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JPH11211452A - Device and method for evaluating form error of structure, and computer readable storage medium - Google Patents

Device and method for evaluating form error of structure, and computer readable storage medium

Info

Publication number
JPH11211452A
JPH11211452A JP1727498A JP1727498A JPH11211452A JP H11211452 A JPH11211452 A JP H11211452A JP 1727498 A JP1727498 A JP 1727498A JP 1727498 A JP1727498 A JP 1727498A JP H11211452 A JPH11211452 A JP H11211452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shape
points
radius
error
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP1727498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terumi Hamaguchi
照巳 浜口
Tomohiro Fukuoka
知浩 福岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP1727498A priority Critical patent/JPH11211452A/en
Publication of JPH11211452A publication Critical patent/JPH11211452A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely evaluate a shape error regardless of the attitude of a structure by comparing the radius of a circular arc including three points of a structure with the radius of a circular arc including three points contained in the designed form information of the structure. SOLUTION: A three-dimensional form measuring machine 3 measures the positions (coordinate values) of a work 4 (structure) in contact points by moving a measuring probe 31 by control of a control computer 1 to sequentially bring it into contact with the surface of the outer form of the work 4. A measurement result processing computer 2 calculates the radius of a circular arc including three measurement points of the measurement values measured in a plurality of measuring points, and calculates the radius of a circular arc including three points contained in the designed form of the structure corresponding to the three measuring points. The calculated radius of the circular arc including the three points of the structure is compared with the radius of the circular arc including the three points contained in the designed form information of the structure, whereby the form error from the designed form in the three measuring points of the structure is evaluated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ワーク等
の構造体の形状誤差を評価する評価装置及び評価方法及
びコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an evaluation device and an evaluation method for evaluating a shape error of a structure such as a work, and a computer-readable storage medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば自動車等の製造現場で
は、様々な形状を有するワーク(構造体)が製造されて
おり、それらのワークを、設計上の形状及び寸法を満足
するように製造することは重要な課題である。
2. Description of the Related Art Conventionally, works (structures) having various shapes have been manufactured at a manufacturing site of, for example, an automobile, and the works are manufactured so as to satisfy a design shape and dimensions. That is an important issue.

【0003】近年においては、3次元形状を測定する、
所謂3次元測定機の発達により、プレス加工等によって
複雑に成形されたワークの3次元形状を、正確、且つ容
易に測定することができる。
In recent years, three-dimensional shapes have been measured.
Due to the development of so-called three-dimensional measuring machines, it is possible to accurately and easily measure the three-dimensional shape of a work that is complicatedly formed by press working or the like.

【0004】また、このような3次元測定機によって実
際に測定した複数の位置における測定結果を設計形状
(設計データ)と比較・評価する方法としては、評価用
のコンピュータにおいて、それぞれの測定位置において
設計形状との法線を求め、その法線方向における各測定
位置と設計形状との距離を算出し、その算出した距離を
誤差量とするのが一般的である。
As a method of comparing and evaluating the measurement results at a plurality of positions actually measured by such a three-dimensional measuring device with a design shape (design data), a computer for evaluation uses a computer for evaluation at each measurement position. Generally, a normal line to the design shape is obtained, a distance between each measurement position in the normal direction and the design shape is calculated, and the calculated distance is used as an error amount.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ワークが所定位置に配置されているこ
とが加工誤差を正確に評価する前提となる。即ち、3次
元測定機による測定を行う際に、何らかの原因によって
ワークが所定位置に配置されておらず、ワークの姿勢に
回転方向や軸方向のズレを生じている場合には、上記の
方法によって3次元測定機による測定結果自体が信頼で
きないため、設計形状と比較・評価した結果を信頼する
ことはできない。
However, in the above-mentioned conventional example, it is a premise that the work is arranged at a predetermined position to accurately evaluate a machining error. That is, when performing the measurement by the three-dimensional measuring device, if the work is not arranged at a predetermined position for some reason and the posture of the work is displaced in the rotation direction or the axial direction, the above method is used. Since the measurement result itself by the three-dimensional measuring machine is not reliable, the result of comparison and evaluation with the design shape cannot be trusted.

【0006】そこで、例えば特開平6−109461号
には、3次元測定機による測定結果に基づいてワークの
縁の形状を最小2乗法を用いて推測し、その推定結果か
ら当該ワークの姿勢を決定し、その決定した姿勢を基準
として当該ワークの加工誤差を求める方法が開示されて
いるが、必要とされる計算はかなり複雑であり、適用で
きるワークの形状も限定されてしまう。
Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-109461 discloses that the shape of the edge of a work is estimated using the least squares method based on the measurement result of a three-dimensional measuring machine, and the posture of the work is determined from the estimation result. Although a method of obtaining a processing error of the work based on the determined posture is disclosed, the required calculation is considerably complicated, and the applicable shape of the work is limited.

【0007】そこで本発明は、構造体の姿勢に関わら
ず、正確に形状誤差を評価する構造体の形状誤差評価装
置及び評価方法及びコンピュータ読み取りが可能な記憶
媒体の提供を目的とする。
It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for evaluating a shape error of a structure that accurately evaluates a shape error regardless of the posture of the structure, and a storage medium readable by a computer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る構造体の形状誤差評価装置は、以下の
構成を特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an apparatus for evaluating a shape error of a structure according to the present invention has the following features.

【0009】即ち、3次元形状を有する構造体の設計形
状との形状誤差を評価する形状誤差評価装置であって、
前記構造体の形状を、所望する測定方向に複数の測定点
にて測定する測定手段と、前記測定手段によって測定し
た前記複数の測定点における測定値のうち、3点の測定
点を含む円弧の半径を算出する第1の算出手段と、前記
3点の測定点に対応するところの、前記構造体の設計形
状に含まれる3点を含む円弧の半径を算出する第2の算
出手段と、前記第1の算出手段によって算出した前記構
造体の3点を含む円弧の半径と、前記第2の算出手段に
よって算出した前記構造体の設計形状情報に含まれる3
点を含む円弧の半径とを比較することにより、前記構造
体の3点の測定点における前記設計形状との形状誤差を
評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。これ
により、構造体の姿勢に関わらず、正確に形状誤差を評
価する。
In other words, there is provided a shape error evaluation apparatus for evaluating a shape error of a structure having a three-dimensional shape from a design shape,
A measuring means for measuring the shape of the structure at a plurality of measuring points in a desired measuring direction, and an arc having three measuring points among the measured values at the plurality of measuring points measured by the measuring means. First calculating means for calculating a radius, second calculating means for calculating the radius of an arc including three points included in the design shape of the structure corresponding to the three measurement points, The radius of the arc including the three points of the structure calculated by the first calculation unit and the 3D shape included in the design shape information of the structure calculated by the second calculation unit
Evaluation means for evaluating a shape error from the design shape at three measurement points of the structure by comparing the radius of the arc including the point. Thus, the shape error is accurately evaluated regardless of the posture of the structure.

【0010】または、上記の目的を達成するため、本発
明に係る構造体の形状誤差評価方法は、以下の構成を特
徴とする。
Alternatively, in order to achieve the above object, a method for evaluating a shape error of a structure according to the present invention has the following configuration.

【0011】即ち、3次元形状を有する構造体の設計形
状との形状誤差を評価する形状誤差評価方法であって、
前記構造体の形状を、所望する測定方向に複数の測定点
にて測定し、その測定によって得られる前記複数の測定
点における測定値のうち、3点の測定点を通る円弧の半
径を算出し、前記3点の測定点に対応するところの、前
記構造体の設計形状に含まれる3点を通る円弧の半径を
算出し、算出した前記構造体の3点を通る円弧の半径
と、前記構造体の設計形状に含まれる3点を通る円弧の
半径とを比較することにより、前記構造体の3点の測定
点における前記設計形状との形状誤差を評価することを
特徴とする。これにより、構造体の姿勢に関わらず、正
確に形状誤差を評価する。
That is, a shape error evaluation method for evaluating a shape error of a structure having a three-dimensional shape from a design shape,
The shape of the structure is measured at a plurality of measurement points in a desired measurement direction, and among the measurement values at the plurality of measurement points obtained by the measurement, the radius of an arc passing through three measurement points is calculated. Calculating a radius of an arc passing through three points included in the design shape of the structure corresponding to the three measurement points, and calculating a radius of the arc passing through the three points of the calculated structure; By comparing the radius of a circular arc passing through three points included in the design shape of the body, the shape error of the structure at the three measurement points with respect to the design shape is evaluated. Thus, the shape error is accurately evaluated regardless of the posture of the structure.

【0012】更に、上記の構造体の形状誤差評価方法を
実現する装置としてコンピュータを動作させるコンピュ
ータ読み取りが可能な記憶媒体を特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a computer-readable storage medium for operating a computer is provided as an apparatus for implementing the above-described method for evaluating a shape error of a structure.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る構造体の形状
誤差評価装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説
明する。尚、本実施形態では、形状誤差の一例として、
自動車等の車両を構成する部材(ワーク)を、プレス加
工等によって加工する際に生じる加工誤差の評価として
説明する。はじめに、本実施形態で使用する3次元形状
評価システムの全体構成について、図1から図3を参照
して説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for evaluating a shape error of a structure according to the present invention. In the present embodiment, as an example of the shape error,
A description will be given as an evaluation of a processing error generated when a member (work) constituting a vehicle such as an automobile is processed by press working or the like. First, the overall configuration of the three-dimensional shape evaluation system used in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0014】図1は、本発明を適用可能な3次元形状評
価システムの全体構成図である。同図において、3は、
3次元形状を計測する3次元形状測定機である。1は、
3次元形状測定機3を制御する制御コンピュータであ
る。2は、3次元形状測定機3の測定結果の評価処理等
を行う測定結果処理用コンピュータである。測定結果処
理用コンピュータ2と制御コンピュータ1とは、一般的
な通信ネットワークを介して接続されており、双方向に
通信が可能である。また、5は、構造体であるワーク4
が裁置された基台である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a three-dimensional shape evaluation system to which the present invention can be applied. In the figure, 3 is
It is a three-dimensional shape measuring machine for measuring a three-dimensional shape. 1 is
The control computer controls the three-dimensional shape measuring machine 3. Reference numeral 2 denotes a measurement result processing computer that performs an evaluation process of the measurement result of the three-dimensional shape measuring machine 3 and the like. The measurement result processing computer 2 and the control computer 1 are connected via a general communication network, and are capable of bidirectional communication. 5 is a work 4 which is a structure.
Is the pedestal base.

【0015】本実施形態において、3次元形状測定機3
による測定ポイントは、測定結果処理用コンピュータ2
において設定され、その設定された測定ポイントのデー
タは、制御コンピュータ2にダウンロードされる。
In this embodiment, the three-dimensional shape measuring machine 3
Measurement points by the measurement result processing computer 2
The data of the set measurement points is downloaded to the control computer 2.

【0016】3次元形状測定機3のアームに設けられた
測定プローブ31は、制御コンピュータ2の制御によ
り、図1に示すXYZ空間において移動可能な構造を有
する。3次元形状測定機3は、測定プローブ31を移動
させてワーク4の外形形状の表面に順次接触させること
により、それらの接触点における位置(座標値)を測定
していく。
The measurement probe 31 provided on the arm of the three-dimensional shape measuring machine 3 has a structure movable in the XYZ space shown in FIG. The three-dimensional shape measuring machine 3 measures the position (coordinate value) at those contact points by moving the measurement probe 31 and sequentially contacting the surface of the external shape of the work 4.

【0017】尚、本実施形態において、3次元形状測定
機3には一般的なものを採用するものとし、3次元形状
の測定方法についての説明は省略する。また、3次元形
状測定機の形状測定方法は、測定プローブを対象物に接
触させる方法であっても、非接触で測定する方式であっ
てもよい。
In the present embodiment, a general one is used for the three-dimensional shape measuring machine 3, and a description of a method for measuring the three-dimensional shape is omitted. Further, the shape measuring method of the three-dimensional shape measuring machine may be a method of bringing a measurement probe into contact with an object or a method of measuring without contact.

【0018】図3は、本発明を適用可能な測定結果処理
用コンピュータのブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a computer for processing measurement results to which the present invention can be applied.

【0019】図中、22はCRT等のディスプレイ、2
3は入力手段であるキーボード、24はブートプログラ
ム等を記憶しているROM、25は各種処理結果を一時
記憶するRAM、26は後述する加工誤差の評価処理を
行なうプログラム等を記憶するハードディスクドライブ
(HDD)等の記憶装置、27は制御用コンピュータ1
等の外部の装置と通信ネットワークを介して通信するた
めの通信インタフェース、そして28は処理結果等を印
刷するプリンタである。これらの各構成は、内部バス2
9を介して接続されており、CPU21は記憶装置26
に記憶したプログラムに従って図1に示す3次元形状評
価システムの全体を制御する。
In the figure, reference numeral 22 denotes a display such as a CRT,
Reference numeral 3 denotes a keyboard as input means; 24, a ROM for storing a boot program and the like; 25, a RAM for temporarily storing various processing results; 26, a hard disk drive (26) for storing a program for performing a processing error evaluation process described later; A storage device such as an HDD), and 27 is a control computer 1
And 28, a communication interface for communicating with external devices via a communication network, and a printer 28 for printing processing results and the like. Each of these components is connected to the internal bus 2
9, and the CPU 21 is connected to the storage device 26.
The whole of the three-dimensional shape evaluation system shown in FIG.

【0020】図2は、本発明に適用可能な3次元形状測
定時のワークの支持方法を示す図である。同図に示すよ
うに、基台5には、ワーク4を支持する複数の支持脚5
2が設けられており、その支持脚52の加工基準面53
においてワーク4を支える。
FIG. 2 is a diagram showing a method of supporting a work at the time of measuring a three-dimensional shape applicable to the present invention. As shown in the figure, the base 5 has a plurality of support legs 5 for supporting the work 4.
2 is provided, and a processing reference surface 53 of the support leg 52 is provided.
Supports the work 4.

【0021】また、基台5の所定位置には、位置決めピ
ン51が設けられており、一方、ワーク4の所定位置に
は、当該ワークが基台5に裁置されることによって位置
決めピン51の先端が挿入される穴が設けられている。
これにより、不図示のロボット等は、図2に示すよう
に、ワーク4を基台5の所定位置に裁置することができ
る。しかしながら、厳密に言えば、ワーク4に設けられ
た穴と位置決めピン51との直径には、ある程度の余裕
を設ける必要があり、許容される範囲の加工誤差もあ
る。また、ワーク4に設けられた穴に位置決めピン51
が正しく挿入されなかったことにより、ワーク4が基台
5上の所定位置から浮いている場合も考えられる(図1
2参照)。従って、このような理由から、ワーク4の姿
勢が基台5上でズレを生じている場合がある。この場
合、上述した従来の技術による3次元形状の測定方法に
よれば、ワーク4の位置が基準となる位置からズレてい
るので、ワーク4の加工誤差を正確に評価することはで
きない。一方、本実施形態で以下に説明する方法によれ
ば、基台5上におけるワーク4の姿勢がある程度ズレを
生じていてもワーク4の加工誤差を正確に評価すること
ができる。
At a predetermined position of the base 5, a positioning pin 51 is provided. At a predetermined position of the work 4, the work is placed on the base 5 so that the positioning pin 51 A hole into which the tip is inserted is provided.
Thereby, a robot or the like (not shown) can place the work 4 at a predetermined position on the base 5 as shown in FIG. However, strictly speaking, it is necessary to provide a certain margin for the diameter of the hole provided in the work 4 and the positioning pin 51, and there is an allowable range of processing error. Further, positioning pins 51 are provided in holes provided in the work 4.
May not be properly inserted, the work 4 may be floating from a predetermined position on the base 5 (FIG. 1).
2). Therefore, for such a reason, the posture of the work 4 may be shifted on the base 5. In this case, according to the method for measuring a three-dimensional shape according to the above-described conventional technique, the position of the work 4 is deviated from the reference position, so that the processing error of the work 4 cannot be accurately evaluated. On the other hand, according to the method described below in the present embodiment, it is possible to accurately evaluate the processing error of the work 4 even if the posture of the work 4 on the base 5 is shifted to some extent.

【0022】<加工誤差の評価処理>以下、本実施形態
におけるワークの加工誤差の評価処理について、測定結
果処理用コンピュータ2にて実行されるソフトウエアの
フローチャートに沿って説明する。
<Processing Error Evaluation Processing> The processing error evaluation processing of the workpiece according to the present embodiment will be described below with reference to a flowchart of software executed by the measurement result processing computer 2.

【0023】図11は、本発明の一実施形態としてのワ
ークの加工誤差の評価処理のフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of a processing error evaluation process for a workpiece according to an embodiment of the present invention.

【0024】ステップS1,ステップS2:オペレータ
は、加工誤差の評価に先立って、不図示のエンジニアリ
ングワークステーション(EWS)等から3次元CAD
(コンピュータ支援設計)データであるワーク4の設計
データを入手し(ステップS1)、その設計データに基
づいてディスプレイ22に表示させたワーク4の形状に
対して、加工誤差の評価を行いたい位置(方向)を入力
する(ステップS2)。
Steps S1 and S2: Prior to the evaluation of the machining error, the operator uses a three-dimensional CAD from an engineering workstation (EWS) (not shown) or the like.
(Computer-aided design) Obtain design data of the work 4 which is data (step S1), and evaluate a machining error with respect to the shape of the work 4 displayed on the display 22 based on the design data (step S1). Direction) (step S2).

【0025】図4は、本発明の一実施形態としての加工
誤差の評価位置(方向)を説明する図であり、例えば、
同図に示すa方向、b方向、c方向のように、所望する
評価方向を設定する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a processing error evaluation position (direction) as one embodiment of the present invention.
A desired evaluation direction is set, such as a direction, b direction, and c direction shown in FIG.

【0026】ステップS3,ステップS4:次に、オペ
レータは、ステップS2で設定した評価方向の部分にお
いて断面形状として表示されたワーク4に対して、3次
元形状測定機3で測定すべきポイント(以下、測定ポイ
ント)を、図5に示すように測定ピッチで指定する(ス
テップS3)。このとき、断面形状の曲線の曲がり方が
小さい所ほど指定する測定ピッチを狭くするとよい。
Steps S3 and S4: Next, the operator measures points (hereinafter referred to as points) to be measured by the three-dimensional shape measuring machine 3 on the workpiece 4 displayed as a cross-sectional shape in the evaluation direction portion set in step S2. , Measurement points) are designated by a measurement pitch as shown in FIG. 5 (step S3). At this time, it is preferable that the designated measurement pitch is narrowed as the curve of the cross-sectional shape bends smaller.

【0027】CPU21は、ステップS3で設定された
測定ピッチに基づいて、図6に示すように、ワーク4の
断面を表わす設計データ上に複数の測定ポイントを作成
する。
The CPU 21 creates a plurality of measurement points on the design data representing the cross section of the work 4 based on the measurement pitch set in step S3, as shown in FIG.

【0028】ステップS5:CPU21は、ステップS
4で作成した測定ポイントに関するデータを、制御用コ
ンピュータ1にダウンロードする。そして、CPU21
は、ダウンロードしたデータに基づいて、3次元形状測
定機3に各測定ポイントを測定させる。尚、評価対象の
ワーク4は、このときまでに基台5に裁置されているも
のとする。
Step S5: The CPU 21 proceeds to step S5.
The data on the measurement points created in step 4 is downloaded to the control computer 1. And the CPU 21
Causes the three-dimensional shape measuring machine 3 to measure each measurement point based on the downloaded data. It is assumed that the work 4 to be evaluated has been placed on the base 5 by this time.

【0029】3次元形状測定機3は、図7に示すよう
に、測定プローブ31を移動させてワーク4の表面に順
次接触させることにより、それらの接触点における位置
(座標値)を測定していく。
As shown in FIG. 7, the three-dimensional shape measuring machine 3 moves the measuring probe 31 and sequentially contacts the surface of the work 4 to measure the positions (coordinate values) at those contact points. Go.

【0030】その後、3次元形状測定機3が当該各測定
ポイントの測定を完了したことを制御用コンピュータ1
から通知されたら、CPU21は、当該各測定ポイント
に対する測定結果のデータを、測定結果処理用コンピュ
ータ2内にアップロードする。
After that, the control computer 1 notifies that the three-dimensional shape measuring machine 3 has completed the measurement at each measurement point.
The CPU 21 uploads the data of the measurement result for each of the measurement points into the measurement result processing computer 2.

【0031】ステップS6:ステップS5で制御用コン
ピュータ1から入手した測定結果のデータと、ステップ
S1でEWSから入手した設計データとに基づいて、ス
テップS2で設定した評価方向におけるワーク4の加工
誤差の評価を行う。
Step S6: Based on the measurement result data obtained from the control computer 1 in step S5 and the design data obtained from EWS in step S1, the processing error of the work 4 in the evaluation direction set in step S2 is determined. Perform an evaluation.

【0032】<評価方法>図9は、本発明の一実施形態
として、測定結果と設計形状とを重ねて表示した状態を
示す図であり、例えば、図4のa方向を評価方向として
設定した場合を示す。このような状態で表示するだけで
も、加工誤差が大きければ、測定結果(黒点)が設計デ
ータ(実線)上には乗らないため誤差を認識することが
できるが、装置による自動評価のためには、加工誤差を
定量的に算出する必要が有る。
<Evaluation Method> FIG. 9 is a view showing a state in which a measurement result and a design shape are superimposed and displayed as an embodiment of the present invention. For example, the direction a in FIG. 4 is set as an evaluation direction. Show the case. Even if the display is performed only in such a state, if the processing error is large, the error can be recognized because the measurement result (black point) does not fall on the design data (solid line). It is necessary to quantitatively calculate the processing error.

【0033】そこで、本実施形態では、設計形状の断面
が有する曲線の半径と、その設計形状の断面に対応する
ワーク4の実際の曲線の半径とを比較することにより、
加工誤差を評価する。曲線の半径を求める方法として
は、3点を通る円弧の曲率半径を算出する。従って、設
計形状の曲線については、ステップS3で指定した複数
の測定ポイントのうち3点を通る円弧の曲率半径を算出
し、実際のワーク4の曲線については、当該3点の測定
ポイントに対応する3点の測定結果の点を通る円弧の曲
率半径を算出する。
Therefore, in the present embodiment, the radius of the curve of the cross section of the design shape is compared with the actual radius of the curve of the workpiece 4 corresponding to the cross section of the design shape.
Evaluate machining errors. As a method of calculating the radius of the curve, the radius of curvature of an arc passing through three points is calculated. Therefore, for the curve of the design shape, the radius of curvature of an arc passing through three points out of the plurality of measurement points specified in step S3 is calculated, and the curve of the actual work 4 corresponds to the three measurement points. The radius of curvature of an arc passing through the three measurement result points is calculated.

【0034】図8は、本発明の一実施形態としての加工
誤差の評価方法を説明する図である。同図に示すよう
に、本実施形態では、一例として、P1,P2,P3の3
点を通る円弧の曲率半径Rを以下のように算出する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for evaluating a processing error according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the present embodiment, as an example, three of P1, P2, and P3 are used.
The radius of curvature R of the arc passing through the point is calculated as follows.

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】このとき、LaとLbとの交点をCとする
と、曲率半径Rは、R=P1C=P2C=P3Cの関係を
有する(但し、PnCは線分を表わす)。この関係式に
より、半径Rは算出できる。
At this time, assuming that the intersection of La and Lb is C, the radius of curvature R has the relationship of R = P1C = P2C = P3C (where PnC represents a line segment). The radius R can be calculated from this relational expression.

【0037】尚、円弧の曲率半径を算出する際に使用す
る3点は、好ましくは連続する3点を選ぶ方が高精度な
値が算出できることは言うまでもない。
It is needless to say that the three points used for calculating the radius of curvature of the circular arc can be calculated with higher accuracy by preferably selecting three consecutive points.

【0038】図10は、本発明の一実施形態として、測
定結果と設計形状とを算出した曲率半径で比較した図で
あり、同図の斜めの直線(傾きが1の直線)上からプロ
ットした点が離れる程、加工誤差が大きいことを表わ
す。
FIG. 10 is a diagram comparing the measurement results and the design shape with the calculated radius of curvature as one embodiment of the present invention, and plotted from an oblique straight line (a straight line with a slope of 1) in FIG. The farther the point is, the larger the processing error is.

【0039】<従来の測定方法との比較>次に、上述し
た実施形態による評価方法と、従来の評価方法とを、図
12及び図13を参照して比較する。
<Comparison with Conventional Measurement Method> Next, the evaluation method according to the above-described embodiment and the conventional evaluation method will be compared with reference to FIG. 12 and FIG.

【0040】図12は、本発明の一実施形態として、基
台上の所定位置に設計上の理想的な姿勢で裁置された設
計データとしてのワーク4と、基台上でズレを生じて裁
置された実際のワーク4の姿勢とを示す図である。同図
に示すように、設計データ(実線)及び設計データで指
定した測定ポイント(黒ドット)と、それらの測定ポイ
ントに対応する実際の測定結果(白ドット)にはズレが
生じており、測定時のワーク4の姿勢は破線で示すよう
に所定位置にはないことが判る。
FIG. 12 shows, as an embodiment of the present invention, a work 4 as design data placed at a predetermined position on a base in a design ideal posture and a shift on the base. FIG. 4 is a diagram illustrating the actual posture of a placed work 4. As shown in the figure, the design data (solid line) and the measurement points (black dots) specified by the design data are shifted from the actual measurement results (white dots) corresponding to those measurement points. It can be seen that the posture of the work 4 at the time is not at the predetermined position as shown by the broken line.

【0041】このような状態において本実施形態による
評価方法と従来の評価方法とによる評価結果の比較を行
う。
In such a state, the evaluation results obtained by the evaluation method according to the present embodiment and the conventional evaluation method are compared.

【0042】図13は、図12の状態において、本実施
形態による評価方法と従来の評価方法とによってワーク
4の加工誤差を評価した場合の比較結果を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a comparison result when the machining error of the work 4 is evaluated by the evaluation method according to the present embodiment and the conventional evaluation method in the state of FIG.

【0043】図中、従来の評価方法の場合には、ワーク
4の姿勢が所定位置からズレていることにより、評価結
果にワーク4の実際の加工誤差だけでなくワーク4の姿
勢のズレによる影響が含まれてしまうことが判る。即
ち、同図に示す各測定ポイントに対する算出した法線方
向の誤差値の傾向は、図12に示した測定時のワーク4
の姿勢に近似した傾向となっている。一方、本実施形態
による評価方法の場合、同図に示す各測定ポイントに対
する算出した曲率半径の誤差値には、そのような傾向が
無い。
In the drawing, in the case of the conventional evaluation method, since the posture of the work 4 is shifted from a predetermined position, not only the actual processing error of the work 4 but also the influence of the shift of the posture of the work 4 is exerted on the evaluation result. It is understood that is included. That is, the tendency of the error value in the normal direction calculated for each measurement point shown in FIG.
Tend to be similar to the posture. On the other hand, in the case of the evaluation method according to the present embodiment, the error value of the radius of curvature calculated for each measurement point shown in FIG.

【0044】上記の結果から判るように、本実施形態に
よる評価方法によれば、多少ワーク4の姿勢にズレがあ
っても、設計形状の断面が有する曲面の半径と、当該ワ
ークの曲面の半径とを比較することにより、当該ワーク
の加工誤差を正確に評価することができる。従って、基
台5におけるワーク4の位置決め精度を多少ラフにして
も大きな問題にはならないため、基台5にワーク4を裁
置する際のリードタイムを短縮することができる。
As can be seen from the above results, according to the evaluation method of the present embodiment, even if there is a slight deviation in the posture of the work 4, the radius of the curved surface of the cross section of the design shape and the radius of the curved surface of the work 4 By comparing with the above, the processing error of the work can be accurately evaluated. Therefore, even if the positioning accuracy of the work 4 on the base 5 is slightly roughened, no major problem occurs, and the lead time when the work 4 is placed on the base 5 can be shortened.

【0045】尚、上述した実施形態の図1及び図2にお
いては、3次元形状測定機3によってワーク4の外形形
状の表面を測定する例を示しているが、プローブ31の
構造がワーク4の内面の形状をも測定可能な構造であれ
ば、上述した方法によって内面の形状の加工誤差を評価
できることは言うまでもない。
In FIGS. 1 and 2 of the above-described embodiment, an example in which the surface of the outer shape of the work 4 is measured by the three-dimensional shape measuring machine 3 is shown. It goes without saying that a processing error of the shape of the inner surface can be evaluated by the above-described method as long as the structure can measure the shape of the inner surface.

【0046】また、上述した実施形態は、図11のフロ
ーチャートの動作を実現するソフトウエアを、例えば、
フロッピーディスク等の記憶媒体に格納し、その記憶媒
体の情報を、例えばパーソナルコンピュータに読み込む
ことにより、そのコンピュータを本実施形態に係る測定
結果処理用コンピュータ2として動作させる場合にも適
用できることは言うまでもない。
In the embodiment described above, software for realizing the operation of the flowchart of FIG.
It is needless to say that the present invention is also applicable to a case where the information is stored in a storage medium such as a floppy disk and the information of the storage medium is read into, for example, a personal computer to operate the computer as the measurement result processing computer 2 according to the present embodiment. .

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構造体の姿勢に関わらず、正確に形状誤差を評価する構
造体の形状誤差評価装置及び評価方法及びコンピュータ
読み取りが可能な記憶媒体の提供が実現する。
As described above, according to the present invention,
A structure error evaluation apparatus and method for accurately evaluating a shape error regardless of the posture of the structure, and a computer-readable storage medium are provided.

【0048】[0048]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用可能な3次元形状評価システムの
全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a three-dimensional shape evaluation system to which the present invention can be applied.

【図2】本発明に適用可能な3次元形状測定時のワーク
の支持方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of supporting a workpiece during three-dimensional shape measurement applicable to the present invention.

【図3】本発明を適用可能な測定結果処理用コンピュー
タのブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a measurement result processing computer to which the present invention can be applied.

【図4】本発明の一実施形態としての加工誤差の評価位
置(方向)を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an evaluation position (direction) of a processing error according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態としての設計形状に対して
測定ピッチを指定した状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a measurement pitch is designated for a design shape according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態としての設計形状に対して
測定ポイントが設定された状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which measurement points are set for a design shape according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態としての3次元測定機のプ
ローブによってワーク表面を測定する様子を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a work surface is measured by a probe of a three-dimensional measuring machine according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態としての加工誤差の評価方
法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a processing error evaluation method as one embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態として、測定結果と設計形
状とを重ねて表示した状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a measurement result and a design shape are superimposed and displayed as one embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態として、測定結果と設計
形状とを算出した曲率半径で比較した図である。
FIG. 10 is a diagram in which a measurement result and a design shape are compared by a calculated radius of curvature as one embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態としてのワークの加工誤
差の評価処理のフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of processing for evaluating a processing error of a work as one embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態として、基台上の所定位
置に設計上の理想的な姿勢で裁置された設計データとし
てのワーク4と、基台上でズレを生じて裁置された実際
のワーク4の姿勢とを示す図である。
FIG. 12 shows a work 4 as design data placed at a predetermined position on a base in a design ideal posture as one embodiment of the present invention, and a work 4 placed on a base with a displacement. FIG. 4 is a diagram showing the actual posture of the work 4.

【図13】図12の状態において、本実施形態による評
価方法と従来の評価方法とによってワーク4の加工誤差
を評価した場合の比較結果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a comparison result when the processing error of the work 4 is evaluated by the evaluation method according to the present embodiment and the conventional evaluation method in the state of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:制御用コンピュータ, 2:測定結果処理用コンピュータ, 3:3次元測定機, 4:ワーク, 5:基台, 21:CPU, 22:ディスプレイ, 23:キーボード, 24:ROM, 25:RAM, 26:記憶装置, 27:通信インタフェース, 28:プリンタ, 29:内部バス, 31:プローブ, 51:位置決めピン, 52:支持脚, 53:加工基準面, 1: control computer, 2: measurement result processing computer, 3: three-dimensional measuring machine, 4: work, 5: base, 21: CPU, 22: display, 23: keyboard, 24: ROM, 25: RAM, 26: storage device, 27: communication interface, 28: printer, 29: internal bus, 31: probe, 51: positioning pin, 52: support leg, 53: processing reference plane,

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3次元形状を有する構造体の設計形状と
の形状誤差を評価する形状誤差評価装置であって、 前記構造体の形状を、所望する測定方向に複数の測定点
にて測定する測定手段と、 前記測定手段によって測定した前記複数の測定点におけ
る測定値のうち、3点の測定点を含む円弧の半径を算出
する第1の算出手段と、 前記3点の測定点に対応するところの、前記構造体の設
計形状に含まれる3点を含む円弧の半径を算出する第2
の算出手段と、 前記第1の算出手段によって算出した前記構造体の3点
を含む円弧の半径と、前記第2の算出手段によって算出
した前記構造体の設計形状情報に含まれる3点を含む円
弧の半径とを比較することにより、前記構造体の3点の
測定点における前記設計形状との形状誤差を評価する評
価手段と、を備えることを特徴とする構造体の形状誤差
評価装置。
1. A shape error evaluation device for evaluating a shape error of a structure having a three-dimensional shape from a design shape, wherein the shape of the structure is measured at a plurality of measurement points in a desired measurement direction. Measuring means; first calculating means for calculating the radius of an arc including three measuring points among the measured values at the plurality of measuring points measured by the measuring means; and corresponding to the three measuring points. However, a second calculation of the radius of an arc including three points included in the design shape of the structure is performed.
Calculating means, a radius of an arc including three points of the structure calculated by the first calculating means, and three points included in the design shape information of the structure calculated by the second calculating means. Evaluation means for evaluating a shape error of the structure at three measurement points with respect to the designed shape by comparing the radius with the radius of the circular arc.
【請求項2】 前記複数の測定点を、前記構造体の形状
の曲がり方が小さいほどピッチを小さく設定可能な設定
手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の構造
体の形状誤差評価装置。
2. The structure error evaluation according to claim 1, further comprising setting means for setting the plurality of measurement points to a smaller pitch as the shape of the structure is bent in a smaller manner. apparatus.
【請求項3】 前記形状誤差は、前記構造体を加工する
ことによって生じる加工誤差であることを特徴とする請
求項1記載の構造体の形状誤差評価装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the shape error is a processing error generated by processing the structure.
【請求項4】 前記構造体は、プレス加工により成形し
た車両部材であることを特徴とする請求項1記載の構造
体の形状誤差評価装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the structure is a vehicle member formed by press working.
【請求項5】 3次元形状を有する構造体の設計形状と
の形状誤差を評価する形状誤差評価方法であって、 前記構造体の形状を、所望する測定方向に複数の測定点
にて測定し、 その測定によって得られる前記複数の測定点における測
定値のうち、3点の測定点を通る円弧の半径を算出し、 前記3点の測定点に対応するところの、前記構造体の設
計形状に含まれる3点を通る円弧の半径を算出し、 算出した前記構造体の3点を通る円弧の半径と、前記構
造体の設計形状に含まれる3点を通る円弧の半径とを比
較することにより、前記構造体の3点の測定点における
前記設計形状との形状誤差を評価することを特徴とする
構造体の形状誤差評価方法。
5. A shape error evaluation method for evaluating a shape error between a design shape of a structure having a three-dimensional shape and a design shape, wherein the shape of the structure is measured at a plurality of measurement points in a desired measurement direction. Calculating the radius of an arc passing through the three measurement points among the measurement values at the plurality of measurement points obtained by the measurement, and calculating the radius of the arc corresponding to the three measurement points, By calculating the radius of an arc passing through the three included points, and comparing the calculated radius of the arc passing through the three points of the structure with the radius of the arc passing through the three points included in the design shape of the structure And evaluating a shape error of the structure at three measurement points with respect to the design shape.
【請求項6】 前記複数の測定点は、前記構造体の形状
の曲がり方が小さいほどピッチを小さくすることを特徴
とする請求項5記載の構造体の形状誤差評価方法。
6. The method according to claim 5, wherein the plurality of measurement points have a smaller pitch as the shape of the structure bends smaller.
【請求項7】 前記構造体の形状誤差評価方法を、前記
形状誤差としての、前記構造体を加工することによって
生じる加工誤差の評価に用いることを特徴とする請求項
5記載の構造体の形状誤差評価方法。
7. The shape of a structure according to claim 5, wherein the method for evaluating the shape error of the structure is used for evaluating a processing error caused by processing the structure as the shape error. Error evaluation method.
【請求項8】 前記構造体の形状誤差評価方法を、前記
構造体としての、プレス加工により成形した車両部材の
評価に用いることを特徴とする請求項5記載の構造体の
形状誤差評価方法。
8. The method according to claim 5, wherein the method for evaluating a shape error of the structure is used for evaluating a vehicle member formed by press working as the structure.
【請求項9】 3次元形状を有する構造体の設計形状と
の形状誤差を評価する形状誤差評価処理のプログラムを
格納した記録媒体であって、その記録媒体により、コン
ピュータを、 3次元形状測定機により、前記構造体の形状を、所望す
る測定方向に複数の測定点にて測定する測定手段と、 前記測定手段によって測定した前記複数の測定点におけ
る測定値のうち、3点の測定点を含む円弧の半径を算出
する第1の算出手段と、 前記3点の測定点に対応するところの、前記構造体の設
計形状に含まれる3点を含む円弧の半径を算出する第2
の算出手段と、 前記第1の算出手段によって算出した前記構造体の3点
を含む円弧の半径と、前記第2の算出手段によって算出
した前記構造体の設計形状情報に含まれる3点を含む円
弧の半径とを比較することにより、前記構造体の3点の
測定点における前記設計形状との形状誤差を評価する評
価手段として動作させることを特徴とするコンピュータ
読み取りが可能な記憶媒体。
9. A recording medium storing a program for a shape error evaluation process for evaluating a shape error between a design shape of a structure having a three-dimensional shape and a design shape. Measuring means for measuring the shape of the structure at a plurality of measuring points in a desired measuring direction, and three measuring points among the measured values at the plurality of measuring points measured by the measuring means. First calculating means for calculating a radius of an arc; and second calculating means for calculating a radius of an arc including three points included in the design shape of the structure corresponding to the three measurement points.
Calculating means, a radius of an arc including three points of the structure calculated by the first calculating means, and three points included in the design shape information of the structure calculated by the second calculating means. A computer-readable storage medium operable as evaluation means for evaluating a shape error between the design shape and three measurement points of the structure by comparing the radius with the radius of the arc.
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