JP2006308378A - Thickness measuring method and its device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート材等の被測定物の厚みを測定する厚み測定方法及びその装置に関するものである。 The present invention relates to a thickness measuring method and apparatus for measuring the thickness of an object to be measured such as a sheet material.
従来、この種の厚み測定方法及びその装置としては、一対のレーザ変位計を対向して配置してスキャンさせ、シート材(プロファイルを持った部材を含む)の厚みを計測するものが一般的である。また、レーザ変位計を用いて精度良く厚みを測定するためには、レーザ変位計の投光軸を正確に一致させる必要がある。 Conventionally, this type of thickness measurement method and apparatus generally measure a thickness of a sheet material (including a member having a profile) by scanning a pair of laser displacement meters facing each other. is there. In addition, in order to accurately measure the thickness using a laser displacement meter, it is necessary to accurately match the projection axes of the laser displacement meter.
しかし、この結果、シート材が介在しないときにレーザ変位計同士の相互干渉が発生し、この対策として光軸を若干ずらしたり、レーザ変位計の持つ相互干渉防止機能を用いているのが一般的である。 However, as a result of this, mutual interference between laser displacement meters occurs when no sheet material is present, and as a countermeasure against this, it is common to use the function of preventing the mutual interference of the laser displacement meter by slightly shifting the optical axis. It is.
また、この種の測定方法或いは測定装置としては、例えば、特開平01−152306号公報(特許文献1)に開示される形状測定方法及びその装置や、特開平08−136230号公報(特許文献2)に開示される急斜面をもつ厚肉体の断面形状測定装置、特開平11−295039号公報(特許文献3)に開示されるレーザ距離計による厚さ測定方法が知られている。 Further, as this type of measuring method or measuring apparatus, for example, a shape measuring method and apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 01-152306 (Patent Document 1), or Japanese Patent Laid-Open No. 08-136230 (Patent Document 2). And a thickness measuring method using a laser distance meter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-295039 (Patent Document 3).
上記特許文献1に開示される形状測定方法及びその装置は、一定方向に移動する被測定物を挟んで設けた一対の変位センサで被測定物をその幅方向に走査して一定ピッチ毎にその表示表面の変位量を検出し、検出結果を演算処理して被測定物の断面形状を求めるものである。
The shape measuring method and apparatus disclosed in the above-mentioned
上記特許文献2に開示される急斜面をもつ厚肉体の断面形状測定装置は、一方側の表面に急傾斜面をもつ厚肉体の該表面に対し、厚肉体の測定断面上にて幅方向と直交する向きで測定範囲の最大光スポット径が1.0mm以上のレーザー光を照射する手段及び上記表面からのレーザー反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子を備えるレーザー測距センサと、レーザー測距センサと厚肉体との相互間隔を一定に保持して、レーザー光を厚肉体の測定断面の全幅にわたり走査させる走査手段と、上記反射光の受光検出限界時に即応してレーザー光の光量を増加させるレーザーパワーコントロール機能と、レーザー光が厚肉体を走査する間にわたり、上記光電変換素子からの信号出力を、上記センサの測定範囲における走査方向に沿う最小光スポット径(LMIN )に満たない小ピッチ(p)毎に順次サンプリングすると共に、互いに隣合うサンプリング信号出力の差からレーザー光中心軸線に沿う初期基準値からの変位成分量を演算し、この演算結果に基づき各小ピッチ毎の測距値を電気信号として出力する演算回路とを有するものである。
The apparatus for measuring a cross-sectional shape of a thick body having a steep slope disclosed in
上記特許文献3に開示されるレーザ距離計による厚さ測定方法は、測定すべき対象材を挟んで両側にレーザ距離計を配置し、各レーザ距離計と対象材の間の距離L1 およびL2 を測定し、両レーザ距離計の間の距離Dと前記測定値L1 およびL2 とから、演算により対象材の厚さtを求める方法において、該対象材の表面粗さに応じた測定値の補正を行うものである。
しかしながら、対向する一対のレーザ変位計の光軸をずらして用いた場合には正確な計測位置及びデータを得ることができない。通常、この場合には、計測誤差として許容する範囲として扱っている。 However, accurate measurement positions and data cannot be obtained when the optical axes of a pair of opposed laser displacement meters are used while being shifted. Usually, in this case, it is handled as a range allowed as a measurement error.
また、レーザ変位計の持つ相互干渉防止機能を用いる場合は、レーザ変位計のデータサンプリング速度を落とすことになる。つまり、2台のレーザ変位計を用いる場合は、これらを交互に駆動してレーザ光を射出させるので、このときの計測速度は単独時の計測速度の半分以下となってしまう。 In addition, when the mutual interference prevention function of the laser displacement meter is used, the data sampling speed of the laser displacement meter is reduced. That is, when two laser displacement meters are used, they are driven alternately to emit laser light, so that the measurement speed at this time is less than or equal to half of the measurement speed at the time of stand alone.
結果としてレーザ変位計の計測能力を最大限活用できないと言う問題があった。 As a result, there was a problem that the measurement capability of the laser displacement meter could not be utilized to the maximum extent.
また、上記のような光軸をずらす方法や相互干渉防止機能を用いずに高精度且つ高速に測定を行うためには、高速性能のレーザ変位計を必要とするため、高価な機種を採用することに繋がっていた。 In addition, in order to perform high-precision and high-speed measurement without using the optical axis shifting method and the mutual interference prevention function as described above, a high-speed laser displacement meter is required, so an expensive model is adopted. It was connected to.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汎用のレーザ変位計の計測能力を最大限に活用できる断面形状測定方法及びその装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cross-sectional shape measuring method and apparatus capable of maximizing the measurement capability of a general-purpose laser displacement meter.
本発明は前記目的を達成するために、光軸が一致するように所定間隔L1をあけて互いに対向させて配置され、それぞれが被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測する一対のレーザ変位計と、測定時における前記レーザ変位計の移動方向前方側に距離L2をあけて配置され前記光軸から前記移動方向前方側距離L2の位置における前記被測定物の存在を検知する被測定物検知センサと、前記一対のレーザ変位計を平行に移動させる移動手段と、前記一対のレーザ変位計の移動方向の位置を検出する位置検出手段と、これらの駆動制御及び所定の演算処理を行うコンピュータ装置とを備えた測定装置を用い、前記コンピュータ装置によって前記一対のレーザ変位計を前記一対のレーザ変位計の間に配置された被測定物の幅方向に移動させて前記光軸方向における前記被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測することにより前記被測定物の厚みを測定する厚み測定方法であって、前記コンピュータ装置は、測定時において前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動を開始し、移動方向の側に配置された前記被測定物検知センサによって前記被測定物の始端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計を駆動して前記測定を行って距離データを取得すると共に前記被測定物検知センサによって前記被測定物の終端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計の駆動を停止する厚み測定方法を提案する。 In order to achieve the above object, the present invention is arranged to face each other with a predetermined interval L1 so that the optical axes coincide with each other, and each of them measures the distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured. A laser displacement meter and a device under test for detecting the presence of the object to be measured at a position at a distance L2 in the movement direction front side from the optical axis, with a distance L2 being disposed on the front side in the movement direction of the laser displacement meter at the time of measurement. An object detection sensor, a moving means for moving the pair of laser displacement meters in parallel, a position detection means for detecting the position of the pair of laser displacement meters in the moving direction, and drive control and predetermined calculation processing are performed. A measuring device including a computer device, and the computer device moves the pair of laser displacement meters in a width direction of an object to be measured disposed between the pair of laser displacement meters. A thickness measuring method for measuring a thickness of the object to be measured by measuring distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured in an axial direction, wherein the computer device is configured to measure the pair of laser displacements at the time of measurement. The movement of the laser displacement meter is started from a position where the measured object does not exist between the meters, and the starting edge of the measured object is detected by the measured object detection sensor arranged on the moving direction side. When the distance L2 is moved, the pair of laser displacement meters are driven to perform the measurement to acquire distance data, and after the end edge of the measurement object is detected by the measurement object detection sensor, the distance A thickness measurement method is proposed in which the driving of the pair of laser displacement meters is stopped when L2 is moved.
本発明の厚み測定方法によれば、前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動が開始され、移動方向の側に配置された被測定物検知センサによって前記被測定物の端縁が検知された後に前記一対のレーザ変位計が駆動されて測定が行われ、距離データが取得される。これにより、一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置では、レーザ変位計が駆動されないので、レーザ変位計からレーザ光が射出されることはなく、レーザ光の相互干渉が生ずることがない。また、前記一対のレーザ変位計は互いに光軸が一致するように配置されているので、高精度での測定が可能になる。 According to the thickness measuring method of the present invention, the movement of the laser displacement meter is started from the position where the measurement object does not exist between the pair of laser displacement meters, and the measurement object is arranged on the moving direction side. After the edge of the object to be measured is detected by the sensor, the pair of laser displacement meters are driven to perform measurement, and distance data is acquired. As a result, the laser displacement meter is not driven at a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, so that laser light is not emitted from the laser displacement meter, and mutual interference of the laser light occurs. There is nothing. In addition, since the pair of laser displacement meters are arranged so that their optical axes coincide with each other, measurement with high accuracy is possible.
また、本発明は前記目的を達成するために、被測定物を挟むように所定間隔L1をあけて配置され、コンピュータ装置によって駆動制御される一対のレーザ変位計を備え、それぞれのレーザ変位計から前記被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測することにより前記被測定物の厚みを測定する厚み測定装置において、前記一対のレーザ変位計は光軸が一致するように所定間隔をあけて互いに対向させて配置されており、前記被測定物の幅方向に前記一対のレーザ変位計を平行に移動させる移動手段と、測定時における前記レーザ変位計の移動方向前方側に距離L2をあけて配置され前記光軸から前記移動方向前方側距離L2の位置における被測定物の存在を検知する被測定物検知センサと、前記一対のレーザ変位計の移動方向の位置を検出して、該検出結果を前記コンピュータ装置に出力する位置検出手段とを備えると共に、前記コンピュータ装置に、前記一対のレーザ変位計を移動させて前記光軸方向における前記被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測して距離データを取得する距離データ取得手段と、測定時において前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動を開始する移動制御手段と、前記レーザ変位計の移動方向の前方側に配置された前記被測定物検知センサによって前記被測定物の始端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計を駆動すると共に前記被測定物検知センサによって前記被測定物の終端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計の駆動を停止する変位計駆動制御手段とを設けた厚み測定装置を提案する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a pair of laser displacement meters arranged at a predetermined interval L1 so as to sandwich the object to be measured and driven and controlled by a computer device. In the thickness measuring apparatus for measuring the thickness of the object to be measured by measuring the distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured, the pair of laser displacement meters are spaced apart so that the optical axes coincide with each other. And a moving means for moving the pair of laser displacement meters in parallel in the width direction of the object to be measured, and a distance L2 on the front side in the movement direction of the laser displacement meter at the time of measurement. A measurement object detection sensor that detects the presence of the measurement object at a position at a distance L2 on the front side in the movement direction from the optical axis, and detects a position in the movement direction of the pair of laser displacement meters. And a position detection means for outputting the detection result to the computer device, and the distance La to the front and back surfaces of the object to be measured in the optical axis direction by moving the pair of laser displacement meters to the computer device. , Lb, distance data acquisition means for acquiring distance data, and movement control means for starting movement of the laser displacement meter from a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters at the time of measurement And the pair of laser displacement meters when the distance L2 is moved after the start edge of the measurement object is detected by the measurement object detection sensor arranged on the front side in the moving direction of the laser displacement meter. The driving of the pair of laser displacement meters is stopped when the distance L2 is moved after the end edge of the measurement object is detected by the measurement object detection sensor. Suggest thickness measuring device provided with a displacement meter drive control unit.
本発明の厚み測定装置によれば、前記変位計駆動手段によって、前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動が開始され、移動方向の側に配置された被測定物検知センサによって前記被測定物の端縁が検知された後に前記一対のレーザ変位計が駆動されて測定が行われ、距離データが取得される。これにより、一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置では、レーザ変位計が駆動されないので、レーザ変位計からレーザ光が射出されることはなく、レーザ光の相互干渉が生ずることがない。また、前記一対のレーザ変位計は互いに光軸が一致するように配置されているので、高精度での測定が可能になる。 According to the thickness measuring apparatus of the present invention, the displacement meter driving means starts the movement of the laser displacement meter from a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, and moves toward the moving direction side. After the edge of the object to be measured is detected by the disposed object detection sensor, the pair of laser displacement meters are driven to perform measurement, and distance data is acquired. As a result, the laser displacement meter is not driven at a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, so that laser light is not emitted from the laser displacement meter, and mutual interference of the laser light occurs. There is nothing. In addition, since the pair of laser displacement meters are arranged so that their optical axes coincide with each other, measurement with high accuracy is possible.
本発明の厚み測定方法によれば、一対のレーザ変位計の間に被測定物が存在しない位置では、レーザ変位計が駆動されないので、レーザ変位計からレーザ光が射出されることはなく、レーザ光の相互干渉が生ずることがない。また、一対のレーザ変位計は互いに光軸が一致するように配置されているので、高精度での測定が可能になる。その結果、レーザ変位計の性能を最大限に引き出すことができるため、目的とする性能を有する最適な変位計を選択できるので、装置費用の低減を図ることができる。 According to the thickness measuring method of the present invention, the laser displacement meter is not driven at a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, so that the laser light is not emitted from the laser displacement meter, and the laser is not emitted. There is no mutual interference of light. In addition, since the pair of laser displacement meters are arranged so that their optical axes coincide with each other, measurement with high accuracy is possible. As a result, since the performance of the laser displacement meter can be maximized, an optimum displacement meter having the target performance can be selected, and thus the apparatus cost can be reduced.
また、本発明の厚み測定装置によれば、一対のレーザ変位計の間に被測定物が存在しない位置では、レーザ変位計が駆動されないので、レーザ変位計からレーザ光が射出されることはなく、レーザ光の相互干渉が生ずることがない。また、一対のレーザ変位計は互いに光軸が一致するように配置されているので、高精度での測定が可能になる。さらに、レーザ変位計の性能を最大限に活用することで、計測目的に応じた適切な変位計を選択でき、高価な変位計を必要としないので、装置費用の低減を図ることができる。 Further, according to the thickness measuring apparatus of the present invention, the laser displacement meter is not driven at a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, so that laser light is not emitted from the laser displacement meter. No mutual interference of laser light occurs. In addition, since the pair of laser displacement meters are arranged so that their optical axes coincide with each other, measurement with high accuracy is possible. Furthermore, by making the best use of the performance of the laser displacement meter, an appropriate displacement meter can be selected according to the measurement purpose, and an expensive displacement meter is not required, so that the apparatus cost can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図14は本発明の第1実施形態における厚み測定装置を示すもので、図1は本発明の第1実施形態における厚み測定装置を示す平面図、図2は本発明の第1実施形態における厚み測定装置を示す正面図、図3は本発明の第1実施形態における厚み測定装置の電気系回路を示すブロック図、図4及び図5は本発明の第1実施形態におけるレーザスイッチを示す構成図、図6乃至図8は本発明の第1実施形態におけるレーザ変位計の移動状態を説明する図、図9は本発明の第1実施形態における変位計コントローラの処理動作を説明するフローチャート、図10は本発明の第1実施形態における厚み計算部の処理動作を説明するフローチャート、図11は本発明の第1実施形態における測定時の中央制御部の処理動作を説明するフローチャート、図12は本発明の第1実施形態における中央処理部の測定結果表示処理動作を説明するフローチャート、図13及び図14は本発明の第1実施形態における測定結果の表示例を示す図である。 1 to 14 show a thickness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view showing the thickness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an electric circuit of the thickness measuring device in the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 show the laser switch in the first embodiment of the present invention. FIG. 6 to FIG. 8 are diagrams for explaining the movement state of the laser displacement meter in the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing operation of the displacement meter controller in the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a flowchart for explaining the processing operation of the thickness calculation unit in the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart for explaining the processing operation of the central control unit at the time of measurement in the first embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart for explaining the measurement result display processing operation of the central processing unit in the first embodiment of the present invention, and FIGS. 13 and 14 are diagrams showing display examples of the measurement result in the first embodiment of the present invention. It is.
図において、1は厚み測定装置で、測定機構部100とコンピュータ装置200とから構成されている。測定機構部100は、所定の間隔をあけて垂直に立設された一対の支持板101,102と、支持板101,102によって回動自在に支持された水平に延びる一対のボールネジ103と一対のガイド軸104とを備えている。
In the figure,
一対のボールネジ103と一対のガイド軸104のそれぞれは、垂直方向に所定の間隔をあけて配置され、それぞれのボールネジ103にはレーザ変位計121,122がガイド軸104に支持されながらボールネジ103の回転によって水平方向に移動可能に装着されている。尚、一対のレーザ変位計121,122は互いに対向するように配置され、それぞれから射出されるレーザ光501,502の光軸が垂直になり且つ互いに一致するように設定されている。さらに、図6乃至図8に示すように各レーザ変位計121,122の距離計測始端位置間の距離がL1になるように各レーザ変位計121,122が配置されている。
Each of the pair of ball screws 103 and the pair of
また、上側のレーザ変位計121には、正面から見て左側にレーザスイッチ130が設けられている。このレーザスイッチ130は、図4,5に示すようにレーザ発光器131、ハーフミラー132および受光器133を備え、レーザ発光器131から射出されるレーザ光511の光軸はレーザ変位計121から射出されるレーザ光の光軸に対して平行になるように設定されてる。さらに、レーザ変位計121から射出されるレーザ光の光軸とレーザ発光器131から射出されるレーザ光の光軸との間の水平距離はボールネジ103と平行な方向において距離L2に設定されている。
The upper
一方、下側のレーザ変位計122には、その正面から見て左側に台座140が固定され台座140の上面には反射鏡141が水平に配置されている。
On the other hand, a
これらのレーザスイッチ130及び反射鏡141により、図4,5に示すようにレーザ発光器131から射出されたレーザ光511はハーフミラー132を透過して反射鏡141に照射され、この反射鏡141によって反射されて往路と同一光路を通ってハーフミラー132に至り、ハーフミラー132によって反射されて受光器133に入射される。また、レーザ光511が被測定物300によって遮られると反射鏡141にレーザ光511が照射されないので、受光器133にはレーザ光が入射されない。従って、受光器133にレーザ光が入射されているか否かによってレーザスイッチ130と反射鏡141との間における被測定物300の存在を検知することができる。
4 and 5, the
また、上側及び下側の各ボールネジ103にはプーリ105,106がそれぞれ固定され、これらのプーリ105,106間にベルト108が掛け渡され、上下のボールネジ103の回転が連動し、各レーザ変位計121,122が光軸を一致させながら移動できるようになっている。
さらに、下側のボールネジ103にはもう一つのプーリ107が設けられ、このプーリ107と駆動部110のモータ114の回転軸111に固定されたプーリ112との間にベルト109が掛け渡され、モータ114の回転によってボールネジ103が回転するようになっている。尚、初期状態においては各レーザ変位計121,122は正面から見てボールネジ103の右端部の初期位置に配置される。
Further, another
また、測定時においては、図1及び図2に示すように、上下のレーザ変位計121,122の間にコンベヤ等の搬送手段400によって搬送されてきた被測定物300が配置される。ここでは、ボールネジ103の軸方向が被測定物300の幅方向になるように被測定物300が配置される。本実施形態では、被測定物300として、ゴムシートを用い、ゴムシートの厚み及び断面形状を測定している。
Further, at the time of measurement, as shown in FIGS. 1 and 2, the object to be measured 300 conveyed by the conveying means 400 such as a conveyor is disposed between the upper and lower
本実施形態における厚み測定装置1の電気系回路は、図3に示すとおりである。即ち、各レーザ変位計121,122は、コンピュータ装置200からの制御信号に基づいて駆動し、駆動時にはレーザ光501,502を射出して、距離測定始端位置から被測定物300までの距離La,Lbを計測し、その計測結果の距離データをコンピュータ装置200から指示された時間間隔でコンピュータ装置200に出力する。また、各レーザ変位計121,122は、コンピュータ装置200から駆動停止の指示を受けているときは、レーザ光の射出及び距離データの出力を停止している。
The electrical circuit of the
レーザスイッチ130は、装置1の駆動時には常にレーザ光511を射出し、受光器133によってレーザ光を受光しているか否かを表すスイッチ信号をコンピュータ装置200に出力する。本実施形態のレーザスイッチ130は、スイッチ信号として、受光器133がレーザ光を受光しているときにオン信号を出力し、レーザ光を受光していないときにオフ信号を出力する。
The
駆動装置110はパルスジェネレータ113とモータ114を備え、コンピュータ装置200からの駆動制御によってモータ114が回転される。さらに、モータ114の回転に同期してパルスジェネレータ113からコンピュータ装置200にパルス信号が出力される。これにより、コンピュータ装置200では、パルスジェネレータ113から出力されるパルス信号におけるパルス数を計数することによりモータ114の回転数を取得でき、これによってボールネジ103の回転数、さらにはレーザ変位計121,122の移動位置を取得することができる。尚、初期状態においては各レーザ変位計121,122は正面から見てボールネジ103の右端部に配置され、駆動時にはボールネジの103の右端部から左端部方向へレーザ変位計121,122が移動される。
The
コンピュータ装置200は、変位計コントローラ201と、厚み計算部202、ファイル生成・記憶部203、中央制御部204、操作部205、表示制御部206、表示部207を備えている。
The
変位計コントローラ201は、中央制御部204から指示された距離データ出力の時間間隔の情報を各レーザ変位計121,122に出力する。さらに、変位計コントローラ201は、中央制御部204からレーザ変位計121,122の位置情報を入力し、この位置情報及びレーザスイッチ130から入力しているスイッチ信号に基づいて、スイッチ信号がオン状態からオフ状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P1(被測定物300の始端位置−L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動状態に設定する。さらに、変位計コントローラ201は、スイッチ信号がオフ状態からオン状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P2(被測定物300の終端位置−L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動停止状態に設定する。また、変位計コントローラ201は、始端位置P1+L2及び終端位置P2+L2の情報を厚み計算部202に出力すると共に、各レーザ変位計121,122から入力した距離データ(La,Lb)及びこの距離データを計測したときの各レーザ変位計121,122の位置情報を対応付けて厚み計算部202に出力する。
The
厚み計算部202は、変位計コントローラ201から入力した始端位置P1+L2及び終端位置P2+L2の情報に基づいて、被測定物300の幅の値Lwを算出すると共に、変位計コントローラ201から入力した距離データと位置情報に基づいて各計測位置毎に被測定物300の厚みLtを計算し、算出した厚みLtの値を計測位置に対応付けてこれらの情報をファイル生成・記憶部203に出力する。
The
ファイル生成・記憶部203は、厚み計算部202から入力した被測定物300の厚みLtの値とその計測位置の情報、及び被測定物300の幅の値Lwを集積したデータファイルを生成してこれを記憶する。このデータファイルには、被測定物300の始端位置P1+L2から終端位置P2+L2までの計測位置情報と各計測位置における厚みLtの情報、及び幅Lwの情報が含まれている。
The file generation /
中央制御部204は、キーボードやマウスなどからなる操作部205から入力された指示に基づいて、測定時においては、モータコントローラ208に対してモータ114の制御指示を出力すると共に、パルスジェネレータ113から入力したパルス信号のパルス数を計数してレーザ変位計121,122の位置を特定し、この位置情報を変位計コントローラ201に出力する。さらに、中央制御部204は、操作部205から入力された指示に基づいて、測定結果表示時には、ファイル生成・記憶部203に記憶されているデータファイルを読み込み、このデータファイルに基づいて、表示制御部206を介して表示部207に測定結果を表示する。このとき、操作部205から入力された指示に基づいて、測定結果を図13に示すような表として、或いは図14に示すような被測定物300の断面輪郭画像として表示する。このとき、被測定物300の始端部或いは終端部においてレーザ変位計121,122におけるレーザ光射出のタイミング遅れなどによって計測データの欠落がある場合、中央制御部204はこの欠落部分を補間してデータファイルを書き換えた後、測定結果の表示を行う。本実施形態では、この補間方法として線形補間を用いている。即ち、実際に計測した距離データLa,Lbに基づいて被測定物300の表面および裏面の欠落部分の輪郭を直線で表して補間する。尚、このような線形補間以外の補間方法を用いても良い。
The
次に、本実施形態における変位計コントローラ201の動作の詳細を図9に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, details of the operation of the
変位計コントローラ201は、動作を開始すると、初期設定を行う(SA1)。この初期設定では、変位計コントローラ201はレーザ光の射出停止を確認し、中央制御部204から入力した計測ピッチを記憶する。
When starting the operation, the
次いで、レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態になったか否かを監視し(SA2)、レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SA3)、被測定物300の始端位置データP1+L2を記憶し(SA4)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SA5)、現在位置PnがP1+L2になったか否かを判定する(SA6)。
Next, it is monitored whether or not the
この判定の結果、現在位置PnがP1+L2になったとき、すなわち図6に示す位置に移動したときに、変位計コントローラ201は各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を開始させ(SA7)、距離La,Lbの計測を開始させて、取得した距離データLa,Lbを上記計測ピッチ毎に順次厚み計算部202に出力する(SA8)。これにより、図7に示すように、被測定物300の表裏面間での距離La,Lbが計測される。これと並行して、変位計コントローラ201は、レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態に変わったか否かを監視し(SA9)、レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SA10)、被測定物300の終端位置データP2+L2を記憶し(SA11)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SA12)、現在位置PnがP2+L2になったか否かを判定する(SA13)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P1 + L2, that is, when the current position Pn moves to the position shown in FIG. 6, the
この判定の結果、現在位置PnがP2+L2になったとき、すなわち図8に示す位置に移動したときに、変位計コントローラ201は距離データの取得及び厚み計算部202へのデータ出力を停止すると共に(SA14)、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を停止させて処理を終了する(SA15)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P2 + L2, that is, when the current position Pn moves to the position shown in FIG. 8, the
次に、本実施形態における厚み計算部202の動作の詳細を図10に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, details of the operation of the
厚み計算部202は、変位計コントローラ201から、被測定物300の幅方向始端位置データP1+L2、終端位置データP2+L2、計測位置データ、及び計測した距離データLa,Lbを入力し(SB1)、次式(1)によって被測定物300の厚みLtの値を算出すると共に(SB2)、次式(2)によって被測定物300の幅Lwの値を算出し(SB3)、計測位置データに対応付けて計測した距離データLa,Lbと算出した厚みデータLt、及び算出した幅Lwの値をファイル生成・記憶部203に出力する(SB4)。
The
Lt=L1−(La+Lb) …(1)
Lw=(P2+L2)−(P1+L2) …(2)
次に、本実施形態における測定時の中央制御部204の動作の詳細を図11に示すフローチャートを参照して説明する。
Lt = L1− (La + Lb) (1)
Lw = (P2 + L2)-(P1 + L2) (2)
Next, details of the operation of the
中央制御部204は、操作部205から測定開始指示が入力されると、初期設定を行う(SC1)。この初期設定では、中央制御部204は、モータコントローラ208を介してモータ114を駆動してレーザ変位計121,122をボールネジ103の右端部に移動すると共にレーザ変位計121,122の位置データを初期値「0」に設定する。
When a measurement start instruction is input from the
次いで、中央制御部204は操作部205から入力してされたレーザ変位計121,122の移動速度と計測ピッチを取得し(SC2)、変位計コントローラ201に対して計測ピッチの設定指示を出力すると共に(SC3)、モータコントローラ208を介してモータ114を駆動し、設定された移動速度でレーザ変位計121,122を移動する(SC4)。
Next, the
次に、中央処理部204は、パルスジェネレータ113から入力しているパルス信号に基づいてレーザ変位計121,122の位置を取得すると共にこの位置データを変位計コントローラ201に出力する(SC5)。これと並行して、中央処理部204は、レーザ変位計121,122の位置が最終位置すなわちボールネジ103の左端部に達したか否かを監視し(SC6)、レーザ変位計121,122の位置が最終位置に達したときにモータ114の駆動を一旦停止し(SC7)、上記と同様の初期設定を行う(SC8)。
Next, the
次に、本実施形態における測定結果表示時の中央制御部204の動作の詳細を図12に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, details of the operation of the
中央制御部204は、操作部205から測定結果表示指示が入力されると、ファイル生成・記憶部203に記憶されているデータファイルを読み込み(SD1)、端部データは存在するか否か、すなわち被測定物300の端部において欠落した計測データが存在するか否かを判定する(SD2)。
When the measurement result display instruction is input from the
この判定の結果、端部データが欠落しているときは、中央処理部204は端部データの補間処理を行い(SD3)、補間したデータを含めて測定データファイルを書き換えてファイル生成・記憶部203に記憶させる(SD4)。
If the end data is missing as a result of this determination, the
次いで、操作部205を介して指示された表示形式は表形式であるか画像形式であるかを判定し(SD5)、表形式が指定されているときはデータファイルの内容を図13に示すような表にして表示部207に表示し(SD6)、画像形式が指定されているときはデータファイルの内容に基づいて図14に示すような被測定物300の断面輪郭画像を表示部207に表示する(SD7)。この後、操作部205を介して表示終了指示が入力されたか否かを判定し(SD8)、表示終了指示が入力されないときは上記SD5の処理に移行し、表示終了指示が入力されたときに表示処理を終了する。尚、表形式による測定結果の表示では、図13に示すように、被測定物300の幅Lwの値と、計測位置データに対応して、距離Laの値、距離Lbの値、厚みLtの値を表示する。また、画像形式による測定結果の表示では、図14に示すように、被測定物300の幅方向の位置をX軸とし、垂直方向をY軸として方眼を表示し、それに重ねて被測定物300の断面輪郭画像を表示すると共に、幅Lwの値及びX軸並びにY軸の方眼1目盛り当たりの実寸を数値で表示する。
Next, it is determined whether the display format instructed via the
前述したように、第1実施形態の厚み測定方法及び装置によれば、一対のレーザ変位計121,122の間に被測定物300が存在しない位置からレーザ変位計121,122の移動が開始され、移動方向の側に配置されたレーザスイッチ130によって被測定物300の始端縁の位置P1が検知された後に一対のレーザ変位計121,122からレーザ光が射出されて測定が行われ、距離データLa,Lbが取得されるので、一対のレーザ変位計121,122の間に被測定物300が存在しない位置では、レーザ変位計121,122からレーザ光が射出されないため、レーザ光の相互干渉が生ずることがない。また、一対のレーザ変位計121,122は互いに光軸が一致するように配置されているので、高精度での測定が可能になる。
As described above, according to the thickness measuring method and apparatus of the first embodiment, the movement of the
尚、本実施形態では、一方のレーザ変位計121に隣設したレーザスイッチ130内に受光器133を設け、他方のレーザ変位計122に隣設した反射鏡141に反射させたレーザ光を受光器133にて受光するようにしたが、反射鏡141の位置に受光器133を配置してレーザ光を受光するレーザスイッチを構成しても良い。この場合、ハーフミラー132は不要となる。
In this embodiment, a
次に、本発明の第2実施形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図15乃至図17は本発明の第2実施形態における厚み測定装置の処理動作を説明するフローチャートで、図15は本発明の第2実施形態における変位計コントローラの処理動作を説明するフローチャート、図16は本発明の第2実施形態における厚み計算部の処理動作を説明するフローチャート、図17は本発明の第2実施形態における測定時の中央処理部の処理動作を説明するフローチャートである。尚、第2実施形態と前述した第1実施形態とは、レーザ変位計と厚み計算部及び中央処理部における処理動作が異なるだけで、その他の装置構成は前述した第1実施形態と同様である。 15 to 17 are flowcharts for explaining the processing operation of the thickness measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a flowchart for explaining the processing operation of the displacement meter controller according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a flowchart for explaining the processing operation of the central processing unit at the time of measurement in the second embodiment of the present invention. The second embodiment and the first embodiment described above are the same as those of the first embodiment described above except that the laser displacement meter, the thickness calculation unit, and the central processing unit are different in processing operation. .
第2実施形態と前述した第1実施形態との相違点は、第2実施形態では、レーザ変位計121,122を被測定物300の幅方向に往復移動させて往路及び復路のそれぞれにおける距離データLa,Lbを取得すると共に、各計測位置における往路の距離データと復路の距離データとの平均値を算出し、該平均値を各計測位置における計測結果の距離データとするようにしたことである。
The difference between the second embodiment and the first embodiment described above is that, in the second embodiment, the
第2実施形態において、変位計コントローラ201は図15に示すような処理動作を行う。即ち、変位計コントローラ201は、動作を開始すると、初期設定を行う(SE1)。この初期設定では、変位計コントローラ201は各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出停止を指示し、中央制御部204から入力した計測ピッチを記憶する。
In the second embodiment, the
次いで、変位計コントローラ201は、レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態に変わったか否かを監視し(SE2)、レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SE3)、被測定物300の始端位置データP1+L2を記憶し(SE4)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SE5)、現在位置PnがP1+L2になったか否かを判定する(SE6)。
Next, the
この判定の結果、現在位置PnがP1+L2になったときに、変位計コントローラ201は、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を開始させ(SE7)、距離La,Lbの計測を開始させて、取得した距離データLa,Lbを上記計測ピッチ毎に順次厚み計算部202に出力する(SE8)。これと並行して、変位計コントローラ201は、レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態に変わったか否かを監視し(SE9)、レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SE10)、被測定物300の終端位置データP2+L2を記憶し(SE11)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SE12)、現在位置PnがP2+L2になったか否かを判定する(SE13)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P1 + L2, the
この判定の結果、現在位置PnがP2+L2になったときに、変位計コントローラ201は距離データの取得及び厚み計算部202へのデータ出力を停止すると共に(SE14)、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を停止させる(SE15)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P2 + L2, the
次いで、変位計コントローラ201は、中央制御部204から順次位置データを取得して(SE16)、現在位置PnがP2+L2になったか否かを判定する(SE17)。この判定の結果、現在位置PnがP2+L2になったときに、変位計コントローラ201は各レーザ変位計121,122にレーザ光の射出を開始させ(SE18)、距離La,Lbの計測を開始させて、取得した距離データLa,Lbを上記計測ピッチ毎に順次厚み計算部202に出力する(SE19)。
Next, the
さらに、変位計コントローラ201は、中央制御部204から順次位置データを取得して(SE20)、現在位置PnがP1+L2になったか否かを判定する(SE21)。この判定の結果、現在位置PnがP1+L2になったときに、変位計コントローラ201は距離データの取得及び厚み計算部202へのデータ出力を停止すると共に(SE22)、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を停止させて処理を終了する(SE23)。
Further, the
第2実施形態において、厚み計算部202は図16に示すような処理動作を行う。即ち、厚み計算部202は、変位計コントローラ201から、被測定物300の幅方向始端位置データP1+L2、終端位置データP2+L2を入力した後(SF1)、レーザ変位計121,122の移動における往路の各計測位置データ及び各計測位置における距離データLa,Lbを入力して記憶する(SF2)と共に、レーザ変位計121,122の移動における復路の各計測位置データ及び各計測位置における距離データLa,Lbを入力して記憶する(SF3)。
In the second embodiment, the
次に、厚み計算部202は、各計測位置毎に一方のレーザ変位計121によって計測した往路と復路の距離データLaの平均値La-avを算出して記憶する(SF4)と共に、各計測位置毎に他方のレーザ変位計122によって計測した往路と復路の距離データLbの平均値Lb-avを算出して記憶する(SF5)。
Next, the
この後、厚み計算部202は、上記の平均値La-av,Lb-avを用いて各計測位置毎に次式(3)によって被測定物300の厚みLtの値を算出すると共に(SF6)、被測定物300の幅Lwの値を算出し(SF7)、計測位置データに対応付けて計測した距離データLa-av,Lb-avと算出した厚みデータLt、及び算出した幅Lwの値をファイル生成・記憶部203に出力する(SF8)。
Thereafter, the
Lt=L1−(La-av+Lb-av) …(3)
第2実施形態において、測定時における中央処理部204は図17に示すような処理動作を行う。即ち、中央制御部204は、操作部205から測定開始指示が入力されると、初期設定を行う(SG1)。この初期設定では、中央制御部204は、モータコントローラ208を介してモータ114を駆動してレーザ変位計121,122をボールネジ103の右端部に移動すると共にレーザ変位計121,122の位置データを初期値「0」に設定する。
Lt = L1- (La-av + Lb-av) (3)
In the second embodiment, the
次いで、中央制御部204は操作部205から入力してされたレーザ変位計121,122の移動速度と計測ピッチを取得し(SG2)、変位計コントローラ201に対して計測ピッチの設定指示を出力すると共に(SG3)、モータコントローラ208を介してモータ114を正回転駆動し、設定された移動速度でレーザ変位計121,122を往路方向に移動する(SG4)。
Next, the
次に、中央処理部204は、パルスジェネレータ113から入力しているパルス信号に基づいてレーザ変位計121,122の位置を取得すると共にこの位置データを変位計コントローラ201に出力する(SG5)。これと並行して、中央処理部204は、レーザ変位計121,122の位置が最終位置すなわちボールネジ103の左端部に達したか否かを監視し(SG6)、レーザ変位計121,122の位置が最終位置に達したときにモータ114の正回転駆動を一旦停止した後(SG7)、モータ114を逆回転駆動し、設定された移動速度でレーザ変位計121,122を復路方向に移動する(SG8)。
Next, the
次に、中央処理部204は、パルスジェネレータ113から入力しているパルス信号に基づいてレーザ変位計121,122の位置を取得すると共にこの位置データを変位計コントローラ201に出力する(SG9)。これと並行して、中央処理部204は、レーザ変位計121,122の位置が初期位置すなわちボールネジ103の右端部に達したか否かを監視し(SG10)、レーザ変位計121,122の位置が初期位置に達したときにモータ114の正回転駆動を停止し(SG11)、上記と同様の初期設定を行う(SG12)。
Next, the
前述した第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、往路における距離データLa,Lbの計測結果と復路における距離データLa,Lbの計測結果の平均値La-av,Lb-avを算出して被測定物300の厚みLtを算出しているので、測定誤差を小さくすることができると共に補間領域の誤差を低減することができる。 According to the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the average values La-av, Lb- of the measurement results of the distance data La, Lb on the forward path and the measurement results of the distance data La, Lb on the return path Since the av is calculated to calculate the thickness Lt of the object to be measured 300, the measurement error can be reduced and the error in the interpolation region can be reduced.
次に、本発明の第3実施形態を説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図18乃至図23は本発明の第3実施形態における厚み測定装置を示すもので、図18は本発明の第3実施形態における厚み測定装置を示す平面図、図19は本発明の第3実施形態における厚み測定装置を示す正面図、図20は本発明の第3実施形態における厚み測定装置の電気系回路を示すブロック図、図21及び図22は本発明の第3実施形態におけるレーザ変位計の移動状態を説明する図、図23は本発明の第3実施形態における変位計コントローラの処理動作を説明するフローチャートである。これらの図において、前述した第1実施形態及び第2実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。 18 to 23 show a thickness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention, FIG. 18 is a plan view showing the thickness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a third embodiment of the present invention. FIG. 20 is a block diagram showing an electric circuit of the thickness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 21 and 22 are laser displacement meters according to the third embodiment of the present invention. FIG. 23 is a flowchart for explaining the processing operation of the displacement meter controller according to the third embodiment of the present invention. In these drawings, the same components as those in the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
また、第3実施形態と第1実施形態及び第2実施形態との相違点は、第3実施形態の厚み測定装置1Aでは、図18に示すように上側のレーザ変位計121の右側に第2レーザスイッチ150を設けると共に、下側のレーザ変位計122の右側に台座160を固定し、台座160の上面に反射鏡161を水平に配置したこと、及び、第2レーザスイッチ150からのスイッチ信号を考慮して動作する変位計コントローラ201Aを備えたコンピュータ装置200Aを設けたことである。尚、第2レーザスイッチ150の構成及び反射鏡161を用いた動作は、第1レーザスイッチ130と同様である。また、レーザ変位計121から射出されるレーザ光の光軸と第2レーザスイッチ150のレーザ発光器131から射出されるレーザ光の光軸とが平行になるように設定されており、レーザ変位計121から射出されるレーザ光の光軸と第2レーザスイッチ150のレーザ発光器131から射出されるレーザ光の光軸との間の水平距離はボールネジ103と平行な方向において距離L2に設定されている。
Also, the difference between the third embodiment and the first and second embodiments is that the
第2レーザスイッチ150は、装置1Aの駆動時には常にレーザ光512を射出し、受光器133によってレーザ光を受光しているか否かを表すスイッチ信号をコンピュータ装置200Aに出力する。第2レーザスイッチ150は、スイッチ信号として、受光器133がレーザ光を受光しているときにオン信号を出力し、レーザ光を受光していないときにオフ信号を出力する。
The
変位計コントローラ201Aは、中央制御部204から指示された距離データ出力の時間間隔の情報を各レーザ変位計121,122に出力する。さらに、変位計コントローラ201Aは、中央制御部204からレーザ変位計121,122の位置情報を入力し、往路においては、この位置情報及び第1レーザスイッチ130から入力しているスイッチ信号に基づいて、スイッチ信号がオン状態からオフ状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P1(被測定物300の始端位置−L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動状態に設定する。さらに、変位計コントローラ201Aは、第1レーザスイッチ130のスイッチ信号がオフ状態からオン状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P2(被測定物300の終端位置−L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動停止状態に設定する。
The
また、変位計コントローラ201Aは、復路においては、中央制御部204からレーザ変位計121,122の位置情報を入力し、この位置情報及び第2レーザスイッチ150から入力しているスイッチ信号に基づいて、スイッチ信号がオン状態からオフ状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P3(被測定物300の終端位置+L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動状態に設定する。さらに、変位計コントローラ201Aは、第2レーザスイッチ150のスイッチ信号がオフ状態からオン状態に変わったときのレーザ変位計121,122の位置P4(被測定物300の始端位置+L2)から距離L2だけレーザ変位計121,122が移動したときにレーザ変位計121,122を駆動停止状態に設定する。
Further, in the return path, the
さらに、変位計コントローラ201Aは、始端位置P1+L2及び終端位置P2+L2の情報を厚み計算部202に出力すると共に、各レーザ変位計121,122から入力した往路及び復路における距離データ(La,Lb)及びこの距離データを計測したときの各レーザ変位計121,122の位置情報を対応付けて厚み計算部202に出力する。
Further, the
上記のように本実施形態では、往路においては第1レーザスイッチ130によって被測定物300の端部を検知し、復路においては第2レーザスイッチ150によって被測定物300の端部を検知するようにした。
As described above, in the present embodiment, the end of the device under
第3実施形態において、変位計コントローラ201Aは図23に示すような処理動作を行う。即ち、変位計コントローラ201Aは、動作を開始すると、初期設定を行う(SH1)。この初期設定では、変位計コントローラ201Aは各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出停止を指示し、中央制御部204から入力した計測ピッチを記憶する。
In the third embodiment, the
次いで、変位計コントローラ201Aは、レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態に変わったか否かを監視し(SH2)、第1レーザスイッチ130がオン状態からオフ状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SH3)、被測定物300の始端位置データP1+L2を記憶し(SH4)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SH5)、現在位置PnがP1+L2になったか否かを判定する(SH6)。
Next, the
この判定の結果、現在位置PnがP1+L2になったとき、すなわち図21に示す位置にレーザ変位計121,122が移動したときに、変位計コントローラ201Aは、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を開始させ(SH7)、距離La,Lbの計測を開始させて、取得した距離データLa,Lbを上記計測ピッチ毎に順次厚み計算部202に出力する(SH8)。これと並行して、変位計コントローラ201Aは、第1レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態に変わったか否かを監視し(SH9)、第1レーザスイッチ130がオフ状態からオン状態になったときに中央制御部204から入力した位置データを取得して(SH10)、被測定物300の終端位置データP2+L2を記憶し(SH11)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SH12)、現在位置PnがP2+L2になったか否かを判定する(SH13)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P1 + L2, that is, when the
この判定の結果、現在位置PnがP2+L2になったときに、変位計コントローラ201Aは距離データの取得及び厚み計算部202へのデータ出力を停止すると共に(SH14)、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を停止させる(SH15)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P2 + L2, the
次いで、変位計コントローラ201は、第2レーザスイッチ150がオフ状態であるか否かを監視し(SH16)、第2レーザスイッチ150がオン状態になったときに中央制御部204から入力した位置データP3を取得して(SH17)、被測定物300の始端位置データP3−L2を記憶し(SH18)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SH19)、現在位置PnがP3−L2になったか否かを判定する(SH20)。
Next, the
この判定の結果、現在位置PnがP3−L2になったとき、すなわち図22に示す位置にレーザ変位計121,122が移動したときに、変位計コントローラ201Aは、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を開始させ(SH21)、距離La,Lbの計測を開始させて、取得した距離データLa,Lbを上記計測ピッチ毎に順次厚み計算部202に出力する(SH22)。これと並行して、変位計コントローラ201Aは、第2レーザスイッチ150がオフ状態からオン状態に変わったか否かを監視し(SH23)、第2レーザスイッチ150がオフ状態からオン状態になったときに中央制御部204から入力した位置データP4を取得して(SH24)、被測定物300の終端位置データP4−L2を記憶し(SH25)、中央制御部204から順次位置データを取得して(SH26)、現在位置PnがP4−L2になったか否かを判定する(SH27)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P3-L2, that is, when the
この判定の結果、現在位置PnがP4−L2になったときに、変位計コントローラ201Aは距離データの取得及び厚み計算部202へのデータ出力を停止すると共に(SH28)、各レーザ変位計121,122に対してレーザ光の射出を停止させて処理を終了する(SH29)。
As a result of this determination, when the current position Pn becomes P4-L2, the
また、本実施形態における厚み計算部202及び中央処理部204の処理動作は前述した第2実施形態と同様である。
Further, the processing operations of the
上記のように2つのレーザスイッチ130,150を備え、往路と復路においてレーザスイッチ130,150を使い分けるようにしても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even if the two
尚、上記実施形態では、被測定物300の始端及び終端の位置を検知するためにレーザスイッチ130,150を用いたが、これに限定されることはない。例えば、光ファイバからレーザ光を射出させる周知の光ファイバスイッチを用いても良い。この場合、光ファイバのレーザ光射出口にレンズを装着して検知スポット径を小さくすると、より高精度で被測定物300の始端及び終端の位置を検知することができる。また、被測定物300が個体の場合はマイクロスイッチを用いて、被測定物300へのマイクロスイッチの接触によってマイクロスイッチのオン状態とオフ状態が切り替わるように設定し、被測定物300の始端及び終端の位置を検知するようにしても良い。
In the above embodiment, the laser switches 130 and 150 are used to detect the positions of the start and end of the
また、上記実施形態では、被測定物300を静止させて、被測定物300の厚み及び断面形状を測定するようにしたが、被測定物300をコンベヤ400によって被測定物300の幅方向と直交する長さ方向に移動しながら被測定物300の厚み及び断面形状を3次元で測定するようにしても良い。
In the above embodiment, the object to be measured 300 is stopped and the thickness and the cross-sectional shape of the object to be measured 300 are measured. However, the object to be measured 300 is orthogonal to the width direction of the object to be measured 300 by the
1,1A…厚み測定装置、100…測定機構部、101,102…支持板、103…ボールネジ、104…ガイド軸、105,106,107,112…プーリ、108,109…ベルト、110…駆動部、111…回転軸、113…パルスジェネレータ、114…モータ、121,122…レーザ変位計、130…レーザスイッチ、131…レーザ発光器、132…ハーフミラー、133…受光器、140…台座、141…反射鏡、150…レーザスイッチ、160…台座、161…反射鏡、200…コンピュータ装置、201…変位計コントローラ、202…厚み計算部、203…ファイル生成・記憶部、204…中央制御部、205…操作部、206…表示制御部、207…表示部、300…被測定物、400…コンベヤ、501,502,511,512…レーザ光。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記コンピュータ装置は、測定時において前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動を開始し、移動方向の側に配置された前記被測定物検知センサによって前記被測定物の始端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計を駆動して前記測定を行って距離データを取得すると共に前記被測定物検知センサによって前記被測定物の終端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計の駆動を停止する
ことを特徴とする厚み測定方法。 A pair of laser displacement meters arranged to face each other with a predetermined interval L1 so that the optical axes coincide with each other, each measuring the distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured, and the laser displacement at the time of measurement A measurement object detecting sensor which is disposed at a distance L2 on the front side in the movement direction of the meter and detects the existence of the measurement object at a position of the distance L2 on the front side in the movement direction from the optical axis; and the pair of laser displacement meters Using a measuring device comprising a moving means for moving the parallel movement, a position detecting means for detecting the position of the pair of laser displacement meters in the moving direction, and a computer device for performing drive control and predetermined arithmetic processing thereof, The computer device moves the pair of laser displacement meters in the width direction of the object to be measured arranged between the pair of laser displacement meters, and the front and back of the object to be measured in the optical axis direction. Distance to La, a thickness measuring method of measuring the thickness of the object to be measured by measuring the Lb,
The computer device starts the movement of the laser displacement meter from a position where the measurement object does not exist between the pair of laser displacement meters at the time of measurement, and the measurement object detection sensor arranged on the moving direction side When the distance L2 is moved after detecting the starting edge of the object to be measured by the above, the pair of laser displacement meters are driven to perform the measurement to acquire distance data, and the object detecting sensor detects the distance. A method for measuring a thickness, comprising: stopping driving of the pair of laser displacement meters when the distance L2 is moved after detecting the end edge of the object to be measured.
ことを特徴とする請求項1に記載の厚み測定方法。 The computer device calculates a thickness between the front surface and the back surface of the object to be measured from a measurement result of each laser displacement meter, and presents the measurement position data and a thickness value corresponding to the measurement position data. The thickness measuring method according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の厚み測定方法。 The computer device starts the movement of the laser displacement meter from a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, and detects the start edge of the object to be measured by the object detection sensor. The thickness measurement method according to claim 1 or 2, wherein a length from a position to a position at which a terminal edge is detected is calculated and presented as a width value of the object to be measured.
ことを特徴とする請求項1に記載の厚み測定方法。 The computer device measures the distance to the front and back surfaces of the object to be measured while moving the laser displacement meter, and obtains a cross-sectional contour image of the object to be measured based on the distance to the front and back surfaces obtained by the measurement. It displays. The thickness measuring method of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1又は請求項4に記載の厚み測定方法。 The computer device measures the distance to the front and back surfaces of the object to be measured while moving the laser displacement meter, and detects the edge of the object to be measured and then starts driving the laser displacement meter. This method is characterized in that the distance data of the missing portion generated during the period is interpolated based on the distance data obtained by measurement, and the distance data obtained by actual measurement and the interpolated distance data are used as the distance data of the measurement result. The thickness measuring method according to claim 1 or 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の厚み測定方法。 The computer apparatus linearly interpolates the distance data of the missing portion based on the distance data acquired by measurement, and uses the distance data obtained by actual measurement and the interpolated distance data as distance data of a measurement result. The thickness measuring method according to claim 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項4に記載の厚み測定方法。 The computer device reciprocates the laser displacement meter in the width direction of the measurement object to acquire distance data in each of the forward path and the return path, and calculates an average value of the distance data of the forward path and the distance data of the return path The thickness measurement method according to claim 4, wherein the average value is used as distance data of a measurement result.
前記一対のレーザ変位計は光軸が一致するように所定間隔をあけて互いに対向させて配置されており、
前記被測定物の幅方向に前記一対のレーザ変位計を平行に移動させる移動手段と、
測定時における前記レーザ変位計の移動方向前方側に距離L2をあけて配置され前記光軸から前記移動方向前方側距離L2の位置における被測定物の存在を検知する被測定物検知センサと、
前記一対のレーザ変位計の移動方向の位置を検出して、該検出結果を前記コンピュータ装置に出力する位置検出手段とを備えると共に、
前記コンピュータ装置に、
前記一対のレーザ変位計を移動させて前記光軸方向における前記被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測して距離データを取得する距離データ取得手段と、
測定時において前記一対のレーザ変位計の間に前記被測定物が存在しない位置から前記レーザ変位計の移動を開始する移動制御手段と、
前記レーザ変位計の移動方向の前方側に配置された前記被測定物検知センサによって前記被測定物の始端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計を駆動すると共に前記被測定物検知センサによって前記被測定物の終端縁を検知してから前記距離L2を移動した時点で前記一対のレーザ変位計の駆動を停止する変位計駆動制御手段とを設けた
ことを特徴とする厚み測定装置。 A pair of laser displacement meters arranged at a predetermined interval L1 so as to sandwich the object to be measured and controlled by a computer device are provided, and distances La and Lb from the respective laser displacement meters to the front and back surfaces of the object to be measured In a thickness measuring device that measures the thickness of the object to be measured by measuring
The pair of laser displacement meters are arranged to face each other at a predetermined interval so that the optical axes coincide with each other,
Moving means for moving the pair of laser displacement meters in parallel in the width direction of the object to be measured;
A measurement object detection sensor which is disposed at a distance L2 forward of the laser displacement meter during measurement and detects the presence of the measurement object at a position of the distance L2 in the movement direction from the optical axis;
A position detecting means for detecting the position of the pair of laser displacement meters in the moving direction and outputting the detection result to the computer device;
In the computer device,
Distance data obtaining means for obtaining distance data by moving the pair of laser displacement meters to measure distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured in the optical axis direction;
Movement control means for starting movement of the laser displacement meter from a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters at the time of measurement;
The pair of laser displacement meters is driven when the distance L2 is moved after the start edge of the measurement object is detected by the measurement object detection sensor disposed on the front side in the moving direction of the laser displacement meter. And a displacement meter drive control means for stopping the driving of the pair of laser displacement meters when the distance L2 is moved after the end edge of the device to be measured is detected by the device to be measured sensor. A characteristic thickness measuring device.
ことを特徴とする請求項8に記載の厚み測定装置。 The computer device calculates a thickness between the front surface and the back surface of the object to be measured from a measurement result of each laser displacement meter, and presents the measurement position data and a thickness value corresponding to the measurement position data. The thickness measuring device according to claim 8, wherein the thickness measuring device is provided.
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の厚み測定装置。 The computer device starts the movement of the laser displacement meter from a position where the object to be measured does not exist between the pair of laser displacement meters, and detects the start edge of the object to be measured by the object detection sensor. The thickness measuring apparatus according to claim 8 or 9, further comprising means for calculating a length from a position to a position where the terminal edge is detected and presenting the length as a value of the object to be measured. .
前記コンピュータ装置は、
前記レーザ変位計を移動しながら前記被測定物の表裏面までの距離La,Lbを計測する手段と、
前記計測によって取得した表裏面までの距離La,Lbに基づいて前記被測定物の断面輪郭画像を前記表示装置に表示する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項8に記載の厚み測定装置。 Providing a display device;
The computer device includes:
Means for measuring distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured while moving the laser displacement meter;
The thickness measurement according to claim 8, further comprising means for displaying a cross-sectional contour image of the object to be measured on the display device based on distances La and Lb to the front and back surfaces obtained by the measurement. apparatus.
前記被測定物の端縁を検知してから前記レーザ変位計の駆動を開始するまでの間に生じた欠落部分の距離データを、計測によって取得した距離データに基づいて補間し、実際の計測によって得られた距離データと補間した距離データを計測結果の距離データとする手段を備えている
ことを特徴とする請求項8又は請求項11に記載の厚み測定装置。 The computer device includes means for measuring distances La and Lb to the front and back surfaces of the object to be measured while moving the laser displacement meter;
The distance data of the missing portion that occurs between the detection of the edge of the object to be measured and the start of driving of the laser displacement meter is interpolated based on the distance data obtained by measurement, and the actual measurement The thickness measuring apparatus according to claim 8 or 11, further comprising means for using the obtained distance data and the interpolated distance data as distance data of a measurement result.
ことを特徴とする請求項12に記載の厚み測定装置。 The computer apparatus linearly interpolates the displacement data of the missing portion based on distance data acquired by measurement, and uses the distance data obtained by actual measurement and the interpolated distance data as distance data of a measurement result. The thickness measuring device according to claim 12, wherein the thickness measuring device is provided.
前記往路の距離データと復路の距離データとの平均値を算出して該平均値を計測結果の距離データとする手段とを備えている
ことを特徴とする請求項11に記載の厚み測定装置。 The computer device is configured to reciprocate the laser displacement meter in the width direction of the object to be measured to acquire distance data in each of the forward path and the return path;
The thickness measuring apparatus according to claim 11, further comprising means for calculating an average value of the distance data of the forward path and the distance data of the return path and using the average value as distance data of a measurement result.
ことを特徴とする請求項8乃至請求項14の何れかに記載の厚み測定装置。 The object to be measured detection sensor includes a laser emitter and a light receiver, and the presence of the object to be measured is caused by the laser light emitted from the laser emitter and incident on the light receiver being shielded by the object to be measured. The thickness measurement apparatus according to claim 8, further comprising: a laser switch that detects the above.
ことを特徴とする請求項15に記載の厚み測定装置。 The thickness of claim 15, wherein the object to be measured detection sensor includes an optical fiber that emits a laser beam, and a lens that is provided at a light emission port of the optical fiber and reduces a detection spot diameter. measuring device.
ことを特徴とする請求項8乃至請求項14の何れかに記載の厚み測定装置。 15. The measurement object detection sensor includes a micro switch that is disposed so as to contact the measurement object and that becomes a closed circuit upon contact with the measurement object. The thickness measuring device described in 1.
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