JPS61218906A - ねじの表面検査装置 - Google Patents

ねじの表面検査装置

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JPS61218906A
JPS61218906A JP6027685A JP6027685A JPS61218906A JP S61218906 A JPS61218906 A JP S61218906A JP 6027685 A JP6027685 A JP 6027685A JP 6027685 A JP6027685 A JP 6027685A JP S61218906 A JPS61218906 A JP S61218906A
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JP6027685A
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Kiyohiko Kawaguchi
川口 清彦
Kenichi Matsui
健一 松井
Yoichi Suzuki
洋一 鈴木
Mitsuhito Kamei
光仁 亀井
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Mitsubishi Electric Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2425Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕  ” この発明は、パイプ表面等に加工されたねじの表[fu
c光を照射し、その反射光を利用してねじの表面を検査
する装置、特にパイプの偏芯回転に伴う反射光の位置変
化を追従するようにしたねじの表面検査装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第6図はこの種の表面検査装置の基本光学系を示す構成
図、そして筒7図は第6図の基本光学系に反射光の位置
変化を検出するための機能を付加した従来のねじの表面
検査装置の構成図であり、これらは例えば、特願昭59
−Jtoroz号。
特願昭39−2gogo6号に示されている。第6図に
おいて、(1)は発光手段1例えばレーザー光発生器、
Cコ)は表面検査用の主光電素子、(J)はパイプ、(
Ja)はパイプ(3)上のねじが切られたねじ面。
(り)は照射レーザー光、(3]は反射レーザー光であ
る。
また、第7図において、(6)はねじ、(7)はねじ(
4)の通称ベベル面と云われるリード部分C以下、ベベ
ル面(7)とする) 、 (f)はベベル反射レーザー
光、(?)は反射元位置検出器であり、その他の部分は
第6図と同じである。
第1図において、パイプ(J)のねじ面(3a)の表面
検査は、このねじ面(JIL)上の軸方向lIC発光手
段(1)から照射レーザー光(4A)を照射した時の反
射レーザー光(j)を主光電素子(コ)で検知すること
により。
実施される。この構成においては、パイプ(J)のねじ
面(3a)の全面の検査をするためにパイプ(3)を回
転させるわけであるが、パイプ(J)自身の曲り等の要
因によってパイプ(,7)は偏芯回転し1反射レーザー
光(3)が主光電素子Cコ)から外れることがある。
第7図ではこのために、ねじ(4)の先端部のベベル面
(7)から反射するベベル反射レーザー光(f)の位置
変化を1反射光位置検出器(テ)で検出することkよっ
てねじ(6)の偏芯を検知し、これに従って主光電素子
(コ)を移動させて反射レーザー光(りの位置変化に追
従するようkした。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のねじの表面検査装置は以上のように構成されてい
るが、ベベル面(り)はねじ面とは全く異なる仕上げが
されているため、表面状態がねじrMハと安定せず、場
合によってはベベル反射レーザー光(f)は乱反射する
ことがあり、ねじ面からの反射レーザー光(3)の追従
が不可能となるという問題点があった。
この発明は上記のような間聰点を解決するためkなされ
たもので、表面検査性能に悪影響を与えることな(、確
実にねじ面からの反射光の位置変化を検出できる機能を
有する。ねじの表面検査装置を提供することを目的とし
ている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るねじの表面検査装置は、主光電素子の両
側に反射光の位置変化を検出するトラッキング用光電素
子を設け、さらに、これらのトラツキ、ング用光電素子
の出力信号の不平衡が所定値を越えないようk、主光電
素子およびトラッキング用光電素子からなる受光手段を
移動させる制御信号を発生する制御回路手段を設けたも
のである・〔作 用〕 この発明におい【は、反射光の位置変動検出は、反射光
の空間的な拡がり分布において、実際に主光電素子で検
出される光パターンの外mにも微弱な反射光分布が連続
していることから、この微弱な反射光を検知し【、その
変化から反射光の中心の位置変化を検出する。
〔実施例〕
第1図は、この発明に係るねじの表面検査装置の一部す
なわち反射光を受ける受光手段の一実施例を示す構成図
であり、図中、(コ)は主光電素子。
(コA)およ・び(コB)はこの主光電素子(コ)の両
側に設けられたトラッキング用光電素子、そして(!)
は反射レーザー光を示す。なお、主光′fIt素子(コ
1およびトラッキング用光電素子(コA)、(コB)は
受光手段を構成する。また、第2図は1表面検査装置の
他の一部すなわち第1因のトラッキング用光電素子(コ
A)、(コB)の出力信号を受け、上述の受光手段を所
定の方向に移動させるための制量信号を発生する劃−回
路手段の一実施例を示す回路図である。第2図において
、(10)、(//)はそれぞれトラッキング用光電素
子、<2h)、(ユB)の出力信号を増幅する増幅器、
(iコ)は増幅器(tO)、O/’)の出力信号の差を
求める差動増幅器、(tJ)はこの差動増幅器(/2)
f)、出力信号、(ハ0は差動増幅器(/コ)の中力信
号(1t S )と正の所定値ΔVとを比、較して、出
力信4j (t 、y )が所定値ΔVを越えた時に制
−信号(/!?)を発生する比較器、(14)は差動増
幅器(/コ)の出力信号(/3)と負の一ΔVとを比較
して、中力信号(13)が所定値−ΔVを越えた時K 
111Iall信号(/り)を発生する比較器である。
また、第3図およびga図は反射レーザー光(&)の位
置検出原理を示す図、そしてsr図は第2図の回路中の
差動増幅器(/コ)の出力信号(13)、および各比較
器(/す)、(tb)の制御信号(/り1m(i7)の
波形図である。
第1図において、反射レーザー光(よ)は主光電素子(
2) K対し一方向に伸びる(ベルト状の)パターンと
なっている。第3図において、この時の反射レーザー光
(3)のA−A′方向の強度分布を観測すると@ダ図斜
線部に示すように主光電素子(コ)の幅りを越えて、微
弱光(5人)が分布している。反射レーf−光(&)の
パターンが第3図のように一方向に伸びたパターンにな
ることは、光の回折現象としして対称となることが知ら
れている。従って、反射レーザー光(りのパターンの中
心が、主光電素子(コ)の幅LIC対してその中心にあ
れば、wX4を図の両側の斜線部で示す微弱光(3A)
の面積は等しくなり、従って、これらの部分の光強度は
等しくなる。
また、反射レーザー光(3)が主光電素子(コ)の中心
から移動すれば、第ダ図の両側斜線部の面積に差が生じ
光強度が不平衡となる。第1図のトラッキング用光電素
子(コA)、(コB)は、第グ図の斜線部の光を各々受
光する位置すなわち主光電素子(コ)の両側に配置され
る。そして、上述した動作原理に基いて1反射レーザー
光(りの中心と主充電素子(コ)の中心とのズレを、こ
れらのトラッキング用光電素子(,2A)、(コB)の
出力信号の不平衡から検出する。第1図は、第1図のト
ラッキング用光電素子(コA)、lB)の出力信号の変
化を検出して。
主光電、素子Cコ)と反射レーザー光(3)の中心を合
せるための制御信号(1!r> 、 (/7)を出力す
る開開回路手段を示したものであり、トラッキング用光
電素子(コA)の出力信号は増幅器(lO)で、またト
ラッキング用光電素子(コB)の出力信号は増幅器(l
/)で各々増幅された後に差動増幅器(lコ)K入力さ
れる。この時の差動増幅器(lコ)の出力信号(13)
を例示したのが第5図の(tJ’)で、ねじ或いはパイ
プの偏芯回転忙伴う反射レーザー光(&)の位置変化に
より、正負VcW化する。この時の出力信号(13)の
振幅の絶縁対置と反射レーザー光(,1)の位置変動と
は相関関係が明らかであり、従って出力信号(/J)の
振幅が所定値−MSVを越えれば、主光電素子(コ)お
よびトラッキング用光電素子(コA)。
(コB)からなる受光手段を所定の方向、すなわち出力
信号(13)が減少する方向に移動させれば、反射レー
ザー光(りは常に主光電素子(コ)の中に存在すること
になる。gコ図の制−回路手段におい【は、比較器(ハ
t)Al1)で出力信号(/、7)VC対し各々所定値
+ΔV、−ΔVを設定し、出力信号(/J)がその所定
値+ΔV、−ΔVを越えれば、制御信号(tr)、(t
r’)を発生する。この時、制御信号(ts)、(tt
)のどちらが出てくるかによって、反射レーザー光(5
)が主光電素子(コ)の中心からどちら側に片寄ってい
るかを判断することができ、従って制御信号(/りA/
7)IICよって、主光電素子(コ)およびトラッキン
グ用光電素子(2k)、(2B’)を移動させるアクチ
ュエータ(図示せず)の移動方向が決定される。また、
トラッキング用光電素子(コA)、(コB)が利用する
反射光は、主光電素子(コ)では利用されていない微弱
光(sA)であり、本来の表面検査のための信号に影響
を与えることはない。これは実験的にも、各種ねじ或い
はねじの切られたパイプにおいて、/ !r m P−
Pの強制偏芯に対し【、主光電素子(コ)の偏芯に伴う
出力変化は、わずか1%以下であることがわかっており
、この発明による装置が安定してパイプの偏芯に対応で
きることがわかる。
なお、第1図の回路は、あくまでも−実施列であり、開
園回路手段は、トラッキング用光電素子(コA)、(コ
B)の出力信号の不平衡、すなわち差が所定値を越えな
いように、受光手段を移動させるための制御信号を発生
する回路であればよい。
また、使用される光は、レーザー光に限られるものでは
ない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば例えばレーザ等の光を
照射した時の反射光のパターンが対称形であり、しかも
微弱光にまで注目すれば表面検査用の主光電素子をはみ
出して広く分布していることを利用して、表面検査用の
主光電素子の両側に微弱光を検出するトラッキング用光
電素子を設け、かつ、これらのトラッキング用光電素子
の出力信号の不平衡を検出し、主光電素子およびトラッ
キング用光電素子からなる受光手段の位置を開開する制
菌信号を発生する側脚回路手段を設けたことKより、表
面検査性能忙影響を与えることなく、ねじ或いはパイプ
の偏芯に無関係に検査ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
97図はこの発明のねじの表面検査装置の受光手段の一
実施例を示す構成図、第2図はこの発明のねじの表面検
査装置の制(資)回路手段の一実施例を示す回路図、9
.7図および第9図はこの発明のねじの表面検査装置の
動作原理を説明するための図、第3図は952図の回路
中の各部の出力の波形図、tJX6図および!7図は従
来のこの種のねじの表面検査装置の構成図である。 図において、(2)は主光[素子、(2A)および(コ
B)はトラッキング用光電素子、(りは反射レーザー光
、(3A)は微弱光、(10)および(//)は増幅器
、(lコ)は差動増幅器、(tJ)は差動増幅器の出力
信号、(t4I)および(16)は比較器、(lりおよ
び(lり)は比較器の開開信号である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光をねじの表面に照射する発光手段と、この発光
    手段によつて照射された光の上記ねじ表面からの反射光
    を受光する主光電素子およびこの主光電素子の両側にそ
    れぞれ配置されて上記主光電素子を越えて分布する上記
    反射光の1部を受光するトラッキング用光電素子からな
    る受光手段と、上記トラッキング用光電素子の出力信号
    の不平衡が所定値を越えないように上記受光手段を移動
    させる制御信号を発生する制御回路手段とを備え、上記
    主光電素子の出力信号に従つて表面検査が行われること
    を特徴とするねじの表面検査装置。
  2. (2)ねじ表面に照射する光がレーザー光であり、発光
    手段がレーザー光発生器であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のねじの表面検査装置。
  3. (3)制御回路手段が、各トラッキング用光電素子の出
    力信号をそれぞれ増幅する増幅器と、これらの増幅器の
    出力信号の差を求める差動増幅器と、この差動増幅器の
    出力信号とそれぞれ正、負の所定値とを比較した結果に
    従つて制御信号を出力する比較器とを含む特許請求の範
    囲第1項または第2項記載のねじの表面検査装置。
JP6027685A 1985-03-25 1985-03-25 ねじの表面検査装置 Granted JPS61218906A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010523988A (ja) * 2007-04-12 2010-07-15 ファウ・ウント・エム・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 雄ねじを光学計測するための方法および装置

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