JPS6027809A - 表面形状測定装置 - Google Patents

表面形状測定装置

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JPS6027809A
JPS6027809A JP13563683A JP13563683A JPS6027809A JP S6027809 A JPS6027809 A JP S6027809A JP 13563683 A JP13563683 A JP 13563683A JP 13563683 A JP13563683 A JP 13563683A JP S6027809 A JPS6027809 A JP S6027809A
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JP
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measured
measuring
measurement
point
movement
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JP13563683A
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Riichi Makino
牧野 利一
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は表面形状測定方法に係り、特に、表面が曲面状
に形成された被測定物の表面形状を測定するのに好適な
表面形状測定方法に関する。
〔発明の背景〕
表面が曲面状に形成された被測定物の表面形状を測定す
る場合、三次元測定機などが従来から用いられていた。
従来の三次元測定機によって被測定物の表面形状を測定
する場合、第1図に示されるように、被測定物10の測
定点12に対する測定基準点14の測定情報として三次
元の座標値を定めると共に、被測定物10の形状に合わ
せて、座標軸x、y。
2のうち1つの座標軸を測定座標軸として定め、三次元
方向に移動可能な測定子16を基準座標軸に垂直となる
ように移動させ、測定子16が被測定物100表面に当
接したときの座標値をめ、この座標値と測定基準点14
の座標値との偏差によシ被測定物の表面形状を測定する
方式が採られていた。
この方式によって被測定物10の表面形状を測定する場
合、被測定物10の表面がほぼ平面状に形成されている
ときは、被測定物10の表面形状を精密に測定すること
ができる。しかし、被測定物10の表面が曲面状に形成
され、測定点120部位が急な傾斜となっているときに
は、測定子16が測定点12に当接した際、測定子16
の先端が滑り、被測定物10の表面形状を高精度に測定
することができなかった。
そこで、測定子16が被測定物10を表面に当接した除
屑るのを防止するために、被測定物10の形状とは無関
係に被測定物10に干渉しない位置から長時間かけて徐
々に測定子16を被測定物10側に近づけ、測定子16
が被測定物100表面に当接した際、滑るのを防止する
ようにして被測定物10の表面形状を測定する方法が採
用された。しかし、この方法では測定時間が長くなるの
で、測定作業を円滑に効率良(行なうことができない。
〔発明の目的〕
本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであシ
、その目的は、表面が曲面状に形成された被測定物の表
面形状を高精度にかつ短時間で測定することができる表
面形状測定方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
前記目的を達成するために、本発明は、三次元の測定エ
リア内における位置が三次元の座標値で定められた測定
子を、測定エリア内の被測定物の表面に当接する棟で移
動し、被測定物の表面に当接したときの測定子の座標値
を基に、被測定物の表面形状を測定する表面形状測定方
法において、被測定物の測定点に対する測定基準点の測
定情報として少な(とも三次元の座標値と三次元の各座
標軸に対して垂直になる面直ベクトルを定め、との測定
情報を基に、被測定物の測定点に対する測定子の移動量
と少な(とも被測定物に当接するときの測定子の移動方
向が面直ベクトルに従った方向になる移動方向とをめ、
前記移動量と前記移動方向に従って測定子を移動させて
被測定物に当接したときの測定子の座標値をめ、この座
標値と測定基準点の座標値の偏差により被測定物の表面
形状を測定するようにしたととを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
第2図には、本発明を適用した表面形状測定システムの
構成が示されている。
第2図において、三次元の測定エリア内における位置が
三次元の座標値で定められた測定子20を有する三次元
測定機22の測定台24上には、表面が曲面状に形成さ
れた被測定物26が載置されている。三次元測定機22
は、後述する制御装置からの指令により測定子20を三
次元の各座標軸に沿って移動させることができる。
ことで、本実施例においては、三次元測定機22をオン
ラインによって作動させるために、2群の制御装置28
.30を備え、制御装置28とr ζ ) 制御装置30とがインターフェイス回路32、回線33
を介して接続されておシ、制御装置30と三次元測定機
22とが回線34、インターフェイス回路34を介して
接続されている。
制御装[28tiRAM36、CPU38、ROM40
を備え、CPU38が入力装置42と外部記憶装置44
に接続されている。ROM40にはCPU38を制御す
るための各種の制御プログラムが格納されており、CP
U38は、この制御プログラムに従って8部記憶装置4
4から必要とされるデータをRAM36に欧り込んだり
、あるいはインターフェイス回路32からRAM36に
取り込んだデータの演算を行ない、演算結果を外部記憶
装置44に出力するように構成されている。
外部記憶装置144の基準データベース情報記憶領域4
4aには、第3図に示されるように、被測定物26の測
定点46に対する測定基準点48の測定情報として、第
4図に示されるように、三次元の座標値(X、Y、Z)
と、三次元の各座標値に対して垂直となる面直ベクトル
(1% j%k)(6) のデータが格納されている。
制御装fif30はRAM50、CPU52、ROM5
4を備え、各部がパスラインで接続されている。ROM
54には、CPU52を制御するだめの各種制御プログ
ラム及び各種データが格納されている。CPU52は、
制御プログラムに従って、回線33を介してインターフ
ェイス回路32から供給される各種のデータをRAM5
0に取り込むと共に、RAM50に取シ込まれたデータ
と、ROM54に予め格納された各種データとの演算を
行ない、演算結果を回線34、インターフェイス回路3
5を介して三次元測定機22に出力するように構成され
ている。即ち、制御装置30は、外部記憶装置44の基
準データベース情報記憶領域44mに格納された測定情
報を基に、被測定物26の測定点46に対する測定子2
0の移動量と、少なくとも被測定物26に当接するとき
の測定子26の移動方向が面直ベクトル(t、jb k
)に従ったあ向になる移動方向とを演算し、この演算結
果を回線34、インターフェイス回路35を介して三次
元測定機22に伝送するように構成されている。そのた
め、三次元測定機22は、前記移動量と前記移動方向が
定められた指令に従って測定子20を移動させることが
でき、又測定子20が被測定物26の表面に当接したと
きには、被測定物26に当接したときの測定子20の座
標値がインターフェイス回路35、回線34、制御装置
30、回線33、インターフェイス回路32、制御装置
28を介して外部記憶装置44の測定データ記憶領域4
4bに格納されるように構成されている。
本実施例は以上の構成から為り、次に、第5図のフロー
チャートに基づいてその作用を説明する。
第5図において、まずCPU38が制御プログラムに従
って処理の実行を開始するとステップ100の処理が行
なわれる。叩ち、ステップ100においては、外部記憶
装置44の基準データベース情報記憶装置44aから測
定情報が読与出されRAM36内に格納される。次にス
テップ102に移りRAM36に格納された測定情報が
インク−フェイス回路32、回線33を介して制御装置
30のRAM50に格納されステップ104に移る。
ステップ104においてはRAM50に格納された測定
情報を基に被測定物26の測定点46に対する測定子2
0の移動量と、少な(とも被測定物26に当接するとき
の測定子20の移動方向が面iベクトル(1、J% k
)に従った方向になるす動方向とが演算される。即ち、
第3図に示される測定動作点60.62.64、移動方
向D1、D2がめられ、これらの情報が回線34、イン
ターフェイス回路35を介して三次元測定機22に伝送
される。
次にステップ106に移シ三次元測定機22による測定
が開始される。即ち、測定子20を測定動作点60から
移動方向D1に沿って移動させると共に測定動作点62
で測定子20の移動方向をD2方回に定めて測定子20
を測定動作点64側に移動させる。この移動によって測
定子20が被測定物26の表面に当接したとき、測定子
20は(9) 移動方向D3に沿って測定動作点66まで移動する。測
定子20が被測定物26に当接した測定点46の三次元
の座標値が測定データとしてインターフェイス回路35
、回線34を介して制御装置30に伝送される(ステッ
プ108)、制御装置30に伝送された測定データはさ
らに回線33、インターフェイス回路32を介して制御
装置28に伝送され、この測定データがRAM36に格
納される(ステップ110)。
次にCPU38はRAM36に格納された測定データと
、外部記憶装置44の基準データベース情報記憶領域4
4&に格納された測定基準点の座標値との偏差をめ、こ
の偏差を被測定物26の測定点26に対する表面形状の
測定値として外部記憶装置44の測定データ記憶領域4
4bに伝送する(ステップ112)。この後ステップ1
14に移り、ROM40に格納された制御プログラムに
基づいて次の測定点に対する測定情報の読み出しを行な
い、前述したステップを繰り返すことによって各測定点
の表面形状の測定を行なう。そしく10) て各測定点に対する表面形状の測定が終了した場合(ス
テップ116)、被測定物26に対する表面形状の測定
を全て終了することになる。
このように本実施例においては、被測定物26の測定点
46に対する測定基準点48の測定情報として少な(と
も三次元の座標値と三次元の各座標軸に対して垂直にな
る面直ベクトル(1,j、k)を定め、この測定情報を
基に被測定物26の測定点46に対する測定子20の移
動量と、少なくとも被測定物26に当接するときの測定
子20の移動方向が面直ベクトルに従った方向になる移
動方向とをめ、前記移動量と前記移動方向に従って測定
子20を移動させるようにしたので、測定子20を高速
度で移動させても測定子20が被測定物26に当接した
除屑ることがなく、被測定物26の表面形状を短時間で
かつ爾精度に測定することができる。
又前記実施例においては、制御装#28.30、三次元
測定機22とのデータの授受をオンラインによって行な
うようにしたので、三次元測定機22をオフラインによ
って作動する場合よりも、高速度で被測定物26の表面
形状を自動測定することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、被測定物の測定
点に対する測定基準点の測定情報として少なくとも三次
元の座標軸と三次元の各座標軸に対して垂直になる面直
ベクトルを定め、この測定情報を基に、被測定物の測定
点に対する測定子の移動量と少なくとも被測定物に当接
するときの測定子の移動方向が面直ベクトルに従った方
向になる移動方向とをめ、前記移動量を前記移動方向に
従って測定子を移動させるようにしたので、測定子を高
速度で移動させても測定子が被測定物に当接した際清る
ことが寿(、被測定物の表面形状を短時間でかつ亮精度
に測定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の表面形状測定システムによる測定方法を
説明するための図、第2図は本発明が適用された表面形
状測定システムの構成図、第3図は第2図Vこ示ずシス
テムの作用を説明するだめの図、第4図は第2図の外部
記憶装置に格納される測定情報の構成を説明するだめの
回、第5図は第2図に示すシステムの作用を説明するた
めのフローチャー1・である。 20・・・泪11定子、22・・・三次元測定機、26
・・・被測定物、28.30・・・制御装置、32.3
5・・・インターフェイス回路、33.34・・・回m
、44・・・外部記憶装置。 代理人 鵜 沼 辰 之 (ほか1名) (]3)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)三次元の測定エリア内における位置が三次元の座
    標値で定められた測定子を、測定エリア内の被測定物の
    表面に当接するまで移動し、被測定物の表面に当接した
    ときの測定子の座標値を基に、被測定物の表面形状を測
    定する表面形状測定方法において、被測定物の測定点に
    対する測定基準点の測定情報として少なくとも三次元の
    座標値と三次元の各座標軸に対して垂直になる面直ベク
    トルを定め、この測定情報を基に、被測定物の測定点に
    対する測定子の移動量と少な(とも被測定物に当接する
    ときの測定子の移動方向が面直ベクトルに従った方向に
    なる移動方向とをめ、前記移動量と前記移動方向に従っ
    て測定子を移動させて被測定物に当接したときの測定子
    の座標値をめ、この座標値と測定基準点の座標値との偏
    差によシ被測定物の表面形状を測定することを特徴とす
    る表面形状測定方法。
JP13563683A 1983-07-25 1983-07-25 表面形状測定装置 Granted JPS6027809A (ja)

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