JP2018128411A - Work dimension measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ワーク寸法測定装置に関する。 The present invention relates to a workpiece dimension measuring apparatus.
従来のワーク寸法測定装置に関して、たとえば、特開昭59−27203号公報には、ワークピースの寸法の変更に対して、簡単な調整によって高精度、高信頼性の測定を可能とすることを目的とした、汎用外径測定装置が開示されている(特許文献1)。 With respect to a conventional workpiece dimension measuring apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-27203 aims to enable high-precision and high-reliability measurement by simple adjustment in response to a change in workpiece dimension. A general-purpose outer diameter measuring device is disclosed (Patent Document 1).
特許文献1に開示される汎用外径測定装置においては、角度2αをなすV溝を基準として、そのV溝にワークピースを当接させる。V溝の中心線に直交する方向に一対の測定子を設ける。測定子先端の基準位置を、sinα=tanθの関係を有する角度θ方向の線に沿って移動させることによって、ワークピースの直径の変化に対応して簡単に測定子をセットすることができる。
In the general-purpose outer diameter measuring device disclosed in
上述の特許文献1に開示されるように、対向する一対の測定子間にワークを配置することによって、ワークの外径を測定する装置が知られている。このような測定装置においては、一対の測定子がワーク中心を挟んだ両側に正確に位置決めされないと、本来の外径値よりも小さい値が測定されてしまう。つまり、ワークおよび一対の測定子間の位置決め精度が、ワーク寸法の測定精度に大きな影響を及ぼす。
As disclosed in
一方、測定装置を加工ラインに組み込み、加工後のワーク寸法を自動的に測定する場合など、複数のワークの寸法を連続して測定する場合がある。このような場合、測定装置に対してワークを再現性よく位置決めすることは難しいため、ワーク寸法の測定精度が低下するおそれがある。 On the other hand, there are cases where the dimensions of a plurality of workpieces are continuously measured, for example, when a measuring device is incorporated in a machining line and workpiece dimensions after machining are automatically measured. In such a case, since it is difficult to position the workpiece with respect to the measuring device with high reproducibility, the measurement accuracy of the workpiece dimensions may be reduced.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ワーク寸法の測定精度に優れたワーク寸法測定装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem and to provide a workpiece dimension measuring apparatus having excellent workpiece dimension measurement accuracy.
この発明に従ったワーク寸法測定装置は、ワークに当接される第1測定子と、ワークを挟んで第1測定子と対向して配置され、ワークに当接される第2測定子とを有する測定部と、第1測定子および第2測定子をワークに当接させつつ、第1測定子および第2測定子が対向する方向に直交する方向に、ワークと測定部とを相対的に移動させる移動機構部とを備える。測定部は、ワークと測定部との相対移動に伴って変化する第1測定子および第2測定子間の距離を検出する距離検出部をさらに有する。ワーク寸法測定装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第1測定子および第2測定子間の距離の極大値または極小値を特定する制御装置をさらに備える。 A workpiece dimension measuring apparatus according to the present invention includes a first measuring element that is in contact with a workpiece, and a second measuring element that is disposed to face the first measuring element across the workpiece and that is in contact with the workpiece. The workpiece and the measurement unit are relatively placed in a direction perpendicular to the direction in which the first measurement unit and the second measurement unit face each other while the measurement unit having the first measurement unit and the second measurement unit are brought into contact with the workpiece. And a moving mechanism unit for moving. The measurement unit further includes a distance detection unit that detects a distance between the first measurement unit and the second measurement unit that changes with relative movement between the workpiece and the measurement unit. The workpiece dimension measuring apparatus further includes a control device that specifies the maximum value or the minimum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element from the detection result of the distance detecting unit as the dimension of the specific part of the workpiece.
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワークと測定部との相対移動に伴って変化する第1測定子および第2測定子間の距離の極大値または極小値を、ワークの特定部位の寸法として特定するため、ワークと、第1測定子および第2測定子との位置関係の精度にかかわらず、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus configured as described above, the maximum value or the minimum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element, which changes with the relative movement between the workpiece and the measuring unit, is specified. Since it is specified as the dimension of the part, excellent measurement accuracy of the workpiece dimension can be obtained regardless of the accuracy of the positional relationship between the workpiece and the first measuring element and the second measuring element.
また好ましくは、ワーク寸法測定装置は、ワークが載置される載置面を有するベース部材をさらに備える。移動機構部は、第1測定子および第2測定子が対向する方向に直交し、かつ、載置面に平行な方向に、ワークと測定部とを相対的に移動させる。 Preferably, the workpiece dimension measuring device further includes a base member having a placement surface on which the workpiece is placed. The moving mechanism unit relatively moves the workpiece and the measuring unit in a direction perpendicular to the direction in which the first measuring element and the second measuring element face each other and parallel to the placement surface.
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、載置面に平行な方向におけるワークと測定部との相対移動に伴って変化する第1測定子および第2測定子間の距離の極大値または極小値を、ワークの特定部位の寸法として特定する。 According to the workpiece dimension measuring apparatus configured as described above, the maximum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element that changes with the relative movement between the workpiece and the measuring unit in the direction parallel to the placement surface. Alternatively, the minimum value is specified as the dimension of the specific part of the workpiece.
また好ましくは、第1測定子および第2測定子は、ワークに向けて突出する凸面を有し、その先端でワークに当接する当接部を含む。 Preferably, the first measuring element and the second measuring element have a convex surface protruding toward the workpiece, and include a contact portion that contacts the workpiece at the tip.
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワーク寸法の測定精度に、第1測定子および第2測定子間の位置関係や、測定子およびワーク間に介在する異物が影響することを抑制できる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus configured as described above, the positional relationship between the first measuring element and the second measuring element and the foreign matter interposed between the measuring element and the workpiece affect the measurement accuracy of the workpiece dimension. Can be suppressed.
また好ましくは、制御装置は、第1測定子および第2測定子がワークに当接される時の第1測定子および第2測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、ワークと測定部との相対移動に伴って、第1測定子および第2測定子間の距離が初期値から増加する場合には、測定を継続し、ワークと測定部との相対移動に伴って、第1測定子および第2測定子間の距離が初期値から減少する場合には、測定を停止する。制御装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第1測定子および第2測定子間の距離の極大値を特定する。 Preferably, the control device specifies an initial value of a distance between the first measuring element and the second measuring element when the first measuring element and the second measuring element are brought into contact with the workpiece. When the distance between the first measuring element and the second measuring element increases from the initial value due to the relative movement between the workpiece and the measuring unit, the control device continues the measurement, and the relative distance between the workpiece and the measuring unit. When the distance between the first probe and the second probe decreases from the initial value along with the movement, the measurement is stopped. The control device specifies the maximum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element from the detection result in the distance detection unit as the dimension of the specific part of the workpiece.
また好ましくは、制御装置は、第1測定子および第2測定子がワークに当接される時の第1測定子および第2測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、ワークと測定部との相対移動に伴って、第1測定子および第2測定子間の距離が初期値から減少する場合には、測定を継続し、ワークと測定部との相対移動に伴って、第1測定子および第2測定子間の距離が初期値から増加する場合には、測定を停止する。制御装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第1測定子および第2測定子間の距離の極小値を特定する。 Preferably, the control device specifies an initial value of a distance between the first measuring element and the second measuring element when the first measuring element and the second measuring element are brought into contact with the workpiece. When the distance between the first measuring element and the second measuring element decreases from the initial value due to the relative movement between the workpiece and the measuring unit, the control device continues the measurement, and the relative between the workpiece and the measuring unit. When the distance between the first probe and the second probe increases from the initial value along with the movement, the measurement is stopped. The control device specifies the minimum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element from the detection result of the distance detecting unit as the dimension of the specific part of the workpiece.
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワーク寸法の測定を継続したにもかかわらず、ワークの特定部位の寸法として特定する第1測定子および第2測定子間の距離の極大値または極小値が存在しないことを回避できる。これにより、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus configured as described above, the maximum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element that is specified as the dimension of the specific part of the workpiece even though the measurement of the workpiece dimension is continued. Alternatively, it can be avoided that there is no minimum value. Thereby, the measurement efficiency of a workpiece dimension can be improved.
また好ましくは、制御装置には、ワークの特定部位の基準寸法値が入力される。制御装置は、第1測定子および第2測定子がワークに当接される時の第1測定子および第2測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、初期値と基準寸法値との差が、予め設定された所定値以下である場合には、測定を継続し、初期値と基準寸法値との差が、予め設定された所定値を超える場合には、測定を停止する。 Preferably, a reference dimension value of a specific part of the workpiece is input to the control device. The control device specifies an initial value of a distance between the first measuring element and the second measuring element when the first measuring element and the second measuring element are brought into contact with the workpiece. The control device continues the measurement when the difference between the initial value and the reference dimension value is equal to or less than a predetermined value set in advance, and the difference between the initial value and the reference dimension value is set to a predetermined value set in advance. If it exceeds, stop the measurement.
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワークの特定部位の寸法として特定する第1測定子および第2測定子間の距離の極大値または極小値を早期に得ることができる。これにより、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus configured as described above, the maximum value or the minimum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element specified as the dimension of the specific part of the workpiece can be obtained at an early stage. Thereby, the measurement efficiency of a workpiece dimension can be improved.
以上に説明したように、この発明に従えば、ワーク寸法の測定精度に優れたワーク寸法測定装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a workpiece dimension measuring apparatus having excellent workpiece dimension measurement accuracy.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。図1を参照して、ワーク寸法測定装置10は、ワークの特定部位の寸法を測定するための装置であり、本実施の形態では、円盤形状を有するワーク100の外径を測定可能に構成されている。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view showing a workpiece dimension measuring apparatus according to
ワーク寸法測定装置10は、単体で設けられてもよいし、ワークの加工ラインに組み込まれてもよい。ワーク寸法測定装置10が後者のインラインで設けられる場合、ワークの加工を実行する工作機械からワーク寸法測定装置10へのワークの自動搬送を可能とするため、ローダー等のワーク搬送装置が設けられてもよい。典型的な例として、ワーク寸法測定装置10は、ワークの加工ラインにおいて、ワークの仕上げ寸法の良否を判断するための検査工程を実行する。
The workpiece
ワーク寸法測定装置10は、台車12と、制御装置14と、表示機器16と、プレート材31と、測定部21と、測定部支持部32と、ステージ34と、移動機構部35とを有する。
The workpiece
台車12には、ワーク寸法測定装置10を構成する各種装置や機器が設置されている。台車12に限られず、可動式ではない設置台が用いられてもよい。制御装置14は、ワーク寸法測定装置10における測定動作を制御する。表示機器16は、たとえば、液晶表示パネルから構成されており、ワーク寸法測定装置10におけるワーク寸法の測定結果を表示する。
Various devices and devices constituting the workpiece
プレート材31は、平板形状を有する。プレート材31は、水平方向に延在するように設けられている。プレート材31上には、測定部21、測定部支持部32、移動機構部35およびステージ34が設けられている。
The
測定部支持部32は、プレート材31上で測定部21を支持するように構成されている。測定部21は、測定部支持部32によって、後述する第1測定子23および第2測定子24が水平方向に延びるように支持されている。測定部21は、測定部支持部32によってプレート材31の上方で固定されている。
The measurement
図2は、図1中の2点鎖線IIで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。図1および図2を参照して、測定部21は、距離検出部22と、第1測定子23および第2測定子24とを有する。
FIG. 2 is a perspective view showing a measurement unit in a range surrounded by a two-dot chain line II in FIG. With reference to FIGS. 1 and 2, the
第1測定子23および第2測定子24は、ワーク寸法の測定時に、ワーク100(より具体的には、ワーク100の外周面100c)に当接される。第1測定子23および第2測定子24は、図1中の矢印101に示す方向において互いに対向して配置されている。第1測定子23および第2測定子24は、水平方向において互いに対向して配置されている。第1測定子23および第2測定子24は、ワーク寸法の測定時にワーク100を挟んで互いに対向して配置される。
The
第1測定子23および第2測定子24は、バネ機構(不図示)によるバネ力によって、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに近づく方向に付勢されている。ワーク寸法の測定時、ワーク100は、そのバネ力に抗しながら、第1測定子23および第2測定子24を、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに離れる方向に押し広げる。
The
第1測定子23および第2測定子24は、空気圧機器(不図示)からの空気圧を受けて、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに離れる方向に開動作する。
The
第1測定子23および第2測定子24の構造についてより具体的に説明すると、第1測定子23および第2測定子24は、共通して、アーム部25と、当接部26とを有する。
The structure of the first measuring
第1測定子23および第2測定子24は、アーム部25を介して距離検出部22に接続されている。アーム部25は、距離検出部22から、距離検出部22より離れる方向にアーム状に延びている。
The
当接部26は、距離検出部22から離れた位置でアーム部25に設けられている。当接部26は、ワーク寸法の測定時にワーク100に当接する部位である。当接部26は、第1測定子23および第2測定子24間で互いに向かい合わせとなるように第1測定子23および第2測定子24に設けられている。当接部26は、アーム部25から球状に突出するように設けられている。当接部26は、ワーク寸法の測定時のワーク100に向けて突出する凸面(球面)を有する。当接部26は、その球面の先端でワーク100に当接する。
The
距離検出部22は、第1測定子23および第2測定子24間の距離(より具体的には、第1測定子23における当接部26の先端と、第2測定子24における当接部26の先端との間の距離)を検出可能なように構成されている。
The
第1測定子23および第2測定子24間の距離を検出する機構は、特に限定されないが、たとえば、光パルスまたは磁気パルスをデジタルカウンターにより検出、カウントするリニア(デジタル)ゲージが用いられる。第1測定子23および第2測定子24間の距離の検出精度は、0.1μm台のオーダー以下であることが好ましい。
The mechanism for detecting the distance between the first measuring
ステージ34は、ワーク100が載置されるベース部材として設けられている。ステージ34は、載置面34aを有する。ステージ34は、載置面34aが水平方向に延在するように設けられている。ワーク寸法の測定時、ワーク100は、載置面34aに載置されている。ワーク100は、ワーク100の外周面100cと、載置面34aとが直交するように、載置面34aに載置されている。
The
移動機構部35は、第1測定子23および第2測定子24をワーク100に当接させつつ、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向に直交する方向に、ワーク100と測定部21とを相対的に移動させる。
The moving
本実施の形態では、測定部21が固定されている一方、ステージ34に載置されるワーク100が、移動機構部35により、図1中の矢印102に示す方向に移動可能に設けられている。ワーク100の移動方向は、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向に直交し、かつ、載置面34aに平行な方向である。
In the present embodiment, while the
移動機構部35は、モータ36と、回転直動変換機構37と、移動プレート38とを有する。モータ36は、制御装置14からの指令により、モータの回転角度(位置)を制御することが可能なサーボモータから構成されている。回転直動変換機構37は、モータ36から出力される回転運動を直線運動に変換して移動プレート38に伝達する。回転直動変換機構37は、たとえば、ボールねじから構成されている。移動プレート38は、モータ36からの動力が回転直動変換機構37を介して伝達されることによって、矢印102に示す方向に直線移動する。移動プレート38には、ステージ34が搭載されている。
The moving
ステージ34に載置されたワーク100は、矢印102に示す方向において測定部21と対向するように配置されている。ステージ34に載置されたワーク100の寸法測定部位(本実施の形態では、ワーク100の外周面100c)と、測定部21における第1測定子23および第2測定子24の当接部26とは、高さ方向において互いに重なるように設けられている。
The
図3は、図1中のワーク寸法測定装置において、ワーク移動に伴う第1測定子および第2測定子間の距離の変化を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing a change in the distance between the first probe and the second probe as the workpiece moves in the workpiece dimension measuring apparatus shown in FIG.
図1から図3を参照して、ワーク寸法の測定時、ステージ34にワーク100を載置する。第1測定子23および第2測定子24を開動作させる。移動機構部35により、ステージ34に載置されたワーク100を移動させ、第1測定子23および第2測定子24の当接部26間に位置決めする。第1測定子23および第2測定子24の開動作を解除し、第1測定子23および第2測定子24の当接部26をワーク100の外周面100cに当接させる。
With reference to FIGS. 1 to 3, the
移動機構部35により、ステージ34に載置されたワーク100を移動させながら、距離検出部22により、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出する。距離検出部22によって検出される第1測定子23および第2測定子24間の距離は、ワーク100の移動とともに図3中に示すように変化する。
The
制御装置14は、ワーク100の特定部位の寸法として、距離検出部22における検出結果から、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値または極小値を特定する。本実施の形態では、制御装置14が、ワーク100の外径として、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxを特定する。
The
図4は、ワーク寸法の測定時のワークと、第1測定子および第2測定子とを示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing the workpiece, the first measuring element, and the second measuring element when measuring the workpiece dimension.
図4を参照して、従来の課題として、ワーク100の外径を測定する場合、ワーク100の中心を、第1測定子23における当接部26と、第2測定子24における当接部26とを結ぶ直線上に正確に位置決めする必要がある。しかしながら、寸法を測定するワーク毎にワークの芯出し作業を行なうことは手間が掛かる。また、ローダー等を用いてワークを自動的にステージ上に位置決めする場合であっても、熱変位やワークの姿勢変化などに起因して、ワークと、第1測定子23および第2測定子24との相対的な位置関係を再現性よく得ることは難しい。
Referring to FIG. 4, as a conventional problem, when measuring the outer diameter of the
これに対して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置10では、制御装置14において、ワーク100と測定部21との相対移動に伴って変化する第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxをワークの外径として特定する。このため、ワーク100と、第1測定子23および第2測定子24との位置関係の精度にかかわらず、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。
On the other hand, in the workpiece
なお、本実施の形態では、ワーク100および測定部21のうちのワーク100を移動させる構成について説明したが、ワーク100および測定部21のうちの測定部21を移動させる構成としてもよいし、ワーク100および測定部21の両方を移動させる構成としてもよい。
In addition, although the structure which moves the workpiece | work 100 of the workpiece | work 100 and the
ワークを移動させる場合、測定部21に付随する配線や配管の干渉が問題になり難いという利点がある。測定部21を移動させる場合、移動対象の重量が一定であるため、測定精度のさらなる向上を期待できるという利点がある。
When moving the workpiece, there is an advantage that interference of wiring and piping accompanying the
また、本実施の形態では、第1測定子23および第2測定子24において、アーム部25から球状に突出する当接部26が用いられている。このような構成に限られず、たとえば、アーム部25から円柱状に突出する当接部が用いられてもよい。この場合、当接部は、凸面として、ワーク寸法の測定時のワーク100に向けて突出する円筒面を有し、その円筒面の先端でワーク100に当接する。
In the present embodiment, the first measuring
ワーク寸法測定装置10がインラインで設けられている場合であって、ワーク100の外径の測定値が加工公差の範囲から外れている場合、その情報を工作機械にフィードバックしてワーク100の切削条件を補正する制御を行なってもよい。
When the workpiece
図5は、図1中のワーク寸法測定装置を用いて、ワークの外周面のプロファイルを測定する様子を示す平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing a state in which the profile of the outer peripheral surface of the workpiece is measured using the workpiece dimension measuring apparatus in FIG.
図5を参照して、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxが得られる位置にワーク100を保持する。第1測定子23および第2測定子24のいずれか一方を固定しつつ、ワーク100を第1測定子23および第2測定子24間の中心位置Pを中心に回転させる。これにより、第1測定子23および第2測定子24のいずれか他方において、ワーク100の外周面100cのプロファイルを測定することができる。
Referring to FIG. 5,
図6から図8は、ワーク寸法の測定時のワークと、プレート形状の当接部を有する第1測定子および第2測定子とを示す平面図である。 6 to 8 are plan views showing the workpiece at the time of measuring the workpiece dimensions, and the first and second measuring elements having plate-shaped contact portions.
図6から図8を参照して、第1測定子23および第2測定子24は、プレート形状の当接部26を有する。当接部26は、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向において向かい合う対向面26aを有する。対向面26aは、平面形状を有する。
Referring to FIGS. 6 to 8, the first measuring
この場合、図7中に示すように、第1測定子23および第2測定子24間における当接部26の平行度が、ワーク寸法の測定精度に影響を与えたり、図8中に示すように、当接部26およびワーク100間に挟まった切屑等の異物131が、ワーク寸法の測定精度に影響を与えたりする可能性がある。球形状または円柱形状の当接部を用いることによって、このような懸念を解消することができる。
In this case, as shown in FIG. 7, the parallelism of the
以上に説明した、この発明の実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置10は、ワーク100に当接される第1測定子23と、ワーク100を挟んで第1測定子23と対向して配置され、ワーク100に当接される第2測定子24とを有する測定部21と、第1測定子23および第2測定子24をワーク100に当接させつつ、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向に直交する方向に、ワーク100と測定部21とを相対的に移動させる移動機構部35とを備える。測定部21は、ワーク100と測定部21との相対移動に伴って変化する第1測定子23および第2測定子24間の距離を検出する距離検出部22をさらに有する。ワーク寸法測定装置10は、ワーク100の特定部位の寸法であるワーク100の外径として、距離検出部22における検出結果から、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値または極小値としての極大値を特定する制御装置14をさらに備える。
The structure of the workpiece
このように構成された、この発明の実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10によれば、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。
According to the workpiece
(実施の形態2)
図9は、この発明の実施の形態2におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a perspective view showing a workpiece dimension measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Compared with the workpiece
図9を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置50は、円筒形状を有するワーク200の内径を測定可能に構成されている。
Referring to FIG. 9, workpiece
ワーク寸法の測定時、ワーク200は、載置面34aに載置されている。ワーク200は、ワーク200の内周面200dと、載置面34aとが直交するように、載置面34aに載置されている。
When measuring the workpiece dimensions, the
ワーク寸法測定装置50は、実施の形態1における測定部支持部32に替えて、測定部支持部51を有する。測定部支持部51は、プレート材31上で測定部21を支持するように構成されている。測定部21は、測定部支持部51によって、第1測定子23および第2測定子24が鉛直方向に延びるように支持されている。
The workpiece
ワーク寸法測定装置50は、移動機構部55をさらに有する。移動機構部55は、測定部21を、ステージ34の載置面34aに直交する方向、すなわち、鉛直方向に移動させる。
The workpiece
より具体的には、移動機構部55は、モータ56と、回転直動変換機構57と、移動プレート58とを有する。モータ56は、制御装置14からの指令により、モータの回転角度(位置)を制御することが可能なサーボモータから構成されている。回転直動変換機構57は、モータ56から出力される回転運動を直線運動に変換して移動プレート58に伝達する。回転直動変換機構57は、たとえば、ボールねじから構成されている。移動プレート58は、モータ56からの動力が回転直動変換機構57を介して伝達されることによって、矢印103に示す方向に直線移動する。移動プレート38には、測定部21が搭載されている。
More specifically, the moving
図10は、図9中の2点鎖線Xで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。図9および図10を参照して、第1測定子23および第2測定子24は、バネ機構(不図示)によるバネ力によって、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに離れる方向に付勢されている。ワーク寸法の測定時、ワーク200は、そのバネ力に抗しながら、第1測定子23および第2測定子24を、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに近づく方向に押し縮める。
FIG. 10 is a perspective view showing a measurement unit in a range surrounded by a two-dot chain line X in FIG. Referring to FIGS. 9 and 10, the first measuring
第1測定子23および第2測定子24は、空気圧機器(不図示)からの空気圧を受けて、第1測定子23および第2測定子24の対向方向において互いに近づく方向に閉動作する。
The
当接部26は、第1測定子23および第2測定子24間で互いに背中合わせとなるように第1測定子23および第2測定子24に設けられている。
The
図3、図9および図10を参照して、ワーク寸法の測定時、ステージ34にワーク200を載置する。第1測定子23および第2測定子24を閉動作させる。移動機構部35により、ステージ34に載置されたワーク200を移動させ、測定部21の直下に配置する。移動機構部55により、測定部21を下降させ、第1測定子23および第2測定子24の当接部26をワーク200の内側に位置決めする。第1測定子23および第2測定子24の閉動作を解除し、第1測定子23および第2測定子24の当接部26をワーク200の内周面200dに当接させる。
Referring to FIGS. 3, 9, and 10,
移動機構部35により、ステージ34に載置されたワーク200を移動させながら、距離検出部22により、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出する。距離検出部22によって検出される第1測定子23および第2測定子24間の距離は、ワーク200の移動とともに図3中に示すように変化する。
While the
制御装置14は、ワーク200の内径として、距離検出部22における検出結果から、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxを特定する。
The
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるワーク寸法測定装置50によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。
According to the workpiece
(実施の形態3)
図11は、この発明の実施の形態3におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、第1測定子および第2測定子とを示す斜視図である。図12は、図11中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第1測定子および第2測定子間の距離の変化を示すグラフである。
(Embodiment 3)
FIG. 11 is a perspective view showing the workpiece, the first measuring element, and the second measuring element when measuring the workpiece dimension in the workpiece dimension measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a graph showing a change in the distance between the first measuring element and the second measuring element with the movement of the measuring unit in the workpiece dimension measuring apparatus in FIG.
本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
Compared with the workpiece
図11および図12を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、くびれ部301を有するワーク300において、くびれ部301の最小径を測定可能に構成されている。
Referring to FIGS. 11 and 12, the workpiece dimension measuring apparatus according to the present embodiment is configured to be able to measure the minimum diameter of the
ワーク寸法の測定時、ワーク300は、載置面34aに載置されている。ワーク300は、くびれ部301の直径が載置面34aに直交する方向において連続的に変化するように、載置面34aに載置されている。
When measuring the workpiece dimensions, the
ワーク寸法の測定時、ステージ34に載置されるワーク300が固定されている一方、測定部21が、移動機構部(不図示)により、図11中の矢印104に示す方向に移動可能に設けられている。測定部21の移動方向は、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向に直交し、かつ、載置面34aに直交する方向である。
At the time of measuring the workpiece dimensions, the
ワーク寸法の測定時、第1測定子23および第2測定子24の当接部26をワーク300のくびれ部301に当接させつつ、移動機構部(不図示)により、測定部21を矢印104に示す方向に移動させる。この際、距離検出部22により、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出する。距離検出部22によって検出される第1測定子23および第2測定子24間の距離は、測定部21の移動とともに図12中に示すように変化する。
At the time of measuring the workpiece dimensions, the abutting
制御装置14は、くびれ部301の最小径として、距離検出部22における検出結果から、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極小値Lminを特定する。
The
このように構成された、この発明の実施の形態3におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the workpiece size measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態4)
図13は、この発明の実施の形態4におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、測定部とを示す斜視図である。図14は、図13中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第1測定子および第2測定子間の距離の変化を示すグラフである。
(Embodiment 4)
FIG. 13 is a perspective view showing a workpiece and a measurement unit when measuring the workpiece dimension in the workpiece dimension measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a graph showing a change in the distance between the first measuring element and the second measuring element accompanying the movement of the measuring unit in the workpiece dimension measuring apparatus in FIG.
本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
Compared with the workpiece
図13および図14を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、一方向に延びるキー溝401を有するワーク400において、キー溝401の最小幅を測定可能に構成されている。
Referring to FIGS. 13 and 14, the workpiece dimension measuring apparatus in the present embodiment is configured to be able to measure the minimum width of
ワーク寸法の測定時、ワーク400は、載置面34aに載置されている。ワーク400は、キー溝401が載置面34aに平行な方向に延びるように、載置面34aに載置されている。
When measuring the workpiece dimensions, the
ワーク寸法の測定時、ステージ34に載置されるワーク400が固定されている一方、測定部21が、移動機構部(不図示)により、図13中の矢印105に示す方向に移動可能に設けられている。測定部21の移動方向は、第1測定子23および第2測定子24が対向する方向に直交し、かつ、載置面34aに平行な方向である。
When measuring the workpiece dimensions, the
ワーク寸法の測定時、第1測定子23および第2測定子24の当接部26をキー溝401の内側面に当接させつつ、移動機構部(不図示)により、測定部21を矢印105に示す方向に移動させる。この際、距離検出部22により、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出する。距離検出部22によって検出される第1測定子23および第2測定子24間の距離は、測定部21の移動とともに図14中に示すように変化する。
When measuring the workpiece dimensions, the moving portion (not shown) moves the measuring
制御装置14は、キー溝401の最小幅として、距離検出部22における検出結果から、まず、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極小値Lmin1および極小値Lmin2を特定し、さらに、極小値Lmin1および極小値Lmin2のうち値の小さい方のLmin2を特定する。
The
なお、上記のキー溝401の最小幅の測定と同様にして、キー溝の最大幅や、キーの最小幅または最大幅の測定にも本発明を適用することができる。
It should be noted that the present invention can be applied to the measurement of the maximum width of the keyway and the minimum or maximum width of the key in the same manner as the measurement of the minimum width of the
このように構成された、この発明の実施の形態4におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus in the fourth embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1から4におけるワーク寸法測定装置に適用可能なワーク寸法の測定流れについて説明する。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, a measurement flow of workpiece dimensions applicable to the workpiece dimension measuring apparatus in the first to fourth embodiments will be described.
図15は、この発明の実施の形態5におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。図15中に示すフローチャートでは、実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10を用いてワーク100の外径を測定する場合が想定されている。
FIG. 15 is a flowchart showing a workpiece dimension measurement flow in the fifth embodiment of the present invention. In the flowchart shown in FIG. 15, it is assumed that the outer diameter of the
図15を参照して、まず、実施の形態1で説明した手順に従い、ステージ34に載置されたワーク100を移動させ、第1測定子23および第2測定子24の当接部26間に位置決めする。第1測定子23および第2測定子24の開動作を解除することによって、第1測定子23および第2測定子24をワーク100の外周面100cに当接させる(S101)。
Referring to FIG. 15, first, according to the procedure described in the first embodiment, the
次に、制御装置14が、S101のステップにて第1測定子23および第2測定子24がワーク100の外周面100cに当接した時点での、第1測定子23および第2測定子24間の距離の初期値を特定する(S102)。
Next, the first measuring
次に、ステージ34に載置されたワーク100を移動させながら、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出する(S103)。この際、制御装置14は、第1測定子23および第2測定子24間の距離が、S102のステップにて特定された初期値から増大するか否かを判断する(S104)。
Next, a change in the distance between the
S104のステップにて、第1測定子23および第2測定子24間の距離が初期値から増大すると判断された場合、ワーク100の移動と、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化の検出とを続行することにより、ワーク寸法の測定を継続する(S105)。次に、制御装置14が、ワーク100の外径として、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxを特定する(S106)。
If it is determined in step S104 that the distance between the first measuring
一方、S104のステップにて、第1測定子23および第2測定子24間の距離が初期値から減少すると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する(S107)。次に、第1測定子23および第2測定子24を開動作させて、ワーク100を測定部21から退避させる(S108)。その後、S101のステップに戻る。
On the other hand, if it is determined in step S104 that the distance between the first measuring
第1測定子23および第2測定子24間の距離が初期値から減少する場合、そのままワーク寸法の測定を継続しても、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxを得ることはできない。このため、早期にワーク寸法の測定を停止して、再びS101のステップを実行することによって、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
When the distance between the first measuring
なお、再実行するS101のステップでは、前回のS101のステップで第1測定子23および第2測定子24がワーク100に当接した位置よりも、移動するワークのより手前側の位置において、第1測定子23および第2測定子24をワーク100に当接させればよい。
In the step of S101 to be re-executed, the first measuring
図16は、図15中に示すワーク寸法の測定流れの変形例を示すフローチャートである。図16中に示すフローチャートでは、実施の形態3におけるワーク寸法測定装置を用いてワーク300のくびれ部301の最小径を測定する場合が想定されている。
FIG. 16 is a flowchart showing a modification of the work dimension measurement flow shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 16, it is assumed that the minimum diameter of the
図16を参照して、本変形例におけるワーク寸法の測定流れは、図15中に示すワーク寸法の測定流れと比較して、主にS104のステップが異なる。本変形例では、S104のステップにおいて、制御装置14が、第1測定子23および第2測定子24間の距離が、S102のステップにて特定された第1測定子23および第2測定子24間の距離の初期値から減少するか否かを判断する。
Referring to FIG. 16, the work dimension measurement flow in the present modification mainly differs from the work dimension measurement flow shown in FIG. 15 in step S104. In the present modification, in step S104, the
S104のステップにて、第1測定子23および第2測定子24間の距離が初期値から減少すると判断された場合、ワーク寸法の測定を継続する(S105)。一方、S104のステップにて、第1測定子23および第2測定子24間の距離が初期値から増加すると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する(S107)。
If it is determined in step S104 that the distance between the first measuring
このように構成された、この発明の実施の形態5におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus in the fifth embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態1から4におけるワーク寸法測定装置に適用可能なワーク寸法の測定流れの別の例について説明する。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, another example of a workpiece dimension measurement flow applicable to the workpiece dimension measuring apparatus in the first to fourth embodiments will be described.
図17は、この発明の実施の形態6におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。図17中に示すフローチャートでは、実施の形態1におけるワーク寸法測定装置10を用いてワーク100の外径を測定する場合が想定されている。
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of measuring a workpiece dimension in the sixth embodiment of the present invention. In the flowchart shown in FIG. 17, it is assumed that the outer diameter of the
図17を参照して、まず、制御装置14にワーク100のマスターワーク径を入力する(S111)。マスターワーク径とは、測定対象となるワーク100の外径の基準寸法値であり、ワーク100の加工公差の範囲内に設定されている。一例として、マスターワーク径は、ワーク100の加工公差の中央値に設定されている。
Referring to FIG. 17, first, the master workpiece diameter of the
次に、実施の形態1で説明した手順に従い、ステージ34に載置されたワーク100を移動させ、第1測定子23および第2測定子24の当接部26間に位置決めする。第1測定子23および第2測定子24の開動作を解除することによって、第1測定子23および第2測定子24をワーク100の外周面100cに当接させる(S112)。
Next, according to the procedure described in the first embodiment, the
次に、制御装置14が、S112のステップにて第1測定子23および第2測定子24がワーク100の外周面100cに当接した時点での、第1測定子23および第2測定子24間の距離の初期値を特定する(S113)。
Next, the first measuring
次に、制御装置14が、S111のステップにて入力されたワーク100のマスターワーク径と、S113のステップにて特定された第1測定子23および第2測定子24間の距離の初期値との差が、予め設定された所定値以下か否かを判断する(S114)。
Next, the
S114のステップにて、マスターワーク径と初期値との差が所定値以下であると判断された場合、ステージ34に載置されたワーク100を移動させながら、第1測定子23および第2測定子24間の距離の変化を検出することにより、ワーク寸法の測定を継続する(S115)。次に、制御装置14が、ワーク100の外径として、第1測定子23および第2測定子24間の距離の極大値Lmaxを特定する(S116)。
If it is determined in step S114 that the difference between the master work diameter and the initial value is equal to or smaller than a predetermined value, the first measuring
一方、S114のステップにて、マスターワーク径と初期値との差が所定値を超えると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する(S117)。次に、第1測定子23および第2測定子24を開動作させて、ワーク100を測定部21から退避させる(S118)。その後、S112のステップに戻る。
On the other hand, if it is determined in step S114 that the difference between the master workpiece diameter and the initial value exceeds a predetermined value, the workpiece dimension measurement is stopped (S117). Next, the first measuring
マスターワーク径と初期値との差が所定値を超えると判断された場合、S112のステップにて第1測定子23および第2測定子24がワーク100に当接した位置が、ワーク100の最大径部から大きく離れていると考えることができる。このため、早期にワーク寸法の測定を停止し、再びS112のステップを実行することによって、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
When it is determined that the difference between the master workpiece diameter and the initial value exceeds a predetermined value, the position where the first measuring
このように構成された、この発明の実施の形態6におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the workpiece dimension measuring apparatus in the sixth embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、ワークの特定部位の寸法を測定するためのワーク寸法測定装置に適用される。 The present invention is applied to a workpiece dimension measuring apparatus for measuring a dimension of a specific part of a workpiece.
10,50 ワーク寸法測定装置、12 台車、14 制御装置、16 表示機器、21 測定部、22 距離検出部、23 第1測定子、24 第2測定子、25 アーム部、26 当接部、26a 対向面、31 プレート材、32,51 測定部支持部、34 ステージ、34a 載置面、35,55 移動機構部、36,56 モータ、37,57 直動変換機構、38,58 移動プレート、100,200,300,400 ワーク、100c 外周面、131 異物、200d 内周面、301 くびれ部、401 キー溝。 10, 50 Work size measuring device, 12 cart, 14 control device, 16 display device, 21 measuring unit, 22 distance detecting unit, 23 first measuring unit, 24 second measuring unit, 25 arm unit, 26 contact unit, 26a Opposing surface, 31 plate material, 32, 51 measuring unit support unit, 34 stage, 34a mounting surface, 35, 55 moving mechanism unit, 36, 56 motor, 37, 57 linear motion conversion mechanism, 38, 58 moving plate, 100 , 200, 300, 400 Workpiece, 100c outer peripheral surface, 131 foreign matter, 200d inner peripheral surface, 301 constricted portion, 401 keyway.
Claims (6)
前記第1測定子および前記第2測定子をワークに当接させつつ、前記第1測定子および前記第2測定子が対向する方向に直交する方向に、ワークと前記測定部とを相対的に移動させる移動機構部とを備え、
前記測定部は、ワークと前記測定部との相対移動に伴って変化する前記第1測定子および前記第2測定子間の距離を検出する距離検出部をさらに有し、さらに、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の極大値または極小値を特定する制御装置を備える、ワーク寸法測定装置。 A measuring unit having a first measuring element that contacts the workpiece, and a second measuring element that is disposed to face the first measuring element across the workpiece, and that contacts the workpiece;
While the first measuring element and the second measuring element are brought into contact with the workpiece, the workpiece and the measuring unit are relatively moved in a direction orthogonal to the direction in which the first measuring element and the second measuring element face each other. A moving mechanism unit for moving,
The measurement unit further includes a distance detection unit that detects a distance between the first measurement unit and the second measurement unit that changes with relative movement between the workpiece and the measurement unit, and
A workpiece dimension measuring apparatus comprising: a control device that specifies a maximum value or a minimum value of a distance between the first measuring element and the second measuring element as a dimension of a specific part of the workpiece from a detection result in the distance detecting unit.
前記移動機構部は、前記第1測定子および前記第2測定子が対向する方向に直交し、かつ、前記載置面に平行な方向に、ワークと前記測定部とを相対的に移動させる、請求項1に記載のワーク寸法測定装置。 A base member having a placement surface on which the workpiece is placed;
The moving mechanism unit moves the workpiece and the measuring unit relatively in a direction perpendicular to the direction in which the first measuring element and the second measuring element face each other and parallel to the placement surface, The workpiece dimension measuring apparatus according to claim 1.
前記第1測定子および前記第2測定子がワークに当接される時の前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の初期値を特定し、
ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離が前記初期値から増加する場合には、測定を継続し、ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離が前記初期値から減少する場合には、測定を停止し、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の極大値を特定する、請求項1から3のいずれか1項に記載のワーク寸法測定装置。 The controller is
Specifying an initial value of the distance between the first and second measuring elements when the first and second measuring elements are in contact with a workpiece;
When the distance between the first measuring element and the second measuring element increases from the initial value as the workpiece and the measuring unit move relative to each other, the measurement is continued. When the distance between the first probe and the second probe decreases with the relative movement, the measurement is stopped.
4. The maximum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element is specified as a dimension of a specific part of the workpiece from a detection result in the distance detecting unit. 5. Workpiece dimension measuring device.
前記第1測定子および前記第2測定子がワークに当接される時の前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の初期値を特定し、
ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離が前記初期値から減少する場合には、測定を継続し、ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離が前記初期値から増加する場合には、測定を停止し、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の極小値を特定する、請求項1から3のいずれか1項に記載のワーク寸法測定装置。 The controller is
Specifying an initial value of the distance between the first and second measuring elements when the first and second measuring elements are in contact with a workpiece;
When the distance between the first measuring element and the second measuring element decreases from the initial value as the workpiece and the measuring unit move relative to each other, the measurement is continued, When the distance between the first probe and the second probe increases with the relative movement from the initial value, the measurement is stopped.
4. The minimum value of the distance between the first measuring element and the second measuring element is specified as a dimension of a specific part of the workpiece from a detection result in the distance detecting unit. 5. Workpiece dimension measuring device.
前記制御装置は、
前記第1測定子および前記第2測定子がワークに当接される時の前記第1測定子および前記第2測定子間の距離の初期値を特定し、
前記初期値と前記基準寸法値との差が、予め設定された所定値以下である場合には、測定を継続し、前記初期値と前記基準寸法値との差が、予め設定された所定値を超える場合には、測定を停止する、請求項1から5のいずれか1項に記載のワーク寸法測定装置。 A reference dimension value of a specific part of the workpiece is input to the control device,
The controller is
Specifying an initial value of the distance between the first and second measuring elements when the first and second measuring elements are in contact with a workpiece;
If the difference between the initial value and the reference dimension value is less than or equal to a preset predetermined value, the measurement is continued, and the difference between the initial value and the reference dimension value is a preset predetermined value. The workpiece dimension measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the measurement is stopped when exceeding.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017022970A JP6726117B2 (en) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | Work size measuring device |
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