JPH10332346A

JPH10332346A - 波状管測定方法

Info

Publication number: JPH10332346A
Application number: JP14806497A
Authority: JP
Inventors: Akito Tateishi; 昭人立石; Takashi Fujiwara; 尚藤原
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】波状管の測定精度の向上を図る。【解決手段】発光部、受光部から成る光学測定器と、光
学測定器に連動する計測部と、光学測定器および計測部
から出力される検出データおよび計測データを演算処理
するデータ処理部とを有する波状管測定装置のデータ処
理部は、波状管の一端側の隣合う山の頂点を結ぶ直線Ｌ
1を求め、他端側の山の頂点から直線に対して直交する
垂線Ｌ2を求めて直線と垂線との交点座標（X、Y）を算
出し、他端側の山の頂点の座標（xb1、yb1）および交点
座標を予め決定された算術平均を求める演算要素で演算
処理して波状管の山径φＤの演算処理データである電気
信号を出力する。谷径φｄも同様の演算処理で波状管の
谷径の演算処理データである電気信号を出力させる。ま
た、波の高さはこの山径および谷径の演算処理データか
ら得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は波状管測定方法に
係り、特に波状管の山径、谷径、波高さおよび波ピッチ
を測定するための波状管測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルミニウムから成る波状管
の押出工程において、波状管の製品不良を発見するため
に、図６に示すような波状管の山径φＤ、谷径φｄ、波
高さＨおよび波ピッチＰを測定している。山径φＤはノ
ギス、波高さＨはデプスゲージ、波ピッチＰは直尺でそ
れぞれ測定し、谷径φｄは山径φＤおよび波高さＨによ
り算出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定方法では、各形状パラメータ（山径φＤ、谷径
φｄ、波高さＨ、波ピッチＰ）によって測定方法が異
なるので、測定に時間がかかり、また測定人員が必要で
あった。また、人的測定なので測定技量による誤差が生
じやすい。特に、波状管がスパイラル形状の場合や湾曲
している場合には、ノギスによる測定では誤差を生じや
すくなる。

【０００４】さらに、測定器具による接触測定なので、
波状管に傷が付く虞があり、特にデプスゲージは接触部
は針状なので傷が付きやすい。本発明は、このような従
来の難点を解決するためになされたもので、波状管の山
径、谷径、波高さおよび波ピッチの測定精度を向上させ
ることができる波状管測定方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の波状管測定方法は、スパイラル形状の波状管
に発光部から光を照射し、照射された光のうち波状管に
遮られることなく通過してくる当該波状管の外観形状の
一端側の山の頂点（または谷の底部）を示す一端側通過
光および当該波状管の外観形状の他端側の山の頂点（ま
たは谷の底部）を示す他端側通過光を受光部によって受
光し、受光部から出力される一端側通過光および他端側
通過光に応じた検出データと、発光部および受光部を波
状管の軸方向に移動させたときの距離を計測部で計測し
て得られた計測データとをデータ処理部で演算処理して
波状管の山径（または谷径）を測定する波状管測定方法
であって、データ処理部は、一端側通過光に応じた検出
データおよび一端側通過光の検出データに対応する計測
データより任意位置の一端側の山の頂点（または谷の底
部）の座標と、任意位置の一端側の山の頂点（または谷
の底部）の隣の一端側の山の頂点（または谷の底部）の
座標とを結ぶ直線を求め、且つ他端側通過光に応じた検
出データおよび他端側通過光の検出データに対応する計
測データより任意位置の一端側の山の頂点（または谷の
底部）の稜線（または谷線）上にある他端側の山の頂点
（または谷の底部）の座標から直線に対して直交する垂
線を求めて直線と垂線との交点座標を算出し、他端側の
山の頂点（または谷の底部）の座標および交点座標を予
め決定された算術平均を求める演算要素で演算処理して
波状管の山径（または谷径）の演算処理データである電
気信号を出力するものである。

【０００６】また、本発明の波状管測定方法においてデ
ータ処理部は、波状管の山径の演算処理データから波状
管の谷径の演算処理データを減算することにより得られ
る波状管の波高さに応じた電気信号を出力するものであ
る。また、本発明の波状管測定方法においてデータ処理
部は、任意位置の山の頂点（または谷の底部）の検出デ
ータおよび検出データに対応する計測データと、任意位
置の隣の山の頂点（または谷の底部）の検出データおよ
び検出データに対応する計測データとを予め決定された
算術平均を求める演算要素で演算処理して波状管の波ピ
ッチの演算処理データである電気信号を出力するもので
ある。

【０００７】このような波状管測定方法によれば、波状
管がスパイラル形状の場合や湾曲している場合において
も、任意位置の一端側の山の頂点（または谷の底部）の
座標と、任意位置の一端側の山の頂点（または谷の底
部）の隣の一端側の山の頂点（または谷の底部）の座標
とを結ぶ直線を求め、且つ任意位置の一端側の山の頂点
（または谷の底部）の稜線（または谷線）上にある他端
側の山の頂点（または谷の底部）の座標から直線に対し
て直交する垂線を求めて直線と垂線との交点座標を算出
し、他端側の山の頂点（または谷の底部）の座標および
交点座標を予め決定された算術平均を求める演算要素で
演算処理するので、検出感度や測定値の再現性が高くな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の波状管測定方法の
実施の一形態について図面を参照して説明する。本発明
の波状管測定方法が適用される波状管測定装置は図１に
示すように、波状管３０の外観形状の任意位置を検出す
るための光学測定器２と、波状管３０の軸方向の長さを
計測する計測部３と、光学測定器２から出力される検出
データｄ1および計測部３から出力される計測データｄ2
を演算処理するデータ処理部４とを備えている。

【０００９】光学測定器２は図２に示すように、波状管
３０を通過させるための凹部５が形成され、凹部５の一
方の側面５ａには波状管３０に対して光を照射する発光
部６が設けられ、凹部５の他方の側面５ｂには発光部６
から照射された光を受光する受光部７が、波状管３０の
通過位置を中心に発光部６に対向して設けられている。
このような発光部６は例えばレーザ投光器が用いられ、
レーザ投光器から投光されたレーザ光を円柱レンズや回
転プリズム、回転鏡などで走査することによりスリット
光（以下、「走査ビームＢ」という。）にする。受光部
７は例えばフォトダイオード等の光電センサが用いら
れ、発光部６から照射された走査ビームＢを受光して、
検出データｄ1をメモリ４に出力する。なお、発光部６
から波状管３０に照射される走査ビームＢは、波状管３
０の外観形状の一端である上部側の山の頂点（または谷
の底部）を示す一端側通過光である一端側走査ビームＢ
1と、波状管３０の外観形状の他端である下部側の山の
頂点（または谷の底部）を示す他端側通過光である他端
側走査ビームＢ2とが、波状管３０に遮られることなく
通過してくる。

【００１０】計測部３は図１に示すように、波状管３０
の軸方向の長さを計測するために、光学測定器２に連動
させる。即ち、光学測定器２を波状管３０の軸方向に移
動させるために、この光学測定器２はモータ８を含む移
動機構９に固定される。この移動機構９には、モータ８
の回転数を検出するためのロータリーエンコーダ１０が
取着されている。ロータリーエンコーダ１０はモータ８
の回転数に基づき光学測定器２の移動距離を示す計測デ
ータｄ2を表示部１１を介してデータ処理部４に出力す
る。

【００１１】データ処理部４はメモリ（図示せず）を内
臓しており、測定タイミングごとに検出データｄ1およ
び計測データｄ2が順次記憶される。この記憶された検
出データｄ1および計測データｄ2は演算処理され、山径
（または谷径）の演算処理データである電気信号ｄ3を
表示部１１およびレコーダ１２に出力される。具体的に
は、山径を測定する場合、波状管３０の軸方向に対して
所定幅でサンプリングして波状管３０の山の頂点を探し
出し、その山の頂点のサンプリングデータから図３に示
すように、任意位置の山の頂点を示す一端側走査ビーム
Ｂ1に応じた検出データｄ1およびこの検出データｄ1に
対応する計測データｄ2の座標（xa1、ya1）と、任意位
置の隣の山の頂点を示す一端側走査ビームＢ1に応じた
検出データｄ1およびこの検出データｄ1に対応する計測
データｄ2の座標（xa2、ya2）とを求め、これら座標（x
a1、ya1）、（xa2、ya2）を結ぶ直線Ｌ1を求める。ま
た、任意位置の山の頂点の稜線上にある他端側の山の頂
点を示す他端側走査ビームＢ2に応じた検出データｄ1お
よびこの検出データｄ1に対応する計測データｄ2の座標
（xb1、yb1）を求め、この座標（xb1、yb1）から前述の
直線Ｌ1に対して直交する垂線Ｌ2を求める。このような
直線Ｌ1と垂線Ｌ2との交点座標（X、Y）を算出する。
ここで、直線Ｌ1は、

【００１２】

【数１】

【００１３】垂線Ｌ2は、

【００１４】

【数２】

【００１５】で求まる。そして、他端側の山の頂点の座
標（xb1、yb1）および交点座標（X、Y）を予め決定され
た算術平均を求める演算要素、

【００１６】

【数３】

【００１７】で演算処理して波状管３０の山径φＤを算
出し、この山径φＤの演算処理データである電気信号ｄ
3を表示部１１およびレコーダ１２（図１）に出力す
る。なお、ｙ座標がya1＝ ya2の場合には山径φＤは、

【００１８】

【数４】

【００１９】でもよい。また、谷径を測定する場合には
山径を測定するときと同様に、波状管３０の軸方向に対
して所定幅でサンプリングして波状管３０の谷の底部を
探し出し、その谷の底部のサンプリングデータから任意
位置の谷の底部を示す一端側走査ビームＢ1に応じた検
出データｄ1およびこの検出データｄ1に対応する計測デ
ータｄ2の座標（xa′1、ya′1）と、任意位置の隣の谷
の底部を示す一端側走査ビームＢ1に応じた検出データ
ｄ1およびこの検出データｄ1に対応する計測データｄ2
の座標（xa′2、ya′2）とを求め、これら座標（xa′
1、ya′1）、（xa′2、ya′2）を結ぶ直線Ｌ3を求め
る。また、任意位置の谷の底部の谷線上にある他端側の
谷の底部を示す他端側走査ビームＢ2に応じた検出デー
タｄ1およびこの検出データｄ1に対応する計測データｄ
2の座標（xb′1、yb′1）を求め、この座標（xb′1、y
b′1）から前述の直線Ｌ3に対して直交する垂線Ｌ4を求
める。このような直線Ｌ3と垂線Ｌ4との交点座標
（X′、Y′）を算出する。ここで、直線Ｌ3は、

【００２０】

【数５】

【００２１】垂線Ｌ4は、

【００２２】

【数６】

【００２３】で求まる。そして、他端側の谷の底部の座
標（xb′1、yb′1）および交点座標（X′、Y′）を予め
決定された算術平均を求める演算要素、

【００２４】

【数７】

【００２５】で演算処理して波状管３０の谷径φｄを算
出し、この谷径φｄの演算処理データである電気信号ｄ
3を表示部１１およびレコーダ１２（図１）に出力す
る。なお、ｙ座標がya′1＝ ya′2の場合には谷径φｄ
は、

【００２６】

【数８】

【００２７】でもよい。さらに、データ処理部４は上述
の山径φＤの演算処理データおよび谷径φｄの演算処理
データを、

【００２８】

【数９】

【００２９】で演算処理することにより、波状管３０の
波高さＨに応じた電気信号ｄ3を出力することができ
る。また、データ処理部４は図１に示すように、任意位
置の山の頂点（または谷の底部）の検出データｄ1およ
び検出データｄ1に対応する計測データｄ2と、任意位置
の隣の山の頂点（または谷の底部）の検出データｄ1お
よび検出データｄ1に対応する計測データｄ2とを予め決
定された算術平均を求める演算要素で演算処理して波状
管の波ピッチの演算処理データである電気信号ｄ3を出
力することができる。具体的には図３に示すように、例
えば波状管３０の他端側の任意位置の山の頂点の検出デ
ータｄ1および検出データｄ1に対応する計測データｄ2
の座標（xb2、yb2）と、任意位置の隣の山の頂点の検出
データｄ1および検出データｄ1に対応する計測データｄ
2の座標（xb3、yb3）とをめ、これら座標（xb2、yb
2）、（xb3、yb3）を予め決定された算術平均を求める
演算要素、

【００３０】

【数１０】

【００３１】で演算処理して波状管３０の波ピッチＰを
算出し、この波ピッチＰの演算処理データである電気信
号ｄ3を表示部１１およびレコーダ１２（図１）に出力
する。なお、波状管測定装置１は、図１に示すような昇
降リフター１３上に設置されており、測定時以外は波状
管製造ラインによる波状管製造の妨げにならないよう
に、下降させることができる。

【００３２】このように構成された波状管測定装置１に
よる波状管測定方法について、図４、図５のフローチャ
ートを用いて、以下説明する。まず、波状管３０の山径
φＤを測定するには図４に示すように、装置の山径スタ
ートボタンをオンすることによりデータ処理部４が初期
化される。（ステップ１０１、１０２）。そして光学測
定器２が測定中ならば、データ処理部４がデータ処理を
開始する（ステップ１０３）。データ処理部４は波状管
３０をサンプリングし（ステップ１０４）、一端側の任
意位置の山の頂点およびこの任意位置の隣の山の頂点を
探し出す（ステップ１０５、１０６）。また、この時の
光学測定器２の移動距離を計測部３からの計測データｄ
2から求める（ステップ１０７）。これらデータから一
端側の任意位置の山の頂点の座標（xa1、ya1）と、この
任意位置の隣の山の頂点の座標（xa2、ya2）とを求める
（ステップ１０８）。また、データ処理部４はサンプリ
ングデータから一端側の任意位置の山の頂点の稜線上に
ある他端側の山の頂点を探し出し（ステップ１０９）、
この時の光学測定器２の位置を計測部３からの計測デー
タｄ2から求める（ステップ１１０）。これら他端側の
データから他端側の山の頂点の座標（xb1、yb1）を求め
る（ステップ１１１）。

【００３３】各座標を求めると、データ処理部４は一端
側の各山の頂点の座標（xa1、ya1）、（xa2、ya2）か
ら、この各山の頂点を結ぶ直線Ｌ1を算出する（ステッ
プ１１２）。そして、他端側の山の頂点の座標（xb1、y
b1）から直線Ｌ1に対して直交する垂線Ｌ2を算出し（ス
テップ１１３）、この垂線Ｌ2および直線Ｌ1の交点座標
（X、Y）を算出する（ステップ１１４）。このようにし
て求められた他端側の山の頂点の座標（xb1、yb1）およ
び交点座標（X、Y）を、予め決定された算術平均を求め
る演算要素、数式（３）で演算処理して波状管３０の山
径φＤを算出し（ステップ１１５）、この山径φＤの演
算処理データである電気信号ｄ3を表示部１１およびプ
リンタ１２（図１）に出力する（ステップ１１６）。な
お、波状管３０の谷径φｄの測定方法は山径φＤと同様
なので、説明を省略する。

【００３４】また、波状間３０の波高さＨを測定するに
は、山径φＤおよび谷径φｄを測定後に波高さスタート
スイッチをオンすることにより、データ処理部４で上述
のステップ１０１〜１１６で演算処理された山径φＤの
演算処理データおよび谷径φｄの各演算処理データを数
式（９）により演算処理し、この波高さＨに応じた電気
信号ｄ3を表示部１１およびプリンタ１２（図１）に出
力する（ステップ１１７、１１８）。なお、波高さスタ
ートスイッチをオンしない場合には、データは更新さ
れ、再びステップ１０３の前まで戻る。また、ステップ
１０３において、光学測定器２が測定状態でなければデ
ータ処理部４は処理を終了する（ステップ１１９）。

【００３５】さらに、波状間３０の波ピッチＰを測定す
るには図５に示すように、装置の波ピッチスタートボタ
ンをオンすることによりデータ処理部４が初期化され
る。（ステップ２０１、２０２）。そして光学測定器２
が測定中ならば、データ処理部４がデータ処理を開始す
る（ステップ２０３）。データ処理部４は波状管３０を
サンプリングし（ステップ２０４）、他端側の任意位置
の山の頂点およびこの任意位置の隣の山の頂点を探し出
す（ステップ２０５、２０６）。また、この時の光学測
定器２の移動距離を計測部３からの計測データｄ2から
求める（ステップ２０７）。これらデータから他端側の
任意位置の山の頂点の座標（xb2、yb2）と、この任意位
置の隣の山の頂点の座標（xb3、yb3）とを求める（ステ
ップ２０８）。

【００３６】このようにして求められた他端側の任意位
置の山の頂点の座標（xb2、yb2）および任意位置の隣の
山の頂点の座標（xb3、yb3）を、予め決定された算術平
均を求める演算要素、数式（１０）で演算処理して波状
管３０の波ピッチＰを算出し（ステップ２０９）、この
波ピッチＰの演算処理データである電気信号ｄ3を表示
部１１およびプリンタ１２（図１）に出力する（ステッ
プ２１０）。出力後、データは更新され、再びステップ
２０３の前まで戻る。また、ステップ２０３において、
光学測定器２が測定状態でなければデータ処理部４は処
理を終了する（ステップ２１１）。

【００３７】なお、波ピッチＰの測定は、他端側の山の
頂点に限らず、一端側の山の頂点で測定してもよく、ま
た、谷の底部で測定してもよい。また、本実施の一形態
においては光学測定器の移動距離を計測していたが、こ
れに限らず、波状管を移動させて、この波状管の移動距
離を計測してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の波状管
測定方法によれば、波状管がスパイラル形状の場合や湾
曲している場合においても、検出感度や測定値の再現性
が高くなるので、測定精度を向上させることができる。
これにより、自動測定、自動記録することができるの
で、測定時間を短縮できると共に而も測定人員を削減で
き、而も人的ミスがなくなる。

【００３９】また、光学測定器による非接触測定方法な
ので、測定による傷を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の波状管測定方法が適用される波状管測
定装置の実施の一形態を示す説明図。

【図２】図１の波状管測定装置に使用される光学測定器
による光の走査状態を示す説明図。

【図３】本発明の波状管測定方法の測定原理を説明する
ために使用される波状管の測定座標位置を示す説明図。

【図４】本発明の波状管測定方法による波状管の山径、
谷径および波高さ測定のフローチャート図。

【図５】本発明の波状管測定方法による波状管の波ピッ
チ測定のフローチャート図。

【図６】波状管の測定項目を示す説明図。

【符号の説明】

１…波状管測定装置２…光学測定器３…計測部３０…波状管６…発光部Ｂ…走査ビーム（光）Ｂ1…一端側走査ビーム（一端側通過光）Ｂ2…他端側走査ビーム（他端側通過光）７…受光部 d1…検出データ d2…計測データ d3…演算処理データである電気信号４…データ処理部 φＤ…山径 φｄ…谷径Ｈ…波高さＰ…波ピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スパイラル形状の波状管に発光部から光を
照射し、照射された前記光のうち前記波状管に遮られる
ことなく通過してくる当該波状管の外観形状の一端側の
山の頂点（または谷の底部）を示す一端側通過光および
当該波状管の外観形状の他端側の山の頂点（または谷の
底部）を示す他端側通過光を受光部によって受光し、前
記受光部から出力される前記一端側通過光および前記他
端側通過光に応じた検出データと、前記発光部および前
記受光部を前記波状管の軸方向に移動させたときの距離
を計測部で計測して得られた計測データとをデータ処理
部で演算処理して前記波状管の山径（または谷径）を測
定する波状管測定方法であって、前記データ処理部は、前記一端側通過光に応じた前記検
出データおよび前記一端側通過光の前記検出データに対
応する前記計測データより任意位置の前記一端側の山の
頂点（または谷の底部）の座標と、前記任意位置の前記
一端側の山の頂点（または谷の底部）の隣の前記一端側
の山の頂点（または谷の底部）の座標とを結ぶ直線を求
め、且つ前記他端側通過光に応じた前記検出データおよ
び前記他端側通過光の前記検出データに対応する前記計
測データより前記任意位置の前記一端側の山の頂点（ま
たは谷の底部）の稜線（または谷線）上にある前記他端
側の山の頂点（または谷の底部）の座標から前記直線に
対して直交する垂線を求めて前記直線と前記垂線との交
点座標を算出し、前記他端側の山の頂点（または谷の底
部）の前記座標および前記交点座標を予め決定された算
術平均を求める演算要素で演算処理して前記波状管の前
記山径（または前記谷径）の演算処理データである電気
信号を出力することを特徴とする波状管測定方法。
【請求項２】前記データ処理部は、前記波状管の山径の
前記演算処理データから前記波状管の谷径の前記演算処
理データを減算することにより得られる前記波状管の波
高さに応じた電気信号を出力することを特徴とする請求
項１記載の波状管測定方法。
【請求項３】前記データ処理部は、任意位置の前記山の
頂点（または前記谷の底部）の前記検出データおよび前
記検出データに対応する前記計測データと、前記任意位
置の隣の前記山の頂点（または前記谷の底部）の前記検
出データおよび前記検出データに対応する前記計測デー
タとを予め決定された算術平均を求める演算要素で演算
処理して前記波状管の波ピッチの演算処理データである
電気信号を出力することを特徴とする請求項１記載の波
状管測定方法。