JPH0363502A - Apparatus and method for inspecting work profile - Google Patents

Apparatus and method for inspecting work profile

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JPH0363502A
JPH0363502A JP2117021A JP11702190A JPH0363502A JP H0363502 A JPH0363502 A JP H0363502A JP 2117021 A JP2117021 A JP 2117021A JP 11702190 A JP11702190 A JP 11702190A JP H0363502 A JPH0363502 A JP H0363502A
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JP
Japan
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workpiece
contact
surface contour
contour
measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2117021A
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Japanese (ja)
Inventor
Michael Cross
マイケル・クロス
Albert B Cady
アルバート・ブルース・キャディ
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To detect accurately and in a short period by a method wherein a contact member is rotated centering a vertical axis, an end part element of an arm of the contact member is moved to displace a probe, and variations of a surface contour line from a predetermined reference line are measured. CONSTITUTION: A contact member 24 is rotated centering a vertical axis by drive means 30, an end part element 50 of one arm 46 of the contact member 24 coming into contact with a surface contour line 20 of a structure 10 is moved along a specific reference line, and an end part element 52 of the other arm 48 coming into contact with a probe 58 of one measuring device 26 in response to this is moved to displace the probe 58. As described above, the measuring device 26 measures variations of the surface contour line 20 from a predetermined reference line is measured.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に工作物の輪郭検査に関し、特に、核燃料
棒被覆管の製造に用いられるコールドビガリング装置に
おけるロールダイスの周方向溝等の工作物表面輪郭を自
動的に測定する装置と方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to workpiece contour inspection, and more particularly to automatic inspection of workpiece surface contours such as circumferential grooves of roll dies in cold vigaring equipment used in the manufacture of nuclear fuel rod cladding tubes. It concerns a measuring device and method.

先j」見術!41朋− コールドビガリング法は周知の方法であり、この方法に
よれば、管は静止したマンドレル上を進められると同時
に、2つの相対するロールダイスを用いて圧縮され、断
面積が減じられると共に伸長される。マンドレルのテー
パ形状と、ロールダイスの講の周方向にテーバが付けら
れた側面形状とにより管の直径と肉厚とが減じられる。
Check out the first J! 41 - The cold vigaring method is a well-known method in which a tube is advanced over a stationary mandrel and simultaneously compressed using two opposing rolling dies to reduce its cross-sectional area and Extended. The diameter and wall thickness of the tube are reduced by the tapered shape of the mandrel and the circumferentially tapered side surface of the core of the roll die.

尚、ロールダイスは、マンドレルの上方及び下方から管
を包囲すると共に、管に沿って一定のサイクルで前後に
転勤する。
The roll die surrounds the tube from above and below the mandrel, and moves back and forth along the tube in a constant cycle.

各ロールダイスは通常の熱間等静圧圧縮成形法により製
造される。?IIは、通常の放電加工法、若しくは研磨
仕上げを後に行うダイアモンド刃研削技術、又はその両
方を用いることで最終の輪郭を有する側面形状に加工さ
れる。詳細な仕様書に適合する肉厚及び直径の管を確実
に作るために、新規製造されたロールダイスの溝の輪郭
が使用前に検査される。また、ロールダイスは一定期間
の使用後にも検査される。
Each roll die is manufactured by conventional hot isostatic compression molding. ? II is machined to the final contoured side profile using conventional electrical discharge machining methods and/or diamond edge grinding techniques followed by a polishing finish. The groove profile of newly manufactured roll dies is inspected prior to use to ensure that the tubes have wall thicknesses and diameters that meet detailed specifications. Roll dies are also inspected after a certain period of use.

従来、このような検査は、熟練の作業員が手作業で溝の
輪郭を測定することで行われてきた。その結果として、
ロールダイス検査の信頼度は、作業員毎の注意力の差や
技術レベルの差により相違する。従って、検査作業にお
ける作業員の手間を減じ或は除去するための改良技術が
必要とされている。
Traditionally, such inspections have been performed by skilled workers manually measuring the groove profile. As a result,
The reliability of roll die inspection varies depending on the attentiveness and technical level of each worker. Accordingly, there is a need for improved techniques to reduce or eliminate operator effort in inspection operations.

魚1しl鷹」[ 本発明は、前記必要性を満足するように設計されむ検査
装置と方法を提供する0本発明の装置と方法は、コール
ドピガリング装置のロールダイスの周方向の溝のような
工作物表面輪郭を自動検査することができ、検査を行う
のに実行しなければならない多数回の測定に必要な作業
員の手間を除去する。これらの測定は、作業員の要請に
応じて、次の3つの形態のいずれかで情報提供され、表
示される。その形態とは、(1)工作物の全体的な側面
形状、(2>i1!定された座標での個々の輪郭線、及
び(3)輪郭線の不連続なデータ点、をいう。この検査
方法は、より確実に且つより短時間で実行でき、また、
表面の側面形状の高精度の情報提供を可能とする。
The present invention provides an inspection apparatus and method designed to satisfy the above-mentioned needs. Workpiece surface contours such as can be automatically inspected, eliminating the operator effort required for the multiple measurements that must be performed to perform the inspection. These measurements are informed and displayed in one of three forms, depending on the worker's request: The form refers to (1) the overall side shape of the workpiece, (2>i1!) individual contour lines at defined coordinates, and (3) discrete data points of the contour line. The inspection method can be performed more reliably and in a shorter time, and
It is possible to provide highly accurate information on the side profile of the surface.

従って、本発明は、ロールダイスの溝のような工作物表
面輪郭を測定するための検査装置に向けられている。検
査装置は、(a)工作物の表面輪郭線を測定のための所
定位置に向けるよう該工作物を支持するための支持手段
と、(b)それぞれの端部要素が相反する方向に延びる
1対のアームを有している細長い接触部材と、(C)変
位可能な接触プローブと、該接触プローブの変位量を測
定するための電気手段とをそれぞれが備える少なくとも
1つ、好適には1対の測定装置と、(d)互いに直交し
て配置される第■及び第2の軸を含む平面において前記
接触部材の前記アームの前記端部要素が移動できるよう
に、且つ、前記端部要素がそれぞれ、前記測定装置の変
位可能な前記接触プローブの一方又は他方及び測定され
るべき工作物の表面輪郭線に接した状態で配置されるよ
うに、前記接触部材をほぼ垂直向きに取り付ける取付手
段と、を備えている。
Accordingly, the present invention is directed to an inspection device for measuring workpiece surface contours, such as roll die grooves. The inspection apparatus includes: (a) support means for supporting a workpiece to orient the surface contour of the workpiece to a predetermined position for measurement; and (b) one end element extending in opposite directions. (C) at least one, preferably one pair, each comprising an elongated contact member having a pair of arms; (C) a displaceable contact probe; and electrical means for measuring the displacement of the contact probe; (d) such that the end element of the arm of the contact member is movable in a plane containing the first and second axes arranged orthogonally to each other; mounting means for mounting the contact member in a substantially vertical orientation so as to be placed in contact with one or the other of the displaceable contact probes of the measuring device and the surface contour of the workpiece to be measured, respectively; , is equipped with.

一つの測定モードにおいて、接触部材は垂直軸を中心と
して装置の駆動手段により回転され、工作物の表面輪郭
線に接している接触郡代の一方のアームの端部要素を所
定の基準線に沿って移動させ、これに応じて、一方の測
定装置のプローブに接している他方のアームの端部要素
を移動させて該プローブを変位させるにのようにして、
測定装置は、所定の基準線からの表面輪郭線のずれを測
定する。
In one measurement mode, the contact member is rotated by the drive means of the device about a vertical axis, and the end element of one arm of the contact group, which is tangent to the surface contour of the workpiece, is moved along a predetermined reference line. and correspondingly move an end element of the other arm adjoining the probe of one measuring device to displace the probe;
The measuring device measures the deviation of the surface contour from a predetermined reference line.

一方、他の測定モードにおいて、水平軸に沿って工作物
を支持する支持手段は、この水平軸を中心として工作物
を回転させるよう機能し、工作物に接している接触部材
の一方のアームの端部要素をその表面輪郭線に追動させ
、これに応じて測定装置のプローブに接している他方の
アームの端部要素を移動させてプローブを変位させ、こ
の結果、測定装置は所定の基準線からの表面輪郭線のず
れを測定する。
On the other hand, in other measurement modes, the support means supporting the workpiece along a horizontal axis serve to rotate the workpiece about this horizontal axis, and one arm of the contact member in contact with the workpiece is The probe is displaced by following the end element to its surface contour and correspondingly moving the end element of the other arm that is in contact with the probe of the measuring device, so that the measuring device moves to a predetermined reference point. Measure the deviation of the surface contour from the line.

本発明はまた、工作物の表面輪郭線を測定するための工
作物輪郭検査方法に向けられている。この検査方法は、
(a)工作物の表面輪郭線を測定のための所定位置に同
けるよう該工作物を支持する段階と、(b)互いに直交
して配置される第1及び第2の軸を含む平面において細
長い接触部材の相反するアームの端部要素が移動できる
ように、且つ、前記端部要素がそれぞれ、少なくとも1
つの変位可能な測定プローブ及び工作物の表面輪郭線に
接した状態で配置されるように、前記接触部材をほぼ垂
直向きに取り付ける段階と、を含んでいる。
The invention is also directed to a workpiece contour inspection method for measuring the surface contour of a workpiece. This inspection method is
(a) supporting the workpiece so that the surface contour of the workpiece is in a predetermined position for measurement; and (b) in a plane including first and second axes disposed orthogonally to each other. such that the end elements of opposing arms of the elongated contact member are movable and each said end element has at least one
mounting the contact member in a substantially vertical orientation so as to be disposed in contact with two displaceable measurement probes and a surface contour of the workpiece.

一つの測定モードにおいて、接触部材は垂直軸を中心と
して回転され、測定されるべき工作物の表面輪郭線に接
している接触部材の一方のアームの端部要素を所定の基
準線に沿って移動させ、これに応じて、一方の測定装置
のプローブに接している他方のアームの端部要素を移動
させて該プローブを変位させる。これにより、所定の基
準線がらの表面輪郭線のずれが測定される。
In one measurement mode, the contact member is rotated about a vertical axis and the end element of one arm of the contact member, which is tangent to the surface contour of the workpiece to be measured, is moved along a predetermined reference line. and correspondingly move the end element of the other arm which is in contact with the probe of one measuring device to displace the probe. Thereby, the deviation of the surface contour line from the predetermined reference line is measured.

一方、他の測定モードにおいて、工作物が水平軸を中心
として回転され、工作物に接している接触部材の一方の
アームの端部要素がその表面輪郭線に追動し、これに応
じて測定装置のプローブに接している他方のアームの端
部要素を移動させて該プローブを変位させ、これにより
、測定装置は所定の基準線からの表面輪郭線のずれを測
定することができる。
On the other hand, in other measurement modes, the workpiece is rotated about a horizontal axis and the end element of one arm of the contact member in contact with the workpiece follows its surface contour and measures accordingly. The end element of the other arm of the device, which is in contact with the probe, is moved to displace the probe, so that the measuring device can measure the deviation of the surface contour from a predetermined reference line.

本発明の上記及び他の特徴や利点は、本発明の実施例が
図示された図面に沿って、以下の本発明の実施例の詳細
な説明を読むことにより、当業者にとって明らかになる
であろう。
These and other features and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from reading the following detailed description of embodiments of the invention, taken in conjunction with the drawings in which embodiments of the invention are illustrated. Dew.

の! ハ 以下の説明において、同一の参照符号は全図面を通して
同−又は相当部分を示している。また、以下の説明にお
いて、「前方」、「後方」、「左方」、「右方」、「上
方」、「下方」等の語は便宜上の言葉であり、限定的な
語として解釈されるべきものではない6 全身J乞焚IL 図面、特に第1図を参照すると、第3図の本発明による
工作物輪郭検査装置12により検査される工作物10が
示されている。図示の工作物1oは、例えば核燃料棒被
覆管を製造するための冷間圧延装置若しくはコールドピ
ルガリング装置で一般に用いられる従来の円筒形ロール
ダイス14の形態となっている。しかしながら、本検査
装置12は他の輪郭の工作物でも有効に適用されること
は理解されよう。
of! C. In the following description, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings. In addition, in the following explanation, words such as "front", "back", "left", "right", "upper", and "lower" are used for convenience and are interpreted as limiting terms. Referring to the drawings, and in particular to FIG. 1, there is shown a workpiece 10 inspected by a workpiece contour inspection apparatus 12 according to the present invention of FIG. The illustrated workpiece 1o is in the form of a conventional cylindrical roll die 14 commonly used, for example, in cold rolling or cold pilgering machines for producing nuclear fuel rod cladding. However, it will be appreciated that the present inspection apparatus 12 may be usefully applied to workpieces of other contours.

この工作物10は、ロールダイス14の他に、該ロール
ダイス14に取り付けられた心棒16を備えている0通
常、ロールダイス14は、心棒16に配置される前に加
熱され、ロールダイス14が冷えた場合、ロールダイス
14と心棒16との間に締まりばめを形成するようにし
ている。ロールダイス14にはその周面上に周方向に延
びる溝18が画成されており、この溝18は、第3図の
検査装置!f12により測定される輪郭面を構成する。
This workpiece 10 comprises, in addition to a roll die 14, a mandrel 16 attached to the roll die 14.Normally, the roll die 14 is heated before being placed on the mandrel 16, so that the roll die 14 When cool, an interference fit is formed between the roll die 14 and the mandrel 16. A circumferentially extending groove 18 is defined on the circumferential surface of the roll die 14, and this groove 18 is formed in the inspection apparatus shown in FIG. The contour surface measured by f12 is constructed.

従来とは異なり、ロールダイス14が心棒16に取り付
けられた状態〈コールドビガリング装置で用いられる状
態)で検査が行われる。これは、分離した状態では後に
心棒16によって何等かの誤差が生ずるであろうが、そ
のような誤差も検査時に発見するためである。
Unlike the conventional method, the inspection is performed with the roll die 14 attached to the mandrel 16 (the condition used in a cold vigaring device). This is because some error will later be caused by the mandrel 16 in the separated state, but such error will be discovered during inspection.

第1図及び第2図に示すように、溝18は、管の肉厚及
び直径を減するために全体的にテーバが付けられた側面
形状を有する。溝18のテーバ付き側面形状は、第1図
の点線20で示すように、複数の徐々に変化する連続的
な横方内円弧形輪郭線で表すことができ、これは、渭1
8の周方向に沿って最大幅及び最大深さから最小幅及び
最小深さへと変化する。第2図に明示するように、横方
内円弧形輪郭線の各々は、消18の内側管係合部分18
Aと、外側管解放部分18bとで表すことができる。各
輪郭線20における溝18の部分18A、18Bは、異
なる半径R1,R2を有し、管解放部分18Bの半径R
2は管係合部分18Aの半径R1よりも長い、内側管係
合部分18Aの全体的な側面形状を画成する連続的な輪
郭線20は、所定の寸法精度に管を製造する場合の寸法
的正確性の見地から非常に重要である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the groove 18 has a generally tapered side profile to reduce the wall thickness and diameter of the tube. The tapered side profile of the groove 18 can be represented by a plurality of gradually varying, continuous laterally internal arcuate contours, as shown by dotted lines 20 in FIG.
The width changes from the maximum width and maximum depth to the minimum width and minimum depth along the circumferential direction of 8. As shown clearly in FIG.
A and the outer tube release portion 18b. The portions 18A, 18B of the groove 18 in each contour 20 have different radii R1, R2, and the radius R of the tube release portion 18B.
2 is a continuous contour line 20 that is longer than the radius R1 of the tube engaging portion 18A and defines the overall side shape of the inner tube engaging portion 18A; This is very important from the point of view of accuracy.

次に、第3図を参照すると、本発明の原理に基づいて構
成された工作物輪郭検査装置12が示されている。基本
的に、この検査装置12は、ロールダイス14を支持す
るための支持手段22と、細長い接触部材24と、少な
くとも1つの、好適には1対の測定装置26と、接触部
材24が取り付けられたスピンドル28と、接触部材2
4を回転させるための駆動機構30とを備えている5 検査装置12の支持手段22は、水平軸Aに沿ってロー
ルダイス14を支持し、以下で述べる測定のための所定
位置であって、検査過程を監視する作業員によって容易
に観察できる位置に溝18を向けるようになっている。
Referring now to FIG. 3, there is shown a workpiece contour inspection system 12 constructed in accordance with the principles of the present invention. Basically, this testing device 12 comprises support means 22 for supporting a roll die 14, an elongated contact member 24, at least one, preferably a pair of measuring devices 26, and a contact member 24 attached thereto. spindle 28 and contact member 2
4 and a drive mechanism 30 for rotating the test device 12. The support means 22 of the inspection device 12 supports the roll die 14 along the horizontal axis A and is in a predetermined position for the measurements described below. Groove 18 is oriented in a position where it can be easily observed by personnel monitoring the inspection process.

支持手段22は、中央開口32Aを有するベースプレー
ト32と、中央開口32Aの一側におけるベースプレー
ト32の端部部分に配置された垂直支持構造体34とを
備えている。
The support means 22 comprises a base plate 32 having a central opening 32A and a vertical support structure 34 located at an end portion of the base plate 32 on one side of the central opening 32A.

また、検査装置12の支持手段22はクランプ機構36
を備え、このクランプ機構36は、垂直支持楕遣体34
に回転可能に取り付けられた手動式可動クランプ部分3
8と、開口32Aの他方の側におけるプレート32の端
部部分に取り付けられた固定クランプ部分40とから成
る。クランプ部分38.40は、ロールダイス14の心
棒16の各端部に噛み合うように形成された工作物係合
要素38A、40Aを有している。
Further, the support means 22 of the inspection device 12 includes a clamp mechanism 36
The clamping mechanism 36 includes a vertical support ellipse 34
Manual movable clamp part 3 rotatably attached to
8 and a fixed clamp portion 40 attached to the end portion of the plate 32 on the other side of the opening 32A. The clamping portion 38 , 40 has workpiece engaging elements 38 A, 40 A configured to engage each end of the mandrel 16 of the roll die 14 .

また、可動クランプ部分38は、固定クランプ部分40
(及びクランプ部分38.40間にロールダイス14が
配置されている場合にはロールダイス14)に対して接
近又は分離される場合に作業員により使用されるハンド
ル42を有しており、クランプ機構36を開放非クラン
プ状態と閉鎖クランプ状態との間で駆動させ、第3図の
測定位置に対するロールダイス14の挿入、取外し及び
クランプを可能としている。
Additionally, the movable clamp portion 38 is connected to the fixed clamp portion 40.
The clamping mechanism includes a handle 42 for use by an operator when approaching or separating the clamping mechanism 36 is driven between an open, unclamped state and a closed, clamped state to enable insertion, removal, and clamping of the roll die 14 from the measurement position shown in FIG.

更に、検査装置12の支持手段22は、固定クランプ部
分40に組み込まれ工作物係合要素40Aが取り付けら
れた回転駆動機構44を備えている。他方の工作物係合
要素38Aは可動クランプ部分38に回転自在に取り付
けられている。従って、ロールダイス14がクランプN
 梧36のクランプ部分38.4071でクランプされ
た場合に、回転駆動¥f%構44を作動すると、回転運
動が伝えられてロールダイス14が測定位置で回転する
Furthermore, the support means 22 of the inspection device 12 comprises a rotary drive mechanism 44 integrated into the stationary clamping part 40 and fitted with a workpiece engaging element 40A. The other work-engaging element 38A is rotatably mounted to the movable clamp portion 38. Therefore, the roll die 14 is clamped N
When the rotary drive f% mechanism 44 is actuated when clamped by the clamp portion 38.4071 of the goblin 36, rotational motion is transmitted and the roll die 14 rotates at the measurement position.

クランプされたロールダイス14の自動検査を行うため
に、細長い接触部材24、測定装置26及びスピンドル
28が検査装置12により用いられる。接触部材24は
、1対の上部及び下部の指針ないしアーム46.48を
有し、これらはその内側端部で互いにしっかりと結合さ
れ、また、相反する方向に延びている。上部アーム46
の外側端部は工作物接触要素50を有し、下部のアーム
48の外側端部は測定装置接触要素52を有しており、
これらは共に小球の形態で、必然的に同一寸法とされて
いる。接触部材24の相対するアーム46.48の外側
端部要素50.52は、中心点54から等距離に配置さ
れている。接触部材24はこの中心点54でスピンドル
28に枢動可能に取り付けられている。検査装置12の
測定装置26はそれぞれハウジング56を備えており、
各ハウジング56には、往復動可能な接触プローブ58
と、該接触プローブ58の変位量の測定値を表すアナロ
グ信号を発するコイルのような電気手段60とが取り付
けられている。
An elongated contact member 24 , a measuring device 26 and a spindle 28 are used by the testing device 12 to perform automatic testing of the clamped roll die 14 . The contact member 24 has a pair of upper and lower points or arms 46, 48 which are rigidly connected to each other at their inner ends and extend in opposite directions. Upper arm 46
The outer end of the lower arm 48 has a workpiece contacting element 50 and the outer end of the lower arm 48 has a measuring device contacting element 52;
These are both in the form of globules and necessarily have the same dimensions. The outer end elements 50.52 of the opposing arms 46.48 of the contact member 24 are arranged equidistantly from the center point 54. Contact member 24 is pivotally mounted to spindle 28 at this center point 54 . Each measuring device 26 of the inspection device 12 is provided with a housing 56,
Each housing 56 includes a reciprocatable contact probe 58.
and electrical means 60, such as a coil, for producing an analog signal representative of the measured displacement of the contact probe 58.

検査装置12のスピンドル28はそれ自体は従来装置で
あり、ステッピングモータのような適宜な手段の作動に
より互いに直交するX軸、y軸、X軸に沿って移動でき
、色々な寸法の工作物に適合する所望の初期位置に接触
部材24を配置し、また、測定のため接触部材24の移
動を可能とする。スピンドル28には、接触部材24が
測定のために第3図に示すようにほぼ垂直方向に取り付
けられ、接触部材24の上部アーム46の外囲端部要素
50が測定されるべき消18の輪郭線20と接するよう
に偏倚される。接触部材24の中心点54は水平軸B上
に配置されている。この水平軸Bは、スピンドル28の
X軸であり、ロールダイス14が支持手段22により回
転されるその回転軸線たる水平軸Aに平行に延びている
。スピンドル28は垂直方向、即ち2方向に沿ってNN
可能であり、ロールダイスI4の水平の回転軸Aを含む
水平面にある溝18の特定の輪郭線20で、接触部材2
4の上部アーム46の外側端部要素50をロールダイス
14と接するように初期配置することができる。スピン
ドル28はX軸及びy軸に沿って可動であるので、接触
部材24の上部アーム46の外商端部要素50は、直交
配置された第1及び第2の軸(これらの軸はスピンドル
2日のX軸及びy軸にそれぞれ平行である)に沿う水平
面内で移動できる。同時に、接触部材24の下部アーム
48の外測端部要素52は、測定装置26の変位可能な
接触プローブ58と係合すると共に、プローブ58の一
方又は他方を移動させる。接触部材24を水平ではなく
垂直に取り付けることにより、接触部材z4は重力によ
る応力(たわみ〉を受けなくなるので、より高い精度が
得られる。
The spindle 28 of the inspection device 12 is itself a conventional device and can be moved along mutually orthogonal X, Y, and X axes by actuation of suitable means, such as a stepper motor, and is capable of moving workpieces of various sizes. The contact member 24 is placed in the desired initial position and also allows movement of the contact member 24 for measurement. The contact member 24 is mounted on the spindle 28 for measurement in a generally vertical orientation as shown in FIG. It is biased so as to be tangent to line 20. The center point 54 of the contact member 24 is located on the horizontal axis B. This horizontal axis B is the X axis of the spindle 28 and extends parallel to the horizontal axis A, which is the axis of rotation of the roll die 14 by the support means 22. The spindle 28 is arranged vertically, i.e. along two directions: NN
With a specific contour 20 of the groove 18 in a horizontal plane that includes the horizontal axis of rotation A of the roll die I4, the contact member 2
The outer end element 50 of the upper arm 46 of 4 may be initially placed in contact with the roll die 14 . Since the spindle 28 is movable along the (parallel to the x-axis and y-axis, respectively) in a horizontal plane. At the same time, the external end element 52 of the lower arm 48 of the contact member 24 engages the displaceable contact probe 58 of the measuring device 26 and moves one or the other of the probes 58. By mounting the contact member 24 vertically rather than horizontally, the contact member z4 is no longer subjected to stress (deflection) due to gravity, resulting in higher accuracy.

検査装置12は、2つの異なるモードでロールダイス1
4の渭18の側面形状を測定することができる。
The inspection device 12 inspects the roll die 1 in two different modes.
It is possible to measure the side shape of the 4 arms 18.

第1の測定モードにおいては、ロールダイス14は静止
状態で配置され、この位置でのロールダイス14の輪郭
線を表す1組の半径測定値が求められた後、割出しが行
われて次の位置へ回転される(約2度〉、第2図に示す
ように、各輪郭線20は1組の半径測定値(複数の間隔
を置いた点)から戒り、これらにより輪郭測定がなされ
る。そして、第1図に示す連続的な輪郭線20を測定す
ることにより、ロールダイス14の講18の全体的な側
面形状が得られる。スピンドル28、接触部材24及び
測定装置26は回転テーブルに直角に取り付けられ、ス
ピンドル28、接触部材24及び測定装置26により定
められる平面(半径測定平面)が垂直軸、即ちZ軸を中
心として回転可能となり、半径測定の各点が共通の中心
点から位置決めされる。
In the first measurement mode, the roll die 14 is positioned stationary and a set of radius measurements representing the contour of the roll die 14 at this position is determined before indexing is performed to determine the next Each contour line 20 is rotated into position (approximately 2 degrees), as shown in FIG. 2, from a set of radius measurements (a plurality of spaced points) from which contour measurements are made. Then, by measuring the continuous contour line 20 shown in Fig. 1, the overall side shape of the section 18 of the roll die 14 is obtained. Mounted at right angles, the plane (radius measurement plane) defined by the spindle 28, the contact member 24 and the measuring device 26 is rotatable about a vertical axis, namely the Z axis, so that each point of radius measurement is positioned from a common center point. be done.

各半径測定中、スピンドル28、ひいては接触部材24
は、スピンドル28に伝動可能に連結された駆動機構3
0により、中心点54に配置された半径測定平面に直角
な軸線を中心として回転され、溝18の輪郭線20に接
している接触部材24の上部アーム46の外側端部要素
50を移動させるようになっている。
During each radius measurement, the spindle 28 and thus the contact member 24
The drive mechanism 3 is communicatively connected to the spindle 28.
0 to move the outer end element 50 of the upper arm 46 of the contact member 24 which is rotated about an axis perpendicular to the radius measuring plane located at the center point 54 and is tangent to the contour line 20 of the groove 18. It has become.

同時に、一方の測定装置26の10−プ58に接してい
る接触部材24の下部アーム48の外側端部要素52が
移動し、それによりプローブ58を変位させ、測定装置
26の電気手段60はロールダイス14の消18の輪郭
線20の半径を測定する。この測定モードはまた、半径
R1、R2を有する各輪郭線20での講18の部分18
A 、18Bの位置を求めることができる(第2図参照
)、各組の輪郭測定値は、R1からのデータと、R2か
らのデータとから成る。従って、1つの輪郭線が測定さ
れる度に、各半径若しくは円弧についての補正が適当な
駆動機構を適宜割り出すことにより行われる。
At the same time, the outer end element 52 of the lower arm 48 of the contact member 24, which is in contact with the 10-p 58 of one measuring device 26, moves, thereby displacing the probe 58, and the electrical means 60 of the measuring device 26 rolls. The radius of the contour line 20 of the eraser 18 of the die 14 is measured. This measurement mode also allows the section 18 of the curve 18 at each contour 20 to have radii R1, R2.
A, 18B can be determined (see FIG. 2), each set of contour measurements consisting of data from R1 and data from R2. Therefore, each time a contour is measured, a correction is made for each radius or arc by suitably determining the appropriate drive mechanism.

他の測定モードにおいて、ロールダイス14は、駆動機
構30が作動されていない状態で、一定の低速で水平軸
Aの回りを連続的に回転される。このモードでは、前述
したように711118を横切って測定するのではなく
、溝18の周に沿って測定が行われる。しかしながら、
接触部材24の上部アーム46と下部アーム48の外測
端部要素50.52はそれぞれ、前述と同様に、ロール
ダイス14及び測定装置26に係合される。接触部材2
4の上部アーム46の端部要素50は渭18の面に追動
し、下部アーム48の端部要素52はプローブ58の一
方を変位させ、測定装置26の電気手段60がロールダ
イス14の渭18の周方向の輪郭線の半径を測定する。
In another measurement mode, the roll die 14 is rotated continuously about the horizontal axis A at a constant low speed with the drive mechanism 30 not activated. In this mode, measurements are taken along the circumference of groove 18 rather than across 711118 as described above. however,
The outer measuring end elements 50.52 of the upper arm 46 and the lower arm 48 of the contact member 24 are respectively engaged with the roll die 14 and the measuring device 26 in the same manner as before. Contact member 2
The end element 50 of the upper arm 46 of 4 follows the plane of the arm 18, the end element 52 of the lower arm 48 displaces one of the probes 58, and the electrical means 60 of the measuring device 26 follows the plane of the arm 18 of the roll die 14. Measure the radius of the circumferential contour line of 18.

各測定が完了した後、駆動機構30が作動されてスピン
ドル28、即ち接触部材24を回転して割出しを行い、
他の隣接の周方向輪郭線を測定する。
After each measurement is completed, the drive mechanism 30 is actuated to rotate the spindle 28, or contact member 24, for indexing;
Measure other adjacent circumferential contours.

以上から、検査装置12は自動ロールダイス検査システ
ムの一部として用いられることは理解されよう。図示し
ないが、自動ロールダイス検査システムは、パーソナル
コンピュータ、会話形マルチメディアビデオデイスプレ
ィ、プログラマブル動作コントローラ、双方向シリアル
通信リンク及びデジタル測定装置を用いる。また、自動
ロールダイス検査装置は、全てのシステムアクティビテ
ィの会話形メニュー表示タッチスフリーフ作動ソフトウ
ェアM御を備える。システムアクティビティは、システ
ム動作及び状態の連続表示、プログラマブル工作物側面
形状、システム診断、マルチメゾアゾイスプレイを用い
て種々の形、即ち図面、デジタル及び合成音声で表され
る練習機能やヘルプ機能、そして、ディス−クツアイリ
ング、プロッタ及びプリンタの管理のための種々のユー
ティリティを含む。
From the foregoing, it will be appreciated that inspection apparatus 12 is used as part of an automatic roll die inspection system. Although not shown, the automatic roll die inspection system uses a personal computer, an interactive multimedia video display, a programmable motion controller, a two-way serial communication link, and digital measurement equipment. The automatic roll die inspection system also includes a touch-free operating software M control with interactive menu display of all system activities. System activities include continuous display of system operation and status, programmable workpiece profiles, system diagnostics, practice and help functions represented in various forms, i.e. drawings, digital and synthesized speech using multi-mezzo displays, and , disk touring, plotter, and printer management.

本発明と本発明に付随する多くの利点は、前述の説明か
ら理解されるであろう。また、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく、形態、構成及び配列に間し、種々の変更が可
能であり、よって、以上に述べた形態は、単に本発明の
好適な実施例にすぎないことは明らかであろう。
The present invention and its many attendant advantages will be appreciated from the foregoing description. In addition, various changes may be made in form, construction, and arrangement without departing from the spirit and scope of the invention or sacrificing its substantial advantages, and therefore, the foregoing description may It will be clear that the embodiments described are merely preferred embodiments of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、コールドピガリング用のロールダイスと、こ
のロールダイスに取り付けられた心棒と、本発明の工作
¥11J輪郭検査装置により測定される輪郭面たるロー
ルダイス上の周方向溝とを示す側面図、第2図は本発明
の工作物輪郭検査装置により測定される輪郭面たるロー
ルダイスの清を示す拡大断面図、第3図は本発明による
工作物輪郭検査装置を示す概略側面図である。図中、 IO・・・工作物     12・・・工作物輪郭検査
装置14・・・ロールダイス  18・・・溝20・・
・輪郭線 24・・・接触部材 28・・・スピンドル 44・・・回転駆動機構 50.52・・・端部要素 60・・・電気手段 22・・・支持手段 26・・・測定装置 30・・・駆動機構 46.48・二・アーム 58・・・接触プローブ FIG FIG、2
FIG. 1 shows a roll die for cold piggering, a mandrel attached to this roll die, and a circumferential groove on the roll die, which is the contour surface measured by the machine tool contour inspection device of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the surface of a roll die, which is the contour surface measured by the workpiece contour inspection device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic side view showing the workpiece contour inspection device of the present invention. be. In the figure, IO...workpiece 12...workpiece contour inspection device 14...roll die 18...groove 20...
- Contour line 24... Contact member 28... Spindle 44... Rotary drive mechanism 50,52... End element 60... Electric means 22... Support means 26... Measuring device 30.・・Drive mechanism 46.48・2・Arm 58・・Contact probe FIG FIG, 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、工作物の表面輪郭線を測定するための工作物輪郭検
査装置であつて、 (a)工作物の表面輪郭線を所定の測定位置に向けるよ
う該工作物を支持する支持手段と、 (b)それぞれの端部要素が相反する方向に延びる1対
のアームを有している細長い接触部材と、 (c)変位可能な接触プローブ、及び該接触プローブの
変位量を測定するための電気手段をそれぞれが備える少
なくとも1つ、好適には1対の測定装置と、 (d)互いに直交して配置される第1及び第2の軸を含
む平面において前記端部要素が移動できるように、且つ
、前記端部要素がそれぞれ、測定されるべき工作物の表
面輪郭線及び前記測定装置の変位可能な前記接触プロー
ブの一方又は他方に接した状態で配置されるように、前
記接触部材をほぼ垂直向きに取り付ける取付手段と、 (e)前記表面輪郭線に接する一方の前記アームの前記
端部要素を移動させ、これに応じて前記測定装置の前記
接触プローブに接する他方の前記アームの前記端部要素
を移動させて該接触プローブを変位させ、もって前記測
定装置が前記表面輪郭線の半径を測定するように、垂直
軸を中心として前記接触部材を回転させるための手段と
、 を備えている工作物輪郭検査装置。 2、工作物の表面輪部線を測定するための工作物輪郭検
査装置であって、 (a)工作物の表面輪郭線を所定の測定位置に向けるよ
う該工作物を支持する支持手段であって、水平軸を中心
として工作物を回転させるよう機能する前記支持手段と
、 (b)それぞれの端部要素が相反する方向に延びる1対
のアームを有している細長い接触部材と、 (c)変位可能な接触プローブ、及び該接触プローブの
変位量を測定するための電気手段を備える少なくとも1
つの測定装置と、 (d)互いに直交して配置される第1及び第2の水平軸
を含む平面において前記端部要素が移動できるように、
且つ、前記端部要素がそれぞれ、測定されるべき工作物
の表面輪郭線及び前記測定装置の変位可能な前記接触プ
ローブに接した状態で配置されるように、前記接触部材
をほぼ垂直向きに取り付ける取付手段と、 を備えており、前記工作物がその水平軸を中心として回
転可能に移動された場合に、前記工作物に接する一方の
前記アームの前記端部要素が該工作物の前記表面輪郭線
に追動すると共に、これに応じて前記測定装置の前記接
触プローブに接する他方の前記アームの前記端部要素を
移動させて該接触プローブを変位させ、もって前記測定
装置が該表面輪郭線の半径を測定するようにした、工作
物輪郭検査装置。 3、工作物の表面輪郭線を測定するための工作物輪郭検
査方法であって、 (a)工作物の表面輪郭線を所定の測定位置に向けるよ
う該工作物を支持する段階と、 (b)互いに直交して配置される第1及び第2の軸を含
む平面において細長い接触部材の相反する方向に延びる
アームの端部要素が移動できるように、且つ、前記端部
要素がそれぞれ、工作物の表面輪郭線及び少なくとも1
つの変位可能な測定プローブに接した状態で配置される
ように、前記接触部材をほぼ垂直向きに取り付ける段階
と、 (c)前記表面輪郭線に接する一方の前記アームの前記
端部要素を移動させ、これに応じて前記測定プローブに
接する他方の前記アームの前記端部要素を移動させて該
測定プローブを変位させ、前記表面輪郭線の半径が測定
できるように、垂直軸を中心として前記接触部材を回転
させる段階と、を含む工作物輪郭検査方法。 4、工作物の表面輪郭線を測定するための工作物輪郭検
査装置であって、 (a)工作物の表面輪郭線を所定の測定位置に向けるよ
う該工作物を支持する段階と、 (b)水平軸を中心として前記工作物を回転させる段階
と、 (c)互いに直交して配置される第1及び第2の水平軸
を含む平面において細長い接触部材の相反する方向に延
びるアームの端部要素が移動できるように、且つ、前記
端部要素がそれぞれ、工作物の表面輪郭線及び少なくと
も1つの変位可能な測定プローブに接した状態で配置さ
れるように、前記接触部材をほぼ垂直向きに取り付ける
段階と、を含み、前記工作物がその水平軸を中心として
回転可能に移動された場合に、前記工作物に接する一方
の前記アームの前記端部要素が該工作物の前記表面輪郭
線に追動すると共に、これに応じて前記測定プローブに
接する他方の前記アームの前記端部要素を移動させて該
測定プローブを変位させ、もって前記測定プローブが前
記表面輪郭線の半径を測定するようにした、工作物輪郭
検査方法。
[Claims] 1. A workpiece contour inspection device for measuring the surface contour of a workpiece, comprising: (a) supporting the workpiece so that the surface contour of the workpiece is directed toward a predetermined measurement position; (b) an elongate contact member having a pair of arms with respective end elements extending in opposite directions; (c) a displaceable contact probe and a displaceable contact probe; at least one, preferably a pair of measuring devices each comprising electrical means for measuring; (d) said end element in a plane comprising a first and a second axis arranged orthogonally to each other; movable and such that the end elements are respectively arranged in contact with one or the other of the surface contour of the workpiece to be measured and the displaceable contact probe of the measuring device; mounting means for mounting said contact member in a substantially vertical orientation; (e) moving said end element of one of said arms in contact with said surface contour and correspondingly moving said end element of one of said arms in contact with said contact probe of said measuring device; means for rotating the contact member about a vertical axis such that the end element of the arm is moved to displace the contact probe so that the measuring device measures a radius of the surface contour; A workpiece contour inspection device equipped with the following. 2. A workpiece contour inspection device for measuring a surface limbus line of a workpiece, comprising: (a) supporting means for supporting the workpiece so that the surface contour line of the workpiece is directed toward a predetermined measurement position; (b) an elongate contact member having a pair of arms with respective end elements extending in opposite directions; (c) ) a displaceable contact probe and at least one electrical means for measuring the displacement of the contact probe;
(d) such that the end element is movable in a plane including first and second horizontal axes arranged orthogonally to each other;
and the contact members are mounted in a substantially vertical orientation such that each of the end elements is placed in contact with the surface contour of the workpiece to be measured and the displaceable contact probe of the measuring device. attachment means, wherein when the workpiece is rotatably moved about its horizontal axis, the end element of one of the arms abutting the workpiece snaps into the surface contour of the workpiece. following the line and correspondingly moving the end element of the other arm of the measuring device in contact with the contact probe, thereby displacing the contact probe so that the measuring device follows the surface contour line. A workpiece contour inspection device that measures the radius. 3. A workpiece contour inspection method for measuring the surface contour of a workpiece, comprising: (a) supporting the workpiece so that the surface contour of the workpiece is directed toward a predetermined measurement position; (b) ) such that end elements of oppositely extending arms of the elongated contact member are movable in a plane containing first and second axes arranged orthogonally to each other; and at least one
(c) moving the end element of one of the arms tangent to the surface contour; , correspondingly moving said end element of the other said arm contacting said measuring probe to displace said measuring probe, said contact member about a vertical axis such that said radius of said surface contour can be measured. a method for inspecting a workpiece contour, the method comprising: rotating the workpiece; 4. A workpiece contour inspection device for measuring the surface contour of a workpiece, comprising: (a) supporting the workpiece so that the surface contour of the workpiece is directed toward a predetermined measurement position; and (b) ) rotating said workpiece about a horizontal axis; and (c) ends of oppositely extending arms of an elongate contact member in a plane containing first and second horizontal axes disposed orthogonally to each other. the contact member is oriented substantially vertically so that the elements can be moved and the end elements are respectively arranged in contact with the surface contour of the workpiece and the at least one displaceable measuring probe; and attaching the end element of one of the arms that contacts the workpiece to the surface contour of the workpiece when the workpiece is rotatably moved about its horizontal axis. tracking and correspondingly moving the end element of the other arm in contact with the measuring probe to displace the measuring probe, such that the measuring probe measures the radius of the surface contour. A workpiece contour inspection method.
JP2117021A 1989-05-08 1990-05-08 Apparatus and method for inspecting work profile Pending JPH0363502A (en)

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GB2004072B (en) * 1977-09-09 1982-03-03 Utah Dev Co Rail pofile gauge
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SE9001478L (en) 1990-11-09
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CA2016215A1 (en) 1990-11-08
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