JP7478079B2 - Constant Temperature Measurement System - Google Patents

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Description

本発明は、被測定ワークの形状寸法を測定する恒温測定システムに関するものである。 The present invention relates to a constant temperature measurement system that measures the shape and dimensions of a workpiece.

鍛造や切削等による金属加工においては、ミクロンオーダの加工精度が要求される場合があるが、典型的にはワークは加工時の発熱により熱膨張する。そのため、所定温度に冷却された後に寸法測定されることが多い。寸法測定を行う計測装置においても、被測定物に測定子を接触させて計測するダイヤルゲージやリニアゲージ等は、当該装置の周囲温度の変化によりダイヤルゲージ等を支える支柱が膨張したり収縮したりし得る。そのため、このような計測装置は、空調装置で温度管理された室内に設備されることが望ましい。 In metal processing such as forging and cutting, processing accuracy on the order of microns may be required, but typically the work expands due to heat generated during processing. For this reason, dimensions are often measured after cooling to a specified temperature. Even in measuring devices that perform dimensional measurements, dial gauges and linear gauges that measure by contacting a gauge head with the object being measured can have the supports that support the dial gauge expand or contract due to changes in the ambient temperature of the device. For this reason, it is desirable to install such measuring devices in a room where the temperature is controlled by an air conditioning unit.

加工後のワークを所定温度に冷却する装置として、例えば下記特許文献1に開示される「恒温槽」がある。しかし、恒温槽は体格が大きく大掛かりになり易いため、製造現場によっては作業スペース等の都合上、設けることが難しい場合がある。また、製造ライン等に寸法測定を行う計測装置が設備されているケースでは、製造ライン等の全体を空調装置等により温度管理する必要があるものの、そのような空調設備を設けることが現実的ではない場合もある。 One example of a device that cools a workpiece to a predetermined temperature after machining is the "constant temperature bath" disclosed in Patent Document 1 below. However, because constant temperature baths tend to be large and complex, depending on the manufacturing site, it may be difficult to install one due to work space limitations. Also, in cases where a manufacturing line is equipped with measuring devices that measure dimensions, it is necessary to control the temperature of the entire manufacturing line using air conditioning equipment, but it may not be practical to install such air conditioning equipment.

そこで、比較的コンパクトなサイズでありながら、加工後のワーク等を所定温度に冷却し得る装置として、例えば、下記特許文献2に開示される「精密定温度定盤」がある。この精密定温度定盤では、上記ワーク等の金属加工物を載置し得る石板を冷却可能な電子クーラーと、その石板下部に埋設された温度センサとを温度調節器に接続することにより、石板上に載置された金属加工物を冷却し得るように構成されている。石板のサイズは、一辺40cm四方、厚さ20mm~30mmである(特許文献2;段落0006)。 As an example of a device that can cool a workpiece or the like after processing to a predetermined temperature while being relatively compact in size, there is the "precision constant temperature plate" disclosed in the following Patent Document 2. This precision constant temperature plate is configured to cool the metal workpiece placed on the stone plate by connecting an electronic cooler capable of cooling the stone plate on which the metal workpiece or the like can be placed, and a temperature sensor embedded in the bottom of the stone plate to a temperature regulator. The size of the stone plate is 40 cm on each side, and 20 mm to 30 mm thick (Patent Document 2; paragraph 0006).

特開2018-177459号公報JP 2018-177459 A 特開平9-126703号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-126703

しかしながら、上記特許文献2に開示される精密定温度定盤は、上述のように温度センサが石板下部に埋設された構成を採る。そのため、当該精密定温度定盤では、上記ワーク等の金属加工物の温度を直接的に測定することは難しいことに加え、一般に金属板と比較して熱容量が大きい石板は温度変化が遅い。したがって、ある程度の温度制御は可能でも精密な温度管理の実現は技術的なハードルが高いという問題がある。 However, the precision constant temperature platen disclosed in Patent Document 2 has a structure in which a temperature sensor is embedded under the stone plate, as described above. Therefore, it is difficult to directly measure the temperature of the metal workpiece, such as the workpiece, using this precision constant temperature platen. In addition, the temperature of a stone plate, which generally has a larger heat capacity than a metal plate, changes slowly. Therefore, while a certain degree of temperature control is possible, there is a problem in that achieving precise temperature management poses high technical hurdles.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理された被測定物の形状寸法を測定し得る恒温測定システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a constant temperature measurement system that can measure the shape and dimensions of a measurement object that is precisely temperature-controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and contraction, without the need for large-scale equipment.

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項1の技術的手段を採用する。この手段によると、測定装置、第1冷熱ユニット、第1温度センサ、第2冷熱ユニット、第2温度センサ、第3温度センサおよび温度コントローラを含む。そして、第1温度センサは、マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する。第2温度センサは、測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。第3温度センサは、測定対象の被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度コントローラは、温度一致制御として、マスターワークの温度が被測定ワークの温度に一致するように第1冷熱ユニットの出力温度を制御し、かつ、測定装置の温度が被測定ワークの温度に一致するように第2冷熱ユニットの出力温度を制御する。これにより、マスターワークと被測定ワークの温度が異なる場合、マスターワークと測定装置の温度が異なる場合や、被測定ワークと測定装置の温度が異なる場合(以下「マスターワーク等の三者の温度が異なる場合」という)があっても、マスターワークや測定装置が冷却されたり加熱されたりして、マスターワークと測定装置の温度が被測定ワークの温度と同じになる。また、各温度センサは、マスターワーク、被測定ワークや測定装置の温度を測定するので、第1冷熱ユニット等の温度を測定する場合に比べて高精度に測定することが可能になる。そのため、被測定ワークを冷却や加熱する冷熱ユニットを設けることなく、これら三者の温度を高精度に揃えることが可能になる。なお、本明細書において、○○○の出力温度とは、○○○の吸熱や発熱により○○○自体または○○○に熱結合する物の温度が低下したり上昇したりした場合のその温度のことをいう(○○○には任意の同じ名称が入る)。 In order to achieve the above object, the technical means of claim 1 described in the claims is adopted. According to this means, a measuring device, a first cold/hot unit, a first temperature sensor, a second cold/hot unit, a second temperature sensor, a third temperature sensor, and a temperature controller are included. The first temperature sensor measures the temperature of the master work and outputs master temperature information. The second temperature sensor measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information. The third temperature sensor measures the temperature of the measured workpiece to be measured and outputs workpiece temperature information. The temperature controller controls the output temperature of the first cold/hot unit so that the temperature of the master work matches the temperature of the measured workpiece as temperature matching control, and controls the output temperature of the second cold/hot unit so that the temperature of the measuring device matches the temperature of the measured workpiece. As a result, even if the temperatures of the master workpiece and the measured workpiece are different, the master workpiece and the measuring device are different, or the temperatures of the measured workpiece and the measuring device are different (hereinafter referred to as "when the temperatures of the three things such as the master workpiece are different"), the master workpiece and the measuring device are cooled or heated, and the temperatures of the master workpiece and the measuring device become the same as the temperature of the measured workpiece. Furthermore, since each temperature sensor measures the temperature of the master work, the workpiece to be measured, and the measuring device, it is possible to measure with higher accuracy than when measuring the temperature of the first cooling/heating unit, etc. Therefore, it is possible to align the temperatures of these three with high accuracy without providing a cooling/heating unit to cool or heat the workpiece to be measured. In this specification, the output temperature of ○○○ refers to the temperature when the temperature of ○○○ itself or an object thermally coupled to ○○○ drops or rises due to the heat absorption or heat generation of ○○○ (○○○ can be any name that is the same).

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項2の技術的手段を採用する。この手段によると、測定装置、第1冷熱ユニット、第1温度センサ、第2冷熱ユニット、第2温度センサ、第3温度センサおよび温度コントローラを含む。そして、第1温度センサは、マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する。第2温度センサは、測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。第3温度センサは、被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度コントローラは、温度一致制御として、マスターワークの温度が測定装置の温度に一致するように第1冷熱ユニットの出力温度を制御し、かつ、被測定ワークの温度が測定装置の温度に一致するように第2冷熱ユニットの出力温度を制御する。これにより、マスターワーク等の三者の温度が異なる場合があっても、マスターワークや被測定ワークが冷却されたり加熱されたりして、マスターワークと被測定ワークの温度が測定装置の温度と同じになる。また各温度センサは、マスターワーク、被測定ワークや測定装置の温度を測定するので、第1冷熱ユニット等の温度を測定する場合に比べて高精度に測定することが可能になる。そのため、測定装置に冷熱ユニットを設けることなく、これら三者の温度を高精度に揃えることが可能になる。 In order to achieve the above object, the technical means of claim 2 described in the claims is adopted. According to this means, the measuring device includes a measuring device, a first cold/hot unit, a first temperature sensor, a second cold/hot unit, a second temperature sensor, a third temperature sensor, and a temperature controller. The first temperature sensor measures the temperature of the master work and outputs master temperature information. The second temperature sensor measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information. The third temperature sensor measures the temperature of the measured work and outputs work temperature information. The temperature controller controls the output temperature of the first cold/hot unit as temperature matching control so that the temperature of the master work matches the temperature of the measuring device, and controls the output temperature of the second cold/hot unit so that the temperature of the measured work matches the temperature of the measuring device. As a result, even if the temperatures of the three, such as the master work, are different, the master work and the measured work are cooled or heated, so that the temperatures of the master work and the measured work become the same as the temperature of the measuring device. In addition, since each temperature sensor measures the temperature of the master work, the measured work, and the measuring device, it is possible to measure with higher accuracy than when measuring the temperature of the first cold/hot unit, etc. This makes it possible to align these three temperatures with high precision without having to install a cooling/heating unit in the measuring device.

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項3の技術的手段を採用する。この手段によると、測定装置、第1冷熱ユニット、第1温度センサ、第2冷熱ユニット、第2温度センサ、第3冷熱ユニット、第3温度センサおよび温度コントローラを含む。そして、第1温度センサは、マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する。第2温度センサは、測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。第3温度センサは、被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度コントローラは、温度一致制御として、マスターワーク、被測定ワークおよび測定装置の各温度が予め定められた所定の温度にそれぞれ一致するように、第1冷熱ユニット、第2冷熱ユニットおよび第3冷熱ユニットの出力温度を制御する。これにより、マスターワーク等の三者の温度が異なる場合があっても、マスターワーク、被測定ワークや測定装置が冷却されたり加熱されたりして、これら三者の温度を予め定められた所定の温度に高精度に揃えることが可能になる。 In order to achieve the above object, the technical means of claim 3 described in the claims is adopted. According to this means, a measuring device, a first cold/hot unit, a first temperature sensor, a second cold/hot unit, a second temperature sensor, a third cold/hot unit, a third temperature sensor, and a temperature controller are included. The first temperature sensor measures the temperature of the master work and outputs master temperature information. The second temperature sensor measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information. The third temperature sensor measures the temperature of the measured work and outputs work temperature information. The temperature controller controls the output temperatures of the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit as temperature matching control so that the temperatures of the master work, the measured work, and the measuring device each match a predetermined temperature. As a result, even if the temperatures of the three, such as the master work, are different, the master work, the measured work, and the measuring device are cooled or heated, making it possible to match the temperatures of these three to a predetermined temperature with high accuracy.

また、特許請求の範囲に記載された請求項4の技術的手段や請求項5の技術的手段を採用する。これらの手段によると、第1冷熱ユニット、第2冷熱ユニットや第3冷熱ユニットは、温度コントローラにより冷却制御または加熱制御されるペルチェモジュールを備える。例えば、ペルチェモジュールは、複数のペルチェ素子を直列および/または並列に接続して構成されるものである。ペルチェモジュールは、所定電圧を印加することにより一方側で発熱し他方側で吸熱をする。そして、印加電圧の極性を逆に変更することによって一方側で吸熱し他方側で発熱する。つまり、印加する所定電圧の極性を切り換えることによって、同じペルチェモジュールを発熱体や吸熱体として機能させることが可能になる。これにより、発熱体と吸熱体のそれぞれを用いて第1冷熱ユニット、第2冷熱ユニットや第3冷熱ユニットを構成する場合に比べて、1つのペルチェモジュールでこれら第1~第3冷熱ユニットを構成することが可能になる。したがって、第1冷熱ユニット、第2冷熱ユニットや第3冷熱ユニットをシンプルに構成することができる。 The technical means of claim 4 and the technical means of claim 5 are also adopted. According to these means, the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit are provided with a Peltier module that is controlled for cooling or heating by a temperature controller. For example, the Peltier module is configured by connecting a plurality of Peltier elements in series and/or parallel. When a predetermined voltage is applied to the Peltier module, it generates heat on one side and absorbs heat on the other side. Then, by reversing the polarity of the applied voltage, it absorbs heat on one side and generates heat on the other side. In other words, by switching the polarity of the applied predetermined voltage, it is possible to make the same Peltier module function as a heat source and a heat absorber. This makes it possible to configure the first to third cold/hot units with one Peltier module, compared to the case where the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit are configured using a heat source and a heat absorber, respectively. Therefore, the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit can be configured simply.

また、特許請求の範囲に記載された請求項6の技術的手段を採用する。この手段によると、計測コントローラをさらに含み、計測コントローラは、温度一致制御による温度の一致状態において、マスターワークの測定により寸法情報として測定装置から出力されるマスター寸法情報と、被測定ワークの測定により寸法情報として測定装置から出力されるワーク寸法情報と、を比較して両者の寸法誤差を出力したり、寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定してその結果を出力したりする。これにより、被測定ワークの形状寸法に関する検査の自動化が可能になる。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理された被測定物の形状寸法を測定することができるとともに、被測定ワークの形状寸法検査を自動的に行うことができる。 The technical means of claim 6 described in the claims is also adopted. According to this means, the measurement controller further includes a measurement controller, which, in a temperature matching state by temperature matching control, compares the master dimensional information output from the measuring device as dimensional information by measuring the master workpiece with the workpiece dimensional information output from the measuring device as dimensional information by measuring the measured workpiece, and outputs the dimensional error between the two, or determines whether the dimensional error is within a predetermined range and outputs the result. This makes it possible to automate inspection of the shape and dimensions of the measured workpiece. Therefore, without installing large-scale equipment, it is possible to measure the shape and dimensions of the measured object that is precisely temperature-controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and thermal contraction, and to automatically inspect the shape and dimensions of the measured workpiece.

なお、マスター寸法情報およびワーク寸法情報は、請求項1~5の温度一致制御による温度の一致状態において測定装置から出力されるものであり、測定装置がマスターワークや被測定ワークの形状寸法を測定するタイミングにおいて、マスターワークや被測定ワークの温度が特定温度に一致している状態(温度の一致状態)にあれば、測定装置がマスターワークの形状寸法を測定するタイミングと、測定装置が被測定ワークの形状寸法を測定するタイミングと、が同じ時期(同時)でも異なる時期(異時)でもよい。特定温度は、請求項1では「被測定ワークの温度」、請求項2では「測定装置の温度」、請求項3では「所定の温度」である。したがって、「温度一致制御による温度の一致状態において」は、マスターワーク、被測定ワークおよび測定装置の三者の温度が一致している状況を表すものであり、測定装置によるマスターワークや被測定ワークの測定タイミングの一致(同時)を表すものではない。 The master dimension information and workpiece dimension information are output from the measuring device in a temperature coincidence state due to the temperature coincidence control of claims 1 to 5. When the measuring device measures the shape and dimensions of the master workpiece or the measured workpiece, the timing at which the measuring device measures the shape and dimensions of the master workpiece and the timing at which the measuring device measures the shape and dimensions of the measured workpiece may be the same (simultaneous) or different (different) as long as the temperature of the master workpiece or the measured workpiece coincides with a specific temperature (temperature coincidence state). The specific temperature is the "temperature of the measured workpiece" in claim 1, the "temperature of the measuring device" in claim 2, and the "predetermined temperature" in claim 3. Therefore, "in a temperature coincidence state due to temperature coincidence control" refers to a situation in which the temperatures of the master workpiece, the measured workpiece, and the measuring device coincide, and does not refer to the coincidence (simultaneity) of the measurement timing of the master workpiece or the measured workpiece by the measuring device.

本発明では、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理された被測定物の形状寸法を測定することができる。 The present invention makes it possible to measure the shape and dimensions of a test object whose temperature is precisely controlled so that it is not easily affected by thermal expansion or contraction, without the need for large-scale equipment.

本発明の第1実施形態に係る恒温測定システムの構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a constant temperature measurement system according to a first embodiment of the present invention. 本第1実施形態の恒温測定システムに含まれる冷熱装置の構成例を示す模式的な斜視図であり、図2(A)は、被測定ワークまたはマスターワークをセットする前の図であり、図2(B)は被測定ワークまたはマスターワークをセットした後の図である。2A and 2B are schematic oblique views showing an example of the configuration of a cooling/heating device included in the constant temperature measurement system of the first embodiment, where FIG. 2A is a view before the measured work or master work is set, and FIG. 2B is a view after the measured work or master work is set. 本第1実施形態の恒温測定システムに含まれる冷熱装置の他の構成例を示す模式的な斜視図であり、図3(A)は斜め上方から見た図であり、図3(B)は長手方向に切断した断面を短手方向から見た図である。3A and 3B are schematic oblique views showing another example of the configuration of a cooling/heating device included in the constant temperature measurement system of the first embodiment, where FIG. 3A is a view from diagonally above, and FIG. 3B is a view of a cross section cut in the longitudinal direction as viewed from the short side. 本第1実施形態の恒温測定システムにおいて温度コントローラが実行する恒温制御処理の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a flow of a constant temperature control process executed by a temperature controller in the constant temperature measurement system of the first embodiment. 本第1実施形態の恒温測定システムにおいて温度コントローラが実行する冷熱制御処理の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a flow of a cooling/heating control process executed by a temperature controller in the constant temperature measurement system of the first embodiment. 本発明の第2実施形態に係る恒温測定システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a constant temperature measurement system according to a second embodiment of the present invention. 本第2実施形態の恒温測定システムにおいて計測コントローラが実行する情報処理の流れを示すフローチャートであり、図7(A)は計測制御処理のフローチャート、図7(B)は、図7(A)に示す寸法計測処理のフローチャート、図7(C)は、図7(A)に示すOK/NG処理のフローチャートである。7A and 7B are flowcharts showing the flow of information processing executed by a measurement controller in the constant temperature measurement system of the second embodiment, where FIG. 7A is a flowchart of measurement control processing, FIG. 7B is a flowchart of dimension measurement processing shown in FIG. 7A, and FIG. 7C is a flowchart of OK/NG processing shown in FIG. 7A.

以下、本発明の恒温測定システムの各実施形態について図を参照して説明する。
[第1実施形態]
本発明の恒温測定システムの第1実施形態について図1~図5を参照して説明する。図1に示すように、本第1実施形態の恒温測定システム10は、例えば、被測定ワークW、マスターワークMや計測装置20を特定温度に保つためのシステムであり、主に、計測装置20、冷熱装置40,50、温度センサ61~63、温度コントローラ70により構成されている。本第1実施形態では、被測定ワークWやマスターワークMは、例えば、径の異なる円柱体を同軸に積み重ねた形状を有する金属製の軸部品であり同じ材質からなる。
Hereinafter, embodiments of the constant temperature measurement system of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
A first embodiment of a constant temperature measurement system of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5. As shown in Figure 1, a constant temperature measurement system 10 of this first embodiment is a system for maintaining, for example, a measured workpiece W, a master workpiece M, and a measuring device 20 at a specific temperature, and is mainly composed of a measuring device 20, cooling and heating devices 40, 50, temperature sensors 61 to 63, and a temperature controller 70. In this first embodiment, the measured workpiece W and the master workpiece M are, for example, metallic shaft parts having a shape in which cylindrical bodies of different diameters are stacked coaxially, and are made of the same material.

計測装置20は、被測定物X(例えば、被測定ワークWやマスターワークM)の形状寸法を計測する器械であり、上部に平坦面21aを有する測定台21、この測定台21から垂直に立ち上がる円柱形状の支柱23、測定台21に対して上下動可能に支柱23に取り付けられるブラケット25、このブラケット25に保持される測定ユニット30等を備えている。測定台21、支柱23やブラケット25を組み合わせたものは「スタンド」と呼ばれ、測定台21は「定盤」と呼ばれることもある。本第1実施形態では、支柱23は金属製である。被測定物Xは、測定台21の平坦面21aに載置されて測定ユニット30に形状寸法を測定される。 The measuring device 20 is an instrument for measuring the shape and dimensions of the object X (e.g., the workpiece W or the master workpiece M), and includes a measuring table 21 having a flat surface 21a at the top, a cylindrical support 23 that rises vertically from the measuring table 21, a bracket 25 attached to the support 23 so as to be movable up and down relative to the measuring table 21, and a measuring unit 30 held by the bracket 25. The combination of the measuring table 21, support 23, and bracket 25 is called a "stand," and the measuring table 21 is sometimes called a "table." In this first embodiment, the support 23 is made of metal. The object X is placed on the flat surface 21a of the measuring table 21, and the shape and dimensions are measured by the measuring unit 30.

測定ユニット30は、例えば、ダイヤルゲージであり、本体部31、スピンドル32、測定子33、表示部35等により構成され、本体部31から出入自在に突出するスピンドル32の移動量(突出量)を直線距離として精密に測り得る測定装置である。スピンドル32の先端には、被測定物Xに接触する測定子33が設けられている。またスピンドル32の後端には、スピンドル32の直線運動を回転運動に変換する図略のラック・アンド・ピニオンのラックギヤが設けられている。ピニオンギヤは、その動きを拡大する拡大伝達機構等を介して本体部31の表示部35に連結され指針35aを回転させ得るように構成されている。これらのギヤや拡大伝達機構等は本体部31内に収容されている。 The measuring unit 30 is, for example, a dial gauge, and is a measuring device that is composed of a main body 31, a spindle 32, a measuring element 33, a display unit 35, etc., and can precisely measure the amount of movement (protrusion amount) of the spindle 32, which freely protrudes from the main body 31, as a linear distance. The tip of the spindle 32 is provided with a measuring element 33 that contacts the object to be measured X. The rear end of the spindle 32 is provided with a rack gear of a rack-and-pinion (not shown) that converts the linear motion of the spindle 32 into rotational motion. The pinion gear is connected to the display unit 35 of the main body 31 via a magnifying transmission mechanism that magnifies the movement, etc., and is configured to rotate the pointer 35a. These gears, the magnifying transmission mechanism, etc. are housed in the main body 31.

本第1実施形態では、測定ユニット30は、計測装置20のスタンド(測定台21、支柱23、ブラケット25)のブラケット25に取り付けられて使用される。具体的には、被測定物X等に測定子33を接触させたときに表示部35の指針35aが指し示す目盛り(図略)を読み取ることでスピンドル32の移動量を測定する。そのため、例えば、マスターワークMに対する被測定ワークWの寸法誤差をスピンドル32の移動量として測定したり、測定子33が接触した被測定物X等の部位の大きさ(幅や高さ)を測定台21の平坦面から当該部位までのスピンドル32の移動量として測定したりすることができる。 In this first embodiment, the measurement unit 30 is attached to the bracket 25 of the stand (measurement table 21, support 23, bracket 25) of the measuring device 20 for use. Specifically, when the probe 33 is brought into contact with the object to be measured X or the like, the amount of movement of the spindle 32 is measured by reading the scale (not shown) indicated by the pointer 35a of the display unit 35. Therefore, for example, the dimensional error of the measured work W relative to the master work M can be measured as the amount of movement of the spindle 32, or the size (width or height) of a portion of the measured object X or the like that is in contact with the probe 33 can be measured as the amount of movement of the spindle 32 from the flat surface of the measurement table 21 to that portion.

本第1実施形態の計測装置20は、測定ユニット30を支えるスタンドを構成する、測定台21、支柱23、ブラケット25に加えて、ペルチェユニット27やファンユニット29も備えている。支柱23は、前述のように金属製であるため、温度変化により径方向や軸方向に膨張したり縮小したりする。即ち、計測装置20の周囲温度が変化すると、測定ユニット30を支える支柱23が膨張や収縮して支柱23の軸長が長くなったり短くなったりし得る。支柱23の軸方向は、それに支えられる測定ユニット30のスピンドル32の移動方向に一致し得ることから、このような支柱23の軸長の変化はスピンドル32の移動量に影響を与え得る。 The measurement device 20 of the first embodiment includes a measurement table 21, a support 23, and a bracket 25 that constitute a stand that supports the measurement unit 30, as well as a Peltier unit 27 and a fan unit 29. As described above, the support 23 is made of metal, and therefore expands and contracts in the radial and axial directions due to temperature changes. That is, when the ambient temperature of the measurement device 20 changes, the support 23 that supports the measurement unit 30 expands and contracts, and the axial length of the support 23 may become longer or shorter. The axial direction of the support 23 may coincide with the direction of movement of the spindle 32 of the measurement unit 30 supported by it, and thus such a change in the axial length of the support 23 may affect the amount of movement of the spindle 32.

例えば、熱膨張により支柱23の軸長が長くなった場合には、支柱23に支持される測定ユニット30が測定台21から離れる方向に移動するため、スピンドル32の移動量は支柱23のほぼ熱膨張分増加し得る。これとは逆に、熱収縮により支柱23の軸長が短くなった場合には、測定ユニット30が測定台21に近づく方向に移動するため、スピンドル32の移動量は支柱23のほぼ熱収縮分減少し得る。 For example, if the axial length of the support 23 increases due to thermal expansion, the measurement unit 30 supported by the support 23 moves in a direction away from the measurement table 21, and the amount of movement of the spindle 32 may increase by approximately the amount of thermal expansion of the support 23. Conversely, if the axial length of the support 23 decreases due to thermal contraction, the measurement unit 30 moves in a direction toward the measurement table 21, and the amount of movement of the spindle 32 may decrease by approximately the amount of thermal contraction of the support 23.

このため、本第1実施形態では、支柱23の温度を制御し得るペルチェユニット27等を支柱23に設けるとともに、後述するように温度コントローラ70によりペルチェユニット27による冷却や加熱を制御し得るように恒温測定システム10を構成する。これによって、熱膨張や熱収縮に起因した支柱23の軸長の変化が測定ユニット30のスピンドル32の移動量に与える影響を軽減し得るようにしている。なお、支柱23に設けられるペルチェユニット27等の構成については後述する。 For this reason, in this first embodiment, the support 23 is provided with a Peltier unit 27 or the like capable of controlling the temperature of the support 23, and the constant temperature measurement system 10 is configured so that the cooling and heating by the Peltier unit 27 can be controlled by a temperature controller 70 as described below. This makes it possible to reduce the effect that the change in axial length of the support 23 caused by thermal expansion or thermal contraction has on the amount of movement of the spindle 32 of the measurement unit 30. The configuration of the Peltier unit 27 or the like provided on the support 23 will be described later.

このように本第1実施形態の恒温測定システム10では、ペルチェユニット27等により計測装置20の全体を冷却したり加熱したりするのではなく、計測装置20の周囲温度の変化により熱膨張や熱収縮して当該計測装置20(測定ユニット30)による測定に影響を与え得る特定部分(この例では支柱23)だけを、局所的にペルチェユニット27等により冷却や加熱し得るように構成している。これにより、周囲の温度変化に影響を受け易い部分として支柱23に対して効率的に冷却や加熱を行うことが可能になる。 In this way, the constant temperature measurement system 10 of the first embodiment is configured so that, rather than cooling or heating the entire measuring device 20 using the Peltier unit 27 or the like, only a specific part (the support 23 in this example) that may thermally expand or contract due to changes in the ambient temperature of the measuring device 20 and affect the measurement by the measuring device 20 (measurement unit 30) can be locally cooled or heated using the Peltier unit 27 or the like. This makes it possible to efficiently cool or heat the support 23, which is a part that is easily affected by changes in the ambient temperature.

本第1実施形態では、以下、マスターワークMに対する被測定ワークWの寸法誤差を測定したり良品検査の合否を判定したりする検査工程において、測定ユニット30にダイヤルゲージを用いる場合を例示して説明する。 In the first embodiment, an example will be described below in which a dial gauge is used as the measurement unit 30 in an inspection process for measuring the dimensional error of the workpiece W relative to the master workpiece M and judging whether or not the workpiece passes inspection.

なお、上述のように測定ユニット30は、被測定ワークWやマスターワークMのそれぞれの所定部位について寸法測定する場合にも用いることが可能である。また、測定ユニット30がダイヤルゲージである場合には、ダイヤルタイプのほかに梃子(てこ)タイプのダイヤルゲージを用いることも可能である。 As described above, the measuring unit 30 can also be used to measure the dimensions of a specific portion of the workpiece W or the master workpiece M. In addition, if the measuring unit 30 is a dial gauge, it is possible to use a lever type dial gauge in addition to the dial type.

冷熱装置40,50は、被測定ワークWやマスターワークM(以下、これらをまとめて「ワークW,M」という場合がある)を冷却したり加熱したりすることが可能な冷熱ユニットであり、これらはほぼ同様に構成されている。そのため、ここでは冷熱装置40,50のうち、冷熱装置40を代表してこれらの構成について図1および図2を参照して説明する。冷熱装置50については、各部に付与された符号「4x」を「5x」に置き換えることにより説明できる(xは一桁の数字)。なお、図2には、被測定ワークW(またはマスターワークM)を冷熱装置40(または冷熱装置50)に載置する前後の状態が図示されている(図2(A)は載置前の状態、図2(B)は載置後の状態)。 The cooling devices 40, 50 are cooling units capable of cooling or heating the workpiece W to be measured or the master workpiece M (hereinafter, these may be collectively referred to as "workpieces W, M"), and are configured in almost the same way. Therefore, here, the configuration of the cooling devices 40, 50 will be described with reference to Figs. 1 and 2, representing the cooling device 40. The cooling device 50 can be described by replacing the reference numerals "4x" given to each part with "5x" (x is a single digit number). Note that Fig. 2 shows the state before and after placing the workpiece W to be measured (or the master workpiece M) on the cooling device 40 (or the cooling device 50) (Fig. 2(A) shows the state before placing, and Fig. 2(B) shows the state after placing).

冷熱装置40は、例えば、冷熱キャビティ41、ペルチェユニット43、ヒートシンク44、ファンユニット47等により構成されている。冷熱キャビティ41は、例えば、比較的廉価で熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)からなる厚板のプレートであり、その上面41aにはワークW,Mの径方向半分を収容可能な凹部42が形成されている。この凹部42の形状は、ワークW,Mの形状によって異なるが、基本的には、冷熱キャビティ41にワークW,Mを容易に載置したり取り出したりすることが可能な凹形状であって、凹部42の内表面とマスターワークMの外表面との接触面積が最大になり得るように構成されている。なお、図示されていないが、ヒートシンク44やファンユニット47を冷熱キャビティ41に図略のボルトのねじ締結により取り付けるための雌ねじ孔が、例えば、当該冷熱キャビティ41の四隅に形成されている。 The cold/hot device 40 is composed of, for example, a cold/hot cavity 41, a Peltier unit 43, a heat sink 44, a fan unit 47, etc. The cold/hot cavity 41 is, for example, a thick plate made of a relatively inexpensive metal with high thermal conductivity (for example, copper or aluminum), and a recess 42 capable of accommodating the radial half of the workpieces W and M is formed on its upper surface 41a. The shape of this recess 42 varies depending on the shape of the workpieces W and M, but is basically a recessed shape that allows the workpieces W and M to be easily placed in and removed from the cold/hot cavity 41, and is configured so that the contact area between the inner surface of the recess 42 and the outer surface of the master workpiece M can be maximized. Although not shown, female screw holes for attaching the heat sink 44 and the fan unit 47 to the cold/hot cavity 41 by screwing in bolts (not shown) are formed, for example, at the four corners of the cold/hot cavity 41.

なお、図2(B)に示すように、被測定ワークWやマスターワークMを冷熱キャビティ41に載置した状態において、凹部42の内表面とワークW,Mの外表面との間に隙間(空間)が生じる場合には、これらの間に機械油MOが入り込むことにより両者間における熱伝達効率を向上させることが可能になる。被測定ワークWの加工中には冷却用に機械油MOが被測定ワークWに散布され、また加工後においては機械油MOが満たされた冷却槽に被測定ワークWが投入され得る。そのため、加工後の被測定ワークWは、概ね機械油MOの油膜に覆われていることから、このような膜状にワークW,Mを覆う機械油MOが凹部42とワークW,Mの間に介在することで熱伝達効率の低下を抑制し得る。 As shown in FIG. 2B, when the measured workpiece W or the master workpiece M is placed in the heat/cold cavity 41, if a gap (space) occurs between the inner surface of the recess 42 and the outer surface of the workpieces W and M, machine oil MO can enter between them to improve the heat transfer efficiency between the two. During machining of the measured workpiece W, machine oil MO is sprayed on the measured workpiece W for cooling, and after machining, the measured workpiece W can be placed in a cooling tank filled with machine oil MO. Therefore, since the measured workpiece W after machining is mostly covered with a film of machine oil MO, the machine oil MO covering the workpieces W and M in such a film-like form can be interposed between the recess 42 and the workpieces W and M to suppress a decrease in heat transfer efficiency.

ペルチェユニット43は、薄板形状の冷熱モジュールであり、冷熱装置40の吸熱体や発熱体として機能するものである。例えば多数のペルチェ素子を有する。ペルチェ素子は、異種金属の接合部に電流を流すと一方の金属から他方に金属に熱が移動するペルチェ効果を利用した半導体素子である。ペルチェユニット43は、このようなペルチェ素子を多数、電気的に直列に接続して2枚のセラミック基板の間に挟み込むように構成されている。ペルチェユニット43は、順方向に電流を流すと一方面側で吸熱し他方面側で発熱し、逆方向に電流を流すと一方面側で発熱し他方面側で吸熱する。また、ペルチェユニット43に供給される電力(駆動電力)を増減により吸熱量や発熱量を増やしたり減らしたりすることができる。 The Peltier unit 43 is a thin plate-shaped cooling/heating module that functions as a heat absorber and heat generator for the cooling/heating device 40. For example, it has many Peltier elements. A Peltier element is a semiconductor element that utilizes the Peltier effect, in which heat is transferred from one metal to the other when current is passed through the junction of dissimilar metals. The Peltier unit 43 is configured by electrically connecting many such Peltier elements in series and sandwiching them between two ceramic substrates. When current is passed in the forward direction, the Peltier unit 43 absorbs heat on one side and generates heat on the other side, and when current is passed in the reverse direction, it generates heat on one side and absorbs heat on the other side. In addition, the amount of heat absorbed or generated can be increased or decreased by increasing or decreasing the power (driving power) supplied to the Peltier unit 43.

本第1実施形態では、ペルチェユニット43の一方面側のセラミック基板が冷熱キャビティ41の下面41bに対してほぼ全面において熱結合し得るように冷熱キャビティ41の下面41bと同様の矩形状に形成されている。また、このセラミック基板と冷熱キャビティ41の下面41bとの間には、熱伝導率の大きいペースト状のシリコングリスが介在している。なお、ペルチェユニット43の他方面側のセラミック基板は、次に説明するヒートシンク44に対してシリコングリスを介して熱結合する。 In this first embodiment, the ceramic substrate on one side of the Peltier unit 43 is formed in a rectangular shape similar to the bottom surface 41b of the cold/hot cavity 41 so that it can be thermally coupled to the bottom surface 41b of the cold/hot cavity 41 over almost the entire surface. In addition, a paste-like silicone grease with high thermal conductivity is interposed between this ceramic substrate and the bottom surface 41b of the cold/hot cavity 41. The ceramic substrate on the other side of the Peltier unit 43 is thermally coupled to the heat sink 44, which will be described next, via the silicone grease.

ペルチェユニット43には、直流電力を供給するためのプラス電極とマイナス電極が設けられており、本第1実施形態では、温度コントローラ70に内蔵された図略のペルチェドライバ回路に接続されている。ペルチェユニット43は、供給される直流電力の極性が入れ替わることによって一方面側または他方面側の吸熱(冷却)や発熱(加熱)を切り換えることができる。ペルチェユニット43は、ヒートシンク44が前述の図略のボルトのねじ締結により冷熱キャビティ41に取り付けられる際に冷熱キャビティ41とヒートシンク44の間にサンドイッチ状に挟持されて両者間に固定される。 The Peltier unit 43 is provided with positive and negative electrodes for supplying DC power, and in this first embodiment, is connected to a Peltier driver circuit (not shown) built into the temperature controller 70. The Peltier unit 43 can switch between absorbing heat (cooling) or generating heat (heating) on one side or the other side by switching the polarity of the DC power supplied. When the heat sink 44 is attached to the cold/hot cavity 41 by screwing in the bolts (not shown), the Peltier unit 43 is sandwiched between the cold/hot cavity 41 and the heat sink 44 and fixed between them.

なお、前述した計測装置20のペルチェユニット27も、吸熱体や発熱体として機能するものである。電気的にはペルチェユニット43と同様に構成されているが、複数の短冊状片に分割されてこれらが電気的に直列に接続されている。例えば、1枚の短冊状片は、支柱23(円柱形状)の軸方向に沿った細長の矩形形状を有し、支柱23の周囲を囲み得るように配置上の断面形状がロ字状、コ字状またはL字状を成すように複数の短冊状片が支柱23に取り付けられている。また、これらの短冊状片からなるペルチェユニット27と支柱23の間にも、上記のシリコングリスが介在している。また、ペルチェユニット27の支柱23に対する取付構造は、例えば、後述するファンユニット29の専用ブラケット等を介して取り付け可能に構成される。 The Peltier unit 27 of the measuring device 20 described above also functions as a heat absorber and a heat generator. Electrically, it is configured in the same way as the Peltier unit 43, but it is divided into multiple strips that are electrically connected in series. For example, one strip has a long and narrow rectangular shape along the axial direction of the support 23 (cylindrical shape), and multiple strips are attached to the support 23 so that the cross-sectional shape is a square, U-shape, or L-shape so that it can surround the periphery of the support 23. The above-mentioned silicone grease is also interposed between the Peltier unit 27 consisting of these strips and the support 23. The mounting structure of the Peltier unit 27 to the support 23 is configured so that it can be mounted, for example, via a dedicated bracket of the fan unit 29 described later.

なお、ペルチェユニット43,53,27に供給される駆動電力を増加させたり減少させたり制御することによって、ペルチェユニット43,53,27の吸熱量や発熱量を増やしたり減らしたりすることができる。そのため、ペルチェユニット43,53に供給される駆動電力の増減によって、結果的に冷熱装置40,50がワークW,Mを冷却や加熱する温度(冷熱装置40,50の出力温度)を制御することが可能になる。 The amount of heat absorbed or generated by the Peltier units 43, 53, 27 can be increased or decreased by increasing or decreasing the driving power supplied to the Peltier units 43, 53, 27. As a result, by increasing or decreasing the driving power supplied to the Peltier units 43, 53, it becomes possible to control the temperature at which the cooling devices 40, 50 cool or heat the workpieces W, M (the output temperature of the cooling devices 40, 50).

ヒートシンク44は、例えば、一方側に平坦面、他方側に放熱用の複数のフィン45を有するアルミニウム製の放熱板である。ヒートシンク44の平坦面は、前述したペルチェユニット43を構成する他方のセラミック基板に対してほぼ全面において熱結合し得るように同セラミック基板と同様の矩形状に形成されている。このセラミック基板とヒートシンク44の平坦面との間には、熱伝導率の大きいペースト状のシリコングリスが介在している。ヒートシンク44の他方側に形成される複数のフィン45は、その先端がファンユニット47の吸気側に接するように配置されている。 The heat sink 44 is, for example, an aluminum heat sink having a flat surface on one side and multiple fins 45 for heat dissipation on the other side. The flat surface of the heat sink 44 is formed in the same rectangular shape as the other ceramic substrate constituting the Peltier unit 43 described above so that it can be thermally bonded over almost the entire surface to the other ceramic substrate. A paste-like silicone grease with high thermal conductivity is interposed between this ceramic substrate and the flat surface of the heat sink 44. The multiple fins 45 formed on the other side of the heat sink 44 are positioned so that their tips contact the intake side of the fan unit 47.

ヒートシンク44は、前述の図略のボルトを介して冷熱キャビティ41にねじ締結されるか、または次に説明するファンユニット47が前述の図略のボルトを介して冷熱キャビティ41にねじ締結される際にペルチェユニット43とともに冷熱キャビティ41とファンユニット47の間にサンドイッチ状に挟持されてペルチェユニット43とファンユニット47の間に固定される。 The heat sink 44 is screwed to the cold/hot cavity 41 via the bolts not shown in the figure described above, or when the fan unit 47 described next is screwed to the cold/hot cavity 41 via the bolts not shown in the figure described above, the heat sink 44 is sandwiched together with the Peltier unit 43 between the cold/hot cavity 41 and the fan unit 47 and fixed between the Peltier unit 43 and the fan unit 47.

ファンユニット47は、例えば、DCモータでファンブレードを回転させ得る軸流タイプの冷却ファンであり(DCモータやファンブレードは図示されていない)、外部に排熱する機能を有するものである。本第1実施形態では、前述したヒートシンク44の他方側(フィン45側)に吸気側が接するように、つまり排気側が周囲空間に向くように、図略のボルトを介して冷熱キャビティ41またはヒートシンク44にねじ締結される。このファンユニット47は、他のファンユニット29,57とともに温度コントローラ70に内蔵された図略のファンドライバ回路から個別に駆動電力が供給される。なお、流通する冷水により排熱する機能を有するウォータジャケットを、ファンユニット47に代えて用いたり、ファンユニット47と併用したりしてもよい。 The fan unit 47 is, for example, an axial type cooling fan that can rotate fan blades with a DC motor (the DC motor and fan blades are not shown), and has a function of discharging heat to the outside. In this first embodiment, the fan unit 47 is screwed to the cold cavity 41 or the heat sink 44 via bolts (not shown) so that the intake side is in contact with the other side (fin 45 side) of the heat sink 44 described above, that is, so that the exhaust side faces the surrounding space. This fan unit 47 is supplied with driving power individually from a fan driver circuit (not shown) built into the temperature controller 70 together with the other fan units 29 and 57. Note that a water jacket having a function of discharging heat by circulating cold water may be used instead of the fan unit 47 or in combination with the fan unit 47.

なお、前述した計測装置20のファンユニット29も、電気的にはファンユニット47と同様に構成されているが、ファンユニット29やそのファンブレードの大きさや形状が短冊状片からなるペルチェユニット27に適した形状等に構成されている点がファンユニット47,57と異なる。また支柱23に対するファンユニット29の取付構造は、専用ブラケット等を介して取り付け可能に構成される。なお、ファンユニット47と同様に前述のウォータジャケットを、ファンユニット29に代えて用いたり、ファンユニット29と併用したりしてもよい。 The fan unit 29 of the measuring device 20 described above is electrically configured in the same way as the fan unit 47, but differs from the fan units 47 and 57 in that the size and shape of the fan unit 29 and its fan blades are configured to be suitable for the Peltier unit 27, which is made of a rectangular piece. The mounting structure of the fan unit 29 to the support 23 is configured so that it can be mounted via a dedicated bracket or the like. As with the fan unit 47, the water jacket described above may be used in place of the fan unit 29 or in combination with the fan unit 29.

温度センサ61,62は、非接触タイプの放射温度センサであり、被測定ワークWやマスターワークM等の被測定対象物が発する赤外線をワークW,Mの上方からそれぞれ検知してその温度を測定するものである。そのため、温度センサ61,62は、例えば、冷熱装置40,50に載置されたワークW,Mから放射される赤外線をこれらの斜め上方から吸収可能な位置関係を維持し得るように図略のスタンド等に設けられる。 The temperature sensors 61, 62 are non-contact type radiation temperature sensors that detect infrared rays emitted by the objects to be measured, such as the workpiece W and the master workpiece M, from above the workpieces W, M, respectively, and measure their temperatures. For this reason, the temperature sensors 61, 62 are mounted, for example, on a stand (not shown) so as to maintain a positional relationship that allows them to absorb the infrared rays radiated from the workpieces W, M placed on the cooling devices 40, 50 from diagonally above them.

本第1実施形態では、温度センサ61は、被測定ワークWの温度情報としてワーク温度情報を出力し、温度センサ62は、マスターワークMの温度情報としてマスター温度情報を出力する。温度センサ61,62は、いずれも温度コントローラ70に接続されているため、これらから出力される温度情報(ワーク温度情報、マスター温度情報)は、温度コントローラ70に入力される。 In this first embodiment, the temperature sensor 61 outputs workpiece temperature information as the temperature information of the measured workpiece W, and the temperature sensor 62 outputs master temperature information as the temperature information of the master workpiece M. Since the temperature sensors 61 and 62 are both connected to the temperature controller 70, the temperature information (workpiece temperature information, master temperature information) output from these sensors is input to the temperature controller 70.

温度センサ63は、接触タイプの温度センサ(例えば、熱電対やサーミスタ)であり、計測装置20の支柱23に取り付けられて支柱23の温度を測定するものである。温度センサ63は、例えば、その温度検知部分が支柱23に対して直接的またはシリコングリス等を介して間接的に接するように支柱23に取り付けられる。本第1実施形態では、温度センサ61,62と同様に、温度センサ63も温度コントローラ70に接続されている。そのため、計測装置20の支柱23の温度情報として温度センサ63から出力された測定装置温度情報は、温度コントローラ70に入力される。また、外部から特定温度情報が入力されることもある。 The temperature sensor 63 is a contact type temperature sensor (e.g., a thermocouple or a thermistor) that is attached to the support 23 of the measuring device 20 to measure the temperature of the support 23. The temperature sensor 63 is attached to the support 23, for example, so that its temperature detection portion is in direct contact with the support 23 or indirectly via silicone grease or the like. In this first embodiment, like the temperature sensors 61 and 62, the temperature sensor 63 is also connected to the temperature controller 70. Therefore, the measuring device temperature information output from the temperature sensor 63 as the temperature information of the support 23 of the measuring device 20 is input to the temperature controller 70. Specific temperature information may also be input from outside.

温度コントローラ70は、例えば、MPU、メモリ(RAM、ROM(EEPROMを含む))、入出力インタフェース、ペルチェドライバ回路、ファンドライバ回路等により構成されるマイコンユニットである(TCNT)。本第1実施形態では、冷熱装置40のペルチェユニット43、冷熱装置50のペルチェユニット53、計測装置20のペルチェユニット27がペルチェドライバ回路に接続され、また冷熱装置40等のファンユニット47,57,29がファンドライバ回路に接続されてそれぞれ駆動制御される。また温度コントローラ70の入出力インタフェースには温度センサ61~63が接続されており、これらから出力される被測定ワークWのワーク温度情報、マスターワークMのマスター温度情報や計測装置20の支柱23の測定装置温度情報が温度コントローラ70に入力される。 The temperature controller 70 is a microcomputer unit (TCNT) that is composed of, for example, an MPU, memory (RAM, ROM (including EEPROM)), an input/output interface, a Peltier driver circuit, a fan driver circuit, and the like. In this first embodiment, the Peltier unit 43 of the cooling device 40, the Peltier unit 53 of the cooling device 50, and the Peltier unit 27 of the measuring device 20 are connected to the Peltier driver circuit, and the fan units 47, 57, and 29 of the cooling device 40, etc. are connected to the fan driver circuit and are driven and controlled, respectively. Temperature sensors 61 to 63 are connected to the input/output interface of the temperature controller 70, and the workpiece temperature information of the measured workpiece W, the master temperature information of the master workpiece M, and the measuring device temperature information of the support 23 of the measuring device 20 output from these are input to the temperature controller 70.

これらの温度情報に基づいて、温度コントローラ70が後述の恒温制御処理や冷熱制御処理を実行することによって、冷熱装置40等のペルチェユニット43,53,27の温度制御が行われる。なお、冷熱装置40のファンユニット47、冷熱装置50のファンユニット57、計測装置20のファンユニット29については、いずれも、例えば、温度コントローラ70の電源スイッチ(図略)がオンされて電源が投入されたほぼ直後から起動され、電源オフの検知により所定時間経過後に停止するように制御される。これらのファンユニット47,57,29に対する制御も、温度コントローラ70に入力されるワーク温度情報、マスター温度情報や測定装置温度情報に基づいて、起動や停止が個々に行われるように構成してもよい。 Based on this temperature information, the temperature controller 70 executes the constant temperature control process and the cold/hot control process described below, thereby controlling the temperature of the Peltier units 43, 53, and 27 of the cold/hot device 40, etc. Note that the fan unit 47 of the cold/hot device 40, the fan unit 57 of the cold/hot device 50, and the fan unit 29 of the measuring device 20 are all controlled to start almost immediately after the power switch (not shown) of the temperature controller 70 is turned on to turn on the power, and to stop after a predetermined time has elapsed upon detection that the power is off. The control of these fan units 47, 57, and 29 may also be configured to start and stop individually based on the work temperature information, master temperature information, and measuring device temperature information input to the temperature controller 70.

本第1実施形態では、図2に示すように、冷熱装置40,50の冷熱キャビティ41,51を厚板のプレートにより構成したが、例えば、図3(A)や図3(B)に示すように、内部空間SPに機械油MOを満たし得る無蓋の矩形箱形状に冷熱キャビティ141を構成してもよい。このような冷熱キャビティ141を備える冷熱装置140では、冷熱キャビティ141の内部空間SPにワークW,Mが収容されてその全体が機械油MOに浸かる。そのため、ワークW,Mの全体が機械油MOととも冷却されたり加熱されたりすることから、図2の冷熱装置40,50の冷熱キャビティ41,51に比べて、効率よくワークW,Mの温度を制御することが可能になる。なお、図面表現上の便宜から図3においては、内部空間SPに貯留された機械油MOを薄い灰色に着色している。 In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the cold cavity 41, 51 of the cold device 40, 50 is configured with a thick plate, but for example, as shown in FIG. 3(A) and FIG. 3(B), the cold cavity 141 may be configured in the shape of a rectangular box without a lid, in which the internal space SP can be filled with machine oil MO. In the cold device 140 equipped with such a cold cavity 141, the workpiece W, M is accommodated in the internal space SP of the cold cavity 141 and is entirely immersed in the machine oil MO. Therefore, since the entire workpiece W, M is cooled or heated together with the machine oil MO, it is possible to control the temperature of the workpiece W, M more efficiently than the cold cavity 41, 51 of the cold device 40, 50 in FIG. 2. For convenience of drawing representation, the machine oil MO stored in the internal space SP is colored light gray in FIG. 3.

冷熱装置140は、例えば、冷熱キャビティ141、ペルチェユニット145、ヒートシンク146、ファンユニット148,149等により構成されている。冷熱キャビティ141は、例えば、比較的廉価で熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)からなり、片仮名のロ字状に配置される4枚の側壁部142と、これらの側壁部142に囲まれる内部空間SPの底を塞ぐ底部143とにより構成されている。これらは、いずれも厚肉であり一体に形成されている。底部143には、図略のボルトのねじ締結により取り付けるための雌ねじ孔が複数箇所に形成されている。冷熱キャビティ141は、冷熱装置40,50の冷熱キャビティ41,51に比べると、その開口や底部143の形状は、ワークW,Mの軸方向形状よりも一回り大きい細長矩形に形成されている。 The cold/heat device 140 is composed of, for example, a cold/heat cavity 141, a Peltier unit 145, a heat sink 146, fan units 148, 149, etc. The cold/heat cavity 141 is composed of, for example, four side walls 142 arranged in a square shape, made of a relatively inexpensive metal with high thermal conductivity (e.g., copper or aluminum), and a bottom 143 that closes the bottom of the internal space SP surrounded by these side walls 142. All of these are thick and formed as one piece. The bottom 143 has multiple female threaded holes for mounting by screwing in bolts (not shown). Compared to the cold/heat cavities 41, 51 of the cold/heat devices 40, 50, the opening and bottom 143 of the cold/heat cavity 141 are formed as an elongated rectangle that is slightly larger than the axial shape of the workpieces W, M.

ペルチェユニット145は、冷熱キャビティ141の底部143に対してほぼ全面において熱結合し得るように底部143と同様の細長矩形状にペルチェユニット145のセラミック基板が形成される点を除いて前述したペルチェユニット43とほぼ同様に構成される。また、複数のフィン147を有するヒートシンク146も、底部143と同様の細長矩形状に形成される点を除いて前述したヒートシンク44とほぼ同様に構成されている。 The Peltier unit 145 is configured in substantially the same manner as the Peltier unit 43 described above, except that the ceramic substrate of the Peltier unit 145 is formed in the same elongated rectangular shape as the bottom 143 of the cold/hot cavity 141 so that it can be thermally coupled over substantially the entire surface of the bottom 143. The heat sink 146 having a plurality of fins 147 is also configured in substantially the same manner as the heat sink 44 described above, except that it is formed in the same elongated rectangular shape as the bottom 143.

ヒートシンク146は、前述の図略のボルトを介して冷熱キャビティ141の底部143にねじ締結されるか、またはファンユニット148,149が前述の図略のボルトを介して底部143にねじ締結される際にペルチェユニット145とともに冷熱キャビティ141の底部143とファンユニット148,149の間にサンドイッチ状に挟持されてペルチェユニット145とファンユニット148,149の間に固定される。 The heat sink 146 is screwed to the bottom 143 of the cold cavity 141 via the bolts not shown in the figure described above, or when the fan units 148, 149 are screwed to the bottom 143 via the bolts not shown in the figure described above, the heat sink 146 is sandwiched together with the Peltier unit 145 between the bottom 143 of the cold cavity 141 and the fan units 148, 149, and is fixed between the Peltier unit 145 and the fan units 148, 149.

ヒートシンク146が細長矩形状に形成されるため、冷熱装置140は2つの小型のファンユニット148,149を備えている。ファンユニット148,149は、ファンユニット47,57よりも小型である点を除いて、ファンユニット47,57と同様に構成される。なお、ファンユニット148,149は、いずれも図略のボルトを介して冷熱キャビティ141またはヒートシンク146にねじ締結される。なお、ファンユニット47と同様に前述したウォータジャケットを、ファンユニット148,149に代えて用いたり、ファンユニット148,149と併用したりしてもよい。 Since the heat sink 146 is formed in an elongated rectangular shape, the cooling device 140 is equipped with two small fan units 148, 149. The fan units 148, 149 are configured similarly to the fan units 47, 57, except that they are smaller than the fan units 47, 57. The fan units 148, 149 are both screwed to the cooling cavity 141 or the heat sink 146 via bolts (not shown). As with the fan unit 47, the water jacket described above may be used in place of the fan units 148, 149 or in combination with the fan units 148, 149.

なお、内部空間SPに貯留される機械油MOの注入量は、ワークW,Mの全体が機械油MOに浸かる量でも、またワークW,Mの一部が内部空間SPに露出し得る量であってもよい(図3(B)に示す一点鎖線L)。機械油MOの注入量を一点鎖線L付近に留めることによって、ワークW,Mの一部が内部空間SPに露出することから、ワークW,Mの全体が機械油MOに覆われる場合に比べて温度センサ61,62での温度測定の際に機械油MOの影響を受け難い。そのため、温度センサ61,62(放射温度センサ)による温度の測定精度を高めることが可能になる。 The amount of machine oil MO stored in the internal space SP may be an amount that allows the entire workpieces W, M to be immersed in the machine oil MO, or an amount that allows part of the workpieces W, M to be exposed to the internal space SP (dotted line L shown in Figure 3(B)). By keeping the amount of machine oil MO injected near the dotted line L, part of the workpieces W, M are exposed to the internal space SP, so that the temperature is less affected by the machine oil MO when measuring the temperature with the temperature sensors 61, 62 than when the entire workpieces W, M are covered in the machine oil MO. This makes it possible to improve the accuracy of temperature measurement by the temperature sensors 61, 62 (radiation temperature sensors).

次に、温度コントローラ70により実行される恒温制御処理や冷熱制御処理について図4および図5を参照しながら説明する。この恒温制御処理と冷熱制御処理は、温度コントローラ70のメモリ(ROM)に記憶された恒温制御プログラムや冷熱制御プログラムを温度コントローラ70のMPUが実行することにより実現される。本第1実施形態では、後述のように恒温制御処理と冷熱制御処理が並列に実行される。そのため、温度コントローラ70にはタスク制御プログラムも実装されている。恒温制御プログラム(恒温制御処理)は、温度コントローラ70の電源スイッチ(図略)がオンされて電源が投入された直後から起動される(恒温制御タスク)。 Next, the constant temperature control process and cold/hot control process executed by the temperature controller 70 will be described with reference to Figures 4 and 5. The constant temperature control process and cold/hot control process are realized by the MPU of the temperature controller 70 executing a constant temperature control program and a cold/hot control program stored in the memory (ROM) of the temperature controller 70. In this first embodiment, the constant temperature control process and the cold/hot control process are executed in parallel as described below. For this reason, a task control program is also implemented in the temperature controller 70. The constant temperature control program (constant temperature control process) is started immediately after the power switch (not shown) of the temperature controller 70 is turned on to power up (constant temperature control task).

なお、ここでは、被測定ワークWが冷熱装置40に載置され、またマスターワークMが冷熱装置50に載置された状態を前提に説明するが、例えば、冷熱装置40,50のいずれにも被測定ワークWやマスターワークMが載置されていない場合についても同様に説明することができる。被測定ワークWやマスターワークMが載置されていない場合においては、温度センサ61,62により測定される温度は冷熱キャビティ41,51の温度になるため、以下の恒温制御処理や冷熱制御処理の説明においては、被測定ワークWやマスターワークMの温度(マスター温度情報やワーク温度情報)が冷熱キャビティ41,51の温度になる。この場合には、冷熱キャビティ41,51は、ワークW,Mの載置に備えて待機している状態になる。 Note that, although the description here is based on the assumption that the workpiece W to be measured is placed on the cooling device 40 and the master workpiece M is placed on the cooling device 50, the same description can be given for the case where, for example, the workpiece W to be measured and the master workpiece M are not placed on either the cooling device 40, 50. When the workpiece W to be measured and the master workpiece M are not placed on either the cooling device 40, 50, the temperature measured by the temperature sensors 61, 62 is the temperature of the cooling cavities 41, 51, so in the following description of the constant temperature control process and the cooling control process, the temperature of the workpiece W to be measured and the master workpiece M (master temperature information and workpiece temperature information) is the temperature of the cooling cavities 41, 51. In this case, the cooling cavities 41, 51 are in a standby state in preparation for the placement of the workpieces W and M.

図4に示すように、恒温制御処理では、まずステップS101により所定の初期化処理が行われる。この処理では、例えば、温度コントローラ70のメモリ(RAM)の本処理用のワーク領域やフラグをクリアしたり、ペルチェドライバ回路や温度センサ61,62に初期設定用の制御コマンドを送出したりする。 As shown in FIG. 4, the constant temperature control process first performs a predetermined initialization process in step S101. In this process, for example, the work area and flags for this process in the memory (RAM) of the temperature controller 70 are cleared, and control commands for initial setting are sent to the Peltier driver circuit and the temperature sensors 61 and 62.

次のステップS103では特定温度情報取得処理が行われる。本恒温制御処理は、冷熱装置40,50のペルチェユニット43,53および計測装置20のペルチェユニット27を制御して、被測定ワークW、マスターワークMや計測装置20の支柱23の温度を特定の同じ温度(特定温度)に合わせて(揃えて)保つことを主な目的とする。そのため、この特定温度情報取得処理では、一致させる特定温度の情報が取得される。 In the next step S103, a specific temperature information acquisition process is performed. The main purpose of this constant temperature control process is to control the Peltier units 43, 53 of the cooling devices 40, 50 and the Peltier unit 27 of the measuring device 20 to keep the temperatures of the measured work W, the master work M, and the support 23 of the measuring device 20 at a specific, identical temperature (specific temperature). Therefore, in this specific temperature information acquisition process, information on the specific temperature to be matched is acquired.

特定温度の情報は、例えば、(1)温度コントローラ70の外部から図略の操作パネル等を介して数値入力されて取得される。入力操作は検査工程の担当者により行われ、例えば23℃(所定の温度)に設定される(23℃±1℃のように上下1℃の誤差を許容する場合には22℃~24℃のように上限温度と下限温度がそれぞれ設定される)。また(2)温度センサ61により測定されて温度コントローラ70に入力される現在の被測定ワークWの温度情報(ワーク温度情報)を、特定温度の情報として取得してもよい。さらに(3)温度センサ63により測定されて温度コントローラ70に入力される現在の計測装置20の支柱23の温度情報(測定装置温度情報)を、特定温度の情報として取得してもよい。また(4)温度センサ62により測定されて温度コントローラ70に入力される現在のマスターワークMの温度情報(マスター温度情報)を、特定温度の情報として取得してもよい。 The specific temperature information is obtained, for example, by (1) inputting a numerical value from outside the temperature controller 70 via an operation panel (not shown). The input operation is performed by a person in charge of the inspection process, and is set to, for example, 23°C (predetermined temperature) (if an error of 1°C above or below is allowed, such as 23°C ±1°C, the upper and lower limits are set to 22°C to 24°C). In addition, (2) the temperature information (workpiece temperature information) of the current measured workpiece W measured by the temperature sensor 61 and input to the temperature controller 70 may be obtained as the specific temperature information. Furthermore, (3) the temperature information (measuring device temperature information) of the current support 23 of the measuring device 20 measured by the temperature sensor 63 and input to the temperature controller 70 may be obtained as the specific temperature information. In addition, (4) the temperature information (master temperature information) of the current master workpiece M measured by the temperature sensor 62 and input to the temperature controller 70 may be obtained as the specific temperature information.

即ち、上記(1)の場合には図略の操作パネル等から温度コントローラ70に入力される数値情報が特定温度の情報として取得され、また上記(2)~(4)の場合には温度センサ61~63から温度コントローラ70に入力されるワーク温度情報(温度センサ61が出力)、測定装置温度情報(温度センサ63が出力)、マスター温度情報(温度センサ62が出力)が特定温度の情報として取得される。なお、後述する設定情報記憶処理(S117)により前回の特定温度情報が温度コントローラ70のメモリに記憶されている場合には、当該前回の特定温度情報をメモリから読み出して、今回の特定温度の情報として取得してもよい。特定温度情報取得処理(S103)により取得された特定温度の情報は、ステップS105の特定温度情報記憶処理により温度コントローラ70のメモリ(RAM)に記憶される。 That is, in the above case (1), the numerical information input to the temperature controller 70 from an operation panel (not shown) or the like is acquired as the specific temperature information, and in the above cases (2) to (4), the work temperature information (output by temperature sensor 61), the measuring device temperature information (output by temperature sensor 63), and the master temperature information (output by temperature sensor 62) input to the temperature controller 70 from the temperature sensors 61 to 63 are acquired as the specific temperature information. Note that if the previous specific temperature information is stored in the memory of the temperature controller 70 by the setting information storage process (S117) described later, the previous specific temperature information may be read from the memory and acquired as the current specific temperature information. The specific temperature information acquired by the specific temperature information acquisition process (S103) is stored in the memory (RAM) of the temperature controller 70 by the specific temperature information storage process in step S105.

続くステップS107では冷熱制御起動処理が行われる。この処理では、温度コントローラ70のメモリ(ROM)に記憶された冷熱制御プログラムがMPUにより起動されて図5に示す冷熱制御処理が開始される。本第1実施形態では、冷熱装置40,50のペルチェユニット43,53や計測装置20のペルチェユニット27のそれぞれに対応して別々の冷熱制御処理(冷熱制御タスク)が実行される。そのため、本第1実施形態では、恒温制御処理(図4)による恒温制御タスク(親タスク)と、冷熱制御処理(図5)による3つの冷熱制御タスク(子タスク)が並行して実行される。厳密には、後述するように、冷熱制御処理(図5)においてもさらにその子タスク(孫タスク)としてペルチェ駆動制御タスクが実行される。このようなマルチタスク処理は、温度コントローラ70に実装されているタスク制御プログラムにより行われる。なお、図5の冷熱制御処理については後で説明する。 In the next step S107, a cold/heat control start process is performed. In this process, the cold/heat control program stored in the memory (ROM) of the temperature controller 70 is started by the MPU, and the cold/heat control process shown in FIG. 5 is started. In this first embodiment, separate cold/heat control processes (cold/heat control tasks) are executed corresponding to the Peltier units 43, 53 of the cold/heat devices 40, 50 and the Peltier unit 27 of the measuring device 20. Therefore, in this first embodiment, the constant temperature control task (parent task) by the constant temperature control process (FIG. 4) and the three cold/heat control tasks (child tasks) by the cold/heat control process (FIG. 5) are executed in parallel. Strictly speaking, as described later, the Peltier drive control task is also executed as a child task (grandchild task) in the cold/heat control process (FIG. 5). Such multitasking process is performed by a task control program implemented in the temperature controller 70. The cold/heat control process in FIG. 5 will be described later.

ステップS107により、ペルチェユニット43,53,27に対する各冷熱制御処理(図5)が開始された後、後述するように温度センサ61~63により測定された温度と目標温度とが一致すると(図5に示すS307;Yes)、本恒温制御処理に対して温度一致情報が出力される(図5に示すS311)。 After step S107 starts each cooling/heating control process (FIG. 5) for the Peltier units 43, 53, and 27, if the temperature measured by the temperature sensors 61-63 matches the target temperature (S307 in FIG. 5; Yes), as described below, temperature matching information is output to this constant temperature control process (S311 in FIG. 5).

例えば、冷熱装置40のペルチェユニット43を制御する冷熱制御処理(図5)からは、被測定ワークWの温度が特定温度に一致した旨のワーク温度一致情報が本恒温制御処理に出力される。また、冷熱装置50のペルチェユニット53を制御する冷熱制御処理(図5)からは、マスターワークMの温度が特定温度に一致した旨のマスター温度一致情報が本恒温制御処理に出力される。さらに、計測装置20のペルチェユニット27を制御する冷熱制御処理(図5)からは、支柱23の温度が特定温度に一致した旨の測定装置温度一致情報が本恒温制御処理に出力される。 For example, the cooling/heating control process (FIG. 5) that controls the Peltier unit 43 of the cooling/heating device 40 outputs work temperature coincidence information to this constant temperature control process, indicating that the temperature of the workpiece W to be measured coincides with a specific temperature. The cooling/heating control process (FIG. 5) that controls the Peltier unit 53 of the cooling/heating device 50 outputs master temperature coincidence information to this constant temperature control process, indicating that the temperature of the master workpiece M coincides with a specific temperature. Furthermore, the cooling/heating control process (FIG. 5) that controls the Peltier unit 27 of the measuring device 20 outputs measuring device temperature coincidence information to this constant temperature control process, indicating that the temperature of the support 23 coincides with a specific temperature.

このため、本恒温制御処理では、ステップS109による温度一致情報取得処理により各温度一致情報(ワーク温度一致情報、マスター温度一致情報、測定装置温度一致情報)を取得されて、次のステップS111によりこれら3つの温度一致情報が揃ったか否か、即ち、被測定ワークW、マスターワークMおよび計測装置20の支柱23のいずれの温度も特定温度に揃って(一致して)保たれているか否かの恒温判定処理が行われる。そして、特定温度に揃って保たれている(恒温完了)と判定された場合には(S111;Yes)、続くステップS113により恒温完了情報出力処理が行われる。これに対して、まだ特定温度に揃っていない(恒温未了)と判定された場合には(S111;No)、ステップS114により恒温未了情報出力処理が行われる。 Therefore, in this constant temperature control process, the temperature coincidence information acquisition process in step S109 acquires each piece of temperature coincidence information (workpiece temperature coincidence information, master temperature coincidence information, measuring device temperature coincidence information), and the next step S111 performs a constant temperature judgment process to determine whether or not these three pieces of temperature coincidence information are complete, that is, whether or not the temperatures of the measured workpiece W, the master workpiece M, and the support 23 of the measuring device 20 are all uniformly (matching) and maintained at a specific temperature. If it is determined that the temperatures are all uniformly maintained at a specific temperature (constant temperature completion) (S111; Yes), the constant temperature completion information output process is performed in the following step S113. On the other hand, if it is determined that the temperatures have not yet been uniformly (constant temperature incomplete) (S111; No), the constant temperature incomplete information output process is performed in step S114.

ステップS113,S114により出力される恒温完了情報や恒温未了情報は、例えば、温度コントローラ70の入出力インタフェースからデジタル信号またはアナログ信号として外部出力される。そのため、例えば、赤と緑の二色表示灯に対して、恒温完了情報の信号が出力された場合には緑色を点灯させ、また恒温未了情報の信号が出力された場合には赤色を点灯させて、検査工程の担当者に発光色により恒温完了や恒温未了の情報を告知し得るように構成することが可能になる。なお、外部出力に代えて、温度コントローラ70にカラーLED等の表示装置を設けて緑色や赤色を発光させてもよい。 The constant temperature completion information and constant temperature incompletion information output by steps S113 and S114 are output to the outside as digital or analog signals from the input/output interface of the temperature controller 70, for example. Therefore, for example, a two-color red and green indicator light can be configured to light up green when a signal for constant temperature completion information is output, and light up red when a signal for constant temperature incompletion information is output, so that the person in charge of the inspection process can be notified of the constant temperature completion or incompletion information by the light emission color. Note that instead of an external output, a display device such as a color LED can be provided in the temperature controller 70 to emit green or red light.

ステップS115では、温度コントローラ70の電源スイッチ(図略)がオフされたか否かを判定する処理が行われる。例えば、電源スイッチのオフ操作をトリガーにした割込み信号の入力が検知された場合には(S115;Yes)、続くステップS117により設定情報記憶処理が行われる。このような割込み信号の入力が検知されない場合には(S115;No)、電源スイッチのオフ操作はされていないので、ステップS109に戻って再度、温度一致情報取得処理等が行われる。 In step S115, a process is performed to determine whether or not the power switch (not shown) of the temperature controller 70 has been turned off. For example, if an input of an interrupt signal triggered by turning the power switch off is detected (S115; Yes), the setting information storage process is performed in the following step S117. If such an input of an interrupt signal is not detected (S115; No), the power switch has not been turned off, so the process returns to step S109 and the temperature consistency information acquisition process is performed again.

ステップS117の設定情報記憶処理では、例えば、S103により取得してステップS105によりメモリに記憶した特定温度(被測定ワークW、マスターワークMや計測装置20の支柱23の温度を揃えるべき特定の同じ温度)の情報を、前回の特定温度として温度コントローラ70のメモリ(EEPROM)に記憶する。これより記憶された前回の特定温度は、例えば、特定温度情報取得処理(S103)においてメモリから読み出すことが可能になる。 In the setting information storage process of step S117, for example, the information on the specific temperature (the specific same temperature at which the temperatures of the measured workpiece W, the master workpiece M, and the support 23 of the measuring device 20 should be uniform) acquired in S103 and stored in the memory in step S105 is stored in the memory (EEPROM) of the temperature controller 70 as the previous specific temperature. This makes it possible to read out the previous specific temperature from the memory, for example, in the specific temperature information acquisition process (S103).

そして、次のステップS119により冷熱制御終了処理が行われることによって、冷熱制御処理(図5)に対して制御終了情報が出力される。より具体的には、恒温制御タスクから冷熱制御タスクにタスク間通信を介して制御終了情報が送られる。本第1実施形態では、冷熱装置40,50のペルチェユニット43,53や計測装置20のペルチェユニット27のそれぞれに対応して別々の冷熱制御処理(冷熱制御タスク)が実行されている。そのため、この制御終了情報の送出されることにより、それぞれの冷熱制御処理(図5)において行われる制御終了判定処理(S315)で「Yes」の判定が行われて各冷熱制御処理(冷熱制御タスク)の実行が終了する。その後、本恒温制御処理も終了する。 Then, the next step S119 performs a cold/heat control end process, and control end information is output to the cold/heat control process (Figure 5). More specifically, control end information is sent from the constant temperature control task to the cold/heat control task via inter-task communication. In this first embodiment, separate cold/heat control processes (cold/heat control tasks) are executed corresponding to the Peltier units 43, 53 of the cold/heat devices 40, 50 and the Peltier unit 27 of the measurement device 20. Therefore, by sending this control end information, a "Yes" determination is made in the control end determination process (S315) performed in each cold/heat control process (Figure 5), and the execution of each cold/heat control process (cold/heat control task) is ended. Thereafter, this constant temperature control process also ends.

続いて、図5に示す冷熱制御処理について説明する。この冷熱制御処理は、前述したように、図4の恒温制御処理の冷熱制御起動処理(S107)により冷熱制御プログラムが起動されて開始される。本第1実施形態では、冷熱装置40,50のペルチェユニット43,53や計測装置20のペルチェユニット27のそれぞれに対応する3つの冷熱制御処理が個々に実行される。これらのペルチェユニット43,53,27に対する冷熱制御処理はほぼ同様であるため、ここでは、冷熱装置40のペルチェユニット43に対応する冷熱制御処理を代表して説明する。 Next, the cold/heat control process shown in FIG. 5 will be described. As described above, this cold/heat control process is started by starting up the cold/heat control program by the cold/heat control start-up process (S107) of the constant temperature control process in FIG. 4. In this first embodiment, three cold/heat control processes corresponding to the Peltier units 43, 53 of the cold/heat devices 40, 50 and the Peltier unit 27 of the measuring device 20 are executed individually. Since the cold/heat control processes for these Peltier units 43, 53, 27 are almost the same, the cold/heat control process corresponding to the Peltier unit 43 of the cold/heat device 40 will be described here as a representative.

図5に示すように、冷熱制御処理では、まずステップS301により目標温度設定処理が行われる。目標温度は、冷熱装置40により冷却されたり加熱されたりする被測定ワークWの温度であって到達を目指す温度のことである。本第1実施形態では、この目標温度は、恒温制御処理(図4)の設定情報記憶処理(S117)によりメモリに記憶した特定温度のことであるから、このステップS301ではメモリから読み出された特定温度の情報が目標温度として設定される。 As shown in FIG. 5, in the cold/hot control process, first, a target temperature setting process is performed in step S301. The target temperature is the temperature of the measured workpiece W that is cooled or heated by the cold/hot device 40, and is the temperature that is aimed to be reached. In this first embodiment, this target temperature is a specific temperature stored in memory by the setting information storage process (S117) of the constant temperature control process (FIG. 4), so in this step S301, the information on the specific temperature read from the memory is set as the target temperature.

次のステップS303ではペルチェ制御開始処理が行われる。この処理では、冷熱装置40のペルチェユニット43に対して駆動電力を供給するペルチェ駆動制御が開始される。このペルチェ駆動制御では、例えば、温度センサ61から出力される被測定ワークWのワーク温度情報に基づいてPID制御された駆動電力(電圧、電流)がPWM制御によりペルチェユニット43に供給される。ペルチェ駆動制御はペルチェ駆動制御プログラムによるペルチェ駆動制御タスクとして実行される。これにより、ペルチェユニット43に対する駆動電力の供給が始まることから、ペルチェユニット43の吸熱または発熱が開始されて冷熱キャビティ41に載置された被測定ワークWの冷却または加熱がスタートする。 In the next step S303, a Peltier control start process is performed. In this process, Peltier drive control is started to supply drive power to the Peltier unit 43 of the cooling/heating device 40. In this Peltier drive control, for example, PID-controlled drive power (voltage, current) based on the workpiece temperature information of the measured workpiece W output from the temperature sensor 61 is supplied to the Peltier unit 43 by PWM control. The Peltier drive control is executed as a Peltier drive control task by the Peltier drive control program. This starts the supply of drive power to the Peltier unit 43, and the Peltier unit 43 starts absorbing or generating heat, starting the cooling or heating of the measured workpiece W placed in the cooling/heating cavity 41.

なお、冷熱装置50の場合には、温度センサ62から出力されるマスターワークMのマスター温度情報に基づいてPID制御された駆動電力がPWM制御によりペルチェユニット53に供給される。また計測装置20の場合には、温度センサ63から出力される支柱23の測定装置温度情報に基づいてPID制御された駆動電力がPWM制御によりペルチェユニット27に供給される。これらは、ペルチェユニット43のペルチェ駆動制御とはそれぞれ別のペルチェ駆動制御(ペルチェ駆動制御タスク)として実行される。 In the case of the cooling device 50, the driving power PID-controlled based on the master temperature information of the master workpiece M output from the temperature sensor 62 is supplied to the Peltier unit 53 by PWM control. In the case of the measuring device 20, the driving power PID-controlled based on the measuring device temperature information of the support 23 output from the temperature sensor 63 is supplied to the Peltier unit 27 by PWM control. These are executed as Peltier driving controls (Peltier driving control tasks) separate from the Peltier driving control of the Peltier unit 43.

次のステップS305では温度情報取得処理が行われる。冷熱装置40においては、この温度情報は被測定ワークWの現在の温度のことである。そのため、この処理では、温度センサ61から出力される被測定ワークWの現在のワーク温度情報を取得する。なお、ステップS305の温度情報は、冷熱装置50では温度センサ62から出力される現在のマスターワークMのマスター温度情報のことであり、また計測装置20では温度センサ63から出力される現在の支柱23の測定装置温度情報のことである。 In the next step S305, a temperature information acquisition process is performed. In the cooling device 40, this temperature information is the current temperature of the workpiece W to be measured. Therefore, in this process, the current workpiece temperature information of the workpiece W to be measured output from the temperature sensor 61 is acquired. Note that the temperature information in step S305 is the current master temperature information of the master workpiece M output from the temperature sensor 62 in the cooling device 50, and is the current measuring device temperature information of the support 23 output from the temperature sensor 63 in the measuring device 20.

続くステップS307では、ステップS305により取得された現在のワーク温度情報とステップS301により設定された目標温度情報とを比較し、被測定ワークWの現在の温度が目標温度に一致しているか否かの判定が行われる。つまり、被測定ワークWの温度が目標温度(特定温度)に到達しているか否かを判定する。この一致は、目標温度に完全に一致する場合に加えて予め許容された誤差の範囲(例えば±1℃)内において一致する場合も含まれる。 In the following step S307, the current workpiece temperature information acquired in step S305 is compared with the target temperature information set in step S301 to determine whether the current temperature of the measured workpiece W matches the target temperature. In other words, it is determined whether the temperature of the measured workpiece W has reached the target temperature (specific temperature). This match includes cases where the temperature matches the target temperature perfectly, as well as cases where the temperature matches within a pre-accepted error range (e.g., ±1°C).

そして、被測定ワークWの温度が目標温度に一致していると判定された場合には(S307;Yes)、当該被測定ワークWは特定温度に到達しておりこれ以上の冷却や加熱は必要ないことから次のステップS309によるペルチェ制御終了処理によりペルチェ駆動制御を終了する。これにより、ペルチェユニット43に対する駆動電力の供給が終わることから、ペルチェユニット43の吸熱または発熱が終了して冷熱キャビティ41に載置された被測定ワークWの冷却または加熱がストップする。一方、被測定ワークWの温度が目標温度に一致していないと判定された場合には(S307;No)、被測定ワークWの冷却や加熱を継続する必要があるため、ステップS305に戻って、再度、温度情報取得処理が行われる。 If it is determined that the temperature of the workpiece W to be measured matches the target temperature (S307; Yes), the workpiece W to be measured has reached a specific temperature and no further cooling or heating is required, so the Peltier drive control is terminated by the Peltier control termination process in the next step S309. This ends the supply of drive power to the Peltier unit 43, so the heat absorption or generation of the Peltier unit 43 ends and the cooling or heating of the workpiece W to be measured placed in the cold/heat cavity 41 stops. On the other hand, if it is determined that the temperature of the workpiece W to be measured does not match the target temperature (S307; No), it is necessary to continue cooling or heating the workpiece W to be measured, so the process returns to step S305 and the temperature information acquisition process is performed again.

ステップS311の温度一致情報出力処理では、被測定ワークWの温度が目標温度、つまり特定温度に一致している旨のワーク温度一致情報を、恒温制御処理(図4)に対して出力する。より具体的には、冷熱制御タスクから恒温制御タスクにタスク間通信を介してワーク温度一致情報が送られる。これにより、恒温制御処理(図4)の温度一致情報取得処理(S109)では、前述したようにワーク温度一致情報の取得が可能になる。このように図4の恒温制御処理に出力される温度一致情報は、冷熱装置50のペルチェユニット53を制御する冷熱制御処理の場合には、マスター温度一致情報であり、計測装置20のペルチェユニット27を制御する冷熱制御処理の場合には、測定装置温度一致情報であり、それぞれ温度一致情報取得処理(S109)により取得される。 In the temperature agreement information output process of step S311, work temperature agreement information indicating that the temperature of the measured workpiece W matches the target temperature, i.e., the specific temperature, is output to the constant temperature control process (Figure 4). More specifically, the work temperature agreement information is sent from the thermal control task to the constant temperature control task via inter-task communication. This makes it possible to acquire the work temperature agreement information in the temperature agreement information acquisition process (S109) of the constant temperature control process (Figure 4) as described above. In this way, the temperature agreement information output to the constant temperature control process of Figure 4 is master temperature agreement information in the case of the thermal control process that controls the Peltier unit 53 of the thermal device 50, and is measuring device temperature agreement information in the case of the thermal control process that controls the Peltier unit 27 of the measuring device 20, and is acquired by the temperature agreement information acquisition process (S109).

次のステップS313では制御情報取得処理が行われる。この処理は、前述した恒温制御処理(図4)の冷熱制御終了処理(S119)から本冷熱制御処理に送られてくる制御終了情報等の制御情報を取得するものである。この制御終了情報は、温度コントローラ70の電源スイッチがオフされた場合に恒温制御タスクから冷熱制御タスクに送られてくる。そのため、続くステップS315の制御終了判定処理では、送られてきた制御情報が制御終了情報である場合には(S315;Yes)、本冷熱制御処理を終了する。また、送られてきた制御情報が制御終了情報でない場合には(S315;No)、温度コントローラ70の電源スイッチがまだオン状態であり、ペルチェユニット43の冷熱制御が継続されている。そのため、ステップS303からペルチェ制御開始処理等が再度行われる。 In the next step S313, a control information acquisition process is performed. This process acquires control information such as control end information sent from the cold/hot control end process (S119) of the constant temperature control process (FIG. 4) described above to this cold/hot control process. This control end information is sent from the constant temperature control task to the cold/hot control task when the power switch of the temperature controller 70 is turned off. Therefore, in the control end determination process in the following step S315, if the sent control information is control end information (S315; Yes), this cold/hot control process is terminated. Also, if the sent control information is not control end information (S315; No), the power switch of the temperature controller 70 is still on, and the cold/hot control of the Peltier unit 43 is continuing. Therefore, the Peltier control start process and the like are performed again from step S303.

このように本冷熱制御処理が行われることによって、ペルチェユニット43,53,27により冷熱装置40,50や計測装置20が冷却されたり加熱されたりすることから、ワークW,Mや計測装置20の支柱23が特定温度を保つことが可能になる。また、被測定ワークW、マスターワークMや支柱23の温度が特定温度に一致すると、ペルチェユニット43,53,27を制御するそれぞれの冷熱制御処理(冷熱制御タスク)からワーク温度一致情報、マスター温度一致情報や測定装置温度一致情報が恒温制御処理(恒温制御タスク)に出力される。そのため、上述の恒温制御処理(図4)では、ワークW,Mおよび計測装置20の支柱23のいずれの温度も特定温度に揃って保たれているか否かの恒温判定処理(S111)を行うことが可能になる。 By performing this cold/hot control process in this manner, the Peltier units 43, 53, 27 cool or heat the cold devices 40, 50 and the measuring device 20, making it possible for the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20 to be kept at a specific temperature. In addition, when the temperatures of the measured workpiece W, the master workpiece M and the support 23 match the specific temperature, the cold/hot control processes (cold/hot control tasks) that control the Peltier units 43, 53, 27 output workpiece temperature agreement information, master temperature agreement information and measuring device temperature agreement information to the constant temperature control process (constant temperature control task). Therefore, in the above-mentioned constant temperature control process (Figure 4), it becomes possible to perform a constant temperature determination process (S111) to determine whether the temperatures of the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20 are all kept at the specific temperature.

また、恒温判定処理(S111)により恒温完了情報が出力されている場合には、冷熱装置40,50に載置されているワークW,Mはそれらの温度が特定温度に到達していることから、例えば、二色表示灯の点灯色から恒温完了を認識した検査工程の担当者は、冷熱装置50から特定温度のマスターワークMを取り出して計測装置20の測定台21にセットする。このとき測定ユニット30を支える計測装置20の支柱23も、マスターワークMと同じ特定温度に保たれている。これにより、測定ユニット30は一定の位置で支持されることから、当該担当者が測定ユニット30を操作して、例えば、マスターワークMの測定ポイントに測定子33を接触させたときに表示部35に表示されるスピンドル32の移動量Mmは、特定温度下において一定の基準値となる。 When the constant temperature determination process (S111) outputs constant temperature completion information, the temperatures of the works W and M placed on the cooling and heating devices 40 and 50 have reached a specific temperature, and the person in charge of the inspection process who recognizes the completion of constant temperature from the color of the two-color indicator light, for example, removes the master work M at the specific temperature from the cooling and heating device 50 and sets it on the measurement table 21 of the measuring device 20. At this time, the support 23 of the measuring device 20 that supports the measuring unit 30 is also kept at the same specific temperature as the master work M. As a result, the measuring unit 30 is supported at a fixed position, and the movement amount Mm of the spindle 32 displayed on the display unit 35 when the person in charge operates the measuring unit 30 and, for example, brings the measuring probe 33 into contact with the measuring point of the master work M, becomes a fixed reference value at the specific temperature.

このため、次に当該担当者は、冷熱装置40から特定温度の被測定ワークWを取り出して計測装置20の測定台21にセットした後、測定ユニット30を操作して、被測定ワークWの測定ポイントに測定子33を接触させる。これにより、表示部35には当該被測定ワークWの場合のスピンドル32の移動量Mwが表示される。そのため、マスターワークMに対する被測定ワークWの寸法誤差は、基準値の移動量Mmとこの移動量Mwとの差Md(=Mw-Mm)として求められる。例えば、測定ユニット30がダイヤルゲージである場合には、移動量Mwを表示する指針35aが許容誤差範囲の上限と下限を明示するリミット針の範囲内を指し示しているか否かによって、当該被測定ワークWの合否判定を行うことができる。 The person in charge then takes out the workpiece W to be measured at a specific temperature from the cooling device 40 and sets it on the measuring table 21 of the measuring device 20, and operates the measuring unit 30 to bring the measuring probe 33 into contact with the measuring point of the workpiece W to be measured. As a result, the movement amount Mw of the spindle 32 for the workpiece W to be measured is displayed on the display unit 35. Therefore, the dimensional error of the workpiece W to be measured relative to the master workpiece M is calculated as the difference Md (= Mw - Mm) between the movement amount Mm of the reference value and this movement amount Mw. For example, if the measuring unit 30 is a dial gauge, the pass/fail judgment of the workpiece W to be measured can be made depending on whether the pointer 35a indicating the movement amount Mw is within the range of the limit needles that clearly indicate the upper and lower limits of the allowable error range.

なお、検査工程の途中で被測定ワークWを冷熱装置40に載置した場合や、次の新たな被測定ワークWを冷熱装置40に載置した場合には、検査工程の担当者は、ワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度が特定温度に到達するまで待ち、その後、冷熱装置40から被測定ワークWを取り出して計測装置20の測定台21にセットする。そして、測定ユニット30の操作により当該被測定ワークWの誤差を測定する。基準値となるマスターワークMの移動量の測定は、新たな被測定ワークWの誤差を測定するごとに行われる必要はなく、所定時間ごと(例えば、6時間ごとや12時間ごと)や被測定ワークWの測定数ごと(例えば、500個ごとや1000個ごと)に行われる。 When the workpiece W to be measured is placed on the cooling device 40 during the inspection process, or when the next new workpiece W to be measured is placed on the cooling device 40, the person in charge of the inspection process waits until the temperatures of the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20 reach a specific temperature, and then removes the workpiece W to be measured from the cooling device 40 and sets it on the measuring table 21 of the measuring device 20. Then, the measurement unit 30 is operated to measure the error of the workpiece W to be measured. The measurement of the movement amount of the master workpiece M, which is the reference value, does not need to be performed every time the error of a new workpiece W to be measured is measured, but is performed every predetermined time (e.g., every 6 hours or every 12 hours) or every number of measurements of the workpiece W to be measured (e.g., every 500 or 1000 pieces).

以上説明したように、本第1実施形態に係る恒温測定システム10では、測定ユニット30を備えるとともに支柱23にペルチェユニット27を有する計測装置20、ペルチェユニット43,53で冷却や加熱される冷熱キャビティ41,51を有する冷熱装置40,50、温度センサ61~63、温度コントローラ70を含む。温度センサ61は、被測定ワークWの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度センサ62は、マスターワークMの温度を測定してマスター温度情報を出力する。温度センサ63は、計測装置20の支柱23の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。そして、温度コントローラ70は、ワークW,Mおよび計測装置20の支柱23のそれぞれの温度が予め定められた所定の温度(例えば23℃)に一致するように冷熱装置40,50のペルチェユニット43,53や計測装置20のペルチェユニット27の出力温度を制御する(S301~S309,S313,S315)。 As described above, the constant temperature measurement system 10 according to the first embodiment includes the measurement device 20 having the measurement unit 30 and the Peltier unit 27 on the support 23, the cooling and heating devices 40, 50 having the cold and heating cavities 41, 51 cooled and heated by the Peltier units 43, 53, the temperature sensors 61 to 63, and the temperature controller 70. The temperature sensor 61 measures the temperature of the workpiece W to be measured and outputs workpiece temperature information. The temperature sensor 62 measures the temperature of the master workpiece M and outputs master temperature information. The temperature sensor 63 measures the temperature of the support 23 of the measurement device 20 and outputs measurement device temperature information. The temperature controller 70 controls the output temperature of the Peltier units 43, 53 of the cooling and heating devices 40, 50 and the Peltier unit 27 of the measurement device 20 so that the temperatures of the works W, M and the support 23 of the measurement device 20 match a predetermined temperature (e.g., 23°C) (S301 to S309, S313, S315).

これにより、マスターワークMと被測定ワークWの温度が異なる場合、マスターワークMと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合や、被測定ワークWと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合があっても、ワークW,Mおよび支柱23が冷却されたり加熱されたりして(S301~S309,S313,S315)、これらの温度が予め定められた所定の温度(例えば23℃)と同じになる(S111;Yes)。また、各温度センサ61~63は、ワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度を直接的に測定するので、冷熱装置40,50等の温度を測定してワークW,Mや支柱23の温度を間接的に測定する場合に比べて高精度に測定することが可能になる。さらに、冷熱装置40,50の冷熱キャビティ41,51は、熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)を用いて構成されているため、これらの金属よりも熱伝導率の小さい石製の定盤(石版)等に比べて、ワークW,Mを短い時間で冷却や加熱することが可能になる。そのため、これら三者の温度を高精度かつ短時間に合わせる(揃える)ことが可能になる。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理されたワークW,Mの形状寸法を測定することができる。 As a result, even if the temperatures of the master workpiece M and the measured workpiece W are different, the master workpiece M and the support 23 of the measuring device 20 are different, or the temperatures of the measured workpiece W and the support 23 of the measuring device 20 are different, the workpieces W, M and the support 23 are cooled or heated (S301 to S309, S313, S315) and these temperatures become the same as a predetermined temperature (for example, 23°C) (S111; Yes). In addition, since each temperature sensor 61 to 63 directly measures the temperature of the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20, it is possible to measure with higher accuracy than when the temperature of the workpieces W, M and the support 23 are indirectly measured by measuring the temperature of the cooling and heating devices 40, 50, etc. Furthermore, since the cooling and heating cavities 41, 51 of the cooling and heating devices 40, 50 are constructed using metals with high thermal conductivity (e.g., copper, aluminum, etc.), it is possible to cool or heat the workpieces W, M in a short time compared to using a stone surface plate (stone slab) or the like, which has a lower thermal conductivity than these metals. This makes it possible to match (align) the temperatures of these three with high precision and in a short time. Therefore, it is possible to measure the shape and dimensions of the workpieces W, M, whose temperatures are precisely controlled so that they are not easily affected by thermal expansion or contraction, without installing any large-scale equipment.

なお、上述した本第1実施形態では、測定装置を冷却または加熱する第2冷熱ユニットとして、計測装置20の支柱23にペルチェユニット27を設ける構成を例示して説明したが、被測定ワークおよびマスターワークの各温度を測定装置の温度に合わせる場合にはペルチェユニット27(第2冷熱ユニット)を削除した構成を採用してもよい。 In the above-described first embodiment, a configuration in which a Peltier unit 27 is provided on the support 23 of the measuring device 20 as a second cooling/heating unit that cools or heats the measuring device has been described as an example, but if the temperatures of the measured workpiece and the master workpiece are to be adjusted to the temperature of the measuring device, a configuration in which the Peltier unit 27 (second cooling/heating unit) is omitted may be adopted.

即ち、測定ユニット30を備える計測装置20、ペルチェユニット43,53で冷却や加熱される冷熱キャビティ41,51を有する冷熱装置40,50、温度センサ61~63、温度コントローラ70を含み、計測装置20のペルチェユニット27を除いて恒温測定システムを構成する。この場合、温度センサ61は、被測定ワークWの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度センサ62は、マスターワークMの温度を測定してマスター温度情報を出力する。温度センサ63は、計測装置20の支柱23の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。そして、温度コントローラ70は、マスターワークMの温度が計測装置20の支柱23の温度に一致するように冷熱装置50の出力温度を制御し(S301~S309,S313,S315)、かつ、被測定ワークWの温度が計測装置20の支柱23の温度に一致するように冷熱装置40の出力温度を制御する(S301~S309,S313,S315)。 That is, the constant temperature measurement system includes the measurement device 20 equipped with the measurement unit 30, the cooling and heating devices 40, 50 having the cooling and heating cavities 41, 51 cooled and heated by the Peltier units 43, 53, the temperature sensors 61 to 63, and the temperature controller 70, excluding the Peltier unit 27 of the measurement device 20. In this case, the temperature sensor 61 measures the temperature of the workpiece W to be measured and outputs workpiece temperature information. The temperature sensor 62 measures the temperature of the master workpiece M and outputs master temperature information. The temperature sensor 63 measures the temperature of the support 23 of the measurement device 20 and outputs measurement device temperature information. The temperature controller 70 controls the output temperature of the cooling device 50 so that the temperature of the master workpiece M coincides with the temperature of the support 23 of the measurement device 20 (S301 to S309, S313, S315), and controls the output temperature of the cooling device 40 so that the temperature of the workpiece W to be measured coincides with the temperature of the support 23 of the measurement device 20 (S301 to S309, S313, S315).

これにより、マスターワークMと被測定ワークWの温度が異なる場合、マスターワークMと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合や、被測定ワークWと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合があっても、ワークW,Mが冷却されたり加熱されたりして(S301~S309,S313,S315)、ワークW,Mの温度が計測装置20の支柱23の温度と同じになる(S111;Yes)。また、各温度センサ61~63は、ワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度を直接的に測定するので、冷熱装置40,50等の温度を測定してワークW,Mの温度を間接的に測定する場合に比べて高精度に測定することが可能になる。さらに、冷熱装置40,50の冷熱キャビティ41,51は、熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)を用いて構成したため、これらの金属よりも熱伝導率の小さい石製の定盤(石版)等に比べて、ワークW,Mを短い時間で冷却や加熱することが可能になる。そのため、計測装置20にペルチェユニット27を設けることなく、これら三者の温度を高精度かつ短時間に合わせる(揃える)ことが可能になる。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理されたワークW,Mの形状寸法を測定することができる。 As a result, even if the temperatures of the master workpiece M and the measured workpiece W are different, the master workpiece M and the support 23 of the measuring device 20 are different, or the temperatures of the measured workpiece W and the support 23 of the measuring device 20 are different, the workpieces W and M are cooled or heated (S301 to S309, S313, S315), and the temperature of the workpieces W and M becomes the same as the temperature of the support 23 of the measuring device 20 (S111; Yes). In addition, since each temperature sensor 61 to 63 directly measures the temperature of the workpieces W and M and the support 23 of the measuring device 20, it is possible to measure the temperature of the workpieces W and M with higher accuracy than when the temperature of the cooling and heating devices 40 and 50 is measured and the temperature of the workpieces W and M is indirectly measured. Furthermore, since the cooling and heating cavities 41 and 51 of the cooling and heating devices 40 and 50 are made of metals with high thermal conductivity (e.g., copper, aluminum, etc.), it is possible to cool and heat the workpieces W and M in a short time compared to a stone surface plate (stone slab) with a lower thermal conductivity than these metals. Therefore, it is possible to match (align) the temperatures of these three with high precision and in a short time without providing a Peltier unit 27 in the measuring device 20. Therefore, it is possible to measure the shape and dimensions of the workpieces W and M, whose temperatures are precisely controlled so that they are not easily affected by thermal expansion or contraction, without providing any large-scale equipment.

また、上述した本第1実施形態では、被測定ワークを冷却または加熱する第2冷熱ユニット(請求項2)または第3冷熱ユニット(請求項3)として、冷熱装置40を設ける構成を例示して説明したが、マスターワークおよび測定装置の温度の各温度を被測定ワークに合わせる場合には冷熱装置40(第2冷熱ユニット(請求項2)、第3冷熱ユニット(請求項3))を削除した構成を採用してもよい。 In addition, in the first embodiment described above, a configuration in which a cooling device 40 is provided as the second cooling/heating unit (claim 2) or the third cooling/heating unit (claim 3) that cools or heats the workpiece to be measured has been exemplified, but when matching the temperatures of the master workpiece and the measuring device to those of the workpiece to be measured, a configuration in which the cooling device 40 (second cooling/heating unit (claim 2), third cooling/heating unit (claim 3)) is omitted may be adopted.

即ち、測定ユニット30を備えるとともに支柱23にペルチェユニット27を有する計測装置20、ペルチェユニット53で冷却や加熱される冷熱キャビティ51を有する冷熱装置50、温度センサ61~63、温度コントローラ70を含み、冷熱装置40を除いて恒温測定システムを構成する。この場合、温度センサ61は、被測定ワークWの温度を測定してワーク温度情報を出力する。温度センサ62は、マスターワークMの温度を測定してマスター温度情報を出力する。温度センサ63は、計測装置20の支柱23の温度を測定して測定装置温度情報を出力する。そして、温度コントローラ70は、マスターワークMの温度が被測定ワークWの温度に一致するように冷熱装置50の出力温度を制御し(S301~S309,S313,S315)、かつ、計測装置20の支柱23の温度が被測定ワークWの温度に一致するように計測装置20のペルチェユニット27の出力温度を制御する(S301~S309,S313,S315)。 That is, the constant temperature measurement system includes the measurement device 20 equipped with the measurement unit 30 and having the Peltier unit 27 on the support 23, the cooling device 50 having the cold cavity 51 cooled or heated by the Peltier unit 53, the temperature sensors 61 to 63, and the temperature controller 70, excluding the cooling device 40. In this case, the temperature sensor 61 measures the temperature of the workpiece W to be measured and outputs workpiece temperature information. The temperature sensor 62 measures the temperature of the master workpiece M and outputs master temperature information. The temperature sensor 63 measures the temperature of the support 23 of the measurement device 20 and outputs measurement device temperature information. The temperature controller 70 controls the output temperature of the cooling device 50 so that the temperature of the master workpiece M matches the temperature of the workpiece W to be measured (S301 to S309, S313, S315), and controls the output temperature of the Peltier unit 27 of the measurement device 20 so that the temperature of the support 23 of the measurement device 20 matches the temperature of the workpiece W to be measured (S301 to S309, S313, S315).

これにより、マスターワークMと被測定ワークWの温度が異なる場合、マスターワークMと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合や、被測定ワークWと計測装置20の支柱23の温度が異なる場合があっても、マスターワークMや計測装置20の支柱23が冷却されたり加熱されたりして(S301~S309,S313,S315)、マスターワークMと計測装置20の支柱23の温度が被測定ワークWの温度と同じになる(S111;Yes)。また、各温度センサ61~63は、ワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度を直接的に測定するので、冷熱装置40,50等の温度を測定してワークW,Mの温度を間接的に測定する場合に比べて高精度に測定することが可能になる。さらに、冷熱装置50の冷熱キャビティ51は、熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)を用いて構成したため、これらの金属よりも熱伝導率の小さい石製の定盤(石版)等に比べて、マスターワークMを短い時間で冷却や加熱することが可能になる。そのため、冷熱装置40を設けることなく、これら三者の温度を高精度かつ短時間に揃えることが可能になる。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理されたワークW,Mの形状寸法を測定することができる。 As a result, even if the temperatures of the master work M and the measured work W are different, the master work M and the support 23 of the measuring device 20 are different, or the measured work W and the support 23 of the measuring device 20 are different, the master work M and the support 23 of the measuring device 20 are cooled or heated (S301 to S309, S313, S315), and the temperature of the master work M and the support 23 of the measuring device 20 becomes the same as the temperature of the measured work W (S111; Yes). In addition, since each temperature sensor 61 to 63 directly measures the temperature of the work W, M and the support 23 of the measuring device 20, it is possible to measure with higher accuracy than when the temperature of the work W, M is indirectly measured by measuring the temperature of the cooling and heating devices 40, 50, etc. Furthermore, because the cooling/heating cavity 51 of the cooling/heating device 50 is constructed using a metal with high thermal conductivity (e.g., copper, aluminum, etc.), it is possible to cool or heat the master work M in a short time compared to a stone surface plate (stone slab) that has a lower thermal conductivity than these metals. Therefore, it is possible to align the temperatures of these three with high precision and in a short time without installing a cooling/heating device 40. Therefore, it is possible to measure the shape and dimensions of the workpieces W and M, whose temperatures are precisely controlled so that they are not easily affected by thermal expansion or thermal contraction, without installing any large-scale equipment.

さらに、上述した第1実施形態では、被測定ワークWとマスターワークMは、同じ材質の金属製の軸部品である場合を例示して説明したが、被測定ワークWとマスターワークMは異なる材質で構成されていてもよい。このような場合、例えば、被測定ワークWとマスターワークMの間に材質の差異に起因した熱膨張や熱収縮に違いが存在するときには、両者の形状寸法が同じになる温度差ΔTaを予め求め、そのような温度差ΔTaを含めて目標温度(特定温度)を設定するアルゴリズムを構成してもよい。これにより、被測定ワークWとマスターワークMの材質の差異による寸法誤差を吸収することができるので、ステップS307による判定精度を高めることが可能になる。 In addition, in the above-mentioned first embodiment, the measured workpiece W and the master workpiece M are metal shaft parts of the same material, but the measured workpiece W and the master workpiece M may be made of different materials. In such a case, for example, when there is a difference in thermal expansion or thermal contraction between the measured workpiece W and the master workpiece M due to the difference in material, an algorithm may be configured to determine in advance the temperature difference ΔTa at which the geometric dimensions of both are the same, and to set the target temperature (specific temperature) including such temperature difference ΔTa. This makes it possible to absorb dimensional errors due to differences in the materials of the measured workpiece W and the master workpiece M, thereby improving the accuracy of the judgment made in step S307.

[第2実施形態]
次に、本発明の恒温測定システムの第2実施形態について図6および図7を参照して説明する。本第2実施形態の恒温測定システム10’は、第1実施形態の恒温測定システム10と比べると、主に次の4点が異なり、これらの点以外は恒温測定システム10とほぼ同様に構成される。そのため、本第2実施形態においては、恒温測定システム10の構成と実質的に同一の構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the constant temperature measurement system of the present invention will be described with reference to Figures 6 and 7. The constant temperature measurement system 10' of this second embodiment differs from the constant temperature measurement system 10 of the first embodiment mainly in the following four points, and is otherwise configured in substantially the same manner as the constant temperature measurement system 10. Therefore, in this second embodiment, components that are substantially the same as those in the constant temperature measurement system 10 are denoted by the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.

・測定ユニット30に代えて測定ユニット30’を備える点
・温度コントローラ70に加えて計測コントローラ80を備える点
・恒温の完了や未了を知らせる表示灯に代えてディスプレイ90を備える点
・測定準備完了ボタン100を備える点
A measuring unit 30' is provided instead of the measuring unit 30. A measurement controller 80 is provided in addition to the temperature controller 70. A display 90 is provided instead of an indicator light that indicates completion or incompletion of constant temperature. A measurement preparation completion button 100 is provided.

計測装置20’が備える測定ユニット30’は、例えば、リニアゲージであり、外部から測定開始コマンドが入力されると、測定を開始しスピンドル32の移動量を電気信号に変換して外部に出力し得る本体部31’を有する。本第2実施形態では、例えば、測定ユニット30’では、スピンドル32の移動量がマスターワークMや被測定ワークWの測定ポイントにおけるそれぞれの寸法値Sm,Swを表す。そのため、測定開始コマンドが計測コントローラ80から出力されると、移動量を表す電気信号が寸法情報として計測コントローラ80に入力される。計測コントローラ80には、本体部31’から出力される寸法情報のほかに、温度コントローラ70から出力される恒温完了情報や恒温未了情報も入力される。また計測コントローラ80にはディスプレイ90(オーディオアンプ内蔵のスピーカ付きタイプ)も接続されている。なお、測定ユニット30’には表示部35は設けられていない。 The measurement unit 30' provided in the measurement device 20' is, for example, a linear gauge, and has a main body 31' that can start measurement when a measurement start command is input from the outside, convert the movement amount of the spindle 32 into an electrical signal, and output it to the outside. In the second embodiment, for example, in the measurement unit 30', the movement amount of the spindle 32 represents the respective dimensional values Sm and Sw at the measurement points of the master work M and the measured work W. Therefore, when a measurement start command is output from the measurement controller 80, an electrical signal representing the movement amount is input to the measurement controller 80 as dimensional information. In addition to the dimensional information output from the main body 31', the measurement controller 80 also receives constant temperature completion information and constant temperature incompletion information output from the temperature controller 70. In addition, a display 90 (a type with a speaker with a built-in audio amplifier) is also connected to the measurement controller 80. The measurement unit 30' does not have a display unit 35.

計測コントローラ80は、温度コントローラ70とほぼ同様に、例えば、MPU、メモリ(RAM、ROM(EEPROMを含む))、入出力インタフェース、ビデオカード等により構成されるマイコンユニットである(MCNT)。本第2実施形態では、入出力インタフェースには、測定ユニット30’の本体部31’や温度コントローラ70が接続されており、これらから出力される寸法情報、恒温完了情報や恒温未了情報が計測コントローラ80に入力される。ビデオカードにはディスプレイ90が接続されており、計測コントローラ80から後述するように出力される恒温完了情報、合格情報、不合格情報や誤差情報がディスプレイ90に表示される。 The measurement controller 80 is a microcomputer unit (MCNT) that is similar to the temperature controller 70 and is composed of, for example, an MPU, memory (RAM, ROM (including EEPROM)), an input/output interface, a video card, etc. In the second embodiment, the main body 31' of the measurement unit 30' and the temperature controller 70 are connected to the input/output interface, and the dimensional information, constant temperature completion information, and constant temperature incompletion information output from these are input to the measurement controller 80. A display 90 is connected to the video card, and the constant temperature completion information, pass information, fail information, and error information output from the measurement controller 80 as described below are displayed on the display 90.

本第2実施形態では、寸法情報、恒温完了情報や恒温未了情報に基づいて、計測コントローラ80が次に説明する計測制御処理を実行することによって、合格情報等がディスプレイ90に出力されて表示される。ここからは、計測コントローラ80により実行される計測制御処理について図7を参照しながら説明する。この計測制御処理は、計測コントローラ80のメモリ(ROM)に記憶された計測制御プログラムを計測コントローラ80のMPUが実行することにより実現される。計測制御プログラム(計測制御処理)は、計測コントローラ80の電源スイッチ(図略)がオンされて電源が投入された直後から起動される。 In the second embodiment, the measurement controller 80 executes the measurement control process described below based on the dimensional information, constant temperature completion information, and constant temperature incompletion information, and thereby pass information and the like are output and displayed on the display 90. From here, the measurement control process executed by the measurement controller 80 will be described with reference to FIG. 7. This measurement control process is realized by the MPU of the measurement controller 80 executing a measurement control program stored in the memory (ROM) of the measurement controller 80. The measurement control program (measurement control process) is started immediately after the power switch (not shown) of the measurement controller 80 is turned on to power up.

図7(A)に示すように、計測制御処理では、まずステップS501により所定の初期化処理が行われる。この処理では、例えば、計測コントローラ80のメモリ(RAM)の本処理用のワーク領域やフラグをクリアしたり、ビデオカードに初期設定用の制御コマンドを送出したりする。 As shown in FIG. 7(A), the measurement control process first performs a predetermined initialization process in step S501. In this process, for example, the work area and flags for this process in the memory (RAM) of the measurement controller 80 are cleared, and a control command for initial setting is sent to the video card.

本計測制御処理では、被測定ワークWの寸法計測の前に、まずマスターワークMの寸法計測を行ってマスター寸法情報を取得する。そのため、次のステップS502ではマスター寸法計測処理が行われる。この処理は、温度コントローラ70から恒温完了情報に基づいてワークW,Mや計測装置20’の支柱23の温度が特定温度に揃って保たれている、つまり恒温完了状態になったことをディスプレイ90に表示したり、その後に測定ユニット30’から出力される寸法情報を取得したりするものであり、サブルーチンとして図7(B)にその寸法計測処理の流れが図示されている。そのため、ここからは図7(B)を主に参照しながら説明する。なお、図7(B)の寸法計測処理は、後述するように、ステップS503で説明するワーク寸法情報計測処理と同じである。 In this measurement control process, before measuring the dimensions of the workpiece W to be measured, the dimensions of the master workpiece M are measured first to obtain master dimension information. Therefore, in the next step S502, master dimension measurement processing is performed. This processing displays on the display 90 that the temperatures of the works W, M and the support 23 of the measuring device 20' are uniformly maintained at a specific temperature based on the constant temperature completion information from the temperature controller 70, that is, that the constant temperature completion state has been reached, and then obtains the dimension information output from the measuring unit 30'. The flow of the dimension measurement processing is illustrated in FIG. 7(B) as a subroutine. Therefore, from here on, the description will be given mainly with reference to FIG. 7(B). Note that the dimension measurement processing in FIG. 7(B) is the same as the workpiece dimension information measurement processing described in step S503, as described later.

図7(B)に示すように、寸法計測処理では、まずステップS601により恒温完了/未了情報取得処理が行われる。即ち、第1実施形態で説明したように、図4に示す恒温制御処理では、3つの温度一致情報(ワーク温度一致情報、マスター温度一致情報、測定装置温度一致情報)が揃ったか否かを表す恒温完了情報や恒温未了情報が温度コントローラ70から出力される(S113,S114)。そのため、この恒温完了/未了情報取得処理ではその恒温完了情報や恒温未了情報を取得する。 As shown in FIG. 7(B), in the dimension measurement process, first, in step S601, constant temperature completion/incompletion information acquisition processing is performed. That is, as described in the first embodiment, in the constant temperature control processing shown in FIG. 4, constant temperature completion information and constant temperature incompletion information indicating whether or not three pieces of temperature consistency information (work temperature consistency information, master temperature consistency information, and measuring device temperature consistency information) have been obtained are output from the temperature controller 70 (S113, S114). Therefore, in this constant temperature completion/incompletion information acquisition processing, the constant temperature completion information and constant temperature incompletion information are acquired.

恒温完了情報は、3つの温度一致情報が揃った場合に出力されワークW,Mおよび計測装置20の支柱23が特定温度に保たれている、つまり恒温完了状態にあることを表す。恒温未了情報は、それら3つの情報が揃っていない場合に出力されてまだ恒温完了状態になっていないことを表す。そのため、続くステップS603では恒温完了情報が取得されるまでステップS601に戻り(S603;No)、恒温完了/未了情報取得処理を行う。そして、恒温完了情報が取得された場合には(S603;Yes)、次のステップS605により恒温完了情報出力処理を行う。 The constant temperature completion information is output when the three pieces of temperature consistency information are all collected, and indicates that the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20 are maintained at a specific temperature, i.e., the constant temperature is complete. The constant temperature incomplete information is output when the three pieces of information are not all collected, and indicates that the constant temperature has not yet been completed. Therefore, in the following step S603, the process returns to step S601 (S603; No) until the constant temperature completion information is acquired, and constant temperature completion/incomplete information acquisition processing is performed. Then, when the constant temperature completion information is acquired (S603; Yes), the constant temperature completion information output processing is performed in the next step S605.

ステップS605の恒温完了情報出力処理では、検査工程の担当者に対して恒温完了状態であることを知らせるため、ディスプレイ90に対して告知情報を出力する。例えば、視覚的に認識可能に「恒温完了!」の文字情報を目立つ色彩や配色等でディスプレイ90に大きく表示したり、聴覚的に認識可能に恒温完了をイメージさせる音響情報をディスプレイ90のスピーカから出力したりする処理が行われる。 In the constant temperature completion information output process in step S605, notification information is output to the display 90 to inform the person in charge of the inspection process that the constant temperature has been completed. For example, the text information "Constant temperature completed!" is displayed large on the display 90 in a conspicuous color or color scheme so that it is visually recognizable, and audio information that evokes the completion of the constant temperature is output from the speaker of the display 90 so that it is audibly recognizable.

これにより、ワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度が特定温度になったことを認識した検査工程の担当者により、例えば、特定温度のマスターワークMが冷熱装置50から取り出されて計測装置20’の測定台21にセットされた後、測定準備完了ボタン100が当該担当者等に押下されると、その信号入力(準備完了情報)が計測コントローラ80に入力される。 As a result, when a person in charge of the inspection process recognizes that the temperature of the workpieces W, M or the support 23 of the measuring device 20 has reached a specific temperature, for example, the master workpiece M at the specific temperature is removed from the cooling device 50 and set on the measuring table 21 of the measuring device 20', and then the person in charge presses the measurement preparation completion button 100, the signal input (preparation completion information) is input to the measurement controller 80.

この準備完了情報の入力により、次のステップS607の判定処理によって、計測装置20’(測定ユニット30’)による測定の準備が完了したと判定されると(S607;Yes)、次のステップS609により測定ユニット30’に対して測定開始コマンドが出力される。これにより、測定された当該マスターワークMのワーク寸法情報が測定ユニット30’から出力されて計測コントローラ80に入力される。測定ユニット30’から出力されたマスター寸法情報は、ステップS611の寸法情報取得処理により取得された後、続くステップS613の寸法情報記憶処理により計測コントローラ80のメモリ(RAM)に記憶される。 When this preparation completion information is input, and the judgment process in the next step S607 judges that preparation for measurement by the measuring device 20' (measuring unit 30') is complete (S607; Yes), a measurement start command is output to the measuring unit 30' in the next step S609. As a result, the measured workpiece dimension information of the master workpiece M is output from the measuring unit 30' and input to the measurement controller 80. The master dimension information output from the measuring unit 30' is acquired by the dimension information acquisition process in step S611, and then stored in the memory (RAM) of the measurement controller 80 by the dimension information storage process in the following step S613.

図7(A)に示す計測制御処理に戻ると、次は被測定ワークWの寸法計測が行われる(S503)。ワーク寸法計測処理(S503)では、先に説明したマスター寸法計測処理と同様に、図7(B)に示す寸法計測処理が実行される。即ち、被測定ワークWについても、冷熱装置40から取り出されてマスターワークMと同様に計測装置20’の測定台21にセットされた後、測定ユニット30’に測定され、そのワーク寸法情報が計測コントローラ80のメモリに記憶される(S607~S613)。このように一連の寸法計測処理が終了すると、図7(A)に示す計測制御処理に戻る。 Returning to the measurement control process shown in FIG. 7(A), next, the dimensions of the workpiece W to be measured are measured (S503). In the workpiece dimension measurement process (S503), the dimension measurement process shown in FIG. 7(B) is executed, similar to the master dimension measurement process described above. That is, the workpiece W to be measured is also removed from the cooling and heating device 40 and set on the measurement table 21 of the measuring device 20' in the same manner as the master workpiece M, and then measured by the measuring unit 30', and the workpiece dimension information is stored in the memory of the measurement controller 80 (S607 to S613). When the series of dimension measurement processes is completed in this manner, the process returns to the measurement control process shown in FIG. 7(A).

次のステップS505ではOK/NG処理が行われる。この処理は、寸法計測処理(S503)により取得された寸法情報に基づいて被測定ワークWの合否判定等を行うものであり、サブルーチンとして図7(C)にその処理の流れが図示されている。そのため、ここからは図7(C)を主に参照しながら説明する。 In the next step S505, OK/NG processing is performed. This processing determines whether the measured workpiece W passes or fails based on the dimensional information acquired by the dimension measurement processing (S503), and the flow of this processing is shown as a subroutine in FIG. 7(C). Therefore, from here on, the explanation will be given mainly with reference to FIG. 7(C).

図7(C)に示すように、OK/NG処理では、まずステップS701により寸法情報読出処理が行われる。前述したように計測コントローラ80のメモリ(RAM)には、計測装置20’(測定ユニット30’)によって測定されたワークW,Mの各寸法情報(ワーク寸法情報、マスター寸法情報)が記憶されている(S613)。そのため、この処理ではこれらの寸法情報を計測コントローラ80のメモリから読み出す。 As shown in FIG. 7(C), in the OK/NG process, first, a dimensional information read process is performed in step S701. As described above, the memory (RAM) of the measurement controller 80 stores the dimensional information (work dimensional information, master dimensional information) of the workpieces W and M measured by the measurement device 20' (measurement unit 30') (S613). Therefore, in this process, this dimensional information is read from the memory of the measurement controller 80.

続くステップS703の寸法誤差算出処理によりマスターワークMに対する被測定ワークWの寸法誤差が算出される。例えば、ワーク寸法情報による被測定ワークWの寸法値Swから、マスター寸法情報によるマスターワークMの寸法値Smを減算して得られる値が寸法誤差Sd(=Sw-Sm)として求められる。これにより算出された寸法誤差Sdが予め定められた範囲内であるか否かの判定が次のステップS705により行われる。 Then, in step S703, a dimensional error calculation process is carried out to calculate the dimensional error of the measured workpiece W relative to the master workpiece M. For example, the dimensional error Sd (= Sw - Sm) is calculated by subtracting the dimensional value Sm of the master workpiece M based on the master dimensional information from the dimensional value Sw of the measured workpiece W based on the workpiece dimensional information. The next step S705 determines whether the calculated dimensional error Sd is within a predetermined range.

例えば、合格対象の寸法誤差Sdとして「±0.05mm範囲内であること」が予め定められている場合において、ステップS705の合否判定により被測定ワークWの寸法誤差Sdが当該範囲以内であると判定されたときには(S705;合格)、当該被測定ワークWは検査合格であることから、ステップS707の合格情報出力処理に移行して当該被測定ワークWは検査合格品であることを検査工程の担当者に対して知らせ得る合格情報をディスプレイ90に出力する。例えば、視覚的に認識可能に「OK」や「○」の文字や記号の情報を目立つ色彩や配色等でディスプレイ90に大きく表示したり、聴覚的に認識可能に検査合格をイメージさせる音響情報をディスプレイ90のスピーカから出力したりする処理が行われる。 For example, if the dimensional error Sd for passing is previously set to be "within a range of ±0.05 mm," when the pass/fail judgment in step S705 determines that the dimensional error Sd of the measured workpiece W is within that range (S705; pass), the measured workpiece W passes the inspection, and the process moves to pass information output processing in step S707, where pass information that can inform the person in charge of the inspection process that the measured workpiece W has passed the inspection is output to the display 90. For example, processing is performed in which information such as letters or symbols "OK" or "○" is displayed large on the display 90 in a conspicuous color or color scheme so that it is visually recognizable, or sound information that gives the impression of passing the inspection is output from the speaker of the display 90 so that it is audibly recognizable.

これに対して、被測定ワークWの寸法誤差Sdが当該範囲外であると判定されたときには(S705;不合格)、当該被測定ワークWは検査不合格品であることから、ステップS708の不合格情報出力処理に移行して当該被測定ワークWは不合格品であることを検査工程の担当者に対して知らせ得る不合格情報をディスプレイ90に出力する。例えば、視覚的に認識可能に「NG」や「×」の文字や記号の情報を目立つ色彩や配色等でディスプレイ90に大きく表示したり、聴覚的に認識可能に不合格をイメージさせる音響情報をディスプレイ90のスピーカから出力したりする処理が行われる。 On the other hand, when it is determined that the dimensional error Sd of the measured workpiece W is outside the range (S705; Fail), the measured workpiece W has failed the inspection, and so the process proceeds to the failure information output process of step S708, where failure information that can inform the person in charge of the inspection process that the measured workpiece W has failed is output to the display 90. For example, the process may be performed such that information such as letters or symbols "NG" or "x" are displayed large on the display 90 in a conspicuous color or color scheme so that it is visually recognizable, or sound information that gives the impression of failure is output from the speaker of the display 90 so that it is auditorily recognizable.

本第2実施形態では、続くステップS709により誤差情報出力処理も行われる。この処理は、ステップS703により算出された寸法誤差情報(寸法誤差Sd)をディスプレイ90に出力するものである。例えば、寸法誤差Sdは、視覚的に認識可能にその数値を文字情報でディスプレイ90に表示したり、聴覚的に認識可能にその数値を合成音声で読み上げてディスプレイ90のスピーカから出力したりする処理が行われる。 In the second embodiment, the error information output process is also performed in the subsequent step S709. This process outputs the dimensional error information (dimensional error Sd) calculated in step S703 to the display 90. For example, the dimensional error Sd is processed such that the numerical value is displayed as text information on the display 90 so that it can be visually recognized, or the numerical value is read out in a synthesized voice and output from the speaker of the display 90 so that it can be audibly recognized.

なお、誤差情報出力処理(S709)において、寸法誤差Sdの数値を文字情報でディスプレイ90に表示する場合には、例えば、検査合格品の数値を青色文字で表し、検査不合格品の数値を赤色文字で表してもよい。これにより、文字色の違いから、検査合格品と検査不合格品の数値を視覚的に容易に判別することが可能になる。また、誤差情報出力処理(S709)の前後いずれかにおいて、寸法誤差Sdの数値情報を計測コントローラ80のメモリ(RAMやEEPROM)に逐次記憶させてもよい。これにより、記憶されて蓄積された各誤差情報は、被測定ワークWの品質管理情報として活用することが可能になる。 When the numerical value of the dimensional error Sd is displayed as text information on the display 90 in the error information output process (S709), for example, the numerical value of the product that passed the inspection may be displayed in blue text, and the numerical value of the product that failed the inspection may be displayed in red text. This makes it easy to visually distinguish between the numerical values of the product that passed the inspection and the product that failed the inspection based on the difference in text color. In addition, either before or after the error information output process (S709), the numerical information of the dimensional error Sd may be stored sequentially in the memory (RAM or EEPROM) of the measurement controller 80. This makes it possible to utilize each stored and accumulated error information as quality control information for the measured workpiece W.

合格情報出力処理等(S707,S708)と誤差情報出力処理(S709)は、いずれか一方だけ行うように、OK/NG処理のアルゴリズムを構成してもよい。このように一連のOK/NG処理が終了すると、図7(A)に示す計測制御処理に戻る。 The algorithm for the OK/NG process may be configured so that only one of the pass information output process (S707, S708) and the error information output process (S709) is performed. When the series of OK/NG processes is completed in this manner, the process returns to the measurement control process shown in FIG. 7(A).

次のステップS507では計測コントローラ80の電源スイッチ(図略)がオフされたか否かを判定する処理が行われる。例えば、電源スイッチのオフ操作をトリガーにした割込み信号の入力が検知された場合には(S507;Yes)、当該計測コントローラ80はMPU等に対する駆動電力の供給が断たれるため、一連の本計測制御処理を終える。このような割込み信号の入力が検知されない場合には(S507;No)、電源スイッチのオフ操作なく、引き続き別の被測定ワークWの寸法測定を行う必要があるから、ステップS503に戻って再度、寸法情報計測処理等が行われる。 In the next step S507, a process is performed to determine whether or not the power switch (not shown) of the measurement controller 80 has been turned off. For example, if an interrupt signal input triggered by turning off the power switch is detected (S507; Yes), the measurement controller 80 cuts off the supply of drive power to the MPU, etc., and ends this series of measurement control processes. If such an interrupt signal input is not detected (S507; No), it is necessary to continue measuring the dimensions of another workpiece W to be measured without turning off the power switch, so the process returns to step S503 and the dimension information measurement process is performed again.

以上説明したように、本第2実施形態に係る恒温測定システム10’では、測定ユニット30’を備える計測装置20’、冷熱装置40,50、温度センサ61~63、温度コントローラ70、計測コントローラ80、ディスプレイ90、測定準備完了ボタン100を含む。計測コントローラ80は、温度一致制御による温度の一致状態において、マスターワークMの測定により寸法情報として計測装置20’の測定ユニット30’から出力されるマスター寸法情報と、被測定ワークWの測定により寸法情報として計測装置20’の測定ユニット30’から出力されるワーク寸法情報と、を比較して両者の寸法誤差を出力したり(S709)、寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定し(S705)、その結果を出力したりする(S707,S708)。これにより、被測定ワークWの形状寸法に関する検査の自動化が可能になる。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理された被測定ワークWの形状寸法を測定することができるとともに、被測定ワークWの形状寸法検査や形状寸法に関する良否判定検査を自動的に行うことができる。 As described above, the constant temperature measurement system 10' according to the second embodiment includes the measurement device 20' equipped with the measurement unit 30', the cooling and heating devices 40, 50, the temperature sensors 61 to 63, the temperature controller 70, the measurement controller 80, the display 90, and the measurement preparation completion button 100. In a temperature matching state due to the temperature matching control, the measurement controller 80 compares the master dimensional information output from the measurement unit 30' of the measurement device 20' as dimensional information by measuring the master work M with the work dimensional information output from the measurement unit 30' of the measurement device 20' as dimensional information by measuring the measured work W, and outputs the dimensional error between the two (S709), determines whether the dimensional error is within a predetermined range (S705), and outputs the result (S707, S708). This makes it possible to automate the inspection of the shape and dimensions of the measured work W. Therefore, without installing large-scale equipment, it is possible to measure the shape and dimensions of the workpiece W to be measured, which is precisely temperature-controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and contraction, and it is also possible to automatically perform inspections of the shape and dimensions of the workpiece W to be measured and to determine whether or not the shape and dimensions are good.

なお、上述した第2実施形態では、計測コントローラ80が実行する計測制御処理のOK/NG処理(図7(C))において、「マスター寸法情報とワーク寸法情報とを比較して両者の寸法誤差を出力する」処理として寸法誤差算出処理(S703)および誤差情報出力処理(S709)を行い、また「寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定する」処理として合否判定処理(S705)、合格情報出力処理(S707)および不合格情報出力処理(S708)も行った。しかし、ステップS703,S709による各処理と、ステップS705~S708による各処理は、いずれか一方だけを行うようにOK/NG処理のアルゴリズムを構成してもよい。また、これらの情報の出力先は、ディスプレイ90に限られることはなく、他のコントローラ(制御装置)、パソコン等を含む情報処理装置や、LAN、LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)、WAN等を含む電気通信回線による情報通信網でもよい。 In the second embodiment described above, in the OK/NG process (FIG. 7C) of the measurement control process executed by the measurement controller 80, the dimensional error calculation process (S703) and the error information output process (S709) are performed as processes for "comparing the master dimensional information with the workpiece dimensional information and outputting the dimensional error between the two", and the pass/fail determination process (S705), the pass information output process (S707), and the fail information output process (S708) are also performed as processes for "determining whether the dimensional error is within a predetermined range". However, the algorithm of the OK/NG process may be configured to perform only one of the processes in steps S703 and S709 and the processes in steps S705 to S708. In addition, the output destination of this information is not limited to the display 90, but may be an information processing device including other controllers (control devices), a personal computer, etc., or an information communication network using electric communication lines including a LAN, a LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), a WAN, etc.

また、上述した第2実施形態では、検査工程において、ディスプレイ90の表示等によりワークW,Mや計測装置20の支柱23の温度が特定温度になったことを担当者が確認しその担当者が冷熱装置40から被測定ワークWを取り出して計測装置20の測定台21にセットし、セット完了後に測定準備完了ボタン100を押下する等の作業を行う場合を例示して説明した。つまり、検査工程を半自動で行う場合について説明した。しかし、例えば、検査担当者の作業工数を大幅に削減する必要がある場合には、検査工程を全自動で行いたいというニーズも生じ得る。このような場合、例えば、次のように構成することにより、検査工程を全自動化した検査システム(または恒温測定システム)を実現することが可能になる。 In the above-mentioned second embodiment, an example was given of an inspection process in which a person in charge confirms that the temperatures of the workpieces W, M and the support 23 of the measuring device 20 have reached a specific temperature by viewing the display 90, etc., and then removes the measured workpiece W from the cooling device 40 and sets it on the measuring table 21 of the measuring device 20, and after setting is complete, presses the measurement preparation completion button 100, etc. In other words, a case in which the inspection process is performed semi-automatically was described. However, for example, when it is necessary to significantly reduce the amount of work required by the inspector, there may be a need to perform the inspection process fully automatically. In such a case, for example, by configuring as follows, it is possible to realize an inspection system (or constant temperature measurement system) in which the inspection process is fully automated.

例えば、この検査システム(または恒温測定システム)では、第2実施形態の恒温測定システム10’のディスプレイ90と測定準備完了ボタン100に代えて、被測定ワークWやマスターワークMを把持や吸着により搬送可能な図略のロボットと、当該ロボットを制御する図略のロボットコントローラと、備え、当該ロボットコントローラを計測コントローラ80に接続する。即ち、計測コントローラ80から出力される恒温完了情報、マスター寸法記憶情報、合格情報、不合格情報や誤差情報がロボットのロボットコントローラに入力され、また当該ロボットコントローラから準備完了情報が出力されて計測コントローラ80に入力される。なお、ロボットは、円筒座標ロボット、直角座標ロボット、水平多関節ロボット、垂直多関節ロボット、パラレルリンクロボット等である。 For example, in this inspection system (or constant temperature measurement system), instead of the display 90 and measurement preparation completion button 100 of the constant temperature measurement system 10' of the second embodiment, a robot (not shown) capable of transporting the measured workpiece W or the master workpiece M by gripping or suction, and a robot controller (not shown) for controlling the robot are provided, and the robot controller is connected to the measurement controller 80. That is, constant temperature completion information, master dimension storage information, pass information, fail information, and error information output from the measurement controller 80 are input to the robot controller of the robot, and preparation completion information is output from the robot controller and input to the measurement controller 80. The robot may be a cylindrical coordinate robot, a Cartesian coordinate robot, a horizontal multi-joint robot, a vertical multi-joint robot, a parallel link robot, etc.

また、ロボットを制御するロボットコントローラは、当該ロボットが、図略のワークストッカ等からワークW,Mを取り出して冷熱装置40,50に載置したり、特定温度のワークW,Mを冷熱装置40,50から取り出して計測装置20の測定台21にセットしたり、測定済みのワークW,Mを計測装置20から取り出して合否判定の結果ごとに異なるワークトレイ(良品トレイ、不良品トレイ)等に搬送したり、するように予めプログラムされる。 The robot controller that controls the robot is preprogrammed to cause the robot to take out the workpieces W, M from a workpiece stocker (not shown) or the like and place them on the cooling and heating devices 40, 50, take out the workpieces W, M at a particular temperature from the cooling and heating devices 40, 50 and set them on the measurement table 21 of the measuring device 20, take out the measured workpieces W, M from the measuring device 20 and transport them to different work trays (good product tray, defective product tray) or the like depending on the pass/fail judgment result.

このように検査システム(または恒温測定システム)を構成することによって、第2実施形態で説明した計測制御処理等と相俟って、例えば、次の順番でロボットコントローラによるロボット等の制御処理が行われる。なお、括弧内は、第2実施形態で説明した計測制御処理等における処理ステップの番号である。 By configuring the inspection system (or constant temperature measurement system) in this way, in conjunction with the measurement control process etc. described in the second embodiment, the robot controller performs control processes for the robot etc. in the following order, for example. Note that the numbers in parentheses are the numbers of the processing steps in the measurement control process etc. described in the second embodiment.

(1) ロボットがマスターワークMを冷熱装置50に搬送する。
(2) 計測コントローラ80からロボットコントローラに恒温完了情報が出力されると(S605)、ロボットが特定温度になったマスターワークMを冷熱装置50から取り出して計測装置20に搬送する。
(3) ロボットによる被測定ワークWの搬送が完了すると、ロボットコントローラが計測コントローラ80に準備完了情報を出力する(S607;Yes)。
(4) マスター寸法情報が記憶されてマスター寸法記憶情報が計測コントローラ80からロボットコントローラに出力されると(S613)、ロボットが計測装置20からマスターワークMを取り出して冷熱装置50に搬送する。
(5) ロボットがワークストッカ等から被測定ワークWを取り出して冷熱装置40に搬送する。
(6) 計測コントローラ80からロボットコントローラに恒温完了情報が出力されると(S605)、ロボットが特定温度になった被測定ワークWを冷熱装置40から取り出して計測装置20に搬送する。
(7) ロボットによる被測定ワークWの搬送が完了すると、ロボットコントローラが計測コントローラ80に準備完了情報を出力する(S607;Yes)。
(8) 計測コントローラ80からロボットコントローラに合格情報が出力された場合には(S707)、ロボットが計測装置20から被測定ワークWを取り出して良品トレイに搬送する。
(9) 計測コントローラ80からロボットコントローラに不合格情報が出力された場合には(S708)、ロボットが計測装置20から被測定ワークWを取り出して不良品トレイに搬送する。
(10)計測コントローラ80からロボットコントローラに出力された誤差情報が当該ロボットコントローラに記憶される。
(11)電源がオフにされていない場合には(S507;No)上記(5)に戻る。
(1) The robot transports the master workpiece M to the cooling device 50.
(2) When constant temperature completion information is output from the measurement controller 80 to the robot controller (S605), the robot removes the master work M, which has reached the specific temperature, from the cooling and heating device 50 and transports it to the measurement device 20.
(3) When the transfer of the workpiece W to be measured by the robot is completed, the robot controller outputs preparation completion information to the measurement controller 80 (S607; Yes).
(4) When the master dimension information is stored and the master dimension stored information is output from the measurement controller 80 to the robot controller (S613), the robot takes out the master workpiece M from the measuring device 20 and transports it to the cooling/heating device 50.
(5) The robot takes out the workpiece W to be measured from a workpiece stocker or the like and transports it to the cooling device 40.
(6) When constant temperature completion information is output from the measurement controller 80 to the robot controller (S605), the robot removes the measured workpiece W that has reached the specific temperature from the cooling and heating device 40 and transports it to the measurement device 20.
(7) When the transfer of the workpiece W to be measured by the robot is completed, the robot controller outputs preparation completion information to the measurement controller 80 (S607; Yes).
(8) When pass information is output from the measurement controller 80 to the robot controller (S707), the robot takes out the measured workpiece W from the measuring device 20 and transfers it to the non-defective product tray.
(9) When rejection information is output from the measurement controller 80 to the robot controller (S708), the robot takes out the measured workpiece W from the measuring device 20 and transfers it to the reject tray.
(10) The error information output from the measurement controller 80 to the robot controller is stored in the robot controller.
(11) If the power is not turned off (S507; No), return to (5) above.

上記の検査システム(または恒温測定システム)は、技術的思想の創作として、次のように把握することができる。
被測定物の形状寸法を測定して寸法情報を出力する測定装置と、
前記寸法情報が入力される計測コントローラと、
基準形状を有するマスターワークを冷却または加熱する第1冷熱ユニットと、
前記マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する第1温度センサと、
前記測定装置を冷却または加熱する第2冷熱ユニットと、
前記測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する第2温度センサと、
測定対象の被測定ワークを冷却または加熱する第3冷熱ユニットと、
前記被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する第3温度センサと、
前記マスター温度情報、前記測定装置温度情報および前記ワーク温度情報が入力されるとともにこれらの温度情報に基づいて前記第1冷熱ユニット、前記第2冷熱ユニットおよび前記第3冷熱ユニットの出力温度を制御する温度コントローラと、
前記マスターワークを前記第1冷熱ユニットおよび前記測定装置に搬送し、前記被測定ワークを前記第3冷熱ユニットおよび前記測定装置に搬送するロボットと、
前記ロボットを制御するロボットコントローラと、を含み、
前記温度コントローラは、前記マスターワーク、前記被測定ワークおよび前記測定装置の各温度が予め定められた所定の温度にそれぞれ一致するように、前記第1冷熱ユニット、前記第2冷熱ユニットおよび前記第3冷熱ユニットの出力温度を制御し、前記各温度が前記所定の温度にそれぞれ一致した場合には温度一致情報を出力し、
前記計測コントローラは、前記温度一致情報が出力された場合において、前記マスターワークの測定により前記寸法情報として前記測定装置から出力されるマスター寸法情報と、前記被測定ワークの測定により前記寸法情報として前記測定装置から出力されるワーク寸法情報と、を比較して両者の寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定してその判定結果情報を出力し、
前記ロボットコントローラは、前記温度一致情報に基づいて、前記マスターワークを前記第1冷熱ユニットから前記測定装置に搬送し、または前記被測定ワークを前記第3冷熱ユニットから前記測定装置に搬送し、かつ、前記判定結果情報に基づいて、前記寸法誤差が所定の範囲内である場合には前記被測定ワークを前記測定装置から所定の第1場所に搬送し、前記寸法誤差が所定の範囲内でない場合には前記被測定ワークを前記測定装置から所定の第2場所に搬送するように前記ロボットを制御する、
ことを特徴とする検査システム(または恒温測定システム)。
The above-mentioned inspection system (or constant temperature measurement system) can be understood as a creation of a technical idea as follows.
a measuring device that measures the shape and dimensions of an object to be measured and outputs dimensional information;
a measurement controller to which the dimensional information is input;
a first cooling/heating unit for cooling or heating a master work having a reference shape;
a first temperature sensor that measures the temperature of the master work and outputs master temperature information;
A second cooling/heating unit for cooling or heating the measuring device;
a second temperature sensor that measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information;
A third cooling/heating unit that cools or heats the workpiece to be measured;
A third temperature sensor that measures the temperature of the workpiece to be measured and outputs workpiece temperature information;
a temperature controller that receives the master temperature information, the measuring device temperature information, and the workpiece temperature information and controls output temperatures of the first cooling/heating unit, the second cooling/heating unit, and the third cooling/heating unit based on the temperature information;
a robot that transports the master workpiece to the first cooling/heating unit and the measuring device, and transports the measured workpiece to the third cooling/heating unit and the measuring device;
A robot controller for controlling the robot,
the temperature controller controls output temperatures of the first cooling/heating unit, the second cooling/heating unit, and the third cooling/heating unit so that the temperatures of the master work, the measured work, and the measuring device each coincide with a predetermined temperature, and outputs temperature coincidence information when each of the temperatures coincides with the predetermined temperature;
When the temperature coincidence information is output, the measurement controller compares master dimensional information output from the measuring device as the dimensional information by measuring the master workpiece with workpiece dimensional information output from the measuring device as the dimensional information by measuring the measured workpiece, determines whether or not a dimensional error between the two is within a predetermined range, and outputs information on the determination result.
the robot controller controls the robot to transport the master work from the first cooling/heating unit to the measuring device, or transport the measured work from the third cooling/heating unit to the measuring device, based on the temperature matching information, and to transport the measured work from the measuring device to a predetermined first location if the dimensional error is within a predetermined range, or to transport the measured work from the measuring device to a predetermined second location if the dimensional error is not within the predetermined range, based on the judgment result information.
1. An inspection system (or constant temperature measurement system) comprising:

上記の検査システム(または恒温測定システム)によると、測定装置、第1冷熱ユニット、第1温度センサ、第2冷熱ユニット、第2温度センサ、第3冷熱ユニット、第3温度センサ、温度コントローラ、計測コントローラ、ロボットおよびロボットコントローラを含む。そして、温度コントローラは、マスターワーク、被測定ワークおよび測定装置の各温度が予め定められた所定の温度にそれぞれ一致するように、第1冷熱ユニット、第2冷熱ユニットおよび第3冷熱ユニットの出力温度を制御し、各温度が前記所定の温度にそれぞれ一致した場合には温度一致情報を出力する。また、前記計測コントローラは、温度一致情報が出力された場合において、マスターワークの測定により寸法情報として測定装置から出力されるマスター寸法情報と、被測定ワークの測定により寸法情報として測定装置から出力されるワーク寸法情報と、を比較して両者の寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定してその判定結果情報を出力する。さらに、ロボットコントローラは、温度一致情報に基づいて、マスターワークを第1冷熱ユニットから測定装置に搬送し、または被測定ワークを第2冷熱ユニットから測定装置に搬送し、かつ、判定結果情報に基づいて、寸法誤差が所定の範囲内である場合には被測定ワークを測定装置から所定の第1場所に搬送し、寸法誤差が所定の範囲内でない場合には被測定ワークを測定装置から所定の第2場所に搬送するようにロボットを制御する。所定の第1場所は、例えば良品トレイであり、所定の第2場所は、例えば不良品トレイである。 The above-mentioned inspection system (or constant temperature measurement system) includes a measuring device, a first cold/hot unit, a first temperature sensor, a second cold/hot unit, a second temperature sensor, a third cold/hot unit, a third temperature sensor, a temperature controller, a measurement controller, a robot, and a robot controller. The temperature controller controls the output temperatures of the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit so that the temperatures of the master work, the measured work, and the measuring device coincide with the predetermined temperatures, respectively, and outputs temperature coincidence information when the temperatures coincide with the predetermined temperatures. In addition, when the temperature coincidence information is output, the measurement controller compares the master dimensional information output from the measuring device as dimensional information by measuring the master work and the work dimensional information output from the measuring device as dimensional information by measuring the measured work, and determines whether the dimensional error between the two is within a predetermined range, and outputs the determination result information. Furthermore, the robot controller controls the robot to transport the master workpiece from the first cooling/heating unit to the measuring device or transport the measured workpiece from the second cooling/heating unit to the measuring device based on the temperature matching information, and to transport the measured workpiece from the measuring device to a predetermined first location if the dimensional error is within a predetermined range based on the judgment result information, or to transport the measured workpiece from the measuring device to a predetermined second location if the dimensional error is not within the predetermined range. The predetermined first location is, for example, a non-defective product tray, and the predetermined second location is, for example, a defective product tray.

これにより、マスターワーク等の三者の温度が異なる場合があっても、マスターワーク、被測定ワークや測定装置が冷却されたり加熱されたりして、これら三者の温度を予め定められた所定の温度に高精度に揃えることが可能になる。また、マスターワークを第1冷熱ユニットや測定装置に搬送したり、被測定ワークを第3冷熱ユニットや測定装置に搬送したりするロボットは、温度一致情報に基づいて、マスターワークを第1冷熱ユニットから測定装置に搬送し、または被測定ワークを第3冷熱ユニットから測定装置に搬送する。またロボットは、判定結果情報に基づいて、寸法誤差が所定の範囲内である場合には被測定ワークを測定装置から所定の第1場所(例えば良品トレイ)に搬送し、寸法誤差が所定の範囲内でない場合には被測定ワークを測定装置から所定の第2場所(例えば、不良品トレイ)に搬送する。したがって、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理された被測定物の形状寸法を測定することが可能になり、また当該測定により得られた寸法情報に基づく検査工程の全自動化を実現することが可能になる。これで、検査工程においては人手による作業がほぼ不要になることから、検査担当者の作業工数を大幅に削減することができる。 As a result, even if the temperatures of the three, such as the master work, are different, the master work, the measured work, and the measuring device are cooled or heated, and the temperatures of these three can be adjusted to a predetermined temperature with high precision. In addition, the robot that transports the master work to the first cold-heat unit or the measuring device, or the measured work to the third cold-heat unit or the measuring device, transports the master work from the first cold-heat unit to the measuring device, or transports the measured work from the third cold-heat unit to the measuring device, based on the temperature coincidence information. In addition, based on the judgment result information, the robot transports the measured work from the measuring device to a predetermined first location (e.g., a non-defective product tray) if the dimensional error is within a predetermined range, and transports the measured work from the measuring device to a predetermined second location (e.g., a defective product tray) if the dimensional error is not within the predetermined range. Therefore, it is possible to measure the shape and dimensions of the measured object, which are precisely temperature-controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and thermal contraction, without providing any large-scale equipment, and it is also possible to realize full automation of the inspection process based on the dimensional information obtained by the measurement. This makes the inspection process almost entirely manual, significantly reducing the amount of work required by inspectors.

なお、上述した第1,第2実施形態では、測定装置を冷却または加熱する第2冷熱ユニットとして、計測装置20の支柱23にペルチェユニット27やファンユニット29を設ける構成を例示して説明したが、測定装置やその周囲空間の温度変化に起因して当該測定装置の一部が熱膨張や熱収縮することにより当該測定装置による形状寸法の測定に影響を与え得る可能性がある場合には、当該測定装置の一部として、例えば、計測装置20のブラケット25や測定ユニット30のスピンドル32等にペルチェユニット27やファンユニット29を設けてもよい。この場合においても上述と同様に、計測装置20等に冷熱ユニットを設けることなく、これら三者の温度を高精度かつ短時間に合わせる(揃える)ことが可能になり、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理されたワークW,Mの形状寸法を測定することができる。 In the above-mentioned first and second embodiments, a Peltier unit 27 or a fan unit 29 is provided on the support 23 of the measuring device 20 as a second cooling/heating unit for cooling or heating the measuring device. However, if there is a possibility that a part of the measuring device may thermally expand or contract due to a temperature change in the measuring device or its surrounding space, which may affect the measurement of the shape and dimensions by the measuring device, the Peltier unit 27 or the fan unit 29 may be provided on the bracket 25 of the measuring device 20 or the spindle 32 of the measuring unit 30 as a part of the measuring device. In this case, as in the above, it is possible to match (align) the temperatures of these three with high precision and in a short time without providing a cooling/heating unit in the measuring device 20, etc., and it is possible to measure the shape and dimensions of the workpieces W and M whose temperatures are precisely controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and thermal contraction without providing large-scale equipment.

また、上述した第1,第2実施形態では、測定装置の温度を測定する第3温度センサとして、温度センサ63を計測装置20の支柱23に取り付けて当該支柱23の温度を測定する構成を例示して説明した。しかし、測定装置の周囲温度を第3温度センサが測定するように構成してもよい。即ち、温度センサ63を計測装置20に接触させることなくその周囲空間に露出させて計測装置20(測定装置)の周囲温度を温度センサ63(第3温度センサ)が測定して周囲空間温度情報を出力するように構成する。このように構成した場合においても、上述の測定装置温度情報を当該周囲空間温度情報に置き換えることによって、上述と同様に、大掛かりな設備を設けることなく、熱膨張や熱収縮の影響を受け難いように精密に温度管理されたワークW,Mの形状寸法を測定することができる。 In the above-mentioned first and second embodiments, the temperature sensor 63 is attached to the support 23 of the measuring device 20 as the third temperature sensor for measuring the temperature of the measuring device, and the temperature of the support 23 is measured. However, the third temperature sensor may be configured to measure the ambient temperature of the measuring device. That is, the temperature sensor 63 is exposed to the surrounding space without contacting the measuring device 20, and the temperature sensor 63 (third temperature sensor) measures the ambient temperature of the measuring device 20 (measuring device) and outputs the surrounding space temperature information. Even in this configuration, by replacing the above-mentioned measuring device temperature information with the surrounding space temperature information, it is possible to measure the shape and dimensions of the workpieces W and M whose temperature is precisely controlled so as to be less susceptible to the effects of thermal expansion and thermal contraction without providing large-scale equipment, as described above.

また、上述した第1,第2実施形態では、マスターワーク、被測定ワークや測定装置を冷却または加熱する第1~第3冷熱ユニットの吸熱体や発熱体として、ペルチェユニット43,53,145,27を冷熱装置40,50等に設ける構成を例示して説明した。しかし、吸熱や発熱することが可能であれば、例えば、冷水や温水が流通することによって吸熱したり発熱体したりし得る冷却ユニットや発熱ユニットを、冷熱装置40,50や計測装置20,20’の支柱23に設けてもよい。 In the above-mentioned first and second embodiments, the Peltier units 43, 53, 145, 27 are provided in the cooling device 40, 50, etc. as heat absorbers and heat generators of the first to third cooling and heating units that cool or heat the master work, the work to be measured, and the measuring device. However, if it is possible to absorb heat or generate heat, for example, a cooling unit or a heat generating unit that can absorb heat or generate heat by flowing cold water or hot water through it may be provided in the support 23 of the cooling device 40, 50 or the measuring device 20, 20'.

さらに、上述した第1,第2実施形態では、温度コントローラ70は1つのMPUを備える構成を例示して説明したが、例えば、複数のMPUを温度コントローラ70が備えて、上述した各タスク(恒温制御タスク、冷熱制御タスク、ペルチェ駆動制御タスク)のそれぞれを複数のMPUが分担して実行するように構成してもよい。これにより、MPUによる情報処理の負荷が軽減されるので、処理時間を短くすることが可能になり、温度センサ61~63により測定される各温度情報に対する応答速度を速くすることができる。 In addition, in the first and second embodiments described above, the temperature controller 70 is described as having one MPU, but it may be configured, for example, so that the temperature controller 70 has multiple MPUs and each of the tasks described above (constant temperature control task, cold/hot control task, Peltier drive control task) is shared and executed by the multiple MPUs. This reduces the information processing load on the MPU, making it possible to shorten the processing time and speed up the response speed to the temperature information measured by the temperature sensors 61 to 63.

さらにまた、上述した第1,第2実施形態では、冷熱装置40,50,140の冷熱キャビティ41,51,141を比較的廉価で熱伝導率の大きい金属(例えば、銅やアルミニウム等)により構成したが、熱伝導率の大きさを最優先に金属材料を選択する場合には、銀を用いて冷熱キャビティ41,51,141を構成してもよい。また、金属である必要がない場合にはカーボンナノチューブにより冷熱キャビティ41,51,141を構成してもよい。これにより、ペルチェユニット43,53,145による冷却や加熱をさらに短時間にワークW,Mに伝達することが可能になる。 Furthermore, in the first and second embodiments described above, the cold/hot cavities 41, 51, 141 of the cooling/hot devices 40, 50, 140 are made of relatively inexpensive metals with high thermal conductivity (e.g., copper, aluminum, etc.), but if high thermal conductivity is given top priority when selecting a metal material, the cold/hot cavities 41, 51, 141 may be made of silver. Also, if metal is not required, the cold/hot cavities 41, 51, 141 may be made of carbon nanotubes. This makes it possible to transmit cooling or heating by the Peltier units 43, 53, 145 to the workpieces W, M in an even shorter time.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した各実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示し得るものである。一部においては、特許請求の範囲の請求項との対応関係が明示されている。 Although specific examples of the present invention have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications or changes to the above specific examples. Furthermore, the technical elements described in this specification or drawings exhibit technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, the technology exemplified in this specification or drawings achieves multiple objectives simultaneously, and achieving one of these objectives is itself technically useful. Note that the descriptions in parentheses in the [Explanation of symbols] column may clearly indicate the correspondence between the terms used in each of the above-mentioned embodiments and the terms described in the claims. In some cases, the correspondence with the claims in the claims is clearly indicated.

10,10’…恒温測定システム
20,20’…計測装置(測定装置)
27…ペルチェユニット(第2冷熱ユニット(請求項1,3)、ペルチェモジュール)
30,30’…測定ユニット(測定装置)
31,31’…本体部
32…スピンドル
33…測定子
35…表示部
40…冷熱装置(第2冷熱ユニット(請求項2)、第3冷熱ユニット(請求項3))
50…冷熱装置(第1冷熱ユニット(請求項1~3))
140…冷熱装置(第1冷熱ユニット(請求項1~3)、第2冷熱ユニット(請求項2)、第3冷熱ユニット(請求項3))
41,51,141…冷熱キャビティ
43,53,145…ペルチェユニット(ペルチェモジュール)
61…温度センサ(第3温度センサ(請求項1,2)、第2温度センサ(請求項3))
62…温度センサ(第1温度センサ(請求項1~3))
63…温度センサ(第2温度センサ(請求項1,2)、第3温度センサ(請求項3))
70…温度コントローラ
80…計測コントローラ
90…ディスプレイ
M…マスターワーク
W…被測定ワーク
X…被測定物
SP…内部空間
MO…機械油
10, 10'... Constant temperature measurement system 20, 20'... Measurement device (measurement device)
27... Peltier unit (second heating/cooling unit (claims 1 and 3), Peltier module)
30, 30'...Measuring unit (measuring device)
31, 31': Main body 32: Spindle 33: Measuring element 35: Display 40: Cooling device (second cooling/heating unit (claim 2), third cooling/heating unit (claim 3))
50... Cooling device (first cooling unit (claims 1 to 3))
140... Cooling device (first cooling unit (claims 1 to 3), second cooling unit (claim 2), third cooling unit (claim 3))
41, 51, 141... cold/hot cavity 43, 53, 145... Peltier unit (Peltier module)
61...Temperature sensor (third temperature sensor (claims 1 and 2), second temperature sensor (claim 3))
62...Temperature sensor (first temperature sensor (claims 1 to 3))
63...Temperature sensor (second temperature sensor (claims 1 and 2), third temperature sensor (claim 3))
70: Temperature controller 80: Measurement controller 90: Display M: Master work W: Work to be measured X: Object to be measured SP: Internal space MO: Machine oil

Claims (6)

被測定物の形状寸法を測定して寸法情報を出力する測定装置と、
基準形状を有するマスターワークを冷却または加熱する第1冷熱ユニットと、
前記マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する第1温度センサと、
前記測定装置を冷却または加熱する第2冷熱ユニットと、
前記測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する第2温度センサと、
測定対象の被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する第3温度センサと、
前記マスター温度情報、前記ワーク温度情報および前記測定装置温度情報が入力されるとともにこれらの温度情報に基づいて前記第1冷熱ユニットおよび前記第2冷熱ユニットの出力温度を制御する温度コントローラと、を含み、
前記温度コントローラは、温度一致制御として、前記マスターワークの温度が前記被測定ワークの温度に一致するように前記第1冷熱ユニットの出力温度を制御し、かつ、前記測定装置の温度が前記被測定ワークの温度に一致するように前記第2冷熱ユニットの出力温度を制御する、ことを特徴とする恒温測定システム。
a measuring device that measures the shape and dimensions of an object to be measured and outputs dimensional information;
a first cooling/heating unit for cooling or heating a master work having a reference shape;
a first temperature sensor that measures the temperature of the master work and outputs master temperature information;
A second cooling/heating unit for cooling or heating the measuring device;
a second temperature sensor that measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information;
A third temperature sensor that measures the temperature of a workpiece to be measured and outputs workpiece temperature information;
a temperature controller to which the master temperature information, the workpiece temperature information, and the measuring device temperature information are input and which controls the output temperatures of the first cooling/heating unit and the second cooling/heating unit based on the temperature information;
The temperature controller controls the output temperature of the first cooling/heating unit so that the temperature of the master work matches the temperature of the work to be measured, and controls the output temperature of the second cooling/heating unit so that the temperature of the measuring device matches the temperature of the work to be measured, as a temperature matching control.
被測定物の形状寸法を測定して寸法情報を出力する測定装置と、
基準形状を有するマスターワークを冷却または加熱する第1冷熱ユニットと、
前記マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する第1温度センサと、
前記測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する第2温度センサと、
測定対象の被測定ワークを冷却または加熱する第2冷熱ユニットと、
前記被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する第3温度センサと、
前記マスター温度情報、前記測定装置温度情報および前記ワーク温度情報が入力されるとともにこれらの温度情報に基づいて前記第1冷熱ユニットおよび前記第2冷熱ユニットの出力温度を制御する温度コントローラと、を含み、
前記温度コントローラは、温度一致制御として、前記マスターワークの温度が前記測定装置の温度に一致するように前記第1冷熱ユニットの出力温度を制御し、かつ、前記被測定ワークの温度が前記測定装置の温度に一致するように前記第2冷熱ユニットの出力温度を制御する、ことを特徴とする恒温測定システム。
a measuring device that measures the shape and dimensions of an object to be measured and outputs dimensional information;
a first cooling/heating unit for cooling or heating a master work having a reference shape;
a first temperature sensor that measures the temperature of the master work and outputs master temperature information;
a second temperature sensor that measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information;
A second cooling/heating unit that cools or heats the workpiece to be measured;
A third temperature sensor that measures the temperature of the workpiece to be measured and outputs workpiece temperature information;
a temperature controller to which the master temperature information, the measuring device temperature information, and the workpiece temperature information are input and which controls the output temperatures of the first cooling/heating unit and the second cooling/heating unit based on the temperature information;
The temperature controller controls the output temperature of the first cooling/heating unit so that the temperature of the master work matches the temperature of the measuring device, and controls the output temperature of the second cooling/heating unit so that the temperature of the measured work matches the temperature of the measuring device, as a temperature matching control.
被測定物の形状寸法を測定して寸法情報を出力する測定装置と、
基準形状を有するマスターワークを冷却または加熱する第1冷熱ユニットと、
前記マスターワークの温度を測定してマスター温度情報を出力する第1温度センサと、
前記測定装置を冷却または加熱する第2冷熱ユニットと、
前記測定装置の温度を測定して測定装置温度情報を出力する第2温度センサと、
測定対象の被測定ワークを冷却または加熱する第3冷熱ユニットと、
前記被測定ワークの温度を測定してワーク温度情報を出力する第3温度センサと、
前記マスター温度情報、前記測定装置温度情報および前記ワーク温度情報が入力されるとともにこれらの温度情報に基づいて前記第1冷熱ユニット、前記第2冷熱ユニットおよび前記第3冷熱ユニットの出力温度を制御する温度コントローラと、を含み、
前記温度コントローラは、温度一致制御として、前記マスターワーク、前記被測定ワークおよび前記測定装置の各温度が予め定められた所定の温度にそれぞれ一致するように、前記第1冷熱ユニット、前記第2冷熱ユニットおよび前記第3冷熱ユニットの出力温度を制御する、ことを特徴とする恒温測定システム。
a measuring device that measures the shape and dimensions of an object to be measured and outputs dimensional information;
a first cooling/heating unit for cooling or heating a master work having a reference shape;
a first temperature sensor that measures the temperature of the master work and outputs master temperature information;
A second cooling/heating unit for cooling or heating the measuring device;
a second temperature sensor that measures the temperature of the measuring device and outputs measuring device temperature information;
A third cooling/heating unit that cools or heats the workpiece to be measured;
A third temperature sensor that measures the temperature of the workpiece to be measured and outputs workpiece temperature information;
a temperature controller to which the master temperature information, the measuring device temperature information, and the workpiece temperature information are input and which controls output temperatures of the first cooling/heating unit, the second cooling/heating unit, and the third cooling/heating unit based on these temperature information;
The temperature controller controls the output temperatures of the first cold/hot unit, the second cold/hot unit, and the third cold/hot unit as temperature matching control so that the temperatures of the master work, the measured work, and the measuring device each match a predetermined specified temperature.
前記第1冷熱ユニットおよび前記第2冷熱ユニットは、前記温度コントローラにより冷却制御または加熱制御されるペルチェモジュールを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の恒温測定システム。 The constant temperature measurement system according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second cooling and heating units are equipped with Peltier modules whose cooling or heating is controlled by the temperature controller. 前記第1冷熱ユニット、前記第2冷熱ユニットおよび前記第3冷熱ユニットは、前記温度コントローラにより冷却制御または加熱制御されるペルチェモジュールを備えることを特徴とする請求項3に記載の恒温測定システム。 The constant temperature measurement system according to claim 3, characterized in that the first cooling/heating unit, the second cooling/heating unit, and the third cooling/heating unit are equipped with Peltier modules whose cooling or heating is controlled by the temperature controller. 前記寸法情報が入力される計測コントローラをさらに含み、
前記計測コントローラは、前記温度一致制御による温度の一致状態において、前記マスターワークの測定により前記寸法情報として前記測定装置から出力されるマスター寸法情報と、前記被測定ワークの測定により前記寸法情報として前記測定装置から出力されるワーク寸法情報と、を比較して両者の寸法誤差を出力する、または前記寸法誤差が所定の範囲内であるか否かを判定してその結果を出力する、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の恒温測定システム。
a measurement controller to which the dimensional information is input;
The constant temperature measurement system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, in a temperature matching state due to the temperature matching control, the measurement controller compares master dimensional information output from the measuring device as the dimensional information by measuring the master work and work dimensional information output from the measuring device as the dimensional information by measuring the measured work, and outputs a dimensional error between the two, or determines whether the dimensional error is within a predetermined range and outputs the result.
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