(57)【要約】【課題】１回目の撮影にて得られた測定点群データと２回目の撮影で得られた測定点群データを自動合成する時に、測定ワークと異なった寸法で合成されてしまうという問題が発生する。【解決手段】位置決め基準６を有する測定治具１で測定ワーク５を固定し、位置決め基準６を含めてワーク５を撮影し、データの重ね合わせ時に撮影された位置決め基準６を使うことで正確な位置合わせが可能になる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定治具本体と、前記測定治具本体と同一平面を有し、測定治具本体に移動可能で、測定治具本体との間で測定ワークをクランプするクランプ部材と、測定治具本体及びまたはクランプ部材上で、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を有することを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具。
【請求項２】
測定治具本体、前記測定治具本体にバネを介して弾設され、測定治具本体との間で測定ワークをクランプするクランプ部材と、測定治具本体上で、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を有することを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具。
【請求項３】
前記位置決め基準は、測定ワークに接着できる接着面を備えたことを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具。
【請求項４】
測定ワークを載置するベースと、前記ベース上で、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を備えたことを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具。
【請求項５】
前記位置決め基準は、基準部分は白色で、その他の部分は黒色であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具。
【請求項６】
位置決め基準は、球形状または円錐形状であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤカメラを用いた３次元測定機で測定ワークを測定する時に使用する測定治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤカメラを用いた３次元測定機は、ＣＣＤカメラで撮影した映像を３次元座標を持つ点群に変換する測定機である。
【０００３】
ＣＣＤカメラの測定原理は、投光部から測定ワークにスリット光を投影し、ワークの形状により変化する等高線情報を認識して点群データに変換するものである（特許文献１参照）。
【０００４】
次に、上記のＣＣＤカメラを用いた３次元測定機を使って点群データを合成する手順を説明する。ＣＣＤカメラを用いた３次元測定機で測定ワークを表側から撮影すると、撮影できた部分は点群データに変換されるが、撮影できない裏の部分は点群データが作成されない。よって、点群データが作成されていない裏部分を撮影するため、測定ワークを裏側にして再度、撮影を行い、変換された裏側の点群データと初回に撮影した表側の点群データを図９に示す手順により、ソフト上で自動合成する。この要領で不足する点群を補って行く作業を繰り返し実施することで測定ワークの全体の点群データを完成させる。この測定時に、測定ワークに投影するスリット光をＣＣＤカメラが認識できないと測定ができないため、白色のワークは測定しやすく、黒色のワークは測定ができない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１５１３号公報（２〜３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＣＣＤカメラを用いた３次元測定機で測定ワークを撮影し、点群データを作成する作業には次のような問題がある。
【０００７】
（１）１回目の撮影にて得られた測定点群データと２回目の撮影で得られた測定点群データを自動合成する時に、図１０のように、測定点群データが重なり、測定ワークと異なった寸法で合成されてしまうという問題が発生することがある。特に薄板形状のワークや特徴形状の少ない測定ワークを撮影する時に発生しやすい。
【０００８】
（２）測定点群データの重ね合わせ時のズレを防止する為に、重なり合う面を多く撮影する必要があり、撮影枚数が多くなり測定時間が増加する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するもので、本発明のＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具は、測定治具本体に備え付けた測定ワークを固定するためのクランプ部と、測定治具本体に固定し、測定ワークを撮影する際に測定ワークと同時に撮影が可能な位置に配置した球又は円錐形状の位置決め基準から構成される。
【００１０】
このＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具を用いて測定ワークを撮影する際に、測定ワークだけではなく、位置決め基準を同時に撮影することで、位置決め基準を含んだ点群データが得られ、２回目も同様の撮影を実施し、得られた２つの点群データを自動合成する時に、重ねあわせの基準として位置決め基準が有効となり、位置あわせ精度が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は測定治具本体と、前記測定治具本体と同一平面を有し、測定治具本体に移動可能で、測定治具本体との間で測定ワークをクランプするクランプ部材と、測定治具本体及び、またはクランプ部材上で、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を有することを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具で、この測定治具を用いて測定ワークを撮影する際に、測定ワークだけではなく、位置決め基準を同時に撮影することで、位置決め基準を含んだ点群データが得られ、２回目も同様の撮影を実施し、得られた２つの点群データを自動合成する時に、重ねあわせの基準として位置決め基準が有効となり位置あわせ精度が向上する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、測定治具本体、前記測定治具本体にバネを介して弾設され、測定治具本体との間で測定ワークをクランプするクランプ部材と、測定治具本体上で、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を有することを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具で、測定ワークに直接測定治具をクランプできるため、操作が簡単で、持運び容易な測定治具を提供できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記位置決め基準は、測定ワークに接着できる接着面を備えたことを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具で、簡単な構成で位置決め基準を用いた撮影を実施することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記測定ワークを載置するベースと、前記ベースで、測定ワークと同時測定可能位置に配置された位置決め基準を備えたことを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具で、測定ワークに位置決め基準を固定できない軟体物の測定ワークを測定する場合に、位置決め基準をもつ測定台の上に測定ワークを置き撮影を行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記位置決め基準は、基準部分は白色で、その他の部分は黒色であることを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定機用測定治具で、測定治具の中で位置決め基準の部分を白色、またはそれに近い色にし、それ以外の撮影する必要がない部分は黒色にすることで、位置決め基準以外の部分の点群データは作成されないため、不要点群を除去する時間を大幅に削減することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、位置決め基準は、球形状または円錐形状であることを特徴とするＣＣＤカメラを用いた３次元測定用測定治具で、位置決め基準の部分を正確に表示することができる。
【００１７】
【実施の形態】
図１〜図５に本発明の実施の形態を示す。
【００１８】
（実施の形態１）
図１及び３は本発明の実施の形態１の測定用治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定機用測定治具は、測定ワークを固定するためのクランプ部と、測定治具の本体またはクランパー上面に固定された位置決め基準から構成されている。
【００１９】
以下図１を参照して説明する。図において、１は測定治具本体であり、クランパー２が平行移動できる構成を備えている。３はおねじであり、ハンドル４を回転させることでクランパー２を平行移動させることができ、測定治具本体１との間で測定ワーク５を挟み込み固定させることができる。測定治具１本体またはクランパー２上面には球形状または円錐形状の位置決め基準６または７が固定されており、位置決め基準６は、測定ワーク５を撮影する際に測定ワーク５と同時に撮影可能位置に取り付けられている。なお、測定治具本体１とクランパー２の上面は同一平面となっている。
【００２０】
次に実施の形態１のＣＣＤカメラを用いた測定治具を用い、測定ワークの撮影と作成された点群データの合成の方法を説明する。図２に示すように、測定ワーク５と位置決め基準６を同時に撮影し、図２に示すように、表面の撮影において、測定ワーク５と位置決め基準６を含んだ点群データが得られ、裏面も同様に撮影し、２つの点群データを位置決め基準を基準としてデータの自動合成を実施する。なお、位置決め基準の上面形状については、以下に記載する実施の形態２〜６においても適用される。
【００２１】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の測定用治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定用測定治具は、測定ワークに固定するためのクランプ部と測定治具の本体に固定された位置決め基準から構成されている。
【００２２】
以下図４を参照して説明する。８は測定治具本体、９はクランパーで、ピン１０で治具本体８に連結されており、測定治具本体８とクランパー９の先端で測定ワーク５に固定する構成になっている。測定ワーク５に固定する時は、圧縮バネ１１の力を利用している。測定治具本体８には位置決め基準１２が固定されている。
【００２３】
測定ワーク５の撮影と作成された点群データの合成は実施の形態１と同じである。
【００２４】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の測定用治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定機用測定治具は、測定ワーク５に固定する接着面１３と位置決め基準１４で構成されている。ＣＣＤカメラを用いた３次元測定機で測定する際に、測定ワーク５に直接接着面１３で位置決め基準１４を固定し使用する。ＣＣＤカメラの測定範囲を超えた大型のワークを測定する際には特に有効であり、この場合は１回の撮影で複数の治具を撮影できる位置に測定治具を固定する。
【００２５】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４の測定用治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定機用測定治具の基本構成は実施の形態１または３と同じであるが、位置決め基準１５は先端部のみ白色の材質または白色に塗装されており、それ以外の部品は黒色の材質、または黒色にの塗装が施されている。点群データの合成を完了し測定寸法を抽出する時点では、位置合わせのために撮影した位置決め基準は不要であり、データ上で除去していく必要があるが、測定ワークに近接している部分ほど除去が困難なため、ＣＣＤカメラの特性を有効に利用し、測定治具の中で位置決め基準の部分を白色、またはそれに近い色にし、それ以外の撮影する必要がない部分は黒色にすることで、位置決め基準以外の部分の点群データは作成されないため、不要点群を除去する時間を大幅に削減することができる。
【００２６】
測定ワークの撮影と作成された点群データの合成は実施の形態１と同じである。
【００２７】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５の測定治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定機用測定治具の基本構成は実施の形態２と同じであるが、位置決め基準１５は先端部のみ白色の材質または白色に塗装されており、それ以外の部品は黒色の材質、または黒色の塗装が施されている。本実施の形態の作用は、実施の形態４と同じである。また、測定ワークの撮影と作成された点群データの合成は実施の形態１と同じである。
【００２８】
（実施の形態６）
図８は本発明の実施の形態６の測定治具を示す外観図である。このＣＣＤカメラを用いた測定治具は、測定ワークを載せるためのベースとベースに固定された位置決め基準で構成される。
【００２９】
以下で図８を参照して説明する。１６はベースであり、測定ワーク１８を載置するものである。ベース１６には位置決め基準１７が測定ワーク１８を撮影する際に同時に撮影できる位置に固定されている。
【００３０】
このＣＣＤカメラを用いた測定治具は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３では位置決め基準を固定することができない軟体の測定ワークを測定するときに使用するもので、測定ワークに位置決め基準を固定できない軟体物の測定ワークを測定する場合は、位置決め基準をもつ測定台の上に測定ワークを置き撮影を行う。この際に測定台や測定ワークを移動させたり傾けたりして姿勢を変えると、測定ワークと位置決め基準の位置関係が変化し、データが正確に合成されない。よって軟体物を測定する場合は、ＣＣＤカメラの位置を移動させ２回目以降の撮影を実施する必要がある。
【００３１】
上記した通り本発明によれば、測定ワークを撮影するときに、測定ワークの位置決め基準を同時に撮影し、測定した点群データを合成する時に合成位置合わせの基準として使用することで、データの重ね合わせが正確に行われる。
【００３２】
また、測定治具本体を黒色又はそれに近い色で作成することで、測定治具本体部は点群データに変換されないため、後工程で点群データを削除する作業時間が大幅に削減される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記のような構成を備えた測定治具により撮影することにより、位置決め基準を含む点群データにて位置合わせを行うため、正確な位置合わせが可能になり、また、位置決め基準の必要部だけ点群データに変換できるため、後処理時間が大幅に短縮でき、さらに測定ワークが軟体物であっても正確な位置合わせが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態１の外観図である。
【図２】本発明実施の形態１の測定点群データ合成手順を示す図である。
【図３】本発明実施の形態２の外観図である。
【図４】本発明実施の形態３の外観図である。
【図５】本発明実施の形態４の外観図である。
【図６】本発明実施の形態５の外観図である。
【図７】本発明実施の形態６の外観図である。
【図８】本発明実施の形態７の外観図である。
【図９】従来の測定データの合成手順を示す図である。
【図１０】従来の測定データの合成手順でデータのズレが発生した状態を示す図である。
【符号の説明】
１、８  測定治具本体
２、９  クランパー
３  おねじ
４  ハンドル
５、１８  測定ワーク
６、７、１２、１４、１５、１７  位置決め基準
１０  ピン
１１  圧縮バネ
１３  接着面
１６  ベース
【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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【図１０】
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