JPH04213010A - ステップゲージの測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ステップゲージ、つ
まり複数個のブロックの端面が互いに平行状態で保持さ
れ、それらの複数個の端面が基準の位置を示す端度器で
、前記複数個の端面の位置を測定するステップゲージの
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステップゲージの各ブロックの端
面の位置の測定は、校正済である、いわゆるマスターの
ステップゲージに基づきおこなっていた。つまり、図５
に示すように定盤２ｃにマスターのステップゲージ２６
ｃ、被測定ステップゲージ２５ｃ、及び変位検出器であ
る電気マイクロメータ２７ｃを備えたコンパレータスタ
ンド２８ｃを載置し、被測定ステップゲージ２５ｃのあ
る特定のブロックの端面と対応する高さの、マスターの
ステップゲージ２６ｃのブロックの端面の高さをコンパ
レータスタンド２８ｃで捕え、その捕えた高さと前記特
定のブロックの端面の対応する端面の高さを比較するこ
とによって、被測定ステップゲージ２５ｃの端面の高さ
を得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した比較測定にお
いて、被測定ステップゲージ２５ｃの最初の端面の測定
から最後の端面の測定を終了する間、定盤２ｃ、マスタ
ーのステップゲージ２６ｃ、被測定ステップゲージ２５
ｃ、コンパレータスタンド２８ｃ及びそれらを構成する
各部材の相対位置関係が一定であれば、被測定ステップ
ゲージ２５ｃとマスターのステップゲージ２６ｃの比較
測定に何ら問題は生じない。

【０００４】さて、被測定ステップゲージ２５ｃは複数
個の端面を持っており、従ってその端面の数だけ上記の
比較測定をおこなう必要があり、結果的に端面の数に比
例して比較測定のために多くの時間が必要となる。

【０００５】この測定に要する時間内に、測定環境の温
度に変化が生じれば、マスターのステップゲージ２６ｃ
、被測定ステップゲージ２５ｃ、コンパレータスタンド
２８ｃ或いはそれらの構成部材には、それぞれ固有の熱
膨張が発生する。この熱膨張は与えられる熱又は冷熱に
よって微妙に作用し、前記各装置或いはそれらの各部位
毎で膨張の量が異なり、各装置が熱膨張前に持っていた
平面性や直線性が保たれなくなり、上記４つの装置の相
対位置関係に変化が生じる場合が出て来る。その場合、
被測定ステップゲージ２５ｃの最初の端面測定と最後の
端面測定では、マスターのステップゲージ２６ｃ、被測
定ステップゲージ２５ｃ、及びコンパレータスタンド２
８ｃの相対位置が異なったものとなって、結果的に被測
定ステップゲージ２５ｃの各端面の位置の測定を正確に
おこなうことができないという問題があった。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、測定環境の温度が変化しても被測定ステップ
ゲージの各ブロックの端面の位置の測定を正確におこな
うステップゲージの測定装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、送りの量を
測定しながら被測定ステップゲージを自動送りさせると
共に、被測定ステップゲージの各ブロックの端面が所定
位置に位置するか否かを判定することによって、被測定
ステップゲージの各ブロックの端面の位置を求める構成
のステップゲージの測定装置である。

【０００８】その詳細な構成は、ベッドと、そのベッド
の上を被測定ステップゲージを載置して直線状に移動す
るテーブルと、それらベッドとテーブルの間に設けられ
、ベッドとテーブルを直線方向に相対移動させる移動手
段、及びその移動手段の作動によるベッドとテーブルの
相対移動距離を測定する測定手段と、前記ベッドに固定
して設けられ、前記テーブルに載置された際の被測定ス
テップゲージの各ブロックの端面が前記ベッドに対して
所定の位置にあるか否かを検出する検出手段と、その検
出手段と前記測定手段からの信号に基づき、被測定ステ
ップゲージの各ブロックの端面の位置を演算する演算手
段が備えられてなるステップゲージの測定装置である。

【０００９】また、検出手段は、テーブルに載置した際
の被測定ステップゲージのブロックの端面の方向に光を
発する発光部と、その発光部から発し、被測定ステップ
ゲージのブロックの端面で反射して来る光を受ける受光
部と、その受光部からの信号に基づき前記端面が所定の
位置にあるか否かを検出する検出部が備えられてなるこ
とが好適である。

【００１０】また、検出手段は、測定すべきステップゲ
ージの各ブロックの両端面が検出できるように、それぞ
れの発光及び受光の方向を互いに対向又は背向の状態に
位置してなる二つの検出系が備えられてなることが好適
である。

【００１１】

【作用】被測定ステップゲージが自動送りされ、その送
りの量が測定されると共に各ブロックの端面の位置が連
続的に検出される。

【００１２】

【実施例】この発明を、図１〜図４に示す実施例に基づ
き詳述する。しかし、この実施例によって、この発明が
限定されるものではない。

【００１３】ステップゲージの測定装置１は図１〜図３
に示すように、ベッド２と、テーブル３と、移動手段４
と、測定手段５と、検出手段６と、演算手段７が備えら
れている。

【００１４】テーブル３は、ベッド２に対して矢印Ａ方
向に移動可能になっている。つまり、ベッド２には、上
面にコロ（図示省略）を備えたＶ溝８及びレール９が配
設されている。他方、テーブル３には、底面にＶ溝８と
係合するＶ状凸部１０、及びコロ（図示省略）を備えレ
ール９と転がり係合する転がり係合部１１が配設されて
いる。

【００１５】テーブル３は、被測定ステップゲージを載
置してベッド２に対して矢印Ａ方向に移動させるための
ものである。テーブル３には、上面に被測定ステップゲ
ージを矢印Ａ方向に対して摩擦係止する係止部１２と、
矢印Ａ方向と直交する方向で当接位置決めする当接部１
３が配設されている。１４はリテーナであり、テーブル
３上に載置された被測定ステップゲージが矢印Ａ方向に
膨張・収縮した際にその膨張・収縮を逃すためのもので
ある。

【００１６】移動手段４は、テーブル３をベッド２対し
て矢印Ａ方向に移動させるものであり、ベッド２に固定
された出力モータ１５、テーブル３と連結されたボール
ネジ１６等を備えて構成されている。

【００１７】測定手段５は、テーブル３がベッド２に対
して矢印Ａ方向に移動した際に、その移動した距離を測
定するものである。測定手段５は、ベッド２側に固定配
設された、レーザ光源管１７、ミラー１８、ビームスプ
リッタ２０、直角プリズム（図示省略）、偏光板（図示
省略）、受光素子（図示省略）、及び移動するテーブル
３側に配設されたミラー１９などを備えて構成されてい
る。

【００１８】検出手段６は、保持部材２１によってベッ
ド２に対して定位置で保持され、テーブル３に載置され
た際の被測定ステップゲージの特定のブロックの端面が
ベッド２に対してある定位置に位置しているか否かを判
定するものである。検出手段６はいわゆる光テコ式検出
をおこなうものであり、テーブル３に載置した際の被測
定ステップゲージの特定のブロックの端面側に光を発す
る発光部２２と、発光部２２から発する光が前記特定の
ブロックの端面で反射し、その反射して来る光を受ける
受光部２３と、受光部２３からの信号に基づき前記端面
が所定の位置にあるか否かを検出する検出部（図示省略
）を備えて構成されている。

【００１９】演算手段７は、測定手段５と検出手段６の
検出部からの信号に基づき、テーブル３に載置される被
測定ステップゲージの各ブロックの端面の相互の位置を
演算し、表示するものである。演算手段７は、移動手段
４を制御する制御機能も備えられている。演算手段７の
前面は、操作・表示パネル２４になっている。

【００２０】ステップゲージの測定装置１は、上述した
ように構成されている。以下において、ステップゲージ
の測定装置１の使用を説明する。

【００２１】まず、測定すべき被測定ステップゲージ２
５を、テーブル３に載置する（図２〜図３を参照）。

【００２２】次に、演算手段７の操作・表示パネル２４
を操作し、テーブル３がベース２に対して矢印Ａ方向に
移動、つまり被測定ステップゲージ２５が検出手段６に
対して矢印Ａ方向に移動するように移動手段４を出力さ
せる。これと共に、ベース２に対するテーブル３の移動
の距離を測定するように測定手段５に測定命令の信号を
送る。同様に、矢印Ａ方向に移動中の被測定ステップゲ
ージ２５の複数個のブロックの端面がそれぞれベース２
の定位置に位置した際、つまり矢印Ａ方向に移動中の端
面が検出手段６の発光部２２からの光を受光部２３に至
るように反射させ得る位置に位置した際に、その位置に
至った旨を検出手段６が知らせて来るための命令信号を
検出手段６に出力する。

【００２３】ここで、移動手段４、測定手段５、及び検
出手段６はそれぞれ作動して、移動手段４によって検出
手段６に対して被測定ステップゲージ２５が矢印Ａ方向
に移動し、検出手段６の発光部２２からの光が測定すべ
き最初の端面（図示省略）に至って反射して受光部２３
に到達すると検出手段６の検出部がこの到達した旨を演
算手段７に信号で送る。演算手段７は、測定手段６から
のこの信号を入力した際、測定手段５からの信号に基づ
き測定すべき最初の端面の相対位置を求め、その値を記
憶する。以後、第二の端面の相対位置、第三の端面の相
対位置、…、最後の端面の相対位置が順次連続的に求め
られ、演算手段７に記憶される。演算手段７に記憶され
た被測定ステップゲージの各端面のこの相対位置に基づ
き、各ブロックの端面間の距離（変位）が得られ、被測
定ステップゲージ２５のブロック端面の位置の測定を終
了する。測定者は、その測定結果を操作・表示パネル２
４又は、データ記録紙から知ることができる。

【００２４】上述した被測定ステップゲージ２５のブロ
ックの端面の位置の測定では、被測定ステップゲージ２
５が自動送りで移動され、その移動送りの間に送りの量
と各ブロックの端面の位置が順次連続的に検出されて、
各端面間の距離が連続的に得られる。従って、被測定ス
テップゲージ２５のブロックの端面の位置の測定は被測
定ステップゲージ２５を自動送りする時間のみを必要と
し、その時間内で測定を終えることができる。よって、
例え測定中に熱又は冷熱が加わり、測定環境の温度に変
化が生じても、その温度の変化の熱又は冷熱がステップ
ゲージの測定装置１及び被測定ステップゲージ２５に伝
わって膨張又は収縮させるには熱を伝達させるため時間
等を必要とし、測定終了前にステップゲージの測定装置
１及び被測定ステップゲージ２５が膨張・収縮をすると
いうことは実質的に生じない。ステップゲージの測定装
置１、被測定ステップゲージ２５及びそれらの構成部材
は測定開始前と測定終了後で相対位置が変化するという
ことは全くといってよいほどないから、上述の得られた
測定結果は信頼を置くことができ、正確な測定を行なっ
たこととなる。

【００２５】ステップゲージの測定装置１では検出手段
６がただ一つの検出系が備えられ被測定ステップゲージ
２５のブロックの端面の一方側のみを検出する構成にな
っている。しかし、検出手段が二つの検出系を備え、そ
れぞれの発光の方向及び受光の方向が測定すべきステッ
プゲージの各ブロックの両端面側に向うように、それぞ
れの発光及び受光の方向を互いに対向又は背向の状態に
位置してなる構成であってもよい。この構成によって、
測定すべきステップゲージの各ブロックの端面の両面の
位置を、ベースとテーブルの相対移動をただ一度行なう
だけで測定することができる。又、この構成によって、
測定すべきステップゲージの端面を形成している、ブロ
ックの端面間の距離つまり厚さを連続的に測定すること
もできる。

【００２６】ステップゲージの測定装置１ａは図４に示
すように、検出手段６ａが二組の検出系から構成されて
いる。つまり、発光部２２ａ，２２ｂと、受光部２３ａ
，２３ｂと、二つの検出部（図示省略）が備えられてい
る。そうして、検出手段６ａは支持部材２１ａに対して
矢印Ｂａ方向に回転し、その回転によってステップゲー
ジの各ブロックの一方側の端面の測定及び他方側の端面
の測定をおこない得る構成になっている。測定手段５は
、リニアスケール、磁気式測定手段等であってもよい。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、測定すべきステップゲージ
を自動送りさせると共に、送られる移動の量の測定と各
ブロックの端面の位置の検出を自動的におこない、これ
に基づき各ブロックの端面の位置を測定する構成とした
ことにより、測定が極めて短い時間で済ますことができ
、従って測定中に測定環境に温度変化を生じても測定側
及び被測定側に熱による膨張・収縮が実質的に発生する
前に測定を終えることができ、得られる測定結果が信頼
できるステップゲージの測定装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す、一部切欠きを含む
斜視図である。

【図２】図１に示す実施例に被測定ステップゲージを載
置した際の平面図である。

【図３】図１に示す実施例に被測定ステップゲージを載
置した際の側面図である。

【図４】この発明の第二の実施例の要部斜視図である。

【図５】従来の技術を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　ステップゲージの測定装置 ２　　ベース ３　　テーブル ４　　移動手段 ５　　測定手段 ６　　検出手段 ７　　演算手段 ２２　　発光部 ２３　　受光部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベッドと、そのベッドの上を被測定ス
   テップゲージを載置して直線状に移動するテーブルと、
   それらベッドとテーブルの間に設けられ、ベッドとテー
   ブルを直線方向に相対移動させる移動手段、及びその移
   動手段の作動によるベッドとテーブルの相対移動距離を
   測定する測定手段と、前記ベッドに固定して設けられ、
   前記テーブルに載置された際の被測定ステップゲージの
   各ブロックの端面が前記ベッドに対して所定の位置にあ
   るか否かを検出する検出手段と、その検出手段と前記測
   定手段からの信号に基づき、被測定ステップゲージの各
   ブロックの端面の位置を演算する演算手段が備えられて
   なるステップゲージの測定装置。
2. 【請求項２】　　検出手段は、テーブルに載置した際の
   被測定ステップゲージのブロックの端面の方向に光を発
   する発光部と、その発光部から発し、被測定ステップゲ
   ージのブロックの端面で反射して来る光を受ける受光部
   と、その受光部からの信号に基づき前記端面が所定の位
   置にあるか否かを検出する検出部が備えられてなる請求
   項１に記載のステップゲージの測定装置。
3. 【請求項３】　　検出手段は、測定すべきステップゲー
   ジの各ブロックの両端面が検出できるように、それぞれ
   の発光及び受光の方向を互いに対向又は背向の状態に位
   置してなる二つの検出系が備えられてなる請求項２に記
   載のステップゲージ。