JPS5924963Y2 - エツジ形状測定装置 - Google Patents
エツジ形状測定装置Info
- Publication number
- JPS5924963Y2 JPS5924963Y2 JP1980116936U JP11693680U JPS5924963Y2 JP S5924963 Y2 JPS5924963 Y2 JP S5924963Y2 JP 1980116936 U JP1980116936 U JP 1980116936U JP 11693680 U JP11693680 U JP 11693680U JP S5924963 Y2 JPS5924963 Y2 JP S5924963Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- edge
- edge shape
- light beam
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、物体のエツジ形状測定装置に関するものであ
り、例えば、帯鋼の如き板状体の特に加工中、則ち走行
中におけるエツジ形状測定装置に関するものである。
り、例えば、帯鋼の如き板状体の特に加工中、則ち走行
中におけるエツジ形状測定装置に関するものである。
従来、微小厚さの帯鋼の如き物体のエツジ形状は、加工
後端末を切断し、研磨後顕微鏡写真により判定していた
。
後端末を切断し、研磨後顕微鏡写真により判定していた
。
しかし、数百ｍもある帯鋼のエツジ加工中においてはし
ばしば加工状態の変化によりエツジ形状変化を起すが、
前記した従来方法ではその帯鋼の全長にわたるエツジ形
状を測定できず、その全長にわたる品質保証ができない
。
ばしば加工状態の変化によりエツジ形状変化を起すが、
前記した従来方法ではその帯鋼の全長にわたるエツジ形
状を測定できず、その全長にわたる品質保証ができない
。
また、前述の従来方法は、多くの検査時間を必要とする
ものであった。
ものであった。
更に、エツジ形状測定のため触針型表面あらさ計を応用
する方法も試みたが、接触式であるため走行中の物体に
は適用できない。
する方法も試みたが、接触式であるため走行中の物体に
は適用できない。
一方、物体の断面形状検出において光切断法を用いるこ
とはよく知られている。
とはよく知られている。
一般に、光切断法は、光源の強さの関係で入射角と受光
角とを等しくとること、即ち、正反射光を受光すること
により行なわれている。
角とを等しくとること、即ち、正反射光を受光すること
により行なわれている。
このような従来の光切断法によると、ブルーミング現象
を起こし得る撮像管等により受光した場合、正反射光は
輝度が強いのでブルーミングによって画像線が太くなり
精度の良いエツジ形状を測定できない。
を起こし得る撮像管等により受光した場合、正反射光は
輝度が強いのでブルーミングによって画像線が太くなり
精度の良いエツジ形状を測定できない。
また、正反射光を受光する従来の光切断法では、実際の
エツジ形状と測定したエツジ形状とは必らずしも幾何学
的に同一形状（相似形）とはならない欠点がある。
エツジ形状と測定したエツジ形状とは必らずしも幾何学
的に同一形状（相似形）とはならない欠点がある。
しかも、光切断法を用いて走行中の微小物体のエツジ形
状測定が可能な装置は現在では全くない。
状測定が可能な装置は現在では全くない。
本考案の目的は、前述した従来方法の欠点を除去し物体
のエツジ面の形状を非接触で簡単且つ精度よく測定しう
るエツジ形状測定装置を提供することであり、特に、加
工中の帯鋼の如き走行中の微小厚さ物体のエツジ形状を
非接触で簡単且つ精度よく連続的に測定しうるエツジ形
状測定装置を提供することである。
のエツジ面の形状を非接触で簡単且つ精度よく測定しう
るエツジ形状測定装置を提供することであり、特に、加
工中の帯鋼の如き走行中の微小厚さ物体のエツジ形状を
非接触で簡単且つ精度よく連続的に測定しうるエツジ形
状測定装置を提供することである。
本考案によるエツジ形状測定装置は、被測定物体のエツ
ジ面に対してスリット状光帯の如き平行光を所定の入射
角度で投射し、正反射光を受光せず且つエツジ断面形状
と相似な形状の画像が得られる角度で乱反射光を受光す
ることにより光切断像を検出することを特徴としている
。
ジ面に対してスリット状光帯の如き平行光を所定の入射
角度で投射し、正反射光を受光せず且つエツジ断面形状
と相似な形状の画像が得られる角度で乱反射光を受光す
ることにより光切断像を検出することを特徴としている
。
更に、本考案による走行物体のエツジ形状測定装置は、
前記検出された光切断像を電気信号に変換し、一画面分
を記憶し、静止画像として表示し、これを自動的且つ連
断的に繰り返し行なうようにすることもできる。
前記検出された光切断像を電気信号に変換し、一画面分
を記憶し、静止画像として表示し、これを自動的且つ連
断的に繰り返し行なうようにすることもできる。
次に、添付図面に基づいて、本考案の実施例について本
考案をより詳細に説明する。
考案をより詳細に説明する。
第１図は、被測定物体１の被測定エツジ面１Ａの稜線に
対して直角なスリット状光帯の如き平行光３を入射角θ
で、被測定エツジ面１Ａに投射させて光切断を行なう状
態を示したものである。
対して直角なスリット状光帯の如き平行光３を入射角θ
で、被測定エツジ面１Ａに投射させて光切断を行なう状
態を示したものである。
参照番号３は、入射光束方向を示し、４は正反射光束方
向、及び５は乱反射光束受光方向を示している。
向、及び５は乱反射光束受光方向を示している。
第２図は、説明をしやすくするため、第１図に右方向か
らみた幾何学的説明図である。
らみた幾何学的説明図である。
平行光３が被測定エツジ面１Ａの法線「Ａに対し入射角
θで投射されると、光切断線ＡＢが得られる。
θで投射されると、光切断線ＡＢが得られる。
△ＡＢＣ＝△ＡＢＤとなる点りをとれば、ＡＣＡＤで、
ＡＤは実際の断面距離ｒと等しくなり、且っ乙ＢＡＣ−
乙ＢＡＤ＝θとなり、ＡＤに垂直となる方向すなわち法
線τＡに対して（９０°−２のの角度で光切断線ＡＢか
らの乱反射光を受光すれば、被測定物を通常長さ方向に
加工した物体であるので、Ｃ点における断面とＢ点にお
ける断面の間では断面形状の変化はないとみなせるので
、線ＡＣに沿った実際の断面形状と受光像とは幾何学的
に等しい形状を得ることができる。
ＡＤは実際の断面距離ｒと等しくなり、且っ乙ＢＡＣ−
乙ＢＡＤ＝θとなり、ＡＤに垂直となる方向すなわち法
線τＡに対して（９０°−２のの角度で光切断線ＡＢか
らの乱反射光を受光すれば、被測定物を通常長さ方向に
加工した物体であるので、Ｃ点における断面とＢ点にお
ける断面の間では断面形状の変化はないとみなせるので
、線ＡＣに沿った実際の断面形状と受光像とは幾何学的
に等しい形状を得ることができる。
これに対し、従来の光切断法では、正反射方向４の角度
で受光していたので、この場合には、入射角度θが３０
’以外では、切断線ＡＢからの反射光像の断面距離が実
際の断面距離ＡＣに等しくならず、それより大きいか又
は小さくなってしまうので、実際の断面形状と幾何学的
に等しい形状を得ることができないのである。
で受光していたので、この場合には、入射角度θが３０
’以外では、切断線ＡＢからの反射光像の断面距離が実
際の断面距離ＡＣに等しくならず、それより大きいか又
は小さくなってしまうので、実際の断面形状と幾何学的
に等しい形状を得ることができないのである。
また、本考案による入射角度θ、受光角度（９０°−２
のの関係において、θ＝９０−２θをほは゛満足する角
度すなわち入射角と受光角がほぼ等しくなる角度以外で
あれば、乱反射光のみを受光することができるため、光
切断線の輝度は均一となる。
のの関係において、θ＝９０−２θをほは゛満足する角
度すなわち入射角と受光角がほぼ等しくなる角度以外で
あれば、乱反射光のみを受光することができるため、光
切断線の輝度は均一となる。
このためブルーミング現象を起こし得る撮像管等により
受光した場合でも、ブルーミングを起こさず、極めて精
度の良いエツジ像を得ることができる。
受光した場合でも、ブルーミングを起こさず、極めて精
度の良いエツジ像を得ることができる。
第３図は、本考案のエツジ形状測定装置の一実施例を略
示している。
示している。
材料保持機構部７は、加工中の帯鋼の如き走行中の被測
定材１の振動やレンズ面に対する位置のズレを防ぐため
に、例えば複数個のローラや硬質ナイロンチップをスプ
リングで上下左右方向から押えるようにする。
定材１の振動やレンズ面に対する位置のズレを防ぐため
に、例えば複数個のローラや硬質ナイロンチップをスプ
リングで上下左右方向から押えるようにする。
レーザ光の如き十分な輝度をもった平行光を発生せしめ
る光源８、スリット巾を任意に変えることのできるスリ
ット９及び回折防止用照明系レンズ１０からなる光学系
か゛設けられている。
る光源８、スリット巾を任意に変えることのできるスリ
ット９及び回折防止用照明系レンズ１０からなる光学系
か゛設けられている。
材料保持機構部７を通過する被測定材１の被測定面１Ａ
の稜線に対して直角なスリット状光帯の如き平行光２が
、前記光学系から入射角θで被測定面１Ａに投射される
。
の稜線に対して直角なスリット状光帯の如き平行光２が
、前記光学系から入射角θで被測定面１Ａに投射される
。
拡大レンズ１１を設けた撮像管等の如き光電変換素子１
２により、その光切断線からの乱反射光５を被測定面Ｉ
Ａの法線に対して（９０°−２のなる角度で受光し、電
気信号に変換せしめる。
２により、その光切断線からの乱反射光５を被測定面Ｉ
Ａの法線に対して（９０°−２のなる角度で受光し、電
気信号に変換せしめる。
この一画面分の電気信号は、映像表示間隔設定部１３に
より制御されて、任意の時間間隔で画像記憶部１４に極
めて短時間で記憶され、次の記憶時間までこの画像記憶
部１４の出力は画像表示部１５に静止画像として表示さ
れ、作業者による前記帯鋼の如き被測定材１のエツジ形
状監視に供される。
より制御されて、任意の時間間隔で画像記憶部１４に極
めて短時間で記憶され、次の記憶時間までこの画像記憶
部１４の出力は画像表示部１５に静止画像として表示さ
れ、作業者による前記帯鋼の如き被測定材１のエツジ形
状監視に供される。
また、任意の時期に画像記録部１６によってエツジ形状
が記録されるようにしてもよい。
が記録されるようにしてもよい。
第４図ａは、帯鋼エツジ部断面の顕微鏡写真の一例を示
しており、ｂは同一部分を本考案の装置により測定した
結果の一例を示している。
しており、ｂは同一部分を本考案の装置により測定した
結果の一例を示している。
この測定例では、光源にＨｅ−Ｎｅレーザを使用し、帯
鋼のエツジ部の巾０．４ｍｍ、スリット巾２０μ、θ＝
４５°で゛ある。
鋼のエツジ部の巾０．４ｍｍ、スリット巾２０μ、θ＝
４５°で゛ある。
前述した本考案の構成は、帯状物体のエツジ形状ばかり
でなく、加工物体の稜線の微細形状の測定などにも適用
できることは勿論である。
でなく、加工物体の稜線の微細形状の測定などにも適用
できることは勿論である。
本考案に於いては、前述したように入射角θに対する受
光角（９０°−２のであるのが最も好ましいが、考案者
等の行なった実験によれば、受光角（９０’−２の±１
０°以内でも得られる像の歪は実用上十分な範囲内であ
ることが確認されている。
光角（９０°−２のであるのが最も好ましいが、考案者
等の行なった実験によれば、受光角（９０’−２の±１
０°以内でも得られる像の歪は実用上十分な範囲内であ
ることが確認されている。
また、上記装置では、走行中の被測定材料の測定につい
て述べたが、静止中の材料でも測定可能なことは勿論で
あるが、この場合には、スリット巾を広げることにより
、エツジ形状とともにエツジ面の表面状態も測定するこ
とが可能である。
て述べたが、静止中の材料でも測定可能なことは勿論で
あるが、この場合には、スリット巾を広げることにより
、エツジ形状とともにエツジ面の表面状態も測定するこ
とが可能である。
更に、装置の使用目的によっては、画像記憶部、画像表
示間隔設定部、画像記録部を除いた装置構成でも測定可
能である。
示間隔設定部、画像記録部を除いた装置構成でも測定可
能である。
上記装置の光源としては、レーザ光源を用いたが、材料
振動の影響を除去する方法として適当な光学系を用いた
集光型のストロボを用いてもよい。
振動の影響を除去する方法として適当な光学系を用いた
集光型のストロボを用いてもよい。
また、使用目的によっては通常の光源を用いてもよい。
前述したように、本考案によれば、従来不可能であった
加工中の帯鋼の如き走行中の微小厚さ物体のエツジ形状
測定を、高精度で非接触且つ高速度にて測定できること
により、加工状態の変化等によるエツジ形状不良を防ぎ
、常に加工中のエツジ形状を安定に保ち、同時に、全長
検査が可能となる。
加工中の帯鋼の如き走行中の微小厚さ物体のエツジ形状
測定を、高精度で非接触且つ高速度にて測定できること
により、加工状態の変化等によるエツジ形状不良を防ぎ
、常に加工中のエツジ形状を安定に保ち、同時に、全長
検査が可能となる。
これにより、製品全長にわたる品質面の改善、形状不良
減少による歩留向上、加工後における検査工程の省略等
に寄与する工業的効果は極めて大きい。
減少による歩留向上、加工後における検査工程の省略等
に寄与する工業的効果は極めて大きい。
添付図面の第１図は被測定面と光切断面との関係を示す
斜視図、第２図は入射角と受光角との関係を示す説明図
、第３図は本考案の一実施例を示すブロック線図、第４
図ａは帯鋼エツジ面の顕微鏡写真による断面写真図、第
４図すは第４図ａと同一部分の本考案装置による測定結
果を示す写真図である。 １・・・・・・被測定物体、１Ａ・・・・・・被測定エ
ツジ面、２・・・・・・スリツｌ〜状光帯の如き平行光
、３・・・・・・入射光束の方向、４・・・・・・正反
射光束の方向、５・・・・・・乱反射光束受光方向、６
Ａ・・・・・・被測定エツジ面の法線、７・・・・・・
材料保持機構部、８・・・・・・光源、９・・・・・・
可変スリット、１０・・・・・・照明系レンズ、１１・
・・・・・拡大レンズ、１２・・・・・・撮像管、１３
・・・・・・画像表示間隔設定部、１４・・・・・・画
像記憶部、１５・・・・・・画像表示部、１６・・・・
・・画像記録部。
斜視図、第２図は入射角と受光角との関係を示す説明図
、第３図は本考案の一実施例を示すブロック線図、第４
図ａは帯鋼エツジ面の顕微鏡写真による断面写真図、第
４図すは第４図ａと同一部分の本考案装置による測定結
果を示す写真図である。 １・・・・・・被測定物体、１Ａ・・・・・・被測定エ
ツジ面、２・・・・・・スリツｌ〜状光帯の如き平行光
、３・・・・・・入射光束の方向、４・・・・・・正反
射光束の方向、５・・・・・・乱反射光束受光方向、６
Ａ・・・・・・被測定エツジ面の法線、７・・・・・・
材料保持機構部、８・・・・・・光源、９・・・・・・
可変スリット、１０・・・・・・照明系レンズ、１１・
・・・・・拡大レンズ、１２・・・・・・撮像管、１３
・・・・・・画像表示間隔設定部、１４・・・・・・画
像記憶部、１５・・・・・・画像表示部、１６・・・・
・・画像記録部。
Claims (1)
- 被測定物体のエツジ面にスリット状光帯の如き平行光束
を照射する光学系と、前記エツジ面よりの反射光束を受
光する撮像部と、該撮像部により撮像された像の表示部
とを備える物体のエツジ形状測定装置において、前記光
学系は、前記平行光束が前記エツジ面にその法線に対し
てθ（但しθ−９０−２θをほぼ満足するθを除く）な
る入射角で照射されるような配置とされ、且つ、前記撮
像部は、前記受光する反射光束が前記法線に対してはパ
（９０°−２のなる角度で前記エツジ面より反射される
乱反射光束であるような配置とされていることを特徴と
するエツジ形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980116936U JPS5924963Y2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | エツジ形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980116936U JPS5924963Y2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | エツジ形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5648007U JPS5648007U (ja) | 1981-04-28 |
| JPS5924963Y2 true JPS5924963Y2 (ja) | 1984-07-23 |
Family
ID=29349150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980116936U Expired JPS5924963Y2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | エツジ形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924963Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918350A (ja) * | 1972-06-10 | 1974-02-18 |
-
1980
- 1980-08-19 JP JP1980116936U patent/JPS5924963Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918350A (ja) * | 1972-06-10 | 1974-02-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5648007U (ja) | 1981-04-28 |
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