JP5540604B2 - Tapered bearing surface measuring apparatus and measuring method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、テーパー状座面測定装置およびその測定方法に関する。   The present invention relates to a tapered seat surface measuring apparatus and a measuring method thereof.

テーパー状の座面を有する製品(部品)における、その座面を検査する方法として、テーパー状の座面に当接する球体の測定子を用いた方法がある。この方法は、球体の測定子をテーパー状座面に押し付けて接触させた際の測定子と座面との接触線の長さを計測することで、座面のテーパー角を求めている(特許文献1参照)。   As a method for inspecting a product (part) having a tapered seating surface, there is a method using a spherical measuring element that comes into contact with the tapered seating surface. In this method, the taper angle of the seat surface is obtained by measuring the length of the contact line between the contact surface and the contact surface when the spherical contact member is pressed against the tapered seat surface (patent) Reference 1).

特開平5−71910号公報JP-A-5-71910

しかし、上記方法では、測定子の球体と座面との接触線長さから座面のテーパー角を測定しているため、球体表面と座面とが接触した部分でのテーパー角度しか測定できない。このため、テーパー面である座面の面全体としての精度を判定することができない。   However, in the above method, since the taper angle of the seating surface is measured from the contact line length between the sphere of the measuring element and the seating surface, only the taper angle at the portion where the surface of the sphere contacts the seating surface can be measured. For this reason, the precision as the whole surface of the seating surface which is a taper surface cannot be determined.

そこで本発明の目的は、テーパー状座面の精度を判定することができるテーパー状座面測定装置およびその測定方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a tapered seat surface measuring apparatus and a measuring method thereof that can determine the accuracy of the tapered seat surface.

本発明のテーパー状座面測定装置は、テーパー面を有する座面内に挿入されるヘッド部の表面に座面の深さ方向に少なくとも3つ設けられたギャップセンサーを有している。このギャップセンサーがあらかじめ決められた基準点から座面までのギャップ量を測定する。そして少なくとも3つのギャップセンサーのうち1つは、座面の深さ方向のテーパー面の角度が変化する位置に配置されている。 Tapered seat surface measuring apparatus of the present invention has at least three settings vignetting gap sensor in the depth direction of the seat surface on the surface of the head portion to be inserted into a seating surface having a tapered surface. This gap sensor measuring the gap distance to the seating surface from a predetermined reference point. One of the at least three gap sensors is disposed at a position where the angle of the tapered surface in the depth direction of the seating surface changes.

本発明のテーパー状座面測定方法は、テーパー面を有する座面内に測定子のヘッド部を挿入する。そしてヘッド部表面に座面の深さ方向に少なくとも3つ設けられ、かつ、当該少なくとも3つのうち1つは、前記座面の深さ方向のテーパー面の角度が変化する位置に配置されているギャップセンサーによって、基準点から座面表面までのギャップ量を測定する。 In the tapered seating surface measuring method of the present invention, a head portion of a measuring element is inserted into a seating surface having a tapered surface. And at least three settings in the depth direction of the seat surface on the head portion surface vignetting, and the at least three one of is disposed at a position where the angle of the tapered surface in the depth direction of the seat surface is changed the are gap sensors to measure the gap size to the seating surface surface from the reference point.

本発明によれば、テーパーを有する座面の深さ方向に少なくとも2つのギャップセンサーを設けて、このギャップセンサーにより基準点からのギャップ量を測定することとした。これにより座面のテーパー面に対して深さ方向に複数の位置で座面表面の変化を捕らえることができる。したがって、テーパー面の精度を面全体として判定することが可能となる。   According to the present invention, at least two gap sensors are provided in the depth direction of the tapered bearing surface, and the gap amount from the reference point is measured by the gap sensor. Thereby, the change of the seat surface can be captured at a plurality of positions in the depth direction with respect to the tapered surface of the seat. Therefore, it is possible to determine the accuracy of the tapered surface as the entire surface.

テーパー状座面測定装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a taper-shaped seat surface measuring apparatus. 測定子の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of a measuring element. テーパー状座面の測定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the measurement procedure of a taper-shaped seat surface. ギャップ量の最大値を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the maximum value of gap amount. 図4に示した断面に対して垂直な方向をZ軸(座面の深さ方向)として、Z−X面を示す図である。It is a figure which shows a ZX surface by making a perpendicular | vertical direction with respect to the cross section shown in FIG. 4 into a Z axis | shaft (depth direction of a seat surface). 実際に測定した残存軸力と、重回帰計算式によって得られた残存軸力との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the residual axial force actually measured, and the residual axial force obtained by the multiple regression calculation formula. 光明丹を用いた当たり面積方法で測定したテーパー面の面積と実際に測定した残存軸力との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the area of the taper surface measured with the hit area method using Komyotan, and the residual axial force actually measured. 座面内の深さ方向におけるギャップ量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the gap amount in the depth direction in a bearing surface.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面において同一の機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面はあくまでも本発明の実施形態を説明するためのものであるので、各部材の寸法や比率は説明の都合上誇張または簡略化しており、実際の寸法や比率とは異なる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, since the drawings are only for explaining the embodiments of the present invention, the dimensions and ratios of the respective members are exaggerated or simplified for convenience of explanation, and are different from the actual dimensions and ratios.

図1はテーパー状座面測定装置(以下単に測定装置と称する)の概略構成を示す図である。図2は測定子の例を示す斜視図であり、(a)は第1の例、(b)は第2の例である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a tapered seat surface measuring device (hereinafter simply referred to as a measuring device). FIG. 2 is a perspective view showing an example of a measuring element, where (a) is a first example and (b) is a second example.

測定装置1は、測定子10、基台20、および測定器本体30を有する。   The measuring apparatus 1 includes a measuring element 10, a base 20, and a measuring device main body 30.

測定子10は、製品100のテーパー状座面101に挿入されるヘッド部12と、ヘッド部12を支持する柱状の柱部13とを含む。   The measuring element 10 includes a head portion 12 inserted into the tapered seat surface 101 of the product 100 and a columnar column portion 13 that supports the head portion 12.

ここで、テーパー状座面101を有する製品100(部品)は、製品100に凹部が形成されており、その凹部内壁面(座面)にテーパーが付いていて、内壁面全体が円錐柱の表面と同等の形状となっているものである。   Here, in the product 100 (part) having the tapered seat surface 101, a recess is formed in the product 100, the inner wall surface (seat surface) of the recess is tapered, and the entire inner wall surface is the surface of the conical column. It has the same shape as

ヘッド部12は、製品100のテーパー状座面101の理想形状に合致する形状よりわずかに小さな形状をしている。そしてヘッド部12の表面には、複数のギャップセンサー50が配置されている。ヘッド部12を理想形状に合致する形状よりわずかに小さな形状としたのは、少なくとも座面101が製品100としての許容最低値を満たしている状態では、ヘッド部12を確実に座面101内に挿入できるようにするためである。したがって、ヘッド部12の大きさは、少なくともギャップセンサー50が取り付けられた状態で座面101内に挿入できる大きさとする必要がある。なお、ヘッド部12の理想形状としては、たとえば、製品100として許容される座面101の大きさの最小値などである。そのようにすれば、仮に座面101の開口の大きさが製品100として許容される最小値より小さければヘッド部12を挿入することができず、テーパー面の精度を測定するまでもなく、不良と判断することができる。もちろんさらに小さく作って、そのような不良品も含めてギャップ量測定できるようにしておいてもよい。   The head portion 12 has a slightly smaller shape than the shape that matches the ideal shape of the tapered seat surface 101 of the product 100. A plurality of gap sensors 50 are arranged on the surface of the head unit 12. The reason why the head portion 12 is slightly smaller than the shape that matches the ideal shape is that the head portion 12 is surely placed in the seat surface 101 at least when the seat surface 101 satisfies the allowable minimum value as the product 100. This is so that it can be inserted. Therefore, the size of the head portion 12 needs to be a size that can be inserted into the seating surface 101 with at least the gap sensor 50 attached. The ideal shape of the head unit 12 is, for example, the minimum value of the size of the seating surface 101 allowed as the product 100. In that case, if the size of the opening of the seating surface 101 is smaller than the minimum value allowed for the product 100, the head portion 12 cannot be inserted, and it is not necessary to measure the accuracy of the tapered surface. It can be judged. Of course, it may be made smaller so that the gap amount can be measured including such defective products.

ギャップセンサー50は、ヘッド部12を製品100のテーパー状座面101に挿入したときにヘッド部表面(基準点)からテーパー形状の座面101表面までの距離(ギャップ量)を測定する。ギャップセンサー50は、ヘッド部12の表面に座面101の深さ方向に少なくとも2つ以上設けている(本実施形態では3つ)。   The gap sensor 50 measures the distance (gap amount) from the head portion surface (reference point) to the tapered seat surface 101 surface when the head portion 12 is inserted into the tapered seat surface 101 of the product 100. At least two gap sensors 50 are provided on the surface of the head portion 12 in the depth direction of the seating surface 101 (three in this embodiment).

このギャップセンサー50は、たとえば、歪ゲージが用いられる。ヘッド部12を製品100のテーパー状座面101に入れ込んだときに、ギャップセンサー50がテーパー状座面101の表面に当接したときの歪値がギャップ量をあらわすことになる。   For the gap sensor 50, for example, a strain gauge is used. When the head portion 12 is inserted into the tapered seat surface 101 of the product 100, the strain value when the gap sensor 50 comes into contact with the surface of the tapered seat surface 101 represents the gap amount.

また、このギャップセンサー50は、たとえば渦電流式変位センサを用いることができる。渦電流式変位センサ自体が座面と接触していなくでも、渦電流式変位センサから座面12の表面まで距離(ギャップ量)を計測することができる。   The gap sensor 50 can be an eddy current displacement sensor, for example. Even if the eddy current displacement sensor itself is not in contact with the seating surface, the distance (gap amount) from the eddy current displacement sensor to the surface of the seating surface 12 can be measured.

ギャップセンサー50としては、歪ゲージや渦電流式変位センサ以外にも、ヘッド部12表面と座面101の表面までの距離を測定できるものであればどのようなものでもよい。   The gap sensor 50 may be anything other than a strain gauge or an eddy current displacement sensor as long as it can measure the distance between the surface of the head portion 12 and the surface of the seat surface 101.

得られたギャップ量は、測定器本体30から出力される電気信号の値である。このため、製品管理に用いる場合には、その電気信号の値(たとえば抵抗値や電圧値)をそのまま用いることができる(詳細後述)。もちろん、測定器本体30から出力される電気信号の値を分かりやすいようにSI単位系などの値に変換するようにしてもよい。変換する場合にはあらかじめ電気信号の値を対応したSI単位系の値に変換するため検量線(または変換式)を作成して用いる。   The obtained gap amount is a value of an electric signal output from the measuring instrument main body 30. For this reason, when using it for product management, the value (for example, resistance value or voltage value) of the electric signal can be used as it is (details will be described later). Of course, the value of the electrical signal output from the measuring instrument main body 30 may be converted into a value such as an SI unit system so that it can be easily understood. In the case of conversion, a calibration curve (or conversion equation) is created and used in advance to convert the value of the electric signal into a corresponding SI unit value.

ギャップセンサー50の配置は、たとえば、第1例として図2(a)に示すように、ヘッド部12の周方向に4箇所、座面101内深さ方向に3点の計12個である。4箇所は図示するように互いに座面101内で対面した2箇所と、それに対して90°ずれた2箇所の合計4箇所である。また、第2例として図2(b)に示すように、ヘッド部12の周方向に1箇所(座面101の深さ方向に1列)に、高さ(座面101の深さ)方向に3点の計3個などである。   For example, as shown in FIG. 2A, the gap sensors 50 are arranged in a total of twelve positions, four in the circumferential direction of the head portion 12 and three in the depth direction in the seating surface 101. The four places are a total of four places, two places facing each other in the seating surface 101 and two places shifted by 90 ° with respect to each other as shown in the figure. In addition, as shown in FIG. 2B as a second example, the height (the depth of the seating surface 101) is arranged at one location in the circumferential direction of the head portion 12 (one row in the depth direction of the seating surface 101). There are 3 in total.

ギャップセンサー50の高さ(座面101の深さ)方向の配置位置(ギャップセンサー50同士の間隔)は、第1例および第2例ともにたとえば等間隔でよい。しかし、後述するように測定対象である製品100の変形に偏りがあるような場合には、そのような製品100の座面101形状の偏り方に合わせて配置することが好ましい。このような座面101形状の偏りに合わせた配置については後述する。   The arrangement positions (intervals between the gap sensors 50) in the height (depth of the seating surface 101) direction of the gap sensors 50 may be, for example, equal intervals in both the first example and the second example. However, when there is a bias in the deformation of the product 100 to be measured as described later, it is preferable to arrange the product 100 according to the bias in the shape of the seating surface 101 of the product 100. The arrangement according to the unevenness of the shape of the seating surface 101 will be described later.

第1例と第2例の違いは、測定する際に、第1例であれば、最大45°回転させれば、座面101内全周の計測が可能となるので測定効率が上がる。一方、第2例は、ヘッドを360°回転させることで座面101内全周の計測が可能となり、しかもギャップセンサー50の数が少なくてすむので装置コストを抑えることができる。なお、本実施形態では、後述するように、座面101内全周をくまなく測定するのではなく、製品形状の偏りに合わせて特定部位の計測だけで、座面101の精度を見極めることができるようにしている。   The difference between the first example and the second example is that when the measurement is performed in the first example, if the rotation is performed at a maximum of 45 °, the entire circumference of the seating surface 101 can be measured, so that the measurement efficiency is improved. On the other hand, in the second example, the entire circumference in the seating surface 101 can be measured by rotating the head 360 °, and the number of gap sensors 50 can be reduced, so that the cost of the apparatus can be suppressed. In this embodiment, as will be described later, it is possible to determine the accuracy of the seating surface 101 only by measuring a specific part according to the deviation of the product shape, instead of measuring the entire circumference of the seating surface 101. I can do it.

なお、図2においては、ヘッド部12全体を円錐柱形状としているが、ギャップセンサー50が座面101内のテーパー面に沿って当接し、基準点となる位置から座面101表面までの距離を測定できればどのような形状でもよい。また、基準点はどこに設定してもよい。本実施形態では、円錐柱形状をしたヘッド部表面、すなわちギャップセンサー50の設置面を基準点としたが、これに代えてたとえば、ヘッド部12の中心など任意の位置であってもよい。これは特に座面101の精度管理を行う際にギャップセンサー50(測定器本体30)から出力される電気信号(詳細後述)の値を直接用いる場合には、ギャップセンサー50の信号の変化をギャップ量として読み取っているため、どこを基準点としているかは問題とならないからである。   In FIG. 2, the entire head portion 12 has a conical column shape, but the gap sensor 50 abuts along the tapered surface in the seating surface 101, and the distance from the position serving as a reference point to the surface of the seating surface 101 is determined. Any shape can be used as long as it can be measured. The reference point may be set anywhere. In the present embodiment, the surface of the head portion having a conical column shape, that is, the installation surface of the gap sensor 50 is used as a reference point, but it may be an arbitrary position such as the center of the head portion 12 instead. In particular, when the accuracy of the seating surface 101 is managed, when the value of an electric signal (detailed later) output directly from the gap sensor 50 (measuring instrument main body 30) is directly used, the change in the signal of the gap sensor 50 is changed to the gap. This is because it does not matter where the reference point is because it is read as a quantity.

測定器本体30は、複数のギャップセンサー50のそれぞれと接続されていて、ヘッド面と座面101との距離に対応した信号を出力する。測定器本体30は、ギャップセンサー50が歪ゲージの場合にはいわゆるストレインアンプが使用される。ストレインアンプは内部にブリッジ回路と電流増幅器とを含み、歪ゲージの微小な抵抗変化を検出する。   The measuring device main body 30 is connected to each of the plurality of gap sensors 50 and outputs a signal corresponding to the distance between the head surface and the seat surface 101. The measuring instrument body 30 is a so-called strain amplifier when the gap sensor 50 is a strain gauge. The strain amplifier includes a bridge circuit and a current amplifier inside, and detects a minute resistance change of the strain gauge.

一方、ギャップセンサー50として電気抵抗体を用いた場合は、抵抗測定器が使用される。この場合、抵抗測定器は、各電気抵抗体と製品100(実際には基台20)との間の抵抗値を計測する。抵抗値の測定は、各電気抵抗体と基台20との間に電流を流し、そのときの電流値および電圧値から求める。この場合電圧を一定に保ち、電気抵抗体が座面101に当接する面積によって変化する電流値を出力とするようにしてもよい。   On the other hand, when an electrical resistor is used as the gap sensor 50, a resistance measuring device is used. In this case, the resistance measuring instrument measures a resistance value between each electrical resistor and the product 100 (actually the base 20). The measurement of the resistance value is obtained from a current value and a voltage value at the time when a current is passed between each electric resistor and the base 20. In this case, the voltage may be kept constant, and the current value that varies depending on the area where the electrical resistor contacts the seat surface 101 may be output.

また、この測定器本体30は算出手段としても機能する。このため測定器本体30は算出手段となるコンピュータを内蔵していて、座面101の出来上がり精度の判定や精度管理を行うための各データを算出している。各データは、軸センターずれ量、同軸度、真円度、テーパー角度、および輪郭度である。これらのデータについては後述する。なお、これらのデータを算出する算出手段は、測定器本体30とは別に設けたコンピュータによって行うようにしてもよい。   The measuring instrument main body 30 also functions as a calculation means. For this reason, the measuring device main body 30 has a built-in computer as calculation means, and calculates each data for determining the accuracy of the finished surface 101 and managing the accuracy. Each data is an axial center shift amount, a coaxiality, a roundness, a taper angle, and a contour degree. These data will be described later. Note that the calculation means for calculating these data may be performed by a computer provided separately from the measuring instrument main body 30.

柱部13は、上下動および柱部13を回転させることができる支持部14に取り付けられていて、ヘッド部12を上下されると共に任意の角度で回転させることができる機構を備えている。   The column portion 13 is attached to a support portion 14 that can move up and down and rotate the column portion 13, and includes a mechanism that can move the head portion 12 up and down and rotate it at an arbitrary angle.

基台20は、製品100を載置させて固定するもので、たとえば平面方向に移動自在な、いわゆるX−Yステージを用いることができる。X−Yステージを用いることで製品100の座面101内部にヘッド部12を入れやすい位置に移動することができる。また、さらに回転も自在なX−Yステージを用いれば、柱部13は支持部14に対して回転自在にさせる必要はなく、支持部14は上下動だけが可能なものであってもよい。   The base 20 is for mounting and fixing the product 100, and for example, a so-called XY stage that is movable in the plane direction can be used. By using the XY stage, it is possible to move the head portion 12 to a position where the head portion 12 can easily be placed inside the seating surface 101 of the product 100. Further, if an XY stage that can be further rotated is used, the column part 13 does not need to be rotatable with respect to the support part 14, and the support part 14 may be capable of only moving up and down.

また、たとえば支持部14はロボットハンドを用いることができる。ロボットハンドを用いることで、ヘッド部12の位置をX−Y方向はもとより回転も自在に行うことができる。この場合、基台20は製品100を載置させて固定するだけでよく、X−Y方向や回転する必要はない。   For example, a robot hand can be used for the support part 14. By using the robot hand, the position of the head unit 12 can be freely rotated in addition to the X and Y directions. In this case, the base 20 only needs to place and fix the product 100, and does not need to rotate in the XY direction.

以上説明した測定装置を用いたテーパー状座面の測定手順を説明する。   A procedure for measuring the tapered seat surface using the measuring apparatus described above will be described.

図3は、テーパー状座面101の測定手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for measuring the tapered seat surface 101.

ここでは、まず図3に示したフローチャートを参照して全体の流れを説明する。   Here, the overall flow will be described first with reference to the flowchart shown in FIG.

座面101測定のために、測定子10のヘッド部12を座面101内に挿入する(S1)。   In order to measure the seating surface 101, the head portion 12 of the probe 10 is inserted into the seating surface 101 (S1).

次に、測定子10を回転させながら、その表面に設けられているギャップセンサー50からの信号を検出し、ギャップ量が最大になる位置でのギャップセンサー50の信号値をギャップ量として取得する(S2)。ギャップ量が最大になる位置については後述する。   Next, while rotating the probe 10, a signal from the gap sensor 50 provided on the surface is detected, and a signal value of the gap sensor 50 at a position where the gap amount is maximized is acquired as a gap amount ( S2). The position where the gap amount is maximized will be described later.

次に、得られたギャップ量(最大値)から、軸センターずれ量を算出して(S3)、軸センター直線を求める(S4)。   Next, an axis center deviation amount is calculated from the obtained gap amount (maximum value) (S3), and an axis center straight line is obtained (S4).

次に、得られた軸センター直線を中心とする座面101を周方向に沿って切断するギャップセンサー50配置位置における断面のセンターずれ量を算出する(S5)。そして、得られた断面のセンターずれ量から同軸度を算出する(S11)
一方、軸センターのずれ量から、そのずれ分を補正したギャップ量を算出する(S6)。そして、補正後のギャップ量から、真円度およびテーパー角度をそれぞれ算出する(S12およびS13)。さらに、補正後のギャップ量の最大値から最小値を引いた値から輪郭度を算出する(S14)。
Next, the center deviation amount of the cross section at the position where the gap sensor 50 is arranged to cut the seat surface 101 centered on the obtained axial center straight line along the circumferential direction is calculated (S5). Then, the coaxiality is calculated from the center deviation amount of the obtained cross section (S11).
On the other hand, a gap amount in which the deviation is corrected is calculated from the deviation amount of the axis center (S6). Then, the roundness and the taper angle are calculated from the corrected gap amount (S12 and S13). Further, the contour degree is calculated from a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the gap amount after correction (S14).

その後、得られた同軸度、真円度、テーパー角度、および輪郭度から、製品100におけるテーパー状座面101の精度を判定する(S15)。   Thereafter, the accuracy of the tapered seat surface 101 in the product 100 is determined from the obtained coaxiality, roundness, taper angle, and contour degree (S15).

以下各ステップの詳細を説明する。   Details of each step will be described below.

まず、測定子10のヘッド部12を座面101内に挿入するステップ(S1)は、製品位置を座面101内にヘッド部12が入るように位置決めした後、測定子10を下降させてヘッド部12を座面101内に挿入することにより行われる(図1参照)。   First, in the step (S1) of inserting the head part 12 of the measuring element 10 into the seating surface 101, the product position is positioned so that the head part 12 enters the seating surface 101, and then the measuring element 10 is lowered to move the head. This is done by inserting the part 12 into the seating surface 101 (see FIG. 1).

この工程は、測定作業員により行われてもよいし、ロボットハンドを用いている場合には、あらかじめ教示されたデータにしたがってロボット動作させることにより行うことになる。このとき、ヘッド部12を、それ以上下降しなくなるまで位置まで下降させて座面101内に確実に入れるようにする。   This step may be performed by a measurement worker, or when a robot hand is used, it is performed by operating the robot according to data taught in advance. At this time, the head portion 12 is lowered to a position until it no longer descends, so that the head portion 12 is surely placed in the seat surface 101.

ヘッド部12を挿入するときは、X−YステージまたはロボットハンドのX−Y方向をいったんフリーの状態にしておいてもよい。これにより座面101内のテーパー面に沿ってヘッド部12が下降することで製品100がX−Y方向に動いてまたはロボットハンドのX−Y方向が動いて、確実に座面101内部にヘッド部12を入れることができる。ただし、一度座面101内部にヘッド部12を入れた後は、X−YステージまたはロボットハンドのX−Y方向は固定する。これは、その後のステップ2においてギャップ量の最大値を探す際にヘッド部12を回転させたときに、フリー状態のままだと回転させるたびに製品位置がずれてしまうおそれがあり、座面101とギャップセンサー50との距離を正確に測定できなくなるからである。特にギャップセンサー50がヘッド部周囲方向に1つの場合(図2(b)の場合)は固定しなければならない。ただし、ギャップセンサー50のヘッド部周囲方向の数を多くして、ギャップ量の最大値を探す際にヘッド部12を回転させる必要がなければ、X−YステージまたはロボットハンドのX−Y方向は常にフリー状態でもよい。   When the head unit 12 is inserted, the XY stage or the XY direction of the robot hand may once be in a free state. As a result, the head unit 12 moves down along the tapered surface in the seating surface 101, so that the product 100 moves in the XY direction or the robot hand moves in the XY direction, so that the head is surely placed inside the seating surface 101. Part 12 can be inserted. However, once the head part 12 is inserted into the seating surface 101, the XY direction of the XY stage or the robot hand is fixed. This is because, when the head portion 12 is rotated when searching for the maximum value of the gap amount in step 2 thereafter, the product position may be shifted each time the head portion 12 is rotated in the free state. This is because the distance from the gap sensor 50 cannot be measured accurately. In particular, when there is one gap sensor 50 in the direction around the head (in the case of FIG. 2B), it must be fixed. However, if the number of gap sensors 50 in the circumferential direction of the head portion is increased and the head portion 12 does not need to be rotated when searching for the maximum gap amount, the XY direction of the XY stage or robot hand is It may always be free.

次に、ギャップ量の最大値を探すステップ(S2)は、座面101内に入れたヘッド部12を所定角度回転させて、各位置で座面101とギャップセンサー50との距離を測定する。図4は、ギャップ量の最大値を説明するための説明図であり、図1におけるL1線に沿う断面を示している。   Next, in the step of searching for the maximum value of the gap amount (S2), the head portion 12 placed in the seating surface 101 is rotated by a predetermined angle, and the distance between the seating surface 101 and the gap sensor 50 is measured at each position. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the maximum value of the gap amount, and shows a cross section taken along line L1 in FIG.

図示するように、ギャップ量は、座面101の円周方向において均等に存在するのではなく座面変形の偏りに応じて大きい部分や小さい部分がある。図では、ギャップ量の最大位置Ga1およびGc1と最小位置Gb1およびGd1が90°ごとに繰り返している。すなわち座面101を上から見ると楕円DDの形状をしている。なお図において円SDは比較のために示した真円である。このステップ(S2)は、このような偏りのあるギャップ量から最大となる位置を探して、そのときの値をギャップ量として測定するものである。   As shown in the figure, the gap amount does not exist evenly in the circumferential direction of the seat surface 101 but has a large portion and a small portion depending on the bias of the seat surface deformation. In the figure, the maximum positions Ga1 and Gc1 and the minimum positions Gb1 and Gd1 of the gap amount are repeated every 90 °. That is, when the seating surface 101 is viewed from above, the shape is an ellipse DD. In the figure, a circle SD is a perfect circle shown for comparison. In this step (S2), the maximum position is searched from such a biased gap amount, and the value at that time is measured as the gap amount.

このためには、たとえば、図2(a)に示した周方向に4箇所ギャップセンサー50を配置しているものにあっては少なくとも45°になるまで少しずつ測定子10を回転させてギャップ量を測定する。たとえば1°刻み、3°刻み、5°刻み、10°刻みなどで回転させて各回転ごとに測定する。もちろん刻み角度は任意でよく、細かくした方が精度が向上するが、あまり細かくすると測定に時間がかかるようになる。このため、好ましくは5°刻み、10°刻み程度がよい。たとえば5°刻みであれば、最初に挿入したときに1回、5°移動して1回、さらに5°移動して1回の合計3回の測定ですむ。   For this purpose, for example, in the case where the four gap sensors 50 are arranged in the circumferential direction shown in FIG. 2A, the probe 10 is rotated little by little until it reaches at least 45 °. Measure. For example, the measurement is performed for each rotation by rotating in 1 ° increments, 3 ° increments, 5 ° increments, 10 ° increments, and the like. Of course, the step angle may be arbitrary, and the finer the accuracy, the more accurate, but if it is too fine, the measurement takes time. For this reason, it is preferable that the increment is 5 ° or 10 °. For example, in the case of 5 ° increments, it is only necessary to make a total of three measurements, once at the first insertion, once at 5 ° and once at another 5 °.

一方、図2(b)に示した周方向に1箇所ギャップセンサー50を配置しているものにあっては360°になるまで少しずつ測定子10を回転させてギャップ量を測定することになる。回転する刻みは、この場合も前記同様に、たとえば1°刻み、3°刻み、5°刻み、10°刻みなど、測定効率と精度との兼ね合いで任意の刻み角度で回転させればよい。   On the other hand, in the case where one gap sensor 50 is arranged in the circumferential direction shown in FIG. 2B, the gap 10 is measured by rotating the measuring element 10 little by little until reaching 360 °. . In this case as well, the rotation increment may be rotated at an arbitrary increment angle in consideration of measurement efficiency and accuracy, such as 1 ° increment, 3 ° increment, 5 ° increment, 10 ° increment, and the like.

なお、ヘッド部12を回転させる際には、ヘッド部12を座面101内に入れたまま回転させてもよいし、座面101から少しだけ引き上げて回転させ、再度ヘッド部12を座面101表面に押し当ててギャップ量を測定するようにしてもよい。   When the head unit 12 is rotated, the head unit 12 may be rotated while being placed in the seating surface 101, or the head unit 12 is rotated by being lifted slightly from the seating surface 101, and the head unit 12 is again rotated. The gap amount may be measured by pressing against the surface.

次に、軸センターずれ量を算出するステップ(S3)は、ステップ(S2)において求めた最大ギャップ量が得られた位置で各周方向断面L1〜L3におけるセンターずれ量を求める。L1〜L3断面は、ギャップセンサー50を設けた位置における断面である。   Next, the step (S3) of calculating the axial center deviation amount obtains the center deviation amount in each of the circumferential cross sections L1 to L3 at the position where the maximum gap amount obtained in step (S2) is obtained. The L1-L3 cross section is a cross section at the position where the gap sensor 50 is provided.

なお、図4では、L1断面のみ示したがL2およびL3断面いついても同様であるので図示省略する。   In FIG. 4, only the L1 cross section is shown, but the L2 and L3 cross sections are the same, and the illustration is omitted.

L1断面におけるギャップ量をGa1、Gb1、Gc1、Gd1とする。これらの値は対応する位置の各ギャップセンサー50から得られる。   The gap amounts in the L1 cross section are Ga1, Gb1, Gc1, and Gd1. These values are obtained from each gap sensor 50 at the corresponding position.

ここではヘッド部12の中心を仮の軸センター位置(仮想中心)としたときのズレ量を図4におけるX−Y座標(仮想中心を原点とする)としてあらわすと、X方向のずれ量をZL1x、Y方向のずれ量をZL1yとして下記(1)および(2)式により求める。   Here, if the amount of deviation when the center of the head portion 12 is the temporary axis center position (virtual center) is expressed as XY coordinates (with the virtual center as the origin) in FIG. 4, the amount of deviation in the X direction is ZL1x. The amount of deviation in the Y direction is determined by the following equations (1) and (2) as ZL1y.

ZL1x=(Ga1−Gc1)/2 …(1)
ZL1y=(Gb1−Gd1)/2 …(2)
同様にL2およびL3断面の軸センターズレ量をZL2x、ZL2y、ZL3x、ZL3yとして求める。
ZL1x = (Ga1-Gc1) / 2 (1)
ZL1y = (Gb1-Gd1) / 2 (2)
Similarly, the axial center shift amounts of the L2 and L3 cross sections are obtained as ZL2x, ZL2y, ZL3x, and ZL3y.

次にS3で求めた各断面におけるずれ量から軸センター直線を計算するステップ(S4)となる。   Next, it becomes a step (S4) of calculating the axis center straight line from the deviation amount in each cross section obtained in S3.

このステップ(S4)において、軸センター直線は図4に示した断面に対して垂直な方向をZ軸(座面の深さ方向、すなわちヘッド部を挿入する方向)として、Z−X面とZ−Y面のそれぞれについて求める。   In this step (S4), the axis center straight line has the Z-X plane and Z-axis as the Z-axis (the depth direction of the seating surface, that is, the direction in which the head portion is inserted) as the direction perpendicular to the cross section shown in FIG. It calculates | requires about each of -Y surface.

図5は、Z−X面を示す図である。図5において縦軸がX方向、横軸がZ方向である。図において符号STはヘッド部外形線、DD測定されるテーパー面、Zxは下記(3)式により求められる軸センター直線、ZL1x、ZL2x、ZL3xは各断面におけるセンターずれ位置を示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating the ZX plane. In FIG. 5, the vertical axis is the X direction and the horizontal axis is the Z direction. In the figure, symbol ST is a head portion outline, a taper surface to be measured by DD, Zx is an axis center straight line obtained by the following equation (3), and ZL1x, ZL2x, and ZL3x are center shift positions in the respective cross sections.

なお、Z−Y面については図5と同様であり横軸がY方向に変わるだけであるので図示省略する。   The ZY plane is the same as that in FIG. 5 and the horizontal axis only changes in the Y direction, and is not shown.

Z−X面における直線は下記(3)式、Z−Y面における直線は下記(4)式のとおりである。   The straight line on the Z-X plane is the following formula (3), and the straight line on the Z-Y plane is the following formula (4).

Zx=Ax(X)+Bx …(3)、Zy=Ay(Y)+By …(4)
(3)式における傾きAxは、ZL1x、ZL2x、ZL3xから最小二乗法により近似して求める。具体的な式は下記(5)式のとおりである。
Zx = Ax (X) + Bx (3), Zy = Ay (Y) + By (4)
The slope Ax in the equation (3) is obtained by approximation from the ZL1x, ZL2x, ZL3x by the least square method. A specific formula is as the following formula (5).

Ax=(3Σ(ZLix・Li)−(ΣZLix)(ΣLi)/(3Σ(Zlix)−(ΣZLix)) …(5)
式中、iは1〜3の自然数である。したがってここでは、ZlixはZL1x、ZL2x、ZL3xを示すこととなる。またLiは、L1乃至L3断面のZ方向の座標値である。
Ax = (3Σ (ZLix · Li) − (ΣZLix) (ΣLi) / (3Σ (Zlix) 2 − (ΣZLix) 2 ) (5)
In the formula, i is a natural number of 1 to 3. Therefore, here, Zlix represents ZL1x, ZL2x, and ZL3x. Li is a coordinate value in the Z direction of the L1 to L3 cross sections.

(3)式における切片Bxは、下記(6)式による求める。   The intercept Bx in the equation (3) is obtained by the following equation (6).

Bx=(ZL1x+ZL2x+ZL3x)/3−Ax・(L1+L2+L3)/3 …(6)
Z−Y面についても同様に求めることができる。
Bx = (ZL1x + ZL2x + ZL3x) / 3−Ax · (L1 + L2 + L3) / 3 (6)
The same can be obtained for the ZY plane.

次に、ギャップセンサー50配置位置における断面のセンターずれ量を算出するステップ(S5)は、S4で求めた軸センター直線からL1,L2,L3それぞれの断面のセンターのズレ量を求めるものである。   Next, the step (S5) of calculating the center deviation amount of the cross section at the position where the gap sensor 50 is arranged is to obtain the center shift amount of each of the cross sections L1, L2, and L3 from the axis center straight line obtained in S4.

Li(i=1〜3)断面のX方向のずれ量は先ほど求めた(3)式において、(X)にLiの位置、すなわち、原点からLiまでのZ軸方向の座標値を代入することで求められる。すなわちLi(i=1〜3)断面のX方向のずれ量=Ax・Li+Bxとなる。同様にY方向ずれ量は、(4)式に原点からLiまでのZ軸方向の座標値を代入することで求められる。   The displacement amount in the X direction of the cross section of Li (i = 1 to 3) is obtained by substituting the position of Li, that is, the coordinate value in the Z-axis direction from the origin to Li, in the equation (3) obtained earlier. Is required. That is, the displacement amount in the X direction of the Li (i = 1 to 3) cross section = Ax · Li + Bx. Similarly, the amount of deviation in the Y direction can be obtained by substituting the coordinate value in the Z-axis direction from the origin to Li in equation (4).

次に、得られた各断面におけるセンターずれ量から同軸度を算出する(S11)。   Next, the degree of coaxiality is calculated from the center deviation amount in each obtained cross section (S11).

同軸度を求めるには各断面の軸センターのズレ量から、軸センターからの距離を求めて、その距離のL1,L2,L3各断面での最大値と最小値の差を同軸度とする。軸センターからの距離は、L1断面では、軸センターからの距離=√((Ax・L1+Bx)+(Ay・L1+By))となる。L2断面およびL3断面についても同様である。 In order to obtain the coaxiality, the distance from the axial center is obtained from the shift amount of the axial center of each cross section, and the difference between the maximum value and the minimum value in each cross section of L1, L2, L3 is defined as the coaxiality. The distance from the axis center is the distance from the axis center = √ ((Ax · L1 + Bx) 2 + (Ay · L1 + By) 2 ) in the L1 cross section. The same applies to the L2 cross section and the L3 cross section.

S5の後、軸センターのずれ量を補正したギャップ量を算出するステップ(S6)となる。このステップ(S6)では、S2で求めた各断面のギャップ量を、S5で求めた軸センターからのズレ量で引くことで求める。この軸センターズレ補正後のギャップ量をHGa、HGb、HGc、HGdとすると、下記(5)乃至(8)式のとおりである。   After S5, it becomes a step (S6) of calculating the gap amount in which the shift amount of the shaft center is corrected. In this step (S6), the gap amount of each cross section obtained in S2 is obtained by subtracting the deviation amount from the axis center obtained in S5. Assuming that the gap amount after this axial center shift correction is HGa, HGb, HGc, HGd, the following equations (5) to (8) are obtained.

HGai=Gai−Ax・Li+Bx …(5)
HGbi=Gbi−Ay・Li+By …(6)
HGci=Gci+Ax・Li+Bx …(7)
HGdi=Gdi+Ay・Li+By …(8)
式中i=1〜3である。
HGai = Gai-Ax.Li + Bx (5)
HGbi = Gbi-Ay · Li + By (6)
HGci = Gci + Ax · Li + Bx (7)
HGdi = Gdi + Ay · Li + By (8)
In the formula, i = 1 to 3.

次に、補正後のギャップ量から真円度を算出する(S12)。このステップ(S12)は、補正後のギャップ量HGaと、このHGaに対して180°の位置にあるHGcのギャップ量を加えた値をHGabとする。また、HGaに対し90°の位置にあるHGbとHGbに対して180°の位置にあるHGdのギャップ量を加えた値HGbdとする。そして、HGabとHGbdの差を真円度として求める。   Next, the roundness is calculated from the corrected gap amount (S12). In this step (S12), a value obtained by adding the corrected gap amount HGa and the gap amount of HGc at 180 ° to the HGa is defined as HGab. Further, a value HGbd is obtained by adding a gap amount between HGb at a position of 90 ° with respect to HGa and HGd at a position of 180 ° with respect to HGb. Then, the difference between HGab and HGbd is obtained as roundness.

次に、補正後のギャップ量からテーパー角度の算出する(S13)。テーパー角度の算出は、各断面の基準円直径の差から算出する。まず、L1断面からL2断面の距離をL12、L2断面からL3断面までの距離をL23とし、L12間のテーパー角度をθabとする。ヘッド部12のギャップセンサー50が設けられている位置における各断面寸法をSha,Shb,Shcとすると、各断面間のテーパー角度θab,θbcは、下記(9)および(10)式となる。   Next, the taper angle is calculated from the corrected gap amount (S13). The taper angle is calculated from the difference in the reference circle diameter of each cross section. First, the distance from the L1 cross section to the L2 cross section is L12, the distance from the L2 cross section to the L3 cross section is L23, and the taper angle between L12 is θab. Assuming that the cross-sectional dimensions of the head portion 12 at the position where the gap sensor 50 is provided are Sha, Shb, and Shc, the taper angles θab and θbc between the cross-sections are expressed by the following equations (9) and (10).

テーパー角度θab=TAN−1((((Sha+((HGa1+HGc1)+(HGb1+HGd1))/2−(Shb+((HGa2+HGc2)+(HGb2+HGd2))/2))/L12)/2)×180/π …(9)
同様にテーパー角度θbc=TAN−1((((Shb+((HGa2+HGc2)+(HGb2+HGd2))/2−(Shc+((HGa3+HGc3)+(HGb3+HGd3))/2))/L12)/2)×180/π …(10)
また、ダイレクトに、それぞれの断面のギャップ量を上下の断面の位置差で、ギャップ量の差と、ギャップセンサー50配置位置の距離から角度に換算しても良い。
Taper angle θab = TAN −1 ((((Sha + ((HGa1 + HGc1) + (HGb1 + HGd1)) / 2− (Shb + ((HGa2 + HGc2) + (HGb2 + HGd2)) / 2)) / L12) / 2) × 180 / π (9)
Similarly, the taper angle θbc = TAN −1 ((((Shb + ((HGa2 + HGc2) + (HGb2 + HGd2)) / 2− (Shc + ((HGa3 + HGc3)) + (HGb3 + HGd3)) / 2)) / L12) / 2) × 180 / π (10)
Further, the gap amount of each cross section may be directly converted into an angle from the difference between the gap amounts and the distance of the position where the gap sensor 50 is arranged by the positional difference between the upper and lower cross sections.

次に、S5で求めた補正後のギャップ量から輪郭度を算出する(S14)。これには、補正後のギャップ量から、まずギャップ量最大値(MAX)、ギャップ量最小値(MIN)を求める。そして、ギャップ量最大値(MAX)からギャップ量最小値(MIN)を引くことでそれらの差を求めて、これを輪郭度としている。   Next, the contour degree is calculated from the corrected gap amount obtained in S5 (S14). For this purpose, a gap amount maximum value (MAX) and a gap amount minimum value (MIN) are first obtained from the corrected gap amount. Then, by subtracting the gap amount minimum value (MIN) from the gap amount maximum value (MAX), the difference between them is obtained, and this is used as the contour degree.

最後に、同軸度、真円度、テーパー角度、輪郭度のデータから座面101の出来上がり制度を判定することになる(S15)。この判定のステップは、さまざまな方法がある。たとえば、同軸度、真円度、テーパー角度、および輪郭度の各データごとに、その許容範囲を設定して、許容範囲内であるか否かを判定するようにしてもよい。   Finally, the completion system of the seating surface 101 is determined from the data of the coaxiality, the roundness, the taper angle, and the contour (S15). There are various methods for this determination step. For example, an allowable range may be set for each data of coaxiality, roundness, taper angle, and contour, and it may be determined whether or not the data is within the allowable range.

また、重回帰計算による良否判定を行うようにしてもよい。これにはたとえば、あらかじめ複数の良品および不良品を用いて各データを取得して、各データの値を説明変数、良否判定に用いる値を目的変数とする重回帰計算式を作成する。そして作成した重回帰計算式に品質検査を行う製品100から取得した各データの値を入れることで判定する。   Moreover, you may make it perform the quality determination by multiple regression calculation. For example, each data is acquired in advance using a plurality of non-defective products and defective products, and a multiple regression calculation formula is created in which the values of each data are explanatory variables and the values used for pass / fail judgment are objective variables. And it determines by putting the value of each data acquired from the product 100 which quality-inspects into the created multiple regression calculation formula.

このとき目的変数とする良否判定に用いる値は、製品100によって異なる。一例を挙げると、自動車のサスペンション部品の締結に使用されるボールジョイントは、テーパーピース部品が有するテーパー状座面101に当接するように圧入されている。テーパーピース部品のテーパー状座面101の出来上がり精度が悪いと、そこに圧入されて支持されるボールジョイントとの間でガタツキが生じる原因となる。このようなテーパーピース部品に対してボールジョイントが確実に取り付けられているか否かを示す指標として残存軸力ある。   At this time, the value used for the pass / fail judgment as the objective variable differs depending on the product 100. As an example, a ball joint used for fastening a suspension part of an automobile is press-fitted so as to come into contact with a tapered seat surface 101 included in the tapered piece part. If the finished precision of the tapered seat surface 101 of the taper piece component is poor, it may cause a backlash between the ball joint that is press-fitted and supported there. The residual axial force is an index indicating whether or not the ball joint is securely attached to such a taper piece component.

そこで、この残存軸力を目的変数、同軸度、真円度、テーパー角度、輪郭度の各データの値を説明変数とする重回帰計算式をあらかじめ作成しておく。後は、製品100(ここではテーパーピース部品)のテーパー状座面101を既に説明した手順で測定して、得られた各データを重回帰計算式に当てはめて残存軸力を求めることで、求めた残存軸力によりその部品の良否を判定することができる。   Therefore, a multiple regression calculation formula is created in advance using the remaining axial force as an explanatory variable with the values of the objective variable, coaxiality, roundness, taper angle, and contour data. After that, the taper-shaped seating surface 101 of the product 100 (taper piece part here) is measured by the procedure described above, and the obtained axial force is obtained by applying each obtained data to the multiple regression equation. The quality of the part can be determined by the remaining axial force.

図6は実際に測定した残存軸力と、重回帰計算式によって得られた残存軸力との相関を示すグラフである。図6において縦軸が実際に測定した残存軸力、横軸が重回帰計算式によって得られた残存軸力である。また、図7は比較のために、光明丹を用いた当たり面積方法で測定したテーパー面の面積と実際に測定した残存軸力との相関を示すグラフである。図7において縦軸が実際に測定した残存軸力、横軸が光明丹を用いて測定したテーパー面の面積である。光明丹を用いたテーパー面の面積の測定は、テーパープラグゲージに光明丹を塗り、それを座面101内へ挿入して、テーパー状座面101内に付着した光明丹部分の面積を測定するものである。この方法は昔から行われている方法であり詳細な説明は省略する。   FIG. 6 is a graph showing the correlation between the actually measured residual axial force and the residual axial force obtained by the multiple regression calculation formula. In FIG. 6, the vertical axis represents the actually measured residual axial force, and the horizontal axis represents the residual axial force obtained by the multiple regression calculation formula. For comparison, FIG. 7 is a graph showing the correlation between the area of the tapered surface measured by the contact area method using Komyotan and the actually measured residual axial force. In FIG. 7, the vertical axis represents the residual axial force actually measured, and the horizontal axis represents the area of the tapered surface measured using Komyotan. To measure the area of the tapered surface using Komyotan, coat the taper plug gauge with Komyotan, insert it into the seating surface 101, and measure the area of the Komyotan part adhering to the tapered seating surface 101. Is. This method has been used for a long time and will not be described in detail.

なお、図6および7におけるテーパー状座面101は上述したボールジョイントを締結するテーパーピース部品のテーパー状座面101である。   6 and 7 is a tapered seat surface 101 of the taper piece component for fastening the above-described ball joint.

図6からわかるとおり、本実施形態を用いて測定した同軸度、真円度、テーパー角度、輪郭度の各データから得たれた重回帰計算による残存軸力は、相関を示す直線近く近傍に集まってきている。一方、図7から、光明丹を用いた当たり面積方法で測定したテーパー面の面積と残存軸力は、一部が相関を示す直線から遠くなっている。両者の相関係数Rは、重回帰計算による場合がR=0.88(図6のもの)、光明丹を用いた場合がR=0.58(図7のもの)となった。   As can be seen from FIG. 6, the residual axial force obtained by multiple regression calculation obtained from the data of the coaxiality, roundness, taper angle, and contour measured using this embodiment gathered in the vicinity of the straight line indicating the correlation. It is coming. On the other hand, from FIG. 7, the area of the taper surface and the residual axial force measured by the contact area method using Komyotan are far from a straight line that shows a correlation. The correlation coefficient R between the two was R = 0.88 (in FIG. 6) in the case of multiple regression calculation, and R = 0.58 (in FIG. 7) in the case of using Mitsumetan.

このことから、本実施形態によるテーパー状座面101の測定法と、その測定値を用いた重回帰計算による残存軸力は、テーパー状座面101を有する部品においてその部品を使用したときの軸力管理の指標として利用できることがわかる。   From this, the measuring method of the tapered seat surface 101 according to the present embodiment and the residual axial force by the multiple regression calculation using the measured value are the axes when the component is used in the component having the tapered seat surface 101. It can be used as an indicator of force management.

なお、重回帰計算を用いる場合には、このような残存軸力に限定されるものではない。たとえば、テーパー状座面101の精度そのもの良否(0か1)を目的変数とする重回帰計算式を作成して精度判定するようにしてもよい。   In addition, when using multiple regression calculation, it is not limited to such residual axial force. For example, the accuracy of the tapered seat surface 101 may be determined by creating a multiple regression calculation formula using the accuracy itself (0 or 1) as an objective variable.

このように重回帰計算を用いる場合に説明変数とする値は、SI単位系を用いる必要はなく、ギャップセンサー50から得られた抵抗値や電圧値などを直接用いることができる。この場合、もちろん測定結果である抵抗値や電圧値などの値を直接用いて重回帰計算式を作成しておく必要がある。これにより、被測定製品を測定する際にはいちいち抵抗値や電圧値などの測定結果の値をSI単位系に変換する必要がなくなる。   As described above, the value used as the explanatory variable when the multiple regression calculation is used does not need to use the SI unit system, and the resistance value or the voltage value obtained from the gap sensor 50 can be directly used. In this case, of course, it is necessary to create a multiple regression calculation formula by directly using values such as resistance values and voltage values as measurement results. This eliminates the need to convert the measurement result values such as the resistance value and the voltage value into the SI unit system each time the measured product is measured.

次に、ヘッド部12におけるギャップセンサー50の配置について説明する。   Next, the arrangement of the gap sensor 50 in the head unit 12 will be described.

まず、座面101深さ方向に対するギャップセンサー50の配置について説明する。   First, the arrangement of the gap sensor 50 in the depth direction of the seating surface 101 will be described.

図8は、座面101内の深さ方向におけるギャップ量の変化を示すグラフである。横軸が座面101内の深さでL0が底部である。縦軸がギャップ量であり、ギャップなしを0とする。   FIG. 8 is a graph showing a change in the gap amount in the depth direction in the seating surface 101. The horizontal axis is the depth in the seating surface 101, and L0 is the bottom. The vertical axis represents the gap amount, and zero indicates no gap.

テーパー状座面101の測定および精度管理のためには、ギャップセンサー50の位置が重要となる。より高精度を求めるとギャップセンサー50の数は多い方が良いと考えられる。しかし無限にギャップセンサー50を取り付けることはできないため、効率的にかつ製品管理上必要十分な精度を得るためには適当な位置にギャップセンサー50を配置することが重要である。   The position of the gap sensor 50 is important for the measurement of the tapered seat surface 101 and the accuracy control. If higher accuracy is required, it is considered that a larger number of gap sensors 50 is better. However, since the gap sensor 50 cannot be attached infinitely, it is important to arrange the gap sensor 50 at an appropriate position in order to obtain the necessary and sufficient accuracy for efficient and product management.

テーパー面における変形は、テーパーピースが埋め込まれるアクスル部品の剛性と、テーパーピースの座面101に当接するジョイントの剛性によってほぼ決まる。   The deformation on the tapered surface is substantially determined by the rigidity of the axle part in which the taper piece is embedded and the rigidity of the joint that contacts the seating surface 101 of the taper piece.

図8の例は、上述した自動車のサスペンションにおけるテーパーピースの座面101にボールジョイントを圧入した後、ジョイントを取り出して3次元測定機でテーパーピースの座面101を測定した結果である。   The example of FIG. 8 is a result of measuring the taper piece seating surface 101 with a three-dimensional measuring machine after pressing the ball joint into the taper piece seating surface 101 in the automobile suspension described above.

このようなテーパー面においては、テーパー面の角度が変化する部分にのみギャップセンサー50を配置することで、テーパー面全体の角度を知ることができる。   In such a tapered surface, by disposing the gap sensor 50 only in the portion where the angle of the tapered surface changes, the angle of the entire tapered surface can be known.

つまりギャップセンサー50の配置位置を、測定ポイントA、測定ポイントB、測定ポイントCに置くことで、L12断面での角度、L23断面での角度としてテーパー面全体の角度を精度よく求めることができる。   That is, by placing the gap sensor 50 at the measurement point A, measurement point B, and measurement point C, the angle of the entire tapered surface can be accurately obtained as the angle in the L12 cross section and the angle in the L23 cross section.

なお、ギャップ量が不明な新規のテーパーにおいても、一度ギャップ量を3次元測定機で測定して、その変化の偏りを求めてFEM解析等を行えば、ギャップ量を捕らえるために効果的な位置を容易に求めることができる。   Even in the case of a new taper whose gap amount is unknown, if the gap amount is once measured with a three-dimensional measuring machine, the deviation of the change is obtained and FEM analysis or the like is performed, it is an effective position to capture the gap amount. Can be easily obtained.

このようにそれぞれのギャップ量の偏り方お違いに合わせた深さ方向に3つの測定ポイントで測定することによって、ギャップセンサー50の数を増やさずに、かつ高精度に測定ができるようになる。   As described above, by measuring at three measurement points in the depth direction according to the difference in bias amount of each gap amount, measurement can be performed with high accuracy without increasing the number of gap sensors 50.

このようにすることで、テーパーピースにボールジョイントを差し込んで、いったん変形が加わった後のテーパー面であっても高精度で計測することができる。   By doing in this way, even if it is a taper surface after inserting a ball joint in a taper piece and deform | transforming once, it can measure with high precision.

そして、既に説明したように重回帰計算によって残存軸力を指標とすることでテーパー面の精度管理としてテーパーピースにボールジョイントを差し込んだ状態でどれだけ軸力があるかを求めることができる。   As described above, by using the remaining axial force as an index by multiple regression calculation, it is possible to determine how much axial force is present in a state where the ball joint is inserted into the tapered piece as the accuracy control of the tapered surface.

また、テーパーピースにボールジョイントを差し込んで変形が加わった後に、テーパー面にさらに加工を追加して使用する場合もある。このような場合でも、本装置を用いて測定することで、従来の当たり面積を管理する方法に比べて高精度に軸力を管理できることに変わりはない。   In some cases, after the ball joint is inserted into the taper piece and the deformation is applied, the taper surface is further processed. Even in such a case, it is still possible to manage the axial force with higher accuracy by measuring using the present apparatus compared to the conventional method of managing the contact area.

このような深さ方向の3ポイントとすることで、変形が加わる前の状態、すなわち図におけるL1〜L3までが直線的なテーパー面となっている状態においても正確にテーパー面全体を測定することができる。   By setting such three points in the depth direction, the entire tapered surface can be accurately measured even in a state before deformation, that is, in a state where L1 to L3 in the figure are linear tapered surfaces. Can do.

一方、円周方向の測定ポイントは、図4を用いて既に説明したとおり、座面101内で対面する2点が直交する合計4ポイントで計測することが好ましい。これについてもテーパーピースにボールジョイントを差し込んで加わった変形が楕円になるためである。したがって、その楕円の最大長さと最小長さのところで4点を測定するだけで、精度よく測定し、その結果から残存軸力を知ることが可能となる。   On the other hand, the measurement points in the circumferential direction are preferably measured at a total of four points at which the two points facing each other in the seating surface 101 are orthogonal, as already described with reference to FIG. This is also because the deformation made by inserting the ball joint into the taper piece becomes an ellipse. Therefore, it is possible to accurately measure the four points at the maximum length and the minimum length of the ellipse, and to know the residual axial force from the result.

このようにテーパーピースにボールジョイントを差し込んで変形が加わった後の形状の偏りに合わせてギャップセンサーを配置することで、製品の出来上がり形状の精度判定はもとより、製品使用後に今後さらにどの程度使用できるかを判定することも可能となる。   In this way, by inserting the ball joint into the taper piece and arranging the gap sensor according to the shape bias after deformation, it can be used after product use as well as judging the accuracy of the finished shape of the product It is also possible to determine whether or not.

なお、このようなギャップセンサーの配置は、テーパーピースにボールジョイントを差し込んで加わった変形に合わせるばかりでなく、たとえば、設計形状としてテーパー面に変形がある場合はそのような変形(形状の偏り)に合わせて配置すればよい。また、変形がなく、設計上直線的なテーパー面のみ測定するのであれば、ギャップセンサーは最低2つで測定すれば、その結果をテーパー面全体の形状とすることができる。   Such a gap sensor arrangement is not only adapted to the deformation applied by inserting a ball joint into the taper piece, but, for example, if the taper surface is deformed as a design shape, such deformation (uneven shape) It may be arranged according to. Further, if only a tapered surface that is linear in design is measured without deformation, if the gap sensor is measured with at least two, the result can be the shape of the entire tapered surface.

以上説明した本発明の実施形態によれば以下のような効果を奏する。   According to the embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.

テーパーを有する座面101の深さ方向に少なくとも2つのギャップセンサー50を設けて、基準点からのギャップ量を測定することとしたので、座面101内のテーパー面に対して深さ方向に複数の位置で座面101表面の変化を捕らえることができる。したがって、テーパー面の精度を面全体として判定することが可能となる。   Since at least two gap sensors 50 are provided in the depth direction of the seating surface 101 having a taper and the gap amount from the reference point is measured, a plurality of tapers in the seating surface 101 are arranged in the depth direction. The change of the surface of the seating surface 101 can be captured at the position. Therefore, it is possible to determine the accuracy of the tapered surface as the entire surface.

しかも、測定子10の構造が非常に簡単であるため、たとえば、、昔ながらの光明丹を用いた面積法や複雑な装置構成となる3次元測定機を使用する場合に比べて、測定時間を短縮でき、かつ装置コストも安くすることができる。   Moreover, since the structure of the probe 10 is very simple, for example, the measurement time can be shortened compared to the case of using a traditional three-dimensional measuring machine with an area method using a light attenuator or a complicated apparatus configuration. And the cost of the apparatus can be reduced.

ギャップセンサー50によって座面101の周方向に4箇所の位置でギャップ量を測定し、その結果から座面101の真円度、テーパー角度、同軸度、輪郭度を求めることとしたので座面101の周方向における形状の違いも判別することができる。   The gap amount is measured at four positions in the circumferential direction of the seating surface 101 by the gap sensor 50, and the roundness, taper angle, coaxiality, and contour degree of the seating surface 101 are obtained from the results. The difference in shape in the circumferential direction can also be determined.

テーパーを有する座面101の製品100(部品)の形状偏りに応じて周方向に4箇所で測定する際に、測定位置としてギャップ量が最大となる位置とした。これは、たとえば製品100のベースとなる鋳物(鉄やアルミ等)部品や鍛造部品の形状偏りや、アクスル部品を圧入したことで起こる形状の偏りが楕円形状であることに合わせたものである。したがって、これらの形状の周方向の偏りに合わせた最小限のギャップセンサー50の数で、テーパー面を確実に捕らえることができる。   When measuring at four locations in the circumferential direction according to the shape deviation of the product 100 (parts) of the seating surface 101 having the taper, the position where the gap amount is maximized was set as the measurement position. This is because, for example, the shape deviation of a cast (iron, aluminum, etc.) part or forged part which is the base of the product 100, or the shape deviation caused by press-fitting the axle part is an elliptical shape. Therefore, it is possible to reliably capture the tapered surface with the minimum number of gap sensors 50 matched to the circumferential deviation of these shapes.

座面101の深さ方向のテーパー面の変形の偏りに合わせてギャップセンサー50を配置することとしたので、最小限のギャップセンサー50の数でテーパー面の深さ方向についても確実に捕らえることができる。   Since the gap sensor 50 is arranged according to the deformation of the tapered surface in the depth direction of the seat surface 101, the depth direction of the tapered surface can be reliably captured with the minimum number of gap sensors 50. it can.

ギャップセンサー50を、座面101の深さ方向に少なくとも2点、かつ円周方向に互いに90°離れた4箇所に配置したので、座面101の周方向全体を測定する際にヘッド部12の回転角度を少なくすることができる。したがって測定時間を短縮することができる。   Since the gap sensors 50 are arranged at at least two points in the depth direction of the seating surface 101 and at four positions that are 90 ° apart from each other in the circumferential direction, the head sensor 12 is measured when measuring the entire circumferential direction of the seating surface 101. The rotation angle can be reduced. Therefore, the measurement time can be shortened.

またギャップセンサー50を、座面101の深さ方向に少なくとも2点、かつ円周方向に1箇所配置したので、ギャップセンサー50を周方向の4箇所に配置した場合と比較して装置コストを削減できる。   In addition, since the gap sensor 50 is arranged at least two points in the depth direction of the seating surface 101 and one place in the circumferential direction, the apparatus cost is reduced as compared with the case where the gap sensor 50 is arranged in four places in the circumferential direction. it can.

またギャップセンサー50を設けたヘッド部12を回転させて、ギャップ量の最大値を検出することとしたので、簡単な操作で座面101全体の面精度を測定して判定することができる。   Further, since the maximum value of the gap amount is detected by rotating the head portion 12 provided with the gap sensor 50, the surface accuracy of the entire seating surface 101 can be measured and determined by a simple operation.

以上本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲に記載された技術思想に基づいてさまざまな形態として実施可能である。   Although the embodiment to which the present invention is applied has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention can be implemented in various forms based on the technical idea described in the claims. It is.

1 測定装置、
10 測定子、
12 ヘッド部、
13 柱部、
14 支持部、
20 基台、
30 測定器本体、
50 ギャップ計測器、
100 製品、
101 座面。
1 measuring device,
10 probe,
12 head,
13 Pillars,
14 support part,
20 bases,
30 Measuring instrument body,
50 gap measuring instrument,
100 products,
101 Seat surface.

Claims (11)

テーパー面を有する座面内に挿入されるヘッド部と、
前記ヘッド部表面に前記座面の深さ方向に少なくとも3つ設けられており、あらかじめ決められた基準点から前記座面までのギャップ量を測定するギャップセンサーと、
を有し、
前記少なくとも3つのギャップセンサーのうち1つは、前記座面の深さ方向のテーパー面の角度が変化する位置に配置されていることを特徴とするテーパー状座面測定装置。
A head portion inserted into a seating surface having a tapered surface;
Wherein are eclipsed least three setting to the head portion surface in the depth direction of the seat surface, and a gap sensor for measuring the gap size to the seat surface from a predetermined reference point,
I have a,
One of the at least three gap sensors is arranged at a position where the angle of the taper surface in the depth direction of the seat surface changes .
前記ヘッド部表面に前記座面の深さ方向に3つのギャップセンサーが設けられており、Three gap sensors are provided on the surface of the head portion in the depth direction of the seating surface,
前記テーパー面の角度が変化する位置に配置されている1つのギャップセンサーは、前記3つのギャップセンサーのうち中間にあるギャップセンサーであることを特徴とする請求項1記載のテーパー状座面測定装置。  2. The tapered seating surface measuring device according to claim 1, wherein one gap sensor disposed at a position where the angle of the tapered surface changes is a gap sensor in the middle of the three gap sensors. 3. .
測定対象物がテーパーピースであり、前記テーパー面の角度が変化する位置は、前記テーパーピースにボールジョイントを差し込んで変形が加わる位置であることを特徴とする請求項1または2記載のテーパー状座面測定装置。3. The tapered seat according to claim 1, wherein the object to be measured is a taper piece, and the position where the angle of the taper surface changes is a position where a ball joint is inserted into the taper piece and deformation is applied. Surface measuring device. 前記ギャップセンサーによって、前記ギャップ量が前記座面の周方向に4箇所の位置で測定され、
前記座面の周方向の4箇所は、前記ギャップ量が最大になる位置であって前記座面内で対面した位置と、当該最大位置に対して90°ずれた前記ギャップ量が最小になる位置であって前記座面内で対面した位置であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のテーパー状座面測定装置。
The gap sensor measures the gap amount at four positions in the circumferential direction of the seat surface,
The four positions in the circumferential direction of the seating surface are the positions where the gap amount is maximized, the positions facing the seating surface, and the positions where the gap amount shifted by 90 ° with respect to the maximum position is minimized. tapered seat surface measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a position facing in the seat surface a at.
前記ギャップセンサーは、前記座面の深さ方向に少なくとも3点、かつ円周方向に互いに90°離れた4箇所に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のテーパー状座面測定装置。   5. The gap sensor according to claim 1, wherein the gap sensor is arranged at four points at least three points in the depth direction of the seating surface and 90 degrees apart from each other in the circumferential direction. The taper-shaped bearing surface measuring apparatus as described. 前記ギャップセンサーは、前記座面の深さ方向に少なくとも3点、かつ円周方向に1箇所配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のテーパー状座面測定装置。   5. The tapered seating surface according to claim 1, wherein the gap sensor is disposed at least at three points in the depth direction of the seating surface and at one location in the circumferential direction. measuring device. 前記ギャップ量から前記座面の真円度、テーパー角度、同軸度、輪郭度を算出する算出手段をさらに有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のテーパー状座面測定装置。   The tapered seating surface according to any one of claims 1 to 6, further comprising calculation means for calculating the roundness, taper angle, coaxiality, and contour degree of the seating surface from the gap amount. measuring device. テーパー面を有する座面内に、ヘッド部を備えた測定子の当該ヘッド部を挿入し、
前記ヘッド部表面に前記座面の深さ方向に少なくとも3つ設けられ、かつ、当該少なくとも3つのうち1つは、前記座面の深さ方向のテーパー面の角度が変化する位置に配置されているギャップセンサーによって、基準点から座面表面までのギャップ量を測定することを特徴とするテーパー状座面測定方法。
Insert the head part of the measuring element having the head part into the seating surface having the tapered surface,
Said head portion in the depth direction of the seat surface on the surface at least three setting vignetting, and one of the at least three are arranged in a position angle of the tapered surface in the depth direction of the seat surface is changed by it and the gap sensor, the tapered seat surface measuring method characterized by measuring the gap size to the seating surface surface from the reference point.
前記ギャップ量は、前記座面の周方向に4箇所の位置で測定し、測定した前記ギャップ量から前記座面の真円度、テーパー角度、同軸度、輪郭度を算出することを特徴とする請求項8記載のテーパー状座面測定方法。   The gap amount is measured at four positions in the circumferential direction of the seating surface, and the roundness, taper angle, coaxiality, and contour degree of the seating surface are calculated from the measured gap amount. The tapered seating surface measuring method according to claim 8. 前記ギャップ量を測定する前記座面の周方向の4箇所は、前記ギャップ量が最大になる位置であって前記座面内で対面した位置と、当該最大位置に対して90°ずれた前記ギャップ量が最小になる位置であって前記座面内で対面した位置で測定することを特徴とする請求項9記載のテーパー状座面測定方法。   The four positions in the circumferential direction of the seating surface for measuring the gap amount are the positions where the gap amount is the maximum, the positions facing in the seating surface, and the gaps shifted by 90 ° with respect to the maximum position. The taper-shaped seating surface measuring method according to claim 9, wherein measurement is performed at a position where the amount is minimum and facing in the seating surface. 前記最大位置は、前記座面の深さ方向のテーパー面の変形の偏りに合わせて前記ギャップセンサーが配置された前記ヘッド部を回転させて前記ギャップ量を測定して見つけ出すことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一つに記載のテーパー状座面測定方法。   The maximum position is found by measuring the gap amount by rotating the head portion on which the gap sensor is arranged in accordance with the deformation of the tapered surface in the depth direction of the seat surface. Item 10. The method for measuring a tapered bearing surface according to any one of Items 8 to 10.
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