JP4867059B2 - Displacement detection method and apparatus used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のホイルアライメント測定等に用いられる変位量検出方法及びそれに用いる装置に関するものである。 The present invention relates to a displacement amount detection method used for automobile wheel alignment measurement and the like and an apparatus used therefor.
従来、図７に示す構成を備える自動車の車輪アライメント測定装置７１が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, an automobile wheel alignment measuring device 71 having the configuration shown in FIG. 7 is known (see, for example, Patent Document 1).
前記従来の車輪アライメント測定装置７１は、自動車車体７２の組立ラインにおける車体７２の搬送路に設けられている。車体７２は、ハンガ７３により支持されて搬送路に沿って搬送され、車輪アライメント測定装置７１の直上に位置したとき、その下方の車輪アライメント測定装置７１に受けわたされる。また、車輪アライメント測定装置７１は、図７に示すように、車体７２に設けられた車輪取付部７４を上昇させる車輪取付部上昇手段７５と、車輪取付部７４の高さ位置を測定するセンサユニット７６ａと、該車輪取付部７４のトー角及びキャンバー角を検出するアライメント測定手段７６ｂとを備えている。前記車輪取付部上昇手段７５は、図７及び図８に示すように、車輪取付部７４を上昇させるシリンダ７７を備え、シリンダ７７は昇降台７８の上部に車幅方向に摺動自在に支持された支持テーブル７９に支持されている。 The conventional wheel alignment measuring device 71 is provided on the conveyance path of the vehicle body 72 in the assembly line of the automobile body 72. The vehicle body 72 is supported by the hanger 73 and conveyed along the conveyance path. When the vehicle body 72 is positioned directly above the wheel alignment measuring device 71, the vehicle body 72 is received by the wheel alignment measuring device 71 below the wheel alignment measuring device 71. Further, as shown in FIG. 7, the wheel alignment measuring device 71 includes a wheel mounting portion raising means 75 that raises the wheel mounting portion 74 provided on the vehicle body 72, and a sensor unit that measures the height position of the wheel mounting portion 74. 76a and alignment measuring means 76b for detecting the toe angle and camber angle of the wheel mounting portion 74. As shown in FIGS. 7 and 8, the wheel attachment portion raising means 75 includes a cylinder 77 that raises the wheel attachment portion 74, and the cylinder 77 is supported on an upper part of the lifting platform 78 so as to be slidable in the vehicle width direction. The support table 79 is supported.
アライメント測定手段７６ａは、図７及び図８に示すように、支持テーブル７９に設けられたレーザセンサであり、昇降板８０の上昇距離を計測することによって車輪取付部７４の軸心位置を測定する。また、アライメント測定手段７６ｂは、車輪取付部７４の所定の点に対峙しており、支持部材８１（図８示）に一体に支持されてシリンダ７７により昇降される。そして、アライメント測定手段７６ｂは所定の点までの距離の変位を検出し、該変位からキャンバー角及びトー角を検出する。 As shown in FIGS. 7 and 8, the alignment measuring unit 76 a is a laser sensor provided on the support table 79, and measures the axial position of the wheel mounting portion 74 by measuring the rising distance of the lifting plate 80. . The alignment measuring means 76 b faces a predetermined point of the wheel mounting portion 74, is supported integrally with a support member 81 (shown in FIG. 8), and is moved up and down by a cylinder 77. Then, the alignment measuring unit 76b detects a displacement at a distance to a predetermined point, and detects a camber angle and a toe angle from the displacement.
前記従来の車輪アライメント測定装置７１では、まず、図７に示すように、ハンガ７３に支持された車体７２が車輪アライメント測定装置７１の直上に搬送されると、昇降台７８が上昇し、車輪取付部上昇手段７５が車輪取付部７４に近接される。次いで、図８に示すように、シリンダ７７により、車輪取付部７４の上昇が開始される。車輪取付部７４の軸心位置は、アライメント測定手段７６ａにより検出される。 In the conventional wheel alignment measuring device 71, first, as shown in FIG. 7, when the vehicle body 72 supported by the hanger 73 is transported directly above the wheel alignment measuring device 71, the lifting platform 78 rises and the wheel mounting is performed. The part raising means 75 is brought close to the wheel mounting part 74. Next, as shown in FIG. 8, the cylinder 77 starts to raise the wheel mounting portion 74. The axial center position of the wheel mounting portion 74 is detected by the alignment measuring means 76a.
そして、さらにシリンダ７７により車輪取付部７４が上昇され、その軸心位置が、走行時の位置に対して所定の位置になると、アライメント測定手段７６ｂによる検出が開始される。この結果、前記従来の装置によれば、車輪取付部７４を上昇させるだけでトー角及びキャンバー角を算出することができる。 When the wheel mounting portion 74 is further raised by the cylinder 77 and its axial center position is a predetermined position with respect to the traveling position, detection by the alignment measuring means 76b is started. As a result, according to the conventional apparatus, it is possible to calculate the toe angle and the camber angle simply by raising the wheel mounting portion 74.
アライメント測定手段７６ａ，７６ｂとしてのレーザセンサは、電力を供給することにより作動させることができるが、該レーザセンサは、電力供給開始後、検出部の温度が所定の温度に達し、略一定となるまでは検出値が安定しない。これは、検出部の温度が変化することによる熱膨張等の影響で、レーザ照射用レンズの位置にずれが生じるためである。従って、前記レーザセンサの作動直後は、車輪取付部７４が変位していなくても、電力が供給されたことによる該レーザセンサの検出部の温度上昇に応じて、検出値が変動することになる。 The laser sensors as the alignment measuring means 76a and 76b can be operated by supplying electric power. However, after the electric power supply starts, the laser sensor reaches a predetermined temperature and becomes substantially constant. Until the detected value is not stable. This is because the position of the laser irradiation lens shifts due to the influence of thermal expansion or the like due to the change in the temperature of the detection unit. Therefore, immediately after the operation of the laser sensor, even if the wheel mounting portion 74 is not displaced, the detection value varies according to the temperature rise of the detection portion of the laser sensor due to the supply of electric power. .
また、前記レーザセンサの検出部の温度が一定となった後でも、該レーザセンサが設置されている環境自体の温度が変動すると、該検出部の温度も変動し、結果として検出値が変動してしまう。従って、高精度に前記検出部の変位量を検出するためには、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂの周辺温度を一定に保つ必要がある。そこで、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂの周囲温度を一定に保つための方法として、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂを温度管理された箱に入れる方法や、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂを設置する部屋の室温を一定に保つ方法等が考えられる。 In addition, even after the temperature of the detection unit of the laser sensor becomes constant, if the temperature of the environment itself in which the laser sensor is installed fluctuates, the temperature of the detection unit also fluctuates, and as a result, the detection value fluctuates. End up. Therefore, in order to detect the displacement amount of the detection unit with high accuracy, it is necessary to keep the ambient temperature of the alignment measuring means 76a and 76b constant. Therefore, as a method for keeping the ambient temperature of the alignment measuring means 76a, 76b constant, a method of placing the alignment measuring means 76a, 76b in a temperature-controlled box or the room temperature of the room where the alignment measuring means 76a, 76b is installed. A method of keeping it constant can be considered.
しかしながら、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂを温度管理された箱に入れる方法では、該箱によりセンサ周辺の他の部材の配置が制限を受けるという不都合がある。また、アライメント測定手段７６ａ，７６ｂを設置する部屋の温度環境を一定に保つ方法では、生産ライン全体の温度環境を一定にすることは現実的に困難であるという不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消し、温度環境が変動してもワークの変位量を高精度に測定することができる変位量検出方法及びそれに用いる装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a displacement amount detection method and an apparatus used therefor, which can eliminate such inconvenience and can measure the displacement amount of a workpiece with high accuracy even if the temperature environment fluctuates.
本発明の方法は、電力を供給することにより作動し、検出時の検出部の温度により検出値が変動する複数の変位量検出手段によって、ワーク上の複数点の変位量を検出する変位量検出方法において、
非加熱状態で該変位量検出手段に電力を供給して作動させた後、電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達するまでの間に、前記変位量検出手段により、測定対象のワークに代えて較正用マスターワークを用いて複数点の見かけの変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を検知する動作を行う工程と、
検出された見かけの変位量及び検知された検出部の温度から、該検出部の温度変化に伴う見かけの変位量の変化率を算出する工程と、
電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達した後、前記変位量検出手段により実際のワーク上の複数点の変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を検知し、前記見かけの変位量の変化率から得られた補正値を該ワーク上の複数点の変位量から減算することにより補正した変位量を出力する工程と
を備えることを特徴とする。
The method of the present invention operates by supplying electric power, and detects a displacement amount by detecting displacement amounts at a plurality of points on a workpiece by a plurality of displacement amount detecting means whose detection values fluctuate depending on the temperature of the detection unit at the time of detection. In the method
After the electric power is supplied to the displacement detection means in the non-heated state and operated, the displacement detection means detects the measurement target by the supply of electric power until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature. A step of performing an operation of detecting the apparent displacement amount of a plurality of points using a calibration master work instead of the work, and detecting the temperature of the detection unit at that time,
Calculating a change rate of the apparent displacement amount accompanying a temperature change of the detection unit from the detected apparent displacement amount and the detected temperature of the detection unit;
After the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of electric power, the displacement amount detection means detects the displacement amounts of a plurality of points on the actual workpiece , and detects the temperature of the detection unit at that time, And a step of outputting a corrected displacement amount by subtracting a correction value obtained from a change rate of the apparent displacement amount from a plurality of displacement amounts on the workpiece.
本発明の変位量検出方法によると、非加熱状態で複数の変位量検出手段に電力を供給して作動させた後、電力の供給により検出部の温度が所定の温度に達するまでの間（暖機運転中）に、該変位量検出手段により、測定対象のワークに代えて較正用マスターワークを用いて複数点の見かけの変位量を検出する。このとき、ワークは実際には変位していないが、変位量検出手段からは、あたかもワークが変位しているかのような変位量が検出される。
そこで、本明細書では、検出部の温度が所定の温度に達するまでの間に、実際には変位していないワークが変位しているかのように検出される変位量を「見かけの変位量」という。見かけの変位量は、前記検出部の温度変化に応じた値として検出されるので、見かけの変位量の変化量と、それに対応する検出部の温度の変化量とから、検出部の温度変化に伴うワークの見かけの変位量の変化率を算出することができる。
According to the displacement amount detection method of the present invention, the power is supplied to the plurality of displacement amount detection means in the non-heated state and then operated until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of power (warm up). During the operation of the machine, the displacement amount detecting means detects apparent displacement amounts at a plurality of points using a calibration master workpiece instead of the workpiece to be measured. At this time, although the workpiece is not actually displaced, the displacement amount detection means detects the displacement amount as if the workpiece is displaced.
Therefore, in the present specification, the amount of displacement detected as if the workpiece that is not actually displaced is displaced until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature is the “apparent displacement amount”. That's it. Since the apparent displacement amount is detected as a value corresponding to the temperature change of the detection unit, the change amount of the apparent displacement amount and the corresponding change amount of the temperature of the detection unit are changed to the temperature change of the detection unit. The change rate of the apparent displacement amount of the workpiece can be calculated.
そして、電力の供給により検出部の温度が所定の温度に達した後、実際にワークの変位量の検出が可能になる。このとき、本発明の方法では、変位量検出手段によりワークの変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を検知する。そして、前記見かけの変位量の変化率から得られた補正値を前記ワークの変位量から減算することにより補正した変位量を求め、これを出力する。従って、本発明の方法によれば、検出部の温度の変化にかかわらず、高精度にワークの変位量を検出することができる。 Then , after the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of electric power, the displacement amount of the workpiece can actually be detected. At this time, in the method of the present invention, the displacement amount of the workpiece is detected by the displacement amount detection means, and the temperature of the detection unit at that time is detected. Then, a displacement amount corrected by subtracting the correction value obtained from the rate of change in amount of displacement of the apparent from the displacement amount of the workpiece, and outputs this. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to detect the displacement amount of the workpiece with high accuracy regardless of the change in the temperature of the detection unit.
本発明の装置は、電力を供給することにより作動し、検出時の検出部の温度により検出値が変動する複数の変位量検出手段によって、ワーク上の複数点の変位量を検出する変位量検出装置において、
該変位量検出手段の検出部の温度を検知する温度検知手段と、
非加熱状態で該変位量検出手段に電力を供給して作動させた後、電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達するまでの間に、前記変位量検出手段により、測定対象のワークに代えて較正用マスターワークを用いて検出した複数点の見かけの変位量と、該見かけの変位量の検出時に該温度検知手段によって検知した検出部の温度とを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された見かけの変位量と該検出部の温度とから、該検出部の温度変化に伴う見かけの変位量の変化率を算出する変化率算出手段と、
電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達した後、該変位量検出手段により実際のワーク上の複数点の変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を該温度検知手段により検知し、前記見かけの変位量の変化率から得られた補正値を該ワーク上の複数点の変位量から減算することにより補正した変位量を出力する補正変位量出力手段とを備えることを特徴とする。
この装置により、本発明の方法を有利に実施することができる。
The apparatus according to the present invention operates by supplying electric power, and detects displacement amounts at a plurality of points on the workpiece by a plurality of displacement amount detection means whose detection values vary depending on the temperature of the detection unit at the time of detection. In the device
Temperature detection means for detecting the temperature of the detection part of the displacement amount detection means;
After the electric power is supplied to the displacement detection means in the non-heated state and operated, the displacement detection means detects the measurement target by the supply of electric power until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature. Storage means for storing apparent displacement amounts of a plurality of points detected using a calibration master workpiece instead of the workpiece, and the temperature of the detection unit detected by the temperature detection means when detecting the apparent displacement amount;
A rate-of-change calculating means for calculating a rate of change of the apparent displacement amount accompanying a temperature change of the detection unit from the apparent displacement amount stored in the storage unit and the temperature of the detection unit;
After the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of electric power, the displacement amount detection means detects displacement amounts at a plurality of points on the actual workpiece , and the temperature of the detection unit at that time is detected by the temperature detection. detected by means that the correction value obtained from the displacement amount of the rate of change of the apparent and a correction displacement amount output means for outputting a displacement amount corrected by subtracting from the amount of displacement of the plurality of points on the workpiece It is characterized by.
With this device, the method of the invention can be advantageously carried out.
また、本発明の変位量検出装置において、前記変位量検出手段は、例えば、前記ワークにレーザ光を照射し、該ワーク表面で反射された該レーザ光を検出することで該ワークの位置を分析するレーザセンサを用いることができる。 In the displacement amount detection device of the present invention, the displacement amount detection means analyzes the position of the workpiece by, for example, irradiating the workpiece with a laser beam and detecting the laser beam reflected on the workpiece surface. A laser sensor can be used.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本実施形態の車輪アライメント測定装置の概略構成を示す説明図である。図２は較正用マスターワーク取付時の車輪取付部上昇手段及び車輪アライメント測定手段の作動説明図である。図３は車輪模擬体の説明的斜視図である。図４は測定手段の要部を示す説明図である。図５は本実施形態の変位量検出方法のフローチャートである。図６（ａ）は、暖機運転開始からの前記アライメント測定手段の検出部の温度の経時変化を示すグラフであり、図６（ｂ）は、暖機運転中の該アライメント測定手段の検出部の温度に伴う見かけの変位量の変化率を示すグラフである。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a wheel alignment measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is an operation explanatory view of the wheel mounting part raising means and the wheel alignment measuring means when the calibration master work is attached. FIG. 3 is an explanatory perspective view of the wheel simulation body. FIG. 4 is an explanatory view showing the main part of the measuring means. FIG. 5 is a flowchart of the displacement amount detection method of this embodiment. FIG. 6A is a graph showing a change over time in the temperature of the detection unit of the alignment measurement unit from the start of warm-up operation, and FIG. 6B is a detection unit of the alignment measurement unit during warm-up operation. It is a graph which shows the change rate of the apparent displacement amount accompanying temperature of.
図１に示すように、本実施形態の車輪アライメント測定装置１は、自動車車体２の組立ラインにおける車体２の搬送路に設けられている。車体２は、ハンガ３（仮想線で示す）により支持されて搬送路に沿って搬送され、車輪アライメント測定装置１の直上に位置したとき、その下方の車輪アライメント測定装置１に受けわたされる。車輪アライメント測定装置１の直上に搬送される車体２は、その上流において図示しない懸架装置が組付けられ、図示しないステアリングの位置が中立位置に調整されている。また、前記懸架装置に連結された車軸の軸端には車輪を取り付けるための車輪取付部６が設けられているが、この車輪取付部６には車輪が未だ取り付けられていない状態とされている。 As shown in FIG. 1, the wheel alignment measuring device 1 according to the present embodiment is provided on a conveyance path of a vehicle body 2 in an assembly line of an automobile body 2. The vehicle body 2 is supported by a hanger 3 (indicated by phantom lines) and conveyed along a conveyance path. When the vehicle body 2 is positioned directly above the wheel alignment measurement device 1, the vehicle body 2 is received by the wheel alignment measurement device 1 below it. The vehicle body 2 transported immediately above the wheel alignment measuring device 1 is assembled with a suspension device (not shown) upstream thereof, and the steering position (not shown) is adjusted to the neutral position. Further, a wheel attachment portion 6 for attaching a wheel is provided at the shaft end of the axle connected to the suspension device, but the wheel attachment portion 6 is not yet attached with a wheel. .
車輪アライメント測定装置１は、図１に示すように、ハンガ３からその上方に車体２を離脱させて車体２を支持する車体支持手段７（支持部）と、車体支持手段７により支持された車体２から垂れ下がった状態で上昇自在とされている車輪取付部６を上昇させる車輪取付部上昇手段８と、車輪取付部６の変位を検出して姿勢角（トー角及びキャンバー角）を測定するアライメント測定手段９（測定手段）とを備え、更に、車輪取付部６に装着して模擬的に車輪が取り付けられた状態とする車輪模擬体１０を備えている。 As shown in FIG. 1, the wheel alignment measuring apparatus 1 includes a vehicle body support means 7 (support portion) that supports the vehicle body 2 by detaching the vehicle body 2 from the hanger 3 and a vehicle body supported by the vehicle body support means 7. The wheel attachment part raising means 8 for raising the wheel attachment part 6 which can be raised in a state of hanging from 2 and the alignment for detecting the displacement of the wheel attachment part 6 and measuring the posture angle (toe angle and camber angle). A measuring unit 9 (measuring unit), and a wheel simulation body 10 that is mounted on the wheel mounting portion 6 and is in a state in which the wheel is mounted in a simulated manner.
前記車体支持手段７は、車体２に設けられているジャッキアップ用ブラケット１１の部位に下方から当接して車体２を解除自在にクランプして載置する載置部１２と、載置部１２を介して車体２を上昇させる車体リフタ１３とを備えている。 The vehicle body support means 7 includes a mounting portion 12 for placing the mounting portion 12 on a jackup bracket 11 provided on the vehicle body 2 by abutting from below and clamping the vehicle body 2 so as to be releasable. And a vehicle body lifter 13 for raising the vehicle body 2 through the vehicle body 2.
前記車輪取付部上昇手段８は、図１に示すように、４つの車輪取付部６の夫々に対応して設けられ、前記車輪模擬体１０を介して車輪取付部６を支持する支持板１４と、車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、該支持板１４を前後方向及び左右方向に移動自在に連結する昇降テーブル１５と、この昇降テーブル１５を昇降させる昇降装置１６とを備えている。 As shown in FIG. 1, the wheel attachment portion raising means 8 is provided corresponding to each of the four wheel attachment portions 6, and a support plate 14 that supports the wheel attachment portion 6 via the wheel simulation body 10. When the vehicle length direction is the front-rear direction and the vehicle width direction is the left-right direction, the elevating table 15 that connects the support plate 14 movably in the front-rear direction and the left-right direction, and the elevating device 16 that elevates the elevating table 15 It has.
昇降テーブル１５は、図２に示すように、第１可動板１７と第２可動板１８とを介して支持板１４を支持しており、第１可動板１７は昇降テーブル１５上のレール１９により左右方向に案内され、第２可動板１８は第１可動板１７上のレール２０により前後方向に案内される。 As shown in FIG. 2, the lift table 15 supports a support plate 14 via a first movable plate 17 and a second movable plate 18, and the first movable plate 17 is supported by a rail 19 on the lift table 15. Guided in the left-right direction, the second movable plate 18 is guided in the front-rear direction by the rail 20 on the first movable plate 17.
前記車輪模擬体１０は、車輪取付部６に連結する図示しない連結部と、図３に示すように、車輪取付部６の後述の測定箇所を露出させる開放部２３と、車輪取付部６の下方に所定距離を存して設けられた接地部２４とを備えるものであり、更に具体的には、車輪取付部６に取り付ける前記連結部に着脱自在に連結する第１フレーム２７と、第１フレーム２７を揺動自在に連結支持する第２フレーム２８とによって構成されている。 The wheel simulation body 10 includes a connection portion (not shown) connected to the wheel attachment portion 6, an open portion 23 that exposes a later-described measurement location of the wheel attachment portion 6, and a lower portion of the wheel attachment portion 6, as shown in FIG. 3. A first frame 27 that is detachably connected to the connecting portion that is attached to the wheel mounting portion 6; and a first frame. And a second frame 28 that supports and supports 27 in a swingable manner.
第２フレーム２８は、その下端部に前記接地部２４を備え、図２に示すように、該接地部２４は前記支持板１４に回転軸２９を介して回転自在に連結されている。図３に示すように、接地部２４の前後方向両側には上方に延びる一対の垂直アーム３０が連設されている。第１フレーム２７は、連結手段２６を車輪取付部６（図３においては、車輪取付部６に代えて後述の車輪取付部再現部材４５で示す）に向かって進退自在に保持する保持部３１と、保持部３１の前後方向両側には一対の水平アーム３２が連設されている。両水平アーム３２は、車輪取付部６の前後側に延びており、両垂直アーム３０に回転軸３３を介して回転自在に連結されている。このような水平アーム３２と垂直アーム３０との連結構造により、第１フレーム２７と第２フレーム２８との間が開放され、前記開放部２３を形成している。 The second frame 28 includes the grounding portion 24 at the lower end thereof, and the grounding portion 24 is rotatably connected to the support plate 14 via a rotating shaft 29 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, a pair of vertical arms 30 extending upward are connected to both sides of the grounding portion 24 in the front-rear direction. The first frame 27 includes a holding portion 31 that holds the connecting means 26 so as to freely advance and retreat toward the wheel mounting portion 6 (in FIG. 3, a wheel mounting portion reproduction member 45 described below instead of the wheel mounting portion 6). A pair of horizontal arms 32 are connected to both sides of the holding portion 31 in the front-rear direction. Both horizontal arms 32 extend to the front and rear sides of the wheel mounting portion 6, and are rotatably connected to both vertical arms 30 via a rotation shaft 33. By such a connecting structure of the horizontal arm 32 and the vertical arm 30, the space between the first frame 27 and the second frame 28 is opened to form the opening portion 23.
前記アライメント測定手段９は、図２に示すように、車輪取付部上昇手段８に隣接して立設された柱状フレーム４８と、車輪取付部６に対峙するセンサユニット４９と、センサユニット４９と柱状フレーム４８との間に介在してセンサユニット４９を支持する支持機構５０とを備えている。 As shown in FIG. 2, the alignment measuring means 9 includes a columnar frame 48 erected adjacent to the wheel mounting portion raising means 8, a sensor unit 49 facing the wheel mounting portion 6, and a sensor unit 49 and a columnar shape. And a support mechanism 50 that is interposed between the frame 48 and supports the sensor unit 49.
支持機構５０は、柱状フレーム４８の側壁に設けられて縦方向に延びるレール５１に沿って昇降自在の昇降フレーム５２と、該昇降フレーム５２の縦壁に設けられて前後方向（車長方向）に延びるレール５３に沿って摺動自在の摺動フレーム５４と、該摺動フレーム５４の側壁に設けられたレール５５に沿って車輪取付部６に向かって進退方向に摺動自在の２つの進退フレーム（第１進退フレーム５６、第２進退フレーム５７）とを備えている。第１進退フレーム５６の先端縁には前記センサユニット４９が連設されている。第２進退フレーム５７は、前記車輪取付部上昇手段８の支持板１４に連結アーム５８により連結され、連結アーム５８の先端は屈曲自在に構成されたジョイントであるボールジョイント５９を介して支持板１４に連結されている。 The support mechanism 50 is provided on the side wall of the columnar frame 48 and is movable up and down along a rail 51 extending in the vertical direction. The support mechanism 50 is provided on the vertical wall of the lift frame 52 and extends in the front-rear direction (vehicle length direction). A sliding frame 54 slidable along the extending rail 53, and two advancing and retracting frames slidable in the advancing and retracting direction toward the wheel mounting portion 6 along the rail 55 provided on the side wall of the sliding frame 54. (First advance / retreat frame 56, second advance / retreat frame 57). The sensor unit 49 is connected to the leading edge of the first advance / retreat frame 56. The second advancing / retracting frame 57 is connected to the support plate 14 of the wheel mounting part raising means 8 by a connecting arm 58, and the tip of the connecting arm 58 is supported via a ball joint 59 which is a bendable joint. It is connected to.
柱状フレーム４８には、昇降フレーム５２を介して支持機構５０を支持板１４の昇降に追従させるためのアシストシリンダ６０が設けられている。また、第２進退フレーム５７には、第１可動板１７の移動に追従して第１進退フレーム５６を進退させるボールねじ６１と、第１可動板１７の移動量に応じてボールねじ６１を回転する駆動モータ６２とが設けられている。なお、摺動フレーム５４は昇降フレーム５２のレール５１に沿って摺動自在であることにより第２可動板１８の移動に追従する。 The columnar frame 48 is provided with an assist cylinder 60 for causing the support mechanism 50 to follow up and down of the support plate 14 via the up-and-down frame 52. In addition, the second advance / retreat frame 57 rotates the ball screw 61 that moves the first advance / retreat frame 56 following the movement of the first movable plate 17 and the ball screw 61 according to the movement amount of the first movable plate 17. Drive motor 62 is provided. Note that the sliding frame 54 is slidable along the rail 51 of the elevating frame 52, thereby following the movement of the second movable plate 18.
前記アライメント測定手段９は上記構成により、連結アーム５８を介して支持板１４上の車輪取付部６の高さ及び前後左右の動きに追従し、更に、支持板１４が車輪取付部６の荷重を受けて支持板１４に歪みや傾斜が生じても、ボールジョイント５９の屈曲により支持板１４の歪みや傾斜が吸収されて、その歪みや傾斜がセンサユニット４９に波及することが防止される。 The alignment measuring means 9 follows the height and the front / rear / left / right movement of the wheel mounting portion 6 on the support plate 14 via the connecting arm 58 by the above-described configuration, and the support plate 14 further loads the wheel mounting portion 6. Even if the support plate 14 is distorted or inclined, the distortion or inclination of the support plate 14 is absorbed by the bending of the ball joint 59, and the distortion or inclination is prevented from spreading to the sensor unit 49.
また、センサユニット４９は、図４に示すように、変位量検出手段として３つのレーザセンサ（第１センサ６３、第２センサ６４、第３センサ６５）を備えている。第１センサ６３、第２センサ６４、及び第３センサ６５は、車輪取付部６（図４においては、車輪取付部６に代えて後述の車輪取付部再現部材４５で示す）のブレーキディスク面に設定された３つの点ａ，ｂ，ｃ（測定箇所）に夫々対向する。
第１センサ６３は、前記ディスク面のａ点までの距離、第２センサ６４は、前記ディスク面のｂ点までの距離、第３センサ６５は、前記ディスク面のｃ点までの距離を夫々計測する。そして、第１センサ６３、第２センサ６４及び第３センサ６５によって計測される距離の違いから、ａ点とｂ点乃至ｃ点間の中心点との垂直方向の変位を測定し、この変位からキャンバー角を検出する。また、第２センサ６４と第３センサ６５とによって計測される距離の違いから、ｂ点とｃ点との水平方向の変位を測定し、この変位からトー角を検出する。
なお、この３つの点ａ，ｂ，ｃ（測定箇所）は、前記車輪模擬体１０の開放部２３により露出した状態とされるので、センサユニット４９によるトー角及びキャンバー角の測定に際して車輪模擬体１０が邪魔になることはない。
As shown in FIG. 4, the sensor unit 49 includes three laser sensors (first sensor 63, second sensor 64, and third sensor 65) as displacement amount detection means . The first sensor 63, the second sensor 64, and the third sensor 65 are provided on the brake disc surface of the wheel mounting portion 6 (shown by a wheel mounting portion reproduction member 45 described later instead of the wheel mounting portion 6 in FIG. 4). The three points a, b, and c (measurement points) set are opposed to each other.
The first sensor 63 measures the distance to point a on the disk surface, the second sensor 64 measures the distance to point b on the disk surface, and the third sensor 65 measures the distance to point c on the disk surface. To do. Then, from the difference in distance measured by the first sensor 63, the second sensor 64, and the third sensor 65, the vertical displacement between the point a and the central point between the points b to c is measured, and from this displacement Detect the camber angle. Further, the horizontal displacement between the point b and the point c is measured from the difference in distance measured by the second sensor 64 and the third sensor 65, and the toe angle is detected from this displacement.
Since these three points a, b, and c (measurement points) are exposed by the opening 23 of the wheel simulation body 10, the wheel simulation body is measured when measuring the toe angle and the camber angle by the sensor unit 49. 10 does not get in the way.
また、センサユニット４９は、変位量検出手段（第１センサ６３、第２センサ６４、第３センサ６５）による検出部の夫々に、図示しない温度検知手段が設けられており、変位を検出する際に該検出部の温度が検知される。さらに、該温度検知手段は、図示しない記憶手段に接続されており、該記憶手段は、センサユニット４９による計測値と、該温度検知手段によって採取された該検知手段の温度とを記憶する。前記温度検知手段としては、例えば熱電対を用いることができる。 The sensor unit 49 is provided with temperature detection means (not shown) in each of the detection units of the displacement amount detection means (the first sensor 63, the second sensor 64, and the third sensor 65). In addition, the temperature of the detection unit is detected. Further, the temperature detection means is connected to a storage means (not shown), and the storage means stores the measured value by the sensor unit 49 and the temperature of the detection means collected by the temperature detection means. As the temperature detection means, for example, a thermocouple can be used.
前記記憶手段は、図示しない変化率算出手段に接続されており、センサユニット４９の暖機運転中に該記憶手段に記憶された検出値である見かけの変位量と前記検出部の前記温度とから、該検出部の温度変化に伴う車輪取付部再現部材４５の見かけの変位量の変化率を算出する。 The storage means is connected to a change rate calculation means (not shown). From the apparent displacement amount that is a detection value stored in the storage means during the warm-up operation of the sensor unit 49 and the temperature of the detection unit. The change rate of the apparent displacement amount of the wheel mounting portion reproduction member 45 accompanying the temperature change of the detection portion is calculated.
前記変化率算出手段は、図示しない補正変位量出力手段に接続されている。そして、暖機運転完了後、実際に車輪取付部再現部材４５の変位量の検出が可能となった後、車輪取付部再現部材４５の見かけの変位量の変化率から得られた補正値を車輪取付部再現部材４５の変位量から減算することにより補正した変位量を出力する。 The change rate calculation means is connected to a correction displacement amount output means (not shown). After the warm-up operation is completed, the displacement amount of the wheel mounting portion reproduction member 45 can be actually detected, and then the correction value obtained from the change rate of the apparent displacement amount of the wheel mounting portion reproduction member 45 is set to the wheel. The displacement amount corrected by subtracting from the displacement amount of the attaching portion reproduction member 45 is output.
次に、本実施形態による変位量検出方法を、図５を用いて説明する。 Next, the displacement amount detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、センサユニット４９の電源投入前に、実際に測定する車体２（車輪取付部６を含む）に代えて、図２に示す較正用マスターワーク４０を車輪取付部上昇手段８に取り付ける。 First, before turning on the power of the sensor unit 49, the calibration master work 40 shown in FIG. 2 is attached to the wheel attachment portion raising means 8 instead of the vehicle body 2 (including the wheel attachment portion 6) that is actually measured.
較正用マスターワーク４０は、マスターワーク支持部材４１を備え、マスターワーク支持部材４１は、左右方向に配置されている車輪取付部上昇手段８，８を連結するように、各車輪取付部上昇手段８に、例えば、ボルトを用いて着脱自在に固定される。マスターワーク支持部材４１，４１は、前側及び後側に夫々設けられており、前後のマスターワーク支持部材４１は、接続部材４２によって接続されている。接続部材４２の両端には、回転軸４３が立設されている。回転軸４３の上端には、回転軸４３を軸にして回動自在に腕部材４４が取り付けられている。腕部材４４の両端には、車輪取付部再現部材４５が取り付けられており、センサ６３、６４、６５に夫々対峙するようにされている。車輪取付部再現部材４５は、腕部材４４を回転させることで、センサ６３、６４、６５に正対するように調整される。 The calibration master work 40 includes a master work support member 41, and the master work support member 41 connects each wheel attachment part raising means 8 so as to connect the wheel attachment part raising means 8, 8 arranged in the left-right direction. For example, it is detachably fixed using a bolt. The master work support members 41, 41 are provided on the front side and the rear side, respectively, and the front and rear master work support members 41 are connected by a connection member 42. Rotating shafts 43 are erected at both ends of the connecting member 42. An arm member 44 is attached to the upper end of the rotation shaft 43 so as to be rotatable about the rotation shaft 43. At both ends of the arm member 44, a wheel attachment portion reproduction member 45 is attached so as to face the sensors 63, 64, and 65, respectively. The wheel attachment portion reproduction member 45 is adjusted to face the sensors 63, 64, 65 by rotating the arm member 44.
初めに、非加熱状態でセンサユニット４９の電源を投入することにより（ＳＴＥＰ１）、暖機運転を開始する（ＳＴＥＰ２）。 First, by turning on the power of the sensor unit 49 in a non-heated state (STEP 1), the warm-up operation is started (STEP 2).
次に、センサユニット４９により、該センサユニット４９の各変位量検出手段（センサ６３、６４、６５）と車輪取付部再現部材４５との距離の見かけの変位量（Ｄ）を取得し（ＳＴＥＰ３）、そのときの各検出部の温度（Ｔ）を前記温度検知手段により取得する（ＳＴＥＰ４）。
前記見かけの変位量（Ｄ）及び前記検出部の温度（Ｔ）は、前記暖機運転開始後、図６（ａ）に示すように変動する。前記見かけの変位量（Ｄ）及び前記検出部の温度（Ｔ）は、例えば、前記検出部の温度変化率が０．２℃／１０分となり収束する温度に達するまでの間、図６（ｂ）に示すように、少なくても５回、より好ましくは１０回以上取得される。複数回取得された見かけの変位量（Ｄ）及び検出部の温度（Ｔ）は、取得される毎に記憶手段に記憶される。
Next, the apparent displacement amount (D) of the distance between each displacement amount detection means (sensors 63, 64, 65) of the sensor unit 49 and the wheel mounting portion reproduction member 45 is acquired by the sensor unit 49 (STEP 3). The temperature (T) of each detection unit at that time is acquired by the temperature detection means (STEP 4).
The apparent displacement amount (D) and the temperature (T) of the detection unit vary as shown in FIG. 6A after the start of the warm-up operation. The apparent amount of displacement (D) and the temperature (T) of the detection unit are, for example, until the temperature change rate of the detection unit reaches 0.2 ° C./10 minutes and converges, as shown in FIG. ), It is acquired at least 5 times, more preferably 10 times or more. The apparent displacement amount (D) and the temperature (T) of the detection unit acquired a plurality of times are stored in the storage unit each time they are acquired.
次に、前記変化率算出手段は、前記記憶された複数の見かけの変位量（Ｄ）と検出部の温度（Ｔ）とから、以下の式（１）を用いて、検出部の温度変化に伴う見かけの変位量の変化率を算出する（ＳＴＥＰ５）。
Next, the change rate calculation means calculates the temperature change of the detection unit from the stored apparent displacement amounts (D) and the temperature (T) of the detection unit using the following equation (1). The change rate of the apparent displacement amount is calculated (STEP 5).
前記見かけの変位量の変化率が算出され、センサユニット４９の暖機運転が完了した（ＳＴＥＰ６）後、較正用マスターワーク４０は取り外される。マスターワーク４０を用いた見かけの変位量の変化率の算出は、半年に一回程度行えばよい。 After the change rate of the apparent displacement amount is calculated and the warm-up operation of the sensor unit 49 is completed (STEP 6), the calibration master work 40 is removed. The calculation of the change rate of the apparent displacement amount using the master work 40 may be performed about once every six months.
その後、ハンガ３に支持された車体２が車輪アライメント測定装置１の直上に搬送されたとき、車体支持手段７を上昇させて車体２のジャッキアップ用ブラケット１１の部位を載置部１２に当接させる。このとき、その上流側で予め車輪取付部６に車輪模擬体１０の取付部材２５が取り付けられた状態としておく。そして、更に車体支持手段７の車体リフタ１３により車体２を上昇させてハンガ３から上方に離反させ、車体２を載置部１２により上昇不能にクランプする。 Thereafter, when the vehicle body 2 supported by the hanger 3 is transported directly above the wheel alignment measuring device 1, the vehicle body support means 7 is raised and the part of the jack-up bracket 11 of the vehicle body 2 is brought into contact with the mounting portion 12. Let At this time, the attachment member 25 of the wheel simulation body 10 is previously attached to the wheel attachment portion 6 on the upstream side. Then, the vehicle body 2 is further lifted by the vehicle body lifter 13 of the vehicle body support means 7 so as to be separated from the hanger 3, and the vehicle body 2 is clamped by the mounting portion 12 so as not to be lifted.
次いで、車輪取付部上昇手段８によって支持板１４を上昇させ、支持板１４上に設けられている車輪模擬体１０の連結部２２をその連結手段２６により取付部材２５に連結する。これにより、支持板１４上において、車輪取付部６に車輪模擬体１０が取り付けられ、車輪取付部６に車輪が未装着であっても、車輪模擬体１０により車輪が装着されているのと同様な状態となる。そして、このとき、車輪模擬体１０を介して車輪取付部６にセンサユニット４９が対峙する。センサユニット４９は、車輪模擬体１０の連結手段２６を取付部材２５に連結させるときには、車輪取付部６から離間する方向に後退させておき、車輪模擬体１０の連結手段２６が取付部材２５に連結されたときに車輪取付部６に向かって進出して所定の距離を存し、車輪取付部６に対して非接触状態で対峙する。 Next, the support plate 14 is raised by the wheel attachment portion raising means 8, and the connecting portion 22 of the wheel simulation body 10 provided on the support plate 14 is connected to the attachment member 25 by the connection means 26. Thus, on the support plate 14, the wheel simulation body 10 is attached to the wheel attachment portion 6, and even if the wheel attachment portion 6 is not equipped with a wheel, the wheel simulation body 10 is equipped with the wheel. It becomes a state. At this time, the sensor unit 49 faces the wheel mounting portion 6 via the wheel simulation body 10. When connecting the connecting means 26 of the wheel simulated body 10 to the mounting member 25, the sensor unit 49 is moved backward in a direction away from the wheel mounting portion 6, and the connecting means 26 of the wheel simulated body 10 is connected to the mounting member 25. When it is done, it advances toward the wheel mounting portion 6 to have a predetermined distance, and faces the wheel mounting portion 6 in a non-contact state.
続いて、車輪取付部上昇手段８によって支持板１４を介して車輪取付部６を上昇させ、センサユニット４９の各変位量検出手段（センサ６３，６４，６５）によって、車輪模擬体１０から露出する車輪取付部６のディスク面に設定されている各測定箇所（ａ，ｂ，ｃ）に対して変位量の検出が開始される（ＳＴＥＰ７）。 Subsequently, the wheel mounting portion 6 is lifted through the support plate 14 by the wheel mounting portion lifting means 8, and exposed from the wheel simulated body 10 by the respective displacement amount detection means (sensors 63, 64, 65) of the sensor unit 49. Detection of displacement is started for each measurement location (a, b, c) set on the disk surface of the wheel mounting portion 6 (STEP 7).
次に、車輪取付部上昇手段８により上昇が開始される車輪取付部６の各測定箇所（ａ，ｂ，ｃ）の変化量（Ｄ１）は、アライメント測定手段９により取得される（ＳＴＥＰ８）。また、該検出時のアライメント測定手段９の検出部の温度（Ｔ１）は、前記温度検知手段により取得される（ＳＴＥＰ９）。 Next, the change amount (D1) of each measurement location (a, b, c) of the wheel mounting portion 6 that starts to be lifted by the wheel mounting portion lifting means 8 is acquired by the alignment measuring means 9 (STEP 8). Moreover, the temperature (T1) of the detection part of the alignment measurement means 9 at the time of this detection is acquired by the said temperature detection means (STEP9).
次に、ＳＴＥＰ５で得た前記変化率、ＳＴＥＰ８で得た前記変化量（Ｄ１）、及びＳＴＥＰ９で得た前記検出部の温度（Ｔ１）から、所定の基準温度（Ｔ０）で検出した場合の変位量に補正するための補正変位量が算出され、出力される。まず、前記補正変位量算出手段により、前記所定の基準温度（Ｔ０）、前記取得された検出部の温度（Ｔ１）、及び前記算出された変化率から、以下の式（２）を用いて補正値が算出される（ＳＴＥＰ１０）。 Next, detection was performed at a predetermined reference temperature (T 0 ) from the change rate obtained in STEP 5, the change amount (D 1 ) obtained in STEP 8, and the temperature (T 1 ) of the detection unit obtained in STEP 9. The corrected displacement amount for correcting to the displacement amount in the case is calculated and output. First, the following equation (2) is used from the predetermined reference temperature (T 0 ), the acquired temperature (T 1 ) of the detection unit, and the calculated change rate by the corrected displacement amount calculation means. Thus, the correction value is calculated (STEP 10).
更に、前記補正変位量算出手段により、前記取得された変化量（Ｄ１）及び前記算出された補正値から、式（３）を用いて、補正変位量（Ｄα）が出力される（ＳＴＥＰ１１）。 Further, the corrected displacement amount calculation means outputs a corrected displacement amount (D α ) from the acquired change amount (D 1 ) and the calculated correction value using Equation (3) (STEP 11). ).
そして、前記補正変位量（Ｄα）によって、車輪取付部６の位置を特定する。 And the position of the wheel attachment part 6 is specified by the said correction | amendment displacement amount (D ( alpha )).
なお、本実施形態では、変位量検出手段として、自動車の車輪アライメント測定手段を用いた変位量検出装置を例に挙げて説明しているが、前記変位量検出手段は、検出時の検出部の温度により検出値が変動する変位量検出手段を用いていれば、どのようなものであってもよい。また、本実施形態では、前記変位量検出方法は、自動車の車輪ホイルアライメント測定に限らず、前記検出時の検出部の温度により検出値が変動する変位量検出手段を用いてワークの変位量を検出する方法であれば、どのようなものであってもよい。 In this embodiment, a displacement amount detection device using a vehicle wheel alignment measurement unit is described as an example of the displacement amount detection unit. However, the displacement amount detection unit is a detection unit at the time of detection. As long as the displacement amount detecting means whose detection value varies depending on the temperature is used, any means may be used. Further, in the present embodiment, the displacement amount detection method is not limited to the measurement of the wheel wheel alignment of an automobile, but the displacement amount of the workpiece is detected using a displacement amount detection unit whose detection value varies depending on the temperature of the detection unit at the time of detection. Any method may be used as long as it is a detection method.
１…車輪アライメント測定装置、６…車輪取付部、９…アライメント測定手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheel alignment measuring apparatus, 6 ... Wheel attaching part, 9 ... Alignment measuring means.
Claims (3)
非加熱状態で該変位量検出手段に電力を供給して作動させた後、電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達するまでの間に、前記変位量検出手段により、測定対象のワークに代えて較正用マスターワークを用いて複数点の見かけの変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を検知する動作を行う工程と、
検出された見かけの変位量及び検知された検出部の温度から、該検出部の温度変化に伴う見かけの変位量の変化率を算出する工程と、
電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達した後、前記変位量検出手段により実際のワーク上の複数点の変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を検知し、前記見かけの変位量の変化率から得られた補正値を該ワーク上の複数点の変位量から減算することにより補正した変位量を出力する工程と
を備えることを特徴とする変位量検出方法。 In a displacement amount detection method that detects displacement amounts at a plurality of points on a workpiece by a plurality of displacement amount detection means that operate by supplying electric power and whose detection values vary depending on the temperature of the detection unit at the time of detection.
After the electric power is supplied to the displacement detection means in the non-heated state and operated, the displacement detection means detects the measurement target by the supply of electric power until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature. A step of performing an operation of detecting the apparent displacement amount of a plurality of points using a calibration master work instead of the work, and detecting the temperature of the detection unit at that time,
Calculating a change rate of the apparent displacement amount accompanying a temperature change of the detection unit from the detected apparent displacement amount and the detected temperature of the detection unit;
After the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of electric power, the displacement amount detection means detects the displacement amounts of a plurality of points on the actual workpiece , and detects the temperature of the detection unit at that time, And a step of outputting a corrected displacement amount by subtracting a correction value obtained from the change rate of the apparent displacement amount from the displacement amounts of a plurality of points on the workpiece.
該変位量検出手段の検出部の温度を検知する温度検知手段と、
非加熱状態で該変位量検出手段に電力を供給して作動させた後、電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達するまでの間に、前記変位量検出手段により、測定対象のワークに代えて較正用マスターワークを用いて検出した複数点の見かけの変位量と、該見かけの変位量の検出時に該温度検知手段によって検知した検出部の温度とを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された見かけの変位量と該検出部の温度とから、該検出部の温度変化に伴う見かけの変位量の変化率を算出する変化率算出手段と、
電力の供給により該検出部の温度が所定の温度に達した後、該変位量検出手段により実際のワーク上の複数点の変位量を検出すると共に、そのときの検出部の温度を該温度検知手段により検知し、前記見かけの変位量の変化率から得られた補正値を該ワーク上の複数点の変位量から減算することにより補正した変位量を出力する補正変位量出力手段と
を備えることを特徴とする変位量検出装置。 In the displacement amount detection device that operates by supplying electric power and detects displacement amounts at a plurality of points on the workpiece by a plurality of displacement amount detection means whose detection values vary depending on the temperature of the detection unit at the time of detection.
Temperature detection means for detecting the temperature of the detection part of the displacement amount detection means;
After the electric power is supplied to the displacement detection means in the non-heated state and operated, the displacement detection means detects the measurement target by the supply of electric power until the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature. Storage means for storing apparent displacement amounts of a plurality of points detected using a calibration master workpiece instead of the workpiece, and the temperature of the detection unit detected by the temperature detection means when detecting the apparent displacement amount;
A rate-of-change calculating means for calculating a rate of change of the apparent displacement amount accompanying a temperature change of the detection unit from the apparent displacement amount stored in the storage unit and the temperature of the detection unit;
After the temperature of the detection unit reaches a predetermined temperature due to the supply of electric power, the displacement amount detection means detects displacement amounts at a plurality of points on the actual workpiece , and the temperature of the detection unit at that time is detected by the temperature detection. detected by means that the correction value obtained from the displacement amount of the rate of change of the apparent and a correction displacement amount output means for outputting a displacement amount corrected by subtracting from the amount of displacement of the plurality of points on the workpiece A displacement detection device characterized by the above.
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