JPH0820234B2 - タンデム―配置軸の検査方法 - Google Patents
タンデム―配置軸の検査方法Info
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- JPH0820234B2 JPH0820234B2 JP2091951A JP9195190A JPH0820234B2 JP H0820234 B2 JPH0820234 B2 JP H0820234B2 JP 2091951 A JP2091951 A JP 2091951A JP 9195190 A JP9195190 A JP 9195190A JP H0820234 B2 JPH0820234 B2 JP H0820234B2
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- axes
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1つの軸に対して固定されかつその中心軸
線に一般に平行な1つの指示線と他の軸に固定的に連結
された関連要素とからなる少くとも1組の要素を用い、
互いに軸から軸へ対応する軸の複数の計測角度位置にお
いて、それぞれに対応する互いに独立した2つの整列デ
ータ信号を得るために、それぞれの計測角度位置および
軸の中心軸線の最小離間距離成分すなわち平行オフセッ
トと並びに互いに交差する場合にはこれら中心軸線間の
最大角度成分すなわち角度オフセットとに関する方法
で、あるいはこれらから前記成分を導いて、軸の中心軸
線間の角度および/もしくは平行オフセットを検出する
タンデム−配置軸の検査方法に関する。
線に一般に平行な1つの指示線と他の軸に固定的に連結
された関連要素とからなる少くとも1組の要素を用い、
互いに軸から軸へ対応する軸の複数の計測角度位置にお
いて、それぞれに対応する互いに独立した2つの整列デ
ータ信号を得るために、それぞれの計測角度位置および
軸の中心軸線の最小離間距離成分すなわち平行オフセッ
トと並びに互いに交差する場合にはこれら中心軸線間の
最大角度成分すなわち角度オフセットとに関する方法
で、あるいはこれらから前記成分を導いて、軸の中心軸
線間の角度および/もしくは平行オフセットを検出する
タンデム−配置軸の検査方法に関する。
この種の公知の方法(西ドイツ国、ランズベルグ市の
フェルラーグ モデルン インダストリー社発行の雑誌
「インスタンドハルタング(INSTANDHALTUNG)」1982年
12月号の“コンピュータによる整列技術”並びにヨーロ
ッパ特許公報EP−B1−0145745号参照)においては、整
列データ信号は角度的に約90°離間された計測角度位置
で発生し、そして平行オフセット並びに角度オフセット
に対する数値は前記信号データから直接的に求められ
る。実用的範囲の正確さが得られるが、しかしながら公
知の方法は、計測装置および指示線に対する空間が軸回
りに充分にある時のみ、問題なく使用され得るだけであ
る。整列データ信号を発生する計測装置は軸から横方向
へ突出し、さらに各指示線は軸の外側側方に配置されな
ければならない。計測は少くとも3つの計測位置で行わ
れるので、計測装置を取付けた軸は少くとも180°回転
させなければならない。計測装置が配置される軸上の位
置では、この軸回りに前述のかなりの角度に亘る空間が
必要とされると共に、さらに少くとも計測角度位置(相
互間に設定される)においては、各指示線の長さに沿っ
て、2つの軸上に配設される計測装置の部品間に障害物
があってはならない。このことは、指示線が光線形式で
ある場合にも同様である(前記EP−B1−0145745号参
照)。この条件はしばしば現実に合致せず実際に満足す
るものではない。
フェルラーグ モデルン インダストリー社発行の雑誌
「インスタンドハルタング(INSTANDHALTUNG)」1982年
12月号の“コンピュータによる整列技術”並びにヨーロ
ッパ特許公報EP−B1−0145745号参照)においては、整
列データ信号は角度的に約90°離間された計測角度位置
で発生し、そして平行オフセット並びに角度オフセット
に対する数値は前記信号データから直接的に求められ
る。実用的範囲の正確さが得られるが、しかしながら公
知の方法は、計測装置および指示線に対する空間が軸回
りに充分にある時のみ、問題なく使用され得るだけであ
る。整列データ信号を発生する計測装置は軸から横方向
へ突出し、さらに各指示線は軸の外側側方に配置されな
ければならない。計測は少くとも3つの計測位置で行わ
れるので、計測装置を取付けた軸は少くとも180°回転
させなければならない。計測装置が配置される軸上の位
置では、この軸回りに前述のかなりの角度に亘る空間が
必要とされると共に、さらに少くとも計測角度位置(相
互間に設定される)においては、各指示線の長さに沿っ
て、2つの軸上に配設される計測装置の部品間に障害物
があってはならない。このことは、指示線が光線形式で
ある場合にも同様である(前記EP−B1−0145745号参
照)。この条件はしばしば現実に合致せず実際に満足す
るものではない。
本発明の1つの目的は、冒頭に記載される形式の計測
方法を、計測角度位置に対して実質的に小さい角度範囲
をもっておよび/もしくは相互間における計測角度位置
を予め決定することなく行ない得るように改良し、これ
により、軸から突出する計測装置並びに軸の側方に突出
する指示線を用いるものの、軸回りの空間に関する適用
度を前記公知の方法の場合よりは実質的に大きく確保で
きるようにすることにある。
方法を、計測角度位置に対して実質的に小さい角度範囲
をもっておよび/もしくは相互間における計測角度位置
を予め決定することなく行ない得るように改良し、これ
により、軸から突出する計測装置並びに軸の側方に突出
する指示線を用いるものの、軸回りの空間に関する適用
度を前記公知の方法の場合よりは実質的に大きく確保で
きるようにすることにある。
本発明のさらに別の目的は、公知の方法と少くとも同
等の正確度を確保できる改良された方法を提供すること
にある。
等の正確度を確保できる改良された方法を提供すること
にある。
前記およびさらに別の目的を達成するために、本発明
においては、この明細書、特許請求の範囲および図面に
開示されているように、 (a)軸は、計測が行われる、異なるかつ自由に選択さ
れる少くとも5つの角度位置に回動され、 (b)この計測時に発生する信号は、平面座標系におい
て共通の原点を有するベクトルとしてあるいはそれぞれ
組の数値として処理され、 (c)コンピュータを用いて、計算処理が、軸の360°
回転によって得られるカーブの特性データを得るため
に、ベクトルの端部あるいはそれぞれの組の数値によっ
て与えられる計測点を基礎にして行われ、そしてこの処
理は幾何学的理由から計測点は実際上楕円に対応するカ
ーブからのみ始められるが計測的に不確定さを有する事
実を考慮して、前記処理には最高の方法特に最小平均二
乗法が用いられ、 (d)これらの計測角度位置の少くとも1つの空間内に
おける角度位置が確定され、そして (e)コンピュータを用いて、軸の相互間における空間
内の位置および必要な場合には検出された整列誤差を除
去する位置補正のための補正値が、計測角度位置への回
転時における空間内の確定された角度位置および軸の既
知の回転方向を考慮した上で、カーブの特性データを基
礎にして確定される。
においては、この明細書、特許請求の範囲および図面に
開示されているように、 (a)軸は、計測が行われる、異なるかつ自由に選択さ
れる少くとも5つの角度位置に回動され、 (b)この計測時に発生する信号は、平面座標系におい
て共通の原点を有するベクトルとしてあるいはそれぞれ
組の数値として処理され、 (c)コンピュータを用いて、計算処理が、軸の360°
回転によって得られるカーブの特性データを得るため
に、ベクトルの端部あるいはそれぞれの組の数値によっ
て与えられる計測点を基礎にして行われ、そしてこの処
理は幾何学的理由から計測点は実際上楕円に対応するカ
ーブからのみ始められるが計測的に不確定さを有する事
実を考慮して、前記処理には最高の方法特に最小平均二
乗法が用いられ、 (d)これらの計測角度位置の少くとも1つの空間内に
おける角度位置が確定され、そして (e)コンピュータを用いて、軸の相互間における空間
内の位置および必要な場合には検出された整列誤差を除
去する位置補正のための補正値が、計測角度位置への回
転時における空間内の確定された角度位置および軸の既
知の回転方向を考慮した上で、カーブの特性データを基
礎にして確定される。
本発明に係る方法においては、計測が行われる少くと
も5つの異なる角度位置は自由に選択される。したがっ
て、これらは、計測装置および指示線をそれぞれ配置す
るための軸回りの全体的な有効空間が最高に利用される
ように選択されることができる。計測点間の間隔を予め
設定された角度間隔に固定する必要もなく、また計測の
ために大きな角度範囲を延在させる必要もない。したが
って、障害物は所望通りに簡単に補償される。正確な結
果を得るためには、計測位置に対して比較的小さい角度
範囲を取るだけで充分である。したがって、本発明に係
る方法は、軸回りに多くの障害を有ししかも近接できな
い軸に対して好適である。
も5つの異なる角度位置は自由に選択される。したがっ
て、これらは、計測装置および指示線をそれぞれ配置す
るための軸回りの全体的な有効空間が最高に利用される
ように選択されることができる。計測点間の間隔を予め
設定された角度間隔に固定する必要もなく、また計測の
ために大きな角度範囲を延在させる必要もない。したが
って、障害物は所望通りに簡単に補償される。正確な結
果を得るためには、計測位置に対して比較的小さい角度
範囲を取るだけで充分である。したがって、本発明に係
る方法は、軸回りに多くの障害を有ししかも近接できな
い軸に対して好適である。
本発明の開示は、特許請求の範囲にさらに記載されて
いる。
いる。
次に、本発明の一実施例につき添付図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。
ら以下詳細に説明する。
第1ないし7図に示される装置において、計測が行わ
れる時に発生される信号は、本発明に係る方法によって
処置もしくは処理され、軸の空間内における相互間の関
係位置が確定されるが、もし必要な場合には、前記位置
を補正するための補正値が算定され、発見され得べき如
何なる誤差でも克服される。第8図に示す平面直角座標
系(Plane rectangular coordinate system)には、本
発明によって計測された点の位置と実質的に楕円形のカ
ーブとが示されているが、前記楕円カーブは前記点の位
置と、この楕円カーブの知識によらず公知の方法によっ
て計測された点の位置とから計算されたものである。
れる時に発生される信号は、本発明に係る方法によって
処置もしくは処理され、軸の空間内における相互間の関
係位置が確定されるが、もし必要な場合には、前記位置
を補正するための補正値が算定され、発見され得べき如
何なる誤差でも克服される。第8図に示す平面直角座標
系(Plane rectangular coordinate system)には、本
発明によって計測された点の位置と実質的に楕円形のカ
ーブとが示されているが、前記楕円カーブは前記点の位
置と、この楕円カーブの知識によらず公知の方法によっ
て計測された点の位置とから計算されたものである。
図面上の各図において、整列を検査すべき2つの軸
は、それぞれ参照符号1もしくは2によって示されてい
る。
は、それぞれ参照符号1もしくは2によって示されてい
る。
計測値を表わす信号を発生するための図示総ての装置
において、信号は、好ましくはデータ変換器3を介して
コンピュータ4に供給され、そしてコンピュータにおい
て、少くとも5つの計測位置において種々の装置によっ
て発生した軸に関する信号が、次に説明する制御プログ
ラムを用いる方法で処理される。処理方法は以下の通り
である。
において、信号は、好ましくはデータ変換器3を介して
コンピュータ4に供給され、そしてコンピュータにおい
て、少くとも5つの計測位置において種々の装置によっ
て発生した軸に関する信号が、次に説明する制御プログ
ラムを用いる方法で処理される。処理方法は以下の通り
である。
−前記信号は、一平面内における共通原点に関するベク
トルとしてあるいは組の数値として処理され、 −一平面内における前記ベクあるいは組の数値のそれぞ
れの端部によって与えられる計測点から出発し、かつこ
れらの点は、幾何学的理由から、一般的に楕円に対応す
るカーブからのみ実際的には始まると共に前記楕円は軸
の360°の回転および信号の連続検出から得られる事実
を考慮して、カーブの特性データが計算される。これら
の計測点は、その計測法においてその始点が信号を発生
する際に不正確な計測が避けられないという不安定さを
有する事実を考慮して、計算においては最善な方法、例
えば最小平均二乗法が適用される。カーブの特性データ
の計算の正確性は、計測位置の数の増加ならびに計測位
置に対する角度範囲の増加によって増大するが、しかし
ながら、比較的小さい角度範囲における5つの計測位置
であっても、実際上充分に正確なカーブ特性データを得
ることができる。カーブは特定形状の楕円、例えば円あ
るいは点(半径零の円)にそれぞれ形成されることもで
きる。
トルとしてあるいは組の数値として処理され、 −一平面内における前記ベクあるいは組の数値のそれぞ
れの端部によって与えられる計測点から出発し、かつこ
れらの点は、幾何学的理由から、一般的に楕円に対応す
るカーブからのみ実際的には始まると共に前記楕円は軸
の360°の回転および信号の連続検出から得られる事実
を考慮して、カーブの特性データが計算される。これら
の計測点は、その計測法においてその始点が信号を発生
する際に不正確な計測が避けられないという不安定さを
有する事実を考慮して、計算においては最善な方法、例
えば最小平均二乗法が適用される。カーブの特性データ
の計算の正確性は、計測位置の数の増加ならびに計測位
置に対する角度範囲の増加によって増大するが、しかし
ながら、比較的小さい角度範囲における5つの計測位置
であっても、実際上充分に正確なカーブ特性データを得
ることができる。カーブは特定形状の楕円、例えば円あ
るいは点(半径零の円)にそれぞれ形成されることもで
きる。
−計測の少くとも1つの角度位置の空間内における角度
位置は、軸上の適宜の装置によって特に関連位置として
確定される。
位置は、軸上の適宜の装置によって特に関連位置として
確定される。
−カーブの特性データを基にし、かつ前記関連位置およ
び軸が各計測角度位置へ移動される既知の回転方向−こ
の回転方向は例えば使用者のために表示されているかあ
るいは適宜の装置によって確かめられる−を考慮に入れ
て、一方においては、軸の相互間における空間内の位置
が、他方においては、もし整列誤差が検出された場合に
はこの誤差を処理するための補正値が、前記位置を基に
して、確定される。
び軸が各計測角度位置へ移動される既知の回転方向−こ
の回転方向は例えば使用者のために表示されているかあ
るいは適宜の装置によって確かめられる−を考慮に入れ
て、一方においては、軸の相互間における空間内の位置
が、他方においては、もし整列誤差が検出された場合に
はこの誤差を処理するための補正値が、前記位置を基に
して、確定される。
次に述べる装置は、計測に用いられる信号を発生する
方法がそれぞれ異なっている。発生した信号のその後の
処理は、前述した方法によってすべて遂行される。
方法がそれぞれ異なっている。発生した信号のその後の
処理は、前述した方法によってすべて遂行される。
第1図に略図的に示される計測装置において、計測値
を表わす信号が計測の各角度位置において信号として発
生し、その中の1つは、関連要素の計測点における軸線
に実質的に直角な平面内における軸線の間隔の半径方向
成分に対応し、他の1つは、半径方向に直角に延在する
軸線間の角度成分に対応する。この目的のために、軸1
から光線S(好ましくはレーザ光線からなる)が、軸中
心線に平行して光源5から直角鏡面プリズム6へ向けて
指向し、そしてこのプリズムは、第2の軸2上に関連要
素として、90°の角度で対向する鏡面6aが第2の軸2の
半径方向平面(この場合紙面)に実質的に直角に延在す
るよう配置される。
を表わす信号が計測の各角度位置において信号として発
生し、その中の1つは、関連要素の計測点における軸線
に実質的に直角な平面内における軸線の間隔の半径方向
成分に対応し、他の1つは、半径方向に直角に延在する
軸線間の角度成分に対応する。この目的のために、軸1
から光線S(好ましくはレーザ光線からなる)が、軸中
心線に平行して光源5から直角鏡面プリズム6へ向けて
指向し、そしてこのプリズムは、第2の軸2上に関連要
素として、90°の角度で対向する鏡面6aが第2の軸2の
半径方向平面(この場合紙面)に実質的に直角に延在す
るよう配置される。
第1のシャフト1は光源5に固定された計測レシーバ
7を有し、このレシーバは、2軸電子−光学位置検出器
から構成され、第1の軸1に対して、下部鏡面6aによっ
て反射された光線S′が入射するように固定されてい
る。これにより、2つの軸1および2の各計測位置にお
いて、位置検出器7は2つの信号SxおよびSyを発生し、
そしてこれらの信号は、軸に対して固定された関連点BP
に関する位置検出器7上の光線の入射点の座標xおよび
yに対応し、そして位置検出器の計測平面(これは軸1
の中心軸線に実質的に垂直である)内のどこかに選定す
ることができる。
7を有し、このレシーバは、2軸電子−光学位置検出器
から構成され、第1の軸1に対して、下部鏡面6aによっ
て反射された光線S′が入射するように固定されてい
る。これにより、2つの軸1および2の各計測位置にお
いて、位置検出器7は2つの信号SxおよびSyを発生し、
そしてこれらの信号は、軸に対して固定された関連点BP
に関する位置検出器7上の光線の入射点の座標xおよび
yに対応し、そして位置検出器の計測平面(これは軸1
の中心軸線に実質的に垂直である)内のどこかに選定す
ることができる。
装置の構造的特徴は、前記ヨーロッパ特許第B1−0145
745号公報に記載される通りである。
745号公報に記載される通りである。
第2および3図に示される装置においては、信号は各
計測角度位置において2組の信号SxおよびSyならびに
S′xおよびS′yとして発生し、これらの信号は軸1
および2の中心軸線が2つの平面に形成する間隔に関し
て、各計測角度位置によって設定される半形方向成分に
比例する。なお、前記2つの平面は実質的に軸2に垂直
でかつ後者の範囲内に予め定められた間隔で位置してい
る。この目的のために、第2および3図に示される装置
の場合には、軸1および2の各計測角度位置において、
光線S(好ましくはレーザ光線からなる)が光源8から
前記軸1および2の中心軸線に実質的に平行に2つの2
軸光学−電子位置検出器9および10へ向けて指向し、そ
してこの検出器は、別の軸2上の2つの計測位置(光線
Sの投射方向に対して前後方向に距離を隔てて配置され
ている)において光線Sと協働して電気的信号Sx,Syな
らびにS′x,S′yをそれぞれ発生し、そしてこの信号
は、光線Sのそれぞれの検出器9および10の平面内にお
けるそれぞれの入射点AおよびA′の後者における選択
された関連点BPからの距離に関する、相互に直角な成分
x,yおよびx′,y′の大きさならびにプリフィクス サ
イン(Prefix Sign)に対応する。光源8ならびに位置
検出器9および10は、第2および3図に破線で示されて
いるように、軸1および2にそれぞれ固定的に結合して
いる。
計測角度位置において2組の信号SxおよびSyならびに
S′xおよびS′yとして発生し、これらの信号は軸1
および2の中心軸線が2つの平面に形成する間隔に関し
て、各計測角度位置によって設定される半形方向成分に
比例する。なお、前記2つの平面は実質的に軸2に垂直
でかつ後者の範囲内に予め定められた間隔で位置してい
る。この目的のために、第2および3図に示される装置
の場合には、軸1および2の各計測角度位置において、
光線S(好ましくはレーザ光線からなる)が光源8から
前記軸1および2の中心軸線に実質的に平行に2つの2
軸光学−電子位置検出器9および10へ向けて指向し、そ
してこの検出器は、別の軸2上の2つの計測位置(光線
Sの投射方向に対して前後方向に距離を隔てて配置され
ている)において光線Sと協働して電気的信号Sx,Syな
らびにS′x,S′yをそれぞれ発生し、そしてこの信号
は、光線Sのそれぞれの検出器9および10の平面内にお
けるそれぞれの入射点AおよびA′の後者における選択
された関連点BPからの距離に関する、相互に直角な成分
x,yおよびx′,y′の大きさならびにプリフィクス サ
イン(Prefix Sign)に対応する。光源8ならびに位置
検出器9および10は、第2および3図に破線で示されて
いるように、軸1および2にそれぞれ固定的に結合して
いる。
第2および3図には、検出平面上の入射点Aおよび
A′の異なる位置を明らかにするために、種々の整列位
置が示されている。
A′の異なる位置を明らかにするために、種々の整列位
置が示されている。
第4および5図に示される装置においては、計測操作
に使用される信号は、各軸に対するそれぞれの計測角度
位置においてそれぞれ信号SzおよびS′yとして発生
し、そしてこれらの信号は、それぞれの軸1あるいは2
に対して固定されると共にこれらに実質的に直角な平面
内の、計測の選択された角度位置によって空間内に設定
される半径方向における、軸1および2の中心軸線の間
隔成分に比例する。
に使用される信号は、各軸に対するそれぞれの計測角度
位置においてそれぞれ信号SzおよびS′yとして発生
し、そしてこれらの信号は、それぞれの軸1あるいは2
に対して固定されると共にこれらに実質的に直角な平面
内の、計測の選択された角度位置によって空間内に設定
される半径方向における、軸1および2の中心軸線の間
隔成分に比例する。
前記目的のために、第4図の装置の場合には、光源
S、好ましくはレーザ光線が、各2つの軸から指示線と
して、光源11からそれぞれ他の軸1もしくは2へ向けて
指向し、そしてこの光線はそれぞれ他の軸1あるいは2
上の光学−電子検出器(必要な場合には2軸に構成され
る)からなる協働する関連要素12の領域へ延在し、これ
により、検出器がそれぞれ信号SyおよびS′yを発生
し、そしてこの信号は、位置検出器の平面(一般に他の
軸の中心軸線に直交する)内の、軸に対する半径方向に
おける関連点BPからの中心軸線の間隔に関するそれぞれ
の成分yおよびy′に対応する。
S、好ましくはレーザ光線が、各2つの軸から指示線と
して、光源11からそれぞれ他の軸1もしくは2へ向けて
指向し、そしてこの光線はそれぞれ他の軸1あるいは2
上の光学−電子検出器(必要な場合には2軸に構成され
る)からなる協働する関連要素12の領域へ延在し、これ
により、検出器がそれぞれ信号SyおよびS′yを発生
し、そしてこの信号は、位置検出器の平面(一般に他の
軸の中心軸線に直交する)内の、軸に対する半径方向に
おける関連点BPからの中心軸線の間隔に関するそれぞれ
の成分yおよびy′に対応する。
第5図に係る装置は、前述の装置と機能的に異ならな
いが、その構成が、この場合は指示線が固体棒14から構
成されている点において異なる。固体棒は軸1または2
の1つに固定され、そしてその各自由他端部にはダイヤ
ルゲージ15が取付けられている。
いが、その構成が、この場合は指示線が固体棒14から構
成されている点において異なる。固体棒は軸1または2
の1つに固定され、そしてその各自由他端部にはダイヤ
ルゲージ15が取付けられている。
計測ダイヤルゲージ15は軸の周面に係合する触手16を
有し、これによりダイヤルゲージにそれぞれ信号Syおよ
びS′yを発生し、そしてこの信号は、平面(軸の1つ
に実質的に直交しかつこれに固定的に結合される)内で
かつ選択された計測角度位置によって空間内に設定され
る半径方向における、軸1および2の中心軸線間の距離
成分にそれぞれ対応する。
有し、これによりダイヤルゲージにそれぞれ信号Syおよ
びS′yを発生し、そしてこの信号は、平面(軸の1つ
に実質的に直交しかつこれに固定的に結合される)内で
かつ選択された計測角度位置によって空間内に設定され
る半径方向における、軸1および2の中心軸線間の距離
成分にそれぞれ対応する。
第6図に示す装置において、信号は各計測角度位置に
おいて2つの信号を発生し、その中の1つ(Sy)は、そ
れぞれの計測角度位置によって設定される計測平面内で
かつ半径方向における軸1および2の中心軸線間の間隔
に関する成分に対応し、そして他の信号(Sz)は、この
半径方向における軸1および2の中心軸線間の角度成分
に対応する。
おいて2つの信号を発生し、その中の1つ(Sy)は、そ
れぞれの計測角度位置によって設定される計測平面内で
かつ半径方向における軸1および2の中心軸線間の間隔
に関する成分に対応し、そして他の信号(Sz)は、この
半径方向における軸1および2の中心軸線間の角度成分
に対応する。
前記目的のために、指示線が固体棒17の形で軸1に固
定され、固体棒は2つのダイヤルゲージ18を備え、その
中の1つは触手19を有し、この触手は軸2に対して半径
方向に位置してその周面に係合し、そして他の1つは端
面(軸2の中心軸線に本質的に直角な)の先端部近傍に
係合する軸方向の触手17を有する。
定され、固体棒は2つのダイヤルゲージ18を備え、その
中の1つは触手19を有し、この触手は軸2に対して半径
方向に位置してその周面に係合し、そして他の1つは端
面(軸2の中心軸線に本質的に直角な)の先端部近傍に
係合する軸方向の触手17を有する。
ダイヤルゲージ18で計測された読取値は適宜な電気的
信号SyおよびS′yに変換され、これらがコンピュータ
4を用いる本発明の方法によって処理されると、前述の
装置によって得られる信号と同様な情報が供給される。
信号SyおよびS′yに変換され、これらがコンピュータ
4を用いる本発明の方法によって処理されると、前述の
装置によって得られる信号と同様な情報が供給される。
第6図に係る装置は、前述した形式の光学−電子要素
に設計することもできる。
に設計することもできる。
第7図に示す実施例においては、整列を検査される2
つの軸1および2は中間軸20によって互いに連結されて
いる。この場合における整列の検査装置は2つのダイヤ
ルゲージ21からなり、これらはそれぞれ軸1および軸20
に固定的に結合されている。ダイヤルゲージ21の触手22
は、ダイヤルゲージが固定されている軸の中心軸線に本
質的に平行な方向に移動可能である。これらはその自由
端部が、隣接する軸の中心軸線に直角でかつこれに固定
されている表面23に係合するように配置されている。ダ
イヤルゲージ21は、それらが、同一の計測平面内に常に
位置されるように軸に対して固定されている。この構成
においては、ダイヤルゲージは、軸1および20ならびに
軸20および2の中心軸線間の角度をそれぞれ計測し、そ
してコンピュータ4に対して対応する電気的信号S2およ
びS′2を供給する。
つの軸1および2は中間軸20によって互いに連結されて
いる。この場合における整列の検査装置は2つのダイヤ
ルゲージ21からなり、これらはそれぞれ軸1および軸20
に固定的に結合されている。ダイヤルゲージ21の触手22
は、ダイヤルゲージが固定されている軸の中心軸線に本
質的に平行な方向に移動可能である。これらはその自由
端部が、隣接する軸の中心軸線に直角でかつこれに固定
されている表面23に係合するように配置されている。ダ
イヤルゲージ21は、それらが、同一の計測平面内に常に
位置されるように軸に対して固定されている。この構成
においては、ダイヤルゲージは、軸1および20ならびに
軸20および2の中心軸線間の角度をそれぞれ計測し、そ
してコンピュータ4に対して対応する電気的信号S2およ
びS′2を供給する。
第8図に、本発明の方法によって確定された5つの点
を黒点で描いた平面直角座標系を示す。各点の位置は、
本発明の方法を用いる例えば第1図の装置によって、接
近の面を考慮して特に選択された任意の計測点において
発生された信号SxおよびSyを、その大きさに従ってXお
よびY軸上に描いたものである。
を黒点で描いた平面直角座標系を示す。各点の位置は、
本発明の方法を用いる例えば第1図の装置によって、接
近の面を考慮して特に選択された任意の計測点において
発生された信号SxおよびSyを、その大きさに従ってXお
よびY軸上に描いたものである。
2次曲線の一般的定義は次の通りである。
F=a2+2bxy+cy2+2dx+2ey+f=0 本発明は次のような認識、すなわち、各計測点から得
られるすべての点は幾何学的理由から本質的に楕円に対
応する一般的なカーブに単に由来するのみであり、しか
もこのような点は計測の不確定性をこうむるという認識
に立脚するものであり、そこで前記方程式は、最善の方
法殊に最小平均二乗法を用いて、最高に近似されたそし
て本質的には楕円形状のカーブを与えるものである。
られるすべての点は幾何学的理由から本質的に楕円に対
応する一般的なカーブに単に由来するのみであり、しか
もこのような点は計測の不確定性をこうむるという認識
に立脚するものであり、そこで前記方程式は、最善の方
法殊に最小平均二乗法を用いて、最高に近似されたそし
て本質的には楕円形状のカーブを与えるものである。
点が、また小さな円で描かれているが、これらは、公
知の方法によって、カーブの知識を考慮することなく計
測点の接近性を想定して、計測の空間−関連位置におけ
る12時、6時および9時の位置に直接的に得られたもの
である。これらの計測点0,3,6,および9の位置から、第
8図に示されているように、軸1および2の相互間にお
ける水平ならびに垂直方向の平行および角度オフセット
を導きだすことができる。本発明の方法によれば、もし
第8図に見られる少なくとも1つの計測黒点に対する関
連する計測点の空間内における位置が同様に見出される
場合には、前記オフセットを計算によって確定すること
ができる。
知の方法によって、カーブの知識を考慮することなく計
測点の接近性を想定して、計測の空間−関連位置におけ
る12時、6時および9時の位置に直接的に得られたもの
である。これらの計測点0,3,6,および9の位置から、第
8図に示されているように、軸1および2の相互間にお
ける水平ならびに垂直方向の平行および角度オフセット
を導きだすことができる。本発明の方法によれば、もし
第8図に見られる少なくとも1つの計測黒点に対する関
連する計測点の空間内における位置が同様に見出される
場合には、前記オフセットを計算によって確定すること
ができる。
図面上では分り易くするために軸は部分的に非整列性
をかなり誇張して示されている。実際的には、オフセッ
トの量は、平行オフセットに対しては10分の数ミリメー
タの単位であり、また角度オフセットの場合には1°未
満である。
をかなり誇張して示されている。実際的には、オフセッ
トの量は、平行オフセットに対しては10分の数ミリメー
タの単位であり、また角度オフセットの場合には1°未
満である。
第1ないし7図に示す装置の操作において、装置の計
測範囲が、どこかで例えば軸1,2回り360°の範囲内にお
けるある角度範囲だけ超過する場合が起り得る。この場
合には、本発明の方法は単に計測角度位置だけでの操作
を可能とするが、このことは前記場合に限定されるもの
ではない。
測範囲が、どこかで例えば軸1,2回り360°の範囲内にお
けるある角度範囲だけ超過する場合が起り得る。この場
合には、本発明の方法は単に計測角度位置だけでの操作
を可能とするが、このことは前記場合に限定されるもの
ではない。
第1ないし5図に係る装置によれば、非常に多量の隣
接して集積された数値もしくは読取りを、適宜の信号で
表わされたものとして処理することが可能であることは
明らかである。このような多量の数値の処理は、“迷い
子”の数値−何らかのことで存在される−が全体として
の計測結果に実質的影響を何等及ぼすことがないので、
さらに別の利点を提供する。
接して集積された数値もしくは読取りを、適宜の信号で
表わされたものとして処理することが可能であることは
明らかである。このような多量の数値の処理は、“迷い
子”の数値−何らかのことで存在される−が全体として
の計測結果に実質的影響を何等及ぼすことがないので、
さらに別の利点を提供する。
本発明は、共通軸の整列性あるいは軸のオフセット状
態の検出を含む、タンデム−配置軸の共通軸整列性を検
査する方法に係り、異なる計測角度位置において2つの
独立した信号が、軸の任意の平行オフセットならびに角
度オフセットに対してそれぞれに発生される。公知の方
法においては、計測角度位置は互いに90°の角度間隔に
制約されている。このことは、計測に使用される装置の
計測角度位置内に障害物が存在する場合に問題を提起す
る。本発明に係る方法は、整列検査操作を、自由に選択
できる計測角度位置によって達成することを可能とす
る。
態の検出を含む、タンデム−配置軸の共通軸整列性を検
査する方法に係り、異なる計測角度位置において2つの
独立した信号が、軸の任意の平行オフセットならびに角
度オフセットに対してそれぞれに発生される。公知の方
法においては、計測角度位置は互いに90°の角度間隔に
制約されている。このことは、計測に使用される装置の
計測角度位置内に障害物が存在する場合に問題を提起す
る。本発明に係る方法は、整列検査操作を、自由に選択
できる計測角度位置によって達成することを可能とす
る。
第1ないし7図はそれぞれ計測値を表わす信号を発生す
るための装置−この装置は部分的には公知である−を略
図的に示す側立面図であり、第8図は座標系を示す説明
図である。 1,2……軸 3……データ変換器 4……コンピュータ 5,8,11……光源 6……直角鏡面プリズム 6a……鏡面 7,9,10……計測レシーバ(位置検出器) 12……関連要素 14,17……固体棒 15,18,21……ダイヤルゲージ 16,19,22……触手 20……中間軸 23……表面 S……光線 Sx,Sy,S′x,S′y,Sz……信号 x,y……座標 A……点 BP……関連点
るための装置−この装置は部分的には公知である−を略
図的に示す側立面図であり、第8図は座標系を示す説明
図である。 1,2……軸 3……データ変換器 4……コンピュータ 5,8,11……光源 6……直角鏡面プリズム 6a……鏡面 7,9,10……計測レシーバ(位置検出器) 12……関連要素 14,17……固体棒 15,18,21……ダイヤルゲージ 16,19,22……触手 20……中間軸 23……表面 S……光線 Sx,Sy,S′x,S′y,Sz……信号 x,y……座標 A……点 BP……関連点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−15803(JP,A) 特開 昭59−72011(JP,A) 特公 平7−15367(JP,B2) 特公 昭53−32121(JP,B2) 特公 平2−4843(JP,B2) 特公 平3−9402(JP,B2) 実公 昭58−33524(JP,Y2)
Claims (11)
- 【請求項1】1つの軸に対して固定されかつその中心軸
線に一般に平行な1つの指示線と他の軸に固定的に連結
された関連要素とからなる少くとも1組の要素を用い、
互いに軸から軸へ対応する軸の複数の計測角度位置にお
いて、それぞれに対応する互いに独立した2つの整列デ
ータ信号を得るために、それぞれの計測角度位置および
軸の中心軸線の最小離間距離成分すなわち平行オフセッ
トと並びにこれら中心軸線間の最大角度成分すなわち角
度オフセットとに関する方法で、あるいはこれらから前
記成分を導いて、軸の中心軸線間の角度および/もしく
は平行オフセットを検出するタンデム−配置軸の検査方
法において、 (a)軸は、計測が行われる、異なるかつ自由に選択さ
れる少くとも5つの角度位置に回動され、 (b)この計測時に発生する信号は、平面座標系におい
て共通の原点を有するベクトルとしてあるいはそれぞれ
組の数値として処理され、 (c)コンピュータを用いて、計算処理が、軸の360°
回転によって得られるカーブの特性データを得るため
に、ベクトルの端部あるいはそれぞれの組の数値によっ
て与えられる計測点を基礎にして行われ、そしてこの処
理は幾何学的理由から計測点は実際上楕円に対応するカ
ーブからのみ始められるが計測的に不確定さを有する事
実を考慮して、前記処理には最高の方法特に最小平均二
乗法が用いられ、 (d)これらの計測角度位置の少くとも1つの空間内に
おける角度位置が確定され、そして (e)コンピュータを用いて、軸の相互間における空間
内の位置および必要な場合には検出された整列誤差を除
去する位置補正のための補正値が、計測角度位置への回
転時における空間内の確定された角度位置および軸の既
知の回転方向を考慮した上で、カーブの特性データを基
礎にして確定される ことを特徴とするタンデム−配置軸の検査方法。 - 【請求項2】前記信号は各計測角度位置において信号と
して発生し、その中の1つは、関連要素の計測位置すな
わち計測平面内で計測角度位置によって設定されるそれ
ぞれの半径方向において、軸の軸線がこの軸線に実質的
に直角な平面内に形成する離間距離に対応し、そして他
の1つは、前記半径方向に直角な、軸線間の角度成分に
対応する請求項1記載のタンデム−配置軸の検査方法。 - 【請求項3】前記信号の発生は、 (a)低拡開形の光線殊にレーザ光線が、前記軸の第1
の軸から前記軸の中心軸線に実質的に平行して直角鏡面
プリズムすなわち等価光学系へ向けて指向し、このプリ
ズムは前記軸の第2の軸上に、90°の角度を有する鏡面
が第2の軸の半径方向平面に実質的に直角な方向へ延在
するように取付けられており、 (b)計測レシーバが、鏡面装置の別の鏡面から反射さ
れた光線がこのレシーバ上に投射されるように第1の前
記軸に固定的に結合され、そして (c)前記レシーバによって2つの信号が前記各計測位
置において発生し、これらの信号は前記レシーバ上の光
線の入射位置の、第1の軸の中心軸線に実質的に直角な
計測平面内において軸に対して固定された関連点からの
座標に対応している(第1図) 工程から構成される請求項2記載のタンデム−配置軸の
検査方法。 - 【請求項4】前記信号はそれぞれの計測角度位置におい
て信号として発生し、これらの信号は、計測平面として
2つの軸に実質的に直交しかつ前記軸の1つに対して予
め設定された相互間隔を離間された2つの平面内におけ
る軸の軸線上の離間距離に関する、それぞれの計測角度
位置によって設定される半径方向成分に対応する請求項
1記載のタンデム−配置軸の検査方法。 - 【請求項5】前記信号をそれぞれの計測位置において発
生するために、低拡開形の光線殊にレーザ光線が光源か
ら前記軸の第1の軸に沿ってその中心軸線に平行に2つ
の光学−電子位置検出器へ向けて指向し、この検出器
は、光線の投射方向に少くとも垂直に順次配置されかつ
第2の軸に実質的に直角な2つの計測平面内において前
記2つの軸の第2の軸上の光線に作用して電気的信号を
供給し、この信号は、それぞれの検出器の計測平面内に
おける光線の入射点と同じ平面内における関連点との間
の離間距離に関する、前記計測角度位置によって設定さ
れる半径方向成分に対応する(第2および3図)請求項
4記載のタンデム−配置軸の検査方法。 - 【請求項6】前記信号はそれぞれの計測角度位置におい
て各軸に対して別々に信号として発生し、これらの信号
は、それぞれの軸の1つに固定的に連結されて前記軸に
直角な計測平面を形成する平面内でかつ計測角度位置に
よって設定される半径方向における、2つの軸の中心軸
線の離間距離成分に対応する請求項1記載のタンデム−
配置軸の検査方法。 - 【請求項7】前記信号をそれぞれの計測位置において発
生するために、指示線が2つの軸の各々からそれぞれ別
の軸へ向けて指向し、この指示線は、前記別のそれぞれ
の軸上に配置される1つの固定関連要素に近接する位置
までそれぞれ延在して前記指示線の中心軸線の、計測平
面における関連点からの半径方向間隔に対応する信号を
供給し、そして前記計測平面は一般に関連要素の前記別
の平面の中心軸線に直交している(第4および5図)請
求項6記載のタンデム−配置軸の検査方法。 - 【請求項8】前記指示線は低拡開の電磁放射線殊にレー
ザ光線からなり、そして関連要素は光学−電子位置検出
器からなる(第4図)請求項7記載のタンデム−配置軸
の検査方法。 - 【請求項9】前記指示線は固体棒であり、そして各関連
要素は、棒状の指示線によって前記軸に対して半径方向
へ移動し得る触手を有する計測ダイヤルゲージを含む
(第5図)請求項7記載のタンデム−配置軸の検査方
法。 - 【請求項10】前記信号は各計測角度位置において信号
として発生し、その中の1つは、それぞれの計測角度位
置によって設定される半径方向において、軸の軸線が関
連要素の計測位置における軸に実質的に直角に延在する
計測平面内に形成する離間距離に対応し、そして別の信
号は、この方向における軸の軸線間の角度成分に対応す
る(第6図)請求項1記載のタンデム−配置軸の検査方
法。 - 【請求項11】整列状態を検査されるべき軸が中間軸に
よって連結しているものにおいて、前記信号は各計測角
度位置において信号として発生し、その中の1つは1つ
の軸の中心軸線と、それぞれの計測角度位置によって設
定される半径方向に延在する平面内における中間軸の中
心軸線との間の角度に対応し、そして別の1つは別の軸
の中心軸線と、前記平面内における中間軸の中心軸線と
の間の角度に対応する(第7図)請求項1記載のタンデ
ム−配置軸の検査方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3911307.8 | 1989-04-07 | ||
DE3911307A DE3911307C2 (de) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | Verfahren zum Feststellen, ob zwei hintereinander angeordnete Wellen hinsichtlich ihrer Mittelachse fluchten oder versetzt sind |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02291908A JPH02291908A (ja) | 1990-12-03 |
JPH0820234B2 true JPH0820234B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=6378090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2091951A Expired - Fee Related JPH0820234B2 (ja) | 1989-04-07 | 1990-04-06 | タンデム―配置軸の検査方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5026998A (ja) |
JP (1) | JPH0820234B2 (ja) |
DE (1) | DE3911307C2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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