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JP2024107594A - Measuring apparatus - Google Patents

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JP2024107594A
JP2024107594A JP2023011601A JP2023011601A JP2024107594A JP 2024107594 A JP2024107594 A JP 2024107594A JP 2023011601 A JP2023011601 A JP 2023011601A JP 2023011601 A JP2023011601 A JP 2023011601A JP 2024107594 A JP2024107594 A JP 2024107594A
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JP
Japan
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measurement
measuring device
measured
measurement object
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023011601A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
亮介 末森
Ryosuke Suemori
武俊 真能
Taketoshi Mano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyo Seikan Kaisha Ltd filed Critical Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority to JP2023011601A priority Critical patent/JP2024107594A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure dimensions of a cylindrical measurement target.
SOLUTION: A measuring apparatus 1 includes: a first measuring device 10 including a transmission type laser measuring instrument configured such that a light projector 12 and a light receiver 13 are disposed across an end measurement position 95 being a position in a part of a circumference of one end of a cylindrical measurement target 90 so as to measure the end measurement position 95, the first measuring device being configured to output a first signal indicative of the end measurement position 95; and a calculation device 82 configured to calculate a length from a reference position to the end measurement position 95 of the measurement target 90 based on the first signal.
SELECTED DRAWING: Figure 1A
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

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. Patent Document 1 discloses efficient inspection to detect defective cans early and remove them from the production line. This document discloses a measuring device and a rejection device that are installed in a trimming device that performs trimming after drawing and ironing, and that measure the can height dimensions and reject cans whose dimensions are outside the allowable range. As in the above example, in the manufacturing process of goods, it is necessary to measure various dimensions to judge the quality of the processing and the product.

特開平5-318006号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-318006

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.

図1Aは、一実施形態に係る測定装置の構成例の概略を示す模式的な正面図である。FIG. 1A is a schematic front view illustrating an outline of a configuration example of a measurement device according to one embodiment. 図1Bは、一実施形態に係る測定装置の構成例の概略を示す模式的な右側面図である。FIG. 1B is a schematic right side view illustrating an outline of a configuration example of a measurement device according to one embodiment. 図1Cは、一実施形態に係る測定装置の構成例の概略を示す模式的な平面図である。FIG. 1C is a schematic plan view illustrating an outline of a configuration example of a measurement device according to an embodiment. 図2Aは、第1測定器による測定について説明するための図であり、回転台の上に測定対象物が配置されてレーザー光が遮られた状態を模式的に示す正面図である。FIG. 2A is a diagram for explaining measurement by the first measuring device, and is a front view showing a state in which a measurement object is placed on a turntable and laser light is blocked. 図2Bは、第2測定器による測定について説明するための図であり、回転台の上に測定対象物が配置されてレーザー光が遮られた状態を模式的に示す平面図である。FIG. 2B is a diagram for explaining measurement by the second measuring device, and is a plan view showing a schematic state in which the measurement object is placed on the turntable and the laser light is blocked. 図3は、測定対象物が歪んだときの状態を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a state when the measurement object is distorted. 図4は、測定対象物の高さを導出する方法について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method for deriving the height of a measurement object. 図5は、第1変形例に係る第1測定器に関する構成を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a first measuring device according to a first modified example.

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 measurement device 1 according to the present embodiment. Fig. 1B is a schematic right side view showing an outline of the configuration example of the measurement device 1. Fig. 1C is a schematic plan view showing an outline of the configuration example of the measurement device 1.

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 measuring device 1, the measurement is performed when the measurement object 90 is in the position shown by the two-dot chain line in the figure. That is, the measurement is performed in a state where the measurement object 90 is fixed on the horizontal disk-shaped rotating table 71 of the rotating device 70 with its central axis facing vertically. The position of the measurement object 90 when the measurement is performed is referred to as the measurable position. As an example, the bottom of the measurement object 90 is recessed in a dome shape. The rotating device 70 fixes the measurement object 90 on the flat rotating table 71 by sucking air from the dome part of the bottom of the measurement object 90 through a hole (not shown) provided in the rotating table 71. The measurement object 90 is fixed at a position where its central axis coincides with the center of the rotating table 71. The method of fixing the measurement object 90 to the rotating table 71 is not limited to the method exemplified here, and any method may be used.

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 measuring device 1 is configured to measure the height of the upper end of the measuring object 90. The upper end of the cylindrical measuring object 90 is trimmed to a circular shape. The measuring device 1 is configured to measure an end measurement position 95, which is one position on the circumference. In other words, the measuring device 1 is configured to measure the height from the rotating table 71 to the end measurement position 95.

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 rotating device 70 is configured to rotate around the central axis of the disk by the motor 72. That is, the rotating device 70 rotates the measurement object 90 around its central axis. Therefore, the measuring device 1 can measure the height of each position on the circumference of the upper end of the measurement object 90 as the end measurement position 95.

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 device 1 is equipped with a first measuring device 10, which is a laser measuring device of a transmission type, for measuring the end measurement position 95. The first measuring device 10 has a projector 12 and a receiver 13. The projector 12 is configured to irradiate a laser beam 16 in a parallel band shape. The receiver 13 is configured to receive the laser beam 16. The receiver 13 is configured to detect the width and position of the received band-shaped laser beam 16. The projector 12 and the receiver 13 are provided so as to face each other across the end measurement position 95. In this embodiment, the projector 12 and the receiver 13 are arranged outside the measurement object 90, sandwiching the entire measurement object 90 between them. In addition, as described in detail later, the projector 12 and the receiver 13 are arranged so that the band-shaped laser beam 16 is located in a vertical plane and the traveling direction of the laser beam is slightly inclined from the horizontal so that the first measuring device 10 can detect the vertical position.

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 device 1 includes a calibration member 30 arranged to block a small portion of the band-shaped laser light 16. The calibration member 30 is, for example, a block gauge. The calibration member 30 is fixed at a known position. When the measurement object 90 is not on the rotating table 71, the calibration member 30 blocks a portion of the laser light 16, but when the measurement object 90 is on the rotating table 71, the calibration member 30 is fixed at a position where the measurement object 90 blocks a portion of the laser light 16 and the laser light 16 does not hit the calibration member 30.

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 device 1 is equipped with a second measuring device 40, which is a transmission type laser measuring device, for measuring the position of the side of the measuring object 90 below the end measurement position 95 of the measuring object 90. The second measuring device 40 has a light projector 42 and a light receiver 43. The light projector 42 is configured to irradiate a laser beam 46 in a parallel band shape. The light receiver 43 is configured to receive the laser beam 46. The light receiver 43 is configured to detect the width and position of the received band-shaped laser beam 46. The light projector 42 and the light receiver 43 are provided so as to face each other across the side of the measuring object 90. The light projector 42 and the light receiver 43 are arranged so that the band-shaped laser beam 46 is located in a horizontal plane so that the second measuring device 40 can detect the horizontal position.

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 device 1 includes a conveying device 60 that conveys the measurement object 90 to the turntable 71 of the rotating device 70 and removes the measurement object 90 from the turntable 71 after measurement. The conveying device 60 includes a first conveying device 61, a second conveying device 62, and a third conveying device 63. The second conveying device 62 has an arc-shaped conveying table 621 that is installed horizontally. The turntable 71 is installed without any steps midway on the conveying table 621. The second conveying device 62 has a conveying arm 622 that rotates horizontally by a motor 623. The measurement object 90 is pushed and conveyed by the conveying arm 622 that rotates on the arc-shaped conveying table 621.

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 device 61 is, for example, a belt conveyor. The first conveying device 61 conveys the upright measurement object 90 from outside the measuring device 1 in a horizontal direction into the measuring device 1. The measurement object 90 conveyed by the first conveying device 61 is transferred to the second conveying device 62. The second conveying device 62 conveys the measurement object 90 to a measurable position on the turntable 71 for measurement. The third conveying device 63 is, for example, a belt conveyor. The measurement object 90 measured on the turntable 71 is conveyed by the second conveying device 62 and transferred to the third conveying device 63. The third conveying device 63 conveys the upright measurement object 90 from inside the measuring device 1 in a horizontal direction out of the measuring device 1.

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 device 1 includes a computer 80. The computer 80 includes various integrated circuits and the like. The computer 80 functions as a control device 81 and an arithmetic device 82. The control device 81 controls the operation of each part of the measuring device 1. The arithmetic device 82 acquires measurement data from the first measuring device 10 and the second measuring device 40, and performs various analyses. The arithmetic device 82 calculates, for example, the height from the top surface of the turntable 71 of the measurement object 90 to the end measurement position 95 based on the signal output from the first measuring device 10.

[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 first measuring device 10 will be described. The projector 12 irradiates a parallel band of laser light. The receiver 13 receives the laser light irradiated from the projector 12. The measurement object 90 is disposed between the projector 12 and the receiver 13 so as to block a portion of the band-like laser light 16. The receiver 13 detects the laser light 16 that reaches the receiver 13 out of the band-like laser light 16, and can output a signal indicating the size, position, etc. of the measurement object 90 that blocks the laser light 16.

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 first measuring device 10, and is a front view showing a state in which a measurement object 90 is placed on a rotating table 71. As shown in Figure 2A, the light projector 12 and the light receiver 13 are arranged so that the band-shaped laser light 16 is located in a vertical plane. The light projector 12 and the light receiver 13 are arranged so that a portion of the band-shaped laser light 16 is blocked by the upper end of the measurement object 90. In addition, the light projector 12 and the light receiver 13 are arranged so that the traveling direction of the laser light 16 is slightly tilted with respect to the horizontal, that is, with respect to a plane formed including the upper end of the measurement object 90.

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 laser light 16 emitted from the projector 12 is blocked by the outer peripheral surface of the object 90 on the projector 12 side. The part of the laser light 16 above the upper end 90a of the object 90 on the projector 12 side passes through and proceeds. The part of the band-shaped laser light 16 that is not blocked by the side of the object 90 on the projector 12 side is blocked by the inner peripheral surface of the object 90 on the receiver 13 side. The part of the laser light 16 above the upper end 90b of the object 90 on the receiver 13 side passes through and proceeds further to reach the receiver 13.

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 measurement object 90, the receiver 13 can detect the laser light 16 in the area 17a where all of the laser light 16 irradiated from the projector 12 reaches. The receiver 13 detects the laser light 16 only in the area 17b where the laser light 16 that is not blocked by the presence of the measurement object 90 reaches. The receiver 13 outputs a detection result signal indicating the edge position between the position on the receiver 13 where the laser light reaches and is detected and the position where the laser light is blocked and not detected. The detection result signal is transmitted to the computer 80. Based on the detection result signal obtained from the receiver 13, the computer 80 determines the length from the reference position of the measurement object 90 to the position of the upper end 90b of the measurement object 90 on the receiver 13 side, that is, the end measurement position 95, as described below. If this reference position is the lowest part of the measurement object 90, that is, the upper surface of the rotating table 71, the computer 80 determines the height of the measurement object 90. The reference position may be set anywhere.

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 first measuring device 10 is installed at an angle to the horizontal. If the first measuring device 10 were installed horizontally, the higher of the upper end 90a on the projector 12 side of the measurement object 90 and the upper end 90b on the receiver 13 side would be measured by the first measuring device 10. In this embodiment, the projector 12 and receiver 13 of the first measuring device 10 are installed at an angle to ensure that the upper end 90b on the receiver 13 side of the measurement object 90 is the end measurement position 95.

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 device 1 rotates the measurement object 90 around its axis using the rotation device 70, so that each position around the top of the measurement object 90 can be set as an end measurement position 95. A number of positions can be consecutively set as end measurement positions 95 around the top of the measurement object 90, or, for example, eight positions at 45 degrees each can be set as end measurement positions 95. The number of end measurement positions 95 to be measured can be appropriately determined taking into consideration the purpose of the measurement, the time required for the measurement, and the like. For example, the number of end measurement positions 95 to be measured can be determined to be a number sufficient to determine whether the trim can is normal or abnormal during the manufacturing process, or whether the process up to the manufacture of the trim can is normal or abnormal.

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 second measuring device 40 will be described with reference to FIG. 2B. FIG. 2B is a diagram for explaining measurement by the second measuring device 40, and is a plan view that shows a state in which a measurement target 90 is placed on a rotating table 71. The light projector 42 and light receiver 43 of the second measuring device 40 are similar to the light projector 12 and light receiver 13 of the first measuring device 10, respectively.

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 light projector 42 and the light receiver 43 are arranged so that the band-shaped laser light 46 is positioned within a horizontal plane. The laser light 16 of the first measuring device 10 and the laser light 46 of the second measuring device 40 are arranged so that they are perpendicular to each other when projected onto the horizontal plane. The light projector 42 and the light receiver 43 of the second measuring device 40 are arranged so that a portion of the band-shaped laser light 46 is blocked by the side of the object to be measured 90.

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 laser light 46 irradiated from the projector 42 is blocked by the outer peripheral surface of the measurement object 90. The portion of the laser light 46 on the side of the receiver 13 of the first measuring device 10 of the measurement object 90 passes through and travels to the receiver 43 of the second measuring device 40. The receiver 43 can detect the laser light 46 in the area 47a where all of the laser light 46 irradiated from the projector 42 reaches if there is no measurement object 90. The receiver 43 detects the laser light 46 only in the area 47b where the laser light 46 that is not blocked by the presence of the measurement object 90 reaches. A signal indicating the detection result is transmitted to the computer 80. Based on this signal, the computer 80 identifies the position of the side of the measurement object 90 on the side of the receiver 13 of the first measuring device 10 at the height where the second measuring device 40 is provided. The position of the measurement object 90 on the side of the light receiver 13 of the first measuring device 10 is referred to as the side measurement position 96. In this embodiment, due to the positional relationship described above, the end measurement position 95 and the side measurement position 96 are located on the same plane that includes the axis of the measurement object 90.

[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 light projector 12 and the light receiver 13 of the first measuring device 10 are arranged at an angle, so that when the measurement target 90 is distorted, correct measurement cannot be performed. This will be described with reference to FIG.

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 measurement object 90 is a trim can, the thickness of the cylindrical side surface is thin up to the top end, and its rigidity is low. For this reason, the top end of the measurement object 90 is easily deformed to become elliptical. As shown in FIG. 3, even if the height from the top surface of the rotating table 71 to the top end of the measurement object 90 is the same, if the position in the diameter direction of the measurement object 90 is different, the position of the edge of the laser light 16 detected by the receiver 13 will be different. In other words, in contrast to the case where the side wall is ideally vertical as shown by the solid line 90c, if the side wall is deformed outward as shown by the dashed line 90d, the height of the measurement object 90 is measured higher than the actual height based on the detection by the receiver 13. Also, if the side wall is deformed inward as shown by the dotted line 90e, the height of the measurement object 90 is measured lower than the actual height based on the detection by the receiver 13.

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 first measuring device 10 is set as small as possible. This angle of inclination can be determined, for example, taking into consideration the ellipticity that may occur in the measurement object 90 and the acceptable range of measurement errors. This angle of inclination is, for example, about 0.2 to 2.0°, or about 0.5 to 1.0°. If the angle of inclination of the first measuring device 10 can be made sufficiently small, it may not be necessary to provide the second measuring device 40 described below. Alternatively, by providing the second measuring device 40, the angle of inclination of the first measuring device 10 can be made a little larger.

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 device 1 of this embodiment is provided with a second measuring device 40, which measures the position of the side of the measurement object 90 and acquires information related to the deformation of the measurement object 90. The computer 80 uses the value related to this deformation to correct the measurement result by the first measuring device 10 and calculates the height of the measurement object 90. Note that if the ellipticity of the measurement object 90 is extremely high, the measurement object 90 may be excluded from the measurement object. In other words, the need for measurement itself may be determined depending on the ellipticity of the measurement object 90.

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 end measurement position 95 of the measurement target 90 will be described with reference to Fig. 4. Using a jig 98 that rises vertically from the rotation table 71 at a known distance from the center of the rotation table 71, the installation angle θ1 of the first measuring device 10 is determined. That is, using a value indicating a height D from the top surface of the rotation table 71 to the tip of the jig 98 outputted from the receiver 13 when the jig 98 is located on the receiver 13 side, a value indicating a height E from the top surface of the rotation table 71 to the tip of the jig 98 outputted from the receiver 13 when the jig 98 is located on the projector 12 side, and a known horizontal distance C between when the jig 98 is located on the receiver 13 side and when it is located on the projector 12 side, the installation angle θ1 is determined as follows:
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 measurement object 90 detected by the optical receiver 13 is corrected based on the end measurement position 95 when the measurement object 90 is a perfect circle, that is, based on the case where the side wall is ideally vertical as shown by the solid line 90c in Figure 3.

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 jig 98 is assumed to be in this reference position. For calibration purposes, the measuring device 1 is provided with a calibration member 30 at a known position on the receiver 13 side of the position where the measurement target 90 is placed. The height from the top surface of the rotating table 71 to the top end of the calibration member 30 is defined as height A. The horizontal position of the calibration member 30 is a distance B away from the above-mentioned reference position. Therefore, the edge position value output from the receiver 13 at the above-mentioned reference position is
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 light receiver 13 when the measurement object 90 is not present on the turntable 71. Therefore, according to the measurement device 1 of this embodiment, it is also possible to perform calibration using the calibration member 30 every time between measurements of the measurement object 90 and the next measurement of the measurement object 90. Calibration using the calibration member 30 does not have to be performed every time the measurement object 90 is measured. By performing calibration frequently as necessary, the measurement device 1 can always perform measurements with high accuracy.

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 second measuring device 40 is provided, and the side measurement position 96 below the end measurement position 95 is identified. Based on this position, the horizontal deviation of the end measurement position 95 from the reference position can be identified. Using this deviation value, the height from the top surface of the rotating table 71 to the end measurement position 95 can be accurately calculated based on the edge position value output from the optical receiver 13, in the same manner as described above.

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 measurement object 90 is a perfect circle and the side of the measurement object 90 is vertical, the height of the measurement object 90 measured as described above and the longitudinal length of the side of the measurement object 90 coincide. However, when the measurement object 90 is deformed into an ellipse, the side of the measurement object 90 is inclined. In this case, the height of the measurement object 90 detected as described above and the longitudinal length along the side of the measurement object 90 do not coincide. Since the inclination angle of the side of the measurement object 90 can be obtained based on the side measurement position 96 measured by the second measuring device 40, it is also possible to calculate the longitudinal length of the side of the measurement object 90 based on the height of the measurement object 90.

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 end measurement position 95 and the side measurement position 96 are arranged on the same plane including the axis of the measurement object 90 as described above. However, this is not limited to this. Since the measurement object 90 is measured while rotating around its axis, as long as the positional relationship between the end measurement position 95 and the side measurement position 96 can be grasped, it is possible to handle the situation by data processing even if the end measurement position 95 and the side measurement position 96 are not arranged on the same plane including the axis of the measurement object 90.

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 measurement object 90 is obtained from the measurement results of the second measuring device 40 and used for analysis, the measurement results of the second measuring device 40 are not limited to the deformation of the measurement object 90. The measurement object 90 may be placed on the turntable 71 of the rotating device 70 in a state in which the rotation axis of the turntable 71 and the central axis of the measurement object 90 are misaligned, depending on the transportation and holding conditions. According to the measurement results obtained by the second measuring device 40 while rotating the turntable 71, such a misalignment of the axes can also be detected. Based on the measurement results obtained while rotating the turntable 71, it can be determined whether the measurement object 90 is deformed or misaligned. For example, when the amount of change in the measurement results of the second measuring device 40 obtained while rotating the turntable 71 becomes larger than a predetermined value, there is a possibility that a large deformation and/or a large positional shift has occurred, so the measurement by the first measuring device 10 may be invalidated.

[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 measuring device 1 of this embodiment, a transmission type laser measuring instrument is used, so that the height of a cylindrical measurement object 90 having a thin plate thickness can be measured accurately and inexpensively. For example, in a contact type measurement, it is necessary to consider the effect of damaging or deforming the measurement object 90 and the wear of the measuring probe. In contrast, the use of a laser measuring instrument allows measurement to be performed in a non-contact manner, so that measurement can be performed without damaging the measurement object 90. In addition, the use of a transmission type laser measuring instrument allows measurement of the position of the upper end of the measurement object 90, which has an extremely thin plate thickness and has almost no upper surface.

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 object 90 is not damaged, even if the measuring device 1 is used for sampling inspection in a can manufacturing process, the measuring object 90 after measurement can be returned to the can manufacturing process. In addition, because laser measuring instruments can perform measurements at high speed, by appropriately designing the conveying device 60 and rotating device 70, the measuring device 1 can also be used for 100% inspection in a can manufacturing process, for example.

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 measuring device 1, for example, it is possible to precisely measure the height of the top end of the trim can (measurement object 90) at multiple positions around its circumference, thereby inspecting for the occurrence of defects that result in such a step.

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 device 1 can measure the heights of a large number of measurement objects 90, such as trim cans, the arithmetic device 82 of the computer 80 can analyze the height differences and changes in the heights of the large number of measurement objects 90 based on the measurement results. Based on these height differences and changes, the computer 80 can analyze the state of the material of the measurement objects 90, or the state of the processing device that processed the measurement objects 90. For example, if there is an abnormality in the trimming device, height abnormalities will be detected in a large number of trim cans. In this way, if similar abnormalities are detected continuously, it can be assumed that there is an abnormality in the trimming device or the process preceding it, or that there is an abnormality in the materials. For example, by continuously measuring a large number of trim cans in a can manufacturing process, it is possible to detect signs of abnormalities in the trimming device or other devices.

[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 first measuring device 10 according to a first modified example. In this modified example, the measuring device 1 is configured to be able to measure the heights of two types of measurement objects 90 having different heights, i.e., a first measurement object 91 and a second measurement object 92.

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 device support part 51 that supports the first measuring device 10 is configured to be able to move up and down relative to the support 53 via a movable mechanism 52. With this mechanism, the first measuring device 10 can move parallel up and down between a position suitable for measuring the height of the first measuring object 91 and a position suitable for measuring the height of the second measuring object 92.

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 calibration member 30 also has two calibration members, namely a first calibration element 31 and a second calibration element 32, for measuring the height of the first measurement object 91 and the height of the second measurement object 92. The first calibration element 31 and the second calibration element 32 are fixed via a calibration member support part 55 at appropriate positions with different heights. Since the first calibration element 31 and the second calibration element 32 are fixed, even if the height of the first measuring device 10 is changed, appropriate calibration can be easily performed.

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 device 1 can easily measure the heights of two types of measuring objects 90 that are different in height.

〈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 light projector 12 and the light receiver 13 of the first measuring device 10 are disposed outside the measurement object 90 with the measurement object 90 sandwiched therebetween, but this is not limited thereto. One of the light projector 12 and the light receiver 13 may be disposed inside the measurement object 90 and the other outside the measurement object 90. With this arrangement, only one part of the side wall is located between the light projector 12 and the light receiver 13, instead of two parts of the side wall of the measurement object 90 being located between the light projector 12 and the light receiver 13 as in the above embodiment. Therefore, the first measuring device 10 can be disposed horizontally, that is, parallel to a plane formed including one end of the measurement object 90.

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 light projector 12 and light receiver 13 of the first measuring device 10 close to each other horizontally, the device configuration of this modified example may be superior in terms of arrangement in terms of measurement accuracy compared to the embodiment described above in which the first measuring device 10 is arranged at an angle. However, this modified example requires a mechanism for moving the first measuring device 10 up and down as in the first modified example, and the first measuring device 10 needs to be moved up and down each time a measurement is made. In terms of being able to fix the first measuring device 10, the device configuration of the embodiment described above may be superior in terms of measurement accuracy.

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 first measuring device 10 is positioned horizontally, no error occurs due to the end measurement position 95 being displaced horizontally when the measurement object 90 becomes elliptical, for example. However, it is useful to make corrections in the calculation of the length of the side of the measurement object 90 by measuring the side measurement position 96, for example, to measure the inclination of the side of the measurement object 90.

〈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 instrument 10 is used as the second measuring instrument 40. However, this is not limited to this. A relatively wide surface exists at the side measurement position 96 measured by the second measuring instrument 40. Therefore, instead of the second measuring instrument 40 which is a transmission type laser measuring instrument, various measuring instruments such as a reflection type laser displacement sensor, an eddy current type displacement sensor, an ultrasonic type displacement sensor, etc. may be used.

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)

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る、請求項1に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 1, wherein the light projector is configured to irradiate the laser light in a band-like parallel manner at an angle with respect to a surface formed including the one end of the object to be measured. 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る、請求項2に記載の測定装置。 The measurement device according to claim 2, wherein the light projector and the light receiver are disposed outside the object to be measured, sandwiching the entire object to be measured. 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る、請求項6に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 6, wherein the end measurement position and the side measurement position are located in the same plane including the axis of the measurement object. 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む、請求項6に記載の測定装置。 The measurement device according to claim 6, wherein the second measuring device includes a transmission 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. 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る、請求項10に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 10, wherein the computing device is configured to determine whether or not there is a step around one end of the object to be measured. 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る、請求項12に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 12, wherein the computing device is configured to analyze the state of the material of the measured object or the state of the processing device that processed the measured object based on the difference in length. 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る、請求項1乃至3の何れかに記載の測定装置。 The measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the object to be measured is a can that has been trimmed after drawing and ironing in a can manufacturing process. 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.
請求項15に記載の測定方法を含む、缶の製造方法。

A method for manufacturing a can, comprising the measurement method according to claim 15.

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