JPH01262409A - 電子式穴内径測定器による測定方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばタレットディスクやダイホルダなど
の被測定物の穴内径を測定ザる電子式穴内径測定器によ
る測定方法に関する。

（従来の技術） 従来、例えばタレットディスクやダイボルダなどの被測
定物の穴内径を測定する測定装置としては、電子式穴内
径測定器が知られている。

この電子式穴内径測定器は、自動的に１ｌＩＩＩＩＩｌ
されるロボットハンドの先端に測定プラグを着脱自在に
把持せしめて、その測定プラグを被測定物の穴内に挿入
づると共に、穴の内周面に自動的かつ連続的に傾けなか
ら当接せしめて穴内径を測定Ｊるものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、電子式穴内径測定器で被測定物の穴内径を測
定する場合、被測定物と測定プラグのクリアランスを小
ざくすることで測定プラグの傾きによる誤差を低減する
ことができる。しかし４１がら、測定プラグと被測定物
の穴とのクリアランスを小さくすると、測定プラグ挿入
作業が困九となるため、通常は測定プラグと被測定物の
穴とのクリアランスを大ぎくとって穴内径の測定を行っ
ている。そのため、穴内径の測定値には測定誤差が生じ
て正確な穴内径の測定が出来ないという問題がある。

また、被測定物の穴における内周面の面粗さによる測定
値のバラツキも加味されるため、測定データはさらに拡
大された誤差となって正確な穴内径測定が出来ないとい
う問題があった。

差を除去、低減を可能ならしめて被測定物の穴内径にお
ける正確な測定値を得るようにした電子式穴内径測定器
による測定方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、被測定物の穴
内径を電子式穴内径測定器で測定する際、電子式穴内径
測定器の測定プラグを被測定物の穴内に挿入すると共に
、被測定物の穴における内周面に前記測定プラグを自動
的かつ連続的に傾けなから当接せしめて、多数の測定デ
ータをアナログ波形として測定し、その測定されたアナ
ログ波形をデジタル量に変換覆ると共に平滑化処理を行
い、次いで平滑化されたデータを補正データ波形にして
その補正データ波形の最小値を求めてその最小値を被測
定物の穴内径とする電子式穴内径測定器による測定方法
である。

（作用） この発明の電子式穴内径測定器による測定方法を採用す
ることにより、被測定物の穴内径を測定する際、まず電
子式穴内径測定器の測定プラグを被測定物の穴内に挿入
する。その被測定物の穴内に挿入された測定プラグを被
測定物の穴内における内周面に自動的かつ連続的に傾け
ながら当接せしめて多数の測定データを測定する。その
測定データはアナログ波形であるため、デジタル量に変
換し、さらに外来ノイズを除去するため平滑化処理を行
う。次いで平滑化処理されたデータを補正データ波形に
してその補正データ波形の最小値を求めて、その最小値
が被測定物の穴内径とされる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第６図には電子式穴内径測定器で被測定物の内径を測定
づ−る一例が示されている。第６図において、タレット
ディスクやダイホルダなどの被測定物Ｗの穴Ｈにおける
内径を測定する場合、自動的にＸ、Ｙ、Ｚ軸およびＣ軸
に制御されるロボットハンド１の先端には、公知である
位置・姿勢補正ユニットとしてのＲＣＣ装置（Ｒｅｉｏ
ｔｅ　　ｃｏｎ＋ｐｌ　１ａｎｃｅ　　Ｃｅｎｔｅｒの
略）３が取付けられており、しかもそのＲＣＣ装置３に
はロッド５を介して測定プラグ７が着脱自在に把持され
ている。

なお、第６図において、左右方向をＹ軸方向、紙面に対
して直交する方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向およ
びロッド５の軸心を中心にして傾斜する方向をＣ＠力方
向する。

而して、ロボットハンド１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向
に移動せしめることによって、測定プラグ７が被測定物
Ｗの穴Ｈに挿入される。

被測定物Ｗの穴Ｈに測定プラグ７を挿入した後、測定プ
ラグ７の外周面に設けられた例えば球形状の接触子９を
被測定物Ｗの穴Ｈにおける内周面に当接せしめながら自
動的かつ連続的にＲＣＣ装置３の姿勢ｖ１１１１（傾き
１ｔ１１制御）を行うことにより多数の測定データが測
定され、かつ処理されて、第２図に示した雑音を含んだ
放物線Ａが得られる。この雑＆を含んだ放物線Ａは穴Ｈ
のバイト面や面粗さなどの影響による外来のノイズによ
って振動波形となって生じる。そこで、本実施例ではこ
の雑音を含んだ放物線Ａに平滑化処理を行うことによっ
て、雑音を含まない放物線Ｂとし、その放物線Ｂの最小
値Ｍを求めてその最小値Ｍを被測定物Ｗの内径とするも
のである。

次に被測定物Ｗの穴Ｈにおける穴径測定時の測定プラグ
７移動量と測定値との関係を第３図、第４図を基にして
説明すると、まず第３図において、測定プラグ７が角度
θ傾いたときの理論上の測定艙Ｘ′は、 Ｘ′茸Ａ　／　ｃｏｓ　　θ　　　　　　　　　　　　
　　・・・（１）Ｃ表わされる。

［但し、Ａ：真の穴径（θ＝０のとき）］ところが、測
定プラグ７が角度θ傾いた場合、第４図に示す様に、穴
１」内面と測定プラグ７の接触子９の接触場所が傾きに
よって変化するため、実際の測定（ｌｆｆ×は、理論値
Ｘ′よりεだけ小さい値となる。

と Ｘ＝Ｘ　−−，５＝Ｘ　−−２Ｘ　（ｉ−ｙ　）−＜２
）（但し、Ｘ：実際の測定値、　ｒ　：接触子９の半径
θニブラグの傾き） 上記（１）、（２）式により、 Ｘ＝　　−＜Ａ−２ｒ　）＋２ｒ　　　−（３）ぴ９ となる。

したがって、実際の測定値Ｘは（３）式で表ねづことが
できる。

次に、測定プラグ７の移動ｆｆ１Ｔは、第３図により、
Ｔ＝　−一愛ｃｏｓ　　（θ２＋θ）　　　　・・・（
４）となる。［但し、吏：測定プラグ７側のＲＣＣ装置
３の上端面の中心とプラグガイド上面エツジどの距離、
θ：測定プラグ７の傾き、θ２　：ρ、を作る線分と測
定プラグガイド上面とのなず角（最小値）Ｂ：測定プラ
グガイドの直径） −Ｆ記（３）式を変形すると。

となり、また、゛第４図により、 θ２　＝　ｃｏｓ　−＋　（−Ｌ−）　　　　　　　・
・・（６）２ノ となる。

上記（４）　、　＜５＞　、　（６）式により、となり
、測定プラグ７の移動ωＴと測定値Ｘとの関係を求める
ことかできる。

上記（７）式において、Ｔを変化させたときの測定値ｘ
の変化をグラフ化づると、第２図に示した雑音を含んだ
放物線へとなり、これは、測定頭１或では関数 Ｘ　＝ａ　Ｔ２　＋　Ｈ−＜８＞ に近似できる。（但し、ａ　：定数、Ｈ：被測定物の内
径） 上記（８）式は演口処理方法として２次多項式適合法を
適用する。

平滑化処理を行うことによって、第２図に示した放物線
Ｂとなり、最小値Ｍを演算処理して穴内径として求める
ことになる。

第１図に示した構成ブロック図を基にして、本実施例の
構成を説明すると、ロボットハンド１にはロボットハン
ドコントローラ１１を介してロボットハンド用υｊＯ′
ｌｌ装置１３が接続されている。而して、ロボットハン
ド用制御Ｉｌ装置１３からの微小動作指令によりロボッ
トハンドコントローラ１１でロボットハンド１がＹ軸方
向に移動し、ロボットハンド１の先端に取付けられた測
定プラグ７が自動的かつ連続的に被測定物Ｗの穴Ｈにお
ける内周面に当接しながら傾きθで移動して測定データ
が１！！られる。

前記測定プラグ７にはアンプ１５が接続されており、そ
のアンプ１５にはＡ／Ｄ変換器１７を介して平滑化処理
手段１９が接続されている。その平滑化処理手段１９に
は、最小値用油ｑ処理手段２１が接続されている。

上記構成により、その作用を第５図に示したフローチｔ
ｐ　−トを基にして説明すると、ステップＳ１でロボッ
トハンド１ををロボットハンド制御装置１３からの微小
動作指令でロボッ１−ハンドコントローラ１１を介して
Ｙ軸方向に移動し、被ｔｌｌｌｌ定物Ｗの穴Ｈ内に挿入
された測定プラグ７の接触〒９を前記穴１」の内周面に
角度Ｏで傾けながら当接せしめることによって多数の測
定生データが１７られる。

ステップＳ２ではその多数の測定生データがアンプ１５
で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器によりアナログ間から
デジタル帛に変換される。ステップＳ３において、その
変換されたデジタル争である測定生データの点数と平滑
化処理のための平滑化点数が入力手段により平滑化処理
手段１９に読み込よれる。

ステップＳ４では、さらに、入力手段から重み係数、正
規化定数データ群より平滑化点数に対応づる重み係数、
正規化定数が選択され平滑化処理手段１９に読み込まれ
る。ステップＳ５で第２図に示した曲線Ａから曲線已に
なるよう、すなわら、前記（８）式から２次多項式適合
法を使って、測定生データから（９）　、　（１０）式
に示した平滑化処理を平滑化処理手段１９内で処理し、
平滑値に変換する。次いで、ステップＳ６で平滑化した
データを逐次配列し、補正データ波形（第２図に示した
曲線Ｂ）を作成する。

ステップＳ７で補正データ波形から最小値用演算処理手
段２１で最小値を演弾処理し、だの最小（１ｒ１を穴径
測定値とする。

このように、測定生データに平滑化処理を行って平滑化
値を求め、この平滑化値を配列した補正データ波形を作
成し、その補正データ波形の最小（１１〕を穴径測定値
とすることによって、穴の内周面の面粗さなどの外来の
ノイズを除去し、測定プラグの傾きによる測定誤差を低
減できるから、従来よりも正確な内径測定値を１ワるこ
とができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行うことによって、その他の態様で実施
し得るものである。例えば、本実施例に採用した平滑化
処理手段は、被測定物の穴内径測定だけでなく、外径測
定の場合にも平滑化処理の使用、特性を変更すれば利用
可能である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、特許請求の範囲に記載されたとおりの構
成であるから、被測定物の穴における内周面の面粗さな
どの外来ノイズを除去すると共に、測定プラグの傾きか
ら生じる測定誤差を低減して、正確で安定した穴内径測
定値を測定づることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した一例の構成ブロック図、第
２図は測定データによる曲線と平滑化処理された曲線の
一例を示した図である。 第３図Ｊ３よび第４図はこの発明の主要部である平滑化
処理するため基本説明用の被測定物の穴と測定プラグと
の関係邑である。 第５図はこの発明の詳細な説明するフローチャートであ
る。 第６図は電子式穴内径測定器で被測定物の穴内径を測定
づるための説明図である。 １・・・ロボットハンド　７・・・測定プラグ１３・・
・ロボツ［ヘハンド制御装置 １つ・・・平滑化処理手段 ２１・・・最小値用演算処理手段 代理人　弁理士　三　好　　保　男 第３図 第４図 ＠５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物の穴内径を電子式穴内径測定器で測定する際、
   電子式穴内径測定器の測定プラグを被測定物の穴内に挿
   入すると共に、被測定物の穴における内周面に前記測定
   プラグを自動的かつ連続的に傾けながら当接せしめて、
   多数の測定データをアナログ波形として測定し、その測
   定されたアナログ波形をデジタル量に変換すると共に平
   滑化処理を行い、次いで平滑化されたデータを補正デー
   タ波形にしてその補正データ波形の最小値を求めてその
   最小値を被測定物の穴内径とすることを特徴とする電子
   式穴内径測定器による測定方法。