[发明专利]测量头、测量头的使用以及用于对柱形的辊子的直径和位置进行摄影测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量头、一种测量系统、用于对连铸机中的连铸坯导辊进行扫描的测量头的使用以及一种用于通过测量系统对柱形的辊子的直径和位置进行摄影测量的方法。

具体来讲，本发明涉及一种用于对柱形的辊子进行扫描的测量头，该测量头具有测量头本体，所述测量头本体则与至少一个第一探测面刚性地连接。

背景技术

由AICON 3D Systems GmbH公司的具有标题“MoveInspect Technology, Modular portable CMMs”的销售说明书（参见http://www.aicon.de/daten/downloads/products/MoveInspectTechnology/AICON_MIT-brochure_en.pdf）已知一种测量头，该测量头具有构造为手柄的测量头本体，其中所述测量头本体与唯一的第一探测面刚性地连接。尽管这种测量头较好地适合于对任意的表面轮廓进行扫描，但是其在柱形的辊子上的运用则是不利的，因为必须对多个（具体来讲至少三个）表面点单独进行扫描，以便能够对辊子的直径和位置进行摄影测量。用于对柱形的辊子进行扫描的测量头未从现有技术中为人所知，该测量头可以借助于唯一的扫描过程来检测所述辊子的位置和直径（也就是说不仅位置而且直径都通过所述测量头利用测量系统借助于对辊子实施的唯一的扫描过程来检测）。

由文献EP 0 881 461 A2已知一种用于通过测量系统并且借助于测量头对表面点进行摄影测量的方法。不过其中未发现这样的提示，即应该如何修改已知的方法，从而可以借助于唯一的扫描步骤以及唯一的测量图像（英语single shot）来测定柱形的辊子的直径和位置。

发明内容

本发明的任务是，提供一种测量头和一种用于对柱形的辊子的直径和位置进行摄影测量的方法，从而利用所述测量头以及测量系统借助于对辊子实施的唯一的扫描步骤并且借助于唯一的测量图像以较高的精度不仅可以测定所述辊子的位置而且可以测定其直径。

该任务通过一种开头所提到的类型的测量头得到解决，其中该测量头具有：

－至少两个第一探测面，所述至少两个第一探测面与测量头本体刚性地连接，其中所述辊子的外侧面上的至少两个点能够同时被所述第一探测面接触到；

－至少一个第二探测面，所述第二探测面与测量臂相连接，其中所述测量臂能够相对于所述测量头本体进行运动，使得所述外侧面上的至少一个点能够被所述第二探测面接触到；以及

－多个第一及第二目标元件，其中将至少两个第一目标元件分配给所述测量头本体并且将至少一个第二目标元件分配给所述测量臂。

所述测量头的通过测量头本体以及测量臂实现的特殊的设计方案允许借助于对辊子实施的唯一的扫描过程来对其直径和位置进行检测，其中为所述测量头本体分配了至少两个第一探测面和两个第一目标元件，并且其中为所述测量臂分配了至少一个第二探测面和至少一个第二目标元件。所述测量头本体是作为唯一的构件来实现还是比如通过多个弯板件来实现对所述测量头的功能来说不重要。通过所述第一探测面来检测所述辊子的外侧面上的至少两个点。所述辊子的外侧面上的另一个点则通过构造成可相对于所述测量头本体进行运动的测量臂来检测。因为根据几何学的法则三个点张紧一个平面，所以由此一方面明确确定所述辊子的位置并且另一方面也明确确定其直径。所述第一和第二目标元件比如可以构造为反射器、构造为发射器或者但是也可以构造为所谓的主动式反射器，所述第一和第二目标元件允许测量系统明确地确定辊子的位置和直径，其中为所述测量头本体分配了至少两个、优选大于等于四个第一目标元件，并且为所述测量臂分配了至少一个、优选大于等于两个第二目标元件。通过所述测量头的这种设计方案将用于确定辊子的直径及位置的时间至少降低到三分之一，因为利用按现有技术的测量头需要对辊子的外侧面实施至少三次单独的扫描过程。

按照一种有利的实施方式，所述测量头本体具有用于握住测量头的手柄。由此提高了测量头的人机工程学效果。

根据一种有利的实施方式，所述手柄具有用于触发测量系统的摄像头的触发开关，其中所述触发开关能够在信号技术上与所述摄像头相连接。由此不仅所述辊子的扫描而且测量系统的摄像头的触发都能够通过唯一的人借助于单手操作来进行。

根据一种实施方式，所述测量臂可旋转地布置在所述测量头本体上。根据一种作为该实施方式的替代方案的实施方式，所述测量臂可移动地布置在所述测量头本体上，比如将所述测量臂通过预张紧的弹簧压向所述辊子的外侧面。