JP2007163302A

JP2007163302A - 物品受け台および計測器

Info

Publication number: JP2007163302A
Application number: JP2005360153A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tomita; 研一冨田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品を、周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で受けることのできる物品受け台を提供する。
【解決手段】水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部７ａを有する物品７を受ける物品受け台３に適用する。物品受け台３は、前記テーパー側面部７ａに合致する対応テーパー部３ａと、該対応テーパー部３ａから物品７を離すように作用し、その作用が物品７の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段１４とを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば工作機械で加工されたワークの寸法を計測する機外計測器等に設けられ、テーパー面を有する物品であるワークを基準面に対して水平に保持する物品受け台、およびその物品受け台を備えた計測器に関する。

外径面または内径面がテーパー状に成形されたリング形状のワークの寸法を上記機外計測器で計測する場合、ワークのテーパー状外径面または内径面に対応する対応テーパー部を有するテーパーゲージを用い、図７に示すように、ワーク３７のテーパー状外径面３７ａまたは内径面がテーパーゲージ３３の対応テーパー部３３ａに合致するようにワーク３７を保持した状態で計測を行う。図は基準面２に対するワーク端面３７ｂの出入り量を接触検出器５により計測する状態を示し、この計測を周方向の複数箇所例えば３箇所について行うことにより、ワーク端面３７ｂの平面度を調べることができる。基準面２の位置は、マスターワーク(図示せず)の測定によって定められる。

従来、テーパーゲージ３３へのワークセット作業は、一般的には人手により行われていた。このワークセット作業は、テーパーゲージ３３に対するワーク３７の荷重が周方向全域にわたって同じ大きさである状態、いわゆる馴染んだ状態となるように、ワーク３７の姿勢を微妙に調整しながらワーク３７をテーパーゲージ３３に入れ込む必要がある。このため、ワークセット作業には経験と熟練を要した。

そこで、誰がセット作業を行っても均一なセット状態が得られるようにすることを目的とし、さらには計測作業の自動化を可能とするために、テーパーゲージにワークを入れ込んだ後、プッシャー等でワークを押し込むことが行われている。

しかし、プッシャー等でワークを押し込む方法は、ワークを強制的に押し込むために周方向に偏った力がかかり、熟練作業者が行う場合のようにワークとテーパーゲージとが馴染んだ状態にならないという問題があった。実際に、プッシャー等でワークを押し込んでセットしたワークと、熟練作業者が手作業でセットしたワークとを計測すれば、計測値に明らかな違いが出るのである。

この発明の目的は、断面形状が略円形で、下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品を、周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で受けることのできる物品受け台を提供することである。
この発明の他の目的は、上記目的をより確実に達成することができる構成を示すことである。
この発明のさらに他の目的は、上記物品受け台を工作機械で加工されたワークの寸法を計測する機外計測器に適用して、計測器により精度の良い計測を行うことである。

この発明の物品受け台は、水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品を受ける物品受け台であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とを設けたものである。

流体放出手段により流体を放出させながら、物品のテーパー側面部が物品受け台の対応テーパー部に対向するように物品をセットする。流体は対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用は物品の周方向に略均等であるため、テーパー側面部と対応テーパー部との間に周方向の全域にわたって均等な隙間が空くように物品が浮き上がった状態に保持される。その状態で物品のテーパー側面部を対応テーパー部に押し当てると、テーパー側面部が対応テーパー部に対して周方向の全域で同時に接触する。この状態で流体の放出を止めると、物品の浮き上げ力がなくなり、物品は上記接触状態を保つ。このため、物品の荷重が周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で、物品を受けることができる。

この発明において、前記流体放出手段は、前記対応テーパー部に周方向に均等に配置された複数の孔と、この孔に流体を供給する流体供給手段とより成るものとするのが良い。
この構成とすると、流体放出手段により、対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であることを、より一層確実なものとすることができる。

また、この発明の計測器は、工作機械で加工されて水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品の寸法を、工作機械の機外で計測する計測器であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とが設けられた物品受け台と、この物品受け台に受けられた物品に対して接触子を接触させて計測を行う計測機構とを備えるものである。

この発明の計測器は、物品受け台に受けられた物品に対して計測を行う。物品受け台は、前記同様、流体放出手段により流体を放出させながら、物品のテーパー側面部が物品受け台の対応テーパー部に対向するように物品をセットし、その状態で物品のテーパー側面部を対応テーパー部に押し当てることにより、周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で物品を受けることができる。この物品に対して接触子を接触させて計測を行うことにより、精度の良い計測を行うことができる。この精度の良い計測結果を工作機械にフィードバックさせて、加工精度を向上させることができる。

この発明の物品受け台は、水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品を受ける物品受け台であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とを設けたため、前記物品を周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で受けることができる。

この発明において、前記流体放出手段は、前記対応テーパー部に周方向に均等に配置された複数の孔と、この孔に流体を供給する流体供給手段とより成るものとすると、流体放出手段により、対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であることを、より一層確実なものとすることができる。

また、この発明の計測器は、工作機械で加工されて水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品の寸法を、工作機械の機外で計測する計測器であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とが設けられた物品受け台と、この物品受け台に受けられた物品に対して接触子を接触させて計測を行う計測機構とを備えるものであるため、周方向全域にわたって均等に馴染んで接する状態で物品受け台が物品を受けることができて、精度の良い計測ができ、それにより加工精度を向上させることが可能である。

この発明の物品受け台を備えた計測器を図面と共に説明する。図１は本発明の第１の実施形態である計測器の正面図、図２はそのＡ矢視図である。この計測器１は、工作機械４０に対する機外計測器であり、被計測物品であるワークを受ける物品受け台としてのテーパーゲージ３と、計測機構４とを備える。計測機構４は、接触子５ａを有する検出器５を、テーパーゲージ３に対して相対的に３次元方向に移動可能とし、接触子５ａの接触時の位置を検出する計測値取込部４８を設けたものである。接触検出器５は、接触子５ａに物が触れることでオン信号を出力するものであって、タッチプロ−ブ等からなる。

計測機構４は、門形の固定フレーム４１に、左右移動体４２を左右方向（Ｘ方向）に移動可能に設置し、左右移動体４２に昇降体４３を上下方向（Ｙ方向）に移動可能に設置すると共に、テーパーゲージ３が設置された前後移動台４４を固定フレーム４１に対して前後方向（Ｚ方向）に移動可能に設置したものであり、昇降体４３の下端の計測ヘッド４３ａに接触検出器５が取り付けられている。左右移動体４２、昇降体４３、および前後移動台４４は、それぞれ各軸のサーボモータ４５〜４７によりボールねじ等を介して進退させられる。左右移動体４２、昇降体４３、および前後移動台４４は、前記各サーボモータ４５〜４７に設けられたパルスコーダまたはエンコーダ等の位置検出器４５ａ〜４７ａにより、移動位置が検出可能とされている。

計測値取込部４８は、接触検出器５がオンしたときの各軸の位置検出器４５ａ〜４７ａの検出器を取り込み、位置検出データとするものであり、検出データは、工作機械４０を制御する制御装置４９に送る。
制御装置４０は数値制御装置等からなり、計測値取込部４８から得たデータから補正値を作成して工具の切り込み量を補正する補正手段(図示せず)を有している。

この計測器１のテーパーゲージ３は、水平断面形状が円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径するテーパー側面部７ａを外径面に有するワーク７用のものとされ、内周面が、前記外径テーパー側面部７ａに対応する対応テーパー部３ａとされている。ワーク７のテーパー側面部７ａは、工作機械により加工されたものである。対応テーパー部３ａには、周方向に均等に配置された複数のエア放出孔１１が形成されている。各エア放出孔１１は、エアコンプレッサ等の流体供給手段１２に接続されている。流体供給手段１２とエア放出孔１１を結ぶ配管路には、バルブ１３が設けられている。これらエア放出孔１１、流体供給手段１２、およびバルブ１３で流体放出手段１４を構成している。
図例では、各エア放出孔１１がテーパーゲージ３の底面から一定高さにある共通の円周上に配置されているが、互いに異なる高さにある複数の円周上にエア放出孔１１を配置してもよい。

上記配管路には作業確認手段１５が接続されている。作業確認手段１５は、ワークセット作業の完了を検出する手段であって、上記配管路の背圧を検出する圧力計１５ａを有しており、かつ圧力計１５ａの検出値を判定する手段(図示せず)と、バルブ１３を開閉制御する手段(図示せず)とを有している。作業確認手段１５は、エア放出孔１１からエアを放出させながら、テーパーゲージ３の内周部にワーク７を装入し、そのワーク７を下向きに加圧して、ワーク７のテーパー側面部７ａをテーパーゲージ３の対応テーパー部３ａに押し当てた場合に、配管路の背圧が所定の圧力以上であると、全てのエア放出孔１１からのエア放出が無くなったとして、ワークセット作業が適正に行われたことを確認する。

この計測器１でワーク７の寸法を計測するには、ワーク７をテーパーゲージ３にセットする。そのセットの方法を、図３により説明する。なお、図例では、ワーク７が薄肉のリング形状とされている。
（Ａ）まず、バルブ１３を開いて、エア放出孔１１からエアを放出させながら、テーパーゲージ３の内周部にワーク７を装入する。この際、なるべくワーク７が水平になるように装入するのが望ましいが、特に厳密に水平を確保する必要はない。エアは、テーパーゲージ３の対応テーパー部３ａの面に直交する方向に放出され、ワーク７を対応テーパー部３ａから離すように作用する。また、複数のエア放出孔１１が周方向に均等に配置されているため、上記作用は周方向に均等となる。このため、図３（Ｂ）に示すように、ワーク７のテーパー側面部７ａとテーパーゲージ３の対応テーパー部３ａとの間に周方向の均等な隙間１６が空くように、ワーク７が浮き上がった状態に保持される。
（Ｂ）この状態から、ワーク７に対して人手等により下向きに加圧Ｐして、ワーク７のテーパー側面部７ａをテーパーゲージ３の対応テーパー部３ａに押し当てる。このとき、エア放出孔１１から放出されるエアの作用で、テーパー側面部７ａと対応テーパー部３ａとの距離が周方向で常に均等に保持されるため、ワーク７のテーパー側面部７ａとテーパーゲージ３の対応テーパー部３ａとが周方向の全域にわたって同時に接触する。つまり、ワーク７の荷重が周方向全域にわたって同じ大きさである状態、いわゆる馴染んで接する状態で、ワーク７がテーパーゲージ３に受けられる。
（Ｃ）次に、圧力計１５ａの検出値より、エア漏れの有無を判定する。圧力計１５ａの示す圧力値が設定値以上であれば、エア漏れが無いと判定される。エア漏れの無いことが確認されたなら、バルブ７を閉めてエアの放出を停止する。これにより、ワークセット作業が完了する。
この実施形態では、エア漏れの有無の判定、およびバルブ１３の開閉制御を、作業確認手段１５の図示しない手段により自動で行うようにしているが、これらを人が行うようにしてもよい。

上記のように、ワーク７がテーパーゲージ３に馴染んだ状態で受けられると、ワーク７の端面７ｂが基準面２に対して水平になり、ワーク端面７ｂの出入り量を正確に計測することができる。また、このワーク端面７ｂの出入り量から、テーパー側面部７ａの上下幅やテーパー度が間接的に計測される。ワーク端面７ｂの出入り量の計測値が正確であるため、テーパー側面部７ａの上下幅やテーパー度の計測値も正確である。

図４および図５は本発明の第２の実施形態を示す。この計測器２１のテーパーゲージ２３は、断面形状が円形で下方に向かうにつれ拡径するテーパー側面部２７ａを内径面に有するワーク２７用のものとされ、外周面が、前記内径テーパー側面部２７ａに対応する対応テーパー部２３ａとされている。この対応テーパー部２３ａにも、周方向に均等に配置された複数のエア放出孔１１が形成されている。前記同様、エア放出孔１１、流体供給手段１２、およびバルブ１３で流体放出手段１４を構成している。他の構成は第１の実施形態を同じであるため、説明を省略する。

この計測器２１のテーパーゲージ２３にワーク２７をセットする場合も、第１実施形態と同様に、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の過程を経て行われる。詳しい説明は重複になるため省略する。この計測器２１の場合も、ワーク２７がテーパーゲージ２３に馴染んだ状態で受けられるため、ワーク２７の計測を正確に行うことができる。

この物品受け台は、計測器の受け台に限らず、物品ピックアップ装置がピックアップする物品を受ける台としても適用できる。

この発明の第１の実施形態である計測器の正面図である。図１のＡ矢視図である。テーパーゲージにワークをセットする過程を示す図である。この発明の第１の実施形態である計測器の正面図である。図４のＡ矢視図である。テーパーゲージにワークをセットする過程を示す図である。ワーク端面の出入り量を計測する状態を示す図である。

符号の説明

１，２１…計測器
２…基準面
３，２３…テーパーゲージ（物品受け台）
３ａ，２３ａ…対応テーパー部
４…計測機構
５…接触検出器
５ａ…接触子
７，２７…ワーク（物品）
７ａ，２７ａ…テーパー側面部
１１…エア放出孔
１２…流体供給手段
１３…バルブ
１４…流体放出手段
１５…作業確認手段
１５ａ…圧力計
１５…流体放出手段
４０…工作機械
４８…計測値取込部
４９…制御装置

Claims

水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品を受ける物品受け台であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とを設けた物品受け台。
前記流体放出手段は、前記対応テーパー部に周方向に均等に配置された複数の孔と、この孔に流体を供給する流体供給手段とより成る請求項１記載の物品受け台。
工作機械で加工されて水平断面形状が略円形で、垂直断面形状が下方に向かうにつれ縮径または拡径となるテーパー側面部を有する物品の寸法を、工作機械の機外で計測する計測器であって、前記テーパー側面部に合致する対応テーパー部と、該対応テーパー部から物品を離すように作用し、その作用が物品の周方向に略均等であるように流体を放出する流体放出手段とが設けられた物品受け台と、この物品受け台に受けられた物品に対して接触子を接触させて計測を行う計測機構とを備える計測器。