DD159459A1 - Verfahren und einrichtung zur deformationsmessung von langen bauteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Lasermesstechnik. Die Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, die es ermoeglichen, bei einem langen Bauteil die Abweichungen von der Konstruktionsform an verschiedenen Punkten zu erfassen und aufzuzeichnen. Erfindungsgemaess wird unter Verwendung einer bekannten Lasermessstrecke an dem zu messenden Bauteil ueber seine gesamte Laenge eine beliebige Anzahl von Messpunkten in der Strahlebene fixiert, die von vorn oder hinten beginnend nacheinander mit einem Massstab verbunden werden, auf dem die Koordinaten der einzelnen Messpunkte ablesbar sind, die in zweidimensionaler Darstellung die Deformationskurve des Bauteiles ergeben. Die an den einzelnen Messpunkten nacheinander ermittelten Koordinatenwerte werden in einem zentralen Geraet erfasst und angezeigt. Die einzelnen Messpunkte bestehen aus aus an das zu messende Bauteil anheftbaren Messschrauben, an denen wahlweise ein Koordinatenmassstab oder eine 4-Quadrantendiode befestigbar ist, die mit einem y, z-Koordinatenanzeiger in Verbindung steht.

Description

a) Titel der Erfindung

Verfahren und Einrichtung zur Deformationsmessung von langen Bauteilen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Meßtechnik. Sie findet vorzugsweise im Schiffbau Anwendung und dient dazu, um Deformationen langer Bauteile, beispielsweise der Kiellinie von Schwimmkörpern während deren Endmontage auf der Helling bzw. einem überdachten Bauplatz zu erfassen und ständig überwachen zu können.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Verfahren und Einrichtungen zur Messung und Überwachung von Deformationen, beispielsweise der der Kiellinie von Schwimmkörpern während der Hellingmontage mit Hilfe geodätischer Meßmittel (Theodolit und Nivelliergerät). Die Nachteile dieser Verfahren sind besonders in den großen Aufwendungen für das Einrichten der Meßgeräte sowie in den Fehlerquellen zu sehen, die beim Arbeiten mit Stativgeräten eintreten. ·

Die Genauigkeit dieser Meßverfahren wird durch den rauhen Produktionsbetrieb negativ beeinträchtigt.

Für die Durchführung der Messung sind mindestens 2 Arbeitskräfte erforderlich, wobei eine Arbeitskraft, das Meßgerät bedient und die zweite den Maßstab am Kielmeßpunkt ansetzt. Zur Bestimmung der räumlichen Lage von Bauteilen während der Schiffsmontage

ist es aus dem Wirtschaftspatent Nr. 139 4-22 bekannt, Laser- £luchtlängsverfahren einzusetzen, bei denen ein Laserstrahl in oder unter das zu montierende Schiff als Hauptbasis in einer definierten Lage gelegt wird, nach der jedoch lediglich ein Ausrichten der Bauteile möglich ist. Eine Ermittlung des Abstandes zwischen Basis und Bauteil an bestimmten Punkten kann hiermit nicht erreicht werden.

d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe es während eines Montageprozesses, beispielsweise von Schwimmkörpern an Land, möglich ist, genau und kontinuierlich Deformationsmessungen an der Kiellinie mit geringem Aufwand in weitgehend automatisierter Arbeitsweise durchzuführen.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von den beschriebenen Nachteilen und dem Ziel der Erfindung, besteht die Aufgabe in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, die es bei Einsatz der bekannten Laserflucht ung ermöglichen, bei einem langen Bauteil, beispielsv/eise dem Kiel eines Schwimmkörpers die Abweichungen von der Konstruktionsform an verschiedenen Punkten zu erfassen und aufzuzeichnen, um sichere Informationen darüber zu erhalten, wie sich die Kiellinie von Schwimmkörpern während der Endmontage an Land unter Einwirkung von Wärme, Kräften und Momenten ändert. Die Kenntnis dieser Veränderungen ist zur Ermittlung der Vorhaltemaße bei der Montage der Hauptmaschinenfundamente erforderlich.

Erfind'ungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, "daß unter Verwendung einer bekannten Meßstrecke, bestehend aus einem Strahlerzeuger, einer Durchgangszielmarke, einer elektrooptischen Zielmarke vorzugsweise einer 4-Quadrantenempfangsanlage und einem Koordinatenanzeiger an dem zu messenden Bauteil über seine gesamte Länge eine beliebige Anzahl von Meßpunkten in der Strahlebene .fixiert werden, die von vorn oder hinten beginnend nacheinander mit einem Maßstab verbunden werden, auf dem die Koordinaten der einzelnen Meßpunkte nacheinander ablesbar sind, die

in zweidimensioneller Darstellung die Deformationskurve des Bauteiles ergeben. Das Verfahren sieht weiterhin vor, daß alle an den einzelnen Meßpunkten nacheinander erfaßten Koordinatenwerte in einem zentralen Gerät erfaßt und angezeigt werden. Die Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens besteht aus einzelnen Meßpunkten, die in Form von Meßschrauben an das zu messende Bauteil anheftbar sind, wobei die Meßschrauben der wahlweisen Aufnahme eines Koordinatenmaßstabes oder einer 4-Quadrantendiode dienen, die mit einem y, ζ--Koordinatenanzeiger in Verbindung steht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Einrichtung gelingt es einer Person, die Deformationen größerer Bau- "^y teile mit hoher Genauigkeit während des Baues berührungslos zu messen und ständig zu kontrollieren, um diese Y/erte beim weiteren Baufortschritt im Interesse der Qualität berücksichtigen zu können.

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Eand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen;

Fig. 1: Seitenansicht der Meßstrecke mit dem zu messenden Objekt

Fig. 2: Querschnitt durch das zu messende Objekt mit Anordnung der Meßeinrichtung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Einrichtung sind dort anwendbar, wo es darauf ankommt, schnell und genau die Deformation von langen Bauteilen während der Montage zu messen, wie dieses beispielsweise im Schiffbau erforderlich ist, um •genaue.Vorhaltemaße für die Montage der Hauptmaschinenfundamente ermitteln zu können. .

Auf einer Helling oder Taktstraße 1 liegt auf Kielblockträgern " .2 ein Schwimmkörper 3· Vor oder hinter diesem ist .in Längsrichtung ein Strahlerzeuger 4 in Mittschiffsebene in definierter Höhe auf einer Vorrichtung 5, die ein Ausrichten in allen Freiheit sgraden erlaubt, angeordnet. Der vom Strahlerzeuger 4 aus-

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gesandte Laserstrahl verläuft auf einem genau definierten Horizontalniveau, vorzugsweise zwischen Oberkante Kielblockträger und Kiel 7 parallel zur Mittschiffsacb.se.

Eine elektro-optische ^-Quadrantenempfangseinrichtung 8 am Ende der Meßstrecke, sowie eine Durchgangszielmarke 9 unmittelbar am Strahlerzeuger 4 dienen der genauen Strahl;} ust ie rung·. Der auf Horizont eingerichtete Laserstrahl 6 ist die Bezugsebene für die Messungen. Ein y, z-Koordinatenanzeiger 10, der mit der . elektro-optischen 4-Quadrantenempfangsanlage 8 verbunden ist, zeigt die Abweichungen des Laserstrahles 6 von der Sollage an. Zur Durchführung des Meßverfahrens werden über die gesamte Länge des Kiels 7 an diskreten Kielpunkten Meßschrauben 11 in der Strahlebene fluchtend an den Kiel 7 geheftet. Diese werden vom Strahlerzeuger 4- beginnend oder umgekehrt nacheinander mit einem Maßstab 12, vorzugsweise einem y, z-Koordinatenmaßstab, manuell verbunden, auf dem die Koordinaten des Meßpunktes ablesbar sind. Die Wiederholung der Messungen bei genau bestimmbaren Bauzuständen sowie der Vergleich der Meßpunktkoordinaten mit den Ausgangswerten führt zur Erfassung der Deformation der Kiellinie des Schwimmkörpers.

Zur Vermeidung von Ablesefehlern kann anstelle des y, z-Koordinatenmaßstabes 12 eine 4-Quadrantendiode mit einem transportablen y, z-Koordinatenanzeiger eingesetzt werden.

Die Lage der Strahlenergie auf der 4-Quadrantendiode bewirkt einen Zeigeransschlag in den Instrumenten des transportablen y, ζ-Koordinatenanzeigers, der mit der Koordinatengröße identisch ist. Die Meßwerterfassung kann von einer Person durchgeführt werden. . .

Claims (4)

E r f i n'd ungsanspr u c h
1. (.;)· . 1. Verfahren zur. Deformationsmessung von langen Bauteilen, vorzugsweise im Schiffbau, unter Verwendung einer bekannten Meßstrecke, bestehend aus einem Strahlerzeuger, einer Durchgangszielmarke, einer elektro-optischen Zielmarke und einem Koordinatenanzeige^ gekennzeichnet dadurch , daß an dem zu messenden Bauteil über seine gesamte Länge eine beliebige Anzahl von Meßpunkten in der Strahlebene fixiert werden, die von vorn oder hinten beginnend nacheinander mit einem Maßstab (12) verbunden werden, auf dem die Koordinaten der einzelnen Meßpunkte nacheinander ablesbar sind, die in zweidimensioneller Darstellung die Deformationskurve des Bauteiles ergeben.
2. ' ) 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet

   dadurch , daß alle an den einzelnen Meßpunkten nacheinander ermittelten Koordinatenwerte in einem zentralen Gerät erfaßt und angezeigt werden. .
3. '3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und 2, g' e k en η ζ e i c h* η e t d a d u r ο h , · · daß die einzelnen Meßpunkte aus an das zu messende Bauteil anheftbaren Meßschrauben (11) bestehen, an denen wahlweise ein Koordinatenmaßstab oder eine
4. 4-Quadrantendiode, die mit einem transportablen Koordinatenanzeiger in Verbindung steht, befestigbar ist.

   - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -