JP7411464B2 - 精度評価装置および精度評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、互いに結合される第１部品と第２部品との結合部の精度を評価する精度評価装置および精度評価方法に関する。

従来より、実際の部品の形状を測定して得られる点群データを、その部品の設計データに関連付けるようにした装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、着目点周辺の点群データについて形状を表す特徴値を算出し、算出した特徴値を、設計データにより得られた特徴値と対比することで、点群データを設計データの要素ごとにグループ化して関連付ける。

特開２００８-７６３８４号公報

しかしながら上記特許文献１記載の装置では、点群データが面などの要素全体に対応して関連付けられるため、部品同士が結合される結合部の精度を評価するにあたり、設計基準位置に対する誤差を容易に把握することができない。

本発明の一態様は、第１結合面を有する第１部品と第２結合面を有する第２部品とを、第１結合面と第２結合面とを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する精度評価装置であって、第１部品および第２部品のそれぞれの設計データと、予め計測された、計測点の点群として表される第１部品および第２部品のそれぞれの計測データと、を取得するデータ取得部と、データ取得部により取得された設計データと計測データとに基づいて、計測点の点群の中から第１結合面上および第２結合面上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点に対応する点群を抽出し、抽出された点群の３次元座標に基づいて、設計基準点に対応する第１結合面上の第１基準点および設計基準点に対応する第２結合面上の第２基準点の３次元座標を算出し、設計基準点の３次元座標と第１基準点および第２基準点の３次元座標との誤差をそれぞれ算出する誤差算出部と、誤差算出部により算出された設計基準点と第１基準点との誤差および設計基準点と第２基準点との誤差に基づいて、第１部品および第２部品の結合時の設計基準点における干渉度合いを算出する干渉度合い算出部と、データ取得部により取得された設計データに基づいて、第１部品および第２部品の設計モデルを表示するとともに、干渉度合い算出部により算出された干渉度合いを表す画像を設計モデルの設計基準点の位置に重畳して表示する表示部と、を備える。

本発明の他の態様は、第１結合面を有する第１部品と第２結合面を有する第２部品とを、第１結合面と第２結合面とを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する精度評価方法であって、第１部品および第２部品のそれぞれの設計データと、予め計測された、計測点の点群として表される第１部品および第２部品のそれぞれの計測データと、を取得するデータ取得ステップと、データ取得ステップで取得された設計データと計測データとに基づいて、計測点の点群の中から第１結合面上および第２結合面上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点に対応する点群を抽出し、抽出された点群の３次元座標に基づいて、設計基準点に対応する第１結合面上の第１基準点および設計基準点に対応する第２結合面上の第２基準点の３次元座標を算出し、設計基準点の３次元座標と第１基準点および第２基準点の３次元座標との誤差をそれぞれ算出する誤差算出ステップと、誤差算出ステップで算出された設計基準点と第１基準点との誤差および設計基準点と第２基準点との誤差に基づいて、第１部品および第２部品の結合時の設計基準点における干渉度合いを算出する干渉度合い算出ステップと、データ取得ステップで取得された設計データに基づいて、第１部品および第２部品の設計モデルを表示するとともに、干渉度合い算出ステップで算出された干渉度合いを表す画像を設計モデルの設計基準点の位置に重畳して表示する表示ステップと、を含む。

本発明によれば、設計基準位置に対する誤差を容易に把握することができる。

本発明の実施形態に係る精度評価装置が適用される結合部の一例を概略的に示す側面図。 設計データおよび計測データについて説明するための図。 本発明の実施形態に係る精度評価装置を含む精度評価システムの全体構成を示すブロック図。 図３の誤差算出部により算出される単品誤差について説明するための図。 本発明の実施形態に係る精度評価装置により実行される誤差算出処理の一例を示すフローチャート。 図３の誤差算出部により算出される第１部品の特徴値の一例を示す図。 図３の誤差算出部により算出される第２部品の特徴値の一例を示す図。 第１、第２部品の単品誤差がいずれも結合部に干渉を発生させる方向の場合の、図３の干渉度合い算出部による干渉度合いの算出について説明するための図。 第１、第２部品の単品誤差がいずれも結合部にギャップを発生させる方向の場合の、図７Ａと同様の図。 第１、第２部品の単品誤差がそれぞれ結合部に干渉、ギャップを発生させる方向の場合の、図７Ａと同様の図。 第１、第２部品の単品誤差がそれぞれ結合部にギャップ、干渉を発生させる方向の場合の、図７Ａと同様の図。 図３の干渉度合い算出部により算出される干渉度合いの一例を示す図。 図３の表示部に表示されるインジケータの表示態様について説明するための図。 図３の表示部に表示されるインジケータの一例を示す図。 本発明の実施形態に係る精度評価装置により実行される干渉度合い算出処理の一例を示すフローチャート。 図３の表示部に表示される統計表示の一例を示す図。 図３の表示部に表示される統計表示の別の例を示す図。

以下、図１～図１３を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る精度評価装置は、互いに結合される第１部品と第２部品との結合部の精度を評価する。図１は、結合部の一例を概略的に示す側面図であり、互いに結合される第１部品１と第２部品２との結合部を示す。第１部品１および第２部品２は、例えば、完成品メーカの工場で製造される完成品を構成する構成部品であり、部品メーカにより製造されて完成品メーカの工場に納入され、完成品の製造に用いられる。

図１に示すように、第１部品１と第２部品２とは、第１部品１の第１結合面１ａと第２部品２の第２結合面２ａとを介して、例えば、複数の溶接打点３において溶接されることで互いに結合される。より具体的には、予め定められた所定位置に設置された溶接治具４により固定され、所定のプログラムに従って動作する工業用ロボットなどにより、予め定められた複数の溶接打点３において溶接して結合される。

第１部品１および第２部品２を含む完成品は、３次元ＣＡＤ装置などの設計装置を用いて設計され、第１部品１および第２部品２を含む完成品の設計形状（設計モデル）を示す設計データが生成される。例えば、完成品の重心を原点、水平方向をＸ軸およびＹ軸、鉛直方向をＺ軸とする３次元固定座標系において、第１部品１および第２部品２を含む完成品の設計形状が規定される。図１に示す溶接打点３および溶接治具４の設置位置も、設計データにより固定座標系において規定される。

したがって、図１に示す第１部品１と第２部品２との結合部の精度は、固定座標系における第１部品１および第２部品２それぞれの設計形状に対する実際の形状の誤差（単品誤差）が小さいほど高く、単品誤差が大きいほど低くなる。また、結合部の精度が低くなる場合の態様として、第１部品１および第２部品２の単品誤差が結合部に向かう方向に生じる場合は結合部に干渉が発生し、第１部品１および第２部品２の単品誤差が結合部から離れる方向に生じる場合は結合部にギャップが発生する。

第１部品１および第２部品２それぞれの単品誤差は、レーザ式や光学式の３次元測定器などの計測装置を用いて計測され、第１部品１および第２部品２それぞれの実際の形状を示す計測データが生成される。より具体的には、図１に示すように、溶接治具４により溶接時と同様に固定された状態での第１部品１および第２部品２それぞれの表面形状が計測装置により計測され、固定座標系における形状を示す計測データが生成される。

図２は、設計データおよび計測データについて説明するための図であり、第１部品１の第１結合面１ａについての設計データおよび計測データの一例を示す。図２に示すように、設計データは、設計モデルである第１部品Ｍ１の第１結合面Ｍ１ａとして表される。また、計測データは、実際の第１部品１の第１結合面１ａを計測装置により計測したときの、固定座標系における３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有する計測点の点群Ｐ（点群データ）として表される。

点群データには、計測装置の分解能に応じた膨大な数の計測点の３次元座標の情報が含まれるため、点群データのデータ容量は大きく、点群Ｐをディスプレイ上に表示する場合は時間を要する。したがって、例えば、各計測点の設計モデルに対する誤差を算出し、誤差に応じたカラーマップ表示などを行って第１部品１と第２部品２との結合部の精度を視覚的に評価する場合は、１組の第１部品１および第２部品２の結合部の精度を評価する度に時間を要する。

しかしながら、例えば工場における完成品の試作段階では、限られた期間内に複数組の第１部品１と第２部品２との結合部の精度を評価する必要があるため、１組の第１部品１および第２部品２の結合部の精度を評価するときの所要時間を短縮する必要がある。そこで、本実施形態では、互いに結合される第１部品と第２部品との結合部の精度を視覚的に評価するときの所要時間を短縮して設計基準位置に対する誤差を容易に把握できるよう、以下のように精度評価装置を構成する。

図３は、本発明の実施形態に係る精度評価装置（以下、装置）１０を含む精度評価システム１００の全体構成を示すブロック図である。図３に示すように、精度評価システム１００は、第１部品１および第２部品２を含む完成品の設計データを生成する設計装置５と、実際の第１部品１および第２部品２の形状を計測する計測装置６と、装置１０とを有する。

装置１０は、第１部品１および第２部品２の単品誤差および結合部の精度を評価する。装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ１２、およびＩ／Ｏその他の周辺回路などを有するコンピュータを含んで構成されるとともに、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力部１３と、液晶ディスプレイなどの表示部１４とを有する。ＣＰＵ１１は、データ取得部１５と、誤差算出部１６と、干渉度合い算出部１７と、表示制御部１８として機能する。なお、干渉度合い算出部１７、表示制御部１８などのＣＰＵ１１の各機能は、メモリ１２を共有する別のシステムのＣＰＵの機能として構成してもよい。

データ取得部１５は、設計装置５により生成された設計データと、計測装置６により生成された計測データとを取得する。データ取得部１５により取得された設計データおよび計測データは、メモリ１２に記憶される。

図４は、誤差算出部１６により算出される単品誤差について説明するための図であり、第１部品１についての設計データおよび計測データの一例を示す。誤差算出部１６は、データ取得部１５により取得された設計データおよび計測データに基づいて、固定座標系における第１部品１および第２部品２それぞれの単品誤差を算出する。

図４に示すように、設計データ上の第１部品Ｍ１の第１結合面Ｍ１ａには、ｎ個（複数）の溶接打点３に対応するｎ個（１点のみ図示）の設計基準点Ｍ３０が設定される。各設計基準点Ｍ３０には、固定座標系における溶接目標位置として、３次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）が設定される。また、固定座標系における溶接目標方向として、設計基準点Ｍ３０における第１結合面Ｍ１ａの法線ＮＬ０に沿って第１結合面Ｍ１ａから離間する方向の単位法線ベクトルＮ０（ｉ０，ｊ０，ｋ０）が設定される。

図４に示すように、誤差算出部１６は、すべての計測点の点群Ｐの中から設計基準点Ｍ３０に対応する点群Ｐ３０を抽出する。具体的には、法線ＮＬ０から所定距離Ｒ（例えば２．５ｍｍ）以内、かつ、第１結合面Ｍ１ａから所定距離（例えば１０ｍｍ）Ｄ以内となる点群を抽出する。さらに、抽出された点群の各計測点について、計測点における第１結合面１ａの法線に沿った第１結合面１ａから離間する方向の各点群単位法線ベクトルＮ（ｉ，ｊ，ｋ）を算出する。例えば、その計測点を含む近傍の３つの計測点を通る平面の法線に沿った各点群単位法線ベクトルＮを算出する。そして、単位法線ベクトルＮ０と各点群単位法線ベクトルＮとのなす角θ１が所定角度α（例えば４５°）以内となる点群を、設計基準点Ｍ３０に対応する点群Ｐ３０として抽出する。

誤差算出部１６は、抽出された点群Ｐ３０の各計測点の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、設計基準点Ｍ３０に対応する第１結合面１ａ上の第１基準点Ｍ３１の３次元座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を算出する。例えば、点群Ｐ３０の各計測点の３次元座標の相加平均値を第１基準点Ｍ３１の３次元座標として算出する。

さらに、誤差算出部１６は、設計基準点Ｍ３０の３次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と第１基準点Ｍ３１の３次元座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）とに基づいて、第１部品１の単品誤差を算出する。すなわち、下式(i)により、設計基準点Ｍ３０と第１基準点Ｍ３１との間の距離ａを、第１部品１の単品誤差の大きさとして算出する。また、下式(ii)～(iv)により、設計基準点Ｍ３０から第１基準点Ｍ３１に向かう方向の単位法線ベクトルＮ１（ｉ１，ｊ１，ｋ１）を、第１部品１の単品誤差の方向として算出する。
ａ＝（（Ｘ１－Ｘ０）²＋（Ｙ１－Ｙ０）²＋（Ｚ１－Ｚ０）²）^1/2 ・・・(i)
ｉ１＝（１／ａ）（Ｘ１－Ｘ０） ・・・(ii)
ｊ１＝（１／ａ）（Ｙ１－Ｙ０） ・・・(iii)
ｋ１＝（１／ａ）（Ｚ１－Ｚ０） ・・・(iv)

誤差算出部１６は、ｎ個の溶接打点３に対応する設計基準点Ｍ３０（１）～Ｍ３０（ｎ）について、対応する第１結合面１ａ上の第１基準点Ｍ３１（１）～Ｍ３１（ｎ）の３次元座標を算出する。また、第１部品１の単品誤差の大きさａ（１）～ａ（ｎ）および方向Ｎ１（１）～Ｎ１（ｎ）を算出する。第２部品２についても同様に、設計基準点Ｍ３０（１）～Ｍ３０（ｎ）に対応する第２結合面２ａ上の第２基準点Ｍ３２（１）～Ｍ３２（ｎ）の３次元座標を算出し、第２部品２の単品誤差の大きさｂ（１）～ｂ（ｎ）および方向Ｎ２（１）～Ｎ２（ｎ）を算出する。

図５は、装置１０により実行される誤差算出処理の一例を示すフローチャートであり、予めメモリ１２に記憶されたプログラムに従い、ＣＰＵ１１で実行される、第１部品１の単品誤差を算出する処理の一例を示す。図５のフローチャートに示す処理は、例えば、装置１０に第１部品１の設計データおよび計測データが入力されると開始される。

図５に示すように、先ずステップＳ１で、第１部品１の設計データおよび計測データを取得する。次いでステップＳ２で、１番目の溶接打点３に対応する設計基準点Ｍ３０（１）を特定する。次いでステップＳ３で、設計基準点Ｍ３０（１）に対応する点群Ｐ３０（１）を抽出する。次いでステップＳ４で、第１基準点Ｍ３１（１）の３次元座標（Ｘ１（１），Ｙ１（１），Ｚ１（１））を算出する。次いでステップＳ５で、第１基準点Ｍ３１（１）における設計基準点Ｍ３０（１）に対する単品誤差の大きさａ（１）および方向Ｎ１（１）を算出する。次いでステップＳ６で、ｎ個すべての溶接打点３についての算出が完了したか否かを判定する。ステップＳ６で否定されるとステップＳ７で次の溶接打点３に対応する設計基準点Ｍ３０（ｎ）を特定してステップＳ３に戻る。一方、ステップＳ６で肯定されると処理を終了する。

誤差算出部１６により算出された第１基準点Ｍ３１、第２基準点Ｍ３２の３次元座標、第１部品１、第２部品２の単品誤差の大きさａ，ｂおよび方向Ｎ１，Ｎ２は、ｎ個の溶接打点３ごとの特徴値としてメモリ１２に記憶される。図６Ａおよび図６Ｂは、誤差算出部１６により算出されてメモリ１２に記憶される第１部品１および第２部品２それぞれの、ｎ個の溶接打点３ごとの特徴値の一例を示す図である。図４に示すように膨大な数の点群Ｐの中から溶接打点３周辺の点群Ｐ３０のみが抽出され、図６Ａ、図６Ｂに示すようにｎ個の溶接打点３ごとの特徴値に変換してメモリ１２に記憶されるため、点群データのデータ容量を圧縮することができる。

図３の干渉度合い算出部１７は、誤差算出部１６により算出されてメモリ１２に記憶された第１部品１および第２部品２の特徴値（図６Ａおよび図６Ｂ）に基づいて、第１部品１および第２部品２の結合時の設計基準点Ｍ３０における干渉度合いＩを算出する。すなわち、ｎ個の溶接打点３に対応する設計基準点Ｍ３０（１）～Ｍ３０（ｎ）について、第１部品１および第２部品２の結合時の干渉度合いＩ（１）～Ｉ（ｎ）を算出する。

干渉度合いＩは、図１に示す第１部品１と第２部品２との結合時に第１結合面１ａと第２結合面２ａとの間に発生するギャップの大きさ（距離）を示す値であり、結合部の精度を示す。干渉度合いＩの絶対値が小さいほど結合部の精度が高く、干渉度合いＩの絶対値が大きいほど結合部の精度が低い。正の干渉度合いＩは、結合部にギャップが発生することを示し、負の干渉度合いＩは、結合部に干渉が発生することを示す。

図７Ａ～図７Ｄは、干渉度合い算出部１７による干渉度合いＩの算出について説明するための図であり、設計データ上の第１部品Ｍ１および第２部品Ｍ２の結合部、設計基準点Ｍ３０、第１部品１および第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２を示す。なお、図７Ａ～図７Ｄでは、単品誤差の方向Ｎ１（ｉ１，ｊ１，ｋ１），Ｎ２（ｉ２，ｊ２，ｋ２）の各成分のうち、設計基準点Ｍ３０における結合面に直交する成分ｋ１，ｋ２のみを示し、方向Ｎ１と方向Ｎ２との正逆などの関係について説明する。

図７Ａに示すように、第１部品１、第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が逆で、いずれも結合部に干渉を発生させる方向の場合、干渉度合い算出部１７は下式(v)により干渉度合いＩを算出する。
Ｉ＝（－ａ）＋（－ｂ） ・・・(v)

図７Ｂに示すように、第１部品１、第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が逆で、いずれも結合部にギャップを発生させる方向の場合、干渉度合い算出部１７は下式(vi)により干渉度合いＩを算出する。
Ｉ＝ａ＋ｂ ・・・(vi)

図７Ｃに示すように、第１部品１、第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が同じで、方向Ｎ１が結合部に干渉を発生させる方向、方向Ｎ２が結合部にギャップを発生させる方向の場合、干渉度合い算出部１７は下式(vii)により干渉度合いＩを算出する。
Ｉ＝（－ａ）＋ｂ ・・・(vii)

図７Ｄに示すように、第１部品１、第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が同じで、方向Ｎ１が結合部にギャップを発生させる方向、方向Ｎ２が結合部に干渉を発生させる方向の場合、干渉度合い算出部１７は下式(viii)により干渉度合いＩを算出する。
Ｉ＝ａ＋（－ｂ） ・・・(viii)

干渉度合い算出部１７は、ｎ個の溶接打点３に対応する設計基準点Ｍ３０（１）～Ｍ３０（ｎ）について、第１部品１および第２部品２の結合時の干渉度合いＩ（１）～Ｉ（ｎ）を算出する。すなわち、設計基準点Ｍ３０（１）～Ｍ３０（ｎ）に対応する第１部品１の単品誤差の方向Ｎ１（１）～Ｎ１（ｎ）と第２部品２の単品誤差の方向Ｎ２（１）～Ｎ２（ｎ）との関係に基づいて、ｎ個の溶接打点３に対応する干渉度合いＩ（１）～Ｉ（ｎ）を算出する。

図８は、干渉度合い算出部１７により算出されてメモリ１２に記憶される第１部品１および第２部品２の結合時の、ｎ個の溶接打点３ごとの干渉度合いＩ（１）～Ｉ（ｎ）の一例を示す図である。図８に示すように、干渉度合い算出部１７により算出された干渉度合いＩは、溶接打点３ごとの特徴値としてメモリ１２に記憶される。

図３の表示制御部１８は、データ取得部１５により取得されてメモリ１２に記憶された設計データに基づいて、第１部品１および第２部品２を含む完成品の設計モデルを表示するように表示部１４の表示を制御する。また、干渉度合い算出部１７により算出されてメモリ１２に記憶された溶接打点３ごとの特徴値に基づいて、溶接打点３ごとの干渉度合いＩを表すインジケータＭＩを、設計モデルの設計基準点Ｍ３０の位置に重畳して表示するように表示部１４の表示を制御する。

図９は、表示部１４に表示されるインジケータＭＩの表示態様について説明するための図である。インジケータＭＩは、溶接打点３ごとの干渉度合いＩに応じて異なる態様で表示される。例えば、図９に示すように、結合部に干渉が発生することを示す負の干渉度合いＩが暖色系の表示色、結合部にギャップが発生することを示す正の干渉度合いＩが寒色系の表示色で表わされ、干渉度合いＩの絶対値が大きくなるほど濃い表示色で表わされる。

図１０は、表示部１４に表示されるインジケータＭＩの一例を示す図であり、３次元固定座標系における設計モデルの複数（図では２つ）の設計基準点Ｍ３０に重畳して同時に表示される複数（図では２つ）のインジケータＭＩを示す。図１０に示すように、インジケータＭＩは、干渉度合いＩに応じた表示色で、固定座標系における設計基準点Ｍ３０を中心とするとともに設計基準点Ｍ３０における結合面に平行な側面を有する立方体などの３次元図形として表示される。

図１０に示すように、複数の溶接打点３ごとの干渉度合いＩを示すインジケータＭＩが第１部品１および第２部品２を含む完成品の設計モデル上に重畳して表示されるため、結合部の精度を直感的に把握して評価することができる。また、設計モデルを表示するときの視点や各構成部品の表示、非表示を切り換えることで、各構成部品の裏側に位置する結合部の精度についても容易に把握することができる。

図１１は、装置１０により実行される干渉度合い算出処理の一例を示すフローチャートであり、予めメモリ１２に記憶されたプログラムに従い、ＣＰＵ１１で実行される、第１部品１および第２部品２の結合時の干渉度合いＩを算出する処理の一例を示す。図１１のフローチャートに示す処理は、例えば、図５のフローチャートに示す処理に続いて実行される。

図１１に示すように、先ずステップＳ１０で、１番目の溶接打点３に対応する第１基準点Ｍ３１（１）を特定する。次いでステップＳ１１で、第１基準点Ｍ３１（１）に対応する第２基準点Ｍ３２（１）を決定する。次いでステップＳ１２で、第１部品１の単品誤差の方向Ｎ１（１）と第２部品２の単品誤差の方向Ｎ２（１）とが逆であるか否かを判定する。ステップＳ１２で肯定されるとステップＳ１３に進み、否定されるとステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３では、第１部品１および第２部品２の単品誤差の方向Ｎ１（１），Ｎ２（１）がいずれも結合部に干渉を発生させる方向であるか否かを判定する。ステップＳ１３で肯定されるとステップＳ１５に進み、式(v)により干渉度合いＩ（１）を算出する。一方、ステップＳ１３で否定されるとステップＳ１６に進み、式(vi)により干渉度合いＩ（１）を算出する。

ステップＳ１４では、第１部品１の単品誤差の方向Ｎ１（１）が結合部に干渉を発生させる方向であるか否かを判定する。ステップＳ１４で肯定されるとステップＳ１７に進み、式(vii)により干渉度合いＩ（１）を算出する。一方、ステップＳ１４で否定されるとステップＳ１８に進み、式(viii)により干渉度合いＩ（１）を算出する。

次いでステップＳ１９で、ｎ個すべての溶接打点３に対応する第１基準点Ｍ３１についての算出が完了したか否かを判定する。ステップＳ１９で否定されるとステップＳ２０で次の溶接打点３に対応する第１基準点Ｍ３１（ｎ）を特定してステップＳ１１に戻る。ステップＳ１９で肯定されるとステップＳ２１に進み、ステップＳ１５～Ｓ１８で算出された溶接打点３ごとの干渉度合いＩを表すインジケータＭＩを設計モデルに重畳して表示するように表示部１４の表示を制御する。

誤差算出部１６により算出される各構成部品の単品誤差と、干渉度合い算出部１７により算出される結合部の干渉度合いＩとは、第１部品１および第２部品２の製造ロットごとに統計処理し、統計表示することができる。例えば、部品メーカにより製造される第１部品１および第２部品２の製造ロットごとに統計表示される。

図１２および図１３は、表示部１４に表示される統計表示の一例を示す図である。図１２に示すように、表示部１４には、第１表示エリアＤＰ１に設計モデルが３次元表示されるとともに、第２表示エリアＤＰ２に製造ロットごとの干渉度合いＩまたは各構成部品の単品誤差がヒストグラム表示される。例えば、マウス（入力部）１３を介して第１表示エリアＤＰ１に表示されたインジケータＭＩのいずれかをクリックして選択すると、対応する結合部における干渉度合いＩまたは各構成部品の単品誤差が第２表示エリアＤＰ２にヒストグラム表示される。

第２表示エリアＤＰ２のヒストグラム表示は、例えばラジオボタンＢＴなどを介して、干渉度合いＩ、第１部品１の単品誤差、第２部品２の単品誤差の間で切り換えることができる。第２表示エリアＤＰ２のヒストグラム表示が各構成部品の単品誤差に切り換えられると、それに連動して、第１表示エリアＤＰ１のインジケータＭＩの表示が該当する構成部品の単品誤差に応じた表示態様に切り換わる。例えば、結合部に干渉を発生させる単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が暖色系の表示色、結合部にギャップを発生させる単品誤差の方向Ｎ１，Ｎ２が寒色系の表示色で表わされ、単品誤差の大きさａ，ｂが大きくなるほど濃い表示色で表わされる。

図１３に示すように、製造ロットごとの干渉度合いＩまたは各構成部品の単品誤差の統計表示は、第２表示エリアＤＰ２のヒストグラム表示とともに、第３表示エリアＤＰ３に時系列で表示することもできる。図１２および図１３に示すように、製造ロットごとの干渉度合いＩや各構成部品の単品誤差をヒストグラムや時系列で統計表示することで、完成品や各構成部品の設計基準位置に対する誤差を製造ロットごとに定量的に評価することができる。

図３の干渉度合い算出部１７は、第１部品１および第２部品２の製造ロットの組み合わせを変えて結合するときの結合部の干渉度合いＩを算出することもできる。例えば、実際の完成品の試作段階で製造ロット１Ａの第１部品１と製造ロット２Ａの第２部品２とを組み合わせ、製造ロット１Ｂの第１部品１と製造ロット２Ｂの第２部品２とを組み合わせて試作、単品誤差の計測および算出を行う。

この場合、誤差算出部１６により算出されてメモリ１２に記憶された各構成部品の単品誤差に基づいて、例えば、製造ロット１Ａの第１部品１と製造ロット２Ｂの第２部品２とを組み合わせた場合の干渉度合いＩを算出することができる。これにより、実際の完成品の試作段階では組み合わされていない製造ロットの構成部品同士を結合するときの結合部の精度を推定して評価することができる。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）装置１０は、第１結合面１ａを有する第１部品１と第２結合面２ａを有する第２部品２とを、第１結合面１ａと第２結合面２ａとを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する。装置１０は、第１部品１および第２部品２のそれぞれの設計データと、予め計測された第１部品１および第２部品２のそれぞれの計測データとを取得するデータ取得部１５と、データ取得部１５により取得された設計データと計測データとに基づいて、第１結合面１ａ上および第２結合面２ａ上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点Ｍ３０の設計データと、設計基準点Ｍ３０に対応する第１結合面１ａ上の第１基準点Ｍ３１における計測データおよび設計基準点Ｍ３０に対応する第２結合面２ａ上の第２基準点Ｍ３２における計測データとの単品誤差をそれぞれ算出する誤差算出部１６と、誤差算出部１６により算出された設計基準点Ｍ３０と第１基準点Ｍ３１との単品誤差および設計基準点Ｍ３０と第２基準点Ｍ３２との単品誤差に基づいて、第１部品１および第２部品２の結合時の設計基準点Ｍ３０における干渉度合いＩを算出する干渉度合い算出部１７と、データ取得部１５により取得された設計データに基づいて、第１部品１および第２部品２の設計モデルを表示するとともに、干渉度合い算出部１７により算出された干渉度合いＩを表すインジケータＭＩを設計モデルの設計基準点Ｍ３０の位置に重畳して表示する表示部１４とを備える（図３）。

これにより、第１部品１と第２部品２とを結合するときの結合部における設計基準点Ｍ３０に対する各構成部品の単品誤差および構成部品同士の干渉度合いＩを直感的に把握し、結合部の精度を直感的に把握して評価することができる。また、点群データを設計基準点Ｍ３０ごとの単品誤差（特徴値）に変換してデータ容量を圧縮するため、結合部の精度を視覚的に評価するときの表示にかかる所要時間を短縮することができる。

（２）表示部１４は、さらに、誤差算出部１６により算出された設計基準点Ｍ３０と第１基準点Ｍ３１との単品誤差および設計基準点Ｍ３０と第２基準点Ｍ３２との単品誤差について、製造ロットごとの統計表示を行う（図１２、図１３）。これにより、各構成部品の単品誤差を製造ロットごとに評価することができる。

（３）干渉度合い算出部１７は、誤差算出部１６により製造ロットごとに算出された設計基準点Ｍ３０と第１基準点Ｍ３１との単品誤差および設計基準点Ｍ３０と第２基準点Ｍ３２との単品誤差に基づいて干渉度合いＩを算出する。さらに、第１部品１および第２部品２の製造ロットの組み合わせを変えて干渉度合いＩを算出する。これにより、実際には組み合わされていない製造ロットの構成部品同士を結合するときの結合部の精度を推定して評価することができる。

（４）表示部１４は、干渉度合いＩを表すインジケータＭＩを設計モデルの複数の設計基準点Ｍ３０の位置に重畳して同時に表示する（図１０）。これにより、複数の溶接打点３ごとの結合部の精度を一度に把握できるため、結合部全体の精度を直感的に把握して評価することができる。

上記実施形態では、第１部品１と第２部品２とが溶接して結合される例を説明したが、第１部品１と第２部品２とを互いに結合する手法は溶接に限定されない。例えば、ボルトナットによる締結や接着剤による接着などにより第１部品１と第２部品２とを結合してもよい。

以上では、本発明を精度評価装置として説明したが、本発明は、第１結合面１ａを有する第１部品１と第２結合面２ａを有する第２部品２とを、第１結合面１ａと第２結合面２ａとを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する精度評価方法として用いることもできる。すなわち、精度評価方法は、第１部品１および第２部品２のそれぞれの設計データと、予め計測された第１部品１および第２部品２のそれぞれの計測データとを取得するデータ取得ステップＳ１と、データ取得ステップＳ１で取得された設計データと計測データとに基づいて、第１結合面１ａ上および第２結合面２ａ上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点Ｍ３０の設計データと、設計基準点Ｍ３０に対応する第１結合面１ａ上の第１基準点Ｍ３１における計測データおよび設計基準点Ｍ３０に対応する第２結合面２ａ上の第２基準点Ｍ３２における計測データとの単品誤差をそれぞれ算出する誤差算出ステップＳ５と、誤差算出ステップＳ５で算出された設計基準点Ｍ３０と第１基準点Ｍ３１との単品誤差および設計基準点Ｍ３０と第２基準点Ｍ３２との単品誤差に基づいて、第１部品１および第２部品２の結合時の設計基準点Ｍ３０における干渉度合いＩを算出する干渉度合い算出ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７と、データ取得ステップＳ１で取得された設計データに基づいて、第１部品１および第２部品２の設計モデルを表示するとともに、干渉度合い算出ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７で算出された干渉度合いＩを表すインジケータＭＩを設計モデルの設計基準点Ｍ３０の位置に重畳して表示する表示ステップＳ２０とを含む（図５、図１１）。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ 第１部品、１ａ 第１結合面、２ 第２部品、２ａ 第２結合面、３ 溶接打点、４ 溶接治具、５ 設計装置、６ 計測装置、１０ 精度評価装置（装置）、１１ ＣＰＵ、１２ メモリ、１３ 入力部、１４ 表示部、１５ データ取得部、１６ 誤差算出部、１７ 干渉度合い算出部、１８ 表示制御部、１００ 精度評価システム、Ｍ３０ 設計基準点、Ｍ３１ 第１基準点、Ｍ３２ 第２基準点、ＭＩ インジケータ

Claims (5)

1. 第１結合面を有する第１部品と第２結合面を有する第２部品とを、前記第１結合面と前記第２結合面とを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する精度評価装置であって、
   前記第１部品および前記第２部品のそれぞれの設計データと、予め計測された、計測点の点群として表される前記第１部品および前記第２部品のそれぞれの計測データと、を取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部により取得された設計データと計測データとに基づいて、前記計測点の点群の中から前記第１結合面上および前記第２結合面上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点に対応する点群を抽出し、抽出された点群の３次元座標に基づいて、前記設計基準点に対応する前記第１結合面上の第１基準点および前記設計基準点に対応する前記第２結合面上の第２基準点の３次元座標を算出し、前記設計基準点の３次元座標と前記第１基準点および前記第２基準点の３次元座標との誤差をそれぞれ算出する誤差算出部と、
   前記誤差算出部により算出された前記設計基準点と前記第１基準点との誤差および前記設計基準点と前記第２基準点との誤差に基づいて、前記第１部品および前記第２部品の結合時の前記設計基準点における干渉度合いを算出する干渉度合い算出部と、
   前記データ取得部により取得された設計データに基づいて、前記第１部品および前記第２部品の設計モデルを表示するとともに、前記干渉度合い算出部により算出された干渉度合いを表す画像を前記設計モデルの前記設計基準点の位置に重畳して表示する表示部と、を備えることを特徴とする精度評価装置。
2. 請求項１に記載の精度評価装置において、
   前記表示部は、さらに、前記誤差算出部により算出された前記設計基準点と前記第１基準点との誤差および前記設計基準点と前記第２基準点との誤差の少なくとも一方について、製造ロットごとの統計表示を行うことを特徴とする精度評価装置。
3. 請求項２に記載の精度評価装置において、
   前記干渉度合い算出部は、前記誤差算出部により製造ロットごとに算出された前記設計基準点と前記第１基準点との誤差および前記設計基準点と前記第２基準点との誤差に基づいて前記干渉度合いを算出し、さらに、前記第１部品および前記第２部品の製造ロットの組み合わせを変えて前記干渉度合いを算出することを特徴とする精度評価装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の精度評価装置において、
   前記表示部は、前記干渉度合いを表す画像を前記設計モデルの複数の前記設計基準点の位置に重畳して同時に表示することを特徴とする精度評価装置。
5. 第１結合面を有する第１部品と第２結合面を有する第２部品とを、前記第１結合面と前記第２結合面とを介して互いに結合するときの結合部の精度を評価する精度評価方法であって、
   前記第１部品および前記第２部品のそれぞれの設計データと、予め計測された、計測点の点群として表される前記第１部品および前記第２部品のそれぞれの計測データと、を取得するデータ取得ステップと、
   前記データ取得ステップで取得された設計データと計測データとに基づいて、前記計測点の点群の中から前記第１結合面上および前記第２結合面上における設計上の互いに同一位置に定められた設計基準点に対応する点群を抽出し、抽出された点群の３次元座標に基づいて、前記設計基準点に対応する前記第１結合面上の第１基準点および前記設計基準点に対応する前記第２結合面上の第２基準点の３次元座標を算出し、前記設計基準点の３次元座標と前記第１基準点および前記第２基準点の３次元座標との誤差をそれぞれ算出する誤差算出ステップと、
   前記誤差算出ステップで算出された前記設計基準点と前記第１基準点との誤差および前記設計基準点と前記第２基準点との誤差に基づいて、前記第１部品および前記第２部品の結合時の前記設計基準点における干渉度合いを算出する干渉度合い算出ステップと、
   前記データ取得ステップで取得された設計データに基づいて、前記第１部品および前記第２部品の設計モデルを表示するとともに、前記干渉度合い算出ステップで算出された干渉度合いを表す画像を前記設計モデルの前記設計基準点の位置に重畳して表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする精度評価方法。

Images