JPH09295043A - 曲げられた管体を製造する方法 - Google Patents

曲げられた管体を製造する方法

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JPH09295043A
JPH09295043A JP9011416A JP1141697A JPH09295043A JP H09295043 A JPH09295043 A JP H09295043A JP 9011416 A JP9011416 A JP 9011416A JP 1141697 A JP1141697 A JP 1141697A JP H09295043 A JPH09295043 A JP H09295043A
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tube
probe
cmm
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moving
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JP9011416A
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Simon Raab
ラーブ サイモン
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Faro Technologies Inc
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 試行錯誤による管体フィッティングを改善し
て良好な精度で、特に、明細不明の個別の設置に要する
時間と費用とを節約する、部材のフィーチャー部の位置
及び配向を測定する方法を提供する。 【解決手段】 プローブのＸ、Ｙ及びＺ座標によって空
間での位置及び／又は配向を測定する能力を備えた座標
測定機を提供するステップと、プローブの先方端部にユ
ニバーサルピボットに搭載された障害延長体を提供する
ステップと、ｃ）その部分を完成させるために必要な通
路を測定して測定データを記録するステップと、記録さ
れた測定データに基づいて曲げられた管体を製造させる
ように、製造工程に測定データを伝達するステップと、
を含んでいる曲げられた管体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に部材のフィ
ーチャー部の位置（position）と配向（orientation）
とを測定する方法に関する。さらに特定すれば、本発明
はポータブルＣＭＭを使用した部材、特に管体のフィッ
ティング等におけるフィーチャー部の位置及び配向の測
定並びに計算の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】管体の
製造は広範な技術にわたる製造分野に属する。これらの
技術とは、管体を曲加工してフィットさせるほぼ人力に
頼る単純な方法から、ＮＣ（numerically controlled）
管体曲機のためのデジタル出力を備えたＣＡＤデザイン
管体加工システムのごときさらに進歩した方法にまで及
んでいる。管体フィッティングあるいはパイプフィッテ
ィングの職業は長い歴史を有しており、一連の障害物を
回避したり、２体の管体間を通過させる金属管体フィッ
ティング作業を要した初期の蒸気利用機械から始まっ
た。海洋、軍事及び航空産業での管体フィッティングの
重要性は、熟練技術を備えた経験豊かな管体／パイプフ
ィッター（fitter）の安定した供給を必要としていた。
【０００３】立体的に思考する能力や、曲加工程度を具
体化し、縮退変形及び溶接変形の問題を理解するには豊
富な経験とノウハウとを必要とする。
【０００４】ＣＡＤが”現場（as-built）”作業に代行
し始めるにつれ、材料のストレス問題や製造時のディメ
ンション変化（dimensional changes）の問題は全面的
対処の対象となってきた。この技術は、管体ストレス
と、材料の管形状に関係するストレス劣化が重要な安全
要因となるような原子力用管体フィッティング環境にお
いて非常に高度なレベルに到達した。ＣＡＤは管体デザ
インに革新をもたらし、多くの場合に管体フィッターの
仕事の代用とされてきたが、なお引続き管体フィッター
を必要とする非常に多くの管体設置ケースや個別の要請
が現実に存在している。
【０００５】管体フィッティングの最近の進歩にも拘ら
ず、このような管体フィッティング作業は、人力で曲げ
ることができる管体やワイヤーテンプレート（templat
e）の使用を要求している。これらは管体フィッターに
よって望む位置（position）と配向（orientation）に
まず手作業でフィットされ、その後に注意深く取り外さ
れ、手動あるいは自動の管体曲加工のために寸法を合わ
せた管体曲加工フォーマットへの変換に利用される。管
体曲加工等のプロセスは多くの手間を要し、精度に欠
け、作業の完了までには数度の試行錯誤が必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポータブル座
標測定機を使用した、部材（partまたはitem）のフィー
チャー部（features）のポジション（position：位置）
及びオリエンテーション（orientation：配向）を測定
する方法を提供するものであり、これにより、従来技術
の前述並びに他の問題及び欠陥は、克服または軽減され
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の方法の実施の形態
を述べる。ポータブルＣＭＭは、６以上の自由度を有し
た３次元での測定が可能な多関節アーム体である。多関
節アーム体の測定部（measurement end）はそのポジシ
ョンを空間的、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸で測定す
ることができ、そのエンドエフェクター（end effecto
r）あるいはプローブのオリエンテーションをＡ、Ｂ及
びＣの角度で測定することができる。
【０００８】好適な座標測定機は、ラーブ（Raab）に対
して１９９５年４月４日に付与された米国特許第５，４
０２，５８２号に記載されたＣＭＭである。この特許は
本願の出願人に譲渡されており、その内容を本明細書に
援用する。このＣＭＭはマルチジョイント式（好適には
６ジョイント）の手動ポジショニングアームを含んでお
り、２平面間の１あるいは複数の測定円筒状領域のポジ
ションを正確で容易に測定する。
【０００９】本発明の方法は管体フィッティングにおい
て特に有用である。このような管体フィッティングは、
ポータブルＣＭＭ（米国特許第５，４０２，５８２号で
提供されるような座標測定機）等を、管体フィッティン
グ能力を備えた適当なＣＡＤソフトウェアと共に使用す
ることで実施される。好適なポータブルＣＭＭは１５か
ら３０ポンド（6.8kgから13.6kg）の重量であり、通常
は従来式ポータブルラップトップコンピュータに接続さ
れる。本発明に利用されるソフトウェアは、本システム
と、管体フィッティング及び検査に本システムを利用す
る装置とに必須である多様な検査問題に対処する能力を
備えている。
【００１０】典型例においては、ポータブルＣＭＭは要
求される管体の中央領域に固定される。ＣＭＭのアーム
の端部には、ディスク形状の障害延長体（interference
extension）を含むことも可能な特製プローブが搭載さ
れる。ディスク形状障害延長体が望ましいときには、要
求に応じた多数の異なる管体サイズの断面を擬体（simu
late）するのに利用が可能な多様なディスクが利用でき
る。必要なディスクあるいは他の障害延長体はＣＭＭに
接続されたプローブ端部のスイベル取付部（swivel att
achment）に搭載される。プローブは予期される管体中
央部のＸ、Ｙ及びＺポジションの決定手段の提供に使用
され、障害延長体は各障害物から必要とされる最低距離
を決定し、管体の径に関して自動的に補償する単純な機
械的手段を提供する。管体フィッターは空中にてポイン
ターを使用するだけなので、各端部ポイントはロック状
態であっても調整可能であっても構わない。従って、こ
のソフトウェアは管体のどの直線部分でも単純な定半径
の曲加工によって結続させるように調整が可能となる。
コンピュータスクリーンは、管体プロフィール（profil
e：形態）を創出しながら管体直線部分と曲部とをリア
ルタイムで提供する。
【００１１】このＣＭＭはＣＡＤベースであり、最終直
線部分が測定されてしまえば、分析と製造を目的として
管体フィッティング用ソフトウェアは自動的にその明細
を計算する。本発明のソフトウェアは、相対的、絶対
的、時計回り、並びに反時計回りのフォーマット等の異
なる曲加工機に対する多様なフォーマットのデータを発
生させることができる。
【００１２】本発明は、長時間を要して費用もかさむ従
来方式の試行錯誤による管体フィッティングを改善
し、”現場作業”方式を±０．００３インチ（0.076m
m）までの精度で代行するものであり、特に、明細が知
られていない個別の設置に要する時間と費用とを節約す
る。
【００１３】
【実施例】本発明の前述及び他の特徴と利点とは以下の
詳細な説明と図面とによって当業者には容易に理解され
るであろう。
【００１４】図１に示す本発明にて使用する３次元測定
システムは、一般的に、手動マルチジョイントアーム１
２と支持ベースあるいはポスト１４とを含んだ座標測定
機（ＣＭＭ）１０と、コントローラあるいはシリーズボ
ックス１６と、ホストコンピュータ１８とを含んでい
る。ＣＭＭ１０はシリーズボックス１６と電気的に接続
しており、シリーズボックス１６はホストコンピュータ
１８と電気的に接続している。
【００１５】ＣＭＭ１０は、回転ポジションデータを収
集し、この基礎データをシリーズボックス１６に送る複
数のトランスジューサ（例：各自由度に対して１トラン
スジューサ）を含んでいる。シリーズボックス１６は一
定の複雑な計算を処理するホストコンピュータ１８の負
担を軽減させ、一定の予備データ処理を行う。基礎トラ
ンスジューサデータはＣＭＭ１０からシリーズボックス
１６へと送られる。シリーズボックス１６はその後に継
続ベースでその未処理トランスジューサデータを処理
し、３次元ポジションあるいはオリエンテーション情報
を提供してホストコンピュータの質問に応答する。
【００１６】好適には、本発明の３次元測定システムを
定義する全３機器（例：ＣＭＭ１０、シリーズボックス
１６、ホストコンピュータ１８）は、剛体プレートを使
用した固定搭載面への搭載及び／又は標準光学測定機器
ねじ筋（thread）に搭載され、さらに周知で標準的な、
ブランソン製の製品番号ＭＷＳ７５０等の経緯儀モービ
ルスタンド（theodolite mobile stand）に搭載され
る。このようなモービルスタンドは延長可能な垂直塔
と、通常取付部及びロッキング機構とを備えた安定回転
プラットフォーム（rolling platform）とによって特徴
づけられている。
【００１７】本発明にて使用できる商業的に入手可能な
ＣＭＭは、ＭＥＴＲＥＣＯＭ ＭＯＤＥＬ：ＩＮＤ−０
１座標測定機であり、３２７４６フロリダ州レイクメア
リテクノロジーパーク１２５に所在するＦＡＲＯテクノ
ロジー社の産業部門から入手できるものが利用できる。
【００１８】ＣＭＭ（例：米国特許第５，４０２，５８
２号に関して記述した前記のもの，ＭＥＴＲＥＣＯＭ
ＭＯＤＥＬ：ＩＮＤ−０１、あるいは他の商業的に入手
可能なＣＭＭ）は、ダイヤメータのごとき加工物（例：
自動車排気パイプ等の管体）のフィーチャー部にマッチ
するようにデザインされた複数の立体形状のいずれかを
有したプローブの位置の測定に使用される。これらの立
体形状物を本文では「障害延長体」と呼称する。これら
は本システムの適用が要求するいかなる形状でも構わな
い。以下においてこのことを詳細に解説する。
【００１９】図２Ｂには標準ＣＭＭ産業用アームが符合
１２を付して略式に図示されている。標準式の従来型ボ
ールプローブ２６４はフィット部３００の留部（ボール
を留めるのに有効な凹側壁を備えた貫通孔を有した障害
延長体の形状）にフィットしたボールを有している。こ
れは、いかなる適当なサイズ（どのようなサイズにも対
応するが、一般的には、最も普通に利用される管体ある
いはパイプ形成加工に対しては０．２５インチ径(6.4m
m)から６インチ径(15.24cm)の範囲）の障害延長体また
はディスク３０２と一体となっている。ＣＭＭアーム１
２は必要とされる管体の中央領域に固定される。図２Ａ
は留フィット部（snap-on fitting）を有する典型的な
障害延長体を図示する。留フィット部３００は好適には
障害ディスク３０２の一体的要素として形状化されてい
る。本発明による管体フィッティングの方法は以下の例
にて最良に説明されるであろう。
【００２０】自動車エンジンルームにおいては、１体の
フィット部から別のフィット部にまで延ばすには長い管
体が必要であり、多数の現存障害物を回避する必要があ
り、管体の径は外径（Ｏ．Ｄ．）で１インチ（2.54cm）
である。障害ディスク３０２は必要な管体の１インチ径
を有する。留フィット部３００は障害ディスク３０２を
必要ないかなる方向にも配向させる。この障害延長体
は、それが丸形であっても他の形状であろうとも、あら
ゆる望む管体サイズの断面を擬体する。この特定例にお
いては、要求される管体は１インチ管体である。すなわ
ち、一体スイベル取付ジョイントを有した１インチ障害
延長体がＣＭＭアームのプローブの端部に搭載される。
一体スイベル取付部は、いかなる障害物に対しても管体
の中央部のＸ、Ｙ、Ｚポジションを決定する単純な機械
的手段を提供するのに使用され、その管体径に関して自
動的に補償を提供する。
【００２１】図４から図６に示すように、管体フィッタ
ー（オペレーター）２５０はＣＭＭアームの端部をつか
む。この端部には標準ボールプローブ２６４が設置され
ており、さらに障害ディスク３０２が搭載されている。
始めに、フィッターは障害延長体を図４から図６の開始
フィーチャー部３０４（feature：図では平面として図
示）に配置する。測定はＣＭＭアームのエンドエフェク
ターのボタンあるいはスイッチを単に押すだけで実行さ
れる。この開始測定から、この管体に要求される第１部
分は長い直線部分３０６である。第２ポイントは回避さ
れるべき障害物付近に存在するが、障害ディスク３０２
からは充分に離れており、障害物とは接触しない。この
操作で、望む管体の断面内の一般的に中央に位置する２
ポイントが空間的に提供される。
【００２２】この２ポイントを接続する線は管体の第１
直線部分を形成する。次に、オペレーター２５０はプロ
ーブを障害物を回避するような望む通路に沿って移動さ
せる。第２ポイントと第３ポイントとは共同で第２直線
部分を形成する。本発明のソフトウェアは、一定の半径
を有し、管体に”もつれ”を発生させずに部分３０６と
３１０とを結合させる管体用の曲部３０８を提供するこ
とができる。この半径は、壁厚、管体の外側サイズ、及
び材質をオペレーターによって入力させた後にコンピュ
ータで提供されるか、あるいはオペレーターは望む固定
半径を特定する。当業者であれば理解しようが、前述の
線部分間の急角度は定半径の達成を非常に困難にし、管
体の詰まりの可能性を増加させる。さらに、空中でポイ
ンターをクリック（click）させる機構や、３次元特性
によって、線部分が交差できないことがしばしば発生す
る。この状況を緩和させるため、ポイントは空間でロッ
クされるか、または可動とされる。これらのポイント
は、技術者が命令を与える従来方式で機械にそれらがロ
ックされているか否かを入力することでいずれか一方と
なる。ポイントのロック状態あるいは非ロック状態の重
要性は、ポイントが非ロックである場合、ソフトウェア
はポイントを直線部分を長くするか短くして移動させ、
あるいは、延ばされれるなら２本の連続部分が交差する
までポイントを移動させることである。ポイントを移動
させるソフトウェアの能力は、加工や決定が困難な複雑
な曲部の必要性を排除する。パイプの連続部分を確実に
交差させることで、単純な固定半径曲部のみが必要とな
る。ソフトウェアによる非交差部分の矯正ステップは以
下で説明する。固定半径曲加工はポイントを使用するこ
とでは維持できないとコンピュータが判定すれば、エラ
ーメッセージが発生されるであろう。
【００２３】完成した管体プロフィールは一般的に３１
２（図５）として開始フィーチャー部３０４と終了フィ
ーチャー部３１４（フィーチャー部３０４と同様に平面
で示す）との間で示されている。フィットされた管体の
残余部分は空間を満たす曲部と直線部とを交互に有して
おり、同時にフィーチャー部３０４と３１４との間の障
害を回避している。曲部と直線部とはそれぞれ図面の左
から右へと３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、
３２６、３２８、３３０、３３２、３３４にて示されて
いる。
【００２４】曲部３１６と直線部３１８とは、フィーチ
ャー部３０４と３１４との間の全管体プロフィールが完
成するまで、前述のように直線部３０６と曲部３０８を
提供するステップを反復することで提供（管体フィッ
ト）される。
【００２５】コンピュータスクリーンは、管体プロフィ
ールを提供しながら直線部分と曲部とをリアルタイムで
提供する。ＣＭＭは完全にＣＡＤベースであるため、本
例のエンジンルームのコンピュータモデルは完成のため
の表示に含まれることができる。本発明のコンピュータ
スクリーンは多様な問題を提起するルート条件に対して
警告と注意とを発生させる。
【００２６】例えば、もし２本の連続的直線部が提案通
りに交差しなければ、管体プロフィールを完成させるた
めには短形の接続用直線部が提供されなければならな
い。換言すれば、もしコンピュータが連続的直線部を処
理するための一定の半径の曲部を提供することができな
ければ追加的直線部が必要となろう。図４は加工中の管
体フィッティングに利用可能な多数の可能性の１例であ
る。図４と図５に示す管体プロフィールの完成図と便利
なドロップダウンメニュー及び選択図像を参照。
【００２７】前述の交差しない２本の直線部のごとき問
題は本発明のソフトウェアステップに従って容易に解消
される。非交差部分あるいは特定の固定半径曲部で結続
されない部分は、以下のようにコンピュータで矯正され
る。
【００２８】１）第１部分の第２ポイントと第２部分の
第１ポイントがロックされていない場合、移動が管部分
のオリエンテーションまたは長さの変化を伴うか否かに
拘らず、各部分は等しい増分で他方に近づくように移動
されるであろう。 ２）第１部分の第２ポイントがロックされ、第２部分の
第１ポイントがロックされていない（非ロック）場合、
第２部分は第１部分と交差するように移動されるであろ
う。これら２部分の実際の交差は不要であり、それら部
分から延び出る軸同士の交差が必要である。実際にはコ
ンピュータによって発生された曲部がこれら部分を結続
させるであろう。
【００２９】３）第１部分の第２ポイントはロックさ
れ、同時に、第２部分の第１ポイントがロックされた場
合、コンピュータは交差が可能となるまで等増分で両部
分を移動させる。しかし、これらのポイントは移動した
とは考えられていないので、コンピュータはこれらの線
間距離を提供するメッセージを発生させ、オペレーター
に対して最後の部分をアンドゥー（undo）し、追加的直
線部分を追加することで曲部と直線部分とを新規に創出
するオプションを提供する。
【００３０】交差と曲部合わせの矯正は逐次的ステップ
であっても、同時的ステップであっても構わず、条件に
よっては、あるいはオペレーターが望めば個別に実施し
てもよい。
【００３１】一般的に、本発明による管体フィッティン
グのソフトウェアステップはフローチャート（図７）と
以下の説明とで要約される。オペレーターによる第１ス
テップはコンピュータスクリーンにメニューが現れると
きの”測定”プルダウンメニューの”管体”サブメニュ
ーから”管体フィッティング”を選択することである。
オペレーターは円筒（直線部）と管体プロフィールの１
端部の平面とを測定するように促される。この操作が完
了したとき、オペレーターは管体の各部分で２つのポイ
ントを定義し、空間にてこれらポイントを”ロック”す
べきか否かを決定するように促される。特定ポイント
が”ロック”されているとすれば、その管体部分のこの
特定ポイントがその特定ポジションから移動不能である
ことを意味する。
【００３２】換言すれば、管体部分の第２ポイントは”
ロック”され、次の部分の第１ポイントが”非ロック”
であればこの第２部分はコンピュータによって移動さ
れ、この第２部分は第１部分と交差する。
【００３３】しかし、もし第１部分の第２ポイントと次
の（第２）部分の第１ポイントとが共に”非ロック”で
あれば、これら２部分が交差するまでこれら２ポイント
は等増分で互いに近づくように移動されるであろう。
【００３４】同様に、もし第１部分の第２ポイントと次
の（第２）部分の第１ポイントの両方が空間で”ロッ
ク”されていれば、これら２部分は交差するまで等増分
で互いに近づき、これら２部分間の距離はコンピュータ
スクリーンに表示される。オペレーターがこれら部分が
スクリーンで示すように移動することを望まない場合
は、オペレーターはオプションで最後の部分を”アンド
ゥー”し、デザインの目的で必要であれば、あるいは望
むならば追加的直線部分を追加する。
【００３５】オペレーターが最後の部分を完成すれば
（すなわち、図６の３３４）、オペレーターはＣＭＭア
ームの端部のバックボタンを押して次の部分をキャンセ
ルする。コンピュータスクリーンは迅速な”最後の部分
は完成したか？”というメッセージを提供するであろ
う。オペレーターはフロントボタンを押して”ｙｅｓ”
を示す。さらにオペレーターは最後の円筒あるいは部分
３３４（図６参照）とフランジ平面３１４を測定するよ
うに促される。この最終直線部分３３４が測定されれ
ば、この管体フィッティングソフトウェアは、分析と製
造との目的で自動的にプル／ターン／曲加工明細と直線
部分の交差部とを計算する。このポイントで、すなわち
全測定が終了したとき、オペレーターは（未処理であれ
ば）管体径と曲半径と入力（key in）するように促され
る。このＸ、Ｙ、Ｚとプル／ターン／曲加工データはコ
ンピュータスクリーンに表示され、自動的にプリントア
ウトされる。
【００３６】本発明のソフトウェアは多数の異なる曲加
工機に対する多様なフォーマットでのデータを発生させ
ることができる。これらのフォーマットには、相対的、
絶対的、時計回り、反時計回りのフォーマットが含まれ
る。ソフトウェアの完全ＣＡＤ能力は完成フィット管体
の非常に明瞭な斜視図と多成分（multi-component）表
示とを提供する。
【００３７】多様な適用に必要な異なるレベルの精度の
需要によって多様なＣＭＭが存在する。このことは望ま
しいことである。なぜなら、必要な精度が低いものであ
れば一般的にＣＭＭは安価だからである。ＣＭＭは現
在、１２フィート（3.7m）径を測定することができ、精
度±０．００３インチ（0.076mm）から±０．０１２イ
ンチ（0.30mm）で入手できる。これらのＣＭＭは本発明
の管体フィッティングプロセスの一部としてプロトタイ
プの管体の検査に使用が可能である。図３は自動車のマ
フラーパイプ部分の検査に使用されているＣＭＭを示し
ている。
【００３８】本発明のＣＡＤベースのＣＭＭソフトウェ
アは標準管体、平面及び多面的（prismatic）検査を提
供できる。特に、ＣＡＤベースの能力は管体フィッティ
ングとパイプフィッティングの新規な解決策の開発をも
たらし、テンプレートを使用せずとも迅速で正確なパイ
プフィッティングを提供する。同時に、追加ステップを
必要としない管体製造データを提供する。前述のよう
に、ＣＭＭはたいていの適用に便利な多様なサイズと精
度とで提供されており、本発明のソフトウェアはグラフ
とユーザーインターフェースでの使用が容易となるよう
にデザインされており、完全なユーザーガイドを提供す
る。
【００３９】本発明の別実施例においては、ディスク３
０２は端部プローブに固定式に取り付けられており、プ
ログラマーは発生されるべき管体外側ポイントの正確な
位置の情報をコンピュータに提供する。この実施例にお
いてこのことは可能である。なぜなら、コンピュータに
は障害延長体のパラメータの正確な位置の入力が可能で
あり、その延長部はハンドルに対して可動ではないから
である。よって、軸ポイントがメモリに記憶されるばか
りではなく、全管体がメモリに保存される。このことは
適用法によっては望ましいであろう。
【００４０】さらに、障害延長体は、プリント回路フォ
ーマットでプローブのボール端部にコンプレックスアレ
イ（complex array）のトランスジューサを提供するこ
とで可動状態のままでいることも可能であり、ボールの
別々（discrete）なポイントと延長部との電気的接続を
提供し、コンピュータに対して延長部に関するオリエン
テーション情報を提供する。
【００４１】本発明のさらに別実施例では、管体の２本
の直線部分は４ポイントではなく３ポイントによって創
出される。この実施例では、コンピュータはポイントを
移動させて交差を創出する必要がない。なぜなら、交差
ポイントは既に数値化（digitized）されているからで
ある。しかし、曲部がこれら部分を結続可能にするよう
に、これら直線部分を短縮することは必要であろう。本
実施例の曲部の半径は管体径、管体材料厚、及びポイン
ト１とポイント２及びポイント２とポイント３により創
出された部分間の角度に基づいてコンピュータによって
決定されよう。これら部分間の角度が急で製造が困難で
あれば、コンピュータは複雑形状の曲部を共同で創出す
るような一連の固定半径曲部分をアレンジするために追
加的ポイントを創出するようにオペレーターを促すメッ
セージを発生させる。しかし、本実施例で採用される複
数のポイントのため、複雑形状曲部は複数の単純固定半
径曲部分の結合として容易に製造が可能である。
【００４２】本発明のさらに別実施例においては、ＣＭ
Ｍにはその明細が紛失している現存パイプのリバースエ
ンジニアリングを行うために再構成されたソフトウェア
が提供される。この実施例ではオペレーターは、ほぼ同
じスペースで、パイプあるいは管体の断面に合理的範囲
で可能な限り近づいて、パイプの外径周囲にて３ポイン
トでクリックするように促される。特に、コンピュータ
は三角測量法でパイプの中央ポイントを計算する。オペ
レーターが三角測量パターンでポイントを入力すると、
コンピュータはリアルタイムでの表示が可能なパイプあ
るいは管体の３次元マップを発生させる。このマップは
完全数値化されており、パイプ製造のために製造会社に
伝達される。
【００４３】以上、好適実施例を利用して説明してきた
が、本発明の精神とスコープとから逸脱せずに多様な改
良と置換とが可能であろう。よって、以上の説明は本発
明は説明のみを目的に提供されており、限定は意図され
ていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は座標測定機（ＣＭＭ）、制御ボックス、
及びホストコンピュータを含んだ３次元測定システムの
略式側面図である。
【図２】図２Ａは本発明に従ったスイベルボールフィッ
ティング（swivel ball fitting）上の障害プローブ（i
nterference probe）の斜視図であり、図２Ｂはパイプ
フィッティング用の本発明の障害プローブが取り付けら
れたＣＭＭの略図である。
【図３】図３は管体の一部の検査に使用されているポー
タブルＣＭＭを示す斜視図である。
【図４】図４は本発明に従った完全ＣＡＤベースＣＭＭ
及びソフトウェアを利用したコンピュータスクリーンの
図であり、管体プロフィールモデルに重ねられたドロッ
プダウン選択メニュー（drop down selection menu）を
示している。
【図５】図５は図４のコンピュータスクリーンを示して
おり、本発明に従ったアーム制御特性による容易な選択
のための交互図像選択ボタン（Icon selection button
s）を図示している。
【図６】図６は図４の構造図であり、本発明に従った管
体フィティングを完成させるために追加的特性を一切必
要としない、無限セットの可能なオリエンテーションの
能力の結果として提供される完成された管体フィッティ
ングを表すものである。
【図７】図７は本発明のソフトウェアプロセスを開示す
るフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・ＣＭＭ １２・・・ジョイントアーム １４・・・ポスト １８・・・ホストコンピュータ ２５０・・・フィッター ３０２・・・障害ディスク ３０４・・・開始フィーチャー部 ３１４・・・終了フィーチャー部 ３０６、３１８、３２２、３２６、３３０、３３４・・
・直線部分 ３０８、３１６、３２０、３２４、３２８、３３２・・
・曲部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/60 ６８０Ｚ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 曲げられた管体を製造する方法であっ
    て、 ａ）プローブのＸ、Ｙ及びＺ座標によって空間での位置
    （position）及び／又は配向（orientation）を測定す
    る能力を備えた座標測定機（coordinate measuring mac
    hine）（以下ＣＭＭという）を提供するステップと、 ｂ）該プローブの先方端部にユニバーサルピボットに搭
    載された障害延長体を提供するステップと、 ｃ）その部分を完成させるために必要な通路を測定して
    記録し、その測定データを記録するステップと、 ｄ）該記録された測定データに基づいて曲げられた管体
    を製造させるように、製造工程に該測定データを伝達す
    るステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 曲げられた管体を製造する方法であっ
    て、 ａ）プローブのＸ、Ｙ及びＺ座標によって空間での位置
    （position）及び／又は配向（orientation）を測定す
    る能力を備えたＣＭＭを提供するステップと、 ｂ）その部分を完成させるために必要な通路を測定して
    記録し、その測定データを記録するステップと、 ｃ）該記録された測定データに基づいて曲げられた管体
    を製造させるように、製造工程に該測定データを伝達す
    るステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 曲げられた管体を製造する方法であっ
    て、 ａ）プロセッサー、ホストコンピュータ及びプローブに
    接続されたユニバーサル移動能力を備えたＣＭＭを提供
    するステップと、 ｂ）該ＣＭＭの前記プローブに障害延長体を取り付ける
    ステップと、 ｃ）該プローブを、曲げられた管体が設置される空間内
    にて、障害要素を回避するように手動で空中通路に沿っ
    て移動させるステップと、 ｄ）該手動移動の最中に空間にて複数のポイントを数値
    化し、前記ホストコンピュータのメモリに入力するステ
    ップと、を含んでいることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 前記ポイントのデータを製造工程に提供
    し、前記通路と実質的に同一となるように管体を曲げて
    加工するステップをさらに含んでいることを特徴とする
    請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記障害延長体は製造される管体の断面
    形状と実質的に一致する形状を有していることを特徴と
    する請求項３記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記プローブの移動ステップは、管体か
    ら適当な距離を離れて移動できるように前記障害延長体
    を該プローブの周囲にて手動で移動させるステップをさ
    らに含んでいることを特徴とする請求項３記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記ポイントは、 ａ）前記プローブを、得られる管体がカップリングされ
    る開始フィーチャー部に配置し、少なくとも１の位置
    （position）をメモリに記録するようにスイッチを起動
    させるステップと、 ｂ）該プローブを第１の位置に移動させ、ポイントをメ
    モリに記録させるように前記スイッチを起動させて、前
    記開始フィーチャー部と該第１の位置との間を延びる管
    体の第１部分を明確化させるステップと、 ｃ）該プローブを第２の位置に移動させ、ポイントをメ
    モリに記録させるように前記スイッチを起動させて管体
    の第２部分の開始部を明確化させるステップと、 ｄ）該プローブを第３の位置に移動させ、前記第２の位
    置と該第３の位置の間を延びる管体の第２部分の終了部
    を明確化させるように前記スイッチを起動させるステッ
    プと、 ｅ）管体の前記第１部分と前記第２部分とを結続させる
    管体曲部を提供するアルゴリズムを提供するステップ
    と、を含んでいることを特徴とする請求項３記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記プローブが起動されたとき、ロック
    ポイントと非ロックポイントとで成る群から選択される
    ポイントを記録することを特徴とする請求項７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 前記ロックポイントは前記アルゴリズム
    の利用では自由に移動されないことを特徴とする請求項
    ７記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記非ロックポイントは前記アルゴリズ
    ムの利用で自由に移動されることを特徴とする請求項７
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】管体の前記曲部は定まった半径を有して
    いることを特徴とする請求項３記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記管体部分は前記アルゴリズムに従っ
    て接近し、または遠ざかり、創出された曲がりあるいは
    曲部に対する望ましい管体のパラメータを維持すること
    を特徴とする請求項７記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記障害延長体は所定の管体の周囲と実
    質的に類似した周囲形状及びサイズを有していることを
    特徴とする請求項１記載の方法。
  14. 【請求項１４】曲げられた管体を製造する方法であっ
    て、 ａ）少なくとも１のメモリボタンを有したボールプロー
    ブを備えたＣＭＭを提供するステップと、 ｂ）該プローブを開始位置に配置し、該メモリボタンを
    起動させて開始フィーチャー部の位置（position）及び
    ／又は配向（orientation）をマークさせるステップ
    と、 ｃ）該プローブを第１の位置に移動させ、該第１の位置
    を入力するために少なくとも１のボタンを作動させ、前
    記開始フィーチャー部と該第１の位置との間の管体の第
    １直線部分を明確化させるステップと、 ｄ）該プローブを第２の位置に移動させ、該第２の位置
    を入力するために前記ボタンを作動させ、前記第１の位
    置と該第２の位置との間の管体の第２部分を明確化させ
    るステップと、 ｅ）前記第１部分と前記第２部分との間の角度に実質的
    に従った管体曲部を創出するアルゴリズムを提供するス
    テップと、 ｆ）有効なポイントと管体部分とが創出されるまでステ
    ップ（ｃ）から（ｅ）を反復するステップと、 ｇ）前記プローブをエンドフィーチャー部に移動させ、
    その位置をメモリに入力させるために前記ボタンを作動
    させるステップと、 ｈ）該メモリ内容と実質的に同形である管体が提供され
    るように該メモリを管体曲工程に伝達するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】現存する曲がった管体のリバースエンジ
    ニアリングのための方法であって、 ａ）その端部にプローブを有し、位置（position）及び
    ／又は配向（orientation）のデータを入力させるボタ
    ンを備えたＣＭＭを提供するステップと、 ｂ）該プローブを前記管体の外径上の望む第１の位置に
    移動させ、前記ボタンの作動で位置データをメモリに入
    力させるステップと、 ｃ）該プローブを前記第１の位置と実質的に同一であ
    り、前記管体の断面で定義される平面上の第２の位置に
    移動させるステップと、 ｄ）該プローブを前記第１の位置と前記第２の位置と実
    質的に同一な平面上の第３の位置に移動させるステップ
    と、 ｅ）前記管体の中央部の位置（position）を三角測量
    し、該位置（position）をメモリに入力させるステップ
    と、 ｆ）前記曲がった管体の望む量のデータが数値化される
    までステップ（ｂ）から（ｅ）を反復するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】前記管体の実質的複製が再生されるよう
    に、前記メモリデータを製造装置に伝達させるステップ
    をさらに含んでいることを特徴とする請求項１５記載の
    方法。
  17. 【請求項１７】前記ＣＭＭに作動可能にリンクされ、曲
    がった管体の連続的数値化部分が交差するか否かを判定
    する能力を備えたコンピュータを提供するステップをさ
    らに含んでいることを特徴とする請求項２記載の方法。
  18. 【請求項１８】固定半径の曲部が前記管体部分を結続さ
    せるか否かを判定し、この結続を促すために該管体部分
    を移動させるコンピュータを提供するステップをさらに
    含んでいることを特徴とする請求項２記載の方法。
  19. 【請求項１９】管体の通路を数値化させる方法であっ
    て、 ａ）プローブのＸ、Ｙ及びＺ座標によって空間にて位置
    （position）及び／又は配向（orientation）を測定す
    る能力を備えたＣＭＭを提供するステップと、 ｂ）その部分の完成に必要な通路を測定して記録し、そ
    の測定データを記録するステップと、を含んでいること
    を特徴とする方法。
JP9011416A 1996-02-09 1997-01-24 曲げられた管体を製造する方法 Pending JPH09295043A (ja)

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