JPS62132108A - 立体物の形状測定方法及び測定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、立体形状からなる被測定物の形状を測定する
方法及び測定装置に関する。

［従来技術］ 従来、立体形状の被測定物の形状測定方法は、第５図に
示す如く、設計図（図示省略）から作成した複数枚の板
ゲージ２，２・・・の各ゲージ面２ａ、２ａ・−・を、
被測定物１の外側面１ａの所定箇所に当接し、各ゲージ
面２ａと被測定物１の外側面１ａとの間隙寸法を測定し
て行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前記従来の測定方法では、次の如き欠点がある
。

（ａ）複数枚の板ゲージ２，２・・・を作成するのに多
くの手間を必要とするため、測定に長時間を必要として
いた。

＋１）ｌ　　各ゲージ面２ａと被測定物１の外側面１ａ
との間隙寸法しか測定できないため、被測定物１の形状
を正確に測定することができない。

＋ｃｌ　　板ゲージ２．２・・・を当接することが不可
能な被測定物の形状測定ができない。

本発明は、上記事情に鑑み創案されたものである。

［問題を解決するための手段］ 前記問題を解決するための手段を、実施例に対応する第
１図乃至第４図を用いて以下に説明する。

水筒−の発明に係る立体物の形状測定方法は、第１囚人
に示す如く、立体形状の被測定物１１の形状測定方法に
おいて、所定位置に被測定物１１を載置し、被測定物１
１の外側に、被測定物１１の外側面１１ａを検知する非
接触式の検知器１６を適宜高さ位置に配設し、被測定物
１１の縦軸芯■１１に直交する製図画面１４と検知器１
６の検知端１６ａを通過し且つ被測定物１１の縦軸芯Ｖ
１１に平行な仮想軸線Ｖ１２（同図＋８１参照）との交
点Ａ’　　、Ｂ’　　、Ｃ’・・・（同図（Ｃ１参照）
を被測定物１１の外側面１１ａにおける３箇所以上の任
意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・について求めることにより被測
定物１１の形状を得ることである。

本第二の発明に係る立体物の形状測定装置は、第１囚人
に示す如く、立体形状の被測定物１１の形状を測定する
測定装置において、被測定物１１の固定ｆｉ１２及び固
定盤１２の縦軸芯Ｖ１１と直交する製図画面１４を備え
た測定盤１７と、測定！２１１７の製図画面１４上を指
動自在な基台１５の適宜高さ位置に非接触式の検知器１
６を備えると共に基台１５の適宜箇所に標点間指示部１
８を備えたトレッサ１９と、前記検出器１６の検知端１
６ａを前記基台１５の摺動底面１５ａの仮想延長平面へ
前記固定盤１２の縦軸芯Ｖ１１に沿って投影した投影検
知点Ｐ（同図（Ｂ）Ｉ照）とトレッサ１９の標点間指示
部１８の標点ＩＢａ、１８ａ間との関係を求めた再現器
１０とより構成したことである。

本第三の発明に係る立体物の形状測定装置は、第４図に
示す如く、立体形状の被測定物４１の形状を測定する測
定装置において、被測定物４１の固定盤４２を固定盤４
２の縦軸芯Ｖ４１と直交する製図画面４４の上方に張出
した測定盤４７と、測定！１！４７の製図゛　　画面４
４と平行な平板面４３と、該平板面４３の上を震動自在
な基台４５の適宜高さ位置に、２個の投光器４６ｂ、４
６ｂから発せられた光線の交点を検知端４６ａとする検
知器４６を備えると共に、検知器４６の検知端４ｆｉａ
から前記製図画面４４へ垂下した仮想垂線Ｖ４２上に先
端を一致させたプロット具４８を備えたトレッサ４９と
より構成したことである。

［作　用］ 水弟−の発明に係る立体物の形状測定方法にあっては、
第１図（８１に示す如く、検知器１６の検知端１６ａか
ら垂下した仮想軸線Ｖ１２と製図画面１４との交点が、
検知器１６の検知端１６ａを製図′ｍ面１４上へ投影し
で得た点Ｐに一致することから、同図穴に示す如く、被
測定物１１の外側面１１ａにおける３箇所以上の任意箇
所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を検知器１Ｇで検知して得た同図（
Ｃ）に示す製図画面１４上の交点Ａ／。

Ｂ’　、Ｃ’・・・は、被測定物１１の外側面１１ａの
任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を製図画面１４上に投影した
点となる。

本第二の発明に係る立体物の形状測定装置にあっては、
第１囚人に示す如く、被測定物１１の外側面１１ａにお
ける３箇所以上の任意箇所Ａ、８．Ｃ・・・に検知器１
６の検知端１６ａを一致させて、製図面画１４上ヘトレ
ツサ１９の標点間指示部１８の標点１８ａ。

１８ａ間に沿って作図した基準線ａ、ｂ、ｃ・・・に、
同図Ｃ１に示す如く、再現器１０を一致させて得た製図
画面１４上のプロット点Ａ’　　、Ｂ’　　、Ｃ’・・
・が、任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を製図画面１４上に投
影した点となる。

本第三の発明に係る立体物の形状測定装置にあっては、
第４図に示す如く、検知器４６を構成する２個の投光器
４６ｂ、４６ｂから発せられた光線の交点である検知端
４６ａからトレッサ４９の基台４５のｉ’１ｌＪＪ底面
４５ａの仮想延長平面へ垂下した仮想垂線Ｖ４２上に先
端を一致させたプロット具４８を備えであるので、被測
定物４１の外側面４１ａを検知器４６の検知端４６ａで
なぞった際、製図画面４４上にプロット具４８で作図さ
れた曲線は、検知器４６の検知端４６ａの移動軌跡であ
る被測定物４１の等高線を製図画面４４上に投影した曲
線となる。

［実施例の説明］ （第１実施例） 第１図へ〜ｆｃｌは、本発明の第１実施例を示すもので
ある。

先ず、測定装置を説明する。測定装置は、測定盤１７と
トレッサ１９と再現器１０とからなる。測定盤１７は、
同図穴に示す如く、被測定物１１を載置固定するための
固定盤１２と、固定盤１２の縦軸芯Ｖ１１（被測定物１
１の縦軸芯でもある）と直交する製図板等の平板面１３
とからなる。測定盤１７は、平板面１３の上に固定した
製図紙等からなる製図画面１４を介して固定盤１２を載
置固定したものであるが、何らこれに限定されるもので
はなく、図示省略したが、被測定物の大きさ及び重り等
に対応させて、固定盤１２と平板面１３とで同一平面を
形成するように一体的に構成することも、また固定盤１
２と平板面１３とを別体的に構成することもある。トレ
ッサ１９は、測定盤１７の製図画面１４上を自在に摺動
する基台１５と、基台１５へ高さ位Ｗ１調節自在に備え
た検・知器１６とからなり、基台１５の側縁等に標点間
指示部１８の標点１８ａ、１８ａ　ｌ！ｔｌがｑ盛ッテ
ある。検知器１６は、２個の投光器１６ｂ、　１６ｂよ
りなり、該２個の投光器１６ｂ、　１６ｂから発せられ
た光ｎ（例えば、レーザ光線等）の交点を検知端１６ａ
としたものである。

前記再現器１０は、同図Ｂ）に示す如く、板紙又は合成
１１ｍ板等から形成したテン１１ノート板よりなり、前
記トレッサ１９に形成された標点間指示部１８の標点間
目盛に対応する基準部１０ａとＶ字状に切欠いたプロッ
トｇＩ１１０ｂとが次の如く形成されている。

即ち、再現器１０は、基準部１０ａをトレッサ１９の標
点間指示部１８の標点間目盛に一致させたとき、トレッ
サ１９の検知器１６の検知端１６ａから基台１５の店動
底面１５ａの仮想延長平面上へ垂直投影した点ＰとブＯ
ット部１０ｂとが一致するようになされている。

次に、測定方法を説明する。先ず、平板面１３上に製図
紙等からなる製図画面１４を固定すると共に、固定盤１
２上に被測定物１１を固定する。次に、製図画面１４上
にトレッサ１９を移動自在に載置すると共に、トレッサ
１９の検知器１６の検知端１６ａを被測定物１１の第１
番目の等高線位置に調節した後、検知器１６の検知端１
６ａを被測定物１１の外側面１１ａにおける３箇所以上
の任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・に一致させる毎に、製図画
面１４上に、トレッサ１９の基台１５に形成されている
標点間指示部１８の標点間目盛に沿って基準線ａ、ｂ、
ｃ・・・を作図する。なお、任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・
の間隔は、被測定物１１の外側曲線の複雑さに応じて適
宜決定する。続けて、図示省略したが、トレッサ１９の
検知器１６の検知端１６ａを被測定物１１の第２番目の
等高線位置に再ｍ節した後、検知器１６の検知端１６ａ
を被測定物１１の外側面１１ａにおける３箇所以上の任
意箇所に一致させる毎に、製図画面１４上に、基台１５
の標点間指示部１８の標点間目盛に沿って基準線を作図
する。この様にして、被測定物１１の測定すべき箇所の
各等高線に対応する基準線を製図画面１４上に順次作図
する。なお、製図画面１４上に基準線ａ、ｂ、ｃ・・・
を作図する場合には、各基準線が重ならないようにする
と共に、同一等高線に関する各基準線を同一色で作図す
ると共に、必要に応じて番号を付記し後の識別が簡単に
できるようにしておくことが好ましい。最後に、再現器
１０の基準部１０ａを各基準線ａ、ｂ、ｃ・・・に一致
させる毎に、製図画面１４上に再現器１０のプロット部
１０ｂでプロットしてプロット点Ａ’　、Ｂ’　、Ｃ’
・・・を求め、被測定物１１の形状を示す各等高線を作
図する。

（第２実施例） 第２図は、本発明の第２実施例を示すものである。

先ず、測定装置を説明するにあたって、前記第１実施例
と異なる箇所を説明する。製図画面２４は市販の図形入
力装置であるデジタイザより構成しである。トレッサ２
９は、標点間指示部２８の標点を２本の入力ビン２８ａ
、２８ａから構成し、デジタイザよりなる製図画面２４
に対するトレッサ２９の位置を座標として製図画面２４
へ入力できるようにしである。再現器２０は、コンピュ
ータの演算回路より構成され、トレッサ２９の投影検知
点Ｐ（第１図（Ｂ）参照）と標点間指示部２８の標点２
８ａ、２８ａとの相対関係を座標情報として予め入力さ
せである。図中９は、ＸＹプロッタ等からなる製図器で
ある。この製図器９は、デジタイザよりなる製図画面１
４上に載置された測定中のトレッサ２９の入力ビン２８
ａ、２８ａで製図画面２４ヘブロット入力して得たトレ
ッサ２９の位置を示す座標情報を、前記再現器２０に入
力されている座標情報で処理して得た出力信号により、
製図画面２４上へ検知！Ｓ２６の検知端２６ａを投影し
た投影点に対応する点を製図紙９ａ上にプロットするも
のである。なお、検知器２６は、前記第１実施例と同様
に、２個の投光器２６ｂ、２６ｂよりなり、該２ｒＩＵ
の投光器２６ｂ、２６ｂから発せられた光線（例えば、
レーザ光線等）の交点を検知端２６ａとしたものである
。

次に、測定方法を説明する。先ず、平板面２３上にデジ
タイザからなる製図画面２４を固定すると共に、固定盤
２２上に被測定物２１を固定する。次に、製図画面２４
上にトレッサ２９を移動自在に載置すると共に、トレッ
サ２９の検知器２６の検知端２６ａを被測定物２１の第
１番目の等高線位置に調節する。そして、検知器２６の
検知端２６ａを被測定物２１の外側面２１ａにおける３
箇所以上の任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・に一致させる毎に
、トレッサ２９の入力ビン２８８゜２８ａを用いて製図
画面２４にプロット入力して得たトレッサ２９の位置を
示す座標情報を、再現器２０に入力されている座標情報
で処理することにより、製図画面２４上へ検知器２６の
検知端２６ａを投影した投影点の座標を算出して、製図
器９の製図紙９ａにプロット点Ａ’　、Ｂ’　、Ｃ’・
・・を自動作図させ、被測定物２１の形状を示す各等高
線を求める。なお、隣接するプロット点Ａ′とＢ′及び
Ｂ’とＣ′・・・の間は、コンピュータ処理によりスプ
ライン曲線等の滑らかな曲線でむすぶことも可能である
。続けて、図示省略したが、トレッサ２９の検知器２６
の検知端２６ａを被測定物２１の第２＠目の等高線位置
に再調節した後、検知器２６の検知端２６ａを被測定物
２１の外側面２１ａにおける３箇所以上の任意箇所に一
致させる毎に、被測定物２１の第２番目の等高線を製図
器９の製図紙９ａに作図する。この様にして、被測定物
２１の測定すべき箇所の各等高線を製図器９の製図紙９
ａに作図する。

〈第３実施例） 第３図は、本発明の第３実施例を示すものである。

先ず、測定装置を説明するにあたって、前記第２実施例
と異なる箇所を説明する。検知器３６は、超音波式又は
レーザ一式等の距離測定器よりなり、検知ヘッド３６ｄ
から被測定物３１の外側面３１ａ上の検知端Ａ、Ｂ、Ｃ
・・・までの距離を測定し、制御本体３６ｃから後述の
再現器３０へ測定結果を出力するものである。再現器３
０は、コンピュタの演算回路より構成され、トレッサ３
９の標点３８ａ　、　３８ａの座標と検知器３６が求め
た距離との関係に基づいて、製図画面３４上へ検知端Ａ
、Ｂ、Ｃ・・・を投影した投影点の位置を標点３８ａ、
３８ａとの関係で極座標情報として予め入力させである
。被測定物３１を固定する固定盤３２は、必要に応じて
軸振れのない状態で回転するターンテーブルと、ターン
テーブルの回転角度検出器とから構成することもある。

次に、測定方法を説明する。先ず、平板面３３上にデジ
タイザからなる製図画面３４を固定すると共に、固定盤
３２上に被測定物３１を固定する。次に、製図画面３４
上にトレッサ３９を移動自在に載置すると共に、トレッ
サ３９の検知器３６の検知高さを被測定物３１の第１番
目の等高線位置に調節する。そして、検知器３６の検知
ヘッド３６ｄから被測定物３１の外側面３１ａにおける
３箇所以上の任意箇所Ａ、Ｂ。

Ｃ・・・の各箇所までの距離を測定する毎に、トレッサ
３９の入力ビン３８ａ、３８ａを用いて製図画面２４に
ブ。

ロット入力して得たトレッサ３９の位置を示す座標情報
及び検知器３６の制御本体３６ｃから出力された距離測
定結果を、再現器３０に入力された座標情報で処理する
ことにより、上記任意箇所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を製図画面
３４上へ投影した投影点の座標を算出して、製図器９の
製図紙９ａにプロット点Ａ′。

Ｂ’　、Ｃ’・・・を自動作図させ、被測定物３１の形
状を示す各等高線を求める。以侵、前記同様にして、被
測定物３１の測定すべき箇所の各等高線を製図器９の製
図紙９ａに作図する。

（第４実施例） 第４図は、本発明の第４実施例を示すものである。

先ず測定装置を説明する。測定装置は、測定盤４７とト
レッサ４９とからなる。測定盤４７は、平板面４３の上
方に被測定物４１を固定するための固定盤４２が設けら
れ、固定盤４２の縦軸芯Ｖ４１（被測定物４１の縦軸芯
でもある）が平板面４３と直交するようにしである。ト
レッサ４９は、測定盤４７の平板面４３上を自在に摺動
する基台４５と、基台４５の適宜高さ位置に備えられ、
２個の投光器４６ｂ、４６ｂから発せられた光線の交点
を検知端４６ａとする検知器４６と、検知器４６の検知
端４６ａから基台４５の摺動底面４５ａの仮想延長平面
上へ垂下した仮想垂線Ｖ４２に先端４８ａを一致させて
設けた鉛筆等のプロット具４８とからなる。

次に、測定方法を説明する。先ず、平板面４３上におけ
る固定型下方領域に製図紙等からなる製図画面４４を固
定すると共に、固定盤４２上に被測定物４１を固定する
。次に、平板面４３上にトレッサ４９を移動自在に載置
すると共に、検知器４６の検知端４６ａを被測定物４１
の第１番目の等高線位置に調節した後、検知器４６の検
知端４６ａで被測定物４１の外側面４１ａをなぞるよう
にトレッサ４９を移動させ、製図画面４４上にプロット
具４８で曲線を作図する。続けて、図示省略したが、ト
レッサ４９の検知器４６の検知端４６ａを被測定物４１
の第２番目の等高線位置に再調節した後、検知器４６の
検知端４６ａで被測定物４１の外側面４１ａをなぞり、
製図画面り上にプロット具４８で曲線を作図する。この
様にして、被測定物４１の形状を示す各等高線に対応す
る曲線を製図画面４４上に順次作図する。

なお、得られた曲線データをコンピュータ処理するには
、上記製図画面４４としてデジタイザを使用すれば、極
めて容易にコンピータへデータを入力することもできる
。

［発明の効果］ 以上詳述の如く、本発明は次の如く優れた効果を有する
。

■　簡易迅速に被測定物の形状をトレスすることができ
るので、複数枚の板ゲージの作成を必要とする従来に比
べて、短時間に測定することができる。

■　被測定物の外側面形状をトレスすることができるの
で、被測定物の外側面形状をトレスすることのできない
従来に比べ正確に測定することができる。

■　非接触式の検知器で測定することができるので、接
触測定の不可能な軟質物又は綿状物等からなる被測定物
の形状測定が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図へ〜（Ｃ）は本発明に係る立体物の形状測定方法
及び測定装置具の第１実施例を示すものであって、同図
式は製図面面上に基準線を作図している状態を示す斜視
図、同図（Ｂ）は再現器であるテンプレートとトレッサ
との関係を説明する斜視図、同図ｆｃ）は製図面面上に
再現器を用いて被測定物の等高線をプロットしている状
態を示す斜視図、第２図は本発明に係る立体物の形状測
定方法及び測定装置の第２実施例を示す斜視図、第３図
は本発明に係る立体物の形状測定方法及び測定装置の第
３実施例を示す斜視図、第４図は本発明に係る立体物の
形状測定方法及び測定装置の第４実施例を示す斜視図、
第５図は従来の測定方法を示す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、立体形状の被測定物の形状測定方法において、所定
   位置に被測定物を載置し、被測定物の外側に、被測定物
   の外側面を検知する非接触式の検知器を適宜高さ位置に
   配設し、被測定物の縦軸芯に直交する製図画面と検知器
   の検知端を通過し且つ被測定物の縦軸芯に平行な仮想軸
   線との交点を被測定物の外側面における３箇所以上の任
   意箇所について求めることにより被測定物の形状を得る
   ことを特徴とする立体物の形状測定方法。 ２、前記仮想軸線と製図画面との交点を各任意箇所につ
   いて求めるに際し、前記検知器で各任意箇所を検知する
   毎に、前記検知器を支持する基台の適宜箇所に形成した
   標点間指示部の標点間に沿って前記基台の基準線を前記
   製図画面上に作図した後、該標点間指示部の標点間と前
   記検知端から製図画面上へ前記被測定物の縦軸芯に沿っ
   て投影した点との関係を予め求めたテンプレートを前記
   基準線に一致させて前記交点を求める特許請求の範囲第
   １項記載の立体物の形状測定方法。 ３、立体形状の被測定物の形状を測定する測定装置にお
   いて、被測定物の固定盤及び固定盤の縦軸芯と直交する
   製図画面を備えた測定盤と、測定盤の製図画面上を摺動
   自在な基台の適宜高さ位置に非接触式の検知器を備える
   と共に基台の適宜箇所に標点間指示部を備えたトレッサ
   と、前記検出器の検知端を前記基台の摺動底面の仮想延
   長平面へ前記固定盤の縦軸芯に沿って投影した投影検知
   点とトレッサの標点間指示部の標点間との関係を求めた
   再現器とよりなることを特徴とする立体物の形状測定装
   置。 ４、前記検知器は、２個の投光器からなると共に該２個
   の投光器から発せられた光線の交点を検知端とする特許
   請求の範囲第３項記載の立体物の形状測定装置。 ５、前記再現器は板状のテンプレートからなる特許請求
   の範囲第３項又は第４項記載の立体物の形状測定装置。 ６、前記検知器は検知ヘッドから前記被測定物の外側面
   上の検知端までの距離を測定する距離測定器よりなる特
   許請求の範囲第３項記載の立体物の形状測定装置。 ７、前記製図画面は図形入力装置であるデジタイザより
   なると共に、前記再現器は前記投影検知点と標点間との
   関係を記憶したコンピュータの演算回路よりなる特許請
   求の範囲第３項、第４項又は第６項記載の立体物の形状
   測定装置。 ８、立体形状の被測定物の形状を測定する測定装置にお
   いて、被測定物の固定盤を固定盤の縦軸芯と直交する製
   図画面の上方に張出した測定盤と、測定盤の製図画面と
   平行な平板面と、該平板面の上を摺動自在な基台の適宜
   高さ位置に、２個の投光器から発せられた光線の交点を
   検知端とする検知器を備えると共に、検出器の検知端か
   ら前記製図画面へ垂下した仮想垂線上に先端を一致させ
   たプロット具を備えたトレッサとよりなることを特徴と
   する立体物の形状測定装置。 ９、前記製図画面は図形入力装置であるデジタイザより
   なる特許請求の範囲第８項記載の立体物の形状測定装置
   。