Устройство для контроля расположения предмета относительно исходной оси Советский патент 1982 года по МПК G01B11/27 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДМЕТА ОТНОСИТЕЛЬНО ИСХОДНОЙ ОСИ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в частности, в устройствах, применяемых в технологических процессах, связанных с приданием предмету, преимущественно крупногабаритному, определенного положения в про- 5 странстве по отношению к исходной оси. Форма предмета может быть плоской или пространственной.

Изобретение может найти применение в ,Q сборочных цехах машиностроительных предприятий, в частности самолетостроительных и судостроительных,, а также при производстве строительных и монтажных работ при монтаже крупногабаритных конструкций.

Известно устройство для контроля распо- is ложения предмета относительно исходной оси, содержащее освещенный кодовый знак, расположенный на плоском предмете, транспарант с опорной картиной, объектив и коллективную линзу, стоящую между плоским пред- ,0 метом и транспарантом, фотопремник и коммутирующую электрическую цепь 1 .

Недостатком этого устройства является то, что выходным сигналом фотоприемника является корреляционная функция от корреляции кодового знака, расположенного на плоском предмете, и транспаранта с опорной картиной.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля расположения предмета относительно исходной оси, содержащее контрольные метки, устанавливаемые на предмете, источник света для подсветки контрольных меток, транспарант с опорными метками, объектив, расположенный относительно транспаранта со стороны размещения предмета, приемную телевизионную камеру и монитор 2.

В этом устройстве изображение контрольных меток предмета оптическим путем накладывается на опорные метки транспаранта, а изображение транспаранта с совмещенными изображениями его опорных меток и контрольных меток предмета передается приемной телевизионной камерой на экран монитора.

Основными недостатками этого устройства являются усложнение конструкции устройства наличием опорного оптического канала для передачи опорных меток транспаранта и малое линейное увеличение изображения всего транспаранта, что снижает точность контроля.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля расположения пред мета относительно исходной оси, снабжено не менее чем двумя микрообъективами, расположенными относительно транспаранта со стороны, противоположной объекту, так, что в поле зрения каждого из них размещена опорная метка транспаранта, и гибкими световодами, приемные торцы которых расположены в плоскости изображения микрообъективов, а выходные торцы - в предметной плоскости объектива приемной телевизионной камеры в зоне, максимальный размер которой не превышает диаметра мишени приемной телевизионной трубки телевизионной камеры.

На чертеже изображено устройство для контроля расположения предмета относительно исходной оси, обш,ий вид.

Устройство содержит источники 1 света, освещающие центральную контрольную метку 2 и периферийные контрольные метки 3, устанавливаемые на предмете 4,транспарант 5 с центральной опорной меткой б и периферийными опорными метками 7, объектив 8, расположенный между предметом 4 и транспарантом 5, центральный 9 и периферийный 10 микрообъективы, расположенные относительно транспаранта 5 со стороны, противоположной объективу 8, в полях 11 и 12 зрения которых размещены соответственно опорные метки 6 и 7, гибкие световоды 13 и 14, приемные торцы 15 и 16 которых расположены в плоскостях изображения микрообъективов 9 и 10, а выходные торцы 17 и 18 - в предметной плоскости 19 объектива 20 приемной телевизионной камеры 21 в зоне 22, максимальнй размер которой не превышает диаметр 23 мищени 24 приемной телевизионной трубки 25, передающей видеосигнал на передающую телевизионную трубку 26 монитора 27.

Работает предлагаемое устройство для контроля расположения предмета 4 относительно исходной оси 28 следующим образом.

На предмет 4 наносят не менее четырех контрольных меток 3 таким образом, чтобы одна из них (2) располагалась в геометрическом центре предмета 4, а три остальные (3) были максимально и равномерно удалены от центральной метки 2 в пределах габаритов предмета 4.

Расчетным путем в зависимости от фокусного расстояния объектива 8 определяют такое расположение устройства в пространстве относительно предмета 4, при котором оптическая ось объектива 8 будет требуемым образом расположена в пространстве относительно исходной оси. 28 и пройдет через центральную контрольную метку 2 предмета 4.

Угловое поле зрения объектива 8 выбирают таким, чтобы в его пределах находились все контрольные метки 2 и 3 предмета 4.

На транспарант 5 наносят с требуемой точностью центральную 6 и периферийную 7 опорные метки в расположении и размерах, соответствующих расположению и размерам изображений контрольных меток 2 и 3 предмета 4 в плоскости изображений объектива 8 при правильном расположении предмета 4 в пространстве.

Затем транспарант 5 располагают в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью установки предмета 4 так, чтобы его центральная опорная метка 6 совпала с оптической осью объектива 8, а периферийные опорные метки 7 заняли положение, соответствующее положению контрольных меток 3 предмета 4 при требуемом расположении последнего относительно исходной оси 28.

Устройство располагают в рабочей зоне так, чтобы оптическая ось объектива 8 заняла требуемое положение относительно исходной оси 28.

Перемещая предмет 4 вдоль оптической оси объектива 8 и поворачивая его вокруг этой оси, добиваются полного совмещения меток 2 и 6; 3 и 7. Контроль за совмещением этих меток осуществляют визуально или инструментально по их увеличенным изображениям на экране передающей телевизионной трубки 26 монитора 27.

Полное совмещение всех соответствующих контрольных и опорных меток свидетельствует о правильном расположении предмета 4 относительно исходной оси 28.

Возможен вариант конструкции предлагаемого устройства, когда число микрообъективов 9 и 10 соответствует числу контрольных 2 и 3 или опорных 6 и 7 меток. При этом повышается производительность труда за счет снижения затрат времени на перестановку переферийного микрообъектива 10 и получения на экране передающей телевизионной трубки 26 монитора 27 изображения одновременно всех контрольных и опорных меток.

Оптические характеристики микрообъективов 9 и 10 и сечения гибких световодов 13 и 14 подбирают так, чтобы изображения зон сравнения опорных меток 6 и 7 в полях 11 и 12 зрения, проецируемые на приемные 15 и 16 световодов 13 и 14, занимали все их рабочее сечение, а выходные торЦы 17 и 18, соединенные в единый блок, занимали в предметной плоскости 19 объектива 20 приемной телевизионной камеры 21 зону 22, равную диаметру 23 мишени 24 приемкой телевизионной трубки 25 телевизионной камеры 21. При соблюдении этих условий линейное увеличение зон сравнения опорных меток 6 и 7 является максимальным и регламентируется только размером экрана передающей телевизионной трубки 26 монитора 27. Наличие одного оптического канала для совмещения контрольных и опорных меток упрощает устройство. Устранение необходимости передачи всего изображения транспаранта с расположенными на нем опорными метками и наложенным изображением предмета с контрольными метками ведет к сокращению габаритов приемной телевизионной трубки телевизионной камеры и передающей трубки монитора при более высоком линейном увеличеНИИ зон сравнения меток, что повыщает точность контроля устройства. Формула изобретения Устройство для контроля расположения предмета относительно исходной оси, содержащее контрольные метки, устанавливаемые на предмете, источник света .для подсветки контрольных меток, транспарант с опорными метками, объектив, расположенный относительно транспаранта со стороны размещения предмета, приемную телевизионную камеру и монитор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, оно снабжено не менее чем двумя микрообъективами, расположенными относительно транспаранта со стороны , противоположной объективу, так, что в поле зрения каждого из них размещена опорная метка тнанспаранта, и гибкими световодами, приемные торцы которых расположены в плоскости изображения микрообъективов, а выходные торцыв предметной плоскости объектива приемной телевизионной камеры в зоне, максимальный размер которой не превыщает диаметра мищени приемной телевизионной трубки телевизионной камеры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3977185, кл. 355-133, 1973. 2.Патент Франции № 2224733, кл. G 01 В 11/27, 1978 (прототип).