JP4876388B2 - Surface shape measuring method and measuring system - Google Patents

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Description

本発明は、被測定物としての流体機械の接液部における複雑な曲面形状を有する表面に発生した凹凸の形状を定量的に測定する表面形状測定方法及び測定システムに関する。 The present invention relates to a surface shape measuring method and a measuring system for quantitatively measuring the shape of the irregularities that occurred on the surface having a complex curved shape in the wetted portion of the fluid machine as the measured object.

機械類などにおいて、固体の表面形状の変化が問題となる技術分野は様々である。例えば、摺動部の摩耗や金属の腐食または壊食などは、機械類の寿命を決定する場合もある重要な問題である。中でも、流体機械においては以下に説明するキャビテーション壊食による機械内部の表面形状の変化がしばしば問題となり、キャビテーション壊食量の正確な測定は大きな課題である。   In machinery and the like, there are various technical fields in which a change in the surface shape of a solid is a problem. For example, wear of sliding parts and corrosion or erosion of metals are important problems that may determine the life of machinery. Among them, in a fluid machine, a change in the surface shape inside the machine due to cavitation erosion described below often becomes a problem, and accurate measurement of the amount of cavitation erosion is a big problem.

近年の流体機械の小型・軽量化に伴い、液体用ターボポンプ(以下、ポンプと称する)の運転条件はますます過酷になってきている。これは、ポンプをより高速度で運転することによって、小型のポンプで大流量を発生させることができるからである。   With the recent reduction in size and weight of fluid machines, the operating conditions of liquid turbo pumps (hereinafter referred to as pumps) have become increasingly severe. This is because a large flow rate can be generated with a small pump by operating the pump at a higher speed.

ところが、ポンプを高速で運転した場合、ポンプの内部にはキャビテーションと呼ばれる現象が生じ、それに伴って発生するキャビテーション壊食によってポンプ内部が損傷を受ける場合がある。キャビテーションとは、液体中にその液体の蒸気圧よりも低圧の部分が生じた際に、その部分に蒸気の気泡が発生する現象である。キャビテーションによる気泡が高圧部分で急激に液体に戻る場合、その箇所に局部的に衝撃的な圧力が生じ、その圧力がポンプの内壁や翼面に作用してその箇所の表面を侵食する場合がある。これがキャビテーション壊食である。   However, when the pump is operated at a high speed, a phenomenon called cavitation occurs inside the pump, and the inside of the pump may be damaged by cavitation erosion that occurs accordingly. Cavitation is a phenomenon in which, when a portion having a pressure lower than the vapor pressure of the liquid is generated in the liquid, vapor bubbles are generated in the portion. When bubbles due to cavitation suddenly return to liquid at the high pressure part, shock pressure is locally generated at the part, and the pressure may act on the inner wall or blade surface of the pump and erode the surface of the part. . This is cavitation erosion.

ポンプ内に生じるキャビテーションの強度はポンプ羽根の周速の3乗に比例するとも言われているため、ポンプを高速運転する場合のキャビテーション壊食はポンプの性能維持や寿命管理などの観点から非常に重要な問題となる。キャビテーション壊食が発生したポンプ内部は、時には部分的に海綿状に侵食されて貫通孔を発生するに至る場合もある。このような場合、ポンプの性能は著しく低下し、場合によってはポンプとして機能しなくなるため、壊食の抑制と同様に壊食量の測定は非常に重要となる。   It is said that the strength of cavitation generated in the pump is proportional to the cube of the peripheral speed of the pump blades. Therefore, cavitation erosion when operating the pump at high speed is very important from the standpoint of maintaining pump performance and managing the life. It becomes an important issue. The inside of the pump in which cavitation erosion has occurred is sometimes partially eroded in a spongy manner, leading to generation of a through hole. In such a case, the performance of the pump is remarkably lowered, and in some cases, it does not function as a pump. Therefore, measurement of the amount of erosion is very important as well as suppression of erosion.

壊食量を測定する方法としては、一般には非特許文献1に記載されているように壊食を受けた面の表面形状を精密に測定する方法や、特許文献1に記載されているように壊食を受けた材料の質量損失を測定する方法が用いられている。また、ワークの表面粗さ形状を測定する方法として、特許文献2に記載されているように測定データからワークの輪郭形状部分を除去する傾斜補正方法が提案されている。   As a method for measuring the amount of erosion, generally, as described in Non-Patent Document 1, a method for precisely measuring the surface shape of the eroded surface, or as described in Patent Document 1, Methods are used to measure the mass loss of a material that has undergone pitting. As a method for measuring the surface roughness shape of a workpiece, an inclination correction method for removing a contour shape portion of the workpiece from measurement data as described in Patent Document 2 has been proposed.

詳しく云うと、非特許文献1のように、壊食を受けた面の形状を精密に測定するためには、壊食を受けた面から表面形状のレプリカを採取して、接触式の表面形状測定装置で表面凹凸を測定するか、またはレプリカを表面に垂直な面で切断して、その断面から表面形状を測定する方法が一般的であった。また、特許文献1に示すように、壊食を受けた材料の質量損失を測定するためには、被測定物の初期の質量から壊食発生後の質量を差し引く方法か、あるいは表面の凹凸またはレプリカの断面形状から推測する方法が一般的であった。また、特許文献2に示すように、ワークの表面粗さ形状を計測する場合、測定データには、粗さ成分、うねり成分、輪郭形状成分が含まれているので、測定データから後の2者成分を除去して粗さ曲線を抽出しこの粗さ曲線から表面粗さを算出することが必要であるが、測定の際に設定された補間曲線を測定データから除去するという考え方が開示されている。
加藤洋治編著:新版キャビテーション、槇書店(1999年)、242ページ 特開2002−267584号公報 特開平8−75448号公報
More specifically, as in Non-Patent Document 1, in order to precisely measure the shape of the eroded surface, a surface shape replica is collected from the eroded surface, and the contact type surface shape is obtained. A method of measuring surface irregularities with a measuring device or measuring a surface shape from a cross section of a replica cut by a plane perpendicular to the surface has been common. Further, as shown in Patent Document 1, in order to measure the mass loss of a material subjected to erosion, a method of subtracting the mass after the occurrence of erosion from the initial mass of the object to be measured, A method inferred from the cross-sectional shape of the replica has been common. Further, as shown in Patent Document 2, when measuring the surface roughness shape of a workpiece, the measurement data includes a roughness component, a swell component, and a contour shape component. It is necessary to extract the roughness curve by removing the components and calculate the surface roughness from this roughness curve, but the idea of removing the interpolation curve set at the time of measurement from the measurement data is disclosed Yes.
Edited by Yoji Kato: New edition of Cavitation, Tsuji Shoten (1999), page 242 JP 2002-267484 A JP-A-8-75448

上記の従来技術は、壊食量の代表値を測定するには有効であった。すなわち、非特許文献1の方法における測定値は2次元または3次元のピット形状曲線であるので、この曲線を詳細に解析することにより壊食量の代表値を求めることが可能であった。しかしながら、非特許文献1の技術で得られる測定値は、壊食を受けた面上における個々のピット形状の測定値であるため、その情報量は少なく、キャビテーション壊食において最も問題となる、壊食量が最大となる部位を正確に測定できないおそれがあるという課題があった。   The above prior art is effective for measuring a representative value of erosion amount. That is, since the measurement value in the method of Non-Patent Document 1 is a two-dimensional or three-dimensional pit shape curve, it is possible to obtain a representative value of the erosion amount by analyzing this curve in detail. However, since the measurement values obtained by the technique of Non-Patent Document 1 are measurement values of individual pit shapes on the eroded surface, the amount of information is small, which is the most problematic in cavitation erosion. There existed a subject that there exists a possibility that the site | part where the amount of foods becomes the maximum may not be measured correctly.

上述した課題に対して、例えば接触式の表面形状測定装置を用いて複数の測定を繰り返し行うことにより、壊食を受けた面全体における3次元形状の情報を得る方法が考えられる。この方法を採用することにより、取得できる情報量は格段に増大し、壊食量が最大となる部位を測定できる可能性は高くなり、例えば、測定面が平面、既知の2次元曲面、または既知の3次元曲面であるときには一定の効果があった。しかしながら、一般にポンプの羽根面やポンプを囲むケーシングの内面などは複雑な3次元曲面であるため、壊食量を測定しようとしても初期から存在する凹凸と壊食による凹凸の区別が非常に困難であり、壊食量を定量化する妨げとなっていた。   In order to solve the above-described problem, for example, a method of obtaining information on a three-dimensional shape of the entire eroded surface by repeatedly performing a plurality of measurements using a contact-type surface shape measuring device is conceivable. By adopting this method, the amount of information that can be acquired is greatly increased, and the possibility that a site where the amount of erosion is maximized can be measured is increased. For example, the measurement surface is flat, a known two-dimensional curved surface, or a known There was a certain effect when it was a three-dimensional curved surface. However, since the pump blade surface and the inner surface of the casing surrounding the pump are generally complicated three-dimensional curved surfaces, it is very difficult to distinguish the unevenness due to erosion from the unevenness existing from the beginning even if the amount of erosion is measured. It was an obstacle to quantify the amount of erosion.

一方、特許文献1の方法における測定値は、壊食を受けた被測定物全体における質量損失を測定することにより、壊食量の代表値を求めることが可能であった。しかしながら特許文献1の方法は、被測定物の質量の測定誤差範囲に比較して質量損失の量、すなわち壊食量が十分に大きく有意と見なされる場合に関してのみ有効であった。したがって、例えば100キログラム以上の質量を有するポンプ羽根の表面に生じた数ミリグラムの質量損失を求めることなどは非常に困難であった。また、特許文献2には、2次元の表面粗さ測定において、測定データから輪郭形状成分などの不要成分を取り除くために、測定データから補間曲線を除去するという考え方が示されているに過ぎない。   On the other hand, the measured value in the method of Patent Document 1 can determine the representative value of the erosion amount by measuring the mass loss in the entire object to be measured that has undergone erosion. However, the method of Patent Document 1 is effective only when the amount of mass loss, that is, the amount of erosion is considered to be sufficiently large and significant compared to the measurement error range of the mass of the object to be measured. Therefore, for example, it has been very difficult to determine a mass loss of several milligrams generated on the surface of a pump blade having a mass of 100 kilograms or more. Patent Document 2 merely shows the idea of removing an interpolation curve from measurement data in order to remove unnecessary components such as contour shape components from the measurement data in two-dimensional surface roughness measurement. .

本発明の目的は、被測定物としての流体機械の接液部における曲面形状を有する表面に発生した凹凸の形状を正確かつ定量的に測定する方法およびシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method and system for accurately and quantitatively measuring the shape of irregularities generated on a surface having a curved surface shape in a wetted part of a fluid machine as an object to be measured .

上記課題を解決するため、本発明の第1の手段は、被測定物としての接液部を有する流体機械における当該接液部の曲面表面上に発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を測定する3次元形状測定装置による表面形状測定システムにおいて、3次元形状測定装置は、凹凸の発生する以前と以後とにおける表面形状をそれぞれの座標において測定した後、当該凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とにあっての何れか一方の座標を他方の座標と一致するように座標を変換する際、初期の面上に描かれた直線の複数の交点として求めた基準位置としての基準点に基づいて座標変換を行うと共に、当該凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とを比較して凹凸発生後の面形状データから初期の面形状データを差し引きした結果に基づいて発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を抽出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the first means of the present invention is the shape of the unevenness due to the damage accompanied by the thinning generated on the curved surface of the wetted part in the fluid machine having the wetted part as the object to be measured. In a surface shape measuring system using a three-dimensional shape measuring device for measuring the surface, the three-dimensional shape measuring device measures the surface shape before and after the occurrence of unevenness at each coordinate, and then the surface before the occurrence of the unevenness. As a reference position obtained as a plurality of intersections of straight lines drawn on the initial surface when transforming coordinates so that one of the coordinates in the shape and the subsequent surface shape matches the other coordinates As a result of coordinate conversion based on the reference point, the surface shape before the occurrence of the unevenness is compared with the subsequent surface shape, and the initial surface shape data is subtracted from the surface shape data after the occurrence of the unevenness. It is characterized by extracting the shape of the unevenness due to the damage accompanied by the thinning generated based on the fruit.

また、上記課題を解決するため、本発明の第2の手段は、被測定物としての接液部を有する流体機械における当該接液部の曲面表面上に発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を3次元形状測定装置により測定する表面形状測定方法において、3次元形状測定装置により実行させるステップとして、凹凸の発生する以前の表面形状を予め測定するステップと、凹凸の発生した以後の表面形状を再度測定するステップと、凹凸の発生する以前と以後との表面形状を測定した何れか一方の座標を他方の座標と一致するように座標を変換する際、初期の面上に描かれた直線の複数の交点として求めた基準位置としての基準点に基づいて座標変換を行うステップと、凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とを比較して凹凸発生後の面形状データから初期の面形状データを差し引きするステップと、差し引きした結果に基づいて発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を抽出するステップと、を有することを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problem, the second means of the present invention is to provide unevenness due to damage accompanied by thinning generated on the curved surface of the wetted part in the fluid machine having the wetted part as the object to be measured. in the surface shape measuring method for measuring the shape by a three-dimensional shape measuring apparatus, as steps to be executed by the three-dimensional shape measurement device, the steps of preliminarily measuring the previous surface shape generated by the unevenness occurred subsequent uneven surface It was drawn on the initial surface when transforming the coordinates so that one of the coordinates measured before and after the step of measuring the shape again and the coordinates of one of the surfaces measured before and after the unevenness coincided with the other coordinates . A step of performing coordinate transformation based on a reference point as a reference position obtained as a plurality of intersections of straight lines, and a surface shape after the occurrence of unevenness by comparing the surface shape before the unevenness with the subsequent surface shape A step of subtracting the initial surface shape data from the shape data, and a step of extracting the shape of the unevenness due to the damage accompanied by the thinning generated based on the result of the subtraction .

本発明によれば、測定対象物である流体機械の接液部における表面の初期形状から減肉を伴った損傷による凹凸の発生による形状変化を、容易かつ正確に測定できる。 According to the present invention, the shape change due to the generation of unevenness due to damage accompanied by thinning the initial shape of the surface of the liquid contact portion of the fluid machine is a measuring object, it can be easily and accurately measured.

本発明の実施形態に係る表面形状測定システムについて、図1〜図3を参照しながら以下説明する。図1は本発明の実施形態に係る表面形状測定システムにおける被測定物の表面(3次元)形状の測定に関する基本概念を説明する図である。図2は本実施形態に係る表面形状測定システムとなる3次元表面形状測定する3次元形状測定装置を示す構成図である。図3は本実施形態に関する表面形状測定における凹凸発生前後の座標変換の一方法を表す図である。 The surface shape Johaka constant system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Figure 1 is a diagram for explaining the basic concept of measurement of surface (3D) shape of the object to be measured at the surface type Johaka constant system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus that measures a three- dimensional surface shape, which is a surface shape measuring system according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a method of coordinate conversion before and after occurrence of unevenness in surface shape measurement according to the present embodiment.

図1において、符号1は本実施形態における測定対象物(後述するが、例えば、ポンプの回転翼など)の初期の面形状であって典型的には3次元曲面であり(階段状の表面形状であってもよい)、符号2は測定対象物の表面に凹凸11が発生した後の面形状である。ここで、凹凸発生後の面形状2は本実施形態で測定しようとしている凹凸を含むため、面形状2における凹凸を本来ならば直接に定量化したいところであるが、対象物表面は初期形状においても複雑な3次元曲面(インペラ翼の使用後に発生した凹凸形状に類似している表面形状)であるため、発生した凹凸のみを定量的に測定することは非常に困難である。  In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an initial surface shape of a measurement object in the present embodiment (which will be described later, for example, a rotor blade of a pump), and is typically a three-dimensional curved surface (stepped surface shape). 2) is a surface shape after the unevenness 11 is generated on the surface of the measurement object. Here, since the surface shape 2 after the occurrence of unevenness includes the unevenness to be measured in the present embodiment, the unevenness in the surface shape 2 is originally intended to be directly quantified, but the surface of the object is also in the initial shape. Since it is a complicated three-dimensional curved surface (surface shape similar to the uneven shape generated after using the impeller blades), it is very difficult to quantitatively measure only the generated unevenness.

そこで、本発明の実施形態では、図1における初期の面形状1と凹凸発生後の面形状2を比較することにより、測定対象物の表面に発生した凹凸を初期から存在したバックグラウンドの凹凸類似物(3次元曲面)と分離することができ、符号3に示すような初期の凹凸類似物(3次元曲面)を消去した平面上の凹凸11の形状を正確に捕捉することができる。   Therefore, in the embodiment of the present invention, by comparing the initial surface shape 1 in FIG. 1 and the surface shape 2 after the occurrence of unevenness, the unevenness generated on the surface of the measurement object is similar to the unevenness of the background that existed from the beginning. It can be separated from the object (three-dimensional curved surface), and the shape of the irregularities 11 on the plane from which the initial irregularities similar to the irregularities (three-dimensional curved surface) as indicated by reference numeral 3 are eliminated can be accurately captured.

本実施形態における図1に示す表面形状は、例えば図2に示す3次元形状測定装置により測定される。3次元形状測定装置の型式としては、大きく分類して接触式および非接触式があり、それぞれ触針および光線などを用いて対象物の表面形状を測定する。本実施形態はこれらのいずれの型式の表面形状測定装置を用いても実施可能である。接触式の表面形状測定装置は、被測定物の光学的な表面状態、たとえば反射率、透過率などに測定結果が影響されないという利点があるが、急峻な形状変化に触針の動作が追従できない場合がある、また、一般に空間分解能が低いなどの欠点がある。一方、非接触式の表面形状測定装置は上述の接触式形状測定装置の利点および欠点とは逆の利点と欠点を持つ。   The surface shape shown in FIG. 1 in this embodiment is measured by, for example, a three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. The types of three-dimensional shape measuring apparatuses are roughly classified into contact type and non-contact type, and the surface shape of an object is measured using a stylus and a light beam, respectively. This embodiment can be implemented using any of these types of surface shape measuring devices. The contact-type surface shape measuring apparatus has an advantage that the measurement result is not affected by the optical surface state of the object to be measured, such as reflectance and transmittance, but the operation of the stylus cannot follow a sharp shape change. In addition, there are drawbacks such as low spatial resolution in general. On the other hand, the non-contact type surface shape measuring apparatus has advantages and disadvantages opposite to the advantages and disadvantages of the contact type shape measuring apparatus described above.

本実施形態においては、図2に示すようなレーザー変位計21を有する3次元形状測定装置を用いて被測定物22の表面形状を測定した。この測定装置において、レーザー変位計21は、Xステージ23、Yステージ24、およびZステージ25を用いて被測定物22の上方空間の任意の位置に移動することが可能であり、レーザー光による表面形状の測定ができる。測定結果のデータは、制御系26からデータ処理系27および画像表示系28に送られ、それぞれ測定結果のデータ処理および画像表示が行われる。   In the present embodiment, the surface shape of the object to be measured 22 was measured using a three-dimensional shape measuring apparatus having a laser displacement meter 21 as shown in FIG. In this measuring apparatus, the laser displacement meter 21 can be moved to an arbitrary position in the space above the object to be measured 22 using the X stage 23, the Y stage 24, and the Z stage 25. The shape can be measured. The measurement result data is sent from the control system 26 to the data processing system 27 and the image display system 28, where data processing and image display of the measurement results are performed, respectively.

本実施形態において、3次元面形状のもとになるデータは空間における座標データの集合であり、初期および凹凸発生後におけるそれぞれの面形状データの原点および座標軸は、図2に示す3次元形状測定装置におけるXYZステージ23,24,25の原点および座標軸である。図2に示すような測定装置を採用した場合、初期および凹凸発生後の測定対象物22をXYZステージ23,24,25の同一の位置に設置しない限り、初期面の座標と凹凸発生後の面の座標を直接比較することができない。しかし、初期および凹凸発生後の測定対象物をXYZステージ23,24,25の同一の位置に同一の方向で設置することは困難を要する。   In the present embodiment, the data on which the three-dimensional surface shape is based is a set of coordinate data in the space, and the origin and coordinate axes of the surface shape data at the initial stage and after the occurrence of the unevenness are the three-dimensional shape measurement shown in FIG. These are the origin and coordinate axes of the XYZ stages 23, 24, 25 in the apparatus. When the measurement apparatus as shown in FIG. 2 is employed, the coordinates of the initial surface and the surface after the occurrence of the unevenness are obtained unless the measurement object 22 at the initial stage and after the occurrence of the unevenness is placed at the same position on the XYZ stages 23, 24, 25 The coordinates of cannot be compared directly. However, it is difficult to place the measurement object at the initial stage and after the occurrence of unevenness at the same position on the XYZ stages 23, 24, 25 in the same direction.

そこで、本実施形態では、図3における初期の面形状1と凹凸発生後の面形状2の測定結果が異なる座標で測定されることのないように、測定データを比較するために凹凸発生前後の面形状データについて座標変換の処理を行うこととする。すなわち、初期と凹凸発生後の面形状をもつそれぞれの測定対象物22をX,Y,Zステージに対して厳密、正確に狂いなく位置決めして設置することは困難であるので、これに代えて、適宜に設置した測定対象物22から得られたそれぞれのデータについて座標変換処理を行って、同一の座標で測定することとする。   Therefore, in this embodiment, in order to compare measurement data so that the measurement results of the initial surface shape 1 in FIG. 3 and the surface shape 2 after the unevenness generation are not measured at different coordinates, before and after the unevenness generation, Coordinate conversion processing is performed on the surface shape data. That is, it is difficult to position and measure each measurement object 22 having the initial and uneven surface shapes with respect to the X, Y, and Z stages without any error. Then, coordinate conversion processing is performed on each piece of data obtained from the measurement object 22 that is appropriately installed, and measurement is performed with the same coordinates.

座標変換は、形状を測定する面に予め設けられた基準点(または基準位置)、すなわち、図3における初期の形状における基準点31乃至34、および凹凸発生後の形状における基準点31’乃至34’をもとに行う。図3において、初期および凹凸発生後のそれぞれの面上に測定された基準点の座標が一致するような方法で初期の面形状データのすべてを変換する。このとき、凹凸発生後の面形状データを変換しても大きな問題はないが、凹凸発生後のデータは微小な凹凸の情報を含んでおり、座標変換が凹凸の形状に影響を及ぼす可能性があるため、初期の面形状データを変換することとする。   In the coordinate conversion, reference points (or reference positions) provided in advance on the surface whose shape is to be measured, that is, the reference points 31 to 34 in the initial shape in FIG. 'Perform based on'. In FIG. 3, all of the initial surface shape data is converted by a method in which the coordinates of the reference points measured on the initial surface and the surface after the occurrence of the unevenness match. At this time, there is no major problem even if the surface shape data after the occurrence of unevenness is converted, but the data after the occurrence of unevenness contains information on minute unevenness, and coordinate conversion may affect the shape of the unevenness. Therefore, the initial surface shape data is converted.

次に、座標変換方法の詳細を説明する。本実施形態における初期面上の既知の1点、たとえば図3における基準点31の座標をA、基準点31に対応する凹凸発生後の既知の基準点31’の座標をAとし、AおよびAの成分をそれぞれ(x、y、z)および(x、y、z)とする。空間における一般的な座標変換の行列をRとすると、点31を点31’に変換する式は次式で表せる。 Next, details of the coordinate conversion method will be described. In the present embodiment, a known point on the initial surface, for example, the coordinate of the reference point 31 in FIG. 3 is A 1 , the coordinate of the known reference point 31 ′ after occurrence of the irregularities corresponding to the reference point 31 is A 2, and A Let the components of 1 and A 2 be (x 1 , y 1 , z 1 ) and (x 2 , y 2 , z 2 ), respectively. Assuming that a general coordinate transformation matrix in space is R, an equation for converting the point 31 to the point 31 ′ can be expressed by the following equation.

=RA (1)
ここでRを

Figure 0004876388
A 2 = RA 1 (1)
Where R is
Figure 0004876388

とすると、式(1)および式(2)より、

Figure 0004876388
Then, from Equation (1) and Equation (2),
Figure 0004876388

となり、行列Rを特定するためには最低4点の座標(図3の例では基準点31,32,33,34)が必要であることが分かる。ただし、座標変換に先立って行列Rの成分の一部、例えばq、q、およびqが既知であるような場合は、基準点を3点としても行列Rを求めることが可能である。 Thus, it can be seen that at least four coordinates (reference points 31, 32, 33, 34 in the example of FIG. 3) are necessary to specify the matrix R. However, when some of the components of the matrix R, for example, q x , q y , and q z are known prior to the coordinate transformation, the matrix R can be obtained even with three reference points. .

以上の座標変換によって、初期の面形状データと凹凸発生後の面形状データのバックグラウンドが一致したので、凹凸発生後の面形状データから初期の面形状データを差し引きすることにより、発生した凹凸のデータのみを抽出することが可能である。   As a result of the above coordinate conversion, the initial surface shape data and the background of the surface shape data after the occurrence of unevenness match, so by subtracting the initial surface shape data from the surface shape data after the occurrence of unevenness, It is possible to extract only the data.

なお、本実施形態における初期形状は3次元形状測定装置で測定したが、初期形状のデータを被測定物の製作に使用した設計データとすることも可能である。例えば、被測定物がNC(数値制御)加工で製作されたものとすると、加工の基準であるNCデータを初期形状のデータとすることで初期形状の測定を省略することが可能である。   In addition, although the initial shape in this embodiment was measured with the three-dimensional shape measuring apparatus, it is also possible to use the initial shape data as design data used for manufacturing the object to be measured. For example, if the object to be measured is manufactured by NC (numerical control) machining, it is possible to omit the measurement of the initial shape by using the NC data as the machining reference as the initial shape data.

次に、被測定物の初期及び凹凸発生後の面形状における基準点の他の描き方について、図4を参照しながら説明する。上述した図3における基準点の描き方は、初期の面上に設置された点であったのに対し、図4に示すような他の描き方における基準点は、初期の面上に描かれた複数の線40が交差する交点41乃至44である。 Next, another way of drawing the reference point in the initial shape of the object to be measured and the surface shape after the occurrence of unevenness will be described with reference to FIG. The above-described drawing method of the reference point in FIG. 3 is a point set on the initial surface, whereas the reference point in another drawing method as shown in FIG. 4 is drawn on the initial surface. Intersection points 41 to 44 at which a plurality of lines 40 intersect .

図3に示すような、基準点を点として描く場合には凹凸発生後には面形状の変化によって基準点を認識できなくなるおそれがある。これに対して、図4に示す基準点の描き方は、基準点を各線(それぞれの線は凹凸での曲がりや平面上での直線を含んで成る任意な形状となるが、真上方向から平面視した場合には凹凸を含む面形状の表面上に描いた直線とみなすことができる)の交点としているので、仮に凹凸発生後に交点を認識できなくなったとしても、線の一部が認識できれば交点の位置を正確に推定することができ、基準点を認識できなくなる可能性が低くなる。 When drawing the reference point as a point as shown in FIG. 3, there is a possibility that the reference point cannot be recognized due to the change in the surface shape after the unevenness occurs. On the other hand, the method of drawing the reference point shown in FIG. 4 is that the reference point is represented by each line (each line has an arbitrary shape including a curved line on an uneven surface and a straight line on a plane. since when viewed from is the intersection of can be regarded as a straight line drawn on the surface of the surface shape including irregularities) even no longer recognize the intersection if after irregularities occur, some of the lines If it can be recognized, the position of the intersection can be accurately estimated, and the possibility that the reference point cannot be recognized is reduced.

本実施形態において、初期面上に線40を描く手段としてナイフの先端を用いたが、例えば罫書き針などの針の先端で描いてもよく、また、あらかじめ格子状に整形しておいた型を押し付けるなどしても同様の効果が得られる。また、上記の線40は実線として示したが、破線や点線などでも同様の効果が得られる。 In this embodiment uses the front end of the knife as a means to draw each line 40 on the initial surface, for example, be drawn with a needle tip, such as scoring the needle, also it had been shaped in advance grid pattern The same effect can be obtained by pressing the mold. Each line 40 described above is shown as a solid line, the same effect can be obtained in such a broken line or dotted line.

さらに、基準点は設置したものでなくてもよく、例えば初期面上の特徴的な点であってもよいし、初期面上の特徴的な形状であってもよい。この場合、例えば初期面と変形発生後の面上における任意の2点間距離の自乗和を最小にするような座標変換を行ってもよい。   Further, the reference point does not have to be installed, and may be, for example, a characteristic point on the initial surface or a characteristic shape on the initial surface. In this case, for example, coordinate transformation may be performed so as to minimize the sum of squares of the distance between any two points on the initial surface and the surface after the deformation has occurred.

また、上述した3次元形状測定装置による測定対象を凹凸発生前後の被測定物表面としたが、被測定物の実物をステージ上で直接に測定することが困難な場合もあり得る。このような場合、被測定物の表面からレプリカを採取し、その表面形状を測定することで被測定物の表面形状を間接的に測定することが可能である。   In addition, although the measurement object by the above-described three-dimensional shape measurement apparatus is the surface of the object to be measured before and after the occurrence of unevenness, it may be difficult to directly measure the actual object of the object to be measured on the stage. In such a case, it is possible to indirectly measure the surface shape of the object to be measured by collecting a replica from the surface of the object to be measured and measuring the surface shape.

次に、本実施形態に係る表面形状測定方法又はシステムの適用例であるポンプの回転翼における凹凸発生について、図5を参照しながら説明する。本実施形態を流体機械のひとつであるポンプの内部構造に適用した場合、図5に示すような、インペラと呼ばれる回転翼の回転によって流体に流速が与えられる。上述した本明細書の背景技術の項に記載したキャビテーションは、このインペラの負圧が生じる側などに生じる。したがって、キャビテーション壊食もインペラ5の負圧が生じる側に発生する場合が多いが、インペラ5を包囲するケーシングの内側やインペラの正圧面に生じる場合もある。   Next, the occurrence of irregularities in the rotor blades of the pump, which is an application example of the surface shape measuring method or system according to the present embodiment, will be described with reference to FIG. When this embodiment is applied to an internal structure of a pump that is one of fluid machines, a flow velocity is given to the fluid by rotation of a rotor blade called an impeller as shown in FIG. The cavitation described in the background art section of the present specification described above occurs on the side where the negative pressure of the impeller is generated. Therefore, cavitation erosion often occurs on the side where the negative pressure of the impeller 5 is generated, but may also occur on the inner side of the casing surrounding the impeller 5 or on the positive pressure surface of the impeller 5.

図5に示すように、インペラ5の表面形状は複雑な3次元の曲面(凹凸形状に類似する面)を有する。本実施形態では、まずインペラ表面におけるキャビテーション壊食が発生すると予想される部分に、図6に示すようにカッタナイフの刃先で格子を描いた。この格子の間隔は約2〜3mmとしたが、表面に発生すると思われる凹凸の寸法に応じて調整することが望ましい。多数の線で多数の格子を描画することでキャビテーション壊食による凹凸の分布を細かく検知することができる。次に、表面形状のレプリカを採取した。レプリカの材料としてはアクリル系の樹脂を用いた。レプリカには初期の表面形状とともに、先に描いた格子も転写されたことを確認した。なお、インペラにキャビテーション壊食が発生するとインペラに凹部が発生するが、インペラのレプリカを採取すればインペラの凹部はレプリカの凸部に対応することとなる。凹部であっても凸部であってもその形状変化は本実施形態の表面形状測定装置で測定することができる。   As shown in FIG. 5, the surface shape of the impeller 5 has a complicated three-dimensional curved surface (a surface similar to the uneven shape). In the present embodiment, first, a lattice is drawn with the cutting edge of a cutter knife as shown in FIG. 6 in a portion where cavitation erosion is expected to occur on the impeller surface. The interval between the lattices is set to about 2 to 3 mm, but it is desirable to adjust according to the size of the unevenness that appears to occur on the surface. By drawing a large number of grids with a large number of lines, it is possible to finely detect the distribution of irregularities caused by cavitation erosion. Next, a replica of the surface shape was collected. An acrylic resin was used as a replica material. It was confirmed that the replica previously transferred was transferred to the replica as well as the initial surface shape. When cavitation erosion occurs in the impeller, a concave portion is generated in the impeller. However, if a replica of the impeller is taken, the concave portion of the impeller corresponds to the convex portion of the replica. Whether it is a concave portion or a convex portion, the shape change can be measured by the surface shape measuring apparatus of the present embodiment.

次に、図5のインペラを用いて、所定の運転条件でポンプを所定時間運転した。運転後、インペラの表面を観察したところ、事前にレプリカを採取した位置にキャビテーション壊食の発生を確認したので、その位置から再びレプリカを採取した。レプリカにキャビテーション壊食を反映した凹凸の形状と、予め描いた格子が良好に転写されていることを確認した。   Next, the pump was operated for a predetermined time under predetermined operating conditions using the impeller of FIG. After the operation, the surface of the impeller was observed, and the occurrence of cavitation erosion was confirmed at the position where the replica was collected in advance, so the replica was collected again from that position. It was confirmed that the uneven shape reflecting the cavitation erosion and the previously drawn lattice were transferred well to the replica.

次に、ポンプ運転前後のインペラの翼面(例えば、表面)から採取したレプリカの表面形状を、レーザ3次元形状測定装置を用いて測定した。その測定結果の模式図を運転前および運転後についてそれぞれ図7および図8に示す。図7と図8において、黒色から白色に向かうにつれて、紙面方向に高くなることを示す(黒色部分は凹面、白色部分は凸面である)。黒色及び白色の模様は概ね同じ位置の測定結果であるが、正確には一致しているとは云えない(ポンプ運転前後におけるレプリカの設置位置が完全には合致していないから)。そこで、座標変換を行って座標を正確に一致させる。この座標変換の基準として、予め描いた格子の交点を用いる。   Next, the surface shape of the replica collected from the impeller blade surface (for example, the surface) before and after the pump operation was measured using a laser three-dimensional shape measuring apparatus. Schematic diagrams of the measurement results are shown in FIGS. 7 and 8 before and after operation, respectively. 7 and 8, it is shown that the height increases in the paper direction from black to white (the black portion is concave and the white portion is convex). The black and white patterns are almost the same measurement results, but cannot be exactly matched (because the positions of the replicas before and after pumping are not perfectly matched). Therefore, coordinate conversion is performed to accurately match the coordinates. As a reference for this coordinate transformation, an intersection of previously drawn grids is used.

具体的には、図7に示す1個の基準点71(座標A11)を、これと対応する図8の基準点81(座標A21)と一致する座標に変換する行列Rを求める式は、上述した式(1)を用いて、
21=RA11 (4)
と表すことができ、図7および図8におけるそれぞれ4個の基準点の座標を用いて、式(4)における座標変換の行列Rを特定することができる。
Specifically, an equation for obtaining a matrix R for converting one reference point 71 (coordinate A 11 ) shown in FIG. 7 into coordinates corresponding to the reference point 81 (coordinate A 21 ) in FIG. Using equation (1) above,
A 21 = RA 11 (4)
The coordinate transformation matrix R in the equation (4) can be specified using the coordinates of the four reference points in FIGS. 7 and 8 respectively.

次に、特定された座標変換の行列Rを用いて、図7中におけるすべての点の座標を図8の座標に変換する。こうして求められた点の集合体である、座標変換後の初期形状を図9に示す。   Next, the coordinates of all the points in FIG. 7 are converted into the coordinates of FIG. 8 using the specified coordinate transformation matrix R. FIG. 9 shows an initial shape after coordinate transformation, which is an aggregate of points thus obtained.

座標変換後の初期形状を構成する点の座標と、凹凸発生後の形状を構成する点の座標において、x座標とy座標がそれぞれ一致する点のz座標の差を計算する。こうして算出したz座標と、それに対応するx座標およびy座標を有する点を座標空間に表示すると、図10に示すとおりとなる。図10は、凹凸発生後のz座標から凹凸発生前の初期形状のz座標を差し引いた座標を有する点の集合であるから、純粋にキャビテーション壊食によって発生した凹凸の形状のみを表している。   In the coordinates of the points constituting the initial shape after the coordinate conversion and the coordinates of the points constituting the shape after the occurrence of the unevenness, the difference between the z coordinates of the points where the x coordinate and the y coordinate are respectively matched is calculated. When the z-coordinate thus calculated and the points having the corresponding x-coordinate and y-coordinate are displayed in the coordinate space, the result is as shown in FIG. Since FIG. 10 is a set of points having coordinates obtained by subtracting the z coordinate of the initial shape before the occurrence of unevenness from the z coordinate after the occurrence of unevenness, only the shape of the unevenness generated purely by cavitation erosion is shown.

運転後のインペラの表面形状測定結果を示す図8と、運転前後の測定結果を座標変換し且つ運転前後のz座標を差し引いた結果を示す図10を比較すると、図8では認識困難であった凹凸形状が、図10では明瞭に認識することが可能であることがわかる。すなわち、図8では、初期の凹凸類似形状(曲面)の上にキャビテーション壊食により発生した凹凸の形状が重畳されているため、キャビテーション壊食による表面形状の変化が不明確であり、キャビテーション壊食が表面粗さなどに及ぼす影響を明確化することが困難であるのに対して、図10では初期の凹凸類似形状が効果的に除去され、キャビテーション壊食による表面粗さなどの変化を容易かつ正確に捕捉できるためである。   Comparing FIG. 8 showing the surface shape measurement result of the impeller after operation and FIG. 10 showing the result of coordinate conversion of the measurement result before and after operation and subtracting the z coordinate before and after operation, it was difficult to recognize in FIG. It can be seen that the uneven shape can be clearly recognized in FIG. That is, in FIG. 8, since the uneven shape generated by cavitation erosion is superimposed on the initial similar uneven shape (curved surface), the change in surface shape due to cavitation erosion is unclear, and cavitation erosion While it is difficult to clarify the effect of the surface roughness on the surface roughness, in FIG. 10, the initial unevenness-like shape is effectively removed, and the change in the surface roughness due to cavitation erosion can be easily performed. This is because it can be captured accurately.

このように、本発明の実施形態に係る方法又はシステムを用いると、ポンプのインペラ表面に生じるキャビテーション壊食量の定量的評価が容易且つ正確にできる。また、ポンプのインペラの他にも初期(運転前)から凹凸を有する表面形状の変化を定量的に測定する場合に有効である。その応用範囲は、例えば摺動面などの摩耗量や、腐食面などのピットや減肉などの測定に使用可能である。   As described above, when the method or system according to the embodiment of the present invention is used, the quantitative evaluation of the amount of cavitation erosion generated on the impeller surface of the pump can be easily and accurately performed. In addition to the pump impeller, it is effective when quantitatively measuring changes in the surface shape having irregularities from the initial stage (before operation). The application range can be used for measuring, for example, the amount of wear on the sliding surface, the pits on the corroded surface, and the thickness reduction.

以上説明したように、本発明の実施形態に係る表面形状測定システムは次のような構成を含むものである。すなわち、本実施形態は、凹凸が生じる前の初期の表面形状をあらかじめ測定しておき、次に凹凸が生じた後の表面形状を再び測定し、初期の表面形状と凹凸発生後の表面形状を比較することによって、発生した凹凸の形状を抽出するものである。凹凸が生じる前後の表面形状のうちのいずれか一方の座標を、他方の座標とほぼ一致するように座標変換することにより、これらの表面形状の比較を容易にすることができる。   As described above, the surface shape measurement system according to the embodiment of the present invention includes the following configuration. That is, in this embodiment, the initial surface shape before unevenness is measured in advance, then the surface shape after unevenness is measured again, and the initial surface shape and the surface shape after unevenness generation are determined. By comparing, the shape of the generated unevenness is extracted. Comparison of these surface shapes can be facilitated by converting the coordinates of any one of the surface shapes before and after the occurrence of the irregularities so as to substantially coincide with the other coordinates.

ここにおいて、凹凸が生じる前の表面に測定する位置が明確になるような基準点を設けることによって、上述の座標変換を容易に行うことができる。上記の基準点は4個以上とすることでより座標変換の精度が増すこととなる。上記の基準点は、文字通りの点であってもよいが複数の線の交点であれば、基準点である交点が明瞭でない場合も線の延長から基準点の位置を推測することが可能である。さらに、座標変換の基準は点でなくとも表面形状の特徴でもよい。   Here, the above-described coordinate conversion can be easily performed by providing a reference point that makes the measurement position clear on the surface before the unevenness occurs. When the number of reference points is four or more, the accuracy of coordinate conversion is further increased. The reference point may be a literal point, but if it is an intersection of a plurality of lines, it is possible to infer the position of the reference point from the extension of the line even if the intersection that is the reference point is not clear . Further, the reference for coordinate conversion may be a feature of the surface shape instead of a point.

表面形状の測定方法は、接触式または非接触式の3次元測定装置を用いることにより容易かつ高精度な測定が可能であり、またデータ処理も容易になる。非接触3次元測定装置を用いる場合は、レーザー変位計を有する測定装置を用いることでより正確な計測が可能となる。一方、凹凸発生前の表面形状は被測定物の製作データであってもよい。また、直接の測定対象は被測定物の表面のほか、その表面から採取したレプリカであってもよい。   The surface shape measurement method can be easily and highly accurately measured by using a contact-type or non-contact-type three-dimensional measurement apparatus, and data processing is facilitated. In the case of using a non-contact three-dimensional measuring device, more accurate measurement can be performed by using a measuring device having a laser displacement meter. On the other hand, the surface shape before unevenness generation may be production data of the object to be measured. In addition to the surface of the object to be measured, the direct measurement object may be a replica collected from the surface.

本実施形態の適用によって、ポンプの内部構造の表面形状変化を測定することが容易となる。とりわけ、ポンプ内部のキャビテーション壊食量を測定することに適用することが好適である。   By applying this embodiment, it becomes easy to measure the surface shape change of the internal structure of the pump. In particular, it is preferable to apply to measuring the amount of cavitation erosion inside the pump.

本発明の実施形態に係る表面形状測定システムにおける被測定物の表面(3次元)形状の測定に関する基本概念を説明する図である。It is a diagram for explaining a basic concept of measurement of surface (3D) shape of the object to be measured at the surface type Johaka constant system according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る表面形状測定システムとなる3次元表面形状測定する3次元形状測定装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the three-dimensional shape measuring apparatus which measures the three- dimensional surface shape used as the surface shape measuring system which concerns on this embodiment. 本実施形態に関する表面形状測定における凹凸発生前後の座標変換の一方法を表す図である。It is a figure showing one method of the coordinate transformation before and after the unevenness | corrugation generation | occurrence | production in the surface shape measurement regarding this embodiment. 本実施形態における座標変換の基準点の他の描き方を説明する図である。It is a figure explaining the other way of drawing the reference point of coordinate transformation in this embodiment. 本実施形態に係る表面形状測定方法又はシステムの適用例であるポンプの回転翼における表面形状を示す図である。It is a figure which shows the surface shape in the rotary blade of the pump which is an example of application of the surface shape measuring method or system which concerns on this embodiment. 本実施形態の適用例であるポンプのインペラ翼における基準点の描き方を示す図である。It is a figure which shows how to draw the reference point in the impeller blade of the pump which is an application example of this embodiment. 本実施形態における運転前のインペラ翼における表面形状の測定結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement result of the surface shape in the impeller blade | wing before the driving | operation in this embodiment. 本実施形態における運転後のインペラ翼における表面形状の測定結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement result of the surface shape in the impeller blade | wing after the operation | movement in this embodiment. 本実施形態における運転前のインペラ翼における表面形状の測定結果を座標変換した図である。It is the figure which coordinate-transformed the measurement result of the surface shape in the impeller blade | wing before the driving | operation in this embodiment. 本実施形態における運転前のインペラ翼における表面形状の測定結果を座標変換し、運転後のインペラ翼における表面形状の測定結果と比較した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having coordinate-transformed the measurement result of the surface shape in the impeller blade | wing before an operation | movement in this embodiment, and comparing with the measurement result of the surface shape in the impeller blade | wing after an operation | movement.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定対象物の初期の面形状
2 測定対象物の凹凸発生後の面形状
3 初期の凹凸類似物(曲面)を消去した凹凸発生後の面形状
11 発生した凹凸
21 レーザー変位計
22 被測定物
23 Xステージ
24 Yステージ
25 Zステージ
26 制御系
27 データ処理系
28 画像表示系
31〜34 基準点
31’〜34’ 基準点
40 初期の表面上に描かれた線
41〜44 初期の表面上に描かれた線の交点
71 基準点
81 基準点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Initial surface shape of measurement object 2 Surface shape after unevenness generation of measurement object 3 Surface shape after generation of unevenness by removing initial unevenness analog (curved surface) 11 Generated unevenness 21 Laser displacement meter 22 Measured object 23 X stage 24 Y stage 25 Z stage 26 Control system 27 Data processing system 28 Image display system 31-34 Reference point 31'-34 'Reference point 40 Lines 41-44 drawn on the initial surface On the initial surface intersection 71 reference point 81 reference point drawn each line

Claims (6)

被測定物としての接液部を有する流体機械における当該接液部の曲面表面上に発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を測定する3次元形状測定装置による表面形状測定システムにおいて、
前記3次元形状測定装置は、前記凹凸の発生する以前と以後とにおける表面形状をそれぞれの座標において測定した後、当該凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とにあっての何れか一方の座標を他方の座標と一致するように座標を変換する際、初期の面上に描かれた直線の複数の交点として求めた基準位置としての基準点に基づいて座標変換を行うと共に、当該凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とを比較して凹凸発生後の面形状データから初期の面形状データを差し引きした結果に基づいて前記発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を抽出することを特徴とする表面形状測定システム。
In a surface shape measuring system using a three-dimensional shape measuring device for measuring the shape of irregularities due to damage caused by thinning on the curved surface of the wetted part in a fluid machine having a wetted part as a measurement object,
The three-dimensional shape measuring apparatus measures the surface shape before and after the occurrence of the unevenness at each coordinate, and then determines whether the surface shape before and after the occurrence of the unevenness is in the surface shape. When converting coordinates so that one coordinate matches the other, the coordinate conversion is performed based on a reference point as a reference position obtained as a plurality of intersections of straight lines drawn on the initial surface, and The surface roughness before and after the occurrence of unevenness is compared with the subsequent surface shape, and the initial surface shape data is subtracted from the surface shape data after the occurrence of unevenness. A surface shape measuring system characterized by extracting the shape of the surface.
請求項1記載の表面形状測定システムにおいて、前記3次元形状測定装置は、前記発生した減肉を伴った損傷による凹凸形状の抽出結果を表示する表示装置を備えたことを特徴とする表面形状測定システム。 The surface shape measurement system according to claim 1, wherein the three-dimensional shape measurement apparatus includes a display device that displays an extraction result of the concavo-convex shape due to the damage caused by the generated thinning. system. 請求項1又は2記載の表面形状測定システムにおいて、前記3次元形状測定装置は、前記表面形状の測定を接触式又は非接触式で行うことを特徴とする表面形状測定システム。 According to claim 1 or 2, wherein the surface profile measuring system, the three-dimensional shape measuring apparatus, the surface shape measuring system comprising a TURMERIC line by a contact or non-contact measurement of the surface shape. 請求項1〜3の何れか1項記載の表面形状測定システムにおいて、前記3次元形状測定装置による前記流体機械における前記接液部の曲面表面上に対する前記表面形状の測定は、レプリカで測定することを特徴とする表面形状測定システム。 The surface shape measurement system according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement of the surface shape on the curved surface of the wetted part in the fluid machine by the three-dimensional shape measurement device is performed with a replica. Surface shape measurement system characterized by 請求項1〜4の何れか1項記載の表面形状測定システムにおいて、前記流体機械における前記接液部は、少なくとも腐食、キャビテーション壊食、摩耗の何れかの要因により前記減肉を伴った損傷による凹凸の形状が発生する機械内部構造であることを特徴とする表面形状測定システム。   5. The surface shape measurement system according to claim 1, wherein the liquid contact portion in the fluid machine is caused by damage accompanied by the thinning due to at least one of corrosion, cavitation erosion, and wear. 5. A surface shape measuring system characterized by being an internal structure of a machine in which irregularities are generated. 被測定物としての接液部を有する流体機械における当該接液部の曲面表面上に発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を3次元形状測定装置により測定する表面形状測定方法において、
前記3次元形状測定装置により実行させるステップとして、前記凹凸の発生する以前の表面形状を予め測定するステップと、前記凹凸の発生した以後の表面形状を再度測定するステップと、前記凹凸の発生する以前と以後との表面形状を測定した何れか一方の座標を他方の座標と一致するように座標を変換する際、初期の面上に描かれた直線の複数の交点として求めた基準位置としての基準点に基づいて座標変換を行うステップと、前記凹凸の発生する以前の表面形状と以後の表面形状とを比較して凹凸発生後の面形状データから初期の面形状データを差し引きするステップと、前記差し引きした結果に基づいて前記発生した減肉を伴った損傷による凹凸の形状を抽出するステップと、を有することを特徴とする表面形状測定方法。
In a surface shape measuring method for measuring the shape of irregularities due to damage accompanied by thinning generated on the curved surface of the wetted part in a fluid machine having a wetted part as an object to be measured,
As the steps executed by the three-dimensional shape measuring apparatus, a step of measuring in advance the surface shape before the occurrence of the unevenness, a step of measuring the surface shape after the occurrence of the unevenness, and before the occurrence of the unevenness When converting the coordinates so that either one of the measured surface shapes matches the other, the reference as a reference position obtained as a plurality of intersections of straight lines drawn on the initial surface A step of performing coordinate conversion based on the point, a step of subtracting initial surface shape data from surface shape data after occurrence of unevenness by comparing the surface shape before and after the occurrence of unevenness, and the surface shape data after the occurrence of unevenness ; Extracting the shape of the unevenness due to the damage accompanied by the thinning generated based on the subtracted result, and a method for measuring the surface shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107323A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Kosaka Laboratory Ltd Contour shape measuring machine
CN103591923B (en) * 2013-11-28 2016-08-17 哈尔滨电气动力装备有限公司 Core main pump diffuser crop leaf measuring method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53104266A (en) * 1977-02-23 1978-09-11 Hitachi Ltd Measuring method of three-dimensional curved surfaces and apparatus for the same
JP2741518B2 (en) * 1988-07-29 1998-04-22 株式会社日立製作所 Work size inspection method
JPH02136710A (en) * 1988-11-16 1990-05-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Measuring method for corrosion pit
JPH06201343A (en) * 1993-01-05 1994-07-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Abrasion loss measuring device for rotor blade
JPH09101137A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Nikon Corp Shape measuring device
JP3354868B2 (en) * 1998-05-26 2002-12-09 株式会社日立製作所 Method for measuring blade shape of turbine runner
JP3764857B2 (en) * 2001-07-06 2006-04-12 日産自動車株式会社 Method for detecting local deformation of measured surface

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