JP4820681B2 - 形状測定機 - Google Patents

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Description

本発明は、形状測定機に係り、特に、ＣＮＣ型の表面粗さ測定機や輪郭形状測定機に用いるのに好適な、軸物ワークの軸を固定して回転しながら測定するための円テーブルと、該円テーブルに固定され、箱物ワークを所定角度に保持しながら測定するための箱物ワーク用治具とを備えた形状測定機に関する。
特許文献１に記載されているような表面性状測定機が知られている。
このような表面性状測定機を用いてエンジンブロックなどの箱物ワークの各傾斜面の表面粗さを測定する方法として、図１のように、箱物ワーク（図ではシリンダヘッド）１０をＵ字状の箱物ワーク用治具３０上に固定し、該箱物ワーク用治具３０を表面性状測定機の回転軸に取付けられた円テーブル２２に固定すると共にテールストック２６との間で保持して、円テーブル２２の回転により、箱物ワーク１０を測定軸Ｘ１に直角な軸Ｙを中心としてθ２方向に旋回させて、複数の角度で縦断面を測定する方法がある。
ここで、Ｘ２方向への移動及びＸ軸を中心とするθ１方向の旋回は、手動により行なわれる。
図において、２０はベース、４０は測定プローブ、４２は、該測定プローブ４０を保持するための、Ｘ１方向に移動自在とされ、α方向に回動自在とされた測定ヘッド、４４は、該測定ヘッド４２をＺ２方向に上下させるための、Ｙ方向に移動自在とされたコラムである。
また、クランクシャフトなどの軸物ワーク１２の軸方向表面粗さを軸物ワーク１２を回転させながら横断面を測定する際には、図２に示す如く、軸物ワーク１２を円テーブル２２の三つ爪チャック２４に固定し、テールストック２６との間に挟んで、軸物ワーク１２を回転させながら測定する方法がある。
特開２００２−３４０５０３号公報
しかしながら従来は、測定治具が、箱物ワーク、軸物ワークそれぞれ別の構成になっており、専用機となるか、あるいは箱物、軸物両方に対応するには、特に軸物ワーク測定時に箱物ワーク用治具が邪魔になるため、治具ごと交換する必要があり、段取り時間がかかり、作業効率が悪いという問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、箱物用と軸物用で治具を取り換えずに、ワンタッチで切り換えることが可能な形状測定機を提供することを課題とする。
本発明は、軸物ワーク測定時に軸物ワークを直接固定して、治具を用いることなく軸物ワークを回転しながら測定するための円テーブルと、該円テーブルとテールストック間に常時挟持されると共に、箱物ワーク測定時に該円テーブルに固定され、箱物ワークを所定角度に保持しながら測定するための箱物ワーク用治具と、前記円テーブルと箱物ワーク用治具を連動させるための、前記円テーブルのピン挿入穴に着脱可能とされた切換ピンとを備え、箱物ワーク測定時は前記切換ピンを前記ピン挿入穴に挿入して、前記円テーブルの回転に連動して前記箱物ワーク用治具を所定角度に回動させて箱物ワークの測定を可能とする一方、軸物ワーク測定時は前記切換ピンを前記ピン挿入穴から抜いて、前記円テーブルと箱物ワーク用治具の連動を絶ち、前記円テーブルの回転にかかわらず前記箱物ワーク用治具を、軸物ワークの測定範囲外の待機位置に固定して、円テーブルに固定した軸物ワークの治具を用いない測定を可能にすることを特徴とする形状測定機により、前記課題を解決したものである。
ここで、前記ピン挿入穴における切換ピンの有無を判別するセンサを備え、前記ピン挿入穴における切換ピンの有無により、実行可能なパートプログラムが箱物ワーク用又は軸物ワーク用のいずれか一方に制限されるようにして、間違った処理が行われないようにすることができる。
本発明によれば、箱物用と軸物用を共用し、ワンタッチで切り換え可能となるため、測定前の段取り時間を大幅に短縮できる。又、測定機本体を一台で兼用できるため、設置スペースを削減できる。
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態は、図３（正面図）、図４（右側面図）、図５（平面図）に示すような形状測定機において、図６（回転駆動側の断面図）及び図７（テールストック側の断面図）に詳細に示す如く、円テーブル２２及びテールストック２６間に箱物ワーク用治具３０を常時挟持すると共に、箱物ワークを測定する時は、円テーブル２２の回転に連動して箱物ワーク用治具３０を所定角度に回動させ、一方、軸物ワークを測定する時は、円テーブル２２及びテールストック２６と箱物ワーク用治具３０の連動を絶って、円テーブル２２の回転にかかわらず箱物ワーク用治具３０を、例えば下方の待機位置に保持するための箱物／軸物切換えピン７０を設けたものである。ここで、箱物ワーク用治具３０の重心は、ワークが搭載されていない状態では、円テーブル２２の回転中心に対してオフセットし、このオフセットした重心位置が回転軸の鉛直方向下側にくるため、待機位置は下方となる。
更に、回転駆動側のピン挿入穴２３、テールストック２６側のピン挿入穴２７の両方の底に、図８に詳細に示す如く、例えば反射型近接スイッチでなる反射型センサ（以下、単にセンサとも称する）７２、７４を配置している。ここで、センサ７２は、ピン挿入穴２３の底面に上向きに配設され、センサ７４は、ピン挿入穴２７の底面に横向きに配設されている。
図において、３２は、箱物ワーク治具３０上に箱物ワークを固定するための、位置調整可能なパレット、５０は、円テーブル２２及びテールストック２６を保持するための架台、５２は、該架台５０をＹ軸方向に移動するためのスライドプレート、５４は、該スライドプレート５２をＹ軸方向に移動するためのハンドル、５６はベースプレート、５８は、ワーク寸法に合わせてテールストック２６側のセンタ６０の位置を変えるためのシャフト、６２は、該シャフト５８の位置を固定するためのレバー、６４は、円テーブル２２のアンバランストルクの許容値が低いため、ワークおよび箱物ワーク用治具３０部全体の重心をできるだけ円テーブル２２の回転中心に近づけるためのバランスウエイトである。
ここで、切換えピン７０を回転軸側のピン挿入穴２３に差し込んだ状態では、円テーブル２２と連動して箱物ワーク用治具３０が回動するので、箱物ワークを箱物ワーク用治具３０に固定することで、所定の角度での箱物ワークの縦断面の測定が可能となる。
一方、切換えピン７０を回転軸側のピン挿入穴２３から抜いて、テールストック２６側のピン挿入穴２７に差込むと、箱物ワーク用治具３０が下方の待機位置に固定され、中心部のみが回転し、軸を回転させる。従って、軸物ワークをチャック２４に固定して、テールストック２６側のセンタ６０との間で挟持することで、軸物ワークを回転させながら横断面の測定が可能になる。
更に、前記センサ７２、７４で切換えピン７０の有無を判別することで、実行可能なパートプログラムを制限して、測定ミスを防ぐようにしている。ここで、両方のセンサ７２、７４の出力を判定することにより、切換えピン７０を抜いたまま、箱物ワーク用治具３０を待機位置に固定する前に、円テーブル２２を回転してしまう等の誤操作を防止することもできる。なお、センサの種類は反射型近接センサに限定されず、透過型センサを用いたり、切換えピンでピン挿入穴の底に上向きに設けた機械式押釦スイッチを直接押込むように構成することも可能である。
本実施形態においては、１本の切換えピン７０により円テーブル２２との連動と、テールストック２６への固定が行われているので、構成が簡略である。なお、それぞれ別のピンを設けたり、ピン以外の他の係止手段を用いることも可能である。
従来の箱物ワーク測定状態を示す斜視図 同じく軸物ワーク測定状態を示す斜視図 本発明に係る実施形態の全体構成を示す正面図 同じく右側面図 同じく平面図 同じく回転駆動側の構造を示す断面図 同じくテールストック側の構造を示す断面図 同じくピン挿入穴に配設された反射型センサの例を示す断面図
符号の説明
１０…箱物ワーク
１２…軸物ワーク
２０…表面性状測定機ベース
２２…円テーブル
２３、２７…ピン挿入穴
２４…三つ爪チャック
２６…テールストック
３０…箱物ワーク用治具
４０…測定プローブ
４２…測定ヘッド
４４…コラム
７０…箱物／軸物切換えピン
７２、７４…反射型センサ

Claims (2)

  1. 軸物ワーク測定時に軸物ワークを直接固定して、治具を用いることなく軸物ワークを回転しながら測定するための円テーブルと、
    該円テーブルとテールストック間に常時挟持されると共に、箱物ワーク測定時に該円テーブルに固定され、箱物ワークを所定角度に保持しながら測定するための箱物ワーク用治具と、
    前記円テーブルと箱物ワーク用治具を連動させるための、前記円テーブルのピン挿入穴に着脱可能とされた切換ピンとを備え、
    箱物ワーク測定時は前記切換ピンを前記ピン挿入穴に挿入して、前記円テーブルの回転に連動して前記箱物ワーク用治具を所定角度に回動させて箱物ワークの測定を可能とする一方、軸物ワーク測定時は前記切換ピンを前記ピン挿入穴から抜いて、前記円テーブルと箱物ワーク用治具の連動を絶ち、前記円テーブルの回転にかかわらず前記箱物ワーク用治具を、軸物ワークの測定範囲外の待機位置に固定して、円テーブルに固定した軸物ワークの治具を用いない測定を可能にしたことを特徴とする形状測定機。
  2. 前記ピン挿入穴における切換ピンの有無を判別するセンサを備え、前記ピン挿入穴における切換ピンの有無により、実行可能なパートプログラムが箱物ワーク用又は軸物ワーク用のいずれか一方に制限されることを特徴とする請求項１に記載の形状測定機。
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