JPH07270134A - 表面ひずみ判定方法 - Google Patents

表面ひずみ判定方法

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JPH07270134A
JPH07270134A JP6107894A JP6107894A JPH07270134A JP H07270134 A JPH07270134 A JP H07270134A JP 6107894 A JP6107894 A JP 6107894A JP 6107894 A JP6107894 A JP 6107894A JP H07270134 A JPH07270134 A JP H07270134A
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彰 児玉
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博也 宮岡
Naohito Morita
尚人 森田
Yoshikazu Kaizu
義和 海津
Nobuhiro Nagao
信弘 永尾
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Abstract

(57)【要約】 【目的】製品の表面ひずみを許容できるか否かを含めて
容易に判定することのできる表面ひずみ判定方法を提供
することを目的とする。 【構成】製品の表面形状を測定し(ステップS10)、
得られた測定表面形状データとCAD装置から供給され
る基準表面形状データとの偏差データを求め(ステップ
S40)、前記偏差データを所定のランクからなる段階
偏差データとし(ステップS50)、前記各ランクに対
応した着色を行って前記段階偏差データを表示すること
により(ステップS60)、表面ひずみの状態の把握を
容易とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製品表面のひずみの良
否を判定する表面ひずみ判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】NC加工、プレス加工等によって製造さ
れた金型やパネル等の製品には、取り扱い上の不具合等
により、その表面に凹凸やくぼみ、突起、ゆがみ等の表
面ひずみが生じる場合がある。製品表面にこのようなひ
ずみが生じていると、後工程において重大な問題が惹起
する。例えば、金型からなる製品にひずみがあると、そ
れによって製造される全製品に同様のひずみが発生する
ことになる。また、パネル製品にひずみがあると、後工
程で塗装を行った場合に、そのひずみが目立ち、塗装さ
れた製品の全てが使用できなくなるおそれがある。従っ
て、これらの製品には、次の製造工程に導入される前に
製品検査工程が不可欠である。
【0003】このような製品検査を行う方法(装置)と
して、例えば、特公平6−1249号公報および特開平
3−175000号公報に開示された従来技術がある。
特公平6−1249号公報に開示された従来技術では、
検査対象となる製品であるパネル表面に照明光を照射
し、前記照明光の反射光を逆反射エレメントで前記パネ
ル表面に戻して再反射させ、その再反射光により形成さ
れる像の明暗から凹凸を検出するようにしている。ま
た、特開平3−175000号公報に開示された従来技
術では、パネル表面全体を均一の照度で照明し、その画
像を読み取り、得られた画像の濃淡より凹凸を検出する
ようにしている。
【0004】この場合、パネル表面の凹凸を検出するこ
とはできるが、凹凸の程度まで検出することはできな
い。従って、前記凹凸が実際に製品の不良と判定すべき
ものか否かまでの情報を得ることはできず、最終的には
オペレータが実際の製品を目視で確認して判定を行わな
ければならなかった。
【0005】また、特開平1−132908号公報に開
示された従来技術では、被検体のウェルドラインと直交
する方向から均一光を照射し、その画像を読み取って得
られる前記ウェルドラインの画像より当該線分の連続性
を検出している。しかしながら、この従来技術では、ウ
ェルドラインの大きなうねりまでは検出することが困難
であり、また、凹状のひずみの検出も不可能である。
【0006】一方、以上の不具合を改善するものとし
て、本出願人は、特開平5−322534号公報および
特開平5−322535号公報に示す技術を提案してい
る。これらの従来技術では、ライン状のレーザ光の物品
表面からの反射光をカメラによって捕らえ、得られた画
像を前記物品の基準形状データであるCADデータと比
較し、その誤差の正負を色別にグラフィック表示するよ
うにしている。
【0007】しかしながら、この従来技術では、誤差の
有無を確認することはできるが、その誤差が許容できる
ものであるか否か、までの判定をすることはできなかっ
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不具
合を解消するためになされたものであって、製品の表面
ひずみを許容できるか否かを含めて容易に判定すること
のできる表面ひずみ判定方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、製品表面のひずみの良否を判定する方
法において、製品の表面形状を測定し、測定表面形状デ
ータを得る第1ステップと、前記製品の基準表面形状デ
ータと前記測定表面形状データとの偏差データを表面形
状の所定ピッチで求める第2ステップと、前記偏差デー
タをその偏差に応じて分類した複数のランクからなる段
階偏差データに変換する第3ステップと、前記段階偏差
データに対してランク別の色を設定し、前記製品の表面
形状に対応して前記段階偏差データを着色表示する第4
ステップと、からなり、前記第4ステップにおける着色
表示に基づき製品の表面ひずみを判定することを特徴と
する。
【0010】また、本発明は、製品表面のひずみの良否
を判定する方法において、製品の表面形状を測定し、測
定表面形状データを得る第1ステップと、前記製品の基
準表面形状データと前記測定表面形状データとの偏差デ
ータを表面形状の所定ピッチで求める第2ステップと、
少なくとも、前記偏差データが0とならない範囲におけ
る前記基準表面形状データからなる形状に基づき、判定
基準データを設定する第3ステップと、前記判定基準デ
ータと前記範囲における偏差データとを比較し、製品の
表面ひずみを判定する第4ステップと、からなることを
特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の表面ひずみ判定方法では、測定して得
られる製品の測定表面形状データと、前記製品の作成に
用いられる基準表面形状データとの偏差データを求め、
前記偏差データをその偏差に応じた複数のランクに分類
し、各ランク毎に異なる着色をして表示する。この場
合、隣接する部位の色の変化の程度から、表面ひずみの
程度を容易に認識することができる。
【0012】また、本発明の表面ひずみ判定方法では、
前記偏差データが0とならない範囲の前記基準表面形状
データの形状に対応して判定基準データを設定し、前記
判定基準データと前記偏差データとを比較することによ
り、必要な部分に対して効率的に表面ひずみの判定を行
うことができる。
【0013】
【実施例】図1は本発明に係わる表面ひずみ判定方法が
適用されるシステムの概略構成を示す。このシステム
は、形状測定対象である製品Wの表面形状を測定する形
状測定ロボット10と、前記形状測定ロボット10を制
御するロボットコントローラ12と、CRTディスプレ
イ13およびキーボード15を備え、前記形状測定ロボ
ット10から得られた製品Wの測定表面形状データを評
価する形状評価装置14と、前記形状評価装置14に対
して製品Wの設計データからなる基準表面形状データを
供給するCAD装置16とから基本的に構成される。
【0014】形状測定ロボット10は、製品Wが載置さ
れる水平な上面を有するテーブル18を有し、前記テー
ブル18の一端側には、2本の支柱20a、20bが立
設され、前記テーブル18の上端部間には、Y軸ガイド
レール22が配設される。前記Y軸ガイドレール22に
は、X軸ガイドレール24の一端部が移動自在に装着さ
れ、このX軸ガイドレール24には、Z軸ガイドロッド
26が移動自在に装着される。そして、前記Z軸ガイド
ロッド26の下端部には、製品Wに対してY方向に線状
に広がるレーザ光を照射する測定ヘッド28と、前記製
品Wによって反射されたレーザ光を受光するカメラ30
とからなる測定ユニット32が装着される。この場合、
前記測定ユニット32は、Y軸ガイドレール22を介し
てY方向に移動し、X軸ガイドレール24を介してX方
向に移動し、さらに、Z軸ガイドロッド26を介してZ
方向に移動するように構成されている。また、カメラ3
0は、図2に示すように、測定ヘッド28から出力され
るレーザ光の光軸に対して角度θ(>0)だけ傾斜して
設定されている。
【0015】表面ひずみを判定するシステムは、概略以
上のように構成されるものであり、次に、その判定方法
の第1実施例につき、図3に示すフローチャートに基づ
き詳細に説明する。
【0016】先ず、ロボットコントローラ12の制御に
より、X軸ガイドレール24をY軸ガイドレール22に
沿ってΔYずつ移動させ、測定ヘッド28から出力され
たレーザ光により製品WをY方向に走査する。製品Wの
表面によって反射されたレーザ光は、カメラ30によっ
て受光される。この場合、カメラ30は、Y方向に線状
に広がったレーザ光を角度θで読み取るため、その画像
は図4の二点鎖線または実線で示す線状像34a〜34
cのいずれかの状態となる。そこで、ロボットコントロ
ーラ12は、カメラ30から供給される前記線状像34
a〜34cが前記カメラ30の撮像範囲36の中心38
を通過するようにZ軸ガイドロッド26を駆動し、測定
ユニット32をZ方向にΔZだけ変位させる。一方、Y
方向の一走査が終了すると、測定ユニット32をX軸ガ
イドレール24に沿ってΔXだけ移動させ、同様にして
Y方向に対する走査を行う(ステップS10)。このよ
うにして得られた測定ユニット32の変位量ΔX、Δ
Y、ΔZは、形状評価装置14に供給され、これから製
品Wの測定表面形状データが生成される(ステップS2
0)。
【0017】次に、図5に示すように、得られた測定表
面形状データ(点線で接続されたドット)をX、Y方向
に滑らかに接続する曲線群(実線で示す)を求める、い
わゆる、スムージング処理を行う(ステップS30)。
このスムージング処理を行うことにより、前記測定表面
形状データに含まれるノイズ(異常データ)を除去する
ことができる。そして、前記のようにして生成された曲
線群より、ノイズの除去された測定表面形状データを生
成する。
【0018】次いで、形状評価装置14は、CAD装置
16より製品Wの基準表面形状データを読み込み、Δ
X、ΔYの間隔で前記測定表面形状データとのZ方向の
偏差データHを算出する(ステップS40)。偏差デー
タHは、さらに、所定の間隔δhによって分割され、段
階偏差データ[H/δh]が算出される(ステップS5
0)。ここで、[ ]は、H/δhの値を切り捨てて整
数化するガウス記号を表す。そして、前記段階偏差デー
タ[H/δh]に対して夫々所定の色が設定され、その
色に従って各部位が着色された製品Wの段階偏差データ
[H/δh]がその形状に対応してCRTディスプレイ
13に表示される(ステップS60、図6参照)。
【0019】図7は、製品WのX方向の各位置における
偏差データHと、段階偏差データ[H/δh]との関係
を示したものである。同図において、段階偏差データ
[H/δh]=−3、−2、−1、0、1、2、3に対
して夫々所定の色が設定される。この場合、例えば、各
特性a、b、cにおける偏差データHの最大値と最小値
との差ΔHが段階偏差データ[H/δh]にして4段階
以上ある場合には、CRTディスプレイ13上での色が
4色以上にわたって変化しているため、それから製品W
の表面形状に異常があると判定することができる。
【0020】次に、図8に示すフローチャートに基づ
き、表面ひずみ判定方法の第2実施例を詳細に説明す
る。
【0021】先ず、第1実施例の場合と同様に、形状測
定ロボット10を用いて製品Wの表面形状を測定し(ス
テップS10)、測定表面形状データを生成し(ステッ
プS20)、形状評価装置14において前記測定表面形
状データのスムージング処理を行って、曲線群を生成す
る(ステップS30)。
【0022】次いで、前記曲線群を等ピッチに分割し、
夫々の曲率データr1 、r2 、…を求める(ステップS
100、図5参照)。
【0023】一方、前記第1実施例のステップS40の
場合と同様に、CAD装置16より製品Wの基準表面形
状データを読み込み、ΔX、ΔYの間隔で前記測定表面
形状データとのZ方向の偏差データHを算出する(ステ
ップS110)。
【0024】さらに、前記偏差データHに基づき、偏差
範囲データLを算出する(ステップS120)。この偏
差範囲データLは、図9に示すように、曲率データRを
有する製品Wの基準表面に対して、曲率rを有する表面
ひずみがある場合、偏差データHが0とならない範囲を
表すものとする。
【0025】ここで、図10Aに示すように、H>0、
r≒H≒Lの場合には、偏差データHが小さくても表面
ひずみが目立ち易い。図10Bに示すように、H>0、
r<<H≪Lの場合には、偏差データHが大きくても表
面ひずみは目立ち難いが、曲率rが小さくなると目立ち
易くなる。また、図10Cに示すように、H<0、r≒
R≒∞の場合には、偏差データHが大きくても表面ひず
みは目立ち難い。さらに、図10Dに示すように、H<
0の場合には、偏差データHが小さくても曲率データR
の大きさによっては目立ち易くなる場合がある。
【0026】そこで、前記の事実に鑑みて、例えば、図
11に示す判定基準データTH1 〜TH3 を設定する。
この場合、判定基準データTH1 〜TH3 は、曲率デー
タrまたはRが大きくなるにつれて傾きが大きくなるよ
うに設定される。形状評価装置14では、図11に示す
判定基準データTH1 〜TH3 から、製品Wの測定表面
形状データの曲率rと当該部位での基準表面形状データ
の曲率Rとに対応する判定基準データを選択する(ステ
ップS130)。
【0027】次いで、図11において、製品Wの各部位
における偏差データHおよび偏差範囲データLの交点A
が判定基準データを境界としてどちらにあるのかを求
め、その結果から当該個所における表面ひずみの良否を
判定する(ステップS140)。例えば、判定基準デー
タがTH1 の場合、交点Aが判定基準データTH1 より
も上にあれば表面ひずみが大きいと判定し、下にあれば
小さいと判定することができる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明の表面ひずみ判定
方法によれば、測定表面形状データと基準表面形状デー
タとの偏差をその大きさに応じた段階に分けて色別に表
示することにより、表面ひずみの程度を明確に把握する
ことができ、これから、表面ひずみを許容できるか否か
を容易に判定することができる。
【0029】また、本発明の表面ひずみ判定方法によれ
ば、前記表面ひずみの判定基準を偏差の生じている範囲
の基準表面形状に基づき設定し、この判定基準に従って
判定を行うため、視覚的に目立ち易い表面ひずみのみを
主観によらず自動的に抽出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる表面ひずみ判定方法が適用され
るシステムの概略構成図である。
【図2】図1に示す測定ユニットの構成説明図である。
【図3】本発明に係わる表面ひずみ判定方法の第1実施
例を示すフローチャートである。
【図4】図1に示す形状測定ロボットによる形状測定原
理の説明図である。
【図5】測定表面形状データのスムージング処理の説明
図である。
【図6】本発明に係わる表面ひずみ判定方法の第1実施
例におけるCRTディスプレイの表示の説明図である。
【図7】本発明に係わる表面ひずみ判定方法の第1実施
例における段階偏差データの説明図である。
【図8】本発明に係わる表面ひずみ判定方法の第2実施
例を示すフローチャートである。
【図9】表面ひずみの大きさを規定するためのパラメー
タの説明図である。
【図10】図10A〜図10Dは、図9に示すパラメー
タにより表される表面ひずみの各モードの説明図であ
る。
【図11】判定基準データと図9に示すパラメータとの
関係を示す説明図である。
【符号の説明】
10…形状測定ロボット 12…ロボット
コントローラ 14…形状評価装置 16…CAD装
置 28…測定ヘッド 30…カメラ 32…測定ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海津 義和 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 永尾 信弘 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】製品表面のひずみの良否を判定する方法に
    おいて、 製品の表面形状を測定し、測定表面形状データを得る第
    1ステップと、 前記製品の基準表面形状データと前記測定表面形状デー
    タとの偏差データを表面形状の所定ピッチで求める第2
    ステップと、 前記偏差データをその偏差に応じて分類した複数のラン
    クからなる段階偏差データに変換する第3ステップと、 前記段階偏差データに対してランク別の色を設定し、前
    記製品の表面形状に対応して前記段階偏差データを着色
    表示する第4ステップと、 からなり、前記第4ステップにおける着色表示に基づき
    製品の表面ひずみを判定することを特徴とする表面ひず
    み判定方法。
  2. 【請求項2】製品表面のひずみの良否を判定する方法に
    おいて、 製品の表面形状を測定し、測定表面形状データを得る第
    1ステップと、 前記製品の基準表面形状データと前記測定表面形状デー
    タとの偏差データを表面形状の所定ピッチで求める第2
    ステップと、 少なくとも、前記偏差データが0とならない範囲におけ
    る前記基準表面形状データからなる形状に基づき、判定
    基準データを設定する第3ステップと、 前記判定基準データと前記範囲における偏差データとを
    比較し、製品の表面ひずみを判定する第4ステップと、 からなることを特徴とする表面ひずみ判定方法。
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