JP2013117486A - 車体寸法計測装置及び車体寸法計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発射光を照射するステップから最大車幅計測値を出力するまでのステップ(ST05)は、アライメント測定装置によりアライメントを計測するステップ(ST04)と並列して実施するため、車幅測定のための作業時間を単独で確保する必要はない。すなわち、アライメント測定中に、最大車幅を特定することができるため、完成品検査時間を延長する必要はなく、生産性の低下を防止することができる。
【選択図】図8
Description
図14は従来の車幅計測装置の基本構成を説明する図であり、車体101の一側方に一方のレーザ距離計102Lが配置され、このレーザ距離計102Lからレーザ光103Lを上下に角度θだけ振りながら車体101までの距離を求め、同時に、車体101の他側方に他方のレーザ距離計102Rが配置され、このレーザ距離計102Rから上下にレーザ光103Rを振りながら車体101までの距離を求める。
2つのレーザ距離計102L、102Rの間隔がDであり、車体101までの距離L1(n)と距離L2(n)が演算されるため、差し引き計算により、車幅W(n)が求められる。nはデータの数を示し、莫大な数になる。
集積した莫大な数のデータ群W(n)の中から、最大値を選び最大車幅を特定する。レーザ距離計を採用したので、自動化が図れる。
したがって、特許文献1のようにレーザ距離計102L、102Rを固定してレーザ光103L、103Rを上下に振ると、得られる反射光の強度が大きく変動する。反射光が弱いと、外乱との区別が難しくなる。反射光の大きな変動や外乱に対応させるために、高性能で高価な分析回路を含む制御・演算部が必須となる。
そのため、車幅計測装置が高価になる。
特に、車両製造ラインなどでは、測定時間が短くて生産性を向上し、且つ測定精度が高い装置が望まれる。
前記車体の両側方に対をなして配置され前記車体の両側方へレーザの発射光を照射し、反射光を入力して幾何学的に前記車体までの距離を演算することができるレーザ変位計と、
前記レーザ変位計を上下に移動させる変位計昇降機構と、
上下に移動する前記変位計昇降機構から前記車体との距離情報を取得して前記車体の車幅を求め、求めた車幅から最大車幅を選択し、前記レーザ変位計を前記最大車幅位置へ移し、その位置で改めて取得した複数個の車幅情報を平均し、この平均値を最大車幅計測値として出力する制御・演算部と、
からなることを特徴とする。
前記発射光を照射するステップから最大車幅計測値を出力するまでのステップは、前記アライメント測定装置によりアライメントを計測するステップと並列して実施することを特徴とする。
車体が、停止した状態で振動するような状態であっても、複数個の車幅情報を取得し、これらを平均値化することで、最大車幅計測値を得ることができる。すなわち、本発明によれば車体が振動している環境下での車幅計測が可能となり、例えば、他の完成品検査を実施することと並行して車幅計測が行える。他の検査の時間内に車幅計測を行えば、車幅計測に起因して生産時間を延ばす必要がないため、生産性を高めることができる。
反射光の強さは、車体の色によっても変化する。白は強く、黒は弱くなる。仮に、色に応じて受光量に対する感度を調整するようにすると、制御・演算部が高価になる。
本発明では、レーザ変位計の光軸を俯角にすることで、対応する。結果、制御・演算部が高価になる心配はない。
後輪アライメントと前輪アライメントとを順次実施するため、アライメント測定時間は比較的長くなる。この比較的長い時間内に、最大車幅計測値を出力することができる。
最大車幅計測値を出力することに加えて、ホイールアーチの垂直高さを求めることができるため、車体寸法計測装置の付加価値を高めることができる。
車幅測定のための作業時間を単独で確保する必要はない。すなわち、アライメント測定中に、最大車幅を特定することができるため、完成品検査時間を延長する必要はなく、生産性の低下を防止することができる。
アライメント測定装置は、各種の形態が実用化されている。その一例を図1に示す。
前輪21L、21Rを正対機構14L、14Rで押すことにより、車体20の前部をセンターリングし、後輪22L、22Rを正対機構18L、18Rで押すことにより、車体20の後部をセンターリングする。このセンターリングを正対と呼ぶ。
同様に、前輪角度検出機構15L、15Rを前輪21L、21Rに当て、前輪21L、21Rのトー角を測定し、得られたトー角が所定値又は所定範囲から外れているときには、トー角を調節する。
また、ねじ軸38はボールねじ軸が好適である。サーボモータ39は回転角度や回転量や回転方向を精密に制御することができる制御モータである。
スライダ42に取付けられるレーザ変位計50の詳細は図3で説明する。
鏡面以外の面では光は乱反射される。車体20の塗装面は色の種類に拘わらず乱反射面に位置づけられる。
車体20が投光レンズ52に近いところにある場合には、発射光57が当たる点P1と、受光レンズ53の中心とを結ぶ線上を反射光59が進み、第5番素子54eに受光される。
レーザ発射部51、投光レンズ52、受光レンズ53及び光位置検出素子54は、相対位置が固定されていて、位置座標は既知である。そのため、受光素子54a〜54fの何れに受光されているかが定まれば、幾何学的に車体20の位置が求められる。
図6(a)に示すように、車体20の鉛直面へ水平に発射光57を照射する。すると(b)に示すように、鉛直面での光模様は、径がd1の正円になる。
感度はそのままとし、実験02では、対象物の色を「白」に変更した。白は黒に比べて反射率が格段に大きいため、受光量が「過多」となり、距離の検出に支障が出た。
感度はそのままとし、実験04では、対象物の色を「黒」に変更した。黒は白に比べて反射率が格段に小さいため、受光量が「不足」し、距離の検出に支障が出た。
そこで、本発明では次に述べる対策を講じることにした。
そして、車体20の鉛直面へ発射光57を照射する。すると(b)に示すように、鉛直面での光模様は、長径がd1で短径がd2(d2<d1)の横長の楕円になった。径がd1の正円に比較して楕円は面積が半減する。
光面の面積が反射光の強度に相関するため、俯角αが大きいほど反射光の強度が小さく(弱く)なると推定される。
黒に感度調整してあるため、実験09、実験10では受光量が「過多」であった。
一方、俯角αが40°である実験11及び俯角αが60°である実験12では、受光量は「適」であった。
ところで、車体の色は、黒、白の他に、青、赤、アイボリーがある。そこで、青、赤、アイボリーを含めて、俯角αと受光量の関係を調べた。結果を表3に示す。
第4行の「青」については、実験の結果、「黒」とほぼ同じ結果が得られた。
第5行の「赤」については、実験の結果、「白」とほぼ同じ結果が得られた。
第6行の「アイボリー」については、実験の結果、「赤」と同じ結果が得られた。
図8に示すように、アライメント測定装置に車体を導入する(ST01)。
次に、正対機構により車体のセンターリングを実施する(ST02)。
次に、必要な場合のみ、レーザ変位計の車体長手方向位置を調整する(ST03)。
図9に示すように、車体へレーザの発射光を照射する(ST051)。もし、レーザ変位計が最下位置にないときには、ST052及びST053により、レーザ変位計を最下位置へ移動させる。
そして、高さ0.1mm上昇毎に、レーザ長さを測定する(ST054)。
実施例では0.1mmとしたが、この値を変更することは差し支えない。
制御・演算部60は、高さHL〜HHまでレーザ変位計50を上昇させ、0.1mm上昇毎に、レーザ長さLを検出する。
レーザ変位計を上昇させると、実線で示す発射光57が、ホイールアーチ23Lに当たる。想像線で示すレーザ長さに比較して、実線で示すレーザ長さは大幅に短い。すなわち、レーザ長さが急変する。
具体的には、レーザ変位計の高さHr及び俯角αは決まった値である。ホイールアーチ23Lの垂直高さHaは、(Hr−L・sinα)の算式により、求まる。この演算は制御・演算部で実施する。
図11の形態から、継続してレーザ変位計は上昇させる。
そして、図12に示すように、L値に基づいて車幅Wを演算する。具体的には、左右のレーザ変位計の間隔Drは固定値であり、既知である。すると、車幅Wは、(Dr−2・L・cosα)の算式により、求まる。この演算は制御・演算部で実施する。
レーザ変位計が最上位置に達したら、蓄積したW値中から、最大のW値を特定し、特定したW値に対応するレーザ変位計の高さを特定する(ST059)。
そこで、本発明では、図13(b)に示すように、100個の車幅Wの平均値(算術平均値)Waveを求め、このWaveを最大車幅計測値として出力する。
図8において、発射光を照射するステップから最大車幅計測値を出力するまでのステップは、アライメント測定装置によりアライメントを計測するステップと並列して実施するため、車幅測定のための作業時間を単独で確保する必要はない。すなわち、アライメント測定中に、最大車幅を特定することができるため、完成品検査時間を延長する必要はなく、生産性の低下を防止することができる。
また、アライメント測定装置及び変位計昇降機構は、実施例の構成に限定されるものではなく、同一の作用を行うことができるものであれば、構造を変更することは差し支えない。
Claims (5)
- 検査対象物である車体の寸法を計測する車体寸法計測装置において、
前記車体の両側方に対をなして配置され前記車体の両側方へレーザの発射光を照射し、反射光を入力して幾何学的に前記車体までの距離を演算することができるレーザ変位計と、
前記レーザ変位計を上下に移動させる変位計昇降機構と、
上下に移動する前記変位計昇降機構から前記車体との距離情報を取得して前記車体の車幅を求め、求めた車幅から最大車幅を選択し、前記レーザ変位計を前記最大車幅位置へ移し、その位置で改めて取得した複数個の車幅情報を平均し、この平均値を最大車幅計測値として出力する制御・演算部と、
からなることを特徴とする車体寸法計測装置。 - 前記レーザ変位計は、前記反射光の受光量を制限するために、光軸が水平軸に対して所定の俯角を保つように斜めに前記変位計昇降機構に取付けられていることを特徴とする請求項1記載の車体寸法計測装置。
- 請求項1又は請求項2記載の車体寸法計測装置は、前記車体に装備する車輪のアライメントを計測するアライメント測定装置に組み込まれることを特徴とする車体寸法計測装置。
- 前記制御・演算部は、前記最大車幅計測値を出力することに加えて、ホイールアーチの最高部の下端位置を特定し、車輪接地面からの前記ホイールアーチの垂直高さを幾何学的に演算することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1記載の車体寸法計測装置。
- 請求項3又は請求項4記載の車体寸法計測装置を用いて実施する車体寸法計測方法であって、
前記発射光を照射するステップから最大車幅計測値を出力するまでのステップは、前記アライメント測定装置によりアライメントを計測するステップと並列して実施することを特徴とする車体寸法計測方法。
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