JPS5840124B2 - エンコスミブ ノ ハンケイソクテイホウシキオヨビ ソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異径段差を有するワークにおいて円弧隅部の形
状の合否を判定する判定装置に関するものである。

一般に円弧隅部の半径を測定しこれの良否を判別する自
動検査システムはほとんど実用化されていないのが実状
である。

かかる円弧隅部の半径は比較的細長くて曲げ応力を受け
る機械部品においてはかなりきびしい公差が要求される
。

特にベアリング嵌合部における円弧隅部の半径は小さす
ぎれば外部曲げ力に対する応力集中が生じ折損を招く原
因となるし、又太きすぎればベアリングの嵌合が阻止さ
れ正規の組付ができないような事態を招くこともあり、
このような場合にはきびしい公差が設定されこの公差内
に加工済のワークが入っているかどうかチェックする必
要性があった。

しかしながら円弧隅部の半径はたかだか数ミリメートル
であって半径が小さく測定が困難な上、曲率変化が大き
いため面粗度による測定寸法のバラツキとか測定装置自
体のバラツキによる誤差が測定値に介入すると正確な円
弧隅部の半径を求めることができず実際の半径に対し大
きな誤差が生じていた。

よって面粗度とか測定装置のバラツキによる測定誤差に
影響されない円弧隅部の形状合否判定装置の出現が望ま
れていた。

本発明はかかる要求を満足させるものであり、極めて小
さな半径の円弧隅部であってもこれの半径を正確に検測
することを主たる目的とし、しかも面粗度とか測定装置
のバラツキによる測定誤差の影響をなくすることも本発
明の一目的である。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように長さ２ｒの正方形の面積より、半径
ｒの円形の面積を差引いた残りの面積Ｓは金弟２図、第
３図より であることより を求めることができる。

但し△Ｓ＝−！−Ｘ２ ２ｎ、Ｐはステップ幅である。

ここにステップ幅Ｐは円弧隅部の半径が２〜２．５Ｍの
場合におけるシュミレートの結果５０〜６０μであれば
良いことが分った。

よってステップ幅は便宜上５０μとして以下説明する。

先ず第２図に示すように面積Ｓ１を求めるための測定デ
ータとしては、図形の底辺をなす測定基準線Ａからピッ
チ５０μの間隔で円弧隅部の外郭線Ｂに向って立てた各
垂線の長さＸ。

、 ＸＩ 、 ｘ２・・・・・・ｘ、−１ｔｘ、を後述
する測定装置をもって測定する。

なお前記測定基準線Ａは仮想のものであるが、段付軸の
ワークを例にとるならば、このワークの軸線に対して４
５変傾剰し段部における円弧隅部の弦と平行な直線であ
り、後述する測定装置の摺動体の案内方向はこの測定基
準線Ａと平行になっている。

又測定基準線Ａと円弧隅部に接続する直線部とが交わる
点ＣとＤの２点間の距離りはＬ二Ｐ−ｎ であるが、後述の測定装置においてはｎは約１００点で
あり、８０点以上のデータが揃えば半径ｒを求める計算
を行うようになっており、摺動体の送り量としては５８
以上ストロークがとっである。

従って円弧隅部両端の直線部から測定を開始し円弧部を
経て再び直線部へと測定が行われ、約１００点の測定デ
ータが収集され、この測定データＸ。

ｌＸ１ｔＸ２・・・・・・ｘｎに基き前記（３）式より
面積Ｓ１が計算される。

ここに測定データとしては比較的多くのデータを収集し
、その上これら測定データにより面積を計算し、この面
積に基いて半径を求めようとするものであるから、個々
の測定データＸ。

ｔ Ｘｌ 、Ｘ２ ＋・・・・・・に測定装置のバラツ
キによる測定誤差が含まれていても、又、面粗度による
測定誤差のバラツキがあってもこれらの誤差は面積計算
の過程で平均化され、バラツキの傾向がかたよっていな
い限り互に相殺され、バラツキが半径に及ぼす影響はほ
とんど生じないようになる。

従って円弧隅部の半径が小さくても高精変にこの半径は
測定できることになる。

第４図、第５図により測定装置の好適な一具体例を説明
する。

２０は測定装置であってこの測定装置２０は測定基台に
対し４５変傾剥して取付けられる。

測定基台にはワーク支持センタ１２．１３が設けられワ
ークＷを水平支持するようになっており、このワークＷ
の円弧隅部の弦と平行な前記測定基準線Ａと測定装置２
０は平行になる。

この測定装置２０の本体をなす基板２１には一対のパイ
ロットパー２２．２３がブラケット２４．２５により装
架されている。

このパイロットパー２２．２３の軸線によって前記測定
基準線Ａのワーク軸線に対する角度は規定される。

一対のパイロットパー２２．２３には摺動体２６が摺動
可能に案内され、摺動体２６に突設されたナツト部材２
７にはブラケット２４に回転のみ許容して軸架された送
り軸２８が螺合している。

送り軸２８の一端には歯車２９が固着され、送り用のモ
ータ３０の出力軸３１に固着された歯車３２と噛合して
いる。

摺動体２６の上部には標準スケール３３が固着され、こ
の標準スケール３３の相対変位を検出する変位検出器３
４が前記基板２１に固定されている。

よって摺動体２６の移動量がこの変位検出器３４にて検
出される。

摺動体２６の下部には支持板２６ａが突設され、この支
持板２６ａの一端には十字バネ３５により検測棒３６が
揺動可能に枢支されている。

検測棒３６の一端にはワークＷの円弧隅部に接触する測
定子３７が設けられ、他端にはコ字形の作動−ｆ３８が
固着され、この作動７３８の両脚部には標準スケール４
０の両端部が当接し、測定子３７の変位によって標準ス
ケール４０を変位せしめるようになっている。

この標準スケール４０と同心的に変位検出器４１が設け
られ前記支持板２６ａに固着されている。

かかる構成の測定装置２０は測定ｔ！３１を円弧隅部の
一端に接触させた図の状態よりモータ３０を起動し送り
軸２８にて摺動体２６を移動させると測定イ３７の先端
は円弧隅部の形状に応じて変位し、その変位量が変位検
出器４１にて検出される。

又、摺動体２６の移動量も変位検出器３４にて検出され
るので前述のように摺動体２６の５０μ移動毎に変位検
出器４１の検測値を取出せば円弧隅部の形状を知ること
ができる。

第５図において、５０．６０は変位検出器３４゜４１の
出力信号を増幅するアンプ、５１．６１は各検出器３４
．４１より出力され９０変位相の異なる正弦波と余弦波
を位相的に分割しパルス化する分割回路、５２．６２は
パルス化された信号を微分して微分パルスを得る微分回
路、５３．６３は移動方向を判別して前記微分パルスを
加算パルス、減算パルスに弁別する方向判別回路、５４
゜６４は加減算カウンタ、５５は加減算カウンタ５４の
計数内容を設定数に対して比較する比較回路で、この比
較回路５５は第１設定数において計測開始信号Ｃ１を発
し、加減算カウンタ６４をクリヤする。

第２設定数においてはサンプル信号Ｃ２を発し加減算カ
ウンタ６４の計数内容をレジスタ６５にプリセットする
。

このサンプル信号Ｃ２は５０μ間隔で発せられるように
設定値が予め定められているが、計測開始信号Ｃ１が発
せられた時にも第１番目のサンプル信号Ｃ２が発せられ
るようになっている。

したがって加減算カウンタ６４がクリヤされると同時に
その値がレジスタ６５にプリセットされ前述のごとき演
算を行うコンピュータＣＰＵに送られる。

そして５０μ間隔で発せられるサンプル信号Ｃ２が与え
られる度に測定イ３７の変位量、即ち測定開始点を通る
測定基準線Ａに対する相対変位量がレジスタ６５にプリ
セットされかつコンピュータＣＰＵに送られる。

第３設定数においては計測終了信号Ｃ３を発し計測の終
了したことをコンピュータＣＰＵに送る。

又、この計測終了信号Ｃ３により送り用モータ３０は逆
転され摺動体２６を原位置に復帰させるようになる。

次に上記測定装置２０にて計測された各測定データのデ
ータ処理について第６図により説明する。

データ処理装置としてのコンピュータＣＰＵは通常メイ
ンルーチンにおけるプログラムの実行を行つており、こ
こに前記測定装置２０より発せられる信号にてコンピュ
ータＣＰＵに割込み（１）を与え、メインルーチンにお
けるデータをストアし割込処理（ｉｉＪを行った後、変
位検出器４１より出力される測定データを読込みコンピ
ュータ内のメモリにストアＯ…する。

１ψにおいては全データの読込みが終了したかどうかを
判定し、全データの読込みが終了していなければメイン
ルーチンに復帰（ｉｖ−ｉ）する。

全データの読込みが終了していればＭに進み測定データ
をストアした最初のメモリアドレスを（ｉ＝１）にセッ
トする。

Ｍ−においては指定されたメモリアドレスより順番に３
点の測定データが読出され、微少面積△Ｓの面積が計算
される。

Ｖｌ：においては微少面積ΔＳがＳｌに加算さ札これを
Ｓｌとする。

尚、ＳＩの初期値はＣでありＶ＞において求められた微
少面積ΔＳが累積加算される。

輔ではデータエンドかどうか判定され、データエンドで
なければメモリ指定アドレスを＋２進めて順番に３点の
測定データを読出し、隣接する次の微少面積△Ｓを求め
６／し、前段階に求めた微少面積に累積加算Ｖｉ）する
、この過程を繰返すことにより前夫（３）の計算が行わ
れ、測定基準線と円弧隅部によって囲まれる面積Ｓ１が
求められる。

尚、上記計算過程ｖｕ 、 ｖｒｓ 、 ｖｌｉｉｉこ
おいてはＸｎが零であることを前提とするものであるか
らΔＳは零となりこれは無視する。

全データの読出しが行われてデータエンドと輔にて判定
されれば（Ｎにおいて測定基準線Ａの長さＬの値より円
弧隅部を含む三角形の面積Ｓ２が計算される。

欠）においては前段階に求められたＳｌ、Ｓ２により円
弧隅部の半径ｒが計算され、Ｘ：において求めた半径ｒ
がリミット内に入っているかどうか判定される。

リミット内であれば円弧隅部の半径合格を端末装置に表
示してメインルーチンに復帰する。

リミットから外れていればテレタイプにて不合格をタイ
プアウトするとともに端末装置にも不合格を表示してメ
インルーチンに復帰する。

以上述べたように円弧隅部の形状を求めるに当って、本
発明の判定装置はワーク軸線に対して４５度傾劃側て摺
動可能な摺動体に設けられ、ワーク軸線を含む面内で変
位可能な測定イを円弧隅部の一方の直線部から円弧部、
他方の直線部へと倣わせて、摺動体が一定ピッチ移動す
る毎に測定イの変位を検出する変位検出器からの出力信
号をサンプルし、このサンプルデータから半径特性値を
演算する演算手段に対して出力するようになっている。

このため直線部を含めた円弧隅部の寸法測定データによ
り演算手段において求めた面積と両直線部及び測定基準
線の３辺よりなる三角形の面積との差により円弧隅部の
半径特性値を求め、得られた半径特性値を基準値である
リミットと比較しその合否を判定するようになっている
。

したがって測定装置のバラツキ、温度ドリフト等による
測定誤差があっても、又測定面の面粗度による測定誤差
があっても、これらの誤差は面積計算の過程で平均化さ
れてしまい円弧隅部の形状におよぼす影響はほとんど生
じない。

よって円弧隅部の形状測定精変は高く円弧半径が小さな
ものにおいても精変よく測定できる。

よって段部を有するワークの円弧隅部の形状検査システ
ムに本発明方式は適用でき産業上の効果極めて犬である
。

尚、前夫（１）、 （２） 、 （３） 、 （４）が
適用できるのは円弧両端の直線部が互に直角である場合
であるが、これは説明を簡単にし理解を助けるためとっ
た便宜的な一例であって、直線部のなす角変が９０変以
下のものであっても本発明は有効である。

この場合における前夫（２） 、 （４）を一般式で示
せば、但しθは円弧両端に引いた接線のなす角度である
。

この一般式（２）’ 、（４）’によれば円弧両端の
直線部がなくても接線のなす角度が予めわかっていれば
同様にして円弧隅部の形状を正確に求めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明方式の原理的な説明図、第
４図は測定装置の構成を示す縦断面正面図、第５図は測
定装置の検出信号を制御するブロック線図、第６図は測
定データの処理過程を示す流れ図である。 ２０・・・・・・測定装置、２６・・・・・・摺動体、
２８・・・・・・送り軸、３０・・・・・・送り用モー
タ、３５・・・・・・十字バネ、３６・・・・・・検測
棒、３７・・・・・・測定子、３３゜４０・・・・・・
変位検出器、Ｗ・・・・・・ワーク、５１，６１・・・
・・・分割回路、５２，６２・・・・・・微分回路、５
３゜６３・・・・・・方向判別回路、５４．６４・・・
・・・加減算カウンタ、５５・・・・・・比較回路、６
５・・・・・・レジスタ、ＣＰＵ・・・・・・コンピュ
ータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円弧隅部を有するワークの軸線に対しほぼ４５度傾
   劃側て設けられた案内装置と、この案内装置に摺動可能
   に案内された摺動体と、この摺動体を摺動せしめる送り
   装置と、この送り装置にて移動される摺動体の移動量を
   検出する第１の変位検出器と、前記摺動体ワーク軸線を
   含む面内で変位可能に支持され円弧隅部及びこれに接続
   する直線部に倣って変位する測定子と、この測定イの変
   位量を検出する第２の変位検出器と、前記摺動体が一定
   ピッチ移動するごとに前記第１の変位検出器より発せら
   れる信号により前記第２の変位検出器の寸法測定値をサ
   ンプルするサンプル回路と、このサンプル回路より得ら
   れる測定値が与えられ前記円弧隅部に接続する両直線部
   と前記案内装置に平行な測定基準線とを３辺とする三角
   形より前記測定基準線と両直線部と円弧隅部で囲まれた
   面積を差し引いて円弧隅部の半径特性値を求める演算手
   段と、この演算手段から出力される半径特性値と基準値
   とを比較してワークの円弧隅部の形状の合否を判定する
   判定手段とを崩してなる円弧隅部の形状合否判定装置。