JPH03239905A - 管棒材の外径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、棒線材や管材等の外径を測定する装置に関す
るものである。

（従来の技術） 近年、例えば引抜き等の工程で走行中の管材の外径を光
学的手段によって測定する装置が実用に供されている。

例えば、比較的小径の管材を測定する場合には、第９図
二二示すように、光源ｌ及びコリメータレンズ２からな
る投光部３と、結像レンズ４及び光電素子群５からなる
受光部６とを管材７を挟んで固定配置した光学系を用い
たいわゆる単眼式のものを用いていた。

また大径の管材を測定する場合、前記単眼式で同じ測定
分解能を得ようとすると、大口径レンズの製作や光電素
子群の素子数に制約があるため、第１０図に示すように
、管材７の両側部を別々の光学系で検出する複眼式のも
のが用いられている。

また、比較的小径から大径の管材までを１つの装置で高
分解能に測定するものとして実開昭６２−４６３０８号
公報に開示されたものがある。この装置は、第１１図に
示すように、複眼式の光学系の光軸を管材の外径に合わ
せて機械的に移動させて測定するものである。

（発明が解決しようとする課題） 前記第１１図に示す装置は比較的小径から大径の管材ま
でを１つの装置で測定できるという長所はあるものの、
管材の外径に合わせて光学系の光軸を移動させるため、
機械的な摩耗やがたつきによって平行光線同士の平行度
や位置の再現性が長期的に確保できず測定精度が安定し
ないという、移動部を有する故の問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みて成されたものであり、光
学系を移動させることなく小径から大径までの広い範囲
にわたって長期間、高精度に外径の測定が行なえる装置
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明に係る管棒材の外径
測定装置は、光源及びコリメータレンズからなる投光部
と、複数の光電素子群からなる受光部とを被測定物を挾
んで固定配置してなる対を成す光学系を、平行にかつ一
部オーハーシップした状態で複数対配置することとして
いるのである。

（作　　用） 上記した構成の本発明外径測定装置にあっては、被測定
物の軸中心に位置する光学系から順に外側に位置する光
学系へと投光して夫々の光学系における光電素子群の通
光・遮光パターンを判別し、これによって決定した計測
モードから管棒材の外径を測定する。

（実　施　例） 以下本発明を第１図〜第８図に示す一実施例に基づいて
説明する。

第１図は本発明装置における光学系の全体概略斜視図で
あり、光源１と、平行光をつくるコリメータレンズ２と
、光電素子群５からなる光学系が５組一部オーバーラッ
プした状態で千鳥状に固定配置されている。そして、こ
れら光学系の１つ１つは例えば第２図に示すように、光
源１からコリメークレンズ２までを光学系同士の光の干
渉を防くために内面を黒＜塗ったものでカバーし、また
光電素子群５の前方には干渉等の外乱光の影響を少な（
するためのスリット板８が取付けられている。なお、第
２図中の９はカバーを示す。

本発明はかかる構成であり、次にこの本発明装置を用い
て例えば管材の外径を測定する場合について説明する。

第３図は光電素子群５における通光・遮光パターンを示
すもので、（イ）図は両端部が通光状態で、中央部が遮
光状態である。また（口）図は一方側部が通光状態で、
他方側部は遮光状態、（ハ）図は全体が遮光状態、（ニ
）図は全体が通光状態のものを示している。なお、第３
図中において遮光部分はハツチングを施して示している
。

この第３図に示す通光・遮光パターンによって第４図に
示すフローに基づき、どの光電素子群によって管材の外
径を計測するかのモードを決定するのである。

すなわち、先ず管材の軸中心に位置する光電素子群（以
下「Ｎα１光電素子群５１」という）が第３図（イ）の
パターンか否かを判別する。そして、第３図（イ）のパ
ターンであれば、Ｎα１光電素子群５１のみで外径を測
定する（以下これを「Ｎｏ、１計測モート」という）（
第５図参照）。

一方、Ｎαｌ光電素子群５１が第３図（イ）のパターン
でなければ、次にこのＮα工光電素子群５゜の上方でオ
ーバーラツプした充電素子群（以下ｒ　Ｎｏ、　２光電
素子群５□」という）が第３図（ロ）のパターンか否か
を判別する。そして、第３図（ロ）のパターンでなけれ
ばＮｔ１２光電素子群５□が第３図（ハ）のパターンか
否かを判別し、否であればエラーと判断する。また、狙
２光電素子群５□が第３図（ロ）のパターンであれば、
Ｎα１光電素子群５．の下方でオーバーランプした光電
素子群（以下「Ｎ＋１３光電素子群５３」という）が第
３図（ロ）のパターンか否かを判別し、第３図（ロ）の
パターンであれば、Ｎα２とＮα３の光電素子群５□と
５３とで外径を測定する（以下これを「魔２、Ｎα３計
測モード」という）（第６図参照）。

また、Ｎα３光電素子群５．が第３図（ロ）のパターン
でなく、かつＮｏ、　２光電素子群５□が第３図（ハ）
のパターンであれば、次にＮ０１３光電素子群５３が第
３図（ハ）のパターンか否かを判別し、否であればエラ
ーと判断する。一方、Ｎｏ、　３光電素子群５．が第３
図（ハ）のパターンであれば、次にＮｏ、　２光電素子
群５□の上方でオーバーラツプした光電素子群（以下「
Ｎ０４光電素子群５４」という）が第３図（ロ）のパタ
ーンか否かを判別する。

そして、第３図（ロ）のパターンでなければエラーと判
断し、第３図（ロ）のパターンであれば、Ｎ１１３光電
素子群５．の下方でオーバーラツプした光電素子群（以
下ｒＮａ５光電素子群５３」という）が同じく第３図（
ロ）のパターンか否かを判別する。そして、第３図（ロ
）のパターンでなければエラーと判断し、第３図（ロ）
のパターンであれば、Ｎα４とＮα５の光電素子群５．
と５．とで外径を測定する（以下これをｒＮａ４、Ｎα
５計測モード」という）（第７図参照）。

なお、前記計測モードの決定は図示省略したが各光電素
子群５．〜５．からの信号を受けとる信号処理部で行わ
れ、この決定した計測モードに基づいて演算装置部で管
材の外径を測定し、この測定結果を表示部と記録部に出
力するのである。

また、本発明装置では管材の外径両端部を同一断面で測
定しようとすると管材の芯振れ量は各光電素子群５．〜
５．のラップ代（第８図にａで示す）の１／２以下に抑
える必要があり、芯振れが大きい時はエラーと判断され
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明装置によれば、小径から大径
までの広い範囲にわたって高分解能で、しかも光学系の
可動部分がないために長期間安定した測定が可能となる
。

なお、本実施例では光学系を千鳥状に設けたものを開示
したが、これに限らず、階段状に配置してもよいことは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置における光学系の全体概略斜視図、
第２図は光学系単体の詳細説明斜視図、第３図（イ）〜
（ニ）は光電素子群の通光・遮光パターンを示す図、第
４図は本発明装置使用のフロー図、第５図〜第７図は各
計測モード時の図面、第８図は各光電素子群の千鳥配置
の状態図、第９図〜第１１図は従来装置の説明図である
。 １は光源、２はコリメータレンズ、３は投光部、４は結
像レンズ、５は光電素子群、６は受光部、７は管材。 第４図 （ニ）　［）６ 第５図 ２Ｉ￥６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第ｆ１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源及びコリメータレンズからなる投光部と、複
   数の光電素子群からなる受光部とを被測定物を挟んで固
   定配置してなる対を成す光学系を、平行にかつ一部オー
   バーラップした状態で複数対配置したことを特徴とする
   管棒材の外径測定装置。