JP6993330B2

JP6993330B2 - 少なくとも１つの長尺物の真直度の非接触的決定装置及び該装置の較正方法

Info

Publication number: JP6993330B2
Application number: JP2018524405A
Authority: JP
Inventors: カルル、ダニエル; イェッター、フォルカー; シュミット－シーアリンク、トビアス
Original assignee: フラウンホーファー－ゲゼルシャフトツールフエルデルングデアアンゲヴァンテンフォルシュングエー．ファオ．
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP2020530096A; EP3443378B1; ES2856333T3; PL3443378T3; EP3443378A1; US20210173098A1; WO2019001738A1; US11163072B2

Description

本発明は、請求項１の上位概念に応じた少なくとも１つの長尺物の真直度を非接触的に決定する装置に関する。

更に、本発明は、少なくとも１つの長尺物の真直度を非接触的に決定する装置を較正する方法に関する。

この種の装置は、インターネットアドレス「https://www.lap-laser.com/de/industrie/ihre-aufgabe/messen/geradheit/STRAIGHTNESS_CHECK_fly_de_1-9_2016-03-03_mix2.pdf」から入手可能な LAP GmbH Laser Applikationen 社（リューネブルク市、ドイツ）の２０１７年６月７日に検索した製品説明書“STRAIGHTNESS CHECK”から既知である。少なくとも１つの長尺物（ロング製品）の真直度を非接触的に決定するこの既知の装置は複数のビーム源モジュールを使用し、これらのビーム源モジュールは、夫々、長尺物の長手方向に対する横方向に方向付けられた光スクリーンないしシート（スクリーンないしシート状の光）を測定ビームとして放射可能であり、該測定ビームは少なくとも１つの長尺物に当射可能である。更に、該ビーム源モジュールの数に対応する数のビーム検出器が設けられており、これらのビーム検出器は長尺物の長手方向に分散配置された複数の異なる当射領域において該長尺物又は各長尺物によって修正された測定ビームを、投下シャドー（Schattenwurf）の形態での検出ビームとして検出することができる。制御及び評価ユニットは、長尺物の長手方向に対する横方向への投下シャドーの夫々のずれの形態での、検出ビームから生成されたデータから、測定ビームが当射された該長尺物又は各長尺物の真直度を決定することができる。

LAP GmbH Laser Applikationen 社、"STRAIGHTNESS CHECK"、２０１７年６月７日検索、インターネット（ＵＲＬ：https://www.lap-laser.com/de/industrie/ihre-aufgabe/messen/geradheit/STRAIGHTNESS_CHECK_fly_de_1-9_2016-03-03_mix2.pdf）

本発明の課題は、少なくとも１つの長尺物の真直度の可変的、迅速かつ比較的正確な決定を可能にする冒頭に記載したタイプの装置を提供することである。

更に、本発明の課題は、そのような装置を較正する方法を提供することである。

これらの課題は、請求項１の特徴及び請求項１３の特徴によって解決される。即ち、
本発明の第１の視点により、少なくとも１つの長尺物の真直度を非接触的に決定する装置が提供される。該装置は、
少なくとも１つの長尺物に当射可能な測定ビームを放射可能な少なくとも１つのビーム源モジュールと、
当該長尺物の長手方向に分散された複数の異なる当射領域において該長尺物又は少なくとも１つの長尺物によって跳ね返された測定ビームを検出ビームとして検出可能な少なくとも１つのビーム検出器と、
前記検出ビームから生成されたデータから、前記測定ビームによって当射された当該長尺物の真直度を決定することが可能な制御及び評価ユニットと
を有し、
前記ビーム源モジュール又は各ビーム源モジュールによって、スポット状の又は前記長尺物の長手方向に延在する直線状の測定ビームは、１つの測定サイクル中に該測定ビームが該長尺物又は少なくとも１つの長尺物の長手方向に対する横方向に当該長尺物上で能動的運動が可能であるよう、生成可能であり、
前記測定サイクル中に、当該長尺物によって跳ね返された測定ビームの部分は、検出ビームとして、その強度の時間推移が検出可能であり、
少なくとも１つの測定サイクル後、前記制御及び評価ユニットによって、当該長尺物の長手方向における前記能動的運動の制御を介して得られる当射領域の位置に関する位置情報から及び当該長尺物の前記検出ビームの特徴的強度値の時間的位置と基準として使用される所定の基準真直度を有する長尺物の検出ビームの特徴的強度値の時間的位置のずれから、当該長尺物の真直度を決定することが可能である。
本発明の第２の視点により、
本発明の装置の較正方法が提供される。該方法は、以下のステップ：
・真直度が未知の長尺物を支持体ユニットに挿置すること、
・１つの測定サイクルを実行すること、
・前記長尺物をその長手軸の周りで少なくとも一回回転させ、そして、更なる測定サイクルを実行すること、及び、
・複数の測定サイクルからの前記検出ビームの特徴的強度値からの有意なデータを、基準真直度のための基準値として、決定すること、
を含む。

真直度を決定するための本発明の装置では、該長尺物又は少なくとも１つの長尺物の長手方向に対する横方向において測定ビームの能動的（aktiv）運動が行われる。この能動的運動の制御を介して得られる当射領域（複数）に対する位置情報（複数）と当射領域（複数）に由来する検出ビームの特徴的強度値（複数）とから、真直度を迅速かつ比較的正確に、及び、長手方向に対する横方向において測定ビームの横移動速度が夫々異なる場合には可変的にも、決定することができる。

本発明の方法によって、この関連において、長尺物の真直度の正確な知見なしに、複数の測定サイクルを介して、検出ビームの特徴的強度値からの有意な（顕著な）データ（signifikanten Daten）に基づいて基準真直度のための基準値を決定することが可能になる。

本発明の更なる好都合な形態は従属請求項の対象である。

これらの形態は以下に概略的に示す利点を有する。

請求項２又は請求項３に応じ特徴的強度値（複数）の選択により、真直度の決定の際に、比較的大きな精度が得られる。

請求項４又は請求項５に応じ測定ビームの運動と直接的に関係する出発位置（Ausgangsgrundlage）の選択により、当射領域の空間的位置を決定する際に、比較的大きな精度も得られる。

請求項６に応じ測定ビームを紫外ビーム、可視ビーム又は赤外ビームとして選択することにより、コスト的に比較的好都合でありかつに一般的な企業において支配（制御）可能な構造が得られる。

長手方向においても測定ビームを運動可能にするビーム源モジュールを有する請求項７に応じた方法によって、長手方向における長尺物の能動的運動が比較的小さい場合にも、該長尺物の真直度を決定することができる。

請求項８に応じた装置は、位置情報を得るために測定技術的により単純な構成に特徴を有する。

請求項９又は請求項１０に応じた装置によって、当該（関係：betreffend）長尺物の真直度の比較的迅速な決定が達成される。

請求項１１に応じた装置では、静置の長尺物の場合、真直度のずれ（直線からのずれ）を２次元で決定することができる。

請求項１２に応じた装置では、一方では、当該（関係）長尺物の１つのサイドにのみビーム源モジュールを設ける場合でも、２つの方向における真直度のずれを決定（改善）することができ、更に、横方向において互いに対し離隔配置されるビーム源モジュールを設ける場合、その上、真直度決定の精度を改善することができる。

請求項１４又は請求項１５に応じて有意の（顕著な：signifikant）データを選択することにより、基準真直度の統計的にロバスト性の（ないし強靭性の：robust）決定（Festlegen）を可能にする。

以下に、本発明の好ましい態様を付記する。
（態様１）少なくとも１つの長尺物の真直度を非接触的に決定する装置。
該装置は、
少なくとも１つの長尺物に当射可能な測定ビームを放射可能な少なくとも１つのビーム源モジュールと、
当該長尺物の長手方向に分散された複数の異なる当射領域において該長尺物又は少なくとも１つの長尺物によって修正された測定ビームを検出ビームとして検出可能な少なくとも１つのビーム検出器と、
前記検出ビームから生成されたデータから、前記測定ビームによって当射された当該長尺物の真直度を決定することが可能な制御及び評価ユニットと
を有する。
前記ビーム源モジュール又は各ビーム源モジュールによって、スポット状の又は前記長尺物の長手方向に延在する直線状の測定ビームは、１つの測定サイクル中に該測定ビームが該長尺物又は少なくとも１つの長尺物の長手方向に対する横方向に当該長尺物上を移動可能であるよう、生成可能である。
前記測定サイクル中に、当該長尺物によって跳ね返された測定ビームの部分は、検出ビームとして、その強度の時間推移が検出可能である。
少なくとも１つの測定サイクル後、前記制御及び評価ユニットによって、長手方向における当射領域の位置に関する位置情報から及び前記検出ビームの特徴的強度値から、当該長尺物の真直度を決定することが可能である。
（態様２）上記態様１の装置において、前記特徴的強度値は、最大強度を含むことが好ましい。
（態様３）上記態様１又は２の装置において、前記特徴的強度値は、強度分布の側縁部における有意な強度値を含むことが好ましい。
（態様４）上記態様１～３の何れかの装置において、前記位置情報は、前記測定ビームの運動時の既知の長手方向速度及び横方向速度に基づくことが好ましい。
（態様５）上記態様１～３の何れかの装置において、前記位置情報は、前記測定ビームの運動時の方向情報に基づくことが好ましい。
（態様６）上記態様１～５の何れかの装置において、前記測定ビームは、紫外ビーム、可視ビーム又は赤外ビームであることが好ましい。
（態様７）上記態様１～６の何れかの装置において、前記ビーム源モジュール又は少なくとも１つのビーム源モジュールは、当該長尺物の長手方向においても所定の測定部分にわたって、２次元の走査軌道に沿ってスポット状測定ビームを運動させるよう、構成されていることが好ましい。
（態様８）上記態様７の装置において、前記走査軌道は、長手方向において方向反転することなく、前記所定の測定部分にわたって延伸していることが好ましい。
（態様９）上記態様１～８の何れかの装置において、当該長尺物の長手方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム検出器が設けられていることが好ましい。
（態様１０）上記態様１～９の何れかの装置において、当該長尺物の長手方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム源モジュールが設けられていることが好ましい。
（態様１１）上記態様１～１０の何れかの装置において、当該長尺物の横方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム源モジュールが設けられていることが好ましい。
（態様１２）上記態様１～１１の何れかの装置において、当該長尺物をその長手軸の周りで回転可能に支持する支持体ユニットが設けられていることが好ましい。
（態様１３）上記態様１～１２の何れかの装置の較正方法。該方法は、以下のステップ：
・真直度が未知の長尺物を支持体ユニットに挿置すること、
・１つの測定サイクルを実行すること、
・前記長尺物をその長手軸の周りで少なくとも一回回転させ、そして、更なる測定サイクルを実行すること、及び、
・複数の測定サイクルからの前記検出ビームの特徴的強度値からの有意なデータを、基準真直度のための基準値として、決定すること、
を含む。
（態様１４）上記態様１３の方法において、前記有意なデータは、特徴的強度値の中央値を含むことが好ましい。
（態様１５）上記態様１３又は１４の方法において、前記有意なデータは、特徴的強度値の平均値（Mittelwerte）を含むことが好ましい。
本発明の更なる好都合な形態及び利点は、図面を参照した実施例についての以下の説明から明らかになる。
なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は専ら本発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図したものではない。

ビーム源モジュールと、ビーム検出器と、制御及び評価ユニットと、丸い横断面を有するブランクスチールロッドとしての長尺物とを備えた本発明に応じた装置の一実施例の模式図。図１の実施例の平面図。図１の実施例の正面図。円形横断面を有する長尺物で跳ね返された（反射ないし反跳された：rueckgeworfen）検出ビームの強度の等値線及びビーム検出器のアパーチャの軌跡（Pfad）の説明図。未知の真直度を有する長尺物の当射領域及び基準真直度を有する長尺物の当射領域から夫々跳ね返された検出ビームの強度の時間推移（変化）の一例。長尺物の長手方向及び／又は横方向において互いに対し離隔配置され、（照射領域が）スポット状の測定ビームを生成するよう調整（構成）された２つのビーム源モジュールと、長尺物の長手方向に延伸しかつ横方向においてこれらのビーム源モジュールの間の中間に配置され、複数のビーム受信器を有するビーム検出器とを有する本発明に応じた装置の更なる一実施例の模式的斜視図。なお、これらのビーム源モジュールは長手方向において長尺物を連続的に走査するよう調整（構成）されている。図６の実施例に類似するが、横方向においてステップ状に（矩形波状に）走査を行う１つのビーム源モジュールを備えて構成された本発明に応じた装置の更なる一実施例の模式的斜視図。図６の実施例に類似するが、測定ビームが長手方向において直線状に整列されるよう構成された本発明に応じた装置の更なる一実施例の模式的斜視図。本発明に応じた装置の一実施例の堅固な支持体ユニットの点状支持体の一例の端面図。本発明に応じた装置の一実施例の支持体ユニットの縦長（長い）支持体の一例の斜視図。本発明に応じた装置の一実施例の支持体ユニットの２つの回転可能ローラによって構成された回転支持体の一例の正面図。図１に相当する、本発明に応じた装置の更なる一実施例。但し、長尺物は非丸型断面の一例として６角形断面を有する。図１２に応じた非丸型かつ正確には直線的でない長尺物の、２つのエッジの両側に位置する３つの平面から跳ね返された検出ビームの強度推移の一例。本発明に応じた装置の制御及び評価ユニットの例示的構造のブロック図。

図１は、（検査）対象物としての長尺物（ロング製品）の真直度を決定するための本発明に応じた装置の一実施例を模式的に側面図で示す。なお、長尺物の長手方向における伸長（長さ）は、該長手方向に対し直角をなす方向、即ち横方向ないし半径方向における伸長（長さ）よりも本質的に（遥かに）より大きい。長尺物は、図１では、円形横断面を有するブランクスチールロッド１０３として構成されている。図１に応じた実施例はビーム源モジュールとしてレーザスキャナ１０６を使用する（備える）。このレーザスキャナ１０６は、有利には紫外、可視又は赤外スペクトル領域のスポット状の測定ビーム１０９を生成することができ、該測定ビーム１０９をブランクスチールロッド１０３の長手方向に対する横方向に所定の横方向速度で運動させることができる。

レーザスキャナ１０６は制御及び評価ユニット１１２に接続されており、該ユニットは、とりわけ、ブランクスチールロッド１０３の横方向における測定ビーム１０９の運動の横方向速度に影響を及ぼす（制御する）ことができる。

ブランクスチールロッド１０３の比較的高反射性の表面にスポット状の測定ビーム１０９を当射する場合、測定ビーム１０９の強度の一部は、この実施例では比較的小面積の当射領域１１５から、検出ビーム１１８として、この場合反射的な態様で跳ね返される。延出ビームの強度の時間推移（変化）は、ビーム検出モジュールとしての比較的大きな開口角を有する単一体の（einzellig）ビーム検出器１２１によって検出されることができる。

ビーム検出器１２１は同様に制御及び評価ユニット１１２に接続されており、該ユニットに（１つの）測定サイクル中における検出ビーム１１８の強度の時間的推移を供給する。これ（測定サイクル）は、レーザスキャナ１０６に指向されたブランクスチールロッド１０３の表面を横方向に完全に掃引することによって形成されている。

図２は図１の実施例を模式的に平面図で示す。図２から明らかなとおり、ビーム検出器１２１はブランクスチールロッド１０３の長手方向において当射領域（複数）１１５から離隔されて配置されている。

図３は図１の実施例を端面図で示す。この場合、ブランクスチールロッド１０３は第１横断面領域３０３と第２横断面領域３０６とによって記載されているが、これらの領域は理想的な真直度（直線）からのブランクスチールロッド１０３のずれのために互いに対しずらされて（記載されて）いる。

かくして、ブランクスチールロッド１０３の横方向において互いに対し離隔して位置する第１横断面領域３０３の当射領域１１５と第２横断面領域３０６の当射領域１１５’は、レーザスキャナ１０６及びビーム検出器１２１に対し互いに異なる距離を有し、このため、ビーム検出器１２１に当射（入射）する（検出ビームの）強度の時間推移は互いに異なるものになる。

図４は、円形横断面を有するブランクスチールロッド１０３によって跳ね返された測定ビーム１０９の強度の同じ強度を連ねた複数の等値線（Isolinien）４０３と、例示的に最大強度の領域に示された当射領域１１５を有するビーム検出器１２１の典型的なアパーチャ軌跡（Aperturpfad）４０６の説明図である。

図４の記載から分かることは、（１つの）測定サイクル中に、ビーム検出器１２１によって検出される検出ビーム１１８の強度の時間推移は最大値（極大値）を有し、該最大値の時間的位置は、理想的に直線状の長尺物（この例ではブランクスチールロッド１０３）の基準位置に対し相対的な当射領域１１５の距離に依存することである。

図５は、その真直度が決定されるべきブランクスチールロッド１０３の当射領域１１５及び基準として使用される基準真直度を有するブランクスチールロッド（基準真直度は更に以下において詳細に説明するように好ましくは本発明に応じて決定される）の当射領域１１５’に夫々時点ｔ_１及びｔ_２において当射した場合における、横軸５０６にプロットされた時間ｔに依存する（の関数としての）縦軸５０３にプロットされた検出ビーム１１８の強度Ｉの時間推移を模式図で示す。なお、測定されるべきブランクスチールロッド１０３の当射領域１１５は基準として使用されるブランクスチールロッドの当射領域１１５’に対し空間的にずれている。かくして、この実施例では、ビーム検出器１２１によって検出されかつ特徴的強度値として評価される（両者の）最大強度は、時間Δｔ＝ｔ_２－ｔ_１だけ互いに対しずれている。

この時間Δｔから、例えば、長手方向における当射領域１１５に関する適切に獲得された位置情報と共に、測定ビーム１０９の横方向速度及びレーザスキャナ１０６とビーム検出器１２１との互いに対する相対的空間的位置を知ることで、基準真直度に対する長さ単位当たりの理想的な真直度からの半径方向の長さずれ（Laengenabweichung）の形での当該（関係）長尺物の真直度を決定することができる。

最大強度に対して代替的に又は補完的に、図５に記載された強度分布の側縁部（フランク部ないし急峻変化部：Flanken）に位置する有意（顕著）な強度値も、特徴的強度値として考慮に入れることができる。

この場合、真直度を決定する際の精度は、必要に応じ、例えば以下のように、調節することができる。即ち、比較的大きな精度のためには、測定ビーム１０９は、比較的緩慢に、これに応じて比較的長い測定サイクルで動かされ、これに対し、より不正確ではあるがより迅速な測定のためには、測定ビーム１０９は、（１つの）測定サイクル中、比較的迅速に動かされる。

図６は、本発明に応じた装置の更なる一実施例を模式図で示す。なお、図１～図５を用いて説明した実施例と図６に応じた実施例とにおいて互いに対応する要素には同じ図面参照符号を付記し、更に、一部については繰り返しては詳細に説明されていない（が共通する）。図６に応じた実施例では、ビーム源モジュールの２つのレーザスキャナ１０６が備えられており、これらは、長手方向においても横方向においても、支持体ユニット（Auflagereinheit）の複数の点状支持体（載置台：Auflagern）６０３に支持された長尺物の一例としてのブランクスチールロッド１０３に関係して配置されている。両者のビームスキャナ１０６によって、曲線状に（正弦波状に）蛇行する走査軌道（軌跡）６０６によって例示されているように、測定ビーム１０９は、好都合なことに長手方向における方向反転を要することなく、夫々の測定部分にわたって、何れにせよ予め設定可能かつ再現可能な態様で、ブランクスチールロッド１０３の長手方向において、更にブランクスチールロッド１０３の横方向においても好都合なことに規則的な態様で振動的に、運動することができる。

ブランクスチールロッド１０３の長手方向における当射領域１１５の位置に関する位置情報は、とりわけ長手方向及び横方向において連続的なスキャン状の運動の場合、夫々基準時点に関する長手方向速度及び横方向速度から、又は、測定ビーム１０９の方向から直接的に、決定されることができる。

ブランクスチールロッド１０３の横方向において、この場合好ましくは２つのレーザスキャナ１０６間の中間において、図６に応じた実施例は、ブランクスチールロッド１０３の長手方向に配向され（揃えられ）かつ複数のビーム検出器１２１が装着された受信器フレーム（Empfaengerleiste）６０９を備えたビーム検出モジュール６０９を有する。なお、これらのビーム検出器１２１はブランクスチールロッド１０３の長手方向において好都合には相互に均一な間隔をなして配されている。有利には、図６に応じた実施例の場合、２つのレーザスキャナ１０６は、ブランクスチールロッド１０３の横方向において、それらの測定ビーム１０９が互いに対し直角をなして配向されるよう、配置されている。

図６に応じた実施例では、ブランクスチールロッド１０３の変形、従って理想的な真直（度）からのずれは、比較的に（verhaeltnismaessig）２つの次元において決定されることができる。

図７は、本発明に応じた装置の更なる一実施例を示す。なお、図１～図６を用いて説明した実施例と図７に応じた実施例とにおいて互いに対応する要素には同じ図面参照符号を付記し、更に、一部については繰り返しては詳細に説明されていない。図７に応じた実施例における支持体ユニットは、複数の回転可能な支持体７０３を備えて構成されており、これらの支持体においてないしこれらの支持体によって、挿置された（載置ないし装着ないしセットされた）ブランクスチールロッド１０３は、好ましくは少なくとも９０°の角度領域にわたって、真直度を決定する場合の最高の精度のためには３６０°に至るまで、回転することができる。図７に応じた実施例の場合、ビーム源モジュールは、１つのレーザスキャナ１０６を備えて構成されている。このレーザスキャナ１０６は、長尺物の一例としてのブランクスチールロッド１０３の長手方向にステップ状に（矩形波状に：schrittweise）運動し、かくして、この場合、矩形（波）状に（ジグザグ）蛇行する走査軌道（軌跡）７０６が得られるよう、構成されている。

図７に応じた実施例は、長尺物のその長手軸の周りでの回転（可能性）と比較的費用がかからない光学的構造、及び、比較的大きな精度による矩形（波）状に蛇行する走査軌道（軌跡）７０６、を有することを特徴としている。

図８は、本発明に応じた装置の更なる一実施例を模式図で示す。なお、図１～図７を用いて説明した実施例と図８に応じた実施例とにおいて互いに対応する要素には同じ図面参照符号を付記し、更に、一部については繰り返しては詳細に説明されていない。図６を用いて説明した実施例とは異なり、レーザスキャナ１０６は、例えばシリンダレンズとして構成されたビーム成形光学系を有し、かくして、長尺物の例としてのブランクスチールロッド１０３の長手方向に延在する（拡開ないし拡散する）直線状の測定ビーム８０３を生成することができ、該測定ビーム８０３は、（１つの）測定サイクル中、当該（関係）長尺物の長手方向に対する横方向に所定の横方向速度で運動することができる。かくして、長尺物の或る（１つの）長さ部分は、（１つの）測定サイクル中、ビーム検出モジュールの複数のビーム検出器１２１によって同時に測定されることができ、その結果から真直度を決定することができる。

図９～図１１は、本発明に応じた装置のための支持体ユニットの種々の形態を模式的に示す。

図９は、挿置された（セットされた）ブランクスチールロッド１０３の長手方向において比較的短く構成された複数のアングル（Ｌ字型）ガイドレール部分（Winkelschienenstuecken）９０３を有する支持体ユニットの一例を端面図で示す。この支持体ユニットは、ブランクスチールロッド１０３を、有利には等間隔をなす支持位置（複数）において、静的に支持し、かくして、支持体間において重力によって引き起こされるブランクスチールロッド１０３の撓みを、計算（Herausrechnen）によって比較的簡単に補償することができる。

図１０は、長いアングル（Ｌ字型）ガイドレール１００３を有する支持体ユニットの一例の一部分を斜視図で示す。これによって、挿置された（セットされた）ブランクスチールロッド１０３の重力によって引き起こされる撓みは妨げられ、このため、重力の影響を補償するための相応の計算の実行を回避することができる。

図１１は、本発明に応じた装置の支持体ユニットの一例を端面図で示す。この支持体ユニットは、横方向に直接して並置された回転可能なローラ１１０３を有し、これらのローラを例えば時計方向に回転することにより、長尺物の例としての載置されたブランクスチールロッド１０３を反時計回りに回転することができ、かくして、ブランクスチールロッド１０３を異なるサイドから測定ビーム１０９、８０３を当射することができる。

図１２は、図１に対応して構成された本発明に応じた装置の一実施例を模式図で示す。但し、図１とは異なり、長尺物は、非丸型横断面の例として６角形横断面を有するブランクスチールロッド１０３である。エッジ１２０３とエッジ１２０３の間には平坦な（平面状の）外周面（複数）１２０６があるため、（１つの）測定サイクル中に検出ビーム１１８の強度が最大となる複数の当射領域１１５が生成されるが、これらは、理想的な真直度からのずれに対して時間的に明確に区別可能である。

図１３は、図１２に応じた実施例において、６角形ブランクスチールロッド１０３が理想的な真直度（直線性）からずれている場合にビーム検出器１２１によって検出される測定ビーム１０９の強度の時間的推移（時間変化）を図５に類似するグラフを示す。図１３から分かることは、６角形ブランクスチールロッド１０３の実際の真直度の理想的な真直度からのΔｔ（これは隣り合うエッジ１２０３間についての時間間隔ｔ_１とｔ_１’（ｔ_１’－ｔ_１）ないしｔ_２とｔ_２’ （ｔ_２’－ｔ_２）よりも小さい）のずれによって、６角形ブランクスチールロッドの真直度を一意的に決定できることである。

図１４は、本発明に応じた装置の一実施例のための制御及び評価装置１１２の典型的一例の構造を比較的大幅に単純化したブロック図で示す。制御及び評価装置１１２は中央モジュール１４０３を有する。中央モジュール１４０３には、入力モジュール１４０６の測定パラメータ及び上記ビーム検出器１２１又は各ビーム検出器１２１に後置されたアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１４０９からの（測定）パラメータが入力可能である。中央モジュール１４０３によって、更に、上記レーザスキャナ１０６又は各レーザスキャナ１０６の制御のためのデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）１４１２及びブランクスチールロッド１０３を回転（回動）するためのモータ制御モジュール１４１５を制御することができる。最後に、制御／評価モジュールは、例えば良／不良の表示、許容可能（合格）／クリティカル（当落線上）／許容不能（不合格）の表示又は正確な真直度の値の表示の形での真直度の評価されたデータを表示するための出力モジュール１４１８を有する。

既述の実施例を用いて例示的に説明したような本発明に応じた装置を較正するための本発明に応じた方法の一実施例では、例えばブランクスチールロッド１０３としての未知の真直度を有する長尺物が支持体ユニットに挿置され（セットされ）、１つの測定サイクルが横方向における測定ビーム１０９の運動によって又は長手軸の周りでの長尺物の回転（回動）によって実行され、次いで、少なくとも１つの更なる測定サイクルが実行される。次に、有意（顕著）なデータ（signifikante Daten）として、例えば検出ビーム１１８の最大強度の位置のような特徴的強度（複数）からの中央値又は平均値が、基準真直度の基準値のために決定される。この基準真直度は、次いで、更なる長尺物の真直度を決定するための基準として使用される。

長尺物の真直度を決定する際に予め設定された精度を達成するための本発明に応じた方法の効率的な実行のために、真直度が未知の長尺物を回転（回動）するステップ及び測定サイクルの実行は、有意（顕著）なデータのばらつき（Streuung）が予め設定された最大閾値を下回るまで繰り返されると好都合である。これによって、本装置は、後に長尺物の真直度を決定することができるよう精密に較正される。このことは、とりわけ真直度に対する要求が夫々異なる（長尺物の）装着（Chargen）を（その都度）切換えて行う場合、好都合である。

Claims

少なくとも１つの長尺物（１０３）の真直度を非接触的に決定する装置であって、
該装置は、
少なくとも１つの長尺物（１０３）に当射可能な測定ビーム（１０９、８０３）を放射可能な少なくとも１つのビーム源モジュール（１０６）と、
当該長尺物（１０３）の長手方向に分散された複数の異なる当射領域（１１５）において該長尺物（１０３）又は少なくとも１つの長尺物（１０３）によって跳ね返された測定ビーム（１０９、８０３）を検出ビーム（１１８）として検出可能な少なくとも１つのビーム検出器（１２１）と、
前記検出ビームから生成されたデータから、前記測定ビーム（１０９、８０３）によって当射された当該長尺物（１０３）の真直度を決定することが可能な制御及び評価ユニット（１１２）と
を有し、
前記ビーム源モジュール（１０６）又は各ビーム源モジュール（１０６）によって、スポット状の又は前記長尺物（１０３）の長手方向に延在する直線状の測定ビーム（１０９、８０３）は、１つの測定サイクル中に該測定ビーム（１０９、８０３）が該長尺物（１０３）又は少なくとも１つの長尺物（１０３）の長手方向に対する横方向に当該長尺物（１０３）上で能動的運動が可能であるよう、生成可能であり、
前記測定サイクル中に、当該長尺物（１０３）によって跳ね返された測定ビーム（１０９、８０３）の部分は、検出ビーム（１１８）として、その強度の時間推移が検出可能であり、
少なくとも１つの測定サイクル後、前記制御及び評価ユニット（１１２）によって、当該長尺物（１０３）の長手方向における前記能動的運動の制御を介して得られる当射領域（１１５）の位置に関する位置情報から及び当該長尺物（１０３）の前記検出ビーム（１１８）の特徴的強度値の時間的位置（ｔ _１）と基準として使用される所定の基準真直度を有する長尺物の検出ビーム（１１８）の特徴的強度値の時間的位置（ｔ _２）のずれ（Δｔ）から、当該長尺物（１０３）の真直度を決定することが可能である、
装置。
請求項１に記載の装置であって、
前記特徴的強度値は、最大強度を含む、
装置。
請求項１又は２に記載の装置であって、
前記特徴的強度値は、強度分布の側縁部における有意な強度値を含む、
装置。
請求項１～３の何れかに記載の装置であって、
前記位置情報は、前記測定ビーム（１０９、８０３）の運動時の既知の長手方向速度及び横方向速度に基づく、
装置。
請求項１～３の何れかに記載の装置であって、
前記位置情報は、前記測定ビーム（１０９、８０３）の運動時の方向情報に基づく、
装置。
請求項１～５の何れかに記載の装置であって、
前記測定ビーム（１０９、８０３）は、紫外ビーム、可視ビーム又は赤外ビームである、
装置。
請求項１～６の何れかに記載の装置であって、
前記ビーム源モジュール（１０６）又は少なくとも１つのビーム源モジュール（１０６）は、当該長尺物（１０３）の長手方向においても所定の測定部分にわたって、２次元の走査軌道（６０６、７０６）に沿ってスポット状測定ビーム（１０９）を運動させるよう、構成されている、
装置。
請求項７に記載の装置であって、
前記走査軌道（７０６）は、長手方向において方向反転することなく、前記所定の測定部分にわたって延伸している、
装置。
請求項１～８の何れかに記載の装置であって、
当該長尺物（１０３）の長手方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム検出器（１２１）が設けられている、
装置。
請求項１～９の何れかに記載の装置であって、
当該長尺物（１０３）の長手方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム源モジュール（１０６）が設けられている、
装置。
請求項１～１０の何れかに記載の装置であって、
当該長尺物（１０３）の横方向において相互に離隔して配置された少なくとも２つのビーム源モジュール（１０６）が設けられている、
装置。
請求項１～１１の何れかに記載の装置であって、
当該長尺物（１０３）をその長手軸の周りで回転可能に支持する支持体ユニット（７０３）が設けられている、
装置。
請求項１～１２の何れかに記載の装置の較正方法であって、以下のステップ：
・真直度が未知の長尺物（１０３）を支持体ユニット（６０３、７０３）に挿置すること、
・１つの測定サイクルを実行すること、
・前記長尺物（１０３）をその長手軸の周りで少なくとも一回回転させ、そして、更なる測定サイクルを実行すること、及び、
・複数の測定サイクルからの前記検出ビーム（１１８）の特徴的強度値からの有意なデータを、基準真直度のための基準値として、決定すること、
を含む、
方法。
請求項１３に記載の方法であって、
前記有意なデータは、特徴的強度値の中央値を含む、
方法。
請求項１３又は１４に記載の方法であって、
前記有意なデータは、特徴的強度値の平均値（Mittelwerte）を含む、
方法。