JP2929913B2 - Screw hole measuring device - Google Patents

Screw hole measuring device

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JP2929913B2
JP2929913B2 JP26374593A JP26374593A JP2929913B2 JP 2929913 B2 JP2929913 B2 JP 2929913B2 JP 26374593 A JP26374593 A JP 26374593A JP 26374593 A JP26374593 A JP 26374593A JP 2929913 B2 JP2929913 B2 JP 2929913B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ワークのねじ孔の、
径方向寸法、有効ねじ深さおよび孔位置を自動計測する
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw hole of a work,
The present invention relates to an apparatus for automatically measuring a radial dimension, an effective screw depth, and a hole position.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述の如き計測を行う場合は従来、ねじ
孔のねじ径と有効ねじ深さとについては、図11(a)に
示す如き通常の検査用限界ねじゲージ1の通りゲージと
止まりゲージとをねじ孔内に手作業で交互にねじ込んで
みて、通りゲージが所定の有効ねじ深さまでねじ込める
一方で止まりゲージがねじ込めなければ公差範囲内であ
ると計測し、孔位置については、図11(b)に示すよう
に、ねじ孔内に手作業でねじ込んだねじゲージ2の軸部
を汎用の三次元測定機のプローブ3で触ってその軸部の
位置を求めることにより計測する、という方法で行って
いた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when the above-described measurement is performed, the thread diameter and effective thread depth of a screw hole are determined by a gauge and a stop gauge as shown in FIG. And screwed into the screw hole alternately by hand.If the gauge can be screwed to the specified effective thread depth and the stop gauge can not be screwed, it is measured that it is within the tolerance range. As shown in FIG. 11 (b), measurement is performed by touching the shaft of a screw gauge 2 manually screwed into a screw hole with a probe 3 of a general-purpose three-dimensional measuring machine to determine the position of the shaft. I was going by the way.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のねじ孔の計測方法では、ねじ径と有効ねじ深さと
の計測については、限界ねじゲージ1を用い、人間の感
覚に依存して行うので、定量的な計測が不可能であると
ともに計測に工数が嵩むという問題があり、また孔位置
の計測については、三次元測定機にワークをセットしな
いと計測できないので、ライン上で計測することが実質
的に不可能であるとともに計測にこれも工数が嵩むとい
う問題があった。
However, in such a conventional method for measuring a screw hole, the measurement of the screw diameter and the effective screw depth is performed using the limit screw gauge 1 and depending on human senses. There is a problem that quantitative measurement is impossible and the number of steps required for the measurement increases.In addition, the measurement of the hole position cannot be performed unless the work is set on the coordinate measuring machine. However, there is a problem that it is impossible in terms of measurement and the number of steps also increases in the measurement.

【0004】ところで近年、計測対象物へ向けてエア吹
出口から加圧エアを吹きつけて、その加圧エアの背圧の
変化状態を計測することにより、その対象物とエア吹出
口の間の距離を計測する、エアマイクロメータが知られ
ており、これを用いれば、対象物との間の距離を非接触
で定量的に計測することができる。
In recent years, pressurized air is blown from an air outlet toward an object to be measured, and a change in the back pressure of the pressurized air is measured. An air micrometer for measuring a distance is known, and by using the air micrometer, a distance to an object can be quantitatively measured in a non-contact manner.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述したエ
アマイクロメータの原理を利用して従来の計測方法の課
題を有利に解決した装置を提供することを目的とするも
のであり、この発明の第1のねじ孔計測装置は、被計測
ねじ孔内に挿入され、エア吹出口から前記ねじ孔内のね
じ山へ向けて加圧エアを吹出すねじ測定子と、前記ねじ
測定子を前記ねじ孔内に挿入してそのねじ孔内で回転お
よび進退移動させるねじ測定子移動手段と、前記エア吹
出口へ供給される加圧エアの背圧の変化に基づき、前記
エア吹出口と前記ねじ山との間の距離に対応する信号を
出力する距離計測手段と、前記ねじ測定子が前記ねじ孔
内で前記エア吹出口を前記ねじ山の螺旋に沿わせて移動
させるように進退方向へ移動しつつ一回転する間に求ま
った前記距離の変化に基づき、その距離が最短もしくは
最長になる向きを調べ、その向きおよびそれと反対の向
きでの前記距離から前記ねじ孔の中心位置を計測する中
心位置計測手段と、前記ねじ測定子が前記ねじ孔内で進
退方向へ移動する間に求まった前記距離の変化に基づ
き、前記ねじ孔の内径と、谷径と、有効ねじ深さとを計
測するねじ寸法計測手段と、を具えてなるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus which advantageously solves the problems of the conventional measuring method using the above-described principle of the air micrometer. The first screw hole measuring device is inserted into the screw hole to be measured, and blows pressurized air from an air outlet toward a screw thread in the screw hole. A screw tracing stylus moving means which is inserted into a screw hole to rotate and move back and forth in the screw hole; and the air outlet and the screw based on a change in back pressure of pressurized air supplied to the air outlet. Distance measuring means for outputting a signal corresponding to the distance between the crest and the screw measuring element moving in the reciprocating direction so as to move the air outlet in the screw hole along the spiral of the screw thread; Of the distance obtained during one rotation A center position measuring means for examining the direction in which the distance becomes the shortest or the longest, and measuring the center position of the screw hole from the distance and the distance in the direction opposite thereto; and And a screw size measuring means for measuring an inner diameter, a root diameter, and an effective screw depth of the screw hole based on a change in the distance obtained while moving in the forward and backward directions.

【0006】またこの発明の第2のねじ孔計測装置は、
被計測ねじ孔内に挿入され、エア吹出口から前記ねじ孔
内のねじ山へ向けて加圧エアを吹出すねじ測定子と、前
記ねじ測定子を前記ねじ孔内に挿入してそのねじ孔内で
回転および進退移動させるねじ測定子移動手段と、前記
ねじ測定子と前記ねじ孔内のねじ山とが接触したことを
検知する接触検知手段と、前記エア吹出口へ供給される
加圧エアの背圧の変化に基づき、前記エア吹出口と前記
ねじ山との間の距離に対応する信号を出力する距離計測
手段と、前記ねじ孔の周方向の複数位置で前記ねじ山に
接触した際の前記ねじ測定子の位置に基づき、前記ねじ
孔の中心位置を計測する中心位置計測手段と、前記ねじ
測定子が前記ねじ孔内で進退方向へ移動する間に求まっ
た前記距離の変化に基づき、前記ねじ孔の径方向寸法
と、有効ねじ深さとを計測するねじ寸法計測手段と、を
具えてなるものである。
Further, a second screw hole measuring device of the present invention comprises:
A screw probe that is inserted into the measured screw hole and blows out pressurized air from an air outlet toward a thread in the screw hole; and a screw hole that inserts the screw probe into the screw hole. Screw measuring element moving means for rotating and reciprocating within the screw, contact detecting means for detecting that the screw measuring element and the screw thread in the screw hole are in contact with each other, and pressurized air supplied to the air outlet Distance measuring means for outputting a signal corresponding to the distance between the air outlet and the screw thread based on a change in the back pressure of the screw hole, and contacting the screw thread at a plurality of circumferential positions of the screw hole A center position measuring means for measuring a center position of the screw hole based on the position of the screw measuring element, and a change in the distance obtained while the screw measuring element moves in the forward and backward directions in the screw hole. , The radial dimension of the screw hole, the effective screw depth and A screw size measurement means for measuring is made comprises a.

【0007】[0007]

【作用】かかる第1の装置にあっては、ねじ測定子移動
手段がねじ測定子を、先ず被計測ねじ孔に概略整列する
位置に移動させた後、前記ねじ孔内に挿入して、そのね
じ孔内で回転および進退移動させ、そのねじ孔内での回
転および進退移動の間、前記ねじ測定子が、エア吹出口
からそのねじ孔内のねじ山へ向けて加圧エアを吹出し、
これにより、距離計測手段が、前記エア吹出口へ供給さ
れる加圧エアの背圧の変化に基づきそのエア吹出口と前
記ねじ山との間の距離に対応する信号を出力し、中心位
置計測手段が、ねじ測定子が前記ねじ孔内で前記エア吹
出口を前記ねじ山の螺旋に沿わせて移動させるように進
退方向へ移動しつつ一回転する間に求まった前記距離の
変化に基づき、その距離が最短もしくは最長になる向き
を調べて、その向きおよびそれと反対の向きでの前記距
離から前記ねじ孔の中心位置を計測し、そしてねじ寸法
計測手段が、ねじ測定子が前記ねじ孔内で進退方向へ移
動する間に求まった前記距離の変化に基づき、前記ねじ
孔の内径と、谷径と、有効ねじ深さとを計測する。
In the first device, the screw measuring element moving means first moves the screw measuring element to a position roughly aligned with the screw hole to be measured, and then inserts the screw measuring element into the screw hole. Rotating and reciprocating in the screw hole, during the rotation and reciprocating movement in the screw hole, the screw measuring element blows out pressurized air from an air outlet toward a screw thread in the screw hole,
Thereby, the distance measuring means outputs a signal corresponding to the distance between the air outlet and the thread based on the change in the back pressure of the pressurized air supplied to the air outlet, and measures the center position. The means is based on a change in the distance obtained during one rotation while moving in the reciprocating direction so that the screw probe moves the air outlet in the screw hole along the spiral of the thread, The direction in which the distance is the shortest or the longest is checked, and the center position of the screw hole is measured from the direction and the distance in the opposite direction. The inner diameter, the root diameter, and the effective screw depth of the screw hole are measured based on the change in the distance obtained during the movement in the forward and backward directions.

【0008】従って、この第1の装置によれば、ワーク
のねじ孔の、径方向寸法、有効ねじ深さおよび孔位置
を、エア吹出口と前記ねじ山との間の距離の変化に基づ
き自動計測することができるので、それらの計測を全て
定量的に行うことができるとともに、その計測に要する
工数を削減することができる。またこの装置によれば、
三次元測定機を用いずに計測ができるので、ライン上で
の計測を行うことができるとともに、計測時のワークの
セットに要する工数を削減することができる。
Therefore, according to the first apparatus, the radial dimension, effective screw depth and hole position of the screw hole of the work are automatically determined based on the change in the distance between the air outlet and the screw thread. Since measurement can be performed, all of those measurements can be performed quantitatively, and the number of steps required for the measurement can be reduced. According to this device,
Since the measurement can be performed without using the three-dimensional measuring machine, the measurement on the line can be performed, and the man-hour required for setting the work at the time of the measurement can be reduced.

【0009】また、上記第2の装置にあっては、ねじ測
定子移動手段がねじ測定子を、先ず被計測ねじ孔に概略
整列する位置に移動させた後、前記ねじ孔内に挿入し
て、そのねじ孔内でねじ孔の軸線に対し直角な方向へ、
接触検知手段がねじ測定子とねじ孔内のねじ山との接触
を検知するまで移動させて、そのねじ孔の周方向の複数
位置でねじ山にねじ測定子を接触させ、その接触した際
の前記ねじ測定子の位置に基づき、中心位置計測手段
が、ねじ孔の中心位置を計測し、次いで、ねじ測定子移
動手段がねじ測定子を、そのねじ孔内で回転および進退
移動させ、そのねじ孔内での回転および進退移動の間、
前記ねじ測定子が、エア吹出口からそのねじ孔内のねじ
山へ向けて加圧エアを吹出し、これにより、距離計測手
段が、前記エア吹出口へ供給される加圧エアの背圧の変
化に基づきそのエア吹出口と前記ねじ山との間の距離に
対応する信号を出力し、そしてねじ寸法計測手段が、ね
じ測定子が前記ねじ孔内で進退方向へ移動する間に求ま
った前記距離の変化に基づき、前記ねじ孔の径方向寸法
と、有効ねじ深さとを計測する。
In the above-mentioned second device, the screw-measuring element moving means first moves the screw-measuring element to a position roughly aligned with the screw hole to be measured, and then inserts the screw-measuring element into the screw hole. In the direction perpendicular to the axis of the screw hole in the screw hole,
Move until the contact detecting means detects the contact between the screw measuring element and the screw thread in the screw hole, and contact the screw measuring element with the screw thread at a plurality of positions in the circumferential direction of the screw hole. The center position measuring means measures the center position of the screw hole based on the position of the screw measuring element, and then the screw measuring element moving means rotates and moves the screw measuring element within the screw hole, and During rotation and retraction in the hole,
The screw measuring element blows out pressurized air from the air outlet toward the thread in the screw hole, whereby the distance measuring means changes the back pressure of the pressurized air supplied to the air outlet. And outputs a signal corresponding to the distance between the air outlet and the screw thread based on the distance, and the screw dimension measuring means determines the distance obtained while the screw probe moves in the screw hole in the reciprocating direction. The diameter of the screw hole in the radial direction and the effective screw depth are measured based on the change of the screw hole.

【0010】従って、この第2の装置によっても、ワー
クのねじ孔の径方向寸法、有効ねじ深さおよび孔位置
を、ねじ山と接触したねじ測定子の位置および、エア吹
出口と前記ねじ山との間の距離の変化に基づき自動計測
することができるので、それらの計測を全て定量的に行
うことができるとともに、その計測に要する工数を削減
することができ、また、三次元測定機を用いずに計測が
できるので、ライン上での計測を行うことができるとと
もに、計測時のワークのセットに要する工数を削減する
ことができる。
[0010] Therefore, according to the second device, the radial dimension, effective screw depth and hole position of the screw hole of the work are determined by the position of the screw measuring element in contact with the screw thread, and the air outlet and the screw thread. Automatic measurement can be performed based on the change in the distance between the three-dimensional measuring machine and the measuring machine. Since the measurement can be performed without using, the measurement on the line can be performed, and the man-hour required for setting the work at the time of the measurement can be reduced.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図1は、この発明の第1のねじ孔計測装
置の一実施例を示す構成図であり、この実施例の装置
は、ワークのねじ孔4の各種寸法と孔位置とを計測する
ためのものであって、エア吹出口5aを側面に持つねじ測
定子5と、そのねじ測定子5を三次元方向へ任意の位置
に移動させ得るとともにその中心線Cd 周りに任意の角
度に回転させ得る、ねじ測定子移動手段としての、例え
ば通常のNC工作機械の工具移動機構からなる三次元移
動機構6と、工場のエアライン等の加圧エア供給源7か
ら供給される加圧エアを適当に調整してねじ測定子5の
エア吹出口5aへ供給する加圧エア調整回路8と、その加
圧エア調整回路8とエア吹出口5aとの間に介挿され、エ
ア吹出口5aへ供給される加圧エアの背圧の変化を電圧の
変化に変換して出力する、距離計測手段としての圧力−
電圧変換器9と、圧力−電圧変換器9の出力電圧をデジ
タル値に変換してその値に基づきねじ孔の各種寸法計測
を行う、中心位置計測手段およびねじ寸法計測手段とし
ての通常のパーソナルコンピュータ(いわゆるパソコ
ン)10と、そのパーソナルコンピュータ10からの信号に
基づき上記三次元移動機構6の作動を数値制御する、例
えば上記NC工作機械の、通常のマイクロコンピュータ
を持つコントローラ11と、を具えてなる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a first screw hole measuring device of the present invention. The device of this embodiment is for measuring various dimensions and hole positions of a screw hole 4 of a work. a is a screw measuring element 5 having an air supply port 5a on the side face, it may be rotated to any angle to the center line C d around with may be moved to any position the screw measuring element 5 to the three-dimensional directions A three-dimensional moving mechanism 6 composed of, for example, a tool moving mechanism of a normal NC machine tool as a threaded measuring element moving means, and pressurized air supplied from a pressurized air supply source 7 such as an air line of a factory. A pressurized air adjustment circuit 8 that adjusts and supplies the air to the air outlet 5a of the screw gauge 5 is interposed between the pressurized air adjustment circuit 8 and the air outlet 5a, and is supplied to the air outlet 5a. Distance measurement means that converts the change in back pressure of pressurized air into a change in voltage and outputs it Pressure-
An ordinary personal computer as a center position measuring means and a screw dimension measuring means for converting a voltage converter 9 and an output voltage of the pressure-voltage converter 9 into digital values and measuring various dimensions of a screw hole based on the values. (A so-called personal computer) 10 and a controller 11 having a normal microcomputer, for example, of the NC machine tool for numerically controlling the operation of the three-dimensional moving mechanism 6 based on a signal from the personal computer 10. .

【0012】ここで、上記加圧エア調整回路8は例え
ば、図2に示すように、開閉弁8aと、サブミクロンエア
フィルタ8bと、オイルミストセパレータ8cと、レギュレ
ータ8dと、減圧弁8eとを直列に繋ぐことにて構成するこ
とができ、また上記圧力−電圧変換器9は例えば、これ
も図2に示すように、供給された加圧エアを分岐させる
二回路9a, 9bを、通常の差圧検出部9cの感圧ダイアフラ
ムの両側に、それぞれ絞り弁9dを介して接続し、それら
のうちの一方の回路9aを、絞り弁9eを介して大気中へ開
放するとともに、他方の回路9bを、ねじ測定子5のエア
吹出口5aに接続する加圧エア供給路とし、さらに、上記
感圧ダイアフラムの変位による静電容量の変化やブリッ
ジを構成する抵抗の抵抗値の変化等を増幅して電圧変化
として出力する図示しない増幅器を設けることにて構成
することができる。なお、ねじ測定子5は回転するの
で、ねじ測定子5のエア吹出口5aと上記回路9bとの間
は、ねじ測定子5の回転を許容しつつエア回路を接続す
る、図示しない通常のロータリー式カプラによって接続
されている。
Here, for example, as shown in FIG. 2, the pressurized air adjusting circuit 8 includes an on-off valve 8a, a submicron air filter 8b, an oil mist separator 8c, a regulator 8d, and a pressure reducing valve 8e. The pressure-voltage converter 9 can be configured by connecting two circuits 9a and 9b for branching the supplied pressurized air, as shown in FIG. Both sides of the pressure-sensitive diaphragm of the differential pressure detecting section 9c are connected via a throttle valve 9d, respectively, and one of the circuits 9a is opened to the atmosphere through a throttle valve 9e, and the other circuit 9b is opened. Is a pressurized air supply path connected to the air outlet 5a of the screw probe 5, and further amplifies a change in the capacitance due to the displacement of the pressure-sensitive diaphragm, a change in the resistance value of the resistor constituting the bridge, and the like. (Not shown) that outputs as a voltage change It can be constituted by providing a vessel. Since the screw measuring element 5 rotates, an air circuit is connected between the air outlet 5a of the screw measuring element 5 and the circuit 9b while allowing the screw measuring element 5 to rotate. It is connected by a formula coupler.

【0013】かかる装置を用いて、ワークの、一つある
いは複数のねじ孔4の計測を行うに際しては、パーソナ
ルコンピュータ10にあらかじめ入力した、図3に示す手
順を実行する。すなわちここでは、ワークを所定位置に
位置させた後、先ず、ステップ21で、パーソナルコンピ
ュータ10からの信号によりコントローラ11で三次元移動
機構6を作動させて、ねじ測定子5を、ねじ孔4に対向
し、そのねじ孔4の中心線Ch とねじ測定子5の中心線
d とが概略一致する位置に移動させて、ねじ測定子5
を、ねじ孔4のねじ山4aと干渉させずにねじ孔4内へ挿
入し得るようにする。
When measuring one or a plurality of screw holes 4 of a work using such an apparatus, the procedure shown in FIG. That is, here, after the work is positioned at the predetermined position, first, in step 21, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 by a signal from the personal computer 10, and the screw measuring element 5 is inserted into the screw hole 4. facing a center line C d of the center line C h and screw gauge head 5 of the screw hole 4 is moved to the position corresponding schematic, screw measuring element 5
Can be inserted into the screw hole 4 without interfering with the screw thread 4a of the screw hole 4.

【0014】ここで、上記ねじ孔4に対向する位置への
移動は、ワークの位置決め精度が充分高い場合には、あ
らかじめ与えたデータに基づき、ワークの位置決め位置
を基準として設計上でのねじ孔4の位置にねじ測定子5
を自動的に移動させるようにすれば良いが、ワークの位
置決め精度がそれほど高くない場合には、例えば、三次
元移動機構6を手動操作で作動させて、図1に示すワー
クの、ねじ測定子5よりも径が僅かに大きい基準孔12内
にねじ測定子5を嵌め合わせた後、その基準孔12の位置
を基準として設計上でのねじ孔4の位置にねじ測定子5
を自動的に移動させることにより行う。
Here, the movement to the position facing the screw hole 4 is based on data given in advance when the positioning accuracy of the work is sufficiently high, and the screw hole in the design is determined based on the positioning position of the work. Screw measurer 5 at position 4
May be automatically moved. However, when the positioning accuracy of the work is not so high, for example, the three-dimensional moving mechanism 6 is manually operated to operate the screw measuring element of the work shown in FIG. After the screw measuring element 5 is fitted into the reference hole 12 whose diameter is slightly larger than 5, the screw measuring element 5 is positioned at the position of the screw hole 4 in the design based on the position of the reference hole 12.
Is automatically moved.

【0015】ワークの位置決め精度がそれほど高くない
場合の、上記ねじ孔4に対向する位置へのねじ測定子5
の移動はまた、図4や図5に示す方法で行っても良く、
図4に示す方法では、ねじ測定子5の下端部に四方へむ
けて斜め下向きにエア吹出口5bをそれぞれ設け、ワーク
の位置決め位置を基準として設計上でのねじ孔4の位置
にねじ測定子5を自動的に移動させた後、それら四つの
エア吹出口5bへ供給する加圧エアの背圧の変化に基づく
電圧変化をエア回路の切換え等によって独立に計測しつ
つ、ねじ測定子5の位置を、それら四つのエア吹出口5b
に各々対応する四つの電圧値が互いに等しくなるように
修正する。この方法によれば、位置修正後は、四つのエ
ア吹出口5bの各々とねじ孔4の入口の面取り部4bとの間
の距離が等しくなるので、ねじ測定子5の中心線Cd
ねじ孔4の中心線Ch に比較的高い精度で一致し、それ
ゆえ、ねじ孔4内への挿入時に、ねじ測定子5とねじ山
4aとの干渉を確実に防止することができる。
When the positioning accuracy of the work is not so high, the screw tracing stylus 5 to the position facing the screw hole 4
May be moved by the method shown in FIGS. 4 and 5,
In the method shown in FIG. 4, air outlets 5 b are provided diagonally downward toward the four directions at the lower end of the screw measuring element 5, and the screw measuring element is positioned at the position of the screw hole 4 in design with reference to the work positioning position. 5 is automatically moved, the voltage change based on the change in the back pressure of the pressurized air supplied to the four air outlets 5b is independently measured by switching the air circuit, etc. Position the four air outlets 5b
Are corrected so that the four voltage values respectively corresponding to are equal to each other. According to this method, after the position correction, since the distance between the four air outlet 5b of each and the screw hole 4 of the inlet of the chamfer 4b are equal, the center line C d threaded screws feeler 5 consistent with relatively high accuracy to the center line C h of the hole 4, thus, upon insertion into the screw holes 4, screw measuring element 5 and the screw thread
Interference with 4a can be reliably prevented.

【0016】そして図5に示す方法では、ねじ測定子5
の下端部に下向きにエア吹出口5cを設け、ワークの位置
決め位置を基準として設計上でのねじ孔4の位置にねじ
測定子5を自動的に移動させた後、そのエア吹出口5cへ
供給する加圧エアの背圧の変化に基づく電圧変化を計測
しつつ、ねじ測定子5をその中心線Cd と直角な二方向
へ、図中矢印で示す如くねじ孔4を横切るように移動さ
せて、それらの二方向の各々につき電圧が最低になる位
置すなわちエア吹出口5cとワークとの距離が最大になる
ため加圧エアの背圧が最低になる位置を求め、それらの
位置を基に中心線Cd からのエア吹出口5cのオフセット
量を補正した位置を、前記各方向についてのねじ孔4の
中心線Ch の位置として、ねじ測定子5の中心線Cd
前記中心線Ch に一致するようにねじ測定子5の位置を
修正する。この方法によれば、実際に求めたねじ孔4の
中心線Ch の位置を用いてねじ測定子5の位置を修正す
るので、ねじ測定子5の中心線Cd がねじ孔4の中心線
h に比較的高い精度で一致し、それゆえこの方法で
も、ねじ孔4内への挿入時に、ねじ測定子5とねじ山4a
との干渉を確実に防止することができる。
In the method shown in FIG.
An air outlet 5c is provided downward at the lower end of the screw hole, and the screw tracing stylus 5 is automatically moved to the design screw hole 4 position based on the work positioning position, and then supplied to the air outlet 5c. while the change in voltage due to the change in the back pressure of the pressurized air is measured for a screw measuring element 5 to the center line C d perpendicular two directions, moved across a screw hole 4, as indicated by the arrow In each of these two directions, the position where the voltage is lowest, that is, the position where the back pressure of the pressurized air is lowest because the distance between the air outlet 5c and the work is the maximum, is determined, and based on those positions, the corrected position offset amount of the air outlet 5c of the center line C d, wherein the position of the center line C h of the screw hole 4 for each direction, the center line C d is the center line C of the screw measuring element 5 Correct the position of the screw stylus 5 so as to match h . According to this method, since modifying the position of the screw measuring element 5 by using the actual position of the center line C h of the screw hole 4 determined, the center line of the center line C d screw hole 4 of the screw measuring element 5 Ch with a relatively high degree of accuracy, and therefore also in this method, when inserted into the screw hole 4, the thread gauge 5 and the thread 4 a
Interference can be reliably prevented.

【0017】上記の如くしてねじ孔4に対向する位置へ
ねじ測定子5を移動させた後、ここではステップ22で、
パーソナルコンピュータ10からの信号によりコントロー
ラ11で三次元移動機構6を作動させて、ねじ測定子5
を、図1に示す如く、ねじ孔4内に、その孔の入口に近
いがエア吹出口5cからの加圧エアが孔の外へ漏れない程
度の中間の深さまで挿入する。なお、ねじ孔4内に異物
がつまっていた場合に、上記挿入によってねじ測定子5
が損傷するのを防止するため、実際の装置では通常、図
6に示すように、ねじ測定子5を三次元移動機構6のホ
ルダ6aで、その内部に引っ込み得るように支持し、スプ
リングでねじ測定子5を常時進出附勢する構造が採られ
るが、その場合には、エア吹出口5aへの加圧エアの供給
口6bを、好ましくは図示の如く、ねじ測定子5が引っ込
むとそれによって閉止される位置に設ける。このように
すれば、上記挿入によりねじ孔4内の異物13に当接して
ねじ測定子5が引っ込むと、供給口6bの閉止により、ね
じ孔計測用の加圧エアの背圧が異常に上昇して電圧変化
も異常上昇を示すので、ねじ測定子5の異物13への当接
を、別途のセンサやスイッチで検出しなくても容易に知
ることができ、それゆえ、回転するねじ測定子5へセン
サやスイッチを別途設けることによる電気配線の煩雑化
を避けることができる。
After moving the screw tracing stylus 5 to the position facing the screw hole 4 as described above, here, in step 22,
The three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 according to a signal from the personal computer 10 and
1 is inserted into the screw hole 4 to an intermediate depth close to the inlet of the hole but to such a degree that the pressurized air from the air outlet 5c does not leak out of the hole. When a foreign object is clogged in the screw hole 4, the screw probe 5 is inserted by the insertion.
In order to prevent damage to the screw, in an actual device, as shown in FIG. 6, the screw tracing stylus 5 is usually supported by the holder 6a of the three-dimensional moving mechanism 6 so as to be able to be retracted into the inside thereof. In this case, when the screw stylus 5 is retracted, the supply port 6b of the pressurized air to the air outlet 5a is preferably retracted as shown in the drawing. Provide at the position where it is closed. With this configuration, when the screw tracing stylus 5 is retracted by contact with the foreign matter 13 in the screw hole 4 due to the insertion, the back pressure of the pressurized air for screw hole measurement abnormally increases due to the closing of the supply port 6b. As a result, the voltage change also shows an abnormal rise, so that the contact of the screw measuring element 5 with the foreign matter 13 can be easily known without being detected by a separate sensor or switch. By separately providing a sensor and a switch on the device 5, the electric wiring can be prevented from becoming complicated.

【0018】ねじ測定子5をねじ孔4内の、入口に近い
中間深さまで挿入したら、ここでは次いでステップ23
で、パーソナルコンピュータ10からの信号によりコント
ローラ11で三次元移動機構6を作動させて、例えばNC
工作機械のリジッドタップ機能と同様のプログラムによ
り、ねじ測定子5を、図7(a)に示す如く、図中実線
で示す上記挿入位置から図中仮想線で示す位置までねじ
山4aの一ピッチ(P)分進入方向へ移動させつつその移
動に同期させて一回転させ、これによりエア吹出口5aを
ねじ山4aの螺旋に沿わせて1ピッチ分移動させ、その移
動の間に圧力−電圧変換器9が連続的に出力した、1ピ
ッチ分のねじ山4aの螺旋に沿うエア吹出口5aとねじ山4a
との間の距離の変化に対応する電圧の変化をパーソナル
コンピュータ10で調べて、その電圧が最大になるねじ測
定子5の向きを捜す。
When the screw gauge 5 is inserted into the screw hole 4 to an intermediate depth close to the entrance, here, step 23 is executed.
Then, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 in response to a signal from the personal computer 10 and, for example, the NC
As shown in FIG. 7 (a), the screw stylus 5 is moved from the insertion position indicated by the solid line in the drawing to the position indicated by the imaginary line in the drawing by one pitch of the thread 4a by a program similar to the rigid tapping function of the machine tool. (P) The air outlet 5a is moved by one pitch along the helix of the screw thread 4a while being moved in the direction of entry while making one rotation in synchronization with the movement. The air outlet 5a and the screw thread 4a along the spiral of the screw thread 4a for one pitch, which the converter 9 continuously outputs.
The change in the voltage corresponding to the change in the distance between them is checked by the personal computer 10 to find the direction of the screw stylus 5 at which the voltage is maximized.

【0019】ここで、上記加圧エアの背圧は、エア吹出
口5aとねじ山4aとの間の距離が近くなればなるほど、エ
ア吹出口5aからの加圧エアの吹出し抵抗が増すため上昇
し、その背圧の上昇は、圧力−電圧変換器9の出力電圧
を大きくし、上記距離の変化と出力電圧の変化とは、概
ね線形の関係にあることが知られている。従って、上記
電圧が最大になるねじ測定子5の向きは、図7(b)に
示すように、エア吹出口5aとねじ山4aとの間の距離が最
短になる向きとなる。なお、上記出力電圧の値をパーソ
ナルコンピュータ10で、あらかじめ試験により求めた変
換表や変換式等を用いて距離に変換すれば、エア吹出口
5aとねじ山4aとの間の距離、ひいてはねじ山4aの、エア
吹出口5aが対向している部分の位置を求めることができ
る。
Here, the back pressure of the pressurized air increases as the distance between the air outlet 5a and the thread 4a becomes shorter, because the resistance of the pressurized air blown out from the air outlet 5a increases. It is known that the increase in the back pressure increases the output voltage of the pressure-voltage converter 9, and that the change in the distance and the change in the output voltage have a substantially linear relationship. Accordingly, the direction of the screw tracing stylus 5 at which the voltage is maximized is such that the distance between the air outlet 5a and the screw thread 4a is shortest, as shown in FIG. 7B. If the output voltage value is converted into a distance by a personal computer 10 using a conversion table or a conversion formula obtained in advance by a test, the air outlet
The distance between 5a and the thread 4a, and thus the position of the portion of the thread 4a where the air outlet 5a faces, can be determined.

【0020】次のステップ24では、パーソナルコンピュ
ータ10からの信号によりコントローラ11で三次元移動機
構6を作動させて、ねじ測定子5を、上記最短距離の向
きに向けてからその向きのままで、図8に示すように、
進入方向へねじ山4aの2〜3ピッチ(P)分移動させ、
その移動の間に圧力−電圧変換器9が連続的に出力し
た、図9に示す如き、エア吹出口5aとねじ山4aとの間の
距離の変化に対応する電圧の変化をパーソナルコンピュ
ータ10で調べて、その電圧変化中の極大値Mを平均した
値を距離に変換することによりねじ山4aの頂点位置を求
めるとともに、その電圧変化中の極小値mを平均した値
を距離に変換することによりねじ山4aの谷底位置を求
め、これにより、図7(b)に示すねじ山4aの周方向の
A点でのねじ山4aの頂点位置と谷底位置とを求める。
In the next step 24, the controller 11 operates the three-dimensional moving mechanism 6 in response to a signal from the personal computer 10 so that the screw tracing stylus 5 is oriented in the shortest distance direction and is kept in that direction. As shown in FIG.
Move in the approach direction by 2 to 3 pitches (P) of the thread 4a,
As shown in FIG. 9, a voltage change corresponding to a change in the distance between the air outlet 5a and the screw thread 4a, which is continuously output by the pressure-voltage converter 9 during the movement, is used by the personal computer 10. Investigating and calculating the average value of the maximum value M during the voltage change into the distance to obtain the vertex position of the thread 4a, and converting the average value of the minimum value m during the voltage change into the distance The root position of the screw thread 4a is obtained by the calculation, and the peak position and the root position of the screw thread 4a at the point A in the circumferential direction of the screw thread 4a shown in FIG.

【0021】次のステップ25では、パーソナルコンピュ
ータ10からの信号によりコントローラ11で三次元移動機
構6を作動させて、ねじ測定子5を180 °回転させるこ
とにより、エア吹出口5aを上記と反対の向き、すなわち
エア吹出口5aとねじ山4aとの間の距離が最長になる向き
に向け、続くステップ26では、ステップ24と同様にし
て、ねじ山4aの頂点位置を求めるとともにねじ山4aの谷
底位置を求め、これにより、図7(b)に示す、ねじ山
4aの周方向の、A点から180 °回ったB点でのねじ山4a
の頂点位置と谷底位置とを求める。ここで、上記A点と
B点とは、ねじ孔4の直径方向に互いに対向する。そこ
で、続くステップ27では、パーソナルコンピュータ10で
演算して、上記A点およびB点でのねじ山4aの頂点位置
間の距離である、図1に示すねじ孔4の内径dを求める
とともに、上記A点およびB点でのねじ山4aの谷底位置
間の距離である、図1に示すねじ孔4の谷径Dを求め
る。
In the next step 25, the controller 11 activates the three-dimensional moving mechanism 6 by a signal from the personal computer 10 to rotate the screw tracing stylus 180 °, thereby turning the air outlet 5a in the opposite direction. Orientation, that is, the direction in which the distance between the air outlet 5a and the screw thread 4a is the longest, in the following step 26, in the same manner as in step 24, the top position of the screw thread 4a is determined and the root of the screw thread 4a is determined. The position is determined, and thus the thread shown in FIG.
Thread 4a at point B in the circumferential direction of 4a, rotated 180 ° from point A
The vertex position and the valley bottom position of are calculated. Here, the points A and B oppose each other in the diameter direction of the screw hole 4. In step 27, the personal computer 10 calculates the inner diameter d of the screw hole 4 shown in FIG. 1, which is the distance between the vertices of the screw thread 4a at the points A and B. The root diameter D of the screw hole 4 shown in FIG. 1 which is the distance between the root positions of the thread 4a at the points A and B is obtained.

【0022】次のステップ28では、パーソナルコンピュ
ータ10からの信号によりコントローラ11で三次元移動機
構6を作動させて、ねじ測定子5を、図10に示すよう
に、例えば、有効ねじ深さの設計値Ld よりも2ピッチ
分深い位置へ進入させた後、その位置から、例えば上記
設計値Ld よりも1ピッチ分浅い位置まで後退方向へ移
動させ、その移動の間に圧力−電圧変換器9が連続的に
出力した、図9に示す如き、エア吹出口5aとねじ山4aと
の間の距離の変化に対応する電圧の変化をパーソナルコ
ンピュータ10で調べて、エア吹出口5aとねじ山4aの谷底
との間の距離が先に谷径Dを求める基礎とした距離に対
し寸法公差に基づく所定範囲内に入る、すなわち、ねじ
山4aの高さが所定高さを維持する、エア吹出口5aの最大
進入深さを求め、その最大進入深さを有効ねじ深さLと
する。
In the next step 28, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 in response to a signal from the personal computer 10, so that the screw tracing stylus 5 is designed, as shown in FIG. after entering the two pitches position deeper than the value L d, from the position, for example, it is moved to the retracted direction to one pitch position shallower than the design value L d, the pressure during its movement - voltage converter As shown in FIG. 9, the personal computer 10 checks the voltage change corresponding to the change in the distance between the air outlet 5a and the screw thread 4a, which is continuously output by the personal computer 10, and the air outlet 5a and the screw thread The distance between the root and the root of 4a falls within a predetermined range based on the dimensional tolerance with respect to the distance based on which the root diameter D was previously obtained, that is, the height of the thread 4a maintains the predetermined height. Find the maximum penetration depth of exit 5a and The depth and effective thread depth L.

【0023】そして最後のステップ29では、上記A点お
よびB点でのねじ山4aの頂点位置間もしくは谷底位置間
の中点を求める。かかる中点が、ねじ孔4の中心線Ch
の位置、すなわちねじ孔4の孔位置となる。
In the last step 29, a midpoint between the apex position or the valley bottom position of the thread 4a at the points A and B is obtained. Such midpoint, the threaded hole 4 centerline C h
, That is, the hole position of the screw hole 4.

【0024】従って、この実施例の装置によれば、ワー
クのねじ孔4の、内径d、谷径D、有効ねじ深さLおよ
び孔位置を、エア吹出口5aとねじ山4aとの間の距離の変
化に基づき自動計測することができるので、それらの計
測を全て定量的に行うことができるとともに、その計測
に要する工数を削減することができる。またこの装置に
よれば、三次元測定機を用いず通常のNC工作機械を利
用して計測ができるので、ワーク加工ライン上での計測
を行うことができるとともに、計測時のワークのセット
に要する工数を削減することができる。
Therefore, according to the apparatus of this embodiment, the inner diameter d, the root diameter D, the effective screw depth L, and the hole position of the screw hole 4 of the work are determined between the air outlet 5a and the screw thread 4a. Since automatic measurement can be performed based on a change in distance, all of those measurements can be performed quantitatively, and the number of steps required for the measurement can be reduced. Further, according to this apparatus, since measurement can be performed using a normal NC machine tool without using a three-dimensional measuring machine, measurement can be performed on a work processing line, and it is necessary to set a work at the time of measurement. Man-hours can be reduced.

【0025】図11は、この発明の第2のねじ孔計測装置
の一実施例を示す構成図であり、図中図1に示すと同様
の部分は、それと同一の符号にて示す。すなわちこの実
施例の装置も、ワークのねじ孔4の各種寸法と孔位置と
を計測するためのものであって、エア吹出口5aを側面に
持つねじ測定子5と、そのねじ測定子5を三次元方向へ
任意の位置に移動させ得るとともにその中心線Cd 周り
に任意の角度に回転させ得る、ねじ測定子移動手段とし
ての、例えば通常のNC工作機械の工具移動機構からな
る三次元移動機構6と、工場のエアライン等の加圧エア
供給源7から供給される加圧エアを適当に調整してねじ
測定子5のエア吹出口5aへ供給する加圧エア調整回路8
と、その加圧エア調整回路8とエア吹出口5aとの間に介
挿され、エア吹出口5aへ供給される加圧エアの背圧の変
化を電圧の変化に変換して出力する、距離計測手段とし
ての圧力−電圧変換器9と、圧力−電圧変換器9の出力
電圧をデジタル値に変換してその値に基づきねじ孔の各
種寸法計測を行う、中心位置計測手段およびねじ寸法計
測手段としての通常のパーソナルコンピュータ(パソコ
ン)10と、そのパーソナルコンピュータ10からの信号に
基づき上記三次元移動機構6の作動を数値制御する、例
えば上記NC工作機械の、通常のマイクロコンピュータ
を持つコントローラ11と、を具えるとともに、さらに上
記ねじ測定子5と三次元移動機構6との間に、ねじ測定
子5がねじ山4aに接触したことを検知する、接触検出手
段としてのプローブ装置14を具えてなる。
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the second screw hole measuring device of the present invention. In the drawing, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, the apparatus of this embodiment is also for measuring various dimensions and hole positions of the screw hole 4 of the work. The screw measuring element 5 having the air outlet 5a on the side and the screw measuring element 5 are used. together may be moved to an arbitrary position to the three-dimensional directions can be rotated to any angle to the center line C d around, as the screw feeler moving means, for example, the three-dimensional movement comprising a conventional NC machine tool moving mechanism A mechanism 6 and a pressurized air adjusting circuit 8 for appropriately adjusting pressurized air supplied from a pressurized air supply source 7 such as an air line of a factory and supplying the pressurized air to an air outlet 5a of the screw gauge 5
A distance which is interposed between the pressurized air adjusting circuit 8 and the air outlet 5a, converts a change in back pressure of pressurized air supplied to the air outlet 5a into a change in voltage, and outputs the voltage. A pressure-voltage converter 9 as a measuring means, and a center position measuring means and a screw dimension measuring means for converting an output voltage of the pressure-voltage converter 9 into a digital value and measuring various dimensions of a screw hole based on the value. A general personal computer (personal computer) 10 and a controller 11 for controlling the operation of the three-dimensional moving mechanism 6 based on signals from the personal computer 10, for example, the NC machine tool having a normal microcomputer. And a probe device as contact detection means for detecting that the screw probe 5 has come into contact with the thread 4a between the screw probe 5 and the three-dimensional moving mechanism 6. Become comprises a 14.

【0026】ここで上記プローブ装置14は、上記三次元
移動機構6に装着され、ねじ測定子5がねじ山4aに接触
して該装置14に対し相対的に平行移動あるいは傾動する
ことを許容するとともに、その接触がなくなればねじ測
定子5を該装置14に対し所定の原位置に復帰させるよう
に、既知の支持機構によって上記ねじ測定子5を弾性的
に支持し、そして、ねじ測定子5がねじ山4aに接触した
ことを、その支持機構の作動を検出する圧電素子等によ
り検知し、あるいはねじ測定子5とねじ山4aとの電気的
導通から検知して、パーソナルコンピュータ10にその旨
の信号を出力する。また、ねじ測定子5は回転するもの
の、その回転角は最大でも360 度であるので、ねじ測定
子5のエア吹出口5aと上記回路9bとの間は、ねじ測定子
5の360度の回転を許容しつつエア回路を接続する、適
当な長さの図示しないエア用ホースによって接続されて
いる。
Here, the probe device 14 is mounted on the three-dimensional moving mechanism 6, and allows the screw tracing stylus 5 to move in parallel or tilt relative to the device 14 by contacting the screw thread 4a. At the same time, the screw measuring element 5 is elastically supported by a known support mechanism so that the screw measuring element 5 is returned to a predetermined home position with respect to the device 14 when the contact is lost. Contact with the thread 4a is detected by a piezoelectric element or the like that detects the operation of the supporting mechanism, or is detected from the electrical continuity between the thread gauge 5 and the thread 4a. The signal of is output. Further, although the screw measuring element 5 rotates, its rotation angle is at most 360 degrees, so that the screw measuring element 5 rotates 360 degrees between the air outlet 5a of the screw measuring element 5 and the circuit 9b. Are connected by an air hose (not shown) of an appropriate length which connects the air circuit while permitting the air flow.

【0027】かかる装置を用いて、ワークの、一つある
いは複数のねじ孔4の計測を行うに際しては、パーソナ
ルコンピュータ10にあらかじめ入力した、図12に示す手
順を実行する。すなわちここでは、ワークを所定位置に
位置させた後、先ず、ステップ31で、例えばあらかじめ
与えたデータに基づくパーソナルコンピュータ10からの
信号により、コントローラ11で三次元移動機構6を作動
させて、ねじ測定子5を、ねじ孔4に対向し、そのねじ
孔4の中心線Ch とねじ測定子5の中心線Cdとが概略
一致する位置に移動させ、その位置から、図13(a)に
示すように、ねじ測定子5を前進させて、ねじ孔4内の
ねじ山4aと干渉させずにねじ孔4内へ、その入口から若
干入った位置まで挿入する。
When measuring one or a plurality of screw holes 4 of a work using such an apparatus, the procedure shown in FIG. That is, here, after the work is positioned at a predetermined position, first, in step 31, the controller 11 activates the three-dimensional moving mechanism 6 by a signal from the personal computer 10 based on, for example, data given in advance, and performs the screw measurement. child 5, opposed to the screw hole 4, is moved to a position where the center line C d of the center line C h and screw gauge head 5 of the screw hole 4 is roughly aligned, from the position, in FIG. 13 (a) As shown, the screw tracing stylus 5 is advanced and inserted into the screw hole 4 to a position slightly inserted from the entrance thereof without interfering with the screw thread 4a in the screw hole 4.

【0028】次いでここではステップ32で、パーソナル
コンピュータ10からの信号により、コントローラ11で三
次元移動機構6を作動させて、ねじ測定子5を、図13
(b)に示す如く、ねじ孔4内で、ねじ孔の中心位置を
特定し得る複数方向、すなわちここではそのねじ孔の軸
線に直角で、かつ互いに直角な四方向へ移動させ、その
それぞれの移動中、プローブ装置14からの信号の有無を
パーソナルコンピュータ10で監視して、ねじ測定子5が
ねじ山4aと接触したことを示す信号をプローブ装置14が
出力したら直ちにねじ測定子5の移動を停止させ、パー
ソナルコンピュータ10で、応答時間分の移動を補正した
ねじ測定子5のねじ山4aとの接触時の位置を上記四方向
についてそれぞれ求めて、それらの位置にあるねじ測定
子5の外周面が内接する円の中心位置を演算することに
より、ねじ孔4の中心位置を求め、それが所定公差内に
あるか否かを調べて、中心位置の合否判断を行う。
Next, in step 32, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 according to a signal from the personal computer 10, and the screw stylus 5 is moved to the position shown in FIG.
As shown in (b), the screw hole 4 is moved in a plurality of directions in which the center position of the screw hole can be specified, that is, in four directions perpendicular to the axis of the screw hole and perpendicular to each other. During the movement, the presence or absence of a signal from the probe device 14 is monitored by the personal computer 10, and as soon as the probe device 14 outputs a signal indicating that the screw probe 5 has come into contact with the thread 4a, the screw probe 5 is moved. After stopping, the personal computer 10 obtains the positions of the screw tracing stylus 5 that have been corrected for the movement of the response time at the time of contact with the screw thread 4a in the above four directions, respectively. The center position of the screw hole 4 is obtained by calculating the center position of the circle inscribed by the surface, and it is checked whether or not the center position is within a predetermined tolerance to determine whether or not the center position is acceptable.

【0029】次いでここではステップ33で、パーソナル
コンピュータ10からの信号により、コントローラ11で三
次元移動機構6を作動させて、ねじ測定子5を、図14
(a)および(b)に示す如く、一旦上記ねじ孔中心位
置に移動させた後、続くステップ34で、パーソナルコン
ピュータ10からの信号により、コントローラ11で三次元
移動機構6を作動させて、ねじ測定子5を、図15(b)
に示す如く、そのエア吹出口5aが向いているエア吹出し
方向へ、当該ねじ孔4の内径に対応してそのエア吹出口
5aとねじ山4aとが所定距離まで接近するまで移動させ、
その移動中、ねじ測定子5の暴走を防止するため、エア
吹出口5aからエアを吹き出させておいて、パーソナルコ
ンピュータ10で、圧力−電圧変換器9がエア圧から変換
した電圧を監視する。
Next, in step 33, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 in response to a signal from the personal computer 10, and the screw stylus 5 is moved to the position shown in FIG.
As shown in (a) and (b), after once moving to the screw hole center position, the controller 11 operates the three-dimensional moving mechanism 6 by a signal from the personal computer 10 in a subsequent step 34, Fig. 15 (b)
As shown in the figure, in the air blowing direction in which the air outlet 5a faces, the air outlet corresponds to the inner diameter of the screw hole 4.
Move until 5a and thread 4a approach to a predetermined distance,
During the movement, in order to prevent runaway of the screw gauge 5, air is blown out from the air outlet 5 a, and the personal computer 10 monitors the voltage converted from the air pressure by the pressure-voltage converter 9.

【0030】そして、上記移動中、ねじ測定子5のエア
吹出口5aがねじ山4aに接近し過ぎてエア圧が許容値を越
えた場合には、ステップ35からステップ36へ進み、ねじ
測定子5の移動を停止させて、接近し過ぎの原因を調査
し、その原因を除去した後、ねじ測定子5を再びねじ孔
中心位置に戻しステップ34へ復帰する。これにより、例
えば測定するねじ孔内径の設定ミスにより実際のねじ孔
の内径が設定した内径よりも小さかった場合や、ねじ山
に異物が付着していたりした場合に、上記移動によって
過度に干渉が生じてねじ測定子5やねじ山4aが破壊され
たりするのを有効に防止することができる。なお、ねじ
孔内径のチェックのみであれば、上記ステップ32で求め
たねじ測定子5のねじ山4aとの接触時の位置からねじ孔
内径を求めて行うこともできる。
If the air pressure exceeds the allowable value due to the air outlet 5a of the screw gauge 5 being too close to the thread 4a during the movement, the process proceeds from step 35 to step 36, After stopping the movement of 5 and investigating the cause of the excessive approach, removing the cause, the screw measuring element 5 is returned to the screw hole center position again, and the process returns to step 34. Thus, for example, when the actual inner diameter of the screw hole is smaller than the set inner diameter due to a mistake in setting the inner diameter of the screw hole to be measured, or when a foreign matter is attached to the screw thread, the above movement causes excessive interference. It is possible to effectively prevent the screw probe 5 and the screw thread 4a from being broken. If only the inside diameter of the screw hole is to be checked, the inside diameter of the screw hole can be obtained from the position at the time of contact with the thread 4a of the screw tracing stylus 5 determined in step 32.

【0031】この一方、上記移動中、エア圧が許容値を
越えなかった場合には、ステップ35からステップ37へ進
み、パーソナルコンピュータ10からの信号により、コン
トローラ11で三次元移動機構6を作動させて、ねじ測定
子5を、図15(a)中矢印で示す如く、タップ深さ方向
すなわち孔底方向へ移動させ、その移動中に、エア吹出
口5aからエアを吹き出させておいて、パーソナルコンピ
ュータ10で、圧力−電圧変換器9がエア圧から変換した
電圧を取り込み、その電圧の変化状態を記録する。これ
により一回目のねじ孔測定が行われ、次いでここではス
テップ38で、パーソナルコンピュータ10からの信号によ
り、コントローラ11で三次元移動機構6を作動させて、
ねじ測定子5を、上記ねじ孔中心位置に戻し、その位置
で中心線Cd 周りに180 度反転させる。
On the other hand, if the air pressure does not exceed the allowable value during the movement, the process proceeds from step 35 to step 37, where the controller 11 activates the three-dimensional moving mechanism 6 by the signal from the personal computer 10. Then, as shown by the arrow in FIG. 15 (a), the screw tracing stylus 5 is moved in the tap depth direction, that is, in the hole bottom direction, and air is blown out from the air outlet 5a during the movement. The computer 10 takes in the voltage converted from the air pressure by the pressure-voltage converter 9 and records the change state of the voltage. As a result, the first screw hole measurement is performed, and then, in step 38, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 by a signal from the personal computer 10,
The screw measuring element 5, back into the screw hole center position, 180 degrees to invert the center line C d around at that position.

【0032】そしてその後は、図16(b)に示す如く、
上記ステップ34〜36と同様にしてねじ測定子5の暴走を
防止しつつねじ測定子5をエア吹出し方向へ、当該ねじ
孔4の内径に対応してそのエア吹出口5aとねじ山4aとが
所定距離まで接近するまで移動させ、次いでステップ42
で、上記ステップ37と同様にしてねじ測定子5を、図16
(a)中矢印で示す如く、ねじ孔入口方向へ移動させ、
その移動中に、エア吹出口5aからエアを吹き出させてお
いて、パーソナルコンピュータ10で、圧力−電圧変換器
9がエア圧から変換した電圧を取り込み、その電圧の変
化状態を記録する。これにより二回目のねじ孔測定が行
われ、次いでここでは、ステップ43で、パーソナルコン
ピュータ10からの信号により、コントローラ11で三次元
移動機構6を作動させて、ねじ測定子5をねじ孔4の外
へ移動させるとともに、上記二回のねじ孔測定で得た電
圧の変化状態のデータをパーソナルコンピュータ10で、
別途求めたねじ山とエア吹出口5aとの距離と電圧との関
係を示すグラフあるいは関係表と比較して、上記二回の
測定データの例えば平均値に基づき、そのねじ孔4の実
際の有効径および有効ねじ深さを求め、それらを設定値
と比較して、ねじ孔4の寸法の合否判定を行う。
Thereafter, as shown in FIG.
In the same manner as in steps 34 to 36 described above, while preventing runaway of the screw stylus 5, the screw stylus 5 is moved in the air blowing direction so that the air outlet 5 a and the thread 4 a correspond to the inner diameter of the screw hole 4. Move until it approaches the predetermined distance, then step 42
Then, in the same manner as in the above step 37, the screw tracing stylus 5 is
(A) As shown by the middle arrow, move in the direction of the screw hole entrance,
During the movement, air is blown out from the air outlet 5a, and the personal computer 10 takes in the voltage converted from the air pressure by the pressure-voltage converter 9 and records the change state of the voltage. Thereby, the second screw hole measurement is performed. Then, in step 43, the three-dimensional moving mechanism 6 is operated by the controller 11 by the signal from the personal computer 10 so that the screw measuring element 5 is connected to the screw hole 4. While moving outside, the data of the voltage change state obtained by the two screw hole measurements is
Compared with a graph or a relation table showing the relationship between the distance between the screw thread and the air outlet 5a and the voltage, which were separately obtained, based on, for example, the average value of the above two measurement data, the actual effectiveness of the screw hole 4 The diameter and the effective screw depth are obtained, and these are compared with the set values to determine whether or not the size of the screw hole 4 is acceptable.

【0033】従って、この実施例の装置によっても、ワ
ークのねじ孔4の、有効径、有効ねじ深さおよび孔位置
を、エア吹出口5aとねじ山4aとの間の距離の変化に基づ
き自動計測することができることから、それらの計測を
全て定量的に行うことができるとともに、その計測に要
する工数を削減することができ、また、三次元測定機を
用いず通常のNC工作機械を利用して計測ができること
から、ワーク加工ライン上での計測を行うことができる
とともに、計測時のワークのセットに要する工数を削減
することができる。
Therefore, according to the apparatus of this embodiment, the effective diameter, effective screw depth and hole position of the screw hole 4 of the work are automatically determined based on the change in the distance between the air outlet 5a and the screw thread 4a. Since it can be measured, all of those measurements can be performed quantitatively, the man-hours required for the measurement can be reduced, and a normal NC machine tool can be used without using a three-dimensional measuring machine. Measurement can be performed on the work processing line, and the number of steps required for setting the work at the time of measurement can be reduced.

【0034】さらに図17は、多軸切削工具を持つ加工ヘ
ッドを複数取り付け得るNCタレットマシンを用いて複
数のタップ孔の同時計測を行い得るようにした、この発
明の第1の装置の他の実施例としての多軸タップ孔計測
装置を示しており、図中先に述べた実施例と同様の部分
はそれと同一の符号にて示す。
FIG. 17 shows another embodiment of the first apparatus of the present invention, in which a plurality of tap holes can be simultaneously measured by using an NC turret machine capable of mounting a plurality of machining heads having a multi-axis cutting tool. The figure shows a multi-axis tap hole measuring apparatus as an embodiment, and the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0035】この装置の基幹部となるNCタレットマシ
ンは、タレットヘッド49と、タレットヘッド割り出し駆
動ユニット50と、フィードユニット51とを具えてなり、
ここで、タレットヘッド49は、最大四つの加工ヘッドを
取り付け可能なヘッド取り付け面を有し、割り出し回動
されて、図17では左方の、加工のための所定割り出し位
置にそれらの加工ヘッドの一つを位置させるとともに、
その割り出し位置に位置させた加工ヘッドに装着された
複数本の工具を同時に回転駆動し、またタレットヘッド
割り出し駆動ユニット50は、そのタレットヘッド49を上
記の如く割り出し回動させ、そしてフィードユニット51
は、そのタレットヘッド割り出し駆動ユニット50をタレ
ットヘッド49と共に互いに直角なX,Y,Z軸の方向へ
移動させて、上記所定割り出し位置に位置した加工ヘッ
ドの工具の位置決めと切削送りとを行う。
An NC turret machine serving as a backbone of this apparatus comprises a turret head 49, a turret head indexing drive unit 50, and a feed unit 51.
Here, the turret head 49 has a head mounting surface on which up to four processing heads can be mounted, is indexed and rotated, and is located at a predetermined indexing position for processing on the left side in FIG. Position one,
The plurality of tools mounted on the processing head positioned at the indexing position are simultaneously rotated and driven, and the turret head indexing drive unit 50 indexes and rotates the turret head 49 as described above, and the feed unit 51
Moves the turret head indexing drive unit 50 together with the turret head 49 in the directions of the X, Y, and Z axes perpendicular to each other to perform the positioning and cutting feed of the tool of the machining head located at the predetermined indexing position.

【0036】この実施例では、かかるNCタレットマシ
ンを用いて、複数のタップ孔の同時加工と、それらの孔
内の洗浄およびエアブローと、それらのタップ孔の検査
とを同一の工程で行うため、上記タレットヘッド49のヘ
ッド取り付け面に、ドリルヘッド52と、タップヘッド53
と、洗浄・エアブローヘッド54との三種類の加工ヘッド
が取り付けられるとともに、それらの加工ヘッドと同様
の回転伝達構造を持つ測定ヘッド55が取り付けられてい
る。
In this embodiment, using such an NC turret machine, simultaneous processing of a plurality of tap holes, cleaning and air blowing in those holes, and inspection of the tap holes are performed in the same process. On the head mounting surface of the turret head 49, a drill head 52 and a tap head 53
And a cleaning / air blow head 54, and a measuring head 55 having a rotation transmitting structure similar to those processing heads.

【0037】図18は、上記測定ヘッド55の内部構造を示
すとともにこの実施例の装置の制御系を示す説明図であ
り、測定ヘッド55のヘッド本体は、フロントカバー56、
センターケース57およびリヤケース58にて構成されてい
て、複数本のスピンドル59と一本の被駆動軸60とを回転
自在に支持しており、それらのスピンドル59は被駆動軸
60に、歯車伝動機構61を介して駆動結合し、その被駆動
軸60は、測定ヘッド55が上記所定割り出し位置に位置す
ると、主軸カップリング62を介し、タレットヘッド49内
の主軸駆動モータ63によって回転駆動される主軸64に駆
動結合される。なお、その主軸駆動モータ63は、パーソ
ナルコンピュータ10に接続されたコントローラ11によっ
てその作動を制御され、コントローラ11は、上記フィー
ドユニット51のX軸モータ、Y軸モータおよびZ軸モー
タの作動も制御する。
FIG. 18 is an explanatory view showing the internal structure of the measuring head 55 and a control system of the apparatus of this embodiment. The head body of the measuring head 55 is composed of a front cover 56,
It is composed of a center case 57 and a rear case 58, and rotatably supports a plurality of spindles 59 and one driven shaft 60, and these spindles 59 are driven shafts.
When the measuring head 55 is located at the predetermined indexing position, the driven shaft 60 is driven by the main shaft drive motor 63 in the turret head 49 via the main shaft coupling 62 when the measuring head 55 is located at the predetermined indexing position. It is drive-coupled to a main shaft 64 that is driven to rotate. The operation of the spindle drive motor 63 is controlled by a controller 11 connected to the personal computer 10, and the controller 11 also controls the operations of the X-axis motor, the Y-axis motor, and the Z-axis motor of the feed unit 51. .

【0038】上記各スピンドル59内には、ロッド65が進
退移動可能に、かつスピンドル59と一体的に回転するよ
うに収容されており、各ロッド65は、スプリング66によ
り前進方向へ常時付勢されるとともに、キャップ67によ
りつスピンドル59内からの抜け出しを防止され、さらに
その内部に先端まで至るエア通路が形成されている。そ
してそのロッド65の先端部には、図19に示すように、エ
ア吹出口5aを先端部に横向きに持つねじ測定子5が装着
されており、各ねじ測定子5へスピンドル59内のロッド
65を介し計測用の加圧エアを個別に供給するため測定ヘ
ッド55のセンターケース57内には、ロータリージョイン
ト(ロータリー式カプラ)機構68が形成され、そのロー
タリージョイント機構68への加圧エア調整回路8からの
加圧エアの供給は、カップリング装置69を介して行うこ
とができる。
A rod 65 is accommodated in each of the spindles 59 so as to be able to move forward and backward and to rotate integrally with the spindle 59. Each rod 65 is constantly urged in the forward direction by a spring 66. In addition, the cap 67 prevents the spindle 59 from slipping out of the spindle 59, and further has an air passage extending to the tip inside the spindle 59. As shown in FIG. 19, a screw measuring element 5 having an air outlet 5a at the end thereof is mounted on the distal end of the rod 65, and a rod in the spindle 59 is attached to each screw measuring element 5.
A rotary joint (rotary coupler) mechanism 68 is formed in the center case 57 of the measuring head 55 to individually supply pressurized air for measurement via 65, and pressurized air adjustment to the rotary joint mechanism 68 is performed. The supply of pressurized air from the circuit 8 can be performed via a coupling device 69.

【0039】このカップリング装置69は、図20および図
21に示すように、各加工ヘッド52〜54および測定ヘッド
55の側面にそれぞれ固定されたカップリングマニホール
ド70と、タレットヘッド割り出し駆動ユニット50に進退
移動可能に設けられてシリンダ71により進退駆動される
ニップルマニホールド72とを具え、そのニップルマニホ
ールド72は前進時に、上記所定割り出し位置に位置した
いずれかのヘッド52〜55のカップリングマニホールド70
に嵌合することができ、ここで、各カップリングマニホ
ールド70には、それに対応するヘッドで必要とする流
体、すなわちドリルヘッド52およびタップヘッド53では
冷却用切削油およびエアカーテン用エア、洗浄・エアブ
ローヘッド54では洗浄用切削油およびエアブロー用エ
ア、そして測定ヘッド55では計測用加圧エアの供給のた
めのポートだけが設けられ、一方、ニップルマニホール
ド72には、それに嵌合した各ヘッド52〜55へそれぞれの
流体を供給するために、エアカーテンポート72a, 切削
油ポート72b, エアブローポート72c および計測用加圧
エアポート72d がそれぞれ設けられており、それらのポ
ート72a 〜72d は、ホース73を介して上記加圧エア調整
回路8や図示しない切削油供給源等に接続されている。
FIG. 20 and FIG.
21, each processing head 52-54 and measuring head
The turret head indexing drive unit 50 includes a coupling manifold 70 fixed to the side surface of the turret head indexing drive unit 50 and a nipple manifold 72 driven by a cylinder 71, the nipple manifold 72 moving forward. The coupling manifold 70 of any of the heads 52 to 55 located at the predetermined indexing position
Here, each coupling manifold 70 is provided with a fluid required by a corresponding head, that is, a cutting oil for cooling and air for an air curtain in a drill head 52 and a tap head 53, and cleaning / cleaning. The air blow head 54 is provided only with a port for supplying cutting oil for cleaning and air blow, and the measurement head 55 is provided only with a port for supplying pressurized air for measurement, while the nipple manifold 72 has respective heads 52 to An air curtain port 72a, a cutting oil port 72b, an air blow port 72c, and a measurement pressurized air port 72d are provided to supply the respective fluids to the 55, and these ports 72a to 72d are connected via a hose 73. Connected to the pressurized air adjustment circuit 8 and a cutting oil supply source (not shown).

【0040】かかる装置によれば、前記第1の装置の先
に記した実施例についての図3に示すフローチャーと同
様の手順によって、図19に示すように、水平方向へ延在
するタップ孔4の中心位置、径方向寸法および有効ねじ
深さの計測を、複数のタップ孔4について同時に行い得
て、それらのタップ孔の計測時間を、一本づつ計測する
場合に比べて大幅に削減することができ、またタップ孔
の加工・エア洗浄と検査とを同一の工程で行うことがで
きるので、加工ステーション毎の品質管理を行い得て、
月産10,000台程度の多量生産ラインにおいて特に有効な
生産システムを構築することができる。
According to such an apparatus, the tap holes extending in the horizontal direction as shown in FIG. 19 are obtained by the same procedure as that of the flow chart shown in FIG. 3 for the above-mentioned embodiment of the first apparatus. Measurement of the center position, radial dimension and effective screw depth of 4 can be performed simultaneously for a plurality of tap holes 4, and the measurement time of those tap holes is greatly reduced as compared with the case of measuring one by one. Since the tap hole processing, air cleaning and inspection can be performed in the same process, quality control can be performed for each processing station.
A particularly effective production system can be constructed for a mass production line of about 10,000 units per month.

【0041】なお、上記ロッド65をスピンドル59内に進
退移動可能に収容するとともにスプリング66で常時付勢
したのは、計測するタップ孔に破損した切削工具や切粉
等の異物が詰まっていたり、タップ孔の加工位置に大幅
なズレが生じていたりする加工不良があって、送り移動
中のねじ測定子5がそれらの異物や孔の周辺部に当接し
た場合に、ねじ測定子5が後退し得るようにするためで
あり、これによりねじ測定子5は、上記の如き加工不良
から保護されている。そしてここではさらに、それらの
加工不良を検出するため、各ロッド65の後端部に検出用
ドック74が設けられるとともに、測定ヘッド55のヘッド
本体に、各ねじ測定子5の後退によるロッド65ひいては
検出用ドック74の後退を検出するセンサ75が固定されて
おり、それらのセンサ75が出力する後退信号は、無接点
式多点電送器76を介して上記パーソナルコンピュータ10
に入力される。従ってこの装置によれば、切削工具の破
損や切粉等によるタップ孔の詰まり、大幅な孔位置のズ
レ等の加工不良を、それらからねじ測定子5を保護しつ
つ、自動的に検出することもできる。
The rod 65 is accommodated in the spindle 59 so as to be able to move forward and backward, and is always urged by the spring 66 because the tap hole to be measured is clogged with a damaged cutting tool or foreign matter such as cutting chips. When there is a processing defect such as a large deviation in the processing position of the tapped hole, and the screw stylus 5 in contact with the foreign matter or the hole during the feed movement is retracted, the screw stylus 5 is retracted. In this way, the thread gauge 5 is protected from the above-mentioned processing failure. Further, here, in order to detect these processing defects, a detection dock 74 is provided at the rear end of each rod 65, and the rod 65 by retracting each screw measuring element 5 is attached to the head main body of the measuring head 55. A sensor 75 for detecting the retreat of the detection dock 74 is fixed, and the retreat signal output from the sensor 75 is transmitted to the personal computer 10 via a non-contact multipoint transmitter 76.
Is input to Therefore, according to this apparatus, it is possible to automatically detect processing defects such as breakage of a cutting tool, clogging of a tap hole due to cutting chips, and a large displacement of a hole position, while protecting the screw measuring element 5 therefrom. Can also.

【0042】図22は、生産設備の検査工程に適用した、
この発明の第1および第2の装置の応用例を示すもので
あり、ここではねじ測定子5が、後述するコンタリング
送りを行い得るNCマシン81に、前記第1の装置に対応
して直接的に、あるいは前記第2の装置に対応してワー
クとの接触を検知し得るようなセンサを介して装着され
て、図23(a)に示す鋳造粗材の孔内の鋳物巣や割れや
異物、同図(b)に示すスプラインやセレーションやス
ナップリング溝等の孔形状、同図(c)に示すベアリン
グのローラやボールの欠品、同図(d)に示すバルブシ
ートやベアリングアウタレースの着座不良、同図(e)
に示す交差孔のバリ等の検査に用いられる。
FIG. 22 shows a case where the present invention is applied to an inspection process of a production facility.
This shows an application example of the first and second devices of the present invention. In this example, the screw measuring element 5 is directly connected to an NC machine 81 capable of performing contouring feed described later in correspondence with the first device. 23 or is mounted via a sensor capable of detecting contact with a workpiece corresponding to the second device, and a casting cavity, a crack or the like in a hole of a casting coarse material shown in FIG. Foreign matter, hole shapes such as splines, serrations, and snap ring grooves shown in FIG. 4B, missing rollers and balls of the bearing shown in FIG. 4C, valve seats and bearing outer races shown in FIG. (E)
It is used for inspection of burrs and the like of the intersection holes shown in FIG.

【0043】具体的には、NCマシン81の所定位置に検
査対象ワーク82が位置決め固定された後、図22中に仮想
線で示すとともに図24に示すように、ねじ測定子5が移
動されてその検査対象ワーク82の孔82a 内に挿入され、
その孔82a 内でねじ測定子5がコンタリング送りされ
る。すなわちねじ測定子5は、図24中実線の矢印で示す
如く、それ自身の中心線Cd 周りに自転すると同時に、
図24中破線の矢印で示す如く、孔82a の中心線Ch 周り
に公転しつつ前方へ進んで、そのエア吹出口5aをあたか
もねじ山をなぞらせるように常に孔82a の内壁面に対向
させつつ好ましくは1〜2mm程度のピッチで螺旋状に移
動させる。かかる方法によれば、ねじ測定子5で、孔82
a の内側を隈なく走査することができるので、例えばそ
こに巣や割れや異物等があれば、それらを図25に示すよ
うに計測用加圧エアの背圧の変化として自動的に検出す
ることができ、しかもそれら巣や割れや異物等の大きさ
も検出することができ、また上述したスプラインやセレ
ーション、スナップリング溝等の孔形状、ベアリングの
ローラやボールの欠品、バルブシートやベアリングアウ
タレースの着座不良、交差孔のバリ等も、自動的にかつ
容易に検出することができる。
More specifically, after the work 82 to be inspected is positioned and fixed at a predetermined position of the NC machine 81, as shown in phantom lines in FIG. 22 and as shown in FIG. It is inserted into the hole 82a of the work 82 to be inspected,
In the hole 82a, the screw measuring element 5 is fed by contouring. That screw gauge head 5, as indicated by arrows in solid line in FIG. 24, when rotation in its own centerline C d around the same time,
As indicated by arrows in broken line in FIG. 24, proceed forward while revolving the center line C h around the hole 82a, facing the air-blowing outlet 5a though the inner wall surface of the always-hole 82a so as to traced threads While moving, it is preferably moved spirally at a pitch of about 1 to 2 mm. According to this method, the screw probe 5 is used to
Since it is possible to scan the inside of a completely, for example, if there are nests, cracks, foreign matter, etc., they are automatically detected as a change in the back pressure of the measurement air as shown in FIG. It can also detect the size of such nests, cracks, foreign matter, etc., and the hole shapes such as the above-mentioned splines, serrations, snap ring grooves, missing rollers and balls of bearings, valve seats and bearing outers. Poor seating of races, burrs at intersection holes, etc. can also be detected automatically and easily.

【0044】なお、好ましくはエア吹出口5aの内径を1
〜2mmとし、孔82a の内壁面とエア吹出口5aとの隙間を
0.1 〜0.2mm とし、加圧エアの圧力を0.2 〜0.5kg/cm2
とすれば、巣や割れや異物等を10μ程度の高い感度で検
出することができる。
Preferably, the inner diameter of the air outlet 5a is set to 1
And a gap between the inner wall surface of the hole 82a and the air outlet 5a.
0.1 to 0.2 mm and pressurized air pressure is 0.2 to 0.5 kg / cm 2
Then, nests, cracks, foreign matter, and the like can be detected with a high sensitivity of about 10 μm.

【0045】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、図3中
のステップ23で、最小電圧を示す向きすなわち距離が最
長になる向きを捜しても良く、またステップ29での孔位
置を求める処理を、ステップ26までの手順でねじ山4aの
周方向に互いに対向するA点およびB点でのねじ山4aの
頂点位置もしくは谷底位置が求まった後、ステップ27や
ステップ28よりも先に行っても良い。そして、上記図示
例ではねじ測定子をその中心線が垂直方向または水平方
向へ延在する姿勢に配置して上向きのまたは横向きのね
じ孔の計測を行っているが、ねじ測定子をその中心線が
斜め方向に延在する姿勢に配置して、斜め向きのねじ孔
の計測を行っても良い。
Although the present invention has been described based on the illustrated example, the present invention is not limited to the above example. For example, in step 23 in FIG. 3, the direction indicating the minimum voltage, that is, the direction in which the distance is the longest is determined. The process of obtaining the hole position in step 29 may be performed by the procedure up to step 26 in which the vertex position or the root position of the thread 4a at the points A and B facing each other in the circumferential direction of the thread 4a is determined. After it is determined, it may be performed before step 27 or step 28. In the illustrated example, the screw measuring element is arranged in such a position that its center line extends in the vertical or horizontal direction to measure upward or horizontal screw holes. May be arranged in a posture extending in an oblique direction, and the oblique screw holes may be measured.

【0046】[0046]

【発明の効果】かくしてこの発明のねじ孔計測装置によ
れば、ワークのねじ孔の径方向寸法、有効ねじ深さおよ
び孔位置を、エア吹出口と前記ねじ山との間の距離の変
化に基づき、あるいはそれと、ねじ山と接触したねじ測
定子の位置とに基づき、自動計測することができるの
で、それらの計測を全て定量的に行い得るとともにその
計測に要する工数を削減することができる。また、この
装置によれば、三次元測定機を用いずに計測ができるの
で、ライン上での計測を行い得るとともに計測時のワー
クのセットに要する工数を削減することができる。
As described above, according to the screw hole measuring device of the present invention, the radial dimension, effective screw depth and hole position of the screw hole of the work can be changed by changing the distance between the air outlet and the screw thread. Automatic measurement can be performed based on or based on the position of the thread measuring element in contact with the thread, so that all of those measurements can be performed quantitatively and the number of steps required for the measurement can be reduced. Further, according to this apparatus, since measurement can be performed without using a three-dimensional measuring machine, measurement can be performed on a line, and the number of steps required for setting a work at the time of measurement can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1のねじ孔計測装置の一実施例を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a first screw hole measuring device of the present invention.

【図2】上記実施例の装置で用いる加圧エア調整回路と
圧力−電圧変換回路との具体的構成を例示する構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a specific configuration of a pressurized air adjustment circuit and a pressure-voltage conversion circuit used in the apparatus of the embodiment.

【図3】上記実施例の装置によるねじ孔計測の手順を示
すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of measuring a screw hole by the apparatus of the embodiment.

【図4】上記実施例の装置でねじ測定子をねじ孔に対向
する位置に移動させる方法の一例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a method of moving a screw measuring element to a position facing a screw hole in the apparatus of the embodiment.

【図5】上記実施例の装置でねじ測定子をねじ孔に対向
する位置に移動させる方法の他の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view showing another example of a method of moving a screw measuring element to a position facing a screw hole in the apparatus of the embodiment.

【図6】上記実施例の装置でねじ測定子をねじ孔に挿入
する際の異物検出方法の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a foreign matter detection method when a screw stylus is inserted into a screw hole in the apparatus of the embodiment.

【図7】(a)は、上記実施例の装置によりねじ測定子
をねじ孔内で進入させつつ一回転させる方法を示す説明
図であり、(b)は、その間に求まった距離に基づきそ
の距離が最短になる向きおよびねじ孔位置を調べる方法
を示す説明図である。
FIG. 7A is a diagram illustrating a method in which the screw measuring element is caused to make one rotation while entering a screw hole by the apparatus of the above embodiment, and FIG. 7B is a diagram illustrating the method based on a distance obtained therebetween. It is explanatory drawing which shows the direction in which a distance becomes the shortest, and the method of investigating a screw hole position.

【図8】上記実施例の装置によりねじ山の頂点と谷底の
位置を求める方法を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for obtaining the positions of the top and the bottom of a thread by using the apparatus of the above embodiment.

【図9】上記実施例の装置によりねじ測定子をねじ孔内
の入口から孔底付近まで進入させた場合に圧力−電圧変
換器が出力する電圧の変化状態を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a change state of a voltage output by the pressure-voltage converter when the screw tracing stylus is advanced from the entrance in the screw hole to the vicinity of the hole bottom by the apparatus of the above embodiment.

【図10】上記実施例の装置によりねじ孔の有効ねじ深
さを求める方法を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method for obtaining an effective screw depth of a screw hole by the device of the above embodiment.

【図11】この発明の第2のねじ孔計測装置の一実施例
を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing one embodiment of a second screw hole measuring device of the present invention.

【図12】上記実施例の装置によるねじ孔計測の手順を
示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for measuring a screw hole by the apparatus of the embodiment.

【図13】(a),(b)は、上記実施例の装置による
ねじ孔の中心位置の計測方法を示す断面図および正面図
である。
FIGS. 13A and 13B are a cross-sectional view and a front view showing a method of measuring the center position of a screw hole by the device of the above embodiment.

【図14】(a),(b)は、上記実施例の装置の、ね
じ孔寸法の計測開始状態を示す断面図および正面図であ
る。
FIGS. 14A and 14B are a cross-sectional view and a front view showing a state in which measurement of a screw hole size is started in the apparatus of the embodiment.

【図15】(a),(b)は、上記実施例の装置の、ね
じ孔寸法の一回目の計測中の状態を示す断面図および正
面図である。
FIGS. 15 (a) and (b) are a cross-sectional view and a front view showing the state of the apparatus of the above embodiment during the first measurement of the screw hole size.

【図16】(a),(b)は、上記実施例の装置の、ね
じ孔寸法の二回目の計測中の状態を示す断面図および正
面図である。
FIGS. 16A and 16B are a cross-sectional view and a front view showing a state during the second measurement of the screw hole size of the apparatus of the embodiment.

【図17】上記第1のねじ孔計測装置の他の実施例とし
ての多軸タップ孔計測装置を示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing a multi-axis tap hole measuring device as another embodiment of the first screw hole measuring device.

【図18】上記実施例の装置の測定ヘッドの内部構造を
示すとともにその装置の制御系を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an internal structure of a measuring head of the device of the embodiment and a control system of the device.

【図19】上記実施例の装置のスピンドル先端部および
ロッド先端部の構造を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a structure of a spindle tip and a rod tip of the device of the above embodiment.

【図20】上記実施例の装置の測定ヘッドおよびタレッ
トヘッド割り出し駆動ユニットの部分を示す正面図であ
る。
FIG. 20 is a front view showing a measuring head and a turret head indexing drive unit of the apparatus according to the embodiment.

【図21】上記実施例の装置のカップリング装置のニッ
プルマニホールド側を示す、図20の矢印A方向から見た
矢視図である。
FIG. 21 is a view showing the nipple manifold side of the coupling device of the device of the embodiment, viewed from the direction of arrow A in FIG. 20;

【図22】生産設備の検査工程に適用した上記第1およ
び第2の装置の応用例を示す説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an application example of the first and second apparatuses applied to an inspection process of a production facility.

【図23】(a)〜(e)は、上記応用例の適用対象を
示す説明図である。
FIGS. 23 (a) to (e) are explanatory diagrams showing an application target of the application example.

【図24】(a),(b)は、上記応用例における検査
対象ワークの孔内の検査方法を示す説明図である。
FIGS. 24A and 24B are explanatory diagrams showing a method of inspecting the inside of a hole of a workpiece to be inspected in the application example.

【図25】上記応用例における検査結果を示す説明図で
ある。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing an inspection result in the application example.

【図26】(a)は、従来のねじ孔計測方法のうち、ね
じ径と有効ねじ深さとの計測に用いる限界ねじゲージを
示す平面図であり、(b)は、従来のねじ孔計測方法の
うち、孔位置を計測する方法を示す説明図である。
FIG. 26A is a plan view showing a limit screw gauge used for measuring a screw diameter and an effective screw depth in a conventional screw hole measuring method, and FIG. 26B is a conventional screw hole measuring method. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of measuring a hole position among them.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 ねじ孔 4a ねじ山 5 ねじ測定子 5a エア吹出口 6 三次元移動機構 9 圧力−電圧変換器 10 パーソナルコンピュータ 11 コントローラ 14 プローブ装置 Reference Signs List 4 Screw hole 4a Screw thread 5 Screw gauge 5a Air outlet 6 Three-dimensional moving mechanism 9 Pressure-voltage converter 10 Personal computer 11 Controller 14 Probe device

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−10105(JP,A) 特開 平1−224608(JP,A) 特開 昭64−54209(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 13/00 - 13/24 Continuation of front page (56) References JP-A-2-10105 (JP, A) JP-A-1-224608 (JP, A) JP-A-64-54209 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) G01B 13/00-13/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被計測ねじ孔(4)内に挿入され、エア
吹出口(5a)から前記ねじ孔内のねじ山(4a)へ向けて
加圧エアを吹出すねじ測定子(5)と、 前記ねじ測定子を前記ねじ孔内に挿入してそのねじ孔内
で回転および進退移動させるねじ測定子移動手段(6)
と、 前記エア吹出口へ供給される加圧エアの背圧の変化に基
づき、前記エア吹出口と前記ねじ山との間の距離に対応
する信号を出力する距離計測手段(9)と、 前記ねじ測定子が前記ねじ孔内で前記エア吹出口を前記
ねじ山の螺旋に沿わせて移動させるように進退方向へ移
動しつつ一回転する間に求まった前記距離の変化に基づ
き、その距離が最短もしくは最長になる向きを調べ、そ
の向きおよびそれと反対の向きでの前記距離から前記ね
じ孔の中心位置を計測する中心位置計測手段(10)と、 前記ねじ測定子が前記ねじ孔内で進退方向へ移動する間
に求まった前記距離の変化に基づき、前記ねじ孔の内径
と、谷径と、有効ねじ深さとを計測するねじ寸法計測手
段(10)と、 を具えてなる、ねじ孔計測装置。
A screw probe (5) inserted into a screw hole (4) to be measured and blowing out pressurized air from an air outlet (5a) toward a screw thread (4a) in the screw hole; A screw-measuring element moving means (6) for inserting the screw-measuring element into the screw hole and rotating and moving back and forth in the screw hole;
A distance measuring means (9) for outputting a signal corresponding to a distance between the air outlet and the screw thread based on a change in back pressure of pressurized air supplied to the air outlet; The distance is determined based on a change in the distance obtained during one rotation while the screw probe moves in the reciprocating direction so as to move the air outlet in the screw hole along the spiral of the screw thread. A center position measuring means (10) for examining the shortest or longest direction and measuring the center position of the screw hole from the distance and the distance in the opposite direction; A screw hole measuring means (10) for measuring an inner diameter, a root diameter, and an effective screw depth of the screw hole based on the change in the distance obtained while moving in the direction. apparatus.
【請求項2】 被計測ねじ孔(4)内に挿入され、エア
吹出口(5a)から前記ねじ孔内のねじ山(4a)へ向けて
加圧エアを吹出すねじ測定子(5)と、 前記ねじ測定子を前記ねじ孔内に挿入してそのねじ孔内
で回転および進退移動させるねじ測定子移動手段(6)
と、 前記ねじ測定子と前記ねじ孔内のねじ山とが接触したこ
とを検知する接触検知手段(14)と、 前記エア吹出口へ供給される加圧エアの背圧の変化に基
づき、前記エア吹出口と前記ねじ山との間の距離に対応
する信号を出力する距離計測手段(9)と、 前記ねじ孔の周方向の複数位置で前記ねじ山に接触した
際の前記ねじ測定子の位置に基づき、前記ねじ孔の中心
位置を計測する中心位置計測手段(10)と、 前記ねじ測定子が前記ねじ孔内で進退方向へ移動する間
に求まった前記距離の変化に基づき、前記ねじ孔の径方
向寸法と、有効ねじ深さとを計測するねじ寸法計測手段
(10)と、 を具えてなる、ねじ孔計測装置。
2. A screw probe (5) inserted into a screw hole (4) to be measured and blowing out pressurized air from an air outlet (5a) toward a screw thread (4a) in the screw hole. A screw-measuring element moving means (6) for inserting the screw-measuring element into the screw hole and rotating and moving back and forth in the screw hole;
Contact detection means (14) for detecting that the screw measuring element and the screw thread in the screw hole are in contact with each other; and, based on a change in back pressure of pressurized air supplied to the air outlet, A distance measuring means (9) for outputting a signal corresponding to a distance between an air outlet and the screw thread; and a thread measuring element for contacting the screw thread at a plurality of circumferential positions of the screw hole. A center position measuring means (10) for measuring a center position of the screw hole based on a position, and the screw based on a change in the distance obtained while the screw probe moves in the forward and backward directions in the screw hole. A screw hole measuring device comprising: a screw size measuring means (10) for measuring a radial dimension of a hole and an effective screw depth.
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