JPS6027924B2 - How to measure the shape of a flat plate - Google Patents
How to measure the shape of a flat plateInfo
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- JPS6027924B2 JPS6027924B2 JP50113138A JP11313875A JPS6027924B2 JP S6027924 B2 JPS6027924 B2 JP S6027924B2 JP 50113138 A JP50113138 A JP 50113138A JP 11313875 A JP11313875 A JP 11313875A JP S6027924 B2 JPS6027924 B2 JP S6027924B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、厚鋼板等の平板よりなる被検査体の幅方向及
び長手方向の形状を1セットの光切断装置による形状測
定装置によって測定することができる方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring the shape of an object to be inspected made of a flat plate such as a thick steel plate in the width direction and longitudinal direction using a shape measuring device using a set of optical cutting devices.
従来、平板の形状を測定するものとして第1図に示すも
のが知られている。Conventionally, a device shown in FIG. 1 is known as a device for measuring the shape of a flat plate.
第1図において、Iは平板よりなる被検査体であり、そ
の長手方向である矢印Y方向に移動される。2は光源で
あり、スリット光3を上記被検査体1に角度8で投光す
る。In FIG. 1, reference numeral I denotes an object to be inspected made of a flat plate, which is moved in the direction of arrow Y, which is the longitudinal direction of the object. A light source 2 projects a slit light 3 onto the object 1 to be inspected at an angle of 8.
4は光切断プロフィールであり、上記のスリット光3と
被検査体1との交るところにできる。Reference numeral 4 denotes a light cutting profile, which is formed at the intersection of the slit light 3 and the object 1 to be inspected.
5は上記光切断プロフィール4の曲りを測定するカメラ
、6はデスプレーであり、上記光切断プロフィール4が
上記カメラ5及びデスフレー6によって定まる倍率によ
り4aとして表示される。5 is a camera for measuring the curvature of the light cutting profile 4; 6 is a display; the light cutting profile 4 is displayed as 4a by the magnification determined by the camera 5 and the desflae 6;
このようなものでは上記被検査体1のそりが光切断プロ
フイ−ル4の曲りとなって現われ、そりの深さをh、光
切断角度(被検査体1とスリット光3との角度)をひと
すると、光切断プロフィール4の曲りの深さ1は次式の
ようになる。1=h/sino
上記の8を90o以下にすることにより、4・さなそり
も光切断プロフィール4上では1/sino倍に増幅さ
れ、この曲りは上記のカメラ5及びデスプレー6よりな
る光学的測定装置で測定される。In such a device, the warpage of the object 1 to be inspected appears as a curvature of the light cutting profile 4, and the depth of the warp is h, and the light cutting angle (the angle between the object 1 and the slit light 3) is In short, the bending depth 1 of the optical cutting profile 4 is expressed by the following equation. 1=h/sino By setting 8 above to 90o or less, the curvature of 4 is also amplified by 1/sino times on the optical cutting profile 4, and this bending is caused by the optical Measured with a measuring device.
ところで、このような従来の測定方法では、光源2及び
スリット光3等によりなる1セットの光切断装置を用い
た場合には被検査材1の幅方向又は長手方向のいずれか
一方のみしか測定できず、同時に幅方向と長手方向の測
定を行うには複数の光切断装置が必要になる。又、被検
査体がその長手方向に移動中の場合には、横方向の測定
に関してはこの移動中に全長長手方向に亘つて測定され
るが、これと同時に長手方向の測定を行うには、長手方
向用の光切断装置を幅方向に所望の間隔で設置するか、
又は幅方向に光切断角度を変えることなく走査しなけれ
ばならない。このように複数の光切断装置を設けること
は装置全体が複雑となり、かつ高価になるばかりか、ス
ペース的にも問題を生ずる。By the way, in such a conventional measurement method, when one set of light cutting device consisting of the light source 2, slit light 3, etc. is used, it is possible to measure only one of the width direction or the longitudinal direction of the material to be inspected 1. First, a plurality of optical cutting devices are required to measure in the width direction and the longitudinal direction at the same time. Furthermore, when the object to be inspected is moving in its longitudinal direction, the measurement in the lateral direction is performed over the entire length during this movement, but in order to simultaneously measure the object in the longitudinal direction, Install longitudinal light cutting devices at desired intervals in the width direction, or
Alternatively, scanning must be performed in the width direction without changing the light cutting angle. Providing a plurality of light cutting devices in this way not only makes the entire device complicated and expensive, but also creates space problems.
この複数の光切断装置を設置することに代え、スリット
光を幅方向及び長手方向の2等分線上より、即ち450
のところにプロフィールができるように、斜め機から投
光する方法もあるが、得られた1つの測定値を幅方向及
び長手方向のそりに分解することが困難であり、更に被
検査体が大きくなると、一平面内にあるスリット光を作
ることが回折等の問題により困難になるという欠点があ
る。本発明は上記した従来の欠点を除去するものであり
、1セットの光切断装置による形状測定装置において、
形勤中の被検査体の幅方向及び長手方向のそりを同時に
測定することができる測定方法を提供するものである。Instead of installing a plurality of light cutting devices, the slit light is cut from a line bisecting the width direction and the length direction, that is, 450
There is a method of projecting light from an oblique machine so that a profile can be created in the area, but it is difficult to separate the obtained measurement value into warpage in the width direction and length direction, and the object to be inspected is large. This has the disadvantage that it becomes difficult to create a slit beam within one plane due to problems such as diffraction. The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, and provides a shape measuring device using one set of light cutting devices.
The present invention provides a measurement method capable of simultaneously measuring warpage in the width direction and longitudinal direction of an object to be inspected during shaping.
本発明に係る方法は、被検査材の表面に対して斜めの方
向からしーザスポツトによりその幅方向に所定の時間間
隔でくり返し走査すると共に、被検査材をその長手方向
に走行させ、前記走査によってできる光点の描く光切断
プロフィールをテレビカメラで撮像する。The method according to the present invention involves scanning the surface of a material to be inspected diagonally with a laser spot in its width direction repeatedly at predetermined time intervals, and running the material to be inspected in its longitudinal direction. The light cutting profile drawn by the resulting light spot is imaged with a television camera.
そして、このテレビカメラの上記プロフィールの映像出
力の長手方向の成分を測定することにより、被検査材の
幅方向の複数の地点(X,,X2,一−Xn)でのそり
の深さのを各走査毎に求める。これにより、被検査材上
にその幅方向及び長手方向の各地点でのそりの深さが求
められる。従って、被検査材の幅方向の複数の地点(X
,,X2,ーーXn)でのそりの深さの変動に着目すれ
ば、被検査材の幅方向の形状が求められる。また、被検
査材の幅方向の複数の地点(X,,X2,一−×n)の
長手方向における各走査地点でのそりの深さの変動に着
目すれば、被検査材の長手方向の形状が求められる。以
下に、厚鋼板の形状測定に本発明を適用した一実施例を
第2図乃至第5図について詳細に説明する。By measuring the longitudinal component of the video output of the above profile of this television camera, the depth of warpage at multiple points (X, , X2, -Xn) in the width direction of the inspected material is determined. Obtained for each scan. As a result, the depth of warpage at each point in the width direction and longitudinal direction on the material to be inspected is determined. Therefore, multiple points (X
, , X2, --Xn), the shape of the material to be inspected in the width direction can be determined. In addition, if we focus on the variation in the depth of warpage at each scanning point in the longitudinal direction of multiple points (X, , X2, 1-xn) in the width direction of the material to be inspected, The shape is required. An embodiment in which the present invention is applied to shape measurement of a thick steel plate will be described in detail below with reference to FIGS. 2 to 5.
第2図において、7は厚鋼板よりなる被検査体であり、
Y方向へ移動される。In Fig. 2, 7 is an object to be inspected made of a thick steel plate;
It is moved in the Y direction.
8aはしーザ光源、8bは振動ミラー、9はしーザビー
ムであり、振動ミラー8bによって一平面内で矢印X方
向に走査され、被検査体7に対して角度0で投光される
。8a is a laser light source, 8b is a vibrating mirror, and 9 is a laser beam, which is scanned within one plane in the direction of arrow X by the vibrating mirror 8b, and projected onto the object 7 to be inspected at an angle of 0.
10aはしーザスポツト、10bはしーザスポット10
aが走査されることによってできる軌跡、即ち光切断プ
ロフィールを示すものである。10a is Caesar spot, 10b is Caesar spot 10
3A shows a trajectory created by scanning a, that is, a light cutting profile.
11はビデオカメラであり、上記の光切断プロフィール
10bを、被検査体7の幅方向を×、長手方向Yとして
撮像する。Reference numeral 11 denotes a video camera, which images the above-mentioned light cutting profile 10b with the width direction of the inspected object 7 being x and the longitudinal direction Y.
12は制御部であり、上記のビデオカメラ11が接続さ
れ、該カメラと共にXYトラッカーが構成され、該トラ
ッカーによりレーザスポット10aの動きを×−Y座標
系出力として得るものである。Reference numeral 12 denotes a control section to which the video camera 11 described above is connected, and together with the camera constitutes an XY tracker, which obtains the movement of the laser spot 10a as an output in the x-y coordinate system.
このXYトラッカーは周知のものであり、例えば鈴木、
倉沢「イメージデイセクタ−とその計測用テレビジョン
への応用」テレビジョン第25蓋7号1971に詳細が
示されている。13はモニタ、14は後述するように幅
方向のある定位層、即ち制御部12の×位置出力X,,
X2,X3…XnにおけるY出力のみを通し、次の走査
までのホールドする回路、15はしコーダを示すもので
ある。This XY tracker is well known, such as Suzuki,
Details are shown in Kurasawa's "Image Disector and its Application to Measurement Television" Television No. 25, No. 7, 1971. 13 is a monitor, and 14 is a certain localization layer in the width direction as described later, that is, x position output X of the control unit 12, .
15 represents a circuit that passes only the Y outputs of X2, X3, . . . , Xn and holds them until the next scan.
上記したレーザ光源8aと振動ミラー8bとによって作
られるレーザビーム9及び被検査体7による光切断プロ
フィール10bは被検査体7の形状に応じて1/sin
6倍に増幅される。The laser beam 9 created by the laser light source 8a and the vibrating mirror 8b and the light cutting profile 10b by the object 7 to be inspected are 1/sin according to the shape of the object 7 to be inspected.
It is amplified 6 times.
上記しーザビーム9の走査は被検査体7の移動速度に比
較して充分速くする必要があり、例えば被検査体7の速
度を6仇h/mjnとした場合に走査周波数を3〜5H
Z程度とする。幅方向X帆、長手方向Y側の視野を有す
る前記のXYトラッカーでレーザスポット10aの視野
内での位置P(x,y)を計測し、これを電圧Vx、V
yに変換してこの電圧Vyから幅方向の形状を計測し、
第3図aに示すような信号をレコーダ15に記録すると
共にモニタ13にも幅方向の形状のプロフィールを表示
する。The scanning of the laser beam 9 needs to be sufficiently fast compared to the moving speed of the object 7 to be inspected. For example, when the speed of the object 7 to be inspected is 6h/mjn, the scanning frequency should be 3 to 5H.
It should be about Z. The position P (x, y) within the field of view of the laser spot 10a is measured by the XY tracker having a field of view in the width direction X side and the longitudinal direction Y side, and this is converted into voltages Vx and V.
y, and measure the shape in the width direction from this voltage Vy.
A signal as shown in FIG. 3a is recorded on the recorder 15, and a profile of the shape in the width direction is also displayed on the monitor 13.
一方、長手方向の形状の情報を得るために、前記回路1
4でレーザスポツト9の一走査における幅方向のある定
位層、即ち上記電圧VxのV刈 Vx2・・・Vxn(
実用的には両端と真中との3ヶ所で充分である)での電
圧VyのVy,、Vy2、・・・Vynを次の走査まで
それぞれホールドして通し、第3図bに示す如く幅方向
のある定位層における長手方向の形状を計測し、レコー
ダ15で記録する。次に前記した回路14の詳細を第4
図及び第5図について説明する。On the other hand, in order to obtain information on the shape in the longitudinal direction, the circuit 1
4, a certain localization layer in the width direction in one scan of the laser spot 9, that is, the V cutting of the voltage Vx, Vx2...Vxn(
Practically speaking, the voltages Vy at three locations (both ends and the center are sufficient) are held and passed through until the next scan, and the voltages Vy, Vy2, ... Vyn are applied in the width direction as shown in Figure 3b. The longitudinal shape of a certain localization layer is measured and recorded by the recorder 15. Next, the details of the circuit 14 described above are explained in the fourth section.
The figure and FIG. 5 will be explained.
第4図において、16はVx,で動作するコンパレータ
、17は一定時間コンパレータ16の立上り及び立下り
で動作するモノマルチバイブレータ、18はVy出力を
モノマルチバィブレータ17の動作時間だけ通すゲート
回路、19はモノマルチバイブレータ17のの出力を微
分してかつ正側のパルスのみを通す微分器、20は微分
器19のパルスで導通となるスイッチングトランジスタ
、21はトランジスタ20が導通になるまでゲート回路
18の出力をホールドするコンデンサ、22はコンデン
サ21の出力がトランジスタ20の導適時以外は放電し
ないようにするための充分大きな抵抗を前段にもつイン
ピーダンス変換回路、23は平滑回路を示すものである
。電圧Vx,に関して上記のように構成された回路24
−,と同様の回路24−2…24一nが電圧Vx2、・
・・Vmについても構成され、これらの回路24一,、
24一2、…24一nにより前記した回路14が構成さ
れている。上記の回路24−,において、コンパレータ
16、モノマルチバイブレータ17及びゲート回路18
で初めのレーザスポット9の走査の電圧Vx,における
電圧Vy,のみを通し、微分器19、コンデンサ21及
びトランジスタ20で次の走査Vx,になるまでホール
ドし、変換回路22及び平滑回路23において長手方向
の幅方向X,における形状に対応した電圧出力が得られ
る。上記の回路24−,における電圧VX、コンパレ−
夕16の出力、モノマルチバイブレータ17の出力、微
分器19の出力、電圧Vy、及びコンデンサ21の出力
を第5図のa,b,c,d,e,fにそれぞれ示す。本
発明は叙上のようであり、光切断法により目視又は実測
困難な形状を1/sina倍に増幅して計測でき、又移
動中の被検査体を1セットの光切断装置、XYトラツカ
ー及びホールド回路により非接触でかつ高感度に幅方向
及び長手方向の形状測定ができ、更に従来のスリット光
に比較してレーザスポットを走査させることにより高輝
度の光切断プロフィールが得られ、かつ大型の被検査体
の測定も可能となるものである。In FIG. 4, 16 is a comparator that operates with Vx, 17 is a mono multivibrator that operates with the rise and fall of the comparator 16 for a certain period of time, and 18 is a gate circuit that passes the Vy output for only the operating time of the mono multivibrator 17. 19 is a differentiator that differentiates the output of the mono multivibrator 17 and passes only the positive pulse; 20 is a switching transistor that becomes conductive with the pulse of the differentiator 19; and 21 is a gate circuit 18 until the transistor 20 becomes conductive. 22 is an impedance conversion circuit having a sufficiently large resistance at the front stage to prevent the output of the capacitor 21 from discharging except when the transistor 20 is turned on. 23 is a smoothing circuit. The circuit 24 configured as described above with respect to the voltage Vx,
-, the circuits 24-2...24-n have voltages Vx2, .
...Vm is also configured, and these circuits 24-,...
24-2, . . . 24-n constitute the circuit 14 described above. In the above circuit 24-, the comparator 16, the monomultivibrator 17 and the gate circuit 18
Pass only the voltage Vy at the first scan voltage Vx of the laser spot 9, hold it in the differentiator 19, capacitor 21 and transistor 20 until the next scan Vx, A voltage output corresponding to the shape in the width direction X can be obtained. Voltage VX in the above circuit 24-, comparator
The output of the voltage generator 16, the output of the mono-multivibrator 17, the output of the differentiator 19, the voltage Vy, and the output of the capacitor 21 are shown in a, b, c, d, e, and f of FIG. 5, respectively. As described above, the present invention is capable of amplifying and measuring shapes that are difficult to visually or actually measure by a factor of 1/sina using the optical cutting method, and also includes a set of optical cutting equipment, an XY tracker, and an XY tracker. The hold circuit enables non-contact and highly sensitive shape measurement in the width and length directions.Furthermore, compared to conventional slit light, scanning the laser spot enables a high-intensity light cutting profile to be obtained. Measurement of the object to be inspected is also possible.
第1図は従来例を示すブロック図、第2図は本発明の一
実施例を示すブロック図、第3図は第2図のものの動作
を説明する波形図、第4図は第2図のものの要部を詳細
に示すブロック図、第5図は第4図のもののタイムチャ
ートを示すものである。
7・・・・・・被検査体、8a・・・・・・光源、8b
・・・・・・振動ミフー、9……レーザピーム、10a
……レーザスポツト、10b・・・・・・光切断プロフ
ィール、11・・・ビデオカメラ、12・・・・・・制
御部、13・・・…モニタ、15……レコーダ。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図Fig. 1 is a block diagram showing a conventional example, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a waveform diagram explaining the operation of the one shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a block diagram showing an example of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the main parts of the device in detail, and FIG. 5 shows a time chart of the device shown in FIG. 7...Object to be inspected, 8a...Light source, 8b
... Vibration Mifu, 9... Laser beam, 10a
... Laser spot, 10b ... Optical cutting profile, 11 ... Video camera, 12 ... Control section, 13 ... Monitor, 15 ... Recorder. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5
Claims (1)
ツトによりその幅方向に所定の時間間隔でくり返し走査
すると共に、被検査材をその長手方向に走行させ、 前
記走査によつてできる光点の描く光切断ブロコイールを
テレビカメラで撮像し、 このテレビカメラの上記プロ
フイールの映像出力の長手方向の成分を測定することに
より、被検査材の幅方向の複数の地点(X_1,X_2
−−X_n)でのそりの深さを各走査毎に求め、このそ
りの深さの変動に基づいて被検査材の幅方向の形状を測
定すると共に、 被検査材の幅方向の複数の各地点(X
_1,X_2,−−X_n)の長手方向における各走査
地点でのそりの深さの変動に基づいて被検査体の長手方
向の形状を測定するようにしたことを特徴とする平板の
形状測定方法。1. Scanning the surface of the material to be inspected diagonally with a laser spot in its width direction repeatedly at predetermined time intervals, and moving the material to be inspected in its longitudinal direction; By capturing an image of the drawn light-cutting brocoil with a television camera and measuring the longitudinal component of the video output of the above profile of the television camera, multiple points (X_1, X_2) in the width direction of the material to be inspected are
--X_n) is determined for each scan, and the shape of the material to be inspected in the width direction is measured based on the variation in the depth of warpage. Point (X
_1, .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50113138A JPS6027924B2 (en) | 1975-09-20 | 1975-09-20 | How to measure the shape of a flat plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50113138A JPS6027924B2 (en) | 1975-09-20 | 1975-09-20 | How to measure the shape of a flat plate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5237462A JPS5237462A (en) | 1977-03-23 |
| JPS6027924B2 true JPS6027924B2 (en) | 1985-07-02 |
Family
ID=14604512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50113138A Expired JPS6027924B2 (en) | 1975-09-20 | 1975-09-20 | How to measure the shape of a flat plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1975
- 1975-09-20 JP JP50113138A patent/JPS6027924B2/en not_active Expired
Also Published As
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|---|---|
| JPS5237462A (en) | 1977-03-23 |
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