JPH0426407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は曲面測定装置に関し、一層詳細には二
つの異なる方向に変位する検出手段によつて、ワ
ークの一方向、例えば、水平方向の移動距離を測
定すると共に他方向、例えば、垂直方向への移動
距離を測定し、夫々の信号によつて得られる二つ
の情報を既に記憶されている原型の基準情報と比
較してその偏差を求め、前記ワークに対して原型
に可及的に近づけるように修正作用を施すための
情報を得る曲面測定装置に関する。

同一の製品を大量に生産するために、例えば、
基準金型から倣い加工あるいはNC加工等の手段
を用いて同一の多数の金型を製作することが一般
的に行われている。この場合、特に事後的に前記
複数個の金型が基準金型と同一寸法、同一形状に
作られているか否かを確認しなければならない。
蓋し、同一寸法、同一形状でなければ大量生産に
よつて同一物を多数製作することが困難となるか
らである。

従来、倣い加工、NC加工の手段を用いて製作
された金型が基準金型と同一の寸法、同一の形状
であるか否かを判別するために次の二つの方法が
採用されてきた。

当該製作された金型を用いて薄板をプレス成
形し、この薄板の曲面形状を視認することによ
つて間接的にこの金型が基準金型と同一の寸法
形状をしているか否かを判断する。

例えば、スキヤンニングマシンを用い、この
製作されたプレス用金型を基準台上に載置して
前記スキヤンニングマシンをＸ、Ｙ、Ｚ方向に
変位させ、それによつて得られる位置情報によ
りその金型が基準金型と同一であるか否かを判
断する。

然しながら、の前者の方法によれば、あくま
でも肉眼に依存しているために、正確にこの製作
されたプレス金型が基準金型と同一かどうかを判
断することは極めて困難であるという不都合があ
る。また、の後者の方法においては、比較的重
量のある金型をさらに大型のスキヤンニングマシ
ンまで移動させなければならず、一方、スキヤン
ニングマシン自体も相当大掛りになるためにそれ
に対応する広面積の占有空間を必要とし、また、
コストも極めて高価であるという難点がある。

そこで、本発明者は鋭意考究並びに工夫を重ね
た結果、予め装置の中にメジヤーリングロールの
ように主として水平方向の距離を測定することが
可能な第１の測定手段と、ポテンシヨメータ、リ
ニアスケールのように垂直方向の距離を測定する
ことが可能な第２の測定手段とを組み込み、この
装置を使用して予め基準金型の２点間の距離とそ
の２点間の距離内における高さとを測定し、これ
を記憶装置に情報として蓄積しておき、さらにこ
の基準金型に則して新たに金型が製作された場合
には、前記基準金型の２点間の距離に対応させて
前記装置を移動させ、当該２点間の距離とその間
における高さとを測定し、これを既に記憶された
基準金型の情報と比較して、当該情報に偏差が存
在しなければ新たに製作された金型は前記基準金
型と同一の形状を有するものと判定し、一方、偏
差が存在する場合には、その偏差如何によつて前
記新たに製作された金型に肉盛りを施し、あるい
は切削を行い、基準金型と同一の形状を得るよう
にすれば、特に視認によつて金型相互間の同一を
判断するが如く正確性を欠落する判定方法を採用
することなく、しかもスキヤンニングマシンのよ
うな大掛りで高価な且つ設置面積を著しく大きく
占有することがなく、測定の際に金型の移動をも
要求することのない測定装置が得られ、前記の
種々の問題点が一掃されることを究明した。

従つて、本発明は簡単で且つ取扱いが容易であ
り、しかも正確に且つ廉価に基準金型とこの基準
金型に則して製作された金型との形状の同一性を
判断することが可能な曲面測定装置を提供するに
ある。

前記の目的を達成するために、本発明は、測定
器本体に互いに離間した軸受を介して固定された
第１と第２の回転体と、 前記第１と第２の回転体を被測定物である剛体
の曲面に接して転動させることにより、前記曲面
上で離間した２点を特定して水平方向への移動距
離を検出する第１の検出手段と、 前記測定器本体に固着され、前記第１検出手段
と一体的に移動してその移動の際に上記２点を内
分する点における前記剛体の垂直方向への変位高
さと曲面との間の距離を検出する第２の検出手段
と、 前記第１検出手段の被測定物の水平方向の移動
距離に係る検出信号に対応させて前記第２検出手
段が検出する前記垂直方向の変位高さと曲面との
間の距離に係る信号を記憶する手段と、 前記記憶手段に記憶された記憶内容を表示する
表示装置と、 から構成することを特徴とする。

次に、本発明に掛る装置について好適な実施例を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

第１図において、参照符号１０は倣い加工によ
つて製造される金型が基準金型と同一形状である
か否かを判定するために好適に用いられる本発明
に係る曲面測定装置を示す。この曲面測定装置１
０は水平方向に延在するボデイ１２と前記ボデイ
１２の途上から立ち上がつて垂直方向に延在する
把持部１４とを含む。前記ボデイ１２並びに把持
部１４は好ましくは合成樹脂製の一体成形品で構
成され、特に前記ボデイ１２の内部には水平方向
に延在する第１の基板１６とこの基板１６に当接
する第２の基板１８とを有する（第２図参照）。
図から容易に諒解されるように、前記ボデイ１２
の側壁部１２ａと前記第２基板１８との間にはロ
ータリエンコーダ２０が装着保持される。ロータ
リエンコーダ２０の回転軸２２は前記第２基板１
８を貫通し、その先端部にロータ２４をデイスク
２５で挟持するように軸着している。この場合、
ロータ２４の周縁部分には等間隔に歯２６を刻設
しておくと、ロータ２４を転動させた時、金型表
面を滑動することが阻止される。前記ロータリエ
ンコーダ２０によつて発生するパルスを導出する
ための導線２８は前記ロータリエンコーダ２０か
ら把持部１４の内部を通り、その頂部から外部へ
と延在している。

次に、前記把持部１４の直下において前記第１
基板１６には貫通孔３０が画成され、この貫通孔
３０を挟んでボス３２ａ，３２ｂがボルト３４，
３６により固着される。一方、前記把持部１４を
構成する筐体の内部にはポテンシヨメータ４０が
配置される。前記ポテンシヨメータ４０を構成す
るすべり接触子４２の先端部にはロツド４４を連
結し、このロツド４４の先端部にさらにロツド４
６を介して先端部が先鋭化された検出子４８を固
着しておく、この場合、前記すべり接触子４２、
ロツド４４、ロツド４６および検出子４８は図示
しないコイルスプリングによつて、常時、図にお
いて下方へと付勢されている。なお、前記ロツド
４４はボス３２ａの孔部を貫通して第１基板１６
の貫通孔３０に到達し、従つて、ロツド４６はボ
ス３２ｂを貫通して検出子４８はその下方に延在
している。

さらに、本発明装置では、前記検出子４８を挟
んでロータ２４の反対側にローラ５０が回転自在
に軸支されている。ローラ５０は軸５２を介して
脚部５４によつて保持され、前記脚部５４は支持
部材５６を介してボデイ１２に保持される。な
お、図中、参照符号５８は前記ポテンシヨメータ
４０によつて得られた垂直方向の位置の変位情報
を伝達するための導線であり、また、参照符号５
９はロツド４４を一時的にボス３２ａを介して固
定するためのボルトを示す。

次に、前記のように構成される曲面測定装置か
ら得られる信号を処理してこの曲面測定装置１０
によつて測定される金型が基準金型と同一である
かどうかを判別するための処理回路について第３
図に沿つて説明する。

ロータリエンコーダ２０の出力側はカウンタ６
０に接続し、このカウンタ６０の出力側は遅延回
路６２を介して第１のアドレスカウンタ６４に接
続する。前記アドレスカウンタ６４の出力側は第
１の切換スイツチ６５を介して第１の記憶回路６
６と第２の記憶回路６８に接続する。パルス発生
器７０の出力側は第２のアドレスカウンタ７２、
第２の切換スイツチ７４を介して夫々前記第１記
憶回路６６と第２記憶回路６８に接続される。一
方、ポテンシヨメータ４０の出力側はＡ／Ｄ変換
器７６、第３の切換スイツチ７８を介して夫々前
記第１記憶回路６６の第２記憶回路６８に接続し
ておく。なお、前記第１記憶回路６６と第２記憶
回路６８の出力側はデイスプレイ装置８０に接続
する。

本発明に係る金型の曲面測定装置は基本的には
以上のように構成されるものであり、次にその作
用並びに効果について説明する。

先ず、第４図Ａ，Ｂに示す基準金型１００にお
いて、測定原位置Ｏ点をＸ軸方向の距離ｂとＹ軸
方向の距離ａとによつて特定する。そして、前記
Ｏ点を測定原位置として点イ、点ロ、点ハに対し
て曲面測定装置１０を使用して水平方向の距離と
高さ方向の情報を信号として得る。すなわち、測
定原位置Ｏ点から前記装置１０を把持した状態で
走らせる。この結果、ロータ２４、ロータ５０が
回転し、また、図示しないコイルスプリングによ
つて常時下方に押圧されている検出子４８は基準
金型１００の表面の凹凸に従つて変位する。そこ
で、ロータ２４の回転によつて、ロータリエンコ
ーダ２０からは所定の数のパルスが発生し、これ
は導線２８を介してカウンタ６０に導入され、カ
ウンタ６０は、例えば、１００パルス毎にそのカ
ウント数を遅延回路６２に出力する。遅延回路６
２により所定時間デイレイした状態でこのカウン
ト数に係る信号はアドレスカウンタ６４に導入さ
れ、アドレスカウンタ６４はこれをアドレス信号
として記憶回路６６に導出し、メモリ６６ａにお
けるアドレスP₁，P₂，P₃を決定する。

一方、この間の前記ロータ２４、ローラ５０の
転動によつて上下方向に変位する検出子４８は自
らの動きに対応してロツド４４を変位させ、さら
にこのロツド４４の変息はすべり接触子４２を変
位させる。すなわち、すべり接触子４２の変位に
よつてポテンシヨメータ４０はそれに対応するア
ナログ出力を導出する。この出力信号はＡ／Ｄ変
換器７６によつてデイジタル信号に変換される。

そこで、前記のようにアドレスカンウンタ６４
からのアドレス信号により、ポテンシヨメータ４
０の位置信号H₁，H₂，H₃，H₄…は切換スイツ
チ７８を介して第１記憶回路６６に記憶される。
すなわち、アドレスカウンタ６４が特定する位置
P₁，P₂，P₃，P₄…において、検出子４８が検出
する高さに係る情報H₁，H₂，H₃，H₄…がメモ
リ６６ａに順次蓄えられることになる。このよう
にして基準金型１００の水平方向を基準とする垂
直方向の位置情報が得られることになる。

次いで、この基準金型１００を基準として倣い
加工によつて新たに多くの金属が製造されると、
これらの金型２００が前記基準金型１００と同一
形状に制作されたか否かが確認される。この場合
も前記基準金型１００において測定した方法と同
様の方法が採用される。すなわち、基準金型１０
０の測定原位置Ｏ点が新たに制作された金型２０
０において特定され、このＯ点から点イ、点ロ、
点ハに対して曲面測定装置１０を走らせる。この
時、予め、切換スイツチ６５，７８を前回と異な
る接点に切り換えておく。そこで前記と同様にロ
ータリエンコーダ２０の出力信号はカウンタ６
０、遅延回路６２、アドレスカウンタ６４を経
て、切換スイツチ６５からアドレス信号B₁，B₂，
B₃，B₄…として第２記憶回路６８に導出され、
このアドレス信号に従つて、ポテンシヨメータ４
０の垂直方向の変位信号h₁，h₂，h₃，h₄…がメモ
リ６８ａに高さに係る信号として順次記憶され
る。

次に、このように記憶された信号を読み出し、
ディスプレイ装置８０に表示する場合につき説明
する。

以上のような構成において、パルス発生器７０
から所定の時間間隔でパルスをアドレスカウンタ
７２に導出し、アドレスカウンタ７２は、例え
ば、100パルス毎にメモリ６６ａのアドレスP₁，
P₂，P₃，P₄…に従つて、ポテンシヨメータ４０
により検出された高さ情報に係る信号H₁，H₂，
H₃，H₄…をデイスプレイ装置８０に出力させ、
波形情報として表示させる。次いで、この出力信
号Ｈに対し切換スイツチ７４を切り換えて同様に
信号h₁，h₂，h₃，h₄…を前記デイスプレイ装置８
０に重畳的に表示させれば、基準金型１００に係
る高さ信号Ｈと倣い加工によつて制作された金型
２００に係る高さ信号ｈとの偏差が視認されるに
至る。

そこで、この偏差信号によつて信号ｈを介して
表される位置情報が信号Ｈによつて表される位置
情報よりも高い時、金型２００のその部分を削り
取り、当該金型２００を基準金型１００に可及的
に近づけるように修正することが出来る。一方、
前記偏差信号によつて信号ｈを介して表される位
置情報が信号Ｈによつて表される位置情報よりも
低い時、金型２００のその部分に肉盛りを施し、
この金型２００を基準金型１００に可及的に近づ
けるように修正することが可能となる。

次に、第６図に本発明の別の実施例を示す。こ
の実施例において、前記実施例と同一の参照符号
は同一の構成要素を示すものとする。

この実施例ではポテンシヨメータ４０を構成す
る検出子４８を中心に第１のローラ５０ａと第２
のローラ５０ｂとを一直線状に配置すると共にロ
ータリエンコーダ２０を筐体の外部に導出してい
る。

このように第１のローラ５０ａと検出子４８と
第２のローラ５０ｂとを直線状に配置すると共に
ロータ２４をこれと平行に配置したために、少な
くとも前記ロータ２４とローラ５０ａ，５０ｂと
によつて３点支持が達成される。従つて、測定時
に把持部１４を操作者が把持した場合でも、曲面
測定装置１０自体を揺動させることなく、安定し
た状態で金型の曲面を走行させることが出来る利
点がある。

以上のように本発明によれば、極めて簡単な構
成で基準金型と測定される新たに製作された金型
の曲面の異同を電気的情報として得ることが可能
となり、それを比較することによつて新たに製作
された金型を可及的に前記基準金型に近づけるこ
とが出来る。ことのために、最終的に大量生産さ
れる製品の品質の同一性が確保されるばかりか極
めて簡単な構成であるために廉価に製造出来る。
しかも、操作が易く、加えて、その測定自体も正
確に行うことが可能であるために精緻な金型を得
ることが出来るという利点がある。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、ポテンシヨメータに代えてリ
ニアスケールを用いることも可能である等、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並
びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る曲面測定装置の一部切断
縦断正面図、第２図は第１図に示す曲面測定装置
の一部省略縦断側面図、第３図は前記曲面測定装
置から得られる信号を処理して表示するためのブ
ロツク回路図、第４図は金型の基準点から所定の
点までの距離とその間の高さを測定するための説
明図、第５図は基準金型と測定される金型との偏
差を示すグラフ、第６図は本発明に係る曲面測定
装置の別の実施例を示す概略底部説明図である。 １０……曲面測定装置、１２……ボデイ、１４
……把持部、１６，１８……基板、２０……ロー
タリエンコーダ、２２……回転軸、２４……ロー
タ、２５……デイスク、２６……歯、２８……導
線、３０……貫通孔、３２ａ，３２ｂ……ボス、
３４，３６……ボルト、４０……ポテンシヨメー
タ、４２……すべり接触子、４４，４６……ロツ
ド、４８……検出子、５０……ローラ、５２……
軸、５４……脚部、５６……支持部材、５８……
導線、５９……ボルト、６０……カウンタ、６２
……遅延回路、６４……アドレスカウンタ、６５
……切換スイツチ、６６，６８……記憶回路、７
０……パルス発生器、７２……アドレスカウン
タ、７４……切換スイツチ、７６……Ａ／Ｄ変換
器、７８……切換スイツチ、８０……デイスプレ
イ装置、１００……基準金型、２００……金型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定器本体に互いに離間した軸受を介して固
   定された第１と第２の回転体と、 前記第１と第２の回転体を被測定物である剛体
   の曲面に接して転動させることにより、前記曲面
   上で離間した２点を特定して水平方向への移動距
   離を検出する第１の検出手段と、 前記測定器本体に固着され、前記第１検出手段
   と一体的に移動してその移動の際に上記２点を内
   分する点における前記剛体の垂直方向への変位高
   さと曲面との間の距離を検出する第２の検出手段
   と、 前記第１検出手段の被測定物の水平方向の移動
   距離に係る検出信号に対応させて前記第２検出手
   段が検出する前記垂直方向の変位高さと曲面との
   間の距離に係る信号を記憶する手段と、 前記記憶手段に記憶された記憶内容を表示する
   表示装置と、 から構成することを特徴とする曲面測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   第１検出手段はロータとこのロータの回転軸に連
   結されるロータリエンコーダとからなり、一方、
   第２検出手段はポテンシヨメータとこのポテンシ
   ヨメータのすべり接触子に連結されて曲面に接す
   るロツドを含むことからなる曲面測定装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   ロータの周縁部には複数個の歯を連設し、一方、
   ロツドはその先端部に常時曲面に押圧接触する先
   鋭化した検出子を有してなる曲面測定装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、
   ロータと検出子とは一直線上に配置されてなる曲
   面測定装置。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   に記載の装置において、曲面測定装置は、少なく
   ともロータと二以上のローラからなる転動体で三
   点以上の支持を曲面に対してなす曲面測定装置。