JP7310664B2

JP7310664B2 - ワーク計測用治具及び当該治具を用いたワーク板厚計測方法

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Publication number: JP7310664B2
Application number: JP2020044488A
Authority: JP
Inventors: 和樹矢賀
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: JP2021144004A

Description

本発明は、ワーク計測用治具及び当該治具を用いたワーク板厚計測方法に関し、詳しくは、異なる形状の複数種類のワークを自重等による変形を回避しつつ固定できるワーク計測用治具及び当該治具を用いた精度の高いワーク板厚計測方法に関する。

一般に、各種形状に形成されたワークの板厚を計測する方法として、非接触の３次元計測装置を用いて、ワークの表面側の形状データと裏面側の形状データとをそれぞれ計測した後、両形状データにおける同一断面での寸法差を演算して、ワークの板厚を求める方法が知られている。

また、自動車のボデー部品のように、ある程度の大きさを有するワーク（プレス部品等）の形状を計測する場合には、図７に示すように、ワーク１０１を水平状に配置し、当該ワーク１０１の外縁部を下方から支持する複数のワーク受部１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ）と、当該ワーク受部１０２に載置したワーク１０１を上方から挟圧して固定するクランプ部１０３（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ）とを備えたワーク計測用治具１００が、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１１－２８６２４号公報

しかしながら、上記ワーク計測用治具１００は、ワーク１０１を水平状に配置し、ワーク１０１の外縁部をワーク受部１０２が下方から支持する構造であるので、ワーク１０１の表面側を上にしたときと、ワーク１０１の裏面側を上にしたときとで、ワーク１０１の剛性が異なり、ワーク１０１の自重や反り等によって、ワーク１０１の撓み量が相違することがあった。また、上記ワーク計測用治具１００は、ワーク１０１の外縁部をクランプ部１０３が挟圧する構造であるので、クランプ部１０３がワーク１０１の外縁部を挟圧したとき、ワーク１０１の形状が変形したりすることがあった。そのため、ワーク１０１の板厚を非接触の３次元計測装置を用いて計測する場合、ワーク１０１を上記ワーク計測用治具１００によって固定すると、撓み又は変形した状態の形状データを計測するおそれがあり、演算する板厚に誤差が生じやすいという問題があった。

また、上記ワーク計測用治具１００は、ワーク１０１の外縁部をワーク受部１０２とクランプ部１０３とによって挟圧する構造であるので、異なる形状のワークを計測する場合には、その都度、ワーク受部１０２とクランプ部１０３とを調節する必要があり、計測に係る手間が増大するという問題もあった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、異なる形状の複数種類のワークを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具及び当該治具を用いた精度の高いワーク板厚計測方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るワーク計測用治具及び当該治具を用いたワーク板厚計測方法は、次のような構成を有している。
（１）異なる形状の複数種類のワークの外縁部を支持する複数のワーク受部を備えたワーク計測用治具であって、
前記ワーク受部は、前記ワークの表面と裏面とを治具正面に向けた起立状態で配置でき、前記ワークの下方の外縁部を下方から支持する下ワーク受部と、前記ワークの上方の外縁部を上方から支持する上ワーク受部とからなり、
前記下ワーク受部と前記上ワーク受部とを、上下方向及び水平方向にそれぞれ移動可能に支持する支持枠を備えていることを特徴とする。

本発明においては、ワーク受部は、ワークの表面と裏面とを治具正面に向けた起立状態で配置でき、ワークの下方の外縁部を下方から支持する下ワーク受部と、ワークの上方の外縁部を上方から支持する上ワーク受部とからなるので、下ワーク受部によってワークの自重を支え、上ワーク受部によってワークの姿勢を起立状態に保持させることができる。そして、その姿勢のまま（ワークを下ワーク受部と上ワーク受部とが支持した状態）で、ワークを離脱させることなく、治具正面の方向からワークの表面側の形状と裏面側の形状とをそれぞれ計測することができる。そのため、ワークの表面側の形状を計測するときと、ワークの裏面側の形状を計測するときとの間で、ワークの自重等による変形量の差に伴う誤差を防止できる。

また、下ワーク受部と上ワーク受部とを、上下方向及び水平方向にそれぞれ移動可能に支持する支持枠を備えているので、異なる形状の複数種類のワークを計測する際にも、各種ワークの外縁部に対応して下ワーク受部と上ワーク受部とをそれぞれ適切な位置に、簡単に移動させることができる。そのため、計測に係る手間を大幅に低減させることができる。

よって、本発明によれば、異なる形状の複数種類のワークを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具を提供することができる。

（２）（１）に記載されたワーク計測用治具において、
前記下ワーク受部の上端には、前記下方の外縁部と当接する下当接部が上方に向けて略Ｖ字状に開いて形成され、前記上ワーク受部の下端には、前記上方の外縁部と当接する上当接部が下方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されていることを特徴とする。

本発明においては、下ワーク受部の上端には、下方の外縁部と当接する下当接部が上方に向けて略Ｖ字状に開いて形成され、上ワーク受部の下端には、上方の外縁部と当接する上当接部が下方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されているので、ワークの下方の外縁部と上方の外縁部とが、それぞれ略Ｖ字状に開いた各当接部の傾斜面に案内されることによって、異なる形状のワークＷを変形させることなく簡単に支持することができる。そのため、外縁部の断面形状が異なるワークでも、ワークの変形等を回避しつつ、簡単に支持することができる。

（３）（１）又は（２）に記載されたワーク計測用治具において、
前記ワークは、鋼板をプレス成形したプレス部品であり、
前記ワーク受部には、前記ワークの外縁部を吸着する磁力をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に形成されたマグネット体を備えていることを特徴とする。

本発明においては、ワークは、鋼板をプレス成形したプレス部品であり、ワーク受部には、ワークＷの外縁部を吸着する磁力をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に形成されたマグネット体を備えているので、マグネット体の磁力をＯＮに切り替えることによって、ワーク受部にプレス部品を簡単に固定させ、又は磁力をＯＦＦに切り替えることによって、ワーク受部からプレス部品を簡単に離脱させることができる。そのため、異なる形状の複数種類のプレス部品を計測する際の手間を、より一層低減させることができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されたワーク計測用治具において、
前記支持枠には、水平方向へ延設されたレール部をそれぞれ有する下部枠体及び上部枠体と、前記下部枠体及び前記上部枠体をその両端部で連結する一対の側部枠体とを備え、
前記下部枠体のレール部には、前記下ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する下部アーム部が水平移動可能に連結され、前記上部枠体のレール部には、前記上ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する上部アーム部が水平移動可能に連結されていることを特徴とする。

本発明においては、支持枠には、水平方向へ延設されたレール部をそれぞれ有する下部枠体及び上部枠体と、下部枠体及び上部枠体をその両端部で連結する一対の側部枠体とを備え、下部枠体のレール部には、下ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する下部アーム部が水平移動可能に連結され、上部枠体のレール部には、上ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する上部アーム部が水平移動可能に連結されているので、下部枠体と上部枠体と側部枠体とで囲まれる矩形状空間に収容できるワークであれば、ワークの大きさに応じて下部アーム部と上部アーム部とを任意の位置に移動して、ワークを簡単に固定できる。また、支持枠は、下部枠体と上部枠体と側部枠体とで構成されているので、軽量化が可能で、ワーク計測用治具を必要な場所へ簡単に搬送することもできる。例えば、質量の大きいワークに対しても、その計測に必要な場所へワーク計測用治具を簡単に移動させることができる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載されたワーク計測用治具を用いたワーク板厚計測方法であって、
前記ワーク計測用治具には、前記支持枠に固定された長さ基準ブロックと、前記支持枠を水平方向に１８０度回転可能に形成された回転台とを備え、
前記ワーク計測用治具の治具正面から、前記ワークの表面又は裏面に平行又はメッシュ状のスリット光を照射する照射部と、前記ワークの表面側のスリット光照射形状と裏面側のスリット光照射形状と前記長さ基準ブロックとを撮影する一対のＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラが撮影した形状データに基づいてワークの板厚を演算する演算部とを有する非接触の３次元計測装置を備え、
前記ワークを前記ワーク計測用治具にセットするワークセット工程と、
前記ワークセット工程にてセットした前記ワークに対して前記照射部からスリット光を照射させるワーク照射工程と、
前記ワーク照射工程にて照射された前記ワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状と、前記長さ基準ブロックとを前記ＣＣＤカメラによって撮影する形状撮影工程と、
前記形状撮影工程にて撮影された前記ワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状の形状データと、前記長さ基準ブロックの形状データとに基づいて、前記演算部が前記ワークの板厚を演算する板厚演算工程とを有することを特徴とする。

本発明においては、ワーク計測用治具には、支持枠に固定された長さ基準ブロックと、支持枠を水平方向に１８０度回転可能に形成された回転台とを備え、ワーク計測用治具の治具正面から、ワークの表面又は裏面に平行又はメッシュ状のスリット光を照射する照射部と、ワークの表面側のスリット光照射形状と裏面側のスリット光照射形状と長さ基準ブロックとを撮影する一対のＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラが撮影した形状データに基づいてワークの板厚を演算する演算部とを有する非接触の３次元計測装置を備え、ワークをワーク計測用治具にセットするワークセット工程と、ワークセット工程にてセットしたワークに対して照射部からスリット光を照射させるワーク照射工程と、ワーク照射工程にて照射されたワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状と、長さ基準ブロックとをＣＣＤカメラによって撮影する形状撮影工程と、形状撮影工程にて撮影されたワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状の形状データと、長さ基準ブロックの形状データとに基づいて、演算部がワークの板厚を演算する板厚演算工程とを有するので、ワークをワーク計測用治具に固定した状態で、回転台を１８０度回転することによって、ワークの表面側の形状データと裏面側の形状データとを計測して、ワークの板厚を簡単かつ迅速に求めることができる。その際、ワークはワーク計測用治具に固定されて、水平方向に１８０度回転するだけであるので、ワークの変形等に伴う誤差が生じにくく、精度の高い板厚計測結果を得ることができる。

よって、本発明によれば、異なる形状の複数種類のワークを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具を用いた精度の高いワーク板厚計測方法を提供することができる。

本発明によれば、異なる形状の複数種類のワークを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具及び当該治具を用いた精度の高いワーク板厚計測方法を提供することができる。

第１実施形態に係るワーク計測用治具及び第２実施形態に係るワーク板厚計測方法に用いる３次元計測装置の概略側面図である。図１に示すワーク計測用治具の概略斜視図である。図２に示すＡ部詳細斜視図である。図１に示すワーク計測用治具に支持されたワークの表面側に照射部からスリット光を照射した状態の斜視図である。図４に示すＢ部詳細側面図である。第２実施形態に係るワーク板厚計測方法のフローチャート図である。特許文献１に記載されたワーク計測用治具の平面図である。

次に、本発明の第１実施形態に係るワーク計測用治具と、第２実施形態に係るワーク板厚計測方法について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、第１実施形態に係るワーク計測用治具の構造と動作方法を詳細に説明し、その後、第２実施形態に係るワーク板厚計測方法を詳細に説明する。

＜本ワーク計測用治具の構造と動作方法＞
まず、第１実施形態のワーク計測用治具の構造と動作方法について、図１～図５を用いて説明する。図１に、第１実施形態に係るワーク計測用治具及び第２実施形態に係るワーク板厚計測方法に用いる３次元計測装置の概略側面図を示す。図２に、図１に示すワーク計測用治具の概略斜視図を示す。図３に、図２に示すＡ部詳細斜視図を示す。図４に、図１に示すワーク計測用治具に支持されたワークの表面側に照射部からスリット光を照射した状態の斜視図を示す。図５に、図４に示すＢ部詳細側面図を示す。

図１～図５に示すように、本ワーク計測用治具１０は、異なる形状の複数種類のワークＷの外縁部Ｗ１を支持する複数のワーク受部１を備えたワーク計測用治具１０である。ワークＷは、自動車のボデー部品等（例えば、センターピラーインナ等）が該当する。なお、ワークＷは、必ずしもプレス部品である必要はないが、負角形状の無いオープン断面の部品が好ましい。

また、ワーク受部１は、ワークＷの表面Ｗ３と裏面Ｗ４とを治具正面１０Ｓに向けた起立状態で配置でき、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１を下方から支持する下ワーク受部１１と、ワークＷの上方の外縁部Ｗ１２を上方から支持する上ワーク受部１２とからなり、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とを、上下方向及び水平方向にそれぞれ移動可能に支持する支持枠２を備えている。ここでは、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とを、各２つ備えているが、必ずしも、２つに限る必要はない。なお、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とが、本ワーク計測用治具１０における前後方向の中心部で左右方向へ延びる中心線ＣＬ２上を左右方向（水平方向）に移動可能に形成されている。

本ワーク計測用治具１０は、上記構造を有するので、下ワーク受部１１によってワークＷの自重を支え、上ワーク受部１２によってワークＷの姿勢を起立状態に保持させることができる。そして、ワークＷを下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とが支持した状態で、ワークＷの表面Ｗ３と裏面Ｗ４とを治具正面１０Ｓに向けた起立状態で保持できるので、ワークＷを離脱させることなく、治具正面１０Ｓの方向からワークＷの表面側の形状と裏面側の形状とをそれぞれ計測することができる。また、ワークＷの表面側の形状を計測するときと、ワークＷの裏面側の形状を計測するときとの間で、ワークＷを離脱させないので、ワークＷの姿勢がそのまま維持され、ワークＷの自重等による変形量の差に伴う誤差を防止できる。

また、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とを、上下方向及び水平方向にそれぞれ移動可能に支持する支持枠２を備えているので、異なる形状の複数種類のワークＷを計測する際にも、各種ワークＷの外縁部Ｗ１に対応して下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とをそれぞれ適切な位置に、簡単に移動させることができる。そのため、計測に係る手間を大幅に低減させることができる。

ここで、下ワーク受部１１の上端には、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１と当接する下当接部１１１が上方に向けて略Ｖ字状に開いて形成され、上ワーク受部１２の下端には、ワークＷの上方の外縁部Ｗ１２と当接する上当接部１２１が下方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されていることが好ましい。各当接部１１１、１２１の略Ｖ字状に開いた開き角θは、９０度±２０度程度が好ましい。

上記構造を有することによって、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１と上方の外縁部Ｗ１２とが、それぞれ略Ｖ字状に開いた各当接部１１１、１２１の傾斜面に案内されることによって、異なる形状のワークＷを変形させることなく簡単に支持することができる。その結果、外縁部Ｗ１の断面形状が異なるワークＷでも、ワークＷの変形等を回避しつつ、簡単に支持することができる。ここでは、上ワーク受部１２の内側端には、上当接部１２１と隣接した位置で、ワークＷの側方の外縁部Ｗ１と当接する横当接部１２２が内方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されている。ワークＷの形状に応じて、横当接部１２２がワークＷの外縁部Ｗ１を支持し、ワークＷの姿勢を安定して保持することができる。

また、ワークＷは、鋼板をプレス成形したプレス部品ＷＰであり、ワーク受部１には、ワークＷの外縁部Ｗ１を吸着する磁力をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に形成されたマグネット体Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を備えていることが好ましい。上記構造を有するので、マグネット体Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁力をＯＮに切り替えることによって、ワーク受部１にプレス部品ＷＰを簡単に固定させ、又は磁力をＯＦＦに切り替えることによって、ワーク受部１からプレス部品ＷＰを簡単に離脱させることができる。そのため、異なる形状の複数種類のプレス部品ＷＰを計測する際の手間を、より一層低減させることができる。なお、マグネット体Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３には、下当接部１１１、上当接部１２１、横当接部１２２が形成されている。

また、支持枠２には、水平方向へ延設されたレール部３１、３２をそれぞれ有する下部枠体２１及び上部枠体２２と、下部枠体２１及び上部枠体２２をその両端部で連結する一対の側部枠体２３とを備え、下部枠体２１のレール部３１には、下ワーク受部１１を上下方向に移動可能に支持する下部アーム部２１１が水平移動可能に連結され、上部枠体２２のレール部３２には、上ワーク受部１２を上下方向に移動可能に支持する上部アーム部２２１が水平移動可能に連結されていることが好ましい。なお、下部アーム部２１１には、レール部３１に対する水平移動を規制する止めネジ２１２と、下ワーク受部１１の上下移動を規制する止めネジ２１３とを備えている。また、上部アーム部２２１には、レール部３２に対する水平移動を規制する止めネジ２２２と、上ワーク受部１２の上下移動を規制する止めネジ２２３とを備えている。

上記構造を有するので、下部枠体２１と上部枠体２２と側部枠体２３とで囲まれる矩形状空間に収容できるワークＷであれば、ワークＷの大きさに応じて下部アーム部２１１と上部アーム部２２１とを任意の位置に移動して、ワークＷを簡単に固定できる。また、支持枠２は、下部枠体２１と上部枠体２２と側部枠体２３とで構成されているので、軽量化が可能で、ワーク計測用治具１０を必要な場所へ簡単に搬送することもできる。例えば、質量の大きいワークＷに対しても、その計測に必要な場所へワーク計測用治具１０を簡単に移動させることができる。

ここでは、下部枠体２１、上部枠体２２、側部枠体２３を構成する部材が、略四角型断面のアルミの押出し成形材で形成されている。そのため、各部材を必要な長さに切断して、支持枠２を簡単に組み立てることができる。また、下部枠体２１と上部枠体２２と側部枠体２３は、前記押出し成形材を前後で平行に離間して配置し、それぞれ梯子状に連結して形成されている。そして、上ワーク受部１２は、上部枠体２２の梯子状に連結された押出し成形部材の隙間に挿入できるように形成されている。その結果、上ワーク受部１２を上部枠体２２と干渉することなく、上方に移動させることができる。これによって、計測できるワークＷの大きさの許容範囲を、大幅に増大させることができる。

＜本ワーク板厚計測方法＞
次に、第２実施形態に係る本ワーク計測用治具を用いたワーク板厚計測方法について、図１、図４、図６を用いて説明する。図６に、第２実施形態に係るワーク板厚計測方法のフローチャート図を示す。

図１、図４、図６に示すように、ワーク計測用治具１０には、支持枠２に固定された長さ基準ブロック２４と、支持枠２を水平方向に１８０度回転可能に形成された回転台４３とを備えている。長さ基準ブロック２４は、計測するワークＷと同時に撮影されるように、側部枠体２３の外側面に鉛直状に装着されている。回転台４３は、本ワーク計測用治具１０の基台４の中心部に配置され、下部枠体２１が固定された上基台４１と、測定用床面に当接する下基台４２との間に装着されている。また、回転台４３は、本ワーク計測用治具１０の中心部を上下方向に通過する中心線ＣＬ１を中心に回転する。上基台４１には、回転後に床面に当接して固定させる回転止め部材４１１が装着されている。これによって、ワークＷを本ワーク計測用治具１０から離脱させることなく、治具正面１０Ｓの方向からワークＷの表面側の形状と裏面側の形状とをそれぞれ計測することができる。

また、ワーク計測用治具１０の治具正面１０Ｓから、ワークＷの表面Ｗ３又は裏面Ｗ４に平行又はメッシュ状のスリット光５１１を照射する照射部５１と、ワークＷの表面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓと裏面側のスリット光照射形状Ｗ４Ｓと長さ基準ブロック２４とを撮影する一対のＣＣＤカメラ５２と、ＣＣＤカメラ５２が撮影した形状データに基づいてワークＷの板厚ｄ１を演算する演算部５３とを有する非接触の３次元計測装置５を備えている。スリット光５１１は、計測するワークＷ全体に照射される。また、一対のＣＣＤカメラ５２は、照射部５１に対して水平方向で等間隔に配置されている。

本ワーク板厚計測方法は、ワークＷをワーク計測用治具１０にセットするワークセット工程Ｓ１と、ワークセット工程Ｓ１にてセットしたワークＷに対して照射部５１からスリット光５１１を照射させるワーク照射工程Ｓ２と、ワーク照射工程Ｓ２にて照射されたワークＷの表面Ｗ３側及び裏面Ｗ４側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓと、長さ基準ブロック２４とをＣＣＤカメラ５２によって撮影する形状撮影工程Ｓ３と、形状撮影工程Ｓ３にて撮影されたワークＷの表面Ｗ３側及び裏面Ｗ４側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓの形状データと、長さ基準ブロック２４の形状データとに基づいて、演算部５３がワークＷの板厚ｄ１を演算する板厚演算工程Ｓ４とを有する。

すなわち、ワークセット工程Ｓ１において、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１を下ワーク受部１１によって下方から支持し、ワークＷの上方の外縁部Ｗ１２を上ワーク受部１２によって上方から支持する。ワークＷは、支持枠２の中央部に配置されるように、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とを移動させる。そして、下ワーク受部１１によってワークＷの自重を支え、上ワーク受部１２によってワークＷの姿勢を起立状態に保持させる。

次に、ワーク照射工程Ｓ２において、ワーク計測用治具１０にセットしたワークＷに対して照射部５１からスリット光５１１を照射させる。なお、スリット光５１１がワークＷの全範囲を略均等に照射することを確認し、必要なら、下ワーク受部１１と上ワーク受部１２の位置を修正する。なお、図４では、照射部５１から平行なスリット光５１１を照射した場合を示すが、メッシュ状のスリット光５１１を照射しても良い。

次に、形状撮影工程Ｓ３において、スリット光５１１が照射されたワークＷの表面側と裏面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓと、長さ基準ブロック２４とをＣＣＤカメラ５２によって撮影する。ＣＣＤカメラ５２は、撮影したスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓの形状データと長さ基準ブロック２４の形状データとを演算部５３に伝達する。ワークＷの表面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓと、ワークＷの裏面側のスリット光照射形状Ｗ４Ｓとを撮影する時には、回転台４３によって、支持枠２を水平方向に１８０度回転させる。

次に、板厚演算工程Ｓ４において、演算部５３は、スリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓの形状データと長さ基準ブロック２４の形状データとを比較して、スリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓの形状データをワークＷの表面Ｗ３と裏面Ｗ４の各断面寸法に換算するとともに、同一断面での表面Ｗ３の断面寸法と裏面Ｗ４の断面寸法との差を所定のピッチで演算し、ワークＷの板厚ｄ１を連続的なデータとして出力する。これによって、ワークＷの任意の位置における板厚ｄ１の分布状況を計測し、評価することができる。特に、ワークＷがプレス部品ＷＰの場合には、ワークＷの板厚ｄ１の分布状況（例えば、板厚の最少箇所や板厚の減少率等）を相対的に評価することによって、プレス成形性の余裕度を知ることができ、その余裕度を向上させる方策を検討する上で、有効である。

以上、詳細に説明したように、本ワーク板厚計測方法によれば、ワークＷをワーク計測用治具１０に固定した状態で、回転台４３を１８０度回転することによって、ワークＷの表面側の形状データと裏面側の形状データとを計測して、ワークＷの板厚ｄ１を簡単かつ迅速に求めることができる。その際、ワークＷはワーク計測用治具１０に固定されて、水平方向に１８０度回転するだけであるので、ワークＷの変形等に伴う誤差が生じにくく、精度の高い板厚計測結果を得ることができる。

＜作用効果＞
また、本第１実施形態に係るワーク計測用治具１０によれば、ワーク受部１は、ワークＷの表面Ｗ３と裏面Ｗ４とを治具正面１０Ｓに向けた起立状態で配置でき、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１を下方から支持する下ワーク受部１１と、ワークＷの上方の外縁部Ｗ１２を上方から支持する上ワーク受部１２とからなるので、下ワーク受部１１によってワークＷの自重を支え、上ワーク受部１２によってワークＷの姿勢を起立状態に保持させることができる。そして、その姿勢のまま（ワークＷを下ワーク受部１１と上ワーク受部１２とが支持した状態）で、ワークＷを離脱させることなく、治具正面１０Ｓの方向からワークＷの表面側の形状と裏面側の形状とをそれぞれ計測することができる。そのため、ワークＷの表面側の形状を計測するときと、ワークＷの裏面側の形状を計測するときとの間で、ワークＷの自重等による変形量の差に伴う誤差を防止できる。

よって、本第１実施形態によれば、異なる形状の複数種類のワークＷを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具１０を提供することができる。

また、本第１実施形態によれば、下ワーク受部１１の上端には、下方の外縁部Ｗ１１と当接する下当接部１１１が上方に向けて略Ｖ字状に開いて形成され、上ワーク受部１２の下端には、上方の外縁部Ｗ１２と当接する上当接部１２１が下方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されているので、ワークＷの下方の外縁部Ｗ１１と上方の外縁部Ｗ１２とが、それぞれ略Ｖ字状に開いた各当接部１１１、１２１の傾斜面に案内されることによって、異なる形状のワークＷを変形させることなく簡単に支持することができる。そのため、外縁部Ｗ１（Ｗ１１、Ｗ１２）の断面形状が異なるワークＷでも、ワークＷの変形等を回避しつつ、簡単に支持することができる。

また、本第１実施形態によれば、ワークＷは、鋼板をプレス成形したプレス部品ＷＰであり、ワーク受部１には、ワークＷの外縁部Ｗ１を吸着する磁力をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に形成されたマグネット体Ｍ１、Ｍ２を備えているので、マグネット体Ｍ１、Ｍ２の磁力をＯＮに切り替えることによって、ワーク受部１にプレス部品ＷＰを簡単に固定させ、又は磁力をＯＦＦに切り替えることによって、ワーク受部１からプレス部品ＷＰを簡単に離脱させることができる。そのため、異なる形状の複数種類のプレス部品ＷＰを計測する際の手間を、より一層低減させることができる。

また、本第１実施形態によれば、支持枠２には、水平方向へ延設されたレール部３１、３２をそれぞれ有する下部枠体２１及び上部枠体２２と、下部枠体２１及び上部枠体２２をその両端部で連結する一対の側部枠体２３とを備え、下部枠体２１のレール部３１には、下ワーク受部１１を上下方向に移動可能に支持する下部アーム部２１１が水平移動可能に連結され、上部枠体２２のレール部３２には、上ワーク受部１２を上下方向に移動可能に支持する上部アーム部２２１が水平移動可能に連結されているので、下部枠体２１と上部枠体２２と側部枠体２３とで囲まれる矩形状空間に収容できるワークＷであれば、ワークＷの大きさに応じて下部アーム部２１１と上部アーム部２２１とを任意の位置に移動して、ワークＷを簡単に固定できる。また、支持枠２は、下部枠体２１と上部枠体２２と側部枠体２３とで構成されているので、軽量化が可能で、ワーク計測用治具１０を必要な場所へ簡単に搬送することもできる。例えば、質量の大きいワークＷに対しても、その計測に必要な場所へワーク計測用治具１０を簡単に移動させることができる。

また、本第２実施形態に係るワーク板厚計測方法によれば、ワーク計測用治具１０には、支持枠２に固定された長さ基準ブロック２４と、支持枠２を水平方向に１８０度回転可能に形成された回転台４３とを備え、ワーク計測用治具１０の治具正面１０Ｓから、ワークＷの表面Ｗ３又は裏面Ｗ４に平行又はメッシュ状のスリット光５１１を照射する照射部５１と、ワークＷの表面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓと裏面側のスリット光照射形状Ｗ４Ｓと長さ基準ブロック２４とを撮影する一対のＣＣＤカメラ５２と、ＣＣＤカメラ５２が撮影した形状データに基づいてワークＷの板厚ｄ１を演算する演算部５３とを有する非接触の３次元計測装置５を備え、ワークＷをワーク計測用治具１０にセットするワークセット工程Ｓ１と、ワークセット工程Ｓ１にてセットしたワークＷに対して照射部５１からスリット光５１１を照射させるワーク照射工程Ｓ２と、ワーク照射工程Ｓ２にて照射されたワークＷの表面側と裏面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓと、長さ基準ブロック２４とをＣＣＤカメラ５２によって撮影する形状撮影工程Ｓ３と、形状撮影工程Ｓ３にて撮影されたワークＷの表面側と裏面側のスリット光照射形状Ｗ３Ｓ、Ｗ４Ｓの形状データと、長さ基準ブロック２４の形状データとに基づいて、演算部５３がワークＷの板厚ｄ１を演算する板厚演算工程Ｓ４とを有するので、ワークＷをワーク計測用治具１０に固定した状態で、回転台４３を１８０度回転することによって、ワークＷの表面側の形状データと裏面側の形状データとを計測して、ワークＷの板厚ｄ１を簡単かつ迅速に求めることができる。その際、ワークＷはワーク計測用治具１０に固定されて、水平方向に１８０度回転するだけであるので、ワークＷの変形等に伴う誤差が生じにくく、精度の高い板厚計測結果を得ることができる。

よって、本第２実施形態によれば、異なる形状の複数種類のワークＷを変形等に伴う誤差を防止しつつ、簡単に固定できるワーク計測用治具１０を用いた精度の高いワーク板厚計測方法を提供することができる。

本発明は、異なる形状の複数種類のワークを自重等による変形を回避しつつ固定できるワーク計測用治具及び当該治具を用いた精度の高いワーク板厚計測方法として利用できる。

１ワーク受部
２支持枠
５３次元計測装置
１０ワーク計測用治具
１０Ｓ治具正面
１１下ワーク受部
１２上ワーク受部
２１下部枠体
２２上部枠体
２３側部枠体
２４長さ基準ブロック
３１、３２レール部
４３回転台
５１照射部
５２ＣＣＤカメラ
５３演算部
１１１下当接部
１２１上当接部
２１１下部アーム部
２２１上部アーム部
５１１スリット光
Ｍ１、Ｍ２マグネット体
Ｓ１ワークセット工程
Ｓ２ワーク照射工程
Ｓ３形状撮影工程
Ｓ４板厚演算工程
Ｗワーク
ＷＰプレス部品
Ｗ１、Ｗ１１、Ｗ１２外縁部
Ｗ３表面
Ｗ３Ｓスリット光照射形状
Ｗ４裏面
Ｗ４Ｓスリット光照射形状
ｄ１板厚

Claims

異なる形状の複数種類のワークの外縁部を支持する複数のワーク受部を備えたワーク計測用治具であって、
前記ワーク受部は、前記ワークの表面と裏面とを治具正面に向けた起立状態で配置でき、前記ワークの下方の外縁部を下方から支持する下ワーク受部と、前記ワークの上方の外縁部を上方から支持する上ワーク受部とからなり、
前記下ワーク受部と前記上ワーク受部とを、上下方向及び水平方向にそれぞれ移動可能に支持する支持枠を備えていること、
前記ワークは、鋼板をプレス成形したプレス部品であり、
前記ワーク受部には、前記ワークの外縁部を吸着する磁力をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に形成されたマグネット体を備えていることを特徴とするワーク計測用治具。
請求項１に記載されたワーク計測用治具において、
前記下ワーク受部の上端には、前記下方の外縁部と当接する下当接部が上方に向けて略Ｖ字状に開いて形成され、前記上ワーク受部の下端には、前記上方の外縁部と当接する上当接部が下方に向けて略Ｖ字状に開いて形成されていることを特徴とするワーク計測用治具。
請求項１又は請求項２に記載されたワーク計測用治具において、
前記支持枠には、水平方向へ延設されたレール部をそれぞれ有する下部枠体及び上部枠体と、前記下部枠体及び前記上部枠体をその両端部で連結する一対の側部枠体とを備え、
前記下部枠体のレール部には、前記下ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する下部アーム部が水平移動可能に連結され、前記上部枠体のレール部には、前記上ワーク受部を上下方向に移動可能に支持する上部アーム部が水平移動可能に連結されていることを特徴とするワーク計測用治具。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載されたワーク計測用治具を用いたワーク板厚計測方法であって、
前記ワーク計測用治具には、前記支持枠に固定された長さ基準ブロックと、前記支持枠を水平方向に１８０度回転可能に形成された回転台とを備え、
前記ワーク計測用治具の治具正面から、前記ワークの表面又は裏面に平行又はメッシュ状のスリット光を照射する照射部と、前記ワークの表面側のスリット光照射形状と裏面側のスリット光照射形状と前記長さ基準ブロックとを撮影する一対のＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラが撮影した形状データに基づいてワークの板厚を演算する演算部とを有する非接触の３次元計測装置を備え、
前記ワークを前記ワーク計測用治具にセットするワークセット工程と、
前記ワークセット工程にてセットした前記ワークに対して前記照射部からスリット光を照射させるワーク照射工程と、
前記ワーク照射工程にて照射された前記ワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状と、前記長さ基準ブロックとを前記ＣＣＤカメラによって撮影する形状撮影工程と、
前記形状撮影工程にて撮影された前記ワークの表面側及び裏面側のスリット光照射形状の形状データと、前記長さ基準ブロックの形状データとに基づいて、前記演算部が前記ワークの板厚を演算する板厚演算工程とを有することを特徴とするワーク板厚計測方法。