JPH0460409A

JPH0460409A - 外径測定装置

Info

Publication number: JPH0460409A
Application number: JP17175790A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Abe; 武志阿部
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1992-02-26

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〕本発明は、外径測定装置に関する。

〔従来の技術〕

被測定体の一例として、今日、各種産業分野において製
紙用ロール　製鉄用ロール等といった管状スリーブの需
要は非常に多い。こういった管状スリーブは、外径が６
００〜２０００＋ｎ＋＋＋のものであり、その軸方向の
部材長は１０ｍにおよぶものもある。ここでその加工に
あたっては、送り量０．８〜１ｍ／ｒｐｍ程度で、径方
向の全切削加工量は３（１ｍ程度である。そして、この
場合径方向の外径加工精度は、０．４＋ａｍ程度が要求
される。

さて前述の軸方向の部材長が１０ｍに及ぶ加工物に対し
、従来、加工中、加工完了後も含めてほぼ１０ケ所の外
径の検査が必要とされている。この理由は、こういった
管状成形物の加工においては、加工中にバイトがちびっ
たり、加工物のセンター合わせが不良である等の要因に
より、加工物の外径が不規則に変化したり、その回転軸
方向にテーパーとなってしまったりすることがあるため
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来こういった外径の計測においては、被測定物の外径
を測定物の停止状態で測定する装置（ノギス等）があっ
たが、被測定物を回転状態のままに維持してその外径を
測定できる装置かなかった。

このような状況において、被測定物の回転を停止させノ
ギス等で外径を測定する場合は、加工能率が悪いととも
に、加工物の内径、外径を同時に加工するものにおいて
は、所定位置で回転を停止させると、内径側バイトが加
工物に食い込み、引き続いて作業を進めることができな
い等の問題が起こる。そこで、回転中の被測定体の外径
は、専用の装置を使用することなく以下に説明するよう
な方法で測定ないし推定されていた。即ちその第一の方
法は、回転中の被測定体に測定用テープを巻き付け、外
周長を測定し、この測定値から外径を演算するものであ
り、第二の方法は被測定物である加工物の加工前径を予
め測定しておき、加工作業をおこなっている刃物台の送
り量より仕上がり外径を推定するものである。しかしな
がらこういった従来の方法では、第一の方法については
、回転中の加工物外周に測定用テープを巻き付は操作す
るため、安全上極めて問題があり、第二の方法について
は、被測定体の加工前寸法が真円でない場合、あるいは
加工芯と被測定体の芯が同芯でない場合などは不適切で
、良好な推定結果は期待できない。　以上説明したこと
より、本発明の目的は、安全、確実に回転中の被測定体
の外径を測定することができる外径測定装置を得ること
である。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明による外径測定装置は、軸芯まわりに回転する被測定体に対し、その回転数を検
出する回転数検出手段と、被測定体の外周面の周速を検
出する周速検出手段とを備えるとともに、回転数検出手
段により検出される回転数と周速検出手段により検出さ
れる周速とにより被測定体の外径を演算する外径演算手
段を備えたものであることを特徴とする。

〔作　用〕

この構成の外径測定装置においては、被測定体を回転さ
せたまま、被測定体の回転数および外周面の周速が、そ
れぞれ回転数検出手段および周速検出手段により検出さ
れる。そして、これらの検出情報をデーターとして被測
定体における周速検出部位における実際の外径が、外径
演算手段で自動的に演算処理されて出力されるのである
。

〔発明の効果〕

本願の外径測定装置においては、外径を直接計測するの
ではなく回転状態で容易に計測可能な被測定体の回転数
と測定部位の外周面の周速が計測対象である。したがっ
て従来おこなわれていたように被測定体の回転を停止す
ることなく計測することか可能であり、さらに回転状態
にあっても、危険な操作をおこなうことな（外径の計測
を確実におこなうことが可能となったのである。

さらにこういった装置を加工作業をおこなう旋盤等とと
もに使用する場合は、旋盤に備わっている加工物の回転
数設定機構を本願の回転数検出手段として使用すること
か可能であり、周速検出手段と外径演算手段とを備えて
この外径検出装置を構成することで旋盤作業の進行とと
もにその加工済み部の径を即座に知ることか可能となる
。また周速検出手段として、被計測体の外周に対して接
触型、非接触型両方の周速検出機構を使用することがで
き、非接触型のものを採用した場合は、被計測体の回転
、表面状態に影響を与えることなく外径を確実に計測で
きる。

〔実施例〕

本願の外径測定装置を旋盤における切削加工とともに使
用する実施例を図面に基づいて説明する。第１図はいわ
ゆる旋盤の加工部（１）の拡大図を示している。ここで
、旋盤には被計測体としての長尺の加工物（２）がチャ
ック機構（３）により固定支持されており、加工物（２
）は切削加工のため記号Ａの方向にチャック機構（３）
とともに回転する。そして刃物台（４）は切削加工の進
展に伴って加工物の回転軸芯（Ｂ）の方向に一定の速度
で送られていくのである。同図においては、加工物（２
）のバイト（５）による加工部位（６）を明確に示すた
め、切削量が大きく示されている。ここで本願の外径測
定装置による外径の測定は、切削加工を完了している加
工物（２）の外径（Ｄ）についておこなわれる。

以下に外径測定装置の構成について説明する。

この外径測定装置は、主には加工物（２）における外径
測定部位（ｄ）の外周面の周速（Ｕ）を測定するために
刃物台（４）に装着されて使用されるセンサ一部（１０
）と、このセンサ一部（ｌＯ）で得られた情報を処理し
て加工物の外径（Ｄ）を表示する表示出力部（２０）か
ら構成されている。

センサ一部（１０）から先ず説明する。この部位（１０
）はマーキング手段としての塗料吹き付はノズル（１１
）、通過時間検出手段としての第一、第二フォトセンサ
ー（１２ａ）、　（１２ｂ）を備えて構成され、図示す
るように加工物の回転方向（Ａ）の上手側から順に塗料
吹出ノズル（１１）、第一、第二フォトセンサー（１２
ａ）、　（１２ｂ）が配設されている。

この塗料吹出ノズル（１１）は制御側（図外）において
外径測定指令があると、所定量の塗料を加工物外周面（
１３）に向かって吹出し、加工物表面にマーク（１４）
を形成する。そして加工物（２）の回転に伴って前述の
マーク（１４）が周方向に移動すると、そのエツジ部が
第一、第二フォトセンサー（１２ａ）、　（１２ｂ）に
よって検出される。この第、第二フォトセンサー（１２
ａ）、　（１２ｂ）は図示するように所定の一定距離（
Ｌ１）を保って配設されており、前記のマーク（１４）
が第一、第二フォトセンサー（１２ａ）、　（１２ｂ）
間の一定距離（Ｌ１）を通過する時間（Ｔ１）が検出さ
れるのである。この機構においては測定された測定時間
（Ｔ１）とセンサー間の距離（Ｌ１）により下式に従っ
て加工物外面の周速（Ｕ）を求める。

Ｕ＝Ｌ１／ＴＩ現実の周速は、前述の測定時間（Ｔ１）を加工物の外周
の弧長を通過するのに要する時間としてとらえて決定す
るのが好ましいのであるが、ここで、センサー間の直線
距離（Ｌ１）と加工物外周の弧の実際の長さを加工物の
外径をパラメーターとして比較検討すると下表のように
なる。

外径弧と弦の差（センサー間距離；５０）８００　　　　　０．０３２６１０００　　　　　０、０２０９１ゼ００　　　　　０．０１４５１６００　　　　　０、００８１この表からもわかるようにこのような差は充分許容され
る誤差の範囲である。

ここで、加工物の周速（Ｕ）を検出する上述のような機
構を周速検出手段（１００）と称する。また　実際の加
工にあたっては、この周速は周速３０ｍ／ｍｉｎ−１ｏ
ｏｍ／ｍｉｎあたりの値をとっている。

さて一般に旋盤において加工物（２）の回転数（Ｒ）を
一定として加工が進められる。言い替えれば、加工物の
回転数（Ｒ）は予め判明している。

この実施例においては外径測定装置が旋盤の回転数設定
機構（図外）よりその回転数（Ｒ）を出力情報として取
り込むように回転数入力機構（３０）が設けられている
。ここで、本願の外径測定装置における加工物の回転数
（Ｒ）を検出する機構を回転数検出手段（２００）と称
する。また実際の加工にあたっては、こういった回転数
は数ｒｐｍ〜数十ｒｐｍあたりの値をとっている。

このようにして検出される加工物の回転数（Ｒ）および
周速（Ｕ）の情報は、表示出力部（２０）に集められる
。この表示出力部（２０）は演算装置（２１）を備えて
おり、上述の二つの情報（Ｒ）、　（Ｕ）より外径（Ｄ
）を演算するのである。この演算装置（２１）の演算式
を以下に示した。

Ｄ＝Ｕ／π・Ｒ本願の外径測定装置においては、このようにして得られ
た被測定体としての加工物（２）の外径（Ｄ）を表示部
（２０）に表示するように構成されているのである。こ
こで、この演算装置（２１）を外径演算手段（３００）
と称する。

〔別実施例〕さて前述の外径測定装置においては、被測定体の回転数
（Ｒ）を得るのにこの外径測定装置か取り付けられる旋
盤の回転数設定機構よりその回転数（Ｒ）を得たが、こ
れは外径測定装置独自に回転数測定器（図外）を設ける
ものとしてもよい。

さらに周速（Ｕ）を検出するために、以下に説明するよ
うな構造を採用することも可能である。

即ち、旋盤加工中の加工物においては、必ず外径が断部
をもって変化している。そこで、この断部を利用して周
速（ｔ１）を検出するのである。

第２図（４）、　（０）にこの場合の模式図を示す。図
示するように第一、第二センサー（１２ｃ）、　（１２
ｄ）の配置構成は同じであるが、このセンサー（１２ｃ
）。

（１２ｄ）としては加工物（２）の切削加工による切削
径の変化を検出できるものを採用する。そして加工物外
周面（１３）に形成される断部（１５）が各センサー（
１２ｃ）、　（１２ｄ）を切る時間（Ｔ２）を測定する
ことにより周方向の所要時間（Ｔ２）を算出するのであ
る。ここで、加工物の外周面の周速（Ｕ）の演算方法は
前述の実施例と同様である。

また周速検出手段（１００）として上記二つの実施例に
おいては、非接触型のものについて説明したが、一般の
使用に供されている被測定体の外周面に接触する定径の
ローラーの回転数を検出することにより周速（Ｕ）を測
定するものを採用してもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋盤に外径測定装置を取り付けて使用している
図、第２図（（）、　（０）は周速検出手段の別実施例
の模式図である。（２）・・・・・・被測定体、（１００）・・・・・・
周速検出手段、（２００）・・・・・・回転数検出手段
、（３００）・・・・・・外径演算手段、（Ｂ）・・・
・・・軸芯、（Ｒ）・・・・・・回転数、（Ｕ）・・・
・・・周速、（Ｄ）・・・・・・外径。

Claims

【特許請求の範囲】１、軸芯（Ｂ）まわりに回転する被測定体（２）に対し
、その回転数（Ｒ）を検出する回転数検出手段（２００
）と、前記被測定体（２）の外周面の周速（Ｕ）を検出
する周速検出手段（１００）とを備えるとともに、前記
回転数検出手段（２００）により検出される前記回転数
（Ｒ）と前記周速検出手段（１００）により検出される
前記周速（Ｕ）とにより前記被測定体（２）の外径（Ｄ
）を演算する外径演算手段（３００）を備えた外径測定
装置。２、前記周速検出手段（１００）が、前記被測定体（２
）の外径測定外周面（１３）にマーク（１４）をつける
マーキング手段（１１）と、前記被測定体（２）の回動に伴って周方向に移動する前
記マーク（１４）が、一定距離（Ｌ１）を通過する時間
（Ｔ１）を検出する通過時間検出手段（１２ａ）、（１
２ｂ）とから構成されている請求項１記載の外径測定装
置。３、前記マーキング手段（１１）が、前記被測定体（２
）の外周面（１３）に定量の塗料を付着させて前記マー
ク（１４）を形成するものである請求項２記載の外径測
定装置。４、前記周速検出手段（１００）が、前記被測定体（２
）の加工に伴って外径が変化して形成される断部（１５
）が周方向における一定距離（Ｌ１）を通過する時間（
Ｔ２）を測定することにより被測定体（２）の外周面の
周速（Ｕ）を検出するものである請求項１記載の外径測
定装置。５、前記周速検出手段（１００）が、前記被測定体（２）の外周面（１３）に接触する定径の
ローラーの回転数により前記被測定体（２）の外周面の
周速（Ｕ）を検出するものである請求項１記載の外径測
定装置。