JPH0473724B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一次元イメージセンサーを用いた寸法
測定方法に関し、更に詳しくは、ライン上を移動
する物体が速度変動を伴う場合でも高精度に寸法
を測定する寸法測定方法に関するものである。

［従来技術］ 前述の一次元イメージセンサーを用いた寸法測
定方法は、イメージセンサーの進歩と共に各方面
で多用されるようになつてきた。

ところで、一次元イメージセンサーを用いて移
動物体の寸法測定を行なう場合月刊誌「Ｍ＆Ｅ」
1986年２月号P154〜P164に記載の如く測定結果
は測定対象物の速度の影響を受ける。これに対し
て一次元イメージセンサーの出力信号を２値化す
る際のしきい値に最適の値をとれば原理的には速
度の影響はなくなるが、現実にそのようなしきい
値をとることは極めて困難である。

又、特公昭61−40043号公報の如くストロボ照
明装置を使用し、測定対象物を常に静止状態とし
てとらえることにより速度の影響を抑える手法は
従来からとられているが、ストロボ発光と測定動
作の周期、ストロボ照明の寿命等の考慮が必要で
あり、装置の高価格化につながつている。

［発明の目的］ 本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、
測定対象物が速度変動を伴つた移動をする場合に
も、速度変動による測定誤差が補正でき、もつて
高精度な寸法測定を可能とする寸法測定方法を目
的としたものである。

［発明の構成・作用］ 上述の目的は以下本発明により達成される。す
なわち本発明は、一次元イメージセンサー上に移
動する対象物の像を結像させてその寸法を測定す
る寸法測定方法において、対象物の移動速度を検
知し、移動速度が設定した速度に最も近くなつた
時点で寸法測定を行なうことを特徴とする寸法測
定方法である。

上述の通り、本発明では常に設定した一定速度
で対象物の寸法を測定するようにしているので、
速度の測定精度への影響は一定となりデータ処理
により補正でき、もつて、その影響を除去でき、
対象物の移動速度及びその変動に伴なう誤差のな
い高精度の寸法測定が実現されるのである。

上述の本発明において、対象物の速度をイメー
ジセンサーからの画像信号に基いて検出すること
が、システム構成上大きな利点が得られる点から
好ましい。

以下、本発明の詳細をプレス機の加工寸法測定
に適用した実施例に基いて説明する。

第１図は該実施例の全体説明図、第２図はその
測定処理部のブロツク図、第３図はその測定処理
のフローチヤート図、第４図は該実施例での測定
対象物の移動速度のグラフである。

第１図において、１はプレス機であり、長尺の
鋼板２に所定間隔で所定形状（本例では矩形）の
穴２ａを打板加工をするものである。プレス機１
は、鋼板２を間欠的に一定距離だけ移送して停止
し、停止状態で打抜加工する連続加工を行なうも
のである。従つて、測定対象物の穴２ａの移動速
度は、第４図に示すように、一定距離の移送時に
は所定の速度まで上昇し、加工時には速度零の停
止となり、次いで解放されると移送装置（図示省
略）のバツクラツシユ等で少し逆戻り（図で負の
速度領域）する。そして再び移送方向へ送られる
という変動の激しいものとなる。このように、測
定対象物が間欠移送されるものでは速度変動が大
きく、前述の誤差は顕著となる。

ところで、本例の寸法測定装置は以下のように
構成される。図の１０が測定対象物の穴２ａを照
射する光源で蛍光灯等の線光源からなり移送方向
の長さを測るように、移動方向に配置されてい
る。図の２０が一次元イメージセンサカメラで、
その一次元イメージセンサーのアレイの方向が移
動方向にあり、図示の如く穴２ａの全体が少なく
ともカメラ視野２１の中に入るように配置されて
いる。この一次元イメージセンサカメラ２０には
市販品がそのまま適用でき、本例では帝人エンジ
ニアリング(株)のテルスキヤン（商品名）を用い
た。

図の３０が、一次元イメージセンサカメラ２０
からの画像信号等の出力信号を受けて処理し、穴
２ａの寸法を出力する測定処理装置で、第２図に
示すように構成される。一次元イメージセンサカ
メラ２０からの画像信号ａを設定レベルで２値化
するコンパレータ３１と、コンパレータ３１から
の２値化信号a′、一次元イメージセンサカメラ２
０からのクロツク信号ｂ及び走査開始信号ｃを受
けて、走査毎に測定対象物の穴２ａの映像部のク
ロツク数（アレイ数）を計数するすなわち穴２ａ
の映像寸法ｉを測定する寸法測定回路３２と、
同様に２値化信号ａ、クロツク信号ｂ、走査開始
信号ｃを受けて走査開始から穴２ａの映像先端部
までのクロツク数（アレイ数）を計数するすなわ
ち映像位置xiを測定する位置測定回路３３と、走
査毎に映像寸法ｉ、映像位置xiを読み込み最新
のものを所定個数記憶し、後述のように処理して
穴２ａの寸法を算出するマイクロコンピユータよ
りなる中央演算処理装置（CPU）３４と、この
処理結果を打ち出し、表示するCRT、プリンタ
ー等の出力装置３５とで構成される。なお、寸法
測定回路３２、位置測定回路３３はクロツク信号
ｂの通過を制御するゲート回路とゲート回路から
のクロツク信号を計数するカウンタの組み合せ等
の周知の構成がそのまま適用できる。

ところで、CPU３４は第３図に示すフローチ
ヤートの通りに構成されている。すなわち、一次
元イメージセンサカメラ２０の走査周期毎に前述
の寸法測定回路３２、位置測定回路３３のはハー
ドウエア回路によつて測定された測定対象物の穴
２ａの一次元イメージセンサ上における寸法及び
位置のデータｉ，xiはCPU３４に読み込まれ
る。CPU３４は読み込んだ位置と寸法のデータ
xi，ｉを設定値と比較し対象物全体が視野に入
つたか否かを判定し、入るとそのデータxi，ｉ
を集縁する。それと同時に同様にして視野から出
たか否かを判定し、出ると集録を停止し、次の速
度計算を行なう。すなわちスキヤン周期をΔT、
視野内に測定対象物が存在する時間をＴとすれ
ば、１つの測定対象物について集録されるデータ
の個数ｎは(1)式のようになる。

ｎ＝［Ｔ／ΔT］あるいは ｎ＝［Ｔ／ΔT］−１…(1) そして、集録された各々の寸法、位置データ
ｉ，xi（ｉ＝１〜ｎ）より、各スキヤン周期内で
の測定対象物の平均移動速度υiは下記(2)式で求
め、寸法ｉ、位置xiと共に記憶する。

υi＝（xi₊₁−xi）／ΔT （ｉ＝１〜ｎ−１）…(2) 次いで、以下の速度判定を行なう。すなわちあ
らかじめ設定される速度設定値Ｖと速度計算で求
められたυiにおいて(3)式を満たすｉを求め、そ Min｜Ｖ−υi｜（ｉ＝１〜ｎ−１）…(3) のｉに対するｉを選択する。ここで選択される
ｉは速度設定値に最も近い速度での寸法データ
であり、速度設定値での補正演算により現実には
速度変化による誤差が最も小さい測定データとな
る。このｉに光学系の倍率を乗じて実寸換算し
て最終的な実寸法測定値が演算され、出力装置３
５により出力表示される。

本例では、第４図の速度変化より明らかの如く
速度誤差が零となる静止状態が存在するので、速
度設定値Ｖは静止状態の零とし、補正演算は省略
した。なお補正演算は必要な場合前述の「Ｍ＆
Ｅ」誌の第160頁の式を用いれば良い。この例の
場合鋼板２はプレス機１の動作に同期してＡ方向
に寸動するが、速度変化が大きいために速度変化
を考慮しない測定方法では測定誤差が生じやす
い。ここで視野内に測定対象物が存在する時間を
Ｔ１とすれば、前述のとおり速度設定値を静止状
態すなわちＶ＝０であるので、本機の出力として
はＴ２にあたる時点の測定値が得られ、静止状態
での寸法が測定できる。

以上本発明を実施例に基いて説明したが、本発
明はかかる実施例に限定されるものでないことは
その趣旨から明らかである。

正確な速度制御が行なわれていないコンベア上
を流れる物体の寸法測定においても、コンベアの
平均速度を速度設定値に選べば、定速ラインとみ
なした寸法測定が行なえる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば測定対象
物が速度変動を伴う運動をする場合でも、速度変
動による測定誤差が極めて少なく、高精度の寸法
測定が行なえる。

このように本発明は一次元イメージセンサーに
よる寸法測定の精度向上に大きな寄与をなすもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体説明図、第２図
はその測定処理部のブロツク図、第３図はその
CPUの測定処理のフローチヤート、第４図は実
施例の速度変化のグラフである。 １……プレス機、１０……光源、２０……一次
元イメージセンサカメラ、３０……測定処理装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次元イメージセンサー上に移動する対象物
   の像を結像させてその寸法を測定する寸法測定方
   法において、センサーのアレイの方向が対象物の
   移動方向にあり、センサーの走査毎に対象物の位
   置と寸法のデータを測定して記憶し、さらに位置
   と寸法のデータ測定時点に対応した対象物の速度
   を検出しそのデータをも記憶して、記憶したデー
   タより対象物の検出速度が設定した速度に最も近
   くなつた時点に対応した寸法データによつて対象
   物の寸法を決定することを特徴とする寸法測定方
   法。 ２ 前記対象物の速度を一次元イメージセンサー
   で測定した対象物の位置のデータにより検出する
   特許請求の範囲第１項記載の寸法測定方法。