JPS61114121A - 寸法測定方法およびその装置 - Google Patents
寸法測定方法およびその装置Info
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- JPS61114121A JPS61114121A JP23588984A JP23588984A JPS61114121A JP S61114121 A JPS61114121 A JP S61114121A JP 23588984 A JP23588984 A JP 23588984A JP 23588984 A JP23588984 A JP 23588984A JP S61114121 A JPS61114121 A JP S61114121A
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- measured
- measurement
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
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
本発明は複雑な５次元曲面をもつ被測定物の寸法測定を
行う技術、特に工業用ロボット（以下、ロボットという
）により自動的に寸法を測定する方法およびその装置に
関する。
行う技術、特に工業用ロボット（以下、ロボットという
）により自動的に寸法を測定する方法およびその装置に
関する。
（従来の技術）
従来、５次元曲面をもつ被測定物の寸法を測定するｊこ
は、先ず測定定盤上に形５ｉｔｉをセットシ、秩いて人
間がロボットアームを操作して該ロボットアーム先端に
取付けた変位計を測定点の面法線方向に臨ませることに
より該形状原器から変位計までの正寸距離を記憶させ（
いわゆるティーチング作業）、シかる后に形状原器と被
測定物とを置換えてロボットをプレイバック動作させ、
その時の被測定物と変位計との距離を前記正寸距離と比
較して相対寸法値として求めるようにするのが一般であ
った。
は、先ず測定定盤上に形５ｉｔｉをセットシ、秩いて人
間がロボットアームを操作して該ロボットアーム先端に
取付けた変位計を測定点の面法線方向に臨ませることに
より該形状原器から変位計までの正寸距離を記憶させ（
いわゆるティーチング作業）、シかる后に形状原器と被
測定物とを置換えてロボットをプレイバック動作させ、
その時の被測定物と変位計との距離を前記正寸距離と比
較して相対寸法値として求めるようにするのが一般であ
った。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記従来の測定方法では、ロボットのテ
ィーチング作業に膨大な工数がかかり、また面法線方向
ｉこロボットアームを移動させる時に目安で行っている
ため、被測定物の形状によっては位置精度が悪化し７て
結果的に測定精度不良を引起こすという問題があった。
ィーチング作業に膨大な工数がかかり、また面法線方向
ｉこロボットアームを移動させる時に目安で行っている
ため、被測定物の形状によっては位置精度が悪化し７て
結果的に測定精度不良を引起こすという問題があった。
本発明は人手薔こよるティーチング作業を排除するとと
もに正確な面法線方向からの測定をａｌｎ目とすること
により上記従来の問題を解決しようとするものである。
もに正確な面法線方向からの測定をａｌｎ目とすること
により上記従来の問題を解決しようとするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記問題点を解決するために、ＣＡＤ−ＣＡ
Ｍ の傍測定物の図面上の寸法データをホストコンピュ
ータに転送する工程と、前記ホストコンピュータで、前
記寸法データをロボット空間座標系に演算加工しその位
置データをロボットコントローラに転送すると同時に、
被測定物の全測定点にロボットを移動できるように被測
定物のセット位置およびロボット移動装置の割出し位置
を最適に決定する工程と、被測定物に対して、前記演算
加工した位置にロボットを移動させ変位計により距離測
定を行って相対寸法値を求める工程とを含むように構成
したことを要旨とする。
Ｍ の傍測定物の図面上の寸法データをホストコンピュ
ータに転送する工程と、前記ホストコンピュータで、前
記寸法データをロボット空間座標系に演算加工しその位
置データをロボットコントローラに転送すると同時に、
被測定物の全測定点にロボットを移動できるように被測
定物のセット位置およびロボット移動装置の割出し位置
を最適に決定する工程と、被測定物に対して、前記演算
加工した位置にロボットを移動させ変位計により距離測
定を行って相対寸法値を求める工程とを含むように構成
したことを要旨とする。
（作用）
上記のように構成した本発明においては、データベース
上に正寸加工物がとらえられるとともに被測定物のセッ
ト位置および移動装置の（割出し）位置およびロボット
の位置が適切に指示され、これによって従来、必要不可
欠であった形状原器やロボットのティーチング作業が不
要となり、効率的でかつ精度の良い寸法測定が可能にな
る。
上に正寸加工物がとらえられるとともに被測定物のセッ
ト位置および移動装置の（割出し）位置およびロボット
の位置が適切に指示され、これによって従来、必要不可
欠であった形状原器やロボットのティーチング作業が不
要となり、効率的でかつ精度の良い寸法測定が可能にな
る。
（実施例）
以下、本発明の実施例を糸付図面にもとづいて説明する
。
。
ｍ１図と第２図は本発明にか＼る寸法測定装置の構造を
示したもので、第１図は外観斜視図、第２図はブロック
図である。図において、１は測定定盤２上に載設された
測定装置本体で、該測定装置本体１１こはターンテーブ
ル５を介してロボット４が取付けられ、さらに該ロボッ
ト４のアーム先端には変位計５が取付けられている。
示したもので、第１図は外観斜視図、第２図はブロック
図である。図において、１は測定定盤２上に載設された
測定装置本体で、該測定装置本体１１こはターンテーブ
ル５を介してロボット４が取付けられ、さらに該ロボッ
ト４のアーム先端には変位計５が取付けられている。
測定定！１２は、その上面に格子状のキー溝６を設けて
成るもので、該キー溝６を利用してキーブロック７を具
備する受台８がセットされる。
成るもので、該キー溝６を利用してキーブロック７を具
備する受台８がセットされる。
しかしてキー溝６は、例えば縦／Ｏ列、横９列に配され
ており、この場合、受台８０セット位置すなわち受台８
上に載せられる被測定物９のセット位置は／ＯＸ９＝９
０通り存仕することとなる。
ており、この場合、受台８０セット位置すなわち受台８
上に載せられる被測定物９のセット位置は／ＯＸ９＝９
０通り存仕することとなる。
また、ターンテーブル５は、例えば８分割の回転位置（
割出し位置）を有するもので、 ＤＣモータ−０に直結
されターンテーブルコントローラー１によってその作動
が制御されるようになっている。さらにロボット４は自
由軌跡性を有イ するいわゆるティーチング・ブ％Ｎｌツク動作可能な多
関節型（６軸）ロボットで、ロボットコントローラー２
によってその作動が制御されるようになっている。
割出し位置）を有するもので、 ＤＣモータ−０に直結
されターンテーブルコントローラー１によってその作動
が制御されるようになっている。さらにロボット４は自
由軌跡性を有イ するいわゆるティーチング・ブ％Ｎｌツク動作可能な多
関節型（６軸）ロボットで、ロボットコントローラー２
によってその作動が制御されるようになっている。
１３は、被測定物９の寸法データをロボット空間座標系
に演算加工するホストコンビエータで、インターフェイ
スＩ／Ｆ１４とインプット・アウトプットＩ／Ｏボック
ス１５を介して前記ロボットコントローラ７に結んでい
る。またホストコンビエータ１３には前記しＦ１４を介
してＸ−Ｙプロッタ１６とグラフィックスタブレット１
７が結ばれ、さらに画像赤水装置ｆ［ｃＲＴｌａ、キー
ボード１９、プリンタ２０等が付設されている。
に演算加工するホストコンビエータで、インターフェイ
スＩ／Ｆ１４とインプット・アウトプットＩ／Ｏボック
ス１５を介して前記ロボットコントローラ７に結んでい
る。またホストコンビエータ１３には前記しＦ１４を介
してＸ−Ｙプロッタ１６とグラフィックスタブレット１
７が結ばれ、さらに画像赤水装置ｆ［ｃＲＴｌａ、キー
ボード１９、プリンタ２０等が付設されている。
２６は上記構成要素とは独立に設置されたミニコンピユ
ータで、これには被測定物のＣＡＤ・ＣＡＭ情報が入力
される。ミニコンピユータ２６は、前記ＣＡＤ −ＣＡ
Ｍ情報から測定に必要な寸法データを押出し、これを前
記ホストコンピュータ１３に転送する役割をなす。
ータで、これには被測定物のＣＡＤ・ＣＡＭ情報が入力
される。ミニコンピユータ２６は、前記ＣＡＤ −ＣＡ
Ｍ情報から測定に必要な寸法データを押出し、これを前
記ホストコンピュータ１３に転送する役割をなす。
こ＼で、ターンテーブル３は、ホストコンピュータ１５
からターンテーブルコントローラ１１に送られた割出し
位置査号にもとづき回転制御されるが、各側出し位置の
手前に設けた図示を略すリミットスイッチが作動するこ
とによりその回転が減速され、さらに光電管信号でモー
タ／Ｏのクラッチを解除することによりその回転が停止
される。またターンテーブル６の各側出し位置にはテー
パー状の穴が設けられており、この穴Ｉこ図示を略すノ
ックピン（シリンダ駆動される）が挿入されることによ
り、ターンテーブル３は慣性力を排除して完全位置決め
されるようになっている。
からターンテーブルコントローラ１１に送られた割出し
位置査号にもとづき回転制御されるが、各側出し位置の
手前に設けた図示を略すリミットスイッチが作動するこ
とによりその回転が減速され、さらに光電管信号でモー
タ／Ｏのクラッチを解除することによりその回転が停止
される。またターンテーブル６の各側出し位置にはテー
パー状の穴が設けられており、この穴Ｉこ図示を略すノ
ックピン（シリンダ駆動される）が挿入されることによ
り、ターンテーブル３は慣性力を排除して完全位置決め
されるようになっている。
なお、２１はターンテーブル操作盤、２２はティーチン
グボックス、２３はロボット用キーボード、２４は変位
ｒｌ′５の測定データを信号変換し表示する測定ユニッ
１−１２５ａ、２５ｂ、２５ｃはフロッピーディスクを
それぞれ示す。
グボックス、２３はロボット用キーボード、２４は変位
ｒｌ′５の測定データを信号変換し表示する測定ユニッ
１−１２５ａ、２５ｂ、２５ｃはフロッピーディスクを
それぞれ示す。
以下、上記構成の寸法測定装置ｔ／こよる寸法測定方法
を第６図と第４図も参照して説明する。
を第６図と第４図も参照して説明する。
なお、こ５では測定対象として自動車３０の外板構成要
素、例えばドア６１、フェンダ３２、ルーフ６５、アウ
タラゲージ３４、フード５５等を採り上げる。この場合
、外板構成要素は、Ｙ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から成る直交座標
系（原点０ｏ）ｉこおいてそれぞれ基準位ａｉ Ｐ （
’ｒｍｒ ｎ ）をもっている。
素、例えばドア６１、フェンダ３２、ルーフ６５、アウ
タラゲージ３４、フード５５等を採り上げる。この場合
、外板構成要素は、Ｙ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から成る直交座標
系（原点０ｏ）ｉこおいてそれぞれ基準位ａｉ Ｐ （
’ｒｍｒ ｎ ）をもっている。
寸法測定に際しては、先ずミニコンビ、−９２０に被測
定物のＣＡＤ−ＣＡＭ情報を入力する。
定物のＣＡＤ−ＣＡＭ情報を入力する。
ミニコンピユータ２０は前記ＣＡＤ−ＣＡＭ情報から測
定に必要な寸法データを抽出し、これをフロッピーディ
スク２５ａに格納する（ステップＡ）。
定に必要な寸法データを抽出し、これをフロッピーディ
スク２５ａに格納する（ステップＡ）。
続いて＠記フロッピーディスク２５ａをホストコンピュ
ータ１３に装入して該ホストコンピュータ１５のディス
クフォマットとマツチングするようにソフト変換し、こ
のデータをフロッピーディスク２５ｂ＃こ格納しくステ
ップＢ）、同時にＣＲＴｌＢに被加工物の形状を描かせ
る。
ータ１３に装入して該ホストコンピュータ１５のディス
クフォマットとマツチングするようにソフト変換し、こ
のデータをフロッピーディスク２５ｂ＃こ格納しくステ
ップＢ）、同時にＣＲＴｌＢに被加工物の形状を描かせ
る。
ホストコンピュータ１３は、被測定物がＹ軸、Ｙ軸回転
させる必要あるかどうかを判断し、その必要があればＹ
軸、Ｙ軸回転させ、新たな座標を演算する（ステップＣ
）。例えば、ドア５１の場合、基準位置Ｐ（Ｊ、ｍ、ｎ
）を中心にＹ軸回転すると、変換后の座標値Ｐ’ （ｘ
’、 ｙ’、 ｚ’）は次の４×４の行列の演算式で求
めることができる。
させる必要あるかどうかを判断し、その必要があればＹ
軸、Ｙ軸回転させ、新たな座標を演算する（ステップＣ
）。例えば、ドア５１の場合、基準位置Ｐ（Ｊ、ｍ、ｎ
）を中心にＹ軸回転すると、変換后の座標値Ｐ’ （ｘ
’、 ｙ’、 ｚ’）は次の４×４の行列の演算式で求
めることができる。
Ｐ ＝ Ｐ （Ｇ、、Ｒｙ−Ｇ、 ）
こ＼で、
次に、前記自動車５０の直交座標糸の原点Ｏ０を測定定
盤２上の原点０に一致させ、前記基準位置Ｐ（Ｊ、ｍ、
ｎ）を測定定盤２上にＣＲＴ １ ａ上で平行移動（原
点移動）させる（ステップＤ）。
盤２上の原点０に一致させ、前記基準位置Ｐ（Ｊ、ｍ、
ｎ）を測定定盤２上にＣＲＴ １ ａ上で平行移動（原
点移動）させる（ステップＤ）。
この原点移動による変換后の座標値１ （ｘ′、 ｊ
：）は次式で求めることができる。
：）は次式で求めることができる。
Ｐ ＝ Ｐ−Ｇ。
こ＼で、
なお、この時、被測定物が対象部品の場合は対称移１ｊ
ｈ（Ｙ＠幻称）させる。
ｈ（Ｙ＠幻称）させる。
この段階で、測定装置本体１とロボット４とが干渉する
可能性がある場合、より測定し易い位置に被測定物をＣ
ＲＴ１８上で２軸回転させる（ステップＥ）。２軸回転
は測定定盤２に対して平行に近いベクトルが存在する条
件を優先して、−９０°、０’、９０°、 １８０’の
中から回転角度を選択する。
可能性がある場合、より測定し易い位置に被測定物をＣ
ＲＴ１８上で２軸回転させる（ステップＥ）。２軸回転
は測定定盤２に対して平行に近いベクトルが存在する条
件を優先して、−９０°、０’、９０°、 １８０’の
中から回転角度を選択する。
ホストコンピュータ１５は、さらに受台８が測定定盤２
上に完全に載る組合せを抽出する（ステップＦ）。この
抽出Ｉこより、当初／Ｏ×９＝９０通りの組合せがあっ
た受台８のセット位置が絞り込まれて、例えばドア５１
であれば３０通り、ルーフ５３であれば６通りの組合せ
となる。
上に完全に載る組合せを抽出する（ステップＦ）。この
抽出Ｉこより、当初／Ｏ×９＝９０通りの組合せがあっ
た受台８のセット位置が絞り込まれて、例えばドア５１
であれば３０通り、ルーフ５３であれば６通りの組合せ
となる。
ところで、ロボット４にはハード上移動できない領域（
１点）が存在し、この場合には受台８のセット位置を平
行移動しくステップＧ）、ターンテーブル３の各軸出し
位置でのロボット４の各ジヨイント角を算出しくステッ
プＨ）、有効的な割出し位置を決定する（ステップＩ）
。
１点）が存在し、この場合には受台８のセット位置を平
行移動しくステップＧ）、ターンテーブル３の各軸出し
位置でのロボット４の各ジヨイント角を算出しくステッ
プＨ）、有効的な割出し位置を決定する（ステップＩ）
。
これによって受台８０セット位置は、通常１〜３通に絞
り込まれ、この中から、ターンテーブル３の回転回数が
少なくて済みかつロボット４の移動可能な限界領域を避
ける条件を抽出して最も効率的な受台８０セット位置を
決定する（ステップＪ）。
り込まれ、この中から、ターンテーブル３の回転回数が
少なくて済みかつロボット４の移動可能な限界領域を避
ける条件を抽出して最も効率的な受台８０セット位置を
決定する（ステップＪ）。
そして、上記のごとくして鞠た被測定物の位置データを
Ｉ／Ｏボックス１５を介してロボクトコントローラ１２
４こ転送しくステップＫ）、ロボット４の教示データと
して使用する。寸法測定は、被測定物９を載せた受台８
を、上記のごとく定められた最適位置にセットすること
によりスタートし、ロボット４が順次測定点に移動して
変位計５で距離測定を行い、前記データベース上の正寸
加工物との比較より相対寸法伯が算出される（ステップ
Ｌ）。
Ｉ／Ｏボックス１５を介してロボクトコントローラ１２
４こ転送しくステップＫ）、ロボット４の教示データと
して使用する。寸法測定は、被測定物９を載せた受台８
を、上記のごとく定められた最適位置にセットすること
によりスタートし、ロボット４が順次測定点に移動して
変位計５で距離測定を行い、前記データベース上の正寸
加工物との比較より相対寸法伯が算出される（ステップ
Ｌ）。
このようにして、ホストコンピュータ１３で、図面上の
寸法データを測定用のロボット空間座標系に演算加工し
、最適の受台のセクト位置およびターンテーブルの回転
位置を求めることができ、人手によるティーチング作業
が不用となる。
寸法データを測定用のロボット空間座標系に演算加工し
、最適の受台のセクト位置およびターンテーブルの回転
位置を求めることができ、人手によるティーチング作業
が不用となる。
なお、上に２実施例（こおいて、ロボット４の移動装置
としてターンテーブル３を用いたが、これに代え、例え
ばＸ−Ｙテーブル等を用いても良い。
としてターンテーブル３を用いたが、これに代え、例え
ばＸ−Ｙテーブル等を用いても良い。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明は図面上の寸法デ
ータをロボット空間座標系に演算加工すると共ｄこ被測
定物のセクト位置およびロボット割出し位置を適切に指
示し、ロボットで寸法測定を行うよう番こしたもので、
これにより従来不可欠であった形状原器やロボットのテ
ィーチング作業が不要となり、効率的でかつ積度的に優
れた寸法測定が可能となる効果が得られた。
ータをロボット空間座標系に演算加工すると共ｄこ被測
定物のセクト位置およびロボット割出し位置を適切に指
示し、ロボットで寸法測定を行うよう番こしたもので、
これにより従来不可欠であった形状原器やロボットのテ
ィーチング作業が不要となり、効率的でかつ積度的に優
れた寸法測定が可能となる効果が得られた。
第１図は本発明にか＼る寸法測定装置の構造を示す斜視
図、第２図は同様のブロック図、第３図は本寸法測定方
法の実行態様を示す説明図、第４図は本寸法測定方法の
処理フローを示すフローチャートである。 １・・・測定装置本体 ５・・・ターンテーブル（移動装ｆｉｌｌ）４・・・ロ
ボット ５・・・変位計１６・・・ホストコンピュ
ータ １５・・・１／Ｏボ、クス ２６・・・ミニコンピユータ 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 手続補正書 昭和５９年１２月１９日
図、第２図は同様のブロック図、第３図は本寸法測定方
法の実行態様を示す説明図、第４図は本寸法測定方法の
処理フローを示すフローチャートである。 １・・・測定装置本体 ５・・・ターンテーブル（移動装ｆｉｌｌ）４・・・ロ
ボット ５・・・変位計１６・・・ホストコンピュ
ータ １５・・・１／Ｏボ、クス ２６・・・ミニコンピユータ 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 手続補正書 昭和５９年１２月１９日
Claims (2)
- （１）ＣＡＤ・ＣＡＭの被測定物の図面上の寸法データ
をホストコンピュータに転送する工程と、前記ホストコ
ンピュータで、前記寸法データをロボット空間座標系に
演算加工しその位置データをロボットコントローラに転
送すると同時に、被測定物の全測定点にロボットを移動
できるように被測定物のセット位置およびロボット移動
装置の割出し位置を最適に決定する工程と、被測定物に
対して、前記演算加工した位置にロボットを移動させ変
位計により距離測定を行って相対寸法値を求める工程と
から成ることを特徴とする寸法測定方法。 - （２）回転またはＸ−Ｙ移動可能な移動装置を介して測
定装置本体に取付けられアーム先端に変位計を具備する
ロボットと、被測定物の ＣＡＤ・ＣＡＭの情報から測定に必要な寸法データを抽
出するミニコンピュータと、該ミニコンピュータから転
送された寸法データをロボット空間座標系に演算加工す
るとともに被測定物のセット位置および前記移動装置の
割出し位置を最適に決定するホストコンピュータと、該
ホストコンピュータで得たロボット空間座標系の位置デ
ータを受けこれをロボットコントローラに送るＩ／Ｏボ
ックスとを備えたことを特徴とする寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23588984A JPS61114121A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 寸法測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23588984A JPS61114121A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 寸法測定方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61114121A true JPS61114121A (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=16992742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23588984A Pending JPS61114121A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 寸法測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61114121A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454305A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nec Corp | Method and device for pattern size measurement |
| EP0453417A1 (en) * | 1990-04-20 | 1991-10-23 | COMAU S.p.A. | A method and a device for checking fixtures used in machines or stations in production lines or installations |
| WO2013031583A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 三菱重工業株式会社 | 膜厚測定装置及び膜厚測定方法 |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP23588984A patent/JPS61114121A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454305A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nec Corp | Method and device for pattern size measurement |
| EP0453417A1 (en) * | 1990-04-20 | 1991-10-23 | COMAU S.p.A. | A method and a device for checking fixtures used in machines or stations in production lines or installations |
| US5159844A (en) * | 1990-04-20 | 1992-11-03 | Comau Spa | Method and a device for checking fixtures used in machines or stations in production lines or installations |
| WO2013031583A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 三菱重工業株式会社 | 膜厚測定装置及び膜厚測定方法 |
| US8988668B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-03-24 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Film thickness measurement apparatus and film thickness measurement method |
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