JPH04116409A - 自動板厚測定装置 - Google Patents
自動板厚測定装置Info
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- JPH04116409A JPH04116409A JP23815090A JP23815090A JPH04116409A JP H04116409 A JPH04116409 A JP H04116409A JP 23815090 A JP23815090 A JP 23815090A JP 23815090 A JP23815090 A JP 23815090A JP H04116409 A JPH04116409 A JP H04116409A
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- displacement meter
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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。
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]
本発明は、搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚
を光ビームの反射により非接触で自動測定する自動板厚
測定装置に関する。
を光ビームの反射により非接触で自動測定する自動板厚
測定装置に関する。
[従来の技術]
従来から、搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚
を光変位計により自動計測する自動板厚測定装置が知ら
れている(例えば、特公昭5610561号)。
を光変位計により自動計測する自動板厚測定装置が知ら
れている(例えば、特公昭5610561号)。
従来において用いられていた装置は、いわゆるC型フレ
ームを用いた1点旧測の装置であり、被測定体としては
幅か一定のもの、すなわち固定幅の被41す定休を測定
するものである。
ームを用いた1点旧測の装置であり、被測定体としては
幅か一定のもの、すなわち固定幅の被41す定休を測定
するものである。
この装置においては、搬送ラインの上下に光変位計が配
置される。この光変位計によってレーザ光である光ビー
ムか被7Il11定休に照射され、被d1す定休の板厚
か測定される。
置される。この光変位計によってレーザ光である光ビー
ムか被7Il11定休に照射され、被d1す定休の板厚
か測定される。
このような装置により、従来、鋼板等の被測定体の板厚
を自動測定することが行われていた。
を自動測定することが行われていた。
ところで一般に、自動板厚測定装置の精度を確保するた
めには校正が必要となる。
めには校正が必要となる。
校正は装置を使用する都度行われ、装置運用の」二で必
須の作業である。より具体的には、光変位計の経年変化
等による誤差を補正(電気的補正)し、また、機械的歪
を補正(機械的補正)して、信頼性を維持し、正確な板
厚14111定を期するものである。
須の作業である。より具体的には、光変位計の経年変化
等による誤差を補正(電気的補正)し、また、機械的歪
を補正(機械的補正)して、信頼性を維持し、正確な板
厚14111定を期するものである。
[発明が解決しようとする課題]
しかしなから、従来においては、架台の歪み、光変位計
の特性変化等により板厚測定に誤差か生しるという問題
点かあった。
の特性変化等により板厚測定に誤差か生しるという問題
点かあった。
すなわぢ、光変位計は搬送ライン」二の架台に取り付け
られており、この架台か所定位置・所定形状を維持する
かぎり、架台に起因する誤差は生じない。しかし、実際
には環境的要因、例えば温度、湿度等や、経年変化等に
よって架台には歪みか生じてしまう。この歪みにより、
光変位計の移動量か非線形に変化することとなり、板厚
測定の誤差を発生させる。
られており、この架台か所定位置・所定形状を維持する
かぎり、架台に起因する誤差は生じない。しかし、実際
には環境的要因、例えば温度、湿度等や、経年変化等に
よって架台には歪みか生じてしまう。この歪みにより、
光変位計の移動量か非線形に変化することとなり、板厚
測定の誤差を発生させる。
また、光変位計の検出特性も、同様の要因により変化す
る。この変化も、板厚測定の誤差発生原因となる。
る。この変化も、板厚測定の誤差発生原因となる。
さらに、従来、−時には面性状か同一の被測定体しか測
定できないという問題点があった。すなわち、各被測定
体の面性状か異なると、ある1種類の面性状に応じて校
正された装置では正確な測定か困難となる。また、1個
の被測定体の面性状が一定しない場合には、測定不能状
態に陥ってしまう。
定できないという問題点があった。すなわち、各被測定
体の面性状か異なると、ある1種類の面性状に応じて校
正された装置では正確な測定か困難となる。また、1個
の被測定体の面性状が一定しない場合には、測定不能状
態に陥ってしまう。
本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、校正時に架台歪み、光変位計の
特性変化等を補償してより正確な板厚測定を実施可能と
することを目的とする。また、面性状が異なる被測定体
を一時に正確にmll定し、あるいは面性状が不均一な
被測定体を測定することを可能にすることを目的とする
。
てなされたものであり、校正時に架台歪み、光変位計の
特性変化等を補償してより正確な板厚測定を実施可能と
することを目的とする。また、面性状が異なる被測定体
を一時に正確にmll定し、あるいは面性状が不均一な
被測定体を測定することを可能にすることを目的とする
。
[課題を解決するための手段]
このような目的を達成するために、本発明は、被測定体
を搬送する搬送ラインの上方及び下方の架台上に対をな
しかつ所定の基準距離を隔てて配置され、光ビームを被
測定体に照射して反射光に基づき被測定体との距離を求
める複数対の光変位計と、先端がL字状の屈曲を有し、
被測定体の板厚測定時には先端か光変位計の測定域外に
配置される所定板厚の校正板と、校正時に、光変位計か
ら発せられる光ビームを遮る所定位置に先端か位置する
よう校正板を回動さぜる回動手段と、測定時には、被測
定体の板厚規格に応じて定められる位置となるよう光変
位計の上下位置を制御し、被測定体の流れに応じて被測
定体上の所定軌跡を描くよう光変位計の左右位置を制御
し、直線性校正時には、光変位計を上下方向に所定ピッ
チで移動させ、架台校正時には、光変位計を左右方向に
所定間隔で移動させる位置制御手段と、直線性校正時に
おける光変位A−1の出力を光変位計の期待される上下
位置に対応付ける直線性補正テーブルを作成する直線性
補正手段と、架台校正時における光変位計の出力と、校
正板の板厚と、に基づき基準距離を求め、この基準距離
を光変位計の左右位置に対応付ける校正テーブルを作成
する架台補正手段と、直線性補正テーブルを参照して光
変位計と被JIIJ定体との距離を補正し、光変位計の
左右位置により校正テーブルを参照して基準距離を補正
し、光変位計の上下方向移動量、補正された距離及び基
準距離に基づき前記軌跡に沿う数点について被測定体の
板厚を演算し平均する板厚演算手段と、を備えることを
特徴とする。
を搬送する搬送ラインの上方及び下方の架台上に対をな
しかつ所定の基準距離を隔てて配置され、光ビームを被
測定体に照射して反射光に基づき被測定体との距離を求
める複数対の光変位計と、先端がL字状の屈曲を有し、
被測定体の板厚測定時には先端か光変位計の測定域外に
配置される所定板厚の校正板と、校正時に、光変位計か
ら発せられる光ビームを遮る所定位置に先端か位置する
よう校正板を回動さぜる回動手段と、測定時には、被測
定体の板厚規格に応じて定められる位置となるよう光変
位計の上下位置を制御し、被測定体の流れに応じて被測
定体上の所定軌跡を描くよう光変位計の左右位置を制御
し、直線性校正時には、光変位計を上下方向に所定ピッ
チで移動させ、架台校正時には、光変位計を左右方向に
所定間隔で移動させる位置制御手段と、直線性校正時に
おける光変位A−1の出力を光変位計の期待される上下
位置に対応付ける直線性補正テーブルを作成する直線性
補正手段と、架台校正時における光変位計の出力と、校
正板の板厚と、に基づき基準距離を求め、この基準距離
を光変位計の左右位置に対応付ける校正テーブルを作成
する架台補正手段と、直線性補正テーブルを参照して光
変位計と被JIIJ定体との距離を補正し、光変位計の
左右位置により校正テーブルを参照して基準距離を補正
し、光変位計の上下方向移動量、補正された距離及び基
準距離に基づき前記軌跡に沿う数点について被測定体の
板厚を演算し平均する板厚演算手段と、を備えることを
特徴とする。
[作用]
本発明の自動板厚測定装置においては、光変位計と被測
定体との距離、光変位計の上下方向移動量及び対向する
光変位計間の基準距離に基づき、被測定体の板厚が求め
られる。
定体との距離、光変位計の上下方向移動量及び対向する
光変位計間の基準距離に基づき、被測定体の板厚が求め
られる。
これらのうち、光変位計と被測定体との距離は、直線性
補正テーブルによる補正を受ける。
補正テーブルによる補正を受ける。
例えば、光変位計の特性が初期特性から変化している場
合、この変化を補償してやらないと板厚測定値に誤差が
生じてしまう。このため、本発明では直線性校正を実施
する。直線性校正は、上下方向に所定ピッチで移動させ
つつ行われ、この校正にいては光変位計の出力が光変位
計の期待される上下位置に対応付けられる。
合、この変化を補償してやらないと板厚測定値に誤差が
生じてしまう。このため、本発明では直線性校正を実施
する。直線性校正は、上下方向に所定ピッチで移動させ
つつ行われ、この校正にいては光変位計の出力が光変位
計の期待される上下位置に対応付けられる。
このときの光変位計の出力は、光変位計と校正板との距
離を示している。すなわち、校正時には校正板か光ビー
ムを遮る位置に回動され、この校正板から反射光が得ら
れる。また、期待される上下位置は、例えば光変位計の
初期特性に基づき位置制御により得られる上下位置であ
る。
離を示している。すなわち、校正時には校正板か光ビー
ムを遮る位置に回動され、この校正板から反射光が得ら
れる。また、期待される上下位置は、例えば光変位計の
初期特性に基づき位置制御により得られる上下位置であ
る。
光変位計の出力と上下位置との対応付けを示すテーブル
を直線性補正テーブルと呼ぶことにする。
を直線性補正テーブルと呼ぶことにする。
この直線性補正テーブルは、測定時における光変位計の
出力、即ち光変位計と被測定体との距離の補正に用いら
れる。これにより、測定時における光変位計の上下方向
位置に応じて前述の特性変化により発生する誤差が、補
償されることになる。
出力、即ち光変位計と被測定体との距離の補正に用いら
れる。これにより、測定時における光変位計の上下方向
位置に応じて前述の特性変化により発生する誤差が、補
償されることになる。
また、光変位計と被測定体との距離は、校正テーブルに
よる補正を受ける。
よる補正を受ける。
例えば、架台に歪みか発生している場合、この歪みによ
る測定誤差か生じ得る。このため、本発明では架台校正
を実施する。架台校正は、光変位計を左右方向に所定間
隔で移動させ、その際の光変位計出力に基づいて行われ
る。
る測定誤差か生じ得る。このため、本発明では架台校正
を実施する。架台校正は、光変位計を左右方向に所定間
隔で移動させ、その際の光変位計出力に基づいて行われ
る。
より具体的には、光変位計の出力から求められる基準距
離と、光変位計の左右位置と、を対応付ける校正テーブ
ルが作成される。この場合の基準距離は、上下の光変位
計の出力と、校正板の既知の板厚と、に基づき求められ
る。
離と、光変位計の左右位置と、を対応付ける校正テーブ
ルが作成される。この場合の基準距離は、上下の光変位
計の出力と、校正板の既知の板厚と、に基づき求められ
る。
このようにして得られた校正テーブルは、測定時におい
て基準距離の補正に用いられる。これにより、測定時に
おける光変位計の左右位置に応じて発生する誤差、例え
ば架台歪みに起因する誤差が低減する。なお、架台校正
は直線性校正の後にその結果を用いて行うのが好ましい
。
て基準距離の補正に用いられる。これにより、測定時に
おける光変位計の左右位置に応じて発生する誤差、例え
ば架台歪みに起因する誤差が低減する。なお、架台校正
は直線性校正の後にその結果を用いて行うのが好ましい
。
さらに、測定時には、空間平均演算が実施される。測定
時においては、被測定体上の所定軌跡を描くよう光変位
計の左右位置が制御される。本発明では、この軌跡に沿
って所定点数の板厚が求められ、平均される。従って、
本発明においては、板厚演算の基礎となる点数が増大す
るため、測定の正確性が向上する。
時においては、被測定体上の所定軌跡を描くよう光変位
計の左右位置が制御される。本発明では、この軌跡に沿
って所定点数の板厚が求められ、平均される。従って、
本発明においては、板厚演算の基礎となる点数が増大す
るため、測定の正確性が向上する。
[実施例]
以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明
する。
する。
第1図には、本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置
の実体構成か示されている。特に、第1図(a)におい
ては装置を上方から見た外観が、第1図(b)において
は側面から見た外観が、それぞれ示されている。
の実体構成か示されている。特に、第1図(a)におい
ては装置を上方から見た外観が、第1図(b)において
は側面から見た外観が、それぞれ示されている。
この図においては、図中矢印で示される方向に被測定体
10を搬送する搬送ライン12が示されている。この図
における被測定体10は、それぞれ板厚、幅等の異なる
鋼板であり、図には101.10−2.10−3の3個
が示されている。
10を搬送する搬送ライン12が示されている。この図
における被測定体10は、それぞれ板厚、幅等の異なる
鋼板であり、図には101.10−2.10−3の3個
が示されている。
この実施例において板厚測定の対象とする測定体10は
、例えば板厚4〜60mm、幅800〜4000mm、
長さ1500〜14000mmの規格のものであり、搬
送ライン12の上の任意の位置に任意の姿勢で配置され
る。
、例えば板厚4〜60mm、幅800〜4000mm、
長さ1500〜14000mmの規格のものであり、搬
送ライン12の上の任意の位置に任意の姿勢で配置され
る。
また、搬送ライン12を跨ぐように、上下一対の凹型架
台14が設けられている。凹型架台14の搬送ライン1
2上流側にはラインセンサ16が、下流側には光変位計
18が、それぞれ配設されている。
台14が設けられている。凹型架台14の搬送ライン1
2上流側にはラインセンサ16が、下流側には光変位計
18が、それぞれ配設されている。
ラインセンサ16は、1対となるよう」立下双方の門型
架台]4に設けられており、被測定体10の先端の左右
両端位置を検出する。検出される左右両端位置は、光変
位計18の位置の初期設定に用いられる。
架台]4に設けられており、被測定体10の先端の左右
両端位置を検出する。検出される左右両端位置は、光変
位計18の位置の初期設定に用いられる。
また、光変位計18は3対か凹型架台14に移動自在に
設けられている。この光変位計18は被測定体]0の板
厚を測定する装置である。すなわち、光変位計18は被
測定体]0に光ビームを照射し、その反射光を取り込む
。さらに、取り込んた反射光に基づき被測定体10まて
の距離を求め、後述の原理による板厚演算に供する。
設けられている。この光変位計18は被測定体]0の板
厚を測定する装置である。すなわち、光変位計18は被
測定体]0に光ビームを照射し、その反射光を取り込む
。さらに、取り込んた反射光に基づき被測定体10まて
の距離を求め、後述の原理による板厚演算に供する。
第2図には、この実施例のより詳細な実体+74成か正
面図として示されている。
面図として示されている。
この図においては、上下2個のリニアモータレル20か
示されている。リニアモータレール20は、6個の光変
位計18をそれぞれ左右方向に駆動するりニアモータの
レールである。
示されている。リニアモータレール20は、6個の光変
位計18をそれぞれ左右方向に駆動するりニアモータの
レールである。
また、光変位計18のうぢ上側の3個は、パルスステー
ジ22に取り付けられている。すなわち、この3個の光
変位計18はパルスステージ22によって上下方向に駆
動され、測定時には被7It++定休10の板厚規格に
応じてパルスステージ22の制御により上下位置か設定
される。
ジ22に取り付けられている。すなわち、この3個の光
変位計18はパルスステージ22によって上下方向に駆
動され、測定時には被7It++定休10の板厚規格に
応じてパルスステージ22の制御により上下位置か設定
される。
更に、3対の光変位計18のうち左右両側の2対には、
第1及び第2エツジセンザ24及び26かイ」設されて
いる。第1エツジセンサ24は、ラインセンサ16の出
力に応じて初期設定された光変位計18の位置を、更に
微調整するために用いられる。第2エツジセンザ26は
、被測定体10の側端を追従検出するために用いられる
。
第1及び第2エツジセンザ24及び26かイ」設されて
いる。第1エツジセンサ24は、ラインセンサ16の出
力に応じて初期設定された光変位計18の位置を、更に
微調整するために用いられる。第2エツジセンザ26は
、被測定体10の側端を追従検出するために用いられる
。
第3図には、この実施例における光変位計18の校正に
係る装置構成が示されている。特に、第3図(a)には
一対の光変位計18の正面か、第3図(b)には側面が
、それぞれ示されている。
係る装置構成が示されている。特に、第3図(a)には
一対の光変位計18の正面か、第3図(b)には側面が
、それぞれ示されている。
この図においては、通常の板厚測定時には破線のような
位置に、校正時には実線のような位置に、回動配置され
る校正板28か示されている。校正板28はL字状の屈
曲を有しており、先端の板厚は検定を受けた所定の厚み
に設定されている。校正板28の回動は、ロータリソレ
ノイド30により行われる。また、校正板28は、図示
しないモータにより水平方向に例えば±3mmの振幅で
振動する。
位置に、校正時には実線のような位置に、回動配置され
る校正板28か示されている。校正板28はL字状の屈
曲を有しており、先端の板厚は検定を受けた所定の厚み
に設定されている。校正板28の回動は、ロータリソレ
ノイド30により行われる。また、校正板28は、図示
しないモータにより水平方向に例えば±3mmの振幅で
振動する。
第4図には、この実施例の回路構成か示されている。
この図においては、一方で光変位計18の出力に基づき
、被測定体10の板厚を求め、他方でラインセンサ]6
並びに第1及び第2エツジセンサ24及び26の出力に
基づきリニアモータ32及びパルスステージ22を制御
する演算制御部34が示されている。さらに、演算制御
部34はロタリソレノイド30をも制御する。加えて、
この図には、校正時に求められる基準距離及び本発明の
特徴に係る直線性補正テーブルを格納するメモリ36が
示されている。なお、光変位計18、ラインセンサ]6
、第1エツジセンサ24、第2エツジセンサ26、リニ
アモータ32、パルスステージ22及びロータリソレノ
イド30は実際は複数であるか、この図においては図の
簡単化のため省略されている。
、被測定体10の板厚を求め、他方でラインセンサ]6
並びに第1及び第2エツジセンサ24及び26の出力に
基づきリニアモータ32及びパルスステージ22を制御
する演算制御部34が示されている。さらに、演算制御
部34はロタリソレノイド30をも制御する。加えて、
この図には、校正時に求められる基準距離及び本発明の
特徴に係る直線性補正テーブルを格納するメモリ36が
示されている。なお、光変位計18、ラインセンサ]6
、第1エツジセンサ24、第2エツジセンサ26、リニ
アモータ32、パルスステージ22及びロータリソレノ
イド30は実際は複数であるか、この図においては図の
簡単化のため省略されている。
次に、この実施例の動作について説明する。
まず、搬送ライン12の上に被測定体]0が載置される
。載置された被測定体10は、搬送ライン12によって
搬送され、ラインセンサ〕6下に到達する。
。載置された被測定体10は、搬送ライン12によって
搬送され、ラインセンサ〕6下に到達する。
すると、ラインセンサ16により、この被測定体]0に
よる遮光位置が検出される。すなわち、ラインセンサ1
6は、被al11定休10により光線が遮られる部分を
検出し、これを被1’1l11定休]0の左右両端位置
として演算制御部34に供給する。
よる遮光位置が検出される。すなわち、ラインセンサ1
6は、被al11定休10により光線が遮られる部分を
検出し、これを被1’1l11定休]0の左右両端位置
として演算制御部34に供給する。
演算制御部34は、ラインセンサ16の出力に基づきリ
ニアモータ32を駆動制御して、光変位計18の位置を
制御する。具体的には、左右両側各1対の光変位計18
を遮光位置として検出される被測定体10の左右両端位
置に移動させ、中央に配置されている1対の光変位計1
8を、左右の光変位計18の中央位置に維持する。これ
により、光変位計18の位置が初期設定される。
ニアモータ32を駆動制御して、光変位計18の位置を
制御する。具体的には、左右両側各1対の光変位計18
を遮光位置として検出される被測定体10の左右両端位
置に移動させ、中央に配置されている1対の光変位計1
8を、左右の光変位計18の中央位置に維持する。これ
により、光変位計18の位置が初期設定される。
こののち、被測定体]0かさらに搬送され第1エツジセ
ンサ24に達すると、この第1エツジセ] 3 ]4 ンサ24により光変位計1−8の位置が微調節される。
ンサ24に達すると、この第1エツジセ] 3 ]4 ンサ24により光変位計1−8の位置が微調節される。
すなわち、第1エツジセンサ24の出力に応じ、演算制
御部34がリニアモータ32を制御する。
御部34がリニアモータ32を制御する。
次に、第2エツジセンサ26により被測定体10の左右
両端が捕捉される。このとき、第2エツジセンサ26の
出力により演算制御部34がリニアモータ32を制御す
る。すなわち、第2エツジセンサ26が光変位計18に
固定されているため、この制御によって、第2エツジセ
ンサ26が被測定体10の左右両端を追従捕捉し続け、
かつ左右両側の光変位計18が被測定体10の左右両端
から所定の距離の軌跡を検出走査することとなる。
両端が捕捉される。このとき、第2エツジセンサ26の
出力により演算制御部34がリニアモータ32を制御す
る。すなわち、第2エツジセンサ26が光変位計18に
固定されているため、この制御によって、第2エツジセ
ンサ26が被測定体10の左右両端を追従捕捉し続け、
かつ左右両側の光変位計18が被測定体10の左右両端
から所定の距離の軌跡を検出走査することとなる。
第5図には、光変位計18の光ビーム軌跡が、第6図に
は、この軌跡のうち板厚演算に用いられる点(測定位置
)が示されている。
は、この軌跡のうち板厚演算に用いられる点(測定位置
)が示されている。
この実施例においては、第5図において3本の矢印線で
示される軌跡に係る光変位計18の出力を連続して収集
する。この収集の後、演算制御部34が測定位置を決定
し、板厚を演算する。
示される軌跡に係る光変位計18の出力を連続して収集
する。この収集の後、演算制御部34が測定位置を決定
し、板厚を演算する。
より具体的には、演算制御部34は、被測定体10の先
端がラインセンサ16に達してから第1エツジセンサ2
4に達するまでの時間により被δIII定体10の搬送
速度を求める。ラインセンサ16と第1エツジセンサ2
4の距離は設計的に決定されるため、この搬送速度を用
いて、時刻を被測定体10を基準とした位置座標に換算
できる。この換算結果に基づき、測定位置が決定される
。
端がラインセンサ16に達してから第1エツジセンサ2
4に達するまでの時間により被δIII定体10の搬送
速度を求める。ラインセンサ16と第1エツジセンサ2
4の距離は設計的に決定されるため、この搬送速度を用
いて、時刻を被測定体10を基準とした位置座標に換算
できる。この換算結果に基づき、測定位置が決定される
。
δIII定位置は、例えば被測定体10の左右両端から
15mmの線、前後両端から15rnmの線及び中心線
の合計6本の線から決定する。すなわち、これらの線の
交点を測定位置P□〜P9に設定する。
15mmの線、前後両端から15rnmの線及び中心線
の合計6本の線から決定する。すなわち、これらの線の
交点を測定位置P□〜P9に設定する。
次に、このように設定された測定位置Pエ 〜P9につ
いて、すでに収集さねている光変位計18出力に基づく
板厚演算が、演算制御部34により行われる。
いて、すでに収集さねている光変位計18出力に基づく
板厚演算が、演算制御部34により行われる。
この実施例の場合、板厚演算に供されるデータは、各測
定位置P□〜P、の近傍の点の空間平均である。
定位置P□〜P、の近傍の点の空間平均である。
第7図には、空間平均の演算内容が示されている。
この図に示されるように、測定位置P、及びその前後各
10点か、第一次有効データとされる。
10点か、第一次有効データとされる。
各点は2mmピッチに設定されており、これら計21点
のうち一定の条件に合致する点のみを用いて空間平均が
演算される。
のうち一定の条件に合致する点のみを用いて空間平均が
演算される。
例えば、21点のうち最大値から2点、最小値から5点
を削除し、さらに異常値をも削除して、残りの点数が1
0点以上の場合に、当該残りの点についての光変位計1
8の出力が平均される。なお、10点に達しない場合に
は、測定不能と判断される。
を削除し、さらに異常値をも削除して、残りの点数が1
0点以上の場合に、当該残りの点についての光変位計1
8の出力が平均される。なお、10点に達しない場合に
は、測定不能と判断される。
本実施例における板厚演算は、このようにして空間平均
として求められる光変位計18と被測定体10との距離
を用いて所定の原理に従い実行される。
として求められる光変位計18と被測定体10との距離
を用いて所定の原理に従い実行される。
第8図には、この実施例における板厚測定の原理が示さ
れている。
れている。
この実施例においては、板厚測定時における対向する光
変位計18の距離と、前述の空間平均と、に基づき被イ
+1定休10の板厚が求められる。
変位計18の距離と、前述の空間平均と、に基づき被イ
+1定休10の板厚が求められる。
まず、被測定体10が無い状態での光変位計18の対向
距離、すなわち基準距離り。が設計的に決定されている
ものとする。また、板厚りの被測定体10の場合に光変
位計18の間隔を拡げる量、すなわち光変位計18の移
動量をL3とする。
距離、すなわち基準距離り。が設計的に決定されている
ものとする。また、板厚りの被測定体10の場合に光変
位計18の間隔を拡げる量、すなわち光変位計18の移
動量をL3とする。
すると、上側の光変位計18によって測定される距離L
□及び下側の光変位計18によって測定・される距離L
2から、次の式により、板厚りが求められることになる
。
□及び下側の光変位計18によって測定・される距離L
2から、次の式により、板厚りが求められることになる
。
L==(Lo+L3)−(L1+L2)このように、本
実施例においては、測定位置P1〜P9に基づく板厚り
の多点計測が実行される。このとき、空間平均を用いる
ために、被711す定休10の面性状が不均一な場合に
も一定の精度が確保される。すなわち、空間平均により
、面性状による光変位計18出力の不均一か吸収される
ことになる。また、同一の被測定体10において面性状
か不均一な場合にも、これが同様に吸収されるため、測
定が可能になる。
実施例においては、測定位置P1〜P9に基づく板厚り
の多点計測が実行される。このとき、空間平均を用いる
ために、被711す定休10の面性状が不均一な場合に
も一定の精度が確保される。すなわち、空間平均により
、面性状による光変位計18出力の不均一か吸収される
ことになる。また、同一の被測定体10において面性状
か不均一な場合にも、これが同様に吸収されるため、測
定が可能になる。
また、この実施例において板厚しの測定に用いられる移
動ML工は、校正の際に各光変位計18毎に作成される
直線性補正テーブルにより補正された値である。
動ML工は、校正の際に各光変位計18毎に作成される
直線性補正テーブルにより補正された値である。
次に、この直線性補正テーブルの作成に関連する校正の
動作について説明する。
動作について説明する。
光変位計18は、例えば環境的要因による特性変化、経
時変化等を伴う装置である。第9図には、実線で初期特
性が、破線で変化後の特性が、それぞれ示されている。
時変化等を伴う装置である。第9図には、実線で初期特
性が、破線で変化後の特性が、それぞれ示されている。
このような特性変化は、測定時における誤差となって現
れることになる。このため、本実施例では、校正として
直線性校正を行うこととしている。
れることになる。このため、本実施例では、校正として
直線性校正を行うこととしている。
また、架台14か温度、湿度、経年変化等により歪んで
いる場合、この歪みは上下の光変位計18の距離、すな
わち、基準距離を変化させる。
いる場合、この歪みは上下の光変位計18の距離、すな
わち、基準距離を変化させる。
この変化は、測定値の誤差となって現れる。このため、
本実施例では架台校正を実施する。
本実施例では架台校正を実施する。
直線性校正は、架台校正に先立って実施される。
すなわち、直線性校正か実施された後の光変位計]8に
ついて架台校正か施される。
ついて架台校正か施される。
まず、直線性校正の際には、校正板28がロタリソレノ
イド30により回動される。この回動の結果、その先端
は対向する光変位計18の間の位置に配置される。
イド30により回動される。この回動の結果、その先端
は対向する光変位計18の間の位置に配置される。
校正板28は、板厚が既知で白色セラミック板から形成
されており、配置の後にロータリンレノイド30により
水平方向に振動させられる。この振動は、振幅±3mm
程度の振動であり、校正板28の面性状の影響を排除す
るために施される。
されており、配置の後にロータリンレノイド30により
水平方向に振動させられる。この振動は、振幅±3mm
程度の振動であり、校正板28の面性状の影響を排除す
るために施される。
この状態で、光変位計18は、」1下方向に所定ピッチ
で移動させられる。すなわち、演算制御部34によりパ
ルスステージ22が制御され、上側の光変位旧18の」
1下位置が所定ピッチ、例えば1mmで変化する。この
変化毎に、光変位計18からの出力が得られる。この出
力は、光変位計18と校正板28との距離を示すもので
ある。各ピッチ毎に16回の71111定か行われ、さ
らに光変位計18の上下方向移動か所定ピッチ数、例え
ば±20mmに相当するピッチ数だけ実行されたのちに
これらの出力が平均される。
で移動させられる。すなわち、演算制御部34によりパ
ルスステージ22が制御され、上側の光変位旧18の」
1下位置が所定ピッチ、例えば1mmで変化する。この
変化毎に、光変位計18からの出力が得られる。この出
力は、光変位計18と校正板28との距離を示すもので
ある。各ピッチ毎に16回の71111定か行われ、さ
らに光変位計18の上下方向移動か所定ピッチ数、例え
ば±20mmに相当するピッチ数だけ実行されたのちに
これらの出力が平均される。
このようにして得られた光変位計18出力の平均(以下
、cl、tに光変位計18出力という)は、光変位計1
8の期待される上下位置と対応付けられる。すなわち、
光変位計18出力は期待される上下位置と対応付けられ
直線性補正テーブルとしてメモリ36に格納される。
、cl、tに光変位計18出力という)は、光変位計1
8の期待される上下位置と対応付けられる。すなわち、
光変位計18出力は期待される上下位置と対応付けられ
直線性補正テーブルとしてメモリ36に格納される。
第10図には、直線性補正テーブルの一例が示されてい
る。
る。
この図に示されるように、直線性補正テーブルは、演算
制御部34によるパルスステージ22の制御量(指令値
)L38□と、実際の光変位計18出力L3Aよと、を
対応付けている。指令値L3S iは、光変位計18の
初期特性に基づき発せられる値であり、光変位計18が
特性変化してないならば得られるであろう」1下位置、
すなわち理想値である。従って、直線性補正テーブルは
、光変位計18の特性に関して理想値と実際値とを対応
付けるものである。
制御部34によるパルスステージ22の制御量(指令値
)L38□と、実際の光変位計18出力L3Aよと、を
対応付けている。指令値L3S iは、光変位計18の
初期特性に基づき発せられる値であり、光変位計18が
特性変化してないならば得られるであろう」1下位置、
すなわち理想値である。従って、直線性補正テーブルは
、光変位計18の特性に関して理想値と実際値とを対応
付けるものである。
このような直線性補正テーブルは、光変位語18の特性
変化に対応する趣旨から、上側の光変位計18それぞれ
について作成される。
変化に対応する趣旨から、上側の光変位計18それぞれ
について作成される。
このようにして、直線性校正か実施された後に、架台校
正か実施される。この架台校正においては、」1下の光
変位計18と校正板28か一体に水平移動させされる。
正か実施される。この架台校正においては、」1下の光
変位計18と校正板28か一体に水平移動させされる。
すなわち、第11図に示されるように、3個の光変位計
18の可動範囲は1.00−1、]0〇−2及び100
−3のような範囲(例えば40mm程度)をとり、搬送
ライン〕2の全幅]10をカバーしている。光変位計1
8及び校正板28は、それぞれの可動範囲100内にお
いて所定間隔て一体移動され、各光変位計18について
校正テーブルが作成される。
18の可動範囲は1.00−1、]0〇−2及び100
−3のような範囲(例えば40mm程度)をとり、搬送
ライン〕2の全幅]10をカバーしている。光変位計1
8及び校正板28は、それぞれの可動範囲100内にお
いて所定間隔て一体移動され、各光変位計18について
校正テーブルが作成される。
第1−2図には、校正テーブルの一例が示されている。
この図に示されるように、校正テーブルは、光変位計の
左右位置X と、各左右位置XAiにおける実際の基
準距離LoAiと、を対応付けるテーブルである。
左右位置X と、各左右位置XAiにおける実際の基
準距離LoAiと、を対応付けるテーブルである。
架台校正においては、直線性校正の際と同様、校正板2
8が回動されかつ水平振動されている。
8が回動されかつ水平振動されている。
この状態での光変位計18の出力は、光変位計18と校
正板28との距離を示している。
正板28との距離を示している。
ここで、校正板28の板厚をβ。、上側及び下側の光変
位計18から校正板28までの距離(すなわち上下の光
変位計18の各出力)をそれぞれΩ 及び、1l12と
する。この場合、第3図に示されす るように、基準距離Loについて、次の式%式% が成立する。従って、演算制御部34が上式に基づく演
算を実行することにより、実際の基準距離Loが求めら
れることになる。また、このような演算を所定回数、例
えば16回繰り返し平均を求め、この平均値を基準距離
り。とじて扱えば、さらに基準距離り。の正確さは向上
する。
位計18から校正板28までの距離(すなわち上下の光
変位計18の各出力)をそれぞれΩ 及び、1l12と
する。この場合、第3図に示されす るように、基準距離Loについて、次の式%式% が成立する。従って、演算制御部34が上式に基づく演
算を実行することにより、実際の基準距離Loが求めら
れることになる。また、このような演算を所定回数、例
えば16回繰り返し平均を求め、この平均値を基準距離
り。とじて扱えば、さらに基準距離り。の正確さは向上
する。
この基準距離り。は、上側の光変位計18を所定間隔で
左右に移動させることにより、N個のデータLoAiと
して得られる。なお、この左右移動は、演算制御部34
の制御に基づきリニアモタ32により行われる。
左右に移動させることにより、N個のデータLoAiと
して得られる。なお、この左右移動は、演算制御部34
の制御に基づきリニアモタ32により行われる。
このようにして得られた基準距離”OAiが、光変位計
18の左右位置と対応付けられると、第11図に示され
るような校正テーブルが作成される。校正テーブルは、
各光変位計18の対ごとに作成される。
18の左右位置と対応付けられると、第11図に示され
るような校正テーブルが作成される。校正テーブルは、
各光変位計18の対ごとに作成される。
以上のようにして作成された直線性補正テーブル及び校
正テーブルは、メモリ36に格納される。
正テーブルは、メモリ36に格納される。
測定時には、これら直線性補正テーブル及び校正テーブ
ルが参照される。
ルが参照される。
すなわち、被測定体10の板厚を求める際、演算制御部
34は、パルスステージ22への指令値に基づき直線性
テーブル中のデータを読み出す。
34は、パルスステージ22への指令値に基づき直線性
テーブル中のデータを読み出す。
この読み出しにより得られるデータは、例えば第9図で
いえばL 、である。従って、このデーA1 夕と指令値との差を求めれば、現在の光変位計18の出
力に含まれる特性変化に起因する誤差が求められる。こ
の誤差を光変位計18出力から減してやれば、光変位計
18の特性変化に起因する誤差の影響が排除される。
いえばL 、である。従って、このデーA1 夕と指令値との差を求めれば、現在の光変位計18の出
力に含まれる特性変化に起因する誤差が求められる。こ
の誤差を光変位計18出力から減してやれば、光変位計
18の特性変化に起因する誤差の影響が排除される。
また、板厚演算時に用いられる基準距離をL○補正すべ
く、演算制御部34は、光変位計18の左右位置に基づ
きメモリ36から校正テーブルに係るデータを読み出す
。読み出されるデータは、その左右位置に係る基準距@
L □である。この基準距離り。は、前述のように架
台歪みを反映した値であるため、この基準距離Loを用
いて板厚演算すれば、架台14が歪んでいる場合におけ
る誤差発生が防止される。
く、演算制御部34は、光変位計18の左右位置に基づ
きメモリ36から校正テーブルに係るデータを読み出す
。読み出されるデータは、その左右位置に係る基準距@
L □である。この基準距離り。は、前述のように架
台歪みを反映した値であるため、この基準距離Loを用
いて板厚演算すれば、架台14が歪んでいる場合におけ
る誤差発生が防止される。
このように、本実施例によれば、校正板28により簡易
な手段で電気的補正及び機械的補正を一括して実施する
ことができる。さらに、直線性補正テーブル及び校正テ
ーブルにより補正を行うことができ、より正確に板厚り
を演算して正確性及び信頼性を確保することが可能にな
る。
な手段で電気的補正及び機械的補正を一括して実施する
ことができる。さらに、直線性補正テーブル及び校正テ
ーブルにより補正を行うことができ、より正確に板厚り
を演算して正確性及び信頼性を確保することが可能にな
る。
また、光変位計18と被測定体10との距離を測定点近
傍の数点の空間平均として求められ、この結果、複数の
被測定体10間の面性状のばらつきや、同一被測定体1
0における面性状のばらつきかある場合にも、この面性
状の影響を補正してより正確な板厚りの測定を行うこと
ができる。
傍の数点の空間平均として求められ、この結果、複数の
被測定体10間の面性状のばらつきや、同一被測定体1
0における面性状のばらつきかある場合にも、この面性
状の影響を補正してより正確な板厚りの測定を行うこと
ができる。
なお、以上の説明ではパルスステージ22が上側のみに
設けられていたが、下側にも設けても良い。この場合、
上、下の光変位計18について直線性補正テーブルが作
成され、より精密な測定か可能になる。
設けられていたが、下側にも設けても良い。この場合、
上、下の光変位計18について直線性補正テーブルが作
成され、より精密な測定か可能になる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、直線性補正テー
ブル及び校正テーブルを作成し、直線性補正テーブル及
び校正テーブルにより光変位計出力及び基準距離を補正
するようにしたため、より正確な板厚測定が可能になる
。また、空間平均に基づき板厚演算を行うようにしたた
め、面性状に起因する誤差が低減し、より正確な板厚測
定が可能になる。
ブル及び校正テーブルを作成し、直線性補正テーブル及
び校正テーブルにより光変位計出力及び基準距離を補正
するようにしたため、より正確な板厚測定が可能になる
。また、空間平均に基づき板厚演算を行うようにしたた
め、面性状に起因する誤差が低減し、より正確な板厚測
定が可能になる。
第1図は本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置の実
体構成を示す概略外観図であり、第1図(a)は上面図
、第1図(b)は側面図、第2図はこの実施例のより詳
細な実体構成を示す正面図、 第3図はこの実施例の校正手段の構成を示す概略図であ
り、第3図(a)は正面図、第3図(b)は側面図、 第4図はこの実施例の回路構成を示すブロック図、 第5図は光変位計から発せられる光ビームの軌跡を示す
図、 第6図は板厚測定位置を示す図、 第7図は空間平均の概念を示す図、 第8図は板厚測定原理を示す図、 第9図は光変位計の特性変化を示す図、第10図は直線
性補正テーブルの一例を示す図、第11図は光変位計の
移動範囲を示す図、第12図は校正テーブルの一例を示
す図である。 ]0 ・・・ 被測定体 12 ・ 搬送ライン ]8 ・・ 光変位計 32 ・・ 校正板 ロータリソレノイド リニアモータ 演算制御部
体構成を示す概略外観図であり、第1図(a)は上面図
、第1図(b)は側面図、第2図はこの実施例のより詳
細な実体構成を示す正面図、 第3図はこの実施例の校正手段の構成を示す概略図であ
り、第3図(a)は正面図、第3図(b)は側面図、 第4図はこの実施例の回路構成を示すブロック図、 第5図は光変位計から発せられる光ビームの軌跡を示す
図、 第6図は板厚測定位置を示す図、 第7図は空間平均の概念を示す図、 第8図は板厚測定原理を示す図、 第9図は光変位計の特性変化を示す図、第10図は直線
性補正テーブルの一例を示す図、第11図は光変位計の
移動範囲を示す図、第12図は校正テーブルの一例を示
す図である。 ]0 ・・・ 被測定体 12 ・ 搬送ライン ]8 ・・ 光変位計 32 ・・ 校正板 ロータリソレノイド リニアモータ 演算制御部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被測定体を搬送する搬送ラインの上方及び下方の架台上
に対をなしかつ所定の基準距離を隔てて配置され、光ビ
ームを被測定体に照射して反射光に基づき被測定体との
距離を求める複数対の光変位計と、 先端がL字状の屈曲を有し、被測定体の板厚測定時には
先端が光変位計の測定域外に配置される所定板厚の校正
板と、 校正時に、光変位計から発せられる光ビームを遮る所定
位置に先端が位置するよう校正板を回動させる回動手段
と、 測定時には、被測定体の板厚規格に応じて定められる位
置となるよう光変位計の上下位置を制御し、被測定体の
流れに応じて被測定体上の所定軌跡を描くよう光変位計
の左右位置を制御し、直線性校正時には、光変位計を上
下方向に所定ピッチで移動させ、架台校正時には、光変
位計を左右方向に所定間隔で移動させる位置制御手段と
、直線性校正時における光変位計の出力を光変位計の期
待される上下位置に対応付ける直線性補正テーブルを作
成する直線性補正手段と、 架台校正時における光変位計の出力と、校正板の板厚と
、に基づき基準距離を求め、この基準距離を光変位計の
左右位置に対応付ける校正テーブルを作成する架台補正
手段と、 直線性補正テーブルを参照して光変位計と被測定体との
距離を補正し、光変位計の左右位置により校正テーブル
を参照して基準距離を補正し、光変位計の上下方向移動
量、補正された距離及び基準距離に基づき前記軌跡に沿
う数点について被測定体の板厚を演算し平均する板厚演
算手段と、を備えることを特徴とする自動板厚測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23815090A JPH0682046B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 自動板厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23815090A JPH0682046B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 自動板厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116409A true JPH04116409A (ja) | 1992-04-16 |
| JPH0682046B2 JPH0682046B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17025936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23815090A Expired - Fee Related JPH0682046B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 自動板厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682046B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569835A (en) * | 1994-08-10 | 1996-10-29 | Ultrasonic Arrays, Inc. | Reference wire compensation method and apparatus |
| CN111721766A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 蒂森克虏拉塞斯坦有限公司 | 用于检查运动的带的表面的方法和装置 |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP23815090A patent/JPH0682046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569835A (en) * | 1994-08-10 | 1996-10-29 | Ultrasonic Arrays, Inc. | Reference wire compensation method and apparatus |
| CN111721766A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 蒂森克虏拉塞斯坦有限公司 | 用于检查运动的带的表面的方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682046B2 (ja) | 1994-10-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |