(57)【要約】  一対の接触子を容易に変更調整するワーク検測装置であり、対象物への接触により２点間の距離を測定するための接触子を備えた一対の測定ヘッドと、前記一対の測定ヘッドがそれぞれ一体的に設けられた２つの調整用スライドと、前記２つの調整用スライドが移動可能に組み付けられたガイドレールと、前記一対の接触子で行う測定寸法に合わせた大きさのスペーサ部材と、前記スペーサ部材を挟み込んだ前記２つの調整用スライドの移動を止めるための位置決め機構とを有する。
2019155535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物への接触により２点間の距離を測定するための接触子を備えた一対の測定ヘッドと、
前記一対の測定ヘッドがそれぞれ一体的に設けられた２つの調整用スライドと、
前記２つの調整用スライドが移動可能に組み付けられたガイドレールと、
前記一対の接触子で行う測定寸法に合わせた大きさのスペーサ部材と、
前記スペーサ部材を挟み込んだ前記２つの調整用スライドの移動を止めるための位置決め機構とを有するワーク検測装置。
【請求項２】
前記位置決め機構は、締め付けレバーの操作により前記調整用スライドの移動を摩擦力によって規制するものである請求項１に記載のワーク検測装置。
【請求項３】
前記位置決め機構は、長孔が形成され、前記調整用スライドの上方に片持ち支持された止め板と、前記止め板と僅かな隙間をあけた状態で前記２つの調整用スライドにそれぞれ取り付けられた間接ブロックと、前記止め板の上方から前記長孔を通したねじ部が前記間接ブロックにそれぞれ螺合した２つのレバークランプとを有する請求項２に記載のワーク検測装置。
【請求項４】
前記２つのレバークランプは、ねじ部の形状が一方は右ねじで、他方は左ねじである請求項３に記載のワーク検測装置。
【請求項５】
前記スペーサ部材と前記ガイドレール側部材との間には、前記スペーサ部材を前記ガイドレールの所定位置に配置させる取付け構造が設けられた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワーク検測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の接触子の間隔を容易に変更調整可能なワーク検測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械などの加工では、加工されたワークの加工寸法が厳密に管理されている。その寸法管理には、加工機内部や独立した検測機内に組み込まれたワーク検測装置によって、ワークに対する加工寸法測定が行われるなどしている。下記特許文献１には、そうしたワーク検測装置の一従来例が開示されている。この検測装置は、一対の接触子がワークに接触することにより寸法を測定するものである。具体的には、装置本体に一対のアームが設けられ、そのアーム先端にワークと接触する接触子がそれぞれ組み付けられている。一対のアームは板バネを介して取り付けられ、検測時の接触子が板バネの撓みによって移動可能な構造となっている。そして、一対の接触子における移動量が差動トランスにより電気信号として検出され、その検出信号が演算装置へと送られて加工ワークの検測が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加工ワークの検測では、対象である加工ワークのサイズに応じて一対の接触子の間隔を変更調整する必要がある。この点、従来の検測装置では、接触子を備えた測定ヘッドの付け替えを行ったり、検測装置そのものを取り換えるなどの段取り替えが行われていた。しかし、そうした段取り替えは、接触子を備えた測定ヘッドを取り外さなければならず、そこに接続されている信号線などを一旦切り離さなければならなかった。検測装置によっては圧縮エアを使用して可動部を作動させるものもあり、そうした場合にはエアパイプなども外さなければならず、非常に手間のかかる作業であった。また、検測装置には測定精度が求められ、例えば加工ワークの検測においては０．５ｍｍ程度の公差を計測するための精度が要求される。よって、段取り替えに測定ヘッドの着脱が必要な従来構造では、正確な組み付けが難しく、微調整が繰り返されるなどして作業に長時間を要してしまうこともあった。【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、一対の接触子を容易に変更調整するワーク検測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様におけるワーク検測装置は、対象物への接触により２点間の距離を測定するための接触子を備えた一対の測定ヘッドと、前記一対の測定ヘッドがそれぞれ一体的に設けられた２つの調整用スライドと、前記２つの調整用スライドが移動可能に組み付けられたガイドレールと、前記一対の接触子で行う測定寸法に合わせた大きさのスペーサ部材と、前記スペーサ部材を挟み込んだ前記２つの調整用スライドの移動を止めるための位置決め機構とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
前記構成によれば、ガイドレールに沿って調整用スライドを移動させることにより、測定ヘッドが調整用スライドと一体になって移動し、一対の測定ヘッドの間に測定寸法に合わせた大きさのスペーサ部材を挟み込み、その状態で位置決め機構によって調整用スライドの移動を止めることにより、一対の接触子の間隔を対象物に合わせて容易に変更調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ワーク検測装置の一実施形態を備えた検測機の側面図である。
【図２】ワーク検測装置の一実施形態を示した側面図である。
【図３】ワーク検測装置の一実施形態を示した正面図である。
【図４】ワーク検測装置の一実施形態を示した平面図である。
【図５】一対の接触子によってワークの内径を計測している状態を示した図である。
【図６】一対の接触子によってワークの内径を計測している状態を示した図である。
【図７】ワーク検測装置の位置決め機構について、ワークサイズが異なる３タイプの位置決め状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明に係るワーク検測装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態のワーク検測装置を備えた検測機の側面図である。この検測機１は、旋盤などの工作機械と並べられ、ワーク自動搬送機によって工作機械から加工後のワークＷが搬送されるようになっている。検測機１は、アジャスタ機能付きの脚部を備えたテーブル３上に鉛直に起立した支柱４が固定され、その支柱４の前面に形成されたガイドレール５に対して昇降スライド６が取り付けられている。本実施形態のワーク検測装置７は昇降スライド６に取り付けられ、エアシリンダ８の伸縮作動により、上昇した退避位置と図示する下降した検測位置との間を移動可能になっている。
【００１０】
検測機１は、テーブル３にワーク台１１が設けられ、ワーク自動搬送機によって搬送されたワークＷが受け取られるようになっている。テーブル３上には支柱４に直交して梁部材１２が機体前方（図面右側）に向けて固定され、その上にガイドレール１３が設けられている。そのガイドレール１３に対して水平スライド１４が取り付けられ、その上にワーク台１１が固定されている。水平スライド１４にもエアシリンダ１５のピストンロッドが連結され、その伸縮作動によってワーク台１１の位置が切り換えられるようになっている。エアシリンダ１５の伸長作動により、機体前部のワーク受取り位置に移動し、収縮作動によって図示する機体後部の検測位置に移動する。
【００１１】
次に、図２乃至図４は、ワーク検測装置７を示した側面図、正面図および平面図である。ワーク検測装置７は、左右幅方向に一対の測定ヘッド２２が設けられ、その測定ヘッド２２には、それぞれ下方に向けて接触子２１が取り付けられている。２つの測定ヘッド２２は、それぞれ異なるブラケット２３を介してスライド機構に取り付けられて、左右幅方向の独立した移動が可能な構造になっている。
【００１２】
図２に示すように、昇降スライド６には鉛直方向に起立した支持ブロック２５が固定され、その支持ブロック２５の前面にはガイドレール２６が水平な状態で固定されている。そして、ガイドレール２６には一対の調整用スライド２７がスライド可能に取り付けられている。この調整用スライド２７は、ガイドレール２６とベアリングスライドを構成するガイドブロックである。よって、ワーク検測装置７は、水平なガイドレール２６を一対の調整用スライド２７が左右に移動することにより、一対の接触子２１を鉛直方向の姿勢そのままで間隔を変更調整することが可能になっている。
【００１３】
ここで、図５及び図６は、一対の接触子２１によってワークＷの内径を計測している状態を示した図である。異なる径のワークＷ１，Ｗ２について示されており、例えば、図５のワークＷ１は内径が２０ｍｍであり、図６のワークＷ２は内径が７８ｍｍである。本実施形態の測定ヘッド２２は、接触子２１がワーク検測装置７の正面側から見て幅方向に僅かに振れ、図示するように、先端部がワークＷの内側面に当たって接触子２１の基準位置からの変位量が検出されるように構成されたものである。
【００１４】
例えば、測定ヘッド２２は、その本体内部に一対の接触子２１がスプリングによって外側（離れる方向）に揺動する可動部が構成されている。その可動部には、バネ力に抗して一対の接触子２１を内側に揺動させるためのピストンも設けられている。ピストンは圧縮エアの給排気によって作動し、接触子２１に対する計測がエア圧制御によって行われるようになっている。また、測定ヘッド２２には接触子２１の変位量を検出する検出センサが設けられ、加工ワークの検測処理を実行する検測機１の演算処理部に検出信号が送信されるよう構成されている。
【００１５】
ワーク検測装置７では、組み付けられた測定ヘッド２２について、測定時の基準位置の調整が行われる。基準位置の調整は、ワーク台１１にマスタワークがセットされ、その内側面に接触子２１の先端部が当てられた位置を基準位置とする設定が行われる。前記課題でも述べたように０．５ｍｍ程度の公差を検測する精度の高いものであり、測定ヘッド２２の位置合わせは難しい作業である。そのため、従来のワーク検測装置は、測定ヘッドを取り換える構造であるため微調整も困難であった。また、検出センサと接続された信号線や、接触子を動作させるエアパイプなどの取り扱いもあり、手間のかかる作業であった。
【００１６】
この点、本実施形態ではそうした取り外しを無くすため、測定ヘッド２２を調整用スライド２７に搭載させた構成となっている。つまり、加工対象とするワークＷのサイズが変わったとしても、一対の測定ヘッド２２について基準位置の変更調整を行うことによりそのまま使用することができるようになっている。更に、前述した基準位置の調整を容易にするため、ブラケット２３の間に調整用スペーサ２８を挟み込む構成がとられている。この調整用スペーサ２８は、一対の測定ヘッド２２つまり一対の接触子２１の間隔を決めるものである。
【００１７】
一対の接触子２１の間隔は、一対の調整用スライド２７が調整用スペーサ２８を挟み込んだ最接近の状態によって決定される。その際、精度を高めるため一対の調整用スライド２７が互いに押し付け合うようにして位置決めされることとなる。そして、一対の調整用スライド２７の間で調整用スペーサ２８を挟み込むだけでは位置がずれてしまうので、調整用スライド２７の移動を止めるための位置決め機構が設けられている。ただし、調整用スライド２７は、ベアリングスライドを構成するガイドブロックであるため、移動を制限するための強い力が加わることは好ましくない。
【００１８】
そこで、本実施形態のワーク検測装置７では、調整用スペーサ２８がブラケット２３に挟み込まれ、そのブラケット２３に対して移動を制限する位置決め機構が構成されている。位置決め機構は、起立した姿勢の支持ブロック２５の上端に、図２に示すように、止め板３１が前方へ突き出すようにして片持ち支持の状態でネジ止めされている。止め板３１は、調整用スペーサ２８の取り付け位置に切欠き部３１１が形成され、図３に示すように左右一対のブラケット２３の上方に配置されている。
【００１９】
ブラケット２３は、調整用スライド２７にネジ止めされる板状の縦ブロック２３１と、測定ヘッド２２が取り付けられる板状の水平ブロック２３２とがＬ字形に接合され、更に両者と直交するように配置された支持板２３３が接合されている。横ブロック２３２には、機体前後方向に長孔２３５が形成され、その長孔２３５を通したボルト３３によって下側に測定ヘッド２２が固定されている。なお、本実施形態の測定ヘッド２２は、ワークＷの内径を測定する接触子２１を備えたものであるが、ワーク検測装置７は、ワークＷの外径測定などに対応した接触子を備えた測定ヘッドへの交換も可能である。
【００２０】
止め板３１には、左右幅方向に長い２つの長孔３１２が形成されている。長孔３１２は、測定ヘッド２２の移動範囲に対応して形成されたものであり、止め板３１の上部にはそれぞれの長孔３１２をねじ部３２１が貫通した一対のレバークランプ３２が設けられている。そして、長孔３１２を貫通したレバークランプ３２のねじ部３２１は、ブラケット２３の縦ブロック２３１に形成された雌ねじ部に螺合している。
【００２１】
レバークランプ３２は、ねじ部３２１にセレーションが形成され、通常は溝の噛み合いによってレバー部の回転がねじ部３２１に伝達されるが、レバー部を引き上げることによりセレーションの噛み合いが外れてねじ部３２１に回転が伝わらないように構成されたものである。位置決め機構では、そのレバークランプ３２のレバー操作によってねじ部３２１が締め付ける方向に回されると、縦ブロック２３１との距離が縮まり、片持ち支持の止め板３１が下方に押え付けられて撓むようになっている。止め板３１は、通常の水平姿勢では縦ブロック２３１との間に０．４ｍｍ程度の僅かな隙間しかないため、撓むことによって縦ブロック２３１の上面に押し当てられることとなる。よって、押し付け合った止め板３１と、縦ブロック２３１との摩擦抵抗によって調整用スライド２７の移動が制限されることとなる。
【００２２】
次に、図７は、位置決め機構の一部を示した図であり、ワークＷのサイズが異なるＡ，Ｂ，Ｃの３タイプの例が示されている。それぞれのサイズに応じて作られた調整用スペーサ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）が必要に応じて交換される。調整用スペーサ２８は、いずれも左右両側から一対のブラケット２３（縦ブロック２３１）によって挟み込まれる本体部分２８１と、整頓用の引掛け孔があけられた掴み部分２８２が形成されている。本体部分２８１には、ひょうたん型の位置決め孔２８３が形成されている。一方、ガイドレール２６には、図３に示す位置に、先端部を螺合させた位置決めボルト３４が手前側に突き出すようにして取り付けられている。調整用スペーサ２８は、ボルト３４のヘッド部を位置決め孔２８３に通すようにして取り付けられるようになっている。
【００２３】
続いて、以上のような構成の検測機１によれば、ワーク自動搬送機によって工作機械から加工後のワークＷが搬送される。その際、水平スライド１４上のワーク台１１がエアシリンダ１５の伸長作動によって機体前部のワーク受取り位置にあり、そこで加工済みのワークＷがワーク台１１上に受渡しされる。その後、エアシリンダ１５が収縮作動することにより、ワークＷが図１に示す検測位置に移動する。次に、ワーク検測装置７が、エアシリンダ８の伸縮作動により、上昇した退避位置から図１に示す下降した検測位置へと移動する。このとき、下方に延びた接触式変位測定ヘッド２９の下端にある接触子がワークＷの上面に当たった時の変位量が検出され、ワークＷの厚さが算出される。
【００２４】
検測位置に移動したワーク検測装置７は、図５や図６に示すように、一対の接触子２１がワークＷ（Ｗ１，Ｗ２）内に挿入して計測が可能になる。挿入時の測定ヘッド２２は、圧縮空気によって作動するピストンからの力を受けて一対の接触子２１が近づく方向に揺動し、閉じた状態でワークＷの内部へと挿入される。そして、挿入後には圧縮空気の解放によりバネ力で一対の接触子２１が離れる方向に揺動し、先端部が図示するようワーク内側面に当てられる。この時の接触子２１の位置が測定ヘッド２２内の検出センサによって検出され、その検出信号が検測機１の演算処理部へと送られてワークＷ１，Ｗ２の内径が算出されて加工寸法の検測が行われる。
【００２５】
ワーク検測装置７の計測では、接触子２１が振れてワークＷへと接触するが、その振れ量は僅かであるため、ワークＷのサイズごとに一対の接触子２１について取り付け位置の変更が必要になる。例えば、ワークＷ１からワークＷ２への変更が必要な場合には次のようにして測定ヘッド２２の取り付け位置の変更調整が行われる。具体的には、図７に示す位置決め機構がＡタイプからＣタイプに組み替えられる。それには先ず、レバークランプ３２がねじ部３２１の緩む方向に回される。すると、荷重から解放された片持ち支持の止め板３１は水平状態に戻り、縦ブロック２３１から離れた非接触状になる。
【００２６】
そこで、一対の調整用スライド２７はガイドレール２６に沿って左右の離れる方向に移動し、調整用スペーサ２８ａが取り外され、代わりに調整用スペーサ２８ｃが取り付けられる。このときレバークランプ３２のねじ部３２１は長孔３１２内を移動し、調整用スライド２７、ブラケット２３および測定ヘッド２２が一体になって移動する。その後、一対の調整用スライド２７が近づけられ、両方の縦ブロック２３１によって調整用スペーサ２８ｃが挟み込まれる。そして、調整用スペーサ２８ｃが縦ブロック２３１によって両側から押え込まれた状態で、レバークランプ３２がねじ部３２１を締め付ける方向に回される。レバークランプ３２の締め付けにより、片持ち支持の止め板３１が撓められて縦ブロック２３１に押し当てられ、調整用スライド２７の移動が摩擦抵抗によって制限される。
【００２７】
よって、本実施形態では、測定ヘッド２２の取り付け位置の変更調整は、測定ヘッド２２を取り外すことがないため、そこに接続されている信号線やエアパイプなどの取り外しも必要なくなり、段取り替えの作業負担が大幅に低減される。更に、段取り替えには工具を使用することもないため作業が容易であり、時間も短縮することができる。また、測定ヘッド２２の着脱を無くしたことにより、従来のように取り替えの際に接触子２１を何かに接触させてしまい、不具合を生じさせることなども回避できる。また、調整用スペーサ２８は、ひょうたん型の位置決め孔２８３に位置決めボルト３４を差し込むことによって、所定位置に簡単に取り付けることができる。
【００２８】
本実施形態のワーク検測装置７によれば、使用される調整用スペーサ２８によって一対の接触子２１の間隔が一義的に決められる。従って、前述したように極めて微小な調整が必要であっても、測定ヘッド２２の変更調整を正確かつ簡単に行うことができる。ただし、調整用スペーサ２８が一対の縦ブロック２３１に正しく挟み込まれた状態でレバークランプ３２の締め付けが行われる必要がある。この点については止め板３１を僅かに撓ませたときの摩擦抵抗で調整用スライド２７の移動を制限する構成であるため、レバークランプ３２のねじ部３２１を強く締め付けることがなく、締め付け時に生じるズレを抑えることができる。
【００２９】
また、工具を使用しないワーク検測装置７は、一対の縦ブロック２３１による挟み込みも、作業者が両方のブラケット２３について支持板２３３同士を押え込むようにして掴みながら行うことができる。そのため、縦ブロック２３１と調整用スペーサ２８との間に隙間が生じないように正しく位置決めすることができる。支持板２３３同士の押え込みには治具を使用するようにしてもよい。ただ、レバークランプ３２の操作で調整用スライド２７を位置決めする場合、ねじ部３２１のガタによって縦ブロック２３１が調整用スペーサ２８から離れてしまい、検測に必要な精度が得られないことがある。
【００３０】
そこで、一対のレバークランプ３２を構成するねじ部３２１を一方は右ねじとし、他方は左ねじとすることにより、締め付けた際に共にガタによる縦ブロック２３１の移動が調整用スペーサ２８側になるようにする。よって、一対の調整用スライド２７が調整用スペーサ２８を挟み込んだ状態でレバークランプ３２の締め付け操作を行うことにより、ネジ部３２１におけるガタ分だけ縦ブロック２３１が調整用スペーサ２８に押し当てられ、更に正確な位置決めが可能になる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、片持ち支持の止め板３１を縦ブロック２３１に押し当てる構成として、ねじの締め付けを利用したレバークランプ３２が使用されているが、このレバークランプ３２に代えて梃子を利用したカムレバーとしてもよい。
また、例えば、前記実施形態のワーク検測装置７は、調整用スライド２７の移動やねじ部３２１の締め付けを作業者が手動で行う構成であるが、これらの動きをサーボモータなどを使用して自動化させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…検測機  ７…ワーク検測装置  ２１…接触子  ２２…測定ヘッド  ２３…ブラケット  ２５…支持ブロック  ２６…ガイドレール  ２７…調整用スライド  ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）…調整用スペーサ  ３１…止め板  ３２…レバークランプ  ２３１…縦ブロック  ３２１…ねじ部
【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】
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【図６】
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【図７】
2019155535.tif 000009
【国際調査報告】
2019155535.tif 000010
2019155535.tif 000011