JPS6324215A - 基準形状投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 この発明は、加工中の加工物に基準形状を投影して加工
物の形状を確認するのに使用される基準形状投影装置に
関する。

（従来の技術とその問題点） 近年、熱間自由鍛造プレスなどの加工工程において、第
８図に示すように投影装置１から加工中の加工物２に所
定の基準形状３を投影して、加工物２の形状を確認しな
がら加工を行う方法が開発されている。

このような投影装置を利用する加工においては、特に次
に挙げるような諸条件が満たされることが必要である。

■　加工物２と基準形状３を重ね合わせるために、加工
物２か投影装置１のいずれかを第８図に矢印Ａ、Ｃで示
すように水平および鉛直方向に移動させる機構が必要で
ある（第８図は投影装置１側を移動させる場合を示す）
。

■　加工物２に投影される基準形状３を目的の大きざに
するために、投影距離を一定に調整する機構Ｂ、あるい
は投影距離に応じて投影倍率を精度よく変化させる機構
があることが必要である。

■　工場内での利用を考慮すると基準形状の明るさは２
０００ルクス以上必要になり、したがって光源の寸法お
よび重量がかなり大きくなる。そこで、前記した移動機
構を小型化するためには、光源の移動を必要最小限に抑
える必要がある。

ところで、この種の投影装置としては、従来よりスライ
ドのプロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタ、映画用
映写機などが知られている。しかし、これらの装置を前
記した用途に使用する場合、上記の各条件を満たすこと
はできない。

（発明の目的） この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
、加工物とこれに投影される基準形状とを重ね合わせる
調整を精度よく行うことができ、しかも全体の機構を小
型化できる基準形状投影装置を提供することを目的とす
る。

（目的を達成するための手段） この発明の基準形状投影装置は、上記目的を達成するた
めに、平行光線を発生する光源と、この光源からの平行
光線を導くライトガイドと、加工物の３次元図面寸法に
基づいて作製された縮小基準形状を内蔵し、前記ライト
ガイドにより導かれた平行光線を上記縮小基準形状に照
射してその拡大投影光を前記加工物に投光する投光部と
、この投光部の投光位置を任意の３次元空間位置に移動
させる移動機構とを設けるとともに、前記ライトガイド
として、前記光源からの平行光線を導出する始端側の直
線状中空体と、前記平行光線を前記投光部へ導入する終
端側の直線状中空体と、軸心が相手側軸心に対して直角
で、かつ上記各中空体の軸心に垂直な面内で回転自在と
なるように上記各中空体間に接続した複数の直線状中空
体と、これらの各中空体の接続部に配置され前記光源か
らの平行光線を順次９０度づつ折り曲げて前記投光部へ
向かわせる折れ線光路を形成する平面鏡とを設け、前記
ライトガイドの途中の各直線状中空体の回動により前記
投光部が所定方向へ独立して移動できるように構成して
いる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例である基準形状投影装置の
使用時の外観斜視図を示す。

この装置では、平行光線を発生する光ａ４が基台５上に
固定され、上記基台５の下面には進退ガイドレール６が
第１図に矢印Ｙで示す所定水平方向に配設されている。

この進退ガイドレール６には、進退駆動機構７が走行自
在係架され、またこの進退駆動機構７には同図に矢印Ｚ
で示す垂直方向に向けて垂直ガイドレール８が固定され
ている。

そして、上記垂直ガイドレール８には垂直駆動機構９が
昇降自在に係架され、この垂直駆＃ｊＪｎ構９には投光
部１０が固定されている。

一方、上記光ａ４の一側部には、上記進退ガイドレール
６の配設方向すなわち進退方向Ｙに対して垂直な第１図
に矢印Ｘで示す水平方向に平行光線導出用の直線状筒体
１１が突設され、この筒体１１を含むライトガイド１２
によって上記光源４と投光部１０との間が接続され、こ
れにより平行光線を投光部１０へ導くように構成されて
いる。

上記ライトガイド１２の鏡胴は、上記光源４側の筒体１
１に対して直角に接続され筒体１１の軸心を中心に回転
自在とした直線状の第１中間筒体１３と、この第１中間
筒体１３の他端部にこれと直角すなわち上記筒体１１と
平行に接続した同じく直線状の第２中間筒体１４と、こ
の第２中間筒体１４の他端部にこれと直角に接続され第
２中間筒体１４の軸心を中心に回転自在とした第３中間
百体１５と、前記投光部１０側に前記光源４側の筒体１
１と平行に突設されその軸心を中心に回動しうるように
上記第３中間筒体１５の他端部を接続した直線状筒体１
６とで構成されている。上記光源４側の筒体１１は、第
２図に断面図で示すように２つの筒部１１ａ、１１ｂを
ベアリング１７を介して回動自在に接続したものであり
、これにより筒体１１に対しその軸心を中心とする第１
巾間筒体１３の回動が許容される。また上記第２中問筒
体１４も、第３図に断面図で示すように２つの筒部１４
ａ、１４ｂをベアリング１８を介して回動自在に接続し
たものであり、これにより第３中閤筒体１５は第２中間
筒体１４に対しその軸心を中心とする回動が許容される
。投光部１０側の筒体１６と第３中間百体１５との接続
構造も、上記第２中間局体１４と第３中間筒体１５の接
続構造と同じであり、第３図に括弧付き符号で示すよう
に筒体１６は２つの筒部１６ａ、１６ｂをベアリング１
９を介して回動自在に接続して構成され、これにより第
３中間筒体１５は筒体１６に対しその軸心を中心とする
回動が許容される。

一方、上記光源４側の筒体１１と第１中間筒体１３との
接続部には、第２図に示すように第１の平面鏡２０が筒
体１１および第１中間筒体１３の各軸心に対してそれぞ
れ４５度の角度をなすように配置され、光源４で発生し
た平行光源をこの平面１ｔ２０が第１中間筒体１３の軸
心方向に反）ｊするように構成されている。また上記第
１巾間筒体１３と第２中間筒体１４との接続部には、第
３図に示すように第１巾間筒体１３および第２中間筒体
１４の各軸心に対してそれぞれ４５度の角度をなすよう
に第２の平面鏡２１が配置され、第１の平面鏡２０で反
射された平行光線をこの第２の平面鏡２１が第２中間筒
体１４の軸心の方向に反射するように構成されている。

さらに、上記第２巾間筒体１４と第３中間筒体１５との
接続部には、第３の平面鏡２２が第２中間筒体１４およ
び第３中間筒体１５の各軸心に対してそれぞれ４５度の
角度をなすように配置され、第２の平面鏡２１で反）１
された平行光線をこの第３の平面ｍ２２が第３の中間筒
体１５の軸心の方向に反射するように構成されている。

第３中間筒体１５と投光部１０側の筒体１６との接続部
、および」二記筒体１６と投光部１０との接続部につい
ても同様に、第３図に括弧付き符号で示すようにそれぞ
れ第４．第５の平面鏡２３．２４が４５度の角度をなす
ように配置され、上記第３の平面鏡２２で反射された平
行光線を第４．第５の平面ｔｆｆ２３．２４が筒体１６
の軸心方向さらに投光部１０の軸心方向へと反射するよ
うに構成されている。すなわち、前に第１〜第５の平面
鏡２０〜２４により、光源４から水平方向Ｘに向けて投
光された平行光線を、上記各中間筒体１３．１４．１５
および筒体１６を通過するたびに順次９０度ずつ折り曲
げる折れ線光路が構成される。上記各平面鏡２０〜２４
はそれぞれ支持体２５〜２つを介して微調整ねじ３０〜
３４で筒体１１および各中間筒体１３〜゛１５に締付は
固定され、上記微調整ねじ３０〜３４の締付けを調整す
ることによりそれらの配置角度を微調整できるように構
成されている。

前記投光部１０内には、加工物３５（第１図に示す）に
対応させて第４図に示すように予め作製された縮小基準
形状３６と、投影レンズ３７と、平面鏡３８が配置され
、上記ライトガイド１２を経て投光部１０へ導かれる平
行光線を上記縮小基準形状３６に照射し、その縮小基準
形状３６を投影レンズ３７で拡大し、その拡大投影光を
上記平面鏡３８で反射して第１図に示すように加工物３
５の投影面に投光するように構成されている。第４図で
は、縮小基準形状３６．投影レンズ３７゜平面鏡３８の
順序で配列した例を示しているが、これに限らず例えば
第５図に示すように平面鏡３８、縮小基準形状３６．投
影レンズ３７の順序に配列してもよい。上記縮小基準形
状３６は、加工物３５の３次元図面寸法からこの加工物
３５の奥行と投影中心の位置を考慮して投影すべき２次
元形状を求め、これに投光部１０から投影面までの投影
距離と、投影倍率から求めた縮小率を掛けてその寸法を
算出することにより作製される。具体的には、第６図に
示すように投影の原点Ｏと加工物３５の３次元形状の各
辺を結び、投影距離ｄ１との比ｄ　　／ｄ　　が縮小率
に一致する距離ｄ。の平面上に縮小基準形状３６を作っ
ている。

また前記光源４の固定された基台５は、図示しない水平
駆動曙構により水平方向×に移動自在となるように構成
されている。つまり、光源４．ライトガイド１２．投光
部１０の全体は、上記水平駆動磯構により一体的に水平
方向Ｘに移動自在とされている。

つぎに、この装置による加工物３５へのり単形状投影の
動作を説明する。

まず、第１図に示すようにこの装置をその投光部１０が
加工物３５の投影面と対向するように設置する。そして
垂直駆動機構９と図示しない水平駆動機構を動作させて
、投光部１０より投影される拡大基準形状３つの中心と
加工物３５のＶ１影面の中心とが一致するように、投光
８！１１０を水平方向Ｘおよび垂直方向７について位置
調整する。この動作に３３いて、ライトガイド１２の筒
体１１゜１６および各中間筒体１３〜１５が回動し、水
平方向Ｘに対して垂直な面内でライトガイド１２の中間
部が屈伸変形するので、垂直方向への位置調整が達成さ
れる。また、縮小基準形状３６の作製のさい設定された
投影距離に合うように、進退駆動機構７を動作させて、
投光？ｊ５１０の進退方向Ｙについての位置調整を行う
。この動作においても、ライトガイド１２の中間部が屈
伸変形することにより、投光部１０の進退方向Ｙへの移
動が許容される。以上の動作において、ライトガイド１
２の屈伸が許容される範囲内のほぼ全域にわたり投光部
１０は進退方向Ｙおよび垂直方向Ｚに広く移動。

できて、とくに光源４に近い位置にも投光部１０を容易
に移動できる。そして、この装置では光源４の移動が必
要になるのは、投光部１０を水平方向Ｘに移ｖＪする場
合に限られる。

前記光′ｒＡ４で発生された平行光線は、先述したよう
にライトガイド１２を経て投光部１０に導かれるが、ラ
イトガイド１２の各筒体１１．１６および各中間筒体１
３〜１５の回転に伴い平面鏡２０〜２４の回動によりラ
イトガイド１２内の平行光線も方向転換し、平行光線は
常に上記各筒体１１．１６および中間筒体１３・〜１５
の軸心と平行である。このため、ライトガイド１２が投
光部１０の移動に伴いどのように屈伸変形しても、光源
４からの平行光線は平行を保ったまま投光部１０へ導か
れる。またライトガイド１２が屈伸変形しても、ライト
ガイド１２の光路長は常に一定に保たれるので、投光部
１０に到達するまでの光量がライトガイド１２の屈伸変
形に伴って変化することはない。したがって、光源４内
にあって平行光線をつ（るコリメータの構造は、簡略な
ものでよくなる。ちなみに、光′ＩｇＡ４から投光部１
０までの光路長が変化する条件下で、第７図に示すよう
にライトガイド１２内の平行光線の平行度が低下した場
合、同図に実線と破線で示すように光路内における縮小
基準形状３６の相対位置の変動に伴い、縮小基準形状３
６へ到達する光量に変化が生じることになる。

なお中間固体の数および回動方向を変化させることによ
りライｌ−ガイド１２を３次元空間内で屈伸自在とする
ことも可能であり、この場合には光源４を全く移動させ
る必要がない。

（発明の効果） 以上のように、この発明の基準形状投影装置によれば、
光源から投光部へ平行光線を導くライトガイドが、平行
光線のガイドに影響を及ぼすことなく屈伸自在に変形し
つるので、ライトガイドの変形可能な範囲内で投光部を
光源とは独立に位置調整でき、全体の位置Ｕ４！！！１
１構を小型化できるとともに、位置調整の精度も向上す
るなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である基準形状投影装置の
使用状態を示す外観斜視図、第２図および第３図はそれ
ぞれライトガイドの一部を拡大して示す新面図、第４図
は投光部内の部品配置図、第５図は投光部内の部品配置
の変形例を示す図、第６図は縮小基準形状の作製方法示
す説明図、第７図は平行光線の平行度が低いとき光路長
に変化があった場合の照射光量の変化を示す説明図、第
８図は基準形状投影装置により加工物へ基準形状を投影
して加工を行う方法を示す説明図である。 ４・・・光源、　　　　　　７・・・進退駆ｔｊＪＲ構
、９・・・垂直駆動機構、　　１０・・・投光部、１２
・・・ライトガイド、　１１．１６・・・筒体、１３〜
１５・・・中間固体、２０〜２４・・・平面鏡、３６・
・・縮小基準形状

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行光線を発生する光源と、この光源からの平行
   光線を導くライトガイドと、加工物の３次元図面寸法に
   基づいて作製された縮小基準形状を内蔵し、前記ライト
   ガイドにより導かれた平行光線を上記縮小基準形状に照
   射してその拡大投影光を前記加工物に投光する投光部と
   、この投光部の投光位置を任意の３次元空間位置に移動
   させる移動機構とを備え、前記ライトガイドは、前記光
   源からの平行光線を導出する始端側の直線状中空体と、
   前記平行光線を前記投光部へ導入する終端側の直線状中
   空体と、軸心が相手側軸心に対して直角で、かつ上記各
   中空体の軸心に垂直な面内で回転自在となるように上記
   各中空体間に接続した複数の直線状中空体と、これらの
   各中空体の接続部に配置され前記光源からの平行光線を
   順次９０度づつ折り曲げて前記投光部へ向かわせる折れ
   線光路を形成する平面鏡とを有することを特徴とする基
   準形状投影装置。