JPH0474903A

JPH0474903A - 自動測定装置

Info

Publication number: JPH0474903A
Application number: JP18779490A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yoshioka; 晋吉岡; Tetsuhiko Kubo; 久保　哲彦; Tadao Nakatani; 中谷　忠雄
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-03-10

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、被測定物に形成された孔径等の寸法を測定す
る自動測定装置に関する。

〔背景技術〕

被測定物の寸法を測定する装置として、ノギス、マイク
ロメータを始め、内径測定器、ノ１イトゲージ等、種々
の測定装置が用いられている。これらのノギス等は、そ
の使用箇所、使用目的等が限定されており、汎用性のあ
る測定装置とはいえない。

このため、被測定物に接触式のプローブを三次元的に関
与させ、汎ゆる測定箇所を一台の装置で測定でき、かつ
、測定データも総合的に収集できる装置として三次元測
定機が知られている。

このような三次元測定機として、各種のものが開発され
ているが、操作方式で分類すると、手動式、モータドラ
イブ式、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）式等に分ける
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の三次元測定機は、高精度を維持する目
的で、被測定物の製造ラインとは別個に設けられた恒温
、恒湿の特別な測定室に設置されることが一般的である
。このため、測定にあたっては、被測定物を製造ライン
から抜き出して測定室内に搬入し、ここで測定を行なっ
ている。

しかしながら、製造の高能率化が要求される現在、三次
元測定機を製造ラインに組み込んで測定する、所謂イン
ライン測定が必要とされる。このインライン測定では、
製造ラインの速度を低下させないため、迅速な測定が要
求され、かつ、自動化も要求される。

しかし、現状の三次元測定機では、例えば孔径を測定す
る場合、孔の内面の３箇所にプローブの先端を当接させ
、演算によりその内径を求めている。この３点接触によ
る測定では、内径寸法の他に、孔中心位置の測定等も行
える反面、１回での測定ではないため、極めて効率が悪
いという問題点がある。また、測定の原点からの極めて
長い寸法（孔径に比べて）から演算して孔径を求めてい
るため、寸法精度の低下を免れないという問題もある。

本発明の目的は、孔の内径の測定が迅速にできてインラ
イン測定への適用も可能な自動測定装置を提供するにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、本発明者等の調査によると、多数の孔を形成
された被測定物においては、大多数の孔、例えば、７〜
８割の孔が、その直径寸法の値のみを必要とし、番孔の
中心位置、あるいは各孔間の寸法等を必要としないこと
が判明したことに着目してなされたものである。

すなわち、本発明においては、従来の三次元測定機にお
けると同様の接触式プローブを三次元移動手段の一部、
例えば、Ｚスライダに着脱可能に設ける一方、孔の内径
を１回で測定可能な内径測定ゲージヘッドを同じく三次
元移動手段に着脱可能に設け、内径寸法の測定のみを必
要とする孔に対しては、この内径測定ゲージヘッドを用
いて測定するようにして、前記目的を達成しようとする
ものである。

具体的には、本発明は、テーブル上に設置、される被測
定物への接触により被測定物の形状等を検出するための
接触式プローブと、前記被測定物に形成された孔内に挿
入可能にされるとともに、孔の半径方向に変位可能な少
なくとも１つの接触子を有する内径測定ゲージヘッドと
、これらの接触式プローブ及び内径測定ゲージヘッドの
それぞれ少なくとも１つを支持可能なストッカと、前記
被測定物並びにストッカ内の接触式プローブ及び内径測
定用ゲージヘッドに対して、水平面内の直交二方向及び
鉛直方向の一方向に相対的に移動可能にされる結果、三
次元方向に移動可能にされ、かつ、接触式プローブ及び
内径測定用ゲージヘッドを着脱可能にされた三次元移動
手段と、この三次元移動手段の各方向の駆動手段と、を
具備したことを特徴とする自動測定装置である。

本発明において、内径測定ゲージヘッドは、接触子を設
けられたゲージボデーを有するとともに、このゲージボ
デーに対し孔の半径方向に揺動可能、すなわち、フロー
ティング状態で連結され、かつ、ゲージボデーに対し所
定位置、例えば中心位置に復帰させる付勢手段を介して
連結されるシャンクを有していることが好ましい。

また、本発明において、被測定物が設置されるテーブル
を三次元移動手段に対して水平面内の一方向に移動可能
に設けるとともに、このテーブルに、水平方向の軸線を
中心として揺動可能な揺動テーブル、及び／または、鉛
直方向の軸線を中心として旋回可能な旋回テーブルを付
設してもよい。

〔作用〕

本発明において、被測定物に形成された孔の内径のみを
測定すれば足りる場合は、三次元移動手段をストッカに
対して三次元的に相対的に移動させ、三次元移動手段に
測定しようとする孔径に対応したサイズの内径測定ゲー
ジヘッドを装着する。

次いで、三次元移動手段を被測定物に対して三次元的に
移動させて取付けたゲージヘッドを被測定物の所定の孔
内に挿入し、予め零設定されているゲージヘッドに対す
る接触子の移動量を検出して当該孔の内径測定を完了す
る。この際、同一のゲージヘッドで測定可能な孔は、順
次孔径を測定していく。また、異なる孔径の測定に対し
ては、内径測定ゲージヘッドを交換して測定する。

次に、被測定物の孔の内径以外の寸法、例えば孔の中心
位置、２以上の孔間の寸法、外面形状の寸法等を測定す
る場合は、前述と同様にして三次元移動手段とストッカ
とを相対移動させ、三次元移動手段に取付けられている
内径測定ゲージヘッドを元の位置に戻す。

次いて、再度、三次元移動手段とストッカとを相対移動
させて三次元移動手段に接触式プローブを取付ける。こ
のプローブによる測定は、三次元移動手段と被測定物と
を相対移動させて一般の三次元測定機と同様にして行な
う。

以下、所定の内径測定ゲージヘッドと接触式プローブと
を用いて被測定物の所定箇所の寸法を全て測定して測定
を完了する。

測定にあたり、テーブルに揺動テーブル及び／または旋
回テーブルが設けられている場合は、これらのテーブル
を適宜駆動して被測定物の異なる面の測定を前述と同様
な手順で行なう。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本実施例に係る自動測定装置１の一部を切欠
いた全体構成が示されている。

自動測定装置１は、ベースフレーム１１を備え、このベ
ースフレーム１１の左右両側には、門形のコラム１２が
それぞれ立設されている。

左右のコラム１２の上部間には、所定間隔を離して２本
の第１、第２の横桁１３Ａ、１３Ｂが載置固定されてい
る。これらの横桁１３Ａ、１３Ｂは、水平方向の一方向
であるＸ方向に沿って延長されている。

２本の横桁１３Ａ、１３Ｂ上には、同一構造の第１、第
２のＸスライダ１４Ａ、１４ＢがそれぞれＸ方向に移動
自在に支持されている。これらのＸスライダ１４Ａ、１
４Ｂは、各横桁１３Ａ、１３Ｂの一端に設けられた第１
、第２のＸモータ２２Ａ、２２Ｂ及び各横桁１３Ａ、１
３Ｂに沿って掛は渡された第１、第２のＸ方向送りねじ
軸２３Ａ、２３Ｂにより、Ｘ方向に進退駆動されるよう
になっている。

ここにおいて、第１のＸモータ２２Ａ及び第１のＸ方向
送りねじ軸２３Ａにより第１のＸ方向駆動手段２１Ａが
、第２のＸモータ２２Ｂ及び第２のＸ方向送りねじ軸２
３Ｂにより第２のＸ方向駆動手段２１Ｂがそれぞれ構成
されている。

なお、第１、第２のＸ方向送りねじ軸２３Ａ。

２３Ｂは、図示の都合上、横桁１３Ａ、１３Ｂの前面に
露出して設けられているが、実際は、横桁１３Ａ、１３
Ｂの後面側のボックス内等に収納されている。

第１１第２のＸスライダ１４Ａ、１４ＢのＸ方向の変位
量は、各横桁１３Ａ、１３ＢとＸスライダ１４Ａ、１４
Ｂとの間にそれぞれ設けられた第１、第２のＸ方向変位
量検出手段３１Ａ、３１Ｂにより検出され、その検出信
号は、図示しないコンピュータ等から構成される装置るようになっている。

各Ｘ方向変位検出手段３１Ａ，３１Ｂは、一般の三次元
測定機と同様に、ガラススケール、磁気スケール、静電
容量スケール等と、それらのスケールに対応した検出器
等とから構成されている。

各Ｘスライダ１４Ａ．１４Ｂには、軸状の第１、第２の
Ｚスライダ１５Ａ，１５Ｂが鉛直方向であるＺ方向に移
動自在に支持されている。各Ｚスライダ１５Ａ，１５Ｂ
は、各Ｘスライダ１４Ａ，１４Ｂに設けられた第１、第
２のＺ方向駆動手段２４Ａ，２４Ｂにより、それぞれＺ
方向に進退駆動されるようになっている。各Ｚ方向駆動
手段２４Ａ，２４Ｂは、各Ｘスライダ１４Ａ．１４Ｂ上
に突設された第１、第２のＺモータ２５Ａ，２５Ｂと、
図示しないＺ方向送りねじ軸等とにより構成されている
。

各Ｚスライダ１５Ａ，１５ＢのＺ方向の変位量は、各Ｘ
スライダ１４Ａ，１４ＢとＺスライダ１５Ａ，１５Ｂと
の間に設けられた第１、第２のＺ方向変位量検出手段３
４Ａ，３４Ｂにより検出される。これらの２方向度位量
検出手段３４Ａ，３４Ｂも、Ｘ方向変位量検出手段３１
Ａ，３１Ｂと同様な構造であり、その検出信号は、図示
しない制御装置に入力されるようになっている。

各Ｚスライダ１５Ａ，１５Ｂには、後に詳述する内径測
定ゲージヘッド７０または接触式プローブ９０が着脱可
能に装着できるようになっている。

内径測定ゲージへラド７０は、第２図及び第３図に示さ
れるように、略有底円筒状のゲージボデー７１を有して
いる。このゲージボデー７１の開口側に形成された角形
のフランジ部７２には、両面に補強板７３を有する一対
の平板状の平行ばね７４を介して四角板状の連結板７５
が連結されている。この連結板７５には、平行ばね７４
と直交する方向に配置され、かつ、両面に補強板７６を
有する一対の平板状の平行ばね７７を介して、シャンク
７８のフランジ部７９が連結されている。

これにより、シャンク７８は、ゲージボデー７１の軸線
に対して半径方向に移動自在、すなわち、フローティン
グ状態で連結され、かつ、付勢手段としての２対の平行
ばね７４．７７により所定位置、すなわち、ゲージボデ
ー７１と中心軸線が略一致するように付勢されて連結さ
れている。

シャンク７８は、フランジ部７９の中心部に一体に突設
されたテーパ係合部８ｌを有するとともに、このテーパ
係合部８１の先端に翼状のプルスタッド８２を有してい
る。

ゲージボデ−７１の底部側には、所定外径寸法の円柱状
に形成された固定アーム８３が固定されている。この固
定アーム８３の一側には、軸方向に沿った溝８４が形成
されるとともに、この溝８４内には、ゲージボデー７１
の底部に途中を揺動自在に支持された可動アーム８５の
先端側が配置されている。

これらの固定アーム８３と可動アーム８５の先端側の同
一円周上には、第３図にも示されるように、鋼球等から
なる３個の接触子８６が一部を突出されて１２０度等配
位置に固定されている。これらの３個の接触子８６は、
２個が固定アーム８３に、１個が可動アーム８５に固定
されている。

この可動アーム８５に固定された接触子８６は、可動ア
ーム８５の揺動に伴って固定アーム８３の半径方向、す
なわち、固定アーム８３が挿入されて内径が測定される
孔の半径方向に変位可能にされている。

可動アーム８５の内端側は、ゲージボデー７１内に揺動
自在に支持された側面略し字状の揺動駒８７の一端に当
接されている。この揺動駒８７の他端には、ゲージボデ
ー７１内に取付けられた差動トランス等の変位量検出器
８８の検出子８９が当接されている。この検出子８９は
、図示しないばね等により常時突出方向に付勢され、こ
の付勢力により、揺動駒８７を介して可動アーム８５の
先端が突出方向に付勢されている。

この際、可動アーム８５の突出方向の付勢力が検出子８
９の付勢力のみでは小さいときは、必要に応じて可動ア
ーム８５とゲージボデー７１との間に圧縮コイルばね、
ねじりコイルばね等を設けてもよい。

なお、内径測定ゲージヘッド７０は、測定しようとする
孔の形状に応じて、形状、寸法等が変化するが、構成部
品は全て同一なので、外観上相違するものも全て同一符
号で示されている。

また、接触式プローブ９０は、第４図に示されるように
、丸軸状のプローブ本体９１の上部にフランジ部９２を
介してシャンク９３が一体に設けられている。このシャ
ンク９３は、テーパ係合部９４と、プルスタッド９５と
から構成され、これらのテーパ係合部９４及びプルスタ
ッド９５は、内径測定ゲージヘッド７０のテーパ係合部
８１及びプルスタッド８２と同一の形状、寸法に形成さ
れている。

プローブ本体９Ｉの下端には、球形の接触子９６が一体
に固定されている。

なお、接触式プローブ９ｏの形状、寸法は、測定しよう
とする被測定物の部位に応じて変化するが、その形状等
は、従来一般の三次元測定機において使用されているプ
ローブ、例えば、タッチ信号プローブ、一部が折曲げ可
能なユニバーサルプローブ等に、第４図図示のシャンク
９３と同一形状のシャンクが連設されたものとされる。

内径測定ゲージヘッド７０及び接触式プローブ９０をＺ
スライダ１５Ａ、１５Ｂへ着脱する構造は、例えば、特
開昭６１−２１３６２３号公報等に記載の公知の構造が
用いられる。

すなわち、第５図に示されるように、Ｚスライダ１５Ａ
、１５Ｂ内には、着脱機構５０が設けられている。

着脱機構５０は、Ｚスライダ１５Ａ、１５Ｂに回転自在
、かつ、軸方向移動不可能に支持された中空の中心軸５
１を備えている。この中心軸５１内には、下端にボール
ホルダ５２を有する駆動軸５３が軸方向移動可能に収納
され、この駆動軸５３は圧縮コイルばね５４により中心
軸５１内に弓き込まれるように、図中上方に付勢されて
いる。

ボールホルダ５２には、複数のボール５５がボールホル
ダ５２の半径方向移動自在に支持されている。これらの
ボール５５は、駆動軸５３が圧縮コイルばね５４により
引き上げられ、ボールホルダ５２が中心軸５１の収納孔
５６内に位置されているときは、ボールホルダ５２内に
没入される。

これにより、ボールホルダ５２内に位置される内径測定
ゲージヘッド７０あるいは接触式プローブ９０のプルス
タッド８２あるいは９５の首下部にボール５５が係合さ
れ、プルスタッド８２．９５の中心軸５１の内方への引
き込みと、脱落防止とがなされている。

また、中心軸５１の収納孔５６の下方には、収納孔５６
より大径の大径孔５７及びテーパ孔５８が連設されてい
る。このテーパ孔５８は、プルスタッド８２．９５がボ
ール５５及び駆動軸５３により引き上げられた際、各シ
ャンク７８または９３のテーパ係合部８１または９４が
丁度係合する形状とされている。

一方、大径孔５７は、駆動軸５３が圧縮コイルばね５４
に抗して下方に移動されたとき、各ボール５５がボール
ホルダ５２の半径方向外方に移動されるための孔である
。この大径孔５７内へのボール５５の移動により、ボー
ル５５に首下部を保持されるプルスタッド８２．９５は
、ボールホルダ５２から脱出可能あるいはボールホルダ
５２内に挿入可能とされる。

駆動軸５３の上端部には、ボール５９を介してシリンダ
６１のピストンロッド６２の先端が当接されている。シ
リンダ６１は、Ｚスライダ１５Ａ。

１５Ｂに支持されるとともに、シリンダ６１内に収納さ
れたピストン６３の上部室に圧力流体が供給されること
によって、ピストンロッド６２が下方に移動され、駆動
軸５３を圧縮コイルばね５４に抗して押し下げ得るよう
になっている。

Ｚスライダ１５Ａ、１５Ｂ内には、中心軸５１を回転さ
せる中心軸回転機構６５も設けられている。この中心軸
回転機構６５は、Ｚスライダ１５Ａ、１５Ｂに支持され
たモータ６６と、このモータ６６の出力軸に固定された
小歯車６７と、この小歯車６７に噛合されるとともに、
中心軸５１に固定された大歯車６８とを含んで構成され
ている。

中心軸回転機構６５により中心軸５１を回転させると、
中心軸５１に、駆動軸５３のボールホルダ５２を介して
取付けられている接触式プローブ９０を回転できるよう
になっている。従って、接触式プローブ９０が、ユニバ
ーサルプローブである場合には、プローブ中心軸に対し
て折曲されて取付けられている接触子９６の支持軸の傾
斜方向を変更でき、異なる傾斜方向の面や孔等を測定で
きるようになっている。

第１図において、ベースフレームｌｌ上には、２本のレ
ール１６を介してテーブル１７が、水平面内の一方向で
あるＸ方向と直交する他方向、すなわちＹ方向に移動自
在に支持されている。従って、テーブル１７はＹ方向ス
ライダとして機能している。

ここにおいて、ベースフレーム１１に立設されたコラム
１２に横桁１３Ａ、１３Ｂを介してＸ方向変位可能なＸ
スライダ１４Ａ、１４Ｂ、このＸスライダ１４Ａ、１４
ＢにＺ方向変位可能なＺスライダ１５Ａ、１５Ｂ、及び
、ベースフレーム１１にレール１６を介してＹ方向変位
可能なＹ方向スライダとしてのテーブル１７により、三
次元移動手段ｌＯが構成されている。従って、Ｚスライ
ダ１５Ａ、１５Ｂに着脱可能な内径測定ゲージヘッド７
０あるいは接触式プローブ９０は、三次元移動手段ｌＯ
のＺスライダ１５Ａ、１５Ｂに装着されると、被測定物
Ｗに対して相対的に三次元方向に移動可能にされている
。

テーブル１７は、ベースフレーム１１に設けられたＹモ
ータ２８と、このＹモータ２８により駆動されるＹ方向
に沿ったＹ方向送りねじ軸２９とにより、Ｙ方向に駆動
される。これらのＹモータ２８とＹ方向送りねじ軸２９
とを含んでＹ方向駆動手段２７が構成されている。

テーブル１７のＹ方向の変位量は、テーブル１７とベー
スフレーム１１の一方のレール１６との間に設けられた
Ｙ方向変位量検出手段３７により検出される。このＹ方
向変位量検出手段３７も、Ｘ方向変位量検出手段３１Ａ
、３１Ｂと同様な構造であり、その検出信号は、図示し
ない制御装置に入力されるようになっている。

テーブル１７には、一対のブラケット１７Ｐを介して上
向きコ字形の揺動テーブル１８が水平方向の軸線に対し
矢印Ｑ方向に所定角度、実際には３６０度以上の角度を
、所定の角度に割り出し可能な状態で、揺動可能に支持
されている。

揺動テーブル１８上には、揺動テーブル１８が第１図図
示の水平状態にあるとき、鉛直方向となる軸線に対し、
所定角度、実際には３６０度以上の角度を、所定の角度
に割り出し可能な状態で、旋回テーブル１９が矢印Ｒ方
向に旋回可能に支持されている。この際、揺動テーブル
１８が所定角度に揺動された状態では、旋回テーブル１
９は、鉛直方向の軸線に対して旋回するものではなくな
るが、説明の便宜上、揺動テーブル１８が水平位置にあ
る標準状態で、旋回中心軸が鉛直となるため、前述のよ
うに、旋回テーブル１９は鉛直軸線を中心として旋回す
ると説明したものである。

旋回テーブル１９上には、複数の孔等を形成された被測
定物Ｗが設置、固定されている。

揺動テーブル１８及び旋回テーブル１９は、図示しない
モータ等の駆動手段により、揺動あるいは旋回され、旋
回テーブル１９上に設置される被測定物Ｗの向きが変更
できるようになっている。

従って、各Ｚスライダ１５Ａ、１５Ｂの下面に取付けら
れる内径測定ゲージヘッド７０あるいは接触式プローブ
９０に対向する被測定物Ｗの面及びその向きが変更可能
とされている。

ベースプレート１１の左側のコラム１２の前後端近傍に
は、それぞれ１つ、計２つの第１、第２のストッカ４０
Ａ、４０Ｂが向き合うように設置されている。

これらのストッカ４０Ａ、４０Ｂは、基本的には同一構
造であるため、一方の第１のストッカ４０Ａについて説
明し、他方の第２のストッカ４０Ｂについての説明は省
略するが、各部の構成には、第１のストッカ４０Ａ側に
はそれぞれ記号Ａを付し、第２のストッカ４０Ｂ側には
それぞれ記号Ｂを付して図示しである。

第１のストッカ４０Ａは、−側を開放された箱状のケー
シング４１Ａと、このケーシング４１Ａに対し図示しな
い駆動機構により、矢印Ｙ方向に収納及び引出し可能に
された載置フレーム４２Ａとを主構成要素とされている
。

載置フレーム４２Ａは、第６図及び第７図に示されるよ
うに、側面逆り字状の支持台４３Ａを備え、この支持台
４３Ａには複数のＵ字溝４４Ａが所定間隔を置いて形成
されている。これらのＵ字溝４４Ａには、各種形状の内
径測定ゲージへ、ソド７０のゲージボデー７１、あるい
は、接触式プローブ９０のプローブ本体９１が係合され
、それぞれのフランジ部７２あるいは９２が支持台４３
Ａの上面上に当接されることによって、各ゲージヘッド
７０あるいはプローブ９０が支持されている。

各内径測定ゲージヘッド７０が支持されるＵ字溝４４Ａ
の下方位置には、それぞれ倒伏り手板状のリングゲージ
置台４５Ａが固定されている。このリングゲージ置台４
５Ａには、支持台４３Ａ上に支持される内径測定ゲージ
ヘッド７０の固定アーム８３と略同心の孔４６Ａが形成
されている。

各リングゲージ置台４５Ａ上には、孔４６Ａと略同心に
、リング状のゲージホルダ４７Ａがそれぞれ固定されて
いる。このゲージホルダ４．７　Ａの内周には、一部が
突出したボール及び圧縮ばね等からなるゲージ係止手段
４８Ａが複数箇所設けられており、ゲージホルダ４７Ａ
内に装着される各種サイズのマスターリングゲージ４９
Ａがゲージホルダ４７Ａにワンタッチで装着でき、かつ
、脱落防止がなされている。

なお、第６図において、支持台４３Ａに内径測定ゲージ
ヘッド７０が載置された状態で、各ゲージヘッド７０の
固定アーム８３の先端は、マスターリンクゲージ４９Ａ
を貫通して下方に突出するようにリングゲージ置台４５
Ａの位置が設定されている。この際、マスターリングゲ
ージ４９Ａの厚さ方向の中央と、固定アーム８３Ａ及び
可動アーム８５Ａに設けられた接触子８６の頂部との間
の寸法りは、異なる形状の内径測定ゲージヘッド７０に
おいても、常に、略等しくなるように設定されている。

また、第１図において、ストッカ４ＯＡ、４０Ｂの載置
フレーム４２Ａ、４２ＢがＹ方向に進退できる結果、三
次元移動手段１０のＺスライダ１５Ａ、１５Ｂは、載置
フレーム４２Ａ、４３Ａ上に載置される内径測定ゲージ
ヘッド７０及び接触式プローブ９０に対して相対的に三
次元方向に移動可能にされている。

更に、第２図において、外力が加わらない自然状態にお
ける各接触子８６の外接円の直径りは、当該内径測定ゲ
ージヘッド７０に対応したマスク−リングゲージ４９Ａ
の内径より僅かに大きい寸法とされている。

本実施例に係る自動測定装置ｌは、基本的には、以上の
ように構成されるものであり、次に、その作用について
説明する。

自動測定装置１を用いての測定を開始するにあたり、自
動測定装置ｌの旋回テーブル１９上に所定の被測定物Ｗ
を取付ける。一方、この被測定物Ｗに形成された各種の
直径の孔や形状等に対応した内径測定ゲージヘッド７０
及び接触式プローブ９０をストッカ４０Ａ、４０Ｂの所
定位置にセットしておく。

内径測定ゲージヘッド９０のセットにあたり、各ゲージ
ヘッド９０の形状に対応したマスターリングゲージ４９
Ａをゲージホルダ４８Ａに装着しておき、このリングゲ
ージ４９Ａ内に各ゲージヘッド９０の固定アーム８３の
先端を挿通しておく。

次に、図示しない制御装置等に組み込まれたプログラム
に従い、被測定物Ｗの所定の孔の直径を測定するには、
当該孔の測定に適した内径測定ゲ−ジヘッド７０を所定
のＺスライダ、例えば第１のＺスライダ１５Ａに装着す
る。

この装着は、まず、第１のＸスライダ１４ＡのＸ方向駆
動手段２１Ａ、第１のＺスライダ１５ＡのＺ方向駆動手
段２４Ａ及び第１のストッカ４０Ａの載置フレーム４２
Ａの駆動手段（図示せず）を駆動して第１のＺスライダ
１５Ａの軸心を当該内径測定ゲージヘッド７０の軸心に
一致させる。

次いで、第１のＺスライダ１５Ａ内に設けられた着脱機
構５０のシリンダ６１に圧力流体を供給してピストンロ
ッド６２を下降させ、駆動軸５３を圧縮コイルばね５４
に抗して下降させておく。′この状態で、Ｚスライダ１
５Ａを下降させてボールホルダ５２内に当該ゲージヘッ
ド７０のプルスタッド８２を挿入させる。

次いで、シリンダ６１への圧力流体の供給を解除すると
、圧縮コイルばね５４により駆動軸５３が上昇されると
ともに、プルスタッド８２が中心軸５１内に引き込まれ
てゲージヘッド７０の中心軸５１すなわちＺスライダ１
５Ａへの装着が完了する。

ゲージヘッド７０のＺスライダ１５Ａへの装着が完了し
たら、Ｚスライダ１５Ａを上昇させる。

これにより、ゲージへラド７０の接触子８６がマスター
リングゲージ４９Ａの内径に接触しながら通過すること
となる。この時、正確には、Ｚ軸スライダ１５Ａが、ゲ
ージヘッド７０の装着後、寸法りだけ上昇したら、ゲー
ジボデー７１内に設けられた変位検出器８８の出力値は
、不図示の制御手段により、自動的に零に設定される。

この際、変位検出器８８は、当該内径測定ゲージヘッド
７０のＺスライダ１５Ａへの装着時に、図示しない接点
等により自動的に制御手段と電気的導通がとられている
。また、接触子８６のマスターリングゲージ４９Ａ内の
通過時には、接触子８６の外接円直径りがリングゲージ
４９Ａの内径より大きく設定されているため、Ｚスライ
ダ１５Ａの上昇により、接触子８６は必ずリングゲージ
４９Ａの内径に接触することとなって、零設定が必ず行
なわれる。

このようにして零設定がなされた内径測定ゲージヘッド
７０を装着されたＺスライダ１５Ａは、再びＸ方向駆動
手段２１Ａ、Ｚ方向駆動手段２４Ａ及びテーブル１７の
Ｙ方向駆動手段２７の駆動により、三次元的に移動され
て被測定物Ｗの所定の孔内に挿入される。この孔内への
挿入にあたり、孔の中心位置と内径測定ゲージヘッド７
０の中心位置とに多少の位置ずれがあったとしても、ゲ
ージヘッド７０のゲージボデー７１とシャンク７８との
間は、２対の平行ばね７４．７７により、フローティン
グ状態で、かつ、中心に付勢されて連結されているから
、固定アーム８３及び可動アーム８５は孔内にスムース
に挿入されることとなる。

固定アーム８３及び可動アーム８５の孔内への挿入によ
り、可動アーム８５に設けられた接触子８６は、孔の半
径方向の内方に移動され、この移動が揺動駒８７を介し
て変位検出器８８の検出子８９に伝達される。このとき
の検出器８８の出力値を制御手段で読み取れば、マスタ
ーリングゲージ４９Ａの内径に対する相対変位量として
孔の内径測定か行なわれる。

以下、この内径測定ゲージヘッド７０で測定し得る内径
の孔は、順次、当該ケージヘッド７０で測定がなされ、
制御装置で記憶され、不図示の表示装置、プリンタ等の
出力装置に出力される。

このようにして１本の内径測定ゲージヘッド７０による
測定が完了したら、異なる径の内径測定ゲージへラド７
０を、前述の手順と同様にして第１のＺスライダ１５Ａ
に取付けて孔径の測定を行なう。

必要な全ての孔の内径測定が完了したら、Ｚスライダ１
５Ａに接触式プローブ９０を取付けて必要な寸法の測定
を行なう。この際、内径測定ゲージヘッド７０による孔
径の測定に先立って、あるいは、その途中で接触式プロ
ーブ９０による測定を行なってもよく、要するに、測定
の手順は、測定が効率よく行なわれるように設定すれば
よい。

また、測定は、第１のＺスライダ１５Ａ側のみで行なう
必要はなく、各種の内径測定ゲージヘッド７０や接触式
プローブ９０の着脱による時間のロスを考慮して、第２
のＺスライダ１５Ｂと交互にあるいは所定の順序で使用
してもよい。

以上のようにして被測定物Ｗの１つ被測定面の測定が全
て完了したら、揺動テーブル１８及び／または旋回テー
ブル１９を所定角度、一般には９０度所定方向に駆動し
、異なる被測定面を第１、第２のＺスライダ１５Ａ、１
５Ｂに対向させ、再び孔径等の測定を行なう。

全ての被測定面の測定が完了したら、被測定物Ｗを取り
換えて順次測定を行なう。

上述のような本実施例によれば、次のような効果がある
。

すなわち、被測定物Ｗに形成される多数の孔のうち、孔
の直径寸法のみが必要な大半の孔の測定は、１回の挿入
で測定が可能な内径測定ゲージヘッド７０を用いるから
、測定時間を大幅に短縮できる。しかも、同一径の孔に
は、ゲージヘッド７０を交換することなく、１本のゲー
ジへラド７０で測定を行えるから、より時間短縮を行え
る。従って、従来は困難であったインラインでの被測定
物Ｗの測定が可能となる。

また、内径測定ゲージヘッド７０の測定は、マスターリ
ングゲージ４９Ａとの比較測定であるから、測定原点か
らの長距離の移動を伴う一般の三次元測定機による内径
測定に比べて、高精度な測定ができる。

更に、内径測定ゲージヘッド７０は、ゲージボデー７１
に対しシャンク７８が２対の平行ばね７４．７７を介し
て連結されているから、孔位置の誤差に対するフレキシ
ビリティが高＜、孔内への円滑なゲージへラド７０の挿
入か可能となる。

また、内径測定ゲージヘッド７０における零点設定は、
ゲージヘッド７０のＺスピンドル１５Ａ。

１５Ｂへの装着時に自動的に行なわれるから、効率がよ
く、しかも、ゲージヘッド７０の交換毎に必ず行なわれ
るから、常に測定の高精度を保持できる。

更に、ストッカ４０Ａ、４０Ｂには、内径測定ゲージヘ
ッド７０と接触式プローブ９０とが用意されているから
、孔径の測定のみならず、孔間寸法、面間寸法等、汎ゆ
る形状、寸法の測定が可能である。

また、テーブル１７には、揺動テーブルＩ８及び旋回テ
ーブル１９が設けられているから、被測定物Ｗの多数の
面の測定を、被測定物Ｗの取付は直しを行なうことなく
行なえ、この点からも測定時間を短縮できる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではな（、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは、勿論である。

例えば、Ｘスライダ１４Ａ、１４Ｂ及びＺスライダ１５
Ａ、１５Ｂ並びにストッカ４０Ａ、４０Ｂは、必ずしも
２個設ける必要はなく、少なくとも１個あれば足りる。

しかし、２個設ければ、測定の高速化を実現できるとい
う利点がある。

また、被測定物Ｗに対する内径測定ゲージヘッド７０あ
るいは接触式プローブ９０の動きは、Ｘスライダ１４Ａ
、１４Ｂ及びＺスライダ１５Ａ。

１５ＢによるＸ、Ｚ方向の動きと、テーブル１７による
Ｙ方向の動きとによるものに限らず、横桁１３Ａ、１３
Ｂを一対のコラムに対してＹ方向移動可能に設けて対応
させるものでもよく、要するに、ゲージヘッド７０等か
被測定物Ｗに対し、相対的に三次元的に関与できればよ
い。

同様に、Ｚスライダ１５Ａ、１５Ｂに対するストッカ４
０Ａ、４０Ｂの載置フレーム４２Ａ、４２Ｂの動きも、
ストッカ４０Ａ、４０Ｂ側がＹ方向に移動するものに限
らず、Ｚスライダ１５Ａ。

１５Ｂ側がＹ方向に移動するものでもよい。

更に、コラム１２に対してＺスライダ１５Ａ。

１５Ｂは、Ｘスライダ１４Ａ、１４Ｂを介して支持され
ているが、必ずしもこの構造に限らず、横桁１３Ａ、１
３Ｂをコラム１２に対してＺ方向移動可能に設けてＺス
ライダの機能を持たせ、このＺ方向に上下動する横桁に
Ｘスライダ１４Ａ、１４ＢをＸ方向移動自在に設け、軸
状のＺスライダ１５Ａ、１５Ｂは省略した構造でもよい
。

また、テーブル１７に対する揺動テーブル１８と旋回テ
ーブル１９の設置順序は、テーブル１７に旋回テーブル
１９を設け、この旋回テーブル１９上に揺動テーブル１
８を設けるものでもよい。

更に、揺動テーブル１８、旋回テーブル１９は、何れか
一方のみでも、あるいは、全く設けな（ともよい。

また、内径測定ゲージヘッド７０のシャンク７８は、２
対の平行ばね７４．７７と連結板７５とにより連結され
るものに限らず、オルダム継手等を用いて半径方向変位
自在に連結し、コイルばね等でゲージボデー７１とシャ
ンク７８との中心位置を合わせるようにしてもよく、更
には、ゲージボデー７１とシャンク７８とを軸方向変位
不能、半径方向変位可能に設け、かつ、筒状のゴムノく
ンド等で両者を連結するような構造でもよい。また、必
ずしもフローティング構造で連結しなくともよく、固定
的に設けて、中心位置のずれはＺスライダ１５Ａ、１５
Ｂの移動で対応してもよい。

更に、着脱機構５０は、電磁石の吸引力を利用するもの
等、他の機構でもよい。

その他、各部の形状、寸法等は、適宜に変更可能である
。

〔発明の効果〕

前述のように本発明によれば、被測定物の孔の内径測定
を極めて迅速にでき１インライン測定への適用も可能と
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動測定装置の一実施例の全体構
成を示す一部を切欠いた斜視図、第２図は本実施例に用
いられる内径測定ゲージヘッドの一例を示す略第３図の
■−■線に沿う一部断面図、第３図は第２図の■−■線
に沿う拡大断面図、第４図は本実施例に用いられる接触
式プローブの一例を示す正面図、第５図は本実施例に用
いられる内径測定ゲージヘッド及び接触式プローブの着
脱機構の一例を示す断面図、第６図及び第７図はそれぞ
れ本実施例に用いられるストッカの要部の一例を示す断
面図及び斜視図である。１・・・自動測定装置、ｌＯ・・・三次元移動手段、１
４Ａ、１４Ｂ・・・第１１第２のＸスライダ、１５Ａ。１５Ｂ・・・第１、第２のＹスライダ、１７・・・Ｙス
ライダとしてのテーブル、１８・・・揺動テーブル、１
９・・・旋回テーブル、２１Ａ、２１Ｂ・・・第１、第
２のＸ方向駆動手段、２４Ａ、２４Ｂ・・・第１、第２
のＺ方向駆動手段、２７・・・Ｙ方向駆動手段、３１Ａ
、３１Ｂ・・・Ｘ方向変位量検出手段、３４Ａ、３４Ｂ
・・・Ｚ方向変位量検出手段、３７・・・Ｙ方向変位量
検出手段、４０Ａ、４０Ｂ・・・第１、第２のストッカ
、４３Ａ・・・支持台、４５Ａ・・・リングゲージ置台
、４９Ａ・・・マスターリングゲージ、５０・・・着脱
機構、７０・・・内径測定ゲージヘッド、７１・・・ゲ
ージボデー　７４．７７・・・付勢手段としての平行ば
ね、７８・・・シャンク、８３・・・固定アーム、８５
・・・可動アーム、８６・・・接触子、９０・・・接触
式プローブ、９１・・・プローブ本体、９３・・・シャ
ンク、Ｗ・・・被測定物。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テーブル上に設置される被測定物への接触により
被測定物の形状等を検出するための接触式プローブと、前記被測定物に形成された孔内に挿入可能にされるとと
もに、孔の半径方向に変位可能な少なくとも１つの接触
子を有する内径測定ゲージヘッドと、これらの接触式プローブ及び内径測定ゲージヘッドのそ
れぞれ少なくとも１つを支持可能なストッカと、前記被測定物並びにストッカ内の接触式プローブ及び内
径測定用ゲージヘッドに対して、水平面内の直交二方向
及び鉛直方向の一方向に相対的に移動可能にされる結果
、三次元方向に移動可能にされ、かつ、接触式プローブ
及び内径測定用ゲージヘッドを着脱可能にされた三次元
移動手段と、この三次元移動手段の各方向の駆動手段と
、を具備したことを特徴とする自動測定装置。
（２）請求項１に記載の自動測定装置において、内径測
定用ゲージヘッドは、前記接触子を設けられたゲージボ
デーを有するとともに、このゲージボデーに対し孔の半
径方向に揺動可能な状態で、かつ、所定位置に復帰させ
る付勢手段を介して連結されたシャンクを有することを
特徴とする自動測定装置。
（３）請求項１または２に記載の自動測定装置において
、テーブルと三次元移動手段との三次元方向への相対的
移動のうち、水平面内での一方向であるＹ方向への相対
的移動は、テーブルが基台に対してＹ方向に移動可能に
設けられることにより可能とされ、このテーブル上には
、被測定物を水平方向の軸線に対して所定角度揺動可能
にする揺動テーブルが設けられていることを特徴とする
自動測定機。
（４）請求項１または２記載の自動測定装置において、
テーブルと三次元移動手段との三次元方向への相対的移
動のうち、水平面内での一方向であるＹ方向への相対的
移動は、テーブルが基台に対してＹ方向に移動可能に設
けられることにより可能とされ、このテーブル上には、
被測定物を鉛直方向の軸線に対して所定角度旋回可能に
する旋回テーブルが設けられていることを特徴とする自
動測定機。