JP2898805B2 - Non-contact 3D measuring machine - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は非接触式３次元測定機に
関するものであり、特に被測定物の外形各部の座標を計
測する際に、その計測を容易にかつ正確に行うことので
きる非接触式３次元測定機に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type three-dimensional measuring machine, and more particularly to a non-contact type three-dimensional measuring machine capable of easily and accurately measuring coordinates of various parts of an external shape of an object. The present invention relates to a contact type three-dimensional measuring machine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】立体的な形状を３次元座標データとして
検出する３次元測定機は、例えば米国特許第３７２２８
４２号、同第４１０２０５１号、同第４１４９３１７
号、同第４２８２６５４号に記載されている。この３次
元測定機は、空間直交座標系の各座標軸、すなわち互い
に直交するＸ、Ｙ及びＺ軸の方向に移動可能な移動体
（アーム）と、該移動体に設けられたニードル（針）と
を備え、該ニードルを被測定物の外形に接触させ、該接
触時における前記移動体の３次元座標を検出することに
より立体形状を測定するものであり、接触式である。2. Description of the Related Art A three-dimensional measuring device for detecting a three-dimensional shape as three-dimensional coordinate data is disclosed, for example, in US Pat.
No. 42, No. 4102051, No. 4149317
No. 4,282,654. The three-dimensional measuring machine includes a movable body (arm) movable in each coordinate axis of a spatial rectangular coordinate system, that is, X, Y, and Z axes orthogonal to each other, and a needle (needle) provided on the movable body. The three-dimensional shape is measured by bringing the needle into contact with the outer shape of the object to be measured and detecting the three-dimensional coordinates of the moving body at the time of the contact, and is a contact type.

【０００３】しかし、このような接触式３次元測定機で
は、被測定物が例えば粘土等の軟質材料により成型され
ている場合には、ニードルの先端を被測定物に接触させ
た場合に、該先端が被測定物の内部に食い込んで被測定
物の検出座標に誤差が出やすく、また被測定物の外形に
凹凸が出来てしまうおそれがある。[0003] However, in such a contact type three-dimensional measuring machine, when the object to be measured is molded from a soft material such as clay, for example, when the tip of the needle is brought into contact with the object to be measured. The tip may bite into the object to be measured, causing errors in the detection coordinates of the object to be measured, and the outer shape of the object to be measured may be uneven.

【０００４】このような不具合を解消するためには、例
えばレーザ光源、及び該光源より放射されたレーザ光線
を受光する受光素子を用いて、被測定物とレーザ光源と
の間の距離を測定し、該距離が所定の値となった時点で
被測定物の外形の座標を検出するような非接触式の３次
元測定機とすれば良い。In order to solve such a problem, a distance between an object to be measured and a laser light source is measured by using, for example, a laser light source and a light receiving element for receiving a laser beam emitted from the light source. A non-contact type three-dimensional measuring device that detects the coordinates of the outer shape of the measured object when the distance reaches a predetermined value may be used.

【０００５】ところで、接触式３次元測定機において
は、ニードルを被測定物の表面所定の位置に対して垂直
に向けると、該位置の座標を正確に検出することができ
る。したがって、前述したような非接触式の３次元測定
機においても、このような慣習的な手法を用いて座標検
出を行なっている。By the way, in the contact type three-dimensional measuring machine, if the needle is oriented perpendicularly to a predetermined position on the surface of the object to be measured, the coordinates of the position can be accurately detected. Therefore, even in the non-contact type three-dimensional measuring machine as described above, the coordinate detection is performed using such a conventional method.

【０００６】上記座標検出の手法を図２８を用いて示
す。同図においては、紙面に対して垂直な方向にＹ軸が
配置されている。また、符号１００は被測定物、符号１
０１はレーザ光源及びレーザ光線の受光素子がその内部
に配置され、非接触で被測定物１００との距離を検出す
るレーザユニットである。符号１０１Ａ及び１０１Ｂ
は、それぞれレーザ光の発光部及び受光部である。The above coordinate detection method will be described with reference to FIG. In the figure, the Y axis is arranged in a direction perpendicular to the paper surface. Reference numeral 100 denotes a device under test, and reference numeral 1 denotes
Reference numeral 01 denotes a laser unit in which a laser light source and a light receiving element for a laser beam are disposed, and detects a distance from the object 100 in a non-contact manner. Symbols 101A and 101B
Are a light emitting part and a light receiving part of the laser light, respectively.

【０００７】同図（ａ）に示されるように、被測定物１
００の、座標を検出しようとする部分に対して、レーザ
ユニット１０１の発光部１０１Ａより照射されるレーザ
光がほぼ垂直に照射されるように、該レーザユニット１
０１の取付位置を設定し、その後、前記レーザ光の照射
方向（矢印Ｌ方向）にレーザユニット１０１が移動する
ように、該レーザユニット１０１をＸ及びＺ方向に同時
に送る。そして、同図（ｂ）に示されるように、レーザ
ユニット１０１が被測定物１００に対して接近すると、
被測定物１００で反射したレーザ光が受光部１０１Ｂに
設けられたレンズ系を介して検出され、そして該検出結
果により当該レーザユニット１０１がレーザユニット１
０１から所定の距離になったことが判定されると、その
時におけるレーザユニット１０１あるいは該レーザユニ
ット１０１を支持するアーム（図示せず）の座標データ
が、被測定物１００のレーザ光照射位置に対応する座標
データとして取り込まれる。[0007] As shown in FIG.
The laser unit 1 has a laser beam emitted from the light emitting unit 101A of the laser unit 101 so as to be irradiated almost vertically on a portion of the laser unit 101 whose coordinates are to be detected.
Then, the laser unit 101 is simultaneously moved in the X and Z directions so that the laser unit 101 moves in the laser beam irradiation direction (the direction of the arrow L). When the laser unit 101 approaches the DUT 100 as shown in FIG.
The laser beam reflected by the device under test 100 is detected through a lens system provided in the light receiving unit 101B, and the laser unit 101 is switched to the laser unit 1 based on the detection result.
When it is determined that the distance has reached a predetermined distance from 01, the coordinate data of the laser unit 101 or an arm (not shown) supporting the laser unit 101 at that time corresponds to the laser light irradiation position of the DUT 100. Is taken in as coordinate data.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、レーザ
光の照射方向Ｌを被測定物の外形所定の表面に対して垂
直に向け、該照射方向にレーザユニットを移動させる方
式では、該レーザユニット１０１を２軸（図２８の例で
はＸ軸及びＺ軸）方向あるいは３軸方向に同時に移動さ
せる必要がある。つまり、図２８（ａ）の状態から同図
（ｂ）の状態に移動させるためには、同図（ｃ）に示さ
れるように、レーザユニット１０１をＸ方向にｘｆ、Ｙ
方向にｙｆ、同時に送る必要がある。このようなレーザ
ユニット１０１の複数軸方向の同時送りは機構が非常に
複雑となる上、またその操作性も悪い。As described above, in the method in which the irradiation direction L of the laser beam is directed perpendicular to the predetermined surface of the external shape of the object to be measured and the laser unit is moved in the irradiation direction, The unit 101 needs to be simultaneously moved in two axis directions (X axis and Z axis in the example of FIG. 28) or three axis directions. That is, in order to move from the state of FIG. 28A to the state of FIG. 28B, the laser unit 101 is moved in the X direction by xf and Y as shown in FIG.
Yf in the direction, need to send at the same time. Such simultaneous feeding of the laser unit 101 in a plurality of axial directions requires a very complicated mechanism and poor operability.

【０００９】また前記の同時送りを別々に行う（例えば
先にＸ方向にｘｆだけ送り、次にＹ方向にｙｆだけ送
る）やり方、あるいはＸ方向及びＹ方向の送りを、少し
ずつ交互に行うやり方では、レーザユニット１０１が被
測定物１００に対して所定距離となった時点（すなわち
座標検出時点）で、レーザ光の照射位置が座標を検出し
ようとする目標位置とは異なる位置となるおそれもあ
る。この場合には、目標位置の座標を検出することがで
きない。A method in which the above-mentioned simultaneous feeds are separately performed (for example, a first feed by xf in the X direction and a second feed by yf in the Y direction), or a feed in which the X and Y directions are alternately fed little by little. In this case, when the laser unit 101 reaches a predetermined distance from the measured object 100 (that is, the coordinate detection time), there is a possibility that the irradiation position of the laser light may be different from the target position where the coordinates are to be detected. . In this case, the coordinates of the target position cannot be detected.

【００１０】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、被測定物の所望（目
標）位置の座標検出を容易に行うことのできる非接触式
３次元測定機を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to provide a non-contact three-dimensional system capable of easily detecting coordinates of a desired (target) position of an object to be measured. To provide a measuring machine.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、請求項１においては、その中心軸の方向が、空
間直交座標系の各座標軸のうちの１の方向に向くよう
に、レイアウトマシンのアームに設けられた主軸と、前
記主軸に対して回動可能に設けられた第１中間アーム
と、前記主軸に対して４５度の角度を成すように、前記
第１中間アームに設けられた副軸と、前記副軸に対して
回動可能に設けられた第２中間アームと、前記レーザユ
ニットより照射されるレーザ光の方向が前記副軸に対し
て４５度の角度を成すように、前記レーザユニットを前
記第２中間アームに取り付けるレーザユニット取付手段
とを用いて非接触式３次元測定機を構成した点に特徴が
ある。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the direction of the center axis is directed to one of the coordinate axes of the spatial rectangular coordinate system. A main shaft provided on an arm of the layout machine, a first intermediate arm rotatably provided on the main shaft, and a first intermediate arm provided on the first intermediate arm so as to form an angle of 45 degrees with the main shaft. And the second intermediate arm rotatably provided with respect to the sub-shaft, and the direction of the laser beam emitted from the laser unit forms an angle of 45 degrees with respect to the sub-axis. Another feature is that a non-contact three-dimensional measuring machine is constituted by using a laser unit attaching means for attaching the laser unit to the second intermediate arm.

【００１２】請求項２においては、座標を取り込むため
の基準となる位置である、前記レーザユニットからレー
ザ光照射方向の所定の距離上の点（以下、「基準点」と
いう。）が、前記主軸及び副軸の交点に位置するよう
に、前記レーザユニット取付手段を構成した点に特徴が
ある。In the present invention, a point (hereinafter, referred to as a "reference point") on a predetermined distance in the laser beam irradiation direction from the laser unit, which is a reference position for taking in coordinates, is referred to as the main axis. It is characterized in that the laser unit mounting means is configured so as to be located at the intersection of the counter shaft and the counter shaft.

【００１３】請求項３においては、前記レーザユニット
が、その中央部以外の位置からレーザ光を照射するよう
に構成されている場合において、該レーザユニットの取
付手段をレーザユニットを表裏逆に取付可能に構成した
点に特徴がある。According to a third aspect of the present invention, when the laser unit is configured to irradiate a laser beam from a position other than the center portion, the mounting means of the laser unit can mount the laser unit upside down. There is a feature in that it is configured as described above.

【００１４】請求項４においては、前記第１中間アーム
を、エポキシハニカム製の芯材と、該芯材の両端に配置
された軸受と、前記芯材及び軸受の表面に巻回されたカ
ーボンファイバとより構成した点に特徴がある。According to a fourth aspect of the present invention, the first intermediate arm comprises a core material made of epoxy honeycomb, bearings disposed at both ends of the core material, and a carbon fiber wound around the surface of the core material and the bearing. The feature is that it is composed of

【００１５】[0015]

【作用】請求項１記載の非接触式３次元測定機において
は、前記主軸に対する第１中間アームの回転角と、前記
副軸に対する第２中間アームの回転角とを調整すること
により、レーザ光照射方向を、当該座標系を構成する３
つの軸方向のすべての方向に向けることができる。In the non-contact type three-dimensional measuring machine according to the first aspect, the laser light is adjusted by adjusting the rotation angle of the first intermediate arm with respect to the main axis and the rotation angle of the second intermediate arm with respect to the sub-axis. The irradiation direction is set to 3 that constitutes the coordinate system.
It can be oriented in all three axial directions.

【００１６】請求項２記載の非接触式３次元測定機にお
いては、レイアウトマシンのアームの位置が変わらなけ
れば、前記第１中間アーム及び／あるいは第２中間アー
ムを回動してレーザ光の照射方向を変更しても、基準点
の座標は変わらない。In the non-contact type three-dimensional measuring machine according to the present invention, if the position of the arm of the layout machine does not change, the first intermediate arm and / or the second intermediate arm are rotated to irradiate the laser beam. Changing the direction does not change the coordinates of the reference point.

【００１７】請求項３記載の非接触式３次元測定機にお
いては、レーザユニットを表裏逆に取り付ければ、被測
定物の表面の凹部壁面に接近して、座標測定を行なうこ
とができる。In the non-contact type three-dimensional measuring device according to the third aspect, if the laser unit is mounted upside down, the coordinate measurement can be performed by approaching the concave wall surface of the surface of the object to be measured.

【００１８】請求項４記載の非接触式３次元測定機にお
いては、第１中間アームを軽量かつ堅固に構成すること
ができる。In the non-contact type three-dimensional measuring device according to the fourth aspect, the first intermediate arm can be constructed lightly and firmly.

【００１９】[0019]

【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図２は本発明の一実施例の斜視図である。同図に
おいて、レイアウトマシン１は定盤２００上に設置され
ていて、そのガイドレール２は該定盤２００に固定され
ている。このレイアウトマシン１の基盤３は、前記ガイ
ドレール２に沿ってＹ方向に摺動可能であり、また摺動
架台５は、前記基盤３に垂直に支持された垂直アーム４
に沿ってＺ方向に摺動可能である。さらに水平アーム６
は前記摺動架台５に沿ってＸ方向に摺動可能である。前
記水平アーム６の先端には、中間アーム（第１中間アー
ム）３０及びウイングアーム（第２中間アーム）２０を
介してレーザユニット１０が取り付けられている。ウイ
ングアーム２０とレーザユニット１０との取り付けは、
例えばねじ止めで行われている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view of one embodiment of the present invention. In the figure, a layout machine 1 is installed on a surface plate 200, and a guide rail 2 thereof is fixed to the surface plate 200. The base 3 of the layout machine 1 is slidable in the Y direction along the guide rail 2, and a slide base 5 is provided with a vertical arm 4 supported vertically by the base 3.
Can slide in the Z direction. Further horizontal arm 6
Is slidable in the X direction along the slide base 5. The laser unit 10 is attached to the tip of the horizontal arm 6 via an intermediate arm (first intermediate arm) 30 and a wing arm (second intermediate arm) 20. The attachment of the wing arm 20 and the laser unit 10
For example, it is performed by screwing.

【００２０】したがって、前記基盤３、摺動架台５及び
水平アーム６の、前記の各方向への摺動により、レーザ
ユニット１０は、定盤２００上の３次元空間内の適宜の
箇所に移動可能である。前記レーザユニット１０の移
動、すなわち前記基盤３、摺動架台５及び水平アーム６
の、前記の各方向への摺動は、モータあるいは手動等に
より、公知の適宜の手法により行われることができる。Therefore, the laser unit 10 can be moved to an appropriate place in the three-dimensional space on the surface plate 200 by sliding the base 3, the slide base 5 and the horizontal arm 6 in each of the above directions. It is. Movement of the laser unit 10, that is, the base 3, the slide frame 5, and the horizontal arm 6.
However, the sliding in each direction described above can be performed by a known appropriate method using a motor, manual operation, or the like.

【００２１】前記レーザユニット１０の構造を図３に示
す。同図において、半導体レーザ１２は半導体レーザ駆
動回路１１により駆動され、レーザ光を放射する。この
レーザ光は投光レンズ１３を介して、被測定物１００に
照射される。被測定物１００が基準点Ｌ１（例えばレー
ザユニット１０のレーザ光照射位置からレーザ光照射方
向に５０［ｍｍ］の距離）に配置されている場合には、
該被測定物１００で乱反射されたレーザ光は、受光レン
ズ１４を介して光位置検出素子１５の中央位置に受光さ
れる。また符号１００Ａ及び１００Ｂに示されるよう
に、被測定物１００の位置が基準点よりも近付いている
場合、あるいは遠ざかっている場合には、光位置検出素
子１５上のレーザ光の受光位置は、矢印ＡあるいはＢ方
向に移動する。前記光位置検出素子１５の出力は、アン
プ１６及び１７を介して第１信号処理回路５０（図２）
に出力される。FIG. 3 shows the structure of the laser unit 10. In FIG. 1, a semiconductor laser 12 is driven by a semiconductor laser drive circuit 11 and emits laser light. This laser light is applied to the device under test 100 via the light projecting lens 13. When the DUT 100 is located at the reference point L1 (for example, at a distance of 50 [mm] from the laser light irradiation position of the laser unit 10 in the laser light irradiation direction),
The laser light irregularly reflected by the device under test 100 is received at the center position of the light position detecting element 15 via the light receiving lens 14. Further, as shown by reference numerals 100A and 100B, when the position of the device under test 100 is closer or farther than the reference point, the light receiving position of the laser light on the light position detecting element 15 is indicated by an arrow. Move in A or B direction. The output of the light position detecting element 15 is supplied to a first signal processing circuit 50 (FIG. 2) via amplifiers 16 and 17.
Is output to

【００２２】図２に戻り、前記レーザユニット１０のア
ンプ１６及び１７並びに半導体レーザ駆動回路１１（図
３）に接続されたケーブル９９は、前記第１信号処理回
路５０に接続されている。この第１信号処理回路５０
は、前記半導体レーザ駆動回路１１の電源であると共
に、光位置検出素子１５に対するレーザ光の受光位置の
相違により、レーザユニット１０と被測定物１００との
距離に応じたアナログ信号を出力すると共に、レーザユ
ニット１０と被測定物１００との間の距離が予め設定さ
れた距離以下又は以上となったときに、その旨の信号
（デジタル信号）を出力する機能を有している。このレ
ーザユニット１０及び第１信号処理回路５０としては、
例えばキーエンス株式会社製のレーザ変位計（ＬＣ−２
３２０）及びコントローラ（ＬＣ−２１００）を用いる
ことができる。Returning to FIG. 2, the cables 99 connected to the amplifiers 16 and 17 of the laser unit 10 and the semiconductor laser drive circuit 11 (FIG. 3) are connected to the first signal processing circuit 50. This first signal processing circuit 50
Is a power supply of the semiconductor laser drive circuit 11, and outputs an analog signal according to a distance between the laser unit 10 and the device under test 100 due to a difference in a light receiving position of the laser light with respect to the light position detecting element 15. When the distance between the laser unit 10 and the device under test 100 is less than or greater than a preset distance, the device has a function of outputting a signal (digital signal) to that effect. As the laser unit 10 and the first signal processing circuit 50,
For example, a laser displacement meter (LC-2 manufactured by Keyence Corporation)
320) and a controller (LC-2100).

【００２３】第１信号処理回路５０は、第２信号処理回
路６０を介してパーソナルコンピュータ７０に接続され
ている。前記第２信号処理回路６０は、該第１信号処理
回路５０の出力信号（例えばレーザユニット１０と被測
定物との間の距離信号）にチャタリング防止用の出力遅
延処理を与えるための時定数回路や、インバータ回路等
を備えている。なお、この第２信号処理回路６０は、第
１信号処理回路５０の出力信号の応答状態や極性等に応
じて省略されることができる。The first signal processing circuit 50 is connected to a personal computer 70 via a second signal processing circuit 60. The second signal processing circuit 60 includes a time constant circuit for giving an output delay process for preventing chattering to an output signal of the first signal processing circuit 50 (for example, a distance signal between the laser unit 10 and the device under test). And an inverter circuit. Note that the second signal processing circuit 60 can be omitted depending on the response state, the polarity, and the like of the output signal of the first signal processing circuit 50.

【００２４】前記レイアウトマシン１は、水平アーム６
の座標（換言すれば基準点Ｌ１の座標）を検出する座標
検出装置１Ａを供えており、その出力信号はパーソナル
コンピュータ７０に出力される。前記パーソナルコンピ
ュータ７０は、前記第２信号処理回路６０（又は第１信
号処理回路５０）の出力信号を用いて被測定物１００が
基準点Ｌ１に達した時点で、座標検出装置１Ａの出力信
号である基準点Ｌ１の座標を自動的に取り込むと共に、
必要に応じて、取り込まれた座標情報を用いて被測定物
の輪郭形状をそのＣＲＴ上で再現する。前記の座標自動
取り込みは、後述する。The layout machine 1 includes a horizontal arm 6
(In other words, the coordinate of the reference point L1) is provided, and an output signal thereof is output to the personal computer 70. The personal computer 70 uses the output signal of the coordinate detection device 1A when the device under test 100 reaches the reference point L1 using the output signal of the second signal processing circuit 60 (or the first signal processing circuit 50). While automatically taking in the coordinates of a certain reference point L1,
If necessary, the contour shape of the measured object is reproduced on the CRT by using the acquired coordinate information. The automatic coordinate acquisition will be described later.

【００２５】レーザ光保護めがね９０は、レーザユニッ
ト１０より照射されるレーザ光より測定者の目を保護す
るためのものであり、その上部には、測定者の視野に入
るように、青色及び赤色のＬＥＤ９１及び９２が取り付
けられている。レーザ光保護めがね９０の拡大図を図１
９に示す。前記青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２は、前記
第２信号処理回路６０（又は第１信号処理回路５０）に
接続されている。この青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２の
使用方法も、後述する。The laser light protection glasses 90 are for protecting the eyes of the measurer from the laser light emitted from the laser unit 10, and are provided with blue and red glasses above the laser light so as to be within the field of view of the measurer. LEDs 91 and 92 are attached. FIG. 1 is an enlarged view of the laser light protection glasses 90.
It is shown in FIG. The blue LED 91 and the red LED 92 are connected to the second signal processing circuit 60 (or the first signal processing circuit 50). How to use the blue LED 91 and the red LED 92 will also be described later.

【００２６】定盤２００上には被測定物（図示せず）が
載置されると共に、基準キューブ８０も載置される。こ
の基準キューブ８０の構成及びその使用方法も、後述す
る。An object to be measured (not shown) is mounted on the surface plate 200, and a reference cube 80 is also mounted. The configuration of the reference cube 80 and a method of using the same will be described later.

【００２７】図４は図２に示された水平アーム６、及び
該水平アーム６に取り付けられた中間アーム３０、ウイ
ングアーム２０及びレーザユニット１０の正面図であ
る。同図において、図２と同一の符号は、同一又は同等
部分をあらわしている。まず中間アーム３０の両端に
は、軸受３２及び３４が固着されていて、それら軸受３
２及び３４内には主軸３１及び副軸３３が回転自在に挿
入されている。そして主軸３１は、水平アーム６の先端
に回転自在に取り付けられた軸６Ａに対して固定されて
おり、また副軸３３はウイングアーム２０に固定されて
いる。したがって、主軸３１及び中間アーム３０より先
端部分は軸６Ａを中心として矢印Ｐ方向に、中間アーム
３０より先端部分は主軸３１を中心として矢印Ｑ方向
に、またウイングアーム２０より先端部分は副軸３３を
中心として矢印Ｒ方向にそれぞれ回動可能である。前記
回動部分は、当該非接触式３次元測定機による座標測定
の際には、公知の適宜の手法を用いて固定される。FIG. 4 is a front view of the horizontal arm 6 shown in FIG. 2, and the intermediate arm 30, the wing arm 20, and the laser unit 10 attached to the horizontal arm 6. 2, the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same or equivalent parts. First, bearings 32 and 34 are fixed to both ends of the intermediate arm 30.
A main shaft 31 and a sub shaft 33 are rotatably inserted into 2 and 34, respectively. The main shaft 31 is fixed to a shaft 6A rotatably attached to the tip of the horizontal arm 6, and the sub shaft 33 is fixed to the wing arm 20. Therefore, the tip end portion of the main shaft 31 and the intermediate arm 30 is in the direction of arrow P about the axis 6A, the tip end portion of the intermediate arm 30 is in the direction of arrow Q about the main shaft 31, and the tip end portion of the wing arm 20 is the sub-shaft 33. Can be turned around the center in the direction of arrow R. The rotating part is fixed by using a known appropriate method when measuring coordinates by the non-contact three-dimensional measuring device.

【００２８】さて、図１に示されるように、前記中間ア
ーム３０に設けられた主軸３１及び副軸３３は、それら
の中心軸延長線の成す角度が４５度となるように取り付
けられている。また、レーザユニット１０は、該レーザ
ユニット１０より矢印Ｌ方向に照射されるレーザ光が、
前記副軸３３の中心軸と４５度の角度を成すように、ウ
イングアーム２０に取り付けられている。As shown in FIG. 1, the main shaft 31 and the sub shaft 33 provided on the intermediate arm 30 are attached so that the angle formed by the extension of the central axis thereof is 45 degrees. Further, the laser unit 10 emits laser light emitted from the laser unit 10 in the direction of arrow L,
It is attached to the wing arm 20 so as to form an angle of 45 degrees with the central axis of the sub shaft 33.

【００２９】したがって、図２に示されるように水平ア
ーム６がＸ方向を向いているならば、主軸３１の中心線
を、水平アーム６の中心線と平行として（図４の想像
線）Ｘ軸方向に向ければ、主軸３１に対する中間アーム
３０の回転位置、及び副軸３３に対するウイングアーム
２０の回転位置を変えることにより、図５（ａ）〜
（ｃ）に示されるように、レーザユニット１０より照射
されるレーザ光の照射方向Ｌを、Ｘ、Ｙ及びＺ方向のい
ずれかの方向に一致させることができる。Therefore, if the horizontal arm 6 is oriented in the X direction as shown in FIG. 2, the center line of the main shaft 31 is set parallel to the center line of the horizontal arm 6 (the imaginary line in FIG. 4). 5A, the rotational position of the intermediate arm 30 with respect to the main shaft 31 and the rotational position of the wing arm 20 with respect to the sub shaft 33 are changed.
As shown in (c), the irradiation direction L of the laser light emitted from the laser unit 10 can be made to coincide with any of the X, Y, and Z directions.

【００３０】したがって、本発明の一実施例において
は、図６に示されるように、Ｘ方向にレーザ光を照射し
た場合には、該方向のみにレーザユニット１０を送るだ
けで、レーザ光の照射位置を変えることなく、被測定物
１００との間の距離を調整することができる。したがっ
て、当該非接触式３次元測定機による被測定物１００の
外形の座標検出を容易に行うことができる。もちろん、
このような座標検出方法では、レーザ光を、被測定物１
００の、座標を検出しようとする位置に対して垂直に照
射することはできないが、当該座標検出方法はレーザ光
を用いた非接触式であるから、その座標位置検出精度の
低下は招かない。Therefore, in one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, when the laser beam is irradiated in the X direction, the laser unit 10 is sent only in that direction, and the laser beam is irradiated. The distance to the device under test 100 can be adjusted without changing the position. Therefore, the coordinates of the outer shape of the DUT 100 can be easily detected by the non-contact three-dimensional measuring device. of course,
In such a coordinate detection method, a laser beam is emitted from the DUT 1
Although it is not possible to vertically irradiate the position where the coordinates are to be detected at 00, the coordinate detection method is a non-contact type using a laser beam, so that the coordinate position detection accuracy does not decrease.

【００３１】また、中間アーム３０を軸６Ａに対して矢
印Ｐ方向（図４）に回転することにより、レーザ光の照
射方向を、前記３軸方向以外の方向に向けることも可能
である。By rotating the intermediate arm 30 in the direction of the arrow P (FIG. 4) with respect to the axis 6A, it is possible to direct the laser beam irradiation direction to a direction other than the three-axis direction.

【００３２】さらに、前記レーザユニット１０は、その
中央部からではなく、側面に近い位置からレーザ光を照
射するように構成されているので、図７（ａ）に示され
るように、被測定物１００の表面に凹部１００Ｃが形成
されている場合においても、該凹部１００Ｃの壁面遅角
にまで接近して座標検出を行うことができる。また、前
述のように、ウイングアーム２０に対するレーザユニッ
ト１０の取付手段はねじであるので、レーザユニット１
０の表裏を逆にしてウイングアーム２０に取り付けれ
ば、同図（ｂ）に示されるように、同図（ａ）と逆の方
向に凹部１００Ｄが形成されていても、該凹部１００Ｄ
の壁面に接近して、多くの位置で座標検出を行うことが
できる。Further, since the laser unit 10 is configured to irradiate the laser beam not from the center but from a position near the side, as shown in FIG. Even when the concave portion 100C is formed on the surface of the concave portion 100, the coordinates can be detected by approaching the wall surface retardation of the concave portion 100C. As described above, since the means for attaching the laser unit 10 to the wing arm 20 is a screw, the laser unit 1
0 is attached to the wing arm 20, even if the recess 100 </ b> D is formed in the direction opposite to the direction shown in FIG.
, And coordinates can be detected at many positions.

【００３３】なお、レーザユニット１０を逆にして取り
付けた場合には、同図（ｂ）に示した通り、基準点Ｌ１
は主軸３１及び副軸３３の交点上にはないが、ウイング
アーム２０が図７（ａ）の状態にあるとき、該アーム２
０を主軸３１の中心軸方向に延ばして形成すれば（同図
（ｃ）参照）、レーザユニット１０の表裏を逆にして
も、基準点Ｌ１が主軸３１及び副軸３３の交点上に位置
するように、該レーザユニット１０を取り付けることは
可能である。When the laser unit 10 is mounted upside down, as shown in FIG.
Is not on the intersection of the main shaft 31 and the sub shaft 33, but when the wing arm 20 is in the state of FIG.
If 0 is formed extending in the direction of the central axis of the main shaft 31 (see FIG. 3C), the reference point L1 is located on the intersection of the main shaft 31 and the sub shaft 33 even if the front and back of the laser unit 10 are reversed. As described above, it is possible to mount the laser unit 10.

【００３４】このようにこの実施例では、凹部内部の測
定を容易に、かつ精度良く行うことができるようにな
る。すなわち、干渉が少なく、測定限界が高い。As described above, in this embodiment, the inside of the concave portion can be measured easily and accurately. That is, there is little interference and the measurement limit is high.

【００３５】また、この実施例では、図１及び図４に示
したように、基準点Ｌ１が前記主軸３１及び副軸３３の
中心軸の交点に位置するように、レーザユニット１０が
ウイングアーム２０に取り付けられているので、例えば
図５の各図に示したようにウイングアーム２０及び／あ
るいは中間アーム３０を回動してレーザ光の照射方向を
変更しても、基準点Ｌ１の位置は変わらない。したがっ
て、前記各アーム２０、３０を回動しても、その都度レ
イアウトマシン１の原点調整をする必要がない。In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 4, the laser unit 10 is moved so that the reference point L1 is located at the intersection of the central axes of the main shaft 31 and the sub shaft 33. Therefore, even if the wing arm 20 and / or the intermediate arm 30 is rotated to change the irradiation direction of the laser beam as shown in each drawing of FIG. 5, for example, the position of the reference point L1 does not change. Absent. Therefore, it is not necessary to adjust the origin of the layout machine 1 each time the arms 20 and 30 are rotated.

【００３６】図４に戻り、レーザユニット１０より引き
出されている電源供給用及びデータ出力用のケーブル９
９は、中空構造である副軸３３の内部及び水平アーム６
の内部を通して、該水平アーム６の後端より引き出され
ている。このようにケーブル９９が水平アーム６内に収
容されているので、ケーブル９９が測定作業の邪魔にな
らず、またケーブル９９の保護を図ることができる。さ
らにアウタケーブルをたばねるために必要なケーブル固
定用のガイド（例えばテーピング）の数量も減少し、美
観を損ねることもない。なお、中間アーム３０、主軸３
１等も中空構造とし、それらの内部をもケーブル９９を
通すようにしても良い。Returning to FIG. 4, the power supply and data output cables 9 drawn from the laser unit 10
9 is the inside of the sub shaft 33 having a hollow structure and the horizontal arm 6.
The horizontal arm 6 is drawn out from the rear end of the horizontal arm 6. Since the cable 99 is housed in the horizontal arm 6 in this manner, the cable 99 does not hinder the measurement operation, and the cable 99 can be protected. Further, the number of cable fixing guides (for example, taping) required for springing the outer cable is reduced, and the appearance is not impaired. In addition, the intermediate arm 30 and the main shaft 3
The first and the like may have a hollow structure, and the inside of them may pass the cable 99.

【００３７】さて、水平アーム６（図２）の先端部に取
り付けられる中間アーム３０、ウイングアーム２０及び
レーザユニット１０には、当該３次元測定の精度を上げ
るために、軽量に構成されなければならない。このため
に、レーザユニット１０を取り付けるウイングアーム２
０は、図８に示されるような骨組構造となっており、そ
の適宜の位置に、副軸３３を挿入する軸穴２１、及びレ
ーザユニット１０を取り付けるための取付穴２２が穿設
されている。また、前記骨組構造を形成する各直線部材
には、当該ウイングアーム２０の軽量化を図るために、
その表と裏の部分に凹部２３が穿設されている（図９参
照）。このような構成により、ウイングアーム２０の軽
量化と高剛性を図ることができる。また、さらなる軽量
化を図り、寸法精度を高めるために、当該ウイングアー
ム２０は例えばマグネシウムで製作される。なお、この
ウイングアーム２０は、後述の中間アーム３０と同様
に、エポキシハニカム、カーボンファイバ及び軸受（例
えばアルミニウム製）により構成されても良い。The intermediate arm 30, the wing arm 20, and the laser unit 10 attached to the distal end of the horizontal arm 6 (FIG. 2) must be light in weight in order to increase the accuracy of the three-dimensional measurement. . For this purpose, the wing arm 2 for attaching the laser unit 10
Numeral 0 has a frame structure as shown in FIG. 8, and a shaft hole 21 for inserting the counter shaft 33 and a mounting hole 22 for mounting the laser unit 10 are formed at appropriate positions. . In addition, in order to reduce the weight of the wing arm 20, each straight member forming the frame structure
Recesses 23 are formed in the front and back portions (see FIG. 9). With such a configuration, the weight and high rigidity of the wing arm 20 can be improved. The wing arm 20 is made of, for example, magnesium in order to further reduce the weight and improve the dimensional accuracy. The wing arm 20 may be made of an epoxy honeycomb, a carbon fiber, and a bearing (for example, made of aluminum), similarly to an intermediate arm 30 described later.

【００３８】前記ウイングアーム２０を取り付ける中間
アーム３０は、芯材となるエポキシハニカムの外周にカ
ーボンファイバを巻回し、その両端に治具を用いて軸受
３２及び３４を固着することにより製作される。以下
に、その構造及び製造方法を図１０〜図１６を用いて説
明する。なお、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２
においては、ハッチングは省略されている。The intermediate arm 30 to which the wing arm 20 is attached is manufactured by winding a carbon fiber around an outer periphery of an epoxy honeycomb serving as a core material, and fixing bearings 32 and 34 at both ends thereof using jigs. The structure and manufacturing method will be described below with reference to FIGS. 10 (b), 11 (b) and 12
In, hatching is omitted.

【００３９】まず図１０に示されるように、当該中間ア
ーム３０の芯材となる、環形の一部を構成するような一
対のエポキシハニカム３５を互いに対向するようにして
接着する。この後、図１１に示されるように、エポキシ
ハニカム３５の表面にカーボンファイバ３７を接着し、
同様にエポキシハニカム３６の表面にもカーボンファイ
バ３７を接着する。この接着は、例えばエポキシハニカ
ム３５又は３６の輪郭形状とほぼ同様の雌型内にカーボ
ンファイバ３７を予め配置しておき、該雌型内にエポキ
シハニカム３５又は３６を挿入することにより行われ
る。なお、カーボンファイバ３７の接着は、エポキシハ
ニカム３５及び３６を互いに接着する前に行っても良
い。この後、図１２に示されるように、カーボンファイ
バ３７の上からもう一度カーボンファイバ３８を巻き、
接着する。First, as shown in FIG. 10, a pair of epoxy honeycombs 35 constituting a part of an annular shape, which are core materials of the intermediate arm 30, are bonded to face each other. Thereafter, as shown in FIG. 11, a carbon fiber 37 is bonded to the surface of the epoxy honeycomb 35,
Similarly, a carbon fiber 37 is bonded to the surface of the epoxy honeycomb 36. This bonding is performed, for example, by previously disposing the carbon fiber 37 in a female mold having substantially the same contour shape as the epoxy honeycomb 35 or 36, and inserting the epoxy honeycomb 35 or 36 into the female mold. The carbon fibers 37 may be bonded before the epoxy honeycombs 35 and 36 are bonded to each other. Thereafter, as shown in FIG. 12, the carbon fiber 38 is wound again from above the carbon fiber 37,
Glue.

【００４０】なお、カーボンファイバはエポキシハニカ
ム３５及び３６よりも長いので、該カーボンファイバの
接着により、エポキシハニカム３５及び３６の両端に
は、後述の軸受３２及び３４を取り付けるための凹部３
９が形成される。Since the carbon fibers are longer than the epoxy honeycombs 35 and 36, the carbon fibers are bonded so that concave portions 3 for attaching bearings 32 and 34 to be described later are formed at both ends of the epoxy honeycombs 35 and 36.
9 is formed.

【００４１】このようにカーボンファイバの接着が終了
した後は、図１３に示されるような治具装置１１０を用
いて、例えばアルミニウム製の軸受（すべり軸受）３２
及び３４を取り付ける。まず治具装置１１０の構成を説
明する。図１３において、まず第１取付治具１１２に
は、その中心軸と垂直な取付面１１２Ａが形成されるよ
うに円柱部１１２Ｂが形成され、またその先端にはおね
じ１１２Ｃが形成されている。また前記おねじ１１２Ｃ
と反対側にはおねじ１１２Ｄが形成され、該おねじ１１
２Ｄにナット１１５を螺合させることにより、第１取付
治具１１２が治具板１１１に取り付けられている。After the bonding of the carbon fibers is completed as described above, a bearing (slide bearing) 32 made of, for example, aluminum is used by using a jig device 110 as shown in FIG.
And 34 are attached. First, the configuration of the jig device 110 will be described. In FIG. 13, first, the first mounting jig 112 is formed with a cylindrical portion 112B so as to form a mounting surface 112A perpendicular to the central axis thereof, and a male screw 112C is formed at the tip thereof. The above-mentioned male screw 112C
On the opposite side, a male screw 112D is formed.
The first mounting jig 112 is mounted on the jig plate 111 by screwing the nut 115 into 2D.

【００４２】第２取付治具１１３は、取付面１１３Ａが
前記取付面１１２Ａと４５度の角度を成すように、治具
板１１１に取り付けられている。また前記取付面１１３
Ａには、該取付面１１３Ａと垂直に穴部１１３Ｂが穿設
されている。The second mounting jig 113 is mounted on the jig plate 111 such that the mounting surface 113A forms an angle of 45 degrees with the mounting surface 112A. The mounting surface 113
A is provided with a hole 113B perpendicular to the mounting surface 113A.

【００４３】第３取付治具１１４は、円柱部１１４Ａ
と、該円柱部１１４Ａよりも小径の脚部１１４Ｂと、該
脚部１１４Ｂの先端に形成されたおねじ１１４Ｃとより
構成されている。図１３においては、脚部１１４Ｂが前
記穴部１１３Ｂに挿入され、おねじ１１４Ｃにナット１
１６が螺合されることにより、第３取付治具１１４が第
２取付治具１１３に取り付けられているが、中間アーム
３０の位置決め前においては、該第３取付治具１１４は
取り外されている。The third mounting jig 114 has a cylindrical portion 114A.
And a leg 114B smaller in diameter than the columnar portion 114A, and a male screw 114C formed at the tip of the leg 114B. In FIG. 13, the leg 114B is inserted into the hole 113B, and the nut 1 is inserted into the male screw 114C.
Although the third mounting jig 114 is mounted on the second mounting jig 113 by screwing the 16, the third mounting jig 114 is removed before the positioning of the intermediate arm 30. .

【００４４】さて、このような治具装置１１０を用いて
中間アーム３０を製作するには、まず図１４に示される
ように、治具装置１１０の円柱部１１２Ｂに軸受３２を
挿入し、該挿入後、ワッシャ１１７を介してナット１１
８をおねじ１１２Ｃに螺合させることにより、軸受３２
を取付面１１２Ａに密着させた状態で、該軸受３２を固
定する。In order to manufacture the intermediate arm 30 using such a jig device 110, first, as shown in FIG. 14, a bearing 32 is inserted into a cylindrical portion 112B of the jig device 110, and the insertion is performed. Then, the nut 11 is passed through the washer 117.
8 is screwed into the male screw 112C, so that the bearing 32
Is fixed to the mounting surface 112A, and the bearing 32 is fixed.

【００４５】次に、図１０ないし図１２に関して説明し
たような、カーボンファイバが巻回されたエポキシハニ
カム３５及び３６の一方の端部の凹部３９に、図１５に
示されるように軸受３４の突起部３４Ａを挿入し、この
状態で、図１６に示されるように、その他方の凹部３９
に、前記第１取付治具１１２に固定された軸受３２の突
起部３２Ａが挿入されるように、軸受３４を取付面１１
３Ａに固定する。この固定は、同図１６に示されるよう
に、第３取付治具１１４の円柱部１１４Ａを軸受３４に
挿入し、その後、脚部１１４Ｂを穴部１１３Ｂに挿入
し、おねじ１１４Ｃにナット１１６を螺合することによ
り行われる。これにより軸受３４が取付面１１３Ａに密
着される。Next, as described with reference to FIGS. 10 to 12, the projection 39 of the bearing 34 is inserted into the concave portion 39 at one end of the epoxy honeycombs 35 and 36 around which the carbon fibers are wound, as shown in FIG. The portion 34A is inserted, and in this state, as shown in FIG.
Then, the bearing 34 is attached to the mounting surface 11 such that the projection 32A of the bearing 32 fixed to the first mounting jig 112 is inserted into the mounting surface 11.
Fix to 3A. As shown in FIG. 16, the fixing is performed by inserting the cylindrical portion 114A of the third mounting jig 114 into the bearing 34, then inserting the leg portion 114B into the hole 113B, and inserting the nut 116 into the male screw 114C. This is performed by screwing. Thereby, the bearing 34 is brought into close contact with the mounting surface 113A.

【００４６】軸受３２及び軸受３４に形成された軸穴
は、前記取付面１１２Ａ及び１１３Ａに当接する端面と
垂直に形成されている。したがって、軸受３２及び軸受
３４が互いに４５度の角度で配置された取付面１１２Ａ
及び取付面１１３Ａに密着されることにより、結局、該
軸受３２及び３４に形成された軸穴も互いに４５度の角
度を成すことになる。なお、軸受３２及び３４の突起部
３２Ａ及び３４Ａを凹部３９に挿入する際には、それら
の間に接着剤を介在させる。The shaft holes formed in the bearings 32 and 34 are formed perpendicular to the end faces that come into contact with the mounting surfaces 112A and 113A. Therefore, the mounting surface 112A in which the bearing 32 and the bearing 34 are arranged at an angle of 45 degrees with each other.
And, by being in close contact with the mounting surface 113A, the shaft holes formed in the bearings 32 and 34 also make an angle of 45 degrees with each other. When the protrusions 32A and 34A of the bearings 32 and 34 are inserted into the recess 39, an adhesive is interposed between them.

【００４７】図１６の状態にセットされたならば、軸受
３２及び３４とカーボンファイバ３８とを固定するよう
に、それらの周囲に接着剤を用いてカーボンファイバを
巻回する。この巻回により、軸受３２及び３４が前記エ
ポキシハニカム３５及び３６並びにカーボンファイバ３
７及び３８に固定され、これにより中間アーム３０が完
成する。中間アーム３０が完成したならば、ナット１１
６及び１１８を外し、中間アーム３０を治具装置１１０
から取り外す。When the state shown in FIG. 16 is set, the carbon fibers are wound around the bearings 32 and 34 using an adhesive so that the carbon fibers 38 are fixed. By this winding, the bearings 32 and 34 are connected to the epoxy honeycombs 35 and 36 and the carbon fiber 3.
7 and 38, thereby completing the intermediate arm 30. When the intermediate arm 30 is completed, the nut 11
6 and 118, and remove the intermediate arm 30 from the jig device 110.
Remove from

【００４８】さて、前述したように、レーザユニット１
０及び第１信号処理回路５０（図２）として、キーエン
ス株式会社製のレーザ変位計（ＬＣ−２３２０）及びコ
ントローラ（ＬＣ−２１００）を用いた場合、該第１信
号処理回路５０の機能を利用して、被測定物が基準点Ｌ
１に達した時点で、座標検出装置１Ａ（図２）より出力
される基準点Ｌ１の座標を自動的に取り込むことができ
る。以下に、当該非接触式３次元測定機による座標自動
取込の手法を説明する。Now, as described above, the laser unit 1
When a laser displacement meter (LC-2320) and a controller (LC-2100) manufactured by KEYENCE CORPORATION are used as the 0 and first signal processing circuits 50 (FIG. 2), the functions of the first signal processing circuits 50 are used. Then, the measured object is the reference point L
When the number reaches 1, the coordinates of the reference point L1 output from the coordinate detection device 1A (FIG. 2) can be automatically captured. Hereinafter, a method of automatically acquiring coordinates by the non-contact type three-dimensional measuring machine will be described.

【００４９】まず第１信号処理回路５０は、例えば図１
７に示されるようなアナログ信号を出力する。同図にお
いて、距離０は被測定物が基準点Ｌ１に達したことを示
すもので、前記型番のレーザユニット１０の場合には該
レーザユニット１０から５０［ｍｍ］の位置である。ま
た距離のプラス／マイナスは、被測定物がそれぞれ基準
点Ｌ１から遠ざかり、また近付いたことを示している。
同図より明らかなように、レーザユニット１０による距
離測定範囲は、基準点±約９［ｍｍ］であり、そのアナ
ログ信号は、基準点で０［Ｖ］、基準点よりマイナス及
びプラス側ではそれぞれ負電圧及び正電圧である。First, the first signal processing circuit 50 is, for example, shown in FIG.
7 to output an analog signal. In the figure, a distance 0 indicates that the measured object has reached the reference point L1, and in the case of the laser unit 10 of the model number, it is a position 50 [mm] from the laser unit 10. The plus / minus of the distance indicates that the measured object has moved away from and closer to the reference point L1, respectively.
As is clear from the figure, the distance measurement range by the laser unit 10 is a reference point ± about 9 [mm], and the analog signal thereof is 0 [V] at the reference point, and on the minus and plus sides from the reference point, respectively. Negative voltage and positive voltage.

【００５０】レーザ光保護めがね９０（図１９）に取り
付けられた赤ＬＥＤ９２は、マイナスのアナログ信号が
出力された場合に点灯するように、第２信号処理回路６
０を介して第１信号処理回路５０に接続されている。Ｌ
ＥＤの一般的特性から、赤ＬＥＤ９２は、被測定物が基
準点から約−３［ｍｍ］の位置から、マイナス側距離測
定限界位置（約−９［ｍｍ］の位置）までの間で点灯す
る。The red LED 92 attached to the laser light protection glasses 90 (FIG. 19) is turned on when a negative analog signal is output, so that the second signal processing circuit 6 is turned on.
0 is connected to the first signal processing circuit 50. L
From the general characteristics of the ED, the red LED 92 lights up from the position where the object to be measured is about -3 [mm] from the reference point to the minus side distance measurement limit position (about -9 [mm]). .

【００５１】第１信号処理回路５０は、前述したよう
に、さらにレーザユニット１０と被測定物との間の距離
が予め設定された距離以下又は以上となったときに、そ
の旨のデジタル信号（オン／オフ信号）を出力する機能
を有している。この例では、図１８に示すように、被測
定物が基準点から１［ｍｍ］の位置から、プラス側距離
測定限界位置（約９［ｍｍ］の位置）までの間に位置し
ている場合に青ＬＥＤ９１をオンとする信号を出力し、
被測定物が基準点からマイナス側距離測定限界位置まで
の間に入ったときに、座標検出装置１Ａ（図２）の座標
データを取り込む信号（以下、「座標データ取込信号」
という。）を出力する。As described above, when the distance between the laser unit 10 and the device under test is less than or greater than a preset distance, the first signal processing circuit 50 outputs a digital signal (to that effect). An on / off signal). In this example, as shown in FIG. 18, the object to be measured is located between the position of 1 [mm] from the reference point and the plus side distance measurement limit position (position of about 9 [mm]). A signal to turn on the blue LED 91,
A signal for capturing coordinate data of the coordinate detecting device 1A (FIG. 2) when an object to be measured enters between the reference point and the negative-side distance measurement limit position (hereinafter, “coordinate data capture signal”).
That. ) Is output.

【００５２】したがって、レーザユニット１０を被測定
物１００に近付け、被測定物１００がプラス側距離測定
限界位置よりも内側（マイナス方向）に入ると、まず青
ＬＥＤ９１が点灯する（図２０ａ参照）。さらに近付け
て、被測定物１００が基準点Ｌ１から１［ｍｍ］の位置
よりも内側に入ると青ＬＥＤ９１が消灯し（図２０
ｂ）、そして基準点Ｌ１よりさらに内側に入ると、座標
データ取込信号が出力されて、被測定物１００が基準点
に達したときの座標データが取り込まれる。Therefore, when the laser unit 10 is moved closer to the device under test 100 and the device under test 100 enters the inside (minus direction) of the plus side distance measurement limit position, first, the blue LED 91 is turned on (see FIG. 20A). When the device under test 100 comes closer than 1 mm from the reference point L1, the blue LED 91 turns off (FIG. 20).
b) Then, further inside the reference point L1, a coordinate data capture signal is output, and the coordinate data when the device under test 100 reaches the reference point is captured.

【００５３】この後、さらにレーザユニット１０を近付
け、被測定物１００が基準点Ｌ１から約−３［ｍｍ］の
位置よりもさらに内側に入ると、赤ＬＥＤ９２が点灯す
る（図２０ｃ）。レーザユニット１０がマイナス側距離
測定限界位置よりもさらに内側に入ると、図１８より明
らかなように、基準点Ｌ１が座標データ取込領域から外
れることになり、座標データ取込信号が消滅する。した
がって、この後、再度レーザユニット１０がマイナス側
距離測定限界位置よりもプラス方向に移動した場合に
は、座標データ取込信号が再度発生して、マイナス側距
離測定限界位置における座標データが取り込まれること
になる。この結果、約９［ｍｍ］の誤差を有する信号が
入力されることになるから、このような事態を防止する
ために、被測定物１００が基準点Ｌ１よりも近付いた時
点で赤ＬＥＤ９２を点灯し、当該非接触式３次元測定機
の操作者に警告をするようになっている。すなわち、赤
ＬＥＤ９２が点灯したら、即座にレーザユニット１０を
遠ざけるように、レイアウトマシン１（図２）を操作す
れば、座標データの二重検出を防止することができる。Thereafter, when the laser unit 10 is further approached and the device under test 100 is further inside the position of about -3 [mm] from the reference point L1, the red LED 92 is turned on (FIG. 20c). When the laser unit 10 is further inside than the minus side distance measurement limit position, as is apparent from FIG. 18, the reference point L1 is out of the coordinate data capturing area, and the coordinate data capturing signal disappears. Therefore, when the laser unit 10 moves again in the plus direction from the minus distance measurement limit position, a coordinate data capture signal is generated again, and the coordinate data at the minus distance measurement limit position is captured. Will be. As a result, a signal having an error of about 9 [mm] is input. In order to prevent such a situation, the red LED 92 is turned on when the device under test 100 approaches the reference point L1. Then, the operator of the non-contact type three-dimensional measuring machine is warned. That is, when the red LED 92 is turned on, the layout machine 1 (FIG. 2) is operated so as to immediately move the laser unit 10 away, so that double detection of coordinate data can be prevented.

【００５４】なお、第１信号処理回路５０に、レーザユ
ニット１０と被測定物１００との間の距離が予め設定さ
れた距離以下又は以上となっても、即座にはその旨のデ
ジタル信号を出力せず、前記の距離が約１秒経過しても
まだ継続されている場合に初めて信号を出力するという
機能がある場合には、この機能を被測定物１００がマイ
ナス側距離測定限界位置よりもさらにマイナス方向に入
った場合に適用すれば、レーザユニット１０を被測定物
１００に接近し過ぎて赤ＬＥＤ９２が瞬時消灯しても、
レーザユニット１０を約１秒経過前に被測定物１００か
ら遠ざければ、座標データの二重検出を防止することが
できる。Even if the distance between the laser unit 10 and the device under test 100 is less than or greater than a preset distance, a digital signal to that effect is output to the first signal processing circuit 50 immediately. If there is a function to output a signal for the first time when the distance is still continued even after about 1 second has elapsed, this function is set such that the DUT 100 is moved from the minus side distance measurement limit position. Further, if the present invention is applied to the case where the laser unit 10 enters the minus direction, even if the laser unit 10 is too close to the DUT 100 and the red LED 92 is momentarily turned off,
If the laser unit 10 is moved away from the device under test 100 before about one second elapses, double detection of coordinate data can be prevented.

【００５５】図２１は本発明の一実施例の機能ブロック
図である。同図において、図２と同一の符号は、同一又
は同等部分をあらわしている。同図において、レーザユ
ニット１０の出力データである距離信号は、青点灯領域
判定手段３０１及び赤点灯領域判定手段３０２に入力さ
れる。青点灯領域判定手段３０１は、被測定物の位置が
基準点から１［ｍｍ］の位置からプラス側距離測定限界
位置までの間に位置しているか否かを判定し、肯定判断
の場合には、青ＬＥＤ９１に通電し点灯する。また赤点
灯領域判定手段３０２は、被測定物が基準点から約−３
［ｍｍ］の位置からマイナス側距離測定限界位置までの
間に位置しているか否かを判定し、肯定判断の場合に
は、赤ＬＥＤ９２に通電し点灯する。FIG. 21 is a functional block diagram of one embodiment of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same or equivalent parts. In the figure, a distance signal, which is output data of the laser unit 10, is input to a blue lighting area determination means 301 and a red lighting area determination means 302. The blue lighting area determination unit 301 determines whether the position of the object to be measured is located between the position of 1 [mm] from the reference point and the plus side distance measurement limit position, and in the case of a positive determination, , The blue LED 91 is energized and turned on. In addition, the red lighting area determination means 302 determines that the measured object is about -3 from the reference point.
It is determined whether it is located between the position of [mm] and the minus side distance measurement limit position, and in the case of a positive determination, the red LED 92 is energized and lit.

【００５６】インバータ３０５は、被測定物が基準点よ
りも近付いた場合に出力を発生する。ゲート３０７は、
前記インバータ３０５の出力によりトリガされ、この際
に座標検出手段３０８（座標検出装置１Ａ）より出力さ
れる座標データ（Ｘ、Ｙ及びＺ座標データ）を座標記憶
手段３０９に出力する。画像再現手段３１０は、前記座
標記憶手段３０９に記憶された座標データを用いて、公
知の適宜の手法を用いてその輪郭を再現する。そして、
その結果が、表示手段３１１に出力され、表示される。
前記ゲート３０７、座標記憶手段３０９、画像再現手段
３１０及び表示手段３１１は、パーソナルコンピュータ
７０（図２）の機能である。The inverter 305 generates an output when the device under test comes closer than the reference point. Gate 307
Triggered by the output of the inverter 305, the coordinate data (X, Y and Z coordinate data) output from the coordinate detecting means 308 (coordinate detecting device 1A) at this time is output to the coordinate storing means 309. The image reproducing means 310 reproduces the outline of the image using the coordinate data stored in the coordinate storing means 309 by using a known appropriate method. And
The result is output to the display means 311 and displayed.
The gate 307, the coordinate storage unit 309, the image reproduction unit 310, and the display unit 311 are functions of the personal computer 70 (FIG. 2).

【００５７】さて、前記の構成では、赤ＬＥＤ９２の点
灯時には、即座にレーザユニット１０を被測定物から遠
ざけなければならないが、図２２に示されるような処理
を行なうことにより、座標データの二重検出を防止する
ことができる。この処理は、例えばパーソナルコンピュ
ータ７０により実行される。In the above configuration, when the red LED 92 is turned on, the laser unit 10 must be immediately moved away from the object to be measured. However, by performing the processing shown in FIG. Detection can be prevented. This process is executed by the personal computer 70, for example.

【００５８】図２２において、まずステップＳ１ではフ
ラグＦが“０”にリセットされる。ステップＳ２におい
ては、レーザユニット１０の出力データ（被測定物まで
の距離データ）である距離データＤが入力される。ステ
ップＳ３においては、Ｄが、基準点から１［ｍｍ］の距
離からプラス側距離測定限界までの範囲内に入っている
か否かが判定される。肯定判断ならステップＳ４におい
て青ＬＥＤ９１を点灯し、否定判断ならステップＳ５に
おいて青ＬＥＤ９１を消灯する。In FIG. 22, first, in step S1, the flag F is reset to "0". In step S2, distance data D which is output data of the laser unit 10 (distance data to the object to be measured) is input. In step S3, it is determined whether or not D is within a range from the distance of 1 [mm] from the reference point to the plus side distance measurement limit. If the determination is affirmative, the blue LED 91 is turned on in step S4. If the determination is negative, the blue LED 91 is turned off in step S5.

【００５９】ステップＳ６においては、Ｄが、基準点か
ら−３［ｍｍ］の距離からマイナス側距離測定限界の範
囲内に入ってるか否かが判定される。肯定判断ならステ
ップＳ７において赤ＬＥＤ９２を点灯し、否定判断なら
ステップＳ８において赤ＬＥＤ９２を消灯する。In step S6, it is determined whether or not D is within the range of minus distance measurement limit from a distance of -3 [mm] from the reference point. If the determination is affirmative, the red LED 92 is turned on in step S7, and if the determination is negative, the red LED 92 is turned off in step S8.

【００６０】ステップＳ９においては、Ｄが正の値であ
るか否か、すなわちＤが０［ｍｍ］からプラス側距離測
定限界までの範囲内に入っているか否かが判定される。
肯定判断の場合にはステップＳ１０においてフラグＦが
“１”にセットされる。In step S9, it is determined whether or not D is a positive value, that is, whether or not D is within the range from 0 [mm] to the plus side distance measurement limit.
If the determination is affirmative, the flag F is set to "1" in step S10.

【００６１】ステップＳ１１においては、前記フラグＦ
が“１”であるか否かが判定され、“１”である場合に
は、ステップＳ１２において、Ｄがマイナスとなったか
否かが判定される。マイナスデータであれば、ステップ
Ｓ１３において基準点Ｌ１の座標データを取込み、続く
ステップＳ１４においてフラグＦが“０”にリセットさ
れる。その後、当該処理はステップＳ２に戻る。前記ス
テップＳ１１又はＳ２２において否定判断が成された場
合には、そのままステップＳ２に戻る。In step S11, the flag F
Is determined to be "1", and if it is "1", it is determined in step S12 whether D is negative. If it is negative data, the coordinate data of the reference point L1 is fetched in step S13, and the flag F is reset to "0" in the following step S14. Thereafter, the process returns to step S2. If a negative determination is made in step S11 or S22, the process returns to step S2.

【００６２】このような処理を行なう本発明の他の実施
例の機能ブロック図を、図２３に示す。同図において、
図２１と同一の符号は、同一又は同等部分をあらわして
いるので、その説明は省略する。図２３において、正領
域判定手段３０３は、レーザユニット１０の出力データ
を用いて、被測定物の位置が基準点からプラス側距離測
定限界までの範囲内にあるか否かを判定し、肯定判断の
場合にはフラグ発生手段３０４を付勢し、フラグＦを
“１”とする（フラグを発生する）。このフラグ発生に
より、アンドゲート３０６が開かれる。FIG. 23 is a functional block diagram of another embodiment of the present invention for performing such processing. In the figure,
21 denote the same or equivalent parts, and a description thereof will not be repeated. In FIG. 23, a positive area determination unit 303 determines whether or not the position of the object to be measured is within a range from the reference point to the plus side distance measurement limit using the output data of the laser unit 10, and makes an affirmative determination. In this case, the flag generation means 304 is activated to set the flag F to "1" (a flag is generated). The generation of this flag opens the AND gate 306.

【００６３】インバータ３０５は、被測定物が基準点よ
りも近付いた場合に出力を発生する。したがって、フラ
グ発生後、被測定物が基準点よりも近付いたときにアン
ドゲート３０６より出力が生じてゲート３０７が開き、
これにより座標検出手段３０８より出力される座標デー
タが座標記憶手段３０９に出力される。前記座標記憶手
段３０９は、座標データを記憶するとフラグ発生手段３
０４を消勢し、フラグの発生を停止する。The inverter 305 generates an output when the device under test approaches the reference point. Therefore, after the flag is generated, when the device under test approaches the reference point, an output is generated from the AND gate 306, and the gate 307 is opened.
As a result, the coordinate data output from the coordinate detection means 308 is output to the coordinate storage means 309. When the coordinate storage means 309 stores the coordinate data, the flag generation means 3
04 is deactivated and the generation of the flag is stopped.

【００６４】このように、この例では、被測定物に対す
る接近のし過ぎによる座標データの二重検出が防止され
るので、赤ＬＥＤ９２の点灯は特に行なわなくても良
い。また、前記青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２は、レー
ザ光保護めがね９０に設けられるものとして説明した
が、レーザユニット１０より被測定物に照射されるレー
ザ光を見ながら、前記青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２を
同時に目視することができれば、該青ＬＥＤ９１及び赤
ＬＥＤ９２は、いかなる位置に配置されていても良い。
すなわち、例えば被測定物に隣接して設けておいても良
い。As described above, in this example, double detection of coordinate data due to excessive approach to the object to be measured is prevented, so that the red LED 92 need not be lit. Although the blue LED 91 and the red LED 92 have been described as being provided on the laser light protection glasses 90, the blue LED 91 and the red LED 92 are simultaneously observed while watching the laser light emitted from the laser unit 10 to the object to be measured. If possible, the blue LED 91 and the red LED 92 may be arranged at any positions.
That is, for example, it may be provided adjacent to the device under test.

【００６５】さて、上記したように、測定者は、青ＬＥ
Ｄ９１及び赤ＬＥＤ９２の点灯状態を目視しておけば、
レーザユニット１０の位置制御を簡単に行うことができ
るが、測定者はレーザユニット１０より被測定物に照射
されるレーザ光と、前記青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２
との双方を常に目視しておかなければならない。By the way, as described above, the measurer sets the blue LE
If you look at the lighting state of D91 and red LED92,
The position of the laser unit 10 can be easily controlled. However, the measurer can control the laser light emitted from the laser unit 10 to the object to be measured and the blue LED 91 and the red LED 92.
You must always keep an eye on both.

【００６６】これに対し、以下に示す例は、被測定物の
座標測定位置近傍のみを目視するだけで、レーザユニッ
ト１０の位置制御を簡単に行うことができる。図２４は
レーザユニットの他の例を示す概略図である。同図にお
いて、図３と同一の符号は、同一又は同等部分をあらわ
している。図２４より明らかなように、このレーザユニ
ット１０Ａには補助光源装置１８が設けられている。こ
の補助光源装置１８は、補助光源（例えば高輝度ＬＥ
Ｄ）１８Ａと、導光ファイバ１８Ｂと、レンズ１８Ｃと
より構成されている。そして、前記レンズ１８Ｃは、光
位置検出素子１５に入射されるレーザ光の経路を遮蔽し
ないように取付けられ、補助光源１８Ａより放射される
光Ｓを、半導体レーザ１２より照射されるレーザ光Ｌと
同様にほぼ平行光とし、かつ基準点Ｌ１に照射されるよ
うに構成され、取り付けられている。 図２５に、レー
ザユニット１０Ａを被測定物１００に接近させた場合の
それらの位置関係と、被測定物１００に照射されるレー
ザ光及び補助光のスポットとの関係を示す。なお、被測
定物１００上に照射されるレーザ光及び補助光のスポッ
ト径は、それぞれ例えば０．４［ｍｍ］及び４［ｍｍ］
である。On the other hand, in the following example, the position of the laser unit 10 can be easily controlled only by looking at the vicinity of the coordinate measurement position of the measured object. FIG. 24 is a schematic view showing another example of the laser unit. 3, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or equivalent parts. As is clear from FIG. 24, an auxiliary light source device 18 is provided in the laser unit 10A. The auxiliary light source device 18 includes an auxiliary light source (for example, a high-brightness LE).
D) It comprises 18A, light guide fiber 18B, and lens 18C. The lens 18C is attached so as not to block the path of the laser light incident on the optical position detecting element 15, and the light S emitted from the auxiliary light source 18A is combined with the laser light L emitted from the semiconductor laser 12. Similarly, it is configured and attached so as to be substantially parallel light and to irradiate the reference point L1. FIG. 25 shows the positional relationship between the laser unit 10A when approaching the device under test 100 and the spot of the laser light and the auxiliary light applied to the device under test 100. The spot diameters of the laser light and the auxiliary light irradiated on the DUT 100 are, for example, 0.4 [mm] and 4 [mm], respectively.
It is.

【００６７】まず図２５（ａ）に示されるように、基準
点Ｌ１が被測定物１００の表面から離れている場合に
は、補助光のスポットＳＰはレーザ光のスポットＬＰと
は異なる位置にある。その位置から徐々にレーザユニッ
ト１０Ａを近付けていくと、スポットＳＰはスポットＬ
Ｐに接近していく。First, as shown in FIG. 25A, when the reference point L1 is separated from the surface of the device under test 100, the auxiliary light spot SP is located at a position different from the laser light spot LP. . When the laser unit 10A is gradually approached from that position, the spot SP becomes the spot L
Approaching P.

【００６８】基準点Ｌ１が被測定物１００の表面上に達
すると、同図（ｂ）に示されるように、補助光のスポッ
トＳＰは、その中心がレーザ光のスポットＬＰの中心と
一致するように、該スポットＬＰ上に移動する（すなわ
ち同心となる）。この状態からさらにレーザユニット１
０Ａを被測定物１００に接近させると、同図（ｃ）に示
されるように、スポットＳＰは同図（ａ）と反対側に移
動する。When the reference point L1 reaches the surface of the DUT 100, the center of the spot SP of the auxiliary light coincides with the center of the spot LP of the laser light, as shown in FIG. Then, it moves on the spot LP (ie, becomes concentric). From this state, the laser unit 1
When 0A approaches the DUT 100, the spot SP moves to the opposite side as shown in FIG.

【００６９】このように、補助光源装置１８を備えたレ
ーザユニット１０Ａを用いれば、レーザ光保護めがね９
０に青ＬＥＤ９１及び赤ＬＥＤ９２を設けることなく、
被測定物１００の座標測定を容易に行うことができる。
もちろん、このような測定方法においても、青ＬＥＤ９
１及び赤ＬＥＤ９２を用いたレーザユニットの位置判定
方法を併用しても良い。As described above, if the laser unit 10A having the auxiliary light source device 18 is used, the laser light protection glasses 9 can be used.
0 without the blue LED 91 and the red LED 92
The coordinates of the device under test 100 can be easily measured.
Of course, even in such a measuring method, the blue LED 9
The position determination method for the laser unit using the red LED 1 and the red LED 92 may be used together.

【００７０】ところで、図２９に示されるように、被測
定物１００に対する補助光Ｓの照射角度が小さくなっ
て、補助光源装置１８が被測定物１００に接触寸前状態
（以下、「干渉」という。）になると、それ以上、レー
ザユニット１０を被測定物１００に接近させて座標検出
を行うことができない。しかし、補助光源装置１８を折
り畳み可能として、該補助光源装置１８の、レーザユニ
ット１０からの突出量を小さくするようにすれば、レー
ザユニット１０をさらに被測定物１００に接近させるこ
とが可能となる。もちろん、この場合には、補助光を用
いた位置合わせは行わない。By the way, as shown in FIG. 29, the irradiation angle of the auxiliary light S on the DUT 100 becomes smaller, and the auxiliary light source device 18 is in contact with the DUT 100 just before contact (hereinafter referred to as “interference”). ), The laser unit 10 cannot be moved closer to the DUT 100 to perform coordinate detection. However, if the auxiliary light source device 18 is made foldable and the amount of protrusion of the auxiliary light source device 18 from the laser unit 10 is reduced, the laser unit 10 can be further brought closer to the device under test 100. . Of course, in this case, alignment using the auxiliary light is not performed.

【００７１】図３０及び図３１は折り畳み可能な補助光
源装置１８を備えたレーザユニット１０Ａを示す図であ
り、図３０（ａ）は補助光源装置１８を立てて補助光Ｓ
を基準点Ｌ１に照射した状態を示す図、同図（ｂ）は同
図（ａ）の底面図、図３１（ａ）は補助光源装置１８を
折り畳んだ状態を示す図、同図（ｂ）は同図（ａ）の底
面図である。FIGS. 30 and 31 are views showing a laser unit 10A having a foldable auxiliary light source device 18. FIG.
FIG. 31 (b) is a bottom view of FIG. 31 (a), FIG. 31 (a) is a view showing a state where the auxiliary light source device 18 is folded, and FIG. Is a bottom view of FIG.

【００７２】図３０及び図３１より明らかなように、レ
ーザユニット１０Ａのケーシングに架台１８Ｄを固着し
ておき、該架台１８Ｄに、補助光Ｓ照射用のレンズ１８
Ｃを取り付けた腕１８Ｅを回動自在に取り付けておく。
前記架台１８Ｄは、レーザ光の照射方向Ｌとその反射方
向とを含む平面と異なる平面内において、前記腕１８Ｅ
を回動させるように、該腕１８Ｅを回動可能に支持す
る。As is clear from FIGS. 30 and 31, a mount 18D is fixed to the casing of the laser unit 10A, and a lens 18 for irradiating the auxiliary light S is attached to the mount 18D.
The arm 18E to which C is attached is rotatably attached.
The pedestal 18D is provided with the arm 18E in a plane different from a plane including the irradiation direction L of the laser beam and the reflection direction thereof.
The arm 18E is rotatably supported so as to rotate.

【００７３】したがって、補助光源装置１８の干渉時に
は、腕１８Ｅをレーザユニット１０Ａ側に回動させれ
ば、レーザ光の経路を遮蔽することなく、該補助光源装
置１８の、レーザユニット１０Ａからの突出量を小さく
することができ、レーザユニット１０Ａをさらに被測定
物に接近させて、座標検出を行うことができる。Therefore, at the time of interference of the auxiliary light source device 18, if the arm 18E is turned toward the laser unit 10A, the auxiliary light source device 18 can be projected from the laser unit 10A without blocking the path of the laser light. The amount can be reduced, and the laser unit 10A can be brought closer to the object to be measured to perform coordinate detection.

【００７４】なお、図２４に関する説明においては、補
助光源１８Ａはレーザユニット１０Ａの内部に配置され
るものとしたが、レーザユニット１０Ａの外部に取り付
けても良いことは当然である。In the description related to FIG. 24, the auxiliary light source 18A is arranged inside the laser unit 10A. However, it goes without saying that the auxiliary light source 18A may be installed outside the laser unit 10A.

【００７５】さて、水平アーム６（図２）に対するレー
ザユニット１０の取付位置を一度も変更することなく、
被測定物のすべての座標を測定することができれば、被
測定物上の各点の座標の相対的な位置関係だけでその輪
郭形状を識別することができるが、被測定物は立体形状
であるから、該被測定物に対してある方向からレーザ光
を照射して被測定物の例えば表側の座標を測定したら、
該レーザ光の照射方向を例えば逆方向に変えて、被測定
物の裏側の座標を測定しなければならない。被測定物の
座標測定をさらに正確に行おうとする場合には、レーザ
光の照射方向は、３回以上変更する必要がある。Now, without changing the mounting position of the laser unit 10 with respect to the horizontal arm 6 (FIG. 2),
If all the coordinates of the measured object can be measured, the outline shape can be identified only by the relative positional relationship of the coordinates of each point on the measured object, but the measured object has a three-dimensional shape. From, when the object to be measured is irradiated with laser light from a certain direction to measure, for example, the coordinates of the front side of the object to be measured,
It is necessary to change the irradiation direction of the laser light, for example, in the opposite direction, and measure the coordinates on the back side of the measured object. In order to more accurately measure the coordinates of the object to be measured, the irradiation direction of the laser beam needs to be changed three times or more.

【００７６】ここで、図１に関して前述したように、基
準点Ｌ１が前記主軸３１及び副軸３３の中心軸の交点に
位置するように、レーザユニット１０がウイングアーム
２０に取り付けられていれば、該ウイングアーム２０及
び／あるいは中間アーム３０を回動してレーザ光の照射
方向を変更しても、基準点Ｌ１の位置は変わらない。し
たがって、前記各アーム２０、３０を回動しても、その
都度レイアウトマシン１の原点調整をする必要がない。Here, as described above with reference to FIG. 1, if the laser unit 10 is mounted on the wing arm 20 so that the reference point L1 is located at the intersection of the central axes of the main shaft 31 and the sub shaft 33, Even if the wing arm 20 and / or the intermediate arm 30 is rotated to change the irradiation direction of the laser beam, the position of the reference point L1 does not change. Therefore, it is not necessary to adjust the origin of the layout machine 1 each time the arms 20 and 30 are rotated.

【００７７】しかし、前記各アーム２０及び３０が上記
のような構成を有していない場合には、レーザユニット
１０の取付位置を変更すると、該変更により基準点Ｌ１
の位置がずれるから、従来においては、レーザユニット
１０の取付位置を変更するたびに、以下に述べるような
原点調整を行っていた。However, in the case where the arms 20 and 30 do not have the above-described configuration, if the mounting position of the laser unit 10 is changed, the reference point L1 is changed by the change.
In the past, each time the mounting position of the laser unit 10 was changed, the origin was adjusted as described below.

【００７８】すなわち原点調整は、当該３次元測定機に
よる座標測定の前に、レーザユニットの基準点を被測定
物の所定の位置にマーキングされた点に一致させ、この
ときのレイアウトマシンより出力される座標（Ｘ、Ｙ及
びＺ座標）を原点としてセットすることにより行なわれ
る。そして、この原点調整は、レイアウトマシン１に対
するレーザユニット１０の取付位置を変更した場合に
は、その変更の都度行なわれなければならない。That is, in the origin adjustment, before the coordinate measurement by the three-dimensional measuring machine, the reference point of the laser unit is made to coincide with a point marked at a predetermined position on the object to be measured, and output from the layout machine at this time. This is performed by setting the coordinates (X, Y and Z coordinates) as the origin. When the mounting position of the laser unit 10 with respect to the layout machine 1 is changed, this origin adjustment must be performed each time the change is made.

【００７９】ところで、この原点調整では、レーザ光の
照射方向上にある基準点Ｌ１を目標となるマーキング点
に一致させれば、該基準点Ｌ１のＸ、Ｙ及びＺ座標が同
時に決定される。ここで、レーザ光の照射方向を変更し
て基準点Ｌ１の位置が変わる場合であっても、レーザ光
照射方向がＸ、Ｙ及びＺ軸のいずれかの方向に向いてい
れば、図１〜図６に関して前述したように、基準点を所
定の点に一致させることは容易であるから、原点調整も
容易である。In this origin adjustment, if the reference point L1 in the laser beam irradiation direction is made to coincide with the target marking point, the X, Y and Z coordinates of the reference point L1 are determined simultaneously. Here, even when the irradiation direction of the laser light is changed and the position of the reference point L1 is changed, if the laser light irradiation direction is directed to any of the X, Y, and Z axes, FIGS. As described above with reference to FIG. 6, it is easy to make the reference point coincide with the predetermined point, so that the origin adjustment is also easy.

【００８０】しかし、レーザ光照射方向がＸ、Ｙ及びＺ
軸方向のいずれにも向いていない場合には、基準点Ｌ１
をマーキング点に一致させるには、レーザユニットを３
軸方向に同時に移動させなればならないので、その位置
合わせが面倒である。また、レーザ光を用いた非接触式
３次元測定機では、精度良く座標検出を行なうことがで
きるので、前記の位置合わせも正確に行わなければなら
ず、面倒である。However, the laser beam irradiation directions are X, Y and Z.
If it is not oriented in any of the axial directions, the reference point L1
To match the marking point with the laser unit,
Since they must be moved in the axial direction at the same time, the positioning is troublesome. Further, in a non-contact type three-dimensional measuring machine using a laser beam, since coordinate detection can be performed with high accuracy, the above-described positioning must be performed accurately, which is troublesome.

【００８１】さらに、被測定物が粘土で形成されてい
て、その表面にけがきによりマーキングが行なわれてい
る場合には、けがき部分に凹凸が生じるので、精度の良
い原点調整は難しい。Further, when the object to be measured is made of clay and its surface is marked by scribing, irregularities occur at the scribing portion, so that it is difficult to adjust the origin with high accuracy.

【００８２】以下に、このような不具合を解決するため
に、レーザ光の照射方向を変更した場合に基準点Ｌ１の
位置がずれるような構成を有する３次元測定機におい
て、基準点を点にではなく、所定の面に合わせることに
より、原点のＸ、Ｙ及びＺ座標を順次決定する原点調整
方法を説明する。なお、この原点調整方法は、レーザユ
ニット１０より照射されるレーザ光の照射方向Ｌは、図
５（ａ）〜（ｃ）に示されたようにＸ、Ｙ及びＺ方向の
いずれかの方向に一致していない場合に適用できる。し
たがって、水平アーム６（図２）とレーザユニット１０
とを接続するアーム（ウイングアーム２０及び中間アー
ム３０）の部分は、図１のような構成を有していなくて
も良い。Hereinafter, in order to solve such a problem, in a three-dimensional measuring machine having a configuration in which the position of the reference point L1 shifts when the irradiation direction of the laser beam is changed, the reference point is not set to a point. Instead, an origin adjustment method of sequentially determining the X, Y, and Z coordinates of the origin by adjusting to a predetermined surface will be described. In this method of adjusting the origin, the irradiation direction L of the laser light emitted from the laser unit 10 is set in any of the X, Y, and Z directions as shown in FIGS. Applicable if they do not match. Therefore, the horizontal arm 6 (FIG. 2) and the laser unit 10
1 (the wing arm 20 and the intermediate arm 30) need not have the configuration as shown in FIG.

【００８３】図２６は前記原点調整方法に用いる基準キ
ューブ８０の斜視図である。同図において、架台８２上
には支持棒８３が植立されていて、該支持棒８３にキュ
ーブ８１が載置されている。このキューブ８１は直方体
であり、その下面を除く５面の平面度、平行度及び垂直
度は正確に設定されている。またキューブ８１の上面
は、架台８２の底面と平行に設定されている。この基準
キューブ８０は、図２に示したように、定盤２００上に
載置される。FIG. 26 is a perspective view of a reference cube 80 used in the origin adjustment method. In the figure, a support rod 83 is erected on a gantry 82, and a cube 81 is mounted on the support rod 83. The cube 81 is a rectangular parallelepiped, and the flatness, parallelism, and verticality of the five surfaces excluding the lower surface are accurately set. The upper surface of the cube 81 is set parallel to the bottom surface of the gantry 82. The reference cube 80 is placed on the surface plate 200 as shown in FIG.

【００８４】なお、前記支持棒８３は、レイアウトマシ
ン１がレーザユニット１０の基準点をあまり下げること
ができない場合に設けられる。したがって、基準点が定
盤２００付近にまで下がる場合、詳しくは、キューブ８
１を定盤２００上に直接載置しても、その底面を除く５
面に対して基準点Ｌ１を移動させることができれば、支
持棒８３及び架台８２は不要である。The support bar 83 is provided when the layout machine 1 cannot lower the reference point of the laser unit 10 much. Therefore, when the reference point falls to near the surface plate 200,
Even if 1 is placed directly on the surface plate 200, except for its bottom surface, 5
If the reference point L1 can be moved with respect to the surface, the support bar 83 and the gantry 82 are unnecessary.

【００８５】図２７は基準キューブ８０を用いた原点調
整手法、及び該手法を用いた被測定物の座標測定の手法
を説明するフローチャートである。まずステップＳ５１
において、基準キューブ８０をレイアウトマシン１（図
１）により規定される座標系に対して正確に位置決めす
る。具体的には、定盤２００に対する基準キューブ８０
の載置は、被測定物（図示せず）の座標測定の邪魔にな
らない位置に、かつキューブ８１の下面を除く５面が、
それぞれレイアウトマシン１（図２）により規定される
Ｘ−Ｙ平面、Ｘ−Ｚ平面及びＹ−Ｚ平面と平行になるよ
うに行なわれる。このキューブ８１の８個の角（点）の
内の１つが原点となる。FIG. 27 is a flowchart for explaining a method of adjusting the origin using the reference cube 80 and a method of measuring the coordinates of an object to be measured using the method. First, step S51
, The reference cube 80 is accurately positioned with respect to the coordinate system defined by the layout machine 1 (FIG. 1). Specifically, the reference cube 80 with respect to the surface plate 200
Is placed at a position that does not interfere with the coordinate measurement of the object to be measured (not shown), and the five surfaces except the lower surface of the cube 81 are
This is performed so as to be parallel to the XY plane, the XZ plane, and the YZ plane defined by the layout machine 1 (FIG. 2). One of the eight corners (points) of the cube 81 is the origin.

【００８６】ステップＳ５２においては、被測定物に予
めけがき等によりマーキングされた点（以下、「マーキ
ング点」という。）と前記原点の間の位置関係を、適宜
の手法により測定する。In step S52, the positional relationship between a point (hereinafter referred to as "marking point") marked in advance on the measured object by scribing or the like and the origin is measured by an appropriate method.

【００８７】ステップＳ５３においては、レーザ光照射
方向ＬがＸ、Ｙ及びＺ軸方向以外の方向を向くように、
レーザユニット１０の角度調整を行なう。このようなセ
ッティングにより、レーザ光を基準キューブ８０の、下
面を除く隣接する３つの面（Ｘ−Ｙ平面、Ｘ−Ｚ平面及
びＹ−Ｚ平面）に照射することが可能となる。In step S53, the laser light irradiation direction L is directed to a direction other than the X, Y and Z axis directions.
The angle of the laser unit 10 is adjusted. With such a setting, it becomes possible to irradiate the laser beam to three adjacent surfaces (XY plane, XZ plane, and YZ plane) of the reference cube 80 except the lower surface.

【００８８】ステップＳ５４においては、前記Ｘ−Ｙ平
面にレーザ光を照射し、基準点Ｌ１を前記平面に合わせ
る。そしてステップＳ５５において、このときレイアウ
トマシン１より出力されるＺ座標を取り込む。同様にし
て、ステップＳ５６及びＳ５７、並びにＳ５８及びＳ５
９では、基準点Ｌ１をＸ−Ｚ平面及びＹ−Ｚ平面に合わ
せ、このときレイアウトマシン１より出力されるＹ座標
及びＸ座標を取り込む。これらステップＳ５４〜Ｓ５９
の処理により得られたＸ、Ｙ及びＺ座標、並びに必要な
らばキューブ８１の各辺の長さを用いて原点座標が決定
される。In step S54, the XY plane is irradiated with a laser beam to adjust the reference point L1 to the plane. Then, in step S55, the Z coordinate output from the layout machine 1 at this time is fetched. Similarly, steps S56 and S57, and S58 and S5
In step 9, the reference point L1 is aligned with the XZ plane and the YZ plane, and the Y and X coordinates output from the layout machine 1 at this time are captured. These steps S54 to S59
The origin coordinates are determined by using the X, Y, and Z coordinates obtained by the above processing and, if necessary, the length of each side of the cube 81.

【００８９】ステップＳ６０においては、被測定物の座
標測定を実行する。測定された座標は、ステップＳ５４
〜Ｓ５９において検出された原点座標を用いて修正され
る。そしてステップＳ６１において、レーザユニット１
０の角度調整をする必要があるか否かが判定される。角
度調整の必要があればステップＳ５３に戻り、角度調整
の必要がなければ当該処理は終了する。In step S60, the coordinates of the object to be measured are measured. The measured coordinates are stored in step S54.
The correction is performed using the origin coordinates detected in steps S59 to S59. Then, in step S61, the laser unit 1
It is determined whether it is necessary to make an angle adjustment of zero. If the angle adjustment is required, the process returns to step S53, and if the angle adjustment is not required, the process ends.

【００９０】このように、レーザ光の基準点Ｌ１を基準
キューブ８０の互いに隣接する３つの面に当てるだけで
原点の座標を検出することができるので、レーザ光照射
方向が各座標軸のいずれの方向にも向いていない場合に
おいても、原点調整が容易である。すなわち、基準点Ｌ
１をキューブ８１の１の面上に一致させるだけなので、
レーザ光が３つの座標軸の方向のいずれの方向にも向け
られていなくても、各座標軸のいずれか１つ方向にレー
ザユニット１０を移動させることにより、基準点Ｌ１を
目標とする面上に位置させることが可能となる。したが
って、基準点をマーキング点に一致させる従来の手法に
比較して、該原点調整を容易に行なうことができる。As described above, since the coordinates of the origin can be detected only by applying the reference point L1 of the laser beam to the three adjacent surfaces of the reference cube 80, the laser beam irradiation direction can be determined in any one of the coordinate axes. Even when it is not suitable, the origin can be easily adjusted. That is, the reference point L
Since 1 only matches on the 1 side of cube 81,
Even if the laser beam is not directed in any of the directions of the three coordinate axes, moving the laser unit 10 in any one of the coordinate axes allows the reference point L1 to be positioned on the target surface. It is possible to do. Therefore, the origin can be easily adjusted as compared with the conventional method of making the reference point coincide with the marking point.

【００９１】なお、前記ステップＳ５２の処理は省略可
能である。また、キューブ８１の下面を除く５つの面が
用いられるものとして説明したが、レーザ光を上方に放
射することができるのであれば、キューブ８１の下面を
用いて原点座標を決定することは当然である。The processing in step S52 can be omitted. Although the description has been made assuming that five surfaces except the lower surface of the cube 81 are used, it is natural that the origin coordinates are determined using the lower surface of the cube 81 if the laser light can be emitted upward. is there.

【００９２】[0092]

【発明の効果】(1) 請求項１記載の非接触式３次元測定
機によれば、レーザ光照射方向を、当該座標系を構成す
る３つの軸方向のすべての方向に向けることができるの
で、予めレーザ光を被測定物の所望の位置に照射してお
けば、あとはレーザユニットをレーザ光照射方向に移動
させるだけで基準点を前記所望の位置に移動させること
ができる。したがって、被測定物の目標位置の座標検出
を容易に行うことができる。(1) According to the non-contact type three-dimensional measuring device of the first aspect, the laser beam irradiation direction can be directed to all three axial directions constituting the coordinate system. If the desired position of the object to be measured is irradiated with the laser beam in advance, the reference point can be moved to the desired position only by moving the laser unit in the laser beam irradiation direction. Therefore, it is possible to easily detect the coordinates of the target position of the measured object.

【００９３】(2) 請求項２記載の非接触式３次元測定機
によれば、レーザ光の照射方向を変更しても基準点の位
置が変わらないので、前記照射方向を変えるたびに原点
調整を行う必要がない。したがって、当該非接触式３次
元測定機による座標測定が容易である。(2) According to the non-contact type three-dimensional measuring device according to the second aspect, since the position of the reference point does not change even if the irradiation direction of the laser beam is changed, the origin is adjusted every time the irradiation direction is changed. No need to do. Therefore, coordinate measurement by the non-contact type three-dimensional measuring machine is easy.

【００９４】(3) 請求項３記載の非接触式３次元測定機
によれば、被測定物の表面の凹部壁面に接近して座標測
定を行なうことができるので、凹部内部の測定を容易
に、かつ精度良く行うことができるようになる。すなわ
ち、凹部といえども干渉が少なく、測定可能な範囲は広
い。(3) According to the non-contact type three-dimensional measuring device of the third aspect, since the coordinate measurement can be performed by approaching the concave wall surface of the surface of the object to be measured, the measurement inside the concave portion can be easily performed. , And with high accuracy. That is, even in the concave portion, the interference is small and the measurable range is wide.

【００９５】(4) 請求項４記載の非接触式３次元測定機
によれば、第１中間アームを軽量かつ堅固に構成するこ
とができるので、該第１中間アームやレーザユニット等
を取り付けるレイアウトマシンの構造を特別に堅固な構
造とする必要がなくなる。すなわち、ニードルを用いた
接触式３次元測定機に適用されるような既成のレイアウ
トマシンを用いて非接触式３次元測定機を構成すること
ができる。(4) According to the non-contact type three-dimensional measuring device according to the fourth aspect, the first intermediate arm can be made lightweight and rigid, so that the layout for mounting the first intermediate arm, the laser unit, and the like is provided. There is no need to make the structure of the machine particularly rigid. That is, a non-contact type three-dimensional measuring machine can be configured using an existing layout machine applied to a contact type three-dimensional measuring device using a needle.

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

【図１】 本発明の一実施例の要部正面図である。FIG. 1 is a front view of a main part of an embodiment of the present invention.

【図２】 本発明の一実施例の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of one embodiment of the present invention.

【図３】 レーザユニット１０の構造を示す概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing a structure of a laser unit 10.

【図４】 図２に示された水平アーム６、及び該水平ア
ーム６に取り付けられた中間アーム３０、ウイングアー
ム２０及びレーザユニット１０の正面図である。4 is a front view of the horizontal arm 6 shown in FIG. 2, and the intermediate arm 30, the wing arm 20, and the laser unit 10 attached to the horizontal arm 6. FIG.

【図５】 中間アーム３０及びウイングアーム２０の回
転位置とレーザ光照射方向Ｌとの関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the rotational positions of the intermediate arm 30 and the wing arm 20 and the laser beam irradiation direction L.

【図６】 本発明の一実施例によるレーザユニット１０
と被測定物１００との間の距離調整の手法を説明するた
めの図であり、図２８と同様の図である。FIG. 6 shows a laser unit 10 according to an embodiment of the present invention.
29 is a diagram for explaining a method of adjusting the distance between the object and the device under test 100, and is a diagram similar to FIG.

【図７】 本発明の一実施例による被測定物凹部の座標
検出の様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state of detecting coordinates of a concave portion of an object to be measured according to an embodiment of the present invention.

【図８】 ウイングアーム２０の正面図である。8 is a front view of the wing arm 20. FIG.

【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG.

【図１０】 中間アーム３０を構成する一対のエポキシ
ハニカム３５を示す図であり、同図（ａ）はその正面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a pair of epoxy honeycombs 35 constituting the intermediate arm 30. FIG. 10A is a front view thereof, and FIG. 10B is a sectional view taken along line XX of FIG. is there.

【図１１】 一対のエポキシハニカム３５にカーボンフ
ァイバ３７を接着した様子を示す図であり、同図（ａ）
はその正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸＩ−ＸＩ線
断面図である。FIG. 11 is a view showing a state in which carbon fibers 37 are bonded to a pair of epoxy honeycombs 35, and FIG.
FIG. 1B is a front view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.

【図１２】 カーボンファイバ３７が接着された一対の
エポキシハニカム３５に、さらにカーボンファイバ３８
を接着した様子を示す図であり、図１１（ｂ）と同様の
図である。FIG. 12 shows a pair of epoxy honeycombs 35 to which carbon fibers 37 are bonded, and carbon fibers 38
FIG. 12 is a view showing a state in which is adhered, and is a view similar to FIG.

【図１３】 治具装置１１０の正面図である。13 is a front view of the jig device 110. FIG.

【図１４】 治具装置１１０に軸受３２を装着した様子
を示す図である。FIG. 14 is a view showing a state in which a bearing 32 is mounted on the jig device 110.

【図１５】 カーボンファイバ３７及び３８が接着され
た一対のエポキシハニカム３５の一端に軸受３４を装着
した様子を示す図である。FIG. 15 is a view showing a state in which a bearing is attached to one end of a pair of epoxy honeycombs 35 to which carbon fibers 37 and 38 are bonded.

【図１６】 治具装置１１０に、軸受３２、並びにカー
ボンファイバ３７及び３８が接着された一対のエポキシ
ハニカム３５、及び軸受３４が装着された様子を示す図
である。FIG. 16 is a view showing a state in which a bearing 32, a pair of epoxy honeycombs 35 to which carbon fibers 37 and 38 are adhered, and a bearing 34 are mounted on a jig device 110.

【図１７】 第１信号処理回路５０より出力されるアナ
ログ信号の一例を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing an example of an analog signal output from the first signal processing circuit 50.

【図１８】 第１信号処理回路５０より出力されるデジ
タル信号の一例を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing an example of a digital signal output from the first signal processing circuit 50.

【図１９】 レーザ光保護めがね９０の斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of the laser light protection glasses 90.

【図２０】 レーザ光保護めがね９０を用いた座標測定
手法を説明するための図である。FIG. 20 is a view for explaining a coordinate measuring method using laser light protection glasses 90.

【図２１】 本発明の一実施例の機能ブロック図であ
る。FIG. 21 is a functional block diagram of one embodiment of the present invention.

【図２２】 座標データの二重検出防止のための処理を
示すフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart showing a process for preventing double detection of coordinate data.

【図２３】 本発明の他の実施例の機能ブロック図であ
る。FIG. 23 is a functional block diagram of another embodiment of the present invention.

【図２４】 レーザユニットの他の例を示す概略図であ
る。FIG. 24 is a schematic view showing another example of the laser unit.

【図２５】 レーザユニット１０Ａを被測定物１００に
接近させた場合のそれらの位置関係と、被測定物１００
に照射されるレーザ光及び補助光のスポット光との関係
を示す図である。FIG. 25 shows a positional relationship between the laser unit 10A and the device under test 100 when the device is brought close to the device under test 100;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a laser beam applied to a laser beam and a spot light of an auxiliary light.

【図２６】 基準キューブ８０の斜視図である。26 is a perspective view of a reference cube 80. FIG.

【図２７】 基準キューブ８０を用いた原点調整手法、
及び該手法を用いた被測定物の座標測定の手法を説明す
るフローチャートである。FIG. 27: an origin adjustment method using a reference cube 80,
4 is a flowchart illustrating a method of measuring coordinates of an object to be measured using the method.

【図２８】 従来の座標検出の手法を説明するための図
であり、同図（ａ）及び（ｂ）はレーザユニットと被測
定物との位置関係を示す図、同図（ｃ）は同図（ａ）の
状態から同図（ｂ）の状態にレーザユニットを移動した
場合の、座標の変化を示すグラフである。28A and 28B are diagrams for explaining a conventional coordinate detection method, wherein FIGS. 28A and 28B show a positional relationship between a laser unit and an object to be measured, and FIG. 6 is a graph showing a change in coordinates when the laser unit is moved from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG.

【図２９】 補助光源装置が干渉した様子を示す図であ
る。FIG. 29 is a diagram illustrating a state in which the auxiliary light source device interferes.

【図３０】 折り畳み可能な補助光源装置を備えたレー
ザユニットを示す図であり、同図（ａ）は補助光源装置
を立てて補助光Ｓを基準点Ｌ１に照射した状態を示す
図、同図（ｂ）は同図（ａ）の底面図である。FIG. 30 is a diagram showing a laser unit having a foldable auxiliary light source device, and FIG. 30A is a diagram showing a state in which the auxiliary light source device is set up and the auxiliary light S is emitted to a reference point L1; FIG. 2B is a bottom view of FIG.

【図３１】 折り畳み可能な補助光源装置を備えたレー
ザユニットを示す図であり、同図（ａ）は補助光源装置
を折り畳んだ状態を示す図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
底面図である。31A and 31B are diagrams showing a laser unit having a foldable auxiliary light source device, wherein FIG. 31A shows a state where the auxiliary light source device is folded, and FIG. It is a bottom view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…レイアウトマシン、１Ａ…座標検出装置、６…水平
アーム、１０，１０Ａ…レーザユニット、１８…補助光
源装置、２０…ウイングアーム、３０…中間アーム、３
１…主軸、３２，３４…軸受、３３…副軸、３５，３６
…エポキシハニカム、３７，３８…カーボンファイバ、
５０…第１信号処理回路、６０…第２信号処理回路、７
０…パーソナルコンピュータ、８０…基準キューブ、９
０…レーザ光保護めがね、９１…青ＬＥＤ、９２…赤Ｌ
ＥＤ、１００…被測定物、１１０…治具装置、２００…
定盤、３０１…青点灯領域判定手段、３０２…赤点灯領
域判定手段、３０３…正領域判定手段、３０４…フラグ
発生手段、３０５…インバータ、３０６…アンドゲー
ト、３０７…ゲート、３０８…座標検出手段、３０９…
座標記憶手段、３１０…画像再現手段、３１１…表示手
段、Ｌ１…基準点DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Layout machine, 1A ... Coordinate detection device, 6 ... Horizontal arm, 10 and 10A ... Laser unit, 18 ... Auxiliary light source device, 20 ... Wing arm, 30 ... Intermediate arm, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main shaft, 32, 34 ... Bearing, 33 ... Sub shaft, 35, 36
... epoxy honeycomb, 37, 38 ... carbon fiber,
50: first signal processing circuit, 60: second signal processing circuit, 7
0: personal computer, 80: reference cube, 9
0: laser beam protection glasses, 91: blue LED, 92: red L
ED, 100: object to be measured, 110: jig device, 200:
Surface plate, 301: blue lighting area determining means, 302: red lighting area determining means, 303: positive area determining means, 304: flag generating means, 305: inverter, 306: AND gate, 307: gate, 308: coordinate detecting means , 309 ...
Coordinate storage means, 310: Image reproducing means, 311: Display means, L1: Reference point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 敏雄 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式 会社 本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−190607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−187103（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Kurihara 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Honda Technical Research Institute Co., Ltd. (56) References JP-A-59-190607 (JP, A) JP-A Sho 61-189405 (JP, A) JP-A-63-187103 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) G01B 11/00-11/30 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 直交座標系の各座標軸方向に移動可能な
アームと、該アームの一端に取り付けられ、被測定物と
の距離を検出するレーザユニットと、前記アームの座標
を検出する座標検出手段とを具備した非接触式３次元測
定機において、 その中心軸の方向が、前記各座標軸のうちの１の方向に
向くように、前記アームに設けられた主軸と、 前記主軸に対して回動可能に設けられた第１中間アーム
と、 前記主軸に対して４５度の角度を成すように、前記第１
中間アームに設けられた副軸と、 前記副軸に対して回動可能に設けられた第２中間アーム
と、 前記レーザユニットより照射されるレーザ光の方向が前
記副軸に対して４５度の角度を成すように、前記レーザ
ユニットを前記第２中間アームに取り付けるレーザユニ
ット取付手段とを具備したことを特徴とする非接触式３
次元測定機。1. An arm movable in each coordinate axis direction of a rectangular coordinate system, a laser unit attached to one end of the arm, for detecting a distance from an object to be measured, and a coordinate detecting means for detecting coordinates of the arm. And a main shaft provided on the arm so that a direction of a center axis thereof is directed to one of the coordinate axes, and a rotation with respect to the main shaft. A first intermediate arm provided so as to be able to form an angle of 45 degrees with the main axis.
A sub-axis provided on the intermediate arm; a second intermediate arm rotatably provided with respect to the sub-axis; A laser unit attaching means for attaching the laser unit to the second intermediate arm so as to form an angle.
Dimension measuring machine. 【請求項２】 前記レーザユニット取付手段は、前記レ
ーザ光照射方向の所定の距離上の基準点が前記主軸及び
副軸の交点に位置するように、前記レーザユニットを前
記第２中間アームに取り付けることを特徴とする請求項
１記載の非接触式３次元測定機。2. The laser unit attaching means attaches the laser unit to the second intermediate arm such that a reference point on a predetermined distance in the laser beam irradiation direction is located at an intersection of the main axis and the sub-axis. The non-contact three-dimensional measuring device according to claim 1, wherein: 【請求項３】 前記レーザユニットは、その中央部以外
の位置からレーザ光を照射するように構成され、 前記レーザユニット取付手段は、レーザユニットを表裏
逆に取付可能であることを特徴とする請求項１又は２記
載の非接触式３次元測定機。3. The laser unit is configured to irradiate a laser beam from a position other than the center of the laser unit, and the laser unit attaching means can attach the laser unit upside down. Item 3. A non-contact three-dimensional measuring device according to item 1 or 2. 【請求項４】 前記第１中間アームは、エポキシハニカ
ム製の芯材と、該芯材の両端に配置された軸受と、前記
芯材及び軸受の表面に巻回されたカーボンファイバとよ
り成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の非接触式３次元測定機。4. The first intermediate arm includes an epoxy honeycomb core material, bearings disposed at both ends of the core material, and carbon fibers wound around surfaces of the core material and the bearing. The non-contact type three-dimensional measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein