JPH0769146B2 - Ball diameter measuring method and apparatus - Google Patents
Ball diameter measuring method and apparatusInfo
- Publication number
- JPH0769146B2 JPH0769146B2 JP63269324A JP26932488A JPH0769146B2 JP H0769146 B2 JPH0769146 B2 JP H0769146B2 JP 63269324 A JP63269324 A JP 63269324A JP 26932488 A JP26932488 A JP 26932488A JP H0769146 B2 JPH0769146 B2 JP H0769146B2
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- measured
- diameter
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、球体の外径を自動測定する球径測定方法及び
その装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a sphere diameter measuring method and apparatus for automatically measuring the outer diameter of a sphere.
（従来の技術） 一般に、球体の外径測定は、マイクロメータを主とした
機械計測を中心に行われている。しかしながら、機械計
測による球径測定は、通常、人手で行うため、測定能率
がすこぶる低く、量産測定に不向きである。また、測定
結果が測定者の熟練度の影響を受けやすく、測定値の信
頼性及び繰返し精度の低下を招いている。(Prior Art) Generally, the outer diameter of a sphere is measured mainly by mechanical measurement mainly using a micrometer. However, since the ball diameter measurement by mechanical measurement is usually performed manually, the measurement efficiency is extremely low and it is not suitable for mass production measurement. In addition, the measurement result is easily affected by the skill of the measurer, resulting in deterioration of the reliability of the measurement value and the repeatability.
とくに、球体が、ベアリング用の場合、球径の測定精度
は、１μｍ保証と極めて高精度であることを要求されて
いるにもかかわらず、この要求精度を量産レベルで満足
させることは困難であった。In particular, when the sphere is for a bearing, it is difficult to satisfy the required accuracy at the mass production level, even though the sphere diameter measurement accuracy is required to be as high as 1 μm guarantee. It was
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記事情を勘案してなされたもので、球体の
外径を高精度かつ高能率で計測することのできる球径測
定方法及びその装置を提供することを目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a sphere diameter measuring method and apparatus capable of measuring the outer diameter of a sphere with high accuracy and high efficiency. The purpose is to
（課題を解決するための手段と作用） 被測定球体をＶ字状の案内溝に載置し、この案内溝をほ
ぼ直角に横切るように設けられたスリットを通して平行
なレーザ光を投射して球径を測定するものであって、案
内溝中にて被測定球体を保持して回動させ上記被測定球
体の少なくとも２本の特定の軸線をその案内方向に順次
一致させ、被測定球体をその転動を規制しながら上記案
内方向に沿って相対的に移動させこの移動中に被測定球
体をその移動方向に直角に横切る切断面に沿って平行な
レーザ光を間欠的に走査するとともに被測定球体を経由
してきたレーザ光を受光して受光位置を示す電気信号に
変換したのち、得られた受光位置を示す電気信号に基づ
いて被測定球体の最大球径及び最小球径並びに上記被測
定球体の平均球径を求める構成とすることにより、高精
度かつ高能率球径測定を可能としたものである。(Means and Actions for Solving the Problem) A sphere to be measured is placed in a V-shaped guide groove, and a parallel laser beam is projected through a slit provided so as to cross the guide groove substantially at a right angle. The diameter of the sphere is measured, and the sphere to be measured is held and rotated in the guide groove so that at least two specific axes of the sphere to be measured are sequentially aligned with the guide direction, and the sphere is measured. While rolling is regulated, a relative movement is made along the above guide direction, and during this movement, a parallel laser beam is intermittently scanned along a cutting plane that crosses the sphere to be measured at a right angle to the moving direction and the measurement is made. After receiving the laser beam that has passed through the sphere and converting it into an electric signal indicating the light receiving position, the maximum sphere diameter and the minimum sphere diameter of the sphere to be measured and the sphere to be measured based on the obtained electric signal indicating the light receiving position. The average sphere diameter of By doing so, it is possible to measure the ball diameter with high accuracy and high efficiency.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図乃至第３図は、この実施例の球径測定装置を示し
ている。この装置は、被測定球体（以下、たんに球体と
よぶ）（１）…を格納し適時に１個ずつ供給する球体供
給部（２）と、この球体供給部（２）から供給された球
体（１）の球径を自動計測する球径計測部（３）と、こ
の球径計測部（３）にて球径計測が終了した球体（１）
を回収する球体回収部（４）と、球体供給部（２），球
径計測部（３）をあらかじめセットされている測定プロ
グラムに基づいて有機的に制御する演算制御部（６）と
から構成されている。しかして、球体供給部（２）は、
球体（１）…を一列に整列させるＶ溝（７）が設けられ
た球体保持体（８）と、この球体保持体（８）のＶ溝
（７）の先端部に設けられＶ溝（７）先端部にて球体
（１）…を１個ずつ挾持するとともに挾持した球体
（１）を適時に解放して球径計測部（３）に供給するゲ
ート部（９）とからなっている。上記ゲート部（９）
は、第３図に示すように、Ｖ溝（７）を横切る矢印（10
a），（10b）方向に回動自在に設けられＶ溝（７）を開
閉する一対のゲート板（11），（12）と、これらのゲー
ト板（11），（12）を駆動する例えばソレノイドを主体
とするゲート板駆動部（11a），（12a）とからなってい
る。そして、Ｖ溝（７）は、ゲート板（11），（12）側
に傾斜し、Ｖ溝（７）中にある球体（１）…は、常に、
矢印（13）方向に転動するように設けられている。一
方、球径計測部（３）は、球体供給部（２）から供給さ
れた球体（１）…を保持して矢印（14a），（14b）方向
に選択的に案内する球体案内部（15）と、この球体案内
部（15）により案内されている球体（１）の進行方向で
ある矢印（14a），（14b）方向に直交する面に沿ってレ
ーザ光（16）を照射することにより球径を計測するレー
ザ球径測定部（16）とからなっている。そうして、球体
案内部（15）は、Ｖ溝（17）が設けられた基台（18）
と、第１及び第２のジョウ（19），（20）を有しこれら
ジョウ（19），（20）によりＶ溝（17）中の球体（１）
を挾圧力調整自在に挾持する球体挾持部（21）と、この
球体挾持部（21）を保持して矢印（14a），（14b）方向
に動かす球体挾持部移動部（22）と、Ｖ溝（17）中に保
持されている球体（１）の上下方向を回転軸線として矢
印（23）方向に所定量回動させるＺ軸調整部（24）（第
４図参照）とからなっている。しかして、球体挾持部
（21）は、矩形状の取付板（25）と、この取付板（25）
に取付けられた第１のモータ（26）と、取付板（25）を
貫通する第１のモータ（26）の回転軸（図示せず。）に
連結された第１の歯車（図示せず。）と、この第１の歯
車に歯合するように取付板（25）に軸支された第２の歯
車（27）と、この第２の歯車に一体的に設けられた矢印
（28a），（28b）方向に回動する第１のリンク（29）
と、この第１のリンク（29）の先端にまわり対偶により
一端が連結された第２のリンク（30）と、一端がこの第
２のリンク（30）に且つ他端が取付板（25）に回り対偶
により連結された第３のリンク（31）と、第２のリンク
（30）の一端に下方に延在するように垂設された第１の
ジョウ（19）と、この第１のジョウ（19）に対向するよ
うに取付板（25）に垂直された第２のジョウ（20）と、
第１のジョウ（19）に設けられ第２のジョウ（20）とと
もに球体（１）を挾持したときの挾圧力を検出する挾圧
力検出部（32）と、第１乃至第３のリンク（29），（3
0），（31）並びに第２のジョウ（20）を介挿状態で取
付板（25）が着設された矩形状の保持板（33）とからな
っている。そして、第１乃至第３のリンク（29），（3
0），（31）は、第１のリンク（29）が駆動リンク、か
つ、第２及び第３のリンク（30），（31）が従動リンク
をなすリンク装置となっている。そして、第１のリンク
（29）が矢印（34a），（34b）方向に回動すると、第１
及び第２のジョウ（19），（20）の間隔が開閉するよう
になっている。とくに、第１のリンク（29）の回動量が
大きい場合は、第１のジョウ（19）は、その下端部が、
Ｖ溝（17）中の球体（１）の頂部より高い位置まで持ち
上げられる。また、第１及び第２のジョウ（19），（2
0）の対向面は、平面をなす球体保持面（35），（36）
となっている。そして、第１のジョウ（19）の球体保持
面（35）の背部には、スリット（37）が設けられてい
て、球体（１）を挾持したときこのスリット（37）分だ
け球体保持面（35）が変位自在となっている。一方、挾
圧力検出部（32）は、第１のジョウ（19）の下端部にて
スリット（37）を直角に横切るように摺動自在に嵌合さ
れたピン状の圧力検出子（38）と、この圧力検出子（3
8）の一端部が当接する歪ゲージを内蔵する圧力センサ
（39）とからなっている。そして、圧力検出子（38）の
他端部は、スリット（37）の球体保持面（35）側の内面
に固着されている。また、圧力センサ（39）からは、圧
力検出子（38）の矢印（14a），（14b）方向の変位量に
対応した検出信号SPが出力されるようになっている。さ
らに、基台（18）には、Ｖ溝（17）が形成された案内体
（40）と、この案内体（40）が載置固定された支持台
（41）とからなっている。そして、Ｖ溝（17）は、球体
供給部（２）から供給された球体（１）が、自重で矢印
（14a）方向に転動するようにわずかに傾斜している。
そして、案内体（40）には、Ｖ溝（17）に直角に交差す
るスリット（42）が設けられている。このスリット（4
2）は、レーザ光（16）が通過する程度の幅に設定され
ている。また、支持台（41）の上部には、スリット（4
2）に連通する鍵穴状の溝（43）が設けられている。さ
らに、前記球体挾持部移動部（22）は、基台（18）に立
設された２本の支柱（44），（44）と、これら支柱（4
4），（44）により支持された帯状の案内板（45）と、
この案内板（45）の両端部に立設された一対の取付片
（46），（47）と、これら取付片（46），（47）に軸支
されたプーリ（48），（49）と、一方の取付片（47）の
背部に取付けられ一方のプーリ（49）を回転駆動する第
２のモータ（50）と、一対のプーリ（48），（49）に巻
掛けられたベルト（50a）と、このベルト（50a）の中途
部と球体挾持部（21）とを橋絡する連結子（50b）と、
保持板（33）の背部側の４隅部に軸支された４個のロー
ラ（50c）…とからなっている。上記ローラ（50c）は、
案内板（45）の矢印（14a），（14b）方向に沿う上下端
面を挾圧しながら転動するように設けられている。した
がって、第２のモータ（50）によりプーリ（48），（4
9）を介して矢印（14a），（14b）方向にベルト（50a）
が送行するに従って、球体挾持部（21）は、連結子を介
して追動する。このとき、球体挾持部（21）は、案内板
（45）により正確に矢印（14a），（14b）方向に案内さ
れる。他方、Ｚ軸調整部（24）は、Ｖ溝（17）を構成す
る一方の傾斜面（17a）に矢印（14a），（14b）方向に
摺動自在に密接して設けられた薄板状の転動量調整板
（51）と、この転動量調整板（51）の上縁部に一体的に
連結し且つ矢印（14a），（14b）方向に進退自在に設け
られたラック（52）と、このラック（52）に歯合したピ
ニオン（53）と、このピニオン（53）を矢印（54a），
（54b）方向に回転駆動する第３のモータ（55）とから
なっている。さらに、前記レーザ球径測定部（16）は、
第２図に示すように、案内体（40）の一側部側に設けら
れレーザ光（16）をスリット（42）を通過して矢印（14
a），（14b）方向に直交する方向に投射するレーザ光投
射部（56）と、スリット（42）を通過したレーザ光（1
6）を受光してレーザ光（16）が照射された球体（１）
の球径を示す電気信号SDに変換するレーザ光受光部（5
7）と、電気信号SDに基づいて球体（１）の球径を演算
する球径演算部（58）とからなっている。しかして、レ
ーザ光投射部（56）は、レーザ光（16）を発振する半導
体レーザ装置（59）と、この半導体レーザ装置（59）か
ら発振したレーザ光（16）を受光する位置に設けられ軸
線の回り矢印（60）方向に回転して一平面上においてレ
ーザ光（16）を走査するポリゴンミラー（61）と、この
ポリゴンミラー（61）にて反射したレーザ光（16）の走
査平面とスリット（42）面とを一致させる反射ミラー
（62）と、この反射ミラー（62）にて反射したレーザ光
（16）を平行なレーザ光（16）に変換してレーザ光（1
6）をスリット（42）面に沿って投射するコリメータレ
ンズ（63）とからなっている。他方、レーザ光受光部
（57）は、スリット（42）を通過してきたレーザ光（1
6）を入光する位置に設けられレーザ光（16）を１点に
集光させる集光レンズ（64）と、この集光レンズ（64）
の集光点に設けられ集光されたレーザ光（16）を受光量
に対応した電圧を有する検出信号SD0を出力する例えば
ホトダイオード，太陽電池などの受光素子（65）とから
なっている。さらに、球径演算部（58）は、検出信号SD
0を増幅する増幅回路（66）と、この増幅回路（66）か
らの検出信号SD1を入力してあらかじめセットされてい
る閾値VTにより２値化し球体（１）の輪郭に対応する２
値化信号SD2を出力するエッジ検出回路（67）と、この
エッジ検出回路（67）からの２値化信号SD2を反転する
反転回路（67a）と、この反転回路（67a）にて反転され
た２値化信号SD3をラッチするラッチ回路（68）と、ク
ロックパルス信号CLを出力するクロックパルス発生回路
（69）と、コリメータレンズ（63）に近接して設けられ
コリメータレンズ（63）に入光する直前のレーザ光（1
6）を検出して検出信号SKを出力する例えばホトダイオ
ード，太陽電池などの同期用受光素子（70）と、電気信
号SKを入力して波形整形しレーザ光（16）の発振に同期
してラッチ信号SLをラッチ回路（68）に印加するラッチ
信号発生回路（71）と、ラッチ回路（68）及びクロック
パルス発生回路（69）の出力側に入力側が接続され球径
を示す球径パルス信号SD4を出力するアンドゲート（7
2）と、このアンドゲート（72）の出力側に接続され球
径パルス信号SD4のパルス数NDを計数するカウンタ（7
3）と、このカウンタ（73）にて計数されたパルス数ND
に基づいて球体（１）の球径を算出する乗算回路（74）
と、マイクロコンピュータを主体とし、この乗算回路
（74）から出力された球径データをいったん記憶したの
ち各球体（１）…についての直径不同，真球度，ロット
間の直径の相互差を算出するデータ処理部（75）と、デ
ータ処理結果を表示するブラウン管，プリンタ等からな
る表示部（76）とから構成されている。さらに、演算制
御部（６）は、マイクロコンピュータを主体とするもの
であって、第２図に示すように、第１乃至第３のモータ
（26），（50），（55）並びにゲート板駆動部（11
a），（12a）並びに圧力センサ（39）並びにレーザ光投
射部（56）並びに球径演算部（58）に電気的に接続さ
れ、後述するような球径測定プログラムが格納されてい
る。1 to 3 show a ball diameter measuring device of this embodiment. This apparatus stores a sphere to be measured (hereinafter, simply referred to as a sphere) (1) ... and supplies one by one at a proper time, and a sphere supplied from the sphere supplying part (2). A sphere diameter measuring unit (3) for automatically measuring the sphere diameter of (1), and a sphere (1) whose sphere diameter measurement is completed by this sphere diameter measuring unit (3)
A sphere collection unit (4) for collecting the sphere, and an arithmetic control unit (6) for organically controlling the sphere supply unit (2) and the sphere diameter measurement unit (3) based on a preset measurement program. Has been done. Then, the sphere supply unit (2)
A sphere holder (8) provided with a V groove (7) for aligning the spheres (1) ... In a row, and a V groove (7) provided at the tip of the V groove (7) of the sphere holder (8). ) It has a gate part (9) for holding the spheres (1) ... one by one at the tip part and for releasing the held spheres (1) at appropriate time to supply them to the sphere diameter measuring part (3). The gate part (9)
As shown in FIG. 3, the arrow (10) crosses the V-groove (7).
a), a pair of gate plates (11) and (12) that are rotatably provided in the (10b) direction and that open and close the V groove (7), and drive these gate plates (11) and (12), for example. It is composed of gate plate drive parts (11a) and (12a) mainly composed of solenoids. The V groove (7) is inclined toward the gate plates (11) and (12), and the spheres (1) ... Inside the V groove (7) are always
It is provided so as to roll in the direction of the arrow (13). On the other hand, the sphere diameter measuring section (3) holds the spheres (1) supplied from the sphere supplying section (2) and selectively guides them in the directions of the arrows (14a) and (14b) (15). ) And a laser beam (16) along a plane orthogonal to the directions of arrows (14a) and (14b), which are the traveling directions of the sphere (1) guided by the sphere guide portion (15). It is composed of a laser ball diameter measuring unit (16) for measuring the ball diameter. Then, the spherical guide portion (15) has a base (18) provided with the V groove (17).
And having the first and second jaws (19) and (20), these jaws (19) and (20) allow the sphere (1) in the V groove (17).
A ball holding part (21) for holding the ball in a freely adjustable manner, a ball holding part moving part (22) for holding the ball holding part (21) and moving it in the directions of arrows (14a), (14b), and a V groove. It comprises a Z-axis adjusting part (24) (see FIG. 4) for rotating the sphere (1) held in (17) by a predetermined amount in the direction of the arrow (23) with the up-down direction as the axis of rotation. Then, the spherical holding portion (21) has a rectangular mounting plate (25) and this mounting plate (25).
And a first gear (not shown) connected to a rotation shaft (not shown) of the first motor (26) passing through the mounting plate (25). ), A second gear (27) axially supported by the mounting plate (25) so as to mesh with the first gear, and an arrow (28a) integrally provided on the second gear. First link (29) that rotates in the (28b) direction
A second link (30) whose one end is connected to the tip of the first link (29) by a pair of turns, one end to the second link (30) and the other end to the mounting plate (25). A third link (31) connected by a rotating pair to the first link, and a first jaw (19) vertically extended at one end of the second link (30), and the first link (19). A second jaw (20) perpendicular to the mounting plate (25) so as to face the jaw (19);
A claw pressure detection unit (32) provided on the first jaw (19) for detecting the claw pressure when the sphere (1) is held together with the second jaw (20), and the first to third links (29). ), (3
0), (31) and a second holding plate (33) to which a mounting plate (25) is attached while inserting the second jaw (20). Then, the first to third links (29), (3
0) and (31) are link devices in which the first link (29) is a drive link and the second and third links (30) and (31) are driven links. Then, when the first link (29) rotates in the directions of the arrows (34a) and (34b), the first link (29)
And the interval between the second jaws (19) and (20) is adapted to open and close. Especially, when the rotation amount of the first link (29) is large, the lower end of the first jaw (19) is
It is lifted to a position higher than the top of the sphere (1) in the V groove (17). In addition, the first and second jaws (19), (2
The opposing surface of (0) is a flat sphere holding surface (35), (36).
Has become. A slit (37) is provided on the back of the sphere holding surface (35) of the first jaw (19), and when the sphere (1) is held, only the slit (37) holds the sphere holding surface (35). 35) is freely displaceable. On the other hand, the sandwiched pressure detector (32) is a pin-shaped pressure detector (38) slidably fitted so as to cross the slit (37) at a right angle at the lower end of the first jaw (19). And this pressure sensor (3
The pressure sensor (39) has a built-in strain gauge with which one end of (8) abuts. The other end of the pressure detector (38) is fixed to the inner surface of the slit (37) on the sphere holding surface (35) side. Further, the pressure sensor (39) outputs a detection signal SP corresponding to the amount of displacement of the pressure detector (38) in the directions of arrows (14a) and (14b). Further, the base (18) includes a guide body (40) having a V groove (17) formed therein, and a support base (41) on which the guide body (40) is mounted and fixed. The V groove (17) is slightly inclined so that the sphere (1) supplied from the sphere supply section (2) rolls in the direction of the arrow (14a) under its own weight.
The guide body (40) is provided with a slit (42) intersecting the V groove (17) at a right angle. This slit (4
The width of 2) is set so that the laser light (16) passes through it. In addition, a slit (4
A keyhole-shaped groove (43) communicating with 2) is provided. Further, the sphere holding section moving section (22) includes two columns (44) and (44) provided upright on the base (18) and these columns (4).
4), a strip-shaped guide plate (45) supported by (44),
A pair of mounting pieces (46) and (47) standing on both ends of the guide plate (45), and pulleys (48) and (49) pivotally supported by these mounting pieces (46) and (47). A second motor (50) attached to the back of one attachment piece (47) to rotate one pulley (49), and a belt wound around a pair of pulleys (48) and (49). 50a) and a connector (50b) bridging the midway portion of the belt (50a) and the spherical holding portion (21),
The holding plate (33) is composed of four rollers (50c) ... The roller (50c) is
The guide plate (45) is provided so as to roll while pressing the upper and lower end surfaces of the guide plate (45) in the directions of the arrows (14a) and (14b). Therefore, the second motor (50) causes the pulleys (48), (4
Belt (50a) in the direction of arrows (14a) and (14b) via 9)
As the ball travels, the spherical holding section (21) follows the connector. At this time, the spherical holding portion (21) is accurately guided by the guide plate (45) in the directions of the arrows (14a) and (14b). On the other hand, the Z-axis adjusting portion (24) is a thin plate-like member provided slidably in close contact with one inclined surface (17a) forming the V groove (17) in the directions of arrows (14a) and (14b). A rolling amount adjusting plate (51), and a rack (52) integrally connected to the upper edge of the rolling amount adjusting plate (51) and provided so as to be movable back and forth in the directions of arrows (14a) and (14b), The pinion (53) meshed with the rack (52) and the pinion (53) are indicated by arrows (54a),
It is composed of a third motor (55) which is rotationally driven in the (54b) direction. Further, the laser sphere diameter measuring section (16) is
As shown in FIG. 2, the laser beam (16) provided on one side of the guide body (40) passes through the slit (42) and the arrow (14
Laser light projection unit (56) for projecting in a direction orthogonal to the a) and (14b) directions, and laser light (1) that has passed through the slit (42).
A sphere (1) that receives 6) and is irradiated with laser light (16)
Laser light receiving part (5
7) and a sphere diameter calculator (58) for calculating the sphere diameter of the sphere (1) based on the electric signal SD. Therefore, the laser beam projection unit (56) is provided at a position where the semiconductor laser device (59) that oscillates the laser beam (16) and the laser beam (16) that oscillates from the semiconductor laser device (59) are received. A polygon mirror (61) that rotates around the axis in the direction of the arrow (60) and scans the laser light (16) on one plane, and a scanning plane of the laser light (16) reflected by this polygon mirror (61). A reflection mirror (62) that matches the slit (42) surface, and a laser light (16) reflected by the reflection mirror (62) is converted into a parallel laser light (16) to generate a laser light (1
It is composed of a collimator lens (63) for projecting 6) along the slit (42) surface. On the other hand, the laser light receiving section (57) receives the laser light (1
A condenser lens (64) which is provided at a position for receiving the light 6) and focuses the laser light (16) on one point, and the condenser lens (64)
And a light receiving element (65) such as a photodiode or a solar cell that outputs a detection signal SD0 having a voltage corresponding to the amount of received light, which is provided at the light condensing point. Furthermore, the ball diameter calculation unit (58) detects the detection signal SD
An amplifier circuit (66) for amplifying 0 and a detection signal SD1 from the amplifier circuit (66) are inputted and binarized by a preset threshold value VT, which corresponds to the contour of the sphere (1).
An edge detection circuit (67) that outputs a binarized signal SD2, an inversion circuit (67a) that inverts the binarized signal SD2 from this edge detection circuit (67), and an inversion circuit (67a) that inverts the binarized signal SD2. A latch circuit (68) that latches the binarized signal SD3, a clock pulse generation circuit (69) that outputs a clock pulse signal CL, and a collimator lens (63) that is provided near the collimator lens (63) Laser light (1
6) Detects and outputs the detection signal SK, for example, a light receiving element (70) for synchronization such as a photodiode or solar cell, and the electric signal SK is input to shape the waveform and latch in synchronization with the oscillation of the laser light (16). A latch signal generation circuit (71) that applies the signal SL to the latch circuit (68), and a ball diameter pulse signal SD4 indicating the ball diameter with the input side connected to the output side of the latch circuit (68) and the clock pulse generation circuit (69). And gate (7
2) and a counter (7 connected to the output side of the AND gate (72) for counting the pulse number ND of the spherical pulse signal SD4.
3) and the pulse number ND counted by this counter (73)
Multiplier circuit (74) for calculating the sphere diameter of the sphere (1) based on
, And a microcomputer as a main body, the sphere diameter data output from the multiplication circuit (74) is once stored, and then the diameter differences among the spheres (1) ... And a display unit (76) including a cathode ray tube, a printer and the like for displaying the data processing result. Further, the arithmetic control unit (6) is mainly composed of a microcomputer, and as shown in FIG. 2, the first to third motors (26), (50), (55) and the gate plate. Drive (11
a), (12a), the pressure sensor (39), the laser beam projection unit (56) and the sphere diameter calculation unit (58) are electrically connected, and a sphere diameter measuring program as described later is stored.
つぎに、上記構成の球径測定装置を用いてこの実施例の
球径測定方法について述べる。Next, the sphere diameter measuring method of this embodiment using the sphere diameter measuring device having the above-mentioned configuration will be described.
まず、例えば公称球径が5mmの球体（１）…を球体供給
部（２）のＶ溝（７）に整列させる。このとき、ゲート
板（11），（12）の間隔Ｌを球体（１）…の球径よりも
わずかに大きく調整する。そして、ゲート板（11），
（12）は、いずれも閉成状態にしておく。ついで、演算
制御部（６）から印加された信号SC1により、ゲート板
駆動部（11a）を起動し、ゲート板（11）のみ矢印（10
a）方向に回動させ開成状態にする。すると、Ｖ溝
（７）中の球体（１）…は矢印（13）方向に転動し、こ
のゲート板（11）に当接している球体（１）は、ゲート
板（12）に当接する。つぎに、ゲート板駆動部（11a）
により、ゲート板（11）を矢印（10b）方向に回動さ
せ、閉成状態にする。このとき、先頭の球体（１）は、
ゲート板（11），（12）間に介挿された状態となってい
る。さらに、演算制御部（６）から印加された信号SC2
によりゲート板駆動部（12a）を起動し、ゲート板（1
2）を矢印（10a）方向に回動させ、開成状態にする。そ
の結果、ゲート板（11），（12）間に介挿されていた球
体（１）は、自重によりＶ溝（17）から落下し、球体案
内部（15）のＶ溝（17）に移動する。つぎに、球体
（１）がＶ溝（17）に落下した直後に、ゲート板（12）
を閉成状態にすると同時に、ゲート板（11）を開成状態
にして、後続の球体（１）…を１個の球体（１）分だけ
矢印（13）方向に転動させ、再びゲート板（11）を閉成
状態にして、次に球径測定される球体（１）を待機状態
にしておく。一方、Ｖ溝（17）に落下した球体（１）
は、自重によりＶ溝（17）中を矢印（14a）方向に転動
する。このとき、演算制御部（６）から印加された信号
SC3により第２のモータ（50）を起動し、プーリ（49）
及びベルト（50a）を送行させ、連結子（50b）を介して
連結されている球体挾持部（21）を案内板（45）に沿っ
て移動させ、第２のジョウ（20）の球体保持面（36）が
スリット（42）と面一となるようにする。さらに、演算
制御部（６）から印加された信号SC4により第１のモー
タ（26）を起動させ、第２の歯車（27）に一体的に設け
られた第１のリンク（29）を矢印（28a）方向に回動さ
せることにより第１のジョウ（19）を第２のジョウ（2
0）から離間させ開成状態とする（第１図，想像線参
照）。その結果、前記Ｖ溝（17）を転動している球体
（１）は、スリット（42）位置に位置決めされている第
２のジョウ（20）の球体保持面（36）に当接して、転動
を停止する。つぎに、信号SC4により第１のモータ（2
6）を起動し、第１のリンク（29）を矢印（28b）方向に
回動させることにより第１のジョウ（19）を第２のジョ
ウ（20）に接近させ、第２のジョウ（20）の球体保持面
（36）に当接している球体（１）を挾圧する。この挾圧
にともなって生じた加圧力に対応して圧力検出子（38）
が矢印（14b）方向に変位し、圧力センサ（39）を押圧
する。その結果、圧力センサ（39）からは、第１及び第
２のジョウ（19），（20）による球体（１）の挾圧力の
大きさを示す検出信号SPが演算制御部（６）に出力され
る。つぎに、この検出信号SPを入力した演算制御部
（６）にては、この検出信号SPの示す挾圧力が制定値と
なった時点で、信号SC4の印加を中止し、第１のモータ
（26）の回転を停止させ、第１及び第２のジョウ（1
9），（20）により球体（１）の挾圧力の設定を終了す
る。つぎに、これら第１及び第２のジョウ（19），（2
0）により挾持されている球体（１）の球径測定を開示
する。この球体（１）の球径測定は、この球体（１）を
してスリット（42）を通過するレーザ光（16）を横切ら
せることにより行う。このときの球体（１）の移動方向
は、第４図乃至第７図に示すように、X,Y,Z各軸につい
て行う。ただし、Ｘ軸は、球体（１）が、最初に第１及
び第２のジョウ（19），（20）により挾持固定されてい
るときの水平方向（第１図、矢印（14a），（14b）方
向）、また、Ｙ軸は、Ｘ軸に直交する上下方向、さら
に、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に直交する水平方向である。
しかして、演算制御部（６）から印加された信号SC3に
より第２のモータ（50）を起動し、第1,及び第２のジョ
ウ（19），（20）に挾持された球体（１）を、この球体
（１）が転動しないように、矢印（14a）方向に約2mm動
かす。このとき、球体（１）の中心（０）とスリット
（42）との距離は約0.5mmとなっていて、スリット（4
2）を横切る位置に保持されている。ついで、この球体
（１）の停止点から、さらに0.05mm間隔で間欠的に球体
（１）を約1mm動かす。そうして、以下のようにして、
球体（１）の各停止点を球径測定位置とする全部で20回
の球径測定を行う。すなわち、まず演算制御部（６）か
ら信号SC5がレーザ光投射部（56）に印加されると、半
導体レーザ装置（59）からレーザ光（16）が発振する。
このレーザ光（16）は、ポリゴンミラー（61）により一
平面上にて走査される。そして、この走査されたレーザ
光（16）は、反射ミラー（62）にて反射したのち、コリ
メータレンズ（63）により平行なレーザ光（16）に変換
されてスリット（42）を通過する。このとき、一部のレ
ーザ光（16）は、球体（１）にてその直進光路を遮られ
る。このような球体（１）により一部を遮られたレーザ
光（16）は、集光レンズ（64）にて受光素子（65）上に
集光する。すると、この受光素子（65）からは検出信号
SD0が出力され、さらに、この検出信号SD0は増幅回路
（66）にて増幅され、増幅された検出信号SD1が出力さ
れる（第８図参照）。この検出信号SD1は、球体（１）
にレーザ光（16）が遮られた部分に対応して電圧が低下
している。ついで、検出信号SD1は、エッジ検出回路（6
7）にてあらかじめセットされた閾値VTにより２値化信
号SD2に変換される。この２値信号SD2は、反転回路（67
a）にて反転処理される。一方、同期用受光素子（70）
は、コリメータレンズ（63）にレーザ光（16）に入光す
る直前のレーザ光（16）を検出して、検出信号SKをラッ
チ信号発生回路（71）に出力する。すると、このラッチ
信号発生回路（71）からは、ラッチ信号SLラッチ回路
（68）に出力される。その結果、反転回路（67a）から
出力された２値化信号SD3は、ラッチ信号SLの印加に同
期してラッチ回路（68）にラッチされる。なお、２値化
信号SD3の立上りエッジから立下りエッジまでの時間間
隔△TDは、球体（１）の球径を示している。そして、い
ったんラッチされた２値化信号SD3は、アンドゲート（7
2）に出力される。このアンドゲート（72）には、クロ
ックパルス発生回路（69）からクロックパルス信号CLが
入力していて、２値化信号SD3が入力すると、両者の論
理積がとられ、時間間隔△TDを示すパルス数NDを有する
球径パルス信号SD4がカウンタ（73）に出力される。そ
して、このカウンタ（75）にては球径パルス信号SD4の
パルス数NDを計数する。そして、カウンタ（75）からは
パルス数NDを示す信号SD5が乗算回路（74）に出力され
る。すると、この乗算回路（74）にては、あらかじめ１
パルスに対応する長さ△ｌがセットされており、この長
さ△ｌとパルス数NDとを乗算した積が球体（１）の球径
DX1となる。このようにして求められた球径DX1を示す信
号SD6は、データ処理部（75）に出力され、球体（１）
の球径DX1が記憶される、以上のような球体測定は、残
りの19の各測定位置ごとに行い、球径データDX2,DX3,D
X4,…,DX19,DX20をデータ処理部（75）に格納する。つ
ぎに、球体（１）のＹ軸に沿った球径測定を行う。その
ために、第５図に示すように、球体（１）を矢印（81）
方向に、90度回動させ、Ｙ軸と矢印（14a），（14b）方
向を一致させる。このためには、まず、信号SC4により
第１のモータ（26）を起動して、第１のジョウ（19）を
第２のジョウ（20）からわずかに離間させ、球体（１）
を第１及び第２のジョウ（19），（20）により転動自在
に遊挿させた状態で保持する。つぎに、演算制御部
（６）から印加された信号SC3により第２のモータ（5
0）を起動し、ベルト（50a）を送行させることにより、
第１及び第２のジョウ（19），（20）をＶ溝（17）に沿
って矢印（14b）方向に球体（１）の大円の周長の1/4だ
け転動させる。その結果、Ｙ軸と矢印（14a），（14b）
方向とは一致する。ついで、前述したＸ軸に沿う球径測
定の場合と同様にして、この球体（１）を第１及び第２
のジョウ（19），（20）により挾圧固定する。しかし
て、球体（１）を挾圧した状態で、第２のジョウ（20）
の球体保持面（36）をスリット（42）位置に位置決めす
る。つぎに、Ｘ軸に沿う球径測定の場合と同様にして、
Ｙ軸に沿う球径測定を20回間欠的に行い20個の球径デー
タDY1,DY2,DY3,…,DY19,DY20を得る。しかして、これら
のデータをデータ処理部（75）に格納する。さらに、こ
のＹ軸に沿う球径測定が完了すると、最後に、Ｚ軸に沿
う球径測定を行う。このためには、第６図及び第７図に
示すように、第１及び第２のジョウ（19），（20）によ
り球体（１）を挾圧保持した状態で、転動量調整板（5
1）上に位置決めした後、第１のジョウ（19）を第２の
ジョウ（20）に対してわずかに離間させ、挾圧状態を解
除する。つぎに、演算制御部（６）から印加された信号
SC6により第３のモータ（55）を起動し、ピニオン（5
3）を矢印（54a）方向に回転させる。すると、ラック
（52）は、矢印（14a）方向に移動し、さらに、このラ
ック（52）に追従して転動量調整板（51）も矢印（14
a）方向に移動する。これにともなって、第１及び第２
のジョウ（19），（20）に保持され、且つ転動量調整板
（51）上に載置されている球体（１）は、矢印（82）方
向に転動する。しかして、Ｚ軸が（14a），（14b）方向
と一致するまで球体（１）が90度転動すると、信号SC6
の印加を停止し、第３のモータ（55）の回転を停止す
る。つぎに、再び、この球体（１）を第１及び第２のジ
ョウ（19），（20）により挾圧固定した状態で、第２の
ジョウ（20）の球体保持面（36）をスリット（42）位置
に位置決めする。つぎに、Ｘ軸及びＹ軸に沿う球径測定
の場合と同様にして、Ｚ軸に沿う球径測定を20回間欠的
に行い20個の球径データDZ1,DZ2,DZ3,…,DZ19,DZ20を得
る。しかして、これらのデータをデータ処理部（75）に
格納する。かくして、データ処理部（75）に球体（１）
のX,Y,Z軸に沿う30個の球径データDX1,…,DX20,DY1,…,
DY20,DZ1,…,DZ20が格納されると、演算制御部（６）か
らの信号SC7により以下のようなデータ処理が行われ
る。すなわち、まず、X,Y,Z各軸における最大球径
DXmax,DYmax,DZmaxを求め、さらに、これらの中から最
大球径Dmax,最小球径Dminを選択する。ついで、これら
二つの最大・最小球径Dmax,Dminの算術平均をとること
により、平均球径Dwmを算出する。つぎに、最大・最小
球径Dmax,Dminの差をとり球径不同VOWSを算出する。つ
ぎに、以上のような１個の球体（１）についての球径測
定を、同一ロットに属する他の球体（１）…について行
い、各球体（１）…ごとに上述した手順で平均流径DWm
並びに球径不同VDWSを算出する。ついで、各球体（１）
…ごとの平均球径DWmにより、ロット内の最大球体
（１）と最小球体（１）を選択する。しかして、これ
ら、最大・最小球体（１），（１）の平均球径を算術平
均し、その結果得られた算術平均値をロットの平均球径
DWmLとする。また、最大・最小球体（１），（１）の平
均球径差を求め、これをもって、ロットの球径の相互差
VDWLとする。そうして、このようにして得られた各球体
（１）…の平均流径（DWm）データ及び球径不同
（VDWS）データ並びにロットの平均球径（DWmL）データ
及びロットの球径の相互差（VDWL）データを表示部（7
6）にて表示する。なお、球径測定が終了した球体
（１）…は、第１及び第２のジョウ（19），（20）によ
り球体回収部（４）に移載させる。First, for example, spheres (1) having a nominal sphere diameter of 5 mm are aligned with the V groove (7) of the sphere supply portion (2). At this time, the distance L between the gate plates (11) and (12) is adjusted to be slightly larger than the spherical diameter of the spherical bodies (1). And the gate plate (11),
All of (12) are closed. Then, the gate plate drive unit (11a) is activated by the signal SC1 applied from the arithmetic control unit (6), and only the gate plate (11) is indicated by the arrow (10
Rotate in the direction a) to open. Then, the spheres (1) ... In the V-groove (7) roll in the direction of the arrow (13), and the sphere (1) contacting the gate plate (11) contacts the gate plate (12). . Next, the gate plate drive unit (11a)
Thus, the gate plate (11) is rotated in the direction of the arrow (10b) to close it. At this time, the first sphere (1) is
It is in a state of being inserted between the gate plates (11) and (12). Furthermore, the signal SC2 applied from the arithmetic control unit (6)
The gate plate drive (12a) is activated by the
Turn 2) in the direction of arrow (10a) to open it. As a result, the sphere (1) interposed between the gate plates (11) and (12) falls from the V groove (17) due to its own weight and moves to the V groove (17) of the sphere guide (15). To do. Next, immediately after the spherical body (1) dropped into the V groove (17), the gate plate (12)
At the same time as closing the gate plate (11), the succeeding spheres (1) ... are rolled by one sphere (1) in the direction of the arrow (13), and the gate plate (11) is again opened. 11) is closed, and the sphere (1) whose diameter is to be measured next is in a standby state. On the other hand, a sphere (1) that has fallen into the V groove (17)
Rolls in the V-groove (17) in the direction of the arrow (14a) due to its own weight. At this time, the signal applied from the arithmetic control unit (6)
The second motor (50) is started by SC3, and the pulley (49)
And the belt (50a), and the sphere holding part (21) connected via the connector (50b) is moved along the guide plate (45), and the sphere holding surface of the second jaw (20). (36) should be flush with the slit (42). Further, the first motor (26) is started by the signal SC4 applied from the arithmetic control unit (6), and the first link (29) integrally provided on the second gear (27) is moved to the arrow ( 28a) by rotating the first jaw (19) to the second jaw (2).
It is separated from 0) to be in the open state (see phantom line in Fig. 1). As a result, the spherical body (1) rolling in the V groove (17) comes into contact with the spherical body holding surface (36) of the second jaw (20) positioned at the slit (42) position, Stop rolling. Next, the first motor (2
6) is started, and the first jaw (19) is brought closer to the second jaw (20) by rotating the first link (29) in the direction of the arrow (28b), and the second jaw (20) is moved. ) The sphere (1) in contact with the sphere holding surface (36) is pressed. The pressure detector (38) corresponding to the pressure generated due to this pressure.
Is displaced in the direction of the arrow (14b) and presses the pressure sensor (39). As a result, the pressure sensor (39) outputs a detection signal SP indicating the magnitude of the clamping pressure of the sphere (1) by the first and second jaws (19) and (20) to the arithmetic control unit (6). To be done. Next, in the arithmetic control unit (6) to which the detection signal SP is input, when the clamping pressure indicated by the detection signal SP reaches the set value, the application of the signal SC4 is stopped and the first motor ( 26) rotation is stopped and the first and second jaws (1
9) and (20) complete the setting of the clamping pressure of the sphere (1). Next, these first and second jaws (19), (2
A sphere diameter measurement of a sphere (1) held by 0) is disclosed. The sphere diameter of the sphere (1) is measured by passing the laser light (16) passing through the slit (42) through the sphere (1). The moving direction of the sphere (1) at this time is, as shown in FIGS. 4 to 7, performed with respect to each of the X, Y, and Z axes. However, the X axis is in the horizontal direction when the sphere (1) is first held and fixed by the first and second jaws (19) and (20) (Fig. 1, arrow (14a), (14b)). ) Direction), the Y axis is the vertical direction orthogonal to the X axis, and the Z axis is the horizontal direction orthogonal to the X axis and the Y axis.
Then, the second motor (50) is started by the signal SC3 applied from the arithmetic control unit (6), and the sphere (1) held between the first and second jaws (19) and (20). Is moved about 2 mm in the direction of the arrow (14a) so that the sphere (1) does not roll. At this time, the distance between the center (0) of the sphere (1) and the slit (42) is about 0.5 mm, and the slit (4
It is held in a position that crosses 2). Then, from the stop point of the sphere (1), the sphere (1) is moved about 1 mm intermittently at intervals of 0.05 mm. Then, as follows,
Sphere diameter measurement is performed 20 times in total, with each stop point of the sphere (1) as the sphere diameter measurement position. That is, first, when the signal SC5 is applied to the laser beam projection unit (56) from the arithmetic control unit (6), the laser beam (16) is oscillated from the semiconductor laser device (59).
The laser light (16) is scanned on one plane by the polygon mirror (61). The scanned laser light (16) is reflected by the reflection mirror (62), converted into parallel laser light (16) by the collimator lens (63), and passes through the slit (42). At this time, a part of the laser light (16) is blocked by the spherical body (1) in its straight optical path. The laser light (16) partially blocked by the sphere (1) is condensed on the light receiving element (65) by the condenser lens (64). Then, the detection signal from this light receiving element (65)
SD0 is output, and the detection signal SD0 is amplified by the amplifier circuit (66), and the amplified detection signal SD1 is output (see FIG. 8). This detection signal SD1 is a sphere (1)
The voltage drops corresponding to the part where the laser light (16) is blocked. Then, the detection signal SD1 is sent to the edge detection circuit (6
It is converted into a binarized signal SD2 by the threshold value VT set in advance in 7). This binary signal SD2 is output to the inverting circuit (67
It is reversed in a). Meanwhile, the light receiving element for synchronization (70)
Detects the laser light (16) immediately before entering the laser light (16) into the collimator lens (63) and outputs a detection signal SK to the latch signal generation circuit (71). Then, the latch signal generation circuit (71) outputs the latch signal SL to the latch circuit (68). As a result, the binarized signal SD3 output from the inverting circuit (67a) is latched by the latch circuit (68) in synchronization with the application of the latch signal SL. The time interval ΔTD from the rising edge to the falling edge of the binarized signal SD3 indicates the sphere diameter of the sphere (1). Then, the binarized signal SD3 once latched is the AND gate (7
It is output to 2). The AND gate (72) receives the clock pulse signal CL from the clock pulse generation circuit (69), and when the binarized signal SD3 is input, the logical product of the two is taken and the time interval ΔTD is shown. The ball diameter pulse signal SD4 having the pulse number ND is output to the counter (73). Then, the counter (75) counts the pulse number ND of the spherical pulse signal SD4. Then, a signal SD5 indicating the pulse number ND is output from the counter (75) to the multiplication circuit (74). Then, in this multiplication circuit (74), 1
The length Δl corresponding to the pulse is set, and the product of this length Δl and the pulse number ND is the sphere diameter of the sphere (1).
It becomes D X1 . The signal SD6 indicating the sphere diameter D X1 obtained in this way is output to the data processing unit (75) and the sphere (1)
The sphere diameter D X1 is stored, and the above sphere measurement is performed for each of the remaining 19 measurement positions, and the sphere diameter data D X2 , D X3 , D
The data processing unit (75) stores X4 , ..., D X19 , D X20 . Next, the sphere diameter of the sphere (1) along the Y axis is measured. Therefore, as shown in FIG. 5, the sphere (1) is moved to the arrow (81).
90 degrees in the direction, so that the Y axis and the directions of the arrows (14a) and (14b) coincide with each other. For this purpose, first, the signal SC4 activates the first motor (26) so that the first jaw (19) is slightly separated from the second jaw (20), and the sphere (1) is moved.
Is held by the first and second jaws (19) and (20) in a state where it is rotatably loosely inserted. Next, by the signal SC3 applied from the arithmetic control unit (6), the second motor (5
By activating (0) and sending the belt (50a),
The first and second jaws (19), (20) are rolled along the V groove (17) in the direction of the arrow (14b) by 1/4 of the circumference of the great circle of the sphere (1). As a result, Y-axis and arrows (14a), (14b)
It matches the direction. Then, in the same manner as in the case of measuring the sphere diameter along the X axis described above, the sphere (1) is divided into the first and second spheres.
Secure with the jaws (19) and (20). Then, while pressing the sphere (1), the second jaw (20)
The spherical holding surface (36) is positioned at the slit (42) position. Next, in the same manner as in the case of measuring the spherical diameter along the X axis,
The spherical diameter measurement along the Y axis is intermittently performed 20 times to obtain 20 spherical diameter data D Y1 , D Y2 , D Y3 , ..., D Y19 , D Y20 . Then, these data are stored in the data processing unit (75). Further, when the sphere diameter measurement along the Y axis is completed, finally, the sphere diameter measurement along the Z axis is performed. For this purpose, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the rolling amount adjusting plate (5) is held while the spherical body (1) is held by the first and second jaws (19), (20) while being sandwiched.
1) After positioning to the upper position, the first jaw (19) is slightly separated from the second jaw (20) to release the confining state. Next, the signal applied from the arithmetic control unit (6)
The third motor (55) is started by SC6 and the pinion (5
Rotate 3) in the direction of the arrow (54a). Then, the rack (52) moves in the direction of the arrow (14a), and further, following the rack (52), the rolling amount adjusting plate (51) also moves in the direction of the arrow (14).
a) Move in the direction. Along with this, the first and second
The spherical body (1) held by the jaws (19), (20) and placed on the rolling amount adjusting plate (51) rolls in the direction of the arrow (82). Then, when the sphere (1) rolls 90 degrees until the Z axis coincides with the (14a) and (14b) directions, the signal SC6
Is stopped and the rotation of the third motor (55) is stopped. Next, again, with the sphere (1) fixed by sandwiching it by the first and second jaws (19), (20), the sphere holding surface (36) of the second jaw (20) is slit ( 42) Position it. Next, similarly to the case of measuring the sphere diameter along the X axis and the Y axis, the sphere diameter measurement along the Z axis is intermittently performed 20 times, and 20 pieces of sphere diameter data D Z1 , D Z2 , D Z3 , ... , D Z19 , D Z20 is obtained. Then, these data are stored in the data processing unit (75). Thus, the data processing unit (75) has a sphere (1).
Data of 30 spheres along the X, Y, and Z axes of D X1 ,…, D X20 , D Y1 ,…,
When D Y20 , D Z1 , ..., D Z20 are stored, the following data processing is performed by the signal SC7 from the arithmetic control unit (6). That is, first, the maximum sphere diameter in each X, Y, Z axis
D Xmax , D Ymax , D Zmax are obtained, and the maximum sphere diameter D max and the minimum sphere diameter D min are selected from these. Then, the average sphere diameter D wm is calculated by taking the arithmetic mean of these two maximum / minimum sphere diameters D max and D min . Next, the difference between the maximum and minimum sphere diameters D max and D min is calculated to calculate the sphere diameter non-uniformity V OWS . Next, the sphere diameter measurement for one sphere (1) as described above is performed for other spheres (1) belonging to the same lot, and the average flow diameter is calculated for each sphere (1). D Wm
Also, calculate V DWS with non-uniform diameter. Then, each sphere (1)
The maximum sphere (1) and the minimum sphere (1) in the lot are selected according to the average sphere diameter D Wm of each. Then, the average sphere diameters of these maximum / minimum spheres (1) and (1) are arithmetically averaged, and the resulting arithmetic mean value is the average sphere diameter of the lot.
Set to D WmL . Also, the average sphere diameter difference between the maximum and minimum spheres (1) and (1) is calculated, and this is used to determine the mutual difference between the sphere diameters of the lot.
V DWL . Then, the average flow diameter (D Wm ) data and spherical non-uniformity (V DWS ) data of each sphere (1) ... Obtained in this way, and the average sphere diameter (D WmL ) data of the lot and the sphere of the lot Mutual diameter difference (V DWL ) data display (7
Display in 6). The spheres (1) whose sphere diameter has been measured are transferred to the sphere collecting section (4) by the first and second jaws (19) and (20).
以上のように、この実施例の球径測定方法及びその装置
は、被測定球体を保持して回動させ、上記被測定球体の
少なくとも２本の特定の軸線を、その案内方向に順次一
致させ、被測定球体を、その転動を規制しながら、上記
案内方向に沿って相対的に移動させ、この移動中に、被
測定球体に対して、その移動方向に直角に横切る切断面
に沿って、平行なレーザ光を間欠的に走査するととも
に、被測定球体を経由してきたレーザ光を受光して受光
位置を示す電気信号に変換したのち、得られた受光位置
を示す電気信号に基づいて、被測定球体の最大球径及び
最小球径並びに上記被測定球体の平均球径を求めるよう
にしているので、球径測定を高精度かつ高能率で行うこ
とができる。とくに、この装置は、ベアリング用球体の
ように、要求測定精度が１μｍ以下の場合に顕著に奏功
する。As described above, the sphere diameter measuring method and apparatus according to this embodiment hold and rotate the sphere to be measured so that at least two specific axes of the sphere to be measured are sequentially aligned with the guide direction. , The sphere to be measured is relatively moved along the guide direction while restricting its rolling, and during this movement, along the cutting plane that intersects the sphere to be measured at a right angle to the moving direction. , While scanning the parallel laser light intermittently, after receiving the laser light that has passed through the sphere to be measured and converting into an electric signal indicating the light receiving position, based on the obtained electric signal indicating the light receiving position, Since the maximum spherical diameter and the minimum spherical diameter of the measured sphere and the average spherical diameter of the measured sphere are obtained, the sphere diameter can be measured with high accuracy and high efficiency. In particular, this device is remarkably successful when the required measurement accuracy is 1 μm or less like a ball for a bearing.
なお、上記実施例において、球体挾持部（21）は、リン
ク機構により球体（１）を挾持するようにしているが、
とくにこれに限定するものでなく、例えば送りねじ，エ
アシリンダ等を利用して球体の挾持を行うようにしても
よい。さらに、球体挾持部移動部（22）は、上記実施例
のように、ベルト送行によるものに限ることなく、送り
ねじ，エアシリンダ等、他の駆動手段を利用してもよ
い。さらにまた、球体供給部（２）についても、例え
ば、球体を着脱自在に真空吸着するロボットハンドによ
り、球体の供給を行うようにしてもよい。In addition, in the above-mentioned embodiment, the sphere holding portion (21) holds the sphere (1) by the link mechanism.
The present invention is not limited to this, and a sphere may be held by using, for example, a feed screw or an air cylinder. Further, the spherical holding section moving section (22) is not limited to the one by belt feeding as in the above-mentioned embodiment, but other driving means such as a feed screw or an air cylinder may be used. Furthermore, with respect to the sphere supply unit (2), the sphere may be supplied by, for example, a robot hand that detachably suctions the sphere.
本発明の球径測定方法及びその装置は、被測定球体を保
持して回動させ、上記被測定球体の少なくとも２本の特
定の軸線をその案内方向に順次一致させ、被測定球体
を、その転動を規制しながら、上記案内方向に沿って相
対的に移動させ、この移動中に、被測定球体に対して、
その移動方向に直角に横切る切断面に沿って、平行なレ
ーザ光を間欠的に走査するとともに、被測定球体を経由
してきたレーザ光を受光して、受光位置を示す電気信号
に変換したのち、得られた受光位置を示す電気信号に基
づいて、被測定球体の最大球径及び最小球径並びに上記
被測定球体の平均球径を求めるようにしているので、球
径測定を高精度かつ高能率で自動的に行うことができ
る。ことに、この発明を例えば量産されるベアリングな
どのように要求測定精度が１μｍ以下の場合に顕著に奏
効する。The sphere diameter measuring method and the apparatus thereof according to the present invention hold and rotate a sphere to be measured, and at least two specific axis lines of the sphere to be measured are sequentially aligned with the guide direction thereof. While controlling the rolling, it is moved relatively along the guide direction, and during this movement, with respect to the measured sphere,
Along a cutting plane that intersects at right angles to the moving direction, along with intermittently scanning parallel laser light, receiving the laser light that has passed through the sphere to be measured, after converting into an electrical signal indicating the light receiving position, Based on the obtained electric signal indicating the light receiving position, the maximum and minimum sphere diameters of the sphere to be measured and the average sphere diameter of the sphere to be measured are obtained, so that the sphere diameter can be measured with high accuracy and high efficiency. Can be done automatically. In particular, the present invention is remarkably effective when the required measurement accuracy is 1 μm or less such as in mass-produced bearings.
第１図及び第２図は本発明の一実施例の球径測定装置の
構成図、第３図乃至第８図は本発明の一実施例の球径測
定方法の説明図である。 （１）：球体（被測定球体），（２）：球体供給部， （３）：球体計測部，（６）：演算制御部， （15）：球体案内部，（21）：球体挾持部。1 and 2 are configuration diagrams of a ball diameter measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 8 are explanatory views of a ball diameter measuring method according to an embodiment of the present invention. (1): Sphere (measured sphere), (2): Sphere supply unit, (3): Sphere measurement unit, (6): Calculation control unit, (15): Sphere guide unit, (21): Sphere holding unit .
Claims (3)
がら上記被測定球体の球径を非接触測定する球径測定方
法において、上記被測定球体を保持して回動させ上記被
測定球体の互いに直交する少なくとも２本の特定の軸線
を上記案内方向に順次一致させる第１工程と、第１工程
により上記案内方向に上記各特定の軸線が一致している
状態にて上記被測定球体をその転動を規制しながら上記
案内方向に沿って相対的に移動させこの移動中に上記被
測定球体をその移動方向に直角に横切る切断面に沿って
平行なレーザ光を間欠的に走査するとともに上記被測定
球体を経由してきた上記レーザ光を受光して受光位置を
示す電気信号に変換する第２工程と、この第２工程にお
いて得られた受光位置を示す電気信号に基づいて上記各
特定の軸線が上記案内方向に一致している状態ごとに上
記間欠的走査に対応する上記特定の軸線に沿った複数位
置間の最大球径を求めた後上記各特定の軸線ごとの最大
球径に基づいて上記被測定球体の最大球径及び最小球径
並びに上記被測定球体の平均球径を求める第３工程とを
具備することを特徴とする球径測定方法。1. A sphere diameter measuring method in which the sphere diameter of the sphere to be measured is measured in a non-contact manner while moving the sphere body to be measured in a constant guiding direction, and the sphere body to be measured is held and rotated to rotate the sphere body to be measured. In a first step of sequentially aligning at least two specific axis lines that are orthogonal to each other in the guide direction, and in the state where the specific axis lines are aligned in the guide direction by the first step, While controlling the rolling, the laser beam is relatively moved along the guide direction, and during this movement, a parallel laser beam is intermittently scanned along a cutting plane that crosses the measured sphere at a right angle to the moving direction. A second step of receiving the laser light that has passed through the sphere to be measured and converting it into an electric signal indicating the light receiving position, and the above-mentioned specific each on the basis of the electric signal indicating the light receiving position obtained in the second step. Axis is above After determining the maximum spherical diameter between a plurality of positions along the specific axis corresponding to the intermittent scanning for each state that matches in the inward direction, based on the maximum spherical diameter for each specific axis And a third step of obtaining the maximum spherical diameter and the minimum spherical diameter of the measuring sphere and the average spherical diameter of the measured sphere.
定することを特徴とする球径測定装置。 （イ）上記被測定球体を供給する球体供給部。 （ロ）上記球体供給部からの被測定球体を一定の案内方
向に転動自在に案内保持する案内溝及びこの案内溝に直
交するスリットが設けられ、この案内溝内に保持されて
いる上記被測定球体を保持して回動させ上記被測定球体
の少なくとも２本の特定の軸線を上記案内方向に順次一
致させるとともに、上記被測定球体の上記案内方向に上
記各特定の軸線が一致している状態にて上記被加工球体
をその転動を規制した状態で上記案内溝に沿って移動さ
せることにより上記スリットを通過させる球体案内部。 （ハ）上記スリットに沿って平行なレーザ光を走査させ
るレーザ光投射部と、上記スリットを通過したレーザ光
を受光して受光位置を示す電気信号に変換するレーザ光
受光部と、上記レーザ光受光部からの電気信号に基づい
て上記各特定の軸線が上記案内方向に一致している状態
ごとに上記間欠的走査に対応する上記特定の軸線に沿っ
た複数位置間の最大球径を求めた後上記各特定の軸線ご
との最大球径に基づいて上記被測定球体の最大球径及び
最小球径並びに上記被測定球体の平均球径を求める球径
演算部とを有する球径算出部。2. A sphere diameter measuring device having the following configuration, which measures the sphere diameter of a sphere to be measured. (A) A sphere supply unit that supplies the sphere to be measured. (B) A guide groove for guiding and holding the sphere to be measured from the sphere supply section so as to be rollable in a fixed guide direction and a slit orthogonal to the guide groove are provided, and the sphere to be measured held in the guide groove. While holding and rotating the measurement sphere, at least two specific axes of the measured sphere are sequentially aligned with the guide direction, and the specific axes are aligned with the guide direction of the measured sphere. In the state, a sphere guide portion that moves the sphere to be processed along the guide groove in a state in which its rolling is regulated so as to pass through the slit. (C) A laser light projection unit that scans parallel laser light along the slit, a laser light receiving unit that receives the laser light that has passed through the slit and converts it into an electrical signal indicating a light receiving position, and the laser light Based on the electric signal from the light receiving unit, the maximum spherical diameter between a plurality of positions along the specific axis corresponding to the intermittent scanning was obtained for each state in which the specific axis coincides with the guide direction. After that, a sphere diameter calculator having a maximum sphere diameter and a minimum sphere diameter of the sphere to be measured and an average sphere diameter of the sphere to be measured on the basis of the maximum sphere diameter for each specific axis.
定することを特徴とする球径測定装置。 （イ）上記被測定球体を間欠的に１個ずつ供給する球体
供給部。 （ロ）上記球体供給部から上記被測定球体が供給される
一対の傾斜面からなる案内溝及びこの案内溝の案内方向
にほぼ直交して設けられたスリットが設けられた基台
と、この案内溝に載置されている被測定球体を上記案内
溝に沿う転動が不可能な締着状態又は上記案内溝に沿う
転動が可能な緩着状態のいずれかを選択自在に挾持する
一対の挾持片と、これらの挾持片を相対的に開閉させる
第１の駆動手段と、上記一対の挾持片を上記案内溝に沿
って移動させる第２の駆動手段と、上記案内溝の傾斜面
に沿って上記案内方向に摺動自在に設けられた転動強制
板と、この転動強制板を上記案内方向に移動させる第３
の駆動手段とを有し、上記案内溝に載置されている被測
定球体を上記一対の挾持片により上記緩着状態にて挾持
し、これら一対の挾持片を上記第２の駆動手段により移
動させることにより上記被測定球体を上記案内方向に直
交する水平方向軸線のまわりに転動させるとともに、上
記転動強制板上に載置されている被測定球体を上記一対
の挾持片により緩着状態にて挾持し、上記第３の駆動手
段により上記転動強制板を移動させ上記被測定球体を上
記案内方向に直交する上下方向軸線のまわりに転動させ
ることにより、上記被測定球体の特定の軸線を上記案内
方向に対して平行に位置決めし、この位置決め後に上記
被測定球体を上記一対の挾持片により上記締着状態にて
挾持し、これら一対の挾持片を上記第２の駆動手段によ
り上記案内方向に沿って移動させることにより上記スリ
ット位置を横切らせる球体案内部。 （ハ）上記スリットに沿って平行なレーザ光を上記案内
方向に直交する方向に投射するレーザ光投射部と、上記
スリットを通過してきたレーザ光を受光し上記案内溝上
の上記スリットを横切る位置に載置されている被測定球
体の上記スリットの範囲内での輪郭を示す電気信号に変
換するレーザ光受光部と、このレーザ光受光部から出力
された電気信号に基づいて上記被測定球体の球径を算出
する球径演算部とを有し、上記被測定球体の球径測定は
上記特定の軸線に沿った複数位置にて行なう球径測定
部。3. A sphere diameter measuring device having the following configuration, which measures the sphere diameter of a sphere to be measured. (A) A sphere supply unit that intermittently supplies the measured spheres one by one. (B) A base provided with a guide groove composed of a pair of inclined surfaces to which the sphere to be measured is supplied from the sphere supply section, a base provided with a slit provided substantially orthogonal to the guide direction of the guide groove, and the guide. A pair of a pair of holding a measured sphere placed in the groove between a tightened state in which rolling along the guide groove is impossible or a loosely attached state in which rolling along the guide groove is possible. Holding pieces, first driving means for relatively opening and closing these holding pieces, second driving means for moving the pair of holding pieces along the guide groove, and along the inclined surface of the guide groove. Rolling force plate slidably provided in the guide direction, and a third forcing the rolling force plate in the guide direction.
And a driving means for driving the sphere to be measured, which is placed in the guide groove, and is held by the pair of holding pieces in the loosely attached state, and the pair of holding pieces is moved by the second driving means. By rolling the measured sphere around a horizontal axis orthogonal to the guide direction, the measured sphere mounted on the rolling force plate is loosely attached by the pair of holding pieces. And the rolling force plate is moved by the third driving means to roll the measured sphere around an up-and-down axial line orthogonal to the guide direction. The axis is positioned parallel to the guide direction, and after this positioning, the sphere to be measured is held by the pair of holding pieces in the tightened state, and the pair of holding pieces is set by the second driving means. In the direction of guidance Spherical guide portion which cross the slit position by moving me. (C) A laser beam projection unit that projects a laser beam parallel to the slit in a direction orthogonal to the guide direction, and a laser beam that has passed through the slit and receives the laser beam at a position across the slit in the guide groove. A laser light receiving part for converting into an electric signal indicating the contour of the mounted sphere to be measured within the slit, and a sphere of the sphere to be measured based on an electric signal output from the laser light receiving part. And a sphere diameter calculation unit for calculating a diameter, wherein the sphere diameter of the measured sphere is measured at a plurality of positions along the specific axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269324A JPH0769146B2 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Ball diameter measuring method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269324A JPH0769146B2 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Ball diameter measuring method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116702A JPH02116702A (en) | 1990-05-01 |
| JPH0769146B2 true JPH0769146B2 (en) | 1995-07-26 |
Family
ID=17470767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269324A Expired - Lifetime JPH0769146B2 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Ball diameter measuring method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769146B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102353336A (en) * | 2011-06-29 | 2012-02-15 | 哈尔滨工业大学 | Grouping device capable of realizing dynamic non-contact precise measurement for diameters of bearing balls |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2592468Y2 (en) * | 1991-10-29 | 1999-03-24 | 株式会社ミツトヨ | Optical dimension measuring device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220057A (en) * | 1975-08-07 | 1977-02-15 | Exxon Nuclear Co Inc | System for measuring diameter of cylindrical matter |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63269324A patent/JPH0769146B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220057A (en) * | 1975-08-07 | 1977-02-15 | Exxon Nuclear Co Inc | System for measuring diameter of cylindrical matter |
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|---|---|---|---|---|
| CN102353336A (en) * | 2011-06-29 | 2012-02-15 | 哈尔滨工业大学 | Grouping device capable of realizing dynamic non-contact precise measurement for diameters of bearing balls |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02116702A (en) | 1990-05-01 |
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