JPH07260456A - 凹凸検出方法および装置 - Google Patents
凹凸検出方法および装置Info
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- JPH07260456A JPH07260456A JP6047205A JP4720594A JPH07260456A JP H07260456 A JPH07260456 A JP H07260456A JP 6047205 A JP6047205 A JP 6047205A JP 4720594 A JP4720594 A JP 4720594A JP H07260456 A JPH07260456 A JP H07260456A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬くて変形しにくい物体でも、その表面に存
在する凹凸の大きさや分布などを精度よく測定すること
ができる凹凸検出方法を提供する。 【構成】 透明体２の凹凸検出面２ｂの外側に、ポリビ
ニルブチラールからなる弾性フィルム６を介して被測定
物８を押し当て、透明体内に入射させた拡散光を前記弾
性フィルム６の研削砥石（被測定物）１０との当接面で
反射させ、当該反射光に基づいて、研削砥石１０表面の
凹凸データを得る。
在する凹凸の大きさや分布などを精度よく測定すること
ができる凹凸検出方法を提供する。 【構成】 透明体２の凹凸検出面２ｂの外側に、ポリビ
ニルブチラールからなる弾性フィルム６を介して被測定
物８を押し当て、透明体内に入射させた拡散光を前記弾
性フィルム６の研削砥石（被測定物）１０との当接面で
反射させ、当該反射光に基づいて、研削砥石１０表面の
凹凸データを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、物体の表面に存在す
る凹凸の分布や大きさなどを測定するのに利用される凹
凸検出方法および装置に係わり、とくに、砥石や工具な
どのような剛体表面の凹凸を測定するのに適した凹凸検
出方法および装置に関するものである。
る凹凸の分布や大きさなどを測定するのに利用される凹
凸検出方法および装置に係わり、とくに、砥石や工具な
どのような剛体表面の凹凸を測定するのに適した凹凸検
出方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被測定物の表面の凹凸を測定する
凹凸検出方法としては、例えば、特開昭６１−４８７０
７号公報に記載された方法が知られている。
凹凸検出方法としては、例えば、特開昭６１−４８７０
７号公報に記載された方法が知られている。
【０００３】上記公報に記載された凹凸検出方法は、例
えば指の指紋の採取に利用されるもので、当該凹凸検出
方法においては、光源から拡散板を介してプリズム内に
入射させた拡散光をプリズムの反射面に反射させ、当該
プリズムの反射面外側に被測定物を当接させたときに、
被測定物表面の凹凸によって生ずる反射面との接触およ
び非接触に基づく全反射光と非全反射光のパターンを変
換装置により電気信号に変換して凹凸情報となし、当該
凹凸情報を処理装置により処理するようにしている。
えば指の指紋の採取に利用されるもので、当該凹凸検出
方法においては、光源から拡散板を介してプリズム内に
入射させた拡散光をプリズムの反射面に反射させ、当該
プリズムの反射面外側に被測定物を当接させたときに、
被測定物表面の凹凸によって生ずる反射面との接触およ
び非接触に基づく全反射光と非全反射光のパターンを変
換装置により電気信号に変換して凹凸情報となし、当該
凹凸情報を処理装置により処理するようにしている。
【０００４】すなわち、入射光がガラス（プリズム）を
透過して空気中に進むとき、入射角が一定の臨界角（ガ
ラス−空気の場合は約４２°）を超えると空気との境界
面において全反射するようになるが、空気との境界面、
すなわちプリズムの前記反射面の外側に被測定物が密着
していると、この部分では全反射の条件が崩れるので、
全反射しないことになる。 したがって、プリズムの反
射面の外側に被測定物を当接させたとき、当該反射面
に、被測定物の凸部に対応して全反射しない部分と被測
定物の凹部に対応して全反射する部分が生じ、被測定物
表面の凹凸パターンがコントラスト像として得られるの
で、これをテレビカメラのような変換装置によって電気
信号に変換することにより被測定物の凹凸情報を得るこ
とができる。
透過して空気中に進むとき、入射角が一定の臨界角（ガ
ラス−空気の場合は約４２°）を超えると空気との境界
面において全反射するようになるが、空気との境界面、
すなわちプリズムの前記反射面の外側に被測定物が密着
していると、この部分では全反射の条件が崩れるので、
全反射しないことになる。 したがって、プリズムの反
射面の外側に被測定物を当接させたとき、当該反射面
に、被測定物の凸部に対応して全反射しない部分と被測
定物の凹部に対応して全反射する部分が生じ、被測定物
表面の凹凸パターンがコントラスト像として得られるの
で、これをテレビカメラのような変換装置によって電気
信号に変換することにより被測定物の凹凸情報を得るこ
とができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された凹凸検出方法は、前述したように、指紋
の採取など、被測定物が人の指のように柔らかく、プリ
ズムに押付けることによって変形して反射面との接触面
積が増大し得るものの場合に適しており、例えば研削砥
石や工具など、硬くて変形しない物体表面の凹凸を検出
しようとする場合には、プリズムとの接触部分が極めて
微小となり、点もしくは線でしか接触しないので、測定
面の凹凸パターン像が得られず、凹凸の検出ができない
という問題点がある。 また、被測定物とプリズムとの
接触によってプリズムの反射面に傷がつきやすく、傷が
ついた場合にはこれを凸部として誤検出するので測定精
度が低下するという問題点がある。
報に記載された凹凸検出方法は、前述したように、指紋
の採取など、被測定物が人の指のように柔らかく、プリ
ズムに押付けることによって変形して反射面との接触面
積が増大し得るものの場合に適しており、例えば研削砥
石や工具など、硬くて変形しない物体表面の凹凸を検出
しようとする場合には、プリズムとの接触部分が極めて
微小となり、点もしくは線でしか接触しないので、測定
面の凹凸パターン像が得られず、凹凸の検出ができない
という問題点がある。 また、被測定物とプリズムとの
接触によってプリズムの反射面に傷がつきやすく、傷が
ついた場合にはこれを凸部として誤検出するので測定精
度が低下するという問題点がある。
【０００６】
【発明の目的】この発明は、従来の凹凸検出方法におけ
る上記課題に着目してなされたものであって、被測定物
が研削砥石や工具などのように、硬くて変形しにくいも
のの場合にも、被測定物表面の凹凸を精度よく測定する
ことができる凹凸検出方法および凹凸検出装置を提供す
ることを目的としている。
る上記課題に着目してなされたものであって、被測定物
が研削砥石や工具などのように、硬くて変形しにくいも
のの場合にも、被測定物表面の凹凸を精度よく測定する
ことができる凹凸検出方法および凹凸検出装置を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる凹凸検
出方法は、透明体内に入射させた拡散光を当該透明体の
凹凸検出面で反射させ、該凹凸検出面からの反射光を検
出することによって、前記透明体の凹凸検出面外側に当
接させた被測定物の表面に存在する凹凸を検知する凹凸
検出方法において、前記透明体の凹凸検出面との間に、
光透過性のある弾性フィルムを介在させて被測定物を当
接させる構成としたことを特徴としており、この発明に
係わる凹凸検出装置は、凹凸検出面を備えた透明体と、
拡散部を備え、該拡散部を通過した拡散光を前記透明体
に入射する光源と、前記透明体の凹凸検出面で反射した
反射光を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力
データを解析する解析手段を備えた凹凸検出装置におい
て、前記透明体の凹凸検出面外側に光透過性のある弾性
フィルムを接着してなる構成としたことを特徴としてお
り、凹凸検出方法および装置におけるこのような構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。
出方法は、透明体内に入射させた拡散光を当該透明体の
凹凸検出面で反射させ、該凹凸検出面からの反射光を検
出することによって、前記透明体の凹凸検出面外側に当
接させた被測定物の表面に存在する凹凸を検知する凹凸
検出方法において、前記透明体の凹凸検出面との間に、
光透過性のある弾性フィルムを介在させて被測定物を当
接させる構成としたことを特徴としており、この発明に
係わる凹凸検出装置は、凹凸検出面を備えた透明体と、
拡散部を備え、該拡散部を通過した拡散光を前記透明体
に入射する光源と、前記透明体の凹凸検出面で反射した
反射光を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力
データを解析する解析手段を備えた凹凸検出装置におい
て、前記透明体の凹凸検出面外側に光透過性のある弾性
フィルムを接着してなる構成としたことを特徴としてお
り、凹凸検出方法および装置におけるこのような構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】なお、この発明に係わる凹凸検出方法およ
び装置において使用する弾性フィルムとしては、ポリ塩
化ビニルやポリカーボネート，ポリビニルブチラールな
どのフィルムを使用することができるが、とりわけ、被
測定物を押し当てた場合の弾性変形能、あるいは被測定
物を取り外した場合の復元性の観点から、貯蔵弾性率が
１０7 〜１０9 Ｐａ、あるいは損失弾性率が１０6 〜１
０8 Ｐａのポリビニルブチラールフィルムを使用するこ
とが望ましい。ここで貯蔵弾性率とは、作用した力が完
全に回復されるエネルギーの尺度であり、損失弾性率は
熱として消失されるエネルギーの尺度を表す。つまり、
貯蔵弾性率が高く、損失弾性率が低い方が、フィルムの
復元性が良いことになる。
び装置において使用する弾性フィルムとしては、ポリ塩
化ビニルやポリカーボネート，ポリビニルブチラールな
どのフィルムを使用することができるが、とりわけ、被
測定物を押し当てた場合の弾性変形能、あるいは被測定
物を取り外した場合の復元性の観点から、貯蔵弾性率が
１０7 〜１０9 Ｐａ、あるいは損失弾性率が１０6 〜１
０8 Ｐａのポリビニルブチラールフィルムを使用するこ
とが望ましい。ここで貯蔵弾性率とは、作用した力が完
全に回復されるエネルギーの尺度であり、損失弾性率は
熱として消失されるエネルギーの尺度を表す。つまり、
貯蔵弾性率が高く、損失弾性率が低い方が、フィルムの
復元性が良いことになる。
【０００９】
【発明の作用】この発明に係わる凹凸検出方法において
は、プリズムなどの透明体の凹凸検出面に、例えばポリ
ビニルブチラールフィルムなどの光透過性弾性フィルム
を介して被測定物を当接させるようにしているので、当
該フィルムの弾性変形によって、被測定物とフィルムと
の間に、測定面の広い範囲にわたって、被測定物の凹凸
に対応した非接触部と接触部とが生じることから、変形
しにくい剛体の被測定物であっても、当該フィルムの被
測定物との非接触部と接触部における入射光の全反射と
非全反射の相違に基づく凹凸パターンのコントラスト像
が得られることになる。 さらに、透明体は、被測定物
と直接接触しないので、研削砥石や工具のような硬い物
体の場合でも透明体に傷がつくことがなく、長期にわた
って高い測定精度が維持される。
は、プリズムなどの透明体の凹凸検出面に、例えばポリ
ビニルブチラールフィルムなどの光透過性弾性フィルム
を介して被測定物を当接させるようにしているので、当
該フィルムの弾性変形によって、被測定物とフィルムと
の間に、測定面の広い範囲にわたって、被測定物の凹凸
に対応した非接触部と接触部とが生じることから、変形
しにくい剛体の被測定物であっても、当該フィルムの被
測定物との非接触部と接触部における入射光の全反射と
非全反射の相違に基づく凹凸パターンのコントラスト像
が得られることになる。 さらに、透明体は、被測定物
と直接接触しないので、研削砥石や工具のような硬い物
体の場合でも透明体に傷がつくことがなく、長期にわた
って高い測定精度が維持される。
【００１０】また、この発明に係わる凹凸検出装置は、
透明体の凹凸検出面に例えばポリビニルブチラールフィ
ルムなどの光透過性弾性フィルムを接着したものである
から、上記凹凸検出方法を実施するのに適した構造とな
っている。
透明体の凹凸検出面に例えばポリビニルブチラールフィ
ルムなどの光透過性弾性フィルムを接着したものである
から、上記凹凸検出方法を実施するのに適した構造とな
っている。
【００１１】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１２】実施例１ 図１ないし図４は、この発明に係わる凹凸検出方法およ
び装置の第１の実施例を示すものであって、この実施例
においては、研削砥石の表面における砥粒の分布の測定
について説明する。
び装置の第１の実施例を示すものであって、この実施例
においては、研削砥石の表面における砥粒の分布の測定
について説明する。
【００１３】図１に示す凹凸検出装置１は、断面が直角
二等辺３角形のプリズム２（透明体）と、拡散部として
の半透明ガラス３ａを有し、拡散光を前記プリズム２の
入射面２ａから入射させる光源３と、プリズム２内に入
射した拡散光がプリズム２の凹凸検出面２ｂにおいて反
射した反射光を検出する検出手段であるテレビカメラ４
と、画像処理装置を内蔵し、前記テレビカメラ４からの
信号を処理する解析手段である解析装置５を備えると共
に、前記プリズム２の凹凸検出面２ｂ外側にはポリビニ
ルブチラールからなる弾性フィルム６が真空加熱によっ
て接着されている。この弾性フィルム６は、貯蔵弾性率
１０7 〜１０9 Ｐａ、損失弾性率１０6〜１０8 Ｐａ、
膜厚は砥粒径の１／３以下が好ましい。
二等辺３角形のプリズム２（透明体）と、拡散部として
の半透明ガラス３ａを有し、拡散光を前記プリズム２の
入射面２ａから入射させる光源３と、プリズム２内に入
射した拡散光がプリズム２の凹凸検出面２ｂにおいて反
射した反射光を検出する検出手段であるテレビカメラ４
と、画像処理装置を内蔵し、前記テレビカメラ４からの
信号を処理する解析手段である解析装置５を備えると共
に、前記プリズム２の凹凸検出面２ｂ外側にはポリビニ
ルブチラールからなる弾性フィルム６が真空加熱によっ
て接着されている。この弾性フィルム６は、貯蔵弾性率
１０7 〜１０9 Ｐａ、損失弾性率１０6〜１０8 Ｐａ、
膜厚は砥粒径の１／３以下が好ましい。
【００１４】このような構造を備えた凹凸検出装置１の
プリズム２の凹凸検出面２ｂに、前記弾性フィルム６を
介して被測定物である研削砥石１０を押し当てると、そ
の表面の砥粒１０ａが弾性フィルム６に食い込む。
プリズム２の凹凸検出面２ｂに、前記弾性フィルム６を
介して被測定物である研削砥石１０を押し当てると、そ
の表面の砥粒１０ａが弾性フィルム６に食い込む。
【００１５】これによって、図２に示すように、弾性フ
ィルム６の被測定物側界面６ａ上の広い範囲にわたっ
て、研削砥石１０の凹凸、すなわち砥粒１０ａの分布に
応じて当該砥粒１０ａに接触する部分と接触しない部分
とが生じ、プリズム２と弾性フィルム６との界面におい
て若干屈折したのち弾性フィルム６に入射した拡散光
は、図中に実線で示すように弾性フィルム６の非接触部
において全反射して検出手段であるテレビカメラ４によ
って捕捉される光と、破線で示すように砥粒１０ａにぶ
つかって散乱して検知されない光とに分かれ、砥粒１０
ａの分布に応じたコントラスト像を作る。 このコント
ラスト像は前記テレビカメラ４によって画像信号に変換
されて解析装置５に転送され、解析装置５において当該
画像データを２値化して砥石１０表面の凹凸を識別し、
図３に示すような凹凸パターン、すなわち砥粒１０ａの
分布パターンをＣＲＴ画面上に表示する。
ィルム６の被測定物側界面６ａ上の広い範囲にわたっ
て、研削砥石１０の凹凸、すなわち砥粒１０ａの分布に
応じて当該砥粒１０ａに接触する部分と接触しない部分
とが生じ、プリズム２と弾性フィルム６との界面におい
て若干屈折したのち弾性フィルム６に入射した拡散光
は、図中に実線で示すように弾性フィルム６の非接触部
において全反射して検出手段であるテレビカメラ４によ
って捕捉される光と、破線で示すように砥粒１０ａにぶ
つかって散乱して検知されない光とに分かれ、砥粒１０
ａの分布に応じたコントラスト像を作る。 このコント
ラスト像は前記テレビカメラ４によって画像信号に変換
されて解析装置５に転送され、解析装置５において当該
画像データを２値化して砥石１０表面の凹凸を識別し、
図３に示すような凹凸パターン、すなわち砥粒１０ａの
分布パターンをＣＲＴ画面上に表示する。
【００１６】さらに、解析装置５は、前記画像データに
基づいて、砥粒１０ａとの接触面積，接触点数，接触面
積による砥粒１０ａの分布などを解析する。 図４は、
解析結果の一例として、砥石１０表面の砥粒１０ａの接
触面積別分布をグラフ表示したＣＲＴ画像を示すもので
ある。 なお、このグラフにおいて、接触面積の単位は
画素であり、１画素は４．８μｍ×４．８μｍである。
基づいて、砥粒１０ａとの接触面積，接触点数，接触面
積による砥粒１０ａの分布などを解析する。 図４は、
解析結果の一例として、砥石１０表面の砥粒１０ａの接
触面積別分布をグラフ表示したＣＲＴ画像を示すもので
ある。 なお、このグラフにおいて、接触面積の単位は
画素であり、１画素は４．８μｍ×４．８μｍである。
【００１７】測定が終了し、研削砥石１０を弾性フィル
ム６から離すと、弾性フィルム６の砥粒１０ａが食い込
んでいた部分がフィルム自体の弾性復元力によって戻
り、測定前の平滑面を回復するので、引き続き次の測定
を行うことができる。
ム６から離すと、弾性フィルム６の砥粒１０ａが食い込
んでいた部分がフィルム自体の弾性復元力によって戻
り、測定前の平滑面を回復するので、引き続き次の測定
を行うことができる。
【００１８】万一、弾性フィルム６に大きな傷が生じ、
誤検出の恐れがある場合には、当該フィルム６を粘着テ
ープなどによって剥がすことが可能であり、弾性フィル
ム６を交換することによって測定精度を向上させること
ができる。
誤検出の恐れがある場合には、当該フィルム６を粘着テ
ープなどによって剥がすことが可能であり、弾性フィル
ム６を交換することによって測定精度を向上させること
ができる。
【００１９】実施例２ 図５は、この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
２の実施例を示し、この実施例においては、実際の研削
加工時に相当する負荷を研削砥石に与えることにより、
研削加工時の被加工物への作用状況を調査したり、被加
工物に作用する砥粒の数を測定したりするための装置お
よび要領にについて説明する。
２の実施例を示し、この実施例においては、実際の研削
加工時に相当する負荷を研削砥石に与えることにより、
研削加工時の被加工物への作用状況を調査したり、被加
工物に作用する砥粒の数を測定したりするための装置お
よび要領にについて説明する。
【００２０】図に示す凹凸検出装置１は、前記実施例１
において示した装置と基本的に同様の構成を有するもの
であるが、この実施例においては、砥石１０への負荷を
増大させたときに、砥粒１０ａが弾性フィルム６を突き
抜けることによってプリズム２を傷付けることがないよ
うに、プリズム２の凹凸検出面２ｂと弾性フィルム６と
の間に、ガラス板７を介装するようにしている。
において示した装置と基本的に同様の構成を有するもの
であるが、この実施例においては、砥石１０への負荷を
増大させたときに、砥粒１０ａが弾性フィルム６を突き
抜けることによってプリズム２を傷付けることがないよ
うに、プリズム２の凹凸検出面２ｂと弾性フィルム６と
の間に、ガラス板７を介装するようにしている。
【００２１】研削砥石１０は、基盤２０上に立設された
負荷調整ボルト２１に負荷調整装置２２を介して取付け
られた砥石台２３に支持され、前記負荷調整装置２２の
ハンドル２２ａを回転操作することによって、砥石１０
にかかる負荷が調整できるようになっている。
負荷調整ボルト２１に負荷調整装置２２を介して取付け
られた砥石台２３に支持され、前記負荷調整装置２２の
ハンドル２２ａを回転操作することによって、砥石１０
にかかる負荷が調整できるようになっている。
【００２２】測定に際して、砥石１０とプリズム２との
間に負荷を加えるにしたがって、砥石１０の砥粒１０ａ
が弾性フィルム６に食い込んでいき、当該フィルム６に
接触する砥粒１０ａの数および面積が増加する。 そし
て、ある程度の負荷に達すると砥粒１０ａが弾性フィル
ム６を突き抜けてガラス板７に当接し、これ以降は、砥
石１０の粘結剤の変形により、ガラス板７に接触する砥
粒数が増加する。
間に負荷を加えるにしたがって、砥石１０の砥粒１０ａ
が弾性フィルム６に食い込んでいき、当該フィルム６に
接触する砥粒１０ａの数および面積が増加する。 そし
て、ある程度の負荷に達すると砥粒１０ａが弾性フィル
ム６を突き抜けてガラス板７に当接し、これ以降は、砥
石１０の粘結剤の変形により、ガラス板７に接触する砥
粒数が増加する。
【００２３】したがって、前記実施例１と同様の原理に
より得られたコントラスト像をテレビカメラ４により信
号化するとともに解析装置５によって解析することによ
り、被加工物に対する砥粒の作用状況や作用砥粒数を砥
石１０に与えた負荷との関係において把握することがで
き、研削加工現象をより高度に解析することにより、最
適な加工条件を容易に求めることができるようになる。
より得られたコントラスト像をテレビカメラ４により信
号化するとともに解析装置５によって解析することによ
り、被加工物に対する砥粒の作用状況や作用砥粒数を砥
石１０に与えた負荷との関係において把握することがで
き、研削加工現象をより高度に解析することにより、最
適な加工条件を容易に求めることができるようになる。
【００２４】実施例３ 図６は、この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
３の実施例として、自動車に装着したスパイクタイヤの
路面への接地状況を解析するための装置およびその要領
を説明するためのものである。
３の実施例として、自動車に装着したスパイクタイヤの
路面への接地状況を解析するための装置およびその要領
を説明するためのものである。
【００２５】図に示す凹凸検出装置１は、弾性フィルム
６が走行路面２４と同一レベルとなるように設置され、
前記実施例１と基本的に同様の構成を備えているが、貯
蔵弾性率が１０7 〜１０9 Ｐａ、損失弾性率が１０6 〜
１０8 Ｐａ、膜厚が１〜３ｍｍ程度の弾性フィルム６を
介装し、検出手段としてのテレビカメラ４には、高速撮
影やトリガ信号を検知することによって自動車２５の通
過の瞬間を撮影できる機能が付加されている。
６が走行路面２４と同一レベルとなるように設置され、
前記実施例１と基本的に同様の構成を備えているが、貯
蔵弾性率が１０7 〜１０9 Ｐａ、損失弾性率が１０6 〜
１０8 Ｐａ、膜厚が１〜３ｍｍ程度の弾性フィルム６を
介装し、検出手段としてのテレビカメラ４には、高速撮
影やトリガ信号を検知することによって自動車２５の通
過の瞬間を撮影できる機能が付加されている。
【００２６】前記走行路面２４上で自動車２５を走行さ
せ、テレビカメラ４により得られたデータを解析装置５
により解析することによって、スパイクタイヤ１１の路
面との接触面積を測定したり、スパイクピン１１ａの食
い込みによってスパイクタイヤ１１のタイヤゴムがどの
ように変形するかなどを把握することができる。
せ、テレビカメラ４により得られたデータを解析装置５
により解析することによって、スパイクタイヤ１１の路
面との接触面積を測定したり、スパイクピン１１ａの食
い込みによってスパイクタイヤ１１のタイヤゴムがどの
ように変形するかなどを把握することができる。
【００２７】なお、当該装置は、スパイクタイヤのみな
らず、通常のタイヤにおける接地面積に及ぼすトレッド
パターンや空気圧の影響などについても調査することが
できる。
らず、通常のタイヤにおける接地面積に及ぼすトレッド
パターンや空気圧の影響などについても調査することが
できる。
【００２８】実施例４ 図７および図８は、この発明に係わる凹凸検出方法およ
び装置の第４の実施例を示すものであって、この実施例
においては、工具の磨耗状態を測定して、工具寿命を判
定する要領について説明する。
び装置の第４の実施例を示すものであって、この実施例
においては、工具の磨耗状態を測定して、工具寿命を判
定する要領について説明する。
【００２９】上記各実施例と同様の構成をなす凹凸検出
装置１のプリズム２に、貯蔵弾性率１０7 〜１０9 Ｐ
ａ、損失弾性率１０6 〜１０8 Ｐａ、膜厚０．０５〜
０．５ｍｍの弾性フィルム６を介して被測定物であるバ
イト１２の磨耗面１２ａを押し当てると、当該磨耗面１
２ａが弾性フィルム６に食い込み、同様の原理により、
バイト１２の先端形状が図８（ａ）に示すようなコント
ラスト像として得られる。
装置１のプリズム２に、貯蔵弾性率１０7 〜１０9 Ｐ
ａ、損失弾性率１０6 〜１０8 Ｐａ、膜厚０．０５〜
０．５ｍｍの弾性フィルム６を介して被測定物であるバ
イト１２の磨耗面１２ａを押し当てると、当該磨耗面１
２ａが弾性フィルム６に食い込み、同様の原理により、
バイト１２の先端形状が図８（ａ）に示すようなコント
ラスト像として得られる。
【００３０】この画像データはテレビカメラ４によって
解析装置５に入力され、解析装置５においては、図８
（ｂ）に示すフローチャートにしたがって、磨耗面の長
さＨが算出され、あらかじめ定められた工具寿命ＨＥと
比較演算することにより、当該バイト１２が工具寿命に
達したか、否かの判断がなされ、工具交換の要否が工作
機械や作業者に知らされる。
解析装置５に入力され、解析装置５においては、図８
（ｂ）に示すフローチャートにしたがって、磨耗面の長
さＨが算出され、あらかじめ定められた工具寿命ＨＥと
比較演算することにより、当該バイト１２が工具寿命に
達したか、否かの判断がなされ、工具交換の要否が工作
機械や作業者に知らされる。
【００３１】実施例５ 図９ないし図１１は、この発明に係わる凹凸検出方法お
よび装置の第４の実施例として、凹凸面に対する接触面
積率を測定するための装置および要領を示すものであ
る。
よび装置の第４の実施例として、凹凸面に対する接触面
積率を測定するための装置および要領を示すものであ
る。
【００３２】この実施例において、凹凸検出装置１の光
源３，半透明ガラス３ａ，貯蔵弾性率１０7 〜１０9 Ｐ
ａ、損失弾性率１０6 〜１０8 Ｐａ、凹凸の最大高さ相
当の膜厚の弾性フィルム６を接着したプリズム２および
検出手段であるテレビカメラ４は、測定ヘッド２６に収
納されている。
源３，半透明ガラス３ａ，貯蔵弾性率１０7 〜１０9 Ｐ
ａ、損失弾性率１０6 〜１０8 Ｐａ、凹凸の最大高さ相
当の膜厚の弾性フィルム６を接着したプリズム２および
検出手段であるテレビカメラ４は、測定ヘッド２６に収
納されている。
【００３３】この測定ヘッド２６の図中上部にはボール
ねじ２７が取付けられ、測定制御装置２８によって制御
されるモータ２９の作動によって、当該測定ヘッド２６
が上下動するようになっている。
ねじ２７が取付けられ、測定制御装置２８によって制御
されるモータ２９の作動によって、当該測定ヘッド２６
が上下動するようになっている。
【００３４】さらに、前記測定ヘッド２６には当該測定
ヘッド２６の変位を検出する変位計３０が取付けられ、
変位計３０からの出力を前記測定制御装置２８に入力す
ることによって、測定ヘッド２６の変位量をフィードバ
ック制御するようにしてある。
ヘッド２６の変位を検出する変位計３０が取付けられ、
変位計３０からの出力を前記測定制御装置２８に入力す
ることによって、測定ヘッド２６の変位量をフィードバ
ック制御するようにしてある。
【００３５】凹凸面を備えた被測定物１３は、当該装置
の基盤３１上に載置され、測定に先立ってモータ２９を
作動させることによって、プリズム２に接着された弾性
フィルム６が被測定物１３の凹凸面に接触する直前位置
まで、測定ヘッド２６を下降させ、０点を設定する。
の基盤３１上に載置され、測定に先立ってモータ２９を
作動させることによって、プリズム２に接着された弾性
フィルム６が被測定物１３の凹凸面に接触する直前位置
まで、測定ヘッド２６を下降させ、０点を設定する。
【００３６】次に、モータ２９の作動によって、所定の
押し込み量だけ測定ヘッド２６を下降させ、被測定物１
３の凸部が弾性フィルム６に食い込むことによって得ら
れたコントラスト像をテレビカメラ４によって画像デー
タに変換し、解析装置５に入力することにより、接触面
積が算出される。
押し込み量だけ測定ヘッド２６を下降させ、被測定物１
３の凸部が弾性フィルム６に食い込むことによって得ら
れたコントラスト像をテレビカメラ４によって画像デー
タに変換し、解析装置５に入力することにより、接触面
積が算出される。
【００３７】このような操作を図１０に示すフローチャ
ートにしたがって、所定のピッチごとに繰り返すことに
より、図１１に示すような押し込み量に対する接触率の
曲線を得ることができる。
ートにしたがって、所定のピッチごとに繰り返すことに
より、図１１に示すような押し込み量に対する接触率の
曲線を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
凹凸検出方法は、上記構成、とくに透明体の凹凸検出面
に、光透過性弾性フィルムを介して被測定物を当接させ
るようにしたものであるから、当該弾性フィルムの変形
によって、当該フィルムと被測定物との間に、被測定物
の凹凸に対応した非接触部と接触部とが測定面の広い範
囲にわたって生じることから、当該フィルムの被測定物
との当接面における全反射と非全反射の相違に基づく凹
凸パターンのコントラスト像を得ることができ、被測定
物が変形しにくい剛体であっても、被測定物表面の凹凸
を精度よく測定することができる。 さらに、透明体
は、被測定物と直接接触しないので、研削砥石や工具の
ような硬い物体の場合でも高価な透明体に傷がつくこと
がなく、長期にわたって高い測定精度を維持することが
できる。
凹凸検出方法は、上記構成、とくに透明体の凹凸検出面
に、光透過性弾性フィルムを介して被測定物を当接させ
るようにしたものであるから、当該弾性フィルムの変形
によって、当該フィルムと被測定物との間に、被測定物
の凹凸に対応した非接触部と接触部とが測定面の広い範
囲にわたって生じることから、当該フィルムの被測定物
との当接面における全反射と非全反射の相違に基づく凹
凸パターンのコントラスト像を得ることができ、被測定
物が変形しにくい剛体であっても、被測定物表面の凹凸
を精度よく測定することができる。 さらに、透明体
は、被測定物と直接接触しないので、研削砥石や工具の
ような硬い物体の場合でも高価な透明体に傷がつくこと
がなく、長期にわたって高い測定精度を維持することが
できる。
【００３９】また、この発明に係わる凹凸検出装置は、
拡散部を有する光源と、凹凸検出面に光透過性弾性フィ
ルムを接着した透明体と、検出手段と、解析手段を備え
た構成としたものであるから、上記凹凸検出方法を円滑
に実施することができるという優れた効果をもたらすも
のである。
拡散部を有する光源と、凹凸検出面に光透過性弾性フィ
ルムを接着した透明体と、検出手段と、解析手段を備え
た構成としたものであるから、上記凹凸検出方法を円滑
に実施することができるという優れた効果をもたらすも
のである。
【図１】この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
１の実施例として研削砥石表面の砥粒の分布を測定する
ための装置および要領を示す概略説明図である。
１の実施例として研削砥石表面の砥粒の分布を測定する
ための装置および要領を示す概略説明図である。
【図２】この発明に係わる凹凸検出方法の原理を示す説
明図である。
明図である。
【図３】図１に示した凹凸検出装置の解析装置により２
値化された砥石表面の凹凸パターンを表示するＣＲＴ画
像のコピー図である。
値化された砥石表面の凹凸パターンを表示するＣＲＴ画
像のコピー図である。
【図４】図３に示したデータに基づいて砥石表面の砥粒
の分布の解析結果を表示するＣＲＴ画像のコピー図であ
る。
の分布の解析結果を表示するＣＲＴ画像のコピー図であ
る。
【図５】この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
２の実施例として研削砥石の加工時における作用砥粒数
を測定するための装置および要領を示す概略説明図であ
る。
２の実施例として研削砥石の加工時における作用砥粒数
を測定するための装置および要領を示す概略説明図であ
る。
【図６】この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
３の実施例として自動車のスパイクタイヤの路面への接
地状態を測定するための装置および要領を示す概略説明
図である。
３の実施例として自動車のスパイクタイヤの路面への接
地状態を測定するための装置および要領を示す概略説明
図である。
【図７】この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
４の実施例として工具の磨耗状態を測定するための装置
および要領を示す概略説明図である。
４の実施例として工具の磨耗状態を測定するための装置
および要領を示す概略説明図である。
【図８】（ａ） 図７に示した装置による検出画像を示
す概略説明図である。 （ｂ） 図７に示した装置による工具寿命の解析プログ
ラムを示すフローチャートである。
す概略説明図である。 （ｂ） 図７に示した装置による工具寿命の解析プログ
ラムを示すフローチャートである。
【図９】この発明に係わる凹凸検出方法および装置の第
５の実施例として凹凸面に対する接触面積率を測定する
ための装置および要領を示す概略説明図である。
５の実施例として凹凸面に対する接触面積率を測定する
ための装置および要領を示す概略説明図である。
【図１０】図７に示した装置による接触面積率の解析プ
ログラムを示すフローチャートである。
ログラムを示すフローチャートである。
【図１１】図７に示した装置による接触面積率の解析結
果の一例を示すグラフである。
果の一例を示すグラフである。
１ 凹凸検出装置 ２ プリズム（透明体） ３ 光源 ３ａ 半透明ガラス（拡散部） ４ テレビカメラ（検出手段） ５ 解析装置（解析手段） ６ 弾性フィルム １０ 研削砥石（被測定部） １１ スパイクタイヤ（被測定物） １２ バイト（被測定物） １３ 被測定物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/60
Claims (6)
- 【請求項１】 透明体内に入射させた拡散光を当該透明
体の凹凸検出面で反射させ、該凹凸検出面からの反射光
を検出することによって、前記透明体の凹凸検出面外側
に当接させた被測定物の表面に存在する凹凸を検知する
凹凸検出方法において、前記透明体の凹凸検出面との間
に、光透過性のある弾性フィルムを介在させて被測定物
を当接させることを特徴とする凹凸検出方法。 - 【請求項２】 透明体の凹凸検出面と被測定物との間に
介在させるフィルムは、貯蔵弾性率が１０7 〜１０9 Ｐ
ａのポリビニルブチラールフィルムであることを特徴と
する請求項１記載の凹凸検出方法。 - 【請求項３】 透明体の凹凸検出面と被測定物との間に
介在させるフィルムは、損失弾性率が１０6 〜１０8 Ｐ
ａのポリビニルブチラールフィルムであることを特徴と
する請求項１記載の凹凸検出方法。 - 【請求項４】 凹凸検出面を備えた透明体と、拡散部を
備え、該拡散部を通過した拡散光を前記透明体に入射す
る光源と、前記透明体の凹凸検出面で反射した反射光を
検出する検出手段と、前記検出手段からの出力データを
解析する解析手段を備えた凹凸検出装置において、前記
透明体の凹凸検出面外側に光透過性のある弾性フィルム
を接着してなることを特徴とする凹凸検出装置。 - 【請求項５】 透明体の凹凸検出面外側に接着するフィ
ルムは、貯蔵弾性率が１０7 〜１０9 Ｐａのポリビニル
ブチラールフィルムであることを特徴とする請求項４記
載の凹凸検出装置。 - 【請求項６】 透明体の凹凸検出面外側に接着するフィ
ルムは、損失弾性率が１０6 〜１０8 Ｐａのポリビニル
ブチラールフィルムであることを特徴とする請求項４記
載の凹凸検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047205A JPH07260456A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 凹凸検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047205A JPH07260456A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 凹凸検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260456A true JPH07260456A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12768655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6047205A Pending JPH07260456A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 凹凸検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07260456A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139616A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Unitec:Kk | 検査機構および被検査物搬送検査装置ならびに検査方法 |
| JP2010528316A (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-19 | フィブロ システム アーベー | 材料表面の表面状態の測定方法および装置 |
| JP2011525284A (ja) * | 2008-06-19 | 2011-09-15 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 弾性撮像を使用する接触センサ |
| JP2013002810A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 研削工具の砥面検査システム及び方法 |
| DE102013111793A1 (de) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Hochschule Furtwangen | Verfahren zur Beurteilung der Schneideigenschaften abrasiver Werkzeuge und Einrichtung hierzu |
| DE102016106796A1 (de) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Hochschule Furtwangen | Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Oberfläche von Schleifwerkzeugen mit geometrisch unbestimmter Schneide |
| CN110498315A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-26 | 浙江海洋大学 | 一种电梯曳引轮磨损检测装置及检测方法 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6047205A patent/JPH07260456A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139616A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Unitec:Kk | 検査機構および被検査物搬送検査装置ならびに検査方法 |
| JP4660359B2 (ja) * | 2005-11-18 | 2011-03-30 | 株式会社ユニテック | 検査機構および被検査物搬送検査装置ならびに検査方法 |
| JP2010528316A (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-19 | フィブロ システム アーベー | 材料表面の表面状態の測定方法および装置 |
| JP2011525284A (ja) * | 2008-06-19 | 2011-09-15 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 弾性撮像を使用する接触センサ |
| JP2013002810A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 研削工具の砥面検査システム及び方法 |
| DE102013111793A1 (de) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Hochschule Furtwangen | Verfahren zur Beurteilung der Schneideigenschaften abrasiver Werkzeuge und Einrichtung hierzu |
| DE102013111793B4 (de) | 2013-10-25 | 2018-06-21 | Hochschule Furtwangen | Verfahren zur Beurteilung der Schneideigenschaften abrasiver Werkzeuge und Einrichtung hierzu |
| DE102016106796A1 (de) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Hochschule Furtwangen | Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Oberfläche von Schleifwerkzeugen mit geometrisch unbestimmter Schneide |
| CN110498315A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-26 | 浙江海洋大学 | 一种电梯曳引轮磨损检测装置及检测方法 |
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