JP3035435B2 - 三次元形状計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三次元形状を計測する
三次元形状計測装置本体に、床に布設された搬送体に沿
って計測対象物が搬入される載置装置が並置されること
により、搬入された自動車ボデー等の計測対象物の三次
元形状を計測するようになった三次元形状計測装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車ボデーの三次元形状は、相応する
大きさの計測範囲を有する三次元形状計測装置により定
盤に載置させて計測可能であり、反対側を計測する場合
には、定盤上の位置が反転するように再載置させてい
る。また、実開昭６２−７５４１１によれば、スライド
可能なＸ軸駆動機構に載置された回転テーブルに、計測
対象物を１回載置させるだけで、Ｘ軸方向に移動させつ
つ回転させてその全寸法を計測可能にする三次元レーザ
計測装置が周知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この後者の装置によれ
ば、回転テーブルでの再載置作業が不要になるが、計測
に際して計測対象物を三次元形状計測装置本体に沿って
移動させねばならず、計測対象物が床に布設されたレー
ル等の搬送体からそのまま定位置に載置されるようにも
なっていない。さらに、自動車ボデー等の大型の計測対
象物の場合、回転させつつ計測するのは三次元形状計測
装置本体に干渉する問題がある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みて、レール
或はコンベア等の搬送体により床に沿って載置装置に載
置させた状態で、三次元形状計測装置本体の計測範囲よ
りも搬送方向に大きい計測対象物の両面を再載置作業を
要することなく計測できる三次元形状計測装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、請求項１により、三次元形状を計測する
三次元形状計測装置本体に、床に布設された搬送体に沿
って計測対象物が搬入される載置装置が並置されること
により、搬入されて対面する計測対象物の三次元形状を
計測するようになった三次元形状計測装置において、載
置装置が、床に布設された搬送体から分離された搬送体
を上方に支持する回転定盤と、計測対象物の一方の側面
に代えて他方の側面が三次元形状計測装置本体に対面す
るように、回転定盤を反転させる回転角だけ回転駆動さ
せる回転機構及び少なくとも三次元形状計測装置本体の
本来の計測範囲を拡大する距離だけ搬送方向と逆方向へ
向けて回転定盤をスライドさせるスライド機構とを備
え、床及び載置装置の搬送体間に、回転定盤の回転角の
回転及び逆方向のスライドを許容するように、通常位置
から逃げ位置に移動させる駆動機構を備えた可動式搬送
体を介在させたことを特徴とする。

【０００６】可動式搬送体を逃がすことなく載置装置の
搬送体を回転可能にするには、請求項２により、載置装
置が、回転定盤による搬送体の回転時に少なくとも通常
位置に在る可動式搬送体との干渉を回避させるように、
搬送体を昇降させる昇降機構を備えるようにする。

【０００７】

【作用】計測対象物が、床に布設された搬送体から可動
式搬送体を経由して載置装置の搬送体に搬入されると、
三次元形状計測装置本体はその一方側の三次元形状を計
測する。可動式搬送体を通常位置から逃げ位置に移動さ
せた状態で、回転機構により回転定盤を反転させると、
載置装置の搬送体は可動式搬送体と干渉することなく回
転し、反対側の計測が可能となる。さらに、スライド機
構により載置装置の搬送体を可動式搬送体の通常位置へ
スライドさせると、三次元形状計測装置本体の本来の計
測範囲よりも搬送方向に広い範囲が計測可能となる。

【０００８】載置装置がその搬送体を昇降させる昇降機
構を備える場合、可動式搬送体が通常位置に在る状態
で、搬送体を上昇又は下降させることにより、可動式搬
送体との干渉を回避して回転が行われる。

【０００９】

【実施例】図１及び図２は、本発明の一実施例による自
動車ボデー等の三次元形状計測に適合した三次元形状計
測装置を示す。

【００１０】図２において、１０は三次元形状計測装置
本体（以下計測装置本体とする）であり、床に布設され
た搬送体１ａのレール１上を走行する台車５に載置され
て対面する計測場所に搬送されてきた例えば自動車ボデ
ー３の計測対象物を計測する。この計測装置本体は、基
部に立設された両側のサイドフレーム１１、１２及びル
ーフフレーム１３で構成されたゲート間を搬送方向Ａ
（Ｘ軸方向）に沿って移動可能なスライダ１５を備え、
このスライダに搬送方向Ａと直交するＹ軸方向及び上下
のＺ軸方向にスライド可能なアーム１６が支持され、そ
の先端に接触子１６ａが設けられている。計測場所に
は、台車５が搬入されるようにレール５１を布設された
搬送体５０を備えた載置装置９（図２）が配置され、こ
の搬送体及び搬送体１ａ間に、搬送方向Ａに対して直交
方向Ｂにスライド可能で、かつレール２１を布設された
可動式搬送体２０が介在している。

【００１１】載置装置９は、図１に示すように、定盤３
０に設置されたレール３２にガイドされてストッパ３３
まで油圧式のシリンダ３４で駆動されるスライド定盤３
５と、このスライド定盤の４隅で昇降可能にガイドされ
たスライド軸３７で支持され、かつ中心部をシリンダ３
８で上下方向へ駆動される昇降定盤４０と、この昇降定
盤に４隅をボール支持脚４２で回転走行可能に支持さ
れ、かつ中心部をモータ４１で回転駆動される回転定盤
４５とを備えている。

【００１２】この回転定盤には、その４隅に立設された
ガイド棒４９にガイドされて中央部両側でシリンダ５３
により昇降駆動される搬送体５０が載置され、その表面
に布設されたレール５１が実線で示す計測位置及び２点
鎖線で示す待機位置間を昇降可能になっている。そのシ
リンダロッド５２に突設されたピン５２ａが、くの字形
レバー５４の一方の端部に形成された長穴に係入されて
いる。その途中位置は回転定盤４５に支持されたピン５
２ｂでヒンジされ、その他方の端部に突設されたローラ
５２ｃが搬送体５０の裏面に下設された長溝５５に係入
している。これにより、シリンダロッド５２が突出する
と、ローラ５２ｃが長溝５５を回転しつつ上方へ回動
し、搬送体５０を上昇させる。

【００１３】ガイド棒４９の上端部には、台車５の４隅
の載置面４９ｂが形成されると共に、ガイドピン４９ａ
が突設されている。したがって、搬送体５０が下降する
ことにより台車５が下降してくると、そのガイド穴５ａ
（図２）にガイドピン４９ａが係入してその周面が下方
から載置面４９ｂで支持されることにより、台車５を位
置決めするようになっている。

【００１４】可動式搬送体２０は、モータ２６で駆動さ
れる車輪２５で基部２３に布設されたレール２４に沿っ
て走行可能になっており、搬送体５０の横幅よりも僅か
に広いストロークだけスライドして逃げ位置に移動す
る。昇降定盤４０は、搬送体５０の回転時に搬送体５０
が通常位置に在る可動式搬送体２０に干渉しないよう
に、また計測装置本体１０の原位置（図２のＺ軸方向の
下方位置）に在る接触子１６ａにもスペースを残すよう
に、回転定盤４５を上昇させる。

【００１５】このように構成されるスライド機構３２〜
３５及び昇降機構３７、３８、４０、４９、５２〜５４
には所定のストロークだけ移動させるように所属のシリ
ンダを駆動制御する制御回路が、回転機構４１、４２、
４５には回転定盤４５を反転させる回転角だけ所属のモ
ータ４１を駆動制御する制御回路が付属する。また、こ
れらの制御回路は、各駆動動作を外部操作によりそれぞ
れ独立に、或は部分的に又は全計測工程をシーケンス制
御されるように構成される。

【００１６】このように構成された三次元形状計測装置
の動作を図３を参照して説明する。

【００１７】載置装置９の待機状態では、搬送体５０の
レール５１は図１の２点鎖線で示す上昇位置を占め、し
たがって可動式搬送体２０のレール２１及び床のレール
１と連続している。自動車ボデー３は、台車５に載置さ
れて床の搬送体１ａから可動式搬送体２０を経由して搬
送体５０に搬入され、その先端部に立設されたストッパ
５８に当接して停止する（図３Ａ）。

【００１８】計測に際しては、シリンダ５３により搬送
体５０を下降させると、台車５のガイド穴５ａがガイド
ピン４９ａに係入し、かつその周囲の載置面４９ｂに載
置されて基準位置に位置決めされる（同図Ｂ）。計測装
置本体１０は、接触子１６ａの３次元方向の移動により
自動車ボデー３の一方の側面の三次元形状を計測する。

【００１９】次いで、回転定盤４５を搬送体５０が可動
式搬送体２０に干渉しないように、計測装置本体１０の
ルーフフレーム１３よりも僅かに下方の位置に上昇させ
（同図Ｃ）、さらに回転させて計測位置に下降させる
（同図Ｄ）。この状態で自動車ボデー３の他方の側面を
計測する。計測が終了すると、搬送体５０を待機位置に
上昇させ、レール５１、２１、１に沿って台車５を搬出
させる。

【００２０】図４は、車両長のより長い自動車ボデー３
ａが相応に長い台車５ｂに載置されて搬入される場合の
計測例を示す。図３Ａ及びＢと同様に搬入されて、台車
５ｂがストッパ５８で規制された状態において、自動車
ボデー３ａの前方部分は計測範囲外となる。したがって
この部分を残して一方の側面を計測する。次いで、回転
定盤４５を上昇させると共に、可動式搬送体２０を直交
方向にスライドさせる（図４Ａ）。続いて、スライド定
盤３５を搬送方向Ａと逆方向へ可動式搬送体２０の基部
２３に干渉しないように、その幅の半分よりも僅かに短
いストッパ３３で規制されるストロークだけに後退させ
（図４Ｂ）、さらに下降させて残りの前方部分を計測す
る。

【００２１】一方の側面の計測が終了すると、回転定盤
４５を上昇させて回転させる（図４Ｃ）。この際、後退
位置での回転経路Ｄの回転により、台車５ｂの接触子１
６ａへの干渉が回避される。因に、後退しない場合、回
転経路Ｃでの回転によりプローブ１６ａに干渉すること
になる。続いて、計測位置に下降させ、自動車ボデー３
ａの反対側側面を前方部分を残して計測する。さらに、
回転定盤４５を上昇させてガイドピン４９ａから係脱さ
せると共に、搬送方向Ａへスライドさせ、可動式搬送体
２０を原位置に復帰させ、下降させて残りの前方部分を
計測する。計測が終了すると、反転状態で搬出する（図
４Ｄ）。

【００２２】尚、前述の実施例において、干渉上問題が
無い場合、昇降装置を廃止して可動式搬送体２０を逃が
した状態で回転させるようにすることもできる。場合に
より、下降させて可動式搬送体２０との干渉を回避でき
る場合には、昇降装置を回転時に下降させるように構成
する。シリンダ５３による昇降は、昇降定盤４０を２段
階に昇降させることにより、またレール５１に沿って搬
送されてきたままで計測される場合には、廃止できる。
本発明は、搬送体がレールでなくコンベアとして構成さ
れ、可動式搬送体及び載置装置の搬送体も連続するコン
ベアを設ける場合にも適用される。三次元形状計測装置
本体は、非接触のレーザ式の場合にも本発明を適用でき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上、請求項１の発明によれば、可動式
搬送体を逃がした状態で載置装置を反転させ得るために
計測対象物の両面が素早く計測できるだけでなく、逃げ
た位置に載置装置をスライドさせ得るために、搬送方向
に沿った計測範囲外の計測も能率良く行えるようにな
る。したがって、三次元形状計測装置の計測範囲を計測
対象物に相応して大きくする必要がなく、コスト的にも
有利となる。

【００２４】請求項２の発明によれば、回転定盤が上昇
又は下降することにより、可動式搬送体を逃がさなくて
も回転可能となる。また、三次元形状計測装置本体又は
載置装置の形状によっては回転時に干渉する場合でも、
回転面を上下方向に移動させて干渉を回避させることも
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による三次元形状計測装置の
載置装置の側面図である。

【図２】同三次元形状計測装置の概略的な平面図であ
る。

【図３】同三次元形状計測装置の動作を説明する概略側
面図である。

【図４】同三次元形状計測装置の長い計測対象物を計測
する場合の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１、２１、５１ レール １ａ、５０ 搬送体 ３、３ａ 自動車ボデー ５、５ｂ 台車 ９ 載置装置 １０ 三次元形状計測装置本体 ２０ 可動式搬送体 ３５ スライド定盤 ４０ 昇降定盤 ４５ 回転定盤

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元形状を計測する三次元形状計測装
   置本体に、床に布設された搬送体に沿って計測対象物が
   搬入される載置装置が並置されることにより、搬入され
   て対面する計測対象物の三次元形状を計測するようにな
   った三次元形状計測装置において、 載置装置が、床に布設された搬送体から分離された搬送
   体を上方に支持する回転定盤と、計測対象物の一方の側
   面に代えて他方の側面が三次元形状計測装置本体に対面
   するように、前記回転定盤を反転させる回転角だけ回転
   駆動させる回転機構及び少なくとも前記三次元形状計測
   装置本体の本来の計測範囲を拡大する距離だけ搬送方向
   と逆方向へ向けて前記回転定盤をスライドさせるスライ
   ド機構とを備え、 前記床及び前記載置装置の前記搬送体間に、前記回転定
   盤の前記回転角の前記回転及び前記逆方向の前記スライ
   ドを許容するように、通常位置から逃げ位置に移動させ
   る駆動機構を備えた可動式搬送体を介在させたことを特
   徴とする三次元形状計測装置。
2. 【請求項２】 載置装置が、回転定盤による搬送体の回
   転時に少なくとも通常位置に在る可動式搬送体との干渉
   を回避させるように、前記搬送体を昇降させる昇降機構
   を備えたことを特徴とする請求項１の三次元形状計測装
   置。