JP2014081333A - Female thread shape measurement device and using method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、雌ねじ形状測定装置及び該装置の使用方法に関する。 The present disclosure relates to a female thread shape measuring apparatus and a method of using the apparatus.
雌ねじのねじ山には、ボルトとの噛み合いによって変形や損傷が発生する。このため、雌ねじの形状を計測して検査することが行われている。
例えば、特許文献1が開示する雌ねじ計測装置は、過電流センサ等が設けられたセンサホルダを有し、センサホルダは、シャンクを介してNC工作機械の主軸端に装着されている。ねじ孔を有するワークは、ワーク台上の所定位置に配置される。
The thread of the female screw is deformed or damaged by meshing with the bolt. For this reason, measuring and inspecting the shape of a female screw is performed.
For example, a female screw measuring device disclosed in
NC工作機械の制御装置には、ワークのねじ孔の上端高さ、深さ及び水平方向位置のデータが与えられ、NC工作機械の主軸端を移動させることにより、センサホルダをワークの雌ねじに挿入することができる。そしてこの後、センサホルダに設けられた距離センサによる距離計測が行われる。 The NC machine tool control unit is given data on the height, depth and horizontal position of the upper end of the screw hole of the workpiece. By moving the spindle end of the NC machine tool, the sensor holder is inserted into the female screw of the workpiece. can do. Thereafter, distance measurement is performed by a distance sensor provided in the sensor holder.
特許文献1が開示する雌ねじ計測装置では、NC工作機械の制御装置に、ワークのねじ孔の上端高さ、深さ及び水平方向位置のデータを予め与えなければならず、計測作業が煩雑であり、時間がかかる。
また、特許文献1が開示する雌ねじ計測装置では、NC工作機械によってセンサホルダが支持されており、ねじ孔を有するワークをNC工作機械まで運搬不可能な場合には、計測を実行することができない。
In the female screw measuring device disclosed in
Further, in the female screw measuring device disclosed in
そこで本発明の少なくとも一実施形態は、雌ねじの形状を簡単、正確且つ短時間で測定可能な雌ねじ形状測定装置及び該装置の使用方法を提供することを目的とする。 Therefore, at least one embodiment of the present invention aims to provide an internal thread shape measuring apparatus capable of measuring the internal thread shape easily, accurately and in a short time, and a method of using the apparatus.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、支持ユニットと、軸線を有し、前記支持ユニットにより前記軸線に沿って摺動可能に支持されたセンサユニットと、前記センサユニットを前記支持ユニットに対し摺動させる駆動ユニットとを備える雌ねじ形状測定装置において、前記センサユニットは、前記軸線を規定するチューブと、前記軸線に沿うように前記チューブ内にレーザ光を出射するとともに前記レーザ光の反射光を受光し、受光した前記反射光を利用して前記レーザ光の反射位置までの距離を測定可能なレーザ変位計と、前記レーザ光の光路を前記軸線に対して直角に曲げるミラーとを含み、前記支持ユニットは、前記チューブが挿通される貫通孔を有する支持ブロックと、前記支持ブロックの周囲に前記貫通孔を中心として放射状に配置される少なくとも3つの脚アセンブリとを含み、前記脚アセンブリの各々は、前記貫通孔の径方向にて前記支持ブロックとは反対側の端部に開口を有する脚ケースと、前記脚ケースに一部が収容され、前記脚ケースの開口から前記貫通孔の径方向に進退可能に突出する脚部材と、前記脚部材を前記貫通孔の径方向外側に向けて付勢する付勢部材と、前記脚ケースに対する前記脚部材の位置を調整するための位置調整機構と、前記脚ケースに対する前記脚部材の位置を解除可能に決定するための位置決め部材とを有することを特徴とする雌ねじ形状測定装置が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, a support unit, a sensor unit having an axis, and supported by the support unit so as to be slidable along the axis, and the sensor unit are slid relative to the support unit. In the internal thread shape measuring device including the drive unit to be moved, the sensor unit emits laser light into the tube along the axis and receives reflected light of the laser light along the axis. And a laser displacement meter capable of measuring the distance to the reflection position of the laser beam using the received reflected light, and a mirror that bends the optical path of the laser beam at a right angle with respect to the axis. The unit includes a support block having a through-hole through which the tube is inserted, and a radial shape around the support block around the through-hole. At least three leg assemblies arranged, each leg assembly having a leg case having an opening at an end opposite to the support block in the radial direction of the through hole, and one leg assembly. A leg member that is housed and protrudes from the opening of the leg case so as to advance and retreat in the radial direction of the through hole, and a biasing member that biases the leg member toward the radial outer side of the through hole, An internal thread shape measuring apparatus comprising: a position adjusting mechanism for adjusting a position of the leg member with respect to a leg case; and a positioning member for determining the position of the leg member with respect to the leg case so as to be releasable. Provided.
上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置によれば、脚部材の突出量を調整することにより正確に調心を行うことができる。すなわち、センサユニットの軸線を雌ねじの軸線に対し正確に一致させることができる。これにより、雌ねじの中心から径方向に沿って測定位置にレーザ光を照射することができ、雌ねじ形状を正確に計測することができる。
一方、この雌ねじ形状測定装置によれば、センサユニットの位置制御にNC工作機械を用いておらず、簡単且つ短時間で、雌ねじ形状を計測することができる。
According to the female thread shape measuring apparatus of the embodiment described above, alignment can be accurately performed by adjusting the protruding amount of the leg member. That is, the axis of the sensor unit can be made to exactly match the axis of the female screw. Thereby, a laser beam can be irradiated to a measurement position along the radial direction from the center of the female screw, and the female screw shape can be accurately measured.
On the other hand, according to this female screw shape measuring apparatus, the NC machine tool is not used for position control of the sensor unit, and the female screw shape can be measured easily and in a short time.
また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、上記雌ねじ形状測定装置の使用方法であって、前記位置決め部材による決定を解除した状態で、測定対象の雌ねじの内部に前記少なくとも3つの脚アセンブリを配置する仮設置工程と、前記レーザ変位計を用いて、前記脚アセンブリに対応する前記雌ねじの内周面上の少なくとも3つの周方向位置までの距離を測定する径方向距離測定工程と、前記径方向距離測定工程で測定された距離に基づいて、前記調整機構を用いて前記センサユニットの軸線を前記雌ねじの軸線に一致させる調心工程とを備えることを特徴とする雌ねじ形状測定装置の使用方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a method of using the female thread shape measuring device, wherein the at least three leg assemblies are placed inside the female thread to be measured in a state where the determination by the positioning member is released. A temporary installation step of disposing, a radial distance measuring step of measuring a distance to at least three circumferential positions on an inner peripheral surface of the female screw corresponding to the leg assembly, using the laser displacement meter; and the diameter A method of using the female screw shape measuring device, comprising: a centering step of aligning the axis of the sensor unit with the axis of the female screw using the adjusting mechanism based on the distance measured in the direction distance measuring step. Is provided.
一実施形態では、前記位置調整機構は、前記脚部材に設けられたラックと、前記ラックと噛み合うピニオンとを含む。
この構成によれば、簡単な構成にて、脚ケースに対する脚部材の位置を調整することができる。
In one embodiment, the position adjusting mechanism includes a rack provided on the leg member and a pinion that meshes with the rack.
According to this configuration, the position of the leg member relative to the leg case can be adjusted with a simple configuration.
一実施形態では、前記付勢部材は圧縮コイルばねからなり、前記位置決め部材は螺子からなる。
この構成によれば、位置決め部材が螺子からなるので、簡単な構成にて、脚ケースに対する脚部材の位置を解除可能に決定することができる。
そして、この構成によれば、位置決め部材による位置決めを解除して脚部材が自由な状態では、測定対象の雌ねじの内周面に対して脚部材が弾性的に当接することができる。このため、雌ねじに対し、支持ユニットを簡単に固定することができる。
In one embodiment, the biasing member comprises a compression coil spring, and the positioning member comprises a screw.
According to this configuration, since the positioning member is formed of a screw, the position of the leg member relative to the leg case can be determined to be releasable with a simple configuration.
According to this configuration, in a state where the positioning by the positioning member is released and the leg member is free, the leg member can elastically contact the inner peripheral surface of the female screw to be measured. For this reason, the support unit can be easily fixed to the female screw.
上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置の使用方法によれば、仮設置工程で雌ねじに対して雌ねじ形状測定装置を固定してから、調心工程を行うことで、簡単且つ短時間で、調心を行うことができる。 According to the method for using the female thread shape measuring apparatus of the embodiment described above, the alignment process is performed after fixing the female thread shape measuring apparatus to the female thread in the temporary installation process, so that the adjustment can be performed easily and in a short time. Can do the heart.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、雌ねじの形状を簡単、正確且つ短時間で測定可能な雌ねじ形状測定装置及び該装置の使用方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, an internal thread shape measuring apparatus capable of measuring the internal thread shape easily, accurately and in a short time and a method of using the apparatus are provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Only.
図1は、本発明の一実施形態に係る雌ねじ形状計測システムの概略的な構成を示している。雌ねじ形状計測システムは、雌ねじ形状測定装置10及び計測制御装置12からなる。雌ねじ形状測定装置10は、支持ユニット14と、軸線16を有し、支持ユニット14により軸線16に沿って摺動可能に支持されたセンサユニット18と、センサユニット18を支持ユニット14に対し摺動させる駆動ユニット20とを有する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal thread shape measurement system according to an embodiment of the present invention. The internal thread shape measurement system includes an internal thread
センサユニット18は、例えば箱形状のセンサケース22と、センサケース22から一体に延び、軸線16を規定する円筒状のチューブ24と、センサケース22内に配置されたレーザ変位計26と、チューブ24内に配置されたミラー28とからなる。
レーザ変位計26は、レーザ変位計26と測定位置との間の距離を測定する機能を有する。具体的には、レーザ変位計26は、測定位置に向けてレーザ光(プローブ光)を出射し、測定位置で反射したレーザ光の反射成分(反射光)を受光する。レーザ変位計26は、受光した反射光に基づいて、レーザ変位計26から測定位置までの距離に対応する信号を出力する。
The
The
レーザ変位計26は、軸線16に沿ってプローブ光を出射するように、センサケース22内に配置されている。ミラー28は、センサケース22とは反対側のチューブ24の端部内に、軸線16に対し45°の角度をもって配置されている。
The
ミラー28によって、プローブ光の光路Lは軸線16に対し直交するように曲げられ、プローブ光は、ミラー28からチューブ24の径方向外側に向かって伝搬する。チューブ24には、プローブ光を通過させるために透光部が設けられており、プローブ光は、透光部を通過してチューブ24の径方向外側に向かって伝搬する。つまり、チューブ24の内部に、レーザ変位計26によって出射されたレーザ光が伝搬する光路Lの一部が規定されている。
The optical path L of the probe light is bent by the
ここで、測定対象の雌ねじの形状を測定する際、軸線16が、雌ねじの軸線に一致させられる。従って、透光部を通過したプローブ光は、雌ねじの径方向に沿って、雌ねじの内周面に入射する。プローブ光が測定位置で反射して生成される反射光は、プローブ光が伝搬してきた光路Lを逆方向に伝搬し、レーザ変位計26に入射する。
Here, when measuring the shape of the female screw to be measured, the
駆動ユニット20は、支持ユニット14によって摺動自在に支持されたセンサユニット18を軸線16の方向に移動させる機能を有する。駆動ユニット20は、例えばシリンダタイプの直動アクチュエータからなり、シリンダ30、及び、シリンダ30から進退可能に突出するロッド32を有する。ロッド32の進退方向がチューブ24の軸線16の方向に一致した状態で、ロッド32の先端にセンサケース22が固定されている。
The
計測制御装置12は、例えば、コンピュータによって構成され、CPU(中央演算処理装置)、メモリ、外部記憶装置及び入出力装置等を有する。計測制御装置12は、レーザ変位計26及び駆動ユニット20に電気的に接続され、レーザ変位計26及び駆動ユニット20を制御する。一方、レーザ変位計26の測定結果が、計測制御装置12に入力される。
なお、駆動ユニット20はエンコーダ等の位置検出器を内蔵しており、計測制御装置12は、軸線16の方向での測定位置を把握することができる。
The
The
具体的には、計測制御装置12は、駆動ユニット20によって連続的又は断続的にセンサユニット18を軸線16の方向に移動させ、これにより雌ねじの内周面上での測定位置を適当な間隔で変化させながら、レーザ変位計26に、各測定位置までの距離を測定させる。これにより、各測定位置までの雌ねじの径方向中心からの距離を求めることができ、雌ねじのねじ山の表面形状を測定することができる。
本実施形態では、計測制御装置12には、測定対象の雌ねじの基準形状が格納されており、計測制御装置12は、測定した形状と基準形状を同時に表示して比較することができる。
Specifically, the
In the present embodiment, the
支持ユニット14は、測定の際、雌ねじに対して相対的に固定され、センサユニット18をチューブ24の軸線16の方向にて移動可能に支持する。
具体的には、支持ユニット14は、支持ブロック34、ガイド筒36、及び、少なくとも3つの脚アセンブリ38を有する。
The
Specifically, the
支持ブロック34は略円筒形状を有しており、貫通孔40を有する。貫通孔40に円筒形状のガイド筒36が挿入・固定されている。センサユニット18のチューブ24は、ガイド筒36に摺動可能に挿入され、駆動ユニット20により駆動されたセンサユニット18が、ガイド筒36によって案内される。
なお、本実施形態では、駆動ユニット20は、ブラケットを介して支持ブロック34に固定されている。
The
In the present embodiment, the
図2は、雌ねじ形状測定装置10が測定対象の雌ねじに対して固定された状態を、駆動ユニット20を除いて概略的に示す平面図である。図1及び図2を参照すると、少なくとも3つの脚アセンブリ38が、支持ブロック34の周囲に軸線16を中心として放射状に配置される。本実施形態では、3つの脚アセンブリ38が120°の間隔で配置されている。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a state in which the female screw
図3及び図4は、各脚アセンブリ38の構成を概略的に示す部分切り欠き図である。図3及び図4に示すように、各脚アセンブリ38は、脚ケース42と、脚部材44と、付勢部材46と、位置調整機構48と、位置決め部材50とを有する。
脚ケース42は、支持ブロック34と一体に設けられ、それぞれ箱形状をなし、軸線16と直交する貫通孔40の径方向に延びている。各脚ケース42は、支持ブロック34と反対側の端部が開口している。
3 and 4 are partial cutaway views schematically showing the configuration of each
The
脚部材44は、略直方体形状を有し、脚部材44の基端側が脚ケース42内に摺動自在に収容されている。脚部材44の先端側は、脚ケース42の開口から突出している。
付勢部材46は、例えば圧縮コイルばねからなり、脚ケース42内における、脚部材44の基端と脚ケース42の内端面との間に配置されている。本実施形態では、付勢部材46として2つの圧縮コイルばねが並列に配置されている。付勢部材46は、脚部材44が脚ケース42の開口から突出する方向に、即ち、貫通孔40の径方向外側に向けて、脚部材44を付勢している。
The
The urging
付勢部材46の付勢力によって、脚部材44の先端は、測定対象の雌ねじの内周面に対して弾性的に当接可能である。本実施形態では、脚部材44の先端には、貫通孔40の径方向外側に向けて突出する突起51が設けられている。突起51は、雌ねじのねじ溝と噛み合い可能な形状を有し、突起51は、付勢部材46の付勢力によって、雌ねじのねじ溝と弾性的に噛み合う。
Due to the urging force of the urging
位置調整機構48は、脚ケース42に対する脚部材44の相対的な位置を調整することにより、脚ケース42からの脚部材44の突出量を調整するためのものである。3つの脚部材44の突出量をそれぞれ調整することによって、軸線16を測定対象の雌ねじの軸線に一致させること(調心)ができる。
The position adjusting mechanism 48 is for adjusting the protruding amount of the
位置調整機構48は、複数の歯車からなる歯列によって構成され、具体的には、ラック52と、ピニオン54と、回転ノブ56とを有する。ラック52は、脚部材44の一つの側面上に一体に設けられている。ラック52は、貫通孔40の径方向、換言すれば、脚部材44の摺動方向に延びている。
The position adjustment mechanism 48 is configured by a tooth row composed of a plurality of gears, and specifically includes a
ピニオン54は、中間歯車58と出力歯車60を有し、中間歯車58と出力歯車60は同軸にて連結されている。ピニオン54は、出力歯車60がラック52と噛み合った状態で、脚ケース42によって回転可能に支持されている。
回転ノブ56は、ノブ本体62と入力歯車64を有し、ノブ本体62と入力歯車64は同軸にて連結されている。回転ノブ56は、入力歯車64がピニオン54の中間歯車58に噛み合った状態で、脚ケース42によって回転可能に支持されている。
The
The
回転ノブ56のノブ本体62を回すと、入力歯車64、中間歯車58及び出力歯車60が回転させられ、これにより、出力歯車60と噛み合うラック52とともに脚部材44が移動する。従って、ノブ本体62の回転方向及び回転量によって、脚ケース42からの脚部材44の突出量、換言すれば、貫通孔40の径方向での脚アセンブリ38の長さを調整することができる。
When the knob
本実施形態では、位置決め部材50は螺子であり、位置決め部材50は、脚ケース42の側壁に設けられた螺子孔を通じて、脚部材44の側面に当接可能である。回転ノブ56を操作して脚部材44の突出量を調整した状態で、位置決め部材50としての螺子を螺子込み、脚部材44を脚ケース42の反対側の側壁に押し付けることにより、脚部材44を固定することができる。
In the present embodiment, the positioning
以下、雌ねじ形状測定装置10の使用方法を、その設置方法を中心として説明する。図図5は、設置方法の手順を概略的に示すフローチャートである。
まず、仮設置工程S10として、位置決め部材50による脚部材44の固定を解除した状態で、放射状に配置されるように脚アセンブリ38を測定対象の雌ねじの中に入れる。この状態では、脚部材44は、圧縮コイルばねの付勢力に抗して、貫通孔40の径方向内側に向かって後退可能である。従って、脚部材44が脚ケース42の開口から突出していても、3つの脚アセンブリ38を雌ねじの内部に入れることができる。
Hereinafter, the usage method of the internal thread
First, in the temporary installation step S10, the
脚ケース42が雌ねじの中に配置されると、圧縮コイルばねの付勢力により脚部材44が弾性的に雌ねじの内周面に当接する。このように脚部材44が雌ねじの内周面に弾性的に当接することで、雌ねじ形状測定装置10が雌ねじ周辺に仮設置される。
なお、仮設置工程S10では、脚部材44が弾性的に雌ねじの内周面に当接した状態で、雌ねじ形状測定装置10を雌ねじに対して回転させる。これにより、雌ねじのねじ溝と脚部材44の突起51が確実に噛み合わせられる。そして、ねじ溝と突起51が噛合した状態で、位置決め部材50により脚部材44を仮固定する。
When the
In the temporary installation step S10, the female screw
この後、噛合確認工程S12が実行される。噛合工程S12では、雌ねじのねじ溝と脚部材44の突起51が噛み合っているか否か確認される。確認の結果、噛合していなければ、もう一度仮設置工程S10を実行し、雌ねじ形状測定装置10を雌ねじに対して回転させる。確認の結果、噛合していれば、調心用測定位置合わせ工程S14が実行される。
Thereafter, the meshing confirmation step S12 is performed. In the meshing step S12, it is confirmed whether or not the thread groove of the female screw and the
調心用測定位置合わせ工程S14では、調心のために行われるレーザ変位計26による距離測定の測定位置が決定される。すなわち、適当な測定位置を選択してから、駆動ユニット20を駆動して、軸線16の方向でセンサユニット18の位置を調整し、測定位置に対しチューブ24の透光部を対向させる。
In the alignment position measurement step S14 for alignment, a measurement position for distance measurement by the
調心用測定位置合わせ工程S14で選択された調心用の測定位置が、雌ねじの内周面においてねじ山が存在しない領域である場合、3径方向距離測定工程S16が実行される。3径方向距離測定工程S16では、脚部材44の周方向位置に対応する3つの周方向位置にて、レーザ変位計26による距離測定が順次行われる。
なお、3つの周方向位置で測定するために、センサユニット18は支持ユニット14に対して回転可能である。
When the alignment measurement position selected in the alignment measurement position alignment step S14 is a region where no thread exists on the inner peripheral surface of the female screw, the three-radial distance measurement step S16 is executed. In the three radial direction distance measuring step S16, distance measurement by the
Note that the
本実施形態では、ガイド筒36には、軸線16の方向にて2つの位置にて、脚アセンブリ38の周方向位置に対応する3つの周方向位置に、調心用の透光部66が設けられている。これらガイド筒36の透光部66のうち適当なものを使用して、調心のための距離測定を行うことができる。ただし、ガイド筒36の透光部66を使用せずに、ガイド筒36の端から、透光部が設けられたチューブ24の端部を突出させて、調心のための距離測定を行ってもよい。
In the present embodiment, the
調心用測定位置合わせ工程S14で選択された測定位置が、雌ねじの内周面においてねじ山が存在する領域である場合、3径方向ねじ底距離測定工程S18が実行される。3径方向ねじ底距離測定工程S18でも、脚部材44の周方向位置に対応する3つの周方向位置にて、レーザ変位計26による距離測定が順次行われる。
When the measurement position selected in the alignment measurement position alignment step S14 is a region where a thread exists on the inner peripheral surface of the female screw, the three-diameter direction screw bottom distance measurement step S18 is executed. In the three-diameter direction screw bottom distance measurement step S18, distance measurement by the
ただし、ねじ山が存在するため、3つの周方向位置での測定毎に、測定位置がねじ底(谷底)に一致するように、軸線16の方向にてセンサユニット18の位置を調整する。この調整にあたって、軸線16の方向に位置を変化させながら距離測定を繰り返し行い、測定された距離が最大となる位置を測定位置とする。すなわち、各周方向位置にて、軸線16の方向に位置を変えながら測定された距離のうち、最大のものを径方向距離として選択する。
However, since there is a screw thread, the position of the
3径方向距離測定工程S16又は3径方向ねじ底距離測定工程S18の後、3つの測定位置までの距離r1,r2,r3が互いに実質的に等しいか否かが判定される(調心判定工程S20)。調心判定工程S20の結果、3つの距離r1,r2,r3が実質的に相互に等しければ、雌ねじ形状測定装置10の設置が終了する。
After the three radial direction distance measuring step S16 or the three radial direction screw bottom distance measuring step S18, it is determined whether the distances r1, r2, r3 to the three measurement positions are substantially equal to each other (alignment determining step) S20). If the three distances r1, r2, and r3 are substantially equal to each other as a result of the alignment determination step S20, the installation of the female thread
一方、調心判定工程S20の結果、3つの距離r1,r2,r3が実質的に相互に等しくなければ、脚部材突出量調整工程(調心工程)S22が実行される。脚部材突出量調整工程S22では、位置決め部材50による脚部材44の固定を解除し、位置調整機構48を使用して、3つの距離r1,r2,r3が等しくなるように、脚部材44の突出量を調整する。そして、調整後、再び位置決め部材50により脚部材44を固定する。
On the other hand, if the three distances r1, r2, and r3 are not substantially equal to each other as a result of the alignment determination step S20, a leg member protrusion amount adjustment step (alignment step) S22 is executed. In the leg member protrusion amount adjusting step S22, the fixing of the
脚部材突出量調整工程S22の後、再び、3径方向距離測定工程S16又は3径方向ねじ底距離測定工程S18が実行される。以後、調心判定工程S20が実行され、3つの距離r1,r2,r3が相互に等しくなるまで、調心工程S22が繰り返される。
なお、3つの距離r1,r2,r3が実質的に等しい場合には、3つの距離r1,r2,r3が等しい場合に加え、3つの距離r1,r2,r3の差が雌ねじ形状計測に必要な精度を考慮したときに無視できる程度である場合も含まれる。
After the leg member protrusion amount adjusting step S22, the three radial direction distance measuring step S16 or the three radial direction screw bottom distance measuring step S18 is executed again. Thereafter, the alignment determination step S20 is executed, and the alignment step S22 is repeated until the three distances r1, r2, r3 are equal to each other.
When the three distances r1, r2, and r3 are substantially equal, in addition to the case where the three distances r1, r2, and r3 are equal, the difference between the three distances r1, r2, and r3 is necessary for measuring the female screw shape. The case where it is negligible when considering the accuracy is also included.
かくして、雌ねじ形状測定装置10が設置されると、雌ねじ形状計測が実行される。雌ねじ形状計測では、雌ねじの一の周方向位置にて、測定位置を軸線16の方向にて変化させながら、測定位置までの距離が測定される。
測定結果は、雌ねじの内周面の表面形状を表すものであり、軸線16の方向での測定位置と距離の組み合わせである。得られた測定結果を、雌ねじの基準形状と比較することにより、雌ねじのねじ山の変形や摩耗状態を把握することができる。なお、一つの雌ねじに対し、複数の周方向位置にて形状測定を行ってもよい。
Thus, when the female thread
The measurement result represents the surface shape of the inner peripheral surface of the female screw, and is a combination of the measurement position and distance in the direction of the
上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置10によれば、脚部材44の突出量を調整することにより正確に調心を行うことができる。すなわち、センサユニット18の軸線16を雌ねじの軸線に対し正確に一致させることができる。これにより、雌ねじの中心から径方向に沿って測定位置にレーザ光を照射することができ、雌ねじ形状を正確に計測することができる。
一方、この雌ねじ形状測定装置10によれば、センサユニット18の位置制御にNC工作機械を用いておらず、簡単且つ短時間で、雌ねじ形状を計測することができる。
According to the female thread
On the other hand, according to this female thread
また、上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置10では、位置調整機構48は、脚部材44に設けられたラック52と、ラック52と噛み合うピニオン54とを含み、簡単な構成にて、脚ケース42に対する脚部材44の位置を調整することができる。
Further, in the female thread
更に、上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置10によれば、位置決め部材50が螺子からなるので、簡単な構成にて、脚ケース42に対する脚部材44の位置を解除可能に決定することができる。
また更に、上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置10によれば、付勢部材46は圧縮コイルばねからなり、位置決め部材50による位置決めを解除して脚部材44が自由な状態では、測定対象の雌ねじの内周面に対して脚部材44が弾性的に当接することができる。このため、測定対象の雌ねじに対し、支持ユニット14を簡単に固定することができる。
Furthermore, according to the female thread
Furthermore, according to the female thread
一方、上述した一実施形態の雌ねじ形状計測システムは、NC工作機械に比べて持ち運びが容易であり、測定対象の雌ねじを有する部材を現場から移動させずに、雌ねじ形状を測定することができる。このため、上述した一実施形態の雌ねじ形状計測システムは、発電所等に設置される大型機械のハウジング等を構成する部材の雌ねじの形状測定に適しているが、適用対象はこれに限定されることはない。 On the other hand, the internal thread shape measurement system of the above-described embodiment is easier to carry than an NC machine tool, and can measure the internal thread shape without moving the member having the internal thread to be measured from the site. For this reason, the female thread shape measurement system of the above-described embodiment is suitable for measuring the shape of the female thread of a member constituting a housing or the like of a large machine installed in a power plant or the like, but the application target is limited to this. There is nothing.
上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置の設置方法によれば、仮設置工程S10で雌ねじに対して雌ねじ形状測定装置10を固定してから、脚部材突出量調整工程(調心工程)S22を行うことで、簡単且つ短時間で、調心を行うことができる。
According to the installation method of the female thread shape measuring device of one embodiment described above, after fixing the female thread
上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置の設置方法では、調心用の測定位置としてねじ底を選択している。ねじ山は摩耗等によって高さが変化している可能性があるが、ねじ底の深さは変化している可能性が低く、ねじ底を調心用の測定位置として選択することで、正確に調心を行うことができる。 In the installation method of the female thread shape measuring apparatus according to the embodiment described above, the thread bottom is selected as the measuring position for alignment. The height of the screw thread may change due to wear, etc., but the depth of the screw bottom is unlikely to change, and by selecting the screw bottom as the measuring position for alignment, it is possible to accurately Can be aligned.
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、上述した一実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、位置調整機構48の歯列の構成は特に限定されることはない。図6は、変形例の脚アセンブリ68を概略的に示しており、図6に示したように、位置調整機構48は、脚部材44の対向する両側面に一体に設けられた2つのラック52,52を有していても良い。この場合、2つのピニオン54,54の回転方向を互いに反対方向にするために、一方のピニオン54と入力歯車64との間に、逆転歯車70が介装されている。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a form obtained by modifying the above-described embodiment.
For example, the configuration of the dentition of the position adjustment mechanism 48 is not particularly limited. FIG. 6 schematically shows a modified
また、上述した一実施形態の雌ねじ形状測定装置10は、雌ねじ形状の測定に使用されていたが、ねじ溝が形成されていない孔の内径測定にも適用可能である。この場合、孔の内周面にはねじ溝が存在しないので、脚部材44の先端に突起51を設けなくてもよい。
Moreover, although the internal thread
10 雌ねじ形状測定装置
12 計測制御装置
14 支持ユニット
16 軸線
18 センサユニット
20 駆動ユニット
24 チューブ
26 レーザ変位計
28 ミラー
38 脚アセンブリ
40 貫通孔
42 脚ケース
44 脚部材
46 付勢部材
48 位置調整機構
50 位置決め部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
軸線を有し、前記支持ユニットにより前記軸線に沿って摺動可能に支持されたセンサユニットと、
前記センサユニットを前記支持ユニットに対し摺動させる駆動ユニットとを備える雌ねじ形状測定装置において、
前記センサユニットは、
前記軸線を規定するチューブと、
前記軸線に沿うように前記チューブ内にレーザ光を出射するとともに前記レーザ光の反射光を受光し、受光した前記反射光を利用して前記レーザ光の反射位置までの距離を測定可能なレーザ変位計と、
前記レーザ光の光路を前記軸線に対して直角に曲げるミラーとを含み、
前記支持ユニットは、
前記チューブが挿通される貫通孔を有する支持ブロックと、
前記支持ブロックの周囲に前記貫通孔を中心として放射状に配置される少なくとも3つの脚アセンブリとを含み、
前記脚アセンブリの各々は、
前記貫通孔の径方向にて、前記支持ブロックとは反対側の端部に開口を有する脚ケースと、
前記脚ケースに一部が収容され、前記脚ケースの開口から前記貫通孔の径方向に進退可能に突出する脚部材と、
前記脚部材を前記貫通孔の径方向外側に向けて付勢する付勢部材と、
前記脚ケースに対する前記脚部材の位置を調整するための位置調整機構と、
前記脚ケースに対する前記脚部材の位置を解除可能に決定するための位置決め部材とを有する
ことを特徴とする雌ねじ形状測定装置。 A support unit;
A sensor unit having an axis and supported by the support unit so as to be slidable along the axis;
In an internal thread shape measuring device comprising a drive unit that slides the sensor unit relative to the support unit,
The sensor unit is
A tube defining the axis;
Laser displacement that emits laser light into the tube along the axis, receives reflected light of the laser light, and measures the distance to the reflected position of the laser light using the received reflected light Total
A mirror that bends the optical path of the laser light at right angles to the axis,
The support unit is
A support block having a through hole through which the tube is inserted;
And at least three leg assemblies arranged radially around the through-hole around the support block;
Each of the leg assemblies includes
A leg case having an opening at the end opposite to the support block in the radial direction of the through hole;
A leg member that is partly accommodated in the leg case and protrudes from the opening of the leg case so as to advance and retreat in the radial direction of the through hole;
A biasing member that biases the leg member toward the radially outer side of the through hole;
A position adjusting mechanism for adjusting the position of the leg member with respect to the leg case;
A female thread shape measuring apparatus comprising: a positioning member for releasably determining the position of the leg member with respect to the leg case.
前記脚部材に設けられたラックと、
前記ラックと噛み合うピニオンとを含む
ことを特徴とする請求項1記載の雌ねじ形状測定装置。 The position adjustment mechanism is
A rack provided on the leg member;
The female thread shape measuring apparatus according to claim 1, further comprising a pinion that meshes with the rack.
前記位置決め部材は螺子からなる
ことを特徴とする請求項2記載の雌ねじ形状測定装置。 The biasing member comprises a compression coil spring,
3. The female thread shape measuring device according to claim 2, wherein the positioning member is a screw.
前記位置決め部材による決定を解除した状態で、測定対象の雌ねじの内部に前記少なくとも3つの脚アセンブリを配置する仮設置工程と、
前記レーザ変位計を用いて、前記脚アセンブリに対応する前記雌ねじの内周面上の少なくとも3つの周方向位置までの距離を測定する径方向距離測定工程と、
前記径方向距離測定工程で測定された距離に基づいて、前記調整機構を用いて前記センサユニットの軸線を前記雌ねじの軸線に一致させる調心工程と
を備えることを特徴とする雌ねじ形状測定装置の使用方法。
It is a usage method of the internal thread shape measuring apparatus of Claim 1,
A temporary installation step of disposing the at least three leg assemblies inside the female screw to be measured in a state where the determination by the positioning member is released;
A radial distance measuring step of measuring a distance to at least three circumferential positions on an inner circumferential surface of the female screw corresponding to the leg assembly using the laser displacement meter;
An internal thread shape measuring device comprising: an alignment step of aligning the axis of the sensor unit with the axis of the internal thread using the adjustment mechanism based on the distance measured in the radial distance measuring step how to use.
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