JPS628123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被測定物の軸方向基準面に対し軸線と
直交する貫通穴のホールエツジの位置を測定する
測定装置に関するものである。

本発明の目的は、被測定物を一定角度位置に割
出すことなく連続回転させたままで前記ホールエ
ツジの位置を正確に測定することと、測定時間の
短縮化を図ることである。

従来において、軸線に直交する貫通穴のホール
エツジの位置を自動的に測定するものは存在しな
かつた。このため、被測定物を両センタにて回転
軸承し、貫通穴のホールエツジを顕微鏡で見なが
ら被測定物を手で回わし顕微鏡視野内に設けた目
盛線とのずれを続み取つてホールエツジの位置の
測定が行われていたが、このような測定は非能率
的であるばかりでなく、生産管理自動化の障害と
なつていた。

かかる測定を自動化するための一つの試みとし
て接触方式のものが考えられたが、変位検出器の
接触子を貫通穴内周囲に接触させるためには、被
測定物を一定角度位置に正確に割出さなければな
らないし、わずかな割出し誤差でもあると正確な
測定はできない。その上穴径が小さい場合には接
触子の挿入が困難であり、測定誤差の介入を助長
するばかりでなく、接触子をホールエツジ部に接
触させることは極めて困難であり、エツジ部から
はなれた穴内面に接触させざるを得ない。このた
め貫通穴内面の真円度、面粗度が悪いとこれらの
影響を受けホールエツジの正確な測定は期待でき
ない。しかも貫通穴を一定の角度位置に正確に割
出すには時間がかかるため計測時間が長くなりこ
のような接触方式はあまり実用的でないことがわ
かつた。

本発明はこのような試みを経た後、無接触でし
かも被測定物の角度位置決めをしないでもホール
エツジ位置の測定を可能にしたものである。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

被測定物Ｗの一例を第１図に示すが、これはバ
ルブの一種であり軸線に直交する貫通穴ｈが穿設
され、軸方向基準面としてのセンタ穴ｃに対する
貫通穴の基準面寄りのホールエツジｅまでの寸法
を測定するものとする。第２図はその測定原理
図であり、被測定物Ｗの基準面側の一端は固定の
基準センサ１にて支持され、他端は進退可能でか
つ回転駆動される可動センタ２にて支持されてい
る。被測定物Ｗの軸線をはさんで一方の側には平
行光線を投光する投光器３が配置され、他方の側
には貫通穴ｈの中心線が光線と平行になつた時貫
通穴ｈを通して投光器側のホールエツジ像をイメ
ージセンサ５上に結像せしめるビデオカメラ４が
配置されている。イメージセンサ５は微少間隔で
多数のフオトダイオードが組込まれており、イメ
ージセンサ５上に結像されるホールエツジ像
e′（明暗像）に各フオトダイオードが感応し、電
気的信号を出力する。このイメージセンサ５は第
３図に示すようにホールエツジ像e′の中心を通り
被測定物Ｗの軸線と平行な方向に配置されている
ので、各フオトダイオードの信号出力を順次走査
すると第３図ｂに示すパルス信号として得られ、
基準レベルV₁を越すパルス信号数を入光ビツト
数として計数する。

このイメージセンサ５上に結像されるホールエ
ツジの入光領域は被測定物の回転に伴い増減し、
光軸と貫通穴中心線が平行になつたときホールエ
ツジの入光領域は最大となる。よつてイメージセ
ンサ出力信号を走査して入光ビツト数を計数し、
半回転する間に得られる一走査当りの計数値の最
大値をもつてホールエツジの位置検測データとす
る。この検測データと基準値と比較しホールエツ
ジの位置ずれ量を判別する。尚ビデオカメラ４の
光軸は貫通穴ｈの直角度がくるつていても投光器
側のホールエツジがみとおせる角度θだけ軸線に
直交する直交軸Ｓに対して傾けられている。

第４図、第５図によりかかる測定原理を応用し
たホールエツジ位置測定装置の構成を説明する。
２０はベース、２１，２２，２３はベース２０上
に載置された中間ベース、中間ベース２１上に
は、基準センタ２４を装架したセンタ支持台２５
と、可動センタ２６を装架し回転及び軸方向運動
可能なスピンドル２７を軸承した主軸台２８と、
スピンドル駆動モータ２９が載置されている。尚
主軸台２８内にはスピンドル進退駆動装置が内蔵
されている。中間ベース２２上には、被測定物Ｗ
の軸線をはさむ一方の側に位置して投光器３０が
載置され、中間ベース２３上には、軸線をはさむ
他方の側に位置してビデオカメラ３１が載置され
ている。３２は被測定物Ｗを収納するホツパ、３
３は被測定物Ｗの姿勢を揃えてホツパ３２から送
り出すパーツフイーダ、３４は搬送シユート、３
５は搬送シユート３４の先端部に設けられ被測定
物Ｗを１個ずつ分離して受渡すエスケープ装置、
３６はエスケープ装置３５から受渡された被測定
物Ｗを両センタ支持位置に搬入する回動可能な搬
入アーム、３７は搬入アーム３６を旋回させる旋
回駆動装置、３８は搬出シユート、３９はホール
エツジ位置の検測データによつて選択的に開閉さ
れる選択ゲートで、ホールエツジの位置ずれ量に
応じた複数のランクにランク分けをする。４０は
ランク分けされた被測定物Ｗを各ランク毎に収納
する収納箱である。４１はビデオカメラ３１から
の出力信号を処理してホールエツジ位置を判別す
る制御装置である。

この制御装置４１の構成を第６図より説明す
る。

５０はクロツク発生回路、５１は走査回路で、
クロツク発生回路５０から発せられるクロツクパ
ルスによりイメージセンサ５の各入光ビツトを検
出するための走査信号を出力する。５２はイメー
ジセンサ５から出力されるビデオパルスの増幅
器、５３はカウンタで、入光ビツトに対応して出
力されるビデオパルスを計数し、入光ビツト数を
検出する。このカウンタ５３は走査回路５１から
のスタートパルスにて毎回リセツトされ、その後
与えられる入光ビツトビデオパルスを計数するの
で、走査完了時には各走査毎の入光ビツト数の値
となる。５４，５７はインターフエース、５５は
マイクロコンピユータ、５６はメモリ、５８は検
測値の表示装置である。走査回路５１の各走査終
了信号が与えられる度にカウンタ５３の入光ビツ
ト数計数値がコンピユータ５５に読込まれる。読
込まれた計数値は第７図に示す流れ図に沿つてコ
ンピユータ５５内で処理される。ステツプ(i)、(ii)
で読込まれた計数他はステツプ(iii)でメモリ５６の
特定番地に記憶された記憶値と比較され、大きい
方の値をその特定番地に記憶する。被測定物Ｗの
半回転信号が得られるまでこれを繰り返すと、計
数値の最大値が検出されることになる。ステツプ
(iv)、(v)にて半回転信号が検出されるとかかる特定
番地の記憶値を最大値としてメモリに記憶する。
これらのステツプは繰返し実行され、最大値が４
回記憶されるとステツプ(vi)より(vii)に進み、最大値
の平均値が演算され、平均値は基準値と比較され
偏差に応じて複数のランクにランク分けされる。
ランク分け信号は選別ゲート３９に出力され、ゲ
ートの開閉を制御し、検測完了により搬出シユー
ト３８に送出される被測定物をランク分けする。

次にかかる構成にもとづく計測動作を説明す
る。

ホツパ３２内の被測定物Ｗはパーツフイーダ３
３によつて姿勢が揃えられて搬送シユート３４に
供給され、エスケープ装置３５にて１個ずつ分離
されて搬入アーム３６に受渡される。搬入アーム
３６が旋回して第４図２点鎖線に示す状態となる
スピンドル２７がが前進し基準センタ２４と可動
センタ２６にて被測定物Ｗを両端支持する。搬入
アーム３６は旋回復帰して待機する。スピンドル
２７が回転されると可動センタ２７の接触面との
摩擦力で被測定物Ｗは回転される。この場合基準
センタ２４のセンタ軸線に対する接触点よりも可
動センタ２６の接触点の半径位置の方が大きいた
め、摩擦トルクは可動センタ側が大きい。よつて
基準センタ側の接触面では滑りが生じ被測定物Ｗ
は回転される。

被測定物の回転に伴い投光器３０から投光され
る光は半回転毎に貫通穴ｈを通じてビデオカメラ
３１に受光され、イメージセンサ５上にホールエ
ツジ像を結像する。イメージセンサに組込まれた
各フオトダイオードの出力信号は高速で走査さ
れ、入光領域に対応した入光ビツト数がカウンタ
で計数され、計数値はコンピユータ５５に読込ま
れ、前述の如くデータ処理されランク分け信号を
発する。ランク分けされた選別信号は選択ゲート
３９を作動し、所定のゲートを開閉する。ホール
エツジ位置の計測が完了すればスピンドル２７は
後退され、被測定物Ｗは搬出シユート３８に落下
し、選択ゲート３９を通つて同一ランク毎に選別
され、収納箱４０に収納される。スピンドル２７
の後退によつて再び搬入アーム３６の搬入動作が
開始され、次の被測定物Ｗのホールエツジ位置の
測定が行われる。このようにして全自動で連続的
にホールエツジ位置の測定、選別が行われる。

上記実施例によれば、イメージセンサを走査し
て入光ビツト数を検出する手段として、ビデオパ
ルスの増幅器５２から出力される入光ビツトビデ
オパルスをカウンタ５３にて計数しているが、イ
メージセンサ５の全ビツト数は一定であるため、
非入光ビツト数を検出して（全ビツト数）―（非
入光ビツト数）を演算すれば入光ビツト数を求め
ることもできる。

かかる非入光ビツト数の検出は、第８図に示す
ように走査開始信号によつてリセツトされ最初の
入光ビツトビデオパルスにてセツトされるフリツ
プフロツプ６０のリセツト側出力によつて制御さ
れるゲート６１を介してクロツクパルス発生回路
５０より与えられるクロツクパルスをカウンタ５
３ａにて計数すれば良い。この場合のカウンタ５
３ａは加算カウンタで走査開始信号によりリセツ
トされるようになつている。またこのカウンタ５
３ａを減算カウンタとして走査開始信号によつて
イメージセンサの全ビツト数に相当する初期値を
プリセツトし前記ゲート６１から与えられるクロ
ツクパルスで減算すれば入光ビツト数を検出する
ことができ、入光ビツト数検出手段としてはいず
れの構成であつても有効である。

本発明によれば、被測定物の軸線をはさんで一
方の側に投光器を、他方の側に貫通穴を通じて投
光器側のホールエツジをイメージセンサ上に結像
するビデオカメラを配置し、イメージセンサを高
速で走査し入光ビツト数を検出するようにしたの
で、被測定物を連続回転させたままで基準面側の
ホールエツジの位置を正確に測定することができ
る。また貫通穴の透過光を受光しホールエツジ像
をイメージセンサ上に結像するようにしたので、
ホールエツジ像の明暗コントラストを強くするこ
とができ、入光ビツトと非入光ビツトとの境界に
おける信号レベル変化が大きくとれるため、入光
ビツト位置の区別が明確にでき測定誤差の介入を
防止し精度を上げることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
被測定物の一形状例を示す図、第２図はホールエ
ツジ測定原理図、第３図はホールエツジ像とイメ
ージセンサの関係を示す図、第４図は測定装置全
体の正面図、第５図はその左側面図、第６図は制
御装置のブロツク線図、第７図は計測データ処理
の流れ図、第８図は入光ビツト数検出手段の他の
実施例を示す図である。 ３，３０……投光器、４，３１……ビデオカメ
ラ、５……イメージセンサ、２４……基準セン
タ、２６……可動センタ、２８……主軸台、５１
……走査回路、５３……カウンタ、５５……マイ
クロコンピユータ、５６……メモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定物の軸方向基準面に対し軸線と直交す
   る貫通穴のホールエツジの位置を回転中に測定す
   る測定装置であつて、前記被測定物の基準面を一
   定位置に位置決めしかつ前記軸線を中心にして回
   転可能に支持する被測定物支持装置と、この被測
   定物支持装置にて支持された被測定物を回転せし
   める駆動装置と、前記被測定物の軸線をはさんで
   一方の側に配置され光を投光する投光器と、軸線
   をはさんで他方の側に配置され前記貫通穴を通じ
   て投光器側のホールエツジに焦点を合せたレンズ
   によりイメージセンサ上にホールエツジの明暗像
   を結像せしめるビデオカメラと、前記イメージセ
   ンサを高速で繰返し走査して入光ビツト数を検出
   する入光ビツト数検出手段と、少くとも被測定物
   が半回転する間にこの入光ビツト数検出手段によ
   り検出された入光ビツト数の最大値を基準値と比
   較して前記ホールエツジの基準面に対する位置を
   判定する位置判定手段とを備えたホールエツジの
   位置測定装置。