JPH02147810A

JPH02147810A - 三次元測定装置

Info

Publication number: JPH02147810A
Application number: JP30174788A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Todoroki; 轟木　正章
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-06
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758185B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動車の１１１体パネルに代表されるような
三次元形状の被測定物の寸法を測定する三次元測定装置
に関する。

従来の技術この種の三次元測定装置としては例えば特開昭６２−２
３２５０９号公報および特開昭６２−２４２８１１号公
報に開示されているものがある。

これらの測定装置は例えば第７および第８図に示すよう
に、定盤８１上に複数の位置決め治具８２をマグネット
チャック等により固定し、この位置決め治具８２の支持
板８３とロケートピン８４とを基準としてワークＷａを
位置決めした上で、測定ロボノＩ−３５に支持させた測
定用センサ８６でワークＷａの形状寸法を測定すること
を基本としている。

発明が解決しようとする課題上記の構造においては、支持板８３とロケートピン８４
とによりワークＷａが位置決めされるものの、支持板８
３のワーク支持面が単なる水平面であるために、例えば
ワークＷａが傾斜面を有している場合にはそのワークＷ
ａを安定的に支持することが困難であり、傾斜面を支持
するだめの専用の位置決め治具が別に必要になる。その
結果、測定対象となるワークが多種類になるとそれに応
じて位置決め治具８２の数が増加し、位置決め治具の管
理が煩雑になる。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ワークの形状を問わず安定的
に支持できるようにした汎用性のある構造を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段本発明は、測定母機の定盤上に置かれた複数のフィクス
チャユニットを基準として被測定物を位置決めした上で
測定母機のセンサヘッドにより被測定物の寸法を測定す
る装置において、前記フィクスチャユニットは、被測定
物を支持する仮想支持平面を形成する球状の３つの支持
部材と、この支持部材を被測定物の形状に応じて個別に
上下動させて高さを調整する高さ調整機構とを備えてい
ることを特徴としている。

作用この構造によると、３つの支持部材が球状であるために
各支持部材の高さを高さ調整機構で調整することによっ
て、水平であると傾斜面であるとを問わず任意の仮想支
持平面をつくり出すことができる。その結果としてどの
ような形状の被測定物でも安定的に支持できるようにな
る。

実施例第１図〜第４図は本発明の測定装置の一実施例を示す構
成説明図であって、第３図および第４図に示すようにそ
の中心となる門型の測定母機ｌは、定盤２と、定盤２上
をＸ方向に移動可能なコラム３と、コラム３に対してＹ
方向に移動可能なキャリア４と、キャリア４に対してＺ
方向に移動可能なアーム５とを備えている。コラム３は
図示外のサーボモータとボールねじ９のはたらきにより
、またキャリア４とアーム５はサーボモータ７．８とボ
ールねじ６，１０のはたらきにより各軸方向に移動する
。１１．１２はレールである。

定盤２上には被測定物であるワーク（この実施例では自
動車の車体パネルを例示している）Ｗを位置決めするた
めの高さの異なる複数のフィクスチャユニット１３．１
３・・・が設けられているほか、アーム５の一側面には
センサヘッド１４が取り付けられ、センサヘッド１４は
αおよびβ方向に旋回可能であって、センサヘッド１４
による測定系だけについてみたとき、測定母機ｌのＸ、
Ｙ、Ｚ方向の直交３軸の自由度にα、βの旋回２軸の自
由度を加えて全体として５軸の自由度を有している。

フィクスチャユニット１３は第１図および第２図に示す
ように、ハウジング１５と、ハウジング１５に挿入支持
された３本のシャフト１６と、各シャツ）１６の先端に
取り付けられた支持部材としての球状のゲージ１７とを
中心に構成されており、ハウジング１５の底面には図示
外のマグネットチャックが装着され、このマグネットチ
ャックのはたらきによりフィクスチャユニット１３が定
盤２上の所定位置に吸着固定される。

各シャフト１６の上半部にはスプライン軸部１６ａが、
またその下半部には後述するナツト部材２０とともにボ
ールねじ２３を構成するスクリューシャフト部１６ｂが
それぞれに形成されている。

スプライン軸部１６ａはハウジング１５側のブツシュ１
８とボールスプライン結合、されており、これによって
シャフト１６の回転が阻止されて上下動作のみが可能と
なっている。

各シャフト１６の回りには第１図に示すように電磁ブレ
ーキ１９．　ナツト部材２０．電磁クラッチ２１および
ドリブンギヤ２２が設けられている。

ナツト部材２０はベアリング２０ａを介してハウジング
１５に回転可能に支持されるとともに、シャフト１６の
スクリューシャフト部１６ｂに螺合してボールねじ２３
を構成しており、このナツト部材２０に対してブレーキ
ディスク２４と電磁クラッチ２１のディスクプレート２
５が一体に連結されている。また、ドリブンギヤ２２は
ベアリング２６を介してハウジング１５に回転可能に支
持されるとともに、クラッチディスク２７と一体に連結
されており、このドリブンギヤ２２は各シャフト１６が
共有するモータ２８側のドライブギヤ２９と噛み合って
いる。そして、モータ２８やドライブギヤ２９．ドリブ
ンギヤ２２．ボールねじ２３、電磁ブレーキ１９．電磁
クラッチ２１等により、各ゲージ１７の高さを調整する
ための高さ調整機構３０を構成している。３１．３２は
コイルである。

すなわち、高さを調整しようとするゲージ１７に対応す
る電磁ブレーキ１９の制動状態を解除するとともに対応
する電磁クラッチ２１を作動させてモータ２８を回転さ
せると、ドリブンギヤ２２の回転トルクが電磁クラッチ
２１のクラッチディスク２７とディスクプレート２５を
介してナツト部材２０に伝達され、このナツト部材２０
が回転することでシャフト１６が上下動してゲージ１７
の高さ調整が行われることになる。

次に上記のように構成された測定装置の作用について説
明する。

先ず第３図および第４図に示すように、測定対象となる
ワークＷの形状に応じて複数のフィクスチャユニット１
３を定盤２上の所定位置に位置決め固定する。そして、
各フィクスチャユニット１３のそれぞれについてゲージ
１７の高さ調整を行う。この高さ調整作業は、前述した
ように各フィクスチャユニット１３について３つのゲー
ジ１７が１つのモータ２８を共有していることから、各
シャフト１６ごとに独立した電磁ブレーキ１９と電磁ク
ラッチ２１を選択作動させて各ゲージ１７ごとに個別に
その高さ調整を行う。

全てのフィクスチャユニット１３についてそれぞれのゲ
ージ１７の高さ調整が終了したならば、それらのフィク
スチャユニット１３の上にワークＷをセットする。この
時、ワークＷの形状に応じて予め各ゲージ１７の高さが
調整されていることから、各フィクスチャユニット１３
ごとの３つのゲージ１７によってワークＷを支持するた
めの仮想支持平面ａ（第２図）が形成され、これらの仮
想支持平面ａによってワークＷが安定的に支持される。

続いて、図示外の制御盤に対して測定開始信号とともに
ワークＷの種別データを入力すると、制御盤にはワーク
Ｗの種類に応じて必要とされるセンサヘッド１４を移動
すべき軌跡データ、およびワークＷが設計データ通りに
仕上がっていると仮定したときの測定基準データが予め
入力されていることから、測定対象となるワークＷの種
別に応じた前記データが呼び出される。そして、センサ
ヘッド１４が指定された経路に沿って移動してワークＷ
の形状寸法を測定し、制御盤側ではその測定データと測
定基準データとを比較し、例えば測定結果をグラフィッ
クデイスプレィに表示するとともにＸ−Ｙプロッタで作
図する。

測定が終わるとセンサヘッド１４は測定母機１のアーム
５ごと原点位置に復帰し、ざらにワークＷを定盤２１−
から除去することで一連の作業が完了する。

ここで、ワークＷの形状によっては３つのゲージ１７を
もつフィクスチャユニット１３と１つのゲージのみを有
するフィクスチャユニットとを併用してもよい。また、
高さ調整機構３０のモータ２８は各ゲージ１７ごとに独
立させて設けてもよい。

第５図に示す実施例は、ゲージ１７に、吸着ブロック４
０とコイル４１とからなるマグネットチャック４２を傾
動変位可能に球面結合ｊ−たちのである。この実施例の
場合には、マグネットチャック４２がワークＷの形状に
応じて傾動変位するとともに、ワークＷを吸着してクラ
ンプすることになるので、ワークＷの支持状態が一段と
安定する利点がある。

第６図に示す実施例は、−１ユ記のマグネットチャック
４２に代えてバキュームカップ５１を用いたものである
。すなわち、ゲージ５７に対し軸受部材５２を傾動変位
可能に球面結合するとともに、この軸受部材５２に圧縮
コイルスプリング５３を介してホルダ５４と一体のバギ
ューム力ノブ５５を装着したもので、ボート５６を介し
てバキュームカップ５５内の空気を吸引することでその
負圧吸引作用によりワークＷが吸着クランプされる。

５８はシール部材である。

この実施例の場合にも第２の実施例と同様の作用効果が
得られる。

発明の効果以上のように本発明によれば、被測定物を支持するフィ
クスチャユニソトが、被測定物を支持する仮想支持平面
を形成する球状の３つの支持部材と、この支持部材を被
測定物の形状に応じて個別に上下動させて高さを調整す
る高さ調整機構とを備えているものであるから、３つの
支持部材によって、被測定物の形状に応じた任意の仮想
支持平面を形成することができるとともに、フィクスチ
ャユニットそのものの汎用化が図られ、被測定物の形状
を問わず被測定物を安定的に支持することができる。ま
た、上記のようにフィクスチャユニットの汎用化が図ら
れることによって、必要とするフィクスチャユニットの
数が最少限で済み、フィクスチャユニットの管理工数を
大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置の一実施例を示す図でフィク
スチャユニットの拡大断面図、第２図は上記フィクスチ
ャユニットの斜視図、第３図は上記測定装置全体の構成
説明図、第４図は定盤の平面説明図、第５図は本発明の
第２の実施例を示す図でゲージの拡大説明図、第６図は
本発明の第３の実施例を示すゲージの拡大説明図、第７
図は従来の測定装置の一例を示す構成説明図、第８図は
従来の測定装置で使用される位置決め治具の斜視図であ
る。ｌ・・・測定母機、２・・・定盤、１３・・・フイクス
チャ・ユニット、１４・・・センサヘッド、１７・・・
ゲージ、２３・・・ボールねし、１９・・・電磁ブレー
キ、２１・・・電磁クラッチ、２８・・・モータ、３０
・・・高さ調整機構、Ｗ・・・ワーク、ａ・・・仮想支
持平面。第２図第５図第６図第７図８ノ第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定母機の定盤上に置かれた複数のフィクスチャ
ユニットを基準として被測定物を位置決めした上で測定
母機のセンサヘッドにより被測定物の寸法を測定する装
置において、前記フィクスチャユニットは、被測定物を
支持する仮想支持平面を形成する球状の３つの支持部材
と、この支持部材を被測定物の形状に応じて個別に上下
動させて高さを調整する高さ調整機構とを備えているこ
とを特徴とする三次元測定装置。