JPS60118399A - 対象物体からこれと同形の物体を形成する方法及び装置 - Google Patents

対象物体からこれと同形の物体を形成する方法及び装置

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JPS60118399A
JPS60118399A JP58225410A JP22541083A JPS60118399A JP S60118399 A JPS60118399 A JP S60118399A JP 58225410 A JP58225410 A JP 58225410A JP 22541083 A JP22541083 A JP 22541083A JP S60118399 A JPS60118399 A JP S60118399A
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JP
Japan
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target object
slit light
shape
image
cross
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JP58225410A
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Gensuke Okada
岡田 愿介
Gohei Iijima
飯島 剛平
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/4202Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
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    • GPHYSICS
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/49011Machine 2-D slices, build 3-D model, laminated object manufacturing LOM

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は対象物体、特に山状の対象物体からこれと同形
の物体を形成する方法と装置に関する。
従来この様な物体を形成する際、倣いフライス盤等と工
作機械を用いたり、又鋳型やデスマスク等の反転型を用
いて来たが、例えば大型の山状の対象物体からこれと同
型の物体を形成するには、物体が大型であるために工作
機械や鋳型等を利用できないので実質的に物体、即ち立
体像を作成することができなかった。
本発明は、山状の物体の復製を可能とした方法並びに装
置を提供することを課題とする。
この課題は特許請求の範囲第(1)項及び第(2)項に
記載の構成により解決する。
本発明による構成で、対象物体に照射されたスリット光
により形成された光像を、この照射断面において2次元
的撮像装置により撮像し、これを2次元的数値データー
に変換して、この数値を例えば数値制御方式のNCレー
ザー切断機等に与えて、スリット光と同一厚みの薄板か
ら対象物体の照射断面の形状と同一の型板を切出す。対
象物体の上限から下限迄スリット光をスリット光の厚み
に応じて平行に揺動し、前述の2次元的数値データー取
出し、順次型板を切出すと共にこの順序に従いこの型板
を重ね合せて物体を形成できるので対象物体からこれと
同形の物体を容易且つ高速に形成できるようにしている
。又スリット光照射平面に対して2次元撮 5− 像装置、例えばTV用カメラの光軸を直交させることに
より、単一のTV用カメラによりその画像処理を容易に
でき、従って特に高速に対象物体と同一形状の物体の作
成を可能としている。
次に図示の実施例により本発明の詳細な説明する。
第1図に示している説明用略図では、スリット光照射装
置(1)はスライド(2)に固定され、該スライド(2
)は支柱(3)を案内されている。スライド(2)は図
示していないポールナツトを介してボールネジ軸により
上下方向に摺動可能である。ボールネジ軸は例えばステ
ップモーターによりスリット光照射装置(1)のスリッ
ト光の厚み△hだけステップ状に駆動される。
2次元撮像装置(4)は対象物体(5)の上方に、その
光軸がスリット光(1′)の平面に対して直交する様に
配置されている。従って対象物体(5)のスリット光に
よる光像は、一つの平面、即ちX−Y座標軸系に生じ、
この光像の2次元撮像装置内の画像はそのt、tx−y
座標軸系の数値として計測= 6 = でき、そのデーター処理が簡単になる。
即ち、対象物体の水平基準子面Gからlだけの高さの対
象物体(5)のスリット光(1′)による光像は第2図
に示されている様な形状となりこのときのX−Y座標軸
系の座標点(xi、yi)は次式により演算される。
7 xl =−xl m (L 13 ) ni:2次元撮像装置の光学的倍率 Xi: 2次元撮像装置の画像のX軸方向の計測値l。
yj、 〃 X軸方向の計測値 L−1:2次元撮像装置と光像間距離 2次元撮像装置の画像の2次元的座標軸点(x;、y7
)の計測は、以下の方法によってめることができる。
TV用カメラの1画面はr本(一般には240〜500
本程度)の走査線で構成されていく、これを上部から順
に51S2・・・・Srとする。第4図に示しているよ
うに、TV用カメラからは画面の開帥信号VBLが出力
され、次に第1回目の水平走査信号HBLが出力された
のちに画像の明暗信号に応じた映像信号が一定の時間t
aで走査線Sl上を走査する。
次いで、Slの走査が終了すると再びHBL信号が出力
されて映像信号が82上を走査し、これがSr迄順次繰
返えされて1画面が走査される。この様にして1画面が
走査されると次の隣接位置にスリット光をモーターによ
り移動する。この移動が終了したのちこの移動位置にお
いて出力される最初の画面開始信号VBL以下前述と同
様に水平走査開始信号が順次出力されて新たな画面が形
成される。
第5図はこのTV用カメラを用いて(Xi、 yj)を
めるだめの制御回路を示すブロック線図であり、この場
合カウンター(20)は水平走査開始信号HBLO数を
計数するだめの計数器であり、画面開始信号vBLが発
信したときに0にリセットされる。
従ってカウンター(20)は画面開始信号VBLが発信
された後、次のVBLが発信される迄の水平走査開始信
号HBLの数を計数する。この様にして、カウンター(
20)で計数された内容に応じて現在映像信号が走査さ
れている走査線番号Siが検出される。この走査線番号
Siが検出されると、この走査線番号Siに乗算器(2
1)により走査線間隔△qが乗じられて、SlからSi
迄の長さに変換され、次いで減算器(22)内でr×Δ
q/2の値(画面の中央線、即ち第3図の線分(10)
の位置)から減算され、走査点の垂直位置が算出される
他方1本の走査線の走査時間taを布等分した間隔のパ
ルスを出力する発振器(23)が設けられこのパルスは
カウンター(24)により計数される。
このパルスは水平走査開始信号HBLでOにリセットさ
れる。この場合それぞれの走査線に対する水平走査開始
信号HBLが出力される迄この前の走査線上での発振器
(23)からのパルスをカウンター(24)が計数し、
次いでこの計数内容を乗算器(26)で、走査線の長さ
をm等分した長さを乗する。この様にしてW用カメラの
映像信号の走査点の水平位置が乗算器(26)の出力信
号から算出 9− される。
映像信号をゝ明 1′′、ゝ暗 0”という論理的な2
値に変換するために2値化回路(25)をVBLHBL
信号の除去回路(31)の後方に接続2値化回路(25
)は対象物体(4)の外周に照射されたスリット光像部
分を1“及びこれ以外の部分を“0“として出力する。
VBL及びHBL除去回路(31)はTV用カメラ(3
)の出力信号に含まれる画面開始信号VBLと水平走査
開始信号HBLとを除去し、2値化回路(25)へ映像
信号のみを出力するものである。
光像の垂直位置は2値化回路(25)の出力がゝl″の
瞬間減算器(22)の出力をゲート回路(27)を介し
て記憶回路(28)に記憶させる。
光像の水平位置は、2値化回路(25)の出力がゝ1“
のとき乗算器(26)の出力を記憶回路(30)に記憶
させる。
この様にして、第5図に示したブロック線図に従い、1
画面の光像についての第3図に示したひとつの走査線S
iに対する垂直位置yjと水平位置Xiとが決定される
=10− スリット光照射装置(1)は、レーザーから構成され、
該レーザーから発光するレーザー光線をシリンドリカル
レンズで開角してスリット光を作出することもでき、又
スキャナーミラーを凹面鏡の焦点に配置して、レーザー
光をスキャナーミラーに当て凹面鏡で反射させてスリッ
ト光を作出することもできる。この場合、レーザー光の
光路中に絞りを設け、スリット光の厚みを所望の如く調
節することも可能である。従って、型板の厚みに合せて
スリット光の厚みを調整することも可能であることは自
明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の一実施例の側面略図であり
、第2図は第1図の断面線■−■を示し、第3図は2次
元撮像装置の画面を示し、第4図は第3図の画面の走査
線を示し、第5図は第4図の走査線から得られたデータ
ー処理の1例を示すブロック線図である。 図中・参照番号の説明 1・・・スリット光照射装置 1′…スリツト光 2川スライド 3・・・支柱 4・・・2次元撮像装置 5・・・対象物体 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対象物体に対して、該対象物体の一断面の外周に
    スリット光を照射し、該スリット光の平面に対して直交
    する光軸を有する2次元撮像装置により前記対象物体の
    外周に形成されたスリット光による光像を撮像し、該光
    像の形状から前記対象物体の一断面形状を計測し、次い
    で順次隣接した対象物体の断面に対し同一の計測を繰返
    えして実施し、最後に前記対象物体のそれぞれの断面に
    対して計測された結果を用いて、スリット光と同一の厚
    みからなる薄板から前記対象物体のそれぞれの断面の形
    状に対応した型板を作成し、この型板を順次重ね合せて
    、前記対象物体からこれと同形の物体を形成する方法。
  2. (2)対象物体に対して、該対象物体の一断面の外周に
    スリット光を照射し、該スリット光の平面に対して直交
    する光軸を有する2次元撮像装置により前記対象物体の
    外周に形成されたスリット光による光像を撮像し、該光
    像の形状から前記対象物体の一断面形状を計測し、次い
    で順次隣接した対象物体の断面に対し同一の計測を繰返
    えして実施し、最後に前記対象物体のそれぞれの断面に
    対して計測された結果を用いて、スリット光と同一の厚
    みからなる薄板から前記対象物体のそれぞれの断面の形
    状に対応した型板を作成し、この型板を順次重ね合せて
    、前記対象物体からこれと同形の物体を形成する方法を
    実施するための装置において、対象物体にスリット光を
    照射するスリット光照射装置と、スリット光の平面に対
    して直交する光軸を有し、前記スリット光照射装置のス
    リット光による対象物体の光像を撮像する2次元撮像装
    置と、前記光像を計測し、そのデーターを処理する装置
    と、前記スリット光照射装置のスリット光を平行に駆動
    する案内装置とからなる、対象物体からこれと同形の物
    体を形成する装置。
  3. (3)スリット光照射装置が、レーザーと、該レーザー
    から放出されるレーザー光束を平面に開角する凹面鏡乃
    至レンズ系とからなる特許請求の範囲第(2)項に記載
    の対象物体からこれと同形の物体を形成する装置。
  4. (4)2次元撮像装置が、テレビジョン用カメラからな
    る特許請求の範囲第(2)項又は第(3)項に記載の対
    象物体からこれと同形の物体を形成する装置。
  5. (5)テレビジョン用カメラのそれぞれの走査線が等間
    隔のパルスを含み、対象物体の外周に照射されたスリッ
    ト状光像を走査する際、走査面における光像の位置を、
    走査線と走査線のパルスとにより計測する特許請求の範
    囲第(4)項に記載の対象物体からこれと同形の物体を
    形成する装置。
  6. (6)スリット光照射装置のスリット光を平行に駆動す
    る案内装置が、電気モーターと、該電気モーターの回転
    軸により駆動されるボールネジ軸と、該ボールネジ軸に
    う合したポールナツトからなり、該ポールナツトにスリ
    ット光照射装置を設けている特許請求の範囲第(2)〜
    (5)項のうちいずれかの項に記載の対象物体からこれ
    と同形の物体を形成する装置。
  7. (7)電気モーターかステップモーターであり、スリッ
    ト光の厚みに相当した間隔でスリット光照射装置を駆動
    する特許請求の範囲第(6)項に記載の対象物体からこ
    れと同形の物体を形成する装置。
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