JP5526627B2 - 加工変質層検出装置 - Google Patents
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Description
工作物の検査表面の加工変質層を検出する加工変質層検出装置であって、
前記検査表面の幅よりも検出幅が小さいセンサヘッドを有し、前記検査表面の加工変質層に応じた信号を出力するセンサと、
前記センサヘッドが前記検査表面に対して複数回の走査を行うように前記工作物と前記センサを相対移動させる移動手段と、
前記検査表面における加工変質層の有無を判定するための前記センサの出力信号の閾値を設定する閾値設定手段と、
前記センサの出力信号の値に応じた色調が含まれる表示属性を記憶している表示属性記憶手段と、
前記閾値に基づいて前記色調を調整する調整手段と、
前記センサによる出力信号、前記閾値、および前記表示属性に基づいて、前記検査表面に対応する加工変質層分布図を表示する表示手段と、
前記加工変質層分布図において、前記閾値よりも大きい前記センサの出力信号の値により構成される表示領域の面積に基づいて、ノイズの有無を判定するノイズ判定手段と、
を備え、
前記表示属性記憶手段は、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された前記表示領域に割り当てる特定の表示属性であって、前記加工変質層分布図においてノイズに係る前記表示領域を所定の色調により明示する前記表示属性を記憶していることである。
前記加工変質層検出装置は、隣り合う走査における前記センサの出力信号に基づいて、当該隣り合う走査の間における前記検査表面の加工変質層に応じた値を補間する補間手段をさらに備え、
前記表示手段は、補間された値に基づいて加工変質層分布図を表示することである。
前記移動手段は、前記センサヘッドが前記検査表面の幅方向または幅方向に直交する前後方向の何れか一方向への走査と他方向への移動とを交互に繰り返すように、前記工作物と前記センサを相対移動させることである。
前記移動手段は、前記センサヘッドが前記検査表面の幅方向および幅方向に直交する前後方向の両方向成分を有する斜行方向への走査を行うように、前記工作物と前記センサを相対移動させることである。
前記センサヘッドの前記検査表面に対する幅方向位置により前記センサの出力信号の値が異なって出力される前記センサの検出特性に基づいて、前記センサの出力信号の値を補正する補正手段をさらに備えることである。
前記検査表面に対して複数の走査を同時に行うように、複数の前記センサを備えることである。
請求項2に係る発明によると、隣り合う走査の間における検査表面の加工変質層に応じた値を補間する補間手段を備える構成となっている。また、表示手段は、検査結果における検出値と補間された値に基づいて検査表面に対応させて加工変質層分布図を表示する。この時、隣り合う走査の間における検査表面の加工変質層に応じた値を算出することで、検査結果における出力信号を補うことができる。よって、表示手段は、加工変質層分布図において検査結果を視覚的により滑らかに表示をすることができる。よって、工作物における加工変質層の有無およびその状態を高精度に検出することができる。
<第一実施形態>
加工変質層検出装置1は、磁気センサ10(本発明の「センサ」に相当する)と、回転支持部20と、表示装置30とを主体として構成される。工作物2は、筒状または柱状、板状、自由曲面状などの形状を含む被加工部材である。この工作物2は、加工変質層検出装置1による加工変質層の検査対象であり、工作物2の検査表面における加工変質層の有無および加工変質層の状態を検査される。本実施形態において、工作物2は、磁性材料からなり周面を検査表面とする円筒状部材であって、検査表面の幅方向を工作物2の軸方向、検査表面の前後方向を上記幅方向と直交する工作物2の周方向としている。工作機械3は、例えば、研削盤や旋盤、マシニングセンタなどの研削加工ないし切削加工を行う工作機械である。本実施形態において、工作機械3は、円筒研削盤であり、研削加工により工作物2を製造している。
第一実施形態の変形態様について、図6〜図8を参照して説明する。図6は、走査の軌跡と同一の周方向位相θの検出値を示す図である。図7は、走査の軌跡と同一の周方向位相θの検出値を示す図である。図8は、センサヘッド12による走査の軌跡を示す図である。図8(a)は螺旋状の軌跡であり、図8(b)は鋸歯状の軌跡である。第一実施形態では、図1に示すように、センサ送り機構15によりセンサ本体11を間隔P1だけ移動させるものとした。そして、表示装置30は、出力信号の値をセンサヘッド12の検出幅W2の中央部における値とし、補間部32により隣り合う走査の間において磁気センサ10が走査した場合の検出値である値を補間して、表示幅W3をもって表示していた。
第二実施形態の構成について、図9〜図11を参照して説明する。図9は、第二実施形態における表示装置130の一部を示すブロック図である。図10は、磁気センサ10の検出特性を示すグラフである。図11は、センサ位置に基づく検出値の補正を示す図である。
ここで、第二実施形態の構成は、主に、第一実施形態の加工変質層検出装置1に対して、図9に示すように、補正部137を備える点が相違する。なお、その他の構成については、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
第一、第二実施形態において、加工変質層検出装置1は、一つの磁気センサ10を備えるものとした。これに対して、複数の磁気センサ10を備える構成としてもよい。また、例えば、図12に示すように、二つのセンサヘッド12を有するセンサ本体111から磁気センサ110を構成するものとしてもよい。これにより、検査対象とする工作物2の周面に対して複数の走査を同時に行うことで、周面の複数箇所の加工変質層検出の検査表面を取得することができる。例えば、磁気センサ10が工作物2の周方向への走査と工作物2の軸方向への移動とを交互に繰り返すことにより検査する場合に、磁気センサ10の軸方向移動の回数を低減することができるので、検査に要する時間を短縮することができる。
10,110:磁気センサ、 11,111:センサ本体、 12:センサヘッド
13:測定装置、 14:ばね、 15:センサ送り機構、 15a:リニアスケール
20,220:回転支持部、 21:駆動輪、 21a,223a:エンコーダ
22:調整車、 223:チャック本体、 224:爪
30,130:表示装置(表示手段)、 31:表示属性記憶部(表示属性記憶手段)
32:補間部(補間手段)、33:閾値設定部(閾値設定手段)
34:調整部(調整手段)、 35:ノイズ判定部(ノイズ判定手段)
36:モニタ、 137:補正部(補正手段)
T:閾値、 W1:軸方向幅、 W2:検出幅、 W3〜W5:表示幅
θ:周方向位相、 S1〜S3,S3':検出値、 R:領域
D:センサ位置、 F:下降量、 Δ:補正量
Claims (6)
- 工作物の検査表面の加工変質層を検出する加工変質層検出装置であって、
前記検査表面の幅よりも検出幅が小さいセンサヘッドを有し、前記検査表面の加工変質層に応じた信号を出力するセンサと、
前記センサヘッドが前記検査表面に対して複数回の走査を行うように前記工作物と前記センサを相対移動させる移動手段と、
前記検査表面における加工変質層の有無を判定するための前記センサの出力信号の閾値を設定する閾値設定手段と、
前記センサの出力信号の値に応じた色調が含まれる表示属性を記憶している表示属性記憶手段と、
前記閾値に基づいて前記色調を調整する調整手段と、
前記センサによる出力信号、前記閾値、および前記表示属性に基づいて、前記検査表面に対応する加工変質層分布図を表示する表示手段と、
前記加工変質層分布図において、前記閾値よりも大きい前記センサの出力信号の値により構成される表示領域の面積に基づいて、ノイズの有無を判定するノイズ判定手段と、
を備え、
前記表示属性記憶手段は、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された前記表示領域に割り当てる特定の表示属性であって、前記加工変質層分布図においてノイズに係る前記表示領域を所定の色調により明示する前記表示属性を記憶していることを特徴とする加工変質層検出装置。 - 請求項1において、
前記加工変質層検出装置は、隣り合う走査における前記センサの出力信号に基づいて、当該隣り合う走査の間における前記検査表面の加工変質層に応じた値を補間する補間手段をさらに備え、
前記表示手段は、補間された値に基づいて加工変質層分布図を表示することを特徴とする加工変質層検出装置。 - 請求項1または2において、
前記移動手段は、前記センサヘッドが前記検査表面の幅方向または幅方向に直交する前後方向の何れか一方向への走査と他方向への移動とを交互に繰り返すように、前記工作物と前記センサを相対移動させることを特徴とする加工変質層検出装置。 - 請求項1〜3の何れか一項において、
前記移動手段は、前記センサヘッドが前記検査表面の幅方向および幅方向に直交する前後方向の両方向成分を有する斜行方向への走査を行うように、前記工作物と前記センサを相対移動させることを特徴とする加工変質層検出装置。 - 請求項1〜4の何れか一項において、
前記センサヘッドの前記検査表面に対する幅方向位置により前記センサの出力信号の値が異なって出力される前記センサの検出特性に基づいて、前記センサの出力信号の値を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする加工変質層検出装置。 - 請求項1〜5の何れか一項において、
前記検査表面に対して複数の走査を同時に行うように、複数の前記センサを備えることを特徴とする加工変質層検出装置。
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