面法線検出プロ-ブによる自由曲面形状自動計測システムの試作開発

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850033
• Research Institution: Tomakomai National College of Technology
• Principal Investigator: 青山 英樹 苫小牧工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (40149894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河合 正治 (株)ニコン, 生産技術本部・第5開発課, 次長 ; 斎藤 勝政 北海道大学, 工学部・精密工学科, 教授 (40001169) ; 岸浪 建史 北海道大学, 工学部・精密工学科, 教授 (30001796)
• Keywords: 曲面形状測定 / 三次元測定機 / プロ-ブ / 自由曲面 / 面法線 / 単位法線ベクトル / 物理モデル / 計算機モデル

Research Abstract

本研究は昭和63年度、平成元年度の2ケ年にわたって計画されており、本年度は「自由曲面形状モデリングシステムの開発」ならびに「自由曲面形状評価システムの開発」に関して以下の成果が得られた。
1.自由曲面形状モデリングシステムの開発
前年度開発した計測システムにより物理モデル(自由曲面形状)上の離散点の位置ベクトルと単位法線ベクトルの測定が可能となり、測定により得られるデ-タ(位置ベクトルと単位法線ベクトル)により適した計算機モデルを構築するため、位置ベクトルと単位法線ベクトルを基にした自由曲面パッチの補間式の提案を行った。
提案した曲面パッチ補間式は2次Bezier式に基づいており、パッチコ-ナ-点の位置ベクトルと単位法線ベクトルを与えることにより,パッチ間において位置ベクトルと接線ベクトルの連続条件を満足する曲面形状を構築できる。
また、開発した計測システムにより自由曲面を有する物理モデルを測定し、その測定デ-タ(位置ベクトル、単位法線ベクトル)を直接用いて計算機モデルを構築することが可能となった。
2.自由曲面形状評価システムの開発
自由曲面形状物理モデルの測定評価法として、位置ベクトルと単位法線ベクトルに基づく独自の評価関数を用いた2段階評価法を提案した。2段階評価法では計算機モデルを評価基準形状とし、第1段階において測定点の評価を行い、第2段階において補間形状の評価を行う方法を示している。

Research Products

• [Publications] 青山英樹: "面法線検出プロ-ブを用いた自由曲面形状の測定評価法" 精密工学会1989年北海道支部学術講演会講演論文集. 51-52 (1989)
• [Publications] 青山英樹: "位置ベクトルと単位法線ベクトルの測定に基づく自由曲面形状の評価法に関する研究" 1990年精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 1135-1136 (1990)
• [Publications] Hideki Aoyama: "A New Method for Detecting the Contact Point Between a Touch Probe and Surface" Annals of the CIRP. 38. 517-520 (1989)
• [Publications] 青山英樹: "自由曲面形状の測定評価法" 型技術. 5. (1990)