JP6985120B2

JP6985120B2 - 測定システム

Info

Publication number: JP6985120B2
Application number: JP2017229447A
Authority: JP
Inventors: 信策阿部
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: JP2019100768A

Description

本発明は、複数の測定装置による同時測定が可能な測定システムに関する。

比較測定を行う測定装置のひとつとして、ダイヤルゲージが知られている。ダイヤルゲージは、先端に測定子が設けられたスピンドルの直線運動の変位量を測定するものが一般的であるが、てこ状の測定子の揺動の変位量を測定するものもある（てこ式ダイヤルゲージ）。

ダイヤルゲージは上記のような分類の仕方のほか、測定結果の表示形式により分類することができる。具体的には、変位量を指針の回転角によって表示する指針式のダイヤルゲージと、変位量をデジタル表示するデジタル式のダイヤルゲージ（例えば特許文献１参照）がある。

特開平１０−１０３９０１号公報

ダイヤルゲージを用いて、例えば、被測定物の平面度や円筒度などを測定する場合、一般に複数回の測定が必要であり、回数が多いほど手間も時間もかかる。そこで例えば、複数のダイヤルゲージを固定可能なスタンドを用いて同時に使用する方法が考えられる。

しかし、複数の測定値を同時に読み取る必要から、低速で移動させることで測定時間が長くなったり、読み漏らしで再測定が必要になったりするといった問題がある。

また、複数回の測定による場合と複数個の装置を同時に使用する場合のいずれにおいても、測定回又は装置ごとの測定結果を関連付ける作業が必要になり、手間がかかると共にスキルが求められる。

本発明の目的は、複数の測定装置を同時に使用して各測定装置から速やかにかつ容易に測定結果を収集し、それぞれの測定結果を集約した所定の情報を表示することが可能な測定システムを提供することにある。

（１）本発明の測定システムは、統括装置と複数の測定装置とを備える。測定装置は、被測定物に当接する測定子と、測定子が被測定物の表面を相対的に一定の方向に摺動する過程において測定子の変位量を検出する検出手段と、記憶手段と、測定開始指示の受信を契機に、検出手段が検出する変位量を周期的に取得して記憶手段に書き込む処理を開始し、測定終了指示の受信を契機に処理を終了するデータ収集手段と、測定結果送信指示の受信を契機に、周期ごとの変位量の測定結果を統括装置に送信する提供手段と、を備える。統括装置は、統括記憶手段と、それぞれの測定装置が同時に測定を行うようにそれぞれの測定装置に対して測定開始指示及び測定終了指示を送信し、それぞれの測定装置から測定結果を受信して統括記憶手段に記憶させる取得手段と、表示手段と、それぞれの測定装置の測定結果に基づく所定の情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備える。

このように測定システムを構成することで、複数の測定装置により同時に行った測定の結果を統括装置に速やかにかつ容易に収集し、統括装置においてそれぞれの測定結果に基づく所定の情報を表示することができる。

（２）統括装置は、いずれかの測定装置と一体化してもよい。一体化することで、システムをコンパクトに構成することができる。

（３）統括装置とそれぞれの測定装置との接続は、デイジーチェーン接続により行ってもよい。デイジーチェーン接続を採用することで、統括装置と当該統括装置の最寄りでない測定装置との距離をスター接続の場合よりも長くすることができる。

（４）表示制御手段は、例えば、それぞれの測定装置の測定結果を集約した集約情報を表示手段に表示させてもよい。

（５）統括記憶手段が、複数の基準測定物に対してそれぞれ実施された測定により得られた複数の集約情報を予め記憶し、表示制御手段は、被測定物に対して実施された測定により得られた集約情報と、記憶手段に記憶されている複数の基準測定物それぞれの集約情報と、を所定の類似性を尺度として対比することにより被測定物に最も類似する基準測定物を特定し、特定された基準測定物を示す情報を表示手段に表示させてもよい。

それぞれの基準測定物が測定物の種類を代表するものである場合、本発明によれば、被測定物がいずれの種類に属している可能性が最も高いかを容易に特定することができる。

（６）本システムに好適な測定装置としては、例えば、スピンドル式ダイヤルゲージ又はてこ式ダイヤルゲージが挙げられる。

測定装置１００の外観の一例を示す図である。測定システム１０の機能ブロック図である。測定システム１０による被測定物Ｗの平面度の把握のための測定の一例を示す図である。測定システム１０による被測定物Ｗの円筒度の把握のための測定の一例を示す図である。測定システム１０による被測定物Ｗの寸法の測定の一例を示す図である。マスターワークと検査対象ワークの集約情報収集のための測定の一例を示す図である。

以下、本発明の測定システムの実施形態について説明する。なお、以下では測定装置がスピンドル式のダイヤルゲージである場合を例にとって説明するが、被測定物の表面で測定子を移動させる過程での測定子の変位を測定する装置であれば同様に適用可能である。例えば、てこ式などの他の方式のダイヤルゲージでもよいし、ダイヤルゲージ以外の測定装置であっても構わない。

＜第１実施形態＞
本発明の測定システム１０は、複数の測定装置１００と、統括装置２００と、を備える。図１に測定装置１００の外観の一例を、図２に測定システム１０の機能ブロック図を、それぞれ示す。なお、統括装置２００において測定装置１００とで同様の機能部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

測定装置１００は、本体ケース１１０、スピンドル１２０、測定子１２１、検出手段１３０、データ収集手段１４０、記憶手段１５０、提供手段１６０、表示制御手段１７０、及び表示手段１７１を備える。ただし、表示制御手段１７０と表示手段１７１は、測定装置１００において測定結果を表示しないのであれば、無くても構わない。

スピンドル１２０は、軸方向に変位自在に本体ケース１１０に設けられる。スピンドル１２０の先端には、測定時に被測定物Ｗに当接する測定子１２１が設けられ、被測定物Ｗの凹凸による測定子１２１の変位がスピンドル１２０の変位に反映される。

検出手段１３０は、測定開始から測定終了までの間、測定子１２１が被測定物Ｗの表面を相対的に一定の方向に摺動する過程において、スピンドル１２０の変位量を検出する。変位量の検出方式は、光電式、静電容量式、電磁式など、変位量を電気信号として出力できる方式であれば任意の方式を採用してよい。

データ収集手段１４０は、統括装置２００からの測定開始指示の受信を契機に、検出手段１３０が検出する変位量を所定の周期で取得して任意の記憶手段である記憶手段１５０に書き込む処理を開始し、測定終了指示の受信を契機に処理を終了する。

提供手段１６０は、統括装置２００との間で情報の送受が可能な任意の通信機能を備え、統括装置２００からの測定結果送信指示の受信を契機に、記憶手段１５０に記憶された周期ごとの変位量の測定結果を統括装置２００に送信する。

なお、統括装置２００と複数の測定装置１００それぞれとの間の通信接続は、統括装置２００に対してスター接続する方法のほか、複数の測定装置１００をデイジーチェーン接続する方法を採っても構わない。その場合には、デイジーチェーン接続対応の通信機能を備えればよい。デイジーチェーン接続を採用することで、各測定装置１００の設定にやや手間を生じるが、統括装置２００と当該統括装置２００の最寄りでない測定装置１００との距離を、スター接続の場合よりも長くすることができるというメリットがある。

表示制御手段１７０は、周期ごとの変位量に基づく所定の情報を表示手段１７１に表示させる。

表示制御手段１７０の機能は、例えば、測定装置１００がＣＰＵを備えて、表示制御手段１７０の機能が記述されたプログラムをＣＰＵで実行させることにより実現することができる。この場合、プログラムの記述内容に応じて、高度な処理や解析を行うことができ、それを表示手段１７１への表示に反映することができる。

表示手段１７１としてグラフィック表示が可能なディスプレイを採用することで、例えば、周期ごとの変位量を、変位量の位置的推移を示すグラフの形式で表示手段１７１に表示させることができる。

統括装置２００は、統括記憶手段２５０、取得手段２６０、表示制御手段２７０及び表示手段２７１を備える。

取得手段２６０は、それぞれの測定装置１００との間で情報の送受が可能な任意の通信機能を備え、それぞれの測定装置１００が同時に測定を実行するように、それぞれの測定装置１００に対して測定開始指示及び測定終了指示を送信する。また、測定終了指示の送信以後にそれぞれの測定装置１００に対して測定結果送信指示を送信し、それぞれの測定装置１００から測定結果を受信して任意の記憶手段である統括記憶手段２５０に記憶させる。

表示制御手段２７０は、それぞれの測定装置１００の測定結果に基づく所定の情報を表示手段２７１に表示させる。

表示制御手段２７０の機能は、例えば、統括装置２００がＣＰＵを備えて、表示制御手段２７０の機能が記述されたプログラムをＣＰＵで実行させることにより実現することができる。この場合、プログラムの記述内容に応じて、高度な処理や解析を行うことができ、それを表示手段２７１への表示に反映することができる。このとき、表示手段２７１にグラフィック表示が可能なディスプレイを採用することで、測定結果や解析結果の表示態様の柔軟性を大きく高めることができる。

表示手段２７１に表示させる所定の情報としては、例えば、測定装置１００ごとに変位量の位置的推移をグラフ化して各グラフを重畳したものであってもよいし、各測定装置１００による測定結果の集約情報であってもよい。

この集約情報の内容は任意であり、例えば、各測定装置１００の測定結果を解析して得られた平面度、真円度、円筒度、同軸度、同心度などであってもよいし、その他何らかのルールで各測定装置１００による測定結果を集約したものであってもよい。

統括装置２００は、測定装置１００と一体的に構成してもよい。この場合、図２に示すように、統括装置２００の本体ケース２１０に軸方向に変位自在に設けられ先端に測定子１２１を有するスピンドル１２０、検出手段１３０、及びデータ収集手段１４０を更に備え、当該データ収集手段１４０が取得手段２６０からの指示に従い測定装置１００と同時に測定を開始及び終了し、測定結果を統括記憶手段２５０に記憶させるように構成すればよい。統括装置２００の測定装置１００の機能において、自身の測定結果を表示手段１７１に表示させたい場合には、測定時においては表示制御手段２７０及び表示手段２７１を表示制御手段１７０及び表示手段１７１と同様に機能させるように構成すればよい。

図３は、統括装置２００に測定装置１００の機能を備え、２台の測定装置１００とともの実質的に３台の測定装置１００により本発明の測定システム１０を構成して、被測定物Ｗの平面度を測定する場合の一例を示す図である。図３の構成においては、３台の測定装置を図示しないスタンドなどに固定して同時に図面右方向に移動させて、それぞれの測定結果を得る。図３の各測定装置１００においては、この時点での測定結果が表示手段１７１にグラフで表示される場合を示している。そして２台の測定装置１００による測定結果が統括装置２００に送信され、統括装置２００の測定装置１００の機能による測定結果とともに表示制御手段２７０において解析され、解析結果が表示手段２７１に表示される。

また図４は、統括装置２００に測定装置１００の機能を備え、３台の測定装置１００とともの実質的に４台の測定装置１００により本発明の測定システム１０を構成して、被測定物Ｗの円筒度を測定する場合の一例を示す図である。図４の構成においては、４台の測定装置を図示しないスタンドなどに固定して、円筒を各測定装置１００に対して相対的に軸中心に回転させて、それぞれの測定結果を得る。図４の各測定装置１００においては、この時点での測定結果が表示手段１７１にグラフで表示される場合を示している。そして３台の測定装置１００による測定結果が統括装置２００に送信され、統括装置２００の測定装置１００の機能による測定結果とともに表示制御手段２７０において解析され、解析結果が表示手段２７１に表示される。

また図５は、統括装置２００に測定装置１００の機能を備え、１台の測定装置１００とともの実質的に２台の測定装置１００により本発明の測定システム１０を構成して、被測定物Ｗの寸法を測定する場合の一例を示す図である。図５の構成においては、実質的に２台の測定装置１００を、それぞれの測定子１２１が所定の隙間をもって配置されるように固定具Ｆに固定しスピンドル１２０の突起状態を調整しておく。この状態で２つの測定子１２１の間に被測定物Ｗを挿入し、２台の測定装置１００の測定結果を得る。そして、１台の測定装置１００による測定結果が統括装置２００に送信され、統括装置２００の測定装置１００の機能による測定結果とともに表示制御手段２７０において寸法が計算され、計算結果が表示手段２７１に表示される。この構成によれば、被測定物Ｗを測定子１２１間に挿入するだけで寸法が測定できるため、ノギスやマイクロメータなどのように測定機器を手に持たなくてもよい。

以上説明した第１実施形態の測定システム１０によれば、複数の測定装置１００に表示される変位量の動向を凝視する必要がなく、一度の測定で複数の測定データを速やかに得ることができるため測定時間を短くすることができる。また、測定も容易に行うことができる。更に、統括装置２００を表示手段２７１が見やすい位置に配置すれば測定装置１００の配置状況は問わないため、配置の柔軟性が高い。加えて、各測定装置１００から収集した測定結果の傾向の把握やさまざまな解析を表示制御手段２７０において実施し、結果を表示することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態の測定システム１０において、統括記憶手段２５０に、基準測定物である複数のマスターワークＭＷを例えば図６(a)から(d)に示すようにして測定して得られた、それぞれのマスターワークＭＷの集約情報を予め記憶させておく。そして、表示制御手段２７０が、被測定物である検査対象ワークＴＷを例えば図６(e)に示すように測定して得られた集約情報と、統括記憶手段２５０に記憶されているそれぞれのマスターワークＭＷの集約情報とを、所定の類似性を尺度として対比することにより、複数（図６の例では４個）のマスターワークＭＷの中から検査対象ワークＴＷに最も類似しているマスターワークＭＷを特定して、特定されたマスターワークＭＷを示す任意の情報を任意の形態で表示手段２７１に表示させてもよい。

これにより、それぞれの基準測定物が測定物の種類を代表するものである場合、本発明によれば、被測定物がいずれの種類に属している可能性が最も高いかを容易に特定することができる。

本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。各実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。

１０…測定システム
１００…測定装置
１１０、２１０…本体ケース
１２０…スピンドル
１２１…測定子
１３０…検出手段
１４０…データ収集手段
１５０…記憶手段
１６０…提供手段
１７０、２７０…表示制御手段
１７１、２７１…表示手段
２００…統括装置
２５０…統括記憶手段
２６０…取得手段
Ｆ…固定具
ＭＷ…マスターワーク
ＴＷ…検査対象ワーク
Ｗ…被測定物

Claims

統括装置と複数の測定装置とを備え、
前記測定装置は、
被測定物に当接する測定子と、
前記測定子が前記被測定物の表面を相対的に一定の方向に摺動する過程において、前記測定子の変位量を検出する検出手段と、
記憶手段と、
測定開始指示の受信を契機に、前記検出手段が検出する前記変位量を周期的に取得して前記記憶手段に書き込む処理を開始し、測定終了指示の受信を契機に処理を終了するデータ収集手段と、
測定結果送信指示の受信を契機に、周期ごとの前記変位量の測定結果を前記統括装置に送信する提供手段と、
を備え、
前記統括装置は、
統括記憶手段と、
それぞれの前記測定装置が同時に測定を行うようにそれぞれの前記測定装置に対して前記測定開始指示及び前記測定終了指示を送信し、前記測定終了指示の送信以後にそれぞれの前記測定装置に対して前記測定結果送信指示を送信し、それぞれの前記測定装置から前記測定結果を受信して前記統括記憶手段に記憶させる取得手段と、
表示手段と、
それぞれの前記測定装置の前記測定結果に基づく所定の情報を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備える測定システム。
前記統括装置は、いずれかの前記測定装置と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
それぞれの前記測定装置は、前記統括装置にデイジーチェーン接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定システム。
前記表示制御手段は、それぞれの前記測定装置の前記測定結果を集約した集約情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定システム。
前記統括記憶手段は、複数の基準測定物に対してそれぞれ実施された測定により得られた複数の前記集約情報を予め記憶し、
前記表示制御手段は、前記被測定物に対して実施された測定により得られた前記集約情報と、前記統括記憶手段に記憶されている前記複数の基準測定物それぞれの前記集約情報と、を所定の類似性を尺度として対比することにより前記被測定物に最も類似する前記基準測定物を特定し、特定された前記基準測定物を示す情報を前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項４に記載の測定システム。
前記測定装置は、スピンドル式ダイヤルゲージ又はてこ式ダイヤルゲージであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の測定システム。