JPH0238886B2 - Jidosokuatsuki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、面積の比較的広い偏平薄肉状の被測
定物の厚さを測定するに適した自動測厚機に関す
る。

［背景技術］ 各種工業製品の高級化や、自動組立てや自動加
工のための被加工物等の高精度化に伴ない、被加
工物等の迅速且つ正確な測定が種々の場面で求め
られている。例えば、面積の広い偏平薄肉状の被
測定物の厚さ測定においても同様であるが、この
場合には、被測定物の両側面から測定子を直接当
接させることが困難であり、しかも、面積の広い
偏平薄肉状の被測定物は一般に軟弱で形状が不安
定であるため、そのような被測定物の種々の点
（多点）を自動測定することが困難であつた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、面積の広い偏平薄肉状の被測
定物の多点測定を正確且つ迅速に行なうことので
きる自動測厚機を提供することにある。

［発明の構成］ そのため、本発明は、面積の広い偏平薄肉状の
被測定物をテーブル面上に吸着固定する吸着溝を
有し且つＸ、Ｙ方向に位置決め制御されるＸ−Ｙ
テーブルと、テーブル面上の被測定物に向つて当
接可能に付勢される測定子を有し且つ測定子の移
動変位量によりテーブル面からの被測定物の厚さ
を測出する変位検出装置と、前記測定子が被測定
物に当接する直前に測定点の周囲近傍の被測定物
をテーブル面に押圧する押圧装置と、予め決めら
れた手順に従つて測定点を順次変更しながら各測
定点の測定を行なうよう前記Ｘ−Ｙテーブル、変
位検出装置等の構成要素を制御する制御装置と、
を設けることにより前記目的を達成しようとする
ものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１，２図には本発明に係る自動測厚機の一実
施例が示され、これらの図において、Ｘ−Ｙテー
ブル１１の上端面であるテーブル面１２は極めて
平滑に高精度加工され、このテーブル面１２には
吸着溝１３が所定の配置状態で設けられている。
すなわち、吸着溝１３は被測定物１４（第３図参
照）の大きさに対応して設けられた第１、第２、
第３の吸着溝１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの複数の系
統よりなり、第１、第２、第３の吸着溝１３Ａ，
１３Ｂ，１３Ｃは夫々第１、第２、第３の電磁弁
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを介して共に真空ポンプ
１６に接続され、電磁弁１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ
を適宜開閉制御することにより、被測定物１４の
大きさに対応して、前記第１、第２、第３の吸着
溝１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが被測定物１４をテー
ブル面１２上に吸着固定するようになつている。
また、テーブル面１２にはマーカ１７が適宜位置
に付されており、マーカ１７により被測定物１４
とテーブル面１２との位置合わせが容易に行なわ
れ得るようになつている。

前記Ｘ−Ｙテーブル１１の底面（下端面）側に
はＸ−Ｙテーブル１１を、互いに直交するＸ、Ｙ
方向に位置決め制御するテーブル制御装置２１が
設けられている。テーブル制御装置２１は、Ｘ方
向モータ２３により回転され且つＸ方向に向けら
れたＸ方向ねじ軸２４と、Ｙ方向モータ２５によ
り回転され且つＹ方向に向けて配置されたＹ方向
ねじ軸２６を有している。

前記Ｘ方向ねじ軸２４は基台２７に回転自在に
支持されるとともに、この基台２７にはＸ方向レ
ール２８がＸ方向ねじ軸２４と平行に取付けられ
ている。一方、前記Ｙ方向ねじ軸２６はスライド
台２９に回転自在に支持されるとともに、このス
ライド台２９にはＹ方向レール３１がＹ方向ねじ
軸２６と平行に取付けられている。

また、スライド台２９は、第２図に示されるよ
うに、脚部３２を介してＸ方向レール２８に摺動
自在に案内支持され、かつ、スライド台２９はＸ
方向ねじ軸２４に、このねじ軸２４に螺合するナ
ツト部３３を介して係合され、これにより、Ｘ方
向モータ２３の回転量に応じてスライド台２９が
Ｘ方向に沿つて移動されるようになつている。

また、前記Ｘ−Ｙテーブル１１の底面には脚部
３４が設けられ、この脚部３４を介してＸ−Ｙテ
ーブル１１がＹ方向レール３１に沿つて摺動自在
に案内支持されている。Ｙ方向ねじ軸２６にはナ
ツト部３５が螺合され、このナツト部３５を介し
てＹ方向ねじ軸２６にＸ−Ｙテーブル１１が係合
され、Ｙ方向モータ２５の回転量に応じてＸ−Ｙ
テーブル１１がスライド台２９に対して移動され
るようになつている。なお、前記各ねじ軸２４，
２６には夫々これらねじ軸２４，２６の回転量
（回転角度）を検出してＸ−Ｙテーブル１１のＸ、
Ｙ方向の夫々の位置を検出する検出手段（図示せ
ず）が設けられている。

Ｘ−Ｙテーブル１１テーブル面１２の上方側の
所定位置には検出部４０が、Ｘ、Ｙ方向に対して
は固定的に且つ上下方向（Ｚ方向）に対しては昇
降可能に配置され、この検出部４０は、変位検出
装置４１（第３，４図参照）と制御装置７１（第
５図参照）とから構成されている。

変位検出装置４１は、第３図に示されるよう
に、水平腕４３にばね４４およびナツト４５を介
して固定され、この水平腕４３は、Ｘ、Ｙ方向に
は固定的に配置され且つ上下方向には昇降可能と
された昇降フレーム４２に固定されている。ま
た、変位検出装置４１には、変位検出装置４１内
に内蔵された付勢手段（図示せず）によりテーブ
ル面１２に向つて進退するようスピンドル４６が
装着され、別言すれば、上下方向に沿つて進退可
能で且つテーブル面１２側に当接可能に付勢され
たスピンドル４６が装着され、このスピンドル４
６の先端には測定子４７が設けられている。

測定子４７の先端には水平面４７Ａが形成さ
れ、この水平面４７Ａが、テーブル面１２上に吸
着固定された被測定物１４の測定点１４Ａに当接
するようになつている。ここにおいて、前記被測
定物１４は、例えば牛乳容器等の食料品用容器
（牛乳パツク）の展開紙等であり、その展開紙の
山型の折り目（筋目）が前記測定点１４Ａであ
る。

また、昇降フレーム４２には押圧装置５１が備
えられ、押圧装置５１は揺動アーム５２を有して
いる。揺動アーム５２は、取付板５３を介して昇
降フレーム４２および水平腕４３に取付けられた
支軸５４に、揺動自在に支持されるとともに、付
勢手段としての圧縮コイルばね５５が水平腕４３
と揺動アーム５２との間に介装され、このばね５
５により揺動アーム５２の一端側（図中右端側）
がテーブル面１２側に接近するよう付勢されてい
る。また、昇降フレーム４２の所定位置にはスト
ツパ５６が固定され、このストツパ５６に揺動ア
ーム５２が当接した状態で前記付勢方向の揺動ア
ーム５２の揺動が停止されるようになつている。

揺動アーム５２の前記一端側は、第４図に示さ
れるように、中央に切欠部５７が形成されて二股
状に分割され、この切欠部５７内には前記スピン
ドル４６が遊挿通されている。

スピンドル４６の所定位置には当接部としての
フランジ５８が固定され、このフランジ５８に
は、揺動アーム５２が圧縮コイルばね５５の付勢
力に抗して第３図中時計方向に揺動したときに、
前記切欠部５７の両側を構成する分割部５９に図
中下端側から当接され、これによりスピンドル４
６即ち測定子４７がテーブル面１２側から押上げ
られるように構成されている。

また、分割部５９の外側面には夫々取付軸６１
を介して略偏平コ字型状に形成された押圧片６２
が揺動自在に支持され（第４図中参照）、この押
圧片６２により測定点１４Ａの周囲近傍の被測定
物１４がテーブル面１２側に押圧されるようにな
つている。

また、昇降フレーム４２には押上げ手段として
のシリンダ装置６３や取付けられ、このシリンダ
装置６３の進退軸６４の先端にはその先端部が例
えば円錐台形状等に形成された押し込みブロツク
６５が固定されている。一方、前記揺動アーム５
２の他端側にはローラ６６が軸支され、このロー
ラ６６の上側面には前記進退軸６４の進出時に押
し込みブロツク６５が当接され（第３図中２点鎖
線参照）、これにより、揺動アーム５２が圧縮コ
イルばね５５の付勢力に抗して第３図中時計方向
に揺動されるようになつている。すなわち、前記
進退軸６４が進出すると、測定子４７および押圧
片６２がテーブル面１２から離隔するよう構成さ
れている。

第５図には本実施例の制御系統が示されてい
る。

図中、制御装置７１にはマニユアル入力手段７
２によりマニユアル操作用信号が、自動入力手段
７３により予め定められた手順に従う自動操作信
号が入力されるとともに、制御装置７１からはド
ライブ回路７４，７５を介して前記Ｘ方向モータ
２３、Ｙ方向モータ２５の夫々に駆動信号が与え
られ、これにより、マニユアル操作に従う或いは
プログラムに従うＸ−ＹテーブルのＸ、Ｙ方向の
位置決め制御がなされるようになつている。ま
た、この際、速度切換手段７６によりＸ、Ｙ方向
の位置決めを行なう際の速度が切替えられ得るよ
うになつている。

制御装置７１からは前記電磁弁１５Ａ，１５
Ｂ，１５Ｃに夫々操作信号が与えられ、これによ
り、被測定物１４の大きさに対応して吸着溝１３
の切替え選択が行なわれるようになつている。

また、制御装置７１により昇降フレーム４２を
昇降させる昇降モータ等の昇降手段７７および前
記押圧装置５１のシリンダ装置６３が前記入力手
段７２，７３から入力された入力信号に従つて操
作され得るようになつているとともに、この制御
装置７１および変位検出装置４１は夫々インタフ
エイス７８に接続され、インタフエイス７８には
CRT表示装置７９やプリンタ８０等の表示装置
が接続され、これらCRT表示装置７９等により
被測定物１４のＸ、Ｙ方向の所定の位置における
測定結果が表示され得るよう構成されている。

次に、本実施例の作用につき説明する。

昇降手段７７により昇降フレーム４２を上昇さ
せて変位検出装置４１や押圧装置５１とテーブル
面１２との間に所定の比較的充分な間隙を設けた
後、マーカ１７により位置合わせを行ないながら
被測定物１４をテーブル面１２上に載置して吸着
溝１３により吸着固定させる。この後、昇降手段
７７により昇降フレーム４２を下降させて変位検
出装置４１および押圧装置５１をテーブル面１２
から所定の高さ位置に配置するが、この際、押し
込みブロツク６５をローラ６６に当接させてお
き、揺動アーム５２の一端によりフランジ５８が
押上げられて測定子４７がテーブル面１２から所
定の高さ位置に押上げ状態とされ、且つ押圧片６
２も同様にテーブル面１２から所定の高さ位置に
押上げられた状態にさせておく。

このように測定子４７および押圧片６２がテー
ブル面１２から離隔した所定の高さ位置に停止し
ているとき、制御装置７１により制御信号を与え
てＸ−Ｙテーブル１１をＸ、Ｙ方向に位置決め制
御させ、被測定物１４の測定点１４Ａを定める。
測定点１４Ａが定められた後、押し込みブロツク
６５を後退させてローラ６６から離隔させると、
揺動アーム５２が圧縮コイルばね５５のばね力に
従い回動され、押圧力６２が測定点１４Ａの周囲
近傍の被測定物１４をテーブル面１２に押圧する
とともに、前記分割部５９によるフランジ５８の
押上げ状態が解除されて、スピンドル４６が測定
点１４Ａに向つて移動変位し、スピンドル４６先
端の測定子４７の水平面４７Ａが測定点１４Ａに
当接してスピンドル４６の移動変位が停止する。

スピンドル４６の移動量は、変位検出装置４１
内の作動トランスや各種エンコーダ等により検出
され、この測定信号は前記インタフエイス７８に
入力されるとともに、このインタフエイス７８に
は制御装置７１から前記測定点１４ＡのＸ、Ｙ方
向における位置が入力され、これら両信号は
CRT表示装置７９やプリンタ８０により表示さ
れることとなる。このようにしてある測定点１４
Ａの測定が完了した後は、再び、押し込みブロツ
ク６５をローラ６６に当接させることにより揺動
アーム５２を第３図中時計方向へと回動させて測
定子４７および押圧片６２をテーブル面１２から
離隔させ、この離隔させた状態で、Ｘ−Ｙテーブ
ル１１を再びＸ、Ｙ方向に位置決め制御して測定
点１４Ａを変更し、この後は、前述と同様の操作
により測定を行ない、以下同様にして被測定物１
４の多点測定を行なうこととなる。

なお、変位検出装置４１は比較測定を行なうも
のであり、被測定物１４の測定に先立ち、テーブ
ル面１２上に被測定物１４が載置されてない状態
で、まず、テーブル面１２に測定子４７を当接さ
せて基準位置を定め、この基準位置を記憶させた
状態で被測定物１４の多点測定を行ない、且つ、
表示させることとする。

また、このような一連の操作はマニユアル入力
手段７２によりマニユアル操作してもよいし、自
動入力手段７３により予め定められた手順（プロ
グラム）に従い自動測定するものであつてもよ
い。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

吸着溝１３によりテーブル面１２上に偏平薄肉
で剛性の低い軟弱な被測定物１４を吸着させ且つ
測定点１４Ａの周囲近傍は押圧片６２によりテー
ブル面１２に押圧させた状態で測定点１４Ａの測
定を行なうものであるため、極めて高精度な厚さ
測定を行なうことができる。また、テーブル面１
２上に被測定物１４を吸着固定し、被測定物１４
の一側面側に測定子４７を当接させるものである
ため、被測定物１４が面積の広い場合にあつて
も、容易に厚さ測定を行なうことができる。

また、Ｘ−Ｙテーブル１１をテーブル制御装置
２１によりＸ、Ｙ方向の夫々に位置決め制御させ
ながら、Ｘ−Ｙテーブル１１が停止されたときに
は、単に押し込みブロツク６５をローラ６６から
離隔させるだけで測定子４７および押圧片６２が
被測定物１４に当接して厚さ測定が行なわれるも
のであり、別言すれば、各測定点１４Ａ毎に昇降
フレーム４２を昇降させるものではないため、動
作が単純且つ迅速であり、多点測定を迅速に行な
うことができるという効果がある。

また、押し込みブロツク６５をローラ６６に向
つて進退させるだけで、測定子４７および押圧片
６２の両方の昇降移動をさせることができ、この
点からも、迅速な動作を確実に行なわせることが
できる。

また、測定子４７の先端に水平面４７Ａが形成
されているため、例えば被測定物１４が牛乳パツ
クの展開紙であり、測定点１４Ａが前記展開紙を
組立てる際の山型の筋目（折り目）であるような
場合にあつても、測定子４７を測定点１４Ａに当
接させた際に測定点１４Ａから測定子４７が外れ
る等のことがなく、測定点１４Ａの正確な測定が
なされる。

また、前述の牛乳パツクの展開紙の測定の場
合、押圧片６２により山型の測定点１４Ａの周囲
を押えた状態で測定子４７を測定点１４Ａに当接
させるため、山（測定点１４Ａ）が浮き上がらな
いとともに、山の高さが崩れず、この点からも正
確な測定を行うことができる。更にまた、多点測
定であるため、単に各所の測定値を求めるにとど
まらず、展開紙等の紙の厚さに対する山の高さを
正確に求めることができる。

また、このように被測定物１４の多点測定を自
動的に行なうことができるため、特に、被測定物
１４が牛乳パツクの展開紙等であるときには、食
品衛生上からも好ましい。

なお、実施にあたり、吸着溝１３は第１、第
２、第３の吸着溝１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃよりな
るもので所定系統毎に切替選択可能に構成される
場合に限らないが、このように構成されていれ
ば、被測定物１４の大きさが種々変更される場合
にも容易に対応することができる。

また、前記変位検出装置４１および揺動アーム
５２の構成は前記場合に限られないが、このよう
に構成されておれば、押し込みブロツク６５の進
退操作により測定子４７および押圧片６２の双方
の操作を容易且つ迅速に行なうことができて便宜
である。また、マニユアル入力手段７２は必ずし
も必要ではない。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、面積の広い偏平
薄肉状の被測定物の多点測定を正確且つ迅速に行
なうことのできる自動測厚機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々本発明に係る自動測
厚機の一実施例の全体構成を示す平面図および正
面図、第３図は前記実施例の検出部を拡大して示
す正面図、第４図は前記検出部の要部を示す斜視
図、第５図は前記実施例の制御系統を示すブロツ
ク図である。 １１……Ｘ−Ｙテーブル、１２……テーブル
面、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ……吸着溝、
１４……被測定物、１４Ａ……測定点、１５Ａ，
１５Ｂ，１５Ｃ……電磁弁、１６……真空ポン
プ、１７……マーカ、２１……テーブル制御装
置、４０……検出部、４１……変位検出装置、４
２……昇降フレーム、４６……スピンドル、４７
……測定子、４７Ａ……水平面、５１……押圧装
置、５２……揺動アーム、５５……付勢手段とし
ての圧縮コイルばね、５８……当接部としてのフ
ランジ、６２……押圧片、６３……押上げ装置と
してシリンダ装置、６５……押し込みブロツク、
７１……制御装置、７２……マニユアル入力手
段、７３……自動入力手段、７６……速度切換手
段、７７……昇降手段、７９，８０……表示装置
としてのCRT表示装置、プリンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定物をテーブル面上に吸着固定する吸着
   溝を有し且つＸ、Ｙ方向に位置決め制御されるＸ
   −Ｙテーブルと、テーブル面上の被測定物に向つ
   て当接可能に付勢される測定子を有し且つ測定子
   の移動変位量によりテーブル面からの被測定物の
   厚さを検出する変位検出装置と、前記測定子が被
   測定物に当接する際に測定点の周囲近傍の被測定
   物をテーブル面に押圧する押圧装置と、予め決め
   られた手順に従つて測定点を順次変更しながら各
   測定点の測定を行なうよう前記Ｘ−Ｙテーブル、
   変位検出装置等の構成要素を制御する制御装置
   と、が備えられていることを特徴とする自動測厚
   機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記吸着溝
   は被測定物の大きさに対応して所定系統毎に切替
   選択可能に構成されていることを特徴とする自動
   測厚機。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記変位検出装置には、テーブル面に向つて
   進退するよう装着されたスピンドルの先端に前記
   測定子が設けられるとともに、前記押圧装置は、
   付勢手段によりその一端がテーブル面側に近づく
   ように付勢され且つ押し上げ手段により前記付勢
   手段に抗して前記一端がテーブル面から離隔する
   よう揺動される揺動アームを備え、この揺動アー
   ムの前記一端には測定点の周囲近傍の被測定物を
   テーブル面に押圧する押圧片が設けられ、一方、
   前記変位検出装置のスピンドルには前記揺動アー
   ムの前記一端が押し上げられるときにこの一端に
   当接してスピンドルを移動させて測定子をテーブ
   ル面側から押し上げる当接部が設けられているこ
   とを特徴とする自動測厚機。