JP2964682B2 - 表面形状測定装置 - Google Patents
表面形状測定装置Info
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- JP2964682B2 JP2964682B2 JP8088291A JP8088291A JP2964682B2 JP 2964682 B2 JP2964682 B2 JP 2964682B2 JP 8088291 A JP8088291 A JP 8088291A JP 8088291 A JP8088291 A JP 8088291A JP 2964682 B2 JP2964682 B2 JP 2964682B2
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- Japan
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- arm
- distance
- distance meter
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- meter
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面形状を測定する測
定装置に関する。
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物体の表面形状を測定する装置としてプ
ローブ（測定点位置決め検出器）をＸ，Ｙ，Ｚ軸の３方
向に移動させ、正確な表面座標を得る装置が市販されて
いる。
ローブ（測定点位置決め検出器）をＸ，Ｙ，Ｚ軸の３方
向に移動させ、正確な表面座標を得る装置が市販されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、計測対象とし
ては、２次元的形状でよいものも多く、また、作業現場
などで手軽に扱える装置が望まれる。本発明は、このよ
うな状況を考慮したもので、表面形状を簡便な構造で測
定する表面形状測定装置を提供することを目的とする。
ては、２次元的形状でよいものも多く、また、作業現場
などで手軽に扱える装置が望まれる。本発明は、このよ
うな状況を考慮したもので、表面形状を簡便な構造で測
定する表面形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、支柱と、この支柱の上端と一端を回転自
在に結合し他端に距離計を設けたアームと、このアーム
の傾斜角を測定する角度計とを備え、角度をかえて、前
記距離計がこの距離計の計測基準点と前記アームの軸方
向の測定対象点との距離を計測するようにし、複数の角
度と距離の組を測定し、記録するようにする。また、基
準平面について前記距離計の計測値とこれに対応する前
記角度計の計測値の組を３組以上計測し、この計測した
データより前記距離計の計測基準点と前記アームの回転
中心との長さを演算するプログラムを設ける。
め、本発明は、支柱と、この支柱の上端と一端を回転自
在に結合し他端に距離計を設けたアームと、このアーム
の傾斜角を測定する角度計とを備え、角度をかえて、前
記距離計がこの距離計の計測基準点と前記アームの軸方
向の測定対象点との距離を計測するようにし、複数の角
度と距離の組を測定し、記録するようにする。また、基
準平面について前記距離計の計測値とこれに対応する前
記角度計の計測値の組を３組以上計測し、この計測した
データより前記距離計の計測基準点と前記アームの回転
中心との長さを演算するプログラムを設ける。
【０００５】
【０００６】
【作用】上記構成により、表面を計測しようとする対象
点に対しアームの軸方向を向け、例えば、支柱に対する
傾斜角度θと距離計の計測基準点と対象点との距離Ｍを
計測し、既に測定してあるアーム回転中心と距離計の距
離計測基準点との長さＬより、アーム回転中心を原点と
して対象点の極座標（Ｌ＋Ｍ，θ）が得られる。この対
象点を複数個設定して計測することにより、表面の２次
元的形状が得られる。なお、支柱を移動することによ
り、２次元を３次元に拡張することができる。
点に対しアームの軸方向を向け、例えば、支柱に対する
傾斜角度θと距離計の計測基準点と対象点との距離Ｍを
計測し、既に測定してあるアーム回転中心と距離計の距
離計測基準点との長さＬより、アーム回転中心を原点と
して対象点の極座標（Ｌ＋Ｍ，θ）が得られる。この対
象点を複数個設定して計測することにより、表面の２次
元的形状が得られる。なお、支柱を移動することによ
り、２次元を３次元に拡張することができる。
【０００７】また、距離計を取り外して調整し、再取り
付けした場合などＬの長さが変化する場合がある。ま
た、対象面によっては、Ｌの長さを調整し、測定する場
合がある。このようなとき、本装置の支柱を固定し、平
坦が保証された基準平面について３点のＭとθを計測す
ることにより、未知数Ｌを演算により算出することがで
きる。このプログラムを設けておくことにより、距離計
の取り付け位置が変化しても、精度よく計測することが
できる。
付けした場合などＬの長さが変化する場合がある。ま
た、対象面によっては、Ｌの長さを調整し、測定する場
合がある。このようなとき、本装置の支柱を固定し、平
坦が保証された基準平面について３点のＭとθを計測す
ることにより、未知数Ｌを演算により算出することがで
きる。このプログラムを設けておくことにより、距離計
の取り付け位置が変化しても、精度よく計測することが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の実施例の外観を示し、（ａ）は正
面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。同図において、１
は支柱、２はこの支柱１の頂部とその一端でピンにより
回転できるよう取り付けられ、他端に距離計３を設けた
アームである。本実施例ではこの距離計３としてレーザ
ビームを測定対象点に照射し、その反射ビームを入力し
て距離を計測するレーザ距離計を用いたが、機械的に計
測するものでもよく、特に距離計のタイプを限定する必
要はない。４はアーム２の支柱に対する傾斜角を計測す
る角度計でアーム２と回転軸により一体に構成され、ア
ーム２の傾き角を計測する。傾き角は、支柱に対する角
度としたが、測定毎に定めた任意の軸に対するものであ
ってもよい。
する。図１は本発明の実施例の外観を示し、（ａ）は正
面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。同図において、１
は支柱、２はこの支柱１の頂部とその一端でピンにより
回転できるよう取り付けられ、他端に距離計３を設けた
アームである。本実施例ではこの距離計３としてレーザ
ビームを測定対象点に照射し、その反射ビームを入力し
て距離を計測するレーザ距離計を用いたが、機械的に計
測するものでもよく、特に距離計のタイプを限定する必
要はない。４はアーム２の支柱に対する傾斜角を計測す
る角度計でアーム２と回転軸により一体に構成され、ア
ーム２の傾き角を計測する。傾き角は、支柱に対する角
度としたが、測定毎に定めた任意の軸に対するものであ
ってもよい。
【０００９】図２は本実施例の計測データを処理する計
測データ処理部の構成を示すブロック図である。同図に
おいて11は距離計３の距離検出部で、図１に示すＭを計
測する。12は角度計４の角度検出部で支柱１とアーム２
との傾斜角θを検出する。13は前処理部で、Ｍとθを同
期して計測する。14は記憶部で多数の（Ｍ，θ）の組や
演算結果や演算するのに必要な幾何学的諸元などを格納
する。15は演算部で計測した（Ｍ，θ）の組からＬの算
出およびこのＬとＭとを加算して表面形状の極座標（Ｌ
＋Ｍ，θ）の算出などを行う。16は入出力装置で指示の
入力や演算結果の表示などを行う。なお、アームを回転
し角度を変えて距離を測定するのに、図示されていない
電動機によってアームを回転させることができる。
測データ処理部の構成を示すブロック図である。同図に
おいて11は距離計３の距離検出部で、図１に示すＭを計
測する。12は角度計４の角度検出部で支柱１とアーム２
との傾斜角θを検出する。13は前処理部で、Ｍとθを同
期して計測する。14は記憶部で多数の（Ｍ，θ）の組や
演算結果や演算するのに必要な幾何学的諸元などを格納
する。15は演算部で計測した（Ｍ，θ）の組からＬの算
出およびこのＬとＭとを加算して表面形状の極座標（Ｌ
＋Ｍ，θ）の算出などを行う。16は入出力装置で指示の
入力や演算結果の表示などを行う。なお、アームを回転
し角度を変えて距離を測定するのに、図示されていない
電動機によってアームを回転させることができる。
【００１０】次に距離計３の距離計測基準点とアーム２
の回転中心との距離Ｌを演算する方法を説明する。図３
はこの演算に必要なデータの関係を示した図である。ま
ず基準となる平面について本実施例の装置によって、
（Ｍ１，α），（Ｍ２，α＋θ１），（Ｍ３，α＋θ
２）の３組を計測する。ＯＰは基準平面に垂直なので、
高さＯＰは次のように表される。 ＯＰ＝（Ｌ＋Ｍ１）ＣＯＳα＝（Ｌ＋Ｍ２）ＣＯＳ（α＋θ１） ＝（Ｌ＋Ｍ３）ＣＯＳ（α＋θ２） 上記より２つの式が成立し、未知数αとＬを算出するこ
とができる。
の回転中心との距離Ｌを演算する方法を説明する。図３
はこの演算に必要なデータの関係を示した図である。ま
ず基準となる平面について本実施例の装置によって、
（Ｍ１，α），（Ｍ２，α＋θ１），（Ｍ３，α＋θ
２）の３組を計測する。ＯＰは基準平面に垂直なので、
高さＯＰは次のように表される。 ＯＰ＝（Ｌ＋Ｍ１）ＣＯＳα＝（Ｌ＋Ｍ２）ＣＯＳ（α＋θ１） ＝（Ｌ＋Ｍ３）ＣＯＳ（α＋θ２） 上記より２つの式が成立し、未知数αとＬを算出するこ
とができる。
【００１１】図４は距離計３がアームの中心軸にずれｅ
を持って、またはθ0傾斜して取り付けられた場合を示
す図である。この場合、（Ｍ１，α），（Ｍ２，α＋θ
１），（Ｍ３，α＋θ２），（Ｍ３，α＋θ３）の４組
を求めることにより、Ｌα，θ０，を算出することがで
きる。
を持って、またはθ0傾斜して取り付けられた場合を示
す図である。この場合、（Ｍ１，α），（Ｍ２，α＋θ
１），（Ｍ３，α＋θ２），（Ｍ３，α＋θ３）の４組
を求めることにより、Ｌα，θ０，を算出することがで
きる。
【００１２】本実施例は持ち歩き可能な大きさなので現
地工事作業において、例えば、溶接のすみ肉の脚長の形
状などを計測するのに有効である。また、支柱１をアー
ム２の回転面と直角方向に移動することにより３次元の
表面形状を計測することができる。
地工事作業において、例えば、溶接のすみ肉の脚長の形
状などを計測するのに有効である。また、支柱１をアー
ム２の回転面と直角方向に移動することにより３次元の
表面形状を計測することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、支柱にアームを回転自由に取り付け、このアームに
距離計と角度計を取り付けるという構造なので、持ち歩
きできる簡便な装置となり、利用度が高い。
は、支柱にアームを回転自由に取り付け、このアームに
距離計と角度計を取り付けるという構造なので、持ち歩
きできる簡便な装置となり、利用度が高い。
【図１】本発明お実施例を示し（ａ）は正面図、（ｂ）
は側面図である。
は側面図である。
【図２】本実施例の機能の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】アーム回転中心と距離計測基準点との距離を計
算する説明図である。
算する説明図である。
【図４】アームの回転中心のずれおよびアームの長さ方
向の軸心と距離計の取り付け軸心がずれた場合のアーム
回転中心と距離計測基準点との距離を計算する説明図で
ある。
向の軸心と距離計の取り付け軸心がずれた場合のアーム
回転中心と距離計測基準点との距離を計算する説明図で
ある。
１ 支柱 ２ アーム ３ 距離計 ４ 角度計
Claims (1)
- 【請求項１】 支柱と、この支柱の上端と一端を回転自
在に結合し他端に距離計を設けたアームと、このアーム
の傾斜角を測定する角度計とを備え、前記距離計がこの
距離計の計測基準点と前記アームの軸方向の測定対象点
との距離を計測し、角度と距離を組として複数点記録す
る表面形状測定装置において、 基準平面上で前記距離計の計測値とこれに対応する前記
角度計の計測値の組を３組以上計測し、この計測したデ
ータより前記距離計の計測基準点と前記アームの回転中
心との長さを演算するプログラムを設けた ことを特徴と
する表面形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8088291A JP2964682B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 表面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8088291A JP2964682B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 表面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290913A JPH04290913A (ja) | 1992-10-15 |
| JP2964682B2 true JP2964682B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=13730717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8088291A Expired - Lifetime JP2964682B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 表面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964682B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP8088291A patent/JP2964682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04290913A (ja) | 1992-10-15 |
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Legal Events
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