JPS61231406A

JPS61231406A - 寸法測定装置

Info

Publication number: JPS61231406A
Application number: JP61071424A
Authority: JP
Inventors: フランコ、ダニエリ; セルジオ、ソラロリ
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1986-10-15
Also published as: ES552606A0; DE3663089D1; US4680865A; ES8707439A1; EP0199927A1; EP0199927B1; IT8503386A0; IT1187348B

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】（発明の目的）（産業上の利用分野）この発明は機械部品の寸法を検査する装置に関するもの
で支持手段、第１および第２の機械部品の機械的な位置
決めのための第１及び第２の参照手段と、支持手段に結
合されて第１および第２の部品を検査するための測定手
段と、測定手段および参照手＠間の相互変位を生じさせ
て測定手段と第１および第２の部品間の相互位置決めを
達成する駆動制御手段を有するものに関する。

（従来の技術）よく知られているように機械工業、特に自動車工業にお
いて用いられている部品は通常同じ、あるいはより頻繁
には異なる工作機械によって後続する加工が行なわれる
。

特に回転機械を参照すると開度用の近代的な旋盤が広い
範囲で自動化され、同時にコンピュータ数値制御および
部品の取り扱い、工具の交換のための自動システム、回
転工具および近年はジョーの交換のための自動システム
を使用することによって適応性が良好になっているにも
かかわらず非常に頻繁な加工作業が行なわれている。す
なわち第１の部品がその一端をつかむ第１の旋盤のチャ
ック部にセットされその旋盤により加工される。

そして取りはずされ他の旋盤のチャック部に他端がつか
まれ第１の旋盤のチャック部につかまれた部分に関して
その部品を加工するためにセットされる。もちろん第２
の旋盤が第１の部品を加工している間第１の旋盤は後続
の部品を加工し、この動作が続くこととなる。

機械部品の公差を減少させる傾向に鑑みて作業の数を減
少させたり省略するために作業を自動化し、またサイク
ルタイムを短かくするために加工部品の寸法を自動的に
チェックするための測定装置が用いられることが知られ
ている。特に公知の装置は旋盤で加工された部品を内径
、外径、厚さ、縦方向長さ、円筒度等に関してｒ後工程
」検査をするために適用される。

通常このような装置は旋盤に用いられる被加工物ハンド
リングシステム（パレットコンベア、ロボット、ガント
リーローダ等）と同じハンドリングシステムによって補
助される。

近代的な旋盤はコンピュータ数値制御にロードされる関
連したプログラムに依存して非常に短かいサイクルタイ
ムで各種の形状の部品を加工するのに用いられるので、
バッチ加工する傾向を考慮して、後工程検査装置の重要
な特性はフレキシビリティすなわち装置を再セットする
複雑な作業を必要とすることなしに各種の部品を検査す
る能力および迅速性、さらに高精度と測定の再現性であ
る。

（発明が解決しようとする問題点）このような対照的な要求間の最適な妥協を得ることは容
易ではなく一般に測定装置の高価格をまるく。

異なったタイプの部品を検査するための測定装置のコス
トを低下させるためには、測定手段と機械的な参照手段
により位置決めされる複数の部品間の相互変位を行なう
ことの可能な共通のハンドリングシステムを用いること
が知られている。

特に、ドイツ特許１１０１７７７はその第１の特許請求
の範囲′の全文によれば異なったタイプの複数の部品の
位置決めをディスクの周辺部に関連して行なう機械的な
参照手段を有する回転ディスクと複数の固定測定ステー
ションを備えたことが記載されている。部品はディスク
の段階的な回転により対応する測定ステーションの位置
へ変位される。

この公知の装置は測定手段に関する限りフレキシブルで
はない。なぜならば各ステーションは定まったタイプの
部品を検査するようになっているからである。従ってこ
の装置は上述の応用分野における必要に適合しない。

本発明の目的は高精度や再現性のほかに非常にフレキシ
ブルで高速でありかつ高価でない測定装置を提供するこ
とである。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば前述した装置において第１と第２の参照
手段が支持手段に関して実質的に固定されて位置決めさ
れており、測定手段は支持手段上を動く第１のスライド
、少なくとも第１のスライド上を動く第２のスライド、
第２のスライド上に配置された第１の検知手段、第１お
よび第２のスライドの位置を検知手段、第１および第２
のスライドの位置を検出するトランスジューサ手段を備
えており第１の検知手段は第１および第２の参照手段に
関してほぼ対称的な位置に配設されている。

本発明は同じ測定手段を用いることにより異なった機械
的参照位置に配置された異なったタイプの部品を検査す
るという問題を解決する。

〔発明の効果〕

このタイプの装置によれば次のような結果および利点が
得られる。

この装置は異なった旋盤または一つまたは２つの回転軸
を有する同一の旋盤において第１および第２の作業を行
なう部品の検査に特に適する。一対の旋盤上での加工作
業の場合装置は２つの旋盤に関してほぼ対称の配置とな
るように位置決めされ、このようにすることは被加工物
の取り扱い作業を容易にする。測定手段は当該部品に対
する第１および第２の参照手段に関し対称な配置および
位置とすることができ、このことは測定手段を第１およ
び第２の参照手段上に位置決めされた部品と迅速に共動
させる上で有利である。このような対称配置および位置
は単純な運動要素の使用を可能にし、装置の精度と再現
性に貢猷する。

（実施例）以下本発明を好ましい実施例を図示する図面に従って詳
細に説明する。

第１図に示された加工および測定セルは装入コンベア１
、キャビネット３にプログラマブルコントローラととも
に含まれるコンピータ数値制御（ＣＮＣ）を伴った第１
の旋盤２、キャビネット５に含まれるＣＮＣ４２により
制御される測定装置４、ＣＮＣおよび電気機器筺体７を
伴った第２の旋盤６、排出コンベア８、ダブルグリッパ
を有するキャリッジ１０を伴ったガントリローダ９、ロ
ーダ９およびコンベア１，８の駆動部をキャビネット３
．５．７に収められたコンピュータ数値制御器と同等に
制御する中央コンピュータ１１を備えている。

第１図のセルはよく知られた形式であり測定装置４から
は離れている。

部品１２は装入コンベア１によりピックアップ位置向け
て少しずつ前進させられる。

ガントリローダ９のキャリッジ１０は適当に動き旋盤２
のスピンドル１６上にその一端をチャックされて取り付
けられたグリッパ（図示せず）の１つによりコンベア１
から第１の部品１２を取り出す。旋盤２上での加工後キ
ャリッジ１０は第の部品１２をつかみ上げ他のグリッパ
によりスピンドル１６上に載せ、すでにコンベア１から
取り出された第２の部品１２をつかみ上げて第１の部品
１２を装置ｉ４の第１の参照手段１３上に運ぶ。

ＣＮＣ４２は測定装置１５の第１の部品１２に対する測
定されるべきか変位を制御する。チェック−結果が、こ
の部品１２はすでに行なわれた作業に関する限り良好で
あることを示している時はキャリッジ１０は同じ部品１
２を再びつかみ上げて第２の旋！８６に運ぶ。部品１２
は旋！８６のスピンドル１７に、ずでに加工された端部
をチャックされ、他端部が加工される。

キャリッジ１０は第１の部品１２を再びつかみ上げ、装
Ｗ４の第２の参照手段１４上に運ぶ。

ＣＮＣ４２は、第１の部品１２についての他のチェック
を行なうために、測定手段１５の変位を制御する。

第２のチェック結果に基づいて、キャリッジ１０は部品
１２が良品か回復できないスクラップか後続の加工作業
により回復できるものであるかに応じて部品１２をつか
み上げコンベア８に対する関連する取り出し位置に配置
する。

第２図は第１のセルの期間Ｔｃのサイクル中における作
業段階を示すタイムチャートである。

横座標は時間Ｔを示し縦座標は１２１から１２６であら
れされる６つの部品１２に対する実際の段階を示す。

文字ＡからＮは次のような段階を示している。

Ａ：部品１２をコンベア１から旋盤２へ移送。

第２図においては実際は部品１２５の移送を示している
。

Ｂ：旋！１２上の２つの部品１２を交換。

第２図の場合には部品１２　と１２５の交換を示してい
る。

Ｃ：旋盤２から参照手段１３に向けて移送。

Ｅ：参照手段１３上での２つの部品１２の交換。

Ｆ：参照手段１３上で部品１２の測定。

Ｇ：部品１２の参照手段１３から旋５ＪＩ６への移送。

Ｈ：部品１２の旋盤６上での交換。

■＝旋盤６上での加工。

Ｊ：旋盤６から参照手段１４への移送。

Ｋ：２つの部品１２の参照手段１４上での交換。

Ｌ：参照手段１４上での部品１２の測定。

Ｍ：参照手段１４からコンベア８へ部品１２の移送。

Ｎ：コンベア８上の部品１２の取り出し、他の新らしい
部品１２のコンベア１からのつかみ上げ。

セルの作業サイクルは第２図に示されたものと異なって
表われることがある。例えば測定装置４が第１の旋盤２
上での加工直後部品１２が回復可能あるいは回復不可能
なスクラップであると判定した場合にはこの部品は適当
な場所で排出コンベア上に直接取り出される。

第１図に示されるように旋１２および６の特にスピンド
ル１６および１７の配置に関する構造、および参照手段
１３．１４の構造は部品１２が旋ｇｉＩ２および６双方
および測定装置４上での同一方向を維持するようなもの
である。

同様のことは部品１２が台１８上に位置決めされるコン
ベア１および部品１２の良品、回復可能なスクラップ、
回復不可能なスクラップに対応する台１９，２０．２１
を有するコンベア８に適用される。このことは部品１２
を取扱う部分および作業を単純化する。

測定装置は第３図を参照してさらに説明される。

参照手段は基本的に回転対称である部品１２を横方向±
Ｘに沿って位置決めするためのＶ字型の基準構造をなす
２対の止め板１３．１４を備えている。さらに接合要素
２２．２３が部品１２（第１図中では１２　と１２１）
の軸方向位置決めすなわら縦方向±７に沿って位置決め
を保証する。

参照手段１３，１４，２２．２３は測定手段１５の摺動
を可能にする縦方向ガイド２５．２６を有するベッドま
たはベース２４による支持手段により支持される。

装置４の測定手段１５はモータ２９に適当な運動部材、
例えば参照番号２８で示される送りネジと割れナツトを
介して結合された第１の縦方向スライドを有している。

縦方向スライド２７は比較測定ヘッド３３゜３４により
構成されている関係検知手段を運ぶ２つの横方向スライ
ド３１．３２が沿って動きうる移送ガイド３０を有して
いる。横スライド３１゜３２はこのスライドに参照番号
３６で示−される適当な運動部材を介して結合されたモ
ータ３５によって一時的に駆動される。この運動部材３
６は例えば一つが右ネジ他方が左ネジの２つのネジを有
するステムで時計方向および反時計方向のモータの回転
動作により横方向スライド３１を相互に近づけ、また遠
ざけるようにしている。スライド３１．３２および測定
ヘッド３３．３４は装置４の幾何学的縦軸およびまたは
第１の参照手段′１３および第２の参照手段１３により
定義されこの幾何学的軸を含む縦方向対称面にに関して
常に対称に配置される。

退避状態においては縦方向スライド２７および横方向ス
ライド３１．３２は装置４の直交方向幾何学軸に関連し
て配置され、測定ヘッド３３゜３４は第１および第２の
参照手段１３．１４に関してほぼ対称な配置を有する。

測定ヘッド３３゜３４は同一でありよく知られた形式の
ものであるので詳細な説明を省略する。例えばヘッド３
３は検知要素あるいは例えば弾性的な平行四辺形の形式
の２つの可動アームセットに支持された可動アーム３７
を有しており２つの軸±２および士×にほぼ沿って動く
ようにされている。ここで２およびＸは装置１４の縦方
向および横方向の幾何学的軸の方向を表わす。ヘッド３
３の要素には同じ参照番号で示される。もちろんヘッド
３４の可動アーム３７′は±２および±Ｘにそって変位
可能となっている。

可動アーム３７は関連する接触子４０．４１を運ぶ２つ
の対向する延出部３８．３９を含む接触手段を有してお
りその接触子４０．４１は退避位置でスライド２７の幾
何学軸すなわち装置４の直交方向幾何学軸に関して対称
に配置されている。

接触子４０は参照手段１３上に配置された部品１２４に
接するようにされ接触子４１は参照手段１４上に配置さ
れた部品１２１に接触するようにされている。

ヘッド３３．３４は例えば差動トランス型の位置トラン
スジューサを有しており退避位置からの可動アーム３７
．３７’の変位を測定するようにされる。

ＣＮＣ４２に加えてキャビネット５内には入出力回路４
３およびプログラムコントロニラ４４が収納されている
。

他の部分との間では入出力回路４３はモータ２９および
３５、測定ヘッド３３．３４．２つの累積的リニアトラ
ンスジューサ４５により構成されるトランスジューサと
接続されている。

光学スケール型のリニアトランスジューサ４５は装置４
の縦軸に一致した幾何学軸を定義するように配置されベ
ース２４上に固定された目盛のついたスケール４７およ
びスライド２７に固定されたスライド４８を有すること
が望ましい。

リニアトランスジューサ４６はスライド３１に固定され
た目盛のついたスケール４９とスライド３２に固定され
たスライド５０を備えている。第４図の簡略化された機
能ダイヤグラムはトランスジューサおよび測定手段、駆
動および制御手段および装置４の処理手段を示している
。特に第４図はキャビネット５に収納された外径チェッ
ク用の回路を示している。

リニアトランスジューサ４５はモータ２９を駆動してい
るグループ５４に接続されているカウンタ５３に接続さ
れている。リニアトランスジューサ４６はカウンタ５５
を介してモータ３５を駆動するグループ５６に接続され
ている。

グループ５４および５６は数値制御４２にロードされる
プログラムに依存して制御される。

測定ヘッド３３および３４の出力信号は２つの増幅器５
７．５８を介してアナログ合計回路５９に達する。アナ
ログ合計回路５９の出力はグループ５６、アナログ／デ
ジタル変換器６０の入力側および比較あるいは参照電圧
を供給する回路６２に接続された他の入力を有する有効
化回路６１に接続されている。デジタル加算回路６３は
それぞれカウンタ５５の変換器６０、およびレジスタ回
路６４の出力側に接続された３つの入力を有しており、
出力はサンプルホールド回路６５に接続されている。

回路６１からの第２の入力を有する回路６５はディプレ
イユニット６６に接続された出力を有している。

測定装置４の部品１２の外径測定を数値制御４２にロー
ドされた関係プログラムに基づいて測定を行なう際の動
作は次のように説明される。退避位置においてはスライ
ド２７は第３図の位置にありこの時スライド３１．３２
は最大距離の位置にある。すなわち接触子４０と４０′
はとり得る最大の相互距離に位置する。

ＣＮＣ４２の制御のもとにモータ２９はスライド２７を
Ｚ方向に沿って接触子４０．４０’が外径をチェックさ
れる部品１２４の断面に関して配置されるまで送られる
。

スライド２７の正確な位置決めはリニアトランスジュー
サ４５により得られる。

モータ３５は数値制御４２にロードされたプログラムに
従って起動されスライド３１および３２を方向−Ｘおよ
び＋Ｘに沿ってそれぞれ変位させることにより相互に近
づける。装置４の縦軸および部品１２の幾何学軸（すな
わち参照手段１３により定義される対称面に）関して常
に対称に配置されるスライド３１および３２の相互位置
はリニアトランスジューサ４６により検出される。合計
回路５９の出力信号の値に依存して駆動群５６はスピー
ドの減速とモータ３５の停止を制御する。

主要部上の一装置４の初期ゼロセット動作の間接触子４
０．４０’の外径（直径）、これらの退避状態における
距離同じく退避状態におけるトランスジューサ４６と測
定ヘッド３３．３４の信号値等のいくつかのパラメータ
に依存した修正値がレジスタ回路６４中に記憶されてい
る。

従って接触子４０．４０’が部品１２４に接触し測定ヘ
ッド３３．３４がその直線状動作領域内で動作した時デ
ジタル加算回路６３の出力信号が部品１２４の外径を示
していることは明らかである。

この測定信号は検出され回路６５により記憶されるが、
これはコンパレータ６１により有効とされる。

最後に回路６５の出力信号はユニット６６により表示さ
れ、キャビネット５内に含まれるプリンタにより記録す
ることが可能である。

検出された直径値がスクラップ部品１２４に関するもの
である時はＣＮＣ４２はコンベア８上に置かれた部品１
２４の取り出しを制御する信号をコンピュータ１１に送
る。

外径の測定（および同様内径の測定）は静的あるいは動
的（すなわち静止あるいは可動スライド３１．３２）に
可能でありトランスジユーザ４６をそのヘッド３３．３
４と結合することにより行なわれる。

関連する接触子４０．４０’が部品１２４と接触した時
に２つの測定と３３．３４の信号を用いて各外径の測定
が行なわれるので高速および高精度が達成される。

軸寸法のチェックも、例えば部品１２４の表面７０と７
１間の距離は２つのヘッド３３および３４を用いて行な
われこれらの信号はトランスジューサ４５の信号と結合
される。

このようにして装置４の縦軸に関する測定された軸距離
を参照することが可能となり高精度と再現性が保証され
る。

測定の検出および処理のための回路は本発明の主要な目
的でなく米国特許４５６２４８（［）　ａｎｉｅｌｌｉ
）に記載されているため説明を省略する。

本発明によれば部品例えば第３図の参照手段１４．２３
上に配置された部品１２１をチェックするために前述し
たようにヘッド３３．３４およびトランスジューサ４５
．４６が使用されている。

特別の形状を有する部品に対しては突出部３８゜３９の
形は異なることができる。さらに特別の形を有する部品
に対してはいつも第５図において参照される変形例を使
用することが有利である。

第５図を参照すると回転対称で周凹のみぞ８１を有する
部品８０をチェックするのに望ましい場合には、スライ
ド３１に剛性的に固定されるよりもヘッド３３の少なく
とも２つの位置を確定するのに適した結合手段を介して
取り付けられる。特にヘッド３３はスライド３１に固定
された軸またはビン８２に関して回転可能となっており
、スライド３１に固定された８３．８４および８５゜８
６により確定され実線および破線により示される２つの
位置に配置される。その変位はヘッド３３の９０’回転
を引き起こすようにレバー８７を操作することにより相
互にかつ自動的に得られる。

制御要素８８は例えば二重動作シリンダを介して変位を
制御することができ、受は部８３．８４または８５．８
６に対してヘッド３３の位置を正確に確定するために、
例えば空気圧型の弾性スラストを適用することができる
。

参照手段１３．１４，２２．２３は装置４が部品の非常
に異なった形状および寸法をチェックするために迅速に
再配置されるように調整可能あるいは容易に交換可能で
あるようにされ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの旋盤と１つの測定装置を含む下降および
測定セルをしめず概略構造平面図、第２図は第１図のセ
ルの１つの作業サイクルの各種の段階を示す説明図、第
３図は測定装置の概略平面図、第４図は測定装置の回路
の機能ブロックダイヤグラム、第５図は第４図までの装
置の変形例を示す拡大構造図である。１・・・装入コンベア、２・・・第１の旋盤、４・・・
測定装置、６・・・第２の旋盤、８・・・排出コンベア
、９・・・ガントリローダ、１０・・・キャリッジ、１
１・・・コンピュータ、１２・・・部品、１３・・・第
１の参照手段、１４・・・第２の参照手段、１５・・・
測定手段、１６゜１７・・・スピンドル、２２．２３・
・・接合要素、２２゜２６・・・縦方向ガイド、２７・
・・縦方向スライド、２９．３５・・・モータ、３１．
３２・・・横方向スライド、３３．３４・・・測定ヘッ
ド、３７・・・可動アーム、４０．４１・・・接触子、
／１５・・・トランスジューサ、４７・・・スケール、
４８・・・スライド、５０・・・スライド。

Claims

【特許請求の範囲】１、支持手段と、この支持手段に関し、実質的に固定されて配置され第１
および第２の部品を機械的に位置決めするための第１お
よび第２の参照手段と、前記第１および第２の部品を検査するために前記支持手
段に結合され、前記支持手段上を可動の第１のスライド
、その第１のスライド上を可動の少なくとも１つの第２
のスライドと、前記第２のスライド上に配置された第１
の検知手段および前記第１および第２のスライドの位置
を検出するためのトランスジューサ手段とを備えた測定
手段と、前記第１および第２の部品に関して測定手段の
位置決めを行なうために測定手段の変位を生じさせる駆
動および制御手段とを備え、前記第１の検知手段は前記
第１および第２の参照手段に対しほぼ対称に配置された
ことを特徴とする機械部品の寸法房検査装置。２、測定手段が第１のスライド上を可動の第３のスライ
ドを有しその第３のスライド上に第２の検知手段が配置
され前記第２の検知手段は第１および第２の参照手段に
関してほぼ対称に配置されてなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の測定装置。３、第１および第２の参照手段が縦方向対称面を確定す
るようにされ、前記第１のスライドは縦軸に沿って可動
であり、第２および第３のスライドは直交方向に可動で
あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の測定
装置。４、第２および第３のスライドが縦方向対称面に関して
対称な位置に配置されたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の測定装置。５、トランスジューサ手段が支持手段に関して第１のス
ライドの位置を検出する第１のトランスジューサと第２
および第３のスライドの相互位置を検出する第２のトラ
ンスジューサを備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の測定装置。６、第１および第２の検知手段が第１および第２の部品
に接触する関係接触手段をそれぞれ有する２つのヘッド
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
測定装置。７、各ヘッドの接触手段が２つの接触部を有する可動ア
ームを有し１つの接触部が第１の部品に接触し他の接触
部が第２の部品に接触するようにされたことを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の測定装置。８、駆動および制御手段が第１のスライドの変位を制御
する第１のモータと第２および第３のスライドの相互変
位を制御する少なくとも１つの第２のモータを有してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の測定装
置。９、ヘッドが測定ヘッドであり可動アームが少なくとも
２つの軸に沿って可動であることを特徴とする特許請求
の範囲第７項記載の測定装置。１０、第１の加工作業後に第１の部品を検査し第２の加
工作業によって第１の部品から得られた第２の部品を検
査するために第１および第２の参照手段が縦軸に関して
同じ方向へ向くように部品を支持するように第１および
第２の参照手段がなっていることを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の測定装置。１１、第１および第２の参照手段が横方向に沿って部品
を位置決めする退避部および縦方向に沿ってその部品を
位置決めする受部を備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第１０項記載の測定装置。１２、第１の検知手段は第２のスライドに関して第１の
検知手段の少なくとも２つの位置を確定するような結合
手段により第２のスライド上に配置されたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の測定装置。１３、第１および第２の検知手段が関係軸のまわりに回
転可能に第２および第３のスライド上に配置され、第２
および第３のスライドは第１および第２の検知手段の少
なくとも２つの位置を確定するようにされた受部を確定
していることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
測定装置。