特許 7169168 構造物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】構造物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/52 20060101AFI20221102BHJP

   G01B 5/20 20060101ALI20221102BHJP

   G01B 5/008 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B61F5/52

G01B5/20 M

G01B5/008

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018214966

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2020082764

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】521475989

【氏名又は名称】川崎車両株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和木 謙治

(72)【発明者】

【氏名】佐野 行拓

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１３０８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０５９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２５７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３１４４６３２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２００６－３２９７４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｆ ５／５２

Ｇ０１Ｂ ５／２０

Ｇ０１Ｂ ５／００８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プローブを備える３次元測定器を用い、前記プローブを、構造物の製造途中の中間品である少なくとも１つのワークと点接触させることにより、前記プローブと前記ワークとの接触点の座標位置を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで得られた前記ワークの前記座標位置を、予め用意された設計モデルの対応する座標位置と比較することにより、前記ワークと前記設計モデルとの間に存在するずれ量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで得られた算出結果に基づいて、前記ワークを矯正する歪矯正ステップと、を有し、
前記算出ステップでは、前記ワークが製造目標とする形状及び寸法を有する平坦面である第１領域と、前記第１領域と同一平面内に位置して前記第１領域の縁端から前記第１領域の外方に延在する平坦面である第２領域とを含む少なくとも１つのモデル面を有する前記設計モデルを用い、前記第１領域の表面に沿った方向と、前記第１領域の表面に垂直な方向とに前記ずれを生じた前記ワークの前記垂直な方向の前記ずれ量を、前記ワークの前記座標位置と、前記設計モデルの前記第２領域の対応する座標位置とを比較することにより算出する、構造物の製造方法。

【請求項2】

プローブを備える３次元測定器を用い、前記プローブを、構造物の製造途中の中間品である少なくとも１つのワークと点接触させることにより、前記プローブと前記ワークとの接触点の座標位置を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで得られた前記ワークの前記座標位置を、予め用意された設計モデルの対応する座標位置と比較することにより、前記ワークと前記設計モデルとの間に存在するずれ量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで得られた算出結果に基づいて、前記ワークを矯正する歪矯正ステップと、を有し、
前記ワークは、鉄道車両用台車枠の部品であって、長手方向に垂直な方向に並べて配置された一対の横梁と、前記一対の横梁を接続する一対のツナギ梁とを有し、
前記計測ステップでは、前記ワークの前記一対の横梁と前記一対のツナギ梁とにより囲まれた領域に存在する原点座標と、前記設計モデルの原点座標とを一致させた状態で、前記ワークの前記座標位置を計測する、構造物の製造方法。

【請求項3】

２つの前記ワークの各々について前記計測，算出，及び歪矯正ステップを行った後、前記２つのワークを接合する接合ステップを有する、請求項１又は２に記載の構造物の製造方法。

【請求項4】

前記歪矯正ステップ後、前記計測ステップを再度行い、当該計測ステップで得られた前記ワークの前記座標位置に基づいて、前記ワークの表面に罫書き線を記入する記入ステップを有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の構造物の製造方法。

【請求項5】

前記算出ステップでは、前記ワークの３次元モデルを構築することなく前記ずれ量を算出する、請求項１～４のいずれか１項に記載の構造物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の台車枠等の構造物を製造する製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の台車枠等の構造物を製造する場合、構造物の製造途中の中間品（以下、単に中間品とも称する。）に、部品を取り付けるための取付部が、機械加工により形成されることがある。

【0003】

取付部は、機械加工時の加工不良を防止するため、中間品の正確な位置に形成される必要がある。中間品に取付部を形成する方法の一つとして、例えば特許文献１に開示された方法が知られている。この方法では、中間品の表面形状をレーザ光により測定して３次元モデルを構築し、この３次元モデルを設計モデルと比較する。これにより両モデルのベストフィットを行い、機械加工を行うべき中間品の座標をレーザ光に基づいて罫書く。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４４４４８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記方法では、中間品の表面の膨大な数の測定点に基づいて３次元モデルを構築した後、この３次元モデルを設計モデルとフィッティングさせることによりモデル同士の原点座標を合わせた上で、３次元モデルから特定の位置情報を抽出する必要がある。このため、作業時間が長時間に及ぶと共に作業負担が増大するおそれがある。また、測定を行った現場ですぐに結果を得ることが困難であり、演算作業を円滑に行うために例えば高性能なコンピュータが要求される。

【0006】

そこで本発明は、構造物を製造する場合において、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、設計モデルに対する構造物の製造途中の中間品のずれを調べることにより、中間品に正確に取付部を形成可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る構造物の製造方法は、プローブを備える３次元測定器を用い、前記プローブを、構造物の製造途中の中間品である少なくとも１つのワークと点接触させることにより、前記プローブと前記ワークとの接触点の座標位置を計測する計測ステップと、前記計測ステップで得られた前記ワークの前記座標位置を、予め用意された設計モデルの対応する座標位置と比較することにより、前記ワークと前記設計モデルとの間に存在するずれ量を算出する算出ステップと、前記算出ステップで得られた算出結果に基づいて、前記ワークを矯正する歪矯正ステップと、を有する。

【0008】

上記方法によれば、例えば、中間品の表面の膨大な数の位置情報に基づいて３次元モデルを構築することなく、計測ステップで得られたワークの座標位置と、設計モデルの対応する座標位置とを比較することで、前記ずれ量を算出できる。

【0009】

このように上記方法によれば、前記ずれ量を算出するためには中間品の３次元モデルを構築する必要がなく、必要最小限の座標位置の計測データを用いればよい。このため、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、必要に応じて迅速にワークを矯正できる。よって、比較的短時間でステップを進めることができ、ワークの正確な位置に取付部を迅速に形成できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、構造物を製造する場合において、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、設計モデルに対する構造物の製造途中の中間品のずれを調べることにより、中間品に正確に取付部を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る３次元測定器とワークとの斜視図である。

【図2】図１の３次元測定器を用いた構造物の製造方法のフローチャートである。

【図3】ワークと設計モデルとの座標合わせを行う際に用いる図１のワークの各位置と原点座標とを示す斜視図である。

【図4】図１の３次元測定器の表示部の表示内容を示す図である。

【図5】図１の表示部に表示された変形例の設計モデルを示す図である。

【図6】図５の設計モデルと図１のプローブとの位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態及び変形例について、図を参照して説明する。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る３次元測定器１とワークＷとの斜視図である。図１に示すように、３次元測定器１は一例としてアーム式であり、アームユニット２とコンピュータ３とを備える。アームユニット２は、多軸（一例として６軸）式であり、連結された複数のアーム２ａ～２ｄを有する。最も先端側のアーム２ｄには、長尺状のプローブ２ｅが設けられている。プローブ２ｅには、球状に形成されてワークＷと接触する先端部２ｆが設けられている。プローブ２ｅの先端部２ｆは、オペレータにより手動で移動される。

【0013】

アームユニット２は、ベース台２ｇと複数の関節部分とを更に有する。ベース台２ｇは、ワークＷの上面、又は床面等に載置される。各関節部分では、隣接する２つのアーム２ａ～２ｄが所定の回転軸回りに相対的に回転する。各間接部分には、エンコーダが内蔵されている。隣接する２つのアーム２ａ～２ｄの回転量は、エンコーダにより検出され、その検出信号が、ケーブル４による有線通信、又は無線通信によりコンピュータ３に入力される。

【0014】

これにより３次元測定器１では、オペレータがプローブ２ｅの先端部２ｆの位置を手動で移動させて、ワークＷの表面に先端部２ｆを点接触させることにより、当該接触点における３次元の座標位置を測定することが可能になっている。

【0015】

コンピュータ３は、一例としてパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭの他、オペレータが入力する情報を受け付ける入力部３ａと、オペレータに所定情報を表示する表示部３ｂとを有する。

【0016】

ＲＯＭには、制御プログラムが格納されている。ＲＡＭは、所定情報を記憶する。この所定情報には、入力部３ａを介して入力される設定情報の他、アームユニット２により計測されたワークＷの複数の座標位置についての情報と、ワークＷの設計図である３次元の設計モデル（３ＤＣＧ、図４参照）１０のデータとが含まれている。なお、アーム式の３次元測定器１としては、例えば、ファロージャパン株式会社製ポータブル３次元測定器「ＦＡＲＯ ＱＵＡＮＴＵＭ」を使用できる。

【0017】

コンピュータ３のＣＰＵは、制御プログラムに基づいて、アームユニット２により計測されたワークＷの複数の位置情報を読み込むと共に、この位置情報が示す座標位置を、ワークＷの設計モデル１０が置かれたモデル空間（仮想空間）内の座標にプロットし、表示部３ｂに表示させる。

【0018】

ワークＷは、構造物の製造途中の中間品であり、構造物は、一例として鉄道車両用台車枠である。ワークＷは、円筒状の一対の横梁Ｗ１，Ｗ２と、長尺状の一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４とを有する。横梁Ｗ１，Ｗ２は、平行に配置され、横梁Ｗ１，Ｗ２の長手方向に離隔した２カ所で、一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４により接続されている。

【0019】

ワークＷには、一例として、艤装品等の別部品が取り付けられる。ワークＷの表面の所定位置には、この別部品を取り付けるための取付部が形成される。取付部は、ＮＣ旋盤等の機械加工機により精密に形成される。このため、取付部の形成に先立って、必要に応じてワークＷに存在する歪を矯正した後、ワークＷの表面の取付部を形成すべき適切な位置を確認する必要がある。

【0020】

以下、３次元測定器１を用いて、ワークＷに存在する歪を矯正し、ワークＷの表面の取付部を形成すべき位置の計測確認を行い、ワークＷの取付部形成位置を適切に機械加工するために必要な座標位置を示す罫書き線をワークＷの表面に記入して、機械加工によりワークＷの表面に取付部を形成する構造物の製造方法を例示する。この製造方法は、計測ステップ、算出ステップ、及び歪矯正ステップを有する。

【0021】

計測ステップでは、プローブ２ｅを備える３次元測定器１を用い、プローブ２ｅを、構造物の製造途中の中間品である少なくとも１つのワークＷと点接触させることにより、プローブ２ｅとワークＷとの接触点の座標位置を計測する。本実施形態の計測ステップでは、プローブ２ｅが設けられたアーム２ａ～２ｄを備える３次元測定器１を用い、アーム２ａ～２ｄのプローブ２ｅを少なくとも１つのワークＷと点接触させることにより、プローブ２ｅとワークＷとの接触点の座標位置を計測する。

【0022】

算出ステップでは、計測ステップで得られたワークＷの座標位置を、予め用意された設計モデル１０の対応する座標位置と比較することにより、ワークＷと設計モデル１０との間に存在するずれ量を算出する。このずれ量は、ワークＷの形状が、設計モデル１０の形状に対して、どの方向にどれだけずれているかについての情報を含む。

【0023】

算出ステップは、座標合わせステップ、部分計測ステップ、及び表示ステップをサブステップとして含む。座標合わせステップでは、ワークＷの座標位置と設計モデル１０の対応する座標位置とを位置合わせする。部分計測ステップでは、前記位置合わせが行われた後、ワークＷと設計モデル１０との対応する各部のずれ量を算出する。表示ステップでは、部分計測ステップの算出結果を表示する。

【0024】

歪矯正ステップでは、算出ステップで得られた算出結果に基づいて、ワークＷを矯正する。本実施形態の歪矯正ステップでは、算出ステップで得られた算出結果として、ワークＷの表面に記入された罫書き線を用いる。

【0025】

本実施形態の製造方法は、更に、２つのワークの各々について計測，算出，及び歪矯正ステップを行った後に、２つのワークを接合する接合ステップを有する。また、歪矯正ステップ後に、計測ステップで得られたワークＷの座標位置に基づいて、ワークＷの表面に罫書き線を記入する記入ステップを有する。

【0026】

図２は、図１の３次元測定器１を用いた構造物の製造方法のフローチャートである。図３は、ワークＷと設計モデル１０との座標合わせを行う際に用いる図１のワークＷの各位置Ａ１～Ａ４と原点座標Ｃ１とを示す斜視図である。図４は、図１の３次元測定器１の表示部３ｂの表示内容を示す図である。

【0027】

まずオペレータは、アームユニット２を適切な場所に載置する。図１に示すように、本実施形態では、横梁Ｗ１，Ｗ２とツナギ梁Ｗ３，Ｗ４とが全体として井桁状に配置されるようにワークＷを載置した状態において、ワークＷのツナギ梁Ｗ４の上面にアームユニット２のベース台２ｇを載置して固定する。

【0028】

この状態で、オペレータは、アームユニット２のプローブ２ｅの先端部２ｆを、ワークＷの表面の複数の箇所に接触させる（Ｓ１）。このときのワークＷの表面との接触箇所の位置及び数は、ワークＷを設計モデル１０と対比する際に必要なワークＷの原点座標Ｃ１（図３参照）を算出できるように、適宜設定される。これによりオペレータは、ワークＷの表面の複数の箇所の相対位置を計測してコンピュータ３に記録する。

【0029】

本実施形態では、鉛直（Ｚ）方向から見て横梁Ｗ１，Ｗ２の長手方向両端にプローブ２ｅの先端部２ｆを接触させる。また、一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４の対向面Ｍ１，Ｍ２にプローブ２ｅの先端部２ｆを接触させる。これにより計測ステップが行われ、ワークＷとプローブ２ｅの先端部２ｆとの各接触点の座標が計測される。

【0030】

オペレータは、計測された相対位置に基づいて、設計モデル１０の原点座標Ｃ０（図４参照）に対応するワークＷの原点座標Ｃ１を求めるように、コンピュータ３を操作する。ここではコンピュータ３のＣＰＵは、制御プログラムにより、計測された各接触点の相対位置に基づいて、ツナギ梁Ｗ３の対向面Ｍ１を含む面内における横梁Ｗ１，Ｗ２の２つの径方向中心位置Ａ１，Ａ２と、ツナギ梁Ｗ４の対向面Ｍ２を含む面内における横梁Ｗ１，Ｗ２の２つの径方向中心位置Ａ３，Ａ４とを求める。そして最小二乗法に基づき、この位置Ａ１～Ａ４から、ワークＷの原点座標Ｃ１を算出する。

【0031】

なお、この原点座標のＣ１の算出に際しては、ワークＷの製造時にワークＷに記入される基準線等も参考にしてよいものとする。また、その他の算出方法の一例として、ワークＷのその他の重要部位の位置に基づき、ワークＷの原点座標Ｃ１を算出してもよいものとする。

【0032】

コンピュータ３のＣＰＵは、モデル空間内において、設計モデル１０の原点座標Ｃ０と、算出したワークＷの原点座標Ｃ１とを一致させる。これにより座標合わせステップが行われ、ワークＷと設計モデル１０との座標位置が合わせられる（Ｓ２）。

【0033】

次にオペレータは、ずれ量を測定しようとするワークＷの部位の表面に、プローブ２ｅの先端部２ｆを接触させ、この接触点の座標位置をコンピュータ３のＣＰＵに計測させる。これにより、ワークＷと設計モデル１０との対応する各部のずれ量を算出する部分計測ステップが行われる（Ｓ３）。

【0034】

具体的に部分計測ステップでは、コンピュータ３のＣＰＵは、モデル空間内にプロットされた接触点の座標位置で、接触点のワークＷの表面の法線方向におけるワークＷと設計モデル１０とのずれ量及びずれ方向を算出する。また、コンピュータ３のＣＰＵは、部分計測ステップで算出した算出結果を表示部３ｂに表示する（図４）。これにより表示ステップが行われる。

【0035】

具体的に部分計測ステップでは、オペレータがＸ，Ｙ，Ｚ方向のうちから選択した方向に沿って、プローブ２ｅの先端部２ｆをワークＷの表面に点接触させることで、コンピュータ３のＣＰＵにより、接触点のワークＷと設計モデル１０との各表面の法線方向におけるずれ量が算出される。また表示ステップでは、ワークＷと設計モデル１０との当該ずれ量が数値として表示部３ｂに表示されると共に、当該ずれの向きが正負の違いとして（一例として、前記法線方向一方側が正、他方側が負として）表示部３ｂに表示される。

【0036】

表示ステップは、コンピュータ３のＣＰＵが部分計測ステップの算出結果が得られた直後に瞬時に行われる。よってオペレータは、ワークＷが設計モデル１０に対してどの方向にどれだけずれているかを瞬時に把握できる。また部分計測ステップでは、オペレータによるコンピュータ３の操作は不要であるため、表示ステップにおける表示部３ｂの表示内容を確認するためには、オペレータは測定動作を行うだけでよい。

【0037】

本実施形態では、オペレータは、部分計測ステップにおいてコンピュータ３のＣＰＵにより算出され、表示ステップにおいて表示部３ｂに表示されたワークＷの各部位のずれ量及びずれ方向についての情報を、ワークＷの表面に記入して、後述するＳ５でのワークＷの矯正を行い易くする。上記したように表示ステップでは、オペレータは表示部３ｂの表示内容により当該情報を瞬時に確認できる。このため当該記入に際し、オペレータはワークＷの表面に当該情報をすぐに記入できる。これにより、当該情報を記入すべきワークＷの表面位置を間違う等の問題が発生しにくい。

【0038】

次にコンピュータ３のＣＰＵは、算出ステップで算出した算出結果に基づいて、設計モデル１０に対するワークＷのずれ量が、予め設定された公差内か否かを判定する（Ｓ４）。このとき用いられる公差の値は、ワークＷの各部位に応じて予め設定されてコンピュータ３に記憶されている。

【0039】

コンピュータ３のＣＰＵは、Ｓ４において、設計モデル１０に対するワークＷのずれ量が公差内ではない（公差を超えるものである）と判定した場合（Ｓ４：Ｎ）、オペレータにその旨を通知する。このときの通知は、例えば、警告音と共に、接触点のワークＷと設計モデル１０との各表面の法線方向における上記したずれ量を表示部３ｂに表示することで行われる。これによりオペレータは、ワークＷの矯正が必要な場所を即座に確認し、当該場所を示す情報をワークＷに記入できる。オペレータは、その記入内容を基にワークＷを矯正する（Ｓ５）。これにより歪矯正ステップが行われる。

【0040】

ここで、歪矯正ステップにおけるワークＷの矯正方法は限定されない。この矯正方法としては、例えば、ワークＷを部分的に加圧する方法、ワークＷを熱変形させる方法、ワークＷの表面を切削する方法、或いはワークＷの表面に別部材を溶接した後に溶接部の形状を仕上げる方法等が挙げられる。オペレータはＳ５を行った後、ステップをＳ１に戻す。これにより、ワークＷの形状が適切に矯正されるまで、Ｓ５の歪矯正ステップが繰り返して行われる。

【0041】

Ｓ４において、コンピュータ３のＣＰＵにより設計モデル１０に対するワークＷのずれ量が公差内であると判定された場合（Ｓ４：Ｙ）、オペレータは、ワークＷを機械加工機に適切に設置してワークＷの表面に取付部を正確に形成するために必要な罫書き線をワークＷに記入する（Ｓ６）。ここで、一度歪矯正ステップ（Ｓ５）を経た場合には、計測ステップ（Ｓ１）を再度行い、当該計測ステップ（Ｓ１）で得られたワークＷの座標位置に基づいて、ワークＷの表面に罫書き線が記入されることとなる（Ｓ６）。これにより、記入ステップが行われる。その後オペレータは、当該罫書き線に基づいて機械加工機にワークＷを適切に設置し、ワークＷの表面に取付部を形成する（Ｓ７）。

【0042】

次にオペレータは、ワークＷと組み合わされる別のワーク（本実施形態では、例えば横梁Ｗ１，Ｗ２と組み合わされる側梁）が存在する場合、当該のワークについて、計測，算出，及び歪矯正ステップを別途同様に行う。またその後、必要に応じて、当該のワークの表面に機械加工を行うための座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）を示す罫書き線を記入して、ワークを機械加工し、当該ワークの表面に取付部を正確に形成する。

【0043】

次にオペレータは、ワークＷ及びワークＷと組み合わされる別のワークが接合可能状態にあるか否かを判定する（Ｓ８）。オペレータは、Ｓ８において、これら２つのワークが接合可能状態にあると判定した場合（Ｓ８：Ｙ）、次に、必要に応じて２つのワークを接合する（Ｓ９）。ここではオペレータは、２つのワークを溶接により接合する。これにより接合ステップが行われる。

【0044】

なお、ワークＷと組み合わされる別のワークが存在しない場合、Ｓ８及びＳ９は省略される。また、取付部に部品を取り付けるタイミングは、限定されない。また、２つのワークを接合する方法は、溶接に限定されない。

【0045】

以上説明したように、上記製造方法によれば、例えば、中間品の表面の膨大な数の位置情報に基づいて３次元モデルを構築することなく、計測ステップで得られたワークＷの座標位置と、設計モデル１０の対応する座標位置とを比較することで、ずれ量を算出できる。

【0046】

このように上記方法によれば、ずれ量を算出するためには中間品の３次元モデルを構築する必要がなく、必要最小限の座標位置の計測データを用いればよい。このため、作業時間及び作業負担の軽減を図りながら、必要に応じて迅速にワークＷを矯正できる。よって、比較的短時間でステップを進めることができ、ワークＷの正確な位置に取付部を迅速に形成できる。また、例えば計測ステップ及び算出ステップにおいてコンピュータを用いる場合、演算処理の負荷を軽減できるため、例えばそれほど高性能ではない市販品のコンピュータであっても良好に用いることができる。

【0047】

また、ワークＷの適切な位置に取付部が形成されていないと、例えば、ワークＷの機械加工時に加工空振りが生じたり、ワークＷの表面に穴を形成する場合には穴が偏心したりするおそれがある。これに対して上記方法によれば、ワークＷの適切な位置に取付部を形成できるため、このような問題の発生を防止できる。

【0048】

また上記方法は、２つのワークの各々について計測，算出，及び歪矯正ステップを行った後に、２つのワークを接合する接合ステップを有する。このため、高精度な形状に調整された２つのワークを接合でき、中間品の形状が、設計モデル１０に対して、各ワークを作製するたびに累積的にずれていくのを良好に防止できる。

【0049】

また上記方法は、歪矯正ステップ後、計測ステップを再度行い、当該計測ステップで得られたワークＷの座標位置に基づいて、ワークＷの表面に罫書き線を記入する記入ステップを有する。このため、歪矯正ステップにより矯正されて正確な形状を有する中間品に、取付部の形成位置（具体的には例えば取付部の形成位置の中心座標）を示す罫書き線を記入することができ、中間品の適切な位置に取付部を形成できる。

【0050】

またワークＷは、鉄道車両用台車枠の部品であって、長手方向に垂直な方向に並べて配置された一対の横梁Ｗ１，Ｗ２と、一対の横梁Ｗ１，Ｗ２を接続する一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４とを有し、上記方法の計測ステップでは、ワークＷの一対の横梁Ｗ１，Ｗ２と一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４とにより囲まれた領域に存在する原点座標Ｃ１と、設計モデル１０の原点座標Ｃ０とを一致させた状態で、ワークＷの接触点の座標位置を計測する。

【0051】

このため、ワークＷにおける一対の横梁Ｗ１，Ｗ２と一対のツナギ梁Ｗ３，Ｗ４の位置が、設計モデル１０における一対の横梁と一対のツナギ梁の位置に対してずれている場合でも、ずれ量を正確に計測できる。よって、この計測結果に基づいて、ワークＷを正確な形状に矯正でき、台車枠の中間品の適切な位置に機械加工により取付部を形成できる。以下、変形例について、実施形態との差異を中心に説明する。

【0052】

（変形例）
変形例の算出ステップでは、ワークが製造目標とする形状及び寸法を有する平坦面である第１領域と、第１領域と同一平面内に位置して第１領域の縁端から第１領域の外方に延在する平坦面である第２領域とを含む少なくとも１つのモデル面を有する設計モデルを用い、第１領域の表面に沿った方向と、第１領域の表面に垂直な方向とにずれを生じたワークの前記垂直な方向のずれ量を、ワークの座標位置と、設計モデルの前記第２領域の対応する座標位置とを比較することにより算出する。

【0053】

図５は、図１の表示部３ｂに表示された変形例の設計モデル２０を示す図である。図６は、図５の設計モデル２０と図１のプローブ２ｅの先端部２ｆとの位置関係を示す図である。

【0054】

図５に示すように、具体的に設計モデル２０は、一例として、略直方体状の外観形状を有すると共に、１つのモデル面２０ａを有する。モデル面２０ａは、一例として、ＸＹ方向に平行に延びている。モデル面２０ａは、ワークＷが目標とする形状及び寸法を有する平坦面である第１領域２０ｂと、第１領域２０ｂと同一平面内に位置して第１領域２０ｂの縁端から第１領域２０ｂの外方に第１領域２０ｂに沿って延在する平坦面である第２領域２０ｃとを含む。一例として、第２領域２０ｃは、第１領域２０ｂを周方向に囲むように形成されているが、これに限定されない。

【0055】

ここで図６に示すように、例えばワークＷが、設計モデル２０の第１領域２０ｂの表面に沿った方向（ここではＸＹ方向）と、設計モデル２０の第１領域２０ｂの表面に垂直な方向（ここではＺ方向）とにずれを生じている場合において、ワークＷの表面Ｗ５と、これに対応する設計モデル２０の第１領域２０ｂとの前記垂直な方向のずれ量ｄ２を測定することがある。

【0056】

この場合、モデル空間内において、ワークＷとプローブ２ｅの先端部２ｆとの接触点の座標位置を通る前記垂直な方向に平行な仮想線Ｚ１上に第１領域２０ｂが存在しない程度までワークＷが歪んでいると、ずれ量ｄ２が正しく計測できず、例えばずれ量が、コンピュータ３のＣＰＵにより、プローブ２ｅの先端部２ｆと設計モデル２０との最短距離ｄ１として、誤って計測される場合がある。

【0057】

これに対して、予めモデル面２０ａを有するように設計モデル２０を構成することで、仮想線Ｚ１上に第１領域２０ｂが存在しなくても、仮想線Ｚ１上に第２領域２０ｃが存在していれば、ずれ量ｄ２を正しく算出できる。即ち、ワークＷの座標位置と、設計モデル２０の第２領域２０ｃの対応する座標位置とを比較することで、コンピュータ３のＣＰＵにより、ずれ量ｄ２を適切に算出できる。

【0058】

本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その方法を変更、追加、又は削除できる。構造物は、当然ながら鉄道車両の台車枠に限定されず、その他のものであってもよい。また３次元測定器は、接触式であればよく、プローブが球状以外のもの（例えば針状のもの）であってもよい。また３次元測定器は、トラッカータイプの接触式でもよい。

【0059】

また上記実施形態では、オペレータが手動で３次元測定器１のプローブ２ｅをワークＷと接触させる方法を例示したが、例えばロボット等を用いて機械的に３次元測定器１のプローブ２ｅをワークＷと接触させてもよい。

【符号の説明】

【0060】

Ｃ０ 設計モデルの原点座標
Ｃ１ ワークの原点座標
Ｗ ワーク
Ｗ１，Ｗ２ 横梁
Ｗ３，Ｗ４ ツナギ梁
１ ３次元測定器
２ａ～２ｄ アーム
２ｅ プローブ
１０，２０ 設計モデル
２０ａ モデル面
２０ｂ 第１領域
２０ｃ 第２領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】