JP6358040B2 - Method for detecting optimum measurement position of inner diameter measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting an optimum measurement position of an inner diameter measuring device that measures the inner diameter of a hole to be measured.

非接触式の内径測定装置は、被測定穴内にセンサ本体を挿入し、センサ本体から被測定穴の内周面に光を照射し、この内周面を反射する反射光を受光して、反射光の大きさに基づいて被測定穴の内径を求めている。そして、被測定穴の内径の測定精度を高めるためには、被測定穴の中心とセンサ本体の中心とが可能な限り一致している必要がある。そのため、センサ本体を移動機構によって微小量ずつ移動させながら、被測定穴の中心とセンサ本体の中心とを合わせている。   The non-contact type inner diameter measuring device inserts the sensor body into the hole to be measured, irradiates the inner peripheral surface of the hole to be measured from the sensor body, receives the reflected light reflected from the inner peripheral surface, and reflects it. The inner diameter of the hole to be measured is obtained based on the size of light. In order to increase the measurement accuracy of the inner diameter of the hole to be measured, it is necessary that the center of the hole to be measured and the center of the sensor body match as much as possible. For this reason, the center of the hole to be measured is aligned with the center of the sensor body while the sensor body is moved by a minute amount by the moving mechanism.

例えば、特許文献1の管状製品の内壁の光学検査装置においては、レーザ光を管状製品の内壁に照射し、内壁を反射する像をビデオカメラによって撮影して、管状製品の内壁を検査することが開示されている。この光学検査装置においては、管状製品内に挿入されるプローブハウジング内に、レーザ光を管状製品の内壁に照射するパターン発生手段と、管状製品の内壁を反射するレーザ光を撮影する電子カメラとが設けられている。   For example, in the optical inspection apparatus for the inner wall of a tubular product disclosed in Patent Document 1, the inner wall of the tubular product is inspected by irradiating the inner wall of the tubular product with a laser beam and taking an image reflecting the inner wall with a video camera. It is disclosed. In this optical inspection apparatus, a pattern generating means for irradiating the inner wall of the tubular product with laser light in a probe housing inserted into the tubular product, and an electronic camera for photographing the laser light reflected on the inner wall of the tubular product are provided. Is provided.

特開平10−197215号公報JP-A-10-197215

しかしながら、上記内径測定装置等においては、被測定穴の中心に、センサ本体の中心を合わせるための特別な工夫はなされていない。この被測定穴の中心にセンサ本体の中心が合う、内径測定装置の最適測定位置は、反射光が、円形状の全周にほぼ均等に映し出されるように、作業者が感覚に基づいて移動機構を操作している。そのため、内径測定装置が最適測定位置にあるか否かは作業者の感覚に依存しており、被測定穴の内径の測定精度を高めるためには更なる工夫が必要となる。   However, in the inner diameter measuring device or the like, no special device for aligning the center of the sensor body with the center of the hole to be measured has been made. The optimum measuring position of the inner diameter measuring device, where the center of the sensor body is aligned with the center of the hole to be measured, is a moving mechanism based on the sensation of the operator so that the reflected light is projected almost uniformly on the entire circumference of the circle. Is operating. Therefore, whether or not the inner diameter measuring device is at the optimum measurement position depends on the operator's sense, and further improvement is required to increase the measurement accuracy of the inner diameter of the hole to be measured.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる内径測定装置の最適測定位置の検出方法を提供しようとして得られたものである。   The present invention has been made in view of such a background, can improve the measurement accuracy of the inner diameter of the hole to be measured by the inner diameter measuring device, and can greatly reduce the time for measuring the inner diameter of the hole to be measured. It was obtained in an attempt to provide a method for detecting the optimum measurement position of a measuring device.

本発明の一態様は、被測定物に設けられた被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法であって、
上記内径測定装置は、上記被測定穴の内周面の全周に光を照射する発光部、及び該発光部から照射されて上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を受光する受光部を有するセンサ本体と、
上記受光部によって受光した上記反射光の大きさに基づいて上記被測定穴の内径を求める演算部と、
上記被測定穴に上記センサ本体が配置される位置を、上記被測定穴の測定平面内における縦方向及び横方向に移動させる移動機構と、を備えており、
上記被測定穴の中心に対する上記センサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を検出するに当たって、
上記移動機構によって上記センサ本体を、複数の測定位置に順次移動させ、かつ、該複数の測定位置において、上記発光部から上記被測定穴の内周面の全周に光を照射して、上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を上記受光部によって受光するとともに、該受光部によって受光した上記反射光の輝度に基づく輝度評価値を求め、
上記複数の測定位置における上記輝度評価値に基づいて上記最適測定位置を求めることを特徴とする内径測定装置の最適測定位置の検出方法にある。
One aspect of the present invention is a method for detecting an optimum measurement position of an inner diameter measuring device that measures the inner diameter of a hole to be measured provided in an object to be measured.
The inner diameter measuring device includes a light emitting unit that irradiates light on the entire inner peripheral surface of the hole to be measured, and reflected light that is irradiated from the light emitting unit and reflected from the entire inner peripheral surface of the hole to be measured. A sensor body having a light receiving portion for receiving light; and
A calculation unit for obtaining an inner diameter of the hole to be measured based on the size of the reflected light received by the light receiving unit;
A moving mechanism for moving a position at which the sensor body is disposed in the measurement hole in a vertical direction and a horizontal direction in a measurement plane of the measurement hole ;
In detecting the optimum measurement position where the center of the sensor body matches the center of the hole to be measured with a predetermined accuracy,
The sensor body is sequentially moved to a plurality of measurement positions by the moving mechanism, and light is emitted from the light emitting unit to the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole to be measured at the plurality of measurement positions. The reflected light reflected from the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole to be measured is received by the light receiving unit, and a luminance evaluation value based on the luminance of the reflected light received by the light receiving unit is obtained,
In the method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring apparatus, the optimum measurement position is obtained based on the luminance evaluation values at the plurality of measurement positions.

上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法は、被測定穴の中心に対するセンサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を、コンピュータを用いて客観的かつ合理的に検出することができるものである。
具体的には、最適測定位置を検出するに当たって、複数の測定位置について、被測定穴の穴径の測定を行う際の輝度評価値を求める。輝度評価値は、受光部によって受光される反射光の輝度の大きさに基づく値であり、輝度評価値が大きいほど、センサ本体の中心が被測定穴の中心に近いことを意味する。また、反射光の輝度とは、反射光の明るさのことを意味する。そして、複数の測定位置における輝度評価値に基づいて最適測定位置を求める。
The method for detecting the optimum measurement position of the above inner diameter measuring device can objectively and rationally detect the optimum measurement position where the center of the sensor body is aligned with the center of the hole to be measured with a predetermined accuracy using a computer. It is.
Specifically, in detecting the optimum measurement position, a luminance evaluation value when measuring the hole diameter of the hole to be measured is obtained for a plurality of measurement positions. The luminance evaluation value is a value based on the luminance level of the reflected light received by the light receiving unit. The larger the luminance evaluation value, the closer the center of the sensor body is to the center of the hole to be measured. Moreover, the brightness | luminance of reflected light means the brightness of reflected light. Then, the optimum measurement position is obtained based on the luminance evaluation values at the plurality of measurement positions.

そのため、上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法においては、被測定穴の中心に対するセンサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を、作業者の感覚に依存せず、客観的かつ合理的に検出することができる。そして、最適測定位置において内径測定装置による被測定穴の内径の測定が行われることにより、その測定精度を向上させることができる。
また、輝度評価値の算出は、コンピュータによるセンサ本体及び移動機構の動作を利用して行うことができる。これにより、内径測定装置によって被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
Therefore, in the method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring device, the optimum measurement position where the center of the sensor body is aligned with the center of the hole to be measured with a predetermined accuracy is not dependent on the operator's sense but is objective and rational. Can be detected automatically. Then, the measurement accuracy can be improved by measuring the inner diameter of the hole to be measured by the inner diameter measuring device at the optimum measurement position.
Further, the luminance evaluation value can be calculated using the operation of the sensor main body and the moving mechanism by the computer. Thereby, the time which measures the internal diameter of a to-be-measured hole with an internal diameter measuring apparatus can be shortened very much.

それ故、上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法によれば、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。   Therefore, according to the method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring device, the measurement accuracy of the inner diameter of the hole to be measured by the inner diameter measuring device can be improved, and the time for measuring the inner diameter of the hole to be measured is extremely shortened. be able to.

実施例にかかる、内径測定装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the internal diameter measuring apparatus concerning an Example. 実施例にかかる、段階的に小さく設定される測定領域を示す説明図。Explanatory drawing which shows the measurement area | region which becomes small gradually according to an Example. 実施例にかかる、測定領域が設定される際の中心を示す説明図。Explanatory drawing which shows the center at the time of a measurement area | region setting concerning an Example. 実施例にかかる、受光部に映し出された反射光について、複数の周方向位置に設定される仮想線を示し、選出画素を選出する状態を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows the virtual line set to several circumferential direction position, and typically shows the state which selects a selection pixel about the reflected light projected on the light-receiving part concerning an Example. 実施例にかかる、内径測定装置の最適測定位置の検出方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the detection method of the optimal measurement position of the internal diameter measuring apparatus concerning an Example. 実施例にかかる、選出画素を選出する他の方法を示す説明グラフ。FIG. 6 is an explanatory graph showing another method for selecting a selected pixel according to an embodiment. 実施例にかかる、(a)第1測定領域における各測定位置を示す説明図、(b)第1測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。(A) Explanatory drawing which shows each measurement position in a 1st measurement area | region concerning an Example, (b) The graph which shows the result of having calculated | required the luminance evaluation value of each measurement position in a 1st measurement area | region. 実施例にかかる、(a)第2測定領域における各測定位置を示す説明図、(b)第2測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。(A) Explanatory drawing which shows each measurement position in a 2nd measurement area | region concerning an Example, (b) The graph which shows the result of having calculated | required the luminance evaluation value of each measurement position in a 2nd measurement area | region. 実施例にかかる、(a)第3測定領域における各測定位置を示す説明図、(b)第3測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。(A) Explanatory drawing which shows each measurement position in a 3rd measurement area | region concerning an Example, (b) The graph which shows the result of having calculated | required the luminance evaluation value of each measurement position in a 3rd measurement area | region. 実施例にかかる、(a)第4測定領域における各測定位置を示す説明図、(b)第4測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。(A) Explanatory drawing which shows each measurement position in a 4th measurement area | region concerning an Example, (b) The graph which shows the result of having calculated | required the luminance evaluation value of each measurement position in a 4th measurement area | region. 実施例にかかる、第1〜第4測定領域における輝度評価値の算出結果をまとめたグラフ。The graph which put together the calculation result of the brightness | luminance evaluation value in the 1st-4th measurement area | region concerning an Example. 実施例にかかる、第1〜第4測定領域における各測定位置において被測定穴の半径の測定を行った結果を示すグラフ。The graph which shows the result of having measured the radius of the to-be-measured hole in each measurement position in the 1st-4th measurement area | region concerning an Example.

上述した内径測定装置の最適測定位置の検出方法における好ましい実施の形態について説明する。
上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法においては、上記移動機構によって上記センサ本体を、所定の領域において上記縦方向及び横方向に所定のピッチで設定した上記複数の測定位置に順次移動させて、上記輝度評価値を求める評価ステップと、上記複数の測定位置のうちの上記輝度評価値が最大となる測定位置を、輝度最大測定位置として選出する選出ステップとを行い、かつ上記輝度最大測定位置を中心にして上記測定領域を順次狭くするとともに、該測定領域において上記縦方向及び横方向に上記複数の測定位置を設定するピッチを順次小さくして、上記評価ステップ及び上記選出ステップを繰り返し行い、その後、上記輝度最大測定位置における上記輝度評価値と、上記輝度評価値が2番目に大きい測定位置における上記輝度評価値との差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置を上記最適測定位置とする検出ステップを行うことが好ましい。
A preferred embodiment of the above-described method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring apparatus will be described.
In the method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring apparatus, the sensor body is sequentially moved to the plurality of measurement positions set at a predetermined pitch in the vertical direction and the horizontal direction in a predetermined area by the moving mechanism. An evaluation step for obtaining the luminance evaluation value, and a selection step for selecting a measurement position having the maximum luminance evaluation value among the plurality of measurement positions as the luminance maximum measurement position, and the luminance maximum measurement position. The measurement area is narrowed sequentially around the center, the pitch for setting the plurality of measurement positions in the vertical direction and the horizontal direction in the measurement area is sequentially reduced, and the evaluation step and the selection step are repeated. Thereafter, the luminance evaluation value at the maximum luminance measurement position and the luminance at the measurement position where the luminance evaluation value is the second largest. When the difference between the value becomes within a predetermined value, the luminance maximum measurement position it is preferable to perform the detection step of the above optimum measurement position.

この場合には、最適測定位置を検出するに当たって、評価ステップ及び検出ステップを繰り返し行う。評価ステップにおいては、所定の測定領域を縦方向及び横方向に所定のピッチで区画した複数の測定位置について、被測定穴の穴径の測定を行う際の輝度評価値を求める。また、選出ステップにおいては、複数の測定位置のうち、輝度評価値が最大となる輝度最大測定位置を選出する。そして、輝度最大測定位置を中心にして測定領域を狭くするとともに、測定領域において複数の測定位置を設定するピッチを小さくして、評価ステップ及び選出ステップを行う。   In this case, in detecting the optimum measurement position, the evaluation step and the detection step are repeated. In the evaluation step, a luminance evaluation value when measuring the hole diameter of the hole to be measured is obtained for a plurality of measurement positions obtained by dividing the predetermined measurement region in the vertical and horizontal directions at a predetermined pitch. In the selection step, the luminance maximum measurement position that maximizes the luminance evaluation value is selected from among the plurality of measurement positions. Then, the measurement area is narrowed around the maximum luminance measurement position, and the pitch for setting a plurality of measurement positions in the measurement area is reduced, and the evaluation step and the selection step are performed.

また、評価ステップ及び選出ステップは、検出ステップが行われる条件が満たされるまで、測定領域及びピッチを順次小さくして繰り返し行われる。そして、検出ステップにおいては、輝度最大測定位置における輝度評価値と、輝度評価値が2番目に大きい測定位置における輝度評価値との差が所定値以内になったときに、当該輝度最大測定位置を最適測定位置とする。
これにより、最適測定位置を求める精度を向上させることができ、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度をさらに向上させることができる。
Further, the evaluation step and the selection step are repeatedly performed with the measurement area and the pitch being sequentially reduced until the condition for performing the detection step is satisfied. In the detection step, when the difference between the luminance evaluation value at the maximum luminance measurement position and the luminance evaluation value at the measurement position having the second highest luminance evaluation value is within a predetermined value, the maximum luminance measurement position is determined. The optimum measurement position.
Thereby, the precision which calculates | requires an optimal measurement position can be improved, and the measurement precision of the internal diameter of the to-be-measured hole by an internal diameter measuring apparatus can further be improved.

また、上記受光部は、光を受光する複数の画素を有し、該複数の画素のそれぞれが輝度の大きさを段階的に検出可能に構成されたデジタルカメラからなり、上記輝度評価値は、上記受光部における複数の画素において、上記被測定穴の穴形状に沿った略円形状の上記反射光の中心の回りに所定の角度間隔で並ぶ複数の周方向位置において、上記反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素のうちの最も輝度が大きい画素、又は上記仮想線上に位置する複数の画素の輝度を積分した図形の重心に位置する画素を、選出画素としてそれぞれ選出し、上記複数の選出画素における輝度の平均値と、上記複数の選出画素における輝度の最大値から上記複数の選出画素における輝度の最小値を差し引いた輝度の差分値とに基づいて求めてもよい。   The light receiving unit includes a plurality of pixels that receive light, and each of the plurality of pixels includes a digital camera configured to detect the magnitude of the luminance stepwise. In the plurality of pixels in the light receiving unit, from the center of the reflected light at a plurality of circumferential positions arranged at predetermined angular intervals around the center of the reflected light having a substantially circular shape along the hole shape of the hole to be measured. The pixel with the highest luminance among the plurality of pixels located on the virtual line extending in the radial direction, or the pixel located at the center of gravity of the figure obtained by integrating the luminance of the plurality of pixels located on the virtual line is selected as the selected pixel. And a luminance difference value obtained by subtracting the minimum luminance value of the plurality of selected pixels from the maximum luminance value of the plurality of selected pixels. It may be.

反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素から選出画素を選出することにより、輝度評価値の算出が容易になる。また、複数の選出画素における輝度の平均値、及び複数の選出画素における輝度の差分値を用いることにより、輝度評価値の算出精度を向上させることができる。なお、輝度評価値は、輝度の平均値が大きいほど大きく算出され、輝度の差分値が小さいほど大きく算出される。
また、複数の選出画素における輝度の最大値とは、複数の選出画素のうちの輝度が最大となる選出画素の輝度のことをいい、複数の選出画素における輝度の最小値とは、複数の選出画素のうちの輝度が最小となる選出画素の輝度のことをいう。
By selecting a selected pixel from a plurality of pixels located on a virtual line extending in the radial direction from the center of the reflected light, the luminance evaluation value can be easily calculated. Moreover, the calculation accuracy of the luminance evaluation value can be improved by using the average value of the luminance in the plurality of selected pixels and the difference value of the luminance in the plurality of selected pixels. Note that the luminance evaluation value is calculated to be larger as the average value of luminance is larger, and larger as the difference value of luminance is smaller.
In addition, the maximum luminance value in the plurality of selected pixels refers to the luminance of the selected pixel having the maximum luminance among the plurality of selected pixels, and the minimum luminance value in the plurality of selected pixels refers to the plurality of selected pixels. This means the luminance of the selected pixel having the minimum luminance among the pixels.

また、上記輝度評価値Xは、上記複数の選出画素における輝度の平均値をLa、上記複数の選出画素における輝度の最大値をL1、上記複数の選出画素における輝度の最小値をL2としたとき、X=La/(L1−L2)に基づいて求めてもよい。   Further, the luminance evaluation value X is obtained when the average luminance value of the plurality of selected pixels is La, the maximum luminance value of the plurality of selected pixels is L1, and the minimum luminance value of the plurality of selected pixels is L2. X = La / (L1-L2).

輝度評価値Xを、輝度の平均値Laにのみ基づいて求めると、被測定穴の中心に対してセンサ本体の中心が偏心している場合においても、部分的に輝度が大きい選出画素によって、輝度評価値Xが大きくなる可能性がある。一方、輝度評価値Xを、輝度の差分値(L1−L2)にのみ基づいて求めると、複数の選出画素における輝度が全体的に小さい場合であっても、輝度評価値Xが大きくなる場合がある。   When the luminance evaluation value X is obtained based only on the average value La of the luminance, even if the center of the sensor body is decentered with respect to the center of the hole to be measured, the luminance evaluation is performed by the selected pixel having a partially high luminance. The value X can be large. On the other hand, when the luminance evaluation value X is obtained based only on the luminance difference value (L1-L2), the luminance evaluation value X may increase even when the luminance of the plurality of selected pixels is generally low. is there.

そこで、輝度評価値Xを、輝度の平均値Laを輝度の差分値(L1−L2)で割った値とすることにより、部分的に輝度が大きい選出画素がある場合には、輝度の平均値Laが大きくなる一方、輝度の差分値(L1−L2)も大きくなり、輝度評価値Xは小さくなる。また、輝度評価値Xを、輝度の平均値Laを輝度の差分値(L1−L2)で割った値とすることにより、複数の選出画素における輝度が全体的に小さい場合には、輝度の差分値(L1−L2)が小さくなる一方、輝度の平均値Laも小さくなり、輝度評価値Xは小さくなる。   Therefore, by setting the luminance evaluation value X to a value obtained by dividing the luminance average value La by the luminance difference value (L1-L2), if there is a selected pixel having a partially high luminance, the luminance average value While La increases, the luminance difference value (L1-L2) also increases, and the luminance evaluation value X decreases. Further, when the luminance evaluation value X is a value obtained by dividing the luminance average value La by the luminance difference value (L1-L2), the luminance difference is obtained when the luminance of the plurality of selected pixels is small as a whole. While the value (L1-L2) decreases, the average luminance value La also decreases, and the luminance evaluation value X decreases.

そして、被測定穴の中心に対してセンサ本体の中心がほとんど合っている場合には、輝度の平均値Laが大きくなって、かつ輝度の差分値(L1−L2)が小さくなり、相乗的に輝度評価値Xが大きくなる。そのため、上記X=La/(L1−L2)に基づいて輝度評価値を求めることにより、輝度評価値の算出精度をより一層向上させることができる。   When the center of the sensor body is almost aligned with the center of the hole to be measured, the luminance average value La increases and the luminance difference value (L1-L2) decreases, synergistically. The brightness evaluation value X increases. Therefore, the calculation accuracy of the luminance evaluation value can be further improved by obtaining the luminance evaluation value based on the above X = La / (L1-L2).

以下に、内径測定装置の最適測定位置の検出方法にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の内径測定装置1は、図1に示すように、被測定物5に設けられた被測定穴51の内径を測定する装置である。内径測定装置1は、センサ本体2、演算部41及び移動機構3を備えている。センサ本体2は、被測定穴51の内周面の全周に光C1を照射する発光部21と、発光部21から照射されて被測定穴51の内周面の全周を反射する反射光C2を受光する受光部22とを有している。演算部41は、受光部22によって受光した反射光C2の大きさに基づいて被測定穴51の内径を求めるよう構成されている。移動機構3は、被測定穴51にセンサ本体2が配置される位置を縦方向L及び横方向Wに移動させるよう構成されている。
Embodiments according to the method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring device will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the inner diameter measuring apparatus 1 of this example is an apparatus that measures the inner diameter of a measurement hole 51 provided in the measurement object 5. The inner diameter measuring device 1 includes a sensor main body 2, a calculation unit 41, and a moving mechanism 3. The sensor body 2 has a light emitting unit 21 that irradiates the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured with the light C <b> 1, and reflected light that is irradiated from the light emitting unit 21 and reflects the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured And a light receiving unit 22 for receiving C2. The calculation unit 41 is configured to obtain the inner diameter of the hole 51 to be measured based on the magnitude of the reflected light C2 received by the light receiving unit 22. The moving mechanism 3 is configured to move the position where the sensor body 2 is disposed in the hole 51 to be measured in the vertical direction L and the horizontal direction W.

最適測定位置Yの検出方法においては、被測定穴51の中心に対するセンサ本体2の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置Yを検出するに当たって、評価ステップ、選出ステップ、検出ステップを行う。
評価ステップにおいては、図2、図3に示すように、移動機構3によってセンサ本体2を、所定の測定領域7において縦方向L及び横方向Wに所定のピッチPで設定した複数の測定位置71に順次移動させる。また、複数の測定位置71において、発光部21から被測定穴51の内周面の全周に光C1を照射して、被測定穴51の内周面の全周を反射する反射光C2を受光部22によって受光するとともに、受光部22によって受光した反射光C2の輝度評価値Xを求める。また、選出ステップにおいては、複数の測定位置71のうちの輝度評価値Xが最大となる測定位置71を、輝度最大測定位置71Aとして選出する。
In the method of detecting the optimum measurement position Y, an evaluation step, a selection step, and a detection step are performed when detecting the optimum measurement position Y where the center of the sensor body 2 is aligned with the center of the hole 51 to be measured with a predetermined accuracy.
In the evaluation step, as shown in FIGS. 2 and 3, the sensor body 2 is moved by the moving mechanism 3 to a plurality of measurement positions 71 set at a predetermined pitch P in the vertical direction L and the horizontal direction W in a predetermined measurement region 7. To move sequentially. In addition, at a plurality of measurement positions 71, the light C <b> 1 is irradiated from the light emitting unit 21 to the entire inner peripheral surface of the hole 51 to be measured, and the reflected light C <b> 2 that reflects the entire inner peripheral surface of the hole 51 to be measured While receiving light by the light receiving unit 22, the luminance evaluation value X of the reflected light C2 received by the light receiving unit 22 is obtained. In the selection step, the measurement position 71 having the maximum luminance evaluation value X among the plurality of measurement positions 71 is selected as the maximum luminance measurement position 71A.

そして、同図に示すように、輝度最大測定位置71Aを中心にして測定領域7を順次狭くするとともに、測定領域7において縦方向L及び横方向Wに複数の測定位置71を設定するピッチPを順次小さくして、評価ステップ及び選出ステップを繰り返し行う。その後、検出ステップにおいては、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、輝度評価値Xが2番目に大きい測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置71Aを最適測定位置Yとする。   As shown in the figure, the measurement area 7 is sequentially narrowed around the maximum luminance measurement position 71A, and a pitch P for setting a plurality of measurement positions 71 in the vertical direction L and the horizontal direction W in the measurement area 7 is set. The evaluation step and the selection step are repeated by decreasing the size sequentially. Thereafter, in the detection step, when the difference between the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A and the luminance evaluation value X at the measurement position 71B at which the luminance evaluation value X is the second largest is within a predetermined value, the luminance The maximum measurement position 71A is the optimum measurement position Y.

まず、内径測定装置1の構成について詳説する。
図1に示すように、本例の内径測定装置1は、被測定物5における、機械加工等を行った被測定穴51の内径を、この被測定穴51の内周面に接触しないで測定する非接触式の測定装置である。
センサ本体2における発光部21は、ガラス管20の内部に配置されている。発光部21は、ガラス管20の中間位置に配置された光源211と、ガラス管20の先端位置に配置された円錐ミラー212とによって構成されている。円錐ミラー212は、光源211からガラス管20の中心軸線に沿って出射される光を、直角に屈折させて被測定穴51の内周面に照射するよう構成されている。
First, the configuration of the inner diameter measuring device 1 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the inner diameter measuring apparatus 1 of this example measures the inner diameter of a measured hole 51 in a measured object 5 that has been machined or the like without contacting the inner peripheral surface of the measured hole 51. It is a non-contact type measuring device.
The light emitting unit 21 in the sensor body 2 is disposed inside the glass tube 20. The light emitting unit 21 includes a light source 211 disposed at an intermediate position of the glass tube 20 and a conical mirror 212 disposed at the tip position of the glass tube 20. The conical mirror 212 is configured to refract light emitted from the light source 211 along the central axis of the glass tube 20 at a right angle and irradiate the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured.

センサ本体2における受光部22は、ガラス管20の基端位置に配置されたデジタルカメラによって構成されている。デジタルカメラは、反射光C2を受光する複数の画素6を有しており、複数の画素6のそれぞれが、輝度の大きさを段階的にデジタル値として検出できるよう構成されている。また、被測定穴51は、真円状の穴であり、図4に示すように、受光部22によって受光される反射光C2は、略真円状になる。   The light receiving unit 22 in the sensor main body 2 is configured by a digital camera disposed at the base end position of the glass tube 20. The digital camera has a plurality of pixels 6 that receive the reflected light C2, and each of the plurality of pixels 6 is configured to detect the magnitude of luminance as a digital value step by step. Further, the hole 51 to be measured is a perfect circle, and the reflected light C2 received by the light receiving unit 22 has a substantially perfect circle as shown in FIG.

図1に示すように、内径測定装置1の演算部41は、コンピュータ4によって構築されており、内径測定装置1のセンサ本体2及び移動機構3の動作は、コンピュータ4によって制御される。また、コンピュータ4には、最適測定位置Yの検出方法を実行するための検出演算部42が構築されている。演算部41及び検出演算部42における演算、並びにセンサ本体2及び移動機構3の動作は、同じコンピュータ4を用いて行うことができる。また、コンピュータ4には、モニタ43が接続されており、モニタ43は、受光部22に撮影される略円形状の反射光C2を映し出すよう構成されている。そして、受光部22に撮影される反射光C2を視覚的に捉えることが可能になっている。   As shown in FIG. 1, the calculation unit 41 of the inner diameter measuring device 1 is constructed by a computer 4, and operations of the sensor main body 2 and the moving mechanism 3 of the inner diameter measuring device 1 are controlled by the computer 4. Further, the computer 4 has a detection calculation unit 42 for executing the method for detecting the optimum measurement position Y. Calculations in the calculation unit 41 and the detection calculation unit 42 and operations of the sensor body 2 and the moving mechanism 3 can be performed using the same computer 4. In addition, a monitor 43 is connected to the computer 4, and the monitor 43 is configured to project a substantially circular reflected light C <b> 2 captured by the light receiving unit 22. The reflected light C2 photographed by the light receiving unit 22 can be visually captured.

演算部41は、受光部22によって受光した略円形状の反射光C2の大きさを、複数の画素6における輝度の違いから検知し、この反射光C2の大きさに基づいて被測定穴51の内径を求めるよう構成されている。
図1に示すように、移動機構3は、センサ本体2が取り付けられて移動ヘッド31と、移動ヘッド31を縦方向(測定平面内の縦方向)Lにスライドさせるための縦方向スライド部32と、移動ヘッド31を縦方向Lに直交する横方向(測定平面内の横方向)Wにスライドさせるための横方向スライド部33と、移動ヘッド31を縦方向L及び横方向Wに直交する上下方向Hにスライドさせるための上下方向スライド部34と、縦方向スライド部32、横方向スライド部33及び上下方向スライド部34をそれぞれ駆動するための駆動源(図示略)とを有している。また、移動機構3は、被測定物5が載置されるテーブル35に対して配設されている。
The calculation unit 41 detects the size of the substantially circular reflected light C2 received by the light receiving unit 22 from the difference in luminance in the plurality of pixels 6, and based on the size of the reflected light C2, the calculation unit 41 It is configured to determine the inner diameter.
As shown in FIG. 1, the moving mechanism 3 includes a moving head 31 to which the sensor body 2 is attached, and a vertical sliding portion 32 for sliding the moving head 31 in the vertical direction (vertical direction in the measurement plane) L. A horizontal slide portion 33 for sliding the movable head 31 in a horizontal direction (horizontal direction in the measurement plane) W orthogonal to the vertical direction L, and a vertical direction orthogonal to the vertical direction L and the horizontal direction W. It has a vertical slide part 34 for sliding to H, and a drive source (not shown) for driving the vertical slide part 32, the horizontal slide part 33, and the vertical slide part 34, respectively. Further, the moving mechanism 3 is disposed with respect to a table 35 on which the object to be measured 5 is placed.

次に、内径測定装置1の最適測定位置Yの検出方法、及び作用効果について、図5のフローチャートを参照して詳説する。
最適測定位置Yを検出するに当たっては、評価ステップ及び検出ステップを繰り返し行う。図2に示すように、評価ステップにおいては、所定の第1測定領域7Aにおいて縦方向L及び横方向Wに所定の等間隔のピッチPで設定した複数の測定位置71について、被測定穴51の穴径の測定を行う際の輝度評価値Xを求める。
Next, a method for detecting the optimum measurement position Y of the inner diameter measuring device 1 and the function and effect will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
In detecting the optimum measurement position Y, the evaluation step and the detection step are repeated. As shown in FIG. 2, in the evaluation step, the holes 51 to be measured are measured at a plurality of measurement positions 71 set at predetermined equal intervals P in the vertical direction L and the horizontal direction W in the predetermined first measurement region 7A. A luminance evaluation value X when the hole diameter is measured is obtained.

具体的には、図1に示すように、移動機構3を動作させて、移動ヘッド31に取り付けられたセンサ本体2の先端部201を、テーブル35に載置された被測定物5の被測定穴51に挿入する(図5のステップS1)。このとき、センサ本体2の中心が被測定穴51の中心にできるだけ合うようにする。また、センサ本体2を、被測定穴51内の縦方向L及び横方向Wに移動させることができる範囲内において、センサ本体2を縦方向L及び横方向Wに移動させるための所定の第1測定領域7Aを設定する。   Specifically, as shown in FIG. 1, the moving mechanism 3 is operated so that the tip 201 of the sensor main body 2 attached to the moving head 31 is measured on the object 5 to be measured placed on the table 35. It inserts in the hole 51 (step S1 of FIG. 5). At this time, the center of the sensor body 2 is made to match the center of the hole 51 to be measured as much as possible. Further, a predetermined first for moving the sensor body 2 in the longitudinal direction L and the lateral direction W within a range in which the sensor body 2 can be moved in the longitudinal direction L and the lateral direction W in the hole 51 to be measured. The measurement area 7A is set.

この第1測定領域7Aは、図2に示すように、被測定穴51の中心にできるだけ合わせたセンサ本体2の中心を中心として設定する。また、第1測定領域7Aにおいては、縦方向L及び横方向Wに所定の等間隔のピッチPで複数の測定位置71が設定される。本例においては、縦方向LにおけるピッチPと横方向WにおけるピッチPとを同じにしている。また、本例の第1測定領域7Aにおいては、縦方向Lに5ヵ所及び横方向Wに5ヵ所の合計25ヵ所の測定位置71を設定する。同図においては、各測定位置71に番号1〜25を付している。本例の測定位置71は、センサ本体2の中心を合わせる位置とする。また、所定のピッチPは、移動機構3によってセンサ本体2を縦方向L及び横方向Wに逐次移動させる距離となる。   As shown in FIG. 2, the first measurement region 7 </ b> A is set around the center of the sensor body 2 that matches the center of the hole 51 to be measured as much as possible. In the first measurement region 7A, a plurality of measurement positions 71 are set at predetermined equal intervals P in the vertical direction L and the horizontal direction W. In this example, the pitch P in the vertical direction L and the pitch P in the horizontal direction W are the same. Further, in the first measurement region 7A of this example, a total of 25 measurement positions 71 are set, with 5 in the vertical direction L and 5 in the horizontal direction W. In the figure, each measurement position 71 is numbered 1-25. The measurement position 71 in this example is a position where the center of the sensor body 2 is aligned. In addition, the predetermined pitch P is a distance for sequentially moving the sensor body 2 in the vertical direction L and the horizontal direction W by the moving mechanism 3.

そして、移動機構3によって、複数の測定位置71のうちの第1の測定位置71にセンサ本体2を移動させ(図5のS2)、発光部21から被測定穴51の内周面の全周に光C1を照射して、被測定穴51の内周面の全周を反射する反射光C2を受光部22によって受光する(図5のS3)。このとき、受光部22によって受光した反射光C2の輝度評価値Xを求める。   Then, the sensor body 2 is moved to the first measurement position 71 among the plurality of measurement positions 71 by the moving mechanism 3 (S2 in FIG. 5), and the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured from the light emitting unit 21. The reflected light C2 that reflects the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured is received by the light receiving unit 22 (S3 in FIG. 5). At this time, the luminance evaluation value X of the reflected light C2 received by the light receiving unit 22 is obtained.

この輝度評価値Xの算出に当たっては、図4に示すように、受光部22に映し出されたデジタル画像(複数の画素6)において、被測定穴51の穴形状に沿った略円形状の反射光C2の中心Oの回りにおける複数の周方向位置Dを、所定の角度間隔で設定する。そして、各周方向位置Dにおいて、反射光C2の中心Oから径方向に伸びる仮想線E上に位置する複数の画素6のうちの最も輝度が大きい画素6を、選出画素6Aとしてそれぞれ選出する。これにより、周方向位置Dの数に応じた選出画素6Aが選出される(図5のS4)。   In calculating the luminance evaluation value X, as shown in FIG. 4, in the digital image (a plurality of pixels 6) displayed on the light receiving unit 22, substantially circular reflected light along the hole shape of the hole 51 to be measured. A plurality of circumferential positions D around the center O of C2 are set at predetermined angular intervals. Then, at each circumferential position D, the pixel 6 having the highest luminance among the plurality of pixels 6 located on the virtual line E extending in the radial direction from the center O of the reflected light C2 is selected as the selected pixel 6A. As a result, a selected pixel 6A corresponding to the number of circumferential positions D is selected (S4 in FIG. 5).

次いで、評価ステップにおいては、複数の選出画素6Aにおける輝度の平均値Laを求める。また、複数の選出画素6Aにおける輝度の最大値L1(複数の選出画素6Aのうちの輝度が最大となる選出画素6Aの輝度)と、複数の選出画素6Aにおける輝度の最小値L2(複数の選出画素6Aのうちの輝度が最小となる選出画素6Aの輝度)を検出する。   Next, in the evaluation step, an average value La of the luminance in the plurality of selected pixels 6A is obtained. Further, the maximum luminance value L1 (the luminance of the selected pixel 6A having the highest luminance among the plurality of selected pixels 6A) and the minimum luminance value L2 (the plurality of selected pixels 6A) of the plurality of selected pixels 6A. The luminance of the selected pixel 6A having the minimum luminance among the pixels 6A) is detected.

また、輝度の最大値L1から輝度の最小値L2を差し引いた輝度の差分値(L1−L2)を求める。そして、第1の測定位置71における輝度評価値Xを、X=La/(L1−L2)から求める(図5のS5)。ここで、輝度評価値Xは、受光部22によって受光される反射光C2の輝度の大きさに基づく値であり、輝度評価値Xが大きいほど、センサ本体2の中心が被測定穴51の中心に近いことを意味する。また、反射光C2の輝度とは、反射光C2の明るさのことを意味する。   Also, a luminance difference value (L1-L2) obtained by subtracting the minimum luminance value L2 from the maximum luminance value L1 is obtained. Then, the luminance evaluation value X at the first measurement position 71 is obtained from X = La / (L1-L2) (S5 in FIG. 5). Here, the luminance evaluation value X is a value based on the luminance level of the reflected light C2 received by the light receiving unit 22, and the center of the sensor body 2 is the center of the hole 51 to be measured as the luminance evaluation value X increases. Means close to. Further, the brightness of the reflected light C2 means the brightness of the reflected light C2.

ところで、輝度評価値Xを、輝度の平均値Laにのみ基づいて求めると、被測定穴51の中心に対してセンサ本体2の中心が偏心している場合においても、部分的に輝度が大きい選出画素6Aによって、輝度評価値Xが大きくなる可能性がある。一方、輝度評価値Xを、輝度の差分値(L1−L2)にのみ基づいて求めると、複数の選出画素6Aにおける輝度が全体的に小さい場合であっても、輝度評価値Xが大きくなる場合がある。   By the way, when the luminance evaluation value X is obtained based only on the average value La of luminance, even if the center of the sensor body 2 is decentered with respect to the center of the hole 51 to be measured, a selected pixel having a partially high luminance. The luminance evaluation value X may increase by 6A. On the other hand, when the luminance evaluation value X is obtained based only on the luminance difference value (L1-L2), the luminance evaluation value X is large even when the luminance of the plurality of selected pixels 6A is small as a whole. There is.

そこで、輝度評価値Xを、輝度の平均値Laを輝度の差分値(L1−L2)で割った値とすることにより、部分的に輝度が大きい選出画素6Aがある場合には、輝度の平均値Laが大きくなる一方、輝度の差分値(L1−L2)も大きくなり、輝度評価値Xは小さくなる。また、輝度評価値Xを、輝度の平均値Laを輝度の差分値(L1−L2)で割った値とすることにより、複数の選出画素6Aにおける輝度が全体的に小さい場合には、輝度の差分値(L1−L2)が小さくなる一方、輝度の平均値Laも小さくなり、輝度評価値Xは小さくなる。   Therefore, by setting the luminance evaluation value X to a value obtained by dividing the luminance average value La by the luminance difference value (L1-L2), if there is a selected pixel 6A having a partially high luminance, the luminance average While the value La increases, the luminance difference value (L1-L2) also increases, and the luminance evaluation value X decreases. Further, by setting the luminance evaluation value X to a value obtained by dividing the average luminance value La by the luminance difference value (L1-L2), when the luminance in the plurality of selected pixels 6A is small as a whole, the luminance value While the difference value (L1-L2) decreases, the average luminance value La also decreases, and the luminance evaluation value X decreases.

そして、被測定穴51の中心に対してセンサ本体2の中心がほとんど合っている場合には、輝度の平均値Laが大きくなって、かつ輝度の差分値(L1−L2)が小さくなり、相乗的に輝度評価値Xが大きくなる。そのため、X=La/(L1−L2)の式に基づいて輝度評価値Xを求めることにより、輝度評価値Xの算出精度を大幅に向上させることができる。   When the center of the sensor body 2 is almost aligned with the center of the hole 51 to be measured, the luminance average value La becomes large and the luminance difference value (L1-L2) becomes small, and synergistically. In particular, the luminance evaluation value X increases. Therefore, by calculating the luminance evaluation value X based on the equation X = La / (L1-L2), the calculation accuracy of the luminance evaluation value X can be greatly improved.

次いで、移動機構3によって、複数の測定位置71のうちの第2の測定位置71にセンサ本体2を移動させ(図5のS2)、発光部21から被測定穴51の内周面の全周に光C1を照射して、被測定穴51の内周面の全周を反射する反射光C2を受光部22によって受光する(図5のS3)。このとき、受光部22によって受光した反射光C2の輝度評価値Xを求める。さらに、第3〜第25の測定位置71についても同様に、輝度評価値Xを求める(図5のS2〜S6)。   Next, the sensor body 2 is moved to the second measurement position 71 among the plurality of measurement positions 71 by the moving mechanism 3 (S2 in FIG. 5), and the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured from the light emitting portion 21. The reflected light C2 that reflects the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole 51 to be measured is received by the light receiving unit 22 (S3 in FIG. 5). At this time, the luminance evaluation value X of the reflected light C2 received by the light receiving unit 22 is obtained. Further, the luminance evaluation value X is similarly obtained for the third to twenty-fifth measurement positions 71 (S2 to S6 in FIG. 5).

次いで、選出ステップにおいては、第1測定領域7Aについて、第1〜第25の測定位置71のうち、輝度評価値Xが最大となる輝度最大測定位置71Aと、輝度評価値Xが2番目に大きい2番目測定位置71Bとを選出する(図5のS7)。そして、図2、図3に示すように、輝度最大測定位置71Aを、第1測定領域7Aの次に設定する第2測定領域7Bの中心とする。
また、選出ステップを行った後には、第1測定領域7Aについて、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、2番目測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内であるか否かの判別をする(図5のS8)。
Next, in the selection step, among the first to 25th measurement positions 71 for the first measurement region 7A, the maximum brightness measurement position 71A where the brightness evaluation value X is maximum and the brightness evaluation value X are the second largest. The second measurement position 71B is selected (S7 in FIG. 5). As shown in FIGS. 2 and 3, the maximum luminance measurement position 71A is set as the center of the second measurement region 7B set next to the first measurement region 7A.
Moreover, after performing the selection step, for the first measurement region 7A, whether or not the difference between the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A and the luminance evaluation value X at the second measurement position 71B is within a predetermined value. Is determined (S8 in FIG. 5).

次いで、再度実行される評価ステップにおいては、図2、図3に示すように、輝度最大測定位置71Aを中心にして、第1測定領域7Aよりも範囲が狭い第2測定領域7Bを設定する(図5のS9)。また、第2測定領域7Bにおいて、縦方向L及び横方向Wに所定の等間隔のピッチPで複数(本例では25ヵ所)の測定位置71が設定される(図5のS9)。この第2測定領域7Bにおいて設定されるピッチPは、第1設定領域において設定されたピッチPよりも小さい。   Next, in the evaluation step executed again, as shown in FIGS. 2 and 3, the second measurement region 7B having a narrower range than the first measurement region 7A is set around the maximum luminance measurement position 71A ( S9 in FIG. In the second measurement region 7B, a plurality (25 in this example) of measurement positions 71 are set at predetermined equal intervals P in the vertical direction L and the horizontal direction W (S9 in FIG. 5). The pitch P set in the second measurement area 7B is smaller than the pitch P set in the first setting area.

そして、第2測定領域7Bについて、第1〜第25の測定位置71における輝度評価値Xを、第1測定領域7Aの場合と同様に求める(図5のS2〜S6)。
次いで、再度実行される選出ステップにおいては、第2測定領域7Bについて、第1〜第25の測定位置71のうち、輝度評価値Xが最大となる輝度最大測定位置71Aと、輝度評価値Xが2番目に大きい2番目測定位置71Bとを選出する(図5のS7)。そして、図2、図3に示すように、輝度最大測定位置71Aを、第2測定領域7Bの次に設定する第3測定領域7Cの中心とする(図5のS9)。
また、第2測定領域7Bについて、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、2番目測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内であるか否かの判別をする(図5のS8)。
And about the 2nd measurement area | region 7B, the brightness | luminance evaluation value X in the 1st-25th measurement position 71 is calculated | required similarly to the case of the 1st measurement area | region 7A (S2-S6 of FIG. 5).
Next, in the selection step executed again, for the second measurement region 7B, among the first to 25th measurement positions 71, the luminance maximum measurement position 71A where the luminance evaluation value X is maximum and the luminance evaluation value X are The second largest measurement position 71B is selected (S7 in FIG. 5). Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the luminance maximum measurement position 71A is set as the center of the third measurement region 7C set next to the second measurement region 7B (S9 in FIG. 5).
Further, for the second measurement region 7B, it is determined whether or not the difference between the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A and the luminance evaluation value X at the second measurement position 71B is within a predetermined value (FIG. 5). S8).

その後、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、2番目測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内になるまで、第3測定領域7C以降の各測定領域7が同様に設定され、評価ステップ及び選出ステップが繰り返される(図5のS2〜S9)。
そして、第3測定領域7C以降の特定の測定領域7について、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、2番目測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内になったときには(図5のS8)、検出ステップとして、当該輝度最大測定位置71Aが最適測定位置Yとして検出される(図5のS10)。
Thereafter, the measurement areas 7 after the third measurement area 7C are similarly set until the difference between the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A and the luminance evaluation value X at the second measurement position 71B is within a predetermined value. Then, the evaluation step and the selection step are repeated (S2 to S9 in FIG. 5).
For a specific measurement area 7 after the third measurement area 7C, when the difference between the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A and the luminance evaluation value X at the second measurement position 71B falls within a predetermined value ( As a detection step, the luminance maximum measurement position 71A is detected as the optimum measurement position Y (S10 in FIG. 5).

こうして、内径測定装置1の最適測定位置Yの検出方法においては、被測定穴51の中心に対するセンサ本体2の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置Yを、作業者の感覚に依存せず、客観的かつ合理的に検出することができる。
また、センサ本体2を、最適測定位置Yに移動して、内径測定装置1によって被測定物5における被測定穴51の穴径を測定することができる。そして、最適測定位置Yにおいて内径測定装置1による被測定穴51の内径の測定が行われることにより、その測定精度を向上させることができる。
Thus, in the method for detecting the optimum measurement position Y of the inner diameter measuring device 1, the optimum measurement position Y where the center of the sensor body 2 is aligned with the center of the hole 51 to be measured with a predetermined accuracy does not depend on the operator's senses. It can be detected objectively and rationally.
In addition, the sensor body 2 can be moved to the optimum measurement position Y, and the inner diameter measuring device 1 can measure the hole diameter of the hole 51 to be measured in the object 5 to be measured. And the measurement precision can be improved by measuring the internal diameter of the to-be-measured hole 51 by the internal diameter measuring apparatus 1 in the optimal measurement position Y.

なお、この測定は省略することができる。すなわち、最適測定位置Yとして検出された輝度最大測定位置71Aについて、反射光C2の輝度評価値Xを求める際に、この反射光C2の直径を求めておき、これを被測定穴51の穴径とすることができる。
また、評価ステップ及び選出ステップは、コンピュータ4によるセンサ本体2及び移動機構3の動作を利用して行う。これにより、内径測定装置1によって被測定穴51の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
This measurement can be omitted. That is, when the brightness evaluation value X of the reflected light C2 is obtained for the maximum brightness measurement position 71A detected as the optimum measurement position Y, the diameter of the reflected light C2 is obtained, and this is the diameter of the hole 51 to be measured. It can be.
Further, the evaluation step and the selection step are performed using the operations of the sensor main body 2 and the moving mechanism 3 by the computer 4. Thereby, the time which measures the internal diameter of the to-be-measured hole 51 by the internal diameter measuring apparatus 1 can be shortened very much.

それ故、本例の内径測定装置1の最適測定位置Yの検出方法によれば、内径測定装置1による被測定穴51の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴51の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。   Therefore, according to the method for detecting the optimum measurement position Y of the inner diameter measuring apparatus 1 of this example, the measurement accuracy of the inner diameter of the measured hole 51 by the inner diameter measuring apparatus 1 can be improved, and the inner diameter of the measured hole 51 can be reduced. Measurement time can be greatly reduced.

なお、輝度評価値Xの算出において、複数の周方向位置Dの仮想線E上に位置する複数の画素6から選出する選出画素6Aは、最も輝度が大きい画素6とする以外にも、図6に示すように、仮想線E上に位置する複数の画素6の輝度を積分した図形Fの重心Gに位置する画素6とすることができる。   In the calculation of the luminance evaluation value X, the selected pixel 6A selected from the plurality of pixels 6 located on the virtual line E at the plurality of circumferential positions D is not limited to the pixel 6 having the highest luminance. As shown, the pixel 6 located at the center G of the figure F obtained by integrating the luminance of the plurality of pixels 6 located on the virtual line E can be obtained.

(確認試験)
本確認試験においては、評価ステップ及び選出ステップを繰り返し行って、最適測定位置Yを実際に検出した。
本確認試験においては、第1測定領域7Aから第4測定領域7Dまで設定され、最適測定位置Yが検出された。
図7(a)は、第1測定領域7Aについて輝度最大測定位置71Aが求められた状態を示し、図7(b)は、第1測定領域7Aにおける各測定位置71の輝度評価値Xを求めた結果を示す。同図において、第1測定領域7Aにおいては、第12の測定位置71が輝度最大測定位置71Aとなり、第19の測定位置71が2番目測定位置71Bとなった。
(Confirmation test)
In this confirmation test, the optimum measurement position Y was actually detected by repeating the evaluation step and the selection step.
In this confirmation test, the first measurement area 7A to the fourth measurement area 7D were set, and the optimum measurement position Y was detected.
FIG. 7A shows a state in which the maximum brightness measurement position 71A is obtained for the first measurement region 7A, and FIG. 7B shows the brightness evaluation value X of each measurement position 71 in the first measurement region 7A. The results are shown. In the figure, in the first measurement region 7A, the twelfth measurement position 71 is the maximum luminance measurement position 71A, and the nineteenth measurement position 71 is the second measurement position 71B.

図8(a)は、第2測定領域7Bについて輝度最大測定位置71Aが求められた状態を示し、図8(b)は、第2測定領域7Bにおける各測定位置71の輝度評価値Xを求めた結果を示す。第2測定領域7Bは、第1測定領域7Aにおける輝度最大測定位置71Aとしての第12の測定位置71を中心として設定されている。同図において、第2測定領域7Bにおいては、第16の測定位置71が輝度最大測定位置71Aとなり、第23の測定位置71が2番目測定位置71Bとなった。   FIG. 8A shows a state in which the maximum luminance measurement position 71A is obtained for the second measurement region 7B, and FIG. 8B shows the luminance evaluation value X of each measurement position 71 in the second measurement region 7B. The results are shown. The second measurement region 7B is set around the twelfth measurement position 71 as the maximum luminance measurement position 71A in the first measurement region 7A. In the figure, in the second measurement region 7B, the sixteenth measurement position 71 is the maximum luminance measurement position 71A, and the twenty-third measurement position 71 is the second measurement position 71B.

図9(a)は、第3測定領域7Cについて輝度最大測定位置71Aが求められた状態を示し、図9(b)は、第2測定領域7Cにおける各測定位置71の輝度評価値Xを求めた結果を示す。第3測定領域7Cは、第2測定領域7Bにおける輝度最大測定位置71Aとしての第16の測定位置71を中心として設定されている。同図において、第3測定領域7Cにおいては、第8の測定位置71が輝度最大測定位置71Aとなり、第13の測定位置71が2番目測定位置71Bとなった。   FIG. 9A shows a state in which the maximum luminance measurement position 71A is obtained for the third measurement region 7C, and FIG. 9B shows the luminance evaluation value X of each measurement position 71 in the second measurement region 7C. The results are shown. The third measurement region 7C is set around the sixteenth measurement position 71 as the maximum luminance measurement position 71A in the second measurement region 7B. In the figure, in the third measurement region 7C, the eighth measurement position 71 is the maximum luminance measurement position 71A, and the thirteenth measurement position 71 is the second measurement position 71B.

図10(a)は、第4測定領域7Dについて輝度最大測定位置71Aが求められた状態を示し、図10(b)は、第4測定領域7Dにおける各測定位置71の輝度評価値Xを求めた結果を示す。第4測定領域7Dは、第3測定領域7Cにおける輝度最大測定位置71Aとしての第8の測定位置71を中心として設定されている。同図において、第4測定領域7Dにおいては、第8の測定位置71が輝度最大測定位置71Aとなり、第3の測定位置71が2番目測定位置71Bとなった。本確認試験においては、第4測定領域7Dについて各測定位置71の輝度評価値Xを求めた際に、輝度最大測定位置71Aにおける輝度評価値Xと、2番目測定位置71Bにおける輝度評価値Xとの差が所定値以内となり、第4測定領域7Dにおける輝度最大測定位置71Aが最適測定位置Yとして検出された。   FIG. 10A shows a state in which the maximum luminance measurement position 71A is obtained for the fourth measurement region 7D, and FIG. 10B shows the luminance evaluation value X of each measurement position 71 in the fourth measurement region 7D. The results are shown. The fourth measurement region 7D is set around the eighth measurement position 71 as the maximum luminance measurement position 71A in the third measurement region 7C. In the figure, in the fourth measurement region 7D, the eighth measurement position 71 is the maximum luminance measurement position 71A, and the third measurement position 71 is the second measurement position 71B. In this confirmation test, when the luminance evaluation value X at each measurement position 71 is obtained for the fourth measurement region 7D, the luminance evaluation value X at the maximum luminance measurement position 71A, the luminance evaluation value X at the second measurement position 71B, and Is within the predetermined value, and the luminance maximum measurement position 71A in the fourth measurement region 7D is detected as the optimum measurement position Y.

図11には、図7(b)〜図10(b)の第1〜第4測定領域7A〜7Dにおける輝度評価値Xの算出結果をまとめている。輝度評価値は、始めの第1測定領域7Aから最後の第4測定領域7Dに向かうに連れて高くなっていることが分かる。輝度評価値Xは、波状に変化しており、かつ、センサ本体2の中心が被測定穴51の中心に近くなる測定位置71において大きくなっていることが分かる。   FIG. 11 summarizes the calculation results of the luminance evaluation values X in the first to fourth measurement regions 7A to 7D of FIGS. 7B to 10B. It can be seen that the luminance evaluation value becomes higher from the first first measurement region 7A toward the last fourth measurement region 7D. It can be seen that the luminance evaluation value X changes in a wave shape and increases at the measurement position 71 where the center of the sensor body 2 is close to the center of the hole 51 to be measured.

また、図12には、各測定領域7A〜7Dにおける各測定位置71の輝度評価値Xを求める際に、各測定位置71において被測定穴51の半径の測定を行った結果を示す。同図に示すように、特に、第1測定領域7Aについて、センサ本体2の中心が被測定穴51の中心からずれる場合には、被測定穴51の半径の測定値のばらつきが大きいことが分かる。そして、第2測定領域7B、第3測定領域7C、第4測定領域7Dに向かうに連れて、被測定穴51の半径の測定値のばらつきが小さくなっていることが分かる。また、第4測定領域7Dにおいては、測定位置71が異なっても、測定される被測定穴51の半径の違いが小さいことが分かる。
以上の結果より、上記実施例の内径測定装置1の最適測定位置Yの検出方法によれば、内径測定装置1による被測定穴51の内径の測定精度を向上させることができることが分かる。
FIG. 12 shows the result of measuring the radius of the hole 51 to be measured at each measurement position 71 when obtaining the luminance evaluation value X at each measurement position 71 in each measurement region 7A to 7D. As shown in the figure, especially in the first measurement region 7A, when the center of the sensor body 2 deviates from the center of the hole 51 to be measured, it can be seen that the variation in the measured value of the radius of the hole 51 to be measured is large. . And it turns out that the dispersion | variation in the measured value of the radius of the to-be-measured hole 51 becomes small toward the 2nd measurement area | region 7B, the 3rd measurement area | region 7C, and the 4th measurement area | region 7D. In the fourth measurement region 7D, it can be seen that even if the measurement position 71 is different, the difference in the radius of the measured hole 51 to be measured is small.
From the above results, it can be seen that according to the method for detecting the optimum measurement position Y of the inner diameter measuring apparatus 1 of the above embodiment, the measurement accuracy of the inner diameter of the hole 51 to be measured by the inner diameter measuring apparatus 1 can be improved.

1 内径測定装置
2 センサ本体
21 発光部
22 受光部
3 移動機構
4 コンピュータ
41 演算部
5 被測定物
51 被測定穴
6 画素
6A 選出画素
7,7A,7B,7C,7D 測定領域
71 測定位置
71A 輝度最大測定位置
C2 反射光
D 周方向位置
E 仮想線
P ピッチ
X 輝度評価値
Y 最適測定位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner diameter measuring apparatus 2 Sensor main body 21 Light emission part 22 Light receiving part 3 Movement mechanism 4 Computer 41 Calculation part 5 Measured object 51 Measured hole 6 Pixel 6A Selected pixel 7, 7A, 7B, 7C, 7D Measurement area 71 Measurement position 71A Brightness Maximum measurement position C2 Reflected light D Circumferential position E Virtual line P Pitch X Luminance evaluation value Y Optimal measurement position

Claims (4)

被測定物に設けられた被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法であって、
上記内径測定装置は、上記被測定穴の内周面の全周に光を照射する発光部、及び該発光部から照射されて上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を受光する受光部を有するセンサ本体と、
上記受光部によって受光した上記反射光の大きさに基づいて上記被測定穴の内径を求める演算部と、
上記被測定穴に上記センサ本体が配置される位置を、上記被測定穴の測定平面内における縦方向及び横方向に移動させる移動機構と、を備えており、
上記被測定穴の中心に対する上記センサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を検出するに当たって、
上記移動機構によって上記センサ本体を、複数の測定位置に順次移動させ、かつ、該複数の測定位置において、上記発光部から上記被測定穴の内周面の全周に光を照射して、上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を上記受光部によって受光するとともに、該受光部によって受光した上記反射光の輝度に基づく輝度評価値を求め、
上記複数の測定位置における上記輝度評価値に基づいて上記最適測定位置を求めることを特徴とする内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
A method for detecting an optimum measurement position of an inner diameter measuring device for measuring an inner diameter of a hole to be measured provided in an object to be measured,
The inner diameter measuring device includes a light emitting unit that irradiates light on the entire inner peripheral surface of the hole to be measured, and reflected light that is irradiated from the light emitting unit and reflected from the entire inner peripheral surface of the hole to be measured. A sensor body having a light receiving portion for receiving light; and
A calculation unit for obtaining an inner diameter of the hole to be measured based on the size of the reflected light received by the light receiving unit;
A moving mechanism for moving a position at which the sensor body is disposed in the measurement hole in a vertical direction and a horizontal direction in a measurement plane of the measurement hole ;
In detecting the optimum measurement position where the center of the sensor body matches the center of the hole to be measured with a predetermined accuracy,
The sensor body is sequentially moved to a plurality of measurement positions by the moving mechanism, and light is emitted from the light emitting unit to the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole to be measured at the plurality of measurement positions. The reflected light reflected from the entire circumference of the inner peripheral surface of the hole to be measured is received by the light receiving unit, and a luminance evaluation value based on the luminance of the reflected light received by the light receiving unit is obtained,
A method for detecting an optimum measurement position of an inner diameter measuring device, wherein the optimum measurement position is obtained based on the luminance evaluation values at the plurality of measurement positions.
上記移動機構によって上記センサ本体を、所定の領域において上記縦方向及び横方向に所定のピッチで設定した上記複数の測定位置に順次移動させて、上記輝度評価値を求める評価ステップと、
上記複数の測定位置のうちの上記輝度評価値が最大となる測定位置を、輝度最大測定位置として選出する選出ステップとを行い、
かつ上記輝度最大測定位置を中心にして上記測定領域を順次狭くするとともに、該測定領域において上記縦方向及び横方向に上記複数の測定位置を設定するピッチを順次小さくして、上記評価ステップ及び上記選出ステップを繰り返し行い、
その後、上記輝度最大測定位置における上記輝度評価値と、上記輝度評価値が2番目に大きい測定位置における上記輝度評価値との差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置を上記最適測定位置とする検出ステップを行うことを特徴とする請求項1に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
An evaluation step of sequentially moving the sensor body to the plurality of measurement positions set at a predetermined pitch in the vertical direction and the horizontal direction in a predetermined area by the moving mechanism, and obtaining the luminance evaluation value;
Performing a selection step of selecting, as the luminance maximum measurement position, the measurement position at which the luminance evaluation value is maximum among the plurality of measurement positions;
In addition, the measurement area is sequentially narrowed around the maximum brightness measurement position, and the pitch for setting the plurality of measurement positions in the vertical direction and the horizontal direction is sequentially reduced in the measurement area, and the evaluation step and the above Repeat the selection step,
After that, when the difference between the luminance evaluation value at the maximum luminance measurement position and the luminance evaluation value at the measurement position where the luminance evaluation value is the second largest is within a predetermined value, the maximum luminance measurement position is The method for detecting the optimum measurement position of the inner diameter measuring apparatus according to claim 1, wherein a detection step for setting the measurement position is performed.
上記受光部は、光を受光する複数の画素を有し、該複数の画素のそれぞれが輝度の大きさを段階的に検出可能に構成されたデジタルカメラからなり、
上記輝度評価値は、上記受光部における複数の画素において、上記被測定穴の穴形状に沿った略円形状の上記反射光の中心の回りに所定の角度間隔で並ぶ複数の周方向位置において、上記反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素のうちの最も輝度が大きい画素、又は上記仮想線上に位置する複数の画素の輝度を積分した図形の重心に位置する画素を、選出画素としてそれぞれ選出し、
上記複数の選出画素における輝度の平均値と、上記複数の選出画素における輝度の最大値から上記複数の選出画素における輝度の最小値を差し引いた輝度の差分値とに基づいて求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
The light receiving unit includes a plurality of pixels that receive light, and each of the plurality of pixels includes a digital camera configured to be able to detect the magnitude of luminance in stages,
In the plurality of pixels in the light receiving unit, the luminance evaluation values are obtained at a plurality of circumferential positions arranged at predetermined angular intervals around the center of the reflected light having a substantially circular shape along the hole shape of the hole to be measured. A pixel having the highest luminance among a plurality of pixels located on a virtual line extending in the radial direction from the center of the reflected light, or a pixel located at the center of gravity of a figure obtained by integrating the luminances of the plurality of pixels located on the virtual line. , Select each as the selected pixel,
It is obtained based on an average value of luminance in the plurality of selected pixels and a difference value of luminance obtained by subtracting a minimum value of luminance in the plurality of selected pixels from a maximum value of luminance in the plurality of selected pixels. A method for detecting an optimum measurement position of the inner diameter measuring device according to claim 1.
上記輝度評価値Xは、上記複数の選出画素における輝度の平均値をLa、上記複数の選出画素における輝度の最大値をL1、上記複数の選出画素における輝度の最小値をL2としたとき、X=La/(L1−L2)に基づいて求めることを特徴とする請求項3に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。   The luminance evaluation value X is expressed as follows: La is the average luminance value of the plurality of selected pixels, L1 is the maximum luminance value of the plurality of selected pixels, and L2 is the minimum luminance value of the plurality of selected pixels. It calculates | requires based on = La / (L1-L2), The detection method of the optimal measurement position of the internal-diameter measuring apparatus of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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