JP2007263818A - 厚さ計測装置の調整方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離計の計測範囲内にある校正板を第1の任意の角度にして移動させる工程と、前記校正板を第2の任意の角度にして移動させる工程と、校正板を第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれぞれ距離計測をして第1の変化量を求める工程と、校正板を第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれぞれ距離計測をして第2の変化量を求める工程と、第1の変化量と第2の変位量との差異に基づいて距離計測方向と校正板の移動軸との間の角度の偏差を求める工程と、偏差に基づいて距離計測方向を調整する工程とを備える。
【選択図】図2
Description
また、本発明によれば、対向配置されたレーザ距離計の相対的な位置関係を定期的に検出、確認し、必要に応じて調整(校正)を行う事により機械的な変形、歪等に起因する距離計の相対的な位置関係のズレを補正し、誤差要因を低減した高精度な計測条件を維持する事が可能となる。
本発明の実施形態1による厚さ計測装置の調整方法では、対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置において、距離計の計測範囲内に校正板を挿入し、校正板を距離計測方向に移動させ、校正板の移動量と距離計の計測値の変化量を計測する。図1(a)に示されるように、校正板の移動方向とレーザ距離計の距離計測方向(光軸)とが平行であれば、校正板の移動量L0と距離計の計測値の変化量L1は等しくなるはずであるが、図1(b)に示されるように、校正板の移動方向と距離計測方向とが平行でない場合には、校正板移動量L0と距離計計測値変化量L1とは異なる。ここで、校正板移動方向と距離計測方向との角度をθとすると、L0とL1の関係は
L1=L0/cos(θ) …(1)
となるので、L1とL0の差が小さくなるように校正板の移動軸或いは距離計の距離計測方向の角度を調整すれば、両者を平行にすることが可能であるが、校正板の移動量L0と角度θが小さい場合には、L1とL0の差は小さく、一定角度差以下に調整することは出来ない。
L2=L0/cos(θ)+L0tan(θ)tan(α)/{cos(θ)−sin(θ)tan(α)}
≒L0/cos(θ)+L0tan(θ)tan(α) …(2)
離計の距離計測方向に移動させる。
b.校正板を校正板の移動軸に対して第2の任意の角度にして前記距離計の距離計測方
向に第1の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる。
c.校正板を第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれ
ぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第1の変化量を求める。
d.校正板を第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれ
ぞれ距離計測してその計測値の変化量である第2の変化量を求める。
e.第1の変化量と第2の変位量との差異に基づいて距離計の距離計測方向と校正板の
移動軸との間の角度の偏差を求める。
f.偏差に基づいて距離計の距離計測方向(光軸方向)を調整する。
また、本発明の実施形態2による厚さ計測装置の調整方法では、図3(a)に示されるように対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置(対向するレーザ距離計の距離計測方向は平行に調整されているとする)において、対向する距離計の計測範囲内に厚さが既知の校正板を挿入し校正の板厚を計測する。この時、校正板の距離計測方向に対する角度を例えば図3(a)から(b)のように変更すると、角度αに応じて計測値は変化する。校正板の板厚をd、校正板の角度をαとすると計測される板厚D0は、次式で表される。
D0=d/cos(α) …(3)
ここで、図3(c)に示すように対向する距離計の計測軸(光軸)が距離計測方向に対して垂直方向にズレhがあると、計測される板厚D1は次式で表され、(3)式に対してずれを生じる。
D1=d/cos(α)+h・tan(α) …(4)
a.既知厚さの校正板を、距離計の距離計測方向に対して任意の角度に調整する。
b.校正板が前記任意の角度にされた状態で距離計により校正板の板厚を計測する。
c.厚さ計測値と、校正板の既知の板厚及び前記任意の角度によって得られる斜め方向
の校正板の板厚とを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測
軸の位置ズレを算出する。
d.算出された計測軸の位置ズレを調整し一致させる。
A1)Cフレーム2を校正位置に移動する。
A2)校正板機構部4を校正位置(計測位置)に移動する。
A3)校正板5の角度を変更する(X軸周りに30°傾斜させる)
A4)上下距離計1により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計1の計測距離Lu0、下距離計計測距離Ld0とする。
A5)校正板5を校正板移動機構7により移動させる(移動量ΔL=100mm)
A6)上下距離計1により校正板5の表面までの距離を計測する。
上距離計の計測距離Lu1、下距離計計測距離Ld1とする。
上距離計変化量ΔLu1=Lu1-Lu0、下距離計変化量ΔLd1=Ld1-Ld0
A8)校正板5の角度を変更する(X軸周り傾斜0°、Y軸周り傾斜30°)
A9)上下距離計1により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Lu2、下距離計計測距離Ld2とする。
A10)校正板5を校正板移動機構7により移動させる(移動量ΔL=100mm)
A11)上下距離計1により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Lu3、下距離計計測距離Ld3とする。
A12)各距離計1の計測距離の変化量を算出する。
上距離計変化量ΔLu2=Lu3-Lu2、下距離計変化量ΔLd2=Ld3-Ld2
A13)距離計1の計測距離変化量と校正板5の移動量を比較する。
・ΔL≠ΔLu1の場合
上側距離計の計測方向と校正板移動方向がX軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔLu2の場合
上側距離計の計測方向と校正板移動方向がY軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔLd1の場合
下側距離計の計測方向と校正板移動方向がX軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔLd2の場合
下側距離計の計測方向と校正板移動方向がY軸周りにずれている。
距離計の計測値変化量は次式で表される((2)式)。
ΔLu=ΔL/cos(θ)+ΔLtan(θ)tan(α)
θ<<1の場合、下記近似が成り立つ。
ΔLu≒ΔL+ΔLtan(θ)tan(α)
ΔLu-ΔL=ΔLtan(θ)tan(α)
θ=tan-1((ΔLu-ΔL)/ΔLtan(α))
距離計1の計測値変化量ΔLuと校正板移動量ΔLの差が0.2mmの場合には、θ≒0.2°となる。距離計の計測誤差を±30μmとすると、±0.03°の角度ズレの検出が可能となる。
A14)各距離計1の計測方向が校正板移動方向と平行になるようにCフレーム2へ
の距離計取付け角度を調整する。
A15)A3)〜A13)を繰返し、角度調整結果を確認する。
B1)前記角度検定、調整を実施する(或いは実施済であるとする)
B2)校正板5の面を校正板移動軸(距離計計測軸)に垂直にする(X,Y軸周り角
度0°)
B3)校正板5を距離計計測レンジ内で移動させ、上下距離計1により校正板表面ま
での距離を計測する。
上距離計計測距離Lu0、下距離計計測距離Ld0とする。
*板厚D0を算出する。
D0=L0−Lu0−Ld0
(L0上下距離計間隔、本実施例ではL0=640mm)
*校正板位置によらず、D0が一定となることを確認する。
B5)校正板5の角度を変更する(X軸周り傾斜α=30°)
B6)上下距離計1により校正板表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Lu1、下距離計計測距離Ld1とする。
B7)板厚D1を算出する。
D1=L0−Lu1−Ld1
B8)校正板5の角度を変更する(X軸周り傾斜0°、Y軸周り傾斜α=30°)
B9)上下距離計1により校正板表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Lu1、下距離計計測距離Ld1とする。
B10)板厚D2を算出する。
D2=L0−Lu2−Ld2
・D1≠D0/cos(α)の場合
上下距離計の光軸がY軸方向にずれている
・D2≠D0/cos(α)の場合
上下距離計の光軸がX軸方向にずれている
D1=D0/cos(α)+h・tan(α)
D1-D0/cos(α)=htan(α)
計測軸のズレh=0.5mmの場合、計測板厚と計算板厚(D0/cos(α))の差は
D1-D0/cos(α)=0.29mm
となる。距離計の計測誤差を±30μmとすると、0.05mmの計測軸のズレを検出することが可能となる。
B12)上下距離計1の計測軸が一致するようにCフレーム2上の取付け位置を調整する。
B13)B5)〜B12)繰返し、計測軸ズレ調整結果を確認する(必要であれば、再調整を行う)。
Claims (8)
- 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、校正板の移動軸に対して第1の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、
前記校正板を、校正板の移動軸に対して第2の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第1の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、
前記校正板を前記第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第1の変化量を求める工程と、
前記校正板を前記第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第2の変化量を求める工程と、
前記第1の変化量と前記第2の変位量との差異に基づいて前記距離計の距離計測方向と前記校正板の移動軸との間の角度の偏差を求める工程と、
前記偏差に基づいて前記距離計の距離計測方向を調整する工程と
を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。 - 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
前記レーザ距離計の計測範囲内に厚さが既知の校正板を、前記距離計の距離計測方向に対して任意の角度に調整する工程と、
前記校正板が前記任意の角度にされた状態で前記距離計により前記校正板の厚さを計測する工程と、
前記厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出する工程と
を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。 - 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、前記校正板の移動軸に対して第1の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、
前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第2の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第1の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、
前記校正板を前記第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第1の変化量を求める工程と、
前記校正板を第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第2の変化量を求める工程と、
前記第1の変化量と前記第2の変化量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の計測方向が平行となるように調整する工程と、
前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、両者が一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させる工程と
を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。 - 前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の厚さ計測装置の調整方法。
- 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、
前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第1の機構と、
前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第2の機構と、
前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
前記第2及び第1の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板を移動方向に対して第1の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に移動させ、また、前記校正板を、該校正板の移動方向に対して第2の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に前記第1の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、
前記演算手段は、前記校正板を前記第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第1の変化量を求めるとともに、前記校正板を前記第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計にそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第2の変化量を求め、前記第1の変化量と前記第2の変化量との差異に基づいて前記距離計の計測方向と前記校正板の移動方向との間の角度の偏差を求め、
前記距離計の距離計測方向を前記偏差に基づいて調整することを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。 - 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、
前記校正板の移動方向に対して任意の角度に調整可能な機構と、
前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
前記演算手段は、
前記校正板を前記任意の角度にした状態で前記距離計により厚さを計測させたときの厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる傾斜方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出することを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。 - 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、
前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、
前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第1の機構と、
前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第2の機構と、
前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
前記第2及び第1の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板の移動軸に対して第1の任意の角度にするとともに前記距離計の計測方向に移動させ、前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第2の任意の角度にするとともに、前記距離計の距離計測方向に前記第1の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、
前記演算手段は、前記校正板を前記第1の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第1の変化量を求める処理、及び前記校正板を前記第2の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第2の変化量を求める処理を行い、
前記第1の変化量と前記第2の変位量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の距離計測方向が平行となるように調整し、
前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後に、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる斜め方向の校正板の厚さとが一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させることを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。 - 前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させる機構を備えたことを特徴とする請求項5〜7の何れかに記載の厚さ計測装置の調整装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20090119 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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Effective date: 20110201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20110401 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110830 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |