表面形状测量装置及表面形状测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术为了提供一种能准确地检测工件曲面的变形的表面形状测量装置及表面形状测量方法，包括与门面板５１的弯曲形状的外表面对置的激光位移计１７、使激光位移计１７相对门面板５１的外表面沿上下方向移动的Ｚ轴伺服电动机２４、使激光位移计１７沿左右方向移动的Ｘ辅伺服电动机２２、及使激光位移计１７沿激光位移计１７和门面板５１的外表面的对置方向移动的Ｙ轴伺服电动机２６，利用ＣＰＵ２１控制Ｙ轴伺服电动机２６，使得激光位移计１７和门面板５１外表面的对置方向的距离保持一定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关测量工件的曲面形状用的。
技术介绍
近些年来，在汽车业界，由于燃料费用涨价、减少气体排放等原因，力求减轻车身的重量。其中一个倾向是钢板的厚度减薄，但存在的问题是钢板的强度不足。对于钢板的强度不足的问题，尽管钢板本身减薄，但是可以通过选用高强度的高张力的钢板等材料、或设置加强筋等措施予以改进。但是，如采用高张力的钢板，则与普通的钢板相比，存在产品成本高的问题。另外的问题是，加强筋是金属制的，如这样做，相反又会增加重量。因此，作为一种在加强钢板的刚性之同时制止重量增加的方法，越来越多采用粘贴树脂材料做成的加强用薄片来加强薄钢板的方法。但是，这种利用加强薄片来加强钢板的方法虽然能制止钢板重量的增加，并加强钢板，但最近随着要求钢板进一步再减薄，有时会在钢板的表面产生被称为“收缩”的变形。由于这是一种非常微小的钢板变形，所以仅靠眼晴一看难以判断。另外，这种变形虽然通常用肉眼能观察到，但是要将其定量是件困难的事。因而曾尝试例如用特表2003-533685号公报所述的三维形状测量装置来判别钢板表面的变形。在特表2003-533685号公报所述的三维形状测量装置中，是利用光电传感器对测定对象进行测量。光电传感器对于测量对象具有能测量的距离范围，能测量的距离范围一大，测量的精度就低，另外，能测量的距离范围一小，测量精度就高。因而，在钢板的表面为曲面时，由于沿着弯曲的方向光电传感器和钢板表面的曲面对置的对置方向的距离不是一定的，存在间距，所以必然要采用可测量的距离范围大的光电传感器。但是，可测量的距离范围大的光电传感器的测量精度低，难以准确地对变形进行检测。尤其是在对钢板表面进行了涂装的情况下，由于其光泽的影响，欲准确检测微小的变形非常困难。
技术实现思路
本专利技术之目的在于提供一种能准确检测工件曲面变形的。本申请为一种使非接触式传感器对工件的曲面进行扫描来测量所述工件曲面的变形的表面形状测量装置，包括测量部，所述测量部具有与所述工件曲面对置的非接触式传感器；对所述工件曲面沿所述工件曲面弯曲的弯曲方向使所述非接触式传感器移动的Z轴移动单元；对所述工件曲面沿与所述弯曲方向正交的方向使所述非接触式传感器移动的X轴移动单元；和对所述工件曲面沿所述对置方向移动所述非接触式传感器、使所述非接触式传感器和所述工件曲面对置的对置方向间的距离保持一定的Y轴移动单元。本申请的表面形状测量装置中，由于能利用Z轴移动单元使非接触式传感器沿工件的弯曲方向移动，Y轴移动单元沿非接触式传感器和工件曲面的对置方向移动非接触式传感器，使其对置方向的距离保持一定，所以，在沿工件曲面的弯曲方向互相不同的位置上，非接触式传感器和工件曲面对置方向的距离保持一定，同时，利用X轴移动单元能使非接触式传感器沿和工件的弯曲方向正交的方向移动。因此，利用高精度的非接触式传感器，能高精度地测量工件曲面的表面形状。另外，本申请的表面形状测量装置中，最好所述工件配置成其曲面的弯曲方向沿铅垂方向延伸，所述Z轴移动单元使所述非接触式传感器沿铅垂方向移动。由此，由于在沿铅垂方向配置工件的状态下，能测量表面形状，与在沿水平方向配置工件的状态下测量表面形状的情况相比，能既节省空间，又达到高效测量的目的。另外，本申请的表面形状测量装置中，最好能和所述测量部分开，另外具有在所述工件曲面的弯曲方向沿铅垂方向延伸的状态下保持所述工件的工件保持部。因为如果有工件保持部，能牢固地保持使工件配置在铅垂方向上的状态，所以，能指望提高表面形状的测量精度。另外，工件保持部因为和测量部分开设置，所以能和工件的大小无关，对工件曲面的表面形状进行测量。因此，即使是大型的工件，仍能高精度地测量工件的表面形状。另外，本申请的表面形状测量装置中，最好所述工件是在和所述非接触式传感器对置的表面的相反一侧的背面上层叠着加强材料的金属板。本申请的表面形状测量装置中，因为能利用非接触式传感器高精度地测量工件曲面的表面形状，所以，即便是层叠着加强材料的金属板，也能高精度地测量工件曲面的变形。另外，本申请的表面形状测量装置中，最好所述的加强材料是用靠外部能量能固化的树脂形成的薄片，粘贴在所述金属板的背面，加强所述金属板。在加强材料是用靠外部能量能固化的树脂形成的薄片时，如将该薄片粘贴在金属板的背面来加强金属板，则有时会因树脂和金属板之间的线膨胀系数的不同而产生变形，但用本申请的表面形状测量装置仍能准确地测量那样的变形。另外，本申请的表面形状测量装置中，所述工件最好是车辆用钢板。对于本申请的表面形状测量装置，即使是有光泽的漆过的车辆用钢板，仍旧能准确地检测变形。另外，本申请的表面形状测量装置中，所述非接触式传感器最好是激光位移计。如非接触式传感器是激光位移计，则测量精度非常高，能更加准确地测量变形。另外，本申请的表面形状测量装置包括对所述非接触式传感器扫描所得的扫描数据进行处理的处理单元，所述处理单元最好包括根据所述扫描数据测量所述工件曲面的位置坐标、并根据所述位置坐标生成判断所述工件曲面变形用的等高线图的等高线图生成单元。在处理单元中，若利用等高线图生成单元生成判断工件曲面变形用的等高线图，则能三维并形象地判断有无变形。另外，所述处理单元最好包括将所述工件曲面的位置坐标变换成假想平面的位置坐标的平滑处理单元。如利用平滑处理单元将工件曲面的位置坐标变换成假想平面的位置坐标，则能进一步明了有无变形。另外，所述处理单元最好包括对所述扫描数据进行微分的微分处理单元。若利用微分处理单元对扫描数据进行微分，则能使变形更显眼。因而，能更进一步准确检测变形。另外，所述处理单元最好包括根据所述工件曲面的位置坐标、使所述非接触式传感器移动至与特定位置坐标对应的所述工件曲面的特定对置位置上的位置特定单元。若利用位置特定单元，则在检测变形后，能使非接触式传感器移动至工件曲面产生该变形的位置。因此，能容易地确认在工件曲面上产生变形的实际位置。另外，所述处理单元最好包括与所述工件的所述加强材料的层叠位置相对应、在所述等高线图上显示所述层叠位置的层叠位置显示单元。若利用层叠位置显示单元，则能与工件的加强材料的层叠位置相对应，在等高线图上显示层叠位置。因而，能容易地确认变形和加强材料之间的关系。另外，本申请的表面形状测量方法是一种对工件曲面使非接触式传感器扫描来测量所述工件曲面的变形的表面形状测量方法，根据所述非接触式传感器扫描所得的扫描数据，测量所述工件曲面的位置坐标，根据此位置坐标，生成判断所述工件曲面变形用的等高线图。如生成判断工件曲面变形用的等高线图，则能三维并形象地判断有无变形。另外，本申请的表面形状测量方法中，最好包括将所述工件曲面的位置坐标变换成假想平面的位置坐标。如将工件曲面的位置坐标变换成假想平面的位置坐标，则能更明了有无变形。另外，本申请的表面形状测量方法中，最好包括对所述扫描数据进行微分。如对扫描数据进行微分，则能使变形更加显眼。因此，能更加准确地检测出变形。另外，本申请的表面形状测量方法中，最好包括根据所述工件曲面的位置坐标、使所述非接触式传感器移动至与特定位置坐标对应的所述工件曲面特定对置位置上。通过这样，在检测出变形之后，能使非接触式传感器移动至工件曲面的该变形产生位置。因此，能容易地确认工件曲面上产生变形的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面形状测量装置，是一种使非接触式传感器对工件的曲面进行扫描来测量所述工件曲面变形的表面形状测量装置，其特征在于，包括测量部，所述测量部具有与所述工件曲面对置的非接触式传感器；对所述工件曲面沿所述工件曲面弯曲的弯 曲方向使所述非接触式传感器移动的Ｚ轴移动单元；对所述工件曲面沿与所述弯曲方向正交的方向使所述非接触式传感器移动的Ｘ轴移动单元；以及对所述工件曲面沿所述对置方向移动所述非接触式传感器、使所述非接触式传感器和所述工件曲面对置的对 置方向间的距离保持一定的Ｙ轴移动单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：江里口冬樹，橘克彦，河原守，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]