JP2020159880A - Measurement angle calibration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定角度校正装置に関し、さらに詳しくは、角度測定装置による測定値の妥当性を、簡素な構成でありながら正確に判断することができる測定角度校正装置に関するものである。 The present invention relates to a measurement angle calibrator, and more particularly to a measurement angle calibrator capable of accurately determining the validity of a measured value by the angle measuring device with a simple configuration.
測定対象物の傾斜角度を測定するために、様々な角度測定装置が存在している(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で提案されている角度測定装置では、車両の車輪を測定対象物にしていて、車輪のトー角度やキャンバ角度等が測定される。この角度測定装置では、車輪を挟む一対の検出板の移動量が検知され、この検知データに基づいて基準に対する車輪の傾斜角度が算出される。
Various angle measuring devices exist for measuring the tilt angle of the object to be measured (see, for example, Patent Document 1). In the angle measuring device proposed in
角度測定装置による測定値に、若干の測定誤差が生じることは避けられないが、通常その測定誤差は許容範囲内である。しかしながら、経時劣化・損耗や測定環境の影響、突発的な原因等によって、測定値の測定誤差が許容範囲を超えることもある。そして、測定値の測定誤差が許容範囲を超えているか否かを判断することは容易ではない。これを高い精度で判断するためには、精密で複雑な装置が必要になる。それ故、角度測定装置による測定値の妥当性を、簡便に正確に判断するには改善の余地がある。 It is inevitable that a slight measurement error will occur in the value measured by the angle measuring device, but the measurement error is usually within an acceptable range. However, the measurement error of the measured value may exceed the permissible range due to deterioration / wear over time, the influence of the measurement environment, a sudden cause, and the like. Then, it is not easy to determine whether or not the measurement error of the measured value exceeds the permissible range. In order to judge this with high accuracy, a precise and complicated device is required. Therefore, there is room for improvement in easily and accurately determining the validity of the value measured by the angle measuring device.
本発明の目的は、角度測定装置による測定値の妥当性を、簡素な構成でありながら正確に判断することができる測定角度校正装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a measuring angle calibrator capable of accurately determining the validity of a measured value by an angle measuring device with a simple configuration.
上記目的を達成するため本発明の測定角度校正装置は、基準線に対する測定対象物の表面の傾斜角度を測定する角度測定装置により測定された前記傾斜角度の測定値を校正する測定角度校正装置であって、前後に進退するロッドを有してこのロッドの前後移動量に基づいて、前記ロッド前後方向の突出距離を検知する複数のプローブと、それぞれの前記プローブによる検知データが入力される演算部とを有し、それぞれの前記ロッドが前記基準線の延在方向に離間するとともに前記基準線に直交して前記表面に向かって延在して前記プローブの先端を前記表面に接触させた状態にしてそれぞれの前記プローブが所定位置に固定されることにより、それぞれの前記プローブにより前記基準線から前記表面までの間隔が検知されて、このそれぞれの間隔の検知データとそれぞれの前記プローブどうしの前記基準線の延在方向の離間距離のデータとに基づいて前記演算部により前記傾斜角度の検証値が算出されて、前記検証値と、前記検証値を算出する際に使用されたデータとは別のデータを用いて前記角度測定装置により測定された前記測定値とが比較される構成にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the measurement angle calibrator of the present invention is a measurement angle calibrator that calibrates the measured value of the inclination angle measured by the angle measurement device that measures the inclination angle of the surface of the object to be measured with respect to the reference line. There are a plurality of probes that have rods that move back and forth and detect the protrusion distance in the front-back direction of the rod based on the amount of movement of the rod back and forth, and a calculation unit that inputs detection data from each probe. The rods are separated from each other in the extending direction of the reference line and extend toward the surface at right angles to the reference line so that the tip of the probe is in contact with the surface. By fixing each of the probes at a predetermined position, the distance from the reference line to the surface is detected by each of the probes, and the detection data of the respective distances and the reference between the respective probes are detected. The verification value of the inclination angle is calculated by the calculation unit based on the data of the separation distance in the extending direction of the line, and the verification value is different from the data used when calculating the verification value. It is characterized in that the data is used to compare with the measured value measured by the angle measuring device.
本発明によれば、角度測定装置により測定された傾斜角度の測定値と、角度測定装置が測定に用いたデータとは異なるデータを用いて角度校正装置によって算出された傾斜角度の検証値とを比較することで、角度測定装置による測定値の妥当性を判断できる。両者は別々に検出されたデータを用いているので、信頼性が高い正確な判断が可能になる。また、角度校正装置では、複数のプローブにより検知された基準線から表面までの間隔のデータと、複数のプローブどうしの基準線の延在方向の離間距離のデータとを利用するので、構成が簡素でありながら高い検知精度を確保し易くなる。 According to the present invention, the measured value of the tilt angle measured by the angle measuring device and the verification value of the tilt angle calculated by the angle calibrator using data different from the data used by the angle measuring device for the measurement. By comparing, the validity of the value measured by the angle measuring device can be judged. Since both use data detected separately, reliable and accurate judgment is possible. In addition, the angle calibrator uses data on the distance from the reference line to the surface detected by a plurality of probes and data on the distance between the reference lines in the extending direction of the plurality of probes, so that the configuration is simple. However, it becomes easy to secure high detection accuracy.
以下、本発明の測定角度校正装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the measurement angle calibration device of the present invention will be described based on the embodiment shown in the figure.
図1、図2に例示する本発明の測定角度校正装置1(以下、校正装置1という)は、角度測定装置11により測定された傾斜角度Aの測定値A1を校正する。具体的には、角度測定装置11により測定された基準線BLに対する測定対象物Wの表面Sの傾斜角度Aの測定値A1の妥当性を判断するために校正装置1が使用される。
The measurement angle calibration device 1 (hereinafter referred to as the calibration device 1) of the present invention illustrated in FIGS. 1 and 2 calibrates the measured value A1 of the inclination angle A measured by the
測定対象物Wは特に限定されず、金属、樹脂、ゴム、木等の様々な材質で形成され、様々な形状、構造の測定対象物Wがある。この実施形態では、金属製の円筒体が測定対象物Wになっている。図1の一点鎖線CLは、測定対象物Wの中心軸を示している。この測定対象物Wはその中心軸が支持柱WPによって支持されていて、測定対象物Wの外周面の表面Sは、平面視で中心軸CLに対して傾斜角度Aで傾斜している。即ち、平面視で基準線BLと中心軸CLとは平行になっている。 The object W to be measured is not particularly limited, and there is an object W to be measured which is made of various materials such as metal, resin, rubber, and wood and has various shapes and structures. In this embodiment, the metal cylinder is the measurement object W. The alternate long and short dash line CL in FIG. 1 indicates the central axis of the object W to be measured. The central axis of the measurement object W is supported by the support pillar WP, and the surface S of the outer peripheral surface of the measurement object W is inclined at an inclination angle A with respect to the central axis CL in a plan view. That is, the reference line BL and the central axis CL are parallel to each other in a plan view.
校正装置1は、複数のプローブ4A、4Bと、これらプローブ4A、4Bによる検知データが入力される演算部8と、プローブ4A、4Bを所定位置に固定する固定具2とを有している。この実施形態では校正装置1はさらに温度センサ9を有している。温度センサ9による検知データは演算部8に入力される。この校正装置1の駆動源はバッテリー10であり、バッテリー10の電力によって各機器が作動する。
The
固定具2は、磁石が備わるベース3aと、ベース3aに立設された支柱3bとを有する、いわゆるマグネットスタンドである。ベース3aに備わる磁石の磁力によって固定具2は金属製の設置場所に強固に固定され、着脱自在になっている。磁石が効かない(付かない)設置場所に対しては、クランプ機構などを有する固定具2が用いられる。
The
プローブ4A、4Bは複数本必要になるので3本以上を備えることもできるが、この実施形態にように2本でも十分である。プローブ4A、4Bはそれぞれ、シリンダ5a、5bと、ロッド6a、6bと、接触球7a、7bを有している。それぞれのシリンダ5a、5bにはロッド6a、6bが進退移動可能に収容されている。それぞれのロッド6a、6bの先端には接触球7a、7bが回転自在に保持されている。それぞれのプローブ4A、4Bは、ロッド6a、6bの前後移動量に基づいて、シリンダ5a、5bからのロッド前後方向の突出距離を検知する。
Since a plurality of
それぞれのシリンダ5a、5bは、支柱3bに取付けられている。この実施形態では、それぞれのシリンダ5a、5bが1つの固定具2に取付けられているが、別々の固定具2に取付けられた構造にすることもできる。即ち、プローブ4A、4Bがそれぞれ、独立別個の固定具2に取付けられた構成にしてもよい。
The
演算部8としてはコンピュータが用いられる。演算部8には、プローブ4A、4Bによる検知データ、温度センサ9による検知データの他に、角度測定装置11による測定値A1のデータも入力される。
A computer is used as the
次に、校正装置1を用いて、測定値A1を校正する手順の一例を説明する。
Next, an example of a procedure for calibrating the measured value A1 using the
図1に例示するように測定対象物Wは、中心軸CLに平行な基準線BLに対して、ある傾斜角度Aで傾斜している。この傾斜角度Aは、角度測定装置1によって測定値A1として測定されている。
As illustrated in FIG. 1, the measurement object W is inclined at a certain inclination angle A with respect to the reference line BL parallel to the central axis CL. The inclination angle A is measured as a measured value A1 by the
校正装置1では、それぞれのロッド6a、6bを、基準線BLの延在方向に所定間隔Xで離間し、かつ、基準線BLに直交して、測定対象物Wの表面Sに向かって延在させる。それぞれのロッド6a、6bの先端(接触球7a、7b)は、表面Sに接触させた状態にしてセットする。このセット状態で、それぞれのプローブ4A、4Bを固定具2によって所定位置P1、P2に固定する。尚、それぞれのプローブ4A、4Bは実質的に一定の高さで、互いに実質的に同一の高さ位置に設定するとよい。
In the
それぞれのロッド6a、6bの先端に回転自在の接触球7a、7bを備えておくと、ロッド6a、6bを上述のようにセットした後で、測定対象物Wが動いてもロッド6a、6bに負荷が生じ難い。これに伴い、ロッド6a、6bのセット状態を維持するには有利になる。この実施形態では、既に傾斜角度Aで傾斜している表面Sにそれぞれのロッド6a、6bの先端(接触球7a、7b)を接触させて、それぞれのプローブ4A、4Bによって基準線BLから表面Sまでの間隔L1、L2が検知される。
If
このような手順に限定されず、それぞれのロッド6a、6bの先端(接触球7a、7b)を表面Sに接触させた状態にしてから、測定対象体Wを傾斜角度Aに傾斜させてもよい。この場合は、その後、それぞれのプローブ4A、4Bによって、基準線BLから表面Sまでの間隔L1、L2が検知される。
The procedure is not limited to this, and the measurement target body W may be tilted to the tilt angle A after the tips (
演算部8には、所定間隔Xのデータ、それぞれのプローブ4A、4Bによる検知データが入力される。所定位置P1、P2の座標、シリンダ5a、5bの長さ(先端位置)は既知であり、これらのデータは演算部8に入力されている。そこで、それぞれのプローブ4A、4Bによって所定位置P1、P2から表面Sまでの間隔L1、L2が検知される。検知された間隔L1、L2どうしの差異と離間距離Xとに基づいて、演算部8によって下記(1)式を用いて検証値A2が算出される(間隔L1≦間隔L2とする)。
Tan(検証値A2)=(L2−L1)/X ・・・(1)
Data at a predetermined interval X and detection data by the
Tan (verification value A2) = (L2-L1) / X ... (1)
次いで、測定値A1と検証値A2とが演算部8により比較される。演算部8には、測定値A1が妥当であると判断する基準範囲Cのデータが入力されている。基準範囲Cは、測定値A1と検証値A2との差異の大きさに基づいて設定されている。基準範囲Cは、例えば、−0.01°≦(測定値A1−検証値A2)≦0.01°のように設定される。この基準範囲Cは、事前テスト等を行って信頼性を確保できる適切な数値範囲に設定される。測定値A1が、この基準範囲Cを満足していれば、測定値A1は妥当であると判断され、満足していなければ測定値A1は妥当でないと判断される。
Next, the measured value A1 and the verification value A2 are compared by the
測定値A1は、検証値A2を算出する際に使用されたデータとは別のデータを用いて角度測定装置11により測定されている。即ち、測定値A1は、それぞれのプローブ4A、4Bの先端(接触球7a、7b)が接触した位置とは異なる位置で検知したデータを用いて測定されている。或いは、測定値A1は、複数本のプローブ4A、4Bを用いた方法とは異なる方法で検知したデータを用いて測定されている。具体的に例示すると、測定対象物Wの回転角度、または、超音波等による非接触タイプのセンサにより検知された基準線BLから表面Sまでの間隔のデータ等を用いて測定されている。
The measured value A1 is measured by the
このように、この校正装置1では、検証値A2と、検証値A2を算出する際に使用されたデータとは別のデータを用いて角度測定装置11により測定された測定値1とが比較されて測定値A1の妥当性を判断することができる。測定値A1と検証値A2は別々に検出されたデータを用いているので、信頼性が高い正確な判断が可能になる。また、校正装置1では、複数のプローブ4A、4Bにより検知された基準線BLから表面Sまでの間隔L1、L2のデータと、複数のプローブ4A、4Bどうしの基準線BLの延在方向の離間距離Xのデータとを利用するので、構成が簡素でありながら高い検知精度を確保し易い。
As described above, in this
この実施形態では、プローブ4A、4Bにより基準線BLから表面Sまでの間隔L1、L2が検知される時のプローブ4A、4Bの周辺環境温度が温度センサ9により検知される。演算部8には、プローブ4A、4Bによる検知データの温度依存性データが予め入力されている。そこで、この温度依存性データと、演算部8に入力されたプローブ4A、4Bの周辺環境温度データとに基づいて、プローブ4A、4Bによる検知データが演算部8により補正される。即ち、プローブ4A、4Bによる検知データからプローブ4A、4Bの周辺環境温度による影響を排除する補正が行われる。この補正によって、プローブ4A、4Bによる検知データがより正確になる。これに伴い、測定値A1の妥当性をより正確に判断するには有利になる。
In this embodiment, the temperature sensor 9 detects the ambient temperature of the
この実施形態では、固定具2によって、プローブ4A、4Bを、磁石が効く所定位置に着脱自在に固定できるので、様々な環境の現場でプローブ4A、4Bによる検知データを得ることができる。既述したように設置位置の材質等の応じて適切な固定具2を採用すればよい。これに伴い、校正装置1の汎用性が高くなる。
In this embodiment, the
校正装置1の駆動源をAC電源にすることもできるが、バッテリー10を駆動源とすることで、AC電源が利用できない様々な環境の現場でもプローブ4A、4Bによる検知データを得ることができる。即ち、必要な場所に校正装置1を搬送移動させて測定を迅速、容易に行うことができるので、校正装置1の汎用性が高くなる。
The drive source of the
本発明の校正装置1は、様々な円筒体を測定対象物Wにすることができる。例えば、試験装置、製造装置、搬送装置等に使用されるゴムロール、鉄鋼ロール等の傾斜角度の校正に使用することができるので非常に汎用性が高い。
The
1 測定角度校正装置
2 固定具
3a ベース
3b 支柱
4A、4B プローブ
5a、5b シリンダ
6a、6b ロッド
7a、7b 接触球
8 演算部
9 温度センサ
10 バッテリー
11 角度測定装置
W 測定対象物
S 表面
BL 基準線
A 傾斜角度
A1 測定値
A2 検証値
1 Measurement
Claims (4)
前後に進退するロッドを有してこのロッドの前後移動量に基づいて、前記ロッド前後方向の突出距離を検知する複数のプローブと、それぞれの前記プローブによる検知データが入力される演算部とを有し、
それぞれの前記ロッドが前記基準線の延在方向に離間するとともに前記基準線に直交して前記表面に向かって延在して前記プローブの先端を前記表面に接触させた状態にしてそれぞれの前記プローブが所定位置に固定されることにより、それぞれの前記プローブにより前記基準線から前記表面までの間隔が検知されて、このそれぞれの間隔の検知データとそれぞれの前記プローブどうしの前記基準線の延在方向の離間距離のデータとに基づいて前記演算部により前記傾斜角度の検証値が算出されて、
前記検証値と、前記検証値を算出する際に使用されたデータとは別のデータを用いて前記角度測定装置により測定された前記測定値とが比較される構成にしたことを特徴とする測定角度校正装置。 A measurement angle calibrator that calibrates the measured value of the tilt angle measured by the angle measuring device that measures the tilt angle of the surface of the object to be measured with respect to the reference line.
It has a rod that moves back and forth, and has a plurality of probes that detect the protrusion distance in the front-back direction of the rod based on the amount of movement of the rod back and forth, and a calculation unit that inputs detection data by each of the probes. And
The respective rods are separated from each other in the extending direction of the reference line and extend toward the surface at right angles to the reference line so that the tip of the probe is in contact with the surface. Is fixed at a predetermined position, the distance from the reference line to the surface is detected by each of the probes, and the detection data of each distance and the extending direction of the reference line between the probes. The verification value of the inclination angle is calculated by the calculation unit based on the data of the separation distance of
The measurement is characterized in that the verification value is compared with the measurement value measured by the angle measuring device using data different from the data used when calculating the verification value. Angle calibrator.
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CN113624178A (en) * | 2021-08-18 | 2021-11-09 | 贵州顺康检测股份有限公司 | Displacement meter and inclinometer calibration device and method |
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