JPS58143204A - 表面形状計測装置 - Google Patents
表面形状計測装置Info
- Publication number
- JPS58143204A JPS58143204A JP2608782A JP2608782A JPS58143204A JP S58143204 A JPS58143204 A JP S58143204A JP 2608782 A JP2608782 A JP 2608782A JP 2608782 A JP2608782 A JP 2608782A JP S58143204 A JPS58143204 A JP S58143204A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- measured
- receiving part
- television camera
- illuminator
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、種々の部材、製品等の表面形状を検出する計
測装置に関する。
測装置に関する。
近年、種々の製品の製造がロボット化されるに従って、
部材や製品の断面形状を計測し得るようにする必要性が
高くなって来ている。例えば、ロボット爆接において、
熔接すべき部材の表面形状（特に溶接面付近の表面形状
ンが計測できれば、常に一定状態の熔接を行なうのでは
なく、検出した表面形状に合わせて熔接スピードや電圧
等の調整を行ないつつ、最適な熔接を行なうことができ
る。また、製品の傷の有無の検査等に利用することもで
きる。
部材や製品の断面形状を計測し得るようにする必要性が
高くなって来ている。例えば、ロボット爆接において、
熔接すべき部材の表面形状（特に溶接面付近の表面形状
ンが計測できれば、常に一定状態の熔接を行なうのでは
なく、検出した表面形状に合わせて熔接スピードや電圧
等の調整を行ないつつ、最適な熔接を行なうことができ
る。また、製品の傷の有無の検査等に利用することもで
きる。
表面形状の計測手段としては、レーザー光線を利用する
ことが考えられる。即ち、計測すべき凹凸面に向かって
レーザー光線を照射して、その反射光の位置をキャッチ
することによって表面形状を検知することが可能である
。しかし、一般のレーザー光線の直径は２龍〜３肺程度
であって、これより小さな凹凸では乱反射を生じてしま
い、比較的大きな凹凸形状しか検知できない欠点がある
。
ことが考えられる。即ち、計測すべき凹凸面に向かって
レーザー光線を照射して、その反射光の位置をキャッチ
することによって表面形状を検知することが可能である
。しかし、一般のレーザー光線の直径は２龍〜３肺程度
であって、これより小さな凹凸では乱反射を生じてしま
い、比較的大きな凹凸形状しか検知できない欠点がある
。
また、レーザー光線の反射位置を正確に知ろうとすると
、装置的にもかなり複雑なものとならざるを得す、装置
が高価なものとなってしまう、本発明は、簡便な装置に
よって細かい凹凸形状をも検知できるようにし、もって
ロボット化の進行しつつある近年の要望に応することを
目的とする、 即ち、本発明は、スリット状に光線を被泪」１］物・＼
照射してこれをテレビカメラで撮影し、光線受光部と非
受光部の境界線の凹凸状態をテレビカメラの影像に基づ
いてコンピューターで検出することにより、この境界線
の凹凸状態から表面形状を計測し得るようにした装置を
提供するものである。
、装置的にもかなり複雑なものとならざるを得す、装置
が高価なものとなってしまう、本発明は、簡便な装置に
よって細かい凹凸形状をも検知できるようにし、もって
ロボット化の進行しつつある近年の要望に応することを
目的とする、 即ち、本発明は、スリット状に光線を被泪」１］物・＼
照射してこれをテレビカメラで撮影し、光線受光部と非
受光部の境界線の凹凸状態をテレビカメラの影像に基づ
いてコンピューターで検出することにより、この境界線
の凹凸状態から表面形状を計測し得るようにした装置を
提供するものである。
以下、本発明を、その一実施例を示す図面を参照しつつ
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
図中１は照光器で、照光器１がらスリット状に照射され
る光は、レンズ２ａによって更に幅方向に収束されてか
ら被計測物３の計測面へと照射されるものである。図中
、被計測物３に斜線で示された部分が、上記照光器１が
らの光が当っている受光部４ａで、それ以外の被計測物
６の部分は、照光器１からの光の当らない非受光部４ｂ
である。
る光は、レンズ２ａによって更に幅方向に収束されてか
ら被計測物３の計測面へと照射されるものである。図中
、被計測物３に斜線で示された部分が、上記照光器１が
らの光が当っている受光部４ａで、それ以外の被計測物
６の部分は、照光器１からの光の当らない非受光部４ｂ
である。
尚、図示される被計測物３は、説明の便宜上、その計測
面に山形の突起条５を有するものとしである− テレビカメラ６は、フィルター７及びレンズ２ｂを介し
て、上述の被計測物３の受光部４ａ付近を撮影するもの
である。そして、照光器１からのスリット状光による被
泪測物６の受光部４ａは、被割測物乙の突起条５によっ
て屈曲された帯状ラインとしてテレビカメラ６で捉えら
れる。
面に山形の突起条５を有するものとしである− テレビカメラ６は、フィルター７及びレンズ２ｂを介し
て、上述の被計測物３の受光部４ａ付近を撮影するもの
である。そして、照光器１からのスリット状光による被
泪測物６の受光部４ａは、被割測物乙の突起条５によっ
て屈曲された帯状ラインとしてテレビカメラ６で捉えら
れる。
」二記テレビカメラ６で捉えられた影像はコンピュータ
ー８へ送られ、ここで受光部４ａと非受光部４ｂの境界
線の検出を行なうことにより、境界線は、テレビカメラ
６で捉えられた受光部４ａの屈曲状態に応じた凹凸状態
で検出され、この検出された境界線の凹凸状態から、当
該受光部４ａと非受光部４１〕の境界部における被計測
物乙の表面形状が計測されることになる、そして、被計
測物ろの計測面に沿って順次受光部４ａをずらせつつ同
様な計測を行々うことによって、最終的には被計測物ろ
の計測面全体の表面形状が把握されるものである、まだ
、計測される被計測物の表面形状は、逐時モニターテレ
ビに写し出されて、これによって監視されるものと々っ
ている。
ー８へ送られ、ここで受光部４ａと非受光部４ｂの境界
線の検出を行なうことにより、境界線は、テレビカメラ
６で捉えられた受光部４ａの屈曲状態に応じた凹凸状態
で検出され、この検出された境界線の凹凸状態から、当
該受光部４ａと非受光部４１〕の境界部における被計測
物乙の表面形状が計測されることになる、そして、被計
測物ろの計測面に沿って順次受光部４ａをずらせつつ同
様な計測を行々うことによって、最終的には被計測物ろ
の計測面全体の表面形状が把握されるものである、まだ
、計測される被計測物の表面形状は、逐時モニターテレ
ビに写し出されて、これによって監視されるものと々っ
ている。
本発明における照光器１は、細いスリット状忙テレビカ
メラ６で撮影し得る光を照射できるものであればどのよ
うなものでもよいが、レーザービーム発振器を用いるの
が最適である。レーサー光線であれば直進性を有するの
で、被計測物３との距離に拘らず細いスリット状ｒ（照
射することができ、計測精度が向上する。また、被泪測
物３へ照射される光の幅は、受光部４ａと非受光部４ｂ
を明確に区別してテレビカメラ６で撮影し得るものであ
ればよい５幅を犬きくし過ぎると、受光部４ａの輪郭が
ぼけてしまって受光部４ａと非受光部４ｂの境界線を検
出できなくなるし、また小さくし過ぎると、受光部４ａ
自体をテレビカメラ６で撮影できなくなる。照光器１側
のレンズ２ａは、必要に応じて適宜設ければよい。
メラ６で撮影し得る光を照射できるものであればどのよ
うなものでもよいが、レーザービーム発振器を用いるの
が最適である。レーサー光線であれば直進性を有するの
で、被計測物３との距離に拘らず細いスリット状ｒ（照
射することができ、計測精度が向上する。また、被泪測
物３へ照射される光の幅は、受光部４ａと非受光部４ｂ
を明確に区別してテレビカメラ６で撮影し得るものであ
ればよい５幅を犬きくし過ぎると、受光部４ａの輪郭が
ぼけてしまって受光部４ａと非受光部４ｂの境界線を検
出できなくなるし、また小さくし過ぎると、受光部４ａ
自体をテレビカメラ６で撮影できなくなる。照光器１側
のレンズ２ａは、必要に応じて適宜設ければよい。
フィルター７は、照光器１から照射された波長の光以外
の光をカットして被計測物６の受光部４ａを正確にテレ
ビカメラ６で捉えられるようにするだめのものであるが
、ことさら必要なものではない。まだ、テレビカメラ６
側のレンズ２ｂは、テレビカメラ６で直接捉えられる受
光部４ａの屈曲状態が必ずしも被計測物３の凹凸の大き
さと等しくはならないため、これを修正した状態でテレ
ビカメラ６で撮影できるようにするだめのものである。
の光をカットして被計測物６の受光部４ａを正確にテレ
ビカメラ６で捉えられるようにするだめのものであるが
、ことさら必要なものではない。まだ、テレビカメラ６
側のレンズ２ｂは、テレビカメラ６で直接捉えられる受
光部４ａの屈曲状態が必ずしも被計測物３の凹凸の大き
さと等しくはならないため、これを修正した状態でテレ
ビカメラ６で撮影できるようにするだめのものである。
即ち、図示される場合においては、受光部４ａの突起条
５による屈曲が、テレビカメラ乙の位置からは実際の突
起条５の高さより低く見えるものであるため、レンズ２
ｂとして凸レンズをテレビカメラ乙の前に配し、テレビ
カメラ６で撮影される受光部４ａの屈曲状態を実際の突
起条５の高さに拡大修正するだめのものである一図示さ
れる場合と逆に、テレビカメラ乙の位置から、受光部４
ａの屈曲が実際の被計測物乙の凹凸より大きく見えるよ
うな場合には、レンズ２ｂとして凹レンズを設け、受光
部４ａの屈曲状態を縮小してテレビカメラで撮影できる
ようＫすればよい。
５による屈曲が、テレビカメラ乙の位置からは実際の突
起条５の高さより低く見えるものであるため、レンズ２
ｂとして凸レンズをテレビカメラ乙の前に配し、テレビ
カメラ６で撮影される受光部４ａの屈曲状態を実際の突
起条５の高さに拡大修正するだめのものである一図示さ
れる場合と逆に、テレビカメラ乙の位置から、受光部４
ａの屈曲が実際の被計測物乙の凹凸より大きく見えるよ
うな場合には、レンズ２ｂとして凹レンズを設け、受光
部４ａの屈曲状態を縮小してテレビカメラで撮影できる
ようＫすればよい。
上記レンズ２ｂの役割を、コンピューター８に修正デー
ターを入れておくことにより、コンピューター８によっ
て成さしめることもできる。
ターを入れておくことにより、コンピューター８によっ
て成さしめることもできる。
照光器１と、１１ ｉ１測物３と、テレビカメラ６との
位置関係は、受光部４ａが、被計測物乙の凹凸による屈
曲した状態でテレビカメラ乙に撮影されるような状態に
調節する。被計測物ろがほぼ一定の比較的単純な形状の
ものである場合には 照光器１とテレビカメラ乙の位置
を固定して、その前方の一定位１行を被計測物６が移動
するようにしてもよいが、波計４（ｊ］物が複雑な形状
のものである場合に（ｒｌ 、照光器１とテレビカメラ
６とを一定の関係に保持した捷ま、その被計測物乙の受
光部４ａを中心にして両者を」−下に回転移動できるよ
うにしておくことが好ましい１、被網側物６の凹凸状態
によっては、受光部４ａが非受光部４ｂに存在する凹凸
部分に典ぎられてテレビカメラ６で捉えられないことも
あり、このような場合にも視点を変えることにより受光
部４ａ全体をテレビカメラ６で捉えられるようＫするだ
めである。
位置関係は、受光部４ａが、被計測物乙の凹凸による屈
曲した状態でテレビカメラ乙に撮影されるような状態に
調節する。被計測物ろがほぼ一定の比較的単純な形状の
ものである場合には 照光器１とテレビカメラ乙の位置
を固定して、その前方の一定位１行を被計測物６が移動
するようにしてもよいが、波計４（ｊ］物が複雑な形状
のものである場合に（ｒｌ 、照光器１とテレビカメラ
６とを一定の関係に保持した捷ま、その被計測物乙の受
光部４ａを中心にして両者を」−下に回転移動できるよ
うにしておくことが好ましい１、被網側物６の凹凸状態
によっては、受光部４ａが非受光部４ｂに存在する凹凸
部分に典ぎられてテレビカメラ６で捉えられないことも
あり、このような場合にも視点を変えることにより受光
部４ａ全体をテレビカメラ６で捉えられるようＫするだ
めである。
常に受光部４ａ全体をテレビカメラ６で捉えられるよう
にするには、照光器１とテレビカメラ６を接近してセッ
トしておけばよいのであるが、このようにするとテレビ
カメラ６で捉えられる受光部４ａの屈曲が小さなものと
なってしまうため、実際の凹凸状態に合った屈曲状態と
するだめの修正掘が大きくなり、精度が低下する。従っ
て、必要な精度に合わせて照光器１とテレビカメラ６と
をある程度前して設け、前述のように移動可能なものと
しておくことが好捷しい１．マだ、このように移動可能
なものとしておくと、被計測物乙の凹凸状態を周囲から
計測できるので、凹凸状態を立体的に杷握することも可
能となる。
にするには、照光器１とテレビカメラ６を接近してセッ
トしておけばよいのであるが、このようにするとテレビ
カメラ６で捉えられる受光部４ａの屈曲が小さなものと
なってしまうため、実際の凹凸状態に合った屈曲状態と
するだめの修正掘が大きくなり、精度が低下する。従っ
て、必要な精度に合わせて照光器１とテレビカメラ６と
をある程度前して設け、前述のように移動可能なものと
しておくことが好捷しい１．マだ、このように移動可能
なものとしておくと、被計測物乙の凹凸状態を周囲から
計測できるので、凹凸状態を立体的に杷握することも可
能となる。
更には、テレビカメラ乙による受光部４ａ付近の撮影を
、受光部４ａ付近を一旦鏡に写し、これをテレビカメラ
６で撮影するようにして行なうようにすることもできる
１、 本発明の効果を列挙すると次の通りである、１）受光部
と非受光部の境界線の凹凸状態によって表面形状を計測
するもので、境界線自体には実質的に１唱が無いので、
照射されるスリット状光線の幅を厳密に定めることなく
正確な計測が可能である１、 ２）被計測物に１ｄ何ら接触しないので、計測時に被言
」測物を傷める心配が全くない。
、受光部４ａ付近を一旦鏡に写し、これをテレビカメラ
６で撮影するようにして行なうようにすることもできる
１、 本発明の効果を列挙すると次の通りである、１）受光部
と非受光部の境界線の凹凸状態によって表面形状を計測
するもので、境界線自体には実質的に１唱が無いので、
照射されるスリット状光線の幅を厳密に定めることなく
正確な計測が可能である１、 ２）被計測物に１ｄ何ら接触しないので、計測時に被言
」測物を傷める心配が全くない。
３） 可動部分が少なく、構造的に単純で製造容易であ
る。
る。
次に、本発明に係る表向形状網側装置の利用例について
新、明する。
新、明する。
一例としては、熔接ロボットとの連動である。
まず、本発明に係る装置を先行させて、熔接すべき二部
材間の接合状態を側方より計測する。そして、この計測
によって得られたチーターに基づいて後続する熔接ロボ
ットを制御し、溶接棒の角度、速度、電圧等を接合状態
に合った最適条件にｌ〜で溶接作業を行なわせるように
すれはよい。
材間の接合状態を側方より計測する。そして、この計測
によって得られたチーターに基づいて後続する熔接ロボ
ットを制御し、溶接棒の角度、速度、電圧等を接合状態
に合った最適条件にｌ〜で溶接作業を行なわせるように
すれはよい。
他の例としては、製品が所定形状のものとなっているか
否か、または製品の傷の有無等の検査に用いることもで
きる。即ち、コンピューターにあらかじめ製品の形状を
データーとして記憶させておき、計測した断面形状と比
較させるようにすればよい、また、所要の見本品を本装
置で計測し７て記憶しておくことにより、この記憶デー
ターでに作機を制御させて同一物を製造したり、製品の
所定位置に所定の部品が付いているか否か確認すること
も可能である。
否か、または製品の傷の有無等の検査に用いることもで
きる。即ち、コンピューターにあらかじめ製品の形状を
データーとして記憶させておき、計測した断面形状と比
較させるようにすればよい、また、所要の見本品を本装
置で計測し７て記憶しておくことにより、この記憶デー
ターでに作機を制御させて同一物を製造したり、製品の
所定位置に所定の部品が付いているか否か確認すること
も可能である。
以上説明の通り、本発明によれば、複雑かつ微細な凹凸
形状をも正確に測定できると共に、スリット状光線とテ
レビカメラを利用した単純々原理であるため、装置が簡
単かつ安価なものである。
形状をも正確に測定できると共に、スリット状光線とテ
レビカメラを利用した単純々原理であるため、装置が簡
単かつ安価なものである。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。
１：照光器、２ａ、２ｂ：レンズ、６：被計測物、４ａ
：受光部、４ｂ：非受光部、５：突起条、６：テレビカ
メラ、７：フィルター、８：コンピューター、９：モニ
ターテレビ。 出願人 北 １） 欽 次 代理人 豊 １） 善 雄
：受光部、４ｂ：非受光部、５：突起条、６：テレビカ
メラ、７：フィルター、８：コンピューター、９：モニ
ターテレビ。 出願人 北 １） 欽 次 代理人 豊 １） 善 雄
Claims (1)
- １）スリット状に被計測物の計測面へ光を照射する照光
器と、照光器からの光が当たっている被測定物の受光部
付近を撮影するテレビカメラと、テレビカメラの映像に
基づいて被測定物の受光部と非受光部の境界線の凹凸状
態を検出してこの凹凸状態から表面形状を検知するコン
ピューターとから成ることを特徴とする表面形状計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2608782A JPS58143204A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 表面形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2608782A JPS58143204A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 表面形状計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143204A true JPS58143204A (ja) | 1983-08-25 |
Family
ID=12183825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2608782A Pending JPS58143204A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 表面形状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143204A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624601A1 (fr) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Tech Bois Ameublement Centre | Dispositif de detection video-laser pour la determination de caracteristiques geometriques d'un objet |
| JPH02187609A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-07-23 | Allegheny Internatl Inc | 金属加工物の表面像を作成するシステム及び該金属加工物の表面の凹凸を測定する方法及び連続鋳造スラブの表面像を作成する装置 |
| FR2718521A1 (fr) * | 1994-04-08 | 1995-10-13 | Cabloptic Sa | Procédé et dispositif de contrôle de l'état de surface et de détection de variations de dimensions transversales d'un élément cylindrique. |
| EP2341313A1 (de) * | 2009-12-21 | 2011-07-06 | Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach | Abtasteinrichtung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939445A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-12 |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP2608782A patent/JPS58143204A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939445A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-12 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624601A1 (fr) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Tech Bois Ameublement Centre | Dispositif de detection video-laser pour la determination de caracteristiques geometriques d'un objet |
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| US8643851B2 (en) | 2009-12-21 | 2014-02-04 | Weber Maschinenbau Gmbh Breidenbach | Scanning device |
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