JP2005221280A - ワーク計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 計測されたワークの良否を作業者の目視で直ちに判断できるワーク計測装置を提供する。
【解決手段】 加工されたワークＷの寸法を計測する計測ヘッド１と、ワークＷが良品ワークか不良品ワークかを判別する判別手段２と、不良品ワークの場合に良否判別用の着色マークを付ける着色マーク付与手段３とを備える。判別手段２は、計測ヘッド１による計測値に基づき、前記ワークＷが所定の基準値に対する良品ワークか不良品ワークかを判別する。着色マーク付与手段３は、不良品ワークの場合にワークＷの計測した部位または計測した部位の近傍に良否判別用の着色マークを付ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、加工されたワークの寸法を計測するワーク計測装置に関する。

ワークの加工ラインなどにおいては、旋盤等の工作機械で加工されたワークの寸法を、工作機械の外で計測し、その計測値が所定の基準値を満たすときに、そのワークを良品と判定して次工程へ流し、不良品と判定したワークはシュート等で排出するという分別流し処理が行われる。

しかし、上記した分別流し処理では、データ管理上での記憶フラグで良品と不良品を識別記憶するのが一般的であり、データ管理において記憶フラグにミスや記憶忘れ等があったりすると、分別ミスが生じることがある。この場合に、旋削等の加工が行われたワークの良否の差は数ミクロンの寸法差であり、肉眼で観察して直ちに良否を区別できないので、作業者が分別ミスを発見してミスを防止するといった対応が不可能である。また、このような分別ミスの発生が生じないようにしようとすると、分別機構の構成も複雑なものとなってしまう。

この発明の目的は、計測されたワークの良否を作業者の目視で直ちに判断でき、かつ不良品ワークの場合に、どの部分が寸法不良であったかが目視判るワーク計測装置を提供することである。
この発明の他の目的は、不良品ワークが再加工可能な物か不可能なものであるかが目視で判別できるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、簡単な構成で寸法不良の部分に着色マークを付すことができるようにすることである。

この発明のワーク計測装置は、工作機械で加工されたワークの寸法を計測する計測ヘッドと、この計測ヘッドによる計測値に基づき、前記ワークが所定の基準値に対する良品ワークか不良品ワークかを判別する判別手段と、不良品ワークの場合にワークの計測した部位または計測した部位の近傍に良否判別用の着色マークを付ける着色マーク付与手段とを備えたものである。
この構成によると、計測ヘッドによる計測値が所定の基準値に対して許容範囲であるときは、判別手段がワークを良品ワークと判別し、ワークには着色マークが付けられない。計測値が許容範囲外である場合は、判別手段がワークを不良品ワークと判別し、ワークに着色マークが付けられる。その結果、作業者は、計測されたワークに着色マークが付いているか否かから、そのワークが良品ワークであるか不良品ワークであるかを、目視により直ちに区別できる。また、着色マークは、計測した部位または計測した部位の近傍に付けるようにしたため、ワークのどの部分を計測して不良品となったものであるかが、目視により簡単に判る。マークの付与は、不良品のみに行い、また計測部位の近傍の着色マークとするため、マークの大きさ等のを適宜設定しておけば、再加工後は着色部分が削られ、後にマークを消す作業が不要となる。

この発明において、前記判別手段は、不良品ワークが再加工可能範囲か再加工不可範囲かを判別する再加工可否判別機能を有し、前記着色マーク付与手段は、２種類のマークの付与が可能で、前記判別手段による再加工可否判別の結果に従って、再加工可能なワークと再加工不可なワークとで別のマークを付けるものとしても良い。
この構成の場合、ワークＷが不良品ワークの場合に、作業者は、ワークに付けられた着色マークの種類の違いから、その不良品ワークが再加工できるものか、破棄すべきものかを、目視により簡単に区別できる。

この発明において、前記着色マーク付与手段を、前記計測ヘッドに設けても良い。計測ヘッドに着色マーク付与手段が設けられていると、計測の後、計測ヘッドを遠く退避させる前に着色マーク付与手段による着色マーク付与を行うことで、ワークの計測された部位またはその近傍に着色マークが着けられることになる。そのため、簡単な構成で、計測部位の近傍に着色マークを付すことができる。

この発明のワーク計測装置は、加工されたワークの寸法を計測する計測ヘッドと、この計測ヘッドによる計測値に基づき、前記ワークが良品ワークか不良品ワークかを判別する判別手段と、不良品ワークの場合にワークの計測した部位または計測した部位の近傍に良否判別用の着色マークを付ける着色マーク付与手段とを備えたため、計測されたワークの良否を作業者の目視で直ちに判断でき、また不良品ワークの場合に、どの部分が寸法不良であったかが目視で判る。
前記判別手段が、不良品ワークが再加工可能範囲か再加工不可範囲かを判別する再加工可否判別機能を有し、前記着色マーク付与手段を、２種類のマークの付与が可能で、前記判別手段による再加工可否判別の結果に従って、再加工可能なワークと再加工不可なワークとで別の着色マークを付けるものとした場合は、不良品ワークが再加工可能な物か不可能なものであるかを目視で判断することができる。
前記着色マーク付与手段を計測ヘッドに設けた場合は、簡単な構成で寸法不良の部分に着色マークを付すことができる。

この発明の一実施形態を図１〜図４と共に説明する。図１はこのワーク計測装置の概念構成図であり、図２はその破断正面図である。このワーク計測装置はワークの加工ライン等に設置されるものであって、計測ヘッド１、判別手段２および着色マーク付与手段３を備える。計測ヘッド１は、工作機械で加工されたワークＷの寸法を計測する手段である。判別手段２は、前記計測ヘッド１による計測値に基づき、前記ワークＷが所定の基準値に対する良品ワークか不良品ワークかを判別する手段である。着色マーク付与手段３は、判定されたワークＷが不良品ワークの場合に、ワークＷの計測した部位または計測した部位の近傍に良否判別用の着色マーク（図４）Ｍを付ける手段である。

ここでは、ワークＷが図４のように大径部ａに続けて小径部ｂを有する段付きの円筒状の部材であり、その加工済みの小径部ｂの外径を計測対象とする場合を例示している。このワーク計測装置は、ワークＷを軸心Ｏに位置合わせして載置したセット状態で回転させるターンテーブル４を有し、ターンテーブル４を所定回転角度位置に順次割出して、ワーク小径部ｂの外径寸法を、円周方向の複数箇所で計測ヘッド１により計測する。

計測ヘッド１は、ターンテーブル４の軸心Ｏを挟んで軸心Ｏからそれぞれ等配位置に対向配置される一対のヘッド単体１Ａ，１Ｂからなる。各ヘッド単体１Ａ，１Ｂはそれぞれアーム状のヘッド支持体５Ａ，５Ｂに設置されて、軸心Ｏに対して垂直な面内を、互いに同期して軸心Ｏに接近・離間する方向にヘッド支持体５Ａ，５Ｂと共に直線移動可能とされている。ヘッド支持体５Ａ，５Ｂは、基台１０に上記接近・離間方向に移動自在に設置され、駆動機構１１により上記接近・離間の動作が行われる。駆動機構１１は、例えばボールねじ機構１２と、そのねじ軸１２ａを回転させるモータ１３とで構成される。ねじ軸１２ａは、両側のヘッド支持体５Ａ，５Ｂに設けられたナット１２ｂ，１２ｃに螺合しており、ねじ軸１２ａの各ナット１２ｂ，１２ｃに螺合する部分は互いに逆ねじに形成されている。基台１０または駆動機構１１には、計測ヘッド１の位置を検出するエンコーダ１４が設けられている。このエンコーダ１４は、図示の例では、モータ１３の回転角度を検出するものとしてあるが、基台１０等に設けられてヘッド支持体５Ａ，５Ｂの位置を検出するリニアエンコーダであっても良い。

計測ヘッド１には、各ヘッド単体１Ａ，１Ｂの軸心Ｏに対向する面に、ワークＷの計測部位に接触してその径寸法を計測するタッチセンサ６ａ，６ｂが設けられている。タッチセンサ６ａ，６ｂは、タッチプローブがワークＷに接したときにオンとなるものであり、判別手段２は、両側のタッチセンサ６ａ，６ｂがオンしたときのエンコーダ１４の値を読み込んで計測値とする。

計測ヘッド１における 一方のヘッド単体１Ａには、図３のように２つのインクジェットノズル３Ａ，３Ｂが設けられている。これらインジェットノズル３Ａ，３Ｂは、前記着色マーク付与手段３を構成するものである。これらインジェットノズル３Ａ，３Ｂにより２種類のマークの付与が可能とされている。すなわち、１つのインクジェットノズル３Ａは、ある所定の第１の色（例えば黄色）のインクを噴射してワークＷの計測された部位またはその近傍に着色マークＭを付けるものであり、他の１つのインクジェットノズル３Ｂは別の色（例えば赤色）のインクを噴射してワークＷの計測された部位またはその近傍に着色マークＭを付けるものである。

判別手段２は、良否判別機能部２ａと再加工可否判別機能部２ｂとを有する。良否判別機能部２ａは、計測ヘッド１による計測値、つまり両タッチセンサ６ａ，６ｂがオンしたときのエンコーダ１４の値が、基準値に対して公差範囲等とされる所定の許容範囲内にある良品ワークか、上記許容範囲を超える不良品ワークかを判別する。
再加工可否判別機能部２ｂは、不良品ワークの中で、計測値が再加工可能範囲か再加工不可範囲であるかを判別する。この場合に、再加工可否判別機能部２ｂは、計測値が上記許容範囲をプラス側に超える場合、つまり削り足らない場合は、再加工可能範囲と判定し、許容範囲をマイナス側に超える場合、つまり削り過ぎの場合は、再加工不可範囲であると判定する。

再加工判別機能部２ｂは、再加工可能範囲と判別した場合に、着色マーク付与手段３の第１の色（黄色）のインクを噴射するインクジェットノズル３Ａを作動させ、再加工不可範囲と判別した場合に、別の色（赤色）のインクを噴射するインクジェットノズル３Ｂを作動させる。したがって、計測寸法が再加工可能範囲の場合にはワークＷに黄色の着色マークＭが付けられ、計測寸法が再加工不可範囲の場合にはワークＷに赤色の着色マークＭが付けられる。

次に、上記構成のワーク計測装置による計測動作について説明する。工作機械で加工されたワークＷは、その軸心がターンテーブル４の軸心Ｏに一致するようにターンテーブル４上に載置される。このセット状態で、計測ヘッド１の両ヘッド単体１Ａ，１Ｂを設置したヘッド支持体５Ａ，５Ｂが、所定の各待機位置から互いに同期して軸心Ｏに向けて直線移動し、両ヘッド単体１Ａ，１Ｂの各タッチセンサ６ａ，６ｂがワークＷの計測対象部位である小径部ｂの外径面に接触する位置でヘッド支持体５Ａ，５Ｂは停止する。

判別手段２は、両タッチセンサ６ａ，６ｂがオンしたときのエンコーダ１４の値を、計測値として取り込む。この計測の後に、両ヘッド支持体５Ａ，５Ｂは一旦軸心Ｏから離間する方向に移動し、ターンテーブル４は所定回転角度だけ回転する。この回転位置で、再度両ヘッド支持体５Ａ，５Ｂは軸心Ｏに向けて再度直線移動し、タッチセンサ６ａ，６ｂを接触させて計測を行う。このようにターンテーブル４を所定回転角度だけ割出回転させる動作を繰り返し、計測ヘッド１によりワーク小径部ｂの円周方向複数箇所の外径寸法を順次計測する。

ワーク小径部ｂの全周にわたる計測で、その計測値が基準値に対して許容範囲にあるときは、判別手段２の良否判別機能部２ａはワークＷを良品ワークと判別する。このとき、ワークＷには着色マークＭは付けられない。全周の計測値が全て許容範囲であると、そのワークＷは、良品として次工程へ流される。

上記計測動作において、計測値が基準値に対する許容範囲から外れている場合は、判別手段２の良否判別機能部２ａはワークＷを不良品ワークと判別する。このとき、判別手段２の再加工可否判別機能部２ｂは、不良品ワークの計測値が再加工可能範囲であるか、再加工不可範囲であるかを判別する。再加工可否判別機能部２ｂが再加工可能範囲と判定したときは、着色マーク付与手段３の第１のインクジェットノズル３Ａを作動させるので、ワーク小径部ｂの計測された部位またはその近傍に黄色の着色マークＭが付けられる。また、再加工不可範囲と判定したときは、再加工可否判別機能部２ｂは着色マーク付与手段３の他方のインクジェットノズル３Ｂを作動させるので、ワーク小径部ｂの計測された部位またはその近傍に赤色の着色マークＭが付けられる。

これにより、作業者は、計測されたワークＷに着色マークＭが付いているか否かから、そのワークＷが良品ワークであるか不良品ワークであるかを、目視により直ちに区別できる。ワークＷが不良品ワークの場合に、ワークＷに付けられた着色マークＭの色から、そのワークＷが再加工できるものか破棄すべきものかを、目視により簡単に区別できる。着色マーク付与手段３はヘッド単体１Ａのタッチセンサ６ａの近傍に設けられているため、着色マークＭはワークＷの計測された部位またはその近傍に付けられることとなる。そのため、どの部分、例えばワーク小径部ｂの外径面を計測して不良品となったものであるかが、目視により判る。上記のように円周方向の複数箇所を測定した場合には、ワークＷの円周方向のどの部分の計測値が寸法不良であったかも、目視で判別できる。

このワーク計測装置では、計測値に基づく判定結果が着色マークＭの有無や着色マークＭの色としてワークＷに付加されるので、判定結果をデータ管理手段の記憶フラグに記憶させることで計測後のワークの分別流れ処理を行う従来例の場合に比べて、ワークＷの分別機構やその処理のためのデータ管理手段も、記憶処理等の要らないミスの少ない簡単な構成とすることができる。すなわち、このワーク計測装置で計測されたワークＷは、例えば１本のコンベア上で流しながら、カメラ等の検索装置でワークＷへの着色マークＭの有無、および着色マークＭの色をチェックすることにより、良品、廃棄品、再加工可能な不良品に簡単に分別することができ、ワーク判別の明確化だけでなく、ワーク分別機構の簡略化、および分別作業効率の向上を図ることができる。

なお、上記実施形態では、ワーク小径部ｂの外径寸法を計測する場合について説明したが、ワークＷの大径部ａの外径寸法や、ワークＷの内径寸法、幅面寸法を計測する場合にも、着色マークＭがワークＷの計測された部位またはその近傍に付けられるようにすることで、どの部分を計測して不良品となったものであるかを目視により簡単に知ることができる。計測ヘッド１は、ワークＷの測定部位に応じた形状のものとされる。

また、上記実施形態では、不良品ワークを再加工可能なものと再加工不可なものに区別するのに、色の異なる着色マークＭをワークＷに付けたが、マークＭの形状を異ならせて区別するようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、計測ヘッド１とエンコーダ１４とで計測値を得る計測手段を構成したが、エンコーダ１４を用いることなく、計測ヘッド１だけで計測値が得られるものを用いても良い。

この発明の一実施形態にかかるワーク計測装置の概念構成図である。 同ワーク計測装置の正面図である。 同ワーク計測装置における計測ヘッドの要部側面図である。 同ワーク計測装置により計測されるワークの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…計測ヘッド
１Ａ…ヘッド単体
１Ｂ…ヘッド単体
２…判別手段
２ａ…良否判別機能部
２ｂ…再加工可否判別機能部
３…着色マーク付与手段
３Ａ，３Ｂ…インクジェットノズル
Ｗ…ワーク
Ｍ…着色マーク

Claims (3)

1. 工作機械で加工されたワークの寸法を計測する計測ヘッドと、この計測ヘッドによる計測値に基づき、前記ワークが所定の基準値に対する良品ワークか不良品ワークかを判別する判別手段と、不良品ワークの場合にワークの計測した部位または計測した部位の近傍に良否判別用の着色マークを付ける着色マーク付与手段とを備えたワーク計測装置。
2. 前記判別手段は、不良品ワークが再加工可能範囲か再加工不可範囲かを判別する再加工可否判別機能を有し、前記着色マーク付与手段は、２種類のマークの付与が可能で、前記判別手段による再加工可否判別の結果に従って、再加工可能なワークと再加工不可なワークとで別の着色マークを付けるものとした請求項１記載のワーク計測装置。
3. 前記着色マーク付与手段を、前記計測ヘッドに設けた請求項１または請求項２記載のワーク計測装置。
   

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