JP2007170948A

JP2007170948A - 幅測定装置、端部位置検出装置、端部厚さ測定装置、及び形状測定装置

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Publication number: JP2007170948A
Application number: JP2005367775A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hayashi; 武史林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】本発明は、1台のカメラで立体視を可能とする、薄板、厚板等の平板の幅測定装置、端部位置検出装置、端部厚さ測定装置、及び形状測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】平板４の後方から、ハーフミラー１ｂを介して、平板の幅方向の両端部の測定範囲エリアを照射する照明手段１と、平板の鉛直方向上部位置で、平板の両端部の鉛直軸位置より外側で、所定の間隔Ｌを置いて設定され、平板の両端部の像を、ハーフミラーを介して撮像する２つのカメラ２ａ、２ｂと、このカメラの出力信号から平板の両端部の板幅方向の位値を演算により求め、平板の板幅を求める演算手段３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板、鋼材等の帯状平板を製造する製造ラインで、薄板及び厚板などの平板の幅、その通板位置、及び、その形状を測定する、幅測定装置、端部位置検出装置、端部厚さ測定装置、及び形状測定装置に関する。

従来、同一物の物体を異なる２つの視点から見ることによって、その３次元的な位置を測るステレオ視(両眼立体視とも言う)による形状測定装置がある。

例えば、図１０に示すように、被測定物４１が高温度の鋼材等の帯状物である場合、カメラ２Ａ、及びカメラ２Ｂで被測定物４１を上部からステレオ視して撮像し、被測定物４１の幅寸法を求めるようにした幅測定装置がある(例えば，特許文献１参照)。

この幅測定装置は、被測定物４１自体が発光光源であるので、その発光エネルギーを検出して画像を形成するもので、自発光方式と呼ばれる。この自発光方式以外に、図１１に示すように被測定物４１の後方に光源を置いて被測定物４１の陰影画像を形成する下部光源方式と呼ばれる方式がある。

この下部光源方式は、幅方向に長い帯状の発光部を備えた下部光源３１によって、被測定物４１を後方から照射し、被測定物４１の上部から被測定物４１の一方の端部を斜視するカメラ２Ａ１、２Ａ２、及び他方の端部を斜視するカメラ２Ｂ１、２Ｂ２とで、夫々の端部を２方向から撮像して、被測定物４１の陰影像から形状を測定するものである。

この下部光源方式は、自発光方式に比べて、被測定物４１の表面温度の影響を受けないので安定した信号が得られること、また、上下方向に被測定物４１が動揺した場合でも、２つのカメラでステレオ視しているので、基準位置からの被測定物４１の高さ位置の変動の影響を受けない測定が可能であることから高精度で形状を測定する場合に使用されている。

しかしながら、この方式においては、被測定物４１をステレオ視するために、２つのカメラが両端部に必要になることから、構成が複雑になり高価になる問題があった。
特開平１０−２１３４１８号公報（図１１、第２頁）

以上述べたように、従来のステレオ視による形状測定装置は、２つのカメラで立体視する方式であるため、構造が大きくなったり、構造が複雑になったりする問題があった。

本発明はこのようなステレオ視方式の問題点を解決するためになされたもので、1台のカメラで立体視を可能とする、薄板、厚板等の平板の幅測定装置、端部位置検出装置、端部厚さ測定装置、及び形状測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による幅測定装置は、平板の幅測定装置であって、前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の両端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を置き、前記端部を斜視するように所定の間隔を置いて設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の両端部を撮像する２つのカメラと、前記２つのカメラの出力信号から前記平板の板幅を求める演算手段とを備え、前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される夫々の前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の両端部の端部位置を求め、前記端部位値と予め設定された前記２つのカメラの間隔とから前記平板の板幅を求めるようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明による端部位置検出装置は、平板の端部位置検出装置であって、前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の端部の移動範囲エリアを照射する照明手段と、前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の端部を撮像するカメラと、前記カメラの出力信号から前記平板の端部位値を演算により求める演算手段とを備え、前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の端部位置を求めるようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明による端部厚さ測定装置は、平板の端部厚さ測定装置であって、前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の端部を撮像するカメラと、前記カメラの出力信号から前記平板の厚さを求める演算手段とを備え、前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の端面及び裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の検出位置情報から、前記平板の端部の２つの角の夫々について鉛直軸方向の高さ位値情報を求めて、２つの前記高さ位置情報の差から前記平板の厚さを求めるようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明による形状測定装置は、平板の形状測定装置であって、前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の両端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を置き、前記端部を斜視するように所定の間隔を置いて設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の両端部を撮像する２つのカメラと、前記２つのカメラの出力信号から前記平板の厚さ及び幅の形状求める演算手段とを備え、前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される夫々の前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の両端部の端部位置を求め、前記端部位値と予め設定された前記２つのカメラの間隔とから前記平板の板幅を求め、前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の端面及び裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の検出位置情報から、前記平板の端部の２つの角の夫々について鉛直軸方向の高さ位値情報を求めて、２つの前記高さ位置情報の差から前記平板の厚さを求めて、前記平板の厚さと幅を同時に求めるようにしたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、被測定物と照明装置との間にハーフミラーを設けて、照明装置の光が被測定物の端部位値を直接透過する透過光成分と平板裏面からの反射光成分と透過光成分が重畳する成分との２つの成分を１台のカメラで検出して、あたかも２方向からステレオ視した検出信号が得られるようにしたので、カメラの台数を増やすことなく、被測定物の端部の位置情報の検出が高精度で行える幅測定装置、端部位置検出装置、端部厚さ測定装置、及び形状測定装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

以下、本発明の実施例１について、図１乃至図６及を参照して説明する。図１は、例えば、薄板等の平板の幅測定装置の構成図である。

この幅測定装置は、紙面の鉛直方向（y軸方向）に進行するに薄板等の被測定物４の板幅ｗを測定するもので、被測定物４の一方の端部位値を検出するカメラ２と、他方の端部位置を検出するカメラ２ｂと、被測定物４の下部に設けられ、被測定物４の幅方向を帯状に照射する照明装置１と、カメラ２ａ及び２ｂの検出信号から被測定物４の板幅を求める演算装置３とから構成される。

照明装置１は、被測定物４の幅方向に長い発光部を有する光源部１ａと、照明装置１の窓ガラスとして照明装置の１の窓に固定されるハーフミラー１ｂとからなる。

次に、各部の詳細設定について説明する。図２は、この幅測定装置において、被測定物４の通板方向Ｒの正面（ｘ−ｚ軸平面と平行な面）方向から見たカメラ２ａ、２ｂの光学寸法図を示す。

ここで、被測定物４は、通常、被測定物４を通板方向Ｒに搬送する搬送ロール５の基準面上で通板されるが、測定原理説明のため、この搬送ロール５の基準面よりも高い、ハーフミラー１ｂの表面から距離ｈ離間した上部位置で通板された状態を図示し、図３には、被測定物４の通板方向Ｒの側面（ｙ―ｚ軸平面と平行な平面）から見た光学寸法図を示す。

図２に示すように、２台のカメラ２ａ、２ｂは、例えば、ライン走査型のＣＣＤカメラとし、高さ方向（ｚ軸）でハーフミラー１ｂの表面から対物距離ａ離れ、カメラ２ａ及びカメラ２ｂの光軸中心を幅方向（ｘ軸）で、距離Ｌ離間して、被測定物４の測定板幅Ｗよりも多きい、Ｌ≧Ｗの条件の位置に設置する。

このように設定することで、カメラ２ａ、２ｂは、被測定物４の端部を、常に上部で板端部を外側から斜視するようにしておく。

カメラ２ａ、２ｂは、ライン走査型のＣＣＤカメラとして説明するが、位置検出に必要な分解能と感度を備えたものであれば、エリア型のＣＣＤカメラであっても良い。

また、図３に示すように、ハーフミラー１ｂの表面は、水平面（x−y軸平面）に対しθ度傾斜させ、且つ、カメラ２ａの光軸は、ハーフミラー１ｂ平面と直交するように法線に対しθ傾斜させて設定する。

このような角度配置とすることで、被測定物４の裏面で反射した光成分のうち、ハーフミラー１ｂの表面で正反射した成分が、カメラ２ａ及びカメラ２ｂで有効に受光できるようにしておく。

また、このハーフミラー１ｂは、光源部１ａを透過した光が、被測定物４の裏面及び端面で反射し、反射したこの光成分を、さらにハーフミラー１ｂの表面で反射させるもので、通常、薄板ガラスの表面に多層膜コーティングを施したものが使用される。

また、一方のカメラ２ａと照明装置１、及び搬送ロール５の外観斜視図を図４に示す。照明装置１の有効照射エリアは、カメラ２ａ測定視野（ｆ_ｖｗ×ｆ_ｖｒ）をカバーできる範囲としておく。

ここで、幅方向の測定視野ｆ_ｖｗは、被測定物４の一方の端部位置が通過する範囲を、また、被測定物４が移動する方向の測定視野ｆ_ｖｒ範囲を示す。

このような照明装置１の光源部１ａの発光部としては、例えば、棒状の蛍光灯や、ＬＥＤを多数帯状に配列した光源が使用される。

次に、このように設定された幅測定装置の、測定原理について、再び図２及び図５を参照して説明する。図５は、被測定物４の幅方向の中央ｙ−ｚ軸平面に対して左右対称に設けられるカメラ２ａ及びカメラ２ｂで撮像される一方の、カメラ２ａで撮像される被測定物４の端部を拡大して図示したものである。

図５（ａ）はカメラ２ａと被測定物４の光学的な位置関係を示し、図５（ｂ）はカメラ２ａで検出される信号と端部位置の関係を対応付けて示したものである。

ここで、カメラ２ａの図示しない受光レンズの主点を点Ｐｃ、カメラ２ａの光軸中心とハーフミラー１ｂの平面の交点をＰｏ、ハーフミラー１ｂの上部ｈの位置にある被測定物４の下部コーナーの点を点Ｐｅとする。

また、点Ｐｃと点Ｐｅとを結ぶ延長線がハーフミラー１ｂの平面と交わる点を点Ｐｄとする。また、点Ｐｃとハーフミラー１ｂの平面に対し点Ｐｅと対称な点Ｐｅ’とを結ぶ線が、ハーフミラー１ｂ平面と交わる点をＰｒとする。

そして、カメラ２ａで端部を点Ｐｏから点Ｐｄ方向に走査すると、図５（ｂ）に示すような凹凸信号が得られる。

即ち、点Ｐｏから点Ｐｒの位置までの走査信号は、光源部１ａからハーフミラー１ｂを通過した光成分が直接カメラ２ａに入射して検出される信号成分で定まる信号レベルｖ１が得られる。

次に、点Ｐｒから点Ｐｄまでの走査したとき得られる走査信の信号レベルは、このハーフミラー１ｂを通過して直接カメラ２ａで受光される信号成分ｖ１と、通過した光成分が、被測定物４の裏面で反射し、反射したこの光成分がさらにハーフミラー１ｂの表面で反射して受光カメラで検出される信号成分ｖ２とが加算されたｖ１＋ｖ２の信号レベルと成る。

また、点Ｐｄから右側の走査では、光源部１ａからの光成分が遮断されるので、カメラ２ａでは受光する光がないときの信号レベルｖ０となる。

この走査信号の時刻ｔ０、時刻ｔ１、時刻ｔ２は、夫々、図５（ａ）に示す点Ｐｏ、点Ｐｒ、点Ｐｄに対応するので、この走査信号と所定の判定レベルｖｔ１２とを比較して、その時刻ｔ１、時刻ｔ２を検出する。

このようにしてカメラ２ａの走査信号から、点Ｐｏと点Ｐｒとの間の寸法Ｗａ１、点Ｐｏと点Ｐｄとの間の寸法Ｗａ２が検出位置情報として求められる。また、同様にして、カメラ２ｂから他方の端部の検出位置情報、図２に示すＷｂ１、Ｗｂ２が得られる。

このようにしてカメラ２ａ及びカメラ２ｂから得られる被測定物４の夫々の端部の端部位置情報Ｗｗｓ及びＷｄｓを求め、さらに、その被測定物４の板幅ｗを演算によりもとめる。

以下、その演算について説明する。図２に示す、カメラ２ａから検出される被測定物４の板幅方向の検出位置情報Ｗａ１、Ｗａ２と、被測定物４の高さ位置情報ｈには、次の関係が成り立つ。
Ｗｗｓ：Ｗａ２＝（ａ−ｈ）：ａ・・・（１）
Ｗｗｓ：Ｗａ１＝（ａ＋ｈ）：ａ・・・（２）
そこで、（１）、（２）式から高さ位置情報ｈを消去して、端部位置情報Ｗｗｓを下記式により求める。
Ｗｗｓ＝２・Ｗａ１・Ｗａ２／（Ｗａ２＋Ｗａ１）・・・（３）
また、高さ位置情報ｈは、下記式で求められる。
ｈ＝ａ・（Ｗａ２−Ｗａ１）／（Ｗａ１＋Ｗａ２）・・・（４）
同様にカメラ２ｂから検出される被測定物４の板幅方向の検出位置情報Ｗｂ１、Ｗｂ２と、被測定物４の高さ位置情報には、次の関係が成り立つ。
Ｗｗｓ：Ｗｂ２＝（ａ−ｈ）：ａ・・・（５）
Ｗｗｓ：Ｗｂ１＝（ａ＋ｈ）：ａ・・・（６）
そこで、この（５）、（６）式から、端部位置情報Ｗｄｓ及び高さ位置情報ｈを下記式により求める。
Ｗｄｓ＝２・Ｗｂ１・Ｗｂ２／（Ｗｂ１＋Ｗｂ２）・・・（７）
ｈ＝ａ・（Ｗｂ２―Ｗｂ１）／（Ｗｂ１＋Ｗｂ２）・・・（８）
以上、求めた、夫々のカメラ２ａ及びカメラ２ｂからの被測定物４の端部位置情報Ｗｗｓ及び端部位置情報Ｗｄｓとから、下記式により被測定物４の板幅が求められる。
Ｗ＝Ｌ−（Ｗｗｓ＋Ｗｄｓ）・・・（９）
したがって、このステレオ視による測定方法では、被測定物４の通板高さが上下方向に、また幅方向で左右異なる状態で上下に動揺しても、また、単に上下方向に平行移動しても、正しい板幅を求めることができる。

次に、このような測定原理に基づく演算装置３での板幅演算処理の処理手順について、図６を参照して説明する。

先ず、カメラ２ａ及びカメラ２ｂの走査信号を入力する（ｓ１）。次に、この走査信号から、夫々のカメラの測定視野内にある被測定物４の検出位置情報Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗｂ１、及びＷｂ２を求める（ｓ２）。

ここで、Ｗａ２及びＷｂ２が存在するか否か判定して（ｓ３）、ともに存在する場合は、夫々の端部位置情報Ｗｗｓ、Ｗｄｓを求めて、上述した演算式から被測定物４の板幅を演算により求める（ｓ４）。

存在しない場合は、被測定物４なしとして処理する（ｓ５）。そして、その結果を予め定める出力機器に送信する（ｓ６）。

また、被測定物４の一方の端部位置情報Ｗｗｓまたは端部位置情報Ｗｄｓのみを求める端部位置検出装置を構成する場合には、図１に示すいずれか一方のカメラのみとし、一方の端部位置の測定範囲をカバーできる照明装置とする。

そして、例えば、カメラ２ａのみで一方の端部位置検出装置を構成する場合には、図７に示すように、一方の走査信号のみを処理することで、検出位置情報Ｗａ１、Ｗａ２を求め（ｓ１２）、さらに、端部位置情報Ｗｗｓを求める（ｓ１４）ことができる。

以下、本発明の実施例２について、図８乃至図９を参照して説明する。図８の各部について、図１乃至図７に示した実施例１の幅測定装置の各部と同一部は同一符号を付し、その説明を省略する。

実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１においては、演算装置３は、被測定物４の板幅のみを演算するものであったが、実施例２においては、被測定物４の板幅ｗを測定する幅演算部３ａと被測定物４の板厚さｔを測定する板厚さ演算部３ｂとを備えるようにした点にある。

以下、被測定物４の板幅と板厚さとを求める測定原理について、図９を参照して説明する。図５（ｂ）に示す実施例１による走査信号と図９（ｂ）に示す実施例２の走査信号が異なる点は、実施例１においては、被測定物４の端部高さ位置情報としてはその端部下部位置、点Ｐｅｈ１の高さ位置情報のみを検出したが、実施例２においては、被測定物４の端部下部位置Ｐｈｅ１及び端部上部位置Ｐｈｅ２を求めるようにした点にある。

ここで、点Ｐｃとハーフミラー１ｂの平面に対し点Ｐｅｈ１と対称な点Ｐｅｈ１’とを結ぶ線がハーフミラー１ｂ平面と交わる点を点Ｐｒ１とする。また、
点Ｐｃとハーフミラー１ｂの平面に対し点Ｐｅｈ２と対称な点Ｐｅｈ２’を結ぶ線がハーフミラー１ｂ平面と交わる点を点Ｐｒ２とする。

そして、カメラ２ａで端部を撮像すると、点Ｐｏから点Ｐｄ方向に走査した時の走査信号は、図９（ｂ）に示すような凹凸信号が得られる。

この凹凸信号について、光源部１ａからハーフミラー１ｂを通過した光成分で定まる点Ｐｏから点Ｐｒ２の位置までの走査信号の信号レベルとして、ｖ１が得られたとする。

次に、点Ｐｒ２から点Ｐｒ１までの走査信号の信号レベルは、このハーフミラー１ｂを通過して直接受光される成分ｖ１と、通過した光成分が、被測定物４の端部側表面で反射し、反射したこの光成分がハーフミラー１ｂの表面で反射してカメラ２ａで検出される信号成分ｖ２とが加算されたｖ１＋ｖ２の信号レベルと成る。

また、点Ｐｒ２から点Ｐｄまでの走査信号レベルは、このハーフミラー１ｂを通過して直接受光される成分ｖ１と、通過した光成分が、被測定物４の裏面で反射し、反射したこの光成分がハーフミラー１ｂの表面で反射してカメラ２ａで検出される信号成分ｖ３とが加算されたｖ１＋ｖ３の信号レベルと成る。

このとき、図９（ｂ）に示す時刻ｔ０、時刻ｔ１、時刻ｔ２及び時刻ｔ３は、夫々、点Ｐｏ、点Ｐｒ２、点Ｐｒ１及び点Ｐｄに対応するので、この走査信号と所定の判定レベルｖｔ１２及びｖｔ２３とを比較して、その時刻ｔ１、時刻ｔ２及びｔ３を検出する。

このようにしてカメラ２ａの走査信号から、点Ｐｏと点Ｐｒ２との間の検出位置情報Ｗａ１、点Ｐｏと点Ｐｒ２との間の検出位置情報Ｗａ２、及び点Ｐｏと点Ｐｄとの間の検出位置情報Ｗａ３が求められる。

このようにしてカメラ２ａまたはカメラ２ｂから得られる被測定物４の夫々の端部の端部位置情報Ｗｗｓ及びＷｄｓを求め、さらに、その被測定物４の板幅ｗと板厚さｔとを演算によりもとめる。

以下、その板厚さ演算についてのみ説明する。図９（ａ）に示す、カメラ２ａから検出される被測定物４の板幅方向の検出位置情報Ｗａ１、Ｗａ２及びＷａ３と、被測定物４の高さ位置情報ｈ１、ｈ２には、次の関係が成り立つ。
Ｗｅ：Ｗａ２＝（ａ―ｈ１）：ａ・・・（１１）
Ｗｅ：Ｗａ１＝（ａ＋ｈ１）：ａ・・・（１２）
Ｗｅ：Ｗａ２＝（ａ−ｈ２）：ａ・・・（１３）
Ｗｅ：Ｗａ１’＝（ａ＋ｈ２）：ａ・・・（１４）
そこで、（１１）式及び（１２）式からｈ１を、（１３）及び（１４）式及びｈ２を求め、板厚さを下記式から演算により求める。
ｔ＝ｈ２−ｈ１・・・（１５）
ここで、ｈ１及びｈ２は、下記式で求める。
ｈ１＝ａ・（Ｗａ２−Ｗａ１）／（Ｗａ１＋Ｗａ２）・・・（１６）
ｈ２＝ａ・（Ｗａ２−Ｗａ１’）／（Ｗａ１’＋Ｗａ２）・・・（１７）
ここで、板厚さｔは、一方のカメラ２ａで求めたが、他方のカメラ２ｂで求めても良いし、夫々の厚さを独立に求めても良い。

本実施例によれば、ハーフミラーからの反射光を利用して、端面の反射光から板の厚さを１つのカメラで測定することができる。したがって、左右の厚さが異なる形状の板厚さの形状も測定することが可能である。

さらに、被測定物の板幅と板厚さとを、同じ箇所で同時に求めることが可能な形状測定装置が可能となる。

尚、本発明は上述したような実施例に何ら限定されるものでなく、カメラ及び照明装置、及びハーフミラーは、被測定物の表面の粗度と反射率、及び要求される測定時間によって、最適な信号状態が得られるように、本趣旨を逸脱しない範囲で適宜調整することが可能である。

本発明の実施例１の幅測定装置の構成図。本発明の実施例１の幅測定装置の測定原理説明図。本発明の実施例１の照明装置の外観斜視図。本発明の実施例１の照明装置のハーフミラーの取り付け図。本発明の実施例１の端部位置検出信号の説明図。本発明の実施例１の幅測定装置の幅演算処理のフロー図。本発明の実施例２の端部位置検出装置の位置検出処理のフロー図。本発明の実施例３の端部厚さ測定装置の検出信号の説明図。本発明の実施例４の形状測定装置の構成図。従来の自発光方式の形状測定装置の例。従来の下部光源方式の幅測定装置の例。

符号の説明

１照明装置
１ａ光源部
１ｂハーフミラー
３演算装置
３ａ幅演算部
３ｂ厚さ演算部
４被測定物
５搬送ロール
２Ａ、２Ｂカメラ
２Ａ１、２Ａ２、２Ｂ１、２Ｂ２カメラ
３１下部光源
４１被測定物

Claims

平板の幅測定装置であって、
前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の両端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、
前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を置き、前記端部を斜視するように所定の間隔を置いて設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の両端部を撮像する２つのカメラと、
前記２つのカメラの出力信号から前記平板の板幅を求める演算手段と
を備え、
前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される夫々の前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の両端部の端部位置を求め、前記端部位値と予め設定された前記２つのカメラの間隔とから前記平板の板幅を求めるようにしたことを特徴とする幅測定装置。
前記カメラの光軸中心と前記ハーフミラーの平面とは互いに直交するよう配置したことを特徴とする請求項１に記載の幅測定装置。
平板の端部位置検出装置であって、
前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の端部の移動範囲エリアを照射する照明手段と、
前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の端部を撮像するカメラと、
前記カメラの出力信号から前記平板の端部位値を演算により求める演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の端部位置を求めるようにしたことを特徴とする端部位置検出装置。
平板の端部厚さ測定装置であって、
前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、
前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の端部を撮像するカメラと、
前記カメラの出力信号から前記平板の厚さを求める演算手段と
を備え、
前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の端面及び裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の検出位置情報から、前記平板の端部の２つの角の夫々について鉛直軸方向の高さ位値情報を求めて、２つの前記高さ位置情報の差から前記平板の厚さを求めるようにしたことを特徴とする端部厚さ測定装置。
平板の形状測定装置であって、
前記平板の後方から、ハーフミラーを介して、前記平板の幅方向の両端部の測定範囲エリアを照射する照明手段と、
前記平板の上部位置で、前記平板の通板方向平面と直交する前記端部の鉛直軸より外側に光軸中心を置き、前記端部を斜視するように所定の間隔を置いて設定し、前記ハーフミラーを介して前記平板の両端部を撮像する２つのカメラと、
前記２つのカメラの出力信号から前記平板の厚さ及び幅の形状求める演算手段と
を備え、
前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の板幅方向の検出位置情報から、予め設定される夫々の前記カメラの幅方向の測定基準位置からの前記平板の両端部の端部位置を求め、前記端部位値と予め設定された前記２つのカメラの間隔とから前記平板の板幅を求め、
前記演算手段は、前記照明手段から前記ハーフミラーを透過した透過光成分と、この透過光成分が前記平板の端面及び裏面で反射し、この反射した１次反射成分がさらに前記平板の裏面と対向する前記ハーフミラーの表面で反射した２次反射光成分とが重畳してなる前記カメラの前記出力に含まれる前記平板端部の検出位置情報から、前記平板の端部の２つの角の夫々について鉛直軸方向の高さ位値情報を求めて、２つの前記高さ位置情報の差から前記平板の厚さを求めて、前記平板の厚さと幅を同時に求めるようにしたことを特徴とする形状測定装置。