JP2899246B2

JP2899246B2 - 光学的測定装置

Info

Publication number: JP2899246B2
Application number: JP15170296A
Authority: JP
Inventors: 洋平赤澤; 尚史津村
Original assignee: JEI TETSUKU KK; SHISUTEKU AKAZAWA KK
Current assignee: JEI TETSUKU KK; SHISUTEKU AKAZAWA KK
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: JPH09311016A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造品、鍛造品等
のワークを光学的測定手段により測定するようにした光
学的測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造品、鍛造品等のワークを機械加工す
る場合、その前作業としてワークの寸法を測定し、所要
箇所に罫書き線を入れる必要がある。この罫書き作業
は、従来、熟練者の手作業により行われていたが、高度
の熟練を要すると共に、作業が非常に煩わしく、作業能
率が著しく低下すると言う問題がある。

【０００３】そこで、近時では、特開平７−９３６４号
公報に記載されるように、寸法測定手段と罫書き手段と
を備えたヘッドを三次元方向に移動自在に設け、このヘ
ッドをワークに対して相対的に移動させて、寸法の測定
から罫書き線を入れるまでの一連の作業を機械的に行う
ようにした罫書き装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置におい
て、その寸法測定手段にＣＣＤカメラ等の光学的測定手
段を使用した場合、その光学的測定手段によりワークの
映像を確実に写すためには、ワークの測定部位の表面上
に陰影ができないように、照明灯によりワークを満遍な
く照明する必要がある。

【０００５】しかし、罫書き装置は機械加工前の準備作
業の一貫として使用するため、多くの場合、罫書き作業
の終了後のワークの移動距離を極力少なくし、ワークの
搬送等の無駄を防止するように、機械加工機等の機械設
備を配置した工場内の側部等に設置している。従って、
照明灯でワークを十分に照明すれば、その照明光が機械
加工機等による他の作業の邪魔になり、他の作業に支障
を来すことがあると共に、罫書き装置と機械加工機等の
機械設備との間に十分な間隔を確保する必要がある。

【０００６】また照明灯でワークを照明する場合にも、
広い工場内に罫書き装置を設置して、その照明灯により
罫書き装置にセットしたワークに照明光を照射して照明
するだけでは、照明灯の照明光が広い工場内に拡散して
終い、ワークの表面の明るさを十分に確保し得ない欠点
がある。本発明は、このような従来の課題に鑑み、工場
内等のスペースを有効に利用して設置できると共に、周
囲への影響を防止しながらワークを十分に照明でき、光
学的測定手段によるワークの測定作業を安全且つ能率的
に行うことができる光学的測定装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、光学的測定手段20をワークW に対して相対的に移動
させて、この光学的測定手段20によりワークW を測定す
るようにした光学的測定装置において、光学的測定手段
20及びワークW を含む作業領域の外側に、この作業領域
を取り囲むように防護板24,25,26を設け、この防護板2
4,25,26の内側に、光学的測定手段20によりワークW を
測定する測定方向側からワークW に対して照明光を照射
して照明する照明灯35,37,38を設けると共に、防護板2
4,25,26の内面に、照明光の反射を防止する反射防止層2
4a,25a,26a を設けたものである。

【０００８】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の発明において、作業領域の出入り口31の上側から作
業領域の上側を開放状に構成し、出入り口31の下側に、
上側に引き上げて出入り口31を塞ぐブラインド30を出し
入れ自在に設けたものである。

【０００９】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、作業領域内で出入り口31の左
右両側に前後案内枠6 を設け、この両前後案内枠6 に沿
って移動する前後移動枠11を左右の前後案内枠6 間に架
設し、この前後移動枠11に、所定方向に移動自在な光学
的測定手段20と、ワークW を上側から照明する照明灯37
とを設けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳述する。図１乃至図４において、1 は略正方
形状の基台、2 は旋回台で、基台1 上に配置されてい
る。旋回台2 はＶブロック3 を介してワークW を載置す
るためのもので、基台1 上に支持ローラ等を介して縦軸
4 廻りに旋回自在に装着され、ワークW の方向転換時に
旋回駆動手段5 により縦軸4 廻りに旋回駆動される。

【００１１】6 は左右一対の前後案内枠で、基台1 の左
右両側で前後両端に立設された前後一対の支柱7 と、こ
の一対の支柱7 の上端間を前後方向に連結する横梁材8
と、この横梁材8 上に装着された案内部材9 とにより門
型状に構成されている。なお、左右の横梁材8 は、その
後端側で連結枠10により左右に連結されている。

【００１２】11は前後移動枠で、左右の前後案内枠6 に
跨がって左右方向に配置されると共に、左右両端が各前
後案内枠6 の案内部材9 により前後方向に支持案内され
ており、ボールネジ等を介して前後駆動手段12により前
後方向に駆動される。13は左右移動枠で、前後移動枠11
により左右方向に移動自在に支持案内され、ボールネジ
等を介して左右駆動手段14により左右方向に駆動され
る。

【００１３】15は昇降案内枠で、左右移動枠13の前側に
上下方向に固定されている。16は昇降枠で、この昇降枠
16は昇降案内枠15により昇降自在に支持案内され、ボー
ルネジ等を介して昇降駆動手段17により昇降方向に駆動
される。

【００１４】18はヘッドで、このヘッド18には罫書き手
段19と光学的測定手段20と距離測定手段21とが装着され
ている。ヘッド18は、罫書き手段19、光学的測定手段2
0、距離測定手段21が右向き姿勢と下向き姿勢とに姿勢
変更できるように、昇降枠16の下端部に前後軸廻りに首
振り可能で且つ姿勢変更駆動手段22により９０度の範囲
内で正逆駆動されると共に、ワークW の遠近方向に移動
自在で且つ遠近駆動手段23により正逆駆動される。な
お、各駆動手段5,12,14,17,22,23は、モータ等により構
成されている。

【００１５】24〜26は防護板で、基台1 上の作業領域を
外側から取り囲むように、前後案内枠6 の外側の基台1
上で左右両側、後側及び前側の左右両端部に配置されて
いる。左右両側及び後側の防護板24,25 は夫々３枚、前
側の防護板26は左右両端部に夫々１枚配置されている。
そして、左右両側及び後側の３枚の防護板24,25 は、下
端側が係止構造を介して基台1 に着脱自在に係止され、
上側が前後案内枠6 及び連結枠10に固定された横桟27,2
8 に磁石を介して着脱自在に取り付けられている。前側
の防護板26は、下端側が係止構造を介して基台1 に着脱
自在に係止され、上側が前後案内枠6 から前方に突出す
るブラケット29に磁石を介して着脱自在に取り付けられ
ている。

【００１６】各防護板24,25,26の内側には、黒色の艶消
し塗料等を塗布した反射防止層24a,25a,26a が設けられ
ており、この反射防止層24a,25a,26a により照明光の反
射を極力防止して、ワークW の寸法測定時に、ワークW
とその背景側とのコントラストが大になるようにしてい
る。なお、前側の防護板26には、その上部に覗き孔26b
が設けられている。

【００１７】30は左右の防護板24,25,26間の出入り口31
を開閉自在に塞ぐブラインド30で、黒色等の反射し難い
合成樹脂製の可撓性ネット材、シート材等により構成さ
れている。このブラインド30は、下端側が基台1 の下側
に装着された巻き取り手段32に出し入れ自在に連結され
ており、出入り口31を塞ぐ時には巻き取り手段32から上
側に引き上げ、また出入り口31を開放する時には、巻き
取り手段32に巻き取るようになっている。ブラインド30
の上端側には左右方向に係止杆33が設けられ、この係止
杆33を左右の防護板24,25,26の上端部側に固定された係
止具34に係脱自在に係止するようになっている。

【００１８】出入り口31の上側には左右の防護板24,25,
26を連結する部材等がなく、ブラインド30を巻き取り手
段32に巻き取った時には開放状態になるように構成され
ており、また作業領域の上側も開放状態になっている。
従って、作業領域の上側の天井側に、前後方向に走行す
るクレーン、ウインチ等を設けておけば、ワークW が重
量物の場合にも、旋回台2 上にワークW を容易に搬入し
搬出することが可能である。

【００１９】35は側部照明灯で、旋回台2 上のワークW
を左側方から照明するように、左側の前後案内枠6 の下
側で基台1 の端部に立設された支持杆36に装着されてい
る。37は上部照明灯で、ヘッド18の移動位置で旋回台2
上のワークW を上側方から照明するように、前後移動枠
11の下側に装着されている。

【００２０】なお、側部照明灯35及び上部照明灯37には
高周波点灯型の蛍光灯等が用いられており、その側部照
明灯35は左側の防護板24,25,26に沿って前後方向に、上
部照明灯37は前後移動枠11に沿って左右方向に夫々２個
づつ配置されている。

【００２１】38は隅部照明灯で、前後左右の隅部側から
旋回台2 上のワークW を照明するように、作業領域の各
上隅部からワークW 側に斜め下方に向けて配置されてい
る。前側の隅部照明灯38はブラケットを介して前後案内
枠6 の前端側に装着され、後側の隅部照明灯38はブラケ
ットを介して連結枠10の左右両端部の下側に吊り下げら
れている。なお、隅部照明灯38には白熱灯、ハロゲンラ
ンプ等が用いられている。

【００２２】昇降枠16の下端には、図５及び図６に示す
ように、支持板39を介して姿勢変更駆動手段22が装着さ
れている。姿勢変更駆動手段22はモータ等から構成さ
れ、その前後方向の回転軸（前後軸）40にハブ41を介し
てヘッド支持枠42が固定されている。

【００２３】ヘッド18は、図５及び図６に示すように、
回転軸40と直交し且つワークW に対して遠近方向に移動
自在となるようにヘッド支持枠42に装着されている。即
ち、ヘッド18は雌ねじ部43とこれに固定されたＬ字状の
取り付け部44とを備え、その雌ねじ部43がヘッド支持枠
42に沿って回転軸40と直交する方向に摺動自在に支持案
内されると共に、雌ねじ部43にねじ軸45が螺合されてい
る。

【００２４】ねじ軸45はヘッド支持枠42に固定された一
対の軸受46により回転自在に支持され、このねじ軸45の
一端が遠近駆動手段23のモータに連結されている。従っ
て、ヘッド18は、遠近駆動手段23の正逆転動作によりワ
ークW に対して遠近方向に移動自在である。

【００２５】光学的測定手段20はワークW を写してその
寸法を測定するためのもので、固体光学的測定手段、例
えばＣＣＤカメラ47により構成されている。罫書き手段
19はワークW に非接触で罫書き線を入れるためのもの
で、レーザー光L を発射するレーザー式のプローブによ
り構成されている。距離測定手段21は、ワークW にレー
ザー光L を照射してワークW と罫書き手段19との間の距
離を測定するためのものである。

【００２６】ＣＣＤカメラ47及び罫書き手段19は、前後
方向の略同一位置でヘッド18の取り付け部44に装着され
ている。また距離測定手段21は罫書き手段19の前側でヘ
ッド18の取り付け部44にブラケット48を介して装着され
ている。なお、距離測定手段21は、そのレーザー光L が
ワークW 上で罫書き手段19のレーザー光L と近接し且つ
両レーザー光L が直接干渉しないように傾斜させてブラ
ケット48に固定され、またブラケット48はヘッド18の取
り付け部44に角度調節可能に取り付けられている。また
罫書き手段19と距離測定手段21との間には、罫書き手段
19からのレーザー光が距離測定手段21側に外乱として影
響しないように阻止する阻止板（図示省略）が設けられ
ている。

【００２７】罫書き手段19は、レーザー光L を発射する
レーザー式であって、図７に示すように、可撓性を有す
る光学繊維ケーブル49を介してパルスレーザー発生手段
50に接続されている。パルスレーザー発生手段50は、図
８に示すように、ワークW の罫書き時に、ワークW に照
射したレーザー光L のスポット状の照射跡51が罫書き線
52の長手方向に順次重合又は近接するように、罫書き手
段19とワークW との相対移動速度に応じた時間間隔でレ
ーザー光L を間欠的に発射させるようになっている。

【００２８】また罫書き手段19のレーザー光L は、ワー
クW の罫書き部位に塗布した罫書き塗料P 上に罫書き手
段19からレーザー光L を照射した時に、図９に示すよう
に、そのエネルギーにより照射位置の罫書き塗料P を焼
き飛ばして、照射跡51の罫書き塗料P を剥離させ得る程
度のエネルギーに設定されている。

【００２９】因みに、レーザー光L はスポット径が０．
１ｍｍ以下、パルスレートが５０Ｐ／Ｓ、エネルギーが
０．２Ｊ、パルス幅が０．７ｍｓｅｃ程度に設定されて
いる。そして、罫書き時の移動速度が５〜３０ｍｍ／ｓ
ｅｃ程度である。またワークW に塗布する罫書き塗料P
は、画像計測でのコントラストをより明瞭にし、罫書き
線52の鮮明さを確保するために、白色系等の明るい塗料
P が用いられている。

【００３０】なお、昇降枠16の下端部には左右両側方及
び後方の障害物を検出する障害物センサー53〜55が設け
られ、ヘッド18には前方の障害物を検出する障害物セン
サー56が設けられている。57はヘッド18の首振り位置を
検出するセンサー、58はヘッド18の遠近方向の限界位置
を検出するセンサーである。59は制御ボックスである。

【００３１】図１０は測定・罫書き用の制御系を示すブ
ロック図である。図１０において、60は前後移動枠11の
前後方向の位置を検出する前後位置検出手段、61は左右
移動枠13の左右方向の位置を検出する左右位置検出手
段、62は昇降枠16の昇降方向の位置を検出する昇降位置
検出手段であり、これら各検出手段60〜62によりヘッド
18の前後、左右及び上下の位置を検出するようになって
いる。なお、この各検出手段60〜62はリニアスケール、
パルスエンコーダ等により構成されている。

【００３２】63はワークW の画像、その他の情報を画面
に表示する画像表示手段である。64は画像処理手段で、
ＣＣＤカメラ47によりワークW を撮像した時の画像を画
像表示手段63に表示する機能、画像表示手段63の画面上
に測定エリアを表示する機能、その測定エリア内の明暗
部分のコントラストを計算してエッジを検出する画像処
理機能、及びその他の必要な情報を画像表示手段63に表
示する機能等を備えている。

【００３３】65は寸法演算手段であって、ＣＣＤカメラ
47でワークW を撮像して、そのエッジが画像表示手段63
の画面の所定位置に一致した時のヘッド18の位置を各位
置検出手段60〜62から読み込んでワークW の寸法を演算
するようになっている。

【００３４】66は設定手段で、寸法測定時にＣＣＤカメ
ラ47によりワークW を撮像する測定位置、画像表示手段
63の画面上における測定エリア、罫書き時に罫書き手段
19でワークW に罫書き線52を入れる起点及び終点、その
他の必要な情報等をキーボード等により設定し記憶する
ようになっている。

【００３５】67は補間制御手段で、罫書き作業時に、設
定手段66により設定された起点と終点との間でヘッド18
を直線的に移動させるように補間制御するためのもので
ある。なお、この補間制御手段67は、ヘッド18を前後方
向、左右方向及び昇降方向の夫々に直線的に補間制御す
る機能と、旋回台2 の縦軸4 廻りにヘッド18を円弧方向
に補間制御する機能とを備えている。

【００３６】68は距離制御手段で、補間制御によるヘッ
ド18の直線的移動中に、距離測定手段21が距離の変化を
検出した時に、距離測定手段21からの出力により遠近駆
動手段23を作動させて、罫書き手段19とワークW との距
離が略一定になるように補正制御（フィードバック制
御）するためのものである。

【００３７】69は各駆動手段5,12,14,17,22,23を制御す
る駆動制御手段で、設定手段66で設定された測定位置へ
の移動・停止指令に従って各駆動手段5,12,14,17,22,23
を制御する通常の制御機能の他に、補間制御手段67から
の指示に従って各駆動手段5,12,14,17を制御する制御機
能を備えている。なお、画像表示手段63、画像処理手段
64、寸法演算手段65、設定手段66、補間制御手段67等は
パーソナルコンピューター等により構成されている。

【００３８】次にワークW の寸法測定から罫書きまでの
一連の動作を説明する。先ずワークW の一部又は全体等
の必要箇所に白色系等の罫書き塗料P を塗布した後、こ
のワークW をクレーン等で旋回台2 上に搬入し、そのＶ
ブロック3 上の所定位置にワークW を載置する。この場
合、出入り口31のブラインド30を基台1の下側の巻き取
り手段32に巻き取っておけば、出入り口31は全開状態に
開放できる。ワークW が重量物の場合でも、旋回台2 上
にワークW を容易且つ安全に搬入できる。

【００３９】ワークW をＶブロック3 上に載置した後、
巻き取り手段32からブラインド30を引き出して、前側の
左右の防護板24,25,26に沿って上側へと引き上げて、そ
の先端の係止杆33を左右の防護板24,25,26の係止具34に
係止することにより、ブラインド30によって出入り口31
を完全に塞ぐ。

【００４０】例えば、図１１に示すように、円柱状のワ
ークW の長さを測定する場合には、各照明灯35,37,38か
らの照明光をワークW に照射してワークW を照明した状
態で、ＣＣＤカメラ47によりワークW の各エッジE₁,E₂
を検出して寸法L₁を測定する。この測定に際しては、旋
回駆動手段5 により旋回台2 を縦軸4 廻りに旋回させ
て、ワークW の軸心を前後案内枠6 と略平行に前後方向
に向ける。そして、姿勢変更駆動手段22により回転軸40
廻りにヘッド18を９０度回動させ、ヘッド18側のＣＣＤ
カメラ47等の姿勢を右側に水平方向に変更した後、昇降
駆動手段17により昇降枠16を昇降案内枠15に沿って昇降
させて、ＣＣＤカメラ47をワークW と略同じ高さに調節
する。

【００４１】次に前後駆動手段12により前後移動枠11を
前後案内枠6 に沿って前後方向に移動させて、ＣＣＤカ
メラ47がワークW の後端側を側方から捉えるように、Ｃ
ＣＤカメラ47をワークW の後端側の測定位置まで案内す
るする。勿論、この時、必要であれば左右駆動手段14に
より左右移動枠13を前後移動枠11に沿って移動させて、
ＣＣＤカメラ47とワークW との間隔を適宜調節する。そ
して、その位置でＣＣＤカメラ47によりワークW の後端
側を側方から写して撮像する。

【００４２】ＣＣＤカメラ47がワークW の後端側の測定
位置に到達し、ＣＣＤカメラ47によりワークW を側方か
ら撮像すると、その画像が画像処理手段64経て画像表示
手段63の画面に表示される。この撮像時に、側部照明灯
35によりワークW を左側から照明すると共に、上部照明
灯37によりワークW を上側から照明し、更に隅部照明灯
38により斜め上からワークW を照明して、ワークW の測
定部位の表面上に陰影が発生しないようにする。

【００４３】ワークW の後端側の測定位置で撮像した時
の画像V₁は、図１２の(I) に示す如くワークW のエッジ
E₁が画面の左側に位置し、ワークW の部分が明るくな
り、背景部分が暗くなるように写し出される。そこで、
次に図１２の(II)に示す如く画面上でエッジE₁の位置を
含むように測定エリアA を設定して、画像処理手段64に
よる画像処理によって測定エリアA 内の明暗のコントラ
ストの大きい位置を計算し、その位置を画面上のエッジ
E₁とする。

【００４４】測定エリアA 内でのエッジE₁の位置が決ま
れば、図１２の(III) に示す如く画面の特定位置、例え
ば中央位置C にエッジE₁が写し出されるように、前後駆
動手段12により前後移動枠11を駆動して、ヘッド18、Ｃ
ＣＤカメラ47を後方へと移動させた後、前後位置検出手
段60で検出した前後移動枠11、即ち、ヘッド18の前後方
向の位置を寸法演算手段65に読み込んで記憶する。

【００４５】次に前後駆動により前後移動枠11を前方に
移動させてヘッド18をワークW の前端側の測定位置へと
移動させて、その測定位置で同様にしてワークW の前端
部側をＣＣＤカメラ47により撮像する。この時には、図
１２の(IV)に示すように、ワークW のエッジが右側に位
置する画像V₂が画面に写し出される。そこで、前述と同
様に図１２の(V) に示す如く画面上でエッジE₂を含むよ
うに測定エリアA を設定して、画像処理手段64による画
像処理によって測定エリアA 内の明暗のコントラストの
大きい位置を計算し、その位置を画面上のエッジE₂とす
る。

【００４６】そして、測定エリアA 内でのエッジE₂の位
置が決まれば、前述と同様に図１２の(VI)に示す如く画
面の中央位置C にエッジE₂が合うように、前後駆動手段
12により前後移動枠11を駆動して、ヘッド18、ＣＣＤカ
メラ47を前方へと移動させた後、前後位置検出手段60で
検出したヘッド18の前後方向の位置を寸法演算手段65に
読み込んで記憶する。

【００４７】このようにしてワークW の前後のエッジE
_1,E₂を画面の中央位置C に合わせて、その時のヘッド1
8の前後位置を夫々読み込むと、寸法演算手段65が両エ
ッジE_1,E₂位置間の差を、即ち、ワークW の前後方向の
寸法L₁を演算して記憶する。なお、この演算結果は、必
要に応じて画像表示手段63の画面に表示する。

【００４８】従って、測定エリアA 内でワークW の各エ
ッジE_1,E₂を捉えた後、そのエッジE_1,E₂を画面の中央
位置C に合わせて、その時の各ヘッド18の前後位置を読
み込んで、両者の差を演算してワークW の寸法L₁を求め
ることにより、寸法測定が非常に容易であり、また測定
精度も向上する。このためワークW の寸法L₁を容易に精
度良く測定することが可能である。

【００４９】ワークW の反対側の前後方向の寸法又は上
下方向の寸法を測定する場合には、旋回駆動手段5 によ
り旋回台2 を縦軸4 廻りに１８０度旋回させてワークW
の左右を反転させた後、前述と同様にして測定する。そ
して、旋回台2 を旋回させてワークW の左右を反転させ
れば、ヘッド18の姿勢を左右に大きく変更する必要がな
くなると同時に、左右移動枠13を前後移動枠11に沿って
左右に大きく移動させる必要がなくなる。そのため、各
部の構造を簡単にでき、しかも能率的に測定できる。

【００５０】ワークW の各寸法の測定が終了すれば、罫
書き手段19からレーザー光L を発射してワークW の表面
に塗布した罫書き塗料P 上に罫書き線52を入れる罫書き
作業に移行するが、この罫書き作業は次のようにして行
う。

【００５１】即ち、罫書き作業に際しては、ＣＣＤカメ
ラ47によりワークW の所定位置を写して、画像表示手段
63の画面に現れる画像を見ながら、ワークW の測定した
寸法L₁を考慮して、設定手段66によりワークW の基準
面、罫書き線52の起点P₁及び終点P₂を夫々入力し設定す
る。また必要に応じてコメント、ワークW の罫書き番号
等の情報も入力する。なお、この設定手段66で入力した
結果は、画像表示手段63の画面に表示して確認できる。

【００５２】罫書き開始の指令を出すと、補間制御手段
67が設定条件に応じて実際のワークW 上における起点P₁
と終点P₂との間を直線的に結ぶ補間制御指令を駆動制御
手段69へと出力する。このため、駆動制御手段69の制御
により各駆動手段5,12,14,17,22 が作動してヘッド18を
所定姿勢に変更すると共に、そのヘッド18を前後、左
右、上下方向に適宜移動させて罫書き手段19を起点P₁へ
と移動させる。

【００５３】例えば、図１１に示すようにワークW の側
面にその軸心方向と平行に罫書き線52を入れる場合であ
れば、ヘッド18を横向き姿勢にした後、その罫書き手段
19を起点P₁に合わせる。そして、罫書き手段19が起点P₁
に一致すると、距離測定手段21がワークW と罫書き手段
19との距離を測定し、その測定結果に応じて距離制御手
段68が遠近駆動手段23を作動させて、罫書き手段19とヘ
ッド18とが所定距離になるようにヘッド18を遠近方向に
移動させる。

【００５４】次に補間制御手段67からの補間制御指令に
従って駆動制御手段69が各駆動手段5,12,14,17を正転又
は逆転方向に制御し、ヘッド18を起点P₁から終点P₂へと
直線的に移動させると同時に、レーザー発生手段50が作
動して間欠的にレーザー光Lを発生し、罫書き手段19か
らワークW の表面に向かって略垂直方向からレーザー光
L を間欠的に発射する。

【００５５】この時、図８に示すように、レーザー光L
のスポット状の照射跡51が罫書き線52の長手方向に順次
重合又は近接すべく、罫書き手段19の移動速度に応じた
時間間隔で罫書き手段19からレーザー光L を間欠的に発
射させる。そして、このレーザー光L により図９に示す
ようにワークW の罫書き部位に塗布した罫書き塗料Pを
順次焼き飛ばして、ワークW の側面に一本の罫書き線52
を直線状に入れる。

【００５６】罫書き手段19が起点P₁から終点P₂へと移動
する間は、補間制御手段67による補間制御によりヘッド
18を移動させて行く。しかし、この補間制御による移動
中でも、距離測定手段21がレーザー光L をワークW 側に
発射して、常時、罫書き手段19とワークW との距離を検
出しており、図１３に示すようにワークW の表面に凹凸
等があって、罫書き手段19とワークW との距離が変化し
た場合には、その距離の変化を直ちに検出して距離制御
手段68により遠近駆動手段23を作動させて、ヘッド18を
ワークW に対して遠近方向に移動させ、罫書き手段19と
ワークW とを常時一定の距離に保ち、略一定幅の罫書き
線52でワークW を罫書く。

【００５７】ワークW の罫書き作業が終わると、ワーク
W 番号を付加してデーターを保存し、また出入り口31を
開けて旋回台2 上のワークW を搬出する。同じ形状のワ
ークW を続けて罫書く場合には、先のワークW を基準と
して全てのデータが既に保存されているので、旋回台2
上にワークW を同じ状態で載置した後、測定開始の指令
を出すと、ヘッド18が自動的に移動してそのワークW の
寸法L₁を自動的に測定し、罫書き番号を呼び出して自動
的に罫書きを行う。

【００５８】このようにＣＣＤカメラ47でワークW を撮
像する場合、側部照明灯35によりワークW を左側から照
明すると共に、上部照明灯37によりワークW を上側から
照明し、更に隅部照明灯38により斜め上からワークW を
照明すれば、ＣＣＤカメラ47でワークW を左側、上側の
何れから撮像しても、ワークW の影の発生を防止するこ
とができる。

【００５９】また作業領域を防護板24,25,26で取り囲
み、その内側で照明灯35,37,38によりワークW を照明し
ているため、防護板24,25,26によって照明光の拡散を防
止でき、ワークW を確実に照明できる。しかも、防護板
24,25,26、ブラインド30の内側には、反射防止層24a,25
a,26a を設ける等の反射防止処置を講じているため、防
護板24,25,26、ブラインド30で作業領域を取り囲んでい
るにも拘わらず、照明灯35,37,38の照明光が防護板24,2
5,26等で反射してＣＣＤカメラ47による撮像に悪影響を
及ぼすことがなく、ＣＣＤカメラ47によりワークW を確
実且つ鮮明に捉えることができる。

【００６０】更に左右の前後案内枠6 に沿って前後に移
動する前後移動枠11に、ＣＣＤカメラ47と上部照明灯37
とを設けているため、ＣＣＤカメラ47でワークW を側方
又は上方の何れから撮像する場合にも、上部照明灯37に
よりＣＣＤカメラ47の近傍でワークW の測定部位を照明
でき、各照明灯35,37,38によるワークW の照明効果が著
しく向上する。従って、ＣＣＤカメラ47によりワークW
を確実に捉え得ると同時に、各照明灯35,37,38を全て固
定した場合に比較して照明能力の小さいものを使用して
測定部位を効率的に照明でき、照明灯35,37,38による無
駄な電力の消費を防止できる。

【００６１】また作業領域を取り囲む防護板24,25,26、
ブラインド30には黒色に塗装する等の反射防止層24a,25
a,26a を設け、しかもワークW には白色系の罫書き塗料
P を塗布しているため、各照明灯35,37,38からの照明光
が防護板24,25,26等で反射し難くなり、ワークW とその
背景部分とのコントラストをより鮮明にでき、ワークW
をＣＣＤカメラ47により確実に撮像できる。

【００６２】ワークW の寸法測定時には各照明灯35,37,
38によりワークW を照明し、また罫書き時には罫書き手
段19からレーザー光L を発射して罫書くが、作業領域を
取り囲むように防護板24,25,26があり、その出入り口31
をブラインド30で閉じるようにしているため、本装置を
機械加工工場内で機械加工機の近傍に設置した場合で
も、その照明光、レーザー光L による周囲への影響を防
止でき、工場内の少ないスペースを有効に利用できる。

【００６３】出入り口31から作業領域の上側を開放状に
構成しているため、ワークW が重量物の場合には、クレ
ーン等によりワークW を旋回台2 上に搬入し、又は旋回
台2上のワークW を搬出することができる。従って、作
業領域を防護板24,25,26で取り囲んでいるにも拘わら
ず、ワークW の般入、搬出作業を容易且つ安全に行うこ
とができる。

【００６４】特に出入り口31はブラインド30で塞ぐよう
にしているが、そのブラインド30は基台1 の下側の巻き
取り手段32から上側に引き出して出入り口31を塞ぐ構造
であるため、ワークW の出し入れにブラインド30が邪魔
になることもなく、また出入り口31から出入りする時
に、巻き取り手段32を損傷するようなこともない。

【００６５】罫書き手段19、ＣＣＤカメラ48等を装着し
たヘッド18を支持する前後移動枠11は、その両端が前後
案内枠6 により両持ち状に支持されているため、前後移
動枠11の長さを大にした場合にも、ヘッド18のグラツキ
等を防止でき、罫書き手段19、ＣＣＤカメラ48を移動さ
せた時の位置的安定性が向上する。しかも、一対の前後
案内枠6 で前後移動枠11を両持ち状に支持する構造であ
るにも拘わらず、前後案内枠6 が作業領域内で出入り口
31の左右両側にあるため、この前後案内枠6 がワークW
の出し入れの邪魔になることもない。

【００６６】罫書き手段19からレーザー光L を間欠的に
発射して罫書き線52を入れるため、レーザー光L のエネ
ルギーを大にしてスポット径を小さくしても、それによ
ってワークW の表面を損傷することがなく、レーザー光
L によるワークW の熱影響を防止しながら、その表面を
シャープに罫書くことが可能である。

【００６７】またレーザー光L のスポット状の照射跡51
が罫書き線52の長手方向に順次重合又は近接するよう
に、罫書き手段19の移動速度とレーザー光L を発射する
時間間隔とを合わせているので、レーザー光L を間欠的
に発射して罫書くにも拘わらず、そのレーザー光L によ
り連続状又はそれに非常に近い罫書き線52を入れること
ができる。

【００６８】しかも、レーザー光L によりワークW の表
面に塗布した罫書き塗料P を順次焼き飛ばして罫書くた
め、罫書き塗料P の表面を熱によって変色させて罫書く
場合のように特別な罫書き塗料P を使用する必要がな
く、市販の極く一般的な罫書き塗料P を使用することが
できる。

【００６９】更にレーザー光L で罫書き塗料P を順次焼
き飛ばして罫書くため、レーザー光L を間欠的に発射す
ることにより、エネルギーが大でスポット径の小さいレ
ーザー光L を発射できることと相俟って、罫書き塗料P
の表面を熱によって変色させて罫書く場合に比較して、
非常にシャープで細く鮮明な罫書き線52を入れることが
でき、仕上がり状態の良い罫書き作業が可能である。

【００７０】以上、本発明の一実施形態について詳細に
説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるもので
はない。例えば、光学的測定手段20はワークW を撮影で
きるものであれば良く、ＣＣＤカメラ47以外のカメラを
使用することも可能である。

【００７１】また作業領域内に設置する装置として、ワ
ークW の寸法を測定して罫書く自動罫書き装置を例示し
たが、これは照明灯37によりワークW を照明して寸法を
光学的に測定する寸法測定装置であっても良い。寸法測
定装置は、ワークW の３次元方向の寸法を測定するもの
の他、１次元方向、２次元方向の寸法を測定するもので
あっても良い。ブラインド30は、出入り口31を開閉自在
に塞ぐものであれば良い。

【００７２】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、光学
的測定手段20をワークW に対して相対的に移動させて、
この光学的測定手段20によりワークW を測定するように
した光学的測定装置において、光学的測定手段20及びワ
ークW を含む作業領域の外側に、この作業領域を取り囲
むように防護板24,25,26を設け、この防護板24,25,26の
内側に、光学的測定手段20によりワークW を測定する測
定方向側からワークW に対して照明光を照射して照明す
る照明灯35,37,38を設けると共に、防護板24,25,26の内
面に、照明光の反射を防止する反射防止層24a,25a,26a
を設けているので、工場内等のスペースを有効に利用し
て設置できると共に、照明光による周囲への影響を防止
しながらも、照明灯35,37,38によりワークW を十分に照
明でき、光学的測定手段20によるワークW の測定作業を
安全且つ能率的に行うことができる。特に防護板24,25,
26によって作業領域を取り囲む一方、その内面に反射防
止層24a,25a,26a を設けて照明光の反射を防止するよう
にしているので、作業領域内の明るさを大にできると同
時に、照明光の反射による光学的測定手段20への悪影響
を防止できる。

【００７３】請求項２に記載の本発明によれば、請求項
１に記載の発明において、作業領域の出入り口31の上側
から作業領域の上側を開放状に構成し、出入り口31の下
側に、上側に引き上げて出入り口31を塞ぐブラインド30
を出し入れ自在に設けているので、ブラインド30により
出入り口31からの照明光の拡散を防止できると共に、出
入り口31から作業領域に対するワークW の出し入れをク
レーン等を使用して容易に行うことができる。

【００７４】請求項３に記載の本発明によれば、請求項
１又は２に記載の発明において、作業領域内で出入り口
31の左右両側に前後案内枠6 を設け、この両前後案内枠
6 に沿って移動する前後移動枠11を左右の前後案内枠6
間に架設し、この前後移動枠11に、所定方向に移動自在
な光学的測定手段20と、ワークW を上側から照明する照
明灯37とを設けているので、前後案内枠6 がワークW の
出し入れの邪魔になることなく、その前後案内枠6 によ
り前後移動枠11の両端を確実に案内でき、また光学的測
定手段20が移動しても、前後移動枠11側の照明灯37によ
りその近傍でワークW を照明できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す装置全体の斜視図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態を示す装置全体の正面断面
図である。

【図３】本発明の一実施形態を示す装置全体の側面断面
図である。

【図４】本発明の一実施形態を示す装置全体の平面断面
図である。

【図５】本発明の一実施形態を示すヘッド部の側面断面
図である。

【図６】本発明の一実施形態を示すヘッド部の平面図で
ある。

【図７】本発明の一実施形態を示すレーザー光発射系の
説明図である。

【図８】本発明の一実施形態を示す罫書き状態の説明図
である。

【図９】本発明の一実施形態を示す罫書き状態の説明図
である。

【図１０】本発明の一実施形態を示す制御系のブロック
図である。

【図１１】本発明の一実施形態を示す測定及び罫書き作
業の説明図である。

【図１２】本発明の一実施形態を示す測定時のエッジ検
出方法の説明図である。

【図１３】本発明の一実施形態を示す罫書き作業の説明
図である。

【符号の説明】

6 前後案内枠 11 前後移動枠 20 光学的測定手段 24,25,26 防護板 24a,25a,26a 反射防止層 30 ブラインド 31 出入り口 35 側部照明灯 37 上部照明灯 38 隅部照明灯 W ワーク

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−142417（ＪＰ，Ａ) 特開平７−9364（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的測定手段(20)をワーク(W) に対し
て相対的に移動させて、この光学的測定手段(20)により
ワーク(W) を測定するようにした光学的測定装置におい
て、光学的測定手段(20)及びワーク(W) を含む作業領域
の外側に、この作業領域を取り囲むように防護板(24)(2
5)(26)を設け、この防護板(24)(25)(26)の内側に、光学
的測定手段(20)によりワーク(W) を測定する測定方向側
からワーク(W) に対して照明光を照射して照明する照明
灯(35)(37)(38)を設けると共に、防護板(24)(25)(26)の
内面に、照明光の反射を防止する反射防止層(24a)(25a)
(26a) を設けたことを特徴とする光学的測定装置。
【請求項２】作業領域の出入り口(31)の上側から作業
領域の上側を開放状に構成し、出入り口(31)の下側に、
上側に引き上げて出入り口(31)を塞ぐブラインド(30)を
出し入れ自在に設けたことを特徴とする請求項１に記載
の光学的測定装置。
【請求項３】作業領域内で出入り口(31)の左右両側に
前後案内枠(6) を設け、この両前後案内枠(6) に沿って
移動する前後移動枠(11)を左右の前後案内枠(6) 間に架
設し、この前後移動枠(11)に、所定方向に移動自在な光
学的測定手段(20)と、ワーク(W) を上側から照明する照
明灯(37)とを設けたことを特徴とする請求項１又は２に
記載の光学的測定装置。