JP2013537629A - シリンダの直径及びその他の幾何学的特徴の測定ゲージのための較正装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、シリンダの直径、輪郭、円形度、及び偏心度等の誤差を測定するゲージ用の較正装置に関する。ゲージは、可動な１対の対向アーム（４９）を有し、その自由端部に、接触子又はセンサ（５１）を有する。較正装置（３０）は、１対の当接部（３４，３５）を有する。１対の当接部は、ゲージの測定範囲内の所望のサンプル測定値が得られるまで、互いに近づいたり引離されたりするようにモータ手段（３６，３７）によって往復移動し、当接部（３４，３５）と協働する測定手段（４２，４３；４４，４５）によって明らかにされる。その結果、接触子又はセンサ（５１）はそれぞれ、当接部（３４，３５）に当接し又は接近子、サンプル測定値を検出する。
Description
本発明は、シリンダの直径及びその他の幾何学的特徴の測定ゲージ（計測器）のための較正装置（いわゆる「プリセット装置」）に関し、その他の幾何学的特徴は、例えば、円形度、偏心度、及び輪郭である。
これらの測定ゲージの適用例は、工業的に用いられるシリンダ（例えば、ミル用シリンダ、製紙用シリンダ）用の研磨機に代表される。
シリンダの現在の研磨技術は、金属用ミルに用いることが予定されていても製紙用プラントに用いることが予定されていても、「ゲージ（計測器）」と普通呼ばれている測定器具を必要とし、その機能は、シリンダの母線の輪郭の測定、シリンダの断面の形態（偏心度、円形度）の測定、及び、直径の測定（絶対値の測定）を行うことにある。
既知の種類の測定ゲージは、例えば、特許文献１〜３に記載されている。
本発明は、上述した測定の全てを行うように構成されているが、特に直径の絶対値の測定に専用化されたゲージ用の較正装置に関し、ゲージの精度を実質的に向上させる。
既知の技術によれば、これらの装置は、必要とされる測定を行うために、オペレータが手で使用する普通の測定器具（１／１００級ゲージ、トロリゲージ）であるが、今や、シリンダ用の研磨機が特別な測定器具を備え、それにより、研磨作業中においても、測定が自動的に行われることが通例であり、その目的は、研磨機の制御システム（ＣＮＣ）が、種々のパラメータを加工サイクル中に補正することを可能にすることにある。
これらゲージは、トロリゲージ系と、独立ゲージ系に分類される。
トロリゲージは、研磨ホイール保持器トロリの上に搭載される特徴を有し、トロリゲージは、上述した測定を行うことができるが、シリンダの母線に沿うゲージの移動が研磨ホイール保持器ヘッドの移動に制限されるため、限定的である。このことは、研磨ホイールの移動から独立したシリンダの移動が許されないことを意味し、この限定は、しばしば、シリンダの研磨時間と測定時間の合計であるサイクル時間が延長されることに反映される。
他方、独立ゲージは、機械の前側において特別なベースの上に組立てられる。独立ゲージは、トロリゲージと同一の測定を行うけれども、ゲージの移動が研磨ホイールの移動から独立して母線に沿っているので、研磨機が作動しているときの測定が可能であるという利点を有する。この特徴は、サイクル時間の全体的な短縮に反映される。
測定速度の点における性能の差を無視すれば、上述した手段は、正確さと精度の両方の点で互いに同等である。
一般的には、既知の技術による上述したゲージの性能は、シリンダ断面の輪郭及び形態の測定について満足できることが確認されているが、同じことが直径の絶対値の測定について言えるわけではない。
上述した機能を越える詳細に立ち入ることなく、現在入手できるゲージによる直径の絶対値測定における正確さの欠如は、一般的には、種々の種類のシステム上の誤差の蓄積によることが確認され、その要因は、温度に関連して材料の容積を変化させる材料の傾向にあることに加えて、接触子の支持アームのガイドの幾何学的誤差及びゲージ自体のその他の機械的部品の幾何学的誤差にもある。
シリンダの直径の絶対値の測定の正確さが制限されるという欠点を解決するために、較正装置（いわゆる、プリセット装置）が、ゲージの設計に導入されているが、較正装置は、サンプルディスク、基準物、又は類似の既知の測定手段に過ぎない。較正装置により、ゲージのいわゆる「プリセット」を可能にし、即ち、接触子又はセンサをゲージのアームの端に移動させ、既知の寸法を有するサンプルに接触させ、測定を行い、この時点で、制御システムは、ゲージによって明らかにされる測定値のパリティ（parity）と、測定されたサンプルの真の値とを与え、「実際の」測定値は、ゲージ自体のセットアップの間、ゲージ及びそれが組立てられている機械の制御システムに内に適切に記憶される。
さらに、接触式センサの場合、較正手順は、シリンダ上を摺動するセンサ自体の摩耗効果を補償するのにも有用であり、シリンダが回転している加工中の測定は、実際、表面を損傷させ、また、ミクロンオーダのシフトを検出しなければならないので、プリセット手順（較正）が基本的である。
これにより、理論的には、測定の正確さを大幅に向上させることが可能であるが、実際には、これは、サンプル直径の範囲内で行われる測定において当てはまるに過ぎず、サンプル直径から著しく離れているとき、ゲージの上述した幾何学的製造誤差は、測定の正確さを損なうシステム上の誤差を再導入する。
この欠点を解決するため、ゲージは、２つ以上のサンプル較正（プリセット）ディスクを有し、それにより、ゲージを種々の直径の範囲内で用いることを可能にするが、上述した制限が存在する。その結果、技術状態について、正確な測定を常に行うためには、測定システムは、無限の較正（プリセット）基準を有するべきである。
本発明の一般的目的は、既知の技術の欠点を、シリンダの幾何学的パラメータ（特に直径）の測定ゲージ用の較正装置を提供することによって解決することにあり、較正装置は、例えば、研磨機のゲージと組合せて使用され、既に述べた摩耗現象及び一般には測定システムの位置及び形態を変えるすべてのこと（温度変化）に加えて、ゲージの案内の不可避的な直線性誤差（一般的には、ゲージの構造物の製造誤差）のためにシリンダの直径の絶対値の測定の際に導入されるシステム上の誤差を、ゲージの測定範囲全体でなくす機能を有する。
上述した目的は、特許請求の範囲で特定される特徴を有する較正装置によって達成される。
本発明の構造的及び機能的特徴、並びに、既知の技術に対する利点は、本発明の実施形態を示す図面を参照する以下の説明から明らかになろう。
最初、図面のうちの図１を参照すると、本発明による較正装置全体が、符号３０で示されている。
較正装置３０は、支持構造体３１を有し、支持構造体３１は、符号４６で示すフレームによって、全体的に符号４７で示すゲージのトロリ又は可動部分Ｂに固定されるのに適し、較正装置３０は、全体的に符号３２で示す研磨機（図２）と協働する。
１対の当接部３４，３５が、支柱の形態をなす支持構造体３１の上に、矢印３３の方向に移動可能に組立てられている。
各当接部３４，３５は、他方の当接部と独立して、それぞれのモータ３６，３７によって駆動される。
モータ３６，３７はそれぞれ、雌ねじ部４０，４１にねじ込まれたねじ部３８，３９を回転させ、当接部３４，３５はそれぞれ、雌ねじ部４０，４１に作動的に拘束されている。
その結果、当接部３４，３５は、選択的に駆動され、互いに独立に矢印３３の方向に並進する。
各当接部３４，３５は、符号４２，４３で示す既知の種類のリーダ（ヘッドとも呼ばれる）を支持し、各リーダ４２，４３はそれぞれ、支持構造体３１に拘束された光ライン４４，４５と協働する。
図３〜図２３において、既知の種類のゲージ（例えば、独立ゲージ系）を符号４７で示し、ゲージ４７は、シリンダ４８の、とりわけ直径を測定するのに適している。
符号４９は、ゲージ４７のアームを指示し、アーム４９は、例えば、測定すべきシリンダに直接接触する接触子５１、又は、測定すべきシリンダに接触しないセンサを有するのがよい。アーム４９は、ゲージ４７自体のガイドに沿って上下方向に摺動することができ（図示せず）、添付図面の図１を参照して上述した本発明による較正装置（プリセット）３０と協働する。
アーム４９の自由端部のところに、上述した測定用の接触子又はセンサ５１が設けられ、接触子又はセンサ５１は、上述した当接部３４，３５とシリンダ４８の表面の両方と協働するのに適している。
既知の種類のゲージの例の一般的機能について必要であれば、特許文献１〜３を参照するのがよい。
本発明による較正装置３０の機能は、次の通りである。
図３及び図４はそれぞれ、ゲージ４７を示す立面図及び平面図であり、ゲージ４７は、上下方向軸線５２を中心に回転させられ、アーム４９の接触子又はセンサ５１が較正装置３０の当接部３４，３５に近接した位置にある。
この段階において、モータ３６，３７に作用することにより、当接部３４，３５の位置は、明らかにすべきシリンダ４８の直径に非常に近い公称寸法（例えば、シリンダの製造図面に指示された公称直径と等しい寸法）のところに既に較正されている。公称寸法は、リーダ４２，４３を介して、閉じたリング内に制御され、リーダ４２，４３は、光ライン４４，４５に沿って摺動することによって、当接部３４と当接部３５の間の距離を読む。
このとき、ゲージ４７のアーム４９を、全てのゲージが有している作動装置によって適当に駆動し、矢印５３の方向に互いに近づけ、図５及び図６の位置において、接触子５１を当接部３４，３５に接触させる。
要素５１が非接触式センサであれば、非接触式センサ５１を当接部３４，３５に近接させ、当接部３４，３５を非接触式センサ５１自体の測定範囲内に入れる。
かくして、シリンダ４８の直径の絶対値に極めて近いサンプル測定値（プリセット測定値）をゲージ４７によって明らかにする。シリンダ４８の直径の絶対値の真の値は、幾何学的特徴の中でも測定すべきものである。
ここで、アーム４９を矢印５４の方向に並進させて図７及び図８の位置にし、引き続いて、上下方向軸線５２を中心に矢印５５で示すように回転させ、図９〜図１１の位置にする。
この位置において、アーム４９は、シリンダ４８に対して垂直であり、一対の接触子又はセンサ５１は、シリンダ４８の直径方向両側の位置にあり、且つ、シリンダ４８から或る距離のところにある。
ゲージ４７の支持トロリＢを矢印５７の方向に並進させ、アーム４９を開いた状態で、ゲージ４７を、シリンダ４８の端に一致するところ、即ち、シリンダの測定領域の開始箇所のところに移動させる（図１２〜図１４参照）。
ここで、ゲージのアーム４９を、全てのゲージが有している機構によって、矢印５８の方向に並進させ、シリンダ４８に近づけ、図１５〜図１７の位置にする。
したがって、シリンダ４８の輪郭と、測定サイクルによって分かるシリンダの断面における直径の絶対値の両方を、矢印５９の方向のゲージ４７の並進によって明らかにすることが可能であり、また、測定サイクルによって分かるシリンダ４８の断面における円形度及び偏心度も、明らかにすることができる。測定サイクルは、一般的には、部品ホルダのヘッド側のテーブルエンド、テーブルセンタ、反対の先端側のテーブルエンドの順番である（図１８〜図２３参照）。
この時点で、測定サイクルが完了する。
したがって、本明細書で上述した目的が達成される。
本発明の基本的な利点は、較正装置３０の可動当接部３４，３５が制御された位置にあることにより、ゲージ４７のアーム４９を、明らかにすべき測定値に近い測定値まで移動させる（予め設定する）ことが可能である点であり、既知のシステムで実施したときの測定値の不正確さに基づくシステム上の誤差を最小にし、又は実際にはそれをほとんどなくす。
当然のことながら、既知の発明による較正装置を、既知の種類の任意のゲージと組合せて使用してもよい。
本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の記載によって定められる。
Claims (3)
- シリンダの幾何学的特徴、例えば、直径、輪郭、円形度、偏心度の誤差を測定するゲージ用の較正装置であって、
前記ゲージは、可動な１対の対向アーム（４９）を有し、前記対向アームは、その自由端部に、接触子又はセンサを有し、
前記較正装置は、１対の当接部（３４，３５）を有し、前記ゲージの上に組立てられ、
前記１対の当接部は、ゲージの測定範囲内の所望のサンプル測定値が得られるまで、互いに近づいたり引離されたりするようにモータ手段（３６，３７）によって往復移動し、前記当接部（３４，３５）と協働する測定手段（４２，４３；４４，４５）によって明らかにされ、その結果、前記接触子又はセンサ（５１）はそれぞれ、前記当接部（３４，３５）に当接し又は接近し、前記サンプル測定値を検出する、較正装置。 - 前記当接部（３４，３５）はそれぞれ、雌ねじ部にねじ込まれたねじ部（４０，４１）と一体であり、前記ねじ部（４０，４１）は、前記モータ手段（３６，３７）によって回転させられる、請求項１に記載の較正装置。
- 前記測定手段は、前記当接部（３４，３５）と一体のリーダ（４２，４３）を有し、前記リーダは、支持構造体（３１）と一体の光ライン（４４，４５）と協働する、請求項１又は２に記載の較正装置。
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