NL1021181C2 - Werkwijze en inrichting voor het meten van een afstand tot een plaat. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het meten van een afstand tot een plaat

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen 5 van een afstand tot een plaat in een eerste richting, bestaande uit: a) het genereren van een laserbundel; b) het met die laserbundel projecteren van een meetpatroon op de plaat, waarbij de laserbundel een van te voren bekende invalshoek maakt met de eerste richting; c) het uit de positie van het op de plaat geprojecteerde meetpatroon in een meetvlak loodrecht op de eerste richting en de bekende invalshoek bepalen van de 10 afstand in de eerste richting tot die plaat.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze en op een zetmes welke een dergelijk inrichting omvat.

Metalen platen worden voor vele toepassingen in hoeken gebogen. Dit gebeurt bijvoorbeeld met een kantbank, welke verder hieronder nader besproken zal worden.

15 De hoek waaronder de plaat gebogen wordt, wordt de zethoek genoemd. Het is bij bepaalde toepassingen van belang de uiteindelijk daadwerkelijke door de kantbank bewerkstelligde zethoek nauwkeurig te bepalen.

Een methode voor het meten van de zethoek van een plaat is bijvoorbeeld bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 1013378. Volgens de hierin beschreven werkwijze 20 wordt de zethoek van een volgens een buiglijn gezette plaat bepaald. De werkwijze omvat het genereren van ten minste een laserbundel en het met die laserbundel projecteren van twee punten of lijnsegmenten op een aan een zijde van de buiglijn gelegen gedeelte van de te onderzoeken plaat, waarbij de bundels een van tevoren bekende invalshoek maken met de buiglijn van de plaat. De twee punten of 25 lijnsegmenten worden afgebeeld op opnamemiddelen en hun positie wordt gemeten.

De werkwijze wordt verder gekenmerkt doordat de bundels in twee, onderling parallelle detectievlakken liggen waarvan de onderlinge afstand bekend is. Voor elk van de twee punten of lijnsegmenten wordt de afstand tot de plaat bepaald uit de gemeten posities van de punten en lijnsegmenten en de bekende invalshoeken. Verder 30 wordt uit deze bepaalde afstanden tot de plaat en de bekende invalshoeken van de bundels en de bekende afstand tussen de detectievlakken, de zethoek bepaald.

Nadeel van de hierboven beschreven methode is dat de nauwkeurigheid van de gemeten zethoek voor bepaalde toepassingen niet toereikend is. Deze 2 onnauwkeurigheid wordt onder andere veroorzaakt door meetfouten in de opnamemiddelen en plaatselijke oneffenheden in het oppervlak van de plaat. Deze oneffenheden veroorzaken een verschuiving van de geprojecteerde punten of lijnsegmenten. De opnamemiddelen registreren deze foutieve locatie en berekenen aan 5 de hand daarvan een afstand tot de plaat en een zethoek die afwijken van de werkelijke afstand tot de plaat en de werkelijk gerealiseerde zethoek.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het bepalen van de afstand tot een plaat en de oriëntatie van de plaat die een hoge mate van nauwkeurigheid bereikt. Verder moet de meting minder gevoelig 10 zijn voor oneffenheden in het oppervlak van de plaat.

Dit wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt door een werkwijze van de in de aanhef gedefinieerde soort, gekenmerkt doordat - het meetpatroon een veelvoud van punten of lijnsegmenten omvat waarbij elk van het veelvoud van punten of lijnsegmenten een bijbehorende, vooraf bepaalde 15 invalshoek heeft met de eerste richting, en stap c) omvat - het uit de positie van de punten of lijnsegmenten in het meetvlak bepalen van een groepsafstand tot een referentiepunt in het meetvlak, waarbij het referentiepunt op de verbindingslijn ligt gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten; en - het uit de bepaalde groepsafstand en de bekende invalshoeken bepalen van de 20 afstand in de eerste richting tot de plaat.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de bijbehorende invalshoeken gelijk of zijn de bijbehorende invalshoeken binnen een vooraf bepaald gebied gelegen. Dit heeft als voordeel dat de benodigde wiskunde eenvoudig blijft.

In een voorkeursuitvoeringsvorm worden bij het bepalen van de positie van de 25 punten of lijnsegmenten eventueel afwijkende waarnemingen verworpen. Dit heeft als voordeel dat onnauwkeurigheden ten gevolge van oneffenheden in het oppervlak van de plaat geminimaliseerd kunnen worden.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm worden de laserbundels gegenereerd met gebruikmaking van spotshaping. Dit heeft als voordeel dat de punten scherper en 30 duidelijker begrensd zijn en zodoende de plaats van de punten nauwkeurig kan worden vast gesteld.

3

Ten einde de positie van de punten of lijnsegmenten nauwkeurig te bepalen, worden in een voorkeursuitvoeringsvorm de punten of lijnsegmenten afgebeeld op opnamemiddelen.

Om de afstand tot de plaat in een eerste richting nauwkeuriger vast te stellen 5 omvat de werkwijze in een voorkeursuitvoeringsvorm voorts de volgende stappen, waarin: - de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, - voor elk van het veelvoud van meetbundels een individuele afstand tot de plaat 10 bepaald wordt, en - dat uit de individuele afstanden de afstand tot de plaat bepaald wordt.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze waarin op nauwkeurige wijze de oriëntatie van de plaat kan worden bepaald, waarin: - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan 15 de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - uit de individuele afstanden tot de plaat en de onderlinge afstanden tussen de detectievlakken de oriëntatie van de plaat bepaald wordt.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de oriëntatie van de plaat op 20 nauwkeurige wijze vastgesteld middels een werkwijze, waarin - de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn 25 en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - uit elke verzameling van overeenkomstige punten of lijnsegmenten van verschillende meetpatronen verschillende afstanden tot de plaat in de eerste richting en verschillende oriëntaties van de plaat bepaald worden en - uit de verschillende afstanden tot de plaat in de eerste richting de afstand tot de 30 plaat in een eerste richting tot de plaat bepaald wordt en - uit de verschillende oriëntaties van de plaat de oriëntatie van de plaat bepaald wordt.

4

In een verdere uitvoeringsvorm worden de meetbundels zodanig op de plaat geprojecteerd dat de afbeeldingen altijd zover van elkaar liggen dat, met opnamemiddelen, van beide de positie bepaald kan worden. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt dit bereikt doordat de meetbundels die op de plaat 5 worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting parallel aan de buiglijn.

In een verdere uitvoeringsvorm heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze waarin de zethoek van een volgens een buiglijn gezette plaat bepaald wordt middels triangulatie. Deze werkwijze kan op voordelige wijze in verschillende industrieën 10 toepassing krij gen

Ten einde de benodigde wiskunde eenvoudig te houden, heeft de uitvinding voorts betrekking op een werkwijze waarin de buiglijn parallel ligt aan de detectievlakken.

De buiging van de plaat behoeft niet altijd ten opzichte van een zetvlak aan beide 15 zijden van de buiglijn gelijk te zijn. Daarom heeft het de voorkeur dat de meting volgens een van de voorgaande conclusies aan beide zijden van de buiglijn wordt uitgevoerd; dat als tussen resultaat deelzethoeken aan beide zijden van de buiglijn worden bepaald; en dat de zethoek wordt bepaald aan de hand van deze deelzethoeken.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het zetten van een 20 plaat onder een bepaalde hoek, omvattende de stappen van a) het laten zakken van een zetmes tot op een bepaalde hoogte, waarbij aan beide zijden van het verplaatsingsvlak van het zetmes een ondersteunende plaat wordt gezet en waarbij dit zetten plaatsvindt afhankelijk van een hoekmeting volgens een van de voorgaande werkwijzen, b) het in ten minste twee stappen gedeeltelijk wegnemen van de druk van het zetmes op de plaat, 25 c) het volgens een van de voorgaande werkwijzen bepalen van de bereikte zethoek van de plaat bij elk van de ten minste twee stappen en het daaruit afleiden van de bereikte zethoek, d) het terug gaan naar stap a) als de gewenste zethoek nog niet bereikt is, e) het stoppen van het zetten, als de gewenste zethoek bereikt is. Op deze wijze kan een plaat op zeer nauwkeurige wijze onder een vooraf bepaalde hoek gezet worden.

30 De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het bepalen van de materiaalvervorming in een verwerkingsmachine, in het bijzonder de hoek tussen een vlak van dat materiaal en een referentievlak, waarbij een van de bovengenoemde werkwijzen wordt gebruikt.

5

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor het bepalen van een afstand tot een plaat in een eerste richting, omvattende a) een laserbron voor het middels een laserbundel op de plaat projecteren van een meetpatroon, waarbij de laserbundel een van tevoren bekende invalshoek maakt met de eerste richting; en b) 5 opnamemiddelen voor de detectie van het op de plaat geprojecteerde meetpatroon, welke opnamemiddelen verbonden zijn met een verwerkingsinrichting die de positie van dit meetpatroon bepalen kan, c) dat een optische inrichting aanwezig is die het licht uit het meetpatroon geleidt naar de bijbehorende opnamemiddelen; en d) dat de verwerkingsinrichting een rekeneenheid omvat die uit de positie van het geprojecteerde 10 meetpatroon in een meetvlak loodrecht op de eerste richting, en de bekende invalshoek de afstand in een eerste richting tot de plaat berekent, waarin - het meetpatroon een veelvoud van punten of lijnsegmenten omvat waarbij elk van het veelvoud van punten of lijnsegmenten een bijbehorende, vooraf bepaalde invalshoek heeft met de eerste richting, en 15 - de rekeneenheid uit de positie van de punten of lijnsegmenten in het meetvlak een groepsafstand tot een referentiepunt in het meetvlak bepaalt, waarbij het referentiepunt op de verbindingslijn ligt gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten; en - de rekeneenheid uit de bepaalde groepsafstand en de bekende invalshoeken de 20 afstand in de eerste richting tot de plaat bepaalt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting zijn de bijbehorende invalshoeken gelijk of zijn de bijbehorende invalshoeken binnen een vooraf bepaald gebied gelegen. Dit heeft als voordeel dat de benodigde wiskunde eenvoudig blijft.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting kan de rekeneenheid bij het 25 bepalen van de positie van de punten of lijnsegmenten eventueel afwijkende waarnemingen verwerpen. Dit heeft als voordeel dat onnauwkeurigheden ten gevolge van oneffenheden in het oppervlak van de plaat geminimaliseerd kunnen worden.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm worden de laserbundels gegenereerd met gebruikmaking van spotshaping. Dit heeft als voordeel dat de punten scherper en 30 duidelijker begrensd zijn en zodoende de plaats van de punten nauwkeurig kan worden vastgesteld.

Om het projecteren van de lijnsegmenten te vereenvoudigen heeft het de voorkeur dat de lijnsegmenten deel uitmaken van één continue lijn.

6

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm heeft betrekking op een inrichting volgens de uitvinding waarin - de laserbron een laserbundel genereert waarbij de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, 5 - de rekeneenheid voor elk van het veelvoud van meetbundels een individuele afstand tot de plaat bepaalt, en - de rekeneenheid uit de individuele afstanden de afstand tot de plaat bepaalt.

Op deze wijze kan de afstand tot de plaat in de eerste richting met een hoge mate van nauwkeurigheid worden vastgesteld.

10 Een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm heeft betrekking op een inrichting volgens de uitvinding waarin - de laserbron meetbundels genereert waarbij elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf 15 bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - de rekeneenheid uit de individuele afstanden tot de plaat en de onderlinge afstanden tussen de detectievlakken de oriëntatie van de plaat bepaalt.

Op deze wijze kan de oriëntatie van de plaat op nauwkeurige wijze vastgesteld worden.

20 In een alternatieve uitvoeringsvorm kan de oriëntatie van de plaat op nauwkeurige wijze worden bepaald, met een inrichting waarin: - de laserbron een laserbundel genereert waarbij de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan 25 de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - de rekeneenheid uit elke verzameling van overeenkomstige punten of lijnsegmenten van verschillende meetpatronen verschillende afstanden tot de plaat in de eerste richting en verschillende oriëntaties van de plaat bepaalt en 30 - de rekeneenheid uit de verschillende afstanden tot de plaat in de eerste richting de afstand tot de plaat in de eerste richting bepaalt en - uit de verschillende oriëntaties van de plaat de oriëntatie van de plaat bepaalt.

7

In een verdere uitvoeringsvorm worden de meetbundels zodanig op de plaat geprojecteerd dat de afbeeldingen altijd zover van elkaar liggen dat, met opnamemiddelen, van beide de positie bepaald kan worden. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt dit bereikt doordat de meetbundels die op de plaat 5 worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting parallel aan de buiglijn.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de inrichting gebruikt wordt om de zethoek van een volgens een buiglijn gezette plaat te bepalen. Hierbij kan de buiglijn parallel liggen aan de detectievlakken. Deze inrichting kan op eenvoudige 10 wijze in vele industriële gebieden toepassing vinden.

De buiging van de plaat behoeft niet altijd ten opzichte van een zetvlak aan beide zijden van de buiglijn gelijk te zijn. Daarom heeft het de voorkeur dat de meting volgens een van de voorgaande conclusies aan beide zijden van de buiglijn wordt uitgevoerd; dat als tussenresultaat deelzethoeken aan beide zijden van de buiglijn 15 worden bepaald; en dat de zethoek wordt bepaald aan de hand van deze deelzethoeken.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijzen.

De uitvinding heeft verder betrekking op een zetmes, dat bijvoorbeeld in een kantbank gebruikt kan worden. Dit zetmes omvat een inrichting volgens een van de 20 bovengenoemde inrichtingen.

De uitvinding heeft verder betrekking op een zetmes, welke tenminste aan een zijde van de hartlijn twee evenwijdig aan elkaar en in de richting van de hartlijn verlopende sleuven omvat, die de detectievlakken voor het detecteren van lichtpunten of lijnsegmenten vormen. De sleuven kunnen verder de vorm van het mes volgen en 25 voorzien zijn van een optische inrichting voor het in deze sleuven geleiden van in de detectievlakken aanwezige licht. Dit heeft als voordeel dat het zetmes en inrichting voor het bepalen van de zethoek geïntegreerd kunnen worden uitgevoerd en tevens een meting tijdens of direct na het zetten kan plaats vinden.

In het nu volgende zal de uitvinding in meer detail besproken worden onder 30 verwijzing naar de tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een dwarsdoorsnede van een kantbank en een zetmes volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont; 8 figuur 2 schematisch weergeeft hoe volgens een uitvoeringsvorm volgens de stand van de techniek uit de bekende en gemeten parameters de zethoek berekend wordt; figuur 3 een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont; 5 figuur 4 een door de opnamemiddelen opgenomen beeld toont volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; figuur 5a meetresultaten toont van de opnamemiddelen volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding en figuur 5b meetresultaten toont volgens een uitvoeringsvorm volgens de stand van 10 de techniek.

Hieronder zal de uitvinding beschreven worden aan de hand van een toepassing van de werkwijze en inrichting voor het bepalen van de zethoek van een plaat. In deze toepassing wordt mede uit volgens de uitvinding bepaalde afstanden tot de plaat de zethoek bepaald. Het zal echter duidelijk zijn aan de deskundige dat de 15 afstandsbepaling volgens de uitvinding slechts een voorbeeld is van een mogelijke toepassing en de uitvinding ook toegepast kan worden voor andere doeleinden waar op nauwkeurige wijze de afstand tot een plaat of de oriëntatie van een plaat moet worden vastgesteld.

In figuur 1 wordt een zetmes of bovenmes 1 en een ondermes 2 getoond. Op het 20 ondermes is een plaat 3 geplaatst. Doordat het bovenmes deels in het ondermes is bewogen is de plaat 3 gebogen tot in de getoonde stand van plaat 3'. De plaat is gebogen rond de buiglijn / die loodrecht staat op het vlak van de tekening en parallel ligt aan de onderrand van het bovenmes.

Tijdens het naar beneden bewegen van het bovenmes wordt de plaat door de 25 randen 4 van het ondermes tegengehouden. De zethoek wordt over het algemeen gedefinieerd in een vlak loodrecht op de buiglijn. In figuur 1 is de halve zethoek aangegeven met β. Dit is de hoek tussen de lijn m en de bewegingsrichting van het bovenmes, aangeduid met de lijn n, waarbij beide lijnen in het vlak van de tekening liggen. Het mag duidelijk zijn dat als de meting van de zethoek afhangt van de 30 geometrie van het gereedschap, de aanligging van de plaat 3 tegen de randen 4 van het ondermes en tegen de punt 5 van het bovenmes de nauwkeurigheid van deze meting zullen beïnvloeden. Het bepalen van de precieze gegevens van de randen van de beide messen 1, 2 is een lastig karwei. Bovendien zijn deze waarden aan verandering 9 onderhevig als gevolg van het veel gebruiken van de messen 1,2 en het uitbuigen van die messen 1,2 of allen het mes 2 als gevolg van de druk uitgeoefend door de plaat. Omgekeerd kunnen ook de messen 1,2 de plaat indrukken, waardoor ook afwijkingen ontstaan. De raaklijn van de rand van het ondermes en de plaat is verder ook 5 afhankelijk van de te bepalen zethoek. Zoals gezegd gebruiken de meetmethodes volgens de stand van de techniek deze gegevens en zijn daarom relatief onnauwkeurig.

Het is verder in figuur 1 te zien dat ook al zijn de raaklijnen tussen messen 1, 2 en de plaat 3 bekend, dan nog is de zo te bepalen hoek γ tussen lijn o en lijn n niet de gezochte hoek. Dit komt onder andere door de dikte D van de plaat 3 en het feit dat de 10 kromming van de plaat nabij de punt van het bovenmes 1 eindig is. Dit is dus eveneens een bron van onnauwkeurigheid.

In figuur 2 wordt schematisch de werking van een uitvoeringsvorm van de meetmethode volgens de stand van de techniek getoond.

De buiglijn valt samen met de x-as die aan de rechterkant van de z-as is getekend. 15 Aan de linkerkant van de z-as is de y-as weergegeven. In het yz- en het xz-vlak zijn de projecties van de ruimte op die vlakken getekend. De plaat 3 is derhalve in beide vlakken zichtbaar.

De laserbronnen 6 en 7 projecteren hun bundels op de plaat 3. A en B zijn de punten waar de respectieve lasers de plaat raken. Als de lasers lijnsegmenten 20 projecteren, zijn dit de punten van die segmenten die de detectievlakken snijden.

Hetzelfde geldt als de lasers een lijn zouden projecteren. In het xz-vlak is alleen laser 6 zichtbaar doordat laser 7 er pal achter ligt. De parallelle vlakken waarin de bundels liggen zijn in het yz-vlak aangegeven met respectievelijk de y-coördinaten yi en y2. De vlakken lopen parallel aan het xz-vlak en zijn dus geheel door die y-coördinaten 25 bepaald. De lijnen Si en S2 zijn de snijlijnen van de plaat 3 met respectievelijk de vlakken gedefinieerd door yi en yi. Door de onderlinge afstand van deze vlakken, aangegeven met d in het yz-vlak, liggen de respectievelijke snijlijnen op verschillende hoogtes, respectievelijk z\ en Z2.

In het yz-vlak is zichtbaar dat de tangens van de te bepalen zethoek β bepaald kan 30 worden uit de afstand d en het hoogteverschil van de snijlijnen sj en S2, aangeduid met e. Uit het xz-vlak is te zien dat de afstand e en de afstand p tussen de punten A' en B een relatie met elkaar hebben die afhangt van de hoek a. Uit simpele goniometrie volgt immers dat tan(a) gelijk is aan e gedeeld door p. Het blijkt dus dat door de afstand p te .s : — -Γ i 10 bepalen, de zethoek bepaald kan worden met behulp van de bekende hoek α en de bekende afstand tussen de detectievlakken d.

Deze afstand p wordt bepaald door de punten A en B door middel van een lens 8 af te beelden op een opname-inrichting 9. Deze opname-inrichting is bij voorkeur een 5 CCD lijncamera. Het is mogelijk een lijncamera te gebruiken doordat bekend is dat de punten A en B enkel in de detectievlakken kunnen lopen. Als de punten A en B op twee opname-inrichtingen worden geprojecteerd, volgt p door de respectievelijke afstand van A en B tot een willekeurig referentiepunt te bepalen. Uit het verschil tussen deze afstanden wordt vervolgens p verkregen.

10 In plaats van de gewenste afstand p wordt op deze manier echter de afstand tussen A" en B bepaald. Door een geschikte keuze van het lenzenstelsel en het klein houden van de afstand d tussen de referentievlakken kan deze afwijking echter willekeurig klein worden gemaakt of kan een correctiefactor worden toegepast.

Als de plaat 3 vlak is, zullen de punten A en B samenvallen in het punt C, wat in 15 bepaalde omstandigheden onwenselijk kan zijn. Om dit te voorkomen kan bijvoorbeeld laser 7 een offset o krijgen in de x-richting. Dit is schematisch weergegeven door middel van de laser 7'. Deze laser 7' ligt hierbij nog wel in het detectievlak y2. De afstand tussen de punten A en B volgt nu uit de afstand A'" en B, gecorrigeerd voor de offset o.

20 In het yz-vlak is verder te zien dat de eindigheid van de krommingsstraal van de vouw van de plaat, de nauwkeurigheid van de hoekmeting niet aantast.

Deze werkwijze vertoont in praktijk echter onnauwkeurigheden ten gevolge van meetfouten in de afstandsbepaling van de punten of lijnsegmenten A en B. Deze meetfouten worden veroorzaakt door onnauwkeurigheden in de opname-inrichting 9.

25 Ook de afmetingen van de punten A en B brengt een onnauwkeurigheid met zich mee in de plaatsbepaling. Meetfouten worden verder veroorzaakt door oneffenheden in het oppervlak van de plaat. Ten gevolge van dergelijke oneffenheden komen de lichtpunten op een andere plaats te liggen. Dit resulteert uiteindelijk in een berekende zethoek die afwijkt van de daadwerkelijke zethoek.

30 Figuur 3 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De figuur toont gelijkenis met figuur 2 en dezelfde verwijzingscijfers zijn gebruikt voor het verwijzen naar dezelfde onderdelen.

11

In deze uitvoeringsvorm worden twee meetbundels op de plaat 3 geprojecteerd door de laserbronnen 6 en 7. In figuur 3 omvat elke meetbundel 5 punten: Al, A2, A3, A4, A5 en BI, B2, B3, B4, B5. Uiteraard kunnen de meetbundels ook twee, drie, vier, zes, zeven punten omvatten, of ook elk ander geschikt aantal van punten. Ook is het 5 mogelijk dat de meetbundels een veelvoud van lijnsegmenten omvat. Ten einde figuur 3 overzichtelijk te houden zijn alleen de projectielijnen waarlangs de punten A3 en B3 via lens 8 naar opname-inrichting 9 geprojecteerd worden getoond. De opname-inrichting 9 is verbonden met een rekeneenheid, die geschikt is voor het uitvoeren van wiskundige berekeningen, zoals een processor of een computereenheid.

10 In het getoonde voorbeeld worden het eerste en tweede veelvoud van punten of lijnsegmenten geproduceerd door twee laserbronnen 6 en 7 die elk een divergente meetbundel uitzenden. De hoek tussen twee naast elkaar gelegen stralen is bijvoorbeeld 1,55°. De invalshoeken van overeenkomstige punten of lijnsegmenten van het eerste en tweede veelvoud zijn gelijk. Uiteraard zijn er ook vele andere mogelijkheden denkbaar. 15 Het is bijvoorbeeld mogelijk ieder afzonderlijk punt door een afzonderlijke laserbron te laten produceren. Ook is het mogelijk gebruik te maken van holografische hulpmiddelen voor het creëren van de eerste en/of tweede hoeveelheid van punten of lijnsegmenten. In de figuur 3 is sprake van een divergente bundel zodat de punten van een bepaalde hoeveelheid van punten onderling niet op gelijke afstanden liggen. In een 20 eventuele andere uitvoeringsvorm kan er voor gekozen worden de punten uit een hoeveelheid van punten wel op onderling gelijke afstanden te projecteren.

Figuur 4 toont een beeld zoals dat door de opname-inrichting 9 geregistreerd zal worden. Het beeld toont respectievelijk het eerste veelvoud van punten Al, A2, A3, A4, A5 en het tweede veelvoud van punten BI, B2, B3, B4, B5. Ten gevolge van de 25 divergentie van de door de laserbronnen 6 en 7 uitgezonden stralen, liggen de punten van een bepaalde hoeveelheid onderling op verschillende afstanden.

Aan de hand van het geregistreerde beeld is het mogelijk om van elke hoeveelheid van punten of lijnsegmenten de gemiddelde positie vast te stellen, bijvoorbeeld door het vast stellen van een eerste, respectievelijk tweede groepsafstand 30 tot een bepaald referentiepunt op de plaat parallel aan het detectievlak en het bepalen van een gemiddelde onderlinge afstand. Dit kan gedaan worden door eventueel rechtstreeks met de opname-inrichting verbonden verwerkingsmiddelen (niet getoond), zoals bijvoorbeeld een computerinrichting.

12

Aan de hand van de vastgestelde gemiddelde positie van elk van de veelvouden van punten, Agem en Bgem, kan de zethoek bepaald worden met behulp van de hierboven aan de hand van figuur 2 beschreven werkwijze. Hierbij moet rekening gehouden worden met een optische vergrotingsfactor die aanwezig kan zijn bij het overbrengen 5 van de lichtpunten naar de opname-inrichting 9. Deze vergrotingsfactor kan bijvoorbeeld 0,95 zijn.

Het gebruik maken van veelvouden van punten, waarbij ieder veelvoud meer dan één punt omvat, maakt het mogelijk Agem en Bgem nauwkeuriger te bepalen dan de punten A en B uit de werkwijze volgens de stand van de techniek zoals besproken aan 10 de hand van figuur 2. Waar volgens de stand van de techniek de zethoek bepaald werd aan de hand van de relatief onnauwkeurige afstandsbepaling tussen A en B, wordt volgens de onderhavige uitvinding de zethoek bepaald aan de hand van de veel nauwkeuriger afstandsbepaling tussen Agem en Bgem.

Het zal duidelijk zijn voor deskundigen dat de zethoek ook op andere wijzen te 15 bepalen is aan de hand van het eerste en tweede veelvoud van punten of lijnsegmenten. Het is bijvoorbeeld ook mogelijk de zethoek te bepalen aan de hand van de werkwijze volgens de stand van de techniek zoals hierboven beschreven aan de hand van figuur 2 op basis van de punten Al en BI, vervolgens op basis van de punten A2 en B2 etc. De uiteindelijke zethoek kan dan bepaald worden door het middelen van de respectieve 20 zethoeken.

De bereikbare nauwkeurigheid is bepaald aan de hand van de hierboven beschreven uitvoeringsvorm, waarbij de projectie van lichtpunten op de plaat 3 echter zodanig was dat de punten van een bepaald veelvoud op onderling gelijke afstanden lagen, namelijk 6 mm. Vervolgens is de plaat 3 in de richting van de buiglijn / door de 25 meetopstelling bewogen. Gedurende deze beweging is constant het beeld geregistreerd door de opnamemiddelen 9 geregistreerd en kon ook doorlopend de zethoek bepaald worden. Aan de hand van de op deze wijze verkregen meetresultaten was het mogelijk de nauwkeurigheid van de berekende zethoek te bepalen. Bij een zethoek van 170° werd een zethoek gemeten tussen 169,766° en 170,234°, wat een tolerantie inhoudt van 30 ±0,23°.

Voorts maakt de onderhavige werkwijze het mogelijk rekening te houden met oneffenheden in het oppervlak van de plaat. Als een van de punten van een veelvoud, bijvoorbeeld het punt A2, op een oneffenheid in het oppervlak van de plaat valt, zal 13 deze door de CCD-camera op een onverwachte locatie geregistreerd worden. Dit kan worden opgemerkt doordat de locatie van het punt afwijkt van de locatie die dat punt op basis van de andere punten uit dat veelvoud bij benadering verwacht werd te hebben. Dit kan bepaald worden door eventueel rechtstreeks met de opname-inrichting 5 verbonden verwerkingsmiddelen (niet getoond), zoals bijvoorbeeld een computerinrichting. Dergelijke verwerkingsmiddelen kunnen zodanig ingericht zijn, dat dergelijke afwijkende punten opgemerkt en verworpen kunnen worden. De locatie van Agem kan dan bepaald worden op basis van de resterende punten Al, A3, A4, A5. Op dergelijke wijze kunnen bijdragen aan de onnauwkeurigheid veroorzaakt door 10 oneffenheden in het oppervlak van de plaat geminimaliseerd worden.

Ten einde de nauwkeurigheid verder te vergroten wordt er bij voorkeur gebruik gemaakt van laserbronnen 6 en 7 met spotshaping. Dergelijke laserbronnen 6 en 7 met spotshaping produceren punten waarvan de randen duidelijker afgetekend zijn. Figuur 5 a toont een voorbeeld van een door een CCD-camera opgenomen beeld. De dalen in 15 de grafiek representeren de lichtpunten. Deze figuur kan vergeleken worden met figuur 5b, waarin een door een CCD-camera opgenomen beeld getoond wordt volgens de stand van de techniek, zoals hierboven beschreven aan de hand van figuur 2. Het is duidelijk te zien dat de door de CCD-camera geregistreerde punten in figuur 5a veel smaller en beter afgetekend zijn dan in figuur 5b. De posities van de door de 20 laserbronnen met spotshaping geprojecteerde punten zijn zodoende beter en nauwkeuriger te bepalen.

De verhoogde nauwkeurigheid ten gevolge van het gebruiken van veelvouden van punten en het gebruik van laserbronnen 6 en 7 met spotshaping leidt tot aanzienlijk betere resultaten.

25 De nauwkeurigheid kan nog verder verhoogd worden door het toevoegen van meerdere veelvouden van punten of lijnsegmenten. Parallel aan het eerste en tweede veelvoud van punten of lijnsegmenten van A en B kan bijvoorbeeld een derde veelvoud C geprojecteerd worden of kunnen een aantal extra veelvouden geprojecteerd worden. Het verhogen van het aantal lichtpunten op het oppervlak zal de nauwkeurigheid ten 30 goede komen, zoals eenvoudig zal worden ingezien door een deskundige. Verhoging van het aantal lichtpunten kan bewerkstelligd worden door het verhogen van het aantal lichtpunten per veelvoud of het verhogen van het aantal veelvouden of een combinatie van beide.

14

Door de eenvoud van de meetmethode en dus van de inrichting is het mogelijk deze inrichting in te bouwen in een bovenmes 1. In figuur 6 is een uitvoeringsvorm hiervan getoond. Dit mes is geschikt om aan twee zijden de halve zethoek β te meten. Hiervoor zijn in het mes doorlopende uitsparingen 10, 11, 12, 13 aangebracht. Deze 5 uitsparingen stellen de detectievlakken voor, die een onderlinge afstand van respectievelijk d\ en cf2 hebben. In deze uitsparingen moet dus zowel ruimte worden gecreëerd om het laserlicht op de plaat 3 te kunnen laten vallen als om het reflecterende verstrooiingslicht te geleiden naar de sensor. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de laserbron en de sensor geplaatst nabij het bovenuiteinde 14 van de uitsparingen 10, 11, 10 12,13. De in de figuur getoonde uitvoeringsvorm omvat verder prisma's 15,16,17 om het licht op gewenste wijze te geleiden. Met dit zetmes kan door toepassing van de vier detectievlakken nauwkeurig de totale zethoek worden bepaald.

Door alle onderdelen van de inrichting op het bovenmes te plaatsen, kan de zethoek direct bepaald worden, ook al is het mes net in de kantbank geplaatst.

Claims (34)

1. Werkwijze voor het bepalen van een afstand tot een plaat (3) in een eerste richting, bestaande uit: 5 a) het genereren van een laserbundel; b) het met die laserbundel projecteren van een meetpatroon op de plaat (3), waarbij de laserbundel een van te voren bekende invalshoek maakt met de eerste richting; c) het uit de positie van het op de plaat (3) geprojecteerde meetpatroon in een 10 meetvlak loodrecht op de eerste richting en de bekende invalshoek bepalen van de afstand in de eerste richting tot die plaat (3); met het kenmerk, dat - het meetpatroon een veelvoud van punten of lijnsegmenten omvat waarbij elk van het veelvoud van punten of lijnsegmenten een bijbehorende, vooraf bepaalde 15 invalshoek heeft met de eerste richting, en stap c) omvat - het uit de positie van de punten of lijnsegmenten in het meetvlak bepalen van een groepsafstand tot een referentiepunt in het meetvlak, waarbij het referentiepunt op de verbindingslijn ligt gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten; en - het uit de bepaalde groepsafstand en de bekende invalshoeken bepalen van de 20 afstand in de eerste richting tot de plaat (3).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bijbehorende invalshoeken gelijk zijn.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bijbehorende invalshoeken binnen een vooraf bepaald gebied liggen.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij het bepalen van de positie van de punten of lijnsegmenten eventueel afwijkende 30 waarnemingen verworpen worden.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat, het meetpatroon gegenereerd wordt met gebruikmaking van spotshaping.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de positie van de punten of lijnsegmenten bepaald wordt door middel van het afbeelden van de punten of lijnsegmenten op opnamemiddelen (9). 5

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lijnsegmenten deel uitmaken van één continue lijn.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat 10. de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, - voor elk van het veelvoud van meetbundels een individuele afstand tot de plaat (3) bepaald wordt, en - dat uit de individuele afstanden de afstand tot de plaat (3) bepaald wordt. 15

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de meetbundels die op de plaat (3) worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting evenwijdig aan de verbindingslijn gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten. 20

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en 25. uit de individuele afstanden tot de plaat (3) en de onderlinge afstanden tussen de detectievlakken de oriëntatie van de plaat (3) bepaald wordt.

11. Werkwijze volgens conclusie 1 t/m 7, met het kenmerk, dat - de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd 30 meetpatroon, - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - uit elke verzameling van overeenkomstige punten of lijnsegmenten van verschillende meetpatronen verschillende afstanden tot de plaat (3) in de eerste richting en verschillende oriëntaties van de plaat (3) bepaald worden en - uit de verschillende afstanden tot de plaat (3) in de eerste richting de afstand tot 5 de plaat (3) in een eerste richting tot de plaat (3) bepaald wordt en - uit de verschillende oriëntaties van de plaat (3) de oriëntatie van de plaat (3) bepaald wordt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de meetbundels die 10 op de plaat (3) worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting evenwijdig aan de verbindingslijn gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten.

13. Werkwijze volgens de conclusie 10 t/m 12, met het kenmerk, dat 15 de werkwijze gebruikt wordt om de zethoek door triangulatie van een volgens een buiglijn gezette plaat (3) te bepalen.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de buiglijn parallel ligt aan de detectievlakken. 20

15. Werkwijze volgens conclusie 13 en/of 14, met het kenmerk, a) dat de meting volgens een van de voorgaande conclusies aan beide zijden van de buiglijn wordt uitgevoerd; b) dat als tussenresultaat deelzethoeken aan beide zijden van de buiglijn worden 25 bepaald; en c) dat de zethoek wordt bepaald aan de hand van deze deelzethoeken.

16. Werkwijze voor het zetten van een plaat (3) onder een bepaalde hoek, met het kenmerk, dat dit uit de volgende stappen bestaat: 30 a) het laten zakken van een zetmes (1) tot op een bepaalde hoogte, waarbij aan beide zijden van het verplaatsingsvlak van het zetmes (1) een ondersteunende plaat (2) wordt gezet en waarbij dit zetten plaatsvindt afhankelijk van een oriëntatiebepaling volgens een van de werkwijzen 13-15; b) het in ten minste twee stappen gedeeltelijk wegnemen van de druk van het zetmes (1) op de plaat (3); c) het volgens een van de werkwijzen 11-13 bepalen van de zethoek van de plaat (3) bij elk van de ten minste twee stappen en het daaruit afleiden van de bereikte 5 zethoek; d) het terug gaan naar stap a) als de gewenste zethoek nog niet bereikt is; e) het stoppen van het zetten, als de gewenste zethoek bereikt is.

17. Werkwijze voor het bepalen van de materiaalvervorming in een 10 verwerkingsmachine, in het bijzonder de hoek tussen een vlak van dat materiaal en een referentievlak, met het kenmerk, dat hiervoor een van de werkwijzen uit conclusies 13 t/m 15 wordt gebruikt.

18. Inrichting voor het bepalen van een afstand tot een plaat (3) in een eerste 15 richting, omvattende a) een laserbron (6, 7) voor het middels een laserbundel op de plaat (3) projecteren van een meetpatroon, waarbij de laserbundel een van tevoren bekende invalshoek maakt met de eerste richting; en b) opnamemiddelen (9) voor de detectie van het op de plaat (3) geprojecteerde 20 meetpatroon, welke opnamemiddelen (9) verbonden zijn met een verwerkingsinrichting die de positie van dit meetpatroon bepalen kan, c) dat een optische inrichting (8) aanwezig is die het licht uit het meetpatroon geleidt naar de bijbehorende opnamemiddelen (9); en d) dat de verwerkingsinrichtingeen rekeneenheid (20) omvat die uit de positie van 25 het geprojecteerde meetpatroon in een meetvlak loodrecht op de eerste richting, en de bekende invalshoek de afstand in een eerste richting tot de plaat (3) berekent, met het kenmerk, dat - het meetpatroon een veelvoud van punten of lijnsegmenten omvat waarbij elk van het veelvoud van punten of lijnsegmenten een bijbehorende, vooraf bepaalde 30 invalshoek heeft met de eerste richting, en - de rekeneenheid (20) uit de positie van de punten of lijnsegmenten in het meetvlak een groepsafstand tot een referentiepunt in het meetvlak bepaalt, waarbij het referentiepunt op de verbindingslijn ligt gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten; en - de rekeneenheid (20) uit de bepaalde groepsafstand en de bekende invalshoeken de afstand in de eerste richting tot de plaat (3) bepaalt. 5

19. Inrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de bijbehorende invalshoeken gelijk zijn.

20. Inrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de bijbehorende 10 invalshoeken binnen een vooraf bepaald gebied liggen.

21. Inrichting volgens een van de conclusies 18 t/m 20, met het kenmerk, dat de rekeneenheid (20) bij het bepalen van de positie van de punten of lijnsegmenten eventueel afwijkende waarnemingen kan verwerpen. 15

22. Inrichting volgens een van de conclusies 18 t/m 21, met het kenmerk, dat het meetpatroon gevormd wordt met gebruikmaking van spotshaping.

23. Inrichting volgens een van de conclusies 18 t/m 22, met het kenmerk, dat de 20 lijnsegmenten deel uitmaken van één continue lijn.

24. Inrichting volgens een van de conclusies 18 t/m 23, met het kenmerk, dat - de laserbron (6, 7) een laserbundel genereert waarbij de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, 25. de rekeneenheid (20) voor elk van het veelvoud van meetbundels een individuele afstand tot de plaat (3) bepaalt, en - de rekeneenheid (20) uit de individuele afstanden de afstand tot de plaat (3) bepaalt.

25. Inrichting volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat de meetbundels die op de plaat (3) worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting evenwijdig aan de verbindingslijn gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten.

26. Inrichting volgens conclusie 24 of 25, met het kenmerk, dat - de laserbron (6, 7) meetbundels genereert waarbij elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, 5 waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - de rekeneenheid (20) uit de individuele afstanden tot de plaat (3) en de onderlinge afstanden tussen de detectievlakken de oriëntatie van de plaat (3) bepaalt.

27. Inrichting volgens een van de conclusies 18 t/m 23, met het kenmerk, dat - de laserbron (6, 7) een laserbundel genereert waarbij de laserbundel een veelvoud van meetbundels omvat met elk een geprojecteerd meetpatroon, - elk van het veelvoud van meetbundels in een eigen detectievlak evenwijdig aan de eerste richting gelegen is, waarbij de detectievlakken parallel aan elkaar gelegen zijn 15 en de detectievlakken vooraf bepaalde onderlinge afstanden hebben, en - de rekeneenheid (20) uit elke verzameling van overeenkomstige punten of lijnsegmenten van verschillende meetpatronen verschillende afstanden tot de plaat (3) in de eerste richting en verschillende oriëntaties van de plaat (3) bepaalt en - de rekeneenheid (20) uit de verschillende afstanden tot de plaat (3) in de eerste 20 richting de afstand tot de plaat (3) in de eerste richting bepaalt en - uit de verschillende oriëntaties van de plaat (3) de oriëntatie van de plaat (3) bepaalt.

28. Inrichting volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat de meetbundels die op 25 de plaat (3) worden geprojecteerd een offset ten opzichte van elkaar hebben in een richting evenwijdig aan de verbindingslijn gevormd door het veelvoud van punten of lijnsegmenten.

29. Inrichting volgens de conclusie 26 t/m 28, met het kenmerk, dat 30 de inrichting gebruikt wordt om de zethoek van een volgens een buiglijn gezette plaat (3) te bepalen.

30. Inrichting volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat de buiglijn parallel ligt aan de detectievlakken.

31. Inrichting volgens conclusie 29 en/of 30, met het kenmerk, 5 a) dat de meting volgens een van de voorgaande conclusies aan beide zijden van de buiglijn wordt uitgevoerd; b) dat de rekeneenheid (20) als tussenresultaat deelzethoeken aan beide zijden van de buiglijn bepaalt; en c) dat de rekeneenheid (20) de zethoek bepaalt aan de hand van deze 10 deelzethoeken.

32. Zetmes, met het kenmerk, dat deze een inrichting omvat volgens een van de conclusies 18 t/m 31.

33. Zetmes volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat deze ten minste aan een zijde van de hartlijn twee evenwijdig aan elkaar en in de richting van de hartlijn verlopende sleuven (10,11; 12,13) omvat, die de detectievlakken voor het detecteren van lichtpunten of lijnsegmenten vormen.

34. Zetmes volgens conclusie 32 of 33, met het kenmerk, dat de sleuven (10, 11; 12,13) de vorm van het mes volgen en voorzien zijn van een optische inrichting (17) voor het in deze sleuven geleiden van in de detectievlakken aanwezig licht. 25