JPH06288725A - 線材の直径測定装置 - Google Patents
線材の直径測定装置Info
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- JPH06288725A JPH06288725A JP10018493A JP10018493A JPH06288725A JP H06288725 A JPH06288725 A JP H06288725A JP 10018493 A JP10018493 A JP 10018493A JP 10018493 A JP10018493 A JP 10018493A JP H06288725 A JPH06288725 A JP H06288725A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンズ系の形状や重量を大きくすることな
く、相対移動する線材の径を充分なる精度で測定できる
線材の直径測定装置を提供する。 【構成】 径寸法算出手段に対応するステップＳ６によ
り、受光器４０により検出された線材１０のＸ方向の相
対位置、および光学式線位置検出器３６により検出され
た線材１０のＹ方向の相対位置から、補正値記憶領域７
０において記憶された多数の補正値ＫXYのうちの該当す
る補正値が決定され、受光器４０から出力された径信号
ＳＳがその補正値により補正されることにより、線材１
０の直径Ｄが算出される。したがって、収差を小さくす
るために形状や重量が大きい高価な受光レンズ系を用い
ることなく、また完全な平行光で線材を投射することな
く、受光器に対して相対移動する線材の径を高い精度で
測定できる。
く、相対移動する線材の径を充分なる精度で測定できる
線材の直径測定装置を提供する。 【構成】 径寸法算出手段に対応するステップＳ６によ
り、受光器４０により検出された線材１０のＸ方向の相
対位置、および光学式線位置検出器３６により検出され
た線材１０のＹ方向の相対位置から、補正値記憶領域７
０において記憶された多数の補正値ＫXYのうちの該当す
る補正値が決定され、受光器４０から出力された径信号
ＳＳがその補正値により補正されることにより、線材１
０の直径Ｄが算出される。したがって、収差を小さくす
るために形状や重量が大きい高価な受光レンズ系を用い
ることなく、また完全な平行光で線材を投射することな
く、受光器に対して相対移動する線材の径を高い精度で
測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平行光を用いることに
より非接触で線材の径寸法を測定する線材の直径測定装
置に関するものである。
より非接触で線材の径寸法を測定する線材の直径測定装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】線材の直径を非接触にて高い精度で測定
することが望まれる場合がある。たとえば、径寸法を仕
上げる線引き加工のような後加工を除去するために、熱
間圧延スタンドにおいて０．１mm程度の公差で行われる
精密圧延がそれである。このような場合の線材の直径
は、たとえば、線材に対して投射された平行光を受け、
この平行光に含まれる線材の遮光幅に基づいて非接触で
測定する測定装置を用いて測定される。
することが望まれる場合がある。たとえば、径寸法を仕
上げる線引き加工のような後加工を除去するために、熱
間圧延スタンドにおいて０．１mm程度の公差で行われる
精密圧延がそれである。このような場合の線材の直径
は、たとえば、線材に対して投射された平行光を受け、
この平行光に含まれる線材の遮光幅に基づいて非接触で
測定する測定装置を用いて測定される。
【０００３】通常、上記従来の線材の直径測定装置にお
いて、平行光を投射する平行光投射器は、焦点位置に配
置された比較的小さな光源からの光、或いは焦点位置に
配置されたスリットを通過した光を、凸レンズを用いて
平行光に変換する。また、受光器は、平行光をイメージ
センサの光検出面に集光し、平行光に含まれる線材の遮
光幅が光検出面に配列された光検出素子により検出され
る。
いて、平行光を投射する平行光投射器は、焦点位置に配
置された比較的小さな光源からの光、或いは焦点位置に
配置されたスリットを通過した光を、凸レンズを用いて
平行光に変換する。また、受光器は、平行光をイメージ
センサの光検出面に集光し、平行光に含まれる線材の遮
光幅が光検出面に配列された光検出素子により検出され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、線材の長手
方向の径を連続的に測定するために、線材をその長手方
向へ送るような場合では、線材が所定の範囲で受光器に
対して相対移動することが避けられない。一方、上記従
来の線材の直径測定装置では、平行光投射器の凸レンズ
には厚みがあるため、完全な平行光を発生させることが
困難であるとともに、受光器の受光レンズの収差を完全
に除去することも困難である。このため、線材が所定の
範囲で受光器に対して径方向に相対移動することによ
り、線径の測定精度が充分に得られない欠点があった。
これに対し、曲率の小さいレンズを重ね合わせることに
より受光器の受光レンズの収差を小さくすることが考え
られるが、このような場合には極めて高価となるだけで
なく、光軸方向の形状および重量が大きくなって回転測
定には不適当であるとともに、収差を無くす完全な解決
にはならない。しかも、たとえ収差を無くしたとしても
平行光が完全なものではないから、それに起因する精度
の低下を解消できないのである。
方向の径を連続的に測定するために、線材をその長手方
向へ送るような場合では、線材が所定の範囲で受光器に
対して相対移動することが避けられない。一方、上記従
来の線材の直径測定装置では、平行光投射器の凸レンズ
には厚みがあるため、完全な平行光を発生させることが
困難であるとともに、受光器の受光レンズの収差を完全
に除去することも困難である。このため、線材が所定の
範囲で受光器に対して径方向に相対移動することによ
り、線径の測定精度が充分に得られない欠点があった。
これに対し、曲率の小さいレンズを重ね合わせることに
より受光器の受光レンズの収差を小さくすることが考え
られるが、このような場合には極めて高価となるだけで
なく、光軸方向の形状および重量が大きくなって回転測
定には不適当であるとともに、収差を無くす完全な解決
にはならない。しかも、たとえ収差を無くしたとしても
平行光が完全なものではないから、それに起因する精度
の低下を解消できないのである。
【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであって、その目的とするところは、レンズ系の形
状や重量を大きくすることなく、相対移動する線材の径
を充分なる精度で測定できる線材の直径測定装置を提供
することにある。
ものであって、その目的とするところは、レンズ系の形
状や重量を大きくすることなく、相対移動する線材の径
を充分なる精度で測定できる線材の直径測定装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案の要旨とするところは、図１のクレーム対応図
に示すように、線材に対して投射された平行光を受け、
その平行光に含まれる線材の遮光幅に基づいて線材の直
径を非接触で測定する測定装置であって、(1)光源と、
該光源から放射される光を前記線材の径よりも大きい幅
寸法を有する平行光に変換する投光レンズとを備え、そ
の平行光を前記線材に対して投射する平行光投射器と、
(2) 光検出素子が一方向に沿って多数配列された光検出
面を有するイメージセンサと、前記平行光投射器により
投射された平行光を受けて該イメージセンサの光検出面
上に集光させる受光レンズとを備え、該平行光に含まれ
る前記線材による遮光幅に対応した径信号を出力する受
光器と、(3) 前記線材の受光器に対する相対位置による
前記径信号の変化を補正するための補正値を、その相対
位置毎に記憶する補正値記憶手段と、(4) 前記線材の前
記受光器に対する相対位置を検出する相対位置検出手段
と、(5) 前記線材の前記受光器に対する相対位置から前
記補正値を決定し、前記受光器から出力された径信号を
該補正値により補正することにより前記線材の直径を算
出する径寸法算出手段とを、含むことにある。
の本考案の要旨とするところは、図１のクレーム対応図
に示すように、線材に対して投射された平行光を受け、
その平行光に含まれる線材の遮光幅に基づいて線材の直
径を非接触で測定する測定装置であって、(1)光源と、
該光源から放射される光を前記線材の径よりも大きい幅
寸法を有する平行光に変換する投光レンズとを備え、そ
の平行光を前記線材に対して投射する平行光投射器と、
(2) 光検出素子が一方向に沿って多数配列された光検出
面を有するイメージセンサと、前記平行光投射器により
投射された平行光を受けて該イメージセンサの光検出面
上に集光させる受光レンズとを備え、該平行光に含まれ
る前記線材による遮光幅に対応した径信号を出力する受
光器と、(3) 前記線材の受光器に対する相対位置による
前記径信号の変化を補正するための補正値を、その相対
位置毎に記憶する補正値記憶手段と、(4) 前記線材の前
記受光器に対する相対位置を検出する相対位置検出手段
と、(5) 前記線材の前記受光器に対する相対位置から前
記補正値を決定し、前記受光器から出力された径信号を
該補正値により補正することにより前記線材の直径を算
出する径寸法算出手段とを、含むことにある。
【０００７】
【作用および発明の効果】このようにすれば、径寸法算
出手段により、相対位置検出手段により検出された前記
線材の前記受光器に対する相対位置から補正値記憶手段
において記憶された補正のうちの該当する補正値が決定
され、前記受光器から出力された径信号がその補正値に
より補正されることにより、線材の直径が算出される。
したがって、収差を小さくするために形状や重量が大き
い高価な受光レンズ系を用いることなく、また完全な平
行光で線材を投射することなく、受光器に対して相対移
動する線材の径を高い精度で測定できる。
出手段により、相対位置検出手段により検出された前記
線材の前記受光器に対する相対位置から補正値記憶手段
において記憶された補正のうちの該当する補正値が決定
され、前記受光器から出力された径信号がその補正値に
より補正されることにより、線材の直径が算出される。
したがって、収差を小さくするために形状や重量が大き
い高価な受光レンズ系を用いることなく、また完全な平
行光で線材を投射することなく、受光器に対して相対移
動する線材の径を高い精度で測定できる。
【０００８】ここで、好適には、前記線材の前記受光器
に対する相対位置は、その受光器の光軸方向の位置であ
るＸ方向位置と、その光軸方向に直交するＹ方向の位置
であるＹ方向位置とにより表されるものであり、前記相
対位置検出手段は、前記平行光投射器および受光器から
成るＸ方向相対位置検出手段と、前記Ｙ方向の平行光を
前記線材に対して投射する平行光投射器とそのＹ方向の
平行光を受けて前記線材のＹ方向位置に対応した信号を
出力する受光器とから成るＹ方向相対位置検出手段とを
含んで構成される。
に対する相対位置は、その受光器の光軸方向の位置であ
るＸ方向位置と、その光軸方向に直交するＹ方向の位置
であるＹ方向位置とにより表されるものであり、前記相
対位置検出手段は、前記平行光投射器および受光器から
成るＸ方向相対位置検出手段と、前記Ｙ方向の平行光を
前記線材に対して投射する平行光投射器とそのＹ方向の
平行光を受けて前記線材のＹ方向位置に対応した信号を
出力する受光器とから成るＹ方向相対位置検出手段とを
含んで構成される。
【０００９】或いはまた、前記線材の前記受光器に対す
る相対位置は、その受光器の光軸方向の位置であるＸ方
向位置のみにより表され、前記相対位置検出手段は、前
記平行光投射器および受光器から成るＸ方向相対位置検
出手段を含んで構成される。
る相対位置は、その受光器の光軸方向の位置であるＸ方
向位置のみにより表され、前記相対位置検出手段は、前
記平行光投射器および受光器から成るＸ方向相対位置検
出手段を含んで構成される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１１】図２において、線材１０は、たとえば５．
５mmφ程度の直径を備えたものであり、１０００℃程度
の温度で図示しない熱間圧延スタンドから１００ｍ／秒
程度の速度で導出された後、その線材１０の直径Ｄの倍
程度の内径を備えた圧延用ガイド１２および１４を通し
て図示しない熱処理装置、巻取装置などへ送られる。直
径検出装置１８は、圧延用ガイド１２の外周において軸
受２０によって回転可能に支持され、両軸端部において
プーリ２２および検出器取付板２４を有する円筒状回転
軸２６と、円筒状回転軸２６を１８００r.p.m.程度の速
度で回転駆動するために、プーリ２２との間で伝動ベル
ト２８が巻きかけられるプーリ３０を有する電動モータ
３２と、円筒状回転軸２６の検出器取付板２４に固定さ
れた１組の光学式線径検出器３４および１組の光学式線
位置検出器３６とを備えている。
５mmφ程度の直径を備えたものであり、１０００℃程度
の温度で図示しない熱間圧延スタンドから１００ｍ／秒
程度の速度で導出された後、その線材１０の直径Ｄの倍
程度の内径を備えた圧延用ガイド１２および１４を通し
て図示しない熱処理装置、巻取装置などへ送られる。直
径検出装置１８は、圧延用ガイド１２の外周において軸
受２０によって回転可能に支持され、両軸端部において
プーリ２２および検出器取付板２４を有する円筒状回転
軸２６と、円筒状回転軸２６を１８００r.p.m.程度の速
度で回転駆動するために、プーリ２２との間で伝動ベル
ト２８が巻きかけられるプーリ３０を有する電動モータ
３２と、円筒状回転軸２６の検出器取付板２４に固定さ
れた１組の光学式線径検出器３４および１組の光学式線
位置検出器３６とを備えている。
【００１２】図３に示すように、上記光学式線径検出器
３４は、回転中心を挟んで対向するように検出器取付板
２４に固定された一対の平行光投射器３８および受光器
４０から成る。図４に示すように、上記平行光投射器３
８は、熱間の線材１０から放射される赤外光と異なる中
心波長を有するＬＥＤ４２と、このＬＥＤ４２から放射
される光を線材１０の径よりも大きい幅寸法を有する平
行光に変換する投光レンズ４４と、それらを収容する収
容箱４６とを備え、その平行光を線材に対して直角を成
す方向から投射する。また、上記受光器４０は、光検出
素子が一方向に沿って一定間隔で多数配列された光検出
面を有するイメージセンサ４８と、上記平行光投射器３
８により投射された平行光を受けてイメージセンサ４８
の光検出面上に集光させる受光レンズ５０と、それらを
収容する収容箱５２と、上記熱間の線材１０から放射さ
れる赤外光を遮断する図示しないフィルタとを備え、上
記平行光に含まれる前記線材１０による遮光幅および線
材１０のＸ方向の位置を表す径信号ＳＳを出力する。本
実施例では、上記平行光投射器３８および受光器４０か
ら成る光学式線径検出器３４は、線材１０の受光器４０
に対するＸ方向の相対位置を検出するためのＸ方向相対
位置検出手段としても機能している。なお、図３のＸ−
Ｙ座標系は、検出器取付板２４或いはそれに固定された
受光器４０と共に回転するものである。
３４は、回転中心を挟んで対向するように検出器取付板
２４に固定された一対の平行光投射器３８および受光器
４０から成る。図４に示すように、上記平行光投射器３
８は、熱間の線材１０から放射される赤外光と異なる中
心波長を有するＬＥＤ４２と、このＬＥＤ４２から放射
される光を線材１０の径よりも大きい幅寸法を有する平
行光に変換する投光レンズ４４と、それらを収容する収
容箱４６とを備え、その平行光を線材に対して直角を成
す方向から投射する。また、上記受光器４０は、光検出
素子が一方向に沿って一定間隔で多数配列された光検出
面を有するイメージセンサ４８と、上記平行光投射器３
８により投射された平行光を受けてイメージセンサ４８
の光検出面上に集光させる受光レンズ５０と、それらを
収容する収容箱５２と、上記熱間の線材１０から放射さ
れる赤外光を遮断する図示しないフィルタとを備え、上
記平行光に含まれる前記線材１０による遮光幅および線
材１０のＸ方向の位置を表す径信号ＳＳを出力する。本
実施例では、上記平行光投射器３８および受光器４０か
ら成る光学式線径検出器３４は、線材１０の受光器４０
に対するＸ方向の相対位置を検出するためのＸ方向相対
位置検出手段としても機能している。なお、図３のＸ−
Ｙ座標系は、検出器取付板２４或いはそれに固定された
受光器４０と共に回転するものである。
【００１３】上記光学式線位置検出器３６も、図３に示
すように、回転中心を挟んで対向するように検出器取付
板２４に固定された一対の平行光投射器５４および受光
器５６から成る。それら平行光投射器５４および受光器
５６は、本実施例では、上記平行光投射器３８および受
光器４０と同様に構成されており、平行光投射器５４は
平行光投射器３８の平行光および線材１０と直行する方
向に平行光を投射し、受光器５６は線材１０のＹ方向の
位置を表す位置信号ＳＰを出力する。本実施例では、上
記光学式線位置検出器３６が、線材１０の受光器４０に
対するＹ方向の相対位置を検出するためのＹ方向相対位
置検出手段として機能している。
すように、回転中心を挟んで対向するように検出器取付
板２４に固定された一対の平行光投射器５４および受光
器５６から成る。それら平行光投射器５４および受光器
５６は、本実施例では、上記平行光投射器３８および受
光器４０と同様に構成されており、平行光投射器５４は
平行光投射器３８の平行光および線材１０と直行する方
向に平行光を投射し、受光器５６は線材１０のＹ方向の
位置を表す位置信号ＳＰを出力する。本実施例では、上
記光学式線位置検出器３６が、線材１０の受光器４０に
対するＹ方向の相対位置を検出するためのＹ方向相対位
置検出手段として機能している。
【００１４】上記径信号ＳＳおよび位置信号ＳＰは、た
とえば図５に示すように、イメージセンサ４８において
光を受光した光検出素子の位置に対応するパルスから成
るパルス列であり、このパルス列には、線材１０による
遮光幅に対応した個数のパルスが欠落している。この欠
落したパルスの個数が線材１０の線径に対応しており、
また欠落したパルスの位置が線材１０の図３におけるＸ
方向或いはＹ方向の位置に対応していることから、径信
号ＳＳおよび位置信号ＳＰは、線材１０の径および受光
器４０に対する相対位置を表しているのである。たとえ
ば、イメージセンサ４８の検出面に等間隔で配列された
光検出素子が２０４８個であり、それら光検出素子の配
列幅寸法に対応する平行光の幅寸法（受光器４０の視野
幅）が２８mmであるとすると、径信号ＳＳおよび位置信
号ＳＰの１パルスは、１３．７μｍの寸法或いは位置を
表している。
とえば図５に示すように、イメージセンサ４８において
光を受光した光検出素子の位置に対応するパルスから成
るパルス列であり、このパルス列には、線材１０による
遮光幅に対応した個数のパルスが欠落している。この欠
落したパルスの個数が線材１０の線径に対応しており、
また欠落したパルスの位置が線材１０の図３におけるＸ
方向或いはＹ方向の位置に対応していることから、径信
号ＳＳおよび位置信号ＳＰは、線材１０の径および受光
器４０に対する相対位置を表しているのである。たとえ
ば、イメージセンサ４８の検出面に等間隔で配列された
光検出素子が２０４８個であり、それら光検出素子の配
列幅寸法に対応する平行光の幅寸法（受光器４０の視野
幅）が２８mmであるとすると、径信号ＳＳおよび位置信
号ＳＰの１パルスは、１３．７μｍの寸法或いは位置を
表している。
【００１５】図２に戻って、演算制御装置６０は、ＣＰ
Ｕ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、図示しないインター
フェース回路などを含む所謂マイクロコンピュータであ
る。ＣＰＵ６２はＲＡＭ６６の一時記憶機能を利用しつ
つ予めＲＯＭ６４に記憶されたプログラムに従って入力
信号である径信号ＳＳおよび位置信号ＳＰを処理するこ
とにより線材１０の径寸法を高精度で演算し、表示器６
８に表示するとともに、必要に応じて線材１０の径寸法
を表す信号を、その線材１０を圧延している熱間圧延ス
タンドのフィードバック制御のために出力する。本実施
例では、上記ＲＡＭ６６の補正値記憶領域７０は補正値
記憶手段に対応しており、そこには、図６に局部的に示
すように、予め求められた補正値Ｋxyが線材１０の受光
器４０に対する相対位置毎に多数記憶されている。本実
施例の補正値Ｋxyは、後述の基準径Ｄs を有するテスト
ピース７２を線材１０に替えて配置したときに、反転処
理された径信号ＳＳのパルス列を構成するパルス数であ
る。
Ｕ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、図示しないインター
フェース回路などを含む所謂マイクロコンピュータであ
る。ＣＰＵ６２はＲＡＭ６６の一時記憶機能を利用しつ
つ予めＲＯＭ６４に記憶されたプログラムに従って入力
信号である径信号ＳＳおよび位置信号ＳＰを処理するこ
とにより線材１０の径寸法を高精度で演算し、表示器６
８に表示するとともに、必要に応じて線材１０の径寸法
を表す信号を、その線材１０を圧延している熱間圧延ス
タンドのフィードバック制御のために出力する。本実施
例では、上記ＲＡＭ６６の補正値記憶領域７０は補正値
記憶手段に対応しており、そこには、図６に局部的に示
すように、予め求められた補正値Ｋxyが線材１０の受光
器４０に対する相対位置毎に多数記憶されている。本実
施例の補正値Ｋxyは、後述の基準径Ｄs を有するテスト
ピース７２を線材１０に替えて配置したときに、反転処
理された径信号ＳＳのパルス列を構成するパルス数であ
る。
【００１６】次に、上記演算制御装置６０の作動の要部
を、図７のフローチャートに従って説明する。先ず、図
示しないステップによる起動操作の判定に応答して検出
器取付板２４が１８００r.p.m.程度の回転速度で連続回
転させられる。そして、ステップＳ１では受光器４０の
イメージセンサ４８からの径信号ＳＳおよび位置信号Ｓ
Ｐが読み込まれ、ステップＳ２では、それらの径信号Ｓ
Ｓおよび位置信号ＳＰのパルス列が反転処理される。図
８は、反転処理されたパルス列の一例を示している。
を、図７のフローチャートに従って説明する。先ず、図
示しないステップによる起動操作の判定に応答して検出
器取付板２４が１８００r.p.m.程度の回転速度で連続回
転させられる。そして、ステップＳ１では受光器４０の
イメージセンサ４８からの径信号ＳＳおよび位置信号Ｓ
Ｐが読み込まれ、ステップＳ２では、それらの径信号Ｓ
Ｓおよび位置信号ＳＰのパルス列が反転処理される。図
８は、反転処理されたパルス列の一例を示している。
【００１７】続くステップＳ３では、線材１０のＸ方向
位置が決定される。すなわち、図８に示すような反転処
理されたパルス列から成る径信号ＳＳにおいて、そのパ
ルス列の両端に位置するパルスに対応する光検出素子の
番号から、その両端に位置するパルスのＸ方向の２位置
が決定されるとともに、そのＸ方向の２位置からそれら
の中間値である線材１０のＸ方向位置が決定される。ま
た、ステップＳ４では、上記と同様に、反転処理された
位置信号ＳＰを構成するパルス列の両端に位置するパル
スのＹ方向の２位置が決定されるとともに、そのＹ方向
の２位置からそれらの中間値である線材１０のＹ方向位
置が決定される。
位置が決定される。すなわち、図８に示すような反転処
理されたパルス列から成る径信号ＳＳにおいて、そのパ
ルス列の両端に位置するパルスに対応する光検出素子の
番号から、その両端に位置するパルスのＸ方向の２位置
が決定されるとともに、そのＸ方向の２位置からそれら
の中間値である線材１０のＸ方向位置が決定される。ま
た、ステップＳ４では、上記と同様に、反転処理された
位置信号ＳＰを構成するパルス列の両端に位置するパル
スのＹ方向の２位置が決定されるとともに、そのＹ方向
の２位置からそれらの中間値である線材１０のＹ方向位
置が決定される。
【００１８】次いで、ステップＳ５では、図６に示す受
光器４０に対する相対位置毎に予め記憶された補正値Ｋ
xyから、実際に求められた線材１０のＸ方向およびＹ方
向の位置に対応する補正値Ｋxyが決定されて読み込まれ
る。たとえば、線材１０のＸ方向位置が基準位置に対し
て＋１mmであり、Ｙ方向位置が基準位置に対して＋２mm
であれば、「５０２」という値の補正値Ｋ12が読み込ま
れる。
光器４０に対する相対位置毎に予め記憶された補正値Ｋ
xyから、実際に求められた線材１０のＸ方向およびＹ方
向の位置に対応する補正値Ｋxyが決定されて読み込まれ
る。たとえば、線材１０のＸ方向位置が基準位置に対し
て＋１mmであり、Ｙ方向位置が基準位置に対して＋２mm
であれば、「５０２」という値の補正値Ｋ12が読み込ま
れる。
【００１９】続くステップＳ６では、数式１に示す予め
記憶された関係から、上記補正値Ｋxyおよび径信号ＳＳ
が表す実測値（反転処理された径信号ＳＳのパルス数）
Ｎに基づいて、線材１０の直径Ｄが算出される。本実施
例では、このステップＳ６が、線材１０の受光器４０に
対する相対位置から補正値Ｋxyを決定し、その受光器４
０から出力された径信号ＳＳを補正値Ｋxyにより補正す
ることにより前記線材１０の直径Ｄを算出する径寸法算
出手段として機能している。
記憶された関係から、上記補正値Ｋxyおよび径信号ＳＳ
が表す実測値（反転処理された径信号ＳＳのパルス数）
Ｎに基づいて、線材１０の直径Ｄが算出される。本実施
例では、このステップＳ６が、線材１０の受光器４０に
対する相対位置から補正値Ｋxyを決定し、その受光器４
０から出力された径信号ＳＳを補正値Ｋxyにより補正す
ることにより前記線材１０の直径Ｄを算出する径寸法算
出手段として機能している。
【００２０】
【数１】Ｄmm＝Ｄs mm×（Ｎ／Ｋxy）
【００２１】そして、ステップＳ７では、上記のように
して算出された線材１０の直径Ｄが記憶されるととも
に、必要に応じて信号出力され、ステップＳ８において
図示しない操作スイッチにより停止操作が行われたか否
かが判断される。このステップＳ８の判断が否定されて
いる間はステップＳ１以下の作動が繰り返し実行される
が、肯定された場合には本ルーチンが終了させられる。
して算出された線材１０の直径Ｄが記憶されるととも
に、必要に応じて信号出力され、ステップＳ８において
図示しない操作スイッチにより停止操作が行われたか否
かが判断される。このステップＳ８の判断が否定されて
いる間はステップＳ１以下の作動が繰り返し実行される
が、肯定された場合には本ルーチンが終了させられる。
【００２２】前記補正値Ｋxyは、前記検出器取付板２４
の回転が停止させられ、且つたとえば図９に示すよう
に、Ｘ−Ｙ位置決め装置７４が圧延用ガイド１２および
１４間に装着されることにより求められる。Ｘ−Ｙ位置
決め装置７４は、基準径Ｄs を有するテストピース７２
を備えたＸ−Ｙテーブル７６と、Ｘ−Ｙテーブル７６を
Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ駆動するＸ方向パルスモ
ータ７８およびＹ方向パルスモータ８０とを備えてお
り、そのＸ−Ｙテーブル７６のＸ−Ｙ方向と検出器取付
板２４のＸ−Ｙ方向とが相互に一致するように固定され
る。
の回転が停止させられ、且つたとえば図９に示すよう
に、Ｘ−Ｙ位置決め装置７４が圧延用ガイド１２および
１４間に装着されることにより求められる。Ｘ−Ｙ位置
決め装置７４は、基準径Ｄs を有するテストピース７２
を備えたＸ−Ｙテーブル７６と、Ｘ−Ｙテーブル７６を
Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ駆動するＸ方向パルスモ
ータ７８およびＹ方向パルスモータ８０とを備えてお
り、そのＸ−Ｙテーブル７６のＸ−Ｙ方向と検出器取付
板２４のＸ−Ｙ方向とが相互に一致するように固定され
る。
【００２３】図１０は、補正値Ｋxyを求める際に実行さ
れる作動を示すフローチャートである。この補正値算出
ルーチンは、線材１０の直径Ｄを測定するに先立って、
或いは所定の測定期間経過毎に、図示しないキャリブレ
ーション起動スイッチが操作されることにより起動され
る。
れる作動を示すフローチャートである。この補正値算出
ルーチンは、線材１０の直径Ｄを測定するに先立って、
或いは所定の測定期間経過毎に、図示しないキャリブレ
ーション起動スイッチが操作されることにより起動され
る。
【００２４】図のステップＳＨ１では、Ｘ方向パルスモ
ータ７８およびＹ方向パルスモータ８０により、テスト
ピース７２が初期位置へ位置させられる。この初期位置
は、線材１０の移動範囲に対応するテストピース７２の
移動範囲におけるＸ方向およびＹ方向の端部である。次
いで、ステップＳＨ２では、カウンタＣX の内容が「−
ｎX 」に、およびカウンタＣY の内容が「−ｎY 」にセ
ットされた後、ステップＳＨ３において信号ＳＳが読み
込まれるとともに、その線材１０の遮光範囲に対応する
パルス数、すなわち図８に示す反転処理された信号ＳＳ
のパルス数Ｎが補正値として記憶される。
ータ７８およびＹ方向パルスモータ８０により、テスト
ピース７２が初期位置へ位置させられる。この初期位置
は、線材１０の移動範囲に対応するテストピース７２の
移動範囲におけるＸ方向およびＹ方向の端部である。次
いで、ステップＳＨ２では、カウンタＣX の内容が「−
ｎX 」に、およびカウンタＣY の内容が「−ｎY 」にセ
ットされた後、ステップＳＨ３において信号ＳＳが読み
込まれるとともに、その線材１０の遮光範囲に対応する
パルス数、すなわち図８に示す反転処理された信号ＳＳ
のパルス数Ｎが補正値として記憶される。
【００２５】次いで、ステップＳＨ４では、Ｘ方向パル
スモータ７８によりテストピース７２がＸ方向へ予め定
められた一定の幅、たとえば１mmだけ移動させられた
後、ステップＳＨ５において、カウンタＣX の内容に
「１」が加算されることにより更新される。そして、ス
テップＳＨ６では、カウンタＣX の内容が予め設定され
た判断基準値「＋ｎX 」に到達したか否かが判断され
る。当初は、そのステップＳＨ６の判断が否定されるの
で、前記ステップＳＨ３以下が繰り返し実行されること
により、Ｘ方向の補正値が順次記憶される。
スモータ７８によりテストピース７２がＸ方向へ予め定
められた一定の幅、たとえば１mmだけ移動させられた
後、ステップＳＨ５において、カウンタＣX の内容に
「１」が加算されることにより更新される。そして、ス
テップＳＨ６では、カウンタＣX の内容が予め設定され
た判断基準値「＋ｎX 」に到達したか否かが判断され
る。当初は、そのステップＳＨ６の判断が否定されるの
で、前記ステップＳＨ３以下が繰り返し実行されること
により、Ｘ方向の補正値が順次記憶される。
【００２６】以上のステップが繰り返し実行されるうち
にカウンタＣX の計数内容が「＋ｎX 」に到達すると、
上記ステップＳＨ６の判断が肯定されるので、ステップ
ＳＨ７においてカウンタＣX の内容が「０」にクリアさ
れるとともに、ステップＳＨ８によりテストピース７２
がそのＸ方向の初期位置へ復帰させられ、ステップＳＨ
９によりテストピース７２がそのＹ方向へ予め定められ
た一定の幅、たとえば１mmだけ移動させられる。次い
で、ステップＳＨ１０においてカウンタＣY の内容に
「１」が加算された後、ステップＳＨ１１においてカウ
ンタＣY の内容が予め設定された判断基準値「＋ｎY 」
に到達したか否かが判断される。当初は、そのステップ
ＳＨ１１の判断が否定されるので、前記ステップＳＨ３
以下が繰り返し実行されることにより、続くＸ方向およ
びＹ方向の補正値が順次記憶される。
にカウンタＣX の計数内容が「＋ｎX 」に到達すると、
上記ステップＳＨ６の判断が肯定されるので、ステップ
ＳＨ７においてカウンタＣX の内容が「０」にクリアさ
れるとともに、ステップＳＨ８によりテストピース７２
がそのＸ方向の初期位置へ復帰させられ、ステップＳＨ
９によりテストピース７２がそのＹ方向へ予め定められ
た一定の幅、たとえば１mmだけ移動させられる。次い
で、ステップＳＨ１０においてカウンタＣY の内容に
「１」が加算された後、ステップＳＨ１１においてカウ
ンタＣY の内容が予め設定された判断基準値「＋ｎY 」
に到達したか否かが判断される。当初は、そのステップ
ＳＨ１１の判断が否定されるので、前記ステップＳＨ３
以下が繰り返し実行されることにより、続くＸ方向およ
びＹ方向の補正値が順次記憶される。
【００２７】以上のステップが繰り返し実行されるうち
にカウンタＣY の内容が予め設定された判断基準値「＋
ｎY 」に到達すると、上記ステップＳＨ１１の判断が肯
定されるので、本ルーチンが終了させられる。
にカウンタＣY の内容が予め設定された判断基準値「＋
ｎY 」に到達すると、上記ステップＳＨ１１の判断が肯
定されるので、本ルーチンが終了させられる。
【００２８】上述のように、本実施例によれば、径寸法
算出手段に対応するステップＳ６により、受光器４０に
より検出された線材１０のＸ方向の相対位置、および光
学式線位置検出器３６により検出された線材１０のＹ方
向の相対位置から、補正値記憶領域７０において記憶さ
れた多数の補正値ＫXYのうちの該当する補正値が決定さ
れ、受光器４０から出力された径信号ＳＳがその補正値
により補正されることにより、線材１０の直径Ｄが算出
される。したがって、収差を小さくするために形状や重
量が大きい高価な受光レンズ系を用いることなく、また
完全な平行光で線材を投射することなく、受光器に対し
て相対移動する線材の径を高い精度で測定できる。
算出手段に対応するステップＳ６により、受光器４０に
より検出された線材１０のＸ方向の相対位置、および光
学式線位置検出器３６により検出された線材１０のＹ方
向の相対位置から、補正値記憶領域７０において記憶さ
れた多数の補正値ＫXYのうちの該当する補正値が決定さ
れ、受光器４０から出力された径信号ＳＳがその補正値
により補正されることにより、線材１０の直径Ｄが算出
される。したがって、収差を小さくするために形状や重
量が大きい高価な受光レンズ系を用いることなく、また
完全な平行光で線材を投射することなく、受光器に対し
て相対移動する線材の径を高い精度で測定できる。
【００２９】また、本実施例によれば、受光器４０にお
いて形状や重量の大きい受光レンズ系を用いる必要がな
いことから、受光器４０に作用する遠心力が小さくなる
ために検出器取付板２４を一層高速回転できるので、高
速で走行する線材１０の検出むらが好適に解消できる利
点がある。
いて形状や重量の大きい受光レンズ系を用いる必要がな
いことから、受光器４０に作用する遠心力が小さくなる
ために検出器取付板２４を一層高速回転できるので、高
速で走行する線材１０の検出むらが好適に解消できる利
点がある。
【００３０】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【００３１】たとえば、前述の実施例では、線材１０の
Ｘ方向位置およびＹ方向位置に対応する補正値に基づい
て線材１０の直径Ｄが算出されていたが、レンズ系の構
造によっては、Ｘ方向位置およびＹ方向位置の一方の位
置に対応する補正値に基づいて算出されても、一応の効
果が得られる。たとえば、Ｘ方向の位置に基づいて補正
する場合には、Ｘ方向相対位置検出手段を兼ねる光学式
線径検出器３４のみでよく、Ｙ方向相対位置検出手段に
対応する光学式線位置検出器３６は除去されてもよい。
Ｘ方向位置およびＹ方向位置に対応する補正値に基づい
て線材１０の直径Ｄが算出されていたが、レンズ系の構
造によっては、Ｘ方向位置およびＹ方向位置の一方の位
置に対応する補正値に基づいて算出されても、一応の効
果が得られる。たとえば、Ｘ方向の位置に基づいて補正
する場合には、Ｘ方向相対位置検出手段を兼ねる光学式
線径検出器３４のみでよく、Ｙ方向相対位置検出手段に
対応する光学式線位置検出器３６は除去されてもよい。
【００３２】また、前述の実施例の線材の直径検出装置
１８は、走行する線材１０に対して回転するように支持
されていたが、非回転であってもよいのである。
１８は、走行する線材１０に対して回転するように支持
されていたが、非回転であってもよいのである。
【００３３】また、前述の実施例の線材の直径検出装置
１８は、熱間圧延スタンドから走行する線材１０の直径
を測定するように構成されていたが、冷間圧延スタンド
や線引きダイスから走行する線材１０の直径を測定する
ためにも用いられ得る。このような場合には、線材１０
から発生する赤外線を遮断するためのフィルタが不要と
なる。
１８は、熱間圧延スタンドから走行する線材１０の直径
を測定するように構成されていたが、冷間圧延スタンド
や線引きダイスから走行する線材１０の直径を測定する
ためにも用いられ得る。このような場合には、線材１０
から発生する赤外線を遮断するためのフィルタが不要と
なる。
【００３４】また、前述の実施例では、光源としてＬＥ
Ｄが設けられていたが、半導体レーザ、キセノンランプ
などの他の光源であってもよい。
Ｄが設けられていたが、半導体レーザ、キセノンランプ
などの他の光源であってもよい。
【００３５】また、前述のイメージセンサ４８は、固体
イメージセンサとしてよく知られているＣＣＤ、ＭＯ
Ｓ、ＣＰＤ、ＣＩＤなどにより構成されてもよいし、撮
像管であってもよい。
イメージセンサとしてよく知られているＣＣＤ、ＭＯ
Ｓ、ＣＰＤ、ＣＩＤなどにより構成されてもよいし、撮
像管であってもよい。
【００３６】また、前述の実施例の光学式線位置検出器
３６は、光学式線径検出器３４と同様に構成されていた
が、異なる構成であっても差し支えない。
３６は、光学式線径検出器３４と同様に構成されていた
が、異なる構成であっても差し支えない。
【００３７】その他、一々列挙はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得
るものである。
の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得
るものである。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】本発明の一実施例である線材の直径検出装置の
機械的構成および電気的構成を説明する図である。
機械的構成および電気的構成を説明する図である。
【図３】図２の実施例の検出器取付板を示す正面図であ
る。
る。
【図４】図２の実施例の光学式線径検出器および光学式
線位置検出器の構成を説明する図である。
線位置検出器の構成を説明する図である。
【図５】図２の実施例における径信号ＳＳおよび位置信
号ＳＰを構成するパルス列を説明する図である。
号ＳＰを構成するパルス列を説明する図である。
【図６】図２の実施例の補正値記憶領域に記憶されてい
る補正値の一例を示す図表である。
る補正値の一例を示す図表である。
【図７】図２の演算制御装置の直径測定作動の要部を説
明するフローチャートである。
明するフローチャートである。
【図８】図１の実施例における径信号ＳＳおよび位置信
号ＳＰが反転処理された後の信号を構成するパルス列を
説明する図である。
号ＳＰが反転処理された後の信号を構成するパルス列を
説明する図である。
【図９】図２の線材の直径検出装置の補正値を求めるた
めにテストピースを装着した状態を説明する図２に相当
する図である。
めにテストピースを装着した状態を説明する図２に相当
する図である。
【図１０】図９の状態における演算制御装置の補正値算
出作動の要部を説明するフローチャートである。
出作動の要部を説明するフローチャートである。
１０：線材 １８：線材の直径検出装置 ３４：光学式線径検出器（Ｘ方向相対位置検出手段） ３６：光学式線位置検出器（Ｙ方向相対位置検出手段） ３８：平行光投射器 ４０：受光器 ４２：ＬＥＤ（光源） ４４：投光レンズ ４８：イメージセンサ ５０：受光レンズ ７０：補正値記憶領域（補正値記憶手段） ステップＳ６：径寸法算出手段
Claims (3)
- 【請求項１】 線材に対して投射された平行光を受け、
該平行光に含まれる該線材の遮光幅に基づいて該線材の
直径を非接触で測定する線材の直径測定装置であって、 光源と、該光源から放射される光を前記線材の径よりも
大きい幅寸法を有する平行光に変換する投光レンズとを
備え、該平行光を前記線材に対して投射する平行光投射
器と、 光検出素子が一方向に沿って多数配列された光検出面を
有するイメージセンサと、前記平行光投射器により投射
された平行光を受けて該イメージセンサの光検出面上に
集光させる受光レンズとを備え、該平行光に含まれる前
記線材による遮光幅に対応した径信号を出力する受光器
と、 前記線材の該受光器に対する相対位置による前記径信号
の変化を補正するための補正値を、該相対位置毎に記憶
する補正値記憶手段と、 前記線材の前記受光器に対する相対位置を検出する相対
位置検出手段と、 前記線材の前記受光器に対する相対位置から前記補正値
を決定し、前記受光器から出力された径信号を該補正値
により補正することにより前記線材の直径を算出する径
寸法算出手段とを、含むことを特徴とする線材の直径測
定装置。 - 【請求項２】 前記線材の前記受光器に対する相対位置
は、該受光器の光軸方向の位置であるＸ方向位置と、該
光軸方向に直交するＹ方向の位置であるＹ方向位置とに
より表され、 前記相対位置検出手段は、 前記平行光投射器および受光器から成るＸ方向相対位置
検出手段と、 前記Ｙ方向の平行光を前記線材に対して投射する平行光
投射器と、該Ｙ方向の平行光を受けて前記線材のＹ方向
位置に対応した信号を出力する受光器とから成るＹ方向
相対位置検出手段とを含むものである請求項１の線材の
直径測定装置。 - 【請求項３】 前記線材の該受光器に対する相対位置
は、前記受光器の光軸方向の位置であるＸ方向位置によ
り表され、 前記相対位置検出手段は、前記平行光投射器および受光
器から成るＸ方向相対位置検出手段を含むものである請
求項１の線材の直径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018493A JP3345953B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 線材の直径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018493A JP3345953B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 線材の直径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288725A true JPH06288725A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3345953B2 JP3345953B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=14267226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10018493A Expired - Fee Related JP3345953B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 線材の直径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345953B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101976A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Yamatake Corp | エッジ検出装置 |
| JP2010286363A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Mitsutoyo Corp | 形状測定方法及び形状測定装置 |
| KR101495446B1 (ko) * | 2013-10-24 | 2015-02-24 | 주식회사 포스코 | 시편용 직경 측정장치 |
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| US11933967B2 (en) | 2019-08-22 | 2024-03-19 | Red Creamery, LLC | Distally actuated scanning mirror |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP10018493A patent/JP3345953B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2010286363A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Mitsutoyo Corp | 形状測定方法及び形状測定装置 |
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| US11550036B2 (en) | 2016-01-31 | 2023-01-10 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
| US11137480B2 (en) | 2016-01-31 | 2021-10-05 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
| US11698443B2 (en) | 2016-01-31 | 2023-07-11 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Multiple pulse, lidar based 3-D imaging |
| US11073617B2 (en) | 2016-03-19 | 2021-07-27 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Integrated illumination and detection for LIDAR based 3-D imaging |
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| JP3345953B2 (ja) | 2002-11-18 |
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