形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法
【課題】対象物の表面の一部に撮像不可能な部分があっても、精度の良い形状検査を行うことが可能な形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法を提供する。
【解決手段】形状検査装置３０にクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を仮補完用三次元モデルで補完して仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４、仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、複数の補完用三次元モデルのうちクランク軸２の三次元形状を補完した場合に仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を三次元モデル仮判定部３５により選択された補完用三次元モデルで補完して判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６、判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７を具備した。
【解決手段】形状検査装置３０にクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を仮補完用三次元モデルで補完して仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４、仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、複数の補完用三次元モデルのうちクランク軸２の三次元形状を補完した場合に仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を三次元モデル仮判定部３５により選択された補完用三次元モデルで補完して判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６、判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７を具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の三次元形状を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の三次元形状を検査する方法としては、対象物の表面に針の先端を接触させて走査し、針の高さの変化を検出することにより対象物の三次元形状を測定し、当該測定結果に基づいて対象物の形状を検査する接触式の形状検査方法、および、対象物にレーザ光等を照射したり対象物表面の画像を取得したりすることにより対象物の三次元形状を測定し、当該測定結果に基づいて対象物の形状を検査する非接触式の形状検査方法等が知られている。
【０００３】
また、上記非接触式の形状検査方法の例としては、（１）ＣＴスキャンにより対象物の断面形状を示す画像を走査方向にずらして複数取得し、これらの画像に基づいて対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、（２）対象物の表面に複数のターゲットを貼り付け、これらのターゲットの座標を測定することにより対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、（３）対象物の表面を、撮像部位を変えつつ撮像し、得られた複数の撮像画像を繋ぎ合わせることにより対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、等が知られている。
【０００４】
（１）の方法は、設備自体が大きく高価である上、Ｘ線を用いるため作業者への影響を考慮してＸ線を遮蔽する材料で囲う必要がある等付帯設備も含めると大がかりとなる。
また、測定精度を向上するためには断面形状を撮像する際の走査方向のピッチを短くしてより多くの断面形状を撮像しなければならず、測定に要する時間が長いという問題がある。
【０００５】
（２）の方法は、対象物の表面にターゲットを貼り付けたり、対象物の表面を様々な角度から満遍なく撮像したりする等の煩雑な作業を必要とし、形状測定に要する時間が長いという問題がある。
特に、複雑な形状の対象物の測定精度を向上するためには測定点、すなわちターゲットを貼り付ける位置を多くする必要があり、形状測定に要する時間がさらに長くなる。
【０００６】
これに対して、（３）の方法は、複数の画像を繋ぎ合わせて対象物の三次元モデルを作成する作業に要する時間がコンピュータの性能向上等により格段に短くなり、大量生産される対象物の三次元形状を全数検査する用途等に適用されることが有望視される。
例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【特許文献１】特開２００４−２７１４１１号公報
【特許文献２】特開２００２−９８５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記（３）の方法は、例えばエンジンのクランク軸のように対象物の形状が複雑な場合には、対象物の表面の一部が対象物の他の部分に隠れて撮像不可能となり、当該撮像不可能な部分の三次元形状を検査することができないという問題があった。
また、隠れていない部分であっても当該部分の表面と撮像方向との成す角度が小さい場合には、当該部分の三次元形状を精度良く測定することができず、当該部分についての形状検査の信頼性を確保することができないという問題があった。
本発明は以上の如き状況に鑑み、対象物の表面の一部に撮像不可能な部分があっても、精度の良い形状検査を行うことが可能な形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
非接触で測定される対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【００１１】
請求項３においては、
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定手段と、
前記対象物の仮補完用三次元モデルを作成する仮補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の複数の補完用三次元モデルを作成する補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、前記対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【００１３】
請求項５においては、
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定工程において選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項６においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００１７】
請求項２においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００１８】
請求項３においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００１９】
請求項４においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００２０】
請求項５においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００２１】
請求項６においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下では、図１および図２を用いて、本発明に係る形状検査システムの実施の一形態である形状検査システム１について説明する。
形状検査システム１はクランク軸２の形状検査を行うためのシステムである。
【００２３】
クランク軸２は本発明に係る対象物の実施の一形態であり、自動車等のエンジンに用いられる部品の一つである。
【００２４】
図２に示す如く、クランク軸２はメインジャーナル２ａ・２ａ・２ａ、アーム２ｂ・２ｂ・２ｂ・２ｂ、クランクピン２ｃ・２ｃ、カウンターウェイト２ｄ・２ｄ・２ｄ・２ｄ等を具備する。本実施例の場合、原料となる中炭素鋼等を鍛造することによりクランク軸２の大まかな形状が形成され、その後切削加工等を施すことによりクランク軸２の最終的な形状が形成される。
【００２５】
メインジャーナル２ａはクランク軸２の回転中心を成す部材である。
アーム２ｂ・２ｂは一端がメインジャーナル２ａ・２ａにそれぞれ延設され、他端がクランクピン２ｃの端部に延設される部材である。
クランクピン２ｃはその両端がそれぞれ対向するアーム２ｂ・２ｂの他端に延設される部材であり、メインジャーナル２ａ・２ａ・２ａにより形成されるクランク軸２の回転中心から見て所定の位相の半径方向に所定の距離だけずれた位置に配置される。クランクピン２ｃにはコンロッド（不図示）の一端が回転可能に枢着される。
カウンターウェイト２ｄ・２ｄはアーム２ｂ・２ｂにおいてクランクピン２ｃが延設される方の端部の反対側となる端部に延設される。カウンターウェイト２ｄ・２ｄはクランク軸２の重量バランスを調整するために設けられる。
【００２６】
図２に示す如く、クランク軸２は複雑な形状を成しており、例えば、クランクピン２ｃを挟んで配置されるアーム２ｂ・２ｂおよびカウンターウェイト２ｄ・２ｄの対向する面やメインジャーナル２ａ・２ａ・２ａの外周部に形成された凹凸面においてアーム２ｂ・２ｂおよびカウンターウェイト２ｄ・２ｄに対向する面（図２中において太線で表した部分）等は、クランク軸２を構成する他の部材の陰に隠れてしまい、外部から撮像することが不可能である。また、外部から撮像することが可能な部分であっても、当該部分の表面と撮像手段（カメラ等）の撮像方向との成す角度が小さく、撮像して得られた画像から当該部分の三次元形状を精度良く把握することができない部分も生じ得る。
【００２７】
鍛造後のクランク軸２には、最終製品としての寸法精度および重量バランスを満たすべく後工程で切削加工等が施される。
しかし、鍛造後のクランク軸２の三次元形状が所定の基準を満たさない場合には、後工程でどのような加工を施してもクランク軸２が最終製品としての寸法精度および重量バランスを満たすことが不可能となるという不具合が発生する場合がある。
よって、三次元形状が所定の基準を満たさない鍛造後のクランク軸２が後工程に供給されると、後工程の作業が無駄となり、後工程の作業効率の低下の要因となる。
【００２８】
形状検査システム１を用いて鍛造後のクランク軸２の三次元形状が所定基準を満たすか否かを検査し、所定の基準を満たすクランク軸２のみを後工程に供給することにより、後工程の作業効率を向上させることが可能となる。
【００２９】
ここで、「クランク軸２の三次元形状が所定の基準を満たす」とは、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の三つの基準をともに満たすことを指す。
【００３０】
本実施例において「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」が所定の基準の一つとなっている理由は、加工代が小さ過ぎると後工程で切削加工等を施す余地が小さく、最終製品としての寸法精度や重量バランスを達成することが困難となること、および、加工代が大き過ぎると後工程における切削加工等の工数が大きくなり、作業効率が良くないことによる。
【００３１】
本実施例において「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」が所定の基準の一つとなっている理由は、クランク軸２の曲がり量が大き過ぎると後工程でどのような加工を施しても最終製品としての寸法精度や重量バランスを達成することが困難となることによる。
【００３２】
本実施例において「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」が所定の基準の一つとなっている理由は、切削加工等を施す前から重量バランスがあまりにも悪いと、後工程における切削加工等の工数が大きくなり、作業効率が良くないこと、および、クランク軸２が最終製品としての所定の寸法精度や重量バランスを達成することが困難となることによる。
【００３３】
なお、本発明に係る「対象物」は、本実施例のクランク軸２に限定されず、本発明に係る形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法による形状検査の対象となり得る物品（主として、ある程度の定形性を有する有体物）を広く含む。
また、本発明に係る「所定の基準」は、本実施例のクランク軸２についての所定の基準に限定されず、対象物の属性（対象物の機能や用途、製造方法等）により適宜定められる。
さらに、クランク軸２の形状や鍛造条件等によっては、クランク軸２についての所定の基準の三つの要件のうち、幾つかの要件については鍛造後のクランク軸２が常に要件を満たすことが実験にて分かっており、当該要件については所定の基準から外しても良い場合もある。
このような場合には、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の三つの要件のうち、何れか一つまたは二つを満たすことをクランク軸２についての所定の基準としても良い。
【００３４】
図１に示す如く、形状検査システム１は、主として三次元形状測定装置１０、三次元モデル作成装置２０、形状検査装置３０等を具備する。
【００３５】
三次元形状測定装置１０は、本発明に係る三次元形状測定手段の実施の一形態であり、クランク軸２の三次元形状を非接触で測定するものである。三次元形状測定装置１０はクランク軸２の表面の撮像部位を変えつつ撮像し、得られた複数の画像を繋ぎ合わせることにより、非接触でクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）を取得する。
三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状に係るデータは、後述するデータ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換され、その後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶される。
【００３６】
なお、三次元形状測定装置１０は専用品でも良いが、市販の三次元形状測定装置を用いて達成することも可能である。市販の三次元形状測定装置の例としては、Ｃｏｇｉｔｅｎｓ社のＯｐｔｉｇｏシリーズやＳｔｅｉｎｂｉｃｈｌｅｒ社のＣｏｍｅｔシリーズ等が挙げられる。
【００３７】
三次元モデル作成装置２０は本発明に係る仮補完用三次元モデル作成手段の実施の一形態であるとともに、本発明に係る補完用三次元モデル作成手段の実施の一形態である。
三次元モデル作成装置２０は、設計上のクランク軸２の理想的な三次元モデルに種々の仮定に沿ったアレンジを施すことにより、クランク軸２の仮補完用三次元モデル、クランク軸２の複数の補完用三次元モデル、およびクランク軸２の複数の再補完用三次元モデルを作成する。
【００３８】
本実施例の場合、クランク軸２の仮補完用三次元モデルは、例えばクランク軸２の原料（中炭素鋼等）の鍛造前の重量の平均値および当該原料の密度から算出される体積を有し、クランク軸２の各部に適度な厚みの加工代が設けられ、クランク軸２の軸線方向から見て特定の位相に曲がっていないという条件を満たすものとしている。
【００３９】
本実施例の場合、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に対応するものとして、各部の加工代が許容範囲内で最も厚い条件となるもの、および、各部の加工代が許容範囲内で最も薄い条件となるもの、の二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上加工代が厚いものや薄いものを想定する必要が無いと思われるものであり、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４０】
また、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に対応するものとして、クランク軸２の軸線方向から見て、それぞれ位相θが０°、９０°、１８０°、２７０°の方向に曲がった計四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上大きな曲がり量を想定する必要が無いと思われるものであり、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４１】
さらに、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に対応するものとして、クランク軸２の軸線方向から見て、それぞれ位相θ＝０°、９０°、１８０°、２７０°の方向に重量バランスが偏った計四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上重量バランスが偏ることを想定する必要が無いと思われるものであり、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４２】
本実施例の場合、クランク軸２の複数の再補完用三次元モデルは、それぞれ上記クランク軸２の複数の補完用三次元モデルに対応する形で作成され、対応するクランク軸２の補完用三次元モデルに比べてクランク軸２の仮補完用三次元モデルに近い形状（クランク軸２の仮補完用三次元モデルとクランク軸２の補完用三次元モデルとの中間的な形状）を有する。
ただし、クランク軸２の再補完用三次元モデルの形状をクランク軸２の仮補完用三次元モデルにどの程度近づけた形状とするかは、後述する再判定結果が形状検査の信頼性に与える影響を勘案して適宜定める必要がある。
【００４３】
なお、本発明に係る対象物の仮補完用三次元モデルおよび対象物の複数の補完用三次元モデルは本実施例のクランク軸２の仮補完用三次元モデルおよびクランク軸２の補完用三次元モデルに限定されず、対象物の性状等に応じて適宜作成することが可能である。
【００４４】
三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータ、クランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータおよびクランク軸２の複数の再補完用三次元モデルに係るデータは、後述するデータ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換され、その後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶される。
【００４５】
なお、本実施例の三次元モデル作成装置２０は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータに市販のプログラム（ＣＡＤソフト等）を格納したもので達成することも可能である。
また、本実施例の三次元モデル作成装置２０は、本発明に係る仮補完用三次元モデル作成手段としての機能と、本発明に係る補完用三次元モデル作成手段としての機能と、の両方を兼ねるべく一体としたものであるが、本発明に係る形状検査システムはこれに限定されず、それぞれの機能について別体としても良い。
【００４６】
形状検査装置３０は本発明に係る形状測定装置の実施の一形態であり、主として、データ変換部３１、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２、判定基準記憶部３３、仮判定用三次元モデル作成部３４、三次元モデル仮判定部３５、判定用三次元モデル作成部３６、三次元モデル判定部３７、再モデリング部３８、等を具備する。
【００４７】
データ変換部３１は三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状に係るデータ、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータ、および、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータを、「所定の形式」のデータに変換するものである。
ここで、「所定の形式のデータ」とは、互換性を有し、比較対照可能な統一された形式のデータを指す。
【００４８】
このように構成することにより、三次元測定装置１０および三次元モデル作成装置２０としてそれぞれ相互に互換性の無い形式のデータを取り扱う市販品を用いる場合でも、形状検査装置３０にて統一された形式のデータに変換して取り扱うことが可能である。
なお、三次元測定装置１０および三次元モデル作成装置２０が取り扱うデータの形式が相互に互換性を有するものである場合には、データ変換部３１を省略することが可能である。
【００４９】
三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２は、データ変換部３１により所定の形式のデータに変換されたクランク軸２の三次元形状に係るデータ、クランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータおよびクランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータを記憶するものである。
【００５０】
判定基準記憶部３３は、クランク軸２の三次元形状について判定するための所定の基準を記憶するものである。
【００５１】
仮判定用三次元モデル作成部３４は本発明に係る仮判定用三次元モデル作成手段の実施の一形態であり、三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち、クランク軸２の他の部分に隠れる等して測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成するものである。
ここで、「仮補完用三次元モデルを用いて補完する」とは、対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分に、対象物の仮補完用三次元モデルにおいて当該部分に対応する部分を繋ぎ合わせることを指す。その結果として、作成された仮判定用三次元モデルは、通常は閉じた三次元モデルとなる。
また、「測定不可能である部分（測定不可能領域）」は、（Ａ）対象物の他の部分に隠れて実際に測定不可能である部分、に加えて、（Ｂ）測定可能であっても、対象物表面と三次元形状測定手段の撮像方向（またはレーザ等の照射方向）との成す角度が所定の角度（通常は２０°から３０°程度）よりも小さいために当該部分の三次元形状を精度良く測定することができず、ひいては当該部分についての形状検査の信頼性を確保することができない部分、を含む。
【００５２】
本実施例の場合、仮判定用三次元モデル作成部３４は三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２からクランク軸２の三次元形状に係るデータを取得し、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を検出する。
次に、仮判定用三次元モデル作成部３４は三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２からクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータを取得し、クランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータにおいて「クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分」に対応する部分を切り取り、クランク軸２の三次元形状に係るデータに繋ぎ合わせる。このときクランク軸２の三次元形状に係るデータとクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータとの繋ぎ合わせは、例えば最小二乗法等により行われる。
このようにして、仮判定用三次元モデル作成部３４は、クランク軸２の仮判定用三次元モデル（より厳密には、クランク軸２の仮判定用三次元モデルに係るデータ）を作成する。
【００５３】
三次元モデル仮判定部３５は本発明に係る三次元モデル仮判定手段の実施の一形態であり、仮判定用三次元モデル作成部３４により作成されたクランク軸２の仮判定用三次元モデルを判定基準記憶部３３に記憶された所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、仮にクランク軸２の三次元形状を補完した場合に、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択するものである。
ここで、「仮判定する」とは、対象物の三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定するのではなく、対象物の三次元モデルが所定の基準に照らしてどのような傾向を有するかを把握することを指す。
また、「傾向」とは、対象物の三次元モデルが所定の基準をどのように満たしているか、あるいはどのように満たしていないのかといったことの具体的な内容を示す。
【００５４】
本実施例の場合、三次元モデル仮判定部３５は、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの形状を分析し、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に厚いか薄いかといった「傾向」を把握し、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見てどの位相の方向に曲がっているかといった「傾向」を把握し、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見てどの位相の方向に重心がずれているかといった「傾向」を把握する。
次に、三次元モデル仮判定部３５は、把握した「傾向」に基づいて、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されている複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の三次元形状（に係るデータ）を補完した場合に、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の各要件について、これらの傾向を最も強調する補完用三次元モデルを選択する。
【００５５】
例えば、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に厚い傾向を示す場合には、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に係る二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、各部の加工代が許容範囲内で最も厚い条件となるクランク軸２の補完用三次元モデルが選択され、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に薄い傾向を示す場合には、各部の加工代が許容範囲内で最も薄い条件となるクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
また、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見て位相θ＝７５°の方向に曲がっている傾向を示す場合には、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に係る四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、位相がθ＝７５°に最も近いθ＝９０°の方向に曲がっているクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
さらに、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの重量バランスが軸線方向から見て位相θ＝１５°の方向に偏っている傾向を示す場合には、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に係る四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、位相がθ＝１５°に最も近いθ＝０°の方向に重量バランスが偏っているクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
【００５６】
なお、本実施例では所定の基準に係る要件ごとにクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する構成としたが、本発明はこれに限定されず、所定の基準に係る複数の要件を加味して対象物の補完用三次元モデルを一つだけ選択する構成としても良い。
【００５７】
判定用三次元モデル作成部３６は本発明に係る判定用三次元モデル作成手段の実施の一形態であり、三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成するものである。
本実施例の場合、所定の基準の三つの要件にそれぞれ対応するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いてクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち測定不可能である部分を補完することにより、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、および、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、を作成する。判定用三次元モデル作成部３６がそれぞれのクランク軸２の判定用三次元モデルを作成する手法は、仮判定用三次元モデル作成部３４がクランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する手法と略同じである。
【００５８】
三次元モデル判定部３７は本発明に係る三次元モデル判定手段の実施の一形態であり、判定用三次元モデル作成部３６により作成された三つのクランク軸２の判定用三次元モデルがそれぞれ判定基準記憶部３３に記憶された所定の基準の三つの要件を満たすか否かを判定するものである。
本実施例の場合、三つのクランク軸２の判定用三次元モデルがいずれも対応する所定の基準の要件を満たす場合には当該判定用三次元モデルの作成に係るクランク軸２は良品である（形状に関して所定の基準を満たす）と判定し、三つのクランク軸２の判定用三次元モデルのうちいずれか一つでも対応する所定の基準の要件を満たさない場合には当該判定用三次元モデルの作成に係るクランク軸２は不良品である（形状に関して所定の基準を満たさない）と判定する。
【００５９】
再モデリング部３８は、再モデリング検討部３８ａ、再判定用三次元モデル作成部３８ｂ等を具備する。
【００６０】
再モデリング検討部３８ａは、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２について再モデリングするか否か、すなわち、クランク軸２の三次元形状に係るデータをクランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することによりクランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するか否か、を検討するものである。
【００６１】
本実施例の場合、再判定用三次元モデルを作成するか否かは、例えば、クランク軸２の三次元形状のうち測定可能である部分と、クランク軸２の再補完用三次元モデルにおける当該測定可能である部分に対応する部分との一致度合い等により判断されるが、他の判断基準により判断しても良い。
【００６２】
再判定用三次元モデル作成部３８ｂは、再モデリング検討部３８ａにおいて再モデリングしても良いと判断された場合に、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するものである。
再判定用三次元モデル作成部３８ｂにより作成されたクランク軸２の再判定用三次元モデルは、三次元モデル判定部３７により所定の基準を満たすか否か「再判定」される。
【００６３】
「再判定」を行うことにより、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を「最悪の」形状を有するクランク軸２の判定用三次元モデルを用いて補完したために、実際には良品とすべき形状のクランク軸２を不良品と判定することを防止することが可能であり、検査精度が向上する。
なお、本実施例の形状検査装置３０は再モデリング部３８を具備するが、本発明に係る形状検査装置および形状検査システムはこれに限定されず、「再判定」を行うことを必要としない場合には当該機能に係る部分（再モデリング部３８に相当する部分）を省略することが可能である。
【００６４】
なお、本実施例の形状検査装置３０は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータにデータ変換部３１、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２、判定基準記憶部３３、仮判定用三次元モデル作成部３４、三次元モデル仮判定部３５、判定用三次元モデル作成部３６、三次元モデル判定部３７、再モデリング部３８に対応する機能を果たすためのプログラムを格納したもので達成することも可能である。
また、本実施例の形状検査装置３０は、本発明に係る仮判定用三次元モデル作成手段としての機能と、三次元モデル仮判定手段としての機能と、判定用三次元モデル作成手段としての機能と、三次元モデル判定手段としての機能と、を兼ねるべく一体としたものであるが、本発明に係る形状検査装置および形状検査システムはこれに限定されず、それぞれの機能について別体としても良い。
【００６５】
以下では、図１乃至図３を用いて、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態について説明する。
図３に示す如く、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、三次元形状測定工程１００、仮判定用三次元モデル作成工程２００、三次元モデル仮判定工程３００、判定用三次元モデル作成工程４００、三次元モデル判定工程５００、再モデリング工程６００等を具備する。
【００６６】
三次元形状測定工程１００は、三次元形状測定装置１０によりクランク軸２の三次元形状を非接触で測定する工程である。
三次元形状測定工程１００が終了したら、仮判定用三次元モデル作成工程２００に移行する。
【００６７】
仮判定用三次元モデル作成工程２００は、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成され、データ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換された後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する工程である。
仮判定用三次元モデル作成工程２００が終了したら、三次元モデル仮判定工程３００に移行する。
【００６８】
三次元モデル仮判定工程３００は、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成され、データ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換された後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、仮にクランク軸２の三次元形状を補完した場合に、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する工程である。
三次元モデル仮判定工程３００が終了したら、判定用三次元モデル作成工程４００に移行する。
【００６９】
判定用三次元モデル作成工程４００は、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定工程３００において選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する工程である。
判定用三次元モデル作成工程４００が終了したら、三次元モデル判定工程５００に移行する。
【００７０】
三次元モデル判定工程５００は、クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する工程である。
その結果、所定の基準を満たすと判定した場合には、形状検査に係るクランク軸２は良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
一方、所定の基準を満たさないと判断した場合には、形状検査に係るクランク軸２は不良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、再モデリング工程６００に移行する。
【００７１】
再モデリング工程６００は、再モデリング検討工程６１０、再判定用三次元モデル作成工程６２０を具備する。
【００７２】
再モデリング検討工程６１０は、三次元モデル判定工程５００において不良品であると判定されたクランク軸２について再モデリングするか否か、すなわち、クランク軸２の三次元形状に係るデータをクランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することによりクランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するか否か、を検討する工程である。
その結果、再モデリングすべきでないと判断した場合、形状検査に係るクランク軸２は不良品であり、かつ再モデリングすべきでないものであると判定して再モデリング検討工程６１０は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
一方、再モデリングしても良いと判断した場合、再モデリング検討工程６１０は終了し、再判定用三次元モデル作成工程６２０に移行する。
【００７３】
再判定用三次元モデル作成工程６２０は、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の再判定用三次元モデルを作成する工程である。
再判定用三次元モデル作成工程６２０が終了したら、三次元モデル判定工程５００に移行する。
再判定用三次元モデル作成工程６２０から三次元モデル判定工程５００に移行した場合、クランク軸２の再判定用三次元モデルについて「再判定」が行われ、その結果、所定の基準を満たすと判定した場合には、形状検査に係るクランク軸２はクランク軸２の再判定用三次元モデルで再判定した場合には良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
また、所定の基準を満たさないと判断した場合には、形状検査に係るクランク軸２は、クランク軸２の再判定用三次元モデルで再判定した場合でも不良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
【００７４】
なお、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は再モデリング工程６００を具備するが、本発明に係る本発明に係る形状検査方法はこれに限定されず、「再判定」を行うことを必要としない場合には当該再判定に係る工程に相当する部分を省略することが可能である。
【００７５】
以上の如く、形状検査装置３０は、
三次元形状測定装置１０により非接触で測定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４と、
クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６と、
クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査装置と比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００７６】
また、形状検査装置３０は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００７７】
また、形状検査システム１は、
クランク軸２の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定装置１０と、
クランク軸２の仮補完用三次元モデルおよびクランク軸２の複数の補完用三次元モデルを作成する三次元モデル作成装置２０と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４と、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、複数のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５と、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６と、クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７と、を具備する形状検査装置３０と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査システムと比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００７８】
また、形状検査システム１は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさない鍛造後のクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００７９】
また、形状検査システム１は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００８０】
また、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、
三次元形状測定装置１０によりクランク軸２の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程１００と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程２００と、
クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程３００と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定工程３００において選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程４００と、
クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程５００と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査方法と比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００８１】
また、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る形状検査システムの実施の一形態を示すブロック図。
【図２】クランク軸の側面図。
【図３】本発明に係る形状検査方法の実施の一形態を示すフロー図。
【符号の説明】
【００８３】
１ 形状検査システム
２ クランク軸（対象物）
１０ 三次元形状測定装置（三次元形状測定手段）
２０ 三次元モデル促成装置（三次元モデル作成手段）
３０ 形状検査装置
３４ 仮判定用三次元モデル作成部（仮判定用三次元モデル作成手段）
３５ 三次元モデル仮判定部（三次元モデル仮判定手段）
３６ 判定用三次元モデル作成部（判定用三次元モデル作成手段）
３７ 三次元モデル判定部（三次元モデル判定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の三次元形状を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の三次元形状を検査する方法としては、対象物の表面に針の先端を接触させて走査し、針の高さの変化を検出することにより対象物の三次元形状を測定し、当該測定結果に基づいて対象物の形状を検査する接触式の形状検査方法、および、対象物にレーザ光等を照射したり対象物表面の画像を取得したりすることにより対象物の三次元形状を測定し、当該測定結果に基づいて対象物の形状を検査する非接触式の形状検査方法等が知られている。
【０００３】
また、上記非接触式の形状検査方法の例としては、（１）ＣＴスキャンにより対象物の断面形状を示す画像を走査方向にずらして複数取得し、これらの画像に基づいて対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、（２）対象物の表面に複数のターゲットを貼り付け、これらのターゲットの座標を測定することにより対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、（３）対象物の表面を、撮像部位を変えつつ撮像し、得られた複数の撮像画像を繋ぎ合わせることにより対象物の三次元モデルを作成し、当該三次元モデルに基づいて対象物の形状が所定の基準を満たすか否かを判定する方法、等が知られている。
【０００４】
（１）の方法は、設備自体が大きく高価である上、Ｘ線を用いるため作業者への影響を考慮してＸ線を遮蔽する材料で囲う必要がある等付帯設備も含めると大がかりとなる。
また、測定精度を向上するためには断面形状を撮像する際の走査方向のピッチを短くしてより多くの断面形状を撮像しなければならず、測定に要する時間が長いという問題がある。
【０００５】
（２）の方法は、対象物の表面にターゲットを貼り付けたり、対象物の表面を様々な角度から満遍なく撮像したりする等の煩雑な作業を必要とし、形状測定に要する時間が長いという問題がある。
特に、複雑な形状の対象物の測定精度を向上するためには測定点、すなわちターゲットを貼り付ける位置を多くする必要があり、形状測定に要する時間がさらに長くなる。
【０００６】
これに対して、（３）の方法は、複数の画像を繋ぎ合わせて対象物の三次元モデルを作成する作業に要する時間がコンピュータの性能向上等により格段に短くなり、大量生産される対象物の三次元形状を全数検査する用途等に適用されることが有望視される。
例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【特許文献１】特開２００４−２７１４１１号公報
【特許文献２】特開２００２−９８５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記（３）の方法は、例えばエンジンのクランク軸のように対象物の形状が複雑な場合には、対象物の表面の一部が対象物の他の部分に隠れて撮像不可能となり、当該撮像不可能な部分の三次元形状を検査することができないという問題があった。
また、隠れていない部分であっても当該部分の表面と撮像方向との成す角度が小さい場合には、当該部分の三次元形状を精度良く測定することができず、当該部分についての形状検査の信頼性を確保することができないという問題があった。
本発明は以上の如き状況に鑑み、対象物の表面の一部に撮像不可能な部分があっても、精度の良い形状検査を行うことが可能な形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
非接触で測定される対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【００１１】
請求項３においては、
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定手段と、
前記対象物の仮補完用三次元モデルを作成する仮補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の複数の補完用三次元モデルを作成する補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、前記対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【００１３】
請求項５においては、
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定工程において選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項６においては、
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００１７】
請求項２においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００１８】
請求項３においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００１９】
請求項４においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００２０】
請求項５においては、対象物の形状検査を精度良く行うことが可能である。
【００２１】
請求項６においては、クランク軸の形状検査を精度良く行うことが可能であり、後工程の作業効率の向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下では、図１および図２を用いて、本発明に係る形状検査システムの実施の一形態である形状検査システム１について説明する。
形状検査システム１はクランク軸２の形状検査を行うためのシステムである。
【００２３】
クランク軸２は本発明に係る対象物の実施の一形態であり、自動車等のエンジンに用いられる部品の一つである。
【００２４】
図２に示す如く、クランク軸２はメインジャーナル２ａ・２ａ・２ａ、アーム２ｂ・２ｂ・２ｂ・２ｂ、クランクピン２ｃ・２ｃ、カウンターウェイト２ｄ・２ｄ・２ｄ・２ｄ等を具備する。本実施例の場合、原料となる中炭素鋼等を鍛造することによりクランク軸２の大まかな形状が形成され、その後切削加工等を施すことによりクランク軸２の最終的な形状が形成される。
【００２５】
メインジャーナル２ａはクランク軸２の回転中心を成す部材である。
アーム２ｂ・２ｂは一端がメインジャーナル２ａ・２ａにそれぞれ延設され、他端がクランクピン２ｃの端部に延設される部材である。
クランクピン２ｃはその両端がそれぞれ対向するアーム２ｂ・２ｂの他端に延設される部材であり、メインジャーナル２ａ・２ａ・２ａにより形成されるクランク軸２の回転中心から見て所定の位相の半径方向に所定の距離だけずれた位置に配置される。クランクピン２ｃにはコンロッド（不図示）の一端が回転可能に枢着される。
カウンターウェイト２ｄ・２ｄはアーム２ｂ・２ｂにおいてクランクピン２ｃが延設される方の端部の反対側となる端部に延設される。カウンターウェイト２ｄ・２ｄはクランク軸２の重量バランスを調整するために設けられる。
【００２６】
図２に示す如く、クランク軸２は複雑な形状を成しており、例えば、クランクピン２ｃを挟んで配置されるアーム２ｂ・２ｂおよびカウンターウェイト２ｄ・２ｄの対向する面やメインジャーナル２ａ・２ａ・２ａの外周部に形成された凹凸面においてアーム２ｂ・２ｂおよびカウンターウェイト２ｄ・２ｄに対向する面（図２中において太線で表した部分）等は、クランク軸２を構成する他の部材の陰に隠れてしまい、外部から撮像することが不可能である。また、外部から撮像することが可能な部分であっても、当該部分の表面と撮像手段（カメラ等）の撮像方向との成す角度が小さく、撮像して得られた画像から当該部分の三次元形状を精度良く把握することができない部分も生じ得る。
【００２７】
鍛造後のクランク軸２には、最終製品としての寸法精度および重量バランスを満たすべく後工程で切削加工等が施される。
しかし、鍛造後のクランク軸２の三次元形状が所定の基準を満たさない場合には、後工程でどのような加工を施してもクランク軸２が最終製品としての寸法精度および重量バランスを満たすことが不可能となるという不具合が発生する場合がある。
よって、三次元形状が所定の基準を満たさない鍛造後のクランク軸２が後工程に供給されると、後工程の作業が無駄となり、後工程の作業効率の低下の要因となる。
【００２８】
形状検査システム１を用いて鍛造後のクランク軸２の三次元形状が所定基準を満たすか否かを検査し、所定の基準を満たすクランク軸２のみを後工程に供給することにより、後工程の作業効率を向上させることが可能となる。
【００２９】
ここで、「クランク軸２の三次元形状が所定の基準を満たす」とは、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の三つの基準をともに満たすことを指す。
【００３０】
本実施例において「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」が所定の基準の一つとなっている理由は、加工代が小さ過ぎると後工程で切削加工等を施す余地が小さく、最終製品としての寸法精度や重量バランスを達成することが困難となること、および、加工代が大き過ぎると後工程における切削加工等の工数が大きくなり、作業効率が良くないことによる。
【００３１】
本実施例において「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」が所定の基準の一つとなっている理由は、クランク軸２の曲がり量が大き過ぎると後工程でどのような加工を施しても最終製品としての寸法精度や重量バランスを達成することが困難となることによる。
【００３２】
本実施例において「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」が所定の基準の一つとなっている理由は、切削加工等を施す前から重量バランスがあまりにも悪いと、後工程における切削加工等の工数が大きくなり、作業効率が良くないこと、および、クランク軸２が最終製品としての所定の寸法精度や重量バランスを達成することが困難となることによる。
【００３３】
なお、本発明に係る「対象物」は、本実施例のクランク軸２に限定されず、本発明に係る形状検査装置、形状検査システムおよび形状検査方法による形状検査の対象となり得る物品（主として、ある程度の定形性を有する有体物）を広く含む。
また、本発明に係る「所定の基準」は、本実施例のクランク軸２についての所定の基準に限定されず、対象物の属性（対象物の機能や用途、製造方法等）により適宜定められる。
さらに、クランク軸２の形状や鍛造条件等によっては、クランク軸２についての所定の基準の三つの要件のうち、幾つかの要件については鍛造後のクランク軸２が常に要件を満たすことが実験にて分かっており、当該要件については所定の基準から外しても良い場合もある。
このような場合には、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の三つの要件のうち、何れか一つまたは二つを満たすことをクランク軸２についての所定の基準としても良い。
【００３４】
図１に示す如く、形状検査システム１は、主として三次元形状測定装置１０、三次元モデル作成装置２０、形状検査装置３０等を具備する。
【００３５】
三次元形状測定装置１０は、本発明に係る三次元形状測定手段の実施の一形態であり、クランク軸２の三次元形状を非接触で測定するものである。三次元形状測定装置１０はクランク軸２の表面の撮像部位を変えつつ撮像し、得られた複数の画像を繋ぎ合わせることにより、非接触でクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）を取得する。
三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状に係るデータは、後述するデータ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換され、その後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶される。
【００３６】
なお、三次元形状測定装置１０は専用品でも良いが、市販の三次元形状測定装置を用いて達成することも可能である。市販の三次元形状測定装置の例としては、Ｃｏｇｉｔｅｎｓ社のＯｐｔｉｇｏシリーズやＳｔｅｉｎｂｉｃｈｌｅｒ社のＣｏｍｅｔシリーズ等が挙げられる。
【００３７】
三次元モデル作成装置２０は本発明に係る仮補完用三次元モデル作成手段の実施の一形態であるとともに、本発明に係る補完用三次元モデル作成手段の実施の一形態である。
三次元モデル作成装置２０は、設計上のクランク軸２の理想的な三次元モデルに種々の仮定に沿ったアレンジを施すことにより、クランク軸２の仮補完用三次元モデル、クランク軸２の複数の補完用三次元モデル、およびクランク軸２の複数の再補完用三次元モデルを作成する。
【００３８】
本実施例の場合、クランク軸２の仮補完用三次元モデルは、例えばクランク軸２の原料（中炭素鋼等）の鍛造前の重量の平均値および当該原料の密度から算出される体積を有し、クランク軸２の各部に適度な厚みの加工代が設けられ、クランク軸２の軸線方向から見て特定の位相に曲がっていないという条件を満たすものとしている。
【００３９】
本実施例の場合、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に対応するものとして、各部の加工代が許容範囲内で最も厚い条件となるもの、および、各部の加工代が許容範囲内で最も薄い条件となるもの、の二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上加工代が厚いものや薄いものを想定する必要が無いと思われるものであり、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４０】
また、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に対応するものとして、クランク軸２の軸線方向から見て、それぞれ位相θが０°、９０°、１８０°、２７０°の方向に曲がった計四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上大きな曲がり量を想定する必要が無いと思われるものであり、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４１】
さらに、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に対応するものとして、クランク軸２の軸線方向から見て、それぞれ位相θ＝０°、９０°、１８０°、２７０°の方向に重量バランスが偏った計四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルが作成される。
このとき、上記四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルは、クランク軸２についての過去の実験結果やシミュレーション結果等から、これ以上重量バランスが偏ることを想定する必要が無いと思われるものであり、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件を満たす可能性が最も低い「最悪の」形状を有する。
【００４２】
本実施例の場合、クランク軸２の複数の再補完用三次元モデルは、それぞれ上記クランク軸２の複数の補完用三次元モデルに対応する形で作成され、対応するクランク軸２の補完用三次元モデルに比べてクランク軸２の仮補完用三次元モデルに近い形状（クランク軸２の仮補完用三次元モデルとクランク軸２の補完用三次元モデルとの中間的な形状）を有する。
ただし、クランク軸２の再補完用三次元モデルの形状をクランク軸２の仮補完用三次元モデルにどの程度近づけた形状とするかは、後述する再判定結果が形状検査の信頼性に与える影響を勘案して適宜定める必要がある。
【００４３】
なお、本発明に係る対象物の仮補完用三次元モデルおよび対象物の複数の補完用三次元モデルは本実施例のクランク軸２の仮補完用三次元モデルおよびクランク軸２の補完用三次元モデルに限定されず、対象物の性状等に応じて適宜作成することが可能である。
【００４４】
三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータ、クランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータおよびクランク軸２の複数の再補完用三次元モデルに係るデータは、後述するデータ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換され、その後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶される。
【００４５】
なお、本実施例の三次元モデル作成装置２０は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータに市販のプログラム（ＣＡＤソフト等）を格納したもので達成することも可能である。
また、本実施例の三次元モデル作成装置２０は、本発明に係る仮補完用三次元モデル作成手段としての機能と、本発明に係る補完用三次元モデル作成手段としての機能と、の両方を兼ねるべく一体としたものであるが、本発明に係る形状検査システムはこれに限定されず、それぞれの機能について別体としても良い。
【００４６】
形状検査装置３０は本発明に係る形状測定装置の実施の一形態であり、主として、データ変換部３１、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２、判定基準記憶部３３、仮判定用三次元モデル作成部３４、三次元モデル仮判定部３５、判定用三次元モデル作成部３６、三次元モデル判定部３７、再モデリング部３８、等を具備する。
【００４７】
データ変換部３１は三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状に係るデータ、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータ、および、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータを、「所定の形式」のデータに変換するものである。
ここで、「所定の形式のデータ」とは、互換性を有し、比較対照可能な統一された形式のデータを指す。
【００４８】
このように構成することにより、三次元測定装置１０および三次元モデル作成装置２０としてそれぞれ相互に互換性の無い形式のデータを取り扱う市販品を用いる場合でも、形状検査装置３０にて統一された形式のデータに変換して取り扱うことが可能である。
なお、三次元測定装置１０および三次元モデル作成装置２０が取り扱うデータの形式が相互に互換性を有するものである場合には、データ変換部３１を省略することが可能である。
【００４９】
三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２は、データ変換部３１により所定の形式のデータに変換されたクランク軸２の三次元形状に係るデータ、クランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータおよびクランク軸２の複数の補完用三次元モデルに係るデータを記憶するものである。
【００５０】
判定基準記憶部３３は、クランク軸２の三次元形状について判定するための所定の基準を記憶するものである。
【００５１】
仮判定用三次元モデル作成部３４は本発明に係る仮判定用三次元モデル作成手段の実施の一形態であり、三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち、クランク軸２の他の部分に隠れる等して測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成するものである。
ここで、「仮補完用三次元モデルを用いて補完する」とは、対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分に、対象物の仮補完用三次元モデルにおいて当該部分に対応する部分を繋ぎ合わせることを指す。その結果として、作成された仮判定用三次元モデルは、通常は閉じた三次元モデルとなる。
また、「測定不可能である部分（測定不可能領域）」は、（Ａ）対象物の他の部分に隠れて実際に測定不可能である部分、に加えて、（Ｂ）測定可能であっても、対象物表面と三次元形状測定手段の撮像方向（またはレーザ等の照射方向）との成す角度が所定の角度（通常は２０°から３０°程度）よりも小さいために当該部分の三次元形状を精度良く測定することができず、ひいては当該部分についての形状検査の信頼性を確保することができない部分、を含む。
【００５２】
本実施例の場合、仮判定用三次元モデル作成部３４は三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２からクランク軸２の三次元形状に係るデータを取得し、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を検出する。
次に、仮判定用三次元モデル作成部３４は三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２からクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータを取得し、クランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータにおいて「クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分」に対応する部分を切り取り、クランク軸２の三次元形状に係るデータに繋ぎ合わせる。このときクランク軸２の三次元形状に係るデータとクランク軸２の仮補完用三次元モデルに係るデータとの繋ぎ合わせは、例えば最小二乗法等により行われる。
このようにして、仮判定用三次元モデル作成部３４は、クランク軸２の仮判定用三次元モデル（より厳密には、クランク軸２の仮判定用三次元モデルに係るデータ）を作成する。
【００５３】
三次元モデル仮判定部３５は本発明に係る三次元モデル仮判定手段の実施の一形態であり、仮判定用三次元モデル作成部３４により作成されたクランク軸２の仮判定用三次元モデルを判定基準記憶部３３に記憶された所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、仮にクランク軸２の三次元形状を補完した場合に、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択するものである。
ここで、「仮判定する」とは、対象物の三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定するのではなく、対象物の三次元モデルが所定の基準に照らしてどのような傾向を有するかを把握することを指す。
また、「傾向」とは、対象物の三次元モデルが所定の基準をどのように満たしているか、あるいはどのように満たしていないのかといったことの具体的な内容を示す。
【００５４】
本実施例の場合、三次元モデル仮判定部３５は、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの形状を分析し、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に厚いか薄いかといった「傾向」を把握し、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見てどの位相の方向に曲がっているかといった「傾向」を把握し、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に照らして、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見てどの位相の方向に重心がずれているかといった「傾向」を把握する。
次に、三次元モデル仮判定部３５は、把握した「傾向」に基づいて、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されている複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の三次元形状（に係るデータ）を補完した場合に、（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること、（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、の各要件について、これらの傾向を最も強調する補完用三次元モデルを選択する。
【００５５】
例えば、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に厚い傾向を示す場合には、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件に係る二種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、各部の加工代が許容範囲内で最も厚い条件となるクランク軸２の補完用三次元モデルが選択され、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの加工代が全体的に薄い傾向を示す場合には、各部の加工代が許容範囲内で最も薄い条件となるクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
また、クランク軸２の仮判定用三次元モデルが軸線方向から見て位相θ＝７５°の方向に曲がっている傾向を示す場合には、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件に係る四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、位相がθ＝７５°に最も近いθ＝９０°の方向に曲がっているクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
さらに、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの重量バランスが軸線方向から見て位相θ＝１５°の方向に偏っている傾向を示す場合には、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件に係る四種類のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、位相がθ＝１５°に最も近いθ＝０°の方向に重量バランスが偏っているクランク軸２の補完用三次元モデルが選択される。
【００５６】
なお、本実施例では所定の基準に係る要件ごとにクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する構成としたが、本発明はこれに限定されず、所定の基準に係る複数の要件を加味して対象物の補完用三次元モデルを一つだけ選択する構成としても良い。
【００５７】
判定用三次元モデル作成部３６は本発明に係る判定用三次元モデル作成手段の実施の一形態であり、三次元形状測定装置１０により取得されたクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成するものである。
本実施例の場合、所定の基準の三つの要件にそれぞれ対応するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いてクランク軸２の三次元形状（より厳密には、クランク軸２の三次元形状に係るデータ）のうち測定不可能である部分を補完することにより、「（ａ）クランク軸２が所定の加工代を有すること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、「（ｂ）クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、および、「（ｃ）クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること」の要件を満たすか否かを判定するためのクランク軸２の判定用三次元モデル、を作成する。判定用三次元モデル作成部３６がそれぞれのクランク軸２の判定用三次元モデルを作成する手法は、仮判定用三次元モデル作成部３４がクランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する手法と略同じである。
【００５８】
三次元モデル判定部３７は本発明に係る三次元モデル判定手段の実施の一形態であり、判定用三次元モデル作成部３６により作成された三つのクランク軸２の判定用三次元モデルがそれぞれ判定基準記憶部３３に記憶された所定の基準の三つの要件を満たすか否かを判定するものである。
本実施例の場合、三つのクランク軸２の判定用三次元モデルがいずれも対応する所定の基準の要件を満たす場合には当該判定用三次元モデルの作成に係るクランク軸２は良品である（形状に関して所定の基準を満たす）と判定し、三つのクランク軸２の判定用三次元モデルのうちいずれか一つでも対応する所定の基準の要件を満たさない場合には当該判定用三次元モデルの作成に係るクランク軸２は不良品である（形状に関して所定の基準を満たさない）と判定する。
【００５９】
再モデリング部３８は、再モデリング検討部３８ａ、再判定用三次元モデル作成部３８ｂ等を具備する。
【００６０】
再モデリング検討部３８ａは、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２について再モデリングするか否か、すなわち、クランク軸２の三次元形状に係るデータをクランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することによりクランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するか否か、を検討するものである。
【００６１】
本実施例の場合、再判定用三次元モデルを作成するか否かは、例えば、クランク軸２の三次元形状のうち測定可能である部分と、クランク軸２の再補完用三次元モデルにおける当該測定可能である部分に対応する部分との一致度合い等により判断されるが、他の判断基準により判断しても良い。
【００６２】
再判定用三次元モデル作成部３８ｂは、再モデリング検討部３８ａにおいて再モデリングしても良いと判断された場合に、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するものである。
再判定用三次元モデル作成部３８ｂにより作成されたクランク軸２の再判定用三次元モデルは、三次元モデル判定部３７により所定の基準を満たすか否か「再判定」される。
【００６３】
「再判定」を行うことにより、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を「最悪の」形状を有するクランク軸２の判定用三次元モデルを用いて補完したために、実際には良品とすべき形状のクランク軸２を不良品と判定することを防止することが可能であり、検査精度が向上する。
なお、本実施例の形状検査装置３０は再モデリング部３８を具備するが、本発明に係る形状検査装置および形状検査システムはこれに限定されず、「再判定」を行うことを必要としない場合には当該機能に係る部分（再モデリング部３８に相当する部分）を省略することが可能である。
【００６４】
なお、本実施例の形状検査装置３０は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータにデータ変換部３１、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２、判定基準記憶部３３、仮判定用三次元モデル作成部３４、三次元モデル仮判定部３５、判定用三次元モデル作成部３６、三次元モデル判定部３７、再モデリング部３８に対応する機能を果たすためのプログラムを格納したもので達成することも可能である。
また、本実施例の形状検査装置３０は、本発明に係る仮判定用三次元モデル作成手段としての機能と、三次元モデル仮判定手段としての機能と、判定用三次元モデル作成手段としての機能と、三次元モデル判定手段としての機能と、を兼ねるべく一体としたものであるが、本発明に係る形状検査装置および形状検査システムはこれに限定されず、それぞれの機能について別体としても良い。
【００６５】
以下では、図１乃至図３を用いて、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態について説明する。
図３に示す如く、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、三次元形状測定工程１００、仮判定用三次元モデル作成工程２００、三次元モデル仮判定工程３００、判定用三次元モデル作成工程４００、三次元モデル判定工程５００、再モデリング工程６００等を具備する。
【００６６】
三次元形状測定工程１００は、三次元形状測定装置１０によりクランク軸２の三次元形状を非接触で測定する工程である。
三次元形状測定工程１００が終了したら、仮判定用三次元モデル作成工程２００に移行する。
【００６７】
仮判定用三次元モデル作成工程２００は、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成され、データ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換された後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する工程である。
仮判定用三次元モデル作成工程２００が終了したら、三次元モデル仮判定工程３００に移行する。
【００６８】
三次元モデル仮判定工程３００は、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成され、データ変換部３１にて「所定の形式」のデータに変換された後、三次元形状データ・三次元モデルデータ記憶部３２に記憶されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、仮にクランク軸２の三次元形状を補完した場合に、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する工程である。
三次元モデル仮判定工程３００が終了したら、判定用三次元モデル作成工程４００に移行する。
【００６９】
判定用三次元モデル作成工程４００は、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定工程３００において選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する工程である。
判定用三次元モデル作成工程４００が終了したら、三次元モデル判定工程５００に移行する。
【００７０】
三次元モデル判定工程５００は、クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する工程である。
その結果、所定の基準を満たすと判定した場合には、形状検査に係るクランク軸２は良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
一方、所定の基準を満たさないと判断した場合には、形状検査に係るクランク軸２は不良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、再モデリング工程６００に移行する。
【００７１】
再モデリング工程６００は、再モデリング検討工程６１０、再判定用三次元モデル作成工程６２０を具備する。
【００７２】
再モデリング検討工程６１０は、三次元モデル判定工程５００において不良品であると判定されたクランク軸２について再モデリングするか否か、すなわち、クランク軸２の三次元形状に係るデータをクランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することによりクランク軸２の再判定用三次元モデルを作成するか否か、を検討する工程である。
その結果、再モデリングすべきでないと判断した場合、形状検査に係るクランク軸２は不良品であり、かつ再モデリングすべきでないものであると判定して再モデリング検討工程６１０は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
一方、再モデリングしても良いと判断した場合、再モデリング検討工程６１０は終了し、再判定用三次元モデル作成工程６２０に移行する。
【００７３】
再判定用三次元モデル作成工程６２０は、三次元モデル判定部３７において不良品であると判定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の再補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の再判定用三次元モデルを作成する工程である。
再判定用三次元モデル作成工程６２０が終了したら、三次元モデル判定工程５００に移行する。
再判定用三次元モデル作成工程６２０から三次元モデル判定工程５００に移行した場合、クランク軸２の再判定用三次元モデルについて「再判定」が行われ、その結果、所定の基準を満たすと判定した場合には、形状検査に係るクランク軸２はクランク軸２の再判定用三次元モデルで再判定した場合には良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
また、所定の基準を満たさないと判断した場合には、形状検査に係るクランク軸２は、クランク軸２の再判定用三次元モデルで再判定した場合でも不良品であると判定して三次元モデル判定工程５００は終了し、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態も終了する。
【００７４】
なお、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は再モデリング工程６００を具備するが、本発明に係る本発明に係る形状検査方法はこれに限定されず、「再判定」を行うことを必要としない場合には当該再判定に係る工程に相当する部分を省略することが可能である。
【００７５】
以上の如く、形状検査装置３０は、
三次元形状測定装置１０により非接触で測定されたクランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４と、
クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６と、
クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査装置と比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００７６】
また、形状検査装置３０は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００７７】
また、形状検査システム１は、
クランク軸２の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定装置１０と、
クランク軸２の仮補完用三次元モデルおよびクランク軸２の複数の補完用三次元モデルを作成する三次元モデル作成装置２０と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、クランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成部３４と、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、複数のクランク軸２の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定部３５と、クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定部３５により選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成部３６と、クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定部３７と、を具備する形状検査装置３０と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査システムと比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００７８】
また、形状検査システム１は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさない鍛造後のクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００７９】
また、形状検査システム１は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【００８０】
また、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、
三次元形状測定装置１０によりクランク軸２の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程１００と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程２００と、
クランク軸２の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することによりクランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、三次元モデル作成装置２０により予め作成されたクランク軸２の複数の補完用三次元モデルのうち、クランク軸２の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調するクランク軸２の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程３００と、
クランク軸２の三次元形状のうち測定不可能である部分を、三次元モデル仮判定工程３００において選択されたクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、クランク軸２の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程４００と、
クランク軸２の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程５００と、
を具備するものである。
このように構成することにより、非接触で測定されたクランク軸２の表面の一部に撮像不可能な部分があり、ひいては三次元形状が測定不可能な部分がある場合でも、当該測定不可能な部分を「最悪な」形状を有するクランク軸２の補完用三次元モデルを用いて補完した三次元モデルで形状検査を行うことで、本来不良品と判定すべきものを誤って良品と判定することを防止することが可能であり、クランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能である。
また、一個のクランク軸２の形状検査に要する時間が従来の形状検査方法と比較して短く、クランク軸２の全数検査に使用することも可能である。
【００８１】
また、本発明に係る形状検査方法の実施の一形態は、
その検査の対象物がエンジンのクランク軸２であり、
形状検査における所定の基準が、
クランク軸２が所定の加工代を有すること、クランク軸２の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、クランク軸２の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、形状が複雑であり、非接触で三次元形状の測定を行った場合に測定不可能な部分が生じる可能性が高いクランク軸２の形状検査を精度良く行うことが可能であり、所定の基準を満たさないクランク軸２が後工程に供給されるのを防止して後工程の作業効率の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る形状検査システムの実施の一形態を示すブロック図。
【図２】クランク軸の側面図。
【図３】本発明に係る形状検査方法の実施の一形態を示すフロー図。
【符号の説明】
【００８３】
１ 形状検査システム
２ クランク軸（対象物）
１０ 三次元形状測定装置（三次元形状測定手段）
２０ 三次元モデル促成装置（三次元モデル作成手段）
３０ 形状検査装置
３４ 仮判定用三次元モデル作成部（仮判定用三次元モデル作成手段）
３５ 三次元モデル仮判定部（三次元モデル仮判定手段）
３６ 判定用三次元モデル作成部（判定用三次元モデル作成手段）
３７ 三次元モデル判定部（三次元モデル判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触で測定される対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備する形状検査装置。
【請求項２】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項１に記載の形状検査装置。
【請求項３】
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定手段と、
前記対象物の仮補完用三次元モデルを作成する仮補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の複数の補完用三次元モデルを作成する補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、前記対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備する形状検査システム。
【請求項４】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項３に記載の形状検査システム。
【請求項５】
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定工程において選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程と、
を具備する形状検査方法。
【請求項６】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項５に記載の形状検査方法。
【請求項１】
非接触で測定される対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備する形状検査装置。
【請求項２】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項１に記載の形状検査装置。
【請求項３】
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定手段と、
前記対象物の仮補完用三次元モデルを作成する仮補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の複数の補完用三次元モデルを作成する補完用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、前記対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定手段と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定手段により選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成手段と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定手段と、
を具備する形状検査システム。
【請求項４】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項３に記載の形状検査システム。
【請求項５】
対象物の三次元形状を非接触で測定する三次元形状測定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、予め作成された対象物の仮補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の仮判定用三次元モデルを作成する仮判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の仮判定用三次元モデルを所定の基準に基づいて仮判定することにより対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を把握し、予め作成された対象物の複数の補完用三次元モデルのうち、前記対象物の仮判定用三次元モデルの傾向を最も強調する対象物の補完用三次元モデルを選択する三次元モデル仮判定工程と、
前記対象物の三次元形状のうち測定不可能である部分を、前記三次元モデル仮判定工程において選択された対象物の補完用三次元モデルを用いて補完することにより、対象物の判定用三次元モデルを作成する判定用三次元モデル作成工程と、
前記対象物の判定用三次元モデルが所定の基準を満たすか否かを判定する三次元モデル判定工程と、
を具備する形状検査方法。
【請求項６】
前記対象物がエンジンのクランク軸であり、
前記所定の基準が、
前記クランク軸が所定の加工代を有すること、前記クランク軸の曲がり量が所定の許容曲がり量以下にあること、前記クランク軸の重量バランスが所定の許容範囲内にあること、のうちの少なくとも一つを含む請求項５に記載の形状検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２１２３５７（Ｐ２００７−２１２３５７Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４２２４（Ｐ２００６−３４２２４）
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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