JP2519344B2

JP2519344B2 - 加工精度測定装置

Info

Publication number: JP2519344B2
Application number: JP2209271A
Authority: JP
Inventors: 京太土屋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH0493708A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、例えば、高加工精度が要求される自動車部
品の加工精度を、極めて正確にかつ高速で測定すること
のできる加工精度測定装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来から、特に高い加工精度が要求される自動車部品
のようなものにおいては、極めて精密な測定器を用い
て、加工精度が要求通りのものであるかどうかを検査し
ている。例えば、パワーステアリングの構成部品である
バルブシャフトにおいては、非常に厳しい精度が要求さ
れる。このバルブシャフトは、パワーステアリング操作
時の油圧特性を決定するものであり、その外観は概略第
９図及び第10図に示されている通りである。尚、第９図
は、バルブシャフトの側面図を、第10図は、第９図のＡ
−Ａ断面図をそれぞれ示している。

このバルブシャフトの第９図Ｈ部で示されるポート溝
部チャンファ部を拡大すると、そこは第11図に示すよう
な面取り加工が施されている。この加工精度は、非常に
厳しいもので、ちなみに、段差はM^±0.005、また、その
面取り面に含まれる延長線Ｌと直行するシャフト中心か
らの線分Ｌ′がシャフト中心軸Ｗに対して成す角は、N
^±7′と、それぞれ規制されている。

このような高精度で加工された部品の精度測定は、検
査精度と検査速度とを考慮して画像処理装置によって行
なうのが一般的である。このように画像処理装置を用い
て測定する場合には、測定されるべきワークの座標系と
画像処理装置，特にカメラとの座標系が完全に一致して
いることが要求される。ところが、通常、ワークは芯振
れなどの影響で測定位置において画像処理装置の座標系
と一致しないのが常であるから、どうしても測定誤差を
生じてしまう。この測定誤差は、精密な測定が要求され
るほど無視できなくなる。また、画像処理装置では角度
を測定することが困難であるから、前記のような角度測
定を伴う検査を行なう場合には、画像処理装置によって
段差の寸法を測定し、角度は角度専用の測定器を用いて
それぞれ別々に測定しなければならない。したがって、
このようにして得られた測定データは正確なデータであ
るとは言えない。また、寸法と角度とを測定する場合に
は、それぞれ別個に測定する必要があることから、測定
に時間がかかるという不具合もある。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みて成され
たものであり、ワークの加工精度を高速かつ高精度で測
定することができる加工精度測定装置の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明は、撮影されたワー
クの画像に基づいて、当該ワークの任意位置の各寸法を
測定する画像処理手段と、前記ワークの撮影時の姿勢
を、そのワークの外形部分を接触移動させることで得た
データに基づいて算出する姿勢演算手段と、前記画像処
理手段によって得た前記各寸法を、前記姿勢演算手段に
よって算出された前記ワークの姿勢に基づいて補正演算
する補正演算手段とを有することを特徴とする。

（作用）このように構成することにより、画像処理手段によっ
て測定されたワークの任意位置の各寸法は、姿勢演算手
段によって算出されたワークの姿勢が勘案され、補正演
算手段によって正確な寸法に補正される。

このため、ワークの姿勢が多少ずれていても、正確な
寸法測定が可能となる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明にかかる加工精度測定装置の電気的
な部分の装置構成図、第２図から第５図は、同装置の機
械的な部分の概略構成図である。

測定制御装置10には、キーボード11,CRT12,プリンタ1
3及び拡張I/O14がそれぞれ接続される。キーボード11
は、測定制御装置10に対して測定開始指令，測定終了指
令，データ表示指令等の各種の指令を出力するものであ
る。CRT12及びプリンタ13は測定制御装置10によって演
算された各種の演算結果を表示するものである。拡張I/
O14は、これを介して各種の外部機器を測定制御装置10
の指令の下に制御するためのものである。拡張I/O14に
は、回転駆動装置15,画像処理装置16,電気マイクロ17及
び面粗度計18が接続される。回転駆動装置15は、支持装
置20,20によって支持されるワークを回転させる装置で
あり、ワークの回転角を高精度で検出する機能を有して
いる。画像処理装置16には、ワークを照らす照明装置30
と、その照明装置30で照らされている部分の画像を撮影
するカメラ31とが接続され、さらに、画像処理装置16に
動作指令を与える端末32も接続される。この照明装置30
とカメラ31とは、第３図のような位置に取り付けられ
る。電気マイクロ17は、照明装置30の下部に配置され、
ワークを基準位置に位置決めするためのものである。面
粗度計18は、第２図のような位置に配置される。この面
粗度計18の詳細は、第４図及び第５図に示す通りであ
り、面粗度計18のワークに摺接する検出部18Aの高さ
は、調整ハンドル35によってそのワークの大きさに対応
させて自由に調整できるようになっている。

概略以上のように構成された本発明の加工精度測定装
置は、第６図のフローチャートのように動作する。この
動作を、第７図及び第８図を参照しつつ説明する。

まず、第７図に示すように、検査すべきバルブシャフ
ト40を支持装置20によって両端から支持して固定する。
回転駆動装置15はこのようにして支持されたバルブシャ
フト40をゆっくりと回転し、電気マイクロ17によってバ
ルブシャフト40の基準となるチャンファ部が検出された
ら回転を停止する。この位置が計測開始の基準位置，す
なわち原位置となる（S1）。測定制御装置10は、電気マ
イクロ17によって検出されたバルブシャフト40の原位置
からの回転角を回転駆動装置15から入力し、さらに、第
８図のようにしてP1点からP2点まで摺動する面粗度計18
の検出部18Aの変動によって検出されたバルブシャフト4
0の外形位置を入力し、この検出された回転角と外形位
置とを記憶する。尚、この検出と同時に、第７図に示し
てある角度Ｎも検出される（S2〜S4）。次に、画像処理
装置16は、現在位置決めされているチャンファ部45の画
像をカメラ31から入力し、測定制御装置10は、この入力
した画像に基づいてチャンファ部45の寸法，つまり段差
寸法を算出する（S5,S6）。そして、この算出された段
差寸法Ｍをステップ２において入力した回転角に対応付
けて記憶する（S7）。検査されるバルブシャフト40に
は、通常６又は12の溝、つまりチャンファ部を有してい
るが、その全てのチャンファ部のデータが収集されたか
どうかが判断され、終わっていなければ、回転駆動装置
15は次のチャンファ部の画像が撮れるように位置決めし
て、ステップ２からステップ７の処理を繰り返す（S
8）。

次に、測定制御装置10は、記憶したそれぞれの回転角
に対する外形位置のデータから、バルブシャフト40の偏
芯量を算出する。この偏芯量は、それぞれ180°位相の
異なる外形位置同志にそれぞれどの位の誤差があるかを
演算することで、どのように偏芯しているかが算出され
る（S9）。そして、この偏芯量が算出されたら、測定制
御装置10は、記憶されている段差寸法を各々補正して正
確なデータに換算する（S10）。この換算された段差寸
法は、改めて測定制御装置10の内部に記憶される（S1
1）。キーボード11からこれらのデータの表示要求があ
れば、その要求された例えば各チャンファ部における段
差寸法Ｍや角度ＮをCRT12またはプリンタ13に出力する
（S12,S13）。このようにして検査が終了したら、支持
装置20,20からバルブシャフト40を取り外す。

このように、本発明においては、チャンファ部を外形
位置P1点からP2点まで倣い、その部分の角度を計測する
と共に、これらの点の径方向の位置データに基づいて偏
芯量を求め、段差量の補正を行なっている。したがっ
て、支持装置20に支持した状態でバルブシャフト40を各
チャンファ部に位置決めさせながら一回転させること
で、各チャンファ部の段差量及びその段差面の角度を求
めることができるので、検査工数を大巾に減少させるこ
とができることとなり、また、段差量は偏芯量が考慮さ
れたものとなるので、極めて正確な段差量に関するデー
タを得ることができる。

（発明の効果）以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
画像処理手段によって測定されたワークの任意位置の各
寸法を、姿勢演算手段によって算出されたワークの姿勢
に基づいて補正演算手段によって正確な寸法に補正する
ようにしたために、極めて正確な計測を少ない工数で行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる加工精度測定装置の電気的な
部分の装置構成図、第２図から第５図は、同装置の機械的な部分の概略構成
図、第６図は、第１図に示した装置の動作フローチャート、第７図から第11図は、本発明及び従来の測定過程を示す
図である。 10…測定制御装置（姿勢演算手段，補正演算手段）、16
…画像処理装置（画像処理手段）、18…面粗度計（姿勢
演算手段）、30…照明装置（画像処理手段）、31…カメ
ラ（画像処理手段）、40…バルブシャフト（ワーク）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影されたワークの画像に基づいて、当該
ワークの任意位置の各寸法を測定する画像処理手段と、前記ワークの撮影時の姿勢を、そのワークの外形部分を
接触移動させることで得たデータに基づいて算出する姿
勢演算手段と、前記画像処理手段によって得た前記各寸法を、前記姿勢
演算手段によって算出された前記ワークの姿勢に基づい
て補正演算する補正演算手段とを有することを特徴とす
る加工精度測定装置。