JPH02145906A - 物体の三次元測定方法及び装置 - Google Patents

物体の三次元測定方法及び装置

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JPH02145906A
JPH02145906A JP1050969A JP5096989A JPH02145906A JP H02145906 A JPH02145906 A JP H02145906A JP 1050969 A JP1050969 A JP 1050969A JP 5096989 A JP5096989 A JP 5096989A JP H02145906 A JPH02145906 A JP H02145906A
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microphones
sound wave
point
shape
measured
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JP1050969A
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English (en)
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Bruce E Joy
ブルース・エドワード・ジョイ
Kent Thurmond Bruce
ブルース・ケント・サーモンド
Sylvester Gerkey Kenneth
ケネス・シルベスタ・ガーキイ
Larry J Appolonia
ラリー・ジョセフ・アポロニア
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３方向の寸法がすべて異なる物体の三次元測定
、特に固定子の半コイル及び全コイルを測定する方式に
係わる。
発電所において使用される発電機の固定子は２つの“半
コイル”によって形成されている。それぞれの半コイル
は大型発電機の場合、ｌ１ｍにも達することがある。固
定子半コイルは多くの場合矩形断面を有し、コイルにら
せん状に巻いたテープで絶縁被覆された積層金属薄板か
ら成る。固定子半コイルの中央部は全長の大部分を占め
、直線的であるが、両端部は複雑な曲線を形成し、その
一部は円錐内インボリュート曲線に似た形状を呈する。
在来固定子半コイル１１の端部１０を第１図に例示した
。図示のように、固定子コイルは矩形断面１２を有し、
コイル端部１０の複雑な湾曲はこの斜視図からも理解で
きるであろう。
固定子半コイルの製造に際しては、その実測形状が設計
形状と比較的小さい公差の範囲内で一致することが要求
される。即ち、適正なりリアランスで発電機を組み立て
、半コイルを互いに接続して全コ・イルを形成するため
には、直線部分１６の端部１４が０．０４ｃｍ以内で、
湾曲部分の末端１８が０．９５ｃｍ以内で互いに整列し
なければならない。ところが、固定子半コイルの湾曲端
部１０の長さ、厚さ及び形状にはかなりのばらつきがあ
るため、端部１０を正確に測定することは困難であり、
時間がかかる。そこで、直線部分１６の端部１４に対す
る末端１８の相対位置を測定するのが従来の一般的な方
法であった。これによフてともかくも半コイルを接続し
て全コイルを形成できるからである。ただし、端部１０
の湾曲は未知のままである。もし湾曲が不正確なら、適
当なりリアランスは得られず、その結果、部分的に組み
立てを終った発電機への半コイルの据え付けが始まった
あとで端部１０をリフォームしない限り、半コイルの接
続ができないことになる。固定子コイルをこのような試
行錯誤的な方法で組み立てるのは極めて好ましくないこ
とである。
本発明の目的は形状が不確定の物体を迅速かつ容易に三
次元測定する方式を提供することにある。
本発明の他の目的は騒音や振動を伴なう工場環境におけ
る物体の迅速かつ正確な測定を可能にすることにある。
本発明のさらに他の目的は固定子半コイルを発電機に組
み込む際の接続及び適正クリアランスの形成を可能にす
る固定子半コイル測定方式を提供することにある。
本発明は単一平面上に複数組マイクロホンを配置し；物
体表面上の各点と対応し、それぞれが物体表面から既知
の距離に位置する別々の発生点から音波を発生させ；マ
イクロホンを一度に１組ずつ作動させ；発生点のそれぞ
れにおいて音波が発生するとこれを探知し；音波が発生
してから、作動状態の各組のマイクロホンが音波を受け
るまでの時間に応じて物体表面上の各点の相対位置を計
算する段階から成る物体の三次元測定方法を提供するこ
とによフて上記目的を達成する。
本発明はまた、物体表面上の各点に対応する実測点の位
置を検知する三次元測定手段と、前記実測点を物体表面
の点に変換することによって物体の実測形状を画定する
計算装置と、物体の設計形状及び実測形状を同時に表示
する表示手段から成る、設計された形状を具える物体の
三次元測定装置によって上記目的を達成する。好ましく
は本発明は物体の設計形状と実測形状を視覚的に比較で
きるように重ねる段階または手段をも含む。
本発明の方式によって固定子半コイルを測定する際には
、単一平面上に整列する取り付け面を有する支持構造に
、マイクロホンの各組が４辺形の隅部を占める４個から
成り、各組のマイクロホンによって画定される各４辺形
が少なくとも他の１つの４辺形とオーバラップするよう
にマイクロホンを取り付けることが好ましい。本発明の
装置は合計８個のマイクロホンによって画定される互い
にオーバラップする２つの４辺形の一方を画定するマイ
クロホンを作動させながら前記２つの互いにオーバラッ
プする４辺形からほぼ等距離の共通位置で音波を発生さ
せ、次いで２つの互いにオーバラップする４辺形の他方
を画定するマイクロホンを作動させて前記共通位置にお
いて再び音波を発生させる手段を含むことが好ましい。
上記目的のほか、本発明のその他の目的及び利点を、同
じ部分に同じ参照番号を付しである添付図面に沿って以
下に詳述する。
ほぼ直線的な中央部分１６と湾曲端部分１０を有する固
定子半コイル１１を測定する方式を第２図に略伝した。
本発明は空間内の点の位置を求めるために、コネチカッ
ト州すウスポートの５ｃｉｊｎｔｉｆｉｃ　Ａｃｃｅｓ
ｓｏｒｉｅｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＭｏｄｅｌ
ＧＰ−８３Ｄのような音響デジタイザーを利用するのが
好ましい。さらに正確な測定値が必要ならレーザー測定
方式を利用してもよい。Ｍｏｄｅｌ　ＧＰ−８３Ｄの精
度は０．０１ｃｍであるから、固定子半コイルを測定す
るのに充分な精度を提供できる。
Ｍｏｄｅｌ　ＧＰ−８３Ｄのような音響デジタイザーは
音波発生装置２２として作用する例えばＭｏｄｅｌ　Ｌ
Ｓ−３０５のようなスパーク発生装置からのスパーク発
生を制御すると共に音波発生装置（スパーク発生装置）
２２からの音波をマイクロホン２４が探知するタイミン
グを制御するための制御ユニット２０を利用する。好ま
しくは４個のマイクロホン２４を第２図に示すように４
辺形を画定する１組２６として配列し、このマイクロホ
ン２４によってスパーク発生装置からの音波を探知させ
る。校正用スパーク発生装置２８を制御ユニット２０に
よって制御することにより、制御ユニット２０が音速に
対する温度変化及び湿度変化の影響を補償できるように
固定場所から周期的に音波を発生させる。
ＧＢ−８３０音響デジタイザーは１辺の長さが９フイー
トの立方体内の音波探知に限られる。固定子半コイル１
１はその長さがｌ１ｍにも及ぶから、固定子半コイル１
１を測定するには２組以上のマイクロホン２４が必要で
ある。従って、好ましい実施例では、数組、例えば、６
組のマイクロホン２４を単一平面上に配列し、１対の制
御ユニット２０にスイッチ３０．３２及びマルチプレク
サ−３４を補足する。スイッチ３０を計算装置３６によ
って、または手動で制御することにより、１対の制御ユ
ニット２０のいずれか一方を選択する。
また、スイッチ３２を制御することにより、複数組２６
のマイクロホンを１組ずつ順次作動させる。マルチプレ
クサ−３４は計算装置３６からの信号に応答して、前記
選択した制御ユニット２０から音波発生装置２２．２８
へ信号を出力する。
固定子半コイル１１またはその他の被測定物体に沿って
発生点から発生点へ移動する音波発生装置集合体３８に
個々の音波発生装置２２を取り付ける。発生点において
個々の音波発生装置２２が所定の順序に従ってマルチプ
レクサ−３４及び制御ユニット２０から信号を受信して
音波を伴なうスパークを発生させる。音波発生装置集合
体３８を内蔵する立方体内のマイクロホン２４は音波発
生装置２２からの音波発生に先立ってスイッチ３２によ
って作動状態に切り換えられる。制御ユニット２０は音
波発生装置２２が音波を発してから、スイッチ３２を介
して制御ユニット２０によって（または計算装置３６に
より、または手動で）作動状態に切り換えられた１組の
マイクロホン２４が音波を検知するまでの時間差を検知
することができる。ケーブルの長さには限界があるから
、各制御ユニット２０と接続している各組２６のマイク
ロホン２４と音波発生装置集合体３８を連携させるため
のジヤツキ４０を設ける。
第３−５図に示すように、マイクロホン２４は支持構造
４２８．４２ｂによって支持される。支持構造は連続的
な構造であることが好ましく、支持構造４２ａ、４２ｂ
の特定部分だけを第３図及び第４図に示した。好ましい
実施例では、支持構造４２ａ、４２ｂは特に第５図の端
面図から明らかなように３角形の骨組構造を含む。この
骨組構造は垂直支柱４４、水平支柱４６及び斜行支柱４
８から成る。マイクロホン２４を取り付けるための取り
付け面５ｏは２組のマイクロホン２４による測定結果を
複合するのに必要な計算を容易にするため単一平面上に
整列させることが好ましい。
第３−５図に示す支持構造の部分４２ａ、４２ａ　　は
支持構造４２ａ、４２ｂＬｖ１部であり、部分４２ｂは
第２固在から数えて第３組のマイクロホンに対応する。
第３図の下方の大括弧で示すように、隣接する組のマイ
クロホン２４が互いにオーバラップする４辺形を画定す
るから、単一の点を２組のマイクロホン２４で測定する
ことができる。２つの互いにオーバラップする４辺形の
うち一方の４辺形を画定するマイクロホン２４を作動さ
せると同時に音波発生装置集合体３８を合計８個のマイ
クロホン２４によって画定される前記２つのオーバラッ
プ４辺形（２組のマイクロホン）からほぼ等距離の共通
位置へ移動させて音波を発生させ、次いでオーバラップ
４辺形のうち他方の４辺形を画定するマイクロホン２４
を作動させ、再び前記共通位置で音波を発生させること
が好ましい。２組のマイクロホン２４による測定結果は
１ＩｉＩＪ御ユニツト２ｏを介して計算装置３６に伝送
される。
計算装置３６（第２図）は共通点及び校正用発生点２８
を含む各発生点に関して制御ユニット２０によってなさ
れた測定の結果を各発生点から既知の距離に位置する物
体表面上の対応点に変換するようにプログラムされてい
る。発生点と物体表面点との間の距離は後述するように
音波発生装置集合体３８によりてほぼ一定に維持される
。物体表面上の点を計算装置３６が組み合わせることに
よって実測形状を画定する。本発明では、実測形状が固
定子半コイル１１またはその他の物体の設計上の形状と
同時に表示ユニット５２に表示される。好ましくは、設
計形状と実測形状を重ね合わせることにより、物体の設
定形状及び実測形状を視覚的に比較できるようにする。
そのためには、表示ユニット５２は設計形状と実測形状
を異なるカラーで表示できるカラー表示ユニットである
ことが好ましい。また、計算装置３６は設計形状と実測
形状の相違を図形測定ソフトウェアを利用してもっと正
確に測定できるＣＡＤ／ＣＡＭ機能をも具えることが好
ましい。
好ましい実施例では、制御ユニット２０が測定した発生
点に基づいて計算装置３６が計算した表面点が組み合わ
されて物体の縁端線を表わし、表示ユニット５２は設計
形状及び実測形状のそれぞれにおける物体の少なくとも
２つの、好ましくは４つの縁端を表示する。第１．４及
び５図に示すように、固定子半コイル１１は本質的には
端部１０において湾曲している細長い角柱である。すべ
ての角柱がそうであるように、固定子半コイル１１はサ
イズがほぼ一定の多角形断面を有し、固定子半コイルの
場合、その断面形状は多くの場合矩形である。従って、
物体の設計形状及び実測形状の４つの縁端を表示ユニッ
ト５２に表示することができる。
第１図に基づく典型的な固定子半コイル１１の説明でも
触れたように、固定子半コイル１１の長さの大部分は直
線的な中央部分１６によりて占められる。製造過程で固
定子半コイル１１の中央部分１６は湾曲させないのが普
通であるから、中央部分１６を測定するために１組のマ
イクロホン２４を設ける必要はない。従って、′ｊ４３
図に示す支持構造の部分４２ｂを見れば明らかなように
、支持構造４２ａ、４２ｂの中央部分に近いマイクロホ
ンの組２６は互いにオーバラップさせなくてもよい、第
３図左端の取り付け面５ｏには２個のマイクロホン２４
が設置されているのに、その右の取り付け面５０にはそ
れぞれ１個だけマイクロホン２４が設置されて部分４２
ｂに全部を示す１組２６を画定する。部分４２ｂに示す
この１組２６の右方にはマイクロホン２４は１組も存在
しないが、固定子半コイル１１の中央部分１６は直線状
と仮定することができ、この中央部分１６の両端部１４
だけを測定すればよいからである。計算装置３６は第１
図に示すような直線部分１６の両端部１４に関して計算
した物体表面点間を外挿することができる。同様に、第
３図に示す部分４２ａの右端の取り付け面５０にはマイ
ラタロホンが１個だけ設置されている。
第２図に示すように３組のオーバラップするマイクロホ
ンを２群設けることにより、いかなる長さの固定子半コ
イル１１でも測定できる。各組のマイクロホンが互いに
約２．４ｍの間隔を保つとすれば　（Ｍｏｄｅｌ　ＧＰ
〜８３０の場合ならば許容最大限の間隔に近い）、約７
．３ｍ以下の固定子半コイル１１の全長を３組のオーバ
ラップするマイクロホンから成る一方の群だけで測定で
き、これよりも長い固定子半コイル１１ならば、測定を
必要としない中央部分１６が支持構造４２ａ、４２ｂの
中央部に近い２組のマイクロホンの間に来るようにして
支持構造４２８．４２ｂの中央部で支持する。
高さ２．４ｍ、輻２．４ｍ、長さ７．３ｍ以下ならいか
なる物体でも３組のマイクロホンから成る１群だけで測
定できるが、好ましい実施例は特に固定子半コイル１１
の測定用として構成されているから、第４及び５図に示
すように、コイル支持支柱５４にブラケット５３を設け
、これによって固定子半コイル１１の中央部分１６を支
持する。第５図に示すように、固定子半コイル１１の末
端部１８を支持するため、ロール・アラウンド支柱５６
を設ける。支持構造４２ａ、４２ｂ及び固定子半コイル
１１の図示を妨げないようにするため、第３及び４図で
はロール・アラウンド支柱５６を省いである。ロール・
アラウンド支柱５６は固定子半コイル１１の末端部１８
を支持するための端部ブラケット５８を含む。この端部
ブラケット５８はロール・アラウンド支柱５６によりて
支持される重量を測定するための荷重測定ゲージをも含
む、好ましくは、荷重測定ゲージの測定値が例えば６．
８ｋｇになるまでクランク６０によって端部ブラケット
５８を調整する。これにより、測定中固定子半コイル１
１に作用する振動またはその他の力が音波発生装置集合
体３８の音波伝達路を混乱させないように固定子半コイ
ル１１を固定することにより測定値の反復性が得られる
。
既に述べたように、固定子半コイルまたはその他の物体
の湾曲端部分１０の表面に沿って音波発生装置集・合体
３８と移動させ、多数の発生点において音波を発生させ
、これらの発生点を物体表面点に変換して物体の実測形
状を画定する。音波発生装置２２が音波を発生させてか
ら１組のマイクロホンがこの音波を探知するまでの時間
に基づいて計算装置３６が物体表面点の相対位置を計算
するためには、計算装置３６が音波発生装置２２と物体
表面との間の距離を知らねばならない。
好ましい実施例では、第６及び７図に示すような音波発
生装置集合体３８を利用することによってこの目的を達
成する。第２図に略示し、第６図にその構造を側面図で
示すように、音波発生装置集合体は面６２．６４及び６
６によりて形成された矩形断面の溝であることが好まし
い。音波発生装置（スパーク発生装置）２２は同一垂直
平面内に位置するように第１面６２に設けた円筒体６８
内に取り付けると共に、ハンドル・ブラケット６７に設
けた円筒体６８にも取り付ける。固定子半コイル１１は
第６図に断面１２．１２′で示すようにその断面積が一
定ではない。そこで、第１面６２に取り付けた固定用チ
ェンバー７８に形成したスロット７６．８０にベグ７４
を嵌入させて固定したプレート調整シャフト７２に調節
自在なプレート７０を取り付ける。第７図の頂面図には
半径方向スロット７６を断面で示しであるが、第６図の
正面図では固定用チェンバー７８に嵌入している状態で
軸方向スロット８０を破線で示しである。ばね８２を介
してプレート調整シャフト７２とプレート７０とを結合
することにより、スロット７６の選択で幅の異なる固定
子半コイル１１に適応することができる。ハンドル８３
をねじることによりてばね８２を圧縮して半径方向スロ
ットフロへ水平方向にビンフ４を嵌入すれば、プレート
調整シャフト７２が係止される。固定用チェンバー７８
及びシャフト７０に螺条を形成し、係止ナツトなどの係
止手段を補足するというような方法も採用できることは
いうまでもない。
３面６２．６４．６６によって画定される矩形溝の内側
には、プレート７０、面６４及び面６６にそれぞれロー
ラー８４を取り付けるのが好ましい。特に第７図から明
らかなように、好ましい実施例は５個のローラー８４を
使用し、２個はプレート７０に、２個は第２面６４に、
残る１個は第３面６６にそれぞれ取り付ける。各ローラ
ー８４あは例えばオハイオ州シンシナチのＰａｒｋｗａ
ｙＰｒｏｄｕｃｔｓ、　Ｉｎｃ、製Ｄｕｒｏ７０Ａのよ
うなポリウレタン材によフて得られる７０Ａデュロメー
ターの硬度をその外面に有することが好ましい。ローラ
ー８４は固定子半コイルの４面のうち３面と接触し、第
３面に取り付けたローラー８４は固定子半コイル１１の
面８６と、第２面６４に取り付けたローラー８４は固定
子半コイル１１の面８８と、それぞれ音波発生装置集合
体３８の重量下に圧接させられるように可調プレート７
０を位置ぎめする。既に述べたように、固定子半コイル
には絶縁テープが巻かれているから、表面にある程度の
凹凸が現われる。表面硬度が５ＯＡ乃至７０Ａデエロメ
ーターのローラー８４を使用することにより、このよう
な不規則表面に起因する音波発生手段の乱れを平滑化す
ることができる。
固定子半コイル１１の測定を開始するには、先ず固定用
チェンバー８０によってばね８２に所定の引つ張りが与
えられるようにプレート調整シャフト７２を固定し、第
６図に示すような断面１２を有する固定子半コイル１１
に音波発生装置集合体３８を位置ぎめする。このように
してプレート調整シャフト７２を調節したら、もし音波
発生装置集合体３８が初めて使用されるか、または例え
ばローラー８４の摩耗などで測定値に狂いがあると考え
られる場合には、例えば、（図示しない）レーザー利用
光学測定システムによって面８６．８８と音波発生装置
２２との間の正確な距離を測定すればよい。音波発生装
置２２と固定子半コイル１１の前記面との間の距離測定
値、設計上の形状及び断面積１２の測定値がキーボード
やデジタイザー・タブレットのような入カニニット９０
（第２図）を介して計算装置３６へ入力される。計算結
果は表示ユニット５２のほか、ペン・プロッターやＣＡ
Ｄ／ＣＡＭシステムのような出カニニット９２またはリ
モート・モニターまたはコンピューター・システムへ出
力される。
音波発生装置２２から固定子半コイル１１の面８６．８
８までの距離が判明したら、物体表面黒相対位置の測定
を開始することができる。ハンドル９４を利用するか、
またはローラー８４の１つまたは２つ以上、例えば面６
６に取り付けたローラー８４を駆動する（図示しない）
モーターを設けることによって固定子半コイル１１に沿
って音波発生装置集合体３８を移動させる。タイマーま
たは手動トリガー・スイッチに応答して、制御ユニット
２０が４個のスパーク発生装置２２及び校正用スパーク
発生装置２８に信号を送ることによって数ミリセコンド
間隔で順次４つの音波を発生させる。要求される精度及
び音波発生装置集合体３８の移動速度に応じて、音波発
生装置集合体３８を移動させたまま音波を発生させても
よいし、音波を発生させる間、集合体３８を停止させて
もよい。音波発生回数は形状測定に要求される精度に応
じて異なる。音波発生装置集合体３８が発生点から発生
点へ移動するに従ってマイクロホンの各組２６が順次作
動し、作動中のマイクロホン２４の１組２６は取り付け
面５０によって画定される単一平面と直交し、かつ音波
発生装置集合体３８が位置する対応の発生点を通過する
線上に位置する交点を含む。
音響デジタイザーによって達成される以上の精度が必要
なら、高精度で測定された物体の実測形状が設計上の形
状に重ねられ、視覚的にかつＣＡＤ／ＣＡＭシステムと
して作用する計算装置３６によって両者を比較できるよ
うに、計算装置３６及び表示ユニット５２と三次元光学
測定システムを併用すればよい。使用する光学系の制約
条件に応じて受光手段のバンクの数を減らしてもよく、
集合体３８の構造も光学測定システムに合わせて変更す
ればよい。
本発明の特徴と利点を好ましい実施例に関して以上に詳
しく説明したが、本発明の思想及び範囲に該当する装置
の特徴及び利点はすべて頭書した特許請求の範囲に包括
される。また、当業者にとって種々の変更を試みること
は容易であるから、本発明は以上に述べたのと全く同じ
構成及び作用に限定されるものではない。例えば、音波
発生装置集合体３８を、図示実施例の場合、固定子コイ
ルの形状と一致するように形成したが、他の物体を測定
するには異なる形状の音波発生装置集合体を使用すれば
よい。従って、適正な変更及び等個構成ならすべて本発
明の思想及び範囲内に含まれるものと見なすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の固定子半コイル湾曲部を示す斜視図であ
る。 第２図は本発明実施例のブロックダイヤグラムである。 第３図は第２図に示した実施例に使用される支持構造の
正面図である。 第４図は固定子半コイルを支持している状態で第３図の
支持構造を示す頂面図である。 第５図は可動支持手段を含む第３及び４図に示した支持
構造の端面図である。 第６及び７図はそれぞれ図示実施例に使用される音波発
生集合体の部分的な断面図及び頂面図である。 出願人：　　ウエスチンクへウス・エレクトリック・ツ
ーボレー９１２代　理　人：加　藤　紘　一部（ほか１
名）〆＼

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）物体の表面上の各点に対応し、それぞれが物体の
    表面から既知の距離に位置する別々の発生点から音波を
    発生させ、各発生点において音波が発生するとこれを探
    知する段階を含む、物体の三次元測定方法であって、 （ａ）単一平面上にあらかじめ複数組のマイクロホンを
    配置し； （ｂ）複数組のマイクロホンを一度に１組ずつ作動させ
    ； （ｃ）音波が発生してから段階（ｂ）において作動させ
    た組のマイクロホンが音波を探知するまでの時間に応じ
    て物体の表面上の各点の相対位置を計算する 段階を特徴とする物体の三次元測定方法。
  2. （２）前記方法が音波発生手段を１つの発生点から他の
    発生点へ移動させ、それぞれの発生点において音波を発
    生させる段階をも含み、 段階（ａ）として、少なくとも３個のマイクロホンを１
    組とする複数組を、各組のマイクロホンが４辺形を画定
    し、各４辺形が少なくとも他の１つの４辺形とオーバラ
    ップするように配列し、段階（ｂ）として、対応の発生
    点から音波を発生させる時、１組のマイクロホンを作動
    させ、作動中の組のマイクロホンによって画定される４
    辺形が単一平面に垂直で、かつ対応の発生点を通過する
    線上に位置する交点を含むようにする ことを特徴とする請求項第（１）項に記載の方法。
  3. （３）物体が設計された形状を有し、前記方法が物体の
    表面上の各点の相対位置に応じて実測形状を画定する段
    階をも含む請求項第（２）項に記載の方法であって、 （ｄ）物体の設計上の形状及び実測形状を同時に表示し
    ； （ｅ）物体の設計上の形状を実測形状を視覚的に、かつ
    ＣＡＤ／ＣＡＭシステムに組み込まれている図式測定ソ
    フトウェアで比較する段階を特徴とする方法。
  4. （４）段階として、段階における前記比較のため物体の
    設計上の形状と実測形状を重ねることを特徴とする請求
    項第（３）項に記載の方法。
  5. （５）物体の表面上の各点に対応し、それぞれが物体の
    表面から既知の距離にある別々の発生点から音波を発生
    させる音波発生手段を含む、物体の三次元測定装置であ
    って、 単一平面上に配列された複数組のマイクロホンと； 前記複数組のマイクロホンを１組ずつ順次作動させ、そ
    れぞれの発生点において前記音波発生手段が音波を発生
    させるとこれを探知し、音波が発生してから前記作動中
    の１組のマイクロホンがこの音波を探知するまでの時間
    に基づいて物体の表面上の各点の相対位置を計算する制
    御手段を特徴とする物体の三次元測定装置。
  6. （６）物体の設計上の形状と実測形状を同時表示する表
    示手段をも含むことを特徴とする請求項第（５）項に記
    載の装置。
  7. （７）前記表示手段が実測形状と設計形状を互いに重ね
    て表示することを特徴とする請求項第（６）項に記載の
    装置。
  8. （８）前記表示手段が前記制御手段に作動的に接続され
    て実測形状と設計形状を異なるカラーで表示するカラー
    表示ユニットであることを特徴とする請求項第（７）項
    に記載の装置。
  9. （９）物体がサイドがほぼ一定の多角形断面を有し、 前記音波発生手段が物体の両縁からほぼ一定の距離に維
    持された２つのトランスジューサーから成り、 前記カラー表示ユニットが物体の設計上の形状及び実測
    形状のそれぞれの少なくとも２つの縁端を表示する ことを特徴とする請求項第（８）項に記載の装置。
  10. （１０）物体が矩形断面を有し、 前記音波発生手段が ２つの音波発生手段を支持する３面 で画定された矩形溝と 前記３面で画定された矩形溝の第１面に調節自在に固定
    され、前記矩形溝の第３面と対向するプレートと、 物体の４面のうちの３面と接触するように前記３面で画
    定された溝の内側で前記プレート、第２面及び第３面に
    取り付けたローラー をも含むことを特徴とする請求項第（９）項に記載の装
    置。
  11. （１１）物体が不規則な表面を有し、 前記ローラーが前記不規則な表面に起因する前記音波発
    生手段の動揺を平滑化できる約９０デュロメーターの硬
    度を有する ことを特徴とする請求項第（１０）項に記載の装置。
  12. （１２）前記複数組のマイクロホンが 単一平面上に整列させた取り付け面を有する支持構造と
    ； 取り付け面に取り付けられ、前記制御手段に作動的に接
    続され、４辺形の隅部を占める４個を１組とし、各４辺
    形が少なくとも他の１組とオーバラップするように配列
    されたマイクロホンから成ることを特徴とする請求項第
    （５）項に記載の装置。
  13. （１３）前記制御手段が８個の前記マイクロホンによっ
    て画定される２つのオーバラップ４辺形のうち一方の４
    辺形を画定する前記マイクロホンを作動させると同時に
    前記２つのオーバラップ４辺形からほぼ等距離の共通位
    置において音波を発生させ、次いで２つのオーバラップ
    ４辺形のうち他方の４辺形を画定する前記マイクロホン
    を作動させ、再び共通位置で音波を発生させる手段を含
    み、 前記表示手段が共通位置で発生し、２つのオーバラップ
    ４辺形のそれぞれを画定する前記マイクロホンによって
    探知された音波に対応する計算上の点を重ね合わせるこ
    とにより２つのオーバラップ４辺形に属する前記マイク
    ロホンによる測定結果を整合させる整合手段を含む ことを特徴とする請求項第（１２）項に記載の装置。
  14. （１４）物体がほぼ直線的な中央部と湾曲端部を有する
    固定子半コイルであり、 前記複数組のマイクロホンをオーバラップ４辺形を画定
    する２群の複数組で構成し、各群が端部に位置する複数
    組と中央部に位置する複数組を含み、端部の複数組も中
    央部の複数組もオーバラップ側とは反対の側がオーバラ
    ップしない４辺形を画定し、これら２群の複数組の前記
    マイクロホンによって固定子半コイルの湾曲端部を測定
    できるようにしたことを特徴とする請求項第（１３）項
    に記載の装置。
  15. （１５）物体の表面上の各点に対応する実測点の位置を
    検出する三次元測定手段、及び実測点を表面上の点に変
    換することにより物体の実測形状を画定する計算装置を
    含む、設計された形状を有する物体の三次元測定装置で
    あって、 物体の設計上の形状及び実測形状を同時に表示する表示
    手段 を特徴とする、設計された形状を有する物体の三次元測
    定装置。
  16. （１６）前記表示手段が実測形状と設計上の形状を互い
    に重なつた状態で表示することを特徴とする請求項第（
    １５）項に記載の装置。
  17. （１７）前記表示手段が前記計算装置に作動的に接続さ
    れて実測形状と設計上の形状を異なるカラーで表示する
    カラー表示ユニットであることを特徴とする請求項第（
    １６）項に記載の装置。
  18. （１８）物体がサイズがほぼ一定の多角形断面を有し、 前記三次元測定手段が物体の両縁からほぼ一定の距離に
    維持された少なくとも２つのトランスジューサーから音
    波を発生させる音波発生手段を含み、 前記カラー表示ユニットが物体の設計形状及び実測形状
    のそれぞれにおける少なくとも２つの縁端を表示する ことをと特徴とする請求項第（１７）項に記載の装置。
  19. （１９）前記三次元測定手段が前記計算装置に作動的に
    接続された音響デジタイザーを含むことを特徴とする請
    求項第（１５）項に記載の装置。
  20. （２０）前記音響デジタイザーが単一平面上に整列させ
    た取り付け面を有する支持構造、及び物体の表面上の各
    点に対応する実測点から音波を発生させる音波発生手段
    を含み、前記音響デジタイザーがほかに 取り付け面に取り付けられ、４辺形の隅部を占める４個
    を１組とし、各４辺形が少なくとも他の１組とオーバラ
    ップするように配列されたマイクロホンと； 前記マイクロホンを１組ずつ順次作動させる制御手段 をも含めることを特徴とする請求項第（１９）項に記載
    の装置。
  21. （２１）前記三次元測定手段が前記計算装置に作動的に
    接続された光学的測定装置を含むことを特徴とする請求
    項第（１５）項に記載の装置。
  22. （２２）単一平面上に整列させた取り付け面を有する支
    持構造を含み、ほぼ直線的な中央部、湾曲端部及びほぼ
    矩形の断面を有する設計形状を具えた固定子半コイルの
    三次元測定装置であって、４個を１組とし、それぞれの
    組が少なくとも他の１組とオーバラップするように取り
    付け面に取り付けたマイクロホンと； 音波発生集合体 を含み、前記音波発生集合体が 第１面、第２面及び第３面を有する矩形溝 と； 前記矩形溝の第１面に調節自在に固定され、前記矩形溝
    と； 物体の４面のうちの３面と接触するように前記３面で画
    定された溝の内側で前記プレート、第２面及び第３面に
    取り付けたローラーと； 固定子半コイルからほぼ一定の距離で音波を発生させる
    ためスパークを発生させるように前記矩形溝に取り付け
    た３個のスパーク発生器 から成り、 前記装置がほかに、 前記マイクロホンを１組ずつ順次作動させ、前記スパー
    ク発生装置に指令して発生点でスパークを発生させ、前
    記スパーク装置から音波が発生してから作動中の前記１
    組のマイクロホンが音波を探知するまでの時間に基づい
    て発生点の相対位置を計算する制御手段と； 発生点の相対位置及び前記スパーク発生装置と固定子半
    コイルとの間のほぼ一定の距離を表面上の点に変換し、
    表面上の点を組み合わせて固定子半コイルの実測形状を
    得る計算装置と； 固定子半コイルの設計形状と実測形状を互いに重なった
    状態で異なるカラーで同時表示するカラー表示手段 をも含みことを特徴とする固定子半コイルの三次元測定
    装置。
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