JPH0332963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、仕上げ加工した平板の断面形状の寸
法等をチエツクもしくは測定するための二次元形
状計測器に関するものである。

〔従来の技術と考案が解決しようとする問題点〕

従来からこのような測定を行う場合に、被測定
物のエツジをハイトゲージでＸ及びＹ軸方向に逐
次ブロツクゲージを基準にして測定する方法があ
る。しかしながら、この方法では測定者の技量に
より誤差が出易く、また両軸の測定した座標位置
が互いに混乱してデータの誤りとなることもあ
る。さらにハイトゲージで被測定物に傷を付けた
り、手で汚したりすることもある。このような欠
点は、ロボツトアームの先端に取付けられたプロ
ーブを被測定物のエツジに当てて測定する三次元
形状測定装置を用いた場合にも、自動的な測定は
できるにしても依然として解消されない。そこ
で、光源と、光源の前方に位置するワークを支持
し、その光軸と直交方向へ移動可能なテーブル
と、ワークに対し光源と反対側に設けられたフオ
トダイオードアレイと、ワークとフオトダイオー
ドアレイとの間にフオトダイオードの受光範囲を
拡大するレンズと、テーブルの移動によるワーク
の移動量及びフオトダイオードアレイの暗部のフ
オトダイオードエレメント数をメモリーする制御
部とから成る寸法測定装置が周知である。そして
制御部からのパルスでパルスモータを駆動してテ
ーブルを移動させて、そのパルスの計数値をＸ座
標位置及びフオトダイオードエレメントのカウン
ト数をＹ座標位置としてメモリに逐次記憶させて
いる。しかしながら、この装置は非接触測定が可
能になるが、自動測定を前提にしたもので機構上
及び電気回路的にも複雑・高価となる。

よつて本考案は、簡単な構造で高精度の測定を
可能にする非接触測定式の二次元形状計測器を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、この目的を達成するために、ベース
にＹ軸方向へ離間してＸ軸方向へ取付けられたＸ
軸座標位置測定用スケールと、ベース上に沿つて
ガイドされることによりスケールに沿つて滑動す
る第１のスライダと、このスライダにＹ軸方向へ
離間領域を滑動可能にガイドされ、かつＹ軸座標
位置測定用スケールがＸ軸座標位置測定用スケー
ルと直角に交差するように取付けられた第２のス
ライダとを備え、第１のスライダにおける双方の
スケールの交差部分に、これらのスケールの読取
り窓を設け、第２のスライダに、Ｘ軸及びＹ軸面
に対して所定距離だけ離れて平行に配置される被
測定物へ光ビームを照射する光源及びその反射光
ビームの受光量を電気信号として検知する受光素
子を設けると共に、この受光素子に電気信号のレ
ベルを指示する表示器を後続させたことを特徴と
している。

〔作用〕

第１のスライダをＸ軸方向に設定して、第２の
スライダをＹ軸方向で例えば第４図に示すように
光ビーム２８の被測定物２７による全反射位置ａ
から無反射位置ｃへ向つて移動させると、対応し
て表示器において光量レベルが最大指示値から最
小指示値へ変化する。そして、途中の所定の光量
レベルに対応する部分反射位置ｂを測定点とし
て、第１及び第２のスライダの滑動位置に対応し
たかＸ軸及びＹ軸座標位置を読取り窓で測定す
る。第１のスライダを逐次Ｘ軸方向にずらし、そ
の都度このような測定をくり返して形状を求め
る。

〔考案の実施例〕

第１図において、計測器定盤、即ちベース１の
両側には、Ｘ軸方向の座標位置を測定する目盛を
付されたスケール２を支持しているアーム３，４
が立設されている。これらのアーム３，４間に
は、さらにスケール２に沿つてスライダ５を滑動
させるアーム６，７が架設されている。スライダ
５は、これら２，６，７を貫通させるブロツク形
状であり、その窓８でスケール２の目盛を読取る
ようになつている。

ブロツク形状のスライダ５には、凹部１０が形
成されており、その両側に配設されたアーム１
１，１２にはＹ軸方向に滑動可能にされた同様に
ブロツク形状のスライダ１３が貫入されている。
このスライダの上部には、スライダ５の上部を貫
通してＹ軸方向の座標位置を測定するスケール１
４が立設され、スライダ５の別の窓９でその目盛
を読取るようになつている。

スライダ１３には、Ｚ軸方向の距離Ｌにおける
Ｘ及びＹ軸面に平行な被測定物２７の表面に直径
３mmの円形で集光する光ビーム２８を照射する光
源２１及びレンズ系２２と、その反射光を集光す
る集光レンス系２３及びその光量を電気信号とし
て検知する受光素子２４とが収納されている。こ
れら２１〜２４の位置関係は、距離Ｌにおいて被
測定物２７を照射しているビーム中心位置がスケ
ール１４の測定値と一致するように設定されてい
る。受光素子２４には、その出力レベル、即ち入
射光量を指示するメータ又は数値式の表示器２６
が接続されている。

動作は次の通りである。

ベース１の溝（図示せず）に沿つて被測定物２
７の基準位置をＸ，Ｙ軸スケール２，１４の原点
（０，０）位置に合わせ、かつその表面をＸ及び
Ｙ軸面に対して距離Ｌを保つて平行にセツトす
る。この際窓８，９を通してＸ，Ｙ軸スケール
２，１４の目盛値が０点であることを確認するか
もしくは窓８，９に付されたマーク等で微調整す
る。

続いてスライダ５を逐次Ｘ軸方向にずらしてそ
の都度手でスライダ１３を上下に調整し、表示器
２６の指示値が全反射の最大値から1/2になる点、
即ち照射ビームの中心点が被測定物のエツジに一
致する点で窓９を通してＹ軸座標位置を読取る。
このようにして逐次測定点PnにおけるＸ軸座標
位置Xnに対するＹ軸座標位置Ynを読取つて、そ
の座標位置（Xn，Yn）から被測定物の形状を求
める。

ここで、第２図に示すように被測定物２７のＹ
軸方向の形状が増大方向に0.05mm変化したとす
る。この場合、反射光量の減少を、照射ビーム径
が３mmから（３−0.05×２）mm＝2.9mmに減少し
たと仮定して求めると、反射面積の減少率6.6％
に対応して表示器２６における指示値が変化し、
原理的に十分に検知できる範囲である。また、第
３図に示すように、測定形状が半径：Ｒの円弧で
ある場合、次に説明するようにＲ＝226mm以上で
あれば、原理的に精度0.05ｍ／ｍを確保できる。
つまり、照射ビーム２８の集光直径Ｃ即ち弦を３
mm、検出可能な最小寸法即ち円弦間の距離Ｈを第
２図の結果からさらに1/10の0.005ｍ／ｍとして
Ｒを求めると、 Ｒ＝Ｈ／２＋C²／8H＝225.0025mm 測定精度は、実際上被測定物２７の厚み、光反
射特性、受光素子２４の直線性、背景光等により
変動する可能性があるが、これらの補正或は必要
によりビーム直径をさらにシヤープにする等によ
り、いずれにしても熟練を要しない高精度の測定
が可能になる。また、測定点はビーム形状等によ
つては必ずしも光量半減点にする必要はない。

〔考案の効果〕 以上、本考案によれば、ハイトゲージ式Ｘ軸ス
ケールに沿つてスライドするＸ軸方向スライダ
に、ハイトゲージ式Ｙ軸スケールを固定されたＹ
軸方向スライダを光照射・反射光受光式サーチボ
ツクスとしてガイドさせた簡単な構造により、非
接触測定式で表示器の指示レベルをチエツクする
だけの習熟を要しない高精度の平面形状測定が可
能になる。双方のスケールの読み取りは、これら
の交差部分で素早く行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による二次元形状計測器を示す
もので、ａはその斜視図、ｂはその主要部の矢印
Ａ視の斜視図及びｃはその要部断面図、第２図及
び第３図は第１図による計測器の動作説明図並び
に第４図は本考案の原理説明図である。 １……ベース、２，１４……スケール、５，１
３……スライダ、２１……光源、２４……受光素
子、２６……表示器、２７……被測定物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベースにＹ軸方向へ離間してＸ軸方向へ取付け
   られたＸ軸座標位置測定用スケールと、前記ベー
   ス上に沿つてガイドされることにより前記スケー
   ルに沿つて滑動する第１のスライダと、このスラ
   イダにＹ軸方向へ前記離間領域を滑動可能にガイ
   ドされ、かつＹ軸座標位置測定用スケールが前記
   Ｘ軸座標位置測定用スケールと直角に交差するよ
   うに取付けられた第２のスライダとを備え、 前記第１のスライダにおける前記双方のスケー
   ルの前記交差部分に、これらのスケールの読取り
   窓を設け、 前記第２のスライダに、Ｘ軸及びＹ軸面に対し
   て所定距離だけ離れて平行に配置される被測定物
   へ光ビームを照射する光源及びその反射光ビーム
   の受光量を電気信号として検知する受光素子を設
   けると共に、この受光素子に電気信号のレベルを
   指示する表示器を後続させたことを特徴とする二
   次元形状計測器。