JPH0758185B2 - Three-dimensional measuring device - Google Patents
Three-dimensional measuring deviceInfo
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- JPH0758185B2 JPH0758185B2 JP30174788A JP30174788A JPH0758185B2 JP H0758185 B2 JPH0758185 B2 JP H0758185B2 JP 30174788 A JP30174788 A JP 30174788A JP 30174788 A JP30174788 A JP 30174788A JP H0758185 B2 JPH0758185 B2 JP H0758185B2
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- work
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の車体パネルに代表されるような三次
元形状の被測定物の寸法を測定する三次元測定装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional measuring device for measuring the dimensions of a three-dimensionally measured object represented by a vehicle body panel of an automobile.
従来の技術 この種の三次元測定装置としては例えば特開昭62−2325
09号公報および特開昭62−242811号公報に開示されてい
るものがある。これらの測定装置は例えば第7および第
8図に示すように、定盤81上に複数の位置決め治具82を
マグネットチャック等により固定し、この位置決め治具
82の支持板83とロケートピン84とを基準としてワークWa
を位置決めした上で、測定ロボット85に支持させた測定
用センサ86でワークWaの形状寸法を測定することを基本
としている。2. Description of the Related Art A three-dimensional measuring device of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-2325
There is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-28242 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-242811. In these measuring devices, for example, as shown in FIG. 7 and FIG.
Work Wa based on support plate 83 and locate pin 84 of 82
After positioning, the measurement sensor 86 supported by the measurement robot 85 basically measures the shape and dimension of the work Wa.
発明が解決しようとする課題 上記の構造においては、支持板83とロケートピン84とに
よりワークWaが位置決めされるものの、支持板83のワー
ク支持面が単なる水平面であるために、例えばワークWa
が傾斜面を有している場合にはそのワークWaを安定的に
支持することが困難であり、傾斜面を支持するための専
用の位置決め治具が別に必要になる。その結果、測定対
象となるワークが多種類になるとそれに応じて位置決め
治具82の数が増加し、位置決め治具の管理が煩雑にな
る。In the above structure, although the work Wa is positioned by the support plate 83 and the locate pin 84, the work support surface of the support plate 83 is a simple horizontal surface, for example, the work Wa
It is difficult to stably support the work Wa when the inclined surface has an inclined surface, and a dedicated positioning jig for supporting the inclined surface is required separately. As a result, when there are many types of workpieces to be measured, the number of positioning jigs 82 increases accordingly, and the management of positioning jigs becomes complicated.
本発明は以上のようの問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ワークの形状を問わず安定的
に支持できるようにした汎用性のある構造を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the invention to provide a versatile structure that can stably support a workpiece regardless of its shape.
課題を解決するための手段 本発明は、測定母機の定盤上に置かれた複数のフィクス
チャユニットを基準として被測定物を位置決めした上で
測定母機のセンサヘッドにより被測定物の寸法を測定す
る装置において、前記フィクスチャユニットは、被測定
物を支持する仮想支持平面を形成する球状の3つの支持
部材と、この支持部材を被測定物の形状に応じて個別に
上下動させて高さを調整する高さ調整機構とを備えてい
ることを特徴としている。Means for Solving the Problems The present invention measures a dimension of an object to be measured by a sensor head of the measuring mother machine after positioning the object to be measured with reference to a plurality of fixture units placed on a surface plate of the measuring mother machine. In the device, the fixture unit includes three spherical support members that form a virtual support plane for supporting the object to be measured, and the support members are individually moved up and down in accordance with the shape of the object to be measured. And a height adjusting mechanism for adjusting
作用 この構造によると、3つの支持部材が球状であるために
各支持部材の高さを高さ調整機構で調整することによっ
て、水平であると傾斜面であるとを問わず任意の仮想支
持平面をつくり出すことができる。その結果としてどの
ような形状の被測定物でも安定的に支持できるようにな
る。Action According to this structure, since the three support members are spherical, the height of each support member is adjusted by the height adjusting mechanism, so that any virtual support plane regardless of whether it is horizontal or inclined. Can be created. As a result, it becomes possible to stably support an object to be measured of any shape.
実施例 第1図〜第4図は本発明の測定装置の一実施例を示す構
成説明図であって、第3図および第4図に示すようにそ
の中心となる門型の測定母機1は、定盤2と、定盤2上
をX方向に移動可能なコラム3と、コラム3に対してY
方向に移動可能なキャリア4と、キャリア4に対してZ
方向に移動可能なアーム5とを備えている。コラム3は
図示外のサーボモータとボールねじ9のはたらきによ
り、またキャリア4とアーム5はサーボモータ7,8とボ
ールねじ6,10のはたらきにより各軸方向に移動する。1
1,12はレールである。Embodiment FIG. 1 to FIG. 4 are configuration explanatory views showing an embodiment of the measuring apparatus of the present invention, and as shown in FIG. 3 and FIG. , Surface plate 2, column 3 movable on surface plate 2 in the X direction, and Y with respect to column 3
Carrier 4 movable in any direction and Z with respect to carrier 4
And an arm 5 movable in a direction. The column 3 is moved in each axial direction by the action of a servo motor and a ball screw 9 not shown, and the carrier 4 and the arm 5 are moved in the respective axial directions by the action of the servo motors 7, 8 and ball screws 6, 10. 1
1,12 are rails.
定盤2上には被測定物であるワーク(この実施例では自
動車の車体パネルを例示している)Wを位置決めするた
めの高さの異なる複数のフィクスチャユニット13,13…
が設けられているほか、アーム5の一側面にはセンサヘ
ッド14が取り付けられ、センサヘッド14はαおよびβ方
向に旋回可能であって、センサヘッド14による測定系だ
けについてみたとき、測定母機1のX,Y,Z方向の直交3
軸の自由度にα,βの旋回2軸の自由度を加えて全体と
して5軸の自由度を有している。On the surface plate 2, a plurality of fixture units 13, 13 having different heights for positioning a workpiece (a vehicle body panel of an automobile is illustrated in this embodiment) W as a measured object.
Besides, the sensor head 14 is attached to one side surface of the arm 5, and the sensor head 14 can swivel in the α and β directions. Orthogonal 3 in the X, Y, Z directions of
In addition to the degrees of freedom of the axes, the degrees of freedom of the two rotations of α and β are added to give a total of five degrees of freedom.
フィクスチャユニット13は第1図および第2図に示すよ
うに、ハウジング15と、ハウジング15に挿入支持された
3本のシャフト16と、各シャフト16の先端に取り付けら
れた支持部材としての球状のゲージ17とを中心に構成さ
れており、ハウジング15の底面には図示外のマグネット
チャックが装着され、このマグネットチャックのはたら
きによりフィクスチャユニット13が定盤2上の所定位置
に吸着固定される。As shown in FIGS. 1 and 2, the fixture unit 13 has a housing 15, three shafts 16 inserted into and supported by the housing 15, and a spherical member as a support member attached to the tip of each shaft 16. A magnet chuck (not shown) is mounted on the bottom surface of the housing 15, and the fixture unit 13 is attracted and fixed to a predetermined position on the surface plate 2 by the function of the magnet chuck.
各シャフト16の上半部にはスプライン軸部16aが、また
その下半部には後述するナット部材20とともにボールね
じ23を構成するスクリューシャフト部16bがそれぞれに
形成されている。スプライン軸部16aはハウジング15側
のブッシュ18とボールスプライン結合されており、これ
によってシャフト16の回転が阻止されて上下動作のみが
可能となっている。A spline shaft portion 16a is formed in an upper half portion of each shaft 16, and a screw shaft portion 16b forming a ball screw 23 together with a nut member 20 described later is formed in a lower half portion thereof. The spline shaft portion 16a is ball-spline-coupled to the bush 18 on the housing 15 side, which prevents the shaft 16 from rotating and allows only vertical movement.
各シャフト16の回りには第1図に示すように電磁ブレー
キ19,ナット部材20,電磁クラッチ21およびドリブンギヤ
22が設けられている。ナット部材20はベアリング20aを
介してハウジング15に回転可能に支持されるとともに、
シャフト16のスクリューシャフト部16bに螺合してボー
ルねじ23を構成しており、このナット部材20に対してブ
レーキディスク24と電磁クラッチ21のディスクプレート
25が一体に連結されている。また、ドリブンギヤ22はベ
アリング26を介してハウジング15に回転可能に支持され
るとともに、クラッチディスク27と一体に連結されてお
り、このドリブンギヤ22は各シャフト16が共有するモー
タ28側のドライブギヤ29と噛み合っている。そして、モ
ータ28やドリブンギヤ29,ドリブンギヤ22,ボールねじ2
3,電磁ブレーキ19,電磁クラッチ21等により、各ゲージ1
7の高さを調整するための高さ調整機構30を構成してい
る。31,32はコイルである。As shown in FIG. 1, around each shaft 16, an electromagnetic brake 19, a nut member 20, an electromagnetic clutch 21, and a driven gear are provided.
22 are provided. The nut member 20 is rotatably supported by the housing 15 via a bearing 20a, and
A ball screw 23 is formed by being screwed into a screw shaft portion 16b of the shaft 16, and a brake disc 24 and a disc plate of an electromagnetic clutch 21 are provided to the nut member 20.
25 are connected together. The driven gear 22 is rotatably supported by the housing 15 via a bearing 26 and is integrally connected to the clutch disc 27. The driven gear 22 is connected to the drive gear 29 on the motor 28 side shared by the shafts 16. It is in mesh. Then, the motor 28, driven gear 29, driven gear 22, ball screw 2
3, each gauge 1 by electromagnetic brake 19, electromagnetic clutch 21 etc.
A height adjusting mechanism 30 for adjusting the height of 7 is configured. 31 and 32 are coils.
すなわち、高さを調整しようとするゲージ17に対応する
電磁ブレーキ19の制動状態を解除するとともに対応する
電磁クラッチ21を作動させてモータ28を回転させると、
ドリンブンギヤ22の回転トルクが電磁クラッチ21のクラ
ッチディスク27とディスクプレート25を介してナット部
材20に伝達され、このナット部材20が回転することでシ
ャフト16が上下動してゲージ17の高さ調整が行われるこ
とになる。That is, when the braking state of the electromagnetic brake 19 corresponding to the gauge 17 whose height is to be adjusted is released and the corresponding electromagnetic clutch 21 is operated to rotate the motor 28,
The rotation torque of the driven gear 22 is transmitted to the nut member 20 via the clutch disc 27 and the disc plate 25 of the electromagnetic clutch 21, and the nut member 20 rotates to move the shaft 16 up and down to adjust the height of the gauge 17. Will be done.
次に上記のように構成された測定装置の作用について説
明する。Next, the operation of the measuring device configured as described above will be described.
先ず第3図および第4図に示すように、測定対象となる
ワークWの形状に応じて複数のフィクスチャユニット13
を定盤2上の所定位置に位置決め固定する。そして、各
フィクスチャユニット13のそれぞれについてゲージ17の
高さ調整を行う。この高さ調整作業は、前述したように
フィクスチャユニット13について3つのゲージ17が1つ
のモータ28を共有していることから、各シャフト16ごと
に独立した電磁ブレーキ19と電磁クラッチ21を選択作動
させて各ゲージ17ごとに個別にその高さ調整を行う。First, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of fixture units 13 are provided according to the shape of the workpiece W to be measured.
Is fixed at a predetermined position on the surface plate 2. Then, the height of the gauge 17 is adjusted for each of the fixture units 13. In this height adjustment work, since the three gauges 17 of the fixture unit 13 share one motor 28 as described above, the electromagnetic brake 19 and the electromagnetic clutch 21 which are independent of each shaft 16 are selectively operated. Then, the height of each gauge 17 is adjusted individually.
全てのフィクスチャユニット13についてそれぞれのゲー
ジ17の高さ調整が終了したならば、それらのフィクスチ
ャユニット13の上にワークWをセットする。この時、ワ
ークWの形状に応じて予め各ゲージ17の高さが調整され
ていることから、各フィクスチャユニット13ごとの3つ
のゲージ17によってワークWを支持するための仮想支持
平面a(第2図)が形成され、これらの仮想支持平面a
によってワークWが所定的に支持される。When the height adjustments of the gauges 17 of all the fixture units 13 are completed, the work W is set on the fixture units 13. At this time, since the height of each gauge 17 is adjusted in advance according to the shape of the work W, the virtual support plane a (the first gauge) for supporting the work W by the three gauges 17 of each fixture unit 13 is used. 2) is formed and these virtual support planes a
The work W is supported in a predetermined manner.
続いて、図示外の制御盤に対して測定開始信号とともに
ワークWの種別データを入力すると、制御盤にはワーク
Wの種類に応じて必要とされるセンサヘッド14を移動す
べき軌跡データ、およびワークWが設計データ通りに仕
上がっていると仮定したときの測定基準データが予め入
力されていることから、測定対象となるワークWの種別
に応じた前記データが呼び出される。そして、センサヘ
ッド14が指定された経路に沿って移動してワークWの形
状寸法を測定し、制御盤側ではその測定データと測定基
準データとを比較し、例えば測定結果をグラフィックデ
ィスプレイに表示するとともにX−Yプロッタで作図す
る。Subsequently, when the type data of the work W is input to the control panel (not shown) together with the measurement start signal, the control panel is required to move the sensor head 14 according to the type of the work W, and the trajectory data, Since the measurement reference data assuming that the work W is finished according to the design data is input in advance, the data corresponding to the type of the work W to be measured is called. Then, the sensor head 14 moves along the designated path to measure the shape and dimension of the work W, and the control panel side compares the measurement data with the measurement reference data, and displays the measurement result on the graphic display, for example. Along with that, plot with an XY plotter.
測定が終わるとセンサヘッド14は測定母機1のアーム5
ごと原点位置に復帰し、さらにワークWを定盤2上から
除去することで一連の作業が完了する。When the measurement is completed, the sensor head 14 moves to the arm 5 of the measuring mother machine 1.
Each work is returned to the origin position, and the work W is removed from the surface plate 2 to complete a series of operations.
ここで、ワークWの形状によっては3つのゲージ17をも
つフィクスチャユニット13と1つのゲージのみを有する
フィクスチャユニットとを併用してもよい。また、高さ
調整機構30のモータ28は各ゲージ17ごとに独立させて設
けてもよい。Here, depending on the shape of the work W, the fixture unit 13 having the three gauges 17 and the fixture unit having only one gauge may be used together. Further, the motor 28 of the height adjusting mechanism 30 may be provided independently for each gauge 17.
第5図に示す実施例は、ゲージ17に、吸着ブロック40と
コイル41とからなるマグネットチャック42を傾動変位可
能に球面結合したものである。この実施例の場合には、
マグネットチャック42がワークWの形状に応じて傾動変
位するとともに、ワークWを吸着してクランプすること
になるので、ワークWの支持状態が一段と安定する利点
がある。In the embodiment shown in FIG. 5, a magnet 17 having a suction block 40 and a coil 41 is spherically coupled to the gauge 17 so as to be tiltable. In this example,
Since the magnet chuck 42 is tilted and displaced according to the shape of the work W, and the work W is attracted and clamped, there is an advantage that the support state of the work W is further stabilized.
第6図に示す実施例は、上記のマグネットチャック42に
代えてバキュームカップ51を用いたものである。すなわ
ち、ゲージ57に対し軸受部材52を傾動変位可能に球面結
合するとともに、この軸受部材52に圧縮コイルスプリン
グ53を介してホルダ54と一体のバキュームカップ55を装
着したもので、ポート56を介してバキュームカップ55内
の空気を吸引することでその負圧吸引作用によりワーク
Wが吸着クランプされる。58はシール部材である。The embodiment shown in FIG. 6 uses a vacuum cup 51 in place of the magnet chuck 42. That is, the bearing member 52 is spherically coupled to the gauge 57 so as to be capable of tilting displacement, and the vacuum cup 55 integral with the holder 54 is attached to the bearing member 52 via the compression coil spring 53. By sucking the air in the vacuum cup 55, the work W is sucked and clamped by its negative pressure suction action. Reference numeral 58 is a seal member.
この実施例の場合にも第2の実施例と同様の作用効果が
得られる。Also in the case of this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
発明の効果 以上のように本発明によれば、被測定物の支持するフィ
クスチャユニットが、被測定物を支持する仮想支持平面
を形成する球状の3つの支持部材と、この支持部材を被
測定物の形状に応じて個別に上下動させて高さを調整す
る高さ調整機構とを備えているものであるから、3つの
支持部材によって、被測定物の形状に応じた任意の仮想
支持平面を形成することができるとともに、フィクスチ
ャユニットそのものの汎用化が図られ、被測定物の形状
を問わず被測定物を安定的に支持することができる。ま
た、上記のようにフィクスチャユニットの汎用化が図ら
れることによって、必要とするフィクスチャユニットの
数が最少限で済み、フィクスチャユニットの管理工数を
大幅に削減できる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, a fixture unit that supports an object to be measured has three spherical support members that form a virtual support plane that supports the object to be measured, and the support members to be measured. Since the height adjusting mechanism adjusts the height by individually moving up and down according to the shape of the object, the three support members allow an arbitrary virtual support plane according to the shape of the object to be measured. The fixture unit itself can be generalized, and the object to be measured can be stably supported regardless of the shape of the object to be measured. Further, since the fixture unit is generalized as described above, the number of required fixture units can be minimized, and the number of fixture unit management steps can be significantly reduced.
第1図は本発明の測定装置の一実施例を示す図でフィク
スチャユニットの拡大断面図、第2図は上記フィクスチ
ャユニットの斜視図、第3図は上記測定装置全体の構成
説明図、第4図は定盤の平面説明図、第5図は本発明の
第2の実施例を示す図でゲージの拡大説明図、第6図は
本発明の第3の実施例を示すゲージの拡大説明図、第7
図は従来の測定装置の一例を示す構成説明図、第8図は
従来の測定装置で使用される位置決め治具の斜視図であ
る。 1……測定母機、2……定盤、13……フィクスチャユニ
ット、14……センサヘッド、17……ゲージ、23……ボー
ルねじ、19……電磁ブレーキ、21……電磁クラッチ、28
……モータ、30……高さ調整機構、W……ワーク、a…
…仮想支持平面。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a measuring device of the present invention, an enlarged sectional view of a fixture unit, FIG. 2 is a perspective view of the fixture unit, and FIG. FIG. 4 is an explanatory plan view of a surface plate, FIG. 5 is an enlarged explanatory view of a gauge showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a gauge showing a third embodiment of the present invention. Explanatory drawing, No. 7
FIG. 8 is a configuration explanatory view showing an example of a conventional measuring apparatus, and FIG. 8 is a perspective view of a positioning jig used in the conventional measuring apparatus. 1 …… Measuring mother machine, 2 …… Surface plate, 13 …… Fixture unit, 14 …… Sensor head, 17 …… Gauge, 23 …… Ball screw, 19 …… Electromagnetic brake, 21 …… Electromagnetic clutch, 28
...... Motor, 30 …… Height adjustment mechanism, W …… Work, a…
… Virtual support plane.
Claims (1)
スチャユニットを基準として被測定物を位置決めした上
で測定母機のセンサヘッドにより被測定物の寸法を測定
する装置において、前記フィクスチャユニットは、被測
定物を支持する仮想支持平面を形成する球状の3つの支
持部材と、この支持部材を被測定物の形状に応じて個別
に上下動させて高さを調整する高さ調整機構とを備えて
いることを特徴とする三次元測定装置。1. An apparatus for measuring a dimension of an object to be measured by a sensor head of the measuring mother machine after positioning the object to be measured with reference to a plurality of fixture units placed on a surface plate of the measuring mother machine. The cha unit includes three spherical support members that form a virtual support plane for supporting the object to be measured, and height adjustments for individually moving the supporting members up and down according to the shape of the object to be adjusted. A three-dimensional measuring device comprising a mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30174788A JPH0758185B2 (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Three-dimensional measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30174788A JPH0758185B2 (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Three-dimensional measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02147810A JPH02147810A (en) | 1990-06-06 |
JPH0758185B2 true JPH0758185B2 (en) | 1995-06-21 |
Family
ID=17900679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30174788A Expired - Lifetime JPH0758185B2 (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Three-dimensional measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0758185B2 (en) |
Families Citing this family (5)
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-
1988
- 1988-11-29 JP JP30174788A patent/JPH0758185B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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