JPS6242010A - 測定機の補正用基準器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定機の補正用基準器の改良に関するもので
ある。

〔背景技術とその問題点〕

測定機の中には、本体に移動可能に設けられた球形の測
定子、この測定子とワークとが接触したときに作動する
タッチ信号検出器および測定子とワークとの相対移動変
位量を検出するための変位検出器を備え、タッチ信号検
出器が作動したときに変位検出器の出力信号から求めた
当該測定子の座標値を測定値の実径寸法と異なる寸法の
補正測定子径寸法を利用して補正するように構成された
測定機、例えば三次元測定機がある。従来、このような
測定機における測定子径寸法の補正は、使用する測定子
の公称また実測径を人力し、それを変位検出器で検出さ
れた測定子の移動変位量から減算または加算処理するよ
うにしていた。

しかしながら、測定子とタッチ信号検出器とは弾性部材
で連結されている上、測定子には一定の測定力が付与さ
れ、かつタッチ信号検出器は弾性部材の傾斜によって作
動する構造のものが多いため、弾性部材の傾斜度や撓み
、更にはタッチ信号検出器のタイムラグ等によって損１
ｒ定誤差が生じ、実際の測定子径をもってしては正確な
補正ガ困難な場合が多い。ここに本出願人は、底面が水
平な基台の両端に、互いに平行な内側面と外側面とを有
する一定幅の接触部材を各側面が相互に平行となるよう
に一体的に取付け、前記測定子の半径をｒとし、かつ測
定機の最小分解能がＸｐｍである場合、前記両接触部材
の内側面間の寸法を３ｒ以上、前記各側面の基台上面か
らの高さ寸法を１ｒ以上とし、かつ前記各接触部材の内
側面および外側面間の厚み寸法を、Ｘ×１０−μｍの精
度に加工するともに、その加工精度を含み通常使用状態
下の温度変化に伴う伸縮量がＸ×１０−″μｍ以下に維
持されるように構成した測定機の補正用基１１゜器を提
案した（実願昭５８−４８０００号）。この測定機の補
正用基準器は、簡易構成の下で、前記測定誤差を補正で
きるようにしたものである。

ところが、前記考案にかかる補正用基準器は、この種の
測定機に高精度化、また、作業の簡易、迅速化が要請さ
れる゛に至り、精度上または取扱上の不都合が生じてき
た。

精度上の問題からは、まず、比較的長寸の基台および両
接触部材を用いているので、補正測定子径を求めるため
の諸寸法測定に際して移動量検出部のストローク誤差が
関与する。即ち、一般的に移動■検出部の主スケールの
単位長さ当たりの誤差が一定といえないことから、測定
子を移動させるに際し誤差が生じてしまう。また、基台
および両接触部材の加工精度が設計値通り仕上げること
が困難、かつ、使用環境によって変動するので、これに
関する誤差を皆無とすることは事実上困難である。更に
、球状測定子からすれば、角度誤差を回避するために測
定子を接触部材の面に垂直方向から当接すべきであるが
、測定機本体に接触部材を測定子移動方向に対して垂直
に取付けられている保障がない。

次に、取扱上の問題からは、まず、前述した角度誤差を
回避するために測定機に対する補正用基準器の取付は作
業に多くの労力、時間を必要とする。また、基台等が大
きいため、測定機本体に取付けた後では基準器を取りつ
けるスペースが確保できない場合があり、測定面に応し
て測定子の大きさを換えるような測定作業に支障を来す
。更に両接触部材の内側相当と外側相当との２回の測定
が必要のため作業時間が長い。即ち、前記従来の補正用
基準器によるも９は、内側面と外側面との測定差がある
ものとして内側面および外側面の各２回の測定を行い、
計４回測定子を移動させたが、要は、測定子軸の撓み方
向がことなる要因を含めばよいのであるから、必ずしも
２回の測定を要せず、結局無用な作業時間を費やすこと
になる。更にまた、このような２回の測定のための演算
をしなければならず、この点からしても不利である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、精度がよく取扱い便利な測定機の補正
用基準器を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は測
定機本体に移動可能に設けられた球形の測定子と、この
測定子とワークとが接触したときに作動するタッチ信号
検出器と、測定子およびワークの相対移動変位量を検出
するための変位検出器とを備え、タッチ信号検出器が作
動したときに変位検出器の出力信号から求めた当該ポリ
定子の座）予価を測定子のノミ径てｊ法と異なる手法の
ｉｔｉ正測定子径寸法を利用して補正するよう構成され
た測定機の補正用基準器であって、前記測定子が一方方
向から移動されたときに当接される第１当接面と他方方
向から移動されたときに当接される第２当接面とを同一
７Ｊ　２９平面上に配設するとともに、前記基準平面上
に測定子が同一方向から移動されて互いに離隔した少な
くとも２点の設定点で接触する設定面を設けたもので、
これにより、前記設定面に測定子を同一方向から移動さ
せて接触させるとともに、例えば、このときの変位検出
値が同一となるように補正用基準器を取付けて基単平面
を測定子移動方向と直交させ、あるいは検出値に差があ
る場合にはその差により測定子移動方向との角度差を＋
ｍ圧するようにし、更に、前記測定子の移動方向とは逆
方向から第１当接面或いは第２当接面に測定子を移動さ
せて当接し、このような操作によって補正測定子径を求
めて前記目・的を達成しようとするものである。

〔実施例〕

以Ｆ、本発明の一実権例を図面に基づいて説明する。

第１図は三次元測定機の全体の回路構成全示ｊ−でいる
。同図において、測定根止しての三次元測定機の本体Ｉ
には、ワークとの接触を検知する接触検知部２が三次元
方向つまりワークを載置する定盤に対してＸ、Ｙおよび
Ｚ軸方向へ移動可能Ｓこ設けられているとともに、測定
子７およびワークの相肘移動によって接触検知部２のそ
れぞれの移動方向に沿ってその接触検知部２の移動量を
電気（３号として検出する３つの移動量検出部３．４゜
５がそれぞれ設りられている。前記接触検知部２は、三
次元方向へ移動可能な部材０こ取付けられ７（＝タッチ
ｆ３号検出器６と、このタッチ１３号検出器６に基端部
が保持されかつ先端部に球状の測定子７を有する測定子
軸８とから構成され、測定子７のワークへの接触によっ
て測定子軸８が基端部を支点として傾斜すると、タッチ
信号検出器６が作・助してタッチ信号検出器６から検出
信号が出力されるようになっている・また、前記各移動
量検出部３．４．５は、例えば光学的スケール等により
接触検知部２の移・肋に伴う光量変化を正弦波の信号と
して検出し、その信号をエンコーダ１１へ与えるように
なっている。

１■１記エンコーダ１１は、前記各種・助呈゛検出部３
゜１．５からの信号をそれぞれパルス信号に変換する信
号処理回路１２．１３．１４と、この各信号処理回路１
２．１３．１４からのパルス１３号をそそれカウントす
るカウンタ１５．１６．１７とから構成されている。カ
ウンタ１５．１６．１７のデータは、コントロール回路
２１からの転送指令によって選択的にデータ処理部３１
へ取り込まれる。ここにおいて、本実施例では、エンコ
ーダ１１と前記各移動量検出部３．４．５とにより変位
検出器が構成されている。

前記コントロール回路２１には、電源スィッチ２２）測
定項目の種別例えば外側測定や内側測定等を指定する処
理指定スイッチ２３、作業モードつまり測定モートと補
正モードとのいずれかを指定するモード切換スイッチ２
　ａおよび定数等を人力する入力器２５がそれぞれ設け
られているとともに、前記タッチ信号検出器Ｇからの検
出信号が人力されている。そして、コントロール回路２
１は、タッチ信号検出器６から検出（３号が入力さ丁１
゜た際、前記処理指定スイッチ２３δよびモート切換ス
イッチ２４により指定されている内容ムこ従って、前３
己カウンタ１．５．＋６．１７のテ゛−夕をテ′−タ処
理部３１へ転送させるとともに、データ処理部３１を所
定の手順に従って作・助さゼる。

前記データ処理部３１には、）１１１記入力器２５から
入ノｊされたデータに基づいて補正測定子径を算出する
補正演算部３２と、前記カウンタ１５，１６．１７のデ
ータから前記接触検知部２のそれぞれの移動量を算出し
、かつ前記コントロール回路２１からの指令内容に応じ
てその移動量を前記補正ｌｊｕ算部３２の補正測定子径
で補正する主演算部３３と、この主演算部３３の結果を
プリンタ或いは表示器等へ出力するための出力回路３４
とが含まれている。

第２図から第５図は補正用基準器を示している。

補正用基７Ｑ器４０は、円柱状の基台４１と、基台４１
の上に取付けられた受台４２と、受台４２に下部が保持
されるとともに互いに対面して取付けられた２つの補正
部材４３および４４とを含んで構成されている。前記基
台４１には、周縁近傍に取付孔４１Ａが設けられ、この
取付孔４１Ａを貫通して図示しないボルト等が測定機の
定盤と螺合されて補正用基準器４０が前記定盤に取付け
られるようになっている。前記受台４２は、基台４１の
平面と平行な断面が略小判状に形成されるとともに、基
端が基台４１に取付けられ、先端が前記補正部材４３お
よび４４を保持できるように先端が開口されたコ字形に
形成されている。

前記補正部材４３および４４は、各々やや厚めの（瓦状
部材から形成され、その基端部は前記受台４２に測定機
本体１の定盤と垂直になるよう保持され、その中間部は
孔４５を有している。前記孔４５は、補正部材４３およ
び４４をその板厚方向に貫通するように形成され、ボル
トとす、ト（図示せず）とを孔４５内で螺合することに
より両部材を固定するようになついる。前記補正部材４
３の先端は、中央部が角柱状の凸部に形成され、この凸
部の補正部材４４と相対する面には第２当接面４６が形
成されている。前記補正部材４４の先端は、先端方向が
開口されたコ字状に形成され、その両端部に設けられた
突起部の補正部材４３と相対する面には設定面４７Ａお
よび４７Ｃが形成されている。前記設定面４７Ａおよび
４７Ｃは、設定点、即ち各々の平面上いずれかの一点で
同一方向から移動された測定子７が接触するようになっ
ており、しかも、この２つの設定点は測定子７の直径寸
法より大きい所定の寸法だけ離隔されている。前記設定
面４７Ａと第１当接面とは併用され、この第１当接面４
７Ａは、測定子７が一方方向から移動されたときに当接
され、更に、測定子７が他方方向から移動されたときに
当接する第２当接面４６および測定子７が一方方向から
当接される設定面４７Ｃとともに同一平面上にあって基
準平面４８を構成し、これらの平面が直列配設されてい
る。この際、前記基準平面４８上の第２当接面４６の両
端辺と設定面４７Ａおよび４７Ｃの内側端辺との間には
微小の隙間が設けられ、温度が高くなって補正部材４３
および４４が熱膨張してもこれらの画先端が当接しない
ようになっている。

次に、本実施例の使用方法を説明する。本三次元測定機
では、補正用基準器４０を用いて補正測定子径を求め、
これを予め設定した後、測定作業を行う。

補正測定子径を求めるには、まず三次元測定機本体１の
定盤上に補正用基準器４０を測定子７の第１当接面４７
Ａに当接する方向が接触検出部２のいずれかの移動方向
、例えばＸ軸方向に一致するように取付ける。

即ち、第６図に示されるように、Ｘ軸方向の一方方向（
図中矢印Ｐ方向）に補正部材４４の先端の第１当接面４
７Ａに測定子７を当接させる。つまり、モード切換スイ
ッチ２４を補正モードに切換えた後、接触検知部２を矢
印Ｐ方向へ移動させると、移動量検出部３からの信号が
信号処理回路１２によりパルス信号に変換された後、カ
ウンタ１５によりカウントされていく。そこで、接触検
知部２の矢印Ｐ方向への移動により、第７図に示す如く
、測定子７が第１当接面４７Ａに接触された後、更にδ
量（測定子軸８の撓みやタッチ信号検出器６のタイムラ
グに基づく不感■）移ＦＪＪされると、タッチ信号検出
器６から検出信号がコントロール回路２１へ与えられる
。すると、コントロール回路２１からの転送指令により
、カウンタ１５のデータつまり接触検知部２のＸ軸方向
の移動間が主演算部３３へ転送され、出力回路３４を通
じて表示器或いはプリンタに変位検出値が表示される。

この次に、前記測定子７を矢印Ｐと同方向く図中矢印Ｑ
方向）に移動して補正部材４４の先端の設定面４７Ｃに
前述と同様に当接させる。この際、設定面４７Ｃへ測定
子７を当接させたときの変位検出値は前述の変位検出値
と同一となるようにし、このような状態の下で補正用基
準器４０の基台４１を測定機本体ｌの定盤に取付ける。

これにより、ｒ−ｎす電子７の移動方向と基部平面４８
とが直交することになる。

更に、前記矢印Ｐ方向とは逆方向（図中矢印Ｒ）に測定
子７を移動して第２当接面４６に接触された後、更に６
班だけ移動されると、タッチ信号検出器６から検出信号
がコントロール回路２１・＼与えられる。すると、コン
トロール回路２１からの転送指令により、カウンタ１５
のデータが主演算部３３へ転送され出力回路３４を通し
て表示器等に変位検出値が表示される。

このように、第１当接面４７Ａおよび第２当接面４６へ
測定子７が当接した際の変位検出値が求められたなら、
両者の変位検出値の差を求める。

この両者の変位検出値の差は、第１当接面４７Ａおよび
第２当接面４６へ測定子７を当接した際の接触検知部２
の相対的な移ｍＪ＋量１ｏｓであり、この移動量ｎｏｓ
は、第７図中破線で示した補正測定子径ｄ°　となる。

つまり、第７図中実線で示された実際の４１す電子をｄ
とすると、ｄ〜２６−ｄ゛となり、このｄ“　はｌｏｓ
と一敗する。こね、Ｓこよってｈｌｉ　ｉＥ測定了径ｄ
゛　は、補正演算部３２に記りされ、測定データの補正
データとして利用さ机る。

一方、測定に当たっては、三次元測定機本体ｌの定盤上
にワークを七ノトシた後、モート切換スイッチ２４を測
定に切換えるとともに、処理指定スイッチ２３により測
定項目を指定する。この後、接触検知部２を移動させ、
測定子７をワークの測定部位間に順次当接させる。する
と、主演算部３３において、ｆｆ１１１定子７がワーク
に当接して検出信号が出力されたときのカウンタ１５．
１６．１７のデータが前記補正演算部３２の補正測定子
径ｄ゛　で補正される。この場合、処理指定スイッチ２
３により指定されている測定項目が外側測定であれば前
記データから補正測定子径ｄ′　が減算され、一方処理
指定スイノチ２３により指定されている測定項目が内側
測定であれば前記データに補正上す電子径ｄ゛　が加算
される。なお、処理指定スイッチ２３により１旨定され
ている測定項目が外側測定および内側測定以外の項目、
つまりワークの階段状の垂直面間の寸法測定等、測定子
７がワークに対して同一方向から当接する測定項目の場
合には、補正測定子径ｄ′　の補正処理は行われない。

このようにして演算された結果は、測定データとして出
力回路３４を通してプリンタや表示器等へ出力される。

このような本実施例によれば、測定機の補正用２３＄２
ｍ４ｏの精度を向上させ、更に、その取扱いを便利にす
ることができる。即ち、本実施例では補正測定子径ｄ゛
　を求めるに際して、測定子７を同一基準面内にある第
１当接面４７Ａおよび第２当接面４６に当接するので、
従来例のように移動型検出部のストローク誤差が関与す
るという問題が解消される。更に、従来例のように一定
幅の接触部材を設けず、その上この接触部材の両側面の
寸法＋ｎ度を考慮する必要がないので、この点からも、
更に温度変化を考慮しなくてもよい点からも精度の向上
を図ることができる。更にまた、設定面（第１の当接面
）４７Ａおよび４７Ｃを設けてあり、この設定面４７Ａ
および４７Ｃは同一平面とに形成されているので、第１
当接面４７Ａおよび第２当接面４６を；４１１１定子７
の移動方向と垂直にすることができ、従って測定子７が
斜めに当接面に当接することによる誤差が回避される。

一方、取扱いの点からは、前述の通り角度誤差の問題を
回避できるので、補正用基準器４０の取付は作業に多く
の労力、時間を必要とするごとがない。また、補正用基
準器４０は、従来例のように基台等を大きくする必要が
なく、基帛器を取付けるスペースが確保でいないという
問題から解消される。

更に、補正測定子径ｄ゛　を求めるのに測定子７を３回
移動させれば十分であり、従来例の場合より作業時間を
短縮することができる。従って、補正測定子径ｄ゛　を
求めるための演算を行う四散も従来に比し少なくするこ
とができ、この点からしても作業時間を短縮することが
できる。また、設定面４７Ａおよび４７Ｃで測定子７が
接触する設定点は、測定子７の直径寸法より大きい所定
の寸法だけ離晒されているとしたので、補正部ｔ第４４
のコ字状先端部の間を測定子７が通過して第２当接面４
６と当接できるとともに、ｉ　ｆｆ１９面を測定子７の
多動方向と垂直に設けるに容易に行うことができる。

なお、前記実施例では、設定面を補正部材４５のコ字状
先端の補正面４７Ａおよび４７Ｃに各々としたが、本発
明では、第８図に示されるように２点の設定点の全てを
含む設定面と第１当接面或いは第２当接面とが併用され
ているものでもよい。

即ち、第８図において、上部一端が角柱状に切欠かれた
板状の補正部材４９と、この補正部材４９と重なり合う
とともに前記角柱状に切欠かれた部分側に角柱状突起部
を有する補正部材５０とが基端が基台４１に取付けられ
た受台４２のコ字形先端に保持されている。前記補正部
材４９と補正部（第５０との先端の互いに面する部分は
設定面５１および設定面５２が同一基準面上に形成され
、設定面５１が第１当接面として、設定面５２が第２当
接面として構成されている。この際、第１当接面は、測
定子７の直径寸法より大きい寸法だけ離隔配設された２
つの設定点を含む設定面を併用している。これによれば
、設定点は連続した面上Ｑこあるので、設定面の加工を
容易に行うことができる。

更に、前記実施例では、便宜上、補正部材４４に第１の
当接面４７Ａを設定し、補正部材４３に第２の当接面４
６を設定したがこれは逆でもよく、また、補正部材４３
における設定面４７Ａと第１当接面とを併用したが、本
発明では、設定面４７Ｃを第１当接面とを併用したもの
でもよい。要するに、本発明では、前述の条件を満たす
第１．第２の当接面およびそれとは別もしくは併用され
た設定面があればよい。更にまた、補正部材の先端は中
央部に角柱状の凸部に形成されているものとコ字状に形
成されているものとの組合せに限らず、端部の１つおよ
び中央部を角柱状の凸部に形成されたものと前記端部の
他端側にのみ角柱状の凸部に形成されたものとの組合せ
でもよい。また、前記実施例では、各々の測定点を測定
子７の直径寸法より大きい所定の寸法だけ離隔したが、
この所定の寸法は、大きい程基準面を測定子７の移動方
向と直交させやすい。ただし、あまりこの寸法を大きく
すると補正部材の幅を大きくしなければならず、補正用
基準器を測定機本体１の定盤に取付けるのに大きなスペ
ースが必要となる。従って、定盤のスペースとの関係で
測定点の隅離された所定寸法を決定すべきである。更に
、前記実施例では、補正部材を２つ設けてこれらを取付
けることとしたが、本発明では補正部材を一体として形
成するものであってもよい。また、前記実施例では第１
の当接面４７Ａと設定面４７Ｇとを用いて基準平面４８
が測定子７の移動方向と直交するように設定したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、当接面４７Ａと
設定面４７Ｃとの当接時のデータを用いて基準平面と測
定子移動方向との角度誤差を求め、この値を用いてデー
タを補正してもよいが、このようにすると処理が複雑と
する分、前記実施例より不利であ。更にまた、前記実施
例では、三次元測定機について説明したが、測定子が一
次元または二次元方向′へ移動可能な測定機、例えばハ
イドゲージ等であっても適用することができる。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、測定機の補正用基準器の
精度を向上させ、更に、その取扱いを便利にすることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる三次元測定機を示すブロッ
ク図、第２図は本発明にがかる一実施例を示す斜視図、
第３図はその平面図、第４図はその正面図、第５図はそ
の側面図、第６図は本実施例により補正測定子径を求め
る手順を示す説明図、第７図は補正用基４ζ器によって
補正測定子径を求める際の説明図、第８図は前記実施例
と異なる実施例を示す斜視図である。 １・・・測定機としての三次元測定機、３．４．　５・
・・移動量検出部、６・・・タッチ信号検出器、７・・
・測定子、１１・・・エンコーダ、４０・・・補正用基
準器、４７Ａ、５１・・・第１当接面、４６．５２・・
・第２当接面、４７Ａ、４７Ｃ，４Ｂ・・・基準平面、
５１・・・設定面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定機本体に移動可能に設けられた球形の測定子
   と、この測定子とワークとが接触したときに作動するタ
   ッチ信号検出器と、測定子およびワークの相対移動変位
   量を検出するための変位検出器とを備え、タッチ信号検
   出器が作動したときに変位検出器の出力信号から求めた
   当該測定子の座標値を測定子の実径寸法と異なる寸法の
   補正測定子径寸法を利用して補正するよう構成された測
   定機の補正用基準器であって、前記測定子が一方方向か
   ら移動されたときに当接される第１当接面と他方方向か
   ら移動されたときに当接される第２当接面とを同一基準
   平面上に配設するとともに、前記基準平面上に測定子が
   同一方向から移動されて互いに離隔した少なくとも２点
   の設定点で接触する設定面を設けたことを特徴とする測
   定機の補正用基準器。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記第１当接面
   と第２当接面とこれらの当接面以外で前記設定点のうち
   １点で測定子が接触する設定面とが直列配設され、かつ
   、前記設定面と同一向きの第１当接面または第２当接面
   と、前記設定点の他点で測定子が接触する設定面とは併
   用されていることを特徴とする測定機の補正用基準器。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記第１当接面
   或いは第２当接面と、前記少なくとも２点の設定点の全
   てが接触する設定面とは併用されていることを特徴とす
   る測定機の補正用基準器。
4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   おいて、前記設定面で測定子が接触する設定点は、測定
   子の直径寸法より大きい所定の寸法だけ離隔されている
   ことを特徴とする測定機の補正用基準器。