JP2020082213A

JP2020082213A - 罫書き用治具

Info

Publication number: JP2020082213A
Application number: JP2018214967A
Authority: JP
Inventors: 謙治和木; Kenji Waki; 行拓佐野; Yukihiro Sano
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-15
Also published as: JP7084853B2

Abstract

【課題】接触式３次元測定器を用い、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、構造物の表面に罫書き線を記入可能にする。【解決手段】罫書き用治具は、球状の先端部を有するプローブが設けられた接触式３次元測定器と組み合わせられる罫書き用治具であって、構造物の製造途中の中間品であるワークの表面に着脱自在に固定される固定部と、プローブの先端部を保持すると共にプローブをワークの表面に沿って位置決めするプローブ受部と、を備え、固定部がワークの表面に固定された状態において、ワークの表面に垂直な方向に沿って延びるポンチ挿入孔が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、構造物の製造途中の中間品に罫書き線を記入する際に用いられる罫書き用治具に関する。

鉄道車両の台車枠等の構造物を製造する場合、構造物の製造途中の中間品（以下、単に中間品とも称する。）に、他の部品を取り付けるための取付部が、機械加工により形成されることがある。

取付部は、例えば、中間品の表面に予め記入された罫書き線に基づいて、中間品の正確な位置に形成される必要がある。このため、一例として、作業者が中間品を定盤上に載置した後、中間品と定盤との位置合わせを行い、中間品の表面に罫書き線を記入する方法が知られている。

また別の例として、特許文献１に開示された方法が知られている。この方法では、光学式３次元測定器を用い、中間品の表面形状をレーザ光により測定して３次元モデルを構築し、この３次元モデルを設計モデルと比較する。これにより、中間品に存在する歪によって、中間品の形状が設計モデルの形状に比べてどのようにずれているかを調べ、当該ずれの量が最小となるように中間品と設計モデルとの位置関係を調整した上で、中間品の表面に罫書き線を記入する。

特許第４４４４８８１号公報

しかしながら、定盤を用いる上記方法では、手作業により、作業者が中間品と定盤との位置合わせを行うと共に、罫書き線の記入位置を計算する必要がある。また、特許文献１の方法では、中間品の罫書き線の記入位置を算出するために、光学式３次元測定器により測定した中間品の表面の膨大な数の測定点に基づいて３次元モデルを構築した後、この３次元モデルを設計モデルとフィッティングさせることにより中間品の座標系と設計モデル同士の座標系を合わせた上で、３次元モデルから特定の位置情報を抽出する必要がある。このため、上記したいずれの方法も、作業時間が長時間に及ぶと共に作業負担が増大するおそれがある。

そこで本発明は、接触式３次元測定器を用い、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、構造物の表面に罫書き線を記入可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る罫書き用治具は、球状の先端部を有するプローブが設けられた接触式３次元測定器と組み合わせられる罫書き用治具であって、構造物の製造途中の中間品であるワークの表面に着脱自在に固定される固定部と、前記プローブの前記先端部を保持すると共に前記プローブを前記ワークの前記表面に沿って位置決めするプローブ受部と、を備え、前記固定部が前記ワークの前記表面に固定された状態において、前記ワークの前記表面に垂直な方向に沿って延びるポンチ挿入孔が設けられている。

上記構成によれば、ワークの表面に罫書き用治具が固定部により固定された状態で、プローブの球状の先端部がプローブ受部に保持されることで、プローブがワークの表面に沿って位置決めされる。

ここで、接触式３次元測定器によりワークの座標位置を予め把握しておくことで、プローブが位置決めされた位置に対応して、罫書き用治具のポンチ挿入孔のワークの表面に対する位置を接触式３次元測定器により迅速に算出できる。よって、当該算出結果に基づいて、ワークの表面の目標とする位置に対応してポンチ挿入孔が配置されるように、罫書き用治具をワークの表面に素早く固定できる。

これにより、ポンチ挿入孔がワークの表面の目標とする位置に対応して配置されるように罫書き用治具が固定された状態で、ポンチ挿入孔にポンチを挿入してワークの表面を打刻することで、ワークの表面の正確な位置でワークを迅速に打刻できる。よって、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、ワークの表面に複数の打点を形成し、各打点を通過するように、ワークの表面に罫書き線を記入できる。

本発明によれば、接触式３次元測定器を用い、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、構造物の表面に罫書き線を記入できる。

実施形態に係る接触式３次元測定器と罫書き用治具との斜視図である。図１の罫書き用治具の斜視図である。図１の罫書き用治具の鉛直断面図である。図１の罫書き用治具の背面図である。図１の罫書き用治具を用いてワークの表面に罫書き線を記入する方法のフローチャートである。ポンチが挿入された図１の罫書き用治具の鉛直断面図である。図１のワークに記入された罫書き線を示すワークの正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。図１は、実施形態に係る接触式３次元測定器１と罫書き用治具１０との斜視図である。図２は、図１の罫書き用治具１０の斜視図である。図３は、図１の罫書き用治具１０の鉛直断面図である。図４は、図１の罫書き用治具１０の背面図である。図３では、プローブ２ｅ及び先端部２ｆは、外観形状が示されている。

図１に示すように、接触式３次元測定器１は、一例としてアーム式であり、アームユニット２とコンピュータ３とを備える。アームユニット２は、多軸（一例として６軸）式であり、連結された複数のアーム２ａ〜２ｄを有する。最も先端側のアーム２ｄには、長尺状のプローブ２ｅが設けられている。プローブ２ｅには、球状に形成されてワークＷと接触する先端部２ｆが設けられている。プローブ２ｅの先端部２ｆは、オペレータにより手動で移動される。ワークＷは、構造物の製造途中の中間品である。構造物は、一例として鉄道車両用台車枠であり、ワークＷは、横梁である。

アームユニット２は、ベース台２ｇと複数の関節部分とを更に有する。ベース台２ｇは、ワークＷの上面、又は床面等に載置される。ワークＷの表面にベース台２ｇの適切な取付個所が無い場合、ワークＷにベース台２ｇを締結部材等により固定してもよい。各関節部分では、隣接する２つのアーム２ａ〜２ｄが所定の回転軸回りに相対的に回転する。各間接部分には、エンコーダが内蔵されている。隣接する２つのアーム２ａ〜２ｄの回転量は、エンコーダにより検出され、その検出信号が、ケーブル４による有線通信、又は無線通信によりコンピュータ３に入力される。

これにより接触式３次元測定器１では、オペレータがプローブ２ｅの先端部２ｆの位置を手動で移動させて、ワークＷの表面に先端部２ｆを点接触させることにより、当該接触点における３次元の座標位置を測定することが可能になっている。

コンピュータ３は、一例としてパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭの他、オペレータが入力する情報を受け付ける入力部３ａと、オペレータに所定情報を表示する表示部３ｂとを有する。

ＲＯＭには、制御プログラムが格納されている。ＲＡＭは、所定情報を記憶する。この所定情報には、入力部３ａを介して入力される設定情報の他、アームユニット２により計測されたワークＷの複数の座標位置についての情報と、ワークＷの設計図である３次元の設計モデル（３ＤＣＧ）１０のデータとが含まれている。

コンピュータ３のＣＰＵは、制御プログラムに基づいて、アームユニット２により計測されたワークＷの複数の位置情報を読み込むと共に、この位置情報が示す座標位置を、ワークＷの設計モデルが置かれたモデル空間（仮想空間）内の座標にプロットし、表示部３ｂに表示させる。なお接触式３次元測定器１は、アーム式以外の方式のものでもよい。

図１〜４に示すように、罫書き用治具１０は、ワークＷの表面に固定され、接触式３次元測定器１により座標位置が測定されたワークＷの表面の目標とする位置で、ポンチ５（図６参照）によりワークＷを打刻して罫書き線を記入するために用いられる。

罫書き用治具１０は、球状の先端部２ｆを有するプローブ２ｅが設けられた接触式３次元測定器１と組み合わせられる。罫書き用治具１０は、固定部１１、スライダ装置１３、ブラケット１９、プローブ受部１６、ダイヤル１７、及びレバー１８を備える。

固定部１１は、ワークＷの表面に着脱自在に固定される。一例として、固定部１１は、磁石を有し、ワークＷの表面に磁力により着脱自在に吸着される。固定部１１のワークＷと対向する面（底面）は、一例として平坦面であり、ワークＷの表面と面接触する。なお、ワークＷの表面に対する固定部１１の固定方式は、磁力を利用する方式以外の方式でもよい。

固定部１１のブラケット１９側とは反対側の側面には、レバー１８が設けられている。レバー１８を操作することにより、レバー１８に連動して固定部１１の一部がワークＷの表面に向けて突出し、固定部１１がワークＷの表面から脱離される。

スライダ装置１３は、ブラケット１９を介してプローブ受部１６と連結される。スライダ装置１３は、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態において、プローブ受部１６及び後述するポンチ挿入孔１０ａのワークＷの表面に対する位置を調節するために用いられる。本実施形態のスライダ装置１３は、プローブ受部１６をワークＷの表面に沿った少なくとも一方向に往復自在に移動させる。

一例としてスライダ装置１３は、互いに組み合わされた第１ブロック１４と第２ブロック１５とを有する。第１ブロック１４と第２ブロック１５とは、罫書き用治具１０が固定されるワークＷの表面に垂直な方向に重ねて配置されている。即ち、ワークＷの表面に向かう方向を下側とすると、第２ブロック１５は、第１ブロック１４の上に重ねて配置されている。第１ブロック１４は、取付板１２を介して固定部１１と固定されている。第２ブロック１５は、第１ブロック１４と一方向（図２，３ではＹ方向）に相対移動する。第２ブロック１５には、ブラケット１９が連結されている。

スライダ装置１３を操作して、第２ブロック１５を第１ブロック１４に対して相対移動させることで、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態で、ワークＷの表面に対するプローブ受部１６及びポンチ挿入孔１０ａの位置が、一定範囲で微調整される。ここで言う微調整とは、固定部１１をワークＷの表面に固定した状態で第２ブロック１５を第１ブロック１４に対して相対移動させることによりワークＷの表面に対するプローブ受部１６及びポンチ挿入孔１０ａの位置を調整することを指す。

図３及び４に示されるように、本実施形態の第１ブロック１４には、ダイヤル１７が設けられている。ダイヤル１７を回転させることで、スライダ装置１３の第２ブロック１５が第１ブロック１４に対して一方向に相対移動させられる。第２ブロック１５と第１ブロック１４との同じ側の各側面には、第２ブロック１５と第１ブロック１４との相対位置を示す目盛１５ａ，１４ａ（上目盛１５ａ，下目盛１４ａ）が設けられている。

スライダ装置１３の移動機構は、一例として、ダイヤル１７の回転軸と、当該回転軸の先端に取り付けられたピニオンギヤと、当該ピニオンギヤと噛み合うように第２ブロック１５に取り付けられたラックギヤとを有する。当該移動機構によれば、ダイヤル１７の回転軸と共にピニオンギヤが回転し、ピニオンギヤの回転によりラックギヤが移動させられることで、第２ブロック１５が第１ブロック１４に対して相対移動させられる。

ブラケット１９は、一例として板部材であり、側面視において、スライダ装置１３から固定部１１に向けて延びた後に固定部１１から離隔する方向に延びるＬ字状に形成されている。ブラケット１９は、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態で、ワークＷの表面に対して垂直な方向に沿って延びる垂直面１９ｂを有する。第２ブロック１５は、このブラケット１９の垂直面１９ｂに平行な平面内において第１ブロック１４に対して相対移動するように配置されている。ブラケット１９は、一例として、複数の締結部材２１によりスライダ装置１３に固定されている。

固定部１１がワークＷの表面に固定された状態で、ブラケット１９は、その一部が、ワークＷの表面と対向するように配置されている。固定部１１がワークＷの表面に固定された状態でワークＷの表面と対向するブラケット１９の部分には、当該部分の厚み方向に貫通する貫通孔１９ａが設けられている。なお、ブラケット１９は板部材に限定されず、例えば、プローブ受部１６を保持するクランプであってもよい。

プローブ受部１６は、プローブ２ｅの先端部２ｆを保持すると共にプローブ２ｅをワークＷの表面に沿って位置決めする。プローブ受部１６は、ブラケット１９に対して複数の締結部材２０により脱着自在に固定されている。これにより、例えば、１つのブラケット１９に対して、複数のカップ部分１６ａの形状が異なるプローブ受部１６を選択して固定できる。

プローブ受部１６は、カップ部分１６ａを有する。このカップ部分１６ａは、プローブ２ｅの先端部２ｆと全周方向に接触し且つ固定部１１がワークＷの表面に固定された状態においてワークＷの表面に向けて先細りとなるテーパー状に形成されている。言い換えると、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態では、ワークＷの表面に垂直な方向から見て、カップ部分１６ａは、ワークＷの表面に向けて、内径が漸減するように窪んでいる。

カップ部分１６ａには、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態で、ワークＷの表面に垂直な方向に貫通する貫通孔１６ｂが設けられている。カップ部分１６ａの貫通孔１６ｂは、ブラケット１９の貫通孔１９ａと連通するように配置されている。

ここで罫書き用治具１０には、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態において、ワークＷの表面に垂直な方向に沿って延びるポンチ挿入孔１０ａが設けられている。本実施形態のポンチ挿入孔１０ａは、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態において、ワークＷの表面に垂直な方向から見て、プローブ受部１６のプローブ２ｅと重なる領域に設けられている。

具体的にポンチ挿入孔１０ａは、その軸線方向から見て円形に形成されている。ポンチ挿入孔１０ａは、プローブ受部１６の貫通孔１６ｂと、ブラケット１９の貫通孔１９ａとが、互いに連通することで形成されている。ポンチ挿入孔１０ａは、ワークＷの表面に垂直な方向から見て、カップ部分１６ａの径方向中心を通って直線状に延びている。ポンチ挿入孔１０ａは、固定部１１の底面に垂直に延びている。

ポンチ挿入孔１０ａは、プローブ２ｅの先端部２ｆの外径よりも小さい内径を有する。これによりプローブ２ｅは、先端部２ｆの一部がポンチ挿入孔１０ａに嵌まり込むようにプローブ受部１６に保持される。またポンチ挿入孔１０ａは、これに挿入されるポンチ５が、ポンチ挿入孔１０ａの軸線Ｌ１に沿ってがたつきなく挿通可能な内径を有する（図６参照）。

図３の罫書き用治具１０の鉛直断面図に示すように、罫書き用治具１０では、ポンチ挿入孔１０ａの径方向中心を通って延びるポンチ挿入孔１０ａの軸線Ｌ１に対する、プローブ２ｅの先端部２ｆを通って延びるプローブ２ｅの軸線Ｌ２の傾斜角度θが変化しても、プローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心位置は、ポンチ挿入孔１０ａの軸線Ｌ１上に常に保持される。

これにより、ワークＷの表面に固定された罫書き用治具１０に向けて、アームユニット２がどのような方向から延びていても、プローブ２ｅの先端部２ｆがプローブ受部１６に保持される際に、プローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心とワークＷとの間で位置ずれが生じるのが防止される。

以下、接触式３次元測定器１と罫書き用治具１０とを用いて、ワークＷの表面に取付部を形成するための罫書き線を記入する方法を例示する。図５は、図１の罫書き用治具１０を用いてワークＷの表面に罫書き線を記入する方法のフローチャートである。図６は、ポンチ５が挿入された図１の罫書き用治具１０の鉛直断面図である。図７は、図１のワークＷに記入された罫書き線Ｎ_Ｘ，Ｎ_Ｙを示すワークＷの正面図である。

まずオペレータは、アームユニット２を適切な場所に載置し、接触式３次元測定器１をワークＷに対して相対的に固定する。図１に示すように、本実施形態では、ワークＷの近傍にアームユニット２のベース台２ｇを載置して固定する。

この状態で、オペレータは、アームユニット２のプローブ２ｅの先端部２ｆを、ワークＷの表面の複数の箇所に接触させる。このときのワークＷの表面との接触点の位置及び数は、ワークＷを設計モデルの座標系とワークＷの原点座標系とが互いに関連し変換できるように、適宜設定される。これによりオペレータは、ワークＷの表面の複数の接触点の相対位置を計測してコンピュータ３に記録する。

オペレータは、ワークＷの接触式３次元計測機によって計測された現実空間の座標位置に基づいて、設計モデルの座標系の位置に対応するワークＷの計測された位置を求めるように、コンピュータ３を操作する。ここではコンピュータ３のＣＰＵは、制御プログラムにより、計測された各接触点の現実空間の座標位置を設計モデルの座標系の座標位置へ座標変換する。これにより、ワークＷと設計モデルとの座標合わせが行われる（Ｓ１）。以後、プローブ２ｅの先端部２ｆの位置が、設計モデルのモデル空間内に対応することとなり、コンピュータ３の表示部３ｂに表示可能となる。

次にオペレータは、ワークＷの表面の所定位置に罫書き用治具１０を固定する（Ｓ２）。ここでは、設計モデルの座標系のＸ軸とＹ軸とに平行な矩形平面であるワークＷの表面に、オペレータがＸ軸中心線（Ｙ座標が０であるＸ軸線）上とＹ軸中心線（Ｘ座標が０であるＹ軸線）上とに沿って罫書き線を記入し、ワークＷの表面にＸ，Ｙ方向の座標原点（０，０）である点を記入する場合を例として挙げる。図７は、図１のワークＷに記入された罫書き線Ｎ_Ｘ，Ｎ_Ｙを示すワークＷの正面図である。

ワークＷの表面のＸ軸中心線上に罫書き線Ｎ_Ｘを記入し、Ｙ軸中心線上に罫書き線Ｎ_Ｙを記入しようとする場合、オペレータは、スライダ装置１３の第２ブロック１５の第１ブロック１４に対する相対移動方向をＹ軸方向に略合わせた状態で、ワークＷの表面のＹ軸中心線の近傍と思われる位置に罫書き用治具１０を固定する（Ｓ２）。その後オペレータは、プローブ２ｅの先端部２ｆをプローブ受部１６のカップ部分１６ａ内に挿入し、先端部２ｆをプローブ受部１６により保持した状態で、先端部２ｆの径方向中心の座標位置を計測する（Ｓ３）。

次にオペレータは、Ｓ３で計測した位置情報から、ポンチ５を打刻しようとするワークＷの表面の目標の座標位置（ここではＹ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＸ軸中心線上の位置）と、現在の罫書き用治具１０のポンチ挿入孔１０ａの軸線Ｌ１上におけるワークＷの表面の位置との間のずれ方向及びずれ量を読み取り、プローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心位置が目標の座標位置に近くなるように罫書き用治具１０を調整する（Ｓ４）。

このＳ４での調整は、本実施形態では、スライダ装置１３の目盛１４ａ，１５ａを読みながらダイヤル１７を回転させて、第２ブロック１５を第１ブロック１４に対して相対移動させ、プローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心位置がＹ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＸ軸中心線上の位置に近くなるように調整することで行う。このときのオペレータによるずれ方向及びずれ量の読み取りは、コンピュータ３の表示部３ｂの表示内容により容易且つ迅速に把握される。

ここで本実施形態では、プローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心位置が、罫書き用治具１０のポンチ挿入孔１０ａの軸線Ｌ１上に位置している。従ってオペレータは、ＸＹ平面内におけるプローブ２ｅの先端部２ｆの径方向中心位置を確認することで、上記読み取りを良好に行うことができる。

次にオペレータは、読み取ったずれ量が、許容範囲内か否かを判定する（Ｓ５）。オペレータは、ずれ量が許容範囲内であると判定するまで、Ｓ４及びＳ５を繰り返し行う。オペレータは、Ｓ５において、ずれ量が許容範囲内であると判定した場合、プローブ受部１６のカップ部分１６ａからプローブ２ｅの先端部２ｆを引き抜き、ポンチ挿入孔１０ａにポンチ５を挿入し、ワークＷの表面にポンチ５を打刻する（図６，Ｓ６）。図７に示す例では、ポンチ５の打刻により、Ｙ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＸ軸中心線上の位置に打点Ｐ１が打刻された様子を示している。

次にオペレータは、全ての打刻が完了したか否かを判定する（Ｓ７）。Ｓ７において、オペレータは、全ての打刻が完了していないと判定した場合、ステップをＳ２に戻す。本実施形態では、一例としてワークＷの表面の４箇所に打刻を行うため、最初にＳ７においてオペレータが判定を行うときには全ての打刻は完了していない。よって、オペレータはステップをＳ７からＳ２に戻す。

新たなＳ１において、オペレータは、ワークＷの表面のうち、Ｘ軸中心線上の打点Ｐ１から離れた位置の近傍に罫書き用治具１０を固定する。その後、打点Ｐ１にポンチ５を打刻した手順と同様の手順により、ワークＷの表面にポンチ５を打刻する（Ｓ２〜Ｓ６）。図７に示す例では、ポンチ５の打刻により、Ｙ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＸ軸中心線上の中心位置（０点）を挟んで打点Ｐ１とは反対側の位置に打点Ｐ２が打刻された様子を示している。なお、打点Ｐ１，Ｐ２の打刻順は逆でもよい。

次にオペレータは、Ｓ７からＳ２へステップを再度戻し、打点Ｐ１，Ｐ２にポンチを打刻した手順と同様の手順で、Ｘ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＹ軸中心線上の位置に打点Ｐ３、Ｐ４を順次打刻する（Ｓ２〜Ｓ７）。図７に示す例では、ポンチ５の打刻により、Ｘ軸中心線の中心位置（０点）に対応するＹ軸中心線上の中心位置（０点）を挟む両側に打点Ｐ３，Ｐ４が打刻された様子を示している。なお、打点Ｐ３，Ｐ４の打刻順は逆でもよい。

オペレータは、Ｓ７において、全ての打刻（本実施形態では４箇所の打刻）が完了したと判定した場合、ワークＷの表面に打刻された複数の打点Ｐ１〜Ｐ４に基づいて、ワークＷの表面に罫書き線を記入する（図７，Ｓ８）。図７に示すように、本実施形態では、中心位置（０点）を挟んでＸ軸中心線上に配置された打点Ｐ１，Ｐ２を通過するように罫書き線Ｎ_ＸをワークＷの表面に記入する。また、中心位置（０点）を挟んでＹ軸中心線上に配置された打点Ｐ３，Ｐ４を通過するように罫書き線Ｎ_ＹをワークＷの表面に記入する。これにより、罫書き線Ｎ_Ｘ，Ｎ_Ｙの交点をワークＷの表面の座標原点（０，０）として決定できる。オペレータがＳ８を行った後、フローは終了する。

図７に示す例は、Ｘ軸中心線とＹ軸中心線とに罫書き線Ｎ_Ｘ，Ｎ_Ｙを記入してワークＷの表面の座標原点（０，０）を決定した例であるが、同様の方法で座標原点以外の任意の点を罫書き線により決定できる。

また上記例では、Ｘ軸とＹ軸とに平行な平面上の点を決定する例を挙げたが、例えば、Ｘ軸とＺ軸とに平行な平面上の点を決定する場合にも同様の方法を取りうる。さらに、工程は若干複雑となるものの、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のそれぞれに対して傾斜した面であっても、面上の点を決定する場合に同様の方法を取りうる。また点に限らず、任意の中心線等の線分を罫書き線により決定できる。

以上説明したように、罫書き用治具１０によれば、ワークＷの表面に罫書き用治具１０が固定部１１により固定された状態で、プローブ２ｅの球状の先端部２ｆがプローブ受部１６に保持されることで、プローブ２ｅがワークＷの表面に沿って位置決めされる。

ここで、接触式３次元測定器１によりワークＷの座標位置を予め把握しておくことで、プローブ２ｅが位置決めされた位置に対応して、罫書き用治具１０のポンチ挿入孔１０ａのワークＷの表面に対する位置を接触式３次元測定器１により迅速に算出できる。よって、当該算出結果に基づいて、ワークＷの表面の目標とする位置に対応してポンチ挿入孔１０ａが配置されるように、罫書き用治具１０をワークＷの表面に素早く固定できる。

これにより、ポンチ挿入孔１０ａがワークＷの表面の目標とする位置に対応して配置されるように罫書き用治具１０が固定された状態で、ポンチ挿入孔１０ａにポンチ５を挿入してワークＷの表面を打刻することで、ワークＷの表面の正確な位置でワークＷを迅速に打刻できる。よって、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、ワークＷの表面に複数の打点Ｐ１〜Ｐ４を形成し、各打点Ｐ１〜Ｐ２，Ｐ３〜Ｐ４を通過するように、ワークＷの表面に罫書き線Ｎ_Ｘ，Ｎ_Ｙを記入できる。

またポンチ挿入孔１０ａは、固定部１１がワークＷの表面に固定された状態において、ワークＷの表面に垂直な方向から見て、プローブ受部１６のプローブ２ｅと重なる領域に設けられているので、プローブ２ｅの位置により、ワークＷの表面のポンチ５を打刻する位置を調整し易くすることができる。

またポンチ挿入孔１０ａは、プローブ２ｅの先端部２ｆの外径よりも小さい内径を有し、プローブ２ｅは、先端部２ｆの一部がポンチ挿入孔１０ａに嵌まり込むようにプローブ受部１６に保持されるので、プローブ２ｅがポンチ挿入孔１０ａに完全に嵌まり込むのを防止しながら、プローブ２ｅをポンチ挿入孔１０ａに対して位置決めし易くでき、ポンチ挿入孔１０ａをワークＷの表面の目的の位置に素早く位置決めできる。

またプローブ受部１６は、プローブ２ｅの先端部２ｆと全周方向に接触し且つ前記固定部１１がワークＷの表面に固定された状態においてワークＷの表面に向けて先細りとなるテーパー状に形成されたカップ部分１６ａを有し、ポンチ挿入孔１０ａは、ワークＷの表面に垂直な方向から見て、カップ部分１６ａの径方向中央を通って延びている。

このため、プローブ受部１６のカップ部分１６ａにおいて、プローブ２ｅをプローブ受部１６により素早く保持させることができると共に、プローブ２ｅとプローブ受部１６との干渉を低減し、プローブ２ｅの動作がプローブ受部１６により制約されるのを防止できる。

また、このようにプローブ２ｅによりプローブ受部１６が位置決めされた状態において、ポンチ挿入孔１０ａを介して、ワークＷの表面の適切な位置にポンチ５を効率よく打つことができる。

また罫書き用治具１０は、プローブ受部１６をワークＷの表面に沿った少なくとも一方向に往復自在に移動させるスライダ装置１３を備えるので、ワークＷの表面に罫書き用治具１０を固定した後も、スライダ装置１３を用いて、ポンチ挿入孔１０ａをワークＷの表面の正確な位置に配置できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。構造物は、当然ながら鉄道車両の台車枠に限定されず、その他のものであってもよい。

また上記実施形態では、プローブ２ｅが球状の先端部２ｆを有するものとしたが、プローブ２ｅの形状はこれに限定されず、例えば多角形状であってもよいし、柱状であってもよい。

１接触式３次元測定器
２ｄプローブ
２ｆ先端部
１０ａポンチ孔
１１固定部
１６プローブ受部
１６ａカップ部分
１３スライダ装置

Claims

球状の先端部を有するプローブが設けられた接触式３次元測定器と組み合わせられる罫書き用治具であって、
構造物の製造途中の中間品であるワークの表面に着脱自在に固定される固定部と、
前記プローブの前記先端部を保持すると共に前記プローブを前記ワークの前記表面に沿って位置決めするプローブ受部と、を備え、
前記固定部が前記ワークの前記表面に固定された状態において、前記ワークの前記表面に垂直な方向に沿って延びるポンチ挿入孔が設けられている、罫書き用治具。
前記ポンチ挿入孔は、前記固定部が前記ワークの前記表面に固定された状態において、前記ワークの前記表面に垂直な方向から見て、前記プローブ受部の前記プローブと重なる領域に設けられている、請求項１に記載の罫書き用治具。
前記ポンチ挿入孔は、前記プローブの前記先端部の外径よりも小さい内径を有し、
前記プローブは、前記先端部の一部が前記ポンチ挿入孔に嵌まり込むように前記プローブ受部に保持される、請求項１又は２に記載の罫書き用治具。
前記プローブ受部は、前記プローブの前記先端部と全周方向に接触し且つ前記固定部が前記ワークの前記表面に固定された状態において前記ワークの前記表面に向けて先細りとなるテーパー状に形成されたカップ部分を有し、
前記固定部が前記ワークの前記表面に固定された状態において、前記ポンチ挿入孔は、前記ワークの前記表面に垂直な方向から見て、前記カップ部分の径方向中央を通って延びている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の罫書き用治具。
前記プローブ受部を前記ワークの前記表面に沿った少なくとも一方向に往復自在に移動させるスライダ装置を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の罫書き用治具。