JPH0335106A - 光学式測定装置 - Google Patents
光学式測定装置Info
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- JPH0335106A JPH0335106A JP17069889A JP17069889A JPH0335106A JP H0335106 A JPH0335106 A JP H0335106A JP 17069889 A JP17069889 A JP 17069889A JP 17069889 A JP17069889 A JP 17069889A JP H0335106 A JPH0335106 A JP H0335106A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
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- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
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- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (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
この発明はワークの輪郭や形状、平行度、その他の測定
を自動的に行なうための光学式測定装置に関する。
を自動的に行なうための光学式測定装置に関する。
従来この種の光学式測定装置としては、投影機と、デジ
タル表示の可能な変換器を備えたエツジセンサと、ＣＰ
Ｕを内蔵した制御およびデータ処理装置とを有するもの
が知られている。 この従来例において、上記投影機は回転スクリーンと、
投影レンズと、光源を有する光学系と、ワークを搭載し
てＸ軸−Ｙ軸方向にワークを移動させるテーブルとを有
している。 そこでワークはこのテーブルに搭載され、Ｘ軸−Ｙ軸方
向に沿って平行出しくワークの基準線をＸ軸またはＹ軸
に平行になるようにすること）された上、その輪郭や形
状、平行度、その他の測定を受ける。従来例においては
この測定を１個のエツジセンサでのみ行なっていた。
タル表示の可能な変換器を備えたエツジセンサと、ＣＰ
Ｕを内蔵した制御およびデータ処理装置とを有するもの
が知られている。 この従来例において、上記投影機は回転スクリーンと、
投影レンズと、光源を有する光学系と、ワークを搭載し
てＸ軸−Ｙ軸方向にワークを移動させるテーブルとを有
している。 そこでワークはこのテーブルに搭載され、Ｘ軸−Ｙ軸方
向に沿って平行出しくワークの基準線をＸ軸またはＹ軸
に平行になるようにすること）された上、その輪郭や形
状、平行度、その他の測定を受ける。従来例においては
この測定を１個のエツジセンサでのみ行なっていた。
したがって、予めワークの形状に応じて、エツジセンサ
のワークの輪郭を横切る走査開始位置を決めておくこと
により、処理速度を向上させることができる。しかしな
がら、１個のエツジセンサでしかワークを走査していな
いので、ワークの輪郭を横切ったのち次の走査位置に移
動するまでの距離が長くなってしまい、走査時間の短縮
が図りにくいという欠点があった。 また、ワークの輪郭を横切ったのち次の走査位置に移動
する際、移動や停止を頻繁に繰り返すので、精度を一定
の数値以上に保持する必要があると、振動による影響を
防止するためには移動速度をある程度以上には速められ
ない、それゆえ、この点からも走査時間の短縮には限界
がある。 この発明の光学式測定装置は従来例の上記欠点を解消し
ようとするもので、光学系で輪郭づけられたワークの形
状を、複数のエツジセンサを用い、どのエツジセンサで
検出するかを適宜切換えて順次読み取ることにより、大
幅な走査時間の短縮を図れるようにした光学式測定装置
を提供しようとするものである。
のワークの輪郭を横切る走査開始位置を決めておくこと
により、処理速度を向上させることができる。しかしな
がら、１個のエツジセンサでしかワークを走査していな
いので、ワークの輪郭を横切ったのち次の走査位置に移
動するまでの距離が長くなってしまい、走査時間の短縮
が図りにくいという欠点があった。 また、ワークの輪郭を横切ったのち次の走査位置に移動
する際、移動や停止を頻繁に繰り返すので、精度を一定
の数値以上に保持する必要があると、振動による影響を
防止するためには移動速度をある程度以上には速められ
ない、それゆえ、この点からも走査時間の短縮には限界
がある。 この発明の光学式測定装置は従来例の上記欠点を解消し
ようとするもので、光学系で輪郭づけられたワークの形
状を、複数のエツジセンサを用い、どのエツジセンサで
検出するかを適宜切換えて順次読み取ることにより、大
幅な走査時間の短縮を図れるようにした光学式測定装置
を提供しようとするものである。
すなわち、この発明の光学式測定装置は従来例の上記欠
点を解消するために開発されたもので、ワークを搭載し
て三次元に移動可能な回転テーブルと、ワークに光を照
射する光学系と、この光学系で輪郭づけられたワークの
形状を読み取る複数のエツジセンサと、どのエツジセン
サで読み取るかを切換える切換手段と、いずれかのエツ
ジセンサで読み取られ、電気信号に変えられたワークの
測定データを処理する制御およびデータ処理部とを有す
ることを特徴とするものである。
点を解消するために開発されたもので、ワークを搭載し
て三次元に移動可能な回転テーブルと、ワークに光を照
射する光学系と、この光学系で輪郭づけられたワークの
形状を読み取る複数のエツジセンサと、どのエツジセン
サで読み取るかを切換える切換手段と、いずれかのエツ
ジセンサで読み取られ、電気信号に変えられたワークの
測定データを処理する制御およびデータ処理部とを有す
ることを特徴とするものである。
次に、この発明に係る光学式測定装置の一実施例を図面
に基いて述べる。第１図においてｌは、ワークを搭載し
て三次元に移動可能な回転テーブルである。この回転テ
ーブルｌは装置基台１１上に搭載された移動ステージ２
に取付けられている。そして移動ステージ２はＸ軸方向
に駆動するステッピングモータ３と、移動ステージ２を
Ｙ軸方向に駆動するステッピングモータ４とにより、Ｘ
軸−Ｙ軸方向に駆動制御される。移動ステージ２に取り
付けられた回転テーブルｌは、移動ステージ２に付設さ
れたステッピングモータ５で、第２図に示すタイミング
ベルト６を介して回転制御される。 ７は、装置基台１１に立設された支柱８を介して上記回
転テーブル１上に保持された投影機で、ワークに光を照
射する光学系を内蔵している。この投影機７の光学系は
、ズーム機能を持った投影レンズ９と、回転テーブル１
の下面に収納され、回転テーブル１に搭載されたワーク
部分に照射する光源２２と、光源２２かち照射されて投
影レンズ９を通過してきた光を、投影画面２０に送る反
射鏡とを有している。投影画面２０には、横長のセンサ
保持板３１が取り付けられており、センサ保持板３１に
は光量の変化を検出するエツジセンサ１０が複数取付け
てあり、エツジセンサ１０は光学系で輪郭づけられたワ
ークの傾きや形状を読み取る。複数のエツジセンサ１０
は第３図に示すように、後端に取付けた光フアイバ１２
を介して差動アンプ１３に連結されている。そしてこの
差動アンプ１３には、ハロゲンランプ等からなる光源２
２の光量を測定する光源センサ２３も接続され、エツジ
センサ１０によって投影画面２０における光量の測定を
行なうだけでなく、この光源センサ２３により光源２２
の光量変化を補正できるようになっている。すなわち、
交流電源によって光量が強弱変化を起こすのを防止する
ため、ＡＣ−ＤＣ変換器により直流に変、えているが、
それでもハロゲンランプ自体の温度条件等による時間的
な変化によって光量にばらつきがでてしまうので、上記
光源センサ２３により光源２２の光量変化を補正するの
である。 光量調整の仕方としては、例えば差動アンプ１３を使用
して各エツジセンサ１ｏからのデータをそれぞれ光源セ
ンサ２３のデータで補正して、エツジ判定回路２４に送
り、このエツジ判定回路２４でエツジを判定すればよい
。ちなみに、光源センサ２３は１個で複数のエツジセン
サ１０に対応できる。 上記各エツジセンサ１０は、第７図のように多数の取付
位置を予め所定のパターンに形成しておき、ワークの形
状や寸法等に応じて任意の位置に取り付けられるように
しておくことが望ましい。このパターンは所定の間隔を
有しているので、取付位置が決定すれば自動的に各エツ
ジセンサ１ｏの相対位置が決定する。したがって検出開
始位置が決まれば、どのエツジセンサ１０から、どうい
う順序でエツジセンサ１０を作動させるのがよいかは、
速やかに決定することができる。どういう順序でエツジ
センサ１０を作動させるかは予めワークに応じて決定し
ておき、その手順を後述の制御およびデータ処理部に書
込んで記憶させておけばよい。したがって各エツジセン
サ１０の切換えは、制御およびデータ処理部に書込まれ
た手順によって自動的に行なわれる。勿論、エツジセン
サ１０の切換えは、これ以外にも種々の切換手段を用い
て行なうことができる。 エツジ判定回路２４によって読み取られ、差動アンプ１
３により光量調整された電気信号からなるワークの傾き
や形状等の測定データは、！１ノ御およびデータ処理部
１４において処理される。この制御およびデータ処理部
１４は、上記データを読み取るためのＩ１０カード１５
と、ＣＰＵを内蔵したメインフレーム１６と、計測結果
をデジタル表示するカウンタ１７と、ＣＲＴデイスプレ
ィ１８と、キーボード１９と、計測結果等を印字するた
めのプリンタを有している。メインフレーム１６に内蔵
した上記ＣＰＵは、ワークの測定データを収集するとと
もに、測定データを演算してワークの傾きゃ形状を算出
する。そして例えばワークの傾きを、回転テーブル１を
制御して所定角度回転することによりＸ軸ないしＹ軸に
沿うように補正する。 ２１はジョイスティックで、手動で上記移動ステージ２
をＸ軸−Ｙ軸方向に移動させ、かつまた回転テーブルｌ
を回動させるためのものである。 この発明の光学式測定装置は第８図に示すフローチャー
トのように動作する。 先ず、測定すべきワークを回転テーブル１に搭載する（
イ）。この回転テーブルｌには所定の治具が取付けられ
ており、ワークは治具に保持される。そして各エツジセ
ンサ１０をワークに応じた所定の取付位置に配置し、て
（ロ）検出順序を決定し、制御およびデータ処理部１４
に設けられた記憶手段に書込む（口′）。回転テーブル
ｌ上に保持された投影機７には予め電源が入れられてお
り、上記ワークには光が照射される。この状態で投影機
７の投影レンズ９は、そのズーム機能によりワークに自
動的に（もしくは手動で）焦点が合わされる（ハ）。 光源２２から照射されて投影レンズ９を通過してきた光
は、投影画面２０に拡大投影される（二）、投影画面２
０に投影されたワークの画像は、いずれかのエツジセン
サ１０により光量の変化を検出してＸ軸ないしＹ軸に対
する傾きが測定される。エツジセンサ１０で測定され、
ワークがＸ軸ないしＹ軸に対して所定の傾きを有するこ
とが判明した場合、Ｘ軸ないしＹ軸駆動用のステッピン
グモータ３．４で移動ステージ２を所定位置に移動する
とともに、回転テーブル１をステッピングモータ５で所
定角度回転し、第５図に示すようにＸ軸ないしＹ軸にそ
の一辺を合わされる（ボ）、このときのワークに対する
焦点の移動は、第４図の矢印２２方向に行なわれ、図に
おいては約３ｍｍの間隔でエツジを測定している。この
平行出しの過程がない場合、各エツジセンサ１０の相対
位置の割出しが非常に面倒となり、はとんど実用性が損
なわれてしまう。 平行出しくホ）が終った時点で、投影機７の光学系で輪
郭づけられたワークの形状を、上記検出順序に従って切
換えられる（へ°）各エツジセンサ１０で順序よく検出
する（へ）、そして、差動アンプ１３により光量調整さ
れ（ト）、エツジ判定回路２４で読み取られた（チ）、
電気信号からなるワークの形状等の測定データを制御お
よびデータ処理部１４において処理する（す）、得られ
た測定結果は、カウンタ１７でデジタル表示するととも
に、ＣＲＴディスブレ４゜ イエ８にも表示され、プリンタで印字される。 印字例を第６図に示す。
に基いて述べる。第１図においてｌは、ワークを搭載し
て三次元に移動可能な回転テーブルである。この回転テ
ーブルｌは装置基台１１上に搭載された移動ステージ２
に取付けられている。そして移動ステージ２はＸ軸方向
に駆動するステッピングモータ３と、移動ステージ２を
Ｙ軸方向に駆動するステッピングモータ４とにより、Ｘ
軸−Ｙ軸方向に駆動制御される。移動ステージ２に取り
付けられた回転テーブルｌは、移動ステージ２に付設さ
れたステッピングモータ５で、第２図に示すタイミング
ベルト６を介して回転制御される。 ７は、装置基台１１に立設された支柱８を介して上記回
転テーブル１上に保持された投影機で、ワークに光を照
射する光学系を内蔵している。この投影機７の光学系は
、ズーム機能を持った投影レンズ９と、回転テーブル１
の下面に収納され、回転テーブル１に搭載されたワーク
部分に照射する光源２２と、光源２２かち照射されて投
影レンズ９を通過してきた光を、投影画面２０に送る反
射鏡とを有している。投影画面２０には、横長のセンサ
保持板３１が取り付けられており、センサ保持板３１に
は光量の変化を検出するエツジセンサ１０が複数取付け
てあり、エツジセンサ１０は光学系で輪郭づけられたワ
ークの傾きや形状を読み取る。複数のエツジセンサ１０
は第３図に示すように、後端に取付けた光フアイバ１２
を介して差動アンプ１３に連結されている。そしてこの
差動アンプ１３には、ハロゲンランプ等からなる光源２
２の光量を測定する光源センサ２３も接続され、エツジ
センサ１０によって投影画面２０における光量の測定を
行なうだけでなく、この光源センサ２３により光源２２
の光量変化を補正できるようになっている。すなわち、
交流電源によって光量が強弱変化を起こすのを防止する
ため、ＡＣ−ＤＣ変換器により直流に変、えているが、
それでもハロゲンランプ自体の温度条件等による時間的
な変化によって光量にばらつきがでてしまうので、上記
光源センサ２３により光源２２の光量変化を補正するの
である。 光量調整の仕方としては、例えば差動アンプ１３を使用
して各エツジセンサ１ｏからのデータをそれぞれ光源セ
ンサ２３のデータで補正して、エツジ判定回路２４に送
り、このエツジ判定回路２４でエツジを判定すればよい
。ちなみに、光源センサ２３は１個で複数のエツジセン
サ１０に対応できる。 上記各エツジセンサ１０は、第７図のように多数の取付
位置を予め所定のパターンに形成しておき、ワークの形
状や寸法等に応じて任意の位置に取り付けられるように
しておくことが望ましい。このパターンは所定の間隔を
有しているので、取付位置が決定すれば自動的に各エツ
ジセンサ１ｏの相対位置が決定する。したがって検出開
始位置が決まれば、どのエツジセンサ１０から、どうい
う順序でエツジセンサ１０を作動させるのがよいかは、
速やかに決定することができる。どういう順序でエツジ
センサ１０を作動させるかは予めワークに応じて決定し
ておき、その手順を後述の制御およびデータ処理部に書
込んで記憶させておけばよい。したがって各エツジセン
サ１０の切換えは、制御およびデータ処理部に書込まれ
た手順によって自動的に行なわれる。勿論、エツジセン
サ１０の切換えは、これ以外にも種々の切換手段を用い
て行なうことができる。 エツジ判定回路２４によって読み取られ、差動アンプ１
３により光量調整された電気信号からなるワークの傾き
や形状等の測定データは、！１ノ御およびデータ処理部
１４において処理される。この制御およびデータ処理部
１４は、上記データを読み取るためのＩ１０カード１５
と、ＣＰＵを内蔵したメインフレーム１６と、計測結果
をデジタル表示するカウンタ１７と、ＣＲＴデイスプレ
ィ１８と、キーボード１９と、計測結果等を印字するた
めのプリンタを有している。メインフレーム１６に内蔵
した上記ＣＰＵは、ワークの測定データを収集するとと
もに、測定データを演算してワークの傾きゃ形状を算出
する。そして例えばワークの傾きを、回転テーブル１を
制御して所定角度回転することによりＸ軸ないしＹ軸に
沿うように補正する。 ２１はジョイスティックで、手動で上記移動ステージ２
をＸ軸−Ｙ軸方向に移動させ、かつまた回転テーブルｌ
を回動させるためのものである。 この発明の光学式測定装置は第８図に示すフローチャー
トのように動作する。 先ず、測定すべきワークを回転テーブル１に搭載する（
イ）。この回転テーブルｌには所定の治具が取付けられ
ており、ワークは治具に保持される。そして各エツジセ
ンサ１０をワークに応じた所定の取付位置に配置し、て
（ロ）検出順序を決定し、制御およびデータ処理部１４
に設けられた記憶手段に書込む（口′）。回転テーブル
ｌ上に保持された投影機７には予め電源が入れられてお
り、上記ワークには光が照射される。この状態で投影機
７の投影レンズ９は、そのズーム機能によりワークに自
動的に（もしくは手動で）焦点が合わされる（ハ）。 光源２２から照射されて投影レンズ９を通過してきた光
は、投影画面２０に拡大投影される（二）、投影画面２
０に投影されたワークの画像は、いずれかのエツジセン
サ１０により光量の変化を検出してＸ軸ないしＹ軸に対
する傾きが測定される。エツジセンサ１０で測定され、
ワークがＸ軸ないしＹ軸に対して所定の傾きを有するこ
とが判明した場合、Ｘ軸ないしＹ軸駆動用のステッピン
グモータ３．４で移動ステージ２を所定位置に移動する
とともに、回転テーブル１をステッピングモータ５で所
定角度回転し、第５図に示すようにＸ軸ないしＹ軸にそ
の一辺を合わされる（ボ）、このときのワークに対する
焦点の移動は、第４図の矢印２２方向に行なわれ、図に
おいては約３ｍｍの間隔でエツジを測定している。この
平行出しの過程がない場合、各エツジセンサ１０の相対
位置の割出しが非常に面倒となり、はとんど実用性が損
なわれてしまう。 平行出しくホ）が終った時点で、投影機７の光学系で輪
郭づけられたワークの形状を、上記検出順序に従って切
換えられる（へ°）各エツジセンサ１０で順序よく検出
する（へ）、そして、差動アンプ１３により光量調整さ
れ（ト）、エツジ判定回路２４で読み取られた（チ）、
電気信号からなるワークの形状等の測定データを制御お
よびデータ処理部１４において処理する（す）、得られ
た測定結果は、カウンタ１７でデジタル表示するととも
に、ＣＲＴディスブレ４゜ イエ８にも表示され、プリンタで印字される。 印字例を第６図に示す。
この発明は上述のように、平行出しされたワークの輪郭
や形状等を複数のエツジセンサで広範囲に測定すること
により、エツジセンサがワークとの間で相対的に移動す
る距離を非常に短くすることができるため、従来の約１
／３以下の速度で測定することができるようになった。 また、はとんど折り返し移動させる必要がなく、非常に
スムーズにワークを移動させることができ、ワークの移
動速度を従来の２倍以上に上げても、精度をほとんど損
なわないで測定することができる。
や形状等を複数のエツジセンサで広範囲に測定すること
により、エツジセンサがワークとの間で相対的に移動す
る距離を非常に短くすることができるため、従来の約１
／３以下の速度で測定することができるようになった。 また、はとんど折り返し移動させる必要がなく、非常に
スムーズにワークを移動させることができ、ワークの移
動速度を従来の２倍以上に上げても、精度をほとんど損
なわないで測定することができる。
第１図はこの発明の光学式測定装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は要部拡大図、第３図はエツジを判定する
構成を示す概略図、第４図は平行出しの場合の走査を示
す平面図、第５図は平行出しの操作を示す座標図、第６
図は測定結果の印字例を示す概略図、第７図はセンサ保
持部分の正面図、第８図は動作手順を示すフローチャー
トである。 １・・・回転テーブル ２・・・移動ステージ３．４
．５・・・ステッピングモータ ６・・・タイミングベルト
視図、第２図は要部拡大図、第３図はエツジを判定する
構成を示す概略図、第４図は平行出しの場合の走査を示
す平面図、第５図は平行出しの操作を示す座標図、第６
図は測定結果の印字例を示す概略図、第７図はセンサ保
持部分の正面図、第８図は動作手順を示すフローチャー
トである。 １・・・回転テーブル ２・・・移動ステージ３．４
．５・・・ステッピングモータ ６・・・タイミングベルト
Claims (1)
- １、ワークを搭載して三次元に移動可能な回転テーブル
と、ワークに光を照射する光学系と、この光学系で輪郭
づけられたワークの形状を読み取る複数のエッジセンサ
と、どのエッジセンサで読み取るかを切換える切換手段
と、いずれかのエッジセンサで読み取られ、電気信号に
変えられたワークの測定データを処理する制御およびデ
ータ処理部とを有することを特徴とする光学式測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17069889A JPH0335106A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光学式測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17069889A JPH0335106A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光学式測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335106A true JPH0335106A (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=15909741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17069889A Pending JPH0335106A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光学式測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0335106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1882894A1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56132506A (en) * | 1980-03-22 | 1981-10-16 | Ando Electric Co Ltd | Measuring device for center position of hole |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP17069889A patent/JPH0335106A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56132506A (en) * | 1980-03-22 | 1981-10-16 | Ando Electric Co Ltd | Measuring device for center position of hole |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1882894A1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring machine |
| US7646492B2 (en) | 2006-07-27 | 2010-01-12 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring machine |
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