JP3020081B2 - 輪郭形状測定機の形状自動演算方法及びその装置 - Google Patents
輪郭形状測定機の形状自動演算方法及びその装置Info
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- JP3020081B2 JP3020081B2 JP6139473A JP13947394A JP3020081B2 JP 3020081 B2 JP3020081 B2 JP 3020081B2 JP 6139473 A JP6139473 A JP 6139473A JP 13947394 A JP13947394 A JP 13947394A JP 3020081 B2 JP3020081 B2 JP 3020081B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被測定物（以下、「ワー
ク」という。）の輪郭形状を測定して形状データを出力
する輪郭形状測定機において、データ処理装置を備え、
形状データから幾何形状を自動的に認識して幾何形状値
と幾何形状境界値を演算する輪郭形状測定機の形状自動
演算方法及びその装置に関する。
ク」という。）の輪郭形状を測定して形状データを出力
する輪郭形状測定機において、データ処理装置を備え、
形状データから幾何形状を自動的に認識して幾何形状値
と幾何形状境界値を演算する輪郭形状測定機の形状自動
演算方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】輪郭形状測定機１０は図１０に示すよう
に、ベース１１に立設されたコラム１２に水平送り装置
１３が設けられ、触針１５を有し触針１５の上下（Ｚ）
方向の変位を検出する検出器１４が、水平送り装置１３
に水平（Ｘ）方向移動自在に設けられている。水平送り
装置１３には検出器１４の水平方向の移動量を検出する
スケールが内蔵されている。これによって、ワーク１６
の測定位置に触針１５を当接した状態で検出器１４をＸ
方向に移動させると、上下方向の変位が検出器１４で検
出され、検出器１４の水平方向の移動量が水平送り装置
１３のスケールで検出されて、ワーク１６の輪郭形状が
測定される。
に、ベース１１に立設されたコラム１２に水平送り装置
１３が設けられ、触針１５を有し触針１５の上下（Ｚ）
方向の変位を検出する検出器１４が、水平送り装置１３
に水平（Ｘ）方向移動自在に設けられている。水平送り
装置１３には検出器１４の水平方向の移動量を検出する
スケールが内蔵されている。これによって、ワーク１６
の測定位置に触針１５を当接した状態で検出器１４をＸ
方向に移動させると、上下方向の変位が検出器１４で検
出され、検出器１４の水平方向の移動量が水平送り装置
１３のスケールで検出されて、ワーク１６の輪郭形状が
測定される。
【０００３】また、測定値として必要な値は幾何形状値
（形状データを直線・円・楕円等の幾何形状に設定して
演算した円の直径、楕円の長径・短径、円の中心位置等
の値）と幾何形状境界値（幾何形状と幾何形状が交わる
境界の位置や交差する角度、境界間距離等）である。デ
ータ処理装置としては、形状データをそのままＸ−Ｙプ
ロッタに出力して形状図（各測定点のＸ方向とＺ方向の
値をプロットした図）を描かせるシステムと、データ処
理装置が備えられてＣＲＴで形状図を表示するシステ
ム、または、両方を備えたシステムがある。この場合、
Ｘ−Ｙプロッタに出力するシステムでは描かれた形状図
から幾何形状値や幾何形状境界値を作業者が読みとらな
ければならないが、データ処理装置が備えられたシステ
ムでは次のようにして幾何形状値と幾何形状境界値をデ
ータ処理装置に演算させることができる。これを図８に
示すフローチャート及び図９に示す形状図例で説明す
る。
（形状データを直線・円・楕円等の幾何形状に設定して
演算した円の直径、楕円の長径・短径、円の中心位置等
の値）と幾何形状境界値（幾何形状と幾何形状が交わる
境界の位置や交差する角度、境界間距離等）である。デ
ータ処理装置としては、形状データをそのままＸ−Ｙプ
ロッタに出力して形状図（各測定点のＸ方向とＺ方向の
値をプロットした図）を描かせるシステムと、データ処
理装置が備えられてＣＲＴで形状図を表示するシステ
ム、または、両方を備えたシステムがある。この場合、
Ｘ−Ｙプロッタに出力するシステムでは描かれた形状図
から幾何形状値や幾何形状境界値を作業者が読みとらな
ければならないが、データ処理装置が備えられたシステ
ムでは次のようにして幾何形状値と幾何形状境界値をデ
ータ処理装置に演算させることができる。これを図８に
示すフローチャート及び図９に示す形状図例で説明す
る。
【０００４】まず、作業者が輪郭形状測定機１０でワー
ク１６を測定すると（工程１０１）、ＣＲＴに測定した
位置の形状図が表示される（工程１０２）。図９に示す
形状図はネジのような三角形状ワークを測定した例の概
要を表したもので、１２１が測定開始点、１３０が測定
終了点である。表示された形状図に対して、作業者が該
当する幾何形状（この例ではすべて直線）を判別して指
示するとともに、幾何形状値を演算する対象領域を指定
する（工程１０４）。この場合、測定開始点１２１付近
と測定終了点１３０付近及び形状が大きく変化する部分
は一般的に測定誤差が大きいので、これらの部分を除い
た部分（例えば図９で「点１２２から点１２３の領
域」）を幾何形状値演算の対象領域として指定する。幾
何形状値演算の対象領域が指定されると、指示された幾
何形状に基づいて自動的にその指定領域の形状データが
演算されて（工程１０５）、幾何形状値（「点１２２か
ら点１２３の領域」の場合は直線Ｌｆ）が表示される
（工程１０６）。
ク１６を測定すると（工程１０１）、ＣＲＴに測定した
位置の形状図が表示される（工程１０２）。図９に示す
形状図はネジのような三角形状ワークを測定した例の概
要を表したもので、１２１が測定開始点、１３０が測定
終了点である。表示された形状図に対して、作業者が該
当する幾何形状（この例ではすべて直線）を判別して指
示するとともに、幾何形状値を演算する対象領域を指定
する（工程１０４）。この場合、測定開始点１２１付近
と測定終了点１３０付近及び形状が大きく変化する部分
は一般的に測定誤差が大きいので、これらの部分を除い
た部分（例えば図９で「点１２２から点１２３の領
域」）を幾何形状値演算の対象領域として指定する。幾
何形状値演算の対象領域が指定されると、指示された幾
何形状に基づいて自動的にその指定領域の形状データが
演算されて（工程１０５）、幾何形状値（「点１２２か
ら点１２３の領域」の場合は直線Ｌｆ）が表示される
（工程１０６）。
【０００５】次に、作業者は形状図の次の領域の幾何形
状値を演算させるか、幾何形状境界値を演算させるか選
択し（工程１０７）、次の領域の幾何形状値を演算させ
る場合は工程１０３へ戻って同様に、該当する幾何形状
の判別指示をするとともに、「点１２４から点１２５の
領域」「点１２６から点１２７の領域」「点１２８から
点１２９の領域」等を指定する。これによって、直線Ｌ
ｇ・直線Ｌｈ・直線Ｌｉ等の幾何形状値が算出される。
幾何形状境界値を演算させる場合は対象とする２つの幾
何形状（例えば直線Ｌｆと直線Ｌｇ）を指示する（工程
１０９）と、指示された幾何形状の幾何形状境界値（図
９で、交点１３１の座標値や交角θｄ）が自動的に演算
されて（工程１１０）、演算結果が表示される（工程１
１１）。同様に、直線Ｌｇと直線Ｌｈを指示すると交点
１３２の座標値や交角θｅ、直線Ｌｈと直線Ｌｉを指示
すると交点１３３の座標値や交角θｆが算出される。こ
の後、作業者は次の領域の幾何形状値を演算させる場合
は工程１０３へ戻り、次の幾何形状境界値を演算させる
場合は工程１０８へ戻って、同様の作業を行う（工程１
１２）。
状値を演算させるか、幾何形状境界値を演算させるか選
択し（工程１０７）、次の領域の幾何形状値を演算させ
る場合は工程１０３へ戻って同様に、該当する幾何形状
の判別指示をするとともに、「点１２４から点１２５の
領域」「点１２６から点１２７の領域」「点１２８から
点１２９の領域」等を指定する。これによって、直線Ｌ
ｇ・直線Ｌｈ・直線Ｌｉ等の幾何形状値が算出される。
幾何形状境界値を演算させる場合は対象とする２つの幾
何形状（例えば直線Ｌｆと直線Ｌｇ）を指示する（工程
１０９）と、指示された幾何形状の幾何形状境界値（図
９で、交点１３１の座標値や交角θｄ）が自動的に演算
されて（工程１１０）、演算結果が表示される（工程１
１１）。同様に、直線Ｌｇと直線Ｌｈを指示すると交点
１３２の座標値や交角θｅ、直線Ｌｈと直線Ｌｉを指示
すると交点１３３の座標値や交角θｆが算出される。こ
の後、作業者は次の領域の幾何形状値を演算させる場合
は工程１０３へ戻り、次の幾何形状境界値を演算させる
場合は工程１０８へ戻って、同様の作業を行う（工程１
１２）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、幾何形
状値を求めるためには、作業者が表示された形状図の該
当する幾何形状の種類を判別して指示するとともに、幾
何形状値演算の対象領域を指定しなければならない。ま
た、幾何形状境界値を求めるためにも同様に、対象とす
る２つの幾何形状をそれぞれ指示する必要がある。した
がって、作業が煩わしく時間がかかるという問題があ
る。
状値を求めるためには、作業者が表示された形状図の該
当する幾何形状の種類を判別して指示するとともに、幾
何形状値演算の対象領域を指定しなければならない。ま
た、幾何形状境界値を求めるためにも同様に、対象とす
る２つの幾何形状をそれぞれ指示する必要がある。した
がって、作業が煩わしく時間がかかるという問題があ
る。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、作業者が幾何形状の種類の判別や幾何形状値演
算対象領域の指定、さらに幾何形状境界値の対象幾何形
状の指示を行う必要がなく、形状データからの幾何形状
値及び幾何形状境界値の演算を自動的に行う輪郭形状測
定機の形状自動演算方法及びその装置を提供することを
目的とする。
もので、作業者が幾何形状の種類の判別や幾何形状値演
算対象領域の指定、さらに幾何形状境界値の対象幾何形
状の指示を行う必要がなく、形状データからの幾何形状
値及び幾何形状境界値の演算を自動的に行う輪郭形状測
定機の形状自動演算方法及びその装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、輪郭形状測定機の形状自動演算方法を、 （イ）幾何形状判別条件を入力する。 （ロ）ワークを測定して形状データを得る。 （ハ）前記形状データを２回微分して前記形状データの
幾何形状境界を仮設定する。 （ニ）前記仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始
点の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データ
の幾何形状演算領域を設定する。 （ホ）前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾
何形状判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を
判別しながら、幾何形状値を演算する。 （ヘ）前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を
演算する。 （ト）前記演算された幾何形状値と幾何形状境界値を出
力する。 以上のようにした。
するために、輪郭形状測定機の形状自動演算方法を、 （イ）幾何形状判別条件を入力する。 （ロ）ワークを測定して形状データを得る。 （ハ）前記形状データを２回微分して前記形状データの
幾何形状境界を仮設定する。 （ニ）前記仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始
点の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データ
の幾何形状演算領域を設定する。 （ホ）前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾
何形状判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を
判別しながら、幾何形状値を演算する。 （ヘ）前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を
演算する。 （ト）前記演算された幾何形状値と幾何形状境界値を出
力する。 以上のようにした。
【０００９】また、前記幾何形状判別条件を直線と楕円
及び円の３種類に区分する条件とし、前記形状データの
幾何形状を直線若しくは楕円または円のいずれかに設定
して演算する。
及び円の３種類に区分する条件とし、前記形状データの
幾何形状を直線若しくは楕円または円のいずれかに設定
して演算する。
【００１０】また、輪郭形状測定機の形状自動演算装置
を、（イ）ワークの輪郭形状を測定して形状データを出
力する輪郭形状測定機と、（ロ）幾何形状判別条件を入
力する判別条件入力部と、（ハ）前記形状データを２回
微分して前記形状データの幾何形状境界を仮設定すると
ともに、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点
の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データの
幾何形状演算領域を設定する演算領域設定部と、（ニ）
前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾何形状
判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を判別し
ながら、幾何形状値を演算する幾何形状値演算部と、
（ホ）前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を
演算する境界値演算部と、（ヘ）前記演算された幾何形
状値と幾何形状境界値を出力する測定結果出力部と、か
ら構成した。
を、（イ）ワークの輪郭形状を測定して形状データを出
力する輪郭形状測定機と、（ロ）幾何形状判別条件を入
力する判別条件入力部と、（ハ）前記形状データを２回
微分して前記形状データの幾何形状境界を仮設定すると
ともに、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点
の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データの
幾何形状演算領域を設定する演算領域設定部と、（ニ）
前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾何形状
判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を判別し
ながら、幾何形状値を演算する幾何形状値演算部と、
（ホ）前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を
演算する境界値演算部と、（ヘ）前記演算された幾何形
状値と幾何形状境界値を出力する測定結果出力部と、か
ら構成した。
【００１１】
【作用】本発明によれば、形状データを２回微分し不連
続点を抽出することによって形状データの幾何形状境界
を仮設定し、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開
始点の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状デー
タの幾何形状演算領域を設定する。また、設定された幾
何形状演算領域ごとに、幾何形状判別条件に基づいて形
状データの幾何形状を判別しながら、幾何形状値を演算
する。幾何形状は、直線・楕円・円の３種類に区分して
判別する。さらに、演算された幾何形状値から幾何形状
境界値を演算する。こうして、輪郭形状測定機で得られ
た形状データから自動的に幾何形状値及び幾何形状境界
値を算出する。
続点を抽出することによって形状データの幾何形状境界
を仮設定し、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開
始点の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状デー
タの幾何形状演算領域を設定する。また、設定された幾
何形状演算領域ごとに、幾何形状判別条件に基づいて形
状データの幾何形状を判別しながら、幾何形状値を演算
する。幾何形状は、直線・楕円・円の３種類に区分して
判別する。さらに、演算された幾何形状値から幾何形状
境界値を演算する。こうして、輪郭形状測定機で得られ
た形状データから自動的に幾何形状値及び幾何形状境界
値を算出する。
【００１２】
【実施例】本発明に係る輪郭形状測定機の形状自動演算
装置の実施例の構成を表すブロック図を図３に示す。図
３において、輪郭形状測定機１０は図１０に示した輪郭
形状測定機である。判別条件入力部２１は予め作業者が
幾何形状判別条件を入力する。演算領域設定部２２は輪
郭形状測定機１０から送られてきた形状データを２回微
分して形状データの幾何形状境界を仮設定するととも
に、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点の近
傍及び測定終了点の近傍を除いて形状データの幾何形状
演算領域を設定する。幾何形状値演算部２３は演算領域
設定部２２で設定された幾何形状演算領域ごとに、判別
条件入力部２１に入力された幾何形状判別条件に基づい
て、輪郭形状測定機１０から送られてきた形状データの
幾何形状を判別しながら幾何形状値を演算する。境界値
演算部２４は演算された幾何形状値によって幾何形状境
界値を演算する。測定結果出力部２５は幾何形状値演算
部２３で演算された幾何形状値と境界値演算部２４で演
算された幾何形状境界値を出力する。
装置の実施例の構成を表すブロック図を図３に示す。図
３において、輪郭形状測定機１０は図１０に示した輪郭
形状測定機である。判別条件入力部２１は予め作業者が
幾何形状判別条件を入力する。演算領域設定部２２は輪
郭形状測定機１０から送られてきた形状データを２回微
分して形状データの幾何形状境界を仮設定するととも
に、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点の近
傍及び測定終了点の近傍を除いて形状データの幾何形状
演算領域を設定する。幾何形状値演算部２３は演算領域
設定部２２で設定された幾何形状演算領域ごとに、判別
条件入力部２１に入力された幾何形状判別条件に基づい
て、輪郭形状測定機１０から送られてきた形状データの
幾何形状を判別しながら幾何形状値を演算する。境界値
演算部２４は演算された幾何形状値によって幾何形状境
界値を演算する。測定結果出力部２５は幾何形状値演算
部２３で演算された幾何形状値と境界値演算部２４で演
算された幾何形状境界値を出力する。
【００１３】本発明に係る輪郭形状測定機の形状自動演
算方法の実施例のフローチャートを図１に示す。まず、
判別条件入力部２１から予め作業者が幾何形状判別条件
を入力し（工程３１）、輪郭形状測定機１０でワーク１
６を測定すると（工程３２）、演算領域設定部２２で、
輪郭形状測定機１０から送られてきた形状データが２回
微分されて幾何形状境界が仮設定される（工程３３）と
ともに、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点
の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データの
幾何形状演算領域が設定される（工程３４）。次に、幾
何形状値演算部２３で、演算領域設定部２２で設定され
た幾何形状演算領域ごとに、判別条件入力部２１に入力
された幾何形状判別条件に基づいて形状データの幾何形
状が判別されながら、形状データが演算されて幾何形状
値が算出され（工程３６）、さらに、算出された幾何形
状値から幾何形状境界値が演算される（工程３７）。こ
の後、全ての演算が完了したか判別され（工程３８）、
未完了であれば工程３５へ戻って残りの演算が継続さ
れ、完了であればすべての測定結果が出力される（工程
３９）。
算方法の実施例のフローチャートを図１に示す。まず、
判別条件入力部２１から予め作業者が幾何形状判別条件
を入力し（工程３１）、輪郭形状測定機１０でワーク１
６を測定すると（工程３２）、演算領域設定部２２で、
輪郭形状測定機１０から送られてきた形状データが２回
微分されて幾何形状境界が仮設定される（工程３３）と
ともに、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点
の近傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データの
幾何形状演算領域が設定される（工程３４）。次に、幾
何形状値演算部２３で、演算領域設定部２２で設定され
た幾何形状演算領域ごとに、判別条件入力部２１に入力
された幾何形状判別条件に基づいて形状データの幾何形
状が判別されながら、形状データが演算されて幾何形状
値が算出され（工程３６）、さらに、算出された幾何形
状値から幾何形状境界値が演算される（工程３７）。こ
の後、全ての演算が完了したか判別され（工程３８）、
未完了であれば工程３５へ戻って残りの演算が継続さ
れ、完了であればすべての測定結果が出力される（工程
３９）。
【００１４】次に、工程３３の幾何形状境界仮設定方法
及び工程３４の幾何形状演算領域設定方法を詳述する。
図４に示す形状図は従来の技術で例として用いたものと
同じくネジのような三角形状ワークを測定して得られた
形状データの各測定点のＸ方向とＺ方向の値をプロット
した形状図で、５１が測定開始点、６０が測定終了点で
ある。また、図５は図４に示した例の形状データを２回
微分して得られた２回微分波形の概要を表したものであ
る。このように図４に示した形状図を２回微分すると形
状の変化が大きな部分はパルス状の波形になるので、形
状データを２回微分した波形からパルス状の部分を検出
することによって、形状データの幾何形状境界のおおよ
その位置が推定できる。実際には、形状の変化が大きな
部分といっても鋭角にはなっていなく弛れていたり測定
上の誤差等もあって、２回微分した波形の根本部分（Ｚ
＝０の付近）は判別が難しいので、図５に示すように、
所定領域（Ｚ＝−Ａ〜＋Ａ）を除いた部分の波形を判別
に用いる。また、形状データには粗さ成分等が含まれ、
形状データをそのまま２回微分するとパルス状の部分が
多数現れて幾何形状境界付近の抽出が困難になるで、粗
さ成分等が大きい場合は形状データをスムージング（粗
さ成分等を除く）してから２回微分する。
及び工程３４の幾何形状演算領域設定方法を詳述する。
図４に示す形状図は従来の技術で例として用いたものと
同じくネジのような三角形状ワークを測定して得られた
形状データの各測定点のＸ方向とＺ方向の値をプロット
した形状図で、５１が測定開始点、６０が測定終了点で
ある。また、図５は図４に示した例の形状データを２回
微分して得られた２回微分波形の概要を表したものであ
る。このように図４に示した形状図を２回微分すると形
状の変化が大きな部分はパルス状の波形になるので、形
状データを２回微分した波形からパルス状の部分を検出
することによって、形状データの幾何形状境界のおおよ
その位置が推定できる。実際には、形状の変化が大きな
部分といっても鋭角にはなっていなく弛れていたり測定
上の誤差等もあって、２回微分した波形の根本部分（Ｚ
＝０の付近）は判別が難しいので、図５に示すように、
所定領域（Ｚ＝−Ａ〜＋Ａ）を除いた部分の波形を判別
に用いる。また、形状データには粗さ成分等が含まれ、
形状データをそのまま２回微分するとパルス状の部分が
多数現れて幾何形状境界付近の抽出が困難になるで、粗
さ成分等が大きい場合は形状データをスムージング（粗
さ成分等を除く）してから２回微分する。
【００１５】こうして、形状データの仮の幾何形状境界
（測定開始点５１及び測定終了点６０も含めて、図５で
示すＸ座標値のＸａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、
Ｘｇ、Ｘｈ）が設定されると、次に、仮の幾何形状境界
間距離（「Ｘｂ−Ｘａ」等）に対する一定の比率幅、す
なわち、 Ｂ＝α（Ｘｂ−Ｘａ） Ｃ＝α（Ｘｃ−Ｘｂ） Ｄ＝α（Ｘｄ−Ｘｃ） Ｅ＝α（Ｘｅ−Ｘｄ） Ｆ＝α（Ｘｆ−Ｘｅ） Ｇ＝α（Ｘｇ−Ｘｆ） Ｈ＝α（Ｘｈ−Ｘｇ） が仮の幾何形状境界の両側から除かれる。この場合、こ
の例では図に示すようにＢとＤの一部、ＤとＦの一部、
ＦとＨの一部は重なっており、ＣとＥとＧはそれらの領
域に包含されるので図示は省略している。この結果、幾
何形状演算領域として、「点５２から点５３の領域」
「点５４から点５５の領域」「点５６から点５７の領
域」「点５８から点５９の領域」が設定される。仮の幾
何形状境界の近傍と測定開始点の近傍及び測定終了点の
近傍を除いて幾何形状演算領域を設定するのは、従来の
技術でも触れたように、測定開始点５１付近や測定終了
点６０付近及び形状が大きく変化する部分は一般的に測
定誤差が大きくなりやすいからである。
（測定開始点５１及び測定終了点６０も含めて、図５で
示すＸ座標値のＸａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、
Ｘｇ、Ｘｈ）が設定されると、次に、仮の幾何形状境界
間距離（「Ｘｂ−Ｘａ」等）に対する一定の比率幅、す
なわち、 Ｂ＝α（Ｘｂ−Ｘａ） Ｃ＝α（Ｘｃ−Ｘｂ） Ｄ＝α（Ｘｄ−Ｘｃ） Ｅ＝α（Ｘｅ−Ｘｄ） Ｆ＝α（Ｘｆ−Ｘｅ） Ｇ＝α（Ｘｇ−Ｘｆ） Ｈ＝α（Ｘｈ−Ｘｇ） が仮の幾何形状境界の両側から除かれる。この場合、こ
の例では図に示すようにＢとＤの一部、ＤとＦの一部、
ＦとＨの一部は重なっており、ＣとＥとＧはそれらの領
域に包含されるので図示は省略している。この結果、幾
何形状演算領域として、「点５２から点５３の領域」
「点５４から点５５の領域」「点５６から点５７の領
域」「点５８から点５９の領域」が設定される。仮の幾
何形状境界の近傍と測定開始点の近傍及び測定終了点の
近傍を除いて幾何形状演算領域を設定するのは、従来の
技術でも触れたように、測定開始点５１付近や測定終了
点６０付近及び形状が大きく変化する部分は一般的に測
定誤差が大きくなりやすいからである。
【００１６】同様に、ボールネジ等のような円弧形状ワ
ークを測定した例について、工程３３の幾何形状境界仮
設定方法及び工程３４の幾何形状演算領域設定方法を詳
述する。図６が形状図で、７１が測定開始点、７８が測
定終了点である。また、図７は図６の例の形状データを
２回微分して得られた２回微分波形の概要を表したもの
である。前述した三角形状ワークの場合と同様に、形状
図で形状の変化が大きな部分はパルス状の波形になり、
これから形状データの幾何形状境界のおおよその位置が
推定できるが、微分した波形の根本部分（Ｚ＝０の付
近）は判別が難しいので、所定領域（Ｚ＝−Ａ〜＋Ａ）
を除いた部分の波形が判別に用いられる。同様に、粗さ
成分等が大きい場合は形状データはスムージング（粗さ
成分等を除く）してから２回微分する。
ークを測定した例について、工程３３の幾何形状境界仮
設定方法及び工程３４の幾何形状演算領域設定方法を詳
述する。図６が形状図で、７１が測定開始点、７８が測
定終了点である。また、図７は図６の例の形状データを
２回微分して得られた２回微分波形の概要を表したもの
である。前述した三角形状ワークの場合と同様に、形状
図で形状の変化が大きな部分はパルス状の波形になり、
これから形状データの幾何形状境界のおおよその位置が
推定できるが、微分した波形の根本部分（Ｚ＝０の付
近）は判別が難しいので、所定領域（Ｚ＝−Ａ〜＋Ａ）
を除いた部分の波形が判別に用いられる。同様に、粗さ
成分等が大きい場合は形状データはスムージング（粗さ
成分等を除く）してから２回微分する。
【００１７】形状データの仮の幾何形状境界（測定開始
点７１及び測定終了点７８も含めて、図７で示すＸ座標
値のＸｉ、Ｘｊ、Ｘｋ、Ｘｍ、Ｘｎ、Ｘｏ）が設定され
ると、次に、仮の幾何形状境界間距離（「Ｘｊ−Ｘｉ」
等）に対する一定の比率幅、すなわち、 Ｉ＝α（Ｘｊ−Ｘｉ） Ｊ＝α（Ｘｋ−Ｘｊ） Ｋ＝α（Ｘｍ−Ｘｋ） Ｍ＝α（Ｘｎ−Ｘｍ） Ｎ＝α（Ｘｏ−Ｘｎ） が仮の幾何形状境界の両側から除かれる。この場合、こ
の例では図に示すようにＩとＫの一部、ＫとＮの一部は
重なっており、ＪとＭはそれらの領域に包含されるので
図示は省略している。この結果、幾何形状演算領域とし
て、「点７２から点７３の領域」「点７４から点７５の
領域」「点７６から点７７の領域」が設定される。
点７１及び測定終了点７８も含めて、図７で示すＸ座標
値のＸｉ、Ｘｊ、Ｘｋ、Ｘｍ、Ｘｎ、Ｘｏ）が設定され
ると、次に、仮の幾何形状境界間距離（「Ｘｊ−Ｘｉ」
等）に対する一定の比率幅、すなわち、 Ｉ＝α（Ｘｊ−Ｘｉ） Ｊ＝α（Ｘｋ−Ｘｊ） Ｋ＝α（Ｘｍ−Ｘｋ） Ｍ＝α（Ｘｎ−Ｘｍ） Ｎ＝α（Ｘｏ−Ｘｎ） が仮の幾何形状境界の両側から除かれる。この場合、こ
の例では図に示すようにＩとＫの一部、ＫとＮの一部は
重なっており、ＪとＭはそれらの領域に包含されるので
図示は省略している。この結果、幾何形状演算領域とし
て、「点７２から点７３の領域」「点７４から点７５の
領域」「点７６から点７７の領域」が設定される。
【００１８】次に、工程３６の形状データの幾何形状判
別と幾何形状値演算方法を図２のフローチャートによっ
て詳述する。この実施例では、幾何形状を直線・楕円・
円の３種類に区分して判別する。この場合、まず形状デ
ータを楕円として演算し、算出された楕円が次の条件 （ａ）楕円の幾何学的条件が満たされている。 （ｂ）長径が所定値以下である。 （ｃ）楕円の長径と短径の比が所定値以上である。 を満足する場合はそのまま楕円として演算された値を設
定するが、（ａ）と（ｂ）の条件のいずれか一つでも満
足されない場合は、直線と判別し、（ｃ）の条件が満足
されない場合は円と判別する。すなわち、演算領域設定
部２２で設定された幾何形状演算領域の一つの領域の形
状データが幾何形状値演算部２３に取り込まれ（工程４
１）、まず、形状データが楕円として演算される（工程
４２）。次に、演算された楕円が判別されて（工程４
３）、前述した（ａ）と（ｂ）の条件のいずれか一つで
も満足されない場合は、直線と判別されて形状データが
直線として演算される（工程４４）。また、工程４３で
（ａ）と（ｂ）の条件の両方が満足された場合は、前述
した（ｃ）の条件が判別され（工程４５）、（ｃ）の条
件が満足されない場合は円と判別されて形状データが円
として演算される（工程４６）。（ａ）と（ｂ）と
（ｃ）の条件すべてが満足された場合は工程４２で演算
された楕円の値が設定される。こうして、形状データの
一つの幾何形状演算領域の幾何形状値が設定される。
別と幾何形状値演算方法を図２のフローチャートによっ
て詳述する。この実施例では、幾何形状を直線・楕円・
円の３種類に区分して判別する。この場合、まず形状デ
ータを楕円として演算し、算出された楕円が次の条件 （ａ）楕円の幾何学的条件が満たされている。 （ｂ）長径が所定値以下である。 （ｃ）楕円の長径と短径の比が所定値以上である。 を満足する場合はそのまま楕円として演算された値を設
定するが、（ａ）と（ｂ）の条件のいずれか一つでも満
足されない場合は、直線と判別し、（ｃ）の条件が満足
されない場合は円と判別する。すなわち、演算領域設定
部２２で設定された幾何形状演算領域の一つの領域の形
状データが幾何形状値演算部２３に取り込まれ（工程４
１）、まず、形状データが楕円として演算される（工程
４２）。次に、演算された楕円が判別されて（工程４
３）、前述した（ａ）と（ｂ）の条件のいずれか一つで
も満足されない場合は、直線と判別されて形状データが
直線として演算される（工程４４）。また、工程４３で
（ａ）と（ｂ）の条件の両方が満足された場合は、前述
した（ｃ）の条件が判別され（工程４５）、（ｃ）の条
件が満足されない場合は円と判別されて形状データが円
として演算される（工程４６）。（ａ）と（ｂ）と
（ｃ）の条件すべてが満足された場合は工程４２で演算
された楕円の値が設定される。こうして、形状データの
一つの幾何形状演算領域の幾何形状値が設定される。
【００１９】幾何形状値としては、図４に示した三角形
状ワークの場合は、幾何形状はすべて直線と判別され、
点５２から点５３の領域は直線Ｌａ、点５４から点５５
の領域は直線Ｌｂ、点５６から点５７の領域は直線Ｌ
ｃ、点５８から点５９の領域は直線Ｌｄが算出されると
ともに、これらの精度等も算出される。また、これらの
幾何形状値から、幾何形状境界値として、直線Ｌａと直
線Ｌｂの交点６１及び交角θａ、直線Ｌｂと直線Ｌｃの
交点６２及び交角θｂ、直線Ｌｃと直線Ｌｄの交点６３
及び交角θｃ、さらにそれらの精度等が算出される。
状ワークの場合は、幾何形状はすべて直線と判別され、
点５２から点５３の領域は直線Ｌａ、点５４から点５５
の領域は直線Ｌｂ、点５６から点５７の領域は直線Ｌ
ｃ、点５８から点５９の領域は直線Ｌｄが算出されると
ともに、これらの精度等も算出される。また、これらの
幾何形状値から、幾何形状境界値として、直線Ｌａと直
線Ｌｂの交点６１及び交角θａ、直線Ｌｂと直線Ｌｃの
交点６２及び交角θｂ、直線Ｌｃと直線Ｌｄの交点６３
及び交角θｃ、さらにそれらの精度等が算出される。
【００２０】同様に、図６に示した円弧形状ワークの場
合は、幾何形状は、点７２から点７３の領域は円Ｓａ、
点７４から点７５の領域は直線Ｌｅ、点７６から点７７
の領域は円Ｓｂに判別され、円Ｓａと円Ｓｂの各々の中
心７９と８０や各々の直径が算出されるとともに、それ
らの精度等も算出される。また、これらの幾何形状値か
ら、幾何形状境界値として、円Ｓａと直線Ｌｅの交点８
１、円Ｓｂと直線Ｌｅの交点８２、さらにそれらの精度
等が算出される。
合は、幾何形状は、点７２から点７３の領域は円Ｓａ、
点７４から点７５の領域は直線Ｌｅ、点７６から点７７
の領域は円Ｓｂに判別され、円Ｓａと円Ｓｂの各々の中
心７９と８０や各々の直径が算出されるとともに、それ
らの精度等も算出される。また、これらの幾何形状値か
ら、幾何形状境界値として、円Ｓａと直線Ｌｅの交点８
１、円Ｓｂと直線Ｌｅの交点８２、さらにそれらの精度
等が算出される。
【００２１】なお、実施例では幾何形状の種類を、直線
・楕円・円の３種類に区分したが、これに限らず、放物
線や双曲線等その他の曲線を予め定義して設定してもよ
い。
・楕円・円の３種類に区分したが、これに限らず、放物
線や双曲線等その他の曲線を予め定義して設定してもよ
い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、輪
郭形状測定機の形状自動演算方法を、形状データを２回
微分することによって形状データの幾何形状境界を仮設
定し、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点の
近傍及び測定終了点の近傍を除いて形状データの幾何形
状演算領域を設定する。また、設定された幾何形状演算
領域ごとに、幾何形状判別条件に基づいて形状データの
幾何形状を判別しながら、幾何形状値を演算する。さら
に、演算された幾何形状値から幾何形状境界値を演算す
る。こうして、輪郭形状測定機で得られた形状データか
ら自動的に幾何形状値及び幾何形状境界値を算出する。
したがって、作業者が幾何形状の種類の判別や幾何形状
値演算対象領域の指定、さらに幾何形状境界値の対象幾
何形状の指示を行う必要がなく、幾何形状値及び幾何形
状境界値の演算を自動的に行う輪郭形状測定機の形状自
動演算方法及びその装置を提供することができる。
郭形状測定機の形状自動演算方法を、形状データを２回
微分することによって形状データの幾何形状境界を仮設
定し、仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点の
近傍及び測定終了点の近傍を除いて形状データの幾何形
状演算領域を設定する。また、設定された幾何形状演算
領域ごとに、幾何形状判別条件に基づいて形状データの
幾何形状を判別しながら、幾何形状値を演算する。さら
に、演算された幾何形状値から幾何形状境界値を演算す
る。こうして、輪郭形状測定機で得られた形状データか
ら自動的に幾何形状値及び幾何形状境界値を算出する。
したがって、作業者が幾何形状の種類の判別や幾何形状
値演算対象領域の指定、さらに幾何形状境界値の対象幾
何形状の指示を行う必要がなく、幾何形状値及び幾何形
状境界値の演算を自動的に行う輪郭形状測定機の形状自
動演算方法及びその装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る実施例のフローチャート
【図２】図１の工程３６の詳細フローチャート
【図３】本発明に係る実施例の構成を示すブロック図
【図４】本発明に係る実施例を説明する三角形状ワーク
の形状図
の形状図
【図５】図４の例の形状データを２回微分した波形の概
要を示す図
要を示す図
【図６】本発明に係る実施例を説明する円弧形状ワーク
の形状図
の形状図
【図７】図６の例の形状データを２回微分した波形の概
要を示す図
要を示す図
【図８】従来の形状演算方法のフローチャート
【図９】従来の形状演算方法を説明する三角形状ワーク
の形状図
の形状図
【図１０】一般的な輪郭形状測定機を示す図
３１……判別条件入力工程 ３２……測定工程 ３３……境界仮設定工程 ３４……演算領域設定工程 ３６……幾何形状値演算工程 ３７……境界値演算工程 ３８……演算完了判別工程 ３９……測定結果出力工程
Claims (3)
- 【請求項１】幾何形状判別条件を入力する判別条件入力
工程と、 被測定物を測定して形状データを得る測定工程と、 前記形状データを２回微分して前記形状データの幾何形
状境界を仮設定する境界仮設定工程と、 前記仮設定された幾何形状境界の近傍と測定開始点の近
傍及び測定終了点の近傍を除いて前記形状データの幾何
形状演算領域を設定する演算領域設定工程と、 前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾何形状
判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を判別し
ながら、幾何形状値を演算する幾何形状値演算工程と、 前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を演算す
る境界値演算工程と、 前記演算された幾何形状値と幾何形状境界値を出力する
測定結果出力工程と、 から成ることを特徴とする輪郭形状測定機の形状自動演
算方法。 - 【請求項２】前記幾何形状判別条件を直線と楕円及び円
の３種類に区分する条件とし、前記形状データの幾何形
状値を直線若しくは楕円または円のいずれかに設定して
演算することを特徴とする請求項１に記載の幾何形状測
定機の形状自動演算方法。 - 【請求項３】被測定物の輪郭形状を測定して形状データ
を出力する輪郭形状測定機と、 幾何形状判別条件を入力する判別条件入力部と、 前記形状データを２回微分して前記形状データの幾何形
状境界を仮設定するとともに、仮設定された幾何形状境
界の近傍と測定開始点の近傍及び測定終了点の近傍を除
いて前記形状データの幾何形状演算領域を設定する演算
領域設定部と、 前記設定された幾何形状演算領域ごとに、前記幾何形状
判別条件に基づいて前記形状データの幾何形状を判別し
ながら、幾何形状値を演算する幾何形状値演算部と、 前記演算された幾何形状値から幾何形状境界値を演算す
る境界値演算部と、 前記演算された幾何形状値と幾何形状境界値を出力する
測定結果出力部と、 から構成されたことを特徴とする輪郭形状測定機の形状
自動演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139473A JP3020081B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 輪郭形状測定機の形状自動演算方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139473A JP3020081B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 輪郭形状測定機の形状自動演算方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324927A JPH07324927A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3020081B2 true JP3020081B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=15246068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139473A Expired - Fee Related JP3020081B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 輪郭形状測定機の形状自動演算方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020081B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116392A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 被測定物の幾何学的性状算出方法及び幾何学的性状プログラム、並びに輪郭形状測定装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4628248B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-02-09 | 株式会社東京精密 | 表面粗さ／形状測定装置及びそれを制御するプログラム |
| JP4781920B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2011-09-28 | パナソニック株式会社 | 形状測定方法 |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP6139473A patent/JP3020081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116392A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 被測定物の幾何学的性状算出方法及び幾何学的性状プログラム、並びに輪郭形状測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07324927A (ja) | 1995-12-12 |
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