Лазерная струна

Введен в ГОСРЕЕСТ (Регистрационный номер 72095-18)

патент № 2457434 от 27 июня 2012 г.
патент № 2603999 от 10 ноября 2016 г.

Руководство по эксплуатации ЛС-1

Назначение средства измерений
Измерители отклонений от прямолинейности «Лазерная струна ЛС-1» (далее – измеритель) предназначены для измерений отклонений от прямолинейности, плоскостности и соосности.

Описание средства измерений
Измеритель отклонений от прямолинейности «Лазерная струна ЛС-1» является принципиально новым, прецизионным измерительным прибором, предназначенным для контроля формы и взаимного расположения поверхностей крупногабаритных изделий в линейной и угловой мере.
Лазерная струна применяется в современных эффективных технологиях пространственного контроля и управления сложных крупногабаритных объектов на всех стадиях их изготовления, монтажа, разметки, сборки и эксплуатации.
Главной отличительной особенностью «лазерной струны» являются высокая стабилизация лазерного луча в пространстве и во времени как отсчетной базы и, как следствие, высокие точностные характеристики, сохраняющиеся на всей трассе измерений;
Приборы позволяют решать такие часто встречающиеся задачи как:
— контроль прямолинейности и «извёрнутости» направляющих станков; — контроль прямолинейности и перпендикулярности хода режущего инструмента станков, типа «обрабатывающий центр»;
— контроль прямолинейности, соосности, перпендикулярности и т.д. узлов стапельной оснастки при изготовлении и монтаже летательных аппаратов (самолётостроение, ракетостроение);
— «пробивка» оси гребных валов, контроль соосности подшипников валопроводов; — контроль прямолинейности и «извёрнутости» рам крупногабаритных дизелей и двигателей и другие технологические операции в судостроении; — контроль плоскостности, перпендикулярности, соосности узлов и агрегатов атомной энергетики;
— контроль взаимного расположения рабочих цилиндров крупногабаритных компрессоров, дизелей, по отношению к оси вала;
— контроль прямолинейности и плоскостности поверочных линеек и плит; — контроль соосности шпинделей станков и их частей;
— контроль кривизны оси валов большой протяжённости и другие контрольно-измерительные операции пространственно сложных, крупногабаритных изделий.
В основу стабилизации в пространстве лазерного пучка положен метод интерференционного преобразования пучка, в котором сочетание монохроматического излучения лазера и сферической аберрации оптических элементов, образует на выходе прибора кольцевую интерференционную структуру с четко выраженным круглым центральным пятном. Эта структура сохраняется на всей измерительной трассе и центр круглого пятна образует отсчетную, базовую прямую (ось) большой протяженности (до 100 метров и более). Относительно базовой оси происходит измерение параметров реперных точек испытуемого объекта или поверхности а, следовательно, положение объектов и поверхностей.
Прибор состоит из лазерного формирователя, и приемника.
Труба лазерного формирователя устанавливается посадочным, цилиндрическим корпусом в сферическую опору и подвижные лапки лафета, с помощью которых труба может наклоняться вокруг центра сферической опоры в двух взаимно — перпендикулярных плоскостях. Магнитное основание лафета позволяет надежно базировать прибор к плоским стальным поверхностям. В стандартном исполнении лафет базируется на плоскую площадку подъемного стола. Подъемный стол позволяет перемещать трубу лазерного формирователя в двух взаимно – перпендикулярных направлениях. Угловые и линейные подвижки лафета и подъемного стола позволяют однозначно выставить базовую ось лазерного пучка формирователя относительно контролируемого объекта, изделия или поверхности. Лазерная труба выпускается в двух модификациях, отличающихся габаритными размерами. В состав измерителя входит персональный компьютер с установленным программным обеспечением.

Лазерная труба ЛС-1.01.001 в лафете

Для наблюдения кольцевой структуры в процессе высокоточного контроля линейных и угловых параметров в приборе используются визирная система и цифровая камера. Кольцевая структура попадает на поверхность приемника, например матрицу цифровой камеры. Цифровая камера преобразует сигналы приемника в цифровой видеосигнал и передаёт его в вычислительный блок. Последний передает сигналы в блок отображения информации, который выводит изображение кольцевой структуры на экран монитора.
Кольцевая структура

Оба приемника имеют цилиндрический корпус, посадочным диаметром которого они устанавливаются или в магнитную подставку, или в центровочное приспособление в зависимости от формы поверхности контролируемого объекта. Подставка имеет магнитное основание, позволяющее базировать приемники на плоские поверхности контролируемого объекта.
Центровочное приспособление позволяет базировать приемник на внутреннюю цилиндрическую поверхность.

Цифровая камера

Визирная система в магнитной подставке

Приемник в центровочном приспособлении

В процессе контроля «Лазерную струну» устанавливают в створе линии измерения, а приемную систему перемещают по измеряемой поверхности или устанавливают на реальную поверхность контролируемого объекта. Если измеряемая поверхность имеет отклонения от расчетного положения, то происходит смещение реперной отметки (например, сетки окуляра) относительно оси лазерного луча. В поле зрения окуляра наблюдают смещение центрального пятна кольцевой структуры относительно центра перекрестия по двум направлениям Xi и Yi .

Таким образом, отклонения точек реальной поверхности наблюдаются как смещение изображений центрального пятна кольцевой структуры относительно сетки окуляра (в случае визирной системы), или относительно центра матрицы (в случае цифровой камеры).
Приемные системы измеряют отклонения требуемого параметра от базовой прямой с помощью отсчётных механизмов, с помощью которых совмещают центр пятна интерференционной структуры с центром реперной отметки, например, с центром перекрестия окуляра. По шкалам отсчетных механизмов снимают значения отклонений контролируемого параметра от базовой оси в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Программное обеспечение
Измерители имеют автономное программное обеспечение (ПО). Автономное программное обеспечение установлено на персональном компьютере и по интерфейсу USB получает данные с цифровой камеры для дальнейшей обработки и хранения информации.
ПО предназначено для обработки результатов измерений, отображения их на мониторе, сохранения результатов измерений.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Комплектность средства измерений

Стандартная комплектация