JPH09287929A - 移動体ワークの3次元計測方法 - Google Patents

移動体ワークの3次元計測方法

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JPH09287929A
JPH09287929A JP9725596A JP9725596A JPH09287929A JP H09287929 A JPH09287929 A JP H09287929A JP 9725596 A JP9725596 A JP 9725596A JP 9725596 A JP9725596 A JP 9725596A JP H09287929 A JPH09287929 A JP H09287929A
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JP
Japan
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work
displacement sensor
moving body
dimensional shape
laser displacement
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Withdrawn
Application number
JP9725596A
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English (en)
Inventor
Takeshi Mizuno
剛 水野
Masaaki Nakazawa
正明 中沢
Hitoshi Wada
均 和田
Hiroyuki Hagiwara
裕之 萩原
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IHI Shibaura Machinery Corp
Original Assignee
IHI Shibaura Machinery Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体ワークの被計測面の3次元形状の計測
を、移動体ワークを停止させることなく行う。 【解決手段】 ライン2上を搬送されている移動体ワー
ク1の位置をワーク位置検出センサで検出し、ライン2
上を搬送されている移動体ワーク1の被計測面3の凹凸
を1軸方向に走査可能な変位センサ4で検出し、ワーク
位置検出センサからの検出データと変位センサ4からの
検出データと変位センサ4の走査速度とに基づいて移動
体ワーク1の被計測面3の3次元形状を計測するように
した。従って、ライン2上を搬送されている移動体ワー
ク1を停止させることなく3次元形状を計測でき、3次
元形状の計測作業の能率を高めることができ、かつ、ラ
イン2上を搬送されている全ての移動体ワーク1につい
て3次元形状を計測できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体ワークの3
次元計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ワークの被計測面の3次元形状を
計測する3次元計測方法としては、ワークを治具などで
固定し、この治具をXYテーブル上に取付け、XYテー
ブルに設置されている変位センサを微小移動させ、この
ときに変位センサで検出したワークの被計測面までの距
離データと、各検出時における変位センサのXY座標値
データとに基づいて計測する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この3次元計
測方法によれば、計測時にはワークを静止させなければ
ならない。このため、ライン上を搬送されている全ての
ワークに対して3次元計測を行うことはサイクルタイム
の点から困難であり、ライン上からランダムに抜き取っ
たワークに対して3次元計測を行うようにしている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ライン上を搬送されている移動体ワークの位置をワーク
位置検出センサで検出し、前記ライン上を搬送されてい
る前記移動体ワークの被計測面の凹凸を1軸方向に走査
可能な変位センサで検出し、前記ワーク位置検出センサ
からの検出データと前記変位センサからの検出データと
前記変位センサの走査速度とに基づいて前記移動体ワー
クの被計測面の3次元形状を計測するようにした。従っ
て、ライン上を搬送されている移動体ワークを停止させ
ることなく3次元形状を計測でき、かつ、ライン上を搬
送されている全ての移動体ワークについて3次元形状を
計測できる。
【0005】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、移動体ワークの搬送方向に沿って複数個の
変位センサを配置した。従って、移動体ワークの搬送速
度が速い場合でも移動体ワークの3次元形状を計測で
き、また、変位センサによる検出ポイントの密度が高く
なるために3次元形状の計測精度を高くすることができ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
ないし図6に基づいて説明する。図1は、移動体ワーク
1を搬送するラインであるベルトコンベア2と、このベ
ルトコンベア2上を搬送されている前記移動体ワーク1
の被計測面である上面3の凹凸を検出する1軸方向に走
査可能な変位センサであるレーザ変位センサ4との位置
関係を示した模式図である。レーザ変位センサ4は、前
記移動体ワーク1の搬送方向と直交する方向に往復動す
るように配置されている。
【0007】図2は、前記レーザ変位センサ4の走査軌
跡と前記移動体ワーク1の上面3の凹凸の検出ポイント
とを示した模式図である。移動体ワーク1の上面3を縦
横の線で細かく仕切ったメッシュを想定した場合に、各
メッシュ内に検出ポイントが入るようにベルトコンベア
2の搬送速度とレーザ変位センサ4の移動速度とを設定
する。
【0008】図3はレーザ変位センサ4の取付構造を示
したものである。前記ベルトコンベア2の両側に一対の
支柱5が立設され、これらの支柱5間にボールネジ6が
取付けられている。ボールネジ6の一端側にACサーボ
モータ7が連結されている。ボールネジ6上には前記レ
ーザ変位センサ4が取付けられている。前記ACサーボ
モータ7を駆動させて前記ボールネジ6を回転させる
と、前記レーザ変位センサ4がこのボールネジ6に沿っ
て移動する。
【0009】図4は、前記ベルトコンベア2上を搬送さ
れている前記移動体ワーク1の位置を検出するワーク位
置検出センサであるエンコーダ8の取付位置を示したも
のである。このエンコーダ8は、ベルトコンベア2を駆
動させる駆動用モータ9の回転軸に固定されたスリット
付円板と、スリット付円板を発光部と受光部とで挾んだ
光センサとにより形成されている。
【0010】図5は、前記ベルトコンベア2上を搬送さ
れている前記移動体ワーク1の3次元形状を計測する計
測装置の全体構造を示したブロック図である。前記AC
サーボモータ7はACサーボモータ駆動部10を介して
ホストコンピュータ11に接続されている。前記レーザ
変位センサ4はA/D変換器12を介して前記ホストコ
ンピュータ11に接続されている。前記エンコーダ8は
パルスカウンタ13を介して前記ホストコンピュータ1
1に接続されている。ホストコンピュータ11では、ベ
ルトコンベア2で搬送されている移動体ワーク1の位置
を検出したエンコーダ8からの検出データと、移動体ワ
ーク1の上面3の凹凸を検出したレーザ変位センサ4か
らの検出データと、前記ACサーボモータ駆動部10か
らのレーザ変位センサ4の走査速度とに基づいて、この
上面3の3次元形状の計測が行われる。
【0011】図6は、具体的な適用例を示したものであ
る。この適用例は、ベルトコンベア2で移動体ワークで
ある主型1aを搬送し、この主型1aの被計測面である
上面3aの3次元形状を計測するものである。このよう
にして主型1aの上面3aの3次元形状を計測すること
により、砂崩れなどが発生して上面3aの形状が崩れた
不良な主型1aの検出を行える。そして、不良な主型1
aを用いて鋳造を行うことによる不良な鋳造品の発生を
防止できる。
【0012】このような構成において、ベルトコンベア
2上を搬送されている移動体ワーク1の上面3の3次元
形状の計測について説明する。ACサーボモータ7を駆
動させてレーザ変位センサ4をボールネジ6に沿って往
復動させ、このとき、レーザー変位センサ4からレーザ
ーを照射してその反射光を受光することにより移動体ワ
ーク1の上面3の凹凸を検出する。また、エンコーダ8
でベルトコンベア2の搬送速度を検出することにより移
動体ワーク1の位置を検出する。そして、レーザ変位セ
ンサ4からの移動体ワーク1の上面3の凹凸の検出デー
タと、エンコーダ8からの移動体ワーク1の位置の検出
データとをホストコンピュータ11で合成することによ
り、移動体ワーク1の上面3の3次元形状の計測が行わ
れる。この3次元形状の計測は、移動体ワーク1の上面
3の検出ポイントをエンコーダ8からの検出データとA
Cサーボモータ駆動部10からのレーザ変位センサ4の
走査速度とで特定し、その検出ポイントの凹凸状態をレ
ーザ変位センサ4からの検出データて特定することによ
り行う。
【0013】ここで、移動体ワーク1の上面3の3次元
形状の計測を、ベルトコンベア2で搬送されている移動
体ワーク1を停止させることなく行える。このため、移
動体ワーク1の3次元形状の計測作業の能率を高めるこ
とができ、しかも、ベルトコンベア2で搬送されている
全ての移動体ワーク1について3次元形状を計測するこ
とができる。従って、この計測装置を移動体ワーク1の
品質検査用に用いれば、全ての移動体ワーク1に対して
確実な品質検査を迅速に行うことができる。
【0014】つぎに、本発明の第二の実施の形態を図7
ないし図9に基づいて説明する。なお、図1ないし図6
において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、異
なる部分について説明する。本実施の形態は、図7に示
したように、移動体ワーク1の搬送方向に沿って変位セ
ンサである3個のレーザ変位センサ4a,4b,4cを
配置したものである。これらのレーザ変位センサ4a〜
4cは、A/D変換器12を介してホストコンピュータ
11に接続されている。
【0015】図8(a)は、レーザ変位センサ4aの走
査軌跡と移動体ワーク1に対する検出ポイントとを示し
た模式図である。図8(b)は、レーザ変位センサ4a
の走査軌跡と移動体ワーク1に対する検出ポイントとを
示した模式図である。図8(c)は、レーザ変位センサ
4aの走査軌跡と移動体ワーク1に対する検出ポイント
とを示した模式図である。図8(d)は、3個のレーザ
変位センサ4a〜4cの走査軌跡と移動体ワーク1に対
する検出ポイントとを合成した模式図である。ここで、
移動体ワーク1の上面3に対して図示したようなメッシ
ュを想定した場合、前記ホストコンピュータ11は、レ
ーザ変位センサ4aで検出できなかったメッシュ内をレ
ーザ変位センサ4bで検出するようにレーザ変位センサ
4bの走査軌跡を決定し、さらに、レーザ変位センサ4
a,4bで検出できなかったメッシュ内をレーザ変位セ
ンサ4cで検出するようにレーザ変位センサ4cの走査
軌跡を決定する機能を備えている。なお、レーザ変位セ
ンサ4aにより全てのメッシュ内を検出できた場合に
は、レーザ変位センサ4b,4cによる検出は行わな
い。
【0016】このような構成において、3個のレーザ変
位センサ4a〜4cを備えた計測装置による移動体ワー
ク1の3次元形状の計測動作を図9のフローチャートに
基づいて説明する。まず、レーザ変位センサ4aによる
移動体ワーク1の上面3の凹凸の検出が行われ(ステッ
プS1)、この検出後に凹凸の検出が行われていない未
検出メッシュが有るか否かが判断される(ステップS
2)。この未検出メッシュが有るか否かの判断は、エン
コーダ8からの検出データである移動体ワーク1の搬送
速度と、レーザ変位センサ4の走査速度と、レーザ変位
センサ4からの検出データと、予め設定されているメッ
シュデータとに基づいて行われる。ステップS2で未検
出メッシュが無いと判断された場合には、レーザ変位セ
ンサ4aの検出データの補間処理が行われ、3次元形状
データが作成されることにより移動体ワーク1の上面3
の3次元形状の計測が終了する(ステップS3)。ステ
ップS2で未検出メッシュが有ると判断された場合に
は、それらの未検出メッシュを無くすために最適なレー
ザ変位センサ4bの走査軌跡が決定され(ステップS
4)、この走査軌跡上をレーザ変位センサ4bが移動す
るようにA/Cサーボモータ7が制御され、レーザ変位
センサ4bによる移動体ワーク1の上面3の凹凸の検出
が行われる(ステップS5)。ステップS5の検出後
に、再度未検出メッシュが有るか否かが判断され(ステ
ップS6)、未検出メッシュが無いと判断された場合に
は、レーザ変位センサ4a,4bの検出データの補間処
理が行われ、3次元形状データが作成されることにより
移動体ワーク1の上面3の3次元形状の計測が終了する
(ステップS3)。ステップS6で未検出メッシュが有
ると判断された場合には、それらの未検出メッシュを無
くすために最適な変位センサ4cの走査軌跡が決定され
(ステップS7)、この走査軌跡上をレーザ変位センサ
4cが移動するようにA/Cサーボモータ6が制御さ
れ、レーザ変位センサ4cによる移動体ワーク1の上面
3の凹凸の検出が行われる(ステップS8)。ステップ
S8の検出後に、レーザ変位センサ4a〜4cの検出デ
ータの補間処理が行われ、3次元形状データが作成され
ることにより移動体ワーク1の上面3の3次元形状の計
測が終了する(ステップS3)。
【0017】ここで、本実施の形態では、移動体ワーク
1の搬送方向に沿って3個のレーザ変位センサ4a〜4
cを配置しているため、移動体ワーク1の搬送速度が速
い場合でもその移動体ワーク1の3次元形状を計測でき
る。また、移動体ワーク1の上面3の検出ポイントが増
えるため、3次元形状の計測精度を高くすることができ
る。
【0018】なお、上述した各実施の形態では、変位セ
ンサとしてボールネジ6に沿って移動するレーザ変位セ
ンサ4を例に挙げて説明したが、この変位センサとして
他の形式の各種センサを使用でき、例えば、ポリゴンミ
ラーを用いた変位センサなども使用できる。
【0019】また、上述した各実施の形態では、移動体
ワーク1の被計測面として上面3の3次元形状を計測す
る場合を例に挙げて説明したが、レーザ変位センサ4,
4a〜4cの設置位置を変更することにより、移動体ワ
ーク1の側面の3次元形状を計測することもできる。
【0020】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ライン上
を搬送されている移動体ワークを停止させることなく3
次元形状を計測でき、これによって3次元形状の計測作
業の能率を高めることができ、かつ、ライン上を搬送さ
れている全ての移動体ワークについて3次元形状を計測
できる。
【0021】請求項2記載の発明によれば、移動体ワー
クの搬送速度が速い場合でも移動体ワークの3次元形状
を計測でき、従って、計測作業の能率をさらに高めるこ
とができ、また、変位センサによる検出ポイントの密度
が高くなるために3次元形状の計測精度を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態における、移動体ワ
ークを搬送するベルトコンベアとレーザ変位センサとの
位置関係を示した模式図である。
【図2】レーザ変位センサの走査軌跡と移動体ワークに
対する検出ポイントとを示した模式図である。
【図3】レーザ変位センサの取付構造を示した正面図で
ある。
【図4】エンコーダの取付位置を示した側面図である。
【図5】移動体ワーク3次元形状を計測する計測装置の
全体構造を示したブロック図である。
【図6】第一の実施の形態の具体的な適用例を示した模
式図である。
【図7】本発明の第二の実施の形態における、移動体ワ
ークを搬送するベルトコンベアとレーザ変位センサとの
位置関係を示した模式図である。
【図8】レーザ変位センサの走査軌跡と移動体ワークに
対する検出ポイントとを示した模式図である
【図9】移動体ワークの上面の3次元形状の計測動作を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1,1a 移動体ワーク 2 ライン 3 被計測面 4,4a,4b,4c 変位センサ 8 ワーク位置検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 裕之 長野県松本市石芝1丁目1番1号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ライン上を搬送されている移動体ワーク
    の位置をワーク位置検出センサで検出し、前記ライン上
    を搬送されている前記移動体ワークの被計測面の凹凸を
    1軸方向に走査可能な変位センサで検出し、前記ワーク
    位置検出センサからの検出データと前記変位センサから
    の検出データと前記変位センサの走査速度とに基づいて
    前記移動体ワークの被計測面の3次元形状を計測するよ
    うにしたことを特徴とする移動体ワークの3次元計測方
    法。
  2. 【請求項2】 移動体ワークの搬送方向に沿って複数個
    の変位センサを配置したことを特徴とする請求項1記載
    の移動体ワークの3次元計測方法。
JP9725596A 1996-04-19 1996-04-19 移動体ワークの3次元計測方法 Withdrawn JPH09287929A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105081884A (zh) * 2015-08-24 2015-11-25 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种旋转扫描3d成型的法向测量装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105081884A (zh) * 2015-08-24 2015-11-25 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种旋转扫描3d成型的法向测量装置
CN105081884B (zh) * 2015-08-24 2023-08-04 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种旋转扫描3d成型的法向测量装置

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