JP2013246125A - 表面形状測定方法および表面形状測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体の表面を走査して取得した変位データを探索して物体表面に加工された溝を含む物体表面の概略範囲を検出する溝概略範囲検出ステップSTP2と、概略範囲に含まれる溝の溝始点および溝終点を算出する溝幅算出ステップSTP3と、溝始点と溝終点の中央位置から溝幅の所定割合の幅の範囲に限定した変位データの最小値を算出する最深位置検出ステップと、最深位置検出ステップで算出された前記変位データの最小値と前記物体表面の高さとの差を前記物体表面に加工された溝の深さとして算出する溝深さ算出ステップSTP4とを含む。
【選択図】図5
Description
図1は、本発明の実施形態にかかる表面形状測定装置1の構成例を示す概略図である。本発明の実施形態にかかる表面形状測定装置1は、製造ライン上を搬送される鋼板Sの表面に加工された溝の形状を測定する装置である。図1に示されるように、本発明の実施形態にかかる表面形状測定装置1は、変位計ヘッド2と、変位計コントローラ3と、信号処理装置4と、ローラエンコーダ5と、表示装置6とを備える。
図3は、本発明の実施形態にかかる信号処理装置4の内部処理を示す機能ブロック図である。図3に示されるように、本発明の実施形態にかかる信号処理装置4は、変位データ取得部41と、第1フィルタ処理部42と、溝概略範囲検出部43と、溝概略範囲抽出部44と、第2フィルタ処理部45と、溝幅算出部46と、溝深さ算出部47とを備える。
次に、図5から図11を参照しながら、本発明の実施形態にかかる表面形状測定方法について説明する。
Y1(X+Ddiff)−Y1(X)≦−Ydiff (数式1)
Y1(X+Ddiff)−Y1(X)≧Ydiff (数式2)
Y1(X+Ddiff)−Y1(X)<Ydiff (数式3)
Xu−Xd≦Dw (数式4)
|Y1(Xu)−Y1(Xd)|<Ya (数式5)
2 変位計ヘッド
3 変位計コントローラ
4 信号処理装置
5 ローラエンコーダ
6 表示装置
11 溝
21 レーザ光源
22 集光レンズ
23 光ポジションセンサ
24 結像レンズ
25 レーザ光
26 反射光
41 変位データ取得部
42 第1フィルタ処理部
43 溝概略範囲検出部
44 溝概略範囲抽出部
45 第2フィルタ処理部
46 溝幅算出部
47 溝深さ算出部
Claims (10)
- 物体表面に光線を照射して測定を行う光学式変位計により前記物体表面を走査して、前記光学式変位計に対する前記物体表面の変位データを取得する変位データ取得ステップと、
前記変位データを探索して前記物体表面に加工された溝を含む物体表面の概略範囲を検出する溝概略範囲検出ステップと、
前記概略範囲に含まれる前記溝の溝始点および溝終点を算出する溝幅算出ステップと、
前記溝始点と前記溝終点の中央位置から前記溝幅の所定割合の幅の範囲に限定した前記変位データの最小値を算出する最深位置検出ステップと、
前記最深位置検出ステップで算出された前記変位データの最小値と前記物体表面の高さとの差を前記物体表面に加工された溝の深さとして算出する溝深さ算出ステップと、
を含むことを特徴とする表面形状測定方法。 - 前記溝幅算出ステップは、
前記概略範囲の外側近傍における前記変位データから前記物体表面の高さを算出する表面高さ算出ステップと、
前記物体表面の高さを基準にして前記物体表面に加工された溝の端部検出用閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記溝概略範囲における前記変位データの最小値となる位置から、前記走査方向の前側および後側に探索して、前記変位データの値が前記端部検出用閾値を初めて超える位置を前記溝の溝始点および溝終点として検出する端部検出ステップと、
前記溝の溝始点および溝終点の間の距離を前記物体表面に加工された溝の幅として算出する差算出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の表面形状測定方法。 - 前記溝概略範囲検出ステップは、
前記変位データの走査方向より探索して前記変位データの局所的変化量が所定値を下回り始める位置を前記概略範囲の始点として検出する始点検出ステップと、
前記概略範囲の始点より続けて探索して、前記変位データの局所的変化量が所定値を上回り終わる位置を前記概略範囲の終点として検出する終点検出ステップと、
前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点との間の距離が所定距離以内にあるか否かを判定する第1判定ステップと、
前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点における前記変位データの値の差が所定範囲内であるか否かを判定する第2判定ステップと、
前記第1判定ステップと前記第2判定ステップとにおいて真判定となったときのみ前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点を真判定とする判別ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表面形状測定方法。 - 溝概略範囲検出ステップは、
前記変位データに第1のフィルタ処理を施した後に、前記物体表面に加工された溝を含む物体表面の概略範囲を検出することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表面形状測定方法。 - 前記第1のフィルタ処理は、線形フィルタ若しくはメディアンフィルタ、またはそれらの組合せであることを特徴とする請求項4に記載の表面形状測定方法。
- 前記溝幅算出ステップおよび前記溝深さ算出ステップは、
前記変位データに第2のフィルタ処理を施した後に、前記溝の溝始点および溝終点の算出および前記溝の深さの算出を行うことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表面形状測定方法。 - 前記第2のフィルタ処理は、線形フィルタ若しくはメディアンフィルタ、またはそれらの組合せであることを特徴とする請求項6に記載の表面形状測定方法。
- 物体表面に光線を照射して測定を行う光学式変位計により前記物体表面を走査して、前記光学式変位計に対する前記物体表面の変位データを取得する変位データ取得部と、
前記変位データを探索して前記物体表面に加工された溝を含む物体表面の概略範囲を検出する溝概略範囲検出部と、
前記概略範囲に含まれる前記溝の溝始点および溝終点を算出する溝幅算出部と、
前記溝始点と前記溝終点の中央位置から前記溝幅の所定割合の幅の範囲に限定した前記変位データの最小値を算出する最深位置検出手段と、
前記最深位置検出手段で算出された前記変位データの最小値と前記物体表面の高さとの差を前記物体表面に加工された溝の深さとして算出する溝深さ算出手段と、
を備えることを特徴とする表面形状測定装置。 - 前記溝幅算出部は、
前記概略範囲の外側近傍における前記変位データから前記物体表面の高さを算出する表面高さ算出手段と、
前記物体表面の高さを基準にして前記物体表面に加工された溝の端部検出用閾値を設定する閾値設定手段と、
前記溝概略範囲における前記変位データの最小値となる位置から、前記走査方向の前側および後側に探索して、前記変位データの値が前記端部検出用閾値を初めて超える位置を前記溝の溝始点および溝終点として検出する端部検出手段と、
前記溝の溝始点および溝終点の間の距離を前記物体表面に加工された溝の幅として算出する差算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項8に記載の表面形状測定装置。 - 前記溝概略範囲検出部は、
前記変位データの走査方向より探索して前記変位データの局所的変化量が所定値を下回り始める位置を前記概略範囲の始点として検出する始点検出手段と、
前記概略範囲の始点より続けて探索して、前記変位データの局所的変化量が所定値を上回り終わる位置を前記概略範囲の終点として検出する終点検出手段と、
前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点との間の距離が所定距離以内にあるか否かを判定する第1判定手段と、
前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点における前記変位データの値の差が所定範囲内であるか否かを判定する第2判定手段と、
前記第1判定手段と前記第2判定手段とにおいて真判定となったときのみ前記概略範囲の始点と前記概略範囲の終点を真判定とする判別手段と、
を備えることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の表面形状測定装置。
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