JPH01136011A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、検査すべき測定面をもつ被検査物、（たとえ
ば自動車のｖ１動装置の部品であるディスクローター）
の測定面の形状（たとえば平坦度）を検査する検査装置
に関する。

［従来の技術１ 従来、自１７１ｍの制動装置の部品であるディスクロー
ターでは所定の加エエ稈を終えた後で加工した面の形状
歪の検査を実施していた。このディスクローターはフラ
ンジ部とボス部とを同心円的に一体化した形状をもち、
ボス部の一端面が組付基準面となり、７ランジ部の円形
の一端面およびこれと背向する反対側の円形の他端面と
をもつものである。そして互いに平行なボス部の一端面
と７ランジ部の一端面間の距離や、互いに平行な７ラン
ジ部の一端面および他端面の凹凸や、７ランジ部の一端
面および他端面のフレなどの形状歪を検査していた。こ
の形状歪検査工程において、作業者番卒定盤の」二にこ
のディスクローターのボス部の一端面が当接するように
載せる工程、ディスクローターを回転しつつフランジ部
の他端面をダイアルゲージで測定する工程、ディスクロ
ーターを定盤からとり取りはずす工程、を順次実行し、
形状歪を測定していた。

また、本出願人によって出願された実開昭６２−ｓ　ｉ
　ｏｏｓ号公報には、ディスクローターを駆ａｉｌによ
り回転させつつ、ディスクローターのたとえばフランジ
部の一端面にタッチセンサを当接させ、前記一端面の凹
凸を全周にわたって測定する技術が開示されている。

［発明の解決しようとする問題点］ 上記した従来の技術ではダイアルゲージによるディスク
ローターの目視測定作業が含まれる。この作業は神経の
集中が必要であるので、作業者が疲労して作業能率およ
び作業精度が低下する可能性があった。

また、前記従来の自動的に測定する技術は、実験の結果
前記駆動装置の振動のために測定データにノイズが混入
し、検査精度が悪くなることがわかった。なお前記振動
の原因としては、駆動Ｒ置の機械的精度や速度むら、ま
たは前記駆動装置や被検査物の回転にとらなう検査台の
振動、または検査台の振動にともなう測定装置（特にタ
ッチセンサ）の振動などが考えられる。

本発明は前記問題に鑑み、高能率かつ高精度に被検査物
の測定面の形状を測定する装置を提供フることを目的と
する。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明の検査装置は、測定面をもつ被検査物を載置する
載置面と前記載置面に対して所定距離隔てて位置する基
準面をもつ検査台と、前記被検査物の前記測定面と自己
との間の距離を測定づる検査用距離センサと前記検査用
距離センサと一体的に固定され前記基準面と自己との間
の距離を測定する補償用距離センサとを有するセンサｖ
装置と、前記測定面および前記基準面にそって前記セン
サ装置を移動させる駆動装置と、前記検査用距離センサ
及び前記補償用距離センサの出力信円を処理して前記被
検査物の前記測定面の形状の良否を判定する制御部と、
を備えるように構成されている。

被検査物は、形状を測定すべき表面（測定面という）を
もつ部材である。代表的な被検査物としては自動中の制
動装置の部品であるハツト形状のディスクローターを挙
げることができる。このディスクローターは前記説明し
たように７ランク部とボス部とを同心的に一体化した形
状をもつ。

検査台は、被検査物を載置する載置面と、前記載置面と
所定距離を隔てて位置する基準面とをもつ固定台である
。載置面と基準面とはそれぞれ平坦面であることが好ま
しく、更に載置面と基準面とは平行であることが好まし
い。載置面としては、少くとも３点の載置点があればよ
い。

補償用距離センサおよび検査用センサは、タッチセンサ
や光学距離センサなと、基準面と自己と距離および被検
査物の測定面の小領域と自己との距離を測定するもので
ある。

駆動装置は、センサ装置を前記測定面および前記基準面
にそって直線的にまたは回転的に移動させる装置である
。なお検査用距離センサと補償用ｉＴ＋ＭＬンＶとはで
きるだけ近接するように一体的に設置されることが好ま
しい。

制御部は、距Ｍセンサの出力信号を処理して被検査物の
測定面の形状を判定する装置６であり、検査用距離セン
サおよび補償用距離センサから１！１られる測定データ
から、被検査物の測定面の形状の良不良を判別する機能
をｂつ。

（作用１ 本発明の検査装置におい°【、まず検査すべき測定面が
検査用距離センサに対向するように被検査物を検査台の
戟１ｆｉｉｌｉｉ上に載置する。そして駆動装置は検査
用距離上ンｌｊと補償用距離セン号とを測定面および基
準面にぞって移動させる。検査用距離センサは被検査物
の測定面と自己との距離を測定し、得られた。測定デー
タをｕＪ　ｔ；１８１部に伝送する。

補償用距離センサは検査台の基準面と自己との距離を測
定し、得られた測定データを制御部に伝送づ゛る。制御
部は検査用距離センサと補償用距離センυとから受取っ
た各測定データを処理して、被検査物の測定面の形状の
良否を判定する。

ある第１図に示し、その八−Ａ′線矢視断面因を第５図
に承り。

本実施例の検査装置は、被検査物としてのディスクロー
ター１００をその＠画面１１に載置する検査台１と、デ
ィスクローター１００の測定面１０４と自己との距離を
測定する検査用距離センサ２１と、ディスク【ｌ−ター
１００の測定面１０５ど自己との距離を測定するセンサ
装置としての検査用距！！１１Ｉ？ンサ２２と、検査台
１の基準面１２と自己との距離を測定するセンサ装置と
しての補償用距離センサ２３と、載置面１１と直角な軸
芯Ｘを回転中心として検査用距離センサ２１と検査用部
ｆＩｉヒンサ２２と補償用距離センサ２３とを回転させ
る駆動装Ｗ３と、検査用距離センサ２１と検査用外＃ｌ
ｔ？ンサ２２と補償用距離センサ２３との出力信号を処
理してディスクローター１００の測定面１０４．１０５
の形状の良否を判定する制御部４と、からなる。

ディスクローター１００は、フランジ部１０１とボス部
１０２とを同心円的に一体化した形状をもも、７ラン２
部の一端面である測定面１０４およびフランジ部の他端
面である測定面１０５をもつものである。

検査台１は、ディスクローター１００を載置する台であ
り、基準面１２は載置面１１の延長線上に伸びている。

検査用距離はンサ２１，２２は、（炙で説明される駆動
装置３に回転可能に支持されている。これらの検査用外
ｍｂンサ２１．２２および補償用路１１ＩＩｔｔ＝ンサ
２３はそれぞれレーザダイオード（ＬＤ）とレンズ系と
からなる送光系（図示せず）と、半導体装置検出素子＜
ｐｓｏ＞とレンズ系とからなる受光系（図示せず）とか
らなる光学式距離センサである。なお、検査用距離セン
サ２１．２２および補償用距離センサ２３の各前記レー
ザーダイオード（図示せず）はそれぞれ軸芯Ｘと平行な
仮想直線Ｙ上において測定面１０４．１０５および基準
面１２にレーザー光を発射するものである。

検査用距離センサ２１．２２および補償用距離センサ２
３の各前記ＰＳＤ（図示せず）はそれぞれ測定面１０４
．１０５および基準面１２から反射するレーザー光によ
り測定面１０４．１０５および基準面１２と各自己との
間の距離を測定するものである。

駆動装置３は、検査台１に固定されたステッピングモー
タ３１と、ステッピングモーター３１の回転軸３２に取
りつけられた鋼製の腕部３３と、からなる。腕部３３は
３字形状をもち、その長い方の片部の端部３４が回転軸
３２に固定されている。そして仮想直線Ｙと交差する位
置において腕部３３の片部３３１に検査用距離センサ２
１が取付けられる。また仮想直線Ｙと交差する位置にお
いて腕部３３の片部３３２に検査用距離センサ２２と補
償用距離センサ２３とが互いに背向するように取付けら
れている。

制御部４は、検査用距離センサ２１．２２および補償用
距離センサ２３の出力信号を並列にデジタル信号に変換
する入力回路部４１と、入力回路部４１から出力される
前記デジタル信号などを受取り後で説明す゛る各種制御
４（ｒ号や判別信号などを出力する制御回路部４２と、
からなる。入力回路部４１は、検査用距離センサ２１．
２２および補償用距離センサー２３の出力信号を所定の
大きさにそれぞれ増幅するセンスアンプ４１１．４１１
′、４１１′−と、センスアンプ４１１．４１１＝、４
１１−−の出力信号を後で説明する所定のタイミングで
サンプルホールドするサンプルホールド回路４１２．４
１２−１４１２″と、サンプルホールド回路４１２．４
１２′、４１２−′から出力されるサンプルホールド信
号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバーター４１３
．４１３′、４１３−”と、からなる。

制御回路部４２はＩ１０インターフェイスを内蔵するマ
イクロコンピュータであり、その出力端子の一つは出力
信号線４２４を介してステッピングモータ３１に接続さ
れ、他の出力端子は出力信９線４２１を介してサンプル
ホールド回路４１２．４１２′、４１２−一に接続され
て′いる。

この検査装置の動作を第３図および第４図のフローチャ
ートに基づいて説明する。

まず、検査台１の載置面１１にディスクローター１００
を検査台１００上に載置する。なお、ディスクローター
１００の軸芯が駆動装置３の軸芯Ｘとできるだけ一直線
となるように載置する。

次に、図示しない起動スイッチが投入されるとルーチン
が開始されステップ１０１に進む。

５１０１では、レジスタやメモリなどを初期設定して、
５１０２に進む。

＄１０２では、制御回路部４２がステッピングモータ３
１に第２図に示す一連の駆動パルスパルス信＠Ｓ１を送
ってステッピングモータ３１を約３０ｍ５ｅｃだＧプ回
転させ、検査用゛距離センサー２１．２２および補償用
距離センサ２３を約回転角５度だけ回転ざその後停止さ
せる。そしてその後で８１０３に進む。駆動パルス信号
Ｓ１は簡略に図示されているが実際には４相パルス信号
であり、回転期間Ｔ１の間だけステッピングモータ３１
を回転させる。検査用距離センサ２１，２２および補償
用距１１ｉｔ＝ンサ２３はステッピングモータ３１の１
回の回転期間Ｔ１に約回転角５度だにノ回転するように
３Ｑ４１されている。

５１０３は、停止期間Ｔ２を規定するタイマーを制御す
るサブルーチンである。なお、このタイマーはｉ、ＩＪ
　１１回路部４２に内蔵されている。

このサブルーチンでは第４図に示すように、まず３１１
０でタイマーをスタートさせて５１１１に進む。なお、
制御回路部４２は停止期間Ｔ２には駆動パルス信号Ｓ１
を発生しない。なお、本実施例では回転期間Ｔ１は約３
Ｑｍｓｅｃ、停止期間Ｔ２は７　Ｑｍｓ　ｅ　ｃに設定
している。

５１１１では、タイマーが７０ｍ５ｅｃになったかどう
かを検出し、タイマーが７０ｍ５ｅｃに達していれば５
１０４に進み、そうでなければ５１１１に再び戻る。本
タイマーによるルーチンの遅延はステッピングモータ３
１の停止後の回転軸３２および腕木３３の慣性運動を減
衰させるためになされる。

５１０４では、検査用距離センサ２１．２２および補償
用距離センサ２３はそれぞれ測定面１０４．１０５およ
び基準面１２と各自己との距離（Ｙ方向の）を検出して
、それに応じた出力信号を入力回路部４１にそれぞれ伝
送する。入力回路部４１は各前記出力信号をセンスアン
プ４１１．４１１−１４１１″で所定の大きさに増幅し
、増幅された信号をサンプルホールド回路４１２．４１
２′、４１．２−′に送る。そして、第２図のタイミン
グでサンプリングパルスＳ２をサンプルホールド回路４
１２．４１２′、４１２−′に送り、この時点のセンス
アンプ４１１．４１１′、４１１″の出力信号電圧をザ
ンプルホールドする。なお、制御回路部４２はサンプリ
ング信号Ｓ２を停止期間Ｔ２の終了する１ｍ５ｅｃ前に
出力する。サンプルホールド回路４１２から出力される
サンプルホールド信号Ｓ３とサンプルホールド回路４１
２″、かう出力されるサンプルホールド信号Ｓ３−とサ
ンプルホールド回路’１１２−−から出力されるサンプ
ルホールド信号８３″とはそれぞれＡ／Ｄコンバーク４
１３．４１３−１４１３″でデジタル信号に変換された
後でυ１１１１回路部４２に送られる。

なお、Ａ／Ｄコンバータ／１１３から出力される前記デ
ジタル信号はディスクローター１００の測定面１０４上
の一測定点と検査用距離センサ２１との間の距離を表す
測定データである。また、Ａ／Ｄコンバータ４１３−か
ら出力される前記デジタル信号はディスクローター１０
０の測定面１０５上の一測定点と検査用距離センサ２２
との間の距離を表す測定データである。また、Ａ／Ｄコ
ンバータ４１３”から出力される前記デジタル信号は検
査台１の基準面上の一測定点と補償用距離センサ２３と
の間の距離を表す測定データである。

５１０５では、検査用距離センサ２１．２２　、ｆ５よ
び補償用距離センサ２３の回転角度が３６０度に達した
かどうかを判定する。なお、検査用距離センサ２１．２
２および補償用距離センサ２３はそれぞれ１回の回転に
より約回転角５度だけ回転するので、サンプリングパル
ス信号Ｓ２をカウントし、サンプリングパルス信号Ｓ２
が７２になった時に、前記回転角度が３６０度に達した
ものとする。そして回転角度が３６０　ＩＩ以ｊ二であ
れば（サンプリングパルスが７３以上であれば）、８１
０６に進み、そうでなければ再び８１０２に戻って次の
測定データ採取を実行する。

このようにしてディスクローター１００の測定面１０４
．１０５の各７２個の測定データＭ１Ｍ′および基準面
１２の測定データＭ″を制御回路部４２のメモリに記憶
した後で、８１０６に進む。

８１０６では、測定データＭと測定データＭ′′との差
から測定面１０４の補正された測定データＭｘを求める
。この補正された測定データＭＸは検査用距離センサ２
１のＹ方向の変動を補正した後での測定面１０４のＹ方
向への変位を表すデータである。そして測定データＭ′
と測定データＭ″との差から測定面１０５の補正された
測定データＭＹを求める。この補正された測定データＭ
Ｙは検査用距離センサ２２のＹ方向への変動を補正した
後での測定面１０５のＹ方向への変位を表すデータであ
る。

５１０７では、測定データＭＸと予め記憶している所定
の標準値ｍ１とを比較しその差の絶対値１Ｍｘ−ｍ１１
を求める。更に測定データＭｙと予め記憶している所定
の標準値ｍ２とを比較しその差の絶対値Ｉ　Ｍｙ−ｍ２
　ｌを求める。そして差ＩＭｘ−ｍ１　ｌおよびｌ　Ｍ
ｙ−ｍ２　＋が予め設定された所定の範囲内にあれば８
１０８に進み、そうでなければ８１０９に進む。なお、
差ＩＭｘ−ｍ１１は測定面１０４の凹凸を検査するもの
であり、差１Ｍｙ−ｍ２１は測定面１０５の凹凸を検査
するものである。

８１０８では、ディスクローター１００の測定面１０４
．１０５および７ランジ部１０１の厚さが良であること
を表す信号を制御部４２からＣＲ丁デイスプレィ（図示
せず）に出力してこのルーチンを終了する。

５１０９では、ディスクローター１００が不良であるこ
とを表す信号を制御部４２から前記ＣＲＴデイプレイに
出力してルーチンを終了する。

前記説明により、ディスクローター１００の７ランジ部
１０１の測定面１０４．１０５が検査された。

なお８１０６において、他のデータ処理を実行すること
は当然可能である。たとえば、測定面１０４上で互いに
１８０度の位置にある２個の測定Ｔ−夕の差を求めれば
、前記差により測定面１０４の傾斜（フレ）が検出でき
る。そして５１０７でこのフレが予め設定する所定角度
以内にあるかどうかを判定しても良い。

また、検査用距離センサ２１．２２および補償用距離セ
ンサ２３として、光学距離センサの他に接触型や作動ト
ランス型や可変容置型や超音波型のものも使用できる。

またサンプリング回路４１２．４１２−１４１：２”を
制御回路部４２側に配置しても良い。更に、ディスクロ
ーター１００を裏返して測定面１０４と測定面１０５゛
とを順次測定すれば、検査用距離センサ２１．２２はど
ちらか片方でも良い。また検査用距離センサ２１．２２
はＹ方向の仮想直線上に配置する必要は無い。

ただし、光学距離センサ２１．２２をＹ方向の仮想直線
上に配置することにより、Ａ／Ｄコンバータ４１３．４
１３′から出力される２種類のデジタル信号の差を検出
するだけで、７ランジ部１０１の厚さを直接検出するこ
とができ、どちらかの信号の遅延操作を省略することが
できる。

本実施例の検査装置は検査用距離センサ２１．２２Ｊ５
よび補償用距離センサ２３を一体的に回転させ、更に補
償用距離センサ２３が基準面１２と自己との距離を測定
するように構成している。

従って、検査用距離センサ２１または検査用距離センサ
２２の検出距離（測定データ）と補償用距離センサ２３
の検出距離（測定データ）との差を検出すれば、検査用
距離センサ２１．２２のＹ方向の変動を補償することが
できる。前記変動は回転ＨＭの回転軸のフレや振動など
により発生するものである。

なお、検査用路ｌＩ！ｌセンサ２１または検査用距離セ
ンサ２２と補償用距離センサ２３とはなるべく近接して
一体化することが好ましい・。両者を近接させることに
より、検査用距離センサ２１または検査用距離センサ２
２の前記変動と補償用距離センサ２３の前記変動とはほ
とんど等しくできる。

更に本実施例の検査装置は駆動装Ｍ３が停止ししかも前
記停止した優の所定時間経過後に各距離センサのデータ
をサンプルホールドしている。従って、検査用距離セン
サ２１．２２および補償用距離センサ２３の前記変動自
体を大幅に減らすことができる。なお、本実施例では駆
動装置！？３を間欠運転しているが、駆動装置３を連続
運転することも当然可能である。

［実施例２１ この実施例の検査装置を第６図に示１′。この検査装置
は、補償用距離センサ２３０と基準面１２０の位置の他
は実施例１の検査装置と同じである。

この検査装置において、補償用距離センサ２３０は検査
用距離センサ２１と背向するように片部３３１に取付け
られている。基準面１２０をもつ円盤１３は載置面１１
に平行となるように、ステッピングモータ３１に取付（
プられている。そして円盤１３の基準面１２０は載置面
１１と平行な平坦面である。ステッピングモータ３１は
検査台１に固定されている。

本実施例の検査装置の作用効果は実施例１の検査装置の
それと同じであるが、検査台１の水平面積を広くできな
い場合などに好適である。

［実施例３１ この実施例の検査装置を第７図に示す。この検査装置は
、ディスクロータ９００を載置する検査台１９と、補償
用距離センサ２３９と、検査用距１ｌｌｌＩｔ＝ンサ２
１９の他は、実施例１の検査装置と同じである。この検
査装置において、補償用距離センサ２３９は検査用距離
センサ２１９と軸芯Ｘとを結ぶ仮想直線にの延長線」−
において、検査用距離センサ２１９と一体に固定されて
いる。

この検査ｗｅＩにおいて、駆動装置の軸芯Ｘが変位後の
軸芯Ｘ′の方向に変位すると仮定する。この時、前記仮
想直線には変位後の仮想直線に′の方向に変位する。そ
の結果、補償用距ｌ１１１？ンサ２３９は距離りだけＹ
方向に変位する。

その結果、検査用距１Ｉｉｌ＃センサ２１９のＹ方向の
変位Ｄ′はＤＸＬ２／Ｌ１になる。従って本実施例の検
査装置は、補償用距離・センナ２３９を検査用距離セン
サ２１９と離れて設置されていても検査用距離センサ２
１９の変位を補償できる利点がある。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明の検査装置は、被検査物の測
定面を測定する検査用距離センサと、検査台の基準面を
測定づる補償用距＃ＩＩ？ンサと、前記検査用距離セン
サと前記補償用距離センサとからなるセンサ装置を移動
させる駆動装置と、を具備しているので、検査用距離セ
ンサの測定方向への変位を補償することができ、精密に
かつ高能率に被検査物の測定而の形状、たとえば測定而
のフレや測定面の粗さなど、を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査装置の一実施例を表す模式図であ
る。第２図は第１図の装置の各部の信号波形図である。 第３図は第１図の装置の制御回路部４２の動作を示すフ
【］−チャートである。第４図は第３図のステップ５１
０３のサブルーチンの７０−ブヤートである。第５図は
第１図の装置のＡ−Ａ−線矢視の断面図である。第６図
および第７図はそれぞれは本発明の他の実施例を表１模
式％式％ ２１．２２・・・検査用距離セン１ｆ ２３・・・補償用距離はンサ ３・・・駆動装置 ４・・・制御部 特許出願人　　　アイシン高丘株式会社代理人　　　　
弁理士　大川　宏 第２図 ５３−「−一一一一−１−一一一一一一一一一一第４図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定面をもつ被検査物を載置する載置面と前記載
   置面に対して所定距離隔てて位置する基準面とをもつ検
   査台と、 前記被検査物の前記測定面と自己との間の距離を測定す
   る検査用距離センサと前記検査用距離センサと一体的に
   固定され前記基準面と自己との間の距離を測定する補償
   用距離センサとを有するセンサ装置と、 前記測定面および前記基準面にそって前記センサ装置を
   移動させる駆動装置と、 前記検査用距離センサ及び前記補償用距離センサの出力
   信号を処理して前記被検査物の前記測定面の形状の良否
   を判定する制御部と、からなることを特徴とする検査装
   置。
2. （２）前記検査台の基準面は、前記載置面と略平行であ
   る特許請求の範囲第１項記載の検査装置。