JP2013224862A - 打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】打鋲されたリベットの打鋲高さを精度良く効率的に検査することが可能な打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】打鋲リベット検査装置は、外板10,11に打鋲されたリベット12に対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する検査用光源7と、検査用光源7が照射した光によって外板10上又はリベット12上に生じた影領域に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断する判断部とを備える。また、影領域を撮像する検査用カメラ8を更に備えてもよい。
【選択図】図5
【解決手段】打鋲リベット検査装置は、外板10,11に打鋲されたリベット12に対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する検査用光源7と、検査用光源7が照射した光によって外板10上又はリベット12上に生じた影領域に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断する判断部とを備える。また、影領域を撮像する検査用カメラ8を更に備えてもよい。
【選択図】図5
Description
本発明は、打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法に関するものである。
航空機の製造時に、例えば胴体の外板等の部材を形成するときには、2枚のパネルを合わせて穴を開け、2枚のパネル同士をリベット(鋲)で固定している。これらの工程は、穴開け及び打鋲を行う大型装置が用いられる。
特許文献1では、電動リベッタの位置決めシステムに関する発明が開示されている。
特許文献1では、電動リベッタの位置決めシステムに関する発明が開示されている。
リベットをパネルに打鋲した結果、リベットの打鋲高さが打鋲方向の上下にずれる場合がある。この原因は、主に、リベットの皿部が配置されるリベット皿穴を形成する際に、リベット皿穴の深さが浅すぎたり深すぎたりすることによる。その結果、リベットの上面がパネル面から高すぎたり低すぎたりするということが生じる。リベットの上下方向位置ずれによるパネルの不具合は、航空機の場合、機体強度の低下につながるため、リベットの打鋲作業をやり直しする必要がある。
打鋲されたリベットの検査は、検査員が目視で実施している。そのため、多くの検査人員、検査時間、及び検査員の高い習熟度を要することから、検査工程が非効率になっている。
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、打鋲されたリベットの打鋲高さを精度良く効率的に検査することが可能な打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る打鋲リベット検査装置は、被加工物に打鋲されたリベットに対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光によって前記被加工物上又は前記リベット上に生じた影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する判断部とを備える。
すなわち、本発明に係る打鋲リベット検査装置は、被加工物に打鋲されたリベットに対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光によって前記被加工物上又は前記リベット上に生じた影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する判断部とを備える。
この発明によれば、被加工物に打鋲されたリベットは、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光が照射され、被加工物上又はリベット上に影が生じる。影領域は、リベットの打鋲高さに応じて、影の長さや形状、面積が変化する。判断部は、影領域に基づいてリベットの打鋲高さの良否を判断する。打鋲高さが低すぎる場合、被加工物上の影領域は、打鋲高さが基準を満たす場合よりも影の長さが短く、形状や面積が小さくなる。また、打鋲高さが更に低くなって、リベット穴に入り込んでいる場合、リベット上に影が生じる。打鋲高さが高すぎる場合、被加工物上の影領域は、打鋲高さが基準を満たす場合よりも影の長さが長く、形状や面積が大きくなる。
上記発明において、前記影領域を撮像する撮像部を更に備え、前記判断部は、前記撮像部によって撮像された前記影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断してもよい。
この発明によれば、判断部は、撮像部が撮像した影領域に基づいてリベットの打鋲高さの良否を判断する。撮像部を用いることによって、予め定められた範囲の影領域を確実に検出できる。
上記発明において、前記判断部は、前記リベット端部から一方向に伸びる前記影領域の長さに基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断してもよい。
この発明によれば、リベットの打鋲高さは、リベット打鋲方向の上下方向で変わることから、リベットの打鋲高さに応じて、影領域の長さが変化する。そして、例えば影領域の長さが基準範囲内であれば、打鋲高さが適切であり、基準範囲外であれば、打鋲高さが低すぎ又は高すぎるため不良であると判断される。影領域の長さは、撮像された結果そのものの絶対値で判断されてもよいし、リベット直径に対する影領域の長さの比率である相対値で判断されてもよい。
上記発明において、前記判断部は、予め撮像範囲において、前記リベットから離れた第1検査点と、前記第1検査点よりも前記リベットから離れた第2検査点を設定し、前記第1検査点が前記影領域に含まれ、前記第2検査点が前記影領域に含まれないとき、前記リベットの打鋲高さが適切であると判断してもよい。
この発明によれば、リベットの打鋲高さは、リベット打鋲方向の上下方向で変わることから、リベットの打鋲高さに応じて、影領域の形状が変化する。そして、例えば影領域の長さが基準範囲内であれば、第1検査点が影領域に含まれ、第2検査点が影領域に含まれず、打鋲高さが適切であると判断される。一方、第1検査点と第2検査点が影領域に含まれない場合や、第1検査点と第2検査点の両方が影領域に含まれる場合は、打鋲高さが低すぎ又は高すぎるため、打鋲高さが不良であると判断される。
また、本発明に係る打鋲リベット検査装置は、レーザ変位計を用いて、被加工物に打鋲されたリベットと前記被加工物の少なくとも一部について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出する形状算出部と、前記形状算出部によって、算出された前記2次元形状に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する判断部とを備える。
この発明によれば、被加工物に打鋲されたリベットは、リベットの打鋲高さに応じて、被加工物からの高さが変化する。判断部は、形状算出部がレーザ変位計の結果から算出したリベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状に基づいてリベットの打鋲高さの良否を判断する。被加工物とリベット上面との距離が基準範囲内であれば、打鋲高さが適切であり、基準範囲外であれば、打鋲高さが低すぎ又は高すぎるため不良であると判断される。被加工物とリベット上面との距離は、算出された結果そのものの絶対値で判断されてもよいし、リベット直径に対する被加工物とリベット上面との距離である相対値で判断されてもよい。
上記発明において、前記判断部は、複数のリベットにおける前記撮像部による撮像結果を時系列で比較して、リベットの打鋲高さの変化の発生を判断してもよい。
この発明によれば、連続して複数のリベットを打鋲して、それぞれについて打鋲の深さを検査するとき、リベットの打鋲高さに変化が生じているか否かが判断される。したがって、特定のリベットのみ打鋲高さに不良が生じているのか、または、複数のリベットについて同一の原因で打鋲高さに不良が生じているのかを判断できる。
上記発明において、前記判断部は、複数のリベットにおける前記形状算出部による算出結果を時系列で比較して、リベットの打鋲高さの変化の発生を判断してもよい。
上記発明において、前記リベットの皿部が配置される前記被加工物に形成されたリベット皿穴の深さを確認する穴深さ確認部を更に備えてもよく、前記判断部は、前記穴深さ確認部で確認された前記リベット皿穴の深さに基づいて、前記リベット皿穴の深さの良否を判断する。
この発明によれば、打鋲前にリベット皿穴の深さが確認され、リベット皿穴の深さの良否が判断されることから、リベットの打鋲高さの結果と合わせることによって、リベットの打鋲高さの不良の原因が、リベット皿穴の深さによるものか否かを判断できる。
また、本発明に係る打鋲リベット検査方法は、照射部が、被加工物に打鋲されたリベットに対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射するステップと、撮像部が、前記照射部が照射した光によって前記被加工物上又は前記リベット上に生じた影領域を撮像するステップと、判断部が、前記撮像部によって撮像された前記影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断するステップとを備える。
また、本発明に係る打鋲リベット検査方法は、形状算出部が、レーザ変位計を用いて、被加工物に打鋲されたリベットと前記被加工物について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出するステップと、判断部が、前記形状算出部によって、算出された前記2次元形状に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断するステップとを備える。
本発明によれば、打鋲されたリベットの打鋲高さを精度良く効率的に検査することができる。
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係るリベット打鋲装置1の構成について説明する。
リベット打鋲装置1は、図1及び図2に示すように、位置決め用カメラ3、穴開け部4、打鋲部5、押さえ部6、検査用光源7、及び検査用カメラ8などからなる。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係るリベット打鋲装置1の構成について説明する。
リベット打鋲装置1は、図1及び図2に示すように、位置決め用カメラ3、穴開け部4、打鋲部5、押さえ部6、検査用光源7、及び検査用カメラ8などからなる。
以下では、外板10と外板11が重ね合わされて、リベットによって締結される場合について説明する。外板10,11は、被加工物の一例であって、例えば航空機の胴体の外板である。
外板10と外板11は、クランプ機構9によって挟まれ固定される。クランプ機構9は、外板10と外板11を上部から挟む上部クランプ9Aと下部から挟む下部クランプ9Bを備える。
外板10と外板11は、クランプ機構9によって挟まれ固定される。クランプ機構9は、外板10と外板11を上部から挟む上部クランプ9Aと下部から挟む下部クランプ9Bを備える。
位置決め用カメラ3、穴開け部4、押さえ部6、検査用光源7、及び検査用カメラ8は、上部機器取付け部2に一列で配置されており、上部機器取付け部2は、作業に応じて、配列方向に対して平行に移動される。
リベット打鋲装置1による打鋲動作は、図17に示す手順で行われる。
まず、位置決め用カメラ3が外板10を撮像し、撮像した結果に基づいて、画像を確認しながら、作業員の手動によってリベットを打鋲する位置が決められる(ステップS1)。そして、決定された位置に対して、穴開け部4による穴開けが行われる(ステップS2)。その後、上部機器取付け部2を移動させて、打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われる(ステップS3)。
まず、位置決め用カメラ3が外板10を撮像し、撮像した結果に基づいて、画像を確認しながら、作業員の手動によってリベットを打鋲する位置が決められる(ステップS1)。そして、決定された位置に対して、穴開け部4による穴開けが行われる(ステップS2)。その後、上部機器取付け部2を移動させて、打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われる(ステップS3)。
打鋲作業では、まず、リベット12が、図3の矢印で示す方向に、外板10と外板11に同時に形成されたリベット穴13に挿通される。そして、図4に示すように、リベット12の皿部12Aがリベット皿穴13Aに配置され、押さえ部6がリベット12の上面からリベット12を外板10に対して固定する。その後、打鋲部5が上下動して、リベット12の下端側からリベット12を叩くことによって、リベット12の先端をつぶして、外板10,11を締結する。打鋲部5は、コンプレッサ14からの圧縮空気を利用して駆動する。本明細書では、リベット12の挿通方向であって、打鋲部5が上下する方向をリベット打鋲方向という。
そして、本実施形態に係る打鋲リベット検査が実施される(ステップS4,ステップS5)。なお、リベット12を打鋲する位置の位置決め(ステップS1)は、打鋲する1箇所ごとに行い、1箇所の位置決めの後に穴開け、打鋲及び検査(ステップS2〜S6)を行ってもよいし、リベット12を打鋲する複数箇所の位置決め(ステップS1)を行い、その後、位置決めした複数の位置について、穴開け、打鋲及び検査(ステップS2〜S6)を、位置を変えながら繰り返し行ってもよい。
以下、打鋲リベット検査について詳述する。
打鋲リベット検査は、検査用光源7と、検査用カメラ8と、判断部(図示せず。)と、記憶部(図示せず。)等によって行われる。判断部や記憶部は、例えばパーソナルコンピュータ等のCPUやメモリを用いて実行される。
打鋲リベット検査は、検査用光源7と、検査用カメラ8と、判断部(図示せず。)と、記憶部(図示せず。)等によって行われる。判断部や記憶部は、例えばパーソナルコンピュータ等のCPUやメモリを用いて実行される。
検査用光源7は、照射部の一例であり、例えば白色光である。検査用光源7は、図1や図5等に示すように、外板10,11に打鋲されたリベット12に向けて、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する。その結果、外板10上又はリベット12上に影が生じる。影領域は、リベット12の打鋲高さに応じて、影の長さや形状、面積が変化する。リベット12の打鋲高さが適切であれば、図5に示すリベット12上に生じた影領域C1の影の長さL1が予め定められた基準範囲の長さに収まる。
検査用カメラ8は、撮像部の一例であり、撮像素子を備えて、検査用光源7が照射した光によって外板10上又はリベット12上に生じた影領域を撮像する。検査用カメラ8を用いることによって、予め定められた範囲の影領域を確実に検出できる。なお、検査用カメラ8の代わりに、光検出センサーを使用して予め定められた範囲の影領域を検出してもよい。
判断部は、検査用カメラ8によって撮像された影領域C1に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断する。具体的には、判断部は、リベット12の端部から一方向に伸びる影領域C1の長さL1に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断する。長さL1が基準範囲内であれば、打鋲高さが適切であり、基準範囲外であれば、打鋲高さが低すぎ又は高すぎるため不良であると判断される。影領域C1の長さL1が基準範囲内であるか否かの判断は、撮像された結果そのものの絶対値を用いて判断されてもよいし、リベット12の直径に対する影領域C1の長さの比率である相対値を用いて判断されてもよい。長さL1の基準範囲は、本検査の前の準備試験、シミュレーション等によって得られる。
リベット打鋲装置1による検査動作は、図17に示す手順で行われる。
まず、ステップS3で打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われた後、上部機器取付け部2が移動して、打鋲されたリベット12の上部に検査用カメラ8が配置される。そして、検査用光源7がリベット12に光を照射して、検査用カメラ8が外板10上又はリベット12上に生じた影領域を撮像する(ステップS4)。その後、判断部が、撮像された影領域に基づいて打鋲高さの良否を判断し(ステップS5)、記憶部が判断結果を記録・保存する(ステップS6)。不良と判断されたリベット12は、後ほど個別に検査員による目視で再度検査が行われる。
まず、ステップS3で打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われた後、上部機器取付け部2が移動して、打鋲されたリベット12の上部に検査用カメラ8が配置される。そして、検査用光源7がリベット12に光を照射して、検査用カメラ8が外板10上又はリベット12上に生じた影領域を撮像する(ステップS4)。その後、判断部が、撮像された影領域に基づいて打鋲高さの良否を判断し(ステップS5)、記憶部が判断結果を記録・保存する(ステップS6)。不良と判断されたリベット12は、後ほど個別に検査員による目視で再度検査が行われる。
リベット12の打鋲高さが打鋲方向の上下にずれる原因は、主に、リベット皿穴13Aを形成する際に、リベット皿穴13Aの深さが浅すぎたり深すぎたりすることによる。リベット皿穴13Aの深さは、加工時の穴開け部4の上下方向の位置ずれ、外板10,11の上下方向の位置ずれによって、変動する。リベット皿穴13Aの深さが浅くなる原因としては、上記のほかに、外板10,11とクランプ機構9の間に切り粉が挟まったり、クランプ機構9の締結力が弱く、外板10,11間に隙間が生じていたり、外板10,11が傾斜していたりすることなどがある。
図8(a)、(c)、(e)は、それぞれ、リベット穴13のリベット皿穴13Aが基準深さを満たす場合、深すぎる場合、浅すぎる場合を示す。図8(b)、(d)、(f)は、図8(a)、(c)、(e)に示すリベット皿穴13Aが形成されたとき、それぞれリベット12の打鋲高さが変化することを示している。すなわち、リベット皿穴13Aが基準深さを満たせば、リベット12の打鋲高さが適切になる。一方、リベット皿穴13Aが深すぎる場合は、打鋲高さが低くなって、リベット12の上面は外板10の上面からの距離が短くなる。また、リベット皿穴13Aが浅すぎる場合は、打鋲高さが高くなって、リベット12の上面は外板10の上面からの距離が長くなる。
本実施形態の打鋲検査方法において、打鋲高さが低い場合、影領域は、図6に示す囲みA1内の外板10上に生じず、囲みA2内のリベット12の上面に生じる。また、打鋲高さが高い場合、影領域C1は、図7に示す囲みA1内の外板10上に生じ、かつ、長さL1が基準範囲よりも長くなる。従って、判断部は、影領域の形成場所や影の長さに応じて、打鋲高さが低すぎる又は高すぎると判断できる。
上述のとおり、本実施形態によれば、検査用カメラ8の撮像結果から得られるリベット12の影の長さに基づいて、リベットの打鋲高さの良否が判断されることから、精度良く迅速に検査が行われる。したがって、打鋲検査にかかる時間や手間を低減できる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態では、判断部が、影領域C1に基づいてリベット12の打鋲高さの良否を判断する際、影領域C1の長さL1に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断するとしたが、本発明はこの例に限定されない。
例えば、図9及び図10に示すように、予め撮像範囲において、リベット12から離れた第1検査点P1と、第1検査点P1よりもリベット12から離れた第2検査点P2を設定しておき、第1検査点P1と第2検査点P2が影領域C1に含まれるか否かでリベット12の打鋲高さの良否を判断してもよい。
上記実施形態では、判断部が、影領域C1に基づいてリベット12の打鋲高さの良否を判断する際、影領域C1の長さL1に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断するとしたが、本発明はこの例に限定されない。
例えば、図9及び図10に示すように、予め撮像範囲において、リベット12から離れた第1検査点P1と、第1検査点P1よりもリベット12から離れた第2検査点P2を設定しておき、第1検査点P1と第2検査点P2が影領域C1に含まれるか否かでリベット12の打鋲高さの良否を判断してもよい。
検査用光源7と検査用カメラ8は、上述した実施形態と同様である。
判断部は、予め設定された第1検査点P1と第2検査点P2を用いて、第1検査点P1が影領域C1に含まれ、第2検査点P2が影領域に含まれないとき、リベット12の打鋲高さが適切であると判断する。
判断部は、予め設定された第1検査点P1と第2検査点P2を用いて、第1検査点P1が影領域C1に含まれ、第2検査点P2が影領域に含まれないとき、リベット12の打鋲高さが適切であると判断する。
一方、第1検査点P1と第2検査点P2が影領域C1に含まれない場合は、打鋲高さが低すぎるため、打鋲高さが不良であると判断される。また、第1検査点P1と第2検査点P2の両方が影領域C1に含まれる場合は、打鋲高さが高すぎるため、打鋲高さが不良であると判断される。
第1検査点P1と第2検査点P2の位置は、本検査の前の準備試験、シミュレーション等によって得られる。第1検査点P1と第2検査点P2は、検査用カメラ8における撮像素子の1ピクセルではなく、複数ピクセルからなる領域であることが望ましい。そして、第1検査点P1又は第2検査点P2に該当する領域の平均輝度等から、第1検査点P1又は第2検査点P2が影領域C1に含まれているか否かが判断される。
上述のとおり、本実施形態によれば、検査用カメラ8の撮像結果から得られるリベット12の影が二つの検査点(第1検査点P1と第2検査点P2)含まれるか否かに基づいて、リベットの打鋲高さの良否が判断されることから、精度良く迅速に検査が行われる。したがって、打鋲検査にかかる時間や手間を低減できる。
なお、上記実施形態では、検査用光源7が一方向から光を照射する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、2箇所以上から光を照射したり、検査用光源7がリベット12の軸線周りを回転移動しながら光を照射したりしてもよい。そして、複数個所で影の長さを測定したり、二つの検査点を設定したりすることで、外板10,11がダブルコンターのように複雑な曲面を有する場合でも、リベット12の打鋲高さの良否を正確に判断できる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係るリベット打鋲装置1について説明する。
上述した第1実施形態では、検査用光源7と検査用カメラ8を用いて、リベット12の打鋲状態を把握する場合について説明したが、本実施形態では、図11に示すように、2次元レーザ変位計19を用いて、リベット12の打鋲状態を把握する。
次に、本発明の第2実施形態に係るリベット打鋲装置1について説明する。
上述した第1実施形態では、検査用光源7と検査用カメラ8を用いて、リベット12の打鋲状態を把握する場合について説明したが、本実施形態では、図11に示すように、2次元レーザ変位計19を用いて、リベット12の打鋲状態を把握する。
2次元レーザ変位計19は、第1実施形態で説明した上部機器取付け部2の検査用カメラ8の位置に設置される。2次元レーザ変位計19は、対象物までの距離を測定することができる。
また、本実施形態のリベット打鋲装置は、形状算出部(図示せず。)を備える。形状算出部は、例えばパーソナルコンピュータ等のCPUやメモリを用いて実行される。形状算出部は、2次元レーザ変位計19が対象物を走査することによって得られる結果に基づいて、平面内の対象物の2次元形状を算出する。形状算出部は、例えば、図12(b)に示すように、外板10に打鋲されたリベット12と外板10の少なくとも一部について、リベット打鋲方向に対して平行な断面(図12(a)参照)の2次元形状を算出する。
判断部は、形状算出部によって算出された2次元形状に基づいて、リベット12の打鋲高さの良否を判断する。形状算出部によって算出された2次元形状によれば、外板10と外板10に打鋲されたリベット12の関係を把握することができ、外板10とリベット12上面との距離L2を算出できる。
外板10とリベット12上面との距離L2が基準範囲内であれば、打鋲高さが適切であり、基準範囲外であれば、打鋲高さが低すぎ又は高すぎるため不良であると判断される。外板10とリベット12上面との距離L2が基準範囲内であるか否かの判断は、算出された結果そのものの絶対値を用いて判断されてもよいし、リベット直径に対する被加工物とリベット上面との距離L2の比率である相対値を用いて判断されてもよい。外板10とリベット12上面との距離L2の基準範囲は、本検査の前の準備試験、シミュレーション等によって得られる。
リベット打鋲装置1による検査動作は、図18に示す手順で行われる。
まず、ステップS3で打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われた後、上部機器取付け部2が移動して、打鋲されたリベット12の上部に2次元レーザ変位計19が配置される。そして、2次元レーザ変位計19が外板10及びリベット12までの距離L2を測定し、形状算出部が、リベット12と外板10について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出する(ステップS7)。その後、判断部が、算出された2次元形状に基づいて打鋲高さの良否を判断し(ステップS5)、記憶部が判断結果を記録・保存する(ステップS6)。不良と判断されたリベット12は、後ほど個別に検査員による目視で再度検査が行われる。
まず、ステップS3で打鋲部5と押さえ部6による打鋲が行われた後、上部機器取付け部2が移動して、打鋲されたリベット12の上部に2次元レーザ変位計19が配置される。そして、2次元レーザ変位計19が外板10及びリベット12までの距離L2を測定し、形状算出部が、リベット12と外板10について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出する(ステップS7)。その後、判断部が、算出された2次元形状に基づいて打鋲高さの良否を判断し(ステップS5)、記憶部が判断結果を記録・保存する(ステップS6)。不良と判断されたリベット12は、後ほど個別に検査員による目視で再度検査が行われる。
上述のとおり、本実施形態によれば、2次元レーザ変位計19を用いて得られる2次元形状から、外板10とリベット12上面との間の距離L2が求められる。そして、外板10とリベット12上面との間の距離L2に基づいて、リベットの打鋲高さの良否が判断されることから、精度良く迅速に検査が行われる。したがって、打鋲検査にかかる時間や手間を低減できる。
なお、上記実施形態では、2次元レーザ変位計19がリベット12及び外板10を一方向に走査して、一つの2次元形状を算出する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、互いに垂直な2方向、すなわち、リベット12を上面から見て十字となるように2次元レーザ変位計19がリベット12及び外板10を走査して、二つの2次元形状を算出してもよい。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る打鋲リベット検査装置1について説明する。
第1、第2実施形態は、個々のリベット12について、打鋲高さの良否を判断する場合について説明したが、本実施形態では、連続して検査されたリベット12の打鋲高さの推移に基づいて、打鋲高さに不具合が生じた場合の原因を推測する。
次に、本発明の第3実施形態に係る打鋲リベット検査装置1について説明する。
第1、第2実施形態は、個々のリベット12について、打鋲高さの良否を判断する場合について説明したが、本実施形態では、連続して検査されたリベット12の打鋲高さの推移に基づいて、打鋲高さに不具合が生じた場合の原因を推測する。
第3実施形態は、第1、第2実施形態において把握されたリベット12の打鋲状態を用いて、判断部が、リベット12の打鋲高さの変化の発生を判断する。第1実施形態の場合、判断部は、複数のリベット12における検査用カメラ8による撮像結果を時系列で比較して、リベット12の打鋲高さの変化の発生を判断する。第2実施形態の場合、判断部は、複数のリベット12における形状算出部による算出結果を時系列で比較して、リベット12の打鋲高さの変化の発生を判断する。例えば、2回以上連続して打鋲高さに不良が生じれば、同一の不良原因が生じていると判断する。そして、判断部が不良と判断した場合は、例えば、不良発生の情報を記録したり、不良発生を知らせる信号を出したりする。具体的には、操作盤や制御盤等に不良発生を表示し、作業員に不良が発生している旨を通知してもよい。
リベット12の打鋲高さが連続して基準範囲内であったものが、あるリベット12を境にして、連続して基準範囲外となっている場合、同一の原因で打鋲高さに不良が生じていると判断できる。例えば、クランプ機構9と外板10,11の間に切り粉(切削片)が挟まれている場合、リベット皿穴13Aが浅くなって、打鋲高さが高くなる。切り粉の挟み込みは、連続して生じる場合が多いことから、連続して基準範囲外となっている場合に、不具合の原因の一つとして推測することができる。一方、特定のリベット12のみ打鋲高さに不良が生じ、他のリベット12の打鋲高さが適切である場合は、不良が生じたリベット12についてのみ対策を生じればよいと推測できる。
以上、本実施形態によれば、連続して複数のリベット12を打鋲し検査する場合、打鋲高さに不良が生じたとき、不具合の原因を推測することができ、迅速な処置をとることも可能になる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る打鋲リベット検査装置1について説明する。
第1〜第3実施形態では、リベット12を締結した後、リベット12の打鋲高さの良否を判断する場合について説明したが、本実施形態では、ステップS2のリベット穴13の穴開け後、かつ、ステップS3のリベット12の打鋲前にリベット皿穴13Aの深さを確認する。なお、本実施形態でも、第1〜第3実施形態と同様に、リベット12を締結した後、リベット12の打鋲高さの良否を判断してもよい。
次に、本発明の第4実施形態に係る打鋲リベット検査装置1について説明する。
第1〜第3実施形態では、リベット12を締結した後、リベット12の打鋲高さの良否を判断する場合について説明したが、本実施形態では、ステップS2のリベット穴13の穴開け後、かつ、ステップS3のリベット12の打鋲前にリベット皿穴13Aの深さを確認する。なお、本実施形態でも、第1〜第3実施形態と同様に、リベット12を締結した後、リベット12の打鋲高さの良否を判断してもよい。
リベット皿穴13Aの深さの確認方法は、例えば、下記の2通りの方法がある。
まず、(1)撮像結果に基づいてリベット皿穴13Aの深さを確認する方法について説明する。
本方法では、図13に示すように、検査用光源・カメラ15が、外板10,11に形成されたリベット穴13に向けて、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する。検査用光源・カメラ15は、リベット打鋲方向に対して斜め方向からリベット穴13を撮像し、例えば図14に示すような画像を取得する。照射・撮像方向を斜めとすることで、リベット皿穴13Aの深さが確認しやすくなる。
まず、(1)撮像結果に基づいてリベット皿穴13Aの深さを確認する方法について説明する。
本方法では、図13に示すように、検査用光源・カメラ15が、外板10,11に形成されたリベット穴13に向けて、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する。検査用光源・カメラ15は、リベット打鋲方向に対して斜め方向からリベット穴13を撮像し、例えば図14に示すような画像を取得する。照射・撮像方向を斜めとすることで、リベット皿穴13Aの深さが確認しやすくなる。
光を照射した結果、リベット皿穴13Aは、図14に示すように、テーパー部分内面B1と円筒部分内面B2とで輝度に差が生じる。例えば、円筒部分内面B2がテーパー部分内面B1よりも明るくなる。そこで、本方法では、画像からリベット皿穴13Aの円筒部分内面B2を特定し、円筒部分内面B2の深さ(皿深さL3)を算出する。
次に、(2)皿深さ計測部16を用いてリベット皿穴13Aの深さを確認する方法について説明する。
本方法では、図15に示すように、上部機器取付け部2に設置された皿深さ計測部16を用いて、リベット皿穴13Aの深さが算出される。皿深さ計測部16は、図16に示すように、支持部17と当接部18を備え、上下動が可能である。皿深さ計測部16は、外板10に形成されたリベット皿穴13Aの上方から外板10の上面に下降し、支持部17の下端が外板10の上面に設置される。そして、当接部18が更に下降して、リベット皿穴13Aに当接する。このとき、当接部18の初期位置からリベット皿穴13Aに当接するまでの移動距離L4を測定する。予め円筒部分内面B2の深さ(皿深さL3)と当接部18の移動距離L4の関係を得ておけば、測定されたL4から皿深さL3を算出できる。
本方法では、図15に示すように、上部機器取付け部2に設置された皿深さ計測部16を用いて、リベット皿穴13Aの深さが算出される。皿深さ計測部16は、図16に示すように、支持部17と当接部18を備え、上下動が可能である。皿深さ計測部16は、外板10に形成されたリベット皿穴13Aの上方から外板10の上面に下降し、支持部17の下端が外板10の上面に設置される。そして、当接部18が更に下降して、リベット皿穴13Aに当接する。このとき、当接部18の初期位置からリベット皿穴13Aに当接するまでの移動距離L4を測定する。予め円筒部分内面B2の深さ(皿深さL3)と当接部18の移動距離L4の関係を得ておけば、測定されたL4から皿深さL3を算出できる。
以上のいずれかの方法によって、リベット皿穴13Aの深さを確認した後、リベット皿穴13Aの深さの良否を判断し、深さが適切であれば、リベット12の打鋲を行う。深さが不良である場合は、リベット12の打鋲を行わず、検査員の目視による再検査を行う。
本実施形態によれば、打鋲前にリベット皿穴13Aの深さが確認されることから、リベット皿穴13Aが深すぎ又は浅すぎることによる打鋲高さの不良を回避でき、より適切な打鋲を行うことができる。また、打鋲前にリベット皿穴13Aの深さが確認され、リベット皿穴13Aの深さが適切である場合に、第1〜第3の実施形態で打鋲高さに不良があると判断されたときは、リベット皿穴13Aの深さ以外に不具合の原因があると推測できる。
1 リベット打鋲装置
2 上部機器取付け部
3 位置決め用カメラ
4 穴開け部
5 打鋲部
6 押さえ部
7 検査用光源(照射部)
8 検査用カメラ(撮像部)
9 クランプ機構
10,11 外板
12 リベット
12A 皿部
13 リベット穴
13A リベット皿穴
14 コンプレッサ
15 検査用光源・カメラ
16 皿深さ計測部
17 支持部
18 当接部
19 2次元レーザ変位計
2 上部機器取付け部
3 位置決め用カメラ
4 穴開け部
5 打鋲部
6 押さえ部
7 検査用光源(照射部)
8 検査用カメラ(撮像部)
9 クランプ機構
10,11 外板
12 リベット
12A 皿部
13 リベット穴
13A リベット皿穴
14 コンプレッサ
15 検査用光源・カメラ
16 皿深さ計測部
17 支持部
18 当接部
19 2次元レーザ変位計
Claims (11)
- 被加工物に打鋲されたリベットに対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射する照射部と、
前記照射部が照射した光によって前記被加工物上又は前記リベット上に生じた影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する判断部と、
を備える打鋲リベット検査装置。 - 前記影領域を撮像する撮像部を更に備え、
前記判断部は、前記撮像部によって撮像された前記影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する請求項1に記載の打鋲リベット検査装置。 - 前記判断部は、複数のリベットにおける前記撮像部による撮像結果を時系列で比較して、リベットの打鋲高さの変化の発生を判断する請求項2に記載の打鋲リベット検査装置。
- 前記判断部は、前記リベット端部から一方向に伸びる前記影領域の長さに基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する請求項1から3のいずれか1項に記載の打鋲リベット検査装置。
- 前記判断部は、
予め撮像範囲において、前記リベットから離れた第1検査点と、前記第1検査点よりも前記リベットから離れた第2検査点を設定し、
前記第1検査点が前記影領域に含まれ、前記第2検査点が前記影領域に含まれないとき、前記リベットの打鋲高さが適切であると判断する請求項1から3のいずれか1項に記載の打鋲リベット検査装置。 - レーザ変位計を用いて、被加工物に打鋲されたリベットと前記被加工物の少なくとも一部について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出する形状算出部と、
前記形状算出部によって、算出された前記2次元形状に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断する判断部と、
を備える打鋲リベット検査装置。 - 前記判断部は、複数のリベットにおける前記形状算出部による算出結果を時系列で比較して、リベットの打鋲高さの変化の発生を判断する請求項6に記載の打鋲リベット検査装置。
- 前記リベットの皿部が配置される前記被加工物に形成されたリベット皿穴の深さを確認する穴深さ確認部を更に備え、
前記判断部は、前記穴深さ確認部で確認された前記リベット皿穴の深さに基づいて、前記リベット皿穴の深さの良否を判断する請求項1から7のいずれか1項に記載の打鋲リベット検査装置。 - 照射部が、被加工物に打鋲されたリベットに対して、リベット打鋲方向に対して斜め方向から光を照射するステップと、
判断部が、前記照射部が照射した光によって前記被加工物上又は前記リベット上に生じた影領域に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断するステップと、
を含む打鋲リベット検査方法。 - 形状算出部が、レーザ変位計を用いて、被加工物に打鋲されたリベットと前記被加工物について、リベット打鋲方向に対して平行な断面の2次元形状を算出するステップと、
判断部が、前記形状算出部によって、算出された前記2次元形状に基づいて、前記リベットの打鋲高さの良否を判断するステップと、
を含む打鋲リベット検査方法。 - 穴深さ確認部が、前記リベットの皿部が配置される前記被加工物に形成されたリベット皿穴の深さを確認するステップと、
前記判断部が、前記穴深さ確認部で確認された前記リベット皿穴の深さに基づいて、前記リベット皿穴の深さの良否を判断するステップと、
を更に含む請求項9又は10に記載の打鋲リベット検査方法。
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JP2012096901A JP2013224862A (ja) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法 |
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JP2012096901A Pending JP2013224862A (ja) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 打鋲リベット検査装置及び打鋲リベット検査方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018034232A (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | ファナック株式会社 | 流体噴射装置 |
KR101841688B1 (ko) * | 2016-06-22 | 2018-03-26 | 한국항공우주산업 주식회사 | 리벳 처리 장치 및 처리 방법 |
CN111050945A (zh) * | 2017-07-28 | 2020-04-21 | 赛峰集团 | 飞机的铆接方法 |
CN114505442A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-05-17 | 无锡贝斯特精机股份有限公司 | 机器人钻铆工作站对铆机构及控制方法 |
CN115082446A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-20 | 南京航空航天大学 | 一种基于图像边界提取的飞机蒙皮铆钉的测量方法 |
-
2012
- 2012-04-20 JP JP2012096901A patent/JP2013224862A/ja active Pending
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