JP3981763B2

JP3981763B2 - Method and apparatus for measuring inner diameter of workpiece

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Publication number: JP3981763B2
Application number: JP2003077258A
Authority: JP
Inventors: 進沢藤
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: TWI276776B; CN1532519A; TW200422584A; CN100354600C; JP2004286510A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの内径寸法測定方法及び装置に係り、特にフェルール等の微小円筒形ワークの内径寸法を測定するのに好適なワークの内径寸法測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェルール等の微小円筒形ワークの内径寸法を測定する場合、従来は、測定者が所定寸法のピンゲージをワークの内周部に挿入して測定していた。また、自動で測定を行う場合は、ワークをＶ台等に載置し、その内径部に接触式測定器の触針を当接させてワークを回転させ、そのときの触針の変位量からワークの内径寸法を求めていた。あるいは、Ｖ台等に載置したワークの端面をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像データから画像処理によりワークの内径寸法を求めていた（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ところが、ピンゲージを用いた測定は、測定者が１本１本ワークを手作業で測定しなければならず、多大な労力を要するという欠点があった。また、手作業による測定のため正確性に欠けるという欠点もあった。更に、ピンゲージを挿入して測定する方式のため、測定が進行するとピンゲージが磨耗し、正確な測定ができなくなるという欠点もあった。
【０００４】
接触式測定器を用いた測定では、触針をワークの内径部に挿入する必要がある関係上、測定可能な径に限度があり、フェルール等の小径のワークの測定ができないという欠点があった。一方、画像処理を用いた測定では、端面における径しか測定できないという欠点があった。
【０００５】
このような各種の欠点を解決すべく、エア供給手段より円筒状のワークの内周部に圧縮エアを供給して、その背圧を検出することによりワークの内径寸法を測定する方法が提案されている。
【０００６】
図７は、このワークの内径寸法を測定する原理を示す概略図である。エア源１０２より供給される圧縮エアは、エアフィルタ１０４を経てエアレギュレータ１０６に入り、所定のエア圧に調整された後、２系統の配管１０８、１１０とに分岐されてＡ／Ｅ変換器１２０の両側（Ａ側とＢ側）に供給される。なお、それぞれの配管１０８、１１０の中途には測定倍率調整絞り１１２、１１４がそれぞれ設けられており、配管１０８、１１０内のエア流量が調整できるようになっている。
【０００７】
Ａ／Ｅ変換器１２０のＡ側の配管１２２は、ワーク測定用に使用され、Ａ／Ｅ変換器１２０のＢ側の配管１２４は、零点調整絞り１２６を経て大気に開放される。Ａ／Ｅ変換器１２０は、このＡ側の圧力とＢ側の圧力との圧力差を電気信号に変換する。
【０００８】
Ａ／Ｅ変換器１２０のＡ側の配管１２２は、オン・オフ制御用のソレノイドバルブ１２８を経て、ワーク測定台１３０に接続される。
【０００９】
ワーク測定台１３０は、図７に示されるように、測定台本体１３２と弾性体で成形された押圧リング１３４等で構成されている。ワーク測定台１３０は、垂直に設置され、その中央にエア供給路１３６が形成されている。測定台本体１３２の上面には、円形状の凹部が形成され、その凹部には押圧リング１３４を介してワークＷが固定される。
【００１０】
ワークＷの内径寸法の測定は、次のような手順でなされる。先ず、以上のように構成された測定台１３０にワークＷが固定され、ソレノイドバルブ１２８がオフ状態に切り換えられる。そして、配管１２２に所定圧の圧縮エアが供給される。
【００１１】
次いで、ソレノイドバルブ１２８がオン状態に切り換えられ、エア供給路１３６に圧縮エアが供給される。エア供給路１３６に供給された圧縮エアは、ワーク測定台１３０に保持されたワークＷの内周部を通って外部へと噴出される。Ａ／Ｅ変換器１２０は、所定時間経過後の圧縮エアの背圧を内蔵するベローズと差動変圧器とによって電気信号に変換し、電気信号を出力する。そして、この電気信号に基づいてワークＷの内径寸法が算出される。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−２９６４２号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平１０−２２７６１９号公報
【００１４】
【特許文献３】
特開平６−１７４４３３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の、ワーク内周部に圧縮エアを供給し背圧を検出して内径寸法を測定する方法は、各種の利点があるものの、測定に長時間を要するという欠点がある。図８は、Ａ／Ｅ変換器１２０で測定した圧縮エアの背圧の経時変化を示すグラフである。同図の横軸は時間軸であり、縦軸は圧縮エアの背圧である。また、グラフの下には、ソレノイドバルブ１２８のオン・オフ状態の経時変化が示されている。
【００１６】
図７及び図８において、当初はソレノイドバルブ１２８がオフの状態にあり、Ａ／Ｅ変換器１２０にはエアレギュレータ１０６の設定圧がかかっている。そして、ソレノイドバルブ１２８をオン状態に切り換えると、エア供給路１３６が大気開放されることにより、Ａ／Ｅ変換器１２０にかかるエア圧は先ず急速に低下する。そして、その後は徐々に低下していき、所定時間経過後に略一定値に落ち着いてくる。そして、この状態のエア圧よりワークＷの内径寸法が算出できる。
【００１７】
測定終了後には、ソレノイドバルブ１２８をオフ状態に切り換えることにより、Ａ／Ｅ変換器１２０にかかるエア圧は、急速にエアレギュレータ１０６の設定圧に回復する。そして、この状態でワークＷの交換を行うことにより、次のワークＷの測定ができる。
【００１８】
以上に説明した現行の測定方法では、エア圧が一定値に落ち着いてくるまでの時間が非常に長い。たとえば、ワークＷとして図９に示される、外径Ｄが２．５ｍｍ、内径寸法ｄが０．１２５ｍｍを設計寸法として製造されたフェルールの内径寸法ｄを測定した場合、約１７秒程度要する。したがって、多数個のワークＷの測定には不適であるという問題点を有している。
【００１９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、シンプルな構成で迅速、簡単かつ正確にワークの内径寸法測定することができる内径寸法測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、エア供給手段より円筒状のワークの内周部に圧縮エアを供給して、その背圧を検出することによりワークの内径寸法を測定するワークの内径寸法測定方法において、エア供給手段に第１のワークと第２のワークとをそれぞれ接続し、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、前記第２のワークへの圧縮エアの供給を行い、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、前記第２のワークへの圧縮エアの供給を遮断し、前記第２のワークへの圧縮エアの供給を遮断してから所定時間の後に、前記第２のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を開始し、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を開始してから所定時間の後に圧縮エアの背圧を検出し、該検出結果より前記第１のワークの内径寸法を得ることを特徴とするワークの内径寸法測定方法、及びこれに使用する内径寸法測定装置を提供する。
【００２１】
本発明によれば、２個のワークを使用し、先ず、第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、第２のワークへの圧縮エアの供給を行う。次いで、第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、第２のワークへの圧縮エアの供給も遮断する。これにより、圧縮エアの背圧は急速に上昇する。そして、僅かな遅延時間の後に、第２のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を開始する。このようにすると、従来例に比べ、この状態でエア圧が一定値に落ち着いてくるまでの時間が非常に短くなる。したがって、短時間で圧縮エアの背圧を検出しワークの内径寸法を得ることができる。
【００２２】
本発明では、ワークの内周部に圧縮エアを供給し、その背圧変化を検出することにより、ワークの内径寸法を測定する。本発明によれば、ワークを回転させる必要がないので、短時間で測定することができる。また、磨耗も生じないので、長期間使用しても常に正確で安定した測定を行うことができる。また、ワークを回転させる機構が不要なので、コンパクトな装置を構成することができる。
【００２３】
また、本発明は、エア供給手段より円筒状のワークの内周部に圧縮エアを供給して、その背圧を検出することによりワークの内径寸法を測定するワークの内径寸法測定方法において、エア供給手段に測定対象のワークと該測定対象のワークより内径寸法が小であるダミーワークとをそれぞれ接続し、前記測定対象のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、前記ダミーワークへの圧縮エアの供給を行い、前記測定対象のワークへの圧縮エアの供給を開始するとともに、前記ダミーワークへの圧縮エアの供給を遮断し、前記ダミーワークへの圧縮エアの供給を遮断してから所定時間の後に圧縮エアの背圧を検出し、該検出結果より前記測定対象のワークの内径寸法を得ることを特徴とするワークの内径寸法測定方法を提供する。
【００２４】
本発明によれば、２個のワークを使用し、先ず、測定対象のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、測定対象のワークより内径寸法が小であるダミーワークへの圧縮エアの供給を行う。このようにすると、ダミーワークを経てエアがリークするので、この状態で圧縮エアの背圧を低い状態に維持できる。但しこの背圧は、ダミーワークに代えて測定対象のワークを配したときの背圧よりは高い。この状態で、測定対象のワークへの圧縮エアの供給を開始するとともに、ダミーワークへの圧縮エアの供給を遮断する。このようにすると、従来例に比べ、この状態でエア圧が一定値に落ち着いてくるまでの時間が非常に短くなる。したがって、短時間で圧縮エアの背圧を検出しワークの内径寸法を得ることができる。
【００２５】
本発明において、前記ワークは、内径寸法が０．０５ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましい。従来のように触針をワークの内径部に挿入して測定する必要がないので、内径寸法が０．０５ｍｍ〜１ｍｍという極小径のワークの内径寸法の測定にきわめて有効であり、本発明の有利な効果が発揮できるからである。
【００２６】
なお、本発明において、ワークとは、測定対象のワーク及び内径寸法が既知のマスタのいずれをも含む。
【００２７】
本発明は、ワークの内径寸法が小さいものの測定に特に有効であるが、現在一般的に使用されている、ノズルを有するマイクロメータの代換としても有効である。すなわち、ノズルを有するマイクロメータでは、０．３ｍｍ程度の小径の測定物（内径、外径を問わず）を高精度で測定するのには応答性が悪い。これに対し、本発明によれば、同一の回路構成で応答性を改善できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係るワークの内径寸法測定方法及び装置の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る内径寸法測定装置の全体構成を示す概略図である。同図に示されるように、内径寸法測定装置は、測定部１０、供給部１２、回収部１４、マスタ格納部１６、搬送部１８及び制御部７０で構成され、フェルール等の微小円筒形ワークの内径寸法を測定する。
【００３０】
測定部１０は、ワークＷの内径寸法の測定を行う。この測定部１０は、ワークＷを保持するための複数の測定台２０と、その測定台２０に保持されたワークＷの内径寸法を測定するエアマイクロメータ２２とで構成されている。
【００３１】
測定台２０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、測定台本体２４、押圧リング２６、保持リング２８及び押圧手段（不図示）で構成されている。
【００３２】
測定台本体２４は、垂直に設置され、その中央にエア供給路３０が形成されている。測定台本体２４の上面には、円形状の凹部３２が形成され、その凹部３２の中央にはワーク受け穴３４が所定の深さをもって形成されている。このワーク受け穴３４は、エア供給路３０と同軸上に形成され、測定対象のワークＷと略同径に形成されている。
【００３３】
押圧リング２６は、その軸線に沿ってワークよりも若干大径のワーク挿通穴３６が形成されている。この押圧リング２６は、測定台本体上面に形成された凹部３２内に嵌入されており、その凹部３２の内周面をガイド面として凹部３２内を軸方向に沿って摺動自在に支持されている。また、この押圧リング２６の下面には、中央に向かって傾斜するテーパ状の押圧面３８が形成され、保持リング２８が当接されている。
【００３４】
保持リング２８は、弾性体で成形され、測定台本体２４の上面に形成された凹部３２内に収納されている。この保持リング２８は、ワーク受け穴３４と同軸上に配置されており、押圧リング２６の押圧面３８に押圧されることにより、押し潰されて、その内径が縮径する。なお、保持リング２８は、通常状態（無負荷の状態）の内径が、測定対象のワークＷの外径よりも大きいものが使用される。したがって、ワークＷは、保持リング２８に挿通される際、ほぼ非接触の状態で挿通される。
【００３５】
図示しない押圧手段は、たとえばシリンダで構成され、押圧リング２６を測定台本体２４に向けて押圧する。
【００３６】
以上のように構成された測定台２０は、図２（ａ）に示されるように、押圧リング２６のワーク挿通穴３６からワークＷを挿入すると、そのワークＷの先端部分が測定台本体２４に形成されたワーク受け穴３４に挿入される。この状態で同図（ｂ）に示されるように、押圧リング２６を図示しない押圧手段で測定台本体２４に向けて押圧すると、保持リング２８が押圧リング２６の押圧面３８に押し潰されて、その内径が縮径する。この結果、ワークＷの外周部が保持リング２８に締め付けられて、ワークＷが測定台２０に保持される。また、保持リング２８は、ワークＷの外周に密着するので、これにより、ワークＷとワーク受け穴３４との間がシールされる。
【００３７】
なお、ワークＷを取り外す時は、押圧手段による押圧リング２６の押圧を解除する。これにより、押圧リング２６が保持リング２８の弾性復元力で元の位置に復帰するとともに、保持リング自身もその弾性復元力で元の径に復帰する。これにより、ワークＷへの締め付けが解除され、取り出し可能になる。
【００３８】
エアマイクロメータ２２は、図１に示されるように、エア源４０、レギュレータ４２、Ａ／Ｅ変換器４４及び管制部４６で構成されている。
【００３９】
エア源４０からは、温度、湿度が一定に調整された圧縮エアが供給される。レギュレータ４２は、このエア源４０から供給された圧縮エアを一定圧力に調整する。そして、このレギュレータ４２で一定圧力に調整された圧縮エアが、Ａ／Ｅ変換器４４及びオン・オフ制御用のソレノイドバルブ４５（又は４７）を介して測定台本体２４のエア供給路３０に供給される。
【００４０】
エア供給路３０に供給された圧縮空気は、測定台２０に保持されたワークＷの内周部を通って外部へと噴出される。Ａ／Ｅ変換器４４は、このときの圧縮エアの背圧を内蔵するベローズと差動変圧器とによって電気信号に変換し、管制部４６に出力する。そして、管制部４６は、この電気信号に基づいてワークＷの内径寸法を算出する。算出された内径寸法は、管制部４６に備えられたモニタ４６Ａに表示されるとともに、データとして管制部４６に備えられたメモリ（不図示）に記録される。
【００４１】
供給部１２は、測定対象のワークＷの供給を行う。この供給部１２は、測定対象のワークＷが多数収容される供給台４８を備えている。供給台４８は、たとえば上面に多数の穴が一定ピッチで形成されたプレートで構成され、その穴に測定対象のワークＷが一つずつ収容される。
【００４２】
回収部１４は、測定が終了したワークＷを回収する。この回収部１４は、ＯＫワーク（所定の基準に合致したワーク）が収容されるＯＫ回収台５０ＡとＮＧワーク（所定の基準に合致しないワーク）が収容されるＮＧ回収台５０Ｂとを備えている。各回収台５０Ａ、５０Ｂは、供給台４８と同様、たとえば上面に多数の穴が一定ピッチで形成されたプレートで構成され、その穴に測定を終えたワークＷが一つずつ収容される。
【００４３】
マスタ格納部１６は、エアマイクロメータ２２の零較正及び倍率較正に使用するマスタＭを格納する。このマスタ格納部１６は、マスタＭが格納されるマスタ格納台５２を備えている。マスタ格納台５２は、供給台４８と同様、たとえば上面に多数の穴が一定ピッチで形成されたプレートで構成され、その穴にマスタが一つずつ収容される。
【００４４】
搬送部１８は、測定対象のワークＷを供給部１２から測定部１０に搬送するとともに、測定を終えたワークＷを測定部１０から回収部１４に搬送する。また、マスタＭをマスタ格納部１６から測定部１０に搬送するとともに、較正が終了したマスタＭをマスタ格納部１６に搬送する。この搬送部１８は、トランスファーロボット５４を備えている。トランスファーロボット５４は、天井フレーム（不図示）に配設されたガイドレール５６に沿って走行する走行体５８と、その走行体５８に設けられた伸縮自在なアーム６０と、そのアーム６０の先端に設けられた開閉自在なハンド６２とで構成されている。ワークＷは、このハンド６２で把持されて搬送される。
【００４５】
制御部７０は、あらかじめ設定された動作プログラムに従って内径寸法測定装置を構成する個々の装置を制御する。この制御部７０には各種情報の入力手段としてのタッチパネル（不図示）が備えられている。
【００４６】
次に、本実施の形態におけるエアマイクロメータ２２等の詳細な構成及び作用について説明する。図３は、内径寸法測定装置の要部の構成を示す概略図であり、図４は、図３の構成において圧縮エアの背圧（Ａ側）の経時変化を示すグラフである。同図の横軸は時間軸であり、縦軸は圧縮エアの背圧である。また、グラフの下には、ソレノイドバルブ４５及び４７のオン・オフ状態の経時変化が示されている。なお、図３において、図７に示される従来例と同一、類似の部材については、同一の符号を附し、その説明を省略する。
【００４７】
図３において、Ａ／Ｅ変換器４４のＡ側の配管１２２は２系統に分岐され、それぞれソレノイドバルブ４５、４７を経由して測定台２０に接続されている。ソレノイドバルブ４５及び４７は１ポートの２位置切り換え弁であり、制御部７０よりの制御により個別にオン・オフ切り換えがなされる。
【００４８】
図３において、上方の測定台２０には測定対象のワークＷ（第１のワーク）がセットされており、下方の測定台２０にはマスタＭ（第２のワーク）がセットされている。
【００４９】
先ず、ソレノイドバルブ４５をオフにして測定対象のワークＷ（第１のワーク）への圧縮エアの供給を遮断するとともに、ソレノイドバルブ４７をオンにして、マスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を行う（ステップ１）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、エアレギュレータ４２の設定圧より低いＳ１の値となる（図４参照）。
【００５０】
次いで、この第１のワークＷへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、ソレノイドバルブ４７をオフにして、マスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を遮断する（ステップ２）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、上昇を始める。
【００５１】
このステップ２の開始より所定時間ｔの後に、マスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を遮断した状態で、ソレノイドバルブ４５をオンにして測定対象のワークＷ（第１のワーク）への圧縮エアの供給を開始する（ステップ３）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は下降を始め、その後短時間で一定値に落ち着く。
【００５２】
したがって、ステップ３の開始より所定時間Ｔの後に圧縮エアの背圧を検出し、この検出結果（電気信号）より管制部４６を経て測定対象のワークＷ（第１のワーク）の内径寸法が得られる（ステップ４）。
【００５３】
図７に示される既述の従来例と比較すべく、同一のワークＷ、すなわち、図９に示される、外径Ｄが２．５ｍｍ、内径寸法ｄが０．１２５ｍｍを設計寸法として製造されたフェルールの内径寸法ｄを測定した。この場合、ステップ２の所定時間ｔを０．５秒としたところ、Ｔは約３．５秒程度要した。その結果、従来方式の約１／５程度まで短縮された。
【００５４】
図４において、ステップ４の後には、マスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を遮断した状態で、ソレノイドバルブ４５をオフにして測定対象のワークＷ（第１のワーク）への圧縮エアの供給を遮断する（ステップ５）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、上昇を始める。
【００５５】
次いで、このステップ５の開始より所定時間ｕの後に、測定対象のワークＷ（第１のワーク）への圧縮エアの供給を遮断した状態で、ソレノイドバルブ４７をオンにしてマスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を開始する（ステップ６）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は下降を始め、その後短時間Ｕで一定値に落ち着く。
【００５６】
次いで、この第１のワークＷへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、ソレノイドバルブ４７をオフにして、マスタＭ（第２のワーク）への圧縮エアの供給を遮断する（ステップ７）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、上昇を始める。
【００５７】
上記のステップ５〜ステップ７の間には、マスタＭ（第２のワーク）の内径寸法ｄを測定することもできる。すなわち、ステップ５〜ステップ７において、測定対象のワークＷ（第１のワーク）とマスタＭ（第２のワーク）とを入れ替えた状態でステップ１〜ステップ４と同一の操作を行っていることになる。
【００５８】
上記のステップ５〜ステップ７の間に、測定対象のワークＷ（第１のワーク）を次に測定するワークＷと交換しておく。このようにすれば、ステップ７の後、すなわち、ステップ７の開始から所定時間Ｕの後以降に再度ステップ１〜ステップ４の測定作業を行える。
【００５９】
なお、図４によれば、測定対象のワークＷの測定とマスタＭの測定とを交互に行うようになっているが、生産性を考慮した場合には、このようなマスタＭの測定の頻度を減少させることも可能である。
【００６０】
たとえば、測定開始の際にマスタＭの測定行い、その後所定時間経過後毎にマスタＭの測定を行う方法が採用できる。測定開始の際にマスタＭの測定を行うのは、エアマイクロメータ２２の精度の確認のためであり、所定時間経過後毎にマスタＭの測定を行うのは、環境の変化（温度、湿度等）によるエアマイクロメータ２２の精度の変動の有無確認のためである。このような稼働態様とすれば、従来方式に比べて大幅に生産性を向上させ得る。
【００６１】
次に、他の実施の形態におけるエアマイクロメータ２２等の詳細な構成及び作用について説明する。図５は、内径寸法測定装置の要部の構成を示す概略図であり、図６（ａ）及び（ｂ）は、図５の構成において圧縮エアの背圧（Ａ側）の経時変化を示すグラフである。同図の横軸は時間軸であり、縦軸は圧縮エアの背圧である。また、グラフの下には、ソレノイドバルブ４９のオン・オフ状態の経時変化が示されている。なお、図５において、図７に示される従来例と同一、類似の部材については、同一の符号を附し、その説明を省略する。
【００６２】
図５において、Ａ／Ｅ変換器４４のＡ側の配管１２２はソレノイドバルブ４９に接続されている。ソレノイドバルブ４９は入力側１ポート、出力側２ポートの２位置切り換え弁であり、ソレノイドの切り換えにより、配管１２２の圧縮エアが上方の測定台２０又は下方の測定台２０に振り分けられる。この切り換え操作は、制御部７０よりの制御によりなされる。
【００６３】
図５において、上方の測定台２０には測定対象のワークＷがセットされており、下方の測定台２０にはダミーワークＺがセットされている。図６（ａ）は、ダミーワークＺの内径寸法が測定対象のワークＷの内径寸法と略同一の場合の例であり、図６（ｂ）は、ダミーワークＺの内径寸法が測定対象のワークＷの内径寸法より小である場合の例（本発明に係る方法）である。
【００６４】
先ず、測定対象のワークＷへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、ダミーワークＺへの圧縮エアの供給を行うようにソレノイドバルブ４９をセットする（ステップ１１）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、エアレギュレータ４２の設定圧より低いＳ２（図６（ａ））又はＳ３（図６（ｂ））の値となる。
【００６５】
圧縮エアの背圧Ｓ２とＳ３とを比較した場合、図６（ａ）は、ダミーワークＺの内径寸法が測定対象のワークＷの内径寸法と略同一であるので、背圧Ｓ２はワークＷを測定する際と略同じ値となるのに対し、図６（ｂ）は、ダミーワークＺの内径寸法が測定対象のワークＷの内径寸法より小であるので、背圧Ｓ３は背圧Ｓ２より高くなる。
【００６６】
次いで、測定対象のワークＷへの圧縮エアの供給を開始するとともに、ダミーワークＺへの圧縮エアの供給を遮断するようにソレノイドバルブ４９をセットする（ステップ１２）。これにより、図６（ａ）では、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、一旦速い速度で下降し、その後徐々にＳ２の値に近づいて行く。
【００６７】
このように図６（ａ）において、圧縮エアの背圧が一旦速い速度で下降するのは、圧縮エアが測定台２０のエア供給路３０及びそこまでの配管内を満たすためであり、圧縮エアの背圧がその後徐々にＳ２の値に近づいて行くのは、一旦下降したエアの背圧とＳ２の値との差が小さいからである。
【００６８】
一方、図６（ｂ）においては、ソレノイドバルブ４９を切り換えると、圧縮エアの背圧がＳ３からＳ２付近まで比較的速く下降し、一定値に落ち着く。このように図６（ｂ）において、圧縮エアの背圧が比較的速く一定値に落ち着くのは、Ｓ３がＳ２より高く、その差圧分のエアが測定台２０のエア供給路３０及びそこまでの配管内を満たすためである。
【００６９】
次いで、ステップ１２の開始より所定時間Ｖ１（図６（ａ））又はＶ２（図６（ｂ））の後に圧縮エアの背圧を検出し、この検出結果（電気信号）より管制部４６を経て測定対象のワークＷの内径寸法が得られる（ステップ１３）。
【００７０】
図６（ａ）の方法と比べると、図６（ｂ）に示される本発明に係る方法では，測定時間Ｖ２が大幅に短縮された。
【００７１】
図６において、ステップ１３の後には、測定対象のワークＷへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、ダミーワークＺへの圧縮エアの供給を行うようにソレノイドバルブ４９をセットする（ステップ１４）。これにより、圧縮エアの背圧（Ａ側）は、エアレギュレータ４２の設定圧より低いＳ２（図６（ａ））又はＳ３（図６（ｂ））の値となる。
【００７２】
ステップ１４の間に、測定対象のワークＷを次に測定するワークＷと交換しておく。このようにすれば、ステップ１４の後に再度ステップ１１〜ステップ１３の測定作業を行える。
【００７３】
次に、図１等を参照しながら、前記のごとく構成された本実施の形態の内径寸法測定装置を使用した内径寸法測定の実際の流れについて説明する。なお、ここでは外径２．５ｍｍ、内径寸法０．１２５ｍｍで製造されたフェルールの内径寸法ｄを測定し、その結果に基づき合否を判定して分別回収する場合を例に説明する。すなわち、測定の結果、あらかじめ設定した基準を満たしていれば、ＯＫワークとしてＯＫ回収台５０Ａに回収し、満たしていない場合は、ＮＧワークとしてＮＧ回収台５０Ｂに回収する。
【００７４】
ワークＷの測定に先立ってエアマイクロメータ２２のキャリブレーションが行われる。キャリブレーションは制御部７０にキャリブレーションの実施信号が入力されることにより実施される。マイクロメータ２２のキャリブレーションが終了したのち、ワークＷの測定が開始される。
【００７５】
先ず、トランスファーロボット５４が駆動され、供給部１２から測定対象のワークＷが取り出される。そして、そのトランスファーロボット５４によって測定部１０に搬送される。測定部１０に搬送されたワークＷは、測定台２０に受け渡され、測定台２０に保持される。
【００７６】
ここで、このワークＷの保持は、押圧リング２６のワーク挿通穴３６にワークＷを挿入し、図示しない押圧手段で押圧リング２６を測定台本体２４に向けて押圧することにより行う。これにより、保持リング２８が押圧リング２６に押し潰され、その押し潰された押圧リング２６に把持されて、ワークＷが測定台２０に保持される。また、これと同時にワークＷとワーク受け穴３４との間がシールされる。
【００７７】
ワークＷが測定台２０に保持されると、エア源４０が駆動され、レギュレータ４２によって一定圧に調整された圧縮エアがＡ／Ｅ変換器４４を介し、ソレノイドバルブ４５（又は４７、４９）を経由して測定台２０のエア供給路３０に供給される。このエア供給路３０に供給された圧縮エアは、ワークＷの内周部を通って外部に排気される。そして、このときの圧縮エアの背圧がＡ／Ｅ変換器４４によって検出され、電気信号として管制部４６へと出力される。
【００７８】
管制部４６は、Ａ／Ｅ変換器４４からの電気信号に基づいてワークＷの内径寸法ｄを演算する。すなわち、あらかじめ求めた背圧特性に基づいて測定された背圧からワークＷの内径寸法ｄを算出する。算出された内径寸法ｄは、管制部４６に備えられたモニタ４６Ａ上に表示されるとともに、データとして管制部に備えられたメモリ（不図示）に記録される。
【００７９】
以上により１つのワークＷの内径寸法の測定が終了する。測定が終了すると、エア源４０の駆動がソレノイドバルブ４５（又は４７、４９）により停止され、測定台２０によるワークＷの保持が解除される。すなわち、押圧手段（不図示）による押圧リング２６の押圧が解除され、保持リング２８によるワークＷの締め付けが解除されて、ワークＷのロックが解除される。そして、そのフリーになったワークが、トランスファーロボット５４によって測定台２０から取り上げられ、そのままトランスファーロボット５４によって回収部１４へと搬送される。
【００８０】
ここで、回収部１４には、所定の基準に合致したＯＫワークが収容されるＯＫ回収台５０Ａと、基準に合致していないＮＧワークが収容されるＮＧ回収台５０Ｂとが備えられているので、回収されたワークＷは、その測定結果に応じて各回収台５０Ａ、５０Ｂに分別して回収される。すなわち、制御部７０において、回収されたワークＷの内径寸法ｄが、あらかじめ設定された基準を満たしているか否かを判定し、満たしている場合はＯＫ回収台５０Ａに回収させ、満たしていない場合はＮＧ回収台５０Ｂに回収させる。
【００８１】
以上一連の工程で１つのワークＷの測定作業が完了する。以下、同様の作業を繰り返し実施することにより、供給部１２の供給台４８に収容された全てのワークＷの測定を実施する。
【００８２】
以上、本発明に係るワークの内径寸法測定方法及び装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。たとえば、上記実施の形態では、測定部１０に２台の測定台２０、２０を備えているが、更に多数台の測定台２０、２０、…を備え、この複数の測定台２０、２０、…に順次ワークＷを供給してゆきながら測定を進行させる形態も採用できる。すなわち、複数ある測定台２０、２０、…に順次ワークＷを供給し、測定が終了するたびに順次ワークＷを補充してゆく。これにより、測定の待ち時間をなくしてトランスファーロボット５４を効率よく稼動でき、効率のよい測定を行うことができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、回収部１４において、測定されたワークをＯＫワークとＮＧワークとに分別して回収しているが、更に細かいランクに分けて回収するようにしてもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明によれば、２個のワークを使用し、先ず、第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、第２のワークへの圧縮エアの供給を行う。次いで、第１のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、第２のワークへの圧縮エアの供給も遮断する。これにより、圧縮エアの背圧は急速に上昇する。そして、僅かな遅延時間の後に、第２のワークへの圧縮エアの供給を遮断した状態で、前記第１のワークへの圧縮エアの供給を開始する。このようにすると、従来例に比べ、この状態でエア圧が一定値に落ち着いてくるまでの時間が非常に短くなる。したがって、短時間で圧縮エアの背圧を検出しワークの内径寸法を得ることができる。
【００８５】
また、本発明では、ワークの内周部に圧縮エアを供給し、その背圧変化を検出することにより、ワークの内径寸法を測定する。本発明によれば、ワークを短時間で測定することができる。また、磨耗も生じないので、長期間使用しても常に正確で安定した測定を行うことができる。また、ワークを回転させる機構が不要なので、コンパクトな装置を構成することができる。
【００８６】
本発明の他の態様によれば、２個のワークを使用し、先ず、測定対象のワークへの圧縮エアの供給を遮断するとともに、測定対象のワークより内径寸法が小であるダミーワークへの圧縮エアの供給を行う。このようにすると、ダミーワークを経てエアがリークするので、この状態で圧縮エアの背圧を低い状態に維持できる。但しこの背圧は、ダミーワークに代えて測定対象のワークを配したときの背圧よりは高い。この状態で、測定対象のワークへの圧縮エアの供給を開始するとともに、ダミーワークへの圧縮エアの供給を遮断する。このようにすると、従来例に比べ、この状態でエア圧が一定値に落ち着いてくるまでの時間が非常に短くなる。したがって、短時間で圧縮エアの背圧を検出しワークの内径寸法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内径寸法測定装置の全体構成を示す概略図
【図２】測定台の構成を示す縦断面図
【図３】実施の形態における内径寸法測定装置の要部の構成を示す概略図
【図４】図３の構成において圧縮エアの背圧の経時変化を示すグラフ
【図５】他の実施の形態における内径寸法測定装置の要部の構成を示す概略図
【図６】図５の構成において圧縮エアの背圧の経時変化を示すグラフ
【図７】従来例においてワークの内径寸法を測定する原理を示す概略図
【図８】図７の構成において圧縮エアの背圧の経時変化を示すグラフ
【図９】ワークの構成を示す側面断面図
【符号の説明】
１０…測定部、１２…供給部、１４…回収部、１６…マスタ格納部、１８…搬送部、２０…測定台、２２…エアマイクロメータ、２４…測定台本体、２６…押圧リング、２８…保持リング、３０…エア供給路、３２…凹部、３４…ワーク受け穴、３６…ワーク挿通穴、３８…押圧面、４０…エア源、４２…レギュレータ、４４…Ａ／Ｅ変換器、４５、４７、４９…ソレノイドバルブ、４６…管制部、４８…供給台、５０Ａ…ＯＫ回収台、５０Ｂ…ＮＧ回収台、５２…マスタ格納台、７０…制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for measuring the inner diameter of a workpiece, and more particularly to a method and apparatus for measuring the inner diameter of a workpiece suitable for measuring the inner diameter of a micro cylindrical workpiece such as a ferrule.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when measuring the inner diameter of a micro cylindrical workpiece such as a ferrule, a measurer inserts a pin gauge of a predetermined size into the inner periphery of the workpiece. When measuring automatically, place the work on a V-base, etc., bring the stylus of the contact-type measuring instrument into contact with the inner diameter of the work, rotate the work, and determine the displacement of the stylus at that time. The inner diameter of the workpiece was obtained. Or the end surface of the workpiece | work mounted in V stand etc. was imaged with the CCD camera, and the internal-diameter dimension of the workpiece | work was calculated | required by image processing from the obtained image data (for example, refer patent documents 1-3).
[0003]
However, the measurement using the pin gauge has a drawback that a measurer must manually measure each work one by one, and requires a lot of labor. In addition, there is a drawback in that it is inaccurate due to manual measurement. Furthermore, since the measurement is performed by inserting a pin gauge, there is a disadvantage that the pin gauge is worn as the measurement progresses and accurate measurement cannot be performed.
[0004]
In the measurement using a contact-type measuring instrument, there is a limitation that the measurable diameter is limited due to the need to insert the stylus into the inner diameter part of the work, and it is impossible to measure a small work such as a ferrule. . On the other hand, the measurement using image processing has a drawback that only the diameter at the end face can be measured.
[0005]
In order to solve these various drawbacks, a method has been proposed in which compressed air is supplied from the air supply means to the inner periphery of a cylindrical workpiece and the inner diameter of the workpiece is measured by detecting the back pressure. ing.
[0006]
FIG. 7 is a schematic view showing the principle of measuring the inner diameter of the workpiece. The compressed air supplied from the air source 102 enters the air regulator 106 through the air filter 104 and is adjusted to a predetermined air pressure, and then is branched into two systems of pipes 108 and 110 to be A / E converter 120. Are supplied to both sides (A side and B side). Measurement magnification adjustment throttles 112 and 114 are provided in the middle of the pipes 108 and 110, respectively, so that the air flow rate in the pipes 108 and 110 can be adjusted.
[0007]
The A-side piping 122 of the A / E converter 120 is used for workpiece measurement, and the B-side piping 124 of the A / E converter 120 is opened to the atmosphere via a zero adjustment throttle 126. The A / E converter 120 converts the pressure difference between the A side pressure and the B side pressure into an electrical signal.
[0008]
The A-side pipe 122 of the A / E converter 120 is connected to the work measurement table 130 via a solenoid valve 128 for on / off control.
[0009]
As shown in FIG. 7, the work measurement table 130 includes a measurement table main body 132 and a pressing ring 134 formed of an elastic body. The workpiece measurement table 130 is installed vertically, and an air supply path 136 is formed at the center thereof. A circular concave portion is formed on the upper surface of the measurement table main body 132, and the workpiece W is fixed to the concave portion via a pressing ring 134.
[0010]
The measurement of the inner diameter of the workpiece W is performed by the following procedure. First, the workpiece W is fixed to the measuring table 130 configured as described above, and the solenoid valve 128 is switched to the OFF state. Then, compressed air having a predetermined pressure is supplied to the pipe 122.
[0011]
Next, the solenoid valve 128 is switched on, and compressed air is supplied to the air supply path 136. The compressed air supplied to the air supply path 136 is ejected to the outside through the inner peripheral portion of the work W held on the work measurement table 130. The A / E converter 120 converts the back pressure of the compressed air after a lapse of a predetermined time into an electric signal by a built-in bellows and a differential transformer, and outputs the electric signal. Based on this electrical signal, the inner diameter of the workpiece W is calculated.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-29642
[0013]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-227619
[0014]
[Patent Document 3]
JP-A-6-174433
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of measuring the inner diameter by supplying compressed air to the inner periphery of the workpiece and detecting the back pressure has various advantages, but has a drawback that it takes a long time for the measurement. FIG. 8 is a graph showing the change over time of the back pressure of the compressed air measured by the A / E converter 120. In the figure, the horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the back pressure of the compressed air. In addition, a change with time of the on / off state of the solenoid valve 128 is shown below the graph.
[0016]
7 and 8, the solenoid valve 128 is initially in an off state, and the set pressure of the air regulator 106 is applied to the A / E converter 120. When the solenoid valve 128 is switched to the on state, the air supply path 136 is opened to the atmosphere, so that the air pressure applied to the A / E converter 120 first decreases rapidly. After that, it gradually decreases and settles to a substantially constant value after a predetermined time. The inner diameter of the workpiece W can be calculated from the air pressure in this state.
[0017]
After the measurement is completed, the air pressure applied to the A / E converter 120 is quickly restored to the set pressure of the air regulator 106 by switching the solenoid valve 128 to the OFF state. Then, the next workpiece W can be measured by exchanging the workpiece W in this state.
[0018]
In the current measurement method described above, the time until the air pressure settles to a constant value is very long. For example, when measuring the inner diameter d of a ferrule shown in FIG. 9 as the workpiece W, which is manufactured with an outer diameter D of 2.5 mm and an inner diameter dimension d of 0.125 mm, it takes about 17 seconds. Therefore, there is a problem that it is not suitable for measuring a large number of workpieces W.
[0019]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an inner diameter measurement method and apparatus capable of quickly, easily and accurately measuring the inner diameter of a workpiece with a simple configuration.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention supplies the compressed air to the inner peripheral part of the cylindrical workpiece from the air supply means, and measures the inner diameter of the workpiece by detecting the back pressure. In the dimension measuring method, the first work and the second work are respectively connected to the air supply means, the supply of the compressed air to the first work is shut off, and the compressed air is supplied to the second work. In a state where supply is performed and supply of compressed air to the first workpiece is cut off, supply of compressed air to the second workpiece is cut off and supply of compressed air to the second workpiece is cut off. After a predetermined time from the start, supply of compressed air to the first workpiece is started in a state where supply of compressed air to the second workpiece is interrupted, and supply of compressed air to the first workpiece is started. Compressed air after a predetermined time after starting Detecting the back pressure, to provide an inner diameter dimension measurement device using the inner diameter measuring method of the workpiece, characterized in that to obtain the inner diameter of the first workpiece from the detection result, and to this.
[0021]
According to the present invention, two workpieces are used. First, the supply of compressed air to the first workpiece is interrupted, and the compressed air is supplied to the second workpiece. Next, in a state where the supply of compressed air to the first workpiece is cut off, the supply of compressed air to the second workpiece is also cut off. Thereby, the back pressure of compressed air rises rapidly. Then, after a short delay time, the supply of compressed air to the first workpiece is started in a state where the supply of compressed air to the second workpiece is shut off. In this way, the time until the air pressure settles to a constant value in this state is much shorter than in the conventional example. Therefore, the back pressure of the compressed air can be detected in a short time to obtain the inner diameter dimension of the workpiece.
[0022]
In the present invention, the inner diameter of the workpiece is measured by supplying compressed air to the inner peripheral portion of the workpiece and detecting the change in the back pressure. According to the present invention, since it is not necessary to rotate the workpiece, measurement can be performed in a short time. In addition, since wear does not occur, accurate and stable measurement can always be performed even after a long period of use. Further, since a mechanism for rotating the workpiece is unnecessary, a compact device can be configured.
[0023]
The present invention also relates to a workpiece inner diameter measuring method for measuring the inner diameter of a workpiece by supplying compressed air from an air supply means to the inner periphery of the cylindrical workpiece and detecting the back pressure. The workpiece to be measured and a dummy workpiece having an inner diameter smaller than that of the workpiece to be measured are connected to the supply means, respectively, and the supply of compressed air to the workpiece to be measured is shut off, and compression to the dummy workpiece is performed. Supply air, start supplying compressed air to the workpiece to be measured, cut off supply of compressed air to the dummy workpiece, cut off supply of compressed air to the dummy workpiece, and then Provided is a method for measuring the inner diameter of a workpiece, wherein a back pressure of compressed air is detected after time, and the inner diameter of the workpiece to be measured is obtained from the detection result.
[0024]
According to the present invention, two workpieces are used. First, the supply of compressed air to the workpiece to be measured is shut off, and the compressed air is supplied to a dummy workpiece having an inner diameter smaller than that of the workpiece to be measured. I do. If it does in this way, since air leaks through a dummy workpiece | work, the back pressure of compressed air can be maintained in a low state in this state. However, this back pressure is higher than the back pressure when the workpiece to be measured is arranged instead of the dummy workpiece. In this state, supply of compressed air to the workpiece to be measured is started and supply of compressed air to the dummy workpiece is interrupted. In this way, the time until the air pressure settles to a constant value in this state is much shorter than in the conventional example. Therefore, the back pressure of the compressed air can be detected in a short time to obtain the inner diameter dimension of the workpiece.
[0025]
In the present invention, the workpiece preferably has an inner diameter of 0.05 mm to 1 mm. Since there is no need to insert a stylus into the inner diameter part of the workpiece as in the prior art, measurement is extremely effective for measuring the inner diameter of a very small workpiece having an inner diameter of 0.05 mm to 1 mm. This is because a great effect can be exhibited.
[0026]
In the present invention, the workpiece includes both a workpiece to be measured and a master whose inner diameter is known.
[0027]
The present invention is particularly effective for measuring a workpiece having a small inner diameter, but is also effective as a replacement for a micrometer having a nozzle, which is generally used at present. In other words, a micrometer having a nozzle is poor in responsiveness to measure a measurement object having a small diameter of about 0.3 mm (regardless of inner diameter or outer diameter) with high accuracy. On the other hand, according to the present invention, responsiveness can be improved with the same circuit configuration.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a method and an apparatus for measuring the inner diameter of a workpiece according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0029]
FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of an inner diameter measuring apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the inner diameter dimension measuring apparatus is composed of a measurement unit 10, a supply unit 12, a recovery unit 14, a master storage unit 16, a transport unit 18 and a control unit 70, and is used for a micro cylindrical workpiece such as a ferrule. Measure the inner diameter.
[0030]
The measuring unit 10 measures the inner diameter of the workpiece W. The measurement unit 10 includes a plurality of measurement tables 20 for holding the workpiece W and an air micrometer 22 for measuring the inner diameter of the workpiece W held on the measurement table 20.
[0031]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the measurement table 20 includes a measurement table body 24, a pressing ring 26, a holding ring 28, and pressing means (not shown).
[0032]
The measurement table main body 24 is installed vertically, and an air supply path 30 is formed at the center thereof. A circular recess 32 is formed on the upper surface of the measurement table main body 24, and a workpiece receiving hole 34 is formed at a predetermined depth in the center of the recess 32. The workpiece receiving hole 34 is formed coaxially with the air supply path 30 and is formed to have substantially the same diameter as the workpiece W to be measured.
[0033]
The pressing ring 26 is formed with a work insertion hole 36 having a slightly larger diameter than the work along its axis. The pressing ring 26 is fitted into a recess 32 formed on the upper surface of the measurement table main body, and is supported so as to be slidable along the axial direction in the recess 32 with the inner peripheral surface of the recess 32 as a guide surface. Yes. A tapered pressing surface 38 that is inclined toward the center is formed on the lower surface of the pressing ring 26, and the holding ring 28 is in contact therewith.
[0034]
The holding ring 28 is formed of an elastic body and is accommodated in a recess 32 formed on the upper surface of the measurement table main body 24. The holding ring 28 is arranged coaxially with the work receiving hole 34 and is pressed by the pressing surface 38 of the pressing ring 26 to be crushed and its inner diameter is reduced. In addition, the holding ring 28 is used in which the inner diameter in the normal state (no load state) is larger than the outer diameter of the workpiece W to be measured. Therefore, when the workpiece W is inserted through the holding ring 28, the workpiece W is inserted in a substantially non-contact state.
[0035]
The pressing means (not shown) is constituted by a cylinder, for example, and presses the pressing ring 26 toward the measurement table main body 24.
[0036]
2A, when the workpiece W is inserted from the workpiece insertion hole 36 of the pressing ring 26, the measurement table 20 configured as described above has the tip end portion of the workpiece W attached to the measurement table main body 24. It is inserted into the formed workpiece receiving hole 34. In this state, as shown in FIG. 7B, when the pressing ring 26 is pressed toward the measuring table body 24 by pressing means (not shown), the holding ring 28 is crushed by the pressing surface 38 of the pressing ring 26, Its inner diameter is reduced. As a result, the outer peripheral portion of the workpiece W is fastened to the holding ring 28, and the workpiece W is held on the measurement table 20. Further, since the holding ring 28 is in close contact with the outer periphery of the workpiece W, the space between the workpiece W and the workpiece receiving hole 34 is thereby sealed.
[0037]
When removing the workpiece W, the pressing of the pressing ring 26 by the pressing means is released. As a result, the pressing ring 26 returns to the original position by the elastic restoring force of the holding ring 28, and the holding ring itself returns to the original diameter by the elastic restoring force. As a result, the tightening of the workpiece W is released and the workpiece W can be taken out.
[0038]
As shown in FIG. 1, the air micrometer 22 includes an air source 40, a regulator 42, an A / E converter 44, and a control unit 46.
[0039]
From the air source 40, compressed air whose temperature and humidity are adjusted to be constant is supplied. The regulator 42 adjusts the compressed air supplied from the air source 40 to a constant pressure. The compressed air adjusted to a constant pressure by the regulator 42 is supplied to the air supply path 30 of the measurement base body 24 via the A / E converter 44 and the solenoid valve 45 (or 47) for on / off control. Is done.
[0040]
The compressed air supplied to the air supply path 30 is ejected to the outside through the inner peripheral portion of the work W held on the measurement table 20. The A / E converter 44 converts the back pressure of the compressed air at this time into an electrical signal by a built-in bellows and a differential transformer, and outputs the electrical signal to the control unit 46. And the control part 46 calculates the internal-diameter dimension of the workpiece | work W based on this electrical signal. The calculated inner diameter dimension is displayed on a monitor 46A provided in the control unit 46 and recorded as data in a memory (not shown) provided in the control unit 46.
[0041]
The supply unit 12 supplies the workpiece W to be measured. The supply unit 12 includes a supply table 48 that accommodates a large number of workpieces W to be measured. The supply table 48 is formed of, for example, a plate having a large number of holes formed on the upper surface at a constant pitch, and each workpiece W to be measured is accommodated in each of the holes.
[0042]
The collection unit 14 collects the workpiece W that has been measured. The collection unit 14 includes an OK collection base 50A that accommodates an OK work (a work that meets a predetermined standard) and an NG collection base 50B that contains an NG work (a work that does not meet the predetermined standard). . Similar to the supply table 48, each of the recovery tables 50A and 50B is constituted by, for example, a plate in which a large number of holes are formed at a constant pitch on the upper surface, and workpieces W that have been measured are stored one by one in the holes.
[0043]
The master storage unit 16 stores a master M used for zero calibration and magnification calibration of the air micrometer 22. The master storage unit 16 includes a master storage table 52 in which the master M is stored. Similar to the supply table 48, the master storage table 52 is formed of, for example, a plate having a large number of holes formed on the upper surface at a constant pitch, and the masters are accommodated one by one in the holes.
[0044]
The transport unit 18 transports the workpiece W to be measured from the supply unit 12 to the measurement unit 10, and transports the workpiece W that has been measured from the measurement unit 10 to the collection unit 14. In addition, the master M is transported from the master storage unit 16 to the measurement unit 10, and the master M that has been calibrated is transported to the master storage unit 16. The transport unit 18 includes a transfer robot 54. The transfer robot 54 includes a traveling body 58 that travels along a guide rail 56 disposed on a ceiling frame (not shown), a telescopic arm 60 provided on the traveling body 58, and a tip of the arm 60. An openable / closable hand 62 is provided. The workpiece W is gripped by the hand 62 and conveyed.
[0045]
The control unit 70 controls each device constituting the inner diameter dimension measuring device in accordance with a preset operation program. The control unit 70 includes a touch panel (not shown) as an input unit for various information.
[0046]
Next, the detailed configuration and operation of the air micrometer 22 and the like in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the main part of the inner diameter dimension measuring apparatus, and FIG. 4 is a graph showing the change over time of the back pressure (A side) of the compressed air in the configuration of FIG. In the figure, the horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the back pressure of the compressed air. Further, the time-dependent changes in the on / off states of the solenoid valves 45 and 47 are shown below the graph. In FIG. 3, members that are the same as or similar to those of the conventional example shown in FIG.
[0047]
In FIG. 3, the A side pipe 122 of the A / E converter 44 is branched into two systems and connected to the measuring table 20 via solenoid valves 45 and 47, respectively. Solenoid valves 45 and 47 are one-port two-position switching valves that are individually switched on and off under the control of the control unit 70.
[0048]
In FIG. 3, a workpiece W (first workpiece) to be measured is set on the upper measurement table 20, and a master M (second workpiece) is set on the lower measurement table 20.
[0049]
First, the solenoid valve 45 is turned off to shut off the supply of compressed air to the workpiece W (first workpiece) to be measured, and the solenoid valve 47 is turned on to compress the master M (second workpiece). Air is supplied (step 1). Thereby, the back pressure (A side) of compressed air becomes a value of S1 lower than the set pressure of the air regulator 42 (see FIG. 4).
[0050]
Next, in a state where the supply of compressed air to the first workpiece W is cut off, the solenoid valve 47 is turned off to cut off the supply of compressed air to the master M (second workpiece) (step 2). Thereby, the back pressure (A side) of compressed air begins to rise.
[0051]
After a predetermined time t from the start of step 2, with the supply of compressed air to the master M (second workpiece) shut off, the solenoid valve 45 is turned on to measure the workpiece W (first workpiece). The supply of compressed air to is started (step 3). As a result, the back pressure (A side) of the compressed air starts to drop and then settles to a constant value in a short time.
[0052]
Therefore, the back pressure of the compressed air is detected after a predetermined time T from the start of step 3, and the inner diameter dimension of the workpiece W (first workpiece) to be measured is obtained from the detection result (electric signal) via the control unit 46. (Step 4).
[0053]
In order to compare with the above-described conventional example shown in FIG. 7, the same workpiece W, that is, the outer diameter D shown in FIG. 9 and the inner diameter d of 0.125 mm shown in FIG. The inner diameter d of the ferrule was measured. In this case, when the predetermined time t in Step 2 was set to 0.5 seconds, T took about 3.5 seconds. As a result, it was shortened to about 1/5 of the conventional method.
[0054]
In FIG. 4, after step 4, with the supply of compressed air to the master M (second workpiece) cut off, the solenoid valve 45 is turned off to return to the workpiece W (first workpiece) to be measured. The supply of compressed air is shut off (step 5). Thereby, the back pressure (A side) of compressed air begins to rise.
[0055]
Next, after a predetermined time u from the start of step 5, with the supply of compressed air to the workpiece W (first workpiece) to be measured cut off, the solenoid valve 47 is turned on and the master M (second Supply of compressed air to the workpiece is started (step 6). As a result, the back pressure (A side) of the compressed air starts to drop and then settles to a constant value in a short time U.
[0056]
Next, in a state where the supply of compressed air to the first workpiece W is cut off, the solenoid valve 47 is turned off to cut off the supply of compressed air to the master M (second workpiece) (step 7). Thereby, the back pressure (A side) of compressed air begins to rise.
[0057]
Between step 5 and step 7 described above, the inner diameter d of the master M (second workpiece) can also be measured. That is, in steps 5 to 7, the same operation as that in steps 1 to 4 is performed in a state where the workpiece W (first workpiece) and the master M (second workpiece) to be measured are replaced. Become.
[0058]
Between step 5 to step 7 described above, the workpiece W (first workpiece) to be measured is replaced with the workpiece W to be measured next. In this way, the measurement work of Step 1 to Step 4 can be performed again after Step 7, that is, after a predetermined time U from the start of Step 7.
[0059]
According to FIG. 4, the measurement of the workpiece W to be measured and the measurement of the master M are alternately performed. However, when the productivity is taken into consideration, the measurement frequency of the master M is measured. It is also possible to reduce.
[0060]
For example, a method of measuring the master M at the start of measurement and then measuring the master M every time after a predetermined time has elapsed can be employed. The measurement of the master M at the start of measurement is for confirming the accuracy of the air micrometer 22, and the measurement of the master M is performed every time a predetermined time elapses due to environmental changes (temperature, humidity, etc.). This is for confirming whether or not the accuracy of the air micrometer 22 has changed. With such an operation mode, productivity can be greatly improved as compared with the conventional method.
[0061]
Next, a detailed configuration and operation of the air micrometer 22 and the like in other embodiments will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the main part of the inner diameter measuring device, and FIGS. 6A and 6B show the change over time of the back pressure (A side) of the compressed air in the configuration of FIG. It is a graph. In the figure, the horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the back pressure of the compressed air. In addition, a change with time of the on / off state of the solenoid valve 49 is shown below the graph. In FIG. 5, members that are the same as or similar to those in the conventional example shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0062]
In FIG. 5, the A side pipe 122 of the A / E converter 44 is connected to a solenoid valve 49. The solenoid valve 49 is a two-position switching valve with one port on the input side and two ports on the output side. By switching the solenoid, the compressed air in the pipe 122 is distributed to the upper measurement table 20 or the lower measurement table 20. This switching operation is performed under the control of the control unit 70.
[0063]
In FIG. 5, a workpiece W to be measured is set on the upper measurement table 20, and a dummy workpiece Z is set on the lower measurement table 20. 6A shows an example in which the inner diameter dimension of the dummy workpiece Z is substantially the same as the inner diameter dimension of the workpiece W to be measured. FIG. 6B shows the inner diameter dimension of the dummy workpiece Z being the workpiece to be measured. It is an example (method according to the present invention) when the inner diameter is smaller than W.
[0064]
First, the supply of compressed air to the workpiece W to be measured is shut off, and the solenoid valve 49 is set so as to supply compressed air to the dummy workpiece Z (step 11). Thereby, the back pressure (A side) of the compressed air becomes a value of S2 (FIG. 6A) or S3 (FIG. 6B) lower than the set pressure of the air regulator 42.
[0065]
When the back pressures S2 and S3 of the compressed air are compared, in FIG. 6A, the inner diameter dimension of the dummy workpiece Z is substantially the same as the inner diameter dimension of the workpiece W to be measured. In contrast to the measurement, the back pressure S3 is higher than the back pressure S2 in FIG. 6B because the inner diameter dimension of the dummy workpiece Z is smaller than the inner diameter dimension of the workpiece W to be measured. Become.
[0066]
Next, the supply of compressed air to the workpiece W to be measured is started, and the solenoid valve 49 is set so as to cut off the supply of compressed air to the dummy workpiece Z (step 12). As a result, in FIG. 6A, the back pressure (A side) of the compressed air once drops at a high speed and then gradually approaches the value of S2.
[0067]
In FIG. 6 (a), the back pressure of the compressed air once falls at a high speed because the compressed air fills the air supply path 30 of the measuring table 20 and the piping up to that point. The reason why the back pressure gradually approaches the value of S2 is that the difference between the back pressure of the air once lowered and the value of S2 is small.
[0068]
On the other hand, in FIG. 6B, when the solenoid valve 49 is switched, the back pressure of the compressed air descends relatively quickly from S3 to near S2 and settles to a constant value. In this way, in FIG. 6B, the back pressure of the compressed air settles relatively quickly at a constant value because S3 is higher than S2, and the air corresponding to the pressure difference reaches the air supply path 30 of the measurement table 20 and the air. This is to fill the inside of the pipe.
[0069]
Next, after a predetermined time V1 (FIG. 6 (a)) or V2 (FIG. 6 (b)) from the start of step 12, the back pressure of the compressed air is detected, and this detection result (electric signal) passes through the control unit 46. The inner diameter of the workpiece W to be measured is obtained (step 13).
[0070]
Compared with the method of FIG. 6A, the measurement time V2 is greatly shortened in the method according to the present invention shown in FIG. 6B.
[0071]
In FIG. 6, after step 13, the supply of compressed air to the workpiece W to be measured is shut off, and the solenoid valve 49 is set so as to supply compressed air to the dummy workpiece Z (step 14). Thereby, the back pressure (A side) of the compressed air becomes a value of S2 (FIG. 6A) or S3 (FIG. 6B) lower than the set pressure of the air regulator 42.
[0072]
During step 14, the workpiece W to be measured is replaced with the workpiece W to be measured next. In this way, the measurement work of Step 11 to Step 13 can be performed again after Step 14.
[0073]
Next, the actual flow of the inner diameter dimension measurement using the inner diameter dimension measuring apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. Here, an example will be described in which the inner diameter d of a ferrule manufactured with an outer diameter of 2.5 mm and an inner diameter of 0.125 mm is measured, and pass / fail is determined based on the result to separate and collect. That is, as a result of the measurement, if a preset standard is satisfied, it is recovered as an OK work on the OK recovery table 50A, and if not satisfied, it is recovered as an NG work on the NG recovery table 50B.
[0074]
Prior to the measurement of the workpiece W, the air micrometer 22 is calibrated. The calibration is performed by inputting a calibration execution signal to the control unit 70. After the calibration of the micrometer 22 is completed, the measurement of the workpiece W is started.
[0075]
First, the transfer robot 54 is driven, and the workpiece W to be measured is taken out from the supply unit 12. Then, it is transferred to the measuring unit 10 by the transfer robot 54. The workpiece W transferred to the measurement unit 10 is transferred to the measurement table 20 and held on the measurement table 20.
[0076]
Here, the holding of the workpiece W is performed by inserting the workpiece W into the workpiece insertion hole 36 of the pressing ring 26 and pressing the pressing ring 26 toward the measurement table main body 24 by pressing means (not shown). As a result, the holding ring 28 is crushed by the pressing ring 26, is gripped by the crushed pressing ring 26, and the workpiece W is held on the measurement table 20. At the same time, the space between the workpiece W and the workpiece receiving hole 34 is sealed.
[0077]
When the workpiece W is held on the measuring table 20, the air source 40 is driven, and the compressed air adjusted to a constant pressure by the regulator 42 passes through the A / E converter 44 and the solenoid valve 45 (or 47, 49). Via the air supply path 30 of the measuring table 20 via. The compressed air supplied to the air supply path 30 is exhausted to the outside through the inner peripheral portion of the workpiece W. Then, the back pressure of the compressed air at this time is detected by the A / E converter 44 and is output to the control unit 46 as an electric signal.
[0078]
The control unit 46 calculates the inner diameter dimension d of the workpiece W based on the electrical signal from the A / E converter 44. That is, the inner diameter dimension d of the workpiece W is calculated from the back pressure measured based on the back pressure characteristics obtained in advance. The calculated inner diameter dimension d is displayed on a monitor 46A provided in the control unit 46, and is recorded as data in a memory (not shown) provided in the control unit.
[0079]
This completes the measurement of the inner diameter of one workpiece W. When the measurement is completed, the driving of the air source 40 is stopped by the solenoid valve 45 (or 47, 49), and the holding of the workpiece W by the measurement table 20 is released. That is, the pressing of the pressing ring 26 by a pressing means (not shown) is released, the work W is tightened by the holding ring 28, and the work W is unlocked. Then, the free workpiece is picked up from the measurement table 20 by the transfer robot 54 and is transferred to the collection unit 14 by the transfer robot 54 as it is.
[0080]
Here, the collection unit 14 includes an OK collection base 50A that accommodates OK works that meet a predetermined standard, and an NG collection base 50B that contains NG works that do not meet the standard. The collected workpieces W are sorted and collected in the collection bases 50A and 50B according to the measurement results. That is, the control unit 70 determines whether or not the inner diameter d of the collected workpiece W satisfies a preset standard, and if so, the OK collection table 50A collects it and if it does not meet Is collected by the NG collection stand 50B.
[0081]
The measurement work for one workpiece W is completed in the series of steps described above. Thereafter, the same work is repeatedly performed to measure all the workpieces W accommodated in the supply table 48 of the supply unit 12.
[0082]
As mentioned above, although the example of embodiment of the internal-diameter dimension measuring method and apparatus of the workpiece | work concerning this invention was demonstrated, this invention is not limited to the example of the said embodiment, Various aspects can be taken. For example, in the above-described embodiment, the measurement unit 10 includes the two measurement tables 20, 20. However, the measurement unit 10 includes a plurality of measurement tables 20, 20,. It is also possible to adopt a form in which the measurement proceeds while supplying the workpieces W sequentially. That is, the workpieces W are sequentially supplied to a plurality of measurement tables 20, 20,... And the workpieces W are replenished sequentially each time the measurement is completed. Thereby, the transfer robot 54 can be operated efficiently without waiting for the measurement, and an efficient measurement can be performed.
[0083]
In the present embodiment, the collection unit 14 collects the measured workpieces by separating them into OK workpieces and NG workpieces. However, the workpieces may be divided into smaller ranks and collected.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to the present invention, two workpieces are used, and first, the supply of compressed air to the first workpiece is shut off and the compression to the second workpiece is performed. Supply air. Next, in a state where the supply of compressed air to the first workpiece is cut off, the supply of compressed air to the second workpiece is also cut off. Thereby, the back pressure of compressed air rises rapidly. Then, after a short delay time, the supply of compressed air to the first workpiece is started in a state where the supply of compressed air to the second workpiece is shut off. In this way, the time until the air pressure settles to a constant value in this state is much shorter than in the conventional example. Therefore, the back pressure of the compressed air can be detected in a short time to obtain the inner diameter dimension of the workpiece.
[0085]
Moreover, in this invention, the internal diameter dimension of a workpiece | work is measured by supplying compressed air to the inner peripheral part of a workpiece | work, and detecting the back pressure change. According to the present invention, a workpiece can be measured in a short time. In addition, since wear does not occur, accurate and stable measurement can always be performed even after a long period of use. Further, since a mechanism for rotating the workpiece is unnecessary, a compact device can be configured.
[0086]
According to another aspect of the present invention, two workpieces are used, and first, supply of compressed air to the workpiece to be measured is shut off, and a dummy workpiece having an inner diameter smaller than that of the workpiece to be measured is applied. Supply compressed air. If it does in this way, since air leaks through a dummy workpiece | work, the back pressure of compressed air can be maintained in a low state in this state. However, this back pressure is higher than the back pressure when the workpiece to be measured is arranged instead of the dummy workpiece. In this state, supply of compressed air to the workpiece to be measured is started and supply of compressed air to the dummy workpiece is interrupted. In this way, the time until the air pressure settles to a constant value in this state is much shorter than in the conventional example. Therefore, the back pressure of the compressed air can be detected in a short time to obtain the inner diameter dimension of the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an inner diameter measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a measurement table
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the main part of the inner diameter measuring apparatus according to the embodiment.
4 is a graph showing the change over time of the back pressure of compressed air in the configuration of FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a main part of an inner diameter dimension measuring apparatus according to another embodiment.
6 is a graph showing the change over time of the back pressure of compressed air in the configuration of FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the principle of measuring the inner diameter of a workpiece in a conventional example.
8 is a graph showing the change over time of the back pressure of compressed air in the configuration of FIG.
FIG. 9 is a side sectional view showing the structure of a workpiece.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Measurement part, 12 ... Supply part, 14 ... Recovery part, 16 ... Master storage part, 18 ... Conveyance part, 20 ... Measurement stand, 22 ... Air micrometer, 24 ... Measurement stand main body, 26 ... Pressing ring, 28 ... Retaining ring, 30 ... Air supply path, 32 ... Recess, 34 ... Work receiving hole, 36 ... Work insertion hole, 38 ... Pressing surface, 40 ... Air source, 42 ... Regulator, 44 ... A / E converter, 45, 47 49 ... Solenoid valve, 46 ... Control unit, 48 ... Supply table, 50A ... OK collection table, 50B ... NG collection table, 52 ... Master storage table, 70 ... Control unit

Claims

In the method for measuring the inner diameter of a workpiece, the compressed air is supplied from the air supply means to the inner periphery of the cylindrical workpiece, and the inner diameter of the workpiece is measured by detecting the back pressure.
Connecting the first workpiece and the second workpiece to the air supply means, respectively, blocking the supply of compressed air to the first workpiece, and supplying compressed air to the second workpiece;
With the supply of compressed air to the first workpiece cut off, the supply of compressed air to the second workpiece is cut off,
The supply of compressed air to the first workpiece is performed in a state where the supply of compressed air to the second workpiece is cut off after a predetermined time since the supply of compressed air to the second workpiece is cut off. Start,
The workpiece is characterized in that the back pressure of the compressed air is detected after a predetermined time from the start of the supply of the compressed air to the first workpiece, and the inner diameter dimension of the first workpiece is obtained from the detection result. Inner diameter measurement method.

In the method for measuring the inner diameter of a workpiece, the compressed air is supplied from the air supply means to the inner periphery of the cylindrical workpiece, and the inner diameter of the workpiece is measured by detecting the back pressure.
A workpiece to be measured and a dummy workpiece having an inner diameter smaller than that of the workpiece to be measured are connected to the air supply means, respectively, and supply of compressed air to the workpiece to be measured is shut off, and Supply compressed air,
While starting the supply of compressed air to the workpiece to be measured, shut off the supply of compressed air to the dummy workpiece,
The inner diameter of the workpiece is characterized in that the back pressure of the compressed air is detected after a predetermined time after the supply of the compressed air to the dummy workpiece is cut off, and the inner diameter of the workpiece to be measured is obtained from the detection result. Measuring method.

The method of measuring an inner diameter of a workpiece according to claim 1 or 2, wherein the workpiece has an inner diameter of 0.05 mm to 1 mm.

In a workpiece inner diameter measuring device that measures the inner diameter of a cylindrical workpiece,
2 or more workpiece holding means for holding the workpiece,
An air supply means for supplying compressed air to the inner periphery of the work held by each work holding means;
Back pressure detecting means for detecting back pressure of compressed air supplied to the inner periphery of the workpiece by the air supply means;
Air supply control means provided between the work holding means and the back pressure detecting means, and for controlling on / off of the supply of compressed air from the air supply means to the work holding means for each work holding means. When,
Have a, and the inner diameter dimension calculating means for calculating the inner diameter of the workpiece based on the on-off control information back pressure of the compressed air that is detected by the back pressure detecting means of the air supply control means,
The air supply control means shuts off the supply of compressed air to the first work held by the one holding means, and supplies the compressed air to the second work held by the other work holding means. In a state where supply is performed and supply of compressed air to the first workpiece is cut off, supply of compressed air to the second workpiece is cut off and supply of compressed air to the second workpiece is cut off. Each workpiece holding from the air supply means is started so that supply of compressed air to the first workpiece is started after a predetermined time has elapsed after the supply of compressed air to the second workpiece is shut off. ON / OFF control of the supply of compressed air to each means for each work holding means,
The inner diameter size calculating means detects a back pressure of the compressed air after a predetermined time from the start of supplying compressed air to the first work, and obtains the inner diameter dimension of the first work from the detection result. A device for measuring the inner diameter of a workpiece.

The work inner diameter measuring apparatus according to claim 4, wherein the work has an inner diameter of 0.05 mm to 1 mm.