JP2995124B2 - 寸法測定装置 - Google Patents
寸法測定装置Info
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- JP2995124B2 JP2995124B2 JP4285189A JP28518992A JP2995124B2 JP 2995124 B2 JP2995124 B2 JP 2995124B2 JP 4285189 A JP4285189 A JP 4285189A JP 28518992 A JP28518992 A JP 28518992A JP 2995124 B2 JP2995124 B2 JP 2995124B2
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- signal
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投光器から発射された
光ビームを被測定物に照射して、受光した受光器からの
電気信号を処理することにより、非接触で被測定物の外
形、幅、位置等の寸法を測定する寸法測定装置に関する
ものである。
光ビームを被測定物に照射して、受光した受光器からの
電気信号を処理することにより、非接触で被測定物の外
形、幅、位置等の寸法を測定する寸法測定装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】非接触形の寸法測定装置には、レーザ光
を利用したものがある。従来の装置は、図6に示すよう
に互いに対向して配置された投光器16と受光器17の
間に被測定物20が置かれ、投光器16からは光ビーム
19が発射され、被測定物20に照射される。光ビーム
19は、被測定物20に遮られた部分と遮られない部分
との明暗像として受光器17に受光され、電気信号に変
換される。この電気信号は、明暗像、すなわち明暗の空
間的な分布を電気量の強弱の空間的あるいは時間的分布
として表現したものである。
を利用したものがある。従来の装置は、図6に示すよう
に互いに対向して配置された投光器16と受光器17の
間に被測定物20が置かれ、投光器16からは光ビーム
19が発射され、被測定物20に照射される。光ビーム
19は、被測定物20に遮られた部分と遮られない部分
との明暗像として受光器17に受光され、電気信号に変
換される。この電気信号は、明暗像、すなわち明暗の空
間的な分布を電気量の強弱の空間的あるいは時間的分布
として表現したものである。
【0003】受光器17において変換された電気信号
は、受光アンプ21で増幅され、2値化回路22、およ
び2値化レベル演算器23に出力される。2値化レベル
演算器23では、電気信号の強度(以下ピークレベルと
いう)を検出し、この強度をもとに電気信号のレベルの
高い部分と低い部分、つまり明暗像の明るい部分と暗い
部分とに対応する部分に分ける(2値化)ためのしきい
値を演算し、2値化回路22に出力する。
は、受光アンプ21で増幅され、2値化回路22、およ
び2値化レベル演算器23に出力される。2値化レベル
演算器23では、電気信号の強度(以下ピークレベルと
いう)を検出し、この強度をもとに電気信号のレベルの
高い部分と低い部分、つまり明暗像の明るい部分と暗い
部分とに対応する部分に分ける(2値化)ためのしきい
値を演算し、2値化回路22に出力する。
【0004】2値化回路22では、2値化レベル演算器
23からのしきい値をもとに受光アンプ21からの電気
信号を2値化し、明暗の中間の状態のない明暗信号を得
る。この明暗信号が表す明暗の境界は、被測定物5が光
ビーム4を遮る被測定物5のエッジ位置に対応している
から、明暗信号からエッジ位置検出器25において被測
定物5のエッジの位置を求めることができる。このエッ
ジの位置をもとに外径演算器26において被測定物20
の外径寸法等の数値が演算され、表示器27に出力され
る。
23からのしきい値をもとに受光アンプ21からの電気
信号を2値化し、明暗の中間の状態のない明暗信号を得
る。この明暗信号が表す明暗の境界は、被測定物5が光
ビーム4を遮る被測定物5のエッジ位置に対応している
から、明暗信号からエッジ位置検出器25において被測
定物5のエッジの位置を求めることができる。このエッ
ジの位置をもとに外径演算器26において被測定物20
の外径寸法等の数値が演算され、表示器27に出力され
る。
【0005】この寸法測定機の受光器17において変換
される電気信号は、明暗信号の強弱(光の強弱)に比例
するものであり、外乱の影響を受けやすい。特に、投光
器16や受光器17のレンズあるいは窓18の汚れに起
因するものが多く、出力レベルの低下やゆらぎといった
障害が発生すると、正確な寸法の測定が困難となる。
される電気信号は、明暗信号の強弱(光の強弱)に比例
するものであり、外乱の影響を受けやすい。特に、投光
器16や受光器17のレンズあるいは窓18の汚れに起
因するものが多く、出力レベルの低下やゆらぎといった
障害が発生すると、正確な寸法の測定が困難となる。
【0006】従来、レンズや窓18の汚れによる電気信
号の出力レベルの低下に対して、電気信号のピークレベ
ルに合わせて2値化する際のしきい値を変化させること
により、測定値に対する影響を軽減する方法がある。ま
たアラーム信号を発生させていたものとしては、受光ア
ンプ21で増幅されたピークレベルを2値化レベル演算
器23によって検出し、このピークレベルと予め定めて
おいた汚れ監視のためのしきい値とを比較器24で比較
する方法がある。ピークレベルがしきい値より小さい値
の場合にアラーム信号を発生させ、表示器27に表示さ
せる。これらの方法によれば、投光器16、受光器17
のレンズや窓18が、例えば油膜のようなものにより膜
状に均一に汚れた場合は、電気信号のピークレベルの変
化から汚れの進行の具合が良く監視できるし、また、2
値化のためのしきい値が電気信号のピークレベルに比例
して設定されるため、測定値に対する影響もほとんどな
い。
号の出力レベルの低下に対して、電気信号のピークレベ
ルに合わせて2値化する際のしきい値を変化させること
により、測定値に対する影響を軽減する方法がある。ま
たアラーム信号を発生させていたものとしては、受光ア
ンプ21で増幅されたピークレベルを2値化レベル演算
器23によって検出し、このピークレベルと予め定めて
おいた汚れ監視のためのしきい値とを比較器24で比較
する方法がある。ピークレベルがしきい値より小さい値
の場合にアラーム信号を発生させ、表示器27に表示さ
せる。これらの方法によれば、投光器16、受光器17
のレンズや窓18が、例えば油膜のようなものにより膜
状に均一に汚れた場合は、電気信号のピークレベルの変
化から汚れの進行の具合が良く監視できるし、また、2
値化のためのしきい値が電気信号のピークレベルに比例
して設定されるため、測定値に対する影響もほとんどな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
わずかな汚れによる寸法測定の精度低下を避けるため
に、汚れ監視のためのしきい値をピークレベルに近いき
びしい値に設定していた。例えば図3の警戒レベルをピ
ークレベルの90%に設定していた。このため、精度に
対する要求がゆるい場合でも、投受光器のレンズや窓の
汚れが少しでも生じるとアラーム信号が発生し、過剰検
出となり、そのたびに測定を停止して点検しなければな
らなかった。また、投受光器のレンズや窓に、粒子の粗
い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合は、図5に示す
ように電気信号のピークレベルが変化しないでゆらぎの
み発生する。この場合は、ピークレベルは変化せず、し
きい値より大きな値となる。従来は、ピークレベルだけ
監視しているため、ゆらぎによるアラーム信号が発生せ
ず、投受光器のレンズや窓の汚れを見逃してしまう恐れ
があった。
わずかな汚れによる寸法測定の精度低下を避けるため
に、汚れ監視のためのしきい値をピークレベルに近いき
びしい値に設定していた。例えば図3の警戒レベルをピ
ークレベルの90%に設定していた。このため、精度に
対する要求がゆるい場合でも、投受光器のレンズや窓の
汚れが少しでも生じるとアラーム信号が発生し、過剰検
出となり、そのたびに測定を停止して点検しなければな
らなかった。また、投受光器のレンズや窓に、粒子の粗
い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合は、図5に示す
ように電気信号のピークレベルが変化しないでゆらぎの
み発生する。この場合は、ピークレベルは変化せず、し
きい値より大きな値となる。従来は、ピークレベルだけ
監視しているため、ゆらぎによるアラーム信号が発生せ
ず、投受光器のレンズや窓の汚れを見逃してしまう恐れ
があった。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、投受光器のレンズや窓に、
油膜等の付着した場合に生ずるピークレベルの低下や、
粒子の粗い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合に生ず
る電気信号のゆらぎを検出し、過剰な異常検出を防ぐと
ともに、より信頼性が高く、外乱に対して迅速な対応が
できる寸法測定装置を提供することにある。
たものであり、その目的は、投受光器のレンズや窓に、
油膜等の付着した場合に生ずるピークレベルの低下や、
粒子の粗い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合に生ず
る電気信号のゆらぎを検出し、過剰な異常検出を防ぐと
ともに、より信頼性が高く、外乱に対して迅速な対応が
できる寸法測定装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の寸法測定装置は被測定物に対して光ビーム
を投射する投光器と、投光器から投射された光ビームを
受け被測定物によってもたらされる光の強弱(明暗)に
対応した強度を有する電気信号を出力する受光器とを備
えられ、この受光器から出力された電気信号を受けて光
ビームの強度を検出する第一の検出器と、電気信号のゆ
らぎの振幅を検出する第二の検出器とが設けられる。さ
らに、これらの第一の検出器および第二の検出器のうち
のすくなくとも一方からの信号を受けて、投光器または
受光器の汚れを監視する監視装置とから構成される。
に、本発明の寸法測定装置は被測定物に対して光ビーム
を投射する投光器と、投光器から投射された光ビームを
受け被測定物によってもたらされる光の強弱(明暗)に
対応した強度を有する電気信号を出力する受光器とを備
えられ、この受光器から出力された電気信号を受けて光
ビームの強度を検出する第一の検出器と、電気信号のゆ
らぎの振幅を検出する第二の検出器とが設けられる。さ
らに、これらの第一の検出器および第二の検出器のうち
のすくなくとも一方からの信号を受けて、投光器または
受光器の汚れを監視する監視装置とから構成される。
【0010】
【作用】このように構成された寸法測定装置によれば、
第一および第二の検出器を設けることにより、電気信号
のピークレベルとゆらぎの両方を検出することができ、
投光器または受光器の汚れを過剰に検出することなく、
迅速に、もれなく検知できる。
第一および第二の検出器を設けることにより、電気信号
のピークレベルとゆらぎの両方を検出することができ、
投光器または受光器の汚れを過剰に検出することなく、
迅速に、もれなく検知できる。
【0011】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図1はブロック図、図2は第一の検出器の詳細回路
図、図3は警戒判定レベル、異常判定レベルの設定例を
示す図、図4は第二の検出器の詳細回路図である。
る。図1はブロック図、図2は第一の検出器の詳細回路
図、図3は警戒判定レベル、異常判定レベルの設定例を
示す図、図4は第二の検出器の詳細回路図である。
【0012】光源である発光器1と、発光器1と対向し
て受光器2が設けられ、それらの間に被測定物5を配置
した状態で、発光器1からレーザ光の光ビーム4が発射
される。この光ビーム4は図示しない偏向器により平衡
に走査されている。光ビーム4は被測定物5によって遮
られ、時間的にその明暗が変わる像として受光器2に投
影される。受光器2はこの明暗像を電気信号に変換
し、、受光アンプ6に送出する。受光アンプ6は電気信
号を増幅して2値化回路7、2値化レベル演算回路8、
および第二の検出器10に送出する。
て受光器2が設けられ、それらの間に被測定物5を配置
した状態で、発光器1からレーザ光の光ビーム4が発射
される。この光ビーム4は図示しない偏向器により平衡
に走査されている。光ビーム4は被測定物5によって遮
られ、時間的にその明暗が変わる像として受光器2に投
影される。受光器2はこの明暗像を電気信号に変換
し、、受光アンプ6に送出する。受光アンプ6は電気信
号を増幅して2値化回路7、2値化レベル演算回路8、
および第二の検出器10に送出する。
【0013】2値化回路7では受光アンプ6と2値化レ
ベル演算器8からの電気信号を受けて、明暗像の電気信
号を2値化し明暗信号とする。この明暗信号からエッジ
位置検出器11は、被測定物5により光ビーム4が遮ら
れるタイミングを検出し、さらに、この時間情報を光ビ
ーム4の走査位相との関係を用いてエッジの位置を読み
取る。このエッジの位置をもとに外径演算器12におい
て被測定物5の外径寸法等の数値が演算され、外径演算
器12によって算出された値はEL表示回路14に送出
され、EL表示器15に表示される。
ベル演算器8からの電気信号を受けて、明暗像の電気信
号を2値化し明暗信号とする。この明暗信号からエッジ
位置検出器11は、被測定物5により光ビーム4が遮ら
れるタイミングを検出し、さらに、この時間情報を光ビ
ーム4の走査位相との関係を用いてエッジの位置を読み
取る。このエッジの位置をもとに外径演算器12におい
て被測定物5の外径寸法等の数値が演算され、外径演算
器12によって算出された値はEL表示回路14に送出
され、EL表示器15に表示される。
【0014】一方、2値化レベル演算器8は、受光信号
のピークレベルを検出しており、それを第一の検出器9
および第二の検出器10に出力する。
のピークレベルを検出しており、それを第一の検出器9
および第二の検出器10に出力する。
【0015】第一の検出器9について説明すると、図
2、図3に示されるように、2値化レベル演算器8から
出力されたピークレベルは、比較器9aおよび比較器9
bにおいてそれぞれの判定レベルで比較判定され、比較
器9aからは警戒判定信号、比較器9bからは異常判定
信号として出力される。これら2つの判定レベルは汚れ
がないときのピークレベルを基準に設定され、例えば警
戒判定レベルVL(1)はピークレベルの80%、異常判定
レベルVL(2)はピークレベルの50%に設定される。
2、図3に示されるように、2値化レベル演算器8から
出力されたピークレベルは、比較器9aおよび比較器9
bにおいてそれぞれの判定レベルで比較判定され、比較
器9aからは警戒判定信号、比較器9bからは異常判定
信号として出力される。これら2つの判定レベルは汚れ
がないときのピークレベルを基準に設定され、例えば警
戒判定レベルVL(1)はピークレベルの80%、異常判定
レベルVL(2)はピークレベルの50%に設定される。
【0016】このように2段階に判定レベルを設けるこ
とで、汚れの進み具合が判定でき、警戒判定段階におい
て汚れを除去する処置をとることができる。判定レベル
は、使用環境、要求精度により変更することは可能であ
り、外部から変更設定することも可能である。
とで、汚れの進み具合が判定でき、警戒判定段階におい
て汚れを除去する処置をとることができる。判定レベル
は、使用環境、要求精度により変更することは可能であ
り、外部から変更設定することも可能である。
【0017】第二の検出器10は、第4図のように構成
され、受光信号のうち明部信号を取り出すため、比較器
10aが設けられている。比較器10aには、受光アン
プ6からの信号が入力され、さらに比較の基準レベルと
して、2値化レベル演算器8からピークレベルが取り出
され、例えば、その1/2となるレベルVS が作られ、
入力される。比較器10aの出力は、明部判定信号とな
り、光ビーム4が被測定物5に遮られていない時間を示
す。
され、受光信号のうち明部信号を取り出すため、比較器
10aが設けられている。比較器10aには、受光アン
プ6からの信号が入力され、さらに比較の基準レベルと
して、2値化レベル演算器8からピークレベルが取り出
され、例えば、その1/2となるレベルVS が作られ、
入力される。比較器10aの出力は、明部判定信号とな
り、光ビーム4が被測定物5に遮られていない時間を示
す。
【0018】しかし、この明部判定信号は、光ビーム4
の一部が被測定物5に遮られた状態でも明部として判定
しているため、明部のゆらぎを検出するための制御信号
として用いるには、光ビーム4全体が被測定物5に遮ら
れなくなる時間まで明状態を示さないようにする必要が
ある。このため、図5に示すように、この明部判定信号
と明部判定信号を遅延素子10cによってd2 だけ遅延
させたものとの論理積を論理積素子においてとり制御信
号を得る。このように明部判定信号と遅延させたものと
の論理積をとることにより、光ビーム4が被測定物5を
よぎって、ビーム全体が被測定物に遮られなくなる時間
まで明状態を示さない信号となる。
の一部が被測定物5に遮られた状態でも明部として判定
しているため、明部のゆらぎを検出するための制御信号
として用いるには、光ビーム4全体が被測定物5に遮ら
れなくなる時間まで明状態を示さないようにする必要が
ある。このため、図5に示すように、この明部判定信号
と明部判定信号を遅延素子10cによってd2 だけ遅延
させたものとの論理積を論理積素子においてとり制御信
号を得る。このように明部判定信号と遅延させたものと
の論理積をとることにより、光ビーム4が被測定物5を
よぎって、ビーム全体が被測定物に遮られなくなる時間
まで明状態を示さない信号となる。
【0019】一方、受光信号を遅延素子10bで遅延時
間d1 だけ遅らせた信号と明状態を示す制御信号とは、
ピークピーク検出器10dへ入力される。このようにす
るとピークピーク検出、つまりゆらぎ幅の検出は、この
ピークピーク検出器10dにおいて、制御信号が明状態
を示しているときだけ行われる。遅延時間d1 は、光ビ
ーム4が被測定物5をよぎるに要する時間、すなわち光
ビーム4のビーム径を、光ビーム4が被測定物5をよぎ
るときの走査速度で除した値に若干の余裕をとって決定
し、遅延時間d2 は遅延時間d1 の約2倍としている。
このような構成にすると、ピークピーク検出器10dが
検出するピークピークレベルは、光ビーム4が被測定物
5に全く遮られないときの受光信号のゆらぎ幅となる。
間d1 だけ遅らせた信号と明状態を示す制御信号とは、
ピークピーク検出器10dへ入力される。このようにす
るとピークピーク検出、つまりゆらぎ幅の検出は、この
ピークピーク検出器10dにおいて、制御信号が明状態
を示しているときだけ行われる。遅延時間d1 は、光ビ
ーム4が被測定物5をよぎるに要する時間、すなわち光
ビーム4のビーム径を、光ビーム4が被測定物5をよぎ
るときの走査速度で除した値に若干の余裕をとって決定
し、遅延時間d2 は遅延時間d1 の約2倍としている。
このような構成にすると、ピークピーク検出器10dが
検出するピークピークレベルは、光ビーム4が被測定物
5に全く遮られないときの受光信号のゆらぎ幅となる。
【0020】こうして得られたゆらぎ検出信号は、第一
の検出器9と同様に比較器10eおよび比較器10fに
より警戒判定レベルVL(3)と異常判定レベルVL(4)の2
段階に判定され、それぞれ警戒判定出力および異常判定
出力が得られる。第一の検出器9および第二の検出器1
0により検出されたピークレベルとゆらぎの値は、アラ
ーム信号として表示器あるいは警報器に送出され、さら
にこのアラーム信号を投光器または受光器の汚れを洗浄
する手段に送出してもよく、自動測定ラインとして利用
することもできる。
の検出器9と同様に比較器10eおよび比較器10fに
より警戒判定レベルVL(3)と異常判定レベルVL(4)の2
段階に判定され、それぞれ警戒判定出力および異常判定
出力が得られる。第一の検出器9および第二の検出器1
0により検出されたピークレベルとゆらぎの値は、アラ
ーム信号として表示器あるいは警報器に送出され、さら
にこのアラーム信号を投光器または受光器の汚れを洗浄
する手段に送出してもよく、自動測定ラインとして利用
することもできる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように第1の検
出器と第2の検出器によって検出されたピークレベルと
ゆらぎの値を利用することで、投光器または受光器の汚
れを過剰に検出することがないので、被測定物のライン
を止める回数を少なくできる。その上、投光器または受
光器の汚れの検出を高い確度で行うことができ、汚れに
よる不良品の数が不必要に増えることを防止できる。
出器と第2の検出器によって検出されたピークレベルと
ゆらぎの値を利用することで、投光器または受光器の汚
れを過剰に検出することがないので、被測定物のライン
を止める回数を少なくできる。その上、投光器または受
光器の汚れの検出を高い確度で行うことができ、汚れに
よる不良品の数が不必要に増えることを防止できる。
【図1】本発明の装置のブロック図である。
【図2】本発明の第一の検出器の詳細回路である。
【図3】本発明のピークレベルを示す図である。
【図4】本発明の第二の検出器の詳細回路である。
【図5】本発明のゆらぎを示す図である。
【図6】従来の装置のブロック図である。
1 投光器。 2 受光器。 3 レンズまたは窓。 4 光ビーム。 5 被測定物。 6 受光アンプ。 7 2値化回路。 8 2値化レベル演算器。 9 第一の検出器。 10 第二の検出器。 11 エッジ位置検出器。 12 外径演算器。 13 監視装置。
Claims (1)
- 【請求項1】被測定物(5)に対して光ビーム(4)を
投射する投光器(1)と、前記投射された光ビームを受
け被測定物によってもたらされる光の強弱に対応した強
度を有する電気信号を出力する受光器(2)と、前記電
気信号を受けて、前記被測定物の寸法または形状を測定
する寸法測定装置であって、 前記電気信号から前記光ビームの強度を検出する第一の
検出器(9)と、前記電気信号のゆらぎの振幅を検出す
る第二の検出器(10)と、前記第一の検出器および前
記第二の検出器のうちの少なくとも一方からの信号を受
けて、前記投光器または受光器の汚れを監視する監視装
置(13)とを備えた寸法測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4285189A JP2995124B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4285189A JP2995124B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 寸法測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06109432A JPH06109432A (ja) | 1994-04-19 |
JP2995124B2 true JP2995124B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=17688263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4285189A Expired - Fee Related JP2995124B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2995124B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6121886A (en) * | 1999-05-18 | 2000-09-19 | General Electric Company | Method for predicting fault conditions in an intelligent electronic device |
JP2006038487A (ja) | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Mitsutoyo Corp | 光学式測定装置 |
JP5507879B2 (ja) | 2009-04-24 | 2014-05-28 | 株式会社キーエンス | 透過型寸法測定装置 |
JP6533810B2 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-06-19 | 日本発條株式会社 | 検長装置 |
JP6568906B2 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-08-28 | 日本発條株式会社 | コイルばね検長装置及びコイルばね製造装置 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4285189A patent/JP2995124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06109432A (ja) | 1994-04-19 |
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