JPS6042881B2 - 外形指示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被加工物の外形を指示するための装置に関する
ものである。

被加工物の製造中又は製造後に、その外形を検査して、
所望の外形との誤差があるかどうか、あればどれだけか
を測定することが望ましい場合が多い。

この目的を達成する一方法は、適当な探針で被加工物の
外形を走査し、探針の運動を被加工物の外形の視覚的な
表示に変換する手段を該探針に組合わせるものである。
この様にして得た視覚的な表示は適当なマスターの外形
ど比較することができる。この方法は外形の角度が浅い
限りは満足すべきものであるが、探針がたどる外形の傾
斜が急な場合にはあまり満足できないものである。この
ような外形を探針でたどる時、急な傾斜では探針のレス
ポンス速度が大き過ぎ、視覚的な外形表示装置が正確な
結果を与え得ないことが屡々認られる。しかし、探針の
走査速度を低くすると、外形のプロットを全部終るのに
要する時間が長過ぎて実用性がないのが普通である。本
発明の目的は、探針が最も望ましい速度で被検査外形を
走査することができるような、被加工物の外形を指示す
るための装置を提供するにある。

本発明の、被加工物の外形指示装置は、それぞれ第１お
よび第２の駆動装置により互に垂直な第１および第２の
軸線に沿つて駆動され被加工物の外形を走査するように
なされた探針、該探針と上記第１および第２の駆動装置
とに組合わせた制御装置、上記被加工物を上記探針で走
査するために．支持する装置、並びに上記第１および第
２のの駆動装置の出力を上記被加工物の外形の表示とし
てディスプレーするようになされた装置を備え、上記制
御装置は、上記第１駆動装置が上記探針を上記第１軸線
に沿つて通常は実質的に一定の速度で；駆動し、且つ上
記第２駆動装置が上記探針を上記第２軸線に沿つて上記
被加工物に対し交互に接触と分離を繰返すよう駆動する
ように制御し、上記制御装置は又、上記の探針が被加工
物に接触した後分離するまでに、（或いは分離した後接
触する（までに、）探針が上記第２軸線に沿つて動く距
離が所定の限界値を越えた時は、上記第１の駆動装置を
減速するか停止させ、その後上記探針が分離した時（又
は接触した時）上記第１駆動装置の速度を上記一定の駆
動速度に回復させるように制御するものである。

このようにして、傾斜のゆるやかな部分では被力旧：物
の外形に比較的高速で走査し、傾斜の急な部分では低速
で走査することができる。

」：記の駆動装置は歩進モータであるのが好ましい。

」：記の探針は被加工物が導電性であれば電気的に極性
を与え、上記探針が被加工物に対し接触又・は分離を行
つた時に適当な電気信号を発して、上記制御装置が上記
探針の上記第２駆動装置により駆動される移動方向を決
定するようにすることができる。

或いは又、上記探針に、被加工物に対し接触又は分離し
た時作動する電気スイッチを組合わせ、上記制御装置に
上記の適当な電気信号を与えることができる。

被加工物の外形の表示として上記駆動装置の出力をディ
スプレーするための上記装置は、カウント装置、上記駆
動装置の各々と組合わせたディジタル・アナログ変換装
置、および該ディジタル・アナログ変換装置の出力を表
示する座標プロッタの組合わせから成るものでよい。

以下図面を参照しつ）本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図を見ると、プロフィル・プロッタ（外形をプロッ
トする装置）１０は本体１１（第２図参照）を固定した
支持構造（図示せず）に取りつけるようになされている
。

本体１１に設けた２本のローラトラック１２の上に第１
の摺動体１３が乗つている。摺動体１３の１端に設けた
第１の歩進モータ１４は、送りねじ１５を介して第１摺
動体１３を本体１１に相対的に駆動する。送りねじ１５
は本体１１の無背隙ナットと嵌合している。第１摺動体
１３には更に２本のローラ●トラック１６が上述のロー
ラ・トラック１２に対し直角に設けられ、その上に第２
の摺動体１７が乗つている。第１摺動体１３には、更に
第２歩進モータ１８が設けられており、この第２歩進モ
ータは送りねじ１９を介して第１摺動体１３に対し相対
的に第２摺動体１１を駆動する。送りねじ１９は第２摺
動体１７に設けた無背隙ナットに嵌合している。第２摺
動体１７には探針２０が固定されている。このようにし
て探針２０は歩進モータ１４，１８を作動させることに
より互に直角な２つの軸線に沿つて移動させることがで
きる。

送りねじ１９は１インチ（２５．４ＴＩｒ！ｎ）当り４
０のねじ山を有し、それに連結された歩進モータ１８は
５０捗進で１回転する。

従つて、モータ１８の１歩進で第２摺動体１７は０．０
０００５インチ（０．００１２７ｍ！ｎ）動くわけであ
る。同様に、送りねじ１５は１インチ（２５．４ｗ１）
当り５０のねじ山を有し、それに連結した歩進モータ１
４は２０捗進で１回転するから、モータ１４の１歩進で
第１摺動体１３は０．０００１インチ（０．００２５４
？）動く。もちろん、これらの数字は必要に応じ適宜変
更することができる。導電性の被加工物２１の外形をプ
ロットする場合は、第２摺動体１７から絶縁した探針２
０に適当な低電圧で電気的な極性を与える。

次に、モータ１４，１８により該探針を適当なスタート
位置２２まで駆動する。次にモータ１４を定速駆動し探
針を被加工物を横切るように移動させる。同時に、モー
タ１８を駆動し探針２０を被加工物２１に押しつける。
探針２０の極性が失われ被加工物２１と接触したことを
指示すると直ちにモータ１８は逆転して接触を絶つ。接
触が絶たれると直ちにモータ１８が再び逆転し被加工物
２１との接触を回復する。このように、探針２０はモー
タ１４により移動させられている間被加工物２１との接
触と分離とを交互に繰返す。探針２０が被加工物２１を
横切る際に下降する傾斜に遭過し、その傾斜の角度が被
加工物２１から分離した後モータ１８が引続き８歩進以
上、下降方向に回転するような角度であれば、モータ１
４を停止させる。

モータ１４は探針２０が被加工物２１に再接触した後分
離する迄は再スタートしない。しかし、場合によつては
、モータ１８が８歩進以上回転してもモータ１４を停止
させすに速度を下げるだけでもよい。探針２０が上昇す
る傾斜に遭過し、その傾斜の角度が探針２０がモータ１
８により８歩進以上引続いて上方へ駆動されても被加工
物２１から離れないようなものであれば、この場合も、
モータ１４は停止し、探針２０が被加工物２１から離れ
るまで再スタートしない。

この様に、傾斜に遭過した時のみ探針２０のプロット速
度が低下するから高速でプロットすることができ、傾斜
の急激さにより探針２０のプロット速度を制御すること
がわかる。

本発明のこの特定の実施例ではモータ１８の限界歩進数
として８を選択したが、他の実施例では他の限界歩進数
より有効であるかもしれない。歩進モータ１４，１８の
出力は２方向カウンタとディジタルからアナログへ変換
するコンバータとを介して座標プロッタにリンクされ、
被加工物２１の外形を表現する。

歩進モータ１４，１８を制御する実際の回路は第３図に
示す。

第１摺動体１３と第２摺動体１７とが移動する軸線をそ
れぞれＸ，Ｙとする。Ｘ軸の歩進モータ１４はクロック
ゼネレータ２４から動力駆動回路２３により駆動される
。２方向カウンタ２５はモータ１４の前進パルスおよび
後進パルスの総数を記録する。

２方向カウンタ２５の出力はディジタル●デスプレー●
ユニット２８に送り、又ディジタルからアナログへのコ
ンバータ２６に送り込む。

このコンバータはＸ−Ｙ座標プロッタ２７のＸ軸を駆動
する電圧出力を生じる。スイッチ２９を動力駆動回路２
３および２方向カウンタ２５にリンクして探針２０をｘ
軸歩進モータ１４で駆動する方向を検定する。Ｙ軸歩進
モータ１８は第２のクロックゼネレータ３１から今一つ
の動力駆動回路３０により駆動する。

Ｘ軸回路の場合と同様に、２方向カウンタ３２はモータ
１８の正進および逆進パルスの総数を記録し、その出力
をディジタルディスプレ−ユニット３６およびディジタ
ルからアナログへのコンバータ３３に送る。ディジタル
からアナログへのコンバータ３３の電圧出力は次に、Ｘ
−Ｙ座標プロッタ２７のＹ軸の駆動に用いる。Ｙ軸歩進
モータ１８による探針２０の駆動方向は方向感和論理回
路３４で制御する。

回路を開くと探針が下降し短終が生じると探針が引込む
。探針方向感和論理回路３４およびＹ軸クロックゼネレ
ータの出力は、今一つの２方向カウンタから成る誤差検
出器３５に送り込む。通常は、探針２０がＹ軸歩進モー
タ１８によりその速度能力内で駆動される時、Ｙ軸誤差
検出装置３５は、方向が逆転されＹ軸誤差検出装置３５
を探針方向感和論理回路３４により不作動化する前に任
意の該方向で全部で２又は３のカウントを算えるに過ぎ
ない。しかし、探針２０が急な傾斜面を上昇又は下降す
る時は、探針２０が被加工物２１との接触又は分離の内
の任意方向のカウント数は増加する。この数が８に達す
ると、誤差信号はＹ軸誤差検出装置３５により動力駆動
回路２３に送られ、その時Ｘ軸歩進モータ１４への動力
が停止する。探針２０が再び被加工物２１から分離する
と直ちに、探針方向感知論理回路３４はＹ軸歩進モータ
を再スタートさせＹ軸誤差検出装置３５を不作動化する
。その時、Ｙ軸誤差検出装置３５からＸ軸動力駆動回路
への誤差信号は引上げられ、Ｘ軸歩進モータ１４は探針
２０の駆動を再関する。本発明は、被加工物２１との接
触を示す信号を発するために探針２０を低電圧で極性化
するものとして説明したが、被加工物との接触を示す他
の方法を用いることができることはもちろんである。

例えば、探針は被加工物と接触した時撓んで開く電気ス
イッチを組込んだ型式のものでもよい。又、本発明は、
他の適当な回路と組合わせて、座標プロッタ２７か被加
工物の外形を正確に表示するように探針２０の寸法差異
を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である外形プロッタと該プロ
ッタで外形を走査する被加工物とを示す側面図、第２図
は第１図のプロッタの矢印Ａの方向に視た図、第３図は
、第１図および第２図のプロッタに用いるのに適した制
御装置のプロッタダイヤグラム。 １０・・・・・・外形プロッタ（指示装置）、１４，１
８・・・・・・歩進モータ、２５，３２・・・・・・２
方向カウンタ、２８・・・・ディジタルディスプレー装
置、２６，３３・・・・ディジタル・アナログ変換装置
、２７・・・・・・座標プロッタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物の外形を指示するための装置において、そ
   れぞれ第１および第２の駆動装置により互に垂直な第１
   および第２の軸線に沿つて駆動され被加工物の外形を走
   査するようになされた探針、該探針と上記第１および第
   ２の駆動装置とに組合わせた制御装置、上記被加工物を
   上記探針で走査するために支持する装置、並びに上記第
   １および第２の駆動装置の出力を上記被加工物の外形の
   表示としてディスプレーするようになされた装置を備え
   、上記制御装置は、上記第１駆動装置が上記探針を上記
   第１軸線に沿つて通常は実質的に一定の速度で駆動し、
   且つ上記第２駆動装置が上記探針を上記第２軸線に沿つ
   て上記被加工物に対し交互に接触と分離を繰返すよう駆
   動するように制御し、上記制御装置は又、上記の探針が
   被加工物に接触した後分離するまでに、（或いは分離し
   た後接触するまでに、）探針が上記第２軸線に沿つて動
   く距離が所定の限界値を越えた時は、上記第１の駆動装
   置を減速するか停止させ、その後上記探針が分離した時
   （又は接触した時）上記第１駆動装置の速度を上記一定
   の駆動速度に回復させるように制御する外形指示装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の指示装置において、上記駆
   動装置が歩進モータであるもの。３ 特許請求の範囲第
   １項の指示装置において、上記探針は被加工物が導電性
   であれば電気的に極性を与え、上記探針が被加工物に対
   し接触又は分離を行つた時に適当な電気信号を発して、
   上記制御装置が上記探針の上記第２駆動装置により駆動
   される移動方向を決定するようにしたもの。 ４ 特許請求の範囲第１項の指示装置において、上記探
   針に、被加工物に対し接触又は分離した時作動する電気
   スイッチを組合わせ、上記制御装置に適当な電気信号を
   与えて、上記制御装置が上記探針の上記第２駆動装置に
   より駆動される移動方向を決定するようにしたもの。 ５ 特許請求の範囲第１項の指示装置において、被加工
   物の外形の表示として上記駆動装置の出力をディスプレ
   ーするための上記装置は、カウント装置、上記駆動装置
   の各々と組合わせたデイジタル・アナログ変換装置、お
   よび該ディジタル・アナログ変換装置の出力を表示する
   座標ブロッタの組合わせから成るもの。