JPS62133307A

JPS62133307A - 曲面測定装置

Info

Publication number: JPS62133307A
Application number: JP27448585A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Nagamitsu; 永光　達夫; Shigehiko Itou; 慈彦伊藤; Akira Kodama; 彰児玉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Honda Engineering Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; HTK Engineering Co Ltd
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1987-06-16

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】本発明は曲面測定装置に関し、一層詳細には、二つの異
なる方向に変位する検出手段によって曲面を有するワー
クの第１の方向、すなわち、水平方向の移動距離を測定
すると共に、第２の方向、すなわち、垂直方向への移動
距離を測定し、夫々の信号によって得られる二つの情報
を既に記憶されている原型の基準情報と比較してその偏
差を求め、前記ワークに対して原型に可及的に近づける
ように修正処理を行うための情報を得る曲面測定装置に
関する。

同一の製品を大量に生産するために、例えば、基準金型
から倣い加工あるいはＮＣ加工等の手段を用いて同一の
多数の金型を製作することが一般的に行われている。こ
の場合、特に、倣い加工等によって製作された多数個の
金型が基準金型と同一寸法、同一形状に作られているか
否かを確認しなければならない。蓋し、同一寸法、同一
形状でなければ大量生産によって同一製品を多数製作す
るという所期の目的が達成されないからである。

従来、倣い加工、ＮＣ加工等の手段を用いて製作された
金型が基準金型と同一の寸法、同一の形状であるか否か
を判別するために次の二つの方法が採用されてきた。

■　当該製作された金型を用いて薄板をプレス成形し、
この薄板の曲面形状を視認することによって間接的に当
該金型が基準金型と同一の寸法形状をしているか否かを
判断する。

■　例えば、スキャンニングマシンを用い、この製作さ
れたプレス用金型を基準台上に載置して前記スキャンニ
ングマシンをｘ、、Ｙ、、Ｚ方向に変位させ、それによ
って得られる位置情報によりその金型が基準金型と同一
であるか否かを判断する。

然しなから、■の前記の方法によれば、基準金型と比較
する際に、あくまでも肉眼に依存した視認動作によって
行われるために、正確にこの新たに製作されたプレス金
型が当該基準金型と同一かどうかを判断することは極め
て困難であるという不都合がある。また、■の後者の方
法においては、比較的重量のある金型をさらに大型のス
キャンニングマシンまで移動させなければならず、一方
、スキャンニングマシン自体も相当大掛かりになるため
に、それに対応する広面積の占有空間を必要とし、また
、コストも極めて高価であるという難点がある。

そこで、本発明者はこれらの欠点を克服すべく、製品の
曲面形状に沿ってその変位を測定することが可能な第１
の測定手段と、製品の高さ方向の変位を測定することが
可能な第２の測定手段とを一体的に組み込んだ曲面測定
装置を開発し、特願昭第５９−２６４１４１号として特
許出願を行った。すなわち、この装置を使用して予め基
準金型の二点間の曲面に沿った距離と当該二点間の距離
内における高さとを測定し、これを記憶装置に情報とし
て蓄積しておき、さらに、この基準金型に則して新たに
金型が製作された場合には、前記基準金型の二点間の曲
面に沿った距離に対応させて前記装置を移動させ、当該
二点間の距離とその間における高さとを測定し、既に記
憶されている基準金型の対応情報と比較してその偏差を
求め、許容値内であるならば同一寸法、同一形状である
と判定すると共に、その偏差が許容値の範囲外にある場
合にはその偏差に対応して当該製作された金型に肉盛り
あるいは切削等の修正処理を行って可及的に基準金型に
その寸法、形状を近づけるようにしたものである。この
曲面測定装置は、特に、簡単な構成であるために廉価に
製造出来、しかも小型であるために操作が極めて容易で
あるという利点をもたらしている。

ところで、製品、すなわち、金型の形状情報を求めよう
とする際に、操作者は予め製作された金型に引かれた線
に沿って測定装置を移動させなければならない。従って
、その線引きが不正確であると、基準金型に関する情報
を得た際の位置とのずれが生じ、結局、正確な面歪情報
が得られないという懸念が発生する。さらにまた、曲面
形状を呈する金型表面を測定器を利用して変位動作させ
る時、この測定器自体も金型表面の曲面に対応して変位
することになり、正確には水平方向の移動距離を基準と
して金型の高さ方向の情報を求めることが出来ない。結
局、基準金型との形状を比較するための水平方向におけ
る位置を基準とした情報が得られない場合もあり得る。

本発明は該る認識に鑑みなされたものであって、予め金
型の曲面に載置される少なくとも一以上のガイドレール
に移動台を摺動自在に配置し、この移動台に前記測定装
置を係着してこの測定装置を前記ガイドレールに沿って
変位させ、曲面に沿って得られる製品の高さ位置情報と
共に装置全体が変位した水平方向の位置情報を得て、こ
れを形状情報として活用するよう構成した曲面測定装置
を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は少なくとも移動
することによって高さ方向に変位する第１の検出子を備
える測定器と、前記測定器を保持し且つ前記検出子の水
平方向への移動量を検出する第２の検出子を備える移動
体と、前記移動体を被検出体上にあって水平方向に変位
自在に支承する案内部材とから構成されることを特徴と
する。

次に、本発明に係る曲面測定装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

先ず、倣い加工によって製造される金型が基準金型と等
しく製作されているか否かを判定するために好適に前記
曲面測定装置に組み込まれる曲面測定器について説明す
る。

第１図乃至第４図において、参照符号１０はこの曲面測
定器を示し、この曲面測定器１０は水平方向に延在する
ボディ１２と前記ボディ１２の途上から一旦立ち上がっ
て垂直方向に延在する把持部１４を含む。前記ボディ１
２並びに把持部１４は好ましくは合成樹脂製の一体成形
品で構成され、特に、前記ボディ１２の内部には水平方
向に延在する第１の基板１６と、この基板１６に当接す
る第２の基板１日とを有する（第２図参照）。図から容
易に諒解されるように、前記ボディ１２の側壁部１２ａ
と前記第２基板１８との間にはロータリエンコーダ２０
が装着保持される。このロータリエンコーダ２０の出力
信号は主として被検査体の曲面方向に沿った移動距離情
報を得るのに役立つ。

すなわち、ロータリエンコーダ２０の回転軸２２は前記
第２基板１８を貫通し、その先端部にロータ２４をディ
スク２５で挟持するように軸着している。

この場合、ロータ２４の終縁部には等間隔に刃２６を刻
設しておくとロータ２４を転勤させた時、金型表面を滑
動することが効果的に阻止される。

前記ロータリエンコーダ２０によって発生するパルスを
導出するための導線２８は前記ロータリエンコーダ２０
から把持部１４の内部を通りその頂部から外部へ露呈し
て図示しない制御機構に接続されている。

次に、前記把持部１４の直下において前記第１基板１６
には貫通孔３０が画成され、この貫通孔３０を挟んでボ
ス３２ａ、３２ｂがボルト３４．３６により固着される
。一方、把持部１４を構成する筐体の内部にはポテンシ
ョメータ４０が配置′される。前記ポテンショメータ４
０を構成する滑り接触子４２の先端部にはロッド４４を
連結し、このロフト４４の先端部にはさらにロッド４６
を介して先端部が先鋭化された検出子４８を固着してお
く。この場合、前記滑り接触子４２に連結されるロッド
４６および検出子４８は図示しないコイルスプリングに
よって常時図において下方へと付勢されている。

なお、前記ロッド４４はボス３２ａの孔部を貫通して第
１基板１６の貫通孔３０に到達し、従って、ロッド４６
はボス３２ｂを貫通して検出子４８はその下方に延在し
ている。この場合、ボス３２ａにはロッド４４を固定す
るためのボルト４７を嵌合させておくと好適である。さ
らに、前記測定器１０では前記検出子４８を挟んでロー
タ２４の反対側にローラ５０が回転自在に軸支されてい
る。ローラ５０は軸５２を介して脚部５４によって保持
され、前記脚部５４は支持部材５６を介してボディ１２
に保持される。なお、前記ポテンショメータ４０によっ
て得られた垂直方向の位置の変位情報は導線５８により
前記図示しない制御機構へと送給されるよう構成してお
く。

次に、把持部１４の側壁部に一対の取付部６０ａ、６０
ｂが配設される。第３図並びに第４図から容易に諒解さ
れるように、前記取付部６０ａ、６０ｂは実質的に断面
コ字状を呈し、その内部に嵌合溝６２ａ、６２ｂが夫々
設けられる。この嵌合溝６２ａ、６２ｂは後述する移動
台の取付アームが係合して測定器１０を保持するための
ものである。

そこで、前記測定器ｌＯを所定方向へと変位させるため
の保持機構について説明する。保持機構７０は、実質的
に一対の取付台７２ａ、７２ｂと移動台７４とからなる
。取付台７２ａ、？２ｂの底部には夫々一対の永久磁石
７６．７６が固着され、前記取付台７２ａ、　？２ｂ間
には一対のガイドレール７８ａ１７８ｂが互いに平行に
橋架される。そこで、このガイドレール７８ａ、７８ｂ
に移動台７４が係着される。移動台７４は略矩形状のボ
ディ８０を含み、このボディ８０には前記ガイドレール
７８ａ、７８ｂが貫通するための孔部８２ａ、８２ｂが
穿設されている。ボディ８０の一端部からは平行に゛取
付アーム３４ａ、８４ｂが延在し、この取付アーム８４
ａ、８４ｂの間に空間部８６が画成される。この空間部
８６は測定器１０を収納するためのものである（第５図
参照）。

そこで、夫々の取付アーム３４ａ、８４ｂの先端部には
孔部８８が穿設され、この孔部８８には夫々カラー９０
ａ、９０ｂが嵌合する。カラー９０ａ、　９０ｂにはそ
の中心部を軸線方向に貫通する孔部９２．９２を利用し
て取付プレート９４ａ、９４ｂが係着される。すなわち
、取付プレート９４ａ、９４ｂの中央部から延在する螺
子９６ａ、９６ｂは前記カラー９Ｑａ、９０ｂの孔部９
２．９２を夫々外方へと指向して貫通し、前記取付アー
ム８４ａ、８４ｂの外部に露呈する。この螺子９（ｉａ
、９６ｂの先端部には締付ナツト９８ａ、９８ｂが螺着
される。

次に、移動台７４のボディ８０にはガイドレール７８ｂ
の直上部分に孔部１００が穿設され、この孔部１００に
ロータリエンコーダ１０２のロータ１０４を臨ませる。

ロータリエンコーダ本体１０６から延在する軸１０Ｂは
前記ロータ１０４を回転自在に保持する。なお、図中、
参照符号１１０は前記ロータリエンコーダ１０２の出力
を外部に導出するための導線を示す。

次に、前記のように構成される曲面測定器１０から得ら
れる信号を処理してこの曲面測定器１０によって測定さ
れる金型が基準金型と同一であるか否かを水平方向の距
離を基準として判別するための電気回路について第６図
に沿って説明する。

ロータリエンコーダ１０２の出力側はカウンタ１２０に
接続し、このカウンタ１２０の出力側は遅延回路１２２
を介して第１のアドレスカウンタ１２４に接続する。前
記アドレスカウンタ１２４の出力側は第１の切換スイッ
チ１２６を介して第１の記憶回路１２８と第２の記憶回
路１３０とに接続する。

パルス発生器１３２の出力側はカウンタ１３４、第２の
切換スイッチ１３６を介して夫々前記第１記憶回路１２
８と第２記憶回路１３０に接続される。

一方、ポテンショメータ４０の出力側はＡ／Ｄ変換器１
３８、第３の切換スイッチ１４αを介して夫々前記第１
記憶回路１２８と第２記憶回路１３０に接続しておく。

なお、第１記憶回路１２Ｂ、第２記憶回路１３０の出力
側はディスプレイ装置１４２に接続される。

本発明に係る曲面測定装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。

先ず、測定器１０を移動台７４に保持させる。すなわち
、移動台７４の取付プレー）９４ａ、９４ｂを取付部５
Ｑａ、６０ｂの嵌合溝６２ａ、６２ｂに挿入し、締付ナ
ツト９８ａ、９８ｂを回転させれば、螺子９６ａ、９６
ｂは取付プレー１−９４３．９４ｂを外方へと延長し、
従って、取付部６０ａ、６０ｂの口字状の先端部が前記
取付プレート９４ａ、９４ｂと取付アーム８４ａ、８４
ｂとの間で挟持されるに至る。このような操作によって
測定器１０は移動台７４に固着される。そこで、保持機
構７０を取付台？２ａ、７２ｂに固着された磁石７６．
７６を利用して基準金型２００上に位置決めする。

先ず、第７図ＡＳＢに示す基準金型２００において測定
原位置０点をＸ軸方向の距ＭｂとＹ軸方向の距離ａとに
よって特定する。そして、前記０点を測定原位置として
点イ、口、ハに対して曲面測定器１０を使用して高さ方
向の距離と、さらに水平方向の情報を信号として得る。

すなわち、曲面測定器１０に組み込まれるロータリエン
コーダ２０の出力は金型の曲面形状に沿った情報を提供
するものであるためにこの場合には利用されない。

そこで、保持機構７０の磁石７６．７６を利用して金型
２００に磁着せしめ、測定原位ＷＯ点から前記測定器ｌ
Ｏを移動台７４を介して走らせる。この結果、ロータ２
４、ローラ５０が回転し、また、図示しないコイルスプ
リングによって常時下方に押圧されている検出子４８は
基準金型２００の表面の湾曲形状または凹凸形状に従っ
て変位する。

同時に、ガイドレール７８ｂ上を転勤するロータ１０４
は移動台７４の水平方向の変位量を検出する。

そこで、ロータ１０４の回転によってロータリエンコー
ダ１０２からは所定の数のパルスが発生し、これは導線
２８を介してカウンタ１２０に導入され、カウンタ１２
０は、例えば、ｌＯＯパルス毎にそのカウント数を遅延
回路１２２に出力する。遅延回路１２２により所定時間
遅延した状態でこのカウント数に係る信号はアドレスカ
ウンタ１２４に導入され、前記アドレスカウンタ１２４
はこれをアドレス信号として第１の記憶回路１２８に導
出し、メモリ１２８ａにおけるアドレスＰ＋　、Ｐｚ　
、Ｂ３・・・・・・を決定する。一方、この間に前記ロ
ータ２４、ローラ５０の転勤によって上下方向に変位す
る検出子４８は自らの動きに対応してロッド４４を変位
させ、さらにこのロッド４４の変位は滑り接触子４２を
変位させる。すなわち、滑り接触子４２の変位によって
ポテンショメータ４０はそれに対応するアナログ出力を
導出する。この出力信号はＡ／Ｄ変換器１３８によって
デジタル信号に変換される。そこで、前記のようにアド
レスカウンタ１２４からのアドレス信号によりポテンシ
ョメータ４０の位置信号Ｈ＋　、Ｈｚ　、Ｈ３、Ｈ４等
は切換スイッチ１４０を介して第１記憶回路１２８に記
憶される。すなわち、アドレスカウンタ１２４が特定す
る位置Ｐ１、Ｂ２）Ｂ３、Ｂ４・・・・・・において検
出子４８が検出する高さに係る情ＩＩＨＩ、Ｈｚ、Ｈｌ
、Ｈ４・・・・・・がメモリ１２８ａに順次蓄えられる
ことになる。このようにして基準金型２００の湾曲形状
に沿った距離を基準とする垂直方向の位置情報が得られ
ることになる。

次いで、この基準金型２００を基準として倣い加工によ
って新たに多くの金型が製造されると、これらの金型３
００が前記基準金型２００と同一形状に製作されたか否
かが確認される。この場合も前記基準金型２００におい
て測定した方法と同一の方法が採用される。すなわち、
磁石７６を介して保持機構７０が前記金型３００に載置
される。

その際、基準金型２００の測定原位置０点が新たに製作
された金型３００において特定され、この０点から点イ
、口およびハに対して曲面測定器１０を走らせる。この
時、予め切換スイッチ１２６．１４０を前回と異なる接
点に切り替えておく。そこで、前記と同様に、ロータリ
エンコーダ１０２の出力信号はカウンタ１２０、遅延回
路１２２）アドレスカウンタ１２４を介して切換スイッ
チ１２６からアドレス信号Ｂｌ、Ｂｚ　、Ｂ３　、Ｂａ
・・・・・・として第２記憶回路１３０に導出され、こ
のアドレス信号に従ってボテンシシメータ４０の垂直方
向の信号り、　、ｈ２）ｈ、　、ｈ、・・・・・・がメ
モリ１３０ａに高さに係る信号として順次記憶される。

次に、このように記憶された信号を読み出しディスプレ
イ装置１４２に表示する場合につき説明する。

先ず、パルス発生器１３２から所定の時間間隔でパルス
をカウンタ１３４に導出し、前記カウンタ１３４は、例
えば、１００パルス毎にメモリ１２８ａのアドレスＰ１
、Ｂ２）Ｂ３、Ｂ４・・・・・・に従ってポテンショメ
ータ４０により検出された高さ情報に係る信号Ｈ＋　、
Ｈｚ　、Ｈ３、）Ｉｎ・・・・・・をディスプレイ装置
１４２に出力し、波形情報として表示させる。次いで、
切換スイッチ１３６を切り替えて、同様に高さ信号り、
　、ｈ２）ｈ、、ｈ４・・・・・・をアドレスＢ８、Ｂ
２）Ｂ１、Ｂ４に沿って重畳的に前記ディスプレイ装置
１４２に表示させれば、基準金型２００に対する高さ信
号Ｈと倣い加工によって製作された金型３００に係る高
さ信号りとの変位差が視認される。従って、ディスプレ
イ装置１４２には基準金型２００と倣い加工によって製
作された金型３００との間において水平方向に沿った高
さの偏差が表示されることになる。そこで、この偏差信
号に基づき倣い加工によって製作された金型３００のそ
の部分を許容値の範囲内であるならば、例えば、第９図
ａ並びにｂに示すように、ａｌ、２２間、ｂ、　、ｂ２
間、ＣＩ、Ｃ２間の夫々の測定点Ａ、Ｂ、Ｃにおける変
化ＩＲに応じて削り取りあるいは肉盛りを施すことによ
って基準金型２００に可及的に近づけるよう修正するこ
とが出来る。

一方、前記偏差信号によって表される位置情報が金型２
００の位置情報の許容値の範囲内にある時、これはその
まま基準金型２００と略同−の形状を有するものとして
成形品の大量生産に供されることが可能となる。

以上のように、本発明によれば極めて簡単な構成で基準
金型と測定される新たに製作された金型の歪みの有無を
電気的情報として得ることが可能となり、それを比較す
ることによって新たに製作された金型を可及的に前記基
準金型に近づけることが出来る。このために、最終的に
大量生産される製品の品質の同一性が確保されるばかり
か、極めて簡単な構成であるために廉価に製造出来る利
点が得られる。しかも、操作もし易く、加えて測定自体
が一層正確に行われるために精緻な金型を多数製作出来
るという利点がある。なお、金型の曲面形状に沿った偏
差を求めようとする時、測定器１０に組み込まれるロー
タリエンコータ２０の出力ヲロータリエンコーダ１０２
の出力に代えて記憶回路に導入すればよいことは謂うま
でもない。すなわち、測定器１０は保持機構７０に組み
込むことによって水平方向を基準とした位置情報を提供
するが、この保持機構７０から取り外せば、製品の曲面
形状に沿った位置情報を提供することが可能である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例え
ば、ポテンショメータに代えてリニアスケールを用いる
ことも可能である等、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を構成する曲面測定器の一部切欠縦断正
面図、第２図は第１図に示す曲面測定器の一部省略縦断側面図
、第３図は前記曲面測定器とこれを保持する保持機構との
相関関係を示す斜視説明図、第４図は曲面測定器に装着
された取付ガイドの構造を示す斜視説明図、第５図は保持機構を構成する移動台の一部切欠平面説明
図、第６図は前記曲面測定器から得られる信号を処理して表
示するためのブロック回路図、第７図は金型の基準点か
ら所定の点までの距離とその間の高さを測定するための
説明図、第８図は基準金型と測定される金型との偏差を
示すグラフ、第９図ａ、ｂは夫々測定点と変位量との相関関係を示す
グラフである。ｌＯ・・・曲面測定器　　　　　１２・・・ボディ１４
・・・把持部２０・・・ロータリエンコータ２４・・・ロータ２５・
・・ディスク４０・・・ポテンショメータ　　４２・・・滑り接触子
４８・・・検出子　　　　　　　５０・・・ローラ７０
・・・保持機構　　　　　　７４・・・移動台７８ａ、
７８ｂ・・・ガイドレール８０・・・ボディ１０２・・・ロータリエンコーダ１０４・・・ロータ　　　　　　１０８・・・軸１２０
・・・カウンタ　　　　　１２２・・・遅延回路１２４
・・・アドレスカウンタ１２Ｂ　、１３０・・・記憶回路　　１３２・・・パル
ス発生器１３４・・・カウンタ　　　　　１３８・・・
Ａ／Ｄ変換器１４２・・・ディスプレイ装置　２００・
・・基準金型３００・・・金型特許出願人本田技研工業株式会社手続補正１（自発）昭和６１年　８月１８日１、事件の表示　　昭和６０年特許願第２７４４８５号
２）発明の名称　　曲面測定装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人４、代理人５、補正命令の日付　　自発１、　明細書第８頁第１５行目の「・・・の終縁部・・・」とあるを「・・・の周縁部・・・」と補正します。２）　同、第１２頁第４行目の「７８ｂ・・・」とあるを「７８ａ・・・」と補正します。３、同、第１５頁第４行目の「・・・ガイドレール７８ｂ・・・」とあるを「・・・
ガイドレール７８ａ・・・」と補正します。４、同、第１５頁第８行目の「・・・導線２８・・・」とあるを「・・・導線１１０・・・」と補正します。５、　同、第１８頁第２０行目の「・・・変化ＩＲ・・・」とあるを「・・・変位量Ｒ・・・」と補正します。６、同、第２１頁第１行乃至第２行目の「とこれを保持
する保持機構との相関関係」とあるを削除します。７、同、第２１頁第３行乃至第４行目の［・・・に装着
された取付ガイドの構造・・・」とあるを「・・・とこれを保持する保持機構との関係・・・」と
補正します。８、同、第２１頁第７行目の「測定器」の後に「および前記移動台」を挿入しまず。９、　同、第２１頁第９行目の「第７図」の後にｒＡ、ＢＪを挿入します。ＦＩＧ、１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも移動することによって高さ方向に変位
する第１の検出子を備える測定器と、前記測定器を保持
し且つ前記検出子の水平方向への移動量を検出する第２
の検出子を備える移動体と、前記移動体を被検出体上に
あって水平方向に変位自在に支承する案内部材とから構
成されることを特徴とする曲面測定装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第２
検出子は移動体に組み込まれたロータリエンコーダのロ
ータを含み、前記ロータの周面は案内部材の面部に当接
するよう構成されてなる曲面測定装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置に
おいて、案内部材には磁石が配設され、前記磁石によっ
てこの案内部材を被検出体上に位置決めするよう構成し
てなる曲面測定装置。
（４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
載の装置において、被検出体は金型からなる曲面測定装
置。