JPH03246408A - 寸法測定器の温度補正方法 - 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］ この発明は、マスタと比較して加工部品の寸法を測定す
る場合に使用する寸法測定器の温度補正方法についての
ものである。

［従来の技術］ 次に、寸法測定器の構成図を第２図により説明する。

第２図の１はマスタ、２はワーク、３は検出器、４は計
測器、５と６は温度計である。

第２図のワーク２は、精密加工部品、例えば自動車のク
ランクシャフトのジャーナルであり、第２図の測定シス
テムはワーク２の外径を測定する場合のものである。

第２図では、基準寸法がわかっているマスタ１とワーク
２の寸法を差動トランス式の検出器３でそれぞれ検出し
、計測器４で検出器３の信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して
測定値を演算する。

温度計５はマスタ１の温度を測定し、温度計６はワーク
２の温度を測定する。

第２図では、最初にマスタ１に検出器３を接触させ、測
定値Ａを数値で読み取り記憶する。

測定値Ａの数値は、例えば０．１μｍの分解能で０〜４
００μｎｌの範囲になる。

次に、ワーク２に検出器３を接触させ、１．１１定値Ｂ
という数値を読取り、演算によりワーク２の寸法を求め
るもので、マスタ１の絶対寸法を特徴とする請求めるワ
ーク２の寸法Ｘは、次式により求められる。

Ｘ＝Ｍ＋　（Ｂ−Ａ）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（１）第２図のワーク２は公差
が狭く、温度による影響も数値的に無視できないので、
管理温度を決めて、管理温度に補正して加工寸法を求め
る方法がある８ この温度補正方法は、マスタ１をある温度で測定して記
憶することにより、マスタ１とワーク２の温度系数から
管理温度に補正する方法である。

次に、従来技術による温度補正方法を第３図により説明
する。

第３図の記号は、次のとおりである。

Ｄｌｌ−基準温度ｔ、”ｃのマスタ１のデータｔＭ＝マ
スタ１のデータ校正時の温度 ｔ２−マスタｌの寸法計測時の温度 ５Ｘ＝ｔｘ’Ｃのワーク２の測定時のＡ　／　Ｉ）変換
器の読み ｔｘ−ワーク２の温度 ＡＸ−ワーク２の温度系数 Ａニーマスタ１の温度系数 ワーク２の管理温度ｔＳ℃の絶対寸法ＤＳを算出する場
合は、マスタ１の寸法を記憶操作したときのデータＤ２
を次式により算出する。

Ｄｚ　＝ＤＭ＋Ａｍ　　（ｔｚ　　ｔｘ　）・・・・・
・・・（２）式（２）を８２として記憶する。

Ｓ７は、Ａ／Ｄ変換器の読みである。

マスタ１のデータＤ２をｔ　ｓ　’Ｃに補正したときの
データＤＩｌｓは、次の式（３）により求められる。

Ｄｌｌ　ｓ　＝Ｄｍ　＋Ａｗ　　（ｔｓ　　　ｔｍ　）
　−−（３）ｔｘ℃で測定したワーク２の寸法をｔｓ’
ｃに補正した寸法Ｄｓは、次の式（４）により求められ
る。

Ｄｓ−［（Ｓｘ　　Ａ、ｘ　　（ｔｘ　　ｔｓ　）　！
−（Ｓｚ　＋Ａ１１　　（ｔｓ　−ｔｚ　）　）　］Ｄ
ユ、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（４）この場合、温度
に影響する要素はマスタ１、検出器３、計測器４である
。この中で、マスタ１については形状もリング形と単純
なことと材質も明確なので、温度系数も正確に設定でき
る。

［発明が解決しようとする課題］ 検出器３と計測器４ついてはマスタ１、ワーク２の温度
系数を数値的に再現する必要があるので、これらの組み
合わせで温度特性はゼロ、または測定精度に影響しない
範囲に小さくしなければならない。

しかし、差動トランスを含めた温度特性は、栴成部品個
々の要因が影響し合い、±０．１〜０．３μｍ　／　”
Ｃ以上の範囲でばらついているのが現状である。

また、ワーク２の温度系数については、概略はわかって
いてもワーク２の形状、材質、構造により変化するので
、測定位置に異金属が嵌合されている場合等については
、さらに予測しにくくなる。

すなわち、第３図の温度補正方法では、ワーク２の温度
系数とこれらの寸法を読み取っている検出器３と、計測
器４の温度特性に不確定要素があり、測定精度が高くな
るにしたがい、誤差が大きくなる欠点がある。

従来の温度補正方法では、ワーク２の温度系数が不確定
で設定しにくいことと、検出器３と計測器４の温度特性
が無視しできないオーダーなので、これらを含まない温
度補正方法を確立する必要がある。

この発明は、マスタ１の形状が簡単なので、マスタ１の
絶対寸法と温度系数については設定できることに着目し
、マスタ１を温度の違う２点て１ｌｌｌ定することによ
り、マスタ１の温度系数から検出器３と計測器４を含む
システムの温度系数を算出し、次に、ワーク２を温度の
違う２点で測定し、最初に求めたシステムの温度系数を
減算することによりワーク２の温度系数を算出し、管理
温度に温度補正する方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、この発明では、基準寸法がわ
かっているマスタ１とワーク２の寸法を検出器３でそれ
ぞれ検出し、計測器４で検出器３の信号を増幅し、Ａ／
Ｄ変換して測定値を演算する寸法測定器において、第１
の測定温度ｔ１℃でマスタ１とワーク２の寸法を読み取
り、第１の測定温度ｔ１℃と違う第２の測定温度ｔ２℃
でマスタ１とワーク２の寸法を読み取り、検出器３と計
測器４で構成される測定システムの温度系数とワーク２
の温度系数を算出し、管理温度の絶対寸法に補正する。

［実施例］ 次に、この発明による寸法測定器の温度補正方法を第１
図により説明する。

準備操作として温度の違う２点でマスタ１と、ワーク２
の寸法を検出器３を通して計測器４に読み取る。温度差
は常温、加工現場の環境等を考え、１０°前後が望まし
い、この温度をｔｔ、ｔｚ℃とし、マスタ１とワーク２
で読み取った数値を８０、Ｓ＋ｓ２、ＳＤＬ、ＳＣ２と
する。

既に値のわかっているマスタ１のｔ２℃の絶対寸法をＤ
２とする。また、マスタ１の温度系数をＡ、（μｍ　／
　”Ｃ）とする。

ここで、マスタ１と検出器３と計測器４を含む温度系数
Ａ、ｓは、次の式（４）で表される。

Ａ□−（Ｓユ□−３Ｍ２）　／　（ｔｔ　　ｔｚ　）・
・・・・・・・・・・−・・・・・・・・（４）式（４
）の単位はμｍ　／　’Ｃであり、検出器３と計測器４
の温度系数をＡｓとすると、式（５）が得られる。

Ａｓ＝Ａ□−Ａ。

−（Ｓ、ｌ　　５Ｍ２）／　（ｔｔ　　　ｔ２）Ａ、・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（５）また、ワーク２を測定
して得たＳＤＩ、ＳＣ２と前に求めたシステムの温度系
数によりワーク２の温度系数Ａ、が求められる。

Ａｘ　”　（Ｓｏｔ　　５ｏｚ）　／　（ｔｔ　　ｔｚ
　）Ａｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）ここで、
ある温度ｔＸ℃でワーク２を測定し、Ｓｘの値を読み取
ったとき、これを管理温度ｔ５℃に換算した値ＳｔＸは
、次の式（７）となる。

Ｓ　＝ｘ＝　Ｓｘ　　Ａｘ　　（ｔ　ｘ　　ｔ　ｓ　）
Ａｓ（ｔｘ　　ｔｓ）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（７）マスタ１のｔｓ℃に換算した読取り
値Ｓ（Ｍは、次の式（８）になる。

ｓ　、、−３ＤＩ−ＡＭ　　（ｔ　ｘ　−ｔ　ｓ　）−
・−−−−−・・−（８）また、この読取り値は絶対寸
法Ｄ□とも等しい。

ＤＭＳ＝ＤＺ　　ＡＭ　　（ｔｚ　　ｔｓ　）　−−−
（９）したがって、ワーク２の絶対寸法Ｄｓは、次の式
（１０）から求めることができる。

Ｄ　ｓ　＝　Ｄ　ｍｓ＋　（Ｓ　ｔｘ　　Ｓ　ｔＪ＝Ｄ
ｚ　−Ａ、＋　　（ｔｚ　−ｔｓ　）＋　＋ＳＸ　−Ｋ
　（ｔｘ　−ｔｓ　）　１（Ｓｏｔ　　ＡＭ　　（ｔｘ
　　ｔｓ　）　）　−（１ｏ）ただし、Ｋ＝　（Ｓｏｔ
　　５Ｄ２）　／　（ｔｔ　　ｔ−２）である。

このようにして、温度補正されたワーク２の寸法を求め
ることができる。

［発明の効果コ この発明によれば、複雑な形状、異種金属で構成された
ワークの温度系数を間接的に求めることができ、温度補
正の精度が上がり、また、測定システム全体として補正
することができるので、検出器側々の温度系数の違い、
測定ｉ構部の複雑な構成に対して、正確に補圧すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による寸法測定器の温度補正方法を示
す図、第２図は寸法測定器の構成図、第３図は従来技術
による温度補正方法の説明図である。 １・・・・・・マスタ、２・・・・・・ワーク、３・・
・・・・検出器、４・・・・・・計測器、５・６・・・
・・・温度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基準寸法がわかっているマスタ（１）とワーク（２
   ）の寸法を検出器（３）でそれぞれ検出し、計測器（４
   ）で検出器（３）の信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して測定
   値を演算する寸法測定器において、 第１の測定温度ｔ＿１℃でマスタ（１）とワーク（２）
   の寸法を読み取り、第１の測定温度ｔ＿１℃と違う第２
   の測定温度ｔ＿２℃でマスタ（１）とワーク（２）の寸
   法を読み取り、検出器（３）と計測器（４）で構成され
   る測定システムの温度系数とワーク（２）の温度系数を
   算出し、管理温度の絶対寸法に補正することを特徴とす
   る寸法測定器の温度補正方法。