JP2014219394A - 機械要素の位置を求める装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- 第1の機械要素(10、156)及び第2の機械要素(12、154)の互いに対する位置を求める装置であって、前記第1の機械要素に位置決めされる第1の測定ユニット(14、114、214)、前記第2の機械要素に位置決めされる第2の測定ユニット(18、118、218)、及び分析ユニット(22)を有し、
前記第1の測定ユニットは、光線束(28、128、228)を生成する手段(24、124、224)を有し、
前記第2の測定ユニットは、散乱面(34、134、234)であって、該散乱面に衝突する光を散乱させる散乱面(34、134、234)、カメラ(36)、及び該カメラに前記散乱面を撮像する手段を有し、
前記散乱面は、前記光線束が衝突するように、前記測定ユニットがそれぞれの前記機械要素に位置決めされているときに前記第1の測定ユニットに面し、
前記分析ユニットは、前記カメラが供給する画像のデータから、前記第1の測定ユニットによって前記散乱面に放射された前記光線束の衝突位置を求め、また、衝突位置から、前記第1の機械要素及び前記第2の機械要素の互いに対する位置を求めるように設計され、
前記カメラは、前記散乱面の、前記第1の測定ユニットに面する側に方向付けられる、装置。 - 前記カメラ(36)は前記散乱面(34、134、234)に対して横方向に変位して配置されること、又は、前記カメラ(36)は前記散乱面(34、134、234)に対して横方向に変位して傾いて配置されることを更に特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の測定ユニット(18、118、218)は、前記カメラ(36)を取り外し可能に固定する手段を有すること、及び/又は、前記カメラ(36)に前記散乱面(34、134、234)を撮像する前記手段は固定焦点のレンズを含むこと、及び/又は、前記カメラ(36)は前記散乱面(34、134、234)を照明する手段(23)を有すること、及び/又は、前記カメラ(36)は散乱光開口部を形成する光シールドに取り付けられることを更に特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。
- 第1の機械要素(10、156)及び第2の機械要素(12、154)の互いに対する位置を求める装置であって、前記第1の機械要素に位置決めされる第1の測定ユニット(14、114、214)、前記第2の機械要素に位置決めされる第2の測定ユニット(18、118、218)、カメラ(36)、及び分析ユニット(22)を有し、
前記第1の測定ユニットは、光線束(28、128、228)を生成する手段(24、124、224)を有し、
前記第2の測定ユニットは、散乱面(34、134、234)であって、該散乱面に衝突する光を散乱させる散乱面(34、134、234)を有し、
前記散乱面は、前記光線束が衝突するように、前記測定ユニットがそれぞれの前記機械要素に位置決めされているときに前記第1の測定ユニットに面し、
前記カメラは、2つの前記測定ユニットに対して自由に移動することができ、該カメラに前記散乱面を撮像する手段を有し、
前記分析ユニットは、前記カメラが供給する画像のデータから、前記第1の測定ユニットによって前記散乱面に放射された前記光線束の衝突位置を求め、また、衝突位置から、前記第1の機械要素及び前記第2の機械要素の互いに対する位置を求めるように設計され、
前記カメラは、前記散乱面の、前記第1の測定ユニットに面する側に方向付けられるように設計される、装置。 - 前記分析ユニット(22)は、前記散乱面(34、134、234)に対する傾きに関して前記カメラ(36)が供給する前記画像のデータを修正するように設計されること、及び/又は、前記散乱面(34、134、234)は本質的に平坦であること、及び/又は、前記第2の測定ユニット(18、118、218)は前記散乱面(34、134、234)の背面照明(25)を有すること、及び/又は、前記カメラ(36)はスマートフォンとして設計されること、及び/又は、前記第1の機械要素は第1のシャフト(10)であり、前記第2の機械要素は第2のシャフト(12)であり、前記第1の測定ユニット(14)は、前記第1のシャフトの周囲面に位置決めされるように設計され、前記第2の測定ユニット(18)は前記第2のシャフトの周囲面に位置決めされるように設計されることを更に特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記分析ユニット(22)は、前記シャフト(10、12)の異なる回転角度位置において撮影される画像のデータから、前記シャフトの角度オフセット並びに垂直オフセット及び水平オフセットを求めるように設計され、並びに/又は、前記カメラ(36)は傾斜計(29)を有することを更に特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 前記光線束(228)を生成する前記手段(214)は、水平面において回転する垂直軸(z)の周りで前記光線束を生成するように設計されること、又は、前記第1の測定ユニット(14、114、214)及び/若しくは前記第2の測定ユニット(18、118、218)は、前記第1の機械要素若しくは前記第2の機械要素の縁若しくは表面に沿ってシフトすることができるように設計され、前記分析ユニットは、前記測定ユニットの異なる位置において前記縁若しくは前記表面に沿って取得した画像のデータから、前記第1の機械要素若しくは前記第2の機械要素の前記縁若しくは前記表面の真直度を求めるように設計されること、又は、前記第2の機械要素は、凹状の円筒状に湾曲した本体表面(158)を有し、前記第2の測定ユニット(218)は、該第2の測定ユニットの異なる回転角度位置における画像のデータを取得するために前記本体表面の周方向にシフトすることができるように設計され、前記分析ユニット(229)は、前記画像のデータ[から]、前記光線束(228)による所定の基準方向に対する前記本体表面の角度オフセット並びに垂直オフセット及び水平オフセットを求めるように設計されることを更に特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記光線束(228)を生成する前記手段(214)は、水平面において回転する垂直軸(z)の周りで前記光線束を生成するように設計され、前記分析ユニット(22)は、前記画像のデータから、前記第1の機械要素と前記第2の機械要素との間の垂直高さの差を求めるように設計されることを更に特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 前記散乱面(34、134、234)は、前記光線束(28、128、228)に対して透過性ではないように設計されること、及び/又は、前記散乱面(34、134、234)には測定マーキング(50)が設けられること、及び/又は、前記散乱面(34、134、234)には、該散乱面にわたって分散される、該散乱面に関するデータを符号化する複数の図形コード(60A、60B、60C、60D)が設けられ、及び/又は、前記測定ユニットには前記散乱面が設けられることを更に特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
- 第1の機械要素(10、156)及び第2の機械要素(12、154)の互いに対する位置を求める方法であって、
第1の測定ユニット(14、114、214)を前記第1の機械要素に位置決めし、第2の測定ユニット(18、118、218)を前記第2の機械要素に位置決めし、
前記第1の測定ユニットによって光線束(28、128、228)を生成し、前記第2の測定ユニットの、前記第1の測定ユニットに面する散乱面(34、134、234)に方向付け、
2つの前記測定ユニットに対して自由に移動することができるカメラ(36)を定位置にし、前記散乱面の少なくとも1つの画像を撮影するか、又は、前記散乱面の少なくとも1つの画像を、前記第2の測定ユニットに導入されるとともに前記散乱面に方向付けられるカメラ(36)によって撮影し、
前記少なくとも1つの画像を、前記反射器構成において前記散乱面に反射した前記光線束の衝突位置(PV、A1、A2、A3:A4)を求め、また、衝突位置から、前記第1の機械要素及び前記第2の機械要素の互いに対する位置を求めるために分析する、方法。 - 前記カメラ(36)は、前記散乱面(34、134、234)の、前記第1の測定ユニット(14、114、214)に面する側に方向付けられること、及び/又は、前記散乱面(34、134、234)はマットスクリーンとして設計され、前記カメラ(36)は、該マットスクリーンの、前記第1の測定ユニット(14、114、214)に面しない側に方向付けられることを更に特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記光線束(228)を、水平面において回転する垂直軸(z)の周りで生成し、前記画像のデータから、前記第1の機械要素と前記第2の機械要素との間の垂直高さの差を求めることを更に特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記カメラ(36)は、規則的な時間間隔で前記散乱面の画像を撮影するモードで動作するが、前記光線束の前記衝突点(A3)が前記散乱面の所定の領域(237)にある画像のみを分析すること、又は、前記カメラ(36)はトリガ機能を有し、該トリガ機能によって、前記カメラは、前記光線束(228)の前記衝突点(A3)が前記散乱面の所定の領域(237)にある各場合にのみ前記散乱面(234)の写真を撮影することを更に特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記カメラ(36)は、回転数及び回転角度に関するデータを前記第1の測定ユニットから前記カメラ(36)に送信するために無線データリンクによって前記第1の測定ユニット(214)に結合されることを更に特徴とする、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記カメラ(36)は、前記データリンクを介して前記光線束の回転数を制御することができること、又は、前記光線束(228)の前記散乱面への前記衝突点が水平方向にスミアが生じるように(235)示される前記カメラ(36)の画像から、前記スミアの水平長さを求め、この水平長さから、前記画像の露光時間及び前記光線束の前記回転数に基づいて、前記第1の測定ユニット(214)からの前記第2の測定ユニット(218)の距離を計算すること、又は、前記カメラ(36)は、前記データリンクを介して前記光線束の前記回転数を制御することができ、前記カメラ(36)は、一定のフレームレートにおいて前記散乱面(234)の写真を撮影し、前記回転数は前記データリンクを介して前記カメラによって調整され、それによって、前記画像のうちの2つが、互いに対して可能な限り水平に変位する前記散乱面への前記光線束の衝突点(A1、A2)を示し、2つの該衝突点間の水平距離を求め、前記第1の測定ユニットからの前記第2の測定ユニットの距離を、前記フレームレート、前記光線束の前記回転数、及び前記2つの衝突点間の水平距離から計算することを更に特徴とする、請求項14に記載の方法。
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