JPS62167401A - 棒状体の外径測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、管材、棒材などその断面形状が円形をなす
被測定棒状体を圧延、引抜き後軸線方向に搬送する途上
において、その輪郭を多方向から光学的に捉らえ、その
外径を全周にわたってΔ１１Ｊ定する棒状体の外径測定
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来用いられている被測定棒状体の外径８＋１１定装置
は、第１０図に示すように、被測定棒状体１の回りに、
たとえばＣＣＤ索子２を多数配列した光電変換部３と、
光源ランプ４およびコリメータレンズ５を内蔵した投光
部６とを回転させ、投光部６から被測定棒状体１に投射
された平行光線によりＣＣＤ素子群２上に結像される被
測定棒状体１の光学像の大きさに応じた出力信号が光電
変換部３より、図示されていないが、スリップリング、
ブラシを介して演算部に送り込まれ、この演算部で被測
定棒状体１の外径寸法を演算するようにされているもの
である。

このような従来の装置では、回転駆動される投光部６の
光源ランプ４への電力や、光電変換部３のＣＣＤ素子２
を動作状態におくためのフォトゲート信号電流などはい
ずれもスリップリング、ブラシを介して電源部から供給
しなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とくに従来の装置では、光電変換部３からの出力信号を
そのままスリップリング、ブラシを介して取り出してい
たことから、スリップリングにおける火花放電や工場電
源等のノイズにより出力信号が妨害されるという問題点
を有している。

この発明は従来の装置における前記した問題点の解消を
はかり、スリップリング、ブラシを介してなされる１回
転体内と固定された外部とにおける各エレメント間の電
気的な接続を排除し、外乱に妨げられず、安定した測定
を行ない得る棒状体の外径測定装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記した課題を解決するための技術的手段
として、棒状体の外径測定装置をつぎのようにして構成
した。すなわち、軸線方向に搬送される被測定棒状体の
貫通孔を有し、前記軸線に対し、４５°の角度で固定さ
れた第１反射手面鏡と、この第１反射手面鏡の鏡面に対
して光軸が４５°の角度をなす平行光束を投射する光源
および光学系からなる投光部と、前記軸線に対して４５
°の角度をもって前記被測定棒状体の軸線回りを回転し
ながら、前記第１反射手面鏡により前記軸線方向に沿っ
て反射され、前記被測定棒状体の回りに形成された環状
平行光束の一部を反射させて前記被測定棒状体に投射す
る第１回転反射平面鏡と、この第１回転反射平面鏡によ
って前記被測定棒状体に全周から投射されて得られた被
測定棒状体の外径影像の中心が前記軸線上の１点に結像
するよう、前記第１回転反射平面鏡と１８０°位相を違
えて配設され、前記第１回転反射平面鏡と一体に回転す
る第２回転反射平面鏡と、前記被測定棒状体の貫通孔を
有し、前記軸線上の前記１点と前記第１、第２両回転反
射平面鏡との中間位置に前記第１反射手面鏡と９０″の
角度をなして固定された第２反射手面鏡と、この第２反
射手面鏡と前記ｌ１ｉｌ！１ｍとの仮想交点から前記軸
線上の前記１点までの距離と等距離で、かつ前記軸線に
平行に配列され、前記被測定棒状体の外径影像を受光す
る受光素子とによって構成されている。

〔作　　用〕

この発明にかかる棒状体の外径測定装置は以上のように
構成されているので、つぎの通り作用する。投光部から
の平行光束が第１反射手面鏡によって軸線方向に沿って
反射され、被測定棒状体の回りに環状平行光束が形成さ
れ、第１回転反射平面鏡に投射される。この投射された
環状平行光束の一部が、被測定棒状体の回りを＠転する
第１回転反射平面鏡によって被測定棒状体に全周から投
・射される。この投射によって得られた被測定棒状体の
外径影像の中心ビームは、第２回転反射平面鏡を介して
第２反射手面鏡で反射されて最終的には受光素子の配列
位置に相当する１点を必らず通るため、この１点に配列
されたたとえばエリアセンサ形のＣＣＤ索子に被測定棒
状体の外径影像が連続して投影され、その出力により被
測定棒状体の外径寸法を全周から１ｌｌＱ定することが
できる。

〔実　施　例〕

以下、この発明にかかる実施例装置について図面を参照
しながら説明する。

第１図は、この発明の１実施例である棒状体の外径測定
装置の要部の構成を示す模式説明図である。たとえば圧
廷ロール（図示せず）から丸棒すなわち被測定棒状体１
がこの実施例装置の巾を軸、ｍｘ−ｘに沿って搬送され
る間に、被測定棒状体１に対する全周からの外径測定が
行なわれる。この実施例装置は、投光部６、第１反射平
面鏡７．第２反射平面鏡８．これら両反射平面ｆｉ７．
８の中間に位置し、一体内に回転する第１回転反射平面
鏡９、第２回転反射平面、［１１０、イメージセンサ１
１および図示されていない演算部、表示装置、記録装置
５電源部から構成されている。

第１反射平面鏡７は、被測定棒状体ｌの貫通孔１２を中
央に有し、軸線Ｘ−ｘに対し４５″の角度で固定配置さ
れている。投光部６は第１反射平面鏡７に平行光束を側
方から投射するためのもので、光源、この例では強力な
ハロゲンランプ４と、第１反射平面鏡７の鏡面に対して
光軸が４５°をなすように配置されたコリメータレンズ
５からなる。

第１回転反射平面鏡９は、第２図に示すように投光部６
からの平行光束が第１反射平面鏡７によって軸線ｘ−Ｘ
方向に沿って反射され、被測定棒状体１の回りに形成さ
れた環状平行光束（第３図参照）の一部を反射させて被
測定棒状体１に全周から投射させるため、軸、ｌ１Ｘｘ
−ｘに対して第４図に示す通り４５°の角度をもって被
測定棒状体１の軸線Ｘ−Ｘ回りを回転するようにされて
いる。第２回転反射平面鏡１ｏは、第１回転反射平面鏡
９によって被測定棒状体１に全周から投射されて得られ
た第５図に示す被測定棒状体１の外径影像の中心が第６
図に示す通り、軸ＢＸ−Ｘ上の１点Ｐに結像するように
、第１回転反射平面鏡９と１８０°位相を違えて被測定
棒状体１の軸線Ｘ−Ｘ回りを同じく回転するようにされ
ている。

第６図において、θ＝θ′であることはいうまでもない
。

そして第１回転反射平面鏡９と第２回転反射平面鏡１０
とは、第１図に示す通り、軸４！Ｘ−Ｘと同心にころが
り軸受１５を介して回転自在に支持されたリングギヤ１
６の穴部１７にそれぞれ固定されており、このリングギ
ヤ１６を、モータＭの出力軸に固定したピニオン１８に
よって矢印で示した方向に回転させ、第１、第２両回転
反射平面鏡９、ＩＯを被測定棒状体１の軸線Ｘ−Ｘ回り
に回転させるようにしである。

第２反射平面鏡８は、被測定棒状体１の貫通孔１２′　
を中央に有し、軸線Ｘ−Ｘ上の前記した１点Ｐと第１、
第２両回転反射平面鏡９．１０との中間位置に第１反射
平面鏡７と鏡面同士が９０°の角度をなして対向するよ
うに固定されている。そしてこの第２反射平面鏡８と軸
線Ｘ−Ｘとの仮想交点Ｑから軸線Ｘ−Ｘ上の前記１点Ｐ
までの距離と等距離で、かつ＊ＩＩＩａｘ−ｘに平行に
、多数のＣＣＤ素子２が被測定棒状体１の外径影像を受
光しうるように配列されている。

第８図においてＱ＝Ｑ’であるので、第２反射平面＠８
で反射した被測定棒状体１の外径影像の中心ビームは必
らず１点Ｐ′を通るため、この１点Ｐ′に前記の通り配
列されたＣＣＤ素子２には第９図に示すように被測定棒
状体１の外径影像が投影され、その出力によって被測定
棒状体１の外径寸法が測定できる。

したがってモータＭによって第１回転反射平面鏡９、第
２回転反射平面鏡１０を回転させれば、被ｉ１１’ｌ定
棒状体１の外径を全周から測定することができる。

イメージセンサ１１は、前記の通り多数のＣＣＤ素子２
を配列したものであるが、この場合平面鏡の回転により
影像が回転するためＣＣＤ素子２にはエリア（平面）セ
ンサを用いるのが望ましい。

イメージセンサ１１上に結像される被ｎ１１定棒状体１
の外径影像に相当するパルス信号が、イメージセンサ１
１から前記演算部に送り込まれ、ここで外径寸法が演算
される。さらにその結果は前記表示装置にて表示される
とともに、前記記録装置によって記録される。

〔効　　果〕

この発明にかかる棒状体の外径測定装置においては、従
来の装置におけるスリップリング。

ブラシを介してなされる、回転体内と固定された外部と
における各エレメント間の電気的な接続が完全に排除さ
れているので、外乱ノイズに全く影響されず、安定した
測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例である棒状体の外径ａｌｔ
１定装置の主要部の構成を、軸線を通る水平断面で示し
た模式説明図、第２図は投光部および第１反射平面鏡の
部分断面図、第３図は、そのｍ−１ｎ断面を矢印方向に
見た環状平行光束の断面図、第４図は第１回転反射平面
鏡の部分断面図、第５図は、その■−■断面を矢印方向
に見た、第１回転反射平面鏡からの投射平行光束の側断
面図、第６図は第１、第２両反射手面鏡の部分断面図、
第７図はその■−■断面を矢印方向に見た、被測定棒状
体の外径影像に対応する平行光束の側断面図、第８図は
第２回転反射平面鏡、第２反射平面鏡およびイメージセ
ンサの部分断面図、第９図はそのＩＸ−ＩＸ断面を矢印
方向に見た、被測定棒状体の外径影像に対応する平行光
束の側断面図、第１０図は従来の装置の要部の構成を示
す模式説明図である。 １・・・被測定棒状体、　　２・・・ＣＣＤ素子。 ４・・・光源（ハロゲンランプ）、 ５・・・光学系（コリーメータレンズ）、６・・・投光
部、 ７・・・第１反射平面鏡　　８・・・第２反射平面鏡、
９・・・第１回転反射平面鏡。 １０・・・第２回転反射平面鏡。 １１・・・受光素子（イメージセンサ）。 １２．１２′・・・貫通孔、　　１５・・・ころがり軸
受、１６・・・リングギヤ、１８・・・ピニオン、Ｍ・
・・モータ、 １５．１６．１７．１８、Ｍ・・・回転駆動手段、Ｘ−
Ｘ・・・軸線。 ′止 第４図　　　　第５図 第６図　　　　　第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸線方向に搬送される被測定棒状体の貫通孔を有し、前
   記軸線に対し、４５°の角度で固定された第１反射平面
   鏡と、この第１反射平面鏡の鏡面に対して光軸が４５°
   の角度をなす平行光束を投射する光源および光学系から
   なる投光部と、前記軸線に対して４５°の角度をもって
   前記被測定棒状体の軸線回りを回転しながら、前記第１
   反射平面鏡により前記軸線方向に沿って反射され、前記
   被測定棒状体の回りに形成された環状平行光束の一部を
   反射させて前記被測定棒状体に投射する第１回転反射平
   面鏡と、この第１回転反射平面鏡によって前記被測定棒
   状体に全周から投射されて得られた被測定棒状体の外径
   影像の中心が前記軸線上の１点に結像するよう、前記第
   １回転反射平面鏡と１８０°位相を違えて配設され、前
   記第１回転反射平面鏡と一体に回転する第２回転反射平
   面鏡と、前記被測定棒状体の貫通孔を有し、前記軸線上
   の前記１点と前記第１、第２両回転反射平面鏡との中間
   位置に前記第１反射平面鏡と９０°の角度をなして固定
   された第２反射平面鏡と、この第２反射平面鏡と前記軸
   線との仮想交点から前記軸線上の前記１点までの距離と
   等距離で、かつ前記軸線に平行に配列され、前記被測定
   棒状体の外径影像を受光する受光素子とからなる棒状体
   の外径測定装置。