JP2007260789A - 定寸検出方法及び定寸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクピンのような回転軸から偏心した工作物を加工する際に、省スペース化、小型化を図った簡単な装置で工作物の外径（半径）を測定することのできる定寸検出方法及び定寸装置を提供する。
【解決手段】 回転駆動される工作物の回転軸線から偏心した円筒部の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器４６と、該三点接触式測定器４６を前記回転軸線に垂直な断面上で前記円筒の円周に沿って接触移動させる接触移動手段４２とを備えた定寸装置において、前記三点接触式測定器４６を前記円筒部の公転における上昇端近傍においてのみ接触移動させて円筒の半径を測定する工程と、測定された半径のデータに基づいて所定寸法に達したことを検出する工程とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、工作物を円筒形に加工する研削盤や旋盤において回転軸に回転可能に支持された工作物の寸法を測定するのに使用する定寸検出方法及び定寸装置に関する。

研削盤や旋盤のような工作機械に付属して使用される外径測定装置は、加工中の工作物の加工箇所の外周面に接触子を接触させて工作物の外径を測定し、その測定値が所定値に達したとき定寸信号を発する定寸装置を構成するものである。

測定においては、加工箇所の中心を回転中心にして工作物を回転させながら、所定位置に設置された接触子を工作物の外周面に接触させて、加工の進行に伴って直径が減少する工作物の外周に追随させて工作物の直径を逐次測定する。そして、クランク軸のクランクピンのように偏心回転する部分の加工においては、クランクピンの偏心回転に追随させるよう接触子全体を揺動させる機構が必要である。

そのための技術として、例えば特許文献１に示すものが知られている。これは、特許文献１の図１に示すように、研磨ホイールスライド部（砥石台）１に支持される支持部材５に対して、回転する第１回転結合要素（第１アーム）９と、第１回転結合要素９に対して回転する第２回転結合要素（第２アーム）１２と、第２回転結合要素１２によって保持された参照装置（接触子）２０と、参照装置２０に連結された計測装置１６，１７とを有する装置である。そして、図１及び図４に示すように、第１回転結合要素９を回転させることにより、上下に参照装置２０を移動させてクランクピン１８に接触する点検位置（作動位置）と同クランクピン１８から離間させる停止位置（待避位置）との間を移動させる。また、参照装置２０は、点検位置においてクランクピン１８の偏心回転に追随する必要があるが、参照装置２０は支持部材５,第１回転結合要素９及び第２回転結合要素１２を介して研磨ホイールスライド部１に支持されているので、前進後退は研磨ホイールスライド部１に伴って動き、研磨ホイール（砥石車）４に対しては相対的に円弧軌道２５に示す動きに追随する。

また、他に特許文献２に示すものが知られており、これは、砥石台（table part）１２に支持されて水平方向に直線的にスライドする縦支持部材(upright part)２０を有し、該縦支持部材２０に対して垂直方向に直線的にスライド可能に支持されて工作物(work piece)４０の下面に接触する第一接触子(first finger)３２を下端に有する第一計測部材(first elongate probe)３０と、同じく垂直方向に直線的にスライド可能に支持されて工作物４０の上面に接触する第二接触子(other finger)３６を下端に有する第二計測部材(second elongate probe)３４とを備える装置である。そして、第一接触子３２の上面と第二接触子３６の上面との間に工作物４０を挟持し、両接触子３２,３６が接近する方向にスプリング２１によって付勢した状態で真円度の計測がなされる。両接触子３２,３６の作動位置と待避位置との間の移動は、駆動装置（drives）１７,１９によって前記両計測部材３０,３４をそれぞれ垂直方向に直線的に移動させることによっておこなわれる。また、両接触子３２,３６は作動位置においてクランクピン４０の偏心回転に追随するため、砥石車（grinding wheel）１０に対して該砥石車１０の外周に沿った円弧上を上下に動くようになっている。
特表平１１−５１３３１７号公報（第１７頁〜第２１頁、図１〜図５） 米国特許５７６１８２１号公報（Ｆｉｇ．１〜Ｆｉｇ．３）

上記特許文献１にかかる装置では、参照装置２０を偏心回転するクランクピン１８の外径を全周にわたって測定するので、クランクピンの最高の位置１８′と最低の位置１８″との間を、参照装置２０で追随させるため長い第１回転結合要素（第１アーム）９を正逆回転させて上下動させている。また、参照装置２０を停止位置と点検位置との間で移動させる場合にも、長い第１回転結合要素（第１アーム）９を回転させるための広いスペースが必要となる。

また、特許文献２にかかる装置では、上部及び下部計測部材３０,３４を水平方向及び垂直方向に直動的にスライドさせるので、アームを回転させるような広いスペースは必要ではないが、特許文献１と同様に、工作物４０の外径を全周にわたって測定するため、クランクピン４０の最高位置と最低位置との間を上下にスライドさせるためのガイドや駆動装置を設けなければならず、装置自体が大掛かりなものとなってしまうという問題があった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、クランクピンのような回転軸から偏心した工作物を加工する際に、工作物の外周の一部を測定するだけで所定の外径（半径）寸法を検出でき、省スペース化、小型化を図った簡単な構造の定寸装置及び定寸検出方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、回転駆動される工作物の回転軸線から偏心した円筒部の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器と、該三点接触式測定器を前記回転軸線に垂直な平面上で前記円筒部の円周に沿って接触移動させる接触移動手段とを備えた定寸装置において、前記三点接触式測定器を前記円筒部の公転における上昇端近傍のみにおいて接触移動させて円筒部の半径を測定する工程と、測定された半径のデータに基づいて所定寸法に達したことを検出する工程とを備えたことである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記上昇端近傍は、前記円筒部の公転における該上昇端を挟んでその両側に３６度ずつ開く角度の範囲とされていることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、回転駆動される工作物の回転軸線から偏心した円筒部の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器と、該三点接触式測定器を前記回転軸線に垂直な平面上で前記円筒部の円周に沿って接触移動させる接触移動手段とを備えた定寸装置において、前記接触移動手段は、前記円筒部の公転における上昇端近傍のみにおいて前記三点接触式測定器を接触移動させる接触移動手段であり、前記三点接触式測定器によって測定されたデータに基づいて前記円筒部の半径が所定の寸法に達したことを検出する検出手段を備えたことである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記検出手段は、前記工作物の円筒部が加工される際の半径の減少傾向特性を記憶する記憶手段を有し、前記傾向特性と前記三点接触式測定器によって測定されたデータとにより、前記三点接触式測定器によって測定されない円筒部の半径の値を予測し、所定の寸法に達したことを検出することである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３又は４において、前記接触移動手段は、前記三点接触式測定器を工作物に接触させる作動位置において該三点接触式測定器を自由状態で上下に遊動させるスライダ部材と、該スライダ部材に前記回転軸線に垂直な平面内において回動可能に軸支され下端において三点接触式測定器が設けられた回動部材と、前記スライダ部材の下降端を規制することにより前記三点接触式測定器の接触移動範囲の下限を規制する規制手段とを備えたことである。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５において、前記規制手段は、前記三点接触式測定器の接触移動範囲を、前記工作物の回転軸線から偏心した円筒部の公転における前記円筒部の上昇端を挟んで、その両側に予め定められた角度の範囲に規制することである。

請求項１に係る発明においては、工作物の円筒部の外周の全部でなく一部のみに三点接触式測定器を接触させて工作物の半径を測定する。三点接触式測定器は、上下左右方向には工作物の回転中心から偏心した円筒部の遊星運動に伴って移動する。このとき工作物（円筒部）の上方に設けられた接触移動手段によって前記円筒部の全周でなく外周の一部についてのみ接触させて該円筒部の半径を測定し、実際に測定された半径のデータに基づいて工作物の半径の変化を予測し、予測値が定寸に至ることを検出する。このように三点接触式測定器の移動範囲が狭いので、接触移動手段や装置全体の小型化を図ることができ、三点接触式測定器を広く移動させて測定するのと比較して測定精度を向上させることができる。

請求項２に係る発明においては、三点接触式測定器を接触させて工作物の半径を測定するのは、円筒部が公転する５分の１の範囲である上昇端を挟んでその両側に３６度ずつ開く角度の範囲なので、三点接触式測定器を狭い範囲で移動すればよく、また、工作物の半径の変化を予測するための信頼性の高い測定値を得ることができる。

請求項３に係る発明においては、三点接触式測定器を円筒部の全周でなく外周の一部についてのみ接触移動させるだけなので、接触移動手段が三点接触式測定器を移動させる範囲が少なくてすみ、接触移動手段は小型化・軽量化を図ることができ、装置全体としてもコンパクトでコストの安価な定寸装置を提供することができる。

請求項４に係る発明においては、記憶手段によって記憶された工作物の円筒部が加工される際の半径の減少傾向特性と、三点接触式測定器によって測定された半径のデータとにより、三点接触式測定器によって測定されない範囲の円筒部の半径について容易に予測し、円筒部の半径が所定の寸法に達したことを確実に検出することができる。

請求項５に係る発明においては、工作物の回転軸線に垂直な平面内で回動する回動部材の下端に設けられた三点接触式測定器を、接触移動手段に設けられた簡単な機構のスライダ部材によって作動位置において自由状態で上下に遊動させ、また簡単な機構の規制手段によって三点接触式測定器の接触移動範囲の下限を規制する。そのため、複雑な機構や大掛かりな装置とすることなく簡単な機構の定寸装置を提供することができる。

請求項６に係る発明においては、三点接触式測定器の接触移動範囲を、上昇端を挟んでその両側に予め定められた角度の範囲に規制する簡単な機構の定寸装置を提供することができる。

本発明に係る定寸装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は本発明に係る定寸装置を使用した研削装置の概略平面図及び制御図であり、図２は該定寸装置の概略を示す側面図である。

まず、この発明の実施形態に使用される研削装置について説明する。図１に示すように、ベッド１上には一対のガイドレール３が研削装置５のＺ軸方向である横長手方向に延在しており、ガイドレール３上にはテーブル７が摺動自在に載置されている。テーブル７上には主軸台１１が図面上左側に配置され、主軸台１１には主軸１３が取り付けられている。主軸１３はサーボモータ１５の出力軸に連結されており、サーボモータ１５の回転は、サーボモータ１５に取り付けられているロータリーエンコーダ１７により検出される回転位置に基づき後述する数値制御装置により制御されるようになっている。主軸１３には図略のチャック等が取付けられ、該チャック等によりクランクシャフトＷの一端部のジャーナル部が回転方向に位相決めされて把持されるようになっている。主軸台１１と対向する図面上右側には心押台１９が配置され、心押台１９によりクランクシャフトＷの他端のジャーナル部がセンタ２１により回転可能に支持されるようになっている。これらの構成により主軸１３の回転軸心とクランクシャフトＷのジャーナル部の軸線が一致するので、クランクシャフトＷは主軸１３の軸線回りに制御回転されてクランクピンＣＰを遊星運動させる。

前記一対のガイドレール３間にはテーブル７をＺ軸方向に移動させるボールねじ２３が配置され、ボールねじ２３の（図１において）左端部はベッド１の左端面に取付けられたサーボモータ２５の出力軸に連結されている。サーボモータ２５にはボールねじ２３の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダ２７が取付けられている。

ベッド１上には、前記Ｚ軸方向に対して水平面上で直交するＸ軸方向に延在する一対のガイドレール２９が配置され、ガイドレール２９上には砥石車３１を回転自在に軸支する砥石台３３が摺動可能に載置されている。この砥石車３１は図略のモータによって回転駆動される。一対のガイドレール２９間には砥石台３３をＸ軸方向に移動させるボールねじ３５が配置され、ボールねじ３５の後端部はベッド１の後端面に取付けられたサーボモータ３７の出力軸と連結している。サーボモータ３７には回転角度を検出するためのロータリーエンコーダ３９が取付けられている。これらの構成により砥石台３３をクランクシャフトＷの軸線に直交するＸ軸方向に制御しながら進退移動させるので、クランクピンＣＰの遊星運動に同期して往復運動させることができる。

前記砥石台３３の上面には定寸装置４１が設けられている。本実施形態における定寸装置４１は、図２に示すように、直動部材４２と回動部材４４と三点接触式測定器４６とから構成される。砥石車３１のカバー４３にはクーラント液供給装置４５の上方及び前方の一部を覆うブラケット４７が設けられ、ブラケット４７の前面には同じく直動部材４２を構成する垂直ガイドレール４９が緩衝部５１を介して固設されている。垂直ガイドレール４９には同じく直動部材４２を構成するスライダ５３が上下動摺動可能に設けられている。スライダ５３の上部には係合板部５３ａが水平に突設され、係合板部５３ａには後述するシリンダ装置のピストンが遊嵌状態で係合する係合穴５３ｂが貫設されている。

シリンダ装置５５はシリンダ本体５５ａとピストン５５ｂとエア供給ホース（図略）と、電磁切替弁（図略）と、エア供給ポンプ（図略）とから構成される。前記ブラケット４７の上面にはブラッケット４７より前方に段差を有して突出する支持板５７が設けられ、支持板５７にはピストン５５ｂが遊嵌される図略の貫通穴が設けられている。支持板５７には図略のボルト及びナットによってシリンダ本体５５ａが開口部を下向きにして載置固定されている。ピストン５５ｂの下端部にはボルトヘッドによるストッパ５５ｃが設けられて前記係合穴５３ｂからの抜け止め防止となっている。図４に示すように、ストッパ５５ｃに該係合穴５３ｂが係合しかつピストン５５ｂを最も伸長した状態が、クランクピンＣＰに対して後述する三点接触式測定器が接触移動可能な最低位置（下限）となる。本実施形態においては、クランクピンＣＰの公転における上昇端を挟んで、その両側に予め定められた角度、例えば３６度ずつ（合計７２度）開く角度に対応するクランクピンＣＰの外周位置Ｂ又はＤ（砥石台に対する相対位置ｂ又はｄ）のところまで、該三点接触式測定器が該外周に沿って降下可能になっている。また、垂直ガイドレール４９にはスライダ５３が最低位置（下降端）に達したことを検知するセンサ５０が設けられ、このセンサ５０の信号が後述する数値制御装置に送られてクランクピンＣＰの外径（半径）寸法の測定の開始及び終了が行われる。したがって、クランクピンＣＰは全周に対して５分の１の範囲について実際に測定されることとなる。

ここで、上記直動部材４２、回動部材４４及びシリンダ装置５５によって接触移動手段６４を構成する。また、係合板部５３ａ、係合穴５３ｂ、ピストン５５ｂ、ストッパ５５ｃによって規制手段を構成する。このように、工作物（クランクシャフト）Ｗの回転軸線に垂直な平面内で回動する回動部材４４の下端に設けられた三点接触式測定器４６を、接触移動手段６４に設けられた簡単な機構のスライダ５３によって作動位置において自由状態で上下に遊動させ、また簡単な機構の規制手段５５ｃ等によって三点接触式測定器４６の接触移動範囲の下限を規制する。そのため、複雑な機構や大掛かりな装置とすることなく簡単な機構の定寸装置４１を提供することができる。

また、前記スライダ５３の上下動は、スライダ５３に係合した前記ピストン５５ｂが進退されることによっておこなわれる。ピストン５５ｂには前記エアポンプよりエアが供給され、後述する数値制御装置により制御される電磁切替弁を切り替えると、該エア供給ポンプからのエアの供給が切り替わって、ピストン５５ｂが進退するようになっている。

また、このスライダ５３の下端には砥石車３１の回転軸心と平行な回転軸を有する回動係合部５９が設けられ、回動係合部５９を中心にして回動部材４４が回動するように軸着されている。

回動部材４４はＬ字形支持部材本体６１と下部シリンダ６３とから構成される。Ｌ字形支持部材本体６１は断面４角形のパイプ状で、上端部を回動係合部５９に軸着された上部支持部６１ａと、上部支持部６１ａより砥石車３１側へ直角に屈曲させた下部支持部６１ｂとから形成されている。上部支持部６１ａの下部上面には付勢錘６２が設けられ、Ｌ字形支持部材本体６１及び後述する三点接触式測定装置をクランクピンＣＰ方向に付勢するようになっている。上部支持部６１ａと下部支持部６１ｂの挟角部分には補強部材６１ｃが設けられている。下部支持部６１ｂには下部シリンダ６３が並設されている。下部シリンダ６３は、下部シリンダ本体６３ａと下部シリンダピストン６３ｂとから構成され、下部シリンダ本体６３ａには下部シリンダピストン６３ｂが進退可能に嵌挿されている。下部シリンダピストン６３ｂは下部シリンダ６３に並設されたスライドガイド６５によってガイドされる。下部シリンダピストン６３ａの下端には三点接触式測定器４６が組付けられている。下部シリンダ６３にはエア供給ホース（図略）が設けられ、該エア供給ホースにはエア供給ポンプ（図略）が連通されている。該エア供給ホースの途中には後述する数値制御装置により制御される電磁切替弁（図略）が設けられ、該電磁切替弁を切り替えることによってエア供給ポンプからのエアの供給を切替え、下部シリンダピストン６３ｂを進退させて三点接触式測定器４６を上下動させるようになっている。この下部シリンダピストン６３ｂ及び前記ピストン５５ｂを伸長させて、三点接触式測定器４６をクランクピンＣＰの作動位置に位置合わせして載置・接触させる。

三点接触式測定器４６は既知の外径寸法測定器であって、図２及び図３に示すように、Ｖ字に広がったブロックと該ブロックの間にある接触子との三点でクランクピンＣＰの外周に接触してその半径を測定する。三点接触式測定器４６は、三点接触式測定器４６の自重、回動部材４４及びスライダ５３の自重によってクランクピンＣＰに上方から押し付けられる。また、回動部材４４の自重,三点接触式測定器４６の自重及び付勢錘６２に基づいて、回動部材４４が回動係合部５９を中心に回動し、三点接触式測定器４６は横方向からクランクピンＣＰに押し付けられる。これらの上方及び横方からの押し付けによって、三点接触式測定器４６はクランクピンＣＰへの安定した接触圧を確保するようになっている。測定の際、クランクピンＣＰは砥石台３３に対して円弧状に上下に動くが、クランクピンＣＰが上昇すると、スライダ５３の係合板部５３ａがストッパ５５ｃから離間し、スライダ５３は係合穴５３ｂの内周を上下に延在するピストン５５ｂの外周に摺動させながら上方へ遊動する。クランクピンＣＰが下降すると、ストッパ５５ｃで規制される範囲において、スライダ５３は係合穴５３ｂの内周をピストン５５ｂの外周に摺動させながら下方へ遊動する。クランクピンＣＰの横方向の動きにはクランクシャフトＷの回転軸線に平行な回転軸で回動する回動部材４４の動きによって追随する。このようにして、三点接触式測定器４６をクランクピンＣＰの円弧状の上下の動き（上昇端近傍における）に追随させるようになっている。

前記砥石車３１のカバー４３の上面に設けられたクーラント液供給装置４５は、背後に上下２本の供給パイプ６７,６９を備え、それぞれのパイプ６７,６９に連通するとともに砥石車３１の研削面及びクランクピンＣＰの研削面に向かってそれぞれ開口するノズル７１,７３が設けられている。

数値制御装置１０１は、演算手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）１０３、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０４及び書込み可能メモリ（ＲＡＭ）１０６がバスを介して相互に接続されて構成されている。数値制御装置１０１には、キーボード、ＣＲＴモニタ等を備えた入出力装置１０８が図略のインターフェースを介して接続され、この入出力装置１０８からの指令により数値制御装置１０１が操作される。ＲＯＭ１０４には例えばシステム制御プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ１０６には例えばクランクピンＣＰの遊星運動に同期して砥石台３３を往復運動させる加工動作プログラムなどが記憶されており、定寸装置４１より検出された測定データを記憶する記憶領域等が設けられている。そして、これらの加工動作プログラム、外径（半径）寸法測定データ等に従い予め登録された加工データに基づいて、ＣＰＵ１０３によりインターフェース１０５を介して主軸サーボモータ制御回路１０７、砥石台サーボモータ制御回路１０９及びテーブルサーボモータ制御回路１１１に加工指令を出力するよう構成されている。また、シリンダ装置５５及び下部シリンダ６１の前記電磁切替弁を制御して定寸装置４１のスライダ５３及び三点接触子式測定器４６を上下動する。また、テーブル７、砥石台３３及び主軸１３等の動作を制御するそれぞれのサーボモータ１５,２５,３７に取付けられたロータリーエンコーダ１７,２７,３９により、インターフェース１０５を介して数値制御装置１０１に各サーボモータ１５,２５,３７の現在位置情報をフィードバックできるようになっている。Ａ／Ｄ変換器１１３は定寸装置４１で測定されたクランクピンＣＰの測定値をデジタル信号に変換し、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０３に入力する。

次に上記のように構成された定寸装置の使用方法について説明する。入出力装置１０８から研削開始の指令が与えられると、ＣＰＵ１０３は主軸１３のサーボモータ１５を作動させてクランクシャフトＷを回転させ、砥石車３１を回転させるとともに、砥石台３３のサーボモータ３７を作動させて砥石台３３をクランクピンＣＰの遊星運動（図４においてＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ）に同期して往復運動させ、クランクピンＣＰの研削を開始する。

定寸装置としての外径（半径）寸法の測定は研削加工と並行して実行される。この測定動作は砥石車３１がクランクピンＣＰに達して研削が開始される位置を越えたところから開始され、測定時間間隔は例えば５ミリ秒ごとに繰り返して実行される。

定寸装置４１において、三点接触式測定器４６が、図２に示すような退避位置にある場合、数値制御装置１０１によって前記電磁切替弁を作動させ、シリンダ装置５５にエアを送り込むことによってピストン５５ｂを伸長させる。ピストン５５ｂの伸長によってスライダ５３が下方に移動し、回動部材４４及び三点接触式測定器４６を測定可能な作動位置まで移動させる。そして下部シリンダ６３の前記電磁切替弁を作動させて下部シリンダピストン６３ａを伸長させ、図３に示すように、測定するクランクピンＣＰに斜め上方から接近させて同クランクピンＣＰの外周に三点で接触させる。

このような状態でクランクピンＣＰの外径（半径）寸法の測定が開始されるが、研削加工と並行して測定が実行されるので、三点接触式測定器４６は、水平方向には砥石台３３の進退に伴って移動するとともに、図４に示すように、上下方向にはクランクシャフトＷの回転中心ＫＯから偏心したクランクピンＣＰの遊星運動（Ａ〜Ａ）にともなって、砥石車３１の外周に沿った円弧上の所定の範囲を、砥石車３１に対して相対的に上下動することが必要となる。しかし、このときクランクピンＣＰの上方に設けられたスライダ５３はピストン５５ｂを遊嵌した係合穴５３ｂによって上下方向に遊動し、スライダ５３の最低位置（下降端）はピストン５５ｂのストッパ５５ｃによって規制されるので、三点接触式測定器４６は図４においてｂｃｄの移動範囲の小さい円弧状を上下動する。また、スライダ５３の下降端の位置はセンサ５０により検知され、数値制御装置１０１に信号が送られて測定の開始と終了が制御される。したがって、三点接触式測定器４６は、図４に示すように、クランクピンＣＰの上部外周の一部である７２度の範囲（ＢＣＤ）について接触移動させて半径を測定する。そして、三点接触式測定器４６はクランクピンＣＰの半径を検知して外径（半径）検知信号を数値制御装置１０１に対して送付する。

次に、外径（半径）検知信号を送付された数値制御装置１０１は、測定データに基づいて、例えば図５に示すように、クランクピンＣＰが加工される際の半径の減少傾向特性を演算して（或いは予め実験的に求められた該減少傾向特性を）記憶手段としてのＲＡＭ１０６に記憶させる。そして、記憶させた減少傾向特性と、三点接触式測定器４６によって実測されたクランクピンＣＰの半径のデータよりクランクピンＣＰの半径が予定寸法ＡＬに達するのがＸ°の時点であると予測演算し、その予測値に至ったとき定寸の検知信号を発することで所定の寸法に達したことを検出する。このように実際には測定されていないクランクピンＣＰの半径についても、前記減少傾向特性と三点接触式測定器４６による実測値とにより容易に予測し、該半径が所定寸法に達することを確実に検出することができる。これによって、三点接触式測定器４６をクランクシャフトＷの回転中心から偏心した円筒の遊星運動の全てに追随させることなく、短い測定時間でクランクピンＣＰの所期の半径寸法（定寸）を簡単に検出することができる。

また、接触移動手段６４は三点接触式測定器４６を移動させる範囲が少なくてすむので、測定精度を向上させるとともに接触移動手段自体の小型化・軽量化を図ることができ、装置全体としてもコンパクトなコストの安価な定寸装置４１を提供することができる。

上記のように、三点接触式測定器４６によって所期の半径が検出されて定寸の検知信号が発せられると、砥石台３３が後退して研削が停止されるとともに数値制御装置１０１によって前記電磁切替弁が切替えられ、下部シリンダ６３の下部シリンダピストン６３ａが退縮して三点接触式測定器４６がクランクピンＣＰから離れる。下部シリンダピストン６３ａの退縮によってリミットスイッチ６５がＯＮされてＬ字形支持部材本体６１の回動が止められて保持固定される。そして数値制御装置１０１によって前記電磁切替弁を作動させてシリンダ装置５５のピストン５５ｂを退縮させることによって、スライダ５３を上方に移動させ、三点接触式測定器４６を待避位置に移動させる。以下、クランクピンＣＰの研削加工ごとに同様におこなわれる。

なお、本実施形態では、クランクピンの外径（半径）を測定する範囲を７２度としたが、これに限定されるものでなく、例えば４５度、９０度といった範囲を測定してもよい。

また、付勢錘６２によって回動部材４４をクランクピンＣＰ方向に付勢するものとしたが、これに限定されず、例えば回動係合部に回動部材がクランクピンＣＰ方向に付勢するようにスプリングを組付けてもよい。

三点接触式測定器４６の位置を確認する作動位置確認センサ、待避位置確認センサを設け、これらのセンサからの信号によって次の工程に移行するようにしてもよい。

また、本実施形態では、研削装置に使用される定寸装置としたが、これに限定されず、例えばクランクピンの円筒部を加工する旋盤にも使用することができる。

本発明に係る定寸装置を使用した研削装置の平面図及び制御図。 三点接触式測定器の退避位置における状態を示す図。 三点接触式測定器の作動位置における状態を示す図。 クランクピンの外径（半径）の測定範囲を示す図。 工作物の外径（半径）と工作物の回転角度を示す図。

符号の説明

４１…定寸装置、４２…接触移動手段（直動部材）、４４…接触移動手段（回動部材）、４６……三点接触式測定器、５３…スライダ部材、５３ａ…規制手段（係合板部）、５３ｂ…規制手段（係合穴）、５５…接触移動手段（シリンダ装置）、５５ｂ…規制手段（ピストン）、５５ｃ…規制手段（ストッパ）、６４…接触移動手段、１０３…検出手段（中央処理装置）、１０６…記憶手段（ＲＡＭ）、ＣＰ…円筒部（クランクピン）。

Claims (6)

1. 回転駆動される工作物の回転軸線から偏心した円筒部の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器と、
   該三点接触式測定器を前記回転軸線に垂直な平面上で前記円筒部の円周に沿って接触移動させる接触移動手段とを備えた定寸装置において、
   前記三点接触式測定器を前記円筒部の公転における上昇端近傍のみにおいて接触移動させて円筒部の半径を測定する工程と、測定された半径のデータに基づいて所定寸法に達したことを検出する工程とを備えたことを特徴とする定寸検出方法。
2. 請求項1において、前記上昇端近傍は、前記円筒部の公転における上昇端を挟んでその両側に３６度ずつ開く角度の範囲であることを特徴とする定寸検出方法。
3. 回転駆動される工作物の回転軸線から偏心した円筒部の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器と、
   該三点接触式測定器を前記回転軸線に垂直な平面上で前記円筒部の円周に沿って接触移動させる接触移動手段とを備えた定寸装置において、
   前記接触移動手段は、前記円筒部の公転における上昇端近傍のみにおいて前記三点接触式測定器を接触移動させる接触移動手段であり、
   前記三点接触式測定器によって測定されたデータに基づいて前記円筒部の半径が所定の寸法に達したことを検出する検出手段を備えたことを特徴とする定寸装置。
4. 請求項３において、前記検出手段は、前記工作物の円筒部が加工される際の半径の減少傾向特性を記憶する記憶手段を有し、
   前記傾向特性と前記三点接触式測定器によって測定されたデータとにより、前記三点接触式測定器によって測定されない円筒部の半径の値を予測し、所定の寸法に達したことを検出することを特徴とする定寸装置。
5. 請求項３又は４において、前記接触移動手段は、前記三点接触式測定器を工作物に接触させる作動位置において該三点接触式測定器を自由状態で上下に遊動させるスライダ部材と、該スライダ部材に前記回転軸線に垂直な平面内において回動可能に軸支され下端において三点接触式測定器が設けられた回動部材と、前記スライダ部材の下降端を規制することにより前記三点接触式測定器の接触移動範囲の下限を規制する規制手段とを備えたことを特徴とする定寸装置。
6. 請求項５において、前記規制手段は、前記三点接触式測定器の接触移動範囲を、前記工作物の回転軸線から偏心した円筒部の公転における前記円筒部の上昇端を挟んで、その両側に予め定められた角度の範囲に規制することを特徴とする定寸装置。

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