JPH06347231A

JPH06347231A - 寸法検査システム

Info

Publication number: JPH06347231A
Application number: JP13369793A
Authority: JP
Inventors: Haruo Isogawa; 治男五十川
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】あらゆる形状の部品の寸法を少ない工数で精
密に検査するとともに、検査結果に応じて自動的に加工
装置を制御する。【構成】まず、処理装置５において、記憶装置６から
読み出した図面データと測定装置３から出力される測定
データとから、基点Ｐ１，Ｐ２に対応する加工面Ｓ
１’，Ｓ２’と基点Ｐ１，Ｐ２を通る直線ＳＶ’との交
点間の距離（測定寸法Ｌ’）が算出され、この測定寸法
Ｌ’と基準寸法Ｌとの寸法誤差が算出される。また、予
め設定された寸法計測面Ｓ２，Ｓ３と加工面Ｓ２’，Ｓ
３’との位置関係から加工座標系（ＭＸ，ＭＹ，ＭＺ）
における加工誤差ΔＸ，ΔＹが算出され、これらの加工
誤差を打ち消す補正量を寸法指令に加算する。これによ
り、寸法誤差が小となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工された部品の３次元
寸法を検査する寸法検査システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ジェットエンジンのター
ビンに使用される動翼等は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）システム等により作成さ
れた設計図面に基づいて、複数の加工装置により順次３
次元加工されて完成部品となる。このような加工形態は
複合加工と呼ばれており、部品は設計図面に示す基準寸
法に実際の寸法（以後、測定寸法と称す）が一致するよ
うに加工される。加工が施された完成部品は、各部の寸
法が測定装置により測定され、測定寸法と基準寸法との
誤差が許容範囲（以後、公差と称す）を超過することを
品質管理者が確認した場合、不良品とされる。加工装置
に装着される研削砥石が摩耗して測定寸法と基準寸法と
の誤差が公差を超過する場合、品質管理者は測定寸法の
誤差が小となるように加工装置を制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の複合加工工程では、測定寸法と基準寸法とを比較して
完成部品の良否を判定していた。この比較（以後、検査
作業と称す）は、完成部品の各部の測定毎に品質管理者
（人間）が、チェックシート等に測定寸法を記入し、当
該測定寸法と対応する基準寸法の寸法誤差が公差以内で
あるか否かを評価することにより行われる。

【０００４】このように、完成部品の検査作業は人手に
より行われるために、手間がかかり、検査作業の工数が
増大するという問題があった。また、チェックシートへ
の誤記等の人為的なミスが発生し易いという問題があっ
た。さらに、検査結果は完成部品の良否判定にしか使用
されておらず、良品と判定される完成部品に対する検査
結果は、次の部品加工に反映されないという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、このような背景に鑑みて為され
たもので、あらゆる形状の部品の寸法を少ない工数で精
密に検査するとともに、検査結果に応じて自動的に加工
装置を制御することができる寸法検査システムを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による寸法検査シ
ステムは、複数の加工面から構成される部品の寸法を検
査する寸法検査システムであって、対をなす基点の位置
情報と前記部品の第１の基準面に関する情報とを有する
図面データを記憶する記憶手段と、予め設定された第２
の基準面に対応する前記加工面の位置を測定する測定手
段と、前記対をなす基点に対応する前記加工面と前記対
をなす基点を通る直線との交点間の距離を測定寸法と
し、前記基点間の距離である基準寸法と前記測定寸法と
の寸法誤差を算出するとともに、前記第２の基準面と前
記加工面との位置関係から加工座標系におけるズレ量を
算出し、当該ズレ量を打ち消す補正量を図面データに基
づいた寸法指令に加える検査手段と、前記寸法指令に基
づいて前記部品を所定の形状に加工する加工装置とを具
備することを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、まず、検査手段において、
記憶手段から読み出された図面データと測定手段により
測定される加工面の位置情報とから、対をなす基点に対
応する前記加工面と前記対をなす基点を通る直線との交
点間の距離（測定寸法）が算出され、この測定寸法と前
記基点間の距離である基準寸法との寸法誤差が算出され
る。また、予め設定された第２の基準面と前記加工面と
の位置関係から加工方向に対応する座標系におけるズレ
量が算出され、当該ズレ量を打ち消す補正量が図面デー
タに基づいた寸法指令に加算される。そして、部品は、
加工装置により前記寸法指令に基づいて所定の形状に加
工される。こうして、あらゆる形状の部品の寸法が少な
い工数で精密に検査されるとともに、検査結果に応じて
自動的に加工装置が制御される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例による寸法検査システ
ムを適用した複合加工ラインの概略構成を示す図であ
る。この図に示す加工ラインでは、複数の部品がコンベ
ヤによって順次搬送され、所定の形状に加工される。

【０００９】この図において、１ａは所定の形状に加工
される部品、２は後述する処理装置５から送られる寸法
指令に基づいて部品１ａを研削加工する加工装置であ
り、図示せぬ研削砥石を有する。３は後述する処理装置
５から送られる制御信号に応じて作動する測定装置であ
り、図示せぬ測定ベンチに載置された部品（完成部品）
１ｂの３次元形状を測定し、これにより得られた測定デ
ータを処理装置５に送る。

【００１０】測定装置３は、測定手段としてトランスデ
ューサ３ａとタッチセンサ３ｂとを備えている。トラン
スデューサ３ａは、図２（ａ）に示すように、先端部Ｔ
１が基準位置から被測定物（部品１ｂ）に接触する位置
までの距離ｄを測定するものであり、タッチセンサ３ｂ
は、図２（ｂ）に示すように、先端部Ｔ２が被測定物に
接触する点ｐの座標（ｘ，ｙ，ｚ）を測定するものであ
る。この座標（ｘ，ｙ，ｚ）は処理装置５により作成さ
れる座標系における点ｐの座標である。

【００１１】また、図１において、４は部品１ａ，１ｂ
を加工装置２，測定装置３の順で搬送するように敷設さ
れるコンベヤである。処理装置５は各種演算処理および
各構成要素の制御を行うものであり、図示せぬＣＰＵ，
ＲＯＭ，ＲＡＭおよび各種Ｉ／Ｏインタフェース等から
構成される。この処理装置５はＲＯＭに記憶されたプロ
グラムをＣＰＵにおいて実行することにより各種処理を
行うものであり、その動作については後述する。

【００１２】６は処理装置５に接続される記憶装置であ
り、ＣＡＤシステム等により作成された図面データを記
憶する。７は処理装置５に接続されるディスプレイ等の
表示装置であり、各種処理結果を表示する。８はキーボ
ード等の入力装置であり、入力された指示に応じた指示
信号を処理装置５に送る。この指示信号には、加工すべ
き部品に対応した図面データを指定するための情報が含
まれる。

【００１３】次に、上述した構成の寸法検査システムの
動作を図３〜５を参照して説明する。図３は処理装置５
が行う処理の流れを示すフローチャートであり、この図
に示すように、処理装置５は加工ラインが作動している
間作動する。なお、ここでは、加工装置２は図４（ａ）
に示す形状の部品の図面データに応じた寸法指令に基づ
いて作動するものとする。

【００１４】まず、加工ラインが稼働を開始する前に、
入力装置８を介して所定の指示信号が送られると、処理
装置５は図３に示すステップＳ１を実行する。ステップ
Ｓ１では、図面座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を作成するととも
に、入力装置８から送られる指示信号により指定される
図面データを記憶装置６から読み出す。そして、図４
（ｂ）に示すように、図面データから面モデル（基準面
モデル）を図面座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上に作成する。そ
して、基準寸法通りに加工された完成部品を測定装置３
の測定ベンチに載置し、この完成部品の載置面と基準面
モデルの対応する面（第１の基準面）の位置を一致させ
る。

【００１５】ここで作成される基準面モデルは、寸法計
測面Ｓ１，Ｓ２、当該寸法計測面の法線ベクトルである
寸法計測面ベクトルＶ１，Ｖ２、基準寸法の測定方向を
示す寸法線ベクトルＳＶ、基準寸法の基点Ｐ１，Ｐ２を
有する。また、処理装置５は、上記基点Ｐ１，Ｐ２に対
応する部品１ｂ上の位置を測定するように、基点Ｐ１，
Ｐ２の座標に応じた制御信号を測定装置３に送る。

【００１６】次に、ステップＳ２に進むと、加工ライン
の稼働状態を判定する。ここで、加工ラインが停止して
いる場合には処理が終了し、作動している場合にはステ
ップＳ３に進む。ステップＳ３では、測定装置３から部
品１ｂに関する測定データが送られると、測定データに
基づいて、寸法計測面ベクトルＶ１，Ｖ２に一致する方
向の偏差量（距離）Ｄ１，Ｄ２を算出し、この偏差量Ｄ
１，Ｄ２に基づいて、寸法計測面Ｓ１，Ｓ２に対応する
加工面Ｓ１’，Ｓ２’を図面座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上に
作成する。すなわち、図４（ｃ）に示す加工面モデルが
作成される。なお、上記測定データは、測定手段により
形式が異なる。例えば、図４（ｃ）に示すように、トラ
ンスデューサ３ａは寸法計測面ベクトルＶ２に一致する
方向の距離Ｄ２を、タッチセンサ３ｂは図面座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における接触点Ｐ１’’の座標（ｘ１，
ｙ１，ｚ１）を測定データとする。

【００１７】次に、ステップＳ４に進むと、作成された
加工面モデルから所定の部分の寸法（測定寸法）を算出
する。この算出は、図５（ａ）に示すように、上述した
２つの基点Ｐ１、Ｐ２を通り、寸法線ベクトルＳＶと平
行な直線ＳＶ’と、２つの加工面Ｓ１’，Ｓ２’との交
点Ｐ１’，Ｐ２’の座標を求め、交点Ｐ１’，Ｐ２’間
の距離（測定寸法Ｌ’）を算出する。

【００１８】次に、ステップＳ５に進むと、ステップＳ
４において算出された測定寸法Ｌ’と対応する基準寸法
Ｌとの寸法誤差を算出する。そして、この寸法誤差が公
差を超過する場合には、表示装置７へ不良品であること
を示す出力信号を送る。なお、当該寸法誤差が公差以下
であれば、出力信号は良品であることを示す信号とな
る。

【００１９】次に、ステップＳ６に進むと、加工誤差を
排除するための加工補正量を加えた寸法指令を加工装置
２に送る。補正量の算出過程を図５（ｂ）を参照して説
明する。この図に示すように、まず、寸法計測面Ｓ２，
Ｓ３、加工面Ｓ２’，Ｓ３’を、加工座標系（ＭＸ，Ｍ
Ｙ，ＭＺ）上に作成する。そして、寸法計測面Ｓ２，Ｓ
３と加工面Ｓ２’，Ｓ３’との座標軸方向の誤差からＭ
Ｘ軸方向およびＭＹ軸方向の加工誤差ΔＸ，ΔＹを算出
する。

【００２０】なお、加工装置２の動作方向は、ＭＸ軸と
ＭＹ軸とで特定される平面と平行であるものとする。す
なわち、加工誤差ΔＺはゼロになる。補正量は、この加
工誤差ΔＸ，ΔＹを相殺するように設定される。処理装
置５は、加工誤差ΔＸ，ΔＹに対応する補正量を加えた
寸法指令を加工装置２に送る。加工装置２は上記寸法指
令に基づいて部品１ａを加工するので、部品１ａの測定
寸法は設計寸法に近づく。

【００２１】以上説明したように、上述した一実施例に
よれば、処理装置５において図面座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
を作成し、図面データおよび測定データから作成される
各面モデルを比較して測定寸法および寸法誤差を算出す
る。したがって、補正量を精密に算出することができ
る。また、処理装置５において、寸法指令を加工誤差に
応じて自動的に補正するようにしたために、加工装置２
の制御を迅速に行うことができる。

【００２２】なお、上述した一実施例においては、加工
装置２が研削砥石を有する例を示したが、研削加工以外
の処理を行う加工装置を有する加工ラインに適用するこ
ともできる。また、基準面モデルおよび加工面モデルを
ディスプレイに表示し、測定部分をマウス等の入力装置
により指定するようにしてもよい。さらに、トランスデ
ューサ３ａやタッチセンサ３ｂ以外の測定機器を使用し
ても良い。また、補正量の算出の際に、加工座標系（Ｍ
Ｘ，ＭＹ，ＭＺ）上で基準面モデルおよび加工面モデル
を作成するようにしたが、寸法測定の際に作成した図面
座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上の面モデルを座標変換して、各
面モデルを作成しても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検査手段が、記憶手段から読み出した図面データと測定
手段により測定された加工面の位置情報とから、対をな
す基点に対応する前記加工面と前記対をなす基点を通る
直線との交点間の距離（測定寸法）を算出するととも
に、測定寸法と前記基点間の距離である基準寸法との寸
法誤差を算出する。また、予め設定された第２の基準面
と前記加工面との位置関係から加工方向に対応する座標
系におけるズレ量を算出し、当該ズレ量を打ち消す補正
量を図面データに基づいた寸法指令に加算する。そし
て、加工装置が、前記寸法指令に基づいて部品を所定の
形状に加工する。これにより、あらゆる形状の部品の寸
法を少ない工数で精密に検査するとともに、検査結果に
応じて自動的に加工装置を制御することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による寸法検査システムを適
用した加工ラインの構成を示す図である。

【図２】測定装置３の具体的な構成を示す一部断面図で
ある。

【図３】処理装置５の処理の流れを示すフローチャート
である。

【図４】本実施例による寸法検査システムの動作を説明
するための図である。

【図５】本実施例による寸法検査システムの動作を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ部品２加工装置３測定装置（測定手段）５処理装置（検査手段）６記憶装置（記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の加工面から構成される部品の寸法
を検査する寸法検査システムであって、対をなす基点の位置情報と前記部品の第１の基準面に関
する情報とを有する図面データを記憶する記憶手段と、予め設定された第２の基準面に対応する前記加工面の位
置を測定する測定手段と、前記対をなす基点に対応する前記加工面と前記対をなす
基点を通る直線との交点間の距離を測定寸法とし、前記
基点間の距離である基準寸法と前記測定寸法との寸法誤
差を算出するとともに、前記第２の基準面と前記加工面
との位置関係から加工座標系におけるズレ量を算出し、
当該ズレ量を打ち消す補正量を図面データに基づいた寸
法指令に加える検査手段と、前記寸法指令に基づいて前記部品を所定の形状に加工す
る加工装置とを具備することを特徴とする寸法検査シス
テム。