JP2549802Y2 - 自動寸法測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は被測定物の平面外形寸
法に加えて被測定物の厚み、反りを自動的に測定する自
動寸法測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板状をなした物体（被測定物）の
厚みを測定する装置、器具としてはノギス、マイクロメ
ータ等の接触式測定器が存在する。又、物体の外形寸法
を測定する装置としては直交三軸メカニカルテーブル及
び顕微鏡、ＴＶカメラ等を備えた画像処理装置で構成さ
れた自動寸法測定装置が存在する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記した接触式測定器
にあっては物体に反りがあり、その反りと接触式測定器
との接触面積が大きいと正確な測定が出来ないといった
問題がある。又、自動寸法測定装置は物体の外形寸法と
同時に該物体の片面の反りを測定することができるが、
物体の表裏両面の状態を知るためには物体を引っ繰り返
さなければならず、自動化の障害となっていた。特に、
物体の表裏両面に凹凸があるものの場合は同時に表裏の
深さを計って物体の厚みを測定するということは出来な
いものである。尚、従来は物体の外形寸法、厚み、反り
等を測定する場合、夫々別々の測定器と検査工程で行っ
ているのが実状である。

【０００４】しかして、別々の測定器と検査工程で測定
するということは、検査工程に沿って物体を移動させる
ことになり、それに伴なって測定環境も異なって測定値
に誤差が生じ易くなるといった問題点を有する。

【０００５】本考案は上述したような従来の技術の有す
る問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、表裏両面に凹凸がある物体であっても測定器及び
検査工程を変えることなく物体の外形寸法、厚み、反り
等を同一測定装置で自動的に測定することが出来る測定
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本考案が講じた技術的手段は、直交三軸メカニカル
テーブル、顕微鏡、ＴＶカメラ、及び画像処理装置を組
合わせた自動寸法測定装置において、被測定物が載せら
れる検査テーブルを挟む上下位置に距離検出センサーを
同一軸上に配置し、その上側及び下側の距離検出センサ
ーは夫々Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。

【０００７】上記した上側の距離検出センサーは、被測
定物が載せられる検査テーブルに対して上下方向（Ｚ軸
方向）に可動する可動体に取り付けるが、その可動体と
しては顕微鏡が取り付けられるＺテーブル、又はＺテー
ブルと平行に設けた別のＺテーブルに取り付けても良い
ものである。下側の距離検出センサーは、機台のテーブ
ルベース板に支持金具によって固定した直動１軸ステー
ジに取り付けられ、検査テーブルに対して上下方向（Ｚ
軸方向）に移動可能とされている。

【０００８】又、検査テーブルの上下に配置される距離
検出センサーとしては、レーザ変位計が挙げられる。

【０００９】

【作用】上記の手段によれば、検査テーブル上に載せた
被測定物は直交三軸メカニカルテーブルの移動によりＴ
Ｖカメラで撮像され、その被検査物の画像を画像処理装
置で得られた座標データに基づいて被測定物の長さ、幅
等の外形寸法が自動的に測定される。又、検査テーブル
の上下に配置した距離検出センサーによって被測定物の
両面と該センサーとの間の距離を検出し、夫々のセンサ
ーのアナログ電圧出力を信号処理ユニットに入力して差
分をとることで被測定物の厚さが測定される。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
ると、図１は本装置の概略図で、１は機台、２は検査テ
ーブル、３は顕微鏡、４はＴＶカメラ、５は画像処理装
置、６は上側の距離検出センサー、７は下側の距離検出
センサー、８は被測定物である。

【００１１】検査テーブル２はＹ軸方向へ移動するＹテ
ーブル２ａとＸ軸方向へ移動するＸテーブル２ｂにより
構成し、各テーブル２ａ，２ｂに夫々パルスモータ又は
サーボモータなどの駆動用モータ９，９’を連結して駆
動するようにするとともにリニアスケール10，10’を設
けて移動量を検出するようにし、被測定物８はＸテーブ
ル２ｂ上に載せて寸法測定をする。尚、検査テーブル２
は後述する透過用光源14からの光及び下側の距離検出セ
ンサー７のレーザ光が被測定物８に到達するように該被
測定物が載承される部分は穴を開け、その部分に照射光
及びレーザ光が透過する透明部材が取り付けられて構成
されている。

【００１２】又、機台１には支柱１’を起設し、該支柱
１’の先端に上下方向（Ｚ軸方向）へ移動するＺテーブ
ル２ｃを取付け、このＺテーブル２ｃに顕微鏡３を前記
検査テーブル２の上方に位置するよう設置し、上記Ｚテ
ーブル２ｃにはサーボモータなどの駆動用モータ11を連
結するとともにリニアスケール12を設ける。

【００１３】顕微鏡３は検査テーブル２の上方に落射用
光源13を、検査テーブル２の下方に透過用光源14を有
し、落射用光源13から出る光を対物レンズを介して被測
定物８の表面に投光し、この顕微鏡３により被測定物８
表面を拡大してＴＶカメラ４に撮像させる。上記顕微鏡
３は駆動用モータ11を駆動させＺテーブル２ｃを上下動
させることにより被測定物８に対する焦点合せをするこ
とができる。

【００１４】ＴＶカメラ４は前記顕微鏡３上に連結して
設置するとともにコードを介して画像処理装置５に接続
し、顕微鏡３により拡大された被測定物８の表面を撮像
して画像処理装置５へ送信する。

【００１５】画像処理装置５は表示用のブラウン管15を
有し、且つその近傍に外部メモリのフロッピーディスク
装置16，17、プリンタ18及び多数のファンクションキー
19を設け、それら各部15〜19が装置に内蔵する中央処理
装置（ＣＰＵ）に接続されている。上記ブラウン管15は
画像ラスターと副表示部とに区画し、その画像ラスター
に前記ＴＶカメラ４より送信された被測定物８の画像を
映すようにし、副表示部に英数字、カタカナによるキャ
ラクタ表示やプログラムあるいは測定データなどを表示
するようにする。

【００１６】画像処理装置５のファンクションキー19は
中央処理装置（ＣＰＵ）の制御部を構成するもので、シ
ーケンスによる自動操作又はシーケンスによらない手動
操作の何れかを選択する切換スイッチ、手動時における
Ｙテーブル２ａの起動用スイッチ、Ｘテーブル２ｂの起
動用スイッチ、Ｚテーブル２ｃの起動用スイッチなどの
スイッチを有し、前記スイッチは切換スイッチを手動操
作側にしたときにのみ作動するようになっている。

【００１７】上記中央処理装置（ＣＰＵ）の制御部はＮ
Ｃコントローラ20及びモータドライバ21を介して前記駆
動用モータ９，９’，11に接続されている。又、ＮＣコ
ントローラ20は照明コントロールユニット22を介して照
明用ランプハウス装置23に接続されている。

【００１８】上側の距離検出センサー６はレーザ変位計
でＺテーブル２ｃに取り付けられた顕微鏡３の側面、又
はＺテーブル２ｃに支持部材を介して鉛直に取り付けら
れ、レーザの光軸が検査テーブル２の表面と直角に交差
するようにしてあり、その状態で上下方向に移動可能と
されている。

【００１９】下側の距離検出センサー７は上側の距離検
出センサー６と同様レーザ変位計を用い、その距離検出
センサー７は機台１のテーブルベース板24に支持金具25
を介して前記した検査テーブル２の表面と直角に交差す
る如く鉛直に取り付けられた直動１軸ステージ26に取り
付けられ、それによって距離検出センサー７は上下方向
に移動可能とされる。

【００２０】距離検出センサー７を支持する直動１軸ス
テージ26は、テーブルベース板24に支持金具25で固定さ
れたステーター27，リニアスケール28，リニアスケール
ヘッド29，スライダー30，ボールネジ31，クロスローラ
ガイド32，カップリング33，及びサーボモータ34とで構
成され、距離検出センサー７のレーザ変位計はスライダ
ー30に支持具35を介して取り付けられている。

【００２１】以上の如く構成した自動寸法測定装置で被
測定物８の外形寸法及び厚み、反りを測定するときは、
先ず検査テーブル２上に被測定物８を載せ、Ｙテーブル
２ａ、Ｘテーブル２ｂ及びＺテーブル２ｃを移動操作し
て被測定物８の外形（エッジ）を顕微鏡３でとらえ、Ｔ
Ｖカメラにより撮像した被測定物８の画像を画像処理装
置においてカーソル線により追跡しエッジ検出をすると
ともにカーソル線により得られた座標データに基づいて
被測定物の長さ、幅などの寸法を自動的に測定すること
ができる。そして、被測定物８の厚みは外形（エッジ）
より内側に所定距離入った位置を測定するのが一般的で
あるため、その測定点が距離検出センサー６，７の光軸
上に位置するように検査テーブル２を移動させ、測定点
が距離検出センサーの光軸に合致した段階で上下の距離
検出センサー６，７を作動させて被測定物の両面と該セ
ンサーとの間の距離を検出し、夫々のセンサーのアナロ
グ電圧出力を信号処理ユニットに入力して差分をとるこ
とで被測定物の厚さが測定される。しかも、上下の距離
検出センサー６，７はいずれも上下方向に移動可能に構
成されているため、被測定物８が表裏両面に凹凸を有し
ていても上下の距離検出センサー６，７を上下に調節す
ることで高精度の測定を行うことが出来る。

【００２２】

【考案の効果】本考案の自動寸法測定装置は以上詳述し
た如く構成したものであるから、単一の測定装置で外形
寸法，厚み，及び反りを全て同時に自動的に測定するこ
とができる。そして、上記の測定に際しては被測定物を
移動、或いは反転させる必要が全くないため、測定環境
が変わるといったことは無く、従って測定誤差の要因を
最小限に抑えることができる。更に、厚み及び反りを測
定する距離検出センサーは外形寸法を測定する顕微鏡の
光軸中心に対して一定の距離を置いて設置されているた
め、厚み測定を行う測定点の位置決めを精度良く行なう
ことができ、安定した測定を行うことが出来る。しか
も、上下の距離検出センサーは両方とも上下方向に移動
可能に支持されているため、表裏両面に凸凹がある被測
定物でも高精度の測定を行うことができる。更に、上側
の距離検出センサーを顕微鏡と同じ可動体に取り付けた
ことにより、焦点合わせを行った顕微鏡と同じ高さから
距離を測定することになり、測定精度を高めることがで
きる。又、測定を開始してから終了するまで途中にオペ
レータの介入の必要がないため省力化を計ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の自動寸法測定装置の概略を示す模式図
である。

【図２】本装置の一部切欠側面図である。

【図３】検査テーブル面を示平面図である。

【符号の説明】

１…機台 ２…検査テーブル ３…顕微鏡 ４…ＴＶカメラ ５…画像処理装置 ６…上側の距離検出
センサー ７…下側の距離検出センサー ８…被測定物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 竹内 信悟 東京都千代田区丸の内一丁目４番２号 信越エンジニアリング株式会社内 (72)考案者 古閑 泰行 東京都千代田区丸の内一丁目４番２号 信越エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−114113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−122304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17905（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−156410（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台上に、被測定物を載せＸ軸−Ｙ軸方
   向へ可動する検査テーブルが設置されると共に、該テー
   ブル上方に被測定物の外形寸法を測定するための顕微鏡
   が被測定物に対してＺ軸方向に移動可能に取り付けら
   れ、その顕微鏡にＴＶカメラを介して画像処理装置が接
   続された自動寸法測定装置において、検査テーブルを挟
   む上下位置に距離検出センサーを同一軸上に位置させて
   設置すると共に、上側の距離検出センサーは顕微鏡を取
   り付けた可動体に取り付けてＺ軸方向に移動可能とし、
   下側の距離検出センサーもＺ軸方向に移動可能としたこ
   とを特徴とする自動寸法測定装置。