JPH10288518A - 機械部品の自動測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な形状のワークを正確な測定が困難であ
り、ワークのハンドリングが困難であった。 【解決手段】 自動測定システム１が、大物、小物部品
６を載置して搬入する搬送パレット５と、小物異形部品
６を載置して搬入する小物パレット７と、部品６を画像
処理して粗測定を行う画像処理装置９と、粗測定後の部
品６を接触測定を行う測定装置１０と、搬送パレット５
から部品６を把持して、又、部品６を載置した小物パレ
ットを把持して画像処理装置９および測定装置１０へと
順次ハンドリングして、部品６の搬入出を行うハンドリ
ングロボット４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベアリング、カッ
プリング、ギヤおよびブッシュ等の機械部品の形状、寸
法等を自動的に測定する機械部品の自動測定システムに
係り、特に機械部品の測定に伴うハンドリング技術を改
良した機械部品の自動測定システム関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機器の回転軸には、ベアリング、カ
ップリング、ギヤおよびブッシュ等の円筒状の機械部品
が装着されており、これらの機械部品には磨耗や損傷等
が生じるため、定期的に整備、交換が行われている。整
備、交換が行われる機械部品は１ヶ所の保全工場に集め
られ、各々の形状や寸法等を測定することにより、磨耗
や損傷の程度等が自動的に測定されている。しかし、１
ヶ所の保全工場に種類や形状等の異なる多数の機械部品
が混在して搬入されるため、測定装置への搬入又は搬出
におけるハンドリング技術の確立が要望されていた。

【０００３】この機械部品の自動計測に伴うハンドリン
グに関する技術としては、特開平５−２１２６９０号公
報に開示された「ロボットシステムにおけるハンドリン
グ方法」に係る発明が提案されている。この発明は、
「パレット上に載置したワークの位置を、カメラによる
映像情報を画像処理装置で処理することにより得、この
画像処理装置の処理データに基づきロボットでワークを
把持して計測箱内に挿入し、外界の光を遮断した状態で
ワークの画像情報を採取する。」ことを要旨としてい
る。この発明によれば、パレット上にランダムに載置さ
れた複数のワークのハンドリングが可能となり、又、各
種の測定を密閉した計測箱内で撮影した情報に基づき行
うことができるので、外乱等の影響を受けることがない
安定した測定を行うことができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このハンド
リング方法に係る発明は、映像情報のみに基づいてワー
クの測定を行っているので、複雑な形状のワークを正確
に測定することは困難である。また、ワークはパレット
上に載置されて搬入されるが、パレット上でワーク位置
がずれた場合には、正確な画像処理を行うことができ
ず、ワークのハンドリングが困難となる。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、機械部品を確実かつ正確にハンドリン
グして搬入、搬出することができ、複雑な形状の機械部
品を正確に測定することができる機械部品の自動測定シ
ステムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、大物、小物の機械部品を載置して搬入する搬送パ
レットと、小物異形の機械部品を載置して搬入する小物
パレットと、機械部品を画像処理して粗測定を行う画像
処理装置と、粗測定した機械部品を接触子により接触測
定を行う測定装置と、上記搬送パレットから機械部品を
把持して、或いは機械部品を載置した小物パレットを把
持して画像処理装置へとハンドリングするとともに、画
像処理装置から測定装置へとハンドリングして、機械部
品の搬入および搬出を行うハンドリングロボットとを備
えている機械部品の自動測定システムにより、達成され
る。

【０００７】好ましくは、上記パレットが透光性の強化
板材によって形成され、画像処理装置が透光画像処理を
行う機械部品の自動測定システムにより、達成される。

【０００８】また好ましくは、上記測定装置が、機械部
品にプローブをピボット接触させて三次元的に測定する
三次元測定装置である機械部品の自動測定システムによ
り、達成される。

【０００９】さらに好ましくは、上記ハンドリングロボ
ットに、大物機械部品を把持する大物用ハンド、小物機
械部品を把持する小物用ハンドおよびパレット枠を把持
するパレット用ハンドが交換装着される機械部品の自動
測定システムにより、達成される。

【００１０】そして好ましくは、上記ハンドリングロボ
ットに、機械部品を探査する探触センサーが備えられて
いる機械部品の自動測定システムにより、達成される。

【００１１】本発明によれば、比較的大型、中型の機械
部品が搬送パレットに載置されて搬入され、比較的小型
の機械部品が小物パレットに載置されて搬入される。ハ
ンドリングロボットは、搬送パレットから大型、中型の
機械部品を個々に把持して、或いは小型の機械部品を載
置した小物パレットを把持して画像処理装置へとハンド
リングし、さらに画像処理装置から測定装置へとハンド
リングして、機械部品の搬入および搬出を行う。

【００１２】その際、ハンドリングロボットには、大物
用ハンド、小物用ハンドおよびパレット用ハンドが適宜
交換装着される。また、パレット上で機械部品の位置ず
れがある場合には、ハンドリングロボットに備えられた
探触センサーが機械部品に接触して、その位置、形状等
を探査する。

【００１３】さらに、パレットは透光性の強化板材であ
り、画像処理装置が機械部品を載置したパレットの透光
画像処理を行うことにより、機械部品の粗測定を行った
後、三次元測定装置がプローブを機械部品にピボット接
触させて三次元的に測定するので、機械部品の寸法や形
状を正確に測定することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明
に係る機械部品の自動測定システムの全体構成を示す平
面図である。図１において、本実施形態の自動測定シス
テム１は、機械部品のハンドリングエリア２と、機械部
品の測定エリア３とに分かれており、ハンドリングエリ
ア２には、これを構成する各要素がハンドリングロボッ
ト４を中心として配置されている。

【００１５】ハンドリングエリア２には、自動開閉する
扉を備えた搬入出口２ａが形成されており、この搬入出
口２ａからフォークリフト等の車両に積載された搬送パ
レット５が搬入される。搬送パレット５は、例えばベア
リングやカップリング等の円筒状の機械部品６を載置し
ており、外径１００〜５００ｍｍφ程度の大物の機械部
品６や、外径１６〜１００ｍｍφ程度の小物の機械部品
６を８個混在載置してハンドリングエリア２へと搬入さ
れる。

【００１６】また、搬入出口２ａの側方には、外径１６
ｍｍφ以下の異形小物の機械部品６を５個混在載置する
小物パレット７が２列に配置されており、各小物パレッ
ト７はシリンダ装置を備えたパレットチャージャー８に
よってハンドリングエリア２へと搬入される。この小物
パレット７は、透光性強化ガラス等の透光性の強化板材
によって形成されている。本実施形態では小物パレット
７を透光性強化ガラスによって形成したが、これに限る
ものではなく、例えば透光性強化プラスチックを採用し
てもよい。

【００１７】ハンドリングエリア２の測定エリア３近傍
には、機械部品６を画像処理して粗測定を行う画像処理
装置９が配置されている。この画像処理装置９上には、
空きパレット７或いは異形小物の機械部品６を載置する
小物パレット７が配置され、下方から光を透過すること
により、透光画像処理を行って機械部品６の粗測定を行
うようになっている。したがって、画像処理装置９に
は、パレット７の破損を防止すべく、図示しないエアー
クッションが備えられている。

【００１８】測定エリア３には、画像処理装置９に臨む
ように、この画像処理装置９により粗測定した機械部品
６を接触子により接触測定を行う測定装置１０が配置さ
れている。この測定装置１０は、例えば機械部品６にプ
ローブをピボット接触させて三次元的に寸法や形状等測
定する三次元測定装置として形成されており、機械部品
６を個々に或いは小物パレット７上に載置して引き込む
コンベア１１を備えている。測定装置１０の近傍には、
三次元コントローラを内蔵したホストコンピュータ１２
が配置されている。

【００１９】ハンドリングエリア２の中央に配置された
ハンドリングロボット４は、上記搬送パレット５から大
物、小物の機械部品６を個々に把持して、或いは異形小
物の機械部品６を載置した小物パレット７を把持して画
像処理装置９へとハンドリングするとともに、この画像
処理装置９から測定装置１０へとハンドリングして、機
械部品６の搬入および搬出を行うようになっている。こ
のハンドリングロボット４は、いわゆる６軸自由度ロボ
ットであり、３種類のハンド１３，１４，１５が交換装
着される。

【００２０】これらのハンドは、ハンドリングエリア２
の片隅に配置されており、大物機械部品を把持する大物
用ハンド１３と、小物機械部品を把持する小物用ハンド
１４およびパレット枠を把持するパレット用ハンド１５
とからなっている。各ハンド１３，１４，１５は、いわ
ゆるオートチェンジャー継ぎ手１６によって、人手を要
さずワンタッチで着脱できるようになっている。

【００２１】図２は、ハンドリングロボット４に大物用
ハンド１３を装着し、大物の機械部品６を把持した状態
を示すものであり、ハンドリングロボット４は基台１７
上に搭載され、ターンテーブル１８上で約１２５度旋回
するようになっている。

【００２２】図３は、ハンドリングロボット４に装着す
る小物用ハンド１４を示しており、（ａ）はその正面
図、（ｂ）はその側面図である。図３において、小物用
ハンド１４は、円筒状の密閉ゴム１９の内部に空気圧を
導入して密閉ゴム１９をドラム状に膨張させ、円筒状の
機械部品６の内周部を膨張把持する形式のハンドであ
る。本実施形態の小物用ハンド１４は、２５Ｔの３連ゴ
ム１９ａ、５５Ｔの３連ゴム１９ｂ、４５Ｔの３連ゴム
１９ｃおよび３５Ｔの４連ゴム１９ｄを備えており、内
径の異なる小物機械部品６に対応させている。

【００２３】小物用ハンド１４の上部には、前述したオ
ートチェンジャー継ぎ手１６が備えられている。一方、
小物用ハンド１４の下部中央には、機械部品６に接触し
て搬送パレット５上の位置を探査する探触センサー２０
が備えられている。本実施形態では、探触センサー２０
としてヒゲセンサーを採用しており、その柔軟性により
小物機械部品６の内外径を容易に探査することができ
る。

【００２４】図４は、ハンドリングロボット４に装着す
る大物用ハンド１３を示しており、（ａ）はその正面
図、（ｂ）はその側面図である。図４において、大物用
ハンド１３は、円筒状の大物機械部品６の内周部に一対
の開閉支持部２１を挿入し、この開閉支持部２１を径方
向へ拡大して、大物機械部品６を内側から把持する形式
のハンドである。本実施形態の大物用ハンド１３には、
開閉支持部２１の駆動手段として一対のシリンダ装置２
２が備えられており、開閉支持部２１はガイド２３に沿
って開閉するようになっている。

【００２５】なお、大物機械部品６は内径が比較的大き
いため、この大物用ハンド１３には上記探触センサー２
０を備えていないが、探触センサー２０を備えることを
排除するものではない。また、大物用ハンド１３の上部
には、前述したオートチェンジャー継ぎ手１６が備えら
れている。

【００２６】図５は、ハンドリングロボット４に装着す
るパレット用ハンド１５を示しており、（ａ）はその正
面図、（ｂ）はその側面図である。図５において、パレ
ット用ハンド１５は、４方に位置する開閉クランプ２４
によって小物パレット７の枠をすくって挟むことによ
り、小物機械部品６を載置したまま小物パレット７を把
持する形式のハンドである。本実施形態のパレット用ハ
ンド１５には、開閉クランプ２４の駆動手段として二対
のシリンダ装置２５が備えられており、開閉クランプ２
４はガイド２６に沿ってパレット７の長手方向に開閉す
るようになっている。また、パレット用ハンド１５の上
部には、前述したオートチェンジャー継ぎ手１６が備え
られている。

【００２７】本実施形態の自動測定システム１は以上の
ように構成されており、一操作例について説明する。ま
ず、オペレーターが自動測定システム１のスタートボタ
ンを押すと、ハンドリングロボット４、図示しないカメ
ラロボット、図示しない搬送装置、三次元測定装置１０
の電源が投入され、ホストコンピュータ１２に初期画面
が表示され、各装置が初期化される。

【００２８】ホストコンピュータ１２において、条件設
定画面で条件設定を行い、スタート設定画面が表示され
ると、オペレーターが搬送対象の選択、機械部品の個数
の選択、ハンドの選択を行う。すると、ハンドリングロ
ボット４に動作指令が発信され、第１番目の機械部品の
ハンドリングが開始され、ハンドリングが完了すると画
像処理装置９のエアークッションが下降する。

【００２９】エアークッションが下降が完了すると、画
像処理の動作指令が発信され、透光による画像処理が開
始される。このとき、カメラロボットは移動或いは退避
している。画像処理での粗測定が完了すると、ハンドリ
ングロボット４に搬送指令が発信されるとともに、三次
元測定装置１０に粗測定のデータが転送される。その
後、ハンドリングロボット４が機械部品６をコンベア１
１上へと移載し、三次元測定装置１０へ搬送される。

【００３０】三次元測定装置１０でプローブによるピボ
ット接触測定が開始され、測定が完了すると、ホストコ
ンピュータ１２に測定データが転送される。測定データ
を受信したホストコンピュータ１２は、機械部品６の搬
送指令を発信し、データを出力する。ハンドリングロボ
ット４は、測定後の機械部品６を画像処理装置９へと戻
し、そのエアークッションが上昇する。エアークッショ
ンが上昇完了により、ホストコンピュータ１２からハン
ドリングロボット４に動作指令が発信され、第１番目の
機械部品６を初期位置に戻すとともに、第２番目の機械
部品６を把持して以上の動作を繰り返すことになる。

【００３１】異形小物の機械部品６の場合は、小物パレ
ット７が５個の機械部品６を混在載置したまま画像処理
装置９、測定装置１０へと順次搬送されることになる。
この場合は、パレット用ハンド１５がハンドリングロボ
ット４に装着されることになる。このように異形小物の
機械部品６をパレット７ごとハンドリングするのは、個
々にハンドで把持するよりも、１群でハンドリングした
方が作業効率や測定効率が良いからである。

【００３２】なお、本実施形態はベアリングやカップリ
ング等の軸部品を機械部品の例として挙げているが、こ
れに限るものではなく、円筒状のワークであれば、本実
施形態の自動測定システムによりハンドリングおよび測
定を成しうることは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の自動測定シ
ステムによれば、機械部品を確実かつ正確にハンドリン
グして搬入、搬出することができ、複雑な形状の機械部
品を正確かつ迅速に測定することができるという優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機械部品の自動測定システムの全
体構成を示す平面図である。

【図２】本実施形態の自動測定システムにおけるハンド
リング状況を示す概略側面図である。

【図３】本実施形態において、ハンドリングロボットに
装着する小物用ハンドを示し、（ａ）はその正面図、
（ｂ）はその側面図である。

【図４】本実施形態において、ハンドリングロボットに
装着する大物用ハンドを示し、（ａ）はその正面図、
（ｂ）はその側面図である。

【図５】本実施形態において、ハンドリングロボットに
装着するパレット用ハンドを示し、（ａ）はその正面
図、（ｂ）はその側面図である。

【符号の説明】

１ 自動測定システム ４ ハンドリングロボット ５ 搬送パレット ６ 機械部品 ７ 小物パレット ９ 画像処理装置 １０ 測定装置 １３ 大物用ハンド １４ 小物用ハンド １５ パレット用ハンド ２０ 探触センサー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大物、小物の機械部品を載置して搬入す
   る搬送パレットと、小物異形の機械部品を載置して搬入
   する小物パレットと、機械部品を画像処理して粗測定を
   行う画像処理装置と、粗測定した機械部品を接触子によ
   り接触測定を行う測定装置と、上記搬送パレットから機
   械部品を把持して、或いは機械部品を載置した小物パレ
   ットを把持して画像処理装置へとハンドリングするとと
   もに、画像処理装置から測定装置へとハンドリングし
   て、機械部品の搬入および搬出を行うハンドリングロボ
   ットとを備えていることを特徴とする機械部品の自動測
   定システム。
2. 【請求項２】 前記パレットが透光性の強化板材によっ
   て形成され、画像処理装置が透光画像処理を行う請求項
   １に記載の機械部品の自動測定システム。
3. 【請求項３】 前記測定装置が、機械部品にプローブを
   ピボット接触させて三次元的に測定する三次元測定装置
   である請求項１または請求項２に記載の機械部品の自動
   測定システム。
4. 【請求項４】 前記ハンドリングロボットに、大物機械
   部品を把持する大物用ハンド、小物機械部品を把持する
   小物用ハンドおよびパレット枠を把持するパレット用ハ
   ンドが交換装着される請求項１乃至請求項３のいずれか
   に記載の機械部品の自動測定システム。
5. 【請求項５】 前記ハンドリングロボットに、機械部品
   を探査する探触センサーが備えられている請求項４に記
   載の機械部品の自動測定システム。