3D MEASUREMENT OF INTERNAL SHAPE OF COMPLEX SHAPED PIPE OBJECT

复杂异形管件内部形状的 3D 测量

• 批准号: 19760281
• 负责人: ENAMI Kazuhiro
• 金额: $ 1.31万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19760281/
• 关键词: 精密測定; 三次元形状測定; 非接触測定; 形状測定; 三次元測定; 内面測定; 校正

本研究では加速管空洞の内部三次元形状測定装置の開発をおこなった.これは,電子-陽電子衝突実験用の直線加速器に用いる加速管空洞の内部三次元形状を0.1mmの精度で測定する装置である.加速管の1ユニットは,セルと呼ばれる単位空洞が9個連なった串団子状の複雑なベロー形状をもつ.その長さは約1000mm以上,直径は絞り・開口部φ80mm,赤道部φ210mmと大きく変化する.従来の手法では内部形状を測定できないため,管内に挿入する三次元形状測定器の開発を行った.最初に基礎研究としてレーザを用いた距離測定の精度,信頼性向上をおこない,アーティファク校正を用いた2次元形状の精密測定をおこなった.この結果をもとに,三次元測定可能な装置の製作・実験を行った.1セル測定装置を開発して内部形状が測定できることを確認し,ここで得られた知見をもとに,9連セルの測定装置を製作した.これにより,加速管の開発に寄与し,ひいては高エネルギー物理学の発展に寄与できる.また,本研究は工業的にも意義がある.CMMを始めとする現在の三次元形状測定は,殆どが対象の外部形状を測定する物である.比較的大型の複雑な形状を持つ工業製品の内部形状測定の需要は存在しており,本研究はそのような需要に応えられる.通常,三次元測定器は,剛性を持たせ,恒温室等の環境で使用する事で精度を保証する.しかし,内部測定では剛性を保つことは困難で,可搬型で恒温室以外の環境でも測定するため,精度を保つことが困難となる.そこで,現場で校正を行い,三次元座標系を構築する円筒アーティファクト三次元校正システムを考案した.この結果,精度が向上する,環境の変化に強い,測定時に精密位置決めを必要としない,測定対象に比べて装置が小型になる等の利点が得られた.これは,多関節型CMMの精度・信頼性向上にも適用できる.

In this paper, the development of a device for measuring the three-dimensional shape of an accelerating tube cavity is studied. For particle accelerators used in electron-positron collisions, the three-dimensional shape of the accelerator tube cavity is measured with an accuracy of 0.1 mm. The acceleration tube has a single cavity with 9 consecutive strings and multiple shapes. The length is more than 1000mm, the diameter is φ80mm, and the equator is φ210 mm. The development of a three-dimensional shape measurer is carried out by measuring the internal shape of the tube. Initial basic research and application of distance measurement accuracy, reliability upward, application of correction accuracy, 2 dimensional shape measurement accuracy The result is that the three-dimensional measurement device is manufactured and operated. The internal shape of the measurement device is developed and confirmed. The development of accelerating tubes is the key to the development of physics. This study is intended for industrial purposes.CMM is intended to measure the shape of objects in three dimensions. Comparing the needs of measuring the internal shape of industrial products with those of large complex shapes, this study is aimed at solving these needs. Generally, the accuracy of the three-dimensional measuring device is guaranteed due to its rigidity and use in a constant temperature room. Internal measurement is rigid and difficult, portable and environment outside the constant temperature chamber is difficult and accurate. In this case, the three-dimensional coordinate system is constructed by on-site calibration. As a result, the accuracy is improved, the environment is changed, the precise position is determined when the measurement is necessary, and the advantages such as small size of the measurement device are obtained. The accuracy and reliability of the multi-joint CMM are improved.

项目成果

3D MEASUREMENT OF INNER SHAPE OF A CAVITY(accepted)

型腔内部形状的 3D 测量（已接受）

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Takeuchi;N. Nanato;et al;江並和宏,久米達哉,東 保男,上野健治;K.ENAMI,T.KUME,Y.HIGASHI,K.UENO
• 通讯作者: K.ENAMI,T.KUME,Y.HIGASHI,K.UENO

管状構造物の内部三次元形状非接触測定装置の開発-第3報 複数カメラを用いた誤差の低減-

开发管状结构内部三维形状的非接触式测量装置 - 第三次报告：使用多个相机减少误差 -

• 发表时间: 2007
• 作者: N. Nanato;Y. Tsumiyama;et al.;江並 和宏
• 通讯作者: 江並 和宏

管状構造物の内部三次元形状非接触測定装置の開発-第5報 内部三次元形状測定実験-

管状结构内部三维形状非接触测量装置的研制-报告5：内部三维形状测量实验-

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Takeuchi;N. Nanato;et al;江並和宏,久米達哉,東 保男,上野健治;K.ENAMI,T.KUME,Y.HIGASHI,K.UENO;N. Nanato;七戸希;K.ENAMI,T.KUME,Y.HIGASHI,K.UENO;K. Takauchi;江並和宏
• 通讯作者: 江並和宏

2008年,2009年における高エネ研メカ・ワークショップにおいて研究発表

2008年和2009年高能机甲研究研讨会上的研究报告

管状構造物の内部三次元形状非接触測定装置の開発-第6報 加速空洞の内部三次元形状測定実験-

管状结构内部三维形状非接触测量装置的研制-报告6：加速腔内部三维形状测量实验-

• 发表时间: 2009
• 作者: N. Nanato;七戸希;江並和宏
• 通讯作者: 江並和宏