JP2010249650A - 寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品 - Google Patents

Abstract

【課題】計測したい点に高精度にターゲットを設け、ソフトウェアでターゲット位置を自動指定できるようにして、寸法検査実施部品の寸法検査を自動で行うと共に、ターゲットの貼り付け誤差や寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差、データの改ざんなどが起こらないようにした、寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品を提供すること。
【解決手段】寸法検査実施部品における少なくとも２次元座標位置が既知で、且つ、位置決め可能な複数の部位に、予め撮像（目視）可能な位置にターゲットを有した被撮像部品を止設して複数の画像を撮像し、該画像データから前記位置決め可能な部位の座標を算出して前記既知の座標位置と比較し、前記寸法検査実施部品の合否判定を実施するソフトウェアを有したデータ処理装置を用い、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位に止設する被撮像部品を、前記止設により前記ターゲット中心が前記既知の座標位置と対応した位置となる部材とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、部品の出荷検査や受け入れ検査時に実施する寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品に係り、特に、計測対象物をデジタルカメラなどで撮影した画像から、計測対象物の寸法を得る機能を有するソフトウェアを用い、自動的に寸法検査を行えるようにした寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品に関するものである。

一般に工場では、例えば大型の鋳物などを部品メーカーに製作依頼し、その部品メーカーにおける出荷検査を通ったものを受け入れ検査した後、使用する装置に組み込む、といったことがおこなわれている。その場合、部品メーカーにおける出荷検査は、通常、図９に示したような部品９０のａやｂで示したような所定位置の寸法を、メジャーや専用治具を利用して計測し、人間が計測値を読み取って値を記録する、という方法で行われる。しかしこの計測値を読み取る際、読取間違いや作業者によるバラツキがあり、またデータ改ざんの恐れもあって、部品メーカーの出荷検査で合格となった部品であっても受入検査時に不合格となる場合があった。

こういったことを防ぐためには、例えばデジタルカメラで撮影した画像に基づいて検査を行うようにすることで、読取間違いや作業者によるバラツキ、またデータの改ざんなどの問題に対処できる。例えば任意の物品等を計測基準物Ａとして撮影してその画像を特定部位の実寸法と共に予め記憶し、この計測基準物Ａと計測対象物Ｂ１〜Ｂ５とを被写体として撮影して計測用画像を作成する。そして、この計測用画像において計測基準物Ａ、及び計測対象物Ｂ１〜Ｂ５に対応する領域をそれぞれ認識し、画像空間上における計測基準物Ａの特定部位のサイズと、その実寸法から分解能を算出した後、計測対象物Ｂ１〜Ｂ５の画像空間上のサイズから計測対象物Ｂ１〜Ｂ５の短辺、及び長辺の寸法を算出する。そして、算出結果を計測用画像に重ねて表示するようにして、任意の環境下で簡単、かつ気軽に計測対象物の寸法を知ることができる寸法計測機能を有した、撮像装置、及び寸法計測方法、寸法計測プログラムが例えば特許文献１に開示されている。

また、非特許文献１に示されている倉敷紡績株式会社の販売になる三次元写真・図化システム、Ｋｕｒａｖｅｓ−Ｇ^２といったソフトウェアは、対象物をスケールと共に例えばデジタルカメラなどで写した２枚以上の画像データ（写真）、またはデジタルカメラなどで写した２枚以上の画像データと対象物までの距離、若しくは対象物の特定位置の寸法とにより、対象物を三次元データ化して対象物の長さや面積を算出できるようにしたソフトウェアであり、このようなソフトウェアを用いてデジタルカメラで撮影した画像で検査を行う方法もある。

特開２００８−２２４４８４号公報

http://www.kurabo.co.jp/el/3d/kuraves_g2_01.html

しかしながら、特許文献１に示された撮像装置、及び寸法計測方法、寸法計測プログラム、及び非特許文献１に示された方法では、常に計測基準物Ａ、またはスケールを一緒に撮影したり、対象物までの距離、若しくは対象物の特定位置の寸法を入力する必要があって、撮影にそれだけ手間がかかる。また非特許文献１に示された三次元写真・図化システム、Ｋｕｒａｖｅｓ−Ｇ^２といったソフトウェアを用いる場合、図８に示したように、例えばターゲットとしての蛍光塗料の塗ってあるシールやマグネット９２などを複数、対象物における予め定めた位置に貼る。そして、その状態で周りを暗くし、蛍光塗料を塗ったターゲットが浮かび上がるようにして、複数の位置からデジタルカメラ９４等で撮影して計測用データを作成し、非特許文献１に示されたソフトウェァ上で複数の計測用データ画像における同じターゲット位置をマウス等で指定して必要な位置の寸法を得る。

この非特許文献１に示されたソフトウェアは三次元画像を自動で生成できるが、正確に寸法を出したければターゲットを多数貼る必要がある。こういった作業は一般的に作業手順書などで標準化されるが、ターゲットを測定対象の基準点に高精度で貼る作業に手間がかかる上に、貼る人によって貼る位置が例えｍｍ単位でずれても正確な寸法が出ない。また、画像撮影後に、手作業により境界点、画像を貼り合わせる基準点等をマウスなどで指定する処理に大きな手間がかかり、計測したい点がターゲットの添付位置と一致していない場合、三次元画像から計測したい点を指定し、距離を計算する必要があり、こういった作業も手間を要する一因となって量産部品の寸法計測には不向きであった。

そのため本発明においては、計測したい点に高精度にターゲットを設けられ、前記した非特許文献１に示されたようなソフトウェアでこれらターゲット位置を自動指定できるようにして、寸法検査実施部品の寸法検査を自動で行えるようにすると共に、ターゲットの貼り付け誤差や寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差、データの改ざんなどが起こらないようにした、寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる寸法検査装置は、
寸法検査実施部品における少なくとも２次元座標位置が既知で、且つ、位置決め可能な複数の部位に、予め撮像（目視）可能な位置にターゲットを有した被撮像部品を止設して複数の画像を撮像し、該画像データから前記位置決め可能な部位の座標を算出して前記既知の座標位置と比較し、前記寸法検査実施部品の合否判定を実施するソフトウェアを有したデータ処理装置を用いた寸法検査装置であって、
前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位に止設する被撮像部品は、前記止設により前記ターゲット中心が前記既知の座標位置と対応した位置となる部材であることを特徴とする。

このようにターゲットを設けた複数の被撮像部品を用意し、その被撮像部品を、寸法検査実施部品における座標位置が既知で位置決め可能な部位に止設して、撮像装置により撮像した画像を計測用データとすることで、ターゲットは止設によりその中心が既知の座標位置と対応した位置となるから、データ処理装置で位置決め可能な部位の座標を算出すれば、自動的に既知の座標位置と比較でき、ターゲットの貼り付け誤差や寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差を防止できるから、正確な寸法検査を実して合否判定をすることができる。

そして、前記ターゲットは大きさが既知で、少なくとも１つの被撮像部品のターゲットに識別コードが付されていることで、計測基準物Ａやスケールを一緒に撮影したり、対象物までの距離、若しくは対象物の特定位置の寸法を入力する必要がなく、また、識別コードが付されたターゲットが存在することで、マウス等で複数画像の同一点を指定するなどのことが不要となる。

また、前記データ処理装置が前記寸法検査実施部品の受け入れ側に設けられ、前記寸法検査実施部品を撮像する側と前記受け入れ側とを結ぶ通信回線が設けられて、前記通信回線を介して前記計測用データを前記受け入れ側で受け入れ、前記位置決め可能な部位の座標の算出と前記既知座標データとの座標比較による合否判定を前記受け入れ側で実施することで、撮像側では計測用データの改ざんができなくなり、正確なデータによる検査を実施できる。

そして、この寸法検査に用いる被撮像部品は、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位がネジ穴であり、前記被撮像部品がターゲットを頭部に設けたボルトであることで、ボルトはその中心が必ずネジ穴の中心と一致するから、ターゲット中心がボルト中心と一致していることでネジ穴の位置を正確に検査することができる。

また、前記ボルト頭部を挿入可能に構成されて、挿入された前記ボルト頭部の中央と前記ターゲット中央とを一致させた状態で前記ターゲットを貼り付け、または印刷する機構を内蔵したターゲット貼り付け治具でターゲットを貼り付けたボルトを前記被撮像部品を使うことで、ターゲット中心をボルトの中心と容易に一致させることができ、常に正確にネジ穴間隔を検査することができる。

また、部品に開けられた穴の内部にネジ穴が設けられた場合、ターゲットを貼り付けたボルトでは目視できない場合があるが、その場合、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位がネジ穴であり、前記被撮像部品が一端にネジを、他端にターゲットを設けた棒状部材とすることで、ターゲットを目視できる位置とすることができ、この場合も正確にネジ穴間隔などを検査することができる。

しかしこの場合、前記棒状部材のねじ込みで棒状部材が回転してターゲットが見えない状態になることが考えられるが、前記ターゲット部材を前記棒状部材の他端に巻き付けて設けることで、そういったことも防止した被撮像部品とすることができる。

また、カバーなどの場合、ネジ穴が無い場合があるが、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位が部品を覆う板状部材の接合部であり、前記ターゲットを設けた被撮像部品を前記接合部に貼り付けられるようにすることで、ネジ穴の無い部品であっても寸法検査に使うことのできる被撮像部品とすることができる。

この場合、前記被撮像部品を前記接合部における角部形状に合致した三角形状部材か、十字形状の接合部の十字部に挿入する突起付き方形部材とすることで、三角形状の場合は例えば両面テープで、十字形状溝部に挿入する突起付き部材の場合は十字形状溝部に突起を挿入すれば、容易に取り付けが可能となる。

また、カバーなどの場合、ネジ穴が無い上に湾曲している場合があるが、その場合、前記寸法検査実施部品が湾曲部を有し、前記被撮像部品が湾曲部に合わせて変形可能な部材に前記ターゲットを設けて構成され、該被撮像部品を湾曲部に合わせて貼り付けられるようにすることで、この場合も容易にターゲットを寸法検査実施部品に設けて寸法検査を実施することができる。

そして、前記被撮像部品は硬質ゴムで形成され、前記寸法検査実施部品の湾曲部側及び逆側の両方、またはどちらかに、切れ込みを有していることで、湾曲部に容易に貼れる被撮像部品とすることができる。

また同様に、前記被撮像部品が、複数の直方体形状物の一角部に互いを回転可能に結合するヒンジが設けられて形成されていることで、この場合も湾曲部に容易に貼れる被撮像部品とすることができる。

以上記載のごとく本発明になる寸法検査装置は、止設によりターゲット中心が既知の座標位置と対応した位置となる被撮像部品の存在により、寸法検査実施部品における座標位置を正確に算出できるから、既知の座標位置と容易に比較することができ、ターゲットの貼り付け誤差や寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差、データの改ざんなどが起こらないようにして、正確な寸法検査により合否判定をすることができる。

また、データ処理装置を寸法検査実施部品の受け入れ側に設ければ、位置決め可能な部位の座標の算出と既知座標データとの座標比較による合否判定を、受け入れ側で実施することも可能であり、計測用データの撮像側ではデータの改ざんができなくなり、正確なデータによる検査を実施して作業の効率化をはかることができる。

本発明になる寸法検査装置におけるデータ処理装置を寸法検査実施部品の受け入れ側に設け、通信回線で寸法検査用画像データを受け取れるようにした場合のブロック図である。 本発明になる寸法検査装置で実施する寸法検査方法のフロー図である。 本発明になる寸法検査装置に使用する被撮像部品たるターゲットを設けたボルトの、（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面図、（Ｃ）がボルト頭部にターゲットを貼り付けた状態の平面図、（Ｄ）はターゲットの識別コードの例、（Ｅ）は寸法検査実施部品へターゲットを有した被撮像部品を嵌め込んだ状態を示した図である。 本発明になる寸法検査装置に使用するターゲットを有した被撮像部品を、ネジ部を有する棒状部材で構成した例で、（Ａ）はその全体図、（Ｂ）は棒状部材におけるネジ部とは逆側の端部にターゲットを巻き付けた実施例の図、（Ｃ）は寸法検査実施部品へこの棒状被撮像部品を嵌め込んだ状態を示した図、（Ｄ）は寸法検査実施部品における棒状部材被撮像部品を嵌め込む位置、すなわちネジ穴を示した平面図である。 本発明になる寸法検査装置に使用するターゲットを有した被撮像部品を、寸法検査実施部品を構成する板状部材の接合部に設ける部材とした場合であり、（Ａ）が三角形状部材とした場合、（Ｂ）が突起付き方形状部材として寸法検査実施部品を構成する板状部材の十字形状の接合部の十字部に突起を挿入できるようにした場合、（Ｃ）はその突起状部を示した断面図、（Ｄ）は板状部材の接合部を有した寸法検査実施部品の斜視図である。 本発明になる寸法検査装置に使用するターゲットを有した被撮像部品を、寸法検査実施部品の湾曲部に合わせて変形可能な部材で構成した例で、（Ａ）は変形可能な部材の斜視図、（Ｂ）はこの変形可能な部材に容易に変形が可能なように寸法検査実施部品に貼り付ける側と、逆側の両方、または一方に切れ込みを設けた場合の側面図、（Ｃ）は複数の直方体形状物の一角部に互いを回転可能に結合するヒンジが設けられた場合の側面図、（Ｄ）は寸法検査実施部品の湾曲部に合わせて変形可能な部材を設置した状態を示した側面図である。 本発明になる寸法検査装置に使用するターゲットを蛍光塗料などで描いたボルト状被撮像部品を、寸法検査実施部品のネジ穴に取り付けて、ターゲットが浮き上がるよう暗くして撮像した場合の説明図であり、（Ａ）は寸法検査実施部品へのボルト状被撮像部品の取り付け状態側面図、（Ｂ）は撮像した計測データ上のターゲットを示した図、（Ｃ）は計測データ上のターゲットに仮想寸法検査実施部品を重ね合わせた場合の図である。 従来の、デジタルカメラで撮影した複数の画像により、部品寸法測定を実施する場合の方法を説明するための図である。 従来の、一般的な受け入れ検査における部品寸法の測定方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

本発明は、例えば発電用風車の、２ｍ近いロータヘッドを寸法検査実施部品１０とし、そのロータヘッドにおける翼を取り付けるボルト穴（ネジ穴）が、正確な位置に設けられているかを検査するような場合に好適な寸法検査装置である。まず図１は、本発明になる寸法検査装置におけるデータ処理装置を寸法検査実施部品の受け入れ側に設け、通信回線で寸法検査用画像データを受け取れるようにした場合のブロック図である。

図中１０は寸法検査を実施する部品、１２は寸法検査実施部品１０を撮影するための撮像装置で、デジタルカメラなどを用いる。１４はこの撮像装置１２で寸法検査実施部品１０を撮影した計測用データを収容したメモリカード、１６は計測用データを送るためのパソコン、１８は寸法検査を実施するためにデータ処理装置２０へ計測用データを送るための、インターネットなどの通信回線である。

２０は寸法検査実施部品１０の寸法検査を実施するためのデータ処理装置、２２はその記憶装置で、この中には、通信回線１８を介して送られてきた計測用データを記憶するための受け取りデータメモリ２２０、寸法検査実施部品１０の寸法検査を実施する部位の合否判定用公差を含む寸法や、外形寸法などのデータを記憶した参照用既知データメモリ２２２、前記した非特許文献１のように、撮像装置（デジカメ）１２で撮像した画像を元に寸法検査実施部品１０の寸法を算出する３Ｄソフトウェア記憶部２２４などが含まれる。

２４は制御部で、この制御部２４は、通信回線１８を介して送られてくる、寸法検査実施部品１０の寸法検査を実施するための計測用データ（撮像データ）を、参照用既知データメモリ（含、合否判定用公差）２２２に記憶させる。そして、３Ｄソフトウェア記憶部２２４に記憶された３Ｄソフトウェアにより、計測用データにおける、寸法検査実施部品１０の寸法検査位置たるネジ穴３４に螺合した、ボルト状被撮像部品３２に設けられたターゲットの位置座標を算出し、実際の編集座標データ２６として記憶する。さらに制御部２４は、参照用既知データメモリ（含、合否判定用公差）２２２に予め記憶してある、寸法検査実施部品１０の座標データを読み出し、算出したターゲットの位置座標と比較して寸法の合否判定を行い、結果を表示装置３０に表示する。

なお、この図１に示した寸法検査装置では、データ処理装置２０を寸法検査実施部品の受け入れ側に設け、通信回線１８で寸法検査用画像データを受け取れるようにしたが、通信回線１８を用いず、計測用データを収容したメモリカード１４を直接受け入れ側に渡して寸法検査を行ったり、または寸法検査実施部品を撮像する側にデータ処理装置２０を設け、寸法検査実施部品を撮像する側で寸法検査を実施するようにしても良いことは自明である。

前記したように本発明は、例えば発電用風車の２ｍ近いロータヘッドを寸法検査実施部品１０とし、そのロータヘッドにおける翼を取り付けるネジ穴が、正確な位置に設けられているかを検査するような場合に好適な寸法検査装置である。そのため、本発明においては少なくとも２次元座標位置、好ましくは３次元座標位置が既知で、且つ、位置決め可能な部位、すなわち上記した発電用風車のロータヘッドにおいては、翼を取り付けるネジ穴がそれに該当するが、その位置決め可能な部位の実際の位置座標を自動的に算出し、それによって寸法検査を実施できるようにしたものである。

その際に用いるのが図３に示したような、予め撮像（目視）可能な位置にターゲットを設けた被撮像部品３２である。この図３は、本発明になる寸法検査装置に使用する被撮像部品たるターゲットを設けたボルト状被撮像部品３２の、（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面図、（Ｃ）がボルト頭部にターゲット３２０を貼り付けた状態の平面図、（Ｄ）はターゲット３２０の識別コード３２２、３２４の例、（Ｅ）は寸法検査実施部品１０へターゲット３２０を有した被撮像部品たるボルト状被撮像部品３２を嵌め込んだ（止設した）状態を示した図である。

この被撮像部品たるボルト状被撮像部品３２は、（Ａ）の斜視図、（Ｂ）の側面図、（Ｃ）の平面図から明らかなように、例えばボルト頭部の６角形の中央（ボルト中心）と、寸法が既知の例えば丸状のターゲット３２０の中央とを一致させて設けたもので、ターゲット３２０としては、例えば蛍光塗料で丸をボルト頭部に描くか、ボルト頭部に貼り付けられる丸い蛍光ワッペンのようなものを用いる。なお、このターゲット３２０としては、中心がボルト中心と一致させられれば丸状のものだけでなく、多角形状であっても構わない。

またこの被撮像部品３２のターゲット３２０は、デジタルカメラ１２などで撮像した計測用データから、位置関係を自動的に検出するため、少なくとも１つに識別コードを設ける。その例を示したのが図１（Ｄ）であり、例えば丸いターゲット３２０の周囲に、数字により識別できるようにした数字識別コード３２２や、またはバーコード状とした識別コード３２４などのいずれかを設ける。

このようすると、ターゲット３２０の既知の寸法により、撮像した複数の計測用データから寸法検査実施部品１０の座標位置を算出することが可能であり、前記特許文献１、非特許文献１のように、計測基準物Ａやスケールを一緒に撮影したり、対象物までの距離、若しくは対象物の特定位置の寸法を入力する必要がなく、また、識別コードが付されたターゲットが存在することで、マウス等で複数画像の同一点を指定するなどのことが不要となる。

なお、前記したように丸状のターゲット３２０は、ボルト頭部の６角形または円形の中央にターゲット３２０の中央を一致させて設けるわけであるが、これを容易にするため、ボルト頭部を挿入可能に構成され、挿入されたボルト頭部の中央とターゲット３２０の中央とを一致させた状態でターゲット３２０を貼り付け、または印刷する機構を内蔵したような、ターゲット貼り付け治具でターゲット３２０を貼り付け、または印刷すれば、正確に、容易にターゲット３２０を設けることができる。

すなわち、一端側内部にボルト頭部の６角形部分または円形部分を填め込め、逆端側からピストンのような部材を挿入できるようにした筒状物を用意し、ピストンのような部材におけるボルト頭部側に、糊の付いたシール状のターゲット３２０を筒状物内径の中央と一致させるように付け、ボルト頭部に押し当てることでシール状ターゲット３２０を貼り付けられるようにしたり、ピストンのような部材におけるボルト頭部側に蛍光塗料を塗ってそれをボルト頭部に押し当てることで印刷できるようにすれば、ボルト頭部の６角形または円形の中央に、正確にターゲット３２０の中央を一致させて設けることができる。

そしてこのボルト状被撮像部品３２を、図３（Ｅ）に示したように、寸法検査実施部品１０としての例えば前記した発電用風車の２ｍ近いロータヘッドにおける、翼を取り付けるネジ穴３４に螺合させるとターゲット３２０の中心は自動的にネジ穴３４の中心と一致するから、暗くした状態で図１に示した撮像装置（デジカメ）１２で撮像すると、ターゲット３２０のみが浮かび上がって撮像される。

その状態を示したのが図７である。この図７は、本発明になる寸法検査装置に使用するターゲット３２０を蛍光塗料などで描いたボルト状被撮像部品３２を、寸法検査実施部品１０のネジ穴３４に取り付けて、ターゲット３２０が浮き上がるよう暗くして撮像した場合の説明図であり、（Ａ）は寸法検査実施部品１０へのボルト状被撮像部品３２の取り付け状態側面図、（Ｂ）は撮像した計測データ上のターゲット３２０を示した図、（Ｃ）は計測データ上のターゲット３２０に仮想寸法検査実施部品１００を重ね合わせた場合の図である。

すなわち寸法検査実施部品１０としてのロータヘッドにおける、翼を取り付けるネジ穴３４にボルト状被撮像部品３２を図７（Ａ）に示したように螺合させ、暗くした状態で図１に示した撮像装置（デジカメ）１２で撮像すると、図７（Ｂ）に示したようにターゲット３２０のみが浮かび上がって撮像される。そのため、複数の撮像画像とターゲット３２０の寸法とから、それぞれのボルト状被撮像部品３２の座標位置を算出し、図７（Ｃ）に示したように、予め記憶されているロータヘッドのネジ穴の設計座標値と重ね合わせ、座標位置を比較することで、算出した座標位置が合否判定用公差以内の誤差で設けられているか否かを容易に判定することができる。

なお、被撮像部品としてはこの図３に示したボルト状のものだけでなく、必要に応じて図４乃至図６に示したような、種々の形状のものを用いることができる。まず図４は、この被撮像部品としてネジ部４０２を有する棒状部材４０で構成した例で、（Ａ）はその全体図、（Ｂ）は棒状部材４０におけるネジ部４０２とは逆側の端部にターゲット４０４を巻き付けた実施例の図、（Ｃ）は寸法検査実施部品へこの棒状被撮像部品４０を嵌め込んだ状態を示した図、（Ｄ）は寸法検査実施部品における棒状部材被撮像部品４０を嵌め込む位置、すなわちネジ穴３６を示した平面図である。

この図４に示した棒状部材４０は、一端にネジ部４０２を持ち、他端にターゲット４００を設けて構成される。この図４に示した棒状部材４０の被撮像部品は、図４（Ｄ）に示したように、撮影する位置からは見えない位置に設けられたネジ穴の座標位置を検出するためのものである。すなわち前記した発電用風車のロータヘッドには、図４（Ｄ）の平面図に示したように、翼を取り付ける穴の内部に別の部材を取り付けるためのネジ穴が３６が設けられており、このネジ穴３６は図４（Ｃ）に示したように撮影する位置からは見えない。

そのため図４（Ｃ）に示したように、この棒状部材４０におけるネジ部４０２をネジ穴３６に螺合させ、ターゲット４００が撮影位置から見えるようにすれば、図４（Ｄ）の平面図に示したネジ穴３６の設置位置座標を算出することができ、目視できないネジ穴３６であっても、前記したネジ穴３４と同様、正確にボルト穴間隔などを検査することができる。

なお、図４（Ａ）に示したように、棒状部材４０におけるターゲット４００を設ける側を平坦とした場合、棒状部材４０におけるネジ部４０２をネジ穴３６に螺合させたとき、ターゲット４００が見えない状態となる場合がある。そのため、図４（Ｂ）に示したように、ターゲット部材４０４を棒状部材４０に巻き付けて設け、例えば棒状部材４０の長手方向のターゲット部材４０４の寸法を既知の値とすれば、そういったことも防止した被撮像部品とすることができる。

図５は、本発明になる寸法検査装置に使用するターゲット５００、５２２を有した被撮像部品５０、５２を、寸法検査実施部品を構成する板状部材５６の接合部に設ける部材とした場合であり、（Ａ）が三角形状部材５０とした場合、（Ｂ）が突起付き方形状部材５２として寸法検査実施部品を構成する板状部材の十字形状の接合部の十字状溝部に突起を挿入できるようにした場合、（Ｃ）はその突起状部を示した断面図、（Ｄ）は板状部材５６の接合部を有した寸法検査実施部品５４の斜視図である。

前記図３、図４で説明してきた被撮像部品はいずれもネジを用いたが、例えば寸法検査実施部品たる部品のカバー５４が板状部材５６で構成され、この板状部材５６の接合部はあるが目視できるネジ穴が無いような場合、その接合部を寸法検査実施部品５４の位置決め可能な部位として用いたのが図５に示した被撮像部品５０、５２である。

例えば図５（Ａ）に示した被撮像部品５０の場合、三角形状として略中央部にターゲット５００を設け、図５（Ｄ）に示したように、カバーを構成する板状部材５６の角部に三角形状の被撮像部品５０における直角部を合わせ、両面テープなどで貼り付ける。また、図５（Ｂ）に示した被撮像部品５２の場合、方形状として略中央部にターゲット５２２を設け、さらに図５（Ｃ）に示したように、ターゲット５２２、または方形状部材５２自身に突起を設けて構成する。そして図５（Ｄ）に示したように、カバーを構成する板状部材５６の十字形状の接合部に、方形状部材５２に設けた突起を挿入して位置決めして貼り付ける。このようにすることで、接合部はあるが目視できるネジ穴が無いような場合でも、ターゲットを容易に設置することができる。

但しこの場合、被撮像部品５０のように三角形状の略中央部にターゲット５００を設けた場合、ターゲット５００の中心が十字形状の接合部と離れた位置となるが、この場合、予め十字形状の接合部とターゲット５００の中心との距離を記憶させておくことで解決できる。

また、カバーなどの場合、ボルト穴が無い上に湾曲している場合があるが、図６は、本発明になる寸法検査装置に使用するターゲット６００、６４０を有した被撮像部品を、寸法検査実施部品５４の湾曲部に合わせて変形可能な部材６０、６４で構成した例である。この図６（Ａ）は変形可能な部材６０の斜視図、（Ｂ）はこの変形可能な部材６０に容易に変形が可能なように寸法検査実施部品５４に貼り付ける側と、逆側の両方、または一方に切れ込みを設けた場合の側面図、（Ｃ）は複数の直方体形状物６４の一角部に互いを回転可能に結合するヒンジ６６が設けられた場合の側面図、（Ｄ）は寸法検査実施部品５４の湾曲部に合わせて変形可能な部材６０を設置した状態を示した側面図である。

まず図６（Ａ）は、硬質ゴムなどの変形可能な部材６０の例えば上面と側面にターゲット６００を設けた場合で、変形可能な部材６０は図のように断面正方形の直方体形状としたり、上面のみを使う場合は断面も厚さ方向が短い長方形状などで構成する。そしてこの変形可能な部材６０を図６（Ｄ）に示したように、カバー５４などの湾曲部に両面テープなどで貼って用いる。

図６（Ｂ）は変形可能な部材６０の寸法検査実施部品５４に貼り付ける側と、逆側の両方、または一方に、容易に変形が可能なように切れ込み６０２を入れた例である。このようにすることで、変形可能な部材６０は容易にカバー５４などの湾曲部に貼ることができる。また、この変形可能な部材を図６（Ｃ）に示したように、複数の直方体形状物６４の一角部に互いを回転可能に結合するヒンジ６６を設け、各直方体形状物６４のヒンジ６６が有る側をカバー５４などの湾曲部に貼るようにしても良い。このようにすることで、ターゲットを寸法検査実施部品５４に設けることができる。

以上が本発明に用いる被撮像部品であるが、次に先に説明した図１と、本発明になる寸法検査装置で実施する寸法検査方法のフロー図である図２を用い、本発明の寸法検査方法を説明する。なお、この処理に先立ち、図１のデータ処理装置２０の記憶装置２２における参照用既知データメモリ（含、合否判定用公差）２２２に、寸法検査の必要な部位の座標位置データとその合否判定用公差とを、参照用既知データとして記憶する。

ステップＳ１０で処理がスタートすると、まずステップＳ１２で前記図３乃至図６に示した被撮像部品、例えば図３に示したボルト状被撮像部品３２を寸法検査実施部品１０における、２次元座標位置が既知で、且つ、位置決め可能な部位、例えばネジ穴３４に螺合させて設置する。なお、この被撮像部品の設置は、図４乃至図６で説明したように、寸法検査の必要な部位にそれに対応した被撮像部品を使い、適宜実施する。またその際、図３（Ｄ）に示したような識別コードを有したターゲットを持つ被撮像部品は、予め定められた部位に設置する。

そして次のステップＳ１４で、図１に１２で示した撮像装置（デジタルカメラ）で寸法検査実施部品１０を複数の位置から撮像し、その撮像画像データ（計測用データ）を直接パソコン１６に、またはその撮像画像データ（計測用データ）を収容したメモリカード１４をパソコン１６で読み取らせる。そして通信回線１８を介し、寸法検査実施部品の受け入れ側に設けられたデータ処理装置２０にそのデータを送る。

するとデータ処理装置２０の制御部２４は、この受け取った計測用データをまず記憶装置２２の受け取りデータメモリ２２０に記憶する。そして制御部２４は次のステップＳ１６で、３Ｄソフトウェア記憶部２２４に記憶されている３Ｄソフトウェアと、受け取りデータメモリ２２０に記憶されている撮像画像データ（計測用データ）とを読み出し、３Ｄソフトウェアにより各画像のうちの図３（Ｃ）に示されたような、数字識別コード３２２またはバーコード状識別コード３２４の付いたターゲットと、その他のターゲットとを検出する。

そして各ターゲットの水平、垂直寸法を算出し、複数ターゲットにおける大小関係を用い、各画像における水平、垂直位置からの傾き具合を算出する。そして算出した水平、垂直位置からの傾き具合により、各撮像画像データ（計測用データ）の識別コード位置を用いてターゲット画像を張り合わせ、互いの画像のターゲットが重なるようにするにはどのような３Ｄ画像とすればよいかを計算する。そしてステップＳ１８で、ターゲットの位置関係と、ターゲット間の距離などを算出し、それによってステップＳ２０で各ターゲットの中心位置座標を算出して実際の編集座標データメモリ２６に記憶する。

こうして各ターゲットの中心位置座標が編集座標データメモリ２６に記憶されると制御部２４は、次にステップＳ２２で、参照用既知データメモリ（含、合否判定用公差）２２２に記憶されている、寸法検査の必要な部位の座標位置データとその合否判定用公差とを読み出し、比較回路２８に編集座標データメモリ２６に記憶されているターゲットの中心位置座標と比較させ、各ターゲットの中心位置座標が寸法検査の必要な部位の座標位置とどの程度異なるか、すなわち差が合否判定用公差いないに納まっているか否かを判定し、その結果を表示装置３０に表示してステップＳ２４で終了する。

このようにすることで本発明になる寸法検査装置は、寸法検査実施部品の位置決め可能な部位に止設することで、ターゲット中心が既知の座標位置と対応した位置となる被撮像部品の存在により、寸法検査実施部品における座標位置を正確に算出できるから、既知の座標位置と容易に比較することができ、ターゲットの貼り付け誤差や寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差、データの改ざんなどが起こらないようにして、正確な寸法検査により合否判定をすることができる。

また、データ処理装置を寸法検査実施部品の受け入れ側に設ければ、位置決め可能な部位の座標の算出と既知座標データとの座標比較による合否判定を受け入れ側で実施することも可能であり、計測用データの撮像側ではデータの改ざんができなくなり、正確なデータによる検査を実施して作業の効率化をはかることができる。

本発明によれば、寸法計測に大きな手間や、寸法測定の人によるバラツキに起因する誤差、データの改ざんなどを防ぎ、常に正確な寸法検査を実施できる寸法検査装置及び該装置に用いる被撮像部品を提供することができる。

１０ 寸法検査実施部品
１２ 撮像装置（デジカメ）
１４ 計測用データを収容したメモリカード
１６ パソコン
１８ 通信回線
２０ データ処理装置
２２ 記憶装置
２２０ 受け取りデータメモリ
２２２ 参照用既知データメモリ（含、合否判定用公差）
２２４ ３Ｄソフトウェア
２４ 制御部
２６ 実際の編集座標データ
２８ 比較回路
３０ 表示装置
３２ ボルト状被撮像部品
３２０ ターゲット
３２４ バーコード状識別コード
３２２ 数字識別コード
３４ ネジ穴

Claims (12)

1. 寸法検査実施部品における少なくとも２次元座標位置が既知で、且つ、位置決め可能な複数の部位に、予め撮像（目視）可能な位置にターゲットを有した被撮像部品を止設して複数の画像を撮像し、該画像データから前記位置決め可能な部位の座標を算出して前記既知の座標位置と比較し、前記寸法検査実施部品の合否判定を実施するソフトウェアを有したデータ処理装置を用いた寸法検査装置であって、
   前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位に止設する被撮像部品は、前記止設により前記ターゲット中心が前記既知の座標位置と対応した位置となる部材であることを特徴とする寸法検査装置。
2. 前記ターゲットは大きさが既知で、少なくとも１つの被撮像部品のターゲットに識別コードが付されていることを特徴とする請求項１に記載した寸法検査装置。
3. 前記データ処理装置が前記寸法検査実施部品の受け入れ側に設けられ、前記寸法検査実施部品を撮像する側と前記受け入れ側とを結ぶ通信回線が設けられて、前記通信回線を介して前記計測用データを前記受け入れ側で受け入れ、前記位置決め可能な部位の座標の算出と前記既知座標データとの座標比較による合否判定を前記受け入れ側で実施することを特徴とする請求項２に記載した寸法検査装置。
4. 前記請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品であって、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位がネジ穴であり、前記被撮像部品がターゲットを頭部に設けたボルトであることを特徴とする請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
5. 前記ボルト頭部を挿入可能に構成されて、挿入された前記ボルト頭部の中央と前記ターゲット中央とを一致させた状態で前記ターゲットを貼り付け、または印刷する機構を内蔵したターゲット貼り付け治具でターゲットを貼り付けたボルトを前記被撮像部品としたことを特徴とする請求項４に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
6. 前記請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品であって、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位がネジ穴であり、前記被撮像部品が一端にネジを、他端にターゲットを設けた棒状部材であることを特徴とする請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
7. 前記ターゲット部材を前記棒状部材の他端に巻き付けて設けたことを特徴とする請求項６に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
8. 前記請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品であって、前記寸法検査実施部品の位置決め可能な部位が部品を覆う板状部材の接合部であり、前記ターゲットを設けた被撮像部品を前記接合部に貼り付けられるようにしたことを特徴とする請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
9. 前記被撮像部品を前記接合部における角部形状に合致した三角形状部材か、十字形状の接合部の十字部に挿入する突起付き方形部材としたことを特徴とする請求項８に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
10. 前記請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品であって、前記寸法検査実施部品が湾曲部を有し、前記被撮像部品が湾曲部に合わせて変形可能な部材に前記ターゲットを設けて構成され、該被撮像部品を湾曲部に合わせて貼り付けられるようにしたことを特徴とする請求項２に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
11. 前記被撮像部品は硬質ゴムで形成され、前記寸法検査実施部品の湾曲部側及び逆側の両方、またはどちらかに、切れ込みを有していることを特徴とする請求項１０に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。
12. 前記被撮像部品が、複数の直方体形状物の一角部に互いを回転可能に結合するヒンジが設けられて形成されていることを特徴とする請求項１０に記載した寸法検査装置に用いる被撮像部品。

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