JP3553360B2

JP3553360B2 - 孔位置の計測方法

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Publication number: JP3553360B2
Application number: JP06296298A
Authority: JP
Inventors: 孝男柴山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: JPH11257918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに形成した孔の位置を、ワークとの間の距離をワークに対する投受光で測定する測距器を用いて計測する孔位置の計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、先に、特願平９−１８１５５０号により、ワークに対する測距器からの光線の照射点が孔の孔縁に交差するように設定した走査線に沿って動くように、ロボットにより測距器をワークに対し移動し、この移動中に測距器で測定されるワークとの間の距離の変化に基づいて走査線に交差する孔の孔縁点の座標を求め、孔縁点の座標から孔の中心座標を算出するようにした孔位置の計測方法を提案した。
【０００３】
このものでは、図８に示すように、孔を横断するように設定した第１の走査線ａｌに沿って照射点が動くように測距器を移動し、照射点が孔に入って測定距離が急増した位置から第１の走査線ａ１に交差する第１の孔縁点ｂｌの座標を求めると共に、照射点が孔から外れて測定距離が急減した位置から第１の走査線ａ１に交差する第２の孔縁点ｂ２の座標を求め、次に、第１の走査線ａｌに対し所定角度傾いた第２の孔縁点ｂ２を通る第２の走査線ａ２に沿って照射点が動くように測距器を移動し、照射点が孔から外れて測定距離が急減する位置から第２の走査線ａ２に交差する第３の孔縁点ｂ３の座標を求め、これら３つの孔縁点ｂ１，ｂ２，ｂ３を通る円の方程式を算出して、この円の中心座標を孔の中心Ｏの座標としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、測距器の移動速度を速くすると、測定距離の急変点、即ち、孔縁点の位置検出の分解能が低下する。そして、上記先願のように走査線ａ１，ａ２を設定すると、各走査線に直交する方向への孔位置のずれで各走査線ａ１，ａ２に交差する孔縁点ｂ１，ｂ２，ｂ３の位置が大きくずれる可能性があるため、孔縁点の位置を高い分解能で精度良く検出するには、測距器を各走査線Ｌ１，Ｌ２の全域に亘って低速で移動することが必要になり、孔位置の計測に時間がかかる。
【０００５】
また、測距器はロボットの複数の軸の合成動作で移動されるようになっており、ロボットの各軸の動きを制御するロボットコントローラにより測距器の位置が認識されるが、各軸の駆動系のバックラッシュ等により測距器の実際の位置がロボットコントローラによる認識位置からずれることがある。ここで、走査線が一定であれば、ロボットの複数の軸の合成動作の形態も一定となり、バックラッシュ等による測距器の位置ずれ量も一定になるから、測距器の実際の移動軌跡の位置も一定になる。従って、一義的に決定される第１の走査線ａ１に沿って照射点が動くように測距器を移動したときに、ロボットコントローラで認識される測距器の位置から求められる第１と第２の孔縁点ｂ１，ｂ２の座標は、マスタワークに対し第１の走査線ａ１に沿って照射点が動くように測距器を移動して同じように求めた第１と第２の孔縁点ｂ１，ｂ２の座標に対し孔位置のずれに応じた所定の相関関係を持つ。
【０００６】
一方、第２の走査線ａ２は、第２の孔縁点ｂ２の位置に応じてマスタワークの孔位置の計測時における第２の走査線から平行に変位し、測距器を照射点が第２の走査線ａ２に沿って動くように移動させるためのロボットの複数の軸の合成動作の形態が第２の走査線ａ２の変位によって変化する。このように合成動作の形態が変化すると、測距器の位置に対する各軸の駆動系のバックラッシュの影響度が変化して、測距器の位置ずれ量がマスタワークの計測時とは異なった値になる。その結果、第２の走査線ａ２に沿って照射点が動くように測距器を移動したときに、ロボットコントローラで認識される測距器の位置から求められる第３の孔縁点ｂ３の座標と、マスタマークに対し第２の走査線に沿って照射点が動くように測距器を移動して同じように求めた第３の孔縁点ａ３の座標との間には孔位置のずれに応じた正確な相関関係が成立しなくなり、孔位置の計測精度が悪くなる。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、孔位置を能率良く高精度で計測し得るようにした計測方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ワークに形成した孔の位置を、ワークとの間の距離をワークに対する投受光で測定する測距器を用いて計測する方法であって、ワークに対する測距器からの光線の照射点が孔の孔縁に交差するように設定した走査線に沿って動くように、ロボットにより測距器をワークに対し移動し、この移動中に測距器で測定されるワークとの間の距離の変化に基づいて走査線に交差する孔の孔縁点の座標を求め、孔縁点の座標から孔の中心座標を算出する方法において、正規位置に存する孔の中心に照射点が合致する原点位置と、正規位置に存する孔と同心で、孔の中心位置の予想最大ずれ量を孔の半径に加えた値より若干大きな半径の基準円上の第１の点に照射点が合致する第１の走査基点位置と、照射点が基準円上の第２の点に合致する第２の走査基点位置と、照射点が基準円上の第３の点に合致する計測終点位置とを設定し、第１の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第１の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第１の点と基準円の中心とを結ぶ第１の走査線に交差する第１の孔縁点の座標を求める工程と、第２の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第２の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第２の点と基準円の中心とを結ぶ第２の走査線に交差する第２の孔縁点の座標を求める工程と、測距器を原点位置を経由して計測終点位置に移動してワークとの間の距離を測定する工程とを順に実行すると共に、測距器の移動速度を、測距器で測定されるワークとの間の距離が走査線に交差する孔の孔縁点で変化するまでは比較的低速とし、その後、測距器を比較的高速で原点位置を経由して次の走査基点位置に移動させ、第１と第２の両走査基点位置と計測終点位置とにおけるワークとの間の距離に基づいてワークの孔開設面を表わす方程式を求め、第１と第２の両孔縁点の座標に基づいて、両孔縁点を通る、孔の径と等径の孔開設面上の２つの円の方程式を求め、２つの円のうち中心が基準円の中心に近い方の円の中心座標を孔の中心座標とするものである。
【０００９】
本発明によれば、走査線が基準円の中心に向う放射状の線として設定されるから、走査基点位置に対応する基準円上の点と走査線に交差する孔の孔縁点との間の距離が増加するのは、孔位置が正規の孔中心に対し走査基点位置と反対方向にずれたときであって、この距離は最大予想ずれ量の２倍程度以下の範囲に収まり、測距器の低速移動距離は比較的短くなる。そして、孔縁点の検出位置から次の走査基点位置までは測距器を高速移動するため、測距器の移動に要する時間を短縮して、能率良く孔位置を計測できる。
【００１０】
また、各走査線は、基準円上の各点と基準円の中心とを結ぶ放射状の線として一義的に設定されており、孔位置のずれで走査線が変位することはない。
【００１１】
尚、孔の孔縁点を検出したところで、孔縁点の検出位置から次の走査基点位置まで測距器を直線移動することも考えられるが、この場合には、孔の位置ずれにより孔縁点の位置がずれると、孔縁点の検出位置と次の走査基点位置とを結ぶ直線が変位し、この変位に伴い測距器を次の走査基点位置に移動するためのロボットの複数の軸の合作動作の形態がワーク毎に変化する。その結果、次の走査基点位置における測距器の位置ずれ量がワーク毎にばらつき、この走査基点位置からの測距器の実際の移動軌跡の位置もワーク毎にばらつく。
【００１２】
これに対し、本発明では、測距器を孔縁点の検出位置から原点位置を経由して次の走査基点位置に移動するため、孔縁点の検出位置から次の走査基点位置までの測距器の移動経路は一定になる。従って、ロボットの各軸の駆動系のバックラッシュ等により測距器の実際の位置がロボットコントローラによる認識位置からずれるとしても、次の走査基点位置における測距器の位置ずれ量はワーク毎にばらつくことなく一定になり、この走査基点位置からの測距器の実際の移動軌跡の位置も一定になる。その結果、各走査線に沿って照射点が動くように測距器を移動したときに、ロボットコントローラで認識される測距器の位置から求められる各孔縁点の座標と、マスタワークに対し各走査線に沿って照射点が動くように測距器を移動して同じように求めた各孔縁点の座標との間には孔位置のずれに応じた正確な相関関係が成立し、これら孔縁点の座標から算出されるワークの孔の中心座標とマスタワークの孔の中心座標との比較で孔位置を正確に計測できる。
【００１３】
ところで、走査基点位置と走査線とを夫々３つ設定し、３つの走査基点位置において測定されたワークとの間の距離に基づいてワークの孔開設面を表わす方程式を求め、３つの走査線に交差する３つの孔縁点の座標に基づいて、これら孔縁点を通る孔開設面上の円の方程式を求め、この円の中心座標を孔の中心座標としても良いが、３つの孔縁点を検出するには時間がかかる。ここで、孔の径は既知であるから、照射点が基準円上の第１の点に合致する第１の走査基点位置と照射点が基準円上の第２の点に合致する第２の走査基点位置と、照射点が基準円上の第３の点に合致する計測終点位置とを設定し、第１の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第１の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第１の点と基準円の中心とを結ぶ第１の走査線に交差する第１の孔縁点の座標を求める工程と、第２の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第２の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第２の点と基準円の中心とを結ぶ第２の走査線に交差する第２の孔縁点の座標を求める工程と、測距器を原点位置を経由して計測終点位置に移動してワークとの間の距離を測定する工程とを順に実行し、第１と第２の両走査基点位置と計測終点位置とにおけるワークとの間の距離に基づいてワークの孔開設面を表わす方程式を求め、第１と第２の両孔縁点の座標に基づいて、両孔縁点を通る、孔の径と等径の孔開設面上の２つの円の方程式を求め、２つの円のうち中心が基準円の中心に近い方の円の中心座標を孔の中心座標としても良い。これによれば、３番目の孔縁点を検出するための走査が不要となり、計測時間を短縮できる。また、第１の孔縁点の検出位置から第２の走査基点位置に上記の如く原点位置を経由して測距器を移動すると共に、第２の孔縁点の検出位置から計測終点位置に原点位置を経由して測距器を移動することにより、計測終点位置における測距器の位置ずれ量もワーク毎にばらつくことなく一定になり、孔開設面の方程式を正確に算出できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を、図７に示すワークたるサブフレームＷに形成したサスペンション連結用の孔の位置の計測に適用した実施形態について説明する。
【００１５】
サブフレームＷは、左右両側部の前後両端に車体に対する計４個の取付部Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を備えており、各取付部Ａ１〜Ａ４をこれに形成した各取付穴Ａ１ａ〜Ａ４ａに挿通する穴径より小径のボルト（図示せず）で穴位置のずれを許容し得るように車体に締結する。
【００１６】
サブフレームＷの左右各側部には、マルチリンク式サスペンションが組付けられる。マルチリンク式サスペンションは、ナックルＮの下部に連結するロアアームと上部に連結するアッパアームとを夫々複数のリンクで構成するサスペンションであり、図示のものでは、ロアアームを、ナックルＮの下部前端に連結した斜め前方にのびるトレーリングリンクＳ１と、ナックルＮの下部中間に連結した横方向にのびるロアリンクＳ２と、ナックルＮの下部後端に連結したコントロールリンクＳ３とで構成し、アッパアームを、ナックルＮの上部に連結した横方向にのびるアッパリンクＳ４と、ナックルＮの上部に連結した斜め後方にのびるリーデングリンクＳ５とで構成しており、これら各リンクをサブフレームの側部に設けた各連結部Ｂ１〜Ｂ５に連結する。各連結部Ｂ１〜Ｂ５は、対向する１対の板部Ｂａ，Ｂａを有し、各リンクの端部を両板部Ｂａ，Ｂａ間に挿入して、両板部Ｂａ，Ｂａに形成した孔Ｂｂ，Ｂｂに挿通するボルトにより各リンクの端部を各連結部に枢着している。また、トレーリングリンクＳ１用とロアリンクＳ２用とアッパリンクＳ４用とリーデングリンクＳ５用の連結部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５の片側の板部Ｂｄの外面には、図５（Ｂ）に示す如く、ボルトを螺合するナットＢｃが溶着されている。コントロールリンクＳ３用の連結部Ｂ３の各板部Ｂａに形成する孔Ｂｂは、図６（Ｂ）に示す如く、長円形に形成されており、偏心カムによりボルトを孔Ｂｂの長手方向に変位させてアライメントを調整できるようにしている。
【００１７】
ところで、左右各側における連結部Ｂ１〜Ｂ５の相対位置精度に狂いを生ずると、偏心カムによるコントロールリンクＳ３の調整だけではアライメントを正確に調整できなくなる。そこで、サブフレームＷを組立てた後、計測ステーションにおいて左右各側の連結部Ｂ１〜Ｂ５の位置を計測し、連結部Ｂ１〜Ｂ５の相対位置精度が公差内に収まっているか否かを判別し、公差内に収まっているサブフレームＷのみを合格品として次工程に搬送するようにした。
【００１８】
計測ステーションには、図１及び図２に示す如く、サブフレームＷを定位置に支持する治具１と、サブフレームＷの左右各側の連結部Ｂ１〜Ｂ５の位置を計測する左右２台の計測装置２，２とが配置されている。
【００１９】
治具１は、サブフレームＷを各取付部Ａ１〜Ａ４において支持する４個のワーク受け１１，１２，１３，１４を備えており、サブフレームＷを各取付部Ａ１〜Ａ４の車体に対する座面が下方を向くように上下反転した状態で図外のトランスファー装置により計測ステーションに搬入し、トランスファー装置の上下方向の動きで各取付部Ａ１〜Ａ４を各ワーク受け１１〜１４に載置するようになっている。
【００２０】
計測装置２は、ロボット２０と、その動作端たる手首２０ａに搭載した計測ヘッド２１とで構成されており、計測ヘッド２１には図３（Ａ）（Ｂ）に示すように測距器２２が取付けられている。測距器２２としては、例えば、キーエンス社製のＬＫ−２０００シリーズのレーザ式測距器を用いることができる。この測距器２２は、レーザダイオード２２ａからのレーザ光（波長６７０ｍｍ）を投光レンズ２２ｂとバンドパスフィルタ２２ｃとを介して計測対象物に照射し、反射光をバンドパスフィルタ２２ｄと受光レンズ２２ｅとを介してＣＣＤ素子から成る受光素子２２ｆで受光して、計測対象物までの距離を計測するものであり、基準計測距離が３０ｍｍであって、±５ｍｍの測定レンジにおいて１μｍの分解能で距離を測定できる。測距器２２による測定データはコンピュータ２ａに送信される。
【００２１】
また、本実施形態では、計測ヘッド２１に１対の測距器２２，２２を取付けると共に、計測ヘッド２１の先端部に各測距器２２の光軸２２ｇを屈曲させる１対のミラー２３，２３を取付け、一方の測距器２２の光軸２２ｇの一方のミラー２３による屈曲方向と、他方の測距器２２の光軸２２ｇの他方のミラー２３による屈曲方向とが互に反対方向になるようにしている。
【００２２】
計測に際しては、サブフレームＷの左右各側の連結部Ｂ１〜Ｂ５に左右各側の計測装置２の計測ヘッド２１を順に移動し、各連結部Ｂ１〜Ｂ５の１対の板部Ｂａ，Ｂａ間にミラー２３，２３を取付けた計測ヘッド２１の先端部を、各ミラー２３で屈曲された各測距器２２の光軸２２ｇが各板部Ｂａの法線方向を向くように挿入する。
【００２３】
そして、各測距器２２から各ミラー２３を介して各板部Ｂａに照射されるレーザ光の照射点が、図４（Ａ）に示す如く、孔Ｂｂの孔縁に交差するように設定した各走査線Ｌ１，Ｌ２に沿って動くように、計測ヘッド２１をロボット２０で移動する。
【００２４】
計測ヘッド２１は、ロボットコントローラ２ｂに格納されているティーチングデータに従ったロボット２０の複数の軸の合成動作で移動されるもので、ティーチング時に、マスタワークを用いて、各連結部Ｂ１〜Ｂ５における計測ヘッド２１の原点位置と走査基点位置と計測終点位置とを設定し、この位置データをティーチングデータとしてロボットコントローラ２ｂに格納する。原点位置は、マスタワークの各連結部の孔、即ち、正規位置に存する孔Ｂｂ′の中心Ｐ０に照射点が合致する位置に設定される。そして、この孔Ｂｂ′と同心で、孔Ｂｂの中心位置の予想最大ずれ量（例えば３ｍｍ）を孔の半径ｒ（例えば７ｍｍ）に加えた値より若干（例えば２ｍｍ）大きな半径Ｒの基準円ＢＣ上の第１の点Ｐ１と第２の点Ｐ２に夫々照射点が合致する位置を第１と第２の走査基点位置に設定すると共に、基準円ＢＣ上の第３の点Ｐ３に照射点が合致する位置を計測終点位置として設定する。そして、第１と第２の各走査基点位置から原点位置に向けて計測ヘッド２１を直線移動することにより、第１と第２の各点Ｐ１，Ｐ２と基準円ＢＣの中心Ｐ０とを結ぶ第１と第２の各走査線Ｌ１，Ｌ２に沿って照射点を移動させる。各走査線Ｌ１，Ｌ２に対応する計測ヘッド２１の移動軌跡は、光軸２２ｇに直交する平面座標系における各走査基点位置と原点位置とを結ぶ直線方程式で規定され、この直線方程式により走査線Ｌ１，Ｌ２上の各点の平面座標系における座標を求めることができる。
【００２５】
各連結部Ｂ１〜Ｂ５の孔位置の計測に際しては、先ず、計測ヘッド２１を原点位置を経由して第１の走査基点位置に移動して、照射点を基準円ＢＣ上の第１の点Ｐ１に合致させ、測距器２２により板部Ｂａとの間の距離を測定して、その測定データをコンピュータ２ａに送信する。次に、計測ヘッド２１を第１の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動し、照射点を第１の点Ｐ１から第１の走査線Ｌ１に沿って移動させる。この際、測距器２２による測定距離は、図５（Ａ）に示す如く、照射点が孔Ｂｂに入ったところで計測限界まで急増する。そして、測定距離の急増時点での計測ヘッド２１の位置をロボットコントローラ２ｂからの位置データにより検出し、第１の走査線Ｌ１に交差する孔Ｂｂの第１の孔縁点Ｌａの平面座標系における座標を求める。
【００２６】
ここで、計測ヘッド２１の移動速度を速くすると、測定距離の変化点の位置検出の分解能が低下する。そこで、計測ヘッド２１の移動速度を、第１の孔線点Ｌａで測定距離が急増までは比較的低速（例えば１５ｍｍ／秒）にし、孔縁点Ｌａの位置を高分解能で検出できるようにする。尚、第１の点Ｐ１と孔縁点Ｌａとの間の低速移動距離は、孔Ｂｂの中心位置が基準円ＢＣの中心Ｐ０に対し第１の点Ｐ１と反対方向にずれたときに増加するが、この距離は最大でも予想最大ずれ量の２倍程度に収まり、孔縁点Ｌａの検出に左程時間はかからない。
【００２７】
孔縁点Ｌａを検出すると、計測ヘッド２１を孔縁点Ｌａの検出位置から原点位置を経由して第２の走査基点位置に比較的高速（例えば１００ｍｍ／秒）で移動し、照射点を基準円ＢＣ上の第２の点Ｐ２に合致させて、測距器２２により板部Ｂａとの間の距離を測定し、その測定データをコンピュータ２ａに送信する。次に、計測ヘッド２１を第２の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動し、照射点を第２の点Ｐ２から第２の走査線Ｌ２に沿って移動させる。この場合も、照射点が孔Ｂｂに入ったところで測距器２２による測定距離が計測限界まで急増するから、この急増時点における計測ヘッド２１の位置をロボットコントローラ２ｂからの位置データにより検出し、第２の走査線Ｌ２に交差する孔Ｂｂの第２の孔縁点Ｌｂの平面座標系における座標を求める。また、第１の走査線Ｌ１に沿った走査時と同様に、第２の孔縁点Ｌｂで測定距離が急増するまでは計測ヘッド２１を比較的低速で移動し、孔縁点Ｌｂの位置を高分解能で検出できるようにする。
【００２８】
孔縁点Ｌｂを検出すると、計測ヘッド２１を孔縁点Ｌｂの検出位置から原点位置を経由して計測終点位置に比較的高速で移動し、照射点を基準円ＢＣ上の第３の点Ｐ３に合致させて、測距器２２により板部Ｂａとの間の距離を測定し、その測定データをコンピュータ２ａに送信する。その後、計測ヘッド２１を計測終点位置から次に計測する連結部に移動する。
【００２９】
コンピュータ２ａは、第１と第２の両走査基点位置と計測終点位置とにおける測定距離に基づいて、板部Ｂａの板面、即ち、孔Ｂｂの開設面を表す空間座標系における面方程式を算出し、次に、第１と第２の両孔縁点Ｌａ，Ｌｂの座標に基づいて、図４（Ｂ）に示す如く、両孔縁点Ｌａ，Ｌｂを通る、孔Ｂｂの径ｒと等径の孔開設面上の２つの円Ｃ１，Ｃ２の方程式を算出する。そして、これら両円Ｃ１，Ｃ２のうち中心が基準円ＢＣの中心Ｐ０に近い方の円（図では円Ｃ１）の中心座標を孔Ｂｂの中心Ｏの座標とする。
【００３０】
尚、ナットＢｃを溶着した板部Ｂａの孔Ｂｂの計測では、図５（Ｂ）に示す如く、照射点が板部Ｂａの板面が孔Ｂｂ内に臨むナットＢｃの端面に移行したところで測定距離が板部Ｂａの板厚分だけ増加し、照射点がナットＢｃの内径内に入ったところで測定距離が計測限界に急増する。そこで、各走査線Ｌ１，Ｌ２とナットＢｃの内径円との交点の位置を各孔縁点Ｌａ，Ｌｂの位置として測定し、板部Ｂａの板面上におけるナットＢｃの内径円の中心座標を孔Ｂｂの中心座標として求める。
【００３１】
そして、図６（Ａ）に示す如く、一方の板部Ｂａの孔Ｂｂの中心Ｏと他方の板部Ｂａの孔Ｂｂの中心Ｏとの結線の中点Ｍの座標を求め、この中点Ｍを連結部の位置を表わす点として連結部の基準位置からのずれを測定している。
尚、孔Ｂｂを長円形に形成する、コントロールリンクＳ３用の連結部Ｂ３においては、図６（Ｂ）に示す如く、一方の板部Ｂａの孔Ｂｂの長手方向一方の半円部と、他方の板部Ｂａの孔Ｂｂの長手方向他方の半円部とに対し、夫々、基準円ＢＣの半周上の第１乃至第３の３点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を設定し、これら３点での測定距離と、第１と第２の各点Ｐ１，Ｐ２と基準円ＢＣの中心Ｐ０とを結ぶ各走査線Ｌ１，Ｌ２に交差する孔縁点Ｌａ，Ｌｂの座標とから上記と同様に各半円部の中心Ｏの座標を算出し、両半円部の中心Ｏ，Ｏの結線の中点Ｍを連結部Ｂ３の位置を表わす点としてその座標を求める。
【００３２】
上記の如くサブフレームＷの左右各側の連結部Ｂ１〜Ｂ５の位置を計測すると、連結部Ｂ１〜Ｂ５の相対位置精度が公差内に収まっているか否かを判別し、公差内に収まっていないサブフレームＷは不合格品として回収し、公差内に収まっているサブフレームＷのみを次工程に搬送する。また、孔位置が大幅にずれると、基準円ＢＣ上の３点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかが孔Ｂｂ内に入って孔Ｂｂの中心座標を計測できなくなることがあり、この場合にはその旨を表示しサブフレームＷを回収する。
【００３３】
ところで、孔位置の計測に際し、第１の孔縁点Ｌａや第２の孔縁点Ｌｂを検出した後、計測ヘッド２１をこれら各孔縁点Ｌａ，Ｌｂの検出位置から第２の走査基点位置や計測終点位置に直線移動して、計測時間の短縮を図ることが考えられる。然し、これでは、孔の位置ずれによる各孔縁点Ｌａ，Ｌｂの変位で、第２の走査基点位置や計測終点位置への計測ヘッド２１の移動経路が変化することになり、計測ヘッド２１の移動時におけるロボット２０の複数の軸の合成動作の形態がワーク毎にばらつくことになる。ここで、計測ヘッド２１の実際の位置は、ロボット２０の各軸の駆動系のバックラッシュ等の影響で、ロボットコントローラ２ａが認識する位置からずれる可能性がある。そして、ロボット２０の複数の軸の合成動作の形態が変化すると、計測ヘッド２１の位置ずれに対する各軸の駆動系のバックラッシュの影響度が変化し、計測ヘッド２１の位置ずれ量が変化することになる。
【００３４】
これに対し、本実施形態では、計測ヘッド２１を第１の孔縁点Ｌａの検出位置や第２の孔縁点Ｌｂの検出位置から第２の走査基点位置や計測終点位置に原点位置を経由して移動しているため、計測ヘッド２１の移動経路は各孔縁点Ｌａ，Ｌｂの位置に係わりなく一定になり、この移動時のロボット２０の複数の軸の合作動作の形態がワーク毎にばらつくことを防止できる。そのため、ロボット２０の各軸の駆動系のバックラッシュ等により計測ヘッド２１の位置ずれを生じ、照射点が第２の点Ｐ２や第３の点Ｐ３からずれたり、照射点の実際の移動軌跡が第２の走査線Ｌ２からずれても、このずれ量はワーク毎にばらつくことなく一定になり、マスタワークの計測時と同一の条件で各ワークの計測を行うことができ、マスタワークの計測で求められた基準位置からのずれを正確に計測できる。
【００３５】
尚、本実施形態では、計測ヘッド２１を第１の走査基点位置にも原点位置を経由して移動しているが、第１の走査基点位置への移動経路を一定にしておく限り、照射点の第１の点Ｐ１からのずれ量はワーク毎にばらつくことなく一定になるから、第１の走査基点位置に原点位置を経由せずに計測ヘッドを移動しても良い。
【００３６】
また、本実施形態では、治具１に、Ｕ字状の枠体から成る左右１対の標準器１５，１５を設け、計測装置２で連結部Ｂ１〜Ｂ５の位置を計測する前に、計測ヘッド２１の先端部を標準器１５の対向する側板１５ａ，１５ａ間に挿入して、各側板１５ａに形成した孔１５ｂの中心座標を計測し、両側の孔１５ｂ，１５ｂの中心を結ぶ結線の中点の基準位置からのずれを計測している。このずれはロボット２０による計測ヘッド２１の位置決め誤差に起因するものであり、各連結部Ｂ１〜Ｂ５における第１と第２の各走査基点位置と原点位置とをこのずれに応じて補正して、計測ヘッド２１が各連結部Ｂ１〜Ｂ５に対し正しく位置決めされるようにする。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、測距器の低速移動距離を短くできると共に、測距器の位置がワーク毎にばらつくことを防止でき、孔位置を能率良く高精度で計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる計測設備を配置した計測ステーションの平面図
【図２】計測ステーションの正面図
【図３】（Ａ）測距器を取付けた計測ヘッドの正面図、（Ｂ）計測ヘッドの平面図
【図４】（Ａ）走査線の設定と計測ヘッドの移動経路とを示す図、（Ｂ）第１と第２の両孔縁点を通る２つの円を示す図
【図５】（Ａ）孔と測定距離との関係を示す図、（Ｂ）ナット付きの孔と測定距離との関係を示す図
【図６】（Ａ）計測対象たる連結部の位置の求め方を示す図、（Ｂ）長円形の孔を形成した連結部の位置の求め方を示す図
【図７】ワークたるサブフレームの斜視図
【図８】先願の走査線の設定を示す図
【符号の説明】
Ｂｂ孔ＢＣ基準円Ｐ０基準円の中心
Ｐ１第１の点Ｐ２第２の点Ｐ３第３の点
Ｌ１第１の走査線Ｌ２第２の走査線Ｌａ第１の孔縁点
Ｌ２第２の孔縁点２０ロボット２２測距器

Claims

ワークに形成した孔の位置を、ワークとの間の距離をワークに対する投受光で測定する測距器を用いて計測する方法であって、
ワークに対する測距器からの光線の照射点が孔の孔縁に交差するように設定した走査線に沿って動くように、ロボットにより測距器をワークに対し移動し、この移動中に測距器で測定されるワークとの間の距離の変化に基づいて走査線に交差する孔の孔縁点の座標を求め、孔縁点の座標から孔の中心座標を算出する方法において、
正規位置に存する孔の中心に照射点が合致する原点位置と、正規位置に存する孔と同心で、孔の中心位置の予想最大ずれ量を孔の半径に加えた値より若干大きな半径の基準円上の第１の点に照射点が合致する第１の走査基点位置と、照射点が基準円上の第２の点に合致する第２の走査基点位置と、照射点が基準円上の第３の点に合致する計測終点位置とを設定し、
第１の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第１の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第１の点と基準円の中心とを結ぶ第１の走査線に交差する第１の孔縁点の座標を求める工程と、
第２の走査基点位置でワークとの間の距離を測定した後、測距器を第２の走査基点位置から原点位置に向けて直線移動して、第２の点と基準円の中心とを結ぶ第２の走査線に交差する第２の孔縁点の座標を求める工程と、
測距器を原点位置を経由して計測終点位置に移動してワークとの間の距離を測定する工程とを順に実行すると共に、
測距器の移動速度を、測距器で測定されるワークとの間の距離が走査線に交差する孔の孔縁点で変化するまでは比較的低速とし、その後、測距器を比較的高速で原点位置を経由して次の走査基点位置に移動させ、
第１と第２の両走査基点位置と計測終点位置とにおけるワークとの間の距離に基づいてワークの孔開設面を表わす方程式を求め、
第１と第２の両孔縁点の座標に基づいて、両孔縁点を通る、孔の径と等径の孔開設面上の２つの円の方程式を求め、
２つの円のうち中心が基準円の中心に近い方の円の中心座標を孔の中心座標とする、
ことを特徴とする孔位置の計測方法。