JP2003065742A

JP2003065742A - 内径測定方法及び装置

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Publication number: JP2003065742A
Application number: JP2001259579A
Authority: JP
Inventors: Hideki Machitori; 秀樹待鳥
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: KR20030019173A; US6675632B2; SG107111A1; CN1407314A; TW565682B; US20030041468A1; JP4840631B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正確な測定ができる内径測定方法及び装置を提
供する。【解決手段】円筒状に形成されたワークＷの一端から圧
縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワー
クＷの内径を測定する内径測定方法において、ワークＷ
の長さＬの変化に対する内径の測定値ｄの変化を求める
ことにより、ワークＷの長さＬに応じた内径の測定値ｄ
の修正量εを予め取得し、ワークＷの長さＬに応じて内
径の測定値ｄを修正する。これにより、ワークＷの長さ
が異なるワークを複数測定する場合であっても常に正確
な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、内径測定方法及び
装置に係り、特にフェルールやインジェクション等の微
小円筒形ワークの内径寸法を測定する内径測定方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェルール等の微小円筒形ワークの内径
寸法を測定する場合、従来は測定者が所定寸法のピンゲ
ージをワークの内周部に挿入して測定していた。しかし
ながら、ピンゲージを用いた測定は、測定者がワークを
１本１本手作業で測定しなければならず、多大な労力を
要するという欠点があった。また、手作業による測定の
ため正確性に欠けるという欠点もあった。

【０００３】そこで、本願出願人は特願２００１−４０
６６９において、ワークの内周部に圧縮エアを供給し、
その背圧変化を検出することにより、ワークの内径寸法
を測定する方法を提案した。この方法によれば、ワーク
に対しては圧縮エアを供給するだけなので、短時間で測
定を行うことができ、また、磨耗も生じないので、長期
間使用しても常に安定した測定を行うことができるとい
う利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法を用いて一度に多数のワークを測定する場合、その一
つ一つのワークの長さにバラツキがあると、同じ内径の
ワークであっても背圧値が異なって検出される結果、測
定値にバラツキが生じるという欠点がある。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、ワークの長さにバラツキがあっても正確な測定
ができる内径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】本発明は、前記目的を達
成するために、円筒状に形成されたワークの一端から圧
縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワー
クの内径を測定する内径測定方法において、ワークの長
さの変化に対する内径測定値の変化を求めることによ
り、ワークの長さに応じた内径測定値の修正量を予め取
得し、ワークの長さに応じて内径測定値を修正すること
を特徴とする内径測定方法を提供する。

【０００７】本発明によれば、ワークの長さに応じた内
径測定値の修正量を予め取得し、ワークの長さに応じて
内径測定値を修正する。これにより、長さにバラツキが
ある複数のワークを測定する場合であっても正確な測定
を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る内径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。

【０００９】図１は、本発明に係る内径測定装置の一実
施形態を示す全体構成図である。同図に示すように、本
実施の形態の内径測定装置１０は、供給部１２、搬送部
１４、測定部１６、回収部１８、マスタ格納部２０及び
制御部（不図示）で構成されている。

【００１０】この内径測定装置１０は、ワークＷの内径
寸法を測定し、その測定結果に応じてワークＷを分別回
収する。測定対象のワークＷは光コネクタ部品のフェル
ールである。フェルールは、図９に示すように、たとえ
ば外径がＤ＝２．５ｍｍ、内径がｄ＝０．１２５ｍｍ、
長さがＬ＝１０ｍｍの極微小な円筒形状をしている。

【００１１】供給部１２は、ワークＷの供給を行う。こ
の供給部１２にはパーツフィーダ２２が設置されてい
る。パーツフィーダ２２は、内蔵するストッカに収容さ
れた多数のワークＷを１つずつ向きを揃えて供給口２６
から供給する。

【００１２】搬送部１４は、パーツフィーダ２２から供
給されたワークＷを測定部１６に搬送し、その測定部１
６で測定が完了したワークＷを回収部１８に搬送する。
この搬送部１４は、図１及び図２に示すように、コンベ
ア４０、方向転換装置４２、トランスファーロボット４
４で構成されている。

【００１３】コンベア４０は、パーツフィーダ２２の供
給口２６から供給されたワークＷを方向転換装置４２に
水平に搬送する。

【００１４】方向転換装置４２は、コンベア４０から水
平に搬送されてきたワークＷを９０度方向転換して垂直
に立ち上げる。この方向転換装置４２は、図２に示すよ
うに、クランパ４６と、そのクランパ４６を回転させる
クランパ回転機構（図示せず）とで構成されている。

【００１５】クランパ４６は、２つのクランプ爪４６
Ａ、４６Ｂを備えており、一方のクランプ爪４６Ａが他
方のクランプ爪４６Ｂに対して進退自在に設けられてい
る。そして、この一方のクランプ爪４６Ａが他方のクラ
ンプ爪４６Ｂに向かって移動することにより、ワークＷ
がクランプされ、離れる方向に移動することによりアン
クランプされる。

【００１６】クランパ回転駆動機構は、クランパ４６に
固着された回転軸４８を回動することにより、クランパ
４６を９０度の範囲で回動させる。クランパ４６は、こ
のクランパ回転駆動機構に駆動されることにより、水平
な受取姿勢（図２に実線で示した姿勢）と垂直な受渡姿
勢（図２に二点破線で示した姿勢）の２つの姿勢を採
る。

【００１７】以上のように構成された方向転換装置４２
の作用は、次のとおりである。コンベア４０によって水
平に搬送されてきたワークＷは、コンベア４０の終端に
おいて、その先端部がクランパ４６の本体部に当接する
（図２の実線に示した状態）。ワークＷの先端部がクラ
ンパ４６の本体部に当接すると、クランプ爪４６Ａが閉
じられ、これにより、ワークＷの先端部がクランプ爪４
６Ａ、４６Ｂにクランプされる。ワークＷがクランプさ
れると、クランパ回転駆動機構が駆動され、クランパ４
６が９０度回転する（図２の二点破線で示した状態）。
これにより、ワークＷが垂直に立ち上げられる。この
後、トランスファーロボット４４に受け取られて測定部
１６へと搬送される。

【００１８】トランスファーロボット４４は、方向転換
装置４２から測定対象のワークＷを受け取り、測定部１
６に搬送するとともに、測定部１６で測定が完了したワ
ークＷを回収部１８に搬送する。このトランスファーロ
ボット４４は、図１及び図２に示すように、上下動自在
なロッド５０と、そのロッド５０の頂部に旋回自在に設
けられたアーム５２と、アーム５２の先端部に設けられ
たハンド５４とで構成されている。ハンド５４は、その
本体下部に開閉自在なクランプ爪５４Ａ、５４Ａを備え
ており、このクランプ爪５４Ａ、５４ＡでワークＷを把
持する。ハンド５４に把持されたワークＷは、ロッド５
０の昇降動作によって受け取り、受け渡しが行われ、ア
ーム５２の旋回動作によって搬送が行われる。したがっ
て、方向転換装置４２や測定部１６、回収部１８は、す
べてこのハンド５４の旋回軌跡上に配置される。

【００１９】測定部１６は、ワークＷの長さ測定と内径
測定を行う。この測定部１６は、図１に示すように、長
さ測定部１６Ａ、内径測定部１６Ｂ及び管制部１６Ｃで
構成されている。

【００２０】長さ測定部１６Ａは、ワークＷの長さを測
定する。この長さ測定部１６Ａは、ワークホルダ１００
と長さ測定機１０２とで構成されている。

【００２１】ワークホルダ１００は、トランスファーロ
ボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配設され、ワー
クＷを垂直に保持する。このワークホルダ１００は、円
柱状に形成されており、その上面に所定の深さのワーク
受け穴１０４が垂直に形成されている。ワークＷは、こ
のワーク受け穴１０４に挿入されることにより垂直に保
持される。

【００２２】長さ測定機１０２は、垂直に上下動する測
定アーム１０６をワークＷの頂部に当接させ、その時の
測定アーム１０６の移動量を検出することにより、ワー
クＷの長さを測定する。

【００２３】測定アーム１０６は水平に配設されてお
り、その基端部が昇降体１１４に支持されている。測定
アーム１０６の先端部には接触子１０８が固着されてお
り、この接触子１０８がワークＷの頂部に当接される。
なお、この接触子１０８には圧力センサが内蔵されてお
り、この圧力センサによってワークＷの頂部への接触が
検出される。

【００２４】昇降体１１４は支柱１１０に配設されたガ
イドレール１１２に摺動自在に支持されている。この昇
降体１１４にはネジ穴が形成されており、ネジ穴にはネ
ジ棒１１８が螺合されている。

【００２５】ネジ棒１１８はガイドレール１１８と平行
に配設されており、その両端部が支柱１１６の両端部に
形成された軸受部１２０、１２０に軸支されている。ま
た、このネジ棒１１８にはモータ１２２が連結されてお
り、このモータ１２２を駆動することにより、ネジ棒１
１８が回転する。そして、このネジ棒１１８が回転する
ことにより、昇降体１１４が垂直に上下動し、測定アー
ム１０６が垂直に上下動する。なお、このモータ１２２
にはエンコーダが内蔵されており、このエンコーダで検
出されたモータ１２２の回転数が管制部１６Ｃに出力さ
れる。

【００２６】管制部１６Ｃは、エンコーダによって検出
されたモータ１２２の回転数から測定アーム１０６の移
動量を算出し、その移動量に基づいてワークＷの長さを
演算する。より詳しくは、次のようにワークＷの長さを
測定する。

【００２７】まず、長さが既知のマスタをワークホルダ
１００にセットする。次に、モータ１２２を駆動し、所
定の測定待機位置に位置していた測定アーム１０６を下
降させる。測定アーム１０６が下降すると、ある高さの
位置で接触子１０８がマスタの頂部に当接するので、こ
のマスタへの当接を接触子１０８が検出すると、測定ア
ーム１０６の下降が停止する。この位置を基準位置とす
る。管制部１６Ｃは、測定待機位置から基準位置までの
測定アーム１０６の移動量Ｓ_Oを演算し、内蔵するメモ
リに記憶する。

【００２８】次に、再びモータ１２２を駆動し、測定ア
ーム１０６を測定待機位置まで上昇させる。そして、ワ
ークホルダ１００からマスタを回収し、測定対象のワー
クＷをセットする。

【００２９】ワークＷをセットしたのち、モータ１２２
を駆動し、再び測定待機位置から測定アーム１０６を下
降させる。測定アーム１０６は、ある高さの位置で接触
子１０８がワークＷの頂部に当接するので、このワーク
Ｗへの当接を接触子１０８が検出すると、測定アーム１
０６の下降が停止する。管制部１６Ｃは、待機位置から
測定アーム１０６が停止するまでの移動量Ｓを演算す
る。そして、基準位置からの変位量ｘ（ｘ＝Ｓ−Ｓ_O）
を演算する。

【００３０】この基準位置からの変位量ｘがマスタの長
さＬ_Oとの差に当たるので、管制部１６Ｃは、既知のマ
スタの長さＬ_Oと、求めた変位量ｘとから、ワークＷの
長さＬ（Ｌ＝Ｌ_O＋ｘ）を算出する。

【００３１】なお、測定アーム１０６は、トランスファ
ーロボット４４のアーム５２との衝突を回避するために
旋回可能になっている。すなわち、図３に示すように、
支柱１１６が回転テーブル１２４上に設置されており、
この回転テーブル１２４が回転駆動されることにより、
旋回可能に構成されている。通常、測定アーム１０６は
退避位置に位置しており、測定時のみ旋回して測定待機
位置に移動する。

【００３２】内径測定部１６Ｂは、図１及び図４に示す
ように、ワークＷを保持する測定台６０と、その測定台
６０に保持されたワークＷの内径寸法を測定するエアマ
イクロメータ６２とで構成されている。

【００３３】測定台６０は、トランスファーロボット４
４のハンド５４の移動軌跡上に配置され、ワークＷを保
持する。この測定台６０は、図５（ａ）及び（ｂ）に示
すように、測定台本体６４、押圧リング６６、保持リン
グ６８及び押圧手段（不図示）で構成されている。

【００３４】測定台本体６４は垂直に設置されており、
その中央部にエア供給路７０が形成されている。測定台
本体６４の上面には円形状の凹部７２が形成されてお
り、その凹部７２の中央にはワーク受け穴７４が形成さ
れている。ワーク受け穴７４はエア供給路７０と同軸上
に形成されるとともに、測定対象のワークＷの外径と略
同径に形成され、所定の深さをもって形成されている。

【００３５】押圧リング６６は、中央部にワーク挿通穴
７６が形成されており、ワーク挿通穴７６はワークＷの
外径よりも若干大きく形成されている。この押圧リング
６６は、測定台本体上面に形成された凹部７２内に嵌入
されており、その凹部７２の内周面をガイド面として凹
部７２内を軸方向に沿って摺動自在に支持されている。
また、この押圧リング６６の下面には、中央に向かって
傾斜するテーパ状の押圧面７８が形成され、保持リング
６８が当接されている。

【００３６】保持リング６８は、弾性体で成形されてお
り、測定台本体６４の上面に形成された凹部７２内に収
納されている。この保持リング６８は、ワーク受け穴７
４と同軸上に配置されており、押圧リング６６の押圧面
７８に押圧されることにより、押し潰されて、その内径
が縮径する。なお、保持リング６８は、通常状態（無負
荷の状態）の内径が、測定対象のワークＷの外径よりも
大きいものが使用される。したがって、ワークＷは、保
持リング６８に挿通される際、ほぼ非接触の状態で挿通
される。

【００３７】図示しない押圧手段は、たとえばシリンダ
で構成され、押圧リング６６を測定台本体６４に向けて
押圧する。

【００３８】以上のように構成された測定台６０の作用
は次のとおりである。図５（ａ）に示すように、押圧リ
ング６６のワーク挿通穴７６からワークＷを挿入する
と、そのワークＷの先端部分が測定台本体６４に形成さ
れたワーク受け穴７４に挿入される。この状態で同図
（ｂ）に示すように、押圧リング６６を図示しない押圧
手段で測定台本体６４に向けて押圧すると、保持リング
６８が押圧リング６６の押圧面７８に押し潰されて、そ
の内径が縮径する。この結果、ワークＷの外周部が保持
リング６８に締め付けられて、ワークＷが測定台６０に
保持される。また、保持リング６８は、ワークＷの外周
に密着するので、これにより、ワークＷとワーク受け穴
７４との間がシールされる。

【００３９】なお、ワークＷを取り外す時は、押圧手段
による押圧リング６６の押圧を解除する。これにより、
押圧リング６６が保持リング６８の弾性復元力で元の位
置に復帰するとともに、保持リング自身もその弾性復元
力で元の径に復帰する。これにより、ワークＷへの締め
付けが解除され、取り出し可能になる。

【００４０】エアマイクロメータ６２は、図４に示すよ
うに、エア源８０、レギュレータ８２、Ａ／Ｅ変換器８
４で構成されている。

【００４１】エア源８０からは、温度、湿度が一定に調
整された圧縮エアが供給される。レギュレータ８２は、
このエア源８０から供給された圧縮エアを一定圧力に調
整する。そして、このレギュレータ８２で一定圧力に調
整された圧縮エアが、Ａ／Ｅ変換器８４を介して測定台
本体６４のエア供給路７０に供給される。

【００４２】エア供給路７０に供給された圧縮空気は、
測定台６０に保持されたワークＷの内周部を通って外部
へと噴出される。Ａ／Ｅ変換器８４は、このときの圧縮
エアの背圧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、管制部１６Ｃに出力する。そして、
管制部１６Ｃは、この電気信号に基づいてワークＷの内
径寸法を算出する。算出された内径寸法は、管制部１６
Ｃに備えられたモニタ（不図示）に表示されるととも
に、データとして管制部１６Ｃに内蔵されたメモリに記
録される。

【００４３】回収部１８は、図１に示すように、測定が
終了したワークＷを所定の基準を満たしたＯＫワーク
と、所定の基準を満たさなかったＮＧワークとに分別し
て回収する。この回収部１８は、ＯＫワークが収容され
るＯＫワーク回収ボックス９０Ａと、ＮＧワークが収容
されるＮＧワーク回収ボックス９０Ｂとを備えている。
各回収ボックス９０Ａ、９０Ｂは、上部が開口した箱状
に形成されており、共にトランスファーロボット４４の
ハンド５４の移動軌跡上に配置される。トランスファー
ロボット４４によって搬送されたワークＷは、各回収ボ
ックス９０Ａ、９０Ｂの上方でアンクランプされること
により、各回収ボックス９０Ａ、９０Ｂに収容される。

【００４４】マスタ格納部２０は、複数のマスタを格納
する。このマスタ格納部２０には、図１に示すように、
マスタ格納台８８が設置されている。マスタ格納台８８
は、ブロック状に形成されており、その上面に複数のマ
スタ格納穴が所定の深さをもって垂直に形成されてい
る。マスタは、このマスタ格納穴に格納される。

【００４５】なお、このマスタ格納台８８は、トランス
ファーロボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配設さ
れており、各マスタ格納穴もハンド５４の移動軌跡上に
形成されている。これにより、マスタ格納台８８からト
ランスファーロボット４４でマスタを取り出し、測定台
６０に搬送することができる。

【００４６】制御部は、内径測定装置１０を構成する各
機器の駆動制御を行う。この制御部は、あらかじめ記憶
されたプログラムにしたがって各機器を駆動制御する。

【００４７】前記のごとく構成された本実施の形態の内
径測定装置の作用は次のとおりである。

【００４８】初めに初期設定を行う。まず、マスタ格納
台８８に零調整用マスタＭ_O、倍率調整用マスタＭ_V、
修正用マスタＭ₁〜Ｍ_Nをセットする。

【００４９】ここで、零調整用マスタＭ₀は、内径寸法
ｄ_Oと長さＬ_Oが既知とされており、倍率調整用マスタ
Ｍ_Vは、内径寸法ｄ_Vが既知とされている（ただし、ｄ
_O≠ｄ_V）。

【００５０】また、修正用マスタＭ₁〜Ｍ_Nは、それぞ
れ零調整用マスタＭ_Oと同じ内径寸法ｄ_Oで形成されて
おり、それぞれその長さＬ₁〜Ｌ_Nが既知とされてい
る。ただし、その長さＬ₁〜Ｌ_Nは、それぞれ異なる値
で形成されている。

【００５１】オペレータは、この各種マスタの内径寸法
と長さを予め管制部１６Ｃに入力し、メモリに記憶させ
ておく。

【００５２】次に、長さ測定機１０２とエアマイクロメ
ータ６２のキャリブレーションを行う。

【００５３】まず、トランスファーロボット４４が、マ
スタ格納台８８から零調整用マスタＭ_Oを取り出し、長
さ測定部１６Ａに搬送する。そして、その長さ測定部１
６Ａのワークホルダ１００に零調整用マスタＭo をセッ
トする。この零調整用マスタＭo のセッティングは、次
のように行われる。

【００５４】まず、零調整用マスタＭ_Oを把持したトラ
ンスファーロボット４４のハンド５４がワークホルダ１
００の上方に移動する。そして、その位置から下降す
る。これにより、ハンド５４に把持された零調整用マス
タＭ_Oがワークホルダ１００のワーク受け穴１０４に挿
入される。

【００５５】零調整用マスタＭ_Oがワーク受け穴１０４
に挿入されると、ハンド５４による零調整用マスタＭ_O
の把持が解除される。解除後、ハンド５４は上方に退避
する。これにより、ワークホルダ１００にワークＷがセ
ットされる。

【００５６】なお、この際、長さ測定機１０２の測定ア
ーム１０６は、所定の退避位置に位置している。

【００５７】零調整用マスタＭ_Oがワークホルダ１００
にセットされると、回転テーブル１２４が回転駆動され
る。これにより、測定アーム１０６が旋回し、退避位置
から測定待機位置に移動する。この後、基準位置の設定
が行われる。すなわち、まず、モータ１２２が駆動さ
れ、測定アーム１０６が下降する。測定アーム１０６が
下降すると、ある高さの位置で接触子１０８がマスタの
頂部に当接するので、このマスタへの当接を接触子１０
８が検出すると、測定アーム１０６の下降が停止され
る。この位置が基準位置となり、管制部１６Ｃは、測定
待機位置から基準位置までの測定アーム１０６の移動量
Ｓ₀を演算する。そして、その移動量Ｓ₀を内蔵するメ
モリに記憶する。

【００５８】次に、再びモータ１２２が駆動され、測定
アーム１０６が測定待機位置まで上昇する。そして、回
転テーブル１２４が回転駆動され、測定アーム１０６が
退避位置に退避する。

【００５９】以上により、長さ測定機１０２のキャリブ
レーションが終了する。引き続きエアマイクロメータ６
２のキャリブレーションが行われる。

【００６０】測定アーム１０６が退避位置に退避する
と、トランスファーロボット４４がワークホルダ１００
から零調整用マスタＭ_Oを回収し、内径測定部１６Ｂに
搬送する。そして、その内径測定部１６Ｂの測定台６０
にセットする。

【００６１】ここで、零調整用マスタＭ_Oのセッティン
グは次のように行われる。まず、零調整用マスタＭ_Oを
把持したトランスファーロボット４４のハンド５４が測
定台６０の上方に移動する。そして、そのまま下降す
る。これにより、ハンド５４に把持された零調整用マス
タＭ_Oが押圧リング６６のワーク挿通穴７６に挿入され
る。この際、零調整用マスタＭ_Oは、その内周面取り部
が上側に向けられたワーク挿通穴７６に挿入される。

【００６２】零調整用マスタＭ_Oがワーク挿通穴７６に
挿入されると、ハンド５４による零調整用マスタＭ_Oの
把持が解除される。解除後、ハンド５４は一時上方に退
避する。

【００６３】ハンド５４の退避後、図示しない押圧手段
が駆動され、押圧リング６６が測定台本体６４に向けて
押圧される。これにより、保持リング６８が押圧リング
６６に押し潰され、その押し潰された保持リング６８に
把持されて、零調整用マスタＭ_Oが測定台６０に保持さ
れる。また、測定台６０に保持された零調整用マスタＭ
_Oは、その先端がワーク受け穴７４に挿入されるが、こ
の零調整用マスタＭ_Oとワーク受け穴７４との間に形成
される隙間は、保持リング６８が押し潰されることによ
ってシールされる。したがって、エア供給路７０にエア
を供給しても、そのエアは隙間から漏れることはなく、
全て零調整用マスタＭ_Oの内周部に供給される。

【００６４】以上のようにして零調整用マスタＭ_Oが測
定台６０にセットされると、エア源８０が駆動され、レ
ギュレータ８２によって一定圧に調整された圧縮エアが
Ａ／Ｅ変換器８４を介して測定台６０のエア供給路７０
に供給される。このエア供給路７０に供給された圧縮エ
アは、零調整用マスタＭ_Oの内周部を通って外部に排気
される。そして、このときの圧縮エアの背圧がＡ／Ｅ変
換器８４によって検出され、電気信号として管制部１６
Ｃへと出力される。管制部１６Ｃは、その電気信号とし
て出力された零調整用マスタＭ_Oの背圧データを内蔵す
るメモリに記憶する。

【００６５】零調整用マスタＭ_Oの測定が終了すると、
エアの供給が停止され、零調整用マスタＭ_Oのロックが
解除される。すなわち、押圧手段による押圧リング６６
の押圧が解除され、保持リング６８による締め付けが解
除される。

【００６６】押圧リング６６の押圧が解除されると、上
方に待機していたトランスファーロボット４４のハンド
５４が下降し、測定台６０にセットされた零調整用マス
タＭ _Oを把持する。そして、そのまま上昇して測定台６
０から零調整用マスタＭ_Oを回収する。

【００６７】回収された零調整用マスタＭ_Oは、トラン
スファーロボット４４によってマスタ格納台８８の元の
位置に戻される。

【００６８】零調整用マスタＭ_Oの測定が終了すると、
次に、トランスファーロボット４４は、マスタ格納台８
８から倍率調整用マスタＭ_Vを取り出し、測定部１６に
搬送する。測定部１６に搬送された倍率調整用マスタＭ
_Vは、零調整用マスタＭ_Oと同様にして測定台６０にセ
ットされ、背圧の測定が行われる。測定終了後は零調整
用マスタＭ_Oと同様にしてマスタ格納台８８の元の位置
に戻される。

【００６９】以上のようにして、零調整用マスタＭ_Oと
倍率調整用マスタＭ_Vの背圧測定が終了すると、管制部
１６Ｃは、測定された零調整用マスタＭ_Oの背圧データ
と倍率調整用マスタＭ_Vの背圧データ、及び、既知の内
径寸法ｄ_O、ｄ_Vに基づいて、内径寸法の変化と背圧変
化との関係（背圧特性）を求める。また、零調整用マス
タＭ_Oの背圧の測定値を測定の基準値に設定する。以下
の測定では、この零調整用マスタＭ_Oとの背圧変化を検
出することにより、ワークＷの内径寸法ｄが測定され
る。

【００７０】以上により、エアマイクロメータ６２のキ
ャリブレーションが終了する。

【００７１】次に、ワークの長さＬに基づく測定値の修
正量の測定が行われる。

【００７２】まず、トランスファーロボット４４が、マ
スタ格納台８８から第１の修正用マスタＭ₁（長さ
Ｌ₁）を取り出し、内径測定部１６Ｂに搬送して測定台
６０にセットする。第１の修正用マスタＭ₁が測定台６
０にセットされると、上述した零調整用マスタＭ_Oと同
様にして背圧測定が行われる。管制部１６Ｃは、測定さ
れた背圧から第１の修正用マスタＭ₁の内径ｄ₁を算出
し、長さＬ₁に対応させてメモリに記憶する。

【００７３】第１の修正用マスタＭ₁の測定が終了する
と、トランスファーロボット４４が、測定台６０から第
１の修正用マスタＭ₁を回収し、マスタ格納台８８の元
の位置に戻す。

【００７４】次に、トランスファーロボット４４が、マ
スタ格納台８８から第２の修正用マスタＭ₂（長さ
Ｌ₂）を取り出し、内径測定部１６Ｂに搬送して測定台
６０にセットする。第２の修正用マスタＭ₂が測定台６
０にセットされると、上記と同様にして背圧が測定され
る。管制部１６Ｃは、測定された背圧から第２の修正用
マスタＭ₂の内径ｄ₂を算出し、長さＬ₂に対応させて
メモリに記憶する。

【００７５】第２の修正用マスタＭ₂の測定が終了する
と、トランスファーロボット４４が、測定台６０から第
２の修正用マスタＭ₂を回収し、マスタ格納台８８の元
の位置に戻す。

【００７６】以上のようにして、マスタ格納台８８に格
納されている複数の修正用マスタＭ _Nについて、順次内
径ｄ_Nを測定する。そして、求めた内径ｄ_Nを長さＬ_N
に対応させて管制部１６Ｃのメモリに記憶する。

【００７７】すべての修正用マスタＭ₁〜Ｍ_Nの内径測
定が終了すると、管制部１６Ｃは測定値の修正量εを求
める。

【００７８】ここで、上記のように零調整用マスタＭ_O
と修正用マスタＭ₁〜Ｍ_Nは、共に内径寸法が等しく形
成されているので、測定値ｄ_O〜ｄ_Nは同じ値が出力さ
れるはずである。

【００７９】しかしながら、各マスタＭ_O〜Ｍ_Nは、長
さＬ_O〜Ｌ_Nが異なるため、測定値にバラツキが生じ
る。

【００８０】そこで、零調整用マスタＭ_Oの長さＬ_Oを
基準とし、その時の測定値ｄ_Oとのズレ量（ｄ_O−
ｄ_N）を求めることにより、各長さＬ₁〜Ｌ_Nにおける
測定値の修正量εを求める。

【００８１】たとえば、長さＬ₁の時の内径測定値はｄ
₁であり、その修正量ε₁は、ε₁＝ｄ_O−ｄ₁とな
る。また、長さＬ₂の時の内径測定値はｄ₂であり、そ
の修正量ε₂は、ε₂＝ｄ_O−ｄ₂となる。同様にして
各長さＬ₁〜Ｌ_Nにおける測定値の修正量ε₁〜ε_Nを
求める。

【００８２】そして、求めた長さＬ_O〜Ｌ_Nと修正量ε
_O〜ε_Nとの関係から、その長さＬと修正量εの一般式
ε＝Ｆ（Ｌ）を求める。管制部１６Ｃは、求めた長さＬ
と修正量εとの関係を表す一般式ε＝Ｆ（Ｌ）をメモリ
に記憶する。

【００８３】以上一連の操作により、測定の準備作業が
完了する。以後、パーツフィーダ２２に収納されたワー
クＷの測定が順次行われる。

【００８４】まず、パーツフィーダ２２が駆動され供給
口２６からワークＷが順次供給される。供給口２６から
供給されたワークＷは、コンベア４０によって方向転換
装置４２に搬送される。そして、その方向転換装置４２
によって９０度方向転換されて、垂直に立ち上げられ
る。

【００８５】垂直に立ち上げられたワークＷは、トラン
スファーロボット４４のハンド５４に受け取られ、その
アーム５２の旋回動作によって長さ測定部１６Ａに搬送
される。

【００８６】長さ測定部１６Ａに搬送されたワークＷ
は、ワークホルダ１００にセットされ、長さが測定され
る。この長さ測定部１６Ａによる長さ測定は、次のとお
りである。

【００８７】まず、トランスファーロボット４４のハン
ド５４がワークホルダ１００の上方に移動して停止す
る。そして、その位置からアーム５２が下降する。アー
ム５２は、所定量下降すると停止し、これにより、ワー
クＷがワーク受け穴１０４に挿入される。

【００８８】ワークＷがワーク受け穴１０４に挿入され
ると、ハンド５４によるワークＷの把持が解除される。
この後、アーム５２は上昇し、所定の高さの位置で待機
する。これにより、ワークＷがワークホルダ１００にセ
ットされる。

【００８９】ワークＷがワークホルダ１００にセットさ
れると、次いで、長さ測定機１０２の回転テーブル１２
４が回転駆動され、測定アーム１０６が退避位置から測
定待機位置に旋回して移動する。

【００９０】測定アーム１０６が測定待機位置に移動す
ると、モータ１２２が駆動され、測定アーム１０６が下
降する。測定アーム１０６が下降すると、ある高さの位
置で接触子１０８がワークＷの頂部に接触するので、こ
の接触が検出されると、測定アーム１０６の下降が停止
する。

【００９１】管制部１６Ｃは、測定待機位置から測定ア
ーム１０６が停止するまでの移動量Ｓをエンコーダから
の出力に基づいて演算する。そして、その求めた移動量
Ｓに基づいてワークＷの長さＬを算出する。すなわち、
基準位置からの変位量ｘを演算し、この変位量ｘと既知
の零調整用マスタＭ_Oの長さＬ_Oとから、ワークＷの長
さＬ（Ｌ＝Ｌ_O＋ｘ）を算出する。求められたワークＷ
の長さＬは、内径測定部１６Ｂの管制部１６Ｃに出力さ
れる。

【００９２】測定が終了すると、モータ１２２が駆動さ
れ、測定アーム１０６が測定待機位置まで上昇する。こ
の後、回転テーブル１２４が駆動され、測定アーム１０
６が旋回し、退避位置に移動する。

【００９３】以上により、ワークＷの長さ測定が終了す
る。長さ測定が終了すると、ワークホルダ１００の上方
に待機していたトランスファーロボット４４のハンド５
４が下降し、ワークホルダ１００からワークＷを回収す
る。そして、回収したワークＷを内径測定部１６Ｂに搬
送する。

【００９４】内径測定部１６Ｂに搬送されたワークＷ
は、測定台６０にセットされ、内径寸法が測定される。
この内径寸法の測定は、次のように行われる。

【００９５】まず、ワークＷが押圧リング６６のワーク
挿通穴７６に挿入される。次に、図示しない押圧手段が
駆動され、押圧リング６６が測定台本体６４に向けて押
圧される。これにより、保持リング６８が押圧リング６
６に押し潰され、その押し潰された押圧リング６６に把
持されて、ワークＷが測定台６０に保持される。

【００９６】ワークＷが測定台６０に保持されると、エ
ア源８０が駆動され、レギュレータ８２によって一定圧
に調整された圧縮エアが、Ａ／Ｅ変換器８４を介して測
定台６０のエア供給路７０に供給される。このエア供給
路７０に供給された圧縮エアは、ワークＷの内周部を通
って外部に排気される。そして、このときの圧縮エアの
背圧がＡ／Ｅ変換器８４によって検出され、電気信号と
して管制部１６Ｃへと出力される。

【００９７】管制部１６Ｃは、Ａ／Ｅ変換器８４からの
電気信号に基づいてワークＷの内径寸法ｄを演算する。
すなわち、あらかじめ求めた背圧特性に基づいて測定さ
れた背圧からワークＷの内径寸法ｄを算出する。

【００９８】内径寸法ｄが測定されると、次に、管制部
１６Ｃは、長さ測定部１６Ａで測定されたワークＷの長
さＬに基づいて修正量εを求める。そして、その求めた
修正量εに基づいて測定値ｄを修正し、正しい内径寸法
ｄ´を求める。

【００９９】以上のようにして求められた内径寸法ｄ´
は管制部１６Ｃに備えられたモニタ（不図示）に表示さ
れるとともに、データとしてメモリに記録される。そし
て、その測定された内径寸法ｄ´が所定の基準を満たし
ているか否か判定される。すなわち、所定の基準を満た
したＯＫワークか、所定の基準を満たしていないＮＧワ
ークかが判定される。

【０１００】なお、この判定の基準となる内径寸法は、
あらかじめ管制部１６Ｃのメモリに記憶されているもの
とする。

【０１０１】以上によりワークＷの内径測定が終了す
る。測定が終了すると、エア源８０の駆動が停止され、
測定台６０によるワークＷの保持が解除される。すなわ
ち、押圧手段（不図示）による押圧リング６６の押圧が
解除され、保持リング６８によるワークＷの締め付けが
解除される。この後、ワークＷはトランスファーロボッ
ト４４によって測定台６０から回収され、回収部１８へ
と搬送される。

【０１０２】回収部１８に搬送されたワークＷは、判定
された結果に応じてＯＫワーク回収ボックス９０ＡとＮ
Ｇワーク回収ボックス９０Ｂとに分別されて回収され
る。すなわち、所定の基準を満足したＯＫワークならば
ＯＫワーク回収ボックス９０Ａに回収され、所定の基準
を満足しないＮＧワークならばＮＧワーク回収ボックス
９０Ｂに回収される。

【０１０３】なお、この分別回収は次のように行われ
る。測定台６０からワークＷを回収したトランスファー
ロボット４４のハンド５４は、そのワークＷがＯＫワー
クの場合、ＯＫワーク回収ボックス９０Ａの上方に移動
する。そして、その位置から所定量下降したのちワーク
Ｗの保持を解除する。これにより、ワークＷは自重で落
下し、ＯＫワーク回収ボックス９０Ａに回収される。一
方、測定台６０から回収したワークＷがＮＧワークの場
合、トランスファーロボット４４のハンド５４は、ＮＧ
ワーク回収ボックス９０Ｂの上方に移動し、その位置か
ら所定量下降し、ワークＷの保持を解除する。これによ
り、ワークＷは自重で落下し、ＮＧワーク回収ボックス
９０Ｂに回収される。

【０１０４】以上一連の工程で１つのワークＷの内径測
定が完了する。以下、同様の作業を順次繰り返し実施し
て、パーツフィーダ２２に収容された全てのワークＷを
測定する。

【０１０５】以上説明したように、本実施の形態の内径
測定装置１０では、ワークＷの長さＬを測定し、そのワ
ークＷの長さＬに応じて内径測定値ｄを修正するので、
長さが異なる複数のワークＷを測定する場合であって
も、常に正確な測定を行うことができる。

【０１０６】なお、本実施の形態では、垂直に上下動す
る測定アーム１０６をワークＷの頂部に当接させ、その
時の測定アーム１０６の移動量を検出することにより、
ワークＷの長さを測定するようにしているが、ワークの
長さを測定する手段は、これに限定されるものではな
い。

【０１０７】たとえば、図６や図７に示すように、ワー
クＷを一対の測定アーム１３０、１３０で挟持し、その
測定アーム１３０、１３０の変位を検出することによ
り、ワークＷの長さを測定するようにしてもよい。ま
た、図８に示すように、一対のＣＣＤカメラ１３２、１
３２の間にワークＷをセットし、そのワークＷの端面を
ＣＣＤカメラ１３２、１３２で撮影して、その合焦情報
からワークＷの長さを測定するようにしてもよい。

【０１０８】このように、ワークＷの長さを測定する手
段は、公知の種々の手段を用いることができる。

【０１０９】また、本実施の形態では、測定部１６に
は、長さ測定部１６Ａと内径測定部１６Ｂとが、それぞ
れ１つずつ設置されているが、複数の長さ測定部１６Ａ
及び内径測定部１６Ｂを設置してもよい。これにより、
複数のワークＷを同時に測定することができ、効率よく
測定を行うことができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークの長さに応じて内径測定値を修正するので、長さ
にバラツキがある複数のワークを測定する場合であって
も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】本発明に係る内径測定装置の一実施形態を示す
全体構成図

【図２】搬送部の構成を示す概略図

【図３】長さ測定部の構成を示す概略図

【図４】内径測定部の構成を示す概略図

【図５】測定台の構成を示す断面図

【図６】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図

【図７】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図

【図８】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図

【図９】ワークの構成を示す断面図

【符号の説明】

１０…内径測定装置、１２…供給部、１４…搬送部、１
６…測定部、１６Ａ…長さ測定部、１６Ｂ…内径測定
部、１８…回収部、２０…マスタ格納部、２２…パーツ
フィーダ、３４…エアノズル、４０…コンベア、４２…
方向転換装置、４４…トランスファーロボット、４６…
クランパ、４６Ａ、４６Ｂ…クランプ爪、４８…回転
軸、５０…ロッド、５２…アーム、５４…ハンド、５４
Ａ…クランプ爪、６０…測定台、６２…エアマイクロメ
ータ、６４…測定台本体、６６…押圧リング、６８…保
持リング、７０…エア供給路、７２…凹部、７４…ワー
ク受け穴、７６…ワーク挿通穴、７８…押圧面、８０…
エア源、８２…レギュレータ、８４…Ａ／Ｅ変換器、８
８…マスタ格納台、８８Ａ…零調整用マスタ格納穴、８
８Ｂ…倍率調整用マスタ格納穴、９０Ａ…ＯＫワーク回
収ボックス、９０Ｂ…ＮＧワーク回収ボックス、１００
…ワークホルダ、１０２…長さ測定機、１０４…ワーク
受け穴、１０６…測定アーム、１０８…接触子、１１０
…支柱、１１２…ガイドレール、１１４…昇降体、１１
８…ネジ棒、１２０…軸受部、１２２…モータ、１２４
…回転テーブル、Ｗ…ワーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状に形成されたワークの一端から圧
縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワー
クの内径を測定する内径測定方法において、ワークの長さの変化に対する内径測定値の変化を求める
ことにより、ワークの長さに応じた内径測定値の修正量
を予め取得し、ワークの長さに応じて内径測定値を修正
することを特徴とする内径測定方法。
【請求項２】円筒状に形成されたワークの一端から圧
縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワー
クの内径を測定する内径測定装置において、ワークの長さを測定する長さ測定手段と、ワークの長さに応じた内径測定値の修正量が記憶された
記憶手段と、前記長さ測定手段で測定されたワークの長さと前記記憶
手段に記憶された修正量とに基づいて、測定されたワー
クの内径を修正する修正手段と、を備えたことを特徴と
する内径測定装置。