SE439197B

SE439197B - SET FOR OPTICAL SIGNING SEAT

Info

Publication number: SE439197B
Application number: SE8306188A
Authority: SE
Inventors: S Bjork
Original assignee: Svante Bjork Ab
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1985-06-03
Also published as: SE8306188D0; WO1985002253A1; EP0200723A1; SE8306188L

Description

8306188-7 10 15 20 25 30 35 2 medelpunkten för cirkelbanan lägesbestäms och används såsom mät- eller inställningspunkt. Den uppfinningsenliga lösningen på uppgiften kännetecknas av att ljusstrålen (L) bringas att under varje fullbordad cykel av den planetariska rörelsen även vrida sig ett fullt varv i förhållande till detektorplanet. 8306188-7 10 15 20 25 30 35 2 the center point of the circular path is determined and used as a measuring or setting point. The solution according to the invention to the task is characterized in that the light beam (L) is caused to rotate a full revolution in relation to the detector plane during each completed cycle of the planetary motion.

Denna lösning innebär således att man som mät- eller inställningspunkt ej som hittills använder medelpunkten för den position där ljusstrålen träffar detektorn utan istället medelpunkten för en cirkelbana som denna position genomlöper på detektorn. Om, såsom i praktiken normalt är fallet, eventuella variationer i läget för ljusstrålens optiska axel i förhållande till rotationsaxellinjen (den optiska axelns vinkel mot och/eller avstånd från rotations- axellinjen) är lågfrekventa i förhållande till rotations- frekvensen, kan medelpunkten förutsättas ligga på rotations- axellinjen. Denna kan med konstruktivt enkla medel göras så lägesstabil, att den kan tjäna som referens- eller inställningsaxellinje även i de fall då stora krav på mät- eller inställningsnoggrannhet föreligger.This solution thus means that, as a measuring or setting point, one does not, as hitherto, use the center point for the position where the light beam hits the detector, but instead the center point for a circular path through which this position passes on the detector. If, as is normally the case in practice, any variations in the position of the optical axis of the light beam relative to the axis of rotation (the angle of the optical axis towards and / or distance from the axis of rotation) are low frequency relative to the frequency of rotation, the center may be assumed to be the axis of rotation. This can be made so positionally stable with constructively simple means that it can serve as a reference or setting axis even in cases where there are high requirements for measuring or setting accuracy.

Ljusstrâlens rotation kan åstadkommas på olika sätt, varvid arten av och ändamålet med den mätning som skall utföras och de för mätningen gällande betingelserna avgör vilket sätt som är att föredra. Ett sätt är att lagra laserröret roterbart i ett hus eller en hållare. Ett annat sätt är att fästa laserröret eller ett hus i vilket laserröret är fast monterat, på eller i en roterbar hållare, exempelvis en maskinaxel. Ytterligare ett sätt är att låta laserröret vara fast monterat och framför röret placera en optisk rotationsanordning, exempelvis ett roterande prisma.The rotation of the light beam can be effected in various ways, the nature and purpose of the measurement to be performed and the conditions applicable to the measurement determining which method is preferred. One way is to store the laser tube rotatably in a housing or holder. Another way is to attach the laser tube or a housing in which the laser tube is fixedly mounted, on or in a rotatable holder, for example a machine shaft. Another way is to let the laser tube be fixedly mounted and place an optical rotating device in front of the tube, for example a rotating prism.

Uppfínningen förklaras närmare nedan med hänvisning till den schematiska figuren på den bifogade ritningen.The invention is explained in more detail below with reference to the schematic figure in the accompanying drawing.

I figuren betecknar ll ett cirkulärcylindriskt, rörformigt hus, i vilket ett ej visat laserrör är fast monterat på känt sätt. Huset ll är lagrat för rotation kring en axellinje C i lager 12, som är fastsatta i en ej visad hållare av lämplig konstruktion. Denna hållare uppbär även en ej visad motor, med vilken huset ll kan 10 15 20 25 30 35 8306188-7 3 roteras med önskat varvtal kring axellinjen C. Axellinjen C förutsätts här sammanfalla med husets ll geometriska axel och förutsätts även vara stabil och lägesbestämbar med erforderlig noggrannhet.In the figure, ll denotes a circular-cylindrical, tubular housing, in which a laser tube (not shown) is fixedly mounted in a known manner. The housing 11 is mounted for rotation about an axis C in bearing 12, which are fixed in a holder (not shown) of suitable construction. This holder also carries a motor (not shown), with which the housing 11 can be rotated at the desired speed around the axis line C. The axis line C is assumed here to coincide with the geometric axis of the housing 11 and is also assumed to be stable and positionable with required accuracy.

Den optiska axeln L för laserstràlen bildar en liten vinkel något under drift, exempelvis på grund av drift hos de laserstrålen alstrande elementen eller på grund av meka- niska spänningar orsakade av temperaturvariationer.The optical axis L of the laser beam forms a small angle slightly during operation, for example due to operation of the elements generating the laser beam or due to mechanical stresses caused by temperature variations.

Variationen förutsätts dock vara långsam i förhållande till den hastighet med vilken huset ll roterar under mätningen. En större eller mindre del av vinkeln kan bero på att laserröret ej är monterat exakt koaxiellt med huset ll.However, the variation is assumed to be slow in relation to the speed at which the housing 11 rotates during the measurement. A larger or smaller part of the angle may be due to the laser tube not being mounted exactly coaxially with the housing 11.

Vinkeln a behöver naturligtvis inte vara känd, och den behöver inte heller vara till någon del åstadkommen med avsikt. Den måste dock vara så liten, att laserstrálen under rotationen alltid faller inom detektorplanets arbetsområde.The angle a does not, of course, need to be known, nor does it need to be intentionally accomplished in any way. However, it must be so small that the laser beam during the rotation always falls within the working range of the detector plane.

Laserstrålen faller vid mätningen på en elektrooptisk detektor 13, vilken avger en utsignal eller utsignaler som indikerar positionen för den ljusfläck S som strålen alstrar på detektorns frontplan. Detektorn kan vara av vilken lämplig konstruktion som helst, men den förutsätts i det på ritningen visade fallet vara en s.k. kvadrant- detektor, vars frontplan sålunda är uppdelat i fyra kvadranter 13A, 13B, l3C, l3D, som har en gemensam punkt l3E och parvis gemensamma sidor. Bearbetningen och presen- tationen av utsignalen eller utsignalerna sker elektroniskt i ett endast symboliskt visat don 14.The laser beam falls during the measurement on an electro-optical detector 13, which emits an output signal or outputs which indicate the position of the light spot S which the beam generates on the front plane of the detector. The detector can be of any suitable construction, but it is assumed in the case shown in the drawing to be a so-called quadrant detector, the front plane of which is thus divided into four quadrants 13A, 13B, 13C, 13D, which have a common point 13E and in pairs common sides. The processing and presentation of the output signal or outputs takes place electronically in a device 14 shown only symbolically.

Vid mätningen kommer fläcken S att följa en cirkelbana P pà detektorns frontplan. Denna cirkelbana har sin mittpunkt M liggande på rotationsaxellinjen C, som i det visade fallet går genom detektorplanet på något avstånd från den ovannämnda gemensamma detektorpunkten l3E.During the measurement, the spot S will follow a circular path P on the front plane of the detector. This circular path has its center point M lying on the axis of rotation C, which in the case shown passes through the detector plane at some distance from the above-mentioned common detector point 13E.

Medelst donet 14 fastställs genom integration över ett flertal rotationsvarv vilken position cirkelbanans mittpunkt M har i förhållande detektorpunkten l3E. Beroende på arten av och ändamålet med mätningen kan mittpunkten M användas 8306188-7 10 15 20 25 30 35 4 som mät- eller inställningspunkt på olika sätt. Är det exempelvis fråga om en inriktningsmätning eller en positioneringsmätning kan en inställbar detalj, på vilken detektorn är placerad, lägesinställas till dess att donet 14 anger att mittpunkten M och detektorpunkten l3E samman- faller.By means of the device 14 it is determined by integration over a plurality of rotational turns which position the center point M of the circular path has in relation to the detector point 13E. Depending on the nature and purpose of the measurement, the center point M can be used as a measuring or setting point in different ways. In the case of, for example, an alignment measurement or a positioning measurement, an adjustable part, on which the detector is located, can be positioned until the device 14 indicates that the center point M and the detector point 13E coincide.

Som utan vidare inses är det inte nödvändigt att laserstrålens optiska axel L bildar en vinkel med rotations- axellinjen för att ljusfläcken S skall följa en cirkelbana.As will be readily appreciated, it is not necessary for the optical axis L of the laser beam to form an angle with the axis of rotation for the light spot S to follow a circular path.

En sådan cirkelbana erhålls naturligtvis också om den optiska axeln och rotationsaxellinjen är exakt parallella men ligger på något avstånd från varandra. I praktiken är det dock ofrånkomligt att en viss vinkel i ett eller två plan föreligger mellan den optiska axeln och rotationsaxel- linjen.Such a circular path is of course also obtained if the optical axis and the axis of rotation are exactly parallel but are at some distance from each other. In practice, however, it is inevitable that a certain angle in one or two planes exists between the optical axis and the axis of rotation.

Claims

LH 15 20 25 30 35 8306188-7 Claim 1. A method of aiming measurement, for example alignment, straightness, flatness, positioning or similar * measurement, wherein a light beam, preferably a laser beam, is transmitted to an electro-optical detector. and is caused to perform a planetary motion along a circular path on a detector plane thereon, and that the center of the circular path is positioned and used as a measuring or setting point, characterized in that the light beam (L) is caused during each completed cycle of the planetary motion also turn one full revolution in relation to the detector plane.

A method according to claim 1, wherein the light beam is a laser beam generated inside a laser tube, characterized in that the laser tube is rotated relative to the detector (13) about an axis (C) defined by the bearing means (12) supported by the laser tube.

Method according to Claim 1, characterized in that the planetary movement and rotational movement of the light beam (L) are effected by means of a rotating prism.