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JPH0585005B2 - - Google Patents
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JPH0585005B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0585005B2
JPH0585005B2 JP32149287A JP32149287A JPH0585005B2 JP H0585005 B2 JPH0585005 B2 JP H0585005B2 JP 32149287 A JP32149287 A JP 32149287A JP 32149287 A JP32149287 A JP 32149287A JP H0585005 B2 JPH0585005 B2 JP H0585005B2
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JP
Japan
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diameter
detection device
light
small
measured
Prior art date
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Application number
JP32149287A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH01163602A (en
Inventor
Takeji Egashira
Masaki Komatsu
Seikichi Ogata
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP32149287A priority Critical patent/JPH01163602A/en
Publication of JPH01163602A publication Critical patent/JPH01163602A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は棒状体の外径測定装置、特に棒状体
の被測定物の輪郭を光学的にとらえて外径を測定
する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an apparatus for measuring the outer diameter of a rod-shaped object, and more particularly to an apparatus for measuring the outer diameter of a rod-shaped object by optically capturing the outline of the object to be measured.

この発明の外径測定装置は、丸鋼、鋼管、鋼線
その他の材質あるいは形状の材料の外径測定に用
いられる。
The outer diameter measuring device of the present invention is used to measure the outer diameter of round steel, steel pipes, steel wires, and other materials or shapes.

(従来の技術) 従来、この種の測定技術は数多く提案されてい
る。
(Prior Art) Many measurement techniques of this type have been proposed in the past.

たとえば、実公昭40−16377あるいは特開昭52
−119253は、回転板に投光用光源と検出部とを取
り付けて構成した回転光学系を用い、棒材の全周
にわたる直径を連続的に測定する方式を提案して
いる。
For example, Utility Model Publication No. 40-16377 or Japanese Patent Application Publication No. 52
-119253 proposes a method for continuously measuring the diameter of a bar over its entire circumference using a rotating optical system configured by attaching a light source and a detection unit to a rotating plate.

また、細物材と太物材とを同一回転板上で測定
する装置として、上下に配置した1組の細物用装
置と左右に配置した2組の太物用装置をそれぞれ
使い分ける回転形寸法測定装置が提案されてい
る。
In addition, as a device for measuring thin materials and thick materials on the same rotary plate, one set of devices for thin materials placed above and below and two sets of devices for thick materials placed on the left and right are used separately. A measuring device has been proposed.

上記回転形寸法測定装置は、環状の回転板、回
転板を回転駆動する装置、平行な測定光を被測定
物に照射する3組の投光装置、小径用検出装置
(細物材用)および一対の大径用検出装置(太物
材用)を備えている。これら投光装置、小径用検
出装置および一対の大径用検出装置は回転板に取
り付けられており、小径用検出装置および大径用
検出装置は被測定物のエツジを検出する結像光学
系およびリニアイメージセンサとを有している。
そして、回転板を回転させ、被測定物の軸線が回
転板の中心に一致するようにして被測定物を送り
ながら被測定物に投光装置により測定光を投光
し、小径用検出装置により小径の被測定物の両エ
ツジを、また対をなす大径用検出装置により大径
の被測定物の片側エツジをそれぞれ検出して、被
測定物の外径を測定する。
The above-mentioned rotary type dimension measuring device consists of an annular rotating plate, a device that rotationally drives the rotating plate, three sets of light projecting devices that irradiate the object to be measured with parallel measurement light, a small diameter detection device (for thin materials), and a device that rotates the rotating plate. Equipped with a pair of large diameter detection devices (for thick materials). These light projecting device, small-diameter detection device, and a pair of large-diameter detection devices are attached to a rotating plate, and the small-diameter detection device and large-diameter detection device have an imaging optical system and It has a linear image sensor.
Then, the rotating plate is rotated so that the axis of the measured object coincides with the center of the rotating plate, and while feeding the measured object, the measuring light is projected onto the measured object by the light projector, and the measuring light is emitted by the small diameter detection device. The outer diameter of the object to be measured is measured by detecting both edges of the object to be measured having a small diameter and by detecting one edge of the object to be measured having a large diameter using a pair of detection devices for large diameters.

(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の装置では、細物材の測定装置は一列
に配列された光電素子群内の影の数を計測するこ
とによつて外径を測定している。この方法におけ
る最小測定可能径は受光素子1個分から可能であ
るが、最大測定可能径には限界がある。すなわ
ち、最大測定可能径は“受光素子1個分(分解
能)×受光素子数”であるので、分解能を大きく
することは精度を悪くすることを意味するので、
精度面からみた限界がある。また、受光素子数を
大きくすると、情報量が多くなるため検出信号の
処理に長時間を要する。さらに、結像レンズの口
径が大きくなる等の制約もある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional device described above, the device for measuring thin materials measures the outer diameter by measuring the number of shadows within a group of photoelectric elements arranged in a row. . Although the minimum measurable diameter in this method is possible from one light receiving element, there is a limit to the maximum measurable diameter. In other words, the maximum measurable diameter is "one light-receiving element (resolution) x number of light-receiving elements", so increasing resolution means decreasing accuracy.
There are limits in terms of accuracy. Furthermore, when the number of light receiving elements is increased, the amount of information increases, so it takes a long time to process the detection signal. Furthermore, there are also restrictions such as an increase in the aperture of the imaging lens.

つぎに、太物材の測定装置は、2組の光電素子
群により影の発生部の両端を検出することによつ
て外径を測定している。この太物材の測定装置で
は、2組の光電素子群の設置間隔を0にすること
は物理的に不可能であり、また投光部および結像
レンズの設置に空間的な制限があることから、最
小測定可能径にはある限界がある。したがつて、
連続的に細物から太物までの被測定物を測定する
ためには、上記二式以上の装置を使い分ける必要
がある。これより、スペース上の問題、両装置の
2組の投光部が独立しているために光束に相違が
あり、誤差の原因となることおよびコスト高にな
るなどの問題があつた。
Next, the measuring device for thick materials measures the outer diameter by detecting both ends of the shadow generating area using two photoelectric element groups. With this measuring device made of thick materials, it is physically impossible to set the installation interval between the two sets of photoelectric element groups to 0, and there are also spatial restrictions on the installation of the light projector and imaging lens. Therefore, there is a certain limit to the minimum measurable diameter. Therefore,
In order to continuously measure objects ranging from thin to thick objects, it is necessary to use two or more of the above-mentioned devices. This has led to problems such as a space problem, a difference in luminous flux because the two sets of light projecting parts of both devices are independent, which causes errors, and an increase in cost.

そこで、この発明は細物材から太物材まで高い
精度で連続して測定可能であり、構造が簡単、か
つ廉価な棒状体の外径測定装置を提供しようとす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide an apparatus for measuring the outer diameter of a rod-shaped body, which is capable of continuously measuring thin to thick materials with high accuracy, has a simple structure, and is inexpensive.

(問題点を解決するための手段) この発明の棒状体の外径測定装置は、平行な測
定光を被測定物に照射する1組の投光装置、小径
用検出装置、一対の大径用検出装置、ハーフミラ
ーおよび一対のミラーを備えている。
(Means for Solving the Problems) The rod-shaped body outer diameter measuring device of the present invention includes a set of light projecting devices that irradiate parallel measurement light onto an object to be measured, a small diameter detection device, and a pair of large diameter detection devices. It includes a detection device, a half mirror, and a pair of mirrors.

投光装置は光源および投影光学系を備えてい
る。光源として半導体レーザ、気体レーザ、ある
いはハロゲンランプなどの白熱ランプが用いられ
る。投影光学系は幅広い平行光を作り出すために
コリメータレンズ、放物面鏡などからなり、1組
の投光装置により小径から大径までの被測定物を
連続的に測定することができる。
The light projection device includes a light source and a projection optical system. A semiconductor laser, a gas laser, or an incandescent lamp such as a halogen lamp is used as a light source. The projection optical system consists of a collimator lens, a parabolic mirror, etc. to produce a wide range of parallel light, and can continuously measure objects from small diameters to large diameters using a set of light projection devices.

小径用検出装置および大径用検出装置は、それ
ぞれ被測定物の像を検出する結像光学系およびリ
ニアイメージセンサを有している。リニアイメー
ジセンサは直線状に配列した光電素子群よりな
り、CCD型イメージセンサあるいはMOS型イメ
ージセンサなどが用いられる。
The small-diameter detection device and the large-diameter detection device each have an imaging optical system and a linear image sensor that detect an image of the object to be measured. A linear image sensor consists of a group of photoelectric elements arranged in a straight line, and uses a CCD type image sensor or a MOS type image sensor.

小径用検出装置は測定光の光路の側方に配置さ
れている。また、対をなす大径用検出装置は測定
光の光路の両側で相対するようにして小径用検出
装置よりも後方に、すなわち測定光の進行方向に
沿つて被測定物よりもより遠くに配置されてい
る。
The small diameter detection device is placed on the side of the optical path of the measurement light. In addition, the pair of large-diameter detection devices are placed opposite to each other on both sides of the optical path of the measurement light, and are placed behind the small-diameter detection device, that is, further away from the object to be measured along the traveling direction of the measurement light. has been done.

ハーフミラーは、測定光の光路に対し傾斜する
ようにしてが配置されている。傾斜角度は、小径
の被測定物の両エツジ像が小径用検出装置に入射
する角度となつている。また、一対のミラーは測
定光の光路に対して傾斜し、かつハーフミラーの
後方で測定光中心線の両側で相対するようにして
配置されている。ミラーの傾斜角度は、大径の被
測定物の片側エツジ像が対をなす大径用検出装置
のそれぞれに入射する角度となつている。
The half mirror is arranged so as to be inclined with respect to the optical path of the measurement light. The inclination angle is such that both edge images of the small-diameter object to be measured are incident on the small-diameter detection device. Further, the pair of mirrors are inclined with respect to the optical path of the measurement light, and are arranged so as to face each other on both sides of the measurement light center line behind the half mirror. The inclination angle of the mirror is such that one side edge image of the large-diameter object to be measured is incident on each of the paired large-diameter detection devices.

なお、上記投光装置、小径用検出装置、一対の
大径用検出装置、ハーフミラーおよび一対のミラ
ーを一つの基板に取り付けるようにしてもよい。
この場合、基板は支持スタンドなどに支持され
る。一般に、被測定物は水平姿勢で送られて来る
ので、基板は板面が垂直となる姿勢をしている。
また、基板を回転あるいは揺動可能に支持するよ
うにしてもよい。この場合、基板の回転あるいは
揺動駆動装置として通常のベルト伝動機構、チエ
ーン伝動機構あるいは歯車伝動機構などと電動モ
ータあるいは流体圧シリンダなどとの組合せが用
いられる。
Note that the light projecting device, the small-diameter detection device, the pair of large-diameter detection devices, the half mirror, and the pair of mirrors may be attached to one substrate.
In this case, the substrate is supported by a support stand or the like. Generally, the object to be measured is sent in a horizontal position, so the board surface is vertical.
Further, the substrate may be supported rotatably or swingably. In this case, a combination of an ordinary belt transmission mechanism, chain transmission mechanism, gear transmission mechanism, etc., and an electric motor, a fluid pressure cylinder, etc. is used as a rotation or swing driving device for the substrate.

(作 用) 小径の被測定物の場合、被測定物の像はハーフ
ミラーにより反射され、小径用検出装置のリニア
イメージセンサの結像面に結像する。被測定物の
直径は被測定物の像の陰の部分の長さとして検出
される。
(Function) In the case of a small-diameter measured object, the image of the measured object is reflected by a half mirror and formed on the imaging plane of the linear image sensor of the small-diameter detection device. The diameter of the object to be measured is detected as the length of the shadow part of the image of the object to be measured.

また、大径の被測定物の場合、予め両大径用検
出装置のリニアイメージセンサの基準点の間の距
離を求めておく。被測定物の像はハーフミラーを
透過し、後方の一対のミラーのそれぞれにより反
射され、各大径用検出装置のリニアイメージセン
サの結像面に結像する。リニアイメージセンサに
結像する被測定物の像は、片側のエツジを含む被
測定物の一部の像である。直径はリニアイメージ
センサの基準点間の距離およびリニアイメージセ
ンサに対する被測定物のエツジの像の位置により
求めるられる。なお、被測定物の直径がハーフミ
ラーの幅よりも大きい場合には、被測定物の像は
ハーフミラーを経ずに直接ミラーに入射される。
Furthermore, in the case of a large-diameter object to be measured, the distance between the reference points of the linear image sensors of both large-diameter detection devices is determined in advance. The image of the object to be measured passes through the half mirror, is reflected by each of the pair of rear mirrors, and is imaged on the imaging plane of the linear image sensor of each large-diameter detection device. The image of the object to be measured formed on the linear image sensor is an image of a part of the object to be measured, including an edge on one side. The diameter is determined by the distance between the reference points of the linear image sensor and the position of the image of the edge of the object relative to the linear image sensor. Note that when the diameter of the object to be measured is larger than the width of the half mirror, the image of the object to be measured is directly incident on the mirror without passing through the half mirror.

(実施例) 第1図および第2図はこの発明の外径測定装置
の一実施例を示すもので、第1図は縦断面図およ
び第2図は正面図である。この実施例の装置は、
インラインで高温丸鋼の外径を測定する。
(Embodiment) FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the outer diameter measuring device of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view and FIG. 2 is a front view. The device of this example is
Measuring the outer diameter of high-temperature round steel inline.

第1図に示すように、円筒状ハブ6が軸受3を
介してスタンド1に回転可能に水平姿勢で支持さ
れている。ハブ6の先端寄りには測定光Lが通過
する透過窓7が設けられている。
As shown in FIG. 1, a cylindrical hub 6 is rotatably supported by a stand 1 via a bearing 3 in a horizontal position. A transmission window 7 through which the measurement light L passes is provided near the tip of the hub 6.

ハブ6の先端寄りに設けられたフランジ8に環
状の回転板11がボルトにより固定されている。
回転板11には後述の投光装置21、小径用検出
装置31、対をなす大径用検出装置41,42、
ハーフミラー51および一対のミラー54,55
がそれぞれ取り付けられている。また、回転板1
1は回転板駆動装置14により回転駆動される。
An annular rotary plate 11 is fixed to a flange 8 provided near the tip of the hub 6 with bolts.
The rotating plate 11 includes a light projecting device 21, which will be described later, a small-diameter detection device 31, a pair of large-diameter detection devices 41 and 42,
Half mirror 51 and a pair of mirrors 54, 55
are attached to each. In addition, rotating plate 1
1 is rotationally driven by a rotary plate drive device 14.

回転板駆動装置14は電動モータ15、原動プ
ーリ16、従動プーリ17および歯付ベルト18
よりなつている。原動プーリ16は電動モータ1
5の出力軸に、また従動プーリ17はハブ6のフ
ランジ8にそれぞれ取り付けられている。そし
て、電動モータ15よりこのベルト伝動機構を介
して回転板11は回転駆動される。この実施例で
は、回転板11の回転速度は60rpmである。
The rotating plate drive device 14 includes an electric motor 15, a driving pulley 16, a driven pulley 17, and a toothed belt 18.
It's getting more familiar. The driving pulley 16 is the electric motor 1
The driven pulley 17 is attached to the output shaft of the hub 6, and the driven pulley 17 is attached to the flange 8 of the hub 6. The rotating plate 11 is rotationally driven by the electric motor 15 via this belt transmission mechanism. In this embodiment, the rotation speed of the rotary plate 11 is 60 rpm.

投光装置21は第3図および第4図に示すよう
に光源として半導体レーザ22を備えている。投
光装置21の投影光学系は、コリメータレンズ2
3、ミラー24,25、シリンダレンズ26、ス
ペーシヤルフイルタ(絞り)27および放物面鏡
28よりなつている。コリメータレンズ23は半
導体レーザ22からのコヒーレント光を集光し、
そのスポツト点にシリンダレンズ26が位置して
いる。シリンダレンズ26から扇状に拡散された
光を焦点距離の位置に設置した放物面鏡26で反
射させて平行な測定光Lを発生させる。光源22
からの光は扇状に拡散されるので、放物面鏡28
は横に細長の形状となつている。光源22からの
光はコヒーレント光であるため、回折および干渉
現象により雑音が発生するが、上記スペーシヤル
フイルタ(絞り)27はこの雑音を除去する。な
お、従来の装置ではコリメータレンズを使つて平
行光を発生させていたので、幅広い平行光を発生
させるためには大口径のレンズが必要となり、物
理的にもレンズ製作の困難さからしても実用的で
はなかつた。
The light projection device 21 includes a semiconductor laser 22 as a light source, as shown in FIGS. 3 and 4. The projection optical system of the light projector 21 includes a collimator lens 2
3, mirrors 24 and 25, a cylinder lens 26, a spatial filter (aperture) 27, and a parabolic mirror 28. The collimator lens 23 focuses the coherent light from the semiconductor laser 22,
A cylinder lens 26 is located at that spot. The light diffused in a fan shape from the cylinder lens 26 is reflected by the parabolic mirror 26 installed at the focal length position to generate parallel measurement light L. light source 22
The light from the parabolic mirror 28 is diffused in a fan shape.
It has a horizontally elongated shape. Since the light from the light source 22 is coherent light, noise is generated due to diffraction and interference phenomena, but the spatial filter (aperture) 27 removes this noise. In addition, since conventional devices generate parallel light using a collimator lens, a large-diameter lens is required to generate a wide range of parallel light, which is difficult both physically and due to the difficulty of manufacturing the lens. It wasn't practical.

小径用検出装置31は測定光Lの光路の側方に
配置されている。小径用検出装置31は結像レン
ズ33およびその結像面上に一列に配列された多
数の光電素子よりなるイメージセンサ36とから
なつている。光電素子として配列方向に7μの長
さを有するCCD素子が用いられている。そして、
投光装置21によつて丸鋼Sに照射された測定光
Lによりイメージセンサ36上に丸鋼Sの光学像
が結像される。その結果、イメージセンサ36よ
り得られる前記光学像の大きさに応じた信号より
丸鋼Sの外径が測定される。なお、小径用検出装
置31の設置スペースの関係から結像系の光路は
ミラー34により90度折れ曲つている。
The small diameter detection device 31 is arranged on the side of the optical path of the measurement light L. The small-diameter detection device 31 includes an imaging lens 33 and an image sensor 36 made up of a large number of photoelectric elements arranged in a line on the imaging surface of the imaging lens 33. A CCD element having a length of 7μ in the arrangement direction is used as a photoelectric element. and,
An optical image of the round steel S is formed on the image sensor 36 by the measurement light L irradiated onto the round steel S by the light projector 21 . As a result, the outer diameter of the round steel S is measured from a signal corresponding to the size of the optical image obtained by the image sensor 36. Note that due to the installation space of the small-diameter detection device 31, the optical path of the imaging system is bent by 90 degrees by the mirror 34.

対をなす大径用検出装置41,42は測定光L
の光路の両側で相対するようにして小径用検出装
置31よりも後方に配置されている。検出装置自
体の構成は小径用検出装置31と同じで、結像レ
ンズ43、ミラー44およびイメージセンサ46
を備えている。
The pair of large-diameter detection devices 41 and 42 are the measurement light L
They are arranged behind the small-diameter detection device 31 so as to face each other on both sides of the optical path. The configuration of the detection device itself is the same as the small diameter detection device 31, and includes an imaging lens 43, a mirror 44, and an image sensor 46.
It is equipped with

ハーフミラー51は、測定光Lの光路に対し45
度傾斜するように配置されている。丸鋼Sの像は
ハーフミラー51により反射され、小径の丸鋼S
の両エツジを含む像が小径用検出装置31に入射
される。小径の丸鋼Sと大径の丸鋼Sとを小径用
検出装置31および大径用検出装置41,42に
共通の光束として照射するために、ハーフミラー
51は1:1の透過率:反射率となつている。
The half mirror 51 has a 45-degree angle with respect to the optical path of the measurement light L.
It is arranged at an angle. The image of the round steel S is reflected by the half mirror 51, and the image of the round steel S with a small diameter is
An image including both edges is incident on the small diameter detection device 31. In order to irradiate the small-diameter round steel S and the large-diameter round steel S to the small-diameter detection device 31 and the large-diameter detection devices 41 and 42 as a common light beam, the half mirror 51 has a transmittance:reflection ratio of 1:1. rate.

一対のミラー54,55は測定光Lの光路に対
し45度傾斜し、かつハーフミラー51の後方で測
定光中心線の両側で相対するようにして配置され
ている。丸鋼Sの像はミラー54,55により反
射され、大径の丸鋼Sの片側エツジを含む像が大
径用検出装置41,42のそれぞれに入射され
る。
A pair of mirrors 54 and 55 are inclined at 45 degrees with respect to the optical path of the measurement light L, and are arranged behind the half mirror 51 so as to face each other on both sides of the measurement light center line. The image of the round steel S is reflected by mirrors 54 and 55, and the image including one edge of the large diameter round steel S is incident on the large diameter detection devices 41 and 42, respectively.

前記ハブ6には回転トランス58の1次コイル
が、スタンド1には2次コイルがそれぞれ取り付
けられている。リニアイメージセンサ36,46
からの信号は、回転トランス58を介して信号処
理装置、表示装置(いずれも図示しない)などに
伝送される。
A primary coil of a rotary transformer 58 is attached to the hub 6, and a secondary coil is attached to the stand 1. Linear image sensor 36, 46
The signals from the display are transmitted to a signal processing device, a display device (none of which are shown), etc. via a rotary transformer 58.

ハブ6の内側と出側にそれぞれ水冷筒61,6
2が設けられている。これら水冷筒61,62は
内部を冷却水が循環しており、回転トランス58
その他の付属機器が高温の丸鋼Sにより過熱され
るのを防止する。入側の水冷筒61に入側ガイド
64が、また出側の水冷筒62に出側ガイド65
がそれぞれ配置されている。出側水冷筒62の外
側にはエアリングノズル67が取り付けられてい
る。エアリングノズル67は清浄な空気を丸鋼通
路内にリング状に噴出して、測定光Lの光路の空
気の過熱によるゆらぎを防止するとともに、光路
中に浮遊するほこりを除去し、ほこりによる測定
光の散乱を防止する。ハブ6の先端の透過窓7に
投光側クリーナ71および受光側クリーナ72が
設けられている。これらクリーナ71,72は駆
動装置(図示しない)により往復動され、透過窓
面を周期的に摺動してこれを拭き清める。
Water cooling cylinders 61 and 6 are provided on the inside and exit sides of the hub 6, respectively.
2 is provided. Cooling water circulates inside these water cooling cylinders 61 and 62, and the rotary transformer 58
Prevents other attached equipment from being overheated by the hot round steel S. An entry guide 64 is attached to the water cooling cylinder 61 on the entry side, and an exit guide 65 is attached to the water cooling cylinder 62 on the exit side.
are placed respectively. An air ring nozzle 67 is attached to the outside of the outlet water cooling cylinder 62. The air ring nozzle 67 blows clean air into the round steel passage in a ring shape to prevent the optical path of the measurement light L from fluctuating due to overheating of the air, and also removes dust floating in the optical path to prevent measurement due to dust. Prevent light scattering. A light transmitting side cleaner 71 and a light receiving side cleaner 72 are provided in the transmission window 7 at the tip of the hub 6 . These cleaners 71 and 72 are reciprocated by a drive device (not shown) and periodically slide on the transparent window surface to wipe it clean.

測定は回転板11を回転駆動しながら行なうの
で、多方向から外径が測定されることになる。し
たがつて、断面形状が円形だけでなく、多角形で
あつても外径を測定することができる。たとえ
ば、正n角形(n:4以上の偶数)については、
最大値(極大値)が外径(最大長対角線)を示す
ことになる。また、丸鋼Sをこれの長手方向に送
りながら測定するので、ら旋状に丸鋼Sを走査し
ながら直径が測定されることになる。
Since the measurement is performed while rotating the rotary plate 11, the outer diameter is measured from multiple directions. Therefore, the outer diameter can be measured not only when the cross-sectional shape is circular but also polygonal. For example, for a regular n-gon (n: an even number of 4 or more),
The maximum value (local maximum value) indicates the outer diameter (maximum length diagonal line). Moreover, since the measurement is performed while feeding the round steel S in its longitudinal direction, the diameter is measured while scanning the round steel S in a spiral shape.

この実施例の装置では、受光素子群を5000個配
列し、レンズ倍率は0.7であつた。小径用検出装
置31では直径35mmまで測定可能であり、それ以
上の外径の場合には大径用検出装置41,42に
より測定する。なお、従来の固定タイプの装置で
は、受光素子群、レンズ倍率がこの実施例のもの
と同じであるとすると、大径用受光素子群では直
径35〜100mmまで測定できる。これに対して、こ
の実施例の装置では150mm以上に拡大可能である。
また、小径用検出装置31による測定誤差は±
20μmであり、大径用検出装置41,42による
測定誤差は±40μmである。
In the device of this example, 5000 light receiving element groups were arranged and the lens magnification was 0.7. The small-diameter detection device 31 can measure diameters up to 35 mm, and larger diameters are measured by the large-diameter detection devices 41 and 42. In addition, in the conventional fixed type device, assuming that the light receiving element group and the lens magnification are the same as those of this embodiment, the large diameter light receiving element group can measure diameters of 35 to 100 mm. In contrast, the device of this embodiment can be expanded to 150 mm or more.
In addition, the measurement error due to the small diameter detection device 31 is ±
20 μm, and the measurement error by the large diameter detection devices 41 and 42 is ±40 μm.

この発明は上記実施例に限られるものではな
く、たとえばハーフミラー51あるいは対となつ
たミラー54,55は、設置スペースの点から測
定光Lに対し45度以外の角度であつてもよい。測
定は回転板11を回転駆動しながら行つたが、投
光装置21、検出装置31,41,42などを固
定した基盤などに取り付けたもであつてもよい。
また、小径用検出装置31および大径用検出装置
41,42はL字形をしているが、これらは直筒
形であつてもよい。さらにまた、伝送装置として
回転トランス58の代わりに無線方式を用いても
よい。
The present invention is not limited to the above embodiments; for example, the half mirror 51 or the pair of mirrors 54 and 55 may be at an angle other than 45 degrees with respect to the measurement light L in view of the installation space. Although the measurement was carried out while rotating the rotary plate 11, the light projecting device 21, the detecting devices 31, 41, 42, etc. may be attached to a fixed base or the like.
Further, although the small diameter detection device 31 and the large diameter detection devices 41 and 42 are L-shaped, they may be straight cylindrical. Furthermore, a wireless system may be used as the transmission device instead of the rotary transformer 58.

(発明の効果) この発明の装置は、小径の被測定物Sの両エツ
ジ像が小径用検出装置31に入射するように測定
光Lの光路に対し傾斜するようにしてハーフミラ
ー51が配置されている。ハーフミラー51は測
定光Lを二分割する。また、大径の被測定物Sの
片側エツジ像が対をなす大径用検出装置41,4
2のそれぞれに入射するように測定光Lの光路に
対して傾斜し、かつハーフミラー51の後方で測
定光中心線の両側で相対するようにして一対のミ
ラー54,55が配置されている。したがつて、
小径用検出装置31および大径用検出装置41,
42を被測定物Sの直径に応じて使い分けること
ができ、1組の投光装置21により広いレンジに
わたり被測定物Sの外径を測定することができ
る。この結果、検出装置を数組設ける必要はな
く、装置設置のためのスペースは狭くてすむ。ま
た、細物から太物まで共通した一つの測定光Lで
測定するため、被測定物Sの外径あるいは真円度
を精度よく測定することが可能となつた。
(Effects of the Invention) In the apparatus of the present invention, the half mirror 51 is arranged so as to be inclined with respect to the optical path of the measurement light L so that both edge images of the small diameter object S to be measured are incident on the small diameter detection device 31. ing. The half mirror 51 divides the measurement light L into two. Also, large-diameter detection devices 41 and 4 have a pair of edge images on one side of the large-diameter object S to be measured.
A pair of mirrors 54 and 55 are arranged so as to be inclined with respect to the optical path of the measurement light L so as to be incident on each of the measurement light beams L and to face each other on both sides of the measurement light center line behind the half mirror 51. Therefore,
Small diameter detection device 31 and large diameter detection device 41,
42 can be used depending on the diameter of the object to be measured S, and the outer diameter of the object to be measured S can be measured over a wide range with one set of light projecting devices 21. As a result, it is not necessary to provide several sets of detection devices, and the space for installing the devices can be narrow. Furthermore, since measurements are carried out using a single measurement light L that is common to both thin and thick objects, it has become possible to accurately measure the outer diameter or roundness of the object S to be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すもので、外
径測定装置の縦断面図、第2図は第1図に示す装
置の正面図、第3図は投光装置の平面図、および
第4図は第3図に示す投光装置の側面図である。 1……スタンド、6……ハブ、11……回転
板、14……回転駆動装置、21……投光装置、
22……光源、26……シリンダレンズ、27…
…絞り、28……放物面鏡、31……小径用検出
装置、36……イメージセンサ、41,42……
大径用検出装置、46……イメージセンサ、51
……ハーフミラー、54,55……ミラー、58
……回転トランス、61,62……水冷筒、6
4,65……ガイド、67……エアリングノズ
ル、71,72……クリーナ、S……被測定物、
L……測定光。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a vertical cross-sectional view of an outer diameter measuring device, FIG. 2 is a front view of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a light projecting device. FIG. 4 is a side view of the light projecting device shown in FIG. 3. 1... Stand, 6... Hub, 11... Rotating plate, 14... Rotation drive device, 21... Light projecting device,
22...Light source, 26...Cylinder lens, 27...
... Aperture, 28 ... Parabolic mirror, 31 ... Small diameter detection device, 36 ... Image sensor, 41, 42 ...
Large diameter detection device, 46... Image sensor, 51
...Half mirror, 54, 55...Mirror, 58
... Rotating transformer, 61, 62 ... Water cooling cylinder, 6
4, 65... Guide, 67... Air ring nozzle, 71, 72... Cleaner, S... Measured object,
L...Measurement light.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 平行な測定光を被測定物に照射する投光装
置、小径用検出装置および一対の大径用検出装置
を備え、小径用検出装置および大径用検出装置が
それぞれ被測定物の像を検出する結像光学系およ
びリニアイメージセンサを有する装置において、
小径用検出装置が測定光の光路の側方に配置さ
れ、対をなす大径用検出装置が測定光の光路の両
側で相対するようにして小径用検出装置よりも後
方に配置され、小径の被測定物の両エツジ像が小
径用検出装置に入射するように測定光の光路に対
し傾斜させてハーフミラーが設けられており、大
径の被測定物の片側エツジ像が対をなす大径用検
出装置のそれぞれに入射するように測定光の光路
に対し傾斜する一対のミラーが前記ハーフミラー
の後方で測定光中心線の両側で相対するようにし
て設けられていることを特徴とする棒状体の外径
測定装置。
1 Equipped with a light projector that irradiates the object to be measured with parallel measurement light, a small-diameter detection device, and a pair of large-diameter detection devices, and the small-diameter detection device and the large-diameter detection device each detect an image of the measurement object. In an apparatus having an imaging optical system and a linear image sensor,
A detection device for small diameters is placed on the side of the optical path of the measurement light, and a pair of detection devices for large diameters are placed behind the detection device for small diameters so as to face each other on both sides of the optical path of the measurement light. A half mirror is installed at an angle with respect to the optical path of the measurement light so that both edge images of the object to be measured enter the small-diameter detection device, and one side edge image of the large-diameter object enters the small-diameter detection device. a pair of mirrors that are inclined with respect to the optical path of the measurement light so as to be incident on each of the detection devices, and are provided so as to face each other on both sides of the center line of the measurement light behind the half mirror; Body outer diameter measuring device.
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