JPH10103905A

JPH10103905A - 測定方法

Info

Publication number: JPH10103905A
Application number: JP25457896A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Matsumiya; 貞行松宮; Koji Yoda; 幸二依田; Masanori Arai; 雅典新井
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-24
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: JP3776526B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定物に干渉する虞がなく、被測定物の
孔や軸の直径、ねじ孔の有効径や深さを正確に測定する
ことができる測定方法を提供する。【解決手段】最初にタッチ信号プローブを用いて被測
定物の孔の中心座標および直径を求め、続いて、その直
径を測定可能ないずれかの内径測定ヘッドを選択して交
換する。そして、この内径測定ヘッドを前記中心座標に
位置させたのち、その位置において、その内径測定ヘッ
ドの駆動によって前記被測定物の孔の内径を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物を載置す
るテーブルおよびこのテーブルに対して互いに直交する
３軸方向へ相対移動可能な移動軸を有する測定機を用い
て、被測定物の孔または軸の直径、あるいは、ねじ孔の
有効径または深さを測定する測定方法に関する。詳しく
は、三次元測定機を用いて、孔または軸の直径、あるい
は、ねじ孔の有効径または深さを測定する測定方法に関
する。

【０００２】

【背景技術】三次元測定機では、被測定物とタッチ信号
プローブとを、互いに直交する３軸方向（Ｘ,Ｙ,Ｚ軸方
向）に相対移動させながら、タッチ信号プローブを被測
定物の測定部位に当接させ、タッチ信号プローブからタ
ッチ信号が発せられたときの各軸方向の座標値を読み取
り、これらの座標値から測定部位の形状や寸法などを演
算するものであるから、被測定物の各種形状を測定する
ことができる。ところで、三次元測定機を用いて、被測
定物の孔の直径（内径）を測定する場合、被測定物とタ
ッチ信号プローブとを相対移動させながら、タッチ信号
プローブを被測定物の孔内に位置させたのち、その孔内
の３点に接触させ、そのときの座標値を読み取り、これ
らの座標値から孔の直径を演算で求めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の測定方法では、
被測定物とタッチ信号プローブとを３軸方向に相対移動
させながら測定するものであるため、測定精度が三次元
測定機の精度に依存している。従って、測定精度を上げ
るためには、三次元測定機の加工、組立精度を向上する
ことが必須であるが、これには、膨大な労力、時間がか
かり、コスト的にも不利である。

【０００４】また、孔の直径を測定する場合でも、タッ
チ信号プローブを被測定物の孔内に位置させたのち、そ
の孔内の３点で接触させるために、タッチ信号プローブ
と被測定物とを相対移動させなければならないから、つ
まり、測定機自体の駆動を伴うため、高速化、高精度化
にとって大きな制約になっていた。

【０００５】このような制約を解消する１つの方法とし
て、三次元測定機の先端移動軸にタッチ信号プローブに
代えて、互いに接近、離間する一対の測定子を有する内
径測定ヘッドを装着し、この内径測定ヘッドを被測定物
の孔内に位置させたのち、一対の測定子を互いに離間す
る方向に移動させ、一対の測定子が孔の内壁に接触した
ときの一対の測定子の間隔から孔の内径を自動的に測定
する方法が採られる場合がある。

【０００６】しかし、この方法の場合、内径測定ヘッド
を被測定物の孔内に挿入する際、内径測定ヘッドが孔の
中心からずれていると、内径測定ヘッドと被測定物とが
干渉していずれかが破損する虞があるうえ、ずれた位置
において、内径測定ヘッドの一対の測定子を互いに離間
する方向に移動させると、一対の測定子が孔の直径を通
る位置からずれた位置で内壁に接触することになるの
で、孔の直径を正確に測定することができないという問
題がある。

【０００７】そのため、一対の測定子が孔の直径を通る
位置に当接するように、一対の測定子の位置を孔に合わ
せて調整する自動調芯機構を内径測定ヘッド内に設けれ
ばよいが、これには構造が複雑化するうえ、コストアッ
プにつながる。

【０００８】本発明の目的は、このような従来の課題を
解消すべくなされたもので、被測定物に干渉する虞がな
く、被測定物の孔または軸の直径、あるいは、ねじ孔の
有効径または深さを正確に測定することができる測定方
法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の測定方法は、被
測定物を載置するテーブルおよびこのテーブルに対して
互いに直交する３軸方向へ相対移動可能な移動軸を有す
る測定機を用いて、前記テーブル上に載置された被測定
物の孔または軸の直径を測定する測定方法であって、前
記被測定物との接触によってタッチ信号を発するタッチ
信号プローブを前記移動軸に装着したのち、その移動軸
と前記テーブルとを相対移動させながら前記タッチ信号
プローブを前記被測定物の孔または軸の３点に接触さ
せ、この３点においてタッチ信号が発せられたときの前
記各軸方向の座標値を読み取り、その３点の座標値から
前記孔または軸の中心座標を演算する予備測定工程と、
前記移動軸に対して、前記タッチ信号プローブに代え
て、前記孔または軸の直径を測定する直径測定ヘッドを
装着する測定ヘッド装着工程と、この測定ヘッド装着工
程で装着された直径測定ヘッドを前記予備測定工程で演
算された中心座標に位置させ、この位置において直径測
定ヘッドによって前記孔または軸の直径を測定する本測
定工程と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、最初に、タッチ
信号プローブを用いて被測定物の孔または軸の中心座標
を求め、続いて、タッチ信号プローブに代えて直径測定
ヘッドを装着したのち、この直径測定ヘッドを前記中心
座標に位置させるようにしたので、つまり、タッチ信号
プローブを用いて測定した被測定物の孔または軸の中心
座標に直径測定ヘッドを位置させることができるので、
直径測定ヘッドと被測定物とが干渉する虞がない。しか
も、直径測定ヘッドが被測定物の孔または軸の中心座標
に位置したのちは、直径測定ヘッドのみによって孔また
は軸の直径を測定することができるから、つまり、測定
機自体を駆動させなくてもよいから、高速化、高精度化
も達成できるとともに、測定精度の向上のために、測定
機自体の加工、組立精度の向上を必須としなくてもよい
から、コスト的にも有利である。

【００１１】また、本発明の他の測定方法は、被測定物
を載置するテーブルおよびこのテーブルに対して互いに
直交する３軸方向へ相対移動可能な移動軸を有する測定
機を用いて、前記テーブル上に載置された被測定物の孔
または軸の直径を測定する測定方法であって、前記被測
定物との接触によってタッチ信号を発するタッチ信号プ
ローブを前記移動軸に装着したのち、その移動軸と前記
テーブルとを相対移動させながら前記タッチ信号プロー
ブを前記被測定物の孔または軸の３点に接触させ、この
３点においてタッチ信号が発せられたときの前記各軸方
向の座標値を読み取り、その３点の座標値から前記孔ま
たは軸の中心座標および直径を演算する予備測定工程
と、測定範囲の異なる複数種の直径測定ヘッドの中から
前記予備測定工程で演算された直径を測定可能な直径測
定ヘッドを選択し、その選択した直径測定ヘッドを前記
タッチ信号プローブに代えて前記移動軸に装着する測定
ヘッド装着工程と、この測定ヘッド装着工程で装着され
た直径測定ヘッドを前記予備測定工程で演算された中心
座標に位置させ、この位置において直径測定ヘッドによ
って前記孔または軸の直径を測定する本測定工程と、を
備えたことを特徴とする。

【００１２】このような構成によれば、最初に、タッチ
信号プローブを用いて被測定物の孔または軸の中心座標
および直径を求めたのち、測定範囲の異なる複数種の直
径測定ヘッドの中から予備測定工程で演算された直径を
測定可能な直径測定ヘッドを選択して、その選択した直
径測定ヘッドを移動軸に装着するようにしたので、測定
範囲の異なる複数種の直径測定ヘッドの中から測定しよ
うとする孔または軸の直径に最も適した直径測定ヘッド
を自動的に選択して移動軸に装着することができる。従
って、作業者の労力を軽減できるとともに、間違えのな
い正確な選択ができる。

【００１３】以上の構成において、前記移動軸に前記タ
ッチ信号プローブを装着して基準リングの中心座標を測
定するとともに、前記移動軸に前記直径測定ヘッドを装
着して前記基準リングの中心座標を測定し、この両中心
座標の差をオフセット量として記憶しておき、前記本測
定工程において、前記オフセット量を補正値として、測
定ヘッド装着工程で装着された直径測定ヘッドを前記予
備測定工程で演算された中心座標に位置させることが望
ましい。このようにすれば、移動軸にタッチ信号プロー
ブを取り付けたときのタッチ信号プローブの中心軸と、
移動軸に直径測定ヘッドを取り付けたときの直径測定ヘ
ッドの中心軸とのずれ量がオフセット量として記憶さ
れ、直径測定ヘッドを予備測定工程で演算された中心座
標に移動させる際、前記オフセット量を補正しながら移
動されるから、両中心軸のずれ量を自動的に補正でき
る。

【００１４】また、本発明の他の測定方法は、被測定物
を載置するテーブルおよびこのテーブルに対して互いに
直交する３軸方向へ相対移動可能な移動軸を有する測定
機を用いて、前記テーブル上に載置された被測定物のね
じ孔を測定する測定方法であって、前記被測定物との接
触によってタッチ信号を発するタッチ信号プローブを前
記移動軸に装着したのち、その移動軸と前記テーブルと
を相対移動させながら前記タッチ信号プローブを前記被
測定物のねじ孔の３点に接触させ、この３点においてタ
ッチ信号が発せられたときの前記各軸方向の座標値を読
み取り、その３点の座標値から前記ねじ孔の中心座標を
演算する予備測定工程と、前記移動軸に対して、前記タ
ッチ信号プローブに代えて、前記ねじ孔の有効径または
深さを測定するねじ孔測定ヘッドを装着する測定ヘッド
装着工程と、この測定ヘッド装着工程で装着されたねじ
孔測定ヘッドを前記予備測定工程で演算された中心座標
に位置させ、この位置においてねじ孔測定ヘッドによっ
て前記ねじ孔の有効径または深さを測定する本測定工程
と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】このような構成によれば、最初に、タッチ
信号プローブを用いて被測定物のねじ孔の中心座標を求
め、続いて、タッチ信号プローブに代えてねじ孔の有効
径または深さを測定するねじ孔測定ヘッドを装着したの
ち、このねじ孔測定ヘッドを前記中心座標に位置させる
ようにしたので、つまり、タッチ信号プローブを用いて
測定した被測定物のねじ孔の中心座標にねじ孔測定ヘッ
ドを位置させることができるので、ねじ孔測定ヘッドと
被測定物とが干渉する虞がない。しかも、ねじ孔測定ヘ
ッドが被測定物のねじ孔の中心座標に位置したのちは、
ねじ孔測定ヘッドのみによってねじ孔の有効径または深
さを測定することができるから、つまり、測定機自体を
駆動させなくてもよいから、高速化、高精度化も達成で
きるとともに、測定精度の向上のために、測定機自体の
加工、組立精度の向上を必須としなくてもよいから、コ
スト的にも有利である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の測定方法を適用し
た一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施
形態の測定装置を示す斜視図である。同測定装置は、三
次元測定機１１と、この三次元測定機１１の前面に設置
されたベースプレート３１と、このベースプレート３１
上に設置され被測定物Ｗを載置するテーブル３２と、前
記三次元測定機１１の前面一側に設置されたラック４１
とから構成されている。

【００１７】前記三次元測定機１１は、前面に矩形状の
開口１２を有するカバー１３と、このカバー１３内に収
納配置された測定機本体２１とから構成されている。測
定機本体２１は、図２に示すように、ベース２２と、こ
のベース２２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動自在
に設けられたＸスライダ２３と、このＸスライダ２３上
に垂直に立設された支柱２４と、この支柱２４の長手方
向（Ｚ軸方向）に沿って昇降自在に設けられたＺスライ
ダ２５と、このＺスライダ２５に前記Ｘ,Ｚスライダ２
３,２５の移動方向に対して直交する方向と平行に支持
されたＹビーム２６と、このＹビーム２６の長手方向
（Ｙ軸方向）に沿って移動自在に設けられたＹスライダ
２７と、このＹスライダ２７に前記Ｙビーム２６と平行
に設けられたアーム２８とから構成されている。

【００１８】ここに、前記アーム２８は、前記テーブル
３２に対して互いに直交する３軸方向（Ｘ,Ｙ,Ｚ軸方
向）へ移動可能な移動軸を構成している。なお、アーム
２８の３軸方向の座標値、つまり、Ｘスライダ２３のＸ
軸方向の座標値、Ｙスライダ２７のＹ軸方向の座標値お
よびＺスライダ２５のＺ軸方向の座標値は、各軸にそれ
ぞれ設けられたＸ,Ｙ,Ｚ軸変位検出器（図示省略）によ
って検出されるようになている。

【００１９】前記アーム２８の先端部分は前記カバー１
３の開口１２からカバー１３外に突出されているととも
に、その突出端には前記ラック４１に格納されるタッチ
信号プローブ５１および内径測定ヘッド６１,６２,６３
のいずれかが選択的に装着できるようになっている。前
記アーム２８の先端部分が突出する前記カバー１３の開
口１２には、縦枠１４が左右方向に移動自在に設けけら
れているとともに、その両側に縦枠１４の移動に伴って
伸縮する蛇腹状の覆い１５が設けられている。縦枠１４
内には、前記アーム２８の先端部分が挿通した昇降枠１
６が上下方向に移動自在に設けられているとともに、そ
の上下に昇降枠１６の移動に伴って伸縮する蛇腹状の覆
い１７が設けられている。これにより、カバー１３内が
密閉構造とされている。

【００２０】前記ラック４１には、被測定物Ｗとの接触
によってタッチ信号を発するタッチ信号プローブ５１お
よび測定範囲の異なる複数種の内径測定ヘッド６１,６
２,６３を引き抜き可能に格納するＵ字状の格納溝４２
が形成されているとともに、各内径測定ヘッド６１,６
２,６３に対応する基準リング７１,７２,７３を保持す
る保持プレート４３が設けられている。前記保持プレー
ト４３は、図３に示すように、前記各内径測定ヘッド６
１,６２,６３がラック４１の格納溝４２からＸ軸方向に
所定量引き抜かれたとき、その内径測定ヘッド６１,６
２,６３の前面に前記各基準リング７１,７２,７３が対
向するように配置されている。

【００２１】前記タッチ信号プローブ５１は、図４に示
すように、本体５２と、この本体５２の先端面に揺動自
在に支持された測定子５３と、前記本体５２内に設けら
れ前記測定子５３を揺動自在かつ中立位置に復帰可能に
支持する着座機構（図示省略）および前記測定子５３が
被測定物Ｗとの当接によって揺動したことを検知してタ
ッチ信号を発する検知機構（図示省略）とから構成され
ている。前記本体４２の後端部には、前記ラック４１の
格納溝４２内に引き抜き可能に格納される環状の係合溝
５４が形成されている。

【００２２】前記各内径測定ヘッド６１,６２,６３は、
図５に示すように、本体６４と、この本体６４の先端面
に互いに接近、離間可能に設けられた一対の測定子６
５,６６と、前記本体６４内に設けられ前記一対の測定
子６５,６６を互いに接近、離間する方向に変位させる
駆動機構（図示省略）および前記一対の測定子６５,６
６の間隔を計測する計測手段（図示省略）とから構成さ
れている。前記本体６４の後端部には、前記ラック４１
の格納溝４２内に引き抜き可能に格納される環状の係合
溝６７が形成されている。

【００２３】前記基準リング７１,７２,７３は、対向す
る各内径測定ヘッド６１,６２,６３の測定範囲に応じた
内径を有する孔を備える。たとえば、内径測定ヘッド６
１,６２,６３の測定範囲が１０〜３０mm、３０〜５０m
m、５０〜７０mmの場合、基準リング７１,７２,７３の
内径は２０mm、４０mm、６０mmに形成されている。

【００２４】次に、本実施形態の作用を説明する。ま
ず、測定に先だって、予め、測定機本体２１のアーム２
８にタッチ信号プローブ５１を装着したときのタッチ信
号プローブ５１の中心軸と、測定機本体２１のアーム２
８に各内径測定ヘッド６１,６２,６３を装着したときの
各内径測定ヘッド６１,６２,６３の中心軸とのずれ量を
補正するオフセット量を求める。これには、図６に示す
ように、まず、タッチ信号プローブ５１を測定機本体２
１のアーム２８の先端に装着したのち、このタッチ信号
プローブ５１で各基準リング７１,７２,７３の中心座標
を測定し、その測定値を記憶しておく。つまり、タッチ
信号プローブ５１を各基準リング７１,７２,７３の孔内
の３点に接触させ、そのときの座標値から各基準リング
７１,７２,７３の中心座標を演算し、その測定値を記憶
しておく。

【００２５】続いて、タッチ信号プローブ５１に代え
て、内径測定ヘッド６１をアーム２８の先端に装着した
のち、この内径測定ヘッド６１に対応する基準リング７
１の中心座標を測定し、その測定値を記憶しておく。つ
まり、内径測定ヘッド６１に対応する基準リング７１内
に挿入して測定子６５,６６を基準リング７１の孔に接
触させ、そのときの測定子６５,６６の間隔から基準リ
ング７１の中心座標を測定し、その測定値を記憶してお
く。これを、残る全ての内径測定ヘッド６２,６３につ
いて行い、各内径測定ヘッド６１,６２,６３での各基準
リング７１,７２,７３の測定値を記憶しておく。最後
に、各基準リング７１,７２,７３について、タッチ信号
プローブ５１での測定値と内径測定ヘッド６１,６２,６
３での測定値との差を求め、これをその内径測定ヘッド
６１,６２,６３でのオフセット量として記憶しておく。

【００２６】次に、内径測定は、図７に示すフローチャ
ートに従って行う。まず、タッチ信号プローブ５１を測
定機本体２１のアーム２８の先端に装着したのち、測定
機本体２１を三次元方向に移動しながらタッチ信号プロ
ーブ５１を被測定物Ｗの測定孔内に挿入し、測定孔の３
点に接触させる。すると、タッチ信号プローブ５１が測
定孔に接触したとき、タッチ信号プローブ５１からタッ
チ信号が出力される。このとき、各軸方向の座標値、つ
まり、測定機本体２１のＸスライダ２３のＸ軸方向の座
標値、Ｙスライダ２７のＹ軸方向の座標値およびＺスラ
イダ２５のＺ軸方向の座標値が取り込まれる。このの
ち、前記３点の座標値から測定孔の中心座標および直径
を演算する(予備測定工程）。なお、孔の３点の座標値
から測定孔の中心座標および直径を演算する方法につい
ては、周知であるので、ここでは説明を省略する。

【００２７】続いて、内径測定ヘッド６１,６２,６３の
中から、演算によって求めた直径に対応する内径測定ヘ
ッド、つまり、演算によって求めた直径を測定可能な内
径測定ヘッド６１,６２,６３を選択し、これをタッチ信
号プローブ５１に代えてアーム２８の先端に装着する
（測定ヘッド装着工程）。

【００２８】続いて、測定機本体２１を三次元方向に移
動しながら、選択装着した内径測定ヘッド６１,６２,６
３を前記演算で求めた測定孔の中心座標に移動させる。
このとき、測定機本体２１を三次元方向に移動するに際
して、前記オフセット量を補正量として各軸方向の移動
を行う。続いて、内径測定ヘッド６１,６２,６３を測定
孔内に挿入したのち、その内径測定ヘッド６１,６２,６
３を駆動して一対の測定子６５,６６を互いに離間する
方向に変位させ、測定孔の内壁に接触させる（本測定工
程）。すると、一対の測定子６５,６６間の距離が計測
手段で計測されているから、その計測手段の計測値から
測定孔の直径を求めることができる。

【００２９】本実施形態によれば、最初に、タッチ信号
プローブ５１を用いて被測定物Ｗの測定孔の中心座標を
求め、続いて、タッチ信号プローブ５１に代えて内径測
定ヘッド６１,６２,６３を装着したのち、この内径測定
ヘッド６１,６２,６３を前記中心座標に位置させるよう
にしたので、つまり、タッチ信号プローブ５１を用いて
測定した被測定物Ｗの測定孔の中心座標に内径測定ヘッ
ド６１,６２,６３を位置させることができるので、内径
測定ヘッド６１,６２,６３と被測定物Ｗとが干渉する虞
がない。

【００３０】しかも、内径測定ヘッド６１,６２,６３が
被測定物Ｗの測定孔の中心座標に移動したのちは、内径
測定ヘッド６１,６２,６３の駆動によって測定孔の直径
を測定することができるから、内径測定ヘッド６１,６
２,６３の精度で測定孔の測定を高速かつ高精度に行え
る。つまり、測定機自体を駆動させることなく、測定孔
の測定を行えるから、高速化、高精度化も達成できると
ともに、測定精度の向上のために、測定機自体の加工、
組立精度の向上を必須としなくてもよいから、コスト的
にも有利である。

【００３１】また、タッチ信号プローブ５１を用いて被
測定物Ｗの測定孔の中心座標のほかに、直径を求めたの
ち、この直径を測定可能な内径測定ヘッド６１,６２,６
３を測定範囲の異なる複数種の直径測定ヘッド６１,６
２,６３の中から選択して、その選択した内径測定ヘッ
ド６１,６２,６３を測定機本体２１のアーム２８の先端
に装着するようにしたので、測定しようとする測定孔の
直径に最も適した内径測定ヘッドを、測定範囲の異なる
複数種の内径測定ヘッド６１,６２,６３の中から自動的
に選択してアーム２８に装着することができる。従っ
て、作業者の労力を軽減できるとともに、間違えのない
正確な選択ができる。

【００３２】また、測定に先だって、予め、アーム２８
にタッチ信号プローブ５１を装着して基準リング７１,
７２,７３の中心座標を測定するとともに、アーム２８
に内径測定ヘッド６１,６２,６３を装着して基準リング
７１,７２,７３の中心座標を測定し、この両中心座標の
差をオフセット量として記憶しておき、内径測定におい
て、内径測定ヘッド６１,６２,６３を前記中心座標に移
動させる際、前記オフセット量を補正値として、内径測
定ヘッド６１,６２,６３を移動させるようにしたので、
アーム２８にタッチ信号プローブ５１を取り付けたとき
のタッチ信号プローブ５１の中心軸と、アーム２８に内
径測定ヘッド６１,６２,６３を取り付けたときの内径測
定ヘッド６１,６２,６３の中心軸とのずれ量を自動的に
補正することができる。

【００３３】なお、上記実施形態では、互いに接近、離
間する一対の測定子６５,６６の間隔から内径を測定す
る構造の内径測定ヘッド６１,６２,６３を用いたが、内
径測定ヘッドの構造はこれに限らず、他の構造であって
もよい。さらに、一対の測定子６５,６６が測定しよう
とする孔の直径を通る位置に当接するように、一対の測
定子６５,６６の位置が孔に応じて自動的に調整される
自動調芯機構を備えたもの（たとえば、特開平７ー１１
３６３０号公報記載の内外側測定装置など）であれば、
より高精度な測定が可能である。

【００３４】また、上記実施形態では、被測定物Ｗの孔
の直径を測定する場合について述べたが、本発明は、こ
れに限らず、被測定物Ｗの軸の外径測定にも適用するこ
とができる。この場合、内径測定ヘッド６１,６２,６３
の一対の測定子６５,６６の内側で被測定物Ｗの測定部
位を挟持するように改良するだけで、被測定物Ｗの軸の
外径測定にも適用することができる。

【００３５】また、被測定物Ｗの孔および軸の直径測定
に限らず、被測定物Ｗのねじ孔の測定、たとえば、ねじ
孔の有効径や深さを測定する場合にも適用することがで
きる。この場合、内径測定ヘッド６１,６２,６３に代え
て、図８に示すねじ孔測定ヘッド８１を用いる。これ
は、本体８２と、この本体８２に互いに平行に配置され
た一対のホルダ８３,８４と、この各ホルダ８３,８４に
軸８５,８６を支点として回動自在（図８のＡ方向に回
動自在）に支持されかつ互いに離反する方向に回動付勢
されたシャフト８７,８８と、この各シャフト８７,８８
の先端に回動自在に支持された歯車８９,９０と、この
両歯車８９,９０の間隔を検出しその間隔と基準のねじ
孔有効径との差から測定ねじ孔の有効径を求める計測演
算手段（図示省略）とから構成されている。ここで、歯
車８９,９０は、測定しようとするねじ孔のめねじに噛
合する大きさの歯形に形成され、かつ、測定するねじ孔
内に挿入されたとき、図９に示すように、ピッチ円９２
がねじ孔１０１の有効径Ｄ１の円筒を通るように形成さ
れている。

【００３６】ねじ孔の有効径の測定にあたっては、前記
実施形態と同様にして、タッチ信号プローブ５１を前記
アーム２８に装着したのち、そのアーム２８を移動させ
ながらタッチ信号プローブ５１を被測定物Ｗのねじ孔の
３点に接触させ、この３点においてタッチ信号が発せら
れたときの前記アーム２８の座標値を読み取り、この３
点の座標値からねじ孔の中心座標を演算する。続いて、
タッチ信号プローブ５１に代えてねじ孔測定ヘッド８１
を装着したのち、このねじ孔測定ヘッド８１を前記中心
座標に位置させ、この位置において、ねじ孔測定ヘッド
８１によって前記ねじ孔の有効径を測定する。

【００３７】これには、図９に示すように、測定しよう
とするねじ孔１０１にシャフト８７,８８を挿入する。
このとき、歯車８９,９０の歯部がねじ孔１０１のめね
じと噛み合いながら回転するので、シャフト８７,８８
をねじ孔１０１の奥まで円滑に挿入することができる。
このとき、シャフト８７,８８は、歯車８９,９０がねじ
孔１０１と噛み合っているので、ねじ孔１０１の有効径
Ｄ１の寸法に応じて径方向に移動しながら挿入される。
やがて、所定位置までシャフト８７,８８が挿入される
と、そのときの両歯車８９,９０の間隔と基準のねじ孔
有効径との差からねじ孔１０１の有効径が求められる。

【００３８】従って、この実施形態でも、最初に、タッ
チ信号プローブ５１を用いて被測定物Ｗのねじ孔１０１
の中心座標を求め、続いて、タッチ信号プローブ５１に
代えてねじ孔測定ヘッド８１を装着したのち、このねじ
孔測定ヘッド８１を前記中心座標に位置させるようにし
たので、ねじ孔測定ヘッド８１と被測定物Ｗとが干渉す
る虞がない。しかも、ねじ孔測定ヘッド８１が被測定物
Ｗのねじ孔１０１の中心座標に位置したのちは、ねじ孔
測定ヘッド８１のみによってねじ孔１０１の有効径を測
定することができるから、高速化、高精度化も達成でき
るとともに、測定精度の向上のために、測定機自体の加
工、組立精度の向上を必須としなくてもよいから、コス
ト的にも有利である。

【００３９】なお、この実施形態において、ねじ孔１０
１内に、シャフト８７,８８を挿入できる長さ寸法を計
測できるようにすれば、被測定物Ｗのねじ孔の深さを測
定することもできる。

【００４０】また、上記各実施形態では、テーブル３２
に対して、タッチ信号プローブ５１、内径測定ヘッド６
１,６２,６３、ねじ孔測定ヘッド８１が三次元方向に移
動自在な測定機本体２１を用いたが、テーブル３２と、
タッチ信号プローブ５１、内径測定ヘッド６１,６２,６
３、ねじ孔測定ヘッド８１とが三次元方向に相対移動で
きるものであれば、他の測定機でもよい。たとえば、ロ
ボットなどでもよい。また、上記各実施形態では、アー
ム２８に対して交換可能な測定工具として、タッチ信号
プローブ５１、内径測定ヘッド６１,６２,６３、ねじ孔
測定ヘッド８１を挙げたが、これらのほかに、倣いプロ
ーブや、プローブ自体に三次元方向に変位可能な移動機
構を備えた自動計測プローブなどを交換可能に構成する
ようにしてもよい。

【００４１】また、上記オフセット量の算出にあたっ
て、最初に、タッチ信号プローブ５１で基準リング７
１,７２,７３の中心座標を測定したのち、次に、内径測
定ヘッド６１,６２,６３で基準リング７１,７２,７３の
中心座標を測定し、この両中心座標の差をオフセット量
として記憶するようにしたが、最初に、内径測定ヘッド
６１,６２,６３で前記基準リング７１,７２,７３の中心
座標を測定し、次に、タッチ信号プローブ５１で基準リ
ング７１,７２,７３の中心座標を測定するようにしても
よい。

【００４２】

【発明の効果】本発明の測定方法によれば、最初に、タ
ッチ信号プローブを用いて被測定物の孔または軸の中心
座標を求め、続いて、タッチ信号プローブに代えて直径
測定ヘッドを装着したのち、この直径測定ヘッドを前記
中心座標に位置させるようにしたので、つまり、タッチ
信号プローブを用いて測定した被測定物の孔または軸の
中心座標に直径測定ヘッドを位置させることができるの
で、直径測定ヘッドと被測定物とが干渉する虞がない。
しかも、直径測定ヘッドが被測定物の孔または軸の中心
座標に位置したのちは、直径測定ヘッドのみによって孔
または軸の直径を測定することができるから、高速化、
高精度化も達成できるとともに、測定精度の向上のため
に、測定機自体の加工、組立精度の向上を必須としなく
てもよいから、コスト的にも有利である。

【００４３】また、最初に、タッチ信号プローブを用い
て被測定物のねじ孔の中心座標を求め、続いて、タッチ
信号プローブに代えてねじ孔の有効径または深さを測定
するねじ孔測定ヘッドを装着したのち、このねじ孔測定
ヘッドを前記中心座標に位置させるようにしたので、ね
じ孔測定ヘッドと被測定物とが干渉する虞がないうえ、
ねじ孔測定ヘッドが被測定物のねじ孔の中心座標に位置
したのちは、ねじ孔測定ヘッドのみによってねじ孔の有
効径または深さを測定することができるから、高速化、
高精度化も達成できるとともに、測定精度の向上のため
に、測定機自体の加工、組立精度の向上を必須としなく
てもよいから、コスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の外観を示す斜視図であ
る。

【図２】同上実施形態における測定機本体を示す斜視図
である。

【図３】同上実施形態におけるラックを示す平面図であ
る。

【図４】同上実施形態におけるタッチ信号プローブを示
す斜視図である。

【図５】同上実施形態における内径測定ヘッドを示す斜
視図である。

【図６】同上実施形態におけるオフセット量の算出方法
を示すフローチャートである。

【図７】同上実施形態における内径測定のフローチャー
トである。

【図８】本発明の他の実施形態で用いるねじ孔測定ヘッ
ドを示す図である。

【図９】同上ねじ孔測定ヘッドでねじ孔を測定している
状態を示す図である。

【符号の説明】

１１測定機２１測定機本体２８アーム（移動軸）３２テーブル５１タッチ信号プローブ６１,６２,６３内径測定ヘッド（直径測定ヘッド）７１,７２,７３基準リング８１ねじ孔測定ヘッド１０１ねじ孔Ｗ被測定物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物を載置するテーブルおよびこの
テーブルに対して互いに直交する３軸方向へ相対移動可
能な移動軸を有する測定機を用いて、前記テーブル上に
載置された被測定物の孔または軸の直径を測定する測定
方法であって、前記被測定物との接触によってタッチ信号を発するタッ
チ信号プローブを前記移動軸に装着したのち、その移動
軸と前記テーブルとを相対移動させながら前記タッチ信
号プローブを前記被測定物の孔または軸の３点に接触さ
せ、この３点においてタッチ信号が発せられたときの前
記各軸方向の座標値を読み取り、その３点の座標値から
前記孔または軸の中心座標を演算する予備測定工程と、前記移動軸に対して、前記タッチ信号プローブに代え
て、前記孔または軸の直径を測定する直径測定ヘッドを
装着する測定ヘッド装着工程と、この測定ヘッド装着工程で装着された直径測定ヘッドを
前記予備測定工程で演算された中心座標に位置させ、こ
の位置において直径測定ヘッドによって前記孔または軸
の直径を測定する本測定工程と、を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項２】被測定物を載置するテーブルおよびこの
テーブルに対して互いに直交する３軸方向へ相対移動可
能な移動軸を有する測定機を用いて、前記テーブル上に
載置された被測定物の孔または軸の直径を測定する測定
方法であって、前記被測定物との接触によってタッチ信号を発するタッ
チ信号プローブを前記移動軸に装着したのち、その移動
軸と前記テーブルとを相対移動させながら前記タッチ信
号プローブを前記被測定物の孔または軸の３点に接触さ
せ、この３点においてタッチ信号が発せられたときの前
記各軸方向の座標値を読み取り、その３点の座標値から
前記孔または軸の中心座標および直径を演算する予備測
定工程と、測定範囲の異なる複数種の直径測定ヘッドの中から前記
予備測定工程で演算された直径を測定可能な直径測定ヘ
ッドを選択し、その選択した直径測定ヘッドを前記タッ
チ信号プローブに代えて前記移動軸に装着する測定ヘッ
ド装着工程と、この測定ヘッド装着工程で装着された直径測定ヘッドを
前記予備測定工程で演算された中心座標に位置させ、こ
の位置において直径測定ヘッドによって前記孔または軸
の直径を測定する本測定工程と、を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の測定方
法において、前記移動軸に前記タッチ信号プローブを装
着して基準リングの中心座標を測定するとともに、前記
移動軸に前記直径測定ヘッドを装着して前記基準リング
の中心座標を測定し、この両中心座標の差をオフセット
量として記憶しておき、前記本測定工程において、前記オフセット量を補正値と
して、測定ヘッド装着工程で装着された直径測定ヘッド
を前記予備測定工程で演算された中心座標に位置させる
ことを特徴とする測定方法。
【請求項４】被測定物を載置するテーブルおよびこの
テーブルに対して互いに直交する３軸方向へ相対移動可
能な移動軸を有する測定機を用いて、前記テーブル上に
載置された被測定物のねじ孔を測定する測定方法であっ
て、前記被測定物との接触によってタッチ信号を発するタッ
チ信号プローブを前記移動軸に装着したのち、その移動
軸と前記テーブルとを相対移動させながら前記タッチ信
号プローブを前記被測定物のねじ孔の３点に接触させ、
この３点においてタッチ信号が発せられたときの前記各
軸方向の座標値を読み取り、その３点の座標値から前記
ねじ孔の中心座標を演算する予備測定工程と、前記移動軸に対して、前記タッチ信号プローブに代え
て、前記ねじ孔の有効径または深さを測定するねじ孔測
定ヘッドを装着する測定ヘッド装着工程と、この測定ヘッド装着工程で装着されたねじ孔測定ヘッド
を前記予備測定工程で演算された中心座標に位置させ、
この位置においてねじ孔測定ヘッドによって前記ねじ孔
の有効径または深さを測定する本測定工程と、を備えたことを特徴とする測定方法。