JPS60205205A - 三次元形状測定装置 - Google Patents

三次元形状測定装置

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JPS60205205A
JPS60205205A JP6115384A JP6115384A JPS60205205A JP S60205205 A JPS60205205 A JP S60205205A JP 6115384 A JP6115384 A JP 6115384A JP 6115384 A JP6115384 A JP 6115384A JP S60205205 A JPS60205205 A JP S60205205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
measured
data
rotary
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP6115384A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Fujiwara
彰彦 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP6115384A priority Critical patent/JPS60205205A/ja
Publication of JPS60205205A publication Critical patent/JPS60205205A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (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】 本発明は曲ったパイプなどの三次元形状を測定する装置
に関する。
工作機械や産業機械の油圧系用あるいは潤滑油用、切削
油用の各種配管は従来、手向げによシ或いは油圧ペング
ーを用いて加工していた。
更に近年では数値制御によるパイプベンダー即ちN C
ノ4’イブベンダーが普及し、生産性が大幅に向上して
きた。
ところが、N C/4’イブベンダーを効率良く活用す
るには、FR*のNCデータを、如何に迅速且つ正確に
作成するかが問題となっている。そのため、曲げられた
モデルゲージのパイプ諸形状を再現するための曲げデー
タ測定、あるいはそのパイプ諸形状自体の精度や均一性
を保証するための曲げデータ測定が必要である。即ち、
曲げられ次パイプの三次元形状を測定することができ樋
装置が不uJ欠である。
現在この独の三次元・ぐイブ測定装置としては、第1図
に示すもの、並びに@2図に示すものが知られでbるが
、それぞれ欠点がある。
まず第1図のものを概説すると、これは5軸の多関節型
三次元パイプ測定装置であり、ペース6と、これに立設
した自転可能な支軸5と、この支軸5先端に取付けた第
11o1転アーム1と、この回転アーム1先端に取付け
た第21g1転アーム2と、この回転アーム2先端に取
付けた第3回転アーム3と、この回転アーム3先端に取
付けた回転把持部4と、ペース6上に設置した2つの・
ぞイブ固定治具7,8と、座標演算器9と刀)らなる。
10は第1回転アーム1基端に取付けたパランサである
1、動作としては、曲げられたノ平イデ11を治Jil
−7,8に工り2個所でペース6上に固定しておき、こ
のパイプ11を回転把持部4で把持して回転把持部4金
ノやイア″111C沿って移動させる。この移動に伴っ
て多関節全構成する1〜5の各部材が回転するので、そ
れらの回転角01〜θsを検出して演算器9に入力する
ことに工り、・やイブ11各点の座標が計算に工って得
られ、三次元形状がまる。
しかし第1図のものでは、演算器9に全て(ロ)転角デ
ータが入力されるので、これらから一般には直交座標の
NC7’−夕を作成するにはFMtlA変換が複雑であ
り、計算に長時間を要する欠点がある。また、パイプ1
1の固定に2つの治具7.8を用いているので、固定作
業に時間がかかる欠点がある。
第2図に示すものはクランプ型三欠元パイプ測定装置で
あ夛、ノやイブ11の各面線部全会て治具12.〜12
nでクランプし、各治具のペース6上の座標(x、y)
と、治具上の各クランデエ3の高さくz)と、同クラン
プのX−Y平面に対する傾き角(α)と、同クランプ1
30X−Y平面上の方位角(β)とを読取り、これらの
データを演算器9に入力することに工り、ノやイブ11
各点の座標全計算してNC7′−夕としている、。
第2図のものでは、計算のための入力データを得るには
各itc#i1部全クランプせねばならず、測定時間が
かかりすぎ実用性に欠けるという欠点がある。。
本発明り上記従来技術の諸欠点に鑑み、被測定物の固定
に時間がかからず、計算に必要なデータ採りに時間がか
からず、更K、計算の所要時間もさtlどかからない三
次元形状測定装置金提供することを目的とする。。
上述した目的を達成した本発明の三次元形状測定装置は
、回転可能に支持され被測定物の一端を把持する把持具
と、との把持具の1転角を検出する回転角検出器と、三
次元直交座標全構成する第1、第2.第3の3軸のうち
第1軸に沿って移動可能な第1軸移動部材と、この第1
軸移動部劇の第1軸上の位置を検出する第1軸位置検出
器と、第1軸移動部材に第2軸に沿って移動可能に取イ
τjけられた第2軸移動部材と、この#4c2軸移動部
拐の第2軸上の位置全検出する第2軸位置検出器と、第
2軸移動部相に第3軸に沿って移動1す能に取付けられ
た第3軸移勢部材と、この第3軸移動部材の第3晰上の
位置全検出する第3軸位置検出器と、第3軸移初部材に
取付けられ被測定物に当接させられるプローブと、この
グローブが被測定物に当接された状態における上記把持
具の回転角データ並びに上記第1@ないし第3斡各移動
部拐の位置r−タ會入力して被測定物の三次元データを
計算する演算器とを有する。
上述した本発明の構成において、ノ?イグ等の被測定物
をその一端で把持することができるので、被測定物の固
定に時間がかからない。プロー21に被測定物に当接す
ることに工りその部位の位置データが知れるので、計算
に必要なデータ採りに時間がかからない。プローブが三
次元直交座標上を移動するので、演N、器への入力r−
夕が三次元座標を基礎におくことになり、演算が簡単化
する。グローブの支持構造が直交座標型なので、構造が
簡単であり且つ剛性の向上が容易である。更に、被測定
物の把持具に回転検出器を取付けたので、プローブの支
!4g造が一層間単化する。。
以下、第3図〜第6図に↓り本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明装置の一英層側を示す構成図、第4図は
他の実施例を示す部分的構成図、第5図はデータ処理の
フロー図、第6図は剛性の低い被測定物に対する補助サ
ポートの説明図である。
第3図の実施例装置は検出軸が4軸のものであり、21
はX軸方向のスライドテーブル、22はこのスライドガ
イド上を移動するX軸スライドテーブル、231−を上
d己スライド゛テーブルのX軸位1腹検出用のロータリ
・エンコーダ、24は上記x+nbスライドテーブル2
2に直立しycY軸コテコラム 5 Viこのコラム上
を移動するY軸スライドボックス、26はこのスライド
〆ツクスのY軸位置検出用ロータリ・エンコーダ、27
は上記Y軸スライドボックス25に取付けられX−Y両
軸に直焚して移動する2軸スライドバー、28はこのス
ライドパーの2軸位置検出用ロータリ・エンコーダ、2
9は上記2軸スライドバーの先端に回転自在(β軸まゎ
り)に取付けた測定用プローブ、30は回転テーブル、
31はこの(ロ)転テーブルに固定した被測定物(ノン
イブ11)把持用のチャック、、32は回転テーブルの
回転角α検出用ロータリ・エンコーダ、33は演算器、
34はデータ読込み全指令するためのボタンである。X
軸スライドガイド21及び回転テーブル30は図示しな
いペースに取付けられている。チャック31は簡単の1
こめ、その軸(α釉)がY方向に沿う工うになっている
演算器33にはα軸のロータリ・エンコーダ32と共に
x、y、z各軸のロータリ・エンコーダ23.26.2
8の各信号線が接続されており、また指令ピタン34の
信号線が接続されている。
なお、α、X、Y、Z各軸の基準点は任意に予め定めら
れている。
第4図の実施例装置は検出軸が5軸のものであり、第3
図の装置に対し、2軸スライドパー27の先端に回転ア
ーム35を取付け、この回転アーム35の先端にプロー
ブ29t−回転自在(β11111まわり)に敗付ける
と共に、回転アーム35の回転角r検出用ロータリ・エ
ンコーダ36を設けた点が異なる。もちろんこのロータ
リ・エンコーダ36の信号線は演算器33に接続されて
いる。
第3図の実施例装置の各部の作用を説明する。
被測定物であるノヤイデ11の下端全チャック31に装
置することにより、パイプ11が縦置きに把持される。
把持された状態でのパイプ11の姿勢は回転テーブル3
0を回すことにより選定でき、その姿勢はα軸ロータリ
・エンコーダ32で検出される。プローブ29t−X、
Y、Z方向に移動させると、スライドガイド21上をス
ライドテーブル22が移動することにニジプローブ29
のX軸位置がロータリ・エンコーダ23で検出され、ス
ライドテーブル22に固定したコラム24上全スライド
ゴツクス25が移動することによりプローブ29のY軸
位置がロータリ・エンコーダ26で検出され、スライド
〆ツクス25の中をスライドパー27が出入シすること
に工りプローブ29のZ軸位置がロークリ・エンコーダ
28で検出される。プローブ29は2軸スライドパー2
7の先端に回転自在に取付けられているが、これはプロ
ーブ29 f ieイデ11に正しく当接させるため前
面にV溝を形成しであるので、パイプ11の傾斜にプロ
ーブ29のV溝を合わせる必要があるからである。よっ
てプローブ290回転角βは検出する必要がない。
次に第3図の実施例装置における測定手順を第5図全参
照しながら説明する。まずパイプ11をチャック31で
縦に把持し、パイプ11の各直線部分の2点にプローブ
29を当接し、その都度指令ボタン34を押すことによ
り、X、Y。
2、α各軸の位置データをロータリ・エンコー〆23,
26,28.32で読取シ、これを演算器33ヘオンラ
インで入力する。この場合。
パイプ11の測定すべき直線部分がX−Y平面と平行に
なるLうに回転テーブル30i回しておくことにり、6
.2軸位置が測定の都度一定となるので都合が良い。こ
の時の回転テーブル300回転角αはパイプ11の直線
部分間のねじれに相当し、演算533での演算に供され
る。ノクイデ11の各m1部分に対するx、y、z、α
の各軸データの入力(第5図100)が終った時点で、
演算器33はパイプ11の各直線部分のベクトル計算(
第5図101)を行い、次いで各ベクトルの交点算出(
第5図J、 03 ) f行5oこの場合、ベクトルh
[算101に際しては6+lI定パイプ11の外径を考
慮する必要があるので、yI算器33にはパイ!外径を
予め人力しておく(第5図102)。またベクトルの交
点計:)$103に際しては、測定には誤差が伴うので
場合に工っではベクトル交点がまらないことがちる7こ
め、交点を近似的にめる補正計算が行われる(第5図1
04)。以上に↓す演算器33はパイプ11の三次元形
状を計算することができる。但し、ここでまったデータ
そのままを用いてN Cz?イデペンダー會動作させる
と、パイプのスプリングバックや伸びのため正しく曲っ
たパイプが得られない。そこで、演算器33には予め曲
げR,ノやイブ肉厚及びスプリングバック係数等全入力
(第5図106)l、ておき、スプリングバック補正及
び伸び率補正(第5図107)’ii施して曲げr−夕
の計算(第5図105)i行う。ここで得られた曲げデ
ータ105はオンラインでN Cノ4’イグペンダ−1
08に入力される。また必要に応じてアイスプレイ等1
09に出力表示される。。
一方、第4図の5軸の実施例装置においては、プローブ
29は2軸スライドパー27の先端に回転アーム35を
介して取付けられているので、測定の都度パイプ11の
各直線部分をX−Y平面と平行にする必要が全くない。
つまり、チャック310回転角αを任意に固定しておい
ても、回転アーム35を回転することにょクツやイゾ各
厘am%分2点にプローブ29を簡単に当接させること
ができる。この場合、回転アーム35の回転角rがベク
トル計算に必要となるので、ロータリ・エンコーダ36
の出力データがX、Y。
2、α各軸データと共に指令ボタン34の操作VC↓つ
て演31器33ヘオンラインで入力される。
演M、器33での処理はr軸データが入力に追加されて
これがベクトル計算に使用される以外、第3図の場合と
同じである。
第6図はφ4やφ6といった小径/IPイブの測定に有
利なAイブ11の支持例を示す52本発明でtまノfイ
デの一端をチャック31などで把持するので被測定物の
着脱が極めて簡単であり、測定工数が低減するのである
が、小径パイプの場合−ま剛性が低いので撓む恐れがあ
る。この工うな場合は、第6図に示す工うに補助すd?
〜ト37で・Pイブ11の途中を支えてやる。補助すy
g −ト37はパイプ11の途中?必ずしも固定する必
要tよなく、単に下から支える程度の構造でも十分であ
る11図示の補助サポート37は2関節のものである。
。 以]二睨明し1こ工うに、本発明の三次元形状TJll
1足装置では、被測定物の一端を把持するので后明の三
次元形状測定装置は百聞座標型であるから第1図の多関
節型のものに比べ構造が簡単であり且つ剛性が高いと共
に、演算器への入力データが基本的K[交座標系である
からデータの演算が容易である。更に、プローブを被測
定物に当接させることにエリ人力データが得られるので
、第2図のクランプ型のものに比ベデータ採りが極めて
簡単である。本発明の被測定物はパイプに限らず同様な
ものの三次元形状を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多関節型三次元/4’イデ6111定装
置の概略構成図、第2図は従来のクランf型三次元パイ
プ測定装置の概略構成図、第3図り本発明の三次元形状
測定装置の一実層側の構成図、第4図は他の実施例装置
の部分的構成図、第5図はr〜夕処理のフロー図、第6
図は剛性の低い被測定物に対する補助サポートの説明画
である。 図面中。 11i、i被6111 k物()if)、21はX軸ス
ライドガイド 22はX軸スライドテーブル、 23はX軸位置検出用ロータリ・エンコーダ、24はY
軸コラム、 25はY軸スライドがツクス、 26はY軸位置検出用ロータリ・エンコーダ、27ハz
IItlIスライドパー、 28は2軸位置検出用ロータリ・エンコーダ、29はプ
ローブ、 30は回転テーブル、 31は把持具(チャック)、 32は把持具の回転角検出用ロータリ・エンコーダ、 33は演n器、 35は回転アーム、 36は回転アームの回転角検出用ロータリ・エンコーダ
である.、 第1図 第3図 24 第4図 5 第6図 30

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 回転可能に支持され被測定物の一端を把持する把持具と
    、との把持具の回転角を検出する回転角検出器と、三次
    元@変座標を構成する第1+第2.第3の3軸のうち第
    1軸に沿って移動可能な第1軸移動部材と、この第1軸
    移動部材の第1軸上の位置を検出する第1軸位置検出器
    と。 第1軸移動部劇に第2軸に沿って移動可能に取付けられ
    た第2軸移動部材と、この第2軸移動部劇の第2軸上の
    位置を検出する第2軸位置検出器と、第2軸移動部材に
    第3軸に沿って移動可能に取付けられた第3軸移動部材
    と、この第3軸移動部劇の第3軸上の位置を検出する第
    3軸位置検出器と、第3軸移動部材に取付けられ被測定
    物に当接させられるグローブと、このグローブが被測定
    物に当接された状態における上記把持具の回転角データ
    並びに上記第1軸りいし第3軸^各移動部材の位置デー
    タを入力して被測定物の三次元データを計算する演算器
    とを有する三次元形状測定装置。
JP6115384A 1984-03-30 1984-03-30 三次元形状測定装置 Pending JPS60205205A (ja)

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JPS60205205A true JPS60205205A (ja) 1985-10-16

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030088886A (ko) * 2003-10-29 2003-11-20 학교법인 제주교육학원 프로펠러의 형상 측정장치 및 방법
KR100758802B1 (ko) * 2002-10-07 2007-09-13 현대중공업 주식회사 프로펠러 피치 자동 측정 방법
KR200451792Y1 (ko) 2010-08-19 2011-01-12 대우조선해양 주식회사 프로펠러 형상측정장치
CN111521090A (zh) * 2019-02-04 2020-08-11 株式会社三丰 一维测量机和记录介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100758802B1 (ko) * 2002-10-07 2007-09-13 현대중공업 주식회사 프로펠러 피치 자동 측정 방법
KR20030088886A (ko) * 2003-10-29 2003-11-20 학교법인 제주교육학원 프로펠러의 형상 측정장치 및 방법
KR200451792Y1 (ko) 2010-08-19 2011-01-12 대우조선해양 주식회사 프로펠러 형상측정장치
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