JPS61256208A - 物体の寸法測定装置 - Google Patents

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） 本発明は光を利用し、非接触で物体の寸法を測定する装
置に関する。

（従来の技術） イメージセンサ等の光電変換素子の発達に伴ない、光を
利用した物体の寸法測定装置は、それが非接触で行なえ
、自動化が容易であるが故に最近盛んに利用されつつあ
る。

中でも二本の平行光線を夫々の一部が被測定物体の測定
端部に遮られるべく照射し、前記各平行光線のうち被測
定物体により遮られた領域（あるいは遮られなかった領
域）を検出することで被測定物体の測定端部を検出し、
該検出値に基づいて被測定物体の寸法を測定するように
した測定装置は、測定装置が被測定物体の大きさにかか
わらず、比較的簡単に構成でき、測定精度にも優れるこ
とから製造現場等における自動化ラインによく使用され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら斯かる従来の測定装置は製造ライン等に対
して固定設定されて使用されるものが一般的であり、従
ってライン等に流す部品（被測定物）が異なる場合、あ
るいは同一部品であってもその測定力所が異なる場合等
においては、測定装置を部品に対応して設定変更したり
、あるいは部品等の搬送姿勢等を変更したりしなければ
ならず、作業効率が悪くなる。

更に同一部品を連続して二カ所以上測定するような場合
においても測定毎に部品の姿勢を変更するか、あるいは
夫々の測定力所に対応して設定される２台以上の測定装
置を使用しなければならなず、前者の場合は前述したと
同様作業効率の低下を来たし、又後者の場合は製造コス
ト等が高くなる。

そこで本発明は、上述した従来の問題点を改善すべく成
したものであり、その目的とする処は被。

測定物体の形状、大きさ、測定力所の変更等に極めて容
易に対応することができ、もって作業効率の向上化を図
ることができる低コストな寸法測定装置を提供するにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本発明は、二本の平行光＆！
　（３０）　、　（３９）を夫々（３９）　、（３９）
の一部が被測定物体（３）の測定端部（３ａ）、（３ｂ
）に遮られるべく照射する照明装置（３５）　、　（３
５）と、前記各平行光線（３９）、（３９）のうち被測
定物体（３）により遮られた領域（あるいは遮られなか
った領域）を検出することで被測定物体（３）の測定端
部（３ａ）、（３ｂ）を検出する光センサ（３０）　、
（３０）とからなる検出器（０゜（０を、三次元（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）方向に可動とされたロボット（１）のアーム（
５）に取り付けてなる。

（作用） 検出器（４）、（４）を、三次元（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に
可動とされたロボット（１）のアーム（５）に取り付け
たため、被測定物体（３）の形状、大きさ、寸法の測定
力所等が変っても、検出器（４）、（４）はそれらを測
定するための最適位置に移動することができ、その対応
が容易である。

（実施例） 以下に本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る寸法測定装置を示す全体正面図、
第２図は第１図要部側面図である。

符号（１）は本発明に係るロボットであり、符号（２）
は被測定物体であるクランクシャフト（３）を測定状態
に支持するための支持装置である。

ロボット（１）は検出器（４）、（４）を設けたアーム
（５）と、このアーム（５）を三次元（ｘ、ｙ、ｚ）方
向に移動自在に支持する支持機構（８）と、この支持機
構（８）を取り付ける支持枠体（７）とからなる。

支持枠体（７）は二本の支柱（８）、（８）と、この支
柱（８）、（８）上端部に架設された梁（８）とからな
り、この梁（３）の−側面上下には水平方向に二本のレ
ール（１０）、（１０）が、又その略中央部にはラッ、
り（１１）が設けられる。

アーム（５）の支持機構（８）は、アーム（５）をＸ方
向に移動可能に支持するアーム取付部（１２）と、この
アーム取材部（１２）をＺ（上下）方向に移動可能に支
持するシリンダユニッ）　（１３）と、このシリンダユ
ニット（＋３）をＹ方向に移動可能に支持するシリンダ
ユニット取付部（１０とからなる。即ちシリンダユニッ
ト取付部（１４）には前記梁（９）に設けられたレール
（１０）、（１０）に嵌合するローラ（１５）。

（１５）と、ラック（１１）に噛合するビニオン（１８
）を設け、このビニオン（１Ｂ）を第１のモータ（１７
）で駆動方向（Ｙ方向）に移動する。又、アーム取付部
（１２）はシリンダユニット（１３）のピストンロッド
（１３ａ）先端部に取り付けられ、ピストンロッド（１
３ａ）の駆動に伴ない上下動する。このアーム取付部（
１２）にはビニオン（１８）とローラ（１９）、（＋９
）が設けられ、これらが夫々アーム（５）側に設けられ
たラック（２ｏ）とガイドレール（２１）　、　（２１
）に噛合及び嵌合される。ビニオン（１８）は第２のモ
ータ（２２）により駆動され、この駆動に伴いアーム（
５）はＸ方向に移動する。尚、符号（２３）は第３のモ
ータであり、これは図示しないビニオンとラックの作用
によりピストンロッド（１３）を上下方向に微調整する
ものである。

クランクシャフト（３）の支持装置Ｆ　（２）は、クラ
ンクシャフト（３）の両端部（３ｃ）、（３ｃ）のセン
ターを支持する支持部（２４）　、（２４）と、これを
ガイドロッド（２５）、（２５）に沿って第１図点線（
３ｄ）で示す如く上動せしめ、クランクシャフト（３）
を検出器（４）、（４）の間に位置せしめるシリンダユ
ニットり搬送されてくるクランクシャフト（３）・・・
は検知装置（２７）により検知され、支持部への取付、
測定、支持部からの取外し等の以後の一連の工程が自動
的になされる。

ところで符号（２８）は測定時におけるクランクシャツ
ｈ　（３ｄ）と同一高さに支柱（８）に設けられたマス
ターゲージであり、クランクシャフト（３ｄ）の測定前
に測定され、この測定値に基づいて検出部等の測定装置
の誤動作の有無を判定するとともに、この測定値の変化
からクランクシャフト（３）の測定値に対する温度補償
を行なうものである。

第３図はアーム（５）に取り付けられた検出器（４）、
（４）の構成を示す図である。

符号（３０）、（３０）で示す光センサは集光レンズ（
３１）、（３１）を備えた受光部（３２）　、（３２）
と光信号を電荷等の電気信号に変換するトランスデユー
サ（３３）　、（３３）を備えたトランスデユーサ部（
３０゜（３４）とから成る。一方符号（３５）　、（３
５）で示す照明装置は光源（３Ｂ）　、（３８）と、こ
の光源（３１１１）　、　（３Ｂ）からの光を平行光線
として照射するための投光レンズ（３７）　、（３７）
を備えてなり、これら２台の光センサ（３０）　、（３
０）及び照明装置（３５）　、（３５）は、夫々が測定
時においてクランクシャフト（３）を中心として対称と
なる位置に各光センサ（３０）と照明装置（３５）が互
いに相対向すべく、且つ各照明装置（３５）から光セン
サ（３０）への平行光線（３９）　、（３９）の一部が
クランクシャフト（３）の両端部（３ａ）、（３ｂ）に
遮られるべく配置される。

トランスデユーサ（３３）　、　（３３）はフォトダイ
オードあるいはＣＯＤ　（チャージカップルドデバイス
）を所定の間隔を有して平行光線（３９）　、　（３９
）と直交すべく直線状に配列した半導体イメージセンサ
から構成される。各素子（４０）・・・は演算処理装置
（４１）によって駆動されるパルス発生装置（４２）か
らのタイミングパルスにより一定時間毎に順次駆動され
、その出力信号は並−直列変換回路（４３）　。

（４３）により直列に変換され１本の信号線で処理回路
（４４）　、（ａａ）に送られる。

その後、演算処理装置（４１）により各処理回路（４４
）、（４４）の信号処理に基づく所定の演算が、光学像
の倍率、寸法あるいはセンサ素子（４０）・・・の配列
間隔、及び平行光線との垂直面内における光センサ（３
０）　、（３０）間の距離Ｗ！等の既知の値を必要に応
じて使用してなされ、クランクシャフト（３）の外径が
算出される。

以上において、例えば光センサ（３０）　、（３０）に
より平行光線（３９）　、　（３９）のうちクランクシ
ャフト（３）の両端部（３ａ）　、　（３ｂ）により遮
蔽された部分の幅ｗ２．ｗ３が検出された場合には光セ
ンサ（３０）。

（３０）間の距離Ｗｔを用い、求める被測定物体の外径
寸法Ｗ！はＷ　ｘ　＝　Ｗ　Ｉ＋　Ｗ　２　＋　Ｗ　３
で算出される。

以上の構成において、ロボット（１）はクランクシャフ
ト（３）の測定前に、そのアーム（５）を第１のモータ
（１７）によって第１図左方向に移動せしめ、検出器（
４）、（４）によりマスターゲージ（２８）を測定する
。そしてこの値より検出器（４）、（４）等に誤動作が
ないと判断された場合には第１のモータ（１７）により
再び元の位置に移動して支持装置（２）に上動せしめら
れて支持されているクランクシャツ）　（３ｄ）を測定
する。そしてこの測定結果はマスターゲージ（２８）の
値より算出される温度変化に基づいた温度補正が行われ
た後出力装置（４５）等に出力される。尚このとき検出
器（４）、（４）はシリンダユニット（１３）及び第２
、第３のモータ（２２）、（２３）等により、クランク
シャフト（３ｄ）に対する最適位置に位置すべく必要に
応じて上下（Ｚ方向）、前後（Ｘ方向）にも変位せしめ
られる。

（発明の効果） 以上の発明より明らかな如く本発明によれば、検出器を
ｘ、ｙ、Ｚ方向へ移動可能とされたロボットのアームに
取り付けたため、被測定物体の形状、大きさ、寸法の測
定力所等が変更になった場合でも、検出器をそれらを測
定するための最適位置に容易に、且つ自動的に移動せし
めることができ、被測定物への対応性に優れ、もって作
業効率、コスト等に優れた物体の寸法測定装置を提供す
ることができる。

尚、本実施例による検出器は、被測定物体（３）に対し
て対称な位置に夫々相対向して設けられた光センサ（３
０）　、（３０）と照明装置（３５）　、（３５）によ
り、被測定物体が小さいときには光センサ（３０）。

（３０）間の距離Ｗ１を小さく、被測定物体が大きいと
きには距離Ｗｌをきくすることで常に物体（３）の両端
部（３ａ）　、（３ｂ）の位置のみを検出し得るように
したため、大から小に至るまでの物体の外径寸法を常に
同一の光センサ（３０）　、（３０）で測定することが
でき、従って被測定物体（３８）の大きさによらずその
測定精度（分解能）及び処理時間を一定と　゛すること
ができ、精度及び処理時間に優れた信頼度の高い、簡易
で安価な寸法測定が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る寸法測定装置を示す全体斜視図、
第２図は第１図要部側面図、第３図は検出部を示す図で
ある。 そして図面中、 （１）・・・ロボット （３）・・・被測定物体（クランクシャフト）（３ａ）
　、（３ｂ）・・・測定端部 （４）　、　（４）・・・検出器 （５）・・・アーム （３０）　、（３０）・・・光センサ （３５）　、（３５）・・・照明装置 （３９）、（３９）・・・平行光線 である。 特許出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　　下　　１）　容一部間　　　弁理士
　　　大　　　橋　　　邦　　　音間　　弁理士　　小
　　山　　　　　右同　　弁理士　　野　　１）　　　
　茂手綺補正書（自発） 昭和６０年１１月１３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二本の平行光線を夫々の一部が被測定物体の測定端部に
   遮られるべく照射する照明装置と、前記各平行光線のう
   ち被測定物体により遮られた領域（あるいは遮られなか
   った領域）を検出することで被測定物体の測定端部を検
   出する光センサとからなる検出器を、三次元（Ｘ、Ｙ、
   Ｚ）方向に可動とされたロボットのアームに取り付けた
   ことを特徴とする物体の寸法測定装置。