(57)【要約】【課題】  非接触式の３次元測定機におけるオフラインティーチングを実現し、作業者の測定工数を減らすことができる３次元形状測定方法を提供する。【解決手段】  被測定物の３次元形状を非接触の３次元測定機１で測定する３次元形状測定方法であって、３次元（３Ｄ）ＣＡＤにおいて、３次元測定機、被測定物、測定テーブル、測定治具の３ＤＣＡＤモデルを生成し、３次元測定機による測定範囲の３ＤＣＡＤモデル（測定範囲モデル）１７を可視化して被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８に接触させて被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８上の測定範囲を着色して、測定位置を決定するオフラインティーチングを行う３次元形状測定方法である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の３次元形状を非接触の測定機で測定する３次元形状測定方法であって、
シミュレーション用コンピュータで前記測定機の３次元ＣＡＤモデルを生成すると共に、前記測定機の３次元ＣＡＤモデルが測定可能な範囲を測定範囲の３次元ＣＡＤモデルとして可視的に形成し、
前記被測定物の３次元ＣＡＤモデルを生成し、
前記被測定物の３次元ＣＡＤモデルに前記測定範囲の３次元ＣＡＤモデルを接触させて前記被測定物の測定位置をティーチングすることを特徴とする３次元形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元形状を測定する方法に係り、特に、被測定物の３次元ＣＡＤモデルを利用して被測定物の測定位置をティーチングすることができる３次元形状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来技術］
非接触式の３次元測定機を用いた部品の測定や検査では、被測定物の全表面形状を測定することを目的とする場合が多い。これらの測定機では、測定箇所を面単位で設定できるため容易に全表面の測定ができるように思える。
【０００３】
しかしながら、実際には、測定データの抽出には、測定面と測定ヘッドに距離や角度の制限があり、目的の箇所の測定データが精度よく得られているかは測定後のデータを確認してみなければわからないものである。一度測定しても期待通りのデータが得られない場合には、測定位置を変更して再度測定する必要がある。
【０００４】
被測定物の全表面形状を測定する場合、測定を何十回と繰り返すことになるが、測定の位置決めに時間が掛かり、測定抜けなどで同じ箇所を何度も測定していると、作業工数が増大する原因になる。
【０００５】
３次元測定機では、測定機と被測定物の位置決めはノウハウとなっており、１回の測定毎に必要な作業である。そのため、測定者は、目的のデータをすべて測定し終わるまで測定作業場を離れることができないものとなっている。
【０００６】
これに対して、測定機の測定ヘッドを５軸の機械制御で位置決めするタイプの非接触式の３次元測定機がある。このタイプの装置では、測定毎の測定ヘッドの位置を機械座標で記録しておくことが可能で、類似形状を複数個測定する場合に、２回目以降は１回目に測定した座標位置の情報を元に自動測定をすることが可能になる。ただし、１回目の測定はやはり作業者が工数を掛けて測定設定しなければならないものである。
【０００７】
尚、自動測定に関しては、接触式の３次元測定機では３次元ＣＡＤを用いて測定点を指定して自動寸法検査を行う技術があるが、非接触式には対応していない。また、接触式の３次元測定機では、非接触式の３次元測定機のように、被測定物の全表面形状を測定することはできないものである。
【０００８】
［従来の３次元形状測定方法のフロー：図９］
次に、従来の非接触式の３次元測定機における測定方法について図９を参照しながら説明する。図９は、従来の非接触式の３次元形状測定方法の流れを示すフローチャートである。
従来の非接触式の３次元形状測定方法は、図９に示すように、測定が開始されると（Ｓ１）、まず、被測定物を測定テーブルに設置し（Ｓ２）、測定カメラを最適位置に移動し（Ｓ３）、そして測定する（Ｓ４）。測定後に測定データを確認し（Ｓ５）、測定が終了したか否か判定し（Ｓ６）、測定が終了していなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ３から処理Ｓ５の作業を繰り返す（Ｓ７）。この間、測定者は測定作業場を離れることができない。判定処理Ｓ６で測定終了していれば（Ｙｅｓの場合）、測定終了する（Ｓ８）。
【０００９】
尚、関連する先行技術として、特開平１０−２４６６１２号公報（特許文献１）がある。
特許文献１には、周期と向きとが互いに異なる複数の一次元格子を重畳させた２次元格子パターンを被測定物に投影して変形した２次元格子像を撮像し、各１次元格子成分毎に位相を検出して３次元形状の測定値を得る３次元形状測定方法が示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２４６６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の非接触式の３次元測定機における実際の測定手順は、測定位置の設定（図９の処理Ｓ３）と測定（処理Ｓ４）、測定データの確認（処理Ｓ５）の繰り返しである。
【００１２】
測定位置の設定工程は、人間がカメラの映像を見ながら被測定物の測定に最適な位置にカメラを合わせる工程である。また、測定工程は、測定機が実際に形状を測定する工程である。
【００１３】
本来、測定工程は、作業者が測定機に就く必要がない工程であるが、測定位置の設定工程と測定工程とを交互に行わなければならないため、作業者は測定工程の時間も拘束されることになる。
【００１４】
測定物の形状や大きさにより、測定位置の設定工程と測定工程との繰り返しが数十回から数百回になり、その場合、作業者は測定機による測定工程に拘束される時間が多くなるという問題点があった。
【００１５】
［発明の目的］
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、非接触式の３次元測定機におけるオフラインティーチングを実現し、作業者の測定工数を減らすことができる３次元形状測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、被測定物の３次元形状を非接触の測定機で測定する３次元形状測定方法であって、シミュレーション用コンピュータで測定機の３次元ＣＡＤモデルを生成すると共に、測定機の３次元ＣＡＤモデルが測定可能な範囲を測定範囲の３次元ＣＡＤモデルとして可視的に形成し、被測定物の３次元ＣＡＤモデルを生成し、被測定物の３次元ＣＡＤモデルに測定範囲の３次元ＣＡＤモデルを接触させて被測定物の測定位置をティーチングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被測定物の３次元形状を非接触の測定機で測定する３次元形状測定方法であって、シミュレーション用コンピュータで測定機の３次元ＣＡＤモデルを生成すると共に、測定機の３次元ＣＡＤモデルが測定可能な範囲を測定範囲の３次元ＣＡＤモデルとして可視的に形成し、被測定物の３次元ＣＡＤモデルを生成し、被測定物の３次元ＣＡＤモデルに測定範囲の３次元ＣＡＤモデルを接触させて被測定物の測定位置をティーチングする３次元形状測定方法としているので、オフラインティーチングによって得られた測定位置のデータに従って実物の被測定物を測定できるので、作業者の負担を軽減し、測定時間を大幅に短縮できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態は、被測定物の３次元形状を非接触の測定機で測定する３次元形状測定方法であって、３次元（３Ｄ）ＣＡＤにおいて、３次元測定機、被測定物、測定テーブル、測定治具の３ＤＣＡＤモデルを生成し、３次元測定機による測定範囲の３ＤＣＡＤモデルを可視化して被測定物の３ＤＣＡＤモデルに接触させて被測定物の３ＤＣＡＤモデル上の測定範囲を着色して、測定位置を決定するオフラインティーチングを行い、測定治具をその３ＤＣＡＤモデル１９に基づいて設計して製造し、実物の３次元測定機、実物の測定テーブル、実物の被測定物、実物の治具を３ＤＣＡＤモデルと同様に固定してオフラインティーチングによって得られた測定位置のデータに従って自動的に測定するようにしているので、作業者の負担を軽減し、測定時間を大幅に短縮できるものである。
【００１９】
［３次元測定システム：図１］
本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法を実現する３次元測定システムについて図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る３次元測定システムの構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法を実現する３次元形状測定システム（本システム）は、図１に示すように、ＸＹＺθＡ軸を持つ非接触式の３次元測定装置（３次元測定機）１を備える。
３次元測定装置１は、Ｚ軸方向の移動とＡ軸回りの傾斜が可能な測定カメラ２と、Ｘ，Ｙ平面の移動とθ軸回りの回転が可能な測定台３を有する。
また、本システムは、３次元測定装置１に接続された装置制御用パーソナルコンピュータ（ＰＣ）４と、装置制御用ＰＣ４に接続されたシミュレーション用パーソナルコンピュータ（ＰＣ）５とを備えている。
【００２０】
［各部］
本システムの各部について具体的に説明する。
３次元測定装置１は、測定台３上に配置された被測定物について測定カメラ２を用いて、面単位の測定範囲を１回で測定して３次元測定データを取得するものである。
３次元測定装置１は、既に提供されており、ニューモアレ原理等を用いて被測定物を撮影し、撮影したデジタル画像をフーリエ変換、相対位相計算、絶対位相への展開、Ｚ値、更にＸ，Ｙ値を算出して、撮影した被測定物全体の座標値を求めるものである。
また、３次元測定装置１は、装置制御用ＰＣ４からの測定位置の制御に従って測定が為されるようになっている。
測定台３は、通常、被測定物の固定治具を介して被測定物が配置されるものである。
【００２１】
装置制御用ＰＣ４は、シミュレーション用ＰＣ５から入力された測定位置情報に基づいて測定情報ファイル（測定プログラムファイル）を生成し、当該測定プログラムファイルを測定ソフトが読み込んで３次元測定装置１に測定位置の制御信号を出力し、３次元測定装置１を制御するものである。
【００２２】
シミュレーション用ＰＣ５は、３ＤＣＡＤソフト及びオフラインティーチングソフトが組み込まれており、３ＤＣＡＤソフトでは、３次元測定装置１の３ＤＣＡＤモデル、被測定物の３ＤＣＡＤモデル、位置合わせ治具の３ＤＣＡＤモデル（これらをまとめて「シミュレーション用３Ｄモデル６」という）を表示装置（モニター）に表示し、それら表示されたモデルをマウス等で操作してオフラインティーチングソフトにより測定位置が特定され、その測定位置の情報が装置制御用ＰＣ４に出力される。
【００２３】
［３次元形状測定方法の概要：図２］
次に、本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法の概要について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法の概要を示す図である。
３次元ＣＡＤデータとそのデータを元にして作成した実物の部品がある場合に、それらを利用したオフラインティーチングについて説明する。尚、３次元測定機（３次元測定装置）１は、測定ヘッドを５軸ＮＣ制御とデータの自動合成可能な非接触式の３次元測定機を使用するものとする。
【００２４】
第１に、シミュレーション用ＰＣ５では、３次元ＣＡＤソフトを使用して３次元測定機１それ自体の３ＤＣＡＤモデルをモニター上に作成して表示し、実装置と同様の測定ヘッドの可動設定と制限を与える。
【００２５】
また、シミュレーション用ＰＣ５では、３次元測定機１の３ＤＣＡＤモデルを実装置の機械座標に対応付けをする。これにより、オフライン（ＣＡＤの中における仮想）の３ＤＣＡＤモデル上で３次元測定機の動作設定が可能となる。
更に、シミュレーション用ＰＣ５では、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８を形成（アセンブル）しておく。
【００２６】
第２に、オフラインティーチングでは、ティーチング時に想定した測定状況と実測定時の被測定物の設置状況が同じでなければならない。高精度な位置合わせを実現する方法として、オフラインティーチング用３ＤＣＡＤモデル上で位置合わせ治具（ジグ）を設計し、ジグの３ＤＣＡＤモデル１９を形成する。
【００２７】
３ＤＣＡＤの中の測定テーブルと被測定物を固定する治具を設計し、光造形などのＲＰ（Rapid Prototyping）で実物化する。これにより、オフラインティーチング時の測定と実際の測定での被測定物の設置状況を同じにすることができる。
【００２８】
第３に、非接触式の３次元測定機の測定位置設定方法は、軸を移動させて測定カメラ３で撮影する要領であるが、測定の重要な要素である焦点距離と視野（画角）を３ＤＣＡＤ上で認識することは難しい。
【００２９】
そこで、通常、目に見ることができない非接触式の３次元測定機の焦点距離と視野を３ＤＣＡＤモデルで可視化することで分かりやすくしている。
つまり、シミュレーション用ＰＣ５では、３次元測定機の測定範囲の３ＤＣＡＤモデルを可視的に表す測定範囲モデルを生成する手段を備えており、具体的には、３ＤＣＡＤにおいて、測定カメラで撮影可能な測定範囲を半透明のモデル（測定範囲モデル）にして、測定ヘッドをマウスの操作に連動して動かせるようにする。これにより、可視化した半透明のモデルである測定範囲モデルと被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の交差部分から測定位置設定を可視的に容易に行うことができる。
【００３０】
第４に、非接触式の３次元測定では、測定位置や測定範囲を認識しずらく、表面形状のどこを測定ティーチングしたかを記憶しておくのは難しい。
そこで、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８に測定設定した箇所を色づけして視覚化する。つまり、シミュレーション用ＰＣ５では、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８に測定設定した箇所を色づけする手段を備えており、具体的には、測定設定されたときの測定範囲モデルと被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の交差部分で、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の表面に着色することで基本的に実現される。
【００３１】
但し、その際に、上記第３において視覚化した測定範囲のモデルと被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の交差面とそこに測定制限などの条件（例えば、光軸と測定面のなす角が３０°以上で、サーフェースの表側がカメラの方向を向いていること）を加えたものをデータとして使用する。
これは、例えば、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の測定範囲が曲面であれば、測定範囲のモデルと被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の交差面が全て測定可能であるとは限らない。そのような場合、例えば、交差面の中心部分が測定可能な範囲となるため、測定制限の条件を付することになる。
【００３２】
このように測定制限の条件が付された測定範囲のモデルと被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８との交差面（接触面）で、かつ測定可能な部分について被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８に着色するようにする。着色は、上記両モデルの接触状態で、シミュレーション用ＰＣ５でキーボード又はマウスによって測定者が測定位置を確定（位置決め）する操作によって為されるものである。
【００３３】
上記状態において、シミュレーション用ＰＣ５において、モニターの３ＤＣＡＤ上で測定カメラの測定ヘッドと測定テーブルを様々な測定位置に移動し、位置決め（オフラインティーチング）し、測定座標データを抽出する。
そして、測定座標データと測定条件を測定ファイルフォーマットに変換して装置制御用ＰＣ４に出力する。
【００３４】
非接触３次元測定機１には、ＲＰ装置によって製作された実物の被測定物と実物のジグが測定テーブル上に設置されている。
装置制御用ＰＣ４は、シミュレーション用ＰＣ５から入力された測定座標データと測定条件に従ってジグにより固定された被測定物の測定を実行する。尚、測定は、自動で為されるようになっている。
【００３５】
［３次元測定システムの詳細構成：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る３次元測定システム（本システム）の詳細構成について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る３次元測定システムの詳細構成ブロック図である。
本システムは、図３に示すように、実物の被測定物１８０と実物の位置合わせ治具１９０が用意されている状態で、３次元測定機１と、装置制御用ＰＣ４と、シミュレーション用ＰＣ５とから基本的に構成されている。
【００３６】
実物の位置合わせ治具１９０は、シミュレーション用ＰＣ５の３ＤＣＡＤのデータに基づいてＲＰ（ラピッドプロトタイピング）によって製作されたものである。
【００３７】
３次元測定機１は、測定ヘッドに取り付けられた測定カメラ２と、被測定物１８０が位置合わせ治具１９０を介して設置される測定テーブル３とを備え、装置制御用ＰＣ４からの測定位置の制御信号により測定テーブル３と測定カメラ２を動作させて測定位置での撮影を行って、被測定物の形状の座標データを取得するものである。
【００３８】
装置制御用ＰＣ４は、パーソナルコンピュータであるため、基本的内部構成として制御部と、揮発性の主記憶部と、不揮発性の記憶部を備え、記憶部に記憶されたプログラム（測定ソフト４０）を主記憶部にロードして動作可能とするものである。
尚、記憶部には、シミュレーション用ＰＣ５から入力された測定位置情報を測定情報ファイル４０ａとして記憶している。
【００３９】
また、装置制御用ＰＣ４は、インターフェースを備え、ネットワーク接続、外部機器（例えば、ディスプレイ４１、マウス４２、キーボード４３、ジョイステック４４）接続を可能にしている。特に、ネットワーク接続では、装置制御用ＰＣ４は、シミュレーション用ＰＣ５と接続し、データ（測定位置情報）の入力を受けるようになっている。
【００４０】
シミュレーション用ＰＣ５は、パーソナルコンピュータであるため、基本的内部構成として制御部と、揮発性の主記憶部と、不揮発性の記憶部を備え、記憶部に記憶されたプログラム（３ＤＣＡＤソフト６０及びオンラインティーチングソフト５０）を主記憶部にロードして動作可能とするものである。
また、シミュレーション用ＰＣ５は、インターフェースを備え、ネットワーク接続、外部機器（例えば、ディスプレイ５１、マウス５２、キーボード５３）接続を可能にしている。
【００４１】
シミュレーション用ＰＣ５は、３ＤＣＡＤソフトを用いて３次元測定機の３ＤＣＡＤモデル６２、被測定物の３ＤＣＡＤモデル６３、位置合わせ治具の被測定物の３ＤＣＡＤモデル６４を生成する。これら３ＤＣＡＤモデルを生成するために必要なデータがアセンブリファイル６１として記憶部に記憶されている。
尚、位置合わせ治具の被測定物の３ＤＣＡＤモデル６４は、ＲＰ装置におけるラピッドプロトタイピングにより実物の位置合わせ治具１９０が製作される。
【００４２】
また、シミュレーション用ＰＣ５は、オフラインティーチングソフトを起動して３ＤＣＡＤモデル６２，６３，６４をディスプレイ５１上に表示させながら、被測定物の３ＤＣＡＤモデル６３に測定ヘッドの３ＤＣＡＤモデルを近づけて測定範囲の３ＤＣＡＤモデルを接触させて測定位置を特定するオフラインティーチングを行う。
【００４３】
実際には、上記３ＤＣＡＤモデルを用いて測定位置を特定する処理は、シミュレーション用ＰＣ５において、記憶部に記憶されたアセンブリファイル６１にアクセスしながら行うものであり、測定位置が特定されると、オフラインティーチングソフトは、オフラインティーチング終了後に、測定位置情報（測定プログラム）を装置制御用ＰＣ４に対して出力するようになっている。
【００４４】
［３次元形状測定方法のフロー：図４］
次に、本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法のフローについて図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法のフローチャートである。
まず、測定が開始されると（Ｓ１１）、シミュレーション用ＰＣ５において、被測定物の３ＤＣＡＤデータから位置合わせを行うための位置合わせ治具を設計し（Ｓ１２）、設計した治具のデータを基にＲＰにより位置合わせ治具を作成（製作）する（Ｓ１３）。
【００４５】
次に、シミュレーション用ＰＣ５において、オフラインティーチングソフトを起動して、測定位置の決定を任意の回数繰り返し行う（Ｓ１４）。
そして、シミュレーション用ＰＣ５は、測定位置情報を含んだ測定プログラムファイルを装置制御用ＰＣ４に出力する（Ｓ１５）。すると、装置制御用ＰＣ（測定機制御用ＰＣ）４は、測定プログラムを読み込みする（Ｓ１６）。
【００４６】
そして、実物の測定テーブルに実物の治具と実物の被測定物を設置し（Ｓ１７）、３次元測定機１は、装置制御用ＰＣ４から入力される測定条件及び測定位置情報に基づいて自動測定を行い（Ｓ１８）、測定を終了する（Ｓ１９）。
【００４７】
上記の測定方法では、作業者が拘束される時間は、処理Ｓ１４〜処理１７であり、図９に示した従来の測定方法に比べて、大幅に短縮されている。
【００４８】
［測定カメラの測定範囲を表す３ＤＣＡＤモデル：図５］
次に、測定カメラの３次元ＣＡＤモデルにおける測定範囲の３ＤＣＡＤモデルについて図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る測定範囲の３ＤＣＡＤモデルを示す概略図である。
オフラインティーチング用として、３次元ＣＡＤモデルにはカメラの測定範囲を表す３ＤＣＡＤモデル（測定範囲モデル）１７を作成しておく。
図５においては、測定範囲モデル１７を明確にするために、測定ヘッドの３ＤＣＡＤモデル１６も示している。
【００４９】
測定ヘッドの３ＤＡＣＤモデル１６には、測定カメラの３ＤＡＣＤモデル８が備えられており、測定範囲モデル１７は、実物の測定カメラ２の光軸、画角、実物の３次元測定機１の測定距離、測定深度、測定領域によって定義される。
【００５０】
図５において、測定範囲モデル１７が、測定カメラの３ＤＣＡＤモデル８の光軸１０とその画角１１、３次元測定機の測定距離１２、測定深度１３、測定領域１４から形成されていることを示している。
尚、測定範囲モデル１７は、半透明で表現して、被測定物と重なった場合に認識しやすいようにしておく。
【００５１】
［オフラインティーチングの流れ：図６〜８］
シミュレーション用ＰＣ５におけるオフラインティーチングの流れについて図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、オフラインティーチングの流れ１を示す概略図であり、図７は、オフラインティーチングの流れ２を示す概略図であり、図８は、オフラインティーチングの流れ３を示す概略図である。
【００５２】
図６では、オフラインティーチング用の３ＤＣＡＤモデルとして、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８をアセンブルした状態にする。被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８を測定に最適な測定テーブルの３ＤＣＡＤモデル２０のテーブル位置にセット（拘束）した後、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８と測定テーブルの３ＤＣＡＤモデル２０を固定する治具の３ＤＡＣＤモデル１９を３ＤＣＡＤモデル上で設計する。
【００５３】
治具の３ＤＡＣＤモデル１９は、ＲＰにより実物のモデルを作成して実測定時にオフラインティーチングと同じ被測定物の段取り位置を再現するために使用する。図６の状態では、測定範囲の３ＤＣＡＤモデル１７が被測定物と重なった状態であるため、その交差面が測定範囲になることを視覚的に確認することができる。
【００５４】
図７では、図６から測定テーブルの３ＤＣＡＤモデル２０を回転させた状態である。斜線部２１は、図６の位置で測定位置設定をした場合の測定範囲になる。一度測定設定した被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８の表面部分に色づけすることで、測定抜け及びオフラインティーチングの設定を確認することができる。
ここで、色付けは、単に交差面の全てに付するというものではなく、図２で説明したとおり、測定範囲の条件によって限定された測定範囲の領域との交差部分が着色されるものである。
【００５５】
図８では、被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８における垂直の円筒部分を一周分測定設定した状態を示している。
全ての測定位置を決定したら、シミュレーション用ＰＣ５は、測定位置のカメラの座標を出力して実装置を制御する装置制御用ＰＣ４にデータを渡し、装置制御用ＰＣ４は、記録した座標位置で自動測定できるようにする。
【００５６】
［実施の形態の効果］
本システムにおける３次元形状測定方法によれば、３ＤＣＡＤにおいて、３次元測定機、被測定物、測定テーブル、測定治具の３ＤＣＡＤモデルを生成し、３次元測定機による測定範囲の３ＤＣＡＤモデル１７を可視化して被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８に接触させて被測定物の３ＤＣＡＤモデル１８上の測定範囲を着色して、測定位置を決定するオフラインティーチングを行い、測定治具をその３ＤＣＡＤモデル１９に基づいて設計して製造し、実物の３次元測定機１、実物の測定テーブル３、実物の被測定物１８０、実物の治具１９０を３ＤＣＡＤモデルと同様に固定してオフラインティーチングによって得られた測定位置（座標位置）のデータに従って自動的に測定するようにしているので、作業者の負担を軽減し、測定時間を大幅に短縮できる効果がある。
【００５７】
本システムにおける３次元形状測定方法によれば、３次元ＣＡＤで設計されて製造された被測定物について、適正な形状に形成されたか否かを検査するために利用できるものである。
また、別の利用方法として、被測定物に対してその形状に近似する３ＤＣＡＤモデルを生成し、そのモデルでのオフラインティーチングを行って、測定位置のデータを取得し、そのデータに従って被測定物を測定することもできる。この場合、近似する３ＤＣＡＤモデルは、被測定物におおよそ近似する概略モデルを想定している。
また、上記実施の形態では、カメラ式の３次元測定機を例示したが、レーザ式などの他方式の測定機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、非接触式の３次元測定機におけるオフラインティーチングを実現し、作業者の測定工数を減らすことができる３次元形状測定方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る３次元測定システムの構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る３次元測定システムの詳細構成ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る３次元形状測定方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る測定範囲の３ＤＣＡＤモデルを示す概略図である。
【図６】オフラインティーチングの流れ１を示す概略図である。
【図７】オフラインティーチングの流れ２を示す概略図である。
【図８】オフラインティーチングの流れ３を示す概略図である。
【図９】従来の非接触式の３次元形状測定方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１…３次元測定装置（３次元測定機）、  ２…測定カメラ、  ３…測定台、  ４…装置制御用ＰＣ、  ５…シミュレーション用ＰＣ、  ６…シミュレーション用３ＤＣＡＤモデル、  ８…測定カメラの３ＤＣＡＤモデル、  １０…測定カメラ光軸、  １１…測定カメラ画角、  １２…測定距離、  １３…測定深度、  １４…測定領域、  １５…パターン投影プロジェクタの投影軸、  １６…測定ヘッドの３ＤＣＡＤモデル、  １７…測定範囲の３ＤＣＡＤモデル（測定範囲モデル）、  １８…被測定物の３ＤＣＡＤモデル、  １９…治具の３ＤＣＡＤモデル、  ２０…測定テーブルの３ＤＣＡＤモデル、  ２１…斜線部、  ４０…測定ソフト、  ４０ａ…測定情報ファイル、  ４１…ディスプレイ、  ４２…マウス、  ４３…キーボード、  ４４…ジョイステック、  ５０…オフラインティーチングソフト、  ５１…ディスプレイ、  ５２…マウス、  ５３…キーボード、  ６０…３ＤＣＡＤソフト、６１…アセンブリファイル、  ６２…３次元測定機の３ＤＣＡＤモデル、  ６３…被測定物の３ＤＣＡＤモデル、  ６４…位置合わせ治具の３ＤＣＡＤモデル、  １８０…被測定物、  １９０…位置合わせ治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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