Устройство для контроля плоскостности поверхностей

 

О П И С А Н И Е (и741045

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28,12.77 (21) 2561433/25-28 с присоедичением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл.

G 01 В 11/30

Гееударстееинмй камитет

СССР

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 531.715..27 (088.8) ао делам иэааретений н етирмтнй (72) Автор изобретения

Н. Ф. Делюнов, Г. В. Леонтьева и 1О. A. Мясников (71) Заявитель (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 f1)ëo

Известное устройство не обеспечивает требуемой точности вследствие значительной накоплейной ошибки шагового метода, неудобно в работе в связи с трудоемким поиском автоколлимационного изображения, а необходимость установки уровнеи при пеl5 рестановке прибора с одного контролируемого направления на другое исключает возможность работы устройства на плаву судна.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля плоскостности поверхностей, содержа щее афокальную оборачивающую систему в виде двух объективов и призмен2 ных 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 устроиство с одного контролируемого направленная 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 повышение точности и производительности контроля поверхностей, разделенных непрозрачной преградой.

Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительно осветителем, маркой и микроскопом, образующими с основHbIMH два одинаковых блока, расположенными в каждом из блоков системой, формирую741045 щей 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 стереоскопическими, что повышает 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 вЂ, схема контроля.

Устройство содержит два одинаковых блока 1 и 11 (цифровые обозначения показаны на одном из блоков). 26

Каждый из блоков содержит объектив

1 и призмеиный отражатель 2, установленные навстречу друг другу так, что образуют афокальную оборачивающую систему, причем ребра 3 прямых углов призменных от2Si ражателеи обоих блоков параллельны. На каждом блоке жестко крепятся осветитель

4,. марка 5 и система, формирующая два изображения С, и С марки 5 симметрично оси О, О афокальной системы параллельно ребру прямого угла призменного отражате- зо ля 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 афокаль- ной 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.

4О

В предметной плоскости микроскопа создаются с помощью афокальной системы изображения С и С 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 диа- И фрагмы.

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 1 с призменными отражателями. 2 образуют афокальную оборачивающую систему, при этом, оптические оси 20 аксиконов 17 блоков

1 и 11 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 u II параллельны и по высоте расположены на оси О О 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 приводят изображение марки в требуемое нулевое положение (см. фиг. 2).

После указанной настройки блоков I u

I1 можно 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 1 и отсчет снимают с помощью узла 18 блока I, а при установке марки на поверхности 22 наблюдают в микроскоп блока 11 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 плоскостности дизельных фундамеитных 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

741045

Puz.1 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

<о 1. Авторское свидетельство СССР № 278136, кл. G Ol В 11/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 148912, кл, G 01 В 11/30, 1961 (прототип).

741045

W43Pexeage

f1t2PКд,7

ФЫрдм еи

Ь/Л /7НОи а,/7ЕИ УУ

Редактор Н. Аристова

3 а ка з 3187/40

Составитель Л. Лобзова

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Тираж 801 Подписное

ЦНИИ! 1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4