JP7291411B2 - 重力による変形を相殺して細長い物体の真直度誤差を測定するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
各バーの測定サイクル中は静止したままであり、バーを支持するためのものであり、測定下のバーが上に配置される複数の固定の支承要素4で構成された、支持システム3。支承要素は、1つの測定と別の測定が必要なときとの間で移動させることができる。
バー2の長手方向軸線の展開を検出するものであり、測定下のバーの立体幾何学形状を検出する、1つまたは複数の第1のセンサ6、好ましくは光学センサを備える、第1の検出要素5。
バーに作用する力を検出し、各支承要素4と組み合わされ、前記支承要素それぞれにバーが加える力の係数及び方向を検出するように適合された、複数の第2のセンサ7Aを備え、それらの第2のセンサは、個々にまたは測定精度を高めるために他のものとの組合せで、関連する支承要素とそれぞれ組み合わされた、ロード・セル・タイプのものであることができる、第2の検出システム7。図3a及び3bに示される好ましい実施形態では、測定の精度を高めるために、前記第2のセンサ7Aのうち2つ、または更に好ましくは3つが、各支承要素と組み合わされる。
Claims (15)
- バーと称される細長い形状の要素の真直度誤差を測定する測定装置であって、
-各バーの測定サイクル中は静止しており、測定される前記バーが上に配置され、前記測定サイクル中は安定したままである支持システム、
-測定下の前記バーの立体幾何学形状を検出する1つまたは複数の第1のセンサを備える、前記バーの長手方向軸線の展開を検出する第1の検出システム、
-前記バーに作用する力を検出する第2の検出システムであって、前記バーが前記支持システムに加える力を検出する複数の第2のセンサを備える、第2の検出システム、
-中央制御部、及び
-前記バーの弾性モジュールを含むことができる、測定下の前記バーの物理的パラメータを獲得する、獲得手段、
を備え、
前記中央制御部が、前記バーの潜在的な真直度誤差を決定するために、前記第1及び第2の検出システムによって検出され、前記獲得手段によって獲得されたデータを獲得し処理する、プログラム手段を備えた少なくとも1つのデータ獲得及び処理モジュールを備え、
前記第1のセンサが光学センサであり、前記バーの前記長手方向軸線の前記展開を検出する検出手段が、
-少なくとも1つの光学センサ、及び前記バーの前記長手方向軸線に沿った3つの異なる断面に隣接して前記センサを位置決めする手段、または
-前記バーの前記長手方向軸線に沿った異なる断面に隣接してそれぞれ配置された、少なくとも3つの固定の光学センサ、を備え、
前記プログラム手段は、
前記獲得手段によって獲得された前記物理的パラメータの値、ならびに、前記第2の検出システムによって検出された前記力に基づいて、変形可能な細長い物体に適用することができる、弾性曲線方法による前記バーの理論上の変形モデル化を使用し、力が加えられていない場合の前記バーの幾何学的形状を推定し、かつ、
前記第1の検出システムによって検出された前記バーの前記長手方向軸線の前記展開から前記バーの幾何学的形状を差し引いて、前記バーの実際の真直度誤差を決定する、
ようにプログラムされている、
測定装置。 - 前記支持システムが、前記第2のセンサの少なくとも1つとそれぞれ組み合わされる、測定下の前記バーを支える少なくとも2つの支承要素を備え、前記第2のセンサが、前記支持システムの前記支承要素それぞれに前記バーが加える力の係数及び方向を検出する、請求項1に記載の測定装置。
- 前記獲得手段が、前記バーの前記物理的パラメータの入力を可能にする入力手段を備えたインターフェースを備えることができる、請求項1に記載の測定装置。
- 前記獲得手段(10)が、前記バーの前記物理的パラメータを検出する、前記バーに変形を生じさせるように適合された検出システム、及び前記検出システムによって生じた前記バーの前記変形に基づいて、前記バーの前記弾性モジュールを計算する計算手段を備える、請求項1に記載の測定装置。
- 前記支持システムが少なくとも2つの支承要素を備え、前記検出システムが、前記支承要素の少なくとも1つを、少なくとも2つの前記支承要素のうち他方に対する距離を大幅に変動させるように移動させることができる、少なくとも1つのアクチュエータを備え、前記距離の変動に基づいて前記バーの異なる変形の基準を処理することによって、スティフネス定数が前記計算手段によって得られる、請求項4に記載の測定装置。
- 前記第1の検出システムが、少なくとも3つの断面に隣接した前記バーの表面の複数の点の座標を獲得し、前記データ獲得及び処理モジュールが、前記複数の点の前記座標から始まる、前記3つの断面に隣接した前記バーの前記長手方向軸線の位置を計算するようにプログラムされる、請求項1に記載の測定装置。
- 前記バーの二次元及び/または三次元の幾何学的外形を検出する前記光学センサが、光学三角測量レーザー・センサ、構造化光を投影する測定センサ、飛行時間カメラ、立体映像システム、及び/または一般に、測定下の前記バーの表面に属する点の複数の座標を検出するように適合された、任意の測定デバイスから選択される、請求項1に記載の測定装置。
- 前記第1のセンサを移動させる移動手段を備え、前記移動手段が、前記バーの長手方向に沿って、前記中央制御部によって駆動される適切なアクチュエータを通して、前記第1のセンサの1つまたは複数を並進させることができる、少なくとも1つのガイドを備える、請求項1に記載の測定装置。
- 前記力を検出する前記第2のセンサが、同じ支承要素に直接統合され、各支承要素に連結された少なくとも1つの二軸力センサ、または、
各支承要素に連結され、前記バーが前記支承要素に加える力ベクトル全体を検出することができる、少なくとも2つの一軸力センサを備える、請求項1に記載の測定装置。 - バー生産プラントと並べて配置され、前記中央制御部が、前記バーにおいて検出されるたびに前記真直度誤差に基づいて、フィードバックして生産パラメータを調節するために、外部のバー生産プラントとインターフェース接続される、請求項1に記載の測定装置。
- 測定サイクル中は静止しており、測定されるバーが上に配置される支持システム、前記バーの長手方向軸線の展開を検出する第1の検出システム、前記バーに作用する力を検出する、前記支持システムと組み合わされた第2の検出システム、前記バーの弾性モジュールを含むことができる、測定下の前記バーの物理的パラメータの値を獲得する獲得手段、及び中央制御部を備える測定装置によって、バーと称される細長い形状の要素の真直度誤差を測定する測定方法であって、
a)静的平衡位置で配置されるように、前記支持システム上にバーを位置決めするステップと、
b)前記獲得手段によって、前記バーの前記物理的パラメータの前記値を獲得するステップと、
c)前記第2の検出システムによって、前記バーが前記支持システムに加える力のベクトルを検出するステップと、
d)前記第1の検出システムによって、前記バーの少なくとも3つの断面に隣接した前記バーの表面の複数の点の座標を検出するステップと、
e)ステップd)の検出に基づいて、前記少なくとも3つの断面に隣接した前記バーの前記長手方向軸線の前記座標を計算するステップと、
f)前記第1及び第2の検出システムによって検出されたデータ、ならびに前記獲得手段によって検出された前記バーの前記物理的パラメータの前記値を使用して、力が加えられていない場合の前記バーの幾何学形状を推定するステップと、
g)前記第1及び第2の検出システムによって検出された前記データ、ならびにステップf)で推定された前記バーの前記幾何学形状に基づいて、前記支持システムの制約によって誤差が影響されないように、前記バーの実際の真直度誤差を決定するステップとを含み、
前記ステップf)が、ステップb)で獲得した前記物理的パラメータの前記値、ならびにステップc)で加えられた前記力の前記ベクトルに基づいて、変形可能な細長い物体に適用することができる、弾性曲線方法による前記バーの理論上の変形のモデル化を使用し、前記理論上の変形をステップe)で計算した前記変形から差し引いて、前記バーの実際の真直度誤差を決定する、
測定方法。 - 前記支持システムが、少なくとも2つの支承要素を備え、前記バーが各支承システムに加える力を検出するのに、前記第2の検出システムが組み合わされる、請求項11に記載の測定方法。
- 系の原点が前記バーの第1の断面の中心に位置決めされ、Z軸が前記バーの前記長手方向軸線の方向に沿って配向される、測定下の前記バーと一体になったデカルト基準系X、Y、Zを適合させることによって、
ステップd)が、軸Zに沿った少なくとも3つの断面それぞれにおいて、前記バーの表面の複数の点の座標X、Yを獲得し、
ステップe)が、前記バーの断面の基準モデルを用いて点の座標の最小二乗内挿を実施して、各断面の中心の座標、即ち少なくとも3つの断面における前記バーの軸線の位置を決定し、
ステップg)が、一方が2つの断面の中心を通り、他方が前記2つの断面の中心間の第3の断面の中心を通る、2つの平行線間の距離として、前記真直度誤差を計算する、請求項11に記載の測定方法。 - 前記バーにおいて検出されるたびに前記実際の真直度誤差に関するデータが、フィードバックして生産パラメータを調節するために、バー生産プラントに送られる、請求項11に記載の測定方法。
- 前記バーが、測定された前記真直度誤差の量に基づいて分類され、場合によって、前記真直度誤差の量に基づいて異なるライン上で前記支持システムから取り除かれる、請求項11に記載の測定方法。
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