用于确定两个物体的理想位置偏差的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于获知两个物体(10,12)的理想位置偏差的装置(8)，该装置具有用于安置到第一物体(10)上的第一测量单元(14)、用于安置到第二物体(12)上的第二测量单元(18)、以及分析单元(22)。第一测量单元(14)具有用于产生至少一个光束(28)的机构(24)和用于使照射到散射面的光(WV,PV)发生散射的散射面(34)，第二测量单元(18)具有反射器装置(38)用于将光束(28)反射到散射面(34)。第二测量单元(18)具有用于拍摄散射面(34)的图像的照相机(36)。分析单元(22)被构造成从所述图像中获知该物体(10,12)的理想位置偏差。此外，本发明专利技术涉及一种用于获知理想位置偏差的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于获知两个物体的理想位置偏差的装置和方法，其具有用于安置到第一物体上的第一测量单元、用于安置到第二物体上的第二测量单元以及分析单元。替代地或附加地，这种装置还可被构造用于确定两个物体且尤其是两个轴的彼此相互取向。
技术介绍
在上述类型的装置中，两个测量单元中的至少一个测量单元通常具有用于产生光线的光源，确定所述光线在另一测量单元上的一个或多个探测器上的照中点，或者确定所述光纤在带有光源的测量单元上的探测器上的照中点，在后者情形中，另一测量单元反射所述光线。通常，为了确定多个物体如多个轴的彼此相互取向，在多个旋转角位确定光线照中点的位置，对此，使测量单元沿轴的周面移动，或使轴连同安装于周面上的测量单元一起转动。DE3320163A1和DE3911307A1描述了一种轴校准测量装置，其中，第一测量单元发出光线，该光线被第二测量单元的反射棱镜反射到第一测量单元的光学探测器上。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光并均具有光学探测器，其中每道光均被对准另一测量单元的探测器。US6873931B1也描述了按照此原理工作的轴校准测量装置，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探测轴的旋转角度。从DE3814466A1中知道了一种轴校准测量装置，其中，第一测量单元发光，该光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WO03/067187A知道了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知道了一种轴校准测量装置，其中，两个测量单元分别被装到两轴的一端面上，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。EP0962746A2描述了一种轴校准测量装置，其中，第一单元具有用于发出第一颜色光线的光源、分光器和色敏CCD探测器，而第二单元具有用于发出第二颜色光线的光源和反射第一颜色而透过第二颜色的分色器(选色分光器)，从第一单元处看过去，第二单元的光源布置在分色器之后，从第二单元处看过去，第一单元的光源布置在分光器之后。第一单元所发出的光线首先穿过第一单元的分光器，再被第二单元的分色器反射。反射光又在第一单元的分光器上被反射而到达探测器。来自第二单元的光线首先穿过第二单元的分色器，再被第一单元的分光器反射至探测器。EP2093537A1描述了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两个横向间隔且相互平行布置的光学条纹探测器，其中该探测器的纵向垂直于光线的扇形平面。在所有上述轴校准测量装置中都要确定并分析光线在探测器表面上的照中点。从DE4041723A1中知道了一种用于确定测量点相对于基准点的位置以引导或控制钻机前进的装置，该装置具有布置在钻机内或钻头上的多个测量站，每个测量站具有带标记的照相机，每个照相机拍摄相邻的照相机或测量站的标记。从WO2010/042039A1中知道了一种轴校准测量装置，其中，两个测量单元中的每一个均配备有安置在壳体内的照相机，在这里，朝向另一单元的壳体侧面设有供对置照相机拍摄的光学图形。带有光学图形的壳体侧面均设有开口，相对的图形通过该开口来成像。在一个替代实施例中，两个单元中的一个仅配备有照相机而没有图形，另一单元不具有照相机但设有立体图形。EP1211480A2描述了一种轴校准测量装置，其中，第一测量单元设有光源，其发出光线到第二测量单元，第二测量单元设有荧光屏，该荧光屏的背对第一测量单元的侧面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。DE10143812A1和DE10117390A1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，相对的第二测量单元具有包括后侧荧光屏的半反射光学系统及照相机，利用直接来自光源的光线的主光斑并利用被第二测量单元的半反射光学系统和在第一测量单元端面上的反射器所反射的光线的副光斑，该照相机拍摄荧光屏的背对第一测量单元的侧面。用于机器测量的带照相机的激光接收器可从德国Braunschweig市38108号的Wente CamSorik GmbH公司以商品名LaserTrac获得。由EP2801788A1知道了一种用于确定两个机械构件或物体彼此相互位置的装置，其中，用于安置到两个机械构件或物体的第一机械构件或第一物体上的第一测量单元具有用于产生至少一道光束的机构、用于使照射到散射面的光发生散射的散射面以及用于拍摄散射面图像的照相机。作为替代或补充，这种已知的装置适于获知或确定物体相对于理想位置的理想位置偏差。在这种已知解决方案中，照相机相对于散射面侧倾斜地安装，或者照相机光轴不与散射面垂直地取向。用于安置到第二机械构件或第二物体上的第二测量单元具有反射器装置，当测量单元被安置到相应的机械构件或物体上时，该反射器装置面向第一测量单元以将光束反射到散射面。此外，在这种已知的解决方案中设置有分析单元，其被构造用于通过照相机所提供的图像数据来确定被反射器装置反射的光束在散射面上的照中位置并由此确定所述第一物体和第二物体的彼此相对位置，或者作为替代或补充，用于获知或确定各物体相对于相应理想位置的理想位置偏差。为了确定照中位置的中点坐标，需要通过对照相机拍摄图像进行合适分析而以高昂成本来校正光学系统的透视失真，所述透视失真是因照相机光轴取向偏离了垂直于散射面的取向而引起的。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于获知或确定两个物体的理想位置偏差的装置和方法，可借此根据散射面的相机图像以简单实用的方式由光束在散射面上的照中点确定理想位置偏差。根据本专利技术，该任务通过具有权利要求1所述特征的装置和具有权利要求10所述特征的方法来完成。根据本专利技术的、用于确定或获知两个物体的理想位置偏差的装置的特点在于，第二测量单元即具有反射器装置的测量单元具有用于拍摄散射面图像的照相机。与由EP2801788A1公开的解决方案不同，在根据本专利技术的解决方案中，用于拍摄散射面图像的照相机不是设置在第一测量单元上，即不是设置在具有用于产生至少一道光束的机构且具有用于使照射到散射面的光发生散射的散射面的测量单元上。这有如下优点，在测量单元安置到物体上的状态下，照相机光轴可以与散射面垂直或基本垂直地定向。这在由EP2801788A1公开的解决方案中是不可能的，因为这会阻挡光束的照射路径。照相机光轴
与散射面垂直或基本垂直地定向带来不会出现透视失真的优点，在由EP2801788A1公开的解决方案中须通过对照相机所拍摄的图像或图像数据的分析而以高昂成本来校正透视失真。总体来看，可以借助本专利技术的装置根据散射面的照相机图像以简单实用的方式来确定物体的理想位置偏差，确切说是由光束在散射面上的照中位置或根据光束在散射面上的照中位置来确定上述理想位置偏差。分析单元被构造成通过照相机所提供的图像数据来确定被该反射器装置反射的光束在散射面上的至少一个照中位置并且由照中位置获知或确定第一物体位置与第一物体理想位置的偏差和/或第二物体位置与第二物体理想位置的偏差。为了由照中位置获知或确定第一物体位置与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于获知两个物体(10,12)的理想位置偏差的装置(8)，具有用于安置到第一物体(10)上的第一测量单元(14)、用于安置到第二物体(12)上的第二测量单元(18)、以及分析单元(22)，其中，所述第一测量单元(14)具有用于产生至少一个光束(28)的机构(24)和用于使照射到散射面上的光(WV,PV)发生散射的散射面(34)，所述第二测量单元(18)具有反射器装置(38)，该反射器装置在所述测量单元(14,18)安置到相应物体(10,12)上时面向所述第一测量单元(14)，以将该光束(28)反射到该散射面(34)，并且所述第二测量单元(18)具有用于拍摄该散射面(34)的图像的照相机(36)，所述分析单元(22)被构造用于从该照相机(36)所提供的图像数据中确定被该反射器装置(38)反射的光束(28)在该散射面(34)上的至少一个照中位置并且从该照中位置中获知第一物体(10)位置与第一物体(10)理想位置的偏差和第二物体(12)位置与第二物体(12)理想位置的偏差。

【技术特征摘要】
2015.02.04 EP 15153745.31.一种用于获知两个物体(10,12)的理想位置偏差的装置(8)，具有用于安置到第一物体(10)上的第一测量单元(14)、用于安置到第二物体(12)上的第二测量单元(18)、以及分析单元(22)，其中，所述第一测量单元(14)具有用于产生至少一个光束(28)的机构(24)和用于使照射到散射面上的光(WV,PV)发生散射的散射面(34)，所述第二测量单元(18)具有反射器装置(38)，该反射器装置在所述测量单元(14,18)安置到相应物体(10,12)上时面向所述第一测量单元(14)，以将该光束(28)反射到该散射面(34)，并且所述第二测量单元(18)具有用于拍摄该散射面(34)的图像的照相机(36)，所述分析单元(22)被构造用于从该照相机(36)所提供的图像数据中确定被该反射器装置(38)反射的光束(28)在该散射面(34)上的至少一个照中位置并且从该照中位置中获知第一物体(10)位置与第一物体(10)理想位置的偏差和第二物体(12)位置与第二物体(12)理想位置的偏差。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述照相机(36)可拆卸地安装在所述反射器装置(38)上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述照相机(36)通过被安装在所述反射器装置(38)上的支架可拆卸地安装在所述反射器装置(38)上，其中所述支架安装在所述反射器装置(38)的背向所述散射面(34)的侧面。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二测量单元(18)具有智能手机(15)，其中所述照相机(36)设置在所述智能手机(15)上。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述智能手机(15)通过安装在所述反射器装置(38)上的支架(11)被安装在所述反射器装置(38)上，其中所述支架(11)安装在所述反射器装置(38)的背向所述散射面(34)的侧面(13)。6.根据权利...

【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