JPS5856401B2 - 非真円形工作物用定寸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加工中の非真円形工作物の寸法を測定しその寸
法が所定値に達した時に定寸信号を出力する非真円形工
作物用定寸装置、更に詳しくは脈動する測定信号の最高
点または最低点の変化をサンプリング回路で捕らまえる
ようにした非真円形工作物用定寸装置に関するもので、
その目的とするところは、測定信号の脈動周期の変化に
応じてサンプリングの時期が自動的に変わるようにして
脈動周期が変化しても最高点または最低点における測定
信号が常にサンプリングされるようにし、工作物の回転
速度の変化に応じて強電回路等から送出される信号によ
ってサンプリング時期の切換を行わなくてもよいように
することにある。

一般にスプラインシャフト等のように不連続な加工面を
有する工作物の寸法を測定すると、その測定信号は工作
物の回転速度に応じた周期で脈動するため、かかる工作
物の寸法を測定するには、測定信号の最高点または最低
点の変化を捕まえる必要がある。

このような脈動する測定信号の最高点または最低点の変
化を捕まえるには、測定信号のピーク値を検出するピー
ク値検出回路を用いる方式と、測定信号が最高点または
最低点になった時点で測定信号をサンプリングする方式
とがあるが、スプラインシャフト等の非真円形工作物の
寸法を測定する場合には、測定フイーラが溝の立上りで
撥ね上がり測定信号に第３図ａ、ｌ）の矢印Ａで示すよ
うな寄生ピークが発生するため、このような寄生ピーク
を最高点としてとらまえてしまうことをサンプリングす
るタイミングを変更して避けろことができるサンプリン
グ方式で最高点をとらまえた方が正確な寸法測定が行え
る。

しかしながら、サンプリング方式を用いた場合には工作
物の回転に応じてサンプリングのタイミングを変更しな
げれば測定信号の最高点または最低点の変化を捕まえる
ことができない上、工作物の回転速度の変化によってフ
イーラの立上がりによって発生する寄生ピークを最高点
として捕まえてしまうこともあり、正確な測定が行えな
い。

このため、従来においては、工作物の回転速度の変更に
伴って強電回路から切換信号が送出されるようにし、こ
の切換信号に応じてサンプリングの時期を切換えるよう
にしていた。

したがって、従来ニオいては強電回路に切換信号を送出
するための回路を設けなげればならないだけでなく、強
電回路から定寸装置へ切換信号を伝送するための信号線
を設けなげればならず、強電回路の配線が複雑化し、ま
た、定寸装置内部にも、異なったタイミングでサンプリ
ングパルスを出力するサンプリングパルス発生回路を切
換えられる速度の段数に応じた数だけ設けろとともにこ
れらを切換える切換回路を設けなげればならず、定寸装
置の回路が複雑になる欠点も有していた。

本発明はこのような従来の欠点に鑑みてなされたもので
、定寸装置の内部に、測定信号の脈動周期を検出する周
期検出回路を設け、この周期検出回路によって検出され
た周期に応じてサンプリングの時期を変更するようにし
たことを特徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において１は測定ヘッドで、この測定ヘッド１の
外枠１ａには、先端部に工作物Ｗの加工面と接触する接
触子１０ａ、１０ａが取付けられたフイーラ１０．１０
が枢着されている。

このフィー７１０．１０と外枠１ａとの間にはスプリン
グ１１．１１が張設され、フイーラ１０．１０の接触部
１０ａ、１０ａに工作物Ｗの中心に向った力が付与され
ている。

また、フイーラ１０．１０の右端部には可動コア１２．
１２が固着されており、この可動コア１２．１２の変位
が検出コイル１３゜１３により検出されるようになって
いる。

さらに、フイーラ１０．１０と外枠１ａとの間にはオイ
ルダンパ１４，１４が設けられており、適当な制動力が
付与されている。

発振回路２、増幅回路３、同期整流回路４は測定ヘッド
１とともに測定手段を構成するもので、発振回路２から
検出コイル１３．１３に対して交流電圧が印加されると
、検出コイル１３．１３からフイーラ１０．１０の動き
に応じた大きさの交流信号が出力される。

この交流信号は増幅回路３に与えられ増幅された後、同
期整流回路４によって同期整流され、同期整流回路４か
らは第３図ａに示すような工作物Ｗの回転速度に応じた
周期の脈動を伴った測定信号が出力されろ。

サンプルホールド回路５は、周期整流回路４から出力さ
れる測定信号の最高点で測定信号をサンプリングして出
力するもので、工作物Ｗの回転数が変化して測定信号の
脈動周期が変化すると、これに応じてサンプリングのタ
イミングを変化させ、測定信号の脈動周期の変化にかか
わらず、測定信号の最高点で測定信号をサンプリングす
るようにしている。

このため、工作物Ｗの回転数が高速回転から低速回転に
切換えられた場合でも、サンプルホールド回路５からは
第３図すに示すように、測定信号の最高点の変化を表わ
す信号が出力される。

判定回路６はサンプルホールド回路５から出力される信
号を設定電圧ＶＳ１．ＶＳ２と比較し、サンプルホール
ド回路５から出力される信号が設定電圧ＶＳ１を上回る
と第１定寸信号ＡＳ１を出力し、設定電圧ＶＳ２を上回
ると第２定寸信号ＡＳ２を出力するようになっている。

本実施例では、工作ｅ７Ｗの寸法が粗研削を完了する寸
法になると第１定寸信号ＡＳ１が出力され、工作物Ｗが
仕上げ寸法になると第２定寸信号を出力するように設定
電圧ＶＳ１とＶＳ２が設定されており、図略の強電回路
は定寸装置から第１定寸信号ＡＳ１が送出されると、工
作物Ｗの回転数を粗研削時の例えば半分にして精研削を
行い第２定寸信号ＡＳ２が送出されろと加工を停止する
ようになっている。

したがって、工作物Ｗが粗研削完了の寸法になったがど
うかの判別は工作物Ｗが高速で回転している状態で行わ
れ、仕上げ寸法になったかどうかの判別は工作物Ｗが低
速で回転しているときに行われることになる。

また、サンプルホールド回路５から出力されろ信号は表
示器７にも与えられろようになっており、加工中の工作
物Ｗの寸法が表示される。

第２図はサンプルホールド回路５の具体的な回路構成を
示すもので、測定装置より与えられる測定信号は、オペ
アンプＯＰＩの非反転端子十に与えられろとともに方形
波発生回路２０に与えられるようになっている。

オペアンプＯＰ１によって構成される回路は増幅度１の
ボルテージフォロア回路を構成しており、このオペアン
プＯＰ１から出力される信号はアナログゲー）ＡＧを介
してコンデンサＣ１に与えられろようになっている。

したがって、アナログゲー）ＡＧが開かれると、測定信
号に応じた電圧がコンデンサＣ１に充電されてサンプリ
ングが行われ、アナログゲー）ＡＧが閉じられると、サ
ンプリングされた測定信号が記憶保持される。

そして、このコンデンサＣ１の電圧がボルテージフォロ
ア回路を構成するオペアンプＯＰ２を介して出力され、
判別回路６に与えられろ。

なお、アナログゲーＬＡＧのドレイン端子りとゲート端
子Ｇとの間に接続されている抵抗Ｒと、ゲート端子りに
接続されているダイオ−トラ■はアナログゲー）ＡＧを
開閉するための補助的な回路で、ダイオードＤＩのカソ
ードに側の電位が１５Ｖになるとアナログゲー）ＡＧが
閉じ、カソードに側の電位が＋１５Ｖになるとアナログ
ゲー）ＡＧが開かれろ。

方形波発生回路２０は、測定信号の脈動分のみをとり出
しこの取出された脈動波形と同じ周期の方形波を脈動波
形に同期して出力するもので、第３図Ｃに示すように、
測定信号の脈動周期の変化に応じて周期の変化する方形
波信号が出力される。

この方形波発生回路２０から出力される方形波信号は、
方形波信号の周期の長さを検出して周期の長さに比例し
た直流信号を出力する周期検出回路２１と、方形波信号
の立上りを検出する立上り検出回路２２とに与えられろ
ようになっており、周期検出回路２１からは第３図ｄに
示すような脈動周期の長さに比例した検出信号が出力さ
れ、立上り検出回路２２からは第３図ｅに示すような方
形波信号の立上りに同期したタイミング信号が出力され
る。

サンプリングパルス発生回路２３は、通常は１５Ｖの電
圧をダイオードＤＩに印加してアナログゲー）ＡＧを閉
じておき、立上り検出回路２２からタイミング信号が与
えられろと、周期検出回路２１から出力されろ検出信号
の大きさに比例した時間が経過した後で＋１５Ｖのサン
プリングパルスを一定時間だけ送出してアナログゲート
ＡＧを開くもので、これによってコンデンサＣ１に測定
信号が記憶されろ。

タイミング信号が与えられてからサンプリングパルスを
出力するまでの時間ｄは周期検出回路２１から出力され
る検出信号の大きさに比例するようになっているが、こ
の比例定数は測定信号の脈動周期が変化しても、つねに
フイーラ１０．１０の撥ね上りがなくなった後で測定信
号がサンプリングされろように調整されている。

したがって、サンプリングパルス発生回路２３からサン
プリング信号の出力される時期は、第３図ｆに示すよう
に測定信号の脈動周期が長くなると、これに応じて遅く
なり、脈動周期が変化してもフイーラ１０．１０の撥ね
上りによる寄生ピークを避けた最高点の値が確実にサン
プリングされる。

このため、工作物Ｗの回転速度が変化しても工作物Ｗの
寸法を正確に測定することができろ。

なお、上記実施例は、スプライン軸の外径寸法を測定す
るものであったが、スプライン軸に嵌まりあうスプライ
ン穴の内径寸法を測定するようにしてもよい。

この場合には立上り検出回路２２の替わりに方形波の立
下りを検出する立下り検出回路を設け、この立下り検出
回路から出力されるタイミング信号をサンプリングパル
ス発生回路２３に与えるようにすればよい。

また、本発明の定寸装置は、スプラインの山部の寸法を
測定するのに用いることができるだけでなく、工作物Ｗ
の回転によって測定信号に脈動が生ずる非真円形工作物
であれば異った形状の工作物でも正確な寸法測定が行え
る。

以上述べたように、本発明の非真円形工作物用定寸装置
においては、定寸装置の内部に、測定信号の脈動周期を
検出する周期検出回路と、この周期検出回路によって検
出された周期の変化に応じて異った時点でサンプリング
パルスを出力し脈動周期の変化にかかわらずフイーラの
撥ね上がりによる寄生ピークを避けた測定信号の最高点
の値をサンプリングさせるサンプリングパルス発生回路
とを設けたから、工作物の回転速度の切換えに伴って強
電回路から定寸装置へ切換信号が与えられろようにし与
えられた切換信号によってサンプリングの時期の切換え
を行うようにしなくても、工作物Ｗの回転速度の変化に
対応することができ、工作物の回転速度にかかわらず正
確な寸法測定ができろ。

このため、強電回路に切換信号を発生するための回路を
設けなくてもよいだけでなく、切換信号を定寸装置へ伝
送するための信号線も不要となり、強電回路が簡素化さ
れる。

また、定寸装置内部に、異ったタイミングでサンプリン
グパルスを発生するタイミングパルス発生回路を工作物
回転速度の切換段数に応じた数だけ設ける必要もなく、
定寸装置の回路構成も簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる非真円形工作物用定寸装置の実
施例を示すブロフク図、第２図は第１図におげろサンプ
ルホールド回路５の具体的な構成を示す回路図、第３図
はサンプルホールド回路５の各部の動作波形を示すタイ
ミングチャートである。 １・・・・・・測定ヘンド、２・・・・・・発振回路、
３・・・・・・増幅回路、４・・・・・・周期整流回路
、５・・・・・・サンプルホールド回路、６・・・・・
・判別回路、１０１０・・・・・・ツイーン、１３・・
・・・・検出コイル、２０・・・・・・方形波発生回路
、２１・・・・・・周期検出回路、２２・・・・・・立
上り検出回路、２３・・・・・・サンプリングパルス発
生回路、ＡＧ・・・・・・アナログゲート、Ｃ１・・・
・・・コンデンサ、ＤＩ・・・・・・ダイオード、ＯＰ
Ｉ 、ＯＰ２・・・・・・オペアンプ、Ｒ・・・・・・
抵抗、Ｗ・・・・・・工作物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非真円形工作物の寸法を測定する測定手段と、この
   測定手段から送出され工作物の回転速度に応じた周期で
   脈動する測定信号が与えられるゲートと、このゲートを
   介して与えられる測定信号を記憶する記憶手段と、前記
   測定信号の立上りまたは立下りを検出しタイミング信号
   を出力するタイミング信号発生回路と、前記測定信号の
   脈動周期を検出し脈動周期に応じた検出信号を出力する
   周期検出回路と、前記タイミング信号発生回路からタイ
   ミング信号が出力されてから前記周期検出回路から出力
   される検出信号の大きさに応じた時間が経過した時点で
   前記ゲートにサンプリングパルスを送出して前記ゲート
   を所定時間だけ開き工作物の回転速度の変化に関わらず
   脈動する測定信号の最高点または最低点における測定信
   号を前記記憶手段に記憶させろサンプリングパルス発生
   回路と、前記記憶手段に記憶された測定信号を設定電圧
   と比較し測定電圧が設定電圧に一致すると定寸信号を出
   力する判定回路とから構成されることを特徴とする非真
   円形工作物用定寸装置。