JP2009014553A - 測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
測定ヘッドと被測定物との位置関係の確認、調整を容易行うことが可能な測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法を提供すること。
【解決手段】
測定ヘッド１の本体部１Ａの外部に確認治具３を取り付け、確認治具３により測定ヘッド１の中心位置とワークＷの中心位置の確認、調整を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対のアームの先端に取り付けられている測定子を被測定物に当接させて被測定物の形状または寸法を測定する測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法に関する。

各種加工機や測定装置に取り付けられて被測定物の形状や寸法を測定する測定ヘッドは、例えば図１に示す測定ヘッド１０のように、本体部１０Ａに一対のアーム１１、１１が設けられ、アーム１１、１１の先端に取り付けられた測定子１２、１２を被測定物であるワークＷに接触させてワークＷの形状または寸法を測定する。

アーム１１、１１は、本体部１０Ａ内部の支点１３に設けられた支持バネ１３Ａ、１３Ａにより支持され、バネ１５、１５により被測定物に向って付勢力を与えられることにより、ワークＷの形状に沿って相対的に移動する。アーム１１、１１の移動量は、一方のアーム１１に取り付けられたコア１４Ａと他方のアーム１１に取り付けられたボビン１４Ｂから構成される差動トランス１４により相対移動量として検出され、検出された値からワークＷの形状または寸法が算出される(例えば、特許文献１に示されるような測定ヘッド参照)。
特開２００１−４３０７号

前述したような測定ヘッド１０では、測定ヘッド１０の中心とワークＷの中心が同じ軸線状に並び、一対のアーム１１、１１の先端に取り付けられた測定子１２、１２がワークＷの中心から等しい位置になくては、片側の測定子１２しかワークＷに接触せず正しい測定が行われない、または測定子１２がワークＷに衝突するなどの問題が発生する。

そのため、マスターワーク等を用いてアーム１１、１１の位置が調整されるが、図１に示す測定ヘッド１０のように、差動トランス１４が単一で、一対のアーム１１、１１の相対的な移動量で測定を行うような場合、それぞれのアーム１１の単独の移動量が分からないため測定値からワークＷの中心位置がどちらへズレているか判別出来ない。

また差動トランス１４がそれぞれのアーム１１に取り付けられていたとしても、調整を行っている測定ヘッドの取り付け位置から測定ヘッドによる測定値が容易に確認出来ない場合がある。また装置の据付、修理などの電気が供給されない環境下での調整の必要が生じた場合は、測定ヘッドによる測定値を確認出来ないため調整が困難であった。

本発明はこのような問題に対応するために成されたものであり、測定ヘッドと被測定物との位置関係の確認、調整を容易行うことが可能な測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、本体部に設けられ被測定物に向って付勢力を与えられた一対のアームの先端に取り付けられている測定子を被測定物に当接させ、前記アームの移動量を本体部内部に設けられた差動トランスにより計測することで前記被測定物の形状または寸法を測定する測定ヘッドにおいて、測定前の待機位置で前記一対のアームを停止させるストッパを前記本体部内部に備え、前記一対のアームが前記待機位置に位置する状態で前記一対のアームと所定の隙間が生じる大きさに形成された確認治具が前記測定ヘッドの本体部外部に着脱可能に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は前記発明において、前記確認治具は、前記測定ヘッドの本体部外壁面であって、前記一対のアームの中間となる位置に取り付けられ、前記ストッパは前記本体部内部であって、前記一対のアームの中間となる位置に取り付けられていることを特徴としている。

更に、本発明は前記発明において、前記測定ヘッドは、単一の差動トランスにより前記一対のアームの移動量を相対的に測定することを特徴とし、前記確認治具は、前記ストッパの外形サイズよりも小さく、前記一対のアームが付勢力により移動することで前記ストッパにより停止している際、前記一対のアームとの間に所定の隙間が生じることを特徴としている。

本発明によれば、測定ヘッドの本体部には先端に測定子が取り付けられた一対のアームが設けられ、本体部の内部に測定前の待機位置で前記一対のアームを停止させるストッパが備えられるとともに、一対のアームの中間となる本体部の外壁面には確認治具が着脱可能に取り付けられる。

確認治具は、一対のアームが付勢力により移動しストッパによって待機位置に位置する状態において、一対のアームと所定の隙間が生じる大きさに形成されている。

このとき、被測定物の中心と測定ヘッドの中心が同じ軸線状に揃い、一対のアーム先端に取り付けられた測定子がそれぞれ被測定物の中心と等しい位置に調整されていれば、確認治具とそれぞれのアームとの間に生じる隙間は等しくなる。よってこの隙間をシックネスゲージまたは目視等で確認することによりアームが正しい位置にあるか確認することが可能となるため、計測値の確認が困難な場合や測定ヘッドが通電状態でなくても測定ヘッドの確認調整作業を行うことが出来る。

以上説明したように、本発明の測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法によれば、測定ヘッドと被測定物との中心位置のズレの確認、調整を測定ヘッド単体で容易に行うことが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明に係る測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法の好ましい実施の形態について説明する。

まず、本発明にかかわる測定ヘッドの構成を説明する。図２は本発明に係わる測定ヘッドの側面断面図、図３は待機位置で一対のアームが停止した状態を示した側面断面図である。尚各図において、同一の部材については同一の番号又は記号を付している。

測定ヘッド１は、図２に示すように、本体部１Ａに一対のアーム１１、１１が設けられ、アーム１１、１１の先端には被測定物であるワークＷに接触させる測定子１２、１２がそれぞれ設けられている。本体部１Ａの内部には、一対のアーム１１、１１を待機位置で停止させるストッパ２が取り付けられている。本体部１Ａの外部である本体部１Ａの外壁面には、測定ヘッド１とワークＷとの中心位置のズレを確認する確認治具３が取り付けられている。

アーム１１、１１は、本体部１Ａ内部の支点１３に設けられた支持バネ１３Ａ、１３Ａにより支持され、ワークＷの方向に向かってバネ１５、１５により付勢力が与えられている。これにより、アーム１１、１１は、測定子１２、１２をワークＷに接触させるとともに、ワークＷの形状に沿って相対的に移動する。

アーム１１、１１の移動量は、一方のアーム１１に取り付けられたコア１４Ａと他方のアーム１１に取り付けられたボビン１４Ｂから構成される単一の差動トランス１４により電気信号として検出され、検出された信号は不図示の処理装置により処理されることでアーム１１、１１の相対的移動量が算出され、算出された値に基づきワークＷの形状または寸法が算出される。

ストッパ２は、フランジ形状を成し、アーム１１、１１がそれぞれ接触する接触面２Ａが設けられている。ストッパ２は、アーム１１、１１の中間に位置する場所にフランジ形状の一端が本体部１Ａの内壁面より外部に向って本体部１Ａに嵌合している。

接触面２Ａは、図３に示すように、アーム１１、１１がワークＷの外径形状を計測する前にワークＷ外径よりも僅かに狭くなる位置で待機する際の待機位置に対応した高さに形成されている。これにより、アーム１１、１１がそれぞれストッパ２の接触面２Ａに接触することで、アーム１１、１１の付勢力によるワークＷに向っての移動が待機位置で停止される。

確認治具３は、円筒形形状を成し、本体部１Ａに設けられた一対のアーム１１、１１の中間となる位置であって本体部１Ａの外壁面に、ストッパ２に形成されたネジ穴を用いて固定ネジ３Ａにより着脱可能に取り付けられている。

確認治具３は、外径がストッパ２の接触面２Ａ部分の外径サイズよりも小さく形成され、図３に示されるように、アーム１１、１１が待機位置に位置している際、アーム１１、１１のそれぞれと隙間Ａ、隙間Ｂが生じる。

これにより、隙間Ａ、隙間Ｂの大きさの差を確認することで、アーム１１、１１の傾きが分かり、測定ヘッド１の中心とワークＷの中心のズレを確認することが可能となる。

次に本発明に係わる測定ヘッドの調整確認方法について説明する。図４はワークと測定ヘッドの中心位置がズレた例を示した測定ヘッドの側面断面図である。

測定ヘッド１では、ワークＷの中心位置と測定ヘッド１の中心位置が一致し、アーム１１、１１の先端に取り付けられた測定子１２、１２がそれぞれワークＷの中心と等しい位置に調整されているか確認する場合は、図４に示すように、実際にワークＷの測定を行いアーム１１、１１のそれぞれと、確認治具３との間に生じる隙間の差を確認する。

このとき、ワークＷの中心位置と測定ヘッド１の中心位置が一致していれば、一方のアーム１１と確認治具３との隙間Ｃと、他方のアーム１１と確認治具３との隙間Ｄは、図３に示す隙間Ａ、隙間Ｂのように等しくなっている。

しかし、図４に示すように、ワークＷの中心位置と測定ヘッド１の中心位置が一致していない場合は、隙間Ｃと隙間Ｄは等しくならない。

よって、確認治具３とアーム１１、１１とのそれぞれの距離をシックネスゲージや目視により確認することにより、ワークＷの中心位置と測定ヘッド１の中心位置が一致しているか確認される。確認後、不図示のアーム１１、１１の調整機構やワークＷの位置合わせ機構を調整することにより、ワークＷの中心位置と測定ヘッド１の中心位置を調整する。

以上、説明したように、本発明に係わる測定ヘッド及び測定ヘッドの調整確認方法によれば、測定ヘッドと被測定物との中心位置のズレの確認、調整を測定ヘッド単体で容易に行うことが可能となり、計測値の確認が困難な場合や測定ヘッドが通電状態でなくても測定ヘッドの確認調整作業を行うことが出来るため、メンテナンス性を向上させ、生産性をより高めることが可能となる。

なお、本実施の形態では確認治具をアームの中間に取り付け、被測定物の外径形状を測定する測定ヘッドについて説明したが、本発明はそれに限らず、図５に示すように、確認治具を一対のアームの外側のそれぞれ等距離にある場所に取り付け、内径形状を測定する測定ヘッドにおいても同様に実施可能である。

内径用の測定ヘッド２０は、図２に示す外形を測定する測定ヘッド１と同様に本体部２０Ａに一対のアーム２１、２１が設けられ、本体部２０Ａの内部にはアーム２１、２１を待機位置で停止させるストッパ２２、２２が取り付けられ、本体部２０Ａの外壁面には確認治具２３、２３が取り付けられている。アーム２１、２１の先端には被測定物であるワークＲの内径に接触させる測定子２４、２４がそれぞれ設けられている。

アーム２１、２１は、本体部２０Ａ内部の支点２５に設けられた支持バネ２５Ａ、２５Ａにより支持され、引っ張りバネ２７、２７によりワークＲの内径に向って付勢力を与えられることにより、ワークＲの内径に沿って相対的に移動する。アーム２１、２１の移動量は、一方のアーム２１に取り付けられたコア２６Ａと他方のアーム２１に取り付けられたボビン２６Ｂから構成される差動トランス２６により電気信号として検出され、検出された信号は不図示の処理装置により処理されることでアーム２１、２１の相対移動量が算出され、算出された値に基づきワークＷの形状または寸法が算出される。

確認治具２３、２３は、ストッパ２２、２２によりアーム２１、２１が待機位置に位置している際、アーム２１、２１のそれぞれと隙間が生じる高さに形成されている。

また、本実施の形態では測定ヘッドに設けられた差動トランスは一対のアームの相対的な移動量を検知する単一の差動トランスであるが、それぞれのアームに対し個々に差動トランスが設けられた形態であっても同様に実施可能である。

更に、本実施の形態ではストッパはフランジ形状を成し、確認治具は円筒形状を成しているが、本発明はこれに限らず、円柱形などであってもアームを待機位置に停止させ、待機位置に停止しているアームと所定の隙間が形成されるのであればいずれの形状であっても好適に実施可能である。

従来の測定ヘッドを示した側面断面図。 本発明に係わる測定ヘッドを示した側面断面図。 待機位置に合わせられた状態の測定ヘッドを示した側面断面図。 測定ヘッドと被測定物の中心位置が一致していない例を示した側面断面図。 内径計測用の測定ヘッドを示した側面断面図。

符号の説明

１、１０、２０…測定ヘッド，１Ａ、１０Ａ、２０Ａ…本体部，２、２２…ストッパ，３、２３…確認治具，１２、２４…測定子，１３、２５…支点，１４、２６…差動トランス，１５…バネ，Ｒ、Ｗ…ワーク（被測定物）

Claims (5)

1. 本体部に設けられ被測定物に向って付勢力を与えられた一対のアームの先端に取り付けられている測定子を被測定物に当接させ、前記アームの移動量を本体部内部に設けられた差動トランスにより計測することで前記被測定物の形状または寸法を測定する測定ヘッドにおいて、
   測定前の待機位置で前記一対のアームを停止させるストッパを前記本体部内部に備え、前記一対のアームが前記待機位置に位置する状態で前記一対のアームと所定の隙間が生じる大きさに形成された確認治具が前記測定ヘッドの本体部外部に着脱可能に設けられていることを特徴とする測定ヘッド。
2. 前記確認治具は、前記測定ヘッドの本体部外壁面であって、前記一対のアームの中間となる位置に取り付けられ、前記ストッパは前記本体部内部であって、前記一対のアームの中間となる位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の測定ヘッド。
3. 前記測定ヘッドは、単一の差動トランスにより前記一対のアームの移動量を相対的に測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定ヘッド。
4. 前記確認治具は、前記ストッパの外形サイズよりも小さく、前記一対のアームが付勢力により移動することで前記ストッパにより停止している際、前記一対のアームとの間に所定の隙間が生じることを特徴とする請求項１、２、または請求項３のいずれか１項に記載の測定ヘッド。
5. 本体部に設けられ被測定物に向って付勢力を与えられた一対のアームの先端に取り付けられている測定子を被測定物に当接させ、前記アームの移動量を本体部内部に設けられた差動トランスにより計測することで前記被測定物の形状または寸法を測定する測定ヘッドにおいて、
   測定前の待機位置で前記一対のアームを停止させるストッパを前記本体部内部に備え、前記一対のアームが前記待機位置に位置する状態で前記一対のアームと所定の隙間が生じる大きさに形成された確認治具を前記本体部外部の前記一対のアームの中間となる位置に着脱可能に設け、前記一対のアームが待機位置に停止している時または前記一対のアームで前記被測定物を測定している時に、前記確認治具の前記一対のアームの一方のアームとの間に生じる隙間の大きさと、他方のアームとの間に生じる隙間の大きさとの差を計測することで、前記一対のアームの前記被測定物に対するズレを確認することを特徴とする測定ヘッドの調整確認方法。

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