JPH09257453A - 円筒体の検査方法、装置および内径修正方法、装置 - Google Patents

円筒体の検査方法、装置および内径修正方法、装置

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JPH09257453A
JPH09257453A JP6483296A JP6483296A JPH09257453A JP H09257453 A JPH09257453 A JP H09257453A JP 6483296 A JP6483296 A JP 6483296A JP 6483296 A JP6483296 A JP 6483296A JP H09257453 A JPH09257453 A JP H09257453A
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inner diameter
cylindrical body
displacement gauge
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Hitoshi Gyotoku
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な内径測定の自動化を容易にし、被検査
円筒体の良否判定を効率よく行えるようにした円筒体の
検査方法、装置および内径修正方法、装置を提供する。 【解決手段】 被検査円筒体Bの内側に非接触式変位計
1を非接触状態に挿入し、該変位計1を円筒体Bの周方
向に360度回転させながら少なくとも3箇所で変位計
1と円筒体内面との距離を測定し、これら測定値に基づ
いて円筒体内径を演算する。次いで、演算値を円筒体B
の基準内径と比較して被検査円筒体の良否を判別する。
判別後の円筒体Bの内側に、基準内径と同じ外径をもつ
修正ピストン28を圧入して基準内径に修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒体の内径を測
定することにより該円筒体の真円度、円筒度等の良否を
判定する検査方法、装置および内径修正方法、装置に関
し、さらに詳しくはリサイクルされる製糸用紙管の再使
用可否の判定に適した円筒体の検査方法、装置および内
径修正方法、装置に関する。
【0002】
【従来の技術】合成繊維の製造工程では、糸条の巻取り
に多量の紙管が使用されている。従来、これら紙管は1
回の使用だけで廃棄されていたが、近年の地球環境保護
の高まりに呼応して、この使い捨てにされていた紙管を
リサイクルすることが検討され、一部は実施に移されて
いる。
【0003】しかし、紙管は1回の使用において、巻糸
の締付け圧によって径が小さくなるように変形している
ため、上記のように紙管を再使用するためには、縮んだ
内径を元の大きさに修復してからでないと糸条巻取機の
スピンドルに装着することはできない。そのため、使用
済み紙管の内径修正加工が必要になり、さらに修正加工
後の紙管の内径がスピンドルに嵌合可能に正確に修正さ
れているか否を検査してからでないと、再使用に供する
ことはできない。
【0004】従来、紙管等の円筒体の内径を測定する方
法としては、人がキャリパーゲージ、ノギス、マイクロ
メータ、或いは3点式測定器などを使用して、手作業に
より測定するのが普通であった。しかし、手作業で行う
測定には測定誤差が生じ、かつ時間がかかることは避け
られない。したがって、繊維製造工程において、このよ
うな手作業により紙管内径を測定することによって、再
使用の可否を判定することは非常に非能率であり、生産
性の低下を来すことになる。
【0005】また、繊維製造工業における紙管以外にお
いて、変形しやすかったり、或いは部分的にひずみを生
じやすい円筒体を扱う製造工業分野では、上記のように
測定器が接触式であっては正確な内径測定を行うことが
困難であり、作業の非能率性は一層高いものとならざる
を得ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような従来の諸問題を解消し、正確な内径測定の自動
化を容易にし、被検査円筒体の良否判定を効率よく行え
るようにした円筒体の検査方法、装置および内径修正方
法、装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による円筒体の検査方法は、被検査円筒体の
内側に非接触式変位計を非接触状態に挿入し、該変位計
を前記円筒体の周方向に360度回転させながら少なく
とも3箇所で前記変位計と円筒体内面との距離を測定
し、これら測定値に基づいて円筒体内径を演算すると共
に、その演算値を前記円筒体の基準内径と比較して被検
査円筒体の良否を判別することを特徴とするものであ
る。
【0008】また、本発明による円筒体の検査装置は、
少なくとも360度の回転と軸方向移動とをするように
した回転軸の端部に非接触式変位計を取り付け、該非接
触式変位計は被検査用円筒体の内側で該円筒体の周方向
に回転操作されて少なくとも3箇所で前記変位計と円筒
体内面との距離を測定するように構成され、かつ前記変
位計の測定値に基づいて円筒体内径を演算すると共に、
その演算値を前記円筒体の基準内径と比較する演算装置
を設けたことを特徴とするものである。
【0009】このように非接触式変位計を被検査円筒体
の内側で360度回転させながら、その変位計と円筒体
内面との距離を少なくとも3箇所で測定した測定値を利
用して内径を演算するため自動化を容易にし、また同時
に円筒体の内面形状の変形等も判別することができるた
め、円筒体の良否判別を極めて簡単に行えるようにな
る。
【0010】また、本発明による円筒体の修正方法は、
被検査円筒体の内側に非接触式変位計を非接触状態に挿
入し、該変位計を前記円筒体の周方向に360度回転さ
せながら少なくとも3箇所で前記変位計と円筒体内面と
の距離を測定し、これら測定値に基づいて円筒体内径を
演算すると共に、その演算値を前記円筒体の基準内径と
比較して被検査円筒体の良否を判別し、次いで合格した
被検査円筒体の内側に前記基準内径と同じ大きさの外径
をもつ修正ピストンを圧入することを特徴とするもので
ある。
【0011】また、本発明による円筒体の修正装置は、
少なくとも360度の回転と軸方向移動とをするように
した回転軸の端部に非接触式変位計を取り付け、該非接
触式変位計は被検査用円筒体の内側で該円筒体の周方向
に回転操作されて少なくとも3箇所で前記変位計と円筒
体内面との距離を測定するように構成され、かつ前記変
位計の測定値に基づいて円筒体内径を演算すると共に、
その演算値を前記円筒体の基準内径と比較する演算装置
を設けて円筒体検査装置を構成し、かつ前記基準内径と
実質的に同じ大きさの外径をもつ修正ピストンを往復動
可能に設けた内径修正装置を有することを特徴とするも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
よって具体的に説明する。図1は、本発明による円筒体
の検査装置の概略を示すものである。この検査装置にお
いて、10は装置本体で、その側部に載置台11が設置
されている。載置台11には被検査用の円筒体(糸条巻
取り用の紙管B)が供給され、その上に検査のために静
置されるようになっている。
【0013】装置本体10には、ボールネジ2(回転
軸)がボールスプライン外筒3を介して支持され、その
ボールネジ2の載置台11側の先端部に非接触式変位計
1が取り付けられている。ボールスプライン外筒3は歯
付ベルト4を介してモータ5に連結されている。また、
ボールネジ2は、装置本体10に支持されたボールネジ
ナット6に螺合し、そのボールネジナット6は歯付ベル
ト7を介してモータ8に連結されている。
【0014】非接触式変位計1としては、非接触で紙管
Bの内面との距離を測定するものであればよく、例えば
レーザー式、超音波式、渦電流式の変位計を使用するこ
とができる。モータ5,8には、それぞれパルス発生器
12,13が接続され、このパルス発生器12,13か
ら出力するパルス数信号により回転位置制御される。例
えば、サーボモータ、ステッピングモータ等のように回
転位置を正確に決められるモータを使用するとよい。モ
ータ5,8からそれぞれボールスプライン外筒3、ボー
ルネジナット6への動力伝達は、スリップを起さずに正
確に回転を伝達できるものであればよく、実施形態に示
した歯付ベルト4,7のほか、歯車同士の噛合であって
もよい。
【0015】上述した本発明の円筒体検査装置におい
て、紙管の良否判別は、次のようにして実施される。ま
ず、被検査対象の円筒体として、糸条巻取り用の紙管B
を載置台11に供給し、その上に静置する。次いで、図
3(A)に示すように、モータ8を回転させてボールネ
ジナット6を回転駆動し、ボールネジ2を軸方向に移動
させて先端部の非接触式変位計1を紙管Bの内部に挿入
する。挿入位置はモータ8に送られるパルス発生器13
のパルス数により設定される。
【0016】変位計1が紙管B内の規定位置で停止する
と、図3(B)に示すように、モータ5を回転させてボ
ールスプライン外筒3、ボールネジ2を回転させ、変位
計1を360度回転させながら、その回転中に周方向に
沿った一定間隔の複数個所で、変位計1から紙管Bの内
面までの距離を測定する。紙管Bの内径は、このうちの
任意の3箇所の距離を選択して後述するように演算され
る。この内径の演算は、測定位置の位相を変えて複数回
(好ましくは10回以上)繰り返して、その平均値をも
って内径とする。
【0017】上記測定において、変位計1が測定した距
離の測定信号は、演算装置15に送られ、演算装置15
は上記のように任意の3箇所の距離測定値を利用して紙
管Bの内径を演算すると共に、その平均値として得られ
た内径値を円筒体の基準内径の値と比較し、基準値に対
して許容幅内にあるか否かを判定する。そして、許容幅
内であれば合格にし、許容幅を外れていれば不合格に判
定して表示装置16に出力する。また、複数個所を測定
することにより、紙管形状の変形なども判別することが
できるため、そのような異常な変形があるものも不合格
として表示装置16に出力する。
【0018】本発明において、変位計1を360度回転
させながら、紙管Bの内面を周方向に測定するときの測
定間隔(サンプリング間隔)としては、多ければ多いい
ほど精密な測定を可能にする。測定間隔としては、0.
04度(9000ポイント)〜120度(3ポイント)
まで設定することができるが、本発明における測定間隔
としては、測定対象の紙管の大きさにもよるが、平均的
な内径測定の場合には4度間隔以下(90ポイント以
上)、また内面形状を測定する場合には0.1度以下
(3600ポイント以上)の短い測定間隔にするとよ
い。
【0019】次に、上述したように複数個所で測定した
距離のなかから、任意の3個の距離を選択して紙管の内
径を演算する方法について説明する。図2において、X
軸とY軸の直交座標を被測定対象の紙管Bの中心点Oを
通るように設定する。紙管Bの内側に挿入したときの変
位計1の中心(芯)O’は、紙管Bの中心点Oと完全に
一致することはないので、実際に挿入した位置における
変位計1の中心O’を仮の原点(0,0)として設定す
る。この原点O’のX−Y軸直交座標の座標は(X0
0 )として表される。
【0020】いま、最初にX軸に平行な方向に紙管Bの
内面までの距離aを測定し、その測定点をPとすると、
この測定点Pの原点Oに対する座標は(X1 ,Y1 )で
あり、原点O’に対する座標は(a,0)である。次い
で、120度回転させた位置で距離bを測定、その測定
点をQとすると、この測定点Qの原点Oに対する座標は
(X2 ,Y2 )であり、原点O’に対する座標は(−b
cos60°,b sin60°)である。さらに、120
度、240度回転させて距離cを測定し、その測定点を
Sとすると、この測定点Sの原点Oに対する座標は(X
3 ,Y3 )であり、原点O’に対する座標は(−c sin
30°,c cos30°)である。
【0021】これら3箇所の測定点P,Q,Sの任意の
2点間を結ぶ線分に対し、それぞれの中心を通る垂線を
引くと、それら3本の垂線は一点Oで交わる。この点O
が、被測定対象の紙管Bの中心になり、座標(X4 ,Y
4 )が求められる。したがって、上記のようにして求め
られた点Pの座標と点Oの座標とから、紙管Bの半径R
は、 R2 =(X1 −X4 2 +(Y1 −Y4 2 の式から演算することができる。
【0022】このような内径の演算を、測定位置の位相
を変えた他の任意の3箇所を選択して複数回繰り返し、
それらの平均値を求めるようにすればよい。紙管の内径
が楕円状に歪んでいる場合にも、同様の方法で(X4
4 )の平均値を求めた後、この平均値から各測定点ま
での距離を計算すれば、楕円の形状を知ることができ
る。
【0023】また、紙管が部分的に歪んでいたり、内面
の形状が変形している場合には、各測定点の前後を比較
すれば、その盛り上がりや凹み、傷等の判断をすること
ができるので、紙管が良品か不良品かを容易に判別する
ことができる。上述のようにして、使用済み紙管の良否
が判別され、基準内径から一定範囲内にある紙管だけが
再生用として選別され、図4に示すような内径修正装置
に供給される。
【0024】図4に示す内径修正装置20は、紙管Bの
下面を支えるV形受け面をもった前後2枚の支持板から
構成され支持台27を有し、さらに支持台27の両外側
に抑え板21,21が設けられている。また、支持台2
7の側方には、油圧シリンダ29により往復駆動される
修正ピストン28を設けられている。修正ピストン28
は、紙管Bの基準内径Dと同じ大きさの外径を有してい
る。
【0025】このように構成された内径修正装置20に
対し、上記検査に合格した使用済み紙管Bを支持台27
の上に載せ、その紙管Bの内側に修正ピストン28を軸
方向に沿って往復作動させて圧入と脱出とを行わせる。
この修正操作により、紙管Bの内径が実線で示す収縮変
形した内径D’から、鎖線で示す基準内径Dに修正され
る。
【0026】上記のように修正ピストン28を往復作動
させる修正操作において、紙管Bの軸方向前後に配置さ
れる抑え板21,21は、その紙管Bの軸方向の移動を
制止する役目を行う。なお、上述した実施形態では、紙
管の場合について詳細を説明したが、本発明は、紙管以
外にも鋼管,樹脂管等の他の円筒体の良否判別に応用す
ることができる。
【0027】
【実施例】糸条巻取用の紙管(外径約140mm、内径約
120mm)において、一度使用済みの紙管3本を回収
し、それぞれの内径を修正加工したのち、これら紙管を
従来の3点式測定器による手作業での測定検査と、図1
に示す本発明の自動検査装置による測定検査とをそれぞ
れ10回ずつ実施し、その結果を表1に示した。
【0028】 表1から、両検査による測定値の標準偏差を比較する
と、本発明の方が標準偏差が少なく、精度よく内径測定
ができていることがわかる。
【0029】また、本発明は3本の紙管の10回ずつの
内径測定検査をわずか5分で行うことができたが、従来
方法では10分も要しており、本発明に比べて非常に非
能率であることがわかる。
【0030】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、円筒
体の良否の検査を精度よく、短時間に能率よく実施する
ことができる。また、手作業では困難であった円筒体の
部分的な歪や形状異常も容易に判別することができる。
したがって、上記検査に続き内径修正を行えば、内径修
正作業を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による円筒体の検査装置を示す概略図で
ある。
【図2】本発明の検査装置で内径を測定するときの演算
例を示す説明図である。
【図3】(A),(B)は、それぞれ図1の円筒体検査
装置の作動状況を説明する概略図である。
【図4】本発明による円筒体の内径修正装置の一例を示
す概略平面図である。
【符号の説明】
1 非接触式変位計 2 ボールネジ 3 ボールスプライン外筒 4,7 歯付ベルト 5,8 モータ 6 ボールネジナット 11 載置台 15 演算装置 20 内径修正装置 21 抑え板 27 支持台 28 修正ピストン 29 シリンダ B 紙管(円筒体)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査円筒体の内側に非接触式変位計を
    非接触状態に挿入し、該変位計を前記円筒体の周方向に
    360度回転させながら少なくとも3箇所で前記変位計
    と円筒体内面との距離を測定し、これら測定値に基づい
    て円筒体内径を演算すると共に、その演算値を前記円筒
    体の基準内径と比較して被検査円筒体の良否を判別する
    円筒体の検査方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも360度の回転と軸方向移動
    とをするようにした回転軸の端部に非接触式変位計を取
    り付け、該非接触式変位計は被検査用円筒体の内側で該
    円筒体の周方向に回転操作されて少なくとも3箇所で前
    記変位計と円筒体内面との距離を測定するように構成さ
    れ、かつ前記変位計の測定値に基づいて円筒体内径を演
    算すると共に、その演算値を前記円筒体の基準内径と比
    較する演算装置を設けた円筒体の検査装置。
  3. 【請求項3】 被検査円筒体の内側に非接触式変位計を
    非接触状態に挿入し、該変位計を前記円筒体の周方向に
    360度回転させながら少なくとも3箇所で前記変位計
    と円筒体内面との距離を測定し、これら測定値に基づい
    て円筒体内径を演算すると共に、その演算値を前記円筒
    体の基準内径と比較して被検査円筒体の良否を判別し、
    次いで合格した被検査円筒体の内側に前記基準内径と同
    じ大きさの外径をもつ修正ピストンを圧入する円筒体の
    内径修正方法。
  4. 【請求項4】 少なくとも360度の回転と軸方向移動
    とをするようにした回転軸の端部に非接触式変位計を取
    り付け、該非接触式変位計は被検査用円筒体の内側で該
    円筒体の周方向に回転操作されて少なくとも3箇所で前
    記変位計と円筒体内面との距離を測定するように構成さ
    れ、かつ前記変位計の測定値に基づいて円筒体内径を演
    算すると共に、その演算値を前記円筒体の基準内径と比
    較する演算装置を設けて円筒体検査装置を構成し、かつ
    前記基準内径と実質的に同じ大きさの外径をもつ修正ピ
    ストンを往復動可能に設けた内径修正装置を有する円筒
    体の内径修正装置。
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