RU2362119C1

RU2362119C1 - Measurement method for flatness deviation

Info

Publication number: RU2362119C1
Application number: RU2008113799/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Зюзиков (RU); Владимир Николаевич Зюзиков; Сергей Николаевич Пидгурский (RU); Сергей Николаевич Пидгурский; Анатолий Гаврилович Астафьев (RU); Анатолий Гаврилович Астафьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут" (ОАО "Корпорация "Иркут")
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-07-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to flatness measurement technique and deviation determination at flat surfaces with different square area and length, in particular for testing, installation and marking-off plates made of cast iron or stone. Invention can be used in different areas of engineering. Effect is reached due to emission of horizontal collimated laser beam by measurement instrument with stationary installed emitting device; receiver contains optical target sign with cross and vernier installed at vertical measurement scale with feature of motion in vertical plane. In the beginning real horizontal auxiliary plane is created by laser beam turning; level of this plane is fixed against readings of linear scale and vernier received at receiver adjustment against optical axis of emitter by means of alignment of optical target cross with central point of collimated laser beam. Readings of linear scale and vernier received during such alignment are accepted as zero mark for further setting and measurement. Then moving receiver without realignment to at least two outermost points located at work surface of plate and aligning cross of receiver's optical target sign with central point of emitter's collimated laser beam by means of vertical regulation of plate level in each of these points work surface of plate is set in parallel to horizon and to auxiliary plane and measurements of flatness deviation are made in received system of two mutually aligned real parallel surfaces by means of plate sections movement into leveling points of receiver only and determination of vertical deviation for cross of target sign to one or another side from auxiliary surface level against linear scale and vernier of receiver.

EFFECT: setting of real horizontal auxiliary plane, accurate setting of basic plane in parallel to auxiliary plane and horizon and obtainment of mutually aligned system to make adjustments and measurements based on these two planes really parallel to each other.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технике проведения измерений и определения отклонений от плоскостности плоских поверхностей поверочных, монтажных и разметочных плит, изготовленных из чугуна или камня (гранита). Изобретение может быть использовано в различных областях машиностроения.The invention relates to techniques for measuring and determining deviations from flatness of flat surfaces of calibration, mounting and marking plates made of cast iron or stone (granite). The invention can be used in various fields of engineering.

Известен способ измерения отклонений поверхностей плит от плоскостности, при осуществлении которого в качестве измерительных устройств используют пузырьковый уровень, установленный на измерительной каретке, и микронивелир, установленный на сменном основании каретки. Измерительные устройства в процессе измерений перемещают по поверхности плиты, определяя при этом микронивелиром угол отклонения от плоскости горизонта в двух расположенных рядом (в 100-200 мм) точках поверхности. Измерения проводят вдоль диагоналей плиты, по периметру, вдоль поперечного и продольного сечений (по 2-3 измерения в каждой точке замера). Полученные угловые величины переводят в линейные, математически определяют вспомогательную плоскость, от которой затем также путем расчетов определяют отклонения от плоскостности в точках замера («Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Плиты поверочные и разметочные. Методика поверки. МИ 2007-89». Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, Москва, 1990 г., п.3.6.9, с.11).A known method of measuring deviations of the surfaces of the plates from flatness, the implementation of which as measuring devices use a bubble level mounted on the measuring carriage, and a micron level mounted on a removable base of the carriage. In the process of measurement, measuring devices are moved along the surface of the plate, while determining the angle of deviation from the horizon plane at two adjacent points of the surface (100-200 mm) with a microwire. Measurements are carried out along the diagonals of the plate, along the perimeter, along the transverse and longitudinal sections (2-3 measurements at each measurement point). The obtained angular values are converted into linear ones, mathematically determine the auxiliary plane, from which then deviations from flatness at measuring points are also determined by calculations ("Recommendation. State system for ensuring the uniformity of measurements. Test and marking plates. Verification method. MI 2007-89." State USSR Committee for Product Quality and Standards Management, Moscow, 1990, clause 3.6.9, p.11).

Недостатками известного способа являются недостаточная точность установки плиты в горизонтальное положение по брусковому уровню, располагаемому в центре плиты, задание теоретической вспомогательной плоскости по не связанным между собой результатам измерений, получение не связанных между собой результатов измерений в точках нивелирования, необходимость перестановки всего измерительного устройства в точки нивелирования, необходимость проведения большого количества измерений, получение результатов измерений в угловых величинах и необходимость проведения большого количества вычислений для перевода угловых величин в линейные, для построения вспомогательной плоскости и определения отклонений промежуточных точек поверхности плиты от плоскостности.The disadvantages of this method are the lack of accuracy in installing the plate in a horizontal position along the bar level located in the center of the plate, setting a theoretical auxiliary plane for unrelated measurement results, obtaining unrelated measurement results at leveling points, the need to rearrange the entire measuring device to points leveling, the need for a large number of measurements, obtaining measurement results in angular quantities and Parts Required large number of computations to be translated into linear angular values, for constructing reference plane and determining deviations of the intermediate points of the surface plate flatness.

Также известен способ измерения отклонений поверхностей плит от плоскостности, в котором в качестве измерительного устройства используют приспособление с индикаторной головкой, которое в процессе измерений перемещают по поверхности плиты и которым измеряют высоту точки по отношению к двум ранее измеренным. Измерения проводят вдоль диагоналей плиты, по периметру, вдоль поперечного и продольного сечений. После этого проводят обработку результатов измерений, математически определяют вспомогательную плоскость, от которой затем также путем расчетов определяют отклонения от плоскостности в точках замера («Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Плиты поверочные и разметочные. Методика поверки. МИ 2007-89», Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, Москва, 1990 г, п.3.6.12, с.14, с.24).Also known is a method of measuring deviations of the surfaces of plates from flatness, in which a measuring device with an indicator head is used as a measuring device, which is moved along the surface of the plate during the measurement and which measures the height of the point with respect to the two previously measured. Measurements are carried out along the diagonals of the plate, along the perimeter, along the transverse and longitudinal sections. After that, the measurement results are processed, the auxiliary plane is mathematically determined, from which the deviations from flatness at the measurement points are also determined by calculations (“Recommendation. State system for ensuring the uniformity of measurements. Test and marking plates. Verification technique. MI 2007-89”, State USSR Committee for Product Quality and Standards Management, Moscow, 1990, clause 3.6.12, p.14, p.24).

Недостатками способа являются задание теоретической вспомогательной плоскости по не связанным между собой результатам измерений, необходимость перестановки всего измерительного устройства в точки нивелирования, необходимость проведения очень большого количества измерений и вычислений для построения вспомогательной плоскости и определения отклонений промежуточных точек поверхности плиты от плоскостности. Другим недостатком способа является необходимость настройки прибора по контрольному бруску ГОСТ 22601 согласно методике измерений. При измерении шаброванных плит под наконечник индикатора, а в некоторых случаях и под опоры приспособления необходимо подкладывать концевую меру по ГОСТ 9038. Таким образом, вводится дополнительная поверхность, а значит, возрастает вероятность случайных погрешностей при измерениях, что уменьшает точность измерения отклонений от плоскостности.The disadvantages of the method are the task of a theoretical auxiliary plane according to unrelated measurement results, the need to rearrange the entire measuring device to leveling points, the need to conduct a very large number of measurements and calculations to construct an auxiliary plane and determine the deviations of intermediate points of the surface of the plate from flatness. Another disadvantage of this method is the need to configure the device according to the control bar GOST 22601 according to the measurement procedure. When measuring shabby plates under the indicator tip, and in some cases under the fixture supports, it is necessary to put an end measure in accordance with GOST 9038. Thus, an additional surface is introduced, which means that the probability of random errors in measurements increases, which reduces the accuracy of measuring deviations from flatness.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является способ измерения отклонений поверхностей плит от плоскостности, в котором в качестве измерительного устройства, состоящего из излучающего и принимающего приборов, используют автоколлиматор и плоское зеркало, входящее в его комплект. Автоколлиматор в данном способе устанавливают на жесткую опору, обеспечивающую стабильность углового положения его оптической оси, ось направляют вдоль проверяемого сечения базовой плоскости. Зеркало, установленное на измерительной каретке, устанавливают на проверяемом сечении базовой плоскости и настраивают по оптической оси коллиматора. В процессе измерений зеркало перемещают вдоль проверяемого сечения базовой плоскости в сторону автоколлиматора. Базовой плоскостью является рабочая поверхность проверяемой плиты, предварительно установленная в горизонтальное положение по брусковому уровню, располагаемому в центре плиты. Отклонения от плоскостности фиксируются по отклонению зеркала от оптической оси в точках замера. Посредством коллиматора определяют угол отклонения отраженного зеркалом луча в точках замера базовой плоскости. Полученные результаты, выраженные в угловых величинах, переводят в линейные. Вначале измерения проводят вдоль диагоналей плиты и путем математических вычислений задают вспомогательную плоскость. Затем проводят измерения по периметру, вдоль поперечных и продольных сечений, и также путем расчетов определяют отклонения от теоретически заданной вспомогательной плоскости в точках замера. При этом на каждое новое сечение плиты переустанавливают все измерительное устройство (автоколлиматор вместе с опорой) и вновь его настраивают («Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Плиты поверочные и разметочные. Методика поверки. МИ 2007-89», Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, Москва, 1990 г, п.3.6.7, с.9 и п.4.5, с.15-17).Closest to the claimed technical solution according to the technical essence is a method for measuring deviations of the surfaces of the plates from flatness, in which an autocollimator and a flat mirror are used as a measuring device consisting of emitting and receiving devices. The autocollimator in this method is mounted on a rigid support that ensures the stability of the angular position of its optical axis, the axis is directed along the checked section of the base plane. The mirror mounted on the measuring carriage is mounted on the checked section of the base plane and adjusted along the optical axis of the collimator. During measurements, the mirror is moved along the checked section of the base plane toward the autocollimator. The base plane is the working surface of the tested plate, pre-installed in a horizontal position on the squared level located in the center of the plate. Deviations from flatness are recorded by the deviation of the mirror from the optical axis at the measurement points. By means of a collimator, the deflection angle of the beam reflected by the mirror at the measuring points of the reference plane is determined. The results, expressed in angular quantities, are translated into linear ones. First, the measurements are carried out along the diagonals of the plate and by means of mathematical calculations define the auxiliary plane. Then, measurements are taken along the perimeter, along the transverse and longitudinal sections, and the deviations from the theoretically specified auxiliary plane at the measuring points are also determined by calculation. At the same time, the entire measuring device (autocollimator together with the support) is reinstalled on each new cross-section of the plate (“Recommendation. State system for ensuring the uniformity of measurements. Calibration and marking plates. Verification technique. MI 2007-89”, USSR State Committee for Management product quality and standards, Moscow, 1990, clause 3.6.7, p.9 and clause 4.5, p.15-17).

Недостатками известного способа являются недостаточная точность установки плиты в горизонтальное положение по брусковому уровню, построение вспомогательной плоскости математическим путем по ничем не связанным друг с другом измерениям в точках нивелирования диагоналей при наличии не идентичных перенастроек измерительного устройства и отклонений от плоскостности в точках измерения диагоналей плиты, а также необходимость перестановки измерительного устройства вдоль каждого нового сечения плиты и новой перенастройки излучающего и принимающего приборов, никак не связанной с предыдущими настройками, необходимость проведения большого количества измерений, получение результатов измерений в угловых величинах и необходимость проведения большого количества вычислений (для перевода угловых величин в линейные, для построения вспомогательной плоскости и для определения отклонений промежуточных точек поверхности плиты уже от вспомогательной плоскости).The disadvantages of this method are the lack of accuracy in installing the plate in a horizontal position on the bar level, the construction of the auxiliary plane mathematically by means of measurements unrelated to each other at the points of leveling of the diagonals in the presence of non-identical reconfigurations of the measuring device and deviations from flatness at the points of measurement of the diagonals of the plate, and also the need to rearrange the measuring device along each new section of the plate and a new readjustment of the radiating and receiving devices that are in no way connected with the previous settings, the need for a large number of measurements, obtaining measurement results in angular quantities and the need for a large number of calculations (to convert angular values into linear ones, to construct an auxiliary plane and to determine deviations of intermediate points on the surface of the plate already from auxiliary plane).

Задачей данного изобретения является повышение оперативности и объективности измерений отклонений от плоскостности.The objective of the invention is to increase the efficiency and objectivity of measuring deviations from flatness.

Технический результат, который обеспечивает данное изобретение, заключается в задании реальной горизонтально расположенной вспомогательной плоскости, точной установке базовой плоскости параллельно ей и горизонту и получении на основе этих двух реальных параллельных друг другу плоскостей взаимоувязанной системы для проведения настроек и измерений. Изобретение также исключает действия по перестановке и перенастройке всего измерительного устройства на каждое новое сечение плиты. Кроме того, данное изобретение исключает необходимость проведения нескольких замеров в каждой точке измерений и исключает этапы математических вычислений (по каждой точке замера при переводе угловых величин в линейные, при задании вспомогательной плоскости и при определении величины отклонений от плоскостности).The technical result that this invention provides is to define a real horizontal auxiliary plane, accurately set the base plane parallel to it and the horizon, and obtain, on the basis of these two real planes parallel to each other, an interconnected system for adjustments and measurements. The invention also eliminates the action of rearranging and reconfiguring the entire measuring device to each new section of the plate. In addition, this invention eliminates the need for several measurements at each measurement point and eliminates the steps of mathematical calculations (for each measurement point when converting angular values to linear, when setting an auxiliary plane and when determining the magnitude of deviations from flatness).

Указанный технический результат в предлагаемом способе достигается посредством измерительного устройства, состоящего из излучающего и принимающего приборов, в котором в качестве излучающего прибора применяют лазерный нивелир с коллимированным лазерным лучом, а в качестве принимающего прибора прибор, содержащий оптический целевой знак, скрепленный с нониусом, установленным на вертикальной линейной измерительной шкале. Причем оптический целевой знак скреплен с нониусом таким образом, что его перекрестие совпадает с нулевой риской нониуса, а излучающий прибор установлен стационарно на отдельной виброзащищенной устойчивой опоре с возможностью поворота луча вокруг вертикальной оси и в последующем больше не переносится и, как и принимающий прибор после его настройки по оптической оси излучающего прибора, не перенастраивается. Получаемые при использовании данного измерительного устройства результаты измерений выражены в линейных величинах. В предлагаемом способе все измерения и настройки осуществляют посредством горизонтально установленного коллимированного лазерного луча излучающего прибора измерительного устройства и настроенного по его оптической оси принимающего прибора. Принимающий прибор, установленный в одной из точек периметра рабочей поверхности проверяемой плиты, настраивают по оптической оси горизонтально установленного коллимированного лазерного луча путем совмещения центра перекрестья оптического целевого знака принимающего прибора с центральной точкой коллимированного лазерного луча излучающего прибора. Горизонтально расположенную вспомогательную плоскость задают поворотом лазерного луча излучающего прибора. Уровень расположения вспомогательной плоскости относительно проверяемой плиты фиксируют во время настройки принимающего прибора по оптической оси коллимированного лазерного луча. Деление измерительной шкалы, с которым при этом совпадает нулевая риска нониуса, принимают за нулевую отметку для последующих настроек и измерений. Установку рабочей поверхности плиты, являющейся базовой плоскостью, одновременно параллельно горизонту и параллельно вспомогательной плоскости осуществляют следующим путем: не изменяя настройки, поочередно, перемещают выставленный в нулевое положение принимающий прибор измерительного устройства в наиболее удаленные точки периметра плиты. Коллимированный лазерный луч излучающего прибора нацеливают на оптический целевой знак принимающего прибора. Затем в каждой из этих точек домкратными приспособлениями проверяемой плиты выбирают вертикальные отклонения центра перекрестья оптического целевого знака от уровня расположения вспомогательной плоскости, проходящей по оптической оси луча излучающего прибора. Выбрав отклонения, как минимум, в трех наиболее удаленных друг от друга точках плиты, тем самым устанавливают ее рабочую поверхность одновременно параллельно горизонту и параллельно вспомогательной плоскости и получают базовую плоскость для проведения измерений отклонения от плоскостности. Так как излучающий прибор установлен на отдельной опоре стационарно, то после произведенных действий вспомогательная плоскость будет так же фиксироваться настроенным принимающим прибором в любой другой точке проверяемой плиты, после ее установки в горизонтальное положение по принимающему прибору. Для этого достаточно установить в нужной точке принимающий прибор, нониус которого установлен на нулевую точку отсчета, а целевой знак ориентирован в сторону излучающего прибора, повернуть луч в сторону принимающего прибора и совместить его ось с перекрестьем знака. Отклонения от плоскостности измеряют непосредственно по линейной шкале с нониусом принимающего прибора, перемещая его по сечениям базовой плоскости в точки измерений и определяя отклонения перекрестья оптического целевого знака от уровня расположения вспомогательной плоскости. Осуществляется это путем установки принимающего прибора в точках измерений, совмещения центральной точки коллимированного лазерного луча с вертикальной осью перекрестья оптического целевого знака, выборки вертикального отклонения (в ту или иную сторону, при его наличии) поводковым механизмом нониуса до совмещения центральной точки луча с центром перекрестья и считывания затем показаний отклонения в линейных величинах по измерительной шкале и нониусу измерительного прибора.The indicated technical result in the proposed method is achieved by means of a measuring device consisting of a radiating and receiving device, in which a laser level with a collimated laser beam is used as a radiating device, and a device containing an optical target sign fixed to a nonius mounted on vertical linear measuring scale. Moreover, the optical target sign is bonded to the vernier in such a way that its crosshairs coincides with the zero risk of the vernier, and the emitting device is stationary on a separate vibration-proof stable support with the ability to rotate the beam around the vertical axis and is subsequently no longer transferred and, like the receiving device after it settings along the optical axis of the emitting device, not reconfigurable. The measurement results obtained using this measuring device are expressed in linear quantities. In the proposed method, all measurements and settings are carried out by means of a horizontally mounted collimated laser beam of a measuring device emitting device and a receiving device tuned along its optical axis. The receiving device installed at one point on the perimeter of the working surface of the plate under test is tuned along the optical axis of a horizontally mounted collimated laser beam by combining the center of the crosshair of the optical target mark of the receiving device with the center point of the collimated laser beam of the emitting device. The horizontally located auxiliary plane is set by turning the laser beam of the emitting device. The location level of the auxiliary plane relative to the plate under test is fixed during adjustment of the receiving device along the optical axis of the collimated laser beam. The division of the measuring scale, with which the zero risk of the vernier coincides, is taken as the zero mark for subsequent settings and measurements. Setting the working surface of the plate, which is the base plane, simultaneously parallel to the horizon and parallel to the auxiliary plane is carried out in the following way: without changing the settings, the receiving device of the measuring device set to zero position is moved to the most remote points of the perimeter of the plate. The collimated laser beam of the emitting device is aimed at the optical target sign of the receiving device. Then, at each of these points with jacking devices of the plate under test, vertical deviations of the center of the crosshairs of the optical target sign are selected from the location level of the auxiliary plane passing along the optical axis of the beam of the radiating device. Having chosen the deviations at least at the three most remote points of the plate, thereby setting its working surface simultaneously parallel to the horizon and parallel to the auxiliary plane and get the base plane for measuring deviations from flatness. Since the radiating device is installed on a separate support stationary, then after the actions performed, the auxiliary plane will also be fixed by the tuned receiving device at any other point of the plate under test, after it is installed in a horizontal position by the receiving device. To do this, it is enough to install the receiving device at the desired point, the vernier of which is set to the zero reference point, and the target sign is oriented towards the radiating device, turn the beam towards the receiving device and align its axis with the sign cross. Deviations from flatness are measured directly on a linear scale with the vernier of the receiving device, moving it along the sections of the base plane to the measurement points and determining the deviations of the crosshairs of the optical target sign from the location level of the auxiliary plane. This is accomplished by installing the receiving device at the measurement points, combining the central point of the collimated laser beam with the vertical axis of the crosshairs of the optical target sign, sampling the vertical deviation (in one direction or another, if any) by the nonius driving mechanism until the central point of the beam is aligned with the center of the crosshair and reading then the deviation readings in linear quantities on the measuring scale and nonius of the measuring device.

Существенным отличием от прототипа является задание посредством измерительного устройства реальной горизонтально расположенной вспомогательной плоскости, точная установка базовой плоскости параллельно ей и горизонту и получение на основе этих двух плоскостей и измерительного устройства взаимоувязанной системы для проведения настроек и измерений. Наличие такой системы предполагает новый порядок действий при осуществлении данного способа, так же существенно отличающий его от прототипа. Данный порядок действий включает первоначально стационарную установку излучающего прибора измерительного устройства и установку параллельно горизонту его лазерного коллимированного луча, последующее задание посредством этого луча и принимающего прибора измерительного устройства горизонтальной вспомогательной плоскости, путем настройки принимающего прибора по оптической оси горизонтально установленного коллимированного лазерного луча и фиксации уровня ее расположения, установку по этому фиксированному уровню рабочей поверхности проверяемой плиты, служащей базовой плоскостью, одновременно параллельно горизонту и параллельно вспомогательной плоскости и проведение измерений отклонений от плоскостности без перенастройки измерительного устройства путем перемещения в нивелировочные точки сечений плиты только принимающего прибора и определения вертикальных отклонений центра перекрестья целевого знака в ту или иную сторону от уровня вспомогательной плоскости по линейной шкале и нониусу принимающего прибора.A significant difference from the prototype is the assignment by means of a measuring device of a real horizontally located auxiliary plane, the exact installation of the base plane parallel to it and the horizon, and obtaining, on the basis of these two planes and the measuring device, of an interconnected system for making settings and measurements. The presence of such a system implies a new procedure for the implementation of this method, also significantly distinguishing it from the prototype. This procedure includes initially stationary installation of the measuring device emitting device and installing a collimated laser beam parallel to the horizon, then setting the horizontal auxiliary plane by means of this beam and the receiving device of the measuring device, by adjusting the receiving device along the optical axis of the horizontally mounted collimated laser beam and fixing its level location, installation at this fixed level of the working surface the tested plate, which serves as the reference plane, simultaneously parallel to the horizon and parallel to the auxiliary plane and to measure deviations from flatness without reconfiguring the measuring device by moving only the receiving device to the leveling points of the plate sections and determining the vertical deviations of the center of the crosshair of the target sign in one direction or another from the level auxiliary plane on a linear scale and vernier of the receiving device.

Предлагаемый способ поясняется схемой, представленной на фиг.1, и чертежом принимающего прибора измерительного устройства, представленным на фиг.2.The proposed method is illustrated by the circuit shown in figure 1, and the drawing of the receiving device of the measuring device shown in figure 2.

Способ осуществляется следующим образом. Устанавливают измерительное устройство, состоящее из излучающего и принимающего приборов: излучающий прибор 1, в качестве которого применяется лазерный нивелир с коллимированным лазерным лучом 2, устанавливают на отдельную, виброзащищенную, устойчивую опору 3, а принимающий прибор 4 - на рабочую поверхность 5 проверяемой монтажной (поверочной или разметочной) плиты 6. Принимающий прибор 4 включает опорную пяту 7, вертикально установленную в ней линейную измерительную шкалу 8 с установленным на ней подвижным нониусом 9 и скрепленный с нониусом оптический целевой знак 10 с перекрестьем. Причем оптический целевой знак 10 скреплен с нониусом 9 таким образом, что его перекрестие совпадает с нулевой риской нониуса 9, а излучающий прибор 1 установлен на опоре 3 стационарно с возможностью поворота луча 2 вокруг вертикальной оси и до окончания измерений не переносится. После установки луч 2 излучающего прибора 1 настраивают параллельно плоскости горизонта и направляют в сторону оптического целевого знака 10 принимающего прибора 4. Перемещая принимающий прибор 4 по плите 6, совмещают вертикальную ось перекрестья целевого знака 10 с центральной точкой коллимированного лазерного луча 2. Затем, перемещая подвижный нониус 9 с целевым знаком 10 вдоль шкалы 8, совмещают центральную точку луча 2 с центром перекрестья целевого знака 10. Этим действием заканчивается настройка измерительного устройства. Деление измерительной шкалы 8, с которым при этом совпадает нулевая риска нониуса 9, принимают за нулевую точку отсчета при измерениях отклонений от плоскостности, одновременно фиксирующую уровень (расстояние D на фиг.1) расположения горизонтальной вспомогательной плоскости 11, задаваемой поворотом луча 2. Настроенный таким образом принимающий прибор 4 перемещают поочередно в наиболее удаленные друг от друга нивелировочные точки, расположенные по периметру рабочей поверхности 5 плиты 6, направляя в эти же точки луч 2 излучающего прибора 1. После установки принимающего прибора 4 в каждой из нивелировочных точек плита 6 при помощи домкратных механизмов (на фигуре не показаны) поднимается или опускается до тех пор, пока центр перекрестья целевого знака 10 не совпадет с центральной точкой коллимированного луча 2. Таким образом, устанавливают рабочую поверхность 5 проверяемой плиты 6 одновременно параллельно горизонту и параллельно вспомогательной плоскости 11. Установленная таким образом рабочая поверхность 5 плиты 6, проходящая через выверенные нивелировочные точки и взаимоувязанная с вспомогательной плоскостью, служит базовой плоскостью для проведения измерений отклонений от плоскостности. При этом принимающий прибор 4 устанавливается как минимум в трех наиболее удаленных друг от друга точках рабочей поверхности 5. После настройки измерительного устройства, задания вспомогательной плоскости 11 и установки базовой плоскости приступают к проверке рабочей поверхности 5 плиты 6 или собственно к измерениям отклонений ее поверхности от плоскостности. Измерения проводят в соответствии с планом рабочей поверхности плиты 6 - в точках пересечения поперечных и продольных сечений (точках нивелирования), расположенных на равных расстояниях друг от друга. Для этого принимающий прибор 4 последовательно устанавливают в точки замера (нивелирования), совмещая центральную точку коллимированного луча 2 с вертикальной осью перекрестья оптического целевого знака 10. Затем поводковым механизмом нониуса 9 выбирают отклонения (в ту или иную сторону) до совмещения центральной точки луча 2 с центром перекрестья оптического целевого знака 10 и считывают показания отклонения (d на фиг.1) в линейных величинах по измерительной шкале 8 и нониусу 9 принимающего прибора 4.The method is as follows. Install a measuring device consisting of a radiating and receiving device: the radiating device 1, which is used as a laser level with a collimated laser beam 2, is installed on a separate, vibration-proof, stable support 3, and the receiving device 4 is installed on the working surface 5 of the mounting (calibration) or marking) plate 6. The receiving device 4 includes a supporting heel 7, a linear measuring scale 8 vertically mounted in it with a movable nonius 9 mounted on it and bonded to the nonius m optical target 10 with crosshair mark. Moreover, the optical target sign 10 is attached to the vernier 9 in such a way that its crosshairs coincides with the zero risk of the vernier 9, and the emitting device 1 is mounted on the support 3 stationary with the possibility of turning the beam 2 around the vertical axis and is not transferred until the measurement is completed. After installation, the beam 2 of the emitting device 1 is adjusted parallel to the horizon plane and directed towards the optical target sign 10 of the receiving device 4. Moving the receiving device 4 on the plate 6, the vertical axis of the crosshairs of the target sign 10 is combined with the center point of the collimated laser beam 2. Then, moving the movable nonius 9 with a target sign 10 along the scale 8, combine the center point of the beam 2 with the center of the crosshairs of the target sign 10. This action completes the setup of the measuring device. The division of the measuring scale 8, with which the zero risk of the vernier 9 coincides, is taken as the zero reference point when measuring deviations from flatness, at the same time fixing the level (distance D in FIG. 1) of the location of the horizontal auxiliary plane 11, defined by the rotation of the beam 2. Configured so In this way, the receiving device 4 is moved alternately to the leveling points farthest from each other, located along the perimeter of the working surface 5 of the plate 6, directing the beam 2 of the radiating device 1 to these points after installing the receiving device 4 in each of the leveling points, the plate 6 is raised or lowered by jacking mechanisms (not shown in the figure) until the center of the crosshair of the target sign 10 coincides with the center point of the collimated beam 2. Thus, the working surface is set 5 of the tested plate 6 simultaneously parallel to the horizon and parallel to the auxiliary plane 11. Thus installed working surface 5 of the plate 6, passing through the verified leveling points and interconnection Naya with minor plane serves as the reference plane for measurement of deviations from flatness. In this case, the receiving device 4 is installed at least at three points of the working surface 5 most distant from each other. After setting up the measuring device, setting the auxiliary plane 11 and setting the base plane, they begin to check the working surface 5 of the plate 6 or actually measure the deviations of its surface from flatness . Measurements are carried out in accordance with the plan of the working surface of the plate 6 - at the points of intersection of the transverse and longitudinal sections (leveling points) located at equal distances from each other. For this, the receiving device 4 is sequentially installed at the measuring (leveling) points, combining the central point of the collimated beam 2 with the vertical axis of the crosshairs of the optical target sign 10. Then, the deviation mechanism 9 selects deviations (in one direction or another) until the center point of the beam 2 coincides with the center of the crosshairs of the optical target sign 10 and read the deviation readings (d in FIG. 1) in linear quantities on a measuring scale 8 and vernier 9 of the receiving device 4.

Примером практического использования данного способа измерения отклонений от плоскостности с помощью измерительного устройства, состоящего из лазерного излучателя и оптико-механического принимающего прибора, служит его реализация в производственных условиях Иркутского авиационного завода - филиала ОАО «Научно-производственная корпорация «Иркут» в цехе эталонно-стапельной оснастки. Проведены измерения и ремонт чугунной плиты размером 3000×2000 мм, предназначенной для монтажа узлов эталонов и стапелей. Класс плиты - 3-й, допустимая разница между наивысшей и наинизшей точками рабочей поверхности плиты не более 0,14 мм. В качестве излучающего прибора использовался лазерный нивелир НЛ-05. Измерения проводились с шагом 250 мм. По результатам измерений было выявлено, что плита имеет разницу между наивысшей и наинизшей точками рабочей поверхности - 0,20 мм. По результатам замеров произведен ремонт плиты (шабровка) в выявленных точках отклонений от плоскостности. Разница доведена до 0,08 мм, что соответствует второму классу по ГОСТ 10905-86. Так как в отличии от прототипа способ позволяет сразу без предварительных вычислений определить значение отклонений, ремонт плиты производился одновременно с проведением измерений.An example of the practical use of this method of measuring deviations from flatness with the help of a measuring device consisting of a laser emitter and an optical-mechanical receiving device is its implementation in the production conditions of the Irkutsk Aviation Plant, a branch of the Scientific Production Corporation Irkut, OJSC in the bench-building workshop snap. Measurements and repairs of a cast-iron plate with a size of 3000 × 2000 mm, intended for the installation of nodes of standards and slipways, were carried out. The class of the plate is 3rd, the allowable difference between the highest and lowest points of the working surface of the plate is not more than 0.14 mm. The laser level NL-05 was used as a radiating device. Measurements were taken in increments of 250 mm. According to the measurement results, it was found that the plate has a difference between the highest and lowest points of the working surface - 0.20 mm. According to the measurement results, the plate was repaired (scrapped) at the identified points of deviations from flatness. The difference is brought up to 0.08 mm, which corresponds to the second class according to GOST 10905-86. Since, unlike the prototype, the method allows immediately without preliminary calculations to determine the value of the deviations, the repair of the plate was carried out simultaneously with the measurements.

Claims

The method of measuring deviations of the surface of the plates from flatness, including installing the working surface of the plate serving as the base plane in a horizontal position, installing the measuring device by installing the radiating device of the measuring device on a separate rigid support, and the receiving device of the measuring device on the measured base plane, setting up the receiving device by optical axis of the radiating device, defining the auxiliary plane, conducting subsequent movements of the receiving device boron along the surface sections of the base plane at the leveling points, and obtaining at these points indications of deviations of the working surface of the plate from the level of the auxiliary plane, characterized in that by means of a measuring device, the radiating device of which is stationary and emits a horizontally mounted collimated laser beam, and the receiving device contains optical target sign with a crosshair, bonded with a vernier mounted on a vertical linear measuring scale with the possibility of displacements in the vertical plane, first set the real horizontally located auxiliary plane created by the laser beam when it is rotated, and fix the level of its location according to the readings of the linear scale and vernier obtained by tuning the receiving device along the optical axis of the emitting device by combining the center of the crosshairs of the optical target sign with the center point of the collimated laser beam, taking the resulting linear scale and vernier readings as zero for the next settings and measurements, then moving the receiving device without reconfiguring it to at least two points of the working surface of the plate at least two farthest from each other and combining by vertically adjusting the level of the location of the plate at each of these points the center of the crosshair of the optical target sign of the receiving device with the central point of the collimated laser beam emitting device, set the working surface of the plate parallel to the horizon and parallel to the auxiliary plane, and measuring deviations from the plane The rests are carried out in the obtained interconnected system of two real parallel planes without reconfiguring the measuring device by moving only the receiving device to the leveling points of the cross sections of the plate and determining the vertical deviations of the center of the crosshair of the target sign in one direction or another from the level of the auxiliary plane on the linear scale and nonius of the receiving device.