JPH0618252A

JPH0618252A - 外観構成部品の検査方法

Info

Publication number: JPH0618252A
Application number: JP17111092A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tamaoki; 研二玉置; Masato Uno; 正人宇野; Nobuhiko Suzuki; 信彦鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】製品の外観の要部を構成する複数個の３次元
形状部品の組付け状態および形状の検査を、２次元走査
で自動的に、短時間かつ高精度に行うことができる検査
方法の提供。【構成】各被検査部品の表面に、予め複数の測定点を
設定し、非接触形の距離センサーにより測定点までの距
離を計測しながら、該測定点よりＸおよびＹ方向に、各
被検査部品の端辺を通過するように走査し、該通過点の
ＸおよびＹ方向の座標を検出して各端辺の複数の位置に
被測定位置を設定し、被測定位置間を結ぶ直線を検査装
置のＸＹ座標上に求めて、予め求めた各被検査部品中の
基準部品の被測定位置間を結ぶ直線とを座標上にて比較
し、両直線のなす角度，被測定位置より基準部品におけ
る直線までの垂線の長さ，計測した距離データとを指標
として、基準部品に対する相対的な位置ずれおよび傾き
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家電製品などの外観の
要部を構成する複数個の３次元形状部品（例えば、冷蔵
庫の複数の扉等）が、その製品の本体に組付けられた状
態を検査する外観構成部品の検査方法に係わり、特に、
外観構成部品の組付け状態および形状の検査を、２次元
走査で自動的に、短時間かつ高精度に行うのに好適な検
査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】家電製品のうち、特に冷蔵庫等の大形品
においては、その製品の性能の良さはもちろんである
が、現在ではその製品の主たる外観を構成する部品の形
状や、該部品の製品本体に対する位置・姿勢等の組付け
られた状態などに対してユーザの関心が高くなってい
る。このため、外観構成部品の検査は、製品の品質検査
の中でも重要な検査項目の一つになっている。

【０００３】従来、前記検査は工場の組立ラインにおい
て行われるほか、製品の納入先でも行われているが、測
定器を使用して行う検査では、接触式の３次元測定器を
使用して行うのが一般的である。この検査方法は、３次
元測定器の先端部に取り付けられたプローブを、静止状
態の製品の被検査部品の表面に所定の力で押圧し、予め
設定されている所定の複数個所について、ＸＹＺの各方
向にそれぞれ走査して各部の寸法を計測し、その計測値
と基準値とを比較して各部品の相対位置や傾き等を算出
し、部品形状や部品の組付け状態等を検査する方法であ
る。

【０００４】一方、工場などの組立ラインにおける検査
においては、前記接触式の３次元測定器を使用すると、
検査に長時間を要する上に該測定器が比較的高価である
ことから、従来から目視検査や簡単なゲージを使用する
手作業による簡便な検査が多用されている。

【０００５】他方、ライン上を移送されてくるパレット
上の物品の座標位置を、超音波センサー（非接触−物体
感知センサー）を使用して検出する産業用ロボットおよ
び関連装置（例えば、特開昭６１−１０９６８６号公
報）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のうち、
接触式の３次元測定器を使用する検査方法は、先端プロ
ーブの大きさによりおのずから対象検査部品の大きさや
形状が制約される。また、外観構成部品の材質にもよる
が、外観構成部品が意匠用プラスチック部品などの場合
には、プローブを押圧することにより該外観構成部品に
変形や傷を発生させる場合があるため、使用する３次元
測定器の選定に制約を受ける問題点を有していた。

【０００７】また、目視検査や簡単なゲージを使用する
手作業による検査は、対象検査部品の種類や検査場所等
に制約されることなく、簡便で手軽に行うことができる
利点はあるが、検査者の熟練度に頼るところが大きくど
うしても個人差を生じることになる。従って、その検査
精度は一定しないため信頼性は低く、品質検査を精度よ
く均一化する点で問題があった。

【０００８】他方、前記超音波センサーを使用してパレ
ット上の物品の座標位置を検出する産業用ロボットおよ
び関連装置は、一方向のみ（例えばＸ軸方向のみ）の座
標検出であり、超音波センサーは物品を検出したか否か
に使用されるものであって、部品形状や、該部品の製品
本体に対する組付け位置や姿勢等の状態を検査すること
はできないものである。

【０００９】このように、前記製品の外観を構成する部
品形状や、該部品の製品本体に対する組付け位置や姿勢
等の状態を、精度よく自動的に検査する装置および方法
は提供されていないのが実状であった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
家電製品などの外観の要部を構成する複数個の３次元形
状部品が、その製品の本体に組付けられた状態および形
状の検査を、２次元走査で自動的に、短時間かつ高精度
に行うことができる外観構成部品の組付け状態および形
状の検査方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の外観構成部品の検査方法は、製品の外観の
要部を構成する複数個の３次元形状部品が、製品本体に
組付けられた状態の検査を、（ｉ）前記組付けられた各
被検査部品の表面上の任意位置に、予め組付け状態検査
用の複数の測定点を設定し、（ｉｉ）該設定した測定点
に対してＸＹの各軸方向に走査可能なロボットに非接触
形の距離センサーを取り付け、該距離センサーより前記
各測定点までの距離を、前記各被検査部品ごとに計測し
ながら該測定点よりＸおよびＹ方向に、各被検査部品の
外周を形成する端辺を通過するように走査して該通過点
のＸおよびＹ方向の座標を検出し、（ｉｉｉ）該座標検
出された被測定位置を、走査された各端辺の複数の位置
に設定し、（ｉｖ）該設定した端辺上の被測定位置間を
結ぶ直線を、各端辺ごとに検査装置のＸＹ座標上に求め
るとともに、予め求めた各被検査部品中の基準部品にお
ける被測定位置間を結ぶ直線とを前記ＸＹ座標上にて比
較し、（ｖ）前記両直線のなす角度および前記座標検出
した被測定位置より前記基準部品における直線までの垂
線の長さ並びに前記計測した距離データとを指標とし
て、前記基準部品に対する各被検査部品の相対的な位置
ずれおよび傾きを求める、構成にしたものである。

【００１２】一方、本発明の外観構成部品の検査方法
は、製品に組付けられて該製品の外観の要部を構成する
複数個の３次元形状部品の形状の検査を、（ｉ）前記組
付けられた各被検査部品の表面上の任意位置に、予め組
付け状態検査用の複数の測定点を設定し、（ｉｉ）該設
定した測定点に対してＸＹの各軸方向に走査可能なロボ
ットに非接触形の距離センサーを取り付け、該距離セン
サーより前記各測定点までの距離を、前記各被検査部品
ごとに計測しながら該測定点よりＸおよびＹ方向に、各
被検査部品の外周を形成する端辺を通過するように走査
して該通過点のＸおよびＹ方向の座標を検出し、（ｉｉ
ｉ）該座標検出された被測定位置を、走査された各端辺
の複数の位置に設定し、（ｉｖ）該設定した端辺上の被
測定位置間を結ぶ直線を、各端辺ごとに検査装置のＸＹ
座標上に求め、隣り合う直線のなす角度および各被測定
位置より相対する前記直線までの垂線の長さを指標とし
て、基準部品に対する各被検査部品の形状および寸法の
誤差を検出して検査する、構成にしたものである。

【００１３】そして、前記距離センサーを、照射ビーム
が被検査部品の表面に垂直に照射可能で、かつ被検査部
品表面との距離が移動調整可能なセンサーヘッド機構を
介して前記ロボットに取り付け、走査開始前に、前記セ
ンサーヘッド機構によりビームスポット径を所定の値に
調整可能に構成することが望ましい。

【００１４】また、前記距離センサーによる被検査部品
の走査を、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支柱
に、該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に対
応させた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製品
移動に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査
と、同じく組立ライン際に前記支柱と平行に立てられた
支柱状のロボットに、該ロボットの支柱に沿って移動可
能な距離センサーを装着し、該距離センサーの移動によ
る各被検査部品のＹ軸方向の走査およびＺ軸方向の距離
計測とにより行うようにするとよい。

【００１５】そして、前記距離センサーによる被検査部
品の走査を、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支
柱に、該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に
対応させた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製
品移動に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査
と、該走査後、前記組立ライン上の製品を移動方向の面
内で被検査部品とともに９０度回転させた位置の組立ラ
イン際に立てられた前記支柱と平行の支柱に、該９０度
回転させた位置における各被検査部品に対応させて複数
の距離センサーを固着し、前記製品移動に伴って行われ
る各被検査部品のＹ軸方向の走査およびＺ軸方向の距離
計測とにより行うようにしてもよい。

【００１６】さらに、前記距離センサーによる被検査部
品の走査を、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支
柱に、該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に
対応させた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製
品移動に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査
と、該走査後に、前記組立ライン上の製品がその移動方
向を該移動方向の面内で垂直に変えられて移動する位置
に設けられた複数の距離センサーにより、前記垂直に変
えられた方向の製品移動に伴って行われる各被検査部品
のＹ軸方向の走査およびＺ軸方向の距離計測とにより行
うようにしてもよい。

【００１７】また、前記距離センサーを、前記センサー
ヘッド機構先端部に回動機構を介してＸＹ面内で９０度
回動可能に取り付けられた複数個の並設されたセンサー
群とし、該センサー群の各距離センサーを、被検査部品
の端辺を順次通過可能にＸ軸およびＹ軸の各方向に移動
可能に構成することが好ましい。

【００１８】そして、前記複数の被測定位置を結ぶＸＹ
座標上の直線を、該各被測定位置からの距離の２乗和が
最小値になる直線にすることが好ましい。

【００１９】

【作用】上記構成としたことにより、外観構成部品の組
付け状態の検査は、まず、非接触形の距離センサーを取
り付けたＸＹの各軸方向に走査可能なロボットを介し
て、各被検査部品の表面上に設定された複数の測定点に
対し、距離センサーから該各測定点までの距離を計測し
ながら、該各測定点をそれぞれＸ方向およびＹ方向に走
査する。この場合の各走査は、各測定点より被検査部品
の外周を形成する端辺を通過するように行われるため、
その通過の際の距離センサーからの照射ビームの反射信
号強度は、それまでの被検査部品の表面上における強度
に比べて低下し、変曲点を形成する。そして、この変曲
点位置により前記端辺の複数位置におけるＸおよびＹ方
向の座標が検出される。前記反射信号強度の低下は、前
記端辺が鋭くエッジ状に変化しているほど急激に低下
し、従って変曲点も明瞭になり、前記端辺位置の座標が
明確になってその検出を容易にするが、例えば、市販さ
れている冷蔵庫の扉の端辺に形成されているＲ程度であ
っても、その座標検出を明確かつ容易に行うことは可能
である。

【００２０】上記走査により端辺上の複数位置に座標検
出された位置は、それぞれ被測定位置として設定され、
設定された各被測定位置は、端辺ごとにＸＹ座標上にプ
ロットされ、該プロットした各点間を結んだ直線が求め
られる。ここで、端辺における被測定位置が３点以上の
多点の場合には、各被測定位置からの距離の２乗和が最
小値になるような直線を演算により求める。

【００２１】つぎに、被検査部品のうちで基準部品に設
定された被検査部品について、上記と同様に測定点まで
の距離を計測しながら、それぞれＸ方向およびＹ方向に
走査し、その端辺の複数位置に座標検出された被測定位
置を設定し、該各被測定位置を端辺ごとにＸＹ座標上に
プロットして各点間を結んだ直線を求める。なお、基準
部品における直線は、他の被検査部品より先に求めるよ
うにしてもよい。そして、この基準部品より求めた直線
と該直線に対応する端辺の前記直線とを座標系上にて比
較する。

【００２２】前記比較した両直線のなす角度は、基準部
品の端辺と該基準部品と比較される被検査部品の対応す
る端辺との傾き度を示し、また、比較される被検査部品
の前記直線上の被測定位置より基準部品にて求めた直線
までの垂線の長さは、基準部品と該基準部品と比較され
る被検査部品との対応する端辺間のＸ軸またはＹ軸方向
のずれ量を示すもので、これらを数式により演算するこ
とにより、基準部品との間のＸＹ座標面における相対的
な位置ずれおよび傾きを求めることができる。また、前
記各測定点までの距離データは、基準部品と該基準部品
と比較される被検査部品との被検査面間の傾き度および
ずれ量、すなわちＺ軸方向の傾き度およびずれ量を示す
もので、これらを数式により演算することにより、基準
部品との間のＸＺまたはＹＺ座標面における相対的な位
置ずれおよび傾きを求めることができる。

【００２３】一方、外観構成部品の形状検査は、前記組
付け状態の検査と同様にして、各端辺の複数位置に座標
検出された被測定位置を設定し、該被測定位置を端辺ご
とにＸＹ座標上にプロットし、該プロットした各点を結
んだ直線を求める。

【００２４】上記求めた複数の直線のうち、隣り合う直
線のなす角度は、被検査部品の形状を形成する１隅の角
度（例えば、被検査部品が長方形の場合には９０度）に
対応する角度を示し、また、前記直線上の被測定位置よ
り相対する直線までの垂線の長さは、被検査部品の前記
被測定位置における幅寸法（例えば、被検査部品が長方
形の場合には縦または横の幅寸法）を示すもので、これ
らの各値をその許容値と比較することにより、容易かつ
短時間に被検査部品の幾何形状および寸法誤差を検査す
ることができる。

【００２５】なお、各端辺における被測定位置を、前記
組付け状態の検査において設定した位置を流用すること
により、形状検査をより短時間に行うことが可能にな
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の基本的な実施例を図１ないし
図６を参照して説明する。図１は冷蔵庫を例にした検査
方法説明図、図２は距離センサーによる被検査部品の走
査要領説明図、図３は図１におけるＸ軸方向の組付け状
態検査方法説明図、図４は図１におけるＹ軸方向の組付
け状態検査方法説明図、図５は図１におけるＺ軸方向の
組付け状態検査方法説明図、図６はＸＹロボットの制御
系およびセンサー信号の処理系のブロック図である。

【００２７】図１において、１は冷蔵庫、１ａは冷蔵庫
１の本体、Ａは本体１ａに組付けられた冷蔵庫１の上
扉、Ｂは同じく中扉、Ｃは同じく下扉である。３は直立
した支柱状のｙ軸３ｂと、該ｙ軸３ｂと直交して十字状
を形成し、ｙ軸３ｂに沿って上下方向（Ｙ軸方向）に移
動するとともに、ｙ軸３ｂに対して直交方向（Ｘ軸方
向）にも移動可能なｘ軸３ａとを備えたロボットで、ロ
ボット３は粗位置決め機構６により図に示す座標のＺ軸
方向に前後進可能に構成されている。４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄはロボット３のｘ軸３ａに取り付けられた超音
波距離センサー（以下、単にセンサーという）、５は冷
蔵庫１搬送用のコンベアである。なお、本実施例におい
ては、検査時の相対評価の基準となる部品を、中扉Ｂに
している。

【００２８】つぎに、図２において、ａ₁，ａ₄，ａ₇，
ａ₈は上扉Ａの表面任意位置に予め設定されている検査
用の測定点、ｂ₁，ｂ₄，ｂ₇，ｂ₈は中扉Ｂの表面任意位
置に予め設定されている検査用の測定点、ｃ₁，ｃ₄，ｃ
₇，ｃ₈は下扉Ｃの表面任意位置に予め設定されている検
査用の測定点である。Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄は上扉Ａの長
方形の外周を形成する各端辺、Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃，Ｂ₄は中
扉Ｂの長方形の外周を形成する各端辺、Ｃ₁，Ｃ₂，
Ｃ₃，Ｃ₄は下扉Ｃの長方形の外周を形成する各端辺をそ
れぞれ示す。

【００２９】図６において、７ｘはｘ軸３ａ駆動用のモ
ータ１２ｘに接続されたエンコーダ、７ｙはｙ軸３ｂ駆
動用のモータ１２ｙに接続されたエンコーダ、８はロボ
ット３制御用のコントローラ、９はエンコーダ７ｘ，７
ｙに接続されたカウンタ、１０はＡ／Ｄコンバータ、１
１ａはＣＰＵ、１１ｂはＣＰＵ１１に接続されたメモリ
である。

【００３０】検査は、図１に示すように、冷蔵庫１をコ
ンベア５上の予め設定された所定の被検査位置に停止さ
せ、この冷蔵庫１に向けてロボット３が、粗位置決め機
構６を介して所定の位置まで前進させた状態で開始され
る。この場合、コンベア５上の冷蔵庫１とロボット３と
の相対的な位置および姿勢は、正確でなくてもよく、一
定の範囲内であればよい。

【００３１】前記相対状態でセンサーにより測定点まで
の距離を計測しながら、該測定点をＸまたはＹ方向に走
査するが、以下に、センサー４ａを使用して走査する場
合について説明する。

【００３２】まず、前記上中下の各扉Ａ，Ｂ，ＣのＸ軸
方向（左右方向）の組付け状態検査方法を説明する。ロ
ボット３を駆動してセンサー４ａを、図２に示す上扉Ａ
の右上部に設定した測定点ａ₁に位置させ、ｘ軸３ａを
駆動してセンサー４ａを測定点ａ₁より端辺Ａ₂を通過さ
せて任意に設定した走査終了点ａ₃まで移動させる。こ
のとき、図６に示すエンコーダ７ｘ，７ｙのパルスは、
カウンタ９およびＣＰＵ１１ａを介してメモリ１１ｂに
取り込まれ、センサー４ａのアナログ出力信号はＡ／Ｄ
コンバータ１０およびＣＰＵ１１ａを介してメモリ１１
ｂに取り込まれる。そして、ＣＰＵ１１ａはロボットコ
ントローラ８と同期を取りながら各データの収集を行
う。

【００３３】前記センサー４ａによる距離計測値は、セ
ンサー４ａが端辺Ａ₂を通過したときに、照射ビームの
反射信号強度が上扉Ａの面上に比べて大きく低下するか
ら、メモリ１１ｂに取り込まれたデータを検索すること
により変曲点を求めることができる。そして、この変曲
点におけるエンコーダ７ｘ，７ｙのカウント値より、ロ
ボット３に設置された座標系のＸＹ座標面における座標
（ｘ₁，ｙ₁）が求まり、被測定位置ａ₂が設定される。
同様にして、図２に示す上扉Ａの右下部に設定した測定
点ａ₄から走査終了点ａ₆までの走査により、座標
（ｘ₂，ｙ₂）の被測定位置ａ₅が設定される。

【００３４】上記被測定位置の設定は、中扉Ｂおよび下
扉Ｃに対しても同様に行われ、中扉Ｂの右上部，右下部
に座標（ｘ₃，ｙ₃），（ｘ₄，ｙ₄）の被測定位置ｂ₂，
ｂ₅が、また、下扉Ｃの右上部，右下部に被測定位置
ｃ₂，ｃ₅がそれぞれ設定される。

【００３５】上記座標検出された被測定位置を端辺ごと
に前記ＸＹ座標上にプロットし、そのプロットした各点
間を結んだ直線を求める。図３は被測定位置ａ₂，ａ₅を
結んだ直線Ｓ₁と、被測定位置ｂ₂，ｂ₅を結んだ直線Ｓ₂
とを示したものである。この場合、直線Ｓ₁は座標系に
おける端辺Ａ₂の傾きとＸ軸方向の位置とを示してお
り、数式１で表される。また、直線Ｓ₂は座標系におけ
る端辺Ｂ₂の傾きとＸ軸方向の位置とを示しており、数
式２で表される。

【００３６】

【数１】

【００３７】

【数２】

【００３８】そして、両直線Ｓ₁，Ｓ₂のなす角θ₁は、
中扉Ｂの端辺Ｂ₂に対する上扉Ａの端辺Ａ₂のＸＹ座標上
での相対的な位置（姿勢）を示しており、数式３で表さ
れる。

【００３９】

【数３】

【００４０】すなわち、θ₁＝０は、端辺Ｂ₂に対して端
辺Ａ₂が平行状態に組付けられた状態を表し、θ₁＝正
（＋）は、上扉ＡがＸＹ座標上で時計方向に、また、反
対にθ₁＝負（−）は、上扉ＡがＸＹ座標上で反時計方
向にそれぞれ中扉Ｂに対して回転し、傾いて組付けられ
た状態を表している。

【００４１】また、被測定位置ａ₅より直線Ｓ₂までの垂
線ｔ₁は、端辺Ｂ₂に対する端辺Ａ₂のＸ軸方向の相対的
な位置ずれ量を示しており、数式４で表される。

【００４２】

【数４】

【００４３】上記上扉Ａと中扉Ｂとの間の検査方法は、
被測定位置ｃ₂，ｃ₅を結ぶ直線を求めることにより、そ
のまま下扉Ｃと中扉Ｂとの間の検査方法に適用すること
が可能である。

【００４４】つぎに、前記上中下の各扉Ａ，Ｂ，ＣのＹ
軸方向（上下方向）の組付け状態検査方法を説明する。
前述のＸ軸方向（左右方向）の検査方法と同様に、ま
ず、センサー４ａを、ロボット３を駆動して図２に示す
上扉Ａの右下部の測定点ａ₄に移動させ、ついで、ｙ軸
３ｂを駆動して該位置から中扉Ｂの右上部に設定した測
定点ｂ₁まで、距離を測定しながら移動させる。このと
きもＸ軸方向の検査時と同様に、センサー４ａによる距
離測定値は、上扉Ａの端辺Ａ₃上の通過点ａ₉で反射信号
強度が大きく低下し、つづいて中扉Ｂの端辺Ｂ₁上の通
過点ｂ₉にて低下前のほぼ元の値にまで復する。この反
射信号強度の変曲点は、メモリ１１ｂに取り込まれたデ
ータをＣＰＵ１１ａにより検索して容易に求めることが
でき、該変曲点におけるエンコーダ７ｘ，７ｙのカウン
ト値より、ロボット３に設置の座標系のＸＹ座標面に、
被測定位置ａ₉の座標（ｘ₅，ｙ₅）および被測定位置ｂ₉
の座標（ｘ₇，ｙ₇）が設定される。そして、同様にして
上扉Ａの左下部の測定点ａ₈から中扉Ｂの左上部の測定
点ｂ₇まで走査して、被測定位置ａ₁₀の座標（ｘ₆，
ｙ₆）および被測定位置ｂ₁₀の座標（ｘ₈，ｙ₈）を設定
し、また、中扉Ｂと下扉Ｃとの左右に、被測定位置
ｂ₁₁，ｂ₁₂およびｃ₉，ｃ₁₀をそれぞれ設定する。

【００４５】図４は、上記座標検出された被測定位置ａ
₉，ａ₁₀間を結んだ直線Ｓ₃およびｂ₉，ｂ₁₀間を結んだ
直線Ｓ₄を示す。ここで、直線Ｓ₃は、座標系における端
辺Ａ₃の傾きとＹ軸方向の位置とを示しており、数式５
で表される。また、直線Ｓ₄は、座標系における端辺Ｂ₁
の傾きとＹ軸方向の位置とを示しており、数式６で表さ
れる。

【００４６】

【数５】

【００４７】

【数６】

【００４８】そして、両方の直線Ｓ₃，Ｓ₄のなす角度θ
₂は、中扉Ｂの端辺Ｂ₁に対する上扉Ａの端辺Ａ₃のＸＹ
座標上での相対的な位置（姿勢）を示しており、数式７
で求められる。

【００４９】

【数７】

【００５０】すなわち、θ₂＝０は、端辺Ｂ₁に対して端
辺Ａ₃が平行状態に組付けられた状態を表し、θ₂＝正
（＋）は、上扉ＡがＸＹ座標上で時計方向に、また、反
対にθ₂＝負（−）は、上扉ＡがＸＹ座標上で反時計方
向にそれぞれ中扉Ｂに対して回転し、傾いて組付けられ
た状態を表している。なお、θ₂と前記θ₁とは必ずしも
一致せず、θ₂＝θ₁のときは、端辺Ａ₂とＡ₃のなす角度
と端辺Ｂ₂とＢ₁のなす角度とが等しいことを表し、θ₂
≠θ₁のときは、端辺Ａ₂とＡ₃のなす角度と端辺Ｂ₂とＢ
₁のなす角度とが等しくないことを表している。

【００５１】また、被測定位置ａ₉より直線Ｓ₄までの垂
線ｔ₂は、端辺Ｂ₁に対する端辺Ａ₃の被測定位置ａ₉にお
けるＹ軸方向の扉間距離を示しており、数式８で求めら
れる。そして、求めた値が所望の範囲内かどうかが検査
される。

【００５２】

【数８】

【００５３】一方、被測定位置ａ₁₀より直線Ｓ₄に対し
て降ろした垂線ｔ₃は、端辺Ｂ₁に対する端辺Ａ₃の被測
定位置ａ₁₀におけるＹ軸方向の扉間距離を示しており、
数式９で求められる。そして、求めた値が所望の範囲内
かどうかが検査される。

【００５４】

【数９】

【００５５】上記上扉Ａと中扉Ｂとの検査は、中扉Ｂと
下扉Ｃとの検査にも同様に行うことができる。

【００５６】つぎに、前記上中下の各扉Ａ，Ｂ，ＣのＺ
軸方向（前後方向）の組付け状態検査方法を説明する。
この場合、前記ＸＹの各軸方向走査時に、Ａ／Ｄコンバ
ータ１０，ＣＰＵ１１ａを介してメモリ１１ｂに取り込
んで既に得られている距離データおよびエンコーダ７ｙ
のカウント値を利用する。そして、図２に示す上扉Ａの
測定点ａ₁の座標（ｙ₁₀，ｚ₁₀），測定点ａ₄の座標（ｙ
₁₁，ｚ₁₁）および中扉Ｂの測定点ｂ₁の座標（ｙ₁₂，ｚ
₁₂），測定点ｂ₄の座標（ｙ₁₃，ｚ₁₃）を求める。この
求めた各測定点の座標の位置関係の一例を図５に示す。

【００５７】図５において、測定点ａ₁，ａ₄の各座標間
を結んだ直線Ｓ₅は、ＹＺ座標上における測定点ａ₁とａ
₄とを結ぶラインのＺ軸方向の傾きと位置とを示してお
り、数式１０で表される。また、測定点ｂ₁，ｂ₄の各座
標を結んだ直線Ｓ₆は、ＹＺ座標上における測定点ｂ₁と
ｂ₄とを結ぶラインのＺ軸方向の傾きと位置とを示して
おり、数式１１で表される。

【００５８】

【数１０】

【００５９】

【数１１】

【００６０】前記直線Ｓ₅とＳ₆とのなす角度θ₃は、中
扉Ｂの測定点ｂ₁とｂ₄とを結ぶラインに対する上扉Ａの
測定点ａ₁とａ₄とを結ぶラインのＹＺ座標上での相対的
な位置（姿勢）を示しており、数式１２で求めることが
できる。

【００６１】

【数１２】

【００６２】すなわち、すなわち、θ₃＝０は、中扉Ｂ
の測定点ｂ₁とｂ₄とを結ぶラインに対して上扉Ａの測定
点ａ₁とａ₄とを結ぶラインがＺ軸方向に平行状態に組付
けられた状態を表し、θ₃＝正（＋）（図５に示す状
態）は、上扉ＡがＹＺ座標上で中扉Ｂに対して時計方向
に回転し、測定点ａ₁部が奥に測定点ａ₄部が手前に傾い
て組付けられた状態を表し、また、反対にθ₃＝負
（−）は、上扉ＡがＹＺ座標上で中扉Ｂに対して反時計
方向に回転し、測定点ａ₁部が手前に測定点ａ₄部が奥に
傾いて組付けられた状態を表している。

【００６３】また、被測定位置ａ₄より降ろした直線Ｓ₆
までの垂線ｔ₄は、中扉Ｂに対する上扉Ａの測定点ａ₁と
ａ₄とを結ぶラインにおけるＺ軸方向の位置ずれ量（段
差）を示しており、数式１３で求められる。そして、求
めた値が所望の範囲内かどうかが検査される。

【００６４】

【数１３】

【００６５】ついで、図２に示す上扉Ａの測定点ａ₇，
ａ₈側においても、該測定点の座標および中扉Ｂの測定
点ｂ₇，ｂ₈の座標を求め、前記数式１０ないし１３によ
り上記検査と同様に、中扉Ｂに対するＺ軸方向の組付け
状態を検査することができる。また、下扉Ｃについて
も、図２に示す下扉Ｃの測定点ｃ₁，ｃ₄，ｃ₇，ｃ₈の各
座標を求め、同様に検査することができる。

【００６６】なお、前記実施例は、センサー４ａを使用
して走査した場合について説明したが、複数のセンサ
ー、例えば、４ａと４ｂとを組合せたり、或いは４ｂと
４ｄとを組合せて、複数の測定点を一回の走査で同時に
走査するようにしてもよい。このように走査することに
より検査時間を短縮することができ、検査効率を向上さ
せることが可能になる。

【００６７】つぎに、ロボット３に対するセンサー４ａ
の取り付け構成例および該センサーの姿勢調整方法を、
図７ないし図９を参照して説明する。図７はセンサーヘ
ッド機構の一例を示す図、図８はセンサーの姿勢調整方
法の説明図その１、図９はセンサーの姿勢調整方法の説
明図その２である。図７において、２２はセンサー４ａ
のＹ軸方向のチルト機構、２３はセンサー４ａのＺ軸方
向の移動機構、２４はセンサー４ａ，Ｙ軸方向のチルト
機構２２およびＺ軸方向の移動機構２３を装着している
センサーヘッド機構で、ロボット３のｘ軸３ａ先端部に
取り付けられている。また、図８において、（ａ）〜
（ｄ）はセンサー４ａのＹ軸方向の姿勢を角度調整する
手順を示すもので、２１はセンサー４ａから照射され、
かつ検査対象物（この場合は上扉Ａ）から反射する超音
波ビーム、鎖線で示す２５はセンサー４ａの初期姿勢の
位置である。

【００６８】図８（ａ）に示すように、超音波ビーム２
１が上扉Ａに垂直に照射されている場合は、走査時に上
扉Ａより反射した超音波ビーム２１を確実に受信するこ
とができるが、図８（ｂ）に示すように、センサー４ａ
が初期姿勢の位置２５に傾いている場合には、上扉Ａよ
り反射した超音波ビーム２１を確実に受信することがで
きず、そのため、上扉Ａの端辺を精度よく検出すること
ができなくなる。かかる場合は、まず、チルト機構２２
を駆動してセンサー４ａを図示矢印方向に回動し、上扉
Ａに垂直に照射する位置を通過させ、さらに超音波ビー
ム２１の反射波がセンサー４ａに受信されなくなる位置
まで回動する。そして、該位置と初期姿勢の位置２５と
のなす角度αを検出する。ついで、チルト機構２２を反
対方向に駆動し、図８（ｃ）に示すように、センサー４
ａを図示矢印方向に回動し、上扉Ａに垂直に照射する位
置を通過させた後、超音波ビーム２１の反射波がセンサ
ー４ａに受信されなくなる位置まで回動する。そして、
前記と同様に、この位置と初期姿勢の位置２５とのなす
角度βを検出する。つづいて、図８（ｄ）に示すよう
に、初期姿勢の位置２５とのなす角度が、前記検出され
た角度α，βの１／２、つまり（α＋β）／２になるよ
うに、センサー４ａを図示矢印方向に回動し、該位置に
て固定する。従って、この固定位置は、超音波ビーム２
１を上扉Ａに垂直に照射するセンサー４ａのＹ軸方向の
姿勢になっており、図８（ａ）と同じ姿勢になる。

【００６９】上記図８においては、センサー４ａのＹ軸
方向の姿勢を角度調整する方法について説明したが、セ
ンサーヘッド機構２４にＸ軸方向のチルト機構を付設す
ることにより、Ｘ軸方向の姿勢の角度調整をＹ軸方向と
同様に行うことができ、センサー４ａのＸＹ両軸方向の
姿勢を角度調整することが可能である。

【００７０】図９は、センサー４ａを前記図８（ａ）ま
たは図８（ｄ）に示す状態のまま、上扉Ａに接近または
離反させる説明図である。センサー４ａのような非接触
の距離センサーを使用して検出精度のよい走査をするた
めには、被検体までの距離により変化する照射ビームの
スポット径をできるだけ小さくして行う必要がある。こ
のため図示の如く、センサー４ａを上扉Ａに対して超音
波ビーム２１が垂直に照射されるように相対させ、前記
スポット径が予め設定した最適値になるように、Ｚ軸方
向の移動機構２３を駆動してセンサー４ａと上扉Ａとの
間隔γを調整し、センサー４ａの反射ビーム検出強度が
所定の値になるようにしている。

【００７１】なお、前記図８および図９におけるセンサ
ー４ａの調整は、センサー４ａの初期姿勢の位置２５お
よび間隔γの値に応じて、チルト機構２２およびＺ軸方
向の移動機構２３が自動的に連動して所定量だけ駆動さ
れ、自動調整されるように構成されている。

【００７２】つぎに、組立ライン上の被検査物の移動を
利用して走査する実施例を、図１０ないし図１２を参照
して説明する。図１０はＸ軸方向の走査を被検査物の移
動を利用して行い、Ｙ，Ｚ軸方向を１軸ロボットで走査
する実施例、図１１は被検査物のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向
の走査を、被検査物の移動を利用して行う実施例その
１、図１２は被検査物のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の走査
を、被検査物の移動を利用して行う実施例その２であ
る。図中、図１ないし図６と同符号のものは同じものを
示す。

【００７３】前述の図１ないし図６を参照して説明した
実施例は、静止状態の冷蔵庫１に対して、ＸＹＺ各軸方
向にセンサー移動可能なロボット３を介して走査する検
査方法であるが、これに対して図１０は、Ｘ軸方向の走
査を被検査物の移動を利用して行い、Ｙ軸方向の走査を
Ｙ軸方向にのみセンサー移動可能な１軸ロボットを使用
して行う検査方法の例である。図１０において、１３は
センサー４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊを取り付
けた支柱で、コンベア５に沿う位置のベース上に立てら
れている。センサー４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４
ｊの取付位置は、冷蔵庫１の上扉Ａ，中扉Ｂおよび下扉
Ｃに対応させた位置、例えば、図２に示す測定点ａ₁，
ａ₄，ｂ₁，ｂ₄，ｃ₁，ｃ₄或いはａ₇，ａ₈，ｂ₇，ｂ₈，
ｃ₇，ｃ₈を走査可能な位置にする。１４は装着している
センサー４ｋをＹ軸方向にのみ移動可能な１軸ロボット
で、支柱１３より所定距離（例えば、冷蔵庫１の幅寸法
よりやや大きい距離）だけ離れたコンベア５に沿う位置
のベース上に、支柱１３と平行に立てられている。冷蔵
庫１はコンベア５上を図示矢印方向に所定の一定速度で
水平移動するようになっており、冷蔵庫１の左端側が支
柱１３の位置にさしかかり冷蔵庫１の右端側が支柱１３
を通過することにより、該冷蔵庫１の移動を利用して測
定点ａ₇，ａ₈，ａ₁，ａ₄が、センサー４ｅ，４ｆにより
Ｘ軸方向に走査され、同時に、測定点ｂ₇，ｂ₈，ｂ₁，
ｂ₄がセンサー４ｇ，４ｈにより、また、測定点ｃ₇，ｃ
₈，ｃ₁，ｃ₄がセンサー４ｉ，４ｊにより走査される。
この走査により前述した方法を介して、上中下の各扉
Ａ，Ｂ，ＣのＸ軸方向（左右方向）の組付け状態を検査
することができる。

【００７４】上記Ｘ軸方向の検査終了後、コンベア５を
駆動し、冷蔵庫１をその左端側の各測定点が１軸ロボッ
ト１４に相対する位置まで移動して停止させ、該位置に
てセンサー４ｋをＹ軸方向（上下方向）に走査する。こ
の走査により前述した方法を介して、上中下の各扉Ａ，
Ｂ，Ｃの左端側のＹ軸方向（上下方向）およびＺ軸方向
（前後方向）の組付け状態を検査する。つづいて、冷蔵
庫１の右端側の各測定点が１軸ロボット１４に相対する
位置まで移動して停止させ、左端側と同様に走査して検
査を行う。

【００７５】図１１は、被検査物のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方
向の走査を、支柱に固定された複数のセンサーにより被
検査物の移動を利用して行う例である。図中、図１０と
同符号のものは同じものを示す。図において、１５はセ
ンサー４ｍ，４ｎを取り付けてコンベア５に沿う位置の
ベース上に支柱１３と平行に立てられている支柱であ
る。支柱１５の設置位置は、冷蔵庫１が支柱１３を通過
した後、コンベア５上の移動方向の面内、すなわち、Ｘ
Ｙ面内で９０度回転した際の冷蔵庫１の長さ寸法よりや
や大きい寸法の位置である。センサー４ｍ，４ｎの取付
位置は、図２に示す冷蔵庫１の測定点ａ₇，ａ₈，ｂ₇，
ｂ₈，ｃ₇，ｃ₈およびａ₁，ａ₄，ｂ₁，ｂ₄，ｃ₁，ｃ₄を
走査可能な位置にする。１６はコンベア５上の冷蔵庫１
をＸＹ面内で９０度回転させて横向きにする回転リフタ
である。本実施例においても図１０に示す実施例と同様
に、冷蔵庫１が支柱１３を通過することにより、該冷蔵
庫１の移動を利用して各測定点が走査され、上中下の各
扉Ａ，Ｂ，ＣのＸ軸方向（左右方向）の組付け状態を検
査することができる。

【００７６】一方、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の検査は、
上記Ｘ軸方向の検査終了後、回転リフタ１６により冷蔵
庫１をコンベア５上に９０度回転させ、その回転した状
態でコンベア５を駆動して支柱１５を通過させる。この
通過時に、センサー４ｍにより測定点ｃ₈，ｃ₇，ｂ₈，
ｂ₇，ａ₈，ａ₇が順に走査され、同時に、該各測定点ま
での距離計測が冷蔵庫１の移動を利用して行われる。ま
た同時に、センサー４ｎにより測定点ｃ₄，ｃ₁，ｂ₄，
ｂ₁，ａ₄，ａ₁が順に走査され、同時に、該各測定点ま
での距離計測が行われ、各扉Ａ，Ｂ，Ｃの上下方向およ
び前後方向の組付け状態が検査される。

【００７７】図１２は、前記図１１と同様に、被検査物
のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の走査を、支柱に固定された複
数のセンサーにより被検査物の移動を利用して行う例で
あるが、図１１の方法が回転リフタ１６を使用するのに
対して、本実施例はエレベータを使用する点が異なる。
図中、図１０，１１と同符号のものは同じものを示す。
図１２において、１７は、支柱１３と同様に、センサー
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊを取り付け、コン
ベア５上の冷蔵庫１に相対するように直立した縦部材１
７ａと、縦部材１７ａと直角の方向に水平に突出する横
部材１７ｂとを有する支柱で、横部材１７ｂにはセンサ
ー４ｍ，４ｎが取り付けられている。センサー４ｅ，４
ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊの取付位置は図１１の場合
と同じである。１８は縦部材１７ａを通過した冷蔵庫１
を、コンベア５上から積替えて垂直に所定の速度で下降
させ、下方の例えば包装ラインへ移動させるエレベータ
である。センサー４ｍ，４ｎの取付位置は、冷蔵庫１が
エレベータ１８により下降する場合に、各測定点のＹ，
Ｚ軸方向を走査可能な位置にする。このため、本実施例
においても前記図１１の例と同様に、冷蔵庫１の移動を
利用して各扉Ａ，Ｂ，ＣのＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の組付
け状態を検査することができる。

【００７８】上記図１０，１１，１２に示す各検査方法
は、いずれも簡単で廉価な構成の検査装置を使用する方
法であるが、コンベア上の冷蔵庫１を、自動的に、短時
間でしかも精度よく検査することが可能である。

【００７９】つぎに、図１３を参照して部品組付け状態
の検査精度を向上させる実施例について説明する。図１
３は複数個のセンサーを並設したセンサーヘッド機構の
正面図で、図１３（ａ）はＸ軸方向走査の説明図、図１
３（ｂ）はＹ軸方向走査の説明図である。図中、図２と
同符号のものは同じものを示す。図１３において、３１
はセンサーヘッド機構で、センサーヘッド機構３１には
４個のセンサー４ｐ，４ｑ，４ｒ，４ｓが所定のピッチ
で一列に装着されている。センサーヘッド機構３１は、
前記センサー群とともに回動機構３０によりＺ軸の回り
（ＸＹ面内）に、９０度回動可能に図示しないロボット
に取り付けられている。

【００８０】上記センサー群によるＸ軸方向の走査は、
図１３（ａ）に示すように、まず、任意の測定点に対
し、図示しないロボットを駆動してセンサーヘッド機構
３１を矢印方向へ移動する。この移動によりセンサー４
ｓが端辺Ａ₂を最初に通過し、引き続きセンサー４ｒ，
４ｑ，４ｐが順に通過する。ついで、各センサーの端辺
Ａ₂通過に伴う反射信号強度の変曲点を順次求める。こ
の各変曲点の位置は完全には一致しないため、各センサ
ーごとの変曲点の平均値により通過点の被測定位置の座
標を決定する。同様にして他の測定点に対しても走査
し、各センサーごとの平均値から被測定位置の座標を求
め、各扉Ａ，Ｂ，Ｃの組付け状態を相対的に検査する。
このように各センサーごとの平均値を比較して検査する
ことにより、求めた座標の位置精度を向上させることが
でき、検査精度を向上させることが可能になる。

【００８１】一方、Ｙ軸方向の走査は図１３（ｂ）に示
すように、センサーヘッド機構３１を回動機構３０によ
り図示矢印方向へ９０度回動して行う。そして、この姿
勢で端辺Ａ₃の走査および他の端辺についての走査を上
記Ｘ軸方向の場合と同様に行い、各センサーごとの平均
値から各扉Ａ，Ｂ，ＣのＹ軸方向の組付け状態を、相対
的に精度よく検査することができる。

【００８２】つぎに、外観構成部品の幾何形状の検査方
法を、図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は冷蔵
庫の上扉Ａを例にその形状と各端辺に設定された被測定
位置を示す図、図１４（ｂ）は上扉Ａの形状および寸法
の検査方法説明図である。図中、前記図１ないし図４と
同符号のものは同じものを示す。図１４（ａ）におい
て、ａ₁₁，ａ₁₂，ａ₁₃，ａ₁₄は新たに端辺Ａ₁およびＡ₄
に追加設定された被測定位置で、前記図２ないし図４に
示すａ₂，ａ₅，ａ₉，ａ₁₀と同様にして設定された位置
である。また、図１４（ｂ）において、ＸＹ座標におけ
る被測定位置ａ₁₃，ａ₁₄を結んだ直線Ｓ₇と、被測定位
置ａ₁₁，ａ₁₂を結んだ直線Ｓ₈は、前記図３および図４
にて求めた直線Ｓ₁，Ｓ₃と同様の方法で求められる。各
端辺Ａ₁〜Ａ₄に対応する各直線Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₇，Ｓ₈が求
められると、隣り合う直線のなす角度θ₄，θ₅，θ₆，
θ₇が、図３および図４にて求めた方法と同様にして求
められ、求めた各角度が許容値と比較される。上扉Ａが
長方形に設計されている場合は、各角度θ₄，θ₅，
θ₆，θ₇は９０度との差を検査される。また、被測定位
置ａ₁₁，ａ₁₂から直線Ｓ₁に降ろした垂線ｔ₅，ｔ₆は、
該垂線の長さが該垂線の位置における上扉Ａの縦幅寸法
を表しており、一方、被測定位置ａ₁₃，ａ₁₄から直線Ｓ
₃に降ろした垂線ｔ₇，ｔ₈は、該垂線の長さが該垂線の
位置における上扉Ａの横幅寸法を表しており、それぞれ
基準寸法と比較される。このように、被検査部品の各コ
ーナーの角度および相対する端辺間の寸法を計測するこ
とにより、被検査部品の幾何形状とその寸法誤差とを容
易に検査することが可能である。

【００８３】つぎに、前述の被検査部品の組付け状態お
よび形状の各検査方法を、さらに高精度に行う方法につ
いて図１５を参照して説明する。図１５（ａ）は、冷蔵
庫の上扉Ａを例にその端辺Ａ₃に多点の被測定位置を設
定した図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の多点の被測
定位置の走査結果をＸＹ座標上にプロットした図であ
る。図中、図２，４と同符号のものは同じものを示す。
図１５（ａ）において、ａ₁₅，ａ₁₆，ａ₁₇は、新たに端
辺Ａ₃に追加設定された被測定位置で、ａ₉，ａ₁₀と同様
にして設定された位置である。これら多点の被測定位置
のＸＹ座標は、図１５（ｂ）に示すように、ａ₉，
ａ₁₅，ａ₁₆，ａ₁₇，ａ₁₀の順に（ｘ₂₁，ｙ₂₁），
（ｘ₂₂，ｙ₂₂），（ｘ₂₃，ｙ₂₃），（ｘ₂₄，ｙ₂₄），
（ｘ₂₅，ｙ₂₅）となるが、各座標は被測定位置の相違や
走査誤差等の関係から位置がばらつき、前記図４におけ
るａ₉，ａ₁₀の２点間を結ぶ場合と異なり一直線上にプ
ロットすることができない。そのため、各座標からの距
離ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，ｒ₄，ｒ₅の２乗和が、最小値になる
ような直線Ｓ₃を数式１４で求める。

【００８４】

【数１４】

【００８５】上記多点の被測定位置を走査して求めた直
線Ｓ₃は、前記図４におけるａ₉，ａ₁₀の２点間を結んで
求めたものに比べて、端辺Ａ₃の姿勢をより実姿勢に近
く表しており、それだけ精度よく組付け状態および形状
の検査をすることができる。なお、上扉Ａの端辺Ａ₃を
例に説明したが、他の端辺および他の扉にも同様に行う
ことができるのは勿論である。

【００８６】なお、前記実施例においては、３次元形状
の被検査部品として冷蔵庫の各扉を対象にしたが、これ
に限定されることはなく、例えば、電子レンジや洗濯機
等に対しても同様に検査することができる。そして、被
検査部品は冷蔵庫の扉のように、表面が平面的または比
較的大きい曲率で、しかも端辺がエッジ状に形成されて
いる形状が望ましいが、必ずしもこれに限定されること
はなく、形状においても長方形に限らず幾何学的形状で
あればよい。さらに、距離センサーとして超音波距離セ
ンサーを使用したが、レーザ、発光ダイオード等を利用
した非接触形の距離センサーを使用してもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、家電製品
などの本体に組付けられてその製品の外観の要部を構成
する複数個の３次元形状部品の組付け状態および形状の
検査を、２次元走査で自動的に、短時間かつ高精度に行
うことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷蔵庫を例にした検査方法の説明図で
ある。

【図２】図１に示す被検査部品の距離センサーによる走
査要領説明図である。

【図３】図１におけるＸ軸方向の組付け状態検査方法説
明図である。

【図４】図１におけるＹ軸方向の組付け状態検査方法説
明図である。

【図５】図１におけるＺ軸方向の組付け状態検査方法説
明図である。

【図６】ＸＹロボットの制御系およびセンサー信号処理
系のブロック図である。

【図７】センサーヘッド機構の一例を示す図である。

【図８】センサーの姿勢調整方法の説明図その１であ
る。

【図９】センサーの姿勢調整方法の説明図その２であ
る。

【図１０】Ｘ軸方向を被検査物の移動を利用して走査
し、Ｙ，Ｚ軸方向を１軸ロボットで走査する実施例の斜
視図である。

【図１１】Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向の走査を被検査物の移
動を利用して行う実施例その１の斜視図である。

【図１２】Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向の走査を被検査物の移
動を利用して行う実施例その２の斜視図である。

【図１３】複数個のセンサーを並設したセンサーヘッド
機構の正面図である。

【図１４】外観構成部品の幾何形状の検査方法説明図で
ある。

【図１５】多点走査による検査方法の説明図である。

【符号の説明】

１…冷蔵庫、３…ロボット、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｍ，４
ｎ，４ｐ，４ｑ，４ｒ，４ｓ…超音波距離センサー（セ
ンサー）、５…コンベア、１３，１５，１７…支柱、１
４…１軸ロボット、１６…回転リフタ、１８…エレベー
タ、２２…チルト機構、２３…Ｚ軸方向の移動機構、２
４，３１…センサーヘッド機構、３０…回動機構、Ａ…
上扉、Ｂ…中扉、Ｃ…下扉、Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄，
Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃，Ｂ₄，Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄…端辺、
ａ₁，ａ₄，ａ₇，ａ₈，ｂ₁，ｂ₄，ｂ₇，ｂ₈，ｃ₁，ｃ₄，
ｃ₇，ｃ₈…測定点、ａ₂，ａ₅，ａ₉，ａ₁₀，ａ₁₁，
ａ₁₂，ａ₁₃，ａ₁₄，ａ₁₅，ａ₁₆，ａ₁₇，ｂ₂，ｂ₅，
ｂ₉，ｂ₁₀，ｂ₁₁，ｂ₁₂，ｃ₂，ｃ₅，ｃ₉，ｃ₁₀…被測定
位置。

フロントページの続き (72)発明者鈴木信彦東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品の外観の要部を構成する複数個の３
次元形状部品が、製品本体に組付けられた状態を検査す
る外観構成部品の検査方法であって、（ｉ）前記組付け
られた各被検査部品の表面上の任意位置に、予め組付け
状態検査用の複数の測定点を設定し、（ｉｉ）該設定し
た測定点に対してＸＹの各軸方向に走査可能なロボット
に非接触形の距離センサーを取り付け、該距離センサー
より前記各測定点までの距離を、前記各被検査部品ごと
に計測しながら該測定点よりＸおよびＹ方向に、各被検
査部品の外周を形成する端辺を通過するように走査して
該通過点のＸおよびＹ方向の座標を検出し、（ｉｉｉ）
該座標検出された被測定位置を、走査された各端辺の複
数の位置に設定し、（ｉｖ）該設定した端辺上の被測定
位置間を結ぶ直線を、各端辺ごとに検査装置のＸＹ座標
上に求めるとともに、予め求めた各被検査部品中の基準
部品における被測定位置間を結ぶ直線とを前記ＸＹ座標
上にて比較し、（ｖ）前記両直線のなす角度および前記
座標検出した被測定位置より前記基準部品における直線
までの垂線の長さ並びに前記計測した距離データとを指
標として、前記基準部品に対する各被検査部品の相対的
な位置ずれおよび傾きを求める、ことを特徴とする外観
構成部品の検査方法。
【請求項２】製品に組付けられて該製品の外観の要部
を構成する複数個の３次元形状部品の形状を検査する外
観構成部品の検査方法であって、（ｉ）前記組付けられ
た各被検査部品の表面上の任意位置に、予め組付け状態
検査用の複数の測定点を設定し、（ｉｉ）該設定した測
定点に対してＸＹの各軸方向に走査可能なロボットに非
接触形の距離センサーを取り付け、該距離センサーより
前記各測定点までの距離を、前記各被検査部品ごとに計
測しながら該測定点よりＸおよびＹ方向に、各被検査部
品の外周を形成する端辺を通過するように走査して該通
過点のＸおよびＹ方向の座標を検出し、（ｉｉｉ）該座
標検出された被測定位置を、走査された各端辺の複数の
位置に設定し、（ｉｖ）該設定した端辺上の被測定位置
間を結ぶ直線を、各端辺ごとに検査装置のＸＹ座標上に
求め、隣り合う直線のなす角度および各被測定位置より
相対する前記直線までの垂線の長さを、予め設定された
基準値と比較することにより各被検査部品の幾何形状お
よびその寸法誤差を検査する、ことを特徴とする外観構
成部品の検査方法。
【請求項３】前記距離センサーが、照射ビームを被検
査部品の表面に垂直に照射可能で、かつ被検査部品表面
との距離を移動調整可能なセンサーヘッド機構を介して
前記ロボットに取り付けられ、走査開始前に、前記セン
サーヘッド機構により距離センサーの向きおよびビーム
スポット径を調整可能に構成されてなる請求項１または
２記載の外観構成部品の検査方法。
【請求項４】前記距離センサーによる被検査部品の走
査が、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支柱に、
該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に対応さ
せた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製品移動
に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査と、同
じく組立ライン際に前記支柱と平行に立てられた支柱状
のロボットに、該ロボットの支柱に沿って移動可能な距
離センサーを装着し、該距離センサーの移動による各被
検査部品のＹ軸方向の走査およびＺ軸方向の距離計測と
により行われる請求項１または２記載の外観構成部品の
検査方法。
【請求項５】前記距離センサーによる被検査部品の走
査が、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支柱に、
該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に対応さ
せた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製品移動
に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査と、該
走査後、前記組立ライン上の製品を移動方向の面内で被
検査部品とともに９０度回転させた位置の組立ライン際
に立てられた前記支柱と平行の支柱に、該９０度回転さ
せた位置における各被検査部品に対応させて複数の距離
センサーを固着し、前記製品移動に伴って行われる各被
検査部品のＹ軸方向の走査およびＺ軸方向の距離計測と
により行われる請求項１または２記載の外観構成部品の
検査方法。
【請求項６】前記距離センサーによる被検査部品の走
査が、製品搬送用の組立ライン際に立てられた支柱に、
該組立ライン上を移動する製品の各被検査部品に対応さ
せた位置に複数の距離センサーを固着し、前記製品移動
に伴って行われる各被検査部品のＸ軸方向の走査と、該
走査後に、前記組立ライン上の製品がその移動方向を該
移動方向の面内で垂直に変えられて移動する位置に設け
られた複数の距離センサーにより、前記垂直に変えられ
た方向の製品移動に伴って行われる各被検査部品のＹ軸
方向の走査およびＺ軸方向の距離計測とにより行われる
請求項１または２記載の外観構成部品の検査方法。
【請求項７】前記距離センサーが、前記センサーヘッ
ド機構先端部に回動機構を介してＸＹ面内で９０度回動
可能に取り付けられた複数個の並設されたセンサー群か
らなり、該センサー群の各距離センサーが、被検査部品
の端辺を順次通過可能にＸ軸およびＹ軸の各方向に移動
可能に構成されてなる請求項１，２または３記載の外観
構成部品の検査方法。
【請求項８】前記複数の被測定位置を結ぶＸＹ座標上
の直線が、該各被測定位置からの距離の２乗和が最小値
になる直線である請求項１または２記載の外観構成部品
の検査方法。