JPH05500422A - 物体軸の平行整列をチェックするための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 物体軸の平行整列をチェックするための方法および装置本発明は、請求の範囲１ の分類項目に規定される目的に対する方法およびこの方法を実施するための装置 に関する。

技術分野では、お互いに理想的状態に平行整Ｊｌされるべき、隣接して配置され た物体あるいは物体部分の軸（以下、物体軸と称する。）が、公知のように、チ ェック前には単に少なくとも略平向に方向づけられているに過ぎない理想的平行 姿勢からどれだけ偏差しているかを正確に決定しなければならないという問題が しばしば発生する。この種の問題としては、例えば、互いに並ダルかつ比較的大 きな任意の離間距離で配列される協働ローラの平行をチェックする場合や、ある いは、物体の複数の平面領域の平行をチェックすることにより、この場合前記平 面の特定点上の垂直線は別の所望の点上の垂直線と平行である条件を利用して、 前記平行チェックを、空間内におけるそれぞれの平面の位置特性として利用する 場合等である。正確な測定に先立つ物体軸の概略平行に関する情報は、例えば、 ローラの概略的な予備整列、あるいは物体表面の事前操作による予備方向付けに よって達成される。

本発明は、請求の範囲１の分類項目に係る方法を提供することにあり、そしてこ の方法は、補助的装置手段によって簡単かつ容易に達成される。と共に、しかも 高精度の測定結果を発揮する。

前述した問題は、請求の範囲１の特徴部分に記載される方法工程によって解決さ れる。

本発明に係る方法を適用することにより、物体軸の相互整列が平行の理想的状態 の許容範囲内にあるかどうか、あるいは許容公差範囲に設定するために補正を実 施して相互配、７１Ｊを改善しなければならないかどうかが、簡単な方法で正確 に決定される。

従属請求の範囲２乃至９は、請求の範囲１に係る方法の好適な実施例に関する。

請求の範囲１０は、本発明に係る方法を達成するに好適な装置を目的とし、そし て従属請求の範囲１１乃至１５は、請求の範囲１０に係る装置の好適な実施例に 関する。

次に、本発明を、隣接して配置される２つのローラの中心線の平行を測定する実 施例に関して以下さらに詳細に説明する。

それぞれ略図的に示す以下の図において、図１は、中心線に略垂直な共通測定平 面内において端部に検出器を配置した２つのローラと、１つの検出器からそれぞ れの中心線に対して略垂直方向へ射出したレーザー光線とを示す斜視図であり、 図２は、図１に係る装置の平面図であり、図３は、図１に係る装置の、ローラの 中心線に平行な向きから見た正面図であり、 図４は、図１乃至図３に係る装置の変形態様であり、図５は、レーザー光線が射 出された１つのローラを説明する斜視図で、本発明に係る方法に関する重要な測 定値を示しているが、その大きさは、基準軸に対する平行からの偏差に部分的に 結果するものであり、そして図６乃至図１０は、レーザー光線をチェックすべき 軸から射出するための装置の別の実施例を示す。

図１は、中心線１ａおよび２ａは、互いに少くとも略平行に整列しているが、さ らにその相互位置を、平行に関してもしくは所望の平行整列の理想的状態からの 偏差値に関して正確にチェックされるべき、隣接した２つのローラ１および２を 示している。このチェックのために、レーザー光線発信器３が各ローラ１および ２に対して、適宜の取付は手段、例えば図６乃至図１０に示す取付は手段１１ａ 乃至１１ｅの１つを介して取外し可能に固定されると共に、さらにこのレーザー 光線発信器は、非常に小さい直径の平行光束を発生するレーザー光線を、それぞ れのローラ１あるいは２の中心線１ａあるいは２ａに対して略垂直方向に射出す るように構成されている。

さらに、４つの単一軸位置検出器４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄが中心線１ａおよ び２ａの関係位置をチェックするためにローラ１および２回りの相互空間に配置 さね、そしてこの場合これら検出器の測定軸５は、それぞれ中心線１ａおよび２ ａに略平行に延在すると共に、光線検出器３が中心線１ａおよび２ａ回りを連続 して回転する間にレーザー光線（Ｌ）によって走査される各平面を通過するよう に構成されている。前記回転は、ローラ１および２が、これらに例えば図６に示 す取付は手段１１ａを介して固定されるそれぞれの光線発信器３と共に回転する ことにより、あるいは、光線発信器３が、特にこの目的のための取付は手段、例 えば図７乃至図１０に示す取付は手段１１ｂ乃至ｌｉｅの１つを介してそれぞれ の据付はローラ１および２に関して回転することにより達成される。

図２に誇張して示すように、レーザー光線りが、それぞれの中心線１ａあるいは ２ａに対して正確に垂直に射出されるかどう力＼あるいは、原則としてそれぞれ のローラ１および２に対する射出角度αあるいはβが互いに同一であるかどうか は問題ではない。個々の場合において、前記のことが必要であるかどうかは、検 出器の数と相互配置に依存する。重要なことは、単に各ローラ１および２からの レーザー光線りが、その回転の間中各検出器の測定軸５上に投射されることであ る。さらに、レーザー光線が物体軸１ａあるいは２ａに対して少くとも略垂直に 射出されると好適である。

図１および図３に示すように、特に４つの検出器を使用する場合には、図２にお いて、上位ローラに対して破線で示すように、レーザー光線りが２つのローラ１ および２からそれぞれ同一角度αで射出されるように、あるいは、図３に示すよ うに、検出器４ａ乃至４ｂが基準軸（これについては後述するが、図３の場合に おいてはローラ１の中心線１ａと合致している。）回りに略同−半径の離間距離 で配置されるように、確保されなければならない。図４に係る５つの検出器４ａ 乃至４ｅを使用する場合には、光線の射出角度αおよびβは、半径方向の検出器 離間距離と共に、ローラ間において対称的に異ならせることができる。このこと は、図２においては、下位ローラ１に対する角度αと上位ローラ２に対する角度 βとで構成されており、また図４においては離間距離に関して同様に示されてい る。

２つの中心線１ａおよび２ａの相互整列をチェックするためには、まず光線発信 器を２つのローラ１および２の中の１つに装着し、この発信器を、レーザー光線 りが各検出器４ａ乃至４ｄに連続して投射されるような角度範囲に亘って、それ ぞれの中心線１ａあるいは２ａ回りに回転させる。この場合における各検出器は 、レーザー光線りの検出器軸５に沿う投射点の位置を表わす信号を発生する。

信号は、後工程のコンピュータ演算のために貯えられる。

次いで、別のローラに移動した光線発信器に関して同一の操作を繰り返えす。

このようにして得られた検出器信号と、ローラ中心線１　ａｓ　２　ａおよび検 出器軸線５の交差点が前述した２つの測定操作中におけるレーザー光線りの２つ の走査平面の中の１つに対して占める関係位置（選択的に個々に確定される）と から、各中心線１ａおよび２ａの予め定められた基準軸（この軸は、先行する概 略ＩＥ３’１によって中心線に少くとも略平行であると共に、前述した方式の測 定操作によって検出操作に含まれている）に対する関係空間位置が、好適にはプ ログラム制御コンピュータ１４によって計測演算される。２つの物体軸の関係位 置のみに関する場合には、すなわち例えば中心線１ａおよび２ａ’の関係位置に 関するような場合には、前記中心線の１つを基準軸として利用することができる 。しかしながら、空間内における特定の方向がさらに要求される場合には、別個 の基準軸が使用されなければならない。

物体軸１ａおよび２ａの空間的あるいは相互的位置の計−１ｌｌ演算は、測定操 作によって得られた検出器信号と、前述した種類の交差点の関係位置に係る別の 所要の測定データ（これは１回だけ確定されれば十分である）とに基づいて、公 知の演算方法で達成することができる。これらの演算方法は、例えば請求めるべ き未知の数値の数に対応する所要数の方程式からなる線形方程式システムの設定 および解法、あるいは任意の測定誤差の最小２乗法による決定および補償から構 成される。

図５に、１つのローラに関して、個々の検出器に発生するかあるいは別にさらに 決定されるべき測定値の大きさを示す。別に決定されて計測されるべき測定値の 大きさ、例えば測定テープもしくはこの種のものが図５に明らかに示されている 。図５では、基準軸として軸Ｚが設定されており、これにより、基礎的な数値が 前述した測定工程によって測定検出器上に決定されている。中心線すなわち物体 軸には基準軸２に対して角度変位を有し、これにより、測定光線りが丁度投射さ れている検出器１の検出器軸線５に沿って、図５ではインデックスにで表わされ ている測定値の大きさが発生している。Ｚｉは検出器ゼロ点の理想平面からの離 間距離であり、Ｚｋ”あるいはＰｋはＺ方向におけるレーザー光線りの理想平面 に対する偏位であり、そしてＷｋ−・Ａｉｋはレーザー光線りのローラにの中心 線に直角な投射方向に対する角度変位である。

Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、２ Ｆｌｇ、　３ Ｆｌｇ、　４ ？ 重 Ｆｉｇ、　１０ 要約書 安価な補助的装置を用いて物体軸の平行を簡単に検証できると共に、高精度の結 果を達成することができる方法。測定工程において、好適にはレーザー光線から なる測定光線（Ｌ）が各物体（１および２）の軸に対して垂直に射出される。前 記光線が物体軸の周りに連続して回転ずと、この光線は少くとも３つの検出器（ ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄおよび４ｅ）上に投射される。次いで、各検出器はそれ ぞれの検出器の検出器軸（５）に合致する点の位置を表示する信号をそれぞれ発 生する。検出器からの信号と、物体軸および検出器の交差点の測定光線規定平面 に対する関係位置（これは個別に測定される）とから、各物体軸の基準軸に対す る空間的位置が計算される。また、この方法を実施するために特に好適な装置が 開示される。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに略平行に隣接する物体あるいは物体部分の軸〔物体軸〕の平行整列を チェックするための方法において、 ａ）電磁放射、殊にレーザー光線（Ｌ）からなる平行測定光線（Ｌ）が、各物体 （１，２）あるいは物体部分からそれぞれの物体軸（１ａ，２ａ）に対して少く とも略半径方向へ射出されると共に軸回りに回転し、ｂ）測定光線（Ｌ）が検出 器軸（５）上に投射されると測定光線の検出器軸に沿う投射点の位置を表示する 信号をそれぞれ発生する、少くとも３つの検出器（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ ｅ）が、前記方法工程（ａ）の以前に各物体軸（１ａ，２ａ）から離間しかつ周 囲の相互空間内に離間する固定位置に配置されて、その検出器軸（５）が、物体 （１，２）あるいは物体部分からそれぞれ射出される測定光線（Ｌ）がその回転 中に走査するすべての平面を通して物体軸（１ａ，２ａ）に略平行に延在するよ う構成し、ｃ）各物体軸（１ａ，２ａ）の予め定められた基準軸に対する関係空 間位置〔前記基準軸は、前記物体軸に少くとも略平行であると共に工程（ａ）お よび（ｂ）に係る検出に含まれ、かつ選択的には物体軸から選定される前記物体 軸（１ａもしくは２ａ）の中の１つであり得る〕が、前記検出器信号と、物体軸 （１ａ，２ａ）および検出器軸（５）の交差点が測定光線（Ｌ）が走査する表面 の１つに対して占める関係位置〔これは選択的に個々に決定される〕とから演算 する、 ことを特徴とする平行整列をチェックする方法。
2. ２．３つの検出器を使用し、測定光線（Ｌ）はすべてそれぞれの物体軸（１ａ， ２ａ）に対してできる限り垂直な平面内に射出することを特徴とする請求項１の 記載の方法。
3. ３．４つの検出器（４ａ乃至４ｄ）を使用し、測定光線（Ｌ）はそれぞれの物体 （１，２）あるいは物体部分からそれぞれ対応する物体軸（１ａ，２ａ）に対し てできる限り同一角度で射出することを特徴とする請求項１の方法。
4. ４．４つの検出器（４ａ乃至４ｄ）を使用し、これらは各物体軸に対して異なる 測定光線角度に配置して、基準軸（１ａ）から略同一の離間距離を有することを 特徴とする請求項１記載の方法。
5. ５．５つの検出器（４ａ乃至４ｅ）を使用することを特徴とする請求項１記載の 方法。
6. ６．測定光線（Ｌ）は少くとも１つの物体（１，２）あるいは物体部分の場合に おいて物体に対して固定し、物体あるいは物体部分が回転することを特徴とする 請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
7. ７．少くとも１つの物体（１）あるいは物体部分はチェック中において固定する と共に、その関連測定光線（Ｌ）は物体（１）あるいは物体部分に装着可能な取 付け手段（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の補助軸（Ｈ）回りを回転し、前 記補助軸（Ｈ）は物体軸（１ａ）に対して各固定された物体（１）あるいは物体 部分に対すると同一の既知の空間的基準位置に配置する〔図７乃至図１０〕こと を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
8. ８．隣接する軸あるいはローラの回転軸の平行をチェックするための請求項１乃 至７の何れかに記載の方法の使用法。
9. ９．隣接する平面物体表面の平行をチェックするために、物体表面に直角な軸線 を物体軸として利用する請求項１乃至７の何れかに記載の方法の使用法。
10. １０．ａ）電磁放射、殊にレーザー光線からなる実質的に平行に東ねられた測定 光線（Ｌ）を投射するための測定光線検出器（３）と、ｂ）測定光線検出器（３ ）が測定されるべく予め定められた軸方向の測定光線（Ｌ）をそれぞれの物体（ １）あるいは物体部分に対して少くとも略半径方向へ射出するように、前記測定 光線検出器（３）をそれぞれの物体（１）あるいは物体部分に装着するための取 付け手段（１０，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と、 ｃ）それぞれ検出器軸（５）有すると共に個別の空間的固定位置に設置可能で、 これにより検出器軸（５）上に射出された光線（Ｌ）の投射点を表示する、前記 軸（５）に沿った電磁放射からなる電気信号を発生するための少くとも３つの光 −電気検出器（４ａ乃至４ｅ）と、からなることを特徴とする請求項１乃至請求 項７の何れかに記載の方法を実施するための装置。
11. １１．取付け手段（１１ａ）はそれぞれの物体（１）あるいは物体部分に固定的 に取付け可能である〔図６，７，９，および１０〕ことを特徴とする請求項１０ 記載の装置。
12. １２．測定光線検出器（３）は取付け手段に固定的に連結する〔図６〕請求項１ １記載の装置。
13. １３．取付け手段（１１ｂ，１１ｄ，１１ｅ）上の測定光線検出器（３）は、こ れによって軸（Ｈ）回りを回転することができ、前記軸は取付け手段が物体（１ ）あるいは物体部分に取り付けられた状態において、物体軸（１ａ）に対して略 平行かあるいは一致している〔図７，９，および１０〕ことを特徴とする請求項 １１記載の装置。
14. １４．取付け手段（１１ｃ）はそれぞれの物体（１）あるいは物体部分に対して その軸（１ａ）回りに回転可能に装着し、測定光線検出器（３）は前記取付け手 段に固定的に取り付ける〔図８〕ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
15. １５．取付け手段（１１ｃ）は平面装着面（１２）を備えて、物体軸に重直な平 面物体表面（１２ａ）上に装着し、測定光線検出器（３）は取付け手段（１１ｃ ）に固定的に締結して、測定光線射出方向を装着表面（１２ａ）と略平行に設定 する〔図８〕ことを特徴とする請求項１０記載の装置。