JP2002039741A - Method and instrument for measuring unevenness of body surface - Google Patents
Method and instrument for measuring unevenness of body surfaceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は例えば鋼材の溶接部
に生じるアンダーカットの深さ測定、その他各種物体の
表面にある凹凸測定に適用される物体表面の凹凸測定方
法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring unevenness on the surface of an object applied to, for example, measuring the depth of an undercut generated in a welded portion of a steel material and measuring the unevenness on the surface of various objects.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば鋼材の隅肉溶接、突合せ溶接等に
おいては、母材の溶融によって母材表面と溶接部表面と
の間に凹形の窪み、いわゆる「アンダーカット」が発生
する場合がある。このアンダーカットの発生は溶接構造
物の強度確保の観点から極力回避することが望まれるも
のであり、最近の基準においては0.3mmを超えるア
ンダーカットの発生は溶接不良として厳しく規制される
ようになっている。2. Description of the Related Art In fillet welding and butt welding of steel materials, for example, a so-called "undercut" may occur between a surface of a base material and a surface of a welded portion due to melting of the base material. . It is desired that the occurrence of undercut be avoided as much as possible from the viewpoint of securing the strength of the welded structure. According to recent standards, the occurrence of undercut exceeding 0.3 mm is strictly regulated as poor welding. Has become.
【0003】従来、大型建築物の鋼材溶接現場等の煩雑
な場所においては、このような微細なアンダーカットの
深さ測定に苦慮しており、例えば測定ゲージや各種小径
芯線材、例えばシャープペンシルの0.3mm芯等を使
用して、これらがアンダーカット部に嵌め込まれるか否
か等の原始的な確認手段、あるいはダイヤルゲージを使
用した計測程度しか採用し得ないのが実情である。しか
し、これらの手段は非能率であるうえ高精度の測定が困
難である等の問題がある。Conventionally, in complicated places such as steel welding sites of large buildings, it has been difficult to measure the depth of such fine undercuts. For example, measurement gauges and various small-diameter core wires, such as mechanical pencils, have been used. Actually, only a primitive confirmation means such as whether or not these are fitted into the undercut portion using a 0.3 mm core or the like, or a measurement using a dial gauge can be adopted. However, these means have problems such as inefficiency and difficulty in measuring with high accuracy.
【0004】これに対し、機械加工の分野で表面粗さ測
定等に使用されているレーザ光による測定装置では高精
度の凹凸検出が行なえるが、構成が大掛かりで建設現場
等への搬入設置および取扱いが困難であり、また設備コ
ストが高い等の難点もあって、アンダーカット測定等へ
の適用は極めて困難である。On the other hand, a laser-based measuring device used for measuring surface roughness in the field of mechanical processing can detect irregularities with high accuracy. It is very difficult to apply to undercut measurement and the like due to difficulties in handling and high equipment costs.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ダイヤ
ルゲージや芯線材を使用した計測物体表面の凹凸測定手
段では能率、測定精度等の点に難点があり、これに対し
てレーザ光による測定装置では高精度の凹凸検出が行な
えるが、構成が大掛かりで取扱い困難性、高コスト性等
の難点がある。As described above, the means for measuring unevenness on the surface of a measurement object using a dial gauge or a core wire has disadvantages in efficiency, measurement accuracy, and the like. Although the apparatus can detect irregularities with high accuracy, it has disadvantages such as difficulty in handling and high cost due to a large-scale configuration.
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、物体表面の凹凸の有無や深さ、高さ等の測
定を簡便な操作で能率よく、かつ高精度で行なうことが
でき、しかも比較的低コストの実施化が可能な物体表面
凹凸測定方法および装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and can measure the presence or absence of irregularities on the surface of an object, the depth, the height, and the like with a simple operation, efficiently and with high accuracy. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring surface unevenness of an object, which can be implemented at relatively low cost.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、測定子を被測定用物体の表面
に対向させて移動しながら、この測定子の前記物体との
対向面に設けた少なくとも3点以上の接触式または非接
触式の距離測定用センサによって前記測定子の前記物体
表面に対する現在の対向距離および対向角度を計測し、
この計測された前記測定子の位置を基準として、前記測
定子に別に設けた1点の接触式または非接触式の距離測
定用センサによってさらに前記物体表面の特定位置に対
する対向距離を測定し、これにより前記測定子を任意の
姿勢で前記物体の表面に対向させた状態で前記物体の表
面の凹凸を測定することを特徴とする物体表面の凹凸測
定方法を提供する。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a surface of an object to be measured is opposed to the object while moving the object to be measured. Measure the current facing distance and facing angle of the tracing stylus to the object surface by at least three contact or non-contact distance measuring sensors provided in the
Based on the measured position of the tracing stylus, a contact point or a non-contact type distance measuring sensor provided separately at the tracing stylus further measures an opposing distance to a specific position on the surface of the object. And measuring the unevenness on the surface of the object in a state where the probe is opposed to the surface of the object in an arbitrary posture.
【0008】請求項2の発明では、請求項1記載の物体
表面の凹凸測定方法において、測定対象は溶接物の母材
と溶接部との境界部に生じるアンダーカットの深さとす
ることを特徴とする物体表面の凹凸測定方法を提供す
る。According to a second aspect of the present invention, in the method for measuring irregularities on the surface of an object according to the first aspect, an object to be measured is an undercut depth generated at a boundary portion between a base material and a welded portion of a weldment. Provided is a method for measuring unevenness of an object surface.
【0009】請求項3の発明では、人手により把持操作
が可能な小型な測定子と、この測定子の前記物体との対
向面に設けられた少なくとも3点以上の接触式または非
接触式の基準点測定用センサと、これらのセンサと別に
前記測定子に設けられた凹凸測定用の1点の接触式また
は非接触式の距離測定用センサと、前記基準点測定用の
センサからの基準距離および基準対向角度情報に基づい
て前記測定子の現在の対向距離および対向角度を求める
基準位置特定手段と、この基準位置特定手段によって求
められた前記測定子の現在位置を基準として前記凹凸測
定用のセンサによる離間距離情報から前記物体表面の特
定位置に対する前記測定子の離間距離を求めることによ
り、前記物体の表面の凹凸を測定する凹凸測定手段とを
備えたことを特徴とする物体表面の凹凸測定装置を提供
する。According to the third aspect of the present invention, there is provided a small measuring element which can be gripped by hand, and at least three or more contact type or non-contact type reference points provided on the surface of the measuring element facing the object. Point measurement sensors, a one-point contact type or non-contact type distance measurement sensor for unevenness measurement provided on the tracing stylus separately from these sensors, a reference distance from the reference point measurement sensor and Reference position specifying means for calculating a current opposing distance and an opposing angle of the tracing stylus based on reference opposing angle information, and a sensor for measuring the unevenness based on the current position of the tracing stylus obtained by the reference position specifying means. And a concavity and convexity measuring means for measuring the concavity and convexity of the surface of the object by obtaining a separation distance of the tracing stylus with respect to a specific position on the surface of the object from the distance information obtained by the method. Providing unevenness measuring device of the object surface to be.
【0010】請求項4の発明では、請求項3記載の物体
表面の凹凸測定装置において、接触式のセンサは距離セ
ンサであることを特徴とする物体表面の凹凸測定装置を
提供する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the unevenness measuring device for an object surface according to the third aspect, wherein the contact type sensor is a distance sensor.
【0011】請求項5の発明では、請求項3記載の物体
表面の凹凸測定装置において、非接触式のセンサはレー
ザビームセンサ、赤外線センサ、渦電流センサ、または
超音波センサのいずれかであることを特徴とする物体表
面の凹凸測定装置を提供する。According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring unevenness of an object surface according to the third aspect, the non-contact type sensor is any one of a laser beam sensor, an infrared sensor, an eddy current sensor, and an ultrasonic sensor. The present invention provides a device for measuring unevenness on the surface of an object, characterized in that:
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る物体表面の凹
凸測定方法および装置の実施形態について、図面を参照
して説明する。本実施形態は、例えば鋼材溶接部のアン
ダーカット測定用として好適なものであるが、他の各種
凹凸測定についても同様に適用することが可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method and an apparatus for measuring unevenness on the surface of an object according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is suitable for, for example, measuring the undercut of a welded steel material, but can be similarly applied to other various unevenness measurements.
【0013】第1実施形態(図1〜図4) 本実施形態は、接触式センサを適用した場合についての
ものである。図1は凹凸測定装置の測定子を示す斜視図
であり、図2は測定子のセンサ配置を示す平面図であ
る。図3は装置全体を示すシステム構成図であり、図4
は操作手順を示すフローチャートである。 First Embodiment (FIGS. 1 to 4) This embodiment is a case where a contact type sensor is applied. FIG. 1 is a perspective view showing a measuring element of the unevenness measuring device, and FIG. 2 is a plan view showing a sensor arrangement of the measuring element. FIG. 3 is a system configuration diagram showing the entire apparatus.
Is a flowchart showing an operation procedure.
【0014】図1に示すように、本実施形態において
は、測定子1が把持操作可能な大きさの小型のブロック
状の測定子本体2と、この測定子本体2に組込まれた基
準位置設定用の3点のセンサ3…と、これらと別に測定
子本体2に組込まれたアンダーカット深さ測定用のセン
サ4とを有している。なお、センサ数は3点以上として
もよい。As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a small block-shaped probe main body 2 large enough to hold and operate a probe 1, and a reference position setting incorporated in the probe main body 2. And three sensors 3 for measuring the undercut depth separately incorporated in the tracing stylus main body 2. The number of sensors may be three or more.
【0015】各センサ3,4は接触式の距離センサであ
り、距離センサは、センサ本体および接触子により構成
されている。即ち、各センサ3,4はそれぞれ測定子本
体2の一側面(上面)に配置したセンサ本体3a,4a
にスプリング5を介してピン状の接触子6を連結して構
成してある。そして、接触子6の各先端部が測定子本体
2の他側面(下面)から進退可能に突出し、スプリング
5の弾性力によって突出側に付勢されている。Each of the sensors 3 and 4 is a contact-type distance sensor, and the distance sensor includes a sensor body and a contact. That is, the sensors 3 and 4 are respectively arranged on one side surface (upper surface) of the tracing stylus main body 2.
And a pin-shaped contact 6 connected via a spring 5. Each tip of the contact 6 projects from the other side surface (lower surface) of the tracing stylus main body 2 so as to be able to advance and retreat, and is urged toward the projecting side by the elastic force of the spring 5.
【0016】各センサ3,4では、各接触子6が被測定
物である鋼材7の表面および溶接部8に生じるアンダー
カット9部分等に接触した場合に、その退入量に対応し
た信号出力が行なわれる。そして、後述するコンピュー
タユニットに情報が送信され、測定子1の姿勢およびア
ンダーカット深さ等が計測される。In each of the sensors 3 and 4, when each contact 6 comes into contact with the surface of the steel material 7 to be measured and the undercut 9 generated in the welded portion 8 or the like, a signal output corresponding to the amount of retreat is made. Is performed. Then, information is transmitted to a computer unit described later, and the posture of the tracing stylus 1 and the undercut depth are measured.
【0017】なお、アンダーカット深さ測定用のセンサ
4においては、接触子6の先端が小径の芯線とされ、被
測定物である鋼材7の溶接部8に生じるアンダーカット
9部分が小幅である場合においても容易に挿入できるよ
うにしてある。また、図示省略してあるが、測定子1に
はアンダーカットの不良等が発見された部位に、例えば
着色等を施すためのインク噴射ノズル装置等のマーカー
が付設してある。In the sensor 4 for measuring the undercut depth, the tip of the contact 6 has a small diameter core wire, and the undercut 9 generated in the welded portion 8 of the steel material 7 to be measured has a small width. In this case, it can be easily inserted. Although not shown, a marker such as an ink jet nozzle device for coloring, for example, is attached to a portion of the tracing stylus 1 where an undercut defect or the like is found.
【0018】各基準点測定用センサ3は、図2に示すよ
うに、三角形状の頂点配置とされており、これにより3
点で縦横すべての方向について2点ずつ組をなし、各接
触子6の退入量によって鋼材7の表面に対する距離およ
び各方向の傾きを求めることができる。また、アンダー
カット深さ測定用のセンサ3は、各基準点測定用センサ
3から離間した一定位置に配置されている。Each reference point measuring sensor 3 has a triangular vertex arrangement as shown in FIG.
A set of two points is formed in each of the vertical and horizontal directions, and the distance to the surface of the steel material 7 and the inclination in each direction can be obtained from the retreat amount of each contact 6. Further, the sensors 3 for measuring the undercut depth are arranged at fixed positions apart from the sensors 3 for measuring the reference points.
【0019】ここで、各センサ3,4間のピッチを図2
に示すように、P1,P2,P3,P4とし、各センサ
3,4による計測高さを、センサ4についてL0、セン
サ3についてL1,L2,L3としたとき、下記の関係
が成立する。Here, the pitch between the sensors 3 and 4 is shown in FIG.
As shown in the above, when P1, P2, P3, and P4 are set, and the measurement heights of the sensors 3 and 4 are L0 for the sensor 4 and L1, L2, and L3 for the sensor 3, the following relationship is established.
【0020】例えばアンダーカット深さ測定用のセンサ
4を中心として左右の基準点測定用センサ3(L1),
3(L2)に傾きが生じると、傾斜分だけセンサ4の先
端中心位置がずれることになる。そこで、下記の左右補
正率Bが求められる。For example, the left and right reference point measuring sensors 3 (L1) with the undercut depth measuring sensor 4 as the center,
When the tilt is generated in 3 (L2), the center position of the tip of the sensor 4 is shifted by the amount of the tilt. Therefore, the following left / right correction ratio B is obtained.
【0021】[0021]
【数1】 (Equation 1)
【0022】一方、センサ4による見かけ上のアンダー
カット深さAは、On the other hand, the apparent undercut depth A by the sensor 4 is:
【数2】 となるので、このアンダーカット量Aと補正率Bを使用
して、真のアンダーカット深さA′は、(Equation 2) Therefore, using the undercut amount A and the correction rate B, the true undercut depth A ′ is
【数3】A′=A*B ……
(3) として求めることができる。## EQU3 ## A '= A * B ...
(3) can be obtained as
【0023】以上の演算を行なう本実施形態の方法は、
図3に示すシステムを使用して、図4に示す手順で行な
われる。The method of this embodiment for performing the above operation is as follows.
The procedure shown in FIG. 4 is performed using the system shown in FIG.
【0024】すなわち、図3に示すように、本実施形態
では各センサ3,4からの測定情報がアンプ10を介し
て増幅された後、コンピュータユニット11に入力さ
れ、このコンピュータユニット11に入力されたデータ
等に基づいて所定の演算及び出力が行なわれる。コンピ
ュータユニット11は変換器、演算器、表示器等を含
み、これにデータ入力部12、出力部13等が接続され
ている。That is, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the measurement information from each of the sensors 3 and 4 is amplified via the amplifier 10 and then input to the computer unit 11, and then input to the computer unit 11. Predetermined calculations and outputs are performed based on the data and the like. The computer unit 11 includes a converter, a calculator, a display, and the like, to which a data input unit 12, an output unit 13, and the like are connected.
【0025】そして、コンピュータユニット11の演算
器等において、基準点測定用センサ3からの基準距離お
よび基準対向角度情報に基づいて、測定子1の現在の鋼
材7に対する対向距離および対向角度を求める基準位置
特定手段が構成される。また、基準位置特定手段によっ
て求められた測定子1の現在位置を基準としてアンダー
カット深さ測定用のセンサ4による離間距離情報から鋼
材7表面のアンダーカット9位置に対する測定子1の離
間距離を求めることにより、アンダーカット9の深さを
測定する深さ測定手段(凹凸測定手段)が構成される。
これらの手段による演算結果が、出力部13より、数値
表示される。そして、予め設定した規定値をオーバーし
た場合にはブザーまたはマーカーとして出力される。Then, based on the reference distance from the reference point measuring sensor 3 and the reference opposing angle information, the computing unit of the computer unit 11 determines the opposing distance and the opposing angle of the tracing stylus 1 to the current steel 7. Position specifying means is configured. Further, the separation distance of the tracing stylus 1 with respect to the position of the undercut 9 on the surface of the steel material 7 is obtained from the separation distance information by the undercut depth measuring sensor 4 based on the current position of the tracing stylus 1 obtained by the reference position specifying means. In this way, a depth measuring unit (irregularity measuring unit) for measuring the depth of the undercut 9 is configured.
The calculation results by these means are numerically displayed by the output unit 13. When the value exceeds a preset specified value, it is output as a buzzer or a marker.
【0026】深さ測定手順については、図4に示すよう
に、測定子1の各センサ3,4がフリーな状態でのスイ
ッチ・オンにより、スタートすると、まず各センサ3,
4出力ゼロとする初期化が行なわれる(ステップs
1)。初期化がOKであると(ステップS2)、続いて
各センサ3の前後、左右の一致が確認される(ステップ
S3,S4)。この確認後、図1に示すように測定子1
を鋼材7に搭載して溶接部8の測定に入る。As shown in FIG. 4, when the sensors 3 and 4 of the tracing stylus 1 are started by switching on in a free state, as shown in FIG.
Initialization is performed to set four outputs to zero (step s).
1). If the initialization is OK (step S2), then the front, rear, left and right coincidence of each sensor 3 is confirmed (steps S3, S4). After this confirmation, as shown in FIG.
Is mounted on the steel material 7 and the measurement of the welded portion 8 is started.
【0027】各センサ3からの信号データL0,L1,
L2,L3がコンピュータユニット11に取り込まれる
と(ステップS5)、前記の式(1),(2),(3)
に基づいてアンダーカットの深さ計算が行なわれる(ス
テップS6)。The signal data L0, L1,
When L2 and L3 are taken into the computer unit 11 (step S5), the above equations (1), (2) and (3)
, The undercut depth is calculated (step S6).
【0028】そして、計算値のうちから最大値が記憶さ
れ(ステップS7)、許容値にあるか否かの判定が行な
われる(ステップS8)。そして、この判定によりアン
ダーカット深さが許容値以内であると、OK表示ととも
に測定値がコンピュータユニット11のデータ表示部に
て表示され(ステップS9)、当該部位の測定終了とな
る。これに対し、ステップS8の判定がNO、すなわち
許容値を超えている場合には、出力部13におけるブザ
ー等による報知とともに測定値表示がされ(ステップS
10)、マーキングの要否判定(ステップS11)によ
り必要とされる場合にはマーキングが実施される(ステ
ップS12)。Then, the maximum value among the calculated values is stored (step S7), and it is determined whether or not the calculated value is within the allowable value (step S8). Then, if the undercut depth is within the allowable value as a result of the determination, the measurement value is displayed on the data display section of the computer unit 11 together with the OK display (step S9), and the measurement of the relevant portion is completed. On the other hand, when the determination in step S8 is NO, that is, when the value exceeds the allowable value, the measured value is displayed together with the notification by the buzzer or the like in the output unit 13 (step S8).
10) If necessary by marking determination (step S11), marking is performed (step S12).
【0029】このような本実施形態によると、測定子1
を作業者が把持して鋼材7の溶接部8に接近させ、基準
位置設定用のセンサおよびとアンダーカット深さ測定用
のセンサ4を鋼材7上に接触させて移動するだけで、そ
のアンダーカット9の深さを容易に、かつ高精度で測定
することができる。そしてこの場合、測定値表示により
容易にアンダーカット量を確認できるとともに、異常値
がある場合には必要に応じてブザーによる聴覚作用、あ
るいはマーキングによる視覚作用によって警告、表示等
が行なえる。According to the present embodiment, the tracing stylus 1
The operator grips the steel plate 7 to approach the welded portion 8 of the steel material 7, and moves the sensor for setting the reference position and the sensor 4 for measuring the undercut depth onto the steel material 7 by simply moving the same. 9 can be measured easily and with high accuracy. In this case, the undercut amount can be easily confirmed by the display of the measured value, and if there is an abnormal value, a warning, a display, or the like can be performed by an auditory action by a buzzer or a visual action by marking as necessary.
【0030】しかも、データ取得、それに基づく演算に
よって精度のよい測定値が得られ、溶接評価に対する高
信頼性が確保できるようになる。さらに、作業も簡便で
操作能率もよく、また大掛かりな従来のレーザ装置に比
して低コストで実施可能である。さらに、携帯しながら
操作が可能なため、設置の手間も不要である。Moreover, accurate measurement values can be obtained by data acquisition and calculations based on the data acquisition, and high reliability in welding evaluation can be ensured. Further, the operation is simple, the operation efficiency is good, and the operation can be performed at low cost as compared with a large-scale conventional laser device. Further, since the operation can be performed while being carried, no labor for installation is required.
【0031】なお、本発明は上述した溶接部のアンダー
カット深さ測定の他、同じく溶接部のオーバラップや、
各種構造物その他の物体の表面に存在する凹凸の有無や
深さ、高さ等の測定等についても適用することができ
る。そして、この場合においても簡便な操作で能率よ
く、かつ高精度で測定を行なうことができ、しかも比較
的低コストの実施化が可能である。The present invention is not limited to the above-described measurement of the undercut depth of the welded portion, and also includes the overlap of the welded portion,
The present invention can also be applied to measurement of the presence or absence, depth, height, and the like of unevenness existing on the surface of various structures and other objects. Also in this case, the measurement can be performed efficiently and with high accuracy by a simple operation, and relatively low cost can be realized.
【0032】また、センサ3,4の感度レベルを上げる
ことにより、比較的大きな凹凸から微小な凹凸までに亘
って広範囲の測定が可能となる。Further, by increasing the sensitivity levels of the sensors 3 and 4, a wide range of measurement from relatively large unevenness to minute unevenness is possible.
【0033】第2実施形態(図5、図6) 本実施形態は、非接触式センサを適用した場合について
のものである。図5は測定子1を示す斜視図であり、図
6は測定状態を示す説明図である。 Second Embodiment (FIGS. 5 and 6) This embodiment relates to a case where a non-contact type sensor is applied. FIG. 5 is a perspective view showing the tracing stylus 1, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a measuring state.
【0034】本実施形態においては、非接触式センサと
して、例えばレーザセンサが適用される。すなわち、図
5に示すように、測定子1に3点の基準点測定用センサ
3および1点のアンダーカット深さ測定用のセンサ4が
設けられ、これらのセンサ3,4に図示しないレーザ発
振機からレーザ光14,15が伝送される。In the present embodiment, for example, a laser sensor is applied as the non-contact type sensor. That is, as shown in FIG. 5, a tracing stylus 1 is provided with three reference point measuring sensors 3 and one undercut depth measuring sensor 4, and these sensors 3 and 4 have laser oscillation (not shown). Laser beams 14 and 15 are transmitted from the machine.
【0035】各センサ3の配置は、第1実施形態と異な
り、全体としてL字形に並んだ配置が例示してあるが、
縦横配列により全ての方向に対する傾き、距離の計測方
法については第1実施形態と共通である。勿論、第1実
施形態と同様の配置としてもよい。The arrangement of the sensors 3 is different from that of the first embodiment and is illustrated as an overall arrangement in an L-shape.
The method of measuring the inclination and the distance in all directions by the vertical and horizontal arrangement is common to the first embodiment. Of course, the arrangement may be the same as in the first embodiment.
【0036】本実施形態においては、各センサ3,4か
ら照射されるレーザ光の到達距離L′0,L′1,L′
2,L′3およびレーザ間隔d1,d2に基づいて距離
計測が行なわれ、測定子1の傾斜角θが求められる。す
なわち、本実施形態によっても、前記第1実施形態と同
様に、測定子1から発せられるレーザ光14によりアン
ダーカット9の底部までの距離が計測され、レーザ光1
5により鋼材(母材)7までの距離が測定される。この
場合、測定距離L′1,L′2,L′3により母材の表
面基準線を引き、この基準線と測定距離L′0との差が
アンダーカット深さとなる。なお、レーザ光14,15
は同時照射され、測定は同時に行なわれる。他の作用は
第1実施形態と同様である。In this embodiment, the reachable distances L'0, L'1, L 'of the laser beams emitted from the sensors 3, 4
2, L'3 and the laser intervals d1 and d2 are measured, and the inclination angle θ of the tracing stylus 1 is obtained. That is, also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the distance to the bottom of the undercut 9 is measured by the laser beam 14 emitted from the tracing stylus 1, and the laser beam 1
5, the distance to the steel material (base material) 7 is measured. In this case, a surface reference line of the base material is drawn based on the measurement distances L'1, L'2, L'3, and the difference between this reference line and the measurement distance L'0 is the undercut depth. The laser beams 14, 15
Are illuminated simultaneously and the measurements are made simultaneously. Other operations are the same as those of the first embodiment.
【0037】本実施形態によっても、測定子1が鋼材7
に対してどのような傾斜角度をなしていても、アンダー
カット9の深さ測定が可能であり、容易な操作で高精度
の測定が可能となる。しかも、比較的安価で高精度の測
定がリアルタイムで得られる。According to the present embodiment, the measuring element 1 is made of steel 7
Regardless of the inclination angle, the depth of the undercut 9 can be measured, and high-precision measurement can be performed by an easy operation. In addition, relatively inexpensive and highly accurate measurements can be obtained in real time.
【0038】なお、測定値の表示はデジタル表示または
目盛読み取り式のいずれでもよい。また、動力は電気的
エネルギ(バッテリ式、あるいはアダプタ式)、または
ソーラーエネルギとすることが可能である。The display of the measured value may be either a digital display or a scale reading type. The motive power can be electric energy (battery type or adapter type) or solar energy.
【0039】なお、本発明においては、非接触式センサ
として、レーザビームセンサの他、赤外線センサ、渦電
流センサ、または超音波センサ等を適用することが可能
である。In the present invention, an infrared sensor, an eddy current sensor, an ultrasonic sensor, or the like can be applied as a non-contact sensor in addition to a laser beam sensor.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る物
体の凹凸測定方法および装置によれば、物体表面の凹凸
の有無や深さ、高さ等の測定を簡便な操作で能率よく、
かつ高精度で行なうことができ、しかも比較的低コスト
の実施が可能となる等、実用上多大な効果が奏される。As described in detail above, according to the method and the apparatus for measuring unevenness of an object according to the present invention, the measurement of the presence or absence of unevenness on the surface of an object, the depth, the height, and the like can be performed efficiently with a simple operation. ,
In addition, it can be performed with high accuracy, and can be implemented at a relatively low cost.
【図1】本発明の第1実施形態を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】前記第1実施形態におけるセンサ配置を示す底
面図。FIG. 2 is a bottom view showing a sensor arrangement in the first embodiment.
【図3】前記第1実施形態におけるシステム構成図。FIG. 3 is a system configuration diagram in the first embodiment.
【図4】前記第1実施形態における作業手順を示すフロ
ーチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a work procedure in the first embodiment.
【図5】本発明の第2実施形態を示す構成説明図。FIG. 5 is a configuration explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2実施形態を示す作用説明図。FIG. 6 is an operation explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
1 測定子 2 測定子本体 3 センサ 4 センサ 5 スプリング 6 接触子 7 鋼材 8 溶接部 9 アンダーカット 10 アンプ 11 コンピュータユニット 12 データ入力部 13 出力部 14 レーザ光 15 レーザ光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring element 2 Measuring element main body 3 Sensor 4 Sensor 5 Spring 6 Contact 7 Steel material 8 Welding part 9 Undercut 10 Amplifier 11 Computer unit 12 Data input part 13 Output part 14 Laser beam 15 Laser beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01B 17/00 G01B 21/00 P 21/00 21/30 101F 21/30 101 11/24 N (72)発明者 吉村 鉄也 千葉県松戸市松飛台405番地 駒井鉄工株 式会社東京工場内 (72)発明者 伊藤 美香 千葉県松戸市松飛台405番地 駒井鉄工株 式会社東京工場内 Fターム(参考) 2F063 AA15 AA22 BD20 DA01 DA05 DD05 GA08 2F065 AA06 AA22 AA25 AA37 BB05 CC15 DD00 GG04 HH12 UU04 2F068 AA06 AA24 AA36 BB19 FF12 FF25 JJ11 2F069 AA60 BB19 DD15 DD19 DD25 GG01 GG04 GG06 GG07 GG09 GG15 GG35 GG52 GG56 GG58 GG65 GG78 HH02 HH09 JJ07 JJ19 JJ25 LL01 MM04 MM11 MM17 MM32 NN12 PP02 QQ05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01B 17/00 G01B 21/00 P 21/00 21/30 101F 21/30 101 11/24 N (72) Inventor Tetsuya Yoshimura 405 Matsuhidai, Matsudo-shi, Chiba Prefecture Komai Iron Works Co., Ltd. Tokyo factory (72) Inventor Mika Ito 405 Matsuhidai, Matsudo-shi, Chiba prefecture Komatsu iron factory Tokyo factory F-term (reference) 2F063 AA15 AA22 BD20 DA01 DA05 DD05 GA08 2F065 AA06 AA22 AA25 AA37 BB05 CC15 DD00 GG04 HH12 UU04 2F068 AA06 AA24 AA36 BB19 FF12 FF25 JJ11 2F069 AA60 BB19 DD15 DD19 DD25 GG01 GG04 GG06 GG19 GG19 GG19 GG19 GG07 GG19 GG19 GG19 GG19 GG19 GG19 GG19 MM32 NN12 PP02 QQ05
Claims (5)
て移動しながら、この測定子の前記物体との対向面に設
けた少なくとも3点以上の接触式または非接触式の距離
測定用センサによって前記測定子の前記物体表面に対す
る現在の対向距離および対向角度を計測し、この計測さ
れた前記測定子の位置を基準として、前記測定子に別に
設けた1点の接触式または非接触式の距離測定用センサ
によってさらに前記物体表面の特定位置に対する対向距
離を測定し、これにより前記測定子を任意の姿勢で前記
物体の表面に対向させた状態で前記物体の表面の凹凸を
測定することを特徴とする物体表面の凹凸測定方法。1. A contact type or non-contact type distance measuring device for at least three points provided on a surface of a measuring element facing the object while moving the measuring element facing the surface of an object to be measured. A sensor measures a current opposing distance and an opposing angle of the tracing stylus with respect to the object surface, and, based on the measured position of the tracing stylus, a contact or non-contact type of one point separately provided on the tracing stylus. The distance measurement sensor further measures an opposing distance to a specific position on the surface of the object, thereby measuring the unevenness of the surface of the object with the tracing stylus facing the surface of the object in an arbitrary posture. A method for measuring unevenness on the surface of an object, characterized in that:
において、測定対象は溶接物の母材と溶接部との境界部
に生じるアンダーカットの深さとすることを特徴とする
物体表面の凹凸測定方法。2. A method according to claim 1, wherein an object to be measured is an undercut depth generated at a boundary portion between a base material of the weldment and the welded portion. Measuring method.
子と、この測定子の前記物体との対向面に設けられた少
なくとも3点以上の接触式または非接触式の基準点測定
用センサと、これらのセンサと別に前記測定子に設けら
れた凹凸測定用の1点の接触式または非接触式の距離測
定用センサと、前記基準点測定用のセンサからの基準距
離および基準対向角度情報に基づいて前記測定子の現在
の対向距離および対向角度を求める基準位置特定手段
と、この基準位置特定手段によって求められた前記測定
子の現在位置を基準として前記凹凸測定用のセンサによ
る離間距離情報から前記物体表面の特定位置に対する前
記測定子の離間距離を求めることにより、前記物体の表
面の凹凸を測定する凹凸測定手段とを備えたことを特徴
とする物体表面の凹凸測定装置。3. A small measuring element which can be gripped by hand, and a sensor for measuring at least three contact or non-contact reference points provided on a surface of the measuring element facing the object. A contact-type or non-contact-type distance measurement sensor for unevenness measurement provided on the tracing stylus separately from these sensors, and a reference distance and a reference facing angle information from the reference point measurement sensor. Reference position specifying means for calculating the current facing distance and facing angle of the tracing stylus based on the distance information by the sensor for measuring the unevenness based on the current position of the tracing stylus determined by the reference position specifying means. Unevenness measuring means for measuring the unevenness of the surface of the object by determining a separation distance of the tracing stylus with respect to a specific position on the surface of the object. measuring device.
において、接触式のセンサは距離センサであることを特
徴とする物体表面の凹凸測定装置。4. An apparatus for measuring unevenness on an object surface according to claim 3, wherein the contact type sensor is a distance sensor.
において、非接触式のセンサはレーザビームセンサ、赤
外線センサ、渦電流センサ、または超音波センサのいず
れかであることを特徴とする物体表面の凹凸測定装置。5. The object surface roughness measuring device according to claim 3, wherein the non-contact type sensor is any one of a laser beam sensor, an infrared sensor, an eddy current sensor, and an ultrasonic sensor. Surface roughness measurement device.
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