JPH06109447A - 表面形状測定方法及び装置 - Google Patents
表面形状測定方法及び装置Info
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- JPH06109447A JPH06109447A JP4261143A JP26114392A JPH06109447A JP H06109447 A JPH06109447 A JP H06109447A JP 4261143 A JP4261143 A JP 4261143A JP 26114392 A JP26114392 A JP 26114392A JP H06109447 A JPH06109447 A JP H06109447A
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- measuring
- steel plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走行する鋼板表面に加工された微小な溝の凹
凸形状を精度良く測定する。 【構成】 走行する鋼板表面に加工された微小な溝の凹
凸形状に対し、撮像装置により撮像された画像データ
と、光学式変位測定器の距離データを用いて処理するこ
とにより、高精度な測定を達成する。
凸形状を精度良く測定する。 【構成】 走行する鋼板表面に加工された微小な溝の凹
凸形状に対し、撮像装置により撮像された画像データ
と、光学式変位測定器の距離データを用いて処理するこ
とにより、高精度な測定を達成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、板材表面に加工された
凹凸の断面形状を、精度良く測定する方法及び装置に関
し、特に走行する鋼板表面に加工される微小な線状の溝
の凹凸形状の高精度な測定技術に関するものである。
凹凸の断面形状を、精度良く測定する方法及び装置に関
し、特に走行する鋼板表面に加工される微小な線状の溝
の凹凸形状の高精度な測定技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼板の表面に機械的な加工を施し、鋼板
が持つ機能を向上させようとする試みは、例えば特公平
３−３８９２３号に開示されているような、鋼板表面に
微小なクレータを加工することにより塗装鮮映性を向上
させる試み、あるいは、特公平３−６９９６８号及び特
公昭６２−５３５７９号に開示されているような、電磁
鋼板の表面に微小な溝加工を行うことにより低鉄損化を
図る試みなどがある。
が持つ機能を向上させようとする試みは、例えば特公平
３−３８９２３号に開示されているような、鋼板表面に
微小なクレータを加工することにより塗装鮮映性を向上
させる試み、あるいは、特公平３−６９９６８号及び特
公昭６２−５３５７９号に開示されているような、電磁
鋼板の表面に微小な溝加工を行うことにより低鉄損化を
図る試みなどがある。
【０００３】これらの鋼板では、表面に加工される微小
形状がその重要な品質を決定することになり、製造工程
中に全長にわたって加工形状を測定し、操業状態の管
理、製品品質の保証を行うことが強く求められている。
特に、電磁鋼板の溝加工は、溝幅が１０μm 〜３００μ
m と非常に微小な形状の加工が連続的に行われることに
なり、非常に高速で、精度の高い測定が必要とされる。
形状がその重要な品質を決定することになり、製造工程
中に全長にわたって加工形状を測定し、操業状態の管
理、製品品質の保証を行うことが強く求められている。
特に、電磁鋼板の溝加工は、溝幅が１０μm 〜３００μ
m と非常に微小な形状の加工が連続的に行われることに
なり、非常に高速で、精度の高い測定が必要とされる。
【０００４】このような鋼板表面に加工された微小な溝
形状を測定する場合、従来技術として次のような方法が
考えられる。
形状を測定する場合、従来技術として次のような方法が
考えられる。
【０００５】例えば、特開昭５９−１６８７７５号及び
第１９回自動制御学会学術講演会（同予稿集Ｐ１９１〜
１９２参照）に発表された、いわゆる光切断法が考えら
れる。光切断法は、測定対象に斜め方向からスリット光
を照射し、その像を撮像装置で撮像することにより断面
形状を測定する方法である。又、測定対象である鋼板が
走行することを利用して、対象面までの距離を距離測定
器を用いて測定し、断面形状を測定する方法が考えられ
る。
第１９回自動制御学会学術講演会（同予稿集Ｐ１９１〜
１９２参照）に発表された、いわゆる光切断法が考えら
れる。光切断法は、測定対象に斜め方向からスリット光
を照射し、その像を撮像装置で撮像することにより断面
形状を測定する方法である。又、測定対象である鋼板が
走行することを利用して、対象面までの距離を距離測定
器を用いて測定し、断面形状を測定する方法が考えられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
断面形状測定方法を、走行する鋼板表面上の微小な溝の
断面形状の測定に適用する場合、次のような問題点があ
る。
断面形状測定方法を、走行する鋼板表面上の微小な溝の
断面形状の測定に適用する場合、次のような問題点があ
る。
【０００７】特開昭５９−１６８７７５号及び第１９回
自動制御学会学術講演会に発表された光切断法では、照
射するスリット光が数十μm 〜数百μm にしか絞ること
ができないため、撮像されたスリット像ににじみが発生
し、十分な精度を保証することが困難であること、又断
面形状によっては傾斜部のスリット光の反射光が受光で
きず測定不能となること、又数十μm の断面形状の測定
では、受光する像は数十倍〜百倍の拡大像となり、その
ために測定面までの距離が数mmと非常に小さくなるこ
と、又焦点深度の浅いレンズを適用するために鋼板の走
行時の振動に対して誤差が大きくなることなど、微小な
溝の断面形状のオンライン測定には適用できない。
自動制御学会学術講演会に発表された光切断法では、照
射するスリット光が数十μm 〜数百μm にしか絞ること
ができないため、撮像されたスリット像ににじみが発生
し、十分な精度を保証することが困難であること、又断
面形状によっては傾斜部のスリット光の反射光が受光で
きず測定不能となること、又数十μm の断面形状の測定
では、受光する像は数十倍〜百倍の拡大像となり、その
ために測定面までの距離が数mmと非常に小さくなるこ
と、又焦点深度の浅いレンズを適用するために鋼板の走
行時の振動に対して誤差が大きくなることなど、微小な
溝の断面形状のオンライン測定には適用できない。
【０００８】又、測定対象である鋼板が走行することを
利用して、対象面までの変位を変位検出器を用いて測定
し、断面形状を測定する方法では、一般に用いられる変
位測定器の応答速度は、振動計測などに用いられる高速
対応の装置においても、１０μ秒程度であり、それゆ
え、走行する対象に対しては間欠的な測定結果となり、
溝幅である傾斜開始部が精度良く測定できないこと、又
傾斜開始部の急激な測定面の変化により測定光の回析が
発生し、誤差が大きくなることなどが問題となる。
利用して、対象面までの変位を変位検出器を用いて測定
し、断面形状を測定する方法では、一般に用いられる変
位測定器の応答速度は、振動計測などに用いられる高速
対応の装置においても、１０μ秒程度であり、それゆ
え、走行する対象に対しては間欠的な測定結果となり、
溝幅である傾斜開始部が精度良く測定できないこと、又
傾斜開始部の急激な測定面の変化により測定光の回析が
発生し、誤差が大きくなることなどが問題となる。
【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
く成されたもので、走行する板材表面に加工された微小
な溝等の凹凸形状をオンラインにて精度良く測定するこ
とができ、その結果、溝加工工程の操業監視、条件変
更、製品品質の全長にわたる保証等ができる表面形状測
定技術を提供することを目的とする。
く成されたもので、走行する板材表面に加工された微小
な溝等の凹凸形状をオンラインにて精度良く測定するこ
とができ、その結果、溝加工工程の操業監視、条件変
更、製品品質の全長にわたる保証等ができる表面形状測
定技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、板材表面上に
加工された凹凸形状を測定する方法において、撮像装置
により撮像された、走行する板材表面の画像と、光学式
変位測定器により測定された板材表面からの距離とか
ら、凹凸の断面形状を測定するようにして、前記目的を
達成したものである。
加工された凹凸形状を測定する方法において、撮像装置
により撮像された、走行する板材表面の画像と、光学式
変位測定器により測定された板材表面からの距離とか
ら、凹凸の断面形状を測定するようにして、前記目的を
達成したものである。
【００１１】又、前記撮像装置の撮像時間を短時間に制
御することにより、走行する板材表面を静止画像として
撮像することを特徴とするものである。
御することにより、走行する板材表面を静止画像として
撮像することを特徴とするものである。
【００１２】又、この方法を実施するための装置は、走
行する板材表面の撮像面積を照射する連続発光光源と、
撮像時間を短時間に制御できる撮像装置と、該撮像装置
により撮像された画像を静止画像として蓄積する画像記
憶装置と、板材表面に照射した光スポットを用いて、板
材表面からの距離を測定する光学式変位測定器と、前記
静止画像から加工溝の溝幅を計測すると共に、該光学式
変位測定器の光スポットの位置を検出する画像処理装置
と、以上の測定結果から、凹凸の断面形状を測定する処
理機能を有する処理装置とにより構成される。
行する板材表面の撮像面積を照射する連続発光光源と、
撮像時間を短時間に制御できる撮像装置と、該撮像装置
により撮像された画像を静止画像として蓄積する画像記
憶装置と、板材表面に照射した光スポットを用いて、板
材表面からの距離を測定する光学式変位測定器と、前記
静止画像から加工溝の溝幅を計測すると共に、該光学式
変位測定器の光スポットの位置を検出する画像処理装置
と、以上の測定結果から、凹凸の断面形状を測定する処
理機能を有する処理装置とにより構成される。
【００１３】
【作用】本発明によれば、まず、走行する板材表面の加
工溝は撮像装置により静止画像として処理装置に取り込
まれる。このとき、光学式変位測定器の測定用光スポッ
トを同時に撮像する。前記静止画像から暗部として撮像
される溝部の溝幅は、一般的な画像処理によって精度良
く測定することが可能である。又、溝の傾斜開始部以外
の溝形状は光学式変位測定器により測定される。このと
き、静止画像に撮像された光学式変位測定器の光スポッ
トの位置と、該光学式変位測定器の、撮像時点の測定値
から、該光学式変位測定器による溝の凹凸形状の測定結
果と、静止画像による溝幅測定値を融合させることがで
き、その結果、精度の高い溝形状の測定を行うことがで
きるようになる。
工溝は撮像装置により静止画像として処理装置に取り込
まれる。このとき、光学式変位測定器の測定用光スポッ
トを同時に撮像する。前記静止画像から暗部として撮像
される溝部の溝幅は、一般的な画像処理によって精度良
く測定することが可能である。又、溝の傾斜開始部以外
の溝形状は光学式変位測定器により測定される。このと
き、静止画像に撮像された光学式変位測定器の光スポッ
トの位置と、該光学式変位測定器の、撮像時点の測定値
から、該光学式変位測定器による溝の凹凸形状の測定結
果と、静止画像による溝幅測定値を融合させることがで
き、その結果、精度の高い溝形状の測定を行うことがで
きるようになる。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図１は、本発明の実施例の全体構成を概念
的に示す説明図である。
的に示す説明図である。
【００１６】１０は走行する鋼板、１２は短時間に撮像
時間を制御できる撮像装置、１４は光源、１６は光学式
変位測定器、１８は撮像装置１２により撮像された画像
を静止画像として蓄積する画像記憶装置である。
時間を制御できる撮像装置、１４は光源、１６は光学式
変位測定器、１８は撮像装置１２により撮像された画像
を静止画像として蓄積する画像記憶装置である。
【００１７】２０は前記静止画像より、鋼板表面の溝幅
と光学式変位測定器１６の光スポットの位置を求める画
像処理を行う、画像処理装置である。
と光学式変位測定器１６の光スポットの位置を求める画
像処理を行う、画像処理装置である。
【００１８】又、２２は光学式変位測定器１６から得ら
れる鋼板表面の溝の凹凸形状データを記憶するデータ記
憶装置である。
れる鋼板表面の溝の凹凸形状データを記憶するデータ記
憶装置である。
【００１９】２４は前記画像処理装置及びデータ記憶装
置より得られた測定値から、鋼板表面の溝形状を測定す
る処理装置である。
置より得られた測定値から、鋼板表面の溝形状を測定す
る処理装置である。
【００２０】前記撮像装置１２の視野は約６mm×６mm
で、撮像時間は約１μ秒である。
で、撮像時間は約１μ秒である。
【００２１】前記光学式変位測定器１６は、汎用的に使
用されている、撮像装置に感度のある半導体レーザを光
源とする変位測定器である。
用されている、撮像装置に感度のある半導体レーザを光
源とする変位測定器である。
【００２２】図１の構成で、連続的に走行する鋼板表面
を撮像装置１２で短時間に静止画像として撮像し、画像
記憶装置１８に蓄積する。又、撮像と同時に光学式変位
測定器１６により、鋼板表面の変位データをサンプリン
グして測定値をデータ記憶装置２２に記憶する。
を撮像装置１２で短時間に静止画像として撮像し、画像
記憶装置１８に蓄積する。又、撮像と同時に光学式変位
測定器１６により、鋼板表面の変位データをサンプリン
グして測定値をデータ記憶装置２２に記憶する。
【００２３】図２は、撮像装置１２により撮像された静
止画像の模式図であり、２６は溝部、２８は光学式変位
測定器１６の測定用光スポットである。
止画像の模式図であり、２６は溝部、２８は光学式変位
測定器１６の測定用光スポットである。
【００２４】図３は、測定のタイミングチャートで、外
部トリガ信号により、撮像装置の撮像を行うと同時に、
前記変位データのサンプリングが行われる。
部トリガ信号により、撮像装置の撮像を行うと同時に、
前記変位データのサンプリングが行われる。
【００２５】前記画像記憶装置１８に取り込まれた静止
画像を画像処理装置２０により画像処理して、鋼板表面
の溝幅と、該静止画像撮像時における前記光学式変位測
定器１６の光スポットの位置を測定する。該画像処理装
置２０によって得られた測定値（溝幅と光スポットの位
置）と、前記データ記憶装置２２の変位データ（鋼板表
面の溝凹凸データ）とから、処理装置２４により鋼板表
面の溝の凹凸形状が測定される。
画像を画像処理装置２０により画像処理して、鋼板表面
の溝幅と、該静止画像撮像時における前記光学式変位測
定器１６の光スポットの位置を測定する。該画像処理装
置２０によって得られた測定値（溝幅と光スポットの位
置）と、前記データ記憶装置２２の変位データ（鋼板表
面の溝凹凸データ）とから、処理装置２４により鋼板表
面の溝の凹凸形状が測定される。
【００２６】図４は、溝形状を測定する処理装置２４の
処理内容で、撮像画像から求められた溝幅と、光学式変
位測定器１６の光スポットの位置と、該光学式変位測定
器１６から求められた変位データの関係を示した図であ
る。
処理内容で、撮像画像から求められた溝幅と、光学式変
位測定器１６の光スポットの位置と、該光学式変位測定
器１６から求められた変位データの関係を示した図であ
る。
【００２７】図４の２つの測定結果を組合わせることに
より精度の高い溝の凹凸形状が求められる。
より精度の高い溝の凹凸形状が求められる。
【００２８】なお、前記実施例においては、鋼板の溝形
状が測定されていたが、本発明の測定対象は、これに限
定されず、金属板等、他の板材の凹凸形状も測定できる
ことは、明らかである。
状が測定されていたが、本発明の測定対象は、これに限
定されず、金属板等、他の板材の凹凸形状も測定できる
ことは、明らかである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
連続的に走行する板材の表面に加工された微少な溝等の
凹凸形状をオンラインにて精度良く測定することが可能
となり、その結果、溝加工工程の操業監視、条件変更、
製品品質の全長にわたる保証等ができるという効果があ
る。
連続的に走行する板材の表面に加工された微少な溝等の
凹凸形状をオンラインにて精度良く測定することが可能
となり、その結果、溝加工工程の操業監視、条件変更、
製品品質の全長にわたる保証等ができるという効果があ
る。
【図１】本発明の実施例の全体構成を概念的に示す説明
図
図
【図２】前記実施例で測定される静止画像の模式図
【図３】測定のタイミングチャート
【図４】前記実施例で測定される静止画像からのデータ
と変位データの関係図
と変位データの関係図
１０…鋼板 １２…撮像装置 １４…光源 １６…光学式変位測定器 １８…画像記憶装置 ２０…画像処理装置 ２２…データ記憶装置 ２４…処理装置 ２６…溝部 ２８…光スポット
Claims (3)
- 【請求項１】板材表面上に加工された凹凸形状を測定す
る方法において、 撮像装置により撮像された、走行する板材表面の画像
と、光学式変位測定器により測定された板材表面からの
距離とから、凹凸の断面形状を測定することを特徴とす
る表面形状測定方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記撮像装置の撮像時
間を短時間に制御することにより、走行する板材表面を
静止画像として撮像することを特徴とする表面形状測定
方法。 - 【請求項３】走行する板材表面の撮像面積を照射する連
続発光光源と、 撮像時間を短時間に制御できる撮像装置と、 該撮像装置により撮像された画像を静止画像として蓄積
する画像記憶装置と、 板材表面に照射した光スポットを用いて、板材表面から
の距離を測定する光学式変位測定器と、 前記静止画像から加工溝の溝幅を計測すると共に、該光
学式変位測定器の光スポットの位置を検出する画像処理
装置と、 以上の測定結果から、凹凸の断面形状を測定する処理機
能を有する処理装置とにより構成される表面形状測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261143A JPH06109447A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 表面形状測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261143A JPH06109447A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 表面形状測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109447A true JPH06109447A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17357701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261143A Pending JPH06109447A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 表面形状測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06109447A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009513984A (ja) * | 2005-10-31 | 2009-04-02 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合構造に欠陥がないか検査するための装置および方法 |
| JP2014025837A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Jfe Steel Corp | 鋼板の加工状態評価方法および鋼板の加工状態評価装置 |
| KR20140132407A (ko) * | 2012-05-29 | 2014-11-17 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 표면 형상 측정 방법 및 표면 형상 측정 장치 |
| JP2019043724A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータシステム |
| KR20190108826A (ko) * | 2018-03-15 | 2019-09-25 | (주)탑중앙연구소 | 3차원 맵핑용 헤드 유닛 및 이를 포함하는 디스펜서 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261143A patent/JPH06109447A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009513984A (ja) * | 2005-10-31 | 2009-04-02 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合構造に欠陥がないか検査するための装置および方法 |
| KR20140132407A (ko) * | 2012-05-29 | 2014-11-17 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 표면 형상 측정 방법 및 표면 형상 측정 장치 |
| JP2014025837A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Jfe Steel Corp | 鋼板の加工状態評価方法および鋼板の加工状態評価装置 |
| JP2019043724A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータシステム |
| KR20190108826A (ko) * | 2018-03-15 | 2019-09-25 | (주)탑중앙연구소 | 3차원 맵핑용 헤드 유닛 및 이를 포함하는 디스펜서 |
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