(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、
前記可動部を脱着自在に取付可能かつ前記可動部を被測定物に対し接近または離隔可能に移動させ得る移動手段と、
前記被測定物に対し当接可能に前記可動部に設けられる複数の接触子で、前記移動手段より前記可動部が前記被測定物に接近する方向に移動すると、当該複数の接触子のうちの１つが前記被測定物に当接し、さらに前記可動部が前記被測定物に接近する方向に前記可動部が移動すると先に当接していた接触子が前記被測定物に当接しなくなる替わりに当該複数の接触子のうちの別の１つが前記被測定物に当接するように、前記被測定物に２以上が同時に当接することのない位置関係にある複数の接触子と、
前記複数の接触子のうちのいずれか１つが前記被測定物に当接したときに前記可動部が反当接方向に移動する移動量を検出可能な検出手段と、
を備えることを特徴とする多点測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の多点測定装置を用いた寸法測定方法であって、基準物による寸法基準値を前記多点測定装置により測定するステップと、
被測定物による寸法測定値を前記多点測定装置により測定するステップと、
前記寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に前記寸法測定値があるか否かを判断するステップと、
を含むことを特徴とする寸法測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法に関し、例えばクランクシャフトのジャーナル部の外径を多点測定する場合に好適な多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図９に示すような円柱形状のワークＷ（被測定物）の外径Ｗｄ等を多点測定する装置として、例えば同図に示すような構成を採るものがある。
即ち、従来の多点測定装置９０は、それぞれ一対のリニアゲージ９２と、このリニアゲージ９２のディジタルスケールに連結したフィーラ９４と、このフィーラ９４の先端に取り付けられた接触子９６と、からなる測定ユニット９１を、ワークＷの外径Ｗｄ等の測定箇所ごとに対応して設けていた。なお、ワークＷの外径Ｗｄ等を多点測定する目的は、当該円柱部分に生じ得るテーパや外周面の膨らみ等が許容範囲内にあるか否かを判定することにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような従来の多点測定装置９０によると、次に挙げるような問題点がある。
(1) 測定範囲等を拡大するため、測定箇所を増やそうとすると、リニアゲージ９２、フィーラ９４および接触子９６を１セットとした測定ユニット９１全体を増設しなければならない。そのため、このような測定箇所の変更により、その都度、測定ユニット９１の増設等が必要になるので、段取り工数の増大を招くとともに、設備コストの増加をも招くという問題がある。
(2) 接触子９６による測定位置を変更しようとすると、接触子９６を含めた測定ユニット９１の位置変更あるいは、先端に接触子９６を備えたフィーラ９４の形状変更をしなければならない。そのため、このような変更に伴うリニアゲージ９２の調整等が必要になり、段取り工数の増大を招くという問題がある。
(3) 測定箇所ごとにリニアゲージ９２が必要なることから、リニアゲージ９２から送出されるカウンタ信号の本数が測定箇所に応じて増加するため、配線の引き回しが煩雑になるとともに、カウンタ信号の処理に必要な制御装置内のインタフェイスのポートも増設しなければならないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により実現し得る多点測定装置およびこれを用いた寸法測定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の多点測定装置では、可動部と、前記可動部を脱着自在に取付可能かつ前記可動部を被測定物に対し接近または離隔可能に移動させ得る移動手段と、前記被測定物に対し当接可能に前記可動部に設けられる複数の接触子で、前記移動手段より前記可動部が前記被測定物に接近する方向に移動すると、当該複数の接触子のうちの１つが前記被測定物に当接し、さらに前記可動部が前記被測定物に接近する方向に前記可動部が移動すると先に当接していた接触子が前記被測定物に当接しなくなる替わりに当該複数の接触子のうちの別の１つが前記被測定物に当接するように、前記被測定物に２以上が同時に当接することのない位置関係にある複数の接触子と、前記複数の接触子のうちのいずれか１つが前記被測定物に当接したときに前記可動部が反当接方向に移動する移動量を検出可能な検出手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、請求項２の寸法測定方法では、請求項１記載の多点測定装置を用いた寸法測定方法であって、基準物による寸法基準値を前記多点測定装置により測定するステップと、被測定物による寸法測定値を前記多点測定装置により測定するステップと、前記寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に前記寸法測定値があるか否かを判断するステップと、を含むことを技術的特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明では、移動手段により、被測定物に対し接近または離隔可能な可動部には、被測定物に２以上が同時に当接することのない複数の接触子が設けられ、またこの可動部の移動量は検出手段により検出される。これにより、移動手段よって可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの１つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出され、さらに可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの別の１つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出される。つまり、複数箇所に当接する接触子の移動量を１つの検出手段により検出することができる。また、移動手段は、可動部を脱着自在に取付可能にしているので、当該可動部を他の可動部に容易に交換できる。
【０００８】
請求項２の発明では、寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に寸法測定値があるか否かを判断する。これにより、基準物による寸法基準値との相対的な寸法関係から、被測定物の寸法を測定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多点測定装置に係る実施形態として、クランクシャフトのジャーナル部（以下「ワークＷ」という。）の外径を測定する測定システム２０に適用した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
まず、本実施形態による測定システム２０の全体構成を図２により説明する。
図２に示すように、測定システム２０は、主に、測定セット２１、多点測定装置３０、シーケンサ５１、データ処理装置５３等から構成される。
【００１０】
測定セット２１は、その設置場所の床面等に垂設される２本の柱２２、これら柱２２の間に架けられるＹ軸スライダ２３、柱２２と並設してこのＹ軸スライダ２３の可動部に取り付けられるＸ軸スライダ２５、および被測定物であるワークＷを載置可能なテーブル２６から構成されている。多点測定装置３０はＸ軸スライダ２５の可動部に取り付けられる。これにより、Ｙ軸スライダ２３の可動部およびＸ軸スライダ２５の可動部は、それぞれのボールねじ等の回転によって、Ｙ軸方向あるいはＸ軸方向に任意に移動することができる。そのため、多点測定装置３０は、柱２２の間をＹ軸スライダ２３により、また上下方向をＸ軸スライダ２５により、それぞれ移動することができるので、テーブル２６上に位置するワークＷに対して、自由に接近または離隔することができる。
【００１１】
シーケンサ５１は、内蔵するマイクロコンピュータ等により、Ｙ軸スライダ２３およびＸ軸スライダ２５の動作を司る装置である。具体的には、Ｙ軸スライダ２３のボールねじ等を駆動するサーボモータ２３ａおよびＸ軸スライダ２５のボールねじ等を駆動するサーボモータ２５ａに、それぞれの回転を制御するパルス信号を適宜、送出する。またシーケンサ５１は、このようなパルス信号を送出する一方で、Ｙ軸スライダ２３およびＸ軸スライダ２５による多点測定装置３０の移動タイミングをデータ処理装置５３に通知するため、当該パルス信号の送出に合わせてデータ処理装置５３に所定のタイミング信号を送出する。
【００１２】
データ処理装置５３は、図３によるブロック図に示すような構成を採る。
即ち、データ処理装置５３は、主に、ＣＰＵ５３ａ、メモリ５３ｂ、２次記憶装置５３ｃ、インターフェイス５３ｄ、５３ｅ、カウンタ５３ｆ、表示部５３ｇ、操作部５３ｈ等から構成されている。
ＣＰＵ５３ａは、制御部、演算処理部、レジスタ等からなり、メモリ５３ｂやインターフェイス５３ｄ、５３ｅを介して読み込んだ各データを後述する各処理により所定の情報処理を行う。メモリ５３ｂは、図示しないシステムバスを介してＣＰＵ５３ａと接続されており、後述する各処理を行うプログラム等が記憶されている。またインターフェイス５３ｄ、５３ｅも、図示しないシステムバスを介してＣＰＵ５３ａに接続されている。
【００１３】
インターフェイス５３ｄには、良否判定（ＯＫ、＋ＮＧ、−ＮＧ）表示や異常発生表示等を行う表示部５３ｇ、諸条件等の入力を行う操作部５３ｈおよびファイル化された各プログラムを格納する２次記憶装置５３ｃが接続されている。
また、他方のインターフェイス５３ｅには、外部装置にあたるリニアゲージ３２やシーケンサ５１が接続されており、リニアゲージ３２からはカウンタ５３ｆを介してカウンタ信号が入力され、またシーケンサ５１からはタイミング信号が入力される。
【００１４】
このように構成することにより、ＣＰＵ５３ａは、シーケンサ５１から送られてくるタイミング信号に基づいて、リニアゲージ３２から送られてくるカウンタ信号を読込むとともに、当該カウンタ信号の読込みが完了すると、シーケンサ５１に対して読込み完了信号を送出することができる。またリニアゲージ３２から出力されるパルス信号は２相パルスであるため、これによりリニアゲージの開閉情報を得ている。
【００１５】
次に、多点測定装置３０の構成を図１に基づいて説明する。なお、測定システム２０では、２式の多点測定装置３０を対向させ一対として構成することで、ワークＷの直径Ｗｄを多点測定し得るようにしている。また、図１(A) は多点測定装置３０の構成を示す模式的構成図、図１(B) は図１(A) を紙面垂直方向から見た場合におけるワークおよび接触子の位置関係を示す説明図である。
図１(A) に示すように、多点測定装置３０は、主に、リニアゲージ３２、ヘッド３４、フィンガー３５、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃから構成されている。
【００１６】
リニアゲージ３２は、本体部から出入りするロッド３２ａの移動量を磁気や光を利用したディジタルスケールおよびディジタルカウンタの組み合わせによって検出するものである。つまり、ロッド３２ａの一端側に設けられたコイルあるいは光シャッタ等によりロッド３２ａの突出量を検出した後、これをディジタルカウンタより数値化してカウンタ信号を出力するものである。なお、リニアゲージ３２によりヘッド３４の移動量を測定するのは、比較的広範囲な測定が可能だからである。したがって、測定範囲がそれほど広くない場合、例えば測定範囲が１００μｍオーダの場合には、リニアゲージ３２を用いる必要はなく、差動トランス等を用いてヘッド３４の移動量を測定しても良い。
【００１７】
ヘッド３４は厚肉の平板状に形成されており、リニアゲージ３２から出入りするロッド３２ａの他端側に、ロッド３２ａとともにＴ字形状をなすように取り付けられている。つまり、平板状のヘッド３４は、ロッド３２ａに対して直角に位置するように、筒形状の取付部３４ａを介してロッド３２ａの他端部に取り付けられている。なお、この取付部３４ａは、ロッド３２ａの他端部と脱着自在に構成されていることから、ヘッド３４を他のものと交換する必要が生じても、容易に他のヘッド３４と取り換えることができる。
【００１８】
フィンガー３５は短尺の円柱状に形成されており、ヘッド３４の板面に対して３箇所に垂設されている。つまり、フィンガー３５は、図１(B) に示すように、取付部３４ａが設けられる面と反対側の面に、その対角線Ｍ上に位置する３箇所に設けられている。なお、フィンガー３５をこのように位置させた理由は、次述する接触子３６の説明において述べる。
【００１９】
接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃは半球面形状に形成されており、その平面側をフィンガー３５の先端に向けて取り付けられている。つまり、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、接触子３６の球面部がワークＷの外周面Ｗａに当接し得るように、フィンガー３５に取り付けられている。これにより、図１(B) に示すように、ヘッド３４の対角線Ｍ上に位置するフィンガー３５と同様に、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃもヘッド３４の対角線Ｍ上に位置する。
【００２０】
そのため、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃがワークＷの外周面Ｗａに当接し得る位置関係において、Ｘ軸スライダ２５によりヘッド３４を同図中の矢印方向、即ちワークＷ方向に移動させると、まず最初に接触子３６ａだけがワークＷの中心軸線Ｋ上の位置ＡでワークＷの外周面Ｗａに当接する。そして、ヘッド３４をさらにワークＷ方向に移動させると、外周面Ｗａに当接していた接触子３６ａがワークＷから離れて、次に接触子３６ｂだけが中心軸線Ｋ上の位置Ｂで外周面Ｗａに当接する。続けてヘッド３４がさらにワークＷ方向に移動すると、外周面Ｗａに当接していた接触子３６ｂがワークＷから離れ、最後に接触子３６ｃだけが中心軸線Ｋ上の位置Ｃで外周面Ｗａに当接する。
【００２１】
このように、フィンガー３５を介して、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃをヘッド３４の対角線Ｍ上に位置させることにより、２以上の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃが同時にワークＷに当接することがない位置関係を維持している。そのため、図１(B) により説明したように、ヘッド３４とワークＷとが相対的に移動すると、３箇所の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうちの１つだけをワークＷに当接させることができる。これにより、３箇所の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうちの当接した１つの接触子による移動量をリニアゲージ３２により検出することができる。したがって、ワークＷの外径Ｗｄ等を多点測定する場合、即ち当該円柱部分に生じ得るテーパや外周面の膨らみ等が許容範囲内にあるか否かを判定する場合であっても、測定箇所ごとにリニアゲージ３２を設けることなく、１つのリニアゲージ３２で多点測定を行うことができる。本実施形態の場合、３箇所の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃによるヘッド３４の移動量をリニアゲージ３２の出力として捉えると、図８に示すような３箇所のピーク（α、γ、ε）および２箇所のボトム（β、δ）として把握することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、フィンガー３５を介して、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃをヘッド３４の対角線Ｍ上に位置させたが、本発明では、被測定物に２以上が同時に当接することのない位置関係であれば、これに限られることはない。したがって、例えばへ字状に折れ曲がる線上に複数の接触子が配置されても良い。
【００２３】
また、本実施形態では、クランクシャフトのジャーナル部の如く円柱形状のワークＷを例示して説明したが、本発明では、測定可能な被測定物は円柱形状のものに限られず、例えば平板形状のものであっても良い。但し、この場合においては、被測定物の測定対象部分が、図１(B) に示す接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃの移動方向の間隔Ｐ1 、Ｐ2 よりも狭い棒状あるいは帯状であることが必要になる。この間隔Ｐ1 、Ｐ2 よりも測定対象部分の方が広いと、接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうちの２以上の接触子が同時に当接することになるからである。
【００２４】
続いて、測定システム２０の作動を図１および図２に基づいて説明する。
図２に示すように、テーブル２６上にセットされたワークＷの上方に、一対の多点測定装置３０が位置するように、Ｙ軸スライダ２３によって位置合わせが行われる。そして、一対の多点測定装置３０がワークＷの上方に到達すると、次にＸ軸スライダ２５により、ワークＷの上方からワークＷの中心軸に対して直角方向に多点測定装置３０が降下してくる。このとき、一対の多点測定装置３０は、その対向間隔がワークＷの直径Ｗｄよりも広くなるよう確保されているため、多点測定装置３０はワークＷを超えてその下方に位置するまで降下できる。
【００２５】
一対の多点測定装置３０の位置がワークＷの下方に達すると、多点測定装置３０の対向間隔がワークＷの直径Ｗｄよりも狭くなるように閉じ、その状態を維持しながら一対の多点測定装置３０はＸ軸スライダ２５によりワークＷの上方に向けて移動する。これにより、ヘッド３４に取り付けられた接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃが、ワークＷの外周面Ｗａに当接する。つまり、図１(B) により前述したように、接触子３６ａから順番に位置Ａで外周面Ｗａに当接し、次に接触子３６ｂが位置Ｂで外周面Ｗａに当接し、その次に接触子３６ｃが位置Ｃで外周面Ｗａに当接する。このような接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる外周面Ｗａへの当接がワークＷの径方向両側において行われるため、それぞれの接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃの当接によって得られたリニアゲージ３２のカウンタ信号が順次データ処理装置５３に送出され、ワークＷの直径Ｗｄが測定される。
【００２６】
上述したように、一対の多点測定装置３０では、ワークＷの直径Ｗｄを測定すると、リニアゲージ３２からデータ処理装置５３にカウンタ信号が送出される。これにより、以下に述べるような各処理がデータ処理装置５３により行われる。以下、図４〜図８を参照して説明する。
【００２７】
図４(A) に示すように、まずステップＳ１０によりデータ読込み処理、つまり一対のリニアゲージ３２からカウンタ信号が読込まれる。
次にステップＳ１２により、このカウンタ信号を加算してワークＷの直径Ｗｄに相当する測定値を算出する。そして続くステップＳ１４により、この測定値を、予め測定しておいた基準値であるマスター値と比較する。これにより、ワークＷの直径Ｗｄの寸法計算が行われる。
【００２８】
このようにして算出されたワークＷの直径Ｗｄは、ステップＳ１４による判定処理により、マスター値との比較結果から、予め設定された寸法許容範囲内にあるか否かの判定が行われる。つまり、当該寸法許容範囲内にあれば、ステップＳ１６に処理が移行し、良品表示である「ＯＫ」が表示部５３ｇに表示される。一方、当該寸法許容範囲内になく下限値を超えていれば不良品表示である「−ＮＧ」が表示部５３ｇに表示され（Ｓ１５）、他方、当該寸法許容範囲内になく上限値を超えていれば不良品表示である「＋ＮＧ」が表示部５３ｇに表示される（Ｓ１７）。そして、ステップＳ１８により、ワークＷの直径Ｗｄの寸法表示が同表示手段等に表示され、一連の処理が終了する。
【００２９】
ここで、ステップＳ１０によるデータ読込み処理の内容をさらに説明すると、図４(B) に示すような５ステップに分けることができる。これは、図８(A) に示す３箇所のピーク（α、γ、ε）および２箇所のボトム（β、δ）を検出するために行われる処理である。
【００３０】
即ち、ステップＳ１０によるデータ読込み処理は、図８(A) に示す第１ピークαを検出するための第１ピーク検出処理（Ｓ１００）、同図に示す第１ボトムβを検出するための第１ボトム検出処理（Ｓ１５０）、同図に示す第２ピークγを検出するための第２ピーク検出処理（Ｓ２００）、同図に示す第２ボトムδを検出するための第２ボトム検出処理（Ｓ２５０）および同図に示す第３ピークεを検出するための第３ピーク検出処理（Ｓ３００）を順次に実行する。
【００３１】
図５(A) に示すように、第１ピーク検出処理は、まずステップＳ１１０による初期値格納処理から行われる。即ち、リニアゲージ３２により検出されたデータのうち、最も大きな値を持つものを最大値、また最も小さな値を持つものを最小値として、それぞれの値とデータ番号を所定のレジスタ等に格納する処理を行う。
【００３２】
続くステップＳ１１２では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば（Ｓ１１２でＹｅｓ）、検出データは増加傾向にあるので、ステップＳ１１３に処理を移行してその次データが、以前蓄えた最大値よりも大きいか否かの判断を行う。一方、ステップＳ１１２により次データが前データよりも大きいのでなければ（Ｓ１１２でＮｏ）、検出データは増加傾向にはないので、ステップＳ１１４に処理を移行しその次データが最大値から１０μｍを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。
【００３３】
この最大値から１０μｍを減算した値（最大値−１０μｍ）は、第１ピークαを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば（Ｓ１１４でＹｅｓ）、第１ピークαを検出したと判断し、当該第１ピーク検出処理を終了（ＲＥＴ）し、図４(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。
【００３４】
なお、ステップＳ１１４により次データが最大値から１０μｍを減算した値よりも小さいのでなければ（Ｓ１１４でＮｏ）、処理をステップＳ１１７に移行し、その次データのデータ番号が３００番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、全サンプリング数６００の半分を超えていても第１ピークαが検出できない場合には（Ｓ１１７でＹｅｓ）、ステップＳ１１９による異常検出処理を実行し、その旨をデータ処理装置５３の表示部５３ｇに表示しオペレータ等に異常の発生を告知する。一方、データ番号が３００番以下であれば（Ｓ１１７でＮｏ）、再度、ステップＳ１１２に処理を移行しその次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００３５】
ステップＳ１１３では、次データが以前蓄えた最大値よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データが以前蓄えた最大値よりも大きいのであれば（Ｓ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１５により、この次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、そうでなければ（Ｓ１１３でＮｏ）、再度、ステップＳ１１２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００３６】
図５(B) に示すように、第１ボトム検出処理は、まずステップＳ１６０により前データを新たな最小値として蓄える処理を行う。
続くステップＳ１６２では、次データが前データよりも小さいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも小さいのであれば（Ｓ１６２でＹｅｓ）、検出データは減少傾向にあるので、ステップＳ１６３に処理を移行してその次データのデータ番号が、３５０番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が３５０番よりも大きいのであれば（Ｓ１６３でＹｅｓ）、ステップＳ１６５による異常検出処理を実行して、データ処理装置５３の表示部５３ｇによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が３５０番以下であれば（Ｓ１６３でＮｏ）、ステップＳ１６７によりこの次データを新たな最小値として蓄える処理を行った後、再度、ステップＳ１６２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００３７】
一方、ステップＳ１６２により次データが前データよりも小さいのでなければ（Ｓ１６２でＮｏ）、検出データは減少傾向にないので、ステップＳ１６４に処理を移行してその次データが最小値に１０μｍを加算した値よりも大きいか否かの判断を行う。この最小値に１０μｍを加算した値（最小値＋１０μｍ）は、第１ボトムβを検出したことを判断するための境界値であり、この値を上回っていれば（Ｓ１６４でＹｅｓ）、第１ボトムβを検出したと判断し、当該第１ボトム検出処理を終了（ＲＥＴ）し、図４(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を上回っていなければ（Ｓ１６４でＮｏ）、再度、ステップＳ１６２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００３８】
図６(A) に示すように、第２ピーク検出処理は、まずステップＳ２１０により前データを新たな最大値として蓄える処理を行う。
続くステップＳ２１２では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば（Ｓ２１２でＹｅｓ）、検出データは増加傾向にあるので、ステップＳ２１３に処理を移行してその次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、続くステップＳ２１４に処理を移す。一方、そうでなければ（Ｓ２１２でＮｏ）、検出データは増加傾向にないので、そのまま続くステップＳ２１４に処理を移す。
【００３９】
ステップＳ２１４では、次データのデータ番号が、４００番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が４００番よりも大きいのであれば（Ｓ２１４でＹｅｓ）、ステップＳ２１５による異常検出処理を実行し、表示手段等によりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が４００番以下であれば（Ｓ２１４でＮｏ）、続くステップＳ２１６によりその次データが最大値から１０μｍを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。
【００４０】
この最大値から１０μｍを減算した値（最大値−１０μｍ）は、第２ピークγを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば（Ｓ２１６でＹｅｓ）、第２ピークγを検出したと判断し、当該第２ピーク検出処理を終了（ＲＥＴ）し、図４(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を下回っていなければ（Ｓ２１６でＮｏ）、再度、ステップＳ２１２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００４１】
図６(B) に示すように、第２ボトム検出処理は、前述した図５(B) による第２ボトム検出処理とほぼ同様に行われる。即ち、まずステップＳ２６０により前データを新たな最小値として蓄える処理を行う。
続くステップＳ２６２では、次データが前データよりも小さいか否かを判断する処理を行う。次データが前データよりも小さいのであれば（Ｓ２６２でＹｅｓ）、検出データは減少傾向にあるので、ステップＳ２６３に処理を移行してその次データのデータ番号が、５００番よりも大きいか否かの判断を行う。そして、次データのデータ番号が５００番よりも大きいのであれば（Ｓ２６３でＹｅｓ）、ステップＳ２６５による異常検出処理を実行して、データ処理装置５３の表示部５３ｇによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が５００番以下であれば（Ｓ２６３でＮｏ）、ステップＳ２６７によりこの次データを新たな最小値として蓄える処理を行った後、再度、ステップＳ２６２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００４２】
一方、ステップＳ２６２により次データが前データよりも小さいのでなければ（Ｓ２６２でＮｏ）、検出データは減少傾向にないので、ステップＳ２６４に処理を移行してその次データが最小値に１０μｍを加算した値よりも大きいか否かの判断を行う。この最小値に１０μｍを加算した値（最小値＋１０μｍ）は、第２ボトムδを検出したことを判断するための境界値であり、この値を上回っていれば（Ｓ２６４でＹｅｓ）、第２ボトムδを検出したと判断し、当該第２ボトム検出処理を終了（ＲＥＴ）し、図４(B) に示すデータ読込み処理に復帰する。他方、この値を上回っていなければ（Ｓ２６４でＮｏ）、再度、ステップＳ２６２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００４３】
図７に示すように、第３ピーク検出処理は、まずステップＳ３１０により前データを新たな最大値として蓄える処理を行う。
続くステップＳ３１２では、次データが前データよりも大きいか否かを判断する処理を行う。即ち、次データが前データよりも大きいのであれば（Ｓ３１２でＹｅｓ）、検出データは増加傾向にあるので、ステップＳ３１４に処理を移行してその次データを新たな最大値として蓄える処理を行い、続くステップＳ３１６に処理を移す。一方、そうでなければ（Ｓ３１２でＮｏ）、検出データは増加傾向にないので、ステップＳ３１４およびステップＳ３１６による処理を行うことなく、ステップＳ３１８に処理を移す。
【００４４】
ステップＳ３１６では、即ち、次データが前データよりも大きい場合には、次データのデータ番号が５５０番よりも大きいか否かの判断を行う。そして次データのデータ番号が５５０番よりも大きいのであれば（Ｓ３１６でＹｅｓ）、ステップＳ３１３による異常検出処理を実行して、データ処理装置５３の表示部５３ｇによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が５５０番以下であれば（Ｓ３１６でＮｏ）、ステップＳ３１８に処理を移行する。
【００４５】
ステップＳ３１８では、次データが、最大値から１０μｍを減算した値よりも小さいか否かの判断を行う。この最大値から１０μｍを減算した値（最大値−１０μｍ）は、第３ピークεを検出したことを判断するための境界値であり、この値を下回っていれば（Ｓ３１８でＹｅｓ）、第３ピークεを検出したと判断し、当該第３ピーク検出処理を終了（ＲＥＴ）し、図４(B) に示すデータ読込み処理も終了する。他方、この値を下回っていなければ（Ｓ３１８でＮｏ）、ステップＳ３１５に処理を移して当該次データのデータ番号が５９８番よりも大きいか否かの判断を行う。
【００４６】
ステップＳ３１５は、当該次データのデータ番号が、全サンプリング数６００に到達する直前であるか否かの判断を行うものである。即ち、サンプリングの終了直前にあるにもかかわらず、ステップＳ３１８により第３ピークεを検出したと判断できない場合には（Ｓ３１５でＹｅｓ）、ステップＳ３１７による異常検出処理を実行し、表示部５３ｇによりその旨をオペレータ等に告知する。一方、データ番号が５９８番以下であれば（Ｓ３１５でＮｏ）、再度、ステップＳ３１２に処理を移行し、その次のデータについて前述同様の処理を行う。
【００４７】
以上説明したデータ処理装置５３による各処理によって、図８(A) に示すような３箇所のピーク（α、γ、ε）および２箇所のボトム（β、δ）が検出され、さらに図４(A) によるステップＳ１２よりワークＷの直径Ｗｄ直径に相当する測定値が算出される。なお、図８(A) に示すものは、各ピーク値が寸法差０に適合した良品による特性データの例で、図８(B) に示すものは、第１ピークαと第３ピークεの寸法差がそれぞれ＋Δｄ1 、−Δｄ2 だけ生じている不良品による特性データの例である。
【００４８】
以上説明した測定システム２０に係る多点測定装置３０よると、ワークＷに接近または離隔可能なヘッド３４には、ワークＷに２以上が同時に当接することのない複数の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃが設けられ、またこのヘッド３４の移動量はリニアゲージ３２により検出される。これにより、Ｘ軸スライダ２５よってヘッド３４とワークＷとが相対的に移動すると、複数の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうちの接触子３６ａが、ワークＷに当接しそれによるヘッド３４の移動量がリニアゲージ３２により検出され、さらにヘッド３４とワークＷとが相対的に移動すると、複数の接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうちの別の接触子３６ｂが、ワークＷに当接しそれによるヘッド３４の移動量がリニアゲージ３２により検出される。つまり、ワークＷの外周面Ｗａの位置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ当接する接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃの移動量を１つのリニアゲージ３２により検出することができる。したがって、測定箇所や測定位置を変更する要求があっても、リニアゲージ３２を変更することなく、要求に対応した接触子３６ａ等を設けるヘッド３４を交換すれば良いため、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果がある。また、ヘッド３４の移動量を検出するリニアゲージ３２の数を１つに減らすことができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置３０を実現し得る効果がある。
【００４９】
なお、特開平１１−３２５８７６号公報に開示される「測定装置」は、リニアゲージの測定子と差動トランスの測定子とが並列状に配置される構成を採っている。つまり、差動トランスを必須の構成要素としている。そのため、以下のような問題点がある。
(A) 差動トランスが必要になる分、差動トランス用の信号処理回路等が必要になるため、部品点数が増えるとともに構成が複雑になる。
(B) 差動トランスから出力される信号を伝送するための配線が必要なるため、可動部に対する当該配線の処理、引き回し等が煩雑になる。
(C) 測定ヘッドを交換するごとに、差動トランスの電気的および機械的調整が必要になり、保守性、保全性の面で不都合が生じやすい。
【００５０】
この点、本実施形態に係る多点測定装置３０においては、差動トランスを用いることなく、ワークＷの外周面Ｗａの位置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ当接する接触子３６ａ、３６ｂ、３６ｃの移動量を１つのリニアゲージ３２により検出する。このため、測定箇所等を変更する要求があってもヘッド３４を他のものに変更すれば、リニアゲージ３２自体を変更する必要がない。また、ヘッド３４の取付部３４ａは、リニアゲージ３２のロッド３２ａの他端部と脱着自在に構成されている。このため、ヘッド３４を他のものと交換する必要が生じても、容易に他のヘッド３４と取り換えることができる。したがって、本実施形態に係る多点測定装置３０では、前記(A) 〜(C) のような問題点を解消し、かつ、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置３０を実現している。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、移動手段により、被測定物に対し接近または離隔可能な可動部には、被測定物に２以上が同時に当接することのない複数の接触子が設けられ、またこの可動部の移動量は検出手段により検出される。これにより、移動手段よって可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの１つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出され、さらに可動部と被測定物とが相対的に移動すると、複数の接触子のうちの別の１つが、被測定物に当接しそれによる可動部の移動量が検出手段により検出される。つまり、複数箇所に当接する接触子の移動量を１つの検出手段により検出することができる。また、移動手段は、可動部を脱着自在に取付可能にしているので、当該可動部を他の可動部に容易に交換できる。したがって、測定箇所や測定位置を変更する要求があっても、検出手段を変更することなく、要求に対応した接触子を設ける可動部を交換すれば良いため、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果がある。また、可動部の移動量を検出する検出手段の数を１つに減らすことができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により多点測定装置を実現し得る効果がある。
【００５２】
請求項２の発明では、寸法基準値に基づく所定の許容範囲内に寸法測定値があるか否かを判断する。これにより、基準物による寸法基準値との相対的な寸法関係から、被測定物の寸法を測定することができる。したがって、測定箇所や測定位置を容易に変更し得る効果に加えて、周囲温度の変化による形状変形があっても基準物および被測定物はそれぞれ同様に形状変形するため、被測定物の寸法を絶対値により測定するよりも容易かつ正確に寸法測定し得る効果がある。また、可動部の移動量を検出する検出手段の数を１つに減らしても、被測定物の寸法を絶対値により測定するよりも容易かつ正確に寸法測定することができるので、測定精度に影響を与えることなく、簡素な構成により寸法測定し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(A) は、本発明の一実施形態に係る多点測定装置の構成を示す模式的構成図で、図１(B) は、図１(A) を紙面垂直方向から見た場合におけるワークおよび接触子の位置関係を示す説明図である。
【図２】本実施形態による測定システムの全体構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態による測定システムを構成するデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４(A) は、データ処理装置による処理全体の概要を示すフローチャートであり、図４(B) は、図４(A) に示すデータ読込み処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】図５(A) は、図４(B) に示す第１ピーク検出処理の概要を示すフローチャートであり、図５(B) は、図４(B) に示す第１ボトム検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】図６(A) は、図４(B) に示す第２ピーク検出処理の処理の流れを示すフローチャートであり、図６(B) は、図４(B) に示す第２ボトム検出処理の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図４(B) に示す第３ピーク検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態による測定システムにより測定された測定データの例を示すデータ特性図で、図８(A) は良品データ、図８(B) は不良品データを示すものである。
【図９】従来の多点測定装置の全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２０    測定システム
２３    Ｙ軸スライダ（移動手段）
２５    Ｘ軸スライダ（移動手段）
３０    多点測定装置
３２    リニアゲージ（検出手段）
３４    ヘッド      （可動部）
３５    フィンガー  （可動部）
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ    接触子
５１    シーケンサ
５３    データ処理装置
α    第１ピーク
β    第１ボトム
γ    第２ピーク
δ    第２ボトム
ε    第３ピーク
【図１】
0003693880.tif 000002
【図２】
0003693880.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003693880.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003693880.tif 000009
【図９】
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