JPH0763545A - Hole position measuring probe for work, and hole position measuring device - Google Patents

Hole position measuring probe for work, and hole position measuring device

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JPH0763545A
JPH0763545A JP21393493A JP21393493A JPH0763545A JP H0763545 A JPH0763545 A JP H0763545A JP 21393493 A JP21393493 A JP 21393493A JP 21393493 A JP21393493 A JP 21393493A JP H0763545 A JPH0763545 A JP H0763545A
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head pin
probe
hole
hole position
position measuring
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Kouichi Nagoya
酵一 名古屋
Takeshi Miyasugi
武 宮杉
Shinji Honda
慎司 本田
Tatsuro Baba
達郎 馬場
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MATSUO KOGYOSHO KK
Chiyoda Corp
Isuzu Motors Ltd
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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MATSUO KOGYOSHO KK
Chiyoda Corp
Isuzu Motors Ltd
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a hoe position measuring prove suitable for the precise measurement of the position of the part mounting hole of a work, and a hole position measuring device using it. CONSTITUTION:In a hole position measuring probe 10, a tapered head pin 11 is held on the top end of a head pin support member 14 supported so as to be capable of rolling with an inclination by a spherical bearing 13 in such a manner as to be capable of axially sliding, the head pin 11 is energized to advance in the top end direction by a spring 20, the inclining direction and inclining amount of the head pin support member 14 are detected by off-center sensors 40A, B, and the insertion of the head pin 11 in a prescribed state is detected by a positioning sensor 21. The head pin 11 of the probe 10 is inserted to a hole to be measured, the inclination of the head pin support member 14 is measured by the off-center measuring sensors 40A, B, and the hole position is measured on the basis of the position information of the head pin 11 when the detection signal of the positioning sensor 21 is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ワークに穿設された穴
の位置を測定する穴位置測定プローブ及び穴位置測定装
置に係り、例えば、車輪の懸架機構部品を取付けるため
に自動車の台車フレームに穿設された部品取付け用のボ
ルト穴の位置を測定するのに好適なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hole position measuring probe and a hole position measuring device for measuring the position of a hole formed in a work, for example, a bogie frame of an automobile for mounting a suspension mechanism part of a wheel. The present invention relates to a device suitable for measuring the position of a bolt hole for mounting a component, which is bored in the.

【0002】[0002]

【従来の技術】ワークに穿設された複数のボルト穴を利
用して関連する複数の部品をワークに取付けて所望の機
構を形成する場合、それら複数の穴の相対位置(三次元
位置)に誤差があると、組み上がった機構が所望のもの
と異なったものになる。特に、自動車の台車フレーム等
のような大形のワークの場合は、製作・加工作業上の制
約等から、部品取付け用穴位置の誤差を避けることがで
きない。
2. Description of the Related Art When a plurality of bolt holes formed in a work are used to attach a plurality of related parts to the work to form a desired mechanism, the relative positions (three-dimensional positions) of the plurality of holes are set. Any errors will cause the assembled mechanism to be different than desired. In particular, in the case of a large-sized work such as a bogie frame of an automobile, an error in the position of the component mounting hole cannot be avoided due to restrictions in manufacturing and processing work.

【0003】そこで、従来、ワークの部品取付け用の穴
位置の誤差を予め測定し、部品を取り付ける際にシム等
の調整部材を介在させて取り付けることにより、その誤
差を吸収することが行われている。
Therefore, conventionally, an error in a hole position for mounting a component on a work is measured in advance, and when the component is mounted, an adjusting member such as a shim is interposed so as to absorb the error. There is.

【0004】そのような調整を効率よく行うためには、
ワークの部品取付け用の穴位置を正確に測定し、これに
基づいて必要なシムの形状や厚み等を決定しなければな
らない。従来、例えば、自動車の台車フレームに穿設さ
れた前輪の懸架機構部品取付け用の穴位置を測定する場
合、測定対象の複数の穴の位置にそれぞれ対応させて測
定用プローブを配置したアライメント測定治具を形成
し、その治具を台車フレームの所定の位置に載置し、測
定プローブによる機械的な接触検知及び変位測定により
穴位置を測定することが行われていた。
In order to perform such adjustment efficiently,
It is necessary to accurately measure the position of the hole for attaching the work part, and to determine the required shim shape and thickness based on this. Conventionally, for example, when measuring the hole positions for mounting the suspension mechanism parts of the front wheels formed in the bogie frame of an automobile, alignment measurement jigs in which measurement probes are arranged corresponding to the positions of a plurality of holes to be measured, respectively. It has been practiced to form a tool, place the jig at a predetermined position on the trolley frame, and measure the hole position by mechanical contact detection and displacement measurement with a measurement probe.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術によれば、アライメント測定治具を載置する台車フレ
ームの表面形状の精度が出ていないこと等の理由によ
り、測定治具を所定の姿勢に安定して保持できないこと
から、測定対象の穴と測定用プローブとの位置関係が安
定しない。そのため、穴位置を精度よく測定することが
できないという問題があった。
However, according to the above-mentioned conventional technique, the measurement jig is set to a predetermined size because the surface shape of the carriage frame on which the alignment measurement jig is mounted is not accurate. Since the posture cannot be stably held, the positional relationship between the hole to be measured and the measurement probe is not stable. Therefore, there is a problem that the hole position cannot be accurately measured.

【0006】本発明の目的は、ワークの部品取付け用穴
の位置を精度よく測定するに適した穴位置測定プローブ
を提供するとともに、これを用いてなる穴位置測定装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a hole position measuring probe suitable for accurately measuring the position of a component mounting hole of a work and to provide a hole position measuring device using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の穴位置測定プローブは、測定対象の穴より
も大きな径の基部を有し先端に向かうにつれて縮径され
てなるヘッドピンと、ヘッドピンを軸方向に摺動自由に
保持するヘッドピン支持部材と、ヘッドピンをピンの先
端方向に前進付勢する付勢手段と、ヘッドピン支持部材
を傾転自由に支持する球面軸受と、ヘッドピン支持部材
の傾き方向と傾き量を検出する芯ずれセンサと、ヘッド
ピンが一定量後退したことを検出する位置決めセンサと
を備えて構成したのである。
In order to achieve the above object, the hole position measuring probe of the present invention comprises a head pin having a base portion having a diameter larger than that of the hole to be measured and having a diameter reduced toward the tip. A head pin support member that holds the head pin slidably in the axial direction, a biasing unit that biases the head pin forward in the tip direction of the pin, a spherical bearing that tiltably supports the head pin support member, and a head pin support member. A misalignment sensor that detects the tilt direction and the tilt amount, and a positioning sensor that detects that the head pin has retracted a certain amount are provided.

【0008】また、本発明の穴位置測定装置は、上記の
穴位置測定プローブを用い、測定対象のワークを所定の
位置に保持するワーク位置決め装置と、穴位置測定プロ
ーブを所定の姿勢に保持するとともに3次元の任意の位
置に移動するプローブ移動装置と、プローブ移動装置を
介して穴位置測定プローブの位置を制御するとともに制
御結果に基づいて穴位置を演算する演算制御装置とを備
えて構成し、プローブ移動装置は穴位置測定プローブを
ヘッドピンの先端が測定対象の穴面に直交する姿勢に保
持し、演算制御装置はプローブ移動装置を介して穴位置
測定プローブを測定対象の穴ごとに予め設定された初期
位置に移動するとともに、穴位置測定プローブを前進さ
せながら芯ずれセンサの出力を取り込み、その検出出力
が設定範囲内になるように穴位置測定プローブの位置を
修正し、位置決めセンサの検出出力に応動して穴位置測
定プローブの移動を停止し、その停止位置における穴位
置測定プローブの位置情報に基づいて穴位置を演算によ
り求める構成とした。
Further, the hole position measuring device of the present invention uses the above hole position measuring probe and holds the work position measuring device for holding the work to be measured at a predetermined position and the hole position measuring probe in a predetermined posture. And a probe moving device that moves to an arbitrary three-dimensional position, and an arithmetic control device that controls the position of the hole position measuring probe via the probe moving device and calculates the hole position based on the control result. The probe moving device holds the hole position measuring probe in a posture in which the tip of the head pin is orthogonal to the hole surface to be measured, and the arithmetic and control unit presets the hole position measuring probe for each hole to be measured via the probe moving device. The output of the misalignment sensor is captured while the hole position measuring probe is moved forward, and the detected output is within the set range. Correct the position of the hole position measuring probe, stop the movement of the hole position measuring probe in response to the detection output of the positioning sensor, and calculate the hole position based on the position information of the hole position measuring probe at the stop position. The configuration is as desired.

【0009】この場合において、穴位置測定プローブ
は、ヘッドピンの軸方向に摺動自由にヘッドピン支持部
材に保持され先端を前記ヘッドピンの基部と先端との間
に位置させて設けられた挿入検出ロッドと、挿入検出ロ
ッドを先端方向に前進付勢する第2の付勢手段と、挿入
検出ロッドの変位を検出する変位センサとを備えて構成
し、演算制御装置は変位センサの出力に基づいて穴位置
測定プローブのヘッドピンが穴に挿入されたことを認識
するようにすることが好ましい。
In this case, the hole position measuring probe includes an insertion detecting rod which is slidably held in the axial direction of the head pin and is held by the head pin supporting member with its tip positioned between the base portion and the tip of the head pin. , A second urging means for urging the insertion detecting rod forward in the forward direction, and a displacement sensor for detecting the displacement of the insertion detecting rod, and the arithmetic and control unit is configured to detect the hole position based on the output of the displacement sensor. It is preferable to recognize that the head pin of the measuring probe has been inserted into the hole.

【0010】また、プローブ移動装置に、穴位置測定プ
ローブを任意の姿勢に調整するプローブ姿勢調整装置を
設け、演算制御装置はプローブ姿勢調整装置を介して穴
位置測定プローブの姿勢をヘッドピンの先端が測定対象
の穴面に直交する姿勢に制御する構成とすることができ
る。
Further, the probe moving device is provided with a probe posture adjusting device for adjusting the hole position measuring probe to an arbitrary posture, and the arithmetic and control unit determines the posture of the hole position measuring probe through the probe posture adjusting device so that the tip of the head pin is The configuration may be such that the posture is controlled to be orthogonal to the hole surface of the measurement target.

【0011】[0011]

【作用】このように構成されることから、本発明によれ
ば、次の作用により上記目的を達成できる。
With the above-mentioned structure, the present invention can achieve the above object by the following operation.

【0012】まず、穴位置測定プローブのヘッドピン
を、ワークの測定対象の穴に近付け、かつ先端が穴面に
直交するように保持する。次に、プローブ全体を前進さ
せながらヘッドピンを穴に挿入する。このとき、ヘッド
ピンの軸心と穴芯とにずれがあると、ヘッドピンの側面
が穴の内面に片あたりし、その反力により球面軸受を支
点としてヘッドピン支持部材が傾く。この傾きの方向は
芯ずれ方向を表し、傾きの大きさは芯ずれの大きさを表
している。
First, the head pin of the hole position measuring probe is brought close to the hole of the workpiece to be measured and is held so that the tip end thereof is orthogonal to the hole surface. Next, the head pin is inserted into the hole while advancing the entire probe. At this time, if the axial center of the head pin and the hole core deviate from each other, the side surface of the head pin comes into partial contact with the inner surface of the hole, and the reaction force tilts the head pin support member with the spherical bearing as the fulcrum. The direction of this tilt represents the misalignment direction, and the magnitude of the tilt represents the magnitude of misalignment.

【0013】一方、ヘッドピンの縮径部の側面全体が穴
内面に当接するまで挿入すると、ヘッドピンの軸芯と穴
芯とがほぼ一致する。この一致状態は、ヘッドピンがワ
ークに当接し、その反力が付勢手段よりも大きくなると
ヘッドピンが後退するから、位置決めセンサによりヘッ
ドピンが一定量後退することを検出することにより検知
できる。
On the other hand, when the head pin is inserted until the entire side surface of the reduced diameter portion contacts the inner surface of the hole, the axis of the head pin and the hole core are substantially aligned. This matching state can be detected by detecting that the head pin retracts a certain amount because the head pin retracts when the head pin comes into contact with the work and the reaction force becomes larger than the biasing means.

【0014】したがって、位置決めセンサから検出信号
が出力された状態におけるヘッドピン支持部材の傾きの
方向と大きさを、芯ずれ検出センサで測定することによ
り、穴位置測定プローブと穴との相対位置ずれを測定で
きる。
Therefore, by measuring the direction and magnitude of the inclination of the head pin support member in the state in which the detection signal is output from the positioning sensor, the misalignment detection sensor measures the relative displacement between the hole position measurement probe and the hole. Can be measured.

【0015】しかし、ヘッドピン支持部材が傾いている
状態では、穴に対してヘッドピンが斜めに挿入されてい
ることになるから、厳密にはヘッドピンの軸芯が穴芯に
一致していない。
However, when the head pin support member is tilted, the head pin is obliquely inserted into the hole, so that the axis of the head pin does not exactly coincide with the hole core.

【0016】そこで、芯ずれ検出センサの出力が零にな
るように穴位置測定プローブの保持位置を調整し、ヘッ
ドピンの軸芯を穴芯に一致させた状態における穴位置測
定プローブの位置から穴位置を求めるのが好ましい。
Therefore, the holding position of the hole position measuring probe is adjusted so that the output of the misalignment detection sensor becomes zero, and the position of the hole position measuring probe from the position of the hole position measuring probe in the state where the axis of the head pin is aligned with the hole core. Is preferred.

【0017】なお、測定対象の穴径に誤差(公差)があ
ると、穴に対するヘッドピンの軸方向の挿入量が変動す
るから、穴面と穴位置測定プローブとの相対位置が変動
して、測定誤差が生ずる。
If there is an error (tolerance) in the hole diameter of the object to be measured, the insertion amount of the head pin in the axial direction with respect to the hole fluctuates, so that the relative position between the hole surface and the hole position measuring probe fluctuates, and the measurement is performed. There is an error.

【0018】そこで、ヘッドピンの軸方向に摺動自由に
ヘッドピン支持部材に支持させて挿入検出ロッドを設
け、このロッドの先端をヘッドピンの基部と先端との間
に位置させるとともに、この挿入検出ロッドを先端方向
に前進付勢し、その挿入検出ロッドの変位を検出する変
位センサを設けることが好ましい。これによれば、変位
センサにより穴面と穴位置測定プローブとの相対位置を
測定できるから、穴径の誤差による位置測定誤差を排除
できる。
Therefore, an insertion detecting rod is provided slidably in the axial direction of the head pin and supported by a head pin supporting member, and the tip of this rod is positioned between the base and the tip of the head pin, and the insertion detecting rod is It is preferable to provide a displacement sensor that biases the tip in the forward direction and detects the displacement of the insertion detecting rod. According to this, since the relative position of the hole surface and the hole position measuring probe can be measured by the displacement sensor, the position measurement error due to the hole diameter error can be eliminated.

【0019】他方、本発明の穴位置測定装置によれば、
上記のような作用を有する穴位置測定プローブをプロー
ブ移動装置に保持させ、芯ずれ検出センサの出力を零に
するように演算制御装置によりプローブ移動装置を駆動
してヘッドピンの軸芯を穴芯に一致させ、そのときの穴
位置測定プローブの移動量と初期位置等の既知の機械的
な位置関係に基づいて穴位置を演算により求めることが
できる。
On the other hand, according to the hole position measuring device of the present invention,
Hold the hole position measuring probe having the above action in the probe moving device, and drive the probe moving device by the arithmetic and control unit so that the output of the misalignment detection sensor becomes zero, and set the axis of the head pin to the hole core. The hole positions can be calculated and the hole positions can be calculated based on the known mechanical positional relationship such as the moving amount of the hole position measuring probe and the initial position at that time.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を適用してなる一実施例の穴位
置測定装置を図1〜図8を参照して説明する。なお、本
実施例は、トラックの台車フレームに穿設された部品取
付け穴の位置を測定するものである。特に、前輪の懸架
機構を構成する部品を取付ける穴の場合は、フレームに
対する各穴の位置誤差や各穴相互の位置関係の誤差は、
走行安定性及び操縦性等に影響をおよぼすキャンバ角や
キャスタ角の誤差につながることから、精度よく穴位置
を測定する必要がある。図1,2は、穴位置測定プロー
ブ(以下、単にプローブという。)10の一実施例を示
す図であり、図1は一部を断面にして示した平面図であ
り、図2は部分的に破断して示した正面図である。図3
は台車フレームの穴位置測定装置の一実施例の全体構成
を示す平面図であり、図4,5は部分拡大図である。図
6は、演算制御装置を中心とする制御システム構成図、
図7は演算制御装置の処理手順を示すフローチャートで
ある。図8は、本実施例の動作を説明するための状態図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hole position measuring device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the positions of the component mounting holes formed in the truck frame of the truck are measured. In particular, in the case of holes for mounting parts that make up the suspension mechanism for the front wheels, the error in the position of each hole with respect to the frame and the error in the positional relationship between the holes are
It is necessary to measure the hole position with high accuracy because it may cause errors in camber angle and caster angle that affect running stability and maneuverability. 1 and 2 are views showing an embodiment of a hole position measuring probe (hereinafter, simply referred to as a probe) 10, FIG. 1 is a plan view showing a part of a section, and FIG. 2 is a partial view. It is the front view which fractured | ruptured and was shown. Figure 3
FIG. 4 is a plan view showing an overall configuration of an embodiment of a hole position measuring device for a bogie frame, and FIGS. 4 and 5 are partially enlarged views. FIG. 6 is a control system configuration diagram centering on the arithmetic and control unit,
FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the arithmetic and control unit. FIG. 8 is a state diagram for explaining the operation of this embodiment.

【0021】図1,2を参照してプローブ10の構成を
説明する。ヘッドピン11は円柱状の基部と円錐状の先
端部を有してなるテーパ状に形成されている。ヘッドピ
ン11の基部は測定対象の穴よりも大きな径に設定され
ている。ヘッドピン11の基部にはフランジ18が取り
付けられている。なお、ヘッドピン11の断面は円形に
限らず、十字形であっても、多角形であってもよい。測
定対象の穴の形状によっては楕円形でもよい。
The configuration of the probe 10 will be described with reference to FIGS. The head pin 11 is formed in a taper shape having a cylindrical base portion and a conical tip portion. The base of the head pin 11 is set to have a diameter larger than that of the hole to be measured. A flange 18 is attached to the base of the head pin 11. The cross section of the head pin 11 is not limited to a circular shape, and may be a cross shape or a polygonal shape. Depending on the shape of the hole to be measured, it may be oval.

【0022】ヘッドピン11はヘッドピン支持部材12
に軸方向に摺動自由に保持されている。ヘッドピン支持
部材12は中空筒状に形成され、その基部は球面軸受1
3に支持されたプローブロッド14の先端に軸を一致さ
せてねじ結合されている。ヘッドピン支持部材12の先
端にはフランジ15が取付けられている。また、筒内に
の内面にスリーブ16が嵌合されている。
The head pin 11 is a head pin support member 12
It is held freely slidably in the axial direction. The head pin support member 12 is formed in a hollow cylindrical shape, and its base portion is a spherical bearing 1.
The tip end of the probe rod 14 supported by 3 is screwed with its axis aligned. A flange 15 is attached to the tip of the head pin support member 12. A sleeve 16 is fitted on the inner surface of the cylinder.

【0023】このスリーブ16にはスライドピン17が
軸方向摺動自由に挿入されている。このスライドピン1
7はヘッドピン11の基部に軸を一致させてねじ結合さ
れている。フランジ15,18は対面配置されている。
フランジ15に設けられた透孔に、フランジ18に固定
された複数のガイドピン19が挿入され、これによりフ
ランジ18はフランジ15に対して軸方向摺動自由に支
持されている。また、フランジ15,18の間には、ヘ
ッドピン11を先端方向に前進付勢する圧縮されたバネ
20が介装されている。
A slide pin 17 is inserted into the sleeve 16 so as to freely slide in the axial direction. This slide pin 1
Reference numeral 7 is screwed to the base of the head pin 11 so that its axis is aligned. The flanges 15 and 18 are arranged facing each other.
A plurality of guide pins 19 fixed to the flange 18 are inserted into the through holes provided in the flange 15, so that the flange 18 is supported so as to be slidable in the axial direction with respect to the flange 15. In addition, a compressed spring 20 is interposed between the flanges 15 and 18 to bias the head pin 11 forward in the forward direction.

【0024】近接センサからなる位置決めセンサ21が
フランジ18に対向させてフランジ15に取り付けられ
ている。これにより、ヘッドピン11が一定量後退した
ことを検出するようになっている。
A positioning sensor 21, which is a proximity sensor, is attached to the flange 15 so as to face the flange 18. As a result, it is detected that the head pin 11 has retracted a certain amount.

【0025】フランジ15,18に挿入検出ロッドを構
成するスライドロッド22がヘッドピンの軸方向に摺動
自由に支持されている。スライドロッド22の先端の接
触子23はヘッドピン11の基部と先端との間に位置さ
せて設けられ、後端のストッパ24はフランジ15の裏
面に係止するようになっている。また、スライドロッド
22を先端方向に前進付勢する付勢手段として、圧縮さ
れたバネ25がフランジ18と接触子23の間に介装さ
れている。また、スライドロッド22の変位量を検出す
る変位センサ26が、ストッパ24に対向させて配置さ
れている。
A slide rod 22 constituting an insertion detection rod is supported on the flanges 15 and 18 so as to be freely slidable in the axial direction of the head pin. The contactor 23 at the tip of the slide rod 22 is provided so as to be located between the base of the head pin 11 and the tip, and the stopper 24 at the rear end is engaged with the back surface of the flange 15. In addition, a compressed spring 25 is interposed between the flange 18 and the contact 23 as an urging means for urging the slide rod 22 forward in the forward direction. Further, a displacement sensor 26 that detects the amount of displacement of the slide rod 22 is arranged facing the stopper 24.

【0026】プローブロッド14の後端はユニバーサル
ジョイント30を介してスライド軸31に連結されてい
る。このスライド軸31を軸支するスライド軸受32と
前記球面軸受13はプローブロッド14の全体を包囲す
るハウジング33に、軸を一致させて支持されている。
スライド軸31の後端側にバネ調節ねじ34が螺合され
たバネハウジング35が配置され、スライド軸31はバ
ネ調節ねじ34との間に張設されたバネ36により後端
側に引張されている。
The rear end of the probe rod 14 is connected to a slide shaft 31 via a universal joint 30. The slide bearing 32 that supports the slide shaft 31 and the spherical bearing 13 are supported by a housing 33 that surrounds the entire probe rod 14 with their axes aligned.
A spring housing 35 to which a spring adjusting screw 34 is screwed is arranged on the rear end side of the slide shaft 31, and the slide shaft 31 is pulled to the rear end side by a spring 36 stretched between the slide shaft 31 and the spring adjusting screw 34. There is.

【0027】ヘッドピン支持部材12の傾きを検出する
芯ずれ検出センサは、プローブロッド14に機械角で9
0度位相をずらして配置された一対の芯ずれ検出センサ
40A,Bからなっている。この芯ずれ検出センサ40
A,Bはハウジング33に取り付けられ、センサ位置か
らプローブロッド14の表面迄の位置を測定するレーザ
距離センサが適用されている。
The misalignment detection sensor for detecting the inclination of the head pin support member 12 is mounted on the probe rod 14 at a mechanical angle of 9 degrees.
It is composed of a pair of misalignment detection sensors 40A and 40B which are arranged with a 0 degree phase shift. This misalignment detection sensor 40
A and B are attached to the housing 33, and a laser distance sensor for measuring the position from the sensor position to the surface of the probe rod 14 is applied.

【0028】次に、上記のようなプローブ10を用いて
なる台車フレームの穴位置測定装置の構成について説明
する。
Next, the structure of the hole position measuring device for the bogie frame using the probe 10 as described above will be described.

【0029】図3に示すように、トラックの台車フレー
ム50は上下を逆さにして搬送治具60に載置され、穴
位置測定エリアに搬送されてくる。台車フレーム50は
左右対称に配置された一対のサイドメンバ51,52
と、これらに架け渡して設けられた複数のクロスメンバ
53〜58を有して形成されている例である。
As shown in FIG. 3, the truck frame 50 of the truck is placed upside down on the conveying jig 60 and conveyed to the hole position measuring area. The trolley frame 50 includes a pair of side members 51, 52 that are symmetrically arranged.
And a plurality of cross members 53 to 58 that are provided so as to bridge the above.

【0030】搬送されてくる台車フレーム50に対し、
左右対称位置の前後に、それぞれ同一構成の前方位置決
め装置61,62と、後方位置決め装置63,64が配
置されている。
With respect to the carriage frame 50 being conveyed,
Front positioning devices 61 and 62 and rear positioning devices 63 and 64 having the same configuration are arranged before and after the left-right symmetrical position, respectively.

【0031】前方位置決め装置61,62はフレームの
先端の位置を決める前端位置決めストッパ65と、サイ
ドメンバ51,52の位置を決める位置決めヘッド66
を含んで構成されている。位置決めヘッド66の先端に
テーパ状の位置決めピン67が取付けられており、それ
らのピンをサイドメンバ51,52の所定の位置に穿設
された基準穴に挿入して位置決めを行うようになってい
る。前端位置決めストッパ65と位置決めヘッド66は
同一のテーブル68に載置されており、このテーブル6
8を油圧シリンダ等のシリンダ69により進退させて位
置決めするように構成されている。
The front positioning devices 61 and 62 include a front end positioning stopper 65 that determines the position of the tip of the frame and a positioning head 66 that determines the positions of the side members 51 and 52.
It is configured to include. Tapered positioning pins 67 are attached to the tip of the positioning head 66, and these pins are inserted into reference holes formed at predetermined positions of the side members 51 and 52 for positioning. . The front end positioning stopper 65 and the positioning head 66 are mounted on the same table 68.
8 is moved forward and backward by a cylinder 69 such as a hydraulic cylinder for positioning.

【0032】後方位置決め装置63,64は油圧シリン
ダ等のシリンダ70により進退されるテーブル72に載
置された位置決めヘッド73を含んで構成され、位置決
めヘッド73をシリンダ70により進退させて位置決め
するように構成されている。
The rear positioning devices 63 and 64 include a positioning head 73 mounted on a table 72 which is moved forward and backward by a cylinder 70 such as a hydraulic cylinder. The positioning head 73 is moved forward and backward by the cylinder 70 to perform positioning. It is configured.

【0033】各位置決め装置61〜64は、図示してい
ない位置決め制御装置により、台車フレーム50の種類
に合わせて自動的に動作させるようにすることができ
る。
The positioning devices 61 to 64 can be automatically operated according to the type of the carriage frame 50 by a positioning control device (not shown).

【0034】図3に示す本実施例の穴位置測定装置は、
先端から第3番目のクロスメンバ55の周りに穿設され
た前輪の懸架機構のリンク取付け用穴の位置を測定対象
とするものであり、それらの穴位置に対応させて台車フ
レーム50の左右位置に配置されている。それらの穴位
置測定装置は対称的である点を除いて同一の構成である
ことから、一方の穴位置測定装置の構成について詳細に
説明する。
The hole position measuring device of this embodiment shown in FIG.
The positions of the link mounting holes of the suspension mechanism for the front wheels, which are drilled around the third cross member 55 from the tip, are the measurement targets, and the left and right positions of the bogie frame 50 correspond to these hole positions. It is located in. Since the hole position measuring devices have the same structure except that they are symmetrical, the structure of one hole position measuring device will be described in detail.

【0035】穴位置測定装置はプローブ10と、プロー
ブ移動装置80と、演算制御装置100とを含んで構成
されている。プローブ移動装置80はベース81と、こ
のベース81上に図示Y軸方向に摺動可能に載置された
スライドテーブル82と、このスライドテーブル82上
に図示X軸方向に摺動可能に係合されたスライドスタン
ド83と、このスライドスタンド83に対しZ軸方向に
摺動可能に係合されたスライダ84と、このスライダ8
4に対しY軸方向に摺動自由に係合されたスライドアー
ム85と、このスライドアーム85の先端にZ軸を中心
にXY面内で回転可能に係合されたプローブ支持ヘッド
86とを含んでなるプローブ姿勢調整装置を備えてな
り、プローブ10はプローブ支持ヘッド86に取り付け
られている。
The hole position measuring device comprises a probe 10, a probe moving device 80, and an arithmetic and control unit 100. The probe moving device 80 is engaged with a base 81, a slide table 82 mounted on the base 81 so as to be slidable in the Y-axis direction shown in the figure, and engaged with the slide table 82 so as to be slidable in the X-axis direction shown in the figure. A slide stand 83, a slider 84 slidably engaged with the slide stand 83 in the Z-axis direction, and a slider 8
4 includes a slide arm 85 slidably engaged in the Y-axis direction, and a probe support head 86 engaged at the tip of the slide arm 85 rotatably in the XY plane about the Z-axis. The probe 10 is attached to the probe support head 86.

【0036】スライドテーブル82は、油圧シリンダ等
のシリンダ87によりベース81上をY軸方向に移動さ
れる。スライドスタンド83は、X軸駆動モータ90に
より回転されるボールスクリューに係合されており、こ
れによってX軸方向に移動される。スライダ84はZ軸
駆動モータ91により回転されるボールスクリューに係
合されており、これによってZ軸方向に移動される。ス
ライドアーム85は、Y軸駆動モータ92により回転さ
れるボールスクリューに係合されており、これによって
Y軸方向に移動される。プローブ支持ヘッド86はA軸
モータ93によりZ軸を中心にXY面内で回転される。
The slide table 82 is moved in the Y-axis direction on the base 81 by a cylinder 87 such as a hydraulic cylinder. The slide stand 83 is engaged with a ball screw rotated by the X-axis drive motor 90, and is moved in the X-axis direction by this. The slider 84 is engaged with a ball screw rotated by the Z-axis drive motor 91, and is moved in the Z-axis direction by this. The slide arm 85 is engaged with a ball screw rotated by the Y-axis drive motor 92, and is moved in the Y-axis direction by this. The probe support head 86 is rotated in the XY plane about the Z axis by the A axis motor 93.

【0037】各モータ90〜93は、回転エンコーダが
一体に組み込まれており、後述する演算制御装置100
は各モータの回転エンコーダから入力される回転角デー
タに基づいて、プローブ10のXYZ座標位置を求める
ことができるようになっている。
A rotary encoder is integrally incorporated in each of the motors 90 to 93, and the arithmetic and control unit 100 described later is provided.
Can determine the XYZ coordinate position of the probe 10 based on the rotation angle data input from the rotation encoder of each motor.

【0038】穴位置測定の演算制御装置100は、図6
に示すように、中央演算処理装置(CPU)101と、
メモリ102と、入出力インターフェイス103,10
4を含んで構成されている。CPU101はメモリ10
2に格納されているプログラムとそのプログラムにより
指定される必要なデータ及びセンサ出力に従って、図7
に示す穴位置測定に関する演算制御処理を実行する。メ
モリ102には、台車フレーム50の種類ごとに、測定
対象の穴の数N、各穴Niの設計基準位置(Xio,Y
io,Zio)、プローブ10の測定初期位置(X
i’,Yi’,Zi’)が格納されている。プローブ1
0の位置は例えばプローブ10のフランジ15を基準に
設定する。
The arithmetic and control unit 100 for hole position measurement is shown in FIG.
, A central processing unit (CPU) 101,
Memory 102 and input / output interfaces 103, 10
4 is included. CPU 101 is memory 10
7 according to the program stored in 2 and the necessary data and sensor output specified by the program.
The calculation control processing relating to the hole position measurement shown in is executed. In the memory 102, the number N of holes to be measured and the design reference position (Xio, Y) of each hole Ni are determined for each type of the bogie frame 50.
io, Zio), the initial measurement position of the probe 10 (X
i ', Yi', Zi ') are stored. Probe 1
The position of 0 is set with reference to the flange 15 of the probe 10, for example.

【0039】演算制御装置100には、入出力インター
フェイス103を介してキーボード等の入力装置110
と上位制御システム130が接続されており、これらに
よって各種の初期設定データ及び指令が入力可能になっ
ている。また、プローブ10に設けられた芯ずれ検出セ
ンサ40A,Bと、位置決めセンサ21と、変位センサ
26の各検出出力が、入出力装置103を介してCPU
101に入力される。
The arithmetic and control unit 100 has an input device 110 such as a keyboard via an input / output interface 103.
Is connected to the host control system 130, and various initial setting data and commands can be input by these. Further, the respective detection outputs of the misalignment detection sensors 40A and 40B provided in the probe 10, the positioning sensor 21, and the displacement sensor 26 are output to the CPU via the input / output device 103.
101 is input.

【0040】プローブ移動装置80のシリンダ87と、
各軸のモータ90〜93は、ドライバ120により駆動
及び制御されるようになっており、それらの駆動指令は
入出力インターフェイス104を介してCPU101か
ら与えられる。
A cylinder 87 of the probe moving device 80,
The motors 90 to 93 of the respective axes are driven and controlled by the driver 120, and their drive commands are given from the CPU 101 via the input / output interface 104.

【0041】また、シリンダ87により駆動されるスラ
イドテーブル82の位置情報は図示していない位置セン
サからドライバ120に入力され、スライドテーブル8
2の位置制御にフィードバックされるとともに、各モー
タ90〜93の回転角情報は図示していない回転エンコ
ーダからドライバ120に入力され、各モータによるプ
ローブ10の位置制御にフィードバックされるととも
に、入出力インターフェイス104を介してCPU10
1に入力される。
The position information of the slide table 82 driven by the cylinder 87 is input to the driver 120 from a position sensor (not shown), and the slide table 8 is moved.
In addition to being fed back to the position control of No. 2, the rotation angle information of each of the motors 90 to 93 is input to the driver 120 from a rotary encoder (not shown), fed back to the position control of the probe 10 by each motor, and an input / output interface. CPU 10 through 104
Input to 1.

【0042】このように構成される実施例の動作につい
て、図7に示したフローチャート及び図8に示した動作
状態図を用いて次に説明する。
The operation of the embodiment thus constructed will be described below with reference to the flow chart shown in FIG. 7 and the operation state diagram shown in FIG.

【0043】台車フレーム50が穴位置測定エリアに搬
送されると、位置決め装置61〜64が動作して、台車
フレーム50の種類に合わせた所定位置に位置決めされ
る。この位置決め動作については、本発明の特徴ではな
いので詳細な説明は省略する。
When the bogie frame 50 is conveyed to the hole position measuring area, the positioning devices 61 to 64 operate to position the bogie frame 50 at a predetermined position according to the type of the bogie frame 50. Since this positioning operation is not a feature of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

【0044】演算制御装置100は、入力装置110又
は上位制御システム130から穴位置測定の開始指令が
入力されることにより動作を開始する。まず、ステップ
201で台車フレーム50の種類が入力されるまで待
つ。種類が入力されるとステップ202に進み、その台
車フレーム50の種類に対応する測定対象の穴の数Nを
メモリ102から取り込み、ステップ203でカウンタ
iを初期値「1」に初期にセットしてステップ204に
進む。
The arithmetic and control unit 100 starts its operation when a hole position measurement start command is input from the input unit 110 or the host control system 130. First, in step 201, the process waits until the type of the truck frame 50 is input. When the type is input, the process proceeds to step 202, the number N of holes to be measured corresponding to the type of the carriage frame 50 is fetched from the memory 102, and the counter i is initially set to an initial value “1” in step 203. Go to step 204.

【0045】ステップ204では、穴の識別番号iに関
する初期データをメモリ102から読みだす。本実施例
の場合は、プローブ10の測定初期位置(Xi’,Y
i’,Zi’)と、姿勢情報Piを読みだす。
In step 204, initial data regarding the hole identification number i is read from the memory 102. In the case of the present embodiment, the measurement initial position (Xi ', Y of the probe 10
i ', Zi') and the posture information Pi are read out.

【0046】ステップ205では、まずシリンダ87に
駆動指令を出力して、スライドテーブル82を格納位置
から予め定められたY軸方向の所定の測定位置に前進さ
せる。つづいて、X,Y,Z軸の各モータ90〜92の
駆動指令を出力し、プローブ10の位置を測定初期位置
(Xi’,Yi’,Zi’)に移動させ、更にA軸モー
タ93を駆動してプローブ10の姿勢を姿勢情報Piに
合わせる。本実施例の場合は、図4と図5に示すよう
に、サイドメンバ52の側面に穿設された複数の穴96
と、クロスメンバ55の側面に穿設された穴97のよう
に、穴芯がY軸方向と、X軸方向に限られていることか
ら、プローブ10の姿勢はそれらの図のように、XY面
内で90度回転して調整する。このようにして、測定初
期位置と姿勢に移動した状態を示したのが、図8(a)
である。なお、図8では、プローブ10の動作をわかり
やすくするために、スケルトンで示している。
In step 205, a drive command is first output to the cylinder 87, and the slide table 82 is moved forward from the storage position to a predetermined measurement position in the Y-axis direction which is predetermined. Then, drive commands for the X-, Y-, and Z-axis motors 90 to 92 are output, the position of the probe 10 is moved to the measurement initial position (Xi ′, Yi ′, Zi ′), and the A-axis motor 93 is set. The probe 10 is driven to match the posture of the probe 10 with the posture information Pi. In the case of this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of holes 96 formed in the side surface of the side member 52.
Since the core of the hole is limited to the Y-axis direction and the X-axis direction like the hole 97 formed in the side surface of the cross member 55, the posture of the probe 10 is XY as shown in these figures. Adjust by rotating 90 degrees in the plane. In this way, the state in which the measurement initial position and posture are moved is shown in FIG.
Is. In addition, in FIG. 8, in order to make the operation of the probe 10 easy to understand, it is shown by a skeleton.

【0047】次に、ステップ205に進み、プローブ1
0を穴の方向(図4の場合はY軸方向、図5の場合はX
軸方向)に微速で前進させる。これにより、プローブ1
0のヘッドピン11が穴96に挿入される。このとき、
ヘッドピン11の軸芯と穴96の穴芯がずれていると、
図8(b)に示すように、穴96の側面にヘッドピン1
1の側面が片あたりし、ヘッドピン11を含めてプロー
ブロッド14が球面軸受13を支点として傾転しながら
挿入される。
Next, in step 205, the probe 1
0 is the hole direction (Y-axis direction in the case of FIG. 4, X in the case of FIG. 5)
(Axial direction) at a slight speed. This allows the probe 1
The 0 head pin 11 is inserted into the hole 96. At this time,
When the shaft center of the head pin 11 and the hole center of the hole 96 are displaced,
As shown in FIG. 8B, the head pin 1 is attached to the side surface of the hole 96.
The side face 1 is one-sided, and the probe rod 14 including the head pin 11 is inserted while tilting with the spherical bearing 13 as a fulcrum.

【0048】そこで、ステップ207にて芯ずれセンサ
40A,Bの検出出力を取り込み、プローブロッド14
の傾きの有無を判断し、傾いている場合には芯ずれセン
サ40A,Bの検出出力に基づいて、傾きの方向と大き
さを2軸成分に分解して求める。つまり、Y軸方向に前
進させている場合は他の2軸方向の傾きの大きさ(Δ
X、ΔZ)を求める。
Therefore, in step 207, the detection outputs of the misalignment sensors 40A and 40B are fetched, and the probe rod 14
The presence or absence of the inclination is determined, and if the inclination is detected, the direction and magnitude of the inclination are decomposed into two axial components based on the detection outputs of the misalignment sensors 40A and 40B. That is, when moving forward in the Y-axis direction, the magnitude of the inclination in the other two-axis directions (Δ
X, ΔZ).

【0049】そして、ステップ208で、そのΔX、Δ
Zを除去するように各軸のモータ90〜92に駆動指令
を出力してステップ206に戻る。このようにして、ス
テップ206〜208を繰り返しながら、ヘッドピン1
1を穴96に真っ直挿入する。これにより、ヘッドピン
11は図8(c)に示した状態のように、穴96に対し
て十分に挿入された状態になり、更にプローブ10を前
進させると、バネ20が圧縮されて、フランジ18が位
置決めセンサ21に近づき、予め設定された一定距離ま
で近づいたときに、位置決めセンサ21から検出信号が
出力される。
Then, in step 208, the ΔX, Δ
A drive command is output to the motors 90 to 92 of the respective axes so as to remove Z, and the process returns to step 206. In this way, while repeating steps 206 to 208, the head pin 1
1 is inserted straight into the hole 96. As a result, the head pin 11 is in a state of being fully inserted into the hole 96 as in the state shown in FIG. 8C, and when the probe 10 is further advanced, the spring 20 is compressed and the flange 18 is formed. When the positioning sensor 21 approaches the positioning sensor 21 and approaches a predetermined fixed distance, the positioning sensor 21 outputs a detection signal.

【0050】なお、ステップ207においてプローブロ
ッド14の傾きが無いと判断した場合は、ステップ20
9に進み、位置決めセンサ21の検出信号が入力された
か否かを判断する。この判断が否定(NO)のときは、
ヘッドピン11が穴96に十分挿入されていないことか
ら、ステップ206に戻って動作を繰り返す。
If it is determined in step 207 that the probe rod 14 is not tilted, step 20
In step 9, it is determined whether the detection signal of the positioning sensor 21 is input. If this judgment is negative (NO),
Since the head pin 11 is not fully inserted into the hole 96, the operation returns to step 206 and the operation is repeated.

【0051】ステップ209の判断が肯定(YES)の
ときは、ステップ210で変位センサ26の出力を取り
込み、スライドロッド22が変位しているか否かを判断
する。つまり、ヘッドピン11が穴96に挿入されてい
れば、接触子23が台車フレーム50の側面にあたり、
プローブ10が前進するに従ってスライドロッド22は
バネ25を圧縮して後退する。したがって、変位センサ
26によりスライドロッド22の変位が検出されていれ
ば、ヘッドピン11が穴96に正しく挿入されているこ
とを判断できる。
When the determination in step 209 is affirmative (YES), the output of the displacement sensor 26 is fetched in step 210 to determine whether the slide rod 22 is displaced. That is, if the head pin 11 is inserted into the hole 96, the contact 23 hits the side surface of the carriage frame 50,
As the probe 10 advances, the slide rod 22 compresses the spring 25 and retracts. Therefore, if the displacement sensor 26 detects the displacement of the slide rod 22, it can be determined that the head pin 11 is correctly inserted into the hole 96.

【0052】逆に、変位センサ26によりスライドロッ
ド22の変位が検出されていなければ、ヘッドピン11
の先端が台車フレーム50の側面にあたっている場合で
あるから、穴位置を正しく測定できないので、警報など
を発して測定を中止する。
On the contrary, if the displacement sensor 26 has not detected the displacement of the slide rod 22, the head pin 11
In this case, the tip of the hole is in contact with the side surface of the bogie frame 50, and therefore the hole position cannot be measured correctly, so an alarm is issued and the measurement is stopped.

【0053】ステップ210の判断が肯定のときは、ス
テップ211に進み、穴96の位置を演算により求め
る。この演算は、プローブ10の初期位置(Xi’,Y
i’,Zi’)を基準に、上記測定動作におけるプロー
ブ10のX、Y、Z軸方向の各移動量により修正してプ
ローブ10の現在位置(Xi,Yi,Zi)を求める。
そして、変位センサ26の検出変位量に基づいてフラン
ジ15の基準面から台車フレーム50の面までの距離L
を求め、この距離を前記修正されたプローブ10の位置
の対応する軸方向(本例ではY軸)の値に加算して、穴
96の位置を求める。
When the determination at step 210 is affirmative, the routine proceeds to step 211, where the position of the hole 96 is calculated. This calculation is based on the initial position (Xi ′, Y) of the probe 10.
i ′, Zi ′) as a reference, the present position (Xi, Yi, Zi) of the probe 10 is obtained by making corrections by the movement amounts of the probe 10 in the X, Y, and Z axis directions in the above measurement operation.
Then, based on the amount of displacement detected by the displacement sensor 26, the distance L from the reference surface of the flange 15 to the surface of the bogie frame 50.
Then, this distance is added to the value of the corrected position of the probe 10 in the corresponding axial direction (Y axis in this example) to determine the position of the hole 96.

【0054】そして、ステップ212で測定により求め
た穴96の位置情報をメモリ102の所定のエリアに格
納する。ついで、ステップ213で測定対象の穴の測定
が全て終了したか否かを判断し、終了していなければス
テップ234でカウンタiをインクリメントし、ステッ
プ204に戻って他の穴の位置について同様に測定し、
結果をメモリ102の所定のエリアに格納して終了す
る。
Then, the position information of the hole 96 obtained by the measurement in step 212 is stored in a predetermined area of the memory 102. Then, in step 213, it is determined whether or not the measurement of all holes to be measured is completed, and if not completed, the counter i is incremented in step 234, and the process returns to step 204 and the other hole positions are similarly measured. Then
The result is stored in a predetermined area of the memory 102, and the process ends.

【0055】メモリ102に格納された穴位置測定デー
タは、必要に応じてCRTやプリンタ等の出力装置14
0に出力する。また、演算制御装置100において、穴
位置の測定結果に基づき、前輪懸架機構のキャスタ角や
キャンバ角を調整するに必要なシムの厚みや形状を決定
して出力するように構成することも可能である。また、
それらの測定結果や求めたシムの情報を上位制御システ
ム130に転送することもできる。
The hole position measurement data stored in the memory 102 is output to the output device 14 such as a CRT or a printer as needed.
Output to 0. Further, the arithmetic and control unit 100 can be configured to determine and output the thickness and shape of the shim necessary for adjusting the caster angle and the camber angle of the front wheel suspension mechanism based on the measurement result of the hole position. is there. Also,
It is also possible to transfer those measurement results and the obtained shim information to the upper control system 130.

【0056】なお、プローブ10のバネ36はそのバネ
力により、ヘッドピン11とプローブロッド14の軸を
プローブ10に対して所定の状態にまっすぐに保持する
ものである。
The spring 36 of the probe 10 holds the axes of the head pin 11 and the probe rod 14 straight in a predetermined state with respect to the probe 10 by its spring force.

【0057】また、測定時以外のときに、ヘッドピン1
1とプローブロッド14が振動などにより振れまわるの
を防止するため、図1,2に示したように、プローブロ
ッド14の動きを拘束するロッドクランプ38が設けら
れている。
In addition, the head pin 1
In order to prevent the 1 and the probe rod 14 from swinging due to vibration or the like, a rod clamp 38 for restraining the movement of the probe rod 14 is provided as shown in FIGS.

【0058】以上説明したように、本実施例によれば、
トラックの台車フレームに穿設された前輪懸架機構のリ
ンク取付け穴の位置を、高い精度で自動的に測定するこ
とができる。
As described above, according to this embodiment,
The position of the link mounting hole of the front wheel suspension mechanism formed in the truck frame of the truck can be automatically measured with high accuracy.

【0059】その結果、前輪懸架機構のキャスタ角やキ
ャンバ角の調整に必要なシムの厚みや形状を、高い精度
で決定でき、品質管理の信頼度が向上する。
As a result, the thickness and shape of the shim necessary for adjusting the caster angle and the camber angle of the front wheel suspension mechanism can be determined with high accuracy, and the reliability of quality control is improved.

【0060】なお、上記実施例では、変位センサ26の
検出変位量に基づいてフランジ15の基準面から台車フ
レーム50の面までの距離Lを求め、この距離をプロー
ブ10の現在位置に加算して穴96の位置を求めるよう
にした。しかし、図9に示すように、穴96の公差によ
るヘッドピン10と穴96の相対位置ずれ(ΔL)が無
視できるほど小さい場合は、プローブ10の現在位置に
予め定めた距離L’を加算するようにしてもよい。この
場合は、変位センサ26を省略できるが、図7ステップ
210の判断を残すためには、単にスライドロッド22
が一定量以上変位したか否かを検出する簡単なものが適
用できる。
In the above embodiment, the distance L from the reference surface of the flange 15 to the surface of the carriage frame 50 is calculated based on the displacement detected by the displacement sensor 26, and this distance is added to the current position of the probe 10. The position of the hole 96 is calculated. However, as shown in FIG. 9, when the relative positional deviation (ΔL) between the head pin 10 and the hole 96 due to the tolerance of the hole 96 is small enough to be ignored, a predetermined distance L ′ should be added to the current position of the probe 10. You may In this case, the displacement sensor 26 can be omitted, but in order to leave the determination in step 210 of FIG.
It is possible to apply a simple one that detects whether or not is displaced by a certain amount or more.

【0061】また、上記実施例では、プローブ10の姿
勢制御の範囲が、XY平面内で90度回転する場合を示
したが、本発明はこれに限られるものではない。例え
ば、プローブ支持ヘッド86をA軸とA軸に直交する2
軸周りに回転可能に形成すれば、三次元の任意の面に穿
設された穴の位置を測定可能である。さらに、プローブ
移動装置80を6軸制御アームからなるロボットにより
構成することができる。
Further, in the above embodiment, the range in which the posture control of the probe 10 is rotated by 90 degrees in the XY plane is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the probe support head 86 is set to the A-axis and
If it is formed so as to be rotatable around the axis, it is possible to measure the position of a hole formed in an arbitrary three-dimensional surface. Furthermore, the probe moving device 80 can be configured by a robot including a 6-axis control arm.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークの部品取付け用穴の位置を精度よく測定すること
ができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to accurately measure the position of the workpiece mounting hole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の穴位置測定プローブの一実施例を一部
断面にして示した平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a hole position measuring probe of the present invention in a partial cross section.

【図2】本発明の穴位置測定プローブの一実施例を一部
を破断して示した平面図である。
FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of a hole position measuring probe of the present invention.

【図3】本発明の穴位置測定装置の一実施例の全体構成
を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of an embodiment of the hole position measuring device of the present invention.

【図4】図3実施例によりサイドメンバに穿設された穴
の位置を測定している状態を示す立面図である。
FIG. 4 is an elevational view showing a state in which the position of a hole formed in a side member is being measured according to the embodiment shown in FIG.

【図5】図3実施例によりクロスメンバに穿設された穴
の位置を測定している状態を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a state in which the position of the hole formed in the cross member is being measured according to the embodiment of FIG.

【図6】図3実施例に係る演算制御装置と関連制御シス
テムの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an arithmetic and control unit and a related control system according to the embodiment in FIG. 3;

【図7】演算制御装置の制御処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control processing procedure of the arithmetic and control unit.

【図8】穴位置測定プローブの測定時の動作を説明する
模式状態図であり、(a)は測定動作開始前の初期位置
における状態を示し、(b)は測定動作中の途中の状態
を示し、(c)は測定完了時における状態を示す図であ
る。
8A and 8B are schematic state diagrams illustrating the operation of the hole position measuring probe during measurement, where FIG. 8A shows a state at an initial position before the start of the measurement operation, and FIG. 8B shows a state during the measurement operation. 9C is a diagram showing a state at the time of completion of measurement.

【図9】穴径の公差が穴位置と穴位置測定プローブとの
相対位置関係におよぼす影響を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the influence of the tolerance of the hole diameter on the relative positional relationship between the hole position and the hole position measuring probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 穴位置測定プローブ 11 ヘッド
ピン 12 ヘッドピン支持部材 13 球面軸
受 14 プローブロッド 15,18
フランジ 16 スリーブ 17 スライ
ドピン 19 ガイドピン 20 バネ 21 位置決めセンサ 22 スライ
ドロッド 23 接触子 24 ストッ
パ 25 バネ 26 変位セ
ンサ 30 ユニバーサルジョイント 31 スライ
ド軸 34 バネ調節ねじ 36 バネ 38 ロッドクランプ 40A,B
芯ずれセンサ 50 台車フレーム 51、52
サイドメンバ 53〜58 クロスメンバ 60 搬送治
具 61,62 前方位置決め装置 63,64
後方位置決め装置 65 前端位置決めストッパ 66 位置決
めヘッド 67 位置決めピン 68 テーブ
ル 69,70 シリンダ 72 テーブ
ル 73 位置決めヘッド 80 プロー
ブ移動装置 81 ベース 82 スライ
ドテーブル 83 スライドスタンド 84 スライ
ダ 85 スライドアーム 86 プロー
ブ支持ヘッド 87 シリンダ 90 X軸駆
動モータ 91 Z軸駆動モータ 92 Y軸駆
動モータ 93 A軸駆動モータ 96,97
穴 100 制御演算装置 101 中央演
算処理装置(CPU) 102 メモリ 103,104 入出力
インターフェイス 110 入力装置 120 ドライ
バ 130 上位制御システム 140 出力装
10 Hole Position Measuring Probe 11 Head Pin 12 Head Pin Supporting Member 13 Spherical Bearing 14 Probe Rod 15, 18
Flange 16 Sleeve 17 Slide pin 19 Guide pin 20 Spring 21 Positioning sensor 22 Slide rod 23 Contact element 24 Stopper 25 Spring 26 Displacement sensor 30 Universal joint 31 Slide shaft 34 Spring adjusting screw 36 Spring 38 Rod clamp 40A, B
Misalignment sensor 50 Bogie frame 51, 52
Side members 53 to 58 Cross members 60 Transfer jigs 61, 62 Front positioning device 63, 64
Rear positioning device 65 Front end positioning stopper 66 Positioning head 67 Positioning pin 68 Table 69, 70 Cylinder 72 Table 73 Positioning head 80 Probe moving device 81 Base 82 Slide table 83 Slide stand 84 Slider 85 Slide arm 86 Probe support head 87 Cylinder 90 X axis Drive motor 91 Z-axis drive motor 92 Y-axis drive motor 93 A-axis drive motor 96, 97
Hole 100 Control processing device 101 Central processing unit (CPU) 102 Memory 103, 104 Input / output interface 110 Input device 120 Driver 130 Upper control system 140 Output device

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年8月31日[Submission date] August 31, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図7】 [Figure 7]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図8】 [Figure 8]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮杉 武 神奈川県鎌倉市七里ヶ浜東3−27−6 (72)発明者 本田 慎司 神奈川県藤沢市土棚8番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 馬場 達郎 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Miyasugi 3-27-6 Shichirigahama Higashi, Kamakura City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Shinji Honda, No. 8 earthenware shelf, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Isuzu Motors Co., Ltd. Fujisawa Plant ( 72) Inventor Tatsuro Baba 2-12-1, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象の穴よりも大きな径の基部を有
し先端に向かうにつれて縮径されてなるヘッドピンと、
該ヘッドピンを軸方向に摺動自由に保持するヘッドピン
支持部材と、前記ヘッドピンをピンの先端方向に前進付
勢する付勢手段と、前記ヘッドピン支持部材を傾転自由
に支持する球面軸受と、前記ヘッドピン支持部材の傾き
方向と傾き量を検出する芯ずれセンサと、前記ヘッドピ
ンが一定量後退したことを検出する位置決めセンサとを
備えて構成された穴位置測定プローブ。
1. A head pin having a base portion having a diameter larger than that of a hole to be measured and having a diameter reduced toward the tip.
A head pin support member that holds the head pin slidably in the axial direction; biasing means that biases the head pin forward in the direction of the tip of the pin; a spherical bearing that supports the head pin support member in a tiltable manner; A hole position measuring probe including a misalignment sensor for detecting a tilt direction and a tilt amount of a head pin support member, and a positioning sensor for detecting that the head pin has retracted a certain amount.
【請求項2】 請求項1において、前記ヘッドピンの軸
方向に摺動自由に前記ヘッドピン支持部材に保持され、
先端を前記ヘッドピンの基部と先端との間に位置させて
設けられた挿入検出ロッドと、該挿入検出ロッドを先端
方向に前進付勢する第2の付勢手段と、前記挿入検出ロ
ッドの変位を検出する変位センサとを備えてなることを
特徴とする穴位置測定プローブ。
2. The head pin support member according to claim 1, wherein the head pin support member is slidable in an axial direction of the head pin,
An insertion detection rod provided with its tip positioned between the base of the head pin and the tip, a second urging means for urging the insertion detection rod forward in the tip direction, and a displacement of the insertion detection rod. A hole position measuring probe comprising a displacement sensor for detecting.
【請求項3】 測定対象のワークを所定の位置に保持す
るワーク位置決め装置と、穴位置測定プローブと、該穴
位置測定プローブを所定の姿勢に保持するとともに3次
元の任意の位置に移動するプローブ移動装置と、前記プ
ローブ移動装置を介して前記穴位置測定プローブの位置
を制御するとともに該制御結果に基づいて穴位置を演算
する演算制御装置とを備えてなり、 前記穴位置測定プローブは、測定対象の穴よりも大きな
径の基部を有し先端に向かうにつれて縮径されてなるヘ
ッドピンと、該ヘッドピンを軸方向に摺動自由に保持す
るヘッドピン支持部材と、前記ヘッドピンをピンの先端
方向に前進付勢する付勢手段と、前記ヘッドピン支持部
材を傾転自由に支持する球面軸受と、前記ヘッドピン支
持部材の傾き方向と傾き量を検出する芯ずれセンサと、
前記ヘッドピンが一定量後退したことを検出する位置決
めセンサとを備えて構成され、 前記プローブ移動装置は、前記穴位置測定プローブのヘ
ッドピンの先端を測定対象の穴面に直交する姿勢に前記
穴位置測定プローブを保持してなり、 前記演算制御装置は、前記プローブ移動装置を介して前
記穴位置測定プローブを測定対象の穴ごとに予め設定さ
れた初期位置に移動するとともに、前記穴位置測定プロ
ーブを前進させながら前記芯ずれセンサの出力を取り込
み、該検出出力が設定範囲内になるように前記穴位置測
定プローブの位置を修正し、前記位置決めセンサの検出
出力に応動して前記穴位置測定プローブの移動を停止
し、該停止位置における穴位置測定プローブの位置情報
に基づいて穴位置を演算により求める構成とされてなる
穴位置測定装置。
3. A workpiece positioning device that holds a workpiece to be measured at a predetermined position, a hole position measuring probe, and a probe that holds the hole position measuring probe in a predetermined posture and moves to an arbitrary three-dimensional position. A moving device and an arithmetic and control unit that controls the position of the hole position measuring probe via the probe moving device and calculates a hole position based on the control result, wherein the hole position measuring probe is a measuring device. A head pin having a base portion having a diameter larger than that of the target hole and having a diameter reduced toward the tip, a head pin support member for slidably holding the head pin in the axial direction, and advancing the head pin in the tip direction of the pin. Biasing means for urging, a spherical bearing that tiltably supports the head pin support member, and a tilt direction and a tilt amount of the head pin support member are detected. And the displacement sensor,
And a positioning sensor that detects that the head pin has retracted a certain amount, and the probe moving device measures the hole position in a posture in which the tip of the head pin of the hole position measuring probe is orthogonal to the hole surface of the measurement target. Holding the probe, the arithmetic and control unit moves the hole position measuring probe to an initial position preset for each hole to be measured through the probe moving device, and advances the hole position measuring probe. While the output of the misalignment sensor is taken in, the position of the hole position measuring probe is corrected so that the detection output is within the set range, and the hole position measuring probe is moved in response to the detection output of the positioning sensor. And the hole position configured to calculate the hole position based on the position information of the hole position measuring probe at the stop position. Measuring device.
【請求項4】 請求項3において、 前記穴位置測定プローブは、前記ヘッドピンの軸方向に
摺動自由に前記ヘッドピン支持部材に保持され先端を前
記ヘッドピンの基部と先端との間に位置させて設けられ
た挿入検出ロッドと、該挿入検出ロッドを先端方向に前
進付勢する第2の付勢手段と、前記挿入検出ロッドの変
位を検出する変位センサとを備えてなり、 前記演算制御装置は、前記変位センサの出力に基づいて
前記穴位置測定プローブのヘッドピンが前記穴に挿入さ
れたことを認識するようにしてなることを特徴とする穴
位置測定装置。
4. The hole position measuring probe according to claim 3, wherein the probe is held by the head pin support member so as to be slidable in the axial direction of the head pin, and the tip is located between the base portion and the tip of the head pin. The insertion detection rod, a second urging unit that urges the insertion detection rod forward in the distal direction, and a displacement sensor that detects a displacement of the insertion detection rod. A hole position measuring device, characterized in that the head pin of the hole position measuring probe is recognized based on the output of the displacement sensor.
【請求項5】 請求項3又は4において、前記プローブ
移動装置は、前記穴位置測定プローブを任意の姿勢に調
整するプローブ姿勢調整装置を備えてなり、 前記演算制御装置は、前記プローブ姿勢調整装置を介し
て前記穴位置測定プローブの姿勢を前記ヘッドピンの先
端が測定対象の穴面に直交する姿勢に制御する構成を含
んでなることを特徴とする穴位置測定装置。
5. The probe moving device according to claim 3, further comprising a probe attitude adjusting device that adjusts the hole position measuring probe to an arbitrary attitude, and the arithmetic and control unit includes the probe attitude adjusting device. A hole position measuring device, characterized in that the position of the hole position measuring probe is controlled to a position in which the tip of the head pin is orthogonal to the hole surface of the object to be measured.
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