JP2006064471A - Measurement method and measurement instrument for turning radius size of workpiece - Google Patents
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Description
本発明は、例えば回路遮断器の開閉機構に用いる回動部品(レバー)を対象に、プレス加工法で製作したワークの回転半径寸法を高精度,かつ再現性よく測定するための測定方法および測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring method and a measurement method for measuring a rotating radius dimension of a workpiece manufactured by a press working method with high accuracy and high reproducibility, for example, for a rotating part (lever) used for an opening / closing mechanism of a circuit breaker. Relates to the device.
回路遮断器の開閉機構を構成する部品の一つに図6に示すような形状の回動部品(部品の一端をヒンジとして駆動軸に軸支連結し、その回動動作により部品の先端部が別な部品を叩いて開閉機構をトリップ動作させるものであり、以下「ワーク」と称する)があり、この部品は通常プレス加工法により量産されている。ところで、プレス加工品はプレス工程に投入する素材(鋼板)の板厚のバラツキなどによって仕上り寸法、とくに前記の回動部品での回転半径寸法がバラツクことから、その製造工程では抜き取り検査によりワークの外形寸法(回転半径寸法)を実測して仕様で定めた寸法と比較し、不良品と判定された場合にはプレス金型を調整するなどして製品の寸法修正を行うようにしている。
次に、前記ワークの形状例を図6(a),(b)に示す。図おいて、ワーク1は鋼板製でその一端に曲げ起こした二股状の耳部1aにヒンジ軸穴1bを穿孔し、さらにワーク1の先端側をL字状に屈曲した形状になる。そして、前記軸穴1aの中心から先端までの距離を回転半径寸法Rとして、ワークの抜き取り検査では前記の回転半径寸法Rを実測し、この測定寸法を仕様の寸法(マスター寸法)と比較して製作した部品の良否判定を行うようにしている。
One of the parts constituting the circuit breaker switching mechanism is a rotating part having a shape as shown in FIG. 6 (one end of the part is pivotally connected to the drive shaft as a hinge, and the tip of the part is moved by the rotating operation. The open / close mechanism is tripped by hitting another part, which is hereinafter referred to as “workpiece”), and this part is usually mass-produced by a press working method. By the way, because the finished dimensions of pressed products vary due to variations in the thickness of the material (steel plate) that is put into the pressing process, especially the radius of rotation of the rotating parts, the workpiece is checked by sampling in the manufacturing process. The external dimensions (rotational radius dimensions) are measured and compared with the dimensions determined by the specifications, and if it is determined to be defective, the dimensions of the product are corrected by adjusting the press die.
Next, examples of the shape of the workpiece are shown in FIGS. In the figure, the
この場合に、前記ワークの回転半径寸法Rの測定法として、従来の方法では測定治具に設けた基準ピンに図6に示した被測定ワーク1の軸穴1bを通して位置決めセットし、この状態で作業員がダイヤルゲージを使って基準ピンからワーク先端までの距離を実測し、その測定値を基に良否判定を行うようにしている。なお、このワークに要求される寸法精度はμmオーダーである。
In this case, as a method for measuring the rotational radius R of the workpiece, in the conventional method, the positioning is set through the
ところで、前記した人手作業による従来の測定法では、ワークの測定治具への位置決めセットの段取り,ダイヤルゲージによる測定,記録の作業に時間と手間がかかるほか、ダイヤルゲージの測定操作にも熟練度が必要であり、測定作業者が変わると測定値も変わるといった測定データの信頼性の問題もある。しかも、この抜き取り検査の測定に手間取るとワークの製造工程,良品率にも大きく影響することから、短時間の測定作業で再現性よく高精度の測定が行える測定方法および装置の開発が望まれている。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記した形状のワーク(回動部品)の回転半径寸法Rを短時間で高精度,かつ再現性よく測定できるようにした測定方法,および測定装置を提供することにある。
By the way, in the conventional measurement method by the above-mentioned manual work, it takes time and labor to set up the positioning set on the workpiece measurement jig, measure with the dial gauge, and record work, and the skill of the dial gauge measurement operation. Therefore, there is also a problem of reliability of measurement data such that the measurement value changes as the measurement operator changes. In addition, if the time taken for measurement of this sampling inspection greatly affects the workpiece manufacturing process and the yield rate, it is desirable to develop a measuring method and apparatus that can perform highly accurate measurement with high reproducibility in a short time. Yes.
The present invention has been made in view of the above points, and its object is to provide a measuring method capable of measuring the rotational radius R of a workpiece (rotating part) having the above-described shape in a short time with high accuracy and good reproducibility. And providing a measuring device.
上記目的を達成するために、本発明によれば、一端に形成した二股状の耳部に軸穴を穿孔したプレス加工品になるワークについて、前記軸穴の中心からワーク先端までの回転半径寸法を次記方法により測定するものとする。
すなわち、前記軸穴を測定基準ピンに嵌挿してワークを測定位置にセットした上で、前記基準ピンを中心としたワーク先端の回転移動軌跡上にはリニアゲージのプローブ(測定子)を配置し、この状態でワークを基準ピンの回りにスイングさせつつ、そのスイング行程でリニアゲージより得た測定出力の最大値をもってワークの回転半径寸法を測定する(請求項1)。
一方、前記測定方法を実施するための本発明による測定装置は、ワークの軸穴に左右から基準ピンを嵌挿してワークを所定の向きに軸支保持するワーク保持治具と、該ワーク保持治具を搭載してワークのローディング位置と測定位置との間を移動する搬送ロボットと、前記測定位置でワーク保持治具を所定の位置に係止保持する位置決め機構,およびワークをクランプして基準ピンの回りに回動させるスイング機構と、測定位置で基準ピンを中心に回動するワークの先端移動軌跡上にプローブを配したリニアゲージとから構成し、ローディング位置でワーク保持治具にセットしたワークを測定位置にロボット搬送し、この測定位置でワークを基準ピンの回りにスイングさせ、そのスイング途上でワークの先端をリニアゲージのプローブに押し当ててワークの回転半径寸法を測定する(請求項2)。
In order to achieve the above object, according to the present invention, for a workpiece to be a press-processed product in which a shaft hole is drilled in a bifurcated ear formed at one end, a rotational radius dimension from the center of the shaft hole to the workpiece tip is obtained. Shall be measured by the following method.
That is, after inserting the shaft hole into the measurement reference pin and setting the workpiece at the measurement position, a linear gauge probe (measuring element) is placed on the rotational movement locus of the workpiece tip around the reference pin. In this state, while rotating the workpiece around the reference pin, the rotational radius dimension of the workpiece is measured with the maximum value of the measurement output obtained from the linear gauge in the swing stroke.
On the other hand, a measuring apparatus according to the present invention for carrying out the measuring method includes a work holding jig for inserting a reference pin from the left and right into a shaft hole of a work and holding the work in a predetermined direction, and the work holding jig. A transfer robot that moves between a workpiece loading position and a measurement position by mounting a tool, a positioning mechanism that locks and holds a workpiece holding jig at a predetermined position at the measurement position, and a reference pin that clamps the workpiece The workpiece is set on the workpiece holding jig at the loading position, and is composed of a swing mechanism that rotates around the reference pin and a linear gauge with a probe placed on the tip movement locus of the workpiece that rotates around the reference pin at the measurement position. The robot is transported to the measurement position, the workpiece is swung around the reference pin at this measurement position, and the tip of the workpiece is pushed against the linear gauge probe during the swing. And Te measuring the rotation radius of the workpiece (claim 2).
また、前記の測定装置において、常に一定した測定条件で再現性よく測定が行えるようにするための手段として、ワーク保持治具には、ワークのセット状態でワークを定方向から押圧してその軸穴を基準ピンに押し付けるプッシャを備える(請求項3)。さらに搬送ロボット上でワーク保持治具を所定の測定位置に保持する位置決め機構として、ワーク保持治具に位置決め穴,搬送ロボット側に位置決めピンを設け、搬送ロボットの測定位置で前記位置決めピンを位置決め穴に嵌挿してワーク保持治具を測定位置に位置決め保持するようにする(請求項4)。 Further, in the above measuring apparatus, as a means for enabling measurement with constant reproducibility under constant measurement conditions, the work holding jig is configured such that the work is pressed from a fixed direction while the work is set. A pusher for pressing the hole against the reference pin is provided. Further, as a positioning mechanism for holding the workpiece holding jig at a predetermined measurement position on the transfer robot, a positioning hole is provided in the workpiece holding jig and a positioning pin is provided on the transfer robot side, and the positioning pin is positioned at the measurement position of the transfer robot. So that the work holding jig is positioned and held at the measurement position.
上記の測定方法および装置によれば、測定ワークを搬送ロボットのローディング位置でワーク保持治具にセットするだけで、測定位置への搬送,回転半径寸法の測定工程が全て自動的に行われ、従来のダイヤルゲージを用いた人手作業による測定法と比べて、測定に要する時間の短縮,測定位置決め精度の向上,および繰り返し測定でも常に安定した再現性が得られる。 According to the above measuring method and apparatus, all of the steps of transferring to the measuring position and measuring the rotational radius dimension are performed automatically by simply setting the measuring work on the work holding jig at the loading position of the transfer robot. Compared with the manual measurement method using the dial gauge, the measurement time is shortened, the measurement positioning accuracy is improved, and stable reproducibility is always obtained even in repeated measurement.
以下、本発明による測定装置,および該測定装置を用いてワークの回転半径寸法を測定する測定方法の実施の形態を図1〜図5に示す実施例に基づいて説明する。
まず、図2に測定装置の全体構造を示す。図2において、2は図6に示した測定ワーク1を搭載するワーク保持治具、3はワーク保持治具2を搭載してローディング位置X1 と測定位置X2 との間に移送する搬送ロボットであり、ワーク保持治具2の上面にはワーク1をセットする凹所2aを形成し、ここにワーク1を左右から軸支保持する一対の基準ピン8を備えている。また、搬送ロボット3の測定位置X2 には後記のようにワーク保持治具2を所定の測定位置に正確に掛止保持する位置決め機構、ワーク保持治具2に軸支保持したワーク1をクランプ4のフィンガー4aで左右から挟み,駆動モータ5により前記基準ピン8の回りに回動させるスイング機構6、およびリニアゲージ(電気マイクロメータ)7を装備している。なお、リニアゲージ7は昇降シリンダ7bの操作により待機位置から測定位置に引き出すようにしている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a measuring apparatus according to the present invention and a measuring method for measuring a rotational radius dimension of a workpiece using the measuring apparatus will be described below based on examples shown in FIGS.
First, FIG. 2 shows the overall structure of the measuring apparatus. In FIG. 2, 2 is a work holding jig for mounting the
次に、ワーク保持治具2の詳細構造を図3,図4に示す。すなわち、前記の基準ピン8は左右から凹所2aの内部に突き出すようバネ8aで背後から付勢し、さらに凹所2aの後端側にはバネ9aで付勢されたプッシャ9を備えている。このプッシャ9は、図4(a),(b)で示すようにワーク1の軸穴1bに左右から基準ピン8を嵌挿して軸支保持した状態で、ワーク1の耳部1a(耳部1aの先端は円弧形状に面取りされている)を一方向から押し、軸穴1bを基準ピン8の周面に押し付けワーク1の回転中心をガタ無しに一定に保つ。また、図3に戻って、ワーク保持治具2は、その四隅に配した圧縮コイルバネ2cを介して搬送ロボットのキャリアー(可動子)に立設した前後一対のコ字形支柱2bの間に懸架して変位可能に自由度を持たせている。
さらに、ロボット搬送したワーク保持治具2を測定位置X2(図2参照)で係止保持するための手段として、図5(a)〜(c)に示す位置決め機構を備えている。この位置決め機構は、ワーク保持治具2の左右両サイドに穿孔した下向きに拡大するテーパー状の位置決め穴2dと、該位置決め穴2dに対向して搬送ロボット3の測定位置X2 にはアクチュエータ(エアシリンダ)10aの操作で下方から突き出して前記位置決め穴2dに嵌入するテーパー状の位置決めピン10とからなる。
Next, the detailed structure of the
Further, a positioning mechanism shown in FIGS. 5A to 5C is provided as means for locking and holding the
次に、前記測定装置を用いて行うワーク1の回転半径寸法Rの測定方法を説明する。先ず、図6に示したワークの製品抜き取り検査で製造ラインから抽出したワーク1を図2に示した搬送ロボット2のローディング位置X1 に待機しているワーク保持治具2に対し、図1(a)のようにワーク1の軸穴1bを基準ピン8に嵌合して軸支セットする。なお、このセット状態では、図4で述べたようワーク1はプッシャ9に押されて軸穴1bが基準ピン8に片寄りして接触している。
続いて、搬送ロボット1を搬送操作してワーク保持治具2が測定位置X2 に到達すると、図5で述べた位置決め機構の位置決めピン10をシリンダの操作により図5(b)のように位置決め穴2dに嵌入してワーク保持治具2を係止保持する。この場合に、ワーク保持治具2は圧縮コイルばね2c(図3参照)により懸架して変位可能に自由度をもたせており、また位置決め機構のテーバー状の位置決めピン10を位置決め穴2dに嵌入すると両者の間に調芯機能が働き、これによりワーク保持治具2は位置決めピン10で規定した測定位置に正しく掛止保持されることになる。したがって、搬送ロボット自身の搬送位置決め精度が高精度でなくても、最終的にワーク保持治具2は所定の測定位置X2 に高精度で位置決め保持されることになる。
Next, a method for measuring the rotational radius dimension R of the
Subsequently, when the
そして、ワーク保持治具2が測定位置X2 に位置決め保持されると、次に図2で述べたスイング機構6のクランプ4のフィンガー4aを左右から閉じて図1(b)のようにワーク1を左右から挟み込むとともに、リニアゲージ7を待機位置から測定位置に移動してそのプローブ7aをワーク1の先端移動軌跡上に突き出す。続いて図2のモータ5を始動し、図1(c)で示すようにクランプフィンカー4aを介してワーク1を基準ピン8の回りに回動させると、このスイング行程でワーク1の先端がリニアゲージ7のプローブ7aに当接して押し込み、リニアゲージ7からプローブの移動量に対応した測定値が出力する。ここで、リニアゲージ7の最大出力値をホールドするように設定しておけば、この最大出力値をもってワークの回転半径寸法Rを求めることができる。
なお、前記したワーク1のスイング行程では、図4に示したプッシャ9が定方向からワークの軸穴1bを基準ピン8に押しつけているのでワークの回転中心が回転の途中で変化することはなく、これによりワーク1を取り替えて繰り返し測定しても、常に安定した測定条件で回転半径寸法を再現性よく測定できる。
When the
In the swing stroke of the
1 ワーク
1a 耳部
1b 軸穴
2 ワーク保持治具
2d 位置決め穴
3 搬送ロボット
4 クランプ
4a クランプフィンガー
5 モータ
6 スイング機構
7 リニアゲージ
7a プローブ
8 基準ピン
9 プッシャ
10 位置決め機構の位置決めピン
X1 ローディング位置
X2 測定位置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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JP2004245658A JP2006064471A (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Measurement method and measurement instrument for turning radius size of workpiece |
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CN102749011A (en) * | 2012-07-25 | 2012-10-24 | 天津市百利电气有限公司 | Plastic shell type testing tool for rotary shaft of circuit breaker and usage method of plastic shell type testing tool |
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