JP3594546B2 - ゲージ検査機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象の測定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させたときの検査対象の表示値により、検査対象の指示精度を検査するためのゲージ検査機に係り、特に、ダイヤルゲージ、てこ式ダイヤルゲージ、指針測微器等のアナログ式インジケータやデジタル式インジケータ等の各種インジケータの検査に用いるのに好適な、操作性に優れたゲージ検査機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各企業におけるダイヤルゲージ等の使用数は、ますます増加する傾向にある。これは、ダイヤルゲージ等を汎用的な比較測定器として使用する従来の方法に加え、ダイヤルゲージ等を専用測定治具等に取り付け、ワークの合否を連続して測定する目的で使用される例が増加しているためである。
【０００３】
ところで、ダイヤルゲージ等の管理については、ＪＩＳあるいはＪＭＡＳ（日本精密測定機器工業会規格）によって検査方法が規格化されている。このため、従来のダイヤルゲージ等の検査装置では、ＪＩＳあるいはＪＭＡＳ規格による検査方法を予めプログラム化しておき、このプログラムに従ってダイヤルゲージ等の検査を行えるようにした検査機が開発されている（例えば特開昭６３−９１５０８）。
【０００４】
このような検査機を用いてダイヤルゲージ等の検査を行う際には、それぞれの測定位置に測定スピンドルを駆動して、ゲージの読みと検査機の読みを入力し、そして、それぞれの測定位置の「ゲージの読み−検査機の読み」を対応の測定位置の指示精度としていた。
【０００５】
しかしながら、従来は、例えばマイクロメータヘッドを手で動かすことにより測定スピンドルを変位させていたため、操作に手間がかかり、特に、測定位置間の移動に時間がかかるという問題点を有していた。
【０００６】
このような問題点を解決するべく、測定スピンドルをモータにより駆動する半自動式検査機として、パソコンにより測定目標位置の手前に自動位置決めすることも考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイヤルゲージの指示精度や繰り返し精度を検査する時には、検査規格に従って、ゲージのヒステリシスが測定結果に含まれないように、測定スピンドルを駆動する必要がある。
【０００８】
そのためには、測定スピンドルを、決められた方向（測定方向と称する）にしか駆動しないようにすればよいが、オペレータがゲージの針を測定目標位置の目盛に合わせる際に、操作ミスによってゲージの針が測定目標位置の目盛をオーバーしてしまう場合がある。このような場合は、測定スピンドルを、ゲージのヒステリシスの値より大きな距離で後退してから、当該位置の測定を再実行する必要があるが、パソコンによる自動位置決めが利用できず、検査時間の増加やオペレータの疲労を招くという問題点を有していた。
【０００９】
又、半自動式検査機の場合、オペレータの操作ミス（目盛合わせの操作ミス）が避けられず、測定済みの測定点に対する再測定が必要である。又、測定結果が悪かった場合、測定ミスか、ゲージの精度によるものかを区別できない場合があるため、確認の意味で、測定済みの測定点に対する再測定が必要となる。
【００１０】
しかしながら、測定済みの測定データに測定ミスがあったことに気が付くのが遅れた場合、多数の測定済みデータを全て無効にして、始めから全データを再測定する必要があり、やはり検査時間の増加やオペレータの疲労を招くという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、現在の測定のやり直しを容易に行えるようにすることを第１の課題とする。
【００１２】
本発明は、又、最後の測定結果の再測定を容易に行えるようにすることを第２の課題とする。
【００１３】
本発明は、又、多数の測定済みデータ中の任意の一点の測定結果の再測定を容易に行えるようにすることを第３の課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査対象の測定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させた時の検査対象の表示値により、ゲージの指示精度を検出するためのゲージ検査機において、現在の測定のやり直しを指示するためのリトライ指示手段と、リトライが指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、現在の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段とを備えることにより、前記第１の課題を解決したものである。
【００１５】
本発明は、又、同様のゲージ検査機において、最後の測定結果の削除を指示するためのキャンセル指示手段と、キャンセルが指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、最後の測定点の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段とを備えることにより、前記第２の課題を解決したものである。
【００１６】
本発明は、又、同様のゲージ検査機において、測定済みの測定結果の再測定を指示するための再測定指示手段と、再測定が指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、再測定が指示された測定点の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段とを備えることにより、前記第３の課題を解決したものである。
【００１７】
又、前記後退距離及び前進距離を指定可能としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
本発明が適用されたダイヤルゲージ検査機は、図１に示す如く、大別して、検査機本体１０と、操作ボックス５０と、データ処理装置６０から構成される。
【００２０】
前記検査機本体１０は、検査対象であるデジタル表示のダイヤルゲージ８を固定する保持具１２が上面に取り付けられた筐体１４を有する。
【００２１】
前記筐体１４内には、モータ１６と、該モータ１６によりタイミングベルト１８を介して回転駆動され、軸方向に移動自在なボールねじ２０と、該ボールねじ２０の上端部に設けられた測定スピンドル２２と、前記ボールねじ２０の中程に取り付けられた中間部材２４と、該中間部材２４の移動範囲に対向して設けられた高さ検出用のスケール２６と、前記モータ１６等からの複数の信号線が集められた中継基板３２とを備えている。
【００２２】
前記ボールねじ２０は、その下端部に取り付けられたナット３４と螺合し、該ナット３４に対して回転且つ軸方向移動自在に軸支されている。前記ナット３４の外側はホイールに形成されており、このホイールと、前記モータ１６の出力軸に取り付けられたホイール３６との間にかけ渡された前記タイミングベルト１８を介して、モータ１６の回転動力が伝達されると、ボールねじ２０は回り止めされており、モータ１６の回転量に応じた距離だけ軸方向（高さ方向）に移動する。
【００２３】
前記中間部材２４のスケール２６と対向する面には、例えば発光ダイオード等の光源及びフォトセル等の受光素子（図示省略）が取り付けられており、スケール２６からの反射光を検出するようにされている。受光素子からの検出信号は、プリアンプ（図示省略）で波形整形された後、中継基板３２を介して外部に出力され、測定スピンドル２２の位置（高さ）を特定するために使用される。
【００２４】
前記モータ１６には、タコジェネレータ（ＴＧ）３８が軸支されており、該タコジェネレータ３８からの速度信号は、中継基板３２を介して外部に出力され、モータ１６の回転速度を検出するために使用される。
【００２５】
このような構成を有する検査機本体１０では、中継基板３２を介してモータ１６に駆動信号が与えられると、モータ１６が回転し、その駆動力はタイミングベルト１８を介してナット３４に伝達され、ボールねじ２０が軸方向に移動を開始する。測定スピンドル２２が指示された位置（測定の開始位置）に到達すると、測定スピンドル２２の移動は停止し、ダイヤルゲージ８の検査開始状態となる。このときの測定スピンドル２２の初期位置は、中間部材２４に取り付けられた受光素子からの出力信号に基づいて特定される。
【００２６】
そして、所定の検査手順に従って、測定スピンドル２２を所定量移動させ、ゲージ先端８ａを押圧移動させることにより、ダイヤルゲージ８の検査が行われる。
【００２７】
前記操作ボックス５０は、使用者によって操作されるものであり、前記中継基板３２に接続されている。この操作ボックス５０の前面には、測定値を取り込むためのデータ入力ボタン５１、現在の測定をやり直すためのリトライボタン５２、直前の測定値を取り消すためのキャンセルボタン５３、測定スピンドル２２を駆動するモータ１６を緊急停止するためのモータ停止ボタン５４、及び、測定スピンドル２２の上下を操作するためのジョグシャトル５６が設けられている。更に、必要に応じて、前記データ入力ボタン５１と同じ働きを持つフットスイッチ５８も、前記中継基板３２に接続可能とされている。
【００２８】
前記ジョグシャトル５６の内側のジョグダイヤル５６Ａは、測定スピンドル２２の位置を微調整する際に、その変位量を制御するためのもので、例えばロータリエンコーダ等のパルス発生器が接続されており、該パルス発生器により発生されたパルスの量に比例する移動量で、前記測定スピンドル２２を１：１で駆動する。ここで、１パルス当りの移動量を規定するパルスレートは、ゲージの目量に応じて、後出パソコン本体６２から設定可能とされている。
【００２９】
前記ジョグシャトル５６の外側のシャトルリング５６Ｂは、測定スピンドル２２の位置を粗調整する際に、その駆動方向及び駆動速度を制御するためのもので、スプリング（図示省略）で自動復帰可能とされた中間位置を中心に、例えば±８０°程度回転可能とされており、その回転角を検出するエンコーダやポテンショメータが接続されている。このシャトルリング５６Ｂの回転角に比例する速度で、測定スピンドル２２が駆動される。速度のレートは、ゲージの目量に応じて設定可能とされている。
【００３０】
前記ジョグシャトル５６による制御モードは、前記パソコン本体６２により、次の高速モードと低速モードに切替え可能とされている。
【００３１】
前記高速モードは、ゲージの目量に依存しない制御モードで、ジョグダイヤル５６Ａのパルスレートが、例えば、１／４回転当りの測定スピンドル２２の移動量が比較的粗いゲージの目量（例えば１０μｍ）とされ、前記シャトルリング５６Ｂの速度レートが、最大の回転角のとき、検査機の最大速度（例えば４ｍｍ／秒）となるようにされる。
【００３２】
又、前記低速モードは、ゲージの目量に依存する制御モードで、前記ジョグダイヤル５６Ａのパルスレートは、例えば１／４回転当りの測定スピンドル２２の移動量が、測定中のゲージの目量とされ、前記シャトルリング５６Ｂの速度レートが、最大の回転角のとき、ゲージの針が１回転する距離／秒となるようにされる。
【００３３】
更に、測定の基点合わせを含む検査の段取り時には、前記高速モードと低速モードが自由に切替え可能とされ、迅速な段取りが可能とされる。
【００３４】
一方、測定中（目盛合わせ時）には、前記ジョクダイヤル５６Ａが低速モードに固定されると共に、測定の方向と逆の方向への移動指示は無効とされる。従って、誤操作により測定スピンドルを測定中に逆方向に移動してしまうことがなく、ヒステリシス等の影響により、測定をやり直すことが防止される。又、測定位置近傍までの高速移動用のシャトルリング５６Ｂの操作は無効とされる。
【００３５】
前記データ処理装置６０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータシステムから構成されており、パソコン本体６２及びデスプレイ装置６４を有する。該データ処理装置６０のパソコン本体６２内の例えばＰＣＩバスには、前記検査機本体１０に接続される制御部７０が基板として装着されている。図１においては、制御部７０を分かり易くするために、パソコン本体６２から取り出した状態を示している。
【００３６】
前記制御部７０は、図２に詳細に示す如く、パソコン本体６２のＰＣＩバスに接続されるＰＣＩブリッジ７２と、該ＰＣＩブリッジ７２に接続され、検査機本体１０の制御を行うＣＰＵ７４と、制御部７０内のバス７６に接続されるカウンタ７８、モータコントローラ８０、ジョグカウンタ８４、操作ボックスインターフェイス（Ｉ／Ｆ）８６、フットスイッチＩ／Ｆ８８、ダイヤルゲージの測定値を入力するためのダイヤルゲージＩ／Ｆ９０等が設けられている。
【００３７】
前記ＣＰＵ７４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内蔵するワンチップマイクロコンピュータから構成される。又、前記モータコントローラ８０の出力側には、モータドライバ９２が接続されている。該モータドライバ９２の出力側は、中継基板３２のモータ（ＭＯＴＯＲ）端子を通じてモータ１６に接続されている。前記モータコントローラ８０は、ＣＰＵ７４から送られてくる測定スピンドル２２の位置に応じた指令値に従って、モータ１６を駆動するための速度指令（制御パルス信号）を、モータドライバ９２に出力する。
【００３８】
前記カウンタ７８は、中継基板３２のスケール（ＳＣＡＬＥ）端子を通じて送られてくる、プリアンプ（図示省略）で波形整形された受光素子からの出力信号を受信し、測定スピンドル２２の位置を特定するためにカウントする。
【００３９】
前記ジョグカウンタ８４は、中継基板３２のジョグ（ＪＯＧ）端子を通じて操作ボックス５０のジョグダイヤル５６Ａに接続されている。
【００４０】
前記操作ボックスＩ／Ｆ８６は、中継基板３２の操作ボックス（ＢＯＸ）端子を通じて、操作ボックス５０のシャトルリング５６Ｂ、ボタン５１〜５４等に接続されている。又、ＰＣＩブリッジ７２は、ＰＣＩバスを相互接続する回路である。
【００４１】
前記のようなダイヤルゲージ検査機を用いた本発明による測定は、図３に示すような手順に従って行われる。
【００４２】
即ち、検査開始後、まずステップ１００で、ジョグシャトル５６により、ダイヤルゲージ８の表示値を見ながら、表示値が測定の基点（最初の測定位置：通常は零点）となるように測定スピンドル２２の位置を合わせる。具体的には、まず、シャトルリング５６Ｂで測定スピンドル２２の位置を高速移動させた後、ジョグダイヤル５６Ａで微調整して、ダイヤルゲージ８の表示値がちょうど測定開始点になるようにする。
【００４３】
次いでステップ１０２で、前記データ入力ボタン５１又はフットスイッチ５８を押すことによりデータを入力して、測定の基点合わせを完了させる。
【００４４】
次いでステップ１０４で、モータ１６により測定スピンドル２２を高速で駆動して前進させ、次の測定位置までアプローチ距離分残した手前の位置に自動位置決めする。この際、手動で次の測定位置丁度まで測定スピンドル２２を低速移動させるためのアプローチ距離は、パソコン本体６２から設定可能である。
【００４５】
次いでステップ１０６で、ジョグシャトル５６を用いて測定スピンドル２２を手動で駆動することにより、ダイヤルゲージ８の針が、ちょうど次の測定位置になるように手動位置合せ（目盛合せ）を行う。
【００４６】
ここで、例えばジョグダイヤル５６Ａを回し過ぎて測定位置をオーバーしてしまい、現在の測定をやり直す必要が生じて、前記リトライボタン５２が押された時には、ステップ１０８からステップ１１０に進み、図４に示す如く、ゲージのヒステリシスの影響を排除可能な後退位置Ｐｂまで測定スピンドル２２を一旦後退させた後、再びアプローチ位置Ｐａ迄、モータで前進させ、当該測定位置における手動によるアプローチ処理が行われるようにされる。
【００４７】
具体的には、図５にリトライ処理の手順を示す如く、まずステップ２００で後退位置を計算する。具体的には、行きの測定時には、次式に示す如く、測定目標位置Ｐｔからアプローチ距離Ｌａ及び後退距離Ｌｂを引いたものを後退位置Ｐｂとする。
【００４８】
Ｐｂ＝Ｐｔ−Ｌａ−Ｌｂ …（１）
【００４９】
又、戻りの測定時には、次式に示す如く、測定目標位置Ｐｔにアプローチ距離Ｌａと後退距離Ｌｂを加えたものを後退位置Ｐｂとする。
【００５０】
Ｐｂ＝Ｐｔ＋Ｌａ＋Ｌｂ …（２）
【００５１】
ここで、アプローチ距離Ｌａ及び後退位置Ｐｂは、例えばパソコン本体６２から指定可能である。又、指定を実際の長さ単位でなく、ゲージの目盛単位で行えるようにすれば、各種の目盛仕様のゲージに同じ値が利用できる。
【００５２】
次いでステップ２０２に進み、後退動作を実行して、後退位置Ｐｂへの自動位置決めを行う。
【００５３】
次いでステップ２０４に進み、モータにより前進させる目標となるアプローチ位置Ｐａを計算する。具体的には、行きの測定時には、次式に示す如く、測定目標位置Ｐｔからアプローチ距離Ｌａを引いたものをアプローチ位置Ｐａとする。
【００５４】
Ｐａ＝Ｐｔ−Ｌａ …（３）
【００５５】
又、戻りの測定時には、次式に示す如く、測定目標位置Ｐｔにアプローチ距離Ｌａを加えたものをアプローチ位置Ｐａとする。
【００５６】
Ｐａ＝Ｐｔ＋Ｌａ …（４）
【００５７】
次いでステップ２０６で、アプローチ位置Ｐａ迄のモータによる前進動作を実行し、アプローチ位置への自動位置決めを行って、リトライ処理を終了する。
【００５８】
必要に応じて行われるリトライを含む手動位置合せ終了後、ステップ１２０で、前記データ入力ボタン５１又はフットスイッチ５８を押すことにより、データを取り込む。
【００５９】
又、データ取り込み後にデータ誤入力に気付いて前記キャンセルボタン５３が押された時には、ステップ１２２からステップ１２４に進み、図６に示す如く、最後の測定結果を削除し、削除された測定点に対応する測定目標位置が再測定されるようにする。
【００６０】
具体的には、図７に示す如く、まずステップ３００で最後の測定結果を削除する。
【００６１】
次いでステップ３０２に進み、削除された測定点に対応する測定目標位置をＰｔとして、前記リトライ処理を行う。
【００６２】
更に、測定中に、測定済みの何点か前の任意の測定データがおかしいことにオペレータが気付いて、例えばパソコン本体６２を介して、オペレータから再測定の指示があった場合には、ステップ１３２からステップ１３４に進み、図８に示す如く、再測定の処理を行った後、現在の測定を再開するようにする。
【００６３】
具体的には、図９に示す如く、まずステップ４００で、再測定点の目標位置をＰｔとして、リトライ処理を行う。
【００６４】
次いで、ステップ４０２に進み、ジョグシャトル５６を用いて、手動でゲージの針の目盛合わせを行う。このときに、リトライボタンが押されたら、前記リトライ処理が自動的に行われ、その後、再測定処理を続行する。
【００６５】
ステップ４０２における手動位置合わせ終了後、ステップ４０４で前記データ入力ボタン５１又はフットスイッチ５８を押すことにより、データを取り込む。
【００６６】
次いでステップ４０６に進み、測定データを置換する。次いでステップ４０８に進み、再測定のための測定中断前の位置に戻して、再測定処理を終了する。
【００６７】
ステップ１２０終了後、ステップ１３０に進み、全測定位置に対する測定が終了するまで、上記操作を繰り返す。
【００６８】
測定結果の一例を図１０に示す。図１０に示す如く、例えばゲージの読みと検査機の読みの誤差が許容範囲を越えている等、再測定が必要と思われる点が存在する場合には、例えばオペレータがパソコン本体から再測定すべき点を入力することによって、ステップ１４０からステップ１４２に進み、再測定を実行する。なお、この場合は、図９のステップ４０８は実行しない。
【００６９】
このようにして、再測定を行うことにより、例えば図１１に示す如く、良好な測定結果を得ることができる場合がある。
【００７０】
なお、再測定点の選択は、オペレータが測定結果を見て判断する他、例えば検査機の読みに対するゲージの読みの誤差が許容範囲を越えた時に、警報を与えて、オペレータに再測定を促したり、あるいは、誤差が許容範囲を越えた測定点を測定目標位置とする手動位置合わせの直前の状態まで測定スピンドルを自動的に駆動して、待機状態とすることもできる。
【００７１】
このようにして、リトライボタンやキャンセルボタンを押すだけで、現在の測定のやり直しを行う直前の位置あるいは最後の測定を再度行う直前の位置まで測定スピンドルを自動的に駆動することによって、オペレータの操作ミスを容易にリカバリーすることができる。
【００７２】
なお、前記実施形態においては、本発明が、ダイヤルゲージ検査機に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ダイヤルゲージ以外のインジケータ等の検査にも同様に適用できることは明らかである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、オペレータの操作ミスを迅速にリカバリーすることができる。従って、検査時間を短縮し、オペレータの疲労を軽減し、測定ミスを低減することが可能となる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象の一例であるダイヤルゲージ検査機の全体構成を示す図
【図２】同じく制御部の詳細構成を示すブロック図
【図３】本発明に係る実施形態の全体の処理手順を示す流れ図
【図４】同じくリトライ処理の様子を示すタイムチャート
【図５】前記リトライ処理の手順を示す流れ図
【図６】キャンセル処理の様子を示すタイムチャート
【図７】前記キャンセル処理の手順を示す流れ図
【図８】再測定の様子を示すタイムチャート
【図９】再測定処理の手順を示す流れ図
【図１０】再測定が必要な測定点を含む測定結果の例を示す線図
【図１１】再測定後の測定結果の例を示す線図
【符号の説明】
８…ダイヤルゲージ
１０…検査機本体
１６…モータ
２０…ボールねじ
２２…測定スピンドル
２４…中間部材
２６…スケール
５０…操作ボックス
５１…データ入力ボタン
５２…リトライボタン
５３…キャンセルボタン
５６…ジョグシャトル
５６Ａ…ジョグダイヤル
５６Ｂ…シャトルリング
５８…フットスイッチ
６０…データ処理装置
７０…制御部

Claims (4)

1. 検査対象の測定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させた時の検査対象の表示値により、ゲージの指示精度を検出するためのゲージ検査機において、
   現在の測定のやり直しを指示するためのリトライ指示手段と、
   リトライが指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、現在の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段と、
   を備えたことを特徴とするゲージ検査機。
2. 検査対象の測定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させた時の検査対象の表示値により、ゲージの指示精度を検出するためのゲージ検査機において、
   最後の測定結果の削除を指示するためのキャンセル指示手段と、
   キャンセルが指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、最後の測定点の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段と、
   を備えたことを特徴とするゲージ検査機。
3. 検査対象の測定子に当接される測定スピンドルを所定位置に変位させた時の検査対象の表示値により、ゲージの指示精度を検出するためのゲージ検査機において、
   測定済みの測定結果の再測定を指示するための再測定指示手段と、
   再測定が指示された時に、ゲージのヒステリシスを回避可能な位置まで、測定スピンドルを一旦後退させ、次いで、再測定が指示された測定点の測定目標位置の手前まで、測定スピンドルを前進させる自動位置決め手段と、
   を備えたことを特徴とするゲージ検査機。
4. 前記自動位置決め手段による後退距離及び前進距離が指定可能とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のゲージ検査機。

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