KR20150103006A - 세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법 - Google Patents

세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법 Download PDF

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Abstract

이 세그먼트 진원도 측정장치는, 각도검출기(50)에 의하여 검출된 각도와, 이렉터 선회부(21)에 서로 다른 각도위치에 배치된 3개 이상의 거리계(41∼44)에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 상기 이렉터 선회부(21)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 보정수단(31)을 구비하고 있다.

Description

세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법{SEGMENT ROUNDNESS MEASURING DEVICE AND SEGMENT ROUNDNESS MEASURING METHOD}
본 발명은, 세그먼트 진원도 측정장치(segment 眞圓度 測定裝置) 및 세그먼트 진원도 측정방법에 관한 것이다.
종래에 터널(tunnel)을 구축하는 방법으로서, 실드 굴진기(shield 掘進機)에 의하여 터널을 파 들어감과 아울러 실드 굴진기의 내부에서 세그먼트를 링(ring)모양으로 조립함으로써 원형의 터널을 연속적으로 구축하는 실드공법(shield工法)이 알려져 있다. 이 실드공법에 있어서 실드 굴진기가 굴진하면서 터널내에 세그먼트를 링모양으로 조립할 때에, 기설 세그먼트(旣設 segment)의 조립오차(진원도)나 형상을 파악하여 다음의 세그먼트의 조립을 수정할 필요가 있다. 이 때문에 종래에는 기설 세그먼트의 형상이나 진원도를 파악하는 방법으로서, 예를 들면 일본국 특허 제2820011호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 다양한 방법이 제안되어 있다.
일본국 특허 제2820011호 공보에는, 이렉터 장치(erector 裝置)에 설치된 복수의 센서(sensor)에 의하여 세그먼트의 내주면(內周面)까지의 거리를 계측함으로써, 기설 세그먼트(세그먼트링(segment ring))의 형상을 파악하는 기설 세그먼트 형상의 파악방법이 개시되어 있다. 구체적으로는 이 기설 세그먼트 형상의 파악방법은, 복수의 센서에 의하여 계측된 세그먼트의 내주면까지의 거리와 센서의 선회각도(旋回角度)에 의거하여 세그먼트의 내주면상에 있어서 복수의 위치의 좌표를 구함과 아울러, 세그먼트의 중심과 센서의 선회중심(旋回中心)(이렉터 장치의 선회중심)과의 편심량(偏心量)에 의거하여 기설 세그먼트의 형상을 타원 근사(楕圓 近似)함으로써 기설 세그먼트(세그먼트링)의 형상을 파악하도록 구성되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 특허 제2820011호 공보
그러나 일본국 특허제2820011호 공보에 기재된 바와 같은 종래의 이렉터 장치에서는, 세그먼트를 파지(把持)하여 조립을 하는 장치가 배치되어 있기 때문에, 반드시 이렉터 장치의 무게중심이 선회중심은 아니며, 이렉터 장치의 선회중심은 편심되어 있는(선회축이 흔들리고 있는) 경우가 많다고 생각된다. 이러한 경우에 일본국 특허 제2820011호 공보의 기설 세그먼트 형상의 파악방법을 사용하면, 이렉터 장치에 설치된 센서에 의한 거리계측치에, 이렉터 장치의 선회중심의 편심에 기인하는 오차가 포함되는 것이 되기 때문에, 그 오차를 포함하는 거리계측치에 의거하여 기설 세그먼트의 형상파악을 위한 연산을 한다고 하더라도 기설 세그먼트(세그먼트링)의 형상을 고정밀도로 파악하는 것은 곤란하다고 생각된다. 이 때문에 일본국 특허 제2820011호 공보에 의하여 파악된 기설 세그먼트 형상에 의거하여 세그먼트의 진원도를 취득하는 경우에도, 기설 세그먼트(세그먼트링)의 진원도를 고정밀도로 취득하기 곤란하다는 문제점이 있다고 생각된다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은, 이렉터 선회부의 선회중심이 편심되어 있는 경우에도 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득하는 것이 가능한 세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1국면에 있어서의 세그먼트 진원도 측정장치는, 선회중심이 편심되어 있는 이렉터 선회부의 선회각도를 검출하는 각도검출기와, 이렉터 선회부에 서로 다른 각도위치에 배치되고 세그먼트가 링모양으로 조립되어 있는 세그먼트링의 내면까지의 거리를 계측하는 3개 이상의 거리계와, 각도검출기에 의하여 검출된 각도와 3개 이상의 거리계에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 보정수단을 구비하고 있다.
본 발명의 제1국면에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에서는, 상기한 바와 같이 각도검출기에 의하여 검출된 각도와, 이렉터 선회부에 서로 다른 각도위치에 배치된 3개 이상의 거리계에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 보정수단을 설치함으로써, 이렉터 선회부의 선회중심이 편심되어 있는 경우에도 보정수단에 의하여 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하여 선회중심의 편심에 기인하는 거리계측치의 오차의 영향을 작게 할 수 있기 때문에, 그 거리계측치에 의거하여 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 이렉터 선회부에 거리계를 배치함으로써 이렉터 선회부를 세그먼트링의 거리계측용으로서도 유용할 수 있기 때문에, 선회중심이 편심되어 있는 이렉터 선회부와는 별개로 선회중심이 편심되지 않은 계측 전용의 선회부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라 스페이스상의 제약이 많은 실드 굴진기의 내부에 계측 전용의 선회부를 배치하기 위한 전용의 스페이스를 별도로 확보할 필요가 없다.
상기 제1국면에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 바람직하게는, 3개 이상의 거리계는 이렉터 선회부에, 등각도 간격 또는 선대칭이 되도록 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치되어 있다. 이렇게 구성하면, 3개 이상의 거리계를 이렉터 선회부의 선회중심에 대하여 균형있게 원주모양으로 배치할 수 있기 때문에, 각도검출기에 의하여 검출된 각도와 균형있게 원주모양으로 배치된 3개 이상의 거리계에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정수단에 의하여 더 고정밀도로 보정할 수 있다. 그 결과, 세그먼트링의 진원도를 더 고정밀도로 취득할 수 있다.
상기 제1국면에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 바람직하게는, 보정수단은, 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화함으로써 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 보정수단에 의하여 거리계측치에 의거한 평균화를 하는 것만으로, 복잡한 연산을 하지 않고 이렉터 선회부의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 용이하게 보정할 수 있기 때문에, 세그먼트링의 진원도를 용이하게 고정밀도로 취득할 수 있다.
이 경우에 바람직하게는, 보정수단은, 3개 이상의 거리계에 의한 각각의 거리계측치에, 각각 미리 취득된 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 각각의 거리계의 부착위치까지의 부착거리를 가산하여, 각각의 거리계에 대응하는 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리를 구하고 평균화하여 평균거리를 산출함으로써, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 보정수단에 의하여 이렉터 선회부의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 평균거리를 산출하는 것만으로, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도에 있어서의 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리값을 용이하게 고정밀도로 구할 수 있다. 그 결과, 세그먼트링의 진원도를 더 고정밀도로 취득할 수 있다.
상기 보정수단이 평균거리를 산출하는 구성에 있어서 바람직하게는, 보정수단은, 평균거리를 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 산출함으로써이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 소정의 선회각도마다 보정하고, 또한 소정의 선회각도마다 산출한 복수의 평균거리를 복수의 XY좌표값으로 변환함과 아울러 복수의 XY좌표값에 의거하여 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써 세그먼트링의 진원도를 취득하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 보정수단에 의하여 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도마다 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리를 고정밀도로 구하여 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 보정수단에 의하여 소정의 선회각도마다 산출된 복수의 평균거리를 XY좌표값으로 변환하여 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써, 세그먼트링의 중심위치가 보정된 상태에서 용이하게 세그먼트링의 진원도의 평가를 할 수 있다.
본 발명의 제2국면에 있어서의 세그먼트 진원도 측정방법은, 선회중심이 편심되어 있는 이렉터 선회부의 선회각도를 검출함과 아울러 검출된 선회각도와 동일한 선회각도에 있어서의 세그먼트링의 내면까지의 거리를, 이렉터 선회부에 서로 다른 각도위치에 배치된 3개 이상의 거리계에 의하여 계측하는 스텝과, 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화함으로써, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝을 구비한다.
본 발명의 제2국면에 의한 세그먼트 진원도 측정방법에서는, 상기한 바와 같이 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화하여 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝을 설치함으로써, 이렉터 선회부의 선회중심이 편심되어 있는 경우에도 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하여 선회중심의 편심에 기인하는 거리계측치의 오차의 영향을 작게 할 수 있기 때문에, 그 거리계측치에 의거하여 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 이렉터 선회부에 거리계를 배치함으로써 이렉터 선회부를 세그먼트링의 거리계측용으로서도 유용할 수 있기 때문에, 선회중심이 편심되어 있는 이렉터 선회부와는 별개로 선회중심이 편심되지 않은 계측 전용의 선회부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라 스페이스상의 제약이 많은 실드 굴진기의 내부에 계측 전용의 선회부를 배치하기 위한 전용의 스페이스를 별도로 확보할 필요가 없다. 또한 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화하여 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝을 설치함으로써, 거리계측치에 의거한 평균화를 하는 것만으로 복잡한 연산을 하지 않고 이렉터 선회부의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 용이하게 보정할 수 있기 때문에, 세그먼트링의 진원도를 용이하게 고정밀도로 취득할 수 있다.
상기 제2국면에 의한 세그먼트 진원도 측정방법에 있어서 바람직하게는, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝은, 3개 이상의 거리계에 의한 각각의 거리계측치에, 각각 미리 취득된 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 각각의 거리계의 부착위치까지의 부착거리를 가산하여, 각각의 거리계에 대응하는 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리를 구하고 평균화하여 평균거리를 산출함과 아울러 평균거리를 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 산출함으로써, 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 소정의 선회각도마다 보정하는 스텝을 포함하고, 소정의 선회각도마다 산출한 복수의 평균거리를 복수의 XY좌표값으로 변환함과 아울러 복수의 XY좌표값에 의거하여 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써, 세그먼트링의 진원도를 취득하는 스텝을 더 구비한다. 이렇게 구성하면, 이렉터 선회부의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 평균거리를 산출하는 것만으로 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도에 있어서의 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리값을 용이하게 고정밀도로 구할 수 있다. 또한 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도마다 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리값을 고정밀도로 구하여 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 보정수단에 의하여 소정의 선회각도마다 산출된 복수의 평균거리를 XY좌표값으로 변환하여 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써, 세그먼트링의 중심위치가 보정된 상태에서 용이하게 세그먼트링의 진원도의 평가를 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이 이렉터 선회부의 선회중심이 편심되어 있는 경우에도, 세그먼트링의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다.
[도1] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치의 전체 구성을 나타낸 블럭도이다.
[도2] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치가 적용되는 실드 굴진기를 나타낸 개략도이다.
[도3] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 4개의 거리계의 배치상태를 나타내는 도면이다.
[도4] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치의 진원도 취득처리를 나타낸 플로차트이다.
[도5] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 이렉터 장치의 기본자세(선회각도 0°)의 상태를 나타낸 개략도이다.
[도6] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 이렉터 장치의 선회각도가 90°인 상태를 나타낸 개략도이다.
[도7] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 이렉터 장치의 선회각도가 270°인 상태를 나타낸 개략도이다.
[도8] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서의 이렉터 장치의 선회중심으로부터 세그먼트링 내면까지의 거리와 그 평균거리를 설명하기 위한 도면이다.
[도9] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 세그먼트링의 중심위치를 보정하기 전의 상태를 나타내는 도면이다.
[도10] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치에 있어서 세그먼트링의 중심위치를 보정한 후의 상태를 나타내는 도면이다.
[도11] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치의 거리계를 3개로 한 제1변형예를 나타내는 도면이다.
[도12] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치의 복수의 거리계를 선대칭으로 배치한 제2변형예를 나타내는 도면이다.
[도13] 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치의 이렉터 장치를 본체부의 외측으로부터 지지한 제3변형예를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도1∼도3을 참조하여 본 발명의 1실시형태에 의한 세그먼트 진원도 측정장치(segment 眞圓度 測定裝置)(100)의 구성에 대하여 설명한다.
세그먼트 진원도 측정장치(100)(도1 참조)는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 실드 굴진기(shield 掘進機)(10)가 굴진하면서 터널(tunnel)내에 세그먼트(110a)를 링(ring)모양으로 조립할 때에, 세그먼트링(segment ring)(기설 세그먼트(旣設 segment))(110)의 조립오차(組立誤差)(진원도(眞圓度))를 취득하는 장치이다. 실드 굴진기(10)는, 대구경(大口徑)(지름 10m 이상)의 실드 굴진기로서, 밀폐식의 실드공법(shield工法)에 대응하고 있다. 구체적으로는 실드 굴진기(10)는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 원통모양의 실드 프레임(shield frame)(11)과, 실드 프레임(11)의 굴진방향의 전단(前端)에 배치된 커터헤드(cutter head)(12)를 구비하고 있다. 실드 굴진기(10)는, 기내(機內)의 후방에 배치된 이렉터 장치(erector 裝置)(20)에 의하여 복수로 분할(본 실시형태에서는 8분할)된 세그먼트(110a)를 링모양(세그먼트링(110))으로 조립하면서 굴진하도록 구성되어 있다.
이렉터 장치(20)는, 도2 및 도3에 나타나 있는 바와 같이 원통형상의 본체부(本體部)(21)와, 본체부(21)에 부착된 한 쌍의 암부(arm部)(22)와, 한 쌍의 암부(22)의 선단(先端)에 부착되고 세그먼트(110a)를 파지하는 파지부(把持部)(23)를 구비하고 있다. 실드 굴진기(10)의 내부에는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 실드 굴진기(10)에 고정된 지지 거더(支持 girder)(13)와, 지지 거더(13)에 의하여 지지되고 터널의 굴진방향으로 연장되는 원통형상의 축부(軸部)(14)가 설치되어 있다. 이렉터 장치(20)는, 원통형상의 본체부(21)가 원통형상의 축부(14)의 외주(外周)에 링모양의 베어링(bearing)(도면에는 나타내지 않는다)을 통하여 끼워져 있으며, 축부(14)에 의하여 선회(旋回)(회전) 가능하게 지지되어 있다. 즉 도3에 나타나 있는 바와 같이 본체부(21)의 축방향에서 보았을 때에 원통형상의 본체부(21), 한 쌍의 암부(22) 및 파지부(23)는, 본체부(21)의 중심축선(C1)(도2 참조)상의 선회중심(旋回中心)(O1)을 중심으로 하여 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다. 또한 축부(14)에는, 이렉터 장치(20)를 회전시키는 회전구동용 모터(도면에는 나타내지 않는다)가 설치되어 있다. 또한 이렉터 장치(20)를 지지하는 원통형상의 축부(14)의 내부공간에는, 굴삭토(掘削土)를 연속적으로 배출하는 도면에 나타나 있지 않은 스크루 컨베이어(screw conveyor) 등이 배치되어 있다. 또 본체부(21)는, 본 발명의 「이렉터 선회부(erector 旋回部)」의 일례이다.
여기에서 본 실시형태에서는, 도1에 나타나 있는 바와 같이 세그먼트 진원도 측정장치(100)는, 장치본체(裝置本體)(30)와, 4개의 거리계(距離計)(41∼44)와, 도면에 나타나 있지 않은 회전구동용 모터에 부착되어 이렉터 장치(20)의 선회각도(旋回角度)를 검출하는 인코더(encoder)(50)와, 장치본체(30)에 접속된 표시부(表示部)(모니터(monitor))(60)를 구비하고 있다. 장치본체(30)는, 예를 들면 시퀀서(sequencer)(ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ))에 의하여 구성되어 있으며, 제어부(CPU)(31)와, 데이터 기록부(메모리)(32)를 구비하고 있다. 데이터 기록부(32)에는, 4개의 거리계(41∼44)의 배치 데이터(配置 data)가 저장되어 있다. 4개의 거리계(41∼44)의 배치 데이터에는, 4개의 거리계(41∼44)의 후술하는 부착각도(α1∼α4)의 데이터와, 4개의 거리계(41∼44)의 각각의 선회중심(O1)으로부터의 거리(부착반경)(R1∼R4)(도3 참조)의 데이터가 포함되어 있다. 또 제어부(31)는 본 발명의 「보정수단(補正手段)」의 일례이며, 인코더(50)는 본 발명의 「각도검출기(角度檢出器)」의 일례이다.
4개의 거리계(41∼44)는, 레이저광(laser光)을 조사(照射)함으로써 피대상물까지의 거리를 비접촉에 의하여 계측하는 레이저 거리계(laser 距離計)이다. 4개의 거리계(41∼44)는, 이렉터 장치(20)의 본체부(21)의 외주부에 부착되어 있다. 구체적으로는 도3에 나타나 있는 바와 같이 파지부(23)가 하단위치에 위치하는 상태(기본자세의 상태)에서 제1거리계(41), 제2거리계(42), 제3거리계(43) 및 제4거리계(44)는, 각각 X축에 대응하는 수평방향에 대하여 반시계방향으로 α1°(본 실시형태에서는 45°), α2°(본 실시형태에서는 135°), α3°(본 실시형태에서는 225°) 및 α4°(본 실시형태에서는 315°)의 위치에 배치되어 있다. 즉 4개의 거리계(41∼44)는, 등각도 간격(等角度 間隔)(90°간격)이 되도록 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치되어 있다. 또한 제1거리계(41), 제2거리계(42), 제3거리계(43) 및 제4거리계(44)는, 각각 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)으로부터 방사방향(放射方向)으로 거리(부착반경)(R1, R2, R3 및 R4)만큼 이간(離間)된 위치에 배치되어 있다. 상기의 부착각도(α1∼α4) 및 부착반경(R1∼R4)은, 미리 계측되어 상기한 바와 같이 데이터 기록부(32)에 미리 기록되어 있다.
4개의 거리계(41∼44)는, 세그먼트(110a)가 링모양으로 조립되어 있는 세그먼트링(110)의 내면(內面)(111)까지의 거리를 계측하도록 구성되어 있다. 상세하게는 4개의 거리계(41∼44)는, 각각 본체부(21)의 방사방향에 있어서 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리를 계측하도록 구성되어 있다. 4개의 거리계(41∼44)는, 이렉터 장치(20)에 의하여 세그먼트링(110)이 조립된 후에 이렉터 장치(20)가 선회중심(O1)을 중심으로 하여 360° 회전(1회전)됨으로써, 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 내면(111)까지의 거리를 계측하도록 구성되어 있다. 즉 본 실시형태에 있어서의 각 거리계(41∼44)의 계측점수는 360점이다. 이러한 구성에 의하여 4개의 거리계(41∼44)는, 이렉터 장치(20)가 360° 회전(1회전)될 때에 동일한 타이밍에서 선회각도(θ)가 서로 90°씩 어긋난 각도위치에 있어서 내면(111)까지의 거리를 계측한다. 4개의 거리계(41∼44) 및 인코더(50)는 장치본체(30)에 접속되어 있으며, 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측(취득)된 거리계측치 데이터(L1∼L4)와, 인코더(50)에 의하여 검출(취득)된 선회각도 데이터(θ)는, 장치본체(30)의 데이터 기록부(32)에 송신되어 순차적으로 데이터 기록부(32)에 기록되도록 구성되어 있다.
또한 본 실시형태에서는, 제어부(31)는, 인코더(50)에 의하여 검출된 선회각도(θ)와, 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측된 거리계측치(L1∼L4)에 의거하여, 이렉터 장치(20)(본체부(21))의 선회중심(O1)의 편심(偏心)에 의한 위치 어긋남을 보정하도록 구성되어 있다. 또 본 실시형태의 이렉터 장치(20)는, 한 쌍의 암부(22)나 파지부(23)의 중량에 의한 영향에 의하여 선회중심(O1)이 편심되어 있다. 즉 본원 발명자는 다양한 검토의 결과, 이렉터 장치(20)에는 일반적으로 세그먼트(110a)를 파지하여 조립을 하는 한 쌍의 암부(22) 및 파지부(23) 등이 설치되어 있기 때문에, 반드시 이렉터 장치(20)의 무게중심이 선회중심은 아니며, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)은 편심되어 있는 것이 많은 것을 찾아냈다. 그리고 본원 발명자는, 이 점에 착안하여 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정함으로써 고정밀도로 진원도의 취득을 할 수 있다는 지견(知見)을 얻었다.
이하에서, 도4∼도10을 참조하여 본 실시형태의 세그먼트 진원도 측정장치(100)의 제어부(31)에 의하여 실행되는 진원도 취득처리에 대하여 상세하게 설명한다.
이렉터 장치(20)에 의하여 세그먼트(110a)가 링모양으로 조립되어 세그먼트링(110)이 형성된 후에 이렉터 장치(20)가 선회중심(O1)을 중심으로 하여 360° 회전(1회전)될 때에 도4의 스텝(S1)에 있어서 제어부(31)는, 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 인코더(50)에 의하여 검출되는 선회각도 데이터(θ)와, 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측되는 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리계측치 데이터(L1∼L4)를 데이터 기록부(32)에 기록하는 제어를 한다. 즉 인코더(50)에 의하여 검출된 복수의 선회각도 데이터(θ)와, 그들 선회각도(θ)의 각각에 있어서의 4개의 거리계(41∼44)에 의한 거리계측치 데이터(L1∼L4)가 서로 대응되어 데이터 기록부(32)에 기록된다.
여기에서 본 실시형태에서는, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)이 편심되어 있기 때문에 이렉터 장치(20)가 선회할 때에는, 도5∼도7에 나타나 있는 바와 같이 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)은 세그먼트링(110)에 대하여 위치가 어긋난다(축이 흔들린다)고 생각된다. 또한 이 위치 어긋남은, 선회각도(θ)에 대하여 주기적이며 또한 재현성이 있다고 생각된다. 즉 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)은, 소정의 궤적을 그리듯이 하여(소정의 궤적을 따라) 위치가 어긋난다고 생각된다. 이 때문에 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측되는 동일한 선회각도에 있어서의 거리는, 선회중심(O1)의 위치가 서로 다른 상태에서 계측된다.
그리고 제어부(31)는, 스텝(S2)에 있어서 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 이하의 식(1)∼(4)에 의하여, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리(Ｌｒ1∼Ｌｒ4)를 산출한다. 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리(Ｌｒ1∼Ｌｒ4)는, 도8에 나타나 있는 바와 같이 4개의 거리계(41∼44)별로 산출한다. 또한 제1거리계(41)에 대응하는 거리(Ｌｒ1)는, 이렉터 장치(20)의 선회각도(θ)가 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)씩 증가하는 데에 따라 선회각도가 45°의 위치(부착각도(α1)에 대응하는 위치)로부터 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 산출된다. 제2거리계(42), 제3거리계(43) 및 제4거리계(44)에 대하여도 상기 제1거리계(41)와 마찬가지로 거리(Ｌｒ2, Ｌｒ3 및 Ｌｒ4)는, 각각 선회각도가 135°의 위치(부착각도(α2)에 대응하는 위치), 선회각도가 225°의 위치(부착각도(α3)에 대응하는 위치) 및 선회각도가 315°의 위치(부착각도(α4)에 대응하는 위치)로부터 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 산출된다.
Ｌｒ1(θ + α1) = L1(θ + α1) + R1·····(1）
Ｌｒ2(θ + α2) = L2(θ + α2) + R2·····(2）
Ｌｒ3(θ + α3) = L3(θ + α3) + R3·····(3）
Ｌｒ4(θ + α4) = L4(θ + α4) + R4·····(4)
상기 식(1)에 있어서, Ｌｒ1은 제1거리계(41)의 소정의 선회각도에 있어서의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리, θ는 이렉터 장치(20)의 선회각도, α1은 제1거리계(41)의 부착각도, L1은 제1거리계(41)에 의하여 계측된 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리계측치, R1은 제1거리계(41)의 선회중심(O1)으로부터의 거리(부착반경)를 각각 나타낸다. 또 상기 식(2), (3) 및 (4)는, 제1거리계(41)에 대응하는 상기 식(1)과 마찬가지로 각각 제2거리계(42), 제3거리계(43) 및 제4거리계(44)에 대응하고 있다. 또한 부착각도(α1∼α4) 및 부착반경(R1∼R4)에 대하여는, 미리 데이터 기록부(32)에 저장되어 있는 것을 읽어내서 상기 식(1)∼(4)의 산출을 한다.
그 후에 스텝(S3)에 있어서 제어부(31)는, 이하의 식(5)에 의하여 도8에 나타나 있는 바와 같이 이렉터 장치(20)의 동일한 선회각도(θ)에 있어서의 4개의 거리계(41∼44)에 각각 대응하는 4개의 거리(Ｌｒ1, Ｌｒ2, Ｌｒ3 및 Ｌｒ4)의 평균거리(Ｒａ)를 산출함으로써, 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정한다. 즉 소정의 선회각도마다(본 실시형태에서는 1°) 4개의 거리(Ｌｒ1, Ｌｒ2, Ｌｒ3 및 Ｌｒ4)가 평균화됨으로써, 각각의 선회각도에 있어서의 4개의 거리(Ｌｒ1, Ｌｒ2, Ｌｒ3 및 Ｌｒ4)의 편차(선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남)가 보정된다. 바꿔 말하면 제어부(31)는, 소정의 선회각도마다 평균거리(Ｒａ)를 산출함으로써 소정의 선회각도마다 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정한다.
Ｒａ(θ) = {Ｌｒ1(θ) + Ｌｒ2(θ) + Ｌｒ3(θ) + Ｌｒ4(θ)} / 4·····(5)
상기 식(5)에 있어서, Ｒａ는 소정의 선회각도에 있어서의 평균거리, Ｌｒ1은 제1거리계(41)의 소정의 선회각도에 있어서의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리, Ｌｒ2는 제2거리계(42)의 소정의 선회각도에 있어서의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리, Ｌｒ3은 제3거리계(43)의 소정의 선회각도에 있어서의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리, Ｌｒ4는 제4거리계(44)의 소정의 선회각도에 있어서의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리를 각각 나타낸다.
또한 제어부(31)는, 스텝(S4)에 있어서 이하의 식(6) 및 (7)에 의하여 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 산출한 복수(본 실시형태에서는 360개)의 평균거리(Ｒａ)를 복수(본 실시형태에서는 360조(組))의 XY좌표값으로 변환한다.
X(θ) = Ｒａ(θ)×ｃｏｓ(θ) ·····(6）
Y(θ) = Ｒａ(θ)×ｓｉｎ(θ) ·····(7)
상기 식(6) 및 (7)에 있어서, X는 소정의 선회각도에 있어서의 Ｘ좌표값, Y는 소정의 선회각도에 있어서의 Ｙ좌표값, Ｒａ는 소정의 선회각도에 있어서의 평균거리를 각각 나타낸다.
그리고 제어부(31)는, 스텝(S5)에 있어서 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다의 복수의 XY좌표값에 의거하여, 이하의 식(8) 및 (9)에 의하여 세그먼트링(110)의 XY좌표값에 있어서의 중심(O2)의 위치를 보정한다. 구체적으로는 도9 및 도10에 나타나 있는 바와 같이 제어부(31)는, 소정의 선회각도마다 취득된 복수의 XY좌표값(X(θ), Y(θ))의 무게중심위치(평균치)를 XY좌표값(X(θ), Y(θ))으로부터 감산함으로써, 중심(O2)의 위치를 세그먼트링(110)의 설계상의 중심(O3)의 위치에 오프셋(offset) 하여 보정을 한다.
Ｘｏ(θ) = X(θ) - ΣX(θ) / N·····(8）
Ｙｏ(θ) = Y(θ) - ΣY(θ) / N·····(9)
상기 식(8) 및 (9)에 있어서, Ｘｏ는 소정의 선회각도에 있어서의 보정후의 Ｘ좌표값, Ｙｏ는 소정의 선회각도에 있어서의 보정후의 Ｙ좌표값, X는 소정의 선회각도에 있어서의 보정전의 Ｘ좌표값, Y는 소정의 선회각도에 있어서의 보정전의 Ｙ좌표값, N은 계측점수(본 실시형태에서는 360점)를 각각 나타낸다.
제어부(31)는, 상기한 바와 같이 세그먼트링(110)의 복수의 계측치(XY좌표값)의 중심(O2)의 위치를 보정함으로써, 스텝(S6)에 있어서 세그먼트링(110)의 진원도를 취득한다. 구체적으로는 제어부(31)는, 산출한 보정후의 XY좌표값(Ｘｏ, Ｙｏ)을 플롯(plot)하여 표시부(60)에 표시하는 제어를 함으로써, 세그먼트링(110)의 내면(111)의 설계위치에 대한 보정후의 XY좌표값(Ｘｏ(θ), Ｙｏ(θ))의 위치 어긋남 정도(진원도)를 취득한다. 오퍼레이터(operator)는, 도10에 나타나 있는 바와 같은 플롯된 보정후의 XY좌표값(Ｘｏ(θ), Ｙｏ(θ))이 세그먼트링(110)의 내면(111)의 허용범위내(상한위치와 하한위치 사이의 범위내)에 위치하는지 여부를 판단하여 용이하게 진원도의 평가를 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 인코더(50)에 의하여 검출된 각도와, 이렉터 장치(20)의 본체부(21)에 서로 다른 각도위치에 배치된 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 이렉터 장치(20)(본체부(21))의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 제어부(31)를 설치한다. 이에 따라 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)이 편심되어 있는 경우에도 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 제어부(31)에 의하여 보정하여, 선회중심(O1)의 편심에 기인하는 거리계측치(L1, L2, L3 및 L4)의 오차의 영향을 작게 할 수 있기 때문에, 그 거리계측치에 의거하여 세그먼트링(110)의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 이렉터 장치(20)의 본체부(21)에 거리계(41∼44)를 배치함으로써 이렉터 장치(20)의 본체부(21)를 세그먼트링(110)의 거리계측용으로서도 유용할 수 있기 때문에, 선회중심(O1)이 편심되어 있는 이렉터 장치(20)와는 별개로 선회중심(O1)이 편심되지 않은 계측 전용의 선회부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라 스페이스(space)상의 제약이 많은 실드 굴진기(10)의 내부에 계측 전용의 선회부를 배치하기 위한 전용(專用)의 스페이스를 별도로 확보할 필요가 없다.
또한 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 이렉터 장치(20)의 본체부(21)에 4개의 거리계(41∼44)를 등각도 간격(90° 간격)이 되도록 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치한다. 이에 따라 4개의 거리계(41∼44)를 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)에 대하여 균형있게 원주모양으로 배치할 수 있기 때문에, 인코더(50)에 의하여 검출된 각도와, 균형있게 원주모양으로 배치된 4개의 거리계(41∼44)에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 이렉터 장치(20)의 본체부(21)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 제어부(31)에 의하여 더 고정밀도로 보정할 수 있다. 그 결과, 세그먼트링(110)의 진원도를 더 고정밀도로 취득할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 제어부(31)에 의하여 이렉터 장치(20)의 동일한 선회각도에 있어서의 4개의 거리계(41∼44)에 의한 거리계측치(L1, L2, L3 및 L4)에 의거하여 평균화함으로써, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정한다. 이에 따라 제어부(31)에 의하여 거리계측치에 의거한 평균화를 하는 것만으로, 복잡한 연산을 하지 않고 이렉터 장치(20)의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 용이하게 보정할 수 있기 때문에, 세그먼트링(110)의 진원도를 용이하게 고정밀도로 취득할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 제어부(31)에 의하여, 4개의 거리계(41∼44)에 의한 각각의 거리계측치(L1, L2, L3 및 L4)에, 각각 미리 취득된 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)으로부터 각각의 거리계(41∼44)의 부착위치까지의 부착거리(R1, R2, R3 및 R4)를 가산하여, 각각의 거리계에 대응하는 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리(Ｌｒ1, Ｌｒ2, Ｌｒ3 및 Ｌｒ4)를 구하고 평균화하여 평균거리(Ｒａ)를 산출함으로써, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정한다. 이에 따라 제어부(31)에 의하여 이렉터 장치(20)의 동일한 선회각도(소정의 선회각도)에 있어서의 평균거리를 산출하는 것만으로, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도에 있어서의 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리값을 용이하게 고정밀도로 구할 수 있다. 그 결과, 세그먼트링(110)의 진원도를 더 고정밀도로 취득할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 제어부(31)에 의하여 평균거리(Ｒａ)를 이렉터 장치(20)의 소정의 선회각도(본 실시형태에서는 1°)마다 산출함으로써, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남을 소정의 선회각도마다 보정하고 또한 소정의 선회각도마다 산출한 복수의 평균거리를 복수의 XY좌표값(X, Y)으로 변환함과 아울러 복수의 XY좌표값에 의거하여 세그먼트링(110)의 중심(O2)의 위치를 보정함으로써 세그먼트링(110)의 진원도를 취득한다. 이에 따라 제어부(31)에 의하여 이렉터 장치(20)의 소정의 선회각도마다 선회중심(O1)의 편심에 의한 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 소정의 선회각도마다 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)으로부터 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리를 고정밀도로 구하여 세그먼트링(110)의 진원도를 고정밀도로 취득할 수 있다. 또한 제어부(31)에 의하여 소정의 선회각도마다 산출된 복수의 평균거리를 XY좌표값으로 변환하여 세그먼트링(110)의 중심(O2)의 위치를 보정함으로써, 세그먼트링(110)의 중심(O2)의 위치가 보정된 상태에서 용이하게 세그먼트링(110)의 진원도의 평가를 할 수 있다.
또 이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명이 아니라 특허청구범위에 의하여 나타나고 또한 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들면 상기 실시형태에서는, 본 발명의 세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법을 실드 굴진기를 사용하는 실드공법에 적용하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 세그먼트를 조립하여 세그먼트링을 구축하는 공법이라면, 본 발명의 세그먼트 진원도 측정장치 및 세그먼트 진원도 측정방법을 ＴＢＭ(Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ)공법 등 실드공법 이외의 공법에 적용하더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 본 발명의 거리계의 일례로서 레이저 거리계를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 초음파에 의하여 비접촉으로 거리를 계측하는 초음파 거리계나 접촉식의 거리계 등 레이저 거리계 이외의 거리계이더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 4개의 거리계를 등각도 간격으로 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도11에 나타내는 제1변형예와 같이 3개의 거리계(241, 242 및 243)를 등각도 간격(120° 간격)으로 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치하더라도 좋고, 5개 이상의 거리계를 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치하더라도 좋다. 또한 도12에 나타내는 제2변형예와 같이 복수의 거리계(341, 342, 343 및 344)를, 이렉터 장치(20)의 선회중심(O1)을 지나는 직선(도12에서는 수평선 및 연직선)에 대하여 선대칭(線對稱)이 되도록 원주모양으로 서로 다른 각도위치에 배치하더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 이렉터 장치를 실드 굴진기내에 고정된 축부에 의하여 선회(회전) 가능하게 지지하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도13에 나타내는 제3변형예와 같이 이렉터 장치를 실드 굴진기내에 고정된 복수의 지지부(支持部)(402)에 의하여 롤러(roller)(401)를 사이에 두고 본체부(21)의 외측으로부터 선회(회전) 가능하게 지지하는 구성이더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 복수의 거리계를 이렉터 장치에 있어서 선회(회전)하는 원통형상의 본체부에 부착하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 이렉터 장치에 있어서 선회하는 부분(이렉터 선회부)이라면, 암부나 파지부 등 본체부 이외의 이렉터 선회부에 복수의 거리계를 부착하는 구성이더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 각각의 거리계에 대응하는 선회중심으로부터 세그먼트링의 내면까지의 거리(Ｌｒ1∼Ｌｒ4)를 구하고, 그들을 평균화함으로써 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 선회중심으로부터 각각의 거리계까지의 거리(R1∼R4)가 서로 동일하면, 각 거리계에 의하여 계측된 거리계측치(L1∼L4)를 평균화함으로써 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 소정의 선회각도마다 취득된 복수의 XY좌표값(X(θ), Y(θ))의 무게중심위치(평균치)를 XY좌표값(X(θ), Y(θ))으로부터 감산함으로써, 중심(O2)의 위치를 세그먼트링의 설계상의 중심(O3)의 위치에 오프셋 하여 보정을 하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 이하의 식(10) 및 (11)에 의하여 복수의 XY좌표값(X(θ), Y(θ))의 최대값과 최소값 사이의 중간값을 XY좌표값(X(θ), Y(θ))으로부터 감산함으로써, 중심(O2)의 위치를 세그먼트링의 설계상의 중심(O3)의 위치에 오프셋 하여 보정을 하는 구성이더라도 좋다.
Ｘｏ(θ) = X(θ) - {X(θ)ｍａｘ + X(θ)ｍｉｎ} / 2·····(10）
Ｙｏ(θ) = Y(θ) - {Y(θ)ｍａｘ + Y(θ)ｍｉｎ} / 2·····(11)
상기 식(10) 및 (11)에 있어서, Ｘｏ는 소정의 선회각도에 있어서의 보정후의 Ｘ좌표값, Ｙｏ는 소정의 선회각도에 있어서의 보정후의 Ｙ좌표값, X는 소정의 선회각도에 있어서의 보정전의 Ｘ좌표값, Y는 소정의 선회각도에 있어서의 보정전의 Ｙ좌표값, Ｘｍａｘ는 보정전의 복수의 Ｘ좌표값의 최대값, Ｘｍｉｎ은 보정전의 복수의 Ｘ좌표값의 최소값, Ｙｍａｘ는 보정전의 복수의 Ｙ좌표값의 최대값, Ｙｍｉｎ은 보정전의 복수의 Ｙ좌표값의 최소값을 각각 나타낸다.
또한 상기 실시형태에서는, 이렉터 장치가 360° 회전(1회전)될 때에 각 거리계에 의하여 1°마다 세그먼트링의 내면까지의 거리를 계측하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 각 거리계에 의하여 1° 이외의 소정의 선회각도마다 세그먼트링의 내면까지의 거리를 계측하도록 하더라도 좋다. 또 계측점수가 많으면 플롯 점수가 많아지는 만큼, 세그먼트링의 내면의 형상(위치)을 더 정확하게 파악할 수 있기 때문에, 세그먼트링의 진원도의 평가를 하기 쉬워진다. 또한 계측시에 이렉터 장치를 복수 회 회전(360°이상 회전)시켜서, 공통의 거리계에 의하여 동일한 선회각도에 있어서의 세그먼트링의 내면까지의 거리를 복수 회 계측하도록 하더라도 좋다. 이 경우에 공통의 거리계에 의하여 복수 회 계측된 동일한 선회각도에 있어서의 복수의 거리계측치를 평균화하여 사용하더라도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 시퀀서로 이루어지는 장치본체의 제어부(보정수단)에 의하여 이렉터 장치의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 제어부(CPU)를 포함하는 ＰＣ(퍼스널 컴퓨터(personal computer))를 설치하고, 이 ＰＣ의 제어부를 이렉터 장치의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 본 발명의 보정수단으로서 사용하더라도 좋다. 또한 데이터 기록부를 포함하는 시퀀서(또는 ＰＣ)와, 제어부(CPU)를 포함하는 시퀀서(또는 ＰＣ)를 각각 별개로 설치하고, 이들 시퀀서를 협동시킴으로써 이렉터 장치의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 본 발명의 보정수단으로서 사용하더라도 좋다.
10 ; 실드 굴진기
20 ; 이렉터 장치
21 ; 본체부(이렉터 선회부)
31 ; 제어부(보정수단)
41 ; 제1거리계(거리계)
42 ; 제2거리계(거리계)
43 ; 제3거리계(거리계)
44 ; 제4거리계(거리계)
50 ; 인코더(각도검출기)
100 ; 세그먼트 진원도 측정장치
110 ; 세그먼트링
110a ; 세그먼트
111 ; 세그먼트링의 내면
241, 242, 243, 341, 342, 343, 344 ; 거리계
O1 ; 선회중심

Claims (7)

  1. 선회중심(旋回中心)(O1)이 편심(偏心)되어 있는 이렉터 선회부(erector 旋回部)(21)의 선회각도(旋回角度)를 검출하는 각도검출기(角度檢出器)(50)와,
    상기 이렉터 선회부에 서로 다른 각도위치에 배치되고, 세그먼트(110a)가 링(ring)모양으로 조립되어 있는 세그먼트링(segment ring)(110)의 내면(內面)(111)까지의 거리를 계측하는 3개 이상의 거리계(距離計)(41∼44, 241∼243, 341∼344)와,
    상기 각도검출기에 의하여 검출된 각도와, 상기 3개 이상의 거리계에 의하여 계측된 거리에 의거하여, 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 보정수단(補正手段)(31)을
    구비하는 세그먼트 진원도 측정장치(segment 眞圓度 測定裝置).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 거리계는, 상기 이렉터 선회부에, 등각도 간격(等角度 間隔) 또는 선대칭(線對稱)이 되도록 원주(圓周)모양으로 서로 다른 각도위치에 배치되어 있는 세그먼트 진원도 측정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정수단은, 상기 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 상기 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화함으로써, 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하도록 구성되어 있는 세그먼트 진원도 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보정수단은, 상기 3개 이상의 거리계에 의한 각각의 거리계측치에, 각각 미리 취득된 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 각각의 상기 거리계의 부착위치까지의 부착거리를 가산하여, 각각의 상기 거리계에 대응하는 상기 선회중심으로부터 상기 세그먼트링의 내면까지의 거리를 구하고 평균화하여 평균거리를 산출함으로써, 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하도록 구성되어 있는 세그먼트 진원도 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보정수단은, 상기 평균거리를 상기 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 산출함으로써 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 상기 소정의 선회각도마다 보정하고, 또한 상기 소정의 선회각도마다 산출한 복수의 상기 평균거리를 복수의 XY좌표값으로 변환함과 아울러 상기 복수의 XY좌표값에 의거하여 상기 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써 상기 세그먼트링의 진원도를 취득하도록 구성되어 있는 세그먼트 진원도 측정장치.
  6. 선회중심(O1)이 편심되어 있는 이렉터 선회부(21)의 선회각도를 검출함과 아울러 검출된 선회각도와 동일한 선회각도에 있어서의 세그먼트링(110)의 내면(111)까지의 거리를, 상기 이렉터 선회부에 서로 다른 각도위치에 배치된 3개 이상의 거리계(41∼44, 241∼243, 341∼344)에 의하여 계측하는 스텝과,
    상기 이렉터 선회부의 동일한 선회각도에 있어서의 상기 3개 이상의 거리계에 의한 거리계측치에 의거하여 평균화함으로써, 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝을
    구비하는 세그먼트 진원도 측정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 보정하는 스텝은,
    상기 3개 이상의 거리계에 의한 각각의 거리계측치에, 각각 미리 취득된 이렉터 선회부의 선회중심으로부터 각각의 상기 거리계의 부착위치까지의 부착거리를 가산하여, 각각의 상기 거리계에 대응하는 상기 선회중심으로부터 상기 세그먼트링의 내면까지의 거리를 구하고 평균화하여 평균거리를 산출함과 아울러 상기 평균거리를 상기 이렉터 선회부의 소정의 선회각도마다 산출함으로써, 상기 이렉터 선회부의 선회중심의 편심에 의한 위치 어긋남을 상기 소정의 선회각도마다 보정하는 스텝을 포함하고,
    상기 소정의 선회각도마다 산출한 복수의 상기 평균거리를 복수의 XY좌표값으로 변환함과 아울러 상기 복수의 XY좌표값에 의거하여 상기 세그먼트링의 중심위치를 보정함으로써, 상기 세그먼트링의 진원도를 취득하는 스텝을 더 구비하는 세그먼트 진원도 측정방법.
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