JP4429503B2 - 3D measurement method of virtual ridgeline - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型等の測定対象物のコーナー部における仮想稜線の三次元座標を検出してCADデータ等と比較・評価する際の仮想稜線の三次元測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車ボデーや金型等の測定対象物の製作工程に、この測定対象物の外形寸法をCCDカメラ等の三次元測定装置で測定した測定データをコンピュータで数値計算して、測定対象物のCADデータと比較し評価することで、測定対象物の寸法精度等を評価する工程がある。例えば、測定対象物のコーナー部の仮想稜線を三次元測定装置で測定した測定データと、CADデータの稜線部データを比較・評価して、測定対象物のコーナー部の寸法精度をCADデータに基づいて評価する工程がある。
【0003】
図5に測定対象物1のコーナー部2を示すと、このコーナー部2を挟んで第1曲面3aと第2曲面3bが隣接し、この両曲面3a、3bの図5破線で示す延長面が交差する交線(図5の鎖線)が仮想稜線4で、この仮想稜線4の三次元座標データを算出することでコーナー部2の寸法精度等の評価が行われる。第1曲面3aと第2曲面3bは平面を含む曲面である。仮想稜線4の三次元座標データの算出は、図6或いは図7に示す要領で行われている。
【0004】
図6は粘土10で仮想稜線4を現出させている。測定対象物1のコーナー部2上に断面山形に粘土10を盛り、粘土10の両曲面が第1曲面3aと第2曲面3bの延長面となるようにして、粘土10の稜線11が仮想稜線4と一致するようにしている。この粘土10の稜線11に携帯式の測定点指示具である例えば測定ツール20の先端のプローブ21を接触させ、測定ツール20の上部に設けた複数の定点(発光点)の三次元座標を光学式三次元測定装置で測定し、同測定装置のコンピュータで数値計算することで、稜線11の任意の1点の三次元座標データを求める。同様にして稜線11の複数点の三次元座標データを求め、これら座標データを数値計算することで、測定対象物1の仮想稜線4の三次元座標データを算出する。この算出された座標データと前記コンピュータに予め格納されたCADデータの稜線部データと比較し、評価することで、測定対象物1のコーナー部2やその両曲面3a、3bの寸法精度等が評価される。
【0005】
図7は、第1曲面3aと第2曲面3bが略平面とした場合に両曲面3a、3b上にそれぞれに離隔した2点A1、A2、B1、B2をサンプリングポイントとして設定し、各点A1、A2、B1、B2に上記同様の測定ツールのプローブ21を順に当てることで各点A1、A2,B1、B2の三次元座標データを求めて、第1曲面3aの2点A1、A2の座標データから第1曲面3aの直線を定義し、第2曲面3bの2点B1、B2の座標データから第2曲面3bの直線を定義し、これら定義された2直線の交点座標を仮想稜線4上の1点の座標データとする。このようにして仮想稜線4の複数点の座標データを求めて、測定対象物1の仮想稜線4の三次元座標データを算出し、これをコンピュータに予め格納されたCADデータの稜線部データと比較し評価することで、測定対象物1の寸法精度等が評価される。
【0006】
また、第1曲面3aと第2曲面3bが平面でない凸曲面の場合は、両曲面3a、3bのサンプリングポイントを3点以上の多数点にして、この多数点のサンプリングポイントの位置座標データから両曲面3a、3bの曲線を定義し、定義された2曲線の交点の位置座標から仮想稜線4の三次元座標データを算出することが行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図6の粘土を使用した仮想稜線の三次元測定方法は、測定対象物に粘土を正確に盛り付ける作業と、粘土を取り除く作業が工数が多くて作業性が悪い。また、粘土を盛り付ける作業員の熟練度で仮想稜線の測定精度が左右されて、測定精度が安定しない。さらに、測定対象物の寸法形状によっては、仮想稜線を測定する部分であるコーナー部に粘土を盛り付けることが難しくなる場合が多くて、自由度や汎用性に欠ける。また、粘度に測定子をあてると粘度の部分が変形し、正確な測定ができないおそれがある。
【0008】
図7に示す仮想稜線の三次元測定方法は、測定対象物のコーナー部を挟む両曲面に2点以上のサンプリングポイントが設定できれば、高精度な三次元測定が可能であり、この種の測定方法は各種の寸法形状の測定対象物に適用できる。ところが、測定対象物のコーナー部を挟む両曲面のそれぞれ2箇所以上をサンプリングポイントとして設定し、サンプリングした各箇所に測定ツール等を手動で移動させて、各サンプリングポイントを順番に測定するために、1つの仮想稜線の三次元測定の作業工数が多くなり、作業性の改善が難しい。
【0009】
本発明の目的は、測定対象物のコーナー部を挟む両曲面の仮想稜線の三次元座標データを工数を少なくして作業性よく算出する三次元測定方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の仮想稜線の三次元測定方法は、測定対象物のコーナー部を挟んで隣接する第1曲面及び第2曲面の各々に測定点指示具の先端に離隔させて設置した測定子を同時に当接させて各測定子の三次元座標データをコンピュータで算出してサンプリングし、得られた測定子の三次元座標データと前記コンピュータに予め格納された測定対象物のCADデータに基づいて、前記第1曲面と第2曲面をコーナー部側に延長させた延長面の仮想交線である仮想稜線上の点の座標データを算出するものであって、次のステップを包含することを特徴とする。
測定点指示具(30)の測定子(33a、33b)の球中心(Pa、Pb)と測定点指示具(30)の本体部(31)にある発光点(34)の間の距離を既知データとしてコンピュータ(50)に格納した測定点指示具(30)を用いて測定対象物(1)のコーナー部(2)の仮想稜線(4)の測定を行うにあたり、
第1測定子(33a)と第2測定子(33b)をコーナー部(2)の両側の第1曲面(3a)と第2曲面(3b)に同時に当て、このときの測定点指示具(30)の本体部(31)を複数の撮像装置(40)で撮像して画像データをコンピュータ(50)に送り、
前記コンピュータ(50)で、本体部(31)の複数の発光点(34)の三次元座標データを算出し、この座標データに基づいて第1測定子(33a)と第2測定子(33b)の中心点座標を算出し、算出した座標データと発光点(34)の三次元座標データを数値計算することにより、測定子(33a、33b)の球中心(Pa、Pb)の三次元座標データを算出し、
一方、前記コンピュータ(50)に、CADデータの第1CAD曲面(Ca)、第2CAD曲面(Cb)及びCADコーナー面(Cc)の面データを格納しておき、
測定子(33a、33b)が測定対象物(1)の両曲面(3a、3b)に同時に接触して、各々の球中心(Pa、Pb)の三次元座標データが求まると、この球中心(Pa、Pb)を対応するCAD曲面(Ca、Cb)に直交方向から投影した投影点(Qa、Qb)の三次元座標データを算出し、
前記球中心(Pa、Pb)とそれらの投影点(Qa、Qb)の4点から断平面を定義し、
前記球中心(Pa)と前記投影点(Qa)を結ぶ直線上で前記球中心(Pa)から前記測定子の半径分だけ離れた位置の点(Ma)を求め、両者(Ma、Qa)から曲面(3a)での誤差(ベクトルea)を算出し、
前記球中心(Pb)と前記投影点(Qb)を結ぶ直線上で前記球中心(Pb)から前記測定子の半径分だけ離れた位置の点(Mb)を求め、両者(Mb、Qb)から曲面(3b)での誤差(ベクトルeb)を算出し、
ベクトルeaとベクトルebを加算し、断平面上での仮想稜線のCADデータからの誤差(ベクトルe)として1点(4)の位置座標データを求める。
【0011】
本発明の請求項2に記載の仮想稜線の三次元測定方法は、請求項1に記載の仮想稜線の三次元測定方法において、前記サンプリング測定動作をコーナー部の方向に測定点指示具を相対移動させて複数のサンプリング箇所で行い、複数のサンプリング箇所から得られた測定子の三次元座標データと前記コンピュータに予め格納された測定対象物のCADデータに基づいて、第1曲面と第2曲面をコーナー部側に延長させた延長面の仮想交線である仮想稜線の座標データを算出することを特徴とする。
【0012】
本発明の請求項3に記載の仮想稜線の三次元測定方法は、請求項1または2に記載の仮想稜線の測定方法において、上記2個の測定子の三次元座標データを測定対象物のCADデータと比較・評価することで仮想稜線のCADデータに対するずれ量を算出することを特徴とする。
【0013】
ここで、上記CADデータは、製作される測定対象物の設計段階でのコーナー部とその両曲面の三次元座標データで、本発明はこのCADデータを利用することで測定対象物の仮想稜線の座標データが正確に、簡単に得られるようにしている。また、2個の測定子の座標データのCADデータに対するずれ量を算出することで、製作段階に在る測定対象物の寸法精度が高信頼度で評価される。
【0014】
本発明の請求項4に記載の仮想稜線の三次元測定方法は、請求項1または2に記載の仮想稜線の三次元測定方法において、上記測定点指示具の先端に3個以上の測定子を相互に離隔させて設置し、測定対象物のコーナー部の形状に適合する2個の測定子を選択して使用することを特徴とする。
【0015】
ここで、測定点指示具は、先端に2個以上の測定子を有する携帯式測定ツールを使用すればよい。このような測定点指示具は、上部に設置された3点以上の発光点が遠方の光学式三次元測定装置(CCDカメラ等)のコンピュータで読み取られる光学式測定ツールや、多関節型アーム等をもつ機械式の三次元測定装置に付属の測定ツールが適用される。また、2個以上の測定子は同一半径の球体が望ましいが、その形状と大きさは限定されない。
【0016】
【発明の実施の形態】
図5の測定対象物1の仮想稜線4の本発明方法による測定実施形態例を、図1乃至図4を参照して説明する。
【0017】
図1に示される測定点指示具30は、片手で操作される携帯式の光学式測定ツールで、先端に2個以上の測定子33a、…を有する。測定点指示具30は片手で持たれる本体部31と、本体部31の下端に突出するプローブ部32を有する。複数の定箇所に発光ダイオード等の発光点34,…が設置される。プローブ部32の先端部が複数本に枝分かれして、枝分かれした各先端部に測定子33a、…が1個ずつ連結される。測定点指示具30の具体例を図4に示すと、同図の測定点指示具30は先端に5個の測定子33a〜33eを有し、各測定子33a〜33eは互いに離隔して設置された例えば同一半径の球体(スタイラス球)である。測定点指示具30で測定対象物1の仮想稜線4を測定する場合、図1に示すように5個の測定子33a〜33eのいずれか2個が選択されて使用される。尚、図1においては使用される2個の測定子だけが図示され、この2個を例えば第1測定子33aと第2測定子33bとする。
【0018】
測定対象物1のコーナー部2の仮想稜線4の測定に際して、測定点指示具30の5個の測定子33a〜33eの内のコーナー部2の寸法形状に最も合う2個が選択され、選択された2個の第1測定子33a及び第2測定子33bがコーナー部2の両側の第1曲面3a及び第2曲面3bの各1点のサンプリングポイントに同時に当てられ、このときの測定点指示具30の本体部31が複数台のCCDカメラ等の撮像装置40で撮像され、撮像された画像データがコンピュータ50に送られる。
【0019】
コンピュータ50は、本体部31の複数点の発光点34、…の三次元座標データを算出し、この座標データに基づいて2個の第1測定子33aと第2測定子33bの中心点座標を算出する。即ち、図2に示すように測定対象物1の両曲面3a、3bに同時に当接させた2個の測定子33a、33bの球中心Pa,Pbと、測定点指示具30の定点にある発光点34,…の距離が既知データとしてコンピュータ50に格納され、この既知データと発光点34,…の三次元座標データを数値計算することで、2個の測定子33a、33bの球中心Pa,Pbの三次元座標データが算出される。
【0020】
一方でコンピュータ50に、図2鎖線で示すCADデータの第1CAD曲面Ca、第2CAD曲面Cb及びCADコーナー面Ccの面データを格納しておく。2個の測定子33a、33bが測定対象物1の両曲面3a、3bの各1点のサンプリングポイントに同時に接触して、各々の球中心Pa,Pbの三次元座標データが求まると、この球中心Pa、Pbを対応するCAD曲面Ca、Cbに直交方向から投影した投影点Qa、Qbの三次元座標データを算出する。そして、図3に示すように2点の球中心Pa、Pbと2点の投影点Qa、Qbの4点から断平面を定義する。測定子33aの中心Paと投影点Qaを結ぶ直線上で点Paから測定子の半径分だけ離れた位置の点Maが求まり、曲面3aでの誤差(ベクトルea)がMa、Qaから算出される。曲面3bについても同様にして誤差(ベクトルeb)が算出される。したがって、断平面上での仮想稜線のCADデータからの誤差(ベクトルe)は、ベクトルea+ベクトルebで算出され、1点の位置座標データが求まる。
【0021】
以上の両曲面3a、3bのサンプリング動作が、図1の測定点指示具30をコーナー部2の方向に倣わせて複数の離隔したサンプリングポイントS1、S2、…で順に行われて、仮想稜線4の三次元座標データが算出される。測定対象物1の両曲面3a、3bの座標データとCAD曲面Ca、CbのCADデータで曲面間のずれ量が算出され、両CAD曲面Ca、Cbの延長面が交差するCAD仮想稜線Cdと測定対象物1の仮想稜線4の座標データから両者仮想稜線Cdと4のずれ量Dxが算出される。このようなずれ量の有無、大小を評価することで測定対象物1のコーナー部2と両曲面3a、3bの寸法精度等が高精度で評価される。
【0022】
以上の仮想稜線測定方法において使用される測定点指示具30の2個の測定子33a、33bは、半径の異なる球体であってもよい。また、測定点指示具30に5個の測定子33a〜33eを間隔や方向性を相違させて設置して、測定対象物1のコーナー部2の大きさや仮想稜線方向に合わせて最も適合する2個の測定子を使用するようにすれば、測定点指示具30の手動による倣い操作が常に良好な条件下で行えるようになり、仮想稜線の三次元測定作業の作業性がより改善される。また、以上の実施形態は光学式測定点指示具30を使用しているが、この種の測定点指示具は機械式の三次元測定装置に付属の測定点指示具を使用することも可能である。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、測定対象物のコーナー部を挟む両曲面に測定点指示具の2個の測定子を同時に当接させて両曲面の各1点のサンプリングポイントの座標データを求め、コーナー部における仮想稜線の三次元座標データをコンピュータで算出するようにしたので、1つの仮想稜線の測定作業が1つの測定点指示具をコーナー部に倣わすだけの工数少ない簡単な作業で実施できて、作業性の大幅な改善が図れる。
【0024】
また、測定点指示具の先端に3個以上の測定子を相互に離隔させて設置して、測定対象物のコーナー部の形状寸法、方向性に最も適合した2個の測定子を選択して使用することで、測定対象物のコーナー部を挟む両曲面に2個の測定子を手動でより移動させ易いように操作することができて、仮想稜線測定の手動で行なわれる作業行程の作業性が尚一層に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施形態を示す測定対象物と測定点指示具の斜視図。
【図2】図1における2個の測定子とCADデータ曲面の関係を示す斜視図。
【図3】図1における2個の測定子とCADデータ曲面と測定対象物曲面の関係を示す断面図。
【図4】仮想稜線測定に使用する測定点指示具の一例を示す斜視図。
【図5】測定対象物のコーナー部の斜視図。
【図6】図5の測定対象物の従来方法による仮想稜線測定方法を説明するための斜視図。
【図7】図5の測定対象物の他の従来方法による仮想稜線測定方法を説明するための斜視図。
【符号の説明】
1 測定対象物
2 コーナー部
3a 第1曲面
3b 第2曲面
4 仮想稜線
30 測定点指示具
33 測定子
33a、33b (使用する2個の)測定子
50 コンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional measurement method of a virtual ridge line when detecting a three-dimensional coordinate of a virtual ridge line at a corner portion of a measurement object such as a mold and comparing / evaluating it with CAD data or the like.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of measurement objects such as automobile bodies and molds, the measurement data obtained by measuring the external dimensions of this measurement object with a three-dimensional measuring device such as a CCD camera is numerically calculated by a computer, and CAD data of the measurement object is obtained. There is a step of evaluating the dimensional accuracy and the like of the measurement object by comparing and evaluating. For example, the measurement data obtained by measuring the virtual ridgeline at the corner of the measurement object with a three-dimensional measuring device and the ridgeline data of the CAD data are compared and evaluated, and the dimensional accuracy of the corner of the measurement object is based on the CAD data. There is a process to evaluate.
[0003]
When the
[0004]
In FIG. 6, the
[0005]
In FIG. 7, when the first
[0006]
In the case where the first
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the three-dimensional measuring method of the virtual ridgeline using the clay of FIG. 6, the work of accurately placing the clay on the measurement object and the work of removing the clay have many man-hours and the workability is poor. In addition, the measurement accuracy of the virtual ridge line depends on the skill level of the worker placing clay, and the measurement accuracy is not stable. Furthermore, depending on the size and shape of the object to be measured, it is often difficult to place clay on the corner portion, which is a portion for measuring the virtual ridgeline, and lacks flexibility and versatility. Moreover, if a probe is applied to the viscosity, the viscosity portion is deformed, and there is a possibility that accurate measurement cannot be performed.
[0008]
The virtual ridge line three-dimensional measurement method shown in FIG. 7 is capable of high-precision three-dimensional measurement if two or more sampling points can be set on both curved surfaces sandwiching the corner portion of the measurement object. Can be applied to measurement objects of various dimensions and shapes. However, in order to measure each sampling point in order by setting two or more of the two curved surfaces sandwiching the corner portion of the measurement object as sampling points, manually moving the measurement tool etc. to each sampled location, The work man-hour for the three-dimensional measurement of one virtual ridgeline increases, and it is difficult to improve workability.
[0009]
An object of the present invention is to provide a three-dimensional measurement method for calculating three-dimensional coordinate data of virtual ridge lines of both curved surfaces sandwiching a corner portion of an object to be measured with reduced man-hours and good workability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Three-dimensional measuring method of virtual ridge of the invention, the measuring stator that is installed by spaced distal end of the measurement points the pointing device in each of the first curved surface and second curved surface adjacent to each other across the corner portion of the measurement object At the same time, the three-dimensional coordinate data of each probe is calculated and sampled by a computer, and based on the obtained three-dimensional coordinate data of the probe and the CAD data of the measurement object stored in advance in the computer, Coordinate data of a point on a virtual ridge line that is a virtual intersection line of an extended surface obtained by extending the first curved surface and the second curved surface to the corner portion side, and includes the following steps: To do.
The distance between the sphere center (Pa, Pb) of the probe (33a, 33b) of the measuring point indicator (30) and the light emitting point (34) in the main body (31) of the measuring point indicator (30) is known. When measuring the virtual ridgeline (4) of the corner part (2) of the measurement object (1) using the measurement point indicating tool (30) stored in the computer (50) as data,
The first measuring element (33a) and the second measuring element (33b) are simultaneously applied to the first curved surface (3a) and the second curved surface (3b) on both sides of the corner portion (2), and the measuring point indicating tool (30 at this time) ) Of the main body (31) with a plurality of imaging devices (40) to send image data to the computer (50),
The computer (50) calculates three-dimensional coordinate data of a plurality of light emitting points (34) of the main body (31), and based on the coordinate data, the first measuring element (33a) and the second measuring element (33b). Is calculated, and the calculated coordinate data and the three-dimensional coordinate data of the light emitting point (34) are numerically calculated, whereby the three-dimensional coordinate data of the spherical center (Pa, Pb) of the probe (33a, 33b) is calculated. To calculate
On the other hand, the computer (50) stores the surface data of the first CAD curved surface (Ca), the second CAD curved surface (Cb) and the CAD corner surface (Cc) of the CAD data,
When the stylus (33a, 33b) simultaneously contacts both curved surfaces (3a, 3b) of the measurement object (1) and the three-dimensional coordinate data of each sphere center (Pa, Pb) is obtained, this sphere center ( Calculating three-dimensional coordinate data of projection points (Qa, Qb) obtained by projecting Pa, Pb) onto the corresponding CAD curved surface (Ca, Cb) from the orthogonal direction;
A section plane is defined from four points of the sphere center (Pa, Pb) and their projection points (Qa, Qb),
A point (Ma) at a position separated from the sphere center (Pa) by the radius of the measuring element on a straight line connecting the sphere center (Pa) and the projection point (Qa) is obtained, and from both (Ma, Qa) Calculate the error (vector ea) on the curved surface (3a),
A point (Mb) at a position separated from the sphere center (Pb) by the radius of the measuring element on the straight line connecting the sphere center (Pb) and the projection point (Qb) is obtained, and from both (Mb, Qb) Calculate the error (vector eb) on the curved surface (3b),
The vector ea and the vector eb are added, and the position coordinate data of one point (4) is obtained as an error (vector e) from the CAD data of the virtual ridge line on the section plane.
[0011]
The virtual ridge line three-dimensional measuring method according to
[0012]
The virtual ridge line three-dimensional measuring method according to claim 3 of the present invention is the virtual ridge line measuring method according to
[0013]
Here, the CAD data is the three-dimensional coordinate data of the corner portion and both curved surfaces at the design stage of the measurement object to be manufactured, and the present invention uses this CAD data to determine the virtual ridgeline of the measurement object. Coordinate data can be obtained accurately and easily. Further, by calculating the amount of deviation of the coordinate data of the two measuring elements from the CAD data, the dimensional accuracy of the measurement object in the manufacturing stage is evaluated with high reliability.
[0014]
The virtual ridge line three-dimensional measuring method according to
[0015]
Here, as the measuring point indicating tool, a portable measuring tool having two or more measuring elements at the tip may be used. Such a measuring point indicating tool includes an optical measuring tool that can be read by a computer of an optical three-dimensional measuring device (CCD camera or the like) that has three or more light emitting points installed on the top, an articulated arm, etc. The attached measurement tool is applied to a mechanical three-dimensional measuring apparatus having The two or more measuring elements are preferably spheres having the same radius, but the shape and size are not limited.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A measurement embodiment example of the
[0017]
A measurement
[0018]
When measuring the
[0019]
The
[0020]
On the other hand, the
[0021]
The sampling operation of both the
[0022]
The two measuring
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, the two measuring elements of the measuring point indicating tool are simultaneously brought into contact with both curved surfaces sandwiching the corner portion of the measurement object to obtain the coordinate data of the sampling points of one point on both curved surfaces, and the corner portion. Since the three-dimensional coordinate data of the virtual ridge line in the computer is calculated by the computer, the measurement work of one virtual ridge line can be carried out with a simple work with few man-hours to imitate one measurement point indicating tool, Workability can be greatly improved.
[0024]
Also, install three or more measuring elements at the tip of the measuring point indicator and select the two measuring elements that best fit the shape and direction of the corner of the measurement object. By using it, it is possible to operate the two measuring elements on both curved surfaces sandwiching the corner portion of the measurement object so that it can be easily moved manually, and the workability of the work process performed manually for the virtual ridge line measurement is improved. Is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a measurement object and a measurement point indicating tool showing an embodiment of the method of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between two measuring elements and a CAD data curved surface in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the relationship between two measuring elements, a CAD data curved surface, and a measuring object curved surface in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a measurement point indicating tool used for virtual ridge line measurement.
FIG. 5 is a perspective view of a corner portion of a measurement object.
6 is a perspective view for explaining a virtual ridge line measuring method according to the conventional method of the measuring object of FIG. 5;
7 is a perspective view for explaining a virtual ridge line measuring method according to another conventional method of the measuring object of FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
測定点指示具(30)の測定子(33a、33b)の球中心(Pa、Pb)と測定点指示具(30)の本体部(31)にある発光点(34)の間の距離を既知データとしてコンピュータ(50)に格納した測定点指示具(30)を用いて測定対象物(1)のコーナー部(2)の仮想稜線(4)の測定を行うにあたり、
第1測定子(33a)と第2測定子(33b)をコーナー部(2)の両側の第1曲面(3a)と第2曲面(3b)に同時に当て、このときの測定点指示具(30)の本体部(31)を複数の撮像装置(40)で撮像して画像データをコンピュータ(50)に送り、
前記コンピュータ(50)で、本体部(31)の複数の発光点(34)の三次元座標データを算出し、この座標データに基づいて第1測定子(33a)と第2測定子(33b)の中心点座標を算出し、算出した座標データと発光点(34)の三次元座標データを数値計算することにより、測定子(33a、33b)の球中心(Pa、Pb)の三次元座標データを算出し、
一方、前記コンピュータ(50)に、CADデータの第1CAD曲面(Ca)、第2CAD曲面(Cb)及びCADコーナー面(Cc)の面データを格納しておき、
測定子(33a、33b)が測定対象物(1)の両曲面(3a、3b)に同時に接触して、各々の球中心(Pa、Pb)の三次元座標データが求まると、この球中心(Pa、Pb)を対応するCAD曲面(Ca、Cb)に直交方向から投影した投影点(Qa、Qb)の三次元座標データを算出し、
前記球中心(Pa、Pb)とそれらの投影点(Qa、Qb)の4点から断平面を定義し、
前記球中心(Pa)と前記投影点(Qa)を結ぶ直線上で前記球中心(Pa)から前記測定子の半径分だけ離れた位置の点(Ma)を求め、両者(Ma、Qa)から曲面(3a)での誤差(ベクトルea)を算出し、
前記球中心(Pb)と前記投影点(Qb)を結ぶ直線上で前記球中心(Pb)から前記測定子の半径分だけ離れた位置の点(Mb)を求め、両者(Mb、Qb)から曲面(3b)での誤差(ベクトルeb)を算出し、
ベクトルeaとベクトルebを加算し、断平面上での仮想稜線のCADデータからの誤差(ベクトルe)として1点(4)の位置座標データを求める。 First curved surface and second curved surface each three-dimensional coordinate data of each measuring element by spaced distal end of the measurement points the pointing device is simultaneously abut installed was measured stator and with the adjacent sides of the corner portion of the measurement object Is calculated and sampled by a computer, and the first curved surface and the second curved surface are arranged on the corner side based on the obtained three-dimensional coordinate data of the probe and CAD data of the measurement object stored in the computer in advance. A three-dimensional measuring method of a virtual ridge line which calculates coordinate data of a point on a virtual ridge line which is a virtual intersection line of an extended surface, and includes the following steps .
The distance between the sphere center (Pa, Pb) of the probe (33a, 33b) of the measuring point indicator (30) and the light emitting point (34) in the main body (31) of the measuring point indicator (30) is known. When measuring the virtual ridgeline (4) of the corner part (2) of the measurement object (1) using the measurement point indicating tool (30) stored in the computer (50) as data,
The first measuring element (33a) and the second measuring element (33b) are simultaneously applied to the first curved surface (3a) and the second curved surface (3b) on both sides of the corner portion (2), and the measuring point indicating tool (30 at this time) ) Of the main body (31) with a plurality of imaging devices (40) to send image data to the computer (50),
The computer (50) calculates three-dimensional coordinate data of a plurality of light emitting points (34) of the main body (31), and based on the coordinate data, the first measuring element (33a) and the second measuring element (33b). Is calculated, and the calculated coordinate data and the three-dimensional coordinate data of the light emitting point (34) are numerically calculated, whereby the three-dimensional coordinate data of the spherical center (Pa, Pb) of the probe (33a, 33b) is calculated. To calculate
On the other hand, the computer (50) stores the surface data of the first CAD curved surface (Ca), the second CAD curved surface (Cb) and the CAD corner surface (Cc) of the CAD data,
When the stylus (33a, 33b) simultaneously contacts both curved surfaces (3a, 3b) of the measurement object (1) and the three-dimensional coordinate data of each sphere center (Pa, Pb) is obtained, this sphere center ( Calculating three-dimensional coordinate data of projection points (Qa, Qb) obtained by projecting Pa, Pb) onto the corresponding CAD curved surface (Ca, Cb) from the orthogonal direction;
A section plane is defined from four points of the sphere center (Pa, Pb) and their projection points (Qa, Qb),
A point (Ma) at a position separated from the sphere center (Pa) by the radius of the measuring element on a straight line connecting the sphere center (Pa) and the projection point (Qa) is obtained, and from both (Ma, Qa) Calculate the error (vector ea) on the curved surface (3a),
A point (Mb) at a position separated from the sphere center (Pb) by the radius of the measuring element on the straight line connecting the sphere center (Pb) and the projection point (Qb) is obtained, and from both (Mb, Qb) Calculate the error (vector eb) on the curved surface (3b),
The vector ea and the vector eb are added, and the position coordinate data of one point (4) is obtained as an error (vector e) from the CAD data of the virtual ridge line on the section plane.
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