JP2017146228A

JP2017146228A - 溶接位置検査システム

Info

Publication number: JP2017146228A
Application number: JP2016028861A
Authority: JP
Inventors: 俊朗岡田; Toshiaki Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-08-24

Abstract

【課題】溶接位置を簡便に特定することができ、作業性の優れた溶接位置検査システムを提供する。【解決手段】溶接位置検査システム１では、カメラで撮影した実際のボディ３の実溶接位置３ａの実撮影画像上に、仮想カメラ３９で撮影した三次元設計モデル５の溶接位置５ａの撮影画像を重ねて表示させることで、実溶接位置３ａが溶接位置５ａにあるか否かを検査する。これにより、溶接位置５ａの撮影画像を実撮影画像に重ね、目視することで、容易に実溶接位置３ａを検査することができ、作業を効率的に行うことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、溶接位置を特定する溶接位置検査システムに関するものである。

一般的に、自動車のボディ等に溶接する数は、四千〜五千個あり、この溶接箇所が設計図面通りに溶接されているか否かの検査は、従来、目視で行われており、多大な労力を要していた。また、このような溶接個所の検査を自動化する技術として、例えば、特許文献１には、ＣＡＤシステムのＣＡＤデータから溶接位置の座標値である正寸データを取得し、また、３次元位置測定器の測定アームに取付けれた測定プローブにより実際に溶接された位置の座標を検出して、この検出された座標に基づいて実寸データを取得して、この正寸データと実寸データとを比較し、その差が所定の範囲内にあるか否かを判断する溶接位置検査装置及びプログラムが記載されている。

特開２００６−８８１６０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された溶接位置検査装置では、実寸データを取得するために、３次元位置測定器を用いているが、３次元位置測定器は、車体の測定部位に応じて設置位置を適宜変更する必要があり、また、設置位置を変更する度に、初期設定を行う必要がある。このため、装置が大掛かりである上に、設置及び設定作業に手間がかかるという問題がある。

また、この種の溶接位置の測定に要求される精度は、±１ｍｍ程度であるが、この程度の精度で簡便に測定を行うことができる機器がなかった。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、溶接位置を簡便に特定することができ、作業性の優れた溶接位置検査システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る溶接位置検査システムは、被対象物の溶接位置を特定する溶接位置検査システムであって、
前記被対象物を撮影するカメラと、撮影画像を表示するモニタと、前記カメラの移動を検知するモーションセンサと、を備えた本体装置と、
前記被対象物の設計情報を取得する設計情報取得手段を含み、前記モーションセンサによって検出した前記カメラの移動情報及び前記被対象物の前記設計情報に基づいて、前記被対象物の前記設計情報上の溶接位置を前記モニタに送信して、前記撮影画像上に重ねて表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、溶接位置を簡便に特定することができ、作業性の優れた溶接位置検査システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る溶接位置検査システムの概略図である。図１の溶接位置検査システムの使用状態を示す概略図である。溶接位置検査システムの作業工程を示すフロー図である。

以下、本発明の一実施形態に係る溶接位置検査システムを図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の溶接位置検査システム１は、自動車のボディ３（被対象物）の実溶接位置３ａがＣＡＤ上の設計情報に基づく三次元設計モデル５の溶接位置５ａにあるか否かの検査、及び、設計上の溶接位置５ａをボディ３にマーキンする位置を特定するためのものである。図１及び図２に示すように、溶接位置検査システム１は、作業者が把持して操作する本体装置７と、この本体装置７と相互に通信可能に接続された制御装置９（制御手段）と、を備えている。

本体装置７は、カメラ２１と、モニタ２３と、６軸モーションセンサ２５（モーションセンサ）と、プローブ２７と、グリップ２９と、を一体に組込んだものである。カメラ２１は、ボディ３を撮影するものである。モニタ２３は、カメラ２１で撮影した画像を表示するものである（図２参照）。６軸モーションセンサ２５は、カメラ２１の移動（３軸方向及び３軸回り）を検出するものであり、一般的に３軸ジャイロセンサ及び３軸加速度センサ（図示せず）からなる。プローブ２７は、ボディ３の実溶接位置３ａに当接させて、実溶接位置３ａの位置情報を特定するためのものである。グリップ２９は、本体装置７を操作する際、作業者が把持する部分であり、押しボタン２９ａが設けらている。この押しボタン２９ａは、カメラ２１のオン・オフ、及び、プローブ２７による検出を行うためのものである。

制御装置９は、設計情報取得部３１（設計情報取得手段）と、仮想カメラ制御部３２と、溶接位置表示部３３と、実溶接位置演算部３５と、移動方向・距離演算部３７と、を備えている。また、制御装置９は、ボディ３の設計情報を含むＣＡＤ情報１１内の仮想空間１３に仮想カメラ３９を設定し、この仮想カメラ３９によりＣＡＤ情報１１の設計情報に基づくボディ３の三次元設計モデル５を撮影する。設計情報取得部３１は、ＣＡＤ情報１１からボディ３の設計情報に基づく仮想空間１３内の三次元設計モデル５の情報を得る。仮想カメラ制御部３２は、実際のカメラ２１が移動、回転等をしたとき、６軸モーションセンサ２５によって検出された移動情報と設計情報とに基づいて、カメラ２１の視点と同じになるように仮想カメラ３９の視点を制御し、また、三次元設計モデル５の溶接位置５ａの撮影を行う。溶接位置表示部３３は、仮想カメラ３９で撮影した三次元設計モデル５の撮影画像をモニタ２３に送信して、実際のカメラ２１で撮影したボディ３の実撮影画像上に重ねて表示させる。実溶接位置演算部３５は、プローブ２７の先端の接触位置（例えば、実溶接位置３ａ等）の座標を演算する。移動方向・距離演算部３７は、６軸モーションセンサ２５によって検出された移動情報から移動方向・距離を演算する。

以上のように構成された溶接位置検査システム１を用いた検査及びマーキング方法について、図２及び図３を参照して説明する。
まず、ステップＳ１において、カメラ２１及び仮想カメラ３９の初期位置の設定を行う。具体的には、設計情報取得部３１によって取得した設計情報に基づき、仮想空間１３内のボディ３の三次元設計モデル５上で３点指定する。指定した３点の１点目に対応する実際のボディ３上の位置にプローブ２７を接触させ、押しボタン２９ａにより、プローブ２７の接触情報を実溶接位置演算部３５に送信する。プローブ２７を、三次元設計モデル５上で指定した２点目、３点目に対応する実際のボディ３上の位置に順次接触させて、押しボタン２９ａによりプローブ２７の接触情報を実溶接位置演算部３５に送信すると共に、６軸モーションセンサ２５で検出したプローブ２７の移動情報を制御装置９の移動方向・距離演算部３７に送信する。そして、送信された情報に基づいて、三次元設計モデル５上の３点と実際のボディ３上の３点とを合致させて、３点目の位置でカメラ２１及び仮想カメラ３９の初期位置（原点）を設定する。

次に、ステップＳ２において、カメラ２１を、検査又はマーキングを行うボディ３の部位に移動させて、ボディ３の部位を撮影する。このとき、６軸モーションセンサ２５によってカメラ２１の移動を検出し、検出した移動情報を移動方向・距離演算部３７に送信する。

次に、ステップＳ３において、６軸モーションセンサ２５によって検出された移動情報及びボディ３の設計情報に基づいて、仮想カメラ制御手段３２によって仮想空間１３内で仮想カメラ３９をカメラ２１と同様に移動させる。

次に、ステップＳ４において、仮想カメラ３９で三次元設計モデル５の溶接位置５ａを撮影し、溶接位置表示部３３によって撮影画像をモニタ２３に送信して、実撮影画像上に溶接位置５ａの撮影画像を重ねて表示させる。

次に、ステップ５において、モニタ２３に表示された溶接位置５ａの撮影画像を重ねた実撮影画像を目視し、実溶接位置３ａが所定の位置にあるか否かの検査を行う。また、実溶接位置３ａの情報を記録する場合、プローブ２７を実溶接位置３ａに接触させて、実溶接位置３ａの座標を検出して記録する。

また、ステップ６において、実際のボディ３に溶接する箇所をマーキンする場合、溶接を予定している箇所の実撮影画像に仮想カメラ３９で撮影した溶接位置５ａの撮影画像を重ね（ステップ４）、撮影画像を重ねた実撮影画像を見ながら、ボディ３の所定部位にマーキングをする。

このように、カメラ２１で撮影したボディ３の実溶接位置３ａの実撮影画像上に、仮想カメラ３９で撮影した三次元設計モデル５の溶接位置５ａの撮影画像を重ねて表示させることで、設計通りに溶接されているか否かを簡便に検査することができ、また、マーキングする位置を簡便に特定することができ、作業を効率的に行うことができる。更に、本体装置７は、グリップ２９を持つことで、所定の位置に自由に移動させることができるので、利便性に優れている。

なお、上記実施形態において、６軸モーションセンサ２５を用いてカメラ２１の移動を検知しているが、加速度センサとジャイロセンサとを別々設けて、カメラ２１の移動を検知してもよい。

１…溶接位置検査システム、３…ボディ（被対象物）、３ａ…実溶接位置、５ａ…溶接位置、７…本体装置、９…制御装置（制御手段）、２１…カメラ、２３…モニタ、２５…６軸モーションセンサ（モーションセンサ）、３１…設計情報取得部（設計情報取得手段）

Claims

被対象物の溶接位置を特定する溶接位置検査システムであって、
前記被対象物を撮影するカメラと、撮影画像を表示するモニタと、前記カメラの移動を検知するモーションセンサと、を備えた本体装置と、
前記被対象物の設計情報を取得する設計情報取得手段を含み、前記モーションセンサによって検出した前記カメラの移動情報及び前記被対象物の前記設計情報に基づいて、前記被対象物の前記設計情報上の溶接位置を前記モニタに送信して、前記撮影画像上に重ねて表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする溶接位置検査システム。