JPS61217703A - 円筒部材用寸法測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、旋削、円筒研削加工などで加工される円筒部
材の直径寸法と円筒度とを高精度でしかも加工現場で筒
中に測定でき、且つその絶対値を直接表示することので
きる円筒部材用寸法測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、円筒部材の加工現場における直径寸法の測定や円
筒度の測定は、マイクロメータやノギスなどの測定機器
を使用して行っていたが、これらの測定機器の直径寸法
の測定精度限界は汎用のもので１０ｇｍであり、高い精
度を要求される測定には適さなかった。特殊仕様のマイ
クロメータで２ｐｆｌｌ精度のものがあるが、直径寸法
の測定範囲がまた、類似原理のものとして馬乗りゲージ
があるが、これは基準直径からの直径差を読みとるもの
で、直径の絶対値を読み取ることはできない。

しかも、この馬乗りゲージの測定範囲は、その測定精度
を高くすれば非常に狭いものとなり、測定限界２　ｐｍ
の測定精度を得ようとするとその測定範囲は±１ｍｍ以
下である。

さらに、これらのゲージを使用して円筒部材の円筒度を
測定する場合には、この円筒部材上の長手方向に一定距
離をおいた位置で測定を繰り返し、これら２点での測定
値から計算によって求める必要があり、実用上難点があ
る。

而して、最近の部品加工では、高精度加工の要求が多く
なり、それに伴って、工作物の直径や円筒度を広範囲の
寸法のものに対して　ｌ＃Ｌ１１の精度で現場で筒中に
測定できる機器の開発が要望されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 練の要なく簡単に測定し、表示できる測定装置を被測定
円筒部材に跨乗させるため７字溝を備えたブロックに、
上記円筒部材の表面の位置を検出する触針形変位計にお
ける二つの接触子を、７字溝の角部からこの７字溝内に
突出させて一定間隔で取付け、この変位計に、それによ
って検出される被測定円筒部材の表面位置についての出
力値と、予め入力されている既知１法の基準円筒部材を
測定したときの入力値とに基づいて、被測定円筒部材の
直径寸法及び円筒度を算出するマイクロプロセッサを接
続したことを特徴とするものである。

［作　用］ ブロックを被測定円筒部材に跨乗させると、接触子の変
位により被測定円筒部材の表面の位置が求められ、これ
が変位計からマイクロプロセッサに入力される。

上記マイクロプロセッサには、基準円筒部材を測定した
とき寸法値が前もって入力されており、これから求めら
れる較正線と、変位計によって検出された被測定円筒部
材の表面位置についての入■：““°゛”°″°”” その結果に基づいて被測定円筒部材の直径値められと共
に、この２点で測定された直径値から円筒部材の円筒度
が求められる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであり
、同図にお□いて、１は測定用ブロック、−２は被測定
円筒部材を示し、上記ブロック１の下面には、それを円
筒部材２上に跨乗させるための７字溝３を軸線方向に設
け、ブロック１の上面には、円筒部材２の表面の位置を
接触子５の変位から電気的に検出する二つの電気式触針
形変位計４．４を取付け、これらの変位計４．４におけ
る二つの接触子５．５を、７字溝３の二つの溝面が交叉
する角部に位置させて、それぞれＶ字溝３内に突出する
ように一定間隔をおいて配設し、上記ブロック１を円筒
部材２に跨乗させたときに各接触子５．５が円筒部材２
の表面に接触するように構成している。

上記マイクロプロセッサ７は、既知寸法の基準円筒部材
を測定したときの寸法値をそれに前もって入力しておき
、この入力値と、上記変位計４．４によって検出される
被測定円筒部材２の表面位置についての出力値とに基づ
いてこの被測定円筒部材２の直径を求めると共に、２点
で求められた直径値からその円筒度を求め、それらを表
示器８に出力して表示させるものである。

次に、上述した寸法測定装置による寸法測定原理を第３
図に基づいて説明する。

いま、ブロック１における７字溝３の角度を２０、円筒
部材２の半径をＲ１円筒部材の頂点から７字溝の角部ま
での距離（表面距離）をＸとすると、 （Ｘ＋Ｒ）ｓｉｎθ＝Ｒ であるから Ｒ＝Ｘｓｉｎθ／（１−ｓｉｎ　θ） となる。

に対してΔＲだけ変化したときの表面圧＃Ｘの基準表面
圧離島に対する変化量をΔＸとすると、次式が成立する
。

Ｒ＝Ｒ，、＋　ΔＲ ＝　　（Ｘｏ＋　ΔＸ）ｓｉｎθ／　　（１−ｓｉｎθ
）＝＆＋　ΔＸ５ｉｎθ／（１−ｓｉｎθ）、°、ΔＲ
＝　ΔＸ５ｉｎθ／　　（１−ｓｉｎθ）ここで、７字
溝を２０＝９０度に加工しておくと、 ΔＲ＝ΔＸ　／　（ｒＴ−１＞　である。

これらの式から明らかなように、被測定円筒部材の半径
Ｒは、基準円筒における基準半径＆と、半径の変化量Δ
Ｒに応じた表面距離の変化量ΔＸとから求めることがで
きる。

上記表面距離の変化量ΔＸは、ブロック１を被測定円筒
部材２に跨乗させた場合に接触子５．５の変位により変
位計４．４の出力として求められるので、この値から半
径＆が得られる。

づいてこの被測定円筒部材２の直径値を求めると共に、
２点で測定された直径値からこの円筒部材の円筒度を求
める。

次に、上述した測定装置を製作し、広範囲の直径を測定
するためには、この装置を製作する際に生じる主な誤差
限界を求めておくことが重要であり、その検討結果を示
す。

変位計４における接触子５の位置がブロー２り１におけ
る７字溝３の中心からずれている場合の誤差について、
第４図及び第５図を参照しながら説明する。

第４図に示すように、半径Ｈの被測定円筒部材２を測定
するとき、上記接触子５が中心からＳだけずれていると
、その時の測定誤差ΔＳは、Δ５＝Ｒ−ｒｒ下１ で求められる。

その時の測定誤差の変化率は、 ｄＡｓ　／ｄ　Ｒ＝　１−　（Ｒ／７ｒ−＝ｐ）Ｒ＝　
３０ｍｍ以上ではＳ＝Ｌｍ＋ｓでも　Ｉｇ、ｍ以下の誤
差であることが示されているが、Ｒ＝　２０閣層以下で
はＳの値をできるだけ小さくする必要がある。

また、７字溝の角度が正確に加工できない場合でも、そ
の誤差角度αが一１０≦α≦１°の範囲であれば、直径
寸法に与える影響をほとんど無視できることが計算結果
から分っている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、単にブロックを円筒部材
上に載せるだけで、何らの熟練を要することなくその直
径寸法および円筒度を測定して表示することができ、そ
のため５機械加工現場における部品の直径寸法、および
円筒度を高精度で容易に確認することができ、機械加工
の効率化を図ることができる。更に機械精度の確認、修
正などにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

８１図は１本発明の一実施例を示す縦断正面び線図であ
る。 １　番・ブロック、　２・・円筒部材、３・・７字溝、
　　４・・変位計。 ５・・接触子。 第３図 第牛図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被測定円筒部材に跨乗させるためＶ字溝を備えたブ
   ロックに、上記円筒部材の表面の位置を検出する触針形
   変位計における二つの接触子を、Ｖ字溝の角部からこの
   Ｖ字溝内に突出させて一定間隔で取付け、この変位計に
   、それによって検出される被測定円筒部材の表面位置に
   ついての出力値と、予め入力されている既知寸法の基準
   円筒部材を測定したときの入力値とに基づいて、被測定
   円筒部材の直径寸法及び円筒度を算出するマイクロプロ
   セッサを接続したことを特徴とする円筒部材用寸法測定
   装置。