SE465845B

SE465845B - Measurement arrangement for optical and mechanical measurement of a measurement object

Info

Publication number: SE465845B
Application number: SE9001066A
Authority: SE
Inventors: R Wiklund
Original assignee: Geotronics Ab
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1991-11-04
Also published as: SE9001066A; SE9001066D0

Abstract

The invention relates to a measurement arrangement for optical and mechanical measurement of a measurement object. The measurement arrangement comprises on the one hand an optical distance-sensing unit 3, 2, 31 with a lens unit 2 and an arrangement 31 in order to provide focusing on the measurement object and on the other hand a mechanical probe 5, 6, 7 for measuring the position of the measurement object. The probe has a measuring tip 7 which, during mechanical measurement in relation to the object, can be displaced towards the measurement object along the optical axis of the lens unit and in between is positioned on the optical axis retracted from the object. <IMAGE>

Description

465 845 10 15 20 25 30 35 fig. 4 visar en schematisk perspektivvy av' en fjärde 'utfö- ringsform av ett mätarrangemang enligt uppfinningen. 465 845 10 15 20 25 30 35 Fig. 4 shows a schematic perspective view of 'a fourth' embodiment of a measuring arrangement according to the invention.

Fig. 1 visar en användning av en sond av mekanisk typ. som kan ge indikering i åtminstone en riktning, när sonden är förd till anliggning mot ett föremål, tillsammans med en optisk som undersöker avståndet till ett x.y-mätbord 1 genonx att med en lins 2 mot x,y-bordet fokusera ett strål- knippe från en enkel laseravståndsmätare 3 med fokuseringsjus- tering av den typ, som finns i en del kameror. För fokusering- mätanordning. en behövs framför allt randstrålarna i ljuspaketet, vilka ger en bättre, dvs skarpare, fokusering än de lågt vinklade, cen- trala strålarna. injusteras medelst en lins- hållardel 31, som är rörlig i z-riktningen. Mekaniska sonder med anliggningindikering är välkända och kan exempelvis vara av den typ, som används i CORDIMATIC-maskiner marknadsförde av JOHANSSON, svenska Fokuseringen det svenska företaget C. I. eller av den typ. som beskrivs i den 9001064-6. samlöpande patentansökningen nr Enligt en första utföringsform av uppfinningen kan då den fokuserande linsen 2 förses med ett centralt genomgående hål 4, och en sond 5 av den ovan beskrivna typen placeras så, att dess stav 6 med mätspets 7 går genom hålet 4. Därigenom blir sonden 5 helt centralt placerad i. den optiska mätanordningen sonden kan då sänkas ner för att ge mekanisk uppmätning av objektet med hjälp av en som ger noggrannt bestämbart avstånd i förhållande till laseravståndsmätaren 3. Dylika drivenheter är välkända inom tekniken och behöver därför inte beskrivas när- utan att den skymmer för fokuseringen. drivenhet (icke visad), mare. Eftersom avståndet mellan mätspetsen 7 och sondhuvudet 5 liksom mellan sondhuvudet 5 och avståndsmätarhuvudet 3 är kän- da kan fokuseringspunkten bestämmas noggrannt med den mekanis- ka mätningen och injustering av fokuseringspunkten ske ytterst när mekanisk mätning sker genom nedsänkning av son- den 5. Det noggranna mätresultatet kan också utnyttjas för att noggrant, kalibrera den optiska avståndsmätaren, varigenom efterföljande beröringsfri mätning med enbart den optiska enheten 3 och den mekaniska sonden i upplyftat läge får förhöjd noggrannhet. 10 15 465 845 Kombínationsarrangemanget med en optisk mätanordning kan utfö- ras i ett flertal varianter. I fig. 2 visas sondens huvud 8 placerad utanför ljusknippet från enheten 3 och försedd med en krökt mätstav 9, som ansluter till den utmed 2-axeln genom det centrala hålet 4 i linsen löpande del 6' av staven med mät- kulan 7'.Fig. 1 shows a use of a mechanical type probe. which can give an indication in at least one direction, when the probe is brought into contact with an object, together with an optical which examines the distance to an xy measuring table 1 genonx to focus with a lens 2 against the x, y-table a beam from a simple laser rangefinder 3 with focus adjustment of the type found in some cameras. For focus measuring device. one needs above all the edge rays in the light package, which give a better, ie sharper, focus than the low-angle, central rays. is adjusted by means of a lens holder part 31, which is movable in the z-direction. Mechanical probes with contact indication are well known and can, for example, be of the type used in CORDIMATIC machines marketed by JOHANSSON, Swedish Fokuseringen the Swedish company C. I. or of that type. as described in 9001064-6. According to a first embodiment of the invention, the focusing lens 2 can then be provided with a central through hole 4, and a probe 5 of the type described above is placed so that its rod 6 with measuring tip 7 passes through the hole 4. Thereby the probe The optical measuring device the probe can then be lowered to provide mechanical measurement of the object by means of one which gives an accurately determinable distance in relation to the laser distance meter 3. Such drives are well known in the art and therefore need not be described closely. that it obscures the focus. drive unit (not shown), mare. Since the distance between the measuring tip 7 and the probe head 5 as well as between the probe head 5 and the distance meter head 3 is known, the focus point can be determined accurately with the mechanical measurement and adjustment of the focus point takes place when mechanical measurement takes place by immersing the probe 5. The accurate measurement result can also be used to accurately calibrate the optical rangefinder, whereby subsequent non-contact measurement with only the optical unit 3 and the mechanical probe in the raised position has increased accuracy. 10 15 465 845 The combination arrangement with an optical measuring device can be designed in a number of variants. Fig. 2 shows the head 8 of the probe placed outside the light beam from the unit 3 and provided with a curved measuring rod 9, which connects to the part 6 'of the rod with the measuring ball 7' running along the central axis 4 in the central hole 4 in the lens.

Fig. 3 visar ett vid sidan av' det optiska mätarrangemanget placerat sondhuvud 10 med en krökt avkänningsstav 11 med en under linsen placerad axíell del 6" med måtkula 7".Fig. 3 shows a probe head 10 placed next to the optical measuring arrangement with a curved sensing rod 11 with an axial part 6 "with measuring ball 7" placed under the lens.

Fig. 4 visar att det vid sidan placerade sondhuvudet 12 även kan vara förbundet med mätkulan 13 med en snedställd och av- böjd stav 14. Den snedställda staven kan även ha mätkulan di- rekt på sin ände (icke visat).Fig. 4 shows that the probe head 12 placed on the side can also be connected to the measuring ball 13 with an inclined and deflected rod 14. The inclined rod can also have the measuring ball directly on its end (not shown).

Många modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningen.Many modifications are possible within the scope of the invention.

Claims

“465 845 10 15 20 Patgntkrav

Measuring arrangement for optical and mechanical measurement of a measuring object (3,2,3l) with a lens unit (2) and arrangement (31) for providing focus on the measuring object and a mechanical probe (5,6,7) for comprising an optical distance measuring unit measuring the position of the measuring object, characterized in that the probe has a measuring tip (7), which in mechanical measurement against the object is displaceable towards the measuring object along the optical axis of the lens unit and in between is placed on the optical axis retarded from the object.

Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the entire probe is placed on the optical axis (Fig. 1).

Measuring arrangement according to claim 2, characterized in that the measuring tip is placed on a rod (6,6 '), which runs through a central through hole (4) in the lens unit (2), and that the head (5) of the probe is placed on the opposite end of the rod against the measuring tip (7) and placed near the lens unit (Fig. 1).

Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the probe head itself (8:10; 12) is located next to the optical arrangement and is connected to its measuring tip (7 ', 7 ", 13) by an arm (9: 11; 14), which is either straight or angled in at least one place (Figs. 2, 3, 4).