JP4017123B1 - 鋳造製品の肉厚・形状検査方法と、その装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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、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。
【解決手段】鋳造製品の肉厚検査装置で、鋳造製品を固定する切削機のテーブルと、この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鋳造製品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自動化された鋳造製品の肉厚検査装置である。
【選択図】図１

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・形状検査方法と、その装置に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００４−９２８２ 特開２００４−３１７２８６ 特開平６−７１０

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一例を説明する。

： 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。

： 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。

： 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。

： 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。

： 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。

： 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。

： 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。

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。

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。

： 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。

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。

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。

： 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。

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。

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。

： 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。

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。

： 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。

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。

： 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）」。

： 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。

： 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。

： 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。

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。

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。

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。

図１と、図１−１〜図１−４は、エンジンブロックのヘッド部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、図１に示したヘッド部の上面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図１−２は、図１に示したヘッド部の背面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図１−３は、図１に示したヘッド部の正面を非接触三次元測定機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 図２−１は、図１等で説明したエンジンブロックのヘッド部を計測した後に、次の箇所（エンジンブロックの本体上部）を計測するために、フライス盤で、エンジンブロックを切削する状態を示しており、フライス盤の刃物の下エンジンブロックを移動した側面図 図２−２は、図２−１に示したフライス盤の刃物が下降した側面図 図２−３は、図２−１に示したエンジンブロックの本体上部の切削が完成した側面図 図３と、図３−１〜図３−４は、エンジンブロックの本体上部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、図３に示した本体上部の上面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図３−２は、図３に示した本体上部の背面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図３−３は、図３に示した本体上部の正面を非接触三次元測定機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 図４−１は、図３等で説明したエンジンブロックの本体上部を計測した後に、次の箇所（エンジンブロックの本体下部）を計測するために、フライス盤で、エンジンブロックを切削する状態を示しており、フライス盤の刃物の下にエンジンブロックを移動した側面図 図４−２は、図４−１に示したフライス盤の刃物が下降した側面図 図４−３は、図４−１に示したエンジンブロックの本体下部の切削が完成した側面図 図５と、図５−１〜図５−４は、エンジンブロックの本体下部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、図５に示した本体下部の上面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図５−２は、図５に示した本体下部の背面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図５−３は、図５に示した本体下部の正面を非接触三次元測定機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 図６−１は、図５等で説明したエンジンブロックの本体下部を計測した後に、次の箇所（エンジンブロックのスカート部）を計測するために、フライス盤で、エンジンブロックを切削する状態を示しており、フライス盤の刃物の下にエンジンブロックを移動した側面図 図６−２は、図６−１に示したフライス盤の刃物が下降した側面図 図６−３は、図６−１に示したエンジンブロックのスカート部の切削が完成した側面図 図７と、図７−１〜図７−４は、エンジンブロックのスカート部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、図７に示したスカート部の上面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図７−２は、図７に示したスカート部の背面を非接触三次元測定機で計測する状態の側面図 図７−３は、図７に示したスカート部の正面を非接触三次元測定機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 図８は本発明の肉厚・形状検査方法の一例を示したフローチャート図 図９は従来の肉厚検査方法の一例を示したフローチャート図

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

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