(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元座標測定装置（１０）の多関節アーム（１２）先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、
被測定物（Ｂ）のヘミング部（２６）の屈曲部稜線（Ｌ）の形状を測定すべく、該稜線（Ｌ）に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、
前記ヘミング部（２６）の屈曲部（２６ａ）を跨いで、その両側面に対向する一対の挟み腕（１６，１７）と、各挟み腕（１６，１７）に設けられて対応するヘミング部（２６）の側面上を転動し得る転がり部材（２７，２８）と、前記三次元座標測定装置（１０）により前記ヘミング部（２６）の屈曲部稜線（Ｌ）の各位置を正確に検出するために前記両挟み腕（１６，１７）間に支持されて該屈曲部稜線（Ｌ）上を転動し得るローラ型検出部（１８）とで構成したことを特徴とする、ヘミング部測定用プローブ
【請求項２】
請求項１記載のヘミング部測定用プローブにおいて、
前記一対の挟み腕（１６，１７）の間隔を調節可能にし、両挟み腕（１６，１７）間に配設した支持軸（２０）に前記検出部（１８）を回転及び摺動可能に支承させると共に、前記両挟み腕（１６，１７）間に、前記検出部（１８）を両挟み腕（１６，１７）間の中央位置に付勢する一対のバランスばね（２２，２３）を介裝したことを特徴とする、ヘミング部測定用プローブ。
【請求項３】
三次元座標測定装置（１１０）の多関節アーム（１１２）先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、
被測定物（Ｄ，Ｔ）のヘミング部（２６）の屈曲部稜線（Ｌ）の形状を測定すべく、該稜線（Ｌ）に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、
シャンク（３０）と、このシャンク（３０）の先端から二股に分岐し、前記ヘミング部（２６）の屈曲部（２６ａ）を跨いで、その両側面上を摺動し得る一対の挟み腕（３１，３１′）とから構成し、
前記シャンク（３０）には、前記三次元座標測定装置（１０）により前記ヘミング部（２６）の屈曲部稜線（Ｌ）の各位置を正確に検出するために両挟み腕（３１，３１′）間側に突出して前記ヘミング部（２６）の屈曲部稜線（Ｌ）上を摺動し得る検出突起（３３，３４）を形成したことを特徴とする、ヘミング部測定用プローブ。
【請求項４】
請求項３記載のヘミング部測定用プローブにおいて、
前記検出突起（３３）の横断面を略半円柱状に形成したことを特徴とする、ヘミング部測定用プローブ。
【請求項５】
請求項３記載のヘミング部測定用プローブにおいて、
前記検出突起（３４）の横断面を三角柱状に形成したことを特徴とする、ヘミング部測定用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元座標測定装置を使用して被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定すべく、該稜線に接触させつゝその長手方向へ移動させる、ヘミング部測定用プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元座標測定装置は、例えば特開平８−２６１７４５号公報に開示されるように、公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、三次元座標測定装置を使用して被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定する際、針状のプローブで前記屈曲部稜線をなぞることが行われている。しかしながら、前記屈曲部稜線を針状のプローブで捉えるのには、一般に勘に頼っており、高度の熟練を要するものである。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を、特別な熟練を要することなく、高精度をもって簡単に測定し得るようにした、前記ヘミング部測定用プローブを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための装置】
上記目的を達成するために、本発明は、三次元座標測定装置の多関節アーム先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定すべく、該稜線に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、前記ヘミング部の屈曲部を跨いで、その両側面に対向する一対の挟み腕と、各挟み腕に設けられて対応するヘミング部の側面上を転動し得る転がり部材と、前記三次元座標測定装置により前記ヘミング部の屈曲部稜線の各位置を正確に検出するために前記両挟み腕間に支持されて前記ヘミング部の屈曲部稜線上を転動し得るローラ型検出部とで構成したことを第１の特徴とする。
【０００６】
この第１の特徴によれば、ヘミング部に対する両挟み腕の挟持により、プローブを、その検出部がヘミング部の屈曲部稜線に接触する正しい姿勢に保持することができる。そこで、プローブをヘミング部の屈曲部稜線に沿って移動させれば、検出部は、該屈曲部稜線上を転動しながら、その検出部に対応した該屈曲部稜線の各位置を三次元座標測定装置により正確に検出して、その形状を測定することができる。しかも、両挟み腕の転がり部材のローラのヘミング部側面での転動と、検出部の屈曲部稜線上での転動とにより、プローブを正しい姿勢でスムーズに移動させることができる。
【０００７】
また本発明は、上記特徴に加えて、前記一対の挟み腕の間隔を調節可能にし、両挟み腕間に配設した支持軸に前記検出部を回転及び摺動可能に支承させると共に、前記両挟み腕間に、前記検出部を両挟み腕間の中央位置に付勢する一対のバランスばねを介裝したことを第２の特徴とする。
【０００８】
この第２の特徴によれば、両挟み腕の間隔の調節により、厚みが異なる種々のヘミング部の測定に対応することができる。しかも、バランスばねのバランス作用により、検出部を常に両挟み腕間の中央位置に自動的に保持することができて、前記屈曲部稜線の測定精度の向上を図ることができる。
【０００９】
さらに本発明は、三次元座標測定装置の多関節アーム先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定すべく、該稜線に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、シャンクと、このシャンクの先端から二股に分岐し、前記ヘミング部の屈曲部を跨いで、その両側面上を摺動し得る一対の挟み腕とから構成し、前記シャンクには、前記三次元座標測定装置により前記ヘミング部の屈曲部稜線の各位置を正確に検出するために両挟み腕間側に突出して前記ヘミング部の屈曲部稜線上を摺動し得る検出突起を形成したことを第３の特徴とする。
【００１０】
この第３の特徴によれば、両挟み腕によりヘミング部を挟むと共に、検出突起をヘミング部の屈曲部稜線に接触させて、プローブを前記屈曲部稜線に沿って摺動させるという簡単な操作により、その検出突起に対応した該屈曲部稜線の各位置を三次元座標測定装置により正確に検出して、その形状を測定することができる。しかもプローブの構造は極めて簡単で、これを安価に提供することができる。
【００１１】
さらにまた本発明は、第３の特徴に加えて、前記検出突起の横断面を半円柱状に形成したことを第４の特徴とする。
【００１２】
この第４の特徴によれば、ヘミング部の、特に凸状角部の測定を的確に行うことができる。
【００１３】
さらにまた本発明は、第３の特徴に加えて、前記検出突起の横断面を三角柱状に形成したことを第５の特徴とする。
【００１４】
この第５の特徴によれば、ヘミング部の、特に凹状角部の測定を的確に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１６】
図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１は本発明のヘミング部測定用プローブを備えた三次元座標測定装置の側面図、図２は上記プローブの拡大側面図、図３は図２の３−３矢視図、図４は図２の４−４線断面図、図５は上記プローブの被測定物へのセット過程を示す、図１に対応する側面図である。
【００１７】
先ず、図１において、三次元座標測定装置１０は、床上に設置される基台９と、この基台９上に立設される支柱１１と、この支柱１１に支持される多関節（図示例では３関節）アーム１２と、この多関節アーム１２の先端部に首振り可能に連結されるヘミング部測定用プローブ１３と、このプローブ１３における後述の検出部１８の位置を演算してその結果をディスプレイに表示したりプリントアウトしたりするコンピュータ１４とからなっている。
【００１８】
図２〜図４に示すように、ヘミング部測定用プローブ１３は、多関節アーム１２の先端に首振り可能に連結されるベース部１５と、このベース部１５に設けられる一対の挟み腕１６，１７と、これら挟み腕１６，１７間に支持されるローラ型の検出部１８とを備える。一方の挟み腕１６はベース部１５の一端に固設された固定挟み腕となっており、他方の挟み腕１７は、ベース部１５に形成されたレール１９に摺動可能に係合して固定挟み腕１６に対して進退し得る可動挟み腕となっている。固定挟み腕１６には、レール１９と平行に延びて可動挟み腕１７を貫通する支持ボルト２０（本発明の支持軸に対応）の基端が固着され、この支持ボルト２０の先端に蝶ナット２１が螺合される。
【００１９】
支持ボルト２０には、両挟み腕１６，１７間において、ローラ型の検出部１８が回転及び摺動自在に支承されると共に、この検出部１８を両挟み腕１６，１７間の中央位置に付勢する一対のバランスばね２２，２３が装着される。
【００２０】
両挟み腕１６，１７は、これらの間に被測定物、例えば自動車ボディＤのヘミング部２６を挿入し得る充分な間隔に開くことができるようになっており、その間隔は蝶ナット２１の螺合具合によって調節することができる。
【００２１】
両挟み腕１６，１７には、これらの間に挿入されるヘミング部２６に接するローラ２７，２７；２８，２８（本発明の転がり部材に対応）がそれぞれ複数個（図示例で二個宛）付設される。その際、各ローラ２７，２８は、その軸線が支持ボルト２０の軸線を通る平面に直交するように配置される。
【００２２】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２３】
ヘミング部測定用プローブ１３の使用に当たっては、先ず、検出部１８により被測定物である自動車ボディＢ上の任意の三点を基準点として読み取る。次いで、図５に示すように、蝶ナット２１を緩めて両挟み腕１６，１７の間隔を充分に広げて、それらの間に自動車ボディＤのヘミング部２６を挿入する。次いで、蝶ナット２１を締めていき、各ローラ２７，２８がヘミング部２６の対向面に接触するように両挟み腕１６，１７の間隔を調節し、同時に検出部１８の外周面をヘミング部２６の屈曲部２６ａに接触させる。すると、両挟み腕１６，１７は、ローラ２７，２８を介してヘミング部２６を正しく挟持することにより、検出部１８を，その外周面がヘミング部２６の屈曲部稜線Ｌに接する正しい姿勢に保持することになる。
【００２４】
そこで、作業者がプローブ１３の基部を把持して、プローブ１３をヘミング部２６の屈曲部稜線Ｌに沿って移動させれば、検出部１８は、該屈曲部稜線Ｌ上を転動しながら、該屈曲部稜線Ｌの各位置を前記三基準点に基づき正確に検知して、その形状（即ち直線状、波うち状などの）を測定することができる。しかも、両挟み腕１６，１７のローラ２７，２８のヘミング部２６側面での転動と、検出部１８の屈曲部稜線Ｌ上での転動とにより、プローブ１３の移動がスムースであり、したがって検出部１８の正しい姿勢の保持が容易となる。
【００２５】
このように、ヘミング部２６に対する両挟み腕１６，１７の挟持状態で、プローブ１３をヘミング部２６の屈曲部稜線Ｌに沿って移動するという簡単な操作により、該屈曲部稜線Ｌの形状を高精度をもって測定することができるので、何人も特別な熟練を要することなく、これを操作することができる。
【００２６】
また、蝶ナット２１の螺合調節により可動挟み腕１７を固定挟み腕１６に対して進退させ、両挟み腕１６，１７の間隔を自由に調節し得るので、厚みが異なる種々のヘミング部２６の測定に対応することができ、その利用範囲が広い。しかも、その際、検出部１８と両挟み腕１６，１７との各間に縮設したコイルばね２２，２３のバランス作用により、検出部１８を常に両挟み腕１６，１７間の中央位置に自動的に保持することができて、前記屈曲部稜線Ｌの測定精度の向上に寄与し得る。
【００２７】
次に、図６〜図８に示す本発明の第２実施例について説明する。図６は本発明の第２実施例に係るヘミング部測定用プローブを備えた三次元座標測定装置の斜視図、図７は図６の７−７線拡大断面図、図８は図７の８−８矢視図である。
【００２８】
図６において、三次元座標測定装置１１０は、床上に設置される基台１０９、この基台１０９に取り付けられた、８個の関節Ｊ１〜Ｊ８を持つ多関節アーム１１２とを備えており、その多関節アーム１１２の最先端アームとして、ヘミング部測定用プローブ１１３が設けられる。
【００２９】
図７及び図８に示すように、このプローブ１１３は、シャンク３０と、このシャンク３０の先端から二股に分岐して互いに対向する一対の挟み腕３１，３１′とからなっている。両挟み腕３１，３１′の対向面には、円錐状又半球状のガイド突起３２，３２′が形成され、これらガイド突起３２，３２′間は、その間に被測定物、例えば自動車用ドアＤのヘミング部２６を摺動可能に挿入し得る間隔に設定される。またシャンク３０には、両挟み腕３１，３１′間側に突出する半円柱状の検出突起３３が一体に形成され、この検出突起３３は、上記ヘミング部２６の稜線Ｌ上を摺動し得るようになっている。
【００３０】
而して、プローブ１３の使用に当たっては、この場合もプローブ１１３のシャンク３０の検出突起３３によりドアＤの任意の三点を基準点として読み取り、次いで、両挟み腕３１，３１′間にドアＤのヘミング部２６を挿入すると共に、円柱状の検出突起３３をヘミング部２６の屈曲部に接触させる。そして、作業者がプローブ１１３のシャンク３０を把持して、プローブ１１３をヘミング部２６の屈曲部稜線Ｌに沿って移動させれば、検出突起３３は、該屈曲部稜線Ｌ上を摺動しながら、前記三基準点の基づいて該屈曲部稜線Ｌの各位置を正確に検知して、その形状を測定することができる。特に、円柱状の検出突起３３は、図８に示すように、ヘミング部２６の凸状角部の測定に有効である。しかも、両挟み腕３１，３１′のガイド突起３２，３２′と検出突起３３の三点がヘミング部２６に接触することでプローブ１１３の正しい姿勢を確保でき、測定精度の向上に寄与し得る。
【００３１】
次に、図９に示す本発明の第３実施例のプローブについて説明する。
【００３２】
この第３実施例のプローブ２１３は、上記第２実施例のプローブ１１３における半円柱状の検出突起３３を、三角柱状の検出突起３４に置き換えたものに当り、その他の構成は、第２実施例と同様であるので、第２実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
このような三角柱状の検出突起１３３を持つプローブ２１３は、例えば自動車用テールゲートＴのヘミング部２６の凹状角部の測定に有効である。
【００３４】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、第１実施例において、各挟み腕１６，１７には、複数のローラ２７，２８に代えて、複数のボールを付設することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、三次元座標測定装置の多関節アーム先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定すべく、該稜線に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、前記ヘミング部の屈曲部を跨いで、その両側面に対向する一対の挟み腕と、各挟み腕に設けられて対応するヘミング部の側面上を転動し得る転がり部材と、前記三次元座標測定装置により前記ヘミング部の屈曲部稜線の各位置を正確に検出するために前記両挟み腕間に支持されて前記ヘミング部の屈曲部稜線上を転動し得るローラ型検出部とで構成したので、ヘミング部に対する両挟み腕の挟持により、プローブを、その検出部がヘミング部の屈曲部稜線に接触する正しい姿勢に保持することができ、したがってプローブをヘミング部の屈曲部稜線に沿って移動させるという簡単な操作により、その検出部に対応した該屈曲部稜線の各位置を三次元座標測定装置により正確に検出して、その形状を測定することができ、その操作には特別な熟練を要しない。しかも、両挟み腕の転がり部材のローラのヘミング部側面での転動と、ロータ型検出部の屈曲部稜線上での転動とにより、プローブプローブを正しい姿勢でスムーズに移動させることができる。
【００３６】
また本発明の第２の特徴によれば、前記一対の挟み腕の間隔を調節可能にし、両挟み腕間に配設した支持軸に前記プローブを回転及び摺動可能に支承させると共に、前記両挟み腕間に、前記プローブを両挟み腕間の中央位置に付勢する一対のバランスばねを介裝したので、両挟み腕の間隔の調節により、厚みが異なる種々のヘミング部の測定に対応することができ、その利用範囲が広い。しかも、バランスばねのバランス作用により、プローブを常に両挟み腕間の中央位置に自動的に保持することができて、前記屈曲部稜線の測定精度の向上を図ることができる。
【００３７】
さらに本発明の第３の特徴によれば、三次元座標測定装置の多関節アーム先端に設けられるヘミング部測定用プローブであって、被測定物のヘミング部の屈曲部稜線の形状を測定すべく、該稜線に接触させつゝその長手方向へ移動させるようにしたものにおいて、シャンクと、このシャンクの先端から二股に分岐し、前記ヘミング部の屈曲部を跨いで、その両側面上を摺動し得る一対の挟み腕とから構成し、前記シャンクには、前記三次元座標測定装置により前記ヘミング部の屈曲部稜線の各位置を正確に検出するために両挟み腕間側に突出して前記ヘミング部の屈曲部稜線上を摺動し得る検出突起を形成したので、両挟み腕によりヘミング部を挟むと共に、検出突起をヘミング部の屈曲部稜線に接触させて、プローブを前記屈曲部稜線に沿って摺動させるという簡単な操作により、その検出突起に対応した該屈曲部稜線の各位置を三次元座標測定装置により正確に検出して、その形状を測定することができる。しかもプローブの構造は極めて簡単で、これを安価に提供することができる。
【００３８】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば、前記検出突起の横断面を半円柱状に形成したので、ヘミング部の、特に凸状角部の測定を的確に行うことができる。
【００３９】
さらにまた本発明の第５の特徴によれば、前記検出突起の横断面を三角柱状に形成したので、ヘミング部の、特に凹状角部の測定を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係るヘミング部測定用プローブを備えた３三次元座標測定装置の側面図。
【図２】  上記プローブの拡大側面図。
【図３】  図２の３−３矢視図。
【図４】  図２の４−４矢視図。
【図５】  上記プローブの被測定物へのセット過程を示す、図１に対応する側面図。
【図６】  本発明の第２実施例に係るヘミング部測定用プローブを備えた三次元座標測定装置の斜視図。
【図７】  図６の７−７線拡大断面図。
【図８】  図７の８−８矢視図。
【図９】  本発明の第３実施例を示す、図８に対応した断面図。
【符号の説明】
Ｂ・・・・・被測定部（自動車ボディ）
Ｄ・・・・・被測定部（ドア）
Ｔ・・・・・被測定部（テールゲート）
Ｌ・・・・・屈曲部稜線
１０，１１０・・・・ヘミング部測定装置
１３，１１３，２１３・・・・プローブ
１６・・・・挟み腕（固定挟み腕）
１７・・・・挟み腕（可動挟み腕）
１８・・・・検出部
２０・・・・支持軸（支持ボルト）
２２・・・・バランスばね
２３・・・・バランスばね
２６・・・・ヘミング部
２６ａ・・・屈曲部
２７・・・・転がり部材（ローラ）
２８・・・・転がり部材（ローラ）
３０・・・・シャンク
３３・・・・円柱状検出突起
３４・・・・３角柱状検出突起
【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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【図９】
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