(57)【要約】【課題】本発明は、車両等の製品を構成する複数の部品の相対的な位置測定精度の向上を図り得るシステムを提供する。【解決手段】同じ組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれの出力信号に基づき、製品を構成する複数の部品のうち少なくとも一の指定部品において平面領域Ｒｉに設けられた基準開口部Ｏｉの中心位置、および、基準開口部Ｏｉの軸線方向について当該平面領域Ｒｉまでの距離のそれぞれが測定される。当該測定が同時に実行されることにより、当該測定が異なる時点で実行される場合と比較して、組み立てられた複数の部品Ｐ１〜Ｐ８が全体的に揺れたとしても、当該揺れの影響を排除して基準開口部Ｏｉの中心位置および平面領域Ｒｉまでの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を構成する複数の部品のうち少なくとも一の指定部品において平面領域に設けられた基準開口部の中心位置と、前記基準開口部の軸線方向について前記平面領域までの距離と、を測定するためのセンサとを備え、
複数の前記センサが、前記複数の部品の組み立てラインに沿って配置され、同時に測定を実行し、前記複数のセンサによって測定された複数の前記基準開口部の相対位置関係を算出することを特徴とする製品精度計測システム。
【請求項２】
請求項１記載の製品精度計測システムにおいて、
前記センサの姿勢を調節可能な第１調節機構をさらに備えていることを特徴とする製品精度計測システム。
【請求項３】
請求項１〜２のうちいずれか１項に記載の製品精度計測システムにおいて、
前記センサを、前記基準開口部の中心位置および前記基準開口部の軸線方向についての前記平面領域までの距離の測定のための測定位置と、前記組み立てラインにしたがって搬送される前記複数の部品との干渉を回避するための回避位置と、の間で変位させる第２調節機構をさらに備えていることを特徴とする製品精度計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の精度を計測するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両組み立てラインの左右両側に配置されたカメラおよびレーザー光式変位計を用いて、部品の組付け精度を測定する技術的手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、カメラによってサイドパネルに形成されたゲージホール（組立基準孔）の位置が測定され、かつ、レーザー光式変位計によってサイドパネルまでの距離が測定され、当該測定結果に基づいてサイドパネルのロアパネルに対する前後、上下および車幅方向の位置が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−２４００２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、組み立てラインにおいて組み立てられた複数の部品が全体的に揺れることにより、当該複数の部品の相対的な位置の測定精度が低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、車両等の製品を構成する複数の部品の相対的な位置測定精度の向上を図り得るシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の製品精度計測システムは、製品を構成する複数の部品のうち少なくとも一の指定部品において平面領域に設けられた基準開口部の中心位置と、前記基準開口部の軸線方向について前記平面領域までの距離と、を測定するためのセンサとを備え、複数の前記センサが、前記複数の部品の組み立てラインに沿って配置され、同時に測定を実行し、前記複数のセンサによって測定された複数の前記基準開口部の相対位置関係を算出することを特徴とする。
【０００７】
当該構成の製品精度計測システムによれば、センサの出力信号に基づき、製品を構成する複数の部品のうち少なくとも一の指定部品において平面領域に設けられた基準開口部の中心位置、および、基準開口部の軸線方向について当該平面領域までの距離のそれぞれが測定される。当該測定が同時に実行されることにより、当該測定が異なる時点で実行される場合と比較して、組み立てられた複数の部品が全体的に揺れたとしても、当該揺れの影響を排除して基準開口部の中心位置および平面領域までの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。「同時に測定」とは、同時点で測定された測定データを組み合わせて基準開口部の位置、ひいては複数の部品の相対的な位置を測定することをも包含する概念である。
【０００８】
本発明の製品精度計測システムにおいて、前記センサの姿勢を調節可能な第１調節機構をさらに備えていることが好ましい。
【０００９】
当該構成の製品精度計測システムによれば、世界座標系における平面領域の姿勢（当該姿勢は、例えば、平面領域の垂線の方位角および仰角により特定される）に合わせて適応的にセンサの姿勢が調節されうるので、基準開口部の中心位置および平面領域までの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。
【００１０】
本発明の製品精度計測システムにおいて、前記センサを、前記基準開口部の中心位置および前記基準開口部の軸線方向についての前記平面領域までの距離の測定のための測定位置と、前記組み立てラインにしたがって搬送される前記複数の部品との干渉を回避するための回避位置と、の間で変位させる第２調節機構をさらに備えていることが好ましい。
【００１１】
当該構成の製品精度計測システムによれば、組み立てられた複数の部品との干渉可能性がある測定位置にセンサが配置されうるので、その分だけ当該配置の自由度が向上し、基準開口部の中心位置および平面領域までの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態としての製品精度計測システムの構成説明図。
【図２】基準開口部の中心位置測定および平面領域までの距離測定に関する説明図。
【図３】第１の部品組み立て状態における製品精度計測方法に関する説明図。
【図４】第２の部品組み立て状態における製品精度計測方法に関する説明図。
【図５】第３の部品組み立て状態における製品精度計測方法に関する説明図。
【図６】基準開口部の各部品に対する役割に関する説明図。
【図７】第１調節機構の構成の第１実施例に関する説明図。
【図８】第１調節機構の構成の第２実施例に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての製品精度計測システムは、画像センサ群１１、測距センサ群１２、第１調節機構２１、第２調節機構２２および制御装置１００を備えている。制御装置１００は、第１位置測定要素１１０および第２位置測定要素１２０を備えている。
【００１４】
画像センサ群１１を構成する複数の画像センサＳ１のそれぞれは、例えばＣＣＤカメラにより構成されている。画像センサＳ１により図２に示されているように、複数の部品のうち指定部品における平面領域Ｒｉおよびそこに設けられた基準開口部Ｏｉの画像が取得される。基準開口部Ｏｉは貫通孔であってもよく、穴、凹部またはザグリであってもよい。平面領域Ｒｉは、数学的に厳密な平面状の領域を意味するのではなく、公差範囲内で凹凸または歪みが存在するような略平面状の領域を意味する。
【００１５】
画像の画素値（明度または輝度など）に基づき、第１位置測定要素１１０により、画像座標系における基準開口部Ｏｉの輪郭が特定されるので、基準開口部Ｏｉの中心位置と、基準開口部Ｏｉの本来的な（複数の部品の相対的な位置がずれていない場合の）中心位置とのずれが測定されうる。そして、画像座標系における当該位置ずれに基づき、第１位置測定要素１１０により、実空間において平面領域Ｒｉに平行な相互に垂直な２つの方向（例えば、前後方向および上下方向）のそれぞれについて当該指定部品と他の部品との相対的な位置または位置ずれが測定される。
【００１６】
測距センサ群１２を構成する複数の測距センサＳ２のそれぞれは、指定部品の平面領域Ｒｉにレーザー光を照射し、当該平面領域Ｒｉにより反射されたレーザー光を受光する。第２位置測定要素１２０により、測距センサＳ２の出力信号に基づき、基準開口部Ｏｉの軸線方向または平面領域Ｒｉの垂線方向について当該平面領域Ｒｉまでの距離が測定される。
【００１７】
画像センサ群１１を構成する複数の画像センサＳ１のそれぞれおよび測距センサ群１２を構成する複数の測距センサＳ２のそれぞれは、組または対として製品の組み立てラインに沿って配置されている。本実施形態では、生産ラインに沿って複数の部品が徐々に組み立てられていくことで、第１〜第３の組み立て状態の部品群Ｐ１〜Ｐ３（例えば、Ｐ１〜Ｐ２は中間骨格完成品であり、Ｐ３は完全骨格完成品である。）のそれぞれについて、複数の部品の相対的な位置、ひいては複数の部品の組み立て精度が計測されるように、画像センサＳ１および測距センサＳ２の複数の組が生産ラインに沿って配置されている。
【００１８】
例えば、図３に示されているように、第１組み立て状態の部品群Ｐ１の指定部品の指定部位における４つの平面領域Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれに設けられた基準開口部Ｏ１〜Ｏ４のそれぞれに対応して、画像センサＳ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１３１およびＳ１４１のそれぞれと、測距センサＳ１１２、Ｓ１２２、Ｓ１３２およびＳ１４２のそれぞれと、の組が配置されている。
【００１９】
図４に示されているように、第２組み立て状態の部品群Ｐ２の指定部品の指定部位における６つの平面領域Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれに設けられた基準開口部Ｏ１〜Ｏ６のそれぞれに対応して、画像センサＳ３１１、Ｓ３２１、Ｓ３３１、Ｓ３４１、Ｓ３５１およびＳ３６１のそれぞれと、測距センサＳ３１２、Ｓ３２２、Ｓ３３２、Ｓ３４２、Ｓ３５２およびＳ３６２のそれぞれと、の組が配置されている。
【００２０】
図５に示されているように、第３組み立て状態の部品群Ｐ３の指定部品の指定部位における６つの平面領域Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれに設けられた基準開口部Ｏ１〜Ｏ６のそれぞれに対応して、画像センサＳ８１１、Ｓ８２１、Ｓ８３１、Ｓ８４１、Ｓ８５１およびＳ８６１のそれぞれと、測距センサＳ８１２、Ｓ８２２、Ｓ８３２、Ｓ８４２、Ｓ８５２およびＳ８６２のそれぞれと、の組が配置されている。
【００２１】
基準開口部Ｏ１〜Ｏ６は図６に示されているように、第３組立状態の指定部品がその後、第１〜第３外観部品を組付ける際に基準となる開口部である。本実施例における基準開口部Ｏ１およびＯ２は第１外観部品であるフェンダーＡ１を組付ける際の基準となる開口部であり、基準開口部Ｏ３およびＯ４は第２外観部品であるバンパーＡ２を組付ける際の基準となる開口部であり、基準開口部Ｏ５およびＯ６は第３外観部品であるボンネットＡ３を組付ける際の基準となる開口部である。
【００２２】
ここで、基準開口部Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３およびＯ４の間の相対位置はフェンダーとＡ１およびバンパーＡ２の第１隙間精度Ｘ１に影響を与え、基準開口部Ｏ１、Ｏ２、Ｏ５およびＯ６の間の相対位置はフェンダーとＡ１とボンネットＡ３の第２隙間精度Ｘ２に影響を与え、基準開口部Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５およびＯ６の間の相対位置はバンパーとＡ２とボンネットＡ３の第３隙間精度Ｘ３に影響を与える。したがって、基準開口部のそれぞれの相対位置関係は、各外観部品同士の隙間精度に影響を及ぼす。
【００２３】
第１調節機構２１は、画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれの姿勢をアクチュエータにより、さらには必要に応じて手動により調節可能に構成されている。
【００２４】
第２調節機構２２は、画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれの位置を、測定位置および回避位置の間でアクチュエータにより、さらには必要に応じて手動により調節可能に構成されている。「測定位置」は、基準開口部おいの中心位置および基準開口部Ｏｉの軸線方向についての平面領域Ｒｉまでの距離を測定するための位置を意味する。「回避位置」は、組み立てラインにしたがって搬送される複数の部品Ｐ１〜Ｐ８との干渉を回避するための位置を意味する。第２調節機構２２が第１調節機構２１として兼用されてもよい。
【００２５】
例えば、図７に示されているように、第１アクチュエータＡｃ１（ピストンシリンダ駆動機構）により、画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが固定されている第１フレームＦ１が、第１ベースフレームＢ１に対して第１回動軸Ａｘ１（ここではｙ軸に平行である。ｚ軸の負方向は重力方向を表わしている。）のまわりに相対的に回動されるように第２調節機構２２が構成されている。図７では、符号（Ｐ１）は画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが測定位置にある状態を表わし、符号（Ｐ２）は画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが回避位置にある状態を表わしている。
【００２６】
図８に示されているように、第２アクチュエータＡｃ２（ピストンシリンダ駆動機構）により、画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが固定されている第２フレームＦ２が、第２ベースフレームＢ２に対して第２回動軸Ａｘ２（ここではｚ軸に平行である。ｚ軸の負方向は重力方向を表わしている。図８の座標系は図７の座標系と比較して、実空間におけるｘ軸およびｙ軸の延在態様が相違していてもよい。）のまわりに相対的に回動されるように第２調節機構２２が構成されている。図８でも、図７と同様に、符号（Ｐ１）は画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが測定位置にある状態を表わし、符号（Ｐ２）は画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが回避位置にある状態を表わしている。
【００２７】
（機能）
本発明の一実施形態としての製品精度計測システムによれば、同じ組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれの出力信号に基づき、製品を構成する複数の部品のうち少なくとも一の指定部品において平面領域Ｒｉに設けられた基準開口部Ｏｉの中心位置、および、基準開口部Ｏｉの軸線方向について当該平面領域Ｒｉまでの距離のそれぞれが測定される（図２参照）。当該測定は同時に実行される。
【００２８】
また、複数の組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２の測定も同時に実行され、基準開口部Ｏ１〜Ｏの相対位置関係が算出される。例えば、第１組み立て状態の部品群Ｐ１に関しては、基準開口部Ｏ１〜Ｏ４の相対位置関係が算出される（図３参照）。第２組み立て状態の部品群Ｐ２に関しては、基準開口部Ｏ１〜Ｏ６の相対位置関係が算出される（図４参照）。第３組み立て状態の部品群Ｐ３に関しては、基準開口部Ｏ１〜Ｏ６の相対位置関係が算出される（図５参照）。
【００２９】
これにより、当該測定が異なる時点で実行される場合と比較して、組み立てられた複数の部品Ｐ１〜Ｐ８が全体的に揺れたとしても、ある程度基準開口部同士の相対位置が変わらないので、当該揺れの影響を排除して基準開口部Ｏｉの中心位置および平面領域Ｒｉまでの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。
【００３０】
第１調節機構２１により、世界座標系における平面領域Ｒｉの姿勢に合わせて適応的に画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれの姿勢が調節されうる。このため、基準開口部Ｏｉの中心位置および平面領域Ｒｉまでの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる。
【００３１】
第２調節機構２２により、画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが測定位置と回避位置との間で変位させることができる（図７〜図８参照）。これにより、組み立てられた複数の部品Ｐ１〜Ｐ８との干渉可能性がある測定位置に画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが配置されうるので、その分だけ当該配置の自由度が向上し、基準開口部Ｏｉの中心位置および平面領域Ｒｉまでの距離の測定精度、ひいては当該複数の部品の相対的な位置の測定精度の向上が図られる（図４〜図６参照）。
【００３２】
（本発明の他の実施形態）
製品精度計測システムが、複数の部品Ｐ１〜Ｐ８のそれぞれが所定位置にあることに応じた検知信号を出力する位置検知センサをさらに備え、位置検知センサから出力された検知信号に応じて、同じ組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれが同時に測定を実行してもよい。この場合、同じ組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２のそれぞれによる、基準開口部Ｏｉの中心位置および平面領域Ｒｉまでの距離のそれぞれの測定が確実に同時に実行される。
【００３３】
組を構成する画像センサＳ１および測距センサＳ２が、指定部品において平面領域に設けられた基準開口部Ｏｉの中心位置と、基準開口部Ｏｉの軸線方向について平面領域Ｒｉまでの距離と、の両方を測定する高精度カメラなどの単一のセンサにより構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１１‥画像センサ群、１２‥測距センサ群、２１‥第１調節機構、２２‥第２調節機構、１００‥制御装置、１１０‥第１位置測定要素、１２０‥第２位置測定要素、Ａｃ１‥第１アクチュエータ（第２調節機構）、Ａｃ２‥第２アクチュエータ（第２調節機構）、Ａｘ１‥第１回動軸、Ａｘ２‥第２回動軸、Ｂ１‥第１ベースフレーム、Ｂ２‥第２ベースフレーム、Ｄｐ１‥第１ダンパ機構、Ｄｐ２‥第２ダンパ機構、Ｆ１‥第１フレーム、Ｆ２‥第２フレーム、Ｏｉ‥基準開口部、Ｒｉ‥平面開口部、Ｓ１‥画像センサ、Ｓ２‥測距センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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