DE112015002961T5

DE112015002961T5 - Verfahren zur Herstellung einer Komponente und Herstellungsvorrichtung, die ein solches Verfahren verwendet, und Volumenmessverfahren

Info

Publication number: DE112015002961T5
Application number: DE112015002961.3T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Taniguchi; Kazushi Miyata
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2017-04-06
Also published as: CN106489061A; JP6285037B2; US20170205224A1; JPWO2016031364A1; WO2016031364A1

Abstract

Herkömmlich wird das Volumen eines Produkts unter Verwendung eines Verfahrens, das ein Lichtschnittverfahren genannt wird, nur von einer einzelnen Richtung gemessen, wobei die Genauigkeit verringert ist, so dass kein gewünschtes Ergebnis erhalten werden kann, wenn die Neigung seiner Oberfläche in Bezug auf einen einfallenden Lichtstrahl steil ist. In einem Herstellungsverfahren, das ein solches Volumenmessmittel verwendet, ist es schwierig, ein hochgenaues Produkt herzustellen. Die vorliegende Erfindung enthält einen Verarbeitungsschritt, der eine Komponente verarbeitet, einen Prüfschritt, der das Volumen der von dem Verarbeitungsschritt entladenen Komponente unter Verwendung eines optischen Mittels misst und berechnet, einen Bewertungsschritt, der den in dem Prüfschritt erhaltenen Volumenwert der Komponente mit einem zuvor eingestellten Referenzwert vergleicht, um die Qualität der Komponente zu bestimmen, einen Verzweigungsschritt, der die Komponente auf der Grundlage des Bewertungsergebnisses des Bewertungsschritts sortiert und verzweigt, und einen Förderschritt, der die in dem Verzweigungsschritt verzweigte Komponente fördert, und schafft daher ein Verfahren zum Herstellen einer hochgenauen Komponente und eine Herstellungsvorrichtung, die dieses Verfahren verwendet.

Description

Aufnahme durch Literaturhinweis
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-174756 , eingereicht am 29. August 2014, deren Inhalt in diese Anmeldung durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente und auf eine Herstellungsvorrichtung, die ein solches Verfahren verwendet, und auf ein Volumenmessverfahren.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 beschreibt eine Volumenmessvorrichtung, die das Licht einen geraden Spalts auf ein zu messendes Objekt aussendet, die Lichtschnittlinie des zu messenden Objekts von der davon durch eine vorgegebene Entfernung in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Spaltlichts beabstandeten Position abbildet, um die Querschnittsfläche des zu messenden Objekts zu berechnen, das Spaltlicht in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung davon relativ bewegt und die von der Lichtschnittlinie erhaltene Querschnittsfläche aufsummiert, um das Volumen des zu messenden Objekts zu messen, wobei die Vorrichtung einen Mastertaktgenerator besitzt, dem ein Messanfangssignal zugeführt wird, um einen Mastertakt zu erzeugen, in dem auf der Grundlage des Mastertakts die Relativbewegung des Spaltlichts ausgeführt wird und in dem auf der Grundlage des Mastertakts die Lichtschnittlinie zum Berechnen der Querschnittsfläche abgerufen wird.
Die Patentliteratur 2 beschreibt eine kontaktlose Volumenmessvorrichtung, die einen Messtisch enthält, der ein zu messendes Objekt der Messvorrichtung um eine vorgegebene Entfernung in einer vorgegebenen Richtung bewegt, eine spaltförmige Lichtquelle, die Spaltlicht auf das zu messende Objekt aussendet, eine Kamera, die Spaltbilder photographiert, wenn das von der spaltförmigen Lichtquelle ausgegebene Spaltlicht auf das zu messende Objekt auftrifft, und ein Bildverarbeitungsmittel, das die Funktion der Bildverarbeitung dreidimensionaler Daten von den von der Kamera erhaltenen Spaltbildern besitzt, Volumina für die jeweiligen Spaltbilder berechnet und diese integriert, um ein Gesamtvolumen zu berechnen.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. Hei7(1995)-208945
Patentliteratur 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. Hei4(1992)-301707 .

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Volumenmessmittel, das die Formmessung in den Patentliteraturen 1 und 2 anwendet, wird ein Verfahren, das üblicherweise ein Lichtschnittverfahren genannt wird, nur für eine einzelne Richtung verwendet, wobei die Genauigkeit verringert ist, so dass das gewünschte Ergebnis nicht erhalten werden kann, wenn die Neigung der Oberfläche in Bezug auf einen einfallenden Lichtstrahl steil ist. Folglich kann es in dem Herstellungsverfahren, das dieses Volumenmessmittel verwendet, schwierig sein, ein hochgenaues Produkt herzustellen. Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer hochgenauen Komponente.
Lösung des Problems
Zur Lösung der obigen Probleme enthält ein Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen Verarbeitungsschritt, der eine Komponente verarbeitet, einen Prüfschritt, der unter Verwendung eines optischen Mittels das Volumen der von dem Verarbeitungsschritt entladenen Komponente misst und berechnet, einen Bewertungsschritt, der den in dem Prüfschritt erhaltenen Volumenwert der Komponente mit einem zuvor eingestellten Referenzwert vergleicht, um die Qualität der Komponente zu bestimmen, einen Verzweigungsschritt, der die Komponente auf der Grundlage des Bewertungsergebnisses des Bewertungsschritts sortiert und verzweigt, und einen Förderschritt, der die durch den Verzweigungsschritt verzweigte Komponente fördert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein hochgenaues Produkt hergestellt werden, um das Produktqualitätskontrollniveau zu verbessern.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltplan einer kontaktlosen Volumenmessvorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein schematisches Diagramm, das die Abtasttrajektorie der kontaktlosen Volumenmessvorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Ablaufplan, der die Messprozedur der kontaktlosen Volumenmessvorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Messfläche und die Lasereinfallsrichtung eines Entfernungssensors in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Oberflächenneigungsabhängigkeit des Messfehlers des Entfernungssensors in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein schematisches Diagramm, das einen Messbereich für ϕl = θl = 0 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein schematisches Diagramm, das den Optimalwert und den Messbereich jedes von drei Entfernungssensoren in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das das Integrationsergebnis der Messbereiche der drei Entfernungssensoren in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist ein schematisches Diagramm, das die Emissionsposition der drei Entfernungssensoren in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Entfernung darstellt.
10 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitungsprozedur einer Formmesseinheit in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein Datenablaufplan zur Zeit der Berechnung von Formdaten in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein schematisches Diagramm einer Formdatenberechnung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein schematisches Diagramm einer Kalibrierungsreferenzprobe in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein schematisches Diagramm, das einen Volumenberechnungsabschnitt in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
15 ist ein schematisches Diagramm, das Höhenreferenzen in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
16 ist ein Ablaufplan, der eine Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungsprozedur durch Formvergleich in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
17 ist ein Diagramm, das die Emissionspositionen der drei Entfernungssensoren und die Anordnung von Polarisationsplatten in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
18 ist ein Blockschaltplan einer kontaktlosen Volumenmessvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
20 ist ein Ablaufplan, der die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung des Kolbens in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Anhand von 1 bis 17 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 stellt einen Blockschaltplan einer Kolbenvolumen-Prüfvorrichtung dieser Ausführungsform dar. Die Form einer Messfläche 101 als der oberen Oberfläche einer Probe 100 wird unter Verwendung von Lasern durch drei kontaktlose Entfernungssensoren 110a bis 110c gemessen. Während die Probe durch einen Drehtisch 120 gedreht wird, messen die Entfernungssensoren 110a bis 110c die gesamte Messfläche 101 wendelförmig dadurch, dass sie in der x-Achsen-Richtung mit der Bewegung der x-Achsen-Tische 130a, 130b abtasten. Für solche Entfernungssensoren wird die Verwendung verschiedener Sensoren durch ein Lichtschnittverfahren auf der Grundlage einer Triangulation, eines TOF-Verfahrens (Laufzeitverfahrens) unter Verwendung der optischen Phasendifferenz, eines FMCW-Verfahrens (frequenzmodulierten Dauerstrichverfahrens), eines optischen Kammverfahrens, einer OCT (optischen Kohärenztomographie) unter Verwendung optischer Interferenz und eines Verfahrens, das eine konoskopische Holographie anwendet, betrachtet. Der x-Achsen-Tisch enthält die x-Achsen-Tisch-Masterwelle 130a und die x-Achsen-Tisch-Slavewelle 130b. Diese zwei Wellen bewegen sich synchron zueinander in der Weise gleichzeitig, dass eine Platte 131, auf der die Entfernungssensoren 110a bis 110c montiert sind, stabil bewegt werden kann. Die Entfernungssensoren 110a bis 110c sind hier geeignet in der Weise angeordnet, dass die beliebige Form der Messfläche mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann. Die Optimierung der Anordnung der Sensoren wird später beschrieben.
2 stellt schematisch eine Messpunkttrajektorie 105 dar, wenn sich die Entfernungssensoren 110a bis 110c zur Abtastung in der Weise auf der x-Achse bewegen, dass ihre Messposition von der Mitte der Messfläche 101 in Richtung ihres Außenumfangs gerichtet. ist. Außerdem ist die Kolbenvolumen-Prüfvorrichtung mit einem Zylindermechanismus 121, der die Probe 100 von ihrem Außenumfang hält und befestigt, mit einem z-Achsen-Tisch, der die Höhen der Entfernungssensoren 110a bis 110c und der Probe 100 einstellt, und mit einem Seitenflächen-Entfernungssensor 140, der die Mittenpositionsbeziehung zwischen der Probe 100 und dem Drehtisch 120 misst, ausgestattet.
Wenn die Probe 100 näherungsweise zylindrisch ist, wird die Entfernung zwischen der Mitte der Probe und der Mitte der Drehung des Drehtischs 120 durch den Seitenflächen-Entfernungssensor 140 ununterbrochen gemessen, während der Drehtisch 120 gedreht wird, und wird daraufhin die Änderung der Entfernung gemessen. Während der Drehtisch 120 eine Drehung ausführt, ändert sich davon die Entfernung sinusförmig. Aus der Amplitude der Sinusschwingung kann der Verlagerungsbetrag zwischen der Mitte der Probe und der Mitte der Drehung des Drehtischs 120 berechnet werden und aus ihrer Phase kann die Verlagerungsrichtung berechnet werden. Somit kann die Positionsbeziehung zwischen der Mitte der Probe und der Mitte der Drehung des Drehtischs 120 vor der Messung erfasst werden.
Außerdem werden die Mitte der Probe und die Mitte der Drehung aus dem Messergebnis vorher angepasst, wenn die Probe näherungsweise zylindrisch ist. Somit kann die Wirkung einer Verringerung der durch die Drehung in der gesamten Vorrichtung verursachten Schwingung erhalten werden. Wie bei dem x-Achsen-Tisch enthält der z-Achsen-Tisch eine z-Achsen-Tisch-Masterwelle 150a und eine z-Achsen-Tisch-Slavewelle 150b, wobei sich die zwei Wellen synchron zueinander gleichzeitig bewegen. In der Platte 131 sind Bohrungen geöffnet, um zu ermöglichen, dass Laser von den Entfernungssensoren 110a bis 110c die Messfläche 101 erreichen. Ein Tischtreiber 160 steuert den Drehtisch 120, die x-Achsen-Tische 130a, 130b und die z-Achsen-Tische 150a, 150b an. Um die synchrone Detektion des Drehtischs 120, der x-Achsen-Tische 130a, 130b, der Entfernungssensoren 110a bis 110c und des Seitenflächen-Entfernungssensors 140 auszuführen, wird eine Steuereinheit 170 verwendet. Eine Signalverarbeitungseinheit 180 unterwirft das Messergebnis automatisch einer Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung für die Probe 100. Außerdem enthält die Signalverarbeitungseinheit 180 eine Formberechnungseinheit 181, eine Volumenberechnungseinheit 182 und eine Gut-oder-fehlerhaft-Volumenbestimmungseinheit 183.
In dieser Ausführungsform wird die wie in 2 dargestellte Trajektorie durch die Drehung und Bewegung der Tische in der X-Achsen-Richtung gebildet, wobei die Bildung der Trajektorie aber nicht notwendig auf die Bewegung der Tische beschränkt ist. Zum Beispiel wird die Bildung der Trajektorie ebenfalls durch Drehung und Bewegung der Entfernungssensoren in der X-Achsen-Richtung erzielt. Außerdem ist es anders als bei der Kombination der Drehung und Bewegung in der X-Achsen-Richtung ebenfalls möglich, anstelle der Drehung eine Bewegung in der Y-Achsen-Richtung anzunehmen und dadurch durch die Kombination der Bewegung in der X-Achsen-Richtung und der Bewegung in der Y-Achsen-Richtung die gesamte Messfläche abzutasten.
3 stellt einen Prüfablauf dar. Die Probe wird auf dem Drehtisch angeordnet (S100). Daraufhin wird die in S100 angeordnete Probe durch den Zylindermechanismus 121 gehalten und befestigt (S101). Um die Entfernung zwischen den kontaktlosen Entfernungssensoren 110a bis 110c und der Messfläche auf innerhalb der Arbeitsentfernung der Entfernungssensoren 110a bis 110c zu verringern, werden ihre Höhen durch die z-Tische eingestellt (S102). Wenn die Höheninformationen der Probe bekannt sind, kann die geeignete Position des z-Achsen-Tischs automatisch berechnet werden. Daraufhin wird mit Abtasten unter Verwendung des Drehtischs und des x-Achsen-Tischs die Messfläche durch die Entfernungssensoren gemessen, wodurch Positionsdaten von den Koordinaten der Tische gemessen werden und Entfernungsdaten von den Entfernungssensoren gemessen werden (S103). Aus den Positionsdaten des Drehtischs, des x-Achsen-Tischs und des z-Achsen-Tischs und aus den durch die Entfernungssensoren gemessenen Entfernungsdaten, die in S103 gemessen werden, wird eine in dem dreidimensionalen Koordinatensystem verteilte Messpunktgruppe berechnet, um aus der Messpunktgruppe der drei Entfernungssensoren die Form der Messfläche zu berechnen (S104). Aus der in S104 berechneten Form wird ein zusätzlich gegebener Höhenreferenzwert verwendet, um das Volumen der Messfläche zu berechnen (S105). Das berechnete Volumen wird mit dem aus den Entwurfsdaten oder aus dem Volumen einer guten Probe, die in derselben Weise durch die Prozedur in S100 bis S105 berechnet wurde, berechneten Volumen verglichen, wodurch die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung ausgeführt wird, die bestimmt, dass die Probe unter einem zuvor eingestellten Schwellenwert ein gutes Produkt ist und dass die Probe über dem Schwellenwert ein fehlerhaftes Produkt ist (S106).
(Optimierung der Anordnung der Entfernungssensoren)
4 stellt ein schematisches Diagramm dar, das die Messfläche und die Lasereinfallsrichtung des Entfernungssensors repräsentiert. Es ist erforderlich, die in 1 dargestellten Entfernungssensoren 110a bis 110c geeignet so anzuordnen, dass die beliebige Form der Messfläche 101 gemessen wird. Die Messgenauigkeit des kontaktlosen Entfernungssensors, der einen Laser verwendet, hängt hier stark von der Neigung der Messfläche ab. Wie in 4 dargestellt ist, repräsentieren θs, ϕs die Richtung eines Normalenvektors 102 der Messfläche und repräsentieren θl, ϕl die Richtung eines Richtungsvektors 112 des einfallenden Lasers des Entfernungssensors. Außerdem repräsentiert l eine zu messende Entfernung. α repräsentiert den Absolutwert des zwischen dem Normalenvektor 102 der Messfläche 101 und dem Richtungsvektor 112 des einfallenden Lasers des Entfernungssensors gebildeten Winkels. 5 stellt ein Beispiel der α-Abhängigkeit des Messfehlers des Entfernungssensors dar. Üblicherweise neigt der Messfehler dazu, größer zu sein, während α zunimmt. Somit wird die in 5 dargestellte α-Abhängigkeit des Fehlers zuvor als Grunddaten erhalten, um den für die Messung notwendigen Maximalwert des Fehlers so einzustellen, dass der Maximalwert von α, der ein Kriterium für die Entscheidung der Vorrichtungskonfiguration ist, entschieden werden kann.
Es wird hier die Optimierung der Einstellbedingung des Entfernungssensors betrachtet. Es wird angenommen, dass θs, s, die die Richtung der Messfläche repräsentieren, alle Oberflächenrichtungen enthalten, in denen 0 < θs < 90, 0 < ϕs < 360 ist. α < αth ist ein Messbereich. 6 stellt dar, ob die Messung in Bezug auf die Richtung der Messfläche möglich ist, wenn die Einfallsrichtung des Entfernungssensors θl = 0, ϕl = 0 ist. Der diagonal schraffierte Bereich ist ein Messgebiet 200. Wenn die Fläche des Messgebiets in Bezug auf die Fläche des Gesamtgebiets, in der 0 < θs < 90, 0 < ϕs < 360 ist, das Abdeckungsverhältnis γ, γ = αth/90, ist, werden die Einstellpositionen mehrerer Entfernungssensoren kombiniert, um nach der Bedingung zu suchen, bei der γ = 1 ist. Die Einstellpositionen der Entfernungssensoren sind Optimierungsbedingungen. Wenn das Messgebiet, wenn θ1 = θli, ϕ1 = ϕli ist, Ai ist, kann das Abdeckungsverhältnis γ ausgedrückt werden durch
N repräsentiert hier die Anzahl der Kombinationen. Es wird die Bedingung gesucht, bei der bei dem kleinsten N γ = 1 ist. Zum Beispiel wird αth = 70° angenommen, um die optimalen Bedingungen zu bestimmen, wobei θl1 = θl2 = θl3 = 45°, |ϕl1 – ϕl2| = |ϕl2 – ϕl3| = |ϕl3 – ϕl1| = 120° oder 240° berechnet werden.
7 repräsentiert jede Bedingung, wenn ϕl1 = 0 ist. 8 repräsentiert ein Gebiet, in dem drei Bedingungen kombiniert sind. Durch Ausführen einer solchen Optimierung kann diejenige Konfiguration der Messvorrichtung, die allen Formen entspricht, durch eine kleinste Anzahl von Messungen hergeleitet werden. Um den Durchsatz zu verbessern, ist die Vorrichtungskonfiguration in 1 mit drei Sensoren ausgestattet, um die drei Detektionsbedingungen gleichzeitig zu messen. Dadurch, dass die Messung dreimal mit einem Entfernungssensor ausgeführt wird, kann außerdem γ = 1 erzielt werden.
Es wird hier die Vorrichtungskonfiguration beschrieben, wenn die drei Entfernungssensoren gleichzeitig behandelt werden. In den Entfernungssensoren unter Verwendung von Laser werden von den Entfernungssensoren erzeugte Laser auf die zu messende Probe ausgesendet, wird Reflexions- und Streulicht von der Messfläche empfangen und wird aus seinen Phasen- und Intensitätsinformationen die Entfernung gemessen. Wenn mehrere Entfernungssensoren verwendet werden und wenn das von den einfallenden Lasern 113a bis 113c erzeugte Reflexions- und Streulicht von der Messfläche von einem der Entfernungssensoren empfangen wird, kann die Entfernungsmessgenauigkeit verringert werden. Diese verringerte Messgenauigkeit kann dadurch gelöst werden, dass die Vorrichtungskonfiguration so konstruiert wird, dass verhindert wird, dass ein Laserstrahl von einem anderen Entfernungssensor auf die Lichtempfangsflächen der anderen Entfernungssensoren auffällt. 9 stellt sein Beispiel dar. Es wird die Vorrichtungskonfiguration, die die drei Entfernungssensoren enthält, angenommen, in der die Laser von den Entfernungssensoren auf die Probe ausgesendet werden. Die Lichtempfangsflächen der Entfernungssensoren sind hier koaxial mit den einfallenden Lasern. Za ist der tiefste Punkt der z-Achse bei der Messposition der Messfläche. Außerdem ist Zb die z-Achsen-Koordinate bei dem Schnittpunkt der Laser von den drei Entfernungssensoren. Um die Flecke der Entfernungssensoren auf der Oberfläche der Probe um d voneinander zu beabstanden, wird d = (Z_a – Z_b)tan^–1 (2) eingestellt.
θ repräsentiert hier die Neigung der Entfernungssensoren gegen die z-Achse. In diesem Beispiel sind die drei Entfernungssensoren um 45° geneigt. Dieses Mal wird betrachtet, dass sich die Laser bei der Position schneiden, an der z kleiner als die Messfläche ist, und dass dann, wenn z größer als die Messfläche ist, dies auf dieselbe Weise betrachtet wird, so dass die Laserflecken auf der Messfläche voneinander beabstandet werden können. Wie oben beschrieben wurde, ist es dadurch, dass die Laserfleckpositionen der Entfernungssensoren über eine feste Entfernung voneinander in der Weise beabstandet werden, dass sie nicht überlappt werden, möglich, die mehreren Entfernungssensoren gleichzeitig zu verwenden, ohne die Formmessgenauigkeit zu verringern. Die Entfernung d zwischen den Flecken wird unter Berücksichtigung der verwendeten Entfernungssensoren und des Zustands der zu messenden Oberfläche geeignet entschieden. Zum Beispiel muss d geringfügig größer sein, wenn mehr Streulicht erzeugt wird.
Außerdem stellt 17 die Vorrichtungskonfiguration dar, in der Polarisationsplatten 114a, 114b vor den Entfernungssensoren angeordnet sind, um den Einfluss von Rauschen von einem anderen Laser weiter zu verringern. Die Polarisationsplatte 114a wird in der Richtung eingestellt, die den einfallenden Laser 113a des Entfernungssensors durchlässt. Um den ähnlichen Polarisationszustand zu halten, werden das Reflexions- und das Streulicht von der Probe durch die Polarisationsplatte 114a durchgelassen und danach für die Entfernungsmessung detektiert. Gleichfalls wird die Richtung der Polarisationsplatte 114b in Übereinstimmung mit dem einfallenden Laser 113b eingestellt. Da die einfallenden Laser 113a und 113b verschiedene Einfallsrichtungen besitzen, werden hier das Reflexions- und das Streulicht durch den einfallenden Laser 113a durch die Polarisationsplatte 114b verringert und werden gleichfalls das Reflexions- und das Streulicht durch den einfallenden Laser 113b durch die Polarisationsplatte 114a verringert. Auf diese Weise wird der Laserstrahl durch den anderen Entfernungssensor durch die Polarisationsplatte verringert, so dass eine Verringerung der Genauigkeit verhindert werden kann.
(Signalverarbeitungseinheit)
Die Signalverarbeitungseinheit unterwirft das Entfernungsmessergebnis durch die Entfernungssensoren automatisch verschiedenen Prozessen für die abschließende Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung für die Probe. Die Signalverarbeitungseinheit enthält hier die Formberechnungseinheit, die aus den Tischpositionsinformationen und aus den durch die Entfernungssensoren gemessen Erntfernungsinformationen zwischen dem Material und den Entfernungssensoren die Form berechnet, die Volumenberechnungseinheit, die unter Verwendung der durch die Formberechnungseinheit berechneten Form und einer beliebig eingestellten Höhenreferenz das Volumen über der Scheitelfläche des Kolbens berechnet, und die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungseinheit, die für das durch die Volumenberechnungseinheit berechnete Volumen die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung ausführt. Im Folgenden werden die jeweiligen Einheiten ausführlich beschrieben.
(Formberechnungseinheit)
10 stellt den Ablauf der Formberechnungseinheit dar. 11 stellt einen Ablaufplan der Daten zur Zeit der Berechnung von Formdaten dar. Wie in 11 dargestellt ist, werden aus Entfernungsdaten 301 von jedem Entfernungssensor, aus Koordinatendaten 302 des x-Achsen-Tischs und des θ-Tischs und aus Kalibrierungsdaten 303, die die Positionsbeziehung zwischen dem Entfernungssensor und den Tischen repräsentieren, Messpunkte in ein xyz-Koordinatensystem umgesetzt, um Formdaten (eine Formdatenpunktgruppe) 310 zu berechnen (S201a bis S201c). Irgendwelche Rauschkomponenten wie etwa irgendwelche Ausreißer werden durch einen statistischen Prozess aus den in S201a bis S202c berechneten Formdaten entfernt (S202a bis S202c). Irgendwelche Punkte, in denen der zwischen der Lasereinfallsrichtung des Entfernungssensors und der Richtung der Messfläche gebildete Winkel α über einem Schwellenwert liegt und angenommen wird, dass die Genauigkeit niedrig ist, werden aus den Formdaten, aus denen irgendwelches Rauschen in S202a bis S202c entfernt worden ist, entfernt (S203a bis S203c).
12 ist eine Konzeptansicht des Prozesses der Formberechnungseinheit. Zur Vereinfachung ist die Punktgruppe hier in zwei Dimensionen dargestellt. Die Messpunkte sind in Bezug auf die durch eine durchgezogene Linie angegebene Messfläche 101 als Punkte dargestellt. Zunächst wird die Normalenrichtung jedes Messpunkts geschätzt. Durch Konzentration auf den erwähnten Messpunkt wird ein Gebiet in einem dreidimensionalen Raum eingestellt und daraufhin wird aus der statistischen Verteilung der in dem Gebiet enthaltenen Punkte die Normalenlinie geschätzt. Um die Normalenlinie zu schätzen, wird eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) verwendet. Zunächst wird der Schwerpunkt der Messpunktgruppe in dem eingestellten Gebiet berechnet und daraufhin wird aus der Differenz zwischen dem Schwerpunkt und den Punkten eine Varianz-Kovarianz-Matrix erzeugt. Diese Varianz-Kovarianz-Matrix ist eine 3×3-Matrix und besitzt drei Eigenwerte. Im Fall der Scheitelflächenmessung bilden die Messpunkte eine Ebene, so dass einer der drei Eigenwerte in Bezug auf die anderen zwei Eigenwerte einen kleinen Wert annimmt. Die Richtung des kleinen Eigenwerts repräsentiert hier die Normalenrichtung der Messpunktgruppe in dem Gebiet. Diese Normalenrichtung ist der Normalenvektor 102 des erwähnten Messpunkts. Gleichzeitig kann das Gebiet so eingestellt werden, dass die Anzahl der Punkte festgesetzt ist oder eine vorgegebene Form und ein vorgegebenes Volumen besitzen kann. Wenn die Lasereinfallsrichtung des Entfernungssensors bekannt ist, wird die Oberflächenrichtung jedes aus der obigen Hauptkomponentenanalyse berechneten Punkts verwendet, um Formdaten zu erhalten, in denen irgendwelche ungeeignete Punkte entfernt sind. Die Punktgruppen, die die in S203a bis S203c berechneten Formdaten repräsentieren, werden unter Verwendung der ICP ausgerichtet und integriert, wodurch integrierte Formdaten (S204) erhalten werden. Die Dichte der in S204 berechneten integrierten Formdaten kann in Übereinstimmung mit dem Ort stark verschieden sein. Insbesondere hat der flache Abschnitt die Messwerte durch irgendeinen Entfernungssensor und neigt er dazu, eine höhere Dichte als der geneigte Abschnitt zu besitzen. An dem Ort, an dem die Dichte der Punktgruppe höher als notwendig ist, dauert es für spätere Prozesse lange. Somit wird der Ort einem Prozess des Verringerns der Dichte unterworfen, um die Dichte der Punktgruppe für jeden Ort auszugleichen (S205), wodurch abschließende hochgenaue Formdaten erhalten werden.
Es wird hier ein Verfahren zum Erhalten der Kalibrierungsdaten 303, die die Positionsbeziehung zwischen dem Entfernungssensor und den Tischen repräsentieren, beschrieben. Wie in 13 dargestellt ist, enthält eine Referenzprobe eine Referenzebene (eine Ebene mit fester Neigung) 401 und eine bekannte Referenzhöhe 402. Eine solche Referenzprobe wird zum Ausführen der Messung verwendet, wodurch die Positionsbeziehung zwischen dem Entfernungssensor und den Tischen korrigiert wird. Genauer werden für jeden Entfernungssensor Kalibrierungsdaten θl, ϕl und l jedes Entfernungssensors in der Weise berechnet, dass der Messwert zu dem Entwurfswert der Referenzprobe wird.
(Volumenberechnungseinheit)
Anhand von 14 wird die Volumenberechnungseinheit beschrieben. Als das Volumen der oberen Oberfläche der Probe wird ein Volumen 313 des Gebiets berechnet, das die durch die Formberechnungseinheit erhaltenen hochgenauen Formdaten und eine beliebige Höhenreferenz 312 enthält. Gleichzeitig enthält die Höhenreferenz 312 eine Höhenreferenz 312a von der Mittenposition des Nadellochs des Kolbens zu einer festen Höhe oder eine Höhenreferenz 312b von einem Abschnitt der Oberseite der Scheitelfläche zu einer festen Höhe, wenn die Probe 100 der in 15 dargestellte Kolben ist. Wenn die Höhenreferenz 312b über die Scheitelfläche verwendet wird, wird die Höhenreferenz 312b zuvor zur Zeit der Herstellung erzeugt, so dass eine Volumenprüfung mit höherer Genauigkeit ermöglicht wird.
(Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungseinheit)
Die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungseinheit bestimmt, ob das durch die Volumeneinheit berechnete Volumen gut oder fehlerhaft ist. Zum Beispiel wird ein Schwellenwert als ein Entwurfswert oder als ein durch ein gutes Produkt bestimmtes Volumen eingestellt, wodurch die Probe über dem Schwellenwert ein fehlerhaftes Produkt ist und wodurch die Probe unter dem Schwellenwert ein gutes Produkt ist. Außerdem kann eine Rückkopplung zu dem Herstellungsprozess ausgeführt werden, wenn sich irgendein fehlerhafter Wert aus der Tendenz der Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung fortsetzt. Die Probe, die ein Gussprodukt ist, führt zum frühen Ermitteln des Verschleißes der Form und des Abplatzen. Ferner werden die durch die Formberechnungseinheit berechneten hochgenauen Formdaten mit der Entwurfsform oder mit der Form des guten Produkts verglichen, so dass es möglich ist, den Verschleiß der Form und die Menge und den Abschnitt des Abplatzens mit höherer Genauigkeit genau zu spezifizieren.
16 stellt den Verarbeitungsablauf der Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungseinheit dar. S401 bis 404 sind derselbe Prozess wie der in 3 dargestellte S101 bis S104. Die in S404 berechneten Formdaten werden mit der Entwurfsform (CAD: computergestützter Entwurf) oder mit der Form des guten Produkts verglichen und daraufhin wird ein Schwellenwert auf die Differenz zwischen ihnen eingestellt, um die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung auszuführen. Zum Beispiel gibt es Indizes wie etwa die Standardabweichung des Verlagerungsbetrags jedes Punkts, einen maximalen Verlagerungsbetrag, einen durchschnittlichen Verlagerungsbetrag und einen durch Gewichten und Berechnen eines wichtigen Orts erhaltenen Verlagerungsbetrag.
Zweite Ausführungsform
Anhand von 18 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 1, die die erste Ausführungsform darstellt, ist eine Kolbenvolumen-Prüfvorrichtung mit drei Entfernungssensoren ausgestattet, wobei sie aber in 18, die diese Ausführungsform darstellt, mit zwei Entfernungssensoren ausgestattet ist. In der ersten Ausführungsform ist die Abtastentfernung durch den x-Achsen-Tisch 130 die von der Mitte der Probe zu ihrem Außenumfang. In diesem Fall müssen die drei Entfernungssensoren kombiniert werden, um die beliebige Form der Messfläche 101 mit hoher Genauigkeit zu messen, In der zweiten Ausführungsform wird bei der Abtastentfernung durch den X-Achsen-Tisch 130, d. h. den Durchmesser der Probe von ihrem Außenumfang zu ihrem Außenumfang, der durch die Mitte der Probe geht, abgetastet, wobei die Entfernungssensoren die beliebige Form der Messfläche 101 messen können.
Wenn in diesem Fall die Optimierung der Anordnung der Sensoren wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, werden θl1 = θl2 = 45°, |ϕl1 – ϕl2| = 90° hergeleitet.
Da die Anzahl der Sensoren in der zweiten Ausführungsform zwei ist, ist die Vorrichtungskonfiguration einfacher als in der ersten Ausführungsform, um die Kosten zu verringern. Da andererseits die Messzeit verdoppelt ist, ist es erwünscht, die Konfiguration der ersten Ausführungsform zu verwenden, um eine schnelle Prüfung auszuführen. Die Verarbeitungssensoren, die die zwei Entfernungssensoren sind, sind nicht auf die Anordnung in 18 beschränkt und sie können bei beliebigen Positionen angeordnet sein.
Dritte Ausführungsform
Anhand von 19 und 20 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, 19 stellt einen Prozess zum Prüfen des verarbeiteten Kolbens durch die in der Kolbenfertigungslinie angeordnete Volumenprüfeinheit dar. Die Kolbenvolumen-Prüfvorrichtung enthält eine Kolbenverarbeitungseinheit 500, die einen Kolben 1 verarbeitet, eine Fördereinheit 510, die den verarbeiteten Kolben 1 fördert, eine Volumenprüfeinheit 520, die das Volumen des Kolbens prüft, eine Anzeigeeinheit 530, die das Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungsergebnis von der Volumenprüfeinheit anzeigt, eine Verzweigungseinheit 540, die die Förderwege für einen guten Kolben 1a und für einen fehlerhaften Kolben 1b in Übereinstimmung mit dem Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungsergebnis verzweigt, eine Linie 510a für gute Produkte, die den guten Kolben 1a fördert, der die Prüfung bestanden hat, und eine Linie 510b für fehlerhafte Produkte, die den fehlerhaften Kolben 1b fördert, der die Prüfung nicht bestanden hat.
Anhand des Prüfungsablaufplans in 20 wird die Einzelheit der jeweiligen Abschnitte beschrieben. Der Kolben 1 wird durch die Kolbenverarbeitungseinheit 500 verarbeitet, was einen Gießschritt 501 und einen Bearbeitungsschritt 502 enthält, und es werden der Typ und eine identifizierbare Zahl wie etwa eine laufende Nummer des Kolbens gegeben, wobei die Informationen durch Stanzen auf dem Kolben 1 gekennzeichnet werden (S500). Der in S500 verarbeitete Kolben 1 wird durch die Fördereinheit 510 zu der Volumenprüfeinheit 520 gefördert (S501). Der Typ und die laufende Nummer des in S501 geförderten Kolbens 1 werden durch eine Informationsleseeinheit 521 gelesen (S502). Nachfolgend wird durch die drei Entfernungssensoren 110x, 110b und 110c und durch einen Dreh- und einen Translationstisch 155 eine Entfernungsmessung ausgeführt und daraufhin wird auf der Grundlage der Messdaten durch die Signalverarbeitungseinheit 180 das Volumen berechnet (S503). Außerdem misst die Signalverarbeitungseinheit 180 die Differenz zwischen dem berechneten gemessenen Volumen und dem Referenzvolumen (S504), führt sie durch die Schwellenwertbestimmung die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung aus (S504) und zeigt sie das Ergebnis zusammen mit den durch die Informationsleseeinheit 521 gelesenen Informationen auf der Anzeigeeinheit 530 an. Da die Vorrichtungskonfiguration, das Volumenberechnungsverfahren und das Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungsverfahren der Volumenprüfeinheit 520 dieselben wie in der ersten Ausführungsform sind, ist die Einzelheit weggelassen. Die Anzeigeeinheit 530 zeigt einen Typ 531 des Kolbens 1, eine laufende Nummer 532, einen Referenzvolumenwert 533, einen gemessenen Volumenwert 534, die Differenz zwischen dem Referenzvolumenwert und dem gemessenen Volumenwert und ein Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungsergebnis 535 an. Der durch die Signalverarbeitungseinheit 180 als gut oder fehlerhaft bestimmte Kolben 1 wird dadurch gefördert, dass er durch die Verzweigungseinheit 540 als der gute Kolben 1a oder als der fehlerhafte Kolben 1b verzweigt wird. Der fehlerhafte Kolben 1b wird zu der Linie 510b für fehlerhafte Produkte gefördert (S506). Es wird bestimmt, ob der fehlerhafte Abschnitt zusätzlich verarbeitet und korrigiert wird (S507). Wenn der fehlerhafte Abschnitt zusätzlich verarbeitet und korrigiert wird, wird er erneut zu der Volumenbestimmungseinheit gefördert (S508). Wenn der fehlerhafte Abschnitt nicht zusätzlich verarbeitet und korrigiert wird, wird er so, wie er ist, entsorgt (S509). Die Bestimmung, ob der fehlerhafte Abschnitt zusätzlich verarbeitet und korrigiert wird oder so, wie er ist, beseitigt wird, wird aus dem Ergebnis der Volumenprüfung entschieden. Zum Beispiel wird die Verarbeitung als unzureichend angesehen, wenn das Volumen klein ist, wodurch der Ort, bei dem die Verarbeitung unzureichend ist, zusätzlich verarbeitet wird. Außerdem ist es möglich, aus der Häufigkeit und Tendenz des fehlerhaften Produkts die Störung der Verarbeitungsvorrichtung zu schätzen. Im Gegensatz dazu wird der Kolben 1, der als ein gutes Produkt bestimmt wird, als der gute Kolben 1a zu der Linie 510a für gute Produkte gefördert (S510) und daraufhin verpackt und versandt (S511).
Außerdem wird die Historie der Anzahl und Typen fehlerhafter Produkte gespeichert, wobei die Verarbeitungsbedingungen des Gießschritts 501 und des Bearbeitungsschritts 502 der Verarbeitungseinheit 500 geändert werden oder die Verarbeitung angehalten wird, so dass die Qualität des verarbeiteten Kolbens sichergestellt werden kann, wenn eine spezifische Anzahl fehlerhafter Produkte eine festgesetzte Rate übersteigt.
Da die Volumenprüfeinheit 520 das Volumen des Kolbens aus seiner Form berechnet, kann die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmmung ebenfalls durch Vergleichen der gemessenen Kolbenform mit der Referenzkolbenform auf der Grundlage der Entwurfsinformationen und des durch Messen des Kolbens, der als ein gutes Produkt ermittelt wurde, erhaltenen Ergebnisses ausgeführt werden. Wenn die Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmung in Übereinstimmung mit der Form ausgeführt wird, wird für die zu managende Dimension oder für die Größe der Abweichung zwischen den verschiedenen Orten, die durch Vergleichen der gemessenen Form und der Referenzform erhalten werden, ein Schwellenwert bereitgestellt. Wenn es mehrere Indizes gibt, kann ein Integrationsindex eingestellt werden, der durch ihr Gewichten und Summieren erhalten wird, um die Schwellenwertverarbeitung in Bezug auf den Integrationsindex auszuführen. In diesem Fall zeigt die Anzeigeeinheit 530 Dimensionen 536, 537, ein Formvergleichsergebnis 538, einen Farbbalken 538a, der die Größe einer Abweichung repräsentiert, und eine Standardabweichung 539 des Vergleichsergebnisses an.
Außerdem wird aus einer fehlerhaften Form der Typ eines Fehlers identifiziert und klassifiziert, wobei der Problemschritt spezifiziert werden kann, um die Bedingung des Verarbeitungsschritts automatisch zu ändern oder die Fertigungslinie anzuhalten. Der gemessene Fehler wird in Übereinstimmung mit der Dimension, dem Seitenverhältnis, der Tiefe, dem Volumen des fehlerhaften Abschnitts und dem verursachten Ort klassifiziert. In Übereinstimmung mit dem Klassifizierungsergebnis des Fehlers wird der Ort in dem Verarbeitungsschritt, an dem das Problem auftritt, aus den früheren Verarbeitungsdaten oder aus dem Merkmal des physikalischen Prozesses geschätzt, wodurch in Übereinstimmung damit ein Verbesserungs- oder Halt-Befehl gegeben wird. Im Fall der Verwendung der früheren Verarbeitungsdaten werden die früheren Daten analysiert und werden der Typ des verursachten Fehlers und der Schritt, der tatsächlich. zu dem Problem wird, in einer Tabelle gespeichert, wodurch der Problemschritt in Übereinstimmung mit dem verursachten Fehler spezifiziert wird. Im Fall der Verwendung des Merkmals des physikalischen Prozesses wird bestimmt, dass ein vertiefter Fehler ein Gaseinschluss ist, um zu schätzen, dass der Gießschritt die Ursache ist, und wird bestimmt, dass ein Fehler, der ein hohes Seitenverhältnis besitzt, eine Ungänze ist, um zu schätzen, dass sie in dem Verarbeitungsschritt verursacht wird. Auf diese Weise kann die Verwendung der Scheiteloberflächenform für die Prüfung in der Kolbenherstellung den Problemschritt enger als die Verwendung nur des Volumens über der Scheitelfläche spezifizieren und verbessern.
Alle oben beschriebenen Ausführungsformen dienen nur zur Verkörperung der vorliegenden Erfindung und interpretieren den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen verkörpert werden, ohne von ihrer technischen Idee oder von ihren Hauptmerkmalen abzuweichen.
Die obige Beschreibung erfolgte für die Ausführungsformen, wobei die vorliegende Erfindung darauf aber nicht beschränkt ist und für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist, dass durch den Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung und im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Kolben
1a: guter Kolben
1b: fehlerhafter Kolben
100: Probe
101: Messfläche
102: Normalenvektor
105: Trajektorie
110a bis 110c: Entfernungssensor
112: Richtungsvektor des einfallenden Lasers
113a bis 113c: einfallender Laser
114a, 114b: Polarisationsplatte
120: Drehtisch
121: Zylindermechanismus
130a: x-Achsen-Tisch-Masterwelle
130b: x-Achsen-Tisch-Slavewelle
131: Platte
140: Seitenflächen-Entfernungssensor
150a: z-Achsen-Tisch-Masterwelle
150b: z-Achsen-Tisch-Slavewelle
160: Tischtreiber
170: Steuereinheit
180: Signalverarbeitungseinheit
181: Formberechnungseinheit
182: Volumenberechnungseinheit
183: Gut-oder-fehlerhaft-Bestimmungseinheit
200: Messgebiet
301: Entfernungsdaten
302: Koordinatendaten
303: Kalibrierungsdaten
310: Formdaten
311: hochgenaue Formdaten
312, 312a, 312b: Höhenreferenz
313: Volumen
401: Referenzebene
402: Referenzhöhe
500: Kolbenverarbeitungseinheit
501: Gießschritt
502: Bearbeitungsschritt
510: Fördereinheit
510a: Linie für gute Produkte
510b: Linie für fehlerhafte Produkte
520: Volumenprüfeinheit
521: Informationsleseeinheit
530: Anzeigeeinheit
531: Typ
532: laufende Nummer
533: Referenzvolumenwert
534: gemessener Volumenwert
535: die Differenz zwischen dem Referenzvolumenwert und dem gemessenen Volumenwert
536, 537: Dimension
538: Formvergleichsergebnis
538a: Farbbalken, der die Größe einer Abweichung repräsentiert
539: die Standardabweichung des Vergleichsergebnisses
540: Verzweigungseinheit

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Komponente, die ein vorgegebenes räumliches Volumen besitzt, wobei das Verfahren umfasst: einen Verarbeitungsschritt, der die Komponente verarbeitet; einen Prüfschritt, der unter Verwendung eines optischen Mittels das Volumen der von dem Verarbeitungsschritt entladenen Komponente misst und berechnet; einen Bewertungsschritt, der den in dem Prüfschritt erhaltenen Volumenwert der Komponente mit einem zuvor eingestellten Referenz wert vergleicht, um die Qualität der Komponente zu bestimmen; einen Verzweigungsschritt, der die Komponente auf der Grundlage des Bewertungsergebnisses des Bewertungsschritts sortiert und verzweigt; und einen Förderschritt, der die durch den Verzweigungsschritt verzweigte Komponente fördert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Prüfschritt enthält: einen Schritt des Messens der Entfernung zwischen mehreren Entfernungssensoren und der Komponente durch die Entfernungssensoren unter Verwendung des optischen Mittels; einen Schritt des Berechnen der dreidimensionalen Verteilung der Form der Komponente aus einer Datengruppe, die wenigstens die gemessenen Entfernungsdaten, die Positionsinformationen der Abtasteinheit und die relativen Positionsdaten des Entfernungssensors und der Abtasteinheit enthält; und einen Schritt des Berechnen der Form der Komponente aus einer Messpunktgruppe, in dem irgendwelche Messpunkte, in denen der aus der Datengruppe berechnete zwischen der Richtung des Entfernungssensors und der Richtung einer Messfläche gebildete Winkel über einem vorgegebenen Wert liegt, entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Form durch Entfernen derjenigen Formdaten unter den berechneten Formdaten, die Messpunkte enthalten, in denen die Differenz zwischen den Formdaten und den anderen Formdaten, die Messpunkte enthalten, über einem vorgegebenen Wert liegt, aus den Grunddaten für die Formberechnung berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei die von den Entfernungssensoren erhaltenen Formdaten integriert werden, um die Dichte der Messpunktgruppe der integrierten Formdaten auszugleichen.
Vorrichtung zum Herstellen einer Komponente, die ein vorgegebenes räumliches Volumen aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Verarbeitungseinheit, die die Komponente verarbeitet; eine Prüfeinheit, die unter Verwendung eines optischen Mittels das Volumen der von der Verarbeitungseinheit entladenen Komponente misst und berechnet; eine Bewertungseinheit, die den durch die Prüfeinheit erhaltenen Volumenwert der Komponente mit einem zuvor eingestellten Referenzwert vergleicht, um die Qualität der Komponente zu bestimmen; eine Verzweigungseinheit, die die Komponente auf der Grundlage des Bewertungsergebnisses der Bewertungseinheit sortiert und verzweigt; und eine Fördereinheit, die die durch die Verzweigungseinheit verzweigte Komponente fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinheit enthält: eine Entfernungsmesseinheit, die mehrere Entfernungssensoren enthält, die das optische Mittel verwenden; eine Abtasteinheit, die die Komponente und/oder die Entfernungsmesseinheit abtastet; und eine Formberechnungseinheit, die aus einer Datengruppe, die wenigstens durch die Entfernungsmesseinheit erhaltene Entfernungsdaten enthält, aus Positionsinformationen der Abtasteinheit und aus den relativen Positionsdaten des Entfernungssensors und der Abtasteinheit die dreidimensionale Verteilung der Form der Komponente berechnet und aus einer Messpunktgruppe, in der irgendwelche Messpunkte, in denen der aus der Datengruppe berechnete zwischen der Richtung des Entfernungssensors und der Richtung einer Messfläche gebildete Winkel über einem vorgegebenen Wert liegt, entfernt werden, die Form der Komponente berechnet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Formberechnungseinheit die Form ferner durch Entfernen derjenigen Formdaten unter den berechneten Formdaten, die Messpunkte enthalten, in denen die Differenz zwischen den Formdaten und den anderen Formdaten, die Messpunkte enthalten, über einem vorgegebenen Wert liegt, aus den Grunddaten für die Formberechnung berechnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, die ferner einen Entfernungsmesssensor zum Berechnen der Mitte der Komponente und der Mitte der Drehung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Formberechnungseinheit ferner die von den Entfernungssensoren erhaltenen Formdaten integriert, um die Dichte der Messpunktgruppe der integrierten Formdaten auszugleichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Bewertungseinheit das Volumen eines Gebiets, das von der durch die Formberechnungseinheit berechneten Form und von einer vorgegebenen Referenzhöhe umgeben ist, berechnet und bestimmt, dass die Komponente ein fehlerhaftes Produkt ist, wenn die Differenz zwischen dem berechneten Volumen und einem Entwurfswert über einem vorgegebenen Wert liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bedingung eines Herstellungsschritts automatisch geändert wird oder eine Fertigungslinie angehalten wird, wenn die Rate fehlerhafter Produkte auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses von der Bestimmungseinheit über einem festen Wert liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Komponente ein Kolben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Verarbeitungseinheit Gießen oder Bearbeiten ausführt.
Volumenmessverfahren, das umfasst; einen Schritt des Messens der Entfernung zwischen mehreren Entfernungssensoren und der Probe durch die Entfernungssensoren unter Verwendung eines optischen Mittels; einen Schritt des Berechnens der dreidimensionalen Verteilung der Form der Probe aus einer Datengruppe, die wenigstens die gemessenen Entfernungsdaten, die Positionsinformationen der Abtasteinheit und die relativen Positionsdaten des Entfernungssensors und der Abtasteinheit enthält; und einen Schritt des Berechnens der Form der Probe aus einer Messpunktgruppe, in dem irgendwelche Messpunkte, in denen der aus der Datengruppe berechnete zwischen der Richtung des Entfernungssensors und der Richtung einer Messfläche gebildete Winkel über einem vorgegebenen Wert liegt, entfernt werden.