JPS58173422A - 自動内径測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円形の穴を有する被測定物における内径寸法
を２つの接触子の相対移動変位量から自動的に計測可能
な自動内径測定機ＶＣＪＡする。

従来、被測定物の内側寸法を自動測定する場合、被測定
物の内側に当接する一対の接触子を設け、これらの接触
子をそれぞれ独立に内−壁面に向って移動させて各内側
壁面に当接させ、との当接時における内接触子間の寸法
を各接触子の変位量の和として求めるのが一般的であっ
た。

しかし、このような従来例にあっては、各接触子をそれ
ぞれ独立に移動させる駆動手段が必要とされるばかりで
なく、各接触子の変位量を別個な変位検出器で検出しな
ければならず、これらの別個な変位検出器間の感度のマ
ツチングをとらねばならず、使用上煩雑であるといり欠
点がある。オた、円筒体の内径測定を行なう場合におい
ては、穴の直径部の寸法を計測する必要があるため、被
測定物の固定時に、両接触子を結ぶ線上に被測定物の中
心を設定するように固定する必要があり、この作業も煩
雑であり、かつ、両接触子を結ぶ線−トに被測定物の中
心を設定することは内径寸法が不明な測定前においては
事実上不可能であった。

本発明の目的は、簡易な構成で、かつ、高精度に被測定
物の内径を測定できる自動内径測定機を桿供するＫある
。

本発明は、２つグツ接触ｆの−・力を置体に固定［７て
固定接触子とするとと本に、他方を基体に対し。

所定の方向であるＸ方向に移動可能なｏｌ動接触イとし
て対向配置し、この可動接触子ＫＩｉＸ方向の移動変位
を検出する変位検出器の移噂！部を連結ｊ５て１つの変
位検出器で内接触子間の寸法を側宇５１能とし、かつ、
被測定物を固定する載物台をＸ方向及びこれに直交する
Ｙ方向に移動可能に基体に取付け、さらに、測定準備工
程において敏物台十に同定された内径基準体に両測定子
を挿入して載物台をＹ方向に移動したとき変位検出器が
出力する町勤接佑里固定接触子と離反する方向の最大移
動変位量を記憶する記憶装置を設けるとともに１この配
憶装置に記憶された値と、当該内径基準体の基準内径設
定値と、被測定物の内径の任意測定時における変位検出
器の出力値とから当該被ｆＡｌｌ魔物の内径を春用する
演算・制御装置を設け、内径基準体の内径を寸法基準と
して被ＩＩ魔物の内径を自動的に測定できるようＫして
曲記月的を遺戒しようとする本のである。

以下、本発明の一実施例を図面に某づいて鰭明する。

第１図及び第２図において、直方体状に形成され九基体
ｌの長手方向の上面両側にはそれぞれ支持台２．３が立
設されている。一方の支持台２の上端部には支持軸４を
介して正面下向きコ字形の固定アーム５の開放側一端（
基端）が固定され、この固定アーム５の開放側他端（先
端）の内側面には半球状の固定接触子６が固定されてい
る。

前記固定アーム５には、はぼ同形の可動アーム７が固定
アーム５と対称に対向配置され、この可動アーム７の開
放側一端（基端）は、変位検出器８の移動部であるスピ
ンドル９の先端に固定され、スピンドル９の軸方向すな
わち所定方向としてのＸ方向に移動可能にされ、ｆ九、
開放側他端（先端）の内側面には半球状の可動接触子１
０が固定されている。

前記変位検出器８は、通常の直線方向変位を検出する装
置で、スピンドル９の内端に設けられた光学的あるいは
磁気的等のスケールの動きを、これに対向する光学的あ
ＩＪ　ｉ　ｒｊ磁ツ、的検出章子で読取るように構成さ
れており　（の検出器８は前記基体１上に立設された他
方の支持台３の上端部にそのケーシングで固定されてい
る。

前記可動アーム７の基端Ｋｌｉローグ１１の一端が連結
されるとともに、このプーリ１１の途中け、基体１の一
部をなす支持台３の側面に回転自在に支持され念グー１
７１２ＫＩ！回されてその他端は下方に垂下され、この
他端には重錘１３が連結されている。これらのプーリ１
１、プーリ１２及び重錘１３によ抄付勢手段１４が構成
され、この付勢手段１４により可動アーム７を固定、可
動内接触子６，１０が互いに離反する方向に常時付勢し
て円筒体などの被測定物１５に測定力を付与するように
なっている。

前記支持台３上にはプラタン）１６を介してアーム移動
手段と１−てのシリンダ１７が取付けられ、仁のシリン
ダ１７のげストンロッド１８の先端には、端部に半球部
１９を有する当接部材２ｏが固定されている・ピストン
ロッド１８の進出時にはこの当接部材２０の先端半球部
１９が可動アーム７の図中右側面に当接され、付勢手段
１４の付勢力に抗して可動アーム７を固定アーム５側に
付勢するようＫなっている。

前記内接触子６．１０の下方位置において、前記被測定
物１５を載置する載物台２２が配置されている。この載
物台２２は、上Ｊ部２枚の板状体２３．２５によや支持
され、との載物台２２と上部板状体２３との間には、図
示しないベアリングが介装されて載物台２２は上部板状
体２３に対し前記Ｘ方向に移動自在に支持されている。

マタ、上部板状体２３と載物台２２との関には、図示し
ない載物台固定装置が設けられ、載物台２２と上部板状
体２３との固定が可能にされている。さらに１上部板状
体２３は下部板状体２４に１前記Ｘ方向と直交するＹ方
向すなわち紙面直交方向に移動自在に支持されている。

この１１！板状休２５の前面には載物台２２をＹ方向に
強制的に往復移動させるモータ４７が固定されるととも
に１このモータ４７の出力軸に固定され九偏心カム４８
は上部板状体２３の曲面に当接可能にされている。この
畔、上部板状体２３と下部板状体２５との間には図示し
ないばね等が介装され、上部板状体２３の前−１は常時
、偏心カム４８の局面に当接されるよう付勢されている
。また、モータ４７と偏心カム４８とにより往復移動手
段５１が構成されている。

前記下部板状体２５の下面には上下動軸５４の上端が固
定され、この上下動軸５４は基体１に）−下指動自在に
支持されるとともに、図示しないシリンダにより上下移
動されるようになっている。

また、上下動軸５４は図示しないキーあるいけ別個なが
イド・ＪＫより回り１Ｆめされている。

前記載物台２２の上面には固定ブロック７１が固定され
るとともに、この固定ブロック７’１Ｋｉｌ向され固定
ブロック７１に近接、離隔可能な可動ブロック７２が摺
動自在に支持されている。この可動ブロック７２は載物
台２２上に固定されたシリンダ８２のピストンロッド８
３の先端に連結され、シリンダ８２の作動に伴なって摺
動されるようにされている。ここにおいて、固定ブロッ
ク７１、可動ブロック７２及びシリン／８２により被測
定物１５の固守手段８４が構成され、被測定物１５の挟
持固定あるいは開放ができるようＫなっている。

第３図Ｋｔｉ本実施例の制御系統のブロック図が示され
ている。この図において、演算・制御装置１００ＫＶｉ
記憶装置１０１が接続されるとともに１最大値ホールド
装置１０２が接続されている。オ九、演算・制御装置１
００には変位検出器８からの測定値データが計数装置１
０３を介して入力されるとともに、プリセット手段１１
１．絶対１１１／比較値指令手゛段１１２及び校正／測
定指令手段１１３からの信号が入力され、さらに１現在
値表示装置１１４及び最大値表示装置１１５に所定のデ
ータが出力されるようｋなっている。前記プリセット手
段１１１は、リングゲージ等の内径基準体の呼び寸法す
なわち基準内径設定値をセットするための装置である。

前記変位検出器８は、検出部１１６及びこの検出部１１
６からの信号に波形整形、微分、分割、正逆判別、加減
算等の所定の処理を！、て測定値データとして出力する
信号処理部１１７を備え、この信号処理部１１７からの
測定値データＦｉ引数装置１０３を介して計数され、演
算・制御装置１００内で所定の演算がなされ、計数デー
タとして前記最大値ホールド装置１０２に入力されて最
大移動変位量がホールドされ、かつ、この計数データが
現在値表示装ｆｌｌｆｌ１４に出力されて表示される。

前記最大値ホールド装ｆｌｌ１０２の出ブ）は、清書・
制御装置１００に人力され、給対値のボールドデータと
して最大値表示装置１１５及びプリンタ（図示せず）等
の外部出カ装曾に出力されるとともに１演算・制御装置
１００内の比較−１路により、予め記憶回路１′０】に
記憶されている基準寸法体の最大移動変位量と比較され
その差が！′１［ＩＩＦ・制御装置１００を介して比較
値として前記最大＃％示装ｆｉｊｌ１５及び外部出力装
置に出力されるようになっている。

次に、本実施例の動作を説明するが、まず、第１．２図
によシ測定機の機械的動作を説明し、っいで第３図を参
照して電気的動作を声明する。

測定開始前においては、アーム移動手段としてのシリン
ダ１７のピストンロッド１８は第１図のように進出され
ており、これにより可動アーム７は固定アーム５に当接
され、固定、可動の両測定子６．１０間は最も接近した
状態にされている。

また、載物台固定手段（図示せず）は固定状態とされる
とともに１往復移動手段５１のモータ４７は停止されて
いる。さらに、上下移動用シリンダ（図示せず）のピス
トンロッドは縮小状態にされるとともに、被測定物１５
の固定手段８４のシリンダ８２のピストンロッド８３も
縮小状態とされて開放状態とされ、これＫより載物台２
２は下方に移動されて−おシ（図示せず）、固定ブロッ
ク７１と可動ブロック７２との間に被測定物１５が供給
可能な状態とされている、。

この状態で、図示しない供□給装置ｊＫより被測定物１
５が載物台２２上に供給されて、この被測定物１５の供
給が図示しない検知器により検知されると、固定手段８
４のシリンダ８２が作動されてピストンロッド８３が進
出され、固安フロパック７１と可動ブロック７２との間
に被測定物１５が固定される。この同定により土工１用
／リン／が作動されてｆｖ物置台２２上昇され、最も接
近した状態にある内接触子６．１０は被測定物１５の内
径内に一人される。

ついで、載物台固定手段の固定が解かねて載物台２２が
Ｘ方向移動自在忙さ′れ、こののちアーム移動手段とし
てのシリンダ１７のピストンロッド１８が縮小される。

この♂ストンロッド１８の縮小に伴ない可動アーム７は
付勢手段１４を構成する重錘１３によりも方に引かれ、
可動アーム７の可動接触子１０が被測定物１５の内壁に
当接すると、可動アーム７は被測定物１５及びこの被測
定物１５を固定、支持する１物台２２をも右方に移動さ
せる。この移動は、被測定物１５の左方の内壁に固定ア
ーム５の固定接触子６が当接すること釦より停止され、
とれにより被測定物１５の内径に両測定子６．１０が重
錘１３により得られる測定力で当接され、被測定物１５
の一応の内径（内側）寸法が得られることとなる。この
内径寸法は、可動アーム７に連結されたスピンドル９の
動きとして変位検出器８で検出され、制御装置１００を
介して各表示装置１１４，１１５に表示される。この際
、内接触子６．１０を結ぶ線は、必ずしも被測定物１５
の中心を通るとは限らず、従って、この測定値は円筒形
の被測定物１５の真の直径とは限らない。このため、本
実施例では、内接触子６゜１０が被測定物１５の内壁に
当接されると、往復移動手段５１のモータ４７が作動さ
れ、偏心カム４８を１回転させたのち停止される。この
偏心カム４８の回転によ）上部板状体２３よ抄上方の部
分はＹ方向に往復移動され、被測定物１５もその内径が
内接触子６　、１０に接触されたまま往復移動手段され
る。この被測定物１５の往復移動時において、変位検出
器８で得られる最大値が被測定物１５の真の南極と考え
られるから、仁の値を演算・制御装置１００を介して最
大値ホールド装量１０２でホールドしておき、最大表示
装置１１５に表示すれば、これが求める測定値となる。

なお、本実施例のす位横出器８に＋２いては、絶対値測
定は、その特性上ｉ＊接的には不ａｌ＊￥！なため、上
述と同様な手順でリングデージ等の内径基準体を予め測
定」２てＦ憶装置１０１にその最大移動変位量金して１
憶しておき、この内径基準体の最大移動変位量と比較し
て被測定物１５の内側寸法値を絶対値もしくは比較値と
して得るものである。

載物台２２の往復移動が終了して測定値が得られたら、
アーム移動手段としてのシリンダ１７を酌述とは逆方向
に作動させて可動アーム７を固定アーム５側に閉じさせ
、ついで載物台固定手段により載物台２２を固定し、−
上下移動用シリンダも逆方向に駆動させて載物台２２を
下降させる。こののち、固定手段８４を開放し、測定の
宇ｒした被測定物１５け排出装置Ｗ（し１示せず）によ
り取出し、自否運別装−等を用い、被測定物１５の測定
結果に基づき制御装置１００から発せられる信号により
ｗｌ測定物１５を自動的に良、否が判別し′ｒ区分けす
る。

ｔｉＪ下、酌述の動作を繰返すことにより、＃測定物１
５の自動測定が継続されることとなる。

次に電気的動作を第３図により説明する。

測定開始にあたり、リングゲージ等の内径基準体の呼び
寸法すなわち基準内径設定値ＬＱをプリセット手段１１
１にセットするとともに１校正／測定指令手段１１３を
校正モードにしておく。この状態で載物台２２に内径基
準体を固定し、前述の手順で基準寸法体の測定を行なえ
ば、両測定子６゜１０間の最も離隔し良状態すなわち最
大移動変位量がプリセットされた設定値ｔ、０として記
憶装置１０１に記憶され、以下、変位検出器８における
スヒンドル９のこの状態が基準値とされて変位検出器８
は絶対スケール化され、この状態からのスピンド°ル９
の移動量が絶対値として得られる。

ついで、内径基準体を被測定物１５に取換えるとともに
１校正／測定指令手段１１３を測定モードに切換え、任
意測定時に移行する。仁の際、絶対値／比較値指令手段
１１２は、いずれかのモード、例えば絶対値モードにし
ておく。この状態で、測定機を前述の手順で作動させて
測定動作を行なわせると、変位検出ａＳからの信号１寸
、計数装置１０３を介して演−・制御装置１００で順次
処理され、計数データとして現在値表示装置１１４に順
次絶対値として表示される。

前記測定１作において、載物台２２の往復移動が行なわ
れると、変位検出器８からのデータは、往復の始動時点
における債より順次大きな値となり、最大値を記録して
再び小さな値となるが、この最大値（最大移動変位量）
すなわち穴の真の清径は、最大値ホールド回路１０２に
ホー１ｋ　Ｐすｈる。この最大値ホールド回路１０２に
ホールドされたデータは、絶対値／比較値指令手段１１
２が絶対値モードにあるときは、最大値表示装置１１５
にその１１表示され、尚該被−１定物１５の直径値とさ
れる。

一方、絶対値／比較値指令手段１１２が比較値モードに
されたときは、ホールド回路１０２にボールドされた値
は、前記記憶回路１０１に記憶されている内径基準体の
最大移動変位量と比較回路で比較され、その差が比較値
として最大値表示装置１１５に表示される。従って、被
測定物１５の内径が内径基準体の内径に対し所定の公差
内に入っているか否かを測定するような場合には、この
比較値モードが使用される。

上述のような本発明によれば、！リセット手段１１１及
び校正／測定指令手段１１３を設けるとともに１演算・
制御装置１００に記憶装置１０１を接続し九から、表示
装置１１４．１１５に絶対値表示ができ、使用上非常に
便利となるという効果がある。ｔた、演算・制御装置１
００に最大値ホールド回路１０２を接続するとともに、
往復移動手段５１を設けたから、被測定物１５の真の直
径を確実に測定でき、従って、載物台２２、被測定物１
５の固定手段８４及び両液触子６，１０の位置設定はラ
フでもよく、この誤差は測定精度に何ら影響を与えるこ
とはなく、高精度な測定ができる。

さらに、！リセット手段１１１、校正／測定指令手段１
１３及び記憶装置１０１の採用により、変位検出器８の
測定値はリングデージ等の精密な基準寸法体により補正
でき、精度の良い測定値を得ることかできる。この際、
特に比較？ｌＩ′ｌＩ宇は、積置な基準寸法体の寸法で
補正した近傍での一１定であるから、仮に変位検出ｓ８
の精度等が悪い場合や、周ｉ温度の変化による誤差が入
ったとしても、その値はわずかであり、絶対値測定に比
べてよ＃７１１１１−ム７とを設け、この可動アーム７
はＩｌｌ定力用付勢手段１４により、フローティング状
態にある載物台２２とともに移動され、これによって固
定アーム５側の接触子６が被測定物１５に当接されるか
ら、被測定物１５に常に適正なＩＩＩ定力を付与できる
という効果がある。さらに１両接触子６．ｌＯの間隔は
１つの変位検出器８で検出できるから、構造が簡単とな
るげかりでなく、その組立て作業も容易となり安価に提
供でき、かつ、２検出器を用いる場合に必要とされる検
出器感度のマツチング操作も必要とされない、ｔた、往
復移動手段５１が設けられているから、円筒状の被測定
物１５における真の直径を求めることができる。

なお、実施にあ九シ、絶対値／比１１ＩＰ値指令手段は
必ずしも設けなくともよいが、設ければ使用上非常に便
利である。ｔた、現在値表示装置も必ずしも必要ではな
い、さらに、第３図においては、計数装置、記憶装置、
最大値ホールド装置を、説明の便宜上別個の装置として
示したが、常法による一体としてロジック回路に形成す
ることもできる。また、コンピュータを利用してもよい
０ｇ！するに１最大値ホ一ルド機能、記憶機能等を備え
るものであれば、本発明の目的を達成しうるものである
。さらに１前記各手段の駆動源としてシリンダを用いて
いるものは、モータを用いラックとピニオンとを組合せ
て駆動してもよく、一方、モータを用いているものはシ
リンダを用いてもよい。

また、付勢手段は、重錘に限らず、ばね、シリンダ等を
用いてもよいが、重錘を用いれば常に一定な測定力を容
易に得れるという、一点がある。さらに、前記実施例で
は載物台側を上下動させたが、内接触子すなわち両アー
ム側を上下動させて被測定物の供給、排出を可能として
もよい。また、載物台固定手段は必ずしも必要ではない
が、設ければ被測定物の供給時に載物台がふらつくこと
がなく、使用上便利である。

上述のように本発明によれば、簡易な構成で、かつ、高
精度に被測定物の内径を自動−１定できる自動内径測定
機を捺供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動内側測定機の一実施例を示す
正面図、＃１２図はその異なる動作状態の正面図、第３
図は本実施例の制御系統を示す概略ブロック図である。 ｌ・・・基体、５・・・同定アーム、６・・・固定接触
子、７・・・可動アーム、８・・・変位検出器、９・・
・移動部としてのスピンドル、１０・・・可動接触子、
ｌｌ・・・ロープ、１２・・・プーリ、１３・・・重錘
、１４・・・付勢手段、１５・・・被測定物、１７・・
・アーム移動手段としてのシリンダ、２２・・・載物台
、５１・・・往復移動手段、８４・・・固定手段、１０
０・・・演算・制御装置、１０１・・・記憶装置、ｌＯ
２・・・最大値ホールド回路、１１５・・・最大値表示
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被測定物の穴に挿入された２つの接触子の相対移
   動変位量から穴の内径を測定する内径測定機において、
   基体に固定された固定接触子とこの固定接触子に対し測
   定力と等価の付勢力で所定の方向であるＸ方向に移動可
   能にされた可動接触子とを対向配置するとともに１可動
   接触子には前記Ｘ方向の移動変位を検出する変位検出器
   の移動部を連結し、被測定物を固定すべき載物台を前記
   Ｘ方向及びとのＸ方向に直交するＹ方向に移動可能に基
   体上に取付け、測定準備工程において載物台上に固定さ
   れた内径基準体に前記両測定子を挿入し載物台を前記Ｙ
   方向に移動したときに変位検出器が出力する可動接触子
   の固定接触子と離反する方向の最大移動変位量を記憶す
   る記憶装置を設けるとともに、この記憶装置に記憶され
   た値と当該内径基準体の基準内径設定値と被測定物の内
   径の任意測定時における変位検出器の出＋情とから当該
   被測定物の内径を貢出する演算・制御装置を設け、内径
   基準体の内径を寸法基準として自動的に被測定物の内径
   を測定できるようＫ　ＩＩ　成したことを特徴とする自
   動内径測定棒。 （２、特許請求の範囲＠１項において、前記演獅・制御
   装置は、前記固定接触子と可動接触子との間隔の絶対値
   を演算゛出力するよう構成されたことを特徴と゛する自
   動内径測定機。 （３）特許請求の範囲第１項において、酌記演獅制御装
   置は、前記記憶装置によ抄記情された最大移動変位値と
   、任意＄１１１定時における変位検出器の出力値との差
   をｍｍ出力することを特命とする自動内径測定機。