JPH0132025B2

JPH0132025B2 -

Info

Publication number: JPH0132025B2
Application number: JP15188282A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Fukutaka; Yoshio Yokota
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1982-09-01
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1989-06-29
Also published as: JPS5942408A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、中心孔の曲り測定装置に係り、特
に、ベツドに対して相対移動可能とされた穿孔工
具を有する孔加工機械により、中心軸の回りに回
転されながら中心孔が穿孔されている円柱状の被
加工材の中心孔の軸方向の曲りを、孔加工機械上
で穿孔中に測定するための中心孔の曲り測定装置
の改良に関する。

一般に、円柱状の被加工材の軸方向に中心孔を
機械加工するに際しては、その中心孔の軸方向の
曲りを加工中に検出することが重要である。従つ
て従来は、例えば、第１図に示すような、ベツド
１２と、該ベツド１２に対して、工具押込み装置
１４により相対移動可能とされた、工具軸１６の
先端に取付けられた穿孔工具、例えば刃１８と、
円柱状の被加工材（以下ワークと称する）２０を
その中心軸の回りに回転するための、回転駆動部
２２及びチヤツク２４と、保持装置２６とを有す
る孔加工機械１０においては、前記ワーク２０の
一端の近傍に、ベツド１２に固定された保持装置
２６を利用してダイヤルゲージ２８を配置し、工
具軸１６の振動をダイヤルゲージ２８により検出
することにより、中心孔の軸方向の曲りを、孔加
工機械１０上で穿孔中に測定するようにしてい
た。しかしながら、このようなダイヤルゲージ２
８を用いた測定方法では、曲りの定量化が難し
く、加工上の問題となつていた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、円柱状の被加工材の中心孔の軸方向
の曲りを、孔加工機械上で穿孔中に、連続的に、
定量的且つ精度良く測定することができる中心孔
の曲り測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、ベツドに対して相対移動可能とされ
た穿孔工具を有する孔加工機械により、中心軸の
回りに回転されながら中心孔が穿孔されている円
柱状の被加工材の中心孔の軸方向の曲りを、孔加
工機械上で穿孔中に測定するための中心孔の曲り
測定装置において、被加工材の軸方向に平行移動
可能なスライドユニツトと、該スライドユニツト
を前記穿孔工具に連動させて移動する連動手段
と、前記スライドユニツトに保持された、穿孔中
の被加工材の穿孔直後の部分の円周方向肉厚分布
を検知する超音波厚さ計と、前記被加工材の回転
角を検知する回転角検知手段とを備え、穿孔中の
被加工材の中心孔の軸方向の曲りを連続的に測定
できるようにして、前記目的を達成したものであ
る。

以下、まず、本発明による中心孔の曲り測定に
おける、超音波厚さ計を用いて中心孔の曲りを測
定する方法の原理を説明する。

一般に、ワーク２０の中心孔２０ａの曲りは、
第２図に示す如く、ワーク２０の軸方向に直角な
方向の断面内の偏心量ｅの軸方向分布で表わされ
る。従つて、本発明においては、前記偏心量ｅ
を、ワーク２０の外表面２０ｂに近接配置した超
音波厚さ計３０により測定し、且つ、この超音波
厚さ計３０を工具押込み装置１４と連動してワー
ク２０の軸方向に移動して曲り量を測定するもの
である。

即ち、超音波厚さ計３０により、ワーク２０の
軸方向一断面内における最大肉厚Tmaxおよび最
少肉厚Tminを求める。すると、中心孔２０ａの
中心Ｑのワーク２０の中心Ｐからの偏心量ｅは、
次式で求めることができる。

ｅ＝（Tmax−Tmin）／２ ……(1) また、偏心方向は、ワーク２０の円周上に付さ
れた、軸方向に伸びる基準線Ｒと最少肉厚Tmin
が測定されるまでの回転角（以下、偏心角度と称
する）θminの方向で決められる。

従つて、第３図に示す如く、まず、前記最大肉
厚Tmax及び最少肉厚Tminから、次式により平
均肉厚を求める。

＝（Tmax＋Tmin）／２ ……(2) 次いで、超音波厚さ計３０の厚さ測定値Ｔが、
最大肉厚Tmax後において、平均肉厚になつた
時のワーク２０の回転角θ₁およびθ₂から、次式に
より、偏心角度θminを求めることができる。

θmin＝（θ₁＋θ₂）／２ ……(3) 上記のように、加工中での中心孔の曲り測定の
ためには、中心孔の偏心量ｅと偏心角度θminの
測定を加工中に行えば良い。

次に図面を参照として、本発明に係る中心孔の
曲り測定装置の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、第４図に示す如く、前記従来例と
同様の、ベツド１２、工具押込み装置１４、工具
軸１６、刃１８、回転駆動部２２、チヤツク２４
及び保持装置２６を有する孔加工機械１０に配設
される中心孔の曲り測定装置を、前記ベツド１２
の側面に固定されたレール３２上を、ワーク２０
の軸方向に平行移動可能なスライドユニツト３４
と、該スライドユニツト３４を前記工具押込み装
置１４の移動と同期させて移動するための連結棒
３６と、前記スライドユニツト３４に保持され
た、穿孔中のワーク２０の穿孔直後の部分の偏心
方向肉厚分布を検出する超音波厚さ計３０と、前
記回転駆動部２２に配設された、前記ワーク２０
の回転角を検知する回転角検出器３８と、前記工
具押込み装置１４に配設された、刃１８の移動量
を検知する工具移動量検出器４０と、前記超音波
厚さ計３０及び回転角検出器３８の出力に応じて
偏心量ｅ及び偏心角度θminを算出する演算器４
２と、該演算器４２の出力を、前記工具移動量検
出器４０出力により検知される刃１８の移動量、
即ち、超音波厚さ計３０の軸方向位置に対応させ
て連続的に記録する記録計４４とから構成したも
のである。

前記超音波厚さ計３０は、第５図に詳細に示す
如く、超音波を送受信するための探触子３０ａ
と、該探触子３０ａを保持すると共に、探触子３
０ａとワーク２０の間に超音波を伝播するための
液体、例えば、切削油を供給するためのノズル３
０ｂと、該ノズル３０ｂに切削油を供給するため
の供給装置３０ｃと、超音波を送受信し、その信
号から前記ワーク２０の肉厚を求めるための厚さ
計本体３０ｄとから構成されており、回転中のワ
ーク２０の肉厚を、ワーク２０とは非接触で測定
することができるようにされている。

この超音波厚さ計３０は、第６図に詳細に示す
ような状態で、前記スライドユニツト３４に保持
されている。即ち、前記スライドユニツト３４
は、孔加工機械１０のベツド１２の側面に固定さ
れたレール３２の上を摺動するスライダ３４ａ
と、支柱３４ｂと、該支柱３４ｂの上部に、上下
方向に固定されたレール３４ｃと、該レール３４
ｃ上を摺動可能なスライダ３４ｄと、該スライダ
３４ｄに上端が固着された、前記超音波厚さ計３
０のノズル３０ｂを固定保持するためのアーム３
４ｅと、ノズル３０ｂをアーム３４ｅに固定する
ためのロツクボルト３４ｆと、前記ノズル３０ｂ
の、ワーク２０の半径方向の移動を円滑にするた
めのカウンタウエイト３４ｇと、該カウンタウエ
イト３４ｇと前記ノズル３０ｂを連結するワイヤ
３４ｈと、該ワイヤ３４ｈによる力の伝達方向を
変換するための、前記支柱３４ｂの上部に固定さ
れた一対のプーリ３４ｉとから構成されている。
前記カウンタウエイト３４ｇの重量は、ノズル３
０ｂ等の重量より若干軽くされており、ノズル３
０ｂがワーク２０に押付け気味になるようにさ
れ、ノズル先端から出る切削油によつてノズル３
０ｂがワーク２０から若干離れた位置に保持する
ようにされている。

前記演算器４２は、第７図に詳細に示す如く、
前記超音厚さ計３０出力の厚さ信号Ｔから、ワー
ク２０の軸方向のある断面における最大肉厚
Tmaxと最小肉厚Tminを求めるための弁別器４
２ａと、該弁別器４２ａにより求められた最大肉
厚Tmax及び最小肉厚Tminから、前出(1)式によ
り偏心量ｅを算出して前記記録計４４に出力する
偏心量演算器４２ｂと、前記弁別器４２ａ出力の
最大肉厚Tmaxと最小肉厚Tminから、前出(2)式
により平均肉厚を求めるとともに、前記超音波
厚さ計３０の出力Ｔが最大肉厚Tmax後におい
て、平均肉厚になつた時に、回転角を測定すべ
きタイミング信号を出力する平均肉厚演算器４２
ｃと、該平均肉厚演算器４２ｃの出力に応じて前
記回転角検出器３８出力の角度信号θ₁，θ₂を読み
取り、これから、前出(3)式により偏心角度θmin
を算出して前記記録計に出力する偏心角度演算器
４２ｄとから構成されている。

前記記録計４４としては、例えば、ペン書き式
のものが用いられており、曲り状況を視覚で把握
することができるようにされている。又、このペ
ン書き式の記録計４４は、その記録紙の送りが、
前記工具移動量検出器４０出力の刃１８の移動
量、即ち、超音波厚さ計３０の軸方向位置と同期
されており、データの解析が非常に容易に行える
ようにされている。

以下作用を説明する。

刃１８によるワーク２０の穿孔と同時に、超音
波厚さ計３０によつて測定された厚さ信号Ｔ及び
回転角度検出器３８で検出された角度信号θが前
記演算器４２に入力される。演算器４２では、前
出(1)〜(3)式を用いて、ワーク２０の加工位置近傍
における偏心量ｅ及び偏心角度θminを算出して、
記録計４４に出力する。一方、記録計４４の記録
紙は、前記工具移動量検出器４０によつて検出さ
れる刃１８の移動量、即ち、超音波厚さ計３０の
軸方向位置と連動して送られており、ワーク２０
の軸方向位置と対応した偏心量ｅ及び偏心角度
θminの変化、即ち、曲りを容易に把握すること
ができる。

本実施例においては、穿孔工具の移動量、即
ち、超音波厚さ計の移動量と連動して記録紙が送
られる記録計を用いて、曲りの測定結果を記録す
るようにしているので、曲りの把握が極めて容易
である。なお、曲りの測定結果を把握する方法
は、これに限定されず、例えば、デジタルプリン
タにより数値的に記録したり、或いは、記録装置
を用いることなく、測定結果を、直接、制御装置
等に出力するように構成することも可能である。

以上説明した通り、本発明によれば、円柱状の
被加工材の中心孔の軸方向の曲りを、孔加工機械
上で穿孔中に、連続的に、定量的且つ精度良く測
定することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の中心孔の曲り測定方法の一例
を示す、孔加工機械の正面図、第２図は、本発明
による中心孔の曲り測定における、超音波厚さ計
を用いて中心孔の曲りを測定する方法の原理を説
明するための断面図、第３図は、同じく、被加工
材の回転角と厚さ信号及び偏心角度の関係の例を
示す線図、第４図は、本発明に係る中心孔の曲り
測定装置の実施例が配設された孔加工機械を示
す、一部ブロツク線図を含む正面図、第５図は、
前記実施例で用いられている超音波厚さ計の構成
を示す断面図、第６図は、同じく、スライドユニ
ツトの構成を示す横断面図、第７図は、同じく、
演算器の構成を示すブロツク線図である。１０……孔加工機械、１２……ベツド、１４…
…工具押込み装置、１８……刃、２０……被加工
材、２２……回転駆動部、３０……超音波厚さ
計、３２……レール、３４……スライドユニツ
ト、３６……連結棒、３８……回転角検出器、４
０……工具移動量検出器、４２……演算器、４４
……記録計。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベツドに対して相対移動可能とされた穿孔工
具を有する孔加工機械により、中心軸の回りに回
転されながら中心孔が穿孔されている円柱状の被
加工材の中心孔の軸方向の曲りを、孔加工機械上
で穿孔中に測定するための中心孔の曲り測定装置
において、被加工材の軸方向に平行移動可能なス
ライドユニツトと、該スライドユニツトを前記穿
孔工具に連動させて移動する連動手段と、前記ス
ライドユニツトに保持された、穿孔中の被加工材
の穿孔直後の部分の円周方向肉厚分布を検知する
超音波厚さ計と、前記被加工材の回転角を検知す
る回転角検知手段とを備え、穿孔中の被加工材の
中心孔の軸方向の曲りを連続的に測定できるよう
にしたことを特徴とする中心孔の曲り測定装置。