JP2018072175A - Outer diameter measurement device, and measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸等の軸径の測定装置および測定方法に係り、特に内燃機関等に用いるクランク軸の外径を接触して測定するのに好適な外径測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring device and a measuring method for a shaft diameter of a rotating shaft, and more particularly to an outer diameter measuring device and a measuring method suitable for measuring the outer diameter of a crankshaft used for an internal combustion engine or the like.
内燃機関等に用いられるクランク軸は、コンロッドや軸受が取り付けられるため、高精度の加工が求められ、それに伴い高精度な測定が必要となる。従来、このようなクランク軸の加工中または加工後に種々の方法で、軸径を測定している。例えば、特許文献１においては、簡単な構成で容易に精度よくシャフトの外形形状自体の振れや外径を測定する、シャフトの測定装置が記載されている。具体的には、シャフト測定装置は、シャフトを軸周りに回転可能に保持する保持手段と、シャフトの基準位置における軸振れ量を測定する軸振れ量測定手段と、シャフトの測定位置における基準軸線からの見かけの半径を測定する半径測定手段と、シャフトの軸周りの回転位相を検出する回転位相検出手段を備える。そして、基準位置における軸振れ量から、測定位置における基準軸線と実際の中心軸線とのずれ量を演算し、このずれ量を測定された見かけの半径に加味している。 A crankshaft used in an internal combustion engine or the like is attached with a connecting rod and a bearing, so that high-precision machining is required, and accordingly high-precision measurement is required. Conventionally, the shaft diameter is measured by various methods during or after the processing of such a crankshaft. For example, Patent Document 1 describes a shaft measurement device that measures the deflection and outer diameter of the outer shape of the shaft with a simple configuration with high accuracy. Specifically, the shaft measuring device includes: a holding unit that holds the shaft rotatably around an axis; an axial runout measuring unit that measures an axial runout amount at a reference position of the shaft; and a reference axis line at the measurement position of the shaft. Radius measuring means for measuring the apparent radius of the shaft and rotational phase detecting means for detecting the rotational phase around the shaft axis. Then, the amount of deviation between the reference axis at the measurement position and the actual center axis is calculated from the amount of shaft runout at the reference position, and this amount of deviation is added to the measured apparent radius.
また、特許文献２においては、繰り返し誤差１μｍ以下で円柱形状体の外径を測定するために、円柱形状体を両端で支持するとともに回転させ、接触式の測定器を軸方向及びその直交方向に移動可能に配置し、測定器の測定子が測定対象の軸方向に直交する方向にストロークするように配置している。特許文献３には、クランク軸を研削加工中に精度よくハブジャーナルを加工するため、加工中に直径測定装置のノギスを研削すべきハブジャーナル上に置いて、研削工程中に直径測定を実施している。 In Patent Document 2, in order to measure the outer diameter of the cylindrical body with a repeat error of 1 μm or less, the cylindrical body is supported and rotated at both ends, and the contact-type measuring device is moved in the axial direction and its orthogonal direction. It arrange | positions so that movement is possible, and it arrange | positions so that the measuring element of a measuring device may stroke in the direction orthogonal to the axial direction of a measuring object. In Patent Document 3, in order to process a hub journal with high accuracy during grinding of a crankshaft, a caliper of a diameter measuring device is placed on the hub journal to be ground during processing, and diameter measurement is performed during the grinding process. ing.
内燃機関のクランクシャフトの外径計測においては、同形状のものを多数測定するため、自動で異なる部位を計測することが必要となっている。そのため、測定子をワークであるクランクシャフトに接触させて測定する方法においては、多数の外径値に対応できるよう、測定前に測定子部分を一旦退避させて測定器を動かし、その後測定箇所に位置させ、測定子を当該ワークに接触させる。その際、測定精度の維持・向上のために、測定対象物であるクランクシャフトの測定位置と測定装置の目盛を測定方向の同一直線上に配置する、というアッベの原理を満足することが望まれている。 In measuring the outer diameter of the crankshaft of an internal combustion engine, it is necessary to automatically measure different parts in order to measure many of the same shape. Therefore, in the method of measuring by contacting the measuring element with the crankshaft as the workpiece, the measuring element part is temporarily retracted before the measurement, and the measuring instrument is moved before the measurement so that it can cope with a large number of outer diameter values. Position the probe to contact the workpiece. At that time, in order to maintain and improve measurement accuracy, it is desirable to satisfy Abbe's principle that the measurement position of the crankshaft as the measurement object and the scale of the measurement device are arranged on the same straight line in the measurement direction. ing.
上記特許文献１に記載の測定方法では、ダイヤルゲージをワークに当接させるとともにレーザ光を照射してワークの正確な測定を実施しているが、クランク軸のように、水平に配置した場合に高さまたは横方向の測定位置が同一のワークにおいても異なる場合には、その都度レーザ位置やダイヤルゲージ位置を調整しなければ、上記アッベの原理を満足できず、測定に時間を要するとともに自動測定をしにくい構造となりがちである。 In the measurement method described in Patent Literature 1, the dial gauge is brought into contact with the workpiece and the laser beam is irradiated to perform accurate measurement of the workpiece. If the height or lateral measurement position differs even in the same workpiece, unless the laser position and dial gauge position are adjusted each time, the above Abbe principle cannot be satisfied, and measurement takes time and automatic measurement. It tends to be a structure that is difficult to resist.
また、特許文献２では、ダイヤルゲージを用いているので測定線上に目盛部の一部があるだけでありアッベの原理は満足されず、また、ダイヤルゲージでは測定精度に限界があり、クランク軸等に求められる精度で自動測定することは、困難である。さらに、特許文献３では、ノギスを用いて研削中に外径測定することが記載されているだけなので、アッベの原理を満足もしておらず、また、測定を自動で行うのか、どの程度の精度を確保するのにどのように計測するのかについては不明である。 Further, in Patent Document 2, since a dial gauge is used, there is only a part of the scale on the measurement line, and the Abbe principle is not satisfied, and the dial gauge has a limit in measurement accuracy, such as a crankshaft. It is difficult to perform automatic measurement with the accuracy required for the above. Furthermore, since Patent Document 3 only describes the measurement of the outer diameter during grinding using a caliper, it does not satisfy the Abbe principle, and how accurate the measurement is. It is unclear how to measure to ensure
ところで、クランク軸の外径測定において、エアシリンダと引っ張りばねを組み合わせて測定部をクランク軸の半径方向に移動可能にし、移動量を長変位センサで計測することも実現されている。この方法においては、クランク軸の異なる外径を自動計測できる利点がある。しかしながらこの方法では、装置の小型化等の要請から、必ずしも測定子が配置される測定部と長変位センサの位置を同軸にすることについては考慮されておらず、上記アッベの原則は満足されていないのが現状である。 By the way, in measuring the outer diameter of the crankshaft, it has also been realized that the measuring portion can be moved in the radial direction of the crankshaft by combining an air cylinder and a tension spring, and the movement amount is measured by a long displacement sensor. This method has the advantage of automatically measuring different outer diameters of the crankshaft. However, in this method, due to the demand for downsizing of the apparatus, the fact that the position of the measuring unit where the probe is arranged and the position of the long displacement sensor is not taken into consideration is considered, and the above Abbe principle is satisfied. There is no current situation.
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、異径の軸部を有するワークであっても、接触型測定子の位置と計測部の目盛を同一直線状に配置することにより、外径測定装置が、外径測定の精度を維持・向上することにある。また上記目的において、自動測定を可能にすることも目的とする。本発明の他の目的は、異径の軸部を有するワークであっても、接触型測定子を用いて、同時に近接２点を測定可能にすることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is to arrange the position of the contact-type probe and the scale of the measurement unit in the same straight line even for a workpiece having a shaft portion with a different diameter. By doing so, the outer diameter measuring device is to maintain and improve the accuracy of outer diameter measurement. Another object of the present invention is to enable automatic measurement. Another object of the present invention is to make it possible to measure two adjacent points at the same time using a contact-type probe even for a workpiece having a shaft portion with a different diameter.
上記目的を達成する本発明の特徴は、一対の測定子を対向させて被測定物に接触させ、被測定物の外径を測定する外径測定装置において、前記測定子を前記被測定物に接近もしくは離隔させる手段と、前記被測定物の接近または離隔に抗する力を発生するばね手段と、前記測定子に連結され前記測定子の接近運動または離隔運動を可能にするリニアガイド手段と、このリニアガイド手段の移動側に設けたスケールと、このスケールを検出する固定手段とを備え、アッベの原理を満たすよう、前記測定子の中心軸を前記スケールが含んでいることにある。 A feature of the present invention that achieves the above-described object is that, in an outer diameter measuring apparatus that measures the outer diameter of a measurement object by causing a pair of measurement elements to face each other and contact the measurement object, the measurement element is attached to the measurement object. Means for approaching or separating, spring means for generating a force against the approach or separation of the object to be measured, linear guide means coupled to the probe for enabling the probe to move toward or separate The scale includes a scale provided on the moving side of the linear guide means and a fixing means for detecting the scale, and the scale includes the central axis of the measuring element so as to satisfy Abbe's principle.
そしてこの特徴において、前記スケールは前記測定子を挟んで前記被測定物の反対側に配置されており、前記スケールと前記固定手段は光学式リニアスケールを構成し、前記スケールには透過部と反射部とからなるパターンが繰り返して設けられているのがよい。また、前記接近もしくは離隔させる手段は、回転動を直線動に変換し、対称的に形成されたリンク機構であって、円板状または楕円板状のリンク円板と、このリンク円板を回転駆動する駆動手段と、リンク円板に一端が接続され、他端がリンク用リニアガイドに接続されたリンク部材と、前記リンク円板の軸に垂直な方向に変位可能な前記リンク用リニアガイドを備え、前記ばね手段は圧縮ばね手段であってもよく、前記接近もしくは離隔させる手段は、空圧シリンダまたは電磁式シリンダであり、前記ばね手段は引っ張りばねであってもよい。さらに、上記いずれかの外径測定装置２個を、上下に回転対称に配置して、前記測定子間の距離を６ｍｍ以下としてもよい。 In this feature, the scale is disposed on the opposite side of the object to be measured across the measuring element, the scale and the fixing means constitute an optical linear scale, and the scale includes a transmission portion and a reflective portion. It is preferable that a pattern composed of a portion is repeatedly provided. Further, the means for approaching or separating is a link mechanism formed symmetrically by converting rotational motion into linear motion, and is a disk-shaped or elliptical-plate-shaped link disk, and rotates the link disk. A drive means for driving; a link member having one end connected to the link disk and the other end connected to a link linear guide; and the link linear guide displaceable in a direction perpendicular to the axis of the link disk. The spring means may be a compression spring means, the approaching or separating means may be a pneumatic cylinder or an electromagnetic cylinder, and the spring means may be a tension spring. Furthermore, two of the above outer diameter measuring devices may be arranged vertically and symmetrically so that the distance between the measuring elements is 6 mm or less.
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、一対の対向する測定子を被測定物に接触させ、被測定物の外径を測定する外径測定方法において、前記測定子を前記被測定物に接近または離隔させる手段とこの接近または離隔させる力に抗する力を発生するばね手段を備え、計測時には前記接近または離隔させる手段を用いて、前記被測定物の中心位置へ接近させ、前記測定子を挟んで前記被測定物と反対側に配置され前記測定子の中心軸を含むスケールを、このスケールに相対的に移動する固定部に設けたセンサで検出して、アッベの原理を満たしながら、前記被測定物の外径を計測することにある。 Another feature of the present invention that achieves the above object is to provide an outer diameter measuring method for measuring an outer diameter of a measured object by bringing a pair of opposed measuring elements into contact with the measured object. And a spring means for generating a force that resists the approaching or separating force, and at the time of measurement, using the approaching or separating means to approach the center position of the object to be measured to measure the measurement While satisfying the Abbe principle, a scale including the central axis of the measuring element that is arranged on the opposite side of the object to be measured across the element is detected by a sensor provided in a fixed portion that moves relative to the scale. The object is to measure the outer diameter of the object to be measured.
本発明によれば、異径の軸部を有するワークであっても、測定子を計測スケールと一体化し、しかも測定子の軸上であって背後に配置したので、接触型測定子の位置と計測部の目盛が同一直線上に配置され、アッベの原理を満足させることが可能になり、外径測定装置の外径測定の精度を維持・向上できる。また上記目的において、自動測定も可能である。さらに、２個の測定子の案内部を互いに上下方向に配置したので、異径の軸部を有するワークの近接２点を、接触型測定子を用いて、同時に測定できる。 According to the present invention, even for a workpiece having a shaft portion with a different diameter, the measuring element is integrated with the measuring scale, and is arranged on the axis of the measuring element and behind it. The scale of the measuring part is arranged on the same straight line, it becomes possible to satisfy the Abbe principle, and the accuracy of the outer diameter measurement of the outer diameter measuring device can be maintained and improved. For the above purpose, automatic measurement is also possible. Further, since the guide parts of the two measuring elements are arranged in the vertical direction, two adjacent points of the workpiece having the shaft parts having different diameters can be simultaneously measured using the contact type measuring element.
以下、本発明に係る外径測定装置の詳細を、図面を用いて説明する。以下の説明においては、外径測定装置４００として、内燃機関に用いられるクランク軸２１０の外径を測定する装置１００に取り付けているが、外径測定装置４００はクランク軸２１０の外径の測定に限らず、段付き軸、または単一径軸等を測定するものであってもよいことは言うまでもない。ただし、本外径測定装置４００は自動測定が可能であるので、大量生産品であれば省力化等の面から特に好適である。 Hereinafter, details of the outer diameter measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the outer diameter measuring device 400 is attached to the device 100 for measuring the outer diameter of the crankshaft 210 used in the internal combustion engine, but the outer diameter measuring device 400 is used for measuring the outer diameter of the crankshaft 210. Needless to say, a stepped shaft or a single-diameter shaft may be measured. However, since the outer diameter measuring apparatus 400 can perform automatic measurement, a mass-produced product is particularly suitable from the viewpoint of labor saving and the like.
図１は、本発明に係るクランク軸の外径測定装置１００の斜視図である。クランク軸２１０は、クランク軸２１０の中心軸線を含み、両端部及び中間部に位置する中心軸部２０２と、中心軸部２０２の中心軸線に平行な軸線を持ち、中心軸部２０２から変位した複数のクランク軸部２０３と、クランク軸部の両側に位置し、外形が周方向に変化しているカウンタウェイト部２０４（この図１では形状を、簡略化している）とを有する。クランク軸２１０の一端部は、クランク軸回転支持部２２０により回転可能に支持されているとともに、クランク軸２１０を回動するサーボモータ等からなるクランク軸駆動部２４０が設けられている。クランク軸２１０の反対側端面には穴が形成されており、この穴に先端テーパ状のセンタ２３５が係止する。センタ２３５の近傍であってクランク軸２１０側には、ケレ２３１が設けられており、ケレ２３１の穴にクランク軸２１０が貫挿される。ケレ２３１にはハサミ型または単一棒状の突出部があり、この突出部にピン２３３を係止する。ピン２３３とセンタ２３５はベース１０に固定されたクランク軸支持部２２２の前後機構２３２に取り付けられている。前後機構２３２はクランク軸２１０の軸方向に、クランク軸支持部２２２上を移動可能になっている。クランク軸２１０と同軸に、またはクランク軸２１０と中心軸線が平行であるように、円板状のマスタ２３０が設けられている。なお、クランク軸回転支持部２２０も、このセンタ支持構造でもよい。 FIG. 1 is a perspective view of a crankshaft outer diameter measuring apparatus 100 according to the present invention. The crankshaft 210 includes a central axis of the crankshaft 210, has a central axis 202 located at both ends and an intermediate part, and an axis parallel to the central axis of the central axis 202, and is displaced from the central axis 202. And a counterweight portion 204 (the shape is simplified in FIG. 1) that is located on both sides of the crankshaft portion and whose outer shape changes in the circumferential direction. One end portion of the crankshaft 210 is rotatably supported by the crankshaft rotation support portion 220, and a crankshaft drive portion 240 including a servo motor that rotates the crankshaft 210 is provided. A hole is formed in the opposite end surface of the crankshaft 210, and a tapered center 235 is locked in this hole. In the vicinity of the center 235 and on the crankshaft 210 side, a kerle 231 is provided, and the crankshaft 210 is inserted through a hole in the kerle 231. The chip 231 has a scissor-type or single rod-like protrusion, and the pin 233 is locked to this protrusion. The pin 233 and the center 235 are attached to the front / rear mechanism 232 of the crankshaft support 222 fixed to the base 10. The front / rear mechanism 232 is movable on the crankshaft support 222 in the axial direction of the crankshaft 210. A disc-shaped master 230 is provided so as to be coaxial with the crankshaft 210 or so that the crankshaft 210 and the central axis are parallel. The crankshaft rotation support portion 220 may also have this center support structure.
ベース１０には、クランク軸回転支持部２２０で支持されるクランク軸２１０の中心軸線と平行に、リニアガイドが配置されている。リニアガイドは、間隔を置いた２本の平行なガイドレール３３１と、このガイドレール３３１の外側側面に摩擦抵抗が少なく係合するスライダ３３５とから構成される。ガイドレール３３１上をスライダ３３５が走行する方向は、Ｚ方向である。２本のガイドレール３３１のほぼ中央部に、ガイドレール３３１に沿ってボールねじ３４１が配置されている。ボールねじ３４１の両端部は、ボールねじ支持部３３３、３３７により回動可能に支持されている。ボールねじ３４１の一方の端部にはこのボールねじ３４１を回転駆動するボールねじ駆動モータ３４０が配設されている。スライダ３３５の下面には、ボールねじ３４１に係合するナット３３６が取り付けられている。ガイドレール３３１およびスライダ３３５を有するリニアガイドとボールねじ３４１、ナット３３６は、Ｚ方向直動部３３０を形成する。Ｚ方向直動部３３０は、クランク軸２１０の軸長にマスタ２３０を含むマスタ部の軸長を加えた長さよりも、十分長い長さに設定されている。 A linear guide is disposed on the base 10 in parallel with the central axis of the crankshaft 210 supported by the crankshaft rotation support portion 220. The linear guide includes two parallel guide rails 331 spaced apart from each other and a slider 335 that engages with the outer side surface of the guide rail 331 with little frictional resistance. The direction in which the slider 335 travels on the guide rail 331 is the Z direction. A ball screw 341 is disposed along the guide rail 331 at substantially the center of the two guide rails 331. Both end portions of the ball screw 341 are rotatably supported by ball screw support portions 333 and 337. A ball screw drive motor 340 that rotationally drives the ball screw 341 is disposed at one end of the ball screw 341. A nut 336 that engages with the ball screw 341 is attached to the lower surface of the slider 335. The linear guide having the guide rail 331 and the slider 335, the ball screw 341, and the nut 336 form a Z-direction linearly moving portion 330. The Z-direction linearly moving portion 330 is set to a length sufficiently longer than the length obtained by adding the axial length of the master portion including the master 230 to the axial length of the crankshaft 210.
Ｚ方向直動部３３０のスライダ３３５の上面には、ガイドレール３３１に平行な面を持つ、支持部材３１３が立設されている。支持部材３１３の一方の面には、Ｙ方向リニアガイドを構成する２本のガイドレール３１１が、間隔を置いてほぼ垂直に取り付けられている。ガイドレール３１１の外側側面に、これもＹ方向リニアガイドを構成するスライダ３１２が係合している。２本のガイドレール３１１のほぼ中央部にはガイドレール３１１に平行にボールねじ３２２が配設されている。ボールねじ３２２の両端部は、ボールねじ支持部３２５で回動可能に支持されており、上端側はさらにこのボールねじ３２２を回転駆動するボールねじ駆動モータ３２１に接続されている。スライダ３１２の背面側、すなわち支持部材３１３側には、ボールねじ３２２に係合するナット３２３が取り付けられている。スライダ３１２およびガイドレール３１１を有するリニアガイドとボールねじ３２２は、Ｙ方向直動部３１０を構成する。なおＹ方向直動部３１０は、後述するクランク軸２１０のカウンタウェイト部２０４の回動との干渉を避けるのに十分な高さまで測定子を退避できる高さに設定されている。 A support member 313 having a surface parallel to the guide rail 331 is erected on the upper surface of the slider 335 of the Z-direction linearly moving portion 330. On one surface of the support member 313, two guide rails 311 constituting a Y-direction linear guide are attached substantially vertically with a gap therebetween. A slider 312 that also constitutes a Y-direction linear guide is engaged with the outer side surface of the guide rail 311. A ball screw 322 is disposed substantially at the center of the two guide rails 311 in parallel to the guide rail 311. Both end portions of the ball screw 322 are rotatably supported by a ball screw support portion 325, and the upper end side is further connected to a ball screw driving motor 321 that rotationally drives the ball screw 322. A nut 323 that engages with the ball screw 322 is attached to the back side of the slider 312, that is, the support member 313 side. The linear guide having the slider 312 and the guide rail 311 and the ball screw 322 constitute the Y-direction linear motion portion 310. The Y-direction linearly moving portion 310 is set to a height at which the probe can be retracted to a height sufficient to avoid interference with the rotation of the counterweight portion 204 of the crankshaft 210 described later.
Ｙ方向直動部３１０のスライダ３１２の上面、すなわち支持部材３１３とは反対面には、横アーム３５５がクランク軸２１０に直交する方向である横方向（Ｘ方向）に、クランク軸２１０が配設された位置よりも延びて設けられている。横アーム３５５の内部には、詳細を後述するリンク保持部３５３が含まれる。横アーム３５５の下側には、一対の対称に形成されたリニアガイド保持部材３５１が、横アーム３５５の延びる方向に移動可能に設けられている。リニアガイド保持部材３５１からは測定子３５２が、互いに対向するように突き出ている。リニアガイド保持部材３５１は横アーム部３５０を構成する。 The crankshaft 210 is disposed on the upper surface of the slider 312 of the Y-direction linear movement portion 310, that is, the surface opposite to the support member 313, in the lateral direction (X direction) that is a direction orthogonal to the crankshaft 210. It is provided to extend beyond the position. The horizontal arm 355 includes a link holding portion 353 whose details will be described later. A pair of symmetrically formed linear guide holding members 351 are provided below the horizontal arm 355 so as to be movable in the direction in which the horizontal arm 355 extends. A measuring element 352 protrudes from the linear guide holding member 351 so as to face each other. The linear guide holding member 351 constitutes a lateral arm portion 350.
図１において、一点鎖線丸印Ａで囲んだ部分の詳細を、図２、図３を用いて説明する。図２は、一部が横アーム３５５内に含まれる外径測定装置４００の正面図である。横アーム３５５の長手方向に延びるリンク保持部３５３が、横アーム３５５の内部であって横アーム３５５の先端近傍に固定されている。リンク保持部３５３の長手方向ほぼ中央部には、円形または楕円形のリンク円板３６１が回転可能に取り付けられている。図２では紙面の背後側に、サーボモータのようなリンク円板駆動モータ（図示せず）が取り付けられており、リンク円板３６１を回転中心Ｏ周りに（Ｒ方向に）回転駆動する。 In FIG. 1, details of a portion surrounded by an alternate long and short dash line circle A will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a front view of the outer diameter measuring device 400 partially included in the lateral arm 355. A link holding portion 353 extending in the longitudinal direction of the horizontal arm 355 is fixed inside the horizontal arm 355 and in the vicinity of the distal end of the horizontal arm 355. A circular or elliptical link disk 361 is rotatably attached to a substantially central part in the longitudinal direction of the link holding part 353. In FIG. 2, a link disk drive motor (not shown) such as a servomotor is attached to the rear side of the paper surface, and the link disk 361 is driven to rotate around the rotation center O (in the R direction).
リンク円板３６１の外周部の点対称位置２か所にリンク結合節３６２が設けられており、それぞれ半径方向外向きに第１のリンク部材３６３の一端側が、リンク結合節３６２周りに回動可能に連結されている。第１のリンク部材３６３の他端側の結合節３６４には、第２のリンク部材を兼ねるリニアガイドのガイドレール３６７が連結されている。リニアガイドのガイドレール３６７には、ブロック３６６が係合し、ガイドレール３６７とブロック３６６の間の低摩擦な相対直線運動を可能にする。なお、ブロック３６６は、リンク保持部３５３に固定されている。 Link coupling nodes 362 are provided at two point-symmetric positions on the outer periphery of the link disk 361, and one end side of the first link member 363 can rotate around the link coupling node 362 outward in the radial direction. It is connected to. A guide rail 367 of a linear guide that also serves as the second link member is connected to the coupling node 364 on the other end side of the first link member 363. A block 366 engages the guide rail 367 of the linear guide, allowing a low friction relative linear motion between the guide rail 367 and the block 366. The block 366 is fixed to the link holding unit 353.
ガイドレール３６７の他端側は、長手方向にリンク保持部３５３を超えて延びており、連結板３６８に固定されている。連結板３６８は上下方向に延びる板であり、上側にガイドレール３６７の固定部が、下側に圧縮ばね３７０の一端が固定される固定部が形成されている。圧縮ばね３７０の他端部は、詳細を後述するリニアガイド４１０の側面に固定されている。 The other end side of the guide rail 367 extends beyond the link holding portion 353 in the longitudinal direction, and is fixed to the connecting plate 368. The connecting plate 368 is a plate extending in the vertical direction, and a fixing portion for the guide rail 367 is formed on the upper side, and a fixing portion for fixing one end of the compression spring 370 is formed on the lower side. The other end of the compression spring 370 is fixed to a side surface of the linear guide 410, which will be described in detail later.
一方、測定部を形成する一対の測定子３５２の互いに対向する先端部には球形状または半球形状の測定ヘッド３８６が取り付けられている。測定子３５２の測定ヘッド３８６が有る側とは反対側端部であって下側には、測定子保持部材４５２が取り付けられており、測定子３５２を固定保持する。測定子保持部材４５２の他端側は、リニアガイド４１０の他方の側面に固定接続されている。 On the other hand, a spherical or hemispherical measuring head 386 is attached to the tip portions of the pair of measuring elements 352 forming the measuring portion. A measuring element holding member 452 is attached to the lower end of the measuring element 352 opposite to the side where the measuring head 386 is provided, and the measuring element 352 is fixedly held. The other end side of the probe holding member 452 is fixedly connected to the other side surface of the linear guide 410.
次に、リニアガイド４１０を保持するリニアガイド保持部材３５１の内側、図２では紙面奥側の各部品の配置を、図３により詳細に説明する。図３（ａ）は本実施例による外径測定装置の左側面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。 Next, the arrangement of components on the inner side of the linear guide holding member 351 that holds the linear guide 410, that is, the back side in FIG. 2, will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A is a left side view of the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3B is a view taken along the line BB in FIG.
測定子３５２の高さ位置に対応する、リニアガイド保持部材３５１の測定子３５２に対向する側であって、長手方向中間位置には、フォトダイオード等からなる光学検出部であるスケールヘッド４２１が配置されている。スケールヘッド４２１に対向する、測定子３５２の測定ヘッド３８６とは反対側に、リニアガイド保持部材３５１の長手方向に延びるスケール４２２が配置されている。スケール４２２は、等間隔に配置された透過部と反射部を有する光学スケールで、スケールヘッド４２１の光源から放射された光を反射させて、スケールヘッド４２１の受光部に入射させるように構成されている。スケールヘッド４２１とスケール４２２は、光学式のリニアスケールを構成する。 A scale head 421, which is an optical detection unit made of a photodiode or the like, is disposed on the side facing the measuring element 352 of the linear guide holding member 351 corresponding to the height position of the measuring element 352 and in the middle position in the longitudinal direction. Has been. A scale 422 extending in the longitudinal direction of the linear guide holding member 351 is disposed on the opposite side of the measuring element 352 from the measuring head 386 facing the scale head 421. The scale 422 is an optical scale having a transmission part and a reflection part arranged at equal intervals, and is configured to reflect the light emitted from the light source of the scale head 421 and to enter the light receiving part of the scale head 421. Yes. The scale head 421 and the scale 422 constitute an optical linear scale.
スケール４２２が測定子３５２と一緒に動くよう、スケール４２２はリニアガイド４１０に取り付けられている。より詳しくは、リニアガイド４１０は、リニアガイド保持部材３５１に固定されるブロック４１２と、このブロック４１２の上下方向中間部に、摩擦抵抗少なく、横方向（Ｘ方向）に直線運動可能に係合するガイドレール４１１と、このガイドレール４１１及びブロック４１２を塵埃等から保護するカバー４１３を備える。カバー４１３の上面には、透過部と反射部のパターンが形成されたスケール４２２が取り付けられている。 The scale 422 is attached to the linear guide 410 so that the scale 422 moves together with the stylus 352. More specifically, the linear guide 410 is engaged with a block 412 fixed to the linear guide holding member 351 and an intermediate portion in the vertical direction of the block 412 with little frictional resistance so as to be linearly movable in the lateral direction (X direction). A guide rail 411 and a cover 413 for protecting the guide rail 411 and the block 412 from dust and the like are provided. On the upper surface of the cover 413, a scale 422 on which a pattern of a transmission part and a reflection part is formed is attached.
したがって、先端部に測定ヘッド３８６を有する測定子３５２が横方向（Ｘ方向）に移動すると、ブロック４１２とこのブロック４１２に固定されたカバー４１３及びカバー４１３に固定されたスケール４２２も、測定ヘッド３８６と同じ量だけＸ方向に移動する。ここで、測定ヘッド３８６の中心線の高さ方向位置とスケール４２２の高さ方向位置は同じ高さに設定されており、測定ヘッド３８６の中心線の幅方向（Ｚ方向）位置は、スケール４２２のパターンが形成された内面側位置と同じであるので、測定ヘッド３８６とパターン４２２はアッベの原理を満足する位置に置かれている。 Therefore, when the measuring element 352 having the measuring head 386 at the distal end moves in the lateral direction (X direction), the block 412, the cover 413 fixed to the block 412, and the scale 422 fixed to the cover 413 are also measured by the measuring head 386. Move in the X direction by the same amount. Here, the height direction position of the center line of the measuring head 386 and the height direction position of the scale 422 are set to the same height, and the width direction (Z direction) position of the center line of the measuring head 386 is set to the scale 422. Therefore, the measurement head 386 and the pattern 422 are placed at a position satisfying the Abbe principle.
このように構成した本実施例の外径測定装置４００を用いて、クランク軸２１０の外径を測定する方法を、図４に示したフローチャートも用いてさらに詳細に説明する。この図４ではクランク軸２１０の軸方向複数個所を測定する場合を想定している。さらに、同一のクランク軸２１０の異なるクランク軸部２０３について測定することも含んでいる。図４のステップＳ２１０において、測定対象のクランク軸２１０について、初めて各部の外径を測定するか否かを判断する。初めての場合には、ステップＳ２２０に進んで、リニアスケール４２０のチェック及び校正を実行する。そのため、マスタ２３０が設けられている位置ＺＭへ外径測定装置４００を移動させる。なお、このマスタ２３０を用いての校正は、必要に応じて行うものであり、他の手段等でリニアスケール４２０の校正が確立しているのであれば省くこともできるし、測定途中のデータに疑義が出た場合には測定中でも実行できる。 A method for measuring the outer diameter of the crankshaft 210 using the outer diameter measuring apparatus 400 of the present embodiment configured as described above will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 4, it is assumed that a plurality of axial positions of the crankshaft 210 are measured. Further, it also includes measuring with respect to different crankshaft portions 203 of the same crankshaft 210. In step S210 of FIG. 4, it is determined whether or not the outer diameter of each part is measured for the first time with respect to the crankshaft 210 to be measured. In the first case, the process proceeds to step S220, and the linear scale 420 is checked and calibrated. Therefore, to move the outer diameter measuring device 400 to the position Z M where the master 230 is provided. Note that the calibration using the master 230 is performed as necessary, and can be omitted if the calibration of the linear scale 420 has been established by other means or the like. If in doubt, it can be done during measurement.
ステップＳ２２０において、マスタ位置ＺＭに外径測定装置４００を移動させるために、外径測定装置４００がクランク軸２１０に干渉しないよう、十分離れた位置へ外径測定装置４００を、Ｙ方向ボールねじ３２２およびリンク円板３６１を駆動して退避させる。すなわち、外径測定装置４００の一対の測定ヘッド３８６間の距離を、リンク円板３６１を駆動して最大距離Ｘｍａｘにし、Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して、横アーム３５５を最大高さＹｍａｘまで引き上げる。なお、外径測定装置４００の設定位置はこれらの値Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘに限るものではなく、クランク軸２１０を回動した時クランク軸２１０の変位範囲から外れてさえいればよい。しかしながら、この退避動作に要する時間が短くて済むこと及び安全性を考慮すると、最大間隔を持つ値Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘまで退避させるのが好ましい。外径測定装置４００のＸ方向およびＹ方向位置が定まったので、外径測定装置４００をＺ方向にマスタ位置ＺＭまで移動させる。 In step S220, in order to move the outer diameter measuring device 400 to the master position Z M, so that the outer diameter measuring device 400 does not interfere with the crank shaft 210, the outer diameter measuring device 400 to a position sufficiently away, Y-direction ball screw 322 and the link disk 361 are driven and retracted. That is, the distance between the pair of measuring heads 386 of the outer diameter measuring device 400 is set to the maximum distance Xmax by driving the link disk 361 and the Y-direction ball screw 322 is driven to bring the lateral arm 355 to the maximum height Ymax. Pull up. Note that the setting position of the outer diameter measuring device 400 is not limited to these values Xmax and Ymax, and it is sufficient that the outer diameter measuring device 400 is out of the displacement range of the crankshaft 210 when the crankshaft 210 is rotated. However, in consideration of the short time required for the retreat operation and safety, it is preferable to retreat up to values Xmax and Ymax having the maximum interval. Since the X-direction and Y-direction position of the outer diameter measuring device 400 is determined, thereby the outer diameter measuring device 400 is moved in the Z direction to the master position Z M.
次に、ステップＳ２３０において、校正を実行する。クランク軸２１０から十分離れた位置にある外径測定装置４００がＺ方向だけ位置決めされたので、次にＸ方向およびＹ方向の位置決めをする。Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して、外径測定装置４００を降下させ、マスタ２３０の中心高さ位置に測定ヘッド３８６の中心位置が位置するように設定する。図２も参照する。ただし、図２の軸部２０２（２０３）は、マスタ２３０に読み替えるものとする。 Next, in step S230, calibration is executed. Since the outer diameter measuring device 400 located sufficiently away from the crankshaft 210 is positioned only in the Z direction, positioning in the X direction and the Y direction is performed next. The Y-direction ball screw 322 is driven to lower the outer diameter measuring device 400 so that the center position of the measuring head 386 is positioned at the center height position of the master 230. Reference is also made to FIG. However, the shaft portion 202 (203) in FIG.
リンク円板３６１の図示しないリンク円板駆動モータを駆動して、リンク円板３６１を右回り（Ｒ方向）に所定角度だけ回動させると、リンク円板３６１と第１リニアガイド４１０のブロック４１２（図３参照）とカバー４１３（図３参照）も内側に引き込まれ、カバー４１３に接続したスケール４２２も内側に移動する。測定子３５２の測定ヘッド３８６は、カバー４１３と連結する測定子保持部材４５２を介して、内側に引き込まれ、ついにはマスタ２３０に当接する。 When a link disk drive motor (not shown) of the link disk 361 is driven to rotate the link disk 361 clockwise (R direction) by a predetermined angle, the link disk 361 and the block 412 of the first linear guide 410 are rotated. (See FIG. 3) and the cover 413 (see FIG. 3) are also drawn inward, and the scale 422 connected to the cover 413 also moves inward. The measuring head 386 of the measuring element 352 is drawn inward via a measuring element holding member 452 connected to the cover 413, and finally comes into contact with the master 230.
なお、この測定ヘッド３８６の当接動作では、マスタ２３０への衝撃的な接触を避けるために、リンク円板３６１の回動速度を所定角度θよりΔθだけ小さな角度に達したら減速させる。Δθは、事前に測定等により求めておく。またリンク円板３６１の回動角度θに応じて圧縮ばね３７０による測定子３５２の予圧が変化するので、この所定回動角度θについても一定負荷となるよう、事前に計測またはシミュレーション等により求めておく。 In the abutting operation of the measuring head 386, in order to avoid shocking contact with the master 230, the rotation speed of the link disk 361 is reduced when it reaches an angle smaller than the predetermined angle θ by Δθ. Δθ is obtained in advance by measurement or the like. Further, since the preload of the probe 352 by the compression spring 370 changes according to the rotation angle θ of the link disk 361, the predetermined rotation angle θ is obtained in advance by measurement or simulation so that a constant load is applied. deep.
マスタ２３０に測定ヘッド３８６が当接したので、測定を開始する。その際、測定ヘッド３８６は、圧縮ばね３７０のバネ力により、マスタ２３０の外径の大きさに関わらず、ほぼ一定の予圧を加えられて、マスタ２３０の外周に接触する。測定したマスタ２３０の最大径を、事前に測定してある値と比較することにより、リニアスケール４２０の校正が完了する。 Since the measuring head 386 has come into contact with the master 230, the measurement is started. At this time, the measurement head 386 is brought into contact with the outer periphery of the master 230 by applying a substantially constant preload by the spring force of the compression spring 370 regardless of the outer diameter of the master 230. The calibration of the linear scale 420 is completed by comparing the measured maximum diameter of the master 230 with a value measured in advance.
マスタ２３０を用いてのリニアスケール４２０の校正が終了したら、次に実際の測定を実行する。測定点は図示しない制御装置に予めプログラミングされており、そのプログラムに従って自動で実行される。なお、上記校正も自動で実行される。校正の有無にかかわらず、ステップＳ２４０に進む。 When the calibration of the linear scale 420 using the master 230 is completed, the actual measurement is performed next. The measurement points are programmed in advance in a control device (not shown), and are automatically executed according to the program. The calibration is also automatically performed. Regardless of the presence or absence of calibration, the process proceeds to step S240.
ステップＳ２４０では、クランク軸２１０の長手方向であるＺ方向に、校正位置からまたは前回の測定位置から次の測定位置への移動が、新たなクランク軸部２０３を越えるか否かが判断される。新たなクランク軸部２０３を越える場合、そのクランク軸部２０３の軸方向両側には、通常カウンタウェイト部２０４が形成されていること、およびクランク軸部２０３は中心軸部２０２から半径方向に変位していることのため、クランク軸駆動部２４０を用いて、クランク軸２１０を回動する動作が含まれる。 In step S240, it is determined whether or not the movement from the calibration position or the previous measurement position to the next measurement position in the Z direction, which is the longitudinal direction of the crankshaft 210, exceeds the new crankshaft portion 203. When the new crankshaft portion 203 is exceeded, the counterweight portions 204 are usually formed on both sides in the axial direction of the crankshaft portion 203, and the crankshaft portion 203 is displaced in the radial direction from the central shaft portion 202. Therefore, an operation of rotating the crankshaft 210 using the crankshaft drive unit 240 is included.
クランク軸２１０の回動中に外径測定装置４００をＺ方向に動かすと、カウンタウェイト部２０４と外径測定装置４００が干渉する恐れがあるので、事前に外径測定装置４００を退避させる。すなわち、ステップＳ２５０において、ワークであるクランク軸２１０を回動させている間に、リンク円板３６１を図２のＲ方向（時計回り）とは逆方向（反時計回り）に回動して、測定ヘッド３８６間の距離をＸｍａｘまで広げ、一方Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して横アーム部３５０、すなわち外径測定装置４００をＹｍａｘまで引き上げる。この状態になったら、外径測定装置４００をＺ方向に測定位置まで移動させる。 If the outer diameter measuring device 400 is moved in the Z direction while the crankshaft 210 is rotating, the counterweight unit 204 and the outer diameter measuring device 400 may interfere with each other, so the outer diameter measuring device 400 is retracted in advance. That is, in step S250, while rotating the crankshaft 210 that is the workpiece, the link disk 361 is rotated in the opposite direction (counterclockwise) to the R direction (clockwise) in FIG. The distance between the measuring heads 386 is increased to Xmax, while the Y-direction ball screw 322 is driven to pull up the lateral arm portion 350, that is, the outer diameter measuring device 400 to Ymax. In this state, the outer diameter measuring device 400 is moved to the measurement position in the Z direction.
これに対して、ステップＳ２６０に示すように、同一のクランク軸部２０３または中心軸部２０２の他の部分を続けて測定する場合には、カウンタウェイト部２０４の回避やクランク軸２１０の回動が必要ないので、ワーク（軸部）２０２、２０３の径よりわずかに広い幅に測定ヘッド３８６のＸ方向は広げ、Ｙ方向はワーク（軸部）２０２、２０３の上端よりわずかに高い位置まで引き上げて、ワーク（軸部）２０２、２０３と測定ヘッド３８６の接触を回避して、他の測定位置へＺ方向ボールねじ３４１を駆動する。 On the other hand, as shown in step S260, when the same crankshaft portion 203 or other portions of the central shaft portion 202 are continuously measured, the counterweight portion 204 is avoided and the crankshaft 210 is rotated. Since it is not necessary, the X direction of the measuring head 386 is expanded to a width slightly wider than the diameter of the workpieces (shaft portions) 202 and 203, and the Y direction is pulled up to a position slightly higher than the upper ends of the workpieces (shaft portions) 202 and 203. The Z direction ball screw 341 is driven to another measurement position while avoiding contact between the workpieces (shaft portions) 202 and 203 and the measurement head 386.
測定位置にＺ方向位置が位置決めされたら、マスタ２３０による校正時の測定と同様に、ステップＳ２７０で測定を実行する。なお、クランク軸２１０の中心軸部２０２とクランク軸部２０３の外径を測定する場合には、外径測定装置４００の高さ位置（Ｙ方向）は異なっている。すなわち、クランク軸部２０３の外径を測定する場合には、クランク軸駆動部２４０を駆動して、クランク軸部２０３をクランク軸２１０の軸心、すなわち中心軸部２０２の中心軸位置よりも高いクランク軸部２０３の中心軸位置に設定したのち外径測定する。一方、クランク軸２１０の中心軸部の場合には、測定位置をクランク軸の軸線と同じ高さに設定したのち、外径測定する。以上の一連の動作は図示しない制御装置で制御され、測定結果も図示しない制御装置に記憶される。測定が終了したら、ステップＳ２８０に進み、他の測定があるか否かを判断する。他の測定があればステップＳ２４０に戻り、以下、ステップＳ２４０〜ステップＳ２８０を繰り返す。 When the Z-direction position is positioned at the measurement position, the measurement is executed in step S270 in the same manner as the measurement at the time of calibration by the master 230. When measuring the outer diameters of the central shaft portion 202 of the crankshaft 210 and the crankshaft portion 203, the height position (Y direction) of the outer diameter measuring device 400 is different. That is, when measuring the outer diameter of the crankshaft portion 203, the crankshaft drive portion 240 is driven so that the crankshaft portion 203 is higher than the axial center of the crankshaft 210, that is, the center shaft position of the central shaft portion 202. After setting the center axis position of the crankshaft portion 203, the outer diameter is measured. On the other hand, in the case of the central shaft portion of the crankshaft 210, the outer diameter is measured after setting the measurement position to the same height as the axis of the crankshaft. The above series of operations is controlled by a control device (not shown), and the measurement result is also stored in the control device (not shown). When the measurement is completed, the process proceeds to step S280 to determine whether there is another measurement. If there is another measurement, the process returns to Step S240, and Steps S240 to S280 are repeated thereafter.
本実施例では、測定ヘッド３８６の背後であって、測定ヘッドの中心軸線を含む面に、測定ヘッド３８６と同一の距離だけ移動するスケール４２２を配置したので、アッベの原理を満足する配置を実現でき、リニアスケールを用いた測定の構成が可能になる。また、一対の測定ヘッド３８６間の距離を、大変位部分はリンク機構で、微小変位部分は圧縮ばね３７０で調整するようにしたので、計測中は常時ほぼ同じ予圧を圧縮ばね３７０が測定ヘッド３８６に加えることができる。その結果、測定ヘッド３８６の測定精度が向上する。 In this embodiment, the scale 422 that moves by the same distance as the measurement head 386 is arranged behind the measurement head 386 and including the central axis of the measurement head, so that an arrangement that satisfies the Abbe principle is realized. And a measurement configuration using a linear scale becomes possible. Further, since the distance between the pair of measuring heads 386 is adjusted by the link mechanism at the large displacement portion and the compression spring 370 at the minute displacement portion, the compression spring 370 always applies substantially the same preload during the measurement. Can be added to. As a result, the measurement accuracy of the measurement head 386 is improved.
次に上記実施例の変形例を、図５を用いて説明する。本実施例が上記実施例と異なるのは、測定子３５２をＺ方向に近接して２個設けたことにある。測定子３５２を近接させるために、リニアガイド４１０とリニアスケール４２０を上下回転対称に配置している。このようにリニアスケール４２０及びリニアガイド４１０、測定子３５２を配置したので、測定子３５２の測定ヘッド３８６間の軸方向距離を約６ｍｍまで低減できた。 Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the above embodiment in that two measuring elements 352 are provided close to the Z direction. In order to bring the measuring element 352 close to each other, the linear guide 410 and the linear scale 420 are arranged symmetrically in the vertical direction. Since the linear scale 420, the linear guide 410, and the measuring element 352 are arranged in this way, the axial distance between the measuring heads 386 of the measuring element 352 can be reduced to about 6 mm.
本発明の他の実施例の外径測定装置４０１を、図６を用いて説明する。本実施例が上記実施例と異なるのは、リンク機構を用いずに、測定子駆動シリンダ４６０と引っ張りばね３７３とで測定ヘッド３８６をＸ方向に駆動するようにしたことにある。この測定子駆動シリンダ４６０としては、例えば空圧シリンダや電磁式シリンダを好適に使用することができる。すなわち、リニアガイド４１０のカバー４１３の測定子３５２の取付け側面とは反対側面に、連結板４７２を介して引っ張りばね３７３の一端を取り付け、引っ張りばね３７３の他端（ばね固定端部４７１）をリニアガイド保持部材３５１に取り付ける。連結板４７２を貫通して測定子駆動シリンダ４６０からシリンダ・ヘッド４６２が延びており、その先端部のシリンダ当接部４６１が連結板４７２に当接して、連結板４７２を外側に引くよう構成されている。引っ張りばね３７３はこの測定子駆動シリンダ４６０の引っ張り力に対抗して測定子３５２をワーク側に引き込む方向に力を付勢する。本実施例においても、リニアスケール４２０のスケール４２２が測定ヘッド３８６の中心軸を含む面内に中心軸を含んで構成されているので、アッベの原理を満足する外径測定装置が得られる。 An outer diameter measuring apparatus 401 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the above embodiment in that the measuring head 386 is driven in the X direction by the probe driving cylinder 460 and the tension spring 373 without using the link mechanism. As the probe driving cylinder 460, for example, a pneumatic cylinder or an electromagnetic cylinder can be preferably used. That is, one end of the tension spring 373 is attached to the side surface of the cover 413 of the linear guide 410 opposite to the mounting surface of the probe 352 via the connecting plate 472, and the other end (spring fixed end portion 471) of the tension spring 373 is linearly connected. It is attached to the guide holding member 351. A cylinder head 462 extends from the tracing stylus drive cylinder 460 through the connecting plate 472, and a cylinder contact portion 461 at the tip thereof is in contact with the connecting plate 472 so that the connecting plate 472 is pulled outward. ing. The tension spring 373 biases the force in the direction in which the measuring element 352 is pulled toward the workpiece against the pulling force of the measuring element driving cylinder 460. Also in this embodiment, since the scale 422 of the linear scale 420 is configured to include the central axis in the plane including the central axis of the measuring head 386, an outer diameter measuring device that satisfies the Abbe principle can be obtained.
１０…ベース、２０…ワーク部、３０…測定部、１００…クランク軸外径測定装置、２０２…中心軸部、２０３…クランク軸部、２０４…カウンタウェイト部、２１０…クランク軸、２２０…クランク軸回転支持部、２２２…クランク軸支持部、２３０…マスタ、２３１…ケレ、２３２…前後機構、２３３…ピン、２３５…センタ、２４０…クランク軸駆動部、３１０…Ｙ方向直動部、３１１…ガイドレール（Ｙ方向）、３１２…スライダ（Ｙ方向）、３１３…支持部材、３２１…ボールねじ駆動モータ（Ｙ方向）、３２２…ボールねじ（Ｙ方向）、３２３…（ボールねじ用）ナット、３２５…ボールねじ支持部、３３０…Ｚ方向直動部、３３１…ガイドレール（Ｚ方向）、３３３…ボールねじ支持部、３３５…スライダ（Ｚ方向）、３３６…（ボールねじ用）ナット、３３７…ボールねじ支持部、３４０…ボールねじ駆動モータ（Ｚ方向）、３４１…ボールねじ（Ｚ方向）、３５０…横アーム部、３５１…リニアガイド保持部材、３５２…測定子、３５３…リンク保持部、３５５…横アーム、３６１…リンク円板、３６２…（第１の）リンク結合節、３６３…（第１の）リンク部材、３６４…（第２の）結合節、３６６…ブロック、３６７…ガイドレール、３６８…連結板、３７０…圧縮ばね、３７３…引っ張りばね、３８６…測定ヘッド、４００、４０１…外径測定装置、４１０…リニアガイド、４１１…ガイドレール、４１２…ブロック、４１３…カバー（スケール保持部材）、４２０…リニアスケール、４２１…スケールヘッド、４２２…スケール、４５２…測定子保持部材、４６０…測定子駆動シリンダ、４６１…シリンダ当接部、４６２…シリンダ・ヘッド、４７１…ばね固定端部、４７２…連結板、Ｏ…回動中心、Ｒ…回転方向、Ｘmax…最大測定子間距離、Ｙmax…測定子の最高位置、ＺＭ…マスタのＺ方向位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base, 20 ... Work part, 30 ... Measuring part, 100 ... Crankshaft outer diameter measuring device, 202 ... Center shaft part, 203 ... Crankshaft part, 204 ... Counterweight part, 210 ... Crankshaft, 220 ... Crankshaft Rotation support part 222 ... Crankshaft support part 230 ... Master 231 ... Kellet 232 ... Front / rear mechanism 233 ... Pin 235 ... Center 240 ... Crankshaft drive part 310 ... Y direction linear motion part 311 ... Guide Rail (Y direction), 312 ... Slider (Y direction), 313 ... Support member, 321 ... Ball screw drive motor (Y direction), 322 ... Ball screw (Y direction), 323 ... (ball screw) nut, 325 ... Ball screw support part, 330... Z direction linear motion part, 331 ... Guide rail (Z direction), 333 ... Ball screw support part, 335 ... Slider (Z direction), 336 (Ball screw) nut, 337 ... ball screw support part, 340 ... ball screw drive motor (Z direction), 341 ... ball screw (Z direction), 350 ... horizontal arm part, 351 ... linear guide holding member, 352 ... measurement Child, 353 ... Link holding part, 355 ... Horizontal arm, 361 ... Link disk, 362 ... (First) link joint, 363 ... (First) link member, 364 ... (Second) joint, 366 ... Block, 367 ... Guide rail, 368 ... Connecting plate, 370 ... Compression spring, 373 ... Tension spring, 386 ... Measurement head, 400, 401 ... Outer diameter measuring device, 410 ... Linear guide, 411 ... Guide rail, 412 ... Block, 413 ... Cover (scale holding member), 420 ... Linear scale, 421 ... Scale head, 422 ... Scale, 452 ... Measuring element holder 460: Cylinder driving cylinder, 461: Cylinder abutting portion, 462 ... Cylinder head, 471 ... Spring fixed end, 472 ... Connecting plate, O ... Center of rotation, R ... Rotation direction, Xmax ... Between maximum stylus distance, the highest position of the Ymax ... measuring element, Z-direction position of the Z M ... master
Claims (6)
前記測定子を前記被測定物に接近もしくは離隔させる手段と、
前記被測定物の接近または離隔に抗する力を発生するばね手段と、
前記測定子に連結され前記測定子の接近運動または離隔運動を可能にするリニアガイド手段と、
前記リニアガイド手段の移動側に設けたスケールと、
前記スケールを検出する固定手段と、
を備え、
アッベの原理を満たすよう、前記測定子の中心軸を前記スケールが含んでいることを特徴とする外径測定装置。 In an outer diameter measuring device that makes a pair of measuring elements face each other and contact an object to be measured, and measure the outer diameter of the object to be measured,
Means for causing the measuring element to approach or separate from the object to be measured;
Spring means for generating a force against the approach or separation of the object to be measured;
Linear guide means coupled to the probe for allowing the probe to approach or move away;
A scale provided on the moving side of the linear guide means;
Fixing means for detecting the scale;
With
The outer diameter measuring apparatus, wherein the scale includes a central axis of the measuring element so as to satisfy Abbe's principle.
前記スケールと前記固定手段は光学式リニアスケールを構成し、
前記スケールには透過部と反射部とからなるパターンが繰り返して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の外径測定装置。 The scale is arranged on the opposite side of the object to be measured across the measuring element,
The scale and the fixing means constitute an optical linear scale,
The outer diameter measuring apparatus according to claim 1, wherein a pattern including a transmission part and a reflection part is repeatedly provided on the scale.
円板状または楕円板状のリンク円板と、
前記リンク円板を回転駆動する駆動手段と、
前記リンク円板に一端が接続され、他端がリンク用リニアガイドに接続されたリンク部材と、
前記リンク円板の軸に垂直な方向に変位可能な前記リンク用リニアガイドと、
を備え、
前記ばね手段は圧縮ばね手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の外径測定装置。 The means for approaching or separating is a symmetric link mechanism that converts rotational motion into linear motion,
A disk or elliptical link disk,
Drive means for rotationally driving the link disk;
A link member having one end connected to the link disk and the other end connected to a linear guide for a link;
The link linear guide displaceable in a direction perpendicular to the axis of the link disk;
With
3. The outer diameter measuring device according to claim 1, wherein the spring means is a compression spring means.
前記測定子を前記被測定物に接近または離隔させる手段と、
この接近または離隔させる力に抗する力を発生するばね手段と、
を備え、
計測時には前記接近または離隔させる手段を用いて、前記被測定物の中心位置へ接近させ、
前記測定子を挟んで前記被測定物と反対側に配置され前記測定子の中心軸を含むスケールを、該スケールに相対的に移動する固定部に設けたセンサで検出して、アッベの原理を満たしながら、前記被測定物の外径を計測する外径測定方法。 In the outer diameter measuring method for measuring the outer diameter of the object to be measured by bringing a pair of opposed measuring elements into contact with the object to be measured,
Means for causing the probe to approach or separate from the object to be measured;
Spring means for generating a force that resists this approaching or separating force;
With
Using the means for approaching or separating at the time of measurement, approach the center position of the object to be measured,
The Abbe's principle is determined by detecting the scale including the central axis of the measuring element, which is arranged on the opposite side of the measuring object with the measuring element in between, with a sensor provided in a fixed portion that moves relative to the scale. An outer diameter measuring method for measuring the outer diameter of the object to be measured while satisfying the conditions.
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