Устройство для контроля плоскостности поверхностей Советский патент 1980 года по МПК G01B11/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для контроля плоскостности поверхностей в судостроении, станкостроении и машиностроении. известно устройство для контроля плоскостности удаленных друг от друга и разделенных непрозрачной преградой поверхностей, например, фундаментной рамы судового двигателя, содержащее зеркало, автоколлиматор, шаговую линейку и мостик, базируемый на контролируемые поверхности 1J Известное устройство не обеспечивает требуемой точности вследствие значительной накопленной ошибки шагового метода, неудобно в работе в связи с трудоемким поиском автоколлимационного изображения, а необходимость установки уровней при перестановке прибора с одного контролируемого направления на другое исключает возможность работы устройства на плаву судна. Наиболее близким по технической сущкости к изобретению является устройство для контроля плоскостности поверхностей, содержащее афокальную оборачивающую систему в виде двух объективов и призменных отражателей, осветитель, марку и микроскоп 2. Известное устройство не обеспечивает высокой точности и производительность контроля, поверхностей, разделенных непрозрачной преградой, поскольку удаление контролируемых поверхностей на большие расстояния и наличие непрозрачной преграды между ними приводит к необходимости перемещать устройство с одного контролируемого направлени-я на другое. Контроль положения устройства в пространстве также требует использования уровней, что неприемлемо при проведении точных работ в судовых условиях, и кроме того, шаговый метод снятия замеров требует специальной математической обработки полученных данных, что значительно усложняет метрологические работы. Целью изобретения является ловышение точности и производительности контроля поверхностей, разделенных непрозрачной преградой. Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительно осветителем, маркой и микроскопом, образующими с основными два одинаковых блока, расположенными в каждом из блоков системой, формирующей два изображения марки, симметрично оси афокальной системы параллельно ребру прямого угла призменного отражателя, и аксиконом с отсчетным узлом, оптически связанным с микроскопом, и оптическая ось которого параллельна ребрам прямых углов призменных отражателей, визирной маркой, расположенной на оптической оси одного из аксиконов, а один из блоков выполнен с возможностью перемещения и поворота относительно оси афокальной системы.

Кроме того, микроскопы выполнены стареоскопическими, что повыщает точность настройки устройства и надежность процесса контроля.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля плоскостности поверхностей, разделенных непрозрачной преградой; на фиг. 2 - вид поля зрения микроскопа; на фиг. 3 -. схема контроля.

Устройство содержит два одинаковых блока I и II (цифровые обозначения показаны на одном из блоков).

Каждый из блоков содержит объектив 1 и призменный отражатель 2, установленные навстречу друг другу так, что образуют афокальную оборачивающую систему, причем ребра 3 прямых углов призменных отражателей обоих блоков параллельны. На каждом блоке жестко крепятся осветитель 4, марка 5 н система, формирующая два изображения С, и С j, марки 5 симметрично оси Oi Оаафокальной системы параллельно ребру прямого угла призменного отражателя 2 и состоящая, например, из объектива 6, светоделительного кубика 7, призмы 8 и объективов 9 и 10. Каждый блок включает в себя также микроскоп, состоящий из призменных блоков 11 и 12 для излома хода лучей, идущих в микроскоп после афокальной системы и после аксикона, объективов 13, окулярной сетки 14, преломляющих призм 15 и окуляра 16, и аксикон 17 с отсчетным узлом 18. Устройство содержит также визирную марку 19.

В предметной плоскости микроскопа создаются с помощью афокальной системы изображения GI и Са марки 5 и с помощью аксикона 17 изображение визирной марки 19

Оптическая ось 20 аксикона параллельна ребру 3 прямого угла призменного отражателя 2, а следовательно, параллельна плоскости, проходящей через ребра отражателей обоих блоков, которая в устройстве является плоскостью сравнения.

На фиг. 2 представлен вид поля зрения микроскопа, где указаны изображение визирной марки 19, изображение марки 5 и вид окулярной сетки 14, на которой нанесены перекрестие и фигура треугольника. В данном случае марка 5 и визирная марка 19 представляют собой светящиеся точечные днафрагмы.

Устройство работает следующим образом. Блоки 1 и II устройства ставятся на две контролируемые поверхности 21 и 22 (фиг. 3)

где представлена схема контроля, либо рядом на две вспомогательные поверхности навстречу друг другу так, что объективы I с призменными отражателями 2 образуют афокальную оборачивающую систему, при этом оптические оси 20 аксикоиов 17 блоков

Iи II будут расположены по направлениям контролируемых поверхностей 21 и 22, разделенных непрозрачной преградой 23. Устанавливают отсчетные узлы 18 обоих блоков в нулевое положение. Наблюдают в микроскоп подвижного блока (в данном случае блока I). Если в поле зрения микроскопа изображение марки 5 совмещено по глубине с плоскостью окулярной сетки 14 и лежит на горизонтальной линии перекрестия (см. фиг. 2), ребра прямых углов призменных отражателей 2 блоков I и II параллельны и по высоте расположены на оси О Oj, афокальной системы, а следовательно, параллельны оптической оси 20 аксиконов 17 и лежат в одной плоскости, которая является плоскостью сравнения.

Если же изобретение марки 5 не лежит в плоскости окулярной сетки 14 (чувствуется расхождение по глубине) или смещено с линии перекрестия, то, соответственно, поворотом вокруг оси афокальной системы подвижного блока (блока 1) и перемещением его по высоте пркволят изображение марки в требуемое нулевое положение (см. фиг. 2).

После указанной настройки блоков I и

IIможно производить измерение неплоскостности, при этом в процессе измерения в любое время можно, наблюдая в поле зрения микроскопа положение марки 5, контролировать надежность настройки устройства.

Процесс контроля плоскостности разделенных преградой поверхностей (см. фиг. 3) заключается в последовательном перемещении по ним визирной марки 19 и определении .с помощью отсчетных узлов 18 величины смещения изображения визирной марки с перекрестия сетки микроскопа. При этом при установке визирной марки 19 на контролируемые поверхности 21 наблюдают в микроскоп блока I и отсчет снимают с помощью узла 18 блока I, а при установке марки на поверхности 22 наблюдают в микроскоп блока II и отсчет снимают с помощью узла 18 блока II. Для быстроты измерения можно устройство снабдить двумя визирными марками 19. Тогда можно одновременно вести измерения по двум направлениям, но двум наблюдателям.

Предлагаемое устройство предполагается использовать, например, для контроля плоскостностн дизельных фундаментных рам длиной до 20 м и как при стендовой сборке на заводах, так и для монтажа их на судах, на стапеле, на плаву.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля плоскостности поверхностей, содержащее афокальную

оборачивающую систему в виде двух объектов и призменных отражателей, осветитель, марку и микроскоп, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, поверхностей, разделенных непрозрачной преградой, оно снабжено дополнительно осветителем, маркой и микроско пом, образующими с основными два одинако вых блока, расположенными в каждом из блоков системой, формирующей два изображения марки симметрично оси афокальной системы параллельно ребру прямого угла призменного отражателя, и аксиконом с отсчетным узлом, оптически связанным с микроскопом, и оптическая ось которого параллельна ребрам прямых углов призменных от

ражателей, визирной маркой, расположенной на оптической оси одного из аксиконов, а один из блоков выполнен с возможностью перемещения и поворота относительно оси афокальной системы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что микроскопы выполнены стереоскопическими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 278136, кл. G 01 В 11/30, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 148912, кл. G 01 В 11/30, 1961 (прототип).

Изображение, оизирной марки 19

Изображение нар ни 5