特開 2016-8881 形状計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-8881(P2016-8881A)

(43)【公開日】2016年1月18日

(54)【発明の名称】形状計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/245 20060101AFI20151215BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/245 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-129453(P2014-129453)

(22)【出願日】2014年6月24日

(71)【出願人】

【識別番号】514160515

【氏名又は名称】株式会社シンクフリー

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(74)【代理人】

【識別番号】100159581

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 勝誠

(72)【発明者】

【氏名】藤原 正典

(72)【発明者】

【氏名】林 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】鍋田 英児

(72)【発明者】

【氏名】西依 勇二

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA52

2F065AA53

2F065BB01

2F065CC14

2F065FF16

2F065FF41

2F065FF67

2F065GG04

2F065MM03

2F065MM07

2F065PP02

2F065PP22

2F065QQ23

(57)【要約】      （修正有）

【課題】幅が異なるワークの表面及び対となる側面の各形状を、分解能の低下を抑制して検出する形状計測装置を提供する。
【解決手段】仮想のＸＹ平面に裏面１２が配され、Ｘ軸１３とＹ軸が直交する位置に中心が配され、幅方向がＸ軸１３に沿ったワーク１５に対して光を照射して、ワーク１５の表面１７、及び、幅方向両側にそれぞれ設けられた側面１８、１９の各形状を検出する形状計測装置１０であって、Ｘ軸１３方向に広がる光を、ＸＹ平面のＸ軸１３方向正側の領域に向かって、光の中心の進行方向がＸ軸１３の負側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射する複数のレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂと、Ｘ軸１３方向に広がる光を、ＸＹ平面のＸ軸１３方向負側の領域に向かって、光の中心の進行方向がＸ軸１３の正側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射する複数のレーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂとを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想のＸＹ平面に裏面が配され、前記ＸＹ平面のＸ軸とＹ軸が直交する位置に中心が配され、幅方向が前記Ｘ軸に沿ったワークに対して照射した光の反射を基に、前記ワークの表面、及び、該ワークの幅方向両側にそれぞれ設けられた側面Ａ、Ｂの各形状を検出する形状計測装置であって、
進行しながら前記Ｘ軸方向に広がる光を、前記ＸＹ平面の前記Ｘ軸方向正側の領域に向かって、光の中心の進行方向が前記Ｘ軸の負側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射しつつ、前記ワークに対して前記Ｙ軸方向に移動する複数のレーザ変位センサＰと、進行しながら前記Ｘ軸方向に広がる光を、前記ＸＹ平面の前記Ｘ軸方向負側の領域に向かって、光の中心の進行方向が前記Ｘ軸の正側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射しつつ、前記ワークに対して前記Ｙ軸方向に移動する複数のレーザ変位センサＱとを備え、
前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、照射した光の少なくとも一部が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、他の前記レーザ変位センサＰ、Ｑが照射した光とは、前記Ｘ軸方向成分が異なる位置に到達し、前記複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一、及び、前記複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一はそれぞれ、前記表面に光を当て、前記複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一は、前記側面Ａに光を当て、前記複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一は、前記側面Ｂに光を当てることを特徴とする形状計測装置。

【請求項2】

請求項１記載の形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って到達する前記レーザ変位センサＰ、Ｑとの関係において、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、前記Ｙ軸方向成分が異なる位置に到達することを特徴とする形状計測装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って設けられた該複数のレーザ変位センサＰ、Ｑが、前記Ｙ軸方向成分の異なる位置に配置されていることを特徴とする形状計測装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って到達する前記レーザ変位センサＰ、Ｑとの関係において、光が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、前記Ｘ軸方向成分で部分的に重なり合って到達することを特徴とする形状計測装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑそれぞれが前記ワークに対して照射した光の反射を受光して得られる部分像は、校正治具に前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑそれぞれから光を照射して得られた部分像と、前記校正治具の実際の形状とを比較して予め算出した校正式を基に、一つの全体像に合成されることを特徴とする形状計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ変位センサを用いてワークの形状を検出する形状計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ビジョンカメラや非接触型のレーザ変位センサを用いて、ワークの形状を検出する作業が行われ、その具体例が特許文献１に記載されている。
ビジョンカメラによって撮像した画像は、２次元であるため、その画像から、原則、ワークの形状の撮像方向の成分を検出することはできない。プロジェクタから所定のラインパターンの光をワークに照射して、ワークに当たって映し出されたラインパターンをビジョンカメラで読み取り、読み取ったラインパターンを基に撮像方向の距離を計測することは可能であるが、レーザ変位センサに比べ、撮像方向（レーザ変位センサの場合、光の照射方向）の分解能は低くなる。

【0003】

そのため、高精度な検出が要求される現場においては、レーザ変位センサを用いるのが好ましいと言える。
そして、対向配置された対となる側面が表面の両端にそれぞれ連続して設けられたワークにおいて、その対となる側面と表面の形状を検出する場合、表面に向かって光を照射する表面計測用のレーザ変位センサ、及び、両側の側面に向かってそれぞれ光を照射する側面計測用のレーザ変位センサを用いればよいことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−３２２９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ワークの幅、即ち、対となる側面間の距離が、短いワークに対しては、側面計測用のレーザ変位センサとワークの側面間の距離が所定範囲内に収まらず、要求される測定の分解能（以下、単に「分解能」とも言う）を確保できないという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、幅が異なるワークの表面及び対となる側面の各形状を、分解能の低下を抑制して検出する形状計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的に沿う本発明に係る形状計測装置は、仮想のＸＹ平面に裏面が配され、前記ＸＹ平面のＸ軸とＹ軸が直交する位置に中心が配され、幅方向が前記Ｘ軸に沿ったワークに対して照射した光の反射を基に、前記ワークの表面、及び、該ワークの幅方向両側にそれぞれ設けられた側面Ａ、Ｂの各形状を検出する形状計測装置であって、進行しながら前記Ｘ軸方向に広がる光を、前記ＸＹ平面の前記Ｘ軸方向正側の領域に向かって、光の中心の進行方向が前記Ｘ軸の負側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射しつつ、前記ワークに対して前記Ｙ軸方向に移動する複数のレーザ変位センサＰと、進行しながら前記Ｘ軸方向に広がる光を、前記ＸＹ平面の前記Ｘ軸方向負側の領域に向かって、光の中心の進行方向が前記Ｘ軸の正側方向に対して鋭角をなす向きで、それぞれ照射しつつ、前記ワークに対して前記Ｙ軸方向に移動する複数のレーザ変位センサＱとを備え、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、照射した光の少なくとも一部が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、他の前記レーザ変位センサＰ、Ｑが照射した光とは、前記Ｘ軸方向成分が異なる位置に到達し、前記複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一、及び、前記複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一はそれぞれ、前記表面に光を当て、前記複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一は、前記側面Ａに光を当て、前記複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一は、前記側面Ｂに光を当てる。

【0007】

本発明に係る形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って到達する前記レーザ変位センサＰ、Ｑとの関係において、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、前記Ｙ軸方向成分が異なる位置に到達するのが好ましい。

【0008】

本発明に係る形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って設けられた該複数のレーザ変位センサＰ、Ｑが、前記Ｙ軸方向成分の異なる位置に配置されているのが好ましい。

【0009】

本発明に係る形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑはそれぞれ、光の中心が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に、前記Ｘ軸方向成分で隣り合って到達する前記レーザ変位センサＰ、Ｑとの関係において、光が、前記ワークを非配置にした前記ＸＹ平面に対し、前記Ｘ軸方向成分で部分的に重なり合って到達するのが好ましい。

【0010】

本発明に係る形状計測装置において、前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑそれぞれが前記ワークに対して照射した光の反射を受光して得られる部分像は、校正治具に前記複数のレーザ変位センサＰ、Ｑそれぞれから光を照射して得られた部分像と、前記校正治具の実際の形状とを比較して予め算出した校正式を基に、一つの全体像に合成されるのが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る形状計測装置によれば、複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一、及び、複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一がそれぞれ、ワークの表面に光を当て、複数のレーザ変位センサＰの少なくとも一が、ワークの側面Ａに光を当て、複数のレーザ変位センサＱの少なくとも一が、ワークの側面Ｂに光を当てる。従って、ワークの表面及び側面Ａ、Ｂにそれぞれ光を当てることができるレーザ変位センサが一つである場合に比べ、ワークの側面Ａとそれに光を当てるレーザ変位センサＰとの距離、及び、ワークの側面Ｂとそれに光を当てるレーザ変位センサＱとの距離を短く保つことが可能になり、ワークの表面及び対となる側面の各形状を、分解能の低下を抑制して検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態に係る形状計測装置が適用されるワークとＸＹ平面の位置関係を示す説明図である。

【図2】同形状計測装置の正面図である。

【図3】レーザ変位センサの接続を示すブロック図である。

【図4】各レーザ変位センサの光の照射方向を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る形状計測装置１０は、仮想のＸＹ平面１１に裏面１２が配され、ＸＹ平面１１のＸ軸１３とＹ軸１４が直交する位置に中心が配され、幅方向がＸ軸１３に沿ったワーク１５に対して照射した光の反射を基に、ワーク１５の表面１７、及び、ワーク１５の幅方向両側にそれぞれ設けられた側面１８、１９（側面Ａ、Ｂ）の各形状を検出する装置である。以下、詳細に説明する。

【0014】

本実施の形態において、ワーク１５は、図１、図２に示すように、矩形の板状部材であり、具体的には、建材の外壁パネルである。ワーク１５は、表面１７（ワーク１５を建屋に設置した際に露出する面）に、プレス加工等によって所定の模様が形成され、表面１７の反対側にある裏面１２は、平坦に形成されている。
本実施の形態では、ワーク１５のＹ軸１４に沿う縦方向が幅方向に比べて長いが、縦方向が幅方向に比べて短くてもよい。ここで、ワーク１５の幅方向とは、ワーク１５を建屋に設置した際の左右方向あるいは高さ方向に当たり、ワーク１５の縦方向とは、ワーク１５を建屋に設置した際の高さ方向あるいは左右方向に該当する。
なお、図１、図２においては、表面１７に形成された模様の記載を省略している。

【0015】

ワーク１５は、ワーク１５の表面１７及び側面１８、１９の各形状を計測する検査位置に、図示しないコンベヤによって、搬送されて台座２０に載置され、計測が完了した後、検査位置から別の場所に搬送される。一のワーク１５が検査位置から別位置に搬送された後、検査位置には、別のワーク１５がコンベヤによって搬送され、表面１７及び側面１８、１９の各形状が計測される。本実施の形態では、検査位置において、裏面１２を除くワーク１５全体の形状が立体的に検出され、検出されたワーク１５全体の立体像を基に、ワーク１５の縦方向の長さ、幅、及び、厚みそれぞれの計測や、表面１７に形成された模様が、所定の位置に設けられているか等の判定が行われる。本実施の形態において、側面１８、１９の各形状の検出は、主として、ワーク１５の幅を計測する目的で行われている。

【0016】

ここで、検査位置に配されたワーク１５の裏面１２に仮想のＸＹ平面１１（以下、単に「ＸＹ平面１１」と言う）があると定義し、ＸＹ平面１１において直交するＸ軸１３とＹ軸１４は、同ワーク１５の幅方向中心かつ縦方向中心の位置で交わり、Ｘ軸１３は同ワーク１５の幅方向に沿い、Ｙ軸１４は同ワーク１５の縦方向に沿っているものとする。
本実施の形態では、ワーク１５の幅方向両側にそれぞれ設けられた側面１８、１９は、ワーク１５が検査位置に配置された状態で、Ｙ軸１４方向に配される。

【0017】

検査位置には、図２に示すように、台座２０のＸ軸１３方向（左右方向）両側に、支持部材２１、２２がそれぞれ立設されている。支持部材２１、２２はそれぞれ、台座２０より高い位置にＹ軸１４方向（前後方向）に沿った図示しないガイドレールを備え、支持部材２１のガイドレール及び支持部材２２のガイドレールには、Ｘ軸１３方向に長い横架材２３の両端がそれぞれ進退自在に取り付けられている。横架材２３は、図示しない動力伝達機構を介して、図３に示すサーボモータ２４から駆動力を与えられＹ軸１４方向に移動する。

【0018】

横架材２３には、それぞれＸＹ平面１１まで距離を有する位置からＸＹ平面１１に向かって光を照射して距離を測定する複数のレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂが取り付けられている。レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂは、レーザ変位センサＰの一例であり、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂは、レーザ変位センサＱの一例である。
レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂは、図１、図２に示すように、Ｘ軸１３方向成分（Ｘ軸１３方向の座標）において、負側（左側）に向かって順に配置されている。

【0019】

レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂは、それぞれ、光を対象物に照射する図示しない照射部と、反射した光を検出する図示しない受光部とを備え、受光部が検出した光を基に、対象物において、光が当たった部分の形状を検知する。レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの各照射部は、ＸＹ平面１１まで距離を有し、他のレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの各照射部とは、Ｘ軸１３方向成分が異なる位置に配置されている。
以下、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂが照射する光を、それぞれ、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂとして説明する。

【0020】

レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂは、図２、図４に示すように、照射した光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂがそれぞれ、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂから離れるにつれ、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの各中心の進行方向に直交する一の方向に広がるように進行する。本実施の形態において、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂが進行しながらＸ軸１３方向に広がる配置で、横架材２３に固定され、光２７（光２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂについても同じ）は、図１に示すように、ワーク１５に対し、Ｘ軸１３方向に沿う線分状の部分に到達する。

【0021】

レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂは、図１、図４に示すように、Ｙ軸１４よりＸ軸１３方向正側（右側）に位置し、光２７、２７ａ、２７ｂの各中心が、ＸＹ平面１１のＸ軸１３方向正側の領域へ向かう方向に、光２７、２７ａ、２７ｂをそれぞれ照射する。即ち、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂは、ＸＹ平面１１のＸ軸１３方向正側の領域に向かって、光２７、２７ａ、２７ｂをそれぞれ照射する。
光２７、２７ａ、２７ｂは、検査位置に配されて、側面１８、１９がＸ軸１３方向正側の領域及びＸ軸１３方向負側の領域にそれぞれ配置されたワーク１５に対し、Ｘ軸１３方向正側にある領域に向かって進む。

【0022】

一方、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂは、Ｙ軸１４よりＸ軸１３方向負側に位置し、光２８、２８ａ、２８ｂの各中心が、ＸＹ平面１１のＸ軸１３方向負側の領域へ向かう方向に、光２８、２８ａ、２８ｂをそれぞれ照射する。即ち、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂは、ＸＹ平面１１のＸ軸１３方向負側の領域に向かって、光２８、２８ａ、２８ｂをそれぞれ照射する。
光２８、２８ａ、２８ｂは、検査位置に配されたワーク１５のＸ軸１３方向負側にある領域に向かって進行する。

【0023】

そして、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂは、Ｘ軸１３方向負側に傾いた状態で横架材２３に固定され、光２７、２７ａ、２７ｂの中心の進行方向が、Ｘ軸１３の負側方向に対して鋭角（本実施の形態では、６０°〜８０°）をなす向きで、光２７、２７ａ、２７ｂをそれぞれ照射する。レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂは、Ｘ軸１３方向正側に傾いた状態で横架材２３に固定され、光２８、２８ａ、２８ｂの中心の進行方向が、Ｘ軸１３の正側方向に対して鋭角（本実施の形態では、６０°〜８０°）をなす向きで、光２８、２８ａ、２８ｂをそれぞれ照射する。

【0024】

本実施の形態では、ＸＹ平面１１に対し垂直に配置された側面１８に対して、レーザ変位センサ２５から照射された光２７の一部が当てられ、ＸＹ平面１１に対し垂直に配置された側面１９に対して、レーザ変位センサ２６ｂから照射された光２８ｂの一部が当てられる。
ワーク１５の表面１７のＸ軸１３方向正側にある領域に対しては、レーザ変位センサ２５から照射された光２７の一部、レーザ変位センサ２５ａから照射された光２７ａの全部、レーザ変位センサ２５ｂから照射された光２７ｂの一部（本実施の形態では、半分以上）、及び、レーザ変位センサ２６から照射された光２８の一部が当たる。そして、ワーク１５の表面１７のＸ軸１３方向負側にある領域に対しては、レーザ変位センサ２５ｂから照射された光２７ｂの一部、レーザ変位センサ２６から照射された光２８の一部（本実施の形態では、半分以上）、レーザ変位センサ２６ａから照射された光２８ａの全部、及び、レーザ変位センサ２６ｂから照射された光２８ｂの一部が当たる。

【0025】

また、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、図１、図４に示すように、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの中心の進行経路が、他のレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの中心の進行経路に交わらない方向（非交差の方向）に光を照射する。

【0026】

そして、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、図４に示すように、照射した光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの少なくとも一部が、他のレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂに対し、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１のＸ軸１３方向成分が異なる位置に到達する。
更に、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に、光の中心が、Ｘ軸１３方向成分で隣り合って到達するレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂとの関係において、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に対し、光が、Ｘ軸１３方向成分で部分的に重なり合って到達する。

【0027】

従って、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１において、Ｘ軸１３方向の最も負側に到達する光２８ｂから、Ｘ軸１３方向の最も正側に到達する光２７まで、Ｘ軸１３方向成分で、隙間なく、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂが到達することになる。
本実施の形態では、レーザ変位センサ２５、２５ａと、レーザ変位センサ２５ａ、２５ｂと、レーザ変位センサ２５ｂ、２６と、レーザ変位センサ２６、２６ａと、レーザ変位センサ２６ａ、２６ｂとが、それぞれ、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に対し、Ｘ軸１３に沿って線分状に広がって到達した光の一部が、Ｘ軸１３方向成分において重なり合っている。

【0028】

また、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂは、図１に示すように、それぞれ、Ｘ軸１３方向成分で隣り合って設けられたレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂ（例えば、レーザ変位センサ２５とレーザ変位センサ２５ａ）が、Ｙ軸１４方向成分の異なる位置に配置されている。
本実施の形態では、レーザ変位センサ２５、２５ｂ、２６ａがＹ軸１４方向成分において同じ位置に配され、レーザ変位センサ２５ａ、２６、２６ｂがＹ軸１４方向成分において同じ位置に配されているが、これに限定されない。

【0029】

レーザ変位センサ２５、２５ａは、図３に示すように、制御器３０を介して、情報処理端末３１及びサーボモータ２４に接続され、レーザ変位センサ２５ｂ、２６は、制御器３２を介して、情報処理端末３１及びサーボモータ２４に接続され、レーザ変位センサ２６ａ、２６ｂは、制御器３３を介して、情報処理端末３１及びサーボモータ２４に接続されている。
検査位置にワーク１５が搬送されると、サーボモータ２４は、情報処理端末３１から指令信号を送られて、作動を開始し、Ｙ軸１４方向で最も負側に配置されていた横架材２３を、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂと共にＹ軸１４方向正側に移動させる。なお、サーボモータ２４は、シーケンスコントローラ、即ち、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を介して、情報処理端末３１に接続されていてもよい。

【0030】

サーボモータ２４は、横架材２３を所定距離（本実施の形態では、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ）移動させるごとに、制御器３０を介したレーザ変位センサ２５、２５ａへのパルス信号の送信と、制御器３２を介したレーザ変位センサ２５ｂ、２６へのパルス信号の送信と、制御器３３を介したレーザ変位センサ２６ａ、２６ｂへのパルス信号の送信とを同時に行う。

【0031】

レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂは、サーボモータ２４からのパルス信号を受信したタイミングでそれぞれ光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂを照射し、反射した光を受光して、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂが当たった箇所の像（形状情報）をそれぞれ得る。
従って、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂを照射しつつ、ワーク１５に対してＹ軸１４方向に相対的に移動する。
レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂのワーク１５に対するＹ軸１４方向の移動は、少なくとも、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂそれぞれがワーク１５のＹ軸１４方向負側の端からＹ軸１４方向正側の端まで当たる範囲で行われる。

【0032】

情報処理端末３１は、レーザ変位センサ２５、２５ａがそれぞれ得た像を制御器３０を経由して受信し、レーザ変位センサ２５ｂ、２６がそれぞれ得た像を制御器３２を経由して受信し、レーザ変位センサ２６ａ、２６ｂがそれぞれ得た像を制御器３３を経由して受信する。なお、情報処理端末３１と制御器３０の間に、レーザ変位センサ２５、２５ａがそれぞれ得た像のデータを記憶する情報処理端末を設けて、情報処理端末３１は、その情報処理端末からデータを取得するようにしてもよく、情報処理端末３１と制御器３２の間、情報処理端末３１と制御器３３の間それぞれにも、データ記憶用の情報処理端末を設けてもよい。
情報処理端末３１は、横架材２３がＹ軸１４方向で最も正側に移動するまで、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂそれぞれから、数万オーダ、あるいは、数十万オーダの数の像を受信し、これらを基にして、裏面１２を除くワーク１５全体の形状を立体的に検出し、ワーク１５の縦方向及び幅方向の長さや厚みの計測、並びに、表面１７に形成された模様が所定の位置に設けられているかの判定を行う。

【0033】

ここで、検査位置に配置されたワーク１５の表面１７及び側面１８、１９に対し、Ｘ軸１３方向成分において、隙間なく、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂが当たる。即ち、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂの少なくとも一、及び、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂの少なくとも一はそれぞれ、ワーク１５の表面１７に光を当て、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂの少なくとも一（ワーク１５の幅方向の長さによっては２つ）は、ワーク１５の側面１８に光を当て、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂの少なくとも一（ワーク１５の幅方向の長さによっては２つ）は、ワーク１５の側面１９に光を当てる。

【0034】

このため、情報処理端末３１は、表面１７、及び、側面１８、１９それぞれの全体の形状を得ることが可能である。ワーク１５の表面１７（側面１８、１９についても同じ）の全体の形状を得る必要がない場合、Ｘ軸１３方向成分において、隙間なく、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂを当てる必要はない。
本実施の形態では、更に、ワーク１５と厚みが異なるワークについても、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂがそれぞれ、Ｘ軸１３方向成分で隣り合ってワークに当たる光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８との関係において、Ｘ軸１３方向成分で重なり合ってワークにあたる限り、そのワークの表面全体、幅方向両側の２つの側面、及び、縦方向両側の２つの側面の各形状を検出することができる。よって、厚みが所定範囲内にあるワークについて、ワークの裏面を除く全体の立体像を検出可能である。

【0035】

そして、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの各中心が、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に、Ｘ軸１３方向成分で隣り合って到達するレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの組はそれぞれ、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの各中心が、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に対し、Ｙ軸１４方向成分が異なる位置に到達する。
例えば、レーザ変位センサ２５ａから照射される光２７ａの中心は、レーザ変位センサ２５、２５ｂからそれぞれ照射される光２７、２７ｂの各中心と、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に対して、Ｘ軸１３方向成分で隣り合った位置、かつ、Ｙ軸１４方向成分が異なる位置に到達する。

【0036】

従って、検査位置にワーク１５を配した状態で、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂは、ワーク１５あるいはＸＹ平面１１において、重なることはなく、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂ相互の光の干渉から、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂそれぞれの形状計測が不安定になるのを回避することができる。但し、検査精度等によっては、ワーク１５あるいはＸＹ平面１１において、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの一部が相互に重なるようにしてもよい。

【0037】

ここで、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂはそれぞれ、光２７、２７ａ、２７ｂの中心の進行方向が、Ｘ軸１３の負側方向に対して鋭角をなす向きに配置され、レーザ変位センサ２６、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、光２８、２８ａ、２８ｂの中心の進行方向が、Ｘ軸１３の正側方向に対して鋭角をなす向きに配置されているので、ワーク１５より幅方向が短いワークが検査位置に配置され、そのワークの幅方向一側の側面に、光２７が当たらずとも、光２７ａあるいは光２７ｂが当たり、そのワークの幅方向他側の側面に、光２８ｂが当たらずとも、光２８あるいは光２８ａが当たる。従って、幅方向の長さが所定の範囲内にあるワークについて、幅方向両側にある２つの側面の形状を検出可能である。

【0038】

本実施の形態において、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂからそれぞれ照射された光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂの少なくとも一部が、ワーク１５を非配置にしたＸＹ平面１１に対し、他の光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂとは、Ｘ軸１３方向成分が異なる位置に到達するようにしているのは、光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂが、Ｘ軸１３方向成分において、異なる範囲で、形状の検出ができるようにするためである。

【0039】

また、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂそれぞれが得た像（以下、「部分像」とも言う）は、ワーク１５の一部の像であるため、情報処理端末３１は、その複数の部分像を合成して、裏面１２を除くワーク１５全体の立体像（全体像の一例）を得る必要がある。
本実施の形態では、全体の立体形状が確認されている校正治具をワーク１５と同様の条件（即ち、ＸＹ平面１１に裏面が配され、Ｘ軸１３とＹ軸１４が直交する位置に中心が配され、幅方向がＸ軸１３に沿う条件）で検査位置に配置し、校正治具にレーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂそれぞれから光２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂを照射して得られた部分像と、校正治具の実際の形状とを比較して、個々の部分像から全体像を得るための校正式を予め算出する。

【0040】

情報処理端末３１は、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂそれぞれがワーク１５に対して照射して得た部分像を、校正式を基に、裏面１２を除くワーク１５全体の立体像、即ち、一つの全体像に合成する。
校正治具を用いることなく、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの各配置を基に、個々の部分像から一つの全体像を合成することも可能であるが、その場合、レーザ変位センサ２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂの配置を厳密に行う必要があり、煩雑である。

【0041】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ワークの形状は、矩形の板状に限定されず、楕円形の板状や、平行四辺形の板状、あるいは、三角形の板状であってもよく、更に、角部がＲであってもよい。また、ワークは、板状である必要もない。
そして、ＸＹ平面は水平配置されている必要はなく、例えば、鉛直に配置することや、水平に対して傾いて配置することができる。

【0042】

また、各レーザ変位センサＰ、Ｑは、照射部と受光部が一つの物体に設けられている必要はなく、照射部が設けられた物体とは別の物体に受光部を設けてもよい。
更に、各レーザ変位センサＰ、ＱをＹ軸方向に移動させる代わりに、固定した各レーザ変位センサＰ、Ｑに対して、ワークをＹ軸方向に移動させることによって、各レーザ変位センサＰ、Ｑをワークに対し、Ｙ軸方向に相対的に移動させるようにしてもよい。
また、複数のレーザ変位センサＰからそれぞれ照射される光は、光の中心の進行方向が同じでなくてもよく、それは、複数のレーザ変位センサＱにおいても同様である。
そして、複数のレーザ変位センサＰ、Ｑは、ＸＹ平面までの距離が等しくなくてもよい。

【符号の説明】

【0043】

１０：形状計測装置、１１：ＸＹ平面、１２：裏面、１３：Ｘ軸、１４：Ｙ軸、１５：ワーク、１７：表面、１８、１９：側面、２０：台座、２１、２２：支持部材、２３：横架材、２４：サーボモータ、２５、２５ａ、２５ｂ、２６、２６ａ、２６ｂ：レーザ変位センサ、２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２８ａ、２８ｂ：光、３０：制御器、３１：情報処理端末、３２、３３：制御器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】