JP6706478B2 - 変位検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被測定物の形状変位を検出する変位検出装置に関するものである。

被測定物の外形形状の変位を検出する変位検出装置は、被測定物の機械的変位量を検出して電気信号に変換する複数のセンサヘッドと、各センサヘッドから出力される検出信号がそれぞれ入力される複数の制御ユニットを備えている。

センサヘッドは、ホルダーにスピンドルが出没可能に支持され、そのスピンドルの先端部に接触子が備えられている。そして、センサヘッドの設置位置に被測定物が搬送されて、接触子が被測定物に当接したとき、基準位置に対するスピンドルの変位量がホルダー内の検出部で検出されて電気信号に変換される。

通常の測定動作時には、各制御ユニットは各センサヘッドから出力される検出信号に基づいて変位量が正常であるか否かを判定し、その判定結果が各制御ユニットに備えられたディスプレイに表示される。

また、通常の測定動作に先立って、センサヘッドの設置位置の調整が行われる。設置位置の調整は、基準となる被測定物に接触子を当接させたとき、検出信号として出力される変位量がしきい値以内に収まるように調整される。

特許文献１には、被測定物に対し可動部を接触させて被測定物の変位量を検出する変位検出装置が開示されている。

特開２００７−２４０２２５号公報

上記のような変位検出装置では、センサヘッドの設置位置の調整時に、ディスプレイに表示される変位量がしきい値以内に収まるように調整される。しかし、調整後のスピンドルの位置は、スピンドルの可動範囲内においていずれに位置するかは表示されていない。

従って、スピンドルの可動範囲の端部で基準となる被測定物の変位量がしきい値以内となるように設定してしまうと、通常の測定動作時にスピンドルが可動範囲を超えてしまい、スピンドルまたはセンサヘッドに不具合が生じることがある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的はスピンドルやセンサヘッドでの不具合の発生を未然に防ぎ、被測定物の変位量を正確に検出可能とするように、センサヘッドの設置位置の調整作業を容易に行い得る変位検出装置を提供することにある。

上記課題を解決する変位検出装置は、ホルダーに出没可能に支持されたスピンドルの先端部を被測定物に当接させて、該被測定物の変位を検出するセンサヘッドと、前記センサヘッドの検出信号に基づく測定値を表示する表示部を備えた制御ユニットとを備えた変位検出装置において、前記制御ユニットには、前記表示部に表示設定画面を表示させる第一のキーと、前記表示設定画面で、スピンドル測定値表示モードを選択する第二のキーと、前記スピンドル測定値表示モードで、前記表示部に、前記判定測定値を表示するメイン表示部と、前記スピンドル測定値を表示するサブ表示部を同時に表示させる制御部を備えたことを特徴とする。

この構成により、スピンドル測定値表示モードを選択すると、判定測定値と、スピンドル測定値が表示部に同時に表示される。
また、上記の変位検出装置では、メイン表示部とサブ表示部を、上下方向に２段に配設することが好ましい。

この構成により、測定値とスピンドル測定値が並列に表示されるので、確認が容易である。
また、上記の変位検出装置では、前記第一のキーと第二のキーは、前記表示部の側方に設けた複数のキーで構成することが好ましい。

この構成により、表示部の表示内容を確認しながら第一のキーと第二のキーを操作可能である。
また、上記の変位検出装置では、前記制御部は、前記キーのうちのいずれかのキーの長押し操作で、前記表示設定画面を表示することが好ましい。

この構成により、キーの長押し操作でスピンドル測定値表示モードへの移行が可能となる。
また、上記の変位検出装置では、前記表示部には、長押し操作の継続時間を表示する時間表示部を備えることが好ましい。

この構成により、長押し操作時の長押し継続時間を確認可能となる。
また、上記の変位検出装置では、前記メイン表示部は、前記サブ表示部より広い表示面積を備えることが好ましい。

この構成により、判定測定値がスピンドル測定値より広い面積上で表示される。
また、上記の変位検出装置では、前記制御ユニットは親機と子機を備え、前記親機は、前記判定測定値に基づいてあらかじめ設定された演算処理を行う演算部を備えるとともに、前記第二のキーの操作により前記スピンドル測定値表示モード又は前記判定測定値の表示モードのいずれかを選択可能とし、前記制御部は、前記演算部が演算処理を行っているときは、前記メイン表示部に前記演算部の演算結果を表示し、前記サブ表示部に前記スピンドル測定値又は前記判定測定値のいずれかを表示させることが好ましい。

この構成により、演算部が演算処理を行っているときは、メイン表示部に演算部の演算結果が表示され、サブ表示部にスピンドル測定値又は判定測定値のいずれかが表示される。

本発明の変位検出装置によれば、被測定物の変位量を正確に検出可能とするように、センサヘッドの設置位置の調整作業を容易に行うことができる。

変位検出装置を示す概要図である。 変位検出装置の電気的構成を示すブロック図である。 制御ユニットを示す斜視図である。 制御ユニットの操作パネルを示す正面図である。 表示部の動作を示す正面図である。 表示部の動作を示す正面図である。 表示部の動作を示す正面図である。 制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 初期設定操作時の表示部の動作を示す説明図である。 初期設定操作時の表示部の動作を示す説明図である。 初期設定操作時の表示部の動作を示す説明図である。 初期設定操作時の表示部の動作を示す説明図である。 初期設定操作時の表示部の動作を示す説明図である。 コピー項目設定操作時の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 コピー項目設定操作時の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

以下、変位検出装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す変位検出装置は、あらかじめＤＩＮレール等を使用して所定の位置に設置されたセンサヘッド１のホルダー２から下方に向かってスピンドル３が出没可能に支持されている。スピンドル３の先端には接触子４が設けられている。

センサヘッド１は、接続ケーブル５を介して制御ユニット６に接続されている。そして、例えばセンサヘッド１の設置位置に被測定物Ｗが搬送されて、その表面に接触子４が当接すると、スピンドル３の没入変位量を検出した検出信号がセンサヘッド１から制御ユニット６に出力される。

制御ユニット６には主制御部ＭＣが接続される。そして、制御ユニット６は主制御部ＭＣから出力される制御信号に基づいて動作し、制御ユニット６で測定された各種データが主制御部ＭＣに送信される。

図２に示すように、センサヘッド１のホルダー２内には、複数の投光素子７と、各投光素子７に対向する位置に複数の受光素子８がそれぞれ配設されている。そして、上下方向に移動するスピンドル３で遮られる光を受光素子８で検出することにより、スピンドル３の変位量が電気信号に変換されて出力される。

受光素子８から出力される検出信号は制御ユニット６内のＣＰＵ９に出力される。ＣＰＵ９には表示部１０が接続され、所要の表示を行う。また、ＣＰＵ９には設定部１１が接続され、所要の設定操作及び選択操作を行うようになっている。ＣＰＵ９に接続されるメモリ１２には、ＣＰＵ９の動作を制御するプログラムや、設定部１１の操作に基づいて設定される設定値等が記憶される。

図３に示すように、制御ユニット６は直方体状のケースの操作パネルに表示部１０が設けられている。表示部１０の一側には、シフトキー１３と、ｅｎｔｅｒキー１４と、ｅｘｉｔキー１５が配設され、表示部１０の他側には各種表示灯１６及びプリセットキー１７が設定部１１として配設されている。

図４に示すように、シフトキー１３は、上方へのシフトを選択するｕｐキー１３ａと、下方へのシフトを選択するｄｏｗｎキー１３ｂと、右側へのシフトを選択するｒｉｇｈｔキー１３ｃと、左側へのシフトを選択するｌｅｆｔキー１３ｄが備えられている。

制御ユニット６の一方の側面にはコネクタ１８が突出され、他方の側面にはコネクタ１８を嵌合可能としたコネクタ孔が設けられている。そして、多数の制御ユニット６がコネクタ１８を介して厚さ方向に重ね合わせて連結され、各制御ユニット６が個別のセンサヘッド１にそれぞれ接続ケーブル５を介して接続される。

また、各制御ユニット６は、いずれか１台を親機６ａとして設定し、他の制御ユニット６を子機６ｂとして設定可能である。
図４に示すように、表示部１０にはそれぞれ複数桁の数字あるいはアルファベットを点灯表示可能としたメイン表示部１９とサブ表示部２０が上下２段に隣接して設けられている。サブ表示部２０の一側には第一のガイドマーク２１が設けられ、第一のガイドマーク２１の下方には第二のガイドマーク２２が設けられている。

第一のガイドマーク２１は、４つの有効なシフトキーが表示され、第二のガイドマーク２２はｅｎｔｅｒキー１４が有効であるとき点灯される。
メイン表示部１９とサブ表示部２０の他側には、サークルメータ２３が設けられている。サークルメータ２３は、測定値を１３個のセグメントの点灯に基づいて表示し、あるいはシフトキー１３の長押し操作時に、セグメントを順次消灯させることにより、長押し操作の継続時間を表示する。

サークルメータ２３の内側にはコピーマーク２４が設けられている。コピーマーク２４は、コピー設定操作時に対称となる設定項目で親機６ａから子機６ｂへのコピーが選択されたときに点灯表示される。
［センサヘッド１の設置操作時の制御ユニット６の作用］
センサヘッド１の設置位置を調整する場合には、まずｕｐキー１３ａを３秒長押しする。すると、図５に示すように、表示部１０に表示設定画面が表示され、サブ表示部２０に表示される項目を選択するモードとなる。なお、ｕｐキー１３ａの長押し操作時には、サークルメータ２３のセグメントが順次消灯されて、長押し操作の継続時間が表示される。

この状態でｒｉｇｈｔキー１３ｃあるいはｌｅｆｔキー１３ｄを繰り返し押すと、図６に示すように、サブ表示部２０に表示される項目が順次切り替わる。表示される項目は、ノーマル測定値（ＮＯＲＭ．Ｖ）、演算値（ＣＡＬＣ）、ラベル（ＬＡＢＥＬ）、ＬＯＷ設定値（ＬＯ．ＳＥＴ）、ＨＩＧＨ設定値（ＨＩ．ＳＥＴ）、センサヘッド測定値（ＨＥＡＤ．Ｖ）である。

ここで、サブ表示部２０にセンサヘッド測定値（ＨＥＡＤ．Ｖ）を表示させた状態でｅｎｔｅｒキー１４を押すと、サブ表示部２０の表示値はセンサヘッド測定値（ＨＥＡＤ．Ｖ）に確定される。

すると、図７に示すように、スピンドル３の位置がその可動範囲中のいずれに位置するかを示す絶対値をスピンドル測定値として表示するモードに設定される。
次いで、センサヘッド１の設置位置調整作業に移行する。図８に示すように、標準の被測定物をセンサヘッド１の下方に載置してスピンドル３の接触子４を当接させると、測定動作が開始され（ステップ１）、スピンドル３のスピンドル測定値が取得される（ステップ２）。

次いで、メイン表示部１９に表示されている測定値が標準の被測定物の測定による標準値となるように表示値の調整を行う（ステップ３）。そして、標準の被測定物の測定を行うと（ステップ４）、メイン表示部１９に標準の被測定物の測定値が表示され、サブ表示部２０にはスピンドル測定値が表示される（ステップ５）。

従って、ステップ１からステップ５を繰り返して、スピンドル測定値がスピンドル３の可動範囲の中間となるようにセンサヘッド１の設置位置を調整し、かつ測定値が標準となる測定値として妥当となるように調整することも容易である。
［制御ユニット６の設定操作時の作用］
次に、親機となる制御ユニット６ａで各種初期設定を行う場合の操作について説明する。

図９に示すように、各種初期設定を行う場合には、ｒｉｇｈｔキー１３ｃを３秒以上長押しする。すると、基本設定を選択するための設定メニュー画面の一つであるＢＡＳＩＣ画面２５ａがサブ表示部２０に表示される。そして、この状態でｄｏｗｎキー１３ｂを押し、さらにｒｉｇｈｔキー１３ｃ及びｌｅｆｔキー１３ｄの操作により、ＢＡＳＩＣ画面２５ａの下層に連なる１２項目の基本設定項目２６のいずれかを順次選択可能である。

各基本設定項目２６を選択し、ｕｐキー１３ａ、ｄｏｗｎキー１３ｂ及びｅｎｔｅｒキー１４を使用して各項目で所望の設定値を設定可能である。
ＢＡＳＩＣ画面２５ａの下層に連なる項目をすべて設定した後、ＢＡＳＩＣ画面２５ａに復帰し、ｒｉｇｈｔキー１３ｃ若しくはｌｅｆｔキー１３ｄを操作すると、ＢＡＳＩＣ画面２５ａと同層の各メニュー画面２５ｂ〜２５ｈに移行可能である。

そして、各メニュー画面２５ｂ〜２５ｈの下層にそれぞれ多数の設定項目が連なり、上記基本設定項目２６と同様にそれぞれ設定可能である。
基本設定項目２６及び各メニュー画面２５ｂ〜２５ｈの下層に連なる設定項目の設定時に、当該設定項目の設定値を子機となる制御ユニット６ｂにコピーするか否かを設定可能である。

図１０に示すように、各設定項目の設定終了時に、プリセットキー１７を押すと、図１１に示すようにコピーマーク２４が表示され、当該設定項目の親機６ａから子機６ｂへのコピーが設定される。プリセットキー１７が押されない場合には、図１２に示すように、コピーマーク２４は表示されない。

図１３に示すように、ＢＡＳＩＣ画面２５ａと同層のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈからコピー設定画面２５ｄを選択すると、コピー項目選択画面２７ａと、コピー全選択設定画面２７ｂと、コピー実行画面２７ｃのいずれかを順次選択可能となる。

コピー項目選択画面２７ａでは、ＢＡＳＩＣ画面２５ａ及びその他のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈの下層の各項目において、コピーを行う項目を個別に選択可能である。この操作では、上記プリセットキー１７によるコピー選択操作を変更することも可能である。

コピー全選択設定画面２７ｂでは、ＢＡＳＩＣ画面２５ａ及びその他のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈの下層の全項目を設定可能である。コピー実行画面２７ｃでは選択された項目のコピーを実行である。

また、子機６ｂの場合には、コピー設定画面２５ｄの下層でコピーロック設定画面２８が表示され、親機６ａからのコピーを拒絶するように設定することも可能である。
次に、上記のような初期設定操作時の親機６ａのＣＰＵ９の処理動作を説明する。

図１４に示すように、ｒｉｇｈｔキー１３ｃが長押しされると、サブ表示部２０にＢＡＳＩＣ画面２５ａとその他のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈのいずれかが表示される（ステップ１１）。

次いで、ＢＡＳＩＣ画面２５ａとその他のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈのいずれかを選択し、設定項目を選択する（ステップ１２）。すると、例えば図１０に示すように、メイン表示部１９に表示された設定値が点滅して、ｕｐキー１３ａ、ｄｏｗｎキー１３ｂ及びｒｉｇｈｔキー１３ｃ及びｌｅｆｔキー１３ｄの操作により設定値を選択可能となる（ステップ１３，１４，１５，１６）。

また、ステップ１５でプリセットキー１７が押されると、コピーマーク２４にチェックマークを入れ（ステップ１７，１８）、プリセットキー１７が押されない場合には、コピーマーク２４にチェックマークを入れない（ステップ１９）。そして、このような動作が繰り返されて、ＢＡＳＩＣ画面２５ａとその他のメニュー画面２５ｂ〜２５ｈの下層に連なる多数の項目の初期設定操作と、各項目で親機６ａに設定された値を子機６ｂにコピーするか否かの選択操作が行われる。

ステップ１５で、ｅｎｔｅｒキー１４が押されると、設定値が確定されて（ステップ２０）、初期設定動作が終了する。
図１５は、親機６ａでコピー設定画面２５ｄを選択した場合の動作を示す。メニュー画面のうちコピー設定画面２５ｄが選択されると（ステップ２１）、コピー項目選択画面２７ａが表示される（ステップ２２）。

ここで、ｒｉｇｈｔキー１３ｃあるいはｌｅｆｔキー１３ｄが押されると、各メニュー画面の下層の各項目の初期設定値がメイン表示部１９及びサブ表示部２０に順次表示される（ステップ２３〜２５）。所望の項目が表示された状態で、ｅｎｔｅｒキー１４が押されると、当該項目の設定値の親機６ａから子機６ｂへのコピーが選択される（ステップ２６，２７）。また、ステップ２６でｅｎｔｅｒキー１４が押されない場合には子機６ｂへのコピーは非選択となる（ステップ２８）。

そして、ステップ２４でｅｘｉｔキー１５が押されると、入力されたコピー設定が確定されて（ステップ２９）、設定操作が終了する。
上記のような変位検出装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）標準となる被測定物の変位量を測定して、センサヘッド１の設置位置を調整する場合には、制御ユニット６のメイン表示部１９とサブ表示部２０に、被測定物の変位量の測定値と、スピンドル３の可動範囲内での位置を示す絶対値をスピンドル測定値として同時に表示することができる。従って、スピンドル３の可動範囲の中央部で、被測定物の変位量を検出できるように、センサヘッド１の設置位置を容易に調整することができる。
（２）制御ユニット６の親機６ａで項目毎に設定した初期設定値を子機６ｂにコピーする場合、各項目での初期設定操作時に当該項目の初期設定値をコピーするか否かをあらかじめ設定することができる。従って、初期設定値の設定後にコピー項目選択画面２７ａであらためて各項目でコピーを選択するか否かを設定する必要はないので、コピー項目設定操作を容易に行うことができる。
（３）コピー項目選択操作時に、コピーを選択された項目でコピーマーク２４が表示されるため、コピー選択の有無を容易に認識可能である。
（４）時間表示部であるサークルメータ２３でキーの長押し継続時間を容易に認識可能である。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・センサヘッド１の設置位置の調整作業時に、ステップ４において取得される測定値を、あらかじめ設定された演算処理に基づいて取得するようにしてもよい。

１…センサヘッド、２…ホルダー、３…スピンドル、６…制御ユニット、６ａ…制御ユニット（親機）、６ｂ…制御ユニット（子機）、９…制御部（演算部、ＣＰＵ）、１３ａ…第一のキー（ｕｐキー）、１３ｃ，１３ｄ，１４…第二のキー（ｒｉｇｈｔキー、ｌｅｆｔキー、ｅｎｔｅｒキー）、１０…表示部、１９…メイン表示部、２０…サブ表示部、Ｗ…被測定物。

Claims (7)

1. ホルダーに出没可能に支持されたスピンドルの先端部を被測定物に当接させて、該被測定物の変位を検出するセンサヘッドと、
   前記センサヘッドの検出信号に基づく判定測定値を表示する表示部を備えた制御ユニットと
   を備えた変位検出装置において、
   前記制御ユニットには、
   前記表示部に表示設定画面を表示させる第一のキーと、
   前記表示設定画面で、前記センサヘッドの設置位置を調整する場合にスピンドル測定値表示モードを選択する第二のキーと、
   前記スピンドル測定値表示モードで、
   前記センサヘッドの前記スピンドルの先端部を基準となる被測定物に当接させ、
   前記表示部に、前記基準となる被測定物の基準位置に対する前記スピンドルの変位量を前記判定測定値として表示するメイン表示部と、前記スピンドルがその可動範囲中のいずれに位置するかを示す絶対値としてのスピンドル測定値を表示するサブ表示部を同時に表示させる制御部とを備えたことを特徴とする変位検出装置。
   
2. 請求項１記載の変位検出装置において、
   前記メイン表示部とサブ表示部を、上下方向に２段に配設したことを特徴とする変位検出装置。
3. 請求項２に記載の変位検出装置において、
   前記第一のキーと第二のキーは、前記表示部の側方に設けた複数のキーで構成したことを特徴とする変位検出装置。
4. 請求項３に記載の変位検出装置において、
   前記制御部は、前記キーのうちのいずれかのキーの長押し操作で、前記表示設定画面を表示することを特徴とする変位検出装置。
5. 請求項４に記載の変位検出装置において、
   前記表示部には、長押し操作の継続時間を表示する時間表示部を備えたことを特徴とする変位検出装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の変位検出装置において、
   前記メイン表示部は、前記サブ表示部より広い表示面積を備えたことを特徴とする変位検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の変位検出装置において、
   前記制御ユニットは親機と子機を備え、
   前記親機は、前記判定測定値に基づいてあらかじめ設定された演算処理を行う演算部を備えるとともに、前記第二のキーの操作により前記スピンドル測定値表示モード又は前記判定測定値の表示モードのいずれかを選択可能とし、
   前記制御部は、前記演算部が演算処理を行っているときは、前記メイン表示部に前記演算部の演算結果を表示し、前記サブ表示部に前記スピンドル測定値又は前記判定測定値のいずれかを表示させることを特徴とする変位検出装置。

Images