DE602005006183T2

DE602005006183T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Oberflächenform

Info

Publication number: DE602005006183T2
Application number: DE602005006183T
Authority: DE
Inventors: Fuyuki Eriguchi; Katsuhiko Tachibana; Mamoru Kawahara
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: CN1677052A; ATE393373T1; JP4794160B2; EP1582839A3; CN100507442C; EP1582839A2; US7336373B2; US20050219551A1; DE602005006183D1; JP2005315838A; EP1582839B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung und auf ein Oberflächenform-Vermessungsverfahren zur Vermessung der Form einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks.
Beschreibung des Standes der Technik
In letzter Zeit betreibt die Automobilindustrie Aufwände zur Verringerung des Karosseriegewichts für die Verbesserung der Treibstoffausnutzung und zur Emissionsverringerung. Unter diesen Umständen gibt es eine Tendenz, eine Stahlplatte dünner zu machen, wodurch jedoch ein Problem auftritt, dass die Festigkeit der Stahlplatte nicht mehr ausreicht. Eine Gegenmaßnahme gegen eine ungenügende Festigkeit der Stahlplatte besteht darin, eine dünne Stahlplatte aus einem hochfesten Material, etwa eine hochzugfeste Stahlplatte herzustellen, oder eine Verstärkungsstange bereitzustellen. Die Verwendung einer hochzugfesten Stahlplatte führt jedoch zu einem Problem, dass die Herstellungskosten im Vergleich zu üblichen Stahlplatten erhöht sind. Da eine Verstärkungsstange aus Metall hergestellt ist, besteht außerdem ein Problem, dass die Bereitstellung der Verstärkungsstange eine ungünstige Auswirkung auf eine Gewichtsverringerung hat.
In dieser Situation besteht ein vermehrt übernommenes Verfahren zur Unterdrückung einer Gewichtserhöhung bei gleichzeitiger Kompensation einer Verringerung der Steifigkeit darin, eine dünne Stahlplatte durch Aufkleben einer Lage aus Verstärkungsmaterial aus Harzen zu verstärken.
Dieses Stahlplatten-Verstärkungsverfahren mit der Verwendung einer Lage aus Verstärkungsmaterial kann in der Tat eine Stahlplatte verstärken, wobei eine Gewichtserhöhung der Stahlplatte unterdrückt wird; da jedoch die Stahlplatte viel dünner gemacht wird, um die Anforderungen der letzten Jahre zu erfüllen, kann auf der Oberfläche der Stahlplatte eine Verwerfung auftreten, die als "Senke" bezeichnet wird. Diese Verwerfung ist eine außerordentlich kleine Verformung der Stahlplatte und sie ist lediglich durch Betrachten kaum zu identifizieren. Zudem wird diese Verwerfung gewöhnlich durch Sichtprüfung geprüft und es ist somit schwierig, diese Verwertung zu quantifizieren.
Um diese Probleme zu lösen, wurde ein Versuch unternommen, eine Verwerfung auf der Oberfläche der Stahlplatte zu identifizieren, indem eine dreidimensionale Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung verwendet wird, die beispielsweise in der ungeprüften PCT-Patentveröffentlichung Nr. 2003-533685 offenbart ist.
Die in der ungeprüften PCT-Patentveröffentlichung 2003-533685 offenbarte dreidimensionale Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung supra-vermisst ein zu vermessendes Objekt mit einem photopolarimetrischen Sensor. Der photopolarimetrische Sensor hat jedoch in Bezug auf ein zu vermessendes Objekt einen MessabStandesbereich und die Messgenauigkeit ist gering, wenn der MessabStandesbereich groß ist, während die Messgenauigkeit hoch ist, wenn der MessabStandesbereich klein ist.
Wenn die Oberfläche einer Stahlplatte eine gekrümmte Oberfläche ist, ist ein Abstand zwischen dem photopolarimetrischen Sensor und der gekrümmten Oberfläche an der Oberfläche der Stahlplatte in einer Konfrontationsrichtung nicht konstant und ändert sich entlang einer Krümmungsrichtung, was zu der Anforderung führt, einen photopolarimetrischen Sensor mit einem großen MessabStandesbereich zu verwenden.
Da die Messgenauigkeit eines photopolarimetrischen Sensors mit einem großen MessabStandesbereich gering ist, ist es jedoch schwierig, eine Verwerfung genau zu erfassen.
Insbesondere wenn eine Beschichtung auf der Oberfläche der Stahlplatte aufgebracht ist, erschwert ein Glanz der Beschichtung eine genaue Erfassung einer kleinen Verwerfung erheblich.
GB 2 308 443 offenbart eine Prüfung einer Fahrzeugkarosserie während der Herstellung durch Bestrahlung. Die resultierenden Profildaten werden differenziert, um lineare Differentialdaten zu erzeugen, die verarbeitet werden, um den Grad und den Bereich einer Verwerfung zu messen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung und ein Oberflächenform-Vermessungsverfahren zu schaffen, die eine Verwerfung auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks genau erfassen können.
Diese Aufgabe wird durch den Hauptaspekt der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen gerichtet. Es wird eine Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung geschaffen, um eine Verwerfung auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks durch Abtasten der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks mit einem kontaktlosen Sensor zu messen, die umfasst: den kontaktlosen Sensor, der in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks bei einer gegenüberliegenden Position angeordnet ist; Z-Achsen-Bewegungsmittel, um den kontaktlosen Sensor in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks entlang einer Richtung zu bewegen, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gekrümmt ist; X-Achsen-Bewegungsmittel, um den kontaktlosen Sensor in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks in eine Richtung zu bewegen, die die Krümmungsrichtung rechtwinklig schneidet; und Y-Achsen-Bewegungsmittel, um den kontaktlosen Sensor in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks in einer Konfrontationsrichtung zu bewegen, in der sich der kontaktlose Sensor und die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks einander gegenüberliegen, wobei in der Konfrontationsrichtung ein konstanter Abstand aufrecht erhalten wird.
Auch wenn der kontaktlose Sensor durch die Z-Achsen-Bewegungsmittel in der Richtung bewegt wird, in der das Werkstück gekrümmt ist, bewegen bei der Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung die Y-Achsen-Bewegungsmittel den kontaktlosen Sensor in die Konfrontationsrichtung, in der der kontaktlose Sensor und die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks einander gegenüberliegen, derart, dass ein konstanter Abstand in der Konfrontationsrichtung aufrecht erhalten wird. Es ist somit möglich, den kontaktlosen Sensor durch die X-Achsen-Bewegungsmittel in die Richtung zu bewegen, die sich mit der Richtung, in der das Werkstück gekrümmt ist, rechtwinklig schneidet, wobei in der Konfrontationsrichtung ein konstanter Abstand zwischen dem kontaktlosen Sensor und der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks bei verschiedenen Positionen in der Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gekrümmt ist, beibehalten wird.
Die Oberflächenform der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks kann somit unter Verwendung des kontaktlosen Sensors mit hoher Messgenauigkeit genau vermessen werden.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es außerdem vorzuziehen, dass das Werkstück derart angeordnet ist, dass die Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gekrümmt ist, in einer vertikalen Richtung verläuft, und dass die Z-Achsen-Bewegungsmittel den kontaktlosen Sensor in der vertikalen Richtung bewegen.
Mit dieser Anordnung kann die Oberflächenform vermessen werden, wobei das Werkstück in der vertikalen Richtung angeordnet ist. Somit kann eine platzsparende und effiziente Messung im Vergleich zu dem Fall erzielt werden, in dem die Oberflächenform gemessen wird, wenn das Werkstück in der horizontalen Richtung angeordnet ist.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung ist erst außerdem vorzuziehen, dass die Vorrichtung ferner einen Werkstück-Halteabschnitt umfasst, der als ein Körper vorgesehen ist, der von dem Vermessungsabschnitt getrennt ist, um das Werkstück in einem Zustand zu halten, in dem die Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gekrümmt ist, in einer vertikalen Richtung verläuft.
Wenn die Vorrichtung ferner den Werkstück-Halteabschnitt umfasst, ist es möglich, das Werkstück fest in einem Zustand zu halten, so dass das Werkstück in der vertikalen Richtung angeordnet ist, wodurch wiederum die Messgenauigkeit der Oberflächenform verbessert werden kann.
Da der Werkstück-Halteabschnitt als ein Körper vorgesehen ist, der von dem Vermessungsabschnitt getrennt ist, kann zudem die Oberflächenform der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks unabhängig von der Größe des Werkstücks vermessen werden. Auch wenn das Werkstück groß ist, kann somit die Oberflächenform des Werkstücks genau gemessen werden.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung ist erst außerdem vorzuziehen, dass das Werkstück eine Metallplatte ist, bei der auf eine hintere Oberfläche, die an einer gegenüberliegenden Seite zu einer Oberfläche, die dem kontaktlosen Sensor gegenüberliegt, ein Verstärkungsmaterial laminiert wurde.
Da die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung die Oberflächenform der gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks unter Verwendung des kontaktlosen Sensors genau vermessen kann, kann eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks genau gemessen werden, auch wenn das Werkstück eine Metallplatte ist, auf die ein Verstärkungsmaterial laminiert wurde.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung ist es außerdem vorzuziehen, dass das Verstärkungsmaterial in der Form einer Lage aus Harz ist, das mit äußerer Energie aushärtet und das auf die hintere Oberfläche der Metallplatte aufgeklebt ist, um die Metallplatte zu verstärken.
Falls das Verstärkungsmaterial in der Form einer Lage ist, die aus Harz hergestellt ist, das mit äußerer Energie aushärtet, kann, wenn die Lage auf die hintere Oberfläche der Metallplatte geklebt ist, um die Metallplatte zu verstärken, wegen eines Unterschieds in den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Harzes und der Metallplatte eine Verwerfung auftreten. Die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch eine derartige Verwerfung genau erfassen.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung ist es außerdem vorzuziehen, dass das Werkstück eine Stahlplatte für ein Fahrzeug ist.
Vorteilhaft kann die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung eine Verwerfung genau erfassen, auch wenn das Werkstück eine glänzende, beschichtete Stahlplatte für ein Fahrzeug ist.
Für die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es außerdem vorzuziehen, dass der kontaktlose Sensor ein Laserverlagerungsmessgerät ist.
Wenn der kontaktlose Sensor eine Laserverlagerungsmessgerät ist, ist die Messgenauigkeit recht hoch. Eine Verwerfung kann somit genauer erfasst werden.
Die Vorrichtung umfasst ferner Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung von Abtastdaten, die durch Abtasten mit dem kontaktlosen Sensor erhalten wurden, und die Verarbeitungsmittel umfassen Umrisskarten-Erzeugungsmittel zur Berechnung einer Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks anhand der Abtastdaten und erzeugen eine Umrisskarte, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks anhand der Positionskoordinate zu beurteilen.
Durch Erzeugen einer Umrisskarte, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks durch die Umrisskarten-Erzeugungsmittel in den Verarbeitungsmitteln zu beurteilen, kann das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwerfung dreidimensional und schematisch beurteilt werden.
Es ist außerdem vorzuziehen, dass die Verarbeitungsmittel Glättungsverarbeitungsmittel enthalten, um die Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene zu transformieren.
Durch Transformation der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene durch die Glättungsverarbeitungsmittel kann das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwertung genauer angegeben werden.
Außerdem ist es vorzuziehen, dass die Verarbeitungsmittel Differenzierungs-Verarbeitungsmittel zur Analyse der Abtastdaten durch Differenzierung umfassen.
Durch Analyse der Abtastdaten durch eine Differenzierung durch die Differenzierungs-Verarbeitungsmittel kann eine Verwerfung stärker hervorgehoben werden. Die Verwerfung kann somit genauer erfasst werden.
Es ist außerdem vorzuziehen, dass die Verarbeitungsmittel Positionsspezifizierungsmittel zum Bewegen des kontaktlosen Sensors anhand der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks zu einer bestimmten Konfrontationsposition in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks, die einer bestimmten Positionskoordinate entspricht, umfassen.
Die Positionsspezifizierungsmittel können den kontaktlosen Sensor zu einer Position, bei der eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks auftritt, bewegen, nachdem die Verwerfung erfasst worden ist. Dies erleichtert eine Bestätigung der tatsächlichen Position, bei der die Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks auftritt.
Es ist außerdem vorzuziehen, dass die Verarbeitungsmittel Laminatposition-Anzeigemittel zum Anzeigen einer laminierten Position umfassen, die einer Position des Verstärkungsmaterials, das auf das Werkstück laminiert wurde, auf der Umrisskarte entspricht.
Die Laminatposition-Anzeigemittel können eine laminierte Position des Verstärkungsmaterials auf dem Werkstück anzeigen, das auf der Umrisskarte abgebildet ist. Dies erleichtert es, die Beziehung zwischen der Verwerfung und dem Verstärkungsmaterial zu bestätigen.
Außerdem ist ein Oberflächenform-Vermessungsverfahren ein Oberflächenform-Vermessungsverfahren zur Vermessung einer Verwerfung auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks durch Abtasten der gekrümmte Oberfläche des Werkstücks mit einem kontaktlosen Sensor, das die Berechnung einer Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks anhand von Abtastdaten, die durch Abtasten mit dem kontaktlosen Sensor erhalten wurden, und die Erzeugung einer Umrisskarte umfasst, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks anhand der Positionskoordinate zu beurteilen.
Durch Erzeugen einer Umrisskarte, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks zu beurteilen, ist es möglich, das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwerfung dreidimensional und schematisch zu beurteilen.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Transformation der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene.
Durch Transformieren der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene kann das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwerfung deutlicher angezeigt werden.
Außerdem ist es für das Oberflächenform-Vermessungsverfahren vorzuziehen, dass das Verfahren ferner eine Analyse der Abtastdaten durch Differenzierung umfasst.
Wenn die Abtastdaten durch Differenzierung analysiert werden, kann eine Verwerfung weiter hervorgehoben werden. Die Verwerfung kann somit genauer erfasst werden.
Für das Oberflächenform-Vermessungsverfahren ist es außerdem vorzuziehen, dass das Verfahren ferner ein Bewegen des kontaktlosen Sensors anhand der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks zu einer bestimmten Konfrontationsposition im Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks umfasst, die einer bestimmten Positionskoordinate entspricht.
Mit dieser Konfiguration kann der kontaktlose Sensor zu der Position, bei der eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks auftritt, bewegt werden, nachdem die Verwerfung erfasst worden ist. Dies erleichtert es, die tatsächliche Position, bei der die Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks auftritt, zu bestätigen.
Für das Oberflächenform-Vermessungsverfahren ist es vorzuziehen, dass das Verfahren ferner eine Anzeige einer laminierten Position, die einer Position des Verstärkungsmaterials entspricht, das auf das Werkstück laminiert wurde, auf der Umrisskarte umfasst.
Wenn die laminierte Position des Verstärkungsmaterials auf dem Werkstück auf der Umrisskarte abgebildet und angezeigt werden kann, kann die Beziehung zwischen der Verwerfung und dem Verstärkungsmaterial leicht verstanden werden.
Gemäß der Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung ist es vorteilhaft möglich, eine Verwerfung genau zu erfassen, indem die Oberflächenform der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks unter Verwendung des kontaktlosen Sensors genau vermessen wird.
Gemäß dem Oberflächenform-Vermessungsverfahren ist es außerdem möglich, das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwerfung dreidimensional und schematisch zu beurteilen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform einer Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung;
3 ist eine Blockschaltbild, die ein Steuersystem in einem Vermessungsabschnitt der in 1 gezeigten Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Oberflächenform-Vermessungsprogramms;
5 ist eine Vorderansicht einer Türplatte, die verwendet wird, um ein Oberflächenform-Vermessungsverfahren zu beschreiben;
6(a) zeigt ein Beispiel einer Umrisskarte, die durch ein Umrisskarten-Erzeugungsprogramm erzeugt wurde;
6(b) ist ein Querschnitte längs der Linie A-A' von 6(a);
6(c) ist ein Querschnitte längs der Linie B-B' von 6(a);
7 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Verarbeitung durch ein Glättungsverarbeitungsprogramm zu beschreiben;
8 zeigt ein Beispiel einer Umrisskarte, die durch Laufen des Glättungsverarbeitungsprogramms erhalten wird;
9(a) zeigt eine Umrisskarte des Differentials erster Ordnung, die durch Laufen eines Differenzierungsverarbeitungsprogramms erhalten wird;
9(b) ist ein Querschnitt längs der Linie C-C' von 9(a);
10(a) zeigt eine Umrisskarte des Differentials zweiter Ordnung, die durch Laufen eines Differenzierungsverarbeitungsprogramms erhalten wird;
10(b) ist ein Querschnitt längs der Linie D-D' von 10(a);
11 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Verarbeitung durch ein Positionsspezifizierungsprogramm zu beschreiben; und
12 zeigt ein Beispiel einer Umrisskarte, die durch Ablaufen eines Klebeabschnitt-Anzeigeprogramms angezeigt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform einer Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung.
Eine Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung 1 umfasst einen Vermessungsabschnitt 2, um eine Oberflächenform einer Fahrzeugtür 50 als Werkstück zu vermessen, und einen Werkstück-Halteabschnitt 3, um die Fahrzeugtür 50 zu halten.
Der Vermessungsabschnitt 2 umfasst einen Basisrahmen 4, einen Gleitrahmen 5, der auf dem Basisrahmen 4 verschiebbar unterstützt wird, und einen Sensorabschnitt 6, der auf dem Gleitrahmen 5 verschiebbar unterstützt wird.
Der Basisrahmen 4 umfasst einen Stangenkörper, der sich in einer Links- und Rechtsrichtung erstreckt, die hier als eine horizontale Richtung definiert ist, und er wird auf dem Boden aufgestellt. Eine seitliche Gleitrinne 7, in die ein nachfolgend beschriebenes seitliches Gleitelement 11 verschiebbar eingesetzt ist, ist an dem oberen Abschnitt des Basisrahmens 4 entlang der gesamten Längsrichtung aus gebildet. Ein seitlicher Antriebskasten 8, der einen X-Achsen-Servomotor 22, der als X-Achsen-Bewegungsmittel dient, um eine nachfolgend beschriebene seitliche Kugelumlaufspindel 10 rotatorisch anzutreiben, beinhaltet, ist in dem linken Endabschnitt (ein Ende in der Längsrichtung) des Basisrahmens 4 vorgesehen. Außerdem ist ein seitlicher Unterstützungsmechanismus 9, der die nachfolgend beschriebene seitliche Kugelumlaufspindel 10 rotatorisch unterstützt und mit X-Achsen-Drehimpulsgebern 23 (siehe 3) versehen ist, in dem rechten Endabschnitt (dem anderen Ende in der Längsrichtung) des Basisrahmens 4 vorgesehen.
Die seitliche Kugelumlaufspindel 10 ist entlang der seitlichen Gleitrinne 7 vorgesehen. Die seitliche Kugelumlaufspindel 10 ist mit dem X-Achsen-Servomotor 22 innerhalb des seitlichen Antriebskastens 8 an einem Ende verbunden, und sie wird durch den seitlich Unterstützungsmechanismus 9 am anderen Ende rotatorisch unterstützt.
Der Gleitrahmen 5 umfasst das seitliche Gleitelement 11, das auf dem Basisrahmen 4 verschiebbar unterstützt wird, und eine Gleitstange 12, die durch das seitliche Gleitelement 11 unterstützt wird.
Das seitliche Gleitelement 11 ist in die seitliche Gleitrinne 7 in dem Basisrahmen 4 verschiebbar eingesetzt, und es wird außerdem auf dem Basisrahmen 4 in Links- und Rechtsrichtung verschiebbar unterstützt. Das seitliche Gleitelement 11 ist in die seitliche Kugelumlaufspindel 10 über ein Kugellager eingesetzt.
Die Gleitstange 12 umfasst einen Stangenkörper und sie wird durch das seitliche Gleitelement 11 in einer vertikalen Richtung unterstützt. Eine Längsgleitrinne 13, in die ein nachfolgend beschriebenes Längsgleitelement 18 verschiebbar eingesetzt ist, ist in dem Seitenabschnitt der Gleitstange 12 entlang der gesamten Längsrichtung ausgebildet. Außerdem ist ein Längsantriebskasten 14, der einen Z-Achsen-Servomotor 24 (siehe 3), der als Z-Achsen-Bewegungsmittel dient, um eine nachfolgend beschriebene Längskugelumlaufspindel 16 rotatorisch anzutreiben, und einen Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25 (siehe 3) beinhaltet, der an dem Z-Achsen-Servomotor 24 (siehe 3) befestigt ist, an dem oberen Ende der Gleistange 12 vorgesehen.
Zusätzlich ist ein Längsunterstützungsmechanismus 15, der die nachfolgend beschriebene Längskugelumlaufspindel 16 unterstützt, bei dem unteren Ende der Gleitstange 12 drehbar vorgesehen.
Die Längskugelumlaufspindel 16 ist entlang der Längsgleitrinne 13 vorgesehen. Die Längskugelumlaufspindel 16 ist mit dem Z-Achsen-Servomotor 24 innerhalb des Längsantriebskastens 14 an einem Ende verbunden, und sie wird am anderen Ende innerhalb des Längsunterstützungsmechanismus 15 drehbar unterstützt.
Der Sensorabschnitt 6 umfasst das Längsgleitelement 18, das auf der Gleitstange 12 verschiebbar unterstützt wird, einen Sensorhalter 19, der auf dem Längsgleitelement 18 verschiebbar unterstützt ist, und ein Laserverlagerungsmessgerät 17, das als kontaktloser Sensor dient und durch den Sensorhalter 19 gehalten wird.
Das Längsgleitelement 18 ist in die Längsgleitrinne 13 in der Gleitstange 12 verschiebbar eingesetzt und es wird außerdem in der vertikalen Richtung an der Gleitstange 12 verschiebbar unterstützt. Außerdem ist das Längsgleitelement 18 in die Längskugelumlaufspindel 16 über ein Kugellager eingesetzt.
Der Sensorhalter 19 wird auf dem Längsgleitelement 18 unterstützt, indem er in einer Konfrontationsrichtung angeordnet ist, in der er der Oberfläche der Fahrzeugtür 50 gegenüberliegt (d. h. in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, die hier als die horizontale Richtung definiert ist, die sowohl die Links- und Rechtsrichtung als auch die vertikale Richtung in einem rechten Winkel schneidet). Ein Y-Achsen-Servomotor 26 (siehe 3), der als Y-Achsen-Bewegungsmittel dient, und ein Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27 (siehe 3), der an dem Y-Achsen-Servomotor 26 befestigt ist, sind in dem Sensorhalter 19 untergebracht.
Eine nicht veranschaulichte Kugelumlaufspindel ist in dem Sensorhalter 19 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vorgesehen. Diese Kugelumlaufspindel ist mit dem Y-Achsen-Servomotor 26 verbunden und wird außerdem vom Sensorhalter 19 drehbar unterstützt.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 umfasst einen Reflexions-Photosensor, und es wird in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung an dem Sensorhalter 19 verschiebbar unterstützt. Außerdem ist das Laserverlagerungsmessgerät 17 über ein Kugellager in die Kugelumlaufspindel eingesetzt, die in dem Sensorhalter 19 vorgesehen ist.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 kann an dem Sensorhalter 19 durch die Verwendung eines Zahnstangenmechanismus unterstützt werden, der gleitet, wenn er durch den Y-Achsen-Servomotor 26 angetrieben wird.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 erfasst einen Abstand zu der äußeren Oberfläche einer Türplatte 51, wie es nachfolgend beschrieben wird.
3 ist ein Blockschaltbild, das ein Steuersystem im Vermessungsabschnitt 2 zeigt.
In 3 ist der Vermessungsabschnitt 2 mit einer CPU 21 versehen, die als Verarbeitungsmittel dient, und ein Servoverstärker 28 und ein Verlagerungsmessgerät-Verstärker 29 sind mit der CPU 21 verbunden.
Die CPU 21 umfasst beispielsweise einen Personalcomputer, und ein Oberflächenform-Vermessungsprogramm zur Vermessung der Oberflächenform der Fahrzeugtür 50, Analyseprogramme zur Analyse von Oberflächenformdaten, die durch Laufen des Oberflächenform-Vermessungsprogramms erhalten wurden, ein Hauptsteuerprogramm zum Laufen unterschiedlicher Programme usw. sind dort vorab installiert.
Die Analyseprogramme umfassen ein Umrisskarten-Erzeugungsprogramm als Umrisskarten-Erzeugungsmittel, ein Glättungsverarbeitungsprogramm als Glättungsverarbeitungsmittel, ein Differenzierungsverarbeitungsprogramm als Differenzierungsverarbeitungsmittel, ein Positionsspezifizierungsprogramm als Positionsspezifizierungsmittel und ein Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm als Laminatposition-Anzeigemittel, die alle nachfolgend ausführlich beschrieben werden.
Zudem sind ein Bildschirm 30 und eine Tastatur (einschließlich einer Maus) 31, die die Bedienungsperson bedient, mit der CPU 21 verbunden.
Der X-Achsen-Servomotor 22, einer der X-Achsen-Drehimpulsgeber 23, der Z-Achsen-Servomotor 24, der Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25, der Y-Achsen-Servo motor 26 und der Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27 sind mit dem Servoverstärker 28 verbunden.
Der X-Achsen-Servomotor 22 wird unter der Steuerung des Servoverstärkers 28 wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts angetrieben. Wenn der X-Achsen-Servomotor 22 angetrieben wird, wird die seitliche Kugelumlaufspindel 10 angetrieben, um sich wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts zu drehen. Dies bewirkt, dass sich das seitliche Gleitelement 11, das in die seitliche Kugelumlaufspindel 10 eingesetzt ist, von links nach rechts bzw. von rechts nach links bewegt. Die Gleitstange 12, die auf dem seitlichen Gleitelement 11 unterstützt wird, wird folglich von links nach rechts bzw. von rechts nach links bewegt, wobei sie eine stehende Haltung in der vertikalen Richtung beibehält.
Zwei X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 sind für den X-Achsen-Servomotor 22 vorgesehen. Einer der X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 erfasst, ob der X-Achsen-Servomotor 22 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und eine Antriebsgröße, die in den Servoverstärker 28 eingegeben werden. Der Servoverstärker 28 berechnet hierauf die Position des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in der Links- und Rechtsrichtung von der Ausgangsposition, wie es nachfolgend beschrieben wird, anhand von Eingangsdaten des Inhalts, ob der X-Achsen-Servomotor 22 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und anhand einer Antriebsgröße.
Der andere X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 erfasst, ob der X-Achsen-Servomotor 22 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und er erfasst eine Antriebsgröße, die direkt in die CPU 21 eingegeben werden. Die CPU 21 berechnet hierauf Abtastpositionsdaten in der Links- und Rechtsrichtung, wie es nachfolgend beschrieben wird, anhand von Eingangsdaten von dem anderen X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 des Inhalts, ob der X-Achsen-Servomotor 22 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und anhand seiner Antriebsgröße.
Der Z-Achsen-Servomotor 24 wird unter der Steuerung des Servoverstärkers 28 wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts angetrieben. Wenn der Z-Achsen-Servomotor 24 angetrieben wird, wird die Längskugelumlaufspindel 16 angetrieben, so dass sie sich wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts dreht. Dies bewirkt, dass sich das Längsgleitelement 18, das in die Längskugelumlaufspindel 16 eingesetzt ist, aufwärts bzw. abwärts bewegt. Der Sensorhalter 19, der auf dem Längs gleitelement 18 unterstützt wird, wird somit aufwärts bzw. abwärts bewegt, wobei er seine Haltung in der Konfrontationsrichtung beibehält.
Der Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25 erfasst, ob der Z-Achsen-Servomotor 24 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und er erfasst eine Antriebsgröße, die direkt in den Servoverstärker 28 eingegeben werden. Der Servoverstärker 28 berechnet hierauf die Position des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung von der Ursprungsposition, wie es nachfolgend beschrieben wird, anhand von Eingangsdaten, des Inhalts, ob der Z-Achsen-Servomotor 24 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und anhand der Antriebsgröße.
Der Y-Achsen-Servomotor 26 wird unter der Steuerung des Servoverstärkers 28 wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts angetrieben. Wenn der Y-Achsen-Servomotor 26 angetrieben wird, wird die nicht veranschaulichte, in dem Sensorhalter 19 vorgesehene Kugelumlaufspindel angetrieben, so dass sie sich wie gewünscht vorwärts bzw. rückwärts dreht. Dies bewirkt, dass sich das Laserverlagerungsmessgerät 17, das in die Kugelumlaufspindel eingesetzt ist, in der Konfrontationsrichtung vorwärts bzw. rückwärts bewegt (Vorwärts- und Rückwärtsrichtung).
Der Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27 erfasst, ob der Y-Achsen-Servomotor 26 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und er erfasst eine Antriebsgröße, die direkt in den Servoverstärker 28 eingegeben werden. Der Servoverstärker 28 berechnet hierauf die Position des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung von der Ursprungsposition, wie es nachfolgend beschrieben wird, anhand von Eingangsdaten, des Inhalts, ob der Y-Achsen-Servomotor 26 vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, und anhand einer Antriebsgröße.
Der Servoverstärker 28 bewegt das Laserverlagerungsmessgerät 17 dreidimensional in der Links- und Rechtsrichtung, der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung jeweils durch Antreiben des X-Achsen-Servomotors 22, des Z-Achsen-Servomotors 24 und des Y-Achsen-Servomotors 26. Außerdem erfasst der Servoverstärker 28 die Position des Laserverlagerungsmessgeräts 17 dreidimensional jeweils in der Links- und Rechtsrichtung, der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beim Empfang von Eingangsignalen von einem der X-Achsen-Drehimpulsgeber 23, dem Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25 oder dem Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27, des Inhalts, ob ihre jeweiligen Servomotoren vorwärts oder rückwärts angetrieben werden und wie groß die Antriebsgrößen sind.
Somit steuert der Servoverstärker 28 die Bewegungen des Laserverlagerungsmessgerätes 17 durch Steuerung des X-Achsen-Servomotors 22, des Z-Achsen-Servomotors 24 und des Y-Achsen-Servomotors 26 jeweils durch Rückkopplung anhand von Eingangsignalen von dem X-Achsen-Drehimpulsgeber 23, dem Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25 oder dem Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27.
Außerdem werden die Positionsdaten des Laserverlagerungsmessgeräts 17 von dem Servoverstärker 28 in die CPU 21 eingegeben. Ferner bewegt die CPU 21 das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch Steuerung des Servoverstärkers 28.
Da das Laserverlagerungsmessgerät 17 mit dem Verlagerungsmessgerät-Verstärker 29 verbunden ist, kann eine Verschiebungsgröße eines KonfrontationsabStandes von dem Laserverlagerungsmessgerät 17 zu der Oberfläche der Fahrzeugtür 50 dort eingegeben werden. Die Verschiebungsgröße wird hierauf von dem Verlagerungsmessgerät-Verstärker 29 in die CPU 21 eingegeben.
Der Vermessungsabschnitt 2 ist somit in der Lage, die Oberflächenform der Fahrzeugtür 50 mittels der CPU 21 anhand der Positionsdaten des Laserverlagerungsmessgeräts 17, die von dem Servoverstärker 28 eingegeben werden, den Abtastpositionsdaten in der Links- und Rechtsrichtung, die unter Verwendung der Eingangssignale von dem anderen X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 berechnet wurden, und einer Verschiebungsgröße eines KonfrontationsabStandes zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der Oberfläche der Fahrzeugtür 50, die vom Verlagerungsmessgerät-Verstärker 29 eingegeben wurde, dreidimensional zu messen.
Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst der Werkstück-Halteabschnitt 3 eine Halterung 34, ein Unterstützungskissen 32 und einen Werkstückhalter 33.
Die Halterung 34 umfasst einen Ständer mit einer in der Ebene rechteckig erscheinenden Form, so dass die Fahrzeugtür 50 daran angebracht werden kann, und eine Gummimatte 43 ist an der Befestigungsfläche (Oberfläche) vorgesehen, auf der die Fahrzeugtür 50 angebracht wird.
Das Unterstützungskissen 32 ist an der Halterung 34 vorgesehen, so dass es in der vertikalen Richtung steht.
Die Werkstückhalterung 33 umfasst einen Unterstützungsarm 35, einen Griff 36 und ein Presselement 37. Der Unterstützungsarm 35 ist an dem Unterstützungskissen 32 bei einer beliebigen Position in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung (einer Position, die dem oberen Ende der Türplatte 51 der Fahrzeugtür 50 entspricht) mittels eines Befestigungselements 38 an einem Ende befestigt. Außerdem ist er so angeordnet, dass sich sein anderes Ende von dem zuvor erwähnten Ende in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstreckt, so dass es dem oberen Ende der Türplatte 51 der Fahrzeugtür 50 gegenüberliegt.
Der Griff 36 umfasst eine Hubspindel 41 und einen Bedienungsabschnitt 42. Die Hubspindel 41 ist am anderen Ende des Unterstützungsarms 35 befestigt, so dass sie in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung frei aufsteigen bzw. sinken kann. Der Bedienungsabschnitt 42 ist am oberen Ende der Hubspindel 41 vorgesehen, damit er sich in der horizontalen Richtung frei drehen kann. Der Griff 36 veranlasst die Hubspindel 41, in Bezug auf das andere Ende des Unterstützungsarms 35 durch Drehen des Bedienungsabschnitts 42 nach vorne bzw. nach hinten aufzusteigen bzw. zu sinken.
Das Presselement 37 umfasst eine Pressplatte 39, die am unteren Ende der Hubspindel 41 befestigt ist, und ein elastisches Element 40, das aus Gummi oder dergleichen hergestellt ist und an der Bodenfläche der Pressplatte 39 vorgesehen ist. Das elastische Element 40 ist am oberen Ende der Türplatte 51 der Fahrzeugtür 50 bei einer Konfrontationsposition in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung angeordnet.
Wenn veranlasst wird, dass durch Drehen des Bedienungsabschnitts 42 des Griffs 36 nach vorn die Hubspindel 41 herabsinkt, wobei das untere Ende der Türplatte 51 der Fahrzeugtür 50 an der Gummimatte 43 an der Halterung 34 angebracht ist und das obere Ende der Türplatte 51 dem elastischen Element 40 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung gegenüberliegt, gelangt die Bodenfläche des elastischen Elements 40 bei dem oberen Ende der Türplatte 51 in Anschlag, wobei es in Verbindung mit einem Herabsinken der Hubspindel 41 gegen das obere Ende gepresst gehalten wird. Dies bewirkt, dass die Türplatte 51 zwischen der Gummi matte 43 und dem elastischen Element 40 elastisch eingeklemmt ist. Die Fahrzeugtür 50 wird somit durch den Werkstück-Halteabschnitt 3 in einem aufrechten Zustand gehalten. In diesem aufrechten Zustand ist die Türplatte 51 so angeordnet, dass sie sowohl zum Basisrahmen 4 als auch zur Gleitstange 12 parallel ist.
Die Fahrzeugtür 50 umfasst die Türplatte 51 mit einer von vorn aus nahezu rechteckig erscheinenden Form, wenn sie von vorne betrachtet wird, und einen Fensterrahmen 52, der an dem oberen Abschnitt der Türplatte 51 vorgesehen ist. Die äußere Oberfläche (die Oberfläche, die dem Laserverlagerungsmessgerät 17 gegenüberliegt) der Türplatte 51, die durch den Werkstück-Halteabschnitt 3 im aufrechten Zustand gehalten wird, ist als eine gekrümmte Oberfläche ausgebildet, die in der vertikalen Richtung gekrümmt ist. Wie es in 2 gezeigt ist, ist genauer die äußere Oberfläche der Türplatte 51 in der Form eines sanften Bogens gekrümmt, derart, dass die beiden Enden in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung nach hinten zurückweichen und die Mitte in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung nach vorne vorsteht.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist außerdem zur Verstärkung der Stahlplatte (Metallplatte) in ihrer Steifheit ein Verstärkungsmaterial 53, das eine Lage aus Harz umfasst, das mit äußerer Energie wie etwa Wärme und UV-Strahlen aushärtet, in einer Größe von 100 mm × 300 mm auf einen nachfolgend beschriebenen Klebeabschnitt auf der inneren Oberfläche (der hinteren Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der äußeren Oberfläche, die dem Laserverlagerungsmessgerät 17 gegenüberliegt) der Türplatte 51 aufgeklebt.
Die durch den Werkstück-Halteabschnitt 3 auf diese Weise gehaltene Fahrzeugtür 50 ist bei dem Laserverlagerungsmessgerät 17 bei einer Konfrontationsposition angeordnet, die sich in dem Vermessungsabschnitt 2 dreidimensional bewegt, wobei sie in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beabstandet ist.
Ein Verfahren zur Vermessung der Oberflächenform der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 durch den Vermessungsabschnitt 2 wird nun beschrieben. Um die Oberflächenform der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 zu vermessen, wird das Oberflächenform-Vermessungsprogramm von dem Hauptsteuerprogramm auf der CPU 21 gestartet.
4 ist ein Ablaufdiagramm des Oberflächenform-Vermessungsprogramms. Wenn die Verarbeitung durch das Oberflächenform-Vermessungsprogramm zu abzulaufen beginnt, werden zuerst die Messbedingungen in der CPU 21 eingestellt (S1). Hier werden eine X-Achsen-Schrittweite PX (siehe 5, beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 1,0 mm), die ein Messabstand des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in die Links- und Rechtsrichtung (die nachfolgend als X-Achsen-Richtung bezeichnet wird) ist, in die das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den X-Achsen-Servomotor 22 bewegt wird, und eine Z-Achsen-Schrittweite PZ (siehe 5, beispielsweise im Bereich von 1,0 bis 50 mm), die ein Messabstand des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in die Aufwärts- und Abwärtsrichtung (die nachfolgend als Z-Achsen-Richtung bezeichnet wird) ist, in die das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den Z-Achsen-Servomotor 24 bewegt wird, auf dem Bildschirm 30 als erforderliche Messbedingungen angezeigt. Die Bedienungsperson gibt somit die Messbedingungen durch Eingeben der X-Achsen-Schrittweite PX und der Z-Achsen-Schrittweite PZ mit der Tastatur 31 ein.
Wenn die Messbedingungen eingestellt sind, wird das Laserverlagerungsmessgerät 17 zu der Ursprungsposition bewegt (S2), und der X-Achsen-Drehimpulsgeber 22, der Z-Achsen-Drehimpulsgeber 25 und der Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27 werden einer Nullpunkt-Einstellung bei der Ursprungsposition unterzogen.
Nachdem das Laserverlagerungsmessgerät 17 eingeschaltet worden ist (S3), wird ein Messbereich bestimmt (S4).
Der Messbereich wird beispielsweise, wie es in 5 gezeigt ist, durch Bewegen des Laserverlagerungsmessgeräts 17 durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 bestimmt, so dass ein Messstartpunkt S und ein Messendpunkt E so bestimmt werden, dass sie sich diagonal gegenüberliegen. Ein von vorn rechteckig erscheinender Bereich, der durch den Messstartpunkt S und den Messendpunkt E definiert ist, die so festgelegt sind, dass sie sich einander diagonal gegenüberliegen, ist somit als Messbereich eingestellt.
Der Messstartpunkt S wird in 5 am oberen rechten Ende eingestellt und der Messendpunkt E wird am unteren linken Ende eingestellt. Das Einstellen des Messstartpunkts S und des Messendpunkts E ist jedoch nicht speziell auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann der Messstart punkt S am unteren linken Ende eingestellt werden und der Messendpunkt E kann am oberen rechten Ende eingestellt werden.
Nachdem der Messbereich bestimmt wurde, beginnt das Laserverlagerungsmessgerät 17 die Oberflächenform der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 zu vermessen.
Wenn die Messung gestartet ist, wird das Laserverlagerungsmessgerät 17 zu dem Messstartpunkt S bewegt. Bei dem Messstartpunkt S wird das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den Y-Achsen-Servomotor 26 angesteuert, so dass es sich in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (nachfolgend als Y-Achsen-Richtung bezeichnet) bewegt, so dass ein Konfrontationsabstand zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 ein optimaler Erfassungsabstand innerhalb eines erfassbaren AbStandesbereichs des Laserverlagerungsmessgeräts 17 ist.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 wird hierauf durch den X-Achsen-Servomotor 22 angesteuert, um in der X-Achsen-Richtung mit der zuvor eingestellten X-Achsen-Schrittweite von dem Messstartpunkt S (in diesem Fall ist der Messstartpunkt S auch der Abtaststartpunkt S') zu der Position, die dem Messendpunkt E (einem Abtastendpunkt E' und einer Position, die den Messendpunkt E in der Z-Achsen-Richtung gegenüberliegt) entspricht, abzutasten. In diesem Beispiel speichert die CPU 21 erfasste Abstände in Bezug auf die äußere Oberfläche der Türplatte 51 pro X-Achsen-Schrittweite, die durch das Laserverlagerungsmessgerät 17 erfasst wurden, und Abtastpositionsdaten des Laserverlagerungsmessgeräts 17 in der X-Achsen-Richtung, die durch den anderen X-Achsen-Drehimpulsgeber 23 in einem 1:1-Verhältnis mit den erfassten Abständen erfasst wurden, als Abtastdaten DA.
Wenn das Abtasten beendet ist, wird das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den X-Achsen-Servomotor 22 angetrieben, um von der Abtastendposition E' zurückzukehren, um erneut bei dem Messstartpunkt S positioniert zu werden. Das Laserverlagerungsmessgerät 17 tastet nicht ab, wenn es zu dem Messstartpunkt S zurückkehrt.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 wird hierauf durch den Z-Achsen-Servomotor 24 angetrieben, um sich zu dem Abtaststartpunkt E' zu bewegen, der von dem Messstartpunkt S in der Z-Achsen-Richtung um die Z-Achsen-Schrittweite beabstandet ist, die zuvor eingestellt worden ist (eine Position, die dem Messstartpunkt S in der Z-Achsen-Richtung gegenüberliegt, wobei sie um die Z-Achsen-Schrittweite beabstandet ist), woraufhin das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den Y-Achsen-Servomotor 26 bei dem Abtaststartpunkt S' angetrieben wird, um sich in die Y-Achsen-Richtung zu bewegen, so dass ein Konfrontationsabstand zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 der optimale Erfassungsabstand des Laserverlagerungsmessgeräts 17 ist. In diesem Beispiel speichert die CPU 21 eine Verschiebungsgröße von den Messstartpunkt S zu dem Abtaststartpunkt S' in der Y-Achsen-Richtung, die durch den Y-Achsen-Drehimpulsgeber 27 erfasst wird, als Verschiebungsdaten DB.
Das Laserverlagerungsmessgerät 17 wird hierauf durch den X-Achsen-Servomotor 22 angetrieben, um in der X-Achsen-Richtung mit der zuvor eingestellten X-Achsen-Schrittweite von dem Abtaststartpunkt S' zu dem Abtastendpunkt E' auf die gleiche Weise abzutasten, wie es zuvor beschrieben wurde, und die auf diese Weise erhaltenen Abtastdaten DA werden gespeichert. Wenn das Abtasten beendet ist, wird das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den X-Achsen-Servomotor 22 angetrieben, um vom dem Abtastendpunkt E' zurückzukehren, um erneut bei dem Abtaststartpunkt S' positioniert zu werden. Das Laserverlagerungsmessgerät 17 tastet nicht ab, wenn es zum Abtaststartpunkt S' zurückkehrt.
Die zuvor beschriebenen Abtastungen durch das Laserverlagerungsmessgerät 17 in X-Achsen-Richtung mit der X-Achsen-Schrittweite werden nacheinander entlang der Z-Achse mit der Z-Achsen-Schrittweite ausgeführt, und die Messung endet, wenn das Laserverlagerungsmessgerät 17 den Messendpunkt E erreicht.
Nachdem das Laserverlagerungsmessgerät 17 ausgeschaltet worden ist (S6), berechnet hierauf die CPU 21 dreidimensionale Positionskoordinaten innerhalb des Messbereichs anhand der erfassten Abstände pro X-Achsen-Schrittweite innerhalb des Messbereichs an der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 (d. h. die Abtastdaten DA) und die Verschiebungsgrößen pro Z-Achsen-Schrittweite in der Y-Achsen-Richtung (d. h. die Verschiebungsdaten DB) (S7). Hierauf speichert die CPU 21 die so berechneten dreidimensionalen Positionskoordinatendaten und beendet die Messverarbeitung.
Auch wenn das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den Z-Achsen-Servomotor 24 pro Z-Achsen-Schrittweite in Z-Achsen-Richtung bewegt wird, steuert in der Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung 1 die CPU 21 den Y-Achsen-Servomotor 26, so dass das Laserverlagerungsmessgerät 17 in Y-Achsen-Richtung bewegt wird, derart, dass ein Konfrontationsabstand zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 der optimale Erfassungsabstand des Laserverlagerungsmessgeräts 17 ist. Auch wenn die äußere Oberfläche der Türplatte 51 in der Y-Achsen-Richtung in der Form eines sanften Bogens in Z-Achsen-Richtung gekrümmt ist, wird somit der Konfrontationsabstand zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 so aufrecht erhalten, dass er der optimale Erfassungsabstand ist. Somit kann das Laserverlagerungsmessgerät 17 entlang der X-Achse durch den X-Achsen-Servomotor 22 bei jeder Position, die um die Z-Achsen-Schrittweite in der Z-Achsen-Richtung entlang der gekrümmte Richtung der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 beabstandet ist, abasten, wobei ein konstanter Konfrontationsabstand zwischen dem Laserverlagerungsmessgerät 17 und der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 beibehalten wird.
Die Positionskoordinaten der Türplatte 51 können folglich mit einer hohen Genauigkeit durch das Laserverlagerungsmessgerät 17 gemessen werden, das eine recht hohe Messgenauigkeit, jedoch einen kleinen erfassbaren AbStandesbereich hat. Da die Messung genau ausgeführt werden kann, auch wenn die äußere Oberfläche der Türplatte 51 beschichtet ist, kann zudem eine kleine Verwerfung unabhängig vom Vorhandensein von Glanz genau erfasst werden.
Da der Werkstück-Halteabschnitt 3 als ein Körper vorgesehen ist, der von dem Vermessungsabschnitt 2 getrennt ist, ist es in dieser Messung möglich, die Oberflächenform der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 unabhängig von der Größe der Türplatte 51 zu vermessen. Auch wenn die Türplatte 51 groß ist, kann somit die Oberflächenform der Türplatte 51 genau vermessen werden.
Die Positionskoordinaten der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 können auch gemessen werden, indem die Türplatte 51 durch den Werkstück-Halteabschnitt 3 im aufrechten Zustand gehalten wird, während das Laserverlagerungsmessgerät 17 durch den Z-Achsen-Servomotor 24 so angesteuert wird, dass es sich in dem Vermessungsabschnitt 2 in Z-Achsen-Richtung bewegt. Somit ist es möglich, eine platzsparende und effiziente Messung im Vergleich zu einem Fall zu erhalten, in dem die Positionskoordinaten gemessen werden, während die Türplatte 51 in der horizontalen Richtung angeordnet ist.
Die so erhaltene und in der CPU 21 gespeicherte Positionskoordinate wird durch verschiedene Analyseprogramme analysiert, die in der CPU 21 vorab installiert wurden, wie etwa das Umrisskarten-Erzeugungsprogramm, das Glättungsverarbeitungsprogramm, das Differenzierungsverarbeitungsprogramm, das Positionsspezifizierungsprogramm und das Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm.
Ein Analyseverfahren durch verschiedene Analyseprogramme wird nun beschrieben.
Die Analyse durch das Umrisskarten-Erzeugungsprogramm wird zuerst beschrieben. Wenn das Umrisskarten-Erzeugungsprogramm von dem Hauptsteuerprogramm durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 gestartet wird, werden die in der CPU 21 gespeicherten Positionskoordinatendaten in eine Umrisskarte transformiert, die mit der Oberflächenform übereinstimmt. Die Umrisskarte wird auf dem Bildschirm 30 angezeigt, wie es in 6(a) gezeigt ist.
In der Umrisskarte können Höhenabstände der Umrisslinien (die Anzahl von Umrisslinien) beliebig durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 eingestellt werden. Außerdem kann ein beliebiger Querschnitt in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 angezeigt werden.
Die in 6(a) gezeigte Umrisskarte zeigt die Oberflächenform der äußeren Oberfläche einschließlich des zuvor beschriebenen Klebeabschnitts des Verstärkungsmaterials 53. Die Linie A-A' von 6(a) gibt eine Schnittlinie in der X-Achsen-Richtung an, die den Klebeabschnitt des Verstärkungsmaterials 53 enthält, und der Querschnitte entlang dieser Schnittlinie ist in 6(b) gezeigt. Außerdem gibt die Linie B-B' eine Schnittlinie in der X-Achsen-Richtung an, die den Klebeabschnitt des Verstärkungsmaterials 53 ausschließt, und der Querschnitt entlang dieser Schnittlinie ist in 6(c) gezeigt.
Wenn eine Größe einer Verwerfung (eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung) einen großen numerischen Wert annimmt, bedeutet dies in 6(b) und 6(c), dass die äußere Oberfläche nach innen konkav ist, und wenn eine Größe einer Verwerfung (eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung) einen kleinen numerischen Wert annimmt, bedeutet dies, dass die äußere Oberfläche nach außen konvex ist.
Aus 6(b) und 6(c) wird bestätigt, dass die äußere Oberfläche eine sanft konvex gekrümmte Oberfläche in einem Abschnitt ist, der den Querschnitte längs der Linie B-B' enthält, wobei der Abschnitt gezeigt wird, der nicht der geklebte Abschnitt des Verstärkungsmaterials 53 ist, während die äußere Oberfläche eine stark konkav gekrümmte Oberfläche in dem Abschnitt ist, der den Querschnitt längs der Linie A-A' umfasst, der den geklebten Abschnitt des Verstärkungsmaterials 53 anzeigt. Zudem kann eine Größe der Konkavität quantitativ auf 370 μm bestimmt werden.
Durch diese Anzeige der Positionskoordinatendaten als die Umrisskarte, die mit der Oberflächenform übereinstimmen, ist es möglich, das Vorhandensein oder Fehlen einer Verwerfung dreidimensional und schematisch zu beurteilen. Sowohl die Position einer Verwerfung als auch eine Größe der Verwerfungen können zudem in gewissem Maß bestätigt werden. Hier kann eine Verwerfung an der äußeren Oberfläche mit hoher Genauigkeit für die Türplatte 51 gemessen werden, auf die das Verstärkungsmaterial 53 geklebt ist.
Es kann jedoch ein Fehler auftreten, wenn eine kleine Verwerfung lediglich durch Anzeigen der Positionskoordinatendaten als eine Umrisskarte, die einfach mit der Oberflächenform übereinstimmt, beurteilt wird. Da die Türplatte 51 eine gekrümmte Oberfläche hat, die in der Y-Achsen-Richtung entlang der Z-Achsen-Richtung gekrümmt ist, kann mit anderen Worten eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung, die von der Verwerfung verursacht wird, durch eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung, die von der gekrümmten Oberfläche verursacht wird, ausgeglichen werden, wodurch es unmöglich wird, eine kleine Verwerfung zu beurteilen.
In diesem Fall kann das Vorhandensein oder Fehlen einer solchen kleinen Verwerfung ausschließlich durch Ablaufen des Glättungsverarbeitungsprogramms und des Differenzierungsverarbeitungsprogramms angegeben werden.
Wenn das Glättungsverarbeitungsprogramm von dem Hauptsteuerprogramm gestartet wird, werden die Positionskoordinatendaten in die Positionskoordinatendaten in einer virtuellen Ebene in dem Glättungsverarbeitungsprogramm trans formiert. Genauer wird in dem Glättungsverarbeitungsprogramm, wie es in 7(a) gezeigt ist, eine Differenz ΔD zwischen einer Verschiebungsgröße D1 in Y-Achsen-Richtung bei jedem Abtaststartpunkt S' und eine Verschiebungsgröße D2 in Y-Achsen-Richtung bei jedem Abtastendpunkt E' zuerst aus den entsprechenden Elementen der Abtastdaten DA in X-Achsen-Richtung berechnet.
Wie es in 7(b) gezeigt ist, wird hierauf ein Gradient ΔD/(X2 – X1) berechnet, wobei X1 die Positionskoordinate des Abtaststartpunktes S' in X-Achsen-Richtung und X2 die Positionskoordinate des Abtastendpunktes E' ist. Daraufhin wird eine Gradientenkomponente von den jeweiligen Verschiebungsgrößen D1 bis D2 in Y-Achsen-Richtung subtrahiert, die aus den entsprechenden Elementen der Abtastdaten DA berechnet wurde, so dass der Gradient in X-Achsen-Richtung 0 beträgt (Null). Entsprechende Elemente der Abtastdaten DA werden somit korrigiert, derart, dass eine gerade Linie, die den Abtaststartpunkt S' und den Abtastendpunkt E' verbindet, parallel zur X-Achsen-Richtung liegt.
Wie es in 7(c) gezeigt ist, wird danach die jeweilige Verschiebungsgröße D1 in Y-Achsen-Richtung beim Abtaststartpunkt S', die aus dem entsprechenden Element der Abtastdaten DA berechnet wurde, und die jeweilige Verschiebungsgröße D2 in Y-Achsen-Richtung beim Abtastendpunkt E', die aus dem entsprechenden Element der Abtastdaten DA berechnet wurde, alle so eingestellt, dass sie die gleiche Verschiebungsgröße haben (beispielsweise so, dass sie durch Subtraktion auf 0 eingestellt sind). Die Ausrichtungs-Richtung der jeweiligen Elemente der Abtastdaten DA wird dadurch so korrigiert, dass sie zu der Z-Achsen-Richtung parallel ist.
Die Positionskoordinatendaten sind somit in eine virtuelle Ebene parallel zu einer Ebene transformiert, die sich in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung erstreckt.
Im Glättungsverarbeitungsprogramm wird die so korrigierte Umrisskarte auf dem Bildschirm 30 angezeigt, wie es in 8 gezeigt ist. In 8 wird die Oberflächenform der äußeren Oberfläche scharf zu einem Grad angezeigt, die in 6(a) vor der Korrektur nicht erreicht werden kann.
Wenn das Differenzierungsverarbeitungsprogramm von dem Hauptsteuerprogramm durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 gestartet wird, wird die durch das Glättungsverarbeitungsprogramm in die virtuelle Ebene transformierte Umrisskarte in der X-Achsen-Richtung durch Differenzierung in dem Differenzierungsverarbeitungsprogramm analysiert. Diese Verarbeitung besteht genauer darin, die Differentialkoeffizienten für entsprechende Elemente der Abtastdaten DA zu berechnen, die durch das Glättungsverarbeitungsprogramm korrigiert worden sind. Eine bekannte Dreipunkt-Nährungsformel oder Fünfpunkt-Näherungsformel wird für die Differenzierung verwendet.
9(a) zeigt eine Umrisskarte, die durch Analyse der Umrisskarte erhalten wurde, die durch Differenzierung (Differential erster Ordnung) unter Verwendung einer Dreipunkt-Näherungsformel in die virtuelle Ebene transformiert wurde. 9(b) zeigt den Querschnitt längs der Linie C-C' von 9(a).
Wie es in 9(a) und 9(b) gezeigt ist, wird in einem Abschnitt, in dem sich ein Gradient stark ändert, d. h. in einem Abschnitt mit einer Verwerfung, ein großer Differentialkoeffizient durch Differenzierung erhalten. Somit wird die Position einer Verwerfung hervorgehoben, was es erleichtert, die Position zu bestimmen, bei der eine Verwerfung auftritt. Somit ist es möglich, eine Verwerfung genauer zu erfassen.
10(a) zeigt eine Umrisskarte, die durch eine weitere Analyse der differenzierten Umrisskarte (Differential erster Ordnung) durch Differenzierung (Differential zweiter Ordnung) erhalten wird.
10(b) zeigt den Querschnitt längs der Linie D-D' von 10(a).
Wie es in 10(a) und 10(b) gezeigt ist, können die Positionen von Verwerfungen durch die Ausführung einer zweifachen Differenzierung (Differential zweiter Ordnung) weiter hervorgehoben werden.
Das zuvor beschriebene Differential erster Ordnung und das Differential zweiter Ordnung können durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 ausgeführt werden. Das heißt, wenn das Differenzierungsverarbeitungsprogramm von dem Hauptsteuerprogramm durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 gestartet wird, wird die zuvor beschriebene Differenzierung erster Ordnung durchgeführt, und die in 9(a) gezeigte Umrisskarte wird auf dem Bildschirm 30 angezeigt. Da ein beliebiger Querschnitt der Umrisskarte in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Rich tung durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 angezeigt werden kann, wie es zuvor beschrieben wurde, kann der in 9(b) gezeigte Querschnitt auf dem Bildschirm 30 angezeigt werden. Nachdem das Differential erster Ordnung durchgeführt worden ist und die in 9(a) gezeigte Umrisskarte auf dem Bildschirm 30 angezeigt ist, kann außerdem ein Differential zweiter Ordnung durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 weiter durchgeführt werden, wie es zuvor beschrieben wurde. Wenn das Differential zweiter Ordnung durchgeführt wird, wie es zuvor beschrieben wurde, wird die in 10(a) gezeigt Umrisskarte auf dem Bildschirm 30 angezeigt. Da ein beliebiger Querschnitt der Umrisskarte entlang der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 angezeigt werden kann, wie es zuvor beschrieben wurde, kann der in 10(b) gezeigte Querschnitt auf dem Bildschirm 30 angezeigt werden.
Das Positionsspezifizierungsprogramm zur Bestimmung der tatsächlichen Position einer Verwerfung und das Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm zur Angabe einer Beziehung zwischen der geklebten Position des Verstärkungsmaterials 53 und einer Verwerfung sind darüber hinaus vorab in der CPU 21 installiert. Durch Starten dieser Programme vom Hauptsteuerprogramm aus ist es somit möglich, die tatsächliche Position einer Verwerfung zu bestimmen und die Beziehung zwischen der geklebten Position des Verstärkungsmaterials 53 und einer Verwerfung mit Leichtigkeit zu verstehen.
Wenn die Position einer Verwerfung durch verschiedene Verarbeitungsarten bestimmt wurde, wie es zuvor beschrieben wurde und wie es in 11(a) gezeigt ist, wird der Zeiger P auf der Position der Verwerfung auf der Umrisskarte, die durch verschiedene zuvor beschriebene Verarbeitungsarten erhalten wurde, durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 positioniert, und das Positionsspezifizierungsprogramm wird von dem Hauptsteuerprogramm durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 gestartet. Wie es in 11(b) gezeigt ist, wird hierauf das Laserverlagerungsmessgerät 17 anhand der Positionskoordinaten des Zeigers P auf der Umrisskarte (das Laserverlagerungsmessgerät 17 wird durch den Sensorhalter 19 in 11(b) verdeckt) zu einer bestimmten Konfrontationsposition in Bezug auf die äußere Oberfläche der Türplatte 51 bewegt, die der Position des Zeigers P entspricht. Somit ist es möglich, die tatsächliche Position, bei der eine Verwerfung auf der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 erfolgt, leicht zu bestätigen.
Wie es beschrieben wurde, wird das Verstärkungsmaterial 53 auf die Türplatte 51 an der inneren Oberfläche geklebt. Das Verstärkungsmaterial 53 ist in der Form eines Lagenmaterials aus Harzen, die mit äußerer Energie wie etwa Wärme und UV-Strahlung aushärten. Nachdem die Beschichtung aufgebracht wurde, steht beispielsweise das Verstärkungsmaterial 53 vor, wohingegen die Türplatte 51 wegen eines Unterschieds der linearen Ausdehnungskoeffizienten des Verstärkungsmaterials 53, das aus einem derartigen Harz hergestellt ist, und der Türplatte 51, die eine Stahlplatte umfasst, schrumpft. Dies trägt leicht zu einer konkaven Verwerfung, die "Senke" genannt wird, an der äußeren Oberfläche der Türplatte 51 in einem Abschnitt bei, der dem geklebten Abschnitt entspricht.
In dieser Situation wird das Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm gestartet, so dass die Beziehung zwischen der geklebten Position des Verstärkungsmaterials 53 und einer Verwerfung verstanden werden kann. Wenn die Position einer Verwerfung durch verschiedene Verarbeitungsarten bestimmt wurde, wie es zuvor beschrieben wurde, wird das Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm von dem Hauptsteuerprogramm durch eine Eingabe mit der Tastatur 31 auf der Umrisskarte gestartet, die durch verschiedene Verarbeitungsarten erhalten wurde, wie es zuvor beschrieben wurde. Wie es in 12 gezeigt ist, wird hierauf der Klebeabschnitt R des Verstärkungsmaterials 53 der Umrisskarte, die auf dem Bildschirm 30 angezeigt wird, überlagert.
Da der geklebte Abschnitt des Verstärkungsmaterials 53 auf der Türplatte 51 als der geklebte Abschnitt R auf der Umrisskarte abgebildet und angezeigt wird, kann die Beziehung zwischen der Verwerfung und dem Verstärkungsmaterial 53 leicht bestätigt werden.
Der geklebte Abschnitt des Verstärkungsmaterials 53 wurde zuvor durch Bewegen des Laserverlagerungsmessgeräts 17 zu dem tatsächlichen geklebten Abschnitt des Verstärkungsmaterials 53 auf der Türplatte 51 markiert, und der markierte Bereich (geklebter Abschnitt) ist in der CPU 21 gespeichert. Der markierte Bereich wird als eine Pop-up-Anzeige auf der jeweiligen Umrisskarte durch das Klebeabschnitt-Anzeigeprogramm angezeigt.
In der vorhergehenden Beschreibung wird die Türplatte 51 durch den Werkstück-Halteabschnitt 3 in einem aufrechten Zustand gehalten. Beispielsweise kann die Türplatte 51, die an einem fertiggestellten Fahrzeug befestigt ist, jedoch direkt gemessen werden, ohne dass der Werkstück-Halteabschnitt 3 verwendet wird.
Außerdem beschreibt die vorhergehende Beschreibung die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Verwendung eines Falls, in dem die äußere Oberfläche der Türplatte 51 der Fahrzeugtür 50 gemessen wurde. Die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch in der Lage, ein anderes Werkstück als die Fahrzeugtür 50 zu vermessen, und sie kann beispielsweise auch die Motorhaube eines Fahrzeugs vermessen. Die Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird entsprechend verwendet, wenn die Oberflächenform eines großen Werkstücks vermessen werden soll, dessen Oberfläche eine gekrümmte Oberfläche ist.
Obwohl die veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der vorhergehenden Beschreibung bereitgestellt sind, dienen sie lediglich der Veranschaulichung und sollen nicht als Einschränkung ausgelegt werden.

Claims

Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung, um eine Verwerfung auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks (50) durch Abtasten der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) mit einem kontaktlosen Sensor (17) zu messen, wobei die Vorrichtung einen Vermessungsabschnitt (2) umfasst, wobei der Vermessungsabschnitt (2) seinerseits umfasst: den kontaktlosen Sensor (17), der in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) an einer gegenüberliegenden Position angeordnet ist; Z-Achsen-Bewegungsmittel (24), um den kontaktlosen Sensor (17) in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) in einer Richtung zu bewegen, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) gekrümmt ist; X-Achsen-Bewegungsmittel (22), um den kontaktlosen Sensor (17) in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) in einer Richtung zu bewegen, die die Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) gekrümmt ist, rechtwinklig schneidet; und Y-Achsen-Bewegungsmittel (26), um den kontaktlosen Sensor (17) in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) in einer Konfrontationsrichtung, in der sich der kontaktlose Sensor (17) und die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) einander gegenüberliegen, wobei in der Konfrontationsrichtung ein konstanter Abstand aufrechterhalten wird; Verarbeitungsmittel, die ausgelegt sind, um Abtastdaten, die durch Abtasten mit dem kontaktlosen Sensor erhalten werden, zu verarbeiten; wobei die Verarbeitungsmittel Umrisskarten-Erzeugungsmittel enthalten, die ausgelegt sind, um eine Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) anhand der Abtastdaten zu berechnen und um eine Umrisskarte zu erzeugen, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks anhand der Positionskoordinate zu beurteilen; wobei die Verarbeitungsmittel (21) Glättungsverarbeitungsmittel enthalten, die ausgelegt sind, um einen Gradienten ΔD/(X2 – X1) zu berechnen, wobei ΔD eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung ist, X1 die Positionskoordinate eines Abtaststartpunkts in der X-Achsen-Richtung ist und X2 die Positionskoordinate des Abtastendpunkts ist, um anschließend eine Gradientenkomponente von entsprechenden Verschiebungsgrößen in der Y-Achsen-Richtung zu subtrahieren, derart, dass der Gradient null wird, und um somit die Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene zu transformieren.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Werkstück (50) in der Weise angeordnet ist, dass die Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50) gekrümmt ist, in einer vertikalen Richtung verläuft; und die Z-Achsen-Bewegungsmittel den kontaktlosen Sensor (17) in der vertikalen Richtung bewegen.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen Werkstück-Halteabschnitt, der von dem Vermessungsabschnitt getrennt ist, um das Werkstück (50) in einem Zustand zu halten, in dem die Richtung, in der die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gekrümmt ist, in einer vertikalen Richtung verläuft.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der kontaktlose Sensor (17) einer Oberfläche des Werkstücks (50) gegenüberliegt, die eine Metallplatte ist, bei der auf eine hintere Oberfläche ein Verstärkungsmaterial laminiert ist.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der kontaktlose Sensor (17) ein Laserverlagerungsmessgerät ist.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Verarbeitungsmittel (21) Positionsspezifizierungsmittel enthalten, um den kontaktlosen Sensor (17) an eine bestimmte Konfrontationsposition in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50), die einer bestimmten Positionskoordinate entspricht, anhand der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) zu bewegen.
Oberflächenform-Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Verarbeitungsmittel (21) Laminatposition-Anzeigemittel enthalten, um eine laminierte Position anzuzeigen, die einer Position eines auf das Werkstück (50) auf der Umrisskarte laminierten Verstärkungsmaterials entspricht.
Oberflächenform-Vermessungsverfahren zum Messen einer Verwerfung auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks (50) durch Abtasten der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) mit einem kontaktlosen Sensor, das umfasst: Berechnen einer Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) anhand von Abtastdaten, die durch Abtasten mit dem kontaktlosen Sensor erhalten werden; und Erzeugen einer Umrisskarte, die verwendet wird, um eine Verwerfung auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) anhand der Positionskoordinate zu beurteilen; Berechnen eines Gradienten ΔD(X2 – X1), wobei ΔD eine Verschiebungsgröße in der Y-Achsen-Richtung ist, X1 die Positionskoordinate des Abtaststartpunkts in der X-Achsen-Richtung ist und X2 die Positionskoordinate des Abtastendpunkts ist, anschließend Subtrahieren einer Gradientenkomponente von entsprechenden Verschiebungsgrößen in der Y-Achsen-Richtung, derart, dass der Gradient null wird, und somit Transformieren der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (50) in eine Positionskoordinate in einer virtuellen Ebene.
Oberflächenform-Vermessungsverfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Bewegen des kontaktlosen Sensors (17) in eine bestimmte Konfrontationsposition in Bezug auf die gekrümmte Oberfläche des Werkstücks (50), die einer bestimmten Positionskoordinate entspricht, anhand der Positionskoordinate der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks.
Oberflächenform-Vermessungsverfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Anzeigen einer laminierten Position, die einer Position des Verstärkungsmaterials entspricht, das auf das Werkstück auf der Umrisskarte laminiert ist.