JPH1145107A - 曲面コーナー部仮想ピン角位置を算出する計測方法 - Google Patents

曲面コーナー部仮想ピン角位置を算出する計測方法

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JPH1145107A
JPH1145107A JP21588397A JP21588397A JPH1145107A JP H1145107 A JPH1145107 A JP H1145107A JP 21588397 A JP21588397 A JP 21588397A JP 21588397 A JP21588397 A JP 21588397A JP H1145107 A JPH1145107 A JP H1145107A
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JP
Japan
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measurement
curved surface
virtual pin
intersection
corner
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Pending
Application number
JP21588397A
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English (en)
Inventor
Masahiro Asano
雅裕 浅野
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相隣る面1,2が曲面で構成されていて、コ
ーナー部3がR形状に形成されているモデル等につい
て、コーナー部の仮想するピン角部の位置イを高精度に
決定する方法の提供。 【解決手段】 相隣る2曲面1,2について稜線を横切
る方向に測定時走査する計測ライン4を決めて、その計
測ライン4に沿って三次元測定機のプローブ5を移動さ
せて各曲面3点ずつの座標位置を計測し、求めた各3点
にてそれぞれ円弧曲線を算出し、この2つの円弧曲線の
交点を2曲面のコーナー部3の仮想ピン角位置イとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は三次元モデルの表面
でピン角部を有さない複数面のコーナー部に対し、三次
元測定機のプローブにて各面上のコーナー近傍を計測し
て近接部分の形状から予測して実際には存在しない仮想
ピン角位置を算出するための計測方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】三次元モデル・金型・製品パネル等の凸
部や凹部のコーナー部を三次元測定機または三次元測定
機能を有する工作機械にて計測する場合に、モデル等に
はコーナー部がR形状に形成されていたり、面取りが施
されていたり等ピン角部分が存在しないものがある。こ
のようなピン角部分の存在しないモデルに対して金型を
製作する場合であって、ピン角上のラインが設計値とし
て与えられているときには、モデル計測を行い、そのデ
ータをもとにピン角位置を算出し、この算出値と設計値
とを比較照合することが必要となる。またモデル計測デ
ータをもとに加工用プログラムを作成するときには、モ
デルの仮想線ピン角位置を基点としてモデル形状を決定
する必要があり、ピン角位置を知ることが絶対条件とな
る。
【0003】図4のように2平面がR形状のコーナー部
をもって連続している場合に、存在しないピン角部を想
定して仮想のピン角部分を求める方法として、スキャニ
ングにより抽出した各面のコーナー近傍の2点より直線
を求め、これらの交点をピン角として求める方法が知ら
れている。この従来技術はモデル上に2平面にわたって
計測ラインを定めて、このライン上にて一定走査距離毎
に点の座標値を計測して2平面に対しそれぞれ直線部を
抽出し、同一計測ライン上の各平面の2直線の交点の座
標を算出するものである。
【0004】即ち図5に示すように三次元モデル表面の
計測ライン上の一定走査距離毎の点の座標値がスキャン
連続計測サイクル実行部31で計測され、点群データと
して計測座標値一時記憶部32に記憶される。この計測
座標値一時記憶部32から読み出された点群データにも
とづいて直線部を求め、隣合う2直線の交点の座標値が
延長交点算出部33で算出されて延長交点記憶部34に
記憶されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた計
測方法はモデル等の相隣合う平面について、それぞれ同
一計測ライン上の直線部分を抽出して、これらの直線の
交点を演算にて求めるようになしている。そのため相隣
る面が図4のように単純な場合には算出した交点の位置
ロと仮想したピン角部の位置とは合致して不都合がな
い。しかし図6のように相隣合う面が曲面の場合には計
測ライン上に直線部分が存在しない。したがって計測点
のうち2点を選び、この2点を結ぶ直線を各面について
求め、その直線の交点を算出してピン角部の位置ハとす
ることになる。そのため仮想したピン角部の位置ニとは
大きな差異が生じることになるという問題を有してい
た。本発明は従来の技術の有するこのような問題に鑑み
なされたものであって、その目的とするところは、相隣
る面が曲面で構成されていて、コーナー部がR形状等に
形成されたモデル等について、仮想するピン角位置を高
精度に算出するための計測方法を提供しようとするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の計測方法は、R形状のコーナー部を持って連
続する2曲面を有する被測定物のコーナー部の仮想ピン
角位置を算出するために曲面上を計測する方法であっ
て、各面上の同一計測ライン上をそれぞれ少なくとも3
個所ずつ位置計測により面上の点を求め、この計測の結
果にもとづいて各面に対しそれぞれ円弧曲線を算出し、
これら算出された各円弧曲線の延長線上の交点を求め、
この求められた交点を前記コーナー部の仮想ピン角位置
とするものである。上述の方法によれば各曲面に対して
同一計測ライン上でその曲面に沿って円弧曲線を求め
て、各円弧曲線の交点を演算により算出するようになし
たので正確に仮想のピン角位置を知ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづき説明する。図1は相隣れる2つの曲面1,2
がコーナー部3にてR形状に形成されたモデルについて
本発明の計測方法の原理を示す説明図である。モデルを
構成する各曲面の交わる稜線を横切る方向に計測ライン
4を設定し、三次元測定機のプローブ先端5が各曲面に
対して同一計測ライン上にて3点ずつ座標位置を計測
し、各面毎に計測された曲面上の3点により計算される
円弧曲線のそれぞれの延長線上の交点イを求めてコーナ
ー部の仮想ピン角位置とする。
【0008】図2は本発明の曲面コーナー点算出を実施
する場合のブロック線図である。11は三次元測定機の
運転モードを自動運転にセットするモード設定部、12
は三次元測定機のプローブ径、計測速度,出力条件等の
計測条件を入力するキーボードである。13はキーボー
ド12から入力された計測条件を受ける計測条件入力
部、14はこの計測条件を記憶する計測条件メモリー部
である。15は2曲面上の計測位置指示用プログラムを
記憶していて本装置に送り込むフロッピーディスク、1
6はフロッピーディスク15の内容を読み込む計測位置
入力部、17はこの計測位置を記憶する計測位置メモリ
部である。18は計測条件メモリ部14と計測位置メモ
リ部17の出力を受けて図1に示す計測ライン4上の各
計測位置を決定する計測位置作成部、19は計測用プロ
ーブ5が計測のために順次移動していくべきXYZ3軸
の位置を指示するX・Y・Z関数発生部である。
【0009】20はX・Y・Z関数発生部19の出力を
受けてX・Y・Z各制御軸に駆動を指示するX・Y・Z
制御軸駆動部、21はX・Y・Z制御軸駆動部20に指
示されて駆動を行う三次元測定機のX・Y・Z制御軸で
ある。22はX・Y・Z制御軸21が指示された位置に
移動し、三次元測定機が計測を行った各曲面3点ずつの
データを記憶する計測点メモリ部である。23は計測点
メモリ部に記憶されている計測データにもとづき2つの
円弧曲線を演算する円弧作成部、24は円弧作成部23
により演算された2つの円弧曲線の交点を算出する仮想
ピン角位置算出部である。25は仮想ピン角位置算出部
24にて求めたデータを記憶しておく仮想ピン角位置メ
モリ部である。ここで求めた2つの円弧曲線の交点が本
発明において最終的に求める点である。
【0010】次に円弧作成部23及び仮想ピン角位置算
出部24にて演算を行う計算式について詳述する。いま
この計測点である仮想ピン角位置の座標値を求める関係
式について説明する。先ず円を表す一般式はx2 +y2
+lx+my+n=0である。2つの曲面1,2に跨が
る同一計測ライン4上で一方の曲面1に対する円弧曲線
が座標値(X1 1)(X2 2 )(X3 3 )の3点を
通るとすれば、 X1 2+Y1 2+lX1 +mY1 +n=0……(1) X2 2+Y2 2+lX2 +mY2 +n=0……(2) X3 2+Y3 2+lX3 +mY3 +n=0……(3) が成立する。
【0011】この3式からl,m,nはそれぞれ数値と
して求めることが出来て上記一般式は具体的な数値を含
む式として x2 +y2 +lx+my+n=0……(4) 同様に他方の曲面2に対する円弧曲線の式として x2 +y2 +px+qy+r=0……(5) を得ることが出来る。この(4)(5)式の演算が円弧
作成部23により行われる。これら2つの円弧曲線の式
(4)(5)の交点イは両円弧曲線上に存在する点であ
るため、座標値を(X0 0 )とすれば、 X0 2+Y0 2+lX0 +mY0 +n=0……(6) X0 2+Y0 2+pX0 +qY0 +r=0……(7) が成立する。この(6)(7)式の演算が仮想ピン角位
置算出部24により行われる。この2つの式(6)
(7)から求めたX0 0 の示す点が2つの円弧曲線の
交点イの座標値となる。なお円の中心座標値を(a,
b)半径をrとして、円を表す標準式(x−a)2
(y−b)2 =r2 を用い2つの円弧曲線の交点を求め
ることも可能である。
【0012】このような構成において、その動作を図3
のフローチャートにより説明する。ステップS1にてモ
ード設定部11により三次元測定機の運転モードを自動
運転にセットすると、自動運転計測モードとなる。ステ
ップS2にてキーボード12からプローブ径,計測速
度,出力条件等の計測条件を入力する。ステップS3に
てフロッピーディスク15から計測位置指示用プログラ
ムを入力する。ステップS4にて起動力ボタンが操作さ
れると、計測ライン4上の計測位置が計測位置作成部1
8にて決められ、X・Y・Z関数発生部19にてプロー
ブ5の順次移動すべき位置が指示され、X・Y・Z制御
軸駆動部20から三次元測定機のX・Y・Z制御軸21
に駆動指令が出されてプローブ5が移動する。
【0013】ステップS5にてプローブ5が計測ライン
4に沿って走査して指示された一定走査距離毎の点の座
標値をを計測する。このとき1つの曲面について3点,
相隣る曲面についても3点の座標計測を行い、計測点メ
モリ部22に記憶させる。ステップS6にて円弧作成部
23により各曲面に対し計測した各3点にもとづきそれ
ぞれ円弧曲線を演算する。ステップS7にて仮想ピン角
位置算出部24によりステップS6にて演算した2つの
円弧曲線の交点を算出する。
【0014】ステップS8にて全計測ラインについて円
弧曲線の交点を求めた否かを判断する。NOの場合には
ステップS3に戻り次の計測ラインに対して計測位置指
示用プログラムをフロッピーディスク15から入力して
以下同様の手順により円弧曲線の交点を求める。YES
の場合この計測作業は終了する。尚上記説明では相隣る
面が両面とも曲面の場合について述べたが、片面が曲面
で他面が平面の場合についても曲面部については上述の
方法により円弧曲線を求め、平面部については従来方法
により直線を求めて、この円弧曲線と直線との交点とし
て仮想ピン角位置を求めることが可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明の計測方法は上述のとおりの方法
により実施されるので、次に記載する効果を奏する。自
由曲面を有する形状のモデル等においてコーナー部がR
形状に形成され、または面取りが施されている場合に、
各曲面の計測ラインに沿って曲面上の3点の座標値を計
測し、この3点にもとづき円弧曲線を求め相隣る曲面に
ついての円弧曲線との交点を仮想ピン角位置として求め
るようになしたので、仮想のピン角位置を高精度に計測
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の計測方法の原理を示す説明図である。
【図2】三次元測定機にて本発明の計測方法を実施する
場合のブロック線図である。
【図3】本発明の計測方法を実施するフローチャート図
である。
【図4】従来技術の計測方法の原理を示す説明図であ
る。
【図5】従来技術の計測方法を実施する場合のブロック
線図である。
【図6】曲面に対して従来技術を適用した場合のコーナ
ー部仮想ピン角位置と計測位置との差異を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1,2 モデル曲面 3 コーナー部 5 プローブ 23 円弧作成部 24 仮想ピン角位置算出部 イ 仮想ピン角位置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R形状のコーナー部を持って連続する2
    曲面を有する被測定物のコーナー部の仮想ピン角位置を
    算出するために曲面上を計測する方法であって、各面上
    の同一計測ライン上をそれぞれ少なくとも3個所ずつ位
    置計測により面上の点を求め、この計測の結果にもとづ
    いて各面に対しそれぞれ円弧曲線を算出し、これら算出
    された各円弧曲線の延長線上の交点を求め、この求めら
    れた交点を前記コーナー部の仮想ピン角位置とすること
    を特徴とする曲面コーナー部仮想ピン角位置を算出する
    計測方法。
JP21588397A 1997-07-24 1997-07-24 曲面コーナー部仮想ピン角位置を算出する計測方法 Pending JPH1145107A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104729440A (zh) * 2015-03-17 2015-06-24 山东大学 一种基于非线性方程组的相贯双管的相贯参数与装夹位姿的四点测量方法
JP2019175328A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 パンチ工業株式会社 図面データ生成システム、図面データ生成方法およびプログラム
JP2019175327A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 パンチ工業株式会社 図面データ生成システム、図面データ生成方法およびプログラム

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