JP2005181131A - Method for obtaining shape data of object to be measured and method for aligning shape data of object to be measured with cad data using the same - Google Patents

Method for obtaining shape data of object to be measured and method for aligning shape data of object to be measured with cad data using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the shape data of an object to be measured in a coordinate system on the basis of positioning means, such as a jig without positioning the object to be measured to the positioning means and efficiently. <P>SOLUTION: In S3, the shape of an abutting estimation range against the jig in the object to be measured is measured by a measurement instrument. In S4, a point projecting outermost in the shape data of the abutting estimation range is determined, to determine an abutting point against the jig in the object to be measured. In S5, a three-dimensional coordinate system based on the jig is set on the basis of the abutting point. In S6, the three-dimensional shape of the object to be measured in the three-dimensional coordinate system, on the basis of the jig, is measured by the measurement instrument. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば治具等の位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを取得する方法、及びその方法を用いて測定物の形状データとCAD(Computer Aided Design)データとの位置合わせを行う方法に関する。   The present invention relates to a method for acquiring shape data of a measurement object in a coordinate system based on a positioning means such as a jig, and the position of the shape data of the measurement object and CAD (Computer Aided Design) data using the method. It is related with the method of combining.

従来、治具に位置決めされた状態で機械加工が行われる測定物の形状を測定する際には、測定物を治具に位置決めした状態で、治具を基準とした座標系における測定物の形状データを取得することが行われている。ただし、測定物を治具に位置決めした状態で測定を行う場合は、治具の製造ばらつきや経時劣化等が原因で、取得される形状データの精度が低下してしまう。形状データの精度の低下を抑えようとすると、治具の製造コストの増大を招いたり、治具の維持や管理の煩わしさが発生してしまう。したがって、測定物を治具に位置決めすることなく、治具を基準とした座標系における測定物の形状データを取得する方法が要求される。   Conventionally, when measuring the shape of an object to be machined while being positioned on a jig, the shape of the object to be measured in the coordinate system based on the jig with the object being positioned on the jig Data is being acquired. However, when the measurement is performed in a state where the measurement object is positioned on the jig, the accuracy of the acquired shape data is reduced due to variations in manufacturing of the jig, deterioration with time, and the like. If an attempt is made to suppress a decrease in the accuracy of the shape data, the manufacturing cost of the jig will increase, and the maintenance and management of the jig will become troublesome. Therefore, there is a need for a method for acquiring the shape data of the measurement object in the coordinate system based on the jig without positioning the measurement object on the jig.

また、測定器により測定された測定物の形状データの座標系とCADデータの座標系とを対応付けることにより、測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行う方法が提案されており、その位置合わせ方法の一例が特開2001−82951号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1においては、CADデータの位置合わせ基準面と測定物の形状データの対象点群を対応付けて、対象点群と基準面の距離合計が最小になる条件で測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行っている。特許文献1の位置合わせ方法を用いれば、測定物の形状データと治具のCADデータとの位置合わせを行うことが可能となるため、測定物を治具に位置決めすることなく、治具のCADデータを基準とした座標系における測定物の形状データを取得することが可能となる。   Further, a method for aligning the shape data of the measurement object and the CAD data by associating the coordinate system of the shape data of the measurement object measured by the measuring instrument with the coordinate system of the CAD data has been proposed. An example of the alignment method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-82951 (Patent Document 1). In Patent Document 1, the alignment reference plane of CAD data is associated with the target point group of the shape data of the measurement object, and the shape data of the measurement object and the CAD are set under the condition that the total distance between the target point group and the reference plane is minimized. Alignment with data is performed. By using the alignment method of Patent Document 1, it is possible to align the shape data of the measurement object and the CAD data of the jig, so that the CAD of the jig can be performed without positioning the measurement object on the jig. It becomes possible to acquire the shape data of the measurement object in the coordinate system based on the data.

特開2001−82951号公報JP 2001-82951 A

しかし、特許文献1においては、対象点群と基準面の距離合計が最小になる条件で測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行っているため、位置合わせを行う際の計算が複雑化してしまう。そして、特許文献1においては、測定物全体の形状データを取得してからCADデータとの位置合わせを行っているため、測定物全体の形状データについて測定器の座標系からCADデータの座標系に変換する必要がある。したがって、特許文献1の位置合わせ方法を用いて、治具のCADデータを基準とした座標系における測定物の形状データを取得しようとすると、測定物の形状データを効率よく取得することが困難であるという問題点がある。   However, in Patent Document 1, since the alignment of the measured object shape data and the CAD data is performed under the condition that the total distance between the target point group and the reference plane is minimized, the calculation for performing the alignment is complicated. It will become. And in patent document 1, since the alignment with CAD data is performed after acquiring the shape data of the whole measurement object, it is changed from the coordinate system of a measuring device to the coordinate system of CAD data about the shape data of the whole measurement object. Need to convert. Therefore, when trying to acquire the shape data of the measurement object in the coordinate system based on the CAD data of the jig using the alignment method of Patent Document 1, it is difficult to efficiently acquire the shape data of the measurement object. There is a problem that there is.

本発明は、例えば治具等の位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを、測定物を位置決め手段に位置決めすることなく且つ効率よく取得することができる測定物の形状データ取得方法を提供することを目的とする。また、本発明は、位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行う際に、測定物を位置決め手段に位置決めすることなく且つ効率よく位置合わせを行うことができる測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法を提供することを目的とする。   The present invention provides, for example, a measurement object shape data acquisition method capable of efficiently acquiring shape data of a measurement object in a coordinate system based on positioning means such as a jig without positioning the measurement object on the positioning means. The purpose is to provide. In addition, the present invention performs positioning efficiently without positioning the measurement object on the positioning means when aligning the shape data of the measurement object and the CAD data in the coordinate system based on the positioning means. An object of the present invention is to provide a method for aligning the shape data of a measurement object and CAD data.

本発明に係る測定物の形状データ取得方法は、測定物の形状データを、該測定物の位置決めを行う位置決め手段を基準とした座標系における形状データとして取得する方法であって、測定物における位置決め手段との当接予測範囲の形状データを測定器を用いて取得するステップと、前記当接予測範囲の形状データに基づいて測定物における位置決め手段との当接点をコンピュータを用いて求めるステップと、前記当接点に基づいて前記位置決め手段を基準とした座標系をコンピュータを用いて求めるステップと、前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを測定器を用いて取得するステップと、を含むことにより、前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを測定物を位置決め手段に位置決めすることなく取得することを要旨とする。   A method for acquiring shape data of a measurement object according to the present invention is a method for acquiring shape data of a measurement object as shape data in a coordinate system with reference to a positioning means for positioning the measurement object. Obtaining the shape data of the predicted contact range with the means using a measuring device, determining the contact point with the positioning means in the measurement object based on the shape data of the predicted contact range using a computer, Obtaining a coordinate system based on the positioning means based on the contact point using a computer, obtaining shape data of a measurement object in the coordinate system based on the positioning means using a measuring instrument; The shape data of the measured object in the coordinate system with reference to the positioning means is used to position the measured object as the positioning means. And summarized in that for obtaining without.

本発明においては、測定物における位置決め手段との当接予測範囲の形状データを取得し、この当接予測範囲の形状データに基づいて測定物における位置決め手段との当接点を求めている。そして、この当接点に基づいて位置決め手段を基準とした座標系を求めることにより、測定物を位置決め手段に位置決めすることなく位置決め手段を基準とした座標系を求めることができる。さらに、位置決め手段を基準とした座標系を設定してから測定物の形状データを取得しているため、測定物全体の形状データについて座標系を変換する必要がない。したがって、本発明によれば、位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを、測定物を位置決め手段に位置決めすることなく且つ効率よく取得することができる。   In the present invention, the shape data of the predicted contact area with the positioning means in the measurement object is acquired, and the contact point with the positioning means in the measurement object is obtained based on the shape data of the predicted contact area. Then, by obtaining a coordinate system based on the positioning means based on the contact point, a coordinate system based on the positioning means can be obtained without positioning the measurement object on the positioning means. Furthermore, since the shape data of the measurement object is acquired after setting the coordinate system based on the positioning means, it is not necessary to convert the coordinate system for the shape data of the entire measurement object. Therefore, according to the present invention, the shape data of the measurement object in the coordinate system based on the positioning means can be efficiently acquired without positioning the measurement object on the positioning means.

本発明に係る測定物の形状データ取得方法において、前記当接点を求めるステップは、前記当接予測範囲の形状データの中で最も外側へ突出している点を前記当接点として求めるステップであるものとすることもできる。こうすれば、位置決め手段との当接点を求める際の計算を簡略化することができるので、位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データをさらに効率よく取得することができる。   In the measurement object shape data acquisition method according to the present invention, the step of obtaining the contact point is a step of obtaining, as the contact point, a point protruding outward in the shape data of the contact prediction range. You can also This simplifies the calculation for obtaining the contact point with the positioning means, so that the shape data of the measurement object in the coordinate system based on the positioning means can be acquired more efficiently.

本発明に係る測定物の形状データ取得方法において、位置決め手段のCADデータに基づいて前記当接予測範囲をコンピュータを用いて求めるステップをさらに含むものとすることもできる。こうすれば、測定物における位置決め手段との当接予測範囲を精度よく設定することができる。   The shape data acquisition method of the measurement object according to the present invention may further include a step of obtaining the predicted contact range using a computer based on CAD data of the positioning means. If it carries out like this, the contact | abutting prediction range with the positioning means in a measurement object can be set accurately.

本発明に係る測定物の形状データ取得方法を用いた測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法において、前記位置決め手段を基準とした座標系と、測定物及び位置決め手段の設計データを含むCADデータの座標系と、をコンピュータを用いて対応付けることにより、前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行うものとすることもできる。こうすれば、位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行う際に、測定物を位置決め手段に位置決めすることなく且つ効率よく位置合わせを行うことができる。   In the alignment method of the measurement object shape data and CAD data using the measurement object shape data acquisition method according to the present invention, the coordinate system includes the coordinate system based on the positioning means, and the design data of the measurement object and the positioning means. By associating the coordinate system of CAD data with a computer, it is possible to align the shape data of the measurement object and the CAD data in the coordinate system with the positioning means as a reference. In this way, when positioning the measured object shape data and the CAD data in the coordinate system based on the positioning means, the positioning can be performed efficiently without positioning the measuring object on the positioning means. .

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る測定物の形状データ取得方法及び測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法を実施する際に用いられるシステムの全体構成の概略を示す図である。本実施形態におけるシステムは、測定システム10、CADシステム12、及び位置合わせシステム14を備えている。なお、図1では、各システム10,12,14を別個のものとして図示しているが、これらのシステム10,12,14を統合化することもできる。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of the overall configuration of a system used when a measurement object shape data acquisition method and a measurement object shape data and CAD data alignment method according to an embodiment of the present invention are performed. . The system in this embodiment includes a measurement system 10, a CAD system 12, and an alignment system 14. In FIG. 1, the systems 10, 12, and 14 are illustrated as separate ones, but these systems 10, 12, and 14 can be integrated.

測定システム10は、測定器16及びデータ処理装置18を有しており、測定物20の3次元形状データ24を取得する。測定器16は、測定物20の3次元形状を測定子16−1により測定する。測定器16により測定された3次元形状データ24は、データ処理装置18へ入力される。図1では、測定器16として測定子16−1を用いた接触式のものを図示しているが、測定器16として非接触式のものを用いることもできる。データ処理装置18は、測定器16により測定される3次元形状データ24の座標系の設定、及び測定器16の測定子16−1の位置制御を行う。そして、データ処理装置18は、測定器16により測定された3次元形状データ24を記憶する。なお、データ処理装置18については、コンピュータによって構成することができる。   The measurement system 10 includes a measuring device 16 and a data processing device 18 and acquires three-dimensional shape data 24 of the measurement object 20. The measuring device 16 measures the three-dimensional shape of the measuring object 20 with the measuring element 16-1. The three-dimensional shape data 24 measured by the measuring device 16 is input to the data processing device 18. In FIG. 1, a contact type using a probe 16-1 is illustrated as the measuring device 16, but a non-contact type can also be used as the measuring device 16. The data processing device 18 sets the coordinate system of the three-dimensional shape data 24 measured by the measuring device 16 and controls the position of the probe 16-1 of the measuring device 16. Then, the data processing device 18 stores the three-dimensional shape data 24 measured by the measuring device 16. The data processing device 18 can be configured by a computer.

CADシステム12は、測定物20の3次元設計データと、測定物20の位置決めを行う治具の3次元設計データと、を含むCADデータ22を記憶している。CADデータ22は、表面の形状データを有しており、その形式の一例としてIGES(Initial Graphics Exchange Specification)が用いられるが、本実施形態におけるCADデータ22の形式はこれに限られるものではない。なお、CADシステム12は、コンピュータによって構成することができる。   The CAD system 12 stores CAD data 22 including three-dimensional design data of the measurement object 20 and three-dimensional design data of a jig for positioning the measurement object 20. The CAD data 22 has surface shape data, and IGES (Initial Graphics Exchange Specification) is used as an example of the format, but the format of the CAD data 22 in the present embodiment is not limited to this. The CAD system 12 can be configured by a computer.

位置合わせシステム14には、CADシステム12に記憶されたCADデータ22及びデータ処理装置18に記憶された測定物20の形状データ24が入力される。そして、位置合わせシステム14は、測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせを行う。なお、位置合わせシステム14については、コンピュータによって構成することができる。   CAD data 22 stored in the CAD system 12 and shape data 24 of the measurement object 20 stored in the data processing device 18 are input to the alignment system 14. The alignment system 14 then aligns the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22. The alignment system 14 can be configured by a computer.

測定物20の概略構成の一例を図2に示し、測定物20の位置決めを行う位置決め手段としての治具26の概略構成の一例を図3に示す。図3に示すように、治具26は、測定物20の位置決めを行うために、受け面26−1,26−2,26−3及びピン26−4,26−5を有している。そして、測定物20には、図2に示すように、受け面26−1,26−2,26−3とそれぞれ接触するための接触面20−1,20−2,20−3が形成されている。さらに、測定物20には、ピン26−4,26−5を通すための孔(図示せず)が設けられている。なお、ここでの測定物20は、例えば治具26によって位置決めが行われた状態で機械加工が行われるものである。   An example of a schematic configuration of the measurement object 20 is shown in FIG. 2, and an example of a schematic configuration of the jig 26 as a positioning means for positioning the measurement object 20 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the jig 26 has receiving surfaces 26-1, 26-2, 26-3 and pins 26-4 and 26-5 for positioning the measurement object 20. As shown in FIG. 2, the measurement object 20 has contact surfaces 20-1, 20-2, and 20-3 for making contact with the receiving surfaces 26-1, 26-2, and 26-3, respectively. ing. Further, the measurement object 20 is provided with holes (not shown) for passing the pins 26-4 and 26-5. In addition, the measurement object 20 here is what is machined in a state where the positioning is performed by the jig 26, for example.

ここで、図3に示すように、治具26の左右方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とする3次元座標系が設定されているとすると、受け面26−1,26−2,26−3によって測定物20のZ方向の位置決めが行われる。そして、ピン26−4によって測定物20のX,Y方向の位置決めが行われ、ピン26−5によって測定物20のY方向の位置決めが行われる。以上のようにして、測定物20の治具26に対する位置決めが行われる。なお、測定物20の接触面20−1,20−2,20−3については、必ずしも均一な平坦面ではなく、若干の表面粗さを有する。したがって、測定物20が治具26に位置決めされているときは、接触面20−1のうちのある点が受け面26−1と当接する。同様に、接触面20−2のうちのある点が受け面26−2と当接し、接触面20−3のうちのある点が受け面26−3と当接する。   Here, as shown in FIG. 3, assuming that a three-dimensional coordinate system is set in which the horizontal direction of the jig 26 is the X direction, the front-rear direction is the Y direction, and the vertical direction is the Z direction, the receiving surface 26-1 is set. , 26-2, 26-3, the measuring object 20 is positioned in the Z direction. Then, the measurement object 20 is positioned in the X and Y directions by the pin 26-4, and the measurement object 20 is positioned in the Y direction by the pin 26-5. As described above, positioning of the measurement object 20 with respect to the jig 26 is performed. Note that the contact surfaces 20-1, 20-2, and 20-3 of the measurement object 20 are not necessarily uniform flat surfaces, but have a slight surface roughness. Therefore, when the measurement object 20 is positioned on the jig 26, a certain point on the contact surface 20-1 contacts the receiving surface 26-1. Similarly, a point on the contact surface 20-2 contacts the receiving surface 26-2, and a point on the contact surface 20-3 contacts the receiving surface 26-3.

本実施形態においては、測定物20を治具26に位置決めすることなく、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24を測定システム10により取得する。そして、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせを位置合わせシステム14により行う。以下、それを実現する方法の詳細について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。   In the present embodiment, the measurement system 10 acquires the shape data 24 of the measurement object 20 in the three-dimensional coordinate system based on the jig 26 without positioning the measurement object 20 on the jig 26. Then, the alignment system 14 aligns the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference. Hereinafter, details of a method for realizing this will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

まずステップ(以下Sとする)1においては、測定物20における治具26との当接予測範囲がデータ処理装置18によって特定される。ここでの当接予測範囲については、治具26のCADデータに基づいて設定することができる。例えば、データ処理装置18はCADシステム12からCADデータ22を読み込み、測定物20における接触面20−1,20−2,20−3のCADデータと治具26における受け面26−1,26−2,26−3のCADデータとをそれぞれ組み合わせることにより、図2に示すように、当接予測範囲20−4,20−5,20−6をそれぞれ設定することができる。そして、S2に進む。   First, in step (hereinafter referred to as S) 1, the data processing device 18 specifies a predicted contact range of the measured object 20 with the jig 26. The predicted contact range here can be set based on the CAD data of the jig 26. For example, the data processor 18 reads the CAD data 22 from the CAD system 12, and the CAD data of the contact surfaces 20-1, 20-2 and 20-3 on the measurement object 20 and the receiving surfaces 26-1 and 26-26 on the jig 26. 2 and 26-3, the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6 can be set, respectively, as shown in FIG. Then, the process proceeds to S2.

S2においては、測定物20における治具26との当接予測範囲20−4,20−5,20−6の形状を測定するための仮基準がデータ処理装置18によって設定される。ここでの仮基準としては、例えば当接予測範囲20−4,20−5,20−6内の各々において任意の点を測定し、その測定点データを仮基準とすることができる。そして、S3に進む。   In S <b> 2, the data processing device 18 sets a temporary reference for measuring the shapes of the contact predicted ranges 20-4, 20-5, and 20-6 of the measurement object 20 with the jig 26. As a temporary reference here, for example, an arbitrary point in each of the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6 can be measured, and the measurement point data can be used as a temporary reference. Then, the process proceeds to S3.

S3においては、測定物20における治具26との当接予測範囲20−4,20−5,20−6の形状が測定器16により測定される。ここで、当接予測範囲20−4,20−5,20−6内にそれぞれ設定される測定点20−7,20−8,20−9の一例を図2に示す。ただし、測定点20−7,20−8,20−9については、当接予測範囲20−4,20−5,20−6内においてそれぞれ任意に設定することができる。測定器16により測定された当接予測範囲20−4,20−5,20−6の形状データ、すなわち測定点20−7,20−8,20−9の3次元データは、データ処理装置18に入力される。そして、S4に進む。   In S <b> 3, the shape of the predicted contact range 20-4, 20-5, and 20-6 with the jig 26 in the measurement object 20 is measured by the measuring device 16. Here, FIG. 2 shows an example of the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9 set in the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6, respectively. However, the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9 can be arbitrarily set within the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6, respectively. The shape data of the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6 measured by the measuring device 16, that is, the three-dimensional data of the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9, is stored in the data processing device 18. Is input. Then, the process proceeds to S4.

S4においては、測定物20における治具26との当接点がデータ処理装置18によって求められる。ここでの当接点については、当接予測範囲20−4,20−5,20−6の形状データ、すなわち測定点20−7,20−8,20−9の3次元データに基づいて求められる。例えば、図5に示すように、測定点20−7の中で最も外側すなわち治具側へ突出している点30−1を受け面26−1との当接点とすることができる。同様に、測定点20−8の中で最も外側すなわち治具側へ突出している点30−2を受け面26−2との当接点とすることができ、測定点20−9の中で最も外側すなわち治具側へ突出している点30−3を受け面26−3との当接点とすることができる。ただし、本実施形態では、測定物20を治具26に位置決めしていないため、図5における治具26の受け面26−1,26−2,26−3及び治具26の3次元(XYZ)座標系については仮想的なものとして図示している。そして、S5に進む。   In S <b> 4, the contact point of the measurement object 20 with the jig 26 is obtained by the data processing device 18. The contact point here is obtained based on the shape data of the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6, that is, the three-dimensional data of the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9. . For example, as shown in FIG. 5, the point 30-1 that protrudes to the outermost side, that is, the jig side among the measurement points 20-7 can be a contact point with the receiving surface 26-1. Similarly, the point 30-2 that protrudes to the outermost side, that is, the jig side among the measurement points 20-8 can be set as the contact point with the receiving surface 26-2, and is the most among the measurement points 20-9. The point 30-3 protruding to the outside, that is, the jig side can be used as a contact point with the receiving surface 26-3. However, in this embodiment, since the measurement object 20 is not positioned on the jig 26, the receiving surfaces 26-1, 26-2, 26-3 of the jig 26 and the three-dimensional (XYZ) of the jig 26 in FIG. ) The coordinate system is illustrated as a virtual one. Then, the process proceeds to S5.

S5においては、測定物20の形状を測定するための治具26を基準とした3次元座標系がデータ処理装置18によって求められる。S4において治具26の受け面26−1,26−2,26−3との当接点30−1,30−2,30−3がそれぞれ求められているため、これらの当接点30−1,30−2,30−3に基づく基準面が決まり、この基準面に基づいて治具26を基準とした3次元座標系を設定することができる。例えば、図5に示すように、当接点30−1,30−2,30−3に基づく基準面と平行方向にX方向(治具26左右方向)及びY方向(治具26前後方向)を設定し、この基準面と垂直方向にZ方向(治具26上下方向)を設定することができる。そして、S6に進む。   In S <b> 5, the data processing device 18 determines a three-dimensional coordinate system based on the jig 26 for measuring the shape of the measurement object 20. Since the contact points 30-1, 30-2, and 30-3 with the receiving surfaces 26-1, 26-2, and 26-3 of the jig 26 are obtained in S4, these contact points 30-1, A reference plane based on 30-2 and 30-3 is determined, and a three-dimensional coordinate system based on the jig 26 can be set based on the reference plane. For example, as shown in FIG. 5, the X direction (the jig 26 left-right direction) and the Y direction (the jig 26 front-back direction) are parallel to the reference plane based on the contact points 30-1, 30-2, 30-3. It is possible to set the Z direction (the vertical direction of the jig 26) in the direction perpendicular to the reference plane. Then, the process proceeds to S6.

S6においては、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状が測定器16により測定される。測定器16により測定された測定物20の3次元形状データ24は、データ処理装置18に入力される。そして、S7に進む。   In S <b> 6, the shape of the measuring object 20 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference is measured by the measuring device 16. The three-dimensional shape data 24 of the measurement object 20 measured by the measuring instrument 16 is input to the data processing device 18. Then, the process proceeds to S7.

S7においては、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせが位置合わせシステム14により行われる。ここでの位置合わせについては、治具26を基準とした3次元座標系とCADデータ22の3次元座標系と対応付けることにより行われる。例えば、CADデータ22の3次元座標系が、図3に示すように、X方向が治具26左右方向でY方向が治具26前後方向でZ方向が治具26上下方向である場合は、治具26を基準とした3次元座標系をCADデータ22の3次元座標系に合わせることにより、測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせを行うことができる。   In S 7, the alignment system 14 aligns the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference. The alignment here is performed by associating the three-dimensional coordinate system based on the jig 26 with the three-dimensional coordinate system of the CAD data 22. For example, when the three-dimensional coordinate system of the CAD data 22 is as shown in FIG. 3, when the X direction is the left and right direction of the jig 26, the Y direction is the front and rear direction of the jig 26, and the Z direction is the vertical direction of the jig 26, By aligning the three-dimensional coordinate system based on the jig 26 with the three-dimensional coordinate system of the CAD data 22, the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22 can be aligned.

治具26を基準とした3次元座標系とCADデータ22の3次元座標系とが対応付けられた後は、測定物20の形状データ24と測定物20のCADデータとをCADデータ22の座標系で比較する解析を位置合わせシステム14により実行することで、測定した測定物20がCADデータ22通りに製造されているかを検査することができる。   After the three-dimensional coordinate system based on the jig 26 is associated with the three-dimensional coordinate system of the CAD data 22, the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data of the measurement object 20 are converted into the coordinates of the CAD data 22. By performing the analysis to be compared in the system by the alignment system 14, it is possible to inspect whether the measured measurement object 20 is manufactured according to the CAD data 22.

また、測定物20の形状データ24及び治具26のCADデータに関して、接触部位以外の干渉状態を位置合わせシステム14により検査することで、実際に製造された測定物20の形状を考慮して測定物20と治具26との干渉状態を検査することができ、検査結果を基に治具26の設計変更の必要性の有無を判断することができる。   Further, with respect to the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data of the jig 26, the interference system other than the contact part is inspected by the alignment system 14 to measure the shape of the measurement object 20 actually manufactured. The interference state between the object 20 and the jig 26 can be inspected, and the necessity of design change of the jig 26 can be determined based on the inspection result.

以上説明したように、本実施形態においては、測定物20における治具26との当接予測範囲20−4,20−5,20−6の形状を測定し、この当接予測範囲20−4,20−5,20−6内の測定点20−7,20−8,20−9に基づいて測定物20における治具26との当接点30−1,30−2,30−3を求めている。そして、この当接点30−1,30−2,30−3に基づいて治具26を基準とした3次元座標系を求めることにより、測定物20を治具26に位置決めすることなく治具26を基準とした3次元座標系を求めることができる。さらに、治具26を基準とした3次元座標系を設定してから測定物20の3次元形状を測定しているため、測定物20全体の形状データ24について座標系を変換する必要がない。したがって、本実施形態によれば、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24を効率よく取得することができる。その際に、測定物20を治具26に位置決めする必要がないため、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状を精度よく測定することができる。そして、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせを行うことにより、測定物20の形状データ24とCADデータ22との位置合わせを精度よく且つ効率よく行うことができる。   As described above, in this embodiment, the shapes of the contact prediction ranges 20-4, 20-5, and 20-6 with the jig 26 in the measurement object 20 are measured, and the contact prediction ranges 20-4. , 20-5, 20-6, contact points 30-1, 30-2, and 30-3 with the jig 26 in the measurement object 20 are obtained based on the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9. ing. Then, by obtaining a three-dimensional coordinate system based on the jig 26 based on the contact points 30-1, 30-2, and 30-3, the workpiece 26 is not positioned on the jig 26. A three-dimensional coordinate system with reference to can be obtained. Furthermore, since the three-dimensional shape of the measurement object 20 is measured after setting the three-dimensional coordinate system based on the jig 26, it is not necessary to convert the coordinate system for the shape data 24 of the entire measurement object 20. Therefore, according to the present embodiment, the shape data 24 of the measurement object 20 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference can be efficiently acquired. At this time, since it is not necessary to position the measurement object 20 on the jig 26, the shape of the measurement object 20 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference can be measured with high accuracy. Then, by aligning the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference, the alignment of the shape data 24 of the measurement object 20 and the CAD data 22 is performed. It can be performed accurately and efficiently.

さらに、本実施形態においては、当接予測範囲20−4,20−5,20−6内の測定点20−7,20−8,20−9の中で最も外側すなわち治具側へ突出している点30−1,30−2,30−3を治具26との当接点として求めることにより、治具26との当接点30−1,30−2,30−3を求める際の計算を簡略化することができる。したがって、治具26を基準とした3次元座標系における測定物20の形状データ24をさらに効率よく取得することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the measurement points 20-7, 20-8, and 20-9 in the predicted contact ranges 20-4, 20-5, and 20-6 are projected to the outermost side, that is, the jig side. By calculating the points 30-1, 30-2, 30-3 as contact points with the jig 26, the calculation for determining the contact points 30-1, 30-2, 30-3 with the jig 26 is performed. It can be simplified. Therefore, the shape data 24 of the measurement object 20 in the three-dimensional coordinate system with the jig 26 as a reference can be acquired more efficiently.

以上の説明においては、治具26の上下方向に関する当接点30−1,30−2,30−3を求め、これらの当接点30−1,30−2,30−3に基づいて治具26を基準とした3次元座標系を設定する場合について説明した。ただし、同様の方法によって、治具26の左右方向及び前後方向に関する当接点を求め、これらの当接点に基づいて治具26を基準とした3次元座標系を設定することもできる。   In the above description, the contact points 30-1, 30-2, 30-3 in the vertical direction of the jig 26 are obtained, and the jig 26 is based on these contact points 30-1, 30-2, 30-3. The case where the three-dimensional coordinate system with reference to is set has been described. However, it is also possible to obtain contact points in the left-right direction and the front-rear direction of the jig 26 by a similar method, and to set a three-dimensional coordinate system based on the jig 26 based on these contact points.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態に係る測定物の形状データ取得方法及び測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法を実施する際に用いられるシステムの全体構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the whole structure of the system used when implementing the shape data acquisition method of the measured object which concerns on embodiment of this invention, and the positioning method of the shape data and CAD data of a measured object. 測定物の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of a measurement object. 測定物の位置決めを行う治具の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the jig | tool which positions the measurement object. 本発明の実施形態に係る測定物の形状データ取得方法及び測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the shape data acquisition method of the measurement object which concerns on embodiment of this invention, and the alignment method of shape data of a measurement object, and CAD data. 測定物における治具との当接点を求める方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating | requiring the contact point with the jig | tool in a measurement object.

符号の説明Explanation of symbols

10 測定システム、12 CADシステム、14 位置合わせシステム、16 測定器、18 データ処理装置、20 測定物、20−1,20−2,20−3 接触面、20−4,20−5,20−6 当接予測範囲、20−7,20−8,20−9 測定点、22 CADデータ、24 形状データ、26 治具、26−1,26−2,26−3 受け面、30−1,30−2,30−3 当接点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Measurement system, 12 CAD system, 14 Positioning system, 16 Measuring device, 18 Data processing device, 20 Measurement object, 20-1, 20-2, 20-3 Contact surface, 20-4, 20-5, 20- 6 Predicted contact range, 20-7, 20-8, 20-9 Measurement point, 22 CAD data, 24 Shape data, 26 Jig, 26-1, 26-2, 26-3 Receiving surface, 30-1, 30-2, 30-3 Contact point.

Claims (4)

測定物の形状データを、該測定物の位置決めを行う位置決め手段を基準とした座標系における形状データとして取得する方法であって、
測定物における位置決め手段との当接予測範囲の形状データを測定器を用いて取得するステップと、
前記当接予測範囲の形状データに基づいて測定物における位置決め手段との当接点をコンピュータを用いて求めるステップと、
前記当接点に基づいて前記位置決め手段を基準とした座標系をコンピュータを用いて求めるステップと、
前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを測定器を用いて取得するステップと、
を含むことにより、前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データを測定物を位置決め手段に位置決めすることなく取得することを特徴とする測定物の形状データ取得方法。
A method for acquiring shape data of a measurement object as shape data in a coordinate system based on a positioning means for positioning the measurement object,
Acquiring shape data of a predicted contact range with a positioning means in a measurement object using a measuring instrument;
Obtaining a contact point with the positioning means in the measurement object based on the shape data of the predicted contact range using a computer;
Using a computer to determine a coordinate system based on the positioning means based on the contact point;
Obtaining shape data of a measurement object in a coordinate system based on the positioning means using a measuring instrument;
Thus, the shape data of the measurement object is obtained without positioning the measurement object on the positioning means in the coordinate system based on the positioning means.
請求項1に記載の測定物の形状データ取得方法であって、
前記当接点を求めるステップは、前記当接予測範囲の形状データの中で最も外側へ突出している点を前記当接点として求めるステップであることを特徴とする測定物の形状データ取得方法。
A method for obtaining shape data of a measurement object according to claim 1,
The method for obtaining shape data of a measurement object is characterized in that the step of obtaining the contact point is a step of obtaining, as the contact point, a point that protrudes outward in the shape data of the predicted contact range.
請求項1または2に記載の測定物の形状データ取得方法であって、
位置決め手段のCADデータに基づいて前記当接予測範囲をコンピュータを用いて求めるステップをさらに含むことを特徴とする測定物の形状データ取得方法。
A method for acquiring shape data of a measurement object according to claim 1 or 2,
A method for obtaining shape data of an object to be measured, further comprising the step of obtaining the predicted contact range using a computer based on CAD data of a positioning means.
請求項1〜3のいずれか1に記載の測定物の形状データ取得方法を用いて測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行う方法であって、
前記位置決め手段を基準とした座標系と、測定物及び位置決め手段の設計データを含むCADデータの座標系と、をコンピュータを用いて対応付けることにより、前記位置決め手段を基準とした座標系における測定物の形状データとCADデータとの位置合わせを行うことを特徴とする測定物の形状データとCADデータとの位置合わせ方法。
A method of aligning the shape data of the measurement object and the CAD data using the method of acquiring the shape data of the measurement object according to any one of claims 1 to 3,
By associating the coordinate system based on the positioning means with the coordinate system of CAD data including design data of the measured object and the positioning means using a computer, the measurement object in the coordinate system based on the positioning means A method for aligning shape data of a measurement object and CAD data, wherein the shape data and CAD data are aligned.
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