JPH1089903A - ダイヤルゲージ自動検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＪＩＳ規格で定められたダイヤルゲージの器
差検査を、完全に自動化して確実に、効率良く行えるよ
うにすることである。 【解決手段】 ワークトレー１に入れて待機させた被検
査用ダイヤルゲージＡをロボットハンド２で検査スタン
ド４に搬送し、動力駆動のロック装置５で固定する。そ
して、電子マイクロメータヘッド７でゲージのスピンド
ルを押して変位させる。一方でダイヤルゲージの目盛板
をカメラ１１で撮してモニタ１４に表示し、その画像を
処理してゲージの指針位置が検査点にきたことを読み取
り、そのときにデジタルカウンタ８に表示される電子マ
イクロメータ７の出力値をパーソナルコンピュータに取
込んでコンピュータ内で器差を算出し、併せて精度につ
いての合否判定も行う。また、電子マイクロメータヘッ
ド７はシンブル７ａをスピードコントロールモータ９で
検査点以外の位置では高速で、検査点に近づくに従い低
速で回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ダイヤルゲージ
の性能検査を無人で行えるようにした自動検査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤルゲージの検査は、ＪＩＳ規格に
定められた方法で行われる。ＪＩＳＢ ７５０３−１９
９２年版 Ｐ６〜Ｐ９に示された検査要領は以下の内容
となっている。

【０００３】検査は、被検査用ダイヤルゲージを、その
ゲージのスピンドルが鉛直かつ下方になるか又は目盛板
と水平になるように保持して以下の項目についてゲージ
の目盛の読みを基準にして行う。

【０００４】(1) 広範囲及び狭範囲行き精度 測定単位が０．０１ｍｍのダイヤルゲージについては、
基点から１ｍｍ間は０．１ｍｍずつ、１ｍｍ以上は０．
２ｍｍずつスピンドルを基準器で測定範囲の終点まで押
し込み、各測定点における指針の指示値から基準器の表
示値を差し引いて描いた誤差線図から求める。

【０００５】(2) 狭範囲隣接誤差と戻り誤差 行き精度の測定終了後、そのままの状態からスピンドル
を逆方向に戻しながら行き精度の測定時と同一測定点を
測定して得られる行き、戻りの誤差線図から求める。

【０００６】(3) 繰り返し精度 測定台上面に測定子を垂直に当て、測定範囲内の任意の
位置で５回スピンドルを急激及び緩やかに作動させ、各
回の指示の最大誤差を求める。

【０００７】(4) 測定力 スピンドルを鉛直かつ下方に向けた姿勢でダイヤルゲー
ジを保持してスピンドルを上下各方向に徐々に連続的に
移動させ、測定範囲の基点、中央及び終点における測定
力を調べる。

【０００８】上記の検査法に従ったダイヤルゲージの性
能、特に器差（測定精度の誤差）検査は、マイクロメー
タヘッドや測長器などの基準器を検査員が操作して基準
器の測定子でダイヤルゲージのスピンドルを変位させ、
検査点において基準器が示す数値とダイヤルゲージが示
す数値を目視確認する方法で行われていたが、この方法
は、信頼性に欠ける上に効率が悪く、また、多点検査で
あるため検査員の精神的、肉体的負担も大きいなどの問
題があることから、特開昭５１−２１８４６号公報は、
作業を機械化した自動検査システムを提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
自動検査システムは、ダイヤルゲージの指針が検査点に
きたことをスリット円板のスリットに通した目盛板照明
光の強弱変化によって検出するので、スリット円板に小
間隔で多数のスリットを設ける必要がある場合には、本
来通るべきスリット以外のスリットから受光素子に光が
入り込む恐れがあり、指針位置の確実な検出が難しい。

【００１０】また、被検査用ダイヤルゲージのセッティ
ング、取外し、測定精度の合否判定が非機械化の半自動
化装置であるし、測定子の位置（スピンドル変位量）測
定を行う測長軸の駆動もパルスモータにより一定した速
度で行われるようになっているため、検査効率も真に満
足できるものとは言い難い。

【００１１】そこで、この発明は、ダイヤルゲージ検査
装置による器差検査の信頼性向上、完全自動化、高効率
化を図ることを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、待機点にある被検査用ダイヤ
ルゲージを検査スタンドに搬送し、検査終了後に元に戻
すコントローラ装備の自動搬送装置と、検査スタンドに
移したダイヤルゲージをスタンドに固定する動力駆動の
ロック装置と、スタンドに固定されたダイヤルゲージの
スピンドルを変位させてその変位量をデジタルカウンタ
から電気信号として出力する基準器及びこの基準器を駆
動するスピードコントロールモータと、検査スタンド上
のダイヤルゲージの目盛板をカメラで撮してモニタに表
示し、この画像を画像処理装置で処理してゲージの指針
位置を読み取る指針読み取り装置と、前記自動搬送装
置、ロック装置、デジタルカウンタ、スピードコントロ
ールモータ、指針読み取り装置の各々を制御するための
インターフェイス及びパーソナルコンピュータとで検査
装置を構成し、前記ダイヤルゲージの指針が検査点にき
たときのデジタルカウンタの出力値を前記インターフェ
イス経由でパーソナルコンピュータに取り込んでパーソ
ナルコンピュータに内蔵された演算、判定回路により各
検査点での器差の算出、及び測定精度についての合否判
定を行い、さらに、前記スピードコントロールモータを
検査点以外は高速で、検査点に近づくに従って低速で駆
動するようにしたのである。

【００１３】なお、検査データは、フロッピーディスク
に格納するようにしておくと、データの保存、管理がし
易い。

【００１４】

【作用】この発明では、カメラ、モニタを用い、画像処
理を行ってダイヤルゲージの指針位置を読み取るので、
検査点が多くても指針の読み取りを確実に行える。

【００１５】また、ダイヤルゲージのセッティング、取
外しを、コントローラ装備の自動搬送装置（いわゆるロ
ボット）とロック装置を用いて行い、さらに、器差の計
算から測定精度についての合否判定までのデータ処理を
パーソナルコンピュータで行うので、器差検査の全自動
化が図れる。

【００１６】このほか、ダイヤルゲージのスピンドルを
変位させる基準器を、スピードコントロールモータを用
いて指針が検出点以外の位置にあるときには高速で、検
査点に近づくに従って低速で駆動するようにしたので、
指針の行き過ぎ等を生じさせずに作業を早めることもで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に、この発明のダイヤルゲー
ジ自動検査装置のシステム図を示す。この図は全体の概
念図である。

【００１８】図の１は、被検査用ダイヤルゲージＡを収
納して所定位置に待機させるワークトレーであり、ここ
では５個入りのトレーとした。

【００１９】２はロボットハンド（自動搬送装置）、３
はそのロボットハンドのコントローラ、４は検査スタン
ド、５はロック装置である。

【００２０】ロボットハンド２は市販のマイクロロボッ
ト（三菱電機製 ＲＶ−Ｍ１型）を用いた。このロボッ
トハンド２がワークトレー１内のダイヤルゲージＡを掴
んで検査スタンド４に移す。検査スタンド４には、図
２、図３に示すホルダ４ａを設けてあり、ダイヤルゲー
ジＡは、そのホルダ４ａの孔にスピンドルが鉛直かつ下
方になるように挿入されてホルダに支持される。

【００２１】ロック装置５は、図３に示すように、ホル
ダ４ａの孔に嵌まったダイヤルゲージのステムＳを、Ｖ
溝を有する加圧子５ａで加圧してダイヤルゲージを検査
スタンド４に固定する。このロック装置５のロック力
は、加圧子５ａをスプリング５ｂで付勢して発生させ、
ロックの解除は電磁弁５ｃで加圧子５ａを引き動かして
行うようにしてある。図１の６は、電磁弁５ｃをＯＮ、
ＯＦＦさせるリレーボックスである。

【００２２】図１の７は、基準器となる電子マイクロメ
ータヘッドであり、検査スタンド４に取付けられてい
る。この電子マイクロメータヘッド７にはデジタルカウ
ンタ８（ここでは分解能０．１μｍのものを用いた）が
接続されている。また、検査スタンド４には、電子マイ
クロメータヘッド７のシンブル７ａを回転させるスピー
ドコントロールモータ９が設けられている。このモータ
９によるシンブル７ａの回転操作は、モータ軸の回転を
シンブル外周に摩擦で伝えて行われる。モータ９は、図
１のモータドライバ１０によって制御される。

【００２３】図１の１１は画像処理装置１３及びモニタ
１４と組合せて指針読み取り装置を構成するカメラであ
る。このカメラ１１は、検査スタンド４の前方に設置さ
れてスタンドに保持されたダイヤルゲージＡの目盛板を
撮す。ここでは、好ましい付属要素としてＸ、Ｙ、Ｚの
３軸方向に動かせるＸＹＺステージ１２を設け、そのス
テージ１２上にカメラを設置してステージの変位でカメ
ラ位置を微調整し得るようにしている。また、ダイヤル
ゲージＡの目盛板を照らす照明灯（図示せず）も設け
た。カメラ、モニタは２４４×２４４画素のものとし、
照明灯にはハロゲンランプリングライトを用いた。

【００２４】カメラ１１で撮影した画像は画像処理装置
１３経由でモニタ１４に送られ、このモニタ１４に表示
される。モニタ１４には目盛の検査点を示すウィンドが
表示され、そのウィンドの中心に指針がきたときに指針
の位置が読み取られるようになっている。ウィンド内に
おける指針位置の読み取りは、指針と目盛板を画像処理
装置で２値化すると指針が黒で目盛板が白になる。そこ
で黒い部分（指針）の重心位置を読み取り、それがウィ
ンドの中心にあるかどうかを判断して行う。ウィンドの
表示は、狭範囲では複数表示、広範囲では１箇所表示に
している。１箇所表示のウィンドは、現在表示している
検査点での検査が終了したら、移動して次の検査点を表
示するが、狭範囲検査で１箇所表示にすると指針の動き
に対して表示が遅れ、その防止のために指針の移動速度
（すなわち検査速度）を下げざるを得なくなるので、狭
範囲では上述したようにウィンド表示を複数にするのが
よい。

【００２５】図１の１５はパーソナルコンピュータ（以
下パソコンと称す）である。このパソコン１５にインタ
ーフェイス１６経由でコントローラ３、リレーボックス
６、デジタルカウンタ８、モータドライバ１０、画像処
理装置１３が接続され、パソコンからの指令でロボット
ハンド２、ロック装置５、デジタルカウンタ８、モータ
９及び前述の指針読み取り装置が制御される。

【００２６】図１の１７は、第２の検査スタンドであ
る。この第２の検査スタンド１７は、検査スタンド４と
同様の構成になっている。ここでは、検査スタンド４で
測定範囲が０〜２５ｍｍ用のダイヤルゲージを、第２の
検査スタンド１７で２５〜５０ｍｍ用のダイヤルゲージ
を各々検査するようにしているが、第２の検査スタンド
１７を省略してもこの発明の装置は成立する。

【００２７】次に、例示の装置によるダイヤルゲージの
器差検査の手順を記す。

【００２８】(1) 準備 被検査用ダイヤルゲージの外観、構造に問題はないか、
又、スピンドルを手でゆっくり押し上げてひっかかりが
ないか、再現性はあるかを確認する。

【００２９】(2) 器差検査 ａ）被検査用ダイヤルゲージＡを５個ワークトレー１に
所定の向きにセットする。

【００３０】ｂ）パソコン１５の操作を開始する。

【００３１】ｃ）ロボットハンド２について所定の原点
補正を行う。

【００３２】ｄ）この後、ロボットハンド２でワークト
レー１内のダイヤルゲージＡを検査スタンド４（又は１
７）に搬送する。

【００３３】ｅ）スタンドのホルダの孔に挿入されたダ
イヤルゲージのステムをロック装置５で固定する。

【００３４】ｆ）カメラ１１が撮したゲージの目盛板が
モニタ１４に表示され、モニタに検査点を表すウィンド
が表示される。

【００３５】ｇ）その後、電子マイクロメータヘッドの
スピンドルでダイヤルゲージＡのスピンドルを押し込ん
で狭範囲行き精度→広範囲行き精度と器差検査が実施さ
れる。手順は、行き精度の測定終了後、そのままの状態
から電子マイクロメータヘッドのシンブル７ａを逆転さ
せてスピンドルを逆方向に戻しながら行き精度の測定時
と同一測定点を測定して行き、行き、戻りの器差を算出
する。

【００３６】ｈ）シンブル７ａは、スピードコントロー
ルモータ９を用いて検査点以外の位置では高速で、検査
点に近づくに従って低速で回転させる。

【００３７】ｉ）ダイヤルゲージの指針位置は、モニタ
１４に表示されたウィンドの中心部に指針がきたときに
読み取り、その時のデジタルカウンタ８の表示値を検査
値としてインターフェイス１６を通じてパソコン１５に
取込む。

【００３８】ｊ）全ての検査が終了した時点でロボット
ハンド２によりダイヤルゲージＡがワークトレー１に元
通りに戻される。

【００３９】ｋ）次に、ロボットハンド２が２個目の被
検査用ダイヤルゲージを搬送し、以後ｄ）〜ｊ）の動作
が繰り返される。

【００４０】ｌ）パソコン１５は、デジタルカウンタ８
から取り込んだ検査値について必要なら演算による補正
処理を行い、処理後の数値とダイヤルゲージの指針が示
す数値の差を精度誤差として求める。そしてさらに、各
検査点での精度誤差が許容範囲内に納まっているかを内
蔵した判定回路で判定して精度についての合否判断も自
動的に行う。また、検査データは逐次フロッピーディス
クに格納する。

【００４１】以上が器差検査の手順である。例示の自動
検査装置は、広範囲及び狭範囲行き精度の検査、狭範囲
隣接誤差と戻り誤差の検査を終えると被検査用ダイヤル
ゲージＡがロボットハンド２によりワークトレー１に戻
されるようにしてある。なお、信頼性や効率面で問題に
なっていたのは器差検査であるので、ここでは、器差検
査の作業のみを自動化し、繰り返し精度と測定力は別途
検査するようにした。

【００４２】図４に、この発明の装置の検査フローを示
す。ここでは、検査結果が不合格のダイヤルゲージにつ
いてはそのまま検査スタンドから外してワークトレーに
戻すようにしたが、再検査を行って再度不合格の判定が
下された段階で正式に不合格にすると言った流れにして
もよい。いずれにしても、検査スタンドへの被検査用ダ
イヤルゲージの搬送、セッティングからワークトレーに
戻すまでの器差検査の無人化が図れる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
カメラで撮した目盛板の画像を処理してダイヤルゲージ
の指針位置を読み取り、このときの基準器出力（デジタ
ルカウンタの出力値）をパソコンに取り込んで各検査点
での器差を計算するので、ＪＩＳで定める多点検査を正
確に実施でき、信頼性、実用性の高い検査装置を実現で
きる。

【００４４】また、被測定用ダイヤルゲージの搬送、セ
ッティング、検査後の戻しを自動搬送装置を用いて行
い、さらに、データ処理は勿論精度についての合否判定
もパソコンで行うようにしたので、器差検査の全自動化
が可能となり、人員の削減、検査効率の更なる向上が図
れる。

【００４５】また、スピードコントロールモータを用い
て検査点以外の位置では基準器を高速で操作するように
したので、指針の行き過ぎ等のトラブルを防止して作業
速度を早めることができ、これによる検査効率の改善効
果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のダイヤルゲージ自動検査装置を簡略
化して示すシステム図

【図２】（ａ）検査スタンドとロボットハンドの配置を
示す平面図 （ｂ）同上の配置の正面図

【図３】ロック装置の詳細を示す断面図

【図４】図１の装置の検査手順の一例を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

１ ワークトレー ２ ロボットハンド ３ ロボットハンドのコントローラ ４ 検査スタンド ４ａ ホルダ ５ ロック装置 ５ａ 加圧子 ５ｂ スプリング ５ｃ 電磁弁 ６ リレーボックス ７ 電子マイクロメータヘッド ７ａ シンブル ８ デジタルカウンタ ９ スピードコントロールモータ １０ モータドライバ １１ カメラ １２ Ｘ、Ｙ、Ｚステージ １３ 画像処理装置 １４ モニタ １５ パーソナルコンピュータ １６ インターフェイス １７ 第２の検査スタンド Ａ 被検査用ダイヤルゲージ Ｓ ステム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 待機点にある被検査用ダイヤルゲージを
   検査スタンドに搬送し、検査終了後に元に戻すコントロ
   ーラ装備の自動搬送装置と、検査スタンドに移したダイ
   ヤルゲージをスタンドに固定する動力駆動のロック装置
   と、スタンドに固定されたダイヤルゲージのスピンドル
   を変位させてその変位量をデジタルカウンタから電気信
   号として出力する基準器及びこの基準器を駆動するスピ
   ードコントロールモータと、検査スタンド上のダイヤル
   ゲージの目盛板をカメラで撮してモニタに表示し、この
   画像を画像処理装置で処理してゲージの指針位置を読み
   取る指針読み取り装置と、前記自動搬送装置、ロック装
   置、デジタルカウンタ、スピードコントロールモータ、
   指針読み取り装置の各々を制御するためのインターフェ
   イス及びパーソナルコンピュータを具備し、 前記ダイヤルゲージの指針が検査点にきたときのデジタ
   ルカウンタの出力値を前記インターフェイス経由でパー
   ソナルコンピュータに取り込んでパーソナルコンピュー
   タに内蔵された演算、判定回路により各検査点での器差
   の算出、及び測定精度についての合否判定を行い、さら
   に、前記スピードコントロールモータを検査点以外は高
   速で、検査点に近づくに従って低速で駆動するようにし
   てあるダイヤルゲージ自動検査装置。