JP2002122404A - ゲージ検査機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目量の異なるゲージを検査しても、同じ操作
感覚でゲージの目盛合わせを可能として、操作性を向上
する。 【解決手段】 測定スピンドル２２の位置を微調整する
際に、その変位量を制御するためのジョグダイヤル５６
Ａと、前記測定スピンドル２２の位置を粗調整する際
に、その駆動方向及び駆動速度を制御するためのシャト
ルリング５６Ｂを備え、前記ジョグダイヤル５６Ａの回
転量と測定スピンドル２２の変位量の関係を、ゲージの
目量に応じて設定可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象の測定子
に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させたと
きの検査対象の表示値により、検査対象の指示精度を検
査するためのゲージ検査機に係り、特に、ダイヤルゲー
ジ、てこ式ダイヤルゲージ、指針測微器等のアナログ式
インジケータやデジタル式インジケータ等の各種インジ
ケータの検査に用いるのに好適な、操作性に優れたゲー
ジ検査機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各企業におけるダイヤルゲージ等
の使用数は、ますます増加する傾向にある。これは、ダ
イヤルゲージ等を汎用的な比較測定器として使用する従
来の方法に加え、ダイヤルゲージ等を専用測定治具等に
取り付け、ワークの合否を連続して測定する目的で使用
される例が増加しているためである。

【０００３】ところで、ダイヤルゲージ等の管理につい
ては、ＪＩＳあるいはＪＭＡＳ（日本精密測定機器工業
会規格）によって検査方法が規格化されている。このた
め、従来のダイヤルゲージ等の検査装置では、ＪＩＳあ
るいはＪＭＡＳ規格による検査方法を予めプログラム化
しておき、このプログラムに従ってダイヤルゲージ等の
検査を行えるようにした検査機が開発されている（例え
ば特開昭６３−９１５０８）。

【０００４】このような検査機を用いてダイヤルゲージ
等の検査を行う際には、それぞれの測定位置に測定スピ
ンドルを駆動して、ゲージの読みと検査機の読みを入力
し、そして、それぞれの測定位置の「ゲージの読み−検
査機の読み」を対応の測定位置の指示精度としていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、例えばマイクロメータヘッドを手で動かすことによ
り測定スピンドルを変位させていたため、操作に手間が
かかり、特に、測定位置間の移動に時間がかかるという
問題点を有していた。

【０００６】このような問題点を解決するべく、測定ス
ピンドルをモータにより駆動する半自動式とすることも
考えられるが、測定スピンドルの送り速度を、ゲージの
目量に関係なく一定とした場合には、検査機にゲージを
取り付けた後、測定基点（最初の測定位置、例えば零
点）の粗位置合せを行う検査の段取り時のスピンドル操
作に際して、ゲージの目量が、操作ボタンの送り速度に
反映されていないため、目量の大きいゲージと目量の小
さいゲージの全てに対して、良好な操作性を得ることは
できない。

【０００７】又、現在の測定方向（例えば小さな値から
大きな値、あるいは大きな値から小さな値）に関係な
く、常に測定スピンドルの移動方向を逆転可能とした場
合には、ゲージのヒステリシスを防止するため、測定位
置への目盛合せを行なっている測定中は許されない、測
定方向とは逆方向への移動が、操作ノブの誤操作により
発生してしまうことがあり、測定を始めからやり直さな
ければならないことがあるという問題点を有していた。

【０００８】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、操作性に優れたゲージ検査機を提供
することを課題する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象の測
定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させ
た時の検査対象の表示値により、検査対象の指示精度を
検出するためのゲージ検査機において、前記測定スピン
ドルの位置を微調整する際に、その変位量を制御するた
めのジョグダイヤルと、前記測定スピンドルの位置を粗
調整する際に、その駆動方向及び駆動速度を制御するた
めのシャトルリングとを備えることにより、前記課題を
解決したものである。

【００１０】又、前記ジョグダイヤルの回転量と測定ス
ピンドルの変位量の関係を、ゲージの目量に応じて設定
可能としたものである。

【００１１】又、前記シャトルリングの中間位置からの
回転方向に応じて測定スピンドルの駆動方向を制御し、
前記シャトルリングの中間位置からの回転角に比例する
速度で測定スピンドルを駆動するようにしたものであ
る。

【００１２】又、ゲージの目量に依存せず、前記ジョグ
ダイヤルの小さな回転量で測定スピンドルが大きく変位
し、且つ、前記シャトルリングで最大駆動速度が設定可
能とされた高速モードと、ゲージの目量に依存して、前
記ジョグダイヤルの大きな回転量で測定スピンドルが小
さく変位し、且つ、前記シャトルリングの最大回転角で
も、最大駆動速度が設定できないようにされた低速モー
ドとを設けたものである。

【００１３】又、検査の段取り時には前記高速モードと
低速モードを自由に切替え可能とし、測定中は、前記ジ
ョグダイヤルを低速モードに固定すると共に、測定方向
と逆の方向への変位指示及び前記シャトルリングによる
指示を無効にするようにしたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１５】本発明が適用されたダイヤルゲージ検査機
は、図１に示す如く、大別して、検査機本体１０と、操
作ボックス５０と、データ処理装置６０から構成され
る。

【００１６】前記検査機本体１０は、検査対象であるデ
ジタル表示のダイヤルゲージ８を固定する保持具１２が
上面に取り付けられた筐体１４を有する。

【００１７】前記筐体１４内には、モータ１６と、該モ
ータ１６によりタイミングベルト１８を介して回転駆動
され、軸方向に移動自在なボールねじ２０と、該ボール
ねじ２０の上端部に設けられた測定スピンドル２２と、
前記ボールねじ２０の中程に取り付けられた中間部材２
４と、該中間部材２４の移動範囲に対向して設けられた
高さ検出用のスケール２６と、前記モータ１６等からの
複数の信号線が集められた中継基板３２とを備えてい
る。

【００１８】前記ボールねじ２０は、その下端部に取り
付けられたナット３４と螺合し、該ナット３４に対して
回転且つ軸方向移動自在に軸支されている。前記ナット
３４の外側はホイールに形成されており、このホイール
と、前記モータ１６の出力軸に取り付けられたホイール
３６との間にかけ渡された前記タイミングベルト１８を
介して、モータ１６の回転動力が伝達されると、ボール
ねじ２０は回り止めされており、モータ１６の回転量に
応じた距離だけ軸方向（高さ方向）に移動する。

【００１９】前記中間部材２４のスケール２６と対向す
る面には、例えば発光ダイオード等の光源及びフォトセ
ル等の受光素子（図示省略）が取り付けられており、ス
ケール２６からの反射光を検出するようにされている。
受光素子からの検出信号は、プリアンプ（図示省略）で
波形整形された後、中継基板３２を介して外部に出力さ
れ、測定スピンドル２２の位置（高さ）を特定するため
に使用される。

【００２０】前記モータ１６には、タコジェネレータ
（ＴＧ）３８が軸支されており、該タコジェネレータ３
８からの速度信号は、中継基板３２を介して外部に出力
され、モータ１６の回転速度を検出するために使用され
る。

【００２１】このような構成を有する検査機本体１０で
は、中継基板３２を介してモータ１６に駆動信号が与え
られると、モータ１６が回転し、その駆動力はタイミン
グベルト１８を介してナット３４に伝達され、ボールね
じ２０が軸方向に移動を開始する。測定スピンドル２２
が指示された位置（測定の開始位置）に到達すると、測
定スピンドル２２の移動は停止し、ダイヤルゲージ８の
検査開始状態となる。このときの測定スピンドル２２の
初期位置は、中間部材２４に取り付けられた受光素子か
らの出力信号に基づいて特定される。

【００２２】そして、所定の検査手順に従って、測定ス
ピンドル２２を所定量移動させ、ゲージ先端８ａを押圧
移動させることにより、ダイヤルゲージ８の検査が行わ
れる。

【００２３】前記操作ボックス５０は、使用者によって
操作されるものであり、前記中継基板３２に接続されて
いる。この操作ボックス５０の前面には、測定値を取り
込むためのデータ入力ボタン５１、現在の測定をやり直
すためのリトライボタン５２、直前の測定値を取り消す
ためのキャンセルボタン５３、測定スピンドル２２を駆
動するモータ１６を緊急停止するためのモータ停止ボタ
ン５４、及び、測定スピンドル２２の上下を操作するた
めのジョグシャトル５６が設けられている。更に、必要
に応じて、前記データ入力ボタン５１と同じ働きを持つ
フットスイッチ５８も、前記中継基板３２に接続可能と
されている。

【００２４】前記ジョグシャトル５６の内側のジョグダ
イヤル５６Ａは、測定スピンドル２２の位置を微調整す
る際に、その変位量を制御するためのもので、例えばロ
ータリエンコーダ等のパルス発生器が接続されており、
該パルス発生器により発生されたパルスの量に比例する
移動量で、前記測定スピンドル２２を１：１で駆動す
る。ここで、１パルス当りの移動量を規定するパルスレ
ートは、ゲージの目量に応じて、後出パソコン本体６２
から設定可能とされている。

【００２５】前記ジョグシャトル５６の外側のシャトル
リング５６Ｂは、測定スピンドル２２の位置を粗調整す
る際に、その駆動方向及び駆動速度を制御するためのも
ので、スプリング（図示省略）で自動復帰可能とされた
中間位置を中心に、例えば±８０°程度回転可能とされ
ており、その回転角を検出するエンコーダやポテンショ
メータが接続されている。このシャトルリング５６Ｂの
回転角に比例する速度で、測定スピンドル２２が駆動さ
れる。速度のレートは、ゲージの目量に応じて設定可能
とされている。

【００２６】前記ジョグシャトル５６による制御モード
は、前記パソコン本体６２により、次の高速モードと低
速モードに切替え可能とされている。

【００２７】前記高速モードは、ゲージの目量に依存し
ない制御モードで、ジョグダイヤル５６Ａのパルスレー
トが、例えば、１／４回転当りの測定スピンドル２２の
移動量が比較的粗いゲージの目量（例えば１０μｍ）と
され、前記シャトルリング５６Ｂの速度レートが、最大
の回転角のとき、検査機の最大速度（例えば４ｍｍ／
秒）となるようにされる。

【００２８】又、前記低速モードは、ゲージの目量に依
存する制御モードで、前記ジョグダイヤル５６Ａのパル
スレートは、例えば１／４回転当りの測定スピンドル２
２の移動量が、測定中のゲージの目量とされ、前記シャ
トルリング５６Ｂの速度レートが、最大の回転角のと
き、ゲージの針が１回転する距離／秒となるようにされ
る。

【００２９】更に、測定の基点合わせを含む検査の段取
り時には、前記高速モードと低速モードが自由に切替え
可能とされ、迅速な段取りが可能とされる。

【００３０】一方、測定中（目盛合わせ時）には、前記
ジョクダイヤル５６Ａが低速モードに固定されると共
に、測定の方向と逆の方向への移動指示は無効とされ
る。従って、誤操作により測定スピンドルを測定中に逆
方向に移動してしまうことがなく、ヒステリシス等の影
響により、測定をやり直すことが防止される。又、測定
位置近傍までの高速移動用のシャトルリング５６Ｂの操
作は無効とされる。

【００３１】前記データ処理装置６０は、例えば汎用の
パーソナルコンピュータシステムから構成されており、
パソコン本体６２及びデスプレイ装置６４を有する。該
データ処理装置６０のパソコン本体６２内の例えばＰＣ
Ｉバスには、前記検査機本体１０に接続される制御部７
０が基板として装着されている。図１においては、制御
部７０を分かり易くするために、パソコン本体６２から
取り出した状態を示している。

【００３２】前記制御部７０は、図２に詳細に示す如
く、パソコン本体６２のＰＣＩバスに接続されるＰＣＩ
ブリッジ７２と、該ＰＣＩブリッジ７２に接続され、検
査機本体１０の制御を行うＣＰＵ７４と、制御部７０内
のバス７６に接続されるカウンタ７８、モータコントロ
ーラ８０、ジョグカウンタ８４、操作ボックスインター
フェイス（Ｉ／Ｆ）８６、フットスイッチＩ／Ｆ８８、
ダイヤルゲージの測定値を入力するためのダイヤルゲー
ジＩ／Ｆ９０等が設けられている。

【００３３】前記ＣＰＵ７４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内
蔵するワンチップマイクロコンピュータから構成され
る。又、前記モータコントローラ８０の出力側には、モ
ータドライバ９２が接続されている。該モータドライバ
９２の出力側は、中継基板３２のモータ（ＭＯＴＯＲ）
端子を通じてモータ１６に接続されている。前記モータ
コントローラ８０は、ＣＰＵ７４から送られてくる測定
スピンドル２２の位置に応じた指令値に従って、モータ
１６を駆動するための速度指令（制御パルス信号）を、
モータドライバ９２に出力する。

【００３４】前記カウンタ７８は、中継基板３２のスケ
ール（ＳＣＡＬＥ）端子を通じて送られてくる、プリア
ンプ（図示省略）で波形整形された受光素子からの出力
信号を受信し、測定スピンドル２２の位置を特定するた
めにカウントする。

【００３５】前記ジョグカウンタ８４は、中継基板３２
のジョグ（ＪＯＧ）端子を通じて操作ボックス５０のジ
ョグダイヤル５６Ａに接続されている。

【００３６】前記操作ボックスＩ／Ｆ８６は、中継基板
３２の操作ボックス（ＢＯＸ）端子を通じて、操作ボッ
クス５０のシャトルリング５６Ｂ、ボタン５１〜５４等
に接続されている。又、ＰＣＩブリッジ７２は、ＰＣＩ
バスを相互接続する回路である。

【００３７】前記のようなダイヤルゲージ検査機を用い
た本発明による測定は、図３に示すような手順に従って
行われる。

【００３８】即ち、検査開始後、まずステップ１００
で、ジョグシャトル５６により、ダイヤルゲージ８の表
示値を見ながら、表示値が測定の基点（通常は零点）と
なるように測定スピンドル２２の位置を合わせる。具体
的には、まず、シャトルリング５６Ｂで測定スピンドル
２２の位置を高速移動させた後、ジョグダイヤル５６Ａ
で微調整して、ダイヤルゲージ８の表示値がちょうど測
定開始点になるようにする。

【００３９】次いでステップ１０２で、前記データ入力
ボタン５１又はフットスイッチ５８を押すことによりデ
ータを入力して、測定の基点合わせを完了させる。

【００４０】次いでステップ１０４で、モータ１６によ
り測定スピンドル２２を高速で駆動して、次の測定位置
までアプローチ距離分残した手前の位置に自動位置決め
する。この際、手動で次の測定位置丁度まで測定スピン
ドル２２を低速移動させるためのアプローチ距離は、パ
ソコン本体６２から設定可能である。

【００４１】次いでステップ１０６で、ジョグシャトル
５６を用いて測定スピンドル２２を手動で駆動すること
により、ダイヤルゲージ８の針が、ちょうど次の測定位
置になるように手動位置合せ（目盛合せ）を行う。この
際、本発明により、ジョグダイヤル５６Ａは低速モード
に固定されると共に、測定方向と逆の方向の操作指示が
無効とされ、シャトルリング５６Ｂも無効とされる。従
って、低速モードに固定されたジョグダイヤル５６Ａに
より、測定の方向と逆方向へ誤操作する心配なく、ゆっ
くり目盛合わせを行うことができる。

【００４２】なお、前記リトライボタン５２が押された
時には、ゲージのヒステリシスの影響を排除可能な位置
まで測定スピンドル２２を後退させた後、再び当該測定
位置におけるアプローチ処理が行われるようにされる。

【００４３】又、前記キャンセルボタン５３が押された
時には、最後の測定結果を削除し、削除された測定結果
に対応する測定目標位置が再測定されるようにする。

【００４４】手動位置合せ終了後、ステップ１０８で、
前記データ入力ボタン５１又はフットスイッチ５８を押
すことにより、データを取り込む。

【００４５】ステップ１０８終了後、ステップ１１０に
進み、全測定位置に対する測定が終了するまで、上記操
作を繰り返す。

【００４６】このようにして、ジョグシャトル５６で、
ゲージの目量に依存する制御モード（実施形態では低速
モード）を選択可能とすることにより、目量の異なるゲ
ージを検査しても、同じ操作感覚でゲージの目盛合せが
可能になる。

【００４７】又、目盛合わせ測定中は、ジョグダイヤル
５６Ａが低速モードに固定されると共に、測定方向と逆
の方向への指示及びシャトルリング５６Ｂの指示が無効
とされ、機能が制限されるので、オペレータの誤操作を
防ぐことができる。

【００４８】なお、前記実施形態においては、本発明
が、ダイヤルゲージ検査機に適用されていたが、本発明
の適用対象はこれに限定されず、ダイヤルゲージ以外の
インジケータ等の検査にも同様に適用出来ることは明ら
かである。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、ゲージを検査する際の
操作性が向上し、短時間で多数のゲージを検査すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象の一例であるダイヤルゲージ
検査機の全体構成を示す図

【図２】同じく制御部の詳細構成を示すブロック図

【図３】本発明に係る実施形態の処理手順を示す流れ図

【符号の説明】

８…ダイヤルゲージ １０…検査機本体 １６…モータ ２０…ボールねじ ２２…測定スピンドル ２４…中間部材 ２６…スケール ５０…操作ボックス ５１…データ入力ボタン ５６…ジョグシャトル ５６Ａ…ジョグダイヤル ５６Ｂ…シャトルリング ５８…フットスイッチ ６０…データ処理装置 ７０…制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 栄一 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 (72)発明者 戸井田 洋一 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F061 AA16 DD25 DD40 FF72 FF81 GG01 GG36 HH04 JJ67 SS02 SS12 VV01 VV21 VV51 VV61

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象の測定子に当接される測定スピン
   ドルを所定位置に変位させた時の検査対象の表示値によ
   り、検査対象の指示精度を検出するためのゲージ検査機
   において、 前記測定スピンドルの位置を微調整する際に、その変位
   量を制御するためのジョグダイヤルと、 前記測定スピンドルの位置を粗調整する際に、その駆動
   方向及び駆動速度を制御するためのシャトルリングと、 を備えたことを特徴とするゲージ検査機。
2. 【請求項２】前記ジョグダイヤルの回転量と測定スピン
   ドルの変位量の関係が、ゲージの目量に応じて設定可能
   とされている請求項１に記載のゲージ検査機。
3. 【請求項３】前記シャトルリングの中間位置からの回転
   方向に応じて測定スピンドルの駆動方向が制御され、前
   記シャトルリングの中間位置からの回転角に比例する速
   度で測定スピンドルが駆動されることを特徴とする請求
   項１又は２に記載のゲージ検査機。
4. 【請求項４】ゲージの目量に依存せず、前記ジョグダイ
   ヤルの小さな回転量で測定スピンドルが大きく変位し、
   且つ、前記シャトルリングで最大駆動速度が設定可能と
   された高速モードと、 ゲージの目量に依存して、前記ジョグダイヤルの大きな
   回転量で測定スピンドルが小さく変位し、且つ、前記シ
   ャトルリングの最大回転角でも、最大駆動速度が設定で
   きないようにされた低速モードと、 を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載のゲージ検査機。
5. 【請求項５】検査の段取り時には前記高速モードと低速
   モードが自由に切替え可能とされ、測定中は、前記ジョ
   グダイヤルが低速モードに固定されると共に、測定方向
   と逆の方向への変位指示及び前記シャトルリングによる
   指示が無効にされることを特徴とする請求項４に記載の
   ゲージ検査機。