WO2018139002A1 - 測定システム及び穴径測定用のアタッチメント - Google Patents

測定システム及び穴径測定用のアタッチメント Download PDF

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WO2018139002A1
WO2018139002A1 PCT/JP2017/040378 JP2017040378W WO2018139002A1 WO 2018139002 A1 WO2018139002 A1 WO 2018139002A1 JP 2017040378 W JP2017040378 W JP 2017040378W WO 2018139002 A1 WO2018139002 A1 WO 2018139002A1
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WO
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attachment
divided
measurement
measuring
measurement system
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PCT/JP2017/040378
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English (en)
French (fr)
Inventor
安部　新一
声喜 佐藤
Original Assignee
株式会社Kmc
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/08—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters
    • G01B5/12—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters internal diameters

Definitions

  • the present invention relates to a measurement system and an attachment for hole diameter measurement.
  • ⁇ ⁇ Relatively small hole diameter measurement is performed using a pin gauge set consisting of a large number of types of pin gauges to cope with various diameters. For example, a measurer searches for a hole diameter while exchanging the pin gauge, and finally measures the hole diameter in such a way that the pin gauge fits into the hole diameter as a hole diameter (see Patent Document 1).
  • a plug gauge is used to efficiently inspect whether the diameter of the processed hole is within a predetermined tolerance range (see Patent Document 2).
  • This plug gauge is provided with a “stop” having an allowable maximum diameter dimension and a “through” having an allowable minimum diameter dimension by forming a step on the end face on one side of the grip.
  • the present inventors have proposed an IoT production management system.
  • the system includes: first information related to a mold for forming a product or a tool for processing the product; second information related to production equipment for producing a product using the mold or the tool; And the third information on the quality of the product produced using the production facility is collected in real time using the communication network, and the collected first to third information is integrated, and the integrated first to third information is integrated.
  • Management information related to at least one of product quality, cost, productivity, and delivery date is linked to the information, and the linked first to third information and management indexes are output so as to be displayed as mapping data.
  • the object of the present invention is that the system configuration is simple, the hole diameter can be measured accurately and in a short time, and the measurement result can be input in real time without requiring manpower. It is to provide a measurement system and an attachment for measuring a hole diameter.
  • a measurement system includes a measuring device that generates digital data corresponding to the advance / retreat position of a probe, and a plurality of radial divisions, and is adapted to the advance / retreat of the probe. And an attachment having a divided cylindrical portion for measuring a hole diameter whose diameter expands and contracts.
  • the hole diameter can be measured by the divided cylindrical portion for measuring the hole diameter whose diameter expands and contracts, it is not necessary to prepare a large number of types of pin gauges as in the system using the pin gauges. .
  • the system configuration is simple because the attachment may be attached to a measuring instrument that generates digital data corresponding to the advance / retreat position of a probe such as a digital micrometer head.
  • a measuring device that generates digital data according to the advancement / retraction position of the probe, and the hole diameter is measured by the divided cylindrical part for measuring the hole diameter whose diameter expands / contracts according to the advancement / retraction of the probe. Since it is configured to measure, the hole diameter can be measured accurately and in a short time. In addition, since the hole diameter data can be calculated from the generated digital data, it is possible to input the measurement result in real time without requiring manpower.
  • each divided member of the divided cylindrical portion has an inclined inner peripheral surface inclined in the axial direction on the inner peripheral side
  • the attachment further includes: A mandrel is provided that is connected to a measuring element, advances and retreats in accordance with the advancement and retraction of the measuring element, and has an inclined outer peripheral surface that abuts on each of the inclined inner peripheral surfaces on the outer peripheral side.
  • the attachment is attached to a main body of the measuring instrument, and includes a mandrel guide having a first guide portion that guides the mandrel in the axial direction, and each of the divided members having a diameter.
  • a second guide portion that guides each of the divided members from the mandrel guide and guides each of the divided members in the axial direction, and each of the inclined outer peripheral surfaces of the mandrel.
  • a third guide part for restricting detachment from the mandrel.
  • the attachment is detachable from the measuring instrument. Thereby, when a hole diameter differs greatly, it can respond by exchanging an attachment.
  • a measurement system is a data generation unit that generates digital data of the diameter of the divided cylindrical portion that expands and contracts based on digital data corresponding to the advancing / retreating position of the probe generated by the measuring device. Is further provided.
  • the digital data calculated by the measurement system can be used as hole diameter data as it is.
  • the measuring device includes a transmission unit that transmits digital data to a computer system, and the data generation unit is provided in the measurement unit or the computer system.
  • the measurement device and the attachment are configured such that the type of the attachment attached to the measurement device can be identified, and the data generation unit is Digital data corresponding to the type of attachment is generated.
  • the data generation unit is Digital data corresponding to the type of attachment is generated.
  • An attachment for hole diameter measurement is detachable from a measuring instrument that generates digital data according to the advancement / retraction position of the probe, and is divided into a plurality of parts in the radial direction, for the advancement / retraction of the probe. There is a divided cylindrical part for measuring the hole diameter whose diameter expands and contracts accordingly.
  • each divided member of the divided cylindrical portion has an inclined inner peripheral surface inclined in the axial direction on the inner peripheral side, and the measuring element And a mandrel having an inclined outer peripheral surface on the outer peripheral side, which advances and retreats in accordance with the advancement and retreat of the measuring element and contacts each of the inclined inner peripheral surfaces.
  • the system configuration is simple, the hole diameter can be measured accurately and in a short time, and the measurement result can be input in real time without requiring manpower.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a measurement system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the micrometer head main body in the measuring system which concerns on one Embodiment of this invention, and a computer system. It is an attachment in the measurement system which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view taken along line AA in FIG. 3.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a measurement system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the measurement system 1 includes a digital micrometer head 10 as a measuring instrument and an attachment 20.
  • the digital micrometer head 10 includes a micrometer head main body 11, a spindle 12, and a measuring element 13.
  • the measuring element 13 advances and retreats in the axial direction in accordance with the rotation of the spindle 12, and the measuring element 13 moves to the advanced and retracted position. In response, digital data is generated.
  • the attachment 20 includes a divided cylindrical portion 21 for measuring a hole diameter, a mandrel 22, and a mandrel guide 23. These configurations will be described later.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the micrometer head main body 11 and the computer system 30.
  • the micrometer head main body 11 includes a calculation unit 11a, a display unit 11b, a communication unit 11c, and an antenna 11d.
  • the calculation unit 11a generates digital data corresponding to the advance / retreat position of the probe 13, and displays a predetermined measurement result on the display unit 11b based on the generated data.
  • the measurement result is transmitted to the computer system 30 side, for example, via the wireless communication path via the communication unit 11c and the antenna 11d. Note that a wired communication path may be used instead of a wireless communication path.
  • the computer system includes a PC and a tablet terminal.
  • FIG. 3 is a perspective view of the attachment 20
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3
  • FIG. 5 is a perspective view taken along the line AA in FIG. In FIG. 5, the hatched lines indicating the cross-sectional portions are omitted.
  • the diameter D of the divided cylindrical portion 21 expands / contracts according to the advancement / retraction of the probe 13.
  • the divided cylindrical portion 21 includes a divided member 21a divided into three in the radial direction.
  • the dividing member 21a may be divided into two, or four or more.
  • Each division member 21a has an inclined inner peripheral surface 21b inclined in the axial direction on the inner peripheral side.
  • Each inclined inner peripheral surface 21 b is inclined in the axial direction so that the space formed by all the inclined inner peripheral surfaces 21 b becomes narrower toward the tip of the attachment 20.
  • the inclination angle is not particularly specified, in this embodiment, the inclination angle is set to about 10 ° to 15 °, for example.
  • the mandrel 22 is connected to the measuring element 13, and advances and retreats according to the advancement and retraction of the measuring element 13.
  • the inclination angle of the inclined outer peripheral surface 22a is the same as the inclination angle of the inclined inner peripheral surface 21b.
  • the mandrel guide 23 is attached to the micrometer head main body 11, and has a first guide portion 23a for guiding the mandrel 22 in the axial direction.
  • the first guide portion 23 a is configured to surround the outer periphery of the mandrel 22.
  • the attachment 20 includes a second guide unit 24 and a third guide unit 25.
  • the second guide portion 24 guides each divided member 21a in the radial direction and restricts the separation of each divided member 21a from the mandrel guide 23.
  • the 2nd guide part 24 has the convex part 24a provided in each division member 21a, and the groove part 24b provided in the mandrel guide 23 corresponding to each convex part 24a.
  • Each groove portion 24 b is provided on the contact surface with the divided cylindrical portion 21 that is the tip surface of the mandrel guide 23 so as to go from the center toward the outer periphery.
  • Each convex part 24a is provided on the contact surface of each divided member 21a with the mandrel guide 23 so as to engage with each groove part 24b, and is guided in the radial direction along each groove part 24b.
  • the tip of the convex portion 24a has, for example, a cylindrical bulge portion
  • the bottom portion of the groove portion 24b has a cylindrical bulge passage so as to correspond thereto, and the bulge portion moves while engaging with the bulge passage.
  • the separation of each split member 21a from the mandrel guide 23 is restricted.
  • the split member 21a is restricted from being detached from the attachment 20 in the axial direction.
  • the structure of the convex part 24a and the groove part 24b is only an example, and another form may be sufficient as it.
  • the third guide portion 25 guides each inclined outer peripheral surface 22a of the mandrel 22 in the axial direction and regulates the separation of each divided member 21a from the mandrel 22.
  • the 3rd guide part 25 has the groove part 25a provided in each division member 21a, and the elongate convex part 25b provided in the mandrel 22 corresponding to each groove part 25a.
  • Each groove part 25a is provided in the axial direction along each inclined inner peripheral surface 21b of each divided member 21a.
  • Each protrusion 25b is provided on each inclined outer peripheral surface 22a of the mandrel 22 so as to engage with each groove 25a, and is guided in the axial direction along each groove 25a.
  • each groove portion 25a is widened toward the bottom surface
  • the width of each convex portion 25b is widened toward the tip so as to correspond to the groove width of the groove portion 25a
  • the convex portion 2b is engaged with the groove portion 25a. While moving, the separation of each split member 21a from the mandrel 22 is regulated. As a result, the separation of the split member 21a from the attachment 20 in the radial direction is restricted.
  • the structure of the groove part 25a and the convex part 25b is only an example, and another form may be sufficient as it.
  • the attachment 20 has a configuration that is detachable from the digital micrometer head 10.
  • the mandrel guide 23 has a groove 23b through which the tip 11f of the micrometer head body 11 and the measuring element 13 pass between the digital micrometer head 10 and the first guide 23a.
  • the tip of the probe 13 passing through the groove 23b is detachably fixed to the probe fixing part 26 of the attachment 20. Further, the tip end portion 11f of the micrometer head main body 11 passing through the groove portion 23b is fixed to the tip end fixing portion 27 of the attachment 20 so as to be detachable.
  • the probe fixing part 26 has a recess 26 a provided in the mandrel 22, a groove part 26 b, a nut 26 c, and a window part 26 d provided in the mandrel guide 23.
  • the groove 26b guides the probe 13 of the digital micrometer head 10 into the recess 26a.
  • the tip of the probe 13 of the digital micrometer head 10 is stepped, and the most advanced surface has a threaded portion 13a.
  • a nut 26c is screwed onto the screw portion 13a of the probe 13 of the digital micrometer head 10 protruding from the groove portion 26b. Thereby, the probe 13 of the digital micrometer head 10 is fixed to the mandrel 22 so as to be detachable.
  • the tip fixing portion 27 has a plurality of through holes (reference numerals omitted) provided in the mandrel guide 23 and bolts 27b inserted into the respective through holes.
  • Each through hole is a screw hole, and penetrates from the outer periphery of the mandrel guide 23 toward the groove 23b.
  • the bolts 27b screwed through the respective through holes abut against the surface of the tip portion 11f of the micrometer head main body 11 and fasten them. Thereby, the front-end
  • the attachment 20 is configured to be detachable from the digital micrometer head 10, even when the hole diameter of the measurement object is greatly different, the attachment 20 can be replaced.
  • the hole diameter of the object to be measured differs greatly by replacing the attachment for measuring the hole diameter of ⁇ 20 to 25 with the attachment for measuring the hole diameter of ⁇ 30 to 35 Even so, it can be handled.
  • the computing unit 11a of the micrometer head main body 11 shown in FIG. 2 uses the digital data of the diameter D of the divided cylindrical portion 21 that expands and contracts according to the advance / retreat position of the probe 13 generated by the digital micrometer head 10. It has a function as a data generation part which generates based on digital data. Thereby, the digital data of the hole diameter can be calculated from the digital data generated by the digital micrometer head 10. An example of the calculation is shown in FIG. A function as a data generation unit is provided on the computer system 30 side, and the digital data of the diameter D of the divided cylindrical unit 21 that the computer system 30 expands / contracts is used to advance and retract the probe 13 generated by the digital micrometer head 10. You may comprise so that it may produce
  • the divided cylindrical portion 21 in the measurement system 1 is sufficiently expanded and contracted into the hole 41 of the measurement object 40, and the spindle 12 of the digital micrometer head 10 is extended in the direction in which the divided cylindrical portion 21 expands. Rotate.
  • the spindle 12 cannot rotate.
  • the value at that time is measured as the hole diameter of the hole 41 of the measurement object 40, and the digital data at that time is displayed on the display unit 11 b of the digital micrometer head 10 by a predetermined operation, and communication is performed from the digital micrometer head 10.
  • the data is transmitted to the computer system 30 side via the unit 11c and the antenna 11d.
  • FIG. 9 is an example of a histogram created based on the measurement results accumulated by the computer system 30.
  • the theoretical histogram has a normal distribution from the center of tolerance, but actually has a distribution such as A, for example. However, the distribution gradually becomes B due to end mill wear and the like.
  • This measurement system 1 clearly shows how much correction is made to the tolerance center in real time during product manufacture. This correction is, for example, correcting the rotational speed or time of the end mill. Therefore, the trend analysis as described above contributes to quality improvement. Also, the end mill replacement time can be predicted. Furthermore, trend analysis may be performed by statistically analyzing various information including measurement data.
  • the hole diameter can be measured by the divided cylindrical portion 21 for measuring the hole diameter whose diameter expands / contracts, it is not necessary to prepare a large number of types of pin gauges as in the pin gauge system. .
  • the attachment 20 may be attached to the probe 13 of the digital micrometer head 10
  • the system configuration is simple, and wide measurement can be performed by appropriately replacing the attachment 20 that covers different measurement ranges. The range can be covered.
  • This measuring system 1 is configured to measure the hole diameter by a combination of the digital micrometer head 10 and the divided cylindrical portion 21 for measuring the hole diameter whose diameter D expands and contracts as the probe 13 advances and retreats. Therefore, the hole diameter can be measured accurately and in a short time.
  • the hole diameter data can be calculated from digital data, manual data input to a PC or the like becomes unnecessary. Accordingly, erroneous input of data is eliminated, and data is input in real time on the PC side. For example, trend analysis or the like can be performed in real time during product manufacturing.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications or applications.
  • the scope of the implementation also belongs to the technical scope of the present invention.
  • the digital micrometer head 10 and the attachment 20 are configured so that the type of the attachment 20 attached to the digital micrometer head 10 can be identified, and the data generation unit is correct digital according to the identified type of the attachment 20. Data may be generated. More specifically, for example, when there are two types of attachments, an attachment for measuring a hole diameter of ⁇ 20 to 25 and an attachment for measuring a hole diameter of ⁇ 30 to 35, the digital micrometer head 10 is mounted. The digital micrometer head 10 discriminates which of the attachments is present, and the calculation unit 11a serving as a theta generation unit generates digital data of the diameter of the divided cylindrical unit 21 according to the identification result.
  • a convex portion corresponding to the type of attachment is provided on a predetermined contact surface of the attachment with the digital micrometer head 10, while a sensor for detecting the convex portion is provided on the digital micrometer head 10.
  • the digital micrometer head has been described as an example of the measuring device.
  • any measuring device that generates digital data according to the advance / retreat position of the measuring element may be used.
  • the measurement system 1 may be configured such that the measurement person presses a predetermined switch such as the digital micrometer head 10 after measurement to transfer the measurement data to the PC. Measurement may be performed after a predetermined switch of the micrometer head 10 is pressed, and then the measurement data may be automatically transferred to the PC. For example, when the measurer presses a predetermined switch of the digital micrometer head 10 and then inserts the divided cylindrical portion 21 as a measuring element for measurement into the hole, the automatic measurement mode is set, and the measurement is automatically determined when stable. Then, the measurement data may be transferred to the PC. That is, normally, the measurement person recognizes that the measurement has been performed, and presses a switch, a foot switch or the like to transfer the measurement data to the PC.
  • the divided cylinder which is a measuring element is used. It may be configured such that the unit 21 enters an operation of measuring the measurement object, automatically determines where the measurement data is stable, and transfers the measurement data to the PC.
  • the place where the measurement data is stable is typically a case where data within the same or predetermined range can be measured continuously for several seconds or many times.
  • the timing for recording measurement data was input using a push button switch, foot switch, etc., but when performing subtle measurements, it is possible to keep your hand or keep your body posture. Often necessary.
  • the automatic measurement mode according to the present invention it becomes possible to prevent a subtle error due to a minute change in posture, and the measurer only has to concentrate on the measurement posture. Can be raised.
  • the measurer when the measurer performs the measurement work several times, for example, when the switch is manually pressed, the measurement flow is learned, and the above-described automatically stable You may comprise so that the process which makes a judgment may be entered.
  • the position range of the divided cylindrical portion 21 that is the measuring element is within the range of the target dimension to be measured, it is automatically determined from the position that the search operation for measurement has been started.
  • the measurement target value is automatically determined, and when it enters the range of, for example, plus or minus 0.01 mm, the measurement mode is entered, and the data is transferred when the value is held for several seconds. You may comprise.
  • the average value is automatically calculated by the digital micrometer head 10 or the like, and the data of the average value is transferred to the PC.
  • You may comprise.
  • the digital micrometer head 10 may be configured to set an average calculation mode that is a mode different from the normal measurement mode.
  • the number of measurements may be set in advance, and the set average setting mode and the average number of times may be configured to operate in the mode.
  • it has a function to omit abnormal values and out-of-problem numerical values, and sums only the numerical values that are estimated to have been measured correctly.
  • the determination of the abnormal value may be configured so that, for example, a measurer who is a user can freely set it.
  • the measurer may specify a range outside the target numerical value.
  • the measurement value may be compared several times with respect to the measured value, and processing such as omitting the protruding value may be automatically performed.

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Abstract

【課題】システム構成が簡単で、精密にかつ短時間で穴径を測定することができ、しかも人手を要することはなくかつリアルタイムに測定結果を入力できる測定システムを提供すること。 【解決手段】測定システム１は、測定子１３の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器１０と、径方向に複数に分割され、測定子１３の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部２１を有するアタッチメント２０とを備える。分割円筒部２１の、分割されたそれぞれの分割部材は、軸方向に傾斜する傾斜内周面を内周側に有し、アタッチメント２０は、測定子１３に連結され、測定子１３の進退に応じて進退し、それぞれの傾斜内周面に当接する傾斜外周面を外周側に有するマンドレル２２を備える。

Description

測定システム及び穴径測定用のアタッチメント
　本発明は、測定システム及び穴径測定用のアタッチメントに関する。
　比較的小径の穴径測定は、様々な径に対応するために多大な種類のピンゲージからなるピンゲージセットを用いて行われている。例えば、測定者がピンゲージを交換しながら、穴径を探り、最終的にピンゲージが、しっくりと入るところをもって、穴径とするやり方で穴径を測定している（特許文献１参照）。
　加工した孔の径が所定の許容誤差範囲にあるかどうかを効率的に検査するのに、栓ゲージが使用されている（特許文献２参照）。この栓ゲージは、握りの片側の端面に、許容最大径寸法とした「止め」と段差を形成して許容最小径寸法とした「通し」を設けたものである。
特開平８－３０４００１号公報 実開昭５７－６３２０２号公報
　本発明者らは、ＩｏＴ化した生産管理システムを提唱している。このシステムは、製品を成形する金型又は製品を加工する治工具に関する第１の情報と、金型又は治工具を用いて製品を生産する生産設備に関する第２の情報と、金型又は治工具及び生産設備を用いて生産された製品の品質に関する第３の情報とを通信ネットワークを使ってリアルタイムに収集し、収集した第１～第３の情報を統合し、統合した第１～第３の情報に、製品の品質、原価、生産性及び納期のうちの少なくとも１つに関する管理指標を結び付け、結び付けた第１～第３の情報及び管理指標をマッピングデータとして表示可能に出力する。これにより、不具合や製品不良の原因をリアルタイムに究明でき、しかも不具合や製品不良の発生の予知・予防を適切に行うことができる。
　このＩｏＴ化した生産管理システムでは、生産した全ての製品について穴径を精密に測定し、測定データなどを含めた様々な情報を統計的に分析し、エンドミルなどの摩耗により穴径が小さくなっていく傾向などを把握し、エンドミルの交換時期などを予見しようとするものである
　従来のピンゲージを使った測定システムにおいては、このようなＩｏＴ化に対応するためには、測定者がピンゲージに対応する測定数値を目視で確認し、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）への入力をしなければならない。そのため、測定に多大な時間を要し、またＰＣへの入力が人手を介することからデータの誤入力のおそれもある。しかも、穴径を精密に測定するためには、莫大な種類のピンゲージが必要となってしまう。
　また、従来の栓ゲージを使った測定システムにおいては、全品検査は可能であるが、製品の穴径が公差内に入っているか否かのチェックにとどまり、公差内における穴径を測定することができない。栓ゲージで公差内における穴径を測定するためには、公差よりも精密に穴径を測定できる栓ゲージを用意する必要があるため、現実的でない。従って、従来の栓ゲージを使った測定システムでは、本発明者らが提唱するＩｏＴ化した生産管理システムには実質的に対応することができない。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、システム構成が簡単で、精密にかつ短時間で穴径を測定することができ、しかも人手を要することはなくかつリアルタイムに測定結果を入力できる測定システム及び穴径測定用のアタッチメントを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る測定システムは、測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器と、径方向に複数に分割され、前記測定子の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部を有するアタッチメントとを具備する。
　本発明の一形態に係る測定システムでは、直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部により穴径を測定できるので、ピンゲージによるシステムのように多大な種類のピンゲージを用意する必要はなくなる。これに加えて、ディジタル式のマイクロメータヘッド等の測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器に、アタッチメントを装着すればよい構成なので、システム構成が簡単である。
　また、測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器を用い、またこの測定器の測定子の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部により穴径を測定するように構成したので、穴径を精密にかつ短時間で測定することができる。しかも、穴径のデータは生成されたディジタルデータから算出できるので、人手を要することはなくかつリアルタイムに測定結果を入力できる。
　本発明の一形態に係る測定システムは、前記分割円筒部の、分割されたそれぞれの分割部材は、軸方向に傾斜する傾斜内周面を内周側に有し、前記アタッチメントは、更に、前記測定子に連結され、前記測定子の進退に応じて進退し、それぞれの前記傾斜内周面に当接する傾斜外周面を外周側に有するマンドレルを備える。これにより、簡単な構成で精密に穴径を測定することができる。
　本発明の一形態に係る測定システムは、前記アタッチメントは、前記測定器の本体に装着され、前記マンドレルを軸方向に案内する第１の案内部を有するマンドレルガイドと、それぞれの前記分割部材を径方向に案内するとともに、それぞれの前記分割部材の前記マンドレルガイドからの離脱を規制する第２の案内部と、それぞれの前記分割部材を軸方向に案内するとともに、前記マンドレルのそれぞれの前記傾斜外周面の前記マンドレルからの離脱を規制する第３の案内部とを備える。これにより、簡単な構成で穴径を精密に測定することができる。
　本発明の一形態に係る測定システムは、前記アタッチメントは、前記測定器から着脱自在である。これにより、穴径が大きく異なる場合にアタッチメントを交換することにより対応可能である。
　本発明の一形態に係る測定システムは、拡張・伸縮する前記分割円筒部の直径のディジタルデータを、前記測定器により生成された測定子の進退位置に応じたディジタルデータに基づき生成するデータ生成部を更に具備する。これにより、測定システムで算出されたディジタルデータをそのまま穴径のデータとして用いることができる。
　本発明の一形態に係る測定システムは、前記測定器は、コンピュータシステムにディジタルデータを送信する送信部を有し、前記データ生成部は、前記測定部又は前記コンピュータシステムに設けられている。
　本発明の一形態に係る測定システムは、前記測定器及び前記アタッチメントを、前記測定器に装着された前記アタッチメントの種別が識別可能となるように構成し、前記データ生成部は、前記識別されたアタッチメントの種別に応じたディジタルデータを生成する。これにより、穴径が大きく異なる場合であっても測定器にアタッチメントを装着するだけで、正しい穴径のディジタルデータを生成することが可能となる。
　本発明の一形態に係る穴径測定用のアタッチメントは、測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器から着脱自在であり、径方向に複数に分割され、前記測定子の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部を有する。
　本発明の一形態に係る穴径測定用のアタッチメントは、前記分割円筒部の、分割されたそれぞれの分割部材は、軸方向に傾斜する傾斜内周面を内周側に有し、前記測定子に連結され、前記測定子の進退に応じて進退し、それぞれの前記傾斜内周面に当接する傾斜外周面を外周側に有するマンドレルを備える。
　本発明により、システム構成が簡単で、精密にかつ短時間で穴径を測定することができ、しかも人手を要することはなくかつリアルタイムに測定結果を入力できる。
本発明の一実施形態に係る測定システムを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る測定システムにおけるマイクロメータヘッド本体の構成及びコンピュータシステムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る測定システムにおけるアタッチメントである。 図３のＡ－Ａ断面図である。 図３のＡ－Ａ断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る測定子固定部の拡大断面図である。 穴径のディジタルデータを、ディジタルマイクロメータヘッドで生成されたディジタルデータから算出した例を示す表である。 本発明の一実施形態に係る測定手順を説明するための図である。 測定結果に基づき作成されるヒストグラムの一例である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る測定システムを示す斜視図である。　
　図１に示すように、測定システム１は、測定器としてのディジタルマイクロメータヘッド１０と、アタッチメント２０とを有する。
　ディジタルマイクロメータヘッド１０は、マイクロメータヘッド本体１１と、スピンドル１２と、測定子１３とを有し、スピンドル１２の回転に応じて測定子１３が軸方向に進退し、測定子１３の進退位置に応じたディジタルデータを生成するものである。
　アタッチメント２０は、穴径測定用の分割円筒部２１と、マンドレル２２、マンドレルガイド２３とを有する。これらの構成については後述する。
　この測定システム１は、スピンドル１２を回転させると（図１中Ａ参照）、分割円筒部２１の直径Ｄが拡張・伸縮する（図１中Ｂ参照）。
　図２はマイクロメータヘッド本体１１の構成及びコンピュータシステム３０を示すブロック図である。　
　図２に示すように、マイクロメータヘッド本体１１は、演算部１１ａと、表示部１１ｂと、通信部１１ｃと、アンテナ１１ｄとを有する。
　演算部１１ａは、測定子１３の進退位置に応じたディジタルデータを生成し、生成したデータに基づき表示部１１ｂに所定の測定結果を表示する。測定結果は、通信部１１ｃ及びアンテナ１１ｄを介して例えばコンピュータシステム３０側に無線通信路を介して送信される。なお、無線通信路でなく有線通信路であってもかまわない。コンピュータシステムには、ＰＣやタブレット端末等が含まれる。
　図３はアタッチメント２０の斜視図、図４は図３のＡ－Ａ断面図、図５は図３のＡ－Ａ断面斜視図である。なお、図５においては、断面部分を示す斜線は省略している。　
　これらの図に示すように、分割円筒部２１は、測定子１３の進退に応じて直径Ｄが拡張・伸縮する。分割円筒部２１は、径方向に３つに分割された分割部材２１ａからなる。分割部材２１ａは、２つ、或いは４つ以上に分割されたものであってもよい。
　それぞれの分割部材２１ａは、軸方向に傾斜する傾斜内周面２１ｂを内周側に有する。それぞれの傾斜内周面２１ｂは、アタッチメント２０の先端に向けて全ての傾斜内周面２１ｂによって構成される空間が狭くなるように、軸方向に傾斜している。傾斜の角度としては特に規定するものではないが、この実施形態では傾斜の角度を例えば１０°～１５°程度に設定した。
　マンドレル２２は、測定子１３に連結され、測定子１３の進退に応じて進退し、各分割部材２１ａのそれぞれの傾斜内周面２１ｂに当接する傾斜外周面２２ａを先端の外周側に有する。傾斜外周面２２ａの傾斜の角度は、傾斜内周面２１ｂの傾斜の角度と同じである。
　マンドレルガイド２３は、マイクロメータヘッド本体１１に装着され、マンドレル２２を軸方向に案内する第１の案内部２３ａを有する。第１の案内部２３ａは、マンドレル２２の外周を包囲するように構成される。
　アタッチメント２０は、第２の案内部２４と、第３の案内部２５とを備える。第２の案内部２４は、それぞれの分割部材２１ａを径方向に案内するとともに、それぞれの分割部材２１ａのマンドレルガイド２３からの離脱を規制する。例えば、第２の案内部２４は、それぞれの分割部材２１ａに設けられた凸部２４ａと、それぞれの凸部２４ａに対応してマンドレルガイド２３に設けられた溝部２４ｂとを有する。それぞれの溝部２４ｂは、マンドレルガイド２３の先端面である分割円筒部２１との当接面に、中心から外周に向かうように設けられている。それぞれの凸部２４ａは、それぞれの分割部材２１ａのマンドレルガイド２３との当接面に、それぞれの溝部２４ｂに係合するように設けられ、それぞれの溝部２４ｂに沿って径方向に案内される。また、凸部２４ａの先端が例えば円筒状の膨らみ部を有し、溝部２４ｂの底部がこれと対応するように円筒状の膨らみ通路を有し、膨らみ部が膨らみ通路と掛合しながら移動することで、それぞれの分割部材２１ａのマンドレルガイド２３からの離脱が規制される。これにより、分割部材２１ａは、アタッチメント２０からの軸方向の離脱が規制される。なお、凸部２４ａ及び溝部２４ｂの構成は一例にすぎず、他の形態であってもよい。
　第３の案内部２５は、マンドレル２２のそれぞれの傾斜外周面２２ａを軸方向に案内するとともに、それぞれの分割部材２１ａのマンドレル２２からの離脱を規制する。例えば、第３の案内部２５は、それぞれの分割部材２１ａに設けられた溝部２５ａと、それぞれの溝部２５ａに対応してマンドレル２２に設けられた長尺状の凸部２５ｂとを有する。それぞれの溝部２５ａは、各分割部材２１ａのそれぞれの傾斜内周面２１ｂに沿って軸方向に設けられている。それぞれの凸部２５ｂは、マンドレル２２のそれぞれの傾斜外周面２２ａに、それぞれの溝部２５ａに係合するように設けられ、それぞれの溝部２５ａに沿って軸方向に案内される。また、それぞれの溝部２５ａの溝幅はその底面に向けて広がり、それぞれの凸部２５ｂの幅は溝部２５ａの溝幅に対応するように先端に向けて広がり、凸部２ｂが溝部２５ａと掛合しながら移動することで、それぞれの分割部材２１ａのマンドレル２２からの離脱が規制される。これにより、分割部材２１ａは、アタッチメント２０からの径方向の離脱が規制される。なお、溝部２５ａ及び凸部２５ｂの構成は一例にすぎず、他の形態であってもよい。
　アタッチメント２０は、ディジタルマイクロメータヘッド１０から着脱自在な構成を有する。マンドレルガイド２３は、ディジタルマイクロメータヘッド１０と第１の案内部２３ａとの間に、マイクロメータヘッド本体１１の先端部１１ｆ及び測定子１３が通る溝部２３ｂを有する。溝部２３ｂを通る測定子１３の先端は、アタッチメント２０の測定子固定部２６に脱着可能に固定される。また、溝部２３ｂを通るマイクロメータヘッド本体１１の先端部１１ｆは、アタッチメント２０の先端部固定部２７に脱着可能に固定される。
　測定子固定部２６は、マンドレル２２に設けられた凹部２６ａと、溝部２６ｂと、ナット２６ｃと、マンドレルガイド２３に設けられた窓部２６ｄとを有する。溝部２６ｂは、凹部２６ａ内にディジタルマイクロメータヘッド１０の測定子１３を案内する。図６に示すように、ディジタルマイクロメータヘッド１０の測定子１３の先端は段付きになり、最先端表面はネジ部１３ａを有する。溝部２６ｂを突き出たディジタルマイクロメータヘッド１０の測定子１３のネジ部１３ａにナット２６ｃが螺着される。これにより、ディジタルマイクロメータヘッド１０の測定子１３がマンドレル２２に脱着可能に固定される。
　先端部固定部２７は、マンドレルガイド２３に設けられた複数の貫通孔（符号省略）と、それぞれの貫通孔に挿入されたボルト２７ｂとを有する。それぞれの貫通孔は、ネジ穴となっており、マンドレルガイド２３の外周から溝部２３ｂに向けて貫通している。それぞれの貫通孔を通り螺着されたボルト２７ｂは、マイクロメータヘッド本体１１の先端部１１ｆの表面に当接し、これを締結する。これにより、マイクロメータヘッド本体１１の先端部１１ｆがマンドレルガイド２３に脱着可能に固定される。
　このようにアタッチメント２０がディジタルマイクロメータヘッド１０から着脱自在な構成を有することで、測定対象物の穴径が大きく異なる場合であってもアタッチメント２０を取り替えることで対応可能である。例えば、穴径に応じて、穴径がφ２０～２５を測定するためのアタッチメントと穴径がφ３０～３５を測定するためのアタッチメントとを交換することで、測定対象物の穴径が大きく異なる場合であっても対応可能である。
　図２に示したマイクロメータヘッド本体１１の演算部１１ａは、拡張・伸縮する分割円筒部２１の直径Ｄのディジタルデータを、ディジタルマイクロメータヘッド１０により生成された測定子１３の進退位置に応じたディジタルデータに基づき生成するデータ生成部としての機能を有する。これにより、穴径のディジタルデータを、ディジタルマイクロメータヘッド１０で生成されたディジタルデータから算出できる。その算出例を図７に示す。なお、データ生成部としての機能をコンピュータシステム３０側に設け、コンピュータシステム３０が拡張・伸縮する分割円筒部２１の直径Ｄのディジタルデータを、ディジタルマイクロメータヘッド１０により生成された測定子１３の進退位置に応じたディジタルデータに基づき生成するように構成してもよい。
　図８に示すように、測定対象物４０の穴４１に測定システム１における分割円筒部２１を十分に伸縮して挿入し、分割円筒部２１が拡張する方向にディジタルマイクロメータヘッド１０のスピンドル１２を回転する。分割円筒部２１が測定対象物４０の穴４１の内周面に当接したところでスピンドル１２が回転できなくなる。そのときの値を測定対象物４０の穴４１の穴径として計測し、所定の操作でそのときのディジタルデータをディジタルマイクロメータヘッド１０の表示部１１ｂに表示するとともに、ディジタルマイクロメータヘッド１０から通信部１１ｃ及びアンテナ１１ｄを介してコンピュータシステム３０側に送信する。
　コンピュータシステム３０側では、リアルタイムに順次測定結果を蓄積していく。図９は、コンピュータシステム３０により蓄積された測定結果に基づき作成されるヒストグラムの一例である。理論的なヒストグラムは、公差中心から正規分布となることが、実際には例えばＡのような分布となる。しかし、エンドミルの摩耗などによって次第にＢのような分布となっていく。この測定システム１では、製品製造中にリアルタイムで、公差中心へいくら補正するかが、はっきりと解る。この補正は、例えばエンドミルの回転数や時間等を補正することである。従って、以上のような傾向分析を行うことで、品質向上に寄与する。また、エンドミルの交換時期などを予見できる。更に、測定データなどを含めた様々な情報を統計的に分析して傾向分析を行ってもよい。
　この実施形態に係る測定システム１では、直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部２１により穴径を測定できるので、ピンゲージによるシステムのように多大な種類のピンゲージを用意する必要はなくなる。
　この測定システム１では、ディジタルマイクロメータヘッド１０の測定子１３に、アタッチメント２０を装着すればよいので、システム構成が簡単であり、また異なる測定範囲をカバーするアタッチメント２０を適宜交換することにより広い測定範囲をカバーすることができる。
　この測定システム１では、ディジタルマイクロメータヘッド１０と、測定子１３の進退に応じて直径Ｄが拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部２１との組み合わせにより穴径を測定するように構成したので、穴径を精密にかつ短時間で測定することができる。しかも、穴径のデータは、ディジタルデータから算出できるので、ＰＣなどへの人手によるデータ入力が不要となる。従って、データの誤入力がなくなり、またＰＣ側ではリアルタイムにデータが入力されていくので、例えば製品製造中にリアルタイムに傾向分析等を行うことができる。
　本発明は、上記実施形態には限定されず、様々に変形又は応用して実施することが可能であり、その実施の範囲も本発明の技術的範囲に属する。
　例えば、ディジタルマイクロメータヘッド１０に装着されたアタッチメント２０の種別が識別可能となるようにディジタルマイクロメータヘッド１０及びアタッチメント２０を構成し、識別されたアタッチメント２０の種別に応じてデータ生成部が正しいディジタルデータを生成するように構成してもよい。より具体的には、例えば穴径がφ２０～２５を測定するためのアタッチメントと穴径がφ３０～３５を測定するためのアタッチメントの２種類のアタッチメントがある場合に、ディジタルマイクロメータヘッド１０に装着されたアタッチメントがいずれであるかをディジタルマイクロメータヘッド１０が識別し、セータ生成部としての演算部１１ａがその識別結果に応じて分割円筒部２１の直径のディジタルデータを生成する。例えば、アタッチメントのディジタルマイクロメータヘッド１０との所定の当接面にアタッチメントの種類に応じた凸部を設け、一方ディジタルマイクロメータヘッド１０にその凸部を検出するセンサを設け、ディジタルマイクロメータヘッド１０にアタッチメントを取り付けたときにこの凸部を検出するように構成することで、測定者がディジタルマイクロメータヘッド１０に取り付けられたアタッチメントの種別を設定する作業が不要となる。
　上記実施形態では、測定器としてディジタルマイクロメータヘッドを例示して説明したが、測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器であればよい。
　本発明に係る測定システム1においては、測定者が測定後にディジタルマイクロメータヘッド１０などの所定のスイッチを押してＰＣに測定データを転送するように構成してもよいが、測定者が測定前にディジタルマイクロメータヘッド１０の所定のスイッチを押してから測定し、その後自動でＰＣに測定データを転送するように構成してもよい。例えば、測定者がディジタルマイクロメータヘッド１０の所定のスイッチを押してから、測定のために測定子としての分割円筒部２１を穴に挿入すると自動計測モードとなり、測定が安定したところを自動的に判断し、ＰＣに測定データを転送してもよい。つまり、通常は、測定者がこれで測定が行われたということを認識してからスイッチやフットスイッチ等を押してＰＣに測定データを転送するが、この測定システムにおいては、測定子である分割円筒部２１が測定物を測定する作業に入って、測定データが安定したところを自動判定し、ＰＣに測定データを転送するように構成してもよい。測定データが安定したところとは、典型的には、同一又所定範囲内のデータを数秒、或いは多数回続けて計測できた場合である。すなわち、従来は、押しボタンスイッチやフットスイッチなどを利用して、測定データを記録するタイミングを入力していたが、微妙な測定を行う場合、手が離せない場合や体の姿勢を保つことが必要であることも多い。これに対して、本発明の係る自動測定モードを利用することで、微細な姿勢の変化による微妙な誤差を防止することが可能となり、また測定者は測定姿勢に集中すればよいため、測定速度を上げることが可能となる。
　また、本発明に係る測定システムにおいては、何度か測定者が測定する作業を行うと、例えば手動でスイッチを押す作業を行うと、測定する流れを学習して、上記の自動的に安定の判断を行うようなプロセスに入るように構成してもよい。例えば、測定する目的寸法の範囲内に測定子である分割円筒部２１の位置範囲が入った場合、そこの位置から、測定のための探り動作に入ったことを自動的に判断する。判断基準としては、測定目標値を自動判別し、そこから例えばプラス、マイナス０．０１ｍｍの範囲に入ったときに測定モードに入って、その数値が何秒か保持されたときにそのデータを転送するように構成してもよい。
　本発明に係る測定システムにおいては、本発明に係る測定を何度か行った場合、ディジタルマイクロメータヘッド１０などでその平均値を自動的に計算し、ＰＣにその平均値のデータを転送するように構成してもよい。
　その場合、例えばディジタルマイクロメータヘッド１０などで通常測定モードと異なるモードである平均計算モードを設定するように構成すればよい。この場合に、例えば測定回数をあらかじめ設定し、設定された平均設定モードと、平均回数もモードで動作するように構成してもよい。更に、設定回数測定すると自動的にその数値の径平均計算を行うだけでなく、異常値や問題外数値は省く機能をもたせ、正しく測定できたと推定される数値のみを合算して、平均数値を求めるように構成してもよい。
　この場合に、異常値の判断は、例えばユーザーである測定者が自由に設定できる用に構成してもよい。例えば目標数値から外れる範囲を測定者が指定すればよい。また、測定した数値に関して数回の測定値を比較して、突出している数値を省くなどの処理を自動で行うように構成してもよい。
１　測定システム
１０　ディジタルマイクロメータヘッド
１１　マイクロメータヘッド本体
１１ａ　データ生成部としての演算部
１１ｃ　通信部
１１ｄ　アンテナ
１２　スピンドル
１３　測定子
２０　アタッチメント
２１　穴径測定用の分割円筒部
２１ａ　分割部材
２１ｂ　傾斜内周面
２２　マンドレル
２２ａ　傾斜外周面
２３　マンドレルガイド
２３ａ　第１の案内部
２４　第２の案内部
２５　第３の案内部
３０　コンピュータシステム

Claims (9)

  1. 　測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器と、
    　径方向に複数に分割され、前記測定子の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部を有するアタッチメントと
    　を具備する測定システム。
  2. 　請求項１に記載の測定システムであって、
    　前記分割円筒部の、分割されたそれぞれの分割部材は、軸方向に傾斜する傾斜内周面を内周側に有し、
    　前記アタッチメントは、更に、前記測定子に連結され、前記測定子の進退に応じて進退し、それぞれの前記傾斜内周面に当接する傾斜外周面を外周側に有するマンドレルを備える
    　測定システム。
  3. 　請求項２に記載の測定システムであって、
    　前記アタッチメントは、
    　前記測定器の本体に装着され、前記マンドレルを軸方向に案内する第１の案内部を有するマンドレルガイドと、
    　それぞれの前記分割部材を径方向に案内するとともに、それぞれの前記分割部材の前記マンドレルガイドからの離脱を規制する第２の案内部と、
    　前記マンドレルのそれぞれの前記傾斜外周面を軸方向に案内するとともに、それぞれの前記分割部材の前記マンドレルからの離脱を規制する第３の案内部と
    　を備える
    　測定システム。
  4. 　請求項１から３のうちいずれか１項に記載の測定システムであって、
    　前記アタッチメントは、前記測定器から着脱自在である
    　測定システム。
  5. 　請求項１から４のうちいずれか１項に記載の測定システムであって、
    　拡張・伸縮する前記分割円筒部の直径のディジタルデータを、前記測定器により生成された測定子の進退位置に応じたディジタルデータに基づき生成するデータ生成部を
    　更に具備する測定システム。
  6. 　請求項５に記載の測定システムであって、
    　前記測定器は、コンピュータシステムにディジタルデータを送信する送信部を有し、
    　前記データ生成部は、前記測定部又は前記コンピュータシステムに設けられている
    　測定システム。
  7. 　請求項６に記載の測定システムであって、
    　前記測定器及び前記アタッチメントを、前記測定器に装着された前記アタッチメントの種別が識別可能となるように構成し、
    　前記データ生成部は、前記識別されたアタッチメントの種別に応じたディジタルデータを生成する
    　測定システム。
  8. 　測定子の進退位置に応じたディジタルデータを生成する測定器から着脱自在であり、
    　径方向に複数に分割され、前記測定子の進退に応じて直径が拡張・伸縮する穴径測定用の分割円筒部を有する
    　穴径測定用のアタッチメント。
  9. 　請求項８に記載のアタッチメントであって、
    　前記分割円筒部の、分割されたそれぞれの分割部材は、軸方向に傾斜する傾斜内周面を内周側に有し、
    　前記測定子に連結され、前記測定子の進退に応じて進退し、それぞれの前記傾斜内周面に当接する傾斜外周面を外周側に有するマンドレルを備える
    　穴径測定用のアタッチメント。
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