JP3133464U - 測定精度検査治具および画像測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】画像測定機のＺ軸方向の測定精度を検査する際に、測定のばらつきを抑えることができ、測定の信頼性を向上させることができる測定精度検査治具を提供すること。
【解決手段】治具本体２１が載置ガラス１６の枠体１５に固定される固定部２２と、載置ガラス１６の上方に片持ち状態で支持される載置部２３とを備えているので、ブロックゲージ４１を載置部２３に載置した際に、その重量を枠体１５で受けることができ、ブロックゲージ４１の影響で載置ガラス１６が撓むことが防止される。従って、画像測定機１のＺ軸方向の測定精度を検査する際に、載置ガラス１６の撓みによる測定のばらつきを抑えることができ、検査の信頼性を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本考案は、測定精度検査治具および画像測定機に関し、詳しくは、ワークを載置する載置ガラスが枠体に支持されている画像測定機における測定精度検査治具、および、この測定精度検査治具を備えた画像測定機に関する。

従来、ＣＣＤカメラ等の撮像手段で被測定物（ワーク）を撮像して得られた画像からワークの輪郭形状等を測定する画像測定機が知られている。また、このような画像測定機が上下方向すなわちＺ軸方向の測定位置を正しく測定しているかどうかを検査するために、ブロックゲージを用いてＺ軸方向の測定位置を測定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の画像測定機における検査方法では、まず、ワークの載置ガラス上に基準ブロックとしてのブロックゲージを備えた校正用治具を載置する。そして、基準ブロックの上面にＣＣＤカメラを合焦させて、基準ブロック上面の高さ位置を基準点（ゼロ点）に設定する。さらに、この基準点からＺ軸方向の測定範囲の最大位置までの間において定められた数箇所の測定位置となるように、基準ブロックに別のブロックゲージをリンギングして、順次、Ｚ軸方向の測定位置を測定する。最後に、最初の基準ブロックだけを校正用治具に載置して、ゼロ点戻りを測定する。このようにして、画像測定機のＺ軸方向の測定精度が検査されていた。

特開２００７−７８６３５号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の検査方法では、ブロックゲージを備えた校正用治具を載置ガラス上に載置するので、載置ガラスがブロックゲージの重量で撓んでしまい、測定精度を正しく検査することができず、測定のばらつきが生じていた。
特に、リンギング時の負荷が載置ガラスに加わるため、載置ガラスの撓みによる影響が無視できない。

本考案の目的は、画像測定機のＺ軸方向の測定精度を検査する際に、測定のばらつきを抑えることができ、測定の信頼性を向上させることができる測定精度検査治具、および、この測定精度検査治具を備えた画像測定機を提供することである。

本考案の測定精度検査治具は、ワークを載置する載置ガラスが枠体に支持されている画像測定機における測定精度検査治具であって、治具本体を有し、この治具本体は、前記枠体に着脱可能に固定される固定部と、前記固定部が前記枠体に固定された状態で、前記載置ガラスの上方に配置されるとともにブロックゲージを載置可能な載置部とを備え、前記載置部に載置される前記ブロックゲージの重量が、前記固定部を介して前記枠体に支持され、前記ブロックゲージの重量による前記載置ガラスの撓みが防止可能に構成されていることを特徴とする。

本考案によれば、治具本体が載置ガラスの枠体に着脱可能な固定部を備えているので、測定精度を検査する際に、測定精度検査治具を画像測定機に適宜取り付けて、当該治具の載置部にブロックゲージを載置し、Ｚ軸方向の測定精度を検査することができる。
また、治具本体が枠体に固定される固定部と、載置ガラスの上方に配置される載置部とを備えているので、ブロックゲージを載置部に載置した際に、その重量を枠体で受けることができ、ブロックゲージの影響で載置ガラスが撓むことがなく、測定精度を正しく検査することができる。

また、所定の測定位置となるように複数のブロックゲージをリンギングする場合に、従来、リンギング時に発生するＺ軸方向の負荷が載置ガラス面に加わり、載置ガラスの撓みが生じてしまうことがあった。これに対して、本考案では、リンギング時の負荷を枠体が受けることができるので、載置ガラスの撓みの影響を防ぐこともできる。
以上のように、画像測定機のＺ軸方向の測定精度を検査する際に、載置ガラスの撓みによる測定のばらつきを抑えることができ、測定の信頼性を向上させることができる。

本考案の測定精度検査治具では、前記載置部には、前記固定部が前記枠体に固定された状態で、前記載置ガラスに対して進退可能な姿勢調整ねじが噛合されていることが好ましい。
本考案によれば、載置部に姿勢調整ねじが噛合されて、姿勢調整ねじが載置ガラスに対して進退可能に設けられているので、まず、姿勢調整ねじが載置ガラスを押圧しない状態にして、載置部に載置されたブロックゲージの上面の高さ位置をゼロ点に設定する。ゼロ点設定の後、姿勢調整ねじを回転させて載置ガラスに当接させて、ブロックゲージ上面の複数点を測定（面測定）する。そして、姿勢調整ねじを回転させながら、面測定を行い、ブロックゲージの水平調整をする。水平調整の後、所定の測定位置となるブロックゲージを用いて、順次、Ｚ軸方向の測定位置を測定する。
このように、測定精度の検査の際に、姿勢調整ねじによって、ブロックゲージの水平調整を容易に行うことができるので、測定のばらつきを一層抑えることができる。

本考案の測定精度検査治具では、前記載置部には、前記ブロックゲージを位置決めする複数の位置決めピンが当該載置部の表面から突出して嵌め込まれていることが好ましい。
この際、位置決めピンは、３本設けられ、３本のうちの２本は前記ブロックゲージの一側面を位置決めし、残る１本は前記ブロックゲージの一側面に隣接する他の一側面を位置決めすることが好ましい。

本考案によれば、複数の位置決めピンが載置部の表面から突出して嵌め込まれているので、これらの位置決めピンにブロックゲージを当てて、載置部における位置決めを容易に行える。例えば、３本の位置決めピンをブロックゲージの載置部分の周囲に嵌め込んで、隣り合う２本の位置決めピンにブロックゲージの一面を当てて、これに直交する面を残りの１本の位置決めピンに当ててブロックゲージを載置させることができる。このようにすれば、ブロックゲージを載置部に対して定位置に載置させることができる。また、ゼロ点設定の後、ブロックゲージを他のブロックゲージに載せ換えて測定し、再び元のブロックゲージに載せ換えてゼロ点戻りの測定をする場合に、ブロックゲージの載置方向を同じにすることができるので、ゼロ点戻りを精度良く測定することができる。

本考案の測定精度検査治具では、前記載置部は、当該載置部に対して着脱可能なブロックゲージ用台座を有し、当該ブロックゲージ用台座の上部には、複数の溝部が形成されていることが好ましい。

従来では、ブロックゲージを使用して測定する場合には、２枚のブロックゲージの面同士を滑らせながら押しつけて密着させる（リンギング）作業を行ってきたが、リンギング作業自体による測定誤差および作業者の熟練度による測定誤差が生じてしまうという問題があった。
本考案によれば、載置部が着脱可能なブロックゲージ用台座を有し、当該ブロックゲージ用台座の上部には、複数の溝部が形成されているので、ブロックゲージ用台座の上面をブロックゲージの載置面とすれば、複数の溝部によって載置面とブロックゲージとの接触面積が低減される。従って、従来のように、複数のブロックゲージをリンギングして所定の測定位置を測定することをしなくても、所定のブロックゲージを載置面に置き換えればよいので、リンギング作業そのものを排除することができ、リンギング作業自体による測定誤差およびリンギング作業の熟練度の差による測定誤差を抑えることができる。

本考案の画像測定機は、前記測定精度検査治具と、この測定精度検査治具を取り付け可能な測定機本体とを備えることを特徴とする。
本考案によれば、画像測定機が前記測定精度検査治具と、この測定精度検査治具を取り付け可能な測定機本体とを備えているので、ブロックゲージの影響で載置ガラスが撓むことがなく、測定精度を正しく検査することができ、測定の信頼性を向上させることができる。

以下、本考案の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る画像測定機１の外観を示す斜視図である。
画像測定機１は、測定テーブル２上の被測定物（ワーク）を撮像する測定機本体部１０を備え、この測定機本体部１０は、ワークを撮像する撮像手段３と、この撮像手段３をワークに応じて３次元的に移動させる移動機構４と、ワークを載置する測定テーブル２とを備えている。撮像手段３は、対物レンズ５およびこの対物レンズ５にて結像された像を撮像する図示しないＣＣＤカメラを備える。

移動機構４は、門型フレーム１１と、この門型フレーム１１の梁部１２に左右にスライド移動可能に設けられたＺ軸コラム１３と、このＺ軸コラム１３内を上下にスライド移動可能に設けられたＺ軸スピンドル１４とを備える。このＺ軸スピンドル１４の下端にワークを撮像するための対物レンズ５が取り付けられている。測定テーブル２は、四周枠組みされた枠体１５と、この枠体１５に支持されるとともにワークが直接載せられる載置ガラス１６とから構成され、対物レンズ５に対して前後にスライド移動可能となっている。

このように構成された画像測定機１において、Ｚ軸方向の測定位置の測定精度を検査する際、以下に説明する測定精度検査治具（以下、検査治具と示す。）２０が使用される。図２は、本実施形態の検査治具２０が画像測定機１に取り付けられた状態を示す斜視図である。図３〜図５は、検査治具２０の正面図、平面図および側面図である。
図２に示すように、検査治具２０は、全体略Ｌ字状の治具本体２１を有し、この治具本体２１の一端には、枠体１５にボルト止めされた固定部２２が形成されている。治具本体２１の他端には、固定部２２から載置ガラス１６の上方に片持ち状態で延設された載置部２３が形成されている。

固定部２２は、図３に示すように、固定ボルト２４および固定ボルト２４が挿通されるボルト穴２５から構成される。固定ボルト２４が枠体１５の雌ねじ部に螺合されることで、固定部２２が枠体１５に着脱可能に固定されるようになっている。
載置部２３は、載置ガラス１６の表面から上方に寸法Ｈ分の隙間を形成して配置されている。載置部２３には略円形の貫通穴２６が形成され、この貫通穴２６に略円柱形のブロックゲージ用台座（以下、台座と示す。）２７が上端が貫通穴２６の外に突出した状態で嵌め込まれている。また、貫通穴２６の内面に向かって、図４に示すように、Ｘ軸およびＹ軸の２方向から止めねじ２８，２９が噛合される雌ねじが形成されている。貫通穴２６に嵌め込まれた台座２７のＸ軸およびＹ軸方向の位置は、２つの止めねじ２８，２９によって固定されている。このようにして、台座２７は、載置部２３に対して着脱可能に構成されている。

載置部２３において台座２７の周囲には、３つのピン穴が形成され、それぞれに位置決めピン３１〜３３が、載置部２３の表面から上方に突出して嵌め込まれている。位置決めピン３１〜３３は、図４に示すように、台座２７の中心よりも固定部２２寄りの位置に２本設けられ、これらの位置決めピン３１，３２は、Ｙ軸方向に沿って並設され、これらの位置決めピン３１、３２より台座２７の中心寄りの位置に他の１本の位置決めピン３３が設けられている。これらの３本の位置決めピン３１〜３３によって、ブロックゲージ４１を台座２７に載置する際に、隣り合う２本の位置決めピン３１，３２にブロックゲージ４１の一面を当てて、これに直交する面を残りの１本の位置決めピン３３に当てるようにすれば、ブロックゲージ４１を載置部２３に対して定位置に載置させることができるように構成されている。

載置部２３の台座２７の位置よりも先端側には、姿勢調整ねじ３４がＺ軸方向に噛合されている。姿勢調整ねじ３４は、図３および図５にも示すように、載置ガラス１６に対して先端部３５が押圧可能に設けられている。
図６は、台座２７の上部を示す拡大断面図である。台座２７の上面には、図６に示すように、複数の溝部３６が並列して形成され、隣接する溝部３６で形成された突条部３７には、４５度の傾斜面３８が両側に形成されている。

以上の構成において、Ｚ軸方向の測定精度の検査手順について説明する。
まず、姿勢調整ねじ３４が載置ガラス１６を押圧しない状態で、検査治具２０を枠体１５にボルト止めする。
次に、載置部２３の台座２７に５ｍｍのブロックゲージ４１を載置する。このブロックゲージ４１は、表面が平面となるように形成された鋼製矩形でブロック状の長さ測定用標準ゲージである。ブロックゲージ４１の表面中央部の高さ位置にＣＣＤカメラの焦点を合わせ、その高さ位置をゼロ点に設定する。

ゼロ点設定の後、姿勢調整ねじ３４を回転させて載置ガラス１６に当接させて、ブロックゲージ４１上面の複数点を測定（面測定）する。そして、姿勢調整ねじ３４を回転させながら、面測定を行い、ブロックゲージ４１の水平調整をする。
水平調整の後、ブロックゲージ４１を所定の測定位置となるブロックゲージ（例えば、２０ｍｍのブロックゲージ４２）に置き換えて、順次、Ｚ軸方向の測定位置を測定する。
最後に、最初のブロックゲージ４１に置き換えて、ゼロ点戻りを測定する。このようにして、画像測定機１のＺ軸方向の測定精度を検査することができる。

従って、本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）治具本体２１が枠体１５に固定される固定部２２と、載置ガラス１６の上方に片持ち状態で支持される載置部２３とを備えているので、ブロックゲージ４１を載置部２３に載置した際に、その重量を枠体１５で受けることができ、ブロックゲージ４１の影響で載置ガラス１６が撓むことが防止される。従って、画像測定機１のＺ軸方向の測定精度を検査する際に、載置ガラス１６の撓みによる測定のばらつきを抑えることができ、検査の信頼性を向上させることができる。

（２）測定精度の検査の際に、姿勢調整ねじ３４によって、ブロックゲージ４１の水平調整を容易に行うことができるので、測定のばらつきを一層抑えることができる。

（３）複数の位置決めピン３１〜３３が載置部２３の表面から突出して嵌め込まれているので、これらの位置決めピン３１〜３３にブロックゲージ４１を当てて、載置部２３における位置決めを容易に行うことができる。また、ゼロ点設定の後、ブロックゲージ４１を他のブロックゲージに載せ換えて測定し、再び元のブロックゲージ４１に載せ換えてゼロ点戻りの測定をする場合に、ブロックゲージ４１の載置方向を同じにすることができるので、ゼロ点戻りを精度良く測定することができる。

（４）載置部２３が着脱可能なブロックゲージ用台座２７を有し、当該台座２７の上部には、複数の溝部３６が形成されているので、台座２７の上面をブロックゲージ４１の載置面とすれば、複数の溝部３６によって載置面とブロックゲージ４１との接触面積が低減される。従って、従来のように、複数のブロックゲージ４１をリンギングして所定の測定位置を測定することをしなくても、所定のブロックゲージ４１を台座２７上に置き換えればよいので、リンギング作業そのものを排除することができ、リンギング作業自体による測定誤差およびリンギング作業の熟練度の差による測定誤差を抑えることができる。

なお、本考案は前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、溝部を有する台座を備えた載置部の場合を説明したが、これに限らず、載置部が台座を備えていないものであってもよく、載置部の上面にブロックゲージを載置すればよい。
また、測定精度の検査で使用するブロックゲージのサイズについては、特に限定されず、５ｍｍや２０ｍｍ以外のブロックゲージを使用する場合も当然含まれるものとする。

また、前記実施形態では、載置部が固定部から載置ガラスの上方に向かって片持ち支持された構成の場合を説明したが、本考案の測定精度検査治具としては、これに限らず、例えば、載置部の両端に固定部が設けられ、載置ガラスの枠体に橋渡しされた構成であってもよい。
また、画像測定機としては、ワークを撮像する撮像手段が３次元的に移動可能な構成であればよく、前記実施形態以外の撮像手段の移動機構を備えたものも含まれる。

本考案は、ワークを載置する載置ガラスが枠体に支持されている画像測定機および、この画像測定機に取り付けられる測定精度検査治具に利用できる。

本考案の一実施形態に係る画像測定機を示す斜視図。 前記画像測定機の測定精度検査治具が画像測定機に取り付けられた状態を示す斜視図。 前記測定精度検査治具を示す正面図。 前記測定精度検査治具を示す平面図。 前記測定精度検査治具を示す側面図。 前記測定精度検査治具のブロックゲージ用台座の要部を示す拡大断面図。

符号の説明

１…画像測定機
１５…枠体
１６…載置ガラス
２０…測定精度検査治具
２１…治具本体
２２…固定部
２３…載置部
２７…ブロックゲージ用台座
３１，３２，３３…位置決めピン
３４…姿勢調整ねじ
３６…溝部
４１，４２…ブロックゲージ。

Claims (6)

1. ワークを載置する載置ガラスが枠体に支持されている画像測定機における測定精度検査治具であって、
   治具本体を有し、
   この治具本体は、前記枠体に着脱可能に固定される固定部と、
   前記固定部が前記枠体に固定された状態で、前記載置ガラスの上方に配置されるとともにブロックゲージを載置可能な載置部とを備え、
   前記載置部に載置される前記ブロックゲージの重量が、前記固定部を介して前記枠体に支持され、前記ブロックゲージの重量による前記載置ガラスの撓みが防止可能に構成されていることを特徴とする測定精度検査治具。
2. 請求項１に記載の測定精度検査治具において、
   前記載置部には、前記固定部が前記枠体に固定された状態で、前記載置ガラスに対して進退可能な姿勢調整ねじが噛合されていることを特徴とする測定精度検査治具。
3. 請求項１または請求項２に記載の測定精度検査治具において、
   前記載置部には、前記ブロックゲージを位置決めする複数の位置決めピンが当該載置部の表面から突出して嵌め込まれていることを特徴とする測定精度検査治具。
4. 請求項３に記載の測定精度検査治具において、
   前記位置決めピンは、３本設けられ、
   ３本のうちの２本は前記ブロックゲージの一側面を位置決めし、残る１本は前記ブロックゲージの一側面に隣接する他の一側面を位置決めすることを特徴とする測定精度検査治具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定精度検査治具において、
   前記載置部は、当該載置部に対して着脱可能なブロックゲージ用台座を有し、
   当該ブロックゲージ用台座の上部には、複数の溝部が形成されていることを特徴とする測定精度検査治具。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の測定精度検査治具と、この測定精度検査治具を取り付け可能な測定機本体とを備えた画像測定機。

Images