JPH0758167B2 - レ−ザによるピンの外径測定方法 - Google Patents
レ−ザによるピンの外径測定方法Info
- Publication number
- JPH0758167B2 JPH0758167B2 JP62183720A JP18372087A JPH0758167B2 JP H0758167 B2 JPH0758167 B2 JP H0758167B2 JP 62183720 A JP62183720 A JP 62183720A JP 18372087 A JP18372087 A JP 18372087A JP H0758167 B2 JPH0758167 B2 JP H0758167B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pin
- outer diameter
- measured
- laser beam
- beam spot
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザを用いる非接触の外径測定方法に係
り、特に、レーザスポツト径より細い径のピン等の外径
を測定可能としたレーザによるピンの外径測定方法に関
する。
り、特に、レーザスポツト径より細い径のピン等の外径
を測定可能としたレーザによるピンの外径測定方法に関
する。
レーザを用いてピン、線材等の外径を測定する方法に関
する従来技術として、例えば、「電子展望1980年１月号
〜７月号」の「図説レーザの応用例」に記載された技術
が知られている。
する従来技術として、例えば、「電子展望1980年１月号
〜７月号」の「図説レーザの応用例」に記載された技術
が知られている。
この従来技術の１つは、レーザの平行ビームにより、ピ
ン，線材等の物体をスキヤンニングし、物体により遮断
されたレーザビームの時間を測定することにより、物体
の外径を求める方法であり、他の１つは、スキヤンニン
グしないレーザビームを物体に照射し、その回折による
衝立上の輝点間の距離を測定することにより、物体の外
径を求める方法である。
ン，線材等の物体をスキヤンニングし、物体により遮断
されたレーザビームの時間を測定することにより、物体
の外径を求める方法であり、他の１つは、スキヤンニン
グしないレーザビームを物体に照射し、その回折による
衝立上の輝点間の距離を測定することにより、物体の外
径を求める方法である。
以下、スキヤンニングによる外径測定方法の従来技術を
図面により説明する。
図面により説明する。
第３図（Ａ），（Ｂ）、第４図（Ａ），（Ｂ）は、物体
の外径がレーザビームスポツト径より大きい場合と小さ
い場合の夫々のレーザスポツト径と物体との関係と、時
間と受光素子の出力電圧との関係を示す図である。両図
において、６は被測定ピン、８はレーザビームスポツト
である。
の外径がレーザビームスポツト径より大きい場合と小さ
い場合の夫々のレーザスポツト径と物体との関係と、時
間と受光素子の出力電圧との関係を示す図である。両図
において、６は被測定ピン、８はレーザビームスポツト
である。
第３図（Ａ）及び第４図（Ａ）において、レーザビーム
スポツト８は、図示しない手段により、例えば、図の左
方から右方に一定速度で移動制御され、被測定ピン６を
スキヤンニングする。光学系を介して被測定ピンの背後
に置かれた受光素子は、スキヤンニング中のレーザビー
ムスポツト８を受光しているので、レーザビームスポツ
ト８がスキヤンニングのため移動し、被測定ピン６にか
かるとその出力電圧を低下し、被測定ピン６から外れる
と出力電圧を増加させる。この結果、被測定ピン６の外
径がレーザビームスポツト８の径より大きい場合、第３
図（Ｂ）に示すように、受光素子の出力電圧Ｅは、レー
ザビームスポツト８のスキヤンニング時間の経過ととも
に順次低下し、レーザビームスポツト８が全部被測定ピ
ン６により遮ぎられたとき“0"となり、その後順次増加
するようになる。従つて、この受光素子の出力電圧があ
る特定の電位、例えば、最大出力電圧E0の半分の値より
小さくなつている時間を計測すれば、この時間により被
測定ピン６の外径を知ることができる。
スポツト８は、図示しない手段により、例えば、図の左
方から右方に一定速度で移動制御され、被測定ピン６を
スキヤンニングする。光学系を介して被測定ピンの背後
に置かれた受光素子は、スキヤンニング中のレーザビー
ムスポツト８を受光しているので、レーザビームスポツ
ト８がスキヤンニングのため移動し、被測定ピン６にか
かるとその出力電圧を低下し、被測定ピン６から外れる
と出力電圧を増加させる。この結果、被測定ピン６の外
径がレーザビームスポツト８の径より大きい場合、第３
図（Ｂ）に示すように、受光素子の出力電圧Ｅは、レー
ザビームスポツト８のスキヤンニング時間の経過ととも
に順次低下し、レーザビームスポツト８が全部被測定ピ
ン６により遮ぎられたとき“0"となり、その後順次増加
するようになる。従つて、この受光素子の出力電圧があ
る特定の電位、例えば、最大出力電圧E0の半分の値より
小さくなつている時間を計測すれば、この時間により被
測定ピン６の外径を知ることができる。
一方、被測定ピン６の外径がレーザビームスポツト８の
径より小さい場合、レーザビームスポツト８の全てが被
測定ピン６により遮ぎられることが無いため、受光素子
の出力電圧Ｅは、ある値以下に小さくなることがなく、
前述した特定の電圧E0/2以下とならない場合が生じ、こ
の場合には、被測定ピン６の外径測定を行うことができ
ない。
径より小さい場合、レーザビームスポツト８の全てが被
測定ピン６により遮ぎられることが無いため、受光素子
の出力電圧Ｅは、ある値以下に小さくなることがなく、
前述した特定の電圧E0/2以下とならない場合が生じ、こ
の場合には、被測定ピン６の外径測定を行うことができ
ない。
前述したように、レーザビームスポツトでスキヤンニン
グする外径測定方法の従来技術は、被測定ピンの外径
が、レーザビームスポツト径より大きい場合には、用い
られる光学系で許される範囲の外径まで測定可能である
が、被測定ピンの外径が、レーザビームスポツト系より
小さい場合には測定することができず、また、測定可能
なように受光素子の出力電圧と比較すべき特定電位を設
定した場合にも、充分な精度で測定することができない
という問題点があつた。また、回折現象を用いる方法
は、逆に、レーザビームスポツトの径より太い外径の被
測定ピンを測定することができないという問題点があつ
た。
グする外径測定方法の従来技術は、被測定ピンの外径
が、レーザビームスポツト径より大きい場合には、用い
られる光学系で許される範囲の外径まで測定可能である
が、被測定ピンの外径が、レーザビームスポツト系より
小さい場合には測定することができず、また、測定可能
なように受光素子の出力電圧と比較すべき特定電位を設
定した場合にも、充分な精度で測定することができない
という問題点があつた。また、回折現象を用いる方法
は、逆に、レーザビームスポツトの径より太い外径の被
測定ピンを測定することができないという問題点があつ
た。
本発明の目的は、レーザビームスポツトにより被測定ピ
ンをスキヤンニングする方法で、用いる光学系で許され
る太い外径の被測定ピンから、レーザビームスポツトの
径より細い外径の被測定ピンまでを高精度に測定するこ
とが可能なレーザによるピンの外径測定方法を提供する
ことにある。
ンをスキヤンニングする方法で、用いる光学系で許され
る太い外径の被測定ピンから、レーザビームスポツトの
径より細い外径の被測定ピンまでを高精度に測定するこ
とが可能なレーザによるピンの外径測定方法を提供する
ことにある。
本発明によれば、前記目的は、外径がレーザビームスポ
ツトの径より太い外径が既知のピンを、レーザビームス
ポツトのスキヤンニング方向と同一の方向に、被測定ピ
ンと隣り合せて配置することにより達成される。
ツトの径より太い外径が既知のピンを、レーザビームス
ポツトのスキヤンニング方向と同一の方向に、被測定ピ
ンと隣り合せて配置することにより達成される。
外径がレーザビームスポツトの径より太い外径が既知の
ピンを、レーザビームスポツトのスキヤンニング方向と
同一の方向に、被測定ピンと隣り合せに配置すると、実
際に測定される外径寸法は、既知の外径寸法と被測定ピ
ンの外径寸法の和の値として得られる。このとき、既知
のピンの外径がレーザビームスポツト径より太く設定さ
れているので、被測定ピンの外径がどのような太さであ
つても、既知の外径を有するピンと被測定ピンの外径の
和は、レーザビームスポツトの径より太くなり、得られ
る測定値は、高精度な値となる。従つて、得られた測定
値より、既知の外径を減算すれば、被測定ピンの外径寸
法を高精度に得ることができる。
ピンを、レーザビームスポツトのスキヤンニング方向と
同一の方向に、被測定ピンと隣り合せに配置すると、実
際に測定される外径寸法は、既知の外径寸法と被測定ピ
ンの外径寸法の和の値として得られる。このとき、既知
のピンの外径がレーザビームスポツト径より太く設定さ
れているので、被測定ピンの外径がどのような太さであ
つても、既知の外径を有するピンと被測定ピンの外径の
和は、レーザビームスポツトの径より太くなり、得られ
る測定値は、高精度な値となる。従つて、得られた測定
値より、既知の外径を減算すれば、被測定ピンの外径寸
法を高精度に得ることができる。
以下、本発明によるレーザによるピンの外径測定方法の
一実施例を図面により詳細に説明する。
一実施例を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の方法を説明する図、第２図
（Ａ），（Ｂ）は被測定ピンと隣接する外径既知のピン
及びレーザビームスポツトの関係と、時間と受光素子の
出力電圧との関係を示す図である。第１図，第２図にお
いて、１はレーザ光源、２は回転ミラー、３は投光凸レ
ンズ、４は受光凸レンズ５は受光素子、７は既知ピンで
あり、他の符号は第３図、第４図の場合と同一である。
（Ａ），（Ｂ）は被測定ピンと隣接する外径既知のピン
及びレーザビームスポツトの関係と、時間と受光素子の
出力電圧との関係を示す図である。第１図，第２図にお
いて、１はレーザ光源、２は回転ミラー、３は投光凸レ
ンズ、４は受光凸レンズ５は受光素子、７は既知ピンで
あり、他の符号は第３図、第４図の場合と同一である。
本発明による測定方法を実施する装置は、第１図にその
概略を示すように、レーザ光源１と、矢印の方向に回転
している回転ミラー２と、投光凸レンズ３と受光凸レン
ズ４と、受光素子５とにより構成され、投光凸レンズ３
と受光凸レンズ４との間に、外径が既知の既知ピン７と
被測定ピン６とが接して置かれる。このような構成にお
いて、レーザ光源１から射出されたレーザビームスポツ
ト８は、回転ミラーで反射され、投光凸レンズ３の方向
に導びかれ、回転ミラー２の回転に伴つて、投光凸レン
ズ３の周辺部からその中心を通る直線上を移動する。投
光凸レンズ３を通過したレーザビームスポツト８は、投
光凸レンズ３と受光凸レンズ４との間で平行に移動して
ゆき、受光凸レンズ４を介して受光素子５に入射する。
被測定ピン６と既知ピン７は、両凸レンズ3,4間に、前
述したレーザビームスポツト８の移動方向と同一方向に
隣接して並べられているので、レーザビームスポツト８
は、前記両ピン6,7の配置された位置をスキヤンニング
しながら移動するとき、これらの両ピン6,7によつて遮
ぎられることになる。この場合、投光凸レンズ３と受光
凸レンズ４との間で移動するレーザビームスポツト８の
移動速度は一定であり、該レーザビームスポツト８は、
第２図（Ａ）において、図の左方から右方に向けて、被
測定ピン６と既知ピン７をスキヤンニングすることにな
る。
概略を示すように、レーザ光源１と、矢印の方向に回転
している回転ミラー２と、投光凸レンズ３と受光凸レン
ズ４と、受光素子５とにより構成され、投光凸レンズ３
と受光凸レンズ４との間に、外径が既知の既知ピン７と
被測定ピン６とが接して置かれる。このような構成にお
いて、レーザ光源１から射出されたレーザビームスポツ
ト８は、回転ミラーで反射され、投光凸レンズ３の方向
に導びかれ、回転ミラー２の回転に伴つて、投光凸レン
ズ３の周辺部からその中心を通る直線上を移動する。投
光凸レンズ３を通過したレーザビームスポツト８は、投
光凸レンズ３と受光凸レンズ４との間で平行に移動して
ゆき、受光凸レンズ４を介して受光素子５に入射する。
被測定ピン６と既知ピン７は、両凸レンズ3,4間に、前
述したレーザビームスポツト８の移動方向と同一方向に
隣接して並べられているので、レーザビームスポツト８
は、前記両ピン6,7の配置された位置をスキヤンニング
しながら移動するとき、これらの両ピン6,7によつて遮
ぎられることになる。この場合、投光凸レンズ３と受光
凸レンズ４との間で移動するレーザビームスポツト８の
移動速度は一定であり、該レーザビームスポツト８は、
第２図（Ａ）において、図の左方から右方に向けて、被
測定ピン６と既知ピン７をスキヤンニングすることにな
る。
このようなスキヤンニング動作をするレーザビームスポ
ツト８を受光する受光素子５の出力電圧Ｅは、第２図
（Ｂ）に示すように、既知ピン７の外径太さが、レーザ
ビームスポツトの径より大きいため、必ず“0"電位とな
る部分が生じ、受光素子５の出力電圧Ｅは、その最大出
力電圧E0の1/2のスレシヨルドレベル以下に低下する部
分が生じることになる。従つて、受光素子５の出力電圧
ＥがE0/2より小さくなる時間を計測すれば、被測定ピン
６と既知ピン７の外径の和の寸法を測定することができ
ることになる。この測定値から既知ピン７の外径寸法を
減じれば、被測定ピン６の外径を知ることができ、前述
の実施例は、レーザビームスポツト８の径より細い外径
を有する被測定ピンの外径を測定することができる。ま
た、前述の実施例は、被測定ピン６の外径がレーザビー
ムスポツト８の径より太い場合、既知ピン７を用いるこ
となく、従来技術と同様に、投光凸レンズ３及び受光凸
レンズ４の直径とほぼ同じ太さのピンまで測定可能であ
る。
ツト８を受光する受光素子５の出力電圧Ｅは、第２図
（Ｂ）に示すように、既知ピン７の外径太さが、レーザ
ビームスポツトの径より大きいため、必ず“0"電位とな
る部分が生じ、受光素子５の出力電圧Ｅは、その最大出
力電圧E0の1/2のスレシヨルドレベル以下に低下する部
分が生じることになる。従つて、受光素子５の出力電圧
ＥがE0/2より小さくなる時間を計測すれば、被測定ピン
６と既知ピン７の外径の和の寸法を測定することができ
ることになる。この測定値から既知ピン７の外径寸法を
減じれば、被測定ピン６の外径を知ることができ、前述
の実施例は、レーザビームスポツト８の径より細い外径
を有する被測定ピンの外径を測定することができる。ま
た、前述の実施例は、被測定ピン６の外径がレーザビー
ムスポツト８の径より太い場合、既知ピン７を用いるこ
となく、従来技術と同様に、投光凸レンズ３及び受光凸
レンズ４の直径とほぼ同じ太さのピンまで測定可能であ
る。
前述した本発明の実施例は、レーザビームスポツトのス
キヤンニングのための光学系として、回転ミラーと２枚
の凸レンズを用いたが、本発明は、２枚の凸レンズに代
り、２枚の放物面鏡による光学系を用いる場合にも同様
に適用することができる。
キヤンニングのための光学系として、回転ミラーと２枚
の凸レンズを用いたが、本発明は、２枚の凸レンズに代
り、２枚の放物面鏡による光学系を用いる場合にも同様
に適用することができる。
以上説明したように、本発明によれば、レーザビームを
スキヤンニングさせる方法で、光学系で許される大きな
外径からレーザビームスポツトの径より小さい外径のピ
ン径を、非接触で高精度に測定することが可能になる。
スキヤンニングさせる方法で、光学系で許される大きな
外径からレーザビームスポツトの径より小さい外径のピ
ン径を、非接触で高精度に測定することが可能になる。
第１図は本発明の一実施例の方法を説明する図、第２図
（Ａ），（Ｂ）は被測定ピンと隣接する外径既知のピ
ン、及びレーザビームスポツトの関係と、時間の受光素
子の出力電圧との関係を示す図、第３図（Ａ），
（Ｂ）、第４図（Ａ），（Ｂ）は物体の外径がレーザビ
ームスポツト径より大きい場合と小さい場合の夫々のレ
ーザスポット径と物体との関係と、時間と受光素子の出
力電圧との関係を示す図である。 １……レーザ光源、２……回転ミラー、３……投光凸レ
ンズ、４……受光凸レンズ、５……受光素子、６……被
測定ピン、７……既知ピン、８……レーザビームスポツ
ト。
（Ａ），（Ｂ）は被測定ピンと隣接する外径既知のピ
ン、及びレーザビームスポツトの関係と、時間の受光素
子の出力電圧との関係を示す図、第３図（Ａ），
（Ｂ）、第４図（Ａ），（Ｂ）は物体の外径がレーザビ
ームスポツト径より大きい場合と小さい場合の夫々のレ
ーザスポット径と物体との関係と、時間と受光素子の出
力電圧との関係を示す図である。 １……レーザ光源、２……回転ミラー、３……投光凸レ
ンズ、４……受光凸レンズ、５……受光素子、６……被
測定ピン、７……既知ピン、８……レーザビームスポツ
ト。
フロントページの続き (72)発明者 三好 薫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 木下 和人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ
ビームを被測定物をスキヤンするために移動制御する光
学系と、受光素子とより成る非接触のレーザを用いる外
径測定方法において、レーザビームスポツト径より太い
既知の外径を有するピンを被測定ピンに接して備えるよ
うにしたことを特徴とするレーザによるピンの外径測定
方法。 - 【請求項２】前記既知の外径を有するピンと被測定ピン
とは、レーザビームスポツトのスキヤンニング方向と同
一の方向に並べられることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザによるピンの外径測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183720A JPH0758167B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | レ−ザによるピンの外径測定方法 |
| US07/223,097 US4871910A (en) | 1987-07-24 | 1988-07-22 | Method and apparatus for measuring the size of wire rod with laser beam and reference rod |
| KR1019880009299A KR920002920B1 (ko) | 1987-07-24 | 1988-07-23 | 레이저에 의한 선재의 칫수 측정방법 및 장치 |
| DE3825228A DE3825228A1 (de) | 1987-07-24 | 1988-07-25 | Verfahren und vorrichtung zum messen des aussendurchmessers eines drahtstifts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183720A JPH0758167B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | レ−ザによるピンの外径測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6429701A JPS6429701A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0758167B2 true JPH0758167B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16140778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183720A Expired - Lifetime JPH0758167B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | レ−ザによるピンの外径測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4871910A (ja) |
| JP (1) | JPH0758167B2 (ja) |
| KR (1) | KR920002920B1 (ja) |
| DE (1) | DE3825228A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3942304A1 (de) * | 1989-12-21 | 1991-06-27 | Schlafhorst & Co W | Verfahren und vorrichtung zur qualitativen und quantitativen erfassung eines garnwickels und zum ableiten definierter steuervorgaenge daraus |
| US5680218A (en) * | 1992-03-18 | 1997-10-21 | Adams; Bruce L. | Optical gaging system |
| US5481361A (en) * | 1993-05-19 | 1996-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of and device for measuring position coordinates |
| US8410466B2 (en) * | 2002-06-17 | 2013-04-02 | Quest Metrology Group, Llc | Non-contact component inspection system |
| US7745805B2 (en) * | 2002-06-17 | 2010-06-29 | Johnson Thread-View Systems | Product inspection system and a method for implementing same that incorporates a correction factor |
| JP6279353B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2018-02-14 | 東洋ガラス機械株式会社 | ガラスびんの胴径測定器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2750109C2 (de) * | 1977-11-09 | 1991-03-07 | Spindler & Hoyer GmbH & Co, 3400 Göttingen | Vorrichtung zur kontaktlosen Messung linearer Wegstrecken, insbesondere des Durchmessers |
| JPS58179302A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-10-20 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | 光電式測定方法および装置 |
| DE3437412A1 (de) * | 1984-10-12 | 1986-04-17 | Heyligenstaedt & Co, Werkzeugmaschinenfabrik Gmbh, 6300 Giessen | Beruehrungslose, optische laengenmesseinrichtung |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183720A patent/JPH0758167B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-07-22 US US07/223,097 patent/US4871910A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-23 KR KR1019880009299A patent/KR920002920B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-25 DE DE3825228A patent/DE3825228A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6429701A (en) | 1989-01-31 |
| DE3825228A1 (de) | 1989-02-02 |
| DE3825228C2 (ja) | 1990-08-16 |
| KR920002920B1 (ko) | 1992-04-10 |
| US4871910A (en) | 1989-10-03 |
| KR890002639A (ko) | 1989-04-11 |
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