JP3585618B2 - 検出器の検査方法、及び検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電気マイクロメータの検査を行う検出器の検査方法、及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンのボアー径を測定する際には、図6に示すように、測定器としての測定ヘッド81が用いられている。該測定ヘッド81は、円柱状の首部82、及び該首部82の下端に設けられた頭部83からなり、該頭部83には、検出器としての4つの電気マイクロメータ84,・・・が設けられている。
【0003】
該電気マイクロメータ84は、図7に示すように、検出器本体85と、該検出器本体85より突出する測定子86とからなり、該測定子86に連設されたスピンドル87中央には、コア88が設けられている。前記検出器本体85には、前記コア88を包囲する1次コイル89及び2次コイル90,90からなる検出手段としての差動変圧器91が設けられており、この差動変圧器91は、前記コア88の変位量を電気信号に変換し、検出器本体85の基端より延出したケーブル92を介して出力するように構成されている。
【0004】
前記スピンドル87には、前記測定子86側の先端部にストッパー93が設けられており、基端部にはナット94が設けられている。前記ストッパー93には、縁部が検出器本体85に固定されたダイヤフラム95が設けられており、このダイヤフラム95の先端側には気室96が形成されている。該気室96は、連通路97を介して検出器本体85の基端に設けられたパイプ98に連通しており、加圧されたリトラクトエアーが、前記パイプ98、前記連通路97を介して前記気室96内へ送り込まれた際に、このリトラクトエアーの圧力により前記測定子86を後退させるような反付勢手段が形成されている。また、前記スピンドル87の先端側及び基端側には、縁部が検出器本体85に固定された付勢部材としてのリーフスプリング99,99が各々設けられており、これらによって、スピンドル87は、先端方向に向けて付勢されている。
【0005】
前記各リーフスプリング99,99は、同一形状であり、図8に示すように、0.15mm厚の円板状の部材によって形成されている。このリーフスプリング99には、前記スピンドル87が貫通する円形の貫通穴100が中央に開設されており、該貫通穴100を中心とする同心円上には、互いに向き合う円弧状の第1及び第2のスリット101,102、第3及び第4のスリット103,104、第5及び第6のスリット105,106が互い違いに等間隔をおいて順次形成されている。前記第1及び第2のスリット101,102と、前記第5及び第6のスリット105,106は、リーフスプリング99を中央より上下及び左右に分けるX軸107及びY軸108を想定した際に、Y軸108を挟み対称に形成されており、前記第3及び第4のスリット103,104は、前記X軸107を挟み対称に形成されている。これによって、前記スピンドル87は、上下方向に移動した際の左右方向へのずれが防止されるように構成されている。
【0006】
前記測定ヘッド81を製造ラインにて使用する際には、所定時間ごとに検査及び調整が行われる。すなわち、前記パイプ98より前記気室96内にリトラクトエアーを送り込み、この圧力により測定子86を後退させる。そして、図5に示したように、基準径Cを有したゼロマスター109に挿入した後、前記リトラクトエアーを減圧する。この状態で、前記差動変圧器91の出力が”0”となるように調整し、使用環境などによる基準値のずれを排除できるようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記測定ヘッド81にて測定を10万〜40万回繰り返すと、電気マイクロメータ84のリーフスプリング99が金属疲労を起こし、破損してしまうことがある。この場合には、差動変圧器91の出力が”0”から大幅にずれるため、前述した検査方法により、これを発見することができるが、一方のリーフスプリング99のみが破損している場合や、両リーフスプリング99,99が劣化して付勢力が低下している場合には、これを発見することが困難となる。この場合、測定ヘッド81から全ての電気マイクロメータ84,・・・を取り出した後、この各電気マイクロメータ84,・・・を分解しなければならず、発見に至るまで時間を要してしまう。また、破損や劣化を発見した場合においても、修理に時間を要するため、製造ラインの停止時間が長くなり、生産性が悪化してしまう。
【0008】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、検出器の異常の発見を容易に行うことができる検出器の検査方法、及び検査装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の検出器の検査方法においては、付勢部材により付勢された測定子の突出量を検出する検出器の検査を行う方法であって、前記測定子に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さく、前記付勢部材による付勢方向と逆向の反付勢力を加え、前記測定子の突出量が変化した際に、この変化量に基づき前記付勢部材の状態を判断する。
【0010】
すなわち、付勢部材により付勢された測定子に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さい反付勢力を加える。このとき、前記付勢部材が正常状態にある場合には、付勢部材の付勢力は前記反付勢力よりも大きいので、前記測定子が動くことは無い。また、付勢部材が、破損あるいは劣化し、その付勢力が低下している場合には、前記反付勢力は前記付勢部材の付勢力に打ち勝ち、前記測定子が移動する。すると、この測定子の突出量が変化するので、この変化量に基づき、つまり、この変化量が0以外である、または、この変化量が予め定められた定量より大きい、などの条件に基づき前記付勢部材の状態が判断される。
【0011】
また、本発明の検査装置は、付勢部材により付勢された測定子の突出量を検出する検出手段と、外部より供給される流体の圧力により、前記測定子に前記付勢部材による付勢方向と逆向の反付勢力を加える反付勢手段とを備えた検出器の検査装置であって、前記反付勢手段に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さな前記反付勢力を生じさせる圧力の流体を供給する供給手段と、該供給手段が流体を供給する以前と以後とにおいて、前記検出器による検出結果に変化が生じた際に、この変化量に基づき報知信号を出力する出力手段と、を備えている。
【0012】
この検査装置にて検出器の検査を行う際には、検出器の反付勢手段に、測定子を付勢する付勢部材の正常状態における付勢力より小さな反付勢力を生じさせる圧力の流体を、供給手段より供給する。このとき、検出器の付勢部材が正常状態にある場合には、付勢部材の付勢力は、前記流体の圧力により生じる反付勢力よりも大きいので、供給手段が流体を供給する以前と以後とにおいて、検出器の測定子が動くことは無く、検出器における検出手段の検出結果に変化が生じることも無い。また、検出器の付勢部材が、破損あるいは劣化し、その付勢力が低下している場合には、前記流体の圧力により生じる反付勢力は、前記付勢部材の付勢力に打ち勝ち、検出器の測定子が移動する。すると、供給手段が流体を供給する以前と以後とにおいて、前記検出手段の検出結果に変化が生じ、この変化量に基づき、つまり、この変化量が0以外である、あるいは、この変化量が予め定められた定量より大きい、などの条件に基づき、これを報知する報知信号が出力手段より出力される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかる検査装置1を示すブロック図である。該検査装置1は、製造されたエンジンのボアー径を測定する際の制御を行うシーケンサーに接続されるものであり、図示しない前記シーケンサーに接続された制御装置2と、該制御装置2に接続されたエア回路3とにより構成されている。
【0014】
この検査装置1には、従来例の図6〜図8に示したように、前記ボアー径を測定する測定ヘッド(測定器)81に組み込まれた電気マイクロメータ(検出器)84,・・・が接続されている。該電気マイクロメータ84は、検出器本体85と、該検出器本体85より突出する測定子86とからなり、該測定子86に連設されたスピンドル87は、付勢部材としてのリーフスプリング99,99により、先端方向に向けて付勢されている。前記スピンドル87に中央には、コア88が設けられており、前記検出器本体85には、このコア88を包囲する1次コイル89及び2次コイル90,90からなる検出手段としての差動変圧器91が設けられている。この差動変圧器91は、コア88の変位量、すなわち、前記測定子86の突出量を電気信号に変換するとともに、この電気信号を、検出器本体85より延出したケーブル92を介して、検査装置1の前記制御装置2へ出力するように構成されている。
【0015】
また、前記スピンドル87の先端には、縁部が検出器本体85に固定されたダイヤフラム95が設けられており、このダイヤフラム95の先端側には気室96が形成されている。該気室96は、検出器本体85に形成された連通路97を介して基端に設けられたパイプ98に連通しており、該パイプ98は、検査装置1の前記エア回路3に接続されている。
【0016】
前記制御装置2は、CPU4、ROM5、RAM6、及び制御回路7を備えており、前記CPU4は、前記ROM5の内容に従って動作するように構成されている。また、前記CPU4は、作動中における記憶内容を前記RAM6に随時読み書きできるように構成されている。
【0017】
前記エア回路3には、エアポンプ8より送られて来るリトラクトエアを2回路に分岐する分岐点9が設けられており、一方の回路を形成する高圧供給回路10には、送られて来るエアの圧力を減圧する第1のレギュレータ11と、該第1のレギュレータ11より送られて来るエアの通流を、前記制御装置2からの駆動信号を受けて開閉する第1の電磁弁12とが設けられている。また、他方の回路を形成する供給手段としての低圧供給回路13には、送られて来るエアの通流を、前記制御装置2からの駆動信号を受けて開閉する第2の電磁弁14と、該第2の電磁弁14から送られて来るエアを減圧する第2のレギュレータ15が設けられており、前記高圧供給回路10と合流した後、前記電気マイクロメータ84に接続されている。
【0018】
前記第1のレギュレター11は、通流するエアの圧力を1.5〜2.0Kg/cmに減圧するように設定されており、このエアが前記電気マイクロメータ84に送られた際に、正常状態にある前記両リーフスプリング99,99の付勢力に抗して、前記測定子86を後退させることができるように構成されている。これにより、前記測定ヘッド81にてエンジンのボアー径を測定する際には、前記第1の電磁弁12を開作動させて電気マイクロメータ84の測定子86を後退させることにより、測定ヘッド81のボアーへの挿入が容易に行えるように構成されている。
【0019】
また、前記第2のレギュレター15は、通流するエアの圧力を0.5〜0.7Kg/cmに減圧するように設定されており、前記両リーフスプリング99,99が正常状態にある場合には、このエアが前記電気マイクロメータ84に送られた場合であっても、前記測定子86を後退させることができないように構成されている。一方、前記両リーフスプリング99,99が劣化、あるいは、一方のリーフスプリング99が金属疲労により破損し、その付勢力が低下している場合には、この付勢力に抗して、前記測定子86を後退させることができるように構成されている。
【0020】
このように構成された検査装置1は、図2に示すように、ゼロマスター16と、該ゼロマスター16に積層された感度マスター17とからなる機付マスター18を用いて検査を行うように構成されている。前記ゼロマスター16の内径寸法は、測定ヘッド81にて測定を行うボアー径の設計値と一致する基準寸法Aに設定されており、前記感度マスター17の内径寸法は、前記設計値に許容誤差量を加えた寸法よりやや大きめの大径寸法Bに設定されている。
【0021】
以上の構成からなる本実施の形態における具体的な動作を、図3に示すフローチャートにしたがって説明する。なお、制御装置2のROM6には、製造ライン上を搬送されるエンジンのボアー径を測定する際の制御プログラムと、検査装置1を制御する自動運転処理のプログラムとが組み込まれており、この自動運転処理ルーチンは、メインルーチンより1時間おきに呼び出されるように構成されている。
【0022】
すなわち、自動運転処理が呼び出されるた際には、始めに、圧力検査処理が行われる(S1)。この圧力検査処理は、図4に示すように、測定ヘッド81の各電気マイクロメータ84,・・・における差動変圧器91の出力、すなわち、測定子86の突出量を入力するとともに、この突出量をRAMに記憶し(S2)、次のステップS3で低圧供給回路13の第2の電磁弁14に、駆動信号を出力して開作動させ、0.5〜0.7Kg/cmに設定されたリトラクトエアを各電気マイクロメータ84,・・・へ出力する。そして、各電気マイクロメータ84,・・・の測定子86の突出量を入力した後(S4)、この突出量と、前記RAMに記憶された突出量とを比較して、低圧供給回路13がリトラクトエアを出力する以前と以後とにおいて、突出量に変化が生じたか否かを判断する(S5)。
【0023】
このとき、電気マイクロメータ84の測定子86を付勢する両リーフスプリング99,99が劣化、あるいは、一方のリーフスプリング99が金属疲労により破損し、その付勢力が低下している場合には、前記低圧供給回路13より供給されたリトラクトエアによって前記測定子86は後退するので、前記ステップS5にて、突出量に変化が生じたと判断され(YES)、この場合には、次のステップS6で、この変化量が3μmを越えているか否かが判断される。前記変化量が3μmを超えていない、つまり正常動作の範囲内である場合には(YES)、リーフスプリング99が劣化しつつあることを示す予知信号をシーケンサーに出力して(S7)、次のステップS8へ進む一方、前記変化量が3μmを超えていた、すなわち正常動作の範囲外である場合には(NO)、ステップS9に分岐して故障信号をシーケンサーに出力し、前記自動運転処理ルーチンへ戻る。
【0024】
また、前記両リーフスプリング99,99が正常状態にある場合には、前記低圧供給回路13より、前記リトラクトエアが供給された場合であっても、前記測定子86が動くことはないので、前記ステップS5にて、突出量に変化が生じないと判断され(NO)、前記ステップS8へ分岐する。
【0025】
このステップS8では、高圧供給回路10の第1の電磁弁12に、駆動信号を出力して開作動させ、1.5〜2.0Kg/cmに設定されたリトラクトエアを各電気マイクロメータ84,・・・へ出力する。そして、各電気マイクロメータ84,・・・の測定子86の突出量を入力した後(S10)、この突出量と、前記RAMに記憶された突出量とを比較して、高圧供給回路10がリトラクトエアを出力する以前と以後とにおいて、突出量に変化が生じたか否かを判断する(S11)。
【0026】
このとき、前記両リーフスプリング99,99が正常である場合には、前記高圧供給回路10からのリトラクトエアの圧力により、前記測定子86は後退するので、前記ステップS11にて、突出量に変化が生じたと判断され(YES)、前記自動運転処理ルーチンへ戻る。また、突出量が変化してない、つまり測定子86が後退しない場合には(NO)、何らかの故障が発生しているので、前記ステップS9に分岐して、故障信号をシーケンサーに出力した後、前記自動運転処理ルーチンへ戻る。
【0027】
そして、この自動運転処理ルーチンでは、ステップS12にて、故障信号の出力の有無が判断され、故障信号が出力されている場合、すなわち、電気マイクロメータ86に故障が発生している場合には(NO)、メインルーチンへ戻る。また、故障が発生していない場合には(YES)、マスター測定処理(S13)を実行する。
【0028】
該マスター測定処理では、図5に示すように、ステップS14にて、前記圧力検査処理にて測定子86が後退された測定ヘッド84を、機付マスター18に挿入し、ゼロマスター16にセットする(図2参照)。そして、電気マイクロメータ86に送られたリトラクトエアの圧力を減圧して各測定子86,・・・をゼロマスター16の内壁面に当接させ(S15)、これら測定子86,・・・の突出量、すなわち、差動変圧器91,・・・の出力が”0”となるように各々調整する(S16)。このように、1時間ごとに、”0”調整を行うことで、経時的な使用環境などの変化に伴う、基準値のずれを排除することができる。
【0029】
次に、測定ヘッド84を感度マスター17にセットして(S17)、このときの測定子86の突出量から感度位置を演算した後(S18)、RAMに感度位置が記憶されているか否かを判断する(S19)。1回目の判断においては、前記RAMには、感度位置が記憶されていないので(NO)、ステップS20へ分岐して演算した感度位置をRAMに記憶し、前記自動運転処理へ戻る。一方、2回目の判断、つまり1時間後にこのステップ19を通過する際には、前記RAMには、1時間前に測定された突出量から演算された感度位置が記憶されているので(YES)、次のステップS21に進み、前記RAMに記憶された1時間前の感度位置と、現時点における突出量から演算した感度位置とを比較する。
【0030】
このとき、前記両リーフスプリング99,99が正常であり、その付勢力が1時間前と比較して変化しない場合には、ゼロマスター16を測定した際の前記測定子86の突出量から感度マスター18を測定した際の前記測定子86の突出量までの増加量は、1時間前と現在とにおいて一致するので、前記”0”調整を行うことによって基準値のずれが各々排除された前記RAMに記憶された感度位置と現在の感度位置とは同じ値となる。したがって、前記ステップS21での比較においては、(RAMに記憶された感度位置)=(現在の感度位置)となり(NO)、前記ステップS20に分岐して演算した感度位置をRAMに記憶し、前記自動運転処理へ戻る。
【0031】
また、前記両リーフスプリング99,99が劣化、あるいは、一方のリーフスプリング99が金属疲労により破損し、その付勢力が1時間前と比較して低下している場合には、ゼロマスター16から感度マスター18へ移行した際の現在における測定子86の増加量は、1時間前と比較して小さくなるので、前記ステップS21の判断にて、(RAMに記憶された感度位置)>(現在の感度位置)となり(YES)、次のステップS22にて、この差が4μm以上ずれているか否かが判断される。前記差が4μm未満、つまり測定器の誤差範囲内である場合には(YES)、前記ステップS20にて、演算した感度位置をRAMに記憶して、前記自動運転処理へ戻る一方、前記差が4μm以上の場合、すなわち測定器の誤差範囲を超えている場合には(NO)、リーフスプリング99,99が劣化しているか、あるいは、前記両マスター16,17のいずれかにごみ等が付着しているか、等を示す予知信号をシーケンサーに出力して(S23)、前記自動運転処理ルーチンへ戻る。なお、前記差が大幅に(例えば10μm以上)ずれている場合には、故障信号をシーケンサーに出力するようにしても良い。
【0032】
このように、故障信号、または予知信号をシーケンサーに出力することにより、リーフスプリング99,99の破損のみならず、リーフスプリング99,99の劣化状態等を伝達することができるので、シーケンサーは、これらを容易に認識することができる。したがって、一方のリーフスプリング99が破損している場合や、一方のリーフスプリング99の付勢力が低下している場合であっても、測定ヘッド81と、該測定ヘッド81に組み込まれた電気マイクロメータ84,・・・を分解することなく、これを発見することができる。
【0033】
また、RAMが記憶する1時間前の感度位置と現在の感度位置とを比較することにより、リーフスプリング99,99の経時的な劣化訴権差することができる。これにより、この劣化の度合を判断してリーフスプリング99,99の破損時期を予想することができ、破損する前に新しい測定ヘッド81、あるいは、新しい電気マイクロメータ84,・・・を発注しておけば、電気マイクロメータ84,・・・の故障による製造ラインの長時間にわたる停止を未然に防止することができる。
【0034】
なお、本実施の形態においては、低圧供給回路13よりリトラクトエアを供給した際の電気マイクロメータ84の測定子86の突出量の変化に基づき、リーフスプリング99,99の状態を判断する方法について説明したが、例えば、前記リーフスプリング99,99の付勢力よりも小さい反付勢力によって、前記測定子86を直接付勢し、リーフスプリング99,99の状態を判断しても良い。
【0035】
また、本実施の形態では、エンジンのボアー径を測定する電気マイクロメータ84を備えた測定ヘッド81を例に挙げて説明したが、例えば、被測定物を包囲するように電気マイクロメータが配置され、前記被測定物の外形寸法を測定する測定器であっても検査を行うことができる。
【0036】
さらに、本実施の形態にあっては、自動運転処理にて、電気マイクロメータ84に低圧のリトラクトエアを供給する圧力検査処理と、各マスター16,17を用いて測定を行うマスター測定処理と行い、電気マイクロメータ84のリーフスプリング99,99の異常を、より正確に検査したが、前記圧力検査処理のみにより検査を行っても良い。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の検出器の検査方法においては、付勢部材により付勢された測定子に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さな反付勢力を加えることにより、付勢部材の付勢力の低下を検査することができるので、付勢部材が破損して付勢力が無くなった場合のみならず、付勢部材が劣化して付勢力が低下した場合であっても、測定子の突出量の変化に基づき、これを容易に発見することができる。
【0038】
したがって、複数の付勢部材により測定子が付勢された検出器を検査する際に、1つの付勢部材が破損している場合や、1つの付勢部材の付勢力が低下している場合であっても、検出器を分解することなく、これを発見することができる。また、検出器が製造ラインで使用されている場合には、付勢部材が破損する前に、付勢部材の劣化による異常を発見することができるので、劣化の度合によって新しい検出器を発注することにより、検出器の故障による製造ラインの長時間にわたる停止を未然に防止することができる。
【0039】
また、本発明の検査装置にあっては、検出器の反付勢手段に、測定子を付勢する付勢部材の正常状態における付勢力より小さな反付勢力を生じさせる圧力の流体を供給し、流体を供給する以前と以後とにおいて、検出器における検出手段の検出結果に変化が生じた際に、この変化量に基づき出力手段より報知信号が出力されるので、これにより、付勢部材の付勢力の低下を発見することができる。つまり、前述と同様に、付勢部材が破損して付勢力が無くなった場合のみならず、付勢部材が劣化して付勢力が低下した場合であっても、検出結果の変化に基づき、これ容易に発見することができる。
【0040】
したがって、複数の付勢部材により測定子が付勢された検出器を検査する際に、1つの付勢部材が破損している場合や、1つの付勢部材の付勢力が低下している場合であっても、検出器を分解することなく、これを発見することができる。また、検出器が製造ラインで使用されている場合には、付勢部材が破損する前に、付勢部材の劣化による異常を発見することができるので、劣化の度合によって新しい検出器を発注することにより、検出器の故障による製造ラインの長時間にわたる停止を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】同実施の形態における検査の様子を示す一部断面図である。
【図3】同実施の形態における動作を示すフローチャートである。
【図4】同実施の形態の圧力検査処理を示すフローチャートである。
【図5】同実施の形態のマスター測定処理を示すフローチャートである。
【図6】従来の検査方法を示す側面図である。
【図7】従来例及び本実施の形態の電気マイクロメータを示す断面図である。
【図8】従来例及び本実施の形態のリーフスプリングを示す平面図である。
【符号の説明】
1 検査装置
2 制御装置
4 CPU
5 ROM
6 RAM
7 制御回路
13 低圧供給回路(供給手段)
16 ゼロマスター(第1のマスター)
17 感度マスター(第2のマスター)
81 測定ヘッド(測定器)
84 電気マイクロメータ(検出器)
86 測定子
91 差動変圧器(検出手段)
99 リーフスプリング(付勢部材)
A 基準寸法
C 大径寸法
Claims (2)
- 付勢部材により付勢された測定子の突出量を検出する検出器の検査を行う方法であって、
前記測定子に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さく、前記付勢部材による付勢方向と逆向の反付勢力を加え、前記測定子の突出量が変化した際に、この変化量に基づき前記付勢部材の状態を判断することを特徴とした検出器の検査方法。 - 付勢部材により付勢された測定子の突出量を検出する検出手段と、外部より供給される流体の圧力により、前記測定子に前記付勢部材による付勢方向と逆向の反付勢力を加える反付勢手段とを備えた検出器の検査装置であって、
前記反付勢手段に、前記付勢部材の正常状態における付勢力より小さな前記反付勢力を生じさせる圧力の流体を供給する供給手段と、
該供給手段が流体を供給する以前と以後とにおいて、前記検出器による検出結果に変化が生じた際に、この変化量に基づき報知信号を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とした検出器の検査装置。
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1995
- 1995-12-14 JP JP34736495A patent/JP3585618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH09166429A (ja) | 1997-06-24 |
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