Устройство для контроля прямолинейности образующих поверхности крупногабаритных объектов Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике для контроля и измерения отклонений формы поверхности крупногабаритных объектов.

Известно устройство для измерения отклонений от прямолинейности, содержащее зрительную трубу и визирную марку с перекрестием. Недостатком этого устройства является сложность базирования зрительной трубы и визирной марки относительно контролируемой поверхности,

Известно устройство для контроля плавности линейчатых поверхностей обво- дообразующих элементов стапельной оснастки, содержащее базовые обводооб- разующие элементы, лазерный излучатель с коллиматором, базовый целевой знак, рабочий целевой знак, принятое в качестве прототипа.

Недостатком устройства является невысокая точность измерений отклонений от

прямолинейности образующих из-за отсутствия базовых плоскостей для установки рабочего целевого знака и невозможность использовать устройство при наличии геометрической крутки поверхности.

Цель изобретения - повышение точно- (}ти измерения.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - лазерный излучатель; на фиг.З - целевой знак, на фиг.4 - схема контроля.

Устройство содержит лазерный излучатель 1, целевой знак 2 и базовые обводооб- разующие элементы 3 и 4 (фиг.1). Лазерный излучатель 1 (фиг.2) включает в себя лазер 5, коллиматор 6 и оптический блок 7, состоящий из пентапризмы 8 с клином и пентап- ризмы 9.

Целевой знак 2 (фиг.З) содержит опору 10, состоящую из корпуса 11, двух неподviсо

00

ю

ю

вижных упоров 12 и установочного винта 13, и измерительную головку 14.

Измерительная головка 14 собрана в корпусе 15с цилиндрической осью 16, закрепленной в корпусе 11 опоры 10 на подшипниках 17. В корпусе 15 измерительной головки 14 размещена гильза 18, поджатая пружиной, а на нижнем конце гильзы 18 закреплен щуп 19. В гильзе 18 установлен ползун 20, поджатый пружиной. В верхней части гильзы 18 размещена гайка 21, связанная с гильзой 18 одноподвижной вращательной кинематической парой. В зоне гайки 21 к ползуну 20 прикреплен сухарик 22 с резьбой, который с гайкой 21 образует пару винт-гайка. В пазах корпуса 15 и гильзы 18 размещен кронштейн 23, который прикреплен к ползуну 20 и вместе с последним может совершать возвратно-поступательное перемещение относительно гильзы, а также вместе с гильзой 18 - относительно корпуса 15 измерительной головки 14 при вращении гайки 21.

На кронштейне 23 закреплена мишень 24. Один из штрихов перекрестия мишени

24сделан длиннее, чем другой штрих.

С мишенью 24 шарнирно связано осью

25плоское зеркало 26, на котором нанесена риска. Поворот плоского зеркала 26 осуществляется вращением винта 27.

Контактирующий с объектом конец щупа 19 расположен в плоскости мишени 24.

На оси 16 со стороны установочного винта 13 закреплена планка 28 с двумя одинаковыми по длине упорами 29.

Индикатор 30 закреплен в гильзе 18 и измерительным наконечником контактирует с ползуном 20.

Угловые перемещения измерительной головки 14 на оси 16 осуществляют вращенинем винта 31. Для фиксации ползуна 20 относительно гильзы 18 служит фиксатор 32.

Устройство работает следующим образом. Лазерный излучатель 1 (фиг. устанавливают на контролируемом объекте посадочной поверхностью в соответствующее отверстие базового обводообразующе- го элемента 3, совмещая оси параллельных лазерных лучей, формируемых оптическим блоком 7 (фиг.2) с соответствующими знаками на базовом обводообразующем элементе 4. При этом будет задана координатная система (фиг.4). Параллельные лазерные лучи образуют линии 33 и 34. Они пересекают перпендикуляр 35 к касательной 36 к контуру сечения 37 поверхности и прямую 38 в сечении 39, параллельную перпендикуляру 35 в точках 40, 41 и 42, 43.

В точке 40 забазирован посадочной поверхностью излучатель 1, с точками 42, 43 совмещают оси параллельных лазерных лучей, формируемых оптическим блоком 7 лазерного излучателя 1.

Таким образом, двумя параллельными лазерными лучами задают плоскость, в которой лежит теоретическая образующая 44 и практическая образующая 45. Целевой

0 знак 2 (фиг.1, фиг.З) устанавлиавают первоначально опорами 12 и винтом 13 на контролируемой поверхности объекта рядом с базовым обводообразующим элементом 4 по сечению 39 таким образом, что штрих

5 перекрестия мишени 24 и риска на плоском зеркале 26 совмещаются с осями параллельных лазерных лучей.

Указанную операцию выполняют, последовательно разворачивая измеритель0 ную головку 14 целевого знака 2 на оси 16 винтом 31 (фиг.З) и смещая целевой знак 2 по объекту в поперечном направлении. Затем вращением установочного винта 13 опоры Юдобиваются одновременного каса5 ния упорами 29 планки 28 плоскости базового обводообразующего элемента 4 (фиг.1), при этом контролируя положение штриха мишени 24 и риски на зеркале 26 относительно лазерных лучей. Далее враще0 нием винта 27 (фиг.З) и общим разворотом целевого знака 2 поворачивают плоскость зеркала 26 так, чтобы отраженный от зеркала луч совпал с падающим. При выполнении этой операции контролируют положение

5 штриха мишени 24 и риски зеркала 26 относительно лазерных лучей, а также упоров 29 относительно плоскости базового обводообразующего элемента 4. Окончательное положение целевого знака 2 таково, что

0 штрих мишени 24, риска на зеркале 26 совпадают с осями лазерных лучей. Упоры 29 одновременно касаются плоскости базового обводообразующего элемента 4 и отраженный от зеркала 26 луч совпадает с

5 падающим лучом.

После выполнения настройки рабочий целевой знак 2 готов к измерению отклонения практической образующей 45 от теоретической 44 в любой точке по указанной

0 образующей.

При переходе к измерению по другой образующей настройку повторяют, как описано выше.

Измерение величины отклонения прак5 тической образующей от теоретической выполняется следующим образом.

Устанавливают рабочий знак 2 щупом 19 в контролируемой точке так, чтобы штрих мишени 24 и риска зеркала 26 совпали с лазерными лучами и отраженный луч совпадал с падающим. Совмещение штриха мишени 24 и риски зеркала 26 с лучами осуществляют перемещением всего целевого знака 2 и вращением измерительной головки 14 винтом 31. Совмещение отра- женного луча с падающим осуществляют вращением винта 13. Винтом 27 пользуются только при операциях настройки. При зафиксированном фиксаторе 32 между концом щупа 19 и поперечным штрихом перекрестия мишени 24 установлен размер А (фиг.З), как и между теоретической образующей 44 и лучом 34 (фиг.4). При этом индикатор 30 установлен на О. Если практическая образующая 45 не совпадает с теоретической 44 (размер В), то поперечный штрих перекрестия мишени 24 не совпадает с лучом 34 на размер Б (фиг.4). При этом . В этом случае фиксатором 32 (фиг.З) расфиксируется ползун 20, вращени- ем гайки 21 ползун 20 перемещают до совпадения поперечного штриха перекрестия мишени 24 с лучом 34 (фиг.4). Индикатор 30 покажет величину перемещения ползуна 20, равную отклонению практической образую- щей от теоретической.

Знак отклонения определяют по направлению вращения стрелки индикатора.

Применение устройства для контроля прямолинейности образующих линейчатой поверхности крупногабаритных объектов

позволит повысить точность измерений отклонений формы поверхности за счет введения базовых плоскостей для установки целевого знака. Применение устройства при изготовлении обводообразующей оснастки типа болванок и обтяжных пуансонов в самолетостроении позволит повысить точность деталей аэродинамических поверхностей, что приведет к улучшению аэродинамических характеристик и снижению эксплуатационных расходов.

Формула изобретения Устройство для контроля прямолинейности образующих поверхности крупногабаритных объектов, содержащее базовые элементы, лазер и два целевых знака, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено оптическим блоком, выполненным в виде жестко скрепленных друг с другом и с лазером пен- тапризмы и пентапризмы с клином,пентап- ризмы ориентированы основаниями параллельно друг другу, один из целевых знаков выполнен в виде мишени с перекрытием и шарнирно связанного с мишенью плоского зеркала, плоское зеркало выполнено с риской, перпендикулярной оси шарнира, параллельной плоскости мишени и перпендикулярной риске перекрестия на ней.

Изобретение относится к измерительной технике для контроля и измерения отклонений формы поверхности крупногабаритных объектов. Целью изобретения является повышение точности измерения. Лазерный излучатель 1 устанавливают на контролируемом объекте посадочной поверхности в соответствующее отверстие базового обводообразующего элемента 3, совмещая оси параллельных лазерных лучей, формируемых оптическим блоком с соответствующими знаками на базовом обводообразующем элементе 4. При этом будет задана кооодинатная система. Измерение величины отклонения практической образующей от теоретической выполняется при совпадении штриха мишени и риски зеркала.4 ил.

Нп..,.л

///, /// /////////,

Ж

фиг f

00

0}

CM

см a

в

frseeeii

51 № 35 Щ 45 Щ W 33 .42 38 43

Фиг. Ч

-