Лазерная система для контроля положения осей объекта



Лазерная система для контроля положения осей объекта
Лазерная система для контроля положения осей объекта

 


Владельцы патента RU 2492421:

Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для контроля соосности отверстий объекта. Лазерная система для контроля положения осей объекта содержит два корпуса с хвостовиком конусообразной формы, два излучателя, светоприемник, установленный перпендикулярно оси излучения. При этом конусообразные хвостовики корпусов установлены в контролируемые отверстия объекта, расположенные на одной осевой линии, а между отверстиями размещен светоприемник в виде сетки. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения надежности и точности контроля положения осей объекта, а также в обеспечении возможности упрощения контроля положения осей объекта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначенной для осуществления надежного, точного и простого контроля положения осей объекта с отверстиями, расположенными на одной осевой линии.

В настоящее время для контроля положения осей объектов применяются лазерные центрирующие измерительные системы, содержащие несколько составных частей.

Известен целевой знак для центрирования объекта (SU №1645810, G01B 11/27, опубл. 30.04.1991), выполненный в виде корпуса с посадочным хвостовиком, содержащий прямоугольную призму типа АР-90° и втулку с нанесенной измерительной шкалой. Во втулке закреплены сетка и лупа. Втулка установлена с возможностью перемещения относительно корпуса вдоль нормали по направлению к выходной грани призмы.

Недостатком аналога является то, что при установке хвостовика цилиндрической формы в отверстие, выполненное в контролируемом объекте, возникает зазор между цилиндрической поверхностью хвостовика и сопрягаемой поверхностью отверстия, вследствие чего имеет место погрешность установки корпуса целевого знака в отверстии контролируемого объекта, что может привести к погрешности установки самого контролируемого объекта. При этом при каждой замене контролируемого объекта зазор между цилиндрической поверхностью хвостовика и сопрягаемой поверхностью отверстия будет иным, вследствие чего появляется погрешность точности контроля.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является целевой знак (RU №2240505, G01B 11/27, опубл. 20.11.2004), который содержит корпус с хвостовиком цилиндрической формы и светоприемный блок, выполненный в виде передней обоймы с периферийными светоприемниками, установленной перпендикулярно оси целевого знака и центральной обоймы с осевым светоприемником, соединенными между собой внутренней светопоглощающей оболочкой. Центральная обойма смещена вдоль оси знака относительно передней обоймы.

Прототип имеет те же недостатки, что и аналог. Кроме этого, светоприемный блок имеет сложную конструкцию, состоящую из нескольких составных частей, что приводит к снижению надежности конструкции в целом.

При использовании аналога и прототипа каждый раз при контроле аналогичного цилиндрического отверстия диапазон допусков отверстия меняется. Для того, чтобы обеспечить отсутствие зазора между цилиндрической поверхностью отверстия и поверхностью хвостовика, и вследствие этого точную установку целевого знака, необходимо осуществлять подбор хвостовика.

В предлагаемом техническом решении конусообразный хвостовик является универсальным, его конусообразная конструкция позволяет устанавливать его в отверстия широкого диапазонов допусков.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является осуществление надежного, точного и простого контроля положения осей объекта, имеющего отверстия, расположенные на одной осевой линии, а также то, что использование конусообразного хвостовика корпуса и отверстий, являющих элементами конструкции объекта, позволяет расширить функциональные возможности системы, а именно, обеспечить соосность отверстий широкого диапазона при использовании конусообразного хвостовика одного и того же типоразмера.

Технический результат достигается тем, что лазерная система для контроля положения осей объекта содержит два корпуса с хвостовиком, два излучателя, светоприемник, установленный перпендикулярно оси излучения, причем конусообразные хвостовики корпусов установлены в контролируемые отверстия объекта, расположенные на одной осевой линии, между которыми размещен светоприемник в виде сетки.

При этом сетка светоприемника покрыта слоем светочувствительного материала.

При этом излучатель выполнен в виде лазерной указки. Сущность технического решения поясняется чертежами.

Фиг.1 - поперечное сечение лазерной системы;

Фиг.2 - отображение энергетических пятен,

где приведены следующие обозначения:

1 - объект

2 - корпус;

3 - конусообразный хвостовик;

4 - излучатель;

5 - светоприемник;

6 - стойка;

7 - основание объекта контроля;

8 - сетка;

9 - осевая линия;

10 - отверстие;

11 - ось излучения;

12 - первое энергетическое пятно;

13 - второе энергетическое пятно.

Лазерная система для контроля положения осей объекта 1 (Фиг.1) содержит два корпуса 2 с конусообразным хвостовиком 3, выполненных, например, из алюминиевого сплава марки Д16, два излучателя 4, например, лазерные указки марки МХ-01 в виде цилиндрической ручки, светоприемник 5, состоящий из стойки 6, установленной на основании 7 объекта 1, сетки 8 с нанесенным на нее светочувствительным слоем и изготовленной фотолитографическим способом из материала, который характеризуется высокой твердостью, химической устойчивостью, хорошей полируемостью и минимальным коэффициентом теплового расширения, например, из стекла марки К8. Причем в контролируемом объекте 1 на одной осевой линии 9 имеются два отверстия 10, например, конусообразной формы, в которые установлены конусообразные хвостовики 3 корпусов 2. Светоприемник 5 расположен между отверстиями 10, расположенными на одной осевой линии перпендикулярно оси излучения 11.

На Фиг.2 изображены энергетические пятна 12, 13, полученные на сетке 8 в результате лазерного излучения.

Лазерная система для контроля положения осей объекта работает следующим способом.

Конусообразные хвостовики 3 корпусов 2 устанавливают в контролируемые отверстия 10 объекта 1. При этом благодаря конусной конструкции оси хвостовика 3 и отверстия 10 объекта 1 совместятся, исключая образование зазора между конусообразными поверхностями хвостовика 3 и отверстия 10. Между излучателями 4 устанавливают светоприемник 5 с сеткой 8. При включении излучателей 4 на светочувствительном слое сетки 7 образуются два энергетических пятна 12, 13.

После этого выключают излучатели 4, демонтируют сетку 6 и при помощи оптического прибора, например, микроскопа марки МБС-10, определяют величину смещения энергетического пятна 12 относительно энергетического пятна 13.

Соответствие величины смещения энергетического пятна 12, образованного на одной стороне сетки 8, относительно энергетического пятна 13, образованного на другой стороне сетки 8, техническим требованиям, предъявляемым к соосности контролируемых отверстий 10, подтверждает готовность контролируемого объекта 1 к дальнейшему использованию.

Таким образом, предложенная конструкция лазерной системы позволяет достичь заявленного технического результата, а именно, осуществления надежного, точного и простого контроля положения осей объекта, имеющего отверстия, расположенные на одной осевой линии, а также расширения функциональных возможностей системы, то есть обеспечения соосности отверстий широкого диапазона при использовании одного и того же конусообразного хвостовика.

Испытания в условиях приборостроительного предприятия подтвердили практическую реализуемость конструкции предлагаемой лазерной системы для контроля положения осей объекта.

1. Лазерная система для контроля положения осей объекта, содержащая корпус с хвостовиком, излучатель, светоприемник, установленный перпендикулярно оси излучения, отличающаяся тем, что система содержит два корпуса с хвостовиком, два излучателя, при этом конусообразные хвостовики корпусов установлены в контролируемые отверстия объекта, расположенные на одной осевой линии, между которыми размещен светоприемник в виде сетки.

2. Лазерная система по п.1, отличающаяся тем, что сетка светоприемника покрыта слоем светочувствительного материала.

3. Лазерная система по п.1, отличающаяся тем, что излучатель выполнен в виде лазерной указки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для юстировки и выверки осей многоканальных оптико-электронных систем. .

Изобретение относится к определению расположения материальных объектов в пространстве с помощью оптического измерительного оборудования и, более конкретно, к оптической системе для измерения геометрических параметров, характеризующих взаимное расположение элементов оборудования в пространстве, соответствующему способу определения взаимного расположения элементов в пространстве с помощью упомянутой системы и устройству регистрации оптического излучения для использования в упомянутой системе.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и направлено на повышение надежности и оперативности контроля юстировки двухзеркальных центрированных оптических систем при их сборке и юстировке, а также в штатном режиме, в процессе их эксплуатации в условиях обсерваторий, что обеспечивается за счет того, что устройство содержит монохроматический источник света, коллиматор и светоделитель для формирования опорной и рабочей ветвей.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, применяется при сборке объективов. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам выверки параллельности осей сложных многоканальных оптико-электронных систем.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в оптическом производстве при сборке и юстировке двухзеркальных центрированных оптических систем, содержащих компоненты как со сферическими, так и асферическими зеркальными поверхностями, в том числе и с внеосевыми.

Изобретение относится к области монтажных и диагностических работ с использованием лазерных средств наведения и может быть использовано для монтажа, диагностики и центровки осей сопрягаемых вращающихся валов - приводного вала тормозной установки моторного стенда и коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) при монтаже ДВС на моторном стенде.

Изобретение может использоваться для работы с приборами, работающими в различных спектральных диапазонах. Устройство содержит коллиматор с установленным в его фокальной плоскости широкополосным излучателем со спектральным диапазоном в видимой и ИК-областях спектра, оптическую систему переноса изображения, оснащенную поворотным механизмом, позволяющим направлять излучение от коллиматора в каналы контролируемого прибора без изменения положения коллиматора, и механизм регулировки положения излучателя в фокальной плоскости коллиматора относительно его оптической оси. Оптическая система переноса изображения выполнена в виде зеркал, установленных перпендикулярно друг другу с возможностью изменения расстояния между ними. Излучатель содержит корпус из теплопроводящего материала с точечной диафрагмой, размещенные в корпусе термомодуль и плату подсветки и нагрева, на которой установлен источник видимого излучения, оптически сопряженный с точечной диафрагмой. Одна поверхность термомодуля закреплена на внутренней стенке корпуса с обеспечением теплового контакта. На второй поверхности термомодуля закреплена с обеспечением теплового контакта плата подсветки и нагрева. Технический результат - упрощение конструкции, повышение точности контроля, юстировки и сведения оптических осей каналов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ включает использование двух автоколлимационных теодолитов и многогранной зеркальной призмы, которую устанавливают в горизонтальной плоскости, совмещая ее центр с вертикальной осью вращения. Теодолиты наводят на грани многогранной призмы так, чтобы их визирные оси были на одном уровне с многогранной призмой и образовывали между собой угол 90°. При каждой j-ой установке, где j=1,2,…, n - количество граней призмы, вертикальной оси измеряют углы наклона соответствующих граней призмы при прямом и обратном направлении вращения оси. Значение углов считывают по вертикальному кругу теодолита при совмещении сетки теодолита с ее автоколлимационным изображением. Значения координат V1j, V2j вектора возмущений вертикальной оси рассчитывают по формуле: , а значения координат B1j, B2j вектора биений - по формуле: B1,j=xjпр -xjобр, B2,j=yjпр -yjобр, где: xj - значение угла наклона j-ой грани, соответствующей первому теодолиту, и измеренное им при прямом и обратном направлении вращения оси; yj - значение угла наклона j-ой грани, соответствующей второму теодолиту, и измеренное им при прямом и обратном направлении вращения оси. Технический результат - упрощение и уменьшение времени, необходимого на расчет возмущений и биений вертикальных осей. 4 ил.

Способ включает установку линзы на плоский буртик промежуточной части оправы, размещаемой на буртике цилиндрического отверстия основной оправы с возможностью наклона. Вращают основную оправу вокруг ее базовой оси, измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности линзы относительно оси вращения, наклоняют промежуточную часть для совмещения центра кривизны первой рабочей поверхности линзы с осью вращения и фиксируют положение промежуточной части. Измеряют биение центра кривизны второй рабочей поверхности линзы относительно оси вращения, сдвигают линзу по плоской поверхности опорного буртика для совмещения центра кривизны второй рабочей поверхности линзы с осью вращения и фиксируют положение линзы в промежуточной части оправы. Оправа имеет наружную базовую цилиндрическую поверхность и плоский наружный базовый фланец, образующие базовую ось оправы, внутреннее цилиндрическое отверстие с опорным буртиком, в которое вставлена с увеличенным зазором посадки промежуточная цилиндрическая часть с плоским опорным буртиком для установки линзы. Промежуточная цилиндрическая часть сопряжена с опорным буртиком внутреннего цилиндрического отверстия по сферической поверхности. Технический результат - повышение точности центрировки за счет центрировки по обеим поверхностям линзы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ включает установку линзы сферической рабочей поверхностью на опорный буртик цилиндрического отверстия промежуточной цилиндрической части, размещаемой на опорном буртике цилиндрического отверстия основной оправы. Измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности относительно оси вращения. Разворачивают промежуточную часть оправы для совмещения центра кривизны первой рабочей поверхности с осью вращения и фиксируют ее положение. Наклоняют линзу для совмещения центра кривизны второй рабочей поверхности с осью вращения или установки её перпендикулярно к оси вращения и фиксируют положение линзы в промежуточной части оправы. Оправа имеет наружную базовую цилиндрическую поверхность и плоский наружный базовый фланец, образующие базовую ось оправы, внутреннее цилиндрическое отверстие с опорным буртиком, в которое вставлена промежуточная цилиндрическая часть с опорным буртиком для установки линзы. Внутреннее цилиндрическое отверстие промежуточной цилиндрической части выполнено с эксцентриситетом относительно своего наружного цилиндра, а внутреннее цилиндрическое отверстие основной оправы выполнено с таким же эксцентриситетом относительно базовой оси основной оправы. Технический результат - повышение точности центрировки линзы в оправе за счет центрировки по обеим поверхностям линзы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах для контроля параллельности оптических осей каналов различных оптических и оптико-электронных систем. Устройство для контроля параллельности оптических осей содержит трехзеркальную призму, выполненную в виде уголкового отражателя с двумя зеркальными поверхностями, образующими между собой прямой угол, и плоского зеркала. При этом входной и выходной зрачки устройства оптически сопряжены с уголковым отражателем и плоским зеркалом. В одном из зрачков устройства установлены совместно компенсационные клинья, имеющие одинаковый угол при вершине, а в другом зрачке установлен дополнительный клин, пропускающий только половину пучка. Основание дополнительного клина совпадает с проекцией грани двугранного угла уголкового отражателя в зрачке. Величина угла отклонения луча дополнительным клином по модулю равна величине двоения изображения, а по знаку противоположна. Технический результат - устранение двоения изображения источника излучения на выходе из устройства и упрощение сборки и юстировки. 1 ил.

Предложен способ определения углов установки колес транспортного средства, которое содержит, по меньшей мере, одну колесную ось (12, 13, 14), имеющую конец оси с, по меньшей мере, одним колесным элементом (2а-b, 3а-b, 4а-b) на соответствующей продольной стороне транспортного средства. Способ содержит этапы определения отклонения от перпендикулярности колесной оси по отношению к продольной геометрической осевой линии транспортного средства. Также предложена система для выполнения способа. Достигается создание таких способа и системы, которые позволяют с большей легкостью определять отклонения от перпендикулярности колесных осей транспортного средства. Также достигается создание таких способа и системы, которые позволяют определять отклонение от перпендикулярности и другие угловые параметры установки колес быстро и с высокой точностью. Также достигается создание таких способа и системы, с помощью которых отклонение от перпендикулярности колесной оси может быть определено без необходимости прикрепления сеток или других реперных приспособлений к корпусу или шасси транспортного средства. 2 н. и 11 з. п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для базирования линз в цилиндрических оправах предназначено для вращения оправ и измерения децентрировок оптических поверхностей линз. Устройство содержит втулку, в которой проточена базовая плоскость в виде кольца для базирования торца цилиндрической оправы линзы. Базовая плоскость в виде кольца параллельна верхней плоскости втулки, на которой закреплены при помощи пластичного материала три отдельные накладки, выполненные как параллелепипеды, боковые стороны которых являются базой для цилиндрической поверхности оправы линзы. Во втулке проточено отверстие для исключения контакта выступающих частей оптической поверхности линзы при опоре оправы линзы на базовую плоскость в виде кольца. Диаметр цилиндрической поверхности втулки выполнен с гарантированным зазором, позволяющим сдвигать линзу в оправе при помощи накладок. Технический результат - исключение неконтролируемого давления на оправу линзы и повышение точности определения децентрировки оптических поверхностей линз. 2 ил.

Способ юстировки включает предварительную сборку объектива по геометрическим базам, формирование автоколлимационного изображения путем установки фокальной точки объектива интерферометра на оси главного зеркала в фокусе объектива и анализирование волнового фронта объектива в автоколлимационной схеме с плоским зеркалом в двух расположенных симметрично относительно центра точках поля зрения. Изменяют положение вторичного зеркала до достижения симметрии комы и астигматизма в этих точках путем его угловых и линейных поперечных перемещений на величину, обратную рассчитанным наклону и смещению вторичного асферического зеркала по двум координатам относительно оси главного зеркала. Расчет осуществляют по значениям синусных и косинусных составляющих аберрационных коэффициентов Цернике - астигматизма и комы, вызванных децентрировкой. Анализируют волновой фронт объектива в центре поля зрения, определяют аберрационный коэффициент сферической аберрации третьего порядка, по его значению рассчитывают осевое смещение вторичного зеркала относительно номинального положения. Осевое перемещение вторичного зеркала осуществляют на величину, обратную осевому смещению. Технический результат - повышение точности юстировки и ее упрощение. 3 ил.
Устройство состоит из измерительной рамки с цифровыми, угловыми и линейными значениями, лазерного прибора, который проецирует на нее крестообразный лазерный луч, держателей, которые удерживают лазерный прибор и измерительную рамку на соответствующем колесе, поворотных подставок для свободного поворота и скольжения регулируемых колес и блокиратора руля, который удерживает руль в неподвижном положении. Лазерный прибор, прикрепленный держателем к регулируемому колесу, посылает крестообразный лазерный луч, параллельный и перпендикулярный плоскости данного колеса, на измерительную рамку, вертикальную и горизонтальную плоскости земли, прикрепленную аналогичным держателем к другому колесу, находящемуся в одной плоскости с регулируемым. Проецируемый на измерительной рамке лазерный луч показывает вертикальное и горизонтальное отклонение плоскости регулируемого колеса от необходимых значений, которое устраняется путем регулировки регулируемого колеса до совмещения вертикальной и горизонтальной линий лазерного луча с необходимыми значениями на рамке. Технический результат - упрощение и удешевление регулировочного устройства и процесса регулировки развала схождения колес у автомобилей.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Способ измерения и контроля рамы грузового автомобиля или автобуса заключается в том, что измерительное устройство располагают перед рамой, а излучение от источника направляют на раму и на консоль рефлектора. Рефлектор закрепляют на одной из частей рамы. Излучение отражается от рефлектора на приемник излучения. Измерительное устройство вычисляет координаты положения рефлектора в различных точках измерения рамы. Расстояние между внешними рефлекторами регулируют таким образом, чтобы рефлекторы имели одинаковое постоянное расстояние до геометрической середины консоли рефлектора. Внешние рефлекторы закрепляют на предусмотренных противолежащих продольных частях рамы. Координаты местоположения рефлекторов определяют синхронным способом. Установка для измерения и контроля рамы грузового автомобиля или автобуса содержит консоль рефлектора, содержащую рефлектор, измерительное устройство с источником и приемником излучения и вычислительное устройство. Достигается повышение точности измерения рамы транспортного средства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх