JP2004237388A

JP2004237388A - ケガキが施された検査ジグの製造方法およびその検査ジグ

Info

Publication number: JP2004237388A
Application number: JP2003028761A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sasaki; 英樹佐々木; Kazuya Yamaguchi; 和也山口
Original assignee: TOPIA CORP
Current assignee: TOPIA CORP
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】従来は彫設不能であった曲率部や大きい傾斜角を有する縦面の貫通部に対応するケガキ線でも、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいてレーザビ−ムを照射することで正確に彫設することができるケガキが施された検査ジグの製造方法およびその検査ジグを提供する。
【解決手段】三次元物品１がガタツクことなく着脱可能に被せられるように三次元物品１の大きさおよび形状に律して製作された検査ジグ４の表面に、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１の一連のトリムライン２および孔３Ａ〜３Ｄや曲率部７の透孔８などの三次元データに基づいて、多軸多関節型ロボット１４を備えたレーザビ−ム照射手段１１からレーザビ−ムを照射して、第１および第２のケガキ線５、６Ａ〜６Ｄ、６Ｘを彫設する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケガキが施された検査ジグの製造方法およびその検査ジグに関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来より、三次元物品の検査手段として、三次元物品の一連の端面や任意の位置に設けれらている孔などの貫通部の形状および大きさに律したケガキ線を予め検査ジグの表面に施しておき、この検査ジグに三次元物品を着脱可能に被せて該三次元物品の一連の端面や任意の位置に設けれらている孔と既に施されているケガキ線との相対関係を目視することで、三次元物品の精度を確認する方法が知られている。
【０００３】
ところで、ケガキ作業としては、ケガキ用工具を用いた作業者の手作業による様々な初歩的な手法が周知である（たとえば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
前記の手法によっても、検査ジグの表面に一連の端面や任意の位置に設けれらている孔などの貫通部の形状および大きさに律したケガキを施すことは可能である。しかし、ケガキ作業に困難性を伴い手間がかかるので、ケガキ作業能率がきわめて悪い欠点を有している。しかも、ケガキ作業者に高度な技能が要求されるばかりか作業者の熟練度によってバラツキが生じ易いため、高精度のケガキを期待することができない。
【０００５】
一方、図１０に示すように、垂直方向（Ｚ軸方向）のガイドレール１８に、水平方向（Ｘ軸方向）の光軸Ｓ１，Ｓ２を有する第１レーザ発光器１６ａ，１６ｂを上下移動可能かつ所定位置での停止可能に取付け、水平方向（Ｘ軸方向）のガイドレール２２に、垂直方向（Ｚ軸方向）の光軸Ｓ３，Ｓ４を有する第２レーザ発光器２０ａ，２０ｂを水平移動可能かつ所定位置での停止可能に取付けたレーザビ−ム照射手段が知られている（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００６】
前記図１０で説明したレーザビ−ム照射手段は、工作物の曲がりの有無や大きさの検出に好適である。ところで、垂直方向のガイドレール１８と水平方向のガイドレール２２の両者をＹ軸方向への移動を可能に構成するかあるいは後述する検査ジグをＹ軸方向に移動させることで、該検査ジグの表面にケガキ線を彫設するのに利用できる。
【０００７】
たとえば、図１１に示すような板金製の三次元物品１の一連のトリムライン（一連の端面）２や任意の位置に設けれらている孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄなどの貫通部３の形状および大きさに律して、図１２に示す検査ジグ４に、前記三次元物品１の一連のトリムライン２に対応する一連の第１のケガキ線５（二点鎖線参照）および三次元物品１の孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに対応する四つの第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ（一点鎖線参照）を彫設することは、図１１のように、平坦で水平もしくは水平に近い平坦な横面１Ａと、平坦で垂直もしくは垂直に近い小さい傾斜角で傾斜する縦面１Ｂを備え、その横面１Ａに孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃが穿設され、縦面１Ｂに孔３Ｄが穿設されている三次元物品１であれば、従来のレーザビ−ム照射手段における光軸Ｓ１，Ｓ２を有する第１レーザ発光器１６ａ，１６ｂのいずれか一方または光軸Ｓ３，Ｓ４を有する第２レーザ発光器２０ａ，２０ｂのいずれか一方から、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１の一連のトリムライン２および孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの三次元データに基づいてレーザビ−ムを照射することで、図１２のように第１のケガキ線５と第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを彫設することができる。
【０００８】
【非特許文献１】
塩川満丸著「ゲガキ作業法」
実用機械工学文庫１０１９８０年２月１５日第２０版、理工学社発行
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−８８７１７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１３に示すように、三次元物品１のたとえば横面１Ａまたは縦面１Ｂあるいは横面１Ａと縦面１Ｂとの境界部などに、中立線の曲率半径Ｒを有して曲成された曲率部７が存在し、この曲率部７に透孔８が穿設されていると、曲率半径Ｒ１を有し小さい隙間９を隔てて曲率部７が被せられる検査ジグ４の曲率部表面１０に対して、透孔８に対応する正確な第２のケガキ線６Ｘを彫設するためには、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１の三次元データ一に基づいて、前記第１レーザ発光器１６ａ，１６ｂのいずれか一方の光軸Ｓ１，Ｓ２または第２レーザ発光器２０ａ，２０ｂのいずれか一方の光軸Ｓ３，Ｓ４を曲率部７の曲率中心Ｏと透孔８の中心を結ぶ傾斜線Ｃ１に平行に指向させた状態で作動させる必要がある。しかし、前記いずれか一方の光軸Ｓ１，Ｓ２またはいずれか一方の光軸Ｓ３，Ｓ４を傾斜線Ｃ１に平行して指向させる機能を有していないので、たとえば光軸Ｓ１を有する第１レーザ発光器１６ａから水平にレーザビ−ムが照射されることになって、図１４に示すように、透孔８には全く対応しない大きいズレを生じた第２のケガキ線６Ｘ１が彫設されたり、あるいは、光軸Ｓ３を有する第２レーザ発光器１６ｂからレーザビ−ムが照射されることになって、図１５に示すように、透孔８には全く対応しない大きいズレを生じた第２のケガキ線６Ｘ２が彫設されることになる。つまり、従来のレーザビ−ム照射手段では、レーザビ−ムの照射指向が２軸に制約されるので、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１における曲率部７に穿設された透孔８の三次元データ一を使用して第２のケガキ線を彫設することができない。
【００１１】
このことは、図１３〜図１５で説明した曲率部７に透孔８が穿設されている場合のみならず、たとえば、図１６に示すように、大きい傾斜角θを有する縦面１Ｂに透孔８が穿設されている三次元物品１であっても、透孔８には全く対応しない大きいズレを生じた第２のケガキ線が彫設されることになる。すなわち、透孔８に対応する正確な第２のケガキ線６Ｘを彫設するためには、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１の三次元データ一に基づいて、前記第１レーザ発光器１６ａ，１６ｂのいずれか一方の光軸Ｓ１，Ｓ２または第２レーザ発光器２０ａ，２０ｂのいずれか一方の光軸Ｓ３，Ｓ４を傾斜している縦面１Ｂに直交して透孔８の中心を通る傾斜線Ｃ２に平行して指向させる必要がある。しかし、いずれか一方の光軸Ｓ１，Ｓ２またはいずれか一方の光軸Ｓ３，Ｓ４を傾斜線Ｃ２に平行して指向させる機能を有していないので、たとえば光軸Ｓ１を有する第１レーザ発光器１６ａからレーザビ−ムが照射されることになって、図１７に示すように、透孔８には全く対応しない大きいズレを生じた第２のケガキ線６Ｘ１が彫設されたり、あるいは、光軸Ｓ３を有する第２レーザ発光器１６ｂからレーザビ−ムが照射されることになって、図１８に示すように、透孔８には全く対応しない大きいズレを生じた第２のケガキ線６Ｘ２が彫設されることになる。つまり、従来のレーザビ−ム照射手段では、レーザビ−ムの照射指向が２軸に制約されるので、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品１における大きい傾斜角θを有する縦面１Ｂに穿設された透孔８の三次元データ一を使用して第２のケガキ線を彫設することができない。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、従来は彫設不能であった曲率部や大きい傾斜角を有する縦面の貫通部に対応するケガキ線でも、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいてレーザビ−ムを照射することで正確に彫設することができるケガキが施された検査ジグの製造方法およびその検査ジグを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るケガキが施された検査ジグの製造方法は、三次元物品が着脱可能に被せられる検査ジグの表面に前記三次元物品の一連の端面に相当する第１のケガキ線と、前記三次元物品に設けれらている貫通部の位置と形状および大きさに相当する少なくとも一つの第２のケガキ線とを設けるケガキが施された検査ジグの製造方法であって、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている前記三次元物品の一連の端面および貫通部の三次元データに基づいて、多軸多関節型ロボットを備えたレーザビ−ム照射手段からレーザビ−ムを照射して、前記検査ジグの表面に前記第１および第２のケガキ線を彫設することを特徴としている。
【００１４】
また、前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係るケガキが施された検査ジグは、三次元物品が着脱可能に被せられるとともに、被せられた三次元物品の一連の端面に相当する第１のケガキ線と、前記三次元物品の任意の位置に設けれらている貫通部の形状および大きさに相当する少なくとも一つの第２のケガキ線が表面に設けられているケガキが施された検査ジグであって、前記第１および第２のケガキ線が多軸多関節型ロボットを備えたレーザビ−ム照射手段から照射されるレーザビ−ムによって彫設されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、多軸多関節型ロボットによってレーザビ−ムの照射指向が多軸に拡大されるので、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいて、第１および第２のケガキ線を検査ジグ正確かつ容易に彫設することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいて、第１および第２のケガキ線が正確に彫設された検査ジグを得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１１に示すような板金製の三次元物品１の一連のトリムライン（一連の端面）２や任意の位置に設けれらている孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄなどの貫通部３の形状および大きさに律して、図１２に示す検査ジグ４への前記三次元物品１の一連のトリムライン２に対応する一連の第１のケガキ線５（二点鎖線参照）および三次元物品１の孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに対応する四つの第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ（一点鎖線参照）は、図１に示すレーザビ−ム照射手段１１から照射されるレーザビ−ムによって彫設される。
【００１８】
レーザビ−ム照射手段１１は、門型フレーム１２と、Ｙ軸方向の横行を可能に門型フレーム１２に取付けられた横行部１３と、Ｚ軸方向の昇降を可能に横行部１３に取付けられた多軸多関節型ロボット１４と、Ｘ軸方向の進退移動を可能に門型フレーム１２の下側に設けたテーブル１５とを備え、多軸多関節型ロボット１４はレーザビ−ム照射ヘッド１４Ａを具備しており、このレーザビ−ム照射ヘッド１４Ａは、図２に示すように、Ｃ軸まわりとＡ軸まわりへの回転が可能に構成されている。したがって、レーザビ−ム照射手段１１における多軸多関節型ロボット１４のレーザビ−ム照射ヘッド１４Ａは、コントローラ１７から出力される制御信号に基づいて前記Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｃ軸，Ａ軸の三次元５軸作動することになる。
【００１９】
図１２に示す検査ジグ４は、図１１の三次元物品１がガタツクことなく着脱可能に被せられるものであり、三次元物品１の大きさおよび形状に律して、たとえば低比重ウレタン系樹脂、中比重ウレタン系樹脂、高比重ウレタン系樹脂などによって製作されている。
【００２０】
つぎに、検査ジグ４に対して三次元物品１の一連のトリムライン２に対応する一連の第１のケガキ線５（二点鎖線参照）および三次元物品１の孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに対応する四つの第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ（一点鎖線参照）を彫設する作動の一例を説明する。
【００２１】
図１のコントローラ１７は、三次元ＣＡＤ３０Ａと三次元オフラインティーチングシステム３０Ｂとを備えたオフラインプログラミング方式３０からの指令に基づいて、レーザビ−ム照射手段１１における多軸多関節型ロボット１４のレーザビ−ム照射ヘッド１４Ａに制御信号を出力する。たとえば、図１２に示す検査ジグ４を図１のレーザビ−ム照射手段１１におけるテーブル１５上の所定位置に固定した状態で、コントローラ１７から制御信号を出力し、図１１の三次元物品１の三次元データ一に基づいて、レーザビ−ム照射手段１１を作動させると、図３および図４に示すように、レーザビ−ム照射ヘッド１４Ａが下向き垂直姿勢に保持されてＸ，Ｙの２軸作動しながらレーザビ−ムを照射することで、三次元物品１の一連のトリムライン２における横面１Ａのトリムラインに対応する第１のケガキ線５の一部と、三次元物品１の横面１Ａに穿設されている孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対応する第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃが彫設される。
【００２２】
また、図５〜図８に示すように、レーザビ−ム照射ヘッド１４ＡがＸ，Ｚ，Ａ，Ｃの４軸作動しながらレーザビ−ムを照射することで、三次元物品１の一連のトリムライン２における縦面１Ｂのトリムラインに対応する第１のケガキ線５の一部と、三次元物品１の縦面１Ｂに穿設されている孔Ｄに対応する第２のケガキ線６Ｄが彫設される。
【００２３】
さらに、図９に示すように、レーザビ−ム照射ヘッド１４ＡがＸ，Ｚ，Ａ，Ｃの４軸作動しながらレーザビ−ムを照射することで、三次元物品１の一連のトリムライン２における横面１Ａのトリムラインと縦面１Ｂのトリムラインの境界部に対応する第１のケガキ線５が彫設される。
【００２４】
一方、図１３に示すように、三次元物品１のたとえば横面１Ａまたは縦面１Ｂあるいは横面１Ａと縦面１Ｂとの境界部などに、中立線の曲率半径Ｒを有して曲成された曲率部７が存在し、この曲率部７に透孔８が穿設されていても、レーザビ−ム照射ヘッド１４Ａを傾斜線Ｃ１に平行に指向させた状態で作動させることができるので、透孔８に対応する正確な第２のケガキ線６Ｘを容易に彫設することができる。
【００２５】
他方、図１６に示すように、大きい傾斜角θを有する縦面１Ｂに透孔８が穿設されている三次元物品１であっても、レーザビ−ム照射ヘッド１４Ａを傾斜している縦面１Ｂに直交して透孔８の中心を通る傾斜線Ｃ２に平行して指向させた状態で作動させることができるので、透孔８に対応する正確な第２のケガキ線６Ｘを容易に彫設することができる。
【００２６】
すなわち、三次元物品１の三次元データ一に基づいてレーザビ−ムを照射することで第１のケガキ線５と第２のケガキ線６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｘを正確かつ容易に検査ジグ４に彫設することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００２８】
請求項１に記載の発明によれば、多軸多関節型ロボットによってレーザビ−ムの照射指向が多軸に拡大されるので、たとえ三次元物品の曲率部や大きい傾斜角を有する縦面に貫通部が設けられていても、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいて、第１および第２のケガキ線を検査ジグ正確に彫設することができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、三次元物品の曲率部や大きい傾斜角を有する縦面に貫通部が設けられていても、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている三次元物品の三次元データ一に基づいて、第１および第２のケガキ線が正確に彫設された検査ジグを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に適用されるレーザビ−ム照射手段の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施に適用されるレーザビ−ム照射ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図３】三次元物品の横面に対応する第２のケガキ線の彫設例を示す斜視図である。
【図４】三次元物品の横面に対応する第１のケガキ線の彫設例を示す斜視図である。
【図５】三次元物品の縦面に対応する第１のケガキ線の彫設例を示す斜視図である。
【図６】三次元物品の縦面に対応する第１のケガキ線の他の彫設例を示す斜視図である。
【図７】三次元物品の縦面に対応する第１のケガキ線または第２のケガキ線の彫設例を示す斜視図である。
【図８】三次元物品の縦面に対応する第１のケガキ線または第２のケガキ線の他の彫設例を示す斜視図である。
【図９】三次元物品の横面と縦面の境界部に対応する第１のケガキ線の彫設例を示す斜視図である。
【図１０】レーザビ−ムの照射手段の従来例を示す斜視図である。
【図１１】三次元物品の一例を示す斜視図である。
【図１２】図１１の三次元物品の検査ジグを示す斜視図である。
【図１３】曲率部の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態を示す説明断面図である。
【図１４】従来のレーザビ−ム照射手段による図１３の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態の一例を示す説明断面図である。
【図１５】従来のレーザビ−ム照射手段による図１３の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態の他の例を示す説明断面図である。
【図１６】大きい傾斜角の縦面の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態を示す説明断面図である。
【図１７】従来のレーザビ−ム照射手段による図１６の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態の一例を示す説明断面図である。
【図１８】従来のレーザビ−ム照射手段による図１６の透孔に対応する第２のケガキ線の彫設状態の他の例を示す説明断面図である。
【符号の説明】
１三次元物品
２一連のトリムライン（一連の端面）
３Ａ〜３Ｄ孔（貫通部）
４検査ジグ
５第１のケガキ線
６Ａ〜６Ｄ、６Ｘ第２のケガキ線孔
８透孔（貫通部）
１１レーザビ−ム照射手段
１４多軸多関節型ロボット

Claims

三次元物品が着脱可能に被せられる検査ジグの表面に前記三次元物品の一連の端面に相当する第１のケガキ線と、前記三次元物品に設けれらている貫通部の位置と形状および大きさに相当する少なくとも一つの第２のケガキ線とを設けるケガキが施された検査ジグの製造方法であって、三次元ＣＡＤシステムによって作成されている前記三次元物品の一連の端面および貫通部の三次元データに基づいて、多軸多関節型ロボットを備えたレーザビ−ム照射手段からレーザビ−ムを照射して、前記検査ジグの表面に前記第１および第２のケガキ線を彫設することを特徴とするケガキが施された検査ジグの製造方法。
三次元物品が着脱可能に被せられるとともに、被せられた三次元物品の一連の端面に相当する第１のケガキ線と、前記三次元物品の任意の位置に設けれらている貫通部の形状および大きさに相当する少なくとも一つの第２のケガキ線が表面に設けられているケガキが施された検査ジグであって、前記第１および第２のケガキ線が多軸多関節型ロボットを備えたレーザビ−ム照射手段から照射されるレーザビ−ムによって彫設されていることを特徴とするケガキが施された検査ジグ。