(57)【要約】【課題】車体の隣接する部品間の隙間および段差を高い精度で測定することが可能な組み付け精度測定方法および測定装置を提供する。【解決手段】照射ヘッドとＣＣＤカメラとを含む非接触式の測定ユニットにより被測定部の隙間および段差を測定して、その測定結果に基づいてＣＡＤ上に作成された当該被測定部の測定画像と対応するマスタ画像とをベストフィット処理することにより測定画像を補完して出力画像を作成して、該出力画像に基づいて被測定部の隙間および段差を算出するので、被測定部の隙間および段差を極めて高い精度で測定することが可能になる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する方法であって、
前記車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定ステップと、
前記測定ステップの測定結果に基づいて前記被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成ステップと、
前記測定画像と前記ＣＡＤに格納された前記被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して前記測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理ステップと、
前記出力画像に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理ステップと、
を含むことを特徴とする組み付け精度測定方法。
【請求項２】
前記演算処理ステップの出力に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差の良否を判定する判定ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の組み付け精度測定方法。
【請求項３】
車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する装置であって、
前記車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成手段と、
前記測定画像と前記ＣＡＤに格納された前記被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して前記測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理手段と、
前記出力画像に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理手段と、
を含むことを特徴とする組み付け精度測定装置。
【請求項４】
前記演算処理手段の出力に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差の良否を判定する判定手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の組み付け精度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み付け精度測定方法および測定装置に関するもので、例えば、車両の隣接する外観パネル間の隙間および段差を測定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、外観パネルの組み付け精度、すなわち、隣接する外観パネル間（以下、単にパネル間という）の隙間および段差の程度が外観品質を評価する上で極めて重要である。特に、高級車と呼ばれる範疇の車両においてはその傾向が顕著である。そこで、特許文献１には、組立ラインの側方にレーザ発光体およびＣＣＤカメラを操作するロボット配置しておいて、該ロボットの操作によりレーザ光をパネル間を横断するように照射しながら反射光をＣＣＤカメラにより読み取り、該ＣＣＤカメラからの出力信号に基づき当該パネル間の画像を作成して、該パネル間の画像に基づき当該パネル間の隙間および段差が測定される測定方法および測定装置が記載されている。
【０００３】
しかしながら、外観パネルは端部が折り返されたヘム形状であることから、反射光をＣＣＤカメラにより読み取る三角測量では、パネル間の奥に照射されたレーザ光を読み取るとこができない。これにより、上述した画像データに基づき導出されたパネル間の隙間および段差の測定値は、実際の隙間および段差よりも大きい。したがって、従来、得られた隙間の測定値に補正値（例えば、0.3mm）を加算する処理が行われており、最終的に得られた測定結果は、ばらつきが大きく信頼性に欠けるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車体の隣接する部品間の隙間および／または段差を高い精度で測定することが可能な組み付け精度測定方法および測定装置を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の組み付け精度測定方法は、車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する方法であって、前記車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定ステップと、前記測定ステップの測定結果に基づいて前記被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成ステップと、前記測定画像と前記ＣＡＤに格納された前記被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して前記測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理ステップと、前記出力画像に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の組み付け精度測定装置は、車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する装置であって、前記車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成手段と、前記測定画像と前記ＣＡＤに格納された前記被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して前記測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理手段と、前記出力画像に基づいて前記被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）−（４）項の各々が、請求項１−４の各々に相当する。
【０００９】
（１）車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する方法であって、車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定ステップと、測定ステップの測定結果に基づいて被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成ステップと、測定画像とＣＡＤに格納された被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理ステップと、出力画像に基づいて被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理ステップと、を含むことを特徴とする。
測定ステップでは、例えば、車両組立ライン上を搬送コンベアにより搬送される車体の被測定部に照射ヘッドからレーザ光を照射して、その反射光をＣＣＤカメラにより読み取る。この測定ステップでは、車両組立ラインを跨ぐように構築した門型のやぐらに、各被測定部に対応する各測定ユニット（照射ヘッドとＣＣＤカメラとを含む）を配置することにより、ラインを停止させることなく、各測定ユニットにより対応する各被測定部の測定を行うことができる。なお、測定ユニットを各被測定部に対応させて複数ユニット配置する他、測定ユニットをロボットにより操作して各被測定部の測定を行うこともできる。
次に、測定画像作成ステップでは、ＣＣＤカメラの出力信号に基づいてＣＡＤ上に被測定部の測定画像が作成される。この測定画像は、ＣＣＤカメラが反射光を読み取ることができなかった部分については作画されていないため、被測定部の隙間が実際よりも大きくなっている。
次に、ベストフィット処理ステップでは、上記ＣＡＤ上において、測定画像とＣＡＤのデータ格納部（メモリ）に格納された当該被測定部のマスタ画像（設計上の形状の画像）とをベストフィット処理して測定画像を補完して出力画像を作成する。ここで、ベストフィット処理とは、一般のＣＡＤが有する機能の一つであり、例えば、最小二乗法を利用して測定画像とマスタ画像との偏差が最小となるようにベストフィット（移動）させるものである。なお、ＣＡＤにおけるベストフィット処理では、基準座標が相違する画像を平行移動あるいは回転させて双方の偏差を最小にするが、本項の態様におけるベストフィット処理は、測定画像とマスタ画像との偏差が最小となるようにマスタ画像をベストフィット（移動）させることにより、測定画像におけるＣＣＤカメラにより反射光を読み取ることができなかった部分の画像を補完して出力画像を作成するものである。
そして、演算処理ステップでは、ベストフィット処理により得られた出力画像に基づいて被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する。
したがって、本項に記載の組み付け精度測定方法によれば、被測定部の隙間および／または段差を極めて高い精度で測定することが可能になり、当該測定結果の信頼性を確保することができる。また、ベストフィット処理は、ＣＡＤの既存の機能を利用することができることから、新規にソフトウェアを開発する必要がなく設備コストを抑制することができる。
【００１０】
（２）演算処理ステップの出力に基づいて被測定部の隙間および／または段差の良否を判定する判定ステップを含む（１）の組み付け精度測定方法。
本項に記載の組み付け精度測定方法によれば、極めて高い精度の測定結果（被測定部の隙間および／または段差の出力）に基づいて判定処理が行われるので、高い信頼性の判定結果を得ることができる。
【００１１】
（３）車両組立ライン上の車体の隙間および／または段差を測定する装置であって、車体の隣接する部品間の被測定部の隙間および／または段差を非接触により測定する測定手段と、測定手段の測定結果に基づいて被測定部の測定画像をＣＡＤ上に作成する測定画像作成手段と、測定画像とＣＡＤに格納された被測定部のマスタ画像とをベストフィット処理して測定画像を補完して出力画像を作成するベストフィット処理手段と、出力画像に基づいて被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する演算処理手段と、を含むことを特徴とする組み付け精度測定装置。
本項に記載の組み付け精度測定によれば、例えば、測定手段は照射ヘッドとＣＣＤカメラとを含み、車両組立ライン上を搬送コンベアにより搬送される車体の被測定部に照射ヘッドからレーザ光を照射して、その反射光をＣＣＤカメラにより読み取る。上記測定手段は、車両組立ラインを跨ぐように構築した門型のやぐらに、各被測定部に対応する各測定ユニット（照射ヘッドとＣＣＤカメラとを含む）を配置することにより、ラインを停止させることなく、各測定ユニットにより対応する各被測定部の測定を行うことができる。なお、測定手段は、測定ユニットを各被測定部に対応させて複数ユニット配置して構成する他、測定ユニットをロボットにより操作して各被測定部の測定を行うように構成することもできる。
測定画像作成手段は、ＣＣＤカメラの出力信号に基づいてＣＡＤ上に被測定部の測定画像を作成する。この測定画像は、ＣＣＤカメラが反射光を読み取ることができなかった部分については作画されていないため、被測定部の隙間が実際よりも大きくなっている。
ベストフィット処理手段は、上記ＣＡＤ上において、測定画像とＣＡＤのデータ格納部（メモリ）に格納された当該被測定部のマスタ画像（設計上の形状の画像）とをベストフィット処理して測定画像を補完して出力画像を作成する。ここで、ベストフィット処理とは、一般のＣＡＤが有する機能の一つであり、例えば、最小二乗法を利用して測定画像とマスタ画像との偏差が最小となるようにベストフィット（移動）させるものである。なお、ＣＡＤにおけるベストフィット処理では、基準座標が相違する画像を平行移動あるいは回転させて双方の偏差を最小にするが、本項の態様におけるベストフィット処理手段は、測定画像とマスタ画像との偏差が最小となるようにマスタ画像をベストフィット（移動）させることにより、測定画像におけるＣＣＤカメラにより反射光を読み取ることができなかった部分の画像を補完して出力画像を作成するものである。
そして、演算処理手段は、ベストフィット処理手段の出力画像に基づいて被測定部の隙間および／または段差を算出して出力する。
したがって、本項に記載の組み付け精度測定装置によれば、被測定部の隙間および／または段差を極めて高い精度で測定することが可能になり、当該測定結果の信頼性を確保することができる。また、ベストフィット処理は、ＣＡＤの既存の機能を利用することができることから、新規にソフトウェアを開発する必要がなく設備コストを抑制することができる。
【００１２】
（４）演算処理手段の出力に基づいて被測定部の隙間および／または段差の良否を判定する判定手段を含む（３）の組み付け精度測定装置。
本項に記載の組み付け精度測定装置によれば、判定手段は、極めて高い精度の測定結果（被測定部の隙間および／または段差の出力）に基づいて判定処理を行うので、高い信頼性の判定結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
車体の隣接する部品間の隙間および／または段差を高い精度で測定することが可能な組み付け精度測定方法および測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の説明図であり、測定手段の概略構造を示す図である。
【図２】本実施形態の説明図であり、モニタに出力された演算処理手段の演算処理結果、すなわち、被測定部の隙間および段差の算出結果を示す図である。
【図３】本実施形態の説明図であり、測定画像の概念図である。
【図４】本実施形態の説明図であり、マスタ画像の概念図である。
【図５】本実施形態の説明図であり、ベストフィット処理の概念図である。
【図６】本実施形態の説明図であり、出力画像の概念図である。
【図７】本実施形態の組み付け精度測定方法のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。図１に示されるように、本実施形態の組み付け精度測定装置は、車両組立ラインに敷設された搬送コンベア１を跨ぐように設置された門型架構２と、該門型架構２に設けられて車体３の隣接する部品間（例えば、フロントドアパネル４とリアドアパネル５との間）の被測定部６の隙間および段差を測定する測定ユニット７（測定手段）と、を有する。測定ユニット７は、被測定部６にレーザ光を照射する照射ヘッドと、被測定部６に照射されたレーザ光の反射光を読み取るＣＣＤカメラと、を含む。なお、門型架構２には、各被測定部６に対応して複数個の各測定ユニット７が配置される。
【００１６】
また、組み付け精度測定装置は、各測定ユニット７にインターフェースを介して接続されるメインコンピュータと、該メインコンピュータにインターフェースを介して接続されるＣＡＤと、を含む。メインコンピュータは、各測定ユニット７の測定結果を処理して各測定データをＣＡＤへ出力する。ＣＡＤは、メインコンピュータにより処理された各測定データに基づいて対応する各測定画像８（図３参照）を作成する測定画像作成部（測定画像作成手段）を有する。また、ＣＡＤは、各被測定部６に対応する各マスタ画像９（設計上の形状の画像、図４参照）をデータ格納部（メモリ）から呼び出して、図５に示されるように、各測定画像８と対応する各マスタ画像９とをベストフィット処理する、すなわち、各測定画像８におけるＣＣＤカメラにより反射光を読み取ることができなかった部分の画像を補完して各出力画像１０（図６参照）を作成するベストフィット処理部（ベストフィット処理手段）を有する。
【００１７】
ここで、ベストフィット処理とは、当該ＣＡＤが有する機能の一つであり、例えば、最小二乗法を利用して各測定画像８と対応する各マスタ画像９との偏差が最小となるようにベストフィット（移動）させるものである。そして、本実施形態では、ＣＡＤのベストフィット機能を利用することにより、各測定画像８におけるＣＣＤカメラにより反射光を読み取ることができなかった部分の画像を補完して対応する各出力画像１０を得ることができる。
【００１８】
そして、メインコンピュータは、ＣＡＤ（ベストフィット処理手段）が作成した各出力画像１０に基づいて各被測定部６の隙間および段差を算出して、各算出結果を、例えば、モニタ等の指定された出力装置に出力する演算処理部（演算処理手段）を有する。また、メインコンピュータは、各算出結果（演算処理手段の出力）と対応する各閾値とを比較して、その比較結果に基づいて各被測定部６の隙間および段差の良否を判定する判定部（判定手段）を有する。なお、判定部により否（ＮＧ）と判定された車体は、修正工程へ送られる。また、図３ないし図６は、処理内容の理解を容易にするために示したものであり、モニタ等に出力（表示）されるのは、図２に示される各算出結果（演算処理手段の出力）のみである。必要に応じて、図３ないし図６を出力（表示）するように構成することもできる。
【００１９】
次に、本実施形態の組み付け精度測定方法を図７に示されるフローチャート図に基づいて説明する。
（測定ステップ）
まず、車両組立ライン上を搬送コンベア１により搬送される車体３の対応する各被測定部６に、対応する各測定ユニット７（測定手段）の各照射ヘッドからレーザ光が照射されて、その各反射光が各ＣＣＤカメラにより読み取られる（図７のステップ１）。
（測定画像作成ステップ）
次に、ＣＡＤの測定画像作成部（測定画像作成手段）において、各ＣＣＤカメラの出力信号に対応する各被測定部６の測定画像８（図３参照）が当該ＣＡＤ上に作成される（図７のステップ２）。なお、測定画像８は、ＣＣＤカメラが反射光を読み取ることができなかった部分については作画されていないため、各被測定部６の隙間が実際よりも大きい。
（ベストフィット処理ステップ）
次に、ＣＡＤのベストフィット処理部（ベストフィット処理手段）において、各測定画像８とＣＡＤのデータ格納部（メモリ）に格納された各被測定部６のマスタ画像９（図４参照）とがベストフィット処理される。これにより、当該ＣＡＤ上に各測定画像８を補完して各出力画像１０（図６参照）が作成される（図７のステップ３）。
（演算処理ステップ）
次に、メインコンピュータの演算処理部（演算処理手段）において、ＣＡＤの各出力画像１０に基づいて各被測定部６の隙間および段差が算出される（図７のステップ４）。各被測定部６の隙間および段差の算出結果は、図２に示されるように、指定されたモニタに表示（出力）される（図７のステップ５）。なお、図２においては、便宜上、１つの被測定部６の算出結果（演算処理手段の出力）のみが表示されているが、実際は、全ての被測定部６の各算出結果が表示される。
（判定ステップ）
次に、メインコンピュータの判定部（判定手段）において、各被測定部６の隙間および段差の算出結果（演算処理手段の出力）と対応する各閾値とが比較されて、その結果に基づいて各被測定部６の隙間および段差の良否が判定される（図７のステップ６）。なお、否（ＮＧ）と判定された車体は、修正工程へ送られる。
【００２０】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、照射ヘッドとＣＣＤカメラとを含む非接触式の測定ユニット７（測定手段）により被測定部６の隙間および段差を測定して、その測定結果に基づいてＣＡＤ上に作成された当該被測定部６の測定画像８と対応するマスタ画像９とをベストフィット処理することにより測定画像８を補完して出力画像１０を作成して、該出力画像１０に基づいて被測定部６の隙間および段差を算出するので、被測定部６の隙間および段差を極めて高い精度で測定することが可能になり、測定結果および該測定結果に基づく判定結果の信頼性を確保することができる。また、ベストフィット処理は、ＣＡＤの既存の機能を利用することができることから、新規にソフトウェアを開発する必要がなく、設備コストを抑制することができる。
【００２１】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、各被測定部６に対応させて複数個の測定ユニット７を門型架構２に配置して測定手段を構成したが、測定ユニット７単体をロボットの操作により移動させて各被測定部６の隙間および段差測定を行うように測定手段を構成することもできる。
また、本実施形態では、被測定部６の隙間と段差との双方を測定する場合を説明したが、被測定部６の隙間と段差とのいずれかを測定する構造は、当然、本発明の組み付け精度測定方法および測定装置の範疇である。
【符号の説明】
【００２２】
３  車体、４，５  ドアパネル（部品）、６  被測定部、７  測定ユニット、８  測定画像、９  マスタ画像、１０  出力画像
【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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