JPH07117427B2 - 計測器の指示精度検査方法 - Google Patents

計測器の指示精度検査方法

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JPH07117427B2
JPH07117427B2 JP60103297A JP10329785A JPH07117427B2 JP H07117427 B2 JPH07117427 B2 JP H07117427B2 JP 60103297 A JP60103297 A JP 60103297A JP 10329785 A JP10329785 A JP 10329785A JP H07117427 B2 JPH07117427 B2 JP H07117427B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明はアナログ計測器における目盛と指針との指示
精度の検査を自動化した計測器の指示精度検査方法に関
する。
B.発明の概要 この発明は電流計や電圧計等のアナログ式計測器におけ
る目盛と指針との指示精度の検査を自動的に行うように
した計測器の指示精度検査方法において、 テレビカメラを用いて計測器本体の指針の動きを観測す
るとともに計測器本体が載置されたXY移動機構をCPUの
出力により制御し、計測器本体の各目盛パターンの中心
位置を計測し、これら目盛位置から指針の回転中心を算
出して、目盛位置と指針の位置とが所定の範囲内に入っ
ている否かをCPUにより判定したことにより、 アナログ計測器における指針と目盛との指示精度の検査
が自動的かつ迅速にできるとともに検査品質の均一化を
図るようにしたことにある。
C.従来の技術 電流計や電圧計等のアナログ指示回転計測器(以下メー
タと称す)におけるメータ指示検査は従来、検査員が目
視によりメータパネルの目盛と指針の指示が所定の規格
の範囲に入っているかの検査を行う手段と、第7図に示
すように自動検査装置とを用いて行う手段があった。第
7図は後者の装置の概略構成図であり、図において、71
はメータパネルである。メータパネル71の表面部には符
号「1」〜「8」に相当する部位に目盛パターン72a〜7
2iが印刷等の手段により形成されている。これら目盛パ
ターン72a〜72iの中心位置に相当する部位に目盛パター
ン72a〜72iが印刷等の手段により形成されている。これ
ら目盛パターン72a〜72iの中心位置に相当する近傍には
光ファイバ73a〜73iの一端が穿設され、その他端は近接
センサユニット74に導かれている。この光ファイバ73a
〜73iと近接センサユニット74とで近接スイッチが構成
されている。すなわち、指針76が近接スイッチを動作さ
せることにより目盛と指針との精度を検査する。75は試
験信号発生装置で、この装置75からのテストパターンを
メータに供給して指針76と目盛パターン72a〜72iとの指
示精度が所定の規格の範囲内に入っているか、否かを試
験するものである。
D.発明が解決しようとする問題点 上記2つの試験手段において、前記の目視検査手段では
指示精度検査が検査員の疲労や個人差に影響され易くか
つ検査の品質が安定しない問題点があるとともに長時間
の連続検査作業もできない問題点がある。
また、後者の自動検査装置ではメータの取り付け位置精
度を維持するのが困難であるとともに目盛の印刷精度が
十分確保できない場合には検査に内容自体に信頼性がな
くなる問題点があった。
上記試験手段の他にテレビカメラ1台を用いてメータ全
体を写して自動検査を行うことも考えられるけれども、
テレビカメラの解像度が256×256あるいは512×512画素
前後しかないため、±0.2度の精度でメータの指針の位
置を正確に計測することができない問題点がある。
E.問題点を解決するための手段 この発明は次のように構成される。すなわち、この発明
は指針を有する計測器本体と、この計測器本体のパネル
表面の目盛に近接して設けられた目盛パターンと、前記
計測器本体の上方部に配設され、その計測器の指針の動
きを観測するテレビカメラと、前記計測器本体の下部に
配設され、テレビカメラの観測視野を変更させるための
移動機構と、この移動機構を制御する位置決めサーボ装
置と、前記テレビカメラからのビデオ信号が入力され、
入力された信号から前記目盛パターンの中心位置および
前記指針の中心位置の画像の処理を行う画像処理装置と
からなる計測器の指示検査装置において、 前記画像処理装置ではビデオ信号に基づく画像に一対の
検査パターンが目盛パターン上に配置されるように処理
した後、検査パターンと目盛パターンとが交差する交点
を求めた後、これら交点から2つの中点のそれぞれのX,
Y座標を求め、その2つの中点のそれぞれのX,Y座標から
目盛パターンの中心座標を決定するとともに、検査パタ
ーンのX軸に対する傾きθを2つのそれぞれのX,Y座標
から求め、前記中心座標からθの傾きを持って平行に検
査パターンを走査してその検査パターンと交差する目盛
パターンの外周点を求め、これら求めた各点及び座標を
CPU内のメモリに記憶させてから、複数の目盛パターン
の中心座標と外周点を求め、その外周点の内3点のX,Y
座標から指針の回転中心を算出した後、指針に対して交
差する方向に設定された一対の検査パターンと指針との
それぞれの交点を求め、これら交点から2つの中点を求
めた後、2つの中点から指針の中心座標を決定し、 しかる後、指針の回転中心、各目盛の中心座標及び指針
の中心座標の3点の成す角度が判定値幅の中に入ってい
るか否かをCPUによって判定するようにしたことを特徴
とするものである。
F.作用 移動機構を制御して計測器本体の各目盛パターンの中心
位置を計測するとともに、これら目盛位置から指針の回
転中心を算出する。その後、計測器本体に試験信号発生
装置から試験信号を印加して計測器本体の目盛位置と指
針の指示位置とが所定の規格の範囲内に入っているか否
かを判定する。
G.実施例 第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、この
第1図において、1は電流計や電圧計等の計測器本体
で、この計測器本体1はXY移動機構2に載置されて横方
向(X)、縦方向(Y)に移動されるようになってい
る。3は計測器本体1の上方に配設されたテレビカメラ
で、このテレビカメラ3のビデオ出力信号は画像処理装
置4に入力され、この画像処理装置4によりビデオ出力
信号は二値化処理、寸法検査、目盛中心位置の計測等の
処理が行われ、図示しないディスプレイ装置に映出され
る。5は検査箇所設定手段で、この設定手段5は画像処
理装置4に対しておおまかな検査箇所を指定するもので
ある。6は計測器本体1の指針(図示省略)を駆動させ
る試験信号発生装置、7はXY移動機構2を制御させるXY
位置決めサーボ装置で、これら両装置6、7及び画像処
理装置4は、CPUに接続されてCPU8により検査全体のシ
ーケンス制御や検査の合否判定等が行われる。9はタイ
マである。
次に上記実施例により指針と目盛との指示精度の検査の
作用について述べる。
〔1〕まず各目盛の中心位置の計測を行うには次のよう
にする。
計測器本体1をXY移動機構2にセットし、そのXY移動機
構2をXY位置決めサーボ装置7により制御させておおま
かな位置決め(例えば、目盛や指針が視野に入るように
する)を行う。例えばXYテーブルを±10μm、カメラ1
画素を±50μm移動する。位置決めが行われたなら、第
2図に示すように計測器本体1のパネル表面に設けられ
ている目盛「1」のパターン72bをテレビカメラ3で撮
影し、そのビデオ信号を画像処理装置4に入力させる。
画像処理装置4では前記ビデオ信号に基づく画像に検査
パターンl1及びl2が第2図に示すような配置となるよう
に処理してディスプレイ装置に映出されるとともにCPU8
等にあるメモリにこれらを記憶させる。その後、検査パ
ターンl1及びl2に沿ってメモリ(図示省略)をCPU8によ
り走査し、目盛「1」のパターン72bとの交点P1,P2及び
P3,P4を求める。
次に交点P1,P2の中点P5(この点の座標をX5,Y5とする)
及び交点P3,P4の中点P6(この座標をX6,Y6とする)を求
め、中点P5,P6の中点P1Cを目盛「1」の中心座標(座標
X,Y)とする。また、θは検査パターンとX軸との角度
で中点P5,P6のXY座標から次式により求め、中点P1Cから
θの傾きを持って平行に検査パターンl3を走査して目盛
「1」の外周点P1Aを求める。
θ=tan-1((Y6−Y5)/(X6−X5)) このように求めた中点P1C、外周点P1Aをメモリに記憶さ
せておく。
以下同様に、各目盛「0」〜「8」の目盛パターン72a
〜72iの中心座標P0C〜P8Cを求めるとともに、外周点P0A
〜P8Aを求める。
〔2〕次に指針の回転中心を目盛パターンの外周点P1A
〜P8Aから算出する。
第3図Aは円形目盛パターンの場合、第3図Bは長方形
状に目盛パターンが印刷されている場合の適用例で、ま
ず第3図Aについて述べる。第3図Aにおいて、例えば
外周点P1A,P4A,P8Aの3点のXY座標から回転中心P10は円
の中心を求めるアルゴリズムにより算出する。また、第
3図Bの場合には外周点P1AとP8AのX座標の中点から指
針の回転中心のX座標を求め、Y座標は外周点P4AとP8A
の中心とは異なるため、P4AとP8Aに対してどの割合(距
離間隔)で中心位置があるか決まっているので、その割
合でこれを内分として計算することにより、回転中心の
Y座標を求めて、指針の回転中心を算出する。このよう
に算出した値をCPU8内のメモリに記憶させておき次の処
理を行う。
〔3〕計測器本体1に試験信号発生装置6か8試験信号
を供給させて、目盛「0」〜「8」に対する指針の指示
位置を計測する。この指示位置の計測は第4図に示すよ
うに指針41の中心を次のような手段によって行う。この
手段を行うには、指針41に対して予め目盛の近傍に検査
パターンl11,l12を設定し、指針41と検査パターンl11,l
12との交点P11,P12及びP13,P14を求める。この交点P11
〜P14からまず、指針41の中心を求める。
(イ)交点P11,P12の中点P15及び交点P13,P14の中点P16
を求めてから、中点P15,P16の中点PC41を求めて、この
中点PC41の指針41を中心とする。
(ロ)次に、指針41の中心を交点P11,P13を結ぶ第1直
線と、交点P12,P14を結ぶ第2直線の延長上の交点PC42
(2直線の交点)として求め、前記(イ)項で求めた指
針41の中点PC41とから指針41の指示位置を計測し、この
計測値をCPU8のメモリに記憶させる。その後、次の処理
を行って指示検査を終了する。
〔4〕指針と目盛の中心が規格の範囲内に入っているか
否かをCPU8により判定する。次表に示すように指針の回
転中心(x10,y10)、各目盛の中心座標及び指針の中心
座標が求まったならば、以下のように各指針の指示が正
しいか否かを判定する。
(イ)指度「0」の計測の場合:3点の成す角が判定値幅
の中に入っているか否かを検査する。その3点とは目盛
の中心座標(xp0c,yp0c)、回転中心座標(x10,y10)及
び指針の中心座標(xpc00,ypc00)である。
(ロ)指度「1」〜「7」の計測の場合は第5図に示す
ようにして行う。まず、点Aを基準に点Bを計測する。
次に点Aを基準に点Cを計測する。そのときの計測値Z
は次式から得られる。
Z=1000rpm×(θAOCAOB)+基準回転 例えば目盛「1」のとき、 1000×(5゜/50゜)+1000=1100rpmとなる。この値と
基準値とを比較する。基準値1000±150≧1100rpmである
から比較判定結果は正常(OK)となる。
(ハ)指度「8」の場合は上記式におけるθAOB(角
度)を予め設定しておき、指度「1」〜「7」と同様の
処理を行うことにより判定できる。
上記のようにして計測器本体1の指針の指示精度の検査
を行えば迅速かつ正確にその検査ができる。なお、上述
の実施例の動作をフローチャートで示すと第6図のよう
になる。第6図における各ステップ「1」〜「4」の説
明は上述と同様である。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、計測器本体の目
盛パターンの中心位置を計測するとともに、目盛位置か
ら指針の回転中心を計測し、これら計測値から所定の規
格の範囲内に入っているか否かを自動的に判定するよう
にしたので、計測器の指針の指示検査の品質が安定する
とともに、連続して長い時間検査ができ、しかも1台の
検査時間は極めて短時間にできる利点がある。また、目
盛の印刷誤差に影響されないで検査することができ、さ
らに、高精度(±0.2degあるいは±0.1deg以内)の角度
計測及び指度検査ができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
から第6図は第1図の実施例の動作を述べるためのもの
で、第2図は目盛の中心座標及び外周点を求めるための
説明図、第3図A,Bは指針の回転中心を求めるための説
明図、第4図は指針の中心を計測するための説明図、第
5図は指針と目盛の中心が規格の範囲内に入っているか
を説明するための図、第6図は検査フローチャート、第
7図は従来例を示す概略構成図である。 1……計測器本体、2……XY移動機構、3……テレビカ
メラ、4……画像処理装置、5……検査箇所設定手段、
6……試験信号発生装置、7……XY位置決めサーボ機
構、8……CPU。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 友文 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (56)参考文献 特開 昭58−196418(JP,A) 特開 昭59−159007(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指針を有する計測器本体と、この計測器本
    体のパネル表面の目盛に近接して設けられた目盛パター
    ンと、前記計測器本体の上方部に配設され、その計測器
    の指針の動きを観測するテレビカメラと、前記計測器本
    体の下部に配設され、テレビカメラの観測視野を変更さ
    せるための移動機構と、この移動機構を制御する位置決
    めサーボ装置と、前記テレビカメラからのビデオ信号が
    入力され、入力された信号から前記目盛パターンの中心
    位置および前記指針の中心位置の画像の処理を行う画像
    処理装置とからなる計測器の指示検査装置において、 前記画像処理装置ではビデオ信号に基づく画像に一対の
    検査パターンが目盛パターン上に配置されるように処理
    した後、検査パターンと目盛パターンとが交差する交点
    を求めた後、これら交点から2つの中点のそれぞれのX,
    Y座標を求め、その2つの中点のそれぞれのX,Y座標から
    目盛パターンの中心座標を決定するとともに、検査パタ
    ーンのX軸に対する傾きθを2つのそれぞれのX,Y座標
    から求め、前記中心座標からθの傾きを持って平行に検
    査パターンを走査してその検査パターンと交差する目盛
    パターンの外周点を求め、これら求めた各点及び座標を
    CPU内のメモリに記憶させてから、複数の目盛パターン
    の中心座標と外周点を求め、その外周点の内3点のX,Y
    座標から指針の回転中心を算出した後、指針に対して交
    差する方向に設定された一対の検査パターンと指針との
    それぞれの交点を求め、これら交点から2つの中点を求
    めた後、2つの中点から指針の中心座標を決定し、 しかる後、指針の回転中心、各目盛の中心座標及び指針
    の中心座標の3点の成す角度が判定値幅の中に入ってい
    るか否かをCPUによって判定するようにしたことを特徴
    とする計測器の指示精度検査方法。
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