JPH0743256B2

JPH0743256B2 - 寸法計測器

Info

Publication number: JPH0743256B2
Application number: JP11545189A
Authority: JP
Inventors: 修川床
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH02293612A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は寸法計測器に係り、特に、一つのスケール上に
ある複数のスライダーに依り複数の変位検出を行ってス
ライダー間の間隔を求めることを可能とする寸法計測器
に関する。

［従来の技術］一般に、物体の長さ等を測定する変位測定器において、
スケールに対するスライダーの移動量等のように、相対
移動するものの移動量を測定する場合、一方にスケー
ル、他方のスライダーを固定し、スケールとスライダー
の相対変位量を読み取る装置として静電容量型変位検出
器（例えば、特願昭53−153588（特開昭54−94354号）
等）、光学式変位検出器（例えば、特願昭60−54022
（特開昭61−212727号）等）や磁器式変位検出器（例え
ば、特願昭52−62974（特開昭53−148465号）等）等が
広く知られており、工作機械や光学機械及び精密測定機
器等の位置決め装置等として広く用いられている。

これらの変位検出器においては通常、スケール上に単数
のスライダーが装着されている。そして、これらの変位
検出器を用いて物体の長さ等を測定するには、スライダ
ーに連結した測定子をその物体の一端に当接させてその
位置を読取り、それを基準点とし、次に測定子を移動さ
せてその物体の他端に当接させてその位置を読取り、基
準点に対する測定子の移動量からその物体の長さ等を求
める。

また、ノギスにあっては、測定器自体を簡便に移動して
用い、スケールに相当する本尺の一端に固定ジョウとス
ライダーに連結した測定子に相当する可動ジョウとがあ
り、被測定物体を固定ジョウと可動ジョウとで挟み、可
動ジョウが固定ジョウに当接された位置からその物体を
挟む位置までの可動ジョウの変位量を読み取ることによ
り、その物体の長さ等を求める。

一方、ある物の生産現場等においては、第３図に示され
るような被測定物体50において寸法ａやｂを測定する必
要がある場合がある。このような場合、ノギスのように
ノギス全体を被測定物体50の場所に移動させることが出
来る場合には両端面52A、52Bを固定ジョウと可動ジョウ
とで挟み寸法ａを求めることが出来る。

また、第４図に示すように、加工機械である旋盤等に配
設されていて、被測定物体50に相当する被加工物体の長
さを測定する場合の寸法計測器５においては、加工機本
体である設置台40に設置されたスケール10に対して、ス
ライダー14に連結された測定子24を一端52Aに当接させ
てその位置を読取り、次に測定子24の一端52Aにおける
当接を解き、測定子24を移動するのに邪魔にならないよ
うに測定子24を抜き、移動させて他端52Bに当接させて
その位置を読み取ることにより寸法ａを知るものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、スケール10を設置台40に固定しておく必
要があるために、ノギスのようには変位検出器本体を被
測定物体50に近ずけるように移動出来ない場合がある。
また、第４図における場合のように、測定子24を抜くこ
とが出来るようにすると、その機構が複雑になり簡易な
測定器として不適だったり、または、一端における当接
を解いた後、他端で再当接する過程で測定精度が落ちる
危険性もある等のため、測定子の抜き差しが好ましくな
い場合がある。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであり、スケー
ル10を設置台40に設置した場合であっても、測定子の抜
き差しをすることなく、長さ等の必要な測定を可能にす
る寸法計測器を提供するものである。

［課題を解決するための手段］そのため本発明では、一つのスケールに２個以上のスラ
イダーを設け、且つ、各スライダーによる位置検出デー
タを相互に通信させて演算することにより、寸法の測定
を可能にさせるものである。

具体的には、規則的に配列された格子を有するスケール
と、該スケールの格子と対応する格子が配列され、その
格子の配列方向に該スケールと相対的に摺動可能に配設
された２個以上のスライダーと、前記スケールと前記各
スライダーとの相対変位量を検出する検出手段と、該検
出手段により得た各スライダーの変位量のデータを相互
に通信する手段と、前記各スライダーの変位量のデータ
から各スライダー間の間隔を演算する手段とを有するこ
とを特徴とする。

［作用］各スライダーとスケールとの相対変位は各々独立に計測
できる。まず、スケール上の任意の点を各スライダーに
とっての共通の基準点となるように各スライダーに係る
測定手段をセットする。２個以上あるスライダーのうち
の２個のスライダーで被測定物体の両端を当節し、前記
基準点からの変位量を計測してホールドし、次に前記２
個のうちのスライダーの一方を送信源としてその変位量
のデータを受信源である他方のスライダーへ送信して受
信源にホールドされているデータと演算する。また、測
定子の先端にボールがある場合はボールの径の寄与を除
去するために補正して被測定物体の両端の寸法を求め
る。

［実施例］本発明の実施例を図面を参照して説明する。しかし、こ
れによって、この発明が限定されるものではない。

第１図に本発明に係る寸法計測器５の一例を示す。スケ
ール10はその両端が支持体28で支持されており、寸法計
測器５は支持体28で図示されていない設置台40に固定で
きる。スケール10には２個のスライダー14A、14Bが摺動
可能に配設されている。各スライダー14A,14Bには測定
子24が連結されている。測定子の先端は球状のボールが
付いており、その半径は既知である。

寸法計測器５は本実施例では静電容量型変位検出器であ
り、スケール10及びスライダー14A,14Bの電極構造は、
特願昭53−153588や本出願人による特許出願、特願昭58
−87218号（特開昭59−212710号）における電極構造と
同様である。即ち、第５図に示されるようにスライダー
14には等間隔の複数の送信電極60とその送信電極に並列
した帯状の受信電極62とが配設されており、また、スラ
イダー14に対向したスケール10には、送信電極60と受信
電極62にまたがって対向配置された結合電極64とアース
電極66とが交互に移動方向に沿って規則的に配置されて
いる。各送信電極60には等しい位相量だけ次々にシフト
した交流電圧が印加されている。各送信電極60と結合電
極64とで構成される容量には、印加交流電圧の位相に対
応した電荷が誘起される。その結果、各位相に対応した
電荷の合成電荷が結合電極64に誘起され、それらの合成
電荷は結合電極64を経て受信電極62へ伝達され受信され
る。そして、基準位相からのシフトした位相量からスケ
ール10とスライダー14との相対変位が検出される。

各々のスライダー14A,14Bには、表示器16、設定キー18
及び制御キー20とが設けられている。また、スライダー
14Aとスライダー14Bとの間は、通信路30を通して情報の
通信が可能である。

測定子24は例えばいわゆるタッチプローブである。この
場合、測定子24の先端のボールが被測定物面に当接し、
ある値以上の測定力が測定子24の先端のボールにかかる
と表示器24の表示はホールドされる。また、後に述べる
ように、測定子のボールが被測定物面に右側から当接す
るか左側から当接するかに依存して、ボールの径だけ補
正されなければならない。

なお、測定子24はタッチプローブの代わりに単なる接触
子でも構わない。その場合は、設定キー18を例えば継続
して２度押すことにより表示器18の表示がホールドされ
る等の規則を定めておけばよい。

通信路30は種々の方法が可能である。例えば電波による
無線で通信するものである。耐ノイズ性に工夫を要する
が通信経路を自由に選択でき有効である。赤外線による
無線通信も可能である。この場合は通信経路が閉ざされ
やすい欠点があるが回路構成が容易という利点を有す
る。

また第６図に示されるように、通信路30のパターンを結
合電極64に沿ってスケール10上に直接設けることも可能
である。この場合、制御キー20と連結されている制御キ
ー棒66を通じて通信路30の開閉を行なえばよい。通信路
30の開閉は接触式と非接触式とが考えられる。接触式に
あっては、接点の不良に関する問題点が生じやすい欠点
があるが、開閉の機構を単純とすることができる。非接
触式の場合にあっては、例えば、通信路30のパターンと
制御キー棒66の先端部とで構成される容量において、送
信されるデータである表示器16に表された数値に比例す
る電圧を制御キー棒66に印加すると、対向する通信路30
には電荷が誘起され、誘起される電荷量は、通信路30を
経て受信の準備された他のスライダー14Bにおける制御
キー棒66に伝達されるものである。非接触式であるた
め、接点の不良に関する問題点を除くことができる。

また、最も確実な通信として、通信路30にケーブルを用
いるものがある。この場合は一方で、ケーブルが常にス
ライダーに接続されているためケーブルが邪魔になりや
すい欠点を有する。

上述した通信の手段は一長一短であるので、本発明で実
現される寸法計測器の用途によっていずれかの手段を選
択する。

第１図ではスライダー14が２個の場合が示されている
が、本発明に係る寸法計測器５にあっては一般的に２個
以上のスライダー14がある。各スライダー14は、番号で
名前ずけられている。例えば、スライダー14AはNO1、ス
ライダー14BはNO2・・・というようにである。

次に本実施例の作用について説明する。スライダー14A
の任意の位置において設定キー18を一度押すと表示器16
の表示はリセットされ、スライダー14Aが変位するとそ
の位置をゼロ基準にしたスライダー14Aの変位量が表示
器16に表示される。スライダー14Bについても同様であ
る。

各スライダー14の相対的位置の初期化は次のようにして
可能である。例えば、スライダー14Aのある位置で設定
キー18を押して基準点をゼロに設定し、次に寸法が既知
であるブロックゲージをスライダー14Bの測定子との間
に挟んだ状態で、スライダー14Bの表示器16の表示がブ
ロックゲージの寸法を表示するように、例えばスライダ
ー14Bの設定キー18を連続的に押すことにより設定する
ことが出来る。また、各スライダー14の相対的位置の初
期化の方法として、ブロックゲージを挟む代わりに、ス
ライダー14Aのケースの右端とスライダー14Bのケースの
左端とを当接させた状態の両測定子間の寸法を他の方法
で求めておき、両スライダー14を当節させた状態でスラ
イダー14Aをゼロに設定しスライダー14Bの表示器の表示
を既知の値に設定するものである。

制御キー20の機能は、送信源と受信源とを特定し、且つ
各スライダー14が送信か受信かのいずれかのモードにあ
るかを特定して通信の開始と終了を指示するものであ
る。これらの特定は例えば次のようにおこなわれる。す
なわち、本寸法計測器５の電源が入力されると各スライ
ダー14は自動的に受信モードになり、送信源となるべき
スライダー14の制御キー20を一度押すとそのスライダー
14は受信モードから送信モードに変わり、次に受信源を
特定するために、例えばその１秒以上の後に１秒以内の
間隔で受信源となるスライダー14に名前ずけられた番号
の数だけ更にその制御キー20を押す。その直後に何の操
作も無ければ送信が開始され、送信源の表示値の伝送が
終了すると通信終了の信号が送信源から送信される。受
信源はその信号の受信を待って所定の演算を開始し、演
算結果を表示器16に表示する。ここで所定の演算とは、
主に受信源の表示値から送信源の表示値を減算すること
である。

次に測定子24のボール径の補正について述べる。スライ
ダー14が複数ある場合には、被測定物の間隔は常に２個
の測定子の各々に当接した点の間隔から求められる。測
定子24のボールへの当接はボールの左端か右端かのいず
れかでなされる。従って、両方のボールの径が同じとし
た場合第７図に示されるように、一方が右端で他方が左
端で当接する場合（ａ），両方が左端又は右端で当接す
る場合（ｂ）又は（ｃ）、及び一方が左端で他方が右端
で当接する場合（ｄ）の３つの場合に分類できる。各々
の場合について、（ａ）をNo1,（ｂ）又は（ｃ）をNo
2、及び（ｄ）をNo3と番号付けを行い、その番号を指示
することにより３つの場合を区別する。具体的には例え
ば、データの通信後に、受信源であるスライダー14の設
定キー18を１秒以内の間隔で各補正の場合に対応する番
号の数だけ押すことによって行なうことが出来る。

第２図において、本発明に係る寸法計測器５を用いて第
３図に示される被測定物体50の寸法ａ及びｂを計測する
図を示す。寸法計測器５は設置台40に支持体28を介して
固定してある。スライダー14は14A,14B及び14Cの３個あ
る。ここでは、図示した被測定物体50と同様の形状の被
測定物体が量産されており、その受け入れ検査として寸
法計測していることを想定している。従って、被測定物
体50が最初に設定される前に予め、スライダー14A,14B
及び14Cの相対的間隔を前述した方法により初期化して
おき、且つ、各スライダー14A,14Bおよび14Cを被測定物
体50の端52A,52B及び52Cを当接できる位置に移動してお
く。そして、スライダー14を少し動かして被測定物体50
を設置し、次に各スライダー14A,14B及び14Cを各々の端
面に当接させる。この状態で前述した方法により、各表
示器16の表示値の通信と測定し24のボール径の補正を行
なう。その結果、例えば、ａ＝27.08mm、ｂ＝11.35（第
２図における表示器16参照）と寸法ａ及びｂが求められ
る。

なお、本発明の実施例として静電容量型変位検出器につ
いて示したが、光電式変位検出器（例えば、本出願人に
よる特許出願、特願昭62−82297（特開昭63−249015
号）等）、磁器式検出器（例えば、特願昭52−62972
等）又はインダクトシン式等の電気的検出方法等につい
ても、本実施例と同様にスライダーを複数にすることに
より本発明の実施をすることが出来る。

［効果］以上の通り本発明によれば、被測定物体に変位検出器を
自由に移動できない場合、例えば、スケールを設置台に
固定する必要がある場合に、測定子をスライダーから抜
いて分離することなく、被測定物体の両端の寸法を計測
できる寸法計測器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る寸法計測器５の概略の一例を示
す。第２図は本発明に係る寸法計測器５を用いて、被測
定物体を計測することを示す。第３図は本寸法計測器５
が対象とする被測定物体の一例を示す。第４図は従来の
変位検出器をもちいて第３図に示される被測定物体の寸
法を測定しようとした場合を示す。第５図は本発明の実
施例でしめした容量型変位検出器の電極構造を示す。第
６図は容量型変位検出器の場合において、通信路がスケ
ール上に配設した場合を示す。第７図はスライダーに付
設された測定子の先端がボールである場合に、ボールの
径を補正する３種類の場合を示す。５……寸法計測器、10……スケール、14……スライダ
ー、16……表示器、18……設定キー、20……制御キー、
24……測定子、28……支持体、30……通信路、40……設
置台、50……被測定物体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】規則的に配列された格子を有するスケール
と、該スケールの格子と対応する格子が配列され、その格子
の配列方向に該スケールと相対的に摺動可能に配設され
た２個以上のスライダーと、前記スケールと前記各スライダーとの相対変位量を検出
する検出手段と、前記検出手段により得た各スライダーの変位量のデータ
を相互に通信する手段と、前記各スライダーの変位量のデータから各スライダー間
の間隔を演算する手段とを有することを特徴とする寸法
計測器。
【請求項２】請求項（１）に記載の相対変位量を検出す
る検出手段が、静電容量式の検出手段であることを特徴
とする寸法計測器。
【請求項３】請求項（１）に記載の相対変位量を検出す
る検出手段が、光学式の検出手段であることを特徴とす
る寸法計測器。
【請求項４】請求項（１）に記載の通信する手段におけ
る通信路が、無線であることを特徴とする寸法計測器。
【請求項５】請求項（２）に記載の通信する手段におけ
る通信路が、前記スケール上に設けたことを特徴とする
寸法計測器。
【請求項６】請求項（１）に記載の各スライダーには、
被測定物体に当接する測定子が付設されていること特徴
とする寸法計測器。
【請求項７】請求項（６）に記載の測定子の先端が球で
ある場合に、被測定物体の両端を当接する２組のスライ
ダーの測定子が左端で当接するか右端で当接するかによ
り、前記球の径の補正を３種類に分類して、前記球の径
の寄与を除去して前記被測定物体の両端の寸法を計測す
ることを特徴とする寸法計測器。