JPH0498105A

JPH0498105A - 深さ測定方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0498105A
Application number: JP2214249A
Authority: JP
Inventors: Teru Fujii; 藤井　輝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-03-30

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】〔産業上の利用分針〕本発明は、モータ製造工程のロータコイル端末のヒユー
ジング検査で、ヒユージング後の穴の深さを非接触で自
動計測する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、形状計測あるいは穴の深さ計測等に類する技術は
非常に多く、その実態を把握するのは困難であるが、そ
のほとんどが静的なものであシ、かつ、平面的なもので
ある。

コミュテータのヒユージング検査は、従来、簡単な治具
を使って抜き取り的に行っておシ、詳細検査はコミュテ
ータ部をモールドで固めたものの切断面で分析しておシ
、特記するものはない。

類似する従来技術には、［回転軸の変位検出装置］特開
平１−２７７７０４号公報や、「形状検査装置」特開平
２−４５７０６号、および「面振れ蓋１反シ角測定装置
」特開平２−５１００９号公報がある。

しかし、これらは被検出模様を彩色形成するものや、平
面上のパターン認識や、静的測定例で、量産ラインでの
動的計測には適さない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明に係わる計測は、モータの円筒形コミュテータの
外周で、その表面に形成されろロータコイル端末のヒユ
ージング後の穴深さの検査である。

コミュテータはブラシとの接触によシ、ロータコイルに
給電する接点に相当するもので、短冊状の銅板が円筒形
モールドの外周を覆うように形成されている。つま勺、
計測対象は曲面形状の銅板で、ヒユージング跡は丸い鍋
底形状となり、穴の周りはクレータ状の凹凸となる。最
終的にはコミュテータの表面は研磨されるが５検査の目
的はヒユージング不良の検出と、摩耗によシ経時変化す
るヒユージング用電極の交換時期の検出であり、コミュ
テータ表面の研磨前の１を測となる。ここで、回転させ
ながら計測するコミュテータ部の表面は、不規則な凹凸
が多く、光学的ノイズの原因になるため、測定基準には
なり得ない。

本発明の目的は、このヒユージング穴の深さを自動計測
し、品質向上と歩留多向上を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、光学的非接触計測方式によシ、ロータを回
転させながら、コミュテータの表面外周を、ヒユージン
グ部とその他の部分の二系統を同時計測することで達成
できる。

また、光学系は半導体レーザを用いた三角測距法で対応
でき、二系統の計測信号全合成処理するため、計測基準
が明確になる。

〔作用〕

計測はコミュテータ表面のヒユージング穴部と、穴のな
い部分の三箇所を、機械的、かつ、タイミング的に並行
して行うため、計測基準が明確になシ、ヒユージング穴
の近傍の凹凸による光学的ノイズをキャンセルできるの
で、信頼性の高い計測が可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図によシ説明
する。

第１図は測定装置の構成概要を示し、第２図はセンサと
測定対象物の位置関係、第６図は測定対象物の部分的拡
大図である。先ず、第１図ないし第５図において、円筒
状回転体であるコミュテータ２は、モータのロータ１の
一部であシ、外周を短冊状の銅板３で覆われておシ、ロ
ータコイル端末６が接続される。ここで、ロータコイル
端末６の接続はヒユージング方式で、電極７によシ鍋底
状の丸穴が形成され、この穴の深さを高精度に計測する
ことが、本発明の計測対象である。

測定装置は、二個のレーザ変位計をセンサ１８．１９と
して使用し、一定速度で回転するロータ１のコミュテー
タ２を、銅板３の部分とヒユージング穴４の部分を計測
して、二系列の出力信号は信号処理装置３１を介してＡ
／Ｄ変換後、データ処理装置６２で各々の穴深場寸法を
演算比較し、良否判定と電極交換時期を検出して、デイ
スプレィ３３に出力表示する。

ロータ回転部は、ロータ１をその両端にベアリングを取
付けた状態で、ロータ固定具１１と押え金具１２で挾持
し、その一端はモータ固定具１６に取付けられたモータ
１４と直結して、計測目的に対応した一定速度で回転す
る。モータ１４はタコジェネレータ１５をフィードバッ
ク信号として、モータコントローラ１６で制御される。

、なお、センサ取付台１７は、精密位置決め用としての
テーブル機能を必要とするが、実施例は簡単な取付具で
行った。

レーザ変位＃Ｆを用いたセンサ１Ｂ、１９の内部はレー
ザダイオード４１．４２．対物レンズ４４　、４３、フ
ォトディテクタ４５，４６、集光レンズ４７．４８を主
要部品として示したが、これは三角測距法で知られる市
欺品であシ、詳細は省略する。

ヒユージングは第５図に示した拡大図のように、ロータ
コイル端末６をあらかじめ銅板３に形成された小さな溝
の中に圧入しておき、その後電極７によってヒユージン
グされ、鍋底状のとエージング穴４が形成される。

回転するコミュテータ２の中央部の断面は、第４図（ａ
）のように、銅板３と絶縁用溝５が円周上に交互に現わ
れる。これをセンサ１９で計測したときの出力波形が第
４図（ｂ）で、コばステータ２０表面、つまり、銅板６
０表［１１１７と溝５は、波形の８と９に相当する。セ
ンサの光学的な合焦点がＧラインで、ここでは、溝５は
センサｍｌｔから観て、合焦点よシ離れる方向にあり、
波形のプラス側９として現われる。

次に、ヒユージング部分の断面は第５図（ａ）となシ、
ヒユージング穴４は鍋底状に形成されるが、Ｈｔ測時は
＠磨前でヒユージング穴４の上部周辺は、クレータ状の
凹凸が現われ、光学的乱反射の場となる。また、この部
分では第４図（ａ）にあった溝５は、モールドが充填さ
れて平坦になっている。このとュージング部分をセンサ
１８で計測した出力波形は第５図（ｂ）となり、コミュ
テータ表面の銅板５の近傍とヒユージング穴４Ｖｓ、、
波形の８と１０に相当する。ここでヒユージング穴４の
深さｉＤで表わされるが、コミュテータ表面に相当する
波形９０部分が、乱反射の影ｌｌ１ｌ）を受けて計測基
準にならない。そこで、並行して測定した第４図（ｂ）
の出力波形と５第５図（ｂ）の出力波形を合成するが、
これを第６図で説明する。

センサ１８．１９で計測されたコはユテータ表面の二系
列の１ｇ号は、アンプ２（１，２１を介して出方波形２
２　、２５　ｆ得る。これを合成器２４で処理して計測
基準全設定し、積分器２５で波形整形すると波形出力２
６を得て、ＡＤ変換器２７を通してデータ処理装置２８
へ出方する。この中で注意ケ要するのは第４図（ｂ）お
よび第５図（ｂ）に示したＧレベルで５これはセンサの
光学的合焦点を表わすものであシ、二個のセンサ１８，
１９に共通のキャリブレーションを、あらかじめ済ませ
ておくことである。

以上、ヒユージング深さの計測は、設計規定値をしきい
値として、ロータコイル接続の合否判定と、単軌して経
時変化するヒユージング用電極の交換時期を自動的に検
出することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、簡単な治具などを使って、抜き
取シ的に行っていたヒユージング検査が、非接触で自動
化し、置注ラインの中で実用化することができる。これ
によシ、モータ製造工程のロータ単体の早い時期に、全
数検査がｏＪ能になるため、生産管理・品質管理に反映
させることができ、歩留９が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で、コミュテータのヒユージ
ング後の穴深さを測定するブロック図、第２図は測定対
象物とセンサの位置の説明図、第５図はコミュテータの
ヒユージングの斜視図、第４図は（ａ）がコミュテータ
円周部の断面図、（ｂ）は（、）の測定波形図、第５図
は（ａ）がヒユージング穴部の断面図、（ｂ）は（ａ）
の測定波形図、第６図は測定装置の信号処理系のブロッ
ク図である。１・・・ロータ、２・・・コミュテータ、５・・・銅板
、　　４・・・ヒユージング穴、５・・・絶縁溝、６・
・・ロータコイル端末線、７・・・１１ｔ極、８・・・
出力波形のコミュテータ表面位置、９・・・出力波形の
溝位置、１０・・・出力波形の穴底位買、１１・・・ロ
ータ固定具、１２・・・押え金具、１６・・・モータ固
定具、１４・・・モータ、１５・・・タコジェネレータ
、１６・・・モータコントローラ、１７・・・センサ取
付台、１８．１９・・・センサ、２０．２１・・・アン
プ、２２，２３．２６・・・出力波形、２４・・・合成
器、２５・・・積分器、２７・・・ＡＤ変換器、２８．
５２・・・データ処理装置、３１・・・僅号処理装置、
６５・・・デイスプレィ、４１．４２・・・レーザダイ
オード、４３．４４・・・対物レンズ、４５．４６・・
・フォトディテクタ、４７．４８・・・集光レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】１、円筒状回転体の外周表面に形成された穴などの深さ
の計測において、回転軸に垂直な方向の穴などの特徴部を測定するセンサ
と、前記穴などの特徴部に隣接する円筒状平坦部を測定
するセンサと、前記円筒状回転体を一定速度で回転させ
た状態で測定して、この二つの測定データを比較処理し
、測定基準を設定して穴などの深さを測定することを特
徴とする深さ測定方法。２、請求項１において、前記被測定物の穴などの特徴部を測定する手段と、これ
に隣接する円筒状平坦部を測定する手段とを設けた深さ
測定装置。３、請求項１または２において、前記被測定物の穴など特徴部の測定信号と、円筒状平坦
部の測定信号とを合成処理する手段を設けた深さ測定装
置。