RU2170408C1 - Device for check of position of axes of objects - Google Patents

Device for check of position of axes of objects Download PDF

Info

Publication number
RU2170408C1
RU2170408C1 RU2000103388/28A RU2000103388A RU2170408C1 RU 2170408 C1 RU2170408 C1 RU 2170408C1 RU 2000103388/28 A RU2000103388/28 A RU 2000103388/28A RU 2000103388 A RU2000103388 A RU 2000103388A RU 2170408 C1 RU2170408 C1 RU 2170408C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirrors
mirror
axes
translucent
platform
Prior art date
Application number
RU2000103388/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.И. Пимшин
Л.Ф. Литвинова
Г.А. Науменко
А.В. Кривошеев
Original Assignee
Пимшин Юрий Иванович
Литвинова Лариса Федоровна
Науменко Галина Андреевна
Кривошеев Александр Валерьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пимшин Юрий Иванович, Литвинова Лариса Федоровна, Науменко Галина Андреевна, Кривошеев Александр Валерьевич filed Critical Пимшин Юрий Иванович
Priority to RU2000103388/28A priority Critical patent/RU2170408C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2170408C1 publication Critical patent/RU2170408C1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology; determination of relative position of axes or members of objects; mechanical engineering and constructed engineering. SUBSTANCE: device includes radiation source, zone plate, optical system and recording unit. Optical system includes four flat semitransparent mirrors; each mirror is located in vertex of rectangle. Planes of first, second and fourth mirrors are parallel and third mirror is perpendicular relative to their planes. Mirrors are secured on platform ensuring their centering and orientation above points under test. Platforms of two mirrors hold pentagonal members whose mirrors form angles of 67.5 deg. with semitransparent mirror; platform of third semitransparent mirror holds two recorders. EFFECT: extended range of application due to simultaneous check of parallelism and perpendicularity of axes being checked; enhanced accuracy of measurement. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимного положения осей или элементов объектов в машиностроении и строительстве. The invention relates to measuring equipment and can be used to determine the relative position of the axes or elements of objects in mechanical engineering and construction.

Известно техническое решение (А. с. 1402803, G 01 В 11/30, 1988 г.), предназначенное для формирования разомкнутого ортогонального контура, содержащего источник излучения, зонную пластину, блок регистрации и блок преобразования, выполненный в виде призменного блока, включающего две куб-призмы, расположенные одна над другой, и прямоугольную призму, соединенную гипотенузной гранью с боковыми поверхностями обеих куб-призм. Гипотенузные грани куб-призм развернуты между собой на угол 90o.A technical solution is known (A. p. 1402803, G 01 B 11/30, 1988), designed to form an open orthogonal contour containing a radiation source, a zone plate, a recording unit and a conversion unit made in the form of a prism unit including two cube-prisms located one above the other, and a rectangular prism connected by a hypotenuse face to the side surfaces of both cube-prisms. The hypotenous faces of the cube-prisms are rotated among themselves at an angle of 90 o .

Данное техническое решение может быть использовано для контроля перпендикулярности и параллельности осей объектов, однако последовательная методика измерительного процесса существенно снижает точность данного средства, это является его недостатком. This technical solution can be used to control the perpendicularity and parallelism of the axes of objects, however, the consistent method of the measuring process significantly reduces the accuracy of this tool, this is its drawback.

Наиболее близким к заявляемому является техническое решение (А.с. 1693374 G 01 В 11/26, 1991 г.), устройство для контроля параллельности осей объектов, содержащее источник излучения, зонную пластину, оптическую систему и регистрирующий блок. Closest to the claimed is a technical solution (A.S. 1693374 G 01 B 11/26, 1991), a device for controlling the parallelism of the axes of objects, containing a radiation source, a zone plate, an optical system and a recording unit.

Недостатком этого технического решения является то, что его нельзя использовать для контроля перпендикулярности, что ограничивает его диапазон использования. The disadvantage of this technical solution is that it cannot be used to control perpendicularity, which limits its range of use.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном техническом решении, включающем источник излучения, зонную пластину, оптическую систему и регистрирующий блок, оптическая система выполнена из четырех последовательно установленных полупрозрачных плоских зеркал, причем каждое из этих зеркал расположено в вершине прямоугольника, при этом плоскости первого, второго и четвертого из них параллельны друг другу, а третье зеркало перпендикулярно их плоскостям, каждое из зеркал закреплено на платформе, обеспечивающей центрирование и ориентирование их над исследуемыми точками; на платформах двух зеркал установлены пентагональные элементы, зеркала которых образуют с полупрозрачными зеркалами углы 67.5o; на платформе полупрозрачного третьего зеркала установлены два регистратора, причем так, что плоскость данного полупрозрачного зеркала образует с плоскостями анализа регистраторов углы 45o, а плоскости анализа регистраторов взаимно перпендикулярны.The essence of the invention lies in the fact that in the known technical solution, including a radiation source, a zone plate, an optical system and a recording unit, the optical system is made of four sequentially mounted translucent flat mirrors, each of these mirrors located at the top of the rectangle, with the plane of the first , the second and fourth of them are parallel to each other, and the third mirror is perpendicular to their planes, each of the mirrors is mounted on a platform that provides centering and entirovanie them above the test points; pentagonal elements are installed on the platforms of two mirrors, the mirrors of which form angles of 67.5 o with translucent mirrors; two registrars are installed on the platform of the translucent third mirror, so that the plane of this translucent mirror forms angles of 45 o with the plane of analysis of the registrars, and the plane of analysis of the registrars is mutually perpendicular.

Такое устройство оптической системы позволяет сформировать кольцевой контур лазерных лучей, при этом выполнять анализ стабильности диаграммы направленности лазерного излучения, учитывать стационарность положения всех четырех зеркал, которые должны располагаться строго в вершинах прямоугольника. Причем всю информацию о положении элементов оптической систем, вне зависимости от флуктуации лазерных лучей и положения полупрозрачных зеркал, получают из регистрации встречных лазерных пучков в системе. Such an optical system device allows one to form an annular contour of laser beams, while analyzing the stability of the laser radiation pattern, and taking into account the stationary position of all four mirrors, which should be located strictly at the vertices of the rectangle. Moreover, all the information about the position of the elements of the optical systems, regardless of the fluctuation of the laser beams and the position of the translucent mirrors, is obtained from the registration of the oncoming laser beams in the system.

Таким образом, расширяется диапазон использования устройства путем одновременного контроля параллельности и перпендикулярности контролируемых осей и повышается точность измерений. Thus, the range of use of the device is expanded by simultaneously controlling the parallelism and perpendicularity of the controlled axes and the measurement accuracy is increased.

Изобретение поясняется чертежом, где показана общая схема устройства. Устройство для контроля взаимного расположения осей объектов, у которого оптический блок преобразования выполнен из последовательно установленных полупрозрачных зеркал 1-4, причем каждое из этих зеркал расположено в вершине прямоугольника. При этом плоскости трех из них 1, 2 и 4 параллельны друг другу, а зеркало 3 перпендикулярно их плоскостям. Каждое из зеркал закреплено на платформе 5, обеспечивающей центрирование и ориентирование их над исследуемыми точками. На платформах двух зеркал 2, 4 установлены пентагональные элементы 6, 7, зеркала которых образуют с полупрозрачными зеркалами углы 67.5o. На платформе полупрозрачного зеркала 3 установлены два регистратора 8 и 9 (типа ПЗС линеек), причем так, что плоскость полупрозрачного зеркала 3 образует с плоскостями анализа регистраторов 8 и 9 углы 45o, а плоскости анализа регистраторов взаимно перпендикулярны. На платформе полупрозрачного зеркала 1 так же установлен регистратор 10 (типа ПЗС линейки), причем плоскость анализа регистратора 10 и зеркало 1 расположены под углом 45o. Кроме этого, устройство содержит источник излучения 11, например геленеоновый лазер типа ЛГН 207А, разрезную зонную пластину 12.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General diagram of the device. A device for controlling the relative position of the axes of objects, in which the optical conversion unit is made of sequentially mounted translucent mirrors 1-4, each of which is located at the top of the rectangle. In this case, the planes of three of them 1, 2 and 4 are parallel to each other, and the mirror 3 is perpendicular to their planes. Each of the mirrors is mounted on a platform 5, which provides centering and orientation of them over the studied points. On the platforms of two mirrors 2, 4, pentagonal elements 6, 7 are installed, the mirrors of which form angles of 67.5 o with translucent mirrors. On the platform of the translucent mirror 3, two registrars 8 and 9 are installed (such as CCD arrays), so that the plane of the translucent mirror 3 forms angles of 45 o with the analysis planes of the registrars 8 and 9, and the analysis planes of the registrars are mutually perpendicular. On the platform of the translucent mirror 1, a recorder 10 (like a CCD line) is also installed, and the plane of analysis of the recorder 10 and mirror 1 are located at an angle of 45 o . In addition, the device contains a radiation source 11, for example, a LGE 207A type Geleneon laser, a split zone plate 12.

Описанный блок преобразования лазерного луча (совокупность зеркал 1-4, пентагональных элементов 6 и 7 и их взаимное расположение) обеспечивает формирование референтного контура во встречных пучках. Использование встречных пучков позволяет выполнять многофакторный анализ расположения элементов в данной системе и, как следствие этого, определять ортогональность и коллинеарность контролируемых элементов при исследовании объектов. The described conversion unit of the laser beam (a set of mirrors 1-4, pentagonal elements 6 and 7 and their relative position) provides the formation of the reference contour in the opposing beams. The use of oncoming beams allows one to perform a multivariate analysis of the arrangement of elements in a given system and, as a result of this, determine the orthogonality and collinearity of the controlled elements in the study of objects.

При выполнении работ на начальной точке, закрепляющей ось, центрируется полупрозрачное зеркало 1. Лазерный луч ориентируется строго вдоль оси объекта, т.е. xoy

Figure 00000002
qol. Затем на контролируемых элементах на расстояниях, соответствующих номинальным размерам, в ходе излучения устанавливаются полупрозрачные зеркала 2 и 4. А на исследуемом элементе, замыкающем контур прямоугольника, устанавливается полупрозрачное зеркало 3. При таком расположении системы сформированный лазерный луч, поделенный полупрозрачным зеркалом 1, будет направлен на зеркала 2 и 4. От этих зеркал одна часть излучения отразится в направлении полупрозрачного зеркала 3, а вторая часть попадает в пентагональный элемент, где отразившись от зеркал 6, 7, так же как и первая часть, будет направлена на зеркало 3. При этом, если полупрозрачные зеркала 2 и 4 располагаются строго под углом 45o к лучу падения, то на выходе из пентагонального элемента 6 и 7 луч совпадает по направлению с лучом, отраженным от плоскости полупрозрачного зеркала 2 и 4. Если же центрировочная платформа будет смещена от оси симметрии или развернута, то лучи либо будут параллельны друг другу со смещением δi или развернуты друг относительно друга на угол Φi . Данное расположение лучей регистрируется светоприемниками 8 и 9, установленными соответственно с полупрозрачным зеркалом 3. Если же развернуто зеркало 3, то это вызовет разворот отраженных лучей, которые в плоскости анализа регистратора 10 разойдутся на пропорциональную величину относительно оси симметрии плоскости анализа, что и будет зафиксировано. Таким образом, в описанной системе контролируются одновременно положения трех элементов. При этом при зануливании всех регистраторов путем соответствующих смещений полупрозрачных зеркал 2-4 обеспечивается формирование референтного прямоугольника, т. е. выполняется одновременный контроль перпендикулярности и параллельности осей элементов. Как следствие этого повышается точность контроля расположения, т.к. информация определяется на один и тот же момент времени и в одних и тех же условиях для всех элементов.When performing work at the starting point fixing the axis, the translucent mirror 1 is centered. The laser beam is oriented strictly along the axis of the object, i.e. xoy
Figure 00000002
qol. Then, translucent mirrors 2 and 4 are installed at the controlled elements at distances corresponding to the nominal sizes, and a translucent mirror 3 is installed on the element under study that closes the rectangle. With this arrangement of the system, the formed laser beam divided by translucent mirror 1 will be directed mirrors 2 and 4. From these mirrors, one part of the radiation will be reflected in the direction of the translucent mirror 3, and the second part will fall into the pentagonal element, where it is reflected from rkal 6, 7, as well as the first part, is directed to the mirror 3. In this case, if the semitransparent mirror 2 and 4 are arranged strictly an angle of 45 o to the line of fall, the output of pentagonal elements 6 and 7 of the beam coincides with the direction with the beam reflected from the plane of the translucent mirror 2 and 4. If the centering platform is shifted from the axis of symmetry or deployed, then the rays will either be parallel to each other with an offset of δ i or rotated relative to each other at an angle Φ i . This arrangement of the rays is detected by the light detectors 8 and 9, respectively installed with a translucent mirror 3. If mirror 3 is deployed, this will cause a turn of the reflected rays, which in the plane of analysis of the recorder 10 will diverge proportionally to the axis of symmetry of the analysis plane, which will be fixed. Thus, in the described system, the positions of three elements are simultaneously controlled. In this case, when all registrars are nullified by means of the corresponding displacements of the translucent mirrors 2-4, the formation of the reference rectangle is provided, i.e., the perpendicularity and parallelism of the axes of the elements are simultaneously controlled. As a result of this, the accuracy of location control is increased, because information is determined at the same moment in time and under the same conditions for all elements.

Следует отметить, что одновременное использование двух или более описанных систем позволяет формировать пространственные фигуры типа куба, параллелепипеда. It should be noted that the simultaneous use of two or more of the described systems allows the formation of spatial figures such as a cube, parallelepiped.

Claims (1)

Устройство для контроля расположения осей объектов, содержащее источник излучения, зонную пластину, оптическую систему и регистрирующий блок, отличающееся тем, что оптическая система выполнена из четырех последовательно установленных полупрозрачных плоских зеркала, причем каждое из этих зеркал расположено в вершине прямоугольника, при этом плоскости первого, второго и четвертого параллельны друг другу, а третье зеркало перпендикулярно их плоскостям, каждое из зеркал закреплено на платформе, обеспечивающей центрирование и ориентирование их над исследуемыми точками, на платформах двух зеркал установлены пентагональные элементы, зеркала которых образуют с полупрозрачными зеркалами углы 67,5°, на платформе полупрозрачного третьего зеркала установлены два регистратора, причем так, что плоскость данного полупрозрачного зеркала образует с плоскостями анализа регистраторов углы 45°, а плоскости регистраторов взаимно перпендикулярны. A device for controlling the location of the axes of objects, containing a radiation source, a zone plate, an optical system and a recording unit, characterized in that the optical system is made of four sequentially mounted translucent flat mirrors, each of which is located at the top of the rectangle, with the plane of the first, the second and fourth are parallel to each other, and the third mirror is perpendicular to their planes, each of the mirrors is mounted on a platform that provides centering and reference points They are located above the studied points, pentagonal elements are installed on the platforms of two mirrors, the mirrors of which form angles of 67.5 ° with the translucent mirrors, two registrars are installed on the platform of the translucent third mirror, so that the plane of this translucent mirror forms angles 45 with the analysis planes of the registrars °, and the plane of the recorders is mutually perpendicular.
RU2000103388/28A 2000-02-10 2000-02-10 Device for check of position of axes of objects RU2170408C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103388/28A RU2170408C1 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Device for check of position of axes of objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103388/28A RU2170408C1 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Device for check of position of axes of objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2170408C1 true RU2170408C1 (en) 2001-07-10

Family

ID=20230526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000103388/28A RU2170408C1 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Device for check of position of axes of objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2170408C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220094A (en) * 2019-10-18 2020-06-02 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 Three-dimensional attitude measurement method based on photoelectric autocollimator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220094A (en) * 2019-10-18 2020-06-02 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 Three-dimensional attitude measurement method based on photoelectric autocollimator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lichti Ground-based laser scanners: operation, systems and applications
EP0228170A1 (en) Method and apparatus for inspecting a surface
CN1916561A (en) Interferometer for measuring perpendicular translations
Gordon et al. Metric performance of a high-resolution laser scanner
US4436424A (en) Interferometer using transverse deviation of test beam
CN103292728B (en) A kind of High-precision long-range surface shape detection system and detection method
US4787748A (en) Synchronous optical scanning apparatus
Park et al. Measurement of fine 6-degrees-of-freedom displacement of rigid bodies through splitting a laser beam: experimental investigation
JPH0426042B2 (en)
RU2170408C1 (en) Device for check of position of axes of objects
US4191477A (en) Process and apparatus for the separate evaluation of image contents in two coordinate directions of motion
US4425041A (en) Measuring apparatus
CN106017364A (en) High-accuracy laser large-working-distance auto-collimation device and method
JPS6080707A (en) Device for measuring angle of inclination
JPH03167404A (en) Method for measuring size of large object
RU2137097C1 (en) Optical three-coordinate device to test vibration displacements
RU2095753C1 (en) Device for measuring the relative angular position of reflectors
SU1295214A1 (en) Device for measuring distance
SU1627447A1 (en) Method for installation of ship sections in building a ship on building slip
JPS62502421A (en) Equipment for orienting, inspecting and/or measuring two-dimensional objects
JPH06502254A (en) Lateral displacement measurement device for objects
SU879298A1 (en) Optical electronic device for checking object angular turn
JPH07181041A (en) Acute angle back reflector
RU1825970C (en) Deviations meter for measuring shape and dimensions of articles
SU1573342A1 (en) Arrangement for checking rectilinearity

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050211