FR2769976A1 - SYSTEM FOR MEASURING RAILS, IN PARTICULAR TRACK RAILS FOR CRANES, SHELVING SERVICE DEVICES, TRACK WHEEL BLOCKS - Google Patents
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Abstract
- La présente invention concerne un système pour mesurer des rails, comportant une unité d'émission qui comprend un laser, et une unité de réception pouvant être entraînée déplaçable en direction longitudinale du rail et présentant au moins un photorécepteur en regard du rayon laser, pour déterminer sur une surface de mesure verticale la position du rayon laser. - Selon l'invention, le photorécepteur (6) présente une matrice rectangulaire ayant une pluralité de pixels, dont les signaux de sortie sont amenés à une électronique d'exploitation, grâce à laquelle est effectuée la détermination du point d'incidence du rayon laser (4) sur la surface de mesure (5), par exploitation des signaux de sortie des pixels, et un capteur de distance est prévu pour détecter une modification de distance entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3).- The present invention relates to a system for measuring rails, comprising a transmitting unit which comprises a laser, and a receiving unit which can be driven displaceable in the longitudinal direction of the rail and having at least one photoreceptor facing the laser beam, for determine the position of the laser beam on a vertical measurement surface. - According to the invention, the photoreceptor (6) has a rectangular matrix having a plurality of pixels, the output signals of which are supplied to operating electronics, by means of which the determination of the point of incidence of the laser beam is carried out (4) on the measurement surface (5), by exploiting the pixel output signals, and a distance sensor is provided to detect a change in distance between the transmitting unit (2) and the receiving unit (3).
Description
L'invention concerne un système pour mesurer des rails, en parti-The invention relates to a system for measuring rails, in particular
culier des rails de roulement pour des grues, des appareils de service de rayonnages, des blocs de roues de roulement, comportant une unité d'émission, agencée sur le rail, qui comprend un laser ayant au moins un rayon laser s'étendant dans la direction longitudinale du rail, et une unité de réception pouvant être entraînée qui, sur le même rail, est déplaçable en direction longitudinale du rail et présente au moins un photorécepteur base of running rails for cranes, shelving units, rolling wheel blocks, comprising an emission unit, arranged on the rail, which comprises a laser having at least one laser beam extending in the longitudinal direction of the rail, and a drivable receiving unit which, on the same rail, is movable in the longitudinal direction of the rail and has at least one photoreceptor
en regard du rayon laser, qui engendre un signal de sortie électrique, pro- next to the laser beam, which generates an electrical output signal, pro-
voqué par le rayon laser incident, en référence duquel la position locale du rayon laser peut être déterminée sur une surface de mesure verticale, voiced by the incident laser beam, with reference to which the local position of the laser beam can be determined on a vertical measurement surface,
orientée transversalement à la direction longitudinale du rail. oriented transversely to the longitudinal direction of the rail.
Par le document DD-212 931, on connaît un agencement de me- From document DD-212 931, a layout arrangement is known.
sure pour surveiller des voies équipées de deux rails, qui comporte une unité d'émission agencée sur la voie avec un appareil d'alignement à laser. Dans ce cas, le rayon laser est orienté de sorte qu'il sert comme axe de mesure spatialement fixe pour le rail de la voie. L'agencement de safe for monitoring tracks fitted with two rails, which comprises a transmitting unit arranged on the track with a laser alignment device. In this case, the laser beam is oriented so that it serves as a spatially fixed measuring axis for the track rail. The layout of
mesure est constitué d'un chariot de mesure à entraînement de déplace- measuring device consists of a measuring carriage with displacement drive
ment, qui présente deux rouleaux de roulement agencés horizontalement, ainsi que, à chaque fois, deux galets de guidage latéraux sur les côtés ment, which has two rolling rollers arranged horizontally, as well as, each time, two lateral guide rollers on the sides
droit et gauche. Pour détecter la position du chariot de mesure relative- right and left. To detect the position of the relative measuring carriage
ment à l'axe de mesure, il est prévu un capteur photoélectrique en regard ment to the measurement axis, there is a photoelectric sensor facing
du rayon laser, qui est réalisé comme diode photoélectrique à quatre qua- of the laser beam, which is produced as a photoelectric diode with four
drants. Le signal électrique, engendré par l'incidence du rayon laser, de la drants. The electrical signal generated by the incidence of the laser beam, the
diode photoélectrique est amené, à chaque fois, à une électronique d'ex- photoelectric diode is brought, each time, to an electronic of ex-
ploitation qui commande un dispositif d'orientation vertical, ainsi qu'un operation which controls a vertical orientation device, as well as a
mécanisme de rotation horizontal pour déplacer ou tourner la diode pho- horizontal rotation mechanism for moving or turning the diode
toélectrique. De plus, la commande est effectuée de sorte que les quatre toelectric. In addition, the order is made so that the four
quadrants de la diode photoélectrique, relativement au rayon laser, pren- quadrants of the photoelectric diode, relative to the laser beam, take
nent, à chaque fois, la même position. En raison de la sensibilité élevée the same position every time. Due to the high sensitivity
de la diode photoélectrique, dans un tel agencement de mesure, la détec- of the photoelectric diode, in such a measurement arrangement, the detection
tion de position est limitée uniquement par la précision mécanique du réglage. L'inconvénient de cet agencement de mesure connu consiste dans l'orientation mécanique de la diode photoélectrique, du fait que celle- ci détermine la précision de la détection de la position du rail, c'està-dire en position is limited only by the mechanical precision of the adjustment. The disadvantage of this known measurement arrangement consists in the mechanical orientation of the photoelectric diode, since this determines the accuracy of the detection of the position of the rail, that is to say in
particulier la modification de position de la surface de roulement du rail. especially the position modification of the rail running surface.
De plus, les temps de mesure importants, du fait du repositionnement mécanique de la diode photoélectrique dans le plan de mesure (directions In addition, the significant measurement times, due to the mechanical repositioning of the photoelectric diode in the measurement plane (directions
X et Z), constituent un inconvénient. X and Z) are a drawback.
L'invention a pour but de fournir un système pour mesurer des rails, qui, pour une précision élevée de balayage, peut balayer des posi- tions individuelles sur le rail pour déterminer la modification de position de la surface de roulement du rail par rapport au rayon laser, sans que, pour The object of the invention is to provide a system for measuring rails, which, for high scanning accuracy, can scan individual positions on the rail to determine the change in position of the running surface of the rail relative to the laser beam, without that, for
cela, un déplacement du capteur photoélectrique soit nécessaire. that, a displacement of the photoelectric sensor is necessary.
A cet effet, le système pour mesurer des rails, du type décrit ci- For this purpose, the system for measuring rails, of the type described below
dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que le photorécepteur présente une matrice rectangulaire ayant une pluralité de pixels (éléments capteurs optiques) agencés directement les uns à côté des autres, dont above, is remarkable, according to the invention, in that the photoreceptor has a rectangular matrix having a plurality of pixels (optical sensor elements) arranged directly next to each other, including
les signaux de sortie électriques sont amenés à une électronique d'exploi- electrical output signals are fed to operating electronics
tation, grâce à laquelle est effectuée la détermination du point d'incidence du rayon laser spatialement stabilisé en position sur la surface de mesure, uniquement par voie électronique, par exploitation des signaux de sortie des pixels, et en ce qu'il est prévu un capteur de distance pour détecter tation, by means of which the point of incidence of the spatially stabilized laser beam in position on the measurement surface is determined, only by electronic means, by using the pixel output signals, and in that there is provided distance sensor to detect
une modification de distance entre l'unité d'émission et l'unité de récep- a change in the distance between the transmitting unit and the receiving unit
tion. De cette façon, il est possible, pour chaque point, relativement à la longueur du rail, de déterminer la modification de position de la surface tion. In this way, it is possible, for each point, relative to the length of the rail, to determine the change in position of the surface.
de roulement par rapport au rayon laser fixe dans l'espace. Une réalisa- of rolling relative to the fixed laser beam in space. A realization
tion du photorécepteur comme matrice rectangulaire permet de mesurer, de façon bidimensionnelle, la répartition d'intensité du rayon laser, ce qui permet une détermination exacte du point d'incidence de la direction principale de rayonnement ou de l'axe du rayon laser sur la surface de mesure prédéfinie. Avantageusement, la surface de mesure ne doit plus tion of the photoreceptor as a rectangular matrix makes it possible to measure, in a two-dimensional way, the intensity distribution of the laser beam, which allows an exact determination of the point of incidence of the main direction of radiation or of the axis of the laser beam on the predefined measurement area. Advantageously, the measurement surface should no longer
par ailleurs être déplacée. L'ajustement du point de référence n'est né- otherwise be moved. The reference point adjustment is not necessary.
cessaire qu'une fois, c'est-à-dire que la durée des mesures est raccourcie stop only once, i.e. the duration of the measures is shortened
et, en outre, la précision de la mesure est augmentée. and, in addition, the accuracy of the measurement is increased.
Il est par ailleurs proposé que le photorécepteur soit une caméra CCD ("dispositif à couplage ou transfert de charge"), devant laquelle est agencé un diffuseur, transparent à la lumière, comme surface de mesure, qui est représenté optiquement sur la matrice de la caméra CCD. Cela It is further proposed that the photoreceptor be a CCD camera ("charge coupling or transfer device"), in front of which is arranged a diffuser, transparent to light, as a measurement surface, which is represented optically on the matrix of the CCD camera. That
permet d'obtenir un système très simple à monter pour mesurer des rails. provides a very simple system to mount for measuring rails.
Une détermination plus précise du point d'incidence du rayon A more precise determination of the point of incidence of the ray
laser sur la surface de mesure est obtenue par une résolution dite à sous- laser on the measurement surface is obtained by a so-called sub-resolution
pixels et, en vérité, en ce que le point d'incidence du rayon laser sur le diffuseur peut être déterminé par adaptation de la position mesurée des sous-pixels de l'image du rayon du diffuseur sur la matrice. Pour cela, pixels and, in fact, in that the point of incidence of the laser beam on the diffuser can be determined by adapting the measured position of the sub-pixels of the image of the beam of the diffuser on the matrix. For that,
chaque ligne d'image et chaque colonne d'image sont tout d'abord indivi- each image line and each image column is first of all separate
duellement évaluées dans une zone quadratique autour de l'image du rayon et, ensuite, on fait la moyenne des résultats. Comme résultat, on obtient la position exacte (position des sous-pixels) du rayon dans l'image de la caméra. La différence par rapport à la position de départ (enregistrée) (point de référence) constitue ainsi une mesure de l'écart du dually evaluated in a quadratic zone around the image of the radius and, then, we average the results. As a result, the exact position (position of the sub-pixels) of the ray in the image of the camera is obtained. The difference from the (recorded) starting position (reference point) is therefore a measure of the difference in
chariot de mesure de la ligne idéale. ideal line measuring cart.
De façon appropriée, I'adaptation est effectuée au moyen d'un Suitably, the adaptation is carried out by means of a
programme de calcul.calculation program.
L'invention propose encore que l'électronique d'exploitation com- The invention also proposes that the operating electronics include
porte un microprocesseur, qui garantit, à un faible coût, les processus de commande et calculs compliqués. carries a microprocessor, which guarantees, at low cost, complicated ordering and calculation processes.
Pour détecter la position de la surface de roulement du rail de fa- To detect the position of the running surface of the rail in a
çon dépendant de la distance, il est proposé, selon l'invention, que le capteur de distance présente une roue de friction roulant sur la surface de Lesson dependent on the distance, it is proposed, according to the invention, that the distance sensor has a friction wheel rolling on the surface of
roulement du rail.rail rolling.
Une précision de distance élevée est obtenue en ce que la roue de friction est reliée à un capteur incrémentiel pour détecter la longueur de roulement. Pour contrôler que la mesure est effectuée de façon correcte, l'état de mouvement de l'unité de réception peut être détecté au moyen High distance accuracy is achieved in that the friction wheel is connected to an incremental sensor to detect the bearing length. To check that the measurement is carried out correctly, the movement state of the receiving unit can be detected by means of
de la roue de friction.friction wheel.
Avantageusement, I'unité de réception est réalisée de façon télé- Advantageously, the reception unit is produced remotely.
commandable, de sorte que, également, des rails difficilement accessibles peuvent être aussi mesurés dans de mauvaises conditions de visibilité ou dans des conditions d'environnement inappropriées (gaz nocifs, vapeurs, controllable, so that rails that are difficult to access can also be measured in poor visibility conditions or in inappropriate environmental conditions (harmful gases, vapors,
etc...).etc ...).
La stabilisation en position du rayon laser est effectuée, avanta- The laser beam is stabilized in position, before-
geusement, au moyen d'un niveau électronique, du fait que, grâce à ce- carefully, by means of an electronic level, the fact that, thanks to this-
lui-ci une stabilité en position élevée peut être atteinte à un coût relative- stability in an elevated position can be achieved at a relative cost-
ment faible.mentally weak.
De façon appropriée, la stabilité en position correspond à un écart Suitably, positional stability corresponds to a deviation
de +/-1 mm pour une longueur de rail de 100 m. +/- 1 mm for a rail length of 100 m.
Le balayage exact des positions de mesure est possible lorsque, pour une section transversale de rail constituée de parties d'âme et d'aile, à chaque fois au moins deux galets de guidage écartés dans la direction longitudinale du rail, montés verticalement en rotation, et appliqués sous l'action d'une force pour guider l'unité de réception sont prévus sur les Exact scanning of the measurement positions is possible when, for a rail cross-section made up of core and wing parts, at least two guide rollers spaced apart in the longitudinal direction of the rail, mounted vertically in rotation, and applied under the action of a force to guide the receiving unit are provided on the
deux surfaces latérales du rail, ainsi qu'au moins deux rouleaux de roule- two side surfaces of the rail, as well as at least two rollers
ment montés horizontalement en rotation, roulant sur la surface de rou- horizontally mounted in rotation, rolling on the road surface
lement du rail, et écartés dans la direction longitudinale du rail, ayant un axe de rotation orienté perpendiculairement à la direction longitudinale du rail, desquels au moins un est entraîné pour l'entraînement de l'unité de réception. Le système permet également de mesurer des rails fortement usés, lorsque la hauteur verticale des galets de guidage est, à chaque ment of the rail, and spaced apart in the longitudinal direction of the rail, having an axis of rotation oriented perpendicular to the longitudinal direction of the rail, of which at least one is driven for driving the receiving unit. The system also makes it possible to measure heavily worn rails, when the vertical height of the guide rollers is, at each
fois, individuellement réglable.times, individually adjustable.
Les propriétés de déplacement sont particulièrement bonnes lors- The displacement properties are particularly good when
que, dans la direction longitudinale du rail, le rouleau de roulement avant that, in the longitudinal direction of the rail, the front rolling roller
est, à chaque fois, agencé derrière les galets de guidage avant. is, in each case, arranged behind the front guide rollers.
La stabilité de déplacement est améliorée lorsque la distance des axes du rouleau de roulement et du galet de guidage directement voisin The movement stability is improved when the distance from the axes of the rolling roller and the directly adjacent guide roller
vaut entre le simple et le triple du diamètre des galets de guidage. is between simple and triple the diameter of the guide rollers.
La précision du déplacement de l'unité de réception peut être The accuracy of the movement of the receiving unit can be
améliorée en ce que, à chaque fois sur un côté du rail, les galets de gui- improved in that, each time on one side of the rail, the guide rollers
dage présentent un axe de rotation fixe et, sur l'autre côté du rail, s'ap- have a fixed axis of rotation and, on the other side of the rail, fits
pliquent sous l'action d'une force sur la surface latérale. bend under the action of a force on the lateral surface.
De façon appropriée, I'appui, sous l'action d'une force, des galets Appropriately, the support, under the action of a force, of the rollers
de guidage est effectué par une force élastique. guidance is effected by an elastic force.
Pour que les galets de guidage puissent mieux s'adapter à des rails inclinés, les galets de guidage sont montés dans des roulements à In order that the guide rollers can better adapt to inclined rails, the guide rollers are mounted in bearings with
billes articulés.articulated balls.
Pour pouvoir passer sur des joints de dilatation et des rails brisés, To be able to pass over expansion joints and broken rails,
les galets de guidage sont agencés par paires à chaque fois sur un sup- the guide rollers are arranged in pairs each time on a support
port longitudinal commun, s'étendant dans la direction longitudinale du rail, qui est agencé sur l'unité de réception. En même temps, les forces common longitudinal port, extending in the longitudinal direction of the rail, which is arranged on the receiving unit. At the same time, the forces
horizontales agissant lors de l'accélération et du freinage sont ainsi répar- horizontal acting during acceleration and braking are thus
ties sur plus de points d'appui, ce qui permet un guidage plus stable. ties on more points of support, which allows a more stable guidance.
Une meilleure stabilité par rapport à des inclinaisons transversales est obtenue par un appui à deux points sur la surface du rail, en ce que, dans la surface de roulement des rouleaux de roulement, il est formé, au A better stability compared to transverse inclinations is obtained by a support at two points on the surface of the rail, in that, in the rolling surfaces of the rolling rollers, it is formed, at
centre, une gorge radiale.center, a radial groove.
Pour protéger l'unité de réception, il est proposé, selon l'inven- To protect the receiving unit, it is proposed, according to the invention
tion, de munir celle-ci d'un système de sécurité. tion, to provide it with a security system.
Des rails ou tronçons de rails défectueux, qui peuvent entraîner une chute de l'unité de réception, sont en particulier détectés en ce que le système de sécurité présente, pour détecter la distance d'un point de Defective rails or sections of rails, which can cause the receiving unit to fall, are in particular detected by the safety system present, to detect the distance from a point of
référence de l'unité de réception au rail, au moins un capteur de distance. reference of the receiving unit to the rail, at least one distance sensor.
Pour mesurer au moins deux rails se trouvant dans un plan, il est proposé, selon l'invention, que le rayon laser soit divisé en deux rayons lasers partiels horizontaux, s'étendant perpendiculairement l'un à l'autre, To measure at least two rails lying in a plane, it is proposed, according to the invention, that the laser beam is divided into two horizontal partial laser rays, extending perpendicular to each other,
et, en vérité, pour déterminer la différence de hauteur des deux rails rela- and, in truth, to determine the difference in height of the two relative rails
tivement à une droite horizontale se trouvant dans un plan vertical. Grâce à cela, il est en particulier possible de mesurer exactement le parallélisme tively to a horizontal line lying in a vertical plane. Thanks to this, it is in particular possible to measure exactly the parallelism
des deux rails l'un par rapport à l'autre dans l'espace à un faible coût. of the two rails relative to each other in space at a low cost.
De façon appropriée, le rayon laser partiel s'étendant transversa- Suitably, the partial laser beam extending transversely
lement aux deux rails se trouve dans le plan vertical, c'est-à-dire que le the two rails is in the vertical plane, i.e. the
plan vertical est défini clairement par ce rayon laser partiel. vertical plane is clearly defined by this partial laser beam.
Une des possibilités avantageuses pour définir la droite de réfé- One of the advantageous possibilities for defining the reference line
rence consiste en ce que la droite horizontale se trouvant dans un plan vertical est formée par le rayon laser partiel s'étendant transversalement rence consists in that the horizontal line lying in a vertical plane is formed by the partial laser beam extending transversely
par rapport aux deux rails.relative to the two rails.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment The figures in the accompanying drawing will make it clear how
l'invention peut être réalisée.the invention can be realized.
La figure 1 montre un système pour mesurer des rails suivant une Figure 1 shows a system for measuring rails along a
représentation schématique tridimensionnelle. three-dimensional schematic representation.
La figure 2 est une coupe transversale d'un rail usé, montrant également de façon schématique la position des galets de guidage et du rouleau de roulement. La figure 3 est une vue de dessus, suivant une représentation Figure 2 is a cross section of a worn rail, also schematically showing the position of the guide rollers and the rolling roller. Figure 3 is a top view, according to a representation
schématique, de l'unité de réception. schematic, of the receiving unit.
La figure 4 est une coupe longitudinale de l'unité de réception Figure 4 is a longitudinal section of the receiving unit
selon la figure 3.according to figure 3.
La figure 5 est une vue de dessus de l'unité de réception selon la Figure 5 is a top view of the receiving unit according to the
figure 3 comportant des paires de galets de guidage. Figure 3 comprising pairs of guide rollers.
La figure 1 est une représentation schématique tridimensionnelle du système pour mesurer des rails 1, comportant une unité d'émission 2 agencée sur un rail 1 et une unité de réception 3 écartée de celle-ci, qui est agencée sur le même rail. L'unité d'émission 2 est équipée d'un laser dont le rayon laser 4 est orienté dans la direction longitudinale du rail. Le rayon laser 4 fait incidence sur un diffuseur 5a, transparent à la lumière, de l'unité de réception 3; le diffuseur 5a sert dans ce cas comme surface FIG. 1 is a three-dimensional schematic representation of the system for measuring rails 1, comprising a transmitting unit 2 arranged on a rail 1 and a receiving unit 3 spaced therefrom, which is arranged on the same rail. The emission unit 2 is equipped with a laser whose laser beam 4 is oriented in the longitudinal direction of the rail. The laser beam 4 affects a diffuser 5a, transparent to light, from the reception unit 3; the diffuser 5a serves in this case as a surface
de mesure 5 prédéfinie. Derrière le diffuseur 5a, il est agencé un photoré- predefined measurement 5. Behind the diffuser 5a, there is arranged a photore-
cepteur 6 réalisé comme caméra CCD 6a en regard du rayon laser 4. La caméra CCD 6a présente une matrice rectangulaire 6b ayant une pluralité de pixels, qui sont agencés directement les uns à côté des autres. Les pixels sont formés par des éléments capteurs sensibles à la lumière. Par l'intermédiaire d'une optique d'imagerie 6c, la tache de lumière du rayon laser 4 sur le diffuseur 5a est représentée sur la matrice 6b, de sorte que receiver 6 made as a CCD camera 6a facing the laser beam 4. The CCD camera 6a has a rectangular matrix 6b having a plurality of pixels, which are arranged directly next to each other. The pixels are formed by light-sensitive sensor elements. Via an imaging optic 6c, the light spot of the laser beam 4 on the diffuser 5a is represented on the matrix 6b, so that
le point d'incidence ou la position du rayon laser 4 sur la surface de me- the point of incidence or the position of the laser beam 4 on the measuring surface
sure verticale 5 orientée perpendiculairement à la direction longitudinale vertical line 5 oriented perpendicular to the longitudinal direction
du rail peut être déterminé uniquement par voie électronique par les si- of the rail can only be determined electronically by the
gnaux de sortie électriques, fournis par le rayon laser incident 4, des pixels individuels. Tous les sous-ensembles électriques et mécaniques de electrical output signals, provided by the incident laser beam 4, of the individual pixels. All the electrical and mechanical sub-assemblies of
l'unité de réception 3 sont agencés sur une plaque de base massive 3a. the receiving unit 3 are arranged on a solid base plate 3a.
Pour améliorer la sensibilité, il est monté un filtre d'interférence à bande étroite dans le trajet des rayons de la caméra CCD 6a. L'image du rayon laser 4 est ainsi affichée avec un contraste élevé sur l'image vidéo To improve the sensitivity, a narrow band interference filter is mounted in the ray path of the CCD camera 6a. The image of the laser beam 4 is thus displayed with a high contrast on the video image.
de la caméra CCD 6a.CCD camera 6a.
La mesure du rail 1 est effectuée en ce que l'unité de réception 3 The rail 1 is measured in that the receiving unit 3
munie de deux rouleaux de roulement 7 pouvant être entraînés est dépla- provided with two rolling rollers 7 which can be driven is displaced
cée dans la direction longitudinale du rail et le point d'incidence du rayon created in the longitudinal direction of the rail and the point of incidence of the radius
laser 4 est à chaque fois détecté, lequel se déplace sur la surface de me- laser 4 is detected each time, which moves on the surface of the
sure 5 dans le cas d'une modification de position de la surface de roule- sure 5 in the event of a change in the position of the rolling surface
ment 8 du rail. Comme le photorécepteur 6 est monté de façon fixe sur la ment 8 of the rail. As the photoreceptor 6 is fixedly mounted on the
plaque de base 3a, la position du rayon 4 par rapport à une position en- base plate 3a, the position of the spoke 4 with respect to a position in
registrée au début du rail 1 constitue une représentation exacte de l'écart du rail 1, en direction horizontale et en direction verticale, à la position de recorded at the beginning of rail 1 constitutes an exact representation of the distance from rail 1, in horizontal and vertical direction, at the position of
mesure respective.respective measurement.
Pour exploiter plus précisément l'image du rayon sur la matrice 6b, on utilise un traitement de la résolution des sous-pixels. De plus, dans une zone quadratique autour de l'image du rayon, chaque ligne d'image et chaque colonne d'image sont individuellement évaluées et on fait la moyenne des résultats. Comme résultat, on obtient la position "précise aux sous-pixels" de l'image du rayon dans la matrice 6b, qui correspond To exploit more precisely the image of the ray on the matrix 6b, a processing of the resolution of the sub-pixels is used. In addition, in a quadratic area around the radius image, each image line and each image column are individually evaluated and the results are averaged. As a result, we obtain the position "precise to sub-pixels" of the image of the ray in the matrix 6b, which corresponds
à la position du rayon laser 4 sur la surface de mesure verticale 5 orien- at the position of the laser beam 4 on the vertical measurement surface 5 orient-
tée perpendiculairement à la direction longitudinale du rail 1 ou peut être convertie en celle-ci et, en vérité, en raison de la relation linéaire existant tee perpendicular to the longitudinal direction of rail 1 or can be converted to it and, in fact, due to the existing linear relationship
entre l'objet et l'image. Le point d'incidence du rayon laser 4 sur le diffu- between the object and the image. The point of incidence of the laser beam 4 on the diffu-
seur 5a peut être très précisément déterminé par adaptation de la position seur 5a can be very precisely determined by adapting the position
mesurée des sous-pixels de l'image du rayon du diffuseur 5a sur la ma- measured sub-pixels of the image of the radius of the diffuser 5a on the ma-
trice 6b.6b.
La différence par rapport à la position initiale constitue une me- The difference from the initial position is a measure
sure de l'écart du chariot de mesure de l'unité de réception 3 de la ligne idéale. sure of the distance of the measuring unit's carriage 3 from the ideal line.
Par modification de position, on comprend, dans ce cas, la modi- By position modification, we understand, in this case, the
fication de la position du point horizontal le plus haut de la surface de roulement 8 du rail. Comme on peut le voir sur la figure 2 (et la figure 3), fication of the position of the highest horizontal point of the rolling surface 8 of the rail. As you can see in Figure 2 (and Figure 3),
les rouleaux de roulement 7 horizontalement montés en rotation sont réa- the horizontally mounted rolling rollers 7 are rotated
lisés sous forme de cylindre, grâce à quoi il est garanti que l'unité de ré- read in the form of a cylinder, thanks to which it is guaranteed that the re-
ception 3 repose, par l'intermédiaire de ses deux rouleaux de roulement 7, sur deux points de mesure écartés, à chaque fois, aux points d'appui horizontaux les plus hauts 9 de la surface de roulement 8 du rail 1. Ainsi, on obtient, de façon dépendant de l'allure de la surface de roulement 8 le long du rail 1, un soulèvement ou un abaissement de l'unité de réception 3 et, en conséquence, de la surface de mesure 5. Le rayon laser 4 est stabilisé spatialement en position, c'est-à-dire qu'il conserve sa position dans l'espace avec une précision élevée et représente ainsi la ligne de référence du système. La stabilisation en position du rayon laser 4 est effectuée de façon électronique avantageusement au moyen d'un "niveau électronique"; elle correspond, dans l'exemple de réalisation, à un écart ception 3 rests, by means of its two rolling rollers 7, on two measuring points spaced, each time, at the highest horizontal support points 9 of the rolling surface 8 of the rail 1. Thus, one depends, depending on the shape of the running surface 8 along the rail 1, by raising or lowering the receiving unit 3 and, consequently, the measuring surface 5. The laser beam 4 is spatially stabilized in position, that is to say it maintains its position in space with high precision and thus represents the reference line of the system. The laser beam 4 is stabilized in position electronically, advantageously by means of an "electronic level"; it corresponds, in the example of embodiment, to a deviation
de +/- 1 mm pour une longueur du rayon laser 4 de 100 m. +/- 1 mm for a length of the laser beam 4 of 100 m.
La surface de mesure 5 est reliée à une électronique d'exploitation , qui comporte un microprocesseur et peut être commandée par des The measurement surface 5 is connected to an operating electronics, which comprises a microprocessor and can be controlled by
programmes de calcul. L'électronique d'exploitation 10 lit la position, dé- calculation programs. The operating electronics 10 read the position,
tectée par la caméra CCD, de l'image du rayon de façon dépendant du lieu et détermine, de cette façon, la position exacte du rayon laser 4 sur tected by the CCD camera, of the image of the ray in a location-dependent manner and thereby determines the exact position of the laser beam 4 on
la surface de mesure 5. Pour déterminer le point d'incidence de la direc- the measurement surface 5. To determine the point of incidence of the direction
tion de rayonnement principale du rayon laser 4, I'électronique d'exploita- main radiation of the laser beam 4, the operating electronics
tion 10 est disponible par l'intermédiaire d'un programme de calcul spé- tion 10 is available through a special calculation program
cial qui, dans une zone quadratique autour de l'image du rayon, évalue individuellement chaque ligne et chaque colonne et fait la moyenne des résultats (0,2 mm par pixel). Pour obtenir ainsi une linéarité suffisante et pour augmenter la précision de la mesure, une caméra de mesure doit cial which, in a quadratic area around the image of the radius, individually assesses each row and each column and averages the results (0.2 mm per pixel). To obtain sufficient linearity and to increase the accuracy of the measurement, a measurement camera must
être utilisée ayant, relativement à leur forme, des pixels quadratiques. be used having, relatively to their shape, quadratic pixels.
Pour déterminer la distance entre l'unité d'émission 2 et l'unité de To determine the distance between the transmitting unit 2 and the transmission unit
réception 3, I'unité de réception 3 est muni d'un capteur de distance 1 1. reception 3, the reception unit 3 is provided with a distance sensor 1 1.
Le capteur de distance 11 est constitué d'une roue de friction 12, qui roule sur la surface de roulement 8 du rail 1 et est reliée, pour détecter la The distance sensor 11 consists of a friction wheel 12, which rolls on the running surface 8 of the rail 1 and is connected, to detect the
longueur de roulement, à un capteur incrémentiel raccordé à l'électroni- bearing length, to an incremental sensor connected to the electronic-
que d'exploitation 10. De cette façon, la distance et/ou la modification de than operating 10. In this way, the distance and / or modification of
distance entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2 peut être dé- distance between receiving unit 3 and transmitting unit 2 can be
tectée avec une précision élevée. Par ailleurs, la roue de friction 12 sert également à détecter l'état de mouvement de l'unité de réception 3 au tected with high precision. Furthermore, the friction wheel 12 also serves to detect the state of movement of the receiving unit 3 during
moyen de l'électronique d'exploitation 10 et à arrêter le moteur d'entraî- operating electronics 10 and stop the drive motor
nement 13 de l'unité de réception en cas d'urgence. La figure 3 montre 13 of the emergency receiving unit. Figure 3 shows
que le moteur d'entraînement 13 entraîne de façon synchrone les rou- the drive motor 13 drives the wheels synchronously
leaux de roulement 7 par l'intermédiaire de courroies crantées 14 et de runners 7 by means of toothed belts 14 and
poulies de renvoi 15.return pulleys 15.
Les figures 2, 3 et 4 montrent deux rouleaux de roulement 7, écartés dans la direction longitudinale du rail, roulant sur la surface de roulement du rail 1, ayant un axe de rotation orienté horizontalement transversalement par rapport à la direction longitudinale du rail et, pour FIGS. 2, 3 and 4 show two rolling rollers 7, spaced apart in the longitudinal direction of the rail, rolling on the rolling surface of the rail 1, having an axis of rotation oriented horizontally transversely to the longitudinal direction of the rail and, for
guider l'unité de réception 3 sur chaque côté du rail, des galets de gui- guide the receiving unit 3 on each side of the rail, guide rollers
dage 1 7 s'appuyant sous l'action d'une force sur les surfaces latérales 1 6 dage 1 7 leaning under the action of a force on the lateral surfaces 1 6
du rail 1, lesquels galets sont montés de façon verticalement rotative. of rail 1, which rollers are mounted vertically rotatably.
Pour la meilleure adaptation à la section transversale respective du rail, la For the best adaptation to the respective cross-section of the rail, the
hauteur verticale des galets de guidage 17 peut être, à chaque fois, ré- vertical height of the guide rollers 17 can be, each time,
glée individuellement. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, les rouleaux de roulement 7 sont agencés entre les galets de guidage 17. La distance des axes des rouleaux de roulement 7 et des galets de guidage 17, 18 directement voisins vaut, de façon appropriée, entre le simple et individually. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the rolling rollers 7 are arranged between the guide rollers 17. The distance from the axes of the rolling rollers 7 and the directly adjacent guide rollers 17, 18 is suitably equal, between simple and
le triple du diamètre des galets de guidage 1 7, 18. triple the diameter of the guide rollers 1 7, 18.
Les galets de guidage 17, 18 présentent, sur un côté du rail, un axe de rotation fixe et s'appliquent, sur l'autre côté du rail 1, sous l'ac- tion d'une force sur la surface latérale 16, ce qui est effectué par une The guide rollers 17, 18 have, on one side of the rail, a fixed axis of rotation and are applied, on the other side of the rail 1, under the action of a force on the lateral surface 16, which is done by a
force élastique. Les galets de guidage 17, 18 sont montés dans des rou- elastic force. The guide rollers 17, 18 are mounted in rollers.
lements à billes articulés.articulated ball bearings.
Une forme de réalisation alternative est montrée sur la figure 5 sur laquelle les galets de guidage sont agencés par paires 17a, 18a à chaque fois sur un support longitudinal commun, s'étendant dans la direction longitudinale du rail, fixé à la plaque de base 3a. Egalement, les paires de galets de guidage 17a, 18a présentent, sur un côté du rail, à chaque fois, des axes de rotation verticaux fixes et s'appuient, sur l'autre côté du rail An alternative embodiment is shown in Figure 5 in which the guide rollers are arranged in pairs 17a, 18a each time on a common longitudinal support, extending in the longitudinal direction of the rail, fixed to the base plate 3a . Also, the pairs of guide rollers 17a, 18a have, on one side of the rail, in each case, fixed vertical axes of rotation and are supported, on the other side of the rail
1, en étant sollicitées par une force élastique, sur la surface latérale cor- 1, being stressed by an elastic force, on the lateral surface cor-
respondante 1 6.respondent 1 6.
La surface de roulement 19 des rouleaux de roulement présente, comme le montre la figure 5, de façon alternative approximativement au centre du rouleau de roulement 7, une gorge radiale 20, ce qui garantit The rolling surface 19 of the rolling rollers has, as shown in FIG. 5, alternatively approximately at the center of the rolling roller 7, a radial groove 20, which guarantees
un appui stable à deux points.stable support at two points.
L'unité de réception 3 est munie, pour empêcher le système de tomber dans le cas de rails fortement usés, d'un système de sécurité, lequel est intégré dans l'électronique d'exploitation 10. Le système de sécurité comporte un capteur de distance horizontal supplémentaire, qui détecte la distance d'un point de référence de l'unité de réception 3 de la surface de roulement 8 du rail 1 et coupe le moteur d'entraînement 13 The receiving unit 3 is equipped, to prevent the system from falling in the case of heavily worn rails, with a security system, which is integrated in the operating electronics 10. The security system comprises a sensor additional horizontal distance, which detects the distance from a reference point of the receiving unit 3 to the running surface 8 of the rail 1 and cuts off the drive motor 13
lorsqu'une valeur limite est dépassée. when a limit value is exceeded.
Pour mesurer deux rails se trouvant à proximité l'un de l'autre dans un plan, le rayon laser 4 est divisé en deux rayons lasers partiels To measure two rails located close to each other in a plane, the laser beam 4 is divided into two partial laser rays
horizontaux 4a, 4b s'étendant perpendiculairement l'un par rapport à l'au- horizontal 4a, 4b extending perpendicularly to one another
tre, qui servent à déterminer la différence de hauteur des deux rails 1. tre, which are used to determine the difference in height of the two rails 1.
Cela est effectué par rapport à une droite horizontale qui se trouve dans This is done with respect to a horizontal line that is in
un plan vertical, qui est défini par le rayon laser partiel 4b s'étendant per- a vertical plane, which is defined by the partial laser beam 4b extending per-
pendiculairement aux deux rails 1.pendulum to the two rails 1.
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