UA114798C2 - DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS - Google Patents
DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS Download PDFInfo
- Publication number
- UA114798C2 UA114798C2 UAA201404021A UAA201404021A UA114798C2 UA 114798 C2 UA114798 C2 UA 114798C2 UA A201404021 A UAA201404021 A UA A201404021A UA A201404021 A UAA201404021 A UA A201404021A UA 114798 C2 UA114798 C2 UA 114798C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- measuring module
- control surface
- camera
- light beam
- measuring
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011326 mechanical measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Винахід належить до пристрою для визначення положення першого механічного елемента (10, 156) і другого механічного елемента (12, 154) відносно один одного і містить перший вимірювальний модуль (14, 114, 214), що встановлюється на першому механічному елементі, і другий вимірювальний модуль (18, 118, 218), що встановлюється на другому механічному елементі, а також блок обробки результатів (22), причому перший вимірювальний модуль оснащений засобами (24, 124, 224) для формування світлового пучка (28, 128, 228), причому другий вимірювальний модуль містить поверхню управління (34, 134, 234) для розсіювання падаючого на поверхню управління світла, камеру (36), а також засоби для відображення поверхні управління на камеру, причому поверхня управління звернена до першого вимірювального модуля, якщо обидва вимірювальні модулі розташовано на відповідних механічних елементах так, щоб на них падав світловий пучок, причому блок обробки результатів виконаний так, що може на підставі графічних даних, що передані камерою, визначити на поверхні управління точку падіння світлового пучка, що посилається з першого вимірювального модуля, а на підставі цього визначити положення першого механічного елемента і другого механічного елемента щодо один одного, і причому камера направлена на сторону поверхні управління, звернену до першого вимірювального модуля.The invention relates to a device for determining the position of the first mechanical element (10, 156) and the second mechanical element (12, 154) relative to each other and containing the first measuring module (14, 114, 214) mounted on the first mechanical element, and the second measuring element a module (18, 118, 218) mounted on the second mechanical element, as well as a result processing unit (22), wherein the first measuring module is provided with means (24, 124, 224) for forming a light beam (28, 128, 228), moreover, the second measuring module comprises a control surface (34, 134, 234) for scattering incident light to the control surface of the camera (36) and means for displaying the control surface to the camera, the control surface facing the first measuring module, if both measuring modules are located on the respective mechanical elements so , so that the light beam falls on them, and the result processing unit is configured so that it can determine, on the basis of the graphic data transmitted by the camera, the point of incidence of the light beam sent from the first measurement O module, and on this basis to determine the position of the first mechanical element and the second mechanical element to each other, and with the camera aimed at the management side surface facing the first measurement module.
Description
Винахід належить до пристрою для визначення положення першого і другого механічних елементів щодо один одного і містить перший вимірювальний модуль, що встановлюється на першому механічному елементі, а другий вимірювальний модуль, що встановлюється на другому механічному елементі, а також блок обробки результатів, причому як мінімум один з двох вимірювальних модулів оснащений світловим джерелом для формування світлового променя, точка падіння якого визначається як мінімум на одній поверхні на іншому вимірювальному модулі.The invention relates to a device for determining the position of the first and second mechanical elements relative to each other and includes a first measuring module installed on the first mechanical element, and a second measuring module installed on the second mechanical element, as well as a result processing unit, and at least one of two measuring modules is equipped with a light source for forming a light beam, the point of incidence of which is determined at least on one surface on the other measuring module.
Такого роду пристрій може призначатися, наприклад, для визначення центрування двох валів щодо один одного, для визначення прямолінійності або співвісного розташування отворів при свердленні, для визначення прямолінійності контурів або рівня розташування різних точок однієї поверхні.This kind of device can be used, for example, to determine the centering of two shafts relative to each other, to determine the straightness or coaxial arrangement of holes during drilling, to determine the straightness of contours or the level of the location of different points of the same surface.
Як правило, для визначення центрування валів щодо один одного обчислюється точка падіння світлового променя в декількох положеннях кута повороту, для цього вимірювальні модулі зміщуються уздовж периферійних поверхонь або здійснюється обертання валів з розташованими на периферійних поверхнях вимірювальними модулями.As a rule, to determine the centering of the shafts relative to each other, the point of incidence of the light beam is calculated in several positions of the angle of rotation, for this the measuring modules are shifted along the peripheral surfaces or the shafts are rotated with the measuring modules located on the peripheral surfaces.
У заявках ОЕ 33 35 336 А1 описаний пристрій для вимірювання центрування валів, в якому як перший, так і другий вимірювальні модулі посилають світлові промені і містять оптичний детектор, причому кожен світловий промінь направлений на детектор іншого вимірювального модуля.Applications OE 33 35 336 A1 describe a device for measuring the centering of shafts, in which both the first and second measuring modules send light rays and contain an optical detector, and each light beam is directed to the detector of another measuring module.
Пристрій, що працює за таким принципом, для вимірювання центрування валів описаний також в патенті 05 6,873,931 В1, причому кожен вимірювальний модуль оснащений двоосним датчиком прискорення для автоматичного обліку кута повороту вала.A device that works on this principle for measuring the centering of shafts is also described in patent 05 6,873,931 B1, and each measuring module is equipped with a two-axis acceleration sensor for automatic accounting of the angle of rotation of the shaft.
Із заявки ОЕ 38 14 466 А1 відомий пристрій для вимірювання центрування валів, в якому перший вимірювальний модуль посилає світловий промінь, падаючий на два розташованих один за одним в осьовому напрямі двоосних оптичних детекторів другого вимірювального модуля.From the application OE 38 14 466 A1, a device for measuring the centering of shafts is known, in which the first measuring module sends a light beam falling on two biaxial optical detectors of the second measuring module located one behind the other in the axial direction.
Із заявки УМО 03/067187 А1 відомий пристрій для вимірювання центрування валів, в якому перший вимірювальний модуль посилає промінь, що розходиться, падаючий на два розташованих один за одним в осьовому напрямі двоосних оптичних детектори другогоFrom the UMO application 03/067187 A1, a device for measuring the centering of shafts is known, in which the first measuring module sends a diverging beam falling on two axially located biaxial optical detectors of the second
Зо вимірювального модуля.From the measuring module.
Із заявки УМО 00/28275 АТ відомий пристрій для вимірювання центрування валів, в якому обидва вимірювальні модулі розташовуються на лицьовій стороні відповідних валів, причому перший вимірювальний модуль посилає світловий промінь, що розходиться, падаючий збоку на три маркувальні штифти, розташовані на рівні другого вимірювального модуля.From the application UMO 00/28275 AT, a device for measuring the centering of shafts is known, in which both measuring modules are located on the front side of the respective shafts, and the first measuring module sends a diverging light beam falling from the side on three marking pins located at the level of the second measuring module .
У заявці ЕР 2 093 537 А1 описаний пристрій для вимірювання центрування валів, у якому перший вимірювальний модуль посилає світловий промінь, що розходиться, надаючий на два оптичні смугові детектори, встановлені збоку і розташовані паралельно на певній відстані один від одного, причому подовжній напрям детекторів вертикальний відносно до площини розбіжності світлового променя.In the application EP 2 093 537 A1, a device for measuring the centering of shafts is described, in which the first measuring module sends a diverging light beam to two optical strip detectors installed on the side and located parallel at a certain distance from each other, and the longitudinal direction of the detectors is vertical relative to the plane of divergence of the light beam.
У заявці ПР 0543 971 В1 описаний пристрій для визначення центрування отворів при турбінному бурінні або початковій осі, причому світловий промінь, що зображує початкову вісь, направлений на двоосний оптичний детектор, що містить опору, яка розташована на стінці отвору і переміщається уздовж неї по колу, що дозволяє визначати точку падіння лазера для декількох кутів повороту.The application PR 0543 971 B1 describes a device for determining the centering of holes during turbine drilling or the initial axis, and the light beam depicting the initial axis is directed to a two-axis optical detector containing a support that is located on the wall of the hole and moves along it in a circle, which allows you to determine the point of incidence of the laser for several angles of rotation.
У заявці 05 2007/0201040 АІ описаний пристрій для визначення рівня декількох вимірювальних точок однієї площини, причому лазерний промінь, що обертається в горизонтальній площині з постійною кутовою швидкістю, направлений на двоосний оптичний детектор, що дозволяє на підставі вертикальної складової точки падіння визначити висоту вимірювальної точки, а на підставі моменту і періоду горизонтального покриття детектора визначити кут і відстань вимірювальної точки щодо лазерного джерела.Application 05 2007/0201040 AI describes a device for determining the level of several measuring points on the same plane, and a laser beam rotating in a horizontal plane with a constant angular velocity is directed at a two-axis optical detector, which allows determining the height of the measuring point based on the vertical component of the incident point , and on the basis of the moment and period of horizontal coverage of the detector, determine the angle and distance of the measuring point relative to the laser source.
Схожий пристрій описаний в заявці ЕР 1 473 540 А7ї1, причому лазерний промінь направлений на детектор за допомогою пентагональної призми, що обертається, а кут обертання виявляє залежний профіль лінії на підставі якого можна визначити кут вимірювальної точки.A similar device is described in the application EP 1 473 540 A7i1, and the laser beam is directed to the detector using a rotating pentagonal prism, and the angle of rotation reveals a dependent line profile on the basis of which the angle of the measuring point can be determined.
У всіх відмічених тут вимірювальних пристроях проводиться обчислення і оцінка відповідної точки падіння світлового променя на поверхню детектора.In all the measuring devices noted here, the corresponding point of incidence of the light beam on the surface of the detector is calculated and evaluated.
Із заявки СЕ 40 41 723 А1 відомий пристрій для визначення положення вимірювальної точки щодо початкової точки для здійснення управління або контролю свердлення отвору, що виявляє декілька вимірювальних позицій, розташованих в отворі або на головці бура і що мають відповідно по одній камері з маркуванням, причому кожна камера знімає маркування камери, розташованої поряд з нею, або вимірювальну позицію.From the application CE 40 41 723 A1, a device is known for determining the position of the measuring point relative to the starting point for controlling or controlling the drilling of a hole, which detects several measuring positions located in the hole or on the drill head and having, respectively, one camera with marking, and each the camera captures the marking of the camera located next to it or the measuring position.
Із заявки УМО 2010/042039 А1 відомий пристрій для вимірювання центрування валів, в якому кожен з двох вимірювальних модулів оснащений встановленою на корпусі камерою, причому на зверненій до іншого модуля стороні корпусу розташований оптичний зразок, що знімається камерою, що знаходиться навпроти. На стороні корпусу, що містить зразок, є при цьому отвір, через який відображається зразок, розташований навпроти. При альтернативному виконанні один з двох модулів оснащений лише камерою, але не містить зразка, тоді як інший модуль не має камери, проте містить об'ємний зразок.From the application UMO 2010/042039 A1, a device for measuring the centering of shafts is known, in which each of the two measuring modules is equipped with a camera mounted on the housing, and on the side of the housing facing the other module, an optical sample is located, which is captured by the camera located opposite. On the side of the housing containing the sample, there is an opening through which the sample is displayed, located opposite. In an alternative embodiment, one of the two modules is equipped with only a camera, but does not contain a sample, while the other module does not have a camera, but contains a bulk sample.
У заявці ЕР 1 211 480 А2 описаний пристрій для вимірювання центрування валів, в якому перший вимірювальний модуль оснащений джерелом світла, що направляє світловий промінь на другий вимірювальний модуль, що містить матову пластинку; віддалена від першого вимірювального модуля сторона матової пластинки проектується за допомогою відповідної оптики па детектор зображення, що також є частиною другого вимірювального модуля.Application EP 1 211 480 A2 describes a device for measuring the centering of shafts, in which the first measuring module is equipped with a light source that directs a light beam to the second measuring module containing a matte plate; the side of the matte plate remote from the first measuring module is projected using appropriate optics onto the image detector, which is also part of the second measuring module.
У заявках ЮЕ 101 43 812А1 їі ОБ 101 17 390 Аї1 описаний пристрій для вимірювання центрування валів, у якому перший вимірювальний модуль містить світлове джерело для формування світлового променя, що розходиться, а розташований напроти другий вимірювальний модуль містить оптичну систему часткового віддзеркалення із зворотною матовою пластинкою і камеру, яка за допомогою первинної світлової плями від променя, витікаючого безпосередньо від світлового джерела і за допомогою вторинної світлової плями від променя, відбитого від оптичної системи часткового віддзеркалення, що відображає, і від рефлектора, розташованого на лицьовій стороні першого вимірювального модуля, знімає віддалену від першого вимірювального модуля сторону матової пластинки.Applications ЮЕ 101 43 812А1 и ОБ 101 17 390 Аи1 describe a device for measuring the centering of shafts, in which the first measuring module contains a light source for forming a diverging light beam, and the second measuring module located opposite contains an optical system of partial reflection with a reverse matte plate and a camera that, using a primary light spot from a beam emanating directly from a light source and a secondary light spot from a beam reflected from a reflecting partial reflection optical system and from a reflector located on the front side of the first measuring module, captures a remote from the first measuring module side of the matte plate.
Фірма Венте Камсорік ГМБХ, розташована за адресою: 38108, Брауншвейг, пропонує лазерний приймач випромінювання для механічних вимірювань під маркою І азегТгас.Wente Kamsorik GMBH, located at 38108, Braunschweig, offers a laser radiation receiver for mechanical measurements under the brand I azegTgas.
Задачею даного винаходу є створення пристрою для визначення положення двох механічних елементів щодо один одного, наприклад пристрою для вимірювання центрування валів, яке буде найбільш простим у виконанні, прийнятному за ціною і може бути пристосовано до інтересів замовника. Надалі планується розробка відповідного способу.The task of this invention is to create a device for determining the position of two mechanical elements relative to each other, for example, a device for measuring the centering of shafts, which will be the simplest in execution, acceptable in price and can be adapted to the interests of the customer. In the future, it is planned to develop a suitable method.
У відповідності з даним винаходом ця задача вирішена завдяки пристрою згідно з пунктом формули винаходу 8 і способу згідно з пунктами формули винаходу 23 і 26.In accordance with the present invention, this problem is solved thanks to the device according to claim 8 and the method according to claims 23 and 26.
Перевага даного рішення відповідно до винаходу полягає в тому, що замість оптичного детектора, на який падає відбитий світловий пучок, використовується камера і поверхня управління, що проектується на камеру, завдяки чому з'явилася можливість створення найбільш простої системи, пристосованої до потреб споживача. Гак, наприклад, як камера може використовуватися розроблений для кінцевого споживача масовий продукт, такий як фотокамера або смартфон, який можна придбати за прийнятну ціну і який з різних причин може бути вже є в наявності у користувача.The advantage of this solution according to the invention is that instead of an optical detector on which the reflected light beam falls, a camera and a control surface projected onto the camera are used, which made it possible to create the simplest system adapted to the needs of the consumer. For example, as a camera, a mass product designed for the end consumer, such as a camera or a smartphone, which can be purchased at a reasonable price and which for various reasons may already be available to the user, can be used.
Відповідно до форми виконання винаходу, камера може вільно переміщатися відносно обох вимірювальних модулів, так що їй можна користуватися вручну, щоб забезпечити відображення поверхні управління на камеру. Відповідно до альтернативної форми виконання, камера може бути виконана як частина вимірювального модуля, оснащеного засобами для формування світлового пучка, або розташовуватися на цьому вимірювальному модулі.According to an embodiment of the invention, the camera can be freely moved relative to both measuring modules, so that it can be used manually to ensure that the control surface is displayed on the camera. According to an alternative embodiment, the camera can be made as part of a measuring module equipped with means for forming a light beam, or located on this measuring module.
Винахід може зокрема застосовуватися для визначення центрування двох валів щодо один одного, для визначення прямолінійності або співвісного розташування отворів при свердленні, для визначення прямолінійності контурів або рівня розташування різних точок однієї поверхні.In particular, the invention can be used to determine the centering of two shafts relative to each other, to determine the straightness or coaxial arrangement of holes during drilling, to determine the straightness of contours or the level of the location of different points of the same surface.
Переваги розробки очевидні із залежних пунктів формули винаходу.The advantages of the development are obvious from the dependent claims.
Далі приклади винаходу пояснюються за допомогою креслень, що додаються:Further, examples of the invention are explained with the help of the attached drawings:
Фіг. 1 - вигляд збоку, в дещо аксонометричній проекції першого прикладу пристрою для визначення положення елементів відповідно до винаходу;Fig. 1 - a side view, in a slightly axonometric projection of the first example of the device for determining the position of elements according to the invention;
Фіг. 2 - фронтальний вигляд поверхні управління пристрою, зображеного на фіг. 1;Fig. 2 - frontal view of the control surface of the device shown in fig. 1;
Фіг. З - вимірювальний модуль пристрою, оснащений поверхнею управління у момент практичного використання, вигляд в аксонометричній проекції;Fig. C - measuring module of the device, equipped with a control surface at the time of practical use, view in an axonometric projection;
Фіг. 4 - схемне зображення можливого процесу коректування аксонометричного спотворення проекції поверхні управління на камеру за допомогою закону випромінювання;Fig. 4 - a schematic representation of the possible process of correcting the axonometric distortion of the projection of the control surface onto the camera using the law of radiation;
Фіг. 5 - зображений в подовжньому розрізі статор турбіни; вимірюваний за допомогою пристрою згідно з винаходом;Fig. 5 - turbine stator shown in longitudinal section; measured using the device according to the invention;
Фіг. б - вимірювальний модуль, що встановлюється на внутрішню стінку пристрою, зображеного на фіг. 5;Fig. b - measuring module installed on the inner wall of the device shown in fig. 5;
Фіг. 7 - приклад використання вимірювального пристрою відповідно до винаходу при вимірюванні рівня;Fig. 7 - an example of using a measuring device according to the invention when measuring the level;
Фіг. 8 - приклади зображень, знятих за допомогою пристрою, зображеного на Фіг. 7; іFig. 8 - examples of images taken using the device shown in FIG. 7; and
Фіг. 9 - приклад поверхні управління, оснащеної ОВ-кодом;Fig. 9 - an example of a control surface equipped with an OV-code;
На Фіг. 1-3 зображений перший приклад пристрою відповідно до винаходу для визначення центрування першого вала 10 (не показаною) машин і другого вала 12 (не показаною) машин, щодо один одного. Пристрій включає перший вимірювальний модуль 14, що містить елемент 16, закріплюваний на периферійній поверхні першого вала 10, і другий вимірювальний модуль 18, що містить елемент 20, закріплюваний на периферійній поверхні другого вала 12.In Fig. 1-3 shows a first example of a device according to the invention for determining the alignment of the first shaft 10 (not shown) of the machines and the second shaft 12 (not shown) of the machines relative to each other. The device includes a first measuring module 14 containing an element 16 fixed on the peripheral surface of the first shaft 10 and a second measuring module 18 containing an element 20 fixed on the peripheral surface of the second shaft 12.
Обидва вали 10 і 12 розташовуються один за одним, по можливості співвісно базисній осі 26, причому пристрій, що містить вимірювальні модулі 14 і 18, служить для визначення кутового і або паралельного зсуву щодо базисної осі 26 або щодо один одного. Пристрій, як правило, оснащений засобами для відображення результатів кутового або паралельного зсуву (на кресленнях не зображено).Both shafts 10 and 12 are located one behind the other, if possible coaxially with the base axis 26, and the device containing the measuring modules 14 and 18 serves to determine the angular and or parallel shift relative to the base axis 26 or relative to each other. The device, as a rule, is equipped with means for displaying the results of angular or parallel displacement (not shown in the drawings).
Перший вимірювальний модуль 16 містить світлове джерело для формування світлового променя або світлового пучка 28 і коліматор для формування колімованого світлового пучка 28.The first measuring module 16 contains a light source for forming a light beam or light beam 28 and a collimator for forming a collimated light beam 28.
Другий вимірювальний модуль 18 містить поверхню управління 34 і камеру 36 для записування зображень поверхні управління.The second measuring module 18 contains a control surface 34 and a camera 36 for recording images of the control surface.
Камера 36 містить оптику 35 для відображення поверхні управління 34 на датчик камери (не представлено). Камера 36 може бути, наприклад, розташована збоку під нахилом до поверхні управління 34, щоб не перешкоджати падінню світлового променя, що посилається з вимірювального модуля 18 принаймні в центральній частині поверхні управління 34.The camera 36 includes optics 35 for displaying the control surface 34 on the camera sensor (not shown). The camera 36 can be, for example, located laterally at an angle to the control surface 34 so as not to interfere with the fall of the light beam sent from the measuring module 18 at least in the central part of the control surface 34.
Поверхня управління 34 звернена до першого вимірювального модуля 14, якщо обидва вимірювальні модулі 14 і 18 знаходяться в одному вимірювальному положенні.The control surface 34 faces the first measuring module 14, if both measuring modules 14 and 18 are in the same measuring position.
У прикладі на Фіг.1 і 2 точка падіння (тобто світлова пляма) світлового пучка 28 на поверхню управління 34, позначена як РУ.In the example in Figures 1 and 2, the point of incidence (that is, the light spot) of the light beam 28 on the control surface 34 is designated as RU.
Перший вимірювальний модуль 14 містить корпус 32, який оснащений джерелом світла 24 і відповідною електронікою. Одна з переваг полягає в тому, що джерело світла 24 з таким, що поперемінно включається, що дозволяє утримувати схильність коливанням на низькому рівні.The first measuring module 14 contains a housing 32, which is equipped with a light source 24 and appropriate electronics. One of the advantages is that the light source 24 is such that it is switched on, which allows you to keep the tendency to fluctuate at a low level.
Зо До того ж, корпус 32 оснащений джерелом струму (батарея або акумулятор) для джерела світла 2,4 і містить систему управління режимом електроживлення. В цілому корпус 32 не повинен по товщині істотно перевищувати кронштейни, передбачені для кріплення на додатковому елементі 16 (не показано на Фіг. 1).In addition, the housing 32 is equipped with a current source (battery or accumulator) for the light source 2.4 and contains a power supply mode control system. In general, the body 32 should not significantly exceed the thickness of the brackets provided for mounting on the additional element 16 (not shown in Fig. 1).
За поверхнею управління 34 (якщо дивитися від першого вимірювального модуля 14) на другому вимірювальному модулі 18 розташований корпус 27, який може включати інклінометрBehind the control surface 34 (as viewed from the first measuring module 14) on the second measuring module 18 is a housing 27, which may include an inclinometer
З1, що дозволяє визначити кут нахилу другого вимірювального модуля 18 і, відповідно, положення кута повороту вала 10, оснащеного другим вимірювальним модулем 18. Такий інклінометр 31 може, наприклад, бути виконаний у формі МЕМ5-інклінометра.C1, which allows you to determine the angle of inclination of the second measuring module 18 and, accordingly, the position of the rotation angle of the shaft 10 equipped with the second measuring module 18. Such an inclinometer 31 can, for example, be made in the form of a MEM5 inclinometer.
Одна з переваг полягає в можливості направити світловий пучок 28 без проміжного включения елемента, що відображає, безпосередньо на поверхню управління 34 другого вимірювального модуля 18, тобто між світловим джерелом 24 і поверхнею управління не встановлюються ніякі елементи, що відображають.One of the advantages is the ability to direct the light beam 28 without the intermediate inclusion of a reflecting element directly to the control surface 34 of the second measuring module 18, that is, no reflecting elements are installed between the light source 24 and the control surface.
Згідно з Фіг. 2 поверхня управління 34 містить оптичні марки 50, які наприклад можуть бути виконані у формі хрестиків, що полегшує оцінку записаних камерою 36 зображень поверхні управління 34, для того, щоб оптичні марки 50 були видні і в темноті, може бути використане додаткове джерело світла, наприклад діод 23 на камері 36. Як альтернатива, може бути передбачене чадне підсвічування 25 поверхонь управління 34. При цьому на матову поверхню (зі скла або пластику) можна наклеїти металеву плівку з вирізами, причому в цьому випадку через корпус 32 додатково надходитиме розсіяний білий світ.According to Fig. 2, the control surface 34 contains optical marks 50, which, for example, can be made in the form of crosses, which facilitates the evaluation of the images of the control surface 34 recorded by the camera 36, in order for the optical marks 50 to be visible even in the dark, an additional light source can be used, for example diode 23 on the camera 36. As an alternative, a powerful illumination 25 of the control surfaces 34 can be provided. At the same time, a metal film with cutouts can be pasted on the matte surface (made of glass or plastic), and in this case, diffused white light will additionally enter through the housing 32.
Одна з переваг полягає в достатньо рівному виконанні поверхні управління 34. Згідно зOne of the advantages lies in the sufficiently even execution of the control surface 34. According to
Фіг. 1 ії З камера 36 може бути зміщена убік або розташовуватися в перекинутому положенні щодо поверхні управління 34. При цьому камера 36 може вмонтовуватися внизу на додатковому елементі 16 (який може, наприклад, бути пристроєм натягнення ланцюга). При цьому камера 36 направлена так, щоб забезпечити по можливості повне відображення поверхні управління 34 на датчику камери і не допустити при цьому затінювання світлового пучка 28. При цьому додатково може бути передбачено екрануючий пристрій для розсіяного світла (зображення відсутнє), який можна також використовувати для механічної стабілізації камери 36 і поверхні управління 34.Fig. 1 ii Z camera 36 can be shifted to the side or located in an overturned position relative to the control surface 34. In this case, the camera 36 can be mounted below on an additional element 16 (which can, for example, be a chain tensioning device). At the same time, the camera 36 is directed in such a way as to ensure, as far as possible, a complete display of the control surface 34 on the camera sensor and at the same time to prevent shading of the light beam 28. In addition, a shielding device for scattered light (image absent) can also be provided, which can also be used for mechanical stabilization of the camera 36 and the control surface 34.
Камера 36 може бути виконана, наприклад, у вигляді компактної камери, смартфона або бо камери мобільного телефона. Одна з переваг полягає в тому, що оптика 35 є об'єктивом з постійною або змінною фокусною відстанню. Перевагою також є, що роздільна здатність датчика камери складає мінімум 8 мегапікеслів. Камера працює переважно в макродіапазоні.The camera 36 can be made, for example, in the form of a compact camera, a smartphone or a cell phone camera. One of the advantages is that the optics 35 is a lens with a constant or variable focal length. Another advantage is that the resolution of the camera sensor is at least 8 megapixels. The camera works mainly in the macro range.
Якщо камера виконана у вигляді смартфона, то дисплей смартфона може використовуватися як графічний інтерфейс користувача; у інших випадках для навігації може використовуватися додатковий прилад подібного роду, такий як смартфон або планшет. При цьому може також застосовуватися голосове управління з використанням навушників або очікувані в 2013 році окуляри Соодіє Сіавзв5.If the camera is made in the form of a smartphone, then the smartphone display can be used as a graphical user interface; in other cases, an additional device of this kind, such as a smartphone or tablet, may be used for navigation. At the same time, voice control using headphones or Soodie Siavzv5 glasses, expected in 2013, can also be used.
Оцінка отриманих за допомогою камери зображень може здійснюватися таким чином: метою оцінки є визначення координат центру точки падіння РМ світлового пучка 28. При цьому спочатку проводиться корекція записаного зображення, тобто виправлення перспективного спотворення, викликаного бічним закиненим положенням камери 36 і спотворень оптичної системи. Це може, наприклад, здійснюватися за допомогою оптичних марок 50, зовнішні координати яких точно відомі. Точка падіння світлового пучка 28 може бути виділена на основу кольору заднього фону, що приводить до скорочення точки за допомогою знаходження центру інерції. Оскільки зовнішні координати оптичних марок точно відомі, можна провести перерахунок в координати пікселя, завдяки чому можна визначити центр точок падіння світлового пучка М/М і РМ в зовнішніх координатах.The evaluation of the images obtained with the help of the camera can be carried out as follows: the purpose of the evaluation is to determine the coordinates of the center of the PM incident point of the light beam 28. At the same time, the recorded image is first corrected, that is, the perspective distortion caused by the sideways position of the camera 36 and distortions of the optical system is performed. This can, for example, be carried out with the help of optical markers 50, the external coordinates of which are precisely known. The point of incidence of the light beam 28 can be selected based on the color of the background, which leads to the reduction of the point by finding the center of inertia. Since the external coordinates of the optical marks are precisely known, it is possible to convert them into pixel coordinates, thanks to which it is possible to determine the center of the incident points of the light beam M/M and PM in external coordinates.
Ще однією можливістю є застосування закону випромінювання для обчислення координат точок падіння, як це схематично зображено на Фіг. 4 стосовно точки падіння РМ. При цьому користуються горизонтальною і вертикальною точками сходу в перспективі, позначеними УРН іAnother possibility is the application of the law of radiation to calculate the coordinates of the points of incidence, as schematically depicted in Fig. 4 regarding the drop point of the RM. At the same time, they use the horizontal and vertical points of sunrise in perspective, marked URN and
МРУ, відповідно.MRU, respectively.
Можна обчислити середній діаметр точки падіння світлового пучка РМ їі використовувати його для оцінки відстані між світловим джерелом 24 і поверхнею управління 34, тобто між першим вимірювальним модулем 14 і другим вимірювальним модулем 18.It is possible to calculate the average diameter of the incident point of the PM light beam and use it to estimate the distance between the light source 24 and the control surface 34, that is, between the first measuring module 14 and the second measuring module 18.
Якщо другий вимірювальний модуль 18, оснащений дисплеєм 33, виявляє кут нахилу, вимірюваний інклінометром 31, то камера 36 має переважно функцію оптичного прочитуванняIf the second measuring module 18, equipped with a display 33, detects the angle of inclination measured by the inclinometer 31, then the camera 36 has mainly an optical reading function
ОСА, що дозволяє визначати величину цього кута. Як альтернатива можлива передача величини кута безпосередньо на камеру 36, що може здійснюватися, наприклад, за допомогою каналу Вінеїооїй.OSA, which allows you to determine the value of this angle. As an alternative, it is possible to transmit the angle value directly to the camera 36, which can be carried out, for example, using the Vineoo channel.
Зо Якщо камерою 36 є смартфон, то, як правило, вбудований в нього інклінометр 29 може використовуватися для визначення кута нахилу. Оцінка зображень може здійснюватися в блоці обробки результатів, схематично представленому в пункті 22, який може бути частиною камери, особливо, якщо мова йде про смартфон, який вже за визначенням має високу обчислювальну потужність.If the camera 36 is a smartphone, then, as a rule, the inclinometer 29 built into it can be used to determine the angle of inclination. The evaluation of the images can be carried out in the result processing unit schematically represented in point 22, which can be part of the camera, especially if it is a smartphone, which by definition already has a high computing power.
Перед початком вимірювання проводиться юстирування вимірювальних модулів 14 і 18 щодо один одного, що забезпечує падіння світлового пучка 28 приблизно на середину поверхні управління 34. Для цієї мети перший вимірювальний модуль 14 може бути оснащений пристроєм регулювання по висоті (не представлено) для регулювання положення першого вимірювального модуля 14 в поперечному напрямі щодо вала 10, а також пристроєм регулювання кута, використовуваним для перекидання першого вимірювального модуля 14 щодо поперечного напряму вала 10 і для переміщення першого вимірювального модуля 14 в поперечному напрямі. Після проведеного юстирування обох вимірювальних модулів 14 і 18 щодо один одного на підставі позиції падіння світлового пучка 28 можна зробити висновок про розузгодження обох валів 10 і 12 щодо один одного, якщо обидва вали 10 і 12 з розташованими на них вимірювальними модулями 14 і 18 обертаються навколо осі 26, причому переміщення відповідної точки падіння простежується і оцінюється залежно від куга повороту (який у свою чергу визначається за допомогою функції інклінометра) в принципі відомим способом. Це дозволяє зробити висновки про вертикальний зсув, горизонтальний зсув і кутовий зсув валів 10 і 12 (такий метод описаний наприклад в заявках ЕР 1 211 480 Л2 і М/О 98/33039).Before starting the measurement, the measuring modules 14 and 18 are adjusted relative to each other, which ensures that the light beam 28 falls approximately on the middle of the control surface 34. For this purpose, the first measuring module 14 can be equipped with a height adjustment device (not shown) to adjust the position of the first measuring module 14 in the transverse direction relative to the shaft 10, as well as an angle adjustment device used to tilt the first measuring module 14 relative to the transverse direction of the shaft 10 and to move the first measuring module 14 in the transverse direction. After the adjustment of both measuring modules 14 and 18 relative to each other based on the incident position of the light beam 28, it is possible to conclude that both shafts 10 and 12 are misaligned relative to each other, if both shafts 10 and 12 with the measuring modules 14 and 18 located on them rotate around axis 26, and the movement of the corresponding drop point is traced and evaluated depending on the angle of rotation (which in turn is determined using the inclinometer function) in principle in a known way. This allows us to draw conclusions about the vertical shift, horizontal shift and angular shift of shafts 10 and 12 (such a method is described, for example, in applications EP 1 211 480 L2 and M/O 98/33039).
Зазвичай під час вимірювання центрування і під час юстирування валів камера повинна з достатньо високою інтенсивністю здійснювати запис і оцінку зображень поверхні управління 34, причому в секунду може створюватися і оброблятися близько п'яти зображень. Якщо як камера виступає смартфон, то створення і оцінка зображень може здійснюватися у формі відповідних застосувань.Usually, during the measurement of the centering and during the alignment of the shafts, the camera should record and evaluate the images of the control surface 34 with a sufficiently high intensity, and about five images can be created and processed per second. If a smartphone acts as a camera, then the creation and evaluation of images can be carried out in the form of appropriate applications.
Як альтернатива безперервного запису зображень може бути вибраний такий режим запису, при якому процес створення зображень протікає залежно від актуального кута нахилу, наприклад завжди при зміні значення кута на певну величину, наприклад на 17.As an alternative to continuous recording of images, such a recording mode can be selected, in which the process of creating images proceeds depending on the current angle of inclination, for example, always when the value of the angle is changed by a certain value, for example, by 17.
Пристрій для центрування може як опція містити навушники Війегюоїй, які оператор може носити при юстируванні валів і які використовуються для безпровідного прийому актуальних 60 значень зсуву, що виявляються блоком обробки результатів 22 камери 36, представленою смартфоном, таким чипом, забезпечується акустична передача відповідних даних операторові, зайнятому юстируванням валів. Це є перевагою, оскільки під час юстирування операторові важко читати показання на дисплеї смартфона 36. При цьому навушники можуть також використовуватися для здійснення голосового управління по каналу Віпеюоїй смартфона 36.The centering device can optionally include Vieghuoi headphones, which the operator can wear when adjusting the shafts and which are used to wirelessly receive the current 60 displacement values detected by the processing unit 22 of the camera 36, presented by the smartphone, such a chip provides the acoustic transmission of the relevant data to the operator, busy adjusting the shafts. This is an advantage, because during the adjustment, it is difficult for the operator to read the readings on the display of the smartphone 36. At the same time, the headphones can also be used for voice control via the Vipeyu channel of the smartphone 36.
Як альтернатива оператор може використовувати другий смартфон або планшет для забезпечення зручнішого способу прочитання інформації з дисплея, виступаючого в ролі камери смартфона 36, за допомогою каналу Вішеїооїй (наприклад, за допомогою видаленого адміністрування з мовним введенням команд ММС), причому за допомогою сенсорної навігації смартфоном 36 можна також управляти з другого смартфона або планшета, див. також заявкуAs an alternative, the operator can use a second smartphone or tablet to provide a more convenient way to read information from the display, which acts as a camera of the smartphone 36, using the Visiooi channel (for example, using remote administration with voice input of MMS commands), and using touch navigation of the smartphone 36 can also be controlled from a second smartphone or tablet, see also an application
МО 97/36146.MO 97/36146.
Як правило, поверхня, що відображається, має розміри 40 ммх40 мм; в цьому випадку один піксель, відповідає приблизно 20 ут, якщо дозвіл камери складає 8 мегапікселів (що відповідає вертикальній розділовій здатності близько 2500 пікселів). При використанні компактної камери, наприклад в 16 мегапікселів, може бути досягнута розділова здатність приблизно в 7 нт.As a rule, the displayed surface has dimensions of 40 mmx40 mm; in this case, one pixel corresponds to approximately 20 ut, if the resolution of the camera is 8 megapixels (which corresponds to a vertical resolution of about 2500 pixels). When using a compact camera, such as 16 megapixels, a resolution of about 7 nt can be achieved.
В принципі можна також використовувати камеру із спеціальною оптикою, у випадку із смартфоном може застосовуватися передвключена лупа. Дані вимірювань поверхні управління 34, що підлягають відображенню, можуть бути скорочені до розмірів 20х20 або 30х30 мм.In principle, you can also use a camera with special optics, in the case of a smartphone, a pre-activated magnifier can be used. The measurement data of the control surface 34 to be displayed can be reduced to the size of 20x20 or 30x30 mm.
При цьому цілююм можлива безпровідна передача зображень камери (наприклад, за допомогою М/І-РІ) наприклад, на якусь мобільну платформу. Для цього можна використовувати спеціальну 50-карту.At the same time, it is possible to wirelessly transfer camera images (for example, using M/I-RI) to, for example, some mobile platform. You can use a special 50-card for this.
Відповідно до зміни форми виконання, зображеної на Фіг. 1-3, камера 3б може бути виконана у вигляді "вільної камери", рухомої відносно обох вимірювальних модулів 14 і 18, оператор для здійснення запису зображень поверхні управління 34 може тримати її в руках або поставити на штатив. При цьому камера або працює в макродіапазоні. або розташовується на відповідній відстані від поверхні управління 34 для проведення запису, або, там де це неможливо, а також у разі інших побажань, камера може використовуватися з телеоб'єктивом, що дозволяє записувати зображення з відстані більш одного метра.According to the change in the form of execution shown in Fig. 1-3, the camera 3b can be made in the form of a "free camera", movable relative to both measuring modules 14 and 18, the operator for recording images of the control surface 34 can hold it in his hands or put it on a tripod. At the same time, the camera either works in the macro range. or located at a suitable distance from the control surface 34 for recording, or, where this is not possible, and also in the case of other wishes, the camera can be used with a telephoto lens, which allows recording images from a distance of more than one meter.
В принципі камеру можна також використовувати в тих випадках, коли вона для запису зображень вмонтовувана на першому вимірювальному модулі 14 і пов'язана з ним таким чином,In principle, the camera can also be used in cases where it is mounted on the first measuring module 14 for recording images and is connected to it in such a way that
Зо що після проведення вимірювання центрування або юстирування можливий її демонтаж і використання для інших цілей. Перевагою це є особливо в тих випадках, коли в ролі камери виступає смартфон.Therefore, after measuring the centering or adjustment, it is possible to dismantle it and use it for other purposes. This is an advantage especially in cases where a smartphone acts as a camera.
В принципі використання смартфона як камери має ряд переваг. Такого роду прилади дуже легко адаптувати до нових умов експлуатації, і вони мають високу продуктивність, що стосується програмування і створення графічного інтерфейсу користувача; зокрема є функції розпізнавання жестів, включення клавіатури і локалізації.In principle, using a smartphone as a camera has a number of advantages. Such devices are very easy to adapt to new operating conditions, and they have high performance in terms of programming and creating a graphical user interface; in particular, there are functions of gesture recognition, keyboard activation and localization.
Надалі оператор, зайнятий вимірюванням центрування, може використовувати прилад, правила експлуатації якого йому і без того вже знайомі. До того ж, смартфони мають велику кількість портів, наприклад в області банка даних по технічному обслуговуванню; зокрема важливу роль грають безпровідні порти, які можуть використовуватися для підключення інших мобільних операційних платформ, навушників (з відлунням і шумозаглушенням). окулярівIn the future, the operator engaged in centering measurement can use the device, the rules of operation of which are already familiar to him. In addition, smartphones have a large number of ports, for example, in the area of the data bank for maintenance; in particular, wireless ports play an important role, which can be used to connect other mobile operating platforms, headphones (with echo and noise cancellation). glasses
Сюоодіє СПІав5, вібропоясу і т.п. У решті смартфон може використовуватися в своїй звичайній функції, якщо в даний момент за його допомогою не проводиться вимірювання центрування.Uses SPIav5, vibrobelt, etc. In the rest, the smartphone can be used in its usual function, if at the moment it is not used to measure the centering.
Вимірювальні модулі 10 ї 12 можуть використовуватися не тільки для центрування валів, але і для інших способів визначення положення об'єктів.Measuring modules 10 and 12 can be used not only for centering shafts, but also for other methods of determining the position of objects.
На Фіг. 5 і б показаний приклад того, як перший вимірювальний модуль, 114 і другий вимірювальний модуль 118 для вимірювання вирівнювання частин статора турбіни 152, а саме кілець направляючого апарата щодо підшипників ротора турбіни 156, юстируються так, щоб центральні осі вигину циліндрових стінок 158 середніх отворів 160 кілець направляючого апарата 154 і центральні осі вигину циліндрової опорної поверхні підшипника 162 підшипників ротора турбіни 156 розташовувалися один за одним в одну лінію. Для цього перший вимірювальний модуль 114 розташований на показаному на Фіг. 5 справа підшипнику ротора 156 таким чином, що сформований світловим джерелом 124 світловий пучок 128 посилається приблизно паралельно остаточній осі обертання ротора 164, яку ще належить точно встановити, і проходить через вимірювальний простір, що утворюється стінками отворів 158 кілець направляючого апарата 154.In Fig. 5 and b shows an example of how the first measuring module, 114 and the second measuring module 118 for measuring the alignment of the stator parts of the turbine 152, namely the rings of the guide apparatus with respect to the bearings of the turbine rotor 156, are aligned so that the central axes of curvature of the cylinder walls 158 of the middle holes 160 the ring of the guide apparatus 154 and the central axes of bending of the cylindrical support surface of the bearing 162 of the turbine rotor bearings 156 were arranged one after the other in one line. For this, the first measuring module 114 is located on the shown in Fig. 5 to the right of the rotor bearing 156 in such a way that the light beam 128 formed by the light source 124 is sent approximately parallel to the final axis of rotation of the rotor 164, which has yet to be precisely set, and passes through the measuring space formed by the walls of the holes 158 of the rings of the guide apparatus 154.
Другий вимірювальний модуль 118 за допомогою деталі розпору 120 пов'язаний з опорою 121, яка розташована на внутрішній стінці 138 середнього отвору 160 одного з кілець направляючого апарата 154 таким чином, що світловий промінь 128 надає на поверхню бо управління 134 другого вимірювального модуля 118. Другий вимірювальний модуль може бути виконаний подібно до того, як другий вимірювальний модуль 118 на фіг. 1-3 з розташованою збоку камерою, що дозволить записувати зображення поверхні управління 134 з метою визначення положення точки падіння РМ світлового променя 128. Передбачена стійка і рухома опора 121, що спирається на стінку 158, причому другий вимірювальний модуль 118 може переміщатися по колу, що дозволяє записувати зображення поверхні управління 134 при різних кутах повороту другого вимірювального модуля 118. Для цих цілей опора 121 виконана таким чином, що її можна встановлювати в тій або іншій вимірювальній позиції щодо стінки 158, наприклад, за рахунок її виконання у вигляді магнітного кріплення. В основному другий вимірювальний модуль 118 оснащений інклінометром 131 для визначення кута повороту.The second measuring module 118 is connected by means of a spacer part 120 to the support 121, which is located on the inner wall 138 of the middle opening 160 of one of the rings of the guiding apparatus 154 in such a way that the light beam 128 provides the control surface 134 of the second measuring module 118. The second the measuring module can be made similarly to the second measuring module 118 in FIG. 1-3 with a camera located on the side, which will allow recording the image of the control surface 134 in order to determine the position of the point of incidence PM of the light beam 128. A fixed and movable support 121 is provided, resting on the wall 158, and the second measuring module 118 can move in a circle, which allows recording the image of the control surface 134 at different angles of rotation of the second measuring module 118. For these purposes, the support 121 is designed in such a way that it can be installed in one or another measuring position relative to the wall 158, for example, due to its implementation in the form of a magnetic mount. Basically, the second measuring module 118 is equipped with an inclinometer 131 for determining the angle of rotation.
Шляхом визначення точки падіння світлового пучка 128 для як мінімум трьох різних кутів повороту можна визначити вирівнювання внутрішньої стінки 158 щодо світлового променя 128 і щодо початкової осі підшипників ротора 156; такий метод описаний, наприклад, в заявці ЕР 0 543 971 В1.By determining the point of incidence of the light beam 128 for at least three different angles of rotation, it is possible to determine the alignment of the inner wall 158 with respect to the light beam 128 and with respect to the initial axis of the rotor bearings 156; such a method is described, for example, in the application EP 0 543 971 B1.
На Фіг. 7 показано альтернативне застосування пристрою для визначення положення об'єкту, у якого перший вимірювальний модуль 214 і другий вимірювальний модуль 218 використовуються для вимірювання рівня вимірювальних точок на поверхні, що підлягає вимірюванню. Перший вимірювальний модуль 214 виконаний таким чином, що може формувати обертальний навколо вертикальної осі в горизонтальній площині світловий промінь 228, який, як правило, рухається по своїй траєкторії з постійною кутовою швидкістю і періодично перекриває поверхню управління другого вимірювального модуля 218, головним чином в горизонтальному напрямі. Тут другий вимірювальний модуль 218 також може бути оснащений розташованою збоку камерою 36, подібно до того, як і вимірювальний модуль 18 на Фіг. 1-3 або вимірювальний модуль 118 на Фіг. 5.In Fig. 7 shows an alternative application of the device for determining the position of the object, in which the first measuring module 214 and the second measuring module 218 are used to measure the level of measuring points on the surface to be measured. The first measuring module 214 is designed in such a way that it can form a light beam 228 rotating around a vertical axis in the horizontal plane, which, as a rule, moves along its trajectory with a constant angular velocity and periodically overlaps the control surface of the second measuring module 218, mainly in the horizontal direction . Here, the second measurement module 218 may also be equipped with a side camera 36, similar to the measurement module 18 in FIG. 1-3 or the measuring module 118 in Fig. 5.
Для такого вимірювання записується як мінімум одне зображення поверхні, управління 234, яке оцінюється з урахуванням точки падіння світлового променя 228, що дозволяє визначати різницю рівня відносно до попередніх вимірювальних позицій, при яких другий вимірювальний модуль 218 або опора 220 вимірювального модуля 218 позиціонувалися у іншому місці вимірюваної поверхні (на Фіг. 7 перша вимірювальна позиція позначена буквою А, а друга вимірювальна позиція позначена буквою В).For such a measurement, at least one image of the surface is recorded, control 234, which is evaluated taking into account the point of incidence of the light beam 228, which allows determining the level difference relative to the previous measurement positions, in which the second measurement module 218 or the support 220 of the measurement module 218 was positioned in another place measuring surface (in Fig. 7, the first measuring position is marked with the letter A, and the second measuring position is marked with the letter B).
Зо На Фіг. 8 схематично показано, як точка падіння світлового променя 228 перекриває поверхню управління 234 в горизонтальному напрямі. При цьому у момент часу ПИ, відповідний куту повороту 21 відбувається падіння світлового променя 228 в точці А 1 на лівому краю поверхні управління 234, потім ця точка переміщається смугою 235 в горизонтальному напрямі по поверхні управління 234, а у момент часу Ї2, відповідний куту повороту б2, покидає поверхню управління 234 в точці А2. Якщо швидкість обертання м/ світлового променя 228 зберігається постійною, то виходить хороша кореляція між часом і кутом повороту.From Fig. 8 schematically shows how the point of incidence of the light beam 228 overlaps the control surface 234 in the horizontal direction. At the same time, at the moment of time PI, corresponding to the angle of rotation 21, the light beam 228 falls at point A 1 on the left edge of the control surface 234, then this point moves along the strip 235 in the horizontal direction along the control surface 234, and at the moment of time Y2, corresponding to the angle of rotation b2, leaves the control surface 234 at point A2. If the speed of rotation m/ light beam 228 remains constant, then a good correlation between time and angle of rotation is obtained.
Якщо поверхня управління 234 записується за допомогою камери 236, можуть вийти різні варіанти зображень, які залежать від моменту запису і тривалості освітлення. Якщо період освітлення достатньо тривалий щодо швидкості обертання м/, то на зображенні буде головним чином видна горизонтальна межа, довжина якої, якщо вона не перекриває всього діапазону зображення, залежить від часу освітлення і швидкості обертання м. При коротших періодах освітлення виходить швидше точка, круг або горизонтальний еліпс.If the control surface 234 is recorded with the help of the camera 236, different variants of images may be obtained, which depend on the moment of recording and the duration of illumination. If the illumination period is long enough in relation to the rotation speed m/, then the image will mainly show a horizontal border, the length of which, if it does not cover the entire range of the image, depends on the illumination time and the rotation speed m. With shorter illumination periods, a point or a circle is more likely to appear or a horizontal ellipse.
Далі іде опис можливих режимів запису.The following is a description of the possible recording modes.
Згідно з першим варіантом камера 36 може працювати в (так званому) відеорежимі, причому камера через регулярні відрізки часу, тобто з певною кадровою частотою, записує зображення, причому оцінці піддаються лише ті зображення, у яких точка падіння світлового променя 228 лежить в заданому діапазоні поверхні управління 234 (цей діапазон позначений на Фіг. 8 цифрою 237). У прикладі на Фіг. 8 дана умова, виконана для точки падіння АЗ, проте не виконана для точки падіння А4. При цьому заданий діапазон лежить, як правило, в середині осіAccording to the first variant, the camera 36 can work in the (so-called) video mode, and the camera records images at regular time intervals, that is, with a certain frame rate, and only those images in which the point of incidence of the light beam 228 lies in a given range of the surface are evaluated control 234 (this range is indicated in Fig. 8 by the number 237). In the example in Fig. 8, this condition is fulfilled for the drop point AZ, but not fulfilled for the drop point A4. At the same time, the specified range lies, as a rule, in the middle of the axis
Х поверхні управління 234. У зображень, де точка падіння знаходиться в діапазоні 237, оцінці піддається координата У точки падіння, що дозволяє набути значення вертикального рівня вимірювальної позиції. Така оцінка координати М точки падіння може проводитися і в тих випадках, коли точка падіння на зображенні змащена в горизонтальному напрямі, причому тут можна додатково набути значення нівелювального кута поверхні управління 234, яка відповідає відхиленню "штриха" щодо горизонталі.X of the control surface 234. In the images where the drop point is in the range 237, the Y coordinate of the drop point is evaluated, which allows acquiring the value of the vertical level of the measuring position. This assessment of the M coordinate of the drop point can also be carried out in cases where the drop point on the image is smeared in the horizontal direction, and here you can additionally acquire the value of the leveling angle of the control surface 234, which corresponds to the deviation of the "stroke" relative to the horizontal.
При альтернативному режимі запису камера не знаходиться у відеорежимі, а має функцію трігера, дозволяючи камері 36 записувати зображення поверхні управління 234 лише в тих випадках, коли точка падіння світлового променя 228 лежить в заданому діапазоні, наприклад в діапазоні 237 поверхні управління 234. Таким чином, можна уникнути складнощів, пов'язаних з цілеспрямованим вибором певного зображення після здійснення запису, як це має місце при описаному першим режимі запису.In an alternative recording mode, the camera is not in video mode, but has a trigger function, allowing the camera 36 to record an image of the control surface 234 only in those cases when the point of incidence of the light beam 228 lies within a given range, for example in the range 237 of the control surface 234. Thus, it is possible to avoid the difficulties associated with the purposeful selection of a certain image after recording, as is the case with the described first mode of recording.
Крім того, камера Зб може з'єднуватися з першим вимірювальним модулем 214 за допомогою безпровідного каналу передачі даних (наприклад каналу Вішйеїосій), що забезпечує передачу даних про частоту обертання і вугілля повороту світлового променя 228 від першого вимірювального модуля 214 на камеру 36, причому камера за допомогою цього безпровідного каналу передачі даних може при необхідності управляти частотою обертання світлового променя 228. Подібний канал передачі даних, відповідно до першого прикладу, дозволяє камері записувати зображення з певною кадровою частотою (тобто в так званому відеорежимі), а частоту обертання за допомогою каналу передачі даних від камери можна налаштувати так, щоб два із записаних зображень (як правило, два записаних один за одним зображення) показували найбільш зміщені щодо один одного в горизонтальному напрямі точки падіння світлового променя 228 на поверхню управління 234 (ця умова виконана наприклад для зображень з точками падіння Аї і А2, представлених на Фіг. 8). При цьому визначається горизонтальна відстань між двома точками падіння, а на підставі кадрової частоти, частоти обертання і горизонтальної відстані обох точок падіння можна обчислити (поперечне) відстань між другим вимірювальним модулем 218 і першим вимірювальним модулем 214. При цьому, якщо точка падіння змазана, може бути обчислена лінія якнайкращої відповідності, а із за допомогою розрахунку центрування можна визначити горизонтальну відстань між точками падіння.In addition, the Zb camera can be connected to the first measuring module 214 by means of a wireless data transmission channel (for example, the Vishyeios channel), which provides the transmission of data on the frequency of rotation and angle of rotation of the light beam 228 from the first measuring module 214 to the camera 36, and the camera with the help of this wireless data transmission channel can, if necessary, control the rotation frequency of the light beam 228. Such a data transmission channel, according to the first example, allows the camera to record images with a certain frame rate (that is, in the so-called video mode), and the rotation frequency using the transmission channel data from the camera can be adjusted so that two of the recorded images (usually two images recorded one after the other) show the most horizontally displaced points of incidence of the light beam 228 on the control surface 234 (this condition is fulfilled, for example, for images with dots the fall of Ai and A2, represented by n and Fig. 8). At the same time, the horizontal distance between the two points of incidence is determined, and based on the frame rate, rotation frequency and horizontal distance of both points of incidence, it is possible to calculate the (transverse) distance between the second measuring module 218 and the first measuring module 214. At the same time, if the point of incidence is smeared, it can a line of best fit can be calculated, and the horizontal distance between the points of incidence can be determined using the centering calculation.
Якщо відстань між другим вимірювальним модулем 218 і першим вимірювальним модулем 214 істотно перевищує відстань між двома точками падіння, то горизонтальна відстань між точками падіння приблизно відповідає довжині дуги; кут повороту б може бути точно визначений на підставі заданої частоти обертання м/ світлового променя 228 і зворотної кадрової частоти камери Зб, що дозволить також обчислити радіус, тобто відстань між світловим джерелом 224 і поверхні, що управляє, 234. Оскільки кут повороту Є передасться з першого вимірювального модуля 214 на камеру 36, відносне кутове положення поверхні управління 234 є відомим, що дозволяє визначити як кутове положення вимірювальної позиції, так і її віддаленість від першого вимірювального модуля 214 разом з рівнем вимірювальноїIf the distance between the second measuring module 218 and the first measuring module 214 significantly exceeds the distance between the two points of incidence, then the horizontal distance between the points of incidence approximately corresponds to the length of the arc; the angle of rotation b can be accurately determined on the basis of the given rotation frequency m/ of the light beam 228 and the inverse frame rate of the camera Zb, which will also allow to calculate the radius, that is, the distance between the light source 224 and the control surface 234. Since the angle of rotation E will be transmitted from of the first measuring module 214 to the camera 36, the relative angular position of the control surface 234 is known, which allows determining both the angular position of the measuring position and its distance from the first measuring module 214 together with the level of the measuring
Зо позиції.From the position.
У ще одному альтернативному варіанті виконання можливий запис зображення із змащеною точкою падіння, що досягається за допомогою цілеспрямованого вибору часу освітлення і частоти обертання, причому обчислюється горизонтальна довжина змазування, а на підставі часу освітлення зображення і частоти обертання світлового променя 228 обчислюється відстань між другим вимірювальним модулем 218 і першим вимірювальним модулем 214.In yet another alternative embodiment, it is possible to record an image with a smeared point of incidence, which is achieved by purposeful selection of the illumination time and rotation frequency, and the horizontal length of the smearing is calculated, and based on the image illumination time and the rotation frequency of the light beam 228, the distance between the second measurement module is calculated 218 and the first measuring module 214.
При ще одній видозміні пристрою, показаній на Фіг. 1-3, пристрій, показаний на фіг. 1-3, викопано для визначення прямолінійності тіла. При цьому вимірювальні модулі 18 і 22 замість елементів 20, які слугують для закріплення на відповідній периферійній поверхні валів 10 і 14, містять елементи для площинного кріплення з геометричним замиканням на вимірюваній поверхні тіла.With another modification of the device shown in Fig. 1-3, the device shown in fig. 1-3, excavated to determine the straightness of the body. At the same time, the measuring modules 18 and 22 instead of the elements 20, which serve for fixing on the corresponding peripheral surface of the shafts 10 and 14, contain elements for plane fastening with geometric closure on the measured surface of the body.
Відхилення від прямоти вимірюваної поверхні тіла ведуть при цьому до зсуву або до провертання вимірювальних модулів 18 і 22 щодо один одного, що веде до відповідного зсуву точки падіння світлового променя 28 на поверхні управління 34, на підставі чого можна визначити відхилення від прямоти вимірюваної поверхні. Вимірювальні модулі можуть переміщатися по вимірюваній поверхні, що дозволяє зміряти всю її площу.Deviations from the straightness of the measured surface of the body lead to a shift or rotation of the measuring modules 18 and 22 relative to each other, which leads to a corresponding shift of the point of incidence of the light beam 28 on the control surface 34, on the basis of which the deviation from the straightness of the measured surface can be determined. The measuring modules can be moved along the measured surface, which allows you to measure its entire area.
Відповідно до форми виконання винаходу поверхня управління може бути оснащена декількома, як правило, розподіленими по поверхні управління залежно від поля зображення, двомірними оптичними кодами, наприклад кодами ОРЕ, нанесеними на поверхню управління і службовцями для кодування інформації/даних про поверхню управління або про вимірювальні модулі, оснащеними поверхнею управління. Мова тут може йти, наприклад, про серійний номер вимірювального модуля, габаритах поверхні управління по напрямах Х і М (наприклад, в мм), коефіцієнтах корекції, що мають відношення до точності або до погрішностей друкуючого пристрою, використовуваного для нанесення на поверхню управління (наприклад, подовження або стиснення по напрямах Х і М) до кількості код на поверхні управління, до положення відповідних кодів в полі зображення (помер рядка, помер колонки), а також до відстані тим часом або іншим кодом і початком координат поверхні управління (наприклад, в нт).According to the embodiment of the invention, the control surface can be equipped with several, as a rule, distributed over the control surface depending on the image field, two-dimensional optical codes, for example, ORE codes, applied to the control surface and employees for coding information/data about the control surface or about the measuring modules , equipped with a control surface. This can be, for example, the serial number of the measuring module, the dimensions of the control surface in the X and M directions (for example, in mm), correction factors related to the accuracy or errors of the printing device used to apply to the control surface (for example , elongation or compression in the X and M directions) to the number of codes on the control surface, to the position of the corresponding codes in the image field (row size, column size), as well as to the distance at that time or by another code and the origin of the control surface coordinates (for example, in nt).
Окремі коди можуть розташовуватися, межуючись один з одним, що дозволяє покрити всю поверхню управління, як показано, наприклад на Фіг. 9, де зображено 4 коди: бОА, 608, 60С, 600, Кількість і роздільна здатність кодів повинні бути оптимізовані відповідно до роздільної здатності друкуючого пристрою і камери. Замість кодів ОА можна використовувати інші пропрієтарні графічні коди.Individual codes can be located bordering each other, which allows you to cover the entire control surface, as shown, for example, in Fig. 9, which shows 4 codes: bOA, 608, 60С, 600. The number and resolution of the codes should be optimized according to the resolution of the printing device and camera. Other proprietary graphic codes can be used instead of OA codes.
Наявність графічних кодів на поверхні управління має наступні переваги: Не обов'язково фотографувати всю поверхню відбивача разом із захисним контуром, що полегшує роботу користувача. Існує можливість реконструкції кодів в цілях створення необхідного зображення, що забезпечує достатню кількість точок для лінеаризації зображення поверхні управління (внутрішні і зовнішні параметри). Завдяки певним маркам, коди на поверхні управління можуть бути ідентифіковані як такі. Можлива вища точність при визначенні позиції падіння. Може бути проведена корекція поверхні управління з урахуванням точності використовуваного для нанесення друкуючого пристрою.The presence of graphic codes on the control surface has the following advantages: It is not necessary to photograph the entire surface of the reflector together with the protective contour, which facilitates the user's work. It is possible to reconstruct the codes in order to create the necessary image, which provides a sufficient number of points for the linearization of the image of the control surface (internal and external parameters). Due to certain brands, the codes on the control surface can be identified as such. Higher accuracy is possible when determining the position of the fall. Correction of the control surface can be carried out taking into account the accuracy of the printing device used for application.
Claims (33)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201404021A UA114798C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201404021A UA114798C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA114798C2 true UA114798C2 (en) | 2017-08-10 |
Family
ID=59521699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201404021A UA114798C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA114798C2 (en) |
-
2014
- 2014-04-15 UA UAA201404021A patent/UA114798C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2631525C1 (en) | Device for determining position of mechanical elements relative to each other | |
| RU2653771C2 (en) | Two bodies misalignment device and determination method | |
| US10890446B2 (en) | Surveying device comprising height measuring system and method for measuring a height | |
| JP4228132B2 (en) | Position measuring device | |
| CN106643547B (en) | Light intensity compensation on light providing improved measurement quality | |
| US10931924B2 (en) | Method for the generation of a correction model of a camera for the correction of an aberration | |
| US7489406B2 (en) | Optical lens system and position measurement system using the same | |
| CN101153795A (en) | Laser scanner | |
| JP2006503275A (en) | Electronic display and control device for measuring instrument | |
| CN104897140A (en) | Reflector apparatus, its calibration method and applications | |
| US7301617B2 (en) | Surveying apparatus | |
| KR20140034937A (en) | Measuring device that can be operated without contact and control method for such a measuring device | |
| US9506746B2 (en) | Device for determining the location of mechanical elements | |
| JP2014060549A (en) | Illuminance output device, luminance output device and image projection device | |
| KR20150087538A (en) | Focus regulator and focus regulating method of camera module | |
| JP2927179B2 (en) | 3D shape input device | |
| UA114798C2 (en) | DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS | |
| US3754828A (en) | Balanced needle focusing system | |
| WO2021032828A1 (en) | Head-mounted display apparatus with autofocus system | |
| UA114797C2 (en) | DEVICES FOR DETERMINATION OF MECHANICAL ELEMENTS | |
| US20220120563A1 (en) | Electronic surveying instrument | |
| CN107765258B (en) | Optical detection device for judging relative position of reference object or light source | |
| JP2021063678A (en) | Measurement device | |
| JP2020052004A (en) | Lens measuring device | |
| JP2016159050A (en) | Pupil diameter measuring device, pupil diameter measuring method and its program |