JP2802122B2 - 溝測定処理装置 - Google Patents

溝測定処理装置

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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、工作物の溝形状がねじれ溝とか不等分割溝
或いは等分割溝であっても、その溝を測定して溝の中心
位置を求めたり、交互に逆方向のねじれ角を有する溝ね
じれ方向を判別することができる汎用性のある溝測定処
理装置に関する。
「従来の技術及びその問題点」 工作物の溝に対して研削加工や面取り加工等の後加工
を行うための、溝の中心位置の測定とか溝幅の違いの判
別等は、作業者が図面寸法に基づいて行っていた。この
ような作業を自動化できれば、測定サイクルの短縮化、
人員の削減等の効率化を図ることができる。このため工
作物の溝の測定を自動的に行うことができる装置の開発
が望まれている。さらに工作物に形成される溝が、ねじ
れ溝,不等分割溝,等分割溝等のように、その種類も多
いことからいずれの溝に対しても対応可能となる装置が
開発できれば、より測定作業の効率化が期待できる。
「発明が解決しようとする課題」 本発明は、前記した点に鑑みなされたもので、工作物
の溝形状がねじれ溝とか不等分割溝或いは等分割溝であ
っても、その溝を測定して溝の中心位置を求めたり、交
互の逆方向のねじれ角を有する溝のねじれ方向を判別す
ることができる汎用性のある溝測定処理装置を提供する
ことを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段として、第1図
に示すように、工作物に形成された溝を検出するセンサ
50aと工作物の所定の基準位置からの位置を検出する位
置検出センサ50bとからなるセンサ部50と、少なくとも
ねじれ溝及び等分割溝を含む複数の溝形状パターンに対
応して数種類の測定サイクルを予め記憶した測定サイク
ル記憶手段51と、前記複数の溝形状パターンの何れか1
つと溝数とを含む溝データを入力して記憶するデータ入
力手段52と、入力された溝データに基づいて前記測定サ
イクル記憶手段51から所定の測定サイクルを選択して実
行する測定制御手段53と、選択された測定サイクルが実
行されるとき前記センサ部から得られる測定データと前
記データ入力手段52に記憶される溝データとに基づい
て、前記ねじれ溝の測定サイクルのときはこのねじれ溝
のねじれ方向を判別し、前記等分割溝の測定サイクルの
ときは前記等分割溝の中心位置を演算する演算処理手段
54と、この演算処理手段の処理結果である前記ねじれ溝
のねじれ方向または前記等分割溝の中心位置を表示して
出力するデータ出力手段55とを備えたデータ処理部56と
から構成されることを特徴とする溝測定処理装置が提供
される。
「作用」 前記溝測定処理装置の作用は以下の通りである。
データ処理部56のデータ入力手段52が少なくともねじ
れ溝及び等分割溝の溝形状パターンの何れか1つと溝数
とを含む溝データを入力すると、その溝データに基づい
て測定制御手段53が、測定サイクル記憶手段51に記憶さ
れる所定の測定サイクルを選択して該測定サイクルを実
行する。そして、センサ部50のセンサ50aにより工作物
の溝が検出されるとともに、位置検出センサ50bにより
工作物の所定の基準位置からの位置が測定データとして
入力される。演算処理手段54は、該測定データと前記溝
データとに基づき、ねじれ溝の測定サイクルのときはこ
のねじれ溝のねじれ方向を判別し、等分割溝の測定サイ
クルのときは等分割溝の中心位置を演算し、前記演算処
理手段54の演算結果として前記ねじれ方向または等分割
溝の中心位置をデータ出力手段55により表示して出力す
る。
「実施例」 本発明の実施例を以下に説明する。
本実施例装置の概略のブロック図を第2図に示す。
ワーク1の円周は、溝2とランド3とを交互に形成し
て、ワーク1の回転中心軸を中心として回転できるよう
に両端を支持する。4はワーク1を回転させるモータ5
に直結した位置検出センサであるロータリエンコーダで
あって、そのパルス出力をカウンタ6に出力する。ワー
ク1の溝2の有無を検出するための非接触センサ7は、
公知の渦電流式変位計を用いワーク1の回転中心軸に直
交させて配置する。非接触センサ7の出力は、ワーク1
の溝部とランド部に対した場合とで、出力電圧を変化す
ることにより溝2の有無を検出でき、そのアナログ出力
をコンパレータ8に入力する。コンパレータ8では、一
定のしきい値であるコンパレータ電圧により、前記非接
触センサ7のアナログ出力をTTLレベルの[1],
[0]に2値化して、その2値信号の[1]から[0]
及び[0]から[1]の変化のタイミングをトリガ信号
としてバッファ9に出力し、前記カウンタ6からバッフ
ァ9に出力される積算カウンタ値を読み取って、演算処
理装置10のCPU11に出力する。演算処理装置10は、CPU1
1,メモリ12,インターフェイス13等から構成され、イン
ターフェイス13を介してパーソナルコンピュータ(以下
単にパソコンという)14を接続し、そのキーボード15に
より各種の作動指令信号やデータ等の入力を行い、パソ
コン14のCRT上に測定値等を表示する。また、前記メモ
リ12は読み出し専用メモリと書込み可能メモリとから成
り、後述する測定サイクルを実行するためのプログラム
やデータ処理用のプログラム等が記憶され、さらにパソ
コン14のキーボード15により入力される溝データが記憶
される。さらにCPU11からは、ワーク1を回転させるモ
ータ5の駆動指令信号がインターフェイス13を介して出
力される。
第3図は、前記装置における溝2の各測定プロセスの
基本原理を示したタイミングチャートである。まず、ワ
ークの円周に形成された溝2とランド3に非接触センサ
7が順次に対応すると、その出力電圧は同図(b)のよ
うに変化し、コンパレート電圧をしきい値として2値化
すればコンパレータ8の出力はTTLレベルの方形波とな
る(同図(c))。その方形波の[0]から[1]と
[1]から[0]の変化のタイミングをトリガ信号とし
てカウンタ6の積算カウンタ値を読み取る(同図
(d))。
溝の中心位置を検出する場合は、前記のタイミングで
読み取ったカウンタ値の平均を演算処理装置10で求め、
溝幅の中心位置の絶対位置をロータリエンコーダ4の原
点を基準とした角度情報として出力する(同図
(e))。
また、交互にねじれ角を逆にした溝(第4図参照)の
ねじれ方向の判別を行う場合は、ワーク1の幅方向の中
央より偏奇した位置に前記非接触センサ7を配置して、
ワーク1を一方向へ回転しランド幅を測定し、所定の設
定値との比較により右方向のねじれ溝か左方向のねじれ
溝かを判別することができる。
以下、本実施例の溝測定処理装置の作動について第5,
6図のフローチャートに従って説明する。
第5図のフローチャートは、測定処理プロセスの全体
を示すものである。
まず、ステップ100において、溝形状パターンと溝数
Nを、パソコン14のキーボード15により入力して、演算
処理装置10のメモリ12へ記憶する。溝形状パターンとし
ては、ねじれ溝,等分割溝及び不等分割溝等がある。ス
テップ105で測定開始が判断されると、ステップ110,120
でそれぞれ溝形状パターンを判断し、ねじれ溝であれば
ステップ115へ進んで測定サイクルAを選択し、等分割
溝であればステップ125へ進んで測定サイクルBを選択
し、等分割溝でない場合即ち不等分割溝であれば、ステ
ップ130へ進んで測定サイクルCを選択する。測定サイ
クルA,B,Cについては後述する。続いてステップ135,140
で測定結果をパソコン14のCRT上に表示するとともに、
測定結果を出力する。ステップ145では、工作物の変更
の有無を判断し、変更なければ前記ステップ105以下の
測定処理プロセスを実行し、変更があれば新たな工作物
の溝形状パターン,溝数等の溝データを入力して前記測
定処理プロセスを実行する。
第6図は、測定サイクルA,B,Cのサブルーチンの内容
を示したフローチャートである。
測定サイクルAは、交互にねじれ角を逆にしたねじれ
溝のねじれ方向の判別を行うものである。
まず、ステップ200で1個の溝のねじれ方向の判別に
要する測定用主軸の最小回転角度θを演算する。θ
=360゜/2N(但しNは右ねじれ溝及び左ねじれ溝の個
数)である。ステップ205〜215で、測定用主軸を一方向
に回転し、その回転先θがθ≧θとなったところで測
定用主軸を停止する。ステップ220で前記した測定原理
により、工作物の幅方向の中央から偏奇した位置でラン
ド幅Lを測定し、設定値lとの比較によりステップ225,
230で溝のねじれ方向が右か左かを判別してリターンす
る。
測定サイクルBは、等分割溝の場合1個の溝の所定位
置からの中心位置を設定データとして予め記憶し、工作
物の溝を1個測定して、設定データと測定溝との中心位
置を整合させ設定データを全溝に対して拡張し、その拡
張した設定データとの対比により工作物の溝位置を求め
るもので、測定サイクルを短縮しようとするものであ
る。
ステップ300で、等分割溝の1個の溝測定に必要な測
定用主軸の最小回転角度θをθ=360゜/Nで求め
る。ステップ305〜315で、測定用主軸を回転しその回転
角がθ≧θとなったところで測定用主軸を停止する。
そして、ステップ320で予め設定した設定データの溝の
中心位置と測定データの溝の中心位置とを整合させた第
5図、ステップ325で設定データを全溝データに拡張し
て、リターンする。
測定サイクルCは、不等分割溝の溝の中心位置を所定
の基準位置から求めようとするものである。
ステップ400,405,410で、測定用主軸を回転しその回
転角がθが360゜を越えたところで、該測定用主軸を停
止する。ステップ415で前記溝中心位置の測定原理によ
り、各溝の中心位置を演算してリターンする。
測定サイクルは、前記した測定サイクルA,B,Cに限定
されるものでなく、その他の測定サイクルの設定が可能
である。
前記各測定サイクルにより、交互にねじれ角を逆にし
た溝については、そのねじれ方向が自動的に判別可能と
なり、当分割溝の場合は前記のように測定サイクルを短
縮することができ、不等分割溝の場合はその溝中心位置
が所定位置から自動的に演算算出される。従って本装置
を研削加工とか面取り加工等を行う数値制御加工機に併
設し、インターフェイスを介して演算処理装置10とを接
続することにより、数値制御加工機との一体的制御が可
能となって、工作物の溝の測定から加工に至る一連のプ
ロセスを自動的に行うことも可能になる。
「発明の効果」 上述したように、本発明の溝測定処理装置は、入力さ
れる溝形状パターン及び溝数を含む溝データを判断し
て、少なくともねじれ溝及び等分割溝を含む複数の溝パ
ターンに対応して予め記憶された複数の測定サイクルの
内の1つのサイクルを選択して溝測定を行ない、測定デ
ータと溝データに基づき、ねじれ溝の測定サイクルのと
きはこのねじれ溝のねじれ方向を判定し、等分割溝の測
定サイクルのときは等分割溝の中心位置を演算し、判定
された前記ねじれ方向や演算された前記等分割溝の中心
位置を出力するようにしたもので、工作物の複数の溝形
状パターンに応じた溝の測定処理を自動的に行なうこと
ができる汎用性を有し、しかも測定作業の効率化を実現
でき、特に、ねじれ溝と平行溝のように性質が異なる溝
の測定処理に対応できるので多種少量生産工程での使用
に好適である等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明を例示し、第1図はクレーム対応図、
第2図は概略ブロック図、第3図は測定プロセスの基本
原理を示したタイミングチャート、第4図はねじれ角を
交互に逆にしたねじれ溝を形成した工作物の正面図、第
5図は測定プロセスの全体を示したフローチャート、第
6図は測定サイクルを示したフローチャートである。 1……ワーク、2……溝、3……ランド、4……ロータ
リエンコーダ、6……カウンタ、7……非接触センサ、
10……演算処理装置、50……センサ部、51……測定サイ
クル記憶手段、52……データ入力手段、53……測定制御
手段、54……演算処理手段、55……データ出力手段、56
……データ処理部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 21/00 - 21/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作物に形成された溝を検出するセンサ
    と、工作物の所定の基準位置からの位置を検出する位置
    検出センサとからなるセンサ部と、 少なくともねじれ溝及び等分割溝を含む複数の溝形状パ
    ターンに対応して数種類の測定サイクルを予め記憶した
    測定サイクル記憶手段と、前記複数の溝形状パターンの
    何れか1つと溝数とを含む溝データを入力して記憶する
    データ入力手段と、入力された溝データに基づいて前記
    測定サイクル記憶手段から所定の測定サイクルを選択し
    て実行する測定制御手段と、選択された測定サイクルが
    実行されるとき前記センサ部から得られる測定データと
    前記データ入力手段に記憶される溝データとに基づい
    て、前記ねじれ溝の測定サイクルのときはこのねじれ溝
    のねじれ方向を判別し、前記等分割溝の測定サイクルの
    ときは前記等分割溝の中心位置を演算する演算処理手段
    と、この演算処理手段の処理結果である前記ねじれ溝の
    ねじれ方向または前記等分割溝の中心位置を表示して出
    力するデータ出力手段とを備えたデータ処理部とから構
    成されることを特徴とする溝測定処理装置。
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DE69019105T DE69019105T2 (de) 1989-10-30 1990-10-29 Apparat zum Messen der Positionen von Fugen in Werkstücken.
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