面歪パタン測定装置SurfTRiDY

面歪パタン測定装置SurfTRiDYの概要

面歪パタン測定装置SurfTRiDYは、独自の縞パタン画像解析法(SurfTRiDY法)を用いて、パネルのひずみの分布をパタンとして測定・表示します。

測定結果は電子ファイルに保存できるので、別の時刻・別の場所で製造したサンプルの面歪量の違いを、「同じ尺度」で比較することができます。

自動車・プラスチック・ガラス・フィルム・建材・塗装など、面のひずみが品質として重要な分野での商品開発・生産管理・品質保証のステージで、面歪トレーサビリティの確立に寄与します。

測定原理

1)測定原理(図1)

鏡面性の対象の表面に映り込んだスクリーン上の縞の鏡像を観察すると、表面の歪みに応じて縞がゆがんで見えます(ゼブラパタン観察)。

ゆがみ量は歪み形状のgradient(面の傾き量)に関係します。対象表面のあらゆる点でスクリーン上の対応点の座標を求めて縞のゆがみ量を定量化し、歪みパタンを測定します。

図1 ゼブラパタン観察光学系 図1 ゼブラパタン観察光学系

2)測定方式 (図2)

スクリーン上に「周期の異なるストライプパタン」と「移動するマルチスリットパタン」とを順に投影し、測定対象面に映った鏡像をTVカメラで観察します。

これらの画像をSurfTRiDY法で解析し、傾き量(gradient)のパタンに変換します。

さらにこれを微分して曲率のパタンを求めます。

()

TRiDY法:JFEテクノリサーチ(株)製3次元曲面形状計測装置SurfTRiDYで用いられている縞パタン画像解析法です。SurfTRiDYでは、人体などの測定対象表面に直接「周期の異なるストライプパタン」と「移動するマルチスリットパタン」とを順に投影します。

テレビカメラを用いて、対象の凹凸に起因する投影パタンの歪みを撮影し、これを画像処理して形状を求めます。

マルチスリットパタンの画像処理に「イメージエンコード法」(空間コード化法の一種)を用いることにより「高速」「高信頼性」測定を実現するとともに、2種の投影パタンの併用により「高精度」「絶対値」測定を実現しています(SurfTRiDY法)。

SurfTRiDYでは、測定光学系の構成として、パタンを測定対象に直接投影する替わりに、一旦スクリーンに投影したパタンの鏡像を観察する点が異なりますが、撮影した一連の画像の処理については、同じSurfTRiDY法を用いています。

図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス
図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス
図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス
図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス
図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス
図2 面歪パタン測定・演算・表示シーケンス

3)用途

鏡面あるいは半鏡面の対象の表面の歪みの観察・記録・評価・検査

—対象例— プレスパネル、塗装パネル、ガラス、プラスチック、フィルムなど

()表面がくすんでいる対象についても、「油」を塗布すると「鏡面性」が増して測定できるようになる場合があります。

製品紹介

SurfTRiDY -kitは、基本パーツ(テレビカメラ、プロジェクタ、パソコン)とソフトウェアのみで構成された装置です。おもに試験・開発用に使用いただくことを目的としています。

  • 対象のサイズ・姿勢に合わせてカメラ・プロジェクタを自由に組み合わせて対象表面の面歪パタンを観察できます。(スクリーン、測定架台は別途ご用意ください。)
  • お客様の使用目的に合わせたカスタマイズ機を構成する際のベースとなります。

SurfTRiDY -mobileは、測定ヘッド部(テレビカメラ、プロジェクタ、スクリーン)をコンパクトに一体化した装置です。おもに現場での計測用に使用いただくことを目的としています。

  • アームと架台(ともにオプション)を組み合わせることで測定対象に用意にアクセスして測定できます。
  • 測定視野は120mm固定、検出ヘッド部重量は約5kgです。

1)装置の構成

SurfTRiDY -kit(図3)

ハードウェア
  • ノートパソコン 1式
  • テレビカメラ 1式
  • プロジェクタ 1式
  • ケーブル(接続用、電源用)1式
図3 機器構成・接続図 図3 機器構成・接続図
() 構成機器の外観は、納入品と異なっていることがありますのでご注意ください。
(注意1)
システムの動作を保証するために、ハードウェアの機種は弊社にて選定し、システムの一部品として組込み調整の上、納品するものといたします。
(注意2)
ハードウェアの機種は、予告なく変更することがあります。

SurfTRiDY –mobile(図4、図5)

ハードウェア
  • 検出ヘッド部 1式
  • ノートパソコン 1式
  • ケーブル(接続用、電源用)1式

検出ヘッド部仕様

  • 測定視野幅:120mm
  • 検出ヘッド寸法:340(W)×300(H)×550(L)(含むスクリーン)
  • 検出ヘッドの重量:約5kg

)検出ヘッドの外観・重量は予告なく変更する場合があります。

図4 機器構成・接続図 図4 機器構成・接続図 図5 外観イメージ 図5 外観イメージ
()写真のアームと架台はオプションです。外観は予告なく変更する場合があります。
ソフトウェア
  • 測定機能:スクリーンにコード化パタンを投影し対象表面のゼブラパタン画像を取り込みます。
  • 画像合成機能:コード化ゼブラパタン画像からスクリーン位置コード化画像を演算します。
  • 面歪変換機能:スクリーン位置コード化画像を面歪画像に変換し、表示・出力します。
  • CG表示機能:面歪パタンをグラフィック表示します。
  • CSV保存機能:面歪パタンをCSVファイルとして保存します。
(注意)
ソフトウェアの「括り」は、予告なく変更することがあります。

2) 性能と特長

高速測定: 撮影時間 3~10秒、面歪演算時間 約2秒
高感度測定: 1mradの面の傾きの変化(1mあたり1mmの傾き)を検知
定量・パタン測定: 測定対象表面全面に亘って面歪量の分布を数値化
環境・対象依存性小: 黒い鏡面の対象でも可、測定の際に部屋を真暗にする必要なし
簡便な操作: 測定からデータ表示・保存までノートパソコン1台で操作可能
豊富な表示・出力: カラーマップ・CG鳥瞰図表示、CSVデータ保存(Excelで操作可能)
軽量・コンパクト: キャスター付トランクに収納、ひとりで運搬し現地で組立てて測定可能(SurfTRiDY -kit)

面歪パタン測定事例

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