JPH10274501A

JPH10274501A - 接触式変位計

Info

Publication number: JPH10274501A
Application number: JP9078594A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Saeki; 和人佐伯
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】測定時の一連の動作を自動で行えて生産ライ
ンへの導入が容易であり、被測定物に大きな衝撃を与え
ることなく高速な測定を行え、被測定物に応じた適正な
条件での測定が可能である接触式変位計を提供する。【解決手段】タイミング信号が入力されると、ロッド
４の被測定物Ｍへの接近、ロッド４の被測定物Ｍへの接
触、変位の測定、ロッド４の復帰という一連の測定処理
を連続して自動で行う。復帰点Ｂから減速点Ｃまでは高
速でロッド４を移動し、減速点Ｃから被測定物Ｍに接触
する測定点Ｄまでは低速にてロッド４を移動する。一連
の測定処理の自動制御において、復帰点Ｂ及び減速点Ｃ
の位置、ロッド４の速度，加速度を含む移動パターン、
並びに、測定時にロッド４が被測定物Ｍを押す力を、被
測定物Ｍに応じて事前に任意に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロッドを移動させ
て被測定物に実際に接触させ、被測定物までの距離、即
ち被測定物の変位を測定する接触式変位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】接触式変位計としては、従来より次のよ
うなものが知られている。図16は、第１の従来例として
の接触式変位計の模式図であり、その従来の接触式変位
計は、先端にロッド61を有する小レンジ接触式変位計62
をエアシリンダ63に取り付けた構成をなす。エアシリン
ダ63の駆動により、小レンジ接触式変位計62のロッド61
を被測定物Ｍに押し当てて変位を測定し、その後、エア
シリンダ63の駆動によって小レンジ接触式変位計62を引
き上げる。

【０００３】図17は、第２の従来例としての接触式変位
計の模式図であり、その従来の接触式変位計は、先端に
ロッド71を有し回転モータを内蔵したセンサ本体72に、
モータ制御部73及び測定部74を接続させた構成をなす。
モータ制御部73による回転モータの駆動によってロッド
71を出したり引っ込めたりする動作を行って、被測定物
Ｍの変位を測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来例
では、エアシリンダ63をエアーを導入するための設備が
必要である。また、小レンジ接触式変位計62の固定部を
エアシリンダ63にて駆動するので、その固定部の位置決
め精度が小レンジ接触式変位計62自身の精度に加算され
ることになり、小レンジ接触式変位計62のみで測定する
場合に比べて測定精度が悪いという問題がある。

【０００５】上述した第２の従来例では、回転モータに
よってロッド71の一定速度での「押し出し」及び「引き
込み」の動作しか行えないので、実際に変位を測定する
場合には、ロッド71の押し出し処理、ロッド71が被測定
物Ｍに接触していることの判断処理、変位の測定処理及
びロッド71の引き込み処理という一連の作業を行う必要
がある。また、ロッド71の移動は常に等速であって、そ
の移動速度を制御できない。よって、高速な測定を行お
うとすると被測定物Ｍへの衝撃が大きくなり、逆に被測
定物Ｍへの衝撃を小さくしようとすると低速な移動にな
って測定に長時間を要することになるという問題があ
る。

【０００６】更に、これらの従来例は何れも、測定開始
信号を入力することによりロッドを移動させて測定を行
い、その後、測定終了信号を入力することによりロッド
を復帰させるという制御が必要であって、一連の測定動
作を自動で行わせるためには外部にそのための制御系を
新たに設ける必要があり、生産ラインにこのような従来
の接触式変位計を導入させることは困難である。

【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、一連の測定動作を自動で行えて生産ラインへの
導入が容易である接触式変位計を提供することを目的と
する。

【０００８】本発明の他の目的は、被測定物に大きな衝
撃を与えることなく高速な測定を行えて短時間で測定を
完了できる接触式変位計を提供することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、被測定物の大き
さ，材質などに応じた適正な条件での測定が可能である
接触式変位計を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る接触式変
位計は、ロッドを被測定物に対して接離する方向に移動
させる移動手段と、前記ロッドの移動量を測定する測定
手段とを備え、前記ロッドを前記被測定物に接触するま
で前記移動手段により移動し、前記被測定物の変位を前
記測定手段により測定し、前記ロッドを前記被測定物か
ら前記移動手段により離す接触式変位計において、前記
ロッドの前記被測定物に近づく方向への移動，前記変位
の測定及び前記ロッドの前記被測定物から離れる方向へ
の移動の一連の処理を、測定開始信号の入力に基づいて
自動制御する制御手段を備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る接触式変位計は、ロッドを
被測定物に対して接離する方向に移動させる移動手段
と、前記ロッドの移動量を測定する測定手段とを備え、
前記ロッドを前記被測定物に接触するまで前記移動手段
により移動し、前記被測定物の変位を前記測定手段によ
り複数回測定し、前記ロッドを前記被測定物から前記移
動手段により離す接触式変位計において、前記ロッドの
前記被測定物に近づく方向への移動及び前記複数回の変
位の測定の一連の処理を、測定開始信号の入力に基づい
て自動制御する第１制御手段と、前記ロッドの前記被測
定物から離れる方向への移動の処理を、測定終了信号の
入力に基づいて自動制御する第２制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る接触式変位計は、請求項１
または２において、前記ロッドの前記被測定物に近づく
方向への移動は、所定の第１点から所定の第２点までの
第１移動と、前記第２点から前記被測定物までの第２移
動とを含み、前記ロッドの前記被測定物から離れる方向
への移動は、前記被測定物から前記第１点までの第３移
動を含むことを特徴とする。

【００１３】請求項４に係る接触式変位計は、ロッドを
被測定物に接触するまで移動し、前記被測定物の変位を
測定する接触式変位計において、前記ロッドの前記被測
定物に近づく方向への所定の第１点から所定の第２点ま
での第１移動を制御する第１移動制御手段と、前記第２
点から前記被測定物までの前記ロッドの第２移動を制御
する第２移動制御手段と、前記被測定物の変位を測定す
る変位測定手段と、前記被測定物から前記第１点までの
前記ロッドの第３移動を制御する第３移動制御手段とを
備えることを特徴とする。

【００１４】請求項５に係る接触式変位計は、請求項４
において、前記第１移動制御手段，第２移動制御手段，
変位測定手段及び第３移動制御手段における処理を、測
定開始信号の入力に基づいて、連続的に行わせる手段を
更に備えることを特徴とする。

【００１５】請求項６に係る接触式変位計は、請求項４
において、前記第１移動制御手段及び第２移動制御手段
における制御処理、並びに、前記変位測定手段における
複数回の測定処理を、測定開始信号の入力に基づいて、
連続的に行わせる手段と、前記第３移動制御手段におけ
る制御処理を、測定終了信号の入力に基づいて行わせる
手段とを更に備えることを特徴とする。

【００１６】請求項７に係る接触式変位計は、請求項２
または６において、前記測定開始信号及び測定終了信号
は同類のタイミング信号であることを特徴とする。

【００１７】請求項８に係る接触式変位計は、請求項３
〜７の何れかにおいて、前記第２移動は前記第１移動よ
り低速であることを特徴とする。

【００１８】請求項９に係る接触式変位計は、請求項３
〜８の何れかにおいて、前記第２移動は等速移動である
ことを特徴とする。

【００１９】請求項10に係る接触式変位計は、請求項１
〜９の何れかにおいて、前記変位の測定時に、前記ロッ
ドが前記被測定物に接触した後、前記ロッドが前記被測
定物を押す力を一旦第１の所定値以下にし、その後前記
力を第２の所定値に設定するように構成したことを特徴
とする。

【００２０】請求項11に係る接触式変位計は、請求項３
〜10の何れかにおいて、前記第１点及び第２点の位置、
並びに、前記第１移動，第２移動及び第３移動での運動
パターンを任意に設定する手段を更に備えることを特徴
とする。

【００２１】請求項12に係る接触式変位計は、請求項10
または11において、前記第１の所定値及び第２の所定値
を任意に設定する手段を更に備えることを特徴とする。

【００２２】請求項13に係る接触式変位計は、請求項11
または12において、設定した前記第１点及び第２点の位
置、前記第１移動，第２移動及び第３移動での運動パタ
ーン、並びに、前記第１の所定値及び第２の所定値の少
なくとも１つを記憶する手段を更に備えることを特徴と
する。

【００２３】請求項14に係る接触式変位計は、請求項１
〜13の何れかにおいて、前記ロッドが前記被測定物に近
づく向きの前記ロッドの移動速度を正とした場合に、前
記ロッドの移動速度が０または負である場合にカウント
アップするカウンタと、前記ロッドの移動速度が０また
は負であることを最初に検出したときの前記ロッドの位
置を標準値として保持する手段と、前記ロッドの移動速
度が正であることを検出してもそのときのロッドの位置
が前記標準値を超えない場合には前記カウンタの値をリ
セットしない手段と、前記カウンタの値が閾値以上にな
った場合に変位を測定すべきロッドの位置が安定したと
判定する手段とを更に備えることを特徴とする。

【００２４】本発明の接触式変位計では、測定開始信号
が入力されると、先端に接触子を有する棒状体であるロ
ッドの被測定物に近づく方向への移動、ロッドの被測定
物への接触、変位の測定及びロッドの被測定物から遠ざ
かる方向への復帰移動という一連の測定処理が連続して
自動で行われる。よって、測定開始信号を入力するだけ
で一連の測定処理を行えるので、生産ラインへの導入が
容易となる。

【００２５】また、ロッドを被測定物に近づける場合
に、所定の第１点から所定の第２点までは高速にロッド
を移動させ、その第２点から被測定物までは低速度の等
速でロッドを移動させて被測定物にロッドを接触させ
る。よって、高速な測定処理及び被測定物への過度の衝
撃の防止を実現できる。

【００２６】また、ロッドが被測定物に接触すると被測
定物を押す力を一旦ゼロに近い値にし、その後、所定の
値の力に設定する。このようにすることにより、被測定
物が弾力性に富む物体であっても、ロッドの接触に伴う
被測定物の撓みが回復した後に測定を行うことになって
正確な測定を行える。

【００２７】また、一連の測定処理の自動制御におい
て、前記第１点及び第２点の位置、ロッドの被測定物に
近づける場合の速度，加速度を含む運動パターン、ロッ
ドを被測定物から元の位置に復帰させるの場合の速度，
加速度を含む運動パターン、並びに、測定時に被測定物
を押す力を、被測定物の大きさ，形状，材質などを考慮
して、任意に設定できる。よって、多様な種類の被測定
物に対しても、これらのパラーメータの設定を変更する
ことにより、最適な条件による測定処理を行うことがで
きる。

【００２８】また、その設定したパラメータの条件を記
憶しておくと、以前と同じ被測定物を測定する場合に、
あらためて各種のパラメータを設定する必要がなく、被
測定物の変更に柔軟に対応できる。

【００２９】更に、ロッドの移動速度（被測定物に向か
う場合を正）が０または負であることを検出した場合に
カウンタの値を０にセットし、そのときのロッドの位置
を標準値として保持しておき、その後、ロッドの移動速
度が０または負であることを検出する度にカウンタの値
をインクリメントしていく。この際、ロッドの移動速度
が正であることを検出してもそのときのロッドの位置が
前記標準値を超えていない場合にはカウンタの値をリセ
ットしない。そして、そのカウンタの値が閾値以上にな
った場合に、変位を測定できるようなロッド位置の安定
状態が得られたと判定する。従って、被測定物が振動し
ていても、安定した測定を行える。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。

【００３１】図１は、本発明の接触式変位計の構成例を
示す模式図である。図１において、１はセンサ本体であ
り、センサ本体１は、直方体状の長尺な本体部２と、本
体部２に連なる円柱状の固定部３と、本体部２及び固定
部３内を通って長軸方向に移動可能なロッド４とを備え
て構成されている。ロッド４の先端は、半球状をなして
おり接触子4aとなっている。センサ本体１の本体部２内
には、ロッド４の位置を測定する測定部５とロッド４の
移動を制御するモータ６とが設けられている。

【００３２】測定部５は、リニア磁気スケールであっ
て、ロッド４の長軸方向にＮ極，Ｓ極が交互に多数配置
されて磁石群に対向してロッド４と一体的に移動し、そ
の移動による磁界変化に伴って位相が互いに異なる正弦
波の測定信号を出力する２つの読取素子を有しており、
その測定信号を位相カウンタ７へ出力する。位相カウン
タ７は、互いに周波数が同じで位相が90度ずれた２つの
正弦波の基本信号を生成し、入力されたそれぞれの測定
信号にこの各基本信号を掛け合わせ、掛け合わせた後の
信号を加算する。そして、加算後の信号と何れか１つの
基本信号との位相差を計数することにより、ロッド４の
位置を測定する。測定された位置情報はＣＰＵ８へ送ら
れる。

【００３３】ＣＰＵ８は、測定された位置情報に基づい
てロッド４の移動を制御するために、モータ駆動部９へ
移動制御信号を出力する。モータ駆動部９は、この移動
制御信号に基づいて、三相リニアモータからなるモータ
６へ供給する電流を調整する。また、モータ６に流す電
流値とモータ６が出す推力とは比例するので、測定時に
流す電流値によって測定力（測定時のロッド４は被測定
物を押す力）を設定している。なお、この電流値を決め
るための測定力制御信号もＣＰＵ８からモータ駆動部９
へ出力される。なお、これらの移動制御信号及び測定力
制御信号は、何れもモータ６に流す電流の大きさを制御
するための制御信号であり、実質的に同類の制御信号で
ある。

【００３４】ＣＰＵ８には、測定結果，動作状態などを
表示する表示部10と、ロッド４の移動パターン，測定力
などの種々のパラメータの設定などの入力操作を行う入
力部11と、測定結果，測定開始信号などを外部機器と通
信する通信部12と、設定パラメータの内容を記憶するメ
モリ13とが接続されており、ＣＰＵ８は、これらとの間
で表示処理，入力処理，通信処理，書込み／読出し処理
を行う。

【００３５】図２は、センサ本体１のロッド４の各種の
位置を示す模式図である。図２に示すように、４種類の
点、即ち、原点Ａ，復帰点Ｂ，減速点Ｃ及び測定点Ｄを
定義する。被測定物Ｍから最も遠い原点Ａは、機械的基
準点であり、電源を投入した際にこの位置までロッド４
が移動し、位相カウンタ７のカウント値をリセットす
る。原点Ａより被測定物Ｍに近い復帰点Ｂは、測定処理
時にロッド４が待機する位置であり、電源投入後に後述
するスタンドバイキーが押されるとロッド４は原点Ａか
らこの復帰点Ｂへ移動して、次のタイミング信号が入力
されるのを待ち、タイミング信号が入力されると被測定
物Ｍに向かう移動を開始する。また、測定が終了すると
ロッド４はこの復帰点Ｂまで戻る。減速点Ｃは復帰点Ｂ
より更に被測定物Ｍに近接した点であるが、ロッド４は
復帰点Ｂからこの減速点Ｃまで高速で移動し、減速点Ｃ
から被測定物Ｍに接触するまでは低速度の等速で移動す
るようになっている。また、測定点Ｄはロッド４が被測
定物Ｍに接触する点であり、この位置でロッド４に所望
の測定力を加えて変位を測定する。なお、これらの復帰
点Ｂ及び減速点Ｃの位置は固定ではなく、入力部11から
の外部入力に応じて任意に設定することができる。

【００３６】図３は、表示部10及び入力部11の一例を示
す模式図である。表示部10には測定値表示部10a と判定
出力表示灯10b とスタンバイ表示灯10c とタイミング入
力表示灯10d とストローブ出力表示灯10e とが存在す
る。測定値表示部10a は、実際の測定を行う場合にはそ
の測定結果（実際の測定値または基準値及び実際の測定
値の差）を数値として表示し、各種のパラメータの設定
を行う場合には、そのパラメータの設定項目及び設定値
を表示する。判定出力表示灯10b は、測定値と基準値と
の差の程度を表すものであり、測定値が第１の上限値を
上回った場合にはＨＨのＬＥＤが点灯し、測定値が第１
の上限値よりは低い第２の上限値を上回った場合にはＨ
ＩのＬＥＤが点灯し、測定値が第１の下限値を下回った
場合にはＬＬのＬＥＤが点灯し、測定値が第１の下限値
よりは高い第２の下限値を下回った場合にはＬＯのＬＥ
Ｄが点灯し、測定値が第２の上限値と第２の下限値との
間である場合にはＧＯのＬＥＤが点灯する。スタンバイ
表示灯10c は、後述するスタンバイキーがオン状態であ
る場合に点灯するＬＥＤである。また、タイミング入力
表示灯10d は、タイミング信号が入力されたときに点灯
するＬＥＤである。ストローブ出力表示灯10e は、測定
値が確定した際に点灯し、ロッド４が復帰点に戻って次
の測定が可能となった際に消灯するＬＥＤである。

【００３７】また、入力部11には、スタンバイキー11a
とパラメータ設定キー11b とタイミング入力キー11c と
モード設定キー11d とが存在する。スタンバイキー11a
は、測定処理のスタンバイのオン／オフを切り換え、ス
タンバイがオンである（スタンバイ表示灯10c が点灯し
ている）場合には、測定処理が可能であってパラメータ
設定処理は不可能であり、逆に、スタンバイがオフであ
る（スタンバイ表示灯10c が消灯している）場合には、
測定処理は不可能であってパラメータ設定処理が可能で
ある。パラメータ設定キー11b は、ロッド４の移動パタ
ーン（速度，加速度を含む），測定時の測定力，復帰点
及び減速点の位置などの各種のパラメータを設定する場
合、任意のパラメータの選択及び数値設定を行う際に使
用する。タイミング入力キー11c は、スタンバイがオン
である場合に押されるとタイミング信号の入力となり、
スタンバイがオフである場合に押されるとパラメータの
設定内容が確定される。モード設定キー11d は、後述す
る第１測定モードと第２測定モードとの切り換えを行
う。

【００３８】通信部12を介する通信処理により、パーソ
ナルコンピュータなどの外部機器との交信が可能であ
る。従って、測定値、及び、基準値との差の程度を示す
５段階の判定結果を、表示部10に表示するだけでなく、
外部機器に送信することができる。また、タイミング信
号の入力，各種のパラメータの設定，スタンバイのオン
／オフ切り換え及び測定モードの切り換えは、入力部11
にて行えるだけでなく、外部機器からの遠隔操作によっ
ても行うことができる。

【００３９】メモリ13は、一旦設定されたパラメータの
内容を記憶しておき、必要に応じてＣＰＵ８にその内容
が読み出される。

【００４０】次に、動作について説明する。測定モード
には第１測定モード（単発測定）と第２測定モード（連
続測定）とが存在する。第１測定モードは、スタンバイ
がオンである状態でタイミング信号が入力されると、ロ
ッド４を復帰点から移動させて１回だけ被測定物Ｍの変
位を測定して復帰点に戻る一連の処理を自動的に行う測
定モードである。このような第１測定モードは、複数の
被測定物Ｍを各１回ずつ順に測定する場合などに適す
る。一方、第２測定モードは、スタンバイがオンである
状態でタイミング信号が入力されると、ロッド４を復帰
点から移動させた後次のタイミング信号が入力されるま
で複数回にわたって被測定物Ｍの変位を測定して復帰点
に戻る一連の処理を自動的に行う測定モードである。こ
のような第２測定モードは、搬送される板状の被測定物
Ｍを測定部位を変えて複数箇所測定する場合などに適す
る。この第１測定モードと第２測定モードとの切り換え
は、モード設定キー11d にて行われる。

【００４１】被測定物Ｍに対する実際の測定処理を開始
する前に、その被測定物Ｍの大きさ，形状，材質，硬
さ、及び、測定処理に要する時間などの条件を鑑みて、
復帰点及び減速点の位置，ロッド４の移動時の速度，加
速度，被測定物Ｍに対する測定力などの各種のパラメー
タを、パラメータ設定キー11b の使用または外部機器か
らの入力により設定する。なお、この設定処理は、スタ
ンバイがオフである間に、何回でも繰り返すことがで
き、これらのパラメータを被測定物Ｍに適した任意の数
値に設定することが可能である。また、一旦設定したパ
ラメータの内容をメモリ13に格納しておく。このように
しておけば、以前と同じ被測定物Ｍを測定する場合に、
新規に各種のパラメータを設定する必要はなく、メモリ
13に格納されている内容を読み出すことによりパラメー
タ設定が完了するので、被測定物Ｍの変更に柔軟に対応
できる。

【００４２】図４，図５は、本発明の接触式変位計の動
作手順を示すフローチャートであり、以下に説明する処
理はすべて自動的に行われる。また、図６，図７は、第
１測定モードにおけるロッド４の位置及び表示部10での
表示例を示す図、図８〜図10は、第２測定モードにおけ
るロッド４の位置及び表示部10での表示例を示す図、図
11は、第１測定モードにおけるタイミングチャート、図
12は、第２測定モードにおけるタイミングチャートであ
る。

【００４３】なお、フローチャートにおいてＴＩＭ．は
内部の状態を表しており、タイミング信号が入力される
度に、例えばタイミング信号の立ち上がりエッジを検出
する度に、そのオン，オフが切り換えられる。即ち、Ｔ
ＩＭ．がオンである場合にタイミング信号が入力される
とオフに切り替わり、ＴＩＭ．がオフである場合にタイ
ミング信号が入力されるとオフに切り替わる。

【００４４】まず、スタンバイキー11a をオペレータが
押すか、または、外部機器からスタンバイのオン入力が
なされると、スタンバイ表示灯10c が点灯し、ロッド４
は原点Ａから復帰点Ｂまで移動して、測定の準備が完了
する（図６（ａ），図８（ａ））。そして、タイミング
入力キー11c の押圧、または、外部機器からの指示によ
り、タイミング信号が入力されてＴＩＭ．がオンとなっ
たか否かを判断する（Ｓ１）。ＴＩＭ．がオンになれば
（Ｓ１：ＹＥＳ）、ストローブがオンであるか否かを判
断する（Ｓ２）。ストローブがオンであれば（Ｓ２：Ｙ
ＥＳ）、ＴＩＭ．をオフにして（Ｓ17）Ｓ１に処理が戻
る。つまり、タイミング信号が入力されても、ストロー
ブがオンである、即ち測定値が確定している状態では、
一連の測定動作が行われないようになっている。

【００４５】タイミング信号が入力されてストローブが
オフである場合には（Ｓ２：ＮＯ）、タイミング入力表
示灯10d が点灯してストローブ出力表示灯10e は点灯し
ておらず、ロッド４の移動先位置を減速点Ｃに指定し
（Ｓ３）、ロッド４を復帰点Ｂから減速点Ｃまで高速で
移動させる（図６（ｂ），図８（ｂ））。この際の移動
パターンは、加速させて高速で移動させた後、減速点Ｃ
で設定速度になるように除々に減速する。ロッド４が減
速点Ｃに到達すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ロッド４の移動
速度を一定の設定速度に制御して（Ｓ５）、被測定物Ｍ
に接触するまで、つまり測定点Ｄまで、この設定速度で
ロッド４を等速移動させる（図６（ｃ），図８
（ｃ））。

【００４６】次に、被測定物Ｍにロッド４が接触してい
ることを判定する（Ｓ６）。図13は、その接触判定の手
順、つまりＳ６のサブルーチンを示すフローチャートで
ある。まず、ホールド値をクリアして０にする（Ｓ6
1）。次いで、ロッド４の移動速度が０または負である
か否かを判断する（Ｓ62）。ここで、ロッド４の移動速
度は被測定物Ｍに向かう場合を正、つまり図６〜図10に
おいて下向きを正とする。ロッド４の移動速度が正であ
る場合には（Ｓ62：ＮＯ）、その時点でのロッド４の位
置がホールド値以上であるか否かを判断する（Ｓ67）。
ロッド４の位置がホールド値以上であれば（Ｓ67：ＹＥ
Ｓ）、安定カウンタの計数値を０に設定してＳ62に処理
が戻り、ロッド４の位置がホールド値未満であれば（Ｓ
67：ＮＯ）、そのままＳ62に処理が戻る。一方、ロッド
４の移動速度が０または負である場合には（Ｓ62：ＹＥ
Ｓ）、安定カウンタの計数値が０であるか否かを判断す
る（Ｓ63）。０であれば（Ｓ63：ＹＥＳ）そのときのロ
ッド４の位置をホールド値に設定した後（Ｓ64）、０で
なければ（Ｓ63：ＮＯ）そのまま、Ｓ65に処理が進み、
安定カウンタの計数値を１だけインクリメントする（Ｓ
65）。そして、その安定カウンタの計数値が第１基準値
以上であるか否かを判断する（Ｓ66）。安定カウンタの
計数値が第１基準値以上であれば（Ｓ66：ＹＥＳ）、被
測定物Ｍにロッド４が接触していると判定して処理を終
了し、安定カウンタの計数値が第１基準値未満であれば
（Ｓ66：ＮＯ）、Ｓ62に処理が戻る。このように、ロッ
ド４の移動速度が正に戻っても、ロッド４の位置がホー
ルド値を超えなければ安定カウンタの計数値をクリアせ
ず、ロッド４の移動速度が０または負である場合に安定
カウンタの計数値をカウントアップしていくので、振動
を繰り返している被測定物Ｍについても測定が可能とな
る。

【００４７】ロッド４が被測定物Ｍに接触したことを判
定すると（図６（ｄ），図８（ｄ））、ロッド４から被
測定物Ｍにかける力、つまり測定力を設定する（Ｓ
７）。なお、この測定力の設定は、モータ６に流す電流
値の制御により行う。この際、被測定物Ｍにロッド４が
接触すると、モータ６に流す電流を減少させて一旦０に
近い値まで測定力を下げた後、モータ６に流す電流を増
加させて予め設定しておいた値まで測定力を上げる。こ
のようにすれば、軟らかい被測定物Ｍについても、ロッ
ド４の接触に伴う撓みが回復した後に測定を行うことが
できて正確な測定を行える。

【００４８】図14は、その測定力設定の手順、つまりＳ
７のサブルーチンを示すフローチャートである。測定電
流から所定値である第１定数を減算し（Ｓ71）、その減
算値が下限電流（測定力が０に近い値となるときの電流
値）以下であるか否かを判断する（Ｓ72）。そして、減
算値が下限電流以下になるまでＳ71の処理を繰り返し、
減算値が下限電流以下になると（Ｓ72：ＹＥＳ）、電流
をその下限電流に設定する（Ｓ73）。その後、測定電流
に所定値である第２定数を加算し（Ｓ74）、その加算値
が設定電流（測定力が設定しておいた値となるときの電
流値）以上であるか否かを判断する（Ｓ75）。そして、
加算値が設定電流以上になるまでＳ74の処理を繰り返
し、加算値が設定電流以上になると（Ｓ75：ＹＥＳ）、
電流をその設定電流に設定して（Ｓ76）、処理を終了す
る。

【００４９】測定力を所定の設定値にした後、測定の可
否を判定する（Ｓ８）。図15は、その測定の可否判定の
手順、つまりＳ８のサブルーチンを示すフローチャート
である。まず、安定カウンタをリセットしてその計数値
を０にする（Ｓ81）。次いで、ロッド４の移動速度が０
または負であるか否かを判断する（Ｓ82）。０または負
である場合には（Ｓ82：ＹＥＳ）、安定カウンタの計数
値を１だけインクリメントする（Ｓ83）。そして、その
安定カウンタの計数値が第２基準値以上であるか否かを
判断する（Ｓ84）。安定カウンタの計数値が第２基準値
以上であれば（Ｓ84：ＹＥＳ）、測定可能状態になった
と判断して処理を終了し、安定カウンタの計数値が第２
基準値未満であれば（Ｓ84：ＮＯ）、Ｓ82に処理が戻
る。

【００５０】ロッド４の位置が安定して測定可能状態に
なれば、実際の測定を行う（Ｓ９）。測定値が確定する
とストローブがオンとなり（Ｓ10）、ストローブ出力表
示灯10e が点灯し、測定値表示部10a にその測定値が表
示されると共に、判定出力表示灯10b の何れかのＬＥＤ
が点灯する（図７（ｅ），図９（ｅ））。

【００５１】ここで、設定されている動作モードが、第
１動作モード（単発測定）であるか第２動作モード（連
続測定）であるかが判断される（Ｓ11）。

【００５２】第１動作モードである場合には、この時点
で自動的にタイミング信号が入力されてＴＩＭ．がオフ
となる（Ｓ12）。そして、ロッド４の移動先位置を復帰
点Ｂに指定し（Ｓ14）、ロッド４を測定点Ｄから復帰点
Ｂまで高速で移動させる（図７（ｆ））。ロッド４が復
帰点Ｂに戻ると（Ｓ15：ＹＥＳ）、その時点でストロー
ブをオフにして（Ｓ16）、ストローブ出力表示灯10e は
消える（図７（ｇ））。以上のようにして、第１動作モ
ード（単発測定）の一連の自動測定処理が終了する。な
お、次回の測定処理を行わない場合に、スタンバイキー
11a を押すか、または、外部機器からスタンバイのオフ
入力がなされると、スタンバイ表示灯10c が消灯して、
ロッド４が原点Ａに戻る（図７（ｈ））。

【００５３】一方、Ｓ11において第２動作モードである
場合には、ＴＩＭ．がオンである状態が持続しているか
否かを判断する（Ｓ13）。オン状態が続いている場合
（Ｓ13：ＹＥＳ）には、Ｓ９に処理が戻って、測定を続
ける（図９（ｆ））。即ち、タイミング信号が入力され
ない間は、連続的に測定を行う。その後、タイミング入
力キー11c の押圧、または、外部機器からの指示によっ
てタイミング信号が入力され、ＴＩＭ．がオン状態から
オフ状態に切り替わると（Ｓ13：ＮＯ）、ロッド４の移
動先位置を復帰点Ｂに指定し（Ｓ14）、ロッド４を測定
点Ｄから復帰点Ｂまで高速で移動させる（図９
（ｇ））。即ち、タイミング信号が入力されると、測定
処理は中止され、ロッド４が復帰点Ｂに戻る。なお、こ
の連続測定時の測定結果及び判定結果は保持される。ロ
ッド４が復帰点Ｂに戻ると（Ｓ15：ＹＥＳ）、その時点
でストローブをオフにして（Ｓ16）、ストローブ出力表
示灯10e は消える（図９（ｈ））。以上のようにして、
第２動作モード（連続測定）の一連の自動測定処理が終
了する。なお、次回の測定処理を行わない場合に、スタ
ンバイキー11a を押すか、または、外部機器からスタン
バイのオフ入力がなされると、スタンバイ表示灯10c が
消灯して、ロッド４が原点Ａに戻る（図10（ｉ））。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明の接触式変位計で
は、タイミング信号が入力されると、ロッドの被測定物
に近づく方向への移動、ロッドの被測定物への接触、変
位の測定、ロッドの被測定物から遠ざかる方向への復帰
移動という一連の測定処理を連続して自動で行えるの
で、複雑な制御を行うことなく測定を行えると共に、生
産ラインへの導入も容易となる。また、センサ本体以外
に可動部が不要であるので、そのセンサ本体の精度がそ
のまま測定精度になり、測定精度は向上する。また、被
測定物の近傍までは高速でロッドを移動させ、その後、
低速でロッドを移動させて被測定物に接触するようにし
たので、被測定物に大きな衝撃を与えることなく、高速
な測定が可能である。また、ロッドの移動パターン，測
定力の大きさを任意に設定できるので、それぞれの被測
定物に対して最適な条件での測定を容易に実現できる。
また、設定した各種のパラメータを記憶しておくので、
設定パラメータを簡単に切り換えることができ、被測定
物の変更に柔軟に対応できる。また、ロッドが被測定物
に接触した後、一旦測定力を実質的にゼロにするので、
被測定物が弾力性に富む物体であっても正確な測定を行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接触式変位計の構成例を示す模式図で
ある。

【図２】ロッドの各種の位置を示す模式図である。

【図３】表示部及び入力部の一例を示す模式図である。

【図４】本発明の接触式変位計の動作手順を示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の接触式変位計の動作手順を示すフロー
チャートである。

【図６】第１測定モードにおけるロッドの位置及び表示
部での表示例を示す図である。

【図７】第１測定モードにおけるロッドの位置及び表示
部での表示例を示す図である。

【図８】第２測定モードにおけるロッドの位置及び表示
部での表示例を示す図である。

【図９】第２測定モードにおけるロッドの位置及び表示
部での表示例を示す図である。

【図１０】第２測定モードにおけるロッドの位置及び表
示部での表示例を示す図である。

【図１１】第１測定モードにおけるタイミングチャート
である。

【図１２】第２測定モードにおけるタイミングチャート
である。

【図１３】図４におけるＳ６のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】図４におけるＳ７のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１５】図４におけるＳ８のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１６】従来の接触式変位計の構成を示す模式図であ
る。

【図１７】従来の他の接触式変位計の構成を示す模式図
である。

【符号の説明】

１センサ本体４ロッド５測定部６モータ７位相カウンタ８ＣＰＵ９モータ駆動部 10 表示部 11 入力部 12 通信部 13 メモリＡ原点Ｂ復帰点Ｃ減速点Ｄ測定点Ｍ被測定物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロッドを被測定物に対して接離する方向
に移動させる移動手段と、前記ロッドの移動量を測定す
る測定手段とを備え、前記ロッドを前記被測定物に接触
するまで前記移動手段により移動し、前記被測定物の変
位を前記測定手段により測定し、前記ロッドを前記被測
定物から前記移動手段により離す接触式変位計におい
て、前記ロッドの前記被測定物に近づく方向への移動，
前記変位の測定及び前記ロッドの前記被測定物から離れ
る方向への移動の一連の処理を、測定開始信号の入力に
基づいて自動制御する制御手段を備えることを特徴とす
る接触式変位計。
【請求項２】ロッドを被測定物に対して接離する方向
に移動させる移動手段と、前記ロッドの移動量を測定す
る測定手段とを備え、前記ロッドを前記被測定物に接触
するまで前記移動手段により移動し、前記被測定物の変
位を前記測定手段により複数回測定し、前記ロッドを前
記被測定物から前記移動手段により離す接触式変位計に
おいて、前記ロッドの前記被測定物に近づく方向への移
動及び前記複数回の変位の測定の一連の処理を、測定開
始信号の入力に基づいて自動制御する第１制御手段と、
前記ロッドの前記被測定物から離れる方向への移動の処
理を、測定終了信号の入力に基づいて自動制御する第２
制御手段とを備えることを特徴とする接触式変位計。
【請求項３】前記ロッドの前記被測定物に近づく方向
への移動は、所定の第１点から所定の第２点までの第１
移動と、前記第２点から前記被測定物までの第２移動と
を含み、前記ロッドの前記被測定物から離れる方向への
移動は、前記被測定物から前記第１点までの第３移動を
含む請求項１または２記載の接触式変位計。
【請求項４】ロッドを被測定物に接触するまで移動
し、前記被測定物の変位を測定する接触式変位計におい
て、前記ロッドの前記被測定物に近づく方向への所定の
第１点から所定の第２点までの第１移動を制御する第１
移動制御手段と、前記第２点から前記被測定物までの前
記ロッドの第２移動を制御する第２移動制御手段と、前
記被測定物の変位を測定する変位測定手段と、前記被測
定物から前記第１点までの前記ロッドの第３移動を制御
する第３移動制御手段とを備えることを特徴とする接触
式変位計。
【請求項５】前記第１移動制御手段，第２移動制御手
段，変位測定手段及び第３移動制御手段における処理
を、測定開始信号の入力に基づいて、連続的に行わせる
手段を更に備える請求項４記載の接触式変位計。
【請求項６】前記第１移動制御手段及び第２移動制御
手段における制御処理、並びに、前記変位測定手段にお
ける複数回の測定処理を、測定開始信号の入力に基づい
て、連続的に行わせる手段と、前記第３移動制御手段に
おける制御処理を、測定終了信号の入力に基づいて行わ
せる手段とを更に備える請求項４記載の接触式変位計。
【請求項７】前記測定開始信号及び測定終了信号は同
類のタイミング信号である請求項２または６記載の接触
式変位計。
【請求項８】前記第２移動は前記第１移動より低速で
ある請求項３〜７の何れかに記載の接触式変位計。
【請求項９】前記第２移動は等速移動である請求項３
〜８の何れかに記載の接触式変位計。
【請求項１０】前記変位の測定時に、前記ロッドが前
記被測定物に接触した後、前記ロッドが前記被測定物を
押す力を一旦第１の所定値以下にし、その後前記力を第
２の所定値に設定するように構成した請求項１〜９の何
れかに記載の接触式変位計。
【請求項１１】前記第１点及び第２点の位置、並び
に、前記第１移動，第２移動及び第３移動での運動パタ
ーンを任意に設定する手段を更に備える請求項３〜１０
の何れかに記載の接触式変位計。
【請求項１２】前記第１の所定値及び第２の所定値を
任意に設定する手段を更に備える請求項１０または１１
記載の接触式変位計。
【請求項１３】設定した前記第１点及び第２点の位
置、前記第１移動，第２移動及び第３移動での運動パタ
ーン、並びに、前記第１の所定値及び第２の所定値の少
なくとも１つを記憶する手段を更に備える請求項１１ま
たは１２記載の接触式変位計。
【請求項１４】前記ロッドが前記被測定物に近づく向
きの前記ロッドの移動速度を正とした場合に、前記ロッ
ドの移動速度が０または負である場合にカウントアップ
するカウンタと、前記ロッドの移動速度が０または負で
あることを最初に検出したときの前記ロッドの位置を標
準値として保持する手段と、前記ロッドの移動速度が正
であることを検出してもそのときのロッドの位置が前記
標準値を超えない場合には前記カウンタの値をリセット
しない手段と、前記カウンタの値が閾値以上になった場
合に変位を測定すべきロッドの位置が安定したと判定す
る手段とを更に備える請求項１〜１３の何れかに記載の
接触式変位計。