(57)【要約】【課題】計測点データとＣＡＤデータを高精度に対応付ける。【解決手段】Ｓ２において物体の計測点データを基に物体の機構解析モデルを作成し、Ｓ４において物体を固定する治具のＣＡＤデータを基に治具の機構解析モデルを作成する。そして、Ｓ５において物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを行う。これによって、物体の機構解析モデルが治具の機構解析モデルに固定された状態を高精度にコンピュータ上でシミュレートできるので、計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系とを高精度に対応付けることができる。【選択図】        図１
2004150930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測器で測定された物体の計測点データの座標系と、該物体の設計データ及び該物体を固定する治具の設計データを含むＣＡＤデータの座標系と、をコンピュータを用いて対応付ける方法であって、
物体の計測点データを基に、該物体の機構解析モデルを作成するステップと、
治具のＣＡＤデータを基に、該治具の機構解析モデルを作成するステップと、
機構解析ソフトウェアを用いて、物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを行うステップと、
を含むことを特徴とする計測点データとＣＡＤデータを対応付ける方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測器で測定された物体の計測点データの座標系と、該物体の設計データを含むＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データの座標系と、をコンピュータを用いて対応付ける方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＡＤデータを基に製作された物体がＣＡＤデータ通りに作られているかを検査する際に、検査のための前処理として、３次元スキャナや断層画像撮像装置等の計測器を用いて物体を計測した計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系とを対応付けることにより、計測点データとＣＡＤデータの位置合わせを行っている。
【０００３】
この位置合わせの方法の一例が特開２００１−８２９５１号公報（特許文献１）に示されている。この従来の方法においては、ＣＡＤデータの位置合わせ基準面と計測点データの対象点群を対応付けて、対象点群と基準面の距離合計が最小になる条件で位置合わせを行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８２９５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の方法において、対象点群データにノイズが含まれる場合は、ＣＡＤデータと計測点データとの間にズレや傾きが発生する。したがって、この従来の方法においては、計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系とを正確に対応付けることができないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、計測点データとＣＡＤデータを高精度に対応付けることができる方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る計測点データとＣＡＤデータを対応付ける方法は、計測器で測定された物体の計測点データの座標系と、該物体の設計データ及び該物体を固定する治具の設計データを含むＣＡＤデータの座標系と、をコンピュータを用いて対応付ける方法であって、物体の計測点データを基に、該物体の機構解析モデルを作成するステップと、治具のＣＡＤデータを基に、該治具の機構解析モデルを作成するステップと、機構解析ソフトウェアを用いて、物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを行うステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る計測点データとＣＡＤデータを対応付ける方法を説明する処理フロー図である。本実施形態の方法においては、計測器で測定された物体の計測点データの座標系と、該物体の設計データ及び該物体を固定する治具の設計データを含むＣＡＤデータの座標系と、を対応付ける処理がコンピュータを用いて行われる。
【００１０】
なお、コンピュータには、物体の３次元設計データ及び治具の３次元設計データを含むＣＡＤデータと、物体の３次元計測点データと、が記憶されている。そして、物体を固定する治具は物体の荷重がかかるまたは治具の一部品に荷重をかけることで動く可動部分を有しており、治具のＣＡＤデータについては可動部品ごとに構成部品を分割作成してコンピュータ内に記憶されている。さらに、物体の重量と重心、治具の可動部分のばね定数や治具内の部品にかかる荷重の大きさ等のデータもコンピュータ内に記憶されている。また、ＣＡＤデータは、表面の形状データを有しており、その形式の一例としてＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が用いられるが、本実施形態におけるＣＡＤデータの形式はこれに限られるものではない。
【００１１】
Ｓ１においては、計測器により測定された物体の３次元計測点データの読み出しが行われる。次にＳ２においては、コンピュータ内に記憶されている物体の３次元計測点データ、重量及び重心を基に、物体の機構解析モデルを作成する。物体の機構解析モデルは、物体の表面データ、重量データ及び重心データを含んでいる。物体の表面データについては、物体の３次元計測点群データを例えばポリゴン化することで得ることができる。
【００１２】
一方、Ｓ３においては、物体を固定する治具の３次元ＣＡＤデータの読み出しが行われる。次にＳ４においては、コンピュータ内に記憶されている治具のＣＡＤデータ、治具の可動部分のばね定数及び治具内の部品にかかる荷重等を基に、治具の機構解析モデルを作成する。治具の機構解析モデルは、治具の表面形状データ、可動部分のばね定数データ及び可動部分を動かすための荷重データを含んでいる。
【００１３】
そして、Ｓ５においては、物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションをコンピュータを用いて実行する。以下、このシミュレーションの内容について図２を用いて説明する。
【００１４】
まず図２（Ａ）に示すように、ＣＡＤデータの座標系内で物体の機構解析モデル１０を移動させて治具の機構解析モデル１２に対して大まかな位置合わせを行う。この大まかな位置合わせについては、コンピュータの画面上に物体の機構解析モデル１０及び治具の機構解析モデル１２を表示させて作業者の操作により物体の機構解析モデル１０を画面上で移動させてもよいし、物体の機構解析モデル１０中の複数の対象点と治具の機構解析モデル１２中の複数の対象点との距離合計が閾値以下になるような物体の機構解析モデル１０の位置をコンピュータにより計算してもよい。この時点では、物体の機構解析モデル１０はまだ治具の機構解析モデル１２に固定されていない。また、計測データ中の同一直線上に無い３点をＣＡＤデータの座標系に対応付ければ、ＣＡＤデータの座標系における物体の機構解析モデル１０と治具の機構解析モデル１２との位置関係はほぼ定まる。
【００１５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、物体の機構解析モデル１０中から、治具の機構解析モデル１２と接触すると推定される位置周辺のモデル１０ａのみを抽出する。この抽出するモデル１０ａについては、大まかな位置合わせの後に作業者の操作によって設定されてもよいし、物体及び治具のＣＡＤデータに基づいてコンピュータ内に予め設定されていてもよい。
【００１６】
次に、図２（Ｃ）に示すように、抽出した物体のモデル１０ａと治具の機構解析モデル１２との位置関係をコンピュータにより時系列的に解析する。このとき、各時刻における抽出した物体のモデル１０ａの位置については、モデル１０ａにかかる重力、治具の機構解析モデル１２との接触、治具の機構解析モデル１２の可動部分にかかる荷重、及び治具の機構解析モデル１２の可動部分が動くときの機構を考慮して計算する。この計算は、抽出した物体のモデル１０ａが治具の機構解析モデル１２と接触して安定し、動きが収束した状態が実現できるまで実行される。図２においては、抽出した物体のモデル１０ａが治具の機構解析モデル１２の柱部１２ａ，１２ｂと接触し、柱部１２ｂが所定のばね定数を有する可動部分である場合を示している。このように、物体の機構解析モデル１０中から時系列解析を行うためのモデル１０ａを抽出することにより、計算量を大幅に削減することができる。
【００１７】
なお、上記のシミュレーションを行うための機構解析ソフトウェアについては、市販のものを利用することができる。
【００１８】
図２（Ｄ）に示すように、物体の機構解析モデル１０が治具の機構解析モデル１２に固定された状態が実現できると、Ｓ６において、この状態における物体の機構解析モデル１０と治具の機構解析モデル１２との位置関係から、計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系との間の対応付けが定まる。
【００１９】
Ｓ７においては、物体の３次元ＣＡＤデータの読み出しが行われる。そして、Ｓ８においては、物体のＣＡＤデータとシミュレーション後の物体の計測点データとをＣＡＤデータ座標系で比較する解析をコンピュータにより実行することで、測定した物体がＣＡＤデータ通りに作られているかを検査することができる。
【００２０】
また、Ｓ９においては、物体の機構解析モデルと治具の機構解析モデルとの間の接触部位以外の干渉状態をコンピュータにより検査することで、実際に製造された物体の形状を考慮して物体と治具との干渉状態を検査することができ、検査結果を基に治具の設計変更の必要性の有無を判断することができる。
【００２１】
本実施形態においては、物体の計測点データを基に物体の機構解析モデルを作成し、物体を固定する治具のＣＡＤデータを基に治具の機構解析モデルを作成している。そして、物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを行うので、物体の機構解析モデルが治具の機構解析モデルに固定された状態を高精度にコンピュータ上でシミュレートできる。したがって、計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系とを高精度に対応付けることができる。
【００２２】
さらに、治具の機構解析モデルに固定された物体の機構解析モデルを物体のＣＡＤデータとＣＡＤデータ座標系で比較することにより、測定した物体がＣＡＤデータ通りに作られているかを高精度に検査することができる。
【００２３】
また、計測点データに基づく物体の機構解析モデルがＣＡＤデータに基づく治具の機構解析モデルに固定された状態をコンピュータ上で高精度にシミュレートできるので、物体と治具との干渉状態を高精度に検査することができ、治具の設計変更の必要性の有無を高精度に判断することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、物体の計測点データを基に該物体の機構解析モデルを作成し、治具のＣＡＤデータを基に該治具の機構解析モデルを作成し、機構解析ソフトウェアを用いて物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを行うことにより、計測点データの座標系とＣＡＤデータの座標系を高精度に対応付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る計測点データとＣＡＤデータを対応付ける方法を説明する処理フロー図である。
【図２】物体の機構解析モデルを治具の機構解析モデルに固定するシミュレーションを説明する図である。
【符号の説明】
１０  物体の機構解析モデル、１２  治具の機構解析モデル。
【図１】
2004150930.tif 000003
【図２】
2004150930.tif 000004