JPH0295204A - 回転式自動寸法測定装置 - Google Patents

回転式自動寸法測定装置

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JPH0295204A
JPH0295204A JP24877588A JP24877588A JPH0295204A JP H0295204 A JPH0295204 A JP H0295204A JP 24877588 A JP24877588 A JP 24877588A JP 24877588 A JP24877588 A JP 24877588A JP H0295204 A JPH0295204 A JP H0295204A
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JP
Japan
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data
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photoelectric element
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JP24877588A
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Inventor
Hideo Koyanagi
小柳 英夫
Isamu Tanaka
勇 田中
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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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】 童棗工叫秤皿分… 本発明は棒材、管材等の断面寸法を高精度に測定すると
ともにその断面形状を画面表示する回転式自動寸法測定
装置に関する。
丈末夙技否 この種の回転式自動寸法測定装置は、例えば製鉄所等の
熱間線材圧延ラインに装備されており、圧延段階におけ
る熱間圧延材の直径を計測するために使用されている。
回転式自動寸法測定装置の概略構成を第1図を参照して
説明する(実願昭52−177629参照)。
熱間圧延材等の被測定物aは、これに平行光線束すを照
射してこれによる影を形成する光学系IOの中に通され
るようになっている。この光学系10は、光源11、投
光レンズ12、受光レンズ13、スリン1−14、受光
レンズ15等から構成されており、光源II、投光レン
ズ12にて生成された平行光線束すを被測定物aの側方
から照射するとともに、平行光線束すに基づく被測定物
aの影(光学陰影像)を光電素子群20の面上に結像す
るようになっている。この光電素子群20はCCD (
Cllarge CoupledDev 1ce)等か
らなるイメージセンサであって、被測定物aの直径dに
応じた影の寸法を電気パルス信号に変換するとともに、
これを所定のタイミングでコンピュータδ0に逐次出力
するようになっている。しかも光電素子群20と光学系
10とは、被測定物aの長手方向を軸芯として回転駆動
機構20によって逐次回転駆動されるようになっている
。この回転駆動機構20はコンピュータ50からの命令
に基づいて光電素子群20と光学系10とを所定角度単
位で逐次回転するようになっており、被測定物aに対す
る光電素子群20及び光学系10の回転角度θは、ロー
クリエンコーダ等の角度検出器40によって検出されコ
ンピュータ50に逐次データ出力されるようになってい
る。つまりコンピュータ50では光電素子群20からの
電気パルス信号に基づいて被測定物aの直径dを算出す
るとともに、回転駆動機構20に命令を与えて光電素子
群20及び光学系lOを回転させ、全周にわたった被測
定物aの直径dを算出するようになっている。そしてこ
の直径dと回転角度θとのデータ対からなる測定値デー
タを座標データとして所定のメモリに格納し、このデー
タに基づいて被測定物aの断面形状を直径寸法のデータ
とともにCRT60に画面表示するようになっている。
が′″゛ しようとする しかしながら、上記従来例による場合には、被測定物a
が断面円状であれば何の支障もないものの、これが断面
角状であると被測定物aの正確な径測定と断面表示を行
うことができないという欠点がある。被測定物aが四角
材である場合を例に掲げて第3図を参照して説明する。
第3図(a)に示すように被測定物aに対して平行光線
束すが5°ずつ半回転ずれば、コンピュータ50のメモ
リには合計36個の測定データが取り込まれることにな
るが、被測定物aのエツジ部分により形成される影の影
響で、取り込まれた測定データの中でも直径dの殆どは
測定誤差の含んだものとなっている。この誤差を含む測
定データに基づいて被測定物aの断面形状を表示すれば
、第3図(b)に示すような断面形状となり、実際の被
測定物aの断面形状とはかなり相違し、元来、高性能で
ある回転式自動寸法測定装置の適用範囲が規制される結
果となっている。
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、如何
なる断面形状の被測定物であっても正確な径寸法測定と
断面表示を行うことができる回転式自動寸法測定装置を
提供することを目的とする。
a−′  ”るための − 本発明にかかる回転式自動寸法測定装置は、n、p、q
、「が夫々自然数であって、p < q < rの大小
関係があるとするとき、被alll定物に平行光線束を
照射し照射された平行光線束に基づく前記被測定物の光
学陰影像を得る光学系と、前記光学陰影像が結ばれる平
面上に配置してあり光学陰影像に応じた信号を出力する
光電素子群と、ItlX射直交方向を軸芯として前記光
学系及び光電素子群を所定角度単位で回転する回転駆動
機構と、n;1記光学系及び光電素子群の前記被測定物
に対する回転角度θを検出する角度検出器と、前記光学
系及び光電素子群が逐次回転する毎に前記光電素子群の
出力信号に基づき前記被測定物の径寸法dを算出する寸
法算出部と、回転角度θと径寸法dからなる測定データ
(θr、d、)に基づいて前記被測定物の断面形状を画
面表示するCRTとを備える回転式自動寸法測定装置に
おいて、測定データ(θr、d、、)の中でも径寸法d
のピーク値を採る測定データ(θp、dp)、(θ1、
dr)を真のデータとして選び出すとともに、更に、測
定データ(Oq、dq)の中から、dp −CO5(θ
q−θp)<dqかつd、−COS(θr−θq)〈d
qの関係を満足する測定データ(θq、dq)を真のデ
ータとして選び出すようにしである。
作朋 回転駆動機構を動作させて、被測定物に対して光学系及
び光電素子群を所定角度単位で回転させ、全周にわたる
被測定物aの測定データ(θ7、dfi)を得る。そし
て寸法算出部において全ての測定データ(θr、d、)
の中から、径寸法dのピーク値を採る測定データ(θr
、d、)、(θ。
diを選び出す。その後、測定データ(θ。
、d、)と測定データ(θr、d、)との間に相当する
測定データ(θ4、dq)が、dp−COS(θq−θ
r)<dQかつd、−CO5(θr−θ1)<dqの関
係を満足すると寸法算出部が判断する場合には、これを
真のデータとして扱い、真値とみなされた全ての測定デ
ータに基づいてCRT上に被測定物の断面表示を行う。
尖施拠 以下、本発明にかかる回転式自動寸法測定装置の一実施
例を図面を参照して説明する。第1図は回転式自動寸法
測定装置の構成図、第2図は回転式自動寸法測定装置の
動作説明を行うためのコンピュータのプログラムフロー
チャート図、第3図(a)は被測定物に平行光線束が照
射されている様子を示す図、第3図(b)は被測定物の
断面形状が写し出された様子を示すCR’I”の画面表
示図である。但し、第3図(b)では被測定物の半分の
断面形状のみが描かれている。
ここに掲げる回転式自動寸法測定装置は、圧延段階にお
ける熱間圧延材の直径dを計測するための装置であって
、装置の基本的構成については従来例で説明したものと
同一であるので(第1M参照)、重複する部分について
は説明を省略するが、寸法算出部に相当するコンピュー
タ50にて行う処理のみが異なるような構成となってい
る。
以下、第2図に示すコンピュータ20のプログラムを参
照して回転式自動寸法測定装置の動作説明を行う。
まず、角度検出器40の検出データを見ながら回転駆動
機構30を駆動させて、光学系10及び光学素子群20
を初期位置(回転角度θ=0)に戻すという初期設定を
行う(Sl)。
次に、回転駆動機構30を動作させ、光学系10及び光
電素子群20を被測定物aに対して5°の角度単位で回
転駆動させる(第3図(a)参照)。そして光電素子群
20からの電気パルス信号に基づいて被測定物aの直径
dを算出し、この直径dのデータを角度検出器40から
の回転角度θのデータととともに所定のメモリに格納す
る。つまり光学系IO及び光電素子群20が被測定物a
に対して半回転すれば、当該メモリには、回転角度θと
直径dとのデータ対からなる測定データ(θr、dn)
が合計36個格納されることになる(S3)。但し、添
字のnは36以下の自然数である。
そして格納された測定データ(θr、d、)の中から直
径dに関してピーク値を有するものをi3沢する。即ち
、測定データ(θr、d、)の中からピーク値d、、d
、を有する測定データ(θ2dP)、(θr、d、)等
を選び出すのである(S3)。但し、添字p、q、rは
nとともに36以下の自然数であって、p<q<rの大
小関係があるとする。
次に測定データ(ap、ar)、(ar、dr)の間に
相当する上記選択に漏れた測定データ(θ4、dq)が
真のデータであるか否かを次式を用いて判定する。
dp−CO5(θq−θp )< dqかつd、−CO
5(θr−〇〇)<dQ ・・・■ つまり測定データ(ap、ap)、(θq、dq)、(
θr、d、)として代表する3つの測定データが式■の
関係を満足した時には、Wtll定デー少データ、dq
)は真のデータであると判定するのである(S4)。
メモリに格納された測定データ(θr、d、)の中でも
測定データ(θ1  d、)、(aS、d、)、(θ1
osdl。)・・ ・・がピーク(1αを採ると仮定し
、測定データ(θ+ 、d+ )と(θ6、aS)との
間に相当する測定データ(θ2、d2)、(θx、d:
+)、(θ4、d4)が真のデー夕か否かは、次の手順
を踏んで判定される。
まず、測定データ(θ+ 、dt )、(aS、d5)
に基づいて測定データ(θ2、d2)が真のデータか否
かを判定する。即ち、測定データ(θ2、d、)が d
l ・CO5(θ2−θ+)<dzd3 ・C05(θ
r−〇□)〈d2 の関係を満足したならば、このデータは真のデータであ
ると判定する。その後、真のデータと判定された測定デ
ータ(dz、dz)と、測定データ(θs、ds)とに
基づいて今度は測定データ(ds、d:+)を同様に判
定する。一方、測定データ(θ2、d2)が上記関係を
満足しないと判定したならば、測定データ(θ+ 、d
t )と測定データ(ds、ds)とに基づい°ζ測定
データ(θ3、d3)を同様に判定する。このような手
順を踏んで測定データ(θ+ 、L )、(θ3、dS
)、(θ1゜、dl。)等以外の全ての測定データ(d
z、dz)、(ds、d:+)  ・・・の判定を行い
、この結果、真のデータと判定された測定データを、測
定データ(θr 、d、)、(θ5、aS)、(θ1゜
、dl。)等とともに別のメモリに格納する。
このメモリに格納された測定データは被測定物aの真の
輪郭を与える座標データとなっており、この座標データ
に基づいて映像信号を生成してCRT60に出力し、被
測定物aの断面形状を直径dのデータとともにCRT6
0上に画面表示する(S5)。なお、測定された測定デ
ータのデータ数に比較して真値とされた測定データの数
はかなり少ないのが通常であることから、被測定物aの
輪郭を与えるプロットを隣同士直線で結ぶよう処理し対
処している。
上記したような回転式自動寸法測定装置では如何なる形
状の被測定物aであっても正確な径寸法測定と断面表示
を行うことができるが、かかる原理を被測定物aが四角
材である場合を例に掲げて第3図(b)を参照して説明
する。但し、図中示すP点、Q点、R点の座標データに
関連する測定データは夫々(θ2、d、)、(θq、d
、)、(θr、d、)であると仮定する。
まず、従来例のように全ての測定データ(θ1、d、、
)を座標データとして扱い、これに基づいてCRT60
上に被測定物aの断面形状を表示すれば、第3図(b)
に示すように、被測定物aのエツジ部分により生成され
る影の影響で実際のものとは異なる画面表示となるが、
本実施例による場合には、影の影響を受けた測定データ
(θq、d9)はステップS4の処理で排除されること
になる。即ち、測定データ(θq、dq)を排除するか
否かを判定するに用いられる式■は、被測定物aのエツ
ジ部分(P点、Q点等)により生成されるであろう影を
関係を与える弐となっており、測定データ(θq、dq
)が式■の関係を満足しなければ、この測定データ(θ
q、d9)は影の影響を受けた偽りのデータであるとみ
なすのである。
つまり全ての測定データ(θr、d、)の中でも直径d
の大きさに関してピーク値を採る測定データ以外は、こ
の部分による影の影響を受は得るので、ごの影響を受け
ると判断されるデータを予め排除し、排除した測定デー
タをもとにCRT60に画面表示するようにすれば、正
確な被測定物aの断面形状を表示することができるとと
もに、正確な直径dのデータを得ることができるのであ
る。
以上の説明は四角材の被測定物aについてであるが、四
角材以外のものでも事情は全く同じであり、ここに如何
なる断面形状を有する被測定物aであっても正確な径寸
法測定と断面表示を行うことができ、しかも、元来、高
性能な回転式自動寸法i11’J定装置の適用範囲を現
状以上にVム大することができるというメリットを奏す
る。
なお、本発明にかかる回転式自動寸法測定装置は上記実
施例に限定されず、例えば光学系の構成や光電素子群の
種類等についての若干の設計変更は十分に考えられる。
主班■四呆 以上、本発明にかかる回転式自動寸法al11定装置は
、得られた全ての測定データの中で被測定物のエツジ部
分により形成される影の影響の受は得るデータを排除す
るような構成となっているので、如何なる種類の被測定
物であってもこの正確な径寸法測定と断面表示を行うこ
とができる。それ故、元来、高性能を有する装置の適用
範囲を拡大することができるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図にかけては本発明にかかる回転式自動
寸法測定装置の一実施例を説明するための図であって、
第1図は回転式自動寸法測定装置の構成図、第2図は回
転式自動寸法測定装置の動作説明を行うためのコンピュ
ータのプログラムフローチャート図、第3図(a)は被
測定物に平行光線束が照射されている様子を示す図、第
3図(b)は被測定物の断面形状が写し出された様子を
示すCRTの画面表示図である。 a・・・被測定物 b・・・平行光線束

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n、p、q、rが夫々自然数であって、p<q<
    rの大小関係があるとするとき、被測定物に平行光線束
    を照射し照射された平行光線束に基づく前記被測定物の
    光学陰影像を得る光学系と、前記光学陰影像が結ばれる
    平面上に配置してあり光学陰影像に応じた信号を出力す
    る光電素子群と、照射直交方向を軸芯として前記光学系
    及び光電素子群を所定角度単位で回転する回転駆動機構
    と、前記光学系及び光電素子群の前記被測定物に対する
    回転角度θを検出する角度検出器と、前記光学系及び光
    電素子群が逐次回転する毎に前記光電素子群の出力信号
    に基づき前記被測定物の径寸法dを算出する寸法算出部
    と、回転角度θと径寸法dからなる測定データ(θ_n
    、d_n)に基づいて前記被測定物の断面形状を画面表
    示するCRTとを備える回転式自動寸法測定装置におい
    て、測定データ(θ_n、d_n)の中でも径寸法dの
    ピーク値を採る測定データ(θ_p、d_p)、(θ_
    r、d_r)を真のデータとして選び出すとともに、更
    に、測定データ(θ_q、d_q)の中から、d_p・
    COS(θ_q−θ_p)<d_qかつd_r−COS
    (θ_r−θ_q)<d_qの関係を満足する測定デー
    タ(θ_q、d_q)を真のデータとして選び出すよう
    にしてあることを特徴とする回転式自動寸法測定装置。
JP24877588A 1988-09-30 1988-09-30 回転式自動寸法測定装置 Pending JPH0295204A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08184416A (ja) * 1994-08-25 1996-07-16 Owens Brockway Glass Container Inc 容器仕上部形状パラメータの光学的検査
JP2002116013A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Keyence Corp 非接触型外形測定装置
EP3112800B1 (fr) * 2015-07-02 2022-10-12 Rolex Sa Procede de mesure d'au moins une dimension d'un composant horloger

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08184416A (ja) * 1994-08-25 1996-07-16 Owens Brockway Glass Container Inc 容器仕上部形状パラメータの光学的検査
JP2002116013A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Keyence Corp 非接触型外形測定装置
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