(57)【要約】この発明は、シリンダ形状の部材（１０）を基準方向（１８）に対して整列する方法に係り、この基準方向に照応する位置測定プローブ（１４）を使用して部材の周囲面（１２）上の第１の測定位置において第１の位置測定を実行し、この第１の測定位置から部材軸に関して回転角（φ）をもって周囲方向にずれた部材の周囲面上の少なくとも１つの第２の測定位置において第２の位置測定を実行し、得られた測定データから基準方向に対する部材の整列を算定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ形状の部材（１０）を基準方向（１８）に対して整列する方法であり、この基準方向に照応する位置測定プローブ（１４）を使用して部材の周囲面（１２）上の第１の測定位置において第１の位置測定を実行し、この第１の測定位置から部材軸に関して回転角（φ）をもって周囲方向にずれた部材の周囲面上の少なくとも１つの第２の測定位置において第２の位置測定を実行し、得られた測定データから基準方向に対する部材の整列を算定する方法。
【請求項２】
第１および第２の測定位置の間の回転角差は９０°であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
予め設定された回転角（φ）の範囲にわたって均等に分布した複数の測定位置を有することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
部材（１０）の整列は特に曲線近似または比較演算等の最適化法を使用して測定データから判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
特に曲線近似または比較演算等の最適化法を使用して、測定データから３６０°の回転角（φ）にわたった連続的な測定に際して測定データが分布する幾何学的位置を求め、このようにして求めた幾何学的位置のパラメータから部材（１０）の整列を判定することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
位置測定プローブ（１４）はこの位置測定プローブの座標システム内において実質的に互いに垂直に固定的に延在する３本の軸（２４，２６，１８）の周りの回転を放射、接線、およびロール角として検出し、ここでロール角は実質的に部材軸（２０）に略垂直な軸（１８）の周りのプローブの回転を示し、放射角は実質的に部材軸に対して垂直であるとともに周囲面（１２）に対して接線方向に延在している軸（２４）の周りのプローブの回転を示し、接線角は実質的に部材軸および周囲面に対して垂直に延在する軸（２６）の周りのプローブの回転を示すように位置測定プローブを測定位置において部材（１０）に着合させ、放射角および接線角に対する軸の方位がロール角で回転することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
位置測定プローブは各測定に際して測定された放射、接線、およびロール角から基準方向の座標システムへの座標変換によって垂直方向および水平方向のプローブの傾倒に相当するピッチ角ならびに偏揺れ角を算出して放射角および接線角の測定結果の代わりにこれらを出力し、少なくとも放射角を逆変換によって導出することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
各測定位置において放射角が測定されこのようにして判定された放射角の回転角（φ）に対しての相関性から部材（１０）の整列を判定することを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
各測定位置において該当する回転角（φ）を位置測定プローブ（１４）によって検出されたロール角として取り入れることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
各測定位置においてロール角、放射角、および接線角を測定し、これによって修正された放射角と回転角（φ）に相当する修正されたロール角とを算出し、これらを測定値に代えて部材（１０）の整列の算定に使用することを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項１１】
測定された放射角から修正された放射角を算出するとともに測定されたロール角から修正されたロール角を算出するために接線角を使用することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
個々の測定位置について位置測定プローブ（１４）に部材（１０）の周囲面（１２）に対しての有意な大きさの回転または傾倒が生じないことを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１３】
位置測定プローブ（１４）は測定の前に部材（１０）上に固定的に取り付けられ、部材軸（２０）の周りの部材の回転によって各測定位置に移動させられることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
位置測定プローブ（１４）は手操作の取り付け、特に部材（１０）の周囲方向のスライドによって個々の測定位置に移動させられることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
位置測定プローブの取り付け側面はこの位置測定プローブが部材（１０）の周囲（１２）上に取り付けられた後部材の縦方向および周囲方向にのみスライド可能でありそれ以外は部材に対する方位が固定されるように形成されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
位置測定プローブ（１４）の取り付け側面は互いに平行であるとともに離間して配置された２つの取り付け側面（１６）を備えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
位置測定プローブ（１４）の取り付け側面は実質的に平らな面として形成されることを特徴とする請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１８】
位置測定プローブ（１４）は少なくとも１つの光ジャイロを備えることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、特にシャフトまたはローラ等のシリンダ形状の部材の、特に別のローラまたはシャフト等によって予め与えられている基準方向に対しての整列を判定する方法に関する。
【０００２】
ドイツ国特許出願公開第１９５４６４０５号明細書（特許文献１）により、少なくとも１つの光ジャイロを含むとともに整列させる部材に対して所定に着合するための広角を挟んだ２つの平面部からなる接触面を備えた位置測定プローブを使用するシャフトまたはローラの平行整列方法が知られている。さらに、この位置測定プローブは、垂線に対するこの位置測定プローブの角度位置を判定するための複動式傾斜計を備えている。２つの部材の相互間の整列を判定する際、まず第１の部材に対して所与の第１の計測面内において位置測定プローブを着合させることによって基準位置が判定され、この基準位置判定から所与の時間間隔以内に位置測定プローブを第２の部材に着合させることによって第１の測定面と一致するかあるいはこれと平行な面内において第２の部材の位置が判定される。必要に応じて、後続する位置測定を行うことができ、すなわち第１の部材上の基準位置判定に続いて第２の部材上において第１の測定面に対して一定角度、例えば９０°をなす第２の測定面内において第２の部材の位置測定を行うことができる。それぞれの測定は、整列させる部材がシャフトあるいはローラである限り、位置測定プローブをその周囲面に手動で着合させることによって実施される。
【０００３】
ドイツ国特許第３９１１３０７号明細書（特許文献２）により、前後に配置された２つのシャフトがその中央軸の観点において整列しているかあるいはずれているかを判定する方法が知られており、この際測定する２つのシャフト上においてその中央軸に対して平行に固定して１つのシャフト上に測定ポインタを他方のシャフト上には基準要素を取り付け、これらが組み合わされて光電位置検出器が構成され、これは１つの平面内における２つの要素間において反射される光線の位置を測定値として判定するものである。これらのシャフトは、自由に選択可能な少なくとも５つの測定角度位置に回転されてそこで測定が実施され、測定信号は同じ起点を有するベクトルまたは数値ペアとして平面座標システム内において処理され、さらに特に最小二乗法等の最適化法を使用してコンピュータによりシャフトを３６０°回転することによって得られる幾何的な位置および測定値の特性データが計算され、このようにして測定された曲線の特性データを使用しまた判定された角度位置ならびに各測定角度位置まで回転する際のシャフトの回転方向に留意しながら各シャフトの空間的な位置がコンピュータによって判定される。
【０００４】
大きな直径を有するシリンダ状部材においては着合させる位置測定プローブの実用上の寸法の制限ならびにその結果生じる位置測定プローブの着合または接触面の大きさの制限から、シリンダ状部材の縦軸に対して垂直であるとともに周囲面に対して垂直な軸周りにおける回転に対しての位置測定プローブの方向付けは周囲面および接触面の幾何形状によって正確に判定することができないという問題が生じ、すなわち水平に横たわっているローラにおいて例えば位置測定プローブの仰角は機械的接触によって比較的正確に判定されるが、方位角は正確に判定されない。この場合の位置測定プローブの方位角の精度を高めるため、接触面の両方の着合縁部の間隔および／またはそれらの長さを拡大する必要があり、これはコストならびに操作性の理由から実用性が限られたものとなる。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ国特許出願公開第１９５４６４０５号明細書
【特許文献２】
ドイツ国特許第３９１１３０７号明細書
【０００６】
従って、本発明の目的は、簡便かつ低コストに実施し得るにもかかわらず極めて大きな直径からなる部材についても充分な精度を達成することができる、シリンダ状部材の基準方向に対する整合を判定するための方法を提供することである。
【０００７】
前記の課題は、本発明に従って請求項１に記載の方法によって解決される。この本発明の解決方式において、部材の周囲面上において別の回転角を有する少なくとも１つの第２の測定位置を考慮することによって簡便な方式で測定精度を改善し得ることが好適である。
【０００８】
図１には実質的に水平に横たわっている周囲面１２を備えたローラ１０が示されており、その上側に位置測定プローブ１４が着合されており、これはその下側に接触面あるいは着合面を備えていて、これは概略的に示された図１において所定の距離をおいて互いに平行に縦方向に延在するように配置された２つのシリンダ１６から形成されており、従ってプローブ１４は実質的に２つの平行な線を介してローラ周囲面１２と機械的に接触している。プローブ１４はそれぞれ光リングを形成する例えば光ファイバジャイロ等の３つの光ジャイロを備えることが好適であり、各光ジャイロがそのリング面に垂直な軸周りの回転を検出する。３つのリング面は互いに垂直に配置することが好適である。
【０００９】
図１において参照符号１８は基準方向を示しており、これに対してローラ１０の整列が判定され、この際整列判定の結果として基準方向１８に対するローラ軸２０の水平傾倒角度Δｈと垂直傾倒角度Δｖが得られる。基準方向１８は例えば第２のローラまたはシャフトの軸方向性として与えられる。
【００１０】
測定開始前にプローブ１４が基準方向１８に合わせられ、この際プローブ１４の光ジャイロのうちの１つが基準方向に対してのプローブ１４の第１の傾倒角度を検出し別の光ジャイロが基準方向に対してのプローブ１４の第２の傾倒角度を検出し、この第１の傾倒角度は基準方向１８に対して垂直に延在する第１の方向２４（図２参照）の周りのプローブの回転角を示し、第２の傾倒角度は基準方向１８および第１の傾倒角度２４に対して垂直に延在する第２の方向２６の周りのプローブの回転角を示している（第１および第２の傾倒角度の起点として基準方向が機能する）。プローブ１４の第１の傾倒角度は以下において“放射角”と呼称し、プローブ１４の第２の傾倒角度は以下において“接線角”と呼称する。さらにプローブ１４の第３の光ジャイロは基準方向１８の周りのプローブ１４の回転角を検出する。その際の起点としては基準方向１８に対して垂直に延在している方向２２が機能し、図１および図２においてはこの方向が垂線となるように示されている。プローブが基準方向１８の周りにおいてこの方向すなわち垂線の方向に従って回転する角度は、以下において“ロール角”と呼称される。従って、以下においては、放射、接線、ならびにロール角が位置測定プローブ１４の座標システム内における固定された相互に垂直な３本の軸の周りの位置測定プローブの瞬間的もしくは現時点の回転を示すものとなる。
【００１１】
図１に示された実施形態においてプローブ１４は接触面シリンダ１６のためにローラ１０の周囲面１２上においてスライドのみが可能であるがこの周囲面１２に対して回転させるかあるいは傾倒させることは不可能であり、すなわちプローブ１４はローラ１０に着合させた後はローラ１０の縦方向および周囲方向のみにおいてスライドさせることができそれ以外はローラ１０に対する方位が固定されている。前記の幾何的固定性は表面の凹凸、汚れ、機械的弾力性等のため近似的なものでしかなく、これによって生じる誤差はローラ直径が小さい場合は実質的にプローブの放射角のみに該当し、ローラ直径が大きい場合は実質的にプローブの接線角のみに該当する。
【００１２】
この接触誤差を除いてシャフト１０に対するプローブ１４の位置は実質的にシャフト軸２０に対する周囲１２上の角度によって確定する（シャフト軸２０の方向に沿ったスライドは本発明の目的上無視することができる）。この角度は以下において“回転角φ”として示される。
【００１３】
図１においてプローブ１４は、基準方向１８に対するローラ１０の方位差ΔｖおよびΔｈが比較的小さい場合（実用上重要なケース）にロール角が実質的に回転角φに相当する（同じキャリブレーションにおいて）ようにローラ１０に着合し、すなわちロール角はローラ軸２０に略平行な軸１８の周りのプローブ１４の回転を示しており、他方放射角は実質的にローラ軸２０に対して垂直であるとともに周囲面１２に対して接線方向に延在する軸２４の周りのプローブ１４の回転を示し、また接線角は実質的にローラ軸２０に対して垂直であるとともに周囲面１２に対しても垂直に延在する軸２４の周りのプローブ１４の回転を示している。放射角および接線角はプローブの座標システム内において固定された軸の周りの回転として定義されているため、これらの両方の軸も回転角φ（すなわちプローブのロール角）で回転する。従って基準方向１８に対するローラ１０の整列誤差が存在する限り、放射角および接線角はプローブ１４のロール角に従って変化する。
【００１４】
本発明に係る方法は、異なった回転角φを有する各測定位置について、基準方向１８に対するローラ１０の垂直および水平方位差ΔｖまたはΔｈに関しての測定精度がそれぞれ異なったものとなると言う原理に基づいている。従って、原則的には例えば図１に示されている位置における唯１回の測定によって水平および垂直方位差ΔｖおよびΔｈの両方を判定することができるが、プローブ１４が正確にローラ１０の上方に位置しており、すなわち水平線２２に対するロール角が正確に０°であると仮定すると、測定された垂直方位差Δｖの放射角は水平方位差Δｈの接線角に相当する。プローブ１４の寸法に対してローラ直径が比較的大きい場合、表面の凹凸等のために接線角とローラの方位との間の相関性が比較的不良なものとなり、他方放射角はローラの方位と比較的良好に相関する。そのため図１に示された測定位置において接線角を介した水平方位差Δｈの直接的な測定は比較的大きな測定誤差を伴っており、他方垂直方位差Δｖは比較的正確に測定することができる。
【００１５】
プローブ１４が周囲方向において下方に例えば９０°回転する場合（図２参照）、この位置において水平方位差Δｈは放射角を介して極めて正確に測定することができ、他方で垂直方位差Δｖは接線角を介して直接的には比較的不正確にしか測定できず、これはこの位置において測定された（前述したようにローラ方位と良好に相関する）放射角が水平方位差に相当する一方で、垂直方位差Δｖには不良に相関する接線角が相当するためである。この方式によって、少なくとも接線角が比較的小さい限り原則的に接線角の判定を省略することができ、これは異なった回転角φにおいて測定された放射角が垂直方位差Δｖならびに水平方位差Δｈの両方の測定に適用され得るからである。
【００１６】
しかしながら、ここで回転角差は必ず９０°とする必要はない。それどころか、途中位置における測定を実施することもできる。特に図２に示されているように、測定位置は予め与えられた回転角の領域の範囲内において均等に配分することができる。この際測定プローブ１４はそれぞれ手動で異なった測定位置に着合させるか、または最初の着合の後にローラ１０の周囲方向に沿った手動のスライドによって個々の測定位置に移動させることができる。しかしながら、これに代えて測定の開始前にプローブ１４をローラ周囲面１２上に固定的に取り付け、その後ローラ１０をその軸２０の周りで回転させることによって異なった測定位置に移動させることもできる。
【００１７】
各測定位置においてプローブ１４によって少なくともロール角および放射角が検出され、ここでロール角は最も単純な場合回転角と等しくされ従って個々の測定位置についての回転角への放射角の依存性を判定することができる。このプローブ１４の座標システムに関する測定値から、ローラ１０の座標システムすなわち例えば工場ビルディングの座標システムへの適宜な座標変換によって所要のローラ１０の垂直および水平方位差ΔｖおよびΔｈを判定することができる。最も単純な場合においてこのことは測定されたロール角を回転角とする二次元の回転マトリクスによって実施することができる。
【００１８】
ｒａｄｉ＝ｃｏｓ（ｒｏｌｌ）Δｖ＋ｓｉｎ（ｒｏｌｌ）Δｈ　　　（１）
ｔａｎｇ＝−ｓｉｎ（ｒｏｌｌ）Δｖ＋ｃｏｓ（ｒｏｌｌ）Δｈ　　　（２）
ここで、
ｒａｄｉは放射角
ｔａｎｇは接線角
ｒｏｌｌはロール角
【００１９】
等式（１）は特定のΔｖおよびΔｈに対する放射角とロール角の関係を示している。従って、基本的に２つの異なったロール角（すなわち回転角）に対する２回の放射角測定から所要のΔｖおよびΔｈを判定することができる。２回の測定のみが実施された場合、両方の測定位置が９０°離間している場合に最大の精度をもってΔｖおよびΔｈを判定することができる。基本的にΔｖとΔｈの精度は異なった測定位置の数に従って上昇する。この場合、ΔｖおよびΔｈを曲線近似または最小二乗法等の比較計算からなる最適化法を使用して判定することが好適である。接線角についての測定値は前述した理由から一般的に精度が低いため、通常ΔｖとΔｈの判定には使用されない。
【００２０】
このケースの概略的な例が図３に示されており、これにおいて測定される放射角のロール角あるいは回転角φとの相関性がローラの特定の垂直および水平方位差ΔｖおよびΔｈについて極座標内に示されている。ここで、デカルト座標においてはｘ＝ｃｏｓ（ｒｏｌｌ）・ｒａｄｉ、そしてｙ＝ｓｉｎ（ｒｏｌｌ）・ｒａｄｉとされる。比較的小さな方位差については、ΔｖあるいはΔｈを３６０°の回転角で連続的に測定した際に、これらの数値が略楕円状の幾何的位置を形成する。異なったロール角における実際の放射角の測定値は、測定誤差の枠内において特定のΔｖおよび特定のΔｈによって定義される曲線（ここでは楕円）上に分布する。従って、判定された測定値から、特に曲線近似または最小二乗法等の比較計算からなる最適化方法を使用することによって、３６０°のロール角または回転角にわたって連続的に測定した際の測定値が分布する幾何的位置を判定することができ、すなわち、この測定に最も良く適合する楕円形のパラメータを結果として得ることができる。ここで、このようにして得られた曲線パラメータから、この得られた曲線上に存在している方位差ΔｖおよびΔｈを決定することができる（図３においてはΔｖおよびΔｈが０°または９０°における数値として得られている）。図４には図３に対して別の表示がなされており、これにおいては放射角×ｃｏｓ（φ）および放射角×ｓｉｎ（φ）がロール角に対してのデカルト座標系に示されている。
【００２１】
等式（１）を、
ｒａｄｉ＝Ａ・ｓｉｎ（ｒｏｌｌ＋Δφ）　　　（３）
ここで：ｔａｎ（Δφ）＝Δｖ／Δｈ
ならびに
【数１】
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と変換することによって別の方式の判定がなされる。
【００２２】
ここにおいても、ΑおよびΔφを決定するために原則的に放射角とロール角の２つの数値ペアを求めれば充分であり、これによっても所要のΔｖおよびΔｈを判定することができる。可能な限り大きなロール角あるいは回転角φ範囲にわたって複数の測定を実施して評価することによってΑおよびΔφを決定するための正確な結果を得ることができ、これは等式計算によって実施することが好適である。
【００２３】
前述した単純なモデルは接線角が比較的小さい限りにおいて有効であり、すなわち、プローブ１４をローラ周囲１２に着合させた際に適宜に形成されたプローブ１４の接触面を介してこの接線角が比較的正確にローラ方位により固定される限り有効である。しかしながら、このことにより、特にローラ直径が大きい場合等の事情によって、前述したように高コストあるいは取り扱い難いプローブ１４の構造が必要となる。しかしながら、前述した測定方法は原則的にプローブ１４をローラ１０に着合させた後も接線角がある程度不明確なものであり従って比較的大きな値となり得る場合にも使用され得る。しかしながら、この場合測定ごとに放射角およびロール角に加えて接線角も検出する必要がある。各回に測定された接線角は、必要に応じて測定された放射角および測定されたロール角を測定された接線角に相関して修正された放射角ならびに修正されたロール角に適宜に変換するために使用され、これらの修正値を測定値に代えて前述した評価に使用することができる。これらの修正値は適宜な座標変換から求めることができる。
【００２４】
その結果プローブ１４によって測定される限り接線角はプローブ１４をローラ周囲１２上に着合させることによって決定する必要がないため、プローブ１４の着合面は極端な場合単なる平面として形成することができ、従ってプローブ１４とローラ周囲面１２との間の接触領域は唯の直線を形成するものとなり、これは周囲面１２上に存在するとともにローラ軸２０に対して平行に方向付けられている。この場合プローブ１４の方向性はローラ周囲１２への着合によって１つの空間方向すなわちローラ軸２０に沿った方向のみに固定される。この測定プローブ１４の実施形態は図２に概略的に示されており、ここで点線はローラ１０の周囲１２上におけるプローブ１４のローリングを示しており、これは変更された回転角φに通じるものである。
【００２５】
ローラ軸２０の周りにおけるプローブ１４の傾倒すなわちローラ周囲１２上におけるプローブ１４のローリングは、実質的に別の回転角φを有する新しい測定位置への移行距離に相当し、他方、接触位置上におけるプローブ１４の接触線に交差するとともにローラ軸２０に対して垂直な軸周りでの回転すなわち接線角の変化は接線角を測定しまた修正されたロール角および修正された放射角の計算によってローラ１０の方位に関しての放射角およびロール角の意義に対する接線角の影響を考慮することによって補償することができる。従って、この実施形態においては顕著に簡略化されたプローブ１４の接触面を使用することができる。
【００２６】
このプローブ１４の実施形態は、プローブ１４の座標系内における基準方向１８および２２に対するプローブ１４の立体的位置の完全な認識（放射、接線、ならびにロール角の測定による）と、測定する部材の形状（例えばシリンダ面）の認識と、ならびにプローブ１４が各測定位置においてこのシリンダ面１２に着合するという知識から、接線角が“不明確”である場合においても適宜な座標系を使用してローラ１０の垂直および水平方位差ΔｖならびにΔｈを判定することができるという概念に基づくものである。ここで測定データの評価は適宜に選択された座標システム内で実施することが重要であり、そうでない場合これは前述したように曲線近似または理論的に得られた曲線との比較計算を行うことによって実施することが好適である。従って、第１の実施形態とは異なり、必要に応じて測定された放射、接線、ならびにロール角を評価の前に前述した幾何学的境界条件に従って適宜に変換することが必要となる。
【００２７】
ここまではプローブが評価に必要な放射角（必要に応じて接線角）の測定値を直接提供する場合について記述した。しかしながら、このことは市販の位置測定プローブにはしばしば該当しない。それどころか、標準的には位置測定プローブはしばしば放射角および接線角に対する実際の測定値ではなく、測定されたロール角を使用してプローブの座標システムから作業室座標システムへの測定結果の変換を既に実行して変換値を出力し、これは通常“ピッチ角”ならびに“偏揺れ角”と呼ばれるとともにこの場合ΔｖおよびΔｈに相当する（しかしながらロール角は変換されずこれまで引用してきたロール角と一致する）。このプローブによって提供されたピッチ角ならびに偏揺れ角は異なったロール角または回転角φにおける測定に対して測定誤差の枠内でのみ変化し、他方前述した放射角または接線角は式（１）または式（２）に従ってロール角あるいは回転角φに対して系統的に依存する。
【００２８】
従って、前述した方式によって所要の方位差ΔｖおよびΔｈを判定するために、プローブによる不要な座標変換を消去する必要があり、これによって測定ごとにプローブで得られたピッチ角、偏揺れ角、およびロール角の数値について少なくとも対応する放射角（この接線角は通常さらに大幅に不正確であり従って殆ど必要とされない）を判定する。ここで：
ｒａｄｉ＝ｃｏｓ（ｒｏｌｌ）×ピッチ角＋ｓｉｎ（ｒｏｌｌ）×偏揺れ角　　　（４）
ｔａｎｇ＝−ｓｉｎ（ｒｏｌｌ）×ピッチ角＋ｃｏｓ（ｒｏｌｌ）×偏揺れ角　　（５）
ｒａｄｉは放射角
ｔａｎｇは接線角
ｒｏｌｌはロール角
が成立する。
【００２９】
測定ごとに等式（４）を使用して計算された放射角は、等式（１）によって方位差ΔｖおよびΔｈを判定するために前述した方式によって評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
位置測定プローブが着合されたローラを概略的に示した透視図である。
【図２】
異なった測定位置に位置測定プローブが着合されたローラを概略的に示した断面図である。
【図３】
測定結果の例を極座標内において示した説明図である。
【図４】
測定結果の例を別の表示方式で示した説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004511793.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月15日(2002.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ形状の部材（１０）を基準方向（１８）に対して整列する方法であり、この基準方向に照応する位置測定プローブ（１４）を使用して部材の周囲面（１２）上の自由に選択可能な第１の測定位置において第１の位置測定を実行し、この第１の測定位置から部材軸に関して同じく自由に選択可能な回転角（φ）をもって周囲方向にずれた部材の周囲面上の少なくとも１つの自由に選択可能な第２の測定位置において第２の位置測定を実行し、得られた測定データから基準方向に対する部材の整列を算定する方法。
【請求項２】
第１および第２の測定位置の間の回転角差は９０°であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
予め設定された回転角（φ）の範囲にわたって均等に分布した複数の測定位置を有することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
部材（１０）の整列は特に曲線近似または比較演算等の最適化法を使用して測定データから判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
特に曲線近似または比較演算等の最適化法を使用して、測定データから３６０°の回転角（φ）にわたった連続的な測定に際して測定データが分布する幾何学的位置を求め、このようにして求めた幾何学的位置のパラメータから部材（１０）の整列を判定することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
位置測定プローブ（１４）はこの位置測定プローブの座標システム内において実質的に互いに垂直に固定的に延在する３本の軸（２４，２６，１８）の周りの回転を放射、接線、およびロール角として検出し、ここでロール角は実質的に部材軸（２０）に略垂直な軸（１８）の周りのプローブの回転を示し、放射角は実質的に部材軸に対して垂直であるとともに周囲面（１２）に対して接線方向に延在している軸（２４）の周りのプローブの回転を示し、接線角は実質的に部材軸および周囲面に対して垂直に延在する軸（２６）の周りのプローブの回転を示すように位置測定プローブを測定位置において部材（１０）に着合させ、放射角および接線角に対する軸の方位がロール角で回転することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
位置測定プローブは各測定に際して測定された放射、接線、およびロール角から基準方向の座標システムへの座標変換によって垂直方向および水平方向のプローブの傾倒に相当するピッチ角ならびに偏揺れ角を算出して放射角および接線角の測定結果の代わりにこれらを出力し、少なくとも放射角を逆変換によって導出することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
各測定位置において放射角が測定されこのようにして判定された放射角の回転角（φ）に対しての相関性から部材（１０）の整列を判定することを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
各測定位置において該当する回転角（φ）を位置測定プローブ（１４）によって検出されたロール角として取り入れることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
各測定位置においてロール角、放射角、および接線角を測定し、これによって修正された放射角と回転角（φ）に相当する修正されたロール角とを算出し、これらを測定値に代えて部材（１０）の整列の算定に使用することを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項１１】
測定された放射角から修正された放射角を算出するとともに測定されたロール角から修正されたロール角を算出するために接線角を使用することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
個々の測定位置について位置測定プローブ（１４）に部材（１０）の周囲面（１２）に対しての有意な大きさの回転または傾倒が生じないことを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１３】
位置測定プローブ（１４）は測定の前に部材（１０）上に固定的に取り付けられ、部材軸（２０）の周りの部材の回転によって各測定位置に移動させられることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
位置測定プローブ（１４）は手操作の取り付け、特に部材（１０）の周囲方向のスライドによって個々の測定位置に移動させられることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
位置測定プローブの取り付け側面はこの位置測定プローブが部材（１０）の周囲（１２）上に取り付けられた後部材の縦方向および周囲方向にのみスライド可能でありそれ以外は部材に対する方位が固定されるように形成されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
位置測定プローブ（１４）の取り付け側面は互いに平行であるとともに離間して配置された２つの取り付け側面（１６）を備えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
位置測定プローブ（１４）の取り付け側面は実質的に平らな面として形成されることを特徴とする請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１８】
位置測定プローブ（１４）は少なくとも１つの光ジャイロを備えることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2004511793.tif 000030
2004511793.tif 000031
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