用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置。光发射器和反射器布置为使得测量光束的光轴和反射光束的光轴相交，并且测量光束和反射光束形成在同一个虚拟测量平面内；在测量光束中限定第一测量光束和第二测量光束；在反射光束中限定第一和第二反射光束；被测物体被置于测量平面内的测量区中，第一和第二测量光束在该测量区中交叠；根据显现在第一反射光束中的阴影测量被测物体的第一方向上的外径，并根据显现在第二反射光束中的阴影测量被测物体的第二方向上的外径。

Optical measuring method and measuring device for shape size

An optical measuring method and a measuring device for an outline dimension are disclosed. A light emitter and a reflector is arranged such that the optical axis of the measuring beam and the optical axis of the reflected beam intersect, and the measuring beam and the reflected beam is formed in the same virtual measuring plane; defining a first measuring beam and second measuring beam in the measuring beam; in the reflected beam in the first and second limit the reflected beam; the measured object is placed in the the measurement area in the plane, the first and second in the measurement area in the measuring beam overlap; according to the first appeared in the first direction shadow measuring reflected beam of the detected objects on the outside, and on the basis of second measurements in second direction show shadow reflected beam of the detected objects on the outside.

【技术实现步骤摘要】
用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置相关申请引用本专利申请根据35U.S.C.§119的规定要求于2015年12月15日提交的日本专利申请2015-244239的优先权，该专利申请的公开内容通过完整引用结合在此。
本专利技术涉及一种用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置，尤其涉及一种同时沿多个方向测量被测物体的外径的方法和装置。
技术介绍
光学测量装置用于对被测物体的外形尺寸(例如圆柱体的外径)进行非接触测量。例如，使用激光扫描测微计、图像传感器测微计或光切型二维(2D)形状测量传感器。这些装置使用布置为带状的平行激光束或以带状平行扫描的激光束等根据由被测物体遮挡的阴影部分的尺寸检测被测物体的外径(参见日本专利公告2001-108413等)。如图5所示，在激光扫描测微计90中，由光发射器91形成带状激光束B，使用光接收器92接收光束B。当在光束B的路径中间放置具有圆柱等形状的被测物体99时，光束B的一部分由被测物体99遮挡，并在被测物体99的后面形成阴影区BW。在光接收器92中，可通过检测在光束B下产生的阴影区BW的长度来测量被测物体99的外径D1。当必须同时沿多个方向测量被测物体99的外径时，要使用专用的激光扫描测微计。如图6所示，用于同时沿两个方向测量物体的激光扫描测微计93配置有布置在相交方向上的两组光发射器94和95和光接收器96和97。在这种构造中，基于来自每组的光束，能够沿两个方向同时测量被测物体99的外径D1和D2。如上所述，光学测量装置(例如现有的激光扫描测微计)基本上沿单个方向测量被测物体的外形尺寸，若想沿多个方向进行同时测量，则需要多组光发射器和光接收器。但是，在安装多组光发射器和光接收器时，可能增加装置的成本，并且可能需要增加空间以安装所有这些组光发射器和光接收器。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置，该光学测量方法和测量装置允许沿多个方向同时测量，并能防止增加装置成本和扩大安装空间。本专利技术的测量方法是一种用于对被测物体的外形尺寸进行测量的外形尺寸光学测量方法。在此方法中，设置了形成由平行光束构成的带状测量光束的光发射器、反射测量光束并形成反射光束的反射器、以及接收反射光束的光接收器；光发射器和反射器布置为使得测量光束的光轴和反射光束的光轴相交，而且，测量光束和反射光束形成在同一个虚拟测量平面内；在测量光束中至少限定主测量光束和次测量光束；在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，该主反射光束是主测量光束的反射光，该次反射光束是次测量光束的反射光；被测物体被置于测量平面的测量区中，主测量光束和次反射光束在该测量区中交叠；并且，根据显现在主反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体的主方向上的外形尺寸，并根据显现在次反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体的次方向上的外形尺寸。在本专利技术中，通过向配对的光发射器和光接收器增加反射器而形成的简单构造，能够实现沿被测物体的主方向和次方向同时测量外形尺寸。在此，可使用现有激光扫描测微计或图像传感器测微计中的光发射器和光接收器作为上述配对的光发射器和光接收器。另外，可使用现有的光学测量反射镜作为上述的反射器。如上所述，根据本专利技术，即使采用单光发射器和光接收器系统，也能实现沿多个方向同时测量，并防止增加设备成本和扩大安装空间。本专利技术的测量装置是一种用于对被测物体的外形尺寸进行测量的外形尺寸光学测量装置。在此装置中，包括形成由平行光束构成的带状测量光束的光发射器、反射测量光束并形成反射光束的反射器、以及接收反射光束的光接收器；光发射器和反射器布置为使得测量光束的光轴和反射光束的光轴相交，并且，测量光束和反射光束形成在同一个虚拟测量平面内；在测量光束中至少限定主测量光束和次测量光束；在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，该主反射光束是主测量光束的反射光，该次反射光束是次测量光束的反射光；被测物体被置于测量平面的测量区中，主测量光束和次反射光束在该测量区中交叠。在本专利技术中，可根据显现在主反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体在主方向上的外形尺寸，并根据显现在次反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体在次方向上的外形尺寸。因此，通过执行上述的本专利技术的测量方法，能够获得上述的效果。本专利技术实现了沿多个方向同时测量，并可以提供用于外形尺寸的光学测量方法和测量装置，能够防止增加设备成本和扩大安装空间。附图说明下面将参照多张附图通过本专利技术的示例性实施方式的非限定性实例来进一步详细说明本专利技术，在附图中，相似的标号在多个视图中代表相似的部件，其中：图1是本专利技术的第一种实施方式的装置结构的示意图；图2是第一种实施方式的测量过程的图示；图3是本专利技术的第二种实施方式的装置结构的示意图；图4是本专利技术的第三种实施方式的装置结构的示意图；图5是沿单个方向进行的常规外形尺寸测量的透视图；和图6是沿两个方向同时进行的常规外形尺寸测量的透视图。具体实施方式在此所示的具体内容是示例性的，仅用于示例性地论述本专利技术的实施方式，是为了更好地理解本专利技术的原理和概念特征而给出的。在此方面，除了理解本专利技术所必须的内容外，本文不试图更详细地展示本专利技术的结构细节，参照附图给出的说明是为了使本领域技术人员清晰地理解本专利技术的实施形式。第一种实施方式图1和图2示出了本专利技术的第一种实施方式。在图1中，测量装置1是基于本专利技术的外形尺寸光学测量装置，它测量被测物体2的外形尺寸。在此实施方式中，被测物体2是棒状物体，具有圆形横截面，并沿垂直于图1的纸面的方向延伸。在此实施方式中，使用测量装置1沿被测物体2的两个方向同时测量外形尺寸(外径D1和D2)。测量装置1包括光发射器10、光接收器20和反射器30。光发射器10包括激光源11、多面镜12和准直透镜13。在光发射器10中，从激光源11发射的束状激光14被多面镜12反射。反射光15透过准直透镜13。多面镜12由旋转驱动机构(在附图中未示出)驱动而旋转。相应地，由多面镜12反射的反射光束15呈扇形摆动，并且透过准直透镜13的光束平行地摆动，从而形成带状测量光束16。反射器30配置有具有极其精确的平坦的表面的反射镜。反射器30布置在测量光束16的光路中，并通过反射测量光束16而形成反射光束23。在此实例中，光发射器10和反射器30布置为使得测量光束16的光轴AP和反射光束23的光轴AR以直角相交，并且测量光束16和反射光束23形成在同一个虚拟测量平面(图1的纸面)内。在此实施方式中，测量光束16的光轴AP的方向(即，图1中的从左至右方向)是第一方向，反射光束23的光轴AR的方向(即，图1中的从下至上方向)是第二方向。光接收器20包括布置在反射光束23的光路中的聚光透镜21和布置在聚光透镜21的焦点位置的光接收器元件22。在光接收器20中，从反射器30反射的反射光束23被聚光透镜21汇聚，并且汇聚光24击中光接收器元件22。光接收器元件22检测接收到的汇聚光24的光强度，并向外部控制装置40输出检测到的光强度。可使用现有激光扫描测微计的对应部分作为控制装置40、光接收器20和光发射器10。可利用现有的信号处理技术基于显现在反射光束23中的被测物体2的阴影的宽度同时测量被测物体2的外径D1和D2。在此实施方式中，在测量光束16中标明了第一测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量被测物体的外形尺寸的光学测量方法，该方法包括：提供发射由平行光束构成的带状测量光束的光发射器，其中在该测量光束中至少限定主测量光束和次测量光束；提供反射测量光束并形成反射光束的反射器，其中在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，所述主反射光束是主测量光束的反射光，所述次反射光束是次测量光束的反射光；提供接收反射光束的光接收器；将光发射器和反射器布置为使得测量光束的光轴和反射光束的光轴相交；在同一个测量平面内形成测量光束和反射光束；将被测物体置于测量平面内的测量区中，主测量光束和次反射光束在该测量区中交叠；根据显现在主反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体的主方向上的外形尺寸；和根据显现在次反射光束中的被测物体的阴影测量被测物体的次方向上的外形尺寸。

【技术特征摘要】
2015.12.15 JP 2015-2442391.一种用于测量被测物体的外形尺寸的光学测量方法，该方法包括：提供发射由平行光束构成的带状测量光束的光发射器，其中在该测量光束中至少限定主测量光束和次测量光束；提供反射测量光束并形成反射光束的反射器，其中在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，所述主反射光束是主测量光束的反射光，所述次反射光束是次测量光束的反射光；提供接收反射光束的光接收器；将光发射器和反射器布置为使得测量光束的光轴和反射光束的光轴相交；在同一个测量平面内形成测量光束和反射光束；将被测物体置于测量平面内的测量区中，主测量光束和次反射光束在该测量区中交叠；根据显现在主反射光束中的被测物体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：三木豊，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP