JPH0343021B2

JPH0343021B2 -

Info

Publication number: JPH0343021B2
Application number: JP63243733A
Authority: JP
Inventors: Hosachi Mario
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Priority date: 1977-12-07
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1991-07-01
Also published as: FR2411389A1; FR2411389B1; GB2009942B; SE7812501L; ES475763A1; IT1090767B; DE2851873C2; JPS54119184A; DE2851873A1; JPH01135446A; JPS6260641B2; GB2009942A; BR7807982A; CH635425A5; US4231158A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はフレームと、このフレームにより支持
される２本の平行な軸と、これらの軸に固定され
て軸とともに回転する２本のアームと、これら２
本のアームの往復運動に応じて信号を供給するト
ランスデユーサと、処理・表示・制御ユニツト
と、２本のアームの動きを指令する制御手段とを
含み、広範囲の操作で機械的な加工物の直線寸法
を検出する工作機械の定寸に関するものであり、
更に詳しくいえば、研削機で加工されている加工
物の種々の直径を検査するのに適当なゲージに関
するものである。

研削機による加工中に加工物の数センチ異なる
種々の直径を測定するためのコンパレータは以前
から知られており、この種のコンパレータの一例
がイタリア特許第1010896号に開示されている。

このコンパレータは加工物の表面に接触する２
個のフイーラーを支持する２本の回転アームと、
これらのアームの角運動に応じた信号を発生する
２個のトランスデユーサとを含む。これらの信号
を電子回路が処理して、フイーラーの運動に関係
する信号を発生する。

この公知のコンパレータの欠点の１つは、測定
中に材料が研削される結果として加工物の直径が
変化するために、かなりの質量と慣性を有するコ
ンパレータの部品が動くことである。そのために
過大なストレスが生じ、磨耗と応答時間に関して
安全の面で問題があり、かつ溝を有する加工物の
測定が不可能であるか、困難である。

実際の絶対測定装置と考えることができる別の
測定装置がイタリア特許第969124号に開示されて
いる。

この測定装置は検査する直径に平行な方向に動
くことができる。２つのスライドと、決定された
基準位置の数に対応してスライドの位置を定める
ことができる２個のトランスデユーサと、スライ
ドに固定されて２個の測定ヘツドを支持する２本
のアームとで構成される。

それらのトランスデユーサはスライドの位置を
示す信号を発生する。スライドの位置が定められ
ると、２個の測定ヘツドにより与えられる信号を
用いて測定が行われる。この測定装置は従来の装
置の欠点の一部を解消するものである。公知の測
定装置では、研削機にとりつけることによる厳し
い加工条件のために、再現性、設計寸法、摩耗、
シール、操作の安全性の面での欠点がある。

本発明が解決しようとしている技術問題は、動
作範囲が広く、研削機で加工中に測定でき、再現
性が良く、頑丈で信頼度が高く、使用が容易であ
る工作機械の定寸装置を得ることである。

この問題は、前記アームの端部に配置されて加
工物に組合わされる２個の測定ヘツドを含み、前
記トランスジユーサは前記軸に固定される２個の
素子を有する回転トランスデユーサを含み、前記
処理・表示・制御ユニツトは、測定する加工物の
寸法に応じた信号を発生するために測定ヘツドと
回転トランスデユーサに接続されるとともに、制
御手段を作動させるために制御手段に接続され
る。

即ち、本発明の装置は、フレームと；このフレ
ームにより支持され、且つそのフレームに対して
回転すると共に互いにも回転する２本の平行な軸
と；これらの各軸にそれぞれ固定されて、固定さ
れた軸とともにそれぞれ回転する２本のアーム
と；これら２本のアームの相互運動に応じた信号
を出力するトランスデユーサと；処理・表示・制
御ユニツトと；２本のアームの動きを制御する制
御手段と；を含み、広範囲の操作で機械的な加工
物の直線寸法を検査する工作機械の定寸装置にお
いて、前記アーム１２，１３の端部に配置され、
加工物４２の２点と動作し合つて適切な測定信号
を出力する２個の測定ヘツド１４，１５を備え；
前記トランスデユーサは、前記軸４，５のいずれ
かにそれぞれ固定されてそのいずれかの軸ととも
に一体的に回転する２つの素子１７，１９を有し
且つそれらの素子１７，１９の相互回転によりア
ーム１２，１３の開き角に応じた信号を出力する
回転トランスデユーサ１８を含み；前記処理・表
示・制御ユニツト２３は、測定ヘツド１４，１５
の信号と回転トランスデユーサ１８の信号を合成
してチエツクすべき寸法に応じた信号を得るため
に測定ヘツド１４，１５及回転びトランスデユー
サ１８の接続されると共に、測定ヘツド１４，１
５の信号と回転トランスデユーサ１８の信号に基
づいて前記制御手段を作動させるためにその制御
手段に接続され、且つこの処理・表示制御ユニツ
ト２３は種々の基準寸法のマスターピースを測定
ヘツド１４，１５が挟んだ状態において回転トラ
ンスデユーサ１８からの出力を零にセツトするこ
とのできる複数のプリセレクタ４９，５０を含
み；前記制御手段は、前記軸４，５を回転させる
モータ２４と、そのモータ２４を制御するサーボ
増幅器７０と、測定ヘツド１４，１５が加工物４
２へ当接した際にそれらの測定ヘツド１４，１５
が出力する信号に基づいて、前記モータ２４を駆
動するためにサーボ増幅器７０に対して入力させ
る信号を、前記加工物４２へ非当接状態における
測定ヘツド１４，１５の信号に応じた信号から、
前記トランスデユーサから出力される出力信号に
応じた信号に切換える切換スイツチ６１と、を備
え、前記トランスデユーサは、前記加工物４２の
研削前に、前記回転トランスデユーサ１８の出力
が零となるまで前記モータ２４を駆動するための
信号を出力するトランスデユーサ信号調節手段を
備えたことを特徴とするものである。

上記装置においては、一対のヘツド１４，１５
間に、ある基準寸法のマスターピースを挟んだ状
態において、プリセレクタ４９，５０のいずれか
によつて回転トランスデユーサ１８からの出力が
零点調整される。この調整後においては、アーム
１２，１３の静止状態において、研削されつつあ
る加工物の寸法を、その寸法が前記マスターピー
スの基準寸法と等しいかどうかが、ヘツド１４，
１５からの信号と回転トランスデユーサ１８から
の信号に基づいて、チエツクされる。即ち、加工
物４２の取付状態において、測定ヘツド１４，１
５が加工物４２に当接する前においては、それら
のヘツド１４，１５が加工物４２へ当接していな
いことを示すヘツド１４，１５からの信号が、切
換えスイツチ６１を介してサーボ増幅器７０に加
えられる。これにより、サーボ増幅器７０がモー
タ２４を駆動する。このモータ２４によりアーム
１２，１３が動作してやがてヘツド１４，１５が
加工物４２に当接する。その当接により切換スイ
ツチ６１が切り換つて、サーボ増幅器７０へはヘ
ツド１４，１５からの信号に代えて回転トランス
デユーサ１８からの信号が加えられる。その信号
の印加は、回転トランスデユーサの出力が予め行
つた零点調整した値に極力近づくまで行われる。
それにより、サーボ増幅器７０がモータ２４を僅
かに駆動する。その駆動により、ヘツド１４，１
５を加工物に当接させた状態を保ちながら、アー
ム１２，１３が僅かに動作する。この後、アーム
１２，１３は静止し、その静止状態において、加
工物４２は研削され、徐々に前記基準寸法に近づ
く。そして、その研削に伴う加工物の直径の変化
は測定ヘツド１４，１５によつて測定され、それ
らの測定ヘツド１４，１５が出力する信号と、回
転トランスデユーサ１８からの出力とに基づい
て、加工物４２の寸法が前記基準寸法に一致した
か否かが、アーム１２，１３の静止状態におい
て、検出される。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

まず第１〜３図を参照して、図示の測定装置は
外部ケーシングすなわちフレーム１を有する。こ
のフレーム１は軸受２，３により中空軸４を支持
する。

軸４の内部には軸受６，７により別の軸５が支
持される。軸４，５を正しく同軸状に組合わせる
ためにリングナツト８が軸５にとりつけられて、
軸受６，７に予め荷重をかける。

シールリング１０，１１を有するふた板９がフ
レーム１に固定され、軸４を回転できるようにす
る。

軸４の端部に第１のアーム１２が固定され、第
２のアーム１３が軸５の端部に固定される。

これらのアーム１２，１３は軸４，５に垂直な
方向に延び、それらのアームの端部にはそれらの
アーム垂直な方向に“カートリツジ”として知ら
れている形の測定ヘツド１４，１５がとりつけら
れる。

第１，２図からわかるように、アーム１２，１
３ははさみのような動きをする。アーム１２，１
３が閉じた位置にある時は測定ヘツド１４，１５
の接点が接触する。

軸５のアーム１３がとりつけられている端部と
は反対側の端部には作動レバー１６がとりつけら
れ、そのレバー１６の近くには回転トランスデユ
ーサ１８の第１のリング素子１７がとりつけられ
る。軸４にはトランスデユーサ１８の第２のリン
グ素子１９が素子１９に面してとりつけられる。
軸４には作動レバー２０もとりつけられる。測定
ヘツド１４，１５とトランスデユーサ１８はケー
ブル・コネクタ２１，２２により処理・表示・制
御ユニツト２３に接続される。

ユニツト２３はケース１に固定されている直流
モータ２４にも接続される。モータ２４の軸２５
はウオーム２６とらせん輪２７により、サポート
２９，３０によつて支持されている軸２８を駆動
する。

フレーム１の溝３５の中に設けられているピン
３３，３４により２個のプツシユ３１，３２が軸
２８に平行に案内される。これらのプツシユ３
１，３２は軸２８のねじ部にねじ込まれるナツト
を有する。作動レバー１６，２０とフレーム１と
の間に連結されているばね３８，３９により、レ
バー１６，２０は軸受３６，３７の外側リングに
押しつけられる。軸受３６，３７はピン３３，３
４にそれぞれとりつけられる。フレーム１に固定
されているマイクロスイツチ４０はレバー２０が
第１図に実線で示されている位置、すなわち、ヘ
ツド１４，１５の接点が接触するようにアーム１
２，１３が接近させられた時に、閉じられる。フ
レーム１に固定された別のマイクロスイツチ４１
はレバー２０が第１図の破線で示されている位
置、すなわち、アーム１３，１４が最も広く拡げ
られた時に、閉じられる。第１図には測定対象で
ある加工物４３も破線で示されている。

次に第４図を参照して、発振器４３が、デジタ
ル移相器４４と駆動回路４５を介して、トランス
デユーサ１８の入力巻線４６，４７に出力を与え
る。これらの巻線はリング１９にとりつけられ、
出力巻線４８がリング１７にとりつけられる。ト
ランスデユーサ１８はInductosyn（商品名）とし
て知られている種類の周期的絶対値形トランスデ
ユーサである。いくつかのプリセレクタ（たとえ
ば４９，５０）が移相器４４に接続される。巻線
４８は増幅器５１により位相検波器５２の入力端
子に接続される。この位相検波器５２の別の入力
端子には発振器４３の出力が与えられる。位相検
波器５２の出力は加算器の入力端子に与えられ
る。

測定ヘツド１４，１５は増幅・検波器５４，５
５にそれぞれ接続される。増幅・検波器５４，５
５には発振器５６の出力も与えられる。この出力
は測定ヘツド１４，１５へ与えられる。

加算器５７の２つの入力端子は増幅・検波器５
４，５５の出力端子にそれぞれ接続され、加算器
５７の出力端子は加算器５３の第２の入力端子と
比較器５８の入力端子とに接続される。

制御器５９には比較器５８の出力が与えられ
る。この制御器５９は２個の固定接点６２，６３
を有する切換えスイツチ６１の可動接点６０に指
令を与える。固定接点６２は加算器５７の出力端
子と加算器５３の出力端子の間に接続され、固定
接点６３は位相検波器と加算器５３の他の入力端
子との間に接続される。加算器５３の出力端子は
フイルタ６４を介して表示器６５と制御器６６に
接続される。

増幅・検波器５４，５５の出力端子は加算器６
７の非反転入力端子にそれぞれ接続される。加算
器６７の出力端子はメータ６８と警報回路６９に
接続される。軸２８を回転させるモータ２４は接
点６２，６３に接続されるサーボ増幅器７０と、
速度計発電機７１を含む帰還回路とにより制御さ
れる。増幅・検波器５４，５５の出力信号は回路
７２に与えられる。この回路７２は測定ヘツド１
４，１５により測定された材料の寸法が設定値を
こえた時に、極性とレベルが一定の出力信号を発
生する。回路７２の出力警報灯７３に与えられ
る。制御・切換え論理回路７４がマイクロスイツ
チ４０，４１と、制御器６６と、警報回路６９
と、回路７２と、サーボ増幅器７０とに接続され
る。サーボ増幅器７０の入力端子と出力端子の間
に、サーボ増幅器７０の動作状態を検出できる回
路７５が接続される。

次に、本発明の装置の動作を説明する。

種々の直径を有する各種の部品を研削するため
にO.D.研削機にこの測定装置がとりつけられて
いると仮定する。

研削機の中心にマスターピースが置かれる。こ
のマスターピースは公称直径と同じ直径、または
公称直径から既知量だけ異なる直径を有する部品
を有する。

各直径の零設定操作が次のようにして行われ
る。

この零設定を行うため、およびその後で各直径
の測定を行うために移相器４４とプリセレクタ４
９，５０…の接続が自動的に行われる。

初めに、アーム１２，１３が最も開いた位置に
セツトされる。そうすると測定ヘツド１４，１５
の接点がマスターピースに接触しないから、それ
らの接点は測定ヘツドの外へ向うストローク制限
ストツプ位置にある。

スタート押しボタン（図示せず）を押すと、サ
ーボ増幅器７０が動作を開始させられ、スイツチ
６１の可動接点６０が固定接点６２に接触するか
ら、サーボ増幅器７０へ加算器５７から出力信号
が与えられる。

この信号によりモータ２４が回転させられるか
ら軸２８が回転させられ、そのためにレバー１
６，２０に対応する位置にあるブツシユ３１，３
２は互いに接近させられる。

レバー１６，２０はばね３８，３９の作用によ
りそれぞれ時計回りと逆時計回りに回転するが、
軸受３６，３７の外側リングに接触したままであ
る（第１図）。

測定ヘツド１４，１５がマスターピースに当接
して、それらの出力信号の和が零になるとモータ
２４、即ちアーム１２，１３は停止する。したが
つて回路７５がサーボ増幅器７０に与えられる電
力を断つ。

表示器６５の指示に従つてオペレータは選択し
たプリセレクタ（たとえば４９）を操作して、位
相検波器５２の入力端子に与えられた信号の位相
関係を、指示が零になるまで変化させる。

このようにして行われる零設定は、測定ヘツド
１４，１５が正しい位置に置かれなかつたとして
も実際の零設定直径に関連する。その理由は、そ
れらのヘツドの指示が零とは異なることがあるか
らである。

関連するプリセレクタを用いることにより、マ
スターピースの種々の部品にこの操作が反復して
行われると、この測定装置の制御の下に加工を続
行することが可能である。

加工物４２を研削機にとりつけた時は、アーム
１２，１３は初めは最大位置にあるが、加算器５
７の出力により制御されるモータ２４により閉じ
る向きに動かされ始める。そうするとヘツド１
４，１５の接点が加工物４２に接触し、それから
ヘツドに対して少し動き、入力信号を基準信号と
比較する比較器５８が切り換えられ、オペレータ
または研削機のロジツクにより零に設定されてい
る間は動作を禁止されていた制御回路５９が可動
接点６０を固定接点６３に対して動かす。

そうすると、今度は、モータ２４は位相検波器
５２の出力の制御の下に動く。

この出力はサーボ増幅器７０に与えられ、その
出力が零に最も近い値になるまでモータ２４を駆
動する。その出力が零に最も近い値になるとサー
ボ増幅器７０の動作は停止させられ、アーム１
４，１５は停止する。

ヘツド１４，１５が変位可能な動作範囲と、ト
ランスデユーサ１８の種類（出力信号の２つの零
の達成に対応するリング１７，１９の回転角の大
きさに関する限りは）と、アーム１２，１３の長
さとは、次のようにして決められる。即ち、加工
物４２の初めの材料の寸法が異常でない場合にお
いては、加工物４２が研削される前のアーム１
２，１３の位置ぎめが、マスターピースに対応さ
せて零設定する途中で行われる位置ぎめに一致す
るように選ばれる。

その後、加工物４２の研削が希望の直径を得る
ために開始される。

材料加工は制御回路６６と表示器６５により制
御される。表示器６５は加算器５３の出力をフイ
ルタ６４を介して受ける。

表示器６５の入力信号が零になると、制御器６
６は加工物の部分のうち、可能状態にされたプリ
セレクタ４９（または５０…）に対応する部分の
機械加工を停止させる。

機械加工は位相検波器５２と加算器５７との出
力信号の和により制御されるから、接点６２にお
ける信号により（零設定の間の）制御段階と、接
点６３における信号による（機械加工中の）制御
段階とにおけるモータ２４の小さな位置ぎめ誤差
は、加工物４２の最終的な寸法に影響を及ぼすこ
とはない。

以上の説明により、実施例の装置の動作がある
程度理解されたと思うが、以下にさらに詳細に説
明する。

以下において、ヘツド１４，１５及びトランス
デユーサ１８が、マスターピースを挟んだ零点調
整時に出力する信号をS₁₄，S₁₅，S₁₈とし、ワー
クピースを挟んだ加工時に出力する信号をS₁₄′，
S₁₅′，S₁₈′とする。

() ヘツド１４，１５に関してヘツド１４，１５は周知のタイプのものであ
り、測定信号を出力する。実施例では、カート
リツジタイプのヘツドが含まれる。各ヘツド
は、ハウシングと、フイーラ（又はコンタクト）（ハウジングに
関して可動）と、トランスデユーサ（フイーラ（コンタクト）
とハウジングとの間の相互位置に関する信号を
出力する）と、を有する。ヘツドは周知であり、且つ測定信号
を出力するヘツドの例としてのみ用いたので、
実施例では詳しい記述はしなかつたが、ヘツド
のコンタクトは単に挙げてある。カートリツジ
タイプヘツドは、本発明の装置で用いた測定ヘ
ツドの単なる例にすぎない。

() サーボアンプ（増幅器）７０に関してサー
アンプ７０はモータ２４をコントロールする。
そのモータ２４は、シヤフト２８、ブツシユ３
１，３２、レバー１６，２０、及びスプリング
３８，３９を介して、交互に、アーム１２，１
３の開閉動作をコントロールする。

() 零点調整に関してサーボアンプ７０は、切り換えスイツチ６１
を介して、加算器５７に接続されておりヘツド
の信号和（S₁₄＋S₁₅）を受ける。アーム１２，
１３がマスターピースに近づく閉動作は、値
（S₁₄＋S₁₅）が零となるまで、制御される。こ
の状態において、アーム１２，１３は静止し、
プリセレクタ（４９又は、５０又は、…）はデ
イスプレイ６５の表示（S₁₄＋S₁₅＋S₁₈に対応）
が零となるよう操作する。零点調整は、マスタ
ーピースの異なる部分（直径）について繰り返
えされ、そして、異なるプリセレクタ５０，…
について行なわれる。

以下のことに注意されたい。即ち、アーム１
２，１３の絶対的精密位置決めが保証された、
サーボアンプ７０とモータ２４を含む、サーボ
コントロールにおいては、上記零点調整のため
には、S₁₄＋S₁₅＝０であり、且つプリセレクタ
は回転トランスデユーサ１８の信号S₁₈がそれ
だけで零となるように操作される。しかしなが
ら、サーボシステムは、一般に、システム的且
つランダム的位置決めミスを有することが、知
られている。そのミスは、信号の和（S₁₄＋S₁₅
＋S₁₈）を零にセツトすることによつて調整さ
れる。このようにして、上記ミスに応じて、サ
ーボシステムによつて固定されたアーム１２，
１３の位置は僅かに零と異なる値（S₁₄＋S₁₅）
＝Ｘとなり、S₁₈は同じく零から僅かに異なる
−Ｘとなる。この結果、アーム１２，１３につ
いての理論的零点調整、つまりS₁₈＝０である
位置と、零点調整中にサーボシステムによつて
固定された実際の位置とは僅かに異なる。その
ような理論的位置は（S₁₄＋S₁₅）＝０である。

() 加工前のワークピースの位置決めについてサーボアンプ７０は、切り換えスイツチ６１
を介して、まず加算回路５７に接続され、ヘツ
ドの信号の和（S₁₄＋S₁₅）を受ける。アーム１
２，１３の閉動作は、ヘツド１４，１５のコン
タクトがワークピースに当接し、値（S₁₄＋
S₁₅）が僅かに変化し、予め定めた値に到達す
るまで、コントロールされる。次に、スイツチ
６１（回路５９でコントロールされる）はその
状態を変え（切り換えられ）、サーボアンプ７
０は位相検波器５２に接続され、回路トランス
デユーサ１８からの信号S₁₈′を受けとる。アー
ム１２，１３の閉成動作は、プリセレクタの操
作によつて零セツトされたアーム１２，１３が
最も零位置に近づくのに応じて値S₁₈′が零とな
るまで、継続する。

次いで、アーム１２，１３は静止し、ワーク
ピースが加工される。

() ワークピースの加工についてワークピース４２は、デイスプレイ６５に表
示され且つコントロール回路６６に入力された
値、つまり（S₁₄′＋S₁₅′＋S₁₈′）が零に達するま
で、加工される。

以下のことに注意されたい。サーボアンプ７
０とモータ２４を含むサーボコントロールがア
ーム１２，１３の絶対的な精密位置決めが保証
されている場合には、前記静止位置に対応して
S₁₈′＝０となり、（S₁₄′＋S₁₅′）が零に達したと
きに加工が停止させられる。しかしながら、零
点調整に関して既に述べたように、サーボシス
テムは位置の誤り（ミス）をおかす、その誤り
は、合計（S₁₄′＋S₁₅′ S₁₈′）が零に達したとき
にワークピースの加工を停止することによつて
調整される。このようにして、誤りにより、ワ
ークピース上にサーボシステムによつて固定さ
れたアーム１２，１３の位置が零と僅かに異な
るS₁₈′＝Ｙに対応してもそのことは問題でな
い。加工済ワークピースの直径は、（S₁₄′＋S₁₅′＋S₁₈′）＝（S₁₄＋S₁₅＋S₁₈′）＝０であることから、マスターピースの対応する寸
法に等しい。

事実、理論的な場合（サーボシステムに位置
の誤りがないとき）には、（S₁₄′＋S₁₅′）＝（S₁₄＋S₁₅）＝０ S₁₈′＝S₁₈＝０である。一方、実際には、各Ｓ値は各S′値と異
なる。しかしそれは問題ではない。それは、加
工は、信号の和（S₁₄′＋S₁₅′＋S₁₈′）（＝（S₁₄＋
S₁₅＋S₁₈））＝０に基づいてコントロールされる
からである。

信号の和は理論上の場合も、実際も、上記の
如く零に等しい。

() 信号のS₁₄′，S₁₅′，S₁₈′の処理に関して第４
図に、以下の如く示されている。

−測定ヘツド１４，１５の出力は、アンプ５
４，５５を介して、加算回路５７で加算され
（S₁₄′＋S₁₅′）、回路５７の出力は加算回路５
３に送られる。

−トランスデユーサ１８の出力は、アンプ５１
と位相検波器５２（S₁₈′）を介して、加算回
路５３に送られる。

−回路５３の出力（S₁₄′＋S₁₅′＋S₁₈′）は、フイ
ルタ６４を介して、表示装置６５とコントロ
ール回路６６に達し、後者は入力信号が零に
なつたときを知らせ且つ加工を停止するため
工作機械のコントロール回路に接続されてい
る。

加工物４２に対するアーム１２，１３の位置ぎ
めが行われた後はアーム１２，１３が静止する
が、ヘツド１４，１５の変位動作範囲は、素材が
研削されてその直径が変化する際に、その変化に
連続的に追随変位してカバーするのに十分でなく
てはならない。

素材研削の初めにおいては、ヘツド１４，１５
の動きが直線的である必要はなく、これらのヘツ
ドに関連する指示計の指針が目盛からはみ出さな
いということは重要なことではない。いずれの場
合でも、それらの指針は研削中は目盛からはみ出
すことはなく、研削が終ると指針は零点（または
その近く）を指す。

研削が終ると、制御回路６６がサーボ増幅器７
０に信号を伝えて、アーム１２，１３を開くよう
に指令する（ひき込み段階）。

レバー９０がマイクロスイツチ４１を作動させ
るとひき込み段階は終る。

これとは逆に、研削機に材料がとりつけられて
いなくてヘツド１４，１５の接点が互いに接触し
て、アーム１２，１３が最も狭く閉じられている
状態になると、マイクロスイツチ４０はサーボ増
幅器７０の動作を停止する。加工物４２がその部
分間に不均一に荷重がかけられたり、中心が狂つ
ていることによつてかなりの偏心度を示したとす
ると、警報回路６９が作動させられて研削作業を
停止させる。この偏心の値はメータ６８により指
示される。

加工物４２の材料の寸法が種々雑多の場合に
は、回路７２がサーボ増幅器７０にユニツト７４
を介して信号を与え、アーム１２，１３をひき離
させる。この間も警報灯７３は点灯を続ける。

そのために研削が行われる前にアーム１２，１
３の位置ぎめが完了することが阻止され、それに
よりヘツド１４，１５が破損するおそれがなくな
る。

以上の説明から零設定操作は極めて簡単で、複
雑な機械的調節を必要としないことが明らかであ
る。その他の利点は、加工物の測定中に動くのは
小さな慣性を有する素子（接点とそれらを支持す
る軸）だけであり、アーム１２，１３は測定中
（加工中）は、動かず、アーム１２，１３とトラ
ンスデユーサ１８のリング１７，１９の間に伝動
に伴うバツクラツシユと摩擦がないということに
ある。

接触測定圧はヘツド１４，１５のみにより決定
される。この測定圧は最も良い再現性を達成する
のにも貢献する。この装置は溝のある表面の測定
にも使用できる。この場合には、油圧ダンピング
機構が設けられて、加算器５３の出力を波する
ためにフイルタ６４を調節するポテンシヨメータ
を動作させるヘツド１４，１５を用いると便利で
ある。フイルタ６４は時定数を調整できるプレー
ン・フイルタで構成できる。

この測定装置を正しく動作させるためには、加
工物４２の軸線に対して軸４，５の幾何学的中心
を正しく定めることが重要である。

そのために、研削機へのこの測定装置のとりつ
けは正確なサポートとスライドにより行うべきで
ある。

しかし、ヘツド１４，１５の接点を加工物４２
の直径に沿つて位置させる必要はない。また、こ
の装置が動かされない時は、測定される部分の直
径が変る間に、接点と加工物４２の軸線とを結ぶ
直線の間の距離も変化する。アーム１２，１３が
はさみのように構成されていること、零設定操作
を必要とすること、および前記した動作原理に従
つてこの測定装置がマルチゲージとして機能し、
絶対直径測定を行わないということから、垂直往
復運動する可動アームと、加工物の測定が弦では
なくて直径上で実際に行われることを保証するブ
レードとを用いる従来の絶対測定装置と比較し
て、本発明の装置はかなりの制約を受けるようで
ある。

しかし、絶対測定装置が研削機に用いられる場
合には、動作条件が非常に厳しいので、マスター
ピースによる零設定、または初めに機械加工され
た加工物の測定による零設定、および指示値に対
する逐次設定値修正をそれらの絶対測定装置も行
う必要がある。また、絶対測定装置またはゲージ
を研削機に用いるのは、通常は大量の加工物を機
械加工する場合だけである。それらの場合には、
加工中に加工物の直径を絶対測定することは無益
である。その理由は、目的とするところが、同じ
形状寸法の加工物をできるだけ迅速に作ることだ
からである。

したがつて、絶対測定の確度は重要な要素では
ない。これらの用途におけるこの測定装置の真に
重要な要求は、先の説明から明らかなように、再
現性が良いことである。この再現性が良いことが
本発明の測定装置の優れている点である。

また、本発明の測定装置はマルチゲージとして
の使用とは別に、絶対測定装置として用いること
もできる。

実際に、この装置のフレーム１が加工物の軸線
に対して一定の位置（たとえば、アーム１２，１
３が閉じられて、ヘツド１４，１５の接点が加工
物４２の軸線上の点に接触するような、第１図に
示されている位置）にある時は、接点間のあらゆ
る（弦の）長さは関連する直径の値に対応する。

したがつて、接点が相互に接触している時に
は、希望により測定値の零設定を行うことが可能
であり、かつ加工物の測定される部分の直径の絶
対値を指示するために表示器に設けられている回
路で加算器の出力信号を処理することもできる。

研削機にこの測定装置を用いる時は、冷却剤ジ
エツトと、研削くずとが測定装置の上に落ちるか
ら、測定装置の封じを完全にすることが重要であ
る。

はさみのように動き、軸４，５で支持されるア
ーム１２，１３を用いることにより、フレーム１
の内部を容易にシールできる。小型で小質量のヘ
ツド１４，１５をシールする問題も容易に処理で
きる。

このように本発明によれば、研削中の加工物の
寸法検出を、加工物のそばに移動させたアームを
静止させ、それらのアームに設けた測定ヘツドを
加工物に接触させると共にそれらのヘツドによつ
て加工物の直径の変化をカバーするようにしたの
で、研削中の加工物の寸法検出に際しても、アー
ムが動くことはなく、アームに比して慣性の小さ
な測定ヘツドの可動部材のみが動くにすぎず、よ
つて頑丈で信頼性が高く、反復性に優れ、使用の
容易な装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定寸装置の概略断面図、第２
図は第１図の−線に沿う断面図、第３図は第
１図の−線に沿う断面図、第４図は本発明の
定寸装置の制御処理回路のブロツク図である。１……フレーム、４……中空軸、５……軸、１
２，１３……アーム、１４，１５……測定ヘツ
ド、１７，１９……リング素子、１８……トラン
スデユーサ、２３……処理・表示・制御ユニツ
ト、２４……モータ、４３……発振器、６１……
切換えスイツチ、６５……表示器、６６……制御
器。

Claims

【特許請求の範囲】１フレームと；このフレームにより支持され、且つそのフレー
ムに対して回転すると共に互いにも回転する２本
の平行な軸と；これらの各軸にそれぞれ固定されて、固定され
た軸とともにそれぞれ回転する２本のアームと；これら２本のアームの相互運動に応じた信号を
出力するトランスデユーサと；処理・表示・制御ユニツトと；２本のアームの動きを制御する制御手段と；を含み、広範囲の操作で機械的な加工物の直線寸
法を検査する工作機械の定寸装置において、前記アーム１２，１３の端部にそれぞれ配置さ
れ、加工物４２とそれぞれ接触したときに測定信
号をそれぞれ出力する２個の測定ヘツド１４，１
５を備え；前記トランスデユーサは、前記軸４に固定され
た素子１９と軸５に固定された素子１７を有し、
それらの素子１９，１７はそれらの軸４，５とと
もに一体的に回転するものであり、それらの素子
１７，１９の相互回転によりアーム１２，１３の
開き角に応じた信号を出力するトランスデユーサ
１８を含み；前記処理・表示・制御ユニツト２３は、測定ヘ
ツド１４，１５の信号と回転トランスデユーサ１
８の信号を合成してチエツクすべき寸法に応じた
信号を得るために測定ヘツド１４，１５および回
転トランスデユーサ１８の接続されると共に、測
定ヘツド１４，１５の信号と回転トランスデユー
サ１８に信号に基づいて前記制御手段を作動させ
るためにその制御手段に接続され、且つこの処
理・表示・制御ユニツト２３は零点調整時に、基
準寸法のマスターピースを測定ヘツド１４，１５
が挟んだ状態において回転トランスデユーサ１８
からの出力信号と測定ヘツド１４，１５の出力信
号の和を示す表示を零にセツトすることのできる
複数のプリセレクタ４９，５０を含み；前記制御手段は、前記軸４，５を回転させるモータ２４と、そのモータ２４を制御するサーボ増幅器７０
と、測定ヘツド１４，１５が加工物４２へ当接した
際にそれらの測定ヘツド１４，１５が出力する信
号に基づいて、前記モータ２４を駆動するために
サーボ増幅器７０に対して入力させる信号を、前
記加工物４２への非当接状態における測定ヘツド
１４，１５の信号に応じた信号から、前記トラン
スデユーサから出力される出力信号に応じた信号
に切換えて、前記アーム１２，１３の閉成動作を
前記トランスデユーサ１８からの出力信号が零に
なつたときに停止させる、切換スイツチ６１と、
を備え、さらに、前記処理・表示・制御ユニツト２３
は、前記アーム１２，１３の静止状態においてワ
ークピースの加工を開始させ、その加工に伴つて
変化する前記ヘツド１４，１５の出力信号と、一
定の値を示す前記回転トランスジユーサ１８の出
力信号との和を示す前記表示が零となつたときに
加工を停止させる制御手段６６を有する、ことを特徴とする工作機械の定寸装置。２請求項１に記載の装置において、前記軸４，
５は同軸状であることを特徴とする装置。３請求項２に記載の装置において前記軸４，５
の一方４は中空で、その中に他方の軸５が納めら
れることを特徴とする装置。４請求項１〜３のいずれかに記載の装置におい
て、前記制御手段はモータ２４と、前記平行な軸
に垂直でモータ２４により駆動される軸２８と、
この軸２８の上を動く２つのブツシユ３１，３２
と、これらのブツシユ３１，３２から２本の平行
軸４，５へ運動を伝えて２本のアーム１２，１３
のはさみのような動きを制御する伝動機構とを含
むことを特徴とする装置。５請求項４に記載の装置において、前記制御手
段は前記アーム１２，１３の最大開放位置と最小
閉成位置を定めるための２つの制限器を含むこと
を特徴とする装置。６請求項１〜５のいずれかに記載の装置におい
て、前記回転トランスデユーサ１８は絶対周期ト
ランスデユーサであることを特徴とする装置。７請求項６に記載の装置において、研削機によ
る加工物４２の加工を制御するために、前記処
理・表示・制御ユニツト２３は前記直線寸法に応
答して表示を行う表示器６５と、研削機サイクル
の制御器６６とを含み、これらの表示器６５と制
御器６６は、前記測定ヘツド１４，１５の信号に
応答する信号と、前記トランスデユーサの出力信
号に応答する信号との和を受けるようにされるこ
とを特徴とする装置。８請求項７に記載の装置において、前記切換ス
イツチは、測定ヘツド１４，１５の信号に応答す
る信号の零値に一致して前記アーム１２，１３の
位置を零セツトするために前記測定ヘツド１４，
１５の信号に応答する信号と、および加工物４２
上に前記アーム１２，１３を位置させるために前
記トランスデユーサの出力信号に応答する信号と
を、前記サーボ増幅器７０へ選択的に与える２位
置選択スイツチとして構成されていることを特徴
とする装置。９請求項８に記載の装置において、前記処理・
表示・制御ユニツト２３は前記測定ヘツド１４，
１５と加工物４２との間の組合わせが行われた後
で前記スイツチを制御するための制御信号を与え
る比較器５８を含むことを特徴とする装置。１０請求項９に記載の装置において、前記処
理・表示・制御ユニツト２３は、加工物の偏心度
を決定してその偏心度が予め定められた値をこえ
た時に加工を停止するために、前記ヘツドから信
号を受けるようになつている回路を含むことを特
徴とする装置。１１請求項９または８に記載の装置において、
前記処理・表示・制御ユニツトは、加工物の研削
量を調べてその量が予め定められた値をこえた時
に加工を停止させるために前記ヘツドからの信号
を受けるようになつている回路を含むことを特徴
とする装置。