JPH0653913U - 自動真円度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン部品の製造に際して、ワークに加工
形成された軸の真円度を加工ライン上で正確に測定し、
ワークの検査精度を向上させる。 【構成】 軸が加工形成されたワークＷを測定位置に移
動させる載置台３０と、ワークを測定位置に支持して押
え側センタ８と基準側駆動センタ１０を設ける。上方側
に電気マイクロメータ２２・・を有する測定ヘッド２０
を昇降自在に設ける。検査時に基準側駆動センタ１０を
回転制御しワークＷを一回転させる。軸の外周面上の被
測定位置における直径方向の変位量をワークＷが１°回
転する毎に電気マイクロメータ２２・・で測定する。測
定したデータに基づき半円法によって軸の真円度を算出
し、ワークＷの良否を検査する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、クランクシャフト等の断面円形状の軸を有する部品の加工に際して 、形成された軸の真円度を加工ライン上において測定し前記部品の検査を行う自 動真円度検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、エンジンのクランクシャフトの製造時には、ジャーナル等の軸部分の加 工が終了したワークに対してその軸の真円度測定が行われている。すなわち、加 工ライン上において、前記軸部分の外径を全周にわたって測定し、またはＸ，Ｙ 方向について測定するとともに、前者の場合には測定された外形寸法の最大値と 最小値の差から、後者の場合にはＸ方向の測定値とＹ方向の測定値との差の値を それぞれ真円度として求め、その測定結果に基づき不良ワークを排除することに よって製品の品質を確保している。また、近時、エンジンの高出力化、静粛性の 向上等に伴いクランクシャフトの軸部分にはより高い真円度が要求されてきてい る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の真円度の測定方法にあっては、軸部分の断面 形状が真円でないにもかかわらず直径が変化しない形状、所謂おむすび型のもの については真円度を正確に測定できない等、その測定精度に限界があった。した がって、仮にワークの検査基準をより厳格にし、つまり真円度の許容範囲を狭く 設定したとしてもワークの検査精度を向上させることが困難であった。

【０００４】 本考案は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、ワークに加工 形成された軸の真円度を半円法により測定し、ワークの検査精度を向上させる自 動真円度検査装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案にあっては、断面円形状の軸を有する部品の 加工ライン上に設けられ、前記軸が加工形成されたワークを供給され、該供給に 伴い作動しワークを測定位置へ移動する移動手段と、前記測定位置へ移動され回 転自在に支持された前記ワークを前記軸の軸線回りに回転させる回転駆動手段と 、前記ワークの回転量を検出して所定の回転量毎に検出信号を出力する回転量検 出手段と、前記ワークの回転時に前記軸の外周面上の被測定部位における直径方 向への変位量を検出する変位量検出手段と、前記ワークが一回転する間に、前記 回転量検出手段の検出信号に応答して前記変位量検出手段により検出された前記 ワークの前記変位量のデータをサンプリングし、このサンプリングした複数のデ ータに基づき前記軸の真円度を半径法によって算出し、算出された真円度が予め 設定された許容範囲内であるか否かを判断してその判断結果を出力する真円度演 算手段とを備えている。

【０００６】

【作用】

前記構成において、断面円形状の軸を加工形成されたワークが、加工ライン上 を搬送されたのち移動手段に供給されると、該移動手段が作動してワークが測定 位置に移動されて回転自在に支持され、回転駆動手段によって支持されるととも に前記軸の軸線回りに回転される。ワークが回転されると回転量検出手段がワー クの回転量を検出し、その回転量の所定量毎つまりワークが所定の回転角度、例 えば１°回転するたびごとに検出信号を出力する。一方、ワークが一回転する間 に、真円度演算手段は前記検出信号に応答して変位量検出手段によって検出され た前記軸の外周面上の被測定部位における直径方向への変位量のデータをサンプ リングする。この後真円度演算手段は、サンプリングされた複数のデータ、上記 の例では３６０個のデータに基き前記軸の真円度を半径法によって算出し、算出 された真円度が予め設定された許容範囲内であるか否かを判断しその判断結果を 出力する。したがって、ワークに加工形成された軸の真円度を加工ライン上にお いて半径法により測定し、これに基づきワークの良否を検査できる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図にしたがって説明する。すなわち、図８は自動車 エンジンのクランクシャフトにかかる加工ラインの一部を示したものであって、 この加工ラインにはワークの流れ方向（矢示イ）に延在するローダ８１に沿って ジャーナル研削ステーション８２、検査ステーション８３、ストックコンベア８ ４が設けられている。前記ローダ８１は上記各ステーション８２〜８４間におい てワークの移載用ロボット（図示せず）を移動させるため設けられたものである 。そして、前記検査ステーション８３には、図１，図２に示した本考案の一実施 例である自動真円度検査装置１がローダ８１に近接して配置されている。

【０００８】 自動真円度検査装置１は移動部２と測定部３とを有している。測定部３は、基 台４にワークＷの搬送方向（図８の矢示イ方向）に相対向して立設された支持壁 部５，５とその上部に架設された取付部６とによって門形状をなしている。一方 の支持壁部５の中程部には、ワークＷの検査時にエアシリンダ７により測定部３ の内側へ向かって突出される押え側センタ８が設けられ、他方の支持壁部５には 、同様にワークＷの検査時にエアシリンダ９（図３参照）により測定部３の内側 へ向かって突出される基準側駆動センタ１０が押え側センタ８に対応して設けら れている。基準側駆動センタ１０は、図３，図４に示すように、エアシリンダ９ より延出したスピンドル１１の先端に形成されている。スピンドル１１にはプー リー１２が外嵌されており、該プーリー１２はスペーサ１３・・を介してスピン ドル１１に固定されるとともに。プーリー１２にはベルト１４を介して図示しな いロータリーエンコーダ及び減速ギヤが接続されている。また、スピンドル１１ には中空状の円板１５が前記プーリー１２に並設されており、円板１５の周囲に は、ワークＷの検査時に前記基準側駆動センタ１０が予め設定された基準位置ま で突出したことを、前記円板１５を介して検知するための近接センサ１６，１６ が配設されている。

【０００９】 一方、前記測定部３の前記取付部６には、ガイド１７と、該ガイド１７の両側 に設けられエアシリンダ１８，１８より延出するロッド１９，１９を介してブラ ケット２１が昇降可能に設けられている。ブラケット２１は前記支持壁部５，５ 間に延在しており、ブラケット２１には、図５にも示すように、その延在方向へ 所定の間隔をおき４台の電気マイクロメータ２２・・が支持されている。該電気 マイクロメータ２２・・は変位量検出手段であってそれぞれが、図６に示すよう に、エアシリンダ２３，２３に連結された開閉自在な一対の測定ヘッド２４，２ ４を有しており、該測定ヘッド２４，２４の先端側にはそれぞれ相対向して検出 器２５，２５を設けられている。また、各々の電気マイクロメータ２２は、ワー クＷの検査時に検出器２５，２５を突出させるとともに、これをワークＷに当接 し、その微動量を電気的に検出することによって回転するワークＷの軸部分つま りクランクシャフトのジャーナル部の外周面上の被測定部位における直径方向へ の変位量を片側基準で検出するようになっている。

【００１０】 他方、前記移動部２は、前記基台４に設けられ、かつ前記ガイドレール８１の 延在方向と直行する方向へ移動可能なスライダ２６と、ガイド２７及びその両側 に位置するエアシリンダ２８，２８のロッド２９，２９を介してスライダ２６に 支持された載置台３０とを有しており、検査時にワークＷを測定位置へ移動する 移動手段を構成している。また、前記基台４の手前側すなわち前記ガイドレール ８１側には、検査に合格しない不良ワークＷを排除するためのＮＧシュータ３１ が設けられている。なお、前記測定部３の後側には支持壁３２が立設され、該支 持壁３２の上部にはエアシリンダ３３によって測定部３内の測定位置に出し入れ されるマスターゲージＭを載置された載置台３４が設けられている。

【００１１】 そして、前記基台４の両側には指示盤３５及び操作盤３７が設置され、また基 台４の背後には制御盤３６（図２）が設置されている。制御盤３６には、図７に 示す前述した各エアシリンダの作動を制御するためのアクチュエータ・コントロ ールユニット４２が収容されており、また指示盤３５には前記電気マイクロメー タ２２・・の計測演算処理部等の制御装置が収容されている。

【００１２】 図７は、上述した真円度検査装置１の駆動系及び制御系を示す構成図であって 、真円度検査装置１は真円度演算手段である計測演算処理部４１を有している。 計測演算処理部４１は、図示しないが、ＣＰＵ及び該ＣＰＵを作動させるための プログラムが記憶されたメモリ等から構成されており、この計測演算処理部４１ に、前述したアクチュエータ・コントロールユニット４２及び電気マイクロメー タ２２・・（の計測演算処理部）と、回転駆動手段であるロータリーエンコーダ ４７とが接続されている。また、計測演算処理部４１にはモータコントローラ４ ４が接続されている。該モータコントローラ４４には、回転駆動手段であるモー タ４５と前述した近接センサ１６とが接続されており、そしてモータ４５が減速 器５１を介して前記スピンドル１１に連結されている。なお、モータ４５は、モ ータコントローラ４４によって一定速度で回転するようフィードバック制御され ている。

【００１３】 以上の構成からなる本実施例においては、ジャーナル研削ステーション８２に おいてジャーナルＷ₁（図５，図６）を加工形成されたワークＷが、図示しない 移載用ロボットによって検査ステーション８３へ移動され前記載置台３０に移載 されると（図２に破線で示した状態）、検査が開始される。すなわち、ワークＷ が載置台３０に移載されると、載置台３０は、エアシリンダ２８，２８及びスラ イダ２６によって作動されて、一旦降下したのち測定部３側へ移動し再び上昇し 、ワークＷを測定部３の押え側センタ８と基準側駆動センタ１０との間の測定位 置、つまりジャーナルＷ₁の軸線が前記双方のセンタ８，１０の中心を結ぶ線と 一致する位置に移動する。

【００１４】 次に、前記双方のセンタ８，１０が支持壁部５，５より突出してワークＷを固 定支持し、同時に載置台３０が降下し、かつ複数の電気マイクロメータ２２・・ が降下する。また、降下した電気マイクロメータ２２・・は検出器２５，２５を ワークＷのジャーナルＷ₁の被測定部位にそれぞれ当接させて、一方の検出器２ ５を基準にして被測定部位における直径方向への変位量を連続的に検出し始める 。なお、このとき前記基準側駆動センタ１０すなわちスピンドル１１はモータ４ ５によって回転され、スピンドル１１に連結されたロータリーエンコーダ４７も 回転される。そして、ロータリーエンコーダ４７はスピンドル１１つまりワーク Ｗの回転量が検出され予め設定された回転量毎、本実施例では１°回転する毎に パルスを出力する。

【００１５】 一方、前記基準側駆動センタ１０が基準位置に達して、スピンドル１１に設け られた円板１５が近接センサ１６，１６によって検知されると、その検出信号が モータコントローラ４４に出力される。すると前記計測演算処理部４１はこれを 検知し、前記ロータリーエンコーダ４７がパルスを出力する度毎にこれに応答し て電気マイクロメータ２２が検出したジャーナルＷ₁の被測定部位における前記 変位量のデータをサンプリングする。そして計測演算処理部４１はワークＷが一 回転されると、その間にサンプリングした３６０個の検出データに基づき予めプ ログラムされた手順に従い半径法によってジャーナルＷ₁の真円度を算出する。 この半径法による真円度は、旧ＪＩＳ（Ｂ０６０７，−１９６４）に規定された ものであって、ワークＷが一回転したときの前記検出データからジャーナルＷ₁ の偏心成分をフーリエ級数により取り除いて形状誤差成分を抽出し、形状偏差の 最大値から最小値を引いた値を真円度とするものである。

【００１６】 すなわち、ワークＷの回転角をθとし、これに対応する前記検出データ（測定 子２５，２５の片側を基準とした変位量）をｙ₁，ｙ₁，ｙ₂，・・・ｙ_n-1とする と下記式により形状誤差が得られる。

【００１７】

【数１】 そして、下記式によって真円度を得る。

【００１８】

【数２】 なお、図９は、ワークＷの軸が真円でり、かつジャーナルＷ₁の中心がワーク Ｗが回転されたときの回転中心に対して偏心する場合における、前記変位量、軸 の偏心量、形状誤差の変化の一例を示したグラフであって、かかる場合、真円度 Δｒの値は“０”となる。

【００１９】 そして、真円度が算出されると算出された真円度が予め設定された値よりも大 きいか否かが判断され、その結果が前述した移載用ロボット（図示せず）の制御 装置へ出力されるとともに、前記移動部２によってワークＷが再び当初の位置に 移動され検査が終了する。したがって、ジャーナルＷ₁を加工形成されたワーク ＷにおけるジャーナルＷ₁の真円度が加工ライン上において自動的に半径法によ って測定できることから、ジャーナルＷ₁の軸断面形状にいかなる形状誤差があ る場合であっても正確に真円度を測定でき、ワークＷの検査精度を向上させるこ とが可能となる。その結果、ワークの検査基準をより厳格、すなわち真円度の許 容範囲を狭く設定することにより高品質で、しかも品質の安定した製品を供給す ることができる。

【００２０】 また、本実施例では、ワークＷが有する各ジャーナルＷ₁毎に上記真円度を算 出し、各軸のうち少なくともいずれか１つの軸において真円度の値が予め設定さ れた値よりも大きい場合には、ワークＷが前記移載用ロボット（図示せず）によ って前記ＮＧシュータ３１へ排除され、他の場合には、ワークＷが次のピン研削 ステーション８５に移動される。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案においては、ワークに加工形成された軸の真円度を 製品の加工ライン上で半径法によって自動的に測定してワークの良否を検査する 構成としたことから、軸の軸断面形状にいかなる形状誤差がある場合であっても 、正確な真円度を測定することができワークの検査精度を向上させることが可能 となる。その結果、ワークの検査基準をより厳格、すなわち真円度の許容基準を 狭く設定することにより高品質で、しかも品質の安定した製品を製造することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す正面図である。

【図２】同実施例の右側面図である。

【図３】図１のＡ部拡大説明図である。

【図４】図３のＢ矢視図である。

【図５】測定部を示す要部拡大図である。

【図６】図５のＣ矢視図である。

【図７】本考案の一実施例を示す構成図である。

【図８】ワークの加工ラインの一部分を示す平面図であ
る。

【図９】ワークの回転角度に対する変位量、偏心量、形
状誤差の変化の一例を示すをグラフである。

【符号の説明】

１ 真円度検査装置 ２ 移動部 ３ 測定部 ２２ 電気マイクロメータ（変位量検出手段） ２６ スライダ（移動手段） ２７ ガイド（移動手段） ２８ エアシリンダ（移動手段） ３０ 載置台（移動手段） ４１ 計測演算処理部（真円度演算手段） ４４ モータコントローラ ４５ モータ（回転駆動手段） ４７ ロータリーエンコーダ（検出指示信号出力手
段） ８３ 検査ステーション Ｗ ワーク（クランクシャフト） Ｗ₁ ジャーナル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円形状の軸を有する部品の加工ライ
   ン上に設けられ、 前記軸が加工形成されたワークを供給され、該供給に伴
   い作動しワークを測定位置へ移動する移動手段と、 前記測定位置へ移動され回転自在に支持された前記ワー
   クを前記軸の軸線回りに回転させる回転駆動手段と、 前記ワークの回転量を検出して所定の回転量毎に検出信
   号を出力する回転量検出手段と、 前記ワークの回転時に前記軸の外周面上の被測定部位に
   おける直径方向への変位量を検出する変位量検出手段
   と、 前記ワークが一回転する間に、前記回転量検出手段の検
   出信号に応答して前記変位量検出手段により検出された
   前記ワークの前記変位量のデータをサンプリングし、こ
   のサンプリングした複数のデータに基づき前記軸の真円
   度を半径法によって算出し、算出された真円度が予め設
   定された許容範囲内であるか否かを判断してその判断結
   果を出力する真円度演算手段とを備えたことを特徴とす
   る自動真円度検査装置。