JPH09189539A - Method for detecting manufacturing error of article - Google Patents
Method for detecting manufacturing error of articleInfo
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- JPH09189539A JPH09189539A JP8326210A JP32621096A JPH09189539A JP H09189539 A JPH09189539 A JP H09189539A JP 8326210 A JP8326210 A JP 8326210A JP 32621096 A JP32621096 A JP 32621096A JP H09189539 A JPH09189539 A JP H09189539A
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物品の製造エラー
検出方法に関し、この方法により、現実の物品の大きさ
及び形状がその物品についての理論的設計と比較され
る。特に（専らという意味ではないが）、鋳造金属部品
のような物品を検査する方法に関する。また、ガスター
ビンブレードへの使用には特に適している。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting manufacturing errors in an article by which the actual size and shape of the article is compared with the theoretical design for that article. In particular (but not exclusively) it relates to a method for inspecting articles such as cast metal parts. It is also particularly suitable for use in gas turbine blades.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービンブレードのような部品は複
雑な輪郭の外形を有することが要求されるであろうし、
また、作用効果を最大にするためには極めて高い耐久力
を備えるように製造されることが必要であろう。Parts such as gas turbine blades will be required to have a complex contoured profile,
It would also need to be manufactured with extremely high durability to maximize its effectiveness.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような部品が現実
に設計上の制限の範囲内にあるかを照合することは困難
であり、時間も費用もかかる仕事である。すなわち、設
備を測定し精査する専門家及び高度に訓練されたスタッ
フを必要とするのである。It is a difficult, time-consuming and expensive task to check whether such a part is actually within the design limit. That is, it requires specialists and highly trained staff to measure and scrutinize the equipment.
【０００４】本発明は、より高速で安価かつ正確な、物
品の製造エラー検出方法を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a faster, cheaper and more accurate method of detecting manufacturing errors in articles.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は第一に、物品をその理論的設計と比較する
ことによる、立体的な物品の製造エラー検出方法を提供
する。この方法は、以下の工程を有する i） 製造物品の画像である第１の画像を形成する。 ii）物品の理論的設計の画像である第２の画像を提供す
るためＣＡＤシステムを利用する。 iii）第１の画像と第２の画像とを比較する。 iv） 第１の画像と第２の画像との相違を確認する。To this end, the present invention firstly provides a method of detecting a manufacturing error in a three-dimensional article by comparing the article with its theoretical design. This method comprises the steps of i) forming a first image which is an image of the manufactured article. ii) Utilizing a CAD system to provide a second image that is an image of the theoretical design of the article. iii) Compare the first image and the second image. iv) Check the difference between the first image and the second image.
【０００６】この文脈において、「画像」という用語は
一般的に解釈されなければならない。第１の画像は写真
画像、視覚的表示装置上の画像、ホログラムを含み得る
し、あるいは物品を全く記述的に、電子的に保持された
データ形式でもよい。第２の画像も同様に、第１の画像
のため例示された形式を含めて、適切な形式を取り得
る。もちろん、これら２個の画像は、比較を目的とする
ため、形式上矛盾がないことが要求される。In this context, the term "image" should be construed in general. The first image may include a photographic image, an image on a visual display, a hologram, or it may be a descriptive, electronically retained form of the article. The second image may likewise take any suitable form, including the form illustrated for the first image. Of course, since these two images are for comparison purposes, they are required to be consistent in form.
【０００７】好ましい実施例において工程（i）は、製
造物品を装備し、物品の外面にパターンを作成するため
物品を照明する工程を含む。かかる物品は、その外面に
フリンジパターンを作成するレーザー干渉法（インター
フェロメトリ）を使用して照明され得る。また、かかる
照明された物品は、パターンを含む第１の画像とともに
光学的装置を経て検視され得る。In the preferred embodiment, step (i) comprises the step of equipping the article of manufacture and illuminating the article to create a pattern on the exterior surface of the article. Such articles can be illuminated using laser interferometry, which creates a fringe pattern on its outer surface. Also, such an illuminated article can be viewed through an optical device with a first image containing the pattern.
【０００８】第２の画像は、ＣＡＤシステムにより提供
されるような物品の理論的モデルを仮想的に照明するこ
とにより形成され得る。モデルを仮想的に照明するには
電子的に発生したレーザーに匹敵するようなソフトウェ
アを利用してもよいし、このようなソフトウェアは、モ
デル上の理想的フリンジパターンを提供するように設計
され得る。The second image can be formed by virtually illuminating a theoretical model of the article as provided by a CAD system. Software that is comparable to electronically generated lasers may be used to virtually illuminate the model, and such software may be designed to provide an ideal fringe pattern on the model. .
【０００９】好ましい実施例において工程（iii）は、
第１の画像と第２の画像を、それらについて選択された
基準点を使用することにより、同一の遠近関係及び姿勢
にもってくる工程を含む。また、工程（iii）は、さら
にフリンジパターンにおける相違を電子的に比較する工
程を含んでもよい。In a preferred embodiment, step (iii) comprises
Bringing the first and second images to the same perspective and pose by using the reference points selected for them. Further, the step (iii) may further include a step of electronically comparing the difference in the fringe pattern.
【００１０】工程（iv）において、コンピュータソフト
ウェアは、視覚的形式あるいは数的形式における第１の
画像と第２の画像との相違を記述するために利用され得
る。In step (iv), computer software can be utilized to describe the difference between the first image and the second image in visual or numerical form.
【００１１】本発明の第２の形態によれば、物品の製造
エラー検出方法が提供され、以下の工程を有する。 i） 物品の部分の理論上の立体的形状を表す、レーザ
ー干渉フリンジパターンを形成する。この形状はＣＡＤ
システムにより提供される。 ii） 製造物品において一致する部分の現実の立体的形
状を表す、一致するレーザー干渉フリンジパターンを形
成する。 iii）製造物品の形状における理論的設計からの経距を
明確にするために各々のフリンジパターンを比較する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting manufacturing error of an article, which comprises the following steps. i) Form a laser interference fringe pattern that represents the theoretical three-dimensional shape of the part of the article. This shape is CAD
Provided by the system. ii) Forming a matching laser interference fringe pattern that represents the actual three-dimensional shape of the matching portion in the manufactured article. iii) Compare each fringe pattern to clarify the distance from the theoretical design in the shape of the manufactured article.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の実施例について以下に記
載する。この実施例は、本発明が実行され得る様々な方
法のうちの全くの模範例である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. This example is merely an example of the various ways in which the present invention may be practiced.
【００１３】便宜上、以下の記載は、特にガスタービン
ブレードの製造におけるエラー検出方法に関するものと
する。しかし、このことは、本発明における方法が適用
され得る品目、物品、部品の全くの模範例としてとらえ
られるべきである。For convenience, the following description will be directed to an error detection method, particularly in the manufacture of gas turbine blades. However, this should be taken as a pure example of the items, articles, parts to which the method according to the invention can be applied.
【００１４】ガスタービンブレードのような部品の設計
の過程では、数学的計算、実験、及び最終分析における
矛盾する基準間での妥協を含み得る。The process of designing components such as gas turbine blades may involve compromises between conflicting criteria in mathematical calculations, experiments, and final analysis.
【００１５】昨今、設計の過程において、程度の差こそ
あれ、ほとんど確実にＣＡＤシステムの使用を必要とす
る。また、本発明は特徴の一つとしてこのようなシステ
ムを利用するのである。物品の最終の理論的設計がどの
ようになっても、最終の設計の詳細、すなわち形状、角
度、寸法、外形の輪郭、曲率等は、ＣＡＤシステムのメ
モリ内で明確にされ得る。さらに、部品を作成するため
に使用される機械類は、その命令と制御を行うために、
よくＣＡＤシステムのデータを基にし得る。Nowadays, in the course of designing, it is almost certain that the use of CAD systems will be required, to varying degrees. Moreover, the present invention utilizes such a system as one of the features. Whatever the final theoretical design of the article, the details of the final design, i.e. shape, angles, dimensions, contour contours, curvatures, etc., can be defined in the memory of the CAD system. In addition, the machinery used to create the parts, in order to perform its command and control,
Well based on CAD system data.
【００１６】保持データの利点により、立体的モデルは
理論的設計の完全な詳細を表示するＣＡＤシステム内で
描かれ保持される。また、この立体的モデルは、現実に
製造された部品と比較するために利用される。認識され
得べきことだが、この立体的モデルはコンピュータの保
持データの形式において存在するが、ＶＤＵ上あるいは
ＶＤＵからのプリントとして見ることができる。もちろ
ん、どの角度または位置からでもＶＤＵ上で見ることが
でき、また、必要に応じて調整され得る。検出プロセス
の一部として、フリンジパターンは理論的設計における
画像上に形成され得る。また、これが理想的な設計であ
るから、フリンジパターンもまた理想化され得る。モデ
ル上にフリンジパターンを形成するためにＣＡＤソフト
ウェアに接続された付加的ソフトウェアが利用される。
事実、この付加的ソフトウェアは、モデル上のレーザー
干渉法に匹敵するように作動し、モデル上に理想的なフ
リンジパターンをかぶせる。このようにかぶせたこと
は、ＶＤＵ（またはここからのプリント）上で見ること
ができるだろう。しかし、上記のことは、コンピュータ
が、以下に示す現実のタービンブレード上に形成された
フリンジパターンと比較するためのフリンジの共通の縦
座標を有する限り、本質的なことではない。Due to the advantage of retained data, the three-dimensional model is drawn and retained within the CAD system which displays the full details of the theoretical design. Also, this three-dimensional model is used for comparison with the actually manufactured parts. It should be appreciated that this three-dimensional model exists in the form of computer retained data, but can be viewed as a print on or from the VDU. Of course, it can be viewed on the VDU from any angle or position and can be adjusted as needed. As part of the detection process, fringe patterns can be formed on the image in theoretical design. Also, since this is an ideal design, fringe patterns can also be idealized. Additional software connected to the CAD software is used to create the fringe pattern on the model.
In fact, this additional software works to rival laser interferometry on the model, providing an ideal fringe pattern on the model. This overlay will be visible on the VDU (or print from here). However, the above is not essential as long as the computer has a common fringe ordinate for comparison with the fringe pattern formed on a real turbine blade shown below.
【００１７】部品の現実的な製造の詳細は、本発明には
関連がないが、例えば、ブレードは例えばインベストメ
ント鋳造法を使用して鋳造され得ることが想像される。The actual manufacturing details of the part are not relevant to the invention, but it is envisioned that, for example, the blade may be cast using, for example, an investment casting process.
【００１８】最終的な製造形式における部品は装備さ
れ、それから適当な技術を用いて照明される。これによ
り、部品の外面にフリンジパターンが作成される。一般
的にはレーザー干渉法における何らかの形式を使用する
ことが適切であり得るにもかかわらず、様々な方法がこ
のようなフリンジパターンの形成に適応可能である。The parts in the final manufacturing format are equipped and then illuminated using suitable techniques. This creates a fringe pattern on the outer surface of the part. Although it may generally be appropriate to use some form of laser interferometry, various methods are adaptable for forming such fringe patterns.
【００１９】例えば、製造された物品は、ある一のレー
ザー光源により照明されてから、次のレーザー光源によ
り照明され得る。これら２個の光源は、少量の間隔をあ
けられている。事実、この効果は、光源が移動するよう
に見えるため、照射線量の間で傾けられる傾斜可能な鏡
を使用して、光線を光源から物品へと反射することによ
り達成できる。For example, the manufactured article may be illuminated by one laser source before being illuminated by the next laser source. The two light sources are separated by a small amount. In fact, this effect can be achieved by using a tiltable mirror that is tilted between doses to reflect the light rays from the light source to the article, as the light source appears to move.
【００２０】他の配置として、物品がその辺りの流動体
とともに電池内部に装備される。その反射的指標は照射
線量により変化する。In another arrangement, the article is mounted inside the cell with the fluid around it. The reflex index changes with the irradiation dose.
【００２１】フリンジパターンは部品の外面における傾
斜度の変化を確認し、またそれゆえにその形状が確認さ
れる。The fringe pattern confirms the change in slope on the outer surface of the part and hence its shape.
【００２２】照明された形状は、光学的装置、例えばカ
メラを経て検視される。また、関連するフリンジパター
ンを含めて見られる画像は、適切な形式、例えばホログ
ラム、写真、ビデオ画像あるいは電子的な形式で記録さ
れる。The illuminated shape is inspected via an optical device, eg a camera. Also, the image viewed, including the associated fringe pattern, is recorded in any suitable form, such as a hologram, photograph, video image or electronic form.
【００２３】ＣＡＤモデルにおけるフリンジパターン
と、正確に実施されるための現実の部品との比較のため
には、同一の寸法に正確に調整することと、同一の姿
勢、方位、遠近関係に正確に位置づけることの両方が本
質的なこととされる。これらを達成するためには、同等
の基準点が、理論的設計におけるコンピュータモデル
と、現実の部品における画像の両方に適応されるべきで
ある（選択された基準点は、例えば、２個または複数個
の外面の交点により形成される点であり得る。）。従っ
て、ＣＡＤモデルは、ＣＡＤモデルの基準点と、現実の
部品の画像上における同等の基準点との正確な調和が得
られるまで、調整され、回転させられる。In order to compare the fringe pattern in the CAD model with an actual part to be accurately executed, it is necessary to adjust the dimensional accuracy to the same dimension and to accurately adjust the same attitude, azimuth and perspective. Both positioning is essential. To achieve these, equivalent reference points should be applied both to the computer model in the theoretical design and to the image in the real part (the selected reference points may be, for example, two or more). It can be a point formed by the intersection of the individual outer surfaces.). Therefore, the CAD model is adjusted and rotated until an exact match is obtained between the CAD model reference point and the equivalent reference point on the image of the real part.
【００２４】ＣＡＤモデルと現実の部品の画像とがこの
ように重ねられていると、フリンジパターンが比較され
る。フリンジパターン間の相違は、現実の部品の製造上
のエラーを示し、また、エラーは、利用されるレーザー
光の既知の波長の長さのため計算され得る。When the CAD model and the image of the actual part are overlaid in this way, the fringe patterns are compared. The difference between the fringe patterns represents a manufacturing error in the real part, and the error can be calculated due to the known wavelength length of the laser light utilized.
【００２５】[0025]
【発明の効果】２個の画像間における相違を検出してい
くことで、現実の形状における、理想的形状からの様々
な誤差が、適切なソフトウェアを使用することにより、
視覚的または数的な形式で再現され得る。By detecting the difference between two images, various errors in the actual shape from the ideal shape can be obtained by using appropriate software.
It can be reproduced in visual or numerical form.
【００２６】従って、このような判断は、現実の部品が
設計の許容誤差の範囲内にあるか、あるいは、設計の許
容誤差が、部品が排除されるか再製造に回されなければ
ならないという限度を超過しているかについて採り入れ
られ得る。Accordingly, such a determination is limited to the fact that the actual component is within the design tolerance, or the design tolerance must be rejected or remanufactured. Can be taken into account if it is exceeded.
Claims (13)
て、 前記物品は、理論的設計と比較され、 前記方法は、 前記製造物品の画像である第１の画像を形成する工程
と、 前記物品の前記理論的設計の画像である第２の画像を提
供するため下図作成補助のコンピュータシステム（ＣＡ
Ｄシステム）を利用する工程と、 前記第１の画像と前記第２の画像とを比較する工程と、 前記第１の画像と前記第２の画像との相違を確認する工
程とを有することを特徴とする立体的物品の製造エラー
検出方法。1. A three-dimensional article manufacturing error detection method, wherein the article is compared to a theoretical design, the method comprising: forming a first image that is an image of the manufactured article; In order to provide a second image which is an image of the theoretical design, a computer system (CA
D system), a step of comparing the first image and the second image, and a step of confirming a difference between the first image and the second image. A method for detecting a manufacturing error of a characteristic three-dimensional article.
真画像またはホログラムまたは電子的に保持されたデー
タ形式であることを特徴とする請求項１記載の立体的物
品の製造エラー検出方法。2. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to claim 1, wherein the first image is a video image, a photographic image, a hologram, or an electronically held data format.
真画像またはホログラムまたは電子的に保持されたデー
タ形式であることを特徴とする請求項１または２記載の
立体的物品の製造エラー検出方法。3. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to claim 1, wherein the second image is a video image, a photographic image, a hologram, or an electronically held data format. .
形成する工程は、前記製造物品を装備し、前記物品の前
記外面にパターンを作成するため前記物品を照明する工
程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の立体的物品の製造エラー検出方法。4. The step of forming a first image that is an image of the article of manufacture comprises the step of equipping the article of manufacture and illuminating the article to create a pattern on the outer surface of the article. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to any one of claims 1 to 3, characterized in that
ンジパターンを作成するレーザー干渉法を使用して照明
されることを特徴とする請求項４記載の立体的物品の製
造エラー検出方法。5. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to claim 4, wherein the article is illuminated using a laser interferometry method for creating a fringe pattern on the outer surface of the article.
て検視され、また、前記第１の画像は前記パターンを含
むことを特徴とする請求項４または５記載の立体的物品
の製造エラー検出方法。6. The manufacturing error of the three-dimensional article according to claim 4, wherein the illuminated article is viewed through an optical device, and the first image includes the pattern. Detection method.
により提供されるような前記物品の理論的モデルを仮想
的に照明することにより形成されることを特徴とする請
求項１から６のいずれかに記載の立体的物品の製造エラ
ー検出方法。7. The method of claim 1, wherein the second image is formed by virtually illuminating a theoretical model of the article as provided by the CAD system. A method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article as described in 1.
したレーザーに匹敵するソフトウェアを利用することを
特徴とする請求項７記載の立体的物品の製造エラー検出
方法。8. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to claim 7, wherein the virtual illumination of the model uses software comparable to an electronically generated laser.
記ソフトウェアは、前記モデル上に理想的フリンジパタ
ーンを提供することを特徴とする請求項５に関連の請求
項８記載の立体的物品の製造エラー検出方法。9. Fabrication of a three-dimensional article according to claim 8 in relation to claim 5, wherein the software, comparable to an electronically generated laser, provides an ideal fringe pattern on the model. Error detection method.
比較する工程は、前記第１及び第２の画像上の選択基準
点の使用により、前記第１の画像と前記第２の画像とを
前記同一遠近関係及び姿勢となるようにする前記工程を
含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載
の立体的物品の製造エラー検出方法。10. The step of comparing the first image and the second image comprises the step of using a selection reference point on the first and second images to provide the first image and the second image. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to claim 1, further comprising the step of causing the image to have the same perspective relationship and posture.
比較する工程は、前記フリンジパターンにおける前記相
違を電子的に比較する工程を含むことを特徴とする請求
項９記載の立体的物品の製造エラー検出方法。11. The stereoscopic according to claim 9, wherein the step of comparing the first image and the second image includes the step of electronically comparing the difference in the fringe pattern. Article manufacturing error detection method.
相違を確認する工程において、コンピュータソフトウェ
アは、視覚的形式または数的形式における前記第１の画
像と前記第２の画像との前記相違を記述するために利用
されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに
記載の立体的物品の製造エラー検出方法。12. In the step of confirming the difference between the first image and the second image, the computer software sets the first image and the second image in a visual form or a numerical form. The method for detecting a manufacturing error of a three-dimensional article according to any one of claims 1 to 11, which is used to describe the difference.
前記理論上の立体的形状を表す、レーザー干渉フリンジ
パターンを形成する工程と、 前記製造物品における前記一致する部分の前記現実の立
体的形状を表す、一致するレーザー干渉フリンジパター
ンを形成する工程と、 前記製造物品の前記形状における理論的設計からの経距
を明確にするために前記各々のフリンジパターンを比較
する工程とを有することを特徴とする物品の製造エラー
検出方法。13. A method of detecting an error in manufacturing an article, the portion of the article being provided by a CAD system,
Representing the theoretical three-dimensional shape, forming a laser interference fringe pattern, and representing the actual three-dimensional shape of the matching portion of the manufactured article, forming a matching laser interference fringe pattern, Comparing the respective fringe patterns in order to clarify the distance from the theoretical design in the shape of the manufactured article.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9523860A GB2307547B (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | A method of detecting manufacturing errors in an article |
| GB9523860.6 | 1995-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189539A true JPH09189539A (en) | 1997-07-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326210A Pending JPH09189539A (en) | 1995-11-22 | 1996-11-21 | Method for detecting manufacturing error of article |
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