JPS59126206A - ネジの形状測定方法 - Google Patents
ネジの形状測定方法Info
- Publication number
- JPS59126206A JPS59126206A JP152183A JP152183A JPS59126206A JP S59126206 A JPS59126206 A JP S59126206A JP 152183 A JP152183 A JP 152183A JP 152183 A JP152183 A JP 152183A JP S59126206 A JPS59126206 A JP S59126206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- displacement
- coupling
- axial length
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2425—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
木発Ｈ１］はネジのテーパ、リード、ノ・イト等のネジ
要素の測定、ネジ表面疵の検出等のネジの表面形状の測
定方法に関し、特に光学的に測定する方法に関するもの
である。
要素の測定、ネジ表面疵の検出等のネジの表面形状の測
定方法に関し、特に光学的に測定する方法に関するもの
である。
油井管として用いられる鋼管の咽部外周面には、他の鋼
管との接続のだめのネジが形成されており。
管との接続のだめのネジが形成されており。
二つの鋼管接続のだめの継手（カップリング）内。
周面には鋼管端部外周面のネジと螺合連結されるネジが
形成される。この継手内周面ネジ部のネジ要素は、鋼管
端部ネジ部と同様ＡＰＩ規格を満たす必要があり、この
ために一般にゲージを用いて寸法を測定することにより
算出する方法が広く用いられている。ところがこの方法
は人手に頼るところが多く生産能力に追随し雑いという
問題があり、ネジ切り作業と検査作業との間に時間差が
あって不良品の発見が遅れることによる無駄な工程が避
けられない等の問題があった。
形成される。この継手内周面ネジ部のネジ要素は、鋼管
端部ネジ部と同様ＡＰＩ規格を満たす必要があり、この
ために一般にゲージを用いて寸法を測定することにより
算出する方法が広く用いられている。ところがこの方法
は人手に頼るところが多く生産能力に追随し雑いという
問題があり、ネジ切り作業と検査作業との間に時間差が
あって不良品の発見が遅れることによる無駄な工程が避
けられない等の問題があった。
本発明は所かる事情に鑑みてなされたものであり、レー
デビーム等の細径光ビームを利用することにより、正確
にかつ迅速に種々のネジ要素が測定でき、しかもその表
面疵の検出を可能としたネジの形状測定方法の提供を目
的とする。
デビーム等の細径光ビームを利用することにより、正確
にかつ迅速に種々のネジ要素が測定でき、しかもその表
面疵の検出を可能としたネジの形状測定方法の提供を目
的とする。
木＠明に係るネジの表面形状測定方法はネジの軸長方向
に相対移動させつつ、ネジ表面に対して光ビームを投射
し、ネジ表面からの反射光を捉えることによりネジの高
さ方向変位量及びネジ表面からの反射光量を検出し、ト
の検出変位量を検出反射光用に対応させて補正すること
によりネジの形状を求めることを特徴とする特 以下本発明を、その実施に使用する装置を示す図面に基
いて詳述する。第１図は本発明方法の実施を可能とした
測定装置の模式的構成図である。
に相対移動させつつ、ネジ表面に対して光ビームを投射
し、ネジ表面からの反射光を捉えることによりネジの高
さ方向変位量及びネジ表面からの反射光量を検出し、ト
の検出変位量を検出反射光用に対応させて補正すること
によりネジの形状を求めることを特徴とする特 以下本発明を、その実施に使用する装置を示す図面に基
いて詳述する。第１図は本発明方法の実施を可能とした
測定装置の模式的構成図である。
図において１０け油井管のカップリングであシ、その両
側端部内局面に床ジ切りされた後に、この測定装置３０
にて両端の各ネジ部１０ａの形状を２つの同様の装置に
て同時に測定するようになっている（図面には一方しか
現われていない）。２はカップリング１０を周方向に回
転させる一対のターニングローラ（図面には一方しか現
われない）であり、ネジ部１０ａの長手方向に１行程の
測定を行った後にターニングロー２２にてカップリング
１０を少量回転させる動作を繰返し、ネジ部１０ａの全
周に亘る測定が可能となっている。
側端部内局面に床ジ切りされた後に、この測定装置３０
にて両端の各ネジ部１０ａの形状を２つの同様の装置に
て同時に測定するようになっている（図面には一方しか
現われていない）。２はカップリング１０を周方向に回
転させる一対のターニングローラ（図面には一方しか現
われない）であり、ネジ部１０ａの長手方向に１行程の
測定を行った後にターニングロー２２にてカップリング
１０を少量回転させる動作を繰返し、ネジ部１０ａの全
周に亘る測定が可能となっている。
この測定装置３０はレーザビーム等の細径光ビームを利
用した変位計３１によシネジの表面形状を測定するもの
である。変位計３１は一対のターニングロー２２の側方
に位置しておシ、この変位計３１をカップリング１０の
軸長方向に移動させるべくその支持、走査機構が構成さ
れている。即ち、変位計３１はカップリング１０の軸長
方向へ移動するステージ３２に支承されておシ、このス
テージ３２にはカップリング１０の軸長方向への駆動手
段３２ａ及び位置検出器 ３２ｂが設けられている。駆
動手段３２ａとしてはステージ３２を定速駆動できるも
のが望ましく、また位置検出器 ３２ｂとしては例えば
磁気式ディジタルスケール、インダクトシン等μｍオー
ダでの測定精度を有するものを用いる。
用した変位計３１によシネジの表面形状を測定するもの
である。変位計３１は一対のターニングロー２２の側方
に位置しておシ、この変位計３１をカップリング１０の
軸長方向に移動させるべくその支持、走査機構が構成さ
れている。即ち、変位計３１はカップリング１０の軸長
方向へ移動するステージ３２に支承されておシ、このス
テージ３２にはカップリング１０の軸長方向への駆動手
段３２ａ及び位置検出器 ３２ｂが設けられている。駆
動手段３２ａとしてはステージ３２を定速駆動できるも
のが望ましく、また位置検出器 ３２ｂとしては例えば
磁気式ディジタルスケール、インダクトシン等μｍオー
ダでの測定精度を有するものを用いる。
第２図は変位計３１の模式図である。この変位計３１の
原理を説明すると、変位計３１内に位置するＨｅ−Ｎｅ
レーザ光源３１ａから発せられたレーデビームを収束レ
ンズ３１ｂにて例えば２０μｍ程度に絞シ、カップリン
グ１０のネジ部１０ａに対して角度αをなすように投射
せしめ、これからの反射光を結像レンズ３１ｃによって
受けて１次元の光検出素子（例えば浜松テレビ製の１次
元型半導体装置検出器５１３５２ ）３１ ｄ上にスポ
ットを形成せしめ得るようＫしてあり、ネジの高さ方向
変位を、この方向とけ直交するネジの軸心線と平行する
方向の変位として捉え得るようにしである。光検出素子
３１ｄ上の明スポット位置は、光検出素子３１ｄ出力が
入力される位置検出回路３１ｅによってネジの高さ方向
埜位量を表わす信号に変換されて補正回路３１ｈに入力
されている。
原理を説明すると、変位計３１内に位置するＨｅ−Ｎｅ
レーザ光源３１ａから発せられたレーデビームを収束レ
ンズ３１ｂにて例えば２０μｍ程度に絞シ、カップリン
グ１０のネジ部１０ａに対して角度αをなすように投射
せしめ、これからの反射光を結像レンズ３１ｃによって
受けて１次元の光検出素子（例えば浜松テレビ製の１次
元型半導体装置検出器５１３５２ ）３１ ｄ上にスポ
ットを形成せしめ得るようＫしてあり、ネジの高さ方向
変位を、この方向とけ直交するネジの軸心線と平行する
方向の変位として捉え得るようにしである。光検出素子
３１ｄ上の明スポット位置は、光検出素子３１ｄ出力が
入力される位置検出回路３１ｅによってネジの高さ方向
埜位量を表わす信号に変換されて補正回路３１ｈに入力
されている。
また明スポット位置の光量は同じく光検出素子３１ｄ出
力が入力される微分回路３１ｇにて微分されて補正回路
３１ｈに入力されている。補正回路３１ｈは、ネジの高
さ方向変位量を、その光量の微分信号に対応して補正し
、この補正信ぢ゛を演算制御部４０へ与えている。
力が入力される微分回路３１ｇにて微分されて補正回路
３１ｈに入力されている。補正回路３１ｈは、ネジの高
さ方向変位量を、その光量の微分信号に対応して補正し
、この補正信ぢ゛を演算制御部４０へ与えている。
演算制御部４０の出力はステージ３２の駆動手段に与え
られると共に、ＣＲＴを用いた表示部４１及びブロック
、プリンタ等の記録部４２に与えられており、演算＄制
御部４０から得られる測定結果を表示し、°また記録す
ると共に変位計３１の位置制御を行う。
られると共に、ＣＲＴを用いた表示部４１及びブロック
、プリンタ等の記録部４２に与えられており、演算＄制
御部４０から得られる測定結果を表示し、°また記録す
ると共に変位計３１の位置制御を行う。
第３図は変位計３１内で行われる信号処理の内容につい
ての説明図であり、この図に基いて信号処理の内容につ
いて説明すると、光検出素子３１ｄ上の明スポットの位
置信号は、ネジの高さ方向の変位信号を表わしておシ、
位置検出回路３１ｅの出力は第３図（１０に示すように
ネジ部１０ａの表面形状にほぼ対応した信号が得られる
。しかしながら、ネジ部１０ａの谷部フーナにおいては
、光ビームの反射光が散乱し、光検出素子３１ｄはこの
部分の反射光を捉えることができず、恰も谷部コーナに
は鋭角的な圧部が存在する如き状態となる。
ての説明図であり、この図に基いて信号処理の内容につ
いて説明すると、光検出素子３１ｄ上の明スポットの位
置信号は、ネジの高さ方向の変位信号を表わしておシ、
位置検出回路３１ｅの出力は第３図（１０に示すように
ネジ部１０ａの表面形状にほぼ対応した信号が得られる
。しかしながら、ネジ部１０ａの谷部フーナにおいては
、光ビームの反射光が散乱し、光検出素子３１ｄはこの
部分の反射光を捉えることができず、恰も谷部コーナに
は鋭角的な圧部が存在する如き状態となる。
また明スポットの光量、即ち反射光量についてみると、
ネジ部１０ａの谷部コーナの反射光量は減少した状態と
−なっているために光量検出回路３１ｆの出力は第３図
（ロ）Ｋ示したような状態となる。そして微分回路３１
ｇは光量検出回路３１ｆの出力信号を微分した第３図（
ハ）に示す信号を補正回路３１ｈに出力する。補正回路
３１ｈは、位置検出回路３１ｅの出力信号を微分回路３
１ｇの出力信号と対比して、微分信号が所定レベル以上
となった位置近傍に対応する位置検出回路３１ｅの出力
信号部分をマスキングするようになっておシ、ネジの谷
部コーナにおける反射光の散乱を除去して第３固壁）に
示すように、ネジの表面形状に対応した位置信号を補正
回路３１ｈは出力する。
ネジ部１０ａの谷部コーナの反射光量は減少した状態と
−なっているために光量検出回路３１ｆの出力は第３図
（ロ）Ｋ示したような状態となる。そして微分回路３１
ｇは光量検出回路３１ｆの出力信号を微分した第３図（
ハ）に示す信号を補正回路３１ｈに出力する。補正回路
３１ｈは、位置検出回路３１ｅの出力信号を微分回路３
１ｇの出力信号と対比して、微分信号が所定レベル以上
となった位置近傍に対応する位置検出回路３１ｅの出力
信号部分をマスキングするようになっておシ、ネジの谷
部コーナにおける反射光の散乱を除去して第３固壁）に
示すように、ネジの表面形状に対応した位置信号を補正
回路３１ｈは出力する。
さて、ネジ部１０ａ表面に疵Ａが存在する場合において
、このａＡはネジの高さ方向の変位量として捉えられる
ことになり、光検出素子３１ｄ上における明スポットは
疵Ａの表面形状に対応して変位し、位置検出回路３１ｅ
は第３図（イ）に示すように圧部形状に対応した位置信
号を出力する。この場合、師部Ａからの反射光量はほと
んど変化しない。これはネジ部１０ａの谷部コーナにお
いては、谷部と山部との間における斜面の傾斜角度が９
０度に近い状態であるために、反射光の散乱が・激しく
反射光量が一定しないのに対し、表面疵Ａの場合には、
師部における斜面の傾斜が緩やかであるために、反射光
の散乱Ｆｉｔデさんどみられず、反射光量は略一定とな
っている。そして補正回路３１ｈは反射光量の変化によ
りネジ部１０ａの谷部コーナと表面疵Ａとを判別し、表
面疵による信号の乱れはマスキングしない。従って変位
計３１による表面疵Ａの検出は可能となる。勿論、表面
疵による信号の乱れをマスキングしなくともネジ要素の
測定に支障はなく、ネジ部の形状測定も可能となる。
、このａＡはネジの高さ方向の変位量として捉えられる
ことになり、光検出素子３１ｄ上における明スポットは
疵Ａの表面形状に対応して変位し、位置検出回路３１ｅ
は第３図（イ）に示すように圧部形状に対応した位置信
号を出力する。この場合、師部Ａからの反射光量はほと
んど変化しない。これはネジ部１０ａの谷部コーナにお
いては、谷部と山部との間における斜面の傾斜角度が９
０度に近い状態であるために、反射光の散乱が・激しく
反射光量が一定しないのに対し、表面疵Ａの場合には、
師部における斜面の傾斜が緩やかであるために、反射光
の散乱Ｆｉｔデさんどみられず、反射光量は略一定とな
っている。そして補正回路３１ｈは反射光量の変化によ
りネジ部１０ａの谷部コーナと表面疵Ａとを判別し、表
面疵による信号の乱れはマスキングしない。従って変位
計３１による表面疵Ａの検出は可能となる。勿論、表面
疵による信号の乱れをマスキングしなくともネジ要素の
測定に支障はなく、ネジ部の形状測定も可能となる。
演算制御部４０は、後述するように変位計３１の補正回
路３１ｈの出力信号及びテーブル３２の位置検出器３２
ｂの出力信号により、ネジ部１０ａの各ネジ要素を算出
すると共に、表面疵Ａが存在する場合には、この表面疵
Ａの位置を特定し、またこれらカップリング１０のネジ
部１０ａ測定のためにステージ３２をカップリング１０
の軸長方向に移動させるべく駆動手段３２ａを動作させ
る。
路３１ｈの出力信号及びテーブル３２の位置検出器３２
ｂの出力信号により、ネジ部１０ａの各ネジ要素を算出
すると共に、表面疵Ａが存在する場合には、この表面疵
Ａの位置を特定し、またこれらカップリング１０のネジ
部１０ａ測定のためにステージ３２をカップリング１０
の軸長方向に移動させるべく駆動手段３２ａを動作させ
る。
演算制御部４０によるネジ要素の算出及び疵位置の検出
について説明すると、前述した如く補正回路３１ｈは、
谷部コ＼−すをマスキングした第３図（：ｌ−）に示す
如き信号を出力しており、演算制御部４０は１つの谷部
のコーナの一端を、例えば直線から曲線に変化したとこ
ろとして特定し、隣接する谷部のコーナの一端との間の
距離をリードｌとして算出する。また特定した一つの谷
部のコーナと、例えば隣接する山部において曲線から直
線に変化したところを山部のコーナとして特定し、両コ
ーナ間のネジの高さ方向の変位量を７・イ）ｈとして算
出する。さらにステージ３２の移動量に対する谷部のネ
ジ高さ方向変位を泥えてこれをテーパＥとして算出する
。なおリードｌは微分回路３１ｇの出力から直接算出可
能である。
について説明すると、前述した如く補正回路３１ｈは、
谷部コ＼−すをマスキングした第３図（：ｌ−）に示す
如き信号を出力しており、演算制御部４０は１つの谷部
のコーナの一端を、例えば直線から曲線に変化したとこ
ろとして特定し、隣接する谷部のコーナの一端との間の
距離をリードｌとして算出する。また特定した一つの谷
部のコーナと、例えば隣接する山部において曲線から直
線に変化したところを山部のコーナとして特定し、両コ
ーナ間のネジの高さ方向の変位量を７・イ）ｈとして算
出する。さらにステージ３２の移動量に対する谷部のネ
ジ高さ方向変位を泥えてこれをテーパＥとして算出する
。なおリードｌは微分回路３１ｇの出力から直接算出可
能である。
このときネジ部１０ａの表面にｌｔＡが存在する場合に
は、前述した如く補正回路３１ｈの出力は表面疵に対応
した形状とカリ、演算制御部４０はこの師部Ａの位置を
ステージ３２の位置検出器３２ｂの検出結果に基いて特
定するようになっている。表示部４１．記録部４２へは
ネジ山部の演算値、ネジ部全体についての平均値、疵位
置等が表示、記録される。
は、前述した如く補正回路３１ｈの出力は表面疵に対応
した形状とカリ、演算制御部４０はこの師部Ａの位置を
ステージ３２の位置検出器３２ｂの検出結果に基いて特
定するようになっている。表示部４１．記録部４２へは
ネジ山部の演算値、ネジ部全体についての平均値、疵位
置等が表示、記録される。
以上詳述した如く木＠明による場合は、ネジ要素の測定
と同時に表面疵の検出が可能となり、検査効率は著しく
向上し、また省力化が可能となる。
と同時に表面疵の検出が可能となり、検査効率は著しく
向上し、また省力化が可能となる。
更に、検査精度社光ビームを用いることにより高精度か
つ安定的な測定が可能となる。しかも本発明装置は小型
であるので既設ラインに追加設置することか容易であシ
、゛まだ安価である等本発明は優れた効果を奏する。
つ安定的な測定が可能となる。しかも本発明装置は小型
であるので既設ラインに追加設置することか容易であシ
、゛まだ安価である等本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明方法の実施に使用する装置の模式的構成
図、第２図は変位計り模式図、第３図は本発明方法の説
明図である。 １０・・カップリング １０ａ・・・ネジ部 ３１・・
・変位計 ３１ａ・・・レーザ光源 ３１ｂ・・・収束
レンズ ３１ｃ・・・結像レンズ ３１ｄ・・・光検出
素子３１ｅ・・・位置検出回路 ３１ｆ・・・光量検出
回路３１ｇ・・・微分回路 ３１ｈ・・・補正回路 ３
２・・・ステージ ３２ａ・・・駆動手段 ３２ｂ・・
・位置検出器４０・・・演算制御部 特 許 出 願 人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫 第２図 築 ３ 図
図、第２図は変位計り模式図、第３図は本発明方法の説
明図である。 １０・・カップリング １０ａ・・・ネジ部 ３１・・
・変位計 ３１ａ・・・レーザ光源 ３１ｂ・・・収束
レンズ ３１ｃ・・・結像レンズ ３１ｄ・・・光検出
素子３１ｅ・・・位置検出回路 ３１ｆ・・・光量検出
回路３１ｇ・・・微分回路 ３１ｈ・・・補正回路 ３
２・・・ステージ ３２ａ・・・駆動手段 ３２ｂ・・
・位置検出器４０・・・演算制御部 特 許 出 願 人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫 第２図 築 ３ 図
Claims (1)
- １、 ネジの軸長方向に相対称１ｉｉＩノさせつつ、ネ
ジ表面に対して光ビームを投射し、ネジ表面からの反射
光を捉えることによりネジの高さ方向の変位量及びネジ
表面からの反射光量を検出し、この検出変位量を検出反
射光量に対応させて補正することによ−リネジの形状を
求めることを特徴とするネジの形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP152183A JPS59126206A (ja) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | ネジの形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP152183A JPS59126206A (ja) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | ネジの形状測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126206A true JPS59126206A (ja) | 1984-07-20 |
Family
ID=11503799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP152183A Pending JPS59126206A (ja) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | ネジの形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02298095A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Juki Corp | 直接描画装置における基板表面計測方法 |
| CN106735631A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 晋西工业集团有限责任公司 | 一种内孔直螺纹修复方法 |
-
1983
- 1983-01-07 JP JP152183A patent/JPS59126206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02298095A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Juki Corp | 直接描画装置における基板表面計測方法 |
| CN106735631A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 晋西工业集团有限责任公司 | 一种内孔直螺纹修复方法 |
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