JP2024107594A - Measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring device.
例えば、製缶工程には、多数の加工工程が含まれる。各加工工程で適切な加工が行われているか、確認作業が行われる。例えば、作業者が製造ラインの途中から定期的に缶を抽出して製造途中の缶の寸法を測定する検査などが行われている。特許文献1には、効率的に検査を行い、不良缶を早期に発見して製造ラインから排除することについて開示されている。この文献には、絞りしごき加工の後のトリミング加工を行うトリミング装置に設けられる、缶高寸法等を測定して寸法が許容範囲外である缶を排除する、測定装置及び排除装置について開示されている。上述の例のように、物品の製造工程において、加工や製品の良否等を判定するために、各種寸法の測定が求められている。
For example, the can manufacturing process includes many processing steps. Each processing step is checked to ensure that the processing is performed appropriately. For example, an inspection is performed in which a worker periodically extracts cans from the middle of the production line and measures the dimensions of the cans during production.
本発明は、筒状の測定対象物の寸法を測定することを目的とする。 The purpose of the present invention is to measure the dimensions of a cylindrical measurement object.
本発明の一態様によれば、測定装置は、筒状の測定対象物の一端の周の一部の位置である端部測定位置を測定するように前記端部測定位置を挟んで投光器と受光器とが配置されるように構成されている透過方式のレーザー測定器を含み、前記端部測定位置を示す第1の信号を出力するように構成された、第1測定器と、前記第1の信号に基づいて、前記測定対象物の基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出するように構成された演算装置とを備える。 According to one aspect of the present invention, the measurement device includes a transmission type laser measurement device configured to arrange a light projector and a light receiver on either side of an end measurement position, which is a position of a portion of the circumference of one end of a cylindrical measurement object, and is equipped with a first measurement device configured to output a first signal indicating the end measurement position, and a calculation device configured to calculate the length from a reference position of the measurement object to the end measurement position based on the first signal.
上記の測定装置において、前記投光器は、前記測定対象物の前記一端を含んで形成される面に対して傾斜してレーザー光を帯状に平行照射するように構成されていてもよい。 In the above-mentioned measuring device, the light projector may be configured to irradiate the laser light in a band-like parallel manner at an angle with respect to a plane formed including the one end of the object to be measured.
上記の何れかの測定装置において、前記投光器と前記受光器とは、前記測定対象物の全体を挟んで前記測定対象物の外側に配置されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the light projector and the light receiver may be arranged outside the object to be measured, sandwiching the entire object to be measured.
上記の何れかの測定装置は、既知の位置に配置された校正部材をさらに備え、前記校正部材の前記既知の位置は、前記第1測定器が前記端部測定位置を特定できる測定可能位置に前記測定対象物がないときには前記投光器から照射されたレーザー光の一部を遮り、前記測定可能位置に前記測定対象物があるときには前記測定対象物によって遮られるために前記投光器から照射されたレーザー光が当たらない位置であってもよい。 Any of the above measuring devices may further include a calibration member arranged at a known position, and the known position of the calibration member may be a position that blocks a part of the laser light irradiated from the projector when the measurement object is not present at a measurable position where the first measuring device can identify the end measurement position, and is not hit by the laser light irradiated from the projector when the measurement object is present at the measurable position because it is blocked by the measurement object.
上記の何れかの測定装置において、前記第1測定器は、前記測定可能位置に前記測定対象物がないときに少なくとも一回、前記校正部材の端部の位置を示す第2の信号を出力し、前記演算装置は、前記長さを算出する際に、前記第2の信号に基づいた校正演算を行うように構成されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the first measuring device may be configured to output a second signal indicating the position of the end of the calibration member at least once when the measurement object is not present at the measurable position, and the calculation device may be configured to perform a calibration calculation based on the second signal when calculating the length.
上記の何れかの測定装置において、前記校正部材は、複数種類の前記測定対象物に応じた互いに異なる前記既知の位置に固定された、複数の校正要素を含み、前記投光器及び前記受光器は、複数種類の前記測定対象物に応じた互いに異なる位置に移動可能であるように構成されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the calibration member may include a plurality of calibration elements fixed at different known positions corresponding to a plurality of types of the measurement object, and the light projector and the light receiver may be configured to be movable to different positions corresponding to a plurality of types of the measurement object.
上記の何れかの測定装置は、前記測定対象物の側面の一部である側面測定位置を測定し、前記側面測定位置を示す第3の信号を出力するように構成された第2測定器をさらに備え、前記演算装置は、前記長さを算出する際に前記第3の信号を用いた校正演算を行う、又は、前記第3の信号に基づいて前記長さの算出の要否を判定するように構成されていてもよい。 Any of the above measuring devices may further include a second measuring device configured to measure a side measurement position, which is a part of the side of the measurement object, and output a third signal indicating the side measurement position, and the calculation device may be configured to perform a calibration calculation using the third signal when calculating the length, or to determine whether or not it is necessary to calculate the length based on the third signal.
上記の何れかの測定装置において、前記端部測定位置と前記側面測定位置とは、前記測定対象物の軸を含む同一平面に位置していてもよい。 In any of the above measuring devices, the end measurement position and the side measurement position may be located in the same plane that includes the axis of the measurement object.
上記の何れかの測定装置において、前記第2測定器は、前記側面測定位置を挟んで前記測定対象物の外側に投光器と受光器とが配置されるように構成されている透過方式のレーザー測定器を含んでいてもよい。 In any of the above measuring devices, the second measuring device may include a through-beam type laser measuring device configured such that a light projector and a light receiver are disposed outside the measurement object with the side measurement position in between.
上記の何れかの測定装置において、前記投光器は、前記測定対象物の前記一端を含んで形成される面に対して平行にレーザー光を帯状に平行照射するように構成されており、前記投光器及び前記受光器の一方は、前記測定対象物の内側に配置され、前記投光器及び前記受光器の他方は、前記測定対象物の外側に配置されるように構成されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the light projector may be configured to irradiate a band of laser light parallel to a surface formed including the one end of the object to be measured, and one of the light projector and the light receiver may be arranged inside the object to be measured, and the other of the light projector and the light receiver may be arranged outside the object to be measured.
上記の何れかの測定装置は、前記測定対象物を前記測定対象物の軸の周りに回転させるように構成された回転装置をさらに備え、前記第1測定器は、一つの前記測定対象物において複数の端部測定位置を特定するように構成されており、前記演算装置は、一つの前記測定対象物において複数の前記基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出するように構成されていてもよい。 Any of the above measuring devices may further include a rotation device configured to rotate the measurement object around the axis of the measurement object, the first measuring device may be configured to identify multiple end measurement positions on one of the measurement objects, and the calculation device may be configured to calculate lengths from multiple reference positions to the end measurement positions on one of the measurement objects.
上記の何れかの測定装置において、前記演算装置は、前記測定対象物の一端の周に段差があるか否かを判定するように構成されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the computing device may be configured to determine whether or not there is a step around one end of the object to be measured.
上記の何れかの測定装置は、複数の前記測定対象物を前記第1測定器が前記端部測定位置を特定できる測定可能位置に順次搬送するように構成された搬送装置をさらに備え、前記第1測定器は、前記複数の測定対象物の前記端部測定位置を順次特定するように構成され、前記演算装置は、前記複数の測定対象物の前記長さを算出し、前記複数の測定対象物の前記長さの差異を解析するように構成されていてもよい。 Any of the above measuring devices may further include a transport device configured to transport the multiple measurement objects sequentially to a measurement position where the first measuring device can identify the end measurement position, the first measuring device configured to sequentially identify the end measurement positions of the multiple measurement objects, and the calculation device configured to calculate the lengths of the multiple measurement objects and analyze the differences in the lengths of the multiple measurement objects.
上記の何れかの測定装置において、前記演算装置は、前記長さの差異に基づいて、前記測定対象物の材料の状態又は前記測定対象物を加工した加工装置の状態を解析するように構成されていてもよい。 In any of the above measuring devices, the arithmetic device may be configured to analyze the state of the material of the object to be measured or the state of the processing device that processed the object to be measured based on the difference in length.
上記の何れかの測定装置において、前記測定対象物は、製缶工程において絞りしごき加工後にトリミングされた缶であってもよい。 In any of the above measuring devices, the measurement object may be a can that has been trimmed after drawing and ironing in a can manufacturing process.
本発明の一態様によれば、測定方法は、透過方式のレーザー測定器の投光器と受光器との間に筒状の測定対象物の一端の周の一部である端部測定位置が位置するように前記測定対象物を配置することと、前記レーザー測定器により前記端部測定位置を測定することと、前記端部測定位置の測定結果を示す第1の信号を取得して、前記第1の信号に基づいて、前記測定対象物の基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出することとを含む。 According to one aspect of the present invention, the measurement method includes positioning a cylindrical object to be measured such that an end measurement position, which is a part of the circumference of one end of the object, is located between a light projector and a light receiver of a transmission type laser measurement instrument, measuring the end measurement position with the laser measurement instrument, obtaining a first signal indicating the measurement result of the end measurement position, and calculating the length from a reference position of the object to the end measurement position based on the first signal.
本発明の一態様によれば、缶の製造方法は、上記の測定方法を含む。 According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing a can includes the above-described measurement method.
本発明によれば、筒状の測定対象物の寸法を測定できる。 The present invention makes it possible to measure the dimensions of a cylindrical measurement object.
一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、筒状の測定対象物の一端までの基準位置からの長さを測定する測定装置及び測定方法に関する。測定対象物は、例えば製缶工程の途中で得られるトリム缶である。ここで、トリム缶は、例えば、アルミニウム合金等の板材から打ち抜かれたカップを絞りしごき加工して開口端部をトリミングした状態の缶である。トリム缶は、有底円筒形状をしている。トリム缶の板厚は、例えば0.1mm程度である。測定装置が測定する長さは、例えば、このトリム缶の高さである。したがって、この測定装置は、缶の製造に用いることもでき、この測定方法は、缶の製造方法に用いることもできる。本実施形態の測定装置は、これに限らず、各種形状の筒状物の測定にも用いられ得る。 One embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a measuring device and a measuring method for measuring the length from a reference position to one end of a cylindrical measuring object. The measuring object is, for example, a trimmed can obtained in the middle of a can manufacturing process. Here, the trimmed can is, for example, a can in a state in which a cup punched out of a plate material such as an aluminum alloy is drawn and ironed to trim the open end. The trimmed can has a cylindrical shape with a bottom. The plate thickness of the trimmed can is, for example, about 0.1 mm. The length measured by the measuring device is, for example, the height of the trimmed can. Therefore, this measuring device can be used in the manufacture of cans, and this measuring method can be used in the manufacture of cans. The measuring device of this embodiment is not limited to this, and can also be used to measure cylindrical objects of various shapes.
[測定装置の構成]
図1Aは、本実施形態に係る測定装置1の構成例の概略を示す模式的な正面図である。図1Bは、測定装置1の構成例の概略を示す模式的な右側面図である。図1Cは、測定装置1の構成例の概略を示す模式的な平面図である。
[Configuration of measuring device]
Fig. 1A is a schematic front view showing an outline of a configuration example of a
測定装置1において、測定は、測定対象物90が図の二点鎖線で示された位置にあるときに行われる。すなわち、測定は、測定対象物90が、その中心軸を鉛直方向に向けて回転装置70の円盤状の水平な回転台71の上に固定された状態で行われる。測定が行われるときの測定対象物90の位置を測定可能位置と称することにする。一例としては、測定対象物90の底部は、ドーム型に窪んでいる。回転装置70は、回転台71に設けられた図示しない孔を介して測定対象物90の底のドーム部分の空気を吸引することで、測定対象物90を平らな回転台71上に固定する。測定対象物90は、その中心軸が、回転台71の中心と一致する位置で固定される。回転台71への測定対象物90の固定方法は、ここに例示した方法に限らず、どのような方法であってもよい。
In the
測定装置1は、測定対象物90の上端の高さを測定するように構成されている。円筒形の測定対象物90の上端は、円周状にトリミングされている。測定装置1は、この円周の一箇所の位置である端部測定位置95を測定するように構成されている。すなわち、測定装置1は、回転台71から端部測定位置95までの高さを測定するように構成されている。
The
回転装置70の回転台71は、モーター72によって円盤の中心軸回りに回転するように構成されている。すなわち、回転装置70は、測定対象物90をその中心軸回りに回転させる。したがって、測定装置1は、測定対象物90の上端の周上の各位置を端部測定位置95として、全周の各位置の高さを測定することができる。
The rotating table 71 of the
測定装置1は、端部測定位置95の測定のために、透過方式のレーザー測定器である第1測定器10を備える。第1測定器10は、投光器12と受光器13とを有する。投光器12は、レーザー光16を帯状に平行に照射するように構成されている。受光器13は、レーザー光16を受光するように構成されている。受光器13は、受光した帯状のレーザー光16の幅やその位置を検出できるように構成されている。投光器12と受光器13とは、端部測定位置95を挟んで互いに対向するように設けられている。本実施形態では、投光器12と受光器13とは、測定対象物90の全体を挟んで測定対象物90の外側に配置されている。また、後に詳述するように、第1測定器10が鉛直方向の位置を検出できるように、帯状のレーザー光16が鉛直な面内に位置し、レーザー光の進行方向が水平からやや傾くように、投光器12及び受光器13は配置されている。
The measuring
測定装置1は、帯状のレーザー光16のごく一部を遮蔽するように配置された校正部材30を備える。校正部材30は、例えばブロックゲージである。校正部材30は、既知の位置に固定されている。校正部材30は、測定対象物90が回転台71上にないときには、校正部材30がレーザー光16の一部を遮るが、測定対象物90が回転台71上にあるときには、測定対象物90がレーザー光16の一部を遮って校正部材30にはレーザー光16が当たらない位置に固定されている。
The measuring
測定装置1は、測定対象物90の端部測定位置95の下方の測定対象物90の側面の位置の測定のために、透過方式のレーザー測定器である第2測定器40を備える。第2測定器40は、投光器42と受光器43とを有する。投光器42は、レーザー光46を帯状に平行に照射するように構成されている。受光器43は、レーザー光46を受光するように構成されている。受光器43は、受光した帯状のレーザー光46の幅やその位置を検出できるように構成されている。投光器42と受光器43とは、測定対象物90の側面を挟んで互いに対向するように設けられている。第2測定器40が水平方向位置を検出できるように、帯状のレーザー光46が水平な面内に位置するように、投光器42及び受光器43は配置されている。
The measuring
測定装置1は、測定対象物90を回転装置70の回転台71まで搬送し、測定後には測定対象物90を回転台71から搬出する、搬送装置60を備える。搬送装置60は、第1搬送装置61と、第2搬送装置62と、第3搬送装置63とを有する。第2搬送装置62は、水平に設けられた円弧状の搬送台621を有する。搬送台621の途中に段差なく回転台71が設けられている。第2搬送装置62は、モーター623によって水平方向に回転する搬送アーム622を有する。測定対象物90は、円弧状の搬送台621の上を回転する搬送アーム622によって押されて搬送される。
The measuring
第1搬送装置61は、例えばベルトコンベアである。第1搬送装置61は、測定装置1の外部から直立した測定対象物90を水平方向に測定装置1内に搬入する。第1搬送装置61によって搬入された測定対象物90は、第2搬送装置62に受け渡される。第2搬送装置62は、測定のために測定対象物90を回転台71上の測定可能位置に搬送する。第3搬送装置63は、例えばベルトコンベアである。回転台71上で測定された測定対象物90は、第2搬送装置62によって搬送されて第3搬送装置63に受け渡される。第3搬送装置63は、測定装置1の内部から直立した測定対象物90を水平方向に測定装置1外に搬出する。
The first conveying
測定装置1は、コンピューター80を備える。コンピューター80は、各種集積回路等を有する。コンピューター80は、制御装置81及び演算装置82として機能する。制御装置81は、測定装置1の各部の動作を制御する。演算装置82は、第1測定器10及び第2測定器40から測定データを取得し、各種解析を行う。演算装置82は、例えば、第1測定器10から出力された信号に基づいて、測定対象物90の回転台71の上面から端部測定位置95までの高さを算出する。
The measuring
[測定信号の取得について]
第1測定器10による測定について説明する。投光器12は、レーザー光を帯状に平行に照射する。受光器13は、投光器12から照射されたレーザー光を受光する。測定対象物90は、投光器12と受光器13との間に、帯状のレーザー光16のうち一部を遮るように配置される。受光器13は、帯状のレーザー光16のうち受光器13に到達したレーザー光16を検出することで、レーザー光16を遮る測定対象物90の大きさ、位置などを示す信号を出力できる。
[About acquiring measurement signals]
Measurement by the
図2Aは、第1測定器10による測定について説明するための図であり、回転台71の上に測定対象物90が配置された状態を模式的に示す正面図である。図2Aに示すように、投光器12及び受光器13は、帯状のレーザー光16が鉛直な面内に位置するように配置されている。投光器12及び受光器13は、帯状のレーザー光16の一部が測定対象物90の上端部で遮られるように配置されている。また、投光器12及び受光器13は、レーザー光16の進行方向が水平に対して、すなわち、測定対象物90の上端を含んで形成される面に対して、わずかに傾くように配置されている。
Figure 2A is a diagram for explaining measurement by the
このような配置のため、投光器12から照射された帯状のレーザー光16は、その下側の一部が測定対象物90の投光器12側の外周面で遮られる。レーザー光16のうち測定対象物90の投光器12側の上端90aよりも上側の部分は、通過して進行する。これら測定対象物90の投光器12側の側面で遮られなかった帯状のレーザー光16は、その下側の一部が測定対象物90の受光器13側の内周面で遮られる。レーザー光16のうち測定対象物90の受光器13側の上端90bよりも上側の部分は、さらに通過して進行して、受光器13に至る。
Due to this arrangement, part of the lower side of the band-shaped
受光器13は、測定対象物90が無ければ投光器12から照射されたレーザー光16の全てが到達する領域17aにおいてレーザー光16を検出できる。受光器13は、測定対象物90があることで遮られなかったレーザー光16が到達する領域17bのみでレーザー光16を検出する。受光器13は、受光器13上におけるレーザー光が到達して検出された位置と遮られて検出されなかった位置とのエッジの位置を示す検出結果信号を出力する。検出結果信号は、コンピューター80に送信される。コンピューター80は、受光器13から取得した検出結果信号に基づいて、後述するようにして測定対象物90の基準位置から、測定対象物90の受光器13側の上端90bの位置、すなわち端部測定位置95までの長さを特定する。この基準位置を測定対象物90の最下部、すなわち、回転台71の上面とすれば、コンピューター80は、測定対象物90の高さを特定することになる。なお、基準位置はどこに設けられてもよい。
If there is no
本実施形態では、第1測定器10が水平に対して傾いて設置されている。仮に第1測定器10を水平に設置すると、測定対象物90の投光器12側の上端90aと受光器13側の上端90bとのうち、高い方が第1測定器10で測定されることになってしまう。本実施形態では、測定対象物90の受光器13側の上端90bを確実に端部測定位置95とするために、第1測定器10の投光器12及び受光器13が傾いて設置されている。
In this embodiment, the
測定装置1は、回転装置70によって測定対象物90をその軸周りに回転させるので、測定対象物90の上端一周にわたって各位置を端部測定位置95とすることができる。測定対象物90の上端を連続的に多数の位置を端部測定位置95とすることもできるし、例えば、45度ずつ8箇所を端部測定位置95とすることもできる。測定する端部測定位置95の数は、測定の目的、測定に要する時間等を勘案して適宜に決定され得る。例えば、測定する端部測定位置95の数は、製造工程中のトリム缶の正常又は異常、あるいは、トリム缶が製造されるまでの工程の正常又は異常の判定を行うのに十分な数に決定され得る。
The measuring
第2測定器40による測定について、図2Bを参照して説明する。図2Bは、第2測定器40による測定について説明するための図であり、回転台71の上に測定対象物90が配置された状態を模式的に示す平面図である。第2測定器40の投光器42及び受光器43は、それぞれ第1測定器10の投光器12及び受光器13と同様のものである。
Measurement by the
投光器42及び受光器43は、帯状のレーザー光46が水平な面内に位置するように配置されている。水平面に投影した第1測定器10のレーザー光16と第2測定器40のレーザー光46とは、直交するように配置されている。第2測定器40の投光器42及び受光器43は、帯状のレーザー光46の一部が測定対象物90の側面で遮られるように配置されている。
The
投光器42から照射された帯状のレーザー光46は、その一部が測定対象物90の外周面で遮られる。レーザー光46のうち測定対象物90の第1測定器10の受光器13側の部分は、通過して進行して、第2測定器40の受光器43に至る。受光器43は、測定対象物90が無ければ投光器42から照射されたレーザー光46の全てが到達する領域47aにおいてレーザー光46を検出できる。受光器43は、測定対象物90があることで遮られなかったレーザー光46が到達する領域47bのみでレーザー光46を検出する。検出結果を示す信号は、コンピューター80に送信される。コンピューター80は、この信号に基づいて、測定対象物90の側面のうち第2測定器40が設けられた高さの第1測定器10の受光器13側の位置を特定する。測定対象物90の第1測定器10の受光器13側の位置を、側面測定位置96と称することにする。本実施形態では、上述のような位置関係により、端部測定位置95と側面測定位置96とは、測定対象物90の軸を含む同一平面に位置することになる。
A portion of the band-shaped
[寸法測定について]
本実施形態に係る寸法測定についてさらに説明する。本実施形態では、第1測定器10の投光器12及び受光器13を傾けて配置しているので、測定対象物90が歪んだときに、正しい測定が行えない。このことを、図3を参照して説明する。
[About dimensional measurements]
The dimension measurement according to this embodiment will be further described. In this embodiment, the
例えば測定対象物90がトリム缶であると、その円筒状の側面の板厚は上端まで薄く、その剛性は低い。このため、測定対象物90の上端が楕円形となるように変形しやすい。図3に示すように、回転台71の上面から測定対象物90の上端までの高さが同じでも、測定対象物90の直径方向の位置が異なると、受光器13で検出されるレーザー光16の受光と遮蔽とのエッジの位置が異なることになる。すなわち、側壁が実線90cで示すように理想的に鉛直となっている場合と対比すると、側壁が破線90dで示すように外側に変形した場合、受光器13による検出に基づくと、測定対象物90の高さが実際より高く測定される。また、側壁が点線90eで示すように内側に変形した場合、受光器13による検出に基づくと、測定対象物90の高さが実際より低く測定される。
For example, if the
そこで、本実施形態では、このような測定誤差をできるだけ小さくするために、第1測定器10の設置の傾きをできるだけ小さくしている。この傾きの角度は、例えば、測定対象物90に生じ得る楕円度や、測定誤差として許容できる範囲等を考慮して決定され得る。この傾きの角度は、例えば0.2~2.0°程度、あるいは、0.5~1.0°程度である。第1測定器10の傾きの角度を十分に小さくできれば、後述する第2測定器40を設けなくてもよい場合もある。あるいは、第2測定器40を設けることで、第1測定器10の傾きの角度をもう少し大きくすることもできる。
In this embodiment, therefore, in order to minimize such measurement errors, the inclination of the
本実施形態の測定装置1は、第2測定器40を設けることで、測定対象物90の側面の位置を測定し、測定対象物90の変形に係る情報を取得する。コンピューター80は、この変形に係る値を用いて第1測定器10による測定結果を補正し、測定対象物90の高さを算出する。なお、測定対象物90の楕円度が極端に高い場合には、当該測定対象物90を測定対象外とするようにしてもよい。すなわち、測定対象物90の楕円度に応じて、測定そのものの要否が判定されてもよい。
The measuring
測定対象物90の端部測定位置95の高さを導出する方法について、図4を参照して説明する。回転台71の中心から既知の距離において、回転台71から鉛直に立ち上がる治具98を用いて、第1測定器10の設置角度θ1が決定される。すなわち、治具98が受光器13側に位置するときに受光器13から出力される回転台71の上面から治具98の先端までの高さDを示す値と、治具98が投光器12側に位置するときに受光器13から出力される回転台71の上面から治具98の先端までの高さEを示す値と、治具98が受光器13側に位置するときと投光器12側に位置するときとの既知の水平距離Cとを用いると、設置角度θ1は、
θ1=tan-1((D-E)/C)
で得られる。
A method for deriving the height of the
θ1=tan -1 ((DE)/C)
is obtained.
本実施形態では、測定対象物90が真円の場合の端部測定位置95を基準として、すなわち、図3に実線90cで示されているように側壁が理想的に鉛直となっている場合を基準として、受光器13で検出される測定対象物90の高さが補正されるように構成されている。
In this embodiment, the height of the
図4に示す例において、治具98がこの基準位置にあるとして説明する。測定装置1には、校正のために、測定対象物90が配置される位置よりも受光器13側の既知の位置に校正部材30が設けられている。回転台71の上面から校正部材30の上端までの高さを高さAとする。校正部材30の水平方向位置は、上述の基準位置よりも距離Bだけ離れている。したがって、受光器13から出力されるエッジ位置の値は、上述の基準位置において、
高さ=A+Btanθ1
として検出される値に相当する。このような関係を用いて、回転台71上に測定対象物90が無いときに受光器13で検出される値を用いて、校正演算が行われる。したがって、本実施形態の測定装置1によれば、測定対象物90の測定と次の測定対象物90の測定との間で毎回校正部材30を用いた校正を行うことも可能である。校正部材30を用いた校正は、測定対象物90の測定の度に行われなくてもよい。必要に応じた高頻度の校正によって、測定装置1は、常に高精度で測定を行うことができる。
In the example shown in Fig. 4, the
Height = A + B tan θ1
This corresponds to a value detected as . Using this relationship, a calibration calculation is performed using the value detected by the
本実施形態では、上述のとおり第2測定器40が設けられており、端部測定位置95の下方の側面測定位置96が特定される。この位置に基づけば、端部測定位置95の基準位置からの水平方向のずれが特定され得る。このずれの値を用いれば、上述と同様にして、受光器13から出力されるエッジ位置の値に基づいて、回転台71の上面から端部測定位置95までの高さが正確に算出され得る。
In this embodiment, as described above, the
また、測定対象物90が真円であり、測定対象物90の側面が鉛直であるとき、上述のようにして測定される測定対象物90の高さと測定対象物90の側面の長手方向長さとは一致する。しかしながら、測定対象物90が楕円に変形しているとき、測定対象物90の側面は傾斜している。このとき、上述のようにして検出される測定対象物90の高さと測定対象物90の側面に沿った長手方向長さとは、一致しない。第2測定器40によって測定される側面測定位置96に基づけば、測定対象物90の側面の傾斜角度が求まるので、測定対象物90の高さに基づいて、測定対象物90の側面の長手方向の長さを算出することも可能である。
In addition, when the
本実施形態では、端部測定位置95と側面測定位置96とは、上述のとおり測定対象物90の軸を含む同一平面に配置されている。しかしながら、これに限らない。測定対象物90を軸周りに回転させながら測定するので、端部測定位置95と側面測定位置96との位置関係を把握できれば、端部測定位置95と側面測定位置96とが測定対象物90の軸を含む同一平面に配置されていなくても、データ処理によって対処することも可能である。
In this embodiment, the
第2測定器40の測定結果から測定対象物90の変形の程度を求め、これを解析に用いる例を示したが、第2測定器40の測定結果から明らかになるのは測定対象物90の変形に限らない。測定対象物90は、その搬送状況や保持状況等によって、回転装置70の回転台71に、回転台71の回転軸と測定対象物90の中心軸とがずれた状態で設置される可能性もある。回転台71を回転させながら第2測定器40で測定された結果によれば、このような両者の軸のずれも検知され得る。回転台71を回転させながら得られた測定結果に基づけば、測定対象物90に変形が生じているのか配置のずれが生じているのかも判別され得る。例えば、回転台71を回転させながら得られる第2測定器40の測定結果の変化量が所定値よりも大きくなったとき、大きな変形及び/又は大きな位置ずれが生じている可能性があるので、第1測定器10による測定が無効とされてもよい。
Although an example has been shown in which the degree of deformation of the
[測定装置について]
本実施形態の測定装置1では、透過方式のレーザー測定器を用いることで、板厚の薄い円筒状の測定対象物90の高さを精度よく安価に測定することができる。例えば接触式の測定では、測定対象物90に損傷や変形を与えたり、測定子の摩耗の影響を検討したりする必要がある。これに対して、レーザー測定器を用いることで非接触に計測を行えるので、測定対象物90に損傷を与えることなく測定が可能である。また、透過方式のレーザー測定器を用いることで、板厚が極めて薄くて上面がほとんど存在しない測定対象物90の上端の位置について、測定が可能である。
[Measuring equipment]
In the
測定対象物90に損傷を与えないので、例えば製缶工程において測定装置1を抜き取り検査に使用しても、計測後の測定対象物90を製缶工程に戻すことができる。また、レーザー測定器は、高速で測定を行うことができるので、搬送装置60や回転装置70を適切に設計することで、測定装置1は、例えば製缶工程において全数検査にも適用され得る。
Because the measuring
また、トリム缶についてトリミング時の切断の始めと終わりとの高さ位置がずれて段差が生じる不良が知られている。測定装置1を用いれば、例えば、測定対象物90としてのトリム缶の上端の高さを一周にわたって多数の位置で精密に測定することで、このような段差が生じる不良の発生の有無の検査なども行われ得る。
In addition, there is a known defect in trim cans where the height positions at the start and end of the cut during trimming are misaligned, resulting in a step. By using the
製缶工程において測定装置1によって多数の例えばトリム缶といった測定対象物90の高さ測定を行えると、コンピューター80の演算装置82は、その測定結果に基づいて、多数の測定対象物90の高さの差異や高さの変化を解析することができる。コンピューター80は、この高さの差異や高さの変化に基づいて、測定対象物90の材料の状態、又は測定対象物90を加工した加工装置の状態などを解析することができる。例えば、トリミング装置に異常があれば、多数のトリム缶で高さの異常が検出されるようになる。このように、同様の異常が連続的に検出されれば、トリミング装置あるいはそれ以前の工程に異常がある、あるいは材料に異常があると推定することができる。例えば、製缶工程において、多数のトリム缶を継続的に計測することで、トリミング装置やその他の装置の異常の前兆を検知することも可能になる。
In a can manufacturing process, if the measuring
[変形例]
変形例について説明する。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Modification]
A modified example will be described below. Differences from the above-described embodiment will be described, and the same parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
〈第1変形例〉
図5は、第1変形例に係る第1測定器10に関する構成を模式的に示す図である。本変形例では、測定装置1は、高さが異なる2種類の測定対象物90、すなわち、第1測定対象物91と第2測定対象物92との高さを測定できるように構成されている。
First Modified Example
5 is a diagram showing a schematic configuration of a
このため、第1測定器10を支持する測定器支持部51は、支柱53に対して、可動機構52を介して上下に移動できるように構成されている。このような機構により、第1測定器10は、第1測定対象物91の高さを測定するのに適した位置と第2測定対象物92の高さを測定するのに適した位置との間で上下に平行移動できる。
For this reason, the measuring
また、校正部材30は、第1測定対象物91の高さ測定用と第2測定対象物92の高さ測定用とのため、2つの校正部材、すなわち、第1校正要素31と第2校正要素32とを有する。第1校正要素31と第2校正要素32とは、それぞれ高さが異なる適切な位置に校正部材支持部55を介して固定されている。第1校正要素31と第2校正要素32とが固定されているので、第1測定器10の高さを変更しても、容易に適切に校正することができる。
The
その他の構成は、上述の実施形態の場合と同様である。このような構成を有することで、測定装置1は、高さが異なる2種類の測定対象物90の高さを容易に測定することができる。
The rest of the configuration is the same as in the above-described embodiment. With this configuration, the measuring
〈第2変形例〉
上述の実施形態では、第1測定器10の投光器12及び受光器13は、測定対象物90を挟んで測定対象物90の外側に配置されているがこれに限らない。投光器12と受光器13とのうち、一方を測定対象物90の内側に、他方を測定対象物90の外側に、それぞれ配置してもよい。このような配置によれば、上述の実施形態のように投光器12と受光器13との間に測定対象物90の側壁の2箇所が位置することなく、投光器12と受光器13との間に側壁の1箇所しか位置しない。このため、第1測定器10は、水平に、すなわち、測定対象物90の一端を含んで形成される面に対して平行に、配置され得る。
Second Modified Example
In the above embodiment, the
第1測定器10の投光器12及び受光器13を水平に近接して配置することで、第1測定器10を傾斜して配置する上述の実施形態よりも、配置という点では本変形例の装置構成の方が測定精度において優れる可能性がある。ただし、本変形例では、第1変形例のように第1測定器10を上下に移動させる機構が必要であり、測定の度に第1測定器10を上下に移動させる必要がある。第1測定器10を固定できる点では、上述の実施形態の装置構成の方が測定精度において優れる可能性がある。
By arranging the
第1測定器10を水平に配置する本変形例では、測定対象物90が楕円になるなどによって端部測定位置95が水平方向に変位することによる誤差は生じない。ただし、側面測定位置96を計測するなどによって測定対象物90の側面の傾きを測定することで、測定対象物90の側面の長さの算出において補正を行うことは有意義である。
In this modified example in which the
〈第3変形例〉
上述の実施形態では、第2測定器40に、第1測定器10と同様の透過方式のレーザー測定器が用いられている。しかしながら、これに限らない。第2測定器40が測定する側面測定位置96には、比較的広い面が存在する。したがって、透過方式のレーザー測定器の第2測定器40に代えて、例えば、反射方式のレーザー変位センサ、渦電流式変位センサ、超音波式変位センサ等といった各種の測定器が用いられ得る。
<Third Modification>
In the above embodiment, a transmission type laser measuring instrument similar to the first measuring
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 The present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the present invention.
1:測定装置
10:第1測定器、12:投光器、13:受光器、16:レーザー光
30:校正部材、31:第1校正要素、32:第2校正要素
40:第2測定器、42:投光器、43:受光器、46:レーザー光
51:測定器支持部、52:可動機構、53:支柱、55:校正部材支持部
60:搬送装置、61:第1搬送装置、62:第2搬送装置、621:搬送台、622:搬送アーム、623:モーター、63:第3搬送装置
70:回転装置、71:回転台、72:モーター
80:コンピューター、81:制御装置、82:演算装置
90:測定対象物、91:第1測定対象物、92:第2測定対象物、95:端部測定位置、96:側面測定位置、98:治具
1: Measuring device 10: First measuring device, 12: Light projector, 13: Light receiver, 16: Laser light 30: Calibration member, 31: First calibration element, 32: Second calibration element 40: Second measuring device, 42: Light projector, 43: Light receiver, 46: Laser light 51: Measuring device support, 52: Movable mechanism, 53: Support, 55: Calibration member support 60: Transport device, 61: First transport device, 62: Second transport device, 621: Transport table, 622: Transport arm, 623: Motor, 63: Third transport device 70: Rotation device, 71: Rotation table, 72: Motor 80: Computer, 81: Control device, 82: Arithmetic device 90: Measurement object, 91: First measurement object, 92: Second measurement object, 95: End measurement position, 96: Side measurement position, 98: Jig
Claims (16)
前記第1の信号に基づいて、前記測定対象物の基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出するように構成された演算装置と
を備える測定装置。 a first measuring device including a transmission type laser measuring device configured to have a light projector and a light receiver disposed on either side of an end measurement position, the end measurement position being a position of a portion of the circumference of one end of a cylindrical measurement object, and configured to output a first signal indicative of the end measurement position;
and a calculation device configured to calculate a length from a reference position of the object to be measured to the end measurement position based on the first signal.
前記校正部材の前記既知の位置は、
前記第1測定器が前記端部測定位置を特定できる測定可能位置に前記測定対象物がないときには前記投光器から照射されたレーザー光の一部を遮り、
前記測定可能位置に前記測定対象物があるときには前記測定対象物によって遮られるために前記投光器から照射されたレーザー光が当たらない
位置であり、
前記第1測定器は、前記測定可能位置に前記測定対象物がないときに少なくとも一回、前記校正部材の端部の位置を示す第2の信号を出力し、
前記演算装置は、前記長さを算出する際に、前記第2の信号に基づいた校正演算を行うように構成されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の測定装置。 a calibration member disposed at a known position;
The known position of the calibration member may be
When the measurement target is not present at a measurable position where the first measuring device can identify the end measurement position, a part of the laser light irradiated from the light projector is blocked,
a position where the laser light irradiated from the light projector does not hit because the laser light is blocked by the object to be measured when the object to be measured is present at the measurable position;
the first measuring device outputs a second signal indicating a position of an end of the calibration member at least once when the measurement object is not present at the measurable position;
The calculation device is configured to perform a calibration calculation based on the second signal when calculating the length.
4. A measuring device according to claim 1.
前記投光器及び前記受光器は、複数種類の前記測定対象物に応じた互いに異なる位置に移動可能であるように構成されている、
請求項4に記載の測定装置。 the calibration member includes a plurality of calibration elements fixed at different known positions corresponding to a plurality of types of the measurement objects,
The light projector and the light receiver are configured to be movable to different positions according to a plurality of types of the measurement objects.
5. The measuring device according to claim 4.
前記演算装置は、前記長さを算出する際に前記第3の信号を用いた校正演算を行う、又は、前記第3の信号に基づいて前記長さの算出の要否を判定するように構成されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の測定装置。 a second measuring device configured to measure a side surface measurement position that is a part of a side surface of the measurement object and output a third signal indicating the side surface measurement position;
The arithmetic unit is configured to perform a calibration calculation using the third signal when calculating the length, or to determine whether or not it is necessary to calculate the length based on the third signal.
4. A measuring device according to claim 1.
前記投光器及び前記受光器の一方は、前記測定対象物の内側に配置され、前記投光器及び前記受光器の他方は、前記測定対象物の外側に配置されるように構成されている、
請求項1に記載の測定装置。 The light projector is configured to irradiate a band of laser light parallel to a surface formed including the one end of the object to be measured,
One of the light projector and the light receiver is arranged inside the measurement object, and the other of the light projector and the light receiver is arranged outside the measurement object.
2. The measuring device of claim 1.
前記第1測定器は、一つの前記測定対象物において複数の端部測定位置を特定するように構成されており、
前記演算装置は、一つの前記測定対象物において複数の前記基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出するように構成されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の測定装置。 a rotation device configured to rotate the measurement object around an axis of the measurement object,
the first measuring device is configured to identify a plurality of edge measurement positions in one of the measurement objects;
The arithmetic device is configured to calculate lengths from a plurality of the reference positions to the end measurement positions in one of the measurement objects.
4. A measuring device according to claim 1.
前記第1測定器は、前記複数の測定対象物の前記端部測定位置を順次特定するように構成され、
前記演算装置は、前記複数の測定対象物の前記長さを算出し、前記複数の測定対象物の前記長さの差異を解析するように構成されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の測定装置。 a conveying device configured to sequentially convey the plurality of measurement objects to a measurement position where the first measuring device can identify the end measurement position;
the first measuring device is configured to sequentially identify the end measurement positions of the plurality of measurement objects;
The computing device is configured to calculate the lengths of the plurality of measurement objects and analyze the differences in the lengths of the plurality of measurement objects.
4. A measuring device according to claim 1.
前記レーザー測定器により前記端部測定位置を測定することと、
前記端部測定位置の測定結果を示す第1の信号を取得して、前記第1の信号に基づいて、前記測定対象物の基準位置から前記端部測定位置までの長さを算出することと
を含む測定方法。 A cylindrical object is disposed between a light projector and a light receiver of a transmission type laser measurement instrument such that an end measurement position, which is a part of a circumference of one end of the object, is located;
measuring the edge measurement position with the laser measuring device;
acquiring a first signal indicating a measurement result of the end measurement position, and calculating a length from a reference position of the object to be measured to the end measurement position based on the first signal.
A method for manufacturing a can, comprising the measurement method according to claim 15.
Priority Applications (1)
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