JPH0755425A - パネル計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パネルの種類の判別と、このパネル種類に合
ったキャリブレーションとを自動的に行い、計測対象と
なるパネルの種類が変更されても計測作業を効率的に行
い得ること。 【構成】 パネルＷがセットされる計測台２０と、セッ
トされたパネルＷの所定箇所の寸法を測定する測距用セ
ンサ２１と、このセンサ２１が取り付けられたロボット
ハンド２２とを有するパネル計測装置であって、ロボッ
トハンド２２には、パネルＷの外形形状を読み取る画像
処理センサ２３が取り付けられている。更に、パネル計
測装置は、読み取った画像情報に基づいてパネルＷの種
類を判別するパネル種類判別手段２５、２９と、画像情
報に基づいてパネルＷに設けられた基準穴２４の位置を
算出すると共に算出した基準穴２４の位置に基づいて計
測台２０に対するパネルＷのセット位置を算出するパネ
ル位置算出手段２５、２９と、パネルＷのセット位置と
種類とに応じてロボットハンド２２を駆動制御する制御
手段２５、２７とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドアパネル等のパネル
の所定箇所の寸法を測定するパネル計測装置に関し、特
に、パネルの種類の判別と、パネルの種類に応じたキャ
リブレーションとを自動的に行うようにし、もって、計
測対象となるパネルの種類が変更された場合でも計測作
業を効率的に行い得るようにしたパネル計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両ボティの本体は、フード、ルーフパ
ネル、フェンダ、ピラー等の種々のパネルを組み付けて
構成されていることから、各パネルは所定の寸法精度で
加工されていることが必要である。このため、例えばプ
レス加工等の後工程において、パネルの所定箇所の寸法
を測定し、加工精度を検査するようにしている。パネル
の所定箇所の寸法を測定するためには、従来より、パネ
ル計測装置が広く使用されている。

【０００３】一般的なパネル計測装置は、図５に示すよ
うに、ワークとしてのパネルＷがセットされる計測台１
０と、セットされたパネルＷの所定箇所の寸法を測定す
る測距用センサ１１とを有し、この測距用センサ１１は
ロボットハンド１２の先端に取り付けられている。図示
しないロボットコントローラは、制御装置１３から送ら
れてくるティーチングデータに基づいてロボットハンド
１２の走行軸の駆動を制御し、ロボットハンド１２の先
端を所定の姿勢に制御し、あるいは所定の位置まで移動
する。また、パネル計測装置は複数種類のパネルＷに対
して計測を行うため、パネルＷの種類と計測データとの
対応を取る必要があり、作業者は、制御装置１３に接続
されたキーボード１４をキー操作して、パネルＷの種類
あるいは名称を入力する。

【０００４】パネル計測装置によってパネルＷの所定箇
所の寸法を測定するためには、計測台１０に対するパネ
ルＷの実際のセット位置を算出するキャリブレーション
を実施し、計測台１０にセットされたワークＷが持つワ
ーク座標系と、パネル計測装置が持つマシン座標系との
相対的な関係を把握しておく必要がある。このため、パ
ネルＷには、実際に計測する部位とは別の部位に、キャ
リブレーション用の基準穴１５が複数個設定されてい
る。

【０００５】パネル計測装置によってパネルＷを計測す
る際の手順を、図６に基づいて概説する。まず、計測対
象となるパネルＷの種類を特定するため、キーボード１
４等を手動操作して、パネルＷの名称ないし種類が例え
ばリアドアパネルであると入力する（Ｓ１）。次いで、
計測台１０にセットされたパネルＷのキャリブレーショ
ン用の基準穴１５を計測し、基準穴１５の位置に関する
標準データを保存する（Ｓ２）。これと共に、本来の計
測部位までロボットハンド１２を移動させるためのティ
ーチングを行い、この結果を標準ティーチングデータと
して保存しておく（Ｓ３）。キャリブレーションを実施
することにより、計測台１０にセットされたワークＷが
持つワーク座標系と、パネル計測装置が持つマシン座標
系との相関が予め求められる。

【０００６】同種類のパネルＷに対する計測を継続する
場合には、新たにセットされたパネルＷのセット位置を
算出するキャリブレーションを行うため、基準穴１５の
計測を作業者が手動で行う（Ｓ４）。このキャリブレー
ションの結果を利用して、標準ティーチングデータに座
標変換をかけ、この変換されたティーチングデータに基
づいてロボットハンド１２を駆動制御し、計測台１０に
セットされているパネルＷの位置において、実際に計測
する部位に対する寸法計測を実施する（Ｓ５、Ｓ６）。

【０００７】一方、計測対象となるパネルＷの種類を変
更した場合には（Ｓ７）、ステップＳ１に戻り、パネル
名称の入力（Ｓ１）と、パネル種類に合わせたティーチ
ング（Ｓ２、Ｓ３）とを、新たに行う。その後、同種類
のパネルＷがセットされるごとにキャリブレーションを
手動で行い（Ｓ４）、標準ティーチングデータを変換し
つつプレイバック計測を実施する（Ｓ５、Ｓ６）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のパネ
ル計測装置にあっては、パネル形状つまりパネルＷの種
類に合わせたティーチングを行った後にプレイバック起
動をかけて計測を実施する手順となっていたため、計測
対象となるパネルＷの種類が変更されるごとに、パネル
種類の手動による入力作業と、ワーク座標系とマシン座
標系との相関を認識するための手動によるキャリブレー
ション作業とを実施する必要があり、本計測を行う前に
必要な段取り作業に手間と時間がかかっていた。このた
め、計測対象となるパネルＷの種類が頻繁に変更される
と、本来の計測作業を迅速かつ効率的に行うことができ
ないという問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、任意にセットされた計
測対象となるパネルに対し、当該パネルの種類の判別
と、このパネル種類に合ったキャリブレーションとを自
動的に行い、もって、計測対象となるパネルの種類が変
更されても計測作業を効率的に行い得るパネル計測装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークとしてのパネルがセットされる計測
台と、セットされたパネルの所定箇所の寸法を測定する
計測手段と、この計測手段が取り付けられた駆動自在な
ロボットハンドとを有するパネル計測装置であって、前
記ロボットハンドに取り付けられ前記パネルの外形形状
を読み取る形状読取手段と、この形状読取手段により読
み取った画像情報に基づいて前記パネルの種類を判別す
るパネル種類判別手段と、前記画像情報に基づいて前記
パネルに設けられた位置表示部材の位置を算出すると共
に、算出した前記位置表示部材の位置に基づいて前記計
測台に対する前記パネルのセット位置を算出するパネル
位置算出手段と、このパネル位置算出手段で算出した前
記パネルのセット位置と、前記パネル種類判別手段で判
別した前記パネルの種類とに応じて前記ロボットハンド
を駆動制御する制御手段と、を有するパネル計測装置で
ある。

【００１１】

【作用】ロボットハンドに取り付けた形状読取手段によ
り、計測台にセットされたワークとしてのパネルの外形
形状が読み取られ、この読み取った画像情報に基づき、
パネルの種類がパネル種類判別手段により判別される。
パネル位置算出手段は、画像情報に基づいてパネルに設
けた位置表示部材の位置を算出すると共に、算出した位
置表示部材の位置に基づいて計測台に対するパネルのセ
ット位置を算出する。そして、制御手段は、パネルのセ
ット位置と、前記パネル種類判別手段で判別した前記パ
ネルの種類とに応じて前記ロボットハンドを駆動制御
し、このロボットハンドに取り付けた計測手段により、
計測台にセットされたパネルの所定箇所の寸法を測定す
る。このように、形状読取手段により読み取った画像情
報に基づくことによって、パネルの種類の判別作業と、
計測台に対するパネルのセット位置を算出するキャリブ
レーション作業とが自動的に行われることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係るパネル計
測装置を示す概略構成図であり、パネル計測装置は、ワ
ークとしてのパネルＷがセットされる計測台２０と、セ
ットされたパネルＷの所定箇所の寸法を測定する計測手
段としての測距用センサ２１とを有し、この測距用セン
サ２１は計測用ロボットのハンド２２の先端に取り付け
られている。更に、ロボットハンド２２の先端には、パ
ネルＷの外形形状を読み取る形状読取手段としての画像
処理センサ２３が取り付けられている。この画像処理セ
ンサ２３は、例えば、ＣＣＤ素子を備えるカメラより構
成される。

【００１４】図２は、パネル計測装置の制御系を示すブ
ロック図であり、制御装置２５には、測距用センサ２１
で得たデータと、画像処理センサ２３で得たデータとが
入力される。これらのデータに基づいて、制御装置２５
は、ロボットハンド２２の走行軸２６に関するティーチ
ングデータを作成し、このティーチングデータをロボッ
トコントローラ２７に出力する。ロボットコントローラ
２７はティーチングデータに基づいて走行軸２６の駆動
を制御し、ロボットハンド２２を所定の姿勢に制御し、
あるいは所定の位置まで移動する。また、制御装置２５
は、測距用センサ２１で得たデータつまり計測結果デー
タを、データ解析用のエンジニアリングワークステーシ
ョンＥＷＳ２８に転送する。制御装置２５には、種々の
データや処理プログラムを記憶するための記憶部２９も
接続されている。

【００１５】制御装置２５と記憶部２９とによりパネル
種類判別手段及びパネル位置算出手段が構成され、制御
装置２５とロボットコントローラ２７とにより制御手段
が構成されている。

【００１６】下記の表１には、パネル形状つまりパネル
種類の自動認識、及び、自動キャリブレーションを実施
するために必要なデータ構成が示されている。これらの
各データは、ある基準位置にパネルＷを設置した状態に
関するものであり、以後、標準データと称する。前記基
準位置は標準データを得るために設定した位置であるた
め、実際の計測を行うときにパネルＷがセットされる位
置とは相違している。また、これらの各標準データは、
計測の対象となる全てのパネルＷごとに、準備段階で予
め作成され、記憶部２９に保存されている。

【００１７】

【表１】

【００１８】上記表１に示すように、パネルＷの計測
は、画像認識、キャリブレーション、実際の計測の順に
行われる。準備すべき標準データとしては、ロボットハ
ンド２２を所定位置まで移動させるのに必要なティーチ
ングデータＤａ、Ｄｄ及びＤｆと、パネル形状等に関す
る結果データＤｂ、Ｄｃ及びＤｅとがある。

【００１９】図１に示すように、計測の対象となるパネ
ルＷには、実際に計測する部位とは別にキャリブレーシ
ョン用の基準穴（位置表示部材に相当する）２４が３点
設定されている。標準データを作成するに当たっては、
先ず、ティーチングデータＤａを使用してロボットハン
ド２２を駆動し、基準位置にセットされたパネルＷ上の
所定位置まで画像処理センサ２３を移動し、この画像処
理センサ２３によりワーク形状を読み取る。読み取った
画像データに所定の処理を行った後、パターンマッチン
グ用形状データＤｂとして記憶部２９に保存する。これ
と同時に、画像データからパネルＷに設けた３つの基準
穴２４の位置を読み取り、キャリブレーション用基準穴
位置データＤｃとして記憶部２９に保存する。次いで、
基準位置にセットされたワークＷの基準穴２４まで測距
用センサ２１を移動することにより、キャリブレーショ
ン時にロボットハンド２２を駆動して基準穴２４を計測
するためのキャリブレーション用ティーチングデータＤ
ｄを作成し、このデータＤｄを記憶部２９に保存する。
これと共に、測距用センサ２１により基準穴２４を計測
し、基準穴位置の座標値を示すキャリブレーション結果
データＤｅとして記憶部２９に保存する。次いで、本来
の計測部位に対してロボットハンド２２を移動させるた
めのティーチングデータＤｆを作成し、このデータＤｆ
を記憶部２９に保存する。以上のデータＤｂ〜Ｄｆを、
パネルＷの種類ごとに作成し、記憶部２９に保存してお
く。尚、画像認識のためにロボットハンド２２を駆動す
る際に使用するティーチングデータＤａは、パネルＷの
種類が異なっても共通のデータを用いるようになってい
る。

【００２０】次ぎに、パネル計測装置の作動を、図３に
示すフローチャート及び図４に示す機能説明図に基づい
て説明する。

【００２１】先ず、ティーチングデータＤａを使用して
ロボットハンド２２を駆動し、計測台２０にセットされ
たワークＷ上の所定位置まで画像処理センサ２３を移動
し、この画像処理センサ２３によりワーク形状を読み取
り、画像データＤｂ´を取得する（Ｓ１１）。制御装置
２５は、図４（１）に示すように、取得した画像データ
Ｄｂ´と、記憶部２９に予め保存しておいた各パネルＷ
の基準位置における形状データＤｂとの間でパターンマ
ッチングを行い、パネルＷの種類ないし名称を判別する
（Ｓ１２）。このように、計測台２０にセットされた計
測対象となるパネルＷの種類は、画像処理センサ２３に
より取得した画像データＤｂ´と、基準位置において取
得した複数の形状データＤｂとの間でパターンマッチン
グを行うことにより、自動的に判別される。制御装置２
５は、この判別結果をワークステーション２８に転送す
る。

【００２２】次いで、制御装置２５は、取得した画像デ
ータＤｂ´に基づいて、ワークＷに設けた３つの基準穴
２４の位置を概算し、基準穴位置データＤｃ´を求める
（Ｓ１３）。制御装置２５は、図４（２）に示すよう
に、判別したパネル種類に対応するキャリブレーション
用基準穴位置データＤｃを記憶部２９から読み出し、こ
のデータＤｃとステップＳ１３で求めた基準穴位置デー
タＤｃ´とから、キャリブレーションティーチングデー
タ座標変換用マトリクスＭｃを作成する。

【００２３】次いで、制御装置２５は、図４（３）に示
すように、判別したパネル種類に対応するキャリブレー
ション用ティーチングデータＤｄを記憶部２９から読み
出し、このティーチングデータＤｄを前記座標変換用マ
トリクスＭｃを用いて座標変換し、実際にセットされた
パネルＷに対するキャリブレーションを行う変換済ティ
ーチングデータＤｄ´を作成し、記憶部２９に保存する
（Ｓ１４）。

【００２４】次いで、制御装置２５は、図４（４）に示
すように、変換済ティーチングデータＤｄ´に基づい
て、ロボットコントローラ２７を介してロボットハンド
２２を駆動し、実際にセットされているパネルＷの基準
穴２４まで測距用センサ２１を移動させ、この測距用セ
ンサ２１により基準穴２４を検出ないし計測しつつ、キ
ャリブレーション計測を正確に実施する（Ｓ１５）。こ
のキャリブレーションではレーザ計測が行われ、その測
定精度が高められている。キャリブレーション計測によ
り得られた結果データＤｅ´は、計測台２０に実際にセ
ットされているパネルＷの基準穴位置の座標値を表すも
のであり、制御装置２５は結果データＤｅ´を記憶部２
９に保存する。このように、計測台２０に対するパネル
Ｗの実際のセット位置を算出するキャリブレーション
は、先ず、画像データＤｂ´に基づいて概算した基準穴
位置データＤｃ´と、基準位置で求めた基準穴位置デー
タＤｃとから座標変換用マトリクスＭｃを作成し、次い
で、基準位置において取得したキャリブレーション用テ
ィーチングデータＤｄを座標変換用マトリクスＭｃで変
換して変換済ティーチングデータＤｄ´を求め、この変
換済ティーチングデータＤｄ´に基づいてロボットハン
ドを移動して測距用センサ２１により基準穴２４を計測
することにより、自動的に行われる。

【００２５】次いで、制御装置２５は、図４（４）に示
すように、パネル種類に対応したキャリブレーション結
果データＤｅを記憶部２９から読み出し、このデータＤ
ｅと先に求めた結果データＤｅ´とから、本計測ティー
チングデータ座標変換用マトリクスＭｋを作成する。

【００２６】次いで、制御装置２５は、図４（５）に示
すように、判別したパネル種類に対応する本計測用ティ
ーチングデータＤｆを記憶部２９から読み出し、このテ
ィーチングデータＤｆを前記座標変換用マトリクスＭｋ
を用いて座標変換し、実際にセットされたパネルＷに対
する本計測を行う変換済ティーチングデータＤｆ´を作
成し、記憶部２９に保存する（Ｓ１６）。

【００２７】そして、制御装置２５は、変換済ティーチ
ングデータＤｆ´に基づいて、ロボットコントローラ２
７を介して走行軸２６を駆動してロボットハンド２２を
作動させ、実際にセットされているパネルＷの所定の測
定部位における寸法等の計測を行う（Ｓ１７）。計測の
結果得られたデータは、制御装置２５からワークステー
ション２８に転送され、このワークステーション２８で
所定のデータ解析を行い、加工精度の良否を判断する。

【００２８】以上説明したように、本実施例のパネル計
測装置にあっては、計測台２０にセットされた計測対象
となるパネルＷの種類は、パターンマッチングを行うこ
とにより、自動的に判別される。更に、計測台２０に対
するパネルＷの実際のセット位置を算出するキャリブレ
ーションは、画像処理と、測距用センサ２１による計測
との２段階に渡る機構によって、自動的に実施される。
このように、パネルＷの種類の判別が自動的になされる
ことから、作業者によるパネル名称の入力が不要とな
り、更に、判別したパネル種類に合ったキャリブレーシ
ョンが自動的になされることから、手動によるキャリブ
レーションも不要となる。したがって、種類の異なるパ
ネルＷが混在している場合に使用して最適なパネル計測
装置となり、計測の対象となるパネルＷの種類が変更さ
れた場合であっても、段取り作業に手間や時間がかから
ず、もって、計測作業の効率を大幅に向上することが可
能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパネル計
測装置によれば、計測するパネルの種類が変更された場
合でも、形状読取手段により読み取った画像情報に基づ
くことにより、パネルの種類の判別作業と、計測台に対
するパネルのセット位置を算出するキャリブレーション
作業とが自動的に行われることから、手動によるパネル
種類の入力作業と、手動によるキャリブレーションとが
不要となり、計測のための段取りが簡素化され、パネル
の計測を迅速に行うことが可能となる。もって、本発明
によれば、計測対象となるパネルの種類が変更されても
計測作業を効率的に行い得るパネル計測装置を提供する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るパネル計測装置を示
す概略構成図である。

【図２】 パネル計測装置の制御系を示すブロック図で
ある。

【図３】 パネル計測装置の作動を示すフローチャート
である。

【図４】 パネル計測装置の機能説明図である。

【図５】 従来のパネル計測装置を示す概略構成図であ
る。

【図６】 従来のパネル計測装置の作動を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

２０…計測台、 ２１…測距用セン
サ（計測手段）、２２…ロボットハンド、
２３…画像処理センサ（形状読取手段）、２４…（位置
表示部材）、２５…制御装置（パネル種類判別手段、パ
ネル位置算出手段、制御手段）、２７…ロボットコント
ローラ（制御手段）、２９…記憶部（パネル種類判別手
段、パネル位置算出手段）、Ｗ…ワークとしてのパネ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークとしてのパネルがセットされる計
   測台と、セットされたパネルの所定箇所の寸法を測定す
   る計測手段と、この計測手段が取り付けられた駆動自在
   なロボットハンドとを有するパネル計測装置であって、 前記ロボットハンドに取り付けられ前記パネルの外形形
   状を読み取る形状読取手段と、 この形状読取手段により読み取った画像情報に基づいて
   前記パネルの種類を判別するパネル種類判別手段と、 前記画像情報に基づいて前記パネルに設けられた位置表
   示部材の位置を算出すると共に、算出した前記位置表示
   部材の位置に基づいて前記計測台に対する前記パネルの
   セット位置を算出するパネル位置算出手段と、 このパネル位置算出手段で算出した前記パネルのセット
   位置と、前記パネル種類判別手段で判別した前記パネル
   の種類とに応じて前記ロボットハンドを駆動制御する制
   御手段と、を有するパネル計測装置。