JP2004130874A - 鉄道用台車枠の寸法測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】大型の構造部材である鉄道用台車枠の成形素材を３次元で測定し、パソコン上で設計モデルと比較して良否を判断し、機械加工機への取付基準点をケガク。
【解決手段】図は、鉄道用台車枠を３次元で測定した結果をパソコン上にプロットして得た測定モデルＳ１と鉄道用台車枠の設計モデルＭ１を示す。測定モデルＳ１を設計モデルＭ１に近づける処理をしてフィットモデルへ変換し、設計モデルに重ねて形状精度の比較を行い、良否を判定する。良品と判定された成形素材に機械加工機への取付基準点をケガク。
【選択図】 図３
【解決手段】図は、鉄道用台車枠を３次元で測定した結果をパソコン上にプロットして得た測定モデルＳ１と鉄道用台車枠の設計モデルＭ１を示す。測定モデルＳ１を設計モデルＭ１に近づける処理をしてフィットモデルへ変換し、設計モデルに重ねて形状精度の比較を行い、良否を判定する。良品と判定された成形素材に機械加工機への取付基準点をケガク。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道用台車枠の寸法測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用台車枠は、鋼板をプレス加工した部材やパイプ部材等を溶接手段により接合して略Ｈ字形状の枠体を構成し、必要個所に機械加工を施して製品を作成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この機械加工に先立って、鉄道用台車枠素材を定盤上に載置して、加工個所を指定するためのケガキ作業を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、鉄道用台車枠素材は、大型の構造物であって、部材を溶接により組立てているために、部材の歪等も発生しやすく、ケガキ作業によっても、機械加工の削り代の有無や、削り寸法等を確認しにくい素材となっている。
【０００５】
そこで本発明は、鉄道用台車枠成形素材を測定装置により測定し、測定結果を鉄道用台車枠の３Ｄモデルに重ね合わせて最適化を図る。そして、この結果を鉄道用台車枠成形素材のＣＡＤモデルに置きかえて、製品の加工形状のＣＡＤモデルと比較して、削り代を自動的に確認することで、上述した従来の不具合を解消するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
鉄道用台車枠の成形素材を３次元方向から測定する工程と、測定結果をプロットして成形素材の測定モデルを作成する工程と、測定モデルを処理して鉄道用台車枠の設計モデルに最も近似するフィットモデルへ変換する工程と、フィットモデルと設計モデルの形状精度を比較する工程と、形状精度が満足されていることに応じて成形素材に機械加工機への取付基準点をケガク工程とを備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施する鉄道用台車枠成形素材の形状を示す斜視図である。
【０００８】
全体を符号１で示す成形素材は、平行に配設される２本の部材１０，２０を２本のパイプ状部３０，４０で連結した構造を有する。
【０００９】
第１の部材１０の両端部には、機械加工が施される機械加工部１２，１４が設けられる。第２の部材２０の両端部にも、機械加工が施される機械加工部２２，２４が設けられる。鉄道用台車枠成形素材は、その他にも機械加工部が設けられている。
【００１０】
図２は、本発明の測定方法に使用される測定装置の概要を示す斜視図である。
【００１１】
全体を符号１００で示す測定装置は、鉄道用台車枠成形素材１を載置する固定テーブル１１０を有する。固定テーブル１１０の外側には、対向する１対の門形フレーム１２０，１３０が立設され、この門形フレームに案内される走行レール１４０が取付けられる。走行レール１４０上には、サドル１５０が走行自在に搭載され、サドル１５０に対して昇降自在に測定ヘッド１６０が取付けられる。
【００１２】
この測定ヘッド１６０は、軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って３次元に移動自在に制御される。測定ヘッド１６０は、測定対象の鉄道用台車枠成形素材１に接触、又は非接触で成形素材の各点の座標位置を検出する。
【００１３】
図３は、３次元測定装置１００により測定された測定結果をプロットした測定モデルＳ１を破線で示したものである。図３の実線で描かれたモデルＭ１は、鉄道用台車枠の設計形状を示すＣＡＤモデルである。
【００１４】
この測定モデルＳ１は、設計モデルＭ１とは当然にズレて表示される。
【００１５】
このズレの原因は、測定モデルの元である成形素材自体の精度誤差と、固定テーブル１１０上へ載置したときの姿勢による誤差が合成されることにある。
【００１６】
そこで、図４に示すように、この測定モデルＳ１が設計モデルＭ１に最も近づくように、最小２乗法等のデータ処理を施して、ベストフィットやベストマッチと呼ばれるフィットモデルＦ１（点線で示す）を作成する。
【００１７】
図５は、このフィットモデルＦ１を設計モデルＭ１に重ね合わせた状態を示す。設計モデルＭ１上の機械加工部１２Ｍ１，１４Ｍ１，２２Ｍ１，２４Ｍ１はそれぞれ斜線を付した部分である。これらの機械加工部の全てが、フィットモデルＦ１上の対応する機械加工部１２Ｆ１，１４Ｆ１，２２Ｆ１，２４Ｆ１に包含されていれば、成形素材は機械加工部に削り代が確保されていることとなる。
【００１８】
機械加工部以外の部材の形状精度は、予め定めた誤差寸法差以内であることも検査項目となる。
【００１９】
これらの検査項目が満足されれば、この鉄道用台車枠成形素材は、合格品として判断される。
【００２０】
そして、レーザポインタ等の指示装置を使用して、成形素材の機械加工部に加工機にセットするための基準点等の必要なケガキを施す。
【００２１】
機械加工部の削り代が不足したり、部材の形状誤差が所定の値を満足していないときには、成形素材を前工程へ戻し、必要な矯正や手直しを施す。
【００２２】
図６は本発明の処理のフロー図である。
【００２３】
ステップＳ１０でスタートした処理は、ステップＳ１１で鉄道用台車枠成形素材を測定装置のテーブル上にセットする。ステップＳ１２で成形素材の各点の座標位置を測定し、ステップＳ１３でこれらの測定点をプロットして測定モデルを作成する。ステップＳ１４で測定モデルを設計モデルに最も重なり合うように最小２乗法等により処理して、フィットモデルへ変換する。
【００２４】
ステップＳ１５でフィットモデルと設計モデルとを形状比較する。
【００２５】
ステップＳ１６で形状精度が所定の誤差以内かをチェックして、満足しなければ、ステップＳ１８へ移り、成形素材に矯正、手直し等を施して、ステップＳ１１へ戻る。
【００２６】
ステップＳ１６で測定結果が満足されるものであれば、ステップＳ１７へ移り、レーザポインタ等により、成形素材に機械加工機への取付用基準点等の必要な指示をケガキ、ステップＳ２０で処理を終了し、機械加工等の後工程へ移る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように、大型の部材をプレス加工と溶接により組立ててつくられる鉄道用台車枠の成形素材を３次元測定し、測定結果から得られる測定モデルを処理して、鉄道用台車枠の設計モデルに最も近似するフィットモデルを作成する。そして、このフィットモデルと設計モデルの形状精度を比較して、成形モデルの良否を判断する。測定モデルの作成から良否の判断はパソコン上で実行される。
【００２８】
その後に、成形素材に機械加工機の取付用基準点をケガクので、後処理である機械加工の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する鉄道用台車枠の斜視図。
【図２】鉄道用車両枠成形素材の測定を示す斜視図。
【図３】成形素材の測定モデルの平面図。
【図４】測定モデルをフィットモデルへ変換する説明図。
【図５】フィットモデルと設計モデルを比較する説明図。
【図６】本発明による処理のフロー図。
【符号の説明】
１ 鉄道用車両枠
１０ 第１の部材
１２、１４ 機械加工部
２０ 第２の部材
２２，２４ 機械加工部
Ｓ１ 測定モデル
Ｆ１ フィットモデル
Ｍ１ 設計モデル
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道用台車枠の寸法測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用台車枠は、鋼板をプレス加工した部材やパイプ部材等を溶接手段により接合して略Ｈ字形状の枠体を構成し、必要個所に機械加工を施して製品を作成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この機械加工に先立って、鉄道用台車枠素材を定盤上に載置して、加工個所を指定するためのケガキ作業を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、鉄道用台車枠素材は、大型の構造物であって、部材を溶接により組立てているために、部材の歪等も発生しやすく、ケガキ作業によっても、機械加工の削り代の有無や、削り寸法等を確認しにくい素材となっている。
【０００５】
そこで本発明は、鉄道用台車枠成形素材を測定装置により測定し、測定結果を鉄道用台車枠の３Ｄモデルに重ね合わせて最適化を図る。そして、この結果を鉄道用台車枠成形素材のＣＡＤモデルに置きかえて、製品の加工形状のＣＡＤモデルと比較して、削り代を自動的に確認することで、上述した従来の不具合を解消するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
鉄道用台車枠の成形素材を３次元方向から測定する工程と、測定結果をプロットして成形素材の測定モデルを作成する工程と、測定モデルを処理して鉄道用台車枠の設計モデルに最も近似するフィットモデルへ変換する工程と、フィットモデルと設計モデルの形状精度を比較する工程と、形状精度が満足されていることに応じて成形素材に機械加工機への取付基準点をケガク工程とを備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施する鉄道用台車枠成形素材の形状を示す斜視図である。
【０００８】
全体を符号１で示す成形素材は、平行に配設される２本の部材１０，２０を２本のパイプ状部３０，４０で連結した構造を有する。
【０００９】
第１の部材１０の両端部には、機械加工が施される機械加工部１２，１４が設けられる。第２の部材２０の両端部にも、機械加工が施される機械加工部２２，２４が設けられる。鉄道用台車枠成形素材は、その他にも機械加工部が設けられている。
【００１０】
図２は、本発明の測定方法に使用される測定装置の概要を示す斜視図である。
【００１１】
全体を符号１００で示す測定装置は、鉄道用台車枠成形素材１を載置する固定テーブル１１０を有する。固定テーブル１１０の外側には、対向する１対の門形フレーム１２０，１３０が立設され、この門形フレームに案内される走行レール１４０が取付けられる。走行レール１４０上には、サドル１５０が走行自在に搭載され、サドル１５０に対して昇降自在に測定ヘッド１６０が取付けられる。
【００１２】
この測定ヘッド１６０は、軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って３次元に移動自在に制御される。測定ヘッド１６０は、測定対象の鉄道用台車枠成形素材１に接触、又は非接触で成形素材の各点の座標位置を検出する。
【００１３】
図３は、３次元測定装置１００により測定された測定結果をプロットした測定モデルＳ１を破線で示したものである。図３の実線で描かれたモデルＭ１は、鉄道用台車枠の設計形状を示すＣＡＤモデルである。
【００１４】
この測定モデルＳ１は、設計モデルＭ１とは当然にズレて表示される。
【００１５】
このズレの原因は、測定モデルの元である成形素材自体の精度誤差と、固定テーブル１１０上へ載置したときの姿勢による誤差が合成されることにある。
【００１６】
そこで、図４に示すように、この測定モデルＳ１が設計モデルＭ１に最も近づくように、最小２乗法等のデータ処理を施して、ベストフィットやベストマッチと呼ばれるフィットモデルＦ１（点線で示す）を作成する。
【００１７】
図５は、このフィットモデルＦ１を設計モデルＭ１に重ね合わせた状態を示す。設計モデルＭ１上の機械加工部１２Ｍ１，１４Ｍ１，２２Ｍ１，２４Ｍ１はそれぞれ斜線を付した部分である。これらの機械加工部の全てが、フィットモデルＦ１上の対応する機械加工部１２Ｆ１，１４Ｆ１，２２Ｆ１，２４Ｆ１に包含されていれば、成形素材は機械加工部に削り代が確保されていることとなる。
【００１８】
機械加工部以外の部材の形状精度は、予め定めた誤差寸法差以内であることも検査項目となる。
【００１９】
これらの検査項目が満足されれば、この鉄道用台車枠成形素材は、合格品として判断される。
【００２０】
そして、レーザポインタ等の指示装置を使用して、成形素材の機械加工部に加工機にセットするための基準点等の必要なケガキを施す。
【００２１】
機械加工部の削り代が不足したり、部材の形状誤差が所定の値を満足していないときには、成形素材を前工程へ戻し、必要な矯正や手直しを施す。
【００２２】
図６は本発明の処理のフロー図である。
【００２３】
ステップＳ１０でスタートした処理は、ステップＳ１１で鉄道用台車枠成形素材を測定装置のテーブル上にセットする。ステップＳ１２で成形素材の各点の座標位置を測定し、ステップＳ１３でこれらの測定点をプロットして測定モデルを作成する。ステップＳ１４で測定モデルを設計モデルに最も重なり合うように最小２乗法等により処理して、フィットモデルへ変換する。
【００２４】
ステップＳ１５でフィットモデルと設計モデルとを形状比較する。
【００２５】
ステップＳ１６で形状精度が所定の誤差以内かをチェックして、満足しなければ、ステップＳ１８へ移り、成形素材に矯正、手直し等を施して、ステップＳ１１へ戻る。
【００２６】
ステップＳ１６で測定結果が満足されるものであれば、ステップＳ１７へ移り、レーザポインタ等により、成形素材に機械加工機への取付用基準点等の必要な指示をケガキ、ステップＳ２０で処理を終了し、機械加工等の後工程へ移る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように、大型の部材をプレス加工と溶接により組立ててつくられる鉄道用台車枠の成形素材を３次元測定し、測定結果から得られる測定モデルを処理して、鉄道用台車枠の設計モデルに最も近似するフィットモデルを作成する。そして、このフィットモデルと設計モデルの形状精度を比較して、成形モデルの良否を判断する。測定モデルの作成から良否の判断はパソコン上で実行される。
【００２８】
その後に、成形素材に機械加工機の取付用基準点をケガクので、後処理である機械加工の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する鉄道用台車枠の斜視図。
【図２】鉄道用車両枠成形素材の測定を示す斜視図。
【図３】成形素材の測定モデルの平面図。
【図４】測定モデルをフィットモデルへ変換する説明図。
【図５】フィットモデルと設計モデルを比較する説明図。
【図６】本発明による処理のフロー図。
【符号の説明】
１ 鉄道用車両枠
１０ 第１の部材
１２、１４ 機械加工部
２０ 第２の部材
２２，２４ 機械加工部
Ｓ１ 測定モデル
Ｆ１ フィットモデル
Ｍ１ 設計モデル
Claims (1)
- 鉄道用台車枠の成形素材を３次元方向から測定する工程と、測定結果をプロットして成形素材の測定モデルを作成する工程と、測定モデルを処理して鉄道用台車枠の設計モデルに最も近似するフィットモデルへ変換する工程と、フィットモデルと設計モデルの形状精度を比較する工程と、形状精度が満足されていることに応じて成形素材に機械加工機への取付基準点をケガク工程とを備える鉄道用台車枠の寸法測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295664A JP2004130874A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 鉄道用台車枠の寸法測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295664A JP2004130874A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 鉄道用台車枠の寸法測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004130874A true JP2004130874A (ja) | 2004-04-30 |
Family
ID=32285843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002295664A Pending JP2004130874A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 鉄道用台車枠の寸法測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004130874A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015820A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車 |
| KR100896952B1 (ko) | 2007-12-21 | 2009-05-14 | 한국기계연구원 | 철도차량 대차프레임 시험장치 |
| JP2016205909A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の製造方法、計測装置及び計測方法 |
| JP2020082764A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 川崎重工業株式会社 | 構造物の製造方法 |
| WO2023089764A1 (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 株式会社日立製作所 | 溶接部の検査方法および検査装置 |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002295664A patent/JP2004130874A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015820A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車 |
| KR100896952B1 (ko) | 2007-12-21 | 2009-05-14 | 한국기계연구원 | 철도차량 대차프레임 시험장치 |
| JP2016205909A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の製造方法、計測装置及び計測方法 |
| JP2020082764A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 川崎重工業株式会社 | 構造物の製造方法 |
| JP7169168B2 (ja) | 2018-11-15 | 2022-11-10 | 川崎車両株式会社 | 構造物の製造方法 |
| WO2023089764A1 (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 株式会社日立製作所 | 溶接部の検査方法および検査装置 |
| JP7332821B1 (ja) * | 2021-11-19 | 2023-08-23 | 株式会社日立製作所 | 溶接部の検査方法および検査装置 |
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