EA004362B1 - Устройство для обеспечения безмоментной опоры и контроля формы пластически деформированных панелей - Google Patents

Abstract

В изобретении описано устройство для контроля формы пластически деформированных панелей больших размеров, обеспечивающее безмоментную их опору в процессе измерений. Благодаря этому исключается деформация панели, обусловленная ее изгибом под действием ее собственной массы, и тем самым создается возможность объективного контроля формы панели с получением достоверных результатов. Достигается это благодаря тому, что предусмотрен набор размещенных в виде решетки гидравлических или пневматических плунжеров, которые связаны между собой таким образом, чтобы при укладке панели на такой набор размещенных в виде решетки плунжеров происходило уравнивание давлений между отдельными плунжерами. Сами плунжеры закреплены на опорной конструкции. Для оптимизации длины выдвижения плунжеров их можно объединить в группы и крепить такими группами к имеющим модульную конструкцию основаниям, положение которых по вертикали можно соответствующим образом регулировать. Для контроля формы панели используются датчики, которые обычно встраиваются в опорные плунжеры, установленные на опорной конструкции.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для обеспечения безмоментной, т.е. не приводящей к возникновению изгибающих моментов, опоры и контроля формы пластически деформированных панелей согласно п. 1 формулы изобретения.

Обычно форму пластически деформированных панелей больших размеров (до 4x20 м), например панелей для наружной обшивки судов, проверяют, как известно, с помощью накладных шаблонов, путем визуального контроля и субъективной оценки, а в некоторых случаях для этой цели уже используют измерительную технику, позволяющую проводить бесконтактные измерения по трем координатам, соответственно датчики (ΙΡ 11-201748). При этом вне зависимости от метода измерений панель в процессе измерения ее геометрических параметров может удерживаться на опоре в самых различных положениях (например в подвешенном на кране положении или в уложенном на пол положении с частичной опорой по ее краям). Возникающие при этом деформации панели, обусловленные ее изгибом под действием ее собственной массы, могут в зависимости от выбранных условий ее установки на опору приводить к получению абсолютно различных, недостоверных результатов, не соответствующих фактической форме панели, приданной ей в процессе пластической деформации. С учетом подобных различных граничных условий при измерениях не удается получать результаты с высокой степенью воспроизводимости.

В основу представленного в п.1 изобретения была положена задача разработать устройство для обеспечения безмоментной опоры панели и одновременного контроля ее формы с целью получения информации о реальной форме панели, фактически приданной ей в процессе пластической деформации.

Указанная задача решается с помощью представленных в п.1 отличительных признаков, при этом предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.

Согласно изобретению поставленная в нем задача решается благодаря тому, что

- предусмотрен набор размещенных в виде решетки гидравлических или пневматических плунжеров, которые связаны между собой таким образом, чтобы при укладке панели на такой набор размещенных в виде решетки плунжеров происходило уравнивание давлений между отдельными плунжерами, благодаря чему обеспечивается равномерная, безмоментная опора на них панели,

- плунжеры закреплены на основании или на нижней несущей конструкции (например на опорной решетке),

- предусмотрена возможность регулирования расстояния между плунжерами для его установки на оптимальное значение в зависимости от размеров и степени пластической деформации панели и

- для оптимизации длины выдвижения плунжеров они объединены в группы и крепятся такими группами к имеющим модульную конструкцию основаниям, положение которых по вертикали можно соответствующим образом регулировать.

Согласно еще одной отличительной особенности изобретения для контроля формы панели используются датчики, которые обычно встраиваются в опорные плунжеры. В особых случаях (например при контроле формы небольшой по размерам панели с малым числом опорных точек) для контроля формы панели можно также использовать независимую измерительную технику.

Значения, полученные при измерениях по трем координатам (х, у, ζ) в дискретных точках панели, с помощью специальной компьютерной программы сравниваются с заданными значениями, полученными при проектировании в системе автоматизированного проектирования (САПР). Выявленные при этом отклонения формы и размеров панели от заданных параметров отображаются, например, на экране монитора.

Преимущество изобретения состоит прежде всего в возможности обеспечить с помощью предлагаемого в нем устройства безмоментную опору панели. Благодаря этому исключается деформация панели, обусловленная ее изгибом под действием ее собственной массы, и тем самым создается возможность объективного контроля формы панели с получением достоверных результатов.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - принципиальная схема размещения плунжеров, на фиг. 2 - более подробное увеличенное изображение, поясняющее принципиальную схему расположения плунжеров, показанных на фиг. 1, на фиг. 3 - схема, иллюстрирующая возможность изменения расстояния между плунжерами (плунжеры показаны в раздвинутом на максимальное расстояние между ними положении), на фиг. 4 - схема, иллюстрирующая возможность изменения расстояния между плунжерами (плунжеры показаны в сдвинутом на минимальное расстояние между ними положении), на фиг. 5 - схема, иллюстрирующая возможность изменения расстояния между плунжерами в одном направлении (плунжеры показаны в раздвинутом на максимальное расстояние в одном направлении положении), на фиг. 6 - схема, иллюстрирующая возможность изменения расстояния между плунжерами в одном направлении (плунжеры показаны в сдвинутом на минимальное расстояние в одном направлении положении), на фиг. 7 - схема, иллюстрирующая позиционирование датчиков, на фиг. 8 - схема, иллюстрирующая возможность модульной компоновки элементов, образующих единый измерительный стенд, на фиг. 9 - схема, иллюстрирующая другую возможность модульной компоновки элементов, образующих единый измерительный стенд и на фиг. 10 - принятая при измерениях система координат.

Схематично показанное на фиг. 1 и 2 устройство для обеспечения безмоментной опоры и контроля формы панелей состоит из опорной конструкции 1, на которой расположены гидравлически или пневматически выдвигающиеся в вертикальном направлении плунжеры 2 таким образом, что при укладке панелей на набор таких размещенных в виде решетки плунжеров давление между отдельными плунжерами уравнивается.

Согласно фиг. 3 и 4 плунжеры 2 объединены в группы и закреплены на имеющем модульную конструкцию основании, а также соединены между собой шарнирными звеньями 3, благодаря которым плунжеры можно рядами смещать в направлении осей X и Υ, что в зависимости от размеров и степени пластической деформации панели позволяет отрегулировать расстояние между плунжерами на оптимальное значение.

На фиг. 5 и 6 показаны схемы, поясняющие возможность изменения расстояния между расположенными на основании плунжерами, при этом на фиг. 5 плунжеры показаны в раздвинутом на максимальное расстояние положении, а на фиг. 6 плунжеры показаны в сдвинутом на минимальное расстояние положении.

На фиг. 7 иллюстрируются различные возможности измерения геометрических параметров панели 8 для контроля ее формы при ее безмоментной опоре на плунжеры. При этом для контроля формы панели используются либо встроенные в плунжеры 2 датчики 5, либо дополнительно устанавливаемые бесконтактные датчики 6 или механические контактные датчики 7. Использование переносных датчиков 6 и/или 7 без их постоянного соединения с опорной конструкцией 1 позволяет проводить измерения в дополнительных точках (например по краю панели или в требуемых контрольных точках), а не только в местах опоры панели на плунжеры.

Проводить измерения на панели 8 для контроля ее формы можно и с другой ее стороны с помощью соответствующей измерительной ап паратуры, расположенной с этой стороны панели.

На фиг. 8 и 9 иллюстрируется возможность модульной компоновки элементов 1, 2, 3 и 4, образующих единый измерительный стенд.

На фиг. 10 показаны базовые системы координат Σ и Σ', используемые для сравнения с помощью специальной компьютерной программы измеренных в дискретных точках панели 8 значений с заданными значениями, полученными с помощью САПР. Выявленные при таком сравнении отклонения формы и размеров панели от заданных параметров отображаются, например, на экране монитора.

Измерения на панели (с получением фактически измеренных значений) проводятся в системе координат 2. С этой целью при установке панели на опорные плунжеры ее положение выверяют с привязкой к определенным фиксированным точкам.

Контрольные или эталонные значения, соответствующие заданным при проектировании панели значениям, указаны в системе координат Σ'.

Для сравнения фактически измеренных значений с заданными значениями выполняют необходимые математические операции (вращение, параллельный перенос системы координат Σ относительно системы координат Σ').

Обычно дискретное распределение точек измерения ί с соответствующими им измеренными значениями (координаты Χί, Υί, Ζί) не совпадает с заданным на основе созданного в САПР чертежа распределением базовых точек 1' с соответствующими им заданными значениями (координаты Χί', Υί', Ζί'). С учетом этого координаты точек, полученные в принятой при измерениях базовой системе координат, необходимо пересчитывать в координаты базовых точек в принятой при проектировании базовой системе координат, что осуществляют путем интерполяции с помощью пригодных для этой цели математических алгоритмов, таких, например, как сплайн-аппроксимация.

Сравнение фактически измеренных значений с заданными значениями осуществляют путем соответствующего представления данных. С этой целью данные можно представлять в виде таблиц, в графическом виде, в виде меток на панели и т. д.

Для достижения необходимой точности при интерполяции может потребоваться увеличить количество точек измерения на единицу площади поверхности в системе координат Σ. С этой целью уменьшают расстояния между используемыми при измерениях плунжерами (по осям х, у в системе координат Σ).

Claims (6)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для обеспечения безмоментной опоры и контроля формы пластически деформированных панелей с помощью плунжеров и датчиков, при этом на опорной конструкции (1) закреплен набор размещенных в виде решетки гидравлических или пневматических плунжеров (2), которые связаны между собой таким образом, чтобы при укладке панели (8) на такой набор размещенных в виде решетки плунжеров происходило уравнивание давлений между этими отдельными плунжерами (2), которые имеют возможность гидравлического или пневматического выдвижения в вертикальном направлении, а для контроля формы панели предусмотрены датчики и/или механические измерители расстояния, причем плунжеры (2) объединены в группы на имеющем модульную конструкцию основании, что в зависимости от размеров и степени пластической деформации панели (8) позволяет регулировать в продольном и/или поперечном направлениях расстояние между плунжерами на опорной конструкции (1) с помощью шарнирных звеньев и соответствующего механизма перемещения.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сохраняется возможность регулирования положения групп плунжеров в горизонтальном и вертикальном направлениях.
3. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в плунжеры (2) встроены датчики (5).
4. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на опорной конструкции (1) расположены бесконтактные датчики (6).
5. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на опорной конструкции (1) расположены контактные датчики (7).
6. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что предусмотрена возможность соотнесения измеренных на панели (8) значений с системой координат, привязанной к опорной конструкции (1).