JPH05322520A

JPH05322520A - 自動計測装置

Info

Publication number: JPH05322520A
Application number: JP4130788A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Oniki; 保彦鬼木; Akihiko Nakano; 昭彦中野; Hiroshi Murayama; 宏村山; Sadaaki Sakai; 禎明境; Hiromi Ishii; 弘美石井; Hisao Takiguchi; 久雄滝口
Original assignee: Ship & Ocean Zaidan; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Ship & Ocean Zaidan; JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-07
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JP2670654B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大組立工法の実施に必要な横材のスリットピ
ッチ及びスリット幅を高精度に自動計測する装置を得
る。【構成】横材１００を固定する支持装置３０と、横材
の長手方向に走行可能な計測台車１と、計測台車より離
隔された制御装置１０とからなり、計測台車にスリット
位置を検出するレーザーセンサー２ａ，２ｂを対向状に
設け、計測台車の走行距離を計測するための距離パルス
カウンター１９を設け、制御装置と計測台車を光通信手
段１１ａ，１１ｂにより連絡し、計測台車のワイヤレス
化と大ストローク化を図り、スリット１０１のピッチ及
び幅を高精度に自動計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として造船部材の一
種であるトランス材またはフロア材の自動計測装置に関
し、さらに詳しくは、ロンジ先行溶接・トランス差込み
方式の大組立工法を実施するうえで必要とされる、横材
のスリットピッチ及びスリット幅を高精度に自動計測す
ることができる自動計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】船体ブロック用パネルの製作にあたって
は、一般に大板、縦骨材（ロンジ）、横材（トランスま
たはフロア）の３種類の部材を用いて大組立が行われ
る。横材には縦骨材を通すためのスロットまたはスリッ
トがあらかじめ所定間隔で加工されている。

【０００３】従来の大組立工法において、大板上に組み
立てられた縦骨材に対し横材を上方から挿入する方法で
は、横材のスロットが十分に幅広く形成されているの
で、該スロットのピッチや幅を計測する必要はあまり生
じない。たとえその計測を必要とする場合でも測定精度
はラフでよい。

【０００４】しかしながら、横材を大板上の縦骨材にそ
の端部から差し込んでいくような方法をとることにする
と、横材のスリット幅は可能な限り狭く形成され、しか
も縦骨材の取付精度やスリットの加工精度を上げること
は困難であることから、該スリットの位置に合せて縦骨
材を配材する必要があり、そのためスリットのピッチ及
び幅を高精度に計測する必要が生じる。

【０００５】従来、このような大形部材である横材のス
リットピッチ及びスリット幅を高精度かつ自動的に計測
する自動計測装置はなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが開発した
ロンジ先行溶接・トランス差込み方式の大組立工法で
は、ロンジと大板を先に組み立て、その後にトランスを
ロンジ端部より差し込んでいくものであるから、トラン
スとロンジの干渉をなるべく防ぐためにはスリット内の
最適位置にロンジを配材する必要がある。そのため、ロ
ンジの最適な取付スパンを定めるにあたって、まずスリ
ットのピッチ及び幅を計測しておくことが前提となる。
スリットの加工精度が一般に良好でないことはこの種の
造船部材において通例であり、しかもトランスの長さが
２０ｍ程度にも及ぶものもある。したがって、このロン
ジ先行溶接・トランス差込み方式の大組立工法を実施す
るうえで、長大な横材のスリットピッチ及びスリット幅
を高精度かつ自動的に計測する装置の開発が必要にな
る。その場合、計測距離が相当長いので測定精度の確保
や装置の小型・軽量化などを図るためには特別の工夫が
必要になる。

【０００７】本発明の目的は、このような要求に応える
ため、大ストローク化と動力線及び信号線のワイヤレス
化を可能にした自動計測装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動計測装
置は、被測定部材を固定する支持装置と、被測定部材の
長手方向に走行する計測台車と、該計測台車より離隔し
た制御装置とから主として構成され、前記計測台車には
被測定部材のスリット位置を検出するための例えばレー
ザーセンサーからなるセンサー手段を対向状に設置する
とともに、該センサー手段の信号と同期して計測台車の
走行距離を測定する距離測定手段を設け、さらに前記計
測台車と制御装置の間を光通信手段によって連絡する構
成としたものである。

【０００９】さらに、前記計測台車には被測定部材のス
リット状態を監視するためのカメラを搭載する。

【００１０】

【作用】本自動計測装置では、支持装置により被測定部
材である横材を垂直に固定・支持し、その長手方向に計
測台車を走行させることにより、スリット位置ごとにセ
ンサー手段によりオン・オフ信号が得られる。このオン
・オフ信号と同期させて距離測定手段のパルス信号をカ
ウントし、計測台車の走行距離に換算することによって
スリットピッチ及びスリット幅を高精度に自動計測す
る。この測定データは光通信手段によって転送し、次工
程におけるロンジ配材のための参照データとして提供さ
れる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例による自動計測装置
の概要を示す図、図２は測定方法の説明図である。図１
において、１００は被測定部材としての横材であり、図
示しない縦骨材を通すためのスリット１０１が所定のピ
ッチで加工されている。スリット１０１の部分には縦骨
材のウェブ部が通り、スリット１０１の上部の長穴１０
２には縦骨材のフランジ部が通るようになっている。ま
たスリット１０１の下部にはスカラップ１０３を設け、
縦骨材と図示しない大板との隅肉溶接部と干渉しないよ
うにしている。この横材１００は、測定時、図１では省
略されている支持装置により垂直に固定される。

【００１２】次に、１は横材１００の下方において長手
方向に走行可能な計測台車である。計測台車１上にはス
リット１０１の位置を検出するためのセンサー手段とし
て、例えば、投光器及び受光器からなるレーザーセンサ
ー２ａ，２ｂをＹ形等の支柱３により設置し、レーザー
ビーム４を横材１００の面に対し直角に発射するように
なっている。またこの計測台車１に走行用のＸ軸サーボ
モータ５を設け、そのピニオン６をベース７上に敷設し
たラックレール８と噛み合わせることにより、計測台車
１を走行させるようにしている。スリット１０１の計測
ライン１０４の高さはレーザーセンサー２ａ，２ｂの支
柱３を図示しないＹ軸サーボモータにより上下動させ、
任意の高さに設定できるようにしている。なお、以上の
Ｘ，Ｙ軸の制御やレーザーセンサー２ａ，２ｂの信号処
理、走行距離のカウント等を行わせるため、計測台車１
にはマイクロコンピュータを搭載している。

【００１３】１０は計測台車１をリモートコントロール
するための制御装置で、マイクロコンピュータにより構
成され、レール部のホームポジション側に設置されてい
る。１１ａ，１１ｂは光通信手段を構成する光送受信機
で、それぞれ制御装置１０と計測台車１に設置されてい
る。１２は大組立制御装置（数値制御装置）で、データ
変換・送信システムの機能を有する自動計測サブシステ
ムを備えている。

【００１４】ところで、前記計測台車１は横材１００の
長さによっては相当長い距離を走行する必要があるの
で、動力線及び信号線のワイヤレス化を図り、計測台車
１の大ストローク化を可能にしている。すなわち、計測
台車１への電力（モータの駆動及び制御、測定系の駆動
用）供給は、レール部に併設されたトロリーから摺動子
（いずれも図示せず）を介して行い、また測定条件の制
御装置１０側から計測台車１への指令、及び測定結果の
制御装置１０への転送は光通信手段１１ａ，１１ｂによ
って行うこととしている。

【００１５】さらに、前記計測台車１及び制御装置１０
の構成をブロック図により図３に示す。まず、計測台車
１について、マイクロコンピュータのＣＰＵ１４により
サーボコントローラー１５を介して走行用のＸ軸サーボ
モータ５とレーザセンサー位置（高さ）設定用のＹ軸サ
ーボモータ９の各サーボドライバー１６，１７を制御す
るようになっているとともに、計測台車１の走行距離は
Ｘ軸サーボモータ５のエンコーダ１８により検出し、ユ
ニバーサルカウンター１９のパルス信号としてＣＰＵ１
４へ送る構成となっている。このエンコーダ１８及びユ
ニバーサルカウンター１９により計測台車１の走行距離
を測定する距離測定手段を構成している。レーザセンサ
ー２ａ，２ｂの高さはＹ軸サーボモータ９のエンコーダ
２０により検出し設定する。またレーザセンサー２ａ，
２ｂのオン・オフ信号は走行中前記ＣＰＵ１４に送ら
れ、該ＣＰＵ１４にてユニバーサルカウンター１９のパ
ルス信号と同期をとり、走行距離に換算し、かつ換算さ
れた距離データつまりスリット１０１のピッチ及び幅の
測定データを図示しないメモリーに記憶するようになっ
ている。さらに、この計測台車１と前記制御装置１０は
光通信手段としての光通信モジュール１１ｂ，１１ａを
備えており、測定パラメータなどの測定条件の制御装置
１０側から計測台車１への指令、及びＣＰＵ１４に格納
されている測定データの制御装置１０への転送はこの光
通信モジュール１１ａ，１１ｂによって行われる。さら
にまた、計測台車１にはスリット１０１の状態を監視す
るためのＩＴＶカメラ２１が搭載されており、該カメラ
２１の映像信号はトランスミッター２２によって制御装
置１０のテレビアンテナ２３を介してモニターテレビ２
４に送信される。このＩＴＶカメラ２１によって、例え
ば測定データの異常が発生した場合などにおいてその原
因を探知することができる。

【００１６】制御装置１０はマイクロコンピュータのＣ
ＰＵ２５を備え、測定条件の設定用のキーボード２６や
測定データ等の表示・記録用のＣＲＴ２７及びプリンタ
ー２８を備えている。また測定データは制御装置１０か
ら前記大組立制御装置１２のＣＰＵへ転送するようにな
っている。

【００１７】図４は本計測装置の正面図、図５はその一
部を示す平面図である。図に示す支持装置３０は、横材
１００を挾み付けて垂直に固定するための受け板３１と
開閉自在の可動板３２を架台３３に備えており、さらに
横材１００の搬入時、その下端を支持するための回動自
在のストッパー３４を複数備えている。そして前記計測
台車１は受け板３１，可動板３２の直下に設置される。
このストッパー３４にシリンダ装置３５を連結し、実線
で示すストッパー位置から破線で示す後退位置までの範
囲を枢軸３６の周りに回動させるようにしている。また
可動板３２にも複数のシリンダ装置３７を連結し、左右
方向に開閉させるようにしている。受け板３１及び可動
板３２にはそれぞれゴム板３８が貼り付けられている。

【００１８】横材１００はクレーンで搬入し、その下端
をストッパー３４で支持し、その後可動板３２をシリン
ダ装置３７により押動させ、受け板３１との間で横材１
００を垂直に挾持し固定する。なお、可動板３２を押し
出すためのガイド機構（図示せず）が架台３３に設けら
れている。しかるのち、ストッパー３４をシリンダ装置
３７により後退させ、次のスリット計測段階に入る。

【００１９】次に、図２及び図３によりスリット位置の
自動計測方法を説明する。横材１００を前記のように垂
直に固定支持したのち、レーザーセンサー２ａ，２ｂの
高さをＹ軸サーボモータ９で調整し、計測ライン１０４
を決め、レーザービーム４を発射しながら計測台車１を
スタートさせる。同時に計測台車１に搭載されたマイク
ロコンピュータの距離パルスカウンター１９によりＸ軸
サーボモータ５のエンコーダ１８からのパルス数をカウ
ントする。この実施例では１パルス当たり０．１mmに設
定されているので、スタート点からのパルス数をカウン
トすることにより、距離に換算することができる。レー
ザーセンサー２ａ，２ｂの出力信号は、横材１００によ
りレーザービーム４を遮断しない点でオンとなり、レー
ザービーム４を遮断する点でオフとなるため、各スリッ
ト端及び横材１００の両端でオン・オフ信号が得られ
る。このオン・オフ信号を距離パルスカウンター１９と
同期させ、かつそのパルス数を距離に換算することによ
り、スリット１０１のピッチＰ1 ，Ｐ2 ，…Ｐ(n) 及び
スリット幅Ｇ1 ，Ｇ2 ，…Ｇ(n) を±０．１mmの精度で
自動計測することができる。測定データは計測台車１に
搭載のマイクロコンピュータのメモリーに記憶させると
ともに、必要に応じ光通信手段１１ａ，１１ｂを介して
制御装置１０へ転送し、さらに大組立制御装置（数値制
御装置）１２へと送られ、そのデータベースに格納され
る。この測定データは次工程におけるロンジ配材のため
の参照データとなる。またスリット状態は計測台車１に
搭載のＩＴＶカメラ２１によって制御装置１０のモニタ
ーテレビ２４でモニターされており、異常データの発生
個所や原因を探知できる。

【００２０】以上のように計測台車１はケーブルを引っ
張りながら走行するものではないので、走行性能の安定
性が向上し、モータ負荷の軽減による計測台車１の小型
・軽量化を図り得る。したがって、このようなワイヤレ
ス化によってまた２０ｍもの距離を安定して走行するこ
とができ、測定精度の確保や測定の高速化が可能とな
る。

【００２１】前記実施例においては、横材１００を垂直
に支持する場合を示したが、水平に支持するようにして
もよい。また測定対象はスリットのピッチ及び幅に限定
されるものではない。一般部材の自動計測にも本発明を
適用できるものである。特に長大部材の場合、有効なも
のである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、下記のような効果が得られる。（１）計測台車と制御装置を離隔し、両者を光通信手段
で連絡することにより、計測台車の小型・軽量化を図る
ことができ、かつ、ワイヤレス化により大ストローク化
が可能になる。（２）大ストロークのもとでも計測台車の走行性能が安
定しているので、測定精度を高く保持できるとともに、
測定を高速に行うことができる。（３）計測台車に搭載されたカメラを通して測定対象の
状態をモニターできるので、測定結果の確認や異常状態
の検知などが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動計測装置の概要図
である。

【図２】実施例におけるスリット計測方法を示す説明図
である。

【図３】計測台車及び制御装置のブロック図である。

【図４】実施例の正面図である。

【図５】図４の一部の平面図である。

【符号の説明】

１計測台車２ａ，２ｂレーザーセンサー５Ｘ軸サーボモータ８ラックレール９Ｙ軸サーボモータ１０制御装置１１ａ，１１ｂ光通信手段１８エンコーダ１９距離パルスカウンター２１ＩＴＶカメラ３０支持装置１００横材１０１スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村山宏東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者境禎明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者石井弘美東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者滝口久雄東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定部材を固定する支持装置と、被測定部材の長手方向に走行可能な計測台車と、前記計測台車より離隔された制御装置と、前記計測台車に対向状に設置され、被測定部材の測定対
象の位置を検出するセンサー手段と、前記センサー手段の信号と同期して前記計測台車の走行
距離を計測する距離測定手段と、前記計測台車と制御装置の間を連絡する光通信手段と、
を備えてなる自動計測装置。
【請求項２】前記計測台車は被測定部材の測定対象を
監視するためのカメラを備えたことを特徴とする請求項
１記載の自動計測装置。