内面形状計測用プローブカメラ 研究背景 特殊形状部品の内面形状

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1 内面形状計測用プローブカメラ 研究背景 特殊形状部品の内面形状
研究背景　　 近年，自動車用の各種部品をはじめとするパイプや配管そして特殊加工孔の検査要求が高まっている．さらに，医･歯学分野では咽喉内，胃内部また口腔内の検査など様々な応用がある．我々は光学的な手段から非接触で物体内面の形状を測定する手法と装置を開発している． マイクロメータの送り量 [mm] Ｘ　 [mm] 標準偏差：±15μｍ 0.05 0.10 0.15 0.2 12.35 12.40 12.45 12.50 12.55 12.60 図1　試作された小型内面形状測定装置 装置のサイズ：φ10mm×80mm 半導体レーザ：波長650nm，1mW 測定できる内径サイズ：f16~f43mm 図2　パイプの欠陥検査 パイプ内部にリングビームデバイスを挿入したときの様子。リングビームデバイスによって光セクショニングされている。 図3　計測装置の分解能評価 特殊形状部品の内面形状 図4　z軸ステージを導入した計測システム [mm] r q r=12.51±0.06mm 図6　物体の内面形状と光セクショニング面 図5　r=12.5mmのリングゲージを計測した結果 図7　特殊形状の内面の三次元形状 NPO 三次元工学会 〒 　横浜市鶴見区岸谷 リック岸谷1F Tel/Fax： 担当者：吉澤 徹 埼玉医科大学 保健医療学部 医用生体工学科 〒 　埼玉県日高市山根1397-1 TEL: 　FAX: ： 担当者：若山 俊隆

2 内面形状計測用プローブカメラ ver.2 特殊形状部品の内面形状 大口径測定対象の評価を目指して NPO 三次元工学会
図(a)　 図1　試作された小型内面形状測定装置 装置のサイズ：φ25mm×145mm 半導体レーザ：波長650nm，3mW 測定できる内径サイズ：f40~f100mm 図(b)　 図2　リングゲージを用いた分解能調査　　 図(a)は計測されたリング。図(b)は分解能調査結果1軸ステージのμメータを10mmピッチで送ったときの結果。サブピクセル処理によって10mm程度の分解能を有していることは確認された。 特殊形状部品の内面形状 図3　測定対象 図4　光セクショニング面 図5　内面の三次元形状 大口径測定対象の評価を目指して 内面形状測定の要求の中には，数十cm～数mといった大口径の測定対象もある。このような背景から図6に示すような装置をさらに試作した。装置の全長はφ80mm×L480mmである。使用しているレーザは緑色レーザ（波長532nm,1mW）である。 測定エリアは現段階でφ600mmの内径サンプルを測定できる。全長を長くすることで，その計測エリアは十分拡大できる。図7は半透明のプラスチック容器を測定している様子である。図8は内臓のCCDカメラによって撮像された様子であり，図9が解析結果を示している。 図６ 図7 図8 図9 NPO 三次元工学会 〒 　横浜市鶴見区岸谷 リック岸谷1F Tel/Fax： 担当者：吉澤 徹 埼玉医科大学 保健医療学部 医用生体工学科 〒 　埼玉県日高市山根1397-1 TEL: 　FAX: ： 担当者：若山 俊隆

3 光強度分布による内面の傷検査 研究背景　　． 内面の形状計測と共にわずかに生じる傷検査の要求が高まっている。三次元形状計測時に得られる光強度分布をテキスチャマップすることで，内面の三次元形状に加えて，その傷検査も可能となる。内面形状と光強度分布から測定試料の情報をひも解けば，容易にその内部の傷検査を可能にする。 光切断 イメージング 図1　測定試料：引き抜き材 3D形状に 復元 図3　三次元内面形状 図2　解析された光セクショニング面 加工痕：縦じま 図1に示すような引き抜き加工材をわずかに加工痕が生じている。三次元内面計測をすれば，その加工痕さえも測定できる。これに加えて，計測時に得られた光強度分布をテキスチャマッピングすることで，加工時に生じたわずかな傷さえも検出することが出来るようになった。図4のように簡単に加工痕や傷をとらえることができる。 加工時に生じた傷 書き込んだ傷 図4　内面の状態 NPO 三次元工学会 〒 　横浜市鶴見区岸谷 リック岸谷1F Tel/Fax： 担当者：吉澤 徹 埼玉医科大学 保健医療学部 医用生体工学科 〒 　埼玉県日高市山根1397-1 TEL: 　FAX: ： 担当者：若山 俊隆