JPH03291505A - 厚み測定装置 - Google Patents
厚み測定装置Info
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- JPH03291505A JPH03291505A JP9248590A JP9248590A JPH03291505A JP H03291505 A JPH03291505 A JP H03291505A JP 9248590 A JP9248590 A JP 9248590A JP 9248590 A JP9248590 A JP 9248590A JP H03291505 A JPH03291505 A JP H03291505A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 99
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 241000269851 Sarda sarda Species 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く本発明の産業上の利用分野〉
本発明は、2台のレーザ変位計を被測定物体の両側に設
けて被測定物体の厚みを測定する厚み測定装置に関する
。
けて被測定物体の厚みを測定する厚み測定装置に関する
。
従来より、板状体等の厚みを非接触で正確に測定するた
めに、2台のレーザ変位計を用いた厚み測定装置が、実
用化されている。
めに、2台のレーザ変位計を用いた厚み測定装置が、実
用化されている。
レーザ変位計は第6図のように構成されている。
即ち、レーザ変位計1のレーザ光源2からレーザ光3を
、投光レンズ4を介して被測定物Wの表面に入射角θで
照射する。被測定物Wの表面で反射されたレーザ光3は
、照射方向とは興なる方向で、結像レンズ5を介して、
ポジションセンサなどからなる受光素子6上に被測定5
#JWの表面の結像点の像をつくる。
、投光レンズ4を介して被測定物Wの表面に入射角θで
照射する。被測定物Wの表面で反射されたレーザ光3は
、照射方向とは興なる方向で、結像レンズ5を介して、
ポジションセンサなどからなる受光素子6上に被測定5
#JWの表面の結像点の像をつくる。
被測定物Wの表面が基準位IIfPOの場合、結像レン
ズで集光した光が、受光素子6の中央位置KOに入射す
るように構成されている。そして被測定物Wの表面が基
準位置POからPlに移動すると、受光素子6上の受光
位置が右方のに1点に移動し、逆にPlに移動すると、
受光位置が左方のに2点に移動する。
ズで集光した光が、受光素子6の中央位置KOに入射す
るように構成されている。そして被測定物Wの表面が基
準位置POからPlに移動すると、受光素子6上の受光
位置が右方のに1点に移動し、逆にPlに移動すると、
受光位置が左方のに2点に移動する。
従って、受光素子6上の照射点の像の位置によって被測
定物Wの表面の変位が検出される。
定物Wの表面の変位が検出される。
従来の厚み測定装置は、このような構成のレーザ変位計
1.1−を、第7図に示すように、被測定物Wに対して
反対側に互いの先端部が中心線ノに一致するように対向
して設置し、被測定物Wの上下の(第7図において)表
面Wa 、 S/Ja −の変位をそれぞれ上下の各レ
ーザ変位計1.1′で検出することによって、厚みtを
測定していた。
1.1−を、第7図に示すように、被測定物Wに対して
反対側に互いの先端部が中心線ノに一致するように対向
して設置し、被測定物Wの上下の(第7図において)表
面Wa 、 S/Ja −の変位をそれぞれ上下の各レ
ーザ変位計1.1′で検出することによって、厚みtを
測定していた。
即ち、2台のレーザ変位計1.1−からのレーザ光3.
3−は、被測定物Wの上下の表面Wa1Wa−でそれぞ
れ正反射されて各表面Wa、Wa−の2台のレーザ変位
計の中心!!!方向の各基準位置に対する変位量が検出
され、これに基づいてWa、とWa −面の中心tIA
ノ方向の距I(即ち厚み)tが検出される。
3−は、被測定物Wの上下の表面Wa1Wa−でそれぞ
れ正反射されて各表面Wa、Wa−の2台のレーザ変位
計の中心!!!方向の各基準位置に対する変位量が検出
され、これに基づいてWa、とWa −面の中心tIA
ノ方向の距I(即ち厚み)tが検出される。
く本発明が解決しようとする問題点〉
このような従来の厚み測定装置では、レーザ光3.3−
が被測定物Wの表面Wa 、 ’fJa−に照射される
各照射点AO、AO−が第8図に示すように各基準位置
に一致して、各レーザ変位計1.1−の各受光素子の中
心位1fKOに反射光が受光される場合(即ち、各レー
ザ変位計1.1−の零点間距離が基準厚みtoに一致し
ている場合)には、照射AOとAO−とは正対(被測定
物Wの法線方向に一致)している。
が被測定物Wの表面Wa 、 ’fJa−に照射される
各照射点AO、AO−が第8図に示すように各基準位置
に一致して、各レーザ変位計1.1−の各受光素子の中
心位1fKOに反射光が受光される場合(即ち、各レー
ザ変位計1.1−の零点間距離が基準厚みtoに一致し
ている場合)には、照射AOとAO−とは正対(被測定
物Wの法線方向に一致)している。
そして、被測定物Wが点線で示すように角度αだけ水平
から傾いた場合は照射点は正対しなくなるが、照射点間
の水平方向のズレは極めて微小なので、測定誤差は余弦
(tanα)的な、無視できる程度の微小なW4差しか
生じない。
から傾いた場合は照射点は正対しなくなるが、照射点間
の水平方向のズレは極めて微小なので、測定誤差は余弦
(tanα)的な、無視できる程度の微小なW4差しか
生じない。
しかして、第9図に示すように被測定物Wの厚みがto
からtlに変わると、レーザ光3.3−は照射角θで照
射されているため、照射点A1とA1−の水平方向のズ
レPは大きくなり、P= (tl −to )xtan
θ となる。
からtlに変わると、レーザ光3.3−は照射角θで照
射されているため、照射点A1とA1−の水平方向のズ
レPは大きくなり、P= (tl −to )xtan
θ となる。
このため、第9図に点線で示すように被測定物Wが水平
から角度αだけ傾くと、誤差εは(αが小さいと) ε=pxα = (tl −to )xtanθ×αどなり、著しく
大きな誤差となる。
から角度αだけ傾くと、誤差εは(αが小さいと) ε=pxα = (tl −to )xtanθ×αどなり、著しく
大きな誤差となる。
本発明はこのような問題点を解決した厚み測定装置を提
供することを目的としている。
供することを目的としている。
く前記問題点を解決するための手段〉
前記問題点を解決するために本発明の厚み測定装置では
レーザ光を被測定物表面に照射し、照射方向とは興なる
方向で被測定物表面からの反射光を受光し、被測定物表
面の照射点の像を受光素子上につくり、該受光素子上の
照射点の像の位置によって被測定物表面の変位を検出す
るレーザ変位計を、被測定物に関して反対側となるよう
に2台対向させて配置して、各レーザ変位計で検出した
各変位量に基づいて被測定物の厚みを測定する厚み測定
装置において、 前記各レーザ変位計を変位検出方向に移動させる移動手
段と、 前記各レーザ変位計の移動Φを検出する移動像検出手段
と、 前記各レーザ変位計の変位検出量が所定範囲内となるよ
うに前記移動手段による各レーザ変位計の移vJ@を制
御する移動量制御手段と、前記移動量検出手段で検出さ
れた各レーザ変位計の各移vJIと、各レーザ変位計で
検出された各変位とに基づいて被?j定物の厚みを演韓
する演舜手段とを備えた ことを特徴としている。
方向で被測定物表面からの反射光を受光し、被測定物表
面の照射点の像を受光素子上につくり、該受光素子上の
照射点の像の位置によって被測定物表面の変位を検出す
るレーザ変位計を、被測定物に関して反対側となるよう
に2台対向させて配置して、各レーザ変位計で検出した
各変位量に基づいて被測定物の厚みを測定する厚み測定
装置において、 前記各レーザ変位計を変位検出方向に移動させる移動手
段と、 前記各レーザ変位計の移動Φを検出する移動像検出手段
と、 前記各レーザ変位計の変位検出量が所定範囲内となるよ
うに前記移動手段による各レーザ変位計の移vJ@を制
御する移動量制御手段と、前記移動量検出手段で検出さ
れた各レーザ変位計の各移vJIと、各レーザ変位計で
検出された各変位とに基づいて被?j定物の厚みを演韓
する演舜手段とを備えた ことを特徴としている。
く作用〉
このようにしたため、各被測定物Wの厚みの変化に対応
して各レーザ変位計の変位検出Φが所定範囲内となるよ
うに各レーザ変位計を移動させる。
して各レーザ変位計の変位検出Φが所定範囲内となるよ
うに各レーザ変位計を移動させる。
そして、この各レーザ変位計の移動量が検出され、この
移動量と各レーザ変位計の変位検出量とによって厚みが
測定される。
移動量と各レーザ変位計の変位検出量とによって厚みが
測定される。
このように各レーザ変位計の変位検出量が所定範囲内と
なるように各レーザ変位計を移動する(即ち第9図に一
点鎖線で示すようにレーザ光3a、3a−が移動する)
から、被測定物Wの厚みが変わっても2つの照射点A2
、A2−はほぼ正対するか、僅かなズレ内にとどまる
。
なるように各レーザ変位計を移動する(即ち第9図に一
点鎖線で示すようにレーザ光3a、3a−が移動する)
から、被測定物Wの厚みが変わっても2つの照射点A2
、A2−はほぼ正対するか、僅かなズレ内にとどまる
。
従って、被測定物Wの傾きによる測定W4差は、第8図
で説明した余弦的な僅かな微小な誤差となって、誤差は
著しく低減される。
で説明した余弦的な僅かな微小な誤差となって、誤差は
著しく低減される。
く本発明の実施例〉
以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第1.2図は本発明の厚み測定装置の外観を示している
。
。
図中10は本体、11.11−は本体10から横方向へ
突出したフレームである。フレーム11.11−には、
上下方向の変位量を検出するレーザ変位計20.20−
が、被測定物W&−閤して反対側に、中心線ノが一致す
るように対向して、上下方向に移動自在に取付けられて
いる。
突出したフレームである。フレーム11.11−には、
上下方向の変位量を検出するレーザ変位計20.20−
が、被測定物W&−閤して反対側に、中心線ノが一致す
るように対向して、上下方向に移動自在に取付けられて
いる。
フレーム11.11′には、レーザ変位計20.20−
を上下方向へ移動させるためのモータ21.21−が固
定されている。
を上下方向へ移動させるためのモータ21.21−が固
定されている。
なお、レーザ変位計20.20′は互いの中心線がズレ
ないように一致させて取付けるが、上下方向のみでなく
、水平方向にも移動できるように構成して、水平方向の
ズレをなくすように水平方向の移動機構を設けてもよい
。
ないように一致させて取付けるが、上下方向のみでなく
、水平方向にも移動できるように構成して、水平方向の
ズレをなくすように水平方向の移動機構を設けてもよい
。
22.22−は各レーザ変位計20.20′からの信号
を出力するケーブルである。
を出力するケーブルである。
各レーザ変位計20.20′の上下には、レーザ変位計
20.20−の移動量を検出するための移動量検出装置
(例えばリニアスケール)30.3o−が、本体10に
固定されたアーム31.31−に固定されている。移動
量検出装置30.30−は、レーザ変位計20.20−
の背面に先端が押圧接触したスケール棒32.32−を
有し、レーザ変位計20.20−の上下方向の移動に応
じたスケール棒32.32−の移動量を検出する。
20.20−の移動量を検出するための移動量検出装置
(例えばリニアスケール)30.3o−が、本体10に
固定されたアーム31.31−に固定されている。移動
量検出装置30.30−は、レーザ変位計20.20−
の背面に先端が押圧接触したスケール棒32.32−を
有し、レーザ変位計20.20−の上下方向の移動に応
じたスケール棒32.32−の移動量を検出する。
33.33−は移動量検出装H30,30−からの信号
を出力するケーブルである。
を出力するケーブルである。
2つの対向したレーザ変位計20.2〇−間に被測定物
Wが配置され、レーザ光3.3−が上下の表面に照射さ
れる。
Wが配置され、レーザ光3.3−が上下の表面に照射さ
れる。
本体10内には、第3図に示すように各レーザ変位計2
0.20−の移動などを制御し、厚みの演算などを行な
う装置が設けられている。
0.20−の移動などを制御し、厚みの演算などを行な
う装置が設けられている。
即ち、40.40−は、それぞれレーザ変位計20.2
0−からの変位検出量を、予め設定された所定変位量と
比較して、レーザ変位計20120−からの変位検出量
が所定範囲内となるように、モータ21.21−への駆
動信号を出力して、レーザ変位計20.20−の移動を
それぞれ制卸する移動制m+装置である。
0−からの変位検出量を、予め設定された所定変位量と
比較して、レーザ変位計20120−からの変位検出量
が所定範囲内となるように、モータ21.21−への駆
動信号を出力して、レーザ変位計20.20−の移動を
それぞれ制卸する移動制m+装置である。
41は、予め基準厚さの基準物体をレーザ変位計20.
20−の変位検出量を演算制御l]装Wt42で演算し
て測定し、その測定値を予めオフセット量として記憶し
、また、このときの移動量検出装置30.30−の出力
信号を!I準点として記憶する記憶装置である。
20−の変位検出量を演算制御l]装Wt42で演算し
て測定し、その測定値を予めオフセット量として記憶し
、また、このときの移動量検出装置30.30−の出力
信号を!I準点として記憶する記憶装置である。
42は、記憶装置141からのオフセット量、移動量検
出装!il+30.30−からの移動量、各レーザ変位
計20.20′からの各変位検出量に基づいて、被測定
物Wの厚みを演算する演算制御ll装置である。
出装!il+30.30−からの移動量、各レーザ変位
計20.20′からの各変位検出量に基づいて、被測定
物Wの厚みを演算する演算制御ll装置である。
43は、レーザ変位計20.20−からの変位検出量、
演粋制御ll装@42からの厚み、あるいは測定不能な
どを表示する表示装置である。
演粋制御ll装@42からの厚み、あるいは測定不能な
どを表示する表示装置である。
次に厚み測定動作を第4図及び第5図によって説明する
。
。
まず、第4図に示すように、オフセット量読込みモード
を指定し、被測定物Wの基準厚みの物体く基準ゲージ)
をレーザ変位計20.20′間に挿入して、測定を行な
う。そして、レーザ変位計20.20−の変位出力が完
全に零となるようにレーザ変位計20.20−を移動す
る。
を指定し、被測定物Wの基準厚みの物体く基準ゲージ)
をレーザ変位計20.20′間に挿入して、測定を行な
う。そして、レーザ変位計20.20−の変位出力が完
全に零となるようにレーザ変位計20.20−を移動す
る。
そして、このときの基準厚みをオフセット量として記憶
装[41に記憶させる。
装[41に記憶させる。
それと共に、このときのレーザ変位計20.20−の位
置を、移動量検出装置30.30−でそれぞれ検出した
出力信号を移動量検出装M30.30−の位置検出のた
めの基準点として記憶@置41に記憶する。
置を、移動量検出装置30.30−でそれぞれ検出した
出力信号を移動量検出装M30.30−の位置検出のた
めの基準点として記憶@置41に記憶する。
このようにした結果、移動量検出装[30,30−の基
準点と判断される位置にあるレーザ変位計20.20−
の変位検出量がいずれも完全な宴のとき、基準厚さto
の被測定物Wを水平に配置した場合に、第8図の如く2
つの照射点AO1AO−は正対することになる。
準点と判断される位置にあるレーザ変位計20.20−
の変位検出量がいずれも完全な宴のとき、基準厚さto
の被測定物Wを水平に配置した場合に、第8図の如く2
つの照射点AO1AO−は正対することになる。
次に、実際の被測定物Wの厚み測定をスタートし、被測
定物Wを搬入すると、その厚みに応じて上下の各レーザ
変位計20.20−は、移動制御装置40,40−から
制鰹信号を受けたモータ21.21−によって、その変
位検出量が所定範囲内となるように、上下方向に移動す
る(即ち、零点サーチを行なう)。そして、所定範囲内
になるとレーザ変位計20.20”は停止する。
定物Wを搬入すると、その厚みに応じて上下の各レーザ
変位計20.20−は、移動制御装置40,40−から
制鰹信号を受けたモータ21.21−によって、その変
位検出量が所定範囲内となるように、上下方向に移動す
る(即ち、零点サーチを行なう)。そして、所定範囲内
になるとレーザ変位計20.20”は停止する。
所定範囲内にならない場合には、レーザ変位計20.2
0−は退避位置へ移動し、測定不可を表わす信号が、演
算制御装flf42から出力され、表示装置43で表示
される。
0−は退避位置へ移動し、測定不可を表わす信号が、演
算制御装flf42から出力され、表示装置43で表示
される。
レーザ変位計20.20”がこのように移動した後に停
止した位置での変位検出量は、所定範囲内(即ち、零に
近い極めて小さな変位量)となっているから、即ち、こ
のように移動によって、レーザ光は第9図で3a 、
3a ”として示すように移動して、被測定物Wの2つ
の照射点A2 、 A2−は、はぼ正対するか、あるい
は水平方向の僅かなズレとなっている。従って、測定誤
差は著しく小となる。
止した位置での変位検出量は、所定範囲内(即ち、零に
近い極めて小さな変位量)となっているから、即ち、こ
のように移動によって、レーザ光は第9図で3a 、
3a ”として示すように移動して、被測定物Wの2つ
の照射点A2 、 A2−は、はぼ正対するか、あるい
は水平方向の僅かなズレとなっている。従って、測定誤
差は著しく小となる。
この停止状態でのレーザ変位計20.2o−の移動量が
、移動量検出装置30.30−から前記基準点との差と
して出力され、この停止状態でのレーザ変位計20.2
0−の変位検出量(所定範囲内の変位量)と、この移動
量検出装置30.30−からの各レーザ変位計20.2
0−の移動量と、記憶装置41からの前記オフセット量
とが、演算制御ll装WI42で加算されて、厚みとし
て出力され、表示装置43で表示される。
、移動量検出装置30.30−から前記基準点との差と
して出力され、この停止状態でのレーザ変位計20.2
0−の変位検出量(所定範囲内の変位量)と、この移動
量検出装置30.30−からの各レーザ変位計20.2
0−の移動量と、記憶装置41からの前記オフセット量
とが、演算制御ll装WI42で加算されて、厚みとし
て出力され、表示装置43で表示される。
このようにして1つの被測定物Wの測定が完了すると、
次の被測定物Wが搬入され、以降同じ動作がなされる。
次の被測定物Wが搬入され、以降同じ動作がなされる。
く本発明の効果〉
本発明の厚み測定装置は以上説明したように被測定物W
の厚みの変化に対応して、レーザ変位計20.20′を
移動させて、2つの照射点A2、A2 =の水平方向の
ズレを小さくし、この状態でのレーザ変位計20.20
−の移動量と、レーザ変位計20.20−からの変位検
出量とによって厚みを演算するようにしたから、被測定
物Wが水平から傾いている場合の測定誤差が、著しく低
減できる。従って、例えばレンズなどのように曲率を有
する被測z?1wでも、正確な厚み測定が可能となる。
の厚みの変化に対応して、レーザ変位計20.20′を
移動させて、2つの照射点A2、A2 =の水平方向の
ズレを小さくし、この状態でのレーザ変位計20.20
−の移動量と、レーザ変位計20.20−からの変位検
出量とによって厚みを演算するようにしたから、被測定
物Wが水平から傾いている場合の測定誤差が、著しく低
減できる。従って、例えばレンズなどのように曲率を有
する被測z?1wでも、正確な厚み測定が可能となる。
第1図は本発明の一実施例の外観を示す正面図、第2図
はその側面図、第3図はそのブロック図、第4図及び第
5図はその動作を示すフローチャートである。 第6図はレーザ変位計の原理構成図、第7図は従来の岸
み測定装置の概略構成図、第8図及び第9図は厚み測定
の誤差を説明するための説明図である。 10・・・・・・本体、11.11−・・・・・・フレ
ーム、20.20−・・・・・・レーザ変位計、22.
22′・・・・・・ケーブル、21.21−・・・・・
・モータ、30.30・・・・・・移動量検出装置、3
L 31−・・・・・・アーム、32.32−・・・・
・・スケール棒、33.33−・・・・・・ケーブル、
40・・・・・・移動制avi@、41・・・・・・記
憶装置、42・・・・・・演算制御11装置、43・・
・・・・表示装置。
はその側面図、第3図はそのブロック図、第4図及び第
5図はその動作を示すフローチャートである。 第6図はレーザ変位計の原理構成図、第7図は従来の岸
み測定装置の概略構成図、第8図及び第9図は厚み測定
の誤差を説明するための説明図である。 10・・・・・・本体、11.11−・・・・・・フレ
ーム、20.20−・・・・・・レーザ変位計、22.
22′・・・・・・ケーブル、21.21−・・・・・
・モータ、30.30・・・・・・移動量検出装置、3
L 31−・・・・・・アーム、32.32−・・・・
・・スケール棒、33.33−・・・・・・ケーブル、
40・・・・・・移動制avi@、41・・・・・・記
憶装置、42・・・・・・演算制御11装置、43・・
・・・・表示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザ光を被測定物表面に照射し、照射方向とは異なる
方向で被測定物表面からの反射光を受光し、被測定物表
面の照射点の像を受光素子上につくり、該受光素子上の
照射点の像の位置によつて被測定物表面の変位を検出す
るレーザ変位計を、被測定物に関して反対側となるよう
に2台対向させて配置して、各レーザ変位計で検出した
各変位量に基づいて被測定物の厚みを測定する厚み測定
装置において、 前記各レーザ変位計を変位検出方向に移動させる移動手
段と、 前記各レーザ変位計の移動量を検出する移動量検出手段
と、 前記各レーザ変位計の変位検出量が所定範囲内となるよ
うに前記移動手段による各レーザ変位計の移動量を制御
する移動量制御手段と、 前記移動量検出手段で検出された各レーザ変位計の各移
動量と、各レーザ変位計で検出された各変位とに基づい
て被測定物の厚みを演算する演算手段とを備えたことを
特徴とする厚み測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9248590A JPH03291505A (ja) | 1990-04-08 | 1990-04-08 | 厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9248590A JPH03291505A (ja) | 1990-04-08 | 1990-04-08 | 厚み測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03291505A true JPH03291505A (ja) | 1991-12-20 |
Family
ID=14055611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9248590A Pending JPH03291505A (ja) | 1990-04-08 | 1990-04-08 | 厚み測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH03291505A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102405113A (zh) * | 2009-03-13 | 2012-04-04 | 纳尔科公司 | 表面清洁的处理 |
WO2015052941A1 (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | 古河電気工業株式会社 | 被覆厚さ検査方法及び被覆厚さ検査装置 |
-
1990
- 1990-04-08 JP JP9248590A patent/JPH03291505A/ja active Pending
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