JPH051884B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH051884B2 JPH051884B2 JP59074216A JP7421684A JPH051884B2 JP H051884 B2 JPH051884 B2 JP H051884B2 JP 59074216 A JP59074216 A JP 59074216A JP 7421684 A JP7421684 A JP 7421684A JP H051884 B2 JPH051884 B2 JP H051884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement meter
- arm
- runner
- shape
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は形状計測装置に係り、特に水車のラン
ナのような複雑な流路形状を有する物品の形状を
非接触式に計測できるようにした形状計測装置に
関する。
ナのような複雑な流路形状を有する物品の形状を
非接触式に計測できるようにした形状計測装置に
関する。
第１図および第２図は水車のランナを示し、こ
のランナ１は、ランナクラウン２とランナバンド
３とを有し、それらの間には複数枚のランナ羽根
４，４，…４が挾持されている。これらのランナ
羽根４の間に形成される流路は複雑な形態をして
おり、この流路の形状は複雑であつて検査をする
ことは困難である。従来は数個所の測点における
寸法を、作業者がゲージを使つて計測しているに
すぎず正確な流路の全体形状を測定することがで
きなかつた。特に流路の連続した形状をゲージで
把握することは著しく困難であつて長時間にわた
る作業時間を必要とした。
のランナ１は、ランナクラウン２とランナバンド
３とを有し、それらの間には複数枚のランナ羽根
４，４，…４が挾持されている。これらのランナ
羽根４の間に形成される流路は複雑な形態をして
おり、この流路の形状は複雑であつて検査をする
ことは困難である。従来は数個所の測点における
寸法を、作業者がゲージを使つて計測しているに
すぎず正確な流路の全体形状を測定することがで
きなかつた。特に流路の連続した形状をゲージで
把握することは著しく困難であつて長時間にわた
る作業時間を必要とした。
そこで、本発明の目的は、３次元形状を有する
物体の形状を非接触式に測定可能な形状測定装置
を提供することにある。
物体の形状を非接触式に測定可能な形状測定装置
を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、関節を
介して複数のアームを屈曲自在に連結してなる多
関節ロボツトと、この多関節ロボツトの先端側の
アーム上の所定位置に取付けられた少なくとも３
個の点光源と、上記先端側のアームの自由端に保
持された非接触変位計と、この変位計をアーム軸
まわりに旋回動させる装置と、上記変位計のアー
ム軸まわりの回転角度を検出する回転角度検出手
段と、上記変位計をアームの軸方向に直線移動さ
せる装置と、上記変位計のアーム軸方向の移動量
を検出する移動量検出手段と、上記点光源からの
光が届く位置に設置され点光源の３次元座標を測
定する装置とを備えてなるものである。
介して複数のアームを屈曲自在に連結してなる多
関節ロボツトと、この多関節ロボツトの先端側の
アーム上の所定位置に取付けられた少なくとも３
個の点光源と、上記先端側のアームの自由端に保
持された非接触変位計と、この変位計をアーム軸
まわりに旋回動させる装置と、上記変位計のアー
ム軸まわりの回転角度を検出する回転角度検出手
段と、上記変位計をアームの軸方向に直線移動さ
せる装置と、上記変位計のアーム軸方向の移動量
を検出する移動量検出手段と、上記点光源からの
光が届く位置に設置され点光源の３次元座標を測
定する装置とを備えてなるものである。
以下本発明による形状測定装置の一実施例を第
３図乃至第５図を参照して説明する。
３図乃至第５図を参照して説明する。
第３図において、符号１は被測定物であるラン
ナを示し、ランナ１のランナ羽根４の形状を測定
する例を示している。図中符号５は関節６および
７のところで屈曲自在な多関節ロボツトを示し、
このロボツト５は伸縮運動可能なアーム８を備え
ている。このアーム８の先にはヘツド９が設けら
れ、このヘツド９の上に３つの点光源１０ａ，１
０ｂ，１０ｃが設けられている。
ナを示し、ランナ１のランナ羽根４の形状を測定
する例を示している。図中符号５は関節６および
７のところで屈曲自在な多関節ロボツトを示し、
このロボツト５は伸縮運動可能なアーム８を備え
ている。このアーム８の先にはヘツド９が設けら
れ、このヘツド９の上に３つの点光源１０ａ，１
０ｂ，１０ｃが設けられている。
一方、上記ロボツトの据付面上には、３次元座
標測定装置１１が設置され、この３次元座標測定
装置１１は上記点光源の１つ例えば点光源１０ａ
からの放射光を受光して三角測量の原理を利用し
て空間における点光源１０ａの３次元の位置を測
定できるようにしたものである。
標測定装置１１が設置され、この３次元座標測定
装置１１は上記点光源の１つ例えば点光源１０ａ
からの放射光を受光して三角測量の原理を利用し
て空間における点光源１０ａの３次元の位置を測
定できるようにしたものである。
しかして、上記ヘツド９の先端には、回転ベー
ス１２が固着され、この回転ベース１２に対して
ベアリング１３を介して回転リング１４がアーム
８の軸回りを回転可能に装着されている。この回
転リング１４の根元には回転ギヤ１５が固着さ
れ、第１サーボモータ１６によつて回転駆動され
るピニオン１７によつて回転駆動されるようにな
つている。なお、回転リング１４の中心まわりの
回転角は、第１サーボモータ１６に一体化された
回転角度検出手段たるパルス発生器１６ａから検
知することができる。
ス１２が固着され、この回転ベース１２に対して
ベアリング１３を介して回転リング１４がアーム
８の軸回りを回転可能に装着されている。この回
転リング１４の根元には回転ギヤ１５が固着さ
れ、第１サーボモータ１６によつて回転駆動され
るピニオン１７によつて回転駆動されるようにな
つている。なお、回転リング１４の中心まわりの
回転角は、第１サーボモータ１６に一体化された
回転角度検出手段たるパルス発生器１６ａから検
知することができる。
また、上記回転リング１４の端面にはガイド棒
１８および送りねじ棒１９が固着され、これらの
棒は互いに平行であつて先端を止め板２０によつ
て結合されている。
１８および送りねじ棒１９が固着され、これらの
棒は互いに平行であつて先端を止め板２０によつ
て結合されている。
さらに、上記ガイド棒１８にはキヤリツジ２１
が軸方向へ摺動可能に装架され、このキヤリツジ
２１上には非接触変位計２２が担持されている。
この非接触変位計２２は例えば半導体レーザ光源
２２ａとCCDカメラ２２ｂとを組合せたものが
好適であるが、これに限定されるものではなく公
知の光学式変位計を使うこともできる。
が軸方向へ摺動可能に装架され、このキヤリツジ
２１上には非接触変位計２２が担持されている。
この非接触変位計２２は例えば半導体レーザ光源
２２ａとCCDカメラ２２ｂとを組合せたものが
好適であるが、これに限定されるものではなく公
知の光学式変位計を使うこともできる。
また、上記キヤリツジ２１の内側にはベアリン
グ２３を介して駆動歯車２４が支承され、駆動歯
車２４の中心にはめねじ孔２５が形成されてお
り、上記送りねじ棒１９にねじ結合されている。
上記駆動歯車２４には外歯２６が形成されていて
ピニオン歯車２７とかみ合つている。このピニオ
ン歯車２７は第２サーボモータ２８によつて駆動
されるようになつている。なお、この第２サーボ
モータ２８に一体化された移動量検出手段たるパ
ルス発生器２８ａから非接触変位計２２のガイド
棒１８の軸方向に沿つた移動量を検出することが
可能である。
グ２３を介して駆動歯車２４が支承され、駆動歯
車２４の中心にはめねじ孔２５が形成されてお
り、上記送りねじ棒１９にねじ結合されている。
上記駆動歯車２４には外歯２６が形成されていて
ピニオン歯車２７とかみ合つている。このピニオ
ン歯車２７は第２サーボモータ２８によつて駆動
されるようになつている。なお、この第２サーボ
モータ２８に一体化された移動量検出手段たるパ
ルス発生器２８ａから非接触変位計２２のガイド
棒１８の軸方向に沿つた移動量を検出することが
可能である。
このように構成された結果、第１サーボモータ
１６がピニオン１７を回転駆動すると、回転ギヤ
１５がアーム８の軸心回りを回動し、回転リング
１４と共にガイド棒１８および送りねじ棒１９が
回転され、これにより非接触変位計２２がアーム
８の軸心まわりを回転することになる。
１６がピニオン１７を回転駆動すると、回転ギヤ
１５がアーム８の軸心回りを回動し、回転リング
１４と共にガイド棒１８および送りねじ棒１９が
回転され、これにより非接触変位計２２がアーム
８の軸心まわりを回転することになる。
一方、第２サーボモータ２８がピニオン歯車２
７を回転駆動すると、駆動歯車２４が回転するか
らガイド棒１８に沿つてキヤリツジ２１が直線移
動し、非接触変位計２２が軸線方向に移動する。
７を回転駆動すると、駆動歯車２４が回転するか
らガイド棒１８に沿つてキヤリツジ２１が直線移
動し、非接触変位計２２が軸線方向に移動する。
第６図はランナのランナ羽根４の形状を計測中
の態様を示しており、図中Ａ点は固定座標原点を
示し、Ｂ点は３次元座標測定装置１１の基準点、
Ｄ点は点光源１０ａ，１０ｂ，１０ｃを構成する
平面の方向ベクトルの始点、Ｅ点は光学式変位計
２２の基準点、Ｆ点はランナ羽根４上の計測点を
示している。
の態様を示しており、図中Ａ点は固定座標原点を
示し、Ｂ点は３次元座標測定装置１１の基準点、
Ｄ点は点光源１０ａ，１０ｂ，１０ｃを構成する
平面の方向ベクトルの始点、Ｅ点は光学式変位計
２２の基準点、Ｆ点はランナ羽根４上の計測点を
示している。
次に本発明による形状計測装置の作用について
述べる。
述べる。
第６図において、光学式変位計２２の基準点Ｅ
と計測すべきランナ羽根４上の測点Ｆとの間のベ
クトルEF→は、前記第１サーボモータ１６のパル
ス発生器により回転リング１４の回転ベース１２
に対する回転角を求めることによつてベクトル
EF→の方向が求まり、ベクトルの大きさは非接触
式変位計２２の３角測量により求まる。また、第
２サーボモータ２８のパルス発生器により非接触
変位計２２の軸方向への移動位置が検出されベク
トルDE→の大きさが求まり、ベクトルDE→の方向は
１０ａ，１０ｂ，１０ｃの点光源を３次元座標測
定装置で計測することにより求まる。さらに同じ
計測によつてベクトルCD→がわかる。またベクト
ルAB→およびベクトルBC→の値は装置にとつて固
定した値を有しているので、固的座標原点Ａから
の位置ベクトルAF→を求めることができる。
と計測すべきランナ羽根４上の測点Ｆとの間のベ
クトルEF→は、前記第１サーボモータ１６のパル
ス発生器により回転リング１４の回転ベース１２
に対する回転角を求めることによつてベクトル
EF→の方向が求まり、ベクトルの大きさは非接触
式変位計２２の３角測量により求まる。また、第
２サーボモータ２８のパルス発生器により非接触
変位計２２の軸方向への移動位置が検出されベク
トルDE→の大きさが求まり、ベクトルDE→の方向は
１０ａ，１０ｂ，１０ｃの点光源を３次元座標測
定装置で計測することにより求まる。さらに同じ
計測によつてベクトルCD→がわかる。またベクト
ルAB→およびベクトルBC→の値は装置にとつて固
定した値を有しているので、固的座標原点Ａから
の位置ベクトルAF→を求めることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、多関節ロボツトの先端側のアームの自由端に
非接触変位計を設け、この非接触変位計の基準点
からの軸方向の移動量と回動量の位置ベクトルを
検出できるようにしたから、複雑な形状を有する
被計測場所に入り込ませて内部の形状を計測する
ことができ、またその非接触式変位計の固定座標
に対する位置を先端位置計測装置によつて計測す
るので狭隘な被計測場所をロボツトのアームの撓
みなどによる位置誤差に影響されることなく正確
に計測することができる。
ば、多関節ロボツトの先端側のアームの自由端に
非接触変位計を設け、この非接触変位計の基準点
からの軸方向の移動量と回動量の位置ベクトルを
検出できるようにしたから、複雑な形状を有する
被計測場所に入り込ませて内部の形状を計測する
ことができ、またその非接触式変位計の固定座標
に対する位置を先端位置計測装置によつて計測す
るので狭隘な被計測場所をロボツトのアームの撓
みなどによる位置誤差に影響されることなく正確
に計測することができる。
第１図は被計測物としてのランナの一部を示し
た平断面図、第２図は同ランナの縦断面図、第３
図はランナに対して本発明による形状計測装置の
全体をセツトした状態を示した斜視図、第４図は
本発明の要部を示した斜視図、第５図は同計測装
置を示した縦断面図、第６図は計測時のベクトル
を示した説明図である。 ８……アーム、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……点
光源、１６……第１サーボモータ、１８……ガイ
ド溝、１９……送りねじ棒、２２……非接触変位
計、２８……第２サーボモータ。
た平断面図、第２図は同ランナの縦断面図、第３
図はランナに対して本発明による形状計測装置の
全体をセツトした状態を示した斜視図、第４図は
本発明の要部を示した斜視図、第５図は同計測装
置を示した縦断面図、第６図は計測時のベクトル
を示した説明図である。 ８……アーム、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……点
光源、１６……第１サーボモータ、１８……ガイ
ド溝、１９……送りねじ棒、２２……非接触変位
計、２８……第２サーボモータ。
Claims (1)
- １ 関節を介して複数のアームを屈曲自在に連結
してなる多関節ロボツトと、この多関節ロボツト
の先端側のアーム上の所定位置に取付けられた少
なくとも３個の点光源と、上記先端側のアームの
自由端に保持された非接触変位計と、この変位計
をアーム軸まわりに旋回動させる装置と、上記変
位計のアーム軸まわりの回転角度を検出する回転
角度検出手段と、上記変位計をアーム軸方向に直
線移動させる装置と、上記変位計のアーム軸方向
の移動量を検出する移動量検出手段と、上記点光
源からの光が届く位置に設置され点光源の３次元
座標を測定する装置とを備えてなる形状計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7421684A JPS60218009A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7421684A JPS60218009A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 形状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60218009A JPS60218009A (ja) | 1985-10-31 |
| JPH051884B2 true JPH051884B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=13540773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7421684A Granted JPS60218009A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 形状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60218009A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH683032A5 (de) * | 1991-06-26 | 1993-12-31 | Escher Wyss Ag | Vorrichtung zur Bestimmung einer Flächenkontur. |
| WO2017029887A1 (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4295740A (en) * | 1978-09-05 | 1981-10-20 | Westinghouse Electric Corp. | Photoelectric docking device |
| JPS58196406A (ja) * | 1982-05-13 | 1983-11-15 | Kawasaki Steel Corp | 炉壁プロフイル測定装置 |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP7421684A patent/JPS60218009A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60218009A (ja) | 1985-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |