(57)【要約】  本発明は、パイプ（１）の雄ネジ輪郭（３）の光学的測定のためのデバイスであって、測定するパイプ（１）のための支持部（５）と、少なくとも１つの測定デバイス（７、８）を備えた光学測定ユニット（４）とを有し、光学測定ユニットは、光源（１９，１９’，２１，２１’）と、雄ネジ輪郭（３）のシルエットを記録するために光源（１９，１９’，２１，２１’）の光路（２３，２４）内に配置されたカメラ（２０，２０’，２２，２２’）とを有し、光学測定ユニット（４）は、３つの空間軸に対して旋回的に保持された支持要素（６）上に、特に剛的に取り付けられている、デバイスに関する。本発明によれば、光学測定ユニット（４）は、光路（２３，２４）が互いに交差する少なくとも２つの測定デバイス（７，８）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ（１）の雄ネジ輪郭（３）を光学的に測定するためのデバイスであって、測定する前記パイプ（１）のための支持部（５）と、少なくとも１つの測定デバイス（７，８）を含む光学測定ユニット（４）とを有し、前記少なくとも１つの測定デバイス（７，８）は、光源（１９，１９’，２１，２１’）と、前記雄ネジ輪郭（３）のシルエット画像を記録するための、前記光源（１９，１９’，２１，２１’）の光路内に配置されたカメラ（２０，２０’，２２，２２’）とを有し、前記光学測定ユニット（４）は、３つの空間軸に対して旋回的に保持されたキャリア要素（６）上に、特に剛的に取り付けられている、デバイスにおいて、
前記光学測定ユニット（４）は、光路（２３，２４）が互いに交差する少なくとも２つの測定デバイス（７，８）を有することを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
２つの測定デバイス（７，８）の前記光路（２３，２４）は、互いに９０°の角度で交差していることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記測定デバイス（７，８）は、少なくとも１つの測定デバイス（７，８）の前記光路（２３，２４）が垂線と１０〜８０°の角度、好ましくは２５〜６５°の角度、特に３５〜５５°の角度を成すように配置可能であることを特徴とする、請求項１又は２記載のデバイス。
【請求項４】
前記交差している光路（２３，２４）の方向ベクトルが測定面（１８）に及んでおり、又は測定面（１８）と平行に位置しており、前記キャリア要素（６）は、前記測定面（１８）と直角に位置する回転軸線（１２）を中心に回転するように取り付けられていることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記回転軸線（１２）を中心に回転するように取り付けられた回転プラットホーム（１１）が、前記キャリア要素（６）を支持するために設けられていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記測定面（１８）と平行に延びる前記キャリア要素（６）の２つの交差する回転軸線（１２）を中心とする、前記回転プラットホーム（１１）に対する前記キャリア要素（６）の少なくとも２軸旋回性のためのデバイス、特にヘキサポッド（９）が、前記回転プラットホーム（１１）と前記キャリア要素（６）の間に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）はテレセントリック光路を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
平行に延びる光路（２３，２４）を有するさらなる測定デバイス（７，８）がそれぞれ、前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）と関連付けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記回転プラットホーム（１１）は、除振取付ベースに固定された定置機械に取り付けられていることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
保護ハウジング（１７）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記測定ユニット（４）の撮像フィールド内に出入りするように移動可能な較正ターゲットを有する較正デバイスが設けられていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載のデバイスを使用してパイプ（１）の前記雄ネジ輪郭（３）を測定するための方法であって、
ａ）前記パイプ軸線（２）が前記測定ユニット（７，８）の測定面（１８）を横断して延びるように、且つ前記雄ネジ（３）が前記光源（１９，１９’，２１，２１’）と前記関連するカメラ（２０，２０’，２２，２２’）との間の前記光路（２３，２４）内に配置されるように、測定する前記パイプ（１）を前記支持部（５）上に位置付けるステップと、
ｂ）前記測定面（１８）が前記パイプ軸線（２）と直角を成すように前記測定ユニット（４）を配向するステップと、
ｃ）少なくとも１つの測定デバイス（７，８）の前記カメラ（２０，２０’，２２，２２’）によって前記雄ネジ（３）のシルエット画像を撮影し、前記シルエット画像を評価するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記ステップｂ）が、
第１及び第２のシルエット画像を得るために、前記パイプ（１）の端面のシルエット画像を、前記光路（２３，２４）の前記測定面（１８）内に位置する２つの異なる方向において撮影するステップと、
前記端面の前記第１及び第２のシルエット画像が直線に一致するまで、測定ユニット（４）を１軸又は２軸で旋回させるステップと
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップｂ）が、
前記雄ネジ（３）の第１及び第２のシルエット画像を得るために、前記光路（２３，２４）の、前記測定面（１８）内に位置する第１の方向における、前記パイプ軸線（２）に対して径方向で反対側に位置する２つの雄ネジ（３）ポイントのそれぞれのシルエット画像を撮影するステップと、
前記雄ネジ（３）の前記第１及び第２のシルエット画像によって、前記雄ネジ（３）の対称軸線を決定するステップと、
前記測定面（１８）に垂直に延びる軸線からの前記対称軸線の角度逸脱を決定するステップと、
前記角度逸脱が０°になるまで前記測定ユニット（４）を１軸旋回させるステップと、
上記複数のステップを繰り返すステップであって、前記パイプ軸線（２）に対して径方向反対側に位置する２つの雄ネジ（３）ポイントの前記シルエット画像が、前記光路（２３，２４）の、前記測定面（１８）内に位置する第２の方向において撮影され、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに横断して、特に９０°の角度で延びている、ステップと
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ステップｃ）における前記シルエット画像は、前記測定面（１８）内に位置する前記光路（２３，２４）の少なくとも２つの異なる方向において撮影されることを特徴とする、請求項１２、１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップｃ）が、前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）の前記カメラ（２０，２０’，２２，２２’）によってシルエット画像を撮影することを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップｃ）における前記シルエット画像の撮影が、前記測定ユニット（４）の第１の回転位置において行われ、次いで前記測定ユニット（４）が、前記測定面（１８）に垂直に延びる回転軸線（１２）を中心に予め定義された角度だけ回転されて、その後前記シルエット画像の撮影が、前記測定ユニット（４）の第２の回転位置において行われることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプの雄ネジの輪郭（プロファイル）を光学的に測定するためのデバイスに関し、このデバイスは、測定するパイプのための支持部と、光学測定ユニットとを有し、光学測定ユニットは、少なくとも１つの測定デバイスを含み、少なくとも１つの測定デバイスは、光源と、雄ネジ輪郭のシルエット画像を記録するための、光源の光路内に配置されたカメラとを有し、光学測定ユニットは、３つの空間軸に関して旋回するように保持されたキャリア要素上に、特に剛的に（リジッドに）搭載される。
【０００２】
本発明はさらに、そのようなデバイスを用いてパイプの雄ネジ輪郭を光学的に測定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
気密性に関連するパイプ部分のネジ接合に対しては高い要求がある。これは例えば、ガスやオイルといった加圧流体を移送するためのパイプライン、又はオイル及びガス生産のためのライザーパイプに当てはまる。そのような場合、パイプの雄ネジを備えたパイプエンドが、隣接するパイプのそれぞれの雌ネジ内にねじ込まれる。気密性を確実にするために、ネジは、意図するネジ寸法（ジオメトリ）を有するように高度に正確に製造されなければならない。そのようなパイプを製造するとき、ネジ寸法はそれゆえ通常、品質管理の文脈で測定される。
【０００４】
欧州特許出願公開第２７６７７９９号明細書から、実施中のネジ製造プロセスにおいて自動的にパイプエンドのネジを測定する方法が知られており、そこではネジ製造後に洗浄プロセスが行われ、そして乾燥プロセスが続き、その後、パイプネジの測定がクリーンな大気の下で行われる。
【０００５】
欧州特許第２１３５０３０号明細書から、パイプエンドの雄ネジ輪郭を光学的に測定するためのデバイスを使用する方法を得ることができ、これは時計様に（ｃｌｏｃｋｅｄ  ｍａｎｎｅｒ）製造ラインにも適用される。ネジ輪郭は、カメラ及びバックライト光源を有する測定ユニットを使用して、ネジ外形の接戦方向シルエット画像を取得することによって決定され、その評価された光学信号が設定値と比較される。測定ユニットに対するパイプエンドの位置はレーザー三角測量によって連続的に検知され、そこでは回転及び併進運動によってパイプと測定ユニットの間で実行される相対運動によってネジ輪郭のスキャニングが行われる。
【０００６】
シルエット画像を形成するためにカメラ及び光源を使用してパイプエンドのネジを測定するための測定アセンブリもまた中国特許第１０５７１６５２８号に開示されている。その測定デバイスは、２つの関連する光源を備えた２つのカメラを有し、それにより上側及び下側ネジ画像を生成することを可能にする。
【０００７】
類似の測定アセンブリを欧州特許出願第２３９２８９６号明細書から得ることができ、そこでは測定センサシステムが、測定デバイスのフレーム上に回転及び併進的に測定ヘッドに固定されている。測定デバイスはコンピュータ制御のレーザーセンサを有し、コンピュータ制御の機械式運動システムによってネジのスキャニングが行われる。
【０００８】
シルエット画像の助けによる雄ネジの光学的測定は、正確な測定を得るために、光源の光路又は光源の光軸が、測定するパイプのパイプ軸線に対して直角に配向されなければならず、したがって測定前に調整操作を必要とする。あるいは、パイプに対する測定ユニットの相対位置を決定することができ、そして相対位置の値の関数として測定を較正することができる。この目的のために、欧州特許第２１３５０３０号明細書の主題ではレーザー三角測量が要求され、したがって追加の技術的設備が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２７６７７９９号明細書
【特許文献２】欧州特許第２１３５０３０号明細書
【特許文献３】中国特許第１０５７１６５２８号
【特許文献４】欧州特許出願第２３９２８９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明はそれゆえ、シルエット画像を使用することによって既知の装置及び測定方法に照らして測定デバイスの測定技術及び構造の簡略化を達成することである。同時に、光学的に歪んだシルエット画像を避けながら高度に正確な測定を確実にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、最初に定義された種類のデバイスにおける発明は、光学測定ユニットが、光路の互いに交差する少なくとも２つの測定デバイスを有することを本質的に提供する。そこでは、それぞれが光源とカメラとを有する２つの測定デバイスが提供され、シルエット画像が２つの交差する方向で得られ、それにより、得られたシルエット画像がパイプ軸線に対する測定ユニットの正確な配向をチェックするため、及び雄ネジ測定プロセスの適正化の両方のために使用されることができる。この場合、２つの交差方向において生成された２つのシルエット画像が使用されるので、回転軸に対する正確な方向からの測定ユニットの逸脱が、２つの目視方向で決定されることができる。測定ユニットの調整は、それがもしあるなら、測定ユニットのキャリア要素を旋回させることによって、測定及び逸脱の較正に対して、パイプのパイプ軸線に直角からの光源の光路の逸脱の検出に基づく。
【００１２】
好適な構成によれば、２つの測定デバイスの光路は、９０°の角度で互いに交差する。これは、２つの直交する空間方向における測定ユニットのミスアライメントの較正を可能にし、それにより、交差する光路の方向ベクトルが通る測定ユニットの測定面であって、それらの方向ベクトルと平行に延びる測定面が、パイプ軸線に垂直な位置において効果的に調整されることを可能にする。２つの測定デバイスの光路は、好適には、測定面を構成する同じ平面内に位置する。
【００１３】
汚染物、特にネジに堆積した流体は、シルエットを変造し、誤測定をもたらし得る。測定デバイスはそれゆえ、少なくとも１つの測定デバイスの光路が垂直線と１０〜８０°の角度を、好ましくは２５〜６５°の角度を、特に３５〜５５°の角度を成すように、好ましくは配置可能である。したがって、可能性のある切削エマルジョン残留物が、シルエットを撮影するネジ領域から流出することができ、それゆえネジシルエット画像への影響はなく、したがってやっかいな事前の洗浄が回避される。
【００１４】
評価においては、特に以下のネジパラメータが、パイプの雄ネジのシルエット画像から決定されることができ、パイプは、ネジに加えて、シール面もまた任意付加的に有する。
−  ネジ直径
−  ネジテーパ
−  ネジピッチ
−  ネジ高さ
−  シール座直径
−  シール座角度
【００１５】
測定ユニットのいずれのタイプの機械的ミスアライメントも位置的な不正確性につながり、したがって測定エラーにつながるので、好ましい態様における測定ユニットはキャリア要素上に不動に配置される。
【００１６】
シルエット画像が、雄ネジの複数の周方向領域において測定デバイスによって撮影されることを可能にするために、キャリア要素は、測定ユニットの測定面に対して直角に位置する回転軸線を中心に回転的に取り付けられることが好ましい。測定ユニットの第１の回転位置においてシルエット画像を撮影した後、測定ユニットは、回転軸線を中心として定義された角度だけさらに回転されることができ、それにより新しい回転位置においてさらなるシルエット画像を撮影することができる。
【００１７】
さらに、又は代替的に、測定処理を早めるために、光源及びカメラを有する少なくともさらなる測定デバイスがキャリア要素上に設けられることができる。
【００１８】
構造的な点に関して、この文脈における好ましい構成は、回転軸線を中心として回転的に取り付けられる回転プラットホームがキャリア要素を支持するために設けられることを提供する。回転軸線を中心として回転プラットホームを回転させることによって、第１の空間軸線を中心とした測定ユニットの回転が行われる。空間デカルト座標システムの２つの他の空間軸線を中心とした旋回運動が、好ましくは、回転プラットホームとキャリア要素との間の構造物によって行われ、この構造物は、測定面と平行に延びる２つの交差する回転軸線を中心とした、回転プラットホームに対するキャリア要素の少なくとも２軸旋回性ためのデバイス、特にヘキサポッドを有する。
【００１９】
あるいは、ヘキサポッドは、定置ハウジング上に配置されることができ、また回転プラットホームは、ヘキサポッドとキャリア要素との間に配置されることができる。
【００２０】
さらに好ましい構成は、少なくとも２つの測定デバイスがテレセントリック光路を有することを提供する。光源上のテレセントリックレンズを使用することによって、数ミリメートルの距離範囲内の透視投影によって測定が変えられることがなく、したがって測定精度は、測定する雄ネジとカメラとの間の距離を知る必要なしに保証される。テレセントリック照明は平行な光ビームを作り出し、したがってネジ上の反射光を大いに最小化する。
【００２１】
より小さいパイプ直径のために、測定デバイス当たり一対の光源とカメラが有効である。なぜなら、シルエット画像が既に、パイプ軸線に関して径方向の反対側に位置する２つのネジ領域と、シール面と、端面とをキャプチャしているからである。より大きいパイプ直径について、パイプ軸線に関して径方向の反対側に位置する２つのネジ領域と、シール面と、端面とが、２つの測定デバイスを用いて別個に決定される。これを達成するための構成は、好ましくは、さらなる測定デバイスが２つの測定デバイスとそれぞれ関連するように工夫されており、各測定デバイスはそれ平行に延びる光路を有している。
【００２２】
環境からの外乱をなくすために、回転プラットホームは好適には、除振取付ベースに固定された定置機械に取り付けられる。
【００２３】
ダスト、エマルジョン・ミスト、外来光線、空気の流れ及び凝縮液形成のような環境影響を最小化するために、デバイスは、好ましくは保護ハウジング内に配置されて提供される。
【００２４】
測定ユニットを較正するために、好ましくは、測定ユニットの撮像フィールド内に出入りするように動くことができる較正ターゲットを有する較正デバイスが提供される。
【００２５】
第２の観点によれば、本発明は、本発明のデバイスを使用してパイプの雄ネジ輪郭を光学的に測定するための方法に関し、この方法は、
ａ）パイプ軸線が測定ユニットの測定面を横断して延びるように、且つ雄ネジが光源と、関連するカメラとの間の光路内に配置されるように、測定するパイプを支持部上に位置付けるステップと、
ｂ）測定面がパイプ軸線と直角を成すように測定ユニットを配向するステップと、
ｃ）少なくとも１つの測定デバイスのカメラによって雄ネジのシルエット画像を撮影し、そのシルエット画像を評価するステップと
を含む。
【００２６】
ステップｂ）による測定ユニットの配向ステップは、
第１及び第２のシルエット画像を得るために、パイプの端面のシルエット画像を、光路の測定面内に位置する２つの異なる方向において撮影するステップと、
端面の第１及び第２のシルエット画像が直線に一致するまで、測定ユニットを１軸又は２軸で旋回させるステップと
を含む。
【００２７】
あるいは、ステップｂ）による測定ユニットの配向ステップは、
雄ネジの第１及び第２のシルエット画像を得るために、光路の、測定面内に位置する第１の方向における、パイプ軸線に対して径方向で反対側に位置する２つの雄ネジ・ポイントのそれぞれのシルエット画像を撮影するステップと、
雄ネジの第１及び第２のシルエット画像によって、雄ネジの対称軸線を決定するステップと、
測定面に垂直に延びる軸線からの対称軸線の角度逸脱を決定するステップと、
角度逸脱が０°になるまで測定ユニットを１軸旋回させるステップと、
上記複数のステップを繰り返すステップであって、パイプ軸線に対して径方向反対側に位置する２つの雄ネジ・ポイントのシルエット画像が、光路の、測定面内に位置する第２の方向において撮影され、第１の方向及び第２の方向は互いに横断して、特に９０°の角度で延びている、ステップと
を含む。
【００２８】
ステップｃ）におけるシルエット画像は、測定面内に位置する光路の少なくとも２つの異なる方向において撮影されることができる。特に好ましい態様では、雄ネジを好ましくはその全周方向にわたって測定するために、複数のシルエット画像が光路の異なる複数の方向において撮影される。
【００２９】
ステップｃ）が、少なくとも２つの測定デバイスの複数のカメラによってシルエット画像を、特に同時に撮影することを含む場合、そのような測定は特に効率的である。これは、同時に得られるシルエット画像の数の倍増を少なくとも可能にする。
【００３０】
好ましい態様において、ステップｃ）におけるシルエット画像の撮影が、測定ユニットの第１の回転位置において行われ、次いで測定ユニットが、測定面に垂直に延びる回転軸線を中心に予め定義された角度だけ回転されて、その後シルエット画像の撮影が、測定ユニットの第２の回転位置において行われる。
【００３１】
本発明は、図面に概略的に示される模範的な実施形態によって以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるデバイスの側面図である。
【図２】図１の矢印ＩＩに沿った図である。
【図３】パイプ端面のシルエット画像である。
【図４】パイプ端面のシルエット画像である。
【図５】パイプ端面のシルエット画像である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１において、測定するパイプが１で示される。２でパイプ軸線が示されたパイプはその端部に雄ネジ３を有し、その輪郭が、測定ユニット４を使用して光学的に測定される。パイプ１は、ローラー・テーブルを有する支持部５上に載置され、このときの測定ユニット４に対するパイプ１の向きは、パイプ軸線２が測定ユニット４の測定面１８と直角に配向されるようになされるべきである。そのような配向を可能にするために、測定ユニット４はキャリア要素６を、特にプラットホームの形態のキャリア要素６を有し、これは、測定ユニット４の測定デバイス７及び８を担持する。キャリア要素６は、６つのリニアドライブ（線形駆動部）１０を有するヘキサポッド９を介して回転プラットホーム１１上に保持され、それによりキャリア要素６は回転プラットホーム１１に対して複数の軸線の周りで変位可能、特に枢動可能である。回転プラットホーム１１は、定置ハウジング１３に対して回転軸線１２の周りで回転するように取り付けられ、それにより回転軸線１２の周りでの測定ユニット４の回転を可能にする。回転プラットホームは、制御デバイスの制御信号に応じて回転プラットホームを駆動するために回転駆動部（図示せず）と関連付けられる。制御デバイスは、測定面１８がパイプ軸線２と直角になるように測定ユニット４を配向するために、信号に関してヘキサポッド９のリニアドライブ１０にも接続されており、それにより制御デバイスが、制御信号に応じて測定ユニット４を複数の軸線において調整することを可能にする。
【００３４】
図１から、定置ブラケット１４がさらに明らかであり、これは較正プレート又は較正ターゲット１５のための送りデバイスを有し、それにより、較正プレート又は較正ターゲット１５を両矢印１６に示すように測定デバイス７及び８の検出エリアに出入りするように移動させる。
【００３５】
本発明による測定デバイスは、ダスト、エマルジョン・ミスト、外来光線、空気の流れ及び凝縮液形成のような環境影響を最小化するために、保護ハウジング１７によって取り囲まれる。
【００３６】
図２は、測定ユニット４の構造を描写している。測定ユニット４は少なくとも２つの測定デバイス７及び８を有し、これらはそれぞれ、光源と、雄ネジ輪郭３のシルエット画像を撮影するために光源の光路内に配置されたカメラとを有する。この場合、測定デバイス７は、光路２４を備えた光源２１と、パイプ１の反対側で光路２４内に配置されたカメラ２２とを有する。任意選択で、測定デバイス７は、第１のシステムと平行に配置された、光源２１’及びカメラ２２’を有するさらなるシステムを有する。測定デバイス８は、光路２３を備えた光源１９と、パイプ１の反対側で光路２３内に配置されたカメラ２０とを有する。任意選択で、測定デバイス８は、第１のシステムと平行に配置された、光源１９’及びカメラ２０’を有するさらなるシステムを有する。測定デバイス７及び８は、キャリア要素６にリジッドに（剛的に）取り付けられ、光路２３及び２４は、互いに対して直角に配向される。
【００３７】
より小さい直径を有するパイプ１の場合、パイプ軸線２に対して径方向反対側に位置する２つの雄ネジ・ポイント上の雄ネジ３のシルエット画像が得るために、測定デバイス当たり単一の光源及びカメラのシステムが有用である。より大きい直径を有するパイプ１の場合、測定デバイス当たり両方の光源及びカメラのシステムが採用され、システムのうちの一方が、１つの周方向ポイントでシルエット画像を生成又は撮影し、他方のシステムが、径方向反対側に位置する周方向ポイントでシルエット画像を生成又は撮影する。
【００３８】
測定処理は、以下の説明的な実施形態によって、より詳細に説明される。
【００３９】
パイプ１は、ローラー・テーブルの端部に設けられたデバイスによって、そのネジ付き端部とともに測定ユニット４に送られ、長手方向及び高さ方向位置の粗い配向のみが行われる。パイプ軸線２に対する測定ユニット４の正確な配向のための微調整は、２つの変形例によって行うことができる。
【００４０】
（変形例Ａ）
この場合、管端面２５の２つの画像が、２つの測定デバイス７及び８のシルエット画像として獲得され、これらのデバイスはキャリア要素６上に９０°だけオフセットした態様で配置され、再調整は、パイプ端面２５のシルエット画像がもはや楕円として（図３）示されなくなるまで、そして直線縁として（図４）示されるまで、ヘキサポッド９を使用して行われる。後者の場合、光路２３及び２４によって懸架される面（測定面１８）がパイプ軸線２に垂直に延びることが保証される。
【００４１】
（変形例Ｂ）
測定デバイス７及び８の一方によってパイプ端部の２つの画像２６及び２７が撮影され（ネジ２の左及び右側）、ネジテーパに沿った直線２８が決定される（図５）。パイプ軸線２９がテーパによって計算される。このパイプ軸線２９は左及び右側の両方でネジテーパまで同じ距離を有する。パイプ軸線２９とセンサ座標系３０との間の傾斜角βが、ヘキサポッド９によって直接的に再調整できる。同じ処理が２つの測定デバイス７及び８の他方を使用して行われ、これは９０°オフセットされている。この場合も、キャリア要素６の傾斜角はヘキサポッド９を使用して修正される。互いに垂直に延びる２つの面内におけるキャリア要素９の傾斜角の上述した補正の後、測定ユニット４は、測定面１８がパイプ軸線２と垂直になるように、パイプ端面に対して配向される。
【００４２】
上述した配向の後、以下のネジパラメータが、とりわけ、パイプ１の端部分のシルエット画像からの評価により決定される。パイプは、以下の測定特性の文脈で、ネジ３に加えてシール表面も有する。
−  ネジ直径
−  ネジテーパ
−  ネジピッチ
−  ネジ高さ
−  シール座直径
−  シール座角度
【００４３】
測定ユニット４のいずれのタイプの機械的ミスアライメントも位置的な不正確性につながり、したがって測定エラーにつながるので、測定デバイス７，８はキャリア要素６上に静的に配置される。
【００４４】
汚染、特にネジ２に蓄積している流体は、シルエット画像を変造して誤測定を導き得る。有利な態様において、測定ユニット４はそれゆえ、光路が水平又は垂直配置にあるというよりむしろ水平に対して傾くように（例えば図２）キャリア要素６上に配置され、それにより切削エマルジョンの可能性ある残留物が排出され得、そしてネジのシルエット画像に影響を与えず、そして厄介な事前の洗浄処理が不要となる。
【００４５】
測定装置は、測定ユニットの撮像フィールド内に較正ターゲット１５を自動的に導入するためのデバイスをさらに有する。
【００４６】
（測定アセンブリ）
光源１９及び２１、又はカメラ２０及び２２においてテレセントリックレンズを使用することによって、約＋／−数ミリメートルの距離の範囲内の透視投影によって測定が変わらないので、ネジ２とカメラ２０又は２２それぞれとの間の距離を知る必要なしに測定精度が保証される。テレセントリック照明は、平行な光線を生成し、したがってネジ２上での反射を大いに最小化する。装置の制御は評価コンピュータ又は測定ソフトウェアそれ自体によって行われ、また制御によって定義された処理に統合されることができる。測定のために、ヘキサポッド９の座標系に適合された座標系が定義される。これは、回転プラットホームの回転中、測定ヘッド、及び測定座標系もまた、同時回転することを意味する。
【００４７】
（測定処理）
測定サイクルは、パイプ１上のいくつかの回転位置においてネジパラメータを測定することからなる。粗い配向、及びそれに続く精密配向が、これらの回転位置のそれぞれのために行われる。粗い配向は、ローラー・テーブルの端部に設けられたデバイスによってパイプエンドへの測定ユニット４の急速な配向を行うのに役立つ。その際、全ての空間方向における補正、及び傾斜の第１の粗い補正が行われる。パイプ１が既に十分に正確に機械的に測定装置に位置付けられている場合、このステップは任意選択で省略されてもよい。
【００４８】
この後、測定画像が取り込まれ、そしてネジパラメータが評価される。
【図１】
2020537747.tif 000003
【図２】
2020537747.tif 000004
【図３】
2020537747.tif 000005
【図４】
2020537747.tif 000006
【図５】
2020537747.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月12日(2019.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ（１）の雄ネジ輪郭（３）を光学的に測定するためのデバイスであって、
測定する前記パイプ（１）のための支持部（５）と、
少なくとも１つの測定デバイス（７，８）を含む光学測定ユニット（４）であって、前記少なくとも１つの測定デバイス（７，８）が、光源（１９，１９’，２１，２１’）、及び前記雄ネジ輪郭（３）のシルエット画像を記録するための、前記光源（１９，１９’，２１，２１’）の光路内に配置されたカメラ（２０，２０’，２２，２２’）を有している、光学測定ユニット（４）と、
キャリア要素（６）と
を有し、
前記光学測定ユニット（４）は、３つの空間軸に対して旋回的に保持された前記キャリア要素（６）上に、特に剛的に取り付けられている、デバイスにおいて、
前記光学測定ユニット（４）は、光路（２３，２４）が互いに交差する少なくとも２つの測定デバイス（７，８）を有することを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
２つの測定デバイス（７，８）の前記光路（２３，２４）は、互いに９０°の角度で交差していることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記測定デバイス（７，８）は、少なくとも１つの測定デバイス（７，８）の前記光路（２３，２４）が垂線と１０〜８０°の角度、好ましくは２５〜６５°の角度、特に３５〜５５°の角度を成すように配置可能であることを特徴とする、請求項１又は２記載のデバイス。
【請求項４】
前記交差している光路（２３，２４）の方向ベクトルが測定面（１８）に及んでおり、又は測定面（１８）と平行に位置しており、前記キャリア要素（６）は、前記測定面（１８）と直角に位置する回転軸線（１２）を中心に回転するように取り付けられていることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記回転軸線（１２）を中心に回転するように取り付けられた回転プラットホーム（１１）が、前記キャリア要素（６）を支持するために設けられていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記測定面（１８）と平行に延びる前記キャリア要素（６）の２つの交差する回転軸線（１２）を中心とする、前記回転プラットホーム（１１）に対する前記キャリア要素（６）の少なくとも２軸旋回性のためのデバイス、特にヘキサポッド（９）が、前記回転プラットホーム（１１）と前記キャリア要素（６）の間に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）はテレセントリック光路を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
平行に延びる光路（２３，２４）を有するさらなる測定デバイス（７，８）がそれぞれ、前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）と関連付けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記回転プラットホーム（１１）は、除振取付ベースに固定された定置機械に取り付けられていることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
保護ハウジング（１７）が設けられ、前記デバイスが前記保護ハウジング（１７）内に配置されることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記測定ユニット（４）の撮像フィールド内に出入りするように移動可能な較正ターゲットを有する較正デバイスが設けられていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載のデバイスを使用してパイプ（１）の前記雄ネジ輪郭（３）を測定するための方法であって、
ａ）前記パイプ軸線（２）が前記測定ユニット（７，８）の測定面（１８）を横断して延びるように、且つ前記雄ネジ（３）が前記光源（１９，１９’，２１，２１’）と前記関連するカメラ（２０，２０’，２２，２２’）との間の前記光路（２３，２４）内に配置されるように、測定する前記パイプ（１）を前記支持部（５）上に位置付けるステップと、
ｂ）前記測定面（１８）が前記パイプ軸線（２）と直角を成すように前記測定ユニット（４）を配向するステップと、
ｃ）少なくとも１つの測定デバイス（７，８）の前記カメラ（２０，２０’，２２，２２’）によって前記雄ネジ（３）のシルエット画像を撮影し、前記シルエット画像を評価するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記ステップｂ）が、
第１及び第２のシルエット画像を得るために、前記パイプ（１）の端面のシルエット画像を、前記光路（２３，２４）の前記測定面（１８）内に位置する２つの異なる方向において撮影するステップと、
前記端面の前記第１及び第２のシルエット画像が直線に一致するまで、測定ユニット（４）を１軸又は２軸で旋回させるステップと
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップｂ）が、
前記雄ネジ（３）の第１及び第２のシルエット画像を得るために、前記光路（２３，２４）の、前記測定面（１８）内に位置する第１の方向における、前記パイプ軸線（２）に対して径方向で反対側に位置する２つの雄ネジ（３）ポイントのそれぞれのシルエット画像を撮影するステップと、
前記雄ネジ（３）の前記第１及び第２のシルエット画像によって、前記雄ネジ（３）の対称軸線を決定するステップと、
前記測定面（１８）に垂直に延びる軸線からの前記対称軸線の角度逸脱を決定するステップと、
前記角度逸脱が０°になるまで前記測定ユニット（４）を１軸旋回させるステップと、
上記複数のステップを繰り返すステップであって、前記パイプ軸線（２）に対して径方向反対側に位置する２つの雄ネジ（３）ポイントの前記シルエット画像が、前記光路（２３，２４）の、前記測定面（１８）内に位置する第２の方向において撮影され、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに横断して、特に９０°の角度で延びている、ステップと
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ステップｃ）における前記シルエット画像は、前記測定面（１８）内に位置する前記光路（２３，２４）の少なくとも２つの異なる方向において撮影されることを特徴とする、請求項１２、１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップｃ）が、前記少なくとも２つの測定デバイス（７，８）の前記カメラ（２０，２０’，２２，２２’）によってシルエット画像を撮影することを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップｃ）における前記シルエット画像の撮影が、前記測定ユニット（４）の第１の回転位置において行われ、次いで前記測定ユニット（４）が、前記測定面（１８）に垂直に延びる回転軸線（１２）を中心に予め定義された角度だけ回転されて、その後前記シルエット画像の撮影が、前記測定ユニット（４）の第２の回転位置において行われることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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