用于确定机械部件位置的装置制造方法及图纸

技术编号:10646944 阅读:80 留言:0更新日期:2014-11-12 20:57
本发明专利技术涉及用于确定第一机械部件(10,156)和第二机械部件(12,154)的彼此相对位置的装置,具有用于安装在第一机械部件上的第一测量单元(14,114,214)、用于安装在第二机械部件上的第二测量单元(18,118,218)和分析单元(22),其中第一测量单元具有用于产生光线束(28,128,228)的机构(24,124,224),第二测量单元具有用于散射照中散射面的光的散射面(34,134,234)、照相机(36)和用于在照相机上成像该散射面的机构,其中当这些测量单元安装在各机械部件上时,该散射面朝向第一测量单元以便被光线束照中,该分析单元被构造成由该照相机所提供的图像数据来确定第一测量单元所发出的光线束在散射面上的照中位置并由此确定第一机械部件和第二机械部件的彼此相对位置,其中该照相机指向该散射面的朝向第一测量单元的一侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于确定第一机械部件和第二机械部件的彼此相对位置的装置,具有用于安装在第一机械部件上的第一测量单元和用于安装在第二机械部件上的第二测量单元以及分析单元,其中,所述两个测量单元中的至少一个具有用于产生光线的光源,该光线照射在另一测量单元上的至少一个表面上的照中点被确定。这样的装置例如可被设计用于确定两个轴相互对准,用于确定多个孔的笔直度或对准取向,用于确定边缘的笔直度,或者用于不同表面点的水平高度确定。
技术介绍
一般,为了确定多个轴相互对准,在多个转动角位上确定光线照中点的位置,为此目的,使多个测量单元沿这些轴的周面移动或者使这些轴连同安装在周面上的测量单元一起转动。DE3335336A1描述了一种轴校准测量装置,其中,第一测量单元和第二测量单元均发出光线并且均具有光学探测器,在这里,光线均被引导向另一测量单元的探测器。按照此原理工作的轴校准测量装置也在US6,873,931B1中有所描述,其中,两个测量单元均配备有两个双轴加速度传感器用于自动测量轴的转动角度。从DE3814466A1中知道一种轴校准测量装置,其中第一测量单元发出光线,该光线照中第二测量单元的沿轴向前后布置的两个光学探测器。从WO03/067187A1中知道一种轴校准测量装置,其中第一测量单元发出扇形光线,其照中第二测量单元的沿轴向前后布置的两个光学探测器。从WO00/28275A1中知道一种轴校准测量装置,其中两个测量单元被分别安装到两个轴的正面上,其中第一测量单元发出扇形光线,其侧向照中布置在第二测量装置的一个平面内的三个标记针。EP2093537A1描述了一种轴校准测量装置,其中第一测量单元发出扇状发散光线,其照中第二测量单元的两个光学条纹探测器,它们侧向间隔且相互平行布置,其中探测器的长度方向垂直于光线的扇形平面布置。EP0543971B1描述了一种用于确定透平内孔相对于基准轴线对准的装置,其中表示基准轴线的激光被引导至一双轴光学探测器,该光学探测器的一支脚贴靠孔壁放置并且在周向上使该光学探测器沿孔壁移动以在多个转动角度确定激光照中点。US2007/0201040A1描述了一种用于确定一表面上的多个测量点的水平的装置,其中,在水平平面内以恒定角速度转动的激光被引导至一个安置在各测量点的双轴光学探测器,以便由照中点的竖向分量来确定测量点的高度并且由探测器水平扫描的时刻持续时间来确定测量点相对于激光源的角度和距离。EP1473540A1描述了一种相似的装置,其中,激光通过一转动的五角棱柱被引导至探测器,并且激光具有取决于转动角度的强度分布,借此可以确定测量点的角度。对于在此所述的所有测量装置,都是确定并分析光线在探测器表面上的照中点。从DE4041723A1中知道一种用于确定测量点相对于基准点位置以引导或控制钻机前进的装置,该装置具有多个测量站,它们布置在钻机内或者钻头上,每个测量站具有带有标记的照相机,每个照相机拍摄相邻的照相机或测量站的标记。从WO2010/042039A1中知道一种轴校准测量装置,其中两个测量单元中的每一个配备有安置在壳体内的照相机,其中,朝向另一单元的壳体侧面配设有光图,其被对置的照相机拍摄。配设有光图的壳体侧面均配备有开口,对置的图形经过该开口被成像。在一个替代设计中,两个单元中只有一个单元配设有照相机,但没有图形,而另一单元不具有照相机,但配设有立体图形。在EP1211480A2中描述了一种轴校准测量装置,其中第一测量单元配备有光源,其发出光线到第二测量单元,第二测量单元配设有毛玻璃,毛玻璃的背对第一测量单元的一侧通过适当的光学元件被成像到也构成第二测量单元一部分的图像探测器上。在DE10143812A1和DE10117390A1中描述了一种轴校准测量装置,其中第一测量单元具有用于产生扇状发散光线的光源,对置的第二测量单元具有包括背侧毛玻璃的局部反射光学系统以及照相机,该照相机拍摄背对第一测量单元的毛玻璃侧,利用了直接来自光源的光线的主光斑和由第二测量单元的局部反射光学系统和在第一测量单元的正面的反射器所反射的光线的光斑。用于机器测量的带照相机的激光接收器可以以商品名LaserTrac从德国的Wente CamSorik公司(38108Braunschweig)得到。本专利技术的任务是提供一种用于确定两个机械部件的彼此相对位置的装置,例如用于轴校准测量,该装置的设计非常简单、灵活且成本低廉。本专利技术的又一个任务是提供一种相应的方法。根据本专利技术,该任务通过根据权利要求1或4的装置以及根据权利要求10的方法来完成。在根据本专利技术的解决方案中有利的是,通过使用照相机和在照相机上成像的散射面,而不是使用反射光线束所直接照中的光学探测器,可以实现一种非常简单灵活的系统。尤其是,可以作为照相机使用为最终用户设计的批量生产产品,例如像照相照相机或智能手机,其能以相当低的成本来获得,或者使用者因其它原因而本来就已拥有。根据本专利技术的一个实施方式,照相机能相对于所述两个测量单元自由移动并且能以徒手形式使用,例如以便将散射面成像到照相机上。根据一个替代实施方式,照相机可作为测量单元的一部分来构成,其也具有用于产生光线束的机构,或者它可以被安装至该测量单元上。本专利技术尤其可被用于确定两个轴相互对准,用于确定孔的笔直度或对准取向,用以确定边缘笔直度,或者用于各表面点的水平高度确定。由从属权利要求得到了本专利技术的优选实施方式。附图说明以下将结合附图来举例详述本专利技术,其中:图1是根据本专利技术的位置确定装置的第一例子的轻微侧向透视图;图2是图1的装置的散射面的前视图;图3是配设有散射面的图1的装置的测量单元在使用时的透视图;图4是表示截取理论如何可被用于修正在照相机上的散射面图像的透视扭曲的示意图;图5是利用本专利技术的装置测量的透平定子的纵向剖视图;图6是图5的装置的要安装在内壁上的测量单元的前侧向视图;图7示出了根据本专利技术的测量装置被用于水平高度测量的例子;图8示出了利用图7的装置拍摄的图像的例子;以及图9示出了具有四个QR码的散射面的例子。具体实施方式图1-3示出了根据本专利技术的用于确定机器(未示出)的第一轴10和机器(未示出)的第二轴12相互对准的装置的第一例子。该装置包括具有用于安装在第一轴10周面上的部件16的第一测量单元14以及具有用于安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定第一机械部件(10,156)和第二机械部件(12,154)的彼此相对位置的装置,具有用于安装在第一机械部件上的第一测量单元(14,114,214)、用于安装在第二机械部件上的第二测量单元(18,118,218)以及分析单元(22),其中,第一测量单元具有用于产生光线束(28,128,228)的机构(24,124,224),第二测量单元具有用于散射照中散射面的光的散射面(34,134,234)、照相机(36)和用于在照相机上成像该散射面的机构,该散射面在这些测量单元安装在各机械部件上时朝向第一测量单元,以便被光线束照中,该分析单元被构造成从由照相机所提供的图像数据来确定第一测量单元所发出的光线束在该散射面上的照中位置并由此确定第一机械部件和第二机械部件的彼此相对位置,该照相机被指向该散射面的朝向第一测量单元的一侧。

【技术特征摘要】
2013.05.06 DE 102013007661.71.一种用于确定第一机械部件(10,156)和第二机械部件(12,154)的彼此相
对位置的装置,具有用于安装在第一机械部件上的第一测量单元
(14,114,214)、用于安装在第二机械部件上的第二测量单元(18,118,218)以及
分析单元(22),其中,
第一测量单元具有用于产生光线束(28,128,228)的机构(24,124,224),
第二测量单元具有用于散射照中散射面的光的散射面(34,134,234)、照
相机(36)和用于在照相机上成像该散射面的机构,
该散射面在这些测量单元安装在各机械部件上时朝向第一测量单元,
以便被光线束照中,
该分析单元被构造成从由照相机所提供的图像数据来确定第一测量单
元所发出的光线束在该散射面上的照中位置并由此确定第一机械部件和第
二机械部件的彼此相对位置,
该照相机被指向该散射面的朝向第一测量单元的一侧。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征是,该照相机(36)相对于该散射
面(34,134,234)侧向错开布置,或者该照相机(36)相对于该散射面(34,134,234)
侧向错开且倾转布置。
3.根据前述权利要求之一的装置,其特征是,第二测量单元(18,118,218)
具有用于该照相机(36)的可分离固定的机构,和/或用于在照相机(36)上成像
散射面(34,134,234)的所述机构是具有固定焦距的镜头,和/或该照相机(36)
具有照亮该散射面(34,134,234)的机构(23),和/或该照相机(36)安装在形成散
射光阑的光学屏蔽部件上。
4.一种用于确定第一机械部件(10,156)和第二机械部件(12,154)的彼此相
对位置的装置,具有用于安装在第一机械部件上的第一测量单元
(14,114,214)、用于安装在第二机械部件上的第二测量单元(18,118,218)、照
相机(36)和分析单元(22),其中,
第一测量单元具有用于产生光线束(28,128,228)的机构(24,124,224),
第二测量单元具有用于散射照中该散射面的光的散射面(34,134,234),
该散射面在这些测量单元安装在各机械部件上时朝向第一测量单元,
以便被光线束照中,
该照相机能相对于这两个测量单元自由移动并具有用于在照相机上成
像该散射面的机构,
该分析单元被构造成从由照相机所提供的图像数据来确定第一测量单
元所发出的光线束在该散射面上的照中位置并由此确定第一机械部件和第
二机械部件的彼此相对位置,
该照相机被构造成指向该散射面的朝向第一测量单元的一侧。
5.根据前述权利要求之一的装置,其特征是,该分析单元(22)被构造成
与散射面(34,134,234)的倾转相关地校正由照相机(36)提供的图像数据,和/
或该散射面(34,134,234)基本上是平的,和/或第二测量单元(18,118,218)具有
用于该散射面(34,134,234)的背光(25),和/或该照相机(36)呈智能手机形式,
和/或第一机械部件是第一轴(10)且第二机械部件是第二轴(12),其中第一测
量单元(14)被构造成安装在第一轴的周面上而第二测量单元(18)被构造成安
装在第二轴的周面上。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征是,该分析单元(22)被构造用于
由在这些轴(10,12)的不同转动角位所拍摄的图像数据来确定这些轴的角度
偏差以及竖向和水平偏差,和/或该照相机(36)具有倾斜仪(29)。
7.根据权利要求1至5之一所述的装置,其特征是,用于产生光线束
(228)的所述机构(214)被构造用于产生绕竖轴(z)在水平平面内转动的光线
束,或者第一测量单元(14,114,214)和/或第二测量单元(18,118,218)是如此构
造的,即它们能沿第一机械部件或第二机械部件的边缘或表面移位,并且
该分析单元被构造用于由在这些测量单元的不同位置上沿所述边缘或表面
获得的图像数据来确定第一机械部件或第二机...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·霍泽尔
申请(专利权)人:普乐福尼克·迪特·布什股份公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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