JPS5992304A - 物体表面の２次元形状測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば制片等の物体表面の２次元形状の測定
方法に関するものである。

従来、鉄片等の物体表面の２次元形状を測定する場合、
例えば水柱式形状検出器にみられる如く、基準点から物
体表面までの距離を測定し、かつ物体を移動させること
により、２次元形状に変換していた。

このように、企離を測定して、物体を移動させ、それに
より２次元形状を測定する方法にあっては、当然のこと
ながら、移動している物体にしか適用できないか、ある
いは物体を移動させなければ適用で゛きなかった。

しかもこの従来の測定方法では、３次元形状の測定は不
可能であった。

本発明は、かくの如き従来方法の欠点に鑑み開発したも
のであって、その実施の一例を図面に基づき以下に説明
する。

第１図において、１はレーザー発射装置であって、この
レーザー発射装置１から発射されたレーザー光２は、パ
ルスモータ−３によってレーザー発射装置１に対する角
度θが任意に変えられるミラー４を介して鋳片５の幅方
向の表面上にスポット６として照射される。

この場合、鋳片５の表面上に照射されるレーザ−スポッ
ト乙の位ＦＦ　Ｘ　、　ｙは、ミラー４０回転軸の平面
座標を花、ｙｌ　とした場合、下記（１）式により定義
される。

ｙ：＝ｉｉｌ、　（ｘ−ｘ、　）＋：ｙｌ　　　　　”
”””’（１）なお、ａｌは係数であって、これは第２
図に示す如く、ミラー４０回転角θにより下記（２）式
のように求められる。

ａｌＦ−ｔａｎ（１８００−２θ）曲聞・（２）従って
前記（１）式は下記（３）式のように書き換えることが
でき、鋳片５上のレーザースポット乙の位置は、（３）
式で示される直線上に存在する。

ｙ、＝（ｘ−ｘ、）ｊａｎ（１８００−２θ）＋ｙ＋　
＝・（３）次にこのター１片５上のレーザースポット６
を、第１図に示す如く、フィルター７、レンズ８を介し
てポジションセンサー９により検出する。

前記フィルター７は、レーザー光２だけを透過させ、外
乱光は遮断する。

またレンズ８は、鋳片５上のレーザースポット６をポジ
ションセンサー９上に結像させるものであり、累子上の
結像位置によって矩、流値が変化するものであって、第
３図に示す如く、ポジションセンサー９の長さ方向の位
置ｔと電流値ｉは比例する。

従ってレーザースポット乙の腕片５による反射光６ａは
下記（４）式にて示される。

ｙ＝　ａ２（ｘ　−Ｘ２　）　＋　ｙ２　　　　　　−
−−−−−−−・−（４）ただし、Ｘ２．ｙ２は、レン
ズ８の平面座標である。

上記（４）式における係数ａ２は、第６図に示すパラメ
ータＴがら求められる。

ａ２＝　ｔａｎ　（φ０−φ） Ｌ−１ｏ＝Ｉ、　ｔａｎφ−＋　２　ｔｏｉ　−１ｏ＝
Ｌｊａｎφｉ−ｔ／２ｔ。

、’、　　ａ２＝　ｔａｎ　（φ。−ｔａｎ−’　〔（
２ｔｏ　ｉ−ｔｏ　）／Ｌ）　ｌ・（５）従って前記（
４）式は下記（６）式のように書き・換えることができ
、鋳片５上のレーザースポット乙の位置は、（６）式で
示される直線上に存在する。

ｙ＝　（ｘ−ｘ２）ｔａｎ（φ。−ｔａｎ−’　［（２
１−１）／！、ｌｌ／Ｌ：））＋ｙ２−（６）故に前記
（２）式および（４）式から、鋳片５上のレーザースポ
ット６の位置Ｘ、ｙは、下記（７）式、（８）式の如く
求められる。

Ｘ””（ａｌ　ＸＩ　−ａ２　Ｘ２　＋ｙ２−ｙ１）／
（ａｔ　−ａ２　）　　−−−（７ＵＶ二（ａ１ａ２　
Ｘ２−　ａ１ａ２Ｘ１　＋ａ２　’１１−　ａｌ　ｙ２
　）／（ａ２−　ａｌ）”””（８）ただし　ａ、　＝
−ｊａｎ（１８０’−２θ）ａ２−ｔａｎ（φｏ−ｔａ
ｎ−’［（２ｉ−１）ｔｏ／Ｌ：］）φＯ＋ｔ０１Ｌは
固定値 θ、ｉは測定値 従って、パルスモータ−乙によってレーサー発射装置１
に対するミラー４の角度θを変えて、レーザー光２のス
ポット６を鋳片５の菱面のＸ軸上に移動させれば、ミラ
−４０角度θと、ポジションセンサー９の出力型流値ｉ
と、（７）式、（８）式とから、鋳片５の表面形状が演
勢器１０によって演算され、かつ演算された鋳片５の表
面形状なＸＹブロック−１１に表示させることができる
。

以上述べた如く、本院、明方法によれば、鋳片等の物体
を移動させることなく、その表面の２次元形状を直接か
つ正確に測定することができ、従って例えば表面探傷手
段として応用した場合、表面傷の判定を面接行うことが
できる。

また物体を移動させると共に、得られた形状データーを
蓄積していけ（げ、６次元形状の測定も可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の実施の一例を示すブロック図、第
２図はミラー釦おけるレーザー光の係数を求めるパラメ
ーター、第３図はポジションセンサーにおけるレーザー
スポットの反射光の係数を求めるパラメーターである。 出　珈　人　　川崎響鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザー光源に対し角度可変ミラーを介して物体費面上
   にレーザースポットを移動照射すると共に、このレーザ
   ースポットの移動反射光をポジションセンサーに結像さ
   せ、前記ミラーの角度θと、−Ｌａｎ（１８［１°−２
   ０）、ａ２＝ｔａｎ（φｏ−ｔａｎ−’（（２ｉ−ｉ）
   ｔｏ／ｉ、））、）Ｘ”＝（ａｔ　ＸＩ　−ａ２　Ｘ２
   ＋ｙ２−ｙ＋　）／（ａｔ　　ａ２）と。 ト（ａｔ　ａ２Ｘ２−ａｔ　ａ２ＸＩ　＋ａ２　ｙ＋　
   ａｔ　ｙ２　）／（ａ２−ａｔ　）とから、物体表面の
   ２次元形状を演算することを特徴とする物体表面の２次
   元形状の測定方法。