CN105277121A - 螺纹尺寸自动测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺纹尺寸自动测定系统。螺纹尺寸自动测定系统以螺纹为测定对象工件，包含：把持部，其把持工件的阳螺纹的轴向的一端；把持旋转部，其绕轴向360度旋转驱动把持部；光学测量装置，其光学性且非接触地测量被把持部把持阳螺纹的轴向的一端的工件的尺寸；轴向移动部，其使光学测量装置相对于把持部沿轴向相对性地移动；运算控制装置，其算出并输出工件的轴向及绕轴的尺寸。运算控制装置具有：螺纹径算出部，其算出与工件的螺纹牙相关的尺寸及与螺纹底相关的尺寸；全长算出部，其算出沿工件的轴向的全长。

Description

螺纹尺寸自动测定系统

技术领域

本发明涉及螺纹尺寸自动测定系统，特别是涉及可以自动测定螺纹有关的各种尺寸的螺纹尺寸自动测定系统。

背景技术

在螺纹制造商中，为了将制造的螺纹制成满足预先制定的规格的制品进行出货，而进行螺纹的各种尺寸测定。螺纹的各种尺寸分别具有规格，为了对这些规格进行测量，一边分开使用测微计、卡尺、螺纹量规等多种多样的测量设备，一边在大部分测量中通过检查员的手动作业进行螺纹尺寸检查。一个螺纹中具有10个以上的应该管理的尺寸，在这些尺寸的测定中，使用各不相同的测量设备，其检查结果通过工作人员的手写记录于检查表中。

这种螺纹尺寸测定需要大量的精力和时间，因此，提出有一些自动测定方法。例如，在日本国特开2012－112929号公报中，作为螺纹检查装置，公开有如下装置，即，利用卡盘单元固定螺纹的头部，从发光器对螺纹部照射平行光线，并利用相对于螺纹部而设于发光器的相反侧的受光器取得螺纹部的明暗影像，利用计算机对螺纹部的取得影像进行计算，并显示螺纹的长度、径宽、螺纹牙等测定信息。叙述了发光器和受光器沿着螺纹部的轴向可移动，旋转螺纹的头部而改变螺纹部的方向，由此，可360度检查螺纹外周。

日本国特开2010－210292号公报中，作为螺纹形状测定装置，公开有如下装置，即，具有：光源，其与螺纹的螺旋平行地照射光；拍摄装置，其具有使用与光源具有同一受光光轴且仅使与光轴平行的成分成像的远心透镜，取得与螺纹轴正交的方向的1维图像的直线传感器。在此，通过扫描对螺纹槽取得多个1维图像，并将这些图像合成而测定螺纹的形状。

在现有技术中，提出有自动测定螺纹部的尺寸关系，但没有叙述螺纹部以外的螺纹的各种尺寸的测定。例如，在带头部的螺纹的情况下，没有叙述头部的形状尺寸、头部和螺纹部之间的头下部的曲率半径、设于头部的头部孔的深度等。另外，在螺纹的绕轴的尺寸测定中，需要使螺纹绕轴旋转，而不易连续进行该旋转和测定。日本国特开2012－112929号公报中，为了360度检查螺纹的外周，暂时解除卡盘单元进行的头部固定，而使头部旋转，并再次利用卡盘单元重新固定头部，因此，不能连续进行旋转和测定。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种螺纹尺寸自动测定系统，仅安置一次作为测定对象工件的螺纹，就可自动测定螺纹的各种尺寸。

本发明提供一种螺纹尺寸自动测定系统，其以螺纹为测定对象工件，包括：把持部，其把持工件的阳螺纹的轴向的一端；把持旋转部，其绕轴向360度旋转驱动把持部；光学测量装置，其光学性且非接触地测量被把持部把持阳螺纹的轴向的一端的工件的尺寸；轴向移动部，其使光学测量装置相对于把持部沿轴向相对性地移动；运算控制装置，其算出并输出工件的轴向及绕轴的尺寸，其中，运算控制装置包含：螺纹径算出部，其算出与工件的螺纹牙相关的尺寸及与螺纹底相关的尺寸；全长算出部，其算出沿工件的轴向的全长。

在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，把持部包含：适配器，其具有圆板状外形，且在一端面的中心具有规定啮合长度的阴螺纹，该规定啮合长度的阴螺纹在拧入工件的阳螺纹的前端部时，可使工件的轴向不晃动而固定；紧固卡盘，其至少在3点夹持固定适配器的外周侧面。

在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，适配器具有：环规，其刻有具有与工件的阳螺纹的螺纹尺寸对应而预定的啮合精度的基准阴螺纹；圆板状的支架，其具有突出有与环规的基准阴螺纹啮合的阳螺纹的一端面，其中，不管工件的螺纹尺寸，支架的圆板形状均为共同的形状。

在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，将轴向设为Y方向，将与Y方向垂直的面设为XZ平面，且具备具有与XZ平面平行的上面的基台，把持部可绕轴向旋转地设于基台的上面，轴向移动部包含搭载有光学测量装置的移动工作台即相对于基台可以沿着Y方向移动至任意Y位置的移动工作台，光学测量装置包含测定工件的轴向及绕轴尺寸的图像投影部。

另外在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，图像投影部具有：光源，其相对于工件的Y方向中心线配置于Z方向的一侧并输出平行光线；远心光学系统的投影摄像照相机，其相对于工件的Y方向中心线而配置于Z方向的另一侧，接收来自光源的平行光线，对于成为工件影像的投影形状，具有与光源相同的受光光轴且仅使与光轴平行的成分在与XY平面平行的拍摄面上成像而进行拍摄。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，运算控制装置包含轮廓数据算出部，其将由投影摄像照相机拍摄的工件的投影形状数据变换成具有任意的位置分辨率的位图的2维数据，并使用规定阈值将位图的2维数据的各数据二值化成黑白。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，轮廓数据算出部基于预先制定的噪声判断基准，对黑白的二值化界限的数据进行将从工件的剖视图形观察而成为异常的数据作为噪声进行除去的平滑化处理，而求得表示螺纹轮廓分布的轮廓数据，轮廓数据算出部基于使工件绕Y轴旋转360度时的每隔规定的角度间隔的轮廓数据，算出并输出工件的轴向及绕轴的尺寸。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，包含合焦移动部，其沿着Z方向移动投影摄像照相机，运算控制装置包含合焦位置算出部，作为变换成位图的前处理，合焦位置算出部在由投影摄像照相机拍摄的螺纹的投影形状数据从白数据向黑数据过渡的边缘区域中，以在投影形状数据的黑白界限取得最大值的方式，使用预先制定的评价函数，一边利用合焦移动部使投影摄像照相机沿Z方向移动，一边求得各Z位置的评价函数的值，并以评价函数的值成为最大值的Z位置为合焦位置，来固定投影摄像照相机的Z方向位置。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，运算控制装置对工件的每隔规定的角度间隔的轮廓数据求得工件的绕Y轴的尺寸的测定数据的组，并排除脱离预先设定的下限阈值至预先设定的上限阈值的范围的所述尺寸的测定数据，且基于所述尺寸的测定数据的剩余的组算出绕Y轴的尺寸的值并输出至输出装置。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，运算控制装置对于黑白的二值化的界限的数据通过如下方式进行平滑化处理，即，在使工件绕Y轴旋转时得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据中，对沿着工件的Y方向连续的测定数据的轨迹进行预先设定的规定频率的低通滤波。

另外，在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，运算控制装置对于黑白的二值化的界限的数据，基于工件每隔规定角度偏离对使工件绕Y轴旋转时得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据预测Y方向的偏离，对根据通过对应工件的绕Y轴的角度预测的偏离进行了修正的多个点而预测的点的X方向位置的轨迹进行低通滤波，生成过滤处理后的轮廓数据，基于过滤处理后的轮廓数据算出所述工件的绕Y轴的尺寸的值并输出至输出装置。

在本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，工件是具有头部和螺纹轴部且在头部具有紧固工具用的旋转槽或旋转孔的带头部的螺纹件，光学测量装置包含测定工件的头部孔的深度的头部测量部。

本发明的螺纹尺寸自动测定系统中，优选为，头部测量部具有：头部摄像照相机，其在与XZ平面平行的拍摄面上拍摄工件的头部孔的形状；激光光源，其以相对于工件的Y方向成规定的倾斜角度，跨过工件的头部的上面和头部孔的底面而照射在XZ平面上直线状延伸的光束，运算控制装置包含：头部尺寸算出部，其基于头部摄像照相机的拍摄数据算出工件的头部尺寸；头部孔深度算出部，其利用头部摄像照相机分别检测从激光光源照射的直线状的光束投影于头部上面和头部孔底面的投影位置，并基于检测的各个投影位置的XZ平面上的错位量和规定的倾斜角度算出头部孔的深度。

根据本发明的结构，螺纹尺寸自动测定系统具有把持作为测定对象工件的阳螺纹的轴向的一端的把持部。另外，螺纹尺寸自动测定系统使把持部绕轴向旋转驱动360度，并使光学性且非接触地测量工件尺寸的光学测量装置相对于把持部沿轴向相对性地移动。由此，在把持部上仅安置一次作为测定对象工件的螺纹，就可自动测定工件的轴向及绕轴的各种尺寸。

另外，本发明中，把持部可以具有适配器而构成，该适配器具有圆板状外形，且其在一端面的中心具有规定啮合长度的阴螺纹，该规定啮合长度的阴螺纹在拧入工件的阳螺纹的前端部时，使工件的轴向不晃动而固定。根据该结构，即使让工件绕轴旋转，也可以进行稳定的测定。

另外，本发明中，根据适配器具有刻上具有与工件的阳螺纹的螺纹尺寸对应而预先制定的啮合精度的基准阴螺纹的环规的结构，环规的基准阴螺纹具有精确的阴螺纹形状。因此，如果工件为良品，则其完整螺纹部与基准阴螺纹啮合1个螺距左右，由此可以牢固地固定，不使工件的轴向晃动。另外，具有从一端面侧突出有与环规的基准阴螺纹啮合的阳螺纹的圆板状的支架，支架的圆板形状不管工件的螺纹尺寸，均为共同的形状，因此通过利用紧固卡盘夹持该共同的形状，可以容易对应各种标称尺寸的螺纹的测定。

另外，本发明中可以设为如下结构，把持部绕轴向可旋转地设于具有与XZ平面平行的上面的基台的上面，在相对于基台沿Y方向可移动至任意的Y位置的Y工作台上搭载有包含测定工件的轴向及绕轴尺寸的图像投影部的光学测量装置。根据该结构，使把持部绕轴旋转，并使Y工作台沿Y方向移动，由此使用图像投影部可自动测定工件的轴向及绕轴的尺寸。

另外，本发明中可以设为如下结构，图像投影部具有相对于工件的Y方向中心线而配置于Z方向的一侧的平行光线光源和相对于工件的Y方向中心线而配置于Z方向的另一侧的远心光学系统的投影摄像照相机。根据该结构，可精确地取得工件的外形数据。

另外，本发明中可以设为如下结构，运算控制装置对于由投影摄像照相机拍摄的螺纹的投影形状数据的具有任意的位置分辨率的位图的2维数据，将黑白的二值化的界限的数据中的从螺纹的剖视图形观察成为异常的数据作为噪声除去，而求得表示螺纹轮廓分布的轮廓数据。根据该结构，通过软件处理可除去附着于工件的垃圾等引起的噪声，因此可以精确地算出并输出工件的轴向及绕轴的尺寸。

另外，本发明中可以设为如下结构，在由投影摄像照相机拍摄的螺纹的投影形状数据从白数据向黑数据过渡的边缘区域算出合焦位置。一般的自动聚焦可以在对象物的表面进行合焦，但螺纹的轮廓分布为轴状的直径的边缘的分布，因此合焦位置极窄。在上述结构中，使用以在投影形状数据的黑白界限取得最大值的方式而预先制定的评价函数，因此可以精确地求得合焦位置。

另外，本发明中可以设为如下结构，对工件的每隔规定的角度间隔的轮廓数据求得工件的绕Y轴的尺寸的测定数据的组，并排除脱离预先设定的下限阈值至预先设定的上限阈值的范围的绕轴的尺寸的测定数据。而且，设为如下结构，基于绕Y轴的尺寸的测定数据的剩余的组算出绕Y轴的尺寸的值。根据该结构，即使在异物附着于螺纹的情况下，也可以更高精度地算出绕Y轴的尺寸的值。

另外，本发明中可以设为如下结构，在工件为带头部的螺纹的情况下，利用投影形状数据不能进行头部孔的测定，因此光学测量装置除了包含图像投影部之外，还包含测定工件的头部孔的深度的头部测量部。由此，也可以对头部孔的测定进行非接触的光学测量。

另外，本发明中可以设为如下结构，孔深度的测量利用：以相对于工件的Y方向成规定的倾斜角度，跨过工件的头部的上面和头部孔的底面而照射在XZ平面上直线状延伸的激光光束；该直线状延伸的光束的投影位置在头部上面和头部孔底面根据孔深度偏离错位。由此，不使用量规等，就可以通过非接触的光学测量进行头部孔深度的测量。

附图说明

图1是本发明实施方式的螺纹尺寸自动测定系统的结构图，是螺纹尺寸自动测定装置的正视图；

图2中的(a)是图1的螺纹尺寸自动测定装置的左侧视图，(b)是图1的螺纹尺寸自动测定装置的俯视图；

图3是表示本发明实施方式的螺纹尺寸自动测定系统的把持部和作为被把持的测定对象工件的螺纹的图，图3中的(a)是紧固卡盘的侧视图，(b)是适配器的侧视图，(c)是表示测定对象工件的螺纹的图，(d)是适配器的分解图，(e)～(g)是与(a)～(c)对应的俯视图；

图4是表示标称尺寸不同的每个测定对象工件的适配器的图，图4中的(a)是表示M12的螺纹用的适配器的图，(b)是表示M6的螺纹用的适配器的图，(c)是M3的螺纹用的适配器；

图5是表示本发明实施方式的螺纹尺寸自动测定系统的测定顺序的流程图；

图6是表示与图5的测定顺序对应的测定部位的图，图6中的(a)表示侧视图中的测定部位，(b)是表示俯视图中的测定部位的图；

图7是表示图5中的头部孔深度的测定的图，图7中的(a)是测定对象工件中处于任意的把持状态的图，(b)是表示使测定对象工件从(a)的状态绕轴旋转的状态的图，(c)是表示使激光光源相对于测定对象工件沿Y方向移动位置而测定头部孔深度的状态的图；

图8是在本发明实施方式的螺纹尺寸自动测定系统中表示合焦位置的算出方法的图，图8中的(a)是表示螺纹轮廓的投影状态的图，(b)是表示投影摄像照相机的焦点位置从A～E时的拍摄的黑白状态的图，(c)是以灰度值I的变化表示黑白状态的变化的图，(d)是表示灰度值I相对于Z位置的微分波形的图，(e)是表示(d)的波形的半值宽(半値幅)相对于Z位置的关系的图；

图9是表示本发明实施方式的螺纹尺寸自动测定系统中轮廓分布的噪声除去方法的图，图9中的(a)是表示轮廓跟踪处理的规则的图，(b)是对测定对象工件进行轮廓跟踪处理而得到的螺纹轮廓分布，(c)是表示从(b)除去噪声的轮廓数据的图；

图10是表示图5中进行头下R的测定的图，图10中的(a)是表示测定对象工件的头下部的轮廓数据的图，(b)是表示头下R的测定方法的图；

图11是表示图5中的牙径的测定的图，图11中的(a)是表示沿着测定对象工件的轴向的轮廓数据的图，(b)是求得(a)的牙部的轮廓数据的回归线的图，(c)是表示牙径的算出方法的图；

图12是表示图5中的底径的测定的图，图12中的(a)是表示沿着测定对象工件的轴向的轮廓数据的图，(b)是求得(a)的底部的轮廓数据的回归线的图，(c)是表示底径的算出方法的图；

图13是表示头部孔深度的另一测定方法的图，图13中的(a)是表示在头部孔中插入规定的头部孔用基准锥(頭部穴用基準ビット)的状态的侧视图，(b)是与(a)对应的俯视图；

图14是表示标称尺寸不同的每个测定对象工件的头部孔用锥的图，图14中的(a)是表示M12的螺纹用的头部孔用锥的图，(b)是表示M6的螺纹用的头部孔用锥的图，(c)是表示M3的螺纹用的头部孔用锥的图；

图15是构成本发明实施方式的另一例的螺纹尺寸自动测定系统的螺纹尺寸自动测定装置的主要部分的正视图；

图16是图15的螺纹尺寸自动测定装置的右侧视图；

图17是表示图15的螺纹尺寸自动测定装置的图，图17中的(a)是表示在俯视图中使头部摄像照相机退避至右侧的状态的图，(b)是表示使头部摄像照相机移动至拍摄位置的状态的俯视图；

图18是在图15的螺纹尺寸自动测定装置的俯视图中省略了头部摄像照相机的图；

图19是在图15的左侧视图中表示锥夹紧单元的图；

图20是表示在本发明实施方式的另一例螺纹尺寸自动测定系统中算出轮廓数据后，在规定角度算出牙径及底径的方法的图，是图12(c)的放大图；

图21中的(a)是以曲线连结规定角度的牙径dmax及底径dmin的测定数据并以与角度θ的关系表示的图，(b)是作为螺纹的工件的轴向一部分的剖视图；

图22是表示在规定角度的牙径dmax的测定数据和测定数据的个数的关系中的理想模型时(a)和在1例中排除脱离规定范围的测定数据时(b)的图；

图23是表示在对工件的规定角度的轮廓数据进行低通滤波的情况下工件的1次螺纹轮廓分布(a)和过滤处理后的2次螺纹轮廓分布(b)的图；

图24是表示在求得工件的规定角度的轮廓数据时利用低通滤波器进行X方向的异常部分的除去的情况下，每隔规定角度旋转工件时的1次螺纹轮廓分布的变化的图；

图25是表示在工件的轮廓分布的一部分点上，利用低通滤波器对规定角度的X方向位置的轨迹进行异常部分的除去的情况下的过滤处理前的轨迹(a)和过滤处理后的轨迹(b)的图；

图26是表示用于固定工件的适配器的另一例的与图4对应的图。

具体实施方式

下面，使用附图详细说明本发明的实施方式。以下，作为测定对象工件，主要叙述螺纹标称为M3且标称长度为30mm的带六角孔的螺栓，但这是用于说明的示例。作为螺纹的种类，除了米制粗螺纹以外，也可以是米制细螺纹、锥形管螺纹、平行管螺纹、威氏粗螺纹、统一粗螺纹、统一细螺纹、微型螺纹、米制梯形螺纹。另外，也可以是标称长度为30mm以外的螺纹。头部孔除了设于头部的紧固工具用的旋转槽或旋转孔、六角孔以外，也可以是切槽(负号槽(マイナス溝))、十字孔、正负孔(プラスマイナス穴)、四角孔、TORX(注册商标)和作为其改版的TORXPLUS(注册商标)等六角星形的孔即内六角孔、三角孔。另外，也可以不具有头部，也可以具有头部而不具有头部孔。

以下叙述的形状、尺寸、材质、测定部位等是用于说明的示例，可以配合螺纹尺寸自动测定系统的规格等适当变更。另外，以下，在全部附图中，对相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。

图1是实施方式的螺纹尺寸自动测定系统10的结构图。螺纹尺寸自动测定系统10包含螺纹尺寸自动测定装置12、运算控制装置100、空气压力控制装置102而构成。螺纹尺寸自动测定装置12包含防振台14、配置于在防振台14上设置的筐体15的内部的基台16而构成。图1中表示螺纹尺寸自动测定装置12的正视图。图2中表示螺纹尺寸自动测定装置12的筐体15的内部局部的左侧视图和俯视图。图2(a)是左侧视图，(b)是俯视图。图1、2中表示正交的X方向、Y方向和Z方向。XZ平面是与基台16的上面平行的面，与基台16的上面垂直的方向是与重力方向平行的Y方向。X方向是左侧视图中的左右方向，Z方向是正视图中的左右方向。

虽然不是螺纹尺寸自动测定装置12的构成要素，但表示有测定对象的工件8。工件8是螺纹标称为M12且标称长度为30mm的带六角孔的螺栓。工件8的轴向是与Y方向平行的方向。换言之，Y方向是工件8的轴向。

从基台16的上面与Y方向平行地竖立设置的柱部18、19和连接两个柱部18、19的上端部的顶板部20与基台16一起形成框空间。在柱部18、19的相互面对面的面上分别设置有导轨22、23，在由导轨22、23夹持的内侧，螺纹柱24、25从基台16的上面与Y方向平行地竖立设置。螺纹柱24、25是在外周面上沿着轴向刻有阳螺纹，且旋转自如地支承于基台16的可旋转的轴柱。螺纹柱24、25的－Y方向的端部从基台16的上面板向下方突出，且分别设置有带轮。

如图2(b)所示，Y载物台26是在Z方向的两端具有可沿导轨22、23滑动的滑动部，并设置有两组支承部27、28且上面平坦的工作台。在两组支承部27、28中，一支承部27设于导轨22的+Z侧，另一支承部28设于导轨23的－Z侧。两组支承部27、28由与刻于螺纹柱24、25的外周的螺纹啮合的滚珠螺母构成。在外周刻有阳螺纹的螺纹柱24、25和包含滚珠螺母的支承部27、28构成滚珠丝杠机构，螺纹柱24、25相当于滚珠丝杠机构用的滚珠丝杠。Y载物台26是通过该滚珠丝杠机构的作用，旋转驱动螺纹柱24、25，由此被导轨22、23导向而沿Y方向移动的移动工作台。

在基台16上安装有旋转驱动螺纹柱24、25的伺服马达即Y马达29。Y马达29的输出轴从基台16的上面板向下方突出，并设置有带轮。带31是在设于Y马达29的输出轴的带轮和设于螺纹柱24、25的－Y方向的端部的带轮之间架设的动力传递部件。作为该3个带轮，可以使用沿着周方向设置有凹凸的同步带轮，作为带31，可以使用在表面上具有凹凸的同步带。作为Y马达29，可以使用AC伺服马达。

Y马达29是在运算控制装置100的控制下驱动而使螺纹柱24、25旋转并使Y载物台26沿Y方向升降的升降用马达。在Y马达29上设置检测该输出轴的旋转状态的传感器30。也可以设置检测螺纹柱24、25各自的旋转状态的传感器。作为该传感器30，可以使用编码器。由传感器30检测的检测数据使用适当的信号线传送至运算控制装置100。运算控制装置100基于传送的数据算出Y载物台26的Y方向位置。这样，设于Y马达29或螺纹柱24、25的传感器30是检测Y载物台26的Y方向位置的Y传感器。作为设为Y传感器的传感器30，也可以使用直接检测Y载物台26的Y方向位置的位置传感器，而代替检测Y马达29的旋转状态的传感器。作为位置传感器，可以使用线性标度方式的光学传感器、检测磁性体的位移的差动变速式位移传感器、容量式位移传感器等。

Y马达29、带31、螺纹柱24、25、设于Y载物台26的支承部27、28构成相对于基台16沿Y方向移动Y载物台26的轴向移动部。

搭载于Y载物台26的上面的光学测量装置32是光学性且非接触地测定工件8的尺寸、形状的测定装置。光学测量装置32包含测定工件8的轴向及绕轴的尺寸的图像投影部34和测定工件8的头部的尺寸形状及头部孔的深度的头部测量部40而构成。

图像投影部34具有：光源36，其相对于工件8的Y方向中心线配置于Z方向的一侧且输出平行光线；远心光学系统的投影摄像照相机38，其相对于工件8的Y方向中心线而配置于Z方向的另一侧，接收来自光源36的平行光线，对成为工件8的影像的投影形状具有与光源36相同的受光光轴且仅使与光轴平行的成分在与XY平面平行的拍摄面上成像而进行拍摄。作为该光源36，可以使用准直仪等的具有适当的光线平行化装置的光源，和包含远心光学系统的光源。作为该投影摄像照相机38，可以使用应用了CCD图像传感器的CCD照相机或应用了CMOS图像传感器的照相机装置。例如，可以使用1个像素约为8μm且拍摄面的大小约为20mm角的CCD照相机。

图像投影部34的光源36的配置位置从Y载物台26的中心设于+Z侧，且相对于Y载物台26进行固定。投影摄像照相机38从Y载物台26的中心设于－Z侧，但搭载于在Y载物台26上设置的合焦移动部50上，且可以沿着Z方向移动。组合了投影摄像照相机38和合焦移动部50的部分是投影拍摄部。

合焦移动部50包含相对于Y载物台26可沿着Z方向移动的Z载物台52和沿着Z方向移动驱动Z载物台52的Z马达54而构成。Z马达54的动作通过运算控制装置100控制。合焦移动部50的功能将使用图8进行后述。作为该Z马达54，可以使用AC伺服马达或DC伺服马达。

头部测量部40包含在与XZ平面平行的拍摄面上拍摄工件8的头部孔的形状的头部摄像照相机42、以相对于工件8的Y方向成规定的倾斜角度并跨过工件8的头部的上面和头部孔的底面而照射在XZ平面上直线状延伸的光束的激光光源44而构成。激光光源44的光束与Z方向平行地延伸成直线状。促动器45是使激光光源44沿着Y方向移动的驱动装置。作为促动器45，可以使用小型的马达。使用该直线状延伸的激光光束的头部孔深度测定方法将使用图7进行后述。

头部摄像照相机42是与工件8的头部的上面面对面的拍摄面与XZ平面平行的摄像照相机。作为该头部摄像照相机42，可以使用应用了CCD图像传感器的CCD照相机或应用了CMOS图像传感器的照相机装置。环形照明部46是设于头部摄像照相机42的－Y方向侧而对工件8的上面进行照明的环状灯。头部摄像照相机42、激光光源44和环形照明部46进行相对性的配置关系的定位，且均固定安装于安装板48上。

退避移动部56是可沿X方向移动安装板48的机构，包含可沿X方向移动的X载物台58和使X载物台58以规定的移动距离L在±X方向上移动的活塞气缸机构60而构成。活塞气缸机构60在运算控制装置100的控制下进行运作，通过从空气压力控制装置102供给的空气压可以使活塞往返移动±L的距离。

当活塞进行+L移动时，安装于安装板48的头部摄像照相机42、激光光源44和环形照明部46成为一体而向+X方向移动，且头部摄像照相机42的光轴恰好到达工件8的头部的中心。该状态是可以进行头部形状的测定和孔深度的测定的测定状态。当活塞进行－L移动时，安装于安装板48的头部摄像照相机42、激光光源44和环形照明部46成为一体并向－X方向进行退避移动。该状态是即使Y载物台26向－Y方向下降，头部摄像照相机42等也不会干扰工件8的退避状态。

把持部68是经由把持旋转部62配置于基台16上，并把持工件8的阳螺纹的轴向的一端的装置。把持部68包含具有圆板状外形的适配器80和至少在3点夹持固定适配器80的外周侧面的紧固卡盘70而构成。把持旋转部62包含使紧固卡盘70绕轴向旋转360度的θ马达64和设于θ马达64与紧固卡盘70之间的旋转接头部66而构成。

旋转接头部66是向紧固卡盘70供给来自空气压力控制装置102的空气压时的空气压中继部。旋转接头部66具有中继的功能，使用于供给空气压的供给管不会因紧固卡盘70的轴向旋转而缠绕。θ马达64的旋转动作通过运算控制装置100进行控制。作为该θ马达64，可以使用AC伺服马达或DC伺服马达。

图3是表示把持部68的详情的分解图。在此，表示构成把持部68的紧固卡盘70、由紧固卡盘70固定的适配器80、被适配器80把持的工件8各自的详细结构。图3(a)～(c)表示紧固卡盘70、适配器80和工件8各自的剖视图，(d)表示适配器80的分解图，(e)～(g)表示紧固卡盘70、适配器80和工件8各自的俯视图。

工件8包含阳螺纹部2、头部4、阳螺纹部2和头部4之间的头下部3而构成，在头部4上设置有六角形的头部孔6。工件8是M12的螺纹标称且标称长度为30mm的米制粗螺纹。根据日本工业规格值，在阳螺纹部2可固定螺纹的长度约为30mm，阳螺纹部2的最大直径约为13.7mm，螺纹的螺距为1.75mm，头部4的基准外形尺寸为18mm，头部4的基准高度尺寸为12mm，头部孔6为六角形孔，对边宽度的标称尺寸为10mm，孔深度的最小尺寸为6mm，头下部3的圆形的最大状态的半径即头下R最小为0.6mm。对边宽度是六角形的面对面的边之间的尺寸。头部孔6的底面不平坦，是具有张开角度120度的圆锥形。阳螺纹部2的不完整螺纹部最大为两个螺距，在现在的情况下，2螺距＝3.50mm。

紧固卡盘70将前端部相互面对面的3个滑动台74a、74b、74c配置于支承台72上。在初始状态下，为3个滑动台74a、74b、74c退避至支承台72的外周侧的状态。利用通过从空气压力控制装置102供给的空气压进行运作的活塞气缸机构的活塞78a、78b，使3个滑动台74a、74b、74c同步，并在支承台72的外周侧和中心轴侧之间移动驱动。

在3个滑动台74a、74b、74c上分别安装有夹持爪部76a、76b、76c。3个夹持爪部76a、76b、76c的前端部分别以朝向支承台72的中心轴方向的方式配置。在初始状态下，是夹持爪部76a、76b、76c也退避至支承台72的外周侧的状态。3个滑动台74a、74b、74c同步地向支承台72的中心轴方向移动驱动，由此成为夹持爪部76a、76b、76c的前端部以向支承台72的中心轴方向集中的方式同步地移动，且一边使配置于支承台72的中心的适配器80以与中心轴的位置一致的方式居中，一边夹持固定适配器80的外周侧面的紧固状态。这样，紧固卡盘70是在退避状态和紧固状态之间通过空气压移动驱动的三分度卡盘机构(三つ割チャック機構)。

紧固卡盘70的居中夹持动作在运算控制装置100的控制下进行。紧固卡盘70进行的适配器80的夹持在3个夹持爪部76a、76b、76c的前端部进行。3个夹持爪部76a、76b、76c的前端部分别为平坦面，因此当适配器80的外形为圆板状时，其外周侧面在3个点、准确而言在沿着轴向的3条接线进行夹持。适配器80的外周侧面的夹持只要至少在3个点进行即可。例如，也可以设为如下构造，即，将夹持爪部的前端部的形状设为V字形，且利用相互面对面的两个夹持爪部夹持适配器80的外周侧面。在该情况下，在4个点夹持适配器80的外周侧面。

适配器80是工件固定夹具，其具有被紧固卡盘70夹持的圆板状的外形部，且在一端面的中心具有规定啮合长度的阴螺纹，该规定啮合长度的阴螺纹在拧入工件8的阳螺纹部2的前端部时，使工件8的轴向不晃动而固定。

适配器80通过将工件8的阳螺纹部2的前端部拧入规定的啮合长度的环规82a、由紧固卡盘70夹持的具有圆板状的外形部的支架86、配置于环规82a和支架86之间的垫片84a一体化而构成。

环规82a是具有圆板状的形状，且沿着其中心轴刻有基准阴螺纹83a的部件。基准阴螺纹83a是与工件8的阳螺纹部2的螺纹尺寸对应且具有预先制定的啮合精度的阴螺纹。该环规82a可以直接使用用于螺纹检查的螺纹外径量规。标准的螺纹外径量规在M12的情况下，刻有8个螺距的基准阴螺纹83a。由于1个螺距＝1.75mm，因此环规82a的厚度精确管理成8个螺距＝14.00mm。基准阴螺纹83a不具有不完整螺纹部。

工件8的阳螺纹部2的前端部从环规82a的一端面侧即上面侧以规定的啮合长度拧入。规定的啮合长度设定成在使工件8的阳螺纹部2的前端部拧入环规82a的基准阴螺纹83a而啮合时，在工件8的轴向上不晃动的程度。优选工件8的轴向的晃动量为零，但只要是不影响工件8的各种尺寸的测定精度的范围就可允许。如果工件8为良品，则使工件8的阳螺纹部2的有效螺纹部约1个螺距；如果与环规82a的基准阴螺纹83a啮合，则使工件8的轴向的晃动大致落入允许范围。工件8的阳螺纹部2最大具有两个螺距的不完整螺纹部，因此工件8的拧入量即规定的啮合长度(不完整螺纹部的螺距数的长度+完整螺纹部的1个螺距的长度)优选尽可能更长地设定。

环规82a具有可以用于工件8的螺纹检查的高精度，因此工件8不能以规定的啮合长度拧入环规82a时，该工件8成为不良品。因此，将工件8的拧入环规82a的基准阴螺纹83a的前端部判定为良品部分。但是，该部分不能进行螺纹尺寸自动测定系统10进行的定量的测定，所以优选规定的啮合长度尽可能短地设定。这样，要减少工件8的轴向的晃动的观点和要扩大由螺纹尺寸自动测定系统10能进行定量的测定的范围的观点相反。

因此，以下设为规定的啮合长度＝工件8的阳螺纹部2的3个螺距的长度＝5.25mm。将规定的啮合长度设为作为1个螺距的长度的整数倍的3个螺距的长度，是由于将工件8的阳螺纹部2的前端部向环规82a的拧入深度设为1个螺距的整数倍的精确的值。工件8为M12的螺纹标称且标称长度为30mm的米制粗螺纹，根据日本工业规格值，阳螺纹部2的不完整螺纹部最大为两个螺距。因此，该最大的两个螺距加上1个螺距，将规定的啮合长度设为3个螺距的长度，使至少1个螺距在完整螺纹部啮合。

需要说明的是，在质量等级较低的工件8的情况下，不完整螺纹部有时也为两个螺距以上，即使啮合长度设为3个螺距的长度，有时工件8也在轴向上晃动。在这种情况下，以1个螺距的长度为单位从3个螺距的长度延长规定的啮合长度。例如，将规定的啮合长度设为4个螺距的长度或5个螺距的长度。相反，在加工为高精度用的螺纹等情况且不完整螺纹部落入1个螺距以下的情况下，也可以以1个螺距的长度为单位从3个螺距的长度缩短规定的啮合长度。例如，也可以将规定的啮合长度设为两个螺距的长度。规定的啮合长度的1个螺距单位的调整通过后述那样增减垫片84a的件数而进行。

支架86是具有与环规82a的基准阴螺纹83a啮合的阳螺纹92a突出的一端面即上面的圆板状的部件。当将工件8的阳螺纹部2拧入环规82a的一侧设为环规82a的上面侧时，支架86的阳螺纹92a从环规82a的下面侧拧入。支架86的圆板状的部分具有夹持环部88和外径比夹持环部88大的止动凸缘部90，以利用紧固卡盘70夹持时精确地进行Y方向的定位。即使工件8的标称尺寸不同，夹持环部88也具有相同的外径可使紧固卡盘70标准化，故优选。在此，将夹持环部88的外径设为20mm，将止动凸缘部90的外径设为35mm。作为止动凸缘部90的－Y方向侧的端面的下面与紧固卡盘70的3个夹持爪部76a、76b、76c的上面抵接，由此精确地进行由紧固卡盘70夹持支架86时的Y方向定位。需要说明的是，通过将止动凸缘部90的外周局部切口，在将支架86放置于作业台等时，可以防止支架86滚转。

阳螺纹92a从作为支架86的止动凸缘部90的一侧端面的上面以预先设定的突出量突出。阳螺纹92a也可以具有不完整螺纹部。

阳螺纹92a拧入环规82a的基准阴螺纹83a的长度精确地设定成{(环规82a的厚度)－(工件8的阳螺纹部2与环规82a啮合的规定的啮合长度)}。在上述情况下，设定成{(环规82a的厚度)－(工件8的阳螺纹部2与环规82a啮合的规定的啮合长度)}＝{(8个螺距的长度)－(3个螺距的长度)}＝(5个螺距的长度)＝(14.00mm－5.25mm)＝8.75mm。

阳螺纹92a的从止动凸缘部90的规定的突出量也可以设为该(5个螺距的长度)＝8.75mm，但考虑到在阳螺纹92a形成头下部，也可以比(5个螺距的长度)＝8.75mm更长地设定。较长地设定时，增长螺距的整数倍的长度。由此，阳螺纹92a的突出量精确地成为螺距的整数倍，可以将工件8的阳螺纹部2的前端部向环规82a的拧入深度设为1个螺距的整数倍的精确值。在此，设为阳螺纹92a的突出量＝(7个螺距的长度)＝12.25mm。

当使支架86的阳螺纹92a从环规82a的下面侧与环规82a的基准阴螺纹83a啮合，且使工件8的阳螺纹部2的前端从环规82a的上面侧拧入环规82a的基准阴螺纹83a时，工件8的阳螺纹部2的前端部在支架86的阳螺纹92a前端的位置停止。工件8的阳螺纹部2的前端部向环规82a的拧入深度以(工件8的阳螺纹部2与环规82a啮合的规定的啮合长度)计为{(环规82a的厚度)－(支架86的阳螺纹92a拧入环规82a的长度)}。

如上所述，有时支架86的阳螺纹92a的突出量以1个螺距的长度单位变更，另外，如已经叙述的那样，有时工件8的阳螺纹部2与环规82a啮合的规定的啮合长度也以1个螺距的长度单位调整。即使在这种情况下，工件8的阳螺纹部2的前端部向环规82a的拧入深度也设为1个螺距的整数倍的精确值。通过这样，可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值精确地求得工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。垫片84a用于该1个螺距长度单位的调整。

垫片84a是中心具有使阳螺纹92a穿过的贯通孔的环状薄板。1个垫片84a具有精确地与工件8的1个螺距对应的厚度。图3中，将垫片84a的个数设为2个进行表示，但如以下一些例子所述，个数不限于2个，有时也为1个，有时也为3个。在上述例子中，在环规82a的厚度＝8个螺距的长度，且支架86的阳螺纹92a的突出量相当于7个螺距的长度的情况下，在支架86的止动凸缘部90和环规82a之间插入两个具有1个螺距的厚度的垫片84a。由此，成为工件8的阳螺纹部2的前端部和环规82a的规定的啮合长度＝[(环规82a的厚度)－{(阳螺纹92a的突出量)－(垫片84a的厚度)}]＝[(8个螺距的长度)－{(7个螺距的长度)－(两个螺距的长度)}]＝3个螺距的长度。通过这样，可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值，精确地求得沿－Y方向降低3个螺距的位置，作为工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。

在需要将工件8的阳螺纹部2的前端部和环规82a的规定的啮合长度从3个螺距的长度进行变更时，只要增减垫片84a的插入个数即可。例如，由于工件8的阳螺纹部2的不完整螺纹部的长度等原因，要将规定的啮合长度从3个螺距增长至4个螺距时，在上述例子中，将垫片84a的插入个数增加1个。由此，可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值，精确地求得沿－Y方向降低4个螺距的位置作为工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。规定的啮合长度满足两个螺距时，在上述例子中，将垫片84a的插入个数减少1个。由此，可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值，精确地求得沿－Y方向降低两个螺距的位置，作为工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。

在需要将支架86的阳螺纹92a的突出量从7个螺距的长度进行变更的情况下，也只要增减垫片84a的插入个数即可。例如，由于支架86的阳螺纹92a的头下部的长度等原因，要将阳螺纹92a的突出量从7个螺距设为8个螺距的长度时，将垫片84a的插入个数增加1个。阳螺纹92a的突出量只要6个螺距即可时，将插入个数减少1个。由此，即使在任意情况下，也可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值，精确地求得沿－Y方向降低3个螺距的位置作为工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。

这样，仅通过垫片84a的个数的增减，就可以广泛地应对工件8的阳螺纹部2的不完整螺纹部的长度和支架86的阳螺纹92a的头下部的长度等的偏差，而将工件8的阳螺纹部2的前端部的位置设为从适配器80的环规82a的上面沿－Y方向精确地降低1个螺距的长度的整数倍的长度的位置。由此，即使利用适配器80把持工件8的阳螺纹部2的前端部，通过测定适配器80的环规82a的上面的Y位置，也可以通过计算算出工件8的全长。

在此，构成适配器80的环规82a、垫片84a和支架86的阳螺纹92a具有根据工件8的种类而各异的厚度和螺纹部，但夹持环部88和止动凸缘部90不管工件8的种类，均具有共同的形状和尺寸。

图4是表示根据工件8的种类而异的适配器的例子的图。在此，表示与3个工件8的种类对应的适配器，但除此以外的不同种类的工件8的适配器也可以设为相同构造。图4(a)是工件8的螺纹的标称为M12的情况，与图3中说明的适配器80相同。

图4(b)是表示工件8的螺纹的标称为M6时的适配器80b的图。夹持环部88和止动凸缘部90与(a)相同。在此，M6的螺距为1.00mm，因此环规82b的厚度为8螺距＝8.00mm，1个垫片84b的厚度为1个螺距＝1.00mm，阳螺纹92b从止动凸缘部90的突出量为7个螺距＝7.00mm。

图4(c)是表示工件8的螺纹的标称为M3时的适配器80c的图。夹持环部88和止动凸缘部90与(a)相同。在此，M3的螺距为0.50mm，因此环规82c的厚度为8螺距＝4.00mm，1个垫片84c的厚度为1个螺距＝0.50mm，阳螺纹92c从止动凸缘部90的突出量为7个螺距＝3.50mm。

再次返回图1，运算控制装置100具有如下功能，即，作为整体来控制构成螺纹尺寸自动测定装置12的各要素和空气压力控制装置102的运作，算出工件8的轴向及绕轴的尺寸，并将算出的结果传送至打印机等输出装置104，且在输出装置104中作为检查表106进行打印。该运算控制装置100可以利用适当的计算机构成。

运算控制装置100包含：螺纹径算出部110、全长算出部112、合焦位置算出部114、轮廓数据算出部116、头下R算出部118、头部尺寸算出部120、头部孔深度算出部122、测定数据输出部124而构成。这些功能可通过运算控制装置100执行的软件实现，具体而言，可通过执行螺纹自动测定程序实现。也可以通过硬件实现这些功能的一部分。

使用图5～图11进一步详细说明上述结构的螺纹尺寸自动测定系统10的作用、特别是运算控制装置100的各功能。图5是表示螺纹尺寸自动测定系统10中的测定顺序的流程图。图6是表示进行图5的各顺序的工件8的测定部位的图。图6(a)在侧视图中表示测定部位，(b)是在俯视图中表示测定部位的图。

为了进行工件8的测定，首先进行螺纹尺寸自动测定系统10的初始化。初始化中，将电源设为接通状态，启动空气压力控制装置102，并将运算控制装置100设为初始状态。由此，Y载物台26返回至规定的初始Y位置。初始Y位置设定成沿Y方向相对于把持部68的前端位置足够高的位置。另外，Z载物台52返回规定的初始Z位置，X载物台58返回退避状态。把持部68返回规定的初始θ位置。紧固卡盘70的3个夹持爪部76a、76b、76c返回退避状态。

当初始化结束时，在把持部68上安置工件8(S10)。如图4中说明，工件8被把持部68把持固定阳螺纹部2的前端部的3个螺距。该处理中，预先准备M12用的适配器80，向适配器80的环规82a拧入工件8的阳螺纹部2的前端部。M12用的适配器80设定为规定的啮合长度为M12的螺纹的3个螺距＝5.25mm，因此工件8拧入5.25mm并在该位置停止。接着，将把持工件8的适配器80安置于处于紧固卡盘70的退避状态的3个夹持爪部76a、76b、76c之间的空间。目前为止的处理通过作业者的手动作业进行。

当在把持部68安置工件8时，通过作业者按下紧固固定按钮等，运算控制装置100向空气压力控制装置102发出指令，向把持部68的紧固卡盘70的活塞气缸机构供给规定的紧固用空气压力。由此，3个夹持爪部76a、76b、76c同步地向支承台72的中心轴侧移动，且充分地紧固固定工件8。由该状态开始测定工件8的形状尺寸。

S10之后，进行头部尺寸测定(S12)。该处理通过运算控制装置100的头部尺寸算出部120的功能而执行。具体而言，使Y载物台26下降，并使头部摄像照相机42的焦点位置恰好成为工件8的头部4的上面的位置。而且，利用头部摄像照相机42取得工件8的头部4的形状的拍摄数据，将拍摄数据二值化，使用边缘检测法等，算出头部4的直径尺寸、头部孔6的对边宽度尺寸等。图6中表示将头部4的俯视图设为S12。

头部4的外形为圆形，因此使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，并在各角度反复进行头部4的直径尺寸的测定。将这些测定结果的最大值、最小值和平均值设为头部4的直径尺寸的测定值。头部孔6的对边宽度为六角形的面对面的边之间的间隔，六角形的面对面的边为3组，因此使工件8以120度间隔绕轴旋转360度，进行3组对边宽度的测定。将这些测定结果的最大值、最小值和平均值设为头部孔6的对边宽度的测定值。

接着，进行头部孔深度测定(S14)。头部孔6是设于工件8的头部的联接工具用的旋转槽或旋转孔，在当前的情况下为六角形孔。该处理通过运算控制装置100的头部孔深度算出部122的功能而执行。具体而言，由激光光源44以相对于工件8的Y方向成规定的倾斜角度，跨过工件8的头部4的上面和头部孔6的底面照射在XZ平面上直线状延伸的光束。而且，利用照射的直线状延伸的光束投影于头部4的上面的投影位置和投影于头部孔6的底面的投影位置在XZ平面上的错位量根据头部孔6的深度而异。

图7是表示测定头部孔6的深度的顺序的图。图7(a)是工件8处于任意的把持状态的图，(b)是表示使工件8从(a)的状态绕轴旋转Δθ的状态的图，(c)是表示使激光光源44相对于工件8的Y方向的位置进行ΔY移动而测定头部孔深度的状态的图。这些图中，上层侧的图是头部4的俯视图，下层侧的图是工件8的剖视图。

图7(a)是在头部孔6的六角形的面对面的边与Z方向平行的状态下，从激光光源44以相对于Y方向成规定的倾斜角度ψ，向头部的上面5和头部孔6的底面7照射直线状延伸的光束130的图。光束130是与Z方向平行地直线状延伸的线束。例如当激光光源44为红色发光型时，红色线投影于头部4的上面5和头部孔6的底面7。图7(a)中，表示有投影于头部4的上面5的红色线132和投影于头部孔6的底面7的红色线133。头部孔6的底面不平坦，而是具有张开角度为120度的圆锥形，因此投影于底面7的红色线133为圆弧状。

利用深度量规检查头部孔6的深度时，深度量规在头部孔6的六角形的角部的底面9抵接。头部孔6的六角形的角部的底面9与具有张开角度为120度的圆锥形的圆锥面即底面7不同。因此，为了光学性地测定头部孔6的深度，优选照射光束130，使投影于头部孔6的底面的红色线在头部孔6的六角形的角部的底面9抵接。图7(a)中，红色线133与作为圆锥面的底面7抵接，或不与头部孔6的六角形的角部的底面9抵接，而且利用头部4的上面5的影像，红色线133的端部不会延伸到头部孔6的六角形的边的位置。

图7(b)是表示使工件8绕轴进行Δθ旋转，使六角形的边与X方向成平行的状态的图。在此，表示投影于头部4的上面5的红色线134和投影于作为头部孔6的圆锥面的底面7的红色线135，但红色线135的端部延伸至头部孔6的六角形的边。但是，红色线135不会与头部孔6的六角形的角部的底面9抵接。

图7(c)是表示相对于(b)的状态，使激光光源44的Y方向的位置相对于工件8沿+Y方向偏离ΔY的状态的图。根据ΔY的大小，光束向+X方向移动。图7(c)中，表示投影于头部4的上面5的红色线136和投影于头部孔6的底面的红色线137。红色线136、137的X方向位置根据光束131的Y方向移动量ΔY进行移动。在此，表示有投影于头部孔6的底面的红色线137与头部孔6的六角形的角部的底面9抵接的状态的ΔY。是否为红色线137与头部孔6的六角形的角部的底面9抵接的状态，可以基于头部摄像照相机42取得的头部4的拍摄数据进行判断。

ΔY可以通过向Y方向移动驱动激光光源44的促动器45的控制任意设定。在头部摄像照相机42的焦点深度足够深的情况下，也可以省略促动器45，将激光光源44的位置设为相对于Y载物台26固定的位置，并使Y载物台26移动－ΔY。

图7(c)中，头部孔6的深度D，可基于光束131的相对于Y方向的规定的倾斜角度ψ，和红色线136与红色线137的XZ平面上的X位置的错位量L用D＝Lcotψ算出。错位量L是头部4的六角形和红色线136的交点的X位置、头部4的六角形和红色线137的交点的X位置的差。这样，通过光学性且非接触进行头部孔6的深度D的测定。

在头部孔6为六角形的情况下，使工件8以120度间隔绕轴旋转360度，并反复进行上述测定。将这些测定结果的最大值、最小值和平均值设为头部孔6的深度测定值。

再次返回图5，当S14的处理结束时，使用头部摄像照相机42的测定结束，因此使活塞气缸机构60运作，并使X载物台58返回至退避状态。以后，基于由投影摄像照相机38取得的工件8的拍摄数据，进行工件8的轴向及绕轴的尺寸的算出。

由投影摄像照相机38拍摄的工件8的投影形状数据中的必要的是从白数据向黑数据过渡的位置的数据。工件8是阳螺纹部2、头部4均在XZ平面上为圆筒状或在其本身刻有螺旋螺纹的工件。因此，以投影形状从白数据向黑数据过渡的位置成为在圆筒状的缘部为圆弧状曲面的顶点位置。因此，需要使投影摄像照相机38的焦点位置与该曲面的顶点位置对齐。另外，当在曲面的表面附着垃圾等时，投影形状数据中会形成噪声。

图5的S16的合焦位置的算出和S18的轮廓数据的算出是，根据由投影摄像照相机38取得的工件8的投影形状数据进行各种尺寸的算出时预先进行的处理。

合焦位置算出(S16)通过运算控制装置100的合焦位置算出部114的功能执行。具体而言，使合焦移动部50的Z载物台52移动，并使投影摄像照相机38的焦点位置向Z方向移动，求得此时的从白数据向黑数据的过渡最陡峭的Z位置，并将该位置设为合焦位置。合焦位置算出处理是所谓的自动聚焦处理，但一般的自动聚焦与对象物的表面进行合焦，对于S16的合焦位置算出，是在投影形状数据从白数据向黑数据过渡的边缘区域算出在工件8的曲面上合焦时的位置。

图8是表示合焦位置的算出方法的图。图8(a)是表示工件8的轮廓的投影状态的图，(b)是表示投影摄像照相机38的焦点位置为A～E时的拍摄的黑白状态的图，(c)是通过灰度值I的变化表示黑白状态的变化的图，(d)是表示灰度值I相对于Z位置的微分波形的图，(e)是表示(d)的波形的半值宽ΔZ_0.5相对于Z位置的关系的图。

图8(a)是表示与XZ平面平行的面中的光源36、投影摄像照相机38和工件8的关系的图。来自光源36的平行光线被工件8遮挡，而在工件8的下游侧产生影像区域140。当利用投影摄像照相机38拍摄该影像区域时，成为黑数据。从白数据向黑数据过渡的黑白界限142以与工件8的曲面连接的线表示。当使投影摄像照相机38相对于工件8向±Z方向移动时，投影摄像照相机38的焦点位置对应该移动距离而向±Z方向移动。图8(a)中，将投影摄像照相机38的Z方向移动量变化成5组，并表示此时的工件8的曲面上的焦点位置A、B、C、D、E。

图8(b)是表示投影摄像照相机38的焦点位置为A～E时由投影摄像照相机38拍摄的拍摄面中的黑白状态的图。黑白状态的程度中，由斜线表示的状态为完全黑的状态，由细点集合表示的状态为不完全黑且不完全白的状态，既没有斜线也没有细点集合的状态为完全白的状态。从光源观察，焦点位置处于工件8的下游侧时，表示在黑白界限142附近为不完全白且不完全黑的状态。焦点位置处于工件8的上游侧时，焦点与工件8未对齐，因此整体成为不完全白且不完全黑的状态。

图8(c)是通过灰度值I的变化表示(b)的黑白状态的变化的图。横轴为Z位置，纵轴为灰度值I。焦点位置为C时，相对于Z位置的变化，灰度值I急剧地变化，但在除此以外的焦点位置，灰度值I的变化相对于Z位置的变化变得缓和。

图8(d)是为了使灰度值I的变化相对于Z位置的变化的程度明确化，而表示灰度值I相对于Z位置的微分波形的图。横轴为Z位置，纵轴为dI/dZ。灰度值I的变化以脉冲状的波形表示，该脉冲状的波形峰值越大，脉冲状的波形的半值宽ΔZ_0.5越小，且灰度值I的变化越大。

图8(e)是表示(d)的波形的半值宽ΔZ_0.5相对于Z位置的关系的图。横轴为Z位置，投影摄像照相机38的焦点位置A、B、C、D、E也用于参考。纵轴为ΔZ_0.5。在此，ΔZ_0.5在焦点位置C成为最小值。如果将ΔZ_0.5的倒数或(d)中的脉冲状的波形的峰值设为合焦的评价函数，则通过算出评价函数的值取得最大值的Z位置Z₀，可以算出投影摄像照相机38的合焦位置。在图8(e)的情况下，焦点位置为C时的Z位置为Z₀。在投影摄像照相机38的Z位置成为该Z位置Z₀的状态下，固定Z载物台52的位置。

再次返回图5，轮廓数据算出(S18)的处理通过运算控制装置100的轮廓数据算出部116的功能执行。具体而言，以工件8的投影形状数据的黑白界限为工件8的投影形状的轮廓进行轮廓跟踪处理，并算出1次螺纹轮廓分布的数据。而且，对该1次螺纹轮廓分布的数据，进行将从工件8的剖视图形观察而成为异常的数据作为噪声除去的平滑化处理，算出2次螺纹轮廓分布。将该噪声除去的螺纹轮廓分布设为以后用于算出各种尺寸的轮廓数据。

图9是表示轮廓分布的噪声除去方法的图。图9(a)是表示轮廓跟踪处理的规则的图。(b)是对工件8进行轮廓跟踪处理而得到的1次螺纹轮廓分布的数据，(c)是表示从(b)除去噪声的轮廓数据的图。

在轮廓数据算出中，为了提高轮廓数据的分辨率，将由投影摄像照相机38拍摄的工件8的投影形状数据变换成具有任意的位置分辨率的位图的2维数据。例如，如果投影摄像照相机38的拍摄面中的像素分辨率约为8μm，则将1个像素分割成8×8的子像素，位置分辨率变化成1μm的2维位图。这样，可以得到具有足够的位置分辨率的2维位图，下面，使用2维位图的数据进行轮廓跟踪处理和噪声除去处理。

图9(a)是表示轮廓跟踪处理的规则的图。轮廓跟踪处理是跟踪2维位图中的黑白界限的处理，轮廓跟踪处理的规则是决定根据1个黑数据的位置搜索具有下一个黑数据的位置时的顺序的规则。区别黑数据和白数据的二值化处理使用相对于数据的灰度值的规定的阈值而进行。

图9(a)是表示对于轮廓跟踪处理公知的规则的图。该规则中，对于1个黑数据的位置周围的8个数据位置，逆时针旋转依次判断是否为黑数据，并将最初成为黑数据的数据位置设为下一个黑数据的位置。图9(a)的数字1～8表示根据最初的黑数据的位置搜索下一个黑数据的跟踪顺序，从数字1的位置向数字8的位置依次进行跟踪。

图9(b)是对将工件8的投影形状数据变换成2维位图数据的数据，应用(a)的轮廓跟踪处理的规则，且连接黑白界限的黑数据的位置的图。折弯线144表示跟踪处理的轨迹。涂上斜线的数据位置为黑白界限的黑数据位置，连接该位置的线是1次螺纹轮廓分布。

最初，进行从2维位图的左上位置向右方向搜索扫描黑数据的有无。在此，通过从上至第二行的扫描，检测到最初的黑数据。将该位置设为最初的黑数据的位置145。在该黑数据的位置145的周围的8个数据位置中，根据(a)的规则搜索成为下一个黑数据的位置。(b)的例子中，从黑数据的位置145观察成斜下的数据位置、(a)中表示的跟踪的顺序中第四个数据位置为下一个黑数据的位置。反复进行该搜索，在到达2维位图的端部时，轮廓跟踪结束。

图9(b)中，在黑数据的位置146、148、150，作为跟踪处理的轨迹的折弯线144返回。工件8的轮廓形状中，即使是阳螺纹部2，也进行流畅的变化，因此该3个黑数据的位置146、148、150，由于垃圾等存在引起的噪声的可能性高，且从螺纹的截面形状观察，判断为异常。

图9(c)是进行将从螺纹的截面形状观察判断为异常的3个黑数据的位置146、148、150除去的平滑化处理，生成作为工件8的轮廓形状看作正常的2次螺纹轮廓分布的图。折弯线152未返回而成为单调变化的跟踪轨迹。在此，作为噪声判断基准，使用表示轮廓跟踪的轨迹的折弯线144中的返回的有无。也可以以折弯线144的方向的变化程度为噪声判断基准来代替返回的有无。另外，也可以通过工件8的看作正常的轮廓形状的跟踪轨迹将实际的跟踪轨迹规格化，并使用将看作正常的轮廓形状的跟踪轨迹和实际的轮廓形状的跟踪轨迹的差量超过规定的阈值范围时设为噪声的噪声判断基准。

这样，可以对通过公知的轮廓跟踪处理得到的轮廓分布数据应用预先制定的噪声判断基准进行除去噪声的平滑化处理，并算出表示工件8的螺纹轮廓分布的轮廓数据。

当S16、S18的处理结束时，使用投影摄像照相机38取得的工件8的投影形状数据，进行各种尺寸测定。工件8具有沿Y方向延伸的形状，因此一边使投影摄像照相机38从初始Y位置向－Y方向下降，一边依次进行工件8的尺寸测定是有效的。因此，在头部尺寸测定(S12)和头部孔深度测定(S14)之后，基于投影摄像照相机38取得的投影形状数据进行头部4的高度尺寸测定。该测定作为后述的全长算出(S26)的一部分而进行。具体而言，如图6所示，测定头部4的上面的Y位置Y₁₀和下面的Y位置Y₉。

在此，为了使表示头部4的上面的轮廓数据进入投影摄像照相机38的拍摄面，而控制Y马达29的运作，并利用传感器30取得Y₁₀的数据值。接着，一边使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，一边对各角度在2维位图上求得投影摄像照相机38取得的头部4的上面的轮廓数据的Y方向的位置，例如，以1μm单位算出Y₁₀的精密值。对于对各个角度算出的Y₁₀的精密值，求得最大值、最小值和平均值，将这些值加上来自传感器30的数据值，设为Y₁₀的最大值、最小值、平均值。

同样，对于头部4的下面，也取得来自传感器30的数据，然后一边使工件8以1度间隔绕轴旋转，一边在2维位图上求得投影摄像照相机38取得的头部4的下面的轮廓数据的Y方向的位置，例如，以1μm单位算出Y₉的精密值。对于对各个角度算出的Y₉的精密值，求得最大值、最小值和平均值，并将这些值加上来自传感器30的数据值，设为Y₉的最大值、最小值、平均值。

当头部4的高度尺寸测定结束时，使Y载物台26沿Y方向进一步下降，而进行头下R测定(S20)。头下R是头部4和阳螺纹部2之间的头下部的曲率半径。该处理通过运算控制装置100的头下R算出部118的功能而执行。具体而言，使用图9中说明的方法在2维位图上求得投影摄像照相机38取得的工件8的头下部3的轮廓数据。将该轮廓数据在图6中作为S20表示工件8的头下部3。求得将该轮廓数据的R部分两侧的两条直线形成的角度2等分的角度分割线，将从该线垂下至最近的两条直线的垂线的长度作为头下R算出。

图10是表示头下R的算出方法的图。图10(a)是表示工件8的头下部3的2维位图上的轮廓数据160的图。图10(b)是表示求得构成(a)的轮廓数据160的两条直线162、163，求得将该两条直线162、163形成的角度2等分的角度分割线164，并从该角度分割线164分别垂下至直线162、163的垂线166、167的图。

基于该垂线166、167的长度算出头下R的值。即，使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，对各角度分别求得垂线166、167的长度。对于360度，以1度间隔求得，因此垂线的长度值合计求得720个。对于求得的值，将其最大值、最小值、平均值设为头下R的值。

再次返回图5，S20之后，进行牙径测定(S22)、底径测定(S24)。牙径为螺纹牙的外径尺寸，底径为螺纹底的内径尺寸。该处理通过运算控制装置100的螺纹径算出部110的功能而执行。牙径测定(S22)和底径测定(S24)沿着工件8的阳螺纹部2的轴向对多个部位进行。图6中，将进行牙径测定(S22)和底径测定(S24)的3个部位的Y位置Y₈、Y₇、Y₆设为S22、S24，并将其表示。测定部位的数量可以根据工件8的阳螺纹部2的长度适当决定。

图11是表示牙径测定的方法的图。图11(a)、(c)是表示2维位图上的工件8的阳螺纹部2的轮廓数据的图，(b)是(a)的局部放大图。

图11(a)中，表示工件8的阳螺纹部2的两个轮廓数据170、171。两个轮廓数据170、171是表示工件8的阳螺纹部2的左右两侧的轮廓形状的数据。(b)是(a)的局部放大图，表示使用该图求得轮廓数据170的牙部的回归直线172的方法。牙部的回归直线172是通过阳螺纹部2的多个牙部顶点的平均位置的直线。

当求得回归直线172时，对轮廓数据170的整体求得处于比回归直线172更靠外径侧的牙部顶点。求得与回归直线172垂直的线173，并沿着垂直的线173延伸的方向移动回归直线172的位置。而且，求得与轮廓数据170中的至少1个牙部顶点连接的回归直线172的移动量的最大值a。移动量沿着与回归直线172垂直的线173测定。a是表示从回归直线172观察处于轮廓数据170中最外径侧的牙部顶点的位置的值。

接着，如图11(c)所示，使回归直线172沿着与其垂直的线173向轮廓数据171侧移动，求得与轮廓数据171中的多个牙部顶点连接的回归直线172的移动量的最大值b。b是表示从回归直线172观察处于轮廓数据171中最外径侧的牙部顶点的位置的值。牙径为工件8的阳螺纹部2中的牙部外径，因此(a+b)相当于工件8的阳螺纹部2的两个轮廓数据170、171的牙径值。

在此，使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，而分别求得各角度的两个轮廓数据的(a+b)。当求得360个(a+b)的值时，将其最大值、最小值、平均值设为该测定部位的牙径的测定值。如图6所示，对3个测定部位分别进行牙径的算出。3个测定部位的位置以大致覆盖工件8的阳螺纹部2的全长的整个区域的方式设定。测定部位的数量也可以是3个以外。例如，也可以为4个以上，也可以为两个以下。

图12是表示底径测定的方法的图。与图11一样，图12(a)、(c)是表示2维位图上的工件8的阳螺纹部2的轮廓数据的图，(b)是(a)的局部放大图。图12(a)中与图11一样表示两个轮廓数据170、171。底部测定与牙部测定类似，不同在于，图12(b)所示的回归直线176为通过阳螺纹部2的多个底部底点的平均位置的直线。

当对底部求得回归直线176时，如图12(b)所示，对轮廓数据170的整体求得处于比回归直线176更靠内径侧的底部底点的位置。求得与回归直线176垂直的线177，并沿着垂直的线177延伸的方向移动回归直线176的位置。而且，求得与轮廓数据170中的至少1个底部底点连接的回归直线176的移动量的最大值c。移动量沿着与回归直线176垂直的线177测定。c是表示从回归直线176观察处于轮廓数据170中最内径侧的底部底点的位置的值。

接着，如图12(c)所示，使回归直线176沿着与其垂直的线177向轮廓数据171侧移动，求得与轮廓数据171中的至少1个底部底点连接的回归直线176的移动量的最大值d。d是表示从回归直线176观察处于轮廓数据171中最内径侧的底部底点的位置的值。底径为工件8的底部的最小内径，因此(d－c)相当于工件8的阳螺纹部2的两个轮廓数据170、171的底径值。

在此，使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，并分别求得各角度的两个轮廓数据的(d－c)。当求得360个(d－c)的值时，将其最大值、最小值、平均值设为该测定部位的底径的测定值。底径测定与牙径测定成对进行，底径的测定部位与牙径的测定部位相同。

当算出牙径的测定值和底径的测定值时，算出有效径＝(牙径+底径)/2。对于有效径，也算出最大值、最小值和平均值。最大值根据牙径的最大值和底径的最小值算出，最小值根据牙径的最小值和底径的最大值算出，平均值根据牙径的平均值和底径的平均值算出。也可以使用除此以外的算出法进行与有效径相关的各种算出。

S22、S24的测定结束时，使Y载物台26进一步下降，进行把持工件8的阳螺纹部2的前端部的适配器80的环规82a的上面的Y位置Y₁的测定。具体而言，可以按照与已经说明的头部4的上面的Y位置Y₁₀和下面的Y位置Y₉的测定相同的顺序进行。即，为了使表示环规82a的上面的轮廓数据进入投影摄像照相机38的拍摄面，而控制Y马达29的运作，且利用传感器30取得Y₁的数据值。接着，一边使工件8以1度间隔绕轴旋转360度，一边在2维位图上求得投影摄像照相机38取得的环规82a的上面的轮廓数据的Y方向的位置，例如，以1μm单位算出Y₁的精密值。对于算出的每1度Y₁的精密值，求得最大值、最小值和平均值，将这些值加上来自传感器30的数据值，设为Y₁的最大值、最小值、平均值。

再次返回图5，接着进行全长算出(S26)。该处理通过运算控制装置100的全长算出部112的功能而执行。具体而言，基于已经测定的Y位置Y₁₀、Y₉、Y₁的值，以及环规82a的基准阴螺纹83a和工件8的阳螺纹部2的前端部的规定的啮合长度即3个螺距的长度＝5.25mm，算出工件8的全长。阳螺纹部2的全长作为{(Y₉－Y₁)+5.25mm}算出。也包含头部4的工件8的全长作为{(Y₁₀－Y₁)+5.25mm}算出。全长算出中，基于Y₁₀、Y₉、Y₁各自的最大值、最小值、平均值，算出全长的最大值、最小值、平均值。例如，阳螺纹部2的全长的最大值根据Y₉的最大值和Y₁的最小值算出，阳螺纹部2的全长的平均值根据Y₉的平均值和Y₁的平均值算出。也可以使用除此以外的算出法进行与全长相关的各种算出。

当全长算出(S26)结束时，进行工件8的各种尺寸的测定数据输出(S28)。该处理通过运算控制装置100的测定数据输出部124的功能而执行。具体而言，通过S12的头部尺寸测定、S14的头部孔深度测定、S20的头下R测定、S22的牙径测定、S24的底径测定、S26的全长算出而得到的各种尺寸的最大值、最小值、平均值等根据规定的检查表的格式记录于规定的记录部位，并利用输出装置104作为检查表106打印输出。

这样，根据螺纹尺寸自动测定系统10，可自动测定与螺纹相关的各种尺寸，且可将其测定结果作为规定格式的检查表自动输出。

上述中，通过光学性且非接触进行头部孔深度的测定。取而代之，为接触式，但可以使用螺纹检查用的头部孔锥，进行头部孔深度的测定。图13是表示在工件8中将头部孔锥180插入工件8的头部孔6中，利用投影摄像照相机38拍摄其状态，基于取得的投影形状数据算出头部孔深度D的方法的图。图13(a)是剖视图，(b)是俯视图。

螺纹检查用的头部孔锥180包含头部孔嵌合部182、外形为圆板状的凸缘部184、把持用圆筒部186、圆锥顶部188而构成。为了将头部孔锥180插入工件8的头部孔6，可以通过如下方式进行，即，利用两分度卡盘等把持凸缘部184和把持用圆筒部186，输送至头部孔6的上方，然后解除两分度卡盘等的把持，并使头部孔锥180落下。在使头部孔锥180向工件8的头部孔6落下时，优选从圆锥顶部188的上方侧向下方侧压入。两分度卡盘的头部孔锥180的把持和其解除、圆锥顶部188的压入也可以使用通过由空气压力控制装置102供给的空气压进行运作的活塞气缸机构等自动进行。

头部孔锥180的头部孔嵌合部182的高度尺寸G和形状可根据工件8的种类变更。其它凸缘部184、把持用圆筒部186、圆锥顶部188的尺寸和形状可以不管工件8的种类而设为相同。

将头部孔锥180插入工件8的头部孔6的状态下，利用投影摄像照相机38进行拍摄，基于该轮廓数据，可算出工件8的头部的上面和头部孔锥180的凸缘部184的下面之间的沿着Y方向的间隔尺寸Y₂。基于算出的间隔尺寸Y₂和头部孔锥180的头部孔嵌合部182的高度尺寸G，可作为头部孔深度尺寸D＝(G－Y₂)算出。

图14是表示根据工件8的种类而异的头部孔锥的图。在此，表示与3个工件8的种类对应的头部孔锥，除此以外的不同种类的工件8的头部孔锥也可以设为相同的构造。图14(a)中，在工件8的螺纹的标称为M12的情况下，与图13中说明的头部孔锥180相同。

图14(b)是表示工件8的螺纹的标称为M6时的头部孔锥180b的图。凸缘部184、把持用圆筒部186、圆锥顶部188与(a)相同。头部孔嵌合部182b的形状和尺寸与(a)不同。图4(c)是表示工件8的螺纹的标称为M3时的头部孔锥180c的图。凸缘部184、把持用圆筒部186、圆锥顶部188与(a)、(b)相同。头部孔嵌合部182c的形状和尺寸与(a)、(b)不同。

这样，通过使头部孔嵌合部182以外的要素的形状和尺寸共同化，可以不管工件8的种类，均共同地使用把持头部孔锥180、180b、180c的两分度卡盘等。

图15是实施方式的另一例的构成螺纹尺寸自动测定系统的螺纹尺寸自动测定装置12a的主要部分的正视图。图16是图15的螺纹尺寸自动测定装置12a的右侧视图。图17(a)是螺纹尺寸自动测定装置12a的俯视图，是表示使头部摄像照相机42退避至右侧的状态的图，图17(b)是表示使头部摄像照相机42移动至拍摄位置的状态的俯视图。图18是在螺纹尺寸自动测定装置12a的俯视图中省略了头部摄像照相机42的图。

在另一例的螺纹尺寸自动测定系统中，防振台14、筐体15、基台16、运算控制装置100、空气压力控制装置102及输出装置104(参照图1)的基本结构与图1～图12所示的结构相同。另一例的构成螺纹尺寸自动测定系统的螺纹尺寸自动测定装置12a为龙门型。具体而言，在螺纹尺寸自动测定装置12a的形成基台16的上面的上面板16a上，竖立设置并固定有外形为四角柱的柱部件190。柱部件190如图17所示，从Y方向观察时的形状为大致矩形。在柱部件190的正面(图15的正前侧面、图16的左侧面、图17(a)的下侧面)安装有升降促动器192。

升降促动器192包含固定于柱部件190的正面(+X方向侧)的促动器壳体194、螺纹轴(未图示)、Y马达29a、螺母部件(未图示)。促动器壳体194是沿着上下方向即Y方向较长的长条状。在促动器壳体194的上面固定有Y马达29a的壳体，在从Y马达29a向下方(－Y方向)延伸的输出轴上，螺纹轴在促动器壳体194内沿着－Y方向延伸配置，而可旋转地支承于促动器壳体194。由此，螺纹轴通过Y马达29a的旋转而旋转。Y马达29a的驱动通过运算控制装置100(图1)控制。在柱部件190的－X侧(图15的背侧，图16的左侧，图17(a)的上侧)，可沿Y方向移动地支承有形成后述的锥夹紧单元210的升降部件212。

在促动器壳体194的正面侧(+X侧)的Z方向两端部，沿着Y方向大致遍及全长地形成有平行的两个导向孔195。而且，Y工作台196沿着Y方向可移动地支承于促动器壳体194上。Y工作台196是沿着YZ平面的大致平板状的移动工作台。为了在图15中易于了解，以沙地表示Y工作台196。

促动器壳体194内的螺母部件经由多个滚珠与螺纹轴的螺纹部啮合，而构成滚珠丝杠机构。在螺母部件的Z方向两端部形成有平行的两个滑动腿部198(图17(a))。各滑动腿部198通过导向孔195从促动器壳体194向外侧突出。而且，在各滑动腿部198的前端部固定Y工作台196。由此，通过Y马达29a的旋转，Y工作台196可沿着Y方向移动。升降促动器192构成使Y工作台196相对于基台16向Y方向移动的轴向移动部。

另外，如图16所示，在促动器壳体194的+Z侧端部安装有线性标度方式的位置传感器200。即，位置传感器200检测Y工作台196的Y方向位置。位置传感器200只要光学性或磁性地且高精度地检测安装于例如Y工作台196上的移动部件202的Y方向位置即可。例如对于磁性的位置传感器200，在移动部件202安装有流过电流的励磁线圈和检测线圈，在固定于促动器壳体194的固定侧部件204的Y方向多个位置配置有固定侧线圈(未图示)。在移动部件202沿Y方向移动的情况下，移动部件202的励磁线圈及检测线圈与多个固定侧线圈之一接近对向，并根据检测线圈的两端的电压变化检测移动部件202的位置。表示移动部件202的检测位置的信号被发送至运算控制装置100(图1)。

光学测量装置32a支承于Y工作台196的正面(+X方向)侧。光学测量装置32a包含图像投影部34a和头部测量部40a而构成。图像投影部34a具有：固定于Y工作台196的正面侧且在Z方向上较长的下侧固定工作台230、固定于下侧固定工作台230的－Z侧端部的光源36、支承于下侧固定工作台230的+Z侧端部的投影摄像照相机38。

Z移动工作台232在Z方向上可移动地支承于下侧固定工作台230。Z移动工作台232通过线性促动器234相对于下侧固定工作台230沿Z方向移动。线性促动器234包含电动马达和滚珠丝杠机构，通过电动马达的旋转，使经由滚珠与滚珠丝杠机构的螺纹轴啮合的螺母部件沿Z方向移动。Z移动工作台232固定于螺母部件，通过螺母部件的Z方向的移动，Z移动工作台也沿Z方向移动。电动马达由运算控制装置100控制。由此，通过电动马达的旋转，投影摄像照相机38沿+Z方向或－Z方向进行移动。利用线性促动器234和Z移动工作台232构成合焦移动部50。投影摄像照相机38和光源36夹持作为拍摄对象的螺纹的工件8，并在Z方向上对向。作为构成线性促动器的电动马达，可以使用AC伺服马达或步进马达。

工件8与图1～图13的结构一样，拧入适配器80的环规82c，适配器80由紧固卡盘70保持。紧固卡盘70的支承台72固定于相对于基台16沿上下方向延伸的旋转部件236的上侧。

旋转部件236的下端绕Y轴可旋转地支承于在基台16上固定的旋转接头238。在固定于旋转部件236的Y方向中间部的带轮240和固定于θ马达64的输出轴的带轮242上架设有带244，θ马达64在基台16的上面板16a的下侧向+Z方向(图15中的右侧)偏离固定。由此，通过θ马达64的旋转，经由带244使旋转部件236旋转，紧固卡盘70与工件8一起绕Y轴旋转。只有能使支承台72旋转，也可以是任意结构。

投影摄像照相机38接收来自光源36的平行光线并使成为工件8的影像的投影形状在与XY平面平行的拍摄面上成像进行拍摄。

配置于工件8的上方的头部测量部40a具有：在Y工作台196的正面侧(+X侧)固定于下侧固定工作台230的上侧的上侧固定工作台250、安装于上侧固定工作台250的正面侧的头部照相机移动部252、头部摄像照相机42。头部照相机移动部252具有：在前端部固定有头部摄像照相机42的杆部254、使杆部254沿Z方向伸缩的活塞气缸机构256。活塞气缸机构256由运算控制装置100(图1)控制，通过由空气压力控制装置102(图1)供给的空气压可以使活塞在Z方向上往返移动。在活塞上固定有杆部254，通过活塞向－Z方向移动，头部摄像照相机42也向－Z方向移动，通过活塞向+Z方向移动，头部摄像照相机42也向+Z方向移动。由此，头部摄像照相机42可以在至少如图17(a)所示那样从XZ平面的工件8的位置P向+Z方向退避的位置和如图17(b)所示那样工件的位置P的正上方位置这两个位置之间移动。

头部摄像照相机42与图1～图12所示的结构一样，取得工件8的头部的形状的拍摄数据，并算出头部的直径尺寸、头部孔6(参照图3)的对边宽度尺寸等。头部测量部40a与图1～图12的结构不同，既不包含用于测定工件8的头部孔深度的激光光源，也不包含移动激光光源的促动器。取而代之，螺纹尺寸自动测定装置12a包含夹紧头部孔锥180(图19)而使之移动的锥夹紧单元210。

图19是表示图15的左侧视图中的锥夹紧单元210的图。如图15、图17、图19所示，锥夹紧单元210具有安装于柱部件190的－Z侧(图15、图17(a)的左侧、图19的正前侧)且在Y方向上较长的导向部件214、升降部件212。图19中省略了柱部件190及升降促动器192的图示。

升降部件212沿Y方向可移动地支承于导向部件214的－Z侧。在升降部件212安装有沿X方向可伸缩的伸缩臂216。伸缩臂216通过活塞气缸机构218进行伸缩。向活塞气缸机构218供给的空气压由空气压力控制装置102(图1)控制。在伸缩臂216的前端部，与工件8的上面可对向地安装有锥把持部220。锥把持部220是在下端部具有两个爪部221的两分度卡盘。两个爪部221通过由空气压力控制装置102供给的空气压进行工作，而向锥把持部220的半径方向移动。两个爪部221具有把持工件8的头部孔深度测定用的头部孔锥180(图19)的功能，和在工件8的上方解除头部孔锥180的把持，由此使头部孔锥180向头部孔6(参照图3)落下的功能。

如图19所示，升降部件212固定于在基台16上支承的上下杆222的前端部。上下杆222沿着Y方向设置，并通过活塞气缸机构224向Y方向位移。活塞气缸机构224由空气压力控制装置102控制。由此，空气压力控制装置102控制向锥夹紧单元210的各活塞气缸机构218、224及锥把持部220供给的空气压，由此可以使锥把持部220在规定的位置夹紧头部孔锥180，而移动至X方向及Y方向的规定位置，且在工件8的上方放开头部孔锥180以落至头部孔6。

锥夹紧单元210中也可以设为如下结构，即，在伸缩臂216的前端部安装激光光源而作为激光照射单元，由激光光源从工件8的头部的斜上侧向该头部照射激光。因此，锥夹紧单元210的锥把持部220优选设为可以与包含激光光源的激光照射部件交换的结构。

根据上述结构，可以使投影摄像照相机38移动至Y方向及Z方向的希望位置，头部摄像照相机42也可移动至Y方向及Z方向的希望位置。另外，仅通过在包含适配器80和紧固卡盘70的把持部68安置作为螺纹的工件8，就可自动测定工件8的轴向及绕轴的各种尺寸。另外，与上述的图5的S18的处理一样，利用运算控制装置100的轮廓数据算出部116算出轮廓数据后，在测定工件8的高度方向尺寸时，可对根据投影摄像照相机38的轮廓数据算出的Y方向位置、例如Y₁₀的最大值、最小值和平均值加上位置传感器200的高精度的检测数据。由此，可以更高精度地测定工件8的高度方向尺寸。其它结构及作用与上述图1～图12所示的结构相同。

另一方面，在图1～图12的结构或图15～图19的结构中，在进行工件8的绕Y轴的尺寸例如牙径及底径的测定时，如以下说明那样，也可以考虑异物的附着，而更高精度地进行测定。图20是表示在本发明实施方式的另一例的螺纹尺寸自动测定系统中算出轮廓数据后，以规定角度算出牙径的方法的图，是图12(c)的放大图。图21(a)是利用曲线连结规定角度的牙径dmax及底径dmin的测定数据并通过与角度θ的关系进行表示的图，图21(b)是作为螺纹的工件8的轴向的局部剖视图。图22表示在规定角度的牙径dmax的测定数据和测定数据的个数的关系中的理想模型的情况(a)和在1例中排除脱离规定范围的测定数据的情况(b)的图。

如图20所示，求得工件8的牙径dmax及底径dmin时，在工件8的绕Y轴的某个角度算出工件8的两个轮廓数据170、171后，如上述图1～图12的结构中说明的那样，在工件8的阳螺纹部2的轴向即Y方向的多个位置算出工件8的牙径dmax及底径dmin。此时，如上所述，根据与两个轮廓数据170、171的牙部的顶点连接的回归直线172、174求得轮廓数据170、171的牙径dmax(＝a+b)。另外，以工件8的绕Y轴的每隔规定的角度间隔，例如以每1度间隔求得牙径dmax的测定值。同样，根据与轮廓数据170、171的底部的底点连接的回归直线求得底径dmin的测定值。

此时，对于牙径dmax及底径dmin，当根据每隔规定的角度间隔的各角度的测定数据的组的整体分别求得最大值、最小值及平均值时，在工件8上附着有异物的情况下，可能产生大的误差。具体而言，如图21(b)所示，可能在工件8的阳螺纹部2上附着尘土、灰尘等异物11。图21(a)中，以纵轴表示牙径dmax、底径dmin，以横轴表示测定时的工件8的绕Y轴的旋转角度θ。此时，如基于上述异物11的附着而由单点划线Q1、Q2包围表示的部分那样，较大地偏离牙径dmax及底径dmin各自的全测定数据的平均值da、db，而产生误差。另外，在重复数次相同的运算处理求得牙径dmax及底径dmin的情况下，可能使一部分角度θ的测定数据的误差增大，且最终求得的计算值较大地偏离正确的值。由于这种情况，对牙径dmax及底径dmin进行下面的过滤处理，而代替从每隔规定的角度间隔的测定数据的组的整体求得牙径dmax及底径dmin的最大值、最小值及平均值。过滤处理中，从测定数据的组中排除一部分数据，并算出牙径dmax、底径dmin各自的最大值、最小值及平均值。

该过滤处理中，首先考虑没有异物11向工件8的阳螺纹部2附着的理想模型的测定数据的分布。此时，如图22(a)所示，在以横轴表示牙径dmax，以纵轴表示测定数据的个数的情况下，牙径dmax的测定数据成为正态分布。“理想模型”可以根据测定对象的螺纹的设计尺寸预先设定。另一方面，在工件8的阳螺纹部2上具有异物附着的1例中，测定数据如图22(b)所示那样分布。具体而言，图22(b)中，由于异物的存在，如实线α所示，平均值da1及众数db1从由虚线β表示的理想模型的平均值da向正侧偏离。理想模型的众数与平均值da相同。

而且，作为过滤处理，运算控制装置100以预先设定的理想模型的测定数据的平均值da为基准，从工件8的每隔规定的角度间隔的轮廓数据的工件8的牙径dmax的测定数据组中排除牙径dmax的测定数据的一部分。而且，基于牙径dmax的测定数据的剩余的组算出牙径dmax的值，例如最大值。

具体而言，在过滤处理中，将用于排除一部分数据的下限阈值即下限临界值和作为上限阈值的上限临界值，以各自理想模型的平均值da为基准，且作为与标准偏差σ成比例的范围设定。此时，作为可变更K的任意的比例常数，将从理想模型的平均值da向下侧和上侧偏离Kσ的值分别设为下限临界值(da－Kσ)、上限临界值(da+Kσ)。例如K设为1.0或1.2或0.7等任意的数。而且，如图22(b)所示，在实线α所示的牙径dmax的测定数据的曲线中，排除脱离从下限临界值(da－Kσ)至上限临界值(da+Kσ)的范围的测定数据(图22(b)的斜线部)。而且，基于测定数据的剩余的组，算出牙径dmax的值，例如牙径dmax的最大值、最小值和平均值。对于底径dmin，也与牙径dmax一样，设定上限临界值、下限临界值，并排除脱离从下限临界值至上限临界值的范围的测定数据，算出底径dmin的值，例如底径的最大值、最小值和平均值。而且，运算控制装置100使对牙径dmax、底径dmin算出的值在输出装置104(参照图1)中打印输出。

根据上述结构，可以更高精度地算出工件8的绕Y轴的尺寸的值。例如，如图22(b)中斜线部所示，对牙径dmax排除低于下限临界值的测定数据及超过上限临界值的测定数据，因此可以减少异物11的影响，而得到更接近牙径dmax的正确的值的最大值、最小值及平均值。需要说明的是，上述中，将平均值da至下限临界值的大小和平均值da至上限临界值的大小设为相同的值Kσ，但也可以使各自的大小不同。例如也可以将比例常数设为两个不同的值K1、K2，将下限临界值设为(da－K1σ)，且将上限临界值设为(da+K2σ)。此时，也可以使上限临界值的比例常数K2比下限临界值的比例常数K1σ小。另外，也可以在上限临界值及下限临界值的设定中不使用标准偏差σ，而将上限临界值及下限临界值设定成分别根据工件8的设计尺寸而预先设定的任意值。

另外，在上述图9所示的例子中，说明了进行工件8的轮廓跟踪处理，在2维位图的数据中除去判断为异常的数据，且进行平滑化处理而生成螺纹轮廓分布的情况。另一方面，也可以如下那样在2维位图的1次螺纹轮廓分布中，通过进行低通滤波而进行平滑化处理，并生成2次螺纹轮廓分布。

图23是表示在对工件8的规定角度的轮廓数据进行低通滤波的情况下，工件8的1次螺纹轮廓分布(a)和过滤处理后的2次螺纹轮廓分布(b)的图。1次螺纹轮廓分布是沿着工件8的轴向连续的测定数据的轨迹。

图23中，在1次螺纹轮廓分布中，通过低通滤波进行异物的附着引起的异常部分及噪声的除去。具体而言，运算控制装置100根据图9中所示的黑白的二值化的界限的黑数据求得轮廓数据。运算控制装置100将使工件8绕Y轴旋转时得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据中，沿工件8的Y方向连续的测定数据的轨迹设定为1次螺纹轮廓分布。进而，通过对1次螺纹轮廓分布进行预先设定的规定频率的低通滤波，来进行平滑化处理，并求得工件8的每隔规定的角度间隔的轮廓数据即2次螺纹轮廓分布。由此，运算控制装置100进行螺纹轮廓分布中的异常部分及噪声的除去。

例如，作为1次螺纹轮廓分布，有时得到图23(a)的由实线γ表示的曲线。该曲线γ中，基于噪声的高频的波形曲线与沿着螺纹轮廓的低频的波形曲线重叠。另外，曲线γ中，由单点划线Q3包围的部分中，异物附着于阳螺纹，该异物附着的部分也成为高频的波形。运算控制装置100对曲线γ进行低通滤波，以留下沿着作为轴向的Y方向预先设定的规定频率fA以下的频率波形，并除去高于规定频率fA的频率的波形。规定频率fA以从基于测定对象的螺纹的设计尺寸的理想模型的螺纹的螺距提高某个程度的方式预先设定。由此，从曲线γ的1次轮廓分布，除去基于噪声及异物的高频的波形，如图23(b)的由实线δ表示的曲线那样，得到低频的平稳的波形的2次轮廓分布。

该2次轮廓分布根据各角度求得。而且，如上述图11、图12或图21、22中所示的结构那样，基于各角度的轮廓分布，算出工件8的绕Y轴的尺寸，例如牙径、底径、各自的最大值、最小值及平均值。而且，运算控制装置100将对牙径、底径算出的值在输出装置104(参照图1)中打印输出。

此外，上述图23所示的低通滤波器进行的处理也可以设为如下处理，即，对1次轮廓分布进行傅立叶变换，除去超过规定频率fA的高频成分后，进行逆傅立叶变换，由此得到图23(b)的曲线δ那样的曲线。例如傅立叶变换可以设为高速傅立叶变换(FFT)，逆傅立叶变换可以设为逆高速傅立叶变换(IFFT)。另外，上述中说明了对工件8的阳螺纹部2的轮廓分布进行低通滤波的情况。另一方面，在工件8的阳螺纹部2以外的部分，例如在图10的头下R的轮廓数据160中具有高频的噪声或异物产生的异常部分的情况下，也可以进行低通滤波而减小或消除噪声及异物的影响。

图23中说明了在工件8的轮廓分布中对Y方向进行低通滤波的情况。另一方面，也可以在图23(a)的1次轮廓分布或图23(b)的2次轮廓分布中，预测绕Y轴的角度θ的偏离引起的Y方向位置的偏离。而且，也可以基于通过该预测的偏离而修正的点，对X方向位置的轨迹进行低通滤波。具体而言，运算控制装置100如上述那样，对于图9的黑白的二值化的界限的黑数据，使工件8绕Y轴旋转时，将得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据设定为1次螺纹轮廓分布。而且，运算控制装置100对工件8的每隔规定的角度间隔的轮廓分布，基于工件8每隔规定角度进行的偏离来预测Y方向的偏离。而且，运算控制装置100对应工件8的绕Y轴的角度，对根据通过预测的偏离修正的点而预测的点的X方向位置的轨迹进行低通滤波。而且，通过在1次轮廓分布的多个点反复进行该操作，生成过滤处理后的2次螺纹轮廓分布。另外，运算控制装置100基于过滤处理后的轮廓分布算出工件8的绕Y轴的尺寸的值。而且，运算控制装置100使对绕Y轴的尺寸算出的值在输出装置104(参照图1)中印刷输出。

图24是表示求得工件8的规定角度的轮廓数据时利用低通滤波器进行X方向的异常部分的除去的情况下，每隔规定角度旋转工件8时的1次螺纹轮廓分布的变化的图。图25(a)是表示在工件8的轮廓分布的一部分点上，对规定角度的X方向位置的轨迹进行低通滤波的情况下的过滤处理前的轨迹(a)和过滤处理后的轨迹(b)的图。

如图24(a)、(b)、(c)中所示，考虑使工件8每隔规定角度且同方向旋转而形成角度θ1、θ2、θ3的情况。在该情况下，工件8的阳螺纹部2为螺旋形状，因此1次螺纹轮廓分布沿着Y方向逐渐偏离。另外，各规定角度每个轮廓分布有时均偏离X方向及Y方向。例如，牙部的多个顶点G1、G3、G5……及底部的底点G2、G4……中，着眼于1个牙部的顶点G3。此时，顶点G3向Y方向的偏离基于测定对象的螺纹的螺距如L1、L2那样被预先预测。由此，通过该偏离L1、L2进行修正且根据将X方向位置设为与点G3相同的点G3a、G3b，将在规定距离内存在的顶点预测为各角度θ1、θ2的点G3。图24中，各角度θ1、θ2的点G3从点G3a、G3b沿X方向偏离D1、D2。而且，对于角度θ，该预测的顶点G3的X方向位置的轨迹以图25(a)的η1表示。图25(a)的横轴表示工件8的绕Y轴的旋转角度θ，纵轴为顶点G3的X方向位置。

从图25(a)可知，顶点G3的X方向位置的轨迹即曲线η1中，基于噪声的高频的波形曲线与低频的波形曲线重叠。另外，曲线η1中，由单点划线Q4包围的部分中，由于异物对工件8的阳螺纹部的附着而成为高频波形。

运算控制装置100对曲线η1沿着Y方向进行低通滤波，以留下预先设定的规定频率fB以下的频率的波形，并除去超过规定频率fB的频率的波形。规定频率fB根据测定对象的螺纹的螺距、导程等规定设计尺寸预先设定。由此，从曲线η1除去基于噪声及异物的高频的波形，如图25(b)的曲线η2那样，除去异物的影响而使之平滑化。需要说明的是，对于顶点G3的X方向位置的轨迹理想性地，X方向位置为一定的直线，但在工件8的紧固卡盘70(图1或图15)进行的保持状态下，工件8可能相对于上下方向(Y方向)稍微倾斜。这样，在工件8倾斜的情况下，如图25(b)所示，X方向位置易于成为曲线。上述图24、图25中表示的结构在工件8倾斜的这种情况下，在减小噪声及异物的影响的点上是有效的。

而且，运算控制装置100对于包含图24的顶点G3以外的牙部的顶点G1、G5……及底部的底点G2、G4……且轮廓分布的多个位置的X方向位置，也与顶点G3一样进行低通滤波。而且，运算控制装置100基于各顶点及各底点生成各角度θ的过滤处理后的2次螺纹轮廓分布。由此，在2次螺纹轮廓分布中，进行异物的附着引起的异常部分及噪声的除去。而且，运算控制装置100基于过滤处理后的各角度θ的2次轮廓分布，按照图11、图12或图21、22中所示的结构那样算出工件8的绕Y轴的尺寸，例如牙径、底径各自的最大值、最小值及平均值。

需要说明的是，在上述图25所示的利用低通滤波器进行处理的情况下，也可以使用傅立叶变换及逆傅立叶变化。具体而言，也可以对图25(a)所示的轮廓分布的X方向位置的轨迹进行傅立叶变换，除去超过规定频率fA的高频成分后，进行逆傅立叶变换，由此进行得到图25(b)那样的曲线的处理。此时，使用FFT作为傅立叶变换，也可以使用IFFT作为逆傅立叶变换。

图26是表示用于固定工件的适配器的另一例的与图4对应的图。在图3、图4中说明的结构中，在固定工件8的适配器80中，为了以1个螺距长度单位精确地调整工件8的阳螺纹部2向环规82a的拧入深度，使用垫片84a、84b、84c。另一方面，在图1～图25所示的结构的任一结构中，如图26所示，也可以设为适配器80d不夹持垫片的结构。

在图26所示的适配器80d中，作为环规82a的另一端面的下面与支架86的止动凸缘部90的上面抵接。

此时，支架86的阳螺纹92a从下方拧入环规82a的基准阴螺纹83a。在该情况下，环规82a的下端至阳螺纹92a的上端的长度与阳螺纹92a从止动凸缘部90的上面的突出高度HS相同。而且，在适配器80d中，可以从基准阴螺纹83a的上侧拧入工件8的阳螺纹部2(参照图3、图4)的长度即拧入长度Lw为{(环规82a的厚度DR)－(支架86的阳螺纹92a的突出高度HS)}。该拧入长度Lw设定成基准阴螺纹83a的螺距Pc的整数倍(＝N×Pc)。在此，N为任意整数。

另外，也可以将N1、N2设为任意整数，并将环规82a的厚度DR设定为基准阴螺纹83a的螺距Pc的整数倍(＝N1×Pc)，且支架86的阳螺纹92a的突出高度Hs也设定为螺距Pc的整数倍(＝N2×Pc)。

在将支架86与环规82a结合的情况下，将支架86的阳螺纹92a从环规82a的下面侧拧入环规82a的基准阴螺纹83a。另外，从环规82a的上面侧将图3所示的工件8的阳螺纹部2的前端部拧入环规82a的基准阴螺纹83a，且将工件8的阳螺纹部2的前端与支架86的阳螺纹92a的前端抵接。由此，将工件8固定于环规82a。此时，如上所述，将环规82a的上侧的拧入长度Lw设为基准阴螺纹83a的螺距Pc的整数倍。该拧入长度Lw为工件8的阳螺纹部2与环规82a啮合的啮合长度Lw，可以以1个螺距的长度单位精确地调整。例如，在将(环规82a的厚度DR)设为8个螺距的长度且将支架86的阳螺纹92a的突出高度Hs设为5个螺距的情况下，工件8的阳螺纹部2的啮合长度Lw可调整成3个螺距的长度。因此，可以根据环规82a的上面的Y位置的测定值精确地求得工件8的阳螺纹部2的前端部的Y位置。

另外，作为工件8，即使在使用相同规格的螺纹的情况下，由于在前端部具有不完整螺纹部等原因，有时阳螺纹部2的前端部也不能与基准阴螺纹83a充分啮合。考虑到这种情况，适配器80d中，优选准备上侧的拧入长度Lw为螺距Pc的不同的整数倍的多种适配器。

另外，如图3、图4所示结构，在环规82a和支架86之间配置垫片84a、84b、84c而调整螺纹的啮合长度的结构中，提高垫片的尺寸精度是非常重要的。另一方面，提高垫片的尺寸精度比提高厚度较大的环规82a的尺寸精度的情况难。由此，在使用垫片的结构中，与图26的结构相比，测定精度可能变低。另外，垫片比环规82a易于变形。根据图26的结构，与使用垫片的结构的情况相比，可提高测定精度。特别是若是螺距Pc较小的小螺纹，则优选使用以更高精度的形状进行啮合的部件，在该点上，图26的结构是有利的。另外，可省略垫片，因此可实现成本降低。例如，没有垫片的高精度的适配器的制造成本，有时与高精度的垫片的制造成本大致同程度。

Claims (13)

1.一种螺纹尺寸自动测定系统，其以螺纹为测定对象工件，所述螺纹尺寸自动测定系统包括：

把持部，其把持所述工件的阳螺纹的轴向的一端；

把持旋转部，其绕轴向360度旋转驱动所述把持部；

光学测量装置，其光学性且非接触地测量被所述把持部把持所述阳螺纹的轴向的一端的所述工件的尺寸；

轴向移动部，其使所述光学测量装置相对于把持部沿轴向相对性地移动；以及

运算控制装置，其算出并输出所述工件的轴向及绕轴的尺寸，

其中，所述运算控制装置包含：

螺纹径算出部，其算出与所述工件的螺纹牙相关的尺寸及与螺纹底相关的尺寸；和

全长算出部，其算出沿所述工件的轴向的全长。

2.根据权利要求1所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述把持部包含：

适配器，其具有圆板状外形，且在一端面的中心具有规定啮合长度的阴螺纹，所述规定啮合长度的阴螺纹在拧入所述工件的所述阳螺纹的前端部时，能够使所述工件的轴向不晃动而固定；以及

紧固卡盘，其至少在3点夹持固定所述适配器的外周侧面。

3.根据权利要求2所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述适配器具有：

环规，其刻有具有与所述工件的所述阳螺纹的螺纹尺寸对应而预定的啮合精度的基准阴螺纹；以及

圆板状的支架，其具有突出有与所述环规的基准阴螺纹啮合的所述阳螺纹的一端面，

其中不管所述工件的螺纹尺寸，所述支架的圆板形状均为共同的形状。

4.根据权利要求1所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

将轴向设为Y方向，将与Y方向垂直的面设为XZ平面，

所述螺纹尺寸自动测定系统具备基台，所述基台具有与XZ平面平行的上面，

所述把持部可绕轴向旋转地设于所述基台的上面，

所述轴向移动部包含搭载有所述光学测量装置的移动工作台，即相对于基台沿着Y方向能移动至任意Y位置的移动工作台，

所述光学测量装置包含测定所述工件的轴向及绕轴的尺寸的图像投影部。

5.根据权利要求4所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述图像投影部具有：

光源，其相对于所述工件的Y方向中心线配置于Z方向的一侧并输出平行光线；以及

远心光学系统的投影摄像照相机，其相对于所述工件的Y方向中心线而配置于Z方向的另一侧，接收来自所述光源的所述平行光线，对于成为所述工件的影像的投影形状，具有与所述光源相同的受光光轴且仅使与光轴平行的成分在与XY平面平行的拍摄面上成像而进行拍摄。

6.根据权利要求5所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述运算控制装置包含轮廓数据算出部，其将由所述投影摄像照相机拍摄的所述工件的投影形状数据变换成具有任意的位置分辨率的位图的2维数据，

并使用规定阈值将所述位图的所述2维数据的各数据二值化成黑白。

7.根据权利要求6所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述轮廓数据算出部基于预先制定的噪声判断基准，对所述黑白的二值化界限中的数据进行将从所述工件的剖视图形观察而成为异常的数据作为噪声进行除去的平滑化处理，而求得表示螺纹轮廓分布的轮廓数据，

所述轮廓数据算出部基于使所述工件绕Y轴旋转360度时的每隔规定的角度间隔的轮廓数据，算出并输出所述工件的轴向及绕轴的尺寸。

8.根据权利要求7所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述螺纹尺寸自动测定系统包含合焦移动部，其沿着Z方向移动所述投影摄像照相机，

所述运算控制装置包含合焦位置算出部，

作为变换成所述位图的前处理，所述合焦位置算出部在由所述投影摄像照相机拍摄的螺纹的投影形状数据从白数据向黑数据过渡的边缘区域中，以在所述投影形状数据的黑白界限取得最大值的方式，使用预先制定的评价函数，一边利用所述合焦移动部使所述投影摄像照相机沿Z方向移动，一边求得各Z位置的所述评价函数的值，并以所述评价函数的值成为最大值的Z位置为合焦位置，来固定所述投影摄像照相机的Z方向位置。

9.根据权利要求7或8所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述运算控制装置对所述工件的每隔所述规定的角度间隔的轮廓数据求得所述工件的绕Y轴的尺寸的测定数据的组，

并排除脱离预先设定的下限阈值至预先设定的上限阈值的范围的所述尺寸的测定数据，且基于所述尺寸的测定数据的剩余的组算出所述绕Y轴的尺寸的值并输出至输出装置。

10.根据权利要求6所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述运算控制装置对于所述黑白的二值化的界限的数据通过如下方式进行平滑化处理，即，在使所述工件绕Y轴旋转时得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据中，对沿着所述工件的Y方向连续的测定数据的轨迹进行预先设定的规定频率的低通滤波。

11.根据权利要求6所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述运算控制装置对于所述黑白的二值化的界限的数据，基于所述工件每隔规定角度偏离对使所述工件绕Y轴旋转时得到的每隔规定的角度间隔的轮廓数据预测Y方向的偏离，对根据通过对应所述工件的绕Y轴的角度预测的偏离进行了修正的多个点而预测的点的X方向位置的轨迹进行低通滤波，生成过滤处理后的轮廓数据，基于过滤处理后的轮廓数据算出所述工件的绕Y轴的尺寸的值并输出至输出装置。

12.根据权利要求1所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述工件是具有头部和螺纹轴部且在所述头部具有紧固工具用的旋转槽或旋转孔的带头部的螺纹件，

所述光学测量装置包含测定所述工件的头部孔的深度的头部测量部。

13.根据权利要求12所述的螺纹尺寸自动测定系统，其中，

所述头部测量部具有：

头部摄像照相机，其在与XZ平面平行的拍摄面上拍摄所述工件的所述头部孔的形状；以及

激光光源，其以相对于所述工件的Y方向成规定的倾斜角度，跨过所述工件的所述头部的上面和所述头部孔的底面而照射在XZ平面上直线状延伸的光束，

所述运算控制装置包含：

头部尺寸算出部，其基于所述头部摄像照相机的拍摄数据算出所述工件的头部尺寸；以及

头部孔深度算出部，其利用所述头部摄像照相机分别检测从所述激光光源照射的直线状的光束投影于所述头部的上面和所述头部孔的底面的投影位置，并基于检测到的各个投影位置的XZ平面上的错位量和规定的倾斜角度算出所述头部孔的深度。