JP2009080076A - Method and device for evaluating shape of molding - Google Patents

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大輔 安福
Tomoyuki Kojima
智之 小島
Shigeru Kamisaka
茂 上坂
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Nippon Steel Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique accurately and rapidly performing shape evaluation of a molding while reducing a burden on an arithmetic processor. <P>SOLUTION: Shape data consisting of many data point sequences is obtained by measuring the surface shape of the molding, and a basis function for making connection between adjacent data points for each data segment is defined. Next, after thinning the data points, the basis function for making connection between adjacent data points for expanded each data segment is redefined, and the error between the redefined basis function and each thinned data point is evaluated. The thinned data points are restored in the data segment where the error exceeds an allowance, but the basis function and data amount are compressed by further repeating the thinning of data points in a data segment where the error is the allowance or lower, and the shape of the molding is evaluated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プレス成形品や射出成形品などの成形品の表面形状を自動的に評価するに適した成形品の形状評価方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a molded product shape evaluation method and apparatus suitable for automatically evaluating the surface shape of a molded product such as a press molded product or an injection molded product.

プレス成形品などの寸法精度解析は、成形用金型形状や成形条件を最適化するために必要な作業である。このため従来から、形状測定機により成形品の形状測定を行い、特定断面の形状データを抽出してコンピュータ端末等に取り出し、手動によるデータ操作を行って形状評価を行っていた。このような作業は例えば30分程度を要するが、評価対象品が少数の場合には特に問題はない。しかし例えば連続的に成形される成形品の全数について形状評価をしたいような場合には、このような手作業を行うことは不可能であった。そこで従来から成形品の形状評価を自動化する試みがなされているが、次のような理由により自動化は困難であった。   Dimensional accuracy analysis of a press-molded product or the like is an operation necessary for optimizing a molding die shape and molding conditions. For this reason, conventionally, the shape of a molded product is measured by a shape measuring machine, the shape data of a specific section is extracted and taken out to a computer terminal or the like, and the shape is evaluated by manual data manipulation. Such work requires, for example, about 30 minutes, but there is no problem when there are a small number of products to be evaluated. However, for example, when it is desired to evaluate the shape of the total number of molded articles that are continuously molded, it is impossible to perform such a manual operation. Thus, attempts have been made to automate the evaluation of the shape of molded products, but automation has been difficult for the following reasons.

第1に、形状測定機によって得られる形状データは等間隔またはランダムな間隔のデータ点列であって、自動化させるために必要な形状の数値的情報を持っていない。すなわち、形状データは単に表面形状を表わす座標の集合に過ぎず、それ自体には形状の数値的情報(例えば成形表面の勾配、直線部長さ、スプリングバック量など)を持っていない。   First, the shape data obtained by the shape measuring machine is a data point sequence of equal intervals or random intervals, and does not have numerical information of shapes necessary for automation. That is, the shape data is merely a set of coordinates representing the surface shape and does not itself have numerical information on the shape (for example, the gradient of the forming surface, the length of the straight portion, the amount of springback, etc.).

第2に、形状測定機によって得られる形状データは一般的に数百点から数千点のデータ点列であるため、記憶装置の容量を圧迫することがあるうえ、その演算処理に多くの時間を要し、多数の成形品の形状評価を高速で行うことはできなかった。この問題を回避するために形状データのデータ点数を減少させることも考えられるが、データ点数を単純に削減すると、必要な形状データも失われてしまい、細部形状を表わすことができなくなる。すなわち、形状評価を行うに当たっては、必要部分のデータ間隔は短くし、直線部分ではデータ間隔を長くすることが求められるが、単純にデータ点数を削減すると必要な形状データも失われることとなる。   Secondly, since the shape data obtained by the shape measuring machine is generally a data point sequence of several hundred to several thousand points, the capacity of the storage device may be squeezed and a long time is required for the calculation processing. Therefore, it was impossible to evaluate the shape of many molded products at high speed. In order to avoid this problem, it is conceivable to reduce the number of data points of the shape data. However, if the number of data points is simply reduced, necessary shape data is lost and the detailed shape cannot be expressed. That is, when performing shape evaluation, it is required to shorten the data interval of the necessary portion and increase the data interval in the straight portion, but if the number of data points is simply reduced, the necessary shape data will be lost.

なお、特許文献1にはプレス成形品等の形状を形状測定機により測定して近似曲線を求め、測定値と近似曲線との誤差を算出して誤差が許容範囲を越えたときに欠陥部と判定する形状評価方法が記載されている。しかしこの方法は多数点の形状データを削減することなくそのまま取り扱うため、記憶装置の容量を圧迫するうえ、その演算処理に多くの時間を要するという問題が残されている。
特開平6−288763号公報
In Patent Document 1, the shape of a press-molded product or the like is measured by a shape measuring machine to obtain an approximate curve, an error between the measured value and the approximate curve is calculated, and when the error exceeds an allowable range, A shape evaluation method for determination is described. However, since this method handles the shape data of a large number of points as they are without reduction, there is still a problem that it takes a lot of time for the arithmetic processing in addition to squeezing the capacity of the storage device.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-288863

従って本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決し、プレス成形品などの成形品の形状評価を、正確かつ迅速に、自動的に行うことができ、しかも精度に影響しない部分のデータ点数を自動的に削減して演算装置の負担を軽減することができる成形品の形状評価方法及び装置を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to accurately and quickly automatically evaluate the shape of a molded product such as a press-molded product, and to the portion of the data that does not affect the accuracy. It is an object to provide a molded product shape evaluation method and apparatus capable of automatically reducing the number of points and reducing the burden on an arithmetic device.

上記の課題を解決するためになされた本発明の成形品の形状評価方法は、
成形品の表面形状を形状測定機により測定して多数のデータ点列よりなる形状データを得る第1ステップと、
データ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を定義する第2ステップと、
データ点の間引きを行ったうえで、拡大されたデータ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する第3ステップと、
再定義された基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価し、誤差が許容値を越えるデータ区間では間引かれたデータ点を復元する第4ステップと、
誤差が許容値以下のデータ区間ではさらにデータ点の間引きを行なう第5ステップと、
その後に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する第6ステップと、
第4ステップから第6ステップを複数回繰り返すことにより、基底関数及びデータ量を圧縮する第7ステップと、
圧縮された形状データをデータ出力部から出力する第8ステップと、
からなることを特徴とするものである。
The method for evaluating the shape of the molded product of the present invention made to solve the above problems is as follows.
A first step of measuring the surface shape of the molded product with a shape measuring machine to obtain shape data comprising a number of data point sequences;
A second step of defining a basis function connecting adjacent data points for each data interval;
A third step of redefining a basis function connecting adjacent data points for each enlarged data section after thinning data points;
A fourth step of evaluating an error between the redefined basis function and each thinned data point, and restoring the thinned data point in a data section where the error exceeds an allowable value;
A fifth step of further thinning out the data points in the data section where the error is less than or equal to the allowable value;
A sixth step of redefining a basis function connecting the adjacent data points thereafter;
A seventh step of compressing the basis function and the data amount by repeating the fourth to sixth steps a plurality of times;
An eighth step of outputting the compressed shape data from the data output unit;
It is characterized by comprising.

本発明においては、データ点の間引きを、例えば1点置きに行うことができる。また基底関数として、一次スプライン関数、二次スプライン関数、三次スプライン関数の何れかを使用することが好ましい。また誤差の評価手法として、最小自乗誤差または最大誤差を使用することができる。   In the present invention, data points can be thinned out, for example, every other point. Moreover, it is preferable to use any one of a primary spline function, a secondary spline function, and a cubic spline function as a basis function. As an error evaluation method, the least square error or the maximum error can be used.

また本発明の成形品の形状評価装置は、成形品の表面形状を測定する形状測定機と、この形状測定機から出力された多数のデータ点列よりなる形状データの演算処理装置と、外部へのデータ出力部とからなり、この演算処理装置は、データ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を定義する基底関数構成部と、データ点の間引きを行うデータ削減部と、基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価する誤差評価部とを備え、誤差が許容値以下のデータ区間ではさらにデータ点の間引きを繰り返し、基底関数及びデータ量を圧縮する機能を備えたものであることを特徴とするものである。形状測定機としては、レーザ変位計を用いることができる。   In addition, the molded product shape evaluation apparatus of the present invention includes a shape measuring machine for measuring the surface shape of a molded product, an arithmetic processing device for shape data composed of a large number of data point sequences output from the shape measuring machine, and an external device. This data processing unit includes a basis function defining unit that defines a basis function that connects adjacent data points for each data section, a data reduction unit that performs data point thinning, a basis function, And an error evaluation unit that evaluates the error between each thinned data point, and in the data section where the error is less than or equal to the allowable value, it further repeats the thinning of the data points to compress the basis function and the data amount It is characterized by being. A laser displacement meter can be used as the shape measuring machine.

本発明によれば、形状測定機により測定された多数のデータ点列よりなる形状データを間引きしながら誤差の評価を行い、誤差が許容値を上回ったデータ区間ではデータの間引きを停止するが、誤差が許容値未満のデータ区間ではさらにデータの間引きを繰り返すことにより、基底関数及びデータ量を圧縮する。これにより細かい形状変化のある部分では多数の形状データが残り、平面に近いような部分では形状データ数は大幅に削減され、全体としてのデータ点数を最初の数十分の一にまで削減することができる。従って形状評価を正確かつ迅速に、自動的に行うことが可能となり、しかも演算装置の負担を大幅に軽減することができる。   According to the present invention, the error is evaluated while thinning the shape data consisting of a large number of data point sequences measured by the shape measuring machine, and the data thinning is stopped in the data section where the error exceeds the allowable value. In the data section where the error is less than the allowable value, the basis function and the data amount are compressed by further repeating the data thinning. As a result, a lot of shape data remains in the part with a small shape change, and the number of shape data is greatly reduced in the part close to the plane, and the total number of data points is reduced to the first tenths. Can do. Therefore, shape evaluation can be performed automatically accurately and quickly, and the burden on the arithmetic unit can be greatly reduced.

以下に本発明の実施形態を説明する。
(第1ステップ)
この実施形態では、図1に示される断面形状を持つプレス成形された成形品1の形状評価を、レーザ変位計などの形状測定機を用いて行う。成形品1は形状測定機のベース2上に置かれ、その上面に設けられた図示しないレールに添ってセンサヘッド3を走行させながら、所定間隔で形状データを測定する。
Embodiments of the present invention will be described below.
(First step)
In this embodiment, the shape evaluation of the press-molded molded product 1 having the cross-sectional shape shown in FIG. 1 is performed using a shape measuring machine such as a laser displacement meter. The molded product 1 is placed on the base 2 of the shape measuring machine, and the shape data is measured at predetermined intervals while the sensor head 3 travels along a rail (not shown) provided on the upper surface thereof.

この成形品1は基部の直線部4(平面部分)と先端部6との間をゆるやかな湾曲面5で接続し、最先端部に先端Rを有するものであり、この実施形態における形状評価の対象は、基準線となる平坦部4に対する先端部6の反り上がり量であるが、自動計算を行なうためには基準線となる平坦部4と、先端Rの開始位置とを確定したうえ、それらの間の距離を算出する必要がある。この反り上がり量は成形品のスプリングバック量により変動するため、成形管理を行なううえで重要な評価指標となる。   This molded product 1 is formed by connecting the straight portion 4 (plane portion) of the base portion and the tip portion 6 with a gently curved surface 5 and having a tip R at the most distal end portion. The object is the amount of warping of the tip portion 6 with respect to the flat portion 4 serving as the reference line. In order to perform automatic calculation, the flat portion 4 serving as the reference line and the starting position of the tip R are determined and then It is necessary to calculate the distance between Since the amount of warpage varies depending on the amount of springback of the molded product, it becomes an important evaluation index in performing molding management.

形状測定機による測定は通常は一定ピッチで行われ、この実施形態では図2に示すように、800点のデータ点列よりなる形状データが形状測定機から演算処理装置7に出力される。なお形状データは形状測定機の内部において予め平均化などのデータ処理を行なったうえ、演算処理装置7に出力されるものであっても差し支えない。このデータ点列は先端Rの形状を崩すことなく表わしているが、その半面、平坦部4には必要以上のデータ点列が存在しており、無駄を含んでいる。   The measurement by the shape measuring machine is normally performed at a constant pitch. In this embodiment, as shown in FIG. 2, shape data consisting of a sequence of 800 data points is output from the shape measuring machine to the arithmetic processing unit 7. The shape data may be output to the arithmetic processing unit 7 after being subjected to data processing such as averaging in advance in the shape measuring machine. This data point sequence is shown without breaking the shape of the tip R, but on the other hand, there are more data point sequences than necessary on the flat part 4, and this is wasteful.

なお参考のため、単純にデータ点数を1/10に削減した例を図3に示した。図3では平坦部4のデータ点数はうまく削減されているが、先端Rについてはその形状を現すのに必要なデータ点まで一律に削除してしまった結果、形状が崩れており、正しく形状評価することができない。そこで本発明では、細かい形状変化のある部分では多数の形状データを残し、平面に近い部分では形状データ数を可及的に削減し、全体としてのデータ点数を大幅に削減することを目的として、以下に示す第2ステップ〜第7ステップを演算処理装置7において実行する。   For reference, an example in which the number of data points is simply reduced to 1/10 is shown in FIG. In FIG. 3, the number of data points of the flat part 4 is reduced successfully, but the tip R is deleted evenly to the data points necessary to reveal its shape, so that the shape has collapsed and the shape is correctly evaluated. Can not do it. Therefore, in the present invention, in order to reduce the number of shape data as much as possible in a portion close to a plane as much as possible while leaving a lot of shape data in a portion with a fine shape change, and to greatly reduce the number of data points as a whole, The second to seventh steps shown below are executed in the arithmetic processing unit 7.

なお演算処理装置7はコンピュータ装置であって、図4に示すように基底関数構成部11と、データ点の間引きを行うデータ削減部12と、基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価する誤差評価部13とを備え、さらに外部へのデータ出力部14を備えている。各部の機能については順次説明する。   Note that the arithmetic processing unit 7 is a computer device, and as shown in FIG. 4, a basis function constructing unit 11, a data reducing unit 12 for thinning out data points, and a basis function between each data point thinned out. And an error evaluation unit 13 for evaluating the above error, and a data output unit 14 to the outside. The function of each part will be described sequentially.

(第2ステップ)
第1ステップにおいて多数のデータ点列よりなる形状データが形状測定機から演算処理装置7に入力されたのち、まず基底関数構成部11がデータ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を定義する。その様子は図5に示すとおりであり、最初は演算処理装置7に入力された全てのデータ点の間の区間について基底関数を定義する。ここで基底関数とは、元の区間データから分割された区間毎に定義され、境界条件を満足するような関数の集合であり、これを数学的に表現すれば数1のとおりである。

Figure 2009080076
(Second step)
After shape data consisting of a large number of data point sequences is input from the shape measuring machine to the arithmetic processing unit 7 in the first step, first, the basis function construction unit 11 defines basis functions that connect adjacent data points for each data section. To do. The situation is as shown in FIG. 5, and first, a basis function is defined for the interval between all data points input to the arithmetic processing unit 7. Here, the basis function is a set of functions that are defined for each section divided from the original section data and satisfy the boundary condition.
Figure 2009080076

具体的な基底関数としては、スプライン関数を用いることができる。表1にまとめたとおり、一次スプライン関数、二次スプライン関数、三次スプライン関数の何れかを選択することが好ましい。一次スプライン関数は単に隣接するデータ点間を直線で結んだ折れ線であり、実装が最も簡単であって、この実施形態では基底関数としてこの一次スプライン関数を採用している。しかし寸法評価の方法によっては境界での微係数を求めたい場合があり、その場合には二次スプライン関数や三次スプライン関数を選ぶ必要がある。二次スプライン関数は隣接するデータ点間を放物線で結ぶこととなるが、実用上はあまり用いられていない。これに対して三次スプライン関数は曲率評価には必須であるから、曲率評価を行いたい場合には三次スプライン関数を採用すべきである。これらのスプライン関数の式及び境界条件は表1のとおりである。なお隣接するデータ点間でスプライン関数を定義する方法は公知であり、スプライン関数の公式から容易に求めることができる。   A spline function can be used as a specific basis function. As summarized in Table 1, it is preferable to select one of a primary spline function, a secondary spline function, and a cubic spline function. The primary spline function is simply a polygonal line connecting adjacent data points with a straight line, and is the simplest to implement. In this embodiment, this linear spline function is adopted as a basis function. However, depending on the size evaluation method, it may be desired to obtain a derivative at the boundary. In this case, it is necessary to select a quadratic spline function or a cubic spline function. A quadratic spline function connects adjacent data points with a parabola, but is not used in practice. On the other hand, since the cubic spline function is essential for the curvature evaluation, the cubic spline function should be adopted when the curvature evaluation is desired. Table 1 shows the expressions and boundary conditions of these spline functions. Note that a method for defining a spline function between adjacent data points is known and can be easily obtained from a formula of the spline function.

Figure 2009080076
Figure 2009080076

(第3ステップ)
第2ステップでは全部のデータ点を用い、各データ区間について基底関数を定義したため、データ点が800個であれば799個の基底関数を定義したこととなる。しかしこのままではデータ点数が多すぎて演算処理装置7の負担が大きいので、第3ステップではデータ削減部12がデータ点の間引きを行う。
(Third step)
In the second step, since all data points are used and the basis functions are defined for each data section, if there are 800 data points, 799 basis functions are defined. However, since the number of data points is too large and the burden on the arithmetic processing unit 7 is heavy, the data reduction unit 12 thins out the data points in the third step.

その様子は図6に示すとおりであり、図6の例ではデータ点の間引きを1点置きに行っている。換言すれば、偶数番のデータ点を間引いており、その結果としてデータ区間Φ1とΦ2がマージ(統合)されてデータ区間Φ1+2に拡大され、データ区間Φ3とΦ4がマーされてデータ区間Φ3+4に拡大されている。なお間引きの方法は必ずしも1点置きに限定されるものではなく、2点置きに行うこともできる。   The situation is as shown in FIG. 6, and in the example of FIG. 6, data points are thinned out every other point. In other words, even-numbered data points are thinned out. As a result, the data sections Φ1 and Φ2 are merged (integrated) and expanded to the data section Φ1 + 2, and the data sections Φ3 and Φ4 are merged and expanded to the data section Φ3 + 4. Has been. Note that the thinning method is not necessarily limited to every other point, and can be performed every other point.

上記のようにデータ点を間引くと奇数番のデータ点が残るので、基底関数構成部11は拡大されたデータ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する。換言すれば、隣接するデータ区間の基底関数をマージする。その様子を図6の右上の図中に示した。この結果、データ点数及び基底関数の数は半減するが、その半面、再定義された基底関数と間引かれたデータ点との間には誤差が生ずることとなる。   Since the odd-numbered data points remain when the data points are thinned out as described above, the basis function forming unit 11 redefines the basis functions connecting the adjacent data points for each enlarged data section. In other words, the basis functions of adjacent data sections are merged. This is shown in the upper right diagram of FIG. As a result, the number of data points and the number of basis functions are halved, but on the other hand, an error occurs between the redefined basis function and the thinned data points.

(第4ステップ)
次に誤差評価部13が、再定義された基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価する。誤差評価の手法としては、有限区間での最小自乗誤差または最大誤差を使用することができる。これらは、図5に示した区間Ii=〔ai,bi〕上にN個の計測データの組〔x1,y1,......xN,yN〕があるとき、、その区間で定義された基底関数との誤差を表わすものである。最小自乗誤差または最大誤差の数学的定義および意味は表2に示すとおりである。この実施形態では最小自乗誤差を用いて、全区間について誤差の評価を行った。
(4th step)
Next, the error evaluation unit 13 evaluates an error between the redefined basis function and each thinned data point. As an error evaluation method, a least square error or a maximum error in a finite interval can be used. These are defined in the section when there are N measurement data sets [x1, y1,... XN, yN] on the section Ii = [ai, bi] shown in FIG. This represents an error from the basis function. Table 2 shows the mathematical definition and meaning of least square error or maximum error. In this embodiment, the error is evaluated for all sections using the least square error.

Figure 2009080076
Figure 2009080076

なお、許容値設定の目安としては、形状測定機の測定標準偏差σを用いることができる。σ=0.03〜0.10mmであれば、本発明によるデータ劣化は無視することができる。このようにして誤差の評価を行うと、誤差が許容値以下のデータ区間と、許容値を越えるデータ区間とに区別することができる。そこで誤差が許容値を越えたデータ区間についてはデータ点の間引きが妥当でなかったため、間引かれたデータ点を復元する。この状態を図6の左下の図に示した。   Note that the measurement standard deviation σ of the shape measuring machine can be used as a guideline for setting the allowable value. If σ = 0.03 to 0.10 mm, the data deterioration according to the present invention can be ignored. When the error is evaluated in this way, it is possible to distinguish between a data interval in which the error is less than or equal to an allowable value and a data interval in which the error exceeds the allowable value. Therefore, since the data point thinning is not appropriate for the data section where the error exceeds the allowable value, the thinned data point is restored. This state is shown in the lower left diagram of FIG.

(第5ステップ)
このようにして1回目のデータ点数及び基底関数の削減が終了したのち、第5ステップではデータ削減部12が、誤差が許容値以下の区間について、さらにデータ点の間引きを行なう。
(5th step)
After the first reduction in the number of data points and basis functions is completed in this way, in the fifth step, the data reduction unit 12 further thins out data points for a section where the error is less than or equal to the allowable value.

(第6ステップ)
そして第6ステップでは、間引きが行なわれた区間について隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する。
(6th step)
In a sixth step, a basis function that connects adjacent data points is redefined in the section where the thinning is performed.

(第7ステップ)
その後、第4ステップに戻って誤差の評価を行い、誤差が許容値を越えたデータ区間については、間引かれたデータ点を復元し、誤差が許容値以下の区間については、さらにデータ点の間引きを行ない基底関数を再定義するという第5ステップ、第6ステップを複数回繰り返す。以上のフローを図7に示した。
(7th step)
Thereafter, returning to the fourth step, the error is evaluated, and for the data section where the error exceeds the allowable value, the thinned data point is restored, and for the section where the error is less than the allowable value, the data point is further reduced. The fifth and sixth steps of thinning out and redefining the basis function are repeated a plurality of times. The above flow is shown in FIG.

(第8ステップ)
第8ステップでは、圧縮された形状データをデータ出力部14から外部に出力する。
(8th step)
In the eighth step, the compressed shape data is output from the data output unit 14 to the outside.

以上のステップを実行した結果、成形品の表面形状が平坦な部分ではデータ点の削減が大幅に進行するが、表面形状が変化している部分ではデータ点の削減が行なわれず、図6の右下に示すような最終状態に達する。図6の左上のスタート時にはデータ点数が11、基底関数が10であったが、最終状態ではデータ点数は4、基底関数は3となっている。しかも全体的な形状の特徴は残っていることが分る。このようにデータ点数を大幅に削減した形状データを用いれば演算装置の負荷が軽減され、形状評価を自動的に行なうことが可能となる。その具体的な成果を実施例に示す。   As a result of executing the above steps, the data points are greatly reduced in the portion where the surface shape of the molded product is flat, but the data points are not reduced in the portion where the surface shape is changed. The final state is reached as shown below. At the top left of FIG. 6, the number of data points was 11 and the basis function was 10, but in the final state, the number of data points was 4 and the basis function was 3. Moreover, it can be seen that the overall shape features remain. By using shape data with a greatly reduced number of data in this way, the load on the arithmetic unit is reduced, and shape evaluation can be performed automatically. Specific results are shown in the examples.

図8に示す形状の成形品(鋼種:GA590)を成形荷重140トン、しわ押え力15トンのプレス成形機で成形した。この成形品を形状評価する目的は、基部の直線部4を基準面とした場合の先端部6の反り上がり量を把握することである。形状測定はキーエンス社製のレーザ変位計を用い、中心部の断面形状を測定した。出力されるデータ点数はここでは800点とした。   A molded product (steel type: GA590) having the shape shown in FIG. 8 was molded by a press molding machine having a molding load of 140 tons and a wrinkle pressing force of 15 tons. The purpose of shape evaluation of this molded product is to grasp the amount of warping of the tip portion 6 when the straight portion 4 of the base is used as a reference plane. For shape measurement, a laser displacement meter manufactured by Keyence Corporation was used to measure the cross-sectional shape of the central portion. Here, the number of data points to be output is 800 points.

基底関数として一次スプライン関数を用い、誤差の許容値はレーザ変位計の測定バラツキである0.1mmとし、誤差の評価手法として最小自乗誤差を採用し、実施形態に示したステップに従ってデータ点数の削減を行なった。その最終結果を図9に示す。   A linear spline function is used as the basis function, the allowable error is 0.1 mm, which is the measurement variation of the laser displacement meter, the least square error is adopted as the error evaluation method, and the number of data points is reduced according to the steps shown in the embodiment. Was done. The final result is shown in FIG.

図10ではデータ点数は最初の800点から40点にまで大幅に削減されているにもかかわらず、形状の急激な変化のある箇所は細かく、平坦な部位では粗く、全体として効率のよい近似がなされている。また形状変化が区間の間隔により表現されているので、基部の直線部4を基準面とした場合の先端部6の反り上がり量の自動計算に必要な「基準線」と、先端の「評価点」を自動的に検出することができる。すなわち、図9の区間〔200、400〕での最大となる線分を「基準線」とし、区間〔0、100〕での最小となる線分の端点を「評価点」とし、それらの間の距離を「反り上がり量」として自動計算することが可能である。   In FIG. 10, although the number of data points is greatly reduced from the first 800 points to 40 points, the portion where the shape change suddenly is fine, the flat portion is rough, and the overall efficient approximation is achieved. Has been made. Further, since the shape change is expressed by the interval of the section, the “reference line” necessary for automatic calculation of the amount of warping of the tip end portion 6 when the straight line portion 4 of the base is used as the reference plane and the “evaluation point” of the tip end "Can be automatically detected. That is, the maximum line segment in the section [200, 400] in FIG. 9 is set as the “reference line”, and the end point of the minimum line segment in the section [0, 100] is set as the “evaluation point”. Can be automatically calculated as the “warping amount”.

この結果、従来の手動による形状評価を行なった場合には、データ点数が800、所要時間が30分であったが、本発明によれば自動計算が可能となり、データ点数が40、所要時間は1分となった。このようにデータ容量と所要時間を数十分の一にまで削減できることが確認された。   As a result, when the conventional manual shape evaluation is performed, the number of data points is 800 and the required time is 30 minutes. However, according to the present invention, automatic calculation is possible, the number of data points is 40, and the required time is It was 1 minute. In this way, it was confirmed that the data capacity and required time can be reduced to several tenths.

形状測定機の説明図である。It is explanatory drawing of a shape measuring machine. 形状測定機から演算処理装置に出力されたデータ点列を示すグラフである。It is a graph which shows the data point sequence output from the shape measuring machine to the arithmetic processing unit. データ点数を単純に1/10に削減したデータ点列を示すグラフである。It is a graph which shows the data point sequence which reduced the number of data points to 1/10 simply. 装置構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an apparatus structure. 第2ステップにおける基底関数定義の説明図である。It is explanatory drawing of the basis function definition in a 2nd step. 本発明におけるデータ点数の削減処理の説明図である。It is explanatory drawing of the reduction process of the data score in this invention. 本発明におけるデータ点数の削減処理のフロー図である。It is a flowchart of the reduction process of the data score in this invention. 実施例における評価対象となる成形品の斜視図である。It is a perspective view of the molded article used as the evaluation object in an Example. 実施例における最終結果のデータ点列を示すグラフである。It is a graph which shows the data point sequence of the final result in an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 成形品
2 形状測定機のベース
3 センサヘッド
4 直線部
5 湾曲面
6 先端部
7 演算処理装置
11 基底関数構成部
12 データ削減部
13 誤差評価部
14 データ出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molded product 2 Base of shape measuring machine 3 Sensor head 4 Straight line part 5 Curved surface 6 Tip part 7 Arithmetic processor 11 Basis function structure part 12 Data reduction part 13 Error evaluation part 14 Data output part

Claims (6)

成形品の表面形状を形状測定機により測定して多数のデータ点列よりなる形状データを得る第1ステップと、
データ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を定義する第2ステップと、
データ点の間引きを行ったうえで、拡大されたデータ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する第3ステップと、
再定義された基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価し、誤差が許容値を越えるデータ区間では間引かれたデータ点を復元する第4ステップと、
誤差が許容値以下のデータ区間ではさらにデータ点の間引きを行なう第5ステップと、
その後に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を再定義する第6ステップと、
第4ステップから第6ステップを複数回繰り返すことにより、基底関数及びデータ量を圧縮する第7ステップと、
圧縮された形状データをデータ出力部から出力する第8ステップと、
からなることを特徴とする成形品の形状評価方法。
A first step of measuring the surface shape of the molded product with a shape measuring machine to obtain shape data comprising a number of data point sequences;
A second step of defining a basis function connecting adjacent data points for each data interval;
A third step of redefining a basis function connecting adjacent data points for each enlarged data section after thinning data points;
A fourth step of evaluating an error between the redefined basis function and each thinned data point, and restoring the thinned data point in a data section where the error exceeds an allowable value;
A fifth step of further thinning out the data points in the data section where the error is less than or equal to the allowable value;
A sixth step of redefining a basis function connecting the adjacent data points thereafter;
A seventh step of compressing the basis function and the data amount by repeating the fourth to sixth steps a plurality of times;
An eighth step of outputting the compressed shape data from the data output unit;
A method for evaluating the shape of a molded product, comprising:
データ点の間引きを、1点置きに行うことを特徴とする請求項1記載の成形品の形状評価方法。   2. The method for evaluating a shape of a molded product according to claim 1, wherein thinning of data points is performed every other point. 基底関数として、一次スプライン関数、二次スプライン関数、三次スプライン関数の何れかを使用することを特徴とする請求項1記載の成形品の形状評価方法。   The shape evaluation method for a molded product according to claim 1, wherein any one of a primary spline function, a quadratic spline function, and a cubic spline function is used as a basis function. 誤差の評価手法として、最小自乗誤差または最大誤差を使用することを特徴とする請求項1記載の成形品の形状評価方法。   2. The method for evaluating a shape of a molded product according to claim 1, wherein a least square error or a maximum error is used as an error evaluation method. 成形品の表面形状を測定する形状測定機と、この形状測定機から出力された多数のデータ点列よりなる形状データの演算処理装置と、外部へのデータ出力部とからなり、この演算処理装置は、データ区間毎に隣接するデータ点間を結ぶ基底関数を定義する基底関数構成部と、データ点の間引きを行うデータ削減部と、基底関数と間引かれた各データ点との間の誤差を評価する誤差評価部とを備え、誤差が許容値以下のデータ区間ではさらにデータ点の間引きを繰り返し、基底関数及びデータ量を圧縮する機能を備えたものであることを特徴とする成形品の形状評価装置。   A shape measuring machine for measuring the surface shape of a molded product, a shape data arithmetic processing device comprising a large number of data point sequences output from the shape measuring device, and an external data output unit. Is the basis function component that defines the basis function that connects adjacent data points for each data interval, the data reduction unit that thins out the data points, and the error between the basis function and each data point that is thinned out An error evaluation unit that evaluates the data, and in the data section where the error is less than or equal to the allowable value, the data point is further thinned, and the function of compressing the basis function and the data amount is provided. Shape evaluation device. 形状測定機がレーザ変位計であることを特徴とする請求項5記載の成形品の形状評価装置。   6. The molded product shape evaluation apparatus according to claim 5, wherein the shape measuring machine is a laser displacement meter.
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