(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス型のガイドポストに装着され、計測点までの距離とＸＹ平面における角度とを検出する角度距離測定手段と、前記プレス型の三次元座標データが格納された記憶手段と、前記角度距離測定手段により得られた計測点までの距離を半径とし前記ＸＹ平面に直交する円の座標式を演算する円座標演算手段と、当該円の座標式と前記記憶手段に格納された前記プレス型の三次元座標との交点を演算する形状演算手段とを有することを特徴とするプレス型用座標計測装置。
【請求項２】
計測点までの距離とＸＹ平面における角度とを検出する角度距離測定手段をプレス型の周縁に設けられたガイドポストに装着し、装着点と計測点とを結ぶ直線の角度および距離を計測する工程と、
前記角度距離測定手段により得られた計測点までの距離を半径とし前記ＸＹ平面に直交する円の座標式を円座標演算手段により演算する工程と、
当該円の座標式と前記記憶手段に格納された前記プレス型の三次元座標との交点を形状演算手段により演算する工程とを有することを特徴とするプレス型用座標計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形品の寸法を測定するための座標計測装置および計測方法に関し、特にプレス型を用いて簡易に座標を計測できるプレス型用座標計測装置および計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の座標計測装置としては、図６に示されるレイアウトマシン（汎用三次元座標計測装置）１０が知られている。この座標計測装置１０は、下型１１を台座にしてこれに計測すべきパネル１２をセットし、直交型アーム１０ｘ，１０ｙ，１０ｚをパネル１２に接触させることで、当該パネル１２の形状（三次元座標）を計測するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレイアウトマシン１０は、基礎部分も含めた大型設備であるため、実際のプレス装置の近傍まで移動することはできない。このため、台座となる下型をレイアウトマシンまで運搬し、これにセットした上で計測を行う必要があって、座標計測に多大の工数を必要とした。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、プレス現場で成形品の座標を直接計測することができるプレス型用座標計測装置および計測方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプレス型用座標計測装置は、プレス型のガイドポストに装着され、計測点までの距離とＸＹ平面における角度とを検出する角度距離測定手段を有することを特徴とする。
また、本発明のプレス型用座標計測装置は、プレス型のガイドポストに装着され、計測点までの距離とＸＹ平面における角度とを検出する角度距離測定手段と、前記プレス型の三次元座標データが格納された記憶手段と、前記角度距離測定手段により得られた計測点までの距離を半径とし前記ＸＹ平面に直交する円の座標式を演算する円座標演算手段と、当該円の座標式と前記記憶手段に格納された前記プレス型の三次元座標との交点を演算する形状演算手段とを有することを特徴とする。
一方、本発明のプレス型用座標計測方法は、計測点までの距離とＸＹ平面における角度とを検出する角度距離測定手段をプレス型の周縁に設けられたガイドポストに装着し、装着点と計測点とを結ぶ直線の角度および距離を計測する工程と、
前記角度距離測定手段により得られた計測点までの距離を半径とし前記ＸＹ平面に直交する円の座標式を円座標演算手段により演算する工程と、
当該円の座標式と前記記憶手段に格納された前記プレス型の三次元座標との交点を形状演算手段により演算する工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明のプレス型用座標計測装置および計測方法では、実際のプレス型のガイドポストを利用し、ここを基準に目的とする計測点までの距離とＸＹ平面上の角度とを角度距離測定手段で測定する。次に、得られた角度αと距離Ｌを用いて、距離Ｌを半径とするＸＹ平面に直交する円の座標式を円座標演算手段で求める。
【０００７】
この円の座標式と記憶手段に格納されたプレス型の三次元座標データ（三次元ＣＡＤデータ）との交点を形状演算手段で求める。すなわち、円の座標式と三次元ＣＡＤデータ式との連立方程式を解くことで交点の三次元座標が求められる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明のプレス型用座標計測装置および計測方法によれば、実際のプレス型にパネルなどの成形品をセットしたまま、ドロー成形のパネル流入量等を求めることができるので、成形条件の調節をリアルタイムで行うことができる。
【０００９】
また、短時間で計測データが得られ、たとえば全成形品の成形データを得ることも可能となり、成形実績のデータベースを作成することができる。その結果、不具合の再発防止に寄与することができ、生産性が向上することになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のプレス型用座標計測装置を示すブロック図、図２は同じく本発明のデータ処理方法を示すブロック図、図３は本発明に係る角度距離測定手段の実施形態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【００１１】
まず構成を説明すると、本実施形態のプレス型用座標計測装置は、プレス型１１のガイドポスト１１ａに装着され、計測点Ｐまでの距離ＬとＸＹ平面における角度αとを検出する角度距離測定手段１を有している。
【００１２】
この角度距離測定手段１は、具体的には図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ガイドポスト１１ａの先端に装着可能とされた測定機台座１０１と、この測定機台座１０１に対してＸＹ平面内で回転自在に設けられた回転子１０２とを備えている。ここでＸＹ平面とは、ガイドポスト１１ａの延在方向をＺ軸とした場合の三次元座標系の平面である。
【００１３】
測定機台座１０１と回転子１０２との間には、回転子１０２の回転角αを検出するためのポテンショメータ１０３が設けられており、この検出データは後述する円座標演算手段３へ送出される。
【００１４】
回転子１０２の内部には、測定用ワイヤ１０４を巻き取るためのシャフト１０５が設けられており、このシャフト１０５はゼンマイバネ１０６によって巻き取り方向に付勢されている。このシャフト１０５には、当該シャフト１０５の回転角、ひいては測定用ワイヤの引き出し長さを検出するためのポテンショメータ１０７が設けられており、この検出データは後述する円座標演算手段３へ送出される。なお、測定用ワイヤ１０４は、回転子１０２の糸口１０９から外部へ取り出され、その先端にポインタ１０８が取り付けられている。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のプレス型用座標計測装置は、さらにプレス型の三次元座標データが格納された記憶手段２と、上述した角度距離測定手段１により得られた計測点までの距離Ｌを半径とし、ＸＹ平面に直交する円の座標式を演算する円座標演算手段３と、当該円の座標式と記憶手段２に格納されたプレス型の三次元座標との交点を演算する形状演算手段４とを有する。
【００１６】
記憶手段２としては、各種記録媒体を用いることができるが、データベースから三次元ＣＡＤデータを直接読み込むように構成することもできる。
【００１７】
また、円座標演算手段３および形状演算手段４は、演算プログラムが格納されたＲＯＭ、入力データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、および実際の演算を行うＣＰＵを有するコンピュータで構成することができる。
【００１８】
円座標演算手段３は、図５に示すように、ガイドポスト１１ａに装着された回転子１０２の基準点Ｏ（実際には糸口１０９の座標）から、ポインタ１０８が当てられた測定点Ｐに至る直線を半径とし、この直線を含み、かつＸＹ平面に直交する平面における円Ｃの座標式を求めるものである。ここで、角度距離測定手段１により測定されるデータは、図５に示す距離Ｌと角度αであり、実際の測定点Ｐの仰角は検出されない。しかしながら、円の半径Ｌと、ＸＹ平面における角度αが求められると、これを含む円の座標式が演算でき、こうして求められた円の座標式は測定点Ｐも満足する式となる。
【００１９】
記憶手段２には、ガイドポスト１１の座標を含むプレス型の三次元ＣＡＤデータが格納されており、形状演算手段４からの要求に応じて必要なＣＡＤデータが読み出される。
【００２０】
形状演算手段４では、円座標演算手段３で求められた円の座標式と、記憶手段２に格納されたプレス型の三次元ＣＡＤデータとから交点を求める。具体的には三次元ＣＡＤデータと円の座標式との連立方程式の解を求めることで交点の三次元座標が求められる。
【００２１】
次に手順を説明する。
図４は本発明のデータ処理手順を示すフローチャート、図５は本発明のデータ処理手順を説明するための図である。
【００２２】
本実施形態のプレス型用座標計測装置は、たとえばプレス（ドロー）成形品の材料流入量を計測し、計測された材料流入量に基づいてプレス成形条件を調節する場合等に利用される。たとえば、成形前のブランク材に予め複数の目印を付けておき、ドロー成形後にこれらの目印がどこに移動するかを計測する。このとき本実施形態の座標計測装置が好ましく用いられる。
【００２３】
測定点の移動先を求める場合には、成形を行ったプレス型１１をそのまま用い、パネルをプレス型１１にセットしたまま、プレス型１１のガイドポスト１１ａに角度距離測定手段１を装着する。そして、回転子１０２の糸口１０９から測定用ワイヤ１０４を引き出し、ポインタ１０８の先端を測定点Ｐに当てる。このとき、回転子１０２のシャフト１０５はゼンマイバネ１０６によって巻き取り方向に引っ張られているので、測定用ワイヤ１０４は弛むことなく測定点Ｐとガイドポスト１１ａとの間を結ぶこととなる。
【００２４】
なお、測定点Ｐがパネルの縦壁などの場合には、測定用ワイヤ１０４を測定点Ｐとガイドポスト１１ａとの間に掛け渡すと、パネルの他の部位に接触することもあるが、このような場合には、角度距離測定手段１を他のガイドポスト１１ａに付け替えて測定を行う。
【００２５】
図５に示すように、ガイドポスト１１ａと測定点Ｐとの間に測定用ワイヤ１０４が掛け渡されると、ポテンショメータ１０７により、引き出された測定用ワイヤ１０４の長さＬが検知され、またポテンショメータ１０３により、測定点ＰのＸＹ平面における角度αが検出され、これら距離データＬと角度データαは円座標演算手段３へ出力される。
【００２６】
円座標演算手段３では、得られた距離データＬと角度データαとから図５に示す円Ｃの座標式を演算し、これを形状演算手段４へ出力する。
【００２７】
形状演算手段４では、円座標演算手段３で求められた円の座標式と、記憶手段２に格納された三次元ＣＡＤデータとから、これらの交点の三次元座標を求める。このようにして求められた三次元座標が、測定点Ｐの座標となるので、以上の操作を各測定点Ｐ１，Ｐ２，…について行い、各測定点の三次元座標を比較して、材料の流入状態を判定する。
【００２８】
このように、本実施形態のプレス型用座標計測装置によれば、携帯可能な角度距離測定手段１をプレス型１１のガイドポスト１１ａに装着するだけで、目的とする測定点Ｐの三次元座標を求めることができる。したがって、プレス成形品の台座となるプレス型をわざわざ移動してセットする必要もなく、プレス工程の現場で成形機をそのまま利用して計測を行うことができるので、測定工数が著しく減少する。
【００２９】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス型用座標計測装置を示すブロック図である。
【図２】本発明のデータ処理方法を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る角度距離測定手段の実施形態を示す（Ａ）平面図、および（Ｂ）正面図である。
【図４】本発明のデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明のデータ処理手順を説明するための図である。
【図６】従来の三次元座標計測装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１…角度距離測定手段
２…記憶手段
３…円座標演算手段
４…形状演算手段
【図１】
0003890455.tif 000002
【図２】
0003890455.tif 000003
【図３】
0003890455.tif 000004
【図４】
0003890455.tif 000005
【図５】
0003890455.tif 000006
【図６】
0003890455.tif 000007