JP2008151710A - Inspection method of thickness and shape of cast product, and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外面から内部が透視又は視認できない、内部が複雑な構造のエンジンブロック等の鋳造製品において、鋳造製品の肉厚（形状を含む）検査方法と、その装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the thickness (including shape) of a cast product in a cast product such as an engine block having a complicated structure where the inside cannot be seen through or visually recognized from the outer surface.
従来、この種のエンジンブロック（鋳造製品）において、肉厚検査方法は、切断機（帯ノコ盤、バンドソー、コンタ等）で１０〜１５ｍｍ程度にスライスし、この表出した箇所を、計測器、例えば、ノギス（マイクロメータを含む。）を介して手作業で計測する方法が採用されている。この肉厚検査方法は、周知の如く、大変な手間及び／又は経験を要することから、煩わしいこと、又は計測ミスが発生すること等の問題点があった。 Conventionally, in this type of engine block (cast product), the thickness inspection method is sliced to about 10 to 15 mm with a cutting machine (band saw board, band saw, contour, etc.), and this exposed location is measured by a measuring instrument, For example, a method of manually measuring via a caliper (including a micrometer) is employed. As is well known, this thickness inspection method requires a lot of labor and / or experience, and thus has problems such as troublesomeness and occurrence of measurement errors.
そこで、この肉厚検査方法の従来の一例を、図９に示したフローチャート図に基づいて説明すると、エンジンブロックを切断機で、略１０ｍｍピッチでスライスし「（ＳＴ−１００）」、その切断箇所を指定する「（ＳＴ−１０１）」。尚、場合により、スライスする前に切断箇所を決めてそこを狙って切断し、コピーをとり変形等を確認し、ノギス等で肉厚を測る。そして、この切断箇所をノギスにより肉厚測定する「（ＳＴ−１０２）」。またその輪郭を確認するために、コピー機で原寸大コピーする「（ＳＴ−１０３）」。この形状の変化を目視で確認するか、又はノギス等で肉厚を計測し、その変形を把握する「（ＳＴ−１０４）」。その後、前記測定数値及び／又は形状の変化を基に、金型の補正をするか否かを検討する「（ＳＴ−１０５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状を指示する「（ＳＴ−１０６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−１０７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−１０７）」。以上で説明した作業等は一例であり、限定されない。 Therefore, an example of the conventional thickness inspection method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9. The engine block is sliced with a cutting machine at a pitch of about 10 mm and “(ST-100)” is cut. “(ST-101)” is designated. In some cases, a cutting position is determined before slicing, cutting is performed aiming at the cutting position, a copy is taken, deformation is checked, and the thickness is measured with a caliper or the like. Then, the thickness of the cut portion is measured with a caliper “(ST-102)”. Further, in order to confirm the outline, a full-size copy is made with a copier “(ST-103)”. This change in shape is visually confirmed, or the thickness is measured with a caliper or the like to grasp the deformation “(ST-104)”. Thereafter, based on the measurement value and / or the change in the shape, it is examined whether or not to correct the mold (ST-105). As a result, if correction is necessary, a correction dimension and / or shape is designated "(ST-106)". If not necessary, the process is completed "(ST-107)". Further, after the instruction, the process is completed in the same manner (“ST-107)”. The operations described above are examples and are not limited.
本出願人の工場でも、このような方法を介して鋳造製品の肉厚を検査するのが現場の実務である。従って、前述の如く、手間及び／又は経験を要すること等の問題点があった。また切断機の切削と、この切断機の近傍での作業であることから、粉塵、塵埃等が発生し、現場の作業環境の悪化を招くこと、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがあり、健康障害が発生すること等の問題点を抱えている。 Even in the applicant's factory, it is a field practice to inspect the thickness of the cast product through such a method. Therefore, as described above, there are problems such as requiring labor and / or experience. In addition, since cutting is performed in the vicinity of the cutting machine and work is performed in the vicinity of the cutting machine, dust, dust, etc. are generated, resulting in deterioration of the work environment in the field, and an operator may inhale dust, dust, etc. There are problems such as the occurrence of health problems.
以上のような状況から、本出願人は、誠意を込めて検討し、研究を重ねてきた。その結果として、本発明を発明したものであり、以下に、その好ましい一例を説明する。 Under the circumstances as described above, the applicant has studied and studied with sincerity. As a result, the present invention has been invented, and a preferred example will be described below.
尚、本発明の内容及び／又は構造を、詳細に説明するに当たって、先ず、関連する先行文献を挙げると、次のように文献（１）〜文献（３）が挙げられるので、その一例を説明する。 In describing the contents and / or structure of the present invention in detail, first, related prior documents are listed. References (1) to (3) are listed as follows, and an example thereof will be described. To do.
文献（１）は、特開２００４−９２８２の「三次元（３次元）物体測定評価システム」であり、この発明は、三次元ＣＡＤ装置で作成されたマスタモデルに基づきエンジンブロックが製作されるが、この際に、このマスタモデルの数値をデータ変換し、三次元測定機プログラム作成装置で、測定用プログラムを作成し、この三次元測定機でエンジンブロックの測定が実行される。そして、この三次元測定機プログラム作成装置で、測定結果（三次元座標値）を任意倍率で拡大して三次元モデル化し、この測定結果を三次元的にＣＡＤ表示に、マスタモデルに重畳して表示する方法であり、この方法でエンジンブロックの精度を容易に視認できること、また三次元物体の計測結果を視認容易な形式で出力できること等の特徴がある。 Document (1) is a “three-dimensional (three-dimensional) object measurement evaluation system” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-9282. In the present invention, an engine block is manufactured based on a master model created by a three-dimensional CAD device. At this time, the numerical value of the master model is converted into data, a measurement program is created by the coordinate measuring machine program creation device, and the measurement of the engine block is executed by the coordinate measuring machine. Then, with this coordinate measuring machine program creation device, the measurement result (three-dimensional coordinate value) is enlarged at an arbitrary magnification to form a three-dimensional model, and this measurement result is three-dimensionally superimposed on the CAD display and superimposed on the master model. This method is a display method, and has features such that the accuracy of the engine block can be easily visually recognized by this method, and the measurement result of the three-dimensional object can be output in an easily visible format.
文献（２）は、特開２００４−３１７２８６の「プレス成形品の残留応力計測装置及びそのオフラインティーチング方法」であり、この発明は、車輌のドアパネルに対して残留応力センサの三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設け、このロボットアームの先端部に取付けられた残留応力センサは、プレス成形品であるドアパネルに所定ピッチの走査位置ごとに面直に当接して検知する構造であり、プレス成形品の表面における残留応力の面状の分布を計測できる残留応力計測装置の提供を意図する。 Document (2) is “residual stress measuring device for press-molded product and its off-line teaching method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317286. This invention describes the three-dimensional position and orientation of a residual stress sensor with respect to a vehicle door panel. A robot that performs measurement and scanning while controlling is provided, and the residual stress sensor attached to the tip of this robot arm has a structure in which it is detected by contacting the door panel, which is a press-molded product, in a straight line every scanning position. It is intended to provide a residual stress measuring device capable of measuring the planar distribution of residual stress on the surface of a press-formed product.
また文献（３）は、特開平６−７１０の「工作機械及びその加工方法」であり、この発明は、基板の担持体に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながらワークをチャック機構から取外すこと無く、必要時に再度修正加工をする構造であり、加工の超精密化と、粗加工から仕上げ加工まで一工程で加工できること等を特徴とする。 Reference (3) is “Machine Tool and Processing Method” of Japanese Patent Laid-Open No. 6-710. In this invention, a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate carrier, and a workpiece is not contacted after processing. It is a structure that moves directly under the measuring device, performs non-contact measurement, and confirms the machining accuracy on the display without removing the workpiece from the chuck mechanism. It can be processed in one process from finishing to finishing.
この文献（１）は、ＣＡＤ装置で、三次元モデルと三次元物体を順次製作し、この製作した三次元物体と、前記三次元モデルとを比較演算し、三次元物体の精度を確認できる構造であり、かつこの確認作業が、複数のアクセスに対して可能である構造である。従って、この三次元物体を切削して、この切削面を三次元計測する構造でなく、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査することは不可能である。そして、文中にも、三次元物体の肉厚を検査できるとの方法（技術）は、何ら開示されていない。 This document (1) is a CAD device in which a 3D model and a 3D object are sequentially manufactured, and the manufactured 3D object and the 3D model are compared and calculated to confirm the accuracy of the 3D object. And this confirmation work is possible for a plurality of accesses. Therefore, it is not possible to inspect the thickness of a three-dimensional object that is not a structure for cutting the three-dimensional object and measuring the three-dimensional surface of the three-dimensional object. In the text, no method (technique) that can check the thickness of the three-dimensional object is disclosed.
また文献（２）は、プレス成形品のドアパネルに対して残留応力センサを、三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設けた構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (2) is a configuration in which a residual stress sensor is provided for a door panel of a press-formed product, and a robot that performs measurement scanning while controlling a three-dimensional position and posture is provided. The book described in Reference (1) The structure and features of the invention are not intended at all.
また文献（３）は、基板に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながら、必要時に、その場で再度修正加工をする構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (3) shows that a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate, the workpiece is moved directly under the non-contact measuring device after processing, non-contact measurement is performed, and the processing accuracy is confirmed on the display. The configuration is such that correction processing is performed again on the spot, and the configuration and features of the present invention described in the document (1) are not intended at all.
請求項１の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査ができる計測方法を提供する。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚の計測方法を提供する。そして、請求項１の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
The invention of
請求項１は、鋳造製品の肉厚検査方法であって、
この鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する工程と、
この切削した平面を非接触で三次元に計測する工程と、
前記切削する工程と、計測する工程とを順次繰り返し、前記鋳造製品の上面から下面に亙って、作業を行う工程と、
前述の計測した数値を入力する工程と、
この入力した工程と、鋳造製品のモデル（理想値）との数値の誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚検査方法である。
Fixing the cast product on a table;
Cutting the cast product fixed on the table; and
A step of measuring the cut plane in a three-dimensional manner without contact;
The step of cutting and the step of measuring are sequentially repeated, and the work is performed from the upper surface to the lower surface of the cast product,
Inputting the measured numerical value as described above;
This is a method for inspecting the thickness of a cast product, which includes the input process and a process of calculating a numerical error between the model (ideal value) of the cast product.
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項２は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚検査方法であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査方法である。
This cast product is a thickness inspection method for a cast product which is an engine block.
請求項３の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚検査装置を提供する。また請求項３の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚検査装置を提供する。そして、請求項３の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる肉厚検査装置を提供する。
The invention of
請求項３は、鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する前記切削機と、
この切削機に対峙するように設けた前記鋳造製品を、非接触で三次元に計測する非接触三次元測定機と、
この非接触三次元測定機の数値を入力するコンピュータと、で構成し、この非接触三次元測定機をロボット操作で駆動することを特徴とする自動化された鋳造製品の肉厚検査装置である。
A table of a cutting machine for fixing the cast product,
The cutting machine for cutting the cast product fixed on the table;
A non-contact three-dimensional measuring machine for measuring the cast product provided to face the cutting machine in a three-dimensional manner without contact;
A computer for inputting numerical values of the non-contact three-dimensional measuring machine, and an automated cast product thickness inspection apparatus, wherein the non-contact three-dimensional measuring machine is driven by a robot operation.
請求項４の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項４は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査装置である。
This cast product is a thickness inspection device for a cast product which is an engine block.
請求項５の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項５は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚検査装置である。
This cutting machine is a thickness inspection device for a cast product which is a milling machine.
請求項１の発明は、鋳造製品の肉厚検査方法であって、
鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
テーブル上に固定した鋳造製品を、切削する工程と、
切削した平面を非接触で三次元に計測する工程と、
切削する工程と、計測する工程とを順次繰り返し、鋳造製品の上面から下面に亙って、作業を行う工程と、
計測した数値を入力する工程と、
入力した工程と、鋳造製品のモデルとの数値の誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚検査方法である。
The invention of
Fixing the cast product on the table;
Cutting the cast product fixed on the table;
Measuring the cut plane in a non-contact manner in three dimensions;
The process of cutting and the process of measuring are sequentially repeated, the process of working from the upper surface to the lower surface of the cast product,
A process of inputting the measured numerical value;
This is a method for inspecting a thickness of a cast product, which includes an input process and a process of calculating a numerical error between the model of the cast product.
従って、請求項１は、三次元物体を切削して、切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査できる特徴がある。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚の計測方法を提供できる。そして、請求項１は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the thickness of a three-dimensional object whose inside cannot be seen through or seen from the outer surface can be inspected by adopting a configuration in which the three-dimensional object is cut and the cutting surface is measured in a three-dimensional manner without contact. There are features. Further, the invention of
請求項２の発明は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚検査方法であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査方法である。
Invention of
The cast product is an engine block thickness inspection method.
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項３の発明は、鋳造製品の肉厚検査装置であって、
鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
テーブル上に固定した鋳造製品を、切削する切削機と、
切削機に対峙するように設けた鋳造製品を、非接触で三次元に計測する非接触三次元測定機と、
非接触三次元測定機の数値を入力するコンピュータと、で構成し、非接触三次元測定機をロボット操作で駆動することを特徴とする自動化された鋳造製品の肉厚検査装置である。
The invention of
A table of a cutting machine for fixing a cast product,
A cutting machine for cutting a cast product fixed on a table;
A non-contact three-dimensional measuring machine that measures a cast product provided to face the cutting machine in a three-dimensional manner without contact;
A computer for inputting numerical values of a non-contact coordinate measuring machine, and an automated thickness inspection apparatus for a cast product, wherein the non-contact coordinate measuring machine is driven by a robot operation.
従って、請求項３は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚検査装置を提供できる特徴がある。また請求項３は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚検査装置を提供でくる。そして、請求項３は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる肉厚検査装置を提供できる。 Therefore, the third aspect of the present invention provides a thickness inspection apparatus that cuts the three-dimensional object and measures the cutting surface in a three-dimensional manner without contact, so that the inside of the three-dimensional object cannot be seen through or visually seen from the outer surface. There is a feature that can provide a thickness inspection apparatus. The third aspect of the present invention automates a cutting process and / or non-contact three-dimensional thickness inspection apparatus to avoid deterioration of the work environment in the field due to dust, dust, etc. It provides a 3D object thickness inspection device that does not breathe in and does not cause health problems. According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a thickness inspection apparatus capable of cutting and measuring a necessary portion at any time and measuring the thickness at a desired portion of the three-dimensional object reliably and accurately.
請求項４の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査装置である。
Invention of
The cast product is a thickness inspection device for a cast product which is an engine block.
従って、請求項４は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項５の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚検査装置である。
Invention of
A cutting machine is a thickness inspection device for a cast product which is a milling machine.
従って、請求項５の発明は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることができる。
Therefore, the invention of
本発明の一例を説明する。 An example of the present invention will be described.
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図１と、図１−１〜図１−４（以下、図１等とする。複数図の場合は、以下同じ）は、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を示しており、図１は全体の拡大斜視図、図１−１は、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−２は、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−３は、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−４は、図１−１〜図１−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIG. 1 and FIGS. 1-1 to 1-4 (hereinafter referred to as FIG. 1 and so on. FIG. 1 is an overall enlarged perspective view, and FIG. 1-1 is a side view of a state in which the upper surface 1a1 of the head portion 1a is measured by a non-contact three-
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図２−１〜図２−３は、図１等で説明したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体上部１ｂ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した側面図である。そして、図３と、図３−１〜図３−４は、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を示しており、図３は全体の拡大斜視図、図３−１は、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−２は、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−３は、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−４は、図３−１〜図３−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 2-1 to 2-3 show the following parts (engine block 1) after measuring the head portion 1a of the
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図４−１〜図４−３は、図３等で説明したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体下部１ｃ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した側面図である。そして、図５と、図５−１〜図５−４は、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を示しており、図５は全体の拡大斜視図、図５−１は、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−２は、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−３は、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−４は、図５−１〜図５−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 4-1 to 4-3 show the following parts (
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図６−１〜図６−３は、図５等で説明したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１のスカート部１ｄ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図６−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した側面図である。そして、図７と、図７−１〜図７−４は、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を示しており、図７は全体の拡大斜視図、図７−１は、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−２は、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−３は、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−４は、図７−１〜図７−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 6-1 to 6-3 show the following parts (
： また本発明の肉厚検査方法を説明する図面を、図８に示しており、この図８は肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the thickness inspection method of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the thickness inspection method.
： そして、従来の肉厚検査方法を説明する図面を、図９に示しており、この図９は肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 9 shows a drawing for explaining the conventional thickness inspection method, and FIG. 9 is a flowchart showing an example of the thickness inspection method.
： 本発明において、先ず（一例である）、図１等に示したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のヘッド部１ａは、図１の斜視図に示されており、このヘッド部１ａの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５（他の三次元測定機でも計測は可能であるが、この非接触三次元測定機５の装置の方が簡易で、かつエンジンブロック１を損傷することなく計測できる利点がある）で、断面等の各面（断面とする）の点群を計測（スキャン）し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６（切削加工機）の近傍に設置し、この多関節ロボット５００のアーム５００ａの動きの確保と、迅速かつスムーズな動きを確保できる状態とする。またこの多関節ロボット５００とフライス盤６の連繋の容易化と、スペースの有効利用、又は計測時間の短縮化等が図られる。このヘッド部１ａの計測を説明すると、図１−１〜図１−４がこの動作を説明している。即ち、図１−１の如く、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図１−２の如く、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図１−３の如く、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する。
In the present invention, first (as an example), the state of measuring the head portion 1a of the
以上のようにして、エンジンブロック１のヘッド部１ａの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the head portion 1a of the
即ち、図２−１〜図２−３の如く、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 2-1 to 2-3, the
： 本発明において、続いて、図３等に示したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体上部１ｂは、図３の斜視図に示されており、この本体上部１ｂの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体上部１ｂの計測を説明すると、図３−１〜図３−４がこの動作を説明している。即ち、図３−１の如く、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図３−２の如く、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図３−３の如く、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する。
In the present invention, the state of measuring the main body upper portion 1b of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体上部１ｂの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the upper part 1b of the
即ち、図４−１〜図４−３の如く、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 4-1 to 4-3, the
： 本発明において、さらに続いて、図５等に示したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体下部１ｃは、図５の斜視図に示されており、この本体下部１ｃの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体下部１ｃの計測を説明すると、図５−１〜図５−４がこの動作を説明している。即ち、図５−１の如く、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図５−２の如く、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図５−３の如く、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する。
In the present invention, the state of measuring the lower body portion 1c of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体下部１ｃの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the lower part 1c of the main body of the
即ち、図６−１〜図６−３の如く、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図６−１はフライス盤６の刃物６００の上にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, the
： 本発明において、最後に（一例である）、図６等に示したエンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のスカート部１ｄは、図７の斜視図に示されており、このスカート部１ｄの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、このスカート部１ｄの計測を説明すると、図７−１〜図７−４がこの動作を説明している。即ち、図７−１の如く、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図７−２の如く、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図７−３の如く、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する。
In the present invention, the state of measuring the skirt portion 1d of the
以上のようにして、エンジンブロック１のスカート部１ｄの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で終了する。
As described above, the measurement is finished at the stage where the measurement of the skirt portion 1d of the
： 本発明において、前述した一連の作業でコンピュータに取込んだ点群データの処理に当たるが、この点群データの処理の方法としては、市販のソフトを利用し、数値表示と、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度を確認する。 : In the present invention, it corresponds to the processing of the point cloud data taken into the computer by the series of operations described above. As a method of processing the point cloud data, commercially available software is used, such as numerical display and 3D model. Through the screen display, check the error and check the location where the mold needs to be corrected and its extent.
以上の説明では、エンジンブロック１のヘッド部１ａからエンジンブロック１のスカート部１ｄに亙って、四段階に順次切削し、計測する一例であったが、この説明は、あくまで一例であり、限定されない。そして、この切削し、計測する段階が多数になることで、計測の一層の正確性と、この計測に基づく点群データの一層の正確な入力が図れる特徴と、またこれに基づいて、金型の正確な補正ができる。従って、必要により、適宜変更できる。そして、前述したように、このエンジンブロック１は、直列四気筒の一例を説明したが、他の直列六気筒とか、Ｖ型六気筒、Ｖ型八気筒等にも対応可能である。
In the above description, it was an example of cutting and measuring sequentially in four stages from the head portion 1a of the
： 本発明において、以上で説明した点群及び／又は計測と、金型の補正に関する流れの概念を、図８に示したフローチャート図に基づいて、エンジンブロック１の肉厚検査方法の一例を説明すると、エンジンブロック１をフライス盤６で、１ピッチ分をスライスし「（ＳＴ−１）」、その切削箇所を指定し、この切削箇所を非接触三次元測定機５で計測する「（ＳＴ−２）」。この計測数値（点群データ）をソフトウェアで統合する「（ＳＴ−３）」。コンピュータに入力された点群データを、数値表示するか、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度等を、コンピュータの画面上で確認する「（ＳＴ−４）」。その後、前記点群データ及び／又は３Ｄモデルと、基本のモデルとの誤差を、コンピュータの画面上で確認するとともに、その誤差の許容範囲内であるか否かを検討する「（ＳＴ−５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状３を指示し、補正する「（ＳＴ−６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−７）」。
In the present invention, an example of a thickness inspection method for the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚検査方法と、その装置においては、前述の如く、フライス盤６で切削時において、内部応力で、切削面（エンジンブロック１の全体又は所定の箇所）に歪みが発生される可能性があるが、極度の精密機器（超精密鋳造製品）でないので、原則として、問題とはならない。また歪みが発生する虞があれば、多段階に、又は強制冷却等で切削かつ計測することで、その問題点は解消できる。
In the method and apparatus for inspecting the thickness of a cast product using the cutting and / or measurement of the present invention, as described above, the cutting surface (the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚検査方法と、その装置においては、前述の説明に限らず、例えば、エンジンブロック１のウォータジャケット部、シリンダー室、オイルリターン部、シャフト軸穴部、給排気ポート部等の各箇所の肉厚及び／又は形状３と、その寸法等の計測数値を、確実かつ簡易に行える特徴がある。そして、また本発明では、前述の一例における切削方向は、ヘッド部１ａから説明したが、スカート部１ｄからの方法や、側面の方向からの切削方法等が考えられ、何れの方向からも可能である。また本発明では、エンジンブロック１の鋳巣、損傷等の検知も可能となり、品質の向上と、鋳造技術、溶融技術等の技術の向上にも役立つ実益がある。
The method and apparatus for inspecting the thickness of a cast product using the cutting and / or measurement of the present invention is not limited to the above description, and for example, a water jacket portion, a cylinder chamber, an oil return portion of the
： 本発明における鋳造製品の範囲に関し、前述のエンジンブロック１を始めとして、例えば、鋳造製品モデルから、この種の鋳造製品の製造過程における半製品まで、幅広く、この種の鋳造製品の肉厚及び／又は外郭、各箇所、また全体等の寸法・形状３等の確認と、点検が可能となる。また金型の肉盛、切削等の各補正が確実かつ簡易に行える特徴がある。
Regarding the scope of the cast product in the present invention, including the
前述において、エンジンブロック１を対象物として説明したが、鋳造製品であれば対応可能であり、計測の対象物は、鋳造製品に限らず、鍛造やダイキャスト、その他射出整形品等、あらゆる複雑な形状の物品において可能である。
In the above description, the
また、切削機としてフライス盤６を用いて説明したが、切削機はシェーバー、スロッター、ワイヤーカット、レーザカット等表面を削り取れるものであれば何でもよい。
Although the
そして、図示は省略するが、側面からの計測も行うことが、望ましい。 And although illustration is omitted, it is desirable to perform measurement from the side.
１ エンジンブロック
１ａ ヘッド部
１ａ１ 上面
１ａ２ 背面
１ａ３ 正面
１ｂ 本体上部
１ｂ１ 上面
１ｂ２ 背面
１ｂ３ 正面
１ｃ 本体下部
１ｃ１ 上面
１ｃ２ 背面
１ｃ３ 正面
１ｄ スカート部
１ｄ１ 上面
１ｄ２ 背面
１ｄ３ 正面
２ 肉厚
３ 形状
５ 非接触三次元測定機
５００ 多関節ロボット
５００ａ アーム
６ フライス盤
６００ 刃物
DESCRIPTION OF
本発明は、外面から内部が透視又は視認できない、内部が複雑な構造のエンジンブロック等の鋳造製品において、鋳造製品の肉厚（形状を含む）検査方法と、その装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the thickness (including shape) of a cast product in a cast product such as an engine block having a complicated structure where the inside cannot be seen through or visually recognized from the outer surface.
従来、この種のエンジンブロック（鋳造製品）において、肉厚検査方法は、切断機（帯ノコ盤、バンドソー、コンタ等）で１０〜１５ｍｍ程度にスライスし、この表出した箇所を、計測器、例えば、ノギス（マイクロメータを含む。）を介して手作業で計測する方法が採用されている。この肉厚検査方法は、周知の如く、大変な手間及び／又は経験を要することから、煩わしいこと、又は計測ミスが発生すること等の問題点があった。 Conventionally, in this type of engine block (cast product), the thickness inspection method is sliced to about 10 to 15 mm with a cutting machine (band saw board, band saw, contour, etc.), and this exposed location is measured by a measuring instrument, For example, a method of manually measuring via a caliper (including a micrometer) is employed. As is well known, this thickness inspection method requires a lot of labor and / or experience, and thus has problems such as troublesomeness and occurrence of measurement errors.
そこで、この肉厚検査方法の従来の一例を、図９に示したフローチャート図に基づいて説明すると、エンジンブロックを切断機で、略１０ｍｍピッチでスライスし「（ＳＴ−１００）」、その切断箇所を指定する「（ＳＴ−１０１）」。尚、場合により、スライスする前に切断箇所を決めてそこを狙って切断し、コピーをとり変形等を確認し、ノギス等で肉厚を測る。そして、この切断箇所をノギスにより肉厚測定する「（ＳＴ−１０２）」。またその輪郭を確認するために、コピー機で原寸大コピーする「（ＳＴ−１０３）」。この形状の変化を目視で確認するか、又はノギス等で肉厚を計測し、その変形を把握する「（ＳＴ−１０４）」。その後、前記測定数値及び／又は形状の変化を基に、金型の補正をするか否かを検討する「（ＳＴ−１０５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状を指示する「（ＳＴ−１０６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−１０７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−１０７）」。以上で説明した作業等は一例であり、限定されない。 Therefore, an example of the conventional thickness inspection method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9. The engine block is sliced with a cutting machine at a pitch of about 10 mm and “(ST-100)” is cut. “(ST-101)” is designated. In some cases, a cutting position is determined before slicing, cutting is performed aiming at the cutting position, a copy is taken, deformation is checked, and the thickness is measured with a caliper or the like. Then, the thickness of the cut portion is measured with a caliper “(ST-102)”. Further, in order to confirm the outline, a full-size copy is made with a copier “(ST-103)”. This change in shape is visually confirmed, or the thickness is measured with a caliper or the like to grasp the deformation “(ST-104)”. Thereafter, based on the measurement value and / or the change in the shape, it is examined whether or not to correct the mold (ST-105). As a result, if correction is necessary, a correction dimension and / or shape is designated "(ST-106)". If not necessary, the process is completed "(ST-107)". Further, after the instruction, the process is completed in the same manner (“ST-107)”. The operations described above are examples and are not limited.
本出願人の工場でも、このような方法を介して鋳造製品の肉厚を検査するのが現場の実務である。従って、前述の如く、手間及び／又は経験を要すること等の問題点があった。また切断機の切削と、この切断機の近傍での作業であることから、粉塵、塵埃等が発生し、現場の作業環境の悪化を招くこと、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがあり、健康障害が発生すること等の問題点を抱えている。 Even in the applicant's factory, it is a field practice to inspect the thickness of the cast product through such a method. Therefore, as described above, there are problems such as requiring labor and / or experience. In addition, since cutting is performed in the vicinity of the cutting machine and work is performed in the vicinity of the cutting machine, dust, dust, etc. are generated, resulting in deterioration of the work environment in the field, and an operator may inhale dust, dust, etc. There are problems such as the occurrence of health problems.
以上のような状況から、本出願人は、誠意を込めて検討し、研究を重ねてきた。その結果として、本発明を発明したものであり、以下に、その好ましい一例を説明する。 Under the circumstances as described above, the applicant has studied and studied with sincerity. As a result, the present invention has been invented, and a preferred example will be described below.
尚、本発明の内容及び／又は構造を、詳細に説明するに当たって、先ず、関連する先行文献を挙げると、次のように文献（１）〜文献（３）が挙げられるので、その一例を説明する。 In describing the contents and / or structure of the present invention in detail, first, related prior documents are listed. References (1) to (3) are listed as follows, and an example thereof will be described. To do.
文献（１）は、特開２００４−９２８２の「三次元（３次元）物体測定評価システム」であり、この発明は、三次元ＣＡＤ装置で作成されたマスタモデルに基づきエンジンブロックが製作されるが、この際に、このマスタモデルの数値をデータ変換し、三次元測定機プログラム作成装置で、測定用プログラムを作成し、この三次元測定機でエンジンブロックの測定が実行される。そして、この三次元測定機プログラム作成装置で、測定結果（三次元座標値）を任意倍率で拡大して三次元モデル化し、この測定結果を三次元的にＣＡＤ表示に、マスタモデルに重畳して表示する方法であり、この方法でエンジンブロックの精度を容易に視認できること、また三次元物体の計測結果を視認容易な形式で出力できること等の特徴がある。 Document (1) is a “three-dimensional (three-dimensional) object measurement evaluation system” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-9282. In the present invention, an engine block is manufactured based on a master model created by a three-dimensional CAD device. At this time, the numerical value of the master model is converted into data, a measurement program is created by the coordinate measuring machine program creation device, and the measurement of the engine block is executed by the coordinate measuring machine. Then, with this coordinate measuring machine program creation device, the measurement result (three-dimensional coordinate value) is enlarged at an arbitrary magnification to form a three-dimensional model, and this measurement result is three-dimensionally superimposed on the CAD display and superimposed on the master model. This method is a display method, and has features such that the accuracy of the engine block can be easily visually recognized by this method, and the measurement result of the three-dimensional object can be output in an easily visible format.
文献（２）は、特開２００４−３１７２８６の「プレス成形品の残留応力計測装置及びそのオフラインティーチング方法」であり、この発明は、車輌のドアパネルに対して残留応力センサの三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設け、このロボットアームの先端部に取付けられた残留応力センサは、プレス成形品であるドアパネルに所定ピッチの走査位置ごとに面直に当接して検知する構造であり、プレス成形品の表面における残留応力の面状の分布を計測できる残留応力計測装置の提供を意図する。 Document (2) is “residual stress measuring device for press-molded product and its off-line teaching method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317286. This invention describes the three-dimensional position and orientation of a residual stress sensor with respect to a vehicle door panel. A robot that performs measurement and scanning while controlling is provided, and the residual stress sensor attached to the tip of this robot arm has a structure in which it is detected by contacting the door panel, which is a press-molded product, in a straight line every scanning position. It is intended to provide a residual stress measuring device capable of measuring the planar distribution of residual stress on the surface of a press-formed product.
また文献（３）は、特開平６−７１０の「工作機械及びその加工方法」であり、この発明は、基板の担持体に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながらワークをチャック機構から取外すこと無く、必要時に再度修正加工をする構造であり、加工の超精密化と、粗加工から仕上げ加工まで一工程で加工できること等を特徴とする。 Reference (3) is “Machine Tool and Processing Method” of Japanese Patent Laid-Open No. 6-710. In this invention, a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate carrier, and a workpiece is not contacted after processing. It is a structure that moves directly under the measuring device, performs non-contact measurement, and confirms the machining accuracy on the display without removing the workpiece from the chuck mechanism. It can be processed in one process from finishing to finishing.
この文献（１）は、ＣＡＤ装置で、三次元モデルと三次元物体を順次製作し、この製作した三次元物体と、前記三次元モデルとを比較演算し、三次元物体の精度を確認できる構造であり、かつこの確認作業が、複数のアクセスに対して可能である構造である。従って、この三次元物体を切削して、この切削面を三次元計測する構造でなく、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査することは不可能である。そして、文中にも、三次元物体の肉厚を検査できるとの方法（技術）は、何ら開示されていない。 This document (1) is a CAD device in which a 3D model and a 3D object are sequentially manufactured, and the manufactured 3D object and the 3D model are compared and calculated to confirm the accuracy of the 3D object. And this confirmation work is possible for a plurality of accesses. Therefore, it is not possible to inspect the thickness of a three-dimensional object that is not a structure for cutting the three-dimensional object and measuring the three-dimensional surface of the three-dimensional object. In the text, no method (technique) that can check the thickness of the three-dimensional object is disclosed.
また文献（２）は、プレス成形品のドアパネルに対して残留応力センサを、三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設けた構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (2) is a configuration in which a residual stress sensor is provided for a door panel of a press-formed product, and a robot that performs measurement scanning while controlling a three-dimensional position and posture is provided. The book described in Reference (1) The structure and features of the invention are not intended at all.
また文献（３）は、基板に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながら、必要時に、その場で再度修正加工をする構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (3) shows that a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate, the workpiece is moved directly under the non-contact measuring device after processing, non-contact measurement is performed, and the processing accuracy is confirmed on the display. The configuration is such that correction processing is performed again on the spot, and the configuration and features of the present invention described in the document (1) are not intended at all.
請求項１の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査ができる計測方法を提供する。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚の計測方法を提供する。そして、請求項１の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
The invention of
請求項１は、鋳造製品の肉厚検査方法であって、
この鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する工程と、
この切削した平面を、多関節ロボットのアームにセットした非接触三次元測定機で、断面の点群を計測し、点群データをコンピュータに取入れる非接触で三次元に計測する工程と、
前記切削する工程と、計測する工程とを順次繰り返し、前記鋳造製品の上面から下面に亙って、作業を行う工程と、
前述の計測した数値を入力する工程と、
この入力した工程と、鋳造製品のモデル（理想値）との数値の誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚検査方法である。
Fixing the cast product on a table;
Cutting the cast product fixed on the table; and
Measuring the cross-section point cloud with a non-contact three-dimensional measuring machine set on the arm of the articulated robot, and measuring the cut plane in a non-contact three-dimensional manner by incorporating the point cloud data into a computer ;
The step of cutting and the step of measuring are sequentially repeated, and the work is performed from the upper surface to the lower surface of the cast product,
Inputting the measured numerical value as described above;
This is a method for inspecting the thickness of a cast product, which includes the input process and a process of calculating a numerical error between the model (ideal value) of the cast product.
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項２は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚検査方法であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査方法である。
This cast product is a thickness inspection method for a cast product which is an engine block.
請求項３の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚検査装置を提供する。また請求項３の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚検査装置を提供する。そして、請求項３の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる肉厚検査装置を提供する。
The invention of
請求項３は、鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する前記切削機と、
この切削機に対峙するように設けた前記鋳造製品の切断面の断面の点群を計測し、多関節ロボットのアームにセットする非接触三次元測定機と、
この非接触三次元測定機の数値を入力するコンピュータと、で構成し、この非接触三次元測定機をロボット操作で駆動することを特徴とする自動化された鋳造製品の肉厚検査装置である。
A table of a cutting machine for fixing the cast product,
The cutting machine for cutting the cast product fixed on the table;
A non-contact three-dimensional measuring machine that measures a point cloud of a cross section of the cut surface of the casting product provided to face the cutting machine, and is set on an arm of an articulated robot ;
A computer for inputting numerical values of the non-contact three-dimensional measuring machine, and an automated cast product thickness inspection apparatus, wherein the non-contact three-dimensional measuring machine is driven by a robot operation.
請求項４の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項４は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査装置である。
This cast product is a thickness inspection device for a cast product which is an engine block.
請求項５の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項５は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
この切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚検査装置である。
This cutting machine is a thickness inspection device for a cast product which is a milling machine.
請求項１の発明は、鋳造製品の肉厚検査方法であって、
鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
テーブル上に固定した鋳造製品を、切削する工程と、
切削した平面を、多関節ロボットのアームにセットした非接触三次元測定機で、断面の点群を計測し、点群データをコンピュータに取入れる非接触で三次元に計測する工程と、
切削する工程と、計測する工程とを順次繰り返し、鋳造製品の上面から下面に亙って、作業を行う工程と、
計測した数値を入力する工程と、
入力した工程と、鋳造製品のモデルとの数値の誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚検査方法である。
The invention of
Fixing the cast product on the table;
Cutting the cast product fixed on the table;
A non-contact 3D measuring machine set on the arm of an articulated robot with the cut plane, measuring the point cloud of the cross section, and taking the point cloud data into the computer and measuring it in a non-contact 3D,
The process of cutting and the process of measuring are sequentially repeated, the process of working from the upper surface to the lower surface of the cast product,
A process of inputting the measured numerical value;
This is a method for inspecting a thickness of a cast product, which includes an input process and a process of calculating a numerical error between the model of the cast product.
従って、請求項１は、三次元物体を切削して、切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査できる特徴がある。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚の計測方法を提供できる。そして、請求項１は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the thickness of a three-dimensional object whose inside cannot be seen through or seen from the outer surface can be inspected by adopting a configuration in which the three-dimensional object is cut and the cutting surface is measured in a three-dimensional manner without contact. There are features. Further, the invention of
請求項２の発明は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚検査方法であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査方法である。
Invention of
The cast product is an engine block thickness inspection method.
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項３の発明は、鋳造製品の肉厚検査装置であって、
鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
テーブル上に固定した鋳造製品を、切削する切削機と、
切削機に対峙するように設けた鋳造製品の切断面の断面の点群を計測し、多関節ロボットのアームにセットする非接触三次元測定機と、
非接触三次元測定機の数値を入力するコンピュータと、で構成し、非接触三次元測定機をロボット操作で駆動することを特徴とする自動化された鋳造製品の肉厚検査装置である。
The invention of
A table of a cutting machine for fixing a cast product,
A cutting machine for cutting a cast product fixed on a table;
A non-contact three-dimensional measuring machine that measures the point cloud of the cross section of the cut surface of the cast product provided to face the cutting machine and sets it on the arm of the articulated robot ;
A computer for inputting numerical values of a non-contact coordinate measuring machine, and an automated thickness inspection apparatus for a cast product, wherein the non-contact coordinate measuring machine is driven by a robot operation.
従って、請求項３は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚検査装置を提供できる特徴がある。また請求項３は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚検査装置を提供でくる。そして、請求項３は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚を、確実かつ正確に計測できる肉厚検査装置を提供できる。 Therefore, the third aspect of the present invention provides a thickness inspection apparatus that cuts the three-dimensional object and measures the cutting surface in a three-dimensional manner without contact, so that the inside of the three-dimensional object cannot be seen through or visually seen from the outer surface. There is a feature that can provide a thickness inspection apparatus. The third aspect of the present invention automates a cutting process and / or non-contact three-dimensional thickness inspection apparatus to avoid deterioration of the work environment in the field due to dust, dust, etc. It provides a 3D object thickness inspection device that does not breathe in and does not cause health problems. According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a thickness inspection apparatus capable of cutting and measuring a necessary portion at any time and measuring the thickness at a desired portion of the three-dimensional object reliably and accurately.
請求項４の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査装置である。
Invention of
The cast product is a thickness inspection device for a cast product which is an engine block.
従って、請求項４は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項５の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚検査装置であって、
切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚検査装置である。
Invention of
A cutting machine is a thickness inspection device for a cast product which is a milling machine.
従って、請求項５の発明は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることができる。
Therefore, the invention of
本発明の一例を説明する。 An example of the present invention will be described.
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図１と、図１−１〜図１−４（以下、図１等とする。複数図の場合は、以下同じ）は、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を示しており、図１は全体の拡大斜視図、図１−１は、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−２は、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−３は、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−４は、図１−１〜図１−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIG. 1 and FIGS. 1-1 to 1-4 (hereinafter referred to as FIG. 1 and so on. FIG. 1 is an overall enlarged perspective view, and FIG. 1-1 is a side view of a state in which the upper surface 1a1 of the head portion 1a is measured by a non-contact three-
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図２−１〜図２−３は、図１等で説明したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体上部１ｂ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した側面図である。そして、図３と、図３−１〜図３−４は、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を示しており、図３は全体の拡大斜視図、図３−１は、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−２は、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−３は、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−４は、図３−１〜図３−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 2-1 to 2-3 show the following parts (engine block 1) after measuring the head portion 1a of the
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図４−１〜図４−３は、図３等で説明したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体下部１ｃ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した側面図である。そして、図５と、図５−１〜図５−４は、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を示しており、図５は全体の拡大斜視図、図５−１は、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−２は、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−３は、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−４は、図５−１〜図５−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 4-1 to 4-3 show the following parts (
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図６−１〜図６−３は、図５等で説明したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１のスカート部１ｄ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図６−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した側面図である。そして、図７と、図７−１〜図７−４は、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を示しており、図７は全体の拡大斜視図、図７−１は、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−２は、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−３は、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−４は、図７−１〜図７−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 6-1 to 6-3 show the following parts (
： また本発明の肉厚検査方法を説明する図面を、図８に示しており、この図８は肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the thickness inspection method of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the thickness inspection method.
： そして、従来の肉厚検査方法を説明する図面を、図９に示しており、この図９は肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 9 shows a drawing for explaining the conventional thickness inspection method, and FIG. 9 is a flowchart showing an example of the thickness inspection method.
： 本発明において、先ず（一例である）、図１等に示したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のヘッド部１ａは、図１の斜視図に示されており、このヘッド部１ａの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５（他の三次元測定機でも計測は可能であるが、この非接触三次元測定機５の装置の方が簡易で、かつエンジンブロック１を損傷することなく計測できる利点がある）で、断面等の各面（断面とする）の点群を計測（スキャン）し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６（切削加工機）の近傍に設置し、この多関節ロボット５００のアーム５００ａの動きの確保と、迅速かつスムーズな動きを確保できる状態とする。またこの多関節ロボット５００とフライス盤６の連繋の容易化と、スペースの有効利用、又は計測時間の短縮化等が図られる。このヘッド部１ａの計測を説明すると、図１−１〜図１−４がこの動作を説明している。即ち、図１−１の如く、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図１−２の如く、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図１−３の如く、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する。
In the present invention, first (as an example), the state of measuring the head portion 1a of the
以上のようにして、エンジンブロック１のヘッド部１ａの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the head portion 1a of the
即ち、図２−１〜図２−３の如く、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 2-1 to 2-3, the
： 本発明において、続いて、図３等に示したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体上部１ｂは、図３の斜視図に示されており、この本体上部１ｂの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体上部１ｂの計測を説明すると、図３−１〜図３−４がこの動作を説明している。即ち、図３−１の如く、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図３−２の如く、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図３−３の如く、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する。
In the present invention, the state of measuring the main body upper portion 1b of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体上部１ｂの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the upper part 1b of the
即ち、図４−１〜図４−３の如く、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 4-1 to 4-3, the
： 本発明において、さらに続いて、図５等に示したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体下部１ｃは、図５の斜視図に示されており、この本体下部１ｃの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体下部１ｃの計測を説明すると、図５−１〜図５−４がこの動作を説明している。即ち、図５−１の如く、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図５−２の如く、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図５−３の如く、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する。
In the present invention, the state of measuring the lower body portion 1c of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体下部１ｃの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the lower part 1c of the main body of the
即ち、図６−１〜図６−３の如く、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図６−１はフライス盤６の刃物６００の上にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, the
： 本発明において、最後に（一例である）、図６等に示したエンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のスカート部１ｄは、図７の斜視図に示されており、このスカート部１ｄの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、このスカート部１ｄの計測を説明すると、図７−１〜図７−４がこの動作を説明している。即ち、図７−１の如く、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図７−２の如く、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図７−３の如く、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する。
In the present invention, the state of measuring the skirt portion 1d of the
以上のようにして、エンジンブロック１のスカート部１ｄの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で終了する。
As described above, the measurement is finished at the stage where the measurement of the skirt portion 1d of the
： 本発明において、前述した一連の作業でコンピュータに取込んだ点群データの処理に当たるが、この点群データの処理の方法としては、市販のソフトを利用し、数値表示と、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度を確認する。 : In the present invention, it corresponds to the processing of the point cloud data taken into the computer by the series of operations described above. As a method of processing the point cloud data, commercially available software is used, such as numerical display and 3D model. Through the screen display, check the error and check the location where the mold needs to be corrected and its extent.
以上の説明では、エンジンブロック１のヘッド部１ａからエンジンブロック１のスカート部１ｄに亙って、四段階に順次切削し、計測する一例であったが、この説明は、あくまで一例であり、限定されない。そして、この切削し、計測する段階が多数になることで、計測の一層の正確性と、この計測に基づく点群データの一層の正確な入力が図れる特徴と、またこれに基づいて、金型の正確な補正ができる。従って、必要により、適宜変更できる。そして、前述したように、このエンジンブロック１は、直列四気筒の一例を説明したが、他の直列六気筒とか、Ｖ型六気筒、Ｖ型八気筒等にも対応可能である。
In the above description, it was an example of cutting and measuring sequentially in four stages from the head portion 1a of the
： 本発明において、以上で説明した点群及び／又は計測と、金型の補正に関する流れの概念を、図８に示したフローチャート図に基づいて、エンジンブロック１の肉厚検査方法の一例を説明すると、エンジンブロック１をフライス盤６で、１ピッチ分をスライスし「（ＳＴ−１）」、その切削箇所を指定し、この切削箇所を非接触三次元測定機５で計測する「（ＳＴ−２）」。この計測数値（点群データ）をソフトウェアで統合する「（ＳＴ−３）」。コンピュータに入力された点群データを、数値表示するか、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度等を、コンピュータの画面上で確認する「（ＳＴ−４）」。その後、前記点群データ及び／又は３Ｄモデルと、基本のモデルとの誤差を、コンピュータの画面上で確認するとともに、その誤差の許容範囲内であるか否かを検討する「（ＳＴ−５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状３を指示し、補正する「（ＳＴ−６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−７）」。
In the present invention, an example of a thickness inspection method for the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚検査方法と、その装置においては、前述の如く、フライス盤６で切削時において、内部応力で、切削面（エンジンブロック１の全体又は所定の箇所）に歪みが発生される可能性があるが、極度の精密機器（超精密鋳造製品）でないので、原則として、問題とはならない。また歪みが発生する虞があれば、多段階に、又は強制冷却等で切削かつ計測することで、その問題点は解消できる。
In the method and apparatus for inspecting the thickness of a cast product using the cutting and / or measurement of the present invention, as described above, the cutting surface (the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚検査方法と、その装置においては、前述の説明に限らず、例えば、エンジンブロック１のウォータジャケット部、シリンダー室、オイルリターン部、シャフト軸穴部、給排気ポート部等の各箇所の肉厚及び／又は形状３と、その寸法等の計測数値を、確実かつ簡易に行える特徴がある。そして、また本発明では、前述の一例における切削方向は、ヘッド部１ａから説明したが、スカート部１ｄからの方法や、側面の方向からの切削方法等が考えられ、何れの方向からも可能である。また本発明では、エンジンブロック１の鋳巣、損傷等の検知も可能となり、品質の向上と、鋳造技術、溶融技術等の技術の向上にも役立つ実益がある。
The method and apparatus for inspecting the thickness of a cast product using the cutting and / or measurement of the present invention is not limited to the above description, and for example, a water jacket portion, a cylinder chamber, an oil return portion of the
： 本発明における鋳造製品の範囲に関し、前述のエンジンブロック１を始めとして、例えば、鋳造製品モデルから、この種の鋳造製品の製造過程における半製品まで、幅広く、この種の鋳造製品の肉厚及び／又は外郭、各箇所、また全体等の寸法・形状３等の確認と、点検が可能となる。また金型の肉盛、切削等の各補正が確実かつ簡易に行える特徴がある。
Regarding the scope of the cast product in the present invention, including the
前述において、エンジンブロック１を対象物として説明したが、鋳造製品であれば対応可能であり、計測の対象物は、鋳造製品に限らず、鍛造やダイキャスト、その他射出整形品等、あらゆる複雑な形状の物品において可能である。
In the above description, the
また、切削機としてフライス盤６を用いて説明したが、切削機はシェーバー、スロッター、ワイヤーカット、レーザカット等表面を削り取れるものであれば何でもよい。
Although the
そして、図示は省略するが、側面からの計測も行うことが、望ましい。 And although illustration is omitted, it is desirable to perform measurement from the side.
１ エンジンブロック
１ａ ヘッド部
１ａ１ 上面
１ａ２ 背面
１ａ３ 正面
１ｂ 本体上部
１ｂ１ 上面
１ｂ２ 背面
１ｂ３ 正面
１ｃ 本体下部
１ｃ１ 上面
１ｃ２ 背面
１ｃ３ 正面
１ｄ スカート部
１ｄ１ 上面
１ｄ２ 背面
１ｄ３ 正面
２ 肉厚
３ 形状
５ 非接触三次元測定機
５００ 多関節ロボット
５００ａ アーム
６ フライス盤
６００ 刃物
DESCRIPTION OF
本発明は、外面から内部が透視又は視認できない、内部が複雑な構造のエンジンブロック等の鋳造製品において、鋳造製品の肉厚・形状検査方法と、その装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the thickness / shape of a cast product in a cast product such as an engine block having a complicated structure in which the inside cannot be seen through or visually recognized from the outer surface.
従来、この種のエンジンブロック（鋳造製品）において、肉厚検査方法は、切断機（帯ノコ盤、バンドソー、コンタ等）で１０〜１５ｍｍ程度にスライスし、この表出した箇所を、計測器、例えば、ノギス（マイクロメータを含む。）を介して手作業で計測する方法が採用されている。この肉厚検査方法は、周知の如く、大変な手間及び／又は経験を要することから、煩わしいこと、又は計測ミスが発生すること等の問題点があった。 Conventionally, in this type of engine block (cast product), the thickness inspection method is sliced to about 10 to 15 mm with a cutting machine (band saw board, band saw, contour, etc.), and this exposed location is measured by a measuring instrument, For example, a method of manually measuring via a caliper (including a micrometer) is employed. As is well known, this thickness inspection method requires a lot of labor and / or experience, and thus has problems such as troublesomeness and occurrence of measurement errors.
そこで、この肉厚検査方法の従来の一例を、図９に示したフローチャート図に基づいて説明すると、エンジンブロックを切断機で、略１０ｍｍピッチでスライスし「（ＳＴ−１００）」、その切断箇所を指定する「（ＳＴ−１０１）」。尚、場合により、スライスする前に切断箇所を決めてそこを狙って切断し、コピーをとり変形等を確認し、ノギス等で肉厚を測る。そして、この切断箇所をノギスにより肉厚測定する「（ＳＴ−１０２）」。またその輪郭を確認するために、コピー機で原寸大コピーする「（ＳＴ−１０３）」。この形状の変化を目視で確認するか、又はノギス等で肉厚を計測し、その変形を把握する「（ＳＴ−１０４）」。その後、前記測定数値及び／又は形状の変化を基に、金型の補正をするか否かを検討する「（ＳＴ−１０５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状を指示する「（ＳＴ−１０６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−１０７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−１０７）」。以上で説明した作業等は一例であり、限定されない。 Therefore, an example of the conventional thickness inspection method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9. The engine block is sliced with a cutting machine at a pitch of about 10 mm and “(ST-100)” is cut. “(ST-101)” is designated. In some cases, a cutting position is determined before slicing, cutting is performed aiming at the cutting position, a copy is taken, deformation is checked, and the thickness is measured with a caliper or the like. Then, the thickness of the cut portion is measured with a caliper “(ST-102)”. Further, in order to confirm the outline, a full-size copy is made with a copier “(ST-103)”. This change in shape is visually confirmed, or the thickness is measured with a caliper or the like to grasp the deformation “(ST-104)”. Thereafter, based on the measurement value and / or the change in the shape, it is examined whether or not to correct the mold (ST-105). As a result, if correction is necessary, a correction dimension and / or shape is designated "(ST-106)". If not necessary, the process is completed "(ST-107)". Further, after the instruction, the process is completed in the same manner (“ST-107)”. The operations described above are examples and are not limited.
本出願人の工場でも、このような方法を介して鋳造製品の肉厚を検査するのが現場の実務である。従って、前述の如く、手間及び／又は経験を要すること等の問題点があった。また切断機の切削と、この切断機の近傍での作業であることから、粉塵、塵埃等が発生し、現場の作業環境の悪化を招くこと、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがあり、健康障害が発生すること等の問題点を抱えている。 Even in the applicant's factory, it is a field practice to inspect the thickness of the cast product through such a method. Therefore, as described above, there are problems such as requiring labor and / or experience. In addition, since cutting is performed in the vicinity of the cutting machine and work is performed in the vicinity of the cutting machine, dust, dust, etc. are generated, resulting in deterioration of the work environment in the field, and an operator may inhale dust, dust, etc. There are problems such as the occurrence of health problems.
以上のような状況から、本出願人は、誠意を込めて検討し、研究を重ねてきた。その結果として、本発明を発明したものであり、以下に、その好ましい一例を説明する。 Under the circumstances as described above, the applicant has studied and studied with sincerity. As a result, the present invention has been invented, and a preferred example will be described below.
尚、本発明の内容及び／又は構造を、詳細に説明するに当たって、先ず、関連する先行文献を挙げると、次のように文献（１）〜文献（３）が挙げられるので、その一例を説明する。 In describing the contents and / or structure of the present invention in detail, first, related prior documents are listed. References (1) to (3) are listed as follows, and an example thereof will be described. To do.
文献（１）は、特開２００４−９２８２の「三次元（３次元）物体測定評価システム」であり、この発明は、三次元ＣＡＤ装置で作成されたマスタモデルに基づきエンジンブロックが製作されるが、この際に、このマスタモデルの数値をデータ変換し、三次元測定機プログラム作成装置で、測定用プログラムを作成し、この三次元測定機でエンジンブロックの測定が実行される。そして、この三次元測定機プログラム作成装置で、測定結果（三次元座標値）を任意倍率で拡大して三次元モデル化し、この測定結果を三次元的にＣＡＤ表示に、マスタモデルに重畳して表示する方法であり、この方法でエンジンブロックの精度を容易に視認できること、また三次元物体の計測結果を視認容易な形式で出力できること等の特徴がある。 Document (1) is a “three-dimensional (three-dimensional) object measurement evaluation system” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-9282. In the present invention, an engine block is manufactured based on a master model created by a three-dimensional CAD device. At this time, the numerical value of the master model is converted into data, a measurement program is created by the coordinate measuring machine program creation device, and the measurement of the engine block is executed by the coordinate measuring machine. Then, with this coordinate measuring machine program creation device, the measurement result (three-dimensional coordinate value) is enlarged at an arbitrary magnification to form a three-dimensional model, and this measurement result is three-dimensionally superimposed on the CAD display and superimposed on the master model. This method is a display method, and has features such that the accuracy of the engine block can be easily visually recognized by this method, and the measurement result of the three-dimensional object can be output in an easily visible format.
文献（２）は、特開２００４−３１７２８６の「プレス成形品の残留応力計測装置及びそのオフラインティーチング方法」であり、この発明は、車輌のドアパネルに対して残留応力センサの三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設け、このロボットアームの先端部に取付けられた残留応力センサは、プレス成形品であるドアパネルに所定ピッチの走査位置ごとに面直に当接して検知する構造であり、プレス成形品の表面における残留応力の面状の分布を計測できる残留応力計測装置の提供を意図する。 Document (2) is “residual stress measuring device for press-molded product and its off-line teaching method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317286. This invention describes the three-dimensional position and orientation of a residual stress sensor with respect to a vehicle door panel. A robot that performs measurement and scanning while controlling is provided, and the residual stress sensor attached to the tip of this robot arm has a structure in which it is detected by contacting the door panel, which is a press-molded product, in a straight line every scanning position. It is intended to provide a residual stress measuring device capable of measuring the planar distribution of residual stress on the surface of a press-formed product.
また文献（３）は、特開平６−７１０の「工作機械及びその加工方法」であり、この発明は、基板の担持体に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながらワークをチャック機構から取外すこと無く、必要時に再度修正加工をする構造であり、加工の超精密化と、粗加工から仕上げ加工まで一工程で加工できること等を特徴とする。 Reference (3) is “Machine Tool and Processing Method” of Japanese Patent Laid-Open No. 6-710. In this invention, a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate carrier, and a workpiece is not contacted after processing. It is a structure that moves directly under the measuring device, performs non-contact measurement, and confirms the machining accuracy on the display without removing the workpiece from the chuck mechanism. It can be processed in one process from finishing to finishing.
この文献（１）は、ＣＡＤ装置で、三次元モデルと三次元物体を順次製作し、この製作した三次元物体と、前記三次元モデルとを比較演算し、三次元物体の精度を確認できる構造であり、かつこの確認作業が、複数のアクセスに対して可能である構造である。従って、この三次元物体を切削して、この切削面を三次元計測する構造でなく、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚を検査することは不可能である。そして、文中にも、三次元物体の肉厚を検査できるとの方法（技術）は、何ら開示されていない。 This document (1) is a CAD device in which a 3D model and a 3D object are sequentially manufactured, and the manufactured 3D object and the 3D model are compared and calculated to confirm the accuracy of the 3D object. And this confirmation work is possible for a plurality of accesses. Therefore, it is not possible to inspect the thickness of a three-dimensional object that is not a structure for cutting the three-dimensional object and measuring the three-dimensional surface of the three-dimensional object. In the text, no method (technique) that can check the thickness of the three-dimensional object is disclosed.
また文献（２）は、プレス成形品のドアパネルに対して残留応力センサを、三次元位置及び姿勢を制御しつつ計測走査を行うロボットを設けた構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (2) is a configuration in which a residual stress sensor is provided for a door panel of a press-formed product, and a robot that performs measurement scanning while controlling a three-dimensional position and posture is provided. The book described in Reference (1) The structure and features of the invention are not intended at all.
また文献（３）は、基板に非接触計測装置とディスプレーとを装着し、加工後にワークを非接触計測装置の直下へ移動して非接触測定し、加工精度をディスプレーで確認しながら、必要時に、その場で再度修正加工をする構成であり、文献（１）で説明した、本発明の構成と特徴は、全く意図していない。 Reference (3) shows that a non-contact measuring device and a display are mounted on a substrate, the workpiece is moved directly under the non-contact measuring device after processing, non-contact measurement is performed, and the processing accuracy is confirmed on the display. The configuration is such that correction processing is performed again on the spot, and the configuration and features of the present invention described in the document (1) are not intended at all.
請求項１の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚・形状を検査ができる計測方法を提供する。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚・形状の計測方法を提供する。そして、請求項１の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚・形状を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
The invention of
請求項１は、鋳造製品の肉厚・形状検査方法であって、
この鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する工程と、
この工程を介して、切削した面と、前記鋳造製品の全ての面を、多関節ロボットのアームにセットした非接触三次元測定機で、この切削した面及び全ての面の点群を、計測して点群データを作成し、この点群データをコンピュータに取入れる計測工程と、
この切削する工程と、切削した面及び全ての面の点群データを、コンピュータに取入れる計測工程を、前記鋳造製品の上面から下面に亙って、順次繰り返し行う工程と、
前記鋳造製品の上面から下面に亙って、コンピュータに取入れられた点群データを、画面表示する工程と、
このコンピュータの画面で表示された鋳造製品の前記点群データと、基本のモデルの点群データとの誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚・形状検査方法である。
Fixing the cast product on a table;
Cutting the cast product fixed on the table; and
Through this process, the cut surface and all the surfaces of the cast product are measured with the non-contact 3D measuring machine set on the arm of the articulated robot. To create point cloud data, and to take this point cloud data into the computer ,
The step of cutting, and the step of repeatedly performing the measurement step of taking the point cloud data of the cut surface and all the surfaces into the computer from the upper surface to the lower surface of the cast product,
A step of displaying the point cloud data taken into the computer from the upper surface to the lower surface of the casting product,
This is a method for inspecting the thickness and shape of a cast product, comprising a step of calculating an error between the point cloud data of the cast product displayed on the computer screen and the point cloud data of the basic model .
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項２は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査方法であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚・形状検査方法である。
This cast product is a method for inspecting the thickness and shape of a cast product that is an engine block.
請求項３の発明は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚・形状検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚・形状検査装置を提供する。また請求項３の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚・形状検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚・形状検査装置を提供する。そして、請求項３の発明は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚・形状を、確実かつ正確に計測できる肉厚・形状検査装置を提供する。
The invention of
請求項３は、鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
この鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する前記切削機と、
この切削機に対峙するように設けた前記鋳造製品の切削した面及び全ての面の点群を計測する非接触三次元測定機と、
この非接触三次元測定機で計測した前記切削した面及び全ての面の点群データを、取入れ、かつ統合するソフトウェアを備えたコンピュータと、
また、この非接触三次元測定機を支持し、かつ操作する多関節ロボットのアームと、で構成し、
前記鋳造製品を、切削機で切削すること、またその切削した面及び全ての面の点群データを、非接触三次元測定機で計測すること、さらにこの点群データを、コンピュータに取入れ、かつ統合すること、を繰り返し行なうことを自動化したことを特徴とする鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
A table of a cutting machine for fixing the cast product,
The cutting machine for cutting the cast product fixed on the table;
A non-contact three-dimensional measuring machine that measures the cut surface of the cast product and the point cloud of all surfaces provided to face the cutting machine ;
A computer having software for taking in and integrating the point cloud data of the cut surface and all surfaces measured by the non-contact three-dimensional measuring machine ;
In addition, it is composed of an articulated robot arm that supports and operates this non-contact coordinate measuring machine ,
Cutting the cast product with a cutting machine, measuring point cloud data of the cut surface and all the surfaces with a non-contact three-dimensional measuring machine, and further incorporating the point cloud data into a computer; and This is an apparatus for inspecting the thickness and shape of a cast product, characterized by automating the integration .
請求項４の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項４は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
The cast product is a thick-shape inspection apparatus of the cast product is an engine block.
請求項５の発明は、請求項３の目的を達成すること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることを意図する。
The invention of
請求項５は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
この切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
This cutting machine is an apparatus for inspecting the thickness and shape of a cast product that is a milling machine.
請求項１の発明は、鋳造製品の肉厚・形状検査方法であって、
鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
テーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する工程と、
工程を介して、切削した面と、前記鋳造製品の全ての面を、多関節ロボットのアームにセットした非接触三次元測定機で、切削した面及び全ての面の点群を、計測して点群データを作成し、点群データをコンピュータに取入れる計測工程と、
切削する工程と、切削した面及び全ての面の点群データを、コンピュータに取入れる計測工程を、前記鋳造製品の上面から下面に亙って、順次繰り返し行う工程と、
鋳造製品の上面から下面に亙って、コンピュータに取入れられた点群データを、画面表示する工程と、
コンピュータの画面で表示された鋳造製品の点群データと、基本のモデルの点群データとの誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚・形状検査方法である。
The invention of
Fixing the cast product on the table;
Cutting the cast product fixed on the table;
Through the process, the cut surface and the point cloud of all the surfaces are measured with a non-contact three-dimensional measuring machine set on the arm of the articulated robot. A measurement process that creates point cloud data and imports the point cloud data into a computer ,
A step of cutting, a step of repeatedly measuring the cut surface and the point cloud data of all surfaces into a computer, sequentially repeating the measurement product from the upper surface to the lower surface of the casting product,
A step of displaying the point cloud data taken into the computer from the upper surface to the lower surface of the casting product on the screen;
This is a method for inspecting the thickness and shape of a cast product, comprising a step of calculating an error between the point cloud data of the cast product displayed on the computer screen and the point cloud data of the basic model .
従って、請求項１は、三次元物体を切削して、切削面を非接触で三次元に測定する構成を採用することで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚・形状を検査できる特徴がある。また請求項１の発明は、切削処理及び／又は非接触で三次元の測定を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚・形状の計測方法を提供できる。そして、請求項１は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚・形状を、確実かつ正確に計測できる計測方法を提供する。
Thus,
請求項２の発明は、請求項１に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査方法であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚・形状検査方法である。
The invention of
The cast product is an engine block thickness / shape inspection method for a cast product.
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項３の発明は、鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
テーブル上に固定した鋳造製品を、切削する前記切削機と、
切削機に対峙するように設けた鋳造製品の切削した面及び全ての面の点群を計測する非接触三次元測定機と、
非接触三次元測定機で計測した切削した面及び全ての面の点群データを、取入れ、かつ統合するソフトウェアを備えたコンピュータと、
また、非接触三次元測定機を支持し、かつ操作する多関節ロボットのアームと、で構成し、
鋳造製品を、切削機で切削すること、また切削した面及び全ての面の点群データを、非接触三次元測定機で計測すること、さらに点群データを、コンピュータに取入れ、かつ統合すること、を繰り返し行なうことを自動化したことを特徴とする鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
The invention of
A table of a cutting machine for fixing a cast product,
The cutting machine for cutting a cast product fixed on a table;
A non-contact three-dimensional measuring machine for measuring a cut surface of a cast product provided to face the cutting machine and a point cloud of all surfaces;
A computer having software for taking in and integrating the point cloud data of the cut surface and all surfaces measured by a non-contact coordinate measuring machine;
In addition, it comprises an articulated robot arm that supports and operates a non-contact CMM ,
Cutting cast products with a cutting machine, measuring point cloud data of the cut surface and all surfaces with a non-contact 3D measuring machine, and incorporating and integrating point cloud data into a computer This is an apparatus for inspecting the thickness and shape of a cast product, characterized by automating the repeated operations .
従って、請求項３は、この三次元物体を切削して、この切削面を非接触で三次元に測定する肉厚・形状検査装置とすることで、外面から内部が透視又は視認できない三次元物体の肉厚・形状検査装置を提供できる特徴がある。また請求項３は、切削処理及び／又は非接触で三次元の肉厚・形状検査装置を自動化することで、粉塵、塵埃等による現場の作業環境の悪化を回避し、また作業者が粉塵、塵埃等を吸込むことがなく、健康障害が発生しない、三次元物体の肉厚・形状検査装置を提供できる。そして、請求項３は、必要とする箇所を随時、切削かつ測定し、この三次元物体の希望する箇所における肉厚・形状を、確実かつ正確に計測できる肉厚・形状検査装置を提供できる。
Accordingly, the third aspect of the present invention provides a thickness / shape inspection device that cuts the three-dimensional object and measures the cut surface in a three-dimensional manner without contact, so that the three-dimensional object cannot be seen through or seen from the outside. There is a feature that can provide a thickness and shape inspection device. Further, according to
請求項４の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
The invention of
Cast product is a thick-shape inspection apparatus of the cast product is an engine block.
従って、請求項４は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する鋳造製品の一例を挙げることができる。
Therefore,
請求項５の発明は、請求項３に記載の鋳造製品の肉厚・形状検査装置であって、
切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚・形状検査装置である。
The invention of
The cutting machine is a thickness / shape inspection device for a cast product which is a milling machine.
従って、請求項５の発明は、請求項３の目的を達成できること、この目的に適合する切削機の一例を挙げることができる。
Therefore, the invention of
本発明の一例を説明する。 An example of the present invention will be described.
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図１と、図１−１〜図１−４（以下、図１等とする。複数図の場合は、以下同じ）は、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を示しており、図１は全体の拡大斜視図、図１−１は、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−２は、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−３は、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図１−４は、図１−１〜図１−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIG. 1 and FIGS. 1-1 to 1-4 (hereinafter referred to as FIG. 1 and so on. FIG. 1 is an overall enlarged perspective view, and FIG. 1-1 is a side view of a state in which the upper surface 1a1 of the head portion 1a is measured by a non-contact three-
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図２−１〜図２−３は、図１等で説明したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体上部１ｂ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した側面図である。そして、図３と、図３−１〜図３−４は、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を示しており、図３は全体の拡大斜視図、図３−１は、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−２は、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−３は、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図３−４は、図３−１〜図３−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 2-1 to 2-3 show the following parts (engine block 1) after measuring the head portion 1a of the
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図４−１〜図４−３は、図３等で説明したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１の本体下部１ｃ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した側面図である。そして、図５と、図５−１〜図５−４は、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を示しており、図５は全体の拡大斜視図、図５−１は、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−２は、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−３は、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図５−４は、図５−１〜図５−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 4-1 to 4-3 show the following parts (
： 本発明において、図面を分説して説明すると、図６−１〜図６−３は、図５等で説明したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測した後に、次の箇所（エンジンブロック１のスカート部１ｄ）を計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する状態を示しており、図６−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図、図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降した側面図、図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した側面図である。そして、図７と、図７−１〜図７−４は、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を示しており、図７は全体の拡大斜視図、図７−１は、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−２は、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−３は、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する状態の側面図、図７−４は、図７−１〜図７−３の状態を総合して示した平面図である。
In the present invention, the drawings will be described separately. FIGS. 6-1 to 6-3 show the following parts (
： また本発明の肉厚・形状検査方法を説明する図面を、図８に示しており、この図８は肉厚・形状検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the thickness / shape inspection method of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the thickness / shape inspection method.
： そして、従来の肉厚検査方法を説明する図面を、図９に示しており、この図９は肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図である。 FIG. 9 shows a drawing for explaining the conventional thickness inspection method, and FIG. 9 is a flowchart showing an example of the thickness inspection method.
： 本発明において、先ず（一例である）、図１等に示したエンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のヘッド部１ａは、図１の斜視図に示されており、このヘッド部１ａの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５（他の三次元測定機でも計測は可能であるが、この非接触三次元測定機５の装置の方が簡易で、かつエンジンブロック１を損傷することなく計測できる利点がある）で、断面等の各面（断面とする）の点群を計測（スキャン）し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６（切削加工機）の近傍に設置し、この多関節ロボット５００のアーム５００ａの動きの確保と、迅速かつスムーズな動きを確保できる状態とする。またこの多関節ロボット５００とフライス盤６の連繋の容易化と、スペースの有効利用、又は計測時間の短縮化等が図られる。このヘッド部１ａの計測を説明すると、図１−１〜図１−４がこの動作を説明している。即ち、図１−１の如く、このヘッド部１ａの上面１ａ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図１−２の如く、このヘッド部１ａの背面１ａ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図１−３の如く、このヘッド部１ａの正面１ａ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のヘッド部１ａを計測する。
In the present invention, first (as an example), the state of measuring the head portion 1a of the
以上のようにして、エンジンブロック１のヘッド部１ａの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the head portion 1a of the
即ち、図２−１〜図２−３の如く、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図２−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図２−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図２−３は、エンジンブロック１の本体上部１ｂの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 2-1 to 2-3, the
： 本発明において、続いて、図３等に示したエンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体上部１ｂは、図３の斜視図に示されており、この本体上部１ｂの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体上部１ｂの計測を説明すると、図３−１〜図３−４がこの動作を説明している。即ち、図３−１の如く、この本体上部１ｂの上面１ｂ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図３−２の如く、この本体上部１ｂの背面１ｂ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図３−３の如く、この本体上部１ｂの正面１ｂ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体上部１ｂを計測する。
In the present invention, the state of measuring the main body upper portion 1b of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体上部１ｂの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the upper part 1b of the
即ち、図４−１〜図４−３の如く、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図４−１はフライス盤６の刃物６００の下にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図４−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図４−３は、エンジンブロック１の本体下部１ｃの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, as shown in FIGS. 4-1 to 4-3, the
： 本発明において、さらに続いて、図５等に示したエンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１の本体下部１ｃは、図５の斜視図に示されており、この本体下部１ｃの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、この本体下部１ｃの計測を説明すると、図５−１〜図５−４がこの動作を説明している。即ち、図５−１の如く、この本体下部１ｃの上面１ｃ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図５−２の如く、この本体下部１ｃの背面１ｃ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図５−３の如く、この本体下部１ｃの正面１ｃ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１の本体下部１ｃを計測する。
In the present invention, the state of measuring the lower body portion 1c of the
以上のようにして、エンジンブロック１の本体下部１ｃの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で、次の計測と、点群データのコンピュータへの取入れを図る。その準備として、次のような操作と作業をする。
As described above, at the stage where the measurement of the lower part 1c of the main body of the
即ち、図６−１〜図６−３の如く、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測するために、フライス盤６で、エンジンブロック１を切削する。そして、図６−１はフライス盤６の刃物６００の上にエンジンブロック１を移動した側面図であり、また図６−２は、このフライス盤６の刃物６００が下降し、切削中の状態を示した側面図である。さらに図６−３は、エンジンブロック１のスカート部１ｄの切削が完成した状態を示した側面図である。
That is, the
： 本発明において、最後に（一例である）、図６等に示したエンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する状態を説明すると、このエンジンブロック１のスカート部１ｄは、図７の斜視図に示されており、このスカート部１ｄの各箇所の肉厚２と、各箇所の形状３を、例えば、レーザー式であって、非接触三次元測定機５で、断面の点群を計測し、点群データを図示しないコンピュータに取入れる。この非接触三次元測定機５は、多関節ロボット５００のアーム５００ａにセットし、このエンジンブロック１の全ての面を計測できる構造となっており、かつ後述するフライス盤６の近傍に設置し、前述と同様な実益を享受する。そして、このスカート部１ｄの計測を説明すると、図７−１〜図７−４がこの動作を説明している。即ち、図７−１の如く、このスカート部１ｄの上面１ｄ１を非接触三次元測定機５で計測する。また図７−２の如く、このスカート部１ｄの背面１ｄ２を非接触三次元測定機５で計測する。さらに図７−３の如く、このスカート部１ｄの正面１ｄ３を非接触三次元測定機５で計測する。この一例の動作で、エンジンブロック１のスカート部１ｄを計測する。
In the present invention, the state of measuring the skirt portion 1d of the
以上のようにして、エンジンブロック１のスカート部１ｄの計測と、点群データを図示しないコンピュータに取入る段階で終了する。
As described above, the measurement is finished at the stage where the measurement of the skirt portion 1d of the
： 本発明において、前述した一連の作業でコンピュータに取込んだ点群データの処理に当たるが、この点群データの処理の方法としては、市販のソフトを利用し、数値表示と、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度を確認する。 : In the present invention, it corresponds to the processing of the point cloud data taken into the computer by the series of operations described above. As a method of processing the point cloud data, commercially available software is used, such as numerical display and 3D model. Through the screen display, check the error and check the location where the mold needs to be corrected and its extent.
以上の説明では、エンジンブロック１のヘッド部１ａからエンジンブロック１のスカート部１ｄに亙って、四段階に順次切削し、計測する一例であったが、この説明は、あくまで一例であり、限定されない。そして、この切削し、計測する段階が多数になることで、計測の一層の正確性と、この計測に基づく点群データの一層の正確な入力が図れる特徴と、またこれに基づいて、金型の正確な補正ができる。従って、必要により、適宜変更できる。そして、前述したように、このエンジンブロック１は、直列四気筒の一例を説明したが、他の直列六気筒とか、Ｖ型六気筒、Ｖ型八気筒等にも対応可能である。
In the above description, it was an example of cutting and measuring sequentially in four stages from the head portion 1a of the
： 本発明において、以上で説明した点群及び／又は計測と、金型の補正に関する流れの概念を、図８に示したフローチャート図に基づいて、エンジンブロック１の肉厚・形状検査方法の一例を説明すると、エンジンブロック１をフライス盤６で、１ピッチ分をスライスし「（ＳＴ−１）」、その切削箇所を指定し、この切削箇所を非接触三次元測定機５で計測する「（ＳＴ−２）」。この計測数値（点群データ）をソフトウェアで統合する「（ＳＴ−３）」。コンピュータに入力された点群データを、数値表示するか、３Ｄモデル等の画面表示を介して、誤差の確認と、金型の補正が必要な箇所と、その程度等を、コンピュータの画面上で確認する「（ＳＴ−４）」。その後、前記点群データ及び／又は３Ｄモデルと、基本のモデルとの誤差を、コンピュータの画面上で確認するとともに、その誤差の許容範囲内であるか否かを検討する「（ＳＴ−５）」。この結果で、補正が必要な場合には、補正寸法及び／又は形状３を指示し、補正する「（ＳＴ−６）」。また必要がない場合には、完了する「（ＳＴ−７）」。また前記指示した後は、同様に完了する「（ＳＴ−７）」。
In the present invention, an example of a method for inspecting the thickness / shape of the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚・形状検査方法と、その装置においては、前述の如く、フライス盤６で切削時において、内部応力で、切削面（エンジンブロック１の全体又は所定の箇所）に歪みが発生される可能性があるが、極度の精密機器（超精密鋳造製品）でないので、原則として、問題とはならない。また歪みが発生する虞があれば、多段階に、又は強制冷却等で切削かつ計測することで、その問題点は解消できる。
In the method and apparatus for inspecting the thickness and shape of a cast product using the cutting and / or measurement of the present invention, as described above, the cutting surface (engine block 1) is caused by internal stress during cutting with the
： 本発明の切削及び／又は計測を利用して鋳造製品の肉厚・形状検査方法と、その装置においては、前述の説明に限らず、例えば、エンジンブロック１のウォータジャケット部、シリンダー室、オイルリターン部、シャフト軸穴部、給排気ポート部等の各箇所の肉厚２及び／又は形状３と、その寸法等の計測数値を、確実かつ簡易に行える特徴がある。そして、また本発明では、前述の一例における切削方向は、ヘッド部１ａから説明したが、スカート部１ｄからの方法や、側面の方向からの切削方法等が考えられ、何れの方向からも可能である。また本発明では、エンジンブロック１の鋳巣、損傷等の検知も可能となり、品質の向上と、鋳造技術、溶融技術等の技術の向上にも役立つ実益がある。
: A cutting and / or thickness and shape inspection method of the cast product by utilizing the measurement of the present invention, the apparatus is not limited to the above description, for example, the water jacket of the
： 本発明における鋳造製品の範囲に関し、前述のエンジンブロック１を始めとして、例えば、鋳造製品モデルから、この種の鋳造製品の製造過程における半製品まで、幅広く、この種の鋳造製品の肉厚２及び／又は外郭、各箇所、また全体等の寸法・形状３等の確認と、点検が可能となる。また金型の肉盛、切削等の各補正が確実かつ簡易に行える特徴がある。
Regarding the range of cast products in the present invention, including the
前述において、エンジンブロック１を対象物として説明したが、鋳造製品であれば対応可能であり、計測の対象物は、鋳造製品に限らず、鍛造やダイキャスト、その他射出整形品等、あらゆる複雑な形状の物品において可能である。
In the above description, the
また、切削機としてフライス盤６を用いて説明したが、切削機はシェーバー、スロッター、ワイヤーカット、レーザカット等表面を削り取れるものであれば何でもよい。
Although the
そして、図示は省略するが、側面からの計測も行うことが、望ましい。 And although illustration is omitted, it is desirable to perform measurement from the side.
１ エンジンブロック
１ａ ヘッド部
１ａ１ 上面
１ａ２ 背面
１ａ３ 正面
１ｂ 本体上部
１ｂ１ 上面
１ｂ２ 背面
１ｂ３ 正面
１ｃ 本体下部
１ｃ１ 上面
１ｃ２ 背面
１ｃ３ 正面
１ｄ スカート部
１ｄ１ 上面
１ｄ２ 背面
１ｄ３ 正面
２ 肉厚
３ 形状
５ 非接触三次元測定機
５００ 多関節ロボット
５００ａ アーム
６ フライス盤
６００ 刃物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
この鋳造製品を、テーブル上に固定する工程と、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する工程と、
この切削した平面を非接触で三次元に計測する工程と、
前記切削する工程と、計測する工程とを順次繰り返し、前記鋳造製品の上面から下面に亙って、作業を行う工程と、
前述の計測した数値を入力する工程と、
この入力した工程と、鋳造製品のモデルとの数値の誤差を演算処理する工程とで構成した鋳造製品の肉厚検査方法。 A method for inspecting the thickness of a cast product,
Fixing the cast product on a table;
Cutting the cast product fixed on the table; and
A step of measuring the cut plane in a three-dimensional manner without contact;
The step of cutting and the step of measuring are sequentially repeated, and the work is performed from the upper surface to the lower surface of the cast product,
Inputting the measured numerical value as described above;
A cast product thickness inspection method comprising the input process and a process of calculating a numerical error between the cast product model.
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査方法。 A method for inspecting a thickness of a cast product according to claim 1,
A method for inspecting the thickness of a cast product in which the cast product is an engine block.
この鋳造製品を、固定する切削機のテーブルと、
このテーブル上に固定した前記鋳造製品を、切削する前記切削機と、
この切削機に対峙するように設けた前記鋳造製品を、非接触で三次元に計測する非接触三次元測定機と、
この非接触三次元測定機の数値を入力するコンピュータと、で構成し、この非接触三次元測定機をロボット操作で駆動することを特徴とする自動化された鋳造製品の肉厚検査装置。 A thickness inspection device for cast products,
A table of a cutting machine for fixing the cast product,
The cutting machine for cutting the cast product fixed on the table;
A non-contact three-dimensional measuring machine for measuring the cast product provided to face the cutting machine in a three-dimensional manner without contact;
A computer for inputting numerical values of the non-contact three-dimensional measuring machine, and an automated thickness inspection apparatus for cast products, wherein the non-contact three-dimensional measuring machine is driven by a robot operation.
この鋳造製品が、エンジンブロックである鋳造製品の肉厚検査装置。 A thickness inspection apparatus for a cast product according to claim 3,
This cast product is an engine block thickness inspection device for cast products.
この切削機が、フライス盤である鋳造製品の肉厚検査装置。 A thickness inspection apparatus for a cast product according to claim 3,
This cutting machine is a milling machine wall thickness inspection device.
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| CN104776821A (en) * | 2015-03-27 | 2015-07-15 | 中国北方发动机研究所(天津) | Dimension estimation method for high-power-density diesel engine for vehicle |
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