JPH06147834A

JPH06147834A - ねじ判別装置

Info

Publication number: JPH06147834A
Application number: JP29419592A
Authority: JP
Inventors: Minehiko Kondou; 岑彦近藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】非接触且つ自動で、ねじ関連製品のねじ部の
測定及び規格との照合、合否判定を行うこと。【構成】レーザ外形測定器、ロータリエンコーダＡ，
Ｂ及びデジタルスケール２１をＣＰＵ３１で連続的に制
御することにより、被測定ねじ４の外径とピッチを測定
し、ねじの特性であるリード角を演算で求めて移動テー
ブル１６の角度付け（＋θ）を行い、移動テーブル１６
を移動させながら連続的に上面側のねじ形状を測定し、
そのデータを記憶装置３７に記憶する。同様に角度付け
を−θにして下面側のねじ形状を測定し記憶して１つの
ねじ形状データとする。更に被測定ねじ４を回転センタ
ー台１７で回転して、同様の処理により１つのねじ形状
データを求める。これらのデータをＣＰＵ３１が規格と
照合して合否判定し、表示、印刷を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はねじ判別装置に関し、特
に、平行ねじ、テーパねじ、台形ねじ等、更には右ね
じ、左ねじを含めた各種のプラグ型ねじに関する寸度測
定及び判別、あるいは歯切り工具、ウォームギヤ等の山
形状部材の測定及び判別を容易に且つ正確に行うための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のねじの測定はゲージブロ
ック、マイクロメータ、ねじ測定用三針、工具顕微鏡等
の測定器を使用して行い、人間が測定値を手書きで記録
し、且つ、規格の公差内に入っているか否かを判定して
いた。

【０００３】ねじの測定項目は種々あるが、大まかに言
えば次の通りである。日本工業規格ＪＩＳ−Ｂ−０２６
１（平行ねじゲージの検査方法）及びＪＩＳ−Ｂ−０２
６２（テーパねじゲージの検査方法）参照。（１）有効径の測定：図１４に示すように被測定ねじ４
のねじ山の間に３本のねじ測定用三針１００を入れて、
まず、その外径Ｍを外側マイクロメータで測定する。こ
の測定値は共径と呼ばれている。この共径測定は非常に
高度な技術と熟練を要する作業であり、更に、この共径
Ｍから、下記公式（１）を用いて有効径Ｅを計算により
求める。式中、Ｐはねじ山のピッチ、ｄｍは平均表示三
針径である。Ｅ＝Ｍ−３ｄｍ＋０．８６６０２５Ｐ ……式（１）なお、図１４中、１０１はマイクロメータアンビル、１
０２はマイクロメータスピンドルである。（２）ねじ山のピッチ、山の角度、谷底の形状等の測
定：これらについては工具顕微鏡を用いて投影像から計
測する。従い、光源の光線を平行にするための絞りの大
きさの調整やねじの特性であるリード角度を考慮して測
定する必要があり、熟練を要する作業である。

【０００４】次に、プラグ型ねじの測定項目に従い、平
行ねじの場合とテーパねじの場合に分けて、詳細に従来
技術を説明する。

【０００５】［平行ねじの場合］（１）外径：外側マイクロメータで外径を測定し、規格
と照合して合否を判定する。（２）有効径：ねじ測定用三針と外側マイクロメータと
を使用した三針法により共径を測定し、共径から前述の
公式（１）を用いて有効径を算出し、規格と照合して合
否を判定する。但し、外側マイクロメータの測定圧力の
違いがある場合は、その要因を見込む必要があり、下記
公式（２）を用いないと適正な有効径Ｅの算出ができな
い。Ｅ＝Ｍ−ｄｍ｛１＋１／sin(ａ／２）｝＋（Ｐ／２）cot(ａ／２）＋（0.00156 ／sin(ａ／２）｝｛（２Ｋ′）／（πμ）｝［１／｛sin （ａ／２）＋0.05cos(ａ／２）｝²］^1/3［（１／ｄｗ）＋｛sin （ａ／２）／Ｅ₀｝］^1/3(Ｆ^2/3−Ｆ₀ ^2/3）＋0.000693（１／ｄｗ)^1/3 ｛（Ｆ／Ｌ）−（Ｆ₀／Ｌ₀）｝ ……式（２）但し、Ｍは共径、ｄｍは平均表示針径、ｄｗは呼び針
径、Ｐはピッチ、ａはねじ山の角度、Ｅ₀は基準有効
径、Ｆは測定力、Ｆ₀は規格の測定力範囲の中央値、Ｌ
は三針と測定端面の接触長さ、Ｌ₀は規格の三針と測定
端面の接触長さの中点値である。上記三針法と称される
測定方法は、国家試験である技能検定の機械検査の実技
試験項目になっているほど、高度な技能と経験を必要と
する難しい測定作業である。（３）ピッチ：工具顕微鏡によりピッチを測定し、規格
と照合して合否を判定する。この場合、ねじ形テンプレ
ートの使用方法と、工具顕微鏡の中央鏡筒をねじのリー
ド角方向へ傾けねじ溝の両フランク（山の斜面）が同時
に鮮鋭な像を結ぶように調整することが難しく測定誤差
の要因となっている。更に、この調整の後に軸方向と平
行な方向へ隣り合うねじ山までの距離を測定するが、ね
じ形テンプレートと投影された山影とを合わせる作業が
必要であり、これも測定誤差の要因となっている。ま
た、工具顕微鏡の光源と被測定物との間にある絞りの調
整を誤ると、光線が平行に進行しなくなるため、測定誤
差の原因となる。（４）ねじ山の半角：角度テンプレートを用いて工具顕
微鏡によりねじ山の角度を測定し、規格と照合して合否
を判定する。この場合、中央鏡筒がリード角βだけ傾い
ているので、ねじ軸断面での半角ａ／２としては、下記
公式（３），（４）により計算して求める。 tan(ａ／２）＝tan(ａｍ／２）／cos(β） ……式（３） tan β＝Ｐ／（πＥ₀） ……式（４）但し、ａｍはねじ山の角度実測値、Ｐはピッチ、Ｅ₀は
基準有効径である。（５）谷の径と形状：ねじ形テンプレートを用いて工具
顕微鏡により、テンプレート形状との比較観察を行うの
みであり、測定値を得て合否判定を行うには至っていな
い。

【０００６】［テーパねじの場合］（１）外径：ころ及び補助板と外側マイクロメータ及び
ゲージブロックとを使用して外径を測定し、規格と照合
して合否を判定する。この測定は技術と経験を必要とす
る難しいものである。この場合、測定値から下記公式
（５），（６）を用いて小径端面における外径Ｓと、大
径端面における外径Ｌを計算により求める。Ｓ＝Ｌ₀−Ｋ−（２Ｂ＋Ｋ）sec(θ／２）−Ｋ（Ｌ_H−Ｌ₀）／（２Ｈ） ……式（５）Ｌ＝Ｌ_H−Ｋ−（２Ｂ＋Ｋ）sec(θ／２）＋（２Ｔ−２Ｈ−Ｋ）（Ｌ_H −Ｌ₀）／（２Ｈ） ……式（６）但し、Ｌ₀は小径側共径、Ｌ_Hは大径側共径、Ｋはころ
の平均外径、Ｂは補助板の平均厚さ、Ｔはねじ部の厚
さ、Ｈは大径側測定点高さ、θはテーパねじの角度であ
る。（２）有効径：外径測定での測定具に加えてテーパねじ
測定用四針を用いて四針法により有効径を測定し、規格
と照合して合否を判定する。四針法は平行ねじの三針法
よりも更に難しい測定である。但し、四針法で得た測定
値から下記公式（７），（８）を用いて、小径端面にお
ける有効径Ｓ₂と、大径端面における有効径Ｌ₂とを計
算により求める。Ｓ₂＝Ｍ₀−Ｋ−（２Ｂ＋Ｋ）sec(θ／２）−ｄｍ｛cosec(ａ／２）＋sec （θ／２）｝＋（Ｐ／２）｛cot(ａ／２）−tan(ａ／２）tan²（θ／２）｝− Ｋ（Ｍ_H−Ｍ₀）／（２Ｈ） ……式（７）Ｌ₂＝Ｍ_H−Ｋ−（２Ｂ＋Ｋ）sec(θ／２）−ｄｍ｛cosec(ａ／２）＋sec （θ／２）｝＋（Ｐ／２）｛cot(ａ／２）−tan(ａ／２）tan²（θ／２）｝＋（２Ｔ−２Ｈ−Ｋ）（Ｍ_H−Ｍ₀）／（２Ｈ） ……式（８）但し、Ｍ₀は小径側共径、Ｍ_Hは大径側共径、ａはねじ
山の角度、Ｐはピッチ、ｄｍはねじ測定用四針の表示針
径平均値、Ｋはころの平均外径、Ｂは補助板平均厚さ、
Ｔはねじ部の厚さ、Ｈは大径側測定点高さ、θはテーパ
ねじの角度である。（３）ピッチ：平行ねじにおけるピッチ測定に準ずる。
従って、調整が難しく誤差要因が多い。（４）ねじ山の半角：これも平行ねじにおけるねじ山の
半角測定に準じる。（５）谷の径とその形状：これも平行ねじにおけるねじ
山の谷の径とその形状の比較観察に準ずる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く従来の技術
では、外側マイクロメータやねじ測定用三針、同四針、
テンプレート、ころ、補助板、ゲージブロック、工具顕
微鏡等を用いて接触式で且つ手動でねじ関連製品のねじ
部の測定を行い、合否の判定を行っているため、種々の
問題点が生じていた。

【０００８】そこで本発明は、ねじ関連製品のねじ部の
測定及び合否の判定を非接触で且つ自動で行うことが可
能なねじ判別装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のねじ判別装置は、被測定ねじを支持し回転及びスラ
イドさせる可動支持装置と、可動支持装置の回転量及び
スライド量を検出するセンサと、被測定ねじにレーザ光
を照射し投影像により外形を測定するレーザ外形測定器
と、可動支持装置を制御すると共にレーザ外形測定器か
ら投影位置データを入力し、この投影位置データ、可動
支持装置の回転量及びスライド量よりねじ測定の演算を
行い、規格との照合を行う演算制御装置とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】従来行っていた外側マイクロメータやゲージブ
ロック、工具顕微鏡、ねじ測定用三針等による接触式測
定を排し、レーザ外形測定器により被測定ねじの外形を
その投影像から非接触に測定する。可動支持装置を制御
して被測定ねじを回転またはスライドさせると、そのね
じの特性に応じて投影位置データが変わるので、逆に回
転量及びスライド量とその時々の投影位置データが判れ
ばねじの特性が判る。そこで可動支持装置を制御しなが
ら回転量、スライド量及び投影位置データを入力するこ
とにより演算制御装置が自動的にねじ測定の演算、規格
との照合を行う。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るねじ判別装置
を図面を参照して説明する。図１〜図８はねじ判別装置
の機構系を示し、図１は正面図、図２は平面図、図３は
図２のIII 部分の詳細図、図４は図３のIV−IV断面図、
図５は図３のＶ−Ｖ断面図、図６は図５のVI部拡大図、
図７はねじの詳細図、図８は図７のVIII部分詳細図であ
る。図９〜図１３は演算制御系を示し、図９はハードウ
ェア図、図１０〜図１３はフローチャートである。

【００１２】図１、図２において、レーザ外形測定器を
構成するレーザ光発生装置１とレーザ光受光装置２を架
台３上に互いに間をあけて設置し、この間に被測定ねじ
４に対する可動支持装置５を設置してある。図中、６は
レーザ光、７はレーザ光６の測定幅であり、被測定ねじ
４は測定幅７の略中央に位置決めされる。

【００１３】レーザ光発生装置１には図４に示すように
縦長のスリット状出力窓８があり、ここからスリット状
のレーザ光が出る。また、レーザ光発生装置１には図５
に示すようにレーザ光源９、回転するペンタプリズム１
０及び偏光レンズ１１があり、レーザ光源９より発した
レーザ光が回転ペンタプリズム１０により反射して間欠
的に偏光レンズ１１に入り、被測定ねじ４に対し平行な
レーザ光線６となり矢印Ｃのように進行する。レーザ光
６は上下方向に幅を持ち、これが測定幅７である。この
測定幅７内にある被測定ねじ４がレーザ光６を遮断する
ため、この遮断位置がレーザ光受光装置２のレーザ光受
光板１２に投影され、上側投影位置１３Ａと下側投影位
置１３Ｂが観測、測定されてそれらのデータがレーザ光
受光位置信号として出力される。

【００１４】可動支持装置５は図３、図４に示すよう
に、回転軸１４上に設置された固定テーブル１５に対し
移動する移動テーブル１６と、移動テーブル１６上に設
置された回転センター台１７と、回転センター台１７に
対向した移動センター台１８とからなり、被測定ねじ４
は回転センター台１７のセンター１７Ａと移動センター
台１８のセンター１８Ａとの間にセンター穴を利用して
取付けられる。

【００１５】移動テーブル１６は図３，図４に示すよう
に、被測定ねじ４に対しレーザ光線６の進行方向Ｃと交
差する方向への平行移動Ｅと、両方向を含む面内での旋
回Ｄとを与えるものであり、ステッピングモータ１９の
回転をテーブル送りねじ２０を介して固定テーブル１５
に伝えることによりＥ方向に移動し、回転軸１４の駆動
によりＤ方向に旋回する。移動量Ｅの制御はデジタルス
ケール２１で検出した変位量を用いて行われ、旋回量Ｄ
の制御はロータリエンコーダＡで検出した回転量を用い
て行われる。ロータリエンコーダＡの回転中心は、レー
ザ光線６の軸中心と被測定ねじ４の軸中心との交点に合
致させてあり、これにより原点に対し＋θと−θの回転
を与えても、レーザ光線６によって得られる被測定ねじ
４の上下の投影像に誤差が生じないようにしてある。

【００１６】回転センター台１７は図１、図５に示すよ
うに、被測定ねじ４に対し、被測定ねじ４の軸中心周り
の回転を与えるものであり、ロータリエンコーダＢで検
出した回転量を用いて制御される。

【００１７】上述した３つの可動部分の原点は次のよう
にしてある。（１）移動テーブル１６の移動の原点：被測定ねじ４の
先端末に近い位置を原点とする。（２）移動テーブル１６の旋回の原点、即ちロータリエ
ンコーダＡの原点：被測定ねじ４の軸中心とレーザ光線
６の軸中心とが直角になる図３の状態の位置を原点とす
る。（３）回転センター台１７の原点、即ちロータリエンコ
ーダＢの原点：ロータリエンコーダＢの最初の位置を原
点とする。

【００１８】演算制御装置３０は図９に示すようにＣＰ
Ｕ（中央処理装置）３１を中心に構成してある。ＣＰＵ
３１には、レーザ光受光装置２にレーザ光受光位置信号
用ケーブル２２により接続したレーザ外形表示装置３２
と、回転軸１４のロータリエンコーダＡにテーブル回転
制御信号用ケーブル２３により接続した信号変換器３３
と、移動テーブル１６のステッピングモータ１９にテー
ブル移動制御信号用ケーブル２４により接続したステッ
ピングモータ制御装置３４と、デジタルスケール２１に
テーブル移動量信号用ケーブル２５により接続した信号
変換器３５と、回転センター台１７のロータリエンコー
ダＢに被測定ねじ回転制御信号用ケーブル２６により接
続した信号変換器３６とを接続してある。更にＣＰＵ３
１には記憶装置３７と、ＣＲＴ（画像表示装置）３８
と、プリンタ３９とを接続してある。演算制御装置３０
のうち個々機能は次の通りである。（１）レーザ光受光位置信号用ケーブル２２：ねじ形状
により遮断されたレーザ光線６の位置をレーザ光受光装
置２で検出し、この投影位置データをレーザ外径表示装
置３２に伝えて表示すると共に、同時にＣＰＵ３１にも
出力する。（２）テーブル回転制御信号用ケーブル２３：ＣＰＵ３
１が後述する如く算出したねじのリード角βを信号変換
器３３に与えることにより、このケーブル２３を介して
ロータリエンコーダＡを制御し、移動テーブル１６の原
点復帰と、リード角βだけのテーブル角度付け（＋θ，
−θ）を行う。（３）テーブル移動制御信号用ケーブル２４：ＣＰＵ３
１がテーブル移動量の信号を出力してステッピングモー
タ制御装置３４に与えることにより、このケーブル２４
を介してステッピングモータ１９を制御し、指定された
測定範囲のテーブル移動を行う。（４）テーブル移動量信号用ケーブル２５：移動テーブ
ル１６の移動量をデジタルスケール２１によりデジタル
信号で取出し、このケーブル２５と信号変換器３５を介
してＣＰＵ３１へ入力することにより、指定された測定
範囲でのテーブル移動を監視する。（５）被測定ねじ回転制御信号用ケーブル２６：ＣＰＵ
３１が出力する信号が信号変換器３６に入り、このケー
ブル２６を介してロータリエンコーダＢを制御すること
により、被測定ねじ４を回転させる。（６）ＣＰＵ３１：ロータリエンコーダＡ，Ｂ及びステ
ッピングモータ１９に制御信号を送ると共にレーザ外径
表示装置３２と信号変換器３５からリアルタイムで送ら
れてくる信号を整理して記憶装置３７に測定データとし
て記憶する。更に、規格との照合、表示出力等を行う。

【００１９】上記演算制御装置３０はＣＰＵ３１を中心
にして、レーザ外形測定器と可動支持装置５を連続的に
制御しながらレーザ光受光装置２から投影位置データを
リアルタイムで入出力することにより、被測定ねじ４の
ねじ山形状の測定を行い、ねじ山に関するあらゆる寸度
を演算して表示出力すると共に、規格と照合を行って判
別結果も同時に表示出力する。これらは自動で行い、更
に、ねじの投影測定で問題となるリード角の測定、角度
の演算、テーブル旋回角度の指示等も自動で行うように
なっている。以下、図１０〜図１３を参照して演算制御
装置３０による測定処理を説明する。

【００２０】［リード角の測定：図１０参照］まず、被
測定ねじ４を取付けた状態で可動支持装置５の各可動部
分を原点に復帰させる。この状態で、被測定ねじ４のね
じ長さ等に基づいて移動テーブル１６の移動量Ｅを本装
置の使用者（オペレータ）が決め、これをＣＰＵ３１に
入力してやる。ＣＰＵ３１はデジタルスケール２１の変
位量Ｅ′をテーブル移動量信号用ケーブル２５により取
込み、テーブル移動制御信号用ケーブル２４を介してス
テッピングモータ１９の回転を制御することにより、指
定された移動量Ｅを満足するまで制御を繰返す。このテ
ーブル移動制御の時、ＣＰＵ３１はレーザ光受光位置信
号用ケーブル２２を介して投影位置データＦを取込みレ
ーザ光線６を遮断する被測定ねじ４のねじ山数αを観測
することにより、被測定ねじ４のピッチＰをＰ＝移動量Ｅ′／山数α ……式（９）の演算を行って求める。この演算と共に、ＣＰＵ３１は
投影位置データから被測定ねじ４の最大外径２ｒも同時
に測定し、これらの測定値Ｐ，ｒを基に、次式（１０）
により、リード角βの演算を行う。 β＝Ｐ／（２πｒ） ……式（１０）このリード角βが移動テーブル１６の右への回転角＋θ
及び左へ回転角−θの値になる。

【００２１】［各種寸度の測定］初めに、被測定ねじ４
が真円とは限らないので、ロータリエンコーダＢを用い
て回転センサー台１７により被測定ねじ４をＤ方向に回
転させることにより、９０°回転したＸＹの２方向から
測定したり、３溝タップ等の場合は６０°、１２０°回
転した３方向から測定する必要がある。この回転角はオ
ペレータが決めてＣＰＵ３１に指示する。この場合、Ｃ
ＰＵ３１はロータリエンコーダＢにより、被測定ねじ回
転制御信号を用いて指定された回転角となるように回転
センサー台１７を制御する。本実施例ではＸ，Ｙ２方向
の測定を行うものとする。

【００２２】［寸度測定その１：図１１、図６、図７、図８参照］Ｃ
ＰＵ３１は可動支持装置５の各可動部分を原点に復帰さ
せ、この状態からねじの特性であるリード角βをレーザ
光線６の軸に合わせるため、テーブル回転制御信号用ケ
ーブル２３を介してロータリエンコーダＡを制御して移
動テーブル１６を＋θ傾ける。即ちβだけ右旋回させ
る。この状態で、テーブル移動制御信号用ケーブル２４
を介してステッピングモータ１９を制御して移動テーブ
ル１６をＥ方向に移動させる。この時、レーザ光線６が
被測定ねじ４の上面側ねじ形状により測定幅中で遮断さ
れるので、その投影位置データＦをレーザ光受光位置信
号用ケーブル２２を介してＣＰＵ３１が取込み、同時に
移動テーブル１６の位置データＥ′をテーブル移動量信
号用ケーブル２５を介して取込み、これらの測定データ
Ｅ′とＦの関係を上面側ねじ形状のプロットデータＧと
する処理を行い、プロットデータＧを記憶装置３７に記
憶する。ＣＰＵ３１はこの処理を指示された移動量Ｅを
満足するまで繰返す。

【００２３】続いてＣＰＵ３１は図６（ｂ）に示すよう
に被測定ねじ４の下面側ねじ形状を測定するため、原点
復帰したのち、テーブル回転制御信号用ケーブル２３を
介してロータリエンコーダＡを制御して移動テーブル１
６を−θ傾ける。即ち、βだけ左回転させる。この状態
で、テーブル移動制御信号用ケーブル２４を介してステ
ッピングモータ１９を制御して移動テーブル１６をＥ方
向に移動させる。この時、レーザ光線ｂが被測定ねじ４
の下面側ねじ形状により測定幅中で遮断されるので、そ
の投影位置データＦをレーザ光受光位置信号用ケーブル
２２を介してＣＰＵ３１が取込み、同時に移動テーブル
１６の位置データＥ′をテーブル移動量信号用ケーブル
２５を介して取込み、これらの測定データＥ′とＦの関
係を下面側ねじ形状のプロットデータＨとする処理を行
い、プロットデータＨを記憶装置３７に記憶する。ＣＰ
Ｕ３１はこの処理を指示された移動量Ｅを満足するまで
繰返す。

【００２４】次に原点復帰後、ＣＰＵ３１は被測定ねじ
４のねじ形状の上面側データＧと下面側データＨを記憶
装置３７から取出し、それぞれのデータＧ，Ｈを組合せ
て全体のねじ形状データＫとし、更に画像処理を行って
図７に示すようにＣＲＴ３８に１つのねじ形状として表
示する。また、記憶された上下面側の各データＧ，Ｈよ
りＣＰＵ３１は、図８に示すようなねじとして必要な各
部分の寸法を演算し、被測定データＭとして再度記憶装
置３７に記憶する。但し、図８中の各符号は下記の寸法
を意味する。Ｐはピッチ４０は谷の幅４１は谷の形状４２は山の形状４３は山の角度４４は山の半角４５は外径寸法４６は最小径寸法４７は有効径（Ｌ＝Ｌ′となる位置の径）

【００２５】［寸度測定その２：図１２、図６〜図８参照］次に、被
測定ねじ４を回転させ別角度から見た寸度測定を行うた
め、オペレータが回転角度Ｎを決めてＣＰＵ３１に入力
する。ＣＰＵ３１はまず、被測定ねじ回転制御信号用ケ
ーブル２６を介してロータリエンコーダＢを制御して回
転センター台１７を角度Ｍだけ右回転させる。また、テ
ーブル移動制御信号用ケーブル２４を介してステッピン
グモータ１９を制御して移動テーブル１６をＥ方向に移
動させる。この時、レーザ光線ｂが被測定ねじ４の上面
側ねじ形状により測定幅中で遮断されるので、その投影
位置データＦをレーザ光受光位置信号用ケーブル２２を
介してＣＰＵ３１が取込み、同時に移動テーブル１６の
位置データＥ′をテーブル移動量信号用ケーブル２５を
介して取込み、これらの測定データＥ′とＦの関係を上
面側ねじ形状のプロットデータＱとする処理を行い、プ
ロットデータＱを記憶装置３７に記憶する。ＣＰＵ３１
はこの処理を指示された移動量Ｅを満足するまで繰返
す。

【００２６】次に、ＣＰＵ３１は、被測定ねじ回転制御
信号用ケーブル２６を介してロータリエンコーダＢを制
御して回転センター台１７を角度Ｍだけ左回転させる。
また、テーブル移動制御信号用ケーブル２４を介してス
テッピングモータ１９を制御して移動テーブル１６をＥ
方向に移動させる。この時、レーザ光線ｂが被測定ねじ
４の上面側ねじ形状により測定幅中で遮断されるので、
その投影位置データＦをレーザ光受光位置信号用ケーブ
ル２２を介してＣＰＵ３１が取込み、同時に移動テーブ
ル１６の位置データＥ′をテーブル移動量信号用ケーブ
ル２５を介して取込み、これらの測定データＥ′とＦの
関係を下面側ねじ形状のプロットデータＲとする処理を
行い、プロットデータＲを記憶装置３７に記憶する。Ｃ
ＰＵ３１はこの処理を指示された移動量Ｅを満足するま
で繰返す。

【００２７】次に原点復帰後、ＣＰＵ３１は被測定ねじ
４のねじ形状の上面側データＱと下面側データＲを記憶
装置３７から取出し、それぞれのデータＱ，Ｒを組合せ
て全体のねじ形状データＳとし、更に画像処理を行って
図７に示すようにＣＲＴ３８に１つのねじ形状として表
示する。また、記憶された上下面側の各データＱ，Ｒよ
りＣＰＵ３１は、図８に示すようなねじとして必要な各
部分の寸法を演算し、被測定データＴとして再度記憶装
置３７に記憶する。但し、図８中の各符号前述の通りで
あり、下記の寸法を意味する。Ｐはピッチ４０は谷の幅４１は谷の形状４２は山の形状４３は山の角度４４は山の半角４５は外径寸法４６は最小径寸法４７は有効径（Ｌ＝Ｌ′となる位置の径）

【００２８】［寸度測定その３：図１３参照］ＣＰＵ３
１は記憶装置３７に記憶した前述の測定データＭ，Ｔと
同じ記憶装置３７に記憶してある該当ねじの規格とを項
目毎に比較照合し、公差内に入っているか否かを判定
し、その判定結果を測定データとともにＣＲＴ３８及び
プリンタ３９に与え、画像表示させると共に検査成績書
を印刷させる。

【００２９】なお、右ねじと左ねじとでは移動テーブル
１６の旋回角度＋θ、−θを逆にする必要があるが、逆
にするか否かはオペレータが決めてＣＰＵ３１に指示を
与える。また、測定圧力の問題については、予めＪＩＳ
に基づいて計測したねじを、本実施例のねじ判別装置で
再測定し各測定項目について補正値を作成してＣＰＵ３
１の演算時に補正係数として記憶させておくことによ
り、補正を自動的に行うことができる。

【００３０】上記実施例のねじ判別装置の動作をまとめ
ると次の通りである。（１）レーザ外形測定器、ロータリエンコーダＡ，Ｂ及
びデジタルスケール２１をＣＰＵ３１で連続的に制御す
ることにより、被測定ねじ４の外径とピッチを測定し、
ねじの特性であるリード角を演算で求めて移動テーブル
１６の角度付け（＋θ）を行い、移動テーブル１６を移
動させながら連続的に上面側のねじ形状を測定し、その
データを記憶装置３７に記憶する。（２）下面側のねじ形状の測定は、リード角が逆になる
ため移動テーブル１６を逆方向に角度付けし（−θ）、
再度移動させながら測定してそのデータを記憶する。（３）これら上面側と下面側の両データを１つに合成し
て１個のねじ断面形状のデータにすると共に、ねじとし
て必要な寸度（有効径、山の半角、谷の径、形状、外
径、ピッチ等）を演算により求めて記憶す。（４）更に、ねじの楕円（真円度）を測定するために、
ロータリエンコーダＢを用いて被測定ねじ４を９０°回
転させ、上記（２），（３）と同様に上面側、下面側の
ねじ形状を測定し、１つのねじ形状としてのデータの合
成、寸度データを求める演算を行い、これらを記憶す
る。（５）記憶されたデータを規格と照合して合否判定を行
う。（６）これら（１）〜（５）の処理を全自動で行うと共
に、データをＣＲＴ３８に表示させ、またプリンタ３９
により印刷させる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のねじ判別装置によれば、ねじ関
連製品（ボルト、タップ、ねじゲージ等の右ねじ、左ね
じを含むプラグ型ねじ全般）のねじ部に関する必要な測
定（外径、有効径、ピッチ、山の半角、谷の径、形状
等）が一度の測定で可能になる。従って、下記（ａ）〜
（ｈ）のような効果がある。（ａ）インライン検査に使用できるので、生産品の工程
管理をタイムリーに行うことができ、不具合品の撲滅や
バラツキの低減が容易にできる。（ｂ）測定工数が大幅に削減すると共に、従来のような
各種測定器や設備の経費が削減できる。（ｃ）特別な測定技術や経験を必要とせず、未経験者で
も容易にねじの測定を行うことができる。（ｄ）手書きによる測定値の記録や、人手による計算等
におけるエラーを排除するこが可能になり、測定の信頼
性向上に役立つ。（ｅ）規格との照合エラーの排除が可能となり、合否判
定の信頼性向上に役立つ。（ｆ）三溝タップのような溝が対角線上にない形状のね
じでも、ねじを必要角度だけ回転することにより、ねじ
形状を分割して測定することが可能である。（ｇ）平行ねじでもテーパねじでも同じ装置で測定する
ことが可能であり、作業性が改善する。（ｈ）測定圧力の問題についても、補正値表を作成して
演算に補正係数として記憶させておくことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るねじ判別装置の正面
図。

【図２】同ねじ判別装置の平面図。

【図３】図２中のIII 部分拡大図。

【図４】図３中のIV−IV断面図。

【図５】図３中のＶ−Ｖ断面図。

【図６】図３中のVI部拡大図。

【図７】ねじの詳細図。

【図８】図７中のVIII部分詳細図。

【図９】演算制御系のハードウェア図。

【図１０】演算制御系のフローチャート。

【図１１】演算制御系のフローチャート。

【図１２】演算制御系のフローチャート。

【図１３】演算制御系のフローチャート。

【図１４】従来技術を示す図。

【符号の説明】

Ａ，Ｂロータリエンコーダ１レーザ光発生装置２レーザ光受光装置４被測定ねじ５可動支持装置６レーザ光線１４回転軸１６移動テーブル１７回転センター台２１デジタルスケール３０演算制御装置３１ＣＰＵ３７記憶装置３８ＣＲＴ３９プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定ねじを支持し回転及びスライドさ
せる可動支持装置と、可動支持装置の回転量及びスライ
ド量を検出するセンサと、被測定ねじにレーザ光を照射
し投影像により外形を測定するレーザ外形測定器と、可
動支持装置を制御すると共にレーザ外形測定器から投影
位置データを入力し、この投影位置データ、可動支持装
置の回転量及びスライド量よりねじ測定の演算を行い、
規格との照合を行う演算制御装置とを具備することを特
徴とするねじ判別装置。