JP6846003B2 - Modeled object inspection device, modeled object inspection control device and modeled object inspection method - Google Patents
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本開示は、3Dプリンタで作製した造形物を検査する造形物検査装置、造形物検査制御装置および造形物検査方法に関する。 The present disclosure relates to a modeled object inspection device, a modeled object inspection control device, and a modeled object inspection method for inspecting a modeled object produced by a 3D printer.
従来、三次元物体の品質検査は、三次元物体の高さや表面形状などの指標に注目することが多かった。例えば、特許文献1には、三次元物体を側面が映し出される方向から撮像した画像に基づいて三次元物体を検査する技術が記載されている。この技術では、三次元物体の高さ情報を抽出して三次元物体を検査している。
Conventionally, quality inspection of a three-dimensional object has often focused on indicators such as the height and surface shape of the three-dimensional object. For example,
最近、三次元造形物を簡易に作製できる3Dプリンタが注目されている。3Dプリンタは、薄い樹脂層を積層して任意の形状の三次元造形物を作製するものであり、高価な金型が不要である反面、微細な形状までを設計通りに作製できるかどうかは、3Dプリンタの性能に依存している。高価な3Dプリンタほど、微細な形状の三次元造形物をより忠実に作製できることが多いものの、3Dプリンタで作製した三次元造形物の外形形状を検査する手法は確立されていないのが実情である。 Recently, a 3D printer that can easily produce a three-dimensional model has been attracting attention. A 3D printer is for manufacturing a three-dimensional model of an arbitrary shape by laminating thin resin layers, and while an expensive mold is not required, whether or not even a fine shape can be manufactured as designed is a question. It depends on the performance of the 3D printer. In many cases, the more expensive a 3D printer is, the more faithfully it is possible to produce a three-dimensional model with a finer shape, but the reality is that a method for inspecting the outer shape of a three-dimensional model produced by a 3D printer has not been established. ..
本開示が解決しようとする課題は、3Dプリンタで作製した造形物を精度よく検査できる造形物検査装置、造形物検査制御装置および造形物検査方法を提供することである。 An object to be solved by the present disclosure is to provide a modeled object inspection device, a modeled object inspection control device, and a modeled object inspection method capable of accurately inspecting a modeled object produced by a 3D printer.
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、3Dプリンタにて造形物を作製するのに用いられる三次元設計データを、二次元平面に射影した二次元設計データを生成する第1生成部と、
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を、撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した撮像データに基づいて、二次元の外形輪郭情報を含む二次元実物データを生成する第2生成部と、
前記二次元設計データと前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記造形物の外形形状を検査する検査部と、を備える造形物検査装置が提供される。
In order to solve the above problems, in one aspect of the present disclosure, a first aspect of generating two-dimensional design data in which three-dimensional design data used for producing a modeled object by a 3D printer is projected onto a two-dimensional plane. Generator and
An imaging unit that images the modeled object produced by the 3D printer, and
A second generation unit that generates two-dimensional real data including two-dimensional outline contour information based on the imaging data captured by the imaging unit, and a second generation unit.
A comparison unit that compares the two-dimensional design data and the two-dimensional real data in the corresponding angular directions, and
A modeled object inspection device including an inspection unit for inspecting the outer shape of the modeled object based on the comparison result of the comparison unit is provided.
複数の角度方向から複数の前記二次元設計データと複数の前記二次元実物データを取得し、前記比較部はそれぞれ対応する角度方向同士で比較してもよい。 A plurality of the two-dimensional design data and a plurality of the two-dimensional real data may be acquired from a plurality of angular directions, and the comparison unit may compare the corresponding angular directions with each other.
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を一軸周りに回転させるターンテーブルを備えていてもよく、
前記撮像部は、前記ターンテーブルにて前記造形物を回転させながら前記造形物を一方向から撮像した動画像データを生成し、
前記第2生成部は、前記動画像データに含まれる前記複数の撮像データに基づいて、前記複数の二次元実物データを生成してもよい。
It may be provided with a turntable for rotating the modeled object produced by the 3D printer around one axis.
The imaging unit generates moving image data obtained by capturing the modeled object from one direction while rotating the modeled object on the turntable.
The second generation unit may generate the plurality of two-dimensional real data based on the plurality of imaging data included in the moving image data.
前記比較部は、前記複数の二次元設計データと前記複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較して、対応する二次元設計データと撮像データとの一致度を検出し、
前記検査部は、前記一致度に基づいて、前記造形物の外形形状を検査してもよい。
The comparison unit compares the plurality of two-dimensional design data and the plurality of two-dimensional real data in the corresponding angular directions, detects the degree of agreement between the corresponding two-dimensional design data and the imaging data, and detects the degree of coincidence between the corresponding two-dimensional design data and the imaging data.
The inspection unit may inspect the outer shape of the modeled object based on the degree of coincidence.
前記検査部は、前記一致度が所定の閾値より低い場合には、前記造形物の外形形状に欠陥があると判断してもよい。 When the degree of coincidence is lower than a predetermined threshold value, the inspection unit may determine that the outer shape of the modeled object is defective.
前記比較部は、前記複数の二次元設計データと前記複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第1値と、所定角度だけずらした角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第2値と、の差分を検出し、
前記検査部は、前記第1値と前記差分とに基づいて、前記造形物の外形形状を検査してもよい。
In the comparison unit, the first value representing the degree of coincidence when the plurality of two-dimensional design data and the plurality of two-dimensional real data are compared with each other in the corresponding angular directions, and the angular direction shifted by a predetermined angle. The difference between the second value representing the degree of coincidence when compared with each other is detected, and the difference is detected.
The inspection unit may inspect the outer shape of the modeled object based on the first value and the difference.
前記二次元設計データは、前記三次元設計データを二次元平面に射影した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータであり、
前記二次元実物データは、前記造形物を前記複数の角度方向に応じた方向から撮像した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータであってもよい。
The two-dimensional design data is binarized digital data including external contour information obtained by projecting the three-dimensional design data onto a two-dimensional plane.
The two-dimensional real data may be binarized digital data including external contour information obtained by capturing the modeled object from directions corresponding to the plurality of angular directions.
上記の課題を解決するために、3Dプリンタにて造形物を作製するのに用いられる三次元設計データを、二次元平面に射影した二次元設計データと、
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を撮像した撮像データに基づいて生成した外形輪郭情報を含む二次元実物データを、対応する角度方向同士で比較する比較部と、
を備える造形物検査装置が提供される。
In order to solve the above problems, the two-dimensional design data used to create a modeled object with a 3D printer is projected onto a two-dimensional plane, and the two-dimensional design data
A comparison unit that compares two-dimensional real data including external contour information generated based on imaging data obtained by imaging the modeled object produced by the 3D printer in the corresponding angular directions.
A model inspection device is provided.
前記比較部は、前記二次元設計データと、前記二次元設計データを射影した前記二次元平面の角度と同じ向きで撮像して生成した前記二次元実物データを比較する。 The comparison unit compares the two-dimensional design data with the two-dimensional real data generated by imaging the two-dimensional design data in the same direction as the angle of the projected two-dimensional plane.
前記比較部は、前記二次元設計データを射影した前記二次元平面の角度の近傍でそれぞれ複数の前記二次元設計データと前記二次元実物データを用意し、前記二次元設計データと前記二次元実物データを比較する。 The comparison unit prepares a plurality of the two-dimensional design data and the two-dimensional real data in the vicinity of the angle of the two-dimensional plane on which the two-dimensional design data is projected, and prepares the two-dimensional design data and the two-dimensional real object, respectively. Compare the data.
本開示の他の一態様では、3Dプリンタにて造形物を作製するのに用いられる三次元設計データを、二次元平面に射影した二次元設計データを生成し、
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を撮像し、
前記撮像した撮像データに基づいて、二次元の外形輪郭情報を含む二次元実物データを生成し、
前記二次元設計データと前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較し、
前記比較の結果に基づいて、前記造形物の外形形状を検査する造形物検査方法が提供される。
In another aspect of the present disclosure, two-dimensional design data is generated by projecting the three-dimensional design data used for producing a modeled object with a 3D printer onto a two-dimensional plane.
An image of the modeled object produced by the 3D printer was taken.
Based on the captured image data, two-dimensional real data including two-dimensional outline contour information is generated.
The two-dimensional design data and the two-dimensional real data are compared with each other in the corresponding angular directions.
Based on the result of the comparison, a modeled object inspection method for inspecting the outer shape of the modeled object is provided.
本開示によれば、3Dプリンタで作製した造形物を精度よく検査できる。 According to the present disclosure, it is possible to accurately inspect a modeled object produced by a 3D printer.
以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。図1は本実施形態による造形物検査装置1を示す図である。図1の造形物検査装置は、不図示の3Dプリンタにて作製した造形物の外形形状を検査するものである。より具体的には、図1の造形物検査装置は、3Dプリンタにて作製した造形物の外形形状が設計通りの形状になっているか否かを検査し、場合によっては、造形物の外形形状が設計と比べて、どの程度忠実に作製されているかを評価する。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a modeled
図1に示す造形物検査装置1は、第1生成部2と、カメラ(撮像部)3と、第2生成部4と、比較部5と、検査部6とを備えている。このうち、第1生成部2と、第2生成部4と、比較部5と、検査部6とは、造形物検査制御装置10を構成している。
The modeled
第1生成部2は、3Dプリンタにて造形物7を作製するのに用いられる三次元設計データを、複数の角度方向の二次元平面にそれぞれ射影した複数の二次元設計データを生成する。角度方向とは、三次元設計データに対する角度に応じた方向である。二次元平面は、角度方向を法線方向とする平面すなわち角度方向に直交する平面である。三次元設計データは、種々の3Dプリンタにて汎用的に使用されているSTL(Standard Triangulated Language)データでもよいし、他のデータ形式のデータでもよい。三次元設計データは、色情報や階調情報を持たないモノクロの三次元データであり、例えば三角形のポリゴンの集合体のデータである。複数の角度方向とは、例えば90度間隔であり、第1生成部2は、造形物7の正面、左側面、背面、右側面の4方向に射影した4つの二次元設計データを生成してもよい。あるいは、第1生成部2は、90度よりも細かい単位で角度を変えて、複数の二次元設計データを生成してもよい。第1生成部2で生成される各二次元設計データは、対応角度方向に射影した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータである。
The
第1生成部2は、造形物7の正面、背面および側面を通過する角度範囲だけでなく、造形物7の高さ方向についての任意の角度範囲内の複数の角度方向にそれぞれ射影した複数の二次元設計データを生成してもよい。これにより、例えば、造形物7を上方または斜め上方から見下ろした場合に対応する二次元設計データを生成できる。
The
カメラ3は、3Dプリンタにて作製された造形物7を、複数の角度方向に応じた方向からそれぞれ撮像する。カメラ3は、静止画像の撮像を行うスチルカメラでもよいし、動画像を撮像するビデオカメラでもよい。後述するように、造形物7を回転させながら、カメラ3で撮像を行う場合、カメラ3が常に一方向の撮像を行っても、造形物7を複数の角度方向から撮像した撮像データを得ることができる。造形物7を回転させずに、カメラ3を造形物7の周囲を移動させながら、撮像を行ってもよい。あるいは、複数の角度方向に、それぞれ異なるスチルカメラを予め設置して、各スチルカメラで、対応する角度方向から見た造形物7を撮像してもよい。以下では主に、ビデオカメラで動画像を撮像する例を説明する。ビデオカメラは、1秒間に数十駒の撮像を繰り返すことで、動画像データを生成する。動画像データは、複数の静止画像データを含んでいると見なせるため、例えばビデオカメラの撮像中に造形物7を回転させることで、複数の角度方向からの複数の静止画像データ(複数の撮像データ)を実質的に得ることができる。しかも、造形物7の回転速度を遅くすれば、角度を少しずつ変えた多数の角度方向の複数の撮像データを得ることもできる。
The
カメラ3は、できるだけ高解像度の撮像を行うのが望ましい。低解像度の撮像データでは、画素が粗くなり、造形物7の細かい形状の検査を行えないためである。よって、ビデオカメラを用いる場合は、2K以上、望ましくは4Kの解像度の動画像データを生成する機能を備えたものが望ましい。
It is desirable that the
造形物7の正面や背面、側面だけでなく、造形物7の高さ方向についての任意の角度範囲内の複数の角度方向から撮像した撮像データが必要になる場合、上下方向の高さを可変可能な三脚にカメラ3を設置し、三脚の高さを可変調整しながら、それぞれ異なる高さ位置で造形物7の撮像を行えばよい。あるいは、カメラ3の高さ位置を固定にして、カメラ3の仰角を可変させて、それぞれ異なる仰角で造形物7の撮像を行ってもよい。
The height in the vertical direction can be changed when imaging data captured from a plurality of angular directions within an arbitrary angular range with respect to the height direction of the
第2生成部4は、カメラ3で撮像した複数の撮像データに基づいて、それぞれが二次元の外形輪郭情報を含む複数の二次元実物データを生成する。各二次元実物データは、造形物7を対応する角度方向から撮像した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータである。すなわち、各二次元実物データは、色情報や階調情報を含まないモノクロのデジタルデータである。
The
比較部5は、複数の二次元設計データと複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較する。すなわち、比較部5は、同じ角度方向に射影/撮像した二次元設計データと二次元実物データ同士を比較する。言い換えると、比較部5は、二次元設計データと、二次元設計データを射影した二次元平面の角度すなわち角度方向と同じ向きで撮像して生成した二次元実物データを比較する。例えば、4つの角度方向での二次元設計データと二次元実物データがあれば、比較部5の比較処理も4回行われることになる。比較部5が行う比較処理の一例は、同じ角度方向に射影/撮像した二次元設計データと二次元実物データ同士の一致度を検出することである。二次元設計データと二次元実物データの特徴点を求めて、特徴点を用いて位置合わせを行い、位置合わせを行った二次元設計データと二次元実物データの差分を算出する。算出した差分に基づいて一致度を求める。
The
特徴点の抽出は、例えば、インテル社が開発したOpenCVのライブラリに実装されているAKAZEなどの公知の特徴抽出アルゴリズムを用いて行ってもよいし、他のアルゴリズムを用いて行ってもよい。比較部5は、同じ角度方向に射影/撮像した二次元設計データと二次元実物データの特徴点を抽出し、アフィン変換により、回転移動や拡大縮小などの画像変換処理を行って、特徴量が特が近い特徴点を合わせるようにして、二次元設計データと二次元実物データの位置合わせを行う。
The feature point extraction may be performed using, for example, a known feature extraction algorithm such as AKAZE implemented in the OpenCV library developed by Intel, or may be performed using another algorithm. The
比較部5は、より具体的には、複数の二次元設計データと複数の二次元実物データとを、アフィン変換で位置合わせを行った後に、対応する角度方向同士で比較したときの差分を検出する。
More specifically, the
検査部6は、比較部5の比較結果に基づいて、造形物7の外形形状を検査する。例えば、検査部6は、比較部5で得られた一致度を所定の閾値と比較して、一致度が閾値よりも高いか否かにより、造形物7の外形形状に欠け等の欠陥がないか否かを検査する。あるいは、検査部6は、比較部5の比較結果に基づいて、造形物7の外形形状が理想的な三次元設計モデルに対して、どの程度忠実に作製されているかを評価してもよい。評価結果は、上述した一致度と閾値と比較した結果に基づいて、数値化してもよい。
The
本実施形態による造形物検査装置1は、図1に示すターンテーブル8を備えていてもよい。ターンテーブル8は、その上に載置された造形物7を一軸周りに回転させる。ターンテーブル8は、その回転軸を回転駆動するモータを内蔵した回転駆動装置11に連結され、モータの回転力で回転する。図1のターンテーブル8上に載置された造形物7は、樹脂材料で形成された人間の血管の模型の例を示している。なお、本実施形態による造形物検査装置1の検査対象となる造形物7の種類は、特に問わない。
The modeled
図1のカメラ3は、ターンテーブル8の回転軸に直交する方向においてターンテーブル8上の造形物7に対向して配置されており、カメラ3の撮像方向は固定にしている。ターンテーブル8とカメラ3との距離やカメラ3の焦点距離などの撮像条件を予め設定することにより、カメラ3は、造形物7の全体もしくは検査が必要な領域の全体を撮像することができる。
The
カメラ3は、ターンテーブル8上で回転する造形物7を一定方向から連続的に撮像することで、造形物7の動画像を撮像する。カメラ3で撮像された造形物7の動画像データは、第2生成部4に供給される。
The
本実施形態による造形物検査装置1は、図1に示すように、ターンテーブル8の背後に配置されるスクリーン9を備えていてもよい。スクリーン9を特定色にすることで、カメラ3の撮像データに含まれる造形物7の外形輪郭位置を抽出しやすくなる。スクリーン9は、例えば青色の画用紙でもよい。
As shown in FIG. 1, the modeled
図2は、本実施形態による造形物検査方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、図1の造形物検査装置1によって実行される。ターンテーブル8上には、三次元設計データを用いて作製された造形物7が載置されているものとする。
FIG. 2 is a flowchart showing a modeled object inspection method according to the present embodiment. This flowchart is executed by the modeled
図2に示すように、先ず、ターンテーブル8上で造形物7を回転させながらカメラ3で造形物7の動画像を撮像する(ステップS1)。次に、カメラ3で撮像した動画像データの中から、予め定めた複数の角度方向から撮像した複数の撮像データを抽出する(ステップS2)。予め定めた複数の角度方向とは、第1生成部2が二次元設計データを生成するのに用いた複数の角度方向である。このステップS2の処理は、カメラ3の内部で行ってもよいし、第2生成部4で行ってもよい。
As shown in FIG. 2, first, a moving image of the
次に、第2生成部4は、複数の撮像データに基づいて、それぞれが二次元の外形輪郭情報を含む複数の二次元実物データを生成する(ステップS3)。上述したように、各二次元実物データは、造形物7を対応する角度方向から撮像した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータである。
Next, the
図3は図1の造形物7をカメラ3にて所定の方向から撮像した撮像データに基づいて生成された二次元実物データ21の一例を示す図である。図示のように、二次元実物データ21は、色情報や階調情報のないモノクロ(二値)のデジタルデータである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of two-dimensional
上述したステップS1〜S3の処理に前後して、第1生成部2は、3Dプリンタにて造形物7を作製するのに用いた三次元設計データを、複数の角度方向の二次元平面に射影した複数の二次元設計データ22を生成する(ステップS4)。このステップS4の処理と、ステップS1〜S3の処理とは、並行して行うこともできるし、どちらの処理を先に行っても構わない。
Before and after the processing of steps S1 to S3 described above, the
図4は三次元設計データを所定の角度方向の二次元平面に射影した二次元設計データ22の一例を示す図である。図4の二次元設計データ22は、3Dプリンタに入力されるSTLデータを汎用的な三次元モデリングソフトウェアで擬似的に回転させて、所定の回転方向でキャプチャして得られたデータである。図示のように、二次元設計データ22は、二次元実物データ21と同様に、色情報や階調情報のないモノクロ(二値)のデジタルデータである。
FIG. 4 is a diagram showing an example of two-
次に、比較部5は、ステップS3で生成された二次元実物データ21と、ステップS4で生成された二次元設計データ22とを、対応する角度方向同士で比較する(ステップS5)。このステップS5では、例えば、造形物7の正面方向(角度0度方向)から撮像した撮像データに対応する二次元実物データ21を、同じ角度0度方向に射影した二次元設計データ22と比較する。
Next, the
ここで、二次元設計データ22は、画像処理技術を利用して生成されるため、角度0度方向に射影した二次元設計データ22の角度方向がずれるおそれはない。これに対して、二次元実物データ21は、ターンテーブル8を回転させながらカメラ3で撮像した撮像データに基づいて生成されるため、若干の角度ずれが生じるおそれがある。このため、二次元設計データ22と二次元実物データ21とを比較する際には、二次元設計データ22の射影角度を中心とする所定の角度幅内に属する複数の撮像データに基づいて生成された複数の二次元実物データ21を用意し、これら二次元実物データ21を二次元設計データ22と順に比較し、その中で最も一致度が高い二次元実物データ21を二次元設計データ22との比較対象として選択するようにしてもよい。すなわち、比較部5は、二次元設計データを射影した二次元平面の角度すなわち角度方向の近傍でそれぞれ複数の二次元設計データと二次元実物データを用意し、二次元設計データと二次元実物データを比較してもよい。
Here, since the two-
二次元実物データ21と二次元設計データ22との一致度は、二次元実物データ21と二次元設計データ22の差分をから求める。まず、二次元実物データ21と二次元設計データ22からそれぞれの特徴点とその特徴点の特徴量を求める。二次元実物データ21の特徴量と二次元設計データ22の特徴量を比較して、一番近い特徴量をもつ特徴点同士を対応付づける。特徴点同士の対応関係から、アフィン変換量(回転角度、変倍率、移動量)を算出し、二次元実物データ21または、二次元設計データ22のアフィン変換を行い、二次元実物データ21と2次元設計データ22の位置合わせ行う。位置合わせをした二次元実物データ21と二次元設計データ22の差分をとり、一致度を算出する。
The degree of coincidence between the two-dimensional
図5は二次元実物データ21と二次元設計データ22との特徴点同士の関連付けを行う様子を示す図である。図5では、特徴量の近い特徴点同士を直線で接続している。例えば、造形物7の一部に欠けがあった場合には、この欠けた部分の特徴点は二次元設計データ22には存在し、二次元実物データ21には存在しないが、一番近い特徴量をもつ特徴点同士を対応させている。
FIG. 5 is a diagram showing how the feature points of the two-dimensional
次に、検査部6は、比較部5による比較結果に基づいて、造形物7の外形形状を検査する(ステップS6)。例えば、検査部6は、ステップS5で検出した一致度を所定の閾値と比較して、一致度が閾値よりも大きければ、造形物7の外形形状には問題はないと判断し、一致度が閾値以下であれば、造形物7の外形形状に何らかの欠陥があると判断してもよい。
Next, the
ステップS5では、複数の角度方向のそれぞれについて、二次元実物データ21と二次元設計データ22との一致度を検出するため、複数の角度方向に対応する複数の一致度が得られることになる。よって、検査部6は、各角度方向ごとに一致度を閾値と比較し、少なくとも一つの角度方向で、一致度が閾値以下になった場合は、造形物7に欠陥があると判断してもよい。あるいは、複数の角度方向での一致度と閾値との比較結果を総合的に判断して、3Dプリンタで作製した造形物7を評価してもよい。
In step S5, since the degree of coincidence between the two-dimensional
また、造形物7に何らかの欠陥がある場合、ある角度方向での二次元実物データ21と二次元設計データ22との一致度の値と、両データ間の相対角度を若干ずらした方向での両データの一致度の値との差分が、欠陥がない場合よりも大きくなることが多い。そこで、各角度方向に射影した二次元設計データ22を、この角度方向から撮影した二次元実物データ21と比較した場合の一致度と、この角度方向から若干ずらして撮影した二次元実物データ21と比較した場合の一致度との差分を検出し、この差分が予め定めた閾値以下であれば、造形物7に何らかの欠陥があると判断してもよい。
If there is any defect in the modeled
造形物7によって、許容される欠陥のサイズや種類は異なるため、一致度と比較する閾値の大きさは、造形物7の種類に応じて設定するのが望ましい。
Since the size and type of defects that are allowed differ depending on the modeled
図2のフローチャートでは、ターンテーブル8にて造形物7を回転させて、ターンテーブル8の回転軸に直交する複数の角度方向での二次元実物データ21と二次元設計データ22とを比較する例を示したが、造形物7の高さ方向についての任意の角度範囲内の複数の角度方向での二次元実物データ21と二次元設計データ22とを比較してもよい。この場合も、図2と同様の処理手順で、二次元実物データ21と二次元設計データ22との差分を抽出して、一致度を検出すればよい。
In the flowchart of FIG. 2, an example in which the modeled
なお、以上の説明において、第1生成部2は、三次元設計データを複数の角度方向の二次元平面に射影した複数の二次元設計データを生成していた。また、第2生成部4は、カメラ3で撮像した複数の角度方向からの複数の撮像データに基づいて、複数の二次元実物データを生成していた。そして、比較部5は、複数の二次元設計データと複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較していた。本実施形態は、このような態様に限定されるものではない。例えば、第1生成部2は、三次元設計データを単一の角度方向の二次元平面に射影した単一の二次元設計データを生成し、第2生成部4は、カメラ3で撮像した単一の角度方向からの単一の撮像データに基づいて、単一の二次元実物データを生成してもよい。そして、比較部5は、単一の二次元設計データと単一の二次元実物データとを比較してもよい。
In the above description, the
以上述べたように、本実施形態によれば、対応する角度方向同士での二次元実物データ21と二次元設計データ22とを比較して、その比較結果に基づいて、3Dプリンタで作製された造形物7の外形形状を検査するため、造形物7の外形形状に何らかの欠陥があっても、その欠陥を漏れなく自動的に検出できる。本実施形態によれば、人間の目視によらず、造形物7の外形形状の検査を行えるため、造形物7が複雑な外形形状であっても、信頼性の高い検査を迅速に行うことができる。これにより、3Dプリンタで作製した造形物7の品質向上を図ることができる。また、本実施形態の検査手法は、3Dプリンタの種類や造形物7の種類を問わずに適用可能であり、利用価値がきわめて高い。
As described above, according to the present embodiment, the two-dimensional
上述した実施形態で説明した造形物検査装置1の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、造形物検査装置1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD−ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
At least a part of the modeled
また、造形物検査装置1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
Further, a program that realizes at least a part of the functions of the
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 The aspects of the present disclosure are not limited to the individual embodiments described above, but also include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present disclosure are not limited to the contents described above. That is, various additions, changes and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and purpose of the present disclosure derived from the contents defined in the claims and their equivalents.
1 造形物検査装置、2 第1生成部、3 カメラ、4 第2生成部、5 比較部、6 検査部、7 造形物、8 ターンテーブル、9 スクリーン、11 回転駆動装置、21 二次元実物データ、22 二次元設計データ 1 Modeled object inspection device, 2 1st generation unit, 3 camera, 4 2nd generation unit, 5 comparison unit, 6 inspection unit, 7 modeled object, 8 turntable, 9 screen, 11 rotation drive device, 21 2D real data , 22 2D design data
Claims (6)
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を、撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した撮像データに基づいて、二次元の外形輪郭情報を含む二次元実物データを生成する第2生成部と、
前記二次元設計データと前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記造形物の外形形状を検査する検査部と、を備え、
前記比較部は、複数の角度方向から取得された複数の前記二次元設計データと複数の前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較して、対応する二次元設計データと撮像データとの一致度を検出し、
前記検査部は、前記一致度に基づいて、前記造形物の外形形状を検査し、前記一致度が所定の閾値より低い場合には、前記造形物の外形形状に欠陥があると判断し、
前記比較部は、前記一致度の検出において、前記複数の二次元設計データと前記複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第1値と、所定角度だけずらした角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第2値と、の差分を検出し、
前記検査部は、前記一致度に基づく前記外形形状の検査において、前記第1値と前記差分とに基づいて、前記造形物の外形形状を検査する造形物検査装置。 A first generator that generates 2D design data that projects 3D design data used to create a modeled object with a 3D printer onto a 2D plane.
An imaging unit that images the modeled object produced by the 3D printer, and
A second generation unit that generates two-dimensional real data including two-dimensional outline contour information based on the imaging data captured by the imaging unit, and a second generation unit.
A comparison unit that compares the two-dimensional design data and the two-dimensional real data in the corresponding angular directions, and
An inspection unit for inspecting the outer shape of the modeled object based on the comparison result of the comparison unit is provided .
The comparison unit compares the plurality of the two-dimensional design data acquired from the plurality of angular directions with the plurality of the two-dimensional real data in the corresponding angular directions, and the corresponding two-dimensional design data and the imaging data. Detects the degree of agreement with
The inspection unit inspects the outer shape of the modeled object based on the degree of matching, and if the degree of matching is lower than a predetermined threshold value, determines that the outer shape of the modeled object is defective.
In the detection of the degree of coincidence, the comparison unit includes a first value representing the degree of coincidence when the plurality of two-dimensional design data and the plurality of two-dimensional real data are compared with each other in the corresponding angular directions. Detects the difference between the second value representing the degree of coincidence when comparing in the angular directions shifted by a predetermined angle, and
The inspection unit, the inspection of the outer shape based on the coincidence degree, based on said said first value difference, the shaped article molded product detection unit you examine the outer shape of.
前記撮像部は、前記ターンテーブルにて前記造形物を回転させながら前記造形物を一方向から撮像した動画像データを生成し、
前記第2生成部は、前記動画像データに含まれる前記複数の撮像データに基づいて、前記複数の二次元実物データを生成する請求項1に記載の造形物検査装置。 A turntable for rotating the modeled object produced by the 3D printer around one axis is provided.
The imaging unit generates moving image data obtained by capturing the modeled object from one direction while rotating the modeled object on the turntable.
The modeled object inspection device according to claim 1 , wherein the second generation unit generates the plurality of two-dimensional real data based on the plurality of imaging data included in the moving image data.
前記二次元実物データは、前記造形物を前記複数の角度方向に応じた方向から撮像した外形輪郭情報を含む二値化したデジタルデータである請求項1または2に記載の造形物検査装置。 The two-dimensional design data is binarized digital data including external contour information obtained by projecting the three-dimensional design data onto a two-dimensional plane.
The modeled object inspection device according to claim 1 or 2 , wherein the two-dimensional actual data is binarized digital data including external contour information obtained by capturing the modeled object from directions corresponding to the plurality of angular directions.
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を撮像した撮像データに基づいて生成した外形輪郭情報を含む二次元実物データを対応する角度方向同士で比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記造形物の外形形状を検査する検査部と、を備え、
前記比較部は、前記二次元設計データを射影した前記二次元平面の角度の近傍でそれぞれ複数の前記二次元設計データと前記二次元実物データを用意し、前記二次元設計データと前記二次元実物データを比較する造形物検査制御装置。 Two-dimensional design data that projects the three-dimensional design data used to create a modeled object with a 3D printer onto a two-dimensional plane, and
A comparison unit that compares two-dimensional real data including external contour information generated based on imaging data obtained by imaging the modeled object produced by the 3D printer in the corresponding angular directions.
An inspection unit for inspecting the outer shape of the modeled object based on the comparison result of the comparison unit is provided .
The comparison unit prepares a plurality of the two-dimensional design data and the two-dimensional real data in the vicinity of the angle of the two-dimensional plane on which the two-dimensional design data is projected, and prepares the two-dimensional design data and the two-dimensional real object, respectively. data compare the modeled object inspection controller.
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を、撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した撮像データに基づいて、二次元の外形輪郭情報を含む二次元実物データを生成する第2生成部と、
前記二次元設計データと前記二次元実物データとを、比較する比較部と、
を備え、
前記比較部は、前記二次元設計データを射影した前記二次元平面の角度の近傍でそれぞれ複数の前記二次元設計データと前記二次元実物データを用意し、前記二次元設計データと前記二次元実物データを比較する造形物検査装置。 A first generator that generates 2D design data that projects 3D design data used to create a modeled object with a 3D printer onto a 2D plane.
An imaging unit that images the modeled object produced by the 3D printer, and
A second generation unit that generates two-dimensional real data including two-dimensional outline contour information based on the imaging data captured by the imaging unit, and a second generation unit.
A comparison unit that compares the two-dimensional design data and the two-dimensional real data,
Equipped with a,
The comparison unit prepares a plurality of the two-dimensional design data and the two-dimensional real data in the vicinity of the angle of the two-dimensional plane on which the two-dimensional design data is projected, and prepares the two-dimensional design data and the two-dimensional real object, respectively. shaped object inspection device data compare.
前記3Dプリンタにて作製された前記造形物を撮像する工程と、
前記撮像した撮像データに基づいて、二次元の外形輪郭情報を含む二次元実物データを生成する工程と、
前記二次元設計データと前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較する工程と、
前記比較の結果に基づいて、前記造形物の外形形状を検査する工程と、を含み、
前記比較する工程は、複数の角度方向から取得された複数の前記二次元設計データと複数の前記二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較して、対応する二次元設計データと撮像データとの一致度を検出することを含み、
前記検査する工程は、前記一致度に基づいて、前記造形物の外形形状を検査し、前記一致度が所定の閾値より低い場合には、前記造形物の外形形状に欠陥があると判断することを含み、
前記比較する工程は、前記一致度の検出において、前記複数の二次元設計データと前記複数の二次元実物データとを、対応する角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第1値と、所定角度だけずらした角度方向同士で比較したときの前記一致度を表す第2値と、の差分を検出することを含み、
前記検査する工程は、前記一致度に基づく前記外形形状の検査において、前記第1値と前記差分とに基づいて、前記造形物の外形形状を検査することを含む、造形物検査方法。 A process of generating a plurality of two-dimensional design data by projecting the three-dimensional design data used for producing a modeled object with a 3D printer onto a two-dimensional plane, and
The process of imaging the modeled object produced by the 3D printer and
A process of generating two-dimensional real data including two-dimensional outline contour information based on the captured image data, and
Wherein the two-dimensional design data and the two-dimensional real data, and comparing with the corresponding angular direction between,
Including a step of inspecting the outer shape of the modeled object based on the result of the comparison.
In the comparison step, the plurality of the two-dimensional design data acquired from the plurality of angular directions and the plurality of the two-dimensional real data are compared with each other in the corresponding angular directions, and the corresponding two-dimensional design data and the imaging are performed. Including detecting the degree of agreement with the data
In the step of inspecting, the outer shape of the modeled object is inspected based on the degree of matching, and if the degree of matching is lower than a predetermined threshold value, it is determined that the outer shape of the modeled object is defective. Including
In the step of comparing, in the detection of the degree of coincidence, the plurality of two-dimensional design data and the plurality of two-dimensional real data are compared with the first value representing the degree of coincidence when the corresponding angular directions are compared with each other. Includes detecting the difference between the second value representing the degree of coincidence when comparing in the angular directions shifted by a predetermined angle.
The step of inspecting is a modeled object inspection method including inspecting the outer shape of the modeled object based on the first value and the difference in the inspection of the outer shape based on the degree of coincidence.
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