JP2011128068A - Dimension measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間プレスされた加熱状態にある被加工物の寸法を測定する寸法測定装置に関する。 The present invention relates to a dimension measuring apparatus for measuring a dimension of a workpiece that is hot pressed and in a heated state.
熱間プレスは、被加工物を高温（例えば８００℃以上）に加熱し、これにより被加工物が軟化している状態で金型を用いて該被加工物をプレスする熱間鍛造である。 The hot press is hot forging in which a workpiece is heated to a high temperature (for example, 800 ° C. or higher), and the workpiece is pressed using a mold in a state where the workpiece is softened.
熱間プレスされた直後の加熱状態にある被加工物の寸法（例えば、熱間プレスによる圧縮方向の厚み）を測定し、測定した寸法が所望の値になっているかを確認し、そうでない場合には、プレス機の設定を調整することが望ましい。熱間プレスされた直後の被加工物の寸法を測定するのは、速やかに、プレス機の設定を調整できるからである。すなわち、被加工物が低温になってから、その寸法を測定して、プレス機の設定を変更していたのでは、時間がかかりすぎてしまう。 Measure the dimension of the workpiece in the heated state immediately after being hot pressed (for example, thickness in the compression direction by hot pressing), and check if the measured dimension is the desired value, otherwise It is desirable to adjust the setting of the press. The reason why the dimension of the workpiece immediately after being hot-pressed is measured is because the setting of the press can be adjusted quickly. That is, if the dimension of the workpiece is measured and the setting of the press machine is changed after the temperature of the workpiece becomes low, it takes too much time.
なお、本願の技術分野における先行技術文献として下記の特許文献１がある。 In addition, there exists the following patent document 1 as a prior art document in the technical field of this application.
しかし、熱間プレス直後の被加工物（粗材）は、高温状態（１２５０℃にもなることがある）であるため、人手により、ノギスなどを用いて被加工物を測定することは危険である。 However, since the workpiece (rough material) immediately after hot pressing is in a high temperature state (may be as high as 1250 ° C), it is dangerous to manually measure the workpiece using calipers or the like. is there.
一方、熱間プレス直後の被加工物を撮像して得た画像から被加工物の寸法を測定することが考えられる。しかし、熱間プレス直後の被加工物（粗材）は、上述のように高温状態であるため、強い輻射光を発している。したがって、この被加工物を撮像した画像においては、被加工物の輪郭などが不鮮明になる。その結果、寸法を正確に測定することが困難である。 On the other hand, it is conceivable to measure the dimensions of the workpiece from an image obtained by imaging the workpiece immediately after hot pressing. However, since the workpiece (coarse material) immediately after hot pressing is in a high temperature state as described above, it emits strong radiant light. Therefore, in the image obtained by imaging the workpiece, the outline of the workpiece is unclear. As a result, it is difficult to accurately measure the dimensions.
そこで、本発明の目的は、熱間プレスされた加熱状態にある被加工物を撮像し、これにより得た画像から被加工物の寸法を測定する場合に、当該寸法を精度よく測定できる寸法測定装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to measure a dimension of a workpiece that is hot-pressed in a heated state and that can accurately measure the dimension of the workpiece from the obtained image. To provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明によると熱間プレスされた加熱状態にある被加工物の寸法を測定する寸法測定装置であって、
被加工物にパルスレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記パルスレーザが被加工物に照射された時に、該被加工物を撮像するように作動する撮像装置と、を備え、
前記撮像装置は、前記パルスレーザの照射方向と異なる方向から被加工物を撮像するように配置される、ことを特徴とする寸法測定装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a dimension measuring apparatus for measuring a dimension of a workpiece in a heated state that is hot pressed,
A laser irradiation apparatus for irradiating a workpiece with a pulse laser; and
An imaging device that operates to image the workpiece when the workpiece is irradiated with the pulse laser; and
The dimension measuring device is provided, wherein the imaging device is arranged to image a workpiece from a direction different from the irradiation direction of the pulse laser.
本発明の好ましい実施形態によると、寸法測定装置は、前記撮像装置の撮像により得た画像を処理することで被加工物の寸法を測定する画像処理装置を備える。 According to a preferred embodiment of the present invention, the dimension measuring apparatus includes an image processing apparatus that measures a dimension of the workpiece by processing an image obtained by imaging of the imaging apparatus.
また、本発明の好ましい実施形態によると、寸法測定装置は、被加工物が内部に配置される箱体を備え、前記撮像装置は、前記箱体の外部から箱体の透明部を介して被加工物を撮像する。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the dimension measuring device includes a box body in which a workpiece is arranged, and the imaging device is covered from the outside of the box body through a transparent portion of the box body. Image the workpiece.
好ましくは、前記箱体には、寸法の目盛が取り付けられており、前記撮像装置は、被加工物とともに前記目盛を撮像し、前記画像処理装置は、前記画像内の前記目盛を利用して、被加工物の寸法を測定する。 Preferably, a scale of dimensions is attached to the box, the imaging device images the scale together with a workpiece, and the image processing device uses the scale in the image, Measure the dimensions of the workpiece.
上述した本発明によると、パルスレーザが被加工物に照射された時に、パルスレーザ照射方向と異なる方向から被加工物を撮像するので、取得した画像において、パルスレーザによる被加工物のエッジの影を明確に映し出すことができる。その結果、当該画像に基づいて、被加工物の寸法を精度よく測定することができる。本発明の実施形態による効果は、以下の説明で明らかにする。 According to the present invention described above, when the workpiece is irradiated with the pulse laser, the workpiece is imaged from a direction different from the pulse laser irradiation direction. Therefore, in the acquired image, the shadow of the edge of the workpiece by the pulse laser is captured. Can be clearly projected. As a result, the dimension of the workpiece can be accurately measured based on the image. The effect by embodiment of this invention is clarified by the following description.
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本発明の実施形態による寸法測定装置１０は、熱間プレスされた加熱状態（例えば、８００℃以上の高温状態）にある被加工物１の寸法を測定する。図１は、本発明の実施形態による寸法測定装置１０の構成図である。図１に示すように、寸法測定装置１０は、レーザ照射装置３、撮像装置５、画像処理装置７などを備える。撮像装置５は、パルスレーザの照射方向と異なる方向から被加工物１を撮像するように配置される。被加工物１は、例えば自動車のクランクシャフトであってよいが、熱間プレスされる他のもの（例えば、ギア、バルブなど）であってもよい。図１では、被加工物１は、所定の治具２に設置されている。 The dimension measuring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention measures the dimension of the workpiece 1 in a hot pressed state (for example, a high temperature state of 800 ° C. or higher). FIG. 1 is a configuration diagram of a dimension measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the dimension measuring device 10 includes a laser irradiation device 3, an imaging device 5, an image processing device 7, and the like. The imaging device 5 is arranged so as to image the workpiece 1 from a direction different from the irradiation direction of the pulse laser. The workpiece 1 may be a crankshaft of an automobile, for example, but may be another object (for example, a gear, a valve, or the like) that is hot pressed. In FIG. 1, the workpiece 1 is installed on a predetermined jig 2.
レーザ照射装置３は、被加工物１にパルスレーザを照射する。撮像装置５は、レーザ照射装置３によりパルスレーザが被加工物１に照射された時に、該被加工物１を撮像するように作動する。画像処理装置７は、該撮像装置５の撮像により得た画像を処理することで被加工物１の寸法（例えば、熱間プレスによる圧縮方向の厚み）を測定する。 The laser irradiation device 3 irradiates the workpiece 1 with a pulse laser. The imaging device 5 operates so as to image the workpiece 1 when the laser irradiation device 3 irradiates the workpiece 1 with a pulse laser. The image processing device 7 measures the dimension of the workpiece 1 (for example, the thickness in the compression direction by hot pressing) by processing an image obtained by imaging by the imaging device 5.
以下、寸法測定装置１０の各構成について詳しく説明する。 Hereinafter, each structure of the dimension measuring apparatus 10 will be described in detail.
レーザ照射装置３は、レーザ共振器２２と、レーザ共振器２２により発振されたパルスレーザを伝送する光ファイバ２３と、被加工物１におけるパルスレーザ光の照射範囲を調整する投光レンズ２４と、を有する。レーザ共振器２２からのパルスレーザは、光ファイバ２３により、被加工物１が内部に配置されている後述の箱体２５の内部へ伝送され、投光レンズ２４の先端部から投光レンズ２４を介して被加工物１に照射される。光ファイバ２３の先端部は、箱体２５の上面壁に設けられた貫通孔２６を通して箱体２５の内部に位置させてよい。投光レンズ２４は、箱体２５内において、所定の向きに固定される。好ましくは、投光レンズ２４により、パルスレーザの照射範囲を、被加工物１の寸法測定対象部を含むようにする。なお、投光レンズ２４は、箱体２５に一体的に結合されていてよい。 The laser irradiation device 3 includes a laser resonator 22, an optical fiber 23 that transmits a pulse laser oscillated by the laser resonator 22, a light projecting lens 24 that adjusts an irradiation range of the pulse laser light on the workpiece 1, Have The pulse laser from the laser resonator 22 is transmitted by an optical fiber 23 into a box 25 (described later) in which the workpiece 1 is disposed, and passes through the projection lens 24 from the tip of the projection lens 24. The workpiece 1 is irradiated via. The tip of the optical fiber 23 may be positioned inside the box body 25 through a through hole 26 provided in the upper wall of the box body 25. The light projecting lens 24 is fixed in a predetermined direction in the box body 25. Preferably, the projection lens 24 causes the pulse laser irradiation range to include the dimension measurement target portion of the workpiece 1. The light projecting lens 24 may be integrally coupled to the box body 25.
レーザ共振器２２の構成を図２に示す。レーザ共振器２２は、レーザ媒質１１（例えば、Ｎｄを含むＹＡＧのロッド）と、励起用ランプ１２と、レーザ媒質１１を間に挟む全反射ミラー１３および部分反射ミラー１４とを有する。レーザ媒質１１は、励起用ランプ１２からの励起光ＥＬで光励起されることで、レーザ光を発振する。発振されたレーザ光は、全反射ミラー１３および部分反射ミラー１４に反射されることで、全反射ミラー１３と部分反射ミラー１４との間を往復しながらレーザ媒質１１を通過する。 The configuration of the laser resonator 22 is shown in FIG. The laser resonator 22 includes a laser medium 11 (for example, a YAG rod containing Nd), an excitation lamp 12, and a total reflection mirror 13 and a partial reflection mirror 14 sandwiching the laser medium 11. The laser medium 11 oscillates laser light by being optically excited by the excitation light EL from the excitation lamp 12. The oscillated laser light is reflected by the total reflection mirror 13 and the partial reflection mirror 14, and passes through the laser medium 11 while reciprocating between the total reflection mirror 13 and the partial reflection mirror 14.
レーザ共振器２２は、さらに、Ｑスイッチ１５を有する。Ｑスイッチ１５は、この例では、超音波Ｑスイッチであり、高周波電源１５ａ、インピーダンス整合回路１５ｂ、トランスデューサ１５ｃおよび超音波媒体１５ｄを有する。高周波電源１５ａは、インピーダンス整合回路１５ｂを介して、トランスデューサ１５ｃを駆動する。これにより、トランスデューサ１５ｃは、電気エネルギを超音波に変換して、前記レーザ光が通過する超音波媒体１５ｄ中を、該レーザ光と直交する方向に当該超音波を進行させる。この状態で、超音波媒体１５ｄ内へ直進してきたレーザ光は、超音波媒体１５ｄにより回折され、これにより、全反射ミラー１３と部分反射ミラー１４との間にあるレーザ共振系内のレーザ発振が抑えられる。その結果、レーザ媒質１１の内部に大きなエネルギが蓄積される。Ｑスイッチ１５が、後述のタイミングでオンになると（すなわち、Ｑスイッチ１５の電力供給停止手段１５ｅが作動すると）、上述の回折が無くなることでレーザ媒質１１に蓄積されたエネルギが一気に放出され、強力なパルスレーザが、部分反射ミラー１４を通過して、集光レンズなどからなる光学系２６によって光ファイバ２３に入射し、光ファイバ２３を介して被加工物１に照射される。 The laser resonator 22 further includes a Q switch 15. In this example, the Q switch 15 is an ultrasonic Q switch, and includes a high frequency power supply 15a, an impedance matching circuit 15b, a transducer 15c, and an ultrasonic medium 15d. The high frequency power supply 15a drives the transducer 15c via the impedance matching circuit 15b. Thereby, the transducer 15c converts electric energy into ultrasonic waves, and advances the ultrasonic waves in a direction orthogonal to the laser light through the ultrasonic medium 15d through which the laser light passes. In this state, the laser light that has traveled straight into the ultrasonic medium 15d is diffracted by the ultrasonic medium 15d, whereby laser oscillation in the laser resonance system between the total reflection mirror 13 and the partial reflection mirror 14 is generated. It can be suppressed. As a result, large energy is accumulated in the laser medium 11. When the Q switch 15 is turned on at a timing to be described later (that is, when the power supply stopping means 15e of the Q switch 15 is activated), the energy accumulated in the laser medium 11 is released at once because the above-described diffraction disappears, and the A simple pulse laser passes through the partial reflection mirror 14, enters the optical fiber 23 by the optical system 26 including a condensing lens and the like, and is irradiated onto the workpiece 1 through the optical fiber 23.
撮像装置５は、上述のように、前記パルスレーザの照射方向と異なる方向から被加工物１を撮像する。すなわち、被加工物１から見た場合に、パルスレーザが被加工物１に入射する方向は、被加工物１が撮像装置５により撮像される方向と異なる。これにより、撮像装置５により取得した画像において、被加工物１のエッジ（縁）に影が生じているので、被加工物１のエッジを鮮明にした画像を得ることができる。図１の例では、被加工物１から見た場合、パルスレーザが被加工物１に入射する方向は、斜め上方であり、撮像装置５は、被加工物１が撮像装置５により撮像される方向は水平方向である。なお、撮像装置５は、ＣＣＤカメラを用いたものであってよい。 As described above, the imaging device 5 images the workpiece 1 from a direction different from the irradiation direction of the pulse laser. That is, when viewed from the workpiece 1, the direction in which the pulse laser is incident on the workpiece 1 is different from the direction in which the workpiece 1 is imaged by the imaging device 5. Thereby, in the image acquired with the imaging device 5, since the shadow has arisen on the edge (edge) of the workpiece 1, the image which made the edge of the workpiece 1 clear can be obtained. In the example of FIG. 1, when viewed from the workpiece 1, the direction in which the pulse laser is incident on the workpiece 1 is obliquely upward, and the imaging device 5 captures the workpiece 1 with the imaging device 5. The direction is horizontal. Note that the imaging device 5 may use a CCD camera.
本実施形態によると、寸法測定装置１０は、さらに箱体２５を備える。箱体２５は、その内部に被加工物１を配置するために設けられる。撮像装置５は、箱体２５の外部から箱体２５の透明部を介して被加工物１を撮像する。この箱体２５内に高温の被加工物１が配置されるので、撮像装置５の撮像により取得した画像において、次のように、著しい温度差による生じる揺らぎを防止できる。被加工物１は高温であるため、被加工物１付近の気体と、撮像装置５付近の気体とが混ざる（接触する）と、両者の著しい温度差により、光屈折率の異常が引き起こされるので、取得した画像に揺らぎが生じる。そこで、箱体２５内に被加工物１を配置することで、箱体２５内の高温気体と、箱体２５外の低温気体とが混ざることを防止することで、上述のゆらぎを防止する。その結果、被加工物１の寸法測定精度を高く維持できる。 According to the present embodiment, the dimension measuring device 10 further includes the box body 25. The box body 25 is provided for placing the workpiece 1 therein. The imaging device 5 images the workpiece 1 from the outside of the box body 25 through the transparent part of the box body 25. Since the high-temperature workpiece 1 is disposed in the box 25, fluctuations caused by a significant temperature difference can be prevented in the image acquired by the imaging device 5 as follows. Since the workpiece 1 is at a high temperature, when the gas near the workpiece 1 and the gas near the imaging device 5 are mixed (contacted), an abnormal refractive index is caused by a remarkable temperature difference between the two. Fluctuations occur in the acquired image. Therefore, by arranging the workpiece 1 in the box 25, the above-described fluctuation is prevented by preventing the high-temperature gas in the box 25 from being mixed with the low-temperature gas outside the box 25. As a result, the dimensional measurement accuracy of the workpiece 1 can be maintained high.
箱体２５の前記透明部は、例えば耐熱ガラスによって形成されてよい。なお、図１の例では、箱体２５全体が、透明な耐熱ガラスで形成されている。箱体２５は、図１の例では、底がなく（すなわち、底面が開口しており）、４つの側面壁と上面壁とを有する。この場合、断熱性を有する所定の台に置かれた被加工物１に箱体２５を被せることで、被加工物１を箱体２５の内部に配置させ、これにより、箱体２５内の高温気体と、箱体２５外の低温気体とが混ざることを防止する。代わりに、箱体２５に、開閉扉を設けて、開閉扉を通して、被加工物１を箱体２５の内部に配置させ、被加工物１を箱体２５の内部から外部へ取り出すようにしてもよい。 The said transparent part of the box 25 may be formed, for example with heat resistant glass. In the example of FIG. 1, the entire box 25 is formed of transparent heat-resistant glass. In the example of FIG. 1, the box 25 has no bottom (that is, the bottom surface is open), and has four side walls and a top wall. In this case, the workpiece 1 is placed inside the box 25 by placing the box 25 on the workpiece 1 placed on a predetermined base having heat insulation properties, whereby the high temperature in the box 25 is increased. The gas and the low temperature gas outside the box body 25 are prevented from being mixed. Instead, an opening / closing door is provided in the box body 25, the workpiece 1 is arranged inside the box body 25 through the opening / closing door, and the workpiece 1 is taken out from the inside of the box body 25 to the outside. Good.
箱体２５には、寸法の目盛２７（すなわち、目盛２７が表示された目盛部材）が取り付けられている。撮像装置５は、被加工物１とともに目盛２７を撮像する。これにより、画像処理装置７は、画像に含まれる目盛２７を利用して、被加工物１の寸法を画像処理により測定することができる。その結果、精度よく、被加工物１の寸法を測定することができる。図１の例では、目盛２７が表示された枠（目盛部材）が、箱体２５内において箱体２５に取り付けられている。目盛２７が表示されている面は、撮像装置５の撮像方向と直交するように前記目盛部材が配置される。好ましくは、撮像装置５の撮像方向に関し、被加工物１における寸法測定対象部分の撮像方向位置と撮像装置５の撮像方向位置との距離が、目盛２７の撮像方向位置と撮像装置５の撮像方向位置との距離と同じになるように、被加工物１を配置するのがよい。 A dimension scale 27 (that is, a scale member on which the scale 27 is displayed) is attached to the box 25. The imaging device 5 images the scale 27 together with the workpiece 1. Thereby, the image processing apparatus 7 can measure the dimension of the workpiece 1 by image processing using the scale 27 included in the image. As a result, the dimension of the workpiece 1 can be measured with high accuracy. In the example of FIG. 1, a frame (scale member) on which the scale 27 is displayed is attached to the box body 25 in the box body 25. The scale member is arranged so that the surface on which the scale 27 is displayed is orthogonal to the imaging direction of the imaging device 5. Preferably, regarding the imaging direction of the imaging device 5, the distance between the imaging direction position of the dimension measurement target portion of the workpiece 1 and the imaging direction position of the imaging device 5 is the imaging direction position of the scale 27 and the imaging direction of the imaging device 5. It is preferable to arrange the workpiece 1 so as to be the same as the distance to the position.
図３は、撮像装置５とレーザ照射装置３との作動関係を示すタイムチャートである。撮像装置５は、被加工物１を撮像する場合に、トリガ信号を励起用ランプ１２とＱスイッチ１５（具体的には、電力供給停止手段１５ｅ）に出力する。これにより、励起用ランプ１２が、トリガ信号出力時から第１の遅延時間Ｔ１後に駆動されて発光するとともに、トリガ信号出力時から第１の遅延時間後よりも長い第２の遅延時間Ｔ２後に、Ｑスイッチ１５がオンになる。Ｑスイッチ１５がオンになると、当該オンから第３の遅延時間Ｔ３後に、パルスレーザが、光ファイバ２３を介して被加工物１に照射される。具体的には、Ｑスイッチ１５がオンになると（すなわち、電力供給停止手段１５ｅが作動すると）、高周波電源１５ａからトランスデューサ１５ｃへの電力供給が停止され、これにより、上述の回折が無くなることでレーザ媒質１１に蓄積されたエネルギが一気に放出され、当該オンから第３の遅延時間Ｔ３後に、強力なパルスレーザが、部分反射ミラー１４を通過して、集光レンズなどからなる光学系２６によって光ファイバ２３に入射し、光ファイバ２３を介して被加工物１に照射される。前記トリガ信号が撮像装置５から出力されてから、撮像装置５のシャッタ（例えば電子シャッタ）が開くまでの第４の遅延時間Ｔ４は、当該シャッタが開いている時に、パルスレーザが被加工物１を照射するように調整される。このようにして、撮像装置５は、トリガ信号出力時から第４の遅延時間Ｔ４後に、シャッタを開けて被加工物１を撮像するように作動する。 FIG. 3 is a time chart showing the operational relationship between the imaging device 5 and the laser irradiation device 3. When imaging the workpiece 1, the imaging device 5 outputs a trigger signal to the excitation lamp 12 and the Q switch 15 (specifically, the power supply stopping unit 15e). Thereby, the excitation lamp 12 is driven to emit light after the first delay time T1 from the trigger signal output time, and after the second delay time T2 longer than the first delay time from the trigger signal output time, The Q switch 15 is turned on. When the Q switch 15 is turned on, the workpiece 1 is irradiated with the pulse laser via the optical fiber 23 after the third delay time T3 from the on state. Specifically, when the Q switch 15 is turned on (that is, when the power supply stopping unit 15e is activated), the power supply from the high frequency power supply 15a to the transducer 15c is stopped, and thereby the above-described diffraction is eliminated, thereby causing the laser. The energy accumulated in the medium 11 is released all at once, and after a third delay time T3 from the ON state, the powerful pulse laser passes through the partial reflection mirror 14 and is optical fiber by the optical system 26 including a condenser lens. Then, the workpiece 1 is irradiated through the optical fiber 23. A fourth delay time T4 from when the trigger signal is output from the imaging device 5 to when a shutter (for example, an electronic shutter) of the imaging device 5 is opened is such that the pulse laser emits the workpiece 1 when the shutter is open. It is adjusted to irradiate. In this way, the imaging device 5 operates so as to image the workpiece 1 by opening the shutter after the fourth delay time T4 from the output of the trigger signal.
画像処理装置７は、画像処理により、該撮像装置５の撮像により得た画像内に含まれる目盛２７に基づいて、被加工物１における寸法測定対象部分の寸法を測定する。また、画像処理装置７は、前記画像内の目盛２７だけでなく、撮像装置５から被加工物１までの撮像方向の既知の距離に相当する前記画像内の寸法測定対象部分における単位長さの実際の寸法（推定値）に基づいて、被加工物１における寸法測定対象部分の寸法を測定してもよい。代わりに、目盛２７は、用いなくてもよく、画像処理装置７は、寸法測定対象部分における単位長さの実際の寸法（推定値）に基づいて、寸法測定対象部分の寸法を測定してもよい。なお、上述の画像を複数枚取得し、画像処理装置７は、各画素について、その輝度を、これら複数の画像の該輝度の平均とした画像を生成し、生成した当該画像に基づいて、被加工物１の寸法を測定してもよい。 The image processing device 7 measures the dimension of the dimension measurement target portion of the workpiece 1 based on the scale 27 included in the image obtained by the imaging of the imaging device 5 by image processing. Further, the image processing device 7 has not only the scale 27 in the image but also the unit length in the dimension measurement target portion in the image corresponding to a known distance in the imaging direction from the imaging device 5 to the workpiece 1. You may measure the dimension of the dimension measurement object part in the to-be-processed object 1 based on an actual dimension (estimated value). Instead, the scale 27 may not be used, and the image processing device 7 may measure the dimension of the dimension measurement target part based on the actual dimension (estimated value) of the unit length in the dimension measurement target part. Good. A plurality of the above-described images are acquired, and the image processing device 7 generates an image having the luminance of each pixel as an average of the luminances of the plurality of images, and based on the generated image, The dimensions of the workpiece 1 may be measured.
好ましくは、レーザ照射装置３からのパルスレーザは、単一波長（例えば１．０６μｍまたは０．５３μｍ）のレーザ光であり、撮像装置５は、当該単一波長のみ（または、当該単一波長とその付近の波長のみ）を透過させる狭帯域フィルタ５ａを有する。撮像装置５は、狭帯域フィルタ５ａを介して被加工物１を撮像する。図４は、加熱状態の被加工物１からの輻射光のスペクトルＳと、狭帯域フィルタ５ａを透過可能な波長域Ｒとの関係を示す。図４に示すように、前記パルスレーザＰの光強度は、当該パルスレーザの波長と同じ波長成分を持つ被加工物１の輻射光の光強度よりも大きい。このような狭帯域フィルタ５ａを用いることで、輻射光のノイズを落としつつ、パルスレーザにより被加工物１のエッジの影を一層はっきりと映し出すことができる。 Preferably, the pulse laser from the laser irradiation device 3 is a laser beam having a single wavelength (for example, 1.06 μm or 0.53 μm), and the imaging device 5 has only the single wavelength (or the single wavelength). It has a narrow band filter 5a that transmits only the wavelength in the vicinity thereof. The imaging device 5 images the workpiece 1 through the narrow band filter 5a. FIG. 4 shows the relationship between the spectrum S of the radiated light from the heated workpiece 1 and the wavelength region R that can be transmitted through the narrow band filter 5a. As shown in FIG. 4, the light intensity of the pulse laser P is greater than the light intensity of the radiated light of the workpiece 1 having the same wavelength component as the wavelength of the pulse laser. By using such a narrow band filter 5a, the shadow of the edge of the workpiece 1 can be more clearly projected by the pulse laser while reducing the noise of the radiation light.
上述した実施形態による寸法測定装置１０によると、パルスレーザが被加工物１に照射された時に、パルスレーザ照射方向と異なる方向から被加工物１を撮像するので、取得した画像において、パルスレーザによる被加工物１のエッジの影を明確に映し出すことができる。その結果、当該画像に基づいて、被加工物１の寸法を精度よく測定することができる。 According to the dimension measuring apparatus 10 according to the above-described embodiment, when the workpiece 1 is irradiated with the pulse laser, the workpiece 1 is imaged from a direction different from the pulse laser irradiation direction. The shadow of the edge of the workpiece 1 can be clearly projected. As a result, the dimension of the workpiece 1 can be accurately measured based on the image.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、画像処理装置が、撮像装置の撮像により得た画像を処理することで被加工物の寸法を測定したが、画像処理装置を省略してもよい。この場合、撮像装置の撮像により得た画像を表示装置に表示してよく、表示された当該画像を人が見て寸法を予測するなどしてよい。 For example, in the above-described embodiment, the image processing apparatus measures the dimension of the workpiece by processing an image obtained by imaging with the imaging apparatus, but the image processing apparatus may be omitted. In this case, an image obtained by imaging by the imaging device may be displayed on the display device, and a person may look at the displayed image to predict the size.
また、光ファイバ２３を省略してもよい。この場合、投光レンズ２４の直前にレーザ共振器２２を配置してよい。 Further, the optical fiber 23 may be omitted. In this case, the laser resonator 22 may be disposed immediately before the light projecting lens 24.
１ 被加工物、３ レーザ照射装置、５ 撮像装置、５ａ 狭帯域フィルタ、
７ 画像処理装置、１０ 寸法測定装置、１１ レーザ媒質、
１２ 励起用ランプ、１３ 全反射ミラー、１４ 部分反射ミラー、
１５ Ｑスイッチ、１５ａ 高周波電源、１５ｂ インピーダンス整合回路、
１５ｃ トランスデューサ、１５ｄ 超音波媒体、１５ｅ 電力供給停止手段、
２２ レーザ共振器、２４ 投光レンズ、２３ 光ファイバ、
２５ 箱体、２７ 目盛
1 Workpiece, 3 Laser irradiation device, 5 Imaging device, 5a Narrow band filter,
7 image processing device, 10 dimension measuring device, 11 laser medium,
12 excitation lamps, 13 total reflection mirrors, 14 partial reflection mirrors,
15 Q switch, 15a high frequency power supply, 15b impedance matching circuit,
15c transducer, 15d ultrasonic medium, 15e power supply stop means,
22 laser resonator, 24 projector lens, 23 optical fiber,
25 boxes, 27 scales
Claims (4)
被加工物にパルスレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記パルスレーザが被加工物に照射された時に、該被加工物を撮像するように作動する撮像装置と、を備え、
前記撮像装置は、前記パルスレーザの照射方向と異なる方向から被加工物を撮像するように配置される、ことを特徴とする寸法測定装置。 A dimension measuring device for measuring a dimension of a workpiece that is hot pressed and heated,
A laser irradiation apparatus for irradiating a workpiece with a pulse laser; and
An imaging device that operates to image the workpiece when the workpiece is irradiated with the pulse laser; and
The dimension measuring device, wherein the imaging device is arranged to take an image of a workpiece from a direction different from an irradiation direction of the pulse laser.
前記撮像装置は、前記箱体の外部から箱体の透明部を介して被加工物を撮像する、ことを特徴とする、請求項１または２に記載の寸法測定装置。 It has a box where the workpiece is placed inside,
The dimension measuring device according to claim 1, wherein the imaging device images a workpiece from the outside of the box through a transparent part of the box.
前記撮像装置は、被加工物とともに前記目盛を撮像し、
前記画像処理装置は、前記画像内の前記目盛を利用して、被加工物の寸法を測定する、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の寸法測定装置。
The box is attached with a scale of dimensions,
The imaging device images the scale together with a workpiece,
The dimension measuring apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus measures a dimension of a workpiece using the scale in the image.
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|---|---|---|---|---|
| CN103743348A (en) * | 2013-02-04 | 2014-04-23 | 梁子为 | Rapid survey meter and application method thereof |
| CN104105942A (en) * | 2012-02-10 | 2014-10-15 | 庞巴迪运输有限公司 | Measurement of distances between rail vehicle and objects arranged to the side of the rail vehicle |
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