(57)【要約】      （修正有）【課題】ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法において、システムの効率化と省コスト化とを実現できる三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法の提供を課題とする。【解決手段】測定ユニット１０と、ロボットアーム２０と、測定ユニット１０によって測定された測定データと被測定物４０の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証用ソフトウェアと、各手段やソフトウェアをそれぞれ動作させるためのコンピュータ３０とを備え、ＮＣ工作機械で製作した被測定物４０の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システム１であって、コンピュータ３０は、ロボットアーム２０を動作させるロボットアーム動作プログラムとして、ＮＣ工作機械動作プログラムを用いてロボットアーム２０を動作させる三次元形状測定検査システム１である。【選択図】図１
2018096886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の三次元形状を測定する非接触三次元形状測定手段と、該非接触三次元形状測定手段の測定位置を変位させるロボットアームと、前記非接触三次元形状測定手段によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証用ソフトウェアと、該データ比較検証用ソフトウェア、前記非接触三次元形状測定手段、前記ロボットアームをそれぞれ動作させるための動作プログラムを実行するコンピュータとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システムであって、前記コンピュータは、前記製作物の三次元設計データと、前記非接触三次元形状測定手段を動作させる非接触三次元形状測定手段動作プログラムと、前記データ比較検証用ソフトウェアを動作させるデータ比較検証用ソフトウェア動作プログラムとに加えて、前記ＮＣ工作機械を動作させるためのＮＣ工作機械動作プログラムを記憶部に記憶させてあると共に、前記ロボットアームを動作させるロボットアーム動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械動作プログラムを用いて前記ロボットアームを動作させることを特徴とする三次元形状測定検査システム。
【請求項２】
製作物は、フルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型であることを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定検査システム。
【請求項３】
三次元設計データは、三次元ＣＡＤデータと、三次元ＣＧデータとの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の三次元形状測定検査システム。
【請求項４】
被測定物の三次元形状を非接触三次元形状測定機で測定する非接触三次元形状測定ステップと、ロボットアームを動作させて前記非接触三次元形状測定機の測定位置を変位させる非接触三次元形状測定機変位ステップと、前記非接触三次元形状測定機によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証ステップとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の形状をコンピュータで測定検査する三次元形状測定検査方法であって、前記非接触三次元形状測定ステップと、非接触三次元形状測定機変位ステップと、データ比較検証ステップとの各ステップは、前記コンピュータに備える各ステップを実施するための動作プログラムによって実行されると共に、前記非接触三次元形状測定機変位ステップを実施するための動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械を動作させるＮＣ工作機械動作プログラムを用いることを特徴とする三次元形状測定検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）工作機械を用いて製作した製作物（例えばフルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型等）が、設計通りに製作されているか否かを検査する形状測定検査は、複雑な図面の読解ができる経験、知識を備えた人材が手作業で行うものが一般的であった。
しかしながら近年においては、産業技術の目覚ましい発展により、コンピュータを用いて三次元形状測定検査を行うシステムが各種開発されてきている。
このようなコンピュータを用いて三次元形状測定検査を行うシステムにおいては、ロボットアームの先端にカメラやスキャナを取り付けて、製作物の三次元形状の測定を行うものが一般的である。
上記ロボットアームを用いて製作物の三次形状の測定を行う従来技術として、下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３６５４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１は、三次元位置計測方法に関する発明で、二つの画像の対応点を容易に見出し、対象物の特徴点の三次元位置の計測を安定に行い得ることができるというメリットがある。
しかしながらロボットアームを用いて製作物の三次形状の測定を行う従来技術においては、ロボットアームを動作させるためのロボットアーム用動作プログラムを別途一から作成するものが一般的であったことから、手間とコストとがかかり、コンピュータを用いて三次元形状測定検査を行うシステムの効率化と省コスト化とを実現することができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法において、システムの効率化と省コスト化とを実現できる三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明の三次元形状測定検査システムは、被測定物の三次元形状を測定する非接触三次元形状測定手段と、該非接触三次元形状測定手段の測定位置を変位させるロボットアームと、前記非接触三次元形状測定手段によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証用ソフトウェアと、該データ比較検証用ソフトウェア、前記非接触三次元形状測定手段、前記ロボットアームをそれぞれ動作させるための動作プログラムを実行するコンピュータとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システムであって、前記コンピュータは、前記製作物の三次元設計データと、前記非接触三次元形状測定手段を動作させる非接触三次元形状測定手段動作プログラムと、前記データ比較検証用ソフトウェアを動作させるデータ比較検証用ソフトウェア動作プログラムとに加えて、前記ＮＣ工作機械を動作させるためのＮＣ工作機械動作プログラムを記憶部に記憶させてあると共に、前記ロボットアームを動作させるロボットアーム動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械動作プログラムを用いて前記ロボットアームを動作させることを第１の特徴としている。
また本発明の三次元形状測定検査システムは、上記第１の特徴に加えて、製作物は、フルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型であることを第２の特徴としている。
また本発明の三次元形状測定検査システムは、上記第１又は第２の特徴に加えて、三次元設計データは、三次元ＣＡＤデータと、三次元ＣＧデータとの少なくとも一方であることを第３の特徴としている。
また本発明の三次元形状測定検査方法は、被測定物の三次元形状を非接触三次元形状測定機で測定する非接触三次元形状測定ステップと、ロボットアームを動作させて前記非接触三次元形状測定機の測定位置を変位させる非接触三次元形状測定機変位ステップと、前記非接触三次元形状測定機によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証ステップとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の形状をコンピュータで測定検査する三次元形状測定検査方法であって、前記非接触三次元形状測定ステップと、非接触三次元形状測定機変位ステップと、データ比較検証ステップとの各ステップは、前記コンピュータに備える各ステップを実施するための動作プログラムによって実行されると共に、前記非接触三次元形状測定機変位ステップを実施するための動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械を動作させるＮＣ工作機械動作プログラムを用いることを第４の特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上記第１の特徴による三次元形状測定検査システムによれば、被測定物の三次元形状を測定する非接触三次元形状測定手段と、該非接触三次元形状測定手段の測定位置を変位させるロボットアームと、前記非接触三次元形状測定手段によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証用ソフトウェアと、該データ比較検証用ソフトウェア、前記非接触三次元形状測定手段、前記ロボットアームをそれぞれ動作させるための動作プログラムを実行するコンピュータとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査を行う三次元形状測定検査システムであって、前記コンピュータは、前記製作物の三次元設計データと、前記非接触三次元形状測定手段を動作させる非接触三次元形状測定手段動作プログラムと、前記データ比較検証用ソフトウェアを動作させるデータ比較検証用ソフトウェア動作プログラムとに加えて、前記ＮＣ工作機械を動作させるためのＮＣ工作機械動作プログラムを記憶部に記憶させてあると共に、前記ロボットアームを動作させるロボットアーム動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械動作プログラムを用いて前記ロボットアームを動作させることから、ロボットアームを動作させるための動作プログラムを別途一から作成する必要がない。よってロボットアームのロボット教示にかかる工数が不要となることで、システムの効率化と省コスト化とを実現することができる。また非接触三次元形状測定手段によって測定された測定データと三次元設計データとの比較検証を行って三次元形状の測定検査を行う構成とすることで、製作物の形状の部分的な検査に加えて、全面検査を効率的に行うことができる。よって高精度の形状測定検査が可能なシステムとすることができる。
【０００８】
また上記第２の特徴による三次元形状測定検査システムによれば、上記第１の特徴による作用効果に加えて、製作物は、フルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型であることから、従来の手作業による形状測定検査に比べて、形状測定検査に要する時間の短縮化を効果的に実現することができる。
【０００９】
また上記第３の特徴による三次元形状測定検査システムによれば、上記第１又は第２の特徴による作用効果に加えて、三次元設計データは、三次元ＣＡＤデータと、三次元ＣＧデータとの少なくとも一方であることから、各種製作物の三次元形状の測定検査に対応可能なシステムとすることができる。
【００１０】
また上記第４の特徴による三次元形状測定検査方法によれば、被測定物の三次元形状を非接触三次元形状測定機で測定する非接触三次元形状測定ステップと、ロボットアームを動作させて前記非接触三次元形状測定機の測定位置を変位させる非接触三次元形状測定機変位ステップと、前記非接触三次元形状測定機によって測定された測定データと前記被測定物の三次元設計データとの比較検証を行うデータ比較検証ステップとを備え、ＮＣ工作機械で製作した製作物の形状をコンピュータで測定検査する三次元形状測定検査方法であって、前記非接触三次元形状測定ステップと、非接触三次元形状測定機変位ステップと、データ比較検証ステップとの各ステップは、前記コンピュータに備える各ステップを実施するための動作プログラムによって実行されると共に、前記非接触三次元形状測定機変位ステップを実施するための動作プログラムとして、前記ＮＣ工作機械を動作させるＮＣ工作機械動作プログラムを用いることから、ロボットアームを動作させるための動作プログラムを別途一から作成する必要がない。よってロボットアームのロボット教示にかかる工数が不要となることで、三次元形状測定検査方法の効率化と省コスト化とを実現することができる。また非接触三次元形状測定機によって測定された測定データと三次元設計データとの比較検証を行って三次元形状の測定検査を行う構成とすることで、製作物の形状の部分的な検査に加えて、全面検査を効率的に行うことができる。よって高精度の形状測定検査が可能な三次元形状測定検査方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システムの内部構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システムを用いて三次元形状の測定検査を行う製作物の製作工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法を用いて製作物の三次元形状の測定検査を行う際の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各図面を参照して、本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではない。
【００１３】
まず図１、図２を参照して、本発明の実施形態に係る三次元形状測定検査システム１は、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状の測定検査をコンピュータで行うシステムである。
この三次元形状測定検査システム１は、測定ユニット１０と、ロボットアーム２０と、コンピュータ３０と、被測定物４０を載置させる載置台５０とから構成される。
なお本実施形態においては、ＮＣ工作機械で製作した製作物として、フルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型を用いる構成とすると共に、発泡スチロール型は三次元ＣＡＤ（３Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）で設計されたものとして以下の説明を行うものとする。
【００１４】
前記測定ユニット１０は、非接触式の三次元計測ユニットであり、本発明の非接触三次元形状測定手段を構成するものである。より具体的には、光切断法を用いた画像式の三次元計測ユニットである。本実施形態においては、測定ユニット１０として三次元スキャナを用いる構成としてある。光切断法は、照射レーザ光の撮影画像に基づいて、三角測量の原理を用いて撮影画像内の各点の三次元位置のデータを求める手法である。
この測定ユニット１０は、図２に示すように、計測用カメラ１１と、レーザ光照射部１２と、位置算出部１３とから構成される。
なお、この測定ユニット１０は、コンピュータ３０に備える非接触三次元形状測定手段動作プログラムによって動作が制御される。
【００１５】
前記計測用カメラ１１は、いわゆるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラであり、レーザ光照射部１２から被測定物４０に対して照射されて、反射された反射光を受光し、レーザ光が照射された状態の被測定物４０の画像を撮影するためのものである。
【００１６】
前記レーザ光照射部１２は、スリット状のレーザ光を被測定物４０に対して照射するためのものである。
【００１７】
前記位置算出部１３は、三角測量の原理を用いて被写体との距離を画面内の各位置において算出するためのものである。この位置算出部１３によって、被測定物４０の表面の三次元座標値（三次元形状）が算出される。そして算出された三次元座標値は、コンピュータ３０に送信される。
なお、位置算出部１３で算出される三次元座標値はカメラ座標系で表現された値である。ここで「カメラ座標系」とは、カメラが持つ座標系であり、画像中心を原点として、右方向がＸ軸のプラス方向、下方向がＹ軸のプラス方向、カメラの正面向きがＺ軸のプラス方向となるもののことを意味するものである。
【００１８】
前記ロボットアーム２０は、コンピュータ３０と通信可能に接続されると共に、測定ユニット１０を把持して、測定ユニット１０の測定位置を変位させるためのものである。
このロボットアーム２０は、把持部２１と、移動機構２１とから構成される。
【００１９】
前記把持部２１は、測定ユニット１０を把持するためのものである。この把持部２１は、測定ユニット１０を把持できる構造を備えるものであれば、如何なる構成であってもよい。
【００２０】
前記移動機構２１は、計測ユニット１０の位置を三次元空間内の所定範囲の任意の位置に変位させるためのものである。具体的には、沿直方向、水平方向、回転方向に駆動可能な複数の関節を備えており、これらの関節を駆動させることで、計測ユニット１０の位置を所望の位置に変位させることが可能となる。
なお、このロボットアーム２０は、コンピュータ３０に備えるロボットアーム動作プログラムによって動作が制御される。加えて本発明においては、後に詳細に説明するように、ロボットアーム動作プログラムとして、ＮＣ工作機械動作プログラムを用いる構成としてある。
【００２１】
前記コンピュータ３０は、三次元形状測定検査システム１の各種動作の制御や各種データの記憶、各種データや各種コマンドの送受信等を行うためのものである。
このコンピュータ３０は、図２に示すように、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、表示部３４と、操作部３５と、座標変換部３６と、測定検査部３７とから構成される。
【００２２】
前記制御部３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）からなり、本システムの制御や各種動作を実行させるためのものである。
本実施形態においては、図１に示すように、制御部３１としてハードディスク３１ａを備える構成としてある。
【００２３】
前記記憶部３２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、本システムの制御や各種動作の実行に必要なソフトウェアやプログラム、各種データを記憶するためのものである。
本実施形態においては、図２に示すように、発泡スチロール型の三次元設計データである三次元ＣＡＤデータを格納する三次元設計データ用データベース３２ａと、測定ユニット１０を動作させるための測定ユニット動作プログラム等を格納する測定ユニット用ソフトウェア３２ｂと、ロボットアーム２０を動作させるためのロボットアーム動作プログラム等を格納するロボットアーム用ソフトウェア３２ｃと、測定ユニット１０によって測定された測定データと三次元ＣＡＤデータとの比較検証を行うためのデータ比較検証プログラム等を格納するデータ比較検証用ソフトウェア３２ｄと、ＮＣ工作機械を動作させるためのＮＣ工作機械動作プログラム等を格納するＮＣ工作機械用ソフトウェア３２ｅと、載置台５０を動作させるための載置台動作プログラム等を格納する載置台用ソフトウェア３２ｆとを記憶部３２に備える構成としてある。
つまり本実施形態においては、１台のコンピュータ３０で、測定ユニット１０と、ロボットアーム２０と、データ比較検証用ソフトウェア３２ｄと、ＮＣ工作機械（図示していない）とを制御する構成としてある。
なお図示していないが、記憶部３２は、既述したデータやソフトウェア以外にも、通常のコンピュータが備える各種ソフトウェア（各種プログラムを含む）や各種データを備えている。
【００２４】
前記通信部３３は、測定ユニット１０、ロボットアーム２０、載置台５０との間や、図示していない他の電気通信機器との間で各種データの送受信や各種処理コマンドの送信を行うためのものである。
【００２５】
前記表示部３４は、主として、コンピュータ３０で入出力を行う各種データや、他の電子通信機器との間で送受信する各種データを表示するためのもので、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなる図１に示すディスプレイ３４ａと、これを駆動するためのディスプレイ駆動回路を備える。このディスプレイ駆動回路は、コンピュータ３０が受信した信号データに基づいてディスプレイ３４ａを駆動する。これによってディスプレイ３４ａに画像データや文字データ等の各種情報が表示される。
なお、表示されるデータは画像データ、文字データ、音声データ、動画データ等、如何なる形式のデータであってもよい。
【００２６】
前記操作部３５は、コンピュータ３０の各種操作や各種指示を行うためのもので、本実施形態においては、図１に示すように、操作部３５としてキーボード３５ａを備える構成としてある。このキーボード３５ａを介してテキストデータの入力や各種操作と各種指示とが行われる。
なお、操作部３５としては、キーボード３５ａに限るものではなく、マウスやタッチパネル等、通常のコンピュータが操作部として備えるものであれば、如何なるものを用いてもよい。
【００２７】
前記座標変換部３６は、測定ユニット１０の位置算出部１３によって算出された計測対象物（被測定物）の三次元座標値と、カメラ座標系及びベース座標系相互間の関係とに基づいて、計測対象物のベース座標系における三次元座標位置を算出するためのものである。
なお、ここで「ベース座標系」とは、空間内に固定された基準となる座標系を意味するものである。
測定ユニット１０により複数の位置及び姿勢で撮影されて取得されたカメラ座標系による三次元座標値を、座標変換部３６でそれぞれベース座標系に変換することによって、これら三次元座標値を統一的に扱うことが可能になる。
【００２８】
前記測定検査部３７は、測定ユニット１０及び座標変換部３６によって取得された被測定物４０に関する測定データ（三次元データ）と、被測定物４０の三次元ＣＡＤデータ（三次元設計データ）との比較検証を行うためのものである。
この測定検査部３７による比較検証は、記憶部３２に格納されているデータ比較検証用ソフトウェア３２ｄによって制御される。
なお本実施形態においては、このデータ比較検証用ソフトウェア３２ｄは、被測定物４０の一部分の形状の比較検証と、被測定物４０の全体形状の比較検証との何れにも対応可能な動作プログラムを備えている。
【００２９】
前記載置台５０は、コンピュータ３０と通信可能に接続されると共に、被測定物４０を載置させて、任意の方向に回転させるための台である。詳しくは図示していないが、本実施形態においては、載置台５０の骨格をなす基台５１と、回転台５２とから構成される、いわゆるターンテーブルを用いる構成としてある。
なお、この回転台５２は、既述した載置台用ソフトウェア３２ｆによって、回転角度や回転スピードが制御される。また回転台５２は、産業用ターンテーブルの回転台が通常備える各種構造、機構を備えるものである。
更に本実施形態においては、回転台５２の回転角度や回転スピードがロボットアーム２０の動きに同調するように、載置台用ソフトウェア３２ｆが、ロボットアーム動作プログラムとしてのＮＣ工作機械動作プログラムを解析し、回転台５２の回転角度や回転スピードを演算して回転台５２の動作を制御する構成としてある。
【００３０】
次に図３を参照して、三次元形状測定検査システム１で三次元形状の測定検査が実施される発泡スチロール型の製作工程をまず説明する。
【００３１】
まず三次元ＣＡＤを用いて、発泡スチロール型の三次元設計データ（三次元ＣＡＤデータ）を作成する（ステップＳ１）。
そして作成した三次元設計データを、ＮＣ工作機械で読み取り可能なＮＣ工作機械動作プログラム（いわゆるＮＣデータ）に変換する（ステップＳ２）。具体的には、三次元ＣＡＤに付随する三次元ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）によって、三次元ＣＡＤで作成した三次元設計データを、ＮＣ工作機械を自動操作するための自動操作プログラム（いわゆるＣＬ（Ｃｕｔｔｅｒ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ）データ）に変換し、更に自動操作プログラムをＮＣ工作機械が読み取り可能なＮＣデータに変換する。
【００３２】
その後、ＮＣ工作機械を用いて発泡スチロール型の基になる複数の発泡スチロールのパーツの製作を行う（ステップＳ３）。
製作された複数の発泡スチロールのパーツを人手で組み合わせる。これによって発泡スチロール型が完成する（ステップＳ４）。
【００３３】
次に図４を参照して、発泡スチロール型の三次元形状を測定検査する三次元形状測定検査システム１及び三次元形状測定検査方法の動作の流れを説明する。
【００３４】
まず測定ユニット１０とロボットアーム２０とを用いて、被測定物（発泡スチロール型）４０の三次元形状を測定する（ステップＳ５）。具体的には、ロボットアーム２０を駆動し、測定ユニット１０で被測定物４０を撮影して三次元形状を測定する。このステップＳ５が、本発明の三次元形状測定方法の非接触三次元形状測定ステップと非接触三次元形状測定機変位ステップを構成する。なお本実施形態においては、この非接触三次元形状測定機変位ステップを実施するための動作プログラムとして、ＮＣ工作機を動作させるためのＮＣ工作機械動作プログラムを用いる構成としてある。
具体的には、被測定物である発泡スチロール型を構成する各パーツについて、三次元形状を測定する各パーツに合わせて、そのパーツをＮＣ工作機械で製作する際に用いたＮＣ工作機械動作プログラムを用いて、ロボットアーム２０を動作させる構成としてある。
【００３５】
次に測定ユニット１０の位置算出部１３によって三次元形状データが作成され、コンピュータ３０の座標変換部３６に送信され、計測対象物のベース座標系における三次元座標位置が算出されて、記憶部３２に記憶される（ステップＳ６）。
【００３６】
その後、作成された被測定物４０の三次元形状データ（三次元座標位置データ）と、記憶部３２に記憶されている被測定物４０の三次元ＣＡＤデータ（三次元設計データ）との比較検証が行われる（ステップＳ７）。このステップＳ７が、本発明の三次元形状測定検査方法のデータ比較検証ステップを構成する。
【００３７】
そして測定検査部３７による比較検証の結果が表示部３４に表示される（ステップ８）。
より具体的には、例えば測定された被測定物４０の三次元形状データの値と三次元設計データ（三次元ＣＡＤデータ）の値との差を数値表示するような構成とすることができる。また例えば測定された被測定物４０の三次元形状データの値と三次元設計データの値との誤差をパーセンテージで表示するような構成とすることもできるし、測定された被測定物４０の三次元形状データの値が、予め登録してある公差値の範囲内にある場合は合格表示を行い、それ以外の場合は不合格表示を行う構成とすることもできる。つまり測定検査部３７による比較検証の結果の出力形態は、如何なる形態であってもよい。
【００３８】
以上により、三次元形状測定検査が終了する。
【００３９】
このような構成からなる本発明の三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法は、以下の効果を奏する。
【００４０】
被測定物４０の三次元形状を測定するための測定ユニット１０を変位させるためのロボットアーム２０を動作させる動作プログラムとして、ＮＣ工作機械動作プログラムを用いる構成とすることで、ロボットアーム２０を動作させるための動作プログラムを別途一から作成する必要がない。よってロボットアーム２０のロボット教示にかかる工数が不要となることで、三次元形状測定検査システム１及び三次元形状測定検査方法の効率化と省コスト化とを実現することができる。
【００４１】
また測定ユニット１０によって測定された被測定物４０の測定データ（三次元形状データ）と三次元ＣＡＤデータ（三次元設計データ）との比較検証を行って被測定物４０の測定検査を行う構成とすることで、被測定物４０の形状の部分的な検査に加えて、全面検査を効率的に行うことができる。よって高精度の形状測定検査が可能な三次元形状測定検査システム１及び三次元形状測定検査方法とすることができる。
【００４２】
また被測定物４０となる製作物として、フルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型を用いる構成とすることで、従来の熟練した人手による形状測定検査に比べて、形状測定検査に要する時間の短縮化を効果的に実現することができる。よって一段と効率的で省コスト化が可能であると共に、高精度な三次元形状測定検査を実現することができる。
【００４３】
また回転台５２の動作がロボットアーム２０の動きに同調するように、載置台用ソフトウェア３２ｆがロボットアーム動作プログラムとしてのＮＣ工作機械動作プログラムを解析して回転台５２の回転角度や回転スピードを演算し、回転台５２の動作を制御する構成とすることで、一段と効率的に測定ユニット１０で被測定物４０の三次元形状の測定を行うことができる。よって一段と効率的な三次元形状測定検査システム１及び三次元形状測定検査方法とすることができる。
【００４４】
また１台のコンピュータ３０で、測定ユニット１０と、ロボットアーム２０と、データ比較検証用ソフトウェア３２ｄと、ＮＣ工作機械（図示しない）とを制御する構成とすることで、システムや工程の集中管理が可能となり、一段と省コスト化と小規模化とが実現可能な三次元形状測定検査システム１及び三次元形状測定検査方法とすることができる。
【００４５】
なお本実施形態においては、被測定物４０を制作するための三次元設計データとして、三次元ＣＡＤデータを用いる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。例えば三次元ＣＡＤデータに替えて三次元ＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）データを用いる構成としてもよい。また三次元ＣＡＤデータと三次元ＣＧデータとを混在させて用いるような構成としてもよい。このような構成とすることで、測定検査の対象となる製作物の範囲を効果的に拡張することが可能となり、様々な製作物に対応可能な三次元形状測定検査システム及び三次元形状測定検査方法とすることができる。
【００４６】
また本実施形態においては、被測定物４０としてフルモールド鋳造法の鋳型となる発泡スチロール型を用いる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、ＮＣ工作機械で製作する製作物であれば如何なるものを用いてもよい。例えば被測定物４０として、ＮＣ工作機械で製作する各種金属加工製品を用いる構成とすることができる。このような構成とすることで、金属加工製品の三次元形状測定検査において、効率化、省コスト化及び高精度化を効果的に実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、ＮＣ工作機械で製作した製作物の三次元形状測定検査システム及び三次元形状検査方法において、効率化と省コスト化とを実現できることから、三次元形状測定検査システム、三次元形状測定検査方法の分野における産業上の利用性が高い。
【符号の説明】
【００４８】
１            三次元形状測定検査システム
１０          測定ユニット
１１          計測用カメラ
１２          レーザ光照射部
１３          位置算出部
２０          ロボットアーム
２１          把持部
２２          移動機構
３０          コンピュータ
３１          制御部
３２          記憶部
３２ａ        三次元設計データ用データベース
３２ｂ        測定ユニット用ソフトウェア
３２ｃ        ロボットアーム用ソフトウェア
３２ｄ        データ比較検証用ソフトウェア
３２ｅ        ＮＣ工作機械用ソフトウェア
３２ｆ        載置台用ソフトウェア
３３          通信部
３４          表示部
３５          操作部
３６          座標変換部
３７          測定検査部
４０          被測定物
５０          載置台
５１          基台
５２          回転台
【図１】
2018096886.tif 000003
【図２】
2018096886.tif 000004
【図３】
2018096886.tif 000005
【図４】
2018096886.tif 000006