JP2006300556A - Position measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は位置測定方法、詳しくは測定基準面から被測定面に延びる線状物の角度と距離とを測定することにより、簡単かつ正確に被測定面の位置を測定可能な位置測定方法に関する。 The present invention relates to a position measuring method, and more particularly to a position measuring method capable of easily and accurately measuring the position of a surface to be measured by measuring the angle and distance of a linear object extending from a measurement reference surface to the surface to be measured.
例えば、製鉄所や船舶内に引き回されている配管は、フランジどうしをボルト連結して継ぎ足される。ところで、配管の途中には、所定角度に屈曲された部分も存在する。この屈曲部分の接続は、通常、両側の直線部分の配管がなされた後に行われる。
具体的には、角度計測器や巻尺を使用し、作業者が一方の配管のフランジから他方の配管のフランジまでの角度と距離とを粗測定し、これらの測定データに基づいて、工場において任意角度に湾曲した配管を仮止め状態で特別に製造する。これを現場に運び込んで修正した後、再び工場において本溶接を行う。次に、再度現場に持ち込んで本来の据え付け作業を行っていた。しかも、本溶接時に、若干の溶接誤差が生じる場合があり、これにより現場と工場との往復をさらに何回か強いられることになった。
For example, pipes routed in steelworks and ships are joined by connecting flanges with bolts. Incidentally, a portion bent at a predetermined angle is also present in the middle of the piping. The connection of the bent portions is usually performed after the piping of the straight portions on both sides is made.
Specifically, using an angle measuring instrument or tape measure, the operator roughly measures the angle and distance from the flange of one pipe to the flange of the other pipe, and based on these measurement data, it is arbitrarily selected at the factory. Pipes that are bent at an angle are specially manufactured in a temporarily fixed state. After carrying this on site and correcting it, the main welding is performed again at the factory. Next, it was brought back to the site and the original installation work was performed. In addition, some welding errors may occur during the main welding, which has forced several further round trips between the site and the factory.
このように現場と工場とを往復する主な原因には、連結されるフランジ間の位置測定の曖昧さである。すなわち、測定が正確であれば、工場内で仮止めされた配管を造らず、直ちに正確な寸法の本溶接された配管を製造することができる。これにより、配管施工の工期の短縮および施工コストの低減が可能となる。 Thus, the main cause of reciprocating between the site and the factory is the ambiguity of position measurement between the connected flanges. That is, if the measurement is accurate, it is possible to immediately manufacture a main welded pipe having an accurate dimension without making a temporarily fixed pipe in the factory. Thereby, shortening of the construction period of piping construction and reduction of construction cost are attained.
そこで、これを実現化したものとして、例えば本願の特許出願人が先に特許を取得した特許文献１が知られている。
特許文献１は、測定基準面に取り付けられる架台と、架台に取付けられ、首振りアームを有する旋回台と、旋回台の旋回角度測定手段と、首振りアームの首振り角度測定手段と、首振りアームから導出される湾曲自在な線状部材と、線状部材の導出長さ測定手段とを備えた位置測定装置である。
For this reason, for example, Patent Document 1 in which the patent applicant of the present application previously obtained a patent is known.
Patent Document 1 discloses a mount attached to a measurement reference plane, a turntable attached to the stand and having a swing arm, a turn angle measurement means for the turntable, a swing angle measurement means for the swing arm, and a swing. It is a position measuring device provided with a linear member that can be bent led out from an arm, and a lead member length measuring means.
特許文献１の位置測定装置による位置測定方法では、まず、測定基準面に架台を取付ける。その後、首振りアームからワイヤを引っ張って測定点まで導出させるとともに、旋回台を旋回させる。これにより、首振りアームが首を振って、ワイヤの導出方向に首振りアームの先端が向く。
このとき、旋回角度測定手段により旋回台の旋回角度を測定する。また、首振り角度測定手段により首振りアームの首振り角度を測定する。さらに、ワイヤの導出長さを導出長さ測定手段により測定する。これらのワイヤの距離データと角度データとに基づいて、測定点の位置を三点測量により算出する。
At this time, the turning angle of the turntable is measured by the turning angle measuring means. Further, the swing angle of the swing arm is measured by the swing angle measuring means. Further, the derived length of the wire is measured by the derived length measuring means. Based on the distance data and angle data of these wires, the position of the measurement point is calculated by three-point surveying.
しかしながら、特許文献１の位置測定装置を使用した位置測定方法では、他方の配管のフランジ面における三つの点の三次元的な位置から、これらの三点を含む他方の配管のフランジ面（平面）を求めている。
そのため、例えば他方のフランジにおいて、選択された３つのボルト孔にリングピンをそれぞれ嵌着する際、リングピンがボルト孔に正しく嵌着できなかった場合や、リングピンのピンが変形していた場合など、正確な測定ができないという問題点があった。
この発明は、簡単かつ正確に被測定面の位置を測定することができる位置測定装置を提供することを目的としている。
この発明は、簡単かつ正確に被測定面上の測定点の中心位置を測定することができる位置測定装置を提供することを目的としている。
However, in the position measuring method using the position measuring apparatus of Patent Document 1, the flange surface (plane) of the other pipe including these three points is determined from the three-dimensional position of the three points on the flange surface of the other pipe. Seeking.
Therefore, for example, when the ring pin is fitted into the selected three bolt holes in the other flange, respectively, when the ring pin cannot be correctly fitted into the bolt hole, or when the pin of the ring pin is deformed There was a problem that accurate measurement was not possible.
An object of the present invention is to provide a position measuring device that can easily and accurately measure the position of a surface to be measured.
An object of the present invention is to provide a position measuring apparatus capable of measuring the center position of a measurement point on a surface to be measured easily and accurately.
請求項１に記載の発明は、測定基準面に、該測定基準面に対して直交する旋回軸と、該旋回軸に対して直交する首振り軸を中心にして首振り自在な首振りアームとを有した旋回台を着脱自在に取付け、前記測定基準面から離間した被測定面上に測定点を４つ以上定めて、この被測定面内に前記測定点を頂点とした仮想三角形を複数形成し、その後、前記首振りアームから湾曲自在な線状物をそれぞれ一直線となる緊張状態で各測定点まで導出し、このときの前記旋回台の各旋回角度と、前記首振りアームの各首振り角度と、前記線状物の各導出長さとをそれぞれ測定し、得られた各測定点における前記線状物の距離データと、前記旋回台の旋回角度データと、前記首振りアームの首振り角度データとに基づき、三点測量の原理により、各仮想三角形を含む前記被測定面の位置をそれぞれ算出する位置測定方法である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a swivel axis orthogonal to the measurement reference plane on a measurement reference plane, and a swing arm that can swing around a swing axis orthogonal to the swivel axis. A swivel base with detachable attachment is attached, and four or more measurement points are determined on the measurement surface separated from the measurement reference plane, and a plurality of virtual triangles having the measurement points as vertices are formed in the measurement surface. Thereafter, a linear object that can be bent from the swing arm is led out to each measurement point in a straight line tension state. Measure the angle and each derived length of the linear object, and the distance data of the linear object at each measurement point obtained, the turning angle data of the swivel, and the swing angle of the swing arm Based on the data, each virtual Comprising said prismatic a position measurement method for calculating each position of the surface to be measured.
請求項１に記載の発明によれば、被測定面上に測定点を４つ以上設定し、被測定面内に各測定点を頂点とした仮想三角形を複数形成する（例えば側定点が４つの場合、仮想三角形も４つ）。その後、首振りアームから線状物をそれぞれ一直線に各測定点まで導出し、各測定点における線状物の距離データと、旋回台の旋回角度データと、首振りアームの首振り角度データとをそれぞれ取得する。次いで、これらのデータに基づき、三点測量の原理により、各仮想三角形を含む被測定面の位置をそれぞれ算出する。 According to the first aspect of the present invention, four or more measurement points are set on the surface to be measured, and a plurality of virtual triangles having each measurement point as a vertex are formed in the surface to be measured (for example, four side fixed points are provided). 4 virtual triangles). Thereafter, the linear object is derived from the swing arm to each measurement point in a straight line, and the distance data of the linear object at each measurement point, the swivel angle data of the swivel, and the swing angle data of the swing arm are obtained. Get each. Next, based on these data, the position of the surface to be measured including each virtual triangle is calculated according to the principle of three-point surveying.
すなわち、首振りアームの首振り中心位置を原点Ｏ、測定点をＰ（ｘ，ｙ，ｚ）、ｒを原点Ｏと点Ｐとを結ぶ直線（線状物）、θをＺ軸と直線ｒとの角度、φをＸ−Ｙ平面上における原点Ｏ−測定点Ｐを結ぶ直線とＸ軸との角度であるとした場合、測定点Ｐの位置は、次の極座標の式に代入することで求められる。
ｘ＝ｒｓｉｎθ・ｃｏｓφ （１）
ｙ＝ｒｓｉｎθ・ｓｉｎφ （２）
ｚ＝ｒｃｏｓθ （３）
That is, the swing center position of the swing arm is the origin O, the measurement point is P (x, y, z), r is a straight line (linear object) connecting the origin O and the point P, and θ is a straight line r with the Z axis. And φ is the angle between the straight line connecting the origin O and the measurement point P on the XY plane and the X axis, the position of the measurement point P is substituted into the following polar coordinate formula: Desired.
x = rsinθ · cosφ (1)
y = rsinθ · sinφ (2)
z = r cos θ (3)
首振りアームから被測定面上の三点にそれぞれ線状物を導出させ、得られた三つの線状物の距離データと角度データとに基づき、三点測量の原理に当てはめて被測定面の位置を算出する。 A linear object is derived from the swing arm to three points on the surface to be measured, and based on the obtained distance data and angle data of the three linear objects, the three-point surveying principle is applied. Calculate the position.
すなわち、数式（１）〜（３）により被測定面における三つの点ａ〜ｃの位置を求める。これらの三点を含む平面が被測定面となる。また、各点ａ〜ｃを結ぶ三本の直線（辺）ａ−ｂ、ｂ−ｃ、ｃ−ａの中間点から直角に三本の垂線ｄ〜ｆを延ばす。これらの垂線ｄ〜ｆの交差する点が、他方のフランジ面の中心位置となる。
これらの作業を、全ての仮想三角形を含む被測定面についてそれぞれ実施する。
得られた全ての被測定面の平面位置の算出結果が一致、または、所定の誤差内であれば、その算出結果を被測定面の平面位置とする。これにより、簡単かつ、測定点が３つの場合に比べて正確に被測定面の位置を測定することができる。なお、前記誤差が所定の値を超えていれば、再測定を行う。
That is, the positions of the three points a to c on the surface to be measured are obtained by the mathematical formulas (1) to (3). A plane including these three points is a surface to be measured. Further, three perpendicular lines d to f are extended at right angles from the midpoints of three straight lines (sides) ab, bc, and ca connecting the points a to c. The point where these perpendicular lines d to f intersect is the center position of the other flange surface.
These operations are performed for each measurement surface including all virtual triangles.
If the calculation results of the obtained plane positions of all the measured surfaces match or are within a predetermined error, the calculated results are set as the planar positions of the measured surfaces. Thereby, it is easy and can measure the position of a to-be-measured surface correctly compared with the case where there are three measurement points. If the error exceeds a predetermined value, re-measurement is performed.
首振りアームから導出される線状物としては、例えばワイヤ、紐などを採用することあできる。
この位置測定方法は、例えば、製鉄所や船舶内に引き回された配管の屈曲部分における配管のフランジ面の位置などの測定に利用することができる。その他、離れた場所に存在するどのようなものの位置でも測定可能である。
また、旋回台の旋回角度を測定する手段、首振りアームの首振り角度を測定する手段、および、ワイヤの導出長さを測定する手段としては、例えばロータリーエンコーダなどを採用することができる。
旋回台は、測定基準面に対して固定式のものでもよいし、測定基準面に対して移動可能なもの（移動式）でもよい。ただし、移動式の場合には、その移動した分だけ測定値を補正しなければならない。
As a linear object led out from the swing arm, for example, a wire, a string, or the like can be adopted.
This position measuring method can be used for measuring, for example, the position of the flange surface of the pipe at the bent portion of the pipe routed around the steelworks or the ship. In addition, it is possible to measure the position of anything existing at a distant place.
Further, as a means for measuring the turning angle of the swivel base, a means for measuring the swing angle of the swing arm, and a means for measuring the lead-out length of the wire, for example, a rotary encoder can be employed.
The swivel base may be fixed with respect to the measurement reference plane, or may be movable with respect to the measurement reference plane (movable). However, in the case of the mobile type, the measured value must be corrected by the amount moved.
請求項２に記載の発明は、各仮想三角形において、３つの辺の中間点からそれぞれ垂線を延ばし、３本の垂線の交差する点を、前記被測定面上の対応する仮想三角形の中心位置とする請求項１に記載の位置測定方法である。 According to the second aspect of the present invention, in each virtual triangle, a perpendicular line is extended from the middle point of each of the three sides, and a point where the three perpendicular lines intersect with the center position of the corresponding virtual triangle on the measured surface. The position measuring method according to claim 1.
請求項２に記載の発明によれば、１つの仮想三角形において、各頂点を結ぶ３つの辺の中間点から、直角にそれぞれ垂線を延ばし、３本の垂線の交差する点から、被測定面上の仮想三角形の中心位置を求める。これらの作業を全ての仮想三角形において行う。そして、例えば、得られた中心位置が全て一致した場合または複数一致した場合には、その全て一致した中心位置または複数一致した中心位置を、被測定面上の測定点の中心位置と見なす。これにより、被測定面上の測定点の中心位置を、簡単かつ正確に測定することができる。 According to the second aspect of the present invention, in one virtual triangle, a perpendicular line is extended at a right angle from the midpoint of the three sides connecting the vertices, and a point on the surface to be measured from the point where the three perpendicular lines intersect. Find the center position of the virtual triangle. These operations are performed on all virtual triangles. For example, when the obtained center positions all match or a plurality of center positions match, the center position that matches all or the center positions that match a plurality are regarded as the center positions of the measurement points on the measurement surface. Thereby, the center position of the measurement point on the surface to be measured can be measured easily and accurately.
請求項１に記載の発明によれば、被測定面上に測定点を４つ以上設定し、被測定面内に各測定点を頂点とした仮想三角形を複数形成するとともに、各仮想三角形を含む被測定面の位置を三点測量方法により算出するので、測定作業が簡単でかつ、測定点が３つの場合に比べて被測定面の位置を正確に測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, four or more measurement points are set on the surface to be measured, a plurality of virtual triangles having the respective measurement points as vertices are formed in the surface to be measured, and each virtual triangle is included. Since the position of the surface to be measured is calculated by the three-point survey method, the measurement operation is simple and the position of the surface to be measured can be measured more accurately than when there are three measurement points.
特に、請求項２においては、各仮想三角形において、３つの辺の中間点からそれぞれ垂線を延ばし、３本の垂線の交差する点を、被測定面上の対応する仮想三角形の中心位置とするので、被測定面上の測定点の中心位置を簡単かつ正確に測定することができる。 In particular, in claim 2, in each virtual triangle, a perpendicular line is extended from the midpoint of three sides, and the point where the three perpendicular lines intersect is set as the center position of the corresponding virtual triangle on the measured surface. The center position of the measurement point on the surface to be measured can be measured easily and accurately.
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。 Examples of the present invention will be specifically described below.
図１において、１０はこの発明の実施例１に係る位置測定方法が適用された位置測定装置で、この位置測定装置１０は、船舶内に引き回されている一方の配管１１のフランジ１２から、所定距離だけ離れた他方の配管１３のフランジ１４の中心位置と、空間上の平面位置とを測定する装置である。
In FIG. 1,
位置測定装置１０は、フランジ１２のフランジ面（測定基準面）１２ａに、固定手段１５を介して着脱可能に取付けられる架台１６を有している。架台１６の一側部上には、背面側にケーシング１７が固着された垂直台１８が取付けられている。垂直台１８には、旋回台１９が摺動可能に取付けられている。旋回台１９には、先細り状で中空の首振りアーム２０が首振り可能に取付けられている。首振りアーム２０は筒体で、その先端からはワイヤ（線状物）２１が出し入れされる。ワイヤ２１は、配管１３のフランジ面（被測定面）１４ａの位置を測定する際に使用される。ワイヤ２１の先端には、フランジ１４のボルト孔１４ｂに嵌着されたリングピン２２に掛止可能なフック２３が固着されている。リングピン２２は、抜け止めピン２４を介して、フランジ１４から容易に抜け落ちないように構成されている。
The
次に、図５〜図７を参照して固定手段１５を具体的に説明する。
図５および図６に示すように、固定手段１５は、長板状のベースプレート２５を有している。ベースプレート２５の中央部には、裏面に位置測定装置１０を締着する一対のボルトナット構造１５ａが取付けられている。ベースプレート２５の中央部を除く両側の部分には、一対のガイドレール２６がそれぞれ設けられている。各々のガイドレール２６には、スライダ２７を介して、一対のフランジ固定台２８が摺動可能に取付けられている。
Next, the fixing means 15 will be specifically described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 5 and 6, the fixing means 15 has a long plate-
各フランジ固定台２８の外端部には、ストッパピン２９をベースプレート２５のピン孔３１に挿入させるインデックスプランジャ３２が設けられている。また、各フランジ固定台２８の内側部には、配管１１のフランジ１２のボルト孔１２ｂに挿入し、フランジ１２を締め付けにより固定するフランジ固定部３３が設けられている。ピン孔３１はブッシュ３１ａ付きの孔で、口径の異なる配管１１の種類に合わせ、ベースプレート２５を幅方向に二分する中心線に沿って多数個形成されている（図７）。フランジ固定部３３は、フランジ固定台２８に垂直に固着され、フランジ１２のボルト孔１２ｂに挿入されるボルト３４と、これに螺合されてフランジ１２を締め付けるナットノブ３５とを有している。
An
ボルトナット構造１５ａにより、ベースプレート２５の裏面に位置測定装置１０を固定し、その後、配管１１の口径に合わせ、フランジ固定台２８をガイドレール２６に沿って移動させ、インデックスプランジャ３２によりストッパピン２９をベースプレート２５のピン孔３１に挿入して位置決めする。それから、フランジ１２のボルト孔１２ｂにボルト３４を挿入し、ナットノブ３５によりフランジ１２を締め付ける。これにより、固定手段１５を介して、フランジ１２のフランジ面１２ａの側に位置測定装置１０が堅固に取付けられる。
その際、配管１１の中心とベースプレート２５の中心とは一致している。なお、図５において、符号１１Ａは口径が異なる配管であり、このような場合でも、フランジ固定台２８を移動させ、フランジ１２Ａのボルト孔１２ｃにボルト３４を挿入させて、同様にナットノブ３５により固定される。
The
At that time, the center of the
次に、図１、図２および図４を参照して位置測定装置１０をさらに詳細に説明する。
図１および図２に示すように、架台１６に取付けられた垂直台１８の外面には一対のガイドレール３０が設けられている。垂直台１８には、スライダ３６を介して、旋回台１９の取付けケーシング３７が摺動可能に設けられている。取付けケーシング３７の底板の中央部には、ワイヤ２１の導入口３８が形成されている。旋回台１９の摺動距離は、ケーシング１７内において垂直台１８の元部に取付けられたバネ式の巻取りリール３９に巻回されたワイヤ４０の導出長さを、第１のロータリーエンコーダ４１により測定することで求められる。
従って、図１においては、リールケース３９ａの開口部から下方に導出されたワイヤ４０は、架台１６に設けられた一対の小径な滑車４２を介して、上方に引き上げられて取付けケーシング３７の底板に固着されている。また、取付けケーシング３７の一側面には、旋回台１９を所定位置に固定する固定レバー３７ａが取付けられている。
Next, the
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of
Therefore, in FIG. 1, the
取付けケーシング３７の大きい方の開口部には、中心部にベアリング４３を介して管シャフト（旋回軸）４４が回動可能に取付けられた蓋板３７ｂが固着されている。管シャフト４４の外部露出された先端には、旋回台１９が固着されている。また、管シャフト４４には、旋回台１９を旋回させる大ギヤ４５が固着されている。取付けケーシング３７の底板には、旋回角度を測定する第２のロータリーエンコーダ４６が取付けられている。
図２に示すように、大ギヤ４５には、取付けケーシング３７の底板から突出するシャフト４７の一端部に固着された小ギヤ４８が噛合されている。シャフト４７の他端部には、ノブ４９が固着されている。ノブ４９を回転させることで、小ギヤ４８、大ギヤ４５、管シャフト４４が回転し、旋回台１９が所定角度まで旋回する。旋回台１９を所定の角度位置に固定する場合には、取付けケーシング３７に取付けられた固定ノブ５０を回すことにより、短尺な固定シャフト５１が、旋回用のシャフト４７の外周面に圧接されて固定される。
A
As shown in FIG. 2, the
旋回台１９の両端部上には、一対の軸支板５２が固着されている。両軸支板５２間には、首振りアーム２０が固着された回転軸（首振り軸）５３が架け渡されている。一方の軸支板５２の外面には、首振りアーム２０の首振り角度を測定する第３のロータリーエンコーダ５４が取付けられている。第３のロータリーエンコーダ５４により、回転軸５３の回動角度を測定することで、首振りアーム２０の首振り角度が検出される。
A pair of
また、他方の軸支板５２の外面には、一対の小径な滑車５５ａを内蔵した厚肉な板部材５５が取付けられている。ワイヤ２１は、管シャフト４４の中空部、旋回台１９の中心部に配置されたワイヤ横引き用の小径な滑車５６、滑車５５ａ、回転軸５３の中心部に形成された図示しない中空部を経て、首振りアーム２０内に導入される。首振りアーム２０の他端部には、錘であるバランサ５７が固着されている。
図１に示すように、首振りアーム２０の軸着部付近には、首振り原点を確認する半円板２０ａが取付けられている。半円板２０ａの表面に印された原点ラインａを、軸支板５２に固着された近接センサ２０ｂが検出することにより、首振り原点が確認される。
Further, a
As shown in FIG. 1, a
図１に示すように、ワイヤ２１は、ケーシング１７の先端側に収納されたバネ式の巻取りリール５８から導出されている。巻取りリール５８は、垂直台１８の先部に取付けられたリールケース５９に収納されている。巻取りリール５８の回転軸には、リールケース５９に収納された第４のロータリーエンコーダ６０が取付けられている。
図１の図面上において、リールケース５９の開口部から引き出されたワイヤ２１は、架台１６に取付けられた小径な４個の滑車６１（図４も参照）を介して、真下から管シャフト４４内に導入される。これにより、前述した経路を経て、首振りアーム２０の先端から外方に導出される。
As shown in FIG. 1, the
In the drawing of FIG. 1, the
また、図１に示すように、位置測定装置１０には制御部６２を有している。制御部６２は、第１〜第４のロータリーエンコーダ４１、４６、５４、６０の出力値を入力とする制御を行う。
制御部６２には、他方の配管１３のフランジ面１４ａ上の任意の４点（具体的には、フランジ１４の４つのボルト孔１４ｂに嵌着された４個のリングピン２２）までそれぞれ導出されたワイヤ２１の距離データと角度データとに基づき、フランジ面１４ａの中心位置と、空間上の平面位置とを、三点測量の原理に基づいて算出する位置算出手段が設けられている。また、位置算出手段には、フランジ面１４ａの平面位置などを求める際に利用され、前記ワイヤ２１の４つの測定点に係わる距離データと角度データとに基づき、４つの測定点のうち、互いに異なる３つの測定点を頂点とした仮想三角形（図８（ａ）〜図８（ｄ））を、フランジ面１４ａ内に４つ形成する仮想三角形作成回路、および、各仮想三角形の中心位置を求める中心位置計測回路がそれぞれ設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the
The
続いて、この発明の実施例１に係る位置測定装置１０による位置測定方法を説明する。
図３に示すように、固定手段１５を介して、位置測定装置１０を一方の配管１１のフランジ面１２ａに固定し、次いで首振りアーム２０の先端からワイヤ２１を引き出し、先端のフック２３を他方の配管１３のフランジ１４のリングピン２２に掛止する。ワイヤ２１の導出長さは、巻取りリール５８からのワイヤ２１の導出長さを、第４のロータリーエンコーダ６０が検出することにより求められる。
Subsequently, a position measuring method by the
As shown in FIG. 3, the
この際、ワイヤ２１が首振りアーム２０の首振り中心から真っ直ぐに延びるように、ノブ４９を回して旋回台１９を所定方向に所定角度だけ旋回させる。旋回台１９の旋回角度は、第２のロータリーエンコーダ４６により測定される。首振りアーム２０はフリーに軸着されている。そのため、ワイヤ２１の引き出し方向に自ずと首振りする。旋回台１９の旋回角度が定まったら、固定ノブ５０を回して固定する。首振りアーム２０の傾斜角度（ワイヤ２１の傾斜角度）は、第３のロータリーエンコーダ５４により測定される。
At this time, the
また、配管１１、１３間に障害物が存在する場合には、ガイドレール３０に沿って旋回台１９を図３の矢印方向に摺動させることにより回避し、その位置を固定レバー３７ａにより固定する。旋回台１９の摺動距離は、第１のロータリーエンコーダ４１が検出した巻取りリール３９からのワイヤ４０の導出長さとして求められる。
こうして、得られたワイヤ２１の距離データや角度データは、制御部６２の位置算出手段に記憶されている課題を解決するための手段の欄で説明した数式（１）〜（３）に代入され、フランジ面１４ａの第１の測定点Ｐ１が求められる。なお、この際、旋回台１９の移動距離分がワイヤ２１の導出長さに加算される。同様にして、ワイヤ２１のフック２３を他の３個のリングピン２２に各々掛止し、フランジ面１４ａの他の三点である第２の測定点Ｐ２、第３の測定点Ｐ３および第４の測定点Ｐ４をそれぞれ求める。
次いで、これらの測定点Ｐ１〜Ｐ４の位置データに基づき、制御部６２の仮想三角形作成回路では、４つの測定点Ｐ１〜Ｐ４のうち、互いに異なる３つの測定点を頂点とした仮想三角形Ｘ１〜Ｘ３（図８）を、このフランジ面１４ａ内に４つ形成する。具体的には、(1) 測定点Ｐ１〜Ｐ３を頂点とした第１の仮想三角形Ｘ１、(2) 測定点Ｐ２〜Ｐ４を頂点とした第２の仮想三角形Ｘ２、(3) 測定点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４を頂点とした第３の仮想三角形Ｘ３、(4) 測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４を頂点とした第４の仮想三角形Ｘ４をそれぞれ求める。第１〜第４の仮想三角形Ｘ１〜Ｘ４を個々に含む合計４つの平面位置が、フランジ面１４ａの仮の平面位置である。
Further, when there is an obstacle between the
Thus, the obtained distance data and angle data of the
Next, based on the position data of these measurement points P1 to P4, in the virtual triangle creation circuit of the
次いで、これらのＰ１〜Ｐ３の位置データに基づき、制御部６２の位置算出手段では、中心位置計測回路により、フランジ面１４ａの中心位置を求める演算が行われる。すなわち、第１の仮想三角形Ｘ１については、測定点Ｐ１〜Ｐ３を結ぶ３つの辺（三本の直線）Ｐ１−Ｐ２、Ｐ２−Ｐ３、Ｐ３−Ｐ１の各中間点から対応する垂線Ａ１〜Ｃ１を延ばし、これらの垂線Ａ１〜Ｃ１の交点を、フランジ面１４ａの第１の仮の中心位置とする。
第２の仮想三角形Ｘ２については、測定点Ｐ２〜Ｐ４を結ぶ３つの辺Ｐ２−Ｐ３、Ｐ２−Ｐ４、Ｐ３−Ｐ４の各中間点から対応する垂線Ａ２〜Ｃ２を延ばし、これらの垂線Ａ２〜Ｃ２の交点を、フランジ面１４ａの第２の仮の中心位置とする。
第３の仮想三角形Ｘ３については、測定点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ三つの辺Ｐ１−Ｐ３、Ｐ１−Ｐ４、Ｐ３−Ｐ４の各中間点から対応する垂線Ａ３〜Ｃ３を延ばし、これらの垂線Ａ３〜Ｃ３の交点を、フランジ面１４ａの第３の仮の中心位置とする。
第４の仮想三角形Ｘ４については、測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４を結ぶ三つの辺Ｐ１−Ｐ２、Ｐ１−Ｐ４、Ｐ２−Ｐ４の各中間点から対応する垂線Ａ４〜Ｃ４を延ばし、これらの垂線Ａ４〜Ｃ４の交点を、フランジ面１４ａの第４の仮の中心位置とする。
Next, based on the position data of P1 to P3, the position calculation means of the
For the second virtual triangle X2, the corresponding perpendicular lines A2 to C2 are extended from the intermediate points of the three sides P2-P3, P2-P4, P3-P4 connecting the measurement points P2 to P4, and these perpendicular lines A2 to C2 are extended. Is the second temporary center position of the
For the third virtual triangle X3, the corresponding perpendicular lines A3 to C3 are extended from the intermediate points of the three sides P1-P3, P1-P4, P3-P4 connecting the measurement points P1, P3, P4, and these perpendicular lines A3. Let the intersection of -C3 be the third temporary center position of the
For the fourth virtual triangle X4, the corresponding perpendicular lines A4 to C4 are extended from the intermediate points of the three sides P1-P2, P1-P4, P2-P4 connecting the measurement points P1, P2, P4, and these perpendicular lines A4. The intersection of .about.C4 is set as the fourth temporary center position of the
得られた４つのフランジ面１４ａにおいて、全ての仮の平面位置の算出結果および全ての仮の中心位置の算出結果がそれぞれ一致、または、それぞれ所定の誤差内であれば、その仮の平面位置の算出結果および仮の中心位置の算出結果を、求めようとしているフランジ面１４ａの平面位置および中心位置とする。これにより、簡単かつ、測定点が３つの場合に比べて正確にフランジ面１４ａの位置を測定することができる。なお、誤差が所定の値を超えていれば、再測定を行う。
In the obtained four
その後、求められたフランジ面１４ａの面位置データと、中心位置データとに基づき、例えば設計者がモニタ画面を見ながら、一方の配管１１と他方の配管１３とを接続する正確な湾曲部分の設計を行なうことができる。これにより、再三にわたる現場−工場間の往復が不要になり、工場において仮止めされた配管を造ることなく、直ちに正確な寸法の本溶接された配管が製造でき、配管施工の工期を短縮できたり、配管の施工コストを低減できる。
Thereafter, based on the obtained surface position data of the
なお、実施例１では、測定点を４つ設定したが、これに代えて、例えば被測定面上に測定点を５つ以上（例えば５つ）設定し、被測定面内に各測定点を頂点とした仮想三角形を複数（測定点が５つの場合には６つ）形成するとともに、各仮想三角形を含む被測定面の位置を三点測量方法により算出するようにしてもよい。この場合には、得られた各被測定面の平面位置および中心位置の算出結果のうち、合致する２つ以上の算出結果を、被測定面の平面位置および中心位置とすることができる。
これは、測定点が５つ以上であって、仮にそのうちの１つの測定点だけに問題（不都合）があった場合、６つの仮想三角形のうちの３つの仮想三角形においては、正確な三点測量が可能となるためである。これにより、誤差が所定の値を超えていた際の再測定を省略することができる。
In the first embodiment, four measurement points are set. Instead, for example, five or more measurement points (for example, five) are set on the measurement surface, and each measurement point is set in the measurement surface. A plurality of virtual triangles having vertices (six if there are five measurement points) may be formed, and the position of the measured surface including each virtual triangle may be calculated by a three-point survey method. In this case, of the obtained calculation results of the plane position and the center position of each measured surface, two or more matching calculation results can be set as the plane position and the center position of the measurement surface.
This is because if there are five or more measurement points and there is a problem (inconvenience) in only one of the measurement points, three of the six virtual triangles are accurate three-point surveys. This is because it becomes possible. Thereby, remeasurement when the error exceeds a predetermined value can be omitted.
１２ａ フランジ面（測定基準面）、
１４ａ フランジ面（被測定面）、
１９ 旋回台、
２０ 首振りアーム、
２１ ワイヤ（線状物）、
４４ 管シャフト（旋回軸）、
５３ 回転軸（首振り軸）、
Ｐ１〜Ｐ４ 測定点、
Ｘ１ 第１の仮想三角形、
Ｘ２ 第２の仮想三角形、
Ｘ３ 第３の仮想三角形、
Ｘ４ 第４の仮想三角形。
12a Flange surface (measurement reference surface),
14a Flange surface (surface to be measured)
19 swivel,
20 swing arm,
21 Wire (Linear),
44 Tube shaft (swivel axis),
53 Rotation axis (swing axis),
P1 to P4 measurement points,
X1 first virtual triangle,
X2 second virtual triangle,
X3 third virtual triangle,
X4 Fourth virtual triangle.
Claims (2)
前記測定基準面から離間した被測定面上に測定点を４つ以上定めて、この被測定面内に前記測定点を頂点とした仮想三角形を複数形成し、
その後、前記首振りアームから湾曲自在な線状物をそれぞれ一直線となる緊張状態で各測定点まで導出し、このときの前記旋回台の各旋回角度と、前記首振りアームの各首振り角度と、前記線状物の各導出長さとをそれぞれ測定し、
得られた各測定点における前記線状物の距離データと、前記旋回台の旋回角度データと、前記首振りアームの首振り角度データとに基づき、三点測量の原理により、各仮想三角形を含む前記被測定面の位置をそれぞれ算出する位置測定方法。 A swivel base having a swivel axis orthogonal to the measurement reference plane and a swing arm swingable about a swing axis orthogonal to the swivel axis on the measurement reference surface is detachable. Installation,
Four or more measurement points are determined on the measurement surface separated from the measurement reference surface, and a plurality of virtual triangles having the measurement points as vertices are formed in the measurement surface,
Thereafter, a linear object that can be bent from the swing arm is led out to each measurement point in a straight line tension state, and each swing angle of the swivel base at this time, each swing angle of the swing arm, , Measure each derived length of the linear object,
Based on the distance data of the linear object at each obtained measurement point, the swivel angle data of the swivel base, and the swing angle data of the swing arm, each virtual triangle is included according to the principle of three-point surveying. A position measuring method for calculating the position of the surface to be measured.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-04-15 JP JP2005118714A patent/JP2006300556A/en active Pending
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