(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何形状を特定する測定要素名及びパラメータを含み、任意の順序で被測定物を測定することにより得られた測定データを入力する測定データ入力手段と、
この測定データ入力手段によって入力された測定データを記憶する測定データ記憶手段と、
前記被測定物の各測定要素に対応した幾何形状を特定する測定要素名と基準寸法及び寸法公差とを含む設計データ及び前記測定データの出力順序の情報を記憶する設計データ記憶手段と、
前記測定データ記憶手段に記憶された測定データと最も適合する設計データを前記設計データ記憶手段から求めて当該測定データと照合しその照合結果を前記測定データの出力順序の情報に基づいて並べ替えて出力する照合処理手段と、
この照合処理手段での照合結果を記憶する照合結果記憶手段と
を備えたことを特徴とする測定データ評価システム。
【請求項２】
前記測定データ入力手段は、前記被測定物の１つの測定要素に対して１又は複数の箇所を測定して得られた座標データと前記測定データの幾何形状を特定する測定要素名とに基づいて前記パラメータを算出するものであることを特徴とする請求項１記載の測定データ評価システム。
【請求項３】
前記測定データ入力手段は、測定動作に先立って外部から与えられた前記測定データの幾何形状を特定する測定要素名に基づいてパラメータを算出するものであることを特徴とする請求項２記載の測定データ評価システム。
【請求項４】
前記測定データ入力手段は、前記１又は複数の箇所を測定して得られた座標データとその測定方向の情報とから測定要素を認識し前記測定要素を認識する情報を出力する測定要素認識手段を備えたものであることを特徴とする請求項２記載の測定データ評価システム。
【請求項５】
前記照合処理手段は、前記測定データが複数の設計データと適合されると判断された場合には、これら複数の設計データのうち、設計データと測定データとの間の誤差値と、設計データの寸法公差との関係に基づいていずれか一つの設計データを測定データに最も適合するものとして認識するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の測定データ評価システム。
【請求項６】
任意の順序で被測定物を測定することにより得られた測定データを入力する測定データ入力手段と、
この測定データ入力手段によって入力された測定データを記憶する測定データ記憶手段と、
前記被測定物の各測定要素に対応した設計データと前記測定データの出力順序の情報とを記憶する設計データ記憶手段と、
前記測定データ記憶手段に記憶された測定データと最も適合する設計データを前記設計データ記憶手段から求めて当該測定データと照合しその照合結果を前記設計データ記憶手段に記憶されている出力順序の情報に基づいて並べ替えて出力する照合処理手段と、
この照合処理手段での照合結果を記憶する照合結果記憶手段と
を備えたことを特徴とする測定データ評価システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元測定機等で得られた被測定物の各部の測定データを設計データと照合して測定データを評価する測定データ評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元座標測定装置、画像測定装置等の測定装置で得られた測定データを処理する各種データ処理システムでは、測定データを設計データと比較して、基準寸法からの誤差や誤差が公差寸法内かどうか等を調べることにより、測定データを評価する評価システムが組み込まれていることが多い。このような評価システムは、パートプログラムによる完全自動測定の場合には、パートプログラムの各測定データ取得ステップの後に、測定データと対応する設計データとを比較するステップを設けることにより、予め定められた測定順序に沿って逐次測定データを評価していく。
【０００３】
一方、従来のマニュアル測定においても、この種の評価システムを構築する場合がある。この場合には、測定データの取り込みから評価までの処理を実行するためのパートプログラムを予め作成しておく必要がある。この場合、例えばパートプログラムで定められた順序で測定操作を行い、測定データが入力される度に、パートプログラムに従って、その入力された測定データと設計データとを比較して、評価結果を出力するという処理が行われる。即ち、測定データは予め決められた順序に従って取り込まれ、予め決められた順序で設計データと比較される。従って、測定順序が予め定めた順序通りでないと、正しい評価がなされなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の測定データ評価システムでは、パートプログラム等で定めた順番で測定データが取り込まれなければならないため、作成されたパートプログラムが作業性の悪いものであると、測定作業の労力が増すという問題がある。このため、パートプログラムを作成する場合には、測定効率を十分に考慮する必要があり、プログラム作成に時間がかかるという問題がある。また、測定効率を考慮してパートプログラムが作成されても、実際の測定操作時に測定順序を間違えてしまうと、以後、正しい測定評価がなされなくなるので、測定操作にも十分神経を遣わなければならない。更に、パートプログラムで測定の順番が定められているために、特定の測定要素のみを測定して評価するといった柔軟な測定操作ができないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、プログラム作成や測定操作の負担を軽減すると共に、測定操作の自由度も増すことができる測定データ評価システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る測定データ評価システムは、幾何形状を特定する測定要素名及びパラメータを含み、任意の順序で被測定物を測定することにより得られた測定データを入力する測定データ入力手段と、この測定データ入力手段によって入力された測定データを記憶する測定データ記憶手段と、前記被測定物の各測定要素に対応した幾何形状を特定する測定要素名と基準寸法及び寸法公差とを含む設計データ及び前記測定データの出力順序の情報を記憶する設計データ記憶手段と、前記測定データ記憶手段に記憶された測定データと最も適合する設計データを前記設計データ記憶手段から求めて当該測定データと照合しその照合結果を前記測定データの出力順序の情報に基づいて並べ替えて出力する照合処理手段と、この照合処理手段での照合結果を記憶する照合結果記憶手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、測定データが入力されると、その測定データと最も適合する設計データが求められ、これが測定データと照合されるので、任意の順序で測定を行っても、その時々で求められた測定データは、それと対応する設計データと逐次照合されて測定値が評価される。このため、オペレータは測定の順序を全く気にする必要が無く、任意の順序での測定及び評価や特定の測定要素のみの測定データに対する評価が可能になる。
【０００８】
なお、測定データ入力手段は、被測定物の１つの測定要素に対して１又は複数の箇所を測定して得られた座標データと測定要素を特定する情報とに基づいて測定データを算出するものとして構成することができる。この場合、「測定要素を特定する情報」は、測定動作に先立って外部から与えるようにしても良いし、座標データとそれらの測定方向の情報とから特定するようにしても良い。
【０００９】
また、照合処理手段として、測定データが複数の設計データと適合されると判断された場合に、これら複数の設計データのうち、設計データと測定データとの間の誤差値と、設計データの寸法公差との関係に基づいていずれか一つの設計データを測定データに最も適合するものとして認識するものを用いると、たまたま同一の設計データが記憶されている場合でも、それが異なる公差寸法に設定されていれば、測定データの誤差値から最も適切な設計データとの照合がなされることになる。
【００１０】
また、照合処理手段が、照合済みの測定データを設計データ記憶手段に記憶されている出力順序の情報に基づいて並べ替えて出力するものであると、任意の順序で測定操作がなされても、その出力順序は一定となるので、出力データの解析処理が容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る測定データ評価システムを含む測定システムの構成を示すブロック図である。なお、ここでは、接触式の三次元測定機を使用した測定システムを例としているが、本発明の測定データ評価システムは、非接触式の画像計測装置、表面性状測定装置等、他の形態の測定装置の測定データについても対象とし得るものであることはいうまでもない。
【００１２】
本実施例の測定システムは、三次元測定機１と、三次元測定機１からの測定データを評価する測定データ評価システム２とにより構成されている。三次元測定機１は、ベースとなるテーブル１１の両端に沿ってブリッジ形のアーム支持体１２がＹ軸方向に移動すると共に、このアーム支持体１２に沿ってＺ軸ガイド１３がＸ軸方向に移動し、更にＺ軸ガイド１３に沿ってアーム１４が移動することにより、アーム１４に支持されたタッチ・シグナル・プローブ１５が三次元空間の任意の位置に移動可能となったものである。そして、プローブ１５がワーク１６と接触することにより発生されるタッチ信号と、アーム支持体１２、Ｚ軸ガイド１３及びアーム１４の各軸方向の位置を検出する図示しないエンコーダの出力（ＸＹＺ座標データ）とが、測定データ評価システム２の測定データ入力手段に与えられるようになっている。
【００１３】
測定データ評価システム２の測定データ入力手段は、この例では座標値取込部２１、接触方向検出部２３及び測定要素認識部２４により構成されている。プローブ１５からの接触信号が座標値取込部２１に供給されると、座標値取込部２１では、三次元測定機１からのプローブ１５の先端球の中心位置を示すエンコーダ出力（ＸＹＺ座標データ）を取り込む。また、接触方向検出部２２は、エンコーダ出力を所定期間だけ所定間隔でサンプリングして得られた時系列座標データから、プローブ１５がワーク１６に接触したときのプローブ１５の移動方向を検出する。座標値取込部２１で取り込まれた座標データと、接触方向検出部２２で検出された接触方向のデータとは、測定要素認識部２３に供給される。測定要素認識部２３は、外部から指定される測定要素指定情報に基づいて測定要素を特定するか、又はワーク１６の１又は複数箇所についてのプローブ接触時の座標データ及び接触方向から、その測定対象が点、直線、円、楕円、球、平面等の測定要素のうちのいずれの要素であるかを認識する。そして、測定要素認識部２３は、指定又は認識された測定要素と座標データとから、例えば点であればその座標値、直線であればその始点と終点の座標値、円であればその中心座標と半径等の幾何形状を特定するパラメータを算出し、これらを測定データとして出力する。
【００１４】
測定要素認識部２３で算出された測定データは、測定データ記憶部２４に記憶される。一方、設計データ記憶部２５には、キー入力によって、或いは外部のＣＡＤシステム等から転送されたワーク１６に関する設計データが格納されている。照合処理部２６は、測定データ記憶部２４に記憶された各測定データと、設計データ記憶部２５に記憶された各設計データとを照合し、各測定データと最も適合する設計データを抽出し、測定データが、抽出された設計データ（基準寸法及び寸法公差）に対してどれだけずれているかを照合結果として求める。この照合結果は、ワーク１６の評価値として照合結果記憶部２７に格納される。
【００１５】
図２は、この測定データ評価システム２を用いた測定評価の手順を示すフローチャートである。
まず、前提条件として、設計（ＣＡＤ）座標系とワーク座標系とが一致している必要がある。座標系を一致させる方法としては、種々の公知の方法、例えばステージの決められた位置に装着された位置決め治具にワークを押しつける等の方法を利用することができる。座標系が一致したら測定操作を実行する（Ｓ１）。ここでは特に予め定められた順序通りに測定操作を行う必要がないので、ランダムな順序で測定操作を行なう。１つの測定要素に対する測定が終了したときには、要素の区切りを示すデータを入力する。１つの測定要素の測定が終了する度に、測定要素認識部２３で測定要素の認識と測定データの算出処理を実行する。例えば、図３に示すように、ワーク１６の円柱３１の外周面を測定する場合と、孔３２の内周面を測定する場合とでは、プローブ１５のワーク１６に対する移動方向が、前者が外から内、後者が内から外というように丁度反対向きになる。円柱３１の外周面を測定する、又は孔３２の内周面を測定するというように、事前に測定要素を指示した場合には、入力された例えば３点のプローブ中心座標データを用いて測定データを求めること、及びこれら座標データからプローブ先端球の半径分だけ内側／外側のいずれの側にオフセットさせるか等が分かるため、測定データは比較的簡単に求められる。
【００１６】
これに対し、そのような事前の要素指示がなされない場合には、得られた座標データから、そのデータがどのような種類の測定要素を測定したものかを認識する処理が必要になる。この処理を図４に示す。まず、座標データ列を取り込み（Ｓ１１）、その座標データ列を各種幾何形状、例えば円、楕円、円筒、円錐等に当てはめ、誤差が所定の範囲内である幾何形状を測定要素候補として求める（Ｓ１２）。次に各座標データについてプローブ１５の移動方向が示している特徴、例えば放射状に拡がっている、１つの点に向かっている、同じ方向に移動している、等の特徴から測定要素を特定すると共に、プローブ先端球の半径分のオフセット方向も特定する（Ｓ１３）。そして、特定された測定要素、オフセット方向及び座標データから測定データを算出する（Ｓ１４）。
【００１７】
１つの測定要素について測定データが算出されたら、この測定データは測定データ記憶部２４に記憶される。図５には、測定データ記憶部２４に記憶される測定データが示されている。この図のように、各測定要素について測定要素名とパラメータとが求められて記憶される。これらの測定データは、設計データとの照合処理（Ｓ２）に供される。設計データ記憶部２５には、例えば図６に示すように、各測定要素毎の基準寸法と寸法公差とが格納されている。照合処理では、測定データが示す半径、高さ、幅等のパラメータデータに基づいてこれらと近い設計データを抽出する。ここで、例えば測定データと設計データとを比較した場合、図３の円柱３１と孔３２の設計値が同じ半径であるような場合、いずれの設計データと比較すればよいかが問題となる。そこで、抽出された設計データが複数ある場合には（Ｓ３）、測定データと設計データとの間の誤差値から設計データの公差範囲を考慮して、最も適切な設計データを対応付ける（Ｓ４）。例えば、円柱３１と孔３２とは共に円という測定要素であるとしても、前者がマイナス公差、後者がプラス公差である場合、測定データが基準寸法よりもプラスしていれば後者と対応付ける等の処理を実行すればよい。
【００１８】
実際の測定順序に拘わらず、出力すべき測定データの順序が予め決まっており、その順序の情報が設計データ記憶部２５に記憶されているような場合には（Ｓ５）、照合結果記憶部２７に記憶されている照合結果と今回新たに求められた照合結果とを合わせて出力順序の入れ替えを行い（Ｓ６）、照合結果を外部に出力する（Ｓ７）。
【００１９】
このように、この実施例によれば、任意の順序で測定操作を行っても、各測定データと設計データとの対応付けがなされて測定データの評価が行われるので、測定順序を気にする必要がなく、且つ測定データの評価処理を含むパートプログラムの作成においても、測定順序について詳細な検討せずに済むので、プログラムの作成も容易になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、測定データが入力されると、その測定データと最も適合する設計データが求められ、これが測定データと照合されるので、任意の順序で測定を行っても、その時々で求められた測定データは、それと対応する設計データと照合されて測定値が評価される。このため、オペレータは測定の順序を全く気にする必要が無く、任意の順序での測定が可能になり、且つ個々の測定データに対する評価が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係る測定システムの構成図である。
【図２】  同システムの測定データ評価処理のフローチャートである。
【図３】  同システムにおける測定操作を説明するための図である。
【図４】  同測定データ評価処理における測定要素認識処理のフローチャートである。
【図５】  同システムにおける測定データ記憶部の記憶内容を示す図である。
【図６】  同システムにおける設計データ記憶部の記憶内容を示す図である。
【符号の説明】
１…三次元測定機、２…測定データ強化システム、２１…座標値取込部、２２…接触方向検出部、２３…測定要素認識部、２４…測定データ記憶部、２５…設計データ記憶部、２６…照合処理部、２７…照合結果記憶部。
【図１】
0003668381.tif 000002
【図２】
0003668381.tif 000003
【図３】
0003668381.tif 000004
【図４】
0003668381.tif 000005
【図５】
0003668381.tif 000006
【図６】
0003668381.tif 000007