JPH03123807A - ３次元形状の測定装置 - Google Patents
３次元形状の測定装置Info
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- JPH03123807A JPH03123807A JP26272589A JP26272589A JPH03123807A JP H03123807 A JPH03123807 A JP H03123807A JP 26272589 A JP26272589 A JP 26272589A JP 26272589 A JP26272589 A JP 26272589A JP H03123807 A JPH03123807 A JP H03123807A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 abstract description 29
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は３次元形状の測定装置に関するものであり、詳
細には、数値制御工作機械の主軸に装着して３次元形状
を有するモデル、例えば送りテーブル上に固定された成
形用金型等の３次元モデル形状を測定するための装置と
して使用される計測手段の改良に関するものである。
細には、数値制御工作機械の主軸に装着して３次元形状
を有するモデル、例えば送りテーブル上に固定された成
形用金型等の３次元モデル形状を測定するための装置と
して使用される計測手段の改良に関するものである。
成形用金型のような３次元形状を具えたモデルの寸法な
らびに立体形状を測定する手段として、第６図に示す接
触式測定装置や第８図に示す非接触式測定装置が使用さ
れている。
らびに立体形状を測定する手段として、第６図に示す接
触式測定装置や第８図に示す非接触式測定装置が使用さ
れている。
接触式測定装置（１５Ａ）は、数値制御工作機械、例え
ばマシニングセンタの主軸に取付けて使用するものであ
り、ＸＹ力方向沿うモデル（８）の寸法を測定するため
のセンサ（１６）（１７） （１８）を具えた測定装
置の本体（１９Ａ）と、この測定装置（１９Ａ）の本体
の下端にＺ方向に沿うモデル（８）の寸法測定手段とし
て取付けられたスタイラスと呼称される素子棒（６）か
ら構成されている。
ばマシニングセンタの主軸に取付けて使用するものであ
り、ＸＹ力方向沿うモデル（８）の寸法を測定するため
のセンサ（１６）（１７） （１８）を具えた測定装
置の本体（１９Ａ）と、この測定装置（１９Ａ）の本体
の下端にＺ方向に沿うモデル（８）の寸法測定手段とし
て取付けられたスタイラスと呼称される素子棒（６）か
ら構成されている。
第７図に基づいてその計測要領を説明すると、Ｘ方向及
びＹ方向に沿って移動する送りテーブル（２０）上に３
次元形状を具えたモデル、例えば成形用金型模型（８）
を固定し、数値制御工作機械の主軸に装着された測定装
置（１５Ａ）の本体（１９Ａ）に対して送りテーブル（
２０）をＸ方向、Ｙ方向に相対移動させながらスタイラ
ス（６）の先端をモデル（８）の表面に圧接させ、スタ
イラス（６）の常時接触下に２方向に沿う変位を検出す
ることによって成形用金型模型（８）のＺ方向寸法を計
測している。
びＹ方向に沿って移動する送りテーブル（２０）上に３
次元形状を具えたモデル、例えば成形用金型模型（８）
を固定し、数値制御工作機械の主軸に装着された測定装
置（１５Ａ）の本体（１９Ａ）に対して送りテーブル（
２０）をＸ方向、Ｙ方向に相対移動させながらスタイラ
ス（６）の先端をモデル（８）の表面に圧接させ、スタ
イラス（６）の常時接触下に２方向に沿う変位を検出す
ることによって成形用金型模型（８）のＺ方向寸法を計
測している。
一方、非接触測定装置（１５Ｂ）は、第８図に示すよう
に数値制御工作機械の主軸に光学式測定装置（１９Ｂ）
を装着することによって構成されている。モデル（８）
のＺ方向寸法の測定に際しては、第４図に示すように送
りテーブル（２０）をＸ方向、Ｙ方向に相対移動させな
がら光学式測定装置（１９Ｂ）からモデル（８）の被計
測面に向って光を投射し、その反射光が受光素子の中心
に結像するように制御してモデル（８）の３次元形状を
測定している。
に数値制御工作機械の主軸に光学式測定装置（１９Ｂ）
を装着することによって構成されている。モデル（８）
のＺ方向寸法の測定に際しては、第４図に示すように送
りテーブル（２０）をＸ方向、Ｙ方向に相対移動させな
がら光学式測定装置（１９Ｂ）からモデル（８）の被計
測面に向って光を投射し、その反射光が受光素子の中心
に結像するように制御してモデル（８）の３次元形状を
測定している。
接触式測定装置（１５Ａ）は、モデル（８）の被計測面
に対してスタイラス（６）の先端を常時接触させ乍ら、
送りテーブル（２０）によってモデル（８）をＸ方向、
Ｙ方向に水平移動させ、スタイラス（６）の変位量εが
一定となるように接圧と送りテーブル（２０）の送り速
度を調整し、モデル（８）のＸＹ力方向位置座標値と、
その位置におけるＺ方向の寸法を測定している。このた
め、計測速度が低下するという問題が発生する。
に対してスタイラス（６）の先端を常時接触させ乍ら、
送りテーブル（２０）によってモデル（８）をＸ方向、
Ｙ方向に水平移動させ、スタイラス（６）の変位量εが
一定となるように接圧と送りテーブル（２０）の送り速
度を調整し、モデル（８）のＸＹ力方向位置座標値と、
その位置におけるＺ方向の寸法を測定している。このた
め、計測速度が低下するという問題が発生する。
一方、非接触式測定装置（１５Ｂ）を使用した場合には
、接触式測定装置（１５Ａ）に認められた問題は避けら
れるものの、第８図の左方に白抜きの矢印で拡大図示す
るようにモデル（８）の被計測面の傾斜角が大きくなっ
たとき、光線の反射率が悪くなり、所期の計測精度が得
られないという問題が発生する。
、接触式測定装置（１５Ａ）に認められた問題は避けら
れるものの、第８図の左方に白抜きの矢印で拡大図示す
るようにモデル（８）の被計測面の傾斜角が大きくなっ
たとき、光線の反射率が悪くなり、所期の計測精度が得
られないという問題が発生する。
上記課題の解決手段として本発明は、数値制御工作機械
の主軸に取付けられた単一の光学式測定装置と、３次元
形状を有するモデルの上面全域又は一部を覆うように上
記光学式測定装置の下方に配置された枠体と、この枠体
内にそれぞれの軸線方向を光学式測定装置の軸線方向と
一致させた状態で上下動自在に、かつ格子状をなして整
列支持され、上端面を平坦な受光面とした複数本の同一
長さの計測素子棒とからなり、モデルの３次元形状を上
記複数本の計測素子棒の階段状の変位に置換え、上記光
学式測定装置で計測素子の上端の平坦な受光面として測
定する計測系を構成したことを特徴とする３次元形状の
測定装置を提供するものである。
の主軸に取付けられた単一の光学式測定装置と、３次元
形状を有するモデルの上面全域又は一部を覆うように上
記光学式測定装置の下方に配置された枠体と、この枠体
内にそれぞれの軸線方向を光学式測定装置の軸線方向と
一致させた状態で上下動自在に、かつ格子状をなして整
列支持され、上端面を平坦な受光面とした複数本の同一
長さの計測素子棒とからなり、モデルの３次元形状を上
記複数本の計測素子棒の階段状の変位に置換え、上記光
学式測定装置で計測素子の上端の平坦な受光面として測
定する計測系を構成したことを特徴とする３次元形状の
測定装置を提供するものである。
モデルの３次元形状を、上端に平坦な受光面を有する複
数本の計測素子棒（スタイラス）の垂直方向変位を介し
て階段状の変位に置換え、上記スタイラス群の上方に配
置された光学式計測装置を、スタイラス群に対して水平
方向に相対移動させながら前記受光面からの反射光を測
定することによって、モデルの３次元形状を連続的に測
定する。
数本の計測素子棒（スタイラス）の垂直方向変位を介し
て階段状の変位に置換え、上記スタイラス群の上方に配
置された光学式計測装置を、スタイラス群に対して水平
方向に相対移動させながら前記受光面からの反射光を測
定することによって、モデルの３次元形状を連続的に測
定する。
第１図は光学式計測装置と、枠体内に整列配置されたス
タイラス群の斜視図、第２図はスタイラス単体の拡大斜
視図、第３図は枠体とスタイラス群の部分上面図、第４
図はスタイラス群の拡大正面図、第５図は本発明装置の
全体構造と計測要領の説明図である。尚、以下の記述に
於いて、従来技術を示す第６図乃至第８図と同一の構成
部材は同一の参照番号で表示し、重複する事項に関して
は説明を省略する。
タイラス群の斜視図、第２図はスタイラス単体の拡大斜
視図、第３図は枠体とスタイラス群の部分上面図、第４
図はスタイラス群の拡大正面図、第５図は本発明装置の
全体構造と計測要領の説明図である。尚、以下の記述に
於いて、従来技術を示す第６図乃至第８図と同一の構成
部材は同一の参照番号で表示し、重複する事項に関して
は説明を省略する。
スタイラス（６）は細径の棒状体から形成されており、
上端を平坦な受光面（６Ａ）に形成すると共に、下端を
半球状の計測用接触点（６Ｂ）に形成している。スタイ
ラス（６）の細径胴部には、縦長な貫通溝（３）が設け
られている。
上端を平坦な受光面（６Ａ）に形成すると共に、下端を
半球状の計測用接触点（６Ｂ）に形成している。スタイ
ラス（６）の細径胴部には、縦長な貫通溝（３）が設け
られている。
数値制御工作機械、例えばマシニングセンタの主軸には
単一の光学式測定装置（１９Ｂ）が取付けられており、
この光学式測定装置（１９Ｂ）の下方には、前記スタイ
ラス（６）の複数本を上下動可能に、かつ、格子状の整
列配置形態を維持せしめた状態で収納支持する枠体（１
）が配設されている。この枠体（１）の内部には、複数
本のスタイラス（６）（６）・・・をＸ方向、Ｙ方向に
沿って整列配置させると共に、個々のスタイラス（６）
（６）・・・に個別の垂直方向変位Ｚが与えられるとき
にガイド部材として機能する孔明きの支持体（４）とガ
イドワイヤ（２）（２）・・・が取付けられている。ガ
イドワイヤ（２）は、第２図及び第４図に拡大図示する
ように、スタイラス（６）の細径胴部に設けられた貫通
溝（３）内に押通されており、前記孔明きの支持体（４
）と協働してスタイラス（６）がＺ方向に変位する際に
位置決めガイド機能を発揮する。３次元形状を有するモ
デル、例えば成形用金型模型（８）は、数値制御工作機
械の送りテーブル（２０）上に固定されており、この送
りテーブル（２０）は、ＣＰＵを組込んだコンピュータ
（図示省略）から送出される計測プロダラムに従って光
学式測定装置（１９Ｂ）に対して水平移動し得るように
構成されている。枠体（１）の開口寸法は、その内部に
所定の配設ピッチ（Ｐｏ ）を維持して配置された前記
複数本のスタイラス群（６）（６）・・・がモデル（８
）の上面全域を覆い得るようにモデル（８）の平面形状
に合わせて設計されている。尚、大型モデルに対しては
、複数区画に分けた１区画分の枠体（１）を使用し、各
区画毎に順次、枠体（１）を移動させて計測を行うもの
である。
単一の光学式測定装置（１９Ｂ）が取付けられており、
この光学式測定装置（１９Ｂ）の下方には、前記スタイ
ラス（６）の複数本を上下動可能に、かつ、格子状の整
列配置形態を維持せしめた状態で収納支持する枠体（１
）が配設されている。この枠体（１）の内部には、複数
本のスタイラス（６）（６）・・・をＸ方向、Ｙ方向に
沿って整列配置させると共に、個々のスタイラス（６）
（６）・・・に個別の垂直方向変位Ｚが与えられるとき
にガイド部材として機能する孔明きの支持体（４）とガ
イドワイヤ（２）（２）・・・が取付けられている。ガ
イドワイヤ（２）は、第２図及び第４図に拡大図示する
ように、スタイラス（６）の細径胴部に設けられた貫通
溝（３）内に押通されており、前記孔明きの支持体（４
）と協働してスタイラス（６）がＺ方向に変位する際に
位置決めガイド機能を発揮する。３次元形状を有するモ
デル、例えば成形用金型模型（８）は、数値制御工作機
械の送りテーブル（２０）上に固定されており、この送
りテーブル（２０）は、ＣＰＵを組込んだコンピュータ
（図示省略）から送出される計測プロダラムに従って光
学式測定装置（１９Ｂ）に対して水平移動し得るように
構成されている。枠体（１）の開口寸法は、その内部に
所定の配設ピッチ（Ｐｏ ）を維持して配置された前記
複数本のスタイラス群（６）（６）・・・がモデル（８
）の上面全域を覆い得るようにモデル（８）の平面形状
に合わせて設計されている。尚、大型モデルに対しては
、複数区画に分けた１区画分の枠体（１）を使用し、各
区画毎に順次、枠体（１）を移動させて計測を行うもの
である。
以下、第５図に基づいて本発明装置によるモデルの３次
元形状（２方向度位量）の測定順序を説明する。モデル
（８）の上方にスタイラス群（６）（６）・・・を枠体
（１）毎配設し、この後、ガイドワイヤ（２）と貫通溝
（３）との保合を利用してスタイラス（６）（６）・・
・をモデル（８）の上面に向けて一斉に自重降下させ、
それぞれのスタイラス（６）（６）・・・の下端に形成
されている半球状の接触点（６Ｂ）をモデル（８）の上
面に所定の押圧力で当接させる。この結果、モデル（８
）の３次元形状は、スタイラス群（６）（６）・・・の
垂直方向（Ｚ方向）変位を介して階段状の変位に置換え
られる。この状態で光学式測定装置（１９Ｂ）をスタイ
ラス群（６）（６）・・・に対して水平方向（Ｘ方向及
びＹ方向）に相対移動させ、各スタイラス（６）の上端
に形成された平坦な受光面（６Ａ）からの反射光を連続
的に測定する。光学式測定装置（１９Ｂ）によって検出
された測定値は図示しない変換回路を経て電気的な信号
に変換され、測定データとしてコンピュータのＣＰＵに
送出され、各点の位置座標とスタイラス径（Ｄ）から、
既植のオフセット演算処理によって３次元形状データに
変換されコンピュータの記憶回路に記憶される。
元形状（２方向度位量）の測定順序を説明する。モデル
（８）の上方にスタイラス群（６）（６）・・・を枠体
（１）毎配設し、この後、ガイドワイヤ（２）と貫通溝
（３）との保合を利用してスタイラス（６）（６）・・
・をモデル（８）の上面に向けて一斉に自重降下させ、
それぞれのスタイラス（６）（６）・・・の下端に形成
されている半球状の接触点（６Ｂ）をモデル（８）の上
面に所定の押圧力で当接させる。この結果、モデル（８
）の３次元形状は、スタイラス群（６）（６）・・・の
垂直方向（Ｚ方向）変位を介して階段状の変位に置換え
られる。この状態で光学式測定装置（１９Ｂ）をスタイ
ラス群（６）（６）・・・に対して水平方向（Ｘ方向及
びＹ方向）に相対移動させ、各スタイラス（６）の上端
に形成された平坦な受光面（６Ａ）からの反射光を連続
的に測定する。光学式測定装置（１９Ｂ）によって検出
された測定値は図示しない変換回路を経て電気的な信号
に変換され、測定データとしてコンピュータのＣＰＵに
送出され、各点の位置座標とスタイラス径（Ｄ）から、
既植のオフセット演算処理によって３次元形状データに
変換されコンピュータの記憶回路に記憶される。
自重による一斉降下方式で半球状の接触点をモデルの上
面に当接させることによって、モデルの３次元形状がス
タイラス群の上端に形成された平坦な受光面の垂直方向
変位に変換される、従って、単一の光学式測定装置がス
タイラス群の整列方向に沿って水平移動することによっ
てモデルの３次元形状が連続的に測定される。
面に当接させることによって、モデルの３次元形状がス
タイラス群の上端に形成された平坦な受光面の垂直方向
変位に変換される、従って、単一の光学式測定装置がス
タイラス群の整列方向に沿って水平移動することによっ
てモデルの３次元形状が連続的に測定される。
この結果、従来の接触式測定装置で問題とされていた測
定速度の低下が効果的に回避される。
定速度の低下が効果的に回避される。
また、スタイラスの上部に平坦な受光面を形成すること
によって従来の非接触式測定装置で問題とされていた急
斜面に於ける反射光量の低下の問題が解消される。
によって従来の非接触式測定装置で問題とされていた急
斜面に於ける反射光量の低下の問題が解消される。
第１図は光学式計測装置と、枠体内に整列配置されたス
タイラス群の斜視図、第２図はスタイラス単体の拡大斜
視図、第３図は枠体とスタイラス群の部分上面図、第４
図はスタイラス群の拡大正面図、第５図は本発明装置の
全体構造と計測要領の説明図である。また、第６図は従
来の接触式測定装置の略示正面図、第７図はモデルの上
面図、第８図は従来の非接触式測定装置の略示正面図で
ある。 （１）・−・枠体、 （２）・−・ガイドワイヤ
、（３） −・貫通溝、 （４） −・孔明きの支持体、 （６） −スタイラス、 （６Ａ）−平坦な受光面、 （８”） −モデル、 （１９Ｂ）−光学式測定装置。 特 許 出 願 人 大阪機工株式会社 代 理 人 江 原 省 吾 第５図 ５Ｂ 第２図 第 図 第 図 ＋５Ａ
タイラス群の斜視図、第２図はスタイラス単体の拡大斜
視図、第３図は枠体とスタイラス群の部分上面図、第４
図はスタイラス群の拡大正面図、第５図は本発明装置の
全体構造と計測要領の説明図である。また、第６図は従
来の接触式測定装置の略示正面図、第７図はモデルの上
面図、第８図は従来の非接触式測定装置の略示正面図で
ある。 （１）・−・枠体、 （２）・−・ガイドワイヤ
、（３） −・貫通溝、 （４） −・孔明きの支持体、 （６） −スタイラス、 （６Ａ）−平坦な受光面、 （８”） −モデル、 （１９Ｂ）−光学式測定装置。 特 許 出 願 人 大阪機工株式会社 代 理 人 江 原 省 吾 第５図 ５Ｂ 第２図 第 図 第 図 ＋５Ａ
Claims (1)
- （１）数値制御工作機械の主軸に取付けられた単一の光
学式測定装置と、３次元形状を有するモデルの上面全域
又は一部を覆うように上記光学式測定装置の下方に配置
された枠体と、この枠体内にそれぞれの軸線方向を光学
式測定装置の軸線方向と一致させた状態で上下動自在に
、かつ格子状をなして整列支持され、上端面を平坦な受
光面とした複数本の同一長さの計測素子棒とからなり、
モデルの３次元形状を上記複数本の計測素子棒の階段状
の変位に置換え、上記光学式測定装置で計測素子の上端
の平坦な受光面として測定する計測系を構成したことを
特徴とする３次元形状の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26272589A JPH03123807A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ３次元形状の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26272589A JPH03123807A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ３次元形状の測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123807A true JPH03123807A (ja) | 1991-05-27 |
Family
ID=17379727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26272589A Pending JPH03123807A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ３次元形状の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03123807A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516137A (ja) * | 2008-04-03 | 2011-05-26 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 個別の拡大率を利用して生材を加工する方法及び前記方法のための生材 |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP26272589A patent/JPH03123807A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516137A (ja) * | 2008-04-03 | 2011-05-26 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 個別の拡大率を利用して生材を加工する方法及び前記方法のための生材 |
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