JP2004286571A

JP2004286571A - 測定プログラムの作成支援方法および作成支援プログラム

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Publication number: JP2004286571A
Application number: JP2003078567A
Authority: JP
Inventors: Mikio Adachi; 幹雄足立; Koudo Yamanouchi; 耕道山之内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP4057935B2

Abstract

【課題】被測定物の３次元測定に必要な要素を適切に盛り込んだ信頼性の高い測定プログラムを容易かつ迅速に作成することができる測定プログラムの作成支援方法および作成支援プログラムを提供する。
【解決手段】被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成し、その２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、上記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成支援方法および作成支援プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被測定物たとえば機械加工部品や樹脂成形品の寸法や形状などを自動的に測定する測定機には、測定プログラムが搭載される。この測定プログラムは、例えば、オペレータの手作業で被測定物の各部寸法が測定され、その測定手順がログファイルとして記憶されることにより作成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他の方法として、ＣＡＤで作成された３次元図面データいわゆる３次元ＣＡＤモデルに対し、オペレータが測定場所・測定順序・公差を対話方式で教示しながら測定プログラムを作成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ＣＡＤ図面に含まれている寸法線に関する寸法線情報に基づいて測定個所情報を自動的に作成する方法もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３００４５７号公報（［０００２］欄）
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−７８３１７号公報（［０００３］欄）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１０−２２１０５４号公報（［００２４］欄）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
オペレータの手作業によって測定プログラムを作成するものでは、作成に時間がかかるとともに、測定の良否結果を判定するための公差を測定プログラムに盛り込むことができない。
【０００９】
オペレータの教示によって測定プログラムを作成する場合も、やはり作成に時間がかかってしまう。
【００１０】
寸法線情報に基づいて測定箇所情報を作成するものでは、単なる２次元図面データ上の作成であるため、深さ方向や曲面などの一般的な寸法および形状測定に適さず、測定の良否結果を判定するための公差を盛り込むこともできない。
【００１１】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、被測定物の３次元測定に必要な要素を適切に盛り込んだ信頼性の高い測定プログラムを容易かつ迅速に作成することができる測定プログラムの作成支援方法および作成支援プログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の測定プログラムの作成支援方法は、被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成するステップと、この２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、上記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定するステップと、を備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１において、１は３次元ＣＡＤ装置で、主要な機能として次の（１）〜（５）を備えている。
（１）オペレータの操作に応じて、被測定物たとえば図２に示すような製品（金型などの機械加工部品や樹脂成形した成形品等）の３次元形状データ（３次元ＣＡＤモデルともいう）を作成する作成手段。
【００１４】
（２）上記３次元形状データから図３に示すような２次元図面データ（２次元図面モデルともいう）を自動的に作成する作成手段。
【００１５】
（３）上記２次元図面データに対し、オペレータの操作に応じて、寸法引出線、寸法値、公差を設定する設定手段。
【００１６】
（４）上記２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、公差に基づいて、寸法ごとの“寸法識別名”“寸法値”“公差値”“寸法引出線の数”“上記３次元形状データを成す各要素のうち上記寸法引出線が接続している要素の数”“上記３次元形状データを成す各要素のうち上記寸法引出線が接続している要素の種類”“寸法の方向”を寸法情報として抽出する抽出手段。
【００１７】
（５）上記抽出結果に基づいて、上記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定する設定手段。
【００１８】
上記３次元形状データおよび上記２次元図面データは３次元ＣＡＤ装置１の記憶部（メモリ）に記憶されており、その記憶部内の２次元図面データから上記寸法情報が逐次に抽出される。抽出された寸法情報は、図４の寸法情報テーブルに格納される。
【００１９】
寸法情報は、寸法ごとの“寸法識別名”“寸法値”“公差値”“寸法引出線の数”“上記３次元形状データを成す各要素［エッジ（ｅｄｇｅ）・点（ｐｔ）・軸（Ｄａｔｕｍ）・面（Ｓｒｆ）］のうち上記寸法引出線が接続している要素の数”“上記３次元形状データを成す各要素のうち上記寸法引出線が接続している要素の種類”“寸法の方向”である。この寸法情報と２次元図面データとの対応関係を図５に示している。
【００２０】
寸法識別名“ｄｄ００４”のように直径やコーナーＲに対する公差については、寸法線に方向がないので、“寸法の方向”として、例えば“Ｄ”などの直径を表すシンボルが設定される。
【００２１】
寸法識別名“ｄｄ００６”や“ｄｄ００７”のように公差値が設定されていない場合は、図６に示す公差換算テーブルの参照により公差値が設定される。
【００２２】
次に、図４の寸法情報テーブルおよび図２の３次元形状データから、公差情報および測定対象面情報がどのように抽出されるかを図７ないし図１２のフローチャートにより説明する。
【００２３】
公差情報や測定対象面情報の抽出手順は、“寸法引出線の数”“３次元形状データを成す各要素のうち寸法引出線が接続している要素の数”“３次元形状データを成す各要素のうち寸法引出線が接続している要素の種類”によって異なる
まず、寸法識別名“ｄｄ００１”の情報が読取られる（ステップ１０１）。“寸法引出線の数”は『２本』（ステップ１０２のＮＯ）、“３次元形状データを成す各要素のうち寸法引出線が接続している要素の数”は『２個』であるから（ステップ１０３のＮＯ）、図９の測定情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ２００）。
【００２４】
図９の測定情報抽出処理ルーチンにおいて、“１本目の寸法引出線と接続している要素”に相当するのは『ｅｄｇｅ１』であり（ステップ２０１）、それは点または面のいずれでもないので（ステップ２０２のＮＯ）、図１２の測定対象抽出処理ルーチンが実行される（ステップ３００）。図１２の測定対象抽出処理ルーチンでは、『ｅｄｇｅ１』の要素がエッジであることから（ステップ３０１のＹＥＳ）、その『ｅｄｇｅ１』と接続している面が全て抽出される（ステップ３０２）。すなわち、図２の３次元形状データで見ると、『ｅｄｇｅ１』と接続しているのは側面『ｓｒｆ１』および正面『ｓｒｆ３』である。これら側面『ｓｒｆ１』および正面『ｓｒｆ３』のうち、法線ベクトルの方向が最も“寸法の方向（＝Ｘ方向）”に近い面は側面『ｓｒｆ１』であり、その側面『ｓｒｆ１』が測定対象として抽出される（ステップ３０３）。
【００２５】
図９の測定情報抽出処理ルーチンに戻り、抽出されたのが側面『Ｓｒｆ１』であることから（ステップ２０３のＹＥＳ）、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンでは、測定対象面『ｓｒｆ１』が円筒面ではないので（ステップ４０１のＮＯ）、寸法引出線が接続している点が存在する測定対象面『ｓｒｆ１』の座標軸が抽出されるとともに（ステップ４０２）、測定対象面『ｓｒｆ１』のＸ，Ｙ，Ｚ方向の最大値・最小値が抽出される（ステップ４０３）。さらに、測定対象面『ｓｒｆ１』が接続している点が存する測定対象面の法線ベクトルが抽出される（ステップ４０４）。
【００２６】
図９の測定情報抽出処理ルーチンに戻り、“２本目の寸法引出線と接続している要素”に相当するのは『ｅｄｇｅ２』であって（ステップ２０４）、それは点または面のいずれでもないことから（ステップ２０５のＮＯ）、図１２の測定対象抽出処理ルーチンが実行される（ステップ３００）。図１２の測定対象抽出処理ルーチンでは、『ｅｄｇｅ２』の要素がエッジであることから（ステップ３０１のＹＥＳ）、その『ｅｄｇｅ２』と接続している面が全ての面として、側面『Ｓｒｆ２』および正面『ｓｒｆ３』抽出される（ステップ３０２）。そして、これら側面『ｓｒｆ２』および正面『ｓｒｆ３』のうち、法線ベクトルの方向が最も“寸法の方向（＝Ｘ方向）”に近い面である側面『ｓｒｆ２』が、測定対象として抽出される（ステップ３０３）
図９の測定情報抽出処理ルーチンに戻り、測定対象面として『ｓｒｆ２』が抽出されたことから（ステップ２０６のＹＥＳ）、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンでは、測定対象面『ｓｒｆ２』が円筒面ではないので（ステップ４０１のＮＯ）、寸法引出線が接続している点が存する測定対象面『ｓｒｆ２』の座標軸が抽出されるとともに（ステップ４０２）、測定対象面『ｓｒｆ２』のＸ，Ｙ，Ｚ方向の最大値・最小値が抽出される（ステップ４０３）。さらに、測定対象面『ｓｒｆ２』が接続している点が存する測定対象面の法線ベクトルが抽出される（ステップ４０４）。
【００２７】
図７のフローチャートに戻り、抽出された測定対象の情報が公差値と共に図１３の公差情報テーブルに格納されるとともに、図１１のルーチンで抽出された測定対象面情報が図１４の測定対象面情報テーブルに格納される（ステップ１０４）。
【００２８】
（２）次に（ステップ１０５のＹＥＳ）、寸法識別名“ｄｄ００２”の情報が読取られる（ステップ１０１）。“寸法引出線の数”は『２本』で（ステップ１０２のＮＯ）、“３次元形状データを成す各要素のうち寸法引出線が接続している要素の数”は『１個』であるから（ステップ１０３のＹＥＳ）、図１０の測定情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ５００）。
【００２９】
図１０の測定情報抽出処理ルーチンにおいて、“１本目の寸法引出線と接続している要素”に相当するのは『ｅｄｇｅ３』であり（ステップ５０１）、それはエッジなので（ステップ５０２のＮＯ）、『ｅｄｇｅ３』の最大座標側端点と接続している接続エッジとして、『ｅｄｇｅ１２』が抽出される（ステップ５０３）。そして、この『ｅｄｇｅ１２』に関して図１２の測定対象抽出処理ルーチンが実行される（ステップ３００）。この場合、『ｅｄｇｅ１２』の要素がエッジであることから（ステップ３０１のＹＥＳ）、その『ｅｄｇｅ１２』と接続している全ての面として、図２の３次元形状データから側面『Ｓｒｆ６』および正面『ｓｒｆ３』が抽出される。これら側面『ｓｒｆ６』および正面『ｓｒｆ３』のうち、法線ベクトルの方向が最も“寸法の方向（＝Ｙ方向）”に近い面である側面『ｓｒｆ６』が、測定対象として抽出される（ステップ３０３）
図１０の測定情報抽出処理ルーチンに戻り、測定対象面として『ｓｒｆ６』が抽出されたことから（ステップ５０４のＹＥＳ）、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンでは、測定対象面『Ｓｒｆ６』が円筒面ではないので（ステップ４０１のＮＯ）、寸法引出線が接続している点が存する測定対象面『Ｓｒｆ６』の座標軸が抽出されるとともに（ステップ４０２）、測定対象面『ｓｒｆ６』のＸ，Ｙ，Ｚ方向の最大値・最小値が抽出される（ステップ４０３）。さらに、測定対象面『ｓｒｆ６』が接続している点が存する測定対象面の法線ベクトルが抽出される（ステップ４０４）。
【００３０】
続いて、『ｅｄｇｅ３』の最小座標側端点と接続している接続エッジとして、『ｅｄｇｅ１４』が抽出される（ステップ５０５）。そして、この『ｅｄｇｅ１４』に関して図１２の測定対象抽出処理ルーチンが実行される（ステップ３００）。この場合、『ｅｄｇｅ１４』の要素がエッジであることから（ステップ３０１のＹＥＳ）、その『ｅｄｇｅ８』と接続している全ての面として、側面『Ｓｒｆ５』および正面『ｓｒｆ３』が抽出される。これら側面『ｓｒｆ５』および正面『ｓｒｆ３』のうち、法線ベクトルの方向が最も“寸法の方向（＝Ｙ方向）”に近い面である側面『ｓｒｆ５』が、測定対象として抽出される（ステップ３０３）
図１０の測定情報抽出処理ルーチンに戻り、測定対象が側面『ｓｒｆ５』であったことにより（ステップ５０６のＹＥＳ）、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンでは、測定対象面『Ｓｒｆ５』が円筒面ではないので（ステップ４０１のＮＯ）、寸法引出線が接続している点が存する測定対象面『Ｓｒｆ５』の座標軸が抽出されるとともに（ステップ４０２）、測定対象面『ｓｒｆ５』のＸ，Ｙ，Ｚ方向の最大値・最小値が抽出される（ステップ４０３）。さらに、測定対象面『ｓｒｆ５』が接続している点が存する測定対象面の法線ベクトルが抽出される（ステップ４０４）。
【００３１】
図７のフローチャートに戻り、抽出された測定対象の情報が公差値と共に図１３の公差情報テーブルに格納されるとともに、図１１のルーチンで抽出された測定対象面情報が図１４の測定対象面情報テーブルに格納される（ステップ１０４）。
【００３２】
寸法識別名“ｄｄ００４”の情報が読取られた場合（ステップ１０１）。“寸法引出線の数”は『１本』であるから（ステップ１０２のＹＥＳ）、図８の測定情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ６００）。
【００３３】
図８の測定情報抽出処理ルーチンにおいて、“寸法引出線と接続している要素”に相当するのは『ｅｄｇｅ４』であり（ステップ６０１）、その『ｅｄｇｅ４』と接続している面として円筒面『ｃｙｌ１』および正面『ｓｒｆ３』が抽出される（ステップ６０２）。これら円筒面『ｃｙｌ１』および正面『ｓｒｆ３』のうち、最も垂直に近い面が抽出される（ステップ６０３）。この場合、抽出されるのは円筒面『ｃｙｌ１』である（ステップ６０４のＹＥＳ）。
【００３４】
抽出されたのが円筒面『ｃｙｌ１』であり（ステップ６０４のＹＥＳ）、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンでは、測定対象面が円筒面『ｃｙｌ１』であることにより（ステップ４０１のＹＥＳ）、円筒面『ｃｙｌ１』が穴であるかピンであるか判定され（ステップ４０５）、円筒面『ｃｙｌ１』の中心座標軸が抽出され（ステップ４０６）、円筒面『ｃｙｌ１』の直径が抽出され（ステップ４０７）、円筒面『ｃｙｌ１』の軸方向が抽出され（ステップ４０８）、円筒面『ｃｙｌ１』の軸方向における最大値、最小値が抽出される（ステップ４０９）。
【００３５】
なお、図９の測定条件抽出処理ルーチンにおいて、寸法引出線が接している要素が点である場合は（ステップ２０７のＹＥＳ、ステップ２０８のＹＥＳ）、点が存在する面を抽出する処理として、図１１の測定対象面情報抽出処理ルーチンが実行される（ステップ４００）。
【００３６】
図１２の測定対象抽出処理ルーチンにおいて、寸法引出線が接している要素が基準平面『ＤａｔｕｍＸ』であれば（ステップ３０４のＹＥＳ）、その基準平面が測定対象となる（ステップ３０５）。寸法引出線が接している要素が円筒面の中心軸であれば（ステップ３０６のＹＥＳ）、その円筒面が測定対象となる（ステップ３０７）。寸法引出線が接している要素が軸で、その位置が基準平面『ＤａｔｕｍＸ』と同じであれば（ステップ３０８のＹＥＳ）、基準平面が測定対象となる（ステップ３０９）。寸法引出線が接している要素が頂点『ｐｔ１』であれば（ステップ３０８のＮＯ）、その頂点『ｐｔ１』に接する全てのエッジが測定対象として抽出される（ステップ３１０）。
【００３７】
以後、残りの寸法識別名について、同様の処理が繰り返される。
【００３８】
３次元ＣＡＤ装置１は、図１４の測定対象面情報テーブルと例えば図１５に示す測定条件テーブルから逐次それぞれの測定対象面について測定位置を決定し、その決定した測定位置を図１６に示す測定位置情報テーブルに格納する。ここでは測定条件テーブルとして平面や曲面内を１点だけ測定する例を示しているが，面積が大きい面の場合は複数点測定するようにしても良い。その場合、測定位置情報テーブルは『ｓｒｆ６』や『ｓｒｆ８』のようになる。
【００３９】
一方、３次元ＣＡＴ装置２では、３次元ＣＡＤ装置１で作成された３次元形状データと、図１３の公差情報テーブルや図１６の測定位置情報テーブルの情報からなる測定用属性データに基づいて、所定のアプリケーションを実行する。このアプリケーションの実行により、３次元側測定機３による被測定物の寸法や形状を自動的に３次元測定するための測定プログラムが作成される。作成された測定プログラムは、図１の３次元測定機３に供給されて、３次元測定機３における測定ユニット４の動作を制御する。測定ユニット４は、被測定物の表面に摺接する球形のアクチュエータ５を備えている。
【００４０】
上記作成された測定プログラムは、３次元測定機３を動作させるための測定プログラムは，例えば図１７に示すようなＤＭＩＳ（ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｅａｓｕｒｉｎｇＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｔａｎｄａｒｄ）言語仕様により記述されたファイルである。なお、ＤＭＩＳ言語は、元々ＣＡＤと３次元測定機３との間の双方でデータのやり取りをするために開発された言語である。
【００４１】
本実施形態では、３次元ＣＡＴ装置２において３次元形状データと測定用属性データをもとに図１８の手順に基づいて自動的に測定プログラムを作成することがメインであるが、それぞれの測定位置を作業者が確認しながら対話方式で測定プログラムを作成することももちろんできる。
【００４２】
以上のように、被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成し、その２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、被測定物に対する３次元測定用の測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定することにより、被測定物の３次元測定に必要な要素を適切に盛り込んだ信頼性の高い測定プログラムを容易かつ迅速に作成することができる。
【００４３】
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、被測定物の３次元測定に必要な要素を適切に盛り込んだ信頼性の高い測定プログラムを容易かつ迅速に作成することができる測定プログラムの作成支援方法および作成支援プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に関わるシステム構成を示すブロック図。
【図２】一実施形態における３次元形状データの例を示す図。
【図３】一実施形態における２次元図面データの例を示す図。
【図４】一実施形態における寸法情報テーブルを示す図。
【図５】一実施形態における２次元図面データと寸法情報テーブルとの対応を示す図。
【図６】一実施形態における公差換算テーブルのフォーマットを示す図。
【図７】一実施形態の測定面情報および公差情報の抽出処理を説明するためのフローチャート。
【図８】一実施形態の寸法引出線が１本の場合の測定情報抽出処理ルーチンを説明するためのフローチャート。
【図９】一実施形態の寸法引出線が２本で２要素寸法の場合の測定情報抽出処理ルーチンを説明するためのフローチャート。
【図１０】一実施形態の寸法引出線が２本で１要素寸法の場合の測定情報抽出処理ルーチンを説明するためのフローチャート。
【図１１】一実施形態の測定面情報抽出処理ルーチンを説明するためのフローチャート。
【図１２】一実施形態の測定対象抽出処理ルーチンを説明するためのフローチャート。
【図１３】一実施形態の公差情報テーブルのフォーマットを示す図。
【図１４】一実施形態の測定面情報テーブルのフォーマットを示す図。
【図１５】一実施形態の測定条件テーブルのフォーマットを示す図。
【図１６】一実施形態の測定位置情報テーブルのフォーマットを示す図。
【図１７】一実施形態に関わる測定プログラムの例を示す図。
【図１８】一実施形態に関わる測定プログラムを作成するための手順を示す図。
【符号の説明】
１…３次元ＣＡＤ装置、２…３次元ＣＡＴ装置、３…３次元測定機

Claims

被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成するステップと、
前記２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、前記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定するステップと、
を備えたことを特徴とする測定プログラムの作成支援方法。
被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成するステップと、
前記２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、寸法ごとの“寸法識別名”“寸法値”“公差値”“寸法引出線の数”“前記３次元形状データを成す各要素のうち前記寸法引出線が接続している要素の数”“前記３次元形状データを成す各要素のうち前記寸法引出線が接続している要素の種類”“寸法の方向”を抽出するステップと、
前記抽出結果に基づいて、前記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定するステップと、
を備えたことを特徴とする測定プログラムの作成支援方法。
コンピュータに、
被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成する第２手順と、
前記２次元図面データに対し設定される寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、前記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定する第３手順と、
を実現させる手段を備えることを特徴とする測定プログラムの作成支援プログラム。
コンピュータに、
被測定物の３次元形状データから２次元図面データを作成する第２手順と、
前記２次元図面データに対し設定される少なくとも寸法引出線、寸法値、および公差に基づいて、寸法ごとの“寸法識別名“”寸法値”“公差値”“寸法引出線の数”“前記３次元形状データを成す各要素のうち前記寸法引出線が接続している要素の数”“前記３次元形状データを成す各要素のうち前記寸法引出線が接続している要素の種類”“寸法の方向”を抽出する第３手順と、
前記抽出結果に基づいて、前記被測定物を３次元測定するための測定プログラムの作成に必要な測定用属性データを設定する第４手順と、
を実現させる手段を備えることを特徴とする測定プログラムの作成支援プログラム。