組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システム
【課題】部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することができる、組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る組付部の位置算出方法は、各部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定する第一測定工程と、組付構造の連結部の外形形状を測定する第二測定工程と、第一外形データ５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ５３とのそれぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う整合工程と、設計データ６１と、組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う位置算出工程と、を備える。
【解決手段】本発明に係る組付部の位置算出方法は、各部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定する第一測定工程と、組付構造の連結部の外形形状を測定する第二測定工程と、第一外形データ５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ５３とのそれぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う整合工程と、設計データ６１と、組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う位置算出工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムに関し、より詳しくは、二つの部品を組付部により連結して構成する組付構造において前記組付部の位置を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、足廻り部品や内外装部品等の自動車部品を、前記部品が備える組付部を用いて自動車本体（ボデー）に組付ける技術が用いられている。その際に、自動車本体に対する前記部品の組付異常が生じている場合は早期に修正を行う必要があるため、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、組付けた前記部品の組付精度を計測することが重要になる。
【０００３】
上記の如く、組付部品の組付精度を計測する技術として、非接触の測定手段を用いる技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
また、非接触で外観形状を計測する技術として、測定手段により計測した形状データと、予め得られている形状データとを重ね合わせる技術も用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、前記組付部を用いて部品を組付ける際には、部品を組付けた状態や完成車の状態では組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりすることがある。これにより、前記従来技術における測定手段によっては組付部の計測を行うことが困難な場合がある。このため、組付部の周辺を削ったり、シム調整をしたりすることによる外観形状の変化から組付精度を予測していたが、この方法では時間がかかる上に予測精度も低かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記の現状の問題に鑑み、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することができる、組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造における、前記組付部の位置算出方法であって、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、第一外形データ及び第二外形データを生成する、第一測定工程と、前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、連結部外形データを生成する、第二測定工程と、前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ及び前記第二外形データと、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、整合工程と、既知である前記設計データと、前記整合工程で生成した組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、位置算出工程と、を備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記整合工程の前に、前記第一測定工程で生成した前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成する、修正工程を備え、前記整合工程において、前記第一外形データに代えて、前記修正工程で生成した前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、前記第一測定工程で生成する前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記第二測定工程で生成する前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記整合工程においては、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成するものである。
【００１１】
請求項４においては、測定対象の外形形状を測定する、測定手段と、前記測定手段で測定した前記測定対象の外形形状より外形データを生成及び加工する、データ操作手段と、を備え、組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造において前記組付部の位置を算出する、組付部の位置算出システムであって、前記測定手段により、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、前記データ操作手段により、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ及び第二外形データを生成し、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データを生成し、前記第一外形データ及び第二外形データと、前記前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成し、既知である前記設計データと、前記組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成するものである。
【００１２】
請求項５においては、前記データ操作手段により、前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成し、前記第一外形データに代えて、前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成するものである。
【００１３】
請求項６においては、前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記データ操作手段により、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
本発明により、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る組付部の位置算出システムを示した図。
【図２】同じく組付部の位置算出システムにおいて組付部の位置を算出する対象である組付構造を示した図。
【図３】第一実施形態に係る組付部の位置算出方法のフローチャートを示した図。
【図４】組付部を備える第一の部品の外形形状を測定する、第一測定工程を示した図。
【図５】被組付部を備える第二の部品の外形形状を測定する、第一測定工程を示した図。
【図６】第一の部品と第二の部品とを連結した組付構造の外形形状を測定する、第二測定工程を示した図。
【図７】第一実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【図８】組付部位置データを生成する、位置算出工程について示した図。
【図９】第二実施形態に係る組付部の位置算出方法のフローチャートを示した図。
【図１０】第二実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【図１１】（ａ）は第三実施形態に係る第一測定工程を示した図、（ｂ）は同じく第二測定工程を示した図。
【図１２】第三実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１８】
［組付部の位置算出システム１０］
まず始めに、本発明の一実施形態に係る組付部の位置算出システム１０について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０は、測定対象の外形形状を測定する測定手段である、レーザー式測定機１１と、前記レーザー式測定機１１で測定した前記測定対象の外形形状より、外形データを生成及び加工するデータ操作手段である、データ処理端末１９とを備える。
【００１９】
前記レーザー式測定機１１は主に、基台１２、支柱１３、第一支持部１４ａ、第二支持部１４ｂ、及び、レーザー式センサ１５で構成される。そして、各部材をそれぞれの連結部分で駆動することによりレーザー式センサ１５を所定の方向及び位置に移動させ、同時にレーザー式センサ１５の先端に配設された照射部から測定対象に沿って測定レーザーを照射するのである。そして、測定レーザーの測定対象における反射光を同じくレーザー式センサ１５に配設された受光部で受光することにより、測定対象の外形形状を測定可能に構成されているのである。
なお、本実施形態においては、前記測定手段として非接触型のレーザー式測定機１１を用いるが、例えばプローブ式等の接触型の測定手段を用いることも可能である。
【００２０】
前記データ処理端末１９は、記憶手段、演算手段、入力手段、出力手段等を備えた、いわゆる電子計算機であり、前記レーザー式測定機１１と電気的に接続されている。そして、データ処理端末１９がレーザー式測定機１１に指令することによってレーザー式センサ１５の姿勢や動作を制御するとともに、レーザー式測定機１１から入力される、レーザー式センサ１５で測定した前記測定対象の外形形状より、外形データを生成し、加工するのである。
【００２１】
次に、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０における、組付部の位置の算出対象である組付構造について、図２を用いて説明をする。
図２に示す如く、本実施形態に係る組付構造は、自動車のサスペンションにおいて、第一の部品であるサスペンションアーム３０の一端と、第二の部品であるステアリングナックル２５の下端と、を連結して構成されている。
【００２２】
前記サスペンションアーム３０は、アーム３１とスタッド３３とを組み合わせてなる部材である。アーム３１は柱状部であるアーム部３１ａと、該アーム部３１ａの一端において内部が球状の空洞に形成されたソケット部３１ｂと、で構成されている。また、スタッド３３は前記ソケット部３１ｂに対して所定範囲で回動可能に収納された球状部３３ａと、該球状部３３ａから延出するボルト部３３ｂと、で構成されている。即ち、サスペンションアーム３０は、アーム３１の一端に形成されたソケット部３１ｂに球状部３３ａを回動可能に収納することにより、スタッド３３のボルト部３３ｂをアーム３１に対して回動可能に構成した、いわゆるボールジョイントを備えるのである。
【００２３】
前記ステアリングナックル２５は自動車のボデー２１とタイヤ２３とを連結する部材である。具体的には図２に示す如く、ボデー２１にステアリングナックル２５の上端部が固定され、ステアリングナックル２５の中途部にタイヤ２３が回動可能に連結されているのである。そして、ステアリングナックル２５の下端部には、前記ボルト部３３ｂを挿入可能な孔が開口された被組付部２５ａが形成されている。
【００２４】
上記の構成において、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結する際は、前記ボルト部３３ｂを被組付部２５ａの孔に挿入し、ナット４１をボルト部３３ｂに螺合させて締付けるのである。即ち、サスペンションアーム３０におけるスタッド３３は、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とで構成される組付構造における組付部として配設されているのである。そして、本実施形態に係る組付構造は、組付部であるスタッド３３を備えるサスペンションアーム３０と、被組付部２５ａを備えるステアリングナックル２５とを、スタッド３３のボルト部３３ｂを被組付部２５ａに挿入し、ナット４１で締結することにより構成しているのである。
【００２５】
なお、本実施形態においては、組付部の位置の算出対象である組付構造として前記の如くサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した場合について説明するが、本発明を適用する対象である組付構造は他の構成とすることも可能である。例えば、サスペンション近傍の他の足廻り部品についての組付構造や、インストルメントパネル近傍の部品とボデー２１との組付構造等に対して本発明を適用することもできる。
【００２６】
そして、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０は、上記の如く構成された組付構造において、後述するように組付部であるスタッド３３の位置を算出するのである。具体的には、ボデー２１やタイヤ２３、又はステアリングナックル２５に対する、図２に示す球状部３３ａの中心Ｃの座標を算出するのである。即ち、ステアリングナックル２５はボデー２１やタイヤ２３との相対的な位置関係が固定されているので、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標が算出できれば、球状部３３ａのボデー２１やタイヤ２３に対する位置関係も算出できるのである。なお、球状部３３ａの中心Ｃの座標としてはそれぞれ主として、ボデー２１については、ボデー２１に開口された基準となる孔に対する座標が、タイヤ２３については、タイヤ２３の回動軸に対する座標が用いられる。
【００２７】
また、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、前記サスペンションアーム３０は、前記組付部であるスタッド３３における、球状部３３ａの位置形状を示す設計データ６１が既知であるものが用いられる（図８参照）。即ち、サスペンションアーム３０はその設計段階において、アーム３１及び内部部品であるスタッド３３の形状、詳細には、球状部３３ａの中心Ｃの座標についての詳細な設計データ６１がＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データとして得られているものを用いるのである。
【００２８】
［組付部の位置算出方法］
次に、上記の如く構成された組付部の位置算出システム１０において、組付部であるスタッド３３の位置を算出する方法の概略を、図３を用いて説明する。
図３に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、まず、第一の部品であるサスペンションアーム３０及び第二の部品であるステアリングナックル２５をレーザー式測定機１１の測定対象とし、前記サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状をそれぞれレーザー式測定機１１により測定し、サスペンションアーム３０の外形データである第一外形データ５１、及びステアリングナックル２５の外形データである第二外形データ５２を生成する、第一測定工程（ステップＳ０１）を備える。
【００２９】
その後、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造をレーザー式測定機１１の測定対象とし、前記組付構造における、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状をレーザー式測定機１１により測定し、該連結部の外形データである連結部外形データ５３を生成する、第二測定工程（ステップＳ０２）を備える。
【００３０】
その後、前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ５１及び前記第二外形データ５２と、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データ５４を生成する、整合工程（ステップＳ０３）を備える。
【００３１】
その後、前記の如く予め得られている設計データ６１と、前記整合工程で生成した組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成する、位置算出工程（ステップＳ０４）を備えるのである。
【００３２】
前記の如く構成された組付部の位置算出方法における各工程について、図４から図８を用いて順に説明をする。
まず、第一測定工程（ステップＳ０１）においては図４に示す如く、サスペンションアーム３０の連結前における外形形状を測定する。具体的には、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図４中の矢印Ａに示すようにサスペンションアーム３０の周囲を１周することにより、サスペンションアーム３０の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９においてサスペンションアーム３０の外形形状を加工することにより、サスペンションアーム３０の外形データである第一外形データ５１を生成するのである。
【００３３】
また、第一測定工程（ステップＳ０１）においては図５に示す如く、ステアリングナックル２５の連結前における外形形状も測定する。具体的にはサスペンションアーム３０と同様に、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図５中の矢印Ｂに示すようにステアリングナックル２５の周囲を１周することにより、ステアリングナックル２５の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したステアリングナックル２５の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９においてステアリングナックル２５の外形形状を加工することにより、ステアリングナックル２５の外形データである第二外形データ５２を生成するのである。
【００３４】
次に第二測定工程（ステップＳ０２）においては図６に示す如く、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を測定する。具体的には、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図６中の矢印Ｃに示すように、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部に沿って、該連結部の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９において前記外形形状を加工することにより、前記連結部の外形データである連結部外形データ５３を生成するのである。
【００３５】
次に整合工程（ステップＳ０３）においては図７に示す如く、データ処理端末１９において、前記第一測定工程（ステップＳ０１）で生成した、前記第一外形データ５１及び前記第二外形データ５２と、前記第二測定工程（ステップＳ０２）で生成した前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う。これにより、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、組付構造外形データ５４を生成するのである。
【００３６】
次に位置算出工程（ステップＳ０４）においては図８に示す如く、データ処理端末１９において、前記の如く既知である設計データ６１と、前記整合工程（ステップＳ０３）で生成した組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。これにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成するのである。具体的には、球状部３３ａの中心Ｃの座標に関する設計データ６１と、組付構造外形データ５４とを組み合わせることにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出するのである。さらに前述の如く、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出した後は、ボデー２１やタイヤ２３との位置関係も算出することも可能となる。
【００３７】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５により、サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状をそれぞれ測定する。また、同じくレーザー式センサ１５により、前記サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を測定するのである。
そして、データ処理端末１９により、サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ５１及び第二外形データ５２を生成する。また、同じくデータ処理端末１９により、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データ５３を生成するのである。
【００３８】
さらに、データ処理端末１９において、前記第一外形データ５１及び第二外形データ５２と、前記前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データ５４を生成するのである。
【００３９】
さらに、同じくデータ処理端末１９において、前記設計データ６１と、前記組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成するのである。
【００４０】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システム１０においては上記の如く構成することにより、組付部であるスタッド３３の球状部３３ａがソケット部３１ｂに覆われていても、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出することが可能となる。
具体的には、球状部３３ａの位置形状が予め得られている設計データ６１と、測定した外形形状に基づいて生成した組付構造外形データ５４と、を用いて位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を反映した組付部位置データ７１を得ることができるのである。
【００４１】
つまり、本実施形態に係る組付部の位置算出方法によれば、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することができる。これにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することが可能となるのである。
【００４２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る組付部の位置算出方法について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、以下の実施形態に係る組付部の位置算出方法の説明において、既出の実施形態と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図９に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、前記実施形態と同様に、第一測定工程（ステップＳ１１）、第二測定工程（ステップＳ１３）、整合工程（ステップＳ１４）、及び、位置算出工程（ステップＳ１５）を備える。
【００４４】
さらに、本実施形態に係る組付部の位置算出方法は、第一測定工程（ステップＳ１１）の後で第二測定工程（ステップＳ１３）の前に、第一測定工程で生成したサスペンションアーム１３０の第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成する、修正工程（ステップＳ１２）を備える。そして、整合工程（ステップＳ１４）においては、前記実施形態における第一外形データ５１に代えて、前記修正工程（ステップＳ１２）で生成した前記修正第一外形データ１５１ｂを用いて、組付構造外形データを生成するのである。
【００４５】
具体的には修正工程（ステップＳ１２）においては図１０に示す如く、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ１１）で生成した第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成するのである。
そして、第二測定工程（ステップＳ１３）においては、図１０中の矢印Ｄに示すように、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状をレーザー式センサ１５測定し、連結部外形データ１５３を生成する。この際、サスペンションアーム１３０が組付時において変形しているものとする。詳細には、図１０に示す如く、アーム部１３１ａが組付前よりも上方に反った形状に変形しているのである。
【００４６】
次に整合工程（ステップＳ１４）においては、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ１１）で生成した第二外形データ５２と、前記修正工程（ステップＳ１２）で生成した前記修正第一外形データ１５１ｂと、第二測定工程（ステップＳ１３）で生成した連結部外形データ１５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う。これにより、サスペンションアーム１３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、組付構造外形データを生成するのである。
【００４７】
なお、修正工程（ステップＳ１２）は、前記整合工程（ステップＳ１４）の前に行われていれば差し支えない。即ち、第二測定工程（ステップＳ１３）を修正工程（ステップＳ１２）よりも先に行う構成にすることも可能である。
【００４８】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、データ処理端末１９により、前記第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成し、前記第一外形データ１５１に代えて、前記修正第一外形データ１５１ｂを用いて、組付構造外形データを生成するのである。
【００４９】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システム１０においては上記の如く構成することにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出する際の算出精度を向上させることが可能になる。
具体的には、図１０に示す如くサスペンションアーム１３０が組付時において変形している場合でも、修正工程（ステップＳ１２）において第一外形データ１５１からステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去することにより、整合工程（ステップＳ１４）において連結部外形データ１５３と位置合わせを行う際にサスペンションアーム１３０の形状変形の影響を受けないようにすることができる。
換言すれば、サスペンションアーム１３０において形状が変形する部分の外形データ１５１ａを削除し、形状が変形しない部分である修正第一外形データ１５１ｂのみを用いて組付構造外形データを生成する。これにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出する際に前記形状変形によって生じる組付誤差を低減することができるのである。
【００５０】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る組付部の位置算出方法について、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、第一実施形態の構成に加えて、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに突起部である検出マーカー２３６が配設されている。
【００５１】
そして、第一実施形態と同様に、第一測定工程（ステップＳ０１）において、レーザー式センサ１５が図１１（ａ）中の矢印Ｅに示す如くサスペンションアーム２３０の周囲を１周することにより、検出マーカー２３６を含んだサスペンションアーム２３０の外形形状を測定するのである。
さらに、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム２３０の外形形状を、データ処理端末１９において加工することにより、サスペンションアーム２３０の外形データである第一外形データ２５１を生成する。その際、第一外形データ２５１には、図１２に示す如く、サスペンションアーム２３０に配設されている検出マーカー２３６の形状データ２５１ａをも含むことになるのである。
【００５２】
また、第二測定工程（ステップＳ０２）において、レーザー式センサ１５が図１１（ｂ）中の矢印Ｆに示す如く、検出マーカー２３６を含んだサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部に沿って、該連結部の外形形状を測定するのである。
さらに、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を、データ処理端末１９において加工することにより、前記連結部の外形データである連結部外形データ２５３を生成する。その際、連結部外形データ２５３には、図１２に示す如く、サスペンションアーム２３０に配設されている検出マーカー２３６の形状データ２５３ａをも含むことになるのである。
【００５３】
次に整合工程（ステップＳ０３）においては図１２に示す如く、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ０１）で生成した、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、第二測定工程（ステップＳ０２）で生成した連結部外形データ２５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行い、組付構造外形データ２５４を生成する。
この際、第一外形データ２５１における前記検出マーカー２３６の形状データ２５１ａと、連結部外形データ２５３における検出マーカー２３６の形状データ２５３ａとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。
【００５４】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システムにおいては、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに突起部である検出マーカー２３６が配設されている。そして、第一外形データ２５１は検出マーカー２３６の形状データ２５１ａを含み、連結部外形データ２５３は検出マーカー２３６の形状データ２５３ａを含み、データ処理端末１９により、第一外形データ２５１における検出マーカー２３６の形状データ２５１ａと、連結部外形データ２５３における検出マーカー２３６の形状データ２５３ａとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。
【００５５】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムにおいては上記の如く構成することにより、整合工程（ステップＳ０３）における、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ２５３との位置合わせを行う際の精度を向上させることが可能となる。
具体的には、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに、形状に特徴のある突起部である検出マーカー２３６が配設されているため、第一外形データ２５１及び連結部外形データ２５３においても、それぞれに特徴のある形状データ２５１ａ及び形状データ２５３ａが含まれることとなるのである。そして、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ２５３との位置合わせを行う際には、特徴のある形状データ２５１ａと形状データ２５３ａとの位置を合わせることにより、位置合わせが容易となり、位置合わせの精度を向上させることが可能となるのである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 組付部の位置算出システム
１１ レーザー式測定機
１９ データ処理端末
２５ ステアリングナックル
３０ サスペンションアーム
５１ 第一外形データ
５２ 第二外形データ
５３ 連結部外形データ
５４ 組付構造外形データ
６１ 設計データ
７１ 組付部位置データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムに関し、より詳しくは、二つの部品を組付部により連結して構成する組付構造において前記組付部の位置を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、足廻り部品や内外装部品等の自動車部品を、前記部品が備える組付部を用いて自動車本体（ボデー）に組付ける技術が用いられている。その際に、自動車本体に対する前記部品の組付異常が生じている場合は早期に修正を行う必要があるため、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、組付けた前記部品の組付精度を計測することが重要になる。
【０００３】
上記の如く、組付部品の組付精度を計測する技術として、非接触の測定手段を用いる技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
また、非接触で外観形状を計測する技術として、測定手段により計測した形状データと、予め得られている形状データとを重ね合わせる技術も用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、前記組付部を用いて部品を組付ける際には、部品を組付けた状態や完成車の状態では組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりすることがある。これにより、前記従来技術における測定手段によっては組付部の計測を行うことが困難な場合がある。このため、組付部の周辺を削ったり、シム調整をしたりすることによる外観形状の変化から組付精度を予測していたが、この方法では時間がかかる上に予測精度も低かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記の現状の問題に鑑み、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することができる、組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造における、前記組付部の位置算出方法であって、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、第一外形データ及び第二外形データを生成する、第一測定工程と、前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、連結部外形データを生成する、第二測定工程と、前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ及び前記第二外形データと、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、整合工程と、既知である前記設計データと、前記整合工程で生成した組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、位置算出工程と、を備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記整合工程の前に、前記第一測定工程で生成した前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成する、修正工程を備え、前記整合工程において、前記第一外形データに代えて、前記修正工程で生成した前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、前記第一測定工程で生成する前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記第二測定工程で生成する前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記整合工程においては、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成するものである。
【００１１】
請求項４においては、測定対象の外形形状を測定する、測定手段と、前記測定手段で測定した前記測定対象の外形形状より外形データを生成及び加工する、データ操作手段と、を備え、組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造において前記組付部の位置を算出する、組付部の位置算出システムであって、前記測定手段により、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、前記データ操作手段により、前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ及び第二外形データを生成し、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データを生成し、前記第一外形データ及び第二外形データと、前記前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成し、既知である前記設計データと、前記組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成するものである。
【００１２】
請求項５においては、前記データ操作手段により、前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成し、前記第一外形データに代えて、前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成するものである。
【００１３】
請求項６においては、前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、前記データ操作手段により、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
本発明により、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る組付部の位置算出システムを示した図。
【図２】同じく組付部の位置算出システムにおいて組付部の位置を算出する対象である組付構造を示した図。
【図３】第一実施形態に係る組付部の位置算出方法のフローチャートを示した図。
【図４】組付部を備える第一の部品の外形形状を測定する、第一測定工程を示した図。
【図５】被組付部を備える第二の部品の外形形状を測定する、第一測定工程を示した図。
【図６】第一の部品と第二の部品とを連結した組付構造の外形形状を測定する、第二測定工程を示した図。
【図７】第一実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【図８】組付部位置データを生成する、位置算出工程について示した図。
【図９】第二実施形態に係る組付部の位置算出方法のフローチャートを示した図。
【図１０】第二実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【図１１】（ａ）は第三実施形態に係る第一測定工程を示した図、（ｂ）は同じく第二測定工程を示した図。
【図１２】第三実施形態に係る組付構造外形データを生成する、整合工程を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１８】
［組付部の位置算出システム１０］
まず始めに、本発明の一実施形態に係る組付部の位置算出システム１０について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０は、測定対象の外形形状を測定する測定手段である、レーザー式測定機１１と、前記レーザー式測定機１１で測定した前記測定対象の外形形状より、外形データを生成及び加工するデータ操作手段である、データ処理端末１９とを備える。
【００１９】
前記レーザー式測定機１１は主に、基台１２、支柱１３、第一支持部１４ａ、第二支持部１４ｂ、及び、レーザー式センサ１５で構成される。そして、各部材をそれぞれの連結部分で駆動することによりレーザー式センサ１５を所定の方向及び位置に移動させ、同時にレーザー式センサ１５の先端に配設された照射部から測定対象に沿って測定レーザーを照射するのである。そして、測定レーザーの測定対象における反射光を同じくレーザー式センサ１５に配設された受光部で受光することにより、測定対象の外形形状を測定可能に構成されているのである。
なお、本実施形態においては、前記測定手段として非接触型のレーザー式測定機１１を用いるが、例えばプローブ式等の接触型の測定手段を用いることも可能である。
【００２０】
前記データ処理端末１９は、記憶手段、演算手段、入力手段、出力手段等を備えた、いわゆる電子計算機であり、前記レーザー式測定機１１と電気的に接続されている。そして、データ処理端末１９がレーザー式測定機１１に指令することによってレーザー式センサ１５の姿勢や動作を制御するとともに、レーザー式測定機１１から入力される、レーザー式センサ１５で測定した前記測定対象の外形形状より、外形データを生成し、加工するのである。
【００２１】
次に、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０における、組付部の位置の算出対象である組付構造について、図２を用いて説明をする。
図２に示す如く、本実施形態に係る組付構造は、自動車のサスペンションにおいて、第一の部品であるサスペンションアーム３０の一端と、第二の部品であるステアリングナックル２５の下端と、を連結して構成されている。
【００２２】
前記サスペンションアーム３０は、アーム３１とスタッド３３とを組み合わせてなる部材である。アーム３１は柱状部であるアーム部３１ａと、該アーム部３１ａの一端において内部が球状の空洞に形成されたソケット部３１ｂと、で構成されている。また、スタッド３３は前記ソケット部３１ｂに対して所定範囲で回動可能に収納された球状部３３ａと、該球状部３３ａから延出するボルト部３３ｂと、で構成されている。即ち、サスペンションアーム３０は、アーム３１の一端に形成されたソケット部３１ｂに球状部３３ａを回動可能に収納することにより、スタッド３３のボルト部３３ｂをアーム３１に対して回動可能に構成した、いわゆるボールジョイントを備えるのである。
【００２３】
前記ステアリングナックル２５は自動車のボデー２１とタイヤ２３とを連結する部材である。具体的には図２に示す如く、ボデー２１にステアリングナックル２５の上端部が固定され、ステアリングナックル２５の中途部にタイヤ２３が回動可能に連結されているのである。そして、ステアリングナックル２５の下端部には、前記ボルト部３３ｂを挿入可能な孔が開口された被組付部２５ａが形成されている。
【００２４】
上記の構成において、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結する際は、前記ボルト部３３ｂを被組付部２５ａの孔に挿入し、ナット４１をボルト部３３ｂに螺合させて締付けるのである。即ち、サスペンションアーム３０におけるスタッド３３は、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とで構成される組付構造における組付部として配設されているのである。そして、本実施形態に係る組付構造は、組付部であるスタッド３３を備えるサスペンションアーム３０と、被組付部２５ａを備えるステアリングナックル２５とを、スタッド３３のボルト部３３ｂを被組付部２５ａに挿入し、ナット４１で締結することにより構成しているのである。
【００２５】
なお、本実施形態においては、組付部の位置の算出対象である組付構造として前記の如くサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した場合について説明するが、本発明を適用する対象である組付構造は他の構成とすることも可能である。例えば、サスペンション近傍の他の足廻り部品についての組付構造や、インストルメントパネル近傍の部品とボデー２１との組付構造等に対して本発明を適用することもできる。
【００２６】
そして、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０は、上記の如く構成された組付構造において、後述するように組付部であるスタッド３３の位置を算出するのである。具体的には、ボデー２１やタイヤ２３、又はステアリングナックル２５に対する、図２に示す球状部３３ａの中心Ｃの座標を算出するのである。即ち、ステアリングナックル２５はボデー２１やタイヤ２３との相対的な位置関係が固定されているので、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標が算出できれば、球状部３３ａのボデー２１やタイヤ２３に対する位置関係も算出できるのである。なお、球状部３３ａの中心Ｃの座標としてはそれぞれ主として、ボデー２１については、ボデー２１に開口された基準となる孔に対する座標が、タイヤ２３については、タイヤ２３の回動軸に対する座標が用いられる。
【００２７】
また、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、前記サスペンションアーム３０は、前記組付部であるスタッド３３における、球状部３３ａの位置形状を示す設計データ６１が既知であるものが用いられる（図８参照）。即ち、サスペンションアーム３０はその設計段階において、アーム３１及び内部部品であるスタッド３３の形状、詳細には、球状部３３ａの中心Ｃの座標についての詳細な設計データ６１がＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データとして得られているものを用いるのである。
【００２８】
［組付部の位置算出方法］
次に、上記の如く構成された組付部の位置算出システム１０において、組付部であるスタッド３３の位置を算出する方法の概略を、図３を用いて説明する。
図３に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、まず、第一の部品であるサスペンションアーム３０及び第二の部品であるステアリングナックル２５をレーザー式測定機１１の測定対象とし、前記サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状をそれぞれレーザー式測定機１１により測定し、サスペンションアーム３０の外形データである第一外形データ５１、及びステアリングナックル２５の外形データである第二外形データ５２を生成する、第一測定工程（ステップＳ０１）を備える。
【００２９】
その後、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造をレーザー式測定機１１の測定対象とし、前記組付構造における、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状をレーザー式測定機１１により測定し、該連結部の外形データである連結部外形データ５３を生成する、第二測定工程（ステップＳ０２）を備える。
【００３０】
その後、前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ５１及び前記第二外形データ５２と、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データ５４を生成する、整合工程（ステップＳ０３）を備える。
【００３１】
その後、前記の如く予め得られている設計データ６１と、前記整合工程で生成した組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成する、位置算出工程（ステップＳ０４）を備えるのである。
【００３２】
前記の如く構成された組付部の位置算出方法における各工程について、図４から図８を用いて順に説明をする。
まず、第一測定工程（ステップＳ０１）においては図４に示す如く、サスペンションアーム３０の連結前における外形形状を測定する。具体的には、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図４中の矢印Ａに示すようにサスペンションアーム３０の周囲を１周することにより、サスペンションアーム３０の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９においてサスペンションアーム３０の外形形状を加工することにより、サスペンションアーム３０の外形データである第一外形データ５１を生成するのである。
【００３３】
また、第一測定工程（ステップＳ０１）においては図５に示す如く、ステアリングナックル２５の連結前における外形形状も測定する。具体的にはサスペンションアーム３０と同様に、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図５中の矢印Ｂに示すようにステアリングナックル２５の周囲を１周することにより、ステアリングナックル２５の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したステアリングナックル２５の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９においてステアリングナックル２５の外形形状を加工することにより、ステアリングナックル２５の外形データである第二外形データ５２を生成するのである。
【００３４】
次に第二測定工程（ステップＳ０２）においては図６に示す如く、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を測定する。具体的には、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５が、図６中の矢印Ｃに示すように、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部に沿って、該連結部の外形形状を測定するのである。
そして、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を、レーザー式測定機１１からデータ処理端末１９に入力する。さらに、該データ処理端末１９において前記外形形状を加工することにより、前記連結部の外形データである連結部外形データ５３を生成するのである。
【００３５】
次に整合工程（ステップＳ０３）においては図７に示す如く、データ処理端末１９において、前記第一測定工程（ステップＳ０１）で生成した、前記第一外形データ５１及び前記第二外形データ５２と、前記第二測定工程（ステップＳ０２）で生成した前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う。これにより、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、組付構造外形データ５４を生成するのである。
【００３６】
次に位置算出工程（ステップＳ０４）においては図８に示す如く、データ処理端末１９において、前記の如く既知である設計データ６１と、前記整合工程（ステップＳ０３）で生成した組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。これにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成するのである。具体的には、球状部３３ａの中心Ｃの座標に関する設計データ６１と、組付構造外形データ５４とを組み合わせることにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出するのである。さらに前述の如く、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出した後は、ボデー２１やタイヤ２３との位置関係も算出することも可能となる。
【００３７】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、レーザー式測定機１１におけるレーザー式センサ１５により、サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状をそれぞれ測定する。また、同じくレーザー式センサ１５により、前記サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を測定するのである。
そして、データ処理端末１９により、サスペンションアーム３０及びステアリングナックル２５の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ５１及び第二外形データ５２を生成する。また、同じくデータ処理端末１９により、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データ５３を生成するのである。
【００３８】
さらに、データ処理端末１９において、前記第一外形データ５１及び第二外形データ５２と、前記前記連結部外形データ５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データ５４を生成するのである。
【００３９】
さらに、同じくデータ処理端末１９において、前記設計データ６１と、前記組付構造外形データ５４との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を示す組付部位置データ７１を生成するのである。
【００４０】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システム１０においては上記の如く構成することにより、組付部であるスタッド３３の球状部３３ａがソケット部３１ｂに覆われていても、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出することが可能となる。
具体的には、球状部３３ａの位置形状が予め得られている設計データ６１と、測定した外形形状に基づいて生成した組付構造外形データ５４と、を用いて位置合わせを行うことにより、前記スタッド３３のステアリングナックル２５に対する位置形状を反映した組付部位置データ７１を得ることができるのである。
【００４１】
つまり、本実施形態に係る組付部の位置算出方法によれば、部品を組付けた状態や完成車の状態で組付部が内部に隠れていたり、ボデーや他の部品によって遮られていたりする場合でも、前記組付部の実際の位置を定量的に把握することができる。これにより、前記部品の組付精度を簡易かつ迅速に計測することが可能となるのである。
【００４２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る組付部の位置算出方法について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、以下の実施形態に係る組付部の位置算出方法の説明において、既出の実施形態と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図９に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、前記実施形態と同様に、第一測定工程（ステップＳ１１）、第二測定工程（ステップＳ１３）、整合工程（ステップＳ１４）、及び、位置算出工程（ステップＳ１５）を備える。
【００４４】
さらに、本実施形態に係る組付部の位置算出方法は、第一測定工程（ステップＳ１１）の後で第二測定工程（ステップＳ１３）の前に、第一測定工程で生成したサスペンションアーム１３０の第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成する、修正工程（ステップＳ１２）を備える。そして、整合工程（ステップＳ１４）においては、前記実施形態における第一外形データ５１に代えて、前記修正工程（ステップＳ１２）で生成した前記修正第一外形データ１５１ｂを用いて、組付構造外形データを生成するのである。
【００４５】
具体的には修正工程（ステップＳ１２）においては図１０に示す如く、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ１１）で生成した第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成するのである。
そして、第二測定工程（ステップＳ１３）においては、図１０中の矢印Ｄに示すように、サスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状をレーザー式センサ１５測定し、連結部外形データ１５３を生成する。この際、サスペンションアーム１３０が組付時において変形しているものとする。詳細には、図１０に示す如く、アーム部１３１ａが組付前よりも上方に反った形状に変形しているのである。
【００４６】
次に整合工程（ステップＳ１４）においては、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ１１）で生成した第二外形データ５２と、前記修正工程（ステップＳ１２）で生成した前記修正第一外形データ１５１ｂと、第二測定工程（ステップＳ１３）で生成した連結部外形データ１５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行う。これにより、サスペンションアーム１３０とステアリングナックル２５とを連結した状態の組付構造における、組付構造外形データを生成するのである。
【００４７】
なお、修正工程（ステップＳ１２）は、前記整合工程（ステップＳ１４）の前に行われていれば差し支えない。即ち、第二測定工程（ステップＳ１３）を修正工程（ステップＳ１２）よりも先に行う構成にすることも可能である。
【００４８】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システム１０においては、データ処理端末１９により、前記第一外形データ１５１から、ステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去した、修正第一外形データ１５１ｂを生成し、前記第一外形データ１５１に代えて、前記修正第一外形データ１５１ｂを用いて、組付構造外形データを生成するのである。
【００４９】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システム１０においては上記の如く構成することにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出する際の算出精度を向上させることが可能になる。
具体的には、図１０に示す如くサスペンションアーム１３０が組付時において変形している場合でも、修正工程（ステップＳ１２）において第一外形データ１５１からステアリングナックル２５との連結部以外の外形データ１５１ａを除去することにより、整合工程（ステップＳ１４）において連結部外形データ１５３と位置合わせを行う際にサスペンションアーム１３０の形状変形の影響を受けないようにすることができる。
換言すれば、サスペンションアーム１３０において形状が変形する部分の外形データ１５１ａを削除し、形状が変形しない部分である修正第一外形データ１５１ｂのみを用いて組付構造外形データを生成する。これにより、球状部３３ａの中心Ｃのステアリングナックル２５に対する座標を算出する際に前記形状変形によって生じる組付誤差を低減することができるのである。
【００５０】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る組付部の位置算出方法について、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１に示す如く、本実施形態に係る組付部の位置算出方法においては、第一実施形態の構成に加えて、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに突起部である検出マーカー２３６が配設されている。
【００５１】
そして、第一実施形態と同様に、第一測定工程（ステップＳ０１）において、レーザー式センサ１５が図１１（ａ）中の矢印Ｅに示す如くサスペンションアーム２３０の周囲を１周することにより、検出マーカー２３６を含んだサスペンションアーム２３０の外形形状を測定するのである。
さらに、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム２３０の外形形状を、データ処理端末１９において加工することにより、サスペンションアーム２３０の外形データである第一外形データ２５１を生成する。その際、第一外形データ２５１には、図１２に示す如く、サスペンションアーム２３０に配設されている検出マーカー２３６の形状データ２５１ａをも含むことになるのである。
【００５２】
また、第二測定工程（ステップＳ０２）において、レーザー式センサ１５が図１１（ｂ）中の矢印Ｆに示す如く、検出マーカー２３６を含んだサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部に沿って、該連結部の外形形状を測定するのである。
さらに、レーザー式センサ１５で測定したサスペンションアーム３０とステアリングナックル２５との連結部の外形形状を、データ処理端末１９において加工することにより、前記連結部の外形データである連結部外形データ２５３を生成する。その際、連結部外形データ２５３には、図１２に示す如く、サスペンションアーム２３０に配設されている検出マーカー２３６の形状データ２５３ａをも含むことになるのである。
【００５３】
次に整合工程（ステップＳ０３）においては図１２に示す如く、データ処理端末１９において、第一測定工程（ステップＳ０１）で生成した、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、第二測定工程（ステップＳ０２）で生成した連結部外形データ２５３との、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行い、組付構造外形データ２５４を生成する。
この際、第一外形データ２５１における前記検出マーカー２３６の形状データ２５１ａと、連結部外形データ２５３における検出マーカー２３６の形状データ２５３ａとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。
【００５４】
上記の如く、本実施形態に係る組付部の位置算出システムにおいては、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに突起部である検出マーカー２３６が配設されている。そして、第一外形データ２５１は検出マーカー２３６の形状データ２５１ａを含み、連結部外形データ２５３は検出マーカー２３６の形状データ２５３ａを含み、データ処理端末１９により、第一外形データ２５１における検出マーカー２３６の形状データ２５１ａと、連結部外形データ２５３における検出マーカー２３６の形状データ２５３ａとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うのである。
【００５５】
本実施形態に係る組付部の位置算出方法、及び、組付部の位置算出システムにおいては上記の如く構成することにより、整合工程（ステップＳ０３）における、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ２５３との位置合わせを行う際の精度を向上させることが可能となる。
具体的には、サスペンションアーム２３０のアーム部３１ａに、形状に特徴のある突起部である検出マーカー２３６が配設されているため、第一外形データ２５１及び連結部外形データ２５３においても、それぞれに特徴のある形状データ２５１ａ及び形状データ２５３ａが含まれることとなるのである。そして、第一外形データ２５１及び第二外形データ５２と、連結部外形データ２５３との位置合わせを行う際には、特徴のある形状データ２５１ａと形状データ２５３ａとの位置を合わせることにより、位置合わせが容易となり、位置合わせの精度を向上させることが可能となるのである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 組付部の位置算出システム
１１ レーザー式測定機
１９ データ処理端末
２５ ステアリングナックル
３０ サスペンションアーム
５１ 第一外形データ
５２ 第二外形データ
５３ 連結部外形データ
５４ 組付構造外形データ
６１ 設計データ
７１ 組付部位置データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造における、前記組付部の位置算出方法であって、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、第一外形データ及び第二外形データを生成する、第一測定工程と、
前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、連結部外形データを生成する、第二測定工程と、
前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ及び前記第二外形データと、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、整合工程と、
既知である前記設計データと、前記整合工程で生成した組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、位置算出工程と、を備える、
ことを特徴とする、組付部の位置算出方法。
【請求項２】
前記整合工程の前に、前記第一測定工程で生成した前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成する、修正工程を備え、
前記整合工程において、前記第一外形データに代えて、前記修正工程で生成した前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の組付部の位置算出方法。
【請求項３】
前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、
前記第一測定工程で生成する前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記第二測定工程で生成する前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記整合工程においては、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の組付部の位置算出方法。
【請求項４】
測定対象の外形形状を測定する、測定手段と、
前記測定手段で測定した前記測定対象の外形形状より外形データを生成及び加工する、データ操作手段と、を備え、
組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造において前記組付部の位置を算出する、組付部の位置算出システムであって、
前記測定手段により、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、
前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、
前記データ操作手段により、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ及び第二外形データを生成し、
前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データを生成し、
前記第一外形データ及び第二外形データと、前記前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成し、
既知である前記設計データと、前記組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、
ことを特徴とする、組付部の位置算出システム。
【請求項５】
前記データ操作手段により、
前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成し、
前記第一外形データに代えて、前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の組付部の位置算出システム。
【請求項６】
前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、
前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記データ操作手段により、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の組付部の位置算出システム。
【請求項１】
組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造における、前記組付部の位置算出方法であって、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、第一外形データ及び第二外形データを生成する、第一測定工程と、
前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、連結部外形データを生成する、第二測定工程と、
前記第一測定工程で生成した、前記第一外形データ及び前記第二外形データと、前記第二測定工程で生成した前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、整合工程と、
既知である前記設計データと、前記整合工程で生成した組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、位置算出工程と、を備える、
ことを特徴とする、組付部の位置算出方法。
【請求項２】
前記整合工程の前に、前記第一測定工程で生成した前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成する、修正工程を備え、
前記整合工程において、前記第一外形データに代えて、前記修正工程で生成した前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の組付部の位置算出方法。
【請求項３】
前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、
前記第一測定工程で生成する前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記第二測定工程で生成する前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記整合工程においては、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の組付部の位置算出方法。
【請求項４】
測定対象の外形形状を測定する、測定手段と、
前記測定手段で測定した前記測定対象の外形形状より外形データを生成及び加工する、データ操作手段と、を備え、
組付部を備え、該組付部の位置形状を示す設計データが既知である第一の部品と、被組付部を備える第二の部品とを、前記組付部を前記被組付部に挿入することにより連結した組付構造において前記組付部の位置を算出する、組付部の位置算出システムであって、
前記測定手段により、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状をそれぞれ測定し、
前記第一の部品と前記第二の部品とを連結した状態の組付構造における、前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状を測定し、
前記データ操作手段により、
前記第一の部品及び前記第二の部品の連結前における外形形状に基づいて第一外形データ及び第二外形データを生成し、
前記第一の部品と前記第二の部品との連結部の外形形状に基づいて連結部外形データを生成し、
前記第一外形データ及び第二外形データと、前記前記連結部外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成し、
既知である前記設計データと、前記組付構造外形データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、前記組付部の前記第二の部品に対する位置形状を示す組付部位置データを生成する、
ことを特徴とする、組付部の位置算出システム。
【請求項５】
前記データ操作手段により、
前記第一外形データから、前記第二の部品との連結部以外の外形データを除去した、修正第一外形データを生成し、
前記第一外形データに代えて、前記修正第一外形データを用いて、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の組付部の位置算出システム。
【請求項６】
前記第一の部品には、検出マーカーが配設され、
前記第一外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記連結部外形データは前記検出マーカーの形状データを含み、
前記データ操作手段により、前記第一外形データにおける前記検出マーカーの形状データと、前記連結部外形データにおける前記検出マーカーの形状データとの、それぞれの外形線が重なるように位置合わせを行うことにより、組付構造外形データを生成する、
ことを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の組付部の位置算出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−９５０６５（Ｐ２０１１−９５０６５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８１９９（Ｐ２００９−２４８１９９）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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