JPH04319601A - 円形加工物の形状精度測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リングや軸物などの
円形加工物の真円度や粗さ、母線形状等の形状精度を、
加工物を回転させた状態で測定する測定方法とその装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、製造工場等の生産ラ
インにおける加工物の精度管理は、各工程における加工
物に対して抜き取り検査や全数検査を実施し、検査した
加工物の寸法と保証標準寸法を比較することにより行な
われている。

【０００３】このように管理される加工物の精度のうち
、径寸法は、加工物の表面形状を単に検出できればよい
ので、加工中に直接検出することが可能であり、実際に
加工機上で加工物全数の径寸法を自動測定することも実
現している。

【０００４】これに対して、真円度や粗さ、母線形状な
どの形状精度は、加工物の表面に検出器の端子を接触状
態で添わせて測定する必要があるため、加工中の自動測
定が困難であり、実際には、加工後一定間隔で抜き取っ
た加工物について作業者が手作業で形状精度を測定し、
その測定値と標準寸法を比較して判定する方法がとられ
ている。

【０００５】このため、抜き取り検査の時点で形状精度
に不良が確認された場合、その検査以前の加工物が不良
かどうか全数を測定し、選別する必要があった。特に、
最近の研削盤においては、ＣＢＮ砥石などの耐摩耗性の
高い砥石の普及によってドレッシングの間隔が飛躍的に
長くなっているため、ドレッシング直後や途中の抜き取
り検査で真円度等の形状精度不良が生じた場合、それま
での加工の間に大量の不良品が発生するという不具合が
あった。

【０００６】しかしながら、不良品の大量発生を無くす
ために、抜き取り検査の回数を多くすると、作業者の負
担が増大し、加工能率が低下する問題がある。

【０００７】そこで、この発明は、上記の課題に鑑み、
回転中の加工物から直接形状精度を検出し、測定作業の
自動化を可能とした測定方法とその方法を実現する測定
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の方法は、回転状態にある加工物の径寸法
を測定し、その加工物の１回転中の測定値に基づいて加
工物表面の形状精度を検出する方法としたのである。

【０００９】一方、この発明の装置は、加工物を任意の
回転数で回転させるスピンドルと、その加工物表面の径
寸法を検出する検出器と、その検出器によって加工物の
１回転中に検出した測定値に基づいて加工物表面の形状
精度を算出する演算手段と、を具備した構成としたので
ある。

【００１０】また、上記の装置において、検出器と演算
装置の信号経路上に、濾波周波数を変化できるフィルタ
装置を設けるようにすることもできる。

【００１１】

【作用】この発明の手段においては、加工物の径寸法を
その全周にわたって測定し、その測定値により加工物表
面の起伏や凹凸形状を求め、この起伏や凹凸形状から真
円度や粗さを算出する。また、検出器の信号から特定の
周波数成分だけをとり出すことにより、加工物表面がど
のような角形形状をしているかを検出することができる
。

【００１２】

【実施例】図１及び図２は、研削盤によってリング状の
加工物を研削する場合の形状精度の測定に、この発明を
実施した例を示したものである。

【００１３】図２（ａ）、（ｂ）に示すように、加工物
１は、外径面がフロントシュー２０とリヤシュー２１に
より摺接支持され、その一方の端面が研削盤のスピンド
ル２２と連結するパッキングプレート２３でマグネット
チャックされており、その状態で、研削砥石２４により
外径面が研磨加工されるようになっている。

【００１４】スピンドル２２の先端近傍には、加工物１
に対向して加工物の外径寸法を測定する一対の検出器２
、２が配置されており、この各検出器２、２は、図１に
示すようにフィルタ装置３、３を介して制御装置４の演
算部５に接続している。

【００１５】この制御装置４は、演算機能や判別機能、
データメモリ機能などをもつマイクロコンピュータが用
いられ、上記演算部５と、その演算部５からの出力値と
外部から入力設定される基準値とを比較して制御信号を
出力する判定部６とから構成されている。また、この判
定部６から出る制御信号は、外部に警報を発する警報器
７と、砥石２４の切込み量やドレッシング量などに変化
させる自動補正機構８に出力される。

【００１６】一方、フィルタ装置３は、検出器２、２の
信号から高周波の周期的なノイズ成分を取除いて径寸法
測定の精度を安定させるローパスフィルタ回路９と、検
出器の信号から特定の周波数成分を抽出して加工物表面
の角形状を検出するための特殊フィルタ回路１０とから
構成され、その両フィルタ回路９、１０と各検出器２、
２との接続を切換えるスイッチ１１が設けられている。 この場合、上記のローパスフィルタ回路９の濾波周波数
は、通常２Ｈｚ前後に設定されるが、特殊フィルタ回路
１０の濾波周波数は、測定時の加工物の回転数により適
宜設定され、一般に数十Ｈｚの高い周波数が設定される
。なお、このフィルタ装置は、上記のようにスイッチ操
作により異なるフィルタ回路を切換て濾波周波数を変化
させるのではなく、濾波周波数をボリューム調整により
任意の大きに設定できるアナログ可変式のフィルタ回路
を用いることもできる。

【００１７】また、加工物が１回転するタイミングを検
出するために、パッキングプレート２３又はスピンドル
２２の周面に、金属板などの検出子１２が取付けられ、
それに対向して検出子１２を検出する近接スイッチ１３
が設けられている。その近接スイッチ１３の信号は、タ
イミング信号として制御装置４の演算部５に入力される
。

【００１８】この実施例は上記のような構造であり、次
に、その作用を説明する。加工中、検出器２、２により
加工物１の外径寸法を測定する場合には、各フィルタ装
置３、３のスイッチ１１をローパスフィルタ回路９側に
接続し、加工物１を研削のための所定の回転数（２００
〜１０００ｒｐｍ）で回転させた状態で、検出器２、２
により加工物の径寸法を測定する。その検出器２、２の
検出信号は、ローパスフィルタ回路９でノイズ成分が取
除かれた後、制御装置４の演算部５において寸法値に演
算され、判定部６で保証基準寸法と比較される。

【００１９】一方、加工物１の形状精度を測定する場合
は、各フィルタ装置３、３のスイッチ１１を特殊フィル
タ回路１０に切換え、この状態で、加工物１を低速回転
させ、近接スイッチ１３からの信号により加工物１の１
回転のタイミングをとって、加工物１の全周にわたる外
径寸法を検出器２、２で検出する。

【００２０】このように検出される信号は、図３の（ａ
）に示すように加工物１表面の起伏や凹凸形状を示す信
号となり、この起伏や凹凸の大きさと加工物の基準形状
とを比較することにより、加工物表面のうねり粗さを検
出することができる。

【００２１】また、図３（ｂ）に示すように、予め各種
の起伏や凹凸の大きさに応じてそれぞれの真円度を幾何
学的又は実験的に求め、データメモリに収納しておくこ
とにより、その真円度のデータと、図３（ａ）のように
得られた起伏の大きさとを比較することによって、加工
物１の真円度の大きさを評価判定することができる。

【００２２】さらに、加工物１を低速回転させ、検出器
２、２の信号から低周波数の成分だけをとり出すことに
より、加工物表面の角形数を知ることができる。例えば
、加工物の回転を６０ｒｐｍ（１ｒｐｓ；１秒当り１回
転）とし、特殊フィルタ回路１０の濾波周波数を１７Ｈ
ｚに設定すると、１７（Ｈｚ）／１（ｒｐｓ）＝１７（
角）の式から、１７角までの角形数を検出することがで
きる。

【００２３】このように形状精度を算出すると、次に、
判定部６において保証される標準値と比較し、その偏差
が許容量を越えた時点で、警報器７から警報を出して作
業者に知らせる。また、自動補正機構８により砥石の切
込み量やドレッシング量を変化して、自動修正を行なう
。これにより加工物１の形状精度を、研削加工後連続し
て自動測定することができ、大量の不良品が発生するこ
とを防止することができる。

【００２４】図４の（ａ）、（ｂ）は、リング状加工物
１’の内径面を研削砥石２４’によって研削する例を示
したものであり、上記の例と同様に加工物１’は、２つ
のシュー２０’、２１’と、パッキングプレート２３’
のマグネットチャックによって支持される。

【００２５】なお、上記の実施例では、形状精度の測定
時加工物を低速回転させるようにしたが、特殊フィルタ
回路１０の濾波周波数をより高く設定して、角形数の検
出精度を上げることにより、加工時の回転数のまま連続
して測定することもできる。

【００２６】また、研削加工位置における検出例を示し
たが、加工物を回転状態をおくことができれば、研削加
工位置以外に次工程への搬送途中で検出することもでき
る。さらに、加工物をシューとマグネットチャックによ
り支持する例をあげたが、軸物の加工物を両センターで
支持して研削する円筒研削盤の加工にも適用でき、また
、研削以外の旋削などの加工にも同様に実施することが
できる。

【００２７】

【効果】以上のように、この発明は、加工物の形状精度
を径寸法から算出するようにしたので、測定の自動化が
可能になると共に、不良品の大量発生を防止することが
でき、加工の品質の安定化を図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の測定装置を示すブロック図

【図２】ａ
は同上の加工物の支持構造を示す一部縦断正面図、ｂは
その縦断側面図

【図３】ａは検出器の信号を示すグラフ、ｂは真円度の
検出用データを示す図

【図４】ａは他の実施例の加工物支持構造を示す一部縦
断正面図、ｂはその縦断側面図

【符号の説明】

１　　加工物 ２　　検出器 ３　　フィルタ装置 ４　　制御装置 ５　　演算部 ６　　判定部 ８　　自動補正機構 １２　　検出子 １３　　近接スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転状態にある加工物の径寸法を測定
   し、その加工物の１回転中の測定値に基づいて加工物表
   面の形状精度を検出することを特徴とする円形加工物の
   形状精度測定方法。
2. 【請求項２】　　加工物を任意の回転数で回転させるス
   ピンドルと、その加工物表面の径寸法を検出する検出器
   と、その検出器によって加工物の１回転中に検出した測
   定値に基づいて加工物表面の形状精度を算出する演算手
   段と、を具備したことを特徴とする円形加工物の形状精
   度測定装置。
3. 【請求項３】　　上記検出器と演算装置の信号経路上に
   、濾波周波数を変化できるフィルタ装置を設けたことを
   特徴とする請求項２に記載の円形加工物の形状精度測定
   装置。