(57)【要約】【課題】長手方向にわたって細かく径が変化するワークを高い精度で測定が可能なワーク計測システムを提供する。【解決手段】ワーク計測システム１は、第１ワーク台１１および第２ワーク台１３と、計測部５と、ディスプレイ４１とを備えている。第１ワーク台１１および第２ワーク台１３は、ワークＷを載置可能である。計測部５は、ワークＷを計測するための機構であって、ワークＷの長手方向に第１ワーク台１１および第２ワーク台１３と相対移動可能である。ディスプレイ４１は、計測部５からの計測データに基づいてワークＷの形状を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置可能なワーク台と、
前記ワークを計測するための機構であって、前記ワークの長手方向に前記ワーク台と相対移動可能な計測部と、
前記計測部からの計測データに基づいて前記ワークの形状を表示するための表示部と、
を備えたワーク計測システム。
【請求項２】
前記計測データと前記ワークの設計図データとを比較するためのデータ比較部をさらに備えている、請求項１に記載のワーク計測システム。
【請求項３】
前記表示部は、前記計測データと前記設計図データとを重ね合わせて表示可能である、請求項１または２に記載のワーク計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク計測システム、特に、ワークの形状を表示するための表示部を有するワーク計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工機によって加工された部材（以下、「ワーク」という。）の寸法を測定する方法としては従来から様々な方法が採用されている。特に、比較的長い棒状の部材の各部位における径を測定する場合、長手方向の各位置で変化する径を正確に測定することが必要とされている。
【０００３】
例えば、タッチセンサを各部位に当接させる計測装置が知られている。この場合、指定したワーク寸法と公差値を用いて、計測データの判定を行っている。
また、ワーク全体をＣＣＤカメラで撮影して、その画像をＣＲＴに表示する計測装置も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１７２６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タッチセンサを用いた計測装置では、長手方向に短い部位の径を測定するのが困難な場合がある。
また、ＣＣＤカメラでワーク全体を計測する場合は、個々の部位の数値の精度が低くなると考えられる。
【０００５】
本発明の課題は、長手方向にわたって径が細かく変化するワークを高い精度で測定が可能なワーク計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るワーク計測システムは、ワーク台と、計測部と、表示部とを備えている。ワーク台は、ワークを載置可能である。計測部は、ワークを計測するための機構であって、ワークの長手方向にワーク台と相対移動可能である。表示部は、計測部からの計測データに基づいてワークの形状を表示する。
このシステムでは、計測部とワーク台が相対移動する際に、計測部がワークの各部位を計測する。したがって、長手方向に延びるワークであっても各部位が正確に計測され、さらに計測データが表示部に表示される。したがって、ワークの計測結果の判定が容易になる。
【０００７】
ワーク計測システムは、計測データとワークの設計図データとを比較するためのデータ比較部をさらに備えていても良い。ワークの設計図データを比較対象として用いるので、計測結果の全体判定も自動的に行うことができる。
【０００８】
表示部は、計測データと設計図データとを重ね合わせ表示可能であっても良い。重ね合わせ表示によって、計測データの良否判定が容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るワーク計測システムでは、長手方向わたって細かく径が変化するワークを高い精度で測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（１）ワーク計測システムの装置構成
図１は、本発明の一実施例としてのワーク計測システム１の平面模式図である。なお、以下の説明では、図１の左右方向をＸ方向として、図１の上下方向をＹ方向とする。Ｘ方向とＹ方向は直交している。
【００１１】
ワーク計測システム１は、主に、ワーク計測装置筐体３と、計測機５と、ボールねじ機構７と、リニアガイドレール９と、第１ワーク台１１と、第２ワーク台１３とを備えている。さらに、ワーク計測システム１は、図３に示すように、制御部４３等の制御構成をさらに有している。
【００１２】
ワーク計測装置筐体３は、他の部材等を支持するための構造である。計測機５は、光学的センサによってワークＷの寸法を計測するための装置である。ボールねじ機構７は、計測機５をＸ方向に移動させるための機構である。リニアガイドレール９は、計測機５の直線方向移動をガイドするための機構である。
【００１３】
ワーク計測装置筐体３は、平面視で矩形形状であり、図１上下方向中間位置においてＸ方向に離れた第１ワーク台１１と第２ワーク台１３とを有している。第１ワーク台１１と第２ワーク台１３は、共に、上面Ｖ字形状の面を有しており、ワークＷの両端が載置可能である。これにより、比較的細長い部材であるワークＷがＸ方向に延びた状態でワーク計測装置筐体３内に支持される。第１ワーク台１１と第２ワーク台１３は透明の材料から構成されている。第１ワーク台１１と第２ワーク台１３は、例えば、アクリル系樹脂の成形品からなる。なお、第１ワーク台１１と第２ワーク台１３は、図示しない支持構造によって、地面から一定の高さに支持されている。また、この支持構造は、後述の計測機５が第１ワーク台１１と第２ワーク台１３の上下を通過することを可能としている。
【００１４】
図２は、ワーク計測システム１の計測機５の概略斜視図である。計測機５は、ワークＷの透過像に基づき計測を行う装置である。より具体的には、計測機５は、下方から投光された光を受光することでワークＷの一直線上における寸法を測定可能とする装置である。計測機５は、主に、移動部１９と、照明装置２１と、ＣＣＤ２３とを有している。移動部１９は、照明装置２１およびＣＣＤ２３を支持するとともに、図１左右方向に移動可能な部材である。移動部１９は、主に、下側梁部２５と、上側梁部２７と、連結部２９とを有している。下側梁部２５は、Ｙ方向に延びており、上面には複数の照明装置２１が設けられている。上側梁部２７は、下側梁部２５の上方で同じく図１上下方向に延びており、下面にはＣＣＤ２３が設けられている。ＣＣＤ２３は、例えば一次元ＣＣＤであり、受光素子を一列に配した撮像面を有しており、撮像面に入る光をその光量に応じたレベルの電気信号に変換する機能を有する。上側梁部２７と下側梁部２５は一方の端部が連結部２９によって連結されており、一体に移動するようになっている。なお、上側梁部２７と下側梁部２５の高さ方向位置は、第１ワーク台１１と第２ワーク台１３の上下両側に離れた位置である。
【００１５】
ボールねじ機構７は、ボールねじ１５と、サーボモータ１７とを有している。ボールねじ１５は、図１の下側においてＸ方向に延びており、ワーク計測装置筐体３に回転自在に支持されている。サーボモータ１７は、ボールねじ１５の一端に設けられており、ボールねじ１５を回転可能である。計測機５の移動部１９の下側梁部２５の一端には、ボールねじ螺合部３１が設けられている。ボールねじ螺合部３１は、Ｘ方向に延びており、内部にボールねじ１５が螺合しているナット３１ａが設けられている。
【００１６】
リニアガイドレール９は、図１の上側においてＸ方向に延びている。計測機５の移動部１９の下側梁部２５の他端には、ガイド支持部３３が設けられている。ガイド支持部３３は、Ｘ方向に延びており、下面にガイド３５が固定されている。ガイド３５は、リニアガイドレール９に対してＸ方向への直線運動のみが可能になるように係合している。
【００１７】
（２）ワーク計測装置の制御構成
図３は、ワーク計測システム１の制御構成を示すブロック図である。制御部４３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭ等のコンピュータの基本的機能を有しており、所定プラグラムを実行することが可能である。制御部４３は、サーボコントローラ４５を介してサーボモータ１７に駆動指令を与えることができる。なお、サーボモータ１７からは図示しない位置検出器を有しており、その検出信号がサーボコントローラ４５にフィードバックされる。さらに、制御部４３は、照明制御部４７を介して照明装置２１の動作を制御可能である。ＣＣＤ２３からのデータはＣＣＤ駆動回路４９に出力される。ＣＣＤ駆動回路４９は、撮像面の各受光信号を読み取る機能を有している。この読み取られた信号は、ＣＣＤ駆動回路４９から一次元の画像データとして画像処理装置５１に出力され、そこで記憶される。画像処理装置５１では、ワークＷの輪郭生成等の画像処理が実行される。さらに画像処理装置５１から二次元の画像が制御部４３に出力される。制御部４３は、表示制御部５３を介してディスプレイ４１を制御可能である。さらに、制御部４３には、外部メモリ５５が接続されている。外部メモリ５５には、ワークＷの設計図面データ、つまりＣＡＤデータが保存されている。また、制御部４３には、入力部５７が接続されている。入力部５７から制御部４３に対して計測対象であるワークＷの種類情報を入力可能である。入力部５７は、操作者が操作するキーボード、マウス等の入力装置であっても良いし、ネットワークで接続された他のコンピュータや機器であっても良い。
【００１８】
（３）ワーク計測装置の制御動作
図４は、ワーク計測システムの制御動作を示すフローチャートであり、主に制御部４３の動作を示している。なお、この制御動作では、ワーク計測システム１が計測するワークＷの種類があらかじめ設定されているか、あるいは入力部５７から入力されていることとする。この結果、制御部４３は、外部メモリ５５から、計測対象であるワークＷの設計図面データを取り出すことができる。
【００１９】
ステップＳ１では、ワークＷが第１ワーク台１１と第２ワーク台１３の上に載置されるのを待つ。この検出は図示しないスイッチによって行う。ステップＳ２では、操作者が図示しない計測開始スイッチを押すのを待つ。ステップＳ３では、サーボモータ１７の駆動を開始し、さらに照明装置２１からの投光を開始する。以下の動作では、計測機５の移動速度が一定の速度になるようにサーボモータ１７が制御されている。
【００２０】
ステップＳ４では、計測機５が例えば０．５ｍｍ走行するだけの時間が経過するのを待ち、制御部４３は、一定間隔で信号をＣＣＤ駆動回路４９に送って、ＣＣＤ駆動回路４９から一次元の画像データを画像処理装置５１に出力させる。ステップＳ６では計測が終了したか否かを判断し、終了していない場合はステップＳ４とステップＳ５を繰り返す。つまり、計測機５が一方向に移動させられながら連続的に測定を行う。このときは、計測の精度は数μｍのオーダーになる。この結果、画像処理装置５１には、複数の一次元の画像データが蓄積されていく。ステップＳ６で計測が終了していると判断すると、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、制御部４３が、外部メモリ５５からの設計データと、画像処理装置５１からの計測データとを比較して、計測データが公差範囲等の所定の許容範囲にあるか否かを判定する。このとき、ワークＷの長手方向の各点ごとに比較・判定ができる。さらに、制御部４３は、両データから比較データを生成する。ステップＳ８では、制御部４３は、前述の比較データをディスプレイ４１に表示させる。
【００２１】
図５は、計測対象であるワークＷの平面図Ｗ１である。以下、このワークＷを計測した場合に生成される各種図面について説明する。図６は、ワークＷの計測データの輪郭を示す計測図面データＷ２であり、画像処理装置５１に入力された複数の一次元画像データを集合させた二次元画像に対応している。図７は、ワークＷの設計図面データＷ３である。図８は、ディスプレイ４１において、設計図面データＷ３に計測図面データＷ２を重ね合わせた図である。図８において、ワークＷの設計図面データＷ３は実線で示され、ワークＷの計測図面データＷ２は二点鎖線で示されている。実際の画面では、両者の線は色・線種等が異なるように表示される。図８には、両者が一致する一致箇所６１、設計図面データＷ３における径が計測図面データＷ２における径より小さい第１不一致箇所６２、設計図面データＷ３における径が計測図面データＷ２における径より大きい第２不一致箇所６３が表示されている。さらに、図８に示すように、設計図面データＷ３における長さが計測図面データＷ２における長さより短い第３不一致箇所６４が図示されている。不一致箇所においては、寸法差の値、公差範囲内であるか否か、良品・不良品の判定結果等の各種情報も表示させても良い。
【００２２】
図８に示すように、二種類の図面を重ね合わせることで、計測されたワークＷの寸法・公差判定が容易になる。この場合、ワークＷの寸法が大きく異なっている場合に、操作者が不良であることを容易に判断できる。また、この重ね合わせ表示によって、ワークの長さについても判定が可能であり、その場合は類似ワークの混同を防止できる。
【００２３】
（４）特徴
ワーク計測システム１は、第１ワーク台１１および第２ワーク台１３と、計測機５と、ディスプレイ４１とを備えている。第１ワーク台１１および第２ワーク台１３は、ワークＷを載置可能である。計測機５は、ワークＷを計測するための機構であって、ワークＷの長手方向に第１ワーク台１１および第２ワーク台１３と相対移動可能である。ディスプレイ４１は、計測機５からの計測データに基づいてワークＷの形状を表示する。
このシステムでは、計測機５と第１ワーク台１１および第２ワーク台１３が相対移動する際に、計測機５がワークＷの各部位を計測する。したがって、長手方向に延びるワークＷであっても各部位が正確に計測され、さらに計測データがディスプレイ４１に表示される。したがって、ワークＷの計測結果の判定が容易になる。
【００２４】
ワーク計測システム１は、計測データとワークの設計図データとを比較するためのデータ比較機能をさらに備えている。ワークの設計図データを比較対象として用いるので、計測結果の全体判定も自動的に行うことができる。
【００２５】
ディスプレイ４１は、計測データと設計図データとを重ね合わせて表示可能であっても良い。重ね合わせ表示によって、計測データの判定が容易になる。
【００２６】
（５）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２７】
上記実施形態では計測サンプリング時間と計測部の相対移動時間とを同期させており、計測の精度を高めている。しかし、上記同期は必ずしも行わなくても良い。
計測機を固定して、ワーク台を移動させて計測を行っても良い。
ＣＣＤからのデータ取り込みのサンプリング時間は自由に設定できる。サンプリング時間は数ｍｍ秒〜数十ｍｍ秒の範囲であり、短くすればするほどサンプリング寸法も短くなる。
ワークＷについての寸法・公差判定は、ＣＡＤデータの代わりに、あらかじめ指定したポイントのデータを入力したものを用いても良い。
計測データにＣＡＤデータを重ね合わせる動作を省略して、両者で寸法・公差判定のみを行っても良い。
投光素子とＣＣＤは上下が反対に設置されていても良い。
ＣＭＯＳ等のＣＣＤ以外の受光素子を用いても良い。
照明装置としては、ＬＥＤやレーザ等の各種投光素子を用いても良い。
照明方法としては、透過式照明方法以外に反射式照明方式等他の方法を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るワーク計測システムは、長手方向にわたって径が細かく変化するワークを計測するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例としてのワーク計測システムの平面模式図。
【図２】ワーク計測システムの計測部の概略斜視図。
【図３】ワーク計測システムの制御構成を示すブロック図。
【図４】ワーク計測システムの制御動作を示すフローチャート。
【図５】計測対象であるワークの平面図。
【図６】ワークの計測データの輪郭を示す図。
【図７】ワークの設計図面データ。
【図８】ディスプレイにおいて、設計図面データに計測データを重ね合わせた図。
【符号の説明】
【００３０】
１      ワーク計測システム
３      計測装置筐体
５      計測機（計測部）
７      ボールねじ機構
９      リニアガイドレール
１１    第１ワーク台（ワーク台）
１３    第２ワーク台（ワーク台）
１５    ボールねじ
１７    サーボモータ
１９    移動部
２１    照明装置
２３    ＣＣＤ
２５    下側梁部
２７    上側梁部
２９    連結部
３１    ボールねじ螺合部
３１ａ  ナット
３３    ガイド支持部
３５    ガイド
４１    ディスプレイ（表示部）
４３    制御部（データ比較部）
４５    サーボコントローラ
４７    照明制御部
４９    ＣＣＤ駆動回路
５１    画像処理装置
５３    表示制御部
５５    外部メモリ
５７    入力部
６１    一致箇所
６２    第１不一致箇所
６３    第２不一致箇所
６４    第３不一致箇所
Ｗ      ワーク
Ｗ１    ワークＷの平面図
Ｗ２    ワークＷの計測図面データ
Ｗ３    ワークＷの設計図面データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010101759.tif 000007
【図６】
2010101759.tif 000008
【図７】
2010101759.tif 000009
【図８】
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