ES2206670T3 - Sistema de medicion de holguras y de ajustes entre dos piezas enfrentadas. - Google Patents
Sistema de medicion de holguras y de ajustes entre dos piezas enfrentadas.Info
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Abstract
UN SISTEMA DE MEDIDA DE JUEGOS Y ENRASE POR TRIANGULACION OPTICA PROYECTA DOS PLANOS LUMINOSOS PARALELOS SOBRE LAS PIEZAS A CARACTERIZAR, A FIN DE CREAR DOS LINEAS DE SOBREBRILLO. LOS PERFILES TRIDIMENSIONALES DE LAS PIEZAS SE CALCULAN A LO LARGO DE LAS LINEAS DE SOBREBRILLO. SE CALCULAN VALORES BRUTOS DE JUEGO Y ENRASE, PREFERIBLEMENTE UTILIZANDO PUNTOS Y LINEAS DE REFERENCIA CONCRETOS. ESTOS VALORES BRUTOS SE CORRIGEN SEGUIDAMENTE TOMANDO COMO REFERENCIA LA SEPARACION ENTRE LOS PLANOS LUMINOSOS Y EL CAMBIO DE POSICION DE UN PUNTO DE REFERENCIA DEL PERFIL DE UNA DE LAS PIEZAS, DE UNA LINEA DE SOBREBRILLO A LA OTRA.
Description
Sistema de medición de holguras y de ajustes
entre dos piezas enfrentadas.
La presente invención se refiere a la medición
dimensional y, más particularmente, se refiere a un sistema de
medición de holguras y de ajustes entre dos superficies dispuestas
una enfrente de otra.
En el campo industrial con frecuencia es
necesario medir las desviaciones que existen entre dos superficies
dispuestas una enfrente de la otra con el fin, por ejemplo, de
asegurar que éstas se sitúan bien en torno a valores predefinidos y
de determinar cómo estos valores evolucionan en el tiempo. La
holgura que existe entre dos superficies es a menudo significativa
desde el punto de vista del funcionamiento mecánico del conjunto. El
ajuste está estrechamente unido a la holgura en determinadas
configuraciones complejas de contacto entre piezas, pero representa
más bien una noción de estética y aerodinamismo. La figura 1
presenta un esquema que indica la holgura y el ajuste entre dos
piezas dispuestas una enfrente de otra.
El procedimiento clásico de medición de holguras
y ajustes, en particular en la industria automovilística o
aeronáutica, consiste en la utilización de calibradores de
separación o de cuñas patrón. La herramienta de medición propiamente
dicha está relacionada con frecuencia con una caja que comprende
elementos de almacenamiento y de tratamiento de datos recogidos,
y/o ha se ha conectado a un ordenador o a una impresora. Estos
sistemas clásicos adolecen de varios inconvenientes.
En primer lugar, todo sistema de medición por
contacto comporta el riesgo de estropear las superficies en las que
se efectúa la medición. Aparte de los problemas de creación de
rayas en las superficies, el esfuerzo ejercido sobre las superficies
por los picos de un calibrador de separación puede conducir a un
aumento de la desviación existente entre estas superficies y de
este modo falsear la medición. Este último problema es tanto más
grave cuanto que se trata de mediciones efectuadas en chapas finas
en inclinación. Además, estos sistemas clásicos no permiten
satisfacer los criteros de resolución y de rapidez de medición cada
vez más estrictos fijados en el campo industrial. Por último, y más
significativamente, la calidad de las mediciones efectuadas con
dichas herramientas depende en gran medida de la colocación del
aparato en relación con las superficies en las que efectúa la
medición. De este modo, la repetibilidad y la fiabilidad de las
mediciones obtenidas dependen en gran medida del operador.
Recientemente, han sido propuestos sistemas sin
contacto para la medición de holguras y ajustes tales como, por
ejemplo, un sistema de triangulación óptica. (Un ejemplo de un
sistema de medición de holguras y ajustes por triangulación óptica
consiste en el producto conocido bajo la denominación AFFLEUREDIX,
fabricado por la sociedad EDIXIA). La construcción general de dicho
sistema se ilustra en la figura 2.
El principio de base del sistema de medición de
holguras y ajustes por triangulación óptica presentado en la figura
2 se deriva de la fotogrametría. Un foco genera un haz de luz láser
laminar (por ejemplo un diodo láser 5) junto con elementos ópticos.
Este plano luminoso laminar se proyecta sobre las superficies 1, 2
objeto de la medición de manera que ilumina una zona que comprende
la interfase entre estas dos superficies y que crea de este modo
una línea de sobrebrillo perpendicular, si es posible, al eje medio
de la holgura. La línea de sobrebrillo se encuentra en el campo de
visión de una cámara video 7 que comprende un captador de imagen
matricial (de tipo CCD). Los rayos que proceden de la línea de
sobrebrillo impresionan el captador matricial de la cámara.
La geometría de la cámara 7 es conocida, gracias
a una etapa de calibración previa. Es posible asociar a cada pixel
del captador una recta en el espacio. Se puede asociar de este modo
a cada punto de la imagen de la línea de sobrebrillo una recta en el
espacio. La intersección de esta recta con uno de los rayos que
componen el plano luminoso forma un triángulo situado en un plano
(llamado "plano epipolar"). La calibración previa permite
determinar la separación entre la cámara 7 y el foco de luz 5 (la
base) y el ángulo entre esta base y cada punto en la línea de
sobrebrillo. Se puede de este modo resolver, para cada punto de la
línea de sobrebrillo, el triángulo correspondiente situado en el
plano epipolar para determinar la posición de este punto en tres
dimensiones.
Cuando se han determinado las posiciones
tridimensionales de los puntos en la línea de sobrebrillo, se
determinan las posiciones de los bordes de las dos superficies
dispuestas una enfrente de la otra y se calcula a continuación la
separación entre estos bordes (la holgura entre las superficies).
El cálculo del ajuste pasa por una determinación del emplazamiento
de la superficie principal de cada una de las piezas dispuestas una
enfrente de otra y por un cálculo de la diferencia de altura de
éstas.
Los sistemas de triangulación óptica conocidos
permiten efectuar medidas rápidas de holguras y de ajustes sin
riesgo de estropear las superficies. Sin embargo, la calidad de la
medición efectuada depende siempre de la orientación del aparato de
medición. A continuación se explica este problema refiriéndose a la
figura 3.
En la figura 3 se aprecia el caso de la
proyección de una línea de sobrebrillo que no es perpendicular al
eje medio de la holgura. En dicho caso, el valor medido,
J\text{*}, no representará la verdadera holgura existente entre
las superficies 1 y 2. El verdadero valor de la holgura, J, es
igual a J\text{*}cos\theta, donde \theta; representa la
rotación del aparato de medición con respecto a la orientación que
habría dado una línea de sobrebrillo perpendicular al eje medio de
la holgura. El mismo problema se plantea respecto del ajuste en el
momento de las rotaciones del aparato en otra dirección.
La repetibilidad de las medidas efectuadas en los
sistemas conocidos está también influenciada por la selección de
puntos y de líneas de referencia entre las que se determinan las
desviaciones, sobre todo en caso de caracterización de superficies
curvadas.
Todo algoritmo de cálculo de holgura y de ajuste
debe contener una definición de los puntos y de las líneas (o
planos) de referencia entre los que se medirán las desviaciones. La
calidad y la repetibilidad de las mediciones de la holgura y del
ajuste dependen de una selección sensata de las definiciones de
estos puntos y líneas de referencia. Las definiciones deben
corresponder a emplazamientos estables en muestras diferentes de
piezas inspeccionadas. Deben también facilitar la elaboración de
una construcción geométrica que permita extraer un valor de holgura
o de ajuste que corresponda a la desviación física normalmente
conocida bajo esta denominación.
La importancia de esta selección de puntos,
líneas y planos de referencia es tanto mayor cuanto que el estilo
actual de las carrocerías evoluciona hacía formas cada vez más
curvadas que se asemejan más a superficies deformadas que al
conjunto de planos y cilindros. Las definiciones de los parámetros
de referencia utilizadas en los sistemas conocidos no están bien
adaptadas a la caracterización de las piezas de esta forma.
Aquí, la expresión "superficie deformada"
significa cualquier superficie geométrica que no se pueda describir
estrictamente por una ecuación.
La patente
US-A-5.416.590 describe un aparato
de medición de holguras y de ajustes entre dos piezas dispuestas
una enfrente de la otra, utilizando los principios de la
triangulación óptica a fin de determinar las posiciones
tridimensionales de los puntos situados en las dos líneas de
sobrebrillo creadas por los dos planos luminosos convergentes. Cada
una de las dos líneas de sobrebrillo ilumina la interfase entre las
dos piezas y se prolonga, con preferencia, perpendicularmente al
eje de la holgura (esta orientación representa una situación
ideal). Las mediciones efectuadas por este aparato serían sin
embargo fiables incluso en caso de rotación de 10º del aparato con
relación a la orientación ideal. Los cálculos de holgura y ajuste
comprenden una etapa de definición de líneas y de planos de
referencia para cada una de las piezas dispuestas una enfrente de
la otra. Para cada pieza, se calculan estos parámetros de
referencia a partir de los datos de posición correspondientes a las
dos líneas de sobrebrillo (con más precisión, a partir de los datos
que comprenden las partes de las dos líneas que se encuentran sobre
esta pieza). Se calculan a continuación la holgura y el ajuste por
análisis de la desviación entre los parámetros de referencia
determinados para cada pieza.
Debido a que los planos luminosos utilizados en
el sistema de la patente
US-A-5.416.590 convergen, la
separación entre las dos líneas de sobrebrillo depende de la
distancia entre el aparato de medición y las superficies en las que
se practica la medición. Esto ocasiona molestias al operador en
función de la posición del aparato, puesto de debe asegurarse de
que las dos líneas de sobrebrillo se encuentran en el campo de
visión de la cámara y que están espaciadas por una distancia
suficiente como para permitir su resolución por la cámara.
Este problema se resuelve según la patente
US-A-5.416.590 obligando al operador
a pegar el aparato de medición contra las piezas objeto de la
medición. De todas formas, esta solución comporta el riesgo de
estropear las piezas. Además, el operador no puede ver el lugar
preciso donde se efectuará la medición, lo que hace más difícil la
localización del aparato en un buen lugar.
El hecho de que los planos luminosos utilizados
en el sistema de la patente
US-A-5.416.590 sean convergentes
significa que cada uno de los planos incide sobre las piezas con un
ángulo oblicuo, típicamente de 40º a 45º. Las imágenes generadas por
la intersección de los planos luminosos con las piezas no
corresponde pues a la forma geométrica de las formas iluminadas,
sino a una distorsión de ésta producida por la perspectiva.
Además, en el sistema previsto en la patente
US-A-5.416.590 los datos de imagen
se someten a una binarización antes del cálculo de las posiciones
tridimensionales de los puntos de referencia. Este procedimiento
suprime la posibilidad de recurrir a una interpolación
"subpixel" de la posición de la línea de sobrebrillo en la
imagen. Esto conduce a una pérdida de resolución. Además, el
cálculo de la holgura y del ajuste según este sistema conocido pasa
por la modelización de cada pieza según un plano determinado
utilizando el procedimiento de los mínimos cuadrados. Este
procedimiento no permite obtener un resultado fiable (es decir, no
obtener ningún resultado) en caso de mediciones efectuadas en piezas
cuya superficie está deformada.
La presente invención pretende proporcionar un
procedimiento y un aparato perfeccionado de medición de la holgura
y del ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra
según los cuales se pueden compensar las rotaciones del aparato de
medición.
La presente invención también pretende
proporcionar un procedimiento y un aparato perfeccionado de
medición de la holgura y del ajuste entre dos piezas dispuestas una
enfrente de la otra en las cuales los algoritmos de cálculo están
basados en las definiciones de los puntos y de las líneas de
referencia estables y repetibles a fin de mejorar la calidad y la
repetibilidad de los valores medidos, sobre todo en el caso de las
mediciones efectuadas en piezas dotadas de superficies cuyo perfil
comprende una parte importante del radio de curvatura y, como
mínimo, una parte relativamente pequeña del radio de curvatura,
tales como las de las chapas engarzadas.
La presente invención prevé un sistema de
medición de holgura y ajuste entre las superficies de dos piezas
dispuestas una enfrente de la otra, presentando cada una de las
piezas una superficie principal y un borde, que comprende:
\newpage
- -
- unos medios ópticos (22) uno o varios focos luminosos que proyectan dos planos luminosos laminares sobre las piezas, de manera que crean dos líneas de sobrebrillo que se prolongan cada una transversalmente a los bordes de las dos piezas,
- -
- una cámara (23) que capta la imagen de estas dos líneas de sobrebrillo y
- -
- una unidad de tratamiento de datos (30) de modo que:
- -
- el perfil de las superficies en 3 dimensiones ha calculado la longitud de cada línea de sobrebrillo,
- -
- los valores en bruto de la holgura y del ajuste entre las superficies de dos piezas se calculan, por lo menos, a partir de uno de estos dos perfiles, y
- -
- caracterizado porque los dos planos laminares proyectados son paralelos y los valores en bruto de la holgura y/o del ajuste se corrigen, a fin de compensar las rotaciones eventuales del aparato, efectuando un cálculo que utiliza dicho valor en bruto, la separación entre los dos planos luminosos y la diferencia entre la posición entre un punto de referencia de entre uno de los dos perfiles y la posición del punto de referencia correspondiente al otro.
La utilización de dos planos de proyección
paralelos permite, además de la determinación de valores en bruto
de la holgura y del ajuste, una compensación de las eventuales
rotaciones del aparato de medición. De este modo, la presente
invención permite obtener mediciones precisas de la holgura y del
ajuste entre dos superficies aceptando completamente una
incertidumbre de la posición de la herramienta de medición, lo que
garantiza una buena repetibilidad.
Gracias a los algoritmos puestos en juego según
la invención, valores precisos de holgura y de ajuste se evalúan
rápidamente con una resolución y una repetibilidad de medición
aumentadas con relación a los sistemas conocidos.
En una forma de realización preferida de la
invención, el cálculo de la holgura y del ajuste entre dos
superficies pasa por la selección de puntos y de líneas de
referencia particulares en cada una de los dos perfiles. Gracias a
estas definiciones de los parámetros de referencia, los valores de
la holgura y del ajuste obtenidos según la invención poseen una
repetibilidad muy buena y corresponden exactamente a las
especificaciones teóricas, incluso en el caso de la caracterización
de piezas engarzadas.
En una forma de realización preferida de la
invención, los focos luminosos utilizados para generar los planos
luminosos están constituidos por focos monocromáticos,
principalmente por diodos láseres, y la luz captada por la cámara
está filtrada. Esto permite eliminar las interferencias entre la
luz proveniente de líneas de sobrebrillo, que debe ser captada por
la cámara y la luz proveniente de otros focos presentes en el medio.
Esta última característica presenta muchas ventajas puesto que
permite tomar mediciones cuando el aparato de medición está
separado de las piezas dispuestas una enfrente de la otra de tal
manera que el operador pueda ver el lugar exacto donde los planos
luminosos iluminan estas piezas.
Otras ventajas y características de la invención
aparecerán con la lectura de la descripción siguiente de las formas
de realización preferidas, dadas a título de ejemplo, conjuntamente
con los dibujos anexos, en los que:
la figura 1 es un esquema que ilustra la
definición de los parámetros de "holgura" y de "ajuste"
entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra;
la figura 2 es un esquema que muestra los
elementos principales de un sistema de medición de holgura y de
ajuste por triangulación óptica clásica;
la figura 3 es un esquema que muestra cómo el
valor de la holgura medido depende de la orientación del aparato de
medición;
la figura 4 es un esquema que indica los
componentes principales de un sistema de medición según una forma
de realización preferida de la presente invención;
la figura 5 ilustra las referencias del
dispositivo;
las figuras 6a) a 6c) ilustran los planos
luminosos incidentes sobre las piezas a caracterizar, según una
posición ideal del aparato de medición, mostrando la figura 6a) una
vista en la dirección del eje y, mostrando la figura 6b) una vista
en la dirección del eje x, y mostrando la figura 6c) una vista en
la dirección del eje z;
las figuras 7a) a 7c) ilustran los planos
luminosos incidentes sobre las piezas a caracterizar cuando la
orientación del aparato presenta una rotación con relación a la
posición ideal: ilustrando la figura 7a) el caso de rotación
alrededor del eje x, ilustrando la figura 7b) el caso de rotación
alrededor del eje y, e ilustrando la figura 7c) el caso de rotación
alrededor del eje z.
\newpage
las figuras 8a) y 8b) muestran los puntos y
líneas de referencia definidos según la forma de realización
preferida de la presente invención;
la figura 9 es un esquema que indica cómo se
calcula un valor de la holgura según la forma de realización
preferida de la presente invención;
la figura 10 es un esquema que indica cómo se
calcula un valor del ajuste según la forma de realización preferida
de la presente invención;
la figura 11 es un esquema que ilustra otro
procedimiento según la invención que permite determinar valores de
holgura y de ajuste; y
la figura 12 es un esquema que ilustra otro
procedimiento según la invención que permite determinar el
emplazamiento del primer punto de referencia I.
Antes de describir los algoritmos y los cálculos
puestos en juego en la presente invención, se describirá brevemente
la construcción y la disposición de los elementos de un sistema
según una primera forma de realización de la invención.
La figura 4 es un esquema que indica los
elementos principales del sistema de medición de holguras y ajustes
según una forma de realización preferida de la presente invención.
El sistema consiste en un dispositivo de toma de imagen 20 en
conexión con una unidad de tratamiento y de almacenamiento de datos
30. En la presente forma de realización la conexión entre el
dispositivo de toma de imagen 20 y la unidad de tratamiento de datos
30 se hace por transmisión hertziana. Preferentemente, la unidad de
tratamiento de datos 30 posee varios canales de comunicación, por
ejemplo cinco canales de comunicación, a fin de poder recibir datos
que provienen de cinco dispositivos de toma de imagen 20.
Este procedimiento de comunicación hertziana
proporciona al operador una mayor libertad de desplazamiento que el
procedimiento clásico de conexión por cable. En el marco de un
control de calidad efectuado en la industria automovilística este
procedimiento facilita la toma de mediciones en un parque de
vehículos. Sin embargo, la invención se puede llevar a cabo también
en sistemas en que el dispositivo de toma de imagen 20 y la unidad
de tratamiento de datos 30 se comunican por cable.
El dispositivo de toma de imagen 20 se presenta
en forma de una pistola provista de dos clavijas rígidas 21
provistas de apoyo blando en el extremo. En el momento del
funcionamiento, el operador centra la pistola en el eje medio de la
holgura a medir poniendo las barillas en ligero contacto con las
superficies situadas a una parte y otra de la holgura. Esto asegura
un mantenimiento estable del dispositivo 20 durante las tomas de
datos. Además, el espacio que existe entre la pistola y las
superficies en las que se efectuará la medición permite al operador
ver con precisión el lugar en que se forman las dos líneas de
sobrebrillo utilizadas durante la toma de la medición. Es pues
fácil para el operador garantizar que la medición se realiza en un
buen lugar, lo que es esencial cuando las mediciones se efectúan en
el contexto del control de calidad de una cadena de producción.
La pistola puede estar dotada de uno o más puntos
de referencia destinados a facilitar la alineación de la pistola
con la interfase entre las superficies a caracterizar. Sin embargo,
por las razones explicadas a continuación se dispone de una latitud
de colocación del dispositivo compensada por los cálculos
efectuados por la unidad de tratamiento 30.
El dispositivo de toma de imagen 20 comprende dos
focos luminosos 22 (representados en la figura 5) con elementos
ópticos asociados adaptados para producir dos planos luminosos
laminares sensiblemente paralelos emitidos desde el cañón de la
pistola. En una forma de realización preferente estos focos
luminosos son diodos láseres. Dichos diodos láser de dichas ópticas
de generación de planos están disponibles normalmente en los
suministradores de láseres. Como alternativa, se puede también
utilizar un solo foco luminoso compartido ópticamente por dos
cañones.
Se prefiere, según la presente invención, que el
foco luminoso o los focos luminosos sean monocromáticos (que es el
caso, por ejemplo, cuando se emplean diodos láseres). Esto permite
diferenciar la luz procedente de estos focos luminosos de la
longitud de onda diferente, procedente de otros focos luminosos
presentes en el medio.
La pistola dispone de una cámara 23 de tal forma
que los planos luminosos emitidos por los diodos láser se
encuentran en el campo de visión de la cámara. El captador de la
cámara 23 puede ser, por ejemplo, un dispositivo con conexión para
carga (dispositivo CCD) que comprende pixels dispuestos en matriz o
cualquier medio de obtención electrónica de imágenes.
Preferentemente, la pistola comprende un filtro (no ilustrado)
dispuesto de forma que filtre la luz incidente sobre la cámara.
Este filtro está centrado sobre la longitud de onda de los focos
luminosos monocromáticos empleados en la pistola.
La pistola 20 está provista de una pantalla 24 en
el que se indican informaciones útiles al operador, por ejemplo, el
número de referencia del punto de medición actual, los valores de
holgura y de ajuste o las desviaciones con relación a los valores
teóricos y las mediciones fuera de tolerancia. Esta pantalla puede
ser, por ejemplo, una pantalla de cristal líquido (LCD).
\newpage
El dispositivo de toma de imagen según la
presente forma de realización emplea compuestos y procedimientos
que son ya conocidos por sí mismos y que no serán, pues, descritos
más en detalle en la presente memoria. Por ejemplo, la calibración
del dispositivo de toma de imagen 20 para determinar la separación
entre cada foco láser y la cámara y las definiciones algebraicas de
las rectas respectivas que unen cada pixel de la cámara CCD 23 con
los puntos de cada plano luminoso, etc., pudiendo igualmente hacerse
según procedimientos conocidos empleados en los sistemas de
triangulación óptica clásica.
El intervalo de medición puede estar programado
previamente a fin de definir la serie de puntos de medición para
los que se obtendrán los datos, así como los valores teóricos y las
tolerancias asociadas. En la presente forma de realización, el
dispositivo de toma de imagen 20 comprende por lo menos un gatillo
para el disparo manual de la medición por el operador. Puede
también comprender varios botones pulsadores para permitir al
operador proporcionar indicaciones diversas al sistema como, por
ejemplo, el hecho de pasar al próximo punto de medición, de repetir
una medición, cambiar el modo de funcionamiento del aparato,
etc.
En la presente forma de realización, el
dispositivo de toma de imagen está unido a un módulo de
emisión/recepción 25 que se puede llevar, por ejemplo, en la cintura
del operador. El módulo de emisión/recepción 25 se comunica,
mediante conexión por radio del tipo RS232 bidireccional, con un
módulo emisión/recepción 35 unido a la unidad de tratamiento de
datos. Esta unidad permite la gestión a distancia del indicador 24 y
los ajustes de la cámara 23 y de los diodos láser 22 del
dispositivo de toma de imagen 20. Los datos de vídeo se emiten por
una conexión hertziana complementaria desde el módulo de
emisión/recepción 25 en dirección a la unidad de tratamiento de
datos 30.
La unidad de tratamiento de datos es,
preferentemente, un microordenador tipo PC dotado de tarjetas de
numeración y de tratamiento de imágenes y de un soporte informático
que permite programar los intervalos de las mediciones y archivar
los datos de control y de medición en un formato legible para
cualquier editor de texto. Preferentemente, la unidad de
tratamiento de datos está conectada a una unidad indicadora 32. En
el momento de la medida, los valores obtenidos están indicados a la
vez en la pantalla de la unidad indicadora y en la pantalla 24 del
dispositivo de toma de imagen 20. Las etapas iniciales del
tratamiento de datos de imagen para generar un perfil en 3
dimensiones para cada una de las líneas de sobrebrillo recogen
procedimientos ya conocidos a partir de los sistemas clásicos de
triangulación óptica. El tratamiento de datos del perfil según la
presente invención se describe más en detalle a continuación.
El hecho de que la determinación de los puntos de
referencia de las construcciones geométricas se base, no ya en la
explotación de las imágenes en 2 dimensiones, sino en el perfil en
3 dimensiones calculado por triangulación óptica permite obtener una
precisión muy elevada en el cálculo de la holgura y del ajuste. En
efecto, el tratamiento bidimensional de las imágenes de las
proyección de los planos luminosos produce incertidumbres sobre la
posición de los puntos de referencia que están relacionados con la
variación del factor de escala (tamaño de la imagen con relación al
tamaño del objeto). Este modo de determinación de los puntos de
referencia obliga a asegurar por lo menos un alejamiento constante
del instrumento de medición con relación a las superficies a
caracterizar: lo que no es siempre realizable en la práctica habida
cuenta de la morfología de las piezas.
La precisión del aparato objeto de la presente
invención está optimizada puesto que es independiente de la
posición de la pistola de medición con relación a la muestra medida
tanto en desviación como en posición angular siempre que esta última
permanezca en el volumen de trabajo óptico de la pistola.
Pueden concebirse diversas modificaciones del
sistema según esta forma de realización, no obstante, sin apartarse
del marco de la presente invención. Por ejemplo, el dispositivo de
toma de imagen utilizado para generar los datos de imagen
representativos de la interfase entre las dos piezas dispuestas una
enfrente de la otra puede emplear una cámara complementaria a fin
de dar entrada a los puntos que no son visibles por la primera
cámara. Se describen a continuación las etapas del cálculo de
holguras y de ajustes según la presente invención entre dos piezas
engarzadas dispuestas una enfrente de la otra. Las piezas de esta
forma se utilizan con frecuencia en el marco de la industria
automovilística o aeronáutica.
Los algoritmos de la presente invención
comprenden dos grandes etapas: un cálculo de valores en bruto de la
holgura y del ajuste y un cálculo de corrección para compensar
estos valores para las rotaciones eventuales del aparato de medición
con relación a la orientación ideal. Para ayudar a la comprensión
del lector, se describirá en primer lugar el cálculo de la
corrección suponiendo la existencia de valores en bruto de la
holgura y del ajuste. A continuación se explicará cómo se evalúan
los valores iniciales de la holgura y del ajuste según la forma de
realización preferida de la presente invención.
En la figura 5 se indica el sistema de referencia
correspondiente al captador óptico del sistema según la presente
forma de realización preferida de la invención. El origen es el
centro de proyección de uno de los dos focos láser, el eje x es
perpendicular al plano de sobrebrillo, el eje y es perpendicular al
eje del foco láser y está contenido en el primer plano láser y el
eje z es coaxial con el eje del foco láser orientado en el sentido
de la proyección de sobrebrillo.
Las figuras 6a) a 6c) ilustran los planos
luminosos incidentes en la interfase de las dos piezas 1, 2 que se
han de caracterizar, según una colocación ideal del aparato de
medición. La figura 6a) muestra una vista en el plano
x-z. La figura 6b) muestra una vista en el plano
y-z. La figura 6c) muestra una vista en el plano
x-y. Para una mejor comprensión de los tamaños
medidos, estos esquemas (así como los de la figura 7) muestran
piezas cuyos perfiles contienen partes rectilíneas.
Las figuras 7a), 7b) y 7c) ilustran los planos
luminosos incidentes en la interfase de las dos piezas 1, 2, en el
caso de una rotación del aparato de medición con relación a la
posición ideal alrededor de los ejes x, y y z, respectivamente.
En caso de rotación del aparato de medición
alrededor del eje x, no hay incidencia en los valores de holgura y
de ajuste evaluados en la medida en que estos valores se calculan a
partir de los puntos de imagen generados por uno solo de los planos
de luz proyectados es decir, que el cálculo de los valores de
holgura y de ajuste utiliza puntos que se encuentran todos en un
mismo plano paralelo al plano y-z).
En caso de rotación del aparato de medición
alrededor del eje y o del eje z, se modifican los valores de ajuste
y de holgura, respectivamente. Según la presente invención este
problema puede resolverse efectuando una corrección de los valores
de holgura y de ajuste calculados inicialmente. Para poder efectuar
cada una de estas correcciones, se designa un punto de referencia
sobre una de las piezas a caracterizar, se determinan las
coordenadas de este punto de referencia en cada uno de los
semiperfiles correspondientes respectivamente a la imagen de esta
pieza en las dos líneas de sobrebrillo y se utiliza la diferencia de
posición aparente de este punto de referencia para efectuar la
corrección.
En caso de rotación del aparato de medición
alrededor del eje y, la holgura es invariable. Sin embargo, el
ajuste aparente no corresponde ya al verdadero ajuste. Según la
presente invención, este problema se puede resolver efectuando una
corrección del valor inicial de ajuste calculado, según la ecuación
siguiente:
A=A^{\text{*}}\sqrt{\frac{\Delta
x^{2}}{\Delta x^{2}+\Delta
z^{2}}}
en la que A representa el valor corregido de
ajuste, A\text{*} representa el valor inicial de ajuste,
\Deltax representa la separación calibrada entre los planos
luminosos y \Deltaz representa la diferencia de posición, en la
dirección de proyección (z), de los puntos de referencia de los dos
semiperfiles.
En caso de rotación del aparato de medición
alrededor del eje z, el ajuste es invariable. Sin embargo, la
holgura aparente no corresponde a la verdadera holgura. Según la
presente invención este problema no se puede resolver efectuando una
corrección del valor inicial de la holgura calculada según la
ecuación siguiente:
J=J^{\text{*}}\sqrt{\frac{\Delta
x^{2}}{\Delta x^{2}+\Delta
y^{2}}}
en la que J representa el valor corregido de la
holgura, J\text{*} representa el valor inicial de la holgura,
\Deltax representa la separación calibrada entre los planos
luminosos y \Deltay representa la diferencia de posición, en la
dirección (y) ortogonal a la vez a la dirección de proyección (z) y
a la dirección (x) perpendicular al plano de sobrebrillo, de los
puntos de referencia correspondientes de los dos
semiperfiles.
Refiriéndose a las figuras 8 a 10 se explica a
continuación el procedimiento preferido de cálculo de los valores
iniciales de holgura y de ajuste según la presente invención.
Se tratan en primer lugar los datos generales a
partir de las líneas de sobrebrillo para determinar los puntos y
las líneas de referencia enfrente de cada una de las dos piezas,
respectivamente. A continuación se evalúan las desviaciones entre
estos puntos y líneas para llegar a los valores iniciales de
holgura y de ajuste. Por las zonas explicadas a continuación, se
tratan a continuación preferentemente de la misma manera los datos
generados a partir de otra línea de sobrebrillo para generar un
segundo par de valores de holgura y de ajuste.
Se describe a continuación, con la ayuda de la
figura 8, la señalización de los puntos y líneas de referencia en
el perfil de una de las piezas dispuestas una enfrente de la otra.
Se utiliza el mismo procedimiento para desligar los puntos de estas
líneas correspondientes en el perfil de otra de las piezas.
El ejemplo de la figura 8 se refiere a piezas
dispuestas una enfrente de la otra que están las dos provistas de
superficies engarzadas. Contrariamente a la teoría sencilla que
quiere que el radio de curvatura quede constante al nivel del
engarce para dichas piezas, los presentes inventores han constatado
que el radio de curvatura cambia en este lugar como si la referida
curva estuviera en cierto modo aplastada. El siguiente procedimiento
para designar los puntos y las líneas de referencia está optimizado
para piezas engarzadas.
En primer lugar, se designa un punto de
referencia invariable, I, utilizando una particularidad de las
curvas representativas de las chapas engarzadas que consiste en el
hecho de que ellas presentan siempre una zona en la que hay una
variación rápida del radio de curvatura (véase la figura 8a)).
Partiendo de la extremidad de la curva (que presenta la curvatura
más débil) y analizando el valor del radio de curvatura deslizante
se determina en la curva la posición en la que este radio es
inferior a un valor umbral R_{S}. Esta última posición identifica
el punto I.
La elección del valor umbral R_{S} se realiza
tras un análisis estadístico de la forma de las muestras de las
piezas en las que se efectúa la medición. Si el valor es demasiado
importante el ruido de la medición va a implicar una mala
repetibilidad de la posición I. Si su valor es demasiado débil, es
posible que no se pueda detectar el cambio de curvatura. En la
práctica se ha observado que, en el caso de chapas engarzadas, el
valor umbral R_{S} conveniente está siempre relacionado con el
espesor de las chapas. Por ejemplo, conviene un valor umbral
R_{S}de 3 mm en el caso de chapas engarzadas de un espesor de 0,7
mm (de manera más general este valor conviene en el caso de
cualquier chapa engarzada de espesor normal, es decir cuyo espesor
este comprendido en el intervalo de 0,67 mm a 0,8 mm).
Una vez determinado este punto de referencia I,
se obtiene un primer punto de construcción P_{1} a una distancia
R_{1} de I, después un segundo punto de construcción P_{2} se
obtiene a una distancia R_{2} de P_{1}. Se designa a
continuación una recta D_{I} que pasa por los puntos P_{1} y
P_{2}.
En caso contrario, en el caso de superficies
ligeramente curvadas, se puede definir igualmente una primera línea
de referencia D_{I} para la mejor recta que pase por los puntos
del perfil situado entre los puntos de construcción P_{1},
P_{2}.
Las distancias R_{1}y R_{2} se seleccionan,
en función de los parámetros del sistema óptico así como del
intervalo de medición deseado, optimizando totalmente la estabilidad
de los puntos y líneas de referencia escogidos.
Para encontrar una recta de referencia
representativa de la superficie principal de la referida pieza, es
preciso que el punto de referencia P_{1} se encuentre sobre la
parte más plana de la referida superficie. Para que la recta de
referencia D_{I} sea estable y repetible, es preciso que los
datos de la imagen hayan sido captados con relación al punto
P_{2}. Entonces este punto P_{2} no debe encontrarse fuera del
campo de visión de la cámara.
Se comprenderá que el dispositivo de toma de
imagen posea un determinado campo de visión y que, si el intervalo
de holgura que se desea medir va hasta la mitad, los dos tercios,
etc. de la extensión del campo de visión, entonces, en el caso de la
holgura máxima no queda más que la mitad, la tercera parte, etc. de
la extensión del campo de visión para alojar las partes de las dos
piezas capaces de ser vistas por la cámara. Por ejemplo, en el caso
en que el campo de visión del aparato este limitado a 25 mm, y la
holgura máxima medible por el sistema sea de 12 mm, las imágenes
captadas de las piezas dispuestas una enfrente de la otra no se
refieren más que a 13 mm de las superficies de éstas (6,5 mm de una
parte a otra del espacio entre las piezas). Se deduce que la suma
de las distancias R_{1} y R_{2} debe ser tal que el punto de
construcción P_{2} corresponda a un punto que se encuentra sobre
la parte de la referida pieza que ha sido observada por la
cámara.
Se ha descubierto, también, que la distancia
entre los puntos de construcción P_{1} y P_{2} debe ser
suficientemente grande para asegurar la estabilidad de la recta de
referencia. En la práctica, se selecciona un valor R_{1} de manera
que el punto P_{1} corresponda a un punto que se encuentra sobre
la superficie principal de la pieza, pero lo más próximo posible de
la parte más curva en el borde de la pieza, y se selecciona el
valor R_{2} de manera que maximice la distancia entre los puntos
P_{1}y P_{2}. Según el ejemplo considerado a continuación, en el
que es visible una parte de cada pieza de 6,5 mm de longitud, se
podría seleccionar R_{1} = 1 mm y R_{2} = 5,5 mm. Sin embargo,
tal selección de valores requeriría una precisión muy elevada del
mantenimiento de la posición de trabajo del aparato con relación al
eje medio de la holgura. Es pues preferible, según este ejemplo,
elegir R_{2} = 4 mm.
Después de la determinación de la recta de
referencia D_{I} se determina a continuación otro punto de
referencia invariable K (véase la figura 8b)). Se determina el
emplazamiento de una recta de construcción D_{K} bajando una
paralela a la recta de referencia D_{I} hacia el interior de la
pieza según una distancia R_{P}. La intersección entre esta recta
D_{K} y el perfil de la pieza da el punto K.
La holgura se calculará determinando la
desviación entre los puntos K de las dos piezas dispuestas una
enfrente de la otra. Es pues preferible que este punto K
corresponda a un punto próximo de la curvatura máxima en el caso de
las piezas dobladas a 90º o más. Se busca, en efecto, reconocer un
punto que corresponde al que se pondría en contacto con el pico de
un calibrador de desviación en un sistema de medición por contacto.
De esta manera, la medición de la holgura efectuada por el aparato
según la invención corresponde bien a la cantidad física entendida
bajo esta denominación por los fabricantes de automóviles.
En el caso de las chapas engarzadas, según las
cuales una chapa se dobla alrededor de la periferia de otra pieza
del mismo espesor, este punto K se sitúa aproximadamente en una
posición correspondiente a la mitad de los tres espesores de las
referidas chapas. El espesor de las chapas utilizadas oscila
generalmente entre 0,67 y 0,8 mm y como máximo a 1 mm, de manera
que pueda ser doblada en frío y soldada sin incomodidades
específicas para las máquinas clásicas, y para reducir los costes
de fabricación. Así, en el caso de piezas de 0,7 mm de espesor, la
distancia R_{P} teórica es de 1,05 mm. Sin embargo, resulta
ventajoso que este punto K corresponda a un punto para el que la
cámara haya captado los datos de la imagen. Es pues preferible que
la distancia R_{P} sea de 0,8 mm en el ejemplo considerado.
Si la intersección de la recta D_{K} y la curva
se localiza en una parte del perfil o la toma de muestras es
insuficiente, la prolongación de la curva se calcula ajustando a
ella una modelización por un polinomio de grado n a escoger, por
ejemplo, un polinomio de tercer grado. En el caso en que esta
prolongación cree una intersección muy alejada del más próximo de
los puntos muestreados, se señala una desviación.
Se describe a continuación, refiriéndose a la
figura 9, un cálculo del valor en bruto de la holgura. Se toma como
referencia de posición la recta D_{I} de una de las piezas. Se
evalúa luego, como holgura, la distancia entre las dos rectas
D_{B}, D_{B}' que pasan respectivamente por los puntos K, K' y
las dos perpendiculares a la recta D_{I}.
En determinados casos, el valor el bruto de la
holgura obtenida depende de la recta, D_{I} o D_{I}', que se ha
utilizado, como la referencia de la posición en el cálculo. Es
preferible, pues, adoptar una práctica constante como, por ejemplo,
utilizar siempre la recta D_{I} marcada enfrente de la pieza
deformada. Basta que la práctica sea constante para una posición de
medición determinada del intervalo de medición, que se pueden
adoptar prácticas diferentes para posiciones de mediciones
diferentes. A fin de eliminar cualquier ambigüedad, se puede
asegurar la orientación del dispositivo de toma de imagen 20 en el
buen sentido dotando a éste de una marca visual. En una variante,
la orientación correcta del dispositivo de toma de imagen 20 se
puede asegurar indicando en la pantalla 24 una instrucción al
operador indicándole qué orientación del dispositivo conviene a la
posición de la medición referida.
Se describe a continuación el cálculo del ajuste
refiriéndose a la figura 10. Se designa otro punto de referencia L
correspondiente al punto de intersección de la recta D_{B} y de
la recta D_{I} de una de las piezas. Se toma como referencia de
posición la recta D_{I}' de otra pieza. Se evalúa a continuación,
como ajuste, la distancia mínima entre el punto L y la recta
D_{I}' (en la dirección perpendicular a la recta D_{I}').
En la forma de realización preferida de la
presente invención, se calculan dos pares de valores en bruto de la
holgura y del ajuste tratando los datos procedentes de cada una de
las dos líneas de sobrebrillo, respectivamente. Los dos valores en
bruto de la holgura se comparan para evaluar si la diferencia entre
ellos sobrepasa un valor umbral. En el caso en que la diferencia
entre los dos valores en bruto de la holgura sea grande, ésta se
puede deducir del hecho de que la holgura existente entre las dos
piezas evolucione. De la misma manera, se comparan los dos valores
en bruto a fin de evaluar si la diferencia entre ellos sobrepasa un
valor umbral. En el caso en que la diferencia entre los dos valores
en bruto del ajuste sea grande ésta puede corresponder al caso de
un ajuste evolutivo. Es preferible no obtener un valor de holgura o
de ajuste para un punto de medición en que el referido parámetro sea
evolutivo.
En la forma de realización preferida de la
invención, la unidad de tratamiento de datos 30 está adaptada para
constatar la existencia de una holgura (o de un ajuste) evolutiva y
para enviar al dispositivo de toma de imagen 20 un mensaje indicando
que ningún valor de holgura (o de ajuste) debería ser mantenido en
relación con el punto de medición referido.
Después de haber calculado los valores en bruto
de la holgura y del ajuste, éstos se corrigen, según el
procedimiento ya descrito, a fin de compensar eventuales rotaciones
del dispositivo de rotación con relación a la orientación ideal. En
la forma de realización preferida de la invención, este cálculo de
compensación utiliza, como punto de referencia cuyo cambio de
posición se evalúa, el punto de referencia I definido a
continuación.
Utilizando un sistema de medición según la forma
de realización preferida de la presente invención, las holguras y
los ajustes se pueden medir con una incertidumbre de medición
global de 0,1 mm (a tres o, en el que o corresponde a la desviación
cuadrática media), en una extensión de medición de 0 a 10 mm para
las holguras y de 0 a 8 mm para los ajustes.
El algoritmo descrito a continuación permite
obtener muy buenos resultados cuando las mediciones se efectúan en
superficies engarzadas dispuestas una enfrente de la otra. Esto
representa alrededor del 80% de los casos observados en la industria
del automóvil. O, de otros casos existentes para los cuales las
variantes del procedimiento descrito a continuación estarán mejor
adaptadas.
En el caso en que una de las superficies enfrente
de la otra sea una superficie curva distinta de una superficie
engarzada, el análisis estadístico necesario para establecer el
valor umbral R_{S} que se ha de utilizar en la determinación del
primer punto de referencia I es prolongado y no es necesariamente
rentable efectuarlo. Se describe a continuación con ayuda de la
figura 11 otro procedimiento según la presente invención que permite
determinar valores de holgura y de ajuste en el caso de una
superficie curva enfrente de una superficie curva (en este ejemplo
una superficie engarzada).
Según este procedimiento alternativo, el primer
punto I y la recta de D_{I} de referencia se determinan frente a
la superficie engarzada según el mismo procedimiento que en el
proceso descrito anteriormente. A continuación, se efectúa un
cálculo para determinar el vector d más corto entre el punto
I de la superficie engarzada y la superficie deformada dispuestas
una enfrente de otra. Los valores de los componentes de este vector
d que son paralelos y perpendiculares a la recta de
referencia D_{I} de la superficie engarzada constituirán los
valores en bruto de la holgura y del ajuste, respectivamente.
En el caso de las piezas provistas de una
superficie principal sensiblemente plana unida a un borde curvo, es
preferible determinar el emplazamiento del primer punto de
referencia I apartándose del procedimiento descrito a continuación
en relación con la figura 8. Esta otra variante del procedimiento
de base se describirá, haciendo referencia a la figura 12.
Según la variante ilustrada en la figura 12, la
superficie principal de la pieza está modelizada mediante una recta
D_{M} principalmente la que pasa por el máximo de puntos por el
perfil. La distancia cordal, es decir la distancia entre cada punto
y la recta D_{M} se analiza a continuación prolongando esta recta
D_{M} hacia la holgura a medir. Se designa como primer punto de
referencia, I, el primer punto para el que la distancia cordal sea
igual o superior a un valor umbral R_{C}.
\newpage
El valor umbral R_{C} se selecciona
suficientemente grande para que la rugosidad de la superficie no
falsee el cálculo pero suficientemente pequeño para representar la
interfase entre las partes plana y curva de la superficie. En el
caso de las chapas utilizadas habitualmente en la industria
automovilística, este valor R_{C} = 0,1 mm.
Una vez designado este primer punto de referencia
I, el procedimiento de determinación de las líneas y de los puntos
de referencia puede seguir las mismas etapas que el procedimiento
descrito anteriormente en relación con las figuras 8 a 10.
En las formas de realización preferidas de la
presente invención se determinan los valores de holgura y ajuste
utilizando los puntos y las líneas de referencia mencionados
anteriormente y a continuación se corrigen los valores obtenidos a
fin de compensar eventuales rotaciones del aparato de medición,
siendo esta corrección posible gracias a la proyección de los dos
planos luminosos paralelos sobre las piezas a caracterizar. Esta
combinación de medios permite obtener un rendimiento netamente
aumentado desde el punto de vista de la resolución y de la
repetibilidad con relación a los sistemas de la técnica anterior.
Sin embargo, incluso si los valores iniciales de holgura y de
ajuste se determinan a partir de la imagen de una línea de
sobrebrillo utilizando otra selección de puntos y de líneas (y/o de
planos) de referencia, la utilización de los dos planos luminosos
paralelos para crear una segunda línea de sobrebrillo permite
efectuar una corrección de estos valores para eximir al operador de
la necesidad de colocar el aparato de medición según una
orientación precisa.
Además, los puntos y líneas de referencia
utilizados en el cálculo de los valores en bruto de la holgura y
del ajuste según la forma de realización preferida de la invención
se optimizan de tal forma que su utilización, incluso en un sistema
que utiliza un solo plano luminoso y, por lo tanto, desprovisto de
compensación para eventuales rotaciones del dispositivo de
rotación, conduzca a una repetibilidad mejorada de la medición.
Claims (14)
1. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre las superficies de dos piezas dispuestas una enfrente de la
otra, que comprende:
- -
- uno o varios focos luminosos (22) que proyectan dos planos luminosos laminares sobre las piezas de manera que crean dos líneas de sobrebrillo que se prolongan cada una transversalmente hasta los bordes de las dos piezas,
- -
- una cámara (23) que capta la imagen de estas dos líneas de sobrebrillo, y
- -
- una unidad de tratamiento de datos (30) de modo que:
- -
- el perfil de las superficies en 3 dimensiones se calcula por la longitud de cada línea de sobrebrillo,
- -
- los valores en bruto de la holgura (J\text{*}) y del ajuste (A\text{*}) entre las superficies de dos piezas se calculan a partir de por lo menos uno de estos dos perfiles, y
caracterizado porque
- -
- los dos planos laminares proyectados son paralelos, y
- -
- los valores en bruto de la holgura y/o del ajuste se corrigen, a fin de compensar las rotaciones eventuales del aparato, efectuando un cálculo que utiliza dicho valor en bruto, la separación (\Deltax) entre los dos planos luminosos y la diferencia entre la posición de un punto de referencia de uno de los dos perfiles y la posición del punto de referencia correspondiente al otro perfil.
2. Sistema de medición de holgura y de ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra según la
reivindicación 1, caracterizado porque el valor en bruto del
ajuste A\text{*} se corrige según la ecuación siguiente:
A=A^{\text{*}}\sqrt{\Delta
x^{2}/(\Delta x^{2}+\Delta
z^{2})}
en la que A representa el valor corregido del
ajuste, \Deltax representa la separación entre los planos
luminosos y \Deltaz representa la diferencia de posición en la
dirección de proyección (z), de los puntos de referencia
correspondientes a los dos
perfiles.
3. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el valor en bruto
de la holgura, J\text{*}, se corrige mediante la siguiente
ecuación:
J=J^{\text{*}}\sqrt{\Delta
x^{2}/(\Delta x^{2}+\Delta
y^{2})}
en la que J representa el valor corregido del
ajuste; \Deltax representa la separación entre los dos planos
luminosos y \Deltay representa la diferencia de posición, en la
dirección (y) ortogonal a la vez en la dirección de proyección (z) y
en la dirección (x) perpendicular al plano de sobrebrillo, de los
puntos de referencia correspondientes a los dos
perfiles.
4. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque comprende la
determinación, por lo menos de uno de los perfiles, en la parte del
perfil que representa una de las dos piezas dispuestas una enfrente
de otra, de un primer punto de referencia (I) o el radio de
curvatura del perfil toma un valor umbral predeterminado
(R_{S}).
5. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 4, caracterizado porque el valor umbral
predeterminado (R_{S}) se selecciona, en función de los resultados
de un análisis estadístico de las piezas sobre las que se efectuará
la medición, de forma que presenta un valor suficientemente elevado
para que se pueda detectar este cambio de curvatura, pero
suficientemente bajo para limitar el ruido de la medición a un
nivel que no moleste la repetibilidad de la medición.
6. Sistema de medición de holgura y de ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque comprende la
determinación, a partir de dicho perfil, para cada una de las piezas
frente a una primera línea de referencia (D_{I}, D_{I}') de la
forma siguiente:
- a)
- se determina sobre la parte representativa del perfil el primer punto de referencia (I);
- b)
- se determina un primer punto de construcción (P_{1}) que representa el punto de intersección de dicha parte del perfil con la circunferencia de un círculo de radio R_{1} cuyo centro es el primer punto de referencia (I);
- c)
- se determina un segundo punto de construcción (P_{2}) que representa el punto de intersección de dicha parte del perfil con la circunferencia de un círculo de radio R_{2} cuyo centro es el primer punto de construcción (P_{1}); y
- d)
- se designa, como la primera línea de referencia (D_{I}), la recta que pasa por los dos puntos de construcción (P_{1}, P_{2}).
7. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 6, caracterizado porque el valor en bruto del
ajuste (A\text{*}) se evalúa a partir de dicho perfil por cálculo
de la desviación entre las dos primeras líneas de referencia
(D_{I}, D_{I}') designadas respectivamente frente a las dos
piezas dispuestas una enfrente de otra.
8. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque el valor en bruto
de la holgura (J\text{*}) se evalúa a partir de uno de los
perfiles por cálculo de la desviación entre dos de los segundos
puntos de referencia (K) designados cada uno con relación a una de
las respectivas piezas dispuestas una enfrente de otra, siendo
determinado el segundo punto de referencia (K) para cada una de las
piezas de la forma siguiente:
- a)
- se determina sobre la parte del perfil que representa dicha pieza una línea de referencia desfasada (D_{K}), que es sensiblemente paralela a la primera línea de referencia (D_{I}) designada frente a esta pieza, y que está separada de dicha primera línea de referencia hacia el interior de la pieza según una distancia (R_{P}), y
- b)
- se designa, como segundo punto (K) de referencia, el punto de intersección del perfil con dicha línea de referencia desfasada (D_{K}).
9. Sistema de medición de la holgura y del ajuste
entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra según la
reivindicación 8, caracterizado porque la distancia
(R_{P}) se selecciona de tal manera que el segundo punto de
referencia (K) corresponde al mayor radio de curvatura de la
superficie referida.
10. Sistema de medición de la holgura y del
ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque en el caso en que
el segundo punto de referencia (K) establecido sobre la base de
dicho procedimiento corresponda a una parte del perfil para el que
los datos de la imagen no están disponibles, la posición del
segundo punto de referencia (K) se calcula, efectuando una
modelización mediante un polinomio de grado n a escoger, a partir
de los datos de imagen que están disponibles.
11. Sistema de medición de la holgura y del
ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 8, 9 ó 10, caracterizado porque el valor en
bruto de la holgura (J\text{*}) se evalúa a partir de uno de los
perfiles, de la forma siguiente:
- a)
- se designa, como segunda recta de referencia frente a una primera de las piezas, una recta (D_{B}) que pasa por el segundo punto de referencia (K) designado para esta primera pieza y perpendicular a la primera recta de referencia (D_{I}) de dicha primera pieza;
- b)
- se designa, como tercera recta de referencia, frente a la otra pieza, una recta (D_{B}') que pasa por el segundo punto de referencia (K') designado para esta otra pieza y perpendicular a la primera recta de referencia (D_{I}) designada para dicha primera pieza; y
- c)
- se calcula, como la holgura (J\text{*}), la distancia entre estas segunda y tercera rectas de referencia (D_{B}, D_{B}').
12. Sistema de medición de la holgura y del
ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de otra según la
reivindicación 8, 9, 10 u 11, caracterizado porque el valor
en bruto del ajuste (A*) se evalúa a partir de uno de los perfiles,
de la forma siguiente:
- a)
- se designa, como segunda recta de referencia frente a una primera de las piezas, una recta (D_{B}) que pasa por el segundo punto de referencia (K) designado para esta primera pieza y perpendicular a la primera recta de referencia (D_{I}) de dicha primera pieza;
- b)
- se determina el punto (L) de intersección de esta segunda recta de referencia (D_{B}) designada para la primera pieza con la primera línea de referencia (D_{I}) designada para esta primera pieza; y
- c)
- se calcula como valor en bruto del ajuste (A*), la distancia mínima entre dicho punto de intersección (L) y la primera recta de referencia (D_{I}') designada para la otra pieza dispuesta enfrente.
13. Sistema de medición de la holgura y del
ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra según
una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado
porque el cálculo de corrección de los valores en bruto de la
holgura y del ajuste utiliza, como punto de referencia cuyo cambio
de posición se evalúa, el primer punto de referencia (I) designado
enfrente de una de las piezas dispuestas enfrente.
\newpage
14. Sistema de medición de la holgura y del
ajuste entre dos piezas dispuestas una enfrente de la otra según
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado
porque los dos planos luminosos se generan a partir de un foco
luminoso monocromático, o bien de focos luminosos monocromáticos,
que poseen una longitud de onda \lambda y porque la luz recibida
por la cámara está filtrada a fin de eliminar las longitudes de onda
alejadas de la longitud de onda \lambda.
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