JP6466280B2 - 軸振動計測装置 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する軸振動計測装置は、回転体を撮影する撮影部と、前記回転体の回転角度に関する情報と前記撮影部が撮影した前記回転体の撮影画像とを取得する取得部と、複数のテンプレートを記憶する記憶部であって、前記複数のテンプレートの各々が互いに異なる回転角度での前記回転体の画像を示す前記記憶部と、前記取得部が取得した前記情報に基づいて、前記取得部が取得した前記撮影画像と、当該撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度に対応する前記テンプレートとのマッチングを行うマッチング部と、前記テンプレートにおける前記回転体の中心軸に対する前記撮影画像における前記回転体の中心軸の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部が計測した前記回転体の中心軸の位置変化から軸振動を計測する軸振動計測部と、を備えることをその要旨としている。
上記軸振動計測装置について、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出部をさらに備え、前記回転体の回転に関する情報は、前記回転角度検出部の検出結果であることが好ましい。
図2(a)〜(e)に示すように、エンコーダ14から出力される基準信号Soおよび角度検出信号Saは、制御信号作成部30において、カメラ21のシャッターを駆動する駆動タイミング信号Sbおよび制御部22に入力される制御タイミング信号Sc(基準回転角度信号Sc0、回転角度信号Sc1)に変換される。カメラ21は、駆動タイミング信号Sbに基づいて、プロペラ11の回転角度が一定角度(ここでは45°)ずつ進む毎にプロペラ11を撮影する。カメラ21によって撮影された撮影画像Pの一例を図3に示す。
まず、ユーザは、軸振動計測装置20によって計測を開始する前に、エンコーダ14からの出力が得られる出力端子と軸振動計測装置20とを接続する。また、ユーザは、軸振動計測装置20に接続されるカメラ21が回転機器10のプロペラ11を正面から撮影できる位置に、カメラ21を設置する。そして、ユーザは、操作部32を操作して、軸振動の計測を開始させる。
図6に示すように、マッチング部25は、撮影画像Pに対してテンプレートTが示す画像を一致させる。図6(a)に示すように、マッチング部25は、回転角度0°に対応付けられた撮影画像P1に含まれるプロペラ11の画像に対して、回転角度0°に対応付けられたテンプレートT1が示す画像を走査によって一致させる。そして、位置計測部26は、テンプレートT1が示す画像の走査位置から、回転角度0°におけるプロペラ11の中心軸12aの位置を計測する。プロペラ11の中心軸12aの位置は、表示部31に表示される座標空間においてドットとして表示される。
(1)カメラ21が撮影したプロペラ11を含む撮影画像Pと、撮影画像Pを撮影したときの回転角度におけるテンプレートTとをマッチングさせることによって、プロペラ11の中心軸12aの位置を計測し、それによって、軸振動を計測することができる。
[マッチングの頻度]
・制御部22が行うマッチングは、角度検出信号Saに含まれるパルス毎に1回ずつ行われてもよいし、複数のパルス毎に1回ずつ行われてもよいし、1つのパルスごとに複数回ずつ行われてもよい。すなわち、制御部22において、撮影画像Pと回転角度とを対応付ける処理と、その対応付けから中心軸12aの位置を計測する処理とは、角度検出信号Saに含まれるパルス毎に1回ずつ行われてもよいし、複数のパルス毎に1回ずつ行われてもよいし、1つのパルスごとに複数回ずつ行われてもよい。
・軸振動計測装置は制御信号作成部30が省略され、かつカメラ21が、角度検出信号Saから駆動タイミング信号Sbを生成する機能を有してもよい。カメラ21は、シャッターを駆動させる信号として基準信号Soおよび角度検出信号Saを処理できるように構成される。そして、エンコーダ14からカメラ21へ基準信号Soおよび角度検出信号Saが入力される。
・上記実施形態では、回転体の回転角度に関する情報を生成する構成として光学式のエンコーダ14を説明したが、こうした構成は、例えば磁気式等のエンコーダであってもよい。
・上記実施形態では、軸振動の計測を開始する前に静止状態のプロペラ11がカメラ21によって撮影され、その撮影画像である基準画像の画像処理によって、制御部22がテンプレートTを作成する。これに限らず、テンプレート用の撮影画像を得るための撮影環境と、軸振動を計測する際の計測環境とが大きく異ならなければ、軸振動の計測に先駈けてテンプレート用の撮影画像が予め生成されてもよい。
・上記実施形態では、カメラ21が撮影する撮影画像Pが基準画像として用いられ、基準画像を回転させる処理によって各テンプレートTが生成される。テンプレートTの生成される形態は、これに限らず、例えば、制御部22は、プロペラ11の回転角度が一定角度ずつ進む毎にカメラ21が撮影したプロペラ11の画像を取得し、カメラ21が計測開始時に撮影した撮影画像Pを基準画像として用いる。制御部22は、基準画像を用いてプロペラ11の中心軸の位置を算出し、基準画像のプロペラ11の中心軸の位置を用いて他の回転角度における撮影画像Pのプロペラ11の中心軸の位置を算出して、テンプレートTを作成してもよい。このようにすれば、プロペラ11の各回転角度の撮影画像Pを取得してテンプレートを作成するので、撮影画像Pのプロペラ11の位置によって輝度が異なるときにマッチングの精度の低下を抑制することができ、ひいては計測時間を短縮することができる。
・計測の対象である中心軸12aの位置は、撮影空間内の定点に限らず、例えば、上述した枠15に相当する構造物であってもよいし、撮影空間内に位置する他の構造物であってもよいし、先に撮影された撮影画像Pから得られる中心軸12aの位置であってもよい。
・軸振動計測装置が計測する対象は、プロペラ11の中心軸12aの軸振動に限らず、ホイール、歯車等の他の形状を有する部材の中心軸の軸振動であってもよい。また、回転体は、プロペラ等に限らず、回転するものであればよく、回転軸そのものであってもよい。また、中心軸に沿った視線方向において真円形状を有する構造体であっても中心軸の軸振動を計測できる。
Claims (5)
- 回転体を撮影する撮影部と、
前記回転体の回転角度に関する情報と前記撮影部が撮影した前記回転体の撮影画像とを取得する取得部と、
複数のテンプレートを記憶する記憶部であって、前記複数のテンプレートの各々が互いに異なる回転角度での前記回転体の画像を示す前記記憶部と、
前記取得部が取得した前記情報に基づいて、前記取得部が取得した前記撮影画像と、当該撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度に対応する前記テンプレートとのマッチングを行うマッチング部と、
前記テンプレートにおける前記回転体の中心軸に対する前記撮影画像における前記回転体の中心軸の位置を計測する位置計測部と、
前記位置計測部が計測した前記回転体の中心軸の位置変化から軸振動を計測する軸振動計測部と、を備える
軸振動計測装置。 - 前記テンプレートを作成するテンプレート作成部をさらに備え、
前記テンプレート作成部は、前記撮影部が計測開始時に撮影した前記回転体の画像である基準画像を用い、前記回転体の中心軸を中心として前記基準画像を一定角度ずつ回転させる処理によって、前記テンプレートを作成する
請求項1に記載の軸振動計測装置。 - 前記テンプレートを作成するテンプレート作成部をさらに備え、
前記テンプレート作成部は、前記回転体の回転角度が一定角度ずつ進む毎に前記撮影部が撮影した前記回転体の画像を取得し、前記撮影部が計測開始時に撮影した前記回転体の画像である基準画像を用いて前記回転体の中心軸の位置を算出し、前記基準画像の前記回転体の中心軸の位置を用いて他の回転角度における前記画像の前記回転体の中心軸の位置を算出して、前記テンプレートを作成する
請求項1に記載の軸振動計測装置。 - 前記回転体の回転角度に関する情報は、前記回転体の回転角度が一定角度ずつ進む毎に生成されるパルス信号であり、
前記取得部は、前記取得部が前記パルス信号を取得するタイミングに基づいて、前記撮影部が前記回転体を撮影するタイミングを定める
請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸振動計測装置。 - 前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出部をさらに備え、
前記回転体の回転に関する情報は、前記回転角度検出部の検出結果である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の軸振動計測装置。
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