JPS61269002A - 法線検出方法 - Google Patents
法線検出方法Info
- Publication number
- JPS61269002A JPS61269002A JP10927385A JP10927385A JPS61269002A JP S61269002 A JPS61269002 A JP S61269002A JP 10927385 A JP10927385 A JP 10927385A JP 10927385 A JP10927385 A JP 10927385A JP S61269002 A JPS61269002 A JP S61269002A
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- JP
- Japan
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- curved surface
- outer cylinder
- inner cylinder
- cylinder
- arbitrary curved
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B5/25—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〈産業上の利用分針〉
本発明は任意曲面に対する法線方向を検出する方法に関
し、例えば航空機機体にリベット結合用ドリル穴明けを
する作業にロボットを適用する場合に、部材と穴軸との
直角度を検出するために必要となる方法である。
し、例えば航空機機体にリベット結合用ドリル穴明けを
する作業にロボットを適用する場合に、部材と穴軸との
直角度を検出するために必要となる方法である。
〈従来の技術〉
航空機の機体は非常に多くの部品から成り、それらはリ
ベットやねじ付ファスナなどによって機械的に結合され
ている。これらの結合作業はそれに先立って穴明は作業
を要するが、従来は可甫式ボール盤を作業者が手で支え
て操作するハンド穴明は作業が大半を占めている。この
場合、被加工物に対するドリル軸合せは各作業者の目に
よる設定が主体であるため、作業者の熟練程度や疲労な
どの影響を受けやすい欠点があり、直角度が許容限界を
こえた場合、引続くリベット、ファスナ結合不良を招き
、継手強度を著しく低下させるおそれがある。
ベットやねじ付ファスナなどによって機械的に結合され
ている。これらの結合作業はそれに先立って穴明は作業
を要するが、従来は可甫式ボール盤を作業者が手で支え
て操作するハンド穴明は作業が大半を占めている。この
場合、被加工物に対するドリル軸合せは各作業者の目に
よる設定が主体であるため、作業者の熟練程度や疲労な
どの影響を受けやすい欠点があり、直角度が許容限界を
こえた場合、引続くリベット、ファスナ結合不良を招き
、継手強度を著しく低下させるおそれがある。
一方、近時ロボットや専用装置による穴明は作業の機械
化、自動化機運が高まっているが、一般に現時点の工業
用ロボットには被加工物の検出能力は低く、また専用装
置化の場合には対象部品以外への適用性すなわち汎用性
（フレキシビリティ）に乏しい。工業用ロボットを適用
して穴明けする場合、従来ではドリルプレートと称する
穴位置、軸方向を与えたテンプレート治具を被加工物の
上にセットシ、これにロボット側に取付けられたコニカ
ルフーン型ドリルヘッドを嵌合させることによって直角
度を確保する方法が知られている。この方法は機械的で
確実ではあるが、対象部品ごとに高価なドリルプレート
を準備しなければならない欠点がある。この欠点を解決
する一案として、工業用ロボットのヘッド位置、方向教
示用のティーチングヘッドが考案されている。このティ
ーチングヘッドは、中心軸に対して直交する同一平面内
に設けられた３点の接触端子金てが被加工物に接触した
とき、その法線方向が確定されろものと解釈される。し
かし、この測定原理は相手面が平面または球面の場合に
だけ適用可能であるが、円筒面や複合曲面など任意曲面
には適用不能の欠点がある。
化、自動化機運が高まっているが、一般に現時点の工業
用ロボットには被加工物の検出能力は低く、また専用装
置化の場合には対象部品以外への適用性すなわち汎用性
（フレキシビリティ）に乏しい。工業用ロボットを適用
して穴明けする場合、従来ではドリルプレートと称する
穴位置、軸方向を与えたテンプレート治具を被加工物の
上にセットシ、これにロボット側に取付けられたコニカ
ルフーン型ドリルヘッドを嵌合させることによって直角
度を確保する方法が知られている。この方法は機械的で
確実ではあるが、対象部品ごとに高価なドリルプレート
を準備しなければならない欠点がある。この欠点を解決
する一案として、工業用ロボットのヘッド位置、方向教
示用のティーチングヘッドが考案されている。このティ
ーチングヘッドは、中心軸に対して直交する同一平面内
に設けられた３点の接触端子金てが被加工物に接触した
とき、その法線方向が確定されろものと解釈される。し
かし、この測定原理は相手面が平面または球面の場合に
だけ適用可能であるが、円筒面や複合曲面など任意曲面
には適用不能の欠点がある。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は、上記従来技術に鑑み、任意曲面に対して簡単
にその法線方向を検出する方法を提供し、もって工作用
ロボット又は専用装置化によるドリル穴明は作業におい
て、高価なドリルプレートの使用を排し、かつ機械化、
自動化を推進することを目的とするものである。
にその法線方向を検出する方法を提供し、もって工作用
ロボット又は専用装置化によるドリル穴明は作業におい
て、高価なドリルプレートの使用を排し、かつ機械化、
自動化を推進することを目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
斯かる目的を達成する本発明の法線検出方法に係る構成
は複数の検出素子が先端面に放射状に配置された内筒に
対し、検出素子を具えた２つの突出部が先端面に対称に
配置された外筒が摺動自在かつ回転自在に嵌着されてな
る法線検出治具を用いて任意曲面の法線方向を求める方
法において、前記内筒先端面を任意曲面に当接させ、該
内筒先端面のうち任意曲面と接触する２点を放射状に配
置された前記検出素子により検知した後、該２点を結ぶ
方向に対し前記外筒先端面の２つの突出部を結ぶ方向が
直角となるように外筒を回転させ、更に２つの突出部が
任意曲面に接触したことが突出部に具えられた検出素子
により検知されるまで外筒を任意曲面に押し付けろこと
により、当該内筒及び外筒を任意曲面の法線方向と同軸
とすることを特徴とする。
は複数の検出素子が先端面に放射状に配置された内筒に
対し、検出素子を具えた２つの突出部が先端面に対称に
配置された外筒が摺動自在かつ回転自在に嵌着されてな
る法線検出治具を用いて任意曲面の法線方向を求める方
法において、前記内筒先端面を任意曲面に当接させ、該
内筒先端面のうち任意曲面と接触する２点を放射状に配
置された前記検出素子により検知した後、該２点を結ぶ
方向に対し前記外筒先端面の２つの突出部を結ぶ方向が
直角となるように外筒を回転させ、更に２つの突出部が
任意曲面に接触したことが突出部に具えられた検出素子
により検知されるまで外筒を任意曲面に押し付けろこと
により、当該内筒及び外筒を任意曲面の法線方向と同軸
とすることを特徴とする。
く作 用〉
本発明の作用について第１図〜第３図に基づいて説明す
る。
る。
同図に示されるように、先端面の平坦な内筒１を任意曲
面３に当接させると、内筒１の先端面は任意曲面３に面
接触するのではなく、対称な２点Ｂ、Ｂ’において接触
する。これは、２点Ｂ、Ｂ’を結ぶ方向Ｙ −Ｙ’にお
ける任意曲面３の曲率半径Ｐ、が、その内筒１の当接し
た地点における任意曲面３の各方向の曲率半径のうち最
大であるからである。従って、内筒１は任意曲面３の方
向Ｙ −Ｙ’についての法線方向に対し同軸となるもの
の（第３図参照）、方向Ｙ −Ｙ’に対し直角な方向ｘ
−ｘ’における法線方向に対し同軸となるとは限らな
い。そこで、内筒１に外筒２を同軸に嵌着し、外筒２の
先端面で対称に等しく突出した２箇所の突出部２ａ、２
ｂを、任意曲面３の方向ｘ −ｘ’における点Ａ、Ａ’
で接触させろこととする。このようにすると、外筒２は
任意曲面３の方向ｘ −ｘ’についての法線方向に対し
同軸となるから、結局、内筒１及び外筒２が方向Ｘ−Ｘ
’、Ｙ−Ｙ’の交差点における任意曲面３の法線方向ｚ
−ｚ’と同軸となることとなる。
面３に当接させると、内筒１の先端面は任意曲面３に面
接触するのではなく、対称な２点Ｂ、Ｂ’において接触
する。これは、２点Ｂ、Ｂ’を結ぶ方向Ｙ −Ｙ’にお
ける任意曲面３の曲率半径Ｐ、が、その内筒１の当接し
た地点における任意曲面３の各方向の曲率半径のうち最
大であるからである。従って、内筒１は任意曲面３の方
向Ｙ −Ｙ’についての法線方向に対し同軸となるもの
の（第３図参照）、方向Ｙ −Ｙ’に対し直角な方向ｘ
−ｘ’における法線方向に対し同軸となるとは限らな
い。そこで、内筒１に外筒２を同軸に嵌着し、外筒２の
先端面で対称に等しく突出した２箇所の突出部２ａ、２
ｂを、任意曲面３の方向ｘ −ｘ’における点Ａ、Ａ’
で接触させろこととする。このようにすると、外筒２は
任意曲面３の方向ｘ −ｘ’についての法線方向に対し
同軸となるから、結局、内筒１及び外筒２が方向Ｘ−Ｘ
’、Ｙ−Ｙ’の交差点における任意曲面３の法線方向ｚ
−ｚ’と同軸となることとなる。
尚、内＠１が任意曲面３に接触する２点Ｂ。
Ｂ′は一般に未知であるから、本発明においては内筒１
の先端面に複数の検出素子を放射状に配置してこれを検
知するようにしている。
の先端面に複数の検出素子を放射状に配置してこれを検
知するようにしている。
また、外筒２の２つの突出部２ａ、２ｂが任意曲面に確
実に接触したことが判るように、突出部には各々検出素
子が具えられている。
実に接触したことが判るように、突出部には各々検出素
子が具えられている。
く実 施 例〉
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。第４図
及び第５図に本発明に使用する法線検出治具の１例を示
す。第４図に内筒１の先端面を示すように、透明アクリ
ルなどのプラスチック絶縁材からなる内筒１の先端面に
（よ、検出素子の１例として電気的接触端子４〜１９（
計１６個）が放射状に埋設されている。この電気的接触
端子４〜１９のうち対称なもの、例えば第４図中に示さ
れるように、端子８，１６は電源２０及び′ランプ２１
を介して電気的に接続されている。従って、内筒１を導
体である被加工物の任意曲面に当接させると、任意曲面
に接触した点における２つの接触端子４〜１９が相互に
電気的に接続されて回路が閉じ、ランプが点灯していず
れかの方向で接触したか検知できることとなる。
及び第５図に本発明に使用する法線検出治具の１例を示
す。第４図に内筒１の先端面を示すように、透明アクリ
ルなどのプラスチック絶縁材からなる内筒１の先端面に
（よ、検出素子の１例として電気的接触端子４〜１９（
計１６個）が放射状に埋設されている。この電気的接触
端子４〜１９のうち対称なもの、例えば第４図中に示さ
れるように、端子８，１６は電源２０及び′ランプ２１
を介して電気的に接続されている。従って、内筒１を導
体である被加工物の任意曲面に当接させると、任意曲面
に接触した点における２つの接触端子４〜１９が相互に
電気的に接続されて回路が閉じ、ランプが点灯していず
れかの方向で接触したか検知できることとなる。
一方、第５図に外筒２の先端面を示すように、内筒１と
同材料からなる外筒１の先端面には、電気的接触端子２
２．２３を具えた突出部２ａ、２ｂが対称に配置され、
端子２２゜２３は電源２４及びランプ２５を介して電気
的に接続されている。従って、外筒２の突出部２ａ、２
ｂが導体である被加工物の任意曲面に当接すると、電気
的接触端子２２．２３が電気的に接続されて回路が閉じ
、ランプ２５が点灯して突出部２ｍ、２ｂが接触したこ
とが検知できることとなる。
同材料からなる外筒１の先端面には、電気的接触端子２
２．２３を具えた突出部２ａ、２ｂが対称に配置され、
端子２２゜２３は電源２４及びランプ２５を介して電気
的に接続されている。従って、外筒２の突出部２ａ、２
ｂが導体である被加工物の任意曲面に当接すると、電気
的接触端子２２．２３が電気的に接続されて回路が閉じ
、ランプ２５が点灯して突出部２ｍ、２ｂが接触したこ
とが検知できることとなる。
上記構成の内筒１及び外筒２を摺動自在かつ回転自在に
嵌着させてなる法線検出治具は次の様に使用する。
嵌着させてなる法線検出治具は次の様に使用する。
まず、航空機機体等の任意曲面に内筒１を当接させる。
内筒１の接触する２点を結ぶ方向はランプの点灯により
検知される。次に、この２点を結ぶ方向に対して外筒２
の突出部２ａ、２ｂを結ぶ方向が直角となるように外筒
２を回転させる。この後、ランプ２５が点灯するまで、
外筒２を任意曲面に押し付けろことにより、内筒１及び
外筒２を任意曲面の法線方向に対して同軸とする。そし
て、乙の内筒１及び外筒２と同軸にドリルを配置して穴
明は作業を行う。
検知される。次に、この２点を結ぶ方向に対して外筒２
の突出部２ａ、２ｂを結ぶ方向が直角となるように外筒
２を回転させる。この後、ランプ２５が点灯するまで、
外筒２を任意曲面に押し付けろことにより、内筒１及び
外筒２を任意曲面の法線方向に対して同軸とする。そし
て、乙の内筒１及び外筒２と同軸にドリルを配置して穴
明は作業を行う。
尚、上記実施例においては、検出素子の一例として電気
的接触端子を用いたが、これに限らず非接触型位置セン
サを用いることもできる。また、上記実施例では内筒１
を外筒２の内側に嵌着していたが、これに限らず内筒１
を外筒２の外側に嵌着するようにしても良い。
的接触端子を用いたが、これに限らず非接触型位置セン
サを用いることもできる。また、上記実施例では内筒１
を外筒２の内側に嵌着していたが、これに限らず内筒１
を外筒２の外側に嵌着するようにしても良い。
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
方法によれば任意曲面に対する法線方向を簡単に検出す
ることができるので、本発明方法により部材とドリル穴
軸との直角度を検出すれば、従来目視によりドリル軸方
向を設定していた場合に比べ正確かつ確実となり、また
高価なドリルプレートが不要となって組立治工具の大幅
な低減となるばかりか、今後の機械化、自動化の進展に
大きく寄与する。
方法によれば任意曲面に対する法線方向を簡単に検出す
ることができるので、本発明方法により部材とドリル穴
軸との直角度を検出すれば、従来目視によりドリル軸方
向を設定していた場合に比べ正確かつ確実となり、また
高価なドリルプレートが不要となって組立治工具の大幅
な低減となるばかりか、今後の機械化、自動化の進展に
大きく寄与する。
第１図は本発明方法に使用する内筒及び外筒を任意曲面
へ当接させた状態を示す斜視図、第２図、第３図は各々
第１図中のｘ −ｘ’線断面図、Ｙ−Ｙ’線断面図、第
４図、第５図は各々本発明に使用する内筒、外筒の一例
を示す先端面図である。 図面中、 １は内筒、 ２は外筒、 ２ａ、２ｂは突出部、 ３は任意曲面、 ４〜１９，２２．２３は電気的接触端子、２０．２４は
電源、 ２１．２５はランプである。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
へ当接させた状態を示す斜視図、第２図、第３図は各々
第１図中のｘ −ｘ’線断面図、Ｙ−Ｙ’線断面図、第
４図、第５図は各々本発明に使用する内筒、外筒の一例
を示す先端面図である。 図面中、 １は内筒、 ２は外筒、 ２ａ、２ｂは突出部、 ３は任意曲面、 ４〜１９，２２．２３は電気的接触端子、２０．２４は
電源、 ２１．２５はランプである。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 複数の検出素子が先端面に放射状に配置された内筒に対
し、検出素子を具えた２つの突出部が先端面に対称に配
置された外筒が摺動自在かつ回転自在に嵌着されてなる
法線検出治具を用いて任意曲面の法線方向を求める方法
において、前記内筒先端面を任意曲面に当接させ、該内
筒先端面のうち任意曲面と接触する２点を放射状に配置
された前記検出素子により検知した後、該２点を結ぶ方
向に対し前記外筒先端面の２つの突出部を結ぶ方向が直
角となるように外筒を回転させ、更に２つの突出部が任
意曲面に接触したことが突出部に具えられた検出素子に
より検知されるまで外筒を任意曲面に押し付けることに
より、当該内筒及び外筒を任意曲面の法線方向と同軸と
することを特徴とする法線検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10927385A JPS61269002A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 法線検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10927385A JPS61269002A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 法線検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269002A true JPS61269002A (ja) | 1986-11-28 |
Family
ID=14505989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10927385A Pending JPS61269002A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 法線検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61269002A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523959A (ja) * | 2007-04-03 | 2010-07-15 | ストレステック，オウ | ゴニオメータ |
| WO2013121595A1 (ja) | 2012-02-15 | 2013-08-22 | 三菱重工業株式会社 | 法線検出方法、法線検出装置および法線検出機能を備えた加工機 |
| EP2634527A1 (en) | 2012-02-29 | 2013-09-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Normal-line detection method, normal-line detection device, and machine tool having normal line detection function |
| CN107883850A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-06 | 中车眉山车辆有限公司 | 铁路货车上作用车钩三连杆式上锁销组成预制张角检测装置及检测方法 |
| CN109141199A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-04 | 衡阳市振洋汽车配件有限公司 | 端盖耳环件对称度检具 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP10927385A patent/JPS61269002A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523959A (ja) * | 2007-04-03 | 2010-07-15 | ストレステック，オウ | ゴニオメータ |
| WO2013121595A1 (ja) | 2012-02-15 | 2013-08-22 | 三菱重工業株式会社 | 法線検出方法、法線検出装置および法線検出機能を備えた加工機 |
| US10132624B2 (en) | 2012-02-15 | 2018-11-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Normal detection method, normal detection device, and machining machine provided with normal detection function |
| EP2634527A1 (en) | 2012-02-29 | 2013-09-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Normal-line detection method, normal-line detection device, and machine tool having normal line detection function |
| US9619433B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-04-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Normal-line detection method, normal-line detection device, and machine tool having normal-line detection function |
| CN107883850A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-06 | 中车眉山车辆有限公司 | 铁路货车上作用车钩三连杆式上锁销组成预制张角检测装置及检测方法 |
| CN107883850B (zh) * | 2017-12-15 | 2024-03-08 | 中车眉山车辆有限公司 | 铁路货车上作用车钩三连杆式上锁销组成预制张角检测装置及检测方法 |
| CN109141199A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-04 | 衡阳市振洋汽车配件有限公司 | 端盖耳环件对称度检具 |
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