JPH11237227A - ワーク測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工ライン中で短時間でワークの真円度を測
定できる簡易な構成のワーク測定装置を提供する。 【解決手段】 ワークＷを載置するワーク載置手段１を
設け、このワーク載置手段１に載置されるワークＷの配
置領域の周囲に複数の測定手段２を設ける。これら複数
の測定手段２の測定結果からワークＷの真円度を判定す
る真円度判定手段３を設ける。測定手段２は、非接触で
この測定手段２とワークＷとの距離を測定するものであ
る。ワークＷはリング状であって、複数の測定手段２
は、ワークＷの外側を測定する第１の測定手段群４と、
ワークＷの内側を測定する第２の測定手段群５とよりな
る。第１の測定手段群４と第２の測定手段群５とは、互
いにずらして配置する。各測定手段群４，５にはエアマ
イクロメータ等を用いる。

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、旋削等で加工さ
れた円柱状や円筒状ワークの真円度を測定するワーク測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のワーク測定装置として、
固定した接触子を回転中のワークの周面に接触させ、ワ
ーク周面の凹凸を接触子で細かく測定することによりワ
ークの真円度を測定するものや、固定したワークの周囲
を回る接触子によりワーク周面の凹凸を細かく測定する
ことによりワークの真円度を測定するものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成のワーク測定装置では、ワークと接触子とを相対的に
移動させる必要があるため、測定時間が長くなるという
問題点があった。そのため、加工ライン中で全数のワー
クを測定することができなかった。また、ワーク周面に
接触子を接触させて測定するため、ワークを傷付ける恐
れもあった。さらに、接触子を移動させる機構が必要な
ため、構造が複雑になるという問題点があった。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、短
時間でワークの真円度を測定できるワーク測定装置を提
供することを目的とする。また、この発明の他の目的
は、ワークを傷付けることなくワークの真円度を測定で
きるワーク測定装置を提供することである。この発明の
さらに他の目的は、簡易な構成で精度良く真円度の測定
を可能とすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のワーク測定装
置は、ワークを載置するワーク載置手段と、このワーク
載置手段に載置されるワークの配置領域の周囲に設けた
複数の測定手段と、これら複数の測定手段の測定結果か
らワークの真円度を判定する真円度判定手段とを設けた
ものである。この構成によれば、ワーク載置手段に載置
されたワークの周囲の複数箇所を測定手段で測定するた
め、ワークや測定手段を移動させることなくワークの真
円度を測定できる。そのため測定時間を短縮できる。

【０００６】前記構成において、前記測定手段は、非接
触でこの測定手段とワークとの距離を測定するものとし
ても良い。このように構成した場合には、ワークを傷付
けることがない。また、前記ワークはリング状であっ
て、前記複数の測定手段は、ワークの外側を測定する第
１の測定手段群と、ワークの内側を測定する第２の測定
手段群とよりなり、第１の測定手段群と第２の測定手段
群とは、互いにずらして配置されるものとしても良い。
このように構成すると、リング状のワークの真円度をよ
り高精度に測定できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図５と共に説明する。図２はこのワーク測定装置の概
略の構成を示す模式図である。このワーク測定装置は、
リング状ないし円筒状のワークＷの真円度を測定する装
置であって、ワークＷを載置するワーク載置手段１と、
このワーク載置手段１に載置されるワークＷの配置領域
の周囲に設けられる複数の測定手段２と、これら複数の
測定手段２の測定結果からワークＷの真円度を判定する
真円度判定手段３とを備える。

【０００８】ワーク載置手段１は、図１および図２に斜
視図および平面図で示すように、円板状の台からなり、
このワーク載置手段１の上に、これと同心状にワークＷ
が載置される。測定手段２は、ワークＷの配置領域の外
周側に設けられワークＷの外側面を測定する第１の測定
手段群４と、ワークＷの配置領域の内周側に設けられワ
ークＷの内側面を測定する第２の測定手段群５とからな
る。第１の測定手段群４は、各々測定手段となる４個の
非接触式の外径測定ヘッド６からなる。これら外径測定
ヘッド６は、圧縮空気を吐出してワークＷの外周面に吹
き付けるノズル７を有し、ワーク載置手段１の円周方向
に互いに９０°隔てた位置にそれぞれ固定される。これ
により、２個の外径測定ヘッド６，６は、それらのノズ
ル７がワーク載置手段１の直径方向に向けて互いに向か
い合う状態に配置され、残る２個の外径測定ヘッド６，
６も、それらのノズル７がワーク載置手段１の上記直径
方向と直交する直径方向に向けて互いに向かい合う状態
に配置される。第２の測定手段群５は、各々測定手段と
なる４個の非接触式の内径測定ヘッド８からなる。これ
ら内径測定ヘッド８は、圧縮空気を吐出してワークＷの
内周面に吹き付けるノズル９を有し、外径測定ヘッド６
からワーク載置手段１の円周方向に４５°ずらした位置
で、かつ円周方向に互いに９０°隔てた位置にそれぞれ
固定される。これにより、２個の内径測定ヘッド８，８
は、それらのノズル９がワーク載置手段１の直径方向に
向けて互いに背中合わせとなる状態に配置され、残る２
個の内径測定ヘッド８，８も、それらのノズル９がワー
ク載置手段１の上記直径方向と直交する直径方向に向け
て互いに背中合わせとなる状態に配置される。なお、第
１の測定手段群４の外径測定ヘッド６および第２の測定
手段群５の内径測定ヘッド８は、各々３個以上を所定角
度間隔で設ければ良いが、各々偶数個設けることが望ま
しい。これにより、前記のように、各２個の外径測定ヘ
ッド６，６を一組として直径方向に対向させ、また各２
個の内径測定ヘッド８，８も一組として直径方向に対向
させ、精度良く外側面および内側面の直径を測定するこ
とができる。

【０００９】ワーク載置手段１の直径方向に向けて対向
配置される各一対の外径測定ヘッド６のノズル７には、
それぞれ分岐配管継手１０を介して共通の空気圧源１２
から圧縮空気が供給される。すなわち、各分岐配管継手
１０は、図４に示すように、１つの吸気口１０ａと、こ
の吸気口１０ａから分岐する２つの排気口１０ｂ，１０
ｂとを有し、吸気口１０ａは空気圧源１２に接続され、
２つの排気口１０ｂ，１０ｂは、互いに直径方向に対向
するノズル７，７の入口に接続される。

【００１０】ワーク載置手段１の直径方向に向けて対向
配置される各一対の内径測定ヘッド８のノズル９にも、
それぞれワーク載置手段１の内部に設けられた分岐配管
継手１１を介して共通の空気圧源１２から圧縮空気が供
給される。すなわち、各分岐配管継手１１は、図２およ
び図５に示すように、ワーク載置手段１の下面に開口す
る１つの吸気口１１ａと、この吸気口１１ａから分岐し
てワーク載置手段１の上面に開口する２つの排気口１１
ｂ，１１ｂとを有し、吸気口１１ａは空気圧源１２に接
続され、２つの排気口１１ｂ，１１ｂは、対向する二つ
のノズル９，９の入口に接続される。

【００１１】上記各分岐配管継手１０，１１の上流側に
は、つまり空気供給路の分岐部の上流側には、供給され
る圧縮空気の背圧を測定する圧力計１３が設けられる。
この各圧力計１３は、圧力を電圧値等に変換して出力す
るものであり、この出力は、アンプ１４（図４，図５）
で増幅されて、真円度判定手段３に入力される。真円度
判定手段３は上記各圧力計１３の出力に基づき、所定の
演算式によって真円度を演算する演算装置からなる。な
お、前記の対向する一対のノズル７，７およびその圧縮
空気供給路の圧力計１３により、一つのエアーマイクロ
ゲージが構成され、また対向する一対のノズル９，９と
その圧縮空気供給路の圧力計１３によっても一つのエア
ーマイクロゲージが構成される。

【００１２】上記構成のワーク測定装置によるリング状
ないし円筒状ワークＷの真円度測定動作を説明する。ワ
ーク載置手段１上にワークＷを同心状に載置して、空気
圧源１２からの圧縮空気の供給を開始すると、図４に示
すように、ワーク載置手段１の直径方向に対向する各一
対の外径測定ヘッド６の各ノズル７に、分岐配管継手１
０を経て空気圧源１２からの圧縮空気が供給され、各ノ
ズル７からワークＷの外周面に圧縮空気が吹き付けられ
る。これにより、各ノズル６の上流側には、ノズル６の
吐出口とワークＷの外周面との距離に対応する背圧が生
じる。したがって、上記分岐配管継手１０の上流側に
は、この分岐配管継手１０に対応する一対の外径測定ヘ
ッド６，６の各ノズル７，７とワークＷの外周面との距
離の平均値に対応する背圧が生じる。この背圧を計測す
る圧力計１３の出力はアンプ１４で増幅されて、真円度
判定手段３に入力される。圧力計１３で計測された値に
基づき、真円度判定手段３は最小二乗法などの演算処理
を行ってワークＷの外径の真円度を算出する。

【００１３】同様に、図５に示すように、ワーク載置手
段１の直径方向に対向する各一対の内径測定ヘッド８の
各ノズル９にも、分岐配管継手１１を経て空気圧源１２
からの圧縮空気が供給され、各ノズル９からワークＷの
内周面に圧縮空気が吹き付けられる。これにより、各ノ
ズル９の上流側には、ノズル９の吐出口とワークＷの内
周面との距離に対応する背圧が生じる。したがって、上
記分岐配管継手１１の上流側には、この分岐配管継手１
１に対応する一対の内径測定ヘッド８，８の各ノズル
９，９とワークＷの内周面との距離の平均値に対応する
背圧が生じる。この背圧を計測する圧力計１３の出力は
アンプ１４で増幅されて、真円度判定手段３に入力され
る。この場合も、圧力計１３で計測された値に基づき、
真円度判定手段３が演算処理を行ってワークＷの内径の
真円度を算出する。

【００１４】このワーク計測装置によると、ワークＷや
測定手段２を移動させることなくワークＷの真円度を測
定できるので、測定時間を短縮できる。そのため、旋盤
等で加工されるワークＷにつき、その加工ライン中で、
すなわちオンライン測定で、全数の真円度測定が行え
る。また、測定手段２とワークＷの周面との距離を非接
触で測定するので、ワークを傷付けることがない。ま
た、測定手段２が、ワークＷの外側を測定する第１の測
定手段群４と、ワークＷの内側を測定する第２の測定手
段群５とよりなるため、ワークＷの厚みが一定であると
すれば、真円度判定手段３を、外径の計測値と内径の計
測値とを勘案して真円度を演算するものとすることによ
り、少ない測定手段数で精度の良い真円度の測定を行う
ことができる。特に、この実施形態のように、第１の測
定手段群４と第２の測定手段群５とを、ワーク載置手段
１の円周方向に互いにずらして配置した場合、リング状
のワークＷの真円度をより高精度に測定できる。なお、
測定手段群４，５を構成する外径測定ヘッド６および内
径測定ヘッド８の数は、最低で総数が６つあれば良い
が、この実施形態のよう８つ以上設けることで、より精
度の高い真円度測定が可能となる。

【００１５】なお、上記実施形態のワーク測定装置は、
マスタワークの測定等による各種の測定実験の結果、良
好な真円度測定が行えることが確認できた。また、上記
実施形態では、ワーク載置領域の外側と内側に測定手段
群４，５を配置して測定手段２を構成しているが、ワー
クＷの外径の真円度だけを測定する場合には、外側の測
定手段群４だけで測定手段２を構成しても良い。また、
ワークＷの内径の真円度だけを測定する場合には、内側
の測定手段群５だけで測定手段２を構成しても良い。

【００１６】

【発明の効果】この発明のワーク測定装置は、ワークを
載置するワーク載置手段と、このワーク載置手段に載置
されるワークの配置領域の周囲に設けた複数の測定手段
と、これら複数の測定手段の測定結果からワークの真円
度を判定する真円度判定手段とを設けたため、ワークや
測定手段を移動させることなくワークの真円度を測定で
き、測定時間を短縮できる。前記測定手段が、非接触で
この測定手段とワークとの距離を測定するものである場
合は、ワークを傷付けることなく、ワークの真円度を測
定できる。また、前記ワークがリング状であって、前記
複数の測定手段は、ワークの外側を測定する第１の測定
手段群と、ワークの内側を測定する第２の測定手段群と
よりなり、第１の測定手段群と第２の測定手段群とは、
互いにずらして配置されるものとした場合は、簡単な構
成でありながら、リング状のワークの真円度をより高精
度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるワーク測定装置
の要部を示す斜視図である。

【図２】同ワーク測定装置の平面図とブロック図とを示
す概念図である。

【図３】同ワーク測定装置の要部を示す側面図である。

【図４】同ワーク測定装置によるワーク外径の真円度測
定動作を示す説明図である。

【図５】同ワーク測定装置によるワーク内径の真円度測
定動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ワーク載置手段 ５…第２の測定手段群 ２…測定手段 ６…外径測定ヘッド ３…真円度判定手段 ８…内径測定ヘッド ４…第１の測定手段群 Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを載置するワーク載置手段と、こ
   のワーク載置手段に載置されるワークの配置領域の周囲
   に設けた複数の測定手段と、これら複数の測定手段の測
   定結果からワークの真円度を判定する真円度判定手段と
   を設けたワーク測定装置。
2. 【請求項２】 前記測定手段は、非接触でこの測定手段
   とワークとの距離を測定するものである請求項１記載の
   ワーク測定装置。
3. 【請求項３】 前記ワークはリング状であって、前記複
   数の測定手段は、ワークの外側を測定する第１の測定手
   段群と、ワークの内側を測定する第２の測定手段群とよ
   りなり、第１の測定手段群と第２の測定手段群とは、互
   いにずらして配置される請求項１または請求項２記載の
   ワーク測定装置。