CN101275828A - 尺寸测定装置和尺寸测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尺寸测定装置和尺寸测定方法，用于测定被测定物(2)尺寸的尺寸测定装置(1)，包括输送部件(5)、温度控制部件、尺寸测定部件(15)和温度测定部件(14)，该输送部件用于输送被测定物，该温度控制部件用于控制输送被测定物的输送区域(10、11)内的温度，该尺寸测定部件用于测定输送到上述输送区域中测定部(6)的被测定物的尺寸，该温度测定部件用于测定在由上述尺寸测定部件测定尺寸时的被测定物的温度；使用由上述温度测定部件测定的温度，将由上述尺寸测定部件测定的被测定物的尺寸修正为在预先确定的基准温度下的尺寸。

Description

尺寸测定装置和尺寸测定方法

技术领域

本发明涉及测定被测定物尺寸的尺寸测定装置和尺寸测定方法。

背景技术

通常，在工厂内测定被测定物(制品)。在工厂内进行被测定物的测定时，随着工厂内的温度的变化，被测定物的温度也发生变化，因此，由于测定时的工厂内温度，会在测定值上产生误差(日本特开平9-113202号公报)。

这样，在与温度无关地进行被测定物的计测时，不能准确地评价被测定物的尺寸精度。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点做成的，其目的在于提供一种可以准确地评价被测定物的尺寸精度的尺寸测定装置和尺寸测定方法。

本发明是一种测定被测定物尺寸的尺寸测定装置，具有输送部件、温度控制部件、尺寸测定部件和温度测定部件，该输送部件用于输送被测定物，该温度控制部件用于控制输送被测定物的输送区域内的温度，该尺寸测定部件用于测定被输送到上述输送区域中测定部的被测定物的尺寸，该温度测定部件用于测定在由上述尺寸测定部件测定尺寸时的被测定物的温度；使用由上述温度测定部件测定的温度，将由上述尺寸测定部件测定的被测定物的尺寸修正为在预先确定的基准温度下的尺寸。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的尺寸测定装置的俯视图。

图2是示意表示图1所示的尺寸测定装置的示意图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

参照图1和图2，对本发明的实施方式的尺寸测定装置1进行说明。

尺寸测定装置1是测定工件(被测定物)的尺寸、并且评价工件的尺寸精度的装置。

本实施方式中的工件是叶片泵的保持叶片的转子2a、和收容转子2a的定子2b。以下，总称转子2a和定子2b双方时记作工件2。

尺寸测定装置1具有传送带5(输送部件)、测定部6(6a、6b)与收容部7，该传送带5用于输送工件2，该测定部6(6a、6b)用于测定工件2的尺寸和温度，该收容部7用于收容根据尺寸精度划分的工件2。

工件2在放在尺寸测定装置1上之前，由配置在尺寸测定装置1附近的清洗机(省略图示)热水洗净，然后，从入口部9投入工件2到传送带5。传送带5为将热水洗净后的转子2a和定子2b分别单独地输送到测定部6的部件，由用于输送转子2a的第1传送带5a和用于输送定子2b的第2传送带5b构成。

传送带5和测定部6收容在作为密封空间的输送区域内。如图2所示，该输送区域被划分为冷却区域10和均温区域11，该冷却区域用于对从开口部9投入到传送带5上的工件2进行强制冷却，该均温区域11用于将在冷却区域10被冷却了的工件2的温度均温。

如图1所示，第1传送带5a和第2传送带5b在冷却区域10内从入口部9平行延伸到端部，并在端部折返而向均温区域11延伸设置。而且，第1传送带5a在均温区域11延伸到逆端部(在均温区域11内与上述端部相对的一端部)，在该逆端部折返，到达进行转子2a测定的测定部6a。另外，第2传送带5b在均温区域11的中央附近折返，并且，在端部再次折返，到达进行定子2b测定的测定部6b。

这样，第1传送带5a和第2传送带5b在冷却区域10和均温区域11内蜿蜒曲折地形成。

在冷却区域10内由冷却风扇(省略图示)进行温度控制(温度控制部件)，该冷却风扇从传送带5的上游侧向下游侧输送冷风。具体来说，冷却区域10内的温度被冷却风扇控制在20℃左右。

另外，在从传送带5的上游侧向下游侧输送冷风的方法中，工件2在上游侧被急速冷却，但在下游侧难以冷却。因此，若构成为下述这样，则可以高效率地冷却工件2。即，在冷却区域10中的传送带5的中游附近再配置一台冷却风扇，吸入来自上游侧冷却风扇的空气，将冷风再度向下游侧输送。

在均温区域11内，由温度调节风扇(省略图示)进行温度控制(温度控制部件)，该温度调节风扇吸入均温区域11内的空气，并将温度调节后的空气吹出到均温区域11内。具体来说，均温区域11内的温度被温度调节风扇控制在22℃左右。

这样，由清洗机上升到40℃～50℃左右的工件2成为如下状态：该工件2在冷却区域10中移动的过程中被急速冷却到20℃左右，然后，在均温区域11中移动的过程中被均温并稳定于22℃左右。

另外，第1传送带5a和第2传送带5b蜿蜒曲折地形成，由此，工件2在冷却区域10和均温区域11内长时间地行进，因此，容易被控制为冷却区域10和均温区域11内设定的温度。特别是，由于由冷却区域10对工件2急速冷却而在工件2上产生温度不均时，由急速冷却所产生的工件2的收缩量随着部位不同而不同。但是，即使在这样的情况下，工件2的温度不均也在均温区域11中的行进中慢慢消除，在到达测定部6的时刻，工件2的温度和形状变为稳定状态。

测定部6a和测定部6b具有温度测定部14(温度测定部件)和尺寸测定部15(尺寸测定部件)，该测定部6a和测定部6b对由传送带5输送来的转子2a和定子2b进行测定，该温度测定部14用于测定工件2的温度，该尺寸测定部15用于测定工件2的尺寸。另外，在测定部6a配置有在评价转子2a的尺寸精度时作为基准的转子基准件(master)16a(基准件)，在测定部6b配置在评价定子2b的尺寸精度时作为基准的定子基准件16b(基准件)。以下，总称转子基准件16a和定子基准件16b时记作基准件16。另外，温度测定部14、尺寸测定部15和基准件16全部配置在均温区域11内。

在温度测定部14，使用热电偶等的接触式温度计进行工件2的温度测定。

在尺寸测定部15中，在定位成使在所有工件2中测定部位都相同的状态下，进行工件2的尺寸测定。在本实施方式中，测定转子2a和定子2b的厚度。对工件2尺寸的测定方法将在后面陈述。

对于基准件16也测定温度和尺寸(厚度)，该测定的温度和尺寸作为评价工件2的尺寸精度时的基准温度和基准尺寸。在改变了工件2的机种时，基准件16更换为与该机种相对应的基准件，并且，测定更换后的基准件的基准温度和基准尺寸。另外，连续测量相同机种的工件2时，在满足了规定条件时，进行基准件16的基准温度和基准方法的再测定。作为该规定条件是指：从上次测定后经过了规定时间时、或测定的工件2的温度和基准件16的基准温度的温度差变为规定以上时等。

以基准件16的基准温度和基准尺寸为基础对工件2的尺寸精度进行了评价之后，基于该评价结果，将工件2按级别区分并收容在收容部7。

在工件2的测定尺寸与基准件16的基准尺寸的尺寸差在许可公差内时，将工件2分类为从作为该尺寸差最小的范围的A级到作为该尺寸差最大的范围的D级、共计4级。

收容部7具有第1收容部7a、第2收容部7b、第3收容部7c、第4收容部7d和第5收容部7e，该第1收容部7a、第2收容部7b、第3收容部7c、第4收容部7d分别单独收容A、B、C、D级的工件2，该第5收容部7e收容测定尺寸与基准件16的基准尺寸的尺寸差在许可公差之外的不合格品的工件2。另外，从尺寸测定部15向收容部7分配工件2，是由直接夹持工件2的机器手臂(省略图示)自动进行的。

按尺寸精度分配转子2a和定子2b之后，向组装步骤输送该转子2a和定子2b，如A级的转子2a配A级的定子2b那样地将同等级的部件相互组装。通过将同等级的转子2a和定子2b相互组装，可以使转子2a和定子2b的间隙为最佳间隙。

以下，对工件2的厚度尺寸的测定方法、和尺寸精度的评价方法进行具体说明，另外，由搭载在尺寸测定装置1中的控制器18自动进行工件2的尺寸测定和尺寸精度的评价。

定期进行如上述那样地测定基准件16的基准温度和基准尺寸。

以使转子2a和定子2b的轴线为铅直方向的方式将作为测定对象的转子2a和定子2b安置在尺寸测定部15。

使位移仪(省略图示)与转子2a和定子2b的上表面、下表面的各8点接触，分别测量各点处的相对于基准件16基准尺寸的位移，从而测定转子2a和定子2b的厚度。另外，以使被测定的8点每次都为相同部位的方式将转子2a和定子2b定位在尺寸测定部15。

也可考虑使用8点位移的平均值等来进行尺寸精度的分级，但是，优选是基于8点中厚度最薄的部位来进行分类。这是因为，工件2的厚度偏大而为正值的许可公差以上时，可通过再研磨进行再加工，但工件2的厚度偏小而为负值的许可公差以下时，则只能废弃，因此，通过基于厚度最薄的部位进行判断，可以对工件2的尺寸精度进行更严格地判断。

在此，测定工件2厚度时的工件2的温度与基准件16的基准温度存在温度差时，工件2伸缩对应于该温度差的量，因此，不能正确地评价工件2的尺寸精度。

因此，将工件2的测定尺寸修正为在基准件16的基准温度的尺寸。工件2的伸缩取决于工件2的线膨胀系数、厚度和该工件2温度与基准件16基准温度的温度差，因此，工件2相对于基准件16基准尺寸的位移S由下式(1)算出。

S[μm]＝S₀+(T_m×t_m×α_m-T_w×t_w×α_w)        (1)

S₀[μm]：工件2的测定位移

T_m[℃]：基准件16的温度(基准温度)

t_m[μm]：基准件16的厚度(基准温度)

α_m[1/℃]：基准件16的线膨胀系数

T_w[℃]：工件2的温度

t_w[μm]：工件2的厚度

α_w[1/℃]：工件2的线膨胀系数

通过使用式(1)，由尺寸测定部15测定的工件2的位移S₀被修正为在基准件16的基准温度下的修正位移S。另外，在式(1)中基准件16的温度T_m使用定期测定的值，并不总是恒定值，因此，也可以确定不变化的基准件16的基准温度，使用该温度对基准件16的温度T_m进行修正。

计算出的修正位移S是工件2相对于基准件16基准尺寸的位移、即工件2的厚度与基准件16的基准尺寸(厚度)的尺寸差，且是不受工件2的温度影响的值。因此，基于修正位移S的值进行的尺寸精度的评价、即尺寸精度的分级是准确的。

另外，在式(1)中，工件2的厚度t_w和基准件16的厚度t_m、以及工件2的线膨胀系数α_w和基准件16的线膨胀系数α_m、为大致相等的值，因此，出于修正由工件2和基准件16的温度差引起的工件2的伸缩量这样的目的，也可以如下式(2)那样，基于工件2的测定温度和基准件16的基准温度之差简单地计算出修正位移S。

S＝S₀+(T_m-T_w)×t_m×α_m               (2)

如以上那样做，进行工件2的尺寸测定和尺寸精度评价。

在尺寸测定部15测定工件2的8点位移时，在控制器18中，还可进行工件2的平面度、平行度的测定。

对于平面度，在用工件2下表面的8点规定了工件2的下平面的基础上，用工件2上表面的8点测定上平面的平面度。

另外，对于平行度，在用工件2上表面、下表面的各8点规定了上平面、下平面的基础上，测定下平面相对于上平面的平行度、和上平面相对于下平面的平行度。

另外，以上是在尺寸测定部15测定工件2和基准件16的尺寸差、即位移，基于双方的温度差对该位移进行修正，基于该修正后的位移对工件2的尺寸精度进行评价。但是，也可以是，在尺寸测定部15测定工件2的尺寸(厚度)，基于该工件2温度与基准件16基准温度的温度差来对该测定尺寸进行修正，通过比较该修正测定尺寸和基准件16的基准尺寸(厚度)来评价工件2的尺寸精度。

另外，工件2的测定尺寸的修正不一定要基于工件2温度与通过测定基准件16温度而设定的基准温度的温度差来进行，也可以将预先设定的温度设定为基准温度，基于工件2温度与该预先设定的基准温度的温度差来进行对工件2的测定尺寸的修正。

另外，工件2的尺寸精度的评价不一定要基于工件2尺寸与通过测定基准件16尺寸而设定的基准尺寸的尺寸差来进行，也可以将预先设定的尺寸设定为基准尺寸，基于工件2尺寸与该预先设定的基准尺寸的尺寸差来进行对工件2尺寸精度的评价。

若采用以上的实施方式，则可起到以下所示的效果。

在叶片泵中，转子2a和定子2b的厚度的间隙较大时，叶片泵的效率低下，另外，转子2a和定子2b的厚度的间隙较小时，则造成烧伤。因此，对转子2a和定子2b要求较高的尺寸精度，从而，将工件2的尺寸修正为在基准件16的基准温度下的尺寸，修正为不受工件2的温度影响的值，由此，可以准确地进行工件2的尺寸精度的评价。

即，在本实施方式中，工件2的尺寸精度的评价是基于工件2尺寸与基准件16的基板尺寸之差而分级为A～D级，可以准确地进行该分级。

由于可以准确地进行分级，在后面的组装步骤中将同等级的部件相互组装时，转子2a和定子2b的匹配性提高，叶片泵的品质提高。

不言而喻，本发明不限于上述实施方式，在该技术思想范围内可进行各种变更。

Claims (9)

1.一种尺寸测定装置(1)，该装置(1)用于测定被测定物(2)的尺寸，

上述尺寸测定装置(1)包括输送部件(5)、温度控制部件、尺寸测定部件(15)和温度测定部件(14)，

该输送部件(5)用于输送被测定物(2)，

该温度控制部件用于控制输送被测定物(2)的输送区域(10、11)内的温度，

该尺寸测定部件(15)用于测定输送到上述输送区域(10、11)中测定部(6)的被测定物(2)的尺寸，

该温度测定部件(14)用于测定在由上述尺寸测定部件(15)测定尺寸时的被测定物(2)的温度；

使用由上述温度测定部件(14)测定的温度，将由上述尺寸测定部件(15)测定的被测定物(2)的尺寸修正为在预先确定的基准温度下的尺寸。

2.根据权利要求1所述的尺寸测定装置(1)，基于上述修正的尺寸与预先确定的基准尺寸的尺寸差，评价被测定物(2)的尺寸精度。

3.根据权利要求2所述的尺寸测定装置(1)，

该尺寸测定装置(1)还具有配置在上述测定部(6)的基准件(16)，

通过测定上述基准件(16)的温度来设定上述基准温度，

通过在测定上述基准件(16)的基准温度时测定该基准件(16)的尺寸来设定上述基准尺寸。

4.根据权利要求3所述的尺寸测定装置(1)，

上述尺寸测定部件(15)是位移仪，该位移仪用于测定被测定物(2)与上述基准件(16)基准尺寸的尺寸差，

使用由上述温度测定部件(14)测定的温度，将由该位移仪测定的位移修正为在上述基准件(16)的基准温度下的位移，

基于上述修正的位移，评价被测定物(2)的尺寸精度。

5.根据权利要求3或4所述的尺寸测定装置(1)，

在测定上述基准件(16)之后经过了规定时间后、或由上述温度测定部件(14)测定的被测定物(2)的温度与上述基准温度的温度差为规定以上时，测定上述基准温度和上述基准尺寸。

6.根据权利要求1所述的尺寸测定装置(1)，

上述输送区域(10、11)被划分为第1区域(10)和第2区域(11)，

该第1区域(10)对被测定物(2)进行强制冷却，

该第2区域(11)使在上述第1区域被冷却的被测定物(2)的温度均温。

7.一种尺寸测定方法，该方法用于测定被测定物的尺寸，

该尺寸测定方法包括温度控制步骤、尺寸测定步骤、温度测定步骤和修正步骤；

该温度控制步骤控制输送被测定物(2)的输送区域(10、11)内的温度，

该尺寸测定步骤测定输送到上述输送区域(10、11)中测定部(6)的被测定物(2)的尺寸，

该温度测定步骤测定在通过上述尺寸测定步骤测定尺寸时的被测定物(2)的温度，

该修正步骤使用由上述温度测定步骤测定的温度，将由上述尺寸测定步骤测定的被测定物(2)的尺寸修正为在预先确定的基准温度下的尺寸。

8.根据权利要求7所述的尺寸测定方法，

该尺寸测定方法还包括评价步骤，该评价步骤基于上述修正后的尺寸与预先确定的基准尺寸的尺寸差，评价被测定物(2)的尺寸精度。

9.根据权利要求8所述的尺寸测定方法，

通过测定配置在上述测定部(6)的基准件(16)的温度来设定上述基准温度，

通过在测定上述基准件(16)的基准温度时测定该基准件(16)的尺寸来设定上述基准尺寸。

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