JP2002243411A

JP2002243411A - 寸法測定方法及び装置

Info

Publication number: JP2002243411A
Application number: JP2001040668A
Authority: JP
Inventors: Shiyouzou Katamachi; 省三片町
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28
Also published as: TW555957B; WO2002065052A1; KR20030074829A; US20040098221A1

Abstract

(57)【要約】【課題】シンプルな構成で簡単かつ正確にワークの寸法
測定を行うことができる寸法測定方法及び装置を提供す
る。【解決手段】ワークＷを保持するワークホルダ２２に
は、その内周部に多孔質体３４が配設され、その多孔質
体３４から噴出されるエアの求心作用でワークＷがワー
クホルダ２２の中心に保持される。ワークホルダ２２に
保持されたワークＷは、その端面の像をＣＣＤカメラ５
４で撮像され、そのＣＣＤ上に投影されたワークの端面
の画像に基づいてワークＷの偏芯量が画像処理により求
められる。これにより、ワークＷを回転させることな
く、ワークＷの寸法測定を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は寸法測定方法及び装
置に係り、特にフェルール等の微小円筒形部品の寸法を
測定する寸法測定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェルール等の微小円筒形部品の寸法を
測定する場合、従来は、ワークをＶ台等に載置し、その
内径部に接触式測定器の触針を当接させてワークを回転
させ、そのときの測定最大値と測定最小値から振れ量を
求めて、その半分を偏芯量として得ていた。

【０００３】また、非接触式で測定する場合は、例えば
特開平８−２９６４２号公報や特開平１０−２２７６１
９号公報、特開平６−１７４４３３号公報に開示されて
いるように、ワークをＶ台等に載置して回転させ、その
端面をＣＣＤカメラで撮像して得られた画像データを画
像処理して内径や外径、偏芯量を求めていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の寸法測定方法では、いずれもワークを回転させる機
構が必要となり、装置構成が大型化するという欠点があ
った。また、測定時にワークを回転させなければならな
いため、測定に時間がかかるという欠点があった。さら
に、Ｖ台等に載置した状態でワークを回転させるため、
時間の経過とともにＶ台等に磨耗が生じ、正確な測定が
できなくなるという欠点があった。また、ワークの外形
に部分的な凹み等の変形がある場合には、その分も内径
偏芯の量として測定されてしまい、正確な測定ができな
いという欠点があった。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、シンプルな構成で簡単かつ正確にワークの寸
法測定を行うことができる寸法測定方法及び装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
前記目的を達成するために、内径寸法及び内径中心に対
する外径中心の位置の情報が既知の円筒状のマスタをワ
ーク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部
から穴の中心方向に向けてエアを噴射することにより、
マスタを前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に
支持されたマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮
像工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部
の画像に基づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮
像倍率をマスタの既知の内径寸法の情報から求める撮像
倍率演算工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの
内径部の画像に基づいて前記撮像素子上におけるマスタ
の内径中心の位置を求めるマスタ内径中心位置演算工程
と、前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置、
撮像倍率情報及び既知の内径中心に対する外径中心の位
置情報に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外径
中心の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点に
設定する原点設定工程と、測定対象の円筒状のワークを
前記ワーク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴の
内周部から穴の中心方向に向けてエアを噴射することに
より、ワークを前記穴の中心に支持し、そのワーク受け
部材に支持されたワークの端面を前記撮像素子で撮像す
るワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワー
クの内径部の画像に基づいて撮像素子上におけるワーク
の内径中心の位置を求めるワーク内径中心位置演算工程
と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と
前記撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワ
ークの偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、からな
ることを特徴とする寸法測定方法を提供する。

【０００７】請求項１に係る発明は、ワークを回転させ
ることなく、円筒状ワークの偏芯量を測定する。すなわ
ち、まず、内径寸法及び内径中心に対する外径中心の位
置の情報が既知の円筒状のマスタをワーク受け部材に形
成された穴に挿入する。穴の内周部からは穴の中心方向
に向けてエアが噴射され、このエアの求心作用によって
マスタは穴の中心に支持される。次に、ワーク受け部材
に支持されたマスタの端面の像が撮像素子によって撮像
される。そして、その撮像素子上に投影されたマスタの
内径部の画像に基づいて撮像素子上に投影される画像の
撮像倍率がマスタの既知の内径寸法を利用して求められ
る。次に、撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画
像に基づいて撮像素子上におけるマスタの内径中心の位
置が求められる。そして、その求められたマスタの内径
中心の位置と撮像倍率及びマスタの既知の既知の内径中
心に対する外径中心の位置情報に基づいて撮像素子上に
おけるマスタの外径中心の位置が求められる。求められ
たマスタの外径中心の位置は、撮像素子上の原点として
設定される。次に、測定対象の円筒状のワークをワーク
受け部材に形成された穴に挿入する。ワークはマスタと
同様に穴の内周部から吹き出されるエアの求心作用によ
って、穴の中心に支持される。そして、そのワーク受け
部材に支持されたワークの端面が撮像素子によって撮像
される。ここで、ワークはワーク受け部材の内周部から
噴射されるエアの求心作用によって、穴の中心に支持さ
れており、その外径中心は撮像素子上に設定された原点
の位置と一致する。次に、撮像素子上に投影されたワー
クの内径部の画像に基づいて撮像素子上におけるワーク
の内径中心の位置が求められる。そして、その求めたワ
ークの内径中心の位置と撮像素子上に設定された原点の
位置とに基づいてワークの偏芯量、すなわち外径中心に
対する内径中心のズレ量が求められる。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、前記目的を
達成するために、内径寸法が既知の円筒状のマスタをワ
ーク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部
から穴の中心方向に向けてエアを噴射することにより、
マスタを前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に
支持されたマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮
像工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部
の画像に基づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮
像倍率をマスタの既知の内径寸法の情報から求める撮像
倍率演算工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの
内径部の画像に基づいて前記撮像素子上におけるマスタ
の内径中心の位置を求めるマスタ内径中心位置演算工程
と、前記マスタ撮像工程及び前記マスタ内径中心位置演
算工程を複数回実施して得られた複数個の前記撮像素子
上におけるマスタの内径中心の位置データ及び前記撮像
倍率に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外径中
心の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点に設
定する原点設定工程と、測定対象の円筒状のワークを前
記ワーク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴の内
周部から穴の中心方向に向けてエアを噴射することによ
り、ワークを前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部
材に支持されたワークの端面を前記撮像素子で撮像する
ワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワーク
の内径部の画像に基づいて前記撮像素子上におけるワー
クの内径中心の位置を求めるワーク内径中心位置演算工
程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置
と前記撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいて
ワークの偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、から
なることを特徴とする寸法測定方法を提供する。

【０００９】請求項２に係る発明は、内径寸法が既知の
円筒状のマスタを用いて撮像素子上の原点を設定する点
で請求項１に係る発明と相違する。本発明では、まず、
内径寸法が既知の円筒状のマスタをワーク受け部材に形
成された穴に挿入する。そして、その穴の内周部から穴
の中心方向に向けてエアを噴射することにより、マスタ
を穴の中心に支持する。次に、そのワーク受け部材に支
持されたマスタの端面を撮像素子で撮像する。次に、撮
像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基づいて
撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの既知
の内径寸法の情報から求める。次に、撮像素子上に投影
されたマスタの内径部の画像に基づいて撮像素子上にお
けるマスタの内径中心の位置を求める。次にマスタを周
方向に回転させ、あるいはマスタをワーク受け部材から
取り出して再び挿入し、撮像素子上に投影される内径部
の位置を移動させる。そして、その内径部の位置が移動
したマスタの端面を撮像素子で撮像する。次に、撮像素
子上に投影されたマスタの内径部の画像に基づいて撮像
素子上におけるマスタの内径中心の位置を求める。この
ように、撮像素子上に投影される内径部の位置を複数回
移動させて、内径中心の位置データを複数個（少なくと
も３個）取得する。そして、このようにして得られた複
数個の内径中心の位置データと撮像倍率とに基づいて撮
像素子上におけるマスタの外径中心の位置を求める。す
なわち、マスタは、エアの求心作用によって、常にその
外径中心の位置が一定位置に保持され、撮像素子上にお
いても常にその外径中心の位置は一定位置に位置する。
一方、マスタの偏芯量は不変なので、内径中心の位置が
複数箇所求まれば、その求めた各内径中心の位置から等
距離にある点を求めることにより、撮像素子上における
外径中心の位置を特定することができる。これは各内径
中心の位置を通る円を求め、その円の中心として求める
ことができる。そして、そのようにして求めた外径中心
の位置を撮像素子上の原点に設定する。

【００１０】また、請求項３に係る発明は、前記目的を
達成するために、端面に２つの指標が形成され、その指
標間距離及び少なくとも一方の指標に対する外径中心の
位置の情報が既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受
け部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴
の中心方向に向けてエアを噴射することにより、マスタ
を前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持さ
れたマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像工程
と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて
前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの
既知の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算工程
と、前記撮像素子上における指標の位置、撮像倍率情報
及び既知の指標に対する外径中心の位置情報に基づいて
前記撮像素子上におけるマスタの外径中心の位置を求
め、その位置を前記撮像素子上の原点に設定する原点設
定工程と、測定対象の円筒状のワークを前記ワーク受け
部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の
中心方向に向けてエアを噴射することにより、ワークを
前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持され
たワークの端面を前記撮像素子で撮像するワーク撮像工
程と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画
像に基づいて撮像素子上におけるワークの内径中心の位
置を求めるワーク内径中心位置演算工程と、前記撮像素
子上におけるワークの内径中心の位置と前記撮像素子上
に設定された原点の位置とに基づいてワークの偏芯量を
求めるワーク偏芯量演算工程と、からなることを特徴と
する寸法測定方法を提供する。

【００１１】請求項３に係る発明は、端面に２つの指標
が形成され、その指標間距離及び少なくとも一方の指標
に対する外径中心の位置の情報が既知の円柱又は円筒状
のマスタを用いて撮像倍率及び撮像素子上の原点を設定
する点で請求項１に係る発明と相違する。本発明では、
まず、端面に２つの指標が形成され、その指標間距離及
び少なくとも一方の指標に対する外径中心の位置の情報
が既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受け部材に形
成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向
に向けてエアを噴射することにより、マスタを穴の中心
に支持する。そして、そのワーク受け部材に支持された
マスタの端面を撮像素子で撮像する。次に、撮像素子上
に投影された指標の画像に基づいて撮像素子上に投影さ
れる画像の撮像倍率をマスタの既知の指標間距離の情報
から求める。次に、撮像素子上における指標の位置、撮
像倍率情報及び既知の指標に対する外径中心の位置情報
に基づいて撮像素子上におけるマスタの外径中心の位置
を求める。すなわち、少なくとも一方の指標に対する外
径中心の位置が既知なので、その一方の指標の位置を特
定できれば、この既知の外径中心の位置情報に基づいて
マスタの外径中心の位置を特定することができる。そし
て、そのようにして求めた外径中心の位置を画像素子上
の原点に設定する。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、前記目的を
達成するために、端面に２つの指標が形成され、その指
標間距離が既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受け
部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の
中心方向に向けてエアを噴射することにより、マスタを
前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持され
たマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像工程
と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて
前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの
既知の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算工程
と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて
前記撮像素子上における指標の位置を求めるマスタ指標
位置演算工程と、前記マスタ撮像工程及び前記マスタ指
標位置演算工程を複数回繰り返し実施して得られた複数
個の前記撮像素子上における指標の位置データ及び前記
撮像倍率に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外
径中心の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点
に設定する原点設定工程と、測定対象の円筒状のワーク
を前記ワーク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴
の内周部から穴の中心方向に向けてエアを噴射すること
により、ワークを前記穴の中心に支持し、そのワーク受
け部材に支持されたワークの端面を前記撮像素子で撮像
するワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワ
ークの内径部の画像に基づいて前記撮像素子上における
ワークの内径中心の位置を求めるワーク内径中心位置演
算工程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の
位置と前記撮像素子上に設定された原点の位置とに基づ
いてワークの偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、
からなることを特徴とする寸法測定方法を提供する。

【００１３】請求項４に係る発明は、端面に２つの指標
が形成され、その指標間距離報が既知の円柱又は円筒状
のマスタを用いて撮像倍率及び撮像素子上の原点を設定
する点で請求項１に係る発明と相違する。本発明では、
まず、端面に２つの指標が形成され、その指標間距離が
既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受け部材に形成
された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向に
向けてエアを噴射することにより、マスタを穴の中心に
支持する。そして、そのワーク受け部材に支持されたマ
スタの端面を撮像素子で撮像する。次に、撮像素子上に
投影された指標の画像に基づいて撮像素子上に投影され
る画像の撮像倍率をマスタの既知の指標間距離の情報か
ら求める。次に、撮像素子上に投影された指標の画像に
基づいて撮像素子上における指標の位置を求める。次に
マスタを周方向に回転させ、あるいはマスタをワーク受
け部材から取り出して再び挿入し、撮像素子上に投影さ
れる指標の位置を移動させる。そして、その指標の位置
が移動したマスタの端面を撮像素子で撮像する。次に、
撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて撮像素子
上における指標の位置を求める。このように、撮像素子
上に投影される指標の位置を複数回移動させて、指標の
位置データを複数個（少なくとも３個）取得する。そし
て、このようにして得られた複数個の指標の位置データ
と撮像倍率とに基づいて撮像素子上におけるマスタの外
径中心の位置を求め、その位置を撮像素子上の原点に設
定する。すなわち、マスタは、エアの求心作用によっ
て、常にその外径中心の位置が一定位置に保持され、撮
像素子上においても常にマスタの外径中心の位置は一定
位置に位置する。一方、各指標から外径中心までの距離
は不変なので、各指標の位置が複数箇所求まれば、その
求めた各指標から等距離にある点を求めることにより、
撮像素子上における外径中心の位置を特定することがで
きる。これは各指標を通る円を求め、その円の中心とし
て求めることができる。そして、そのようにして求めた
外径中心の位置を撮像素子上の原点に設定する。なお、
２つある指標の位置は少なくとも一方が求まればよい。

【００１４】また、請求項５に係る発明は、前記目的を
達成するために、前記撮像素子上に投影された前記ワー
クの内径部の画像に基づいて前記ワークの内径寸法を求
めるワーク内径寸法演算工程を含むことを特徴とする請
求項１、２、３又は４に記載の寸法測定方法を提供す
る。

【００１５】請求項５に係る発明によれば、撮像素子上
に投影されたワークの内径部の画像に基づいてワークの
内径が求められる。

【００１６】また、請求項６に係る発明は、前記目的を
達成するために、マスタが挿入された時の前記ワーク受
け部材の穴の内周部から噴射されるエアの背圧又は流量
を測定するマスタ背圧／流量測定工程と、ワークが挿入
された時の前記ワーク受け部材の穴の内周部から噴射さ
れるエアの背圧又は流量を測定するワーク背圧／流量測
定工程と、前記マスタが挿入された時の前記ワーク受け
部材の穴の内周部から噴射されるエアの背圧又は流量、
前記ワークが挿入された時の前記ワーク受け部材の穴の
内周部から噴射されるエアの背圧又は流量、及び前記マ
スタの既知の外径寸法に基づいて前記ワークの外径を求
めるワーク外径寸法演算工程と、を含むことを特徴とす
る請求項１、２、３、４又は５に記載の寸法測定方法を
提供する。

【００１７】請求項６に係る発明によれば、ワークの支
持と同時にワークの外径の測定が行われる。この外径測
定は、いわゆる空気マイクロメータの原理を利用して行
い、ワークの保持と同時に外径測定が行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る寸法測定方法及び装置の好ましい実施の形態につい
て詳説する。

【００１９】図１は、本発明に係る寸法測定装置の第１
の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。同図
に示すように、本実施の形態の寸法測定装置１０は、主
としてワーク受け部１２、撮像部１４、計測部１６、ワ
ーク供給回収部１８及び制御部２０で構成されている。

【００２０】ワーク受け部１２は、図１及び図２に示す
ように、マスタＭ又は測定対象のワークＷを所定位置に
保持するためのワークホルダ２２を備えている。ワーク
ホルダ２２は、円筒状に形成され、ベース２４に立設さ
れた支柱２６にブラケット２８Ａを介して鉛直に支持さ
れている。測定対象のワークＷは、このワークホルダ２
２の内周部に挿入されて支持される。このため、ワーク
ホルダ２２の下端面には、挿入されたワークＷの落下を
防止するためのストッパープレート３０が取り付けられ
ている。このストッパープレート３０は、円形の板状に
形成されており、その中央に円形の観測窓３０Ａが形成
されている。ワークホルダ２２に挿入されたワークＷ
は、その下端部がストッパープレート３０に係止されて
落下が防止される。

【００２１】また、このワークホルダ２２の内周部に
は、下端から中央にかけて所定径の嵌入穴３２が形成さ
れており、その嵌入穴３２には円筒状に形成された多孔
質体（焼結金属）３４が嵌入されている。そして、その
嵌入穴３２の内周部には、所定幅のエア供給溝３６が多
孔質体３４の全周に亘って形成されている。このエア供
給溝３６には、ワークホルダ２２の外周部に通じるエア
供給路３８が連通されており、このエア供給路３８には
エア供給ライン４０を介してエア供給装置４２が接続さ
れている。エア供給装置４２からは、圧縮エアが供給さ
れ、このエア供給装置４２から供給された圧縮エアが、
エア供給ライン４０、エア供給路３８を介してエア供給
溝３６に供給される。そして、このエア供給溝３６に供
給された圧縮エアが、多孔質体３４を介してワークホル
ダ２２の内周部に噴出される。この際、圧縮エアは、多
孔質体３４の内周部全周からワークホルダ２２の内周部
中央に向けて噴出され、この求心作用で、ワークホルダ
内に挿入されたワークＷがワークホルダ２２の内周部中
央に保持される。

【００２２】なお、ワークホルダ２２の下端面には円形
状の凹部４４が所定の深さをもって形成され、ストッパ
ープレート３０との間に所定の隙間４６が形成されてい
る。また、ストッパープレート３０には、この隙間４６
に通じる排気孔４８、４８、…が形成されており、ワー
クホルダ２２内に噴出された圧縮エアは、この排気孔４
８、４８、…を介して外部に排気される。

【００２３】撮像部１４は、ワークホルダ２２に保持さ
れたマスタＭ又はワークＷの端面の画像をＣＣＤで撮像
する。この撮像部１４は、ＡＦレンズユニット５０、Ａ
Ｆ駆動ユニット５２、ＣＣＤカメラ５４及び照明ユニッ
ト５６で構成されている。

【００２４】ＡＦレンズユニット５０は、ワークホルダ
２２から所定距離離れた下方位置に設置される。また、
このＡＦレンズユニット５０は、ワークホルダ２２に保
持されたワークＷ又はマスタＭの端面に対向して設置さ
れ、その光軸がワークホルダ２２に保持されたワークＷ
又はマスタＭの端面と直交するように配置される。

【００２５】ＡＦ駆動ユニット５２は、ＡＦレンズユニ
ット５０をＡＦ駆動し、ＡＦレンズユニット５０をワー
クホルダ２２に保持されたワークＷ又はマスタＭの端面
に合焦させる。このＡＦ駆動ユニット５２は、図示しな
い測距センサを備えており、この測距センサによるマス
タＭ又はワークＷの端面までの測距情報に基づいてＡＦ
レンズユニット５０をＡＦ駆動する。

【００２６】ＣＣＤカメラ５４は、ベース２４に立設さ
れた支柱２６にブラケット２８Ｂを介して支持されてい
る。ＡＦレンズユニット５０は、このＣＣＤカメラ５４
に取り付けられており、ＡＦレンズユニット５０で拡大
されたマスタＭ又はワークＷの端面の像が、このＣＣＤ
カメラ５４に内蔵されたＣＣＤで撮像される。

【００２７】照明ユニット５６は、ワークホルダ２２に
保持されたマスタＭ又はワークＷの端面に向けて照明光
を照射する。

【００２８】計測部１６は、主として画像処理装置５８
と演算処理装置６０とで構成されている。画像処理装置
５８は、ＣＣＤカメラ５４で撮像されたマスタＭ又はワ
ークＷの端面の画像データを画像処理して演算処理装置
６０に出力する。演算処理装置６０は、その画像処理デ
ータに基づきワークの偏芯量を求める。この演算処理装
置６０には、入力手段としてのキーボード６２が接続さ
れるとともに、出力手段としてのディスプレイ６４及び
プリンタ６６が接続されている。また、演算処理装置６
０には、所定のデータを記憶するための図示しないメモ
リが内蔵されている。

【００２９】ワーク供給回収部１８は、ワークＷの供給
と回収とを行う。このワーク供給回収部１８は、図１及
び図２に示すように、ワーク供給装置６８、ワーク回収
装置７０及び切替装置７２で構成されている。

【００３０】ワーク供給装置６８は、ワークホルダ２２
に測定対象のワークＷを１つずつ供給する装置であり、
図２に示すように、パーツフィーダ７４、供給管７６、
シャッタ７８及びストッパ８０で構成されている。

【００３１】パーツフィーダ７４は、供給管７６に接続
され、図示しないストッカに収納されたワークＷを順次
供給管７６に供給する。

【００３２】供給管７６は、切替装置７２に接続され、
パーツフィーダ７４から供給されるワークＷを切替装置
７２に導く。

【００３３】シャッタ７８は、供給管７６の先端部近傍
に設置され、供給管７６を通行するのを塞き止める。こ
のシャッタ７８は、図示しないシリンダによってシャッ
タープレート７８Ａを供給管７６内に突出させることに
より、そのシャッタープレート７８Ａで供給管７６内を
閉塞することによりワークＷを塞き止める。すなわち、
ワークＷは、シャッタープレート７８Ａが供給管７６内
に突出されると、そのシャッタープレート７８Ａに係止
されて切替装置７２への通行が塞き止められ、シャッタ
ープレート７８Ａが供給管７６内から退避すると、自由
に通行できるようになる。なお、シャッタープレート７
８Ａは、供給管７６内に突出されると、供給管７６を完
全に閉塞し、供給管７６内を密閉する。

【００３４】ストッパ８０は、シャッタ７８の上方位置
に設置され、シャッタ７８で係止されたワークＷの直後
のワークＷの移動（落下）を規制する。すなわち、ワー
クホルダ２２には、ワークＷを１つずつ供給する必要が
あるが、シャッタ７８が開けられると、供給管７６内の
全てのワークＷがワークフォルダ２２に供給されてしま
うため、これを規制するためにストッパ８０が設けられ
ている。ストッパ８０は、図示しないシリンダによって
ストッパ部材８０Ａを供給管７６内に向けて突出させる
ことにより、そのストッパ部材８０ＡでワークＷを供給
管７６の内壁面に押し付けて固定する。

【００３５】以上の構成のワーク供給装置６８によれ
ば、シャッタ７８を閉めた状態でパーツフィーダ７４か
ら供給管７６にワークＷを供給すると、ワークＷはシャ
ッタ７８で塞き止められて切替装置７２への供給が停止
される。この状態でストッパ８０を作動させると、シャ
ッタ７８に塞き止められた最先のワークＷの次のワーク
Ｗがストッパ８０によって固定される。そして、このス
トッパ８０によるワークＷの固定後、シャッタ７８を開
けると、最先のワークのみがシャッタ７８を通過して切
替装置７２へと供給される。供給後は、シャッタ７８を
閉じ、ストッパ８０による固定を解除して、ワークＷを
シャッタ７８まで送り、再び最先のワークＷの次のワー
クをストッパ８０で固定して、次の供給まで待機する。

【００３６】ワーク回収装置７０は、測定終了後のワー
クＷをワークホルダ２２から回収し、測定結果に応じて
分別回収する装置であり、図２に示すように、回収管８
２、エア吸引装置８４、ゲート８６、振分装置８８及び
回収ストッカ９０で構成されている。

【００３７】回収管８２は、切替装置７２に接続され、
測定終了後のワークＷを切替装置７２を介してゲート８
６に導く。

【００３８】エア吸引装置８４は、ゲート８６の近傍の
回収管８２に吸引管９２を介して接続され、その吸引管
９２を介して回収管８２内のエアを吸引する。このエア
吸引装置８４で回収管８２内のエアを吸引することによ
り、ワークホルダ２２内に収容されたワークＷが切替装
置７２を介して吸引されゲート８６まで導かれる。な
お、吸引管９２と回収管８２との接続部には、メッシュ
状に形成された流入防止板９２Ａが設置され、回収管８
２内を通過するワークＷが誤って吸引管９２内に吸い込
まれるのが防止されている。

【００３９】ゲート８６は、開閉自在に形成され、回収
管８２で回収されたワークＷを振分装置８８の前で一旦
塞き止める。

【００４０】振分装置８８は、ゲート８６に接続され、
計測部１６の計測結果に基づいてワークＷの回収先を振
り分ける。すなわち、ワークＷは、計測結果に基づいて
基準値を満たす『ＯＫワーク』と基準値を満たさない
『ＮＧワーク』とに振り分けられ、それぞれ回収ストッ
カ９０のＯＫストッカ９０ＡとＮＧストッカ９０Ｂとに
分別されて回収される。

【００４１】振分装置８８は、導管９４Ａの先端に備え
られた回動管９４Ｂを図示しない回動駆動手段で回動さ
せることにより、ワークＷの回収先をＯＫストッカ９０
ＡとＮＧストッカ９０Ｂとに振り分ける。

【００４２】以上のように構成されたワーク回収装置７
０によれば、ゲート８６を閉じた状態でエア吸引装置８
４を駆動すると、ワークホルダ２２から切替装置７２を
通って回収管８２内にワークＷが吸引される。吸引され
たワークＷは、回収管８２を通ってゲート８６まで導か
れる。振分装置８８は、その回収されたワークＷの計測
結果に基づき、ＯＫワークであれば、回動管９４Ｂの先
端をＯＫストッカ９０Ａに向け、ＮＧワークであれば、
回動管９４Ｂの先端をＮＧストッカ９０Ｂに向ける。そ
して、回動管９４Ｂの回動操作後、ゲート８６が開か
れ、ワークＷが回動管９４Ｂに導かれて、ＯＫストッカ
９０Ａ又はＮＧストッカ９０Ｂに回収される。

【００４３】切替装置７２は、ワークホルダ２２の接続
先を供給管７６と回収管８２とに選択的に切り替える装
置であり、図２に示すように、スライドブロック９４を
備えている。このスライドブロック９４は、ワークホル
ダ２２の上面を横方向にスライド自在に設けられてお
り、図示しない駆動手段に駆動されることにより、『供
給位置』と『回収位置』との間を往復移動する。また、
このスライドブロックには、供給路９６と回収路９８と
が形成されており、それぞれワーク供給装置６８の供給
管７６とワーク回収装置７０の回収管８２とに接続され
ている。

【００４４】以上のように構成された切替装置７２によ
れば、スライドブロック９４を『供給位置』に位置させ
ると、ワークホルダ２２の内周部と供給路９６とが連通
され、これにより、ワーク供給装置６８からワークホル
ダ２２にワークＷの供給が可能になる。一方、スライド
ブロック９４を『回収位置』に位置させると、ワークホ
ルダ２２の内周部と回収路９８とが連通され、これによ
り、ワークホルダ２２からワーク回収装置７０にワーク
Ｗの回収が可能になる。

【００４５】なお、ワークＷ又はマスタＭは、ワークホ
ルダ２２の内周部との間に２０μｍ〜５０μｍの隙間を
もって保持される。

【００４６】また、ワークＷ又はマスタＭの内径寸法は
φ０．５ｍｍ〜１ｍｍであり、ワーク回収時のエア吸引
動作に何ら不都合は生じない。

【００４７】なお、供給路９６には、小径の排気孔９６
Ａが形成されており、この排気孔９６Ａを介して、ワー
クホルダ２２の内周部に供給された圧縮エアの一部が排
気される。

【００４８】制御部２０は、演算処置装置６０からの制
御信号に基づき寸法測定装置１０を構成する個々の装置
を制御する。

【００４９】次に、前記のごとく構成された寸法測定装
置１０によるワークの寸法測定手順及び測定原理につい
て説明する。

【００５０】最初に初期設定が行われる。まず、ワーク
供給装置６８を利用してワークホルダ２２にマスタＭを
供給する。ワークホルダ２２に供給されたマスタＭは自
重で落下して、その先端がストッパープレート３０に係
止される。このマスタＭの供給後、エア供給装置４２が
駆動され、ワークホルダ２２のエア供給路３８に圧縮エ
アが供給される。供給された圧縮エアは多孔質体３４を
介してワークホルダ２２の内周部全周から内周部中央に
向けて噴出され、この求心作用でマスタＭがワークホル
ダ２２の内周部中央に保持される。

【００５１】ここで、このワークホルダ２２に供給され
るマスタＭには、図３に示すように、所定の寸法デー
タ、すなわち外径寸法Ｄ_M、内径寸法ｄ_M及び内径中心
Ｉ_Mに対する外径中心Ｏ_Mの位置があらかじめ測定され
たものが使用される（なお、本実施の形態では、外径寸
法Ｄ_Mは必ずしも必要ではない。）。

【００５２】なお、内径中心Ｉ_Mに対する外径中心Ｏ_M
の位置は、マスタＭの端面にマスタＭの内径中心Ｉ_Mを
座標中心（０，０）とするｘ−ｙ座標を設定し、そのｘ
−ｙ座標上における座標位置Ｏ_M（Δｘ，Δｙ）として
取得する。また、マスタＭの端面には、この設定したｘ
−ｙ座標のｙ軸の方向を示すマーク（ここでは黒三角マ
ーク▼）を記しておく。

【００５３】また、このマスタＭの供給とともに、オペ
レータは、このマスタの既知の寸法データＤ_M、ｄ_M、
Ｏ_M（Δｘ，Δｙ）をキーボード６２から入力する。入
力された寸法データは、演算処理装置６０に内臓された
メモリに記憶される。

【００５４】所定の寸法データが入力されると、マスタ
に対して所定の測定が行われる。すなわち、まず、制御
部２０から照明ユニット５６に駆動信号が出力され、マ
スタＭの端面に照明光が照射される。また、ＡＦ駆動ユ
ニット５２に駆動信号が出力され、ＡＦレンズユニット
５０がＡＦ駆動される。すなわち、ＡＦレンズユニット
５０がワークホルダ２２に保持されたマスタＭの端面に
合焦するようにＡＦ駆動される。そして、その合焦した
マスタＭの端面の像がＣＣＤカメラ５４によって撮像さ
れる。

【００５５】ここで、ＣＣＤカメラ５４のＣＣＤに投影
される領域は、図４に示すように、マスタＭの内径部ｍ
を含む矩形の領域Ａが投影される。画像処理装置５８
は、このＣＣＤカメラ５４のＣＣＤ上に投影されたマス
タＭの内径部ｍの画像、及び、マスタＭの既知の内径寸
法ｄ_Mに基づいて、ＣＣＤ上に投影される像の撮像倍率
Ｚを画像処理により求める。求められた撮像倍率Ｚは、
定数として演算処理装置６０に内蔵されたメモリに記憶
される。

【００５６】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投
影されたマスタＭの内径部ｍの画像に基づいてＣＣＤ上
におけるマスタＭの内径中心の位置Ｉ_Mを画像処理によ
り求める。

【００５７】さらに、画像処理装置５８は、図４に示す
ように、ＣＣＤ上に投影されたｙ軸方向を示すマーク
（▼）の位置からマスタＭの端面に設定されたｘ−ｙ座
標のｙ軸の方向を画像処理により求めるとともに、マス
タＭの内径中心の位置Ｉ_Mからｘ軸の方向（マスタＭの
内径中心の位置Ｉ_Mを通りｙ軸に直交する方向）を画像
処理により求める。すなわち、マスタＭの端面に設定さ
れたｘ−ｙ座標のＣＣＤ上における位置を画像処理によ
り求める。

【００５８】そして、その求めたＣＣＤ上におけるｘ−
ｙ座標を利用し、ＣＣＤ上におけるマスタＭの内径中心
の位置Ｉ_M、撮像倍率Ｚ及び既知の寸法データ（内径中
心Ｉ _Mに対する外径中心Ｏ_Mの位置）とに基づいてＣＣ
Ｄ上におけるマスタＭの外径中心Ｏ_Mの位置を画像処理
により求める。すなわち、ｘ−ｙ座標は、マスタＭの内
径中心Ｉ_Mを座標中心（０，０）としており、このｘ−
ｙ座標上におけるマスタＭの外径中心Ｏ_Mの座標位置Ｏ
_M（Δｘ，Δｙ）は既知であるので、画像処理により求
めたマスタＭの内径中心の位置Ｉ_Mと、その既知の寸法
データ（内径中心Ｉ_Mに対する外径中心Ｏ_Mの位置）、
及び撮像倍率Ｚに基づいてＣＣＤ上におけるマスタＭの
外径中心Ｏ_Mの位置を画像処理により求める。そして、
画像処理装置５８は、求めたマスタＭの外径中心Ｏ_Mの
位置を原点Ｏ（０，０）とするとするＸ−Ｙ座標（測定
座標系）をＣＣＤ上に設定する。

【００５９】以上により初期設定が完了する。初期設定
が完了すると、ワーク回収装置７０を利用してマスタＭ
がワークホルダ２２から回収される。以下、このマスタ
Ｍを基準とした比較測定が順次行われる。

【００６０】まず、制御部２０によってワーク供給装置
６８に駆動信号が出力され、ワークホルダ２２にワーク
Ｗが供給される。すなわち、シャッタ７８が開き、測定
対象のワークＷが１つワークホルダ２２の内周部に供給
される。なお、この際、切替装置７２のスライドブロッ
ク９４は、供給位置に位置しており、ワーク供給装置６
８の供給管７６がワークホルダ２２に接続された状態に
ある。

【００６１】シャッタ７８からワークホルダ２２に供給
されたワークＷは自重で落下して、その先端がストッパ
ープレート３０に係止される。このワークＷの供給後、
エア供給装置４２が駆動され、ワークホルダ２２のエア
供給路３８に圧縮エアが供給される。供給された圧縮エ
アは多孔質体３４を介してワークホルダ２２の内周部全
周から内周部中央に向けて噴出され、この求心作用でワ
ークＷがワークホルダ２２の内周部中央に保持される。

【００６２】このようにエアの求心作用でワークＷをワ
ークホルダ２２に保持することにより、ワークＷは、そ
の外径中心Ｏ_Wが、マスタＭの外径中心Ｏ_Mと同じ位置
に位置する。すなわち、ワークホルダ２２に保持される
ワークＷは、その外径中心Ｏ _Wが常にマスタＭの外径中
心Ｏ_Mと一致する。

【００６３】次に、図５に示すように、ワークホルダ２
２に保持されたワークＷの端面の像がＣＣＤカメラ５４
で撮像される。画像処理装置５８は、このＣＣＤカメラ
５４のＣＣＤ上に投影されたワークＷの内径部ｗの画像
に基づいてＸ−Ｙ座標（測定座標）上におけるワークＷ
の内径中心Ｉ_Wの座標位置（Ｘ_I，Ｙ_I）を画像処理に
より求める。

【００６４】ここで、上述したように、ワークＷはワー
クホルダ２２の中心に保持され、その外径中心Ｏ_Wは、
マスタＭの外径中心Ｏ_Mと同じ位置に位置する。マスタ
Ｍの外径中心Ｏ_Mは、Ｘ−Ｙ座標（測定座標）上で原点
Ｏ（０，０）に設定されているので、この原点Ｏと求め
た内径中心Ｉ_Wとの距離（＝（Ｘ_I ²＋Ｙ_I ²）^1/2）
を求めれば、ワークＷの偏芯量ω、すなわち内径中心Ｉ
_Wと外径中心Ｏ_Wとの差を求めることができる。

【００６５】画像処理装置５８は、求めたワークＷの内
径中心Ｉ_Wの座標位置（Ｘ_I，Ｙ_I）と原点Ｏの座標位
置（０，０）とに基づいて偏芯量ωを演算する。

【００６６】以上により、ワークＷの寸法測定が終了す
る。測定された寸法データ、すなわちワークＷの偏芯量
ωは、ディスプレイ６４上に表示されるとともに、必要
に応じてプリンタ６６でプリントアウトされる。

【００６７】また、測定が終了すると、制御部２０から
切替装置７２及びワーク回収装置７０に駆動信号が出力
され、そのワークＷの寸法データに基づき回収ストッカ
９０に分別回収される。すなわち、まず、切替装置７２
のスライドブロック９４が回収位置に移動し、回収路９
８とワークホルダ２２の内周部とが連通される。次い
で、エア吸引装置８４が駆動され、ワークホルダ２２か
らスライドブロック９４の回収路９８を通って回収管８
２内にワークＷが吸引されゲート８６まで導かれる。次
に、ワークＷの計測結果に基づき振分装置８８が駆動さ
れ、ＯＫワークであれば、回動管９４Ｂの先端がＯＫス
トッカ９０Ａに向けられ、ＮＧワークであれば、回動管
９４Ｂの先端がＮＧストッカ９０Ｂに向けられる。そし
て、回動管９４Ｂの回動操作後、ゲート８６が開かれ、
ワークＷが回動管９４Ｂに導かれて、ＯＫストッカ９０
Ａ又はＮＧストッカ９０Ｂに回収される。

【００６８】ワークＷが回収ストッカ９０に回収される
と、再び切替装置７２に駆動信号が出力され、切替装置
７２のスライドブロック９４が供給位置に移動して供給
路９６とワークホルダ２２の内周部とが連通される。そ
して、ワーク供給装置６８から新たなワークＷがワーク
ホルダ２２に供給され、同様の手順で測定、回収が行わ
れる。

【００６９】このように本実施の形態の寸法測定装置１
０によれば、ワークＷの供給、測定、回収を全自動で行
うことができる。また、測定に際してワークＷを回転さ
せたり、移動させたりする必要がないので、ワークＷの
回転機構や移動機構が不要となり、装置をシンプルな構
成でコンパクトにまとめることができる。また、ワーク
Ｗを回転させたり移動させたりする必要がないので、測
定も簡易迅速に行うことができる。さらに、ワークＷが
ワークホルダ２２に対して非接触で保持されるため、長
期継続して使用しても磨耗が生じず、常に安定した精度
で測定を行うことができる。また、ワークＷの外周に局
部的な変形が生じていても、その影響を排除して、常に
ワークＷをワークホルダ２２の中心に支持することがで
きるので、常に正確な測定を行うことができる。

【００７０】なお、本実施の形態では、マスタＭの端面
に設定したｘ−ｙ座標のｙ軸方向を特定する手段とし
て、マスタＭの端面に▼マークを形成しているが、ｙ軸
方向の特定方法は、これに限定されるものではなく、他
のマーク等で特定するようにしてもよい。

【００７１】次に、本発明に係る寸法測定装置の第２の
実施の形態について説明する。

【００７２】上述した第１の実施の形態の寸法測定装置
１０では、ワークＷの偏芯量の測定のみを行っている
が、本実施の形態の寸法測定装置では、ワークＷの内径
寸法ｄ _W、外径寸法Ｄ_W及び偏芯量ωの測定を行う。こ
の第２の実施の形態の寸法測定装置は、上述した第１の
実施の形態の寸法測定装置に次の外径測定部１００を付
加することにより構成される。

【００７３】図６は、外径測定部１００の概略構成を示
すブロック図である。同図に示すように、この外径測定
部１００は、空気マイクロメータの原理を利用してワー
クＷの外径寸法Ｄ_Wを測定する。エア供給装置４２から
供給される圧縮エアは、レギュレータ１０２、Ａ／Ｅ変
換器１０４を介してワークホルダ２２に供給される。レ
ギュレータ１０２はエア供給装置４２から供給された圧
縮エアのエア圧を一定にする。Ａ／Ｅ変換器１０４は、
ワークホルダ２２の内周部から噴出される圧縮エアの背
圧の変化を内蔵するベローズと差動変圧器とによって電
気信号に変換し、演算処理装置６０に出力する。演算処
理装置６０は、この電気信号に基づいてワークＷの外径
寸法を算出する。

【００７４】なお、ここで、図６に示すように、本実施
の形態のワークホルダ２２では、多孔質体３４に代えて
ノズル部材１０６が内周部に配置されている。このノズ
ル部材１０６は、図７に示すように、円筒状に形成さ
れ、その周面４箇所にノズル１０８、１０８、…が等間
隔に形成されている。

【００７５】エア供給路３８に供給された圧縮エアは、
エア供給溝３６を介して各ノズル１０８、１０８、…に
供給され、このノズル１０８、１０８、…からワークホ
ルダ２２の内周部中央に向けて噴出される。ワークホル
ダ内に挿入されたワークＷは、このノズル１０８、１０
８、…から噴出されるエアの求心作用でワークホルダ２
２の内周部中央に保持される。また、このノズル１０
８、１０８、…とＡ／Ｅ変換器１０４に内蔵された絞り
との間の圧力（背圧）の変化に基づいてワークＷの外径
寸法Ｄ_Wが測定される。

【００７６】以上のように、ワークＷの外径寸法Ｄ
_Wは、ワークホルダ２２の内周部から噴出される圧縮エ
アの背圧の変化に基づき測定される。

【００７７】一方、ワークＷの内径寸法ｄ_Wは、画像処
理装置５８が、ＣＣＤカメラ５４のＣＣＤ上に投影され
たワークＷの内径部ｗの画像、及び、撮像倍率Ｚに基づ
いて画像処理により求める。

【００７８】次に、前記のごとく構成された第２の実施
の形態の寸法測定装置によるワークの寸法測定方法につ
いて説明する。

【００７９】最初に初期設定が行われる。まず、ワーク
供給装置６８を利用してワークホルダ２２にマスタＭを
供給する。マスタＭの供給後、エア供給装置４２が駆動
され、ワークホルダ２２のエア供給路３８に圧縮エアが
供給される。供給された圧縮エアはノズル１０８、１０
８、…を介してワークホルダ２２の内周部全周から内周
部中央に向けて噴出され、この求心作用でマスタＭがワ
ークホルダ２２の内周部中央に保持される。

【００８０】ここで、このワークホルダ２２に供給され
るマスタＭには、所定の寸法データ、すなわち外径寸法
Ｄ_M、内径寸法ｄ_M及び内径中心Ｉ_Mに対する外径中心
Ｏ_Mの位置があらかじめ測定されたものが使用される。

【００８１】また、このマスタＭの供給とともに、オペ
レータは、このマスタの既知の寸法データＤ_M、ｄ_M、
Ｉ_M（Δｘ，Δｙ）をキーボード６２から入力する。入
力された寸法データは、演算処理装置６０に内臓された
メモリに記憶される。

【００８２】所定の寸法データが入力されると、マスタ
に対して所定の測定が行われる。すなわち、まず、制御
部２０からから照明ユニット５６に駆動信号が出力さ
れ、マスタＭの端面に照明光が照射される。また、ＡＦ
駆動ユニット５２に駆動信号が出力され、ＡＦレンズユ
ニット５０がＡＦ駆動される。すなわち、ＡＦレンズユ
ニット５０がワークホルダ２２に保持されたマスタＭの
端面に合焦するようにＡＦ駆動される。そして、その合
焦したマスタＭの端面の像がＣＣＤカメラ５４によって
撮像される。

【００８３】画像処理装置５８は、このＣＣＤカメラ５
４のＣＣＤ上に投影されたマスタＭの内径部ｍの画像、
及びマスタＭの既知の寸法データ（内径寸法ｄ_M）に基
づいて、ＣＣＤ上に投影される像の撮像倍率Ｚを画像処
理により求める。求められた撮像倍率Ｚは定数として演
算処理装置６０に内蔵されたメモリに記憶される。

【００８４】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投
影されたマスタＭの内径部ｍの画像に基づいてＣＣＤ上
におけるマスタＭの内径中心の位置Ｉ_Mを画像処理によ
り求める。

【００８５】さらに、画像処理装置５８は、画像処理に
より求めたマスタＭの内径中心の位置Ｉ_Mと、既知の寸
法データ（内径中心Ｉ_Mに対する外径中心Ｏ_Mの位
置）、及び撮像倍率Ｚに基づいてＣＣＤ上におけるマス
タＭの外径中心Ｏ_Mの位置を画像処理により求め、求め
たマスタＭの外径中心Ｏ_Mの位置を原点Ｏ（０，０）と
するＸ−Ｙ座標（測定座標系）をＣＣＤ上に設定する。

【００８６】次に、外径測定部１００の零較正と倍率較
正を行う。この零較正と倍率較正は、外径寸法が異なる
２つのマスタＭ₁、Ｍ₂を用いて行われる。まず、小径
のマスタＭ₁をワークホルダ２２に供給し、エア供給装
置４２を駆動して、その背圧変化をＡ／Ｅ変換器１０４
で検出する。次いで、小径のマスタＭ₁に代えて大径の
マスタＭ₂をワークホルダ２２に供給する。そして、エ
ア供給装置４２を駆動して、その背圧変化をＡ／Ｅ変換
器１０４で検出する。Ａ／Ｅ変換器１０４で検出された
各マスタＭ₁、Ｍ₂の背圧変化は、電気信号として演算
処理装置６０に出力され、演算処理装置６０は、その電
気信号に基づいて外径測定部１００の倍率設定と零点設
定を行う。すなわち、外径寸法の変化と背圧の変化との
関係（背圧特性）を求めるとともに、いずれか一方のマ
スタの背圧を測定の基準値に設定する。以下の測定で
は、この基準としたマスタの外径寸法との比較で外径寸
法を算出する。

【００８７】なお、２つのマスタＭ₁、Ｍ₂のうちいず
れか一方のマスタを上述した測定座標系の原点設定用の
マスタと兼用することが好ましい。これにより、上述し
た測定座標系の原点設定作業と同時に一方のマスタの背
圧測定を行うことができる。

【００８８】以上により初期設定が完了する。初期設定
が完了すると、ワーク回収装置７０を利用してマスタＭ
がワークホルダ２２から回収される。以下、このマスタ
Ｍを基準とした比較測定が順次行われる。

【００８９】まず、制御部２０によってワーク供給装置
６８に駆動信号が出力され、ワークホルダ２２にワーク
Ｗが供給される。このワークＷの供給後、エア供給装置
４２が駆動され、ワークホルダ２２のエア供給路３８に
圧縮エアが供給される。供給された圧縮エアはノズル１
０８を介してワークホルダ２２の内周部全周から内周部
中央に向けて噴出され、この求心作用でワークＷがワー
クホルダ２２の内周部中央に保持される。

【００９０】次に、ワークホルダ２２に保持されたワー
クＷの端面の像がＣＣＤカメラ５４で撮像される。画像
処理装置５８は、このＣＣＤカメラ５４のＣＣＤ上に投
影されたワークＷの内径部ｗの画像に基づいてＸ−Ｙ座
標（測定座標）上におけるワークＷの内径中心Ｉ_Wの座
標位置（Ｘ_I，Ｙ_I）を画像処理により求める。そし
て、求めたワークＷの内径中心Ｉ_Wの座標位置（Ｘ_I，
Ｙ_I）と原点Ｏの座標位置（０，０）とに基づいて偏芯
量ωを演算する。

【００９１】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤカメラ
５４のＣＣＤ上に投影されたワークＷの内径部ｗの画
像、及び、撮像倍率Ｚに基づいてワークＷの内径寸法ｄ
_Wを画像処理により求める。

【００９２】また、演算処理装置６０は、Ａ／Ｅ変換器
１０４から出力される背圧変化の電気信号に基づいてワ
ークＷの外径寸法Ｄ_Wを測定する。すなわち、ワークホ
ルダ２２の内周部から噴出されるエアの背圧変化の電気
信号に基づきマスタＭの外径寸法Ｄ_Mとの寸法差を算出
し、これに基づきワークＷの外径寸法Ｄ_Wを算出する。

【００９３】以上により、ワークＷの寸法測定が終了す
る。測定された寸法データ、すなわちワークＷの内径寸
法ｄ_W、外径寸法Ｄ_W及び偏芯量ωは、ディスプレイ６
４上に表示されるとともに、必要に応じてプリンタ６６
でプリントアウトされる。

【００９４】また、測定が終了すると、制御部２０から
切替装置７２及びワーク回収装置７０に駆動信号が出力
され、そのワークＷの寸法データに基づき回収ストッカ
９０に分別回収される。

【００９５】ワークＷが回収ストッカ９０に回収される
と、再び切替装置７２に駆動信号が出力されてワークホ
ルダ２２の接続先が切り替えられ、ワーク供給装置６８
から新たなワークＷがワークホルダ２２に供給される。
以下、同様の手順で測定、回収が行われる。

【００９６】このように、本実施の形態の寸法測定装置
によれば、ワークＷの偏芯量ωの測定に加えて外径寸法
Ｄ_Wの測定と内径寸法ｄ_Wの測定を同時に行うことがで
きる。

【００９７】また、外径寸法Ｄ_Wの測定は、ワークＷの
支持に使用するエアの背圧変化を利用して測定している
ため、装置全体を効率よく利用することができる。

【００９８】なお、本実施の形態では、ノズル部材１０
６を使用してエアをワークホルダ２２の内周部から噴出
するようにしているが、第１の実施の形態と同様に多孔
質体３４を用いてエアを噴出するようにしてもよい。ま
た、第１の実施の形態の寸法測定装置１０では、本実施
の形態のようにノズル部材１０６を用いてワークホルダ
２２の内周部にエアを噴出するようにしてもよい。ま
た、ノズル部材１０６を用いる場合は、ノズル１０８の
数は４つに限定されるものではなく、少なくとも３つ形
成されていればよい。

【００９９】また、本実施の形態では、ワークホルダ２
２の内周部に噴出するエアの背圧の変化を検出してワー
クＷの外径寸法を測定しているが、ワークホルダ２２の
内周部に噴出するエアの流量の変化を検出してワークＷ
の外径寸法を測定するようにしてもよい。

【０１００】次に、本発明に係る寸法測定装置の第３の
実施の形態について説明する。

【０１０１】上述した第１の実施の形態では、内径寸法
ｄ_M及び内径中心Ｉ_Mに対する外径中心Ｏ_Mの位置が既
知のマスタＭを用いて、撮像倍率の設定及び測定座標系
の原点の設定を行っていたが、本実施の形態では、図８
に示すように、内径寸法ｄ_M（偏芯量ω_M、内径中心Ｉ
_M、外径中心Ｏ_Mの位置は未知）が既知のマスタＭを用
いて、撮像倍率の設定及び測定座標系の原点の設定を行
う。

【０１０２】なお、使用するマスタＭが異なるだけで装
置の構成及びワークＷの測定方法は上述した第１及び第
２の実施の形態と同じである。したがって、ここでは撮
像倍率の設定及び測定座標系の原点の設定の方法につい
てのみ説明する。

【０１０３】まず、ワークホルダ２２にマスタＭを供給
する。マスタＭは、その先端がストッパープレート３０
に係止された状態でワークホルダ２２の内周部に収納さ
れる。次に、エア供給装置４２を駆動し、ワークホルダ
２２のエア供給路３８に圧縮エアを供給する。これによ
り、供給された圧縮エアの求心作用でマスタＭがワーク
ホルダ２２の内周部中央に保持される。

【０１０４】ここで、このマスタＭには、上述したよう
に外径寸法Ｄ_M及び内径寸法ｄ_Mが既知のマスタ（な
お、外径寸法Ｄ_Mは必ずしも必要ではない。）を使用
し、オペレータは、このマスタの既知の寸法データ
Ｄ_M、ｄ_Mをキーボード６２から入力する。入力された
寸法データは、演算処理装置６０に内臓されたメモリに
記憶される。

【０１０５】所定の寸法データが入力されると、マスタ
Ｍに対して所定の測定が行われる。すなわち、まず、制
御部２０から照明ユニット５６に駆動信号が出力され、
マスタＭの端面に照明光が照射される。また、ＡＦ駆動
ユニット５２に駆動信号が出力され、ＡＦレンズユニッ
ト５０がマスタＭの端面に合焦するようにＡＦ駆動され
る。そして、その合焦したマスタＭの端面の像がＣＣＤ
カメラ５４によって撮像される。

【０１０６】ここで、ＣＣＤカメラ５４のＣＣＤに投影
される領域は、図９（ａ）に示すように、マスタＭの内
径部ｍを含む矩形の領域Ａが投影される。画像処理装置
５８は、このＣＣＤカメラ５４のＣＣＤ上に投影された
マスタＭの内径部ｍの画像、及び、マスタＭの既知の内
径寸法ｄ_Mに基づいて、ＣＣＤ上に投影される像の撮像
倍率Ｚを画像処理により求める。求められた撮像倍率Ｚ
は、定数として演算処理装置６０に内蔵されたメモリに
記憶される。

【０１０７】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投
影されたマスタＭの内径部ｍの画像に基づいてＣＣＤ上
におけるマスタＭの内径中心の位置Ｉ_M1を画像処理によ
り求め、メモリに記憶する。

【０１０８】次に、一旦マスタＭをワークホルダ２２か
ら取り出し、再びワークホルダ２２内に供給する。これ
により、図９（ｂ）に示すように、ワークホルダ２２に
保持されたマスタＭの内径部ｍの位置が周方向にズレ
る。そして、このように内径部ｍの位置がズレたマスタ
Ｍの端面の像をＣＣＤカメラ５４によって撮像する。画
像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投影されたマスタＭの内
径部ｍの画像に基づいてＣＣＤ上におけるマスタＭの内
径中心の位置Ｉ_M2を画像処理により求め、メモリに記憶
する。

【０１０９】２回目の内径中心の位置Ｉ_M2の測定後、再
びマスタＭをワークホルダ２２から取り出し、ワークホ
ルダ２２内に供給する。これにより、図９（ｃ）に示す
ように、ワークホルダ２２に保持されたマスタＭの内径
部ｍの位置が再び周方向にズレる。このように内径部ｍ
の位置がズレたマスタＭの端面の像をＣＣＤカメラ５４
によって再び撮像する。画像処理装置５８は、ＣＣＤ上
に投影されたマスタＭの内径部ｍの画像に基づいてＣＣ
Ｄ上におけるマスタＭの内径中心の位置Ｉ_M3を画像処理
により求め、メモリに記憶する。

【０１１０】ところで、上述したようにマスタＭはワー
クホルダ２２に保持されると、エアの求心作用により、
常にその外径中心Ｏ_Mの位置が一定位置に位置して保持
される。したがって、ＣＣＤ上においても常にマスタＭ
は、その外径中心Ｏ_Mの位置が一定位置に位置する。

【０１１１】一方、マスタＭの偏芯量は不変なので、内
径中心Ｉ_Mの位置が少なくとも３箇所求まれば、その求
めた各内径中心Ｉ_M1、Ｉ_M2、Ｉ_M3の位置から等距離にあ
る点を求めることにより、ＣＣＤ上における外径中心の
位置を特定することができる。すなわち、図１０に示す
ように、外径中心Ｏ_Mの位置は、各内径中心Ｉ_M1、
Ｉ _M2、Ｉ_M3から等距離の位置にあるので、各内径中心Ｉ
_M1、Ｉ_M2、Ｉ_M3を通る円Ｓを求め、その円Ｓの中心を求
めれば、外径中心Ｏ_Mの位置を特定することができる。

【０１１２】画像処理装置５８は、以上のようにしてマ
スタＭの外径中心の位置Ｏ_Mを求め、その求めた外径中
心Ｏ_Mの位置を原点Ｏ（０，０）とするＸ−Ｙ座標（測
定座標系）をＣＣＤ上に設定する。

【０１１３】以上説明したように、内径寸法ｄ_Mのみが
既知のマスタＭを用いても撮像倍率Ｚ及び測定座標系の
原点Ｏの設定を行うことができる。

【０１１４】なお、本実施の形態では、マスタＭとして
円筒体を使用しているが、円柱体の端面に円形のマーク
が付されたものを使用してもよい。

【０１１５】また、本実施の形態では、内径中心Ｉ_M1、
Ｉ_M2、Ｉ_M3を通る円Ｓを求め、その円Ｓの中心を求める
ことによって、外径中心Ｏ_Mの位置を特定するようにし
ているが、マスタＭの偏芯量ω_Mが既知の場合には、そ
の既知の偏芯量ω_Mを用いて次のように外径中心Ｏ_Mの
位置を求めてもよい。すなわち、図１０に示すように、
外径中心Ｏ_Mの位置は、各内径中心Ｉ_M1、Ｉ_M2、Ｉ_M3の
位置から距離ω_M（偏芯量）の点にあるので、各内径中
心Ｉ_M1、Ｉ_M2、Ｉ_M3を中心とする半径ω_Mの円Ｓ₁、Ｓ
₂、Ｓ₃を求め、その３つの円Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃が全て
交わる点を求めることによって外径中心Ｏ_Mの位置を求
める。この方法によっても外径中心Ｏ_Mの位置を求める
ことができる。

【０１１６】次に、本発明に係る寸法測定装置の第４の
実施の形態について説明する。

【０１１７】本実施の形態では、図１１に示すように、
端面に２つの円形（●）の指標Ｐ、Ｑが形成され、その
指標間距離Ｌと、一方の指標Ｐに対する外径中心Ｏ_Mの
位置の情報が既知の円柱状のマスタを用いて、撮像倍率
の設定及び測定座標系の原点の設定を行う。

【０１１８】なお、使用するマスタが異なるだけで装置
の構成及びワークＷの測定方法は上述した第１及び第２
の実施の形態と同じである。したがって、ここでは上記
第３の実施の形態と同様に撮像倍率の設定及び測定座標
系の原点の設定の方法についてのみ説明する。

【０１１９】まず、ワークホルダ２２にマスタＭを供給
する。マスタＭは、その先端がストッパープレート３０
に係止された状態でワークホルダ２２の内周部に収納さ
れる。次に、エア供給装置４２を駆動し、ワークホルダ
２２のエア供給路３８に圧縮エアを供給する。これによ
り、供給された圧縮エアの求心作用でマスタＭがワーク
ホルダ２２の内周部中央に保持される。

【０１２０】ここで、このマスタＭには、上述したよう
に端面に２つの指標Ｐ、Ｑが形成され、その指標間距離
Ｌと、一方の指標Ｐに対する外径中心Ｏ_Mの位置の情報
が既知のマスタが使用される。一方の指標Ｐに対する外
径中心Ｏ_Mの位置の情報は、マスタＭの端面に一方の指
標Ｐを座標中心（０，０）とするｘ−ｙ座標を設定し、
そのｘ−ｙ座標上における座標位置Ｏ_M（Δｘ，Δｙ）
として取得する。また、マスタＭの端面には、この設定
したｘ−ｙ座標のｙ軸の方向を示すマーク（ここでは黒
三角マーク▼）を記しておく。

【０１２１】オペレータは、このマスタＭの供給ととも
に、このマスタの既知の寸法データＬ_M及びＯ_M（Δ
ｘ，Δｙ）をキーボード６２から入力する。入力された
寸法データは、演算処理装置６０に内臓されたメモリに
記憶される。

【０１２２】所定の寸法データが入力されると、マスタ
に対して所定の測定が行われる。すなわち、まず、制御
部２０から照明ユニット５６に駆動信号が出力され、マ
スタＭの端面に照明光が照射される。また、ＡＦ駆動ユ
ニット５２に駆動信号が出力され、ワークホルダ２２に
保持されたマスタＭの端面に合焦するようにＡＦレンズ
ユニット５０がＡＦ駆動される。そして、その合焦した
マスタＭの端面の像がＣＣＤカメラ５４によって撮像さ
れる。

【０１２３】ここで、ＣＣＤカメラ５４のＣＣＤに投影
される領域は、図１２に示すように、マスタＭの端面に
形成された指標Ｐ、Ｑを含む矩形の領域Ａが投影され
る。画像処理装置５８は、このＣＣＤカメラ５４のＣＣ
Ｄ上に投影されたマスタＭの指標Ｐ、Ｑの画像、及び、
マスタＭの既知の指標間距離Ｌの情報に基づいて、ＣＣ
Ｄ上に投影される像の撮像倍率Ｚを画像処理により求め
る。求められた撮像倍率Ｚは、定数として演算処理装置
６０に内蔵されたメモリに記憶される。

【０１２４】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投
影されたマスタＭの指標Ｐ、Ｑの画像に基づいてＣＣＤ
上におけるマスタＭの外径中心Ｏ_Mの位置を画像処理に
より求める。

【０１２５】さらに、画像処理装置５８は、図１２に示
すように、ＣＣＤ上に投影されたｙ軸方向を示すマーク
（▼）の位置からマスタＭの端面に設定されたｘ−ｙ座
標のｙ軸の方向を画像処理により求めるとともに、一方
の指標Ｐの位置からｘ軸の方向（指標Ｐを通りｙ軸に直
交する方向）を画像処理により求める。すなわち、マス
タＭの端面に設定されたｘ−ｙ座標のＣＣＤ上における
位置を画像処理により求める。

【０１２６】そして、その求めたＣＣＤ上におけるｘ−
ｙ座標を利用し、ＣＣＤ上におけるマスタＭの外径中心
Ｏ_Mの位置を撮像倍率Ｚ及び既知の寸法データ（指標Ｐ
に対する外径中心Ｏ_Mの位置）に基づいて画像処理によ
り求める。すなわち、ｘ−ｙ座標は、マスタＭの指標Ｐ
の位置を座標中心（０，０）としており、このｘ−ｙ座
標上におけるマスタＭの外径中心Ｏ_Mの座標位置Ｏ
_M（Δｘ，Δｙ）は既知であるので、撮像倍率Ｚと既知
の寸法データとに基づいてＣＣＤ上におけるマスタＭの
外径中心Ｏ_Mの位置を画像処理により求める。

【０１２７】画像処理装置５８は、求めたマスタＭの外
径中心Ｏ_Mの位置を原点Ｏ（０，０）とするＸ−Ｙ座標
（測定座標系）をＣＣＤ上に設定する。

【０１２８】このように、本実施の形態のマスタを用い
ても撮像倍率Ｚの設定と、測定座標系の原点の設定を行
うことができる。

【０１２９】なお、本実施の形態では、マスタとして円
柱状のものを用いているが、円筒状のマスタの端面に指
標Ｐ、Ｑを形成したものを用いてもよい。また、指標
Ｐ、Ｑの形状は、位置を特定できるものであれば、円
（●）に限らず、他の形状のものを用いてもよい。

【０１３０】また、マスタＭの端面に形成する指標の数
は少なくとも２つあればよく、それ以上形成してもよ
い。

【０１３１】さらに、本実施の形態では、ｙ座標の方向
を▼のマークで特定しているが、ｙ座標の特定方法は、
これに限定されるものではなく、他のマーク等で特定し
てもよい。

【０１３２】次に、本発明に係る寸法測定装置の第５の
実施の形態について説明する。

【０１３３】本実施の形態では、図１３に示すように、
端面に２つの指標Ｐ（●）、Ｑ（■）が形成され、その
指標間距離Ｌが既知の円柱状のマスタを用いて、撮像倍
率の設定及び測定座標系の原点の設定を行う。

【０１３４】なお、使用するマスタが異なるだけで装置
の構成及びワークＷの測定方法は上述した第１及び第２
の実施の形態と同じである。したがって、ここでは上記
第３、４の実施の形態と同様に撮像倍率の設定及び測定
座標系の原点の設定の方法についてのみ説明する。

【０１３５】まず、ワークホルダ２２にマスタＭを供給
する。マスタＭは、その先端がストッパープレート３０
に係止された状態でワークホルダ２２の内周部に収納さ
れる。次に、エア供給装置４２を駆動し、ワークホルダ
２２のエア供給路３８に圧縮エアを供給する。これによ
り、供給された圧縮エアの求心作用でマスタＭがワーク
ホルダ２２の内周部中央に保持される。

【０１３６】ここで、このマスタＭには、上述したよう
に端面に２つの指標Ｐ、Ｑが形成され、その指標間距離
Ｌが既知のマスタが使用される。オペレータは、このマ
スタの既知の指標間距離Ｌをキーボード６２から入力す
る。入力された寸法データは、演算処理装置６０に内臓
されたメモリに記憶される。

【０１３７】所定の寸法データが入力されると、マスタ
Ｍに対して所定の測定が行われる。すなわち、まず、制
御部２０から照明ユニット５６に駆動信号が出力され、
マスタＭの端面に照明光が照射される。また、ＡＦ駆動
ユニット５２に駆動信号が出力され、ＡＦレンズユニッ
ト５０がマスタＭの端面に合焦するようにＡＦ駆動され
る。そして、その合焦したマスタＭの端面の像がＣＣＤ
カメラ５４によって撮像される。

【０１３８】ここで、ＣＣＤカメラ５４のＣＣＤに投影
される領域は、図１４（ａ）に示すように、指標Ｐ、Ｑ
を含む矩形の領域Ａが投影される。画像処理装置５８
は、このＣＣＤカメラ５４のＣＣＤ上に投影されたマス
タＭの指標Ｐ、Ｑの画像、及び、既知の指標間距離Ｌの
情報に基づいて、ＣＣＤ上に投影される像の撮像倍率Ｚ
を画像処理により求める。求められた撮像倍率Ｚは定数
として演算処理装置６０に内蔵されたメモリに記憶され
る。

【０１３９】また、画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投
影されたマスタＭの指標Ｐの位置を画像処理により求
め、メモリに記憶する。

【０１４０】次に、一旦マスタＭをワークホルダ２２か
ら取り出し、再びワークホルダ２２内に供給する。これ
により、図１４（ｂ）に示すように、ワークホルダ２２
に保持されたマスタＭの指標Ｐ、Ｑの位置が周方向にズ
レる。そして、このように指標Ｐ、Ｑの位置がズレたマ
スタＭの端面の像をＣＣＤカメラ５４によって撮像す
る。画像処理装置５８は、ＣＣＤ上に投影されたマスタ
Ｍの指標Ｐの位置を画像処理により求め、メモリに記憶
する。

【０１４１】２回目の指標Ｐの位置の測定後、再びマス
タＭをワークホルダ２２から取り出し、ワークホルダ２
２内に供給する。これにより、図１４（ｃ）に示すよう
に、ワークホルダ２２に保持されたマスタＭの指標Ｐ、
Ｑの位置が再び周方向にズレる。このように指標Ｐ、Ｑ
の位置がズレたマスタＭの端面の像をＣＣＤカメラ５４
によって再び撮像する。画像処理装置５８は、ＣＣＤ上
に投影されたマスタＭの指標Ｐ、Ｑの画像に基づいてＣ
ＣＤ上における指標Ｐの位置を画像処理により求め、メ
モリに記憶する。

【０１４２】ところで、上述したように、マスタＭはワ
ークホルダ２２に保持されると、エアの求心作用によ
り、常にその外径中心Ｏ_Mの位置が一定位置に位置して
保持される。したがって、ＣＣＤ上においても常にマス
タＭは、その外径中心Ｏ_Mの位置は一定位置に位置す
る。

【０１４３】一方、マスタの外径中心Ｏ_Mと指標Ｐとの
距離は不変なので、指標Ｐの位置が少なくとも３箇所求
まれば、その求めた各指標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃の位置から
等距離にある点を求められることにより、ＣＣＤ上にお
ける外径中心Ｏ_Mの位置を特定することができる。すな
わち、図１５に示すように、外径中心Ｏ_Mの位置は、各
指標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃から等距離の位置にあるので、各
指標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃を通る円Ｓを求め、その円Ｓの中
心を求めれば、外径中心Ｏ_Mの位置を求めることができ
る。

【０１４４】画像処理装置５８は、以上のようにしてマ
スタＭの外径中心の位置Ｏ_Mを求め、その求めた外径中
心Ｏ_Mの位置を原点Ｏ（０，０）とするＸ−Ｙ座標（測
定座標系）をＣＣＤ上に設定する。

【０１４５】このように、本実施の形態のマスタを用い
ても撮像倍率Ｚの設定と、測定座標系の原点の設定を行
うことができる。

【０１４６】なお、本実施の形態では、マスタとして円
柱状のものを用いているが、円筒状のマスタの端面に指
標Ｐ、Ｑを形成したものを用いてもよい。また、指標
Ｐ、Ｑの形状は、位置を特定できるものであれば、円
（●）や四角（■）に限らず、他の形状のものを用いて
もよい。

【０１４７】また、本実施の形態では、指標Ｐ₁、
Ｐ₂、Ｐ₃を通る円Ｓを求め、その円Ｓの中心を求める
ことによって、外径中心Ｏ_Mの位置を特定するようにし
ているが、指標ＰとマスタＭの外径中心Ｏ_Mまでの距離
Ｔが既知の場合には、その既知の距離Ｔを用いて次のよ
うに外径中心Ｏ_Mの位置を求めてもよい。すなわち、図
１５に示すように、外径中心Ｏ_Mの位置は、各指標
Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃の位置から距離Ｔの点にあるので、各
指標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃を中心とする半径Ｔの円Ｓ₁、Ｓ
₂、Ｓ₃を求め、その３つの円Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃が全て
交わる点を求めることによって外径中心Ｏ_Mの位置を求
める。この方法によっても外径中心Ｏ_Mの位置を特定で
きる。

【０１４８】なお、上述した一連の実施の形態では、測
定対象物を円筒体としているが、円筒体の内径部に円柱
体が充填されているような場合であっても測定すること
ができる。したがって、本明細書でいうワークには、上
記のように内径部に円柱体が充填されたワークや端面に
円形のマークが記された円柱体も含まれる。

【０１４９】また、本実施の形態では、１つのマスタで
撮像倍率Ｚの設定と測定座標系の原点Ｏ（＝Ｏ_M）の設
定を行っているが、撮像倍率設定用のマスタと測定座標
系の原点設定用のマスタを別々に設け、これら２つのマ
スタを用いて撮像倍率Ｚの設定と測定座標系の原点Ｏの
設定を行うようにしてもよい。すなわち、撮像倍率設定
用のマスタには、端面に２つの指標Ｐ、Ｑが付され、そ
の指標間距離が既知の円筒状又は円柱状のマスタを用意
し、測定座標系の原点設定用のマスタには、端面に１つ
の指標Ｐが付された円筒状又は円柱状のマスタを用意し
て、おのおの別個の操作で撮像倍率Ｚの設定と測定座標
系の原点Ｏの設定を行うようにする。

【０１５０】また、本実施の形態では、ワークホルダ２
２を鉛直に設置しているが、傾けて設置しても同様の効
果を得ることができる。また、水平に設置した場合であ
っても、供給管７６のシャッタ７８を閉め、ワークホル
ダ２２内を密閉した状態でエアの供給を行うことによ
り、そのワークホルダ２２内に噴出されたエアの作用で
ワークＷをストッパープレート３０に押付けることがで
き、これによりワークＷを所定位置に保持することがで
きる。

【０１５１】また、本実施の形態では、測定されたワー
クＷをＯＫワークとＮＧワークとに分別しているが、複
数のストッカを用いてＯＫワークを更に細かくランクに
分けて分別回収するようにしてもよい。

【０１５２】なお、ＣＣＤによって撮像した画像から円
の直径や中心位置を画像処理にて求める方法については
公知の画像処理技術を用いることができ、たとえば輪郭
から求める方法や、面積重心から求める方法、Ｘ，Ｙの
寸法の中点から求める方法などの種々の画像処理技術を
用いることができる。

【０１５３】また、本実施の形態では、ワーク又はマス
タの端面の一部（内径部を含む矩形の領域Ａ）を撮像
し、その画像データに基づいて偏芯量や内径寸法等を求
めているが、ワーク又はマスタの端面全部を撮像して、
その画像データに基づいて求めるようにしてもよい。な
お、本実施の形態のようにワーク又はマスタの端面の一
部を撮像することにより、撮像倍率を上げることがで
き、少ない画素数のＣＣＤを用いた場合でも精度よく測
定を行うことができる。

【０１５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークを回転させることなく、ワークの寸法を測定する
ことができる。これにより、ワークを回転させるための
機構が不要となり、シンプルかつコンパクトな構成の装
置にすることができる。また、ワークを回転等させる必
要がないので、簡易迅速に測定を行うことができる。さ
らに、ワークが非接触で支持されるため、ワーク受け部
材に磨耗が生じず、長期間継続して使用しても常に安定
した精度で測定を行うことができる。また、ワークの外
周に局部的な変形が生じていても、その影響を排除し
て、常にワークをワーク受け部材の中心に支持できるの
で、常に正確な測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の寸法測定装置の概略構成を示す
ブロック図

【図２】ワーク受け部及び供給回収部の概略構成を示す
ブロック図

【図３】マスタの説明図

【図４】原点設定方法の説明図

【図５】ワークの寸法測定方法の説明図

【図６】外径測定部の概略構成を示すブロック図

【図７】第２の実施の形態のワークホルダの構成を示す
正面断面図

【図８】第３の実施の形態の原点設定方法の説明図

【図９】第３の実施の形態の原点設定方法の説明図

【図１０】第３の実施の形態の原点設定方法の説明図

【図１１】第４の実施の形態のマスタの説明図

【図１２】第４の実施の形態の原点設定方法の説明図

【図１３】第５の実施の形態のマスタの説明図

【図１４】第５の実施の形態の原点設定方法の説明図

【図１５】第５の実施の形態の原点設定方法の説明図

【符号の説明】

１０…寸法測定装置、１２…ワーク受け部、１４…撮像
部、１６…計測部、１８…ワーク供給回収部、２０…制
御部、２２…ワークホルダ、２４…ベース、２６…支
柱、２８Ａ、２８Ｂ…ブラケット、３０…ストッパープ
レート、３０Ａ…観測窓、３２…嵌入穴、３４…多孔質
体、３６…エア供給溝、３８…エア供給路、４０…エア
供給ライン、４２…エア供給装置、４４…凹部、４６…
隙間、４８…排気孔、５０…ＡＦレンズユニット、５２
…ＡＦ駆動ユニット、５４…ＣＣＤカメラ、５６…照明
ユニット、５８…画像処理装置、６０…演算処理装置、
６２…キーボード、６４…ディスプレイ、６６…プリン
タ、６８…ワーク供給装置、７０…ワーク回収装置、７
２…切替装置、７４…パーツフィーダ、７６…供給管、
７８…シャッタ、７８Ａ…シャッタープレート、８０…
ストッパ、８０Ａ…ストッパ部材、８２…回収管、８４
…エア吸引装置、８６…ゲート、８８…振分装置、９０
…回収ストッカ、９０Ａ…ＯＫストッカ、９０Ｂ…ＮＧ
ストッカ、９２…吸引管、９２Ａ…流入防止板、９４Ａ
…導管、９４Ｂ…回動管、９６…供給路、９６Ａ…排気
孔、９８…回収路、１００…外径測定部、１０２…レギ
ュレータ、１０４…Ａ／Ｅ変換器、１０６…ノズル部
材、１０８…ノズル、Ｍ…マスタ、ｍ…マスタの内径
部、Ｄ_M…マスタの外径、ｄ_M…マスタの内径、Ｏ_M…
マスタの外径中心、Ｉ_M…マスタの内径中心、Ｈ_M…マ
スタの高さ、Ｗ…ワーク、ｗ…ワークの内径部、Ｄ_W…
ワークの外径、ｄ_W…ワークの内径、Ｏ_W…ワークの外
径中心、Ｉ_W…ワークの内径中心、ω…偏芯量、Ｏ…Ｘ
−Ｙ座標（測定座標）の座標中心、Ａ…撮像領域、Ｐ、
Ｑ…指標、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内径寸法及び内径中心に対する外径中心
の位置の情報が既知の円筒状のマスタをワーク受け部材
に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心
方向に向けてエアを噴射することにより、マスタを前記
穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持されたマ
スタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマ
スタの既知の内径寸法の情報から求める撮像倍率演算工
程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置
を求めるマスタ内径中心位置演算工程と、前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置、撮像
倍率情報及び既知の内径中心に対する外径中心の位置情
報に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外径中心
の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点に設定
する原点設定工程と、測定対象の円筒状のワークを前記ワーク受け部材に形成
された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向に
向けてエアを噴射することにより、ワークを前記穴の中
心に支持し、そのワーク受け部材に支持されたワークの
端面を前記撮像素子で撮像するワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて撮像素子上におけるワークの内径中心の位置を求
めるワーク内径中心位置演算工程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定方法。
【請求項２】内径寸法が既知の円筒状のマスタをワー
ク受け部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部か
ら穴の中心方向に向けてエアを噴射することにより、マ
スタを前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支
持されたマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像
工程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマ
スタの既知の内径寸法の情報から求める撮像倍率演算工
程と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置
を求めるマスタ内径中心位置演算工程と、前記マスタ撮像工程及び前記マスタ内径中心位置演算工
程を複数回実施して得られた複数個の前記撮像素子上に
おけるマスタの内径中心の位置データ及び前記撮像倍率
に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外径中心の
位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点に設定す
る原点設定工程と、測定対象の円筒状のワークを前記ワーク受け部材に形成
された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向に
向けてエアを噴射することにより、ワークを前記穴の中
心に支持し、そのワーク受け部材に支持されたワークの
端面を前記撮像素子で撮像するワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置
を求めるワーク内径中心位置演算工程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定方法。
【請求項３】端面に２つの指標が形成され、その指標
間距離及び少なくとも一方の指標に対する外径中心の位
置の情報が既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受け
部材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の
中心方向に向けてエアを噴射することにより、マスタを
前記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持され
たマスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像工程
と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの既知
の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算工程と、前記撮像素子上における指標の位置、撮像倍率情報及び
既知の指標に対する外径中心の位置情報に基づいて前記
撮像素子上におけるマスタの外径中心の位置を求め、そ
の位置を前記撮像素子上の原点に設定する原点設定工程
と、測定対象の円筒状のワークを前記ワーク受け部材に形成
された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向に
向けてエアを噴射することにより、ワークを前記穴の中
心に支持し、そのワーク受け部材に支持されたワークの
端面を前記撮像素子で撮像するワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて撮像素子上におけるワークの内径中心の位置を求
めるワーク内径中心位置演算工程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定方法。
【請求項４】端面に２つの指標が形成され、その指標
間距離が既知の円柱又は円筒状のマスタをワーク受け部
材に形成された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中
心方向に向けてエアを噴射することにより、マスタを前
記穴の中心に支持し、そのワーク受け部材に支持された
マスタの端面を撮像素子で撮像するマスタ撮像工程と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの既知
の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算工程と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上における指標の位置を求めるマスタ指標位置
演算工程と、前記マスタ撮像工程及び前記マスタ指標位置演算工程を
複数回繰り返し実施して得られた複数個の前記撮像素子
上における指標の位置データ及び前記撮像倍率に基づい
て前記撮像素子上におけるマスタの外径中心の位置を求
め、その位置を前記撮像素子上の原点に設定する原点設
定工程と、測定対象の円筒状のワークを前記ワーク受け部材に形成
された穴に挿入し、その穴の内周部から穴の中心方向に
向けてエアを噴射することにより、ワークを前記穴の中
心に支持し、そのワーク受け部材に支持されたワークの
端面を前記撮像素子で撮像するワーク撮像工程と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置
を求めるワーク内径中心位置演算工程と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算工程と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定方法。
【請求項５】前記撮像素子上に投影された前記ワーク
の内径部の画像に基づいて前記ワークの内径寸法を求め
るワーク内径寸法演算工程を含むことを特徴とする請求
項１、２、３又は４に記載の寸法測定方法。
【請求項６】マスタが挿入された時の前記ワーク受け
部材の穴の内周部から噴射されるエアの背圧又は流量を
測定するマスタ背圧／流量測定工程と、ワークが挿入された時の前記ワーク受け部材の穴の内周
部から噴射されるエアの背圧又は流量を測定するワーク
背圧／流量測定工程と、前記マスタが挿入された時の前記ワーク受け部材の穴の
内周部から噴射されるエアの背圧又は流量、前記ワーク
が挿入された時の前記ワーク受け部材の穴の内周部から
噴射されるエアの背圧又は流量、及び前記マスタの既知
の外径寸法に基づいて前記ワークの外径を求めるワーク
外径寸法演算工程と、を含むことを特徴とする請求項
１、２、３、４又は５に記載の寸法測定方法。
【請求項７】測定対象の円筒状のワーク又は内径寸法
及び内径中心に対する外径中心の位置の情報が既知の円
筒状のマスタが挿入される穴を有するワーク受け部材
と、前記ワーク受け部材の穴の内周部から穴の中心方向に向
けてエアを噴射することにより、前記穴に挿入されたワ
ーク又はマスタを穴の中心に支持するエア噴射手段と、前記ワーク受け部材に支持されたマスタ又はワークの端
面を撮像する撮像素子と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマ
スタの既知の内径寸法情報から求める撮像倍率演算手段
と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置
を求めるマスタ内径中心位置演算手段と、前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置、撮像
倍率情報及び既知の内径中心に対する外径中心の位置情
報に基づいて前記撮像素子上におけるマスタの外径中心
の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の原点に設定
する原点設定手段と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて撮像素子上におけるワークの内径中心の位置を求
めるワーク内径中心位置演算手段と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算手段と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定装置。
【請求項８】測定対象の円筒状のワーク又は内径寸法
が既知の円筒状のマスタが挿入される穴を有するワーク
受け部材と、前記ワーク受け部材の穴の内周部から穴の中心方向に向
けてエアを噴射することにより、前記穴に挿入されたワ
ーク又はマスタを穴の中心に支持するエア噴射手段と、前記ワーク受け部材に支持されたマスタ又はワークの端
面を撮像する撮像素子と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマ
スタの既知の内径寸法情報から求める撮像倍率演算手段
と、前記撮像素子上に投影されたマスタの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位置
を求めるマスタ内径中心位置演算手段と、複数個の前記撮像素子上におけるマスタの内径中心の位
置データ及び前記撮像倍率に基づいて前記撮像素子上に
おけるマスタの外径中心の位置を求め、その位置を前記
撮像素子上の原点に設定する原点設定手段と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置
を求めるワーク内径中心位置演算手段と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算手段と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定装置。
【請求項９】測定対象の円筒状のワーク又は端面に２
つの指標が形成され、その指標間距離及び少なくとも一
方の指標に対する外径中心の位置の情報が既知の円柱又
は円筒状のマスタが挿入される穴を有するワーク受け部
材と、前記ワーク受け部材の穴の内周部から穴の中心方向に向
けてエアを噴射することにより、前記穴に挿入されたワ
ーク又はマスタを穴の中心に支持するエア噴射手段と、前記ワーク受け部材に支持されたマスタ又はワークの端
面を撮像する撮像素子と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの既知
の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算手段と、前記撮像素子上における指標の位置、撮像倍率情報及び
既知の指標に対する外径中心の位置情報に基づいて前記
撮像素子上におけるマスタの外径中心の位置を求め、そ
の位置を前記撮像素子上の原点に設定する原点設定手段
と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて撮像素子上におけるワークの内径中心の位置を求
めるワーク内径中心位置演算手段と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算手段と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定装置。
【請求項１０】測定対象の円筒状のワーク又は端面に
２つの指標が形成され、その指標間距離が既知の円柱又
は円筒状のマスタが挿入される穴を有するワーク受け部
材と、前記ワーク受け部材の穴の内周部から穴の中心方向に向
けてエアを噴射することにより、前記穴に挿入されたワ
ーク又はマスタを穴の中心に支持するエア噴射手段と、前記ワーク受け部材に支持されたマスタ又はワークの端
面を撮像する撮像素子と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上に投影される画像の撮像倍率をマスタの既知
の指標間距離の情報から求める撮像倍率演算手段と、前記撮像素子上に投影された指標の画像に基づいて前記
撮像素子上における指標の位置を求めるマスタ指標位置
演算手段と、複数個の前記撮像素子上における指標の位置データ及び
前記撮像倍率に基づいて前記撮像素子上におけるマスタ
の外径中心の位置を求め、その位置を前記撮像素子上の
原点に設定する原点設定手段と、前記撮像素子上に投影されたワークの内径部の画像に基
づいて前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置
を求めるワーク内径中心位置演算手段と、前記撮像素子上におけるワークの内径中心の位置と前記
撮像素子上に設定された原点の位置とに基づいてワーク
の偏芯量を求めるワーク偏芯量演算手段と、からなるこ
とを特徴とする寸法測定装置。
【請求項１１】前記エア噴射手段は、前記ワーク受け
部材の穴の内周部に所定の間隔で配設された複数個のノ
ズルであることを特徴とする請求項７、８、９又は１０
に記載の寸法測定装置。
【請求項１２】前記エア噴出手段は、前記ワーク受け
部材の穴の内周部に配設された多孔質体を介して穴の内
周部全周から穴の中心方向に向けてエアを噴射すること
を特徴とする請求項７、８、９又は１０に記載の寸法測
定装置。
【請求項１３】前記寸法測定手段は、ワーク受け部材の穴に測定対象のワークを供給するワー
ク供給手段と、測定終了後のワークをワーク受け部材の穴から回収する
ワーク回収手段と、を備えていることを特徴とする請求
項７、８、９、１０、１１又は１２に記載の寸法測定装
置。
【請求項１４】前記ワーク回収手段は、測定結果に基
づいて分別回収する分別手段を備えていることを特徴と
する請求項１３に記載の寸法測定装置。