

u+fe

где 5д - величина смещения дифракционных изображений друг относительно друга внутреннего контура и прошедшего через зонную пластину б с обратной стороны;

(1 - расстояние от зонной пластины б до плоскости анализа регистрирующего блока 9;

2 расстояние от зонной пластины 6 до пентапризмы 8.

Формула изобретения

Устройство для контроля параллельности осей объектов, содержащее источник излучения, зонную пластину, оптическую систему и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения конструкции, оптическая система выполнена в виде последовательно установленных полупрозрачного светоделительного кубика и двух расположенных по ходу излучения за-зонной пластиной под углом 45° одно к другому отражающих зеркал и двух пентапризм, последовательно установленных по ходу прошедшего через кубик излучения, а зонная пластина выполнена с зеркальным покрытием со стороны, обращенной к полупрозрачному светоделительному кубику.