JPH0145004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工面の表面精度を要する機械加工
を自動化する際に用いられる表面の粗さを検出す
る粗さ検出器に関するものである。

従来、触針を用いた粗さ検出器では、加工材料
の表面に沿つて触針を直線的に移動させ、表面に
対する触針の上下方向の変位を抽出することによ
つて表面の粗さを検出している。それ故、加工面
の粗さを検出する為には、加工方向と直角方向に
触針を移動させなければならない。しかも、この
種の粗さ検出器は、平面を対象としている。それ
故、この方法では、凹凸のある曲面の粗さを検出
する為には、触針の機械的変位を拡大すると共
に、高精度の計測を行なうためには、触針による
分解能を上げる必要があり、装置としては、大型
となる。しかも、この種の装置は耐振動的にも実
時間計測には適用できないという欠点がある。

本発明の目的は加工方向を考慮することなく、
且つ、高精度で表面の粗さを計測することががで
きる粗さ検出器を提供することである。

本発明の他の目的は産業ロボツトシステムに適
した粗さ検出器を提供することである。

本発明によれば、回転軸の周りに、予め定めら
れた半径の円を描くことができる触針を加工材料
の表面に接触させた状態で回転させ、回転中の触
針の上下方向の変位を検出し、この変位から、加
工材料表面の粗さ、及びうねりを実時間で計測す
る粗さ検出器が得られる。この粗さ検出器では、
表面における粗さ及びうねりを円軌導内の触針の
相対的な変位として抽出している。

以下、図面を参照して、本発明を説明する。

第１図を参照すると、加工材料の表面の加工状
態が拡大して示されている。機械加工は矢印ａで
あらわされた方向で行なわれている。本発明は、
加工材料の表面を触針を環状に移動させ、表面粗
さを計測する。触針を環状に１回回転させれば、
触針はその円のどこかで加工方向と直角な部分を
横切る。また、加工方向と直角な部分では触針の
変位は相対的に大きいから、これを識別すること
によつて、表面粗さの計測が可能である。

第２図を参照すると、本発明の一実施例に係る
粗さ検出器は駆動軸１５を有するモータ１６、こ
の駆動軸１５に止めネジ１７によつて連結された
カツプリング１８、及び、カツプリング１８内に
収容されたスプリング１９とを備えている。ま
た、カツプリング１８には、ガイド軸２０に連結
されたコネクタバー２４が図の左右方向に移動で
きるように溝が切つてある。このコネクタバー２
４は、スプリング１９により図の左方向に押付け
られている。この構造によつて、ガイド軸２０は
モータ１６の駆動軸１５に回転可能に結合され、
且つ、図の左右方向に変位可能である。ガイド軸
２０の先端には、ガイド軸２０から所定距離（例
えば、10mm）だけ偏位した位置で円を描く針２１
が取り付けられている。ガイド軸２０の中間領域
は２つのガイド軸２２及び２３によつて支持され
ており、且つ、これら２つのガイド軸受２２及び
２３間には、ガイド軸２０の左右方向への変位を
検出するために、差動変圧器が設けられている。
この差動変圧器はガイド軸２０に取り付けられた
差動変圧器コア２５と差動変圧器コイル２６とに
よつて構成され、コイル２６はガイド軸受２２及
び２３と共に、筐体２７に固定されている。また
筐体２７の端部には、調節リング２８が設けら
れ、このリング２８の内側には、粗さ検出を行な
わない場合、触針２１の一部がリング２８の前方
に突出するように収容されている。

加工材料の表面粗さを計測する場合、測定すべ
き加工材料の表面に、調整リング２８を押し付け
て固定する。この状態で、粗さ検出器のモータ１
６を駆動する。モータ１６の回転は駆動軸１５、
カツプリング１８、ガイド軸２０、及び、コネク
タバー２４を介して、触針２１に伝達され、触針
２１は円運動を行なう。また、触針２１はスプリ
ング１９によつて、加工材料の表面に押し付けら
れているため、触針２１は表面の凹凸に倣つて図
の左右方向に変位しながら円軌道を描く。触針２
１の左右方向への変位は差動変圧器によつて電気
信号に変換され、制御装置（図示せず）に送出さ
れる。制御装置では、パターン認識の手法を用い
て、表面の粗さ及びうねりを判定する。

この粗さ検出器では、表面の粗さが計測代表点
に描かれる一定半径の円軌道上の相対的な変位と
して計測される。本発明に係る粗さ検出器を使用
することによつて、10^-2〜10^-3程度の分解能で高
精度の計測が行なえることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は粗さ検出が行なわれる加工材料の表面
状態を概略的に説明するための図、及び第２図は
本発明の一実施例に係る粗さ検出器を一部断面し
て示す図である。 記号の説明、１５：駆動軸、１６：モータ、１
８：カツプリング、１９：スプリング、２０：ガ
イド軸、２１：触針、２２，２３：ガイド軸受、
２４：コネクタバー、２５，２６：差動変圧器、
２７：筐体、２８：調整リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面粗さの山及び谷が方向性を有する加工材
   料に接触して使用される粗さ検出器において、前
   記表面と交差する方向に延びるガイド軸と、 該ガイド軸の先端に一体化して設けられ、前記
   ガイド軸を中心とする所定半径の円を描くように
   構成された触針と、 前記ガイド軸を回転可能に支持すると共に、前
   記方向に変位可能に支持する支持手段と、 該支持手段に連結され、前記ガイド軸を回転駆
   動する手段と、 前記ガイド軸の前記方向への変位を電気信号に
   変換するための手段と を備え、 前記触針を前記加工材料の表面に接触した状態
   で回転させ、前記方向への前記ガイド軸の変位を
   抽出し、表面粗さの凹凸の程度を検出することを
   特徴とする粗さ検出器。