JP3693880B2 - Multipoint measuring apparatus and dimension measuring method using the same - Google Patents

Multipoint measuring apparatus and dimension measuring method using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法に関し、例えばクランクシャフトのジャーナル部の外径を多点測定する場合に好適な多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図9に示すような円柱形状のワークW(被測定物)の外径Wd等を多点測定する装置として、例えば同図に示すような構成を採るものがある。
即ち、従来の多点測定装置90は、それぞれ一対のリニアゲージ92と、このリニアゲージ92のディジタルスケールに連結したフィーラ94と、このフィーラ94の先端に取り付けられた接触子96と、からなる測定ユニット91を、ワークWの外径Wd等の測定箇所ごとに対応して設けていた。なお、ワークWの外径Wd等を多点測定する目的は、当該円柱部分に生じ得るテーパや外周面の膨らみ等が許容範囲内にあるか否かを判定することにある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図9に示すような従来の多点測定装置90によると、次に挙げるような問題点がある。
(1) 測定範囲等を拡大するため、測定箇所を増やそうとすると、リニアゲージ92、フィーラ94および接触子96を1セットとした測定ユニット91全体を増設しなければならない。そのため、このような測定箇所の変更により、その都度、測定ユニット91の増設等が必要になるので、段取り工数の増大を招くとともに、設備コストの増加をも招くという問題がある。
(2) 接触子96による測定位置を変更しようとすると、接触子96を含めた測定ユニット91の位置変更あるいは、先端に接触子96を備えたフィーラ94の形状変更をしなければならない。そのため、このような変更に伴うリニアゲージ92の調整等が必要になり、段取り工数の増大を招くという問題がある。
(3) 測定箇所ごとにリニアゲージ92が必要なることから、リニアゲージ92から送出されるカウンタ信号の本数が測定箇所に応じて増加するため、配線の引き回しが煩雑になるとともに、カウンタ信号の処理に必要な制御装置内のインタフェイスのポートも増設しなければならないという問題がある。
【0004】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により実現し得る多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の多点測定装置では、可動部と、前記可動部を脱着自在に取付可能かつ前記可動部を被測定物に対し接近または離隔可能に移動させ得る移動手段と、前記被測定物に対し当接可能に前記可動部に設けられる複数の接触子で、前記移動手段より前記可動部が前記被測定物に接近する方向に移動すると、当該複数の接触子のうちの1つが前記被測定物に当接し、さらに前記可動部が前記被測定物に接近する方向に前記可動部が移動すると先に当接していた接触子が前記被測定物に当接しなくなる替わりに当該複数の接触子のうちの別の1つが前記被測定物に当接するように、前記被測定物に2以上が同時に当接することのない位置関係にある複数の接触子と、前記複数の接触子のうちのいずれか1つが前記被測定物に当接したときに前記可動部が反当接方向に移動する移動量を検出可能な検出手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【0006】
また、上記目的を達成するため、請求項2の寸法測定方法では、請求項1記載の多点測定装置を用いた寸法測定方法であって、基準物による寸法基準値を前記多点測定装置により測定するステップと、被測定物による寸法測定値を前記多点測定装置により測定するステップと、前記寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に前記寸法測定値があるか否かを判断するステップと、を含むことを技術的特徴とする。
【0007】
請求項1の発明では、移動手段により、被測定物に対し接近または離隔可能な可動部には、被測定物に2以上が同時に当接することのない複数の接触子が設けられ、またこの可動部の移動量は検出手段により検出される。これにより、移動手段よって可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの1つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出され、さらに可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの別の1つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出される。つまり、複数箇所に当接する接触子の移動量を1つの検出手段により検出することができる。また、移動手段は、可動部を脱着自在に取付可能にしているので、当該可動部を他の可動部に容易に交換できる。
【0008】
請求項2の発明では、寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に寸法測定値があるか否かを判断する。これにより、基準物による寸法基準値との相対的な寸法関係から、被測定物の寸法を測定することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多点測定装置に係る実施形態として、クランクシャフトのジャーナル部(以下「ワークW」という。)の外径を測定する測定システム20に適用した一実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。
まず、本実施形態による測定システム20の全体構成を図2により説明する。
図2に示すように、測定システム20は、主に、測定セット21、多点測定装置30、シーケンサ51、データ処理装置53等から構成される。
【0010】
測定セット21は、その設置場所の床面等に垂設される2本の柱22、これら柱22の間に架けられるY軸スライダ23、柱22と並設してこのY軸スライダ23の可動部に取り付けられるX軸スライダ25、および被測定物であるワークWを載置可能なテーブル26から構成されている。多点測定装置30はX軸スライダ25の可動部に取り付けられる。これにより、Y軸スライダ23の可動部およびX軸スライダ25の可動部は、それぞれのボールねじ等の回転によって、Y軸方向あるいはX軸方向に任意に移動することができる。そのため、多点測定装置30は、柱22の間をY軸スライダ23により、また上下方向をX軸スライダ25により、それぞれ移動することができるので、テーブル26上に位置するワークWに対して、自由に接近または離隔することができる。
【0011】
シーケンサ51は、内蔵するマイクロコンピュータ等により、Y軸スライダ23およびX軸スライダ25の動作を司る装置である。具体的には、Y軸スライダ23のボールねじ等を駆動するサーボモータ23aおよびX軸スライダ25のボールねじ等を駆動するサーボモータ25aに、それぞれの回転を制御するパルス信号を適宜、送出する。またシーケンサ51は、このようなパルス信号を送出する一方で、Y軸スライダ23およびX軸スライダ25による多点測定装置30の移動タイミングをデータ処理装置53に通知するため、当該パルス信号の送出に合わせてデータ処理装置53に所定のタイミング信号を送出する。
【0012】
データ処理装置53は、図3によるブロック図に示すような構成を採る。
即ち、データ処理装置53は、主に、CPU53a、メモリ53b、2次記憶装置53c、インターフェイス53d、53e、カウンタ53f、表示部53g、操作部53h等から構成されている。
CPU53aは、制御部、演算処理部、レジスタ等からなり、メモリ53bやインターフェイス53d、53eを介して読み込んだ各データを後述する各処理により所定の情報処理を行う。メモリ53bは、図示しないシステムバスを介してCPU53aと接続されており、後述する各処理を行うプログラム等が記憶されている。またインターフェイス53d、53eも、図示しないシステムバスを介してCPU53aに接続されている。
【0013】
インターフェイス53dには、良否判定(OK、+NG、−NG)表示や異常発生表示等を行う表示部53g、諸条件等の入力を行う操作部53hおよびファイル化された各プログラムを格納する2次記憶装置53cが接続されている。
また、他方のインターフェイス53eには、外部装置にあたるリニアゲージ32やシーケンサ51が接続されており、リニアゲージ32からはカウンタ53fを介してカウンタ信号が入力され、またシーケンサ51からはタイミング信号が入力される。
【0014】
このように構成することにより、CPU53aは、シーケンサ51から送られてくるタイミング信号に基づいて、リニアゲージ32から送られてくるカウンタ信号を読込むとともに、当該カウンタ信号の読込みが完了すると、シーケンサ51に対して読込み完了信号を送出することができる。またリニアゲージ32から出力されるパルス信号は2相パルスであるため、これによりリニアゲージの開閉情報を得ている。
【0015】
次に、多点測定装置30の構成を図1に基づいて説明する。なお、測定システム20では、2式の多点測定装置30を対向させ一対として構成することで、ワークWの直径Wdを多点測定し得るようにしている。また、図1(A) は多点測定装置30の構成を示す模式的構成図、図1(B) は図1(A) を紙面垂直方向から見た場合におけるワークおよび接触子の位置関係を示す説明図である。
図1(A) に示すように、多点測定装置30は、主に、リニアゲージ32、ヘッド34、フィンガー35、接触子36a、36b、36cから構成されている。
【0016】
リニアゲージ32は、本体部から出入りするロッド32aの移動量を磁気や光を利用したディジタルスケールおよびディジタルカウンタの組み合わせによって検出するものである。つまり、ロッド32aの一端側に設けられたコイルあるいは光シャッタ等によりロッド32aの突出量を検出した後、これをディジタルカウンタより数値化してカウンタ信号を出力するものである。なお、リニアゲージ32によりヘッド34の移動量を測定するのは、比較的広範囲な測定が可能だからである。したがって、測定範囲がそれほど広くない場合、例えば測定範囲が100μmオーダの場合には、リニアゲージ32を用いる必要はなく、差動トランス等を用いてヘッド34の移動量を測定しても良い。
【0017】
ヘッド34は厚肉の平板状に形成されており、リニアゲージ32から出入りするロッド32aの他端側に、ロッド32aとともにT字形状をなすように取り付けられている。つまり、平板状のヘッド34は、ロッド32aに対して直角に位置するように、筒形状の取付部34aを介してロッド32aの他端部に取り付けられている。なお、この取付部34aは、ロッド32aの他端部と脱着自在に構成されていることから、ヘッド34を他のものと交換する必要が生じても、容易に他のヘッド34と取り換えることができる。
【0018】
フィンガー35は短尺の円柱状に形成されており、ヘッド34の板面に対して3箇所に垂設されている。つまり、フィンガー35は、図1(B) に示すように、取付部34aが設けられる面と反対側の面に、その対角線M上に位置する3箇所に設けられている。なお、フィンガー35をこのように位置させた理由は、次述する接触子36の説明において述べる。
【0019】
接触子36a、36b、36cは半球面形状に形成されており、その平面側をフィンガー35の先端に向けて取り付けられている。つまり、接触子36a、36b、36cは、接触子36の球面部がワークWの外周面Waに当接し得るように、フィンガー35に取り付けられている。これにより、図1(B) に示すように、ヘッド34の対角線M上に位置するフィンガー35と同様に、接触子36a、36b、36cもヘッド34の対角線M上に位置する。
【0020】
そのため、接触子36a、36b、36cがワークWの外周面Waに当接し得る位置関係において、X軸スライダ25によりヘッド34を同図中の矢印方向、即ちワークW方向に移動させると、まず最初に接触子36aだけがワークWの中心軸線K上の位置AでワークWの外周面Waに当接する。そして、ヘッド34をさらにワークW方向に移動させると、外周面Waに当接していた接触子36aがワークWから離れて、次に接触子36bだけが中心軸線K上の位置Bで外周面Waに当接する。続けてヘッド34がさらにワークW方向に移動すると、外周面Waに当接していた接触子36bがワークWから離れ、最後に接触子36cだけが中心軸線K上の位置Cで外周面Waに当接する。
【0021】
このように、フィンガー35を介して、接触子36a、36b、36cをヘッド34の対角線M上に位置させることにより、2以上の接触子36a、36b、36cが同時にワークWに当接することがない位置関係を維持している。そのため、図1(B) により説明したように、ヘッド34とワークWとが相対的に移動すると、3箇所の接触子36a、36b、36cのうちの1つだけをワークWに当接させることができる。これにより、3箇所の接触子36a、36b、36cのうちの当接した1つの接触子による移動量をリニアゲージ32により検出することができる。したがって、ワークWの外径Wd等を多点測定する場合、即ち当該円柱部分に生じ得るテーパや外周面の膨らみ等が許容範囲内にあるか否かを判定する場合であっても、測定箇所ごとにリニアゲージ32を設けることなく、1つのリニアゲージ32で多点測定を行うことができる。本実施形態の場合、3箇所の接触子36a、36b、36cによるヘッド34の移動量をリニアゲージ32の出力として捉えると、図8に示すような3箇所のピーク(α、γ、ε)および2箇所のボトム(β、δ)として把握することができる。
【0022】
なお、本実施形態では、フィンガー35を介して、接触子36a、36b、36cをヘッド34の対角線M上に位置させたが、本発明では、被測定物に2以上が同時に当接することのない位置関係であれば、これに限られることはない。したがって、例えばへ字状に折れ曲がる線上に複数の接触子が配置されても良い。
【0023】
また、本実施形態では、クランクシャフトのジャーナル部の如く円柱形状のワークWを例示して説明したが、本発明では、測定可能な被測定物は円柱形状のものに限られず、例えば平板形状のものであっても良い。但し、この場合においては、被測定物の測定対象部分が、図1(B) に示す接触子36a、36b、36cの移動方向の間隔P1 、P2 よりも狭い棒状あるいは帯状であることが必要になる。この間隔P1 、P2 よりも測定対象部分の方が広いと、接触子36a、36b、36cのうちの2以上の接触子が同時に当接することになるからである。
【0024】
続いて、測定システム20の作動を図1および図2に基づいて説明する。
図2に示すように、テーブル26上にセットされたワークWの上方に、一対の多点測定装置30が位置するように、Y軸スライダ23によって位置合わせが行われる。そして、一対の多点測定装置30がワークWの上方に到達すると、次にX軸スライダ25により、ワークWの上方からワークWの中心軸に対して直角方向に多点測定装置30が降下してくる。このとき、一対の多点測定装置30は、その対向間隔がワークWの直径Wdよりも広くなるよう確保されているため、多点測定装置30はワークWを超えてその下方に位置するまで降下できる。
【0025】
一対の多点測定装置30の位置がワークWの下方に達すると、多点測定装置30の対向間隔がワークWの直径Wdよりも狭くなるように閉じ、その状態を維持しながら一対の多点測定装置30はX軸スライダ25によりワークWの上方に向けて移動する。これにより、ヘッド34に取り付けられた接触子36a、36b、36cが、ワークWの外周面Waに当接する。つまり、図1(B) により前述したように、接触子36aから順番に位置Aで外周面Waに当接し、次に接触子36bが位置Bで外周面Waに当接し、その次に接触子36cが位置Cで外周面Waに当接する。このような接触子36a、36b、36cによる外周面Waへの当接がワークWの径方向両側において行われるため、それぞれの接触子36a、36b、36cの当接によって得られたリニアゲージ32のカウンタ信号が順次データ処理装置53に送出され、ワークWの直径Wdが測定される。
【0026】
上述したように、一対の多点測定装置30では、ワークWの直径Wdを測定すると、リニアゲージ32からデータ処理装置53にカウンタ信号が送出される。これにより、以下に述べるような各処理がデータ処理装置53により行われる。以下、図4〜図8を参照して説明する。
【0027】
図4(A) に示すように、まずステップS10によりデータ読込み処理、つまり一対のリニアゲージ32からカウンタ信号が読込まれる。
次にステップS12により、このカウンタ信号を加算してワークWの直径Wdに相当する測定値を算出する。そして続くステップS14により、この測定値を、予め測定しておいた基準値であるマスター値と比較する。これにより、ワークWの直径Wdの寸法計算が行われる。
【0028】
このようにして算出されたワークWの直径Wdは、ステップS14による判定処理により、マスター値との比較結果から、予め設定された寸法許容範囲内にあるか否かの判定が行われる。つまり、当該寸法許容範囲内にあれば、ステップS16に処理が移行し、良品表示である「OK」が表示部53gに表示される。一方、当該寸法許容範囲内になく下限値を超えていれば不良品表示である「−NG」が表示部53gに表示され(S15)、他方、当該寸法許容範囲内になく上限値を超えていれば不良品表示である「+NG」が表示部53gに表示される(S17)。そして、ステップS18により、ワークWの直径Wdの寸法表示が同表示手段等に表示され、一連の処理が終了する。
【0029】
ここで、ステップS10によるデータ読込み処理の内容をさらに説明すると、図4(B) に示すような5ステップに分けることができる。これは、図8(A) に示す3箇所のピーク(α、γ、ε)および2箇所のボトム(β、δ)を検出するために行われる処理である。
【0030】
即ち、ステップS10によるデータ読込み処理は、図8(A) に示す第1ピークαを検出するための第1ピーク検出処理(S100)、同図に示す第1ボトムβを検出するための第1ボトム検出処理(S150)、同図に示す第2ピークγを検出するための第2ピーク検出処理(S200)、同図に示す第2ボトムδを検出するための第2ボトム検出処理(S250)および同図に示す第3ピークεを検出するための第3ピーク検出処理(S300)を順次に実行する。
【0031】
図5(A) に示すように、第1ピーク検出処理は、まずステップS110による初期値格納処理から行われる。即ち、リニアゲージ32により検出されたデータのうち、最も大きな値を持つものを最大値、また最も小さな値を持つものを最小値として、それぞれの値とデータ番号を所定のレジスタ等に格納する処理を行う。
【0032】
続くステップS112では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば(S112でYes)、検出データは増加傾向にあるので、ステップS113に処理を移行してその次データが、以前蓄えた最大値よりも大きいか否かの判断を行う。一方、ステップS112により次データが前データよりも大きいのでなければ(S112でNo)、検出データは増加傾向にはないので、ステップS114に処理を移行しその次データが最大値から10μmを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。
【0033】
この最大値から10μmを減算した値(最大値−10μm)は、第1ピークαを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば(S114でYes)、第1ピークαを検出したと判断し、当該第1ピーク検出処理を終了(RET)し、図4(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。
【0034】
なお、ステップS114により次データが最大値から10μmを減算した値よりも小さいのでなければ(S114でNo)、処理をステップS117に移行し、その次データのデータ番号が300番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、全サンプリング数600の半分を超えていても第1ピークαが検出できない場合には(S117でYes)、ステップS119による異常検出処理を実行し、その旨をデータ処理装置53の表示部53gに表示しオペレータ等に異常の発生を告知する。一方、データ番号が300番以下であれば(S117でNo)、再度、ステップS112に処理を移行しその次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0035】
ステップS113では、次データが以前蓄えた最大値よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データが以前蓄えた最大値よりも大きいのであれば(S113でYes)、ステップS115により、この次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、そうでなければ(S113でNo)、再度、ステップS112に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0036】
図5(B) に示すように、第1ボトム検出処理は、まずステップS160により前データを新たな最小値として蓄える処理を行う。
続くステップS162では、次データが前データよりも小さいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも小さいのであれば(S162でYes)、検出データは減少傾向にあるので、ステップS163に処理を移行してその次データのデータ番号が、350番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が350番よりも大きいのであれば(S163でYes)、ステップS165による異常検出処理を実行して、データ処理装置53の表示部53gによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が350番以下であれば(S163でNo)、ステップS167によりこの次データを新たな最小値として蓄える処理を行った後、再度、ステップS162に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0037】
一方、ステップS162により次データが前データよりも小さいのでなければ(S162でNo)、検出データは減少傾向にないので、ステップS164に処理を移行してその次データが最小値に10μmを加算した値よりも大きいか否かの判断を行う。この最小値に10μmを加算した値(最小値+10μm)は、第1ボトムβを検出したことを判断するための境界値であり、この値を上回っていれば(S164でYes)、第1ボトムβを検出したと判断し、当該第1ボトム検出処理を終了(RET)し、図4(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を上回っていなければ(S164でNo)、再度、ステップS162に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0038】
図6(A) に示すように、第2ピーク検出処理は、まずステップS210により前データを新たな最大値として蓄える処理を行う。
続くステップS212では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば(S212でYes)、検出データは増加傾向にあるので、ステップS213に処理を移行してその次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、続くステップS214に処理を移す。一方、そうでなければ(S212でNo)、検出データは増加傾向にないので、そのまま続くステップS214に処理を移す。
【0039】
ステップS214では、次データのデータ番号が、400番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が400番よりも大きいのであれば(S214でYes)、ステップS215による異常検出処理を実行し、表示手段等によりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が400番以下であれば(S214でNo)、続くステップS216によりその次データが最大値から10μmを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。
【0040】
この最大値から10μmを減算した値(最大値−10μm)は、第2ピークγを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば(S216でYes)、第2ピークγを検出したと判断し、当該第2ピーク検出処理を終了(RET)し、図4(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を下回っていなければ(S216でNo)、再度、ステップS212に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0041】
図6(B) に示すように、第2ボトム検出処理は、前述した図5(B) による第2ボトム検出処理とほぼ同様に行われる。即ち、まずステップS260により前データを新たな最小値として蓄える処理を行う。
続くステップS262では、次データが前データよりも小さいか否かを判断する処理を行う。次データが前データよりも小さいのであれば(S262でYes)、検出データは減少傾向にあるので、ステップS263に処理を移行してその次データのデータ番号が、500番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が500番よりも大きいのであれば(S263でYes)、ステップS265による異常検出処理を実行して、データ処理装置53の表示部53gによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が500番以下であれば(S263でNo)、ステップS267によりこの次データを新たな最小値として蓄える処理を行った後、再度、ステップS262に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0042】
一方、ステップS262により次データが前データよりも小さいのでなければ(S262でNo)、検出データは減少傾向にないので、ステップS264に処理を移行してその次データが最小値に10μmを加算した値よりも大きいか否かの判断を行う。この最小値に10μmを加算した値(最小値+10μm)は、第2ボトムδを検出したことを判断するための境界値であり、この値を上回っていれば(S264でYes)、第2ボトムδを検出したと判断し、当該第2ボトム検出処理を終了(RET)し、図4(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を上回っていなければ(S264でNo)、再度、ステップS262に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0043】
図7に示すように、第3ピーク検出処理は、まずステップS310により前データを新たな最大値として蓄える処理を行う。
続くステップS312では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば(S312でYes)、検出データは増加傾向にあるので、ステップS314に処理を移行してその次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、続くステップS316に処理を移す。一方、そうでなければ(S312でNo)、検出データは増加傾向にないので、ステップS314およびステップS316による処理を行うことなく、ステップS318に処理を移す。
【0044】
ステップS316では、即ち、次データが前データよりも大きい場合には、次データのデータ番号が550番よりも大きいか否かの判断を行う。そして次データのデータ番号が550番よりも大きいのであれば(S316でYes)、ステップS313による異常検出処理を実行して、データ処理装置53の表示部53gによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が550番以下であれば(S316でNo)、ステップS318に処理を移行する。
【0045】
ステップS318では、次データが、最大値から10μmを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。この最大値から10μmを減算した値(最大値−10μm)は、第3ピークεを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば(S318でYes)、第3ピークεを検出したと判断し、当該第3ピーク検出処理を終了(RET)し、図4(B) に示すデータ読込み処理も終了する。他方、この値を下回っていなければ(S318でNo)、ステップS315に処理を移して当該次データのデータ番号が598番よりも大きいか否かの判断を行う。
【0046】
ステップS315は、当該次データのデータ番号が、全サンプリング数600に到達する直前であるか否かの判断を行うものである。即ち、サンプリングの終了直前にあるにもかかわらず、ステップS318により第3ピークεを検出したと判断できない場合には(S315でYes)、ステップS317による異常検出処理を実行し、表示部53gによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が598番以下であれば(S315でNo)、再度、ステップS312に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【0047】
以上説明したデータ処理装置53による各処理によって、図8(A) に示すような3箇所のピーク(α、γ、ε)および2箇所のボトム(β、δ)が検出され、さらに図4(A) によるステップS12よりワークWの直径Wd直径に相当する測定値が算出される。なお、図8(A) に示すものは、各ピーク値が寸法差0に適合した良品による特性データの例で、図8(B) に示すものは、第1ピークαと第3ピークεの寸法差がそれぞれ+Δd1 、−Δd2 だけ生じている不良品による特性データの例である。
【0048】
以上説明した測定システム20に係る多点測定装置30よると、ワークWに接近または離隔可能なヘッド34には、ワークWに2以上が同時に当接することのない複数の接触子36a、36b、36cが設けられ、またこのヘッド34の移動量はリニアゲージ32により検出される。これにより、X軸スライダ25よってヘッド34とワークWとが相対的に移動すると、複数の接触子36a、36b、36cのうちの接触子36aが、ワークWに当接しそれによるヘッド34の移動量がリニアゲージ32により検出され、さらにヘッド34とワークWとが相対的に移動すると、複数の接触子36a、36b、36cのうちの別の接触子36bが、ワークWに当接しそれによるヘッド34の移動量がリニアゲージ32により検出される。つまり、ワークWの外周面Waの位置A、B、Cにそれぞれ当接する接触子36a、36b、36cの移動量を1つのリニアゲージ32により検出することができる。したがって、測定箇所や測定位置を変更する要求があっても、リニアゲージ32を変更することなく、要求に対応した接触子36a等を設けるヘッド34を交換すれば良いため、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果がある。また、ヘッド34の移動量を検出するリニアゲージ32の数を1つに減らすことができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置30を実現し得る効果がある。
【0049】
なお、特開平11−325876号公報に開示される「測定装置」は、リニアゲージの測定子と差動トランスの測定子とが並列状に配置される構成を採っている。つまり、差動トランスを必須の構成要素としている。そのため、以下のような問題点がある。
(A) 差動トランスが必要になる分、差動トランス用の信号処理回路等が必要になるため、部品点数が増えるとともに構成が複雑になる。
(B) 差動トランスから出力される信号を伝送するための配線が必要なるため、可動部に対する当該配線の処理、引き回し等が煩雑になる。
(C) 測定ヘッドを交換するごとに、差動トランスの電気的および機械的調整が必要になり、保守性、保全性の面で不都合が生じやすい。
【0050】
この点、本実施形態に係る多点測定装置30においては、差動トランスを用いることなく、ワークWの外周面Waの位置A、B、Cにそれぞれ当接する接触子36a、36b、36cの移動量を1つのリニアゲージ32により検出する。このため、測定箇所等を変更する要求があってもヘッド34を他のものに変更すれば、リニアゲージ32自体を変更する必要がない。また、ヘッド34の取付部34aは、リニアゲージ32のロッド32aの他端部と脱着自在に構成されている。このため、ヘッド34を他のものと交換する必要が生じても、容易に他のヘッド34と取り換えることができる。したがって、本実施形態に係る多点測定装置30では、前記(A) 〜(C) のような問題点を解消し、かつ、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置30を実現している。
【0051】
【発明の効果】
請求項1の発明では、移動手段により、被測定物に対し接近または離隔可能な可動部には、被測定物に2以上が同時に当接することのない複数の接触子が設けられ、またこの可動部の移動量は検出手段により検出される。これにより、移動手段よって可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの1つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出され、さらに可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの別の1つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出される。つまり、複数箇所に当接する接触子の移動量を1つの検出手段により検出することができる。また、移動手段は、可動部を脱着自在に取付可能にしているので、当該可動部を他の可動部に容易に交換できる。したがって、測定箇所や測定位置を変更する要求があっても、検出手段を変更することなく、要求に対応した接触子を設ける可動部を交換すれば良いため、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果がある。また、可動部の移動量を検出する検出手段の数を1つに減らすことができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置を実現し得る効果がある。
【0052】
請求項2の発明では、寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に寸法測定値があるか否かを判断する。これにより、基準物による寸法基準値との相対的な寸法関係から、被測定物の寸法を測定することができる。したがって、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果に加えて、周囲温度の変化による形状変形があっても基準物および被測定物はそれぞれ同様に形状変形するため、被測定物の寸法を絶対値により測定するよりも容易かつ正確に寸法測定し得る効果がある。また、可動部の移動量を検出する検出手段の数を1つに減らしても、被測定物の寸法を絶対値により測定するよりも容易かつ正確に寸法測定することができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により寸法測定し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A) は、本発明の一実施形態に係る多点測定装置の構成を示す模式的構成図で、図1(B) は、図1(A) を紙面垂直方向から見た場合におけるワークおよび接触子の位置関係を示す説明図である。
【図2】本実施形態による測定システムの全体構成を示す説明図である。
【図3】本実施形態による測定システムを構成するデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図4】図4(A) は、データ処理装置による処理全体の概要を示すフローチャートであり、図4(B) は、図4(A) に示すデータ読込み処理の概要を示すフローチャートである。
【図5】図5(A) は、図4(B) に示す第1ピーク検出処理の概要を示すフローチャートであり、図5(B) は、図4(B) に示す第1ボトム検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図6】図6(A) は、図4(B) に示す第2ピーク検出処理の処理の流れを示すフローチャートであり、図6(B) は、図4(B) に示す第2ボトム検出処理の処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】図4(B) に示す第3ピーク検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図8】本実施形態による測定システムにより測定された測定データの例を示すデータ特性図で、図8(A) は良品データ、図8(B) は不良品データを示すものである。
【図9】従来の多点測定装置の全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
20 測定システム
23 Y軸スライダ(移動手段)
25 X軸スライダ(移動手段)
30 多点測定装置
32 リニアゲージ(検出手段)
34 ヘッド (可動部)
35 フィンガー (可動部)
36a、36b、36c 接触子
51 シーケンサ
53 データ処理装置
α 第1ピーク
β 第1ボトム
γ 第2ピーク
δ 第2ボトム
ε 第3ピーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-point measuring apparatus and a dimension measuring method using the same, and more particularly to a multi-point measuring apparatus suitable for measuring the outer diameter of a journal portion of a crankshaft and a dimension measuring method using the multi-point measuring apparatus. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an apparatus for measuring the outer diameter Wd and the like of a cylindrical workpiece W (object to be measured) as shown in FIG.
That is, the conventional multipoint measuring device 90 includes a pair of linear gauges 92, a feeler 94 connected to a digital scale of the linear gauge 92, and a contact 96 attached to the tip of the feeler 94. The unit 91 is provided corresponding to each measurement location such as the outer diameter Wd of the workpiece W. The purpose of measuring the outer diameter Wd and the like of the workpiece W at multiple points is to determine whether or not the taper and the bulge of the outer peripheral surface that may occur in the cylindrical portion are within an allowable range.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional multipoint measuring apparatus 90 as shown in FIG. 9 has the following problems.
(1) If the number of measurement points is increased in order to expand the measurement range and the like, the entire measurement unit 91 including the linear gauge 92, the feeler 94, and the contact 96 must be added. For this reason, such a change in the measurement location necessitates an additional measurement unit 91 each time, resulting in an increase in setup man-hours and an increase in equipment costs.
(2) To change the measurement position by the contact 96, the position of the measurement unit 91 including the contact 96 or the shape of the feeler 94 having the contact 96 at the tip must be changed. Therefore, it is necessary to adjust the linear gauge 92 accompanying such a change, which causes a problem of increasing the number of man-hours for setup.
(3) Since a linear gauge 92 is required for each measurement location, the number of counter signals sent from the linear gauge 92 increases according to the measurement location, which makes wiring routing complicated and counter signal processing There is a problem that an interface port in the control device necessary for the system must be increased.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a multi-point measuring device capable of easily changing a measurement location and a measurement position and a dimension measurement method using the same. There is to do.
Another object of the present invention is to provide a multipoint measuring apparatus that can be realized with a simple configuration without affecting the measurement accuracy and a dimension measuring method using the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the multipoint measuring apparatus according to claim 1,YesMoving part,A moving means capable of detachably attaching the movable portion and moving the movable portion so as to be close to or away from the object to be measured;Enables contact with the object to be measuredSaidProvided in the moving partWhen the movable part is moved by the moving means in a direction approaching the object to be measured, one of the plurality of contacts abuts on the object to be measured, and the movable part is When the movable part moves in a direction approaching the object to be measured, instead of the contact that was previously in contact with the object to be measured, another one of the plurality of contacts is the object to be measured. To abut, 2 or more will not contact the object to be measured simultaneouslyIn positional relationshipA plurality of contacts;When any one of the plurality of contacts contacts the object to be measuredThe movable partMoves in the anti-contact directionAnd a detection means capable of detecting the amount of movement.
[0006]
  In order to achieve the above object, the dimension measuring method according to claim 2 is a dimension measuring method using the multipoint measuring apparatus according to claim 1, wherein a dimension reference value by a reference object is obtained by the multipoint measuring apparatus. A step of measuring, a step of measuring a dimension measurement value of the object to be measured by the multipoint measuring device, and the dimension reference valueDetermining whether the dimensional measurement is within a predetermined tolerance based on:It is a technical feature to include.
[0007]
  In the invention of claim 1,By means of transportationOn the object to be measuredAgainstThe movable part that can approach or be separated is provided with a plurality of contacts that do not contact two or more objects to be measured simultaneously, and the amount of movement of the movable part is detected by the detecting means. Thereby, when the movable part and the object to be measured are relatively moved by the moving means, one of the plurality of contacts comes into contact with the object to be measured, and the amount of movement of the movable part due to the contact is detected by the detecting means, When the movable part and the object to be measured are further moved relative to each other, another one of the plurality of contacts comes into contact with the object to be measured, and the amount of movement of the movable part due to the contact is detected by the detecting means. That is, it is possible to detect the amount of movement of the contact that is in contact with a plurality of locations by one detection means.Further, since the moving means allows the movable portion to be detachably attached, the movable portion can be easily replaced with another movable portion.
[0008]
  In the invention of claim 2,It is determined whether there is a dimension measurement value within a predetermined tolerance based on the dimension reference value.Thereby, the dimension of a to-be-measured object can be measured from the relative dimensional relationship with the dimension reference value by a reference | standard object.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, as an embodiment according to the multipoint measuring apparatus of the present invention, an embodiment applied to a measuring system 20 for measuring the outer diameter of a journal portion (hereinafter referred to as “work W”) of a crankshaft is shown in FIGS. Based on
First, the overall configuration of the measurement system 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the measurement system 20 mainly includes a measurement set 21, a multipoint measurement device 30, a sequencer 51, a data processing device 53, and the like.
[0010]
The measurement set 21 includes two pillars 22 suspended from the floor or the like of the installation location, a Y-axis slider 23 spanned between the pillars 22, and the Y-axis slider 23 movable in parallel with the pillars 22. It comprises an X-axis slider 25 attached to the part, and a table 26 on which a workpiece W, which is an object to be measured, can be placed. The multipoint measuring device 30 is attached to the movable part of the X-axis slider 25. Thereby, the movable part of the Y-axis slider 23 and the movable part of the X-axis slider 25 can be arbitrarily moved in the Y-axis direction or the X-axis direction by the rotation of each ball screw or the like. Therefore, since the multipoint measuring device 30 can move between the columns 22 by the Y-axis slider 23 and the vertical direction by the X-axis slider 25, the workpiece W located on the table 26 can be moved with respect to the workpiece W. Can be freely approached or separated.
[0011]
The sequencer 51 is a device that controls the operation of the Y-axis slider 23 and the X-axis slider 25 by a built-in microcomputer or the like. Specifically, pulse signals for controlling the respective rotations are appropriately sent to a servo motor 23a for driving the ball screw or the like of the Y-axis slider 23 and a servo motor 25a for driving the ball screw or the like of the X-axis slider 25. The sequencer 51 sends such a pulse signal, while notifying the data processor 53 of the movement timing of the multipoint measuring device 30 by the Y-axis slider 23 and the X-axis slider 25. At the same time, a predetermined timing signal is sent to the data processing device 53.
[0012]
The data processing device 53 has a configuration as shown in the block diagram of FIG.
That is, the data processing device 53 mainly includes a CPU 53a, a memory 53b, a secondary storage device 53c, interfaces 53d and 53e, a counter 53f, a display unit 53g, an operation unit 53h, and the like.
The CPU 53a includes a control unit, an arithmetic processing unit, a register, and the like, and performs predetermined information processing on each data read through the memory 53b and the interfaces 53d and 53e by each processing described later. The memory 53b is connected to the CPU 53a via a system bus (not shown), and stores a program for performing each process described later. The interfaces 53d and 53e are also connected to the CPU 53a via a system bus (not shown).
[0013]
The interface 53d has a display unit 53g for performing pass / fail judgment (OK, + NG, -NG) display, abnormality occurrence display, etc., an operation unit 53h for inputting various conditions and the like, and secondary storage for storing each filed program. A device 53c is connected.
The other interface 53e is connected to a linear gauge 32 or a sequencer 51 corresponding to an external device. A counter signal is input from the linear gauge 32 via a counter 53f, and a timing signal is input from the sequencer 51. The
[0014]
With this configuration, the CPU 53a reads the counter signal sent from the linear gauge 32 based on the timing signal sent from the sequencer 51, and when the reading of the counter signal is completed, In contrast, a read completion signal can be sent. Since the pulse signal output from the linear gauge 32 is a two-phase pulse, the opening / closing information of the linear gauge is obtained by this.
[0015]
Next, the configuration of the multipoint measuring apparatus 30 will be described with reference to FIG. In the measurement system 20, the two types of multipoint measuring devices 30 are configured to face each other so that the diameter Wd of the workpiece W can be measured at multiple points. 1A is a schematic configuration diagram showing the configuration of the multipoint measuring device 30, and FIG. 1B shows the positional relationship between the workpiece and the contact when FIG. 1A is viewed from the direction perpendicular to the page. It is explanatory drawing shown.
As shown in FIG. 1A, the multipoint measuring device 30 mainly includes a linear gauge 32, a head 34, fingers 35, and contacts 36a, 36b, and 36c.
[0016]
The linear gauge 32 detects the amount of movement of the rod 32a entering and exiting from the main body by a combination of a digital scale and a digital counter using magnetism and light. That is, after the protrusion amount of the rod 32a is detected by a coil or an optical shutter provided on one end side of the rod 32a, this is digitized by a digital counter and a counter signal is output. Note that the movement amount of the head 34 is measured by the linear gauge 32 because a relatively wide range of measurement is possible. Therefore, when the measurement range is not so wide, for example, when the measurement range is on the order of 100 μm, the linear gauge 32 need not be used, and the movement amount of the head 34 may be measured using a differential transformer or the like.
[0017]
The head 34 is formed in a thick flat plate shape, and is attached to the other end side of the rod 32a entering and exiting from the linear gauge 32 so as to form a T shape together with the rod 32a. That is, the flat head 34 is attached to the other end of the rod 32a via the cylindrical attachment 34a so as to be positioned at a right angle to the rod 32a. Since the attachment portion 34a is configured to be detachable from the other end portion of the rod 32a, even if the head 34 needs to be replaced with another one, it can be easily replaced with another head 34. it can.
[0018]
The fingers 35 are formed in a short cylindrical shape, and are suspended at three positions with respect to the plate surface of the head 34. That is, as shown in FIG. 1B, the fingers 35 are provided at three locations on the diagonal line M on the surface opposite to the surface on which the mounting portion 34a is provided. The reason why the finger 35 is positioned in this way will be described in the description of the contactor 36 described below.
[0019]
The contacts 36 a, 36 b, and 36 c are formed in a hemispherical shape, and are attached with the plane side facing the tip of the finger 35. That is, the contacts 36a, 36b, and 36c are attached to the finger 35 so that the spherical surface portion of the contact 36 can come into contact with the outer peripheral surface Wa of the workpiece W. As a result, as shown in FIG. 1B, the contacts 36 a, 36 b, and 36 c are also positioned on the diagonal line M of the head 34 in the same manner as the fingers 35 positioned on the diagonal line M of the head 34.
[0020]
For this reason, when the head 34 is moved in the arrow direction in the figure by the X-axis slider 25 in the positional relationship in which the contacts 36a, 36b, 36c can come into contact with the outer peripheral surface Wa of the workpiece W, first, In addition, only the contact 36a comes into contact with the outer peripheral surface Wa of the workpiece W at the position A on the central axis K of the workpiece W. When the head 34 is further moved in the workpiece W direction, the contact 36a that has been in contact with the outer circumferential surface Wa is separated from the workpiece W, and then only the contact 36b is located at the position B on the central axis K at the outer circumferential surface Wa. Abut. When the head 34 continues to move further in the workpiece W direction, the contact 36b that has been in contact with the outer circumferential surface Wa is separated from the workpiece W, and finally only the contact 36c contacts the outer circumferential surface Wa at the position C on the central axis K. Touch.
[0021]
Thus, by positioning the contacts 36a, 36b, and 36c on the diagonal line M of the head 34 via the fingers 35, the two or more contacts 36a, 36b, and 36c do not contact the workpiece W at the same time. The positional relationship is maintained. Therefore, as described with reference to FIG. 1B, when the head 34 and the workpiece W move relatively, only one of the three contacts 36a, 36b, 36c is brought into contact with the workpiece W. Can do. As a result, the linear gauge 32 can detect the amount of movement by one contacted member among the three contacts 36a, 36b, 36c. Therefore, even when measuring the outer diameter Wd or the like of the workpiece W at multiple points, that is, when determining whether the taper that can occur in the cylindrical portion or the swelling of the outer peripheral surface is within the allowable range, Multipoint measurement can be performed with one linear gauge 32 without providing the linear gauge 32 for each. In the case of this embodiment, if the amount of movement of the head 34 by the three contacts 36a, 36b, 36c is regarded as the output of the linear gauge 32, the three peaks (α, γ, ε) and the like shown in FIG. It can be grasped as two bottoms (β, δ).
[0022]
In the present embodiment, the contacts 36a, 36b, 36c are positioned on the diagonal line M of the head 34 via the fingers 35. However, in the present invention, two or more do not simultaneously contact the object to be measured. The positional relationship is not limited to this. Therefore, for example, a plurality of contacts may be arranged on a line that bends in a square shape.
[0023]
In the present embodiment, the cylindrical workpiece W such as the journal portion of the crankshaft is described as an example. However, in the present invention, the measurable object to be measured is not limited to the cylindrical shape, for example, a flat plate shape. It may be a thing. However, in this case, it is necessary that the measurement target portion of the object to be measured has a rod shape or a band shape narrower than the distances P1, P2 in the moving direction of the contacts 36a, 36b, 36c shown in FIG. Become. This is because if the portion to be measured is wider than the distances P1 and P2, two or more of the contacts 36a, 36b and 36c will be in contact with each other simultaneously.
[0024]
Subsequently, the operation of the measurement system 20 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 2, alignment is performed by the Y-axis slider 23 so that the pair of multipoint measuring devices 30 is positioned above the workpiece W set on the table 26. When the pair of multipoint measuring devices 30 reaches above the workpiece W, the multipoint measuring device 30 is lowered by the X-axis slider 25 from above the workpiece W in a direction perpendicular to the central axis of the workpiece W. Come. At this time, the pair of multi-point measuring devices 30 are secured so that the facing interval is wider than the diameter Wd of the workpiece W, so that the multi-point measuring device 30 descends beyond the workpiece W until it is positioned below the workpiece W. it can.
[0025]
When the position of the pair of multipoint measuring devices 30 reaches below the work W, the facing distance of the multipoint measuring device 30 is closed so as to be narrower than the diameter Wd of the work W, and the pair of multipoint measuring devices 30 is maintained while maintaining the state. The measuring device 30 is moved upward of the workpiece W by the X-axis slider 25. As a result, the contacts 36a, 36b, 36c attached to the head 34 come into contact with the outer peripheral surface Wa of the workpiece W. That is, as described above with reference to FIG. 1B, the contact 36a sequentially contacts the outer peripheral surface Wa at the position A, and then the contact 36b contacts the outer peripheral surface Wa at the position B, and then the contact. 36c contacts the outer peripheral surface Wa at the position C. Since the contact with the outer peripheral surface Wa by the contacts 36a, 36b, and 36c is performed on both sides in the radial direction of the workpiece W, the linear gauge 32 obtained by the contact of the respective contacts 36a, 36b, and 36c. Counter signals are sequentially sent to the data processor 53, and the diameter Wd of the workpiece W is measured.
[0026]
As described above, in the pair of multipoint measuring devices 30, when the diameter Wd of the workpiece W is measured, a counter signal is sent from the linear gauge 32 to the data processing device 53. Thereby, each processing described below is performed by the data processing device 53. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
[0027]
As shown in FIG. 4A, first, in step S10, the data reading process, that is, the counter signal is read from the pair of linear gauges 32.
In step S12, the counter signal is added to calculate a measurement value corresponding to the diameter Wd of the workpiece W. In subsequent step S14, the measured value is compared with a master value which is a reference value measured in advance. Thereby, the dimension calculation of the diameter Wd of the workpiece | work W is performed.
[0028]
The diameter Wd of the workpiece W thus calculated is determined by the determination process in step S14 based on the comparison result with the master value to determine whether it is within a preset dimension allowable range. That is, if it is within the allowable dimension range, the process proceeds to step S16, and “OK”, which is a non-defective item display, is displayed on the display unit 53g. On the other hand, if it is not within the allowable dimension range and exceeds the lower limit value, “−NG”, which is a defective product display, is displayed on the display unit 53g (S15), but is not within the allowable dimension range and exceeds the upper limit value. Then, “+ NG”, which is a defective product display, is displayed on the display portion 53g (S17). In step S18, the dimension display of the diameter Wd of the workpiece W is displayed on the display means or the like, and the series of processes is completed.
[0029]
Here, the contents of the data reading process in step S10 will be further described. The contents can be divided into five steps as shown in FIG. This is a process performed to detect the three peaks (α, γ, ε) and the two bottoms (β, δ) shown in FIG.
[0030]
That is, the data reading process in step S10 includes a first peak detection process (S100) for detecting the first peak α shown in FIG. 8A and a first peak β for detecting the first bottom β shown in FIG. Bottom detection process (S150), second peak detection process (S200) for detecting the second peak γ shown in the figure, and second bottom detection process (S250) for detecting the second bottom δ shown in the figure And the 3rd peak detection process (S300) for detecting the 3rd peak (epsilon) shown in the figure is performed sequentially.
[0031]
As shown in FIG. 5A, the first peak detection process is first performed from the initial value storing process in step S110. That is, a process of storing each value and data number in a predetermined register or the like with the largest value among the data detected by the linear gauge 32 as the maximum value and the smallest value as the minimum value. I do.
[0032]
In the subsequent step S112, processing for determining whether or not the next data is larger than the previous data is performed. That is, if the next data is larger than the previous data (Yes in S112), the detected data tends to increase, so the process proceeds to step S113, and the next data is larger than the maximum value stored previously. Make a decision. On the other hand, if the next data is not larger than the previous data in step S112 (No in S112), the detected data does not tend to increase, so the process proceeds to step S114, and the next data subtracts 10 μm from the maximum value. It is determined whether or not the value is smaller than the value.
[0033]
A value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value (maximum value−10 μm) is a boundary value for determining that the first peak α is detected. If the value is below this value (Yes in S114), the first value It is determined that the peak α has been detected, the first peak detection process is terminated (RET), and the process returns to the data reading process shown in FIG.
[0034]
If the next data is not smaller than the value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value in step S114 (No in S114), the process proceeds to step S117, and whether the data number of the next data is larger than 300 or not. Judgment is made. If the first peak α cannot be detected even if it exceeds half of the total number of samplings 600 (Yes in S117), the abnormality detection process in step S119 is executed, and the fact is displayed on the display unit 53g of the data processing device 53. To notify the operator of the occurrence of an abnormality. On the other hand, if the data number is 300 or less (No in S117), the process proceeds again to step S112, and the same process as described above is performed for the next data.
[0035]
In step S113, it is determined whether or not the next data is larger than the previously stored maximum value. If the next data is larger than the previously stored maximum value (Yes in S113), a process of storing this next data as a new maximum value is performed in Step S115, otherwise (No in S113). The process again proceeds to step S112, and the same process as described above is performed for the next data.
[0036]
As shown in FIG. 5B, in the first bottom detection process, first, in step S160, the previous data is stored as a new minimum value.
In the subsequent step S162, processing for determining whether or not the next data is smaller than the previous data is performed. That is, if the next data is smaller than the previous data (Yes in S162), the detected data tends to decrease, so the process proceeds to step S163 and the data number of the next data is greater than 350. Make a decision. If the data number of the next data is greater than 350 (Yes in S163), the abnormality detection process in step S165 is executed, and this is notified to the operator or the like by the display unit 53g of the data processing device 53. . On the other hand, if the data number is 350 or less (No in S163), after performing the process of storing the next data as a new minimum value in step S167, the process proceeds to step S162 again, and the next data The same processing as described above is performed.
[0037]
On the other hand, if the next data is not smaller than the previous data in step S162 (No in S162), the detected data does not tend to decrease, so the process proceeds to step S164, and the next data adds 10 μm to the minimum value. It is determined whether or not the value is larger than the value. A value obtained by adding 10 μm to the minimum value (minimum value + 10 μm) is a boundary value for determining that the first bottom β is detected. If this value is exceeded (Yes in S164), the first bottom It is determined that β has been detected, the first bottom detection process is terminated (RET), and the process returns to the data reading process shown in FIG. On the other hand, if this value is not exceeded (No in S164), the process proceeds again to step S162, and the same process as described above is performed for the next data.
[0038]
As shown in FIG. 6A, in the second peak detection process, first, in step S210, the previous data is stored as a new maximum value.
In a succeeding step S212, processing for determining whether or not the next data is larger than the previous data is performed. That is, if the next data is larger than the previous data (Yes in S212), the detected data tends to increase. Therefore, the process proceeds to step S213 and the next data is stored as a new maximum value. Processing continues to step S214. On the other hand, if not (No in S212), since the detected data does not tend to increase, the process proceeds to the subsequent step S214.
[0039]
In step S214, it is determined whether or not the data number of the next data is greater than 400. If the data number of the next data is greater than 400 (Yes in S214), the abnormality detection process in step S215 is executed, and the fact is notified to the operator or the like by the display means. On the other hand, if the data number is 400 or less (No in S214), it is determined in the subsequent step S216 whether or not the next data is smaller than the value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value.
[0040]
A value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value (maximum value−10 μm) is a boundary value for determining that the second peak γ is detected. If the value is below this value (Yes in S216), the second value is obtained. It is determined that the peak γ has been detected, the second peak detection process is terminated (RET), and the process returns to the data reading process shown in FIG. On the other hand, if it is not less than this value (No in S216), the process proceeds to step S212 again, and the same process as described above is performed for the next data.
[0041]
As shown in FIG. 6B, the second bottom detection process is performed in substantially the same manner as the second bottom detection process shown in FIG. That is, first, in step S260, the previous data is stored as a new minimum value.
In the subsequent step S262, a process for determining whether or not the next data is smaller than the previous data is performed. If the next data is smaller than the previous data (Yes in S262), the detected data tends to decrease. Therefore, the process proceeds to step S263, and whether the data number of the next data is larger than 500 or not. Make a decision. If the data number of the next data is greater than 500 (Yes in S263), the abnormality detection process in step S265 is executed, and this is notified to the operator or the like by the display unit 53g of the data processing device 53. . On the other hand, if the data number is 500 or less (No in S263), after performing the process of storing this next data as a new minimum value in step S267, the process proceeds to step S262 again, and the next data The same processing as described above is performed.
[0042]
On the other hand, if the next data is not smaller than the previous data in step S262 (No in S262), the detected data does not tend to decrease, so the process proceeds to step S264, and the next data adds 10 μm to the minimum value. It is determined whether or not the value is larger than the value. A value obtained by adding 10 μm to the minimum value (minimum value + 10 μm) is a boundary value for determining that the second bottom δ is detected. If this value is exceeded (Yes in S264), the second bottom It is determined that δ has been detected, the second bottom detection process is terminated (RET), and the process returns to the data reading process shown in FIG. On the other hand, if this value is not exceeded (No in S264), the process proceeds to step S262 again, and the same process as described above is performed for the next data.
[0043]
As shown in FIG. 7, in the third peak detection process, first, the previous data is stored as a new maximum value in step S310.
In the subsequent step S312, a process for determining whether or not the next data is larger than the previous data is performed. That is, if the next data is larger than the previous data (Yes in S312), the detected data tends to increase. Therefore, the process proceeds to step S314, and the next data is stored as a new maximum value. The process moves to the subsequent step S316. On the other hand, if not (No in S312), since the detected data does not tend to increase, the process proceeds to step S318 without performing the processes in steps S314 and S316.
[0044]
In step S316, that is, if the next data is larger than the previous data, it is determined whether or not the data number of the next data is larger than 550. If the data number of the next data is greater than 550 (Yes in S316), the abnormality detection process in step S313 is executed, and the fact is notified to the operator or the like by the display unit 53g of the data processing device 53. On the other hand, if the data number is 550 or less (No in S316), the process proceeds to step S318.
[0045]
In step S318, it is determined whether or not the next data is smaller than a value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value. A value obtained by subtracting 10 μm from the maximum value (maximum value−10 μm) is a boundary value for determining that the third peak ε has been detected. If the value is below this value (Yes in S318), the third value It is determined that the peak ε is detected, the third peak detection process is ended (RET), and the data reading process shown in FIG. 4B is also ended. On the other hand, if it is not less than this value (No in S318), the process proceeds to Step S315, and it is determined whether or not the data number of the next data is greater than 598.
[0046]
In step S315, it is determined whether or not the data number of the next data is just before reaching the total sampling number 600. That is, when it is not possible to determine that the third peak ε has been detected in step S318 (Yes in S315) despite being just before the end of sampling, the abnormality detection process in step S317 is executed, and the display unit 53g Announce the effect to the operator. On the other hand, if the data number is 598 or less (No in S315), the process proceeds to step S312 again, and the same process as described above is performed for the next data.
[0047]
By each processing by the data processor 53 described above, three peaks (α, γ, ε) and two bottoms (β, δ) as shown in FIG. 8A are detected, and further, FIG. A measured value corresponding to the diameter Wd diameter of the workpiece W is calculated from step S12 according to A). In addition, what is shown in FIG. 8 (A) is an example of characteristic data by a non-defective product in which each peak value is adapted to a dimension difference of 0, and what is shown in FIG. 8 (B) is the first peak α and the third peak ε. This is an example of characteristic data of a defective product in which the dimensional differences are generated by + Δd1 and -Δd2, respectively.
[0048]
According to the multipoint measuring device 30 according to the measurement system 20 described above, the head 34 that can approach or separate from the workpiece W has a plurality of contacts 36a, 36b, and 36c that do not simultaneously contact the workpiece W. The amount of movement of the head 34 is detected by the linear gauge 32. As a result, when the head 34 and the workpiece W are relatively moved by the X-axis slider 25, the contact 36a of the plurality of contacts 36a, 36b, 36c comes into contact with the workpiece W, and the amount of movement of the head 34 due to the contact 36a. Is detected by the linear gauge 32, and when the head 34 and the workpiece W move relative to each other, another contact 36b of the plurality of contacts 36a, 36b, 36c comes into contact with the workpiece W and thereby the head 34 Is detected by the linear gauge 32. That is, the amount of movement of the contacts 36 a, 36 b, and 36 c that are in contact with the positions A, B, and C of the outer peripheral surface Wa of the workpiece W can be detected by one linear gauge 32. Therefore, even if there is a request to change the measurement location or measurement position, the head 34 provided with the contact 36a or the like corresponding to the request may be replaced without changing the linear gauge 32. There is an effect that can be easily changed. Further, since the number of linear gauges 32 for detecting the amount of movement of the head 34 can be reduced to one, there is an effect that the multipoint measuring device 30 can be realized with a simple configuration without affecting the measurement accuracy. .
[0049]
The “measuring device” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325876 employs a configuration in which a linear gauge measuring element and a differential transformer measuring element are arranged in parallel. That is, the differential transformer is an essential component. Therefore, there are the following problems.
(A) Since a differential transformer is required, a signal processing circuit for the differential transformer is required, which increases the number of components and the configuration.
(B) Since wiring for transmitting a signal output from the differential transformer is required, processing of the wiring with respect to the movable portion, routing, and the like become complicated.
(C) Every time the measuring head is replaced, electrical and mechanical adjustment of the differential transformer is required, and inconveniences are likely to occur in terms of maintainability and maintainability.
[0050]
In this regard, in the multipoint measuring apparatus 30 according to the present embodiment, the movement of the contacts 36a, 36b, and 36c that respectively contact the positions A, B, and C of the outer peripheral surface Wa of the workpiece W without using a differential transformer. The quantity is detected by one linear gauge 32. For this reason, even if there is a request to change the measurement location or the like, if the head 34 is changed to another one, there is no need to change the linear gauge 32 itself. The mounting portion 34a of the head 34 is configured to be detachable from the other end of the rod 32a of the linear gauge 32. For this reason, even if it is necessary to replace the head 34 with another head, it can be easily replaced with another head 34. Therefore, the multipoint measuring apparatus 30 according to the present embodiment eliminates the problems (A) to (C) and has a simple configuration without affecting the measurement accuracy. 30 is realized.
[0051]
【The invention's effect】
  In the invention of claim 1,By means of transportationOn the object to be measuredAgainstThe movable part that can approach or be separated is provided with a plurality of contacts that do not contact two or more objects to be measured simultaneously, and the amount of movement of the movable part is detected by the detecting means. Thereby, when the movable part and the object to be measured are relatively moved by the moving means, one of the plurality of contacts comes into contact with the object to be measured, and the amount of movement of the movable part due to the contact is detected by the detecting means, When the movable part and the object to be measured are further moved relative to each other, another one of the plurality of contacts comes into contact with the object to be measured, and the amount of movement of the movable part due to the contact is detected by the detecting means. That is, it is possible to detect the amount of movement of the contact that is in contact with a plurality of locations by one detection means.Further, since the moving means allows the movable portion to be detachably attached, the movable portion can be easily replaced with another movable portion.Therefore, even if there is a request to change the measurement location or measurement position, it is possible to change the measurement location or measurement position easily by replacing the movable part that provides the contact corresponding to the request without changing the detection means. There is a possible effect. In addition, since the number of detection means for detecting the amount of movement of the movable part can be reduced to one, there is an effect that a multipoint measuring apparatus can be realized with a simple configuration without affecting the measurement accuracy.
[0052]
  In the invention of claim 2,It is determined whether there is a dimension measurement value within a predetermined tolerance based on the dimension reference value.Thereby, the dimension of a to-be-measured object can be measured from the relative dimensional relationship with the dimension reference value by a reference | standard object. Therefore, in addition to the effect of easily changing the measurement location and measurement position, the reference object and the object to be measured are similarly deformed even if there is a shape deformation due to changes in the ambient temperature. There is an effect that the dimensions can be measured more easily and accurately than the measurement by the absolute value. In addition, even if the number of detection means for detecting the amount of movement of the movable part is reduced to one, it is possible to measure the dimensions of the object to be measured more easily and accurately than by measuring the absolute value. There is an effect that the dimensions can be measured with a simple configuration without affecting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is a schematic configuration diagram showing a configuration of a multipoint measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (B) is a plan view of FIG. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the workpiece | work and a contact in the case of seeing.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a measurement system according to the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a data processing apparatus that constitutes the measurement system according to the present embodiment.
4A is a flowchart showing an overview of the entire processing by the data processing apparatus, and FIG. 4B is a flowchart showing an overview of the data reading process shown in FIG. 4A.
FIG. 5 (A) is a flowchart showing an outline of the first peak detection process shown in FIG. 4 (B), and FIG. 5 (B) shows the first bottom detection process shown in FIG. 4 (B). It is a flowchart which shows the outline | summary.
6 (A) is a flowchart showing the flow of the second peak detection process shown in FIG. 4 (B), and FIG. 6 (B) is the second bottom shown in FIG. 4 (B). It is a flowchart which shows the flow of a process of a detection process.
FIG. 7 is a flowchart showing an outline of third peak detection processing shown in FIG.
8A and 8B are data characteristic diagrams showing an example of measurement data measured by the measurement system according to the present embodiment, in which FIG. 8A shows good product data and FIG. 8B shows defective product data.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a conventional multipoint measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
20 Measuring system
23 Y-axis slider (moving means)
25 X-axis slider (moving means)
30 Multi-point measuring device
32 Linear gauge (detection means)
34 head (movable part)
35 fingers (movable parts)
36a, 36b, 36c Contact
51 Sequencer
53 Data processing equipment
α First peak
β 1st bottom
γ Second peak
δ 2nd bottom
ε Third peak

Claims (2)

動部と、
前記可動部を脱着自在に取付可能かつ前記可動部を被測定物に対し接近または離隔可能に移動させ得る移動手段と、
前記被測定物に対し当接可能に前記可動部に設けられる複数の接触子で、前記移動手段より前記可動部が前記被測定物に接近する方向に移動すると、当該複数の接触子のうちの1つが前記被測定物に当接し、さらに前記可動部が前記被測定物に接近する方向に前記可動部が移動すると先に当接していた接触子が前記被測定物に当接しなくなる替わりに当該複数の接触子のうちの別の1つが前記被測定物に当接するように、前記被測定物に2以上が同時に当接することのない位置関係にある複数の接触子と、
前記複数の接触子のうちのいずれか1つが前記被測定物に当接したときに前記可動部が反当接方向に移動する移動量を検出可能な検出手段と、
を備えることを特徴とする多点測定装置。
And the moving parts,
A moving means capable of detachably attaching the movable portion and moving the movable portion so as to be close to or away from the object to be measured;
Wherein a plurality of contacts that provided in the movable portion contactable to the object to be measured, when the movable portion from said moving means is moved toward the object to be measured, among the plurality of contacts Instead of contacting the object to be measured when the movable part moves in a direction in which the movable part approaches the object to be measured. A plurality of contacts in a positional relationship such that two or more of the plurality of contacts do not contact the device under test at the same time, so that another one contacts the device under test ;
Detection means capable of detecting the amount of movement of the movable portion in the anti-contact direction when any one of the plurality of contacts contacts the object to be measured ;
A multi-point measuring device comprising:
請求項1記載の多点測定装置を用いた寸法測定方法であって、基準物による寸法基準値を前記多点測定装置により測定するステップと、
被測定物による寸法測定値を前記多点測定装置により測定するステップと、
前記寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に前記寸法測定値があるか否かを判断するステップと、
を含むことを特徴とする寸法測定方法。
A dimension measuring method using the multipoint measuring apparatus according to claim 1, wherein the multipoint measuring apparatus measures a dimension reference value by a reference object,
A step of measuring a dimensional measurement value by an object to be measured by the multi-point measuring device;
Determining whether the dimension measurement value is within a predetermined tolerance based on the dimension reference value ;
A dimension measuring method comprising:
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