JP2005221320A - 測定ヘッド及びプローブ - Google Patents
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Abstract
【課題】穴の内側寸法を測定するにあたり、容易に、また正確に測定点の深さ方向位置に測定子を挿入することのできる測定ヘッド及びプローブを提供すること。
【解決手段】穴の内側寸法を測定するために用いられる測定ヘッド10やプローブ60に、測定点の深さ方向位置を示す目盛(表示手段)15、62を設け、接触子(測定子)12や、ボール61を容易に、正確に測定点まで挿入することができるようにし、また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ないようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】穴の内側寸法を測定するために用いられる測定ヘッド10やプローブ60に、測定点の深さ方向位置を示す目盛(表示手段)15、62を設け、接触子(測定子)12や、ボール61を容易に、正確に測定点まで挿入することができるようにし、また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ないようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ワークの寸法を測定する測定装置の測定ヘッド及びプローブに関するもので、特に穴の内側寸法を測定する測定装置の測定ヘッド及び三次元座標測定機のプローブに関する。
ワークに形成された穴の内径を測定する場合、測定ヘッドの測定部を穴に挿入し、接触子を穴の内壁に当接させて接触子の変位量(移動量)を検出し、この検出値から穴の内径を算出する接触式の測定方法が用いられている。
また、光やエアを用いた非接触式の測定ヘッドも用いられている。これら接触式又は非接触式の測定ヘッドで得られた検出データは、管制部に送られて演算処理され、画面表示やプリンタでプリントアウトされる。
また、測定ヘッドにダイヤルゲージを組み込んで接触子の変位量を表示させる内径測定器も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、三次元座標測定機で穴の内径を測定する場合は、先端にボール等の接触子を有するプローブを穴に挿入し、穴の内面の3点に接触子を当接させて内径を演算している。
実開平6−22902号公報
しかし、前述の特許文献1等の測定ヘッドを使用する場合、測定者が測定ヘッドの測定子である接触子を穴に挿入する時に、測定点の深さ方向の位置を目分量で決めて挿入している。このため、測定点の深さ方向位置が不正確になると共に、常に同じ深さ位置になるとは限らず、また人によりばらつきが生じる。
また、三次元座標測定機で穴径を測定する場合は、測定者がやはり目分量で穴にプローブを挿入し、次いでデーター処理装置のカウンター表示等を見ながら微調整を行っている。このため、カウンター表示等を見る時に測定対象とプローブから目が離れるので、プローブとワークとを強く接触させてワーク又はプローブを損傷させる恐れがあった。
また、三次元座標測定機の場合は、XYZ座標系に対して斜めに形成された穴を測定する場合、測定点の深さ位置が表示されないので、やはり目分量で不正確な位置で測定せざるを得ないという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、穴の内側寸法を測定するにあたり、容易に、また正確に測定点の深さ方向位置に測定子を挿入することのできる測定ヘッド及びプローブを提供することを目的とする。
本発明は前記目的を達成するために、穴の内側寸法を測定するために用いられる測定ヘッドにおいて、測定点の深さ方向位置を示す表示手段が設けられていることを特徴としている。
本発明によれば、測定ヘッドには測定点の深さ方向位置を示す表示手段が設けられているので、測定子を容易に、正確に測定点まで挿入することができる。また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ない。
また、本発明は、前記測定ヘッドが、測定子を穴に挿入する時のガイド部を有し、前記表示手段は、前記ガイド部に形成された目盛であることを付加的要件としている。
これによれば、挿入する時のガイド部に目盛が形成されているので、目盛を見ながら測定子を挿入でき、測定子を容易に、正確に測定点まで挿入することができる。また、繰返し誤差や個人誤差によるばらつきが少ない。
また、本発明は、前記ガイド部は円筒形状であり、前記目盛りの目盛値が前記ガイド部の外周上に複数箇所形成されていることを付加的要件としている。
これによれば、目盛値がガイド部の外周上に複数箇所形成されているので、どの方向からも目盛値を読み取ることができる。
また、本発明は、前記測定ヘッドが、測定子を穴に挿入する時のガイド部と、測定ヘッド本体に前記ガイド部の長手方向と平行な方向に移動可能に支持された可動部材とを有し、前記表示手段は、前記可動部材に形成された目盛であることを付加的要件としている。
これによれば、ガイド部の長手方向と平行な方向に移動可能な可動部材に目盛が形成されているので、測定子を穴に挿入するにつれて可動部材が移動し、深さ位置を容易に読み取ることができる。
また、本発明は、前記測定ヘッド本体には、前記目盛を読み取る目盛表示窓が設けられていることを付加的要件としている。
これによれば、測定ヘッド本体に目盛表示窓が設けられているので、容易に目盛を読み取ることができる。
また、本発明は、前記測定ヘッドが、測定子を穴に挿入する時のガイド部と、測定ヘッド本体に前記ガイド部の長手方向と平行な方向に移動可能に支持された可動部材と、前記測定ヘッド本体に設けられ、前記可動部材の移動量を検出するデジタルスケールとを有し、前記表示手段は、前記可動部材の移動量を表示するディスプレイであることを付加的要件としている。
これによれば、可動部材の移動量がデジタル表示されるので、容易に目盛を読み取ることができる。
また、本発明は、前記可動部材を前記測定子に向けて付勢する付勢部材が設けられていることを付加的要件としている。
これによれば、可動部材が測定子に向けて付勢されているので、測定ヘッドの測定部を付勢力に逆らって穴に挿入するだけで可動部材が移動して、挿入深さが表示され、操作性がよい。
また、本発明は、前記測定ヘッド本体には、前記可動部材を任意の位置で固定可能なクランパが設けられていることを付加的要件としている。
これによれば、可動部材を設定深さで固定することができ、測定ヘッドの測定部を穴の形成面が可動部材に接触するまで挿入すればよいので、測定深さまでの挿入が容易で、多数の穴測定や繰返し測定においてばらつきが生じない。また、個人差も生じない。
また、本発明は、前記可動部材の移動量を検出するデジタルスケールが設けられた測定ヘッドにおいて、前記可動部材の移動量のデータと前記穴の内側寸法のデータとを外部に転送するデーター転送手段が設けられていることを付加的要件としている。
これによれば、データー処理部では穴の内側寸法のデータの他に測定点の深さ位置データが得られるので、穴の立体的な解析と評価を行うことができる。
また、本発明は前記目的を達成するために、三次元座標測定機のプローブであって、先端に接触子が取り付けられた支持棒を有するプローブにおいて、前記支持棒には、前記接触子の中心からの距離を示す目盛が形成されていることを特徴している。
この発明によれば、三次元座標測定機で用いられるプローブの接触子支持棒には接触子の中心からの距離を示す目盛が形成されているので、ワークに形成された穴がXYZ座標に対して斜めに形成されていても、目盛を見ながら接触子を容易に、正確に測定点まで挿入することができる。また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ない。
また、この発明は、前記支持棒は円柱形状であり、前記目盛りの目盛値が前記支持棒の外周上に複数箇所形成されていることを付加的要件としている。
これによれば、目盛値が接触子支持棒の外周上に複数箇所形成されているので、どの方向からも目盛値を読み取ることができる。
以上説明したように本発明の測定ヘッドによれば、測定ヘッドには測定点の深さ方向位置を示す表示手段が設けられているので、測定子を容易に、正確に測定点まで挿入することができる。また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ない。
また、本発明のプローブによれば、三次元座標測定機で用いられるプローブの接触子支持棒には接触子の中心からの距離を示す目盛が形成されているので、ワークに形成された穴がXYZ座標に対して斜めに形成されていても、目盛を見ながら接触子を容易に、正確に測定点まで挿入することができる。また、繰返し誤差が少なく、個人誤差によるばらつきも少ない。
以下添付図面に従って本発明に係る測定ヘッド及びプローブの好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
図1は、穴の内径測定用の測定ヘッドを表わしている。測定ヘッド10は、測定ヘッド本体11、測定ヘッド本体11内に設けられた図示しない2個のシーソー部材、2個のシーソー部材の夫々の一端に固定された測定子である接触子12、各シーソー部材の他端の変位を検出する検出器13、各接触子12が外側に向けて移動するように各シーソー部材を付勢する付勢部材20、及び接触子12、12をワークWの穴に挿入する時のガイド部14等で構成されている。
ガイド部14には、接触子12を零位置として長手方向に目盛(表示手段)15が形成されている。このガイド部14は円筒形状であり、円筒面には目盛15の目盛値が120°間隔で3箇所に記載されている。また、検出器13には差動変圧器が用いられている。
ワークWに形成された穴の内径を測定する時は、測定ヘッド10のガイド部14を穴に挿入して接触子12、12を測定点の深さに位置付ける。この時接触子12、12が穴の内周面で内側に変位させられ、この変位量がシーソー部材の他端側で検出器13、13で検出される。検出値はデーター処理装置に転送され、穴の内径が算出される。
接触子12、12を測定点の深さに位置付ける時は、ガイド部14に形成された目盛15の所定位置(測定深さ)を穴の入口側端面に合わせる。この時目盛15の目盛値がガイド部14の円筒面の3箇所に記載されているので、どの方向からも容易に目盛を読み取ることができる。
図2は、測定ヘッド10の他の実施形態を表わしたものである。図2(a)は正面図で、図2(b)は側面図である。この実施形態では、測定ヘッド本体11にガイド部14の長手方向と平行にスライド可能に支持された可動部材16が設けられている。可動部材16は断面が台形形状で、測定ヘッド本体11内に形成されているアリ溝に滑合支持されるとともに、ガイド部14の先端方向に向けてバネ(付勢部材)20によって付勢されている。
可動部材16には、長手方向に目盛17が形成され、測定ヘッド本体11に設けられた目盛表示窓18で可動部材16の一端面から接触子12までの距離が読み取れるようになっている。更に、付勢部材であるバネ20によって付勢された可動部材16には図示しないストッパーピンが設けられ、前述の可動部材16の一端面から接触子12までの距離が零の時にこのストッパーピンが測定ヘッド本体11の突起部に当接して、それ以上スライドしないようになっている。
また、測定ヘッド本体11には、測定ヘッド本体11と螺合して可動部材16を任意の位置で固定することのできるクランパ19が設けられている。クランパ19を摘まんでねじ込むことにより可動部材16が固定され、クランパ19を緩めることにより可動部材16がアンクランプされてスライド可能となる。
可動部材16がアンクランプの状態でガイド部14をワークWの穴に挿入してゆくと、可動部材16が穴の入口側の面と当接し、バネ20の付勢力に抗して測定ヘッド本体11内に押込まれ、目盛表示窓18から挿入深さが読み取れる。従って、接触子12を設定測定深さまで容易に挿入することができる。
また、目盛表示窓18の表示目盛が所定の測定深さを表示する位置で、クランパ19によって可動部材16を固定すれば、可動部材16の先端が穴の形成された面に突き当たるまでガイド部を穴に挿入するだけで、接触子12を容易に正確に測定深さに位置付けることができる。
図3は、可動部材が円筒状に形成されている実施形態を表わしたものである。円筒状の可動部材16Aの内周面がガイド部14の外周と嵌合するようにガイド部14に被せられている。可動部材16Aはこの状態で、ガイド部14の長手方向に沿ってスライド自在なように保持されるとともに、付勢部材であるバネ20によってガイド部14の先端方向に付勢されている。また、任意の位置でクランパ19によって固定可能になっている。
可動部材16Aには目盛17Aが形成されており、ガイド部14をバネ20の付勢力に抗してワークWの穴に挿入すると、可動部材16Aがスライド移動し、目盛表示窓18に測定点の深さが表示される。
また、クランパ19によって可動部材16Aを所定測定深さに固定した状態でガイド部14をワークWの穴に挿入し、測定ヘッド10を回転させれば、穴の1周分のデータを取り込むことができ、穴の内径測定だけでなく真円度評価をすることができる。
図4は、更に別の実施形態を表わしたもので、図2で示す実施形態の測定ヘッド10に、以下のものが追加されている。即ち、測定ヘッド本体11の内部には、可動部材16の移動量を測定するデジタルスケール21が設けられている。このデジタルスケール21としては、小型のモアレ縞スケールと読取りヘッドが用いられている。また、目盛表示窓18の代わりに小型のLCDを用いたディスプレイ22が設けられ、デジタルスケール21の読取り値から測定点深さを表示するようになっている。
更に、測定ヘッド本体11には無線によるデーター転送手段23が組込まれ、ワークWに形成された穴の計測データとともに測定点深さデータを外部の管制部50に転送するようになっている。
管制部50のデーター処理装置51では、測定点深さデータと穴の内径計測データとを受信して、測定した穴の立体的解析データや評価データを作成し、プリンタ52でプリントアウトする。
前述の実施形態では、測定子に接触子12を用いた接触式の測定ヘッド10であったが、本発明はこれに限らず、光学式や空気式の非接触で穴の寸法を測定する測定ヘッド10であってもよい。
また、目盛15の目盛値をガイド部14の円筒面に円周上等間隔で3箇所に記載したが、円周上の等間隔に限るものではなく、更に、3ヶ所に限るものでもない。
図5は、本発明の実施の形態に係るプローブを表わしたものである。三次元座標測定機ではZ軸シャフト71の先端にプローブ60を取り付け、プローブ60をワークWに当接させて接触点のXYZ座標値を検出してワークWの寸法を測定する。
プローブ60は、接触子であるスチール製のボール61と、先端にボール61が取り付けられた支持棒62とで構成されている。このプローブ60は、三次元座標測定機のZ軸シャフト71にクランパ72で任意の角度で固定されるようになっている。
支持棒62は円柱形状であり、この支持棒62にはボール61の中心からの距離を示す目盛63が形成されている。また、目盛63の目盛値は支持棒62の円周上に120°間隔で3箇所に記載されている。
ワークWに形成された穴の内径を測定する時は、目盛63で穴の測定点深さを確認しながらボール61を穴に挿入し、同一測定点深さで穴の内周面の3箇所に当接させる。このときの各接触点の座標値から穴の内径が算出される。
ワークWに形成された穴が水平方向又は鉛直方向に形成されている場合は、測定点深さは各軸の座標値を表示するカウンターディスプレイから読み取ることが可能であり、操作性は劣るものの所定深さで測定することは可能である。しかし、図5に示すように、ワークWに形成された穴がXYZ軸に対して斜めに形成されている場合は、測定点深さを表示させるのは困難である。
これに対して、本発明に係るプローブ60では、測定点深さを示す目盛63を有しているので、斜めに形成された穴であっても、容易に所定深さで測定することができる。また、目盛値が円周上3箇所に記載されているので、どの位置からも容易に目盛63を読み取ることができる。
なお、前述の実施形態では、接触子としてボール61を用いたが、ボール形状に限らず、円盤型、太鼓型等、種々の形状の接触子が用いられる。また、穴の内径測定を例に説明したが、本発明に係るプローブ60は円柱ワークの外形測定等、その他の測定においても効果を発揮することができる。
また、プローブ60の支持棒62には、目盛値が円周上120°の等間隔で3箇所に記載されていたが、等間隔に限るものではなく、また3箇所に限るものでもない。
10…測定ヘッド、11…測定ヘッド本体、12…接触子(測定子)、13…検出器、14…ガイド部、15、17、17A、63…目盛(表示手段)、16、16A…可動部材、18…目盛表示窓、19…クランパ、20…バネ(付勢部材)、21…デジタルスケール、22…ディスプレイ、23…データー転送手段、50…管制部、60…プローブ、61…ボール(接触子)、62…支持棒、W…ワーク
Claims (11)
- 穴の内側寸法を測定するために用いられる測定ヘッドにおいて、
測定点の深さ方向位置を示す表示手段が設けられていることを特徴とする測定ヘッド。 - 測定子を穴に挿入する時のガイド部を有し、
前記表示手段は、前記ガイド部に形成された目盛であることを特徴とする、請求項1に記載の測定ヘッド。 - 前記ガイド部は円筒形状であり、
前記目盛りの目盛値が前記ガイド部の外周上に複数箇所形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の測定ヘッド。 - 測定子を穴に挿入する時のガイド部と、
測定ヘッド本体に前記ガイド部の長手方向と平行な方向に移動可能に支持された可動部材とを有し、
前記表示手段は、前記可動部材に形成された目盛であることを特徴とする、請求項1に記載の測定ヘッド。 - 前記測定ヘッド本体には、前記目盛を読み取る目盛表示窓が設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の測定ヘッド。
- 測定子を穴に挿入する時のガイド部と、
測定ヘッド本体に前記ガイド部の長手方向と平行な方向に移動可能に支持された可動部材と、
前記測定ヘッド本体に設けられ、前記可動部材の移動量を検出するデジタルスケールとを有し、
前記表示手段は、前記可動部材の移動量を表示するディスプレイであることを特徴とする、請求項1に記載の測定ヘッド。 - 前記可動部材を前記測定子に向けて付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする、請求項4、5、又は6のうちいずれか1項に記載の測定ヘッド。
- 前記測定ヘッド本体には、前記可動部材を任意の位置で固定可能なクランパが設けられていることを特徴とする、請求項4、5、6、又は7のうちいずれか1項に記載の測定ヘッド。
- 前記可動部材の移動量のデータと前記穴の内側寸法のデータとを外部に転送するデーター転送手段が設けられていることを特徴とする、請求項6に記載の測定ヘッド。
- 三次元座標測定機のプローブであって、先端に接触子が取り付けられた支持棒を有するプローブにおいて、
前記支持棒には、前記接触子の中心からの距離を示す目盛が形成されていることを特徴とするプローブ。 - 前記支持棒は円柱形状であり、
前記目盛りの目盛値が前記支持棒の外周上に複数箇所形成されていることを特徴とする、請求項10に記載のプローブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004028235A JP2005221320A (ja) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 測定ヘッド及びプローブ |
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2004
- 2004-02-04 JP JP2004028235A patent/JP2005221320A/ja active Pending
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