JPS63191007A - Method of screw inspection and measurement - Google Patents

Method of screw inspection and measurement

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Publication number
JPS63191007A
JPS63191007A JP2290187A JP2290187A JPS63191007A JP S63191007 A JPS63191007 A JP S63191007A JP 2290187 A JP2290187 A JP 2290187A JP 2290187 A JP2290187 A JP 2290187A JP S63191007 A JPS63191007 A JP S63191007A
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JP
Japan
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screw
laser
shape
measurement
pipe
Prior art date
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Application number
JP2290187A
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Japanese (ja)
Inventor
Kishio Ando
安藤 喜司夫
Mitsuo Iwasaki
満男 岩崎
Kenji Amioka
網岡 健司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nittetsu Densetsu Kogyo KK
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nittetsu Densetsu Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Nittetsu Densetsu Kogyo KK filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2290187A priority Critical patent/JPS63191007A/en
Publication of JPS63191007A publication Critical patent/JPS63191007A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate inspection and measurement regardless of a larger shape of screws, by setting an optical path of a laser parallel with the spiral of a screw while the shape thereof is measured inclining a scanning surface formed by a scan light of the laser to the axis of the screw. CONSTITUTION:A scanning surface S of a laser beam is at an angle theta to the axis A-1 of a pipe A so as to obtain an optical path T to a light receiver 3 from a laser projector 2. To prevent reflection otherwise caused by flanks 31 and 32 of a screw 30, the optical path T to the light receiver 3 from the laser projector 2 is inclined at an angle alpha to the axis A-1 of the pipe A in such a manner as to be parallel with the direction of spiral of the crest or bottom of the screw 30. Thus, this secures the measurement of flank faces 31 and 32 by setting the scanning surface S and the optical path T of the laser while preventing measuring errors due to reflection of the laser beam with the flank faces 31 and 32.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば油井管等の大口径のネジの形状を検
査及び測定する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for inspecting and measuring the shape of a large-diameter screw, such as an oil country tubular goods.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、パイプ等の管端に刻まれるネジの検査方法として
、測定子をネジ溝に沿って移動させながら形状の判別を
行う接触式の測定方法が採用されていた。
BACKGROUND ART Conventionally, as a method for inspecting threads cut into the end of a pipe or the like, a contact measuring method has been adopted in which the shape is determined while moving a probe along a thread groove.

ところが、製作するパイプの径が小口径管から大口径管
まで多様であり、またネジの種類も異なるため、これに
対応して測定を可能とするには、測定用の治具を多種類
必要とする。このため、検査項目毎に治具を交換したり
する等の手間を必要とし、検査を自動化できない面があ
った。
However, the diameters of the pipes manufactured vary from small diameter pipes to large diameter pipes, and the types of threads also differ, so in order to be able to measure these types of pipes, many types of measurement jigs are required. shall be. For this reason, it is necessary to replace the jig for each inspection item, which makes it difficult to automate the inspection.

このような問題に対して、近来では、ネジの検査及び測
定を自動化する手段として、たとえば特開昭55−11
3907号公報に記載されているように、必要とする検
査項目の数に等しい接触式センサを用いるものがある。
In order to solve this problem, in recent years, as a means to automate the inspection and measurement of screws, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-11
As described in Japanese Patent No. 3907, there is a method that uses contact type sensors equal in number to the number of required inspection items.

しかしながら、接触式センサを複数にして検査項目を増
やしても、実際に得られるデータは不連続点となるので
、ネジ形状の全体の良否の判定には困難さが残る。また
、従来の接触式の検査の場合と同様に、管の口径及びネ
ジの種類によって、センサを保持する治具によりその位
置を変更する必要があるため、効率のよい検査処理にも
限界がある。更に、接触式のa械的な手段による測定面
の限界及びオペレータの個人差による誤差も大きいこと
から、精度の点で好ましくない結果を招くことも避けら
れない。
However, even if a plurality of contact sensors are used to increase the number of inspection items, the data actually obtained will have discontinuous points, so it remains difficult to judge whether the overall screw shape is good or bad. In addition, as with conventional contact-type inspections, the position of the sensor must be changed using a jig that holds the sensor depending on the diameter of the pipe and the type of thread, so there are limits to efficient inspection processing. . Furthermore, since there are large errors due to the limitations of the measurement surface by contact-type mechanical means and individual differences among operators, it is inevitable that undesirable results in terms of accuracy will occur.

一方、接触代の形状判定に代えて、たとえば特公昭59
−24362号公報や特公昭5B−15041号公報に
記載されているように、光学系によって検査を行う方法
が近頃では応用されるようになった。この光学系による
検査測定は、被測定物に光束を照射した後にこれを撮像
装置によって映像信号とし、計算機にこれを人力するこ
とにより、被測定物の形状を測定しようとするものであ
る。
On the other hand, instead of determining the shape of the contact distance, for example,
As described in Japanese Patent Publication No.-24362 and Japanese Patent Publication No. 5B-15041, a method of performing inspection using an optical system has recently come into use. In inspection and measurement using this optical system, the shape of the object to be measured is measured by irradiating the object with a beam of light, converting it into a video signal using an imaging device, and manually inputting it to a computer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような、光学系を利用した非接触式の検査及び測定
において、光学式による最も大きな特長は、面の測定が
比較的容易に行えることである。
In such non-contact inspection and measurement using an optical system, the greatest advantage of the optical method is that surface measurements can be performed relatively easily.

また、小さい形状のビス等を被測定物とする場合は、一
度の撮影でビス全体のデータを得ることができる。この
ため、被測定物に対する撮像装置の位置を固定できるほ
か、ビスの大きさと撮像装置の分解能の比が小さくとれ
るため、高い精度の検査測定が可能である。
Furthermore, when the object to be measured is a small-shaped screw or the like, data on the entire screw can be obtained by one photographing. Therefore, the position of the imaging device with respect to the object to be measured can be fixed, and the ratio between the size of the screw and the resolution of the imaging device can be kept small, making it possible to perform highly accurate inspection and measurement.

ところが、被測定物の形状が大きいときは、測定範囲と
分解能の比が大きくなることが止むを得ないので、測定
範囲を細分化したり被測定物との距離を保たねばならず
、実用的な検査測定には適切でない。
However, when the shape of the object to be measured is large, it is unavoidable that the ratio of measurement range to resolution increases, so the measurement range must be subdivided or the distance from the object to be measured must be maintained, making it impractical. It is not suitable for inspection measurements.

すなわち、精度を上げるために分解能を小さくすると、
撮像面積がこれに伴って小さくなるために、撮像回数を
増やす必要がある。また、撮像面積を小さくすると、撮
像装置の位置を変えたとき等での焦点距離の調整及び撮
像位置の設定に厳しい精度が要求される。更に、これに
加えて、照明の影響を受けやす<、ti像不良を生じる
場合も多くなり、処理の効率化に支障をきたす結果とな
っている。
In other words, if you reduce the resolution to increase accuracy,
Since the imaging area becomes smaller accordingly, it is necessary to increase the number of times of imaging. Furthermore, when the imaging area is made smaller, strict accuracy is required in adjusting the focal length and setting the imaging position when changing the position of the imaging device. Furthermore, in addition to this, it is susceptible to the influence of illumination, and ti image defects often occur, resulting in a hindrance to the efficiency of processing.

このように、精度の高い検査測定が可能な光学式の測定
であっても、被測定物が大きな形状のものであってその
全体の形状を的確に短時間で把握する場合には、この測
定方法をそのまま適用することは困難であるという問題
があった。
In this way, even though optical measurement is capable of highly accurate inspection and measurement, this type of measurement is recommended when the object to be measured is large and the entire shape of the object is to be accurately grasped in a short period of time. There was a problem in that it was difficult to apply the method as it was.

そこで、本発明は、レーザーの利点を十分に活かして大
口径管等のネジの検査測定を可能とする方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method that makes it possible to inspect and measure screws in large-diameter pipes by fully utilizing the advantages of lasers.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、以上の目的を達成するために、ネジの形状を
レーザー透過式によって測定する検査測定方法において
、レーザーの光路をネジの巻線と平行に設定し且つレー
ザーの走査光が造る走査面をネジの軸に対して傾斜させ
ながらネジ形状を測定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an inspection and measurement method in which the shape of a screw is measured using a laser transmission method, in which the optical path of the laser is set parallel to the winding of the screw, and the scanning surface created by the scanning light of the laser is used. The feature is that the screw shape is measured while tilting the screw with respect to the axis of the screw.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の特徴を具体
的に説明する。
Hereinafter, features of the present invention will be specifically explained based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明のネジ検査測定の系を概略的に示すもの
である。
FIG. 1 schematically shows the screw inspection and measurement system of the present invention.

端部に雄ネジを刻設したパイプ八に対して、ロボ7)H
のアームCに連結された検査装置りがセットされる。こ
の検査装置りは、ロボットBの走行及びアームCの動作
によって自在にその位置及び姿勢を変え、パイプAの端
部に外挿される。また、検査袋WDによって得られたネ
ジに関する各種のデータは計算機Eに入力され、該計算
機已によって補正を行いながら測定項目を算出し、ネジ
の合否判定及び計算寸法をディスプレイF及びプリンタ
Gに出力する。
For pipe 8 with a male thread carved into the end, Robo 7) H
An inspection device connected to arm C is set. This inspection device freely changes its position and posture according to the movement of the robot B and the movement of the arm C, and is extrapolated to the end of the pipe A. In addition, various data regarding the screws obtained by the inspection bag WD are input to the computer E, which calculates the measurement items while making corrections, and outputs the pass/fail judgment of the screws and the calculated dimensions to the display F and printer G. do.

検査装置りは、第2図に示すように、ロボットBのアー
ムCに連結されるフレーム1内に、ネジ形状測定用のレ
ーザー投光器2及び受光器3を備えている。これらのレ
ーザー投光器2及び受光器3は、パイプAの軸線方向に
移動するベース4に載置される。このベース4は、2本
のガイド軸5によって支持され、駆動モータ6に直結し
た駆動軸7によって前記のようにパイプAの軸線方向に
移動し、パイプAに対してレーザー投光器2による走査
を行う。なお、第2開山)及び第2図tc+はそれぞれ
第2図+a)の1−1線矢視及び■−■線矢視による図
である。
As shown in FIG. 2, the inspection apparatus includes a laser projector 2 and a light receiver 3 for measuring the shape of a screw in a frame 1 connected to an arm C of a robot B. These laser projector 2 and light receiver 3 are placed on a base 4 that moves in the axial direction of the pipe A. This base 4 is supported by two guide shafts 5, and is moved in the axial direction of the pipe A by a drive shaft 7 directly connected to a drive motor 6 as described above, so that the pipe A is scanned by the laser projector 2. . In addition, 2nd open mountain) and 2nd figure tc+ are the views taken from the 1-1 line arrow view and the ■-■ line arrow view of FIG. 2+a), respectively.

また、レーザー投光器2及び受光器3は、第2図+a+
で示すように斜め方向に傾転可能であり、第3図にレー
ザー投光器2及び受光器3の傾転機構の一例を示す。
In addition, the laser projector 2 and receiver 3 are shown in Fig. 2+a+
As shown in FIG. 3, an example of a tilting mechanism for the laser projector 2 and receiver 3 is shown.

第3図において、駆動モータ6及び駆動軸7によってパ
イプへの軸線方向に移動可能な一対のべ−ス4に、レー
ザー投光器2及び受光器3がそれぞれ回転自在に取り付
けられている。一方、フレーム1内には、傾転用駆動モ
ータ8が取り付けられ、該傾転用駆動モータ8の出力軸
にはボルト軸9が連接されている。このボルト軸9には
2個のほぼU字状のブロック10が螺合し、該ブロック
10の溝部分にレーザー投光器2及び受光器3に突設し
たピン11が遊嵌配置されている。
In FIG. 3, a laser projector 2 and a light receiver 3 are rotatably attached to a pair of bases 4 that are movable in the axial direction of the pipe by a drive motor 6 and a drive shaft 7, respectively. On the other hand, a tilting drive motor 8 is attached within the frame 1, and a bolt shaft 9 is connected to the output shaft of the tilting drive motor 8. Two substantially U-shaped blocks 10 are screwed onto the bolt shaft 9, and pins 11 protruding from the laser projector 2 and the light receiver 3 are loosely fitted into the grooves of the blocks 10.

この回転構造において、傾転用駆動モータ8によってボ
ルト軸9を回転させると、ピン11によって拘束状態に
あるブロック10は図示の姿勢を保って、左右に移動す
る。この移動により、ブロック10に係合しているピン
11からレーザー投光器2及び受光器3に回転力が伝達
される。したがって、レーザー投光器2及び受光器3を
必要とする1頃斜角度まで傾転させることができ、後述
するようにネジのフランク面の形状測定が可能となるよ
うにレーザーの走査面を設定できる。
In this rotating structure, when the bolt shaft 9 is rotated by the tilt drive motor 8, the block 10, which is restrained by the pin 11, moves left and right while maintaining the illustrated attitude. Due to this movement, rotational force is transmitted from the pin 11 engaged with the block 10 to the laser projector 2 and the light receiver 3. Therefore, the laser projector 2 and receiver 3 can be tilted to a required oblique angle, and the laser scanning plane can be set so as to enable measurement of the shape of the flank surface of the screw as described later.

更に、ネジのフランク面の形状測定を行う場合に発生す
るレーザー光の反射を防ぎ、フランク面の測定を正確に
行うために、レーザーの光路がパイプAのネジ線に沿う
姿勢となるようにパイプAに対して傾斜可能とする。第
4図にこの傾斜機構の概略を示す。
Furthermore, in order to prevent the reflection of the laser beam that occurs when measuring the shape of the flank surface of a screw and to accurately measure the flank surface, the pipe is positioned so that the laser optical path follows the thread line of pipe A. It is possible to tilt with respect to A. FIG. 4 shows an outline of this tilting mechanism.

第4図において、フレーム1内には、上、下2枚のプレ
ーH2,13が相互に回転自在に連接配置され、上プレ
ート12にはバイブAの周面を転勤する小径ローラ14
が取り付けられている。下プレー目3は、フレーム1に
一体化されると共に傾斜用駆動モータ15を固定してい
る。この駆動モータ15の出力軸にはボルト軸16が連
接され、該ボルト軸16の回転によってパイプA方向へ
進退する支持軸17が設けられる。
In FIG. 4, in the frame 1, upper and lower two plates H2 and 13 are arranged so as to be rotatable with each other, and the upper plate 12 has a small-diameter roller 14 that moves around the circumferential surface of the vibrator A.
is installed. The lower play eye 3 is integrated with the frame 1 and has a tilting drive motor 15 fixed thereto. A bolt shaft 16 is connected to the output shaft of the drive motor 15, and a support shaft 17 is provided which moves forward and backward in the direction of the pipe A by rotation of the bolt shaft 16.

ところで、ネジの形状を一定とした場合、ネジのバイブ
A軸線に対する傾斜角度は、バイブAの外径が大きい程
大きく、つまり、軸線と直交する方向に立ち上がる。し
たがって、ネジの傾斜角度はバイブAの外径によって決
定される。このことを利用すると、第4図fc)のよう
にネジ線の中心Wから距離Xのとき、ネジ線の位置Yは
パイプAの外径によって一義的に決定される。したがっ
て、逆にネジ線の位NYを知ることにより、距1liI
IX及び軸線からの位置Yまでの距離が得られ、これに
よってネジ線の傾斜を算出できる。
By the way, when the shape of the screw is constant, the angle of inclination of the screw with respect to the axis of the vibrator A increases as the outer diameter of the vibrator A increases, that is, it rises in a direction perpendicular to the axis. Therefore, the inclination angle of the screw is determined by the outer diameter of the vibrator A. Utilizing this fact, when the distance is X from the center W of the thread line as shown in FIG. 4 fc), the position Y of the thread line is uniquely determined by the outer diameter of the pipe A. Therefore, conversely, by knowing the position NY of the screw wire, the distance 1liI
The distance from IX and the axis to position Y is obtained, from which the inclination of the thread line can be calculated.

このような測定原理を利用して、支持軸17によってネ
ジの傾斜角度を算定し、上プレート12をこれに対応し
て回転させる。この操作により、フレーム1をバイブA
に外挿したとき、上プレート12の回転によってネジ線
に沿うようにレーザーの光路を設定できる。
Using this measurement principle, the inclination angle of the screw is calculated by the support shaft 17, and the upper plate 12 is rotated accordingly. By this operation, move frame 1 to vibe A.
When extrapolated to , the optical path of the laser can be set along the screw line by rotating the upper plate 12.

更に、第2図において、ネジの形状を機械的に検査測定
するための2種類の接触式センサ18.19をバイブA
の中心に向けて進退可能に配置する。
Furthermore, in FIG. 2, two types of contact sensors 18 and 19 for mechanically inspecting and measuring the shape of the screw are installed on the vibrator A.
Placed so that it can move forward and backward toward the center of the

この接触式センサ1B、 19は、レーザー投光器2及
び受光器3による光学式測定によるデータ値に対して補
正を行う機能を持つ、また、バイブAが入り込む側のフ
レーム1には、バイブAの周面を転勤する支持ローラ2
0が2個配置される。この支持ローラ20は、フレーム
1をパイプAに外挿した後に、パイプAに対してフレー
ム1を固定できるように設定する。なお、フレームlに
はネジの形状検査測定と同時にパイプへの内径を測定す
るための内径測定器21を備えることもできる。
These contact sensors 1B and 19 have a function of correcting data values obtained by optical measurement using a laser projector 2 and a light receiver 3.Furthermore, the frame 1 on the side where the vibrator A enters has a sensor around the vibrator A. Support roller 2 that transfers the surface
Two 0s are placed. The support rollers 20 are set so that the frame 1 can be fixed to the pipe A after the frame 1 is extrapolated onto the pipe A. Note that the frame 1 can also be provided with an inner diameter measuring device 21 for measuring the inner diameter of the pipe at the same time as inspecting and measuring the shape of the screw.

ここで、ネジの形状測定の項目としては、ネジ長さ、テ
ーパ、ハイド及びランナウト等のほか、第5図18+に
示すようにネジ30のフランク面31.32の形状を検
査することにより、ネジ山の角度、リード及びピッチを
測定する。このため、フランク面31.32の検査測定
は極めて重要な測定項目となる。ところが、このフラン
ク面31.32のレーザー走査による検査測定では、同
第5図(blに示すように走査方向がネジ軸すなわちパ
イプAの軸A−1に対して垂直とした場合には測定精度
が低くなる。
Here, the items for measuring the shape of the screw include the screw length, taper, hide, runout, etc., as well as the shape of the flank surfaces 31 and 32 of the screw 30 as shown in FIG. Measure the angle, lead and pitch of the mountain. Therefore, inspection and measurement of the flank surfaces 31 and 32 are extremely important measurement items. However, when inspecting and measuring the flank surfaces 31 and 32 by laser scanning, the measurement accuracy is low when the scanning direction is perpendicular to the screw axis, that is, the axis A-1 of the pipe A, as shown in Figure 5 (bl). becomes lower.

つまり、フランク面31.32は、レーザー走査方向と
平行な位置関係にあるため、図示の円で示すように測定
点が少ないためである。したがって、このフランク面3
1.32を精度良く測定しようとすると、レーザーによ
る測定ピッチを短くする必要があり、その結果測定時間
が長くなってしまう。
In other words, since the flank surfaces 31 and 32 are in a positional relationship parallel to the laser scanning direction, there are fewer measurement points as shown by the circles in the figure. Therefore, this flank surface 3
1.32 with high precision, it is necessary to shorten the measurement pitch by the laser, which results in a longer measurement time.

また、レーザーによる形状測定の場合、第6図(aJの
ようにレーザー投光器2と受光器3との間のレーザー光
路がパイプAの軸線と直交する配置では正確な形状判定
ができない。これは、フランク面31.32に到達した
レーザー光が反射し、第6開山)の実線で示す真のネジ
形状に対して、破線のように膨らんだ形状として検出し
てしまうからである。このため、レーザー光の光路を第
6図(C1のように、ネジの山(又は谷)の巻線方向と
ほぼ平行となるように設定すれば、フランク面31.3
2での反射がない状態で正確な形状を検出できる。
In addition, in the case of shape measurement using a laser, accurate shape determination cannot be made if the laser beam path between the laser emitter 2 and receiver 3 is orthogonal to the axis of the pipe A, as shown in FIG. 6 (aJ). This is because the laser light that has reached the flank surfaces 31 and 32 is reflected and is detected as a bulged shape as shown by the broken line, compared to the true thread shape shown by the solid line of the sixth open thread. Therefore, if the optical path of the laser beam is set to be almost parallel to the winding direction of the crests (or valleys) of the screw, as shown in FIG. 6 (C1), the flank surface 31.3
Accurate shape can be detected without reflection at 2.

そこで、本発明では、フランク面31.32に対して走
査レーザー光が斜めに走る姿勢とすると同時に、レーザ
ー投光器2から受光n3への光路をネジ30の巻線に平
行することにより、ネジ30の正確な形状検出及び測定
を行う。
Therefore, in the present invention, the scanning laser beam is set to run obliquely with respect to the flank surfaces 31 and 32, and at the same time, the optical path from the laser projector 2 to the light receiver n3 is made parallel to the winding of the screw 30. Perform accurate shape detection and measurement.

第7図は、ネジ30を刻設したパイプAに対するレーザ
ー光の走査系を示すものである。
FIG. 7 shows a laser beam scanning system for a pipe A having a screw 30 carved therein.

まず、レーザーによるネジ30の形状測定は、同i +
a)に示すように、レーザー投光器2から受光器3への
レーザー透過光をパイプ人中心方向へ走査することが基
本である。そして、レーザー投光器2及び受光器3をパ
イプAの軸線方間へ移動させることにより、ネジ30の
形状を連続的に形成し、得られたデータによってネジ形
状の判別を行う。
First, the shape measurement of the screw 30 using a laser is performed using the same i +
As shown in a), the basic principle is to scan the transmitted laser light from the laser projector 2 to the receiver 3 in the direction of the center of the pipe. Then, by moving the laser projector 2 and the light receiver 3 in the axial direction of the pipe A, the shape of the screw 30 is continuously formed, and the screw shape is determined based on the obtained data.

この測定においては、同図(alに示すように、成る基
準点Pを設け、この基準点Pからネジ30の表面に至る
距離りを測定する方法が一般的である。
In this measurement, a common method is to set a reference point P and measure the distance from this reference point P to the surface of the screw 30, as shown in FIG.

すなわち、基準点Pで遮光されているレーザー光が受光
器3へ透過される時点から再びネジ30によって遮光さ
れるまでの時間を測定して、基準点Pとネジ30表面ま
での距離をデータとして得、これにより形状測定を行う
。ところが、レーザー投光2及び受光器3を載せたベー
ス4が移動するとき、振動等の影響によって基準点Pの
位置が変動することがあり、この変動量が測定に際して
の誤差となる。このため、基準点Pは、検査装置りのフ
レーム1に組み込む場合には、ベース4の移動及びその
他の可動部材の影響を受けない力学系に置くことが好ま
しい。
That is, the time from when the laser beam that has been blocked by the reference point P is transmitted to the receiver 3 until it is blocked by the screw 30 again is measured, and the distance between the reference point P and the surface of the screw 30 is used as data. This allows shape measurement to be performed. However, when the base 4 on which the laser projector 2 and the receiver 3 are mounted moves, the position of the reference point P may fluctuate due to the influence of vibrations, etc., and this amount of fluctuation causes an error in measurement. For this reason, when the reference point P is incorporated into the frame 1 of the inspection device, it is preferable to place it in a dynamic system that is not affected by the movement of the base 4 and other movable members.

また、フランク面31.32の検査のために、レーザー
走査による測定点が多く取れるように、レーザー走査面
がパイプAの軸に対して傾いた状態に設定する。すなわ
ち、第7図(C1の概略図に示すように、レーザー光の
走査面SがパイプAの軸A−1線に対して角度θをなし
てレーザー投光器2から受光器3への光路Tが得られる
ようにする。そして、フランク31.32による反射を
防ぐために、同第7図+d+のようにレーザー投光器2
から受光器3への光路Tがネジ30の山又は谷の@線の
方向と平行になるように、パイプAの軸A−1に対して
αの角度をもって傾斜せる。つまり、第7図(blの一
点鎖線で示すように、レーザーの走査面S及び光路Tが
いずれもパイプAの軸A−1綿と直交する状態から、走
査面Sをθ及び光路Tをαの角度を持つように姿勢を捩
じった実線で示す状態にレーザー投光器2及び受光器3
を設定する。
Further, in order to inspect the flank surfaces 31 and 32, the laser scanning surface is set to be inclined with respect to the axis of the pipe A so that many measurement points can be obtained by laser scanning. That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 7 (C1), the scanning surface S of the laser beam forms an angle θ with respect to the axis A-1 of the pipe A, and the optical path T from the laser projector 2 to the receiver 3 is In order to prevent reflection from the flanks 31 and 32, the laser projector 2 is installed as shown in Figure 7+d+.
The pipe A is inclined at an angle α with respect to the axis A-1 of the pipe A so that the optical path T from the pipe A to the light receiver 3 is parallel to the direction of the @ line of the ridge or valley of the screw 30. In other words, as shown by the dashed line in FIG. The laser projector 2 and the receiver 3 are in the state shown by the solid line with their postures twisted so that they have an angle of
Set.

以上の走査面S及び光路Tの設定により、フランク面3
1.32の測定が確実に行え、且つこれらのフランク面
31.32によるレーザー光の反射による測定誤差を防
止する。
By setting the scanning plane S and the optical path T as described above, the flank surface 3
1.32 can be measured reliably, and measurement errors due to reflection of laser light by these flank surfaces 31, 32 can be prevented.

第8図はネジ20の形状検出を示すものである。FIG. 8 shows the detection of the shape of the screw 20.

同図fatにおいて、まず走査面Sが第7図(C1のよ
うにパイプAの軸A−1に対して角度θの傾斜を持って
パイプへ〇軸A−1線方向にベース4を移動させる。こ
の操作により、図中の■、■、■及び■で示すように走
査面Sが順次移動し、第8図Tblのようにフランク面
32を除くネジ30の形状が測定される。そして、ネジ
30の右端部側を含む形状が測定し終えると、走査面S
が他側のフランク面32を向くように傾斜角を変えると
共にベース4の移動方向を逆向きとする。この操作によ
って、第8図(a)の■、■及び■の方向を向く操作面
Sによってフランク面32を含む形状が測定され、第8
図(C1のようにネジ30の全体形状が検出される。
In the fat shown in the same figure, first, the scanning plane S is moved toward the pipe in the direction of the axis A-1 with an inclination of angle θ to the axis A-1 of the pipe A as shown in FIG. 7 (C1). By this operation, the scanning plane S is sequentially moved as shown by ■, ■, ■, and ■ in the figure, and the shape of the screw 30 excluding the flank surface 32 is measured as shown in FIG. 8 Tbl. When the shape including the right end side of the screw 30 has been measured, the scanning plane S
The inclination angle is changed so that the base 4 faces the other side flank surface 32, and the moving direction of the base 4 is reversed. By this operation, the shape including the flank surface 32 is measured by the operation surface S facing in the directions of ■, ■, and ■ in FIG. 8(a), and
The entire shape of the screw 30 is detected as shown in Figure (C1).

以上のような測定原理によって、ネジ30はフランク面
31.32部分も含めて正確な形状検出及び測定が可能
となる。
According to the measurement principle as described above, it is possible to accurately detect and measure the shape of the screw 30 including the flank surfaces 31 and 32.

検査装置りによる実際の測定方法は、まずフレームlを
パイプAの端部側から外挿し、支持ローラ20によって
パイプへの周面を保持する。次いで、ロボットBのアー
ムCによる駆動力によって、フレーム1をパイプへの軸
周りに回転させる。このとき、レーザー投光器2及び受
光器3により、バイブA端部の円筒状シール部33(第
5図fa)参照)の走査を行うと同時に、接触式センサ
18.19による形状検査を行う。このシール部33の
検査項目としては、外径、軸方向長さ及びテーパ等であ
り、この測定結果をネジ30の形状測定の基準とする。
The actual measurement method using the inspection device is to first insert the frame l from the end of the pipe A, and hold the circumferential surface of the pipe with the support rollers 20. Next, the frame 1 is rotated around the axis of the pipe by the driving force of the arm C of the robot B. At this time, the laser projector 2 and receiver 3 scan the cylindrical seal portion 33 (see FIG. 5 fa) at the end of the vibrator A, and at the same time, the contact sensor 18, 19 performs a shape inspection. The inspection items for this seal portion 33 include the outer diameter, axial length, taper, etc., and the measurement results are used as a reference for measuring the shape of the screw 30.

なお、シール部33の測定においては、レーザー投光器
2及び受光器3との間の走査面S及び光路Tの傾斜動作
は必要ない。
Note that in measuring the seal portion 33, there is no need to tilt the scanning plane S and the optical path T between the laser projector 2 and the light receiver 3.

次に、シール部33を測定したデータによって、ネジ3
0の形状を測定するときの原点を設定し、この原点に対
してパイプへの軸方向及び外径寸法の位置を対応させて
ネジ30の形状検出を行う。ネジ30の形状検出におい
ては、前記のように、ネジ30の山又は谷が描く巻線に
レーザーの光路Tを平行にすると同時に、フランク面3
1.32の測定のために走査面SをパイプAの軸A−1
に対して傾斜させる。
Next, based on the data measured on the seal portion 33, the screw 3
An origin is set when measuring the shape of the screw 30, and the shape of the screw 30 is detected by making the axial direction and the outer diameter position of the pipe correspond to this origin. In detecting the shape of the screw 30, as described above, the optical path T of the laser is made parallel to the winding drawn by the peaks or valleys of the screw 30, and at the same time, the flank surface 3
For the measurement of 1.32, scan plane S is set to axis A-1 of pipe A.
tilt against.

そして、光路T及び走査面Sの姿勢の設定が完了した時
点で、第7図fatに示したような手順によってネジ3
0の形状測定を行う。すなわち、−例のフランク面31
を測定可能な走査面Sの姿勢とした上で、管端のシール
部側から離れる方向へベース4を移動させると同時にフ
レーム1をパイプAの軸A−1周りに回転させる。この
ベース4の移動及びフレーム1の回転によって、ネジ3
0の全周の形状に関する形状のデータを得ることができ
る。
Then, when the setting of the optical path T and the attitude of the scanning surface S is completed, screw 3 is tightened according to the procedure shown in FIG.
Measure the shape of 0. That is, - the flank surface 31 of the example
With the scanning plane S set in a measurable posture, the base 4 is moved in a direction away from the seal portion at the tube end, and at the same time, the frame 1 is rotated around the axis A-1 of the pipe A. By this movement of the base 4 and rotation of the frame 1, the screw 3
Shape data regarding the shape of the entire circumference of 0 can be obtained.

更に、ネジ30を右端部まで測定し終えたら、走査面S
の姿勢を変えて他側のフランク面32の測定が可能な状
態にセントし、元の位置までベース4を移動させる。
Furthermore, after measuring the screw 30 to the right end, the scanning plane S
The position of the base 4 is changed so that the other side flank surface 32 can be measured, and the base 4 is moved to its original position.

以上のベース4の往復移動の間に、ネジ3oは第8図(
C1のようにその全体形状に関するデータが採取され、
各位置のネジ30の形状を測定することができる。そし
て、これらのデータが計算41Eに入力されて演算され
た結果、ネジ30の形状がディスプレイFに画像表示さ
れると共に、プリンタGに出力される。
During the above reciprocating movement of the base 4, the screw 3o is
Data regarding the overall shape is collected as shown in C1,
The shape of the screw 30 at each position can be measured. Then, as a result of inputting and calculating these data to the calculation 41E, the shape of the screw 30 is displayed as an image on the display F, and is output to the printer G.

なお、以上のネジ30の形状測定においては、レーザー
投光器2及び受光器3を利用したレーザー透過による形
状検査データを、接触式センサ18゜19により得られ
たデータにより補正を行って、最終的な形状を決定する
In the above-described shape measurement of the screw 30, the shape inspection data obtained by laser transmission using the laser projector 2 and receiver 3 is corrected with the data obtained by the contact sensor 18 and 19, and the final result is obtained. Determine the shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、本発明のネジの検査測定におい
ては、レーザー通過による形状測定に際して、フランク
面の測定が高い精度で行えるようにレーザーの走査面を
フランク面と交錯させ、またレーザーの光路をネジの巻
線と平行になるようにしている。したがって、フランク
面を含めたネジ形状を正確に検査測定でき、ネジのピッ
チ等の重要な項目を高い精度で検査できる。また、透過
するレーザーがフランク面から反射することもないので
、フランク面の形状を更に一層高い精度で測定できる。
As explained above, in the inspection and measurement of screws of the present invention, when measuring the shape by passing the laser, the scanning plane of the laser is crossed with the flank surface so that the measurement of the flank surface can be performed with high precision, and the optical path of the laser is is parallel to the winding of the screw. Therefore, the shape of the screw including the flank surface can be accurately inspected and measured, and important items such as the pitch of the screw can be inspected with high accuracy. Furthermore, since the transmitted laser is not reflected from the flank surface, the shape of the flank surface can be measured with even higher accuracy.

更に、レーザーによる透過式であるため、ネジの形状が
大きくても容易に検査測定が行え、従来のIn像過程を
含む光学式に比べて、設備が節単になり、大型のパイプ
類にも使用できる。
Furthermore, since it is a transmission method using a laser, inspection and measurement can be easily performed even if the shape of the screw is large.Compared to the conventional optical method that includes an In image process, the equipment is less expensive, and it can also be used for large pipes. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のネジ検査系の概略図、第2図は検査装
置の一例を示す図、第3図はレーザー投光器及び受光器
の傾転機構の例を示す図、第4回はレーザー投光路をネ
ジ線に沿わせるための傾斜機構を示す図、第5図はネジ
形状及びネジ軸と直交するレーザー走査面による測定点
の分布を示す図、第6図はネジ巻線の傾斜に対するレー
ザー光路及びフランク面での反射によるネジ形状のずれ
を示す図、第7図はレーザーの走査面及び光路の設定を
示す説明図、第8図はネジの検査方法及び検査により得
られたネジ形状を示すものである。
Fig. 1 is a schematic diagram of the screw inspection system of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example of the inspection device, Fig. 3 is a diagram showing an example of the tilting mechanism of the laser projector and receiver, and the fourth part is a diagram showing the laser A diagram showing the tilting mechanism for aligning the light projection path along the screw line, Figure 5 is a diagram showing the screw shape and the distribution of measurement points by the laser scanning plane perpendicular to the screw axis, and Figure 6 is a diagram showing the slope of the screw winding. A diagram showing the laser optical path and the deviation of the screw shape due to reflection on the flank surface, Figure 7 is an explanatory diagram showing the setting of the laser scanning plane and optical path, and Figure 8 is the screw inspection method and the screw shape obtained by the inspection. This shows that.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、ネジの形状をレーザー透過式によって測定する検査
測定方法において、レーザーの光路をネジの巻線と平行
に設定し且つレーザーの走査光が造る走査面をネジの軸
に対して傾斜させながらネジ形状を測定することを特徴
とするネジの検査測定方法。
1. In an inspection and measurement method that measures the shape of a screw using a laser transmission method, the laser beam path is set parallel to the screw winding, and the scanning surface created by the laser scanning light is tilted with respect to the axis of the screw. A screw inspection and measurement method characterized by measuring the shape.
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