(57)【要約】【課題】  動作確認が必要な衝撃が加えられたことが容易に分かる寸法測定装置の実現。【解決手段】  寸法測定値を生成する寸法測定部31を備える寸法測定装置であって、当該寸法測定装置に設けられ、所定以上の衝撃が加えられたことを検出する加速度センサ47と、加速度センサ47が、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時にオペレータに警告を出力する警告手段32,34とを備える【選択図】      図３
2006226948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法測定値を生成する寸法測定部を備える寸法測定装置であって、
当該寸法測定装置に設けられ、所定以上の衝撃が加えられたことを検出する加速度センサと、
前記加速度センサが、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時にオペレータに警告を出力する警告手段とを備えることを特徴とする寸法測定装置。
【請求項２】
前記加速度センサが、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時には、当該寸法測定装置が正常に動作することが確認されるまで、動作を停止する請求項１に記載の寸法測定装置。
【請求項３】
寸法測定値を生成する寸法測定部と、
当該寸法測定装置に設けられ、所定以上の衝撃が加えられた時に、所定以上の衝撃が加えられたことを示すように変化する衝撃インジケータとを備えることを特徴とする寸法測定装置。
【請求項４】
前記衝撃インジケータは、前記寸法測定装置に着脱可能に設けられる請求項３に記載の寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径、外径または深さのような寸法を測定する寸法測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工装置や処理装置では、内径、外径または深さのような各部の寸法を測定する寸法測定装置が広く使用されており、特に近年は加工の高精度化に対応して寸法測定の高精度化が求められている。
【０００３】
各種の部品は測定した寸法値に応じて良否が判定され、装置の部品として使用されるが、測定した寸法に誤差があると、要求される寸法精度を満たしていない不良品が装置に組み込まれることになり、装置が正常に動作しないという問題が生じる。装置を構成する部品の点数が多いと、装置が正常に動作しない原因がどの部品にあるかを見つけ出すには膨大な時間を要することになり、コスト増加や製造期間の延長といった問題を生じる。そのため、測定した寸法測定値が正確であることが非常に重要である。
【０００４】
また、部品の製造工程では、測定した寸法測定値のデータを収集して各加工機が正常に動作するように工程を管理し、歩留まりを向上させるようにしている。このような管理は寸法測定値に基づいて行われており、測定した寸法測定値が正確であることが必須である。
【０００５】
上記のような要求を満たすために、精密な寸法測定装置は厳格に管理され、あらかじめ寸法の判明しているマスタを随時測定して測定値を校正することが行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−６４０１１号公報
【特許文献２】特開平１１−４５５３０号公報
【特許文献３】特開２００３−１４３２７５号公報
【特許文献４】特開平１１−５５３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
寸法測定装置は、接触式であれば測定用の触針（コンタクト）などを被測定物の測定部分に接触させ、非接触式であれば測定端子などを被測定物の測定部分付近に配置する必要がある。寸法測定装置は、オペレータが寸法測定装置を手で保持して上記の配置動作を行う場合も、移動装置に取り付けられた寸法測定装置が上記のように配置されるように操作する必要がある。このような配置を行う時に、寸法測定装置を落下させたり、他の部分に衝突させるなどして、寸法測定装置に衝撃が加えられる場合がある。寸法測定装置は、精密機器であり、このような衝撃が加えられると正常に動作しなくなる場合が起こりえる。
【０００８】
上記のような衝撃が加えられて、寸法測定装置が、まったく動作しないか、またはオペレータが明らかに異常であると認識できる状態になれば、正常でないことが容易に認識できるので、再校正を行ったり、メンテナンスを行うなどの対策がとれる。しかし、正常でないことが容易に認識できない場合、オペレータがそのまま寸法測定装置を使用してしまうことが起こりえる。
【０００９】
実際に、オペレータが衝撃の強度に応じて再校正の必要性を適確に判断するのは難しく、衝撃の強度の判断はオペレータに任されているのが現状である。これに対する作業標準を設定する場合でも、小さな衝撃でも再校正などの作業を行うのでは検査のスループットが著しく低下する恐れがあり、逆に再校正を行う衝撃レベルを高く設定すると、正常でない寸法測定値が生成される恐れがある。再校正などの作業は、検査のスループットを低下させるものであり、オペレータには通常検査のスループットの向上が要求されており、この点からも再校正などを避けようとすることが考えられる。
【００１０】
もし正常に動作しない寸法測定装置で測定作業を続けた場合、上記のように、部品が組み込まれる装置や、製造工程でより大きな問題を生じる可能性がある。この点からも、不正確な寸法測定が行われないようにすることが重要である。
【００１１】
また、これまでの精密な寸法測定装置は、オペレータが慎重に取り扱うことを前提としており、衝撃などに対して十分な対策が施されているとはいえなかった。しかし、近年は製造ラインでも高精度の寸法測定装置が広く使用されており、寸法測定装置の慎重な取り扱いを期待するのが難しくなってきている。
【００１２】
本発明は、上記のような問題を解決するもので、第１の目的は、動作確認が必要な衝撃が加えられたことが容易に分かる寸法測定装置を実現することであり、第２の目的は、動作確認が必要な衝撃が加えられた場合に不正確な測定が行われることのない寸法測定装置を実現することであり、第３の目的は、耐衝撃性の良好な寸法測定装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記第１の目的を実現するため、本発明の第１の態様の寸法測定装置は、加速度センサを備え、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時にオペレータに警告を出力する。
【００１４】
すなわち、本発明の第１の態様の寸法測定装置は、寸法測定値を生成する寸法測定部を備える寸法測定装置であって、当該寸法測定装置に設けられ、所定以上の衝撃が加えられたことを検出する加速度センサと、前記加速度センサが、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時にオペレータに警告を出力する警告手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、上記第２の目的を実現するため、本発明の第１の態様の寸法測定装置は、加速度センサが、所定以上の衝撃が加えられたことを検出した時には、寸法測定装置が正常に動作することが確認されるまで、動作を停止する。
【００１６】
本発明の第１の態様の寸法測定装置では、加速度センサが所定以上の衝撃が加えられたことを検出する。所定以上の衝撃は、例えば実験などにより寸法測定装置が問題なく動作する限界衝撃強度を求め、それに安全係数を乗じて決定する。オペレータは、寸法測定装置を落下させたり衝突させるなどして所定以上の衝撃を加えた場合に、加速度センサがそれを検出して警告手段が警告するので、問題の発生する可能性のある衝撃が加えられたことを適確に判定できる。
【００１７】
また、第１の態様の寸法測定装置では、上記のように寸法測定装置に所定以上の衝撃を加えた場合には、寸法測定装置が正常に動作することが確認されるまで動作を停止するので、そのまま使用されるのを防止でき、不正確な寸法測定値が生成されることがなくなる。
【００１８】
更に、上記第１の目的を実現するため、本発明の第２の態様の寸法測定装置は、所定以上の衝撃が加えられた時に表示が変色する衝撃インジケータを備える。
【００１９】
すなわち、本発明の第２の態様の寸法測定装置は、寸法測定値を生成する寸法測定部と、当該寸法測定装置に設けられ、所定以上の衝撃が加えられた時に、所定以上の衝撃が加えられたことを示すように変化する衝撃インジケータとを備えることを特徴とする。
【００２０】
近年、所定以上の衝撃が加えられた時に、例えば表示が変色する衝撃インジケータが実用化されている。この衝撃インジケータは、変色する衝撃強度が異なる複数のものがあり、使用する寸法測定値に応じて適当な衝撃インジケータを選択して使用する。これにより、オペレータは、寸法測定装置を落下させたり衝突させるなどして所定以上の衝撃を加えた場合に、衝撃インジケータの色が変色しているかにより、問題の発生する可能性のある衝撃が加えられたことを適確に判定できる。
【００２１】
衝撃インジケータが変色した場合には、寸法測定装置を再校正したり、メンテナンスすることにより、寸法測定装置が正常に動作することを確認した上で、再度使用することになるが、衝撃インジケータは変色しているので交換する必要があり、衝撃インジケータは寸法測定装置に容易に着脱可能に設けられることが望ましい。
【００２２】
なお、衝撃インジケータが変色した場合には直ちに正常に動作することを確認するように作業標準で定めている場合でも、オペレータが故意または過失により衝撃インジケータが変色した寸法測定装置をそのまま使用することは防止できない。しかし、そのような場合でも、第三者が衝撃インジケータの変色を容易に発見できるので、そのような行為は抑制され、たとえそのような行為を行っても第三者が気付いてそのような行為を停止させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の態様によれば、動作確認が必要な衝撃が加えられたことが容易に分かり、さらに動作確認が必要な衝撃が加えられた場合に、それ以後不正確な測定が行われることがなくなり、検査の品質が確保できる。
【００２４】
同様に、本発明の第２の態様によれば、動作確認が必要な衝撃が加えられたことが容易に分かり、検査の品質を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明を適用する寸法測定システムの全体構成を示す図である。図示のように、この寸法測定システムは、コラム１０と、コラム１０にケーブル（有線通信）で接続される４個のペンシル型ゲージ１５−１〜１５−４と、コラム１０に無線通信で接続される４個のハンドゲージ１６−１〜１６−４とで構成される。ペンシル型ゲージ１５−１〜１５−４は、先端の触針の変位量を差動トランスで検出する。ハンドゲージ１６−１〜１６−４は、内径測定用で、直径方向に設けられた２個の触針の変位を差動トランスで検出することにより内径を測定するもので、バッテリィで駆動される。コラム１０は、バーグラフ１１と、バーグラフ１１で寸法測定値を表示しているゲージの番号を表示するゲージ番号表示器１２と、バーグラフ１１で表示している寸法測定値をデジタル表示する測定値表示器１３と、各種の操作を行うためのシートキー１４とを備えている。また、コラム１０は、ペンシル型ゲージ１５−１〜１５−４を接続するためのコネクタを、前面に２個、後面に２個備えており、後面には更に電源端子、電源スイッチ、ＲＳ−２３２Ｃなどの各種コネクタなどが設けられている。また、コラム１０の上部にはハンドゲージ１６−１〜１６−４と無線通信するための無線回路が設けられている。
【００２６】
動作モードの選択、表示する寸法測定値の外部からの指示、各寸法測定値の測定レンジ及び公差の入力などは、表示１３を見ながらシートキー１４を操作することにより行う。また、これらの操作は、ＲＳ−２３２Ｃを介して通信可能な制御用コンピュータ（図示せず）から操作することも可能である。更に、コラム１０は、各ゲージからの寸法測定値を読み取り、オペレータの指示に応じてＲＳ−２３２Ｃを介して制御用コンピュータに送る。制御用コンピュータに送られる寸法測定値は、コラム１０で表示されたデータに限定されず、コラム１０によりゲージから読み取られ、コラム１０で表示されること無しに制御用コンピュータに送られる場合もある。
【００２７】
ペンシル型ゲージ１５−１〜１５−４及びハンドゲージ１６−１〜１６−４は、オペレータが手で保持して測定用の触針（コンタクト）を被測定物の測定部分に接触される。
【００２８】
本発明は、ペンシル型ゲージ１５−１〜１５−４及びハンドゲージ１６−１〜１６−４に適用される。ここでは、本発明をハンドゲージに適用した実施例を説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ペンシル型ゲージや他の各種の寸法測定装置に適用可能である。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施例のハンドゲージ１６の詳細を示す図である。図示のように、ハンドゲージ１６は、触針（コンタクト）３１が設けられ、被測定部分である穴に挿入される先端部２１と、手で保持するグリップ２２と、操作部２３とを有する。操作部２３は、表示を行うＬＣＤ表示器３２と、操作のためのシートキー３３と、表示用ＬＥＤ３４とを有する。参照番号３５は、ハンドゲージ１６をスタンドに保持するための溝である。各ハンドゲージにおける動作モードの選択、寸法測定値の測定レンジ及び公差の入力などは、ＬＣＤ表示器３２を見ながらシートキー３３を操作することにより行う。このように、各ハンドゲージは、表示手段及び操作のためのキーを有しているので、コラム１０と接続しなくても独立で使用可能である。
【００３０】
図３は、ハンドゲージ１６において、表示処理を含めて各種の処理を行うコンピュータシステムの構成を示す図である。図示のように、バス４５を介して、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、Ｅ2ＰＲＯやフラッシュメモリなどの書き換え可能不揮発性メモリ４４、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート４６などが接続されている。Ｉ／Ｏポート４６には、加速度センサ４７、コンタクト３１の変位を検出する差動トランスで構成される測定部からの信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４８、ＬＣＤ装置、シートキー及びＬＥＤ及びそのドライバなどで構成される部分５０、及びコラム１０との通信のための無線回路５１などが接続されている。このようなコンピュータシステムについては広く知られているので、詳しい説明は省略する。
【００３１】
加速度センサ４７は、所定以上の加速度が加えられたことを検出するセンサで、圧電素子を利用したものなど、広く使用されているセンサが使用可能である。加速度センサ４７は、ハンドゲージ１６内の適当な部分に配置される。あらかじめ実験などにより、ハンドゲージ１６に衝撃を加えた時のダメージと加速度センサ４７の検出する衝撃の大きさの関係を求める。そして、ハンドゲージ１６が問題なく動作する限界衝撃強度を求め、それに安全係数を乗じて加速度センサ４７の出力における所定限界値を設定する。ハンドゲージ１６に設けられた加速度センサ４７は、この所定限界値を超える加速度を検出した時には所定限界値を超えたことを示す信号を出力し、リセット動作が行われるまでその信号を維持する。
【００３２】
図４は、第１実施例のハンドゲージ１６のコンピュータシステムにおける加速度センサに関する処理動作を示すフローチャートである。コンピュータシステムは、ステップ１０１で、周期的に加速度センサの出力を読み取る。ステップ１０２では、加速度センサ４７の出力が、所定限界値を超える加速度を検出したことを示しているか、すなわち所定以上の衝撃が加えられたかを判定する。所定以上の衝撃が加えられていなければ、ステップ１０３に進み、従来と同様の通常の測定動作を行い、その後再びステップ１０１に戻る。
【００３３】
ステップ１０２で、所定以上の衝撃が加えられたと判定した時には、ステップ１０４に進み、オペレータに対して構成が必要であるとのアラーム動作を行う。アラーム動作は、ＬＣＤ表示器３２またはＬＥＤ表示器３４などを利用して表示により行っても、図示していないスピーカにより警報音を出力して行っても、その両方を行ってもよい。
【００３４】
ステップ１０４でアラーム動作を行った後、ステップ１０５で校正動作を指示する入力が行われたかを判定し、そのような入力が行われなければステップ１０４に戻る。言い換えれば、アラーム動作の後、校正動作が指示されるまで待機することになる。
【００３５】
校正動作が指示されるとステップ１０６に進み、再校正を行う。再校正は、従来と同様に、オペレータが寸法の分かっているマスタを測定し、マスタ測定であることをシートキー３３から入力することにより行われる。マスタには、基準寸法値を有するゼロマスタと、測定範囲の限界に近い寸法値を有する限界マスタがある。電源を投入した時には、ゼロマスタと限界マスタの両方を測定して、測定信号のオフセットとゲインの両方を補正する。電源投入後定期的にマスタ確認を行う時には、ゼロマスタのみを測定して測定信号のオフセットのみを補正するのが一般的である。なお、前に測定したマスタの値は、図３の書換可能不揮発性メモリ４４に記憶されており、たとえ電源を切った場合でも、前に測定したマスタの値が保持されている。新しくマスタの測定を行った時には、前のマスタの測定値と比較する。２つの測定値が大きく異なっている時には、何らかの異常が発生したと考えられる。
【００３６】
ステップ１０６の再校正では、ゼロマスタと限界マスタの両方を測定することが望ましいが、ゼロマスタのみを測定してもよい。ステップ１０７では、測定したマスタの値と、書換可能不揮発性メモリ４４に記憶された前の測定のマスタの値の差を算出し、ステップ１０８で、算出した差が閾値Ｔより大きいかを判定する。差が閾値Ｔより小さければ正常な動作が可能であるので、ステップ１０９に進んで加速度センサ４７の出力をリセットしたあと、ステップ１０１に戻る。ステップ１０８で、差が閾値Ｔより大きいと判定された場合には、もはや再校正だけでは正常な動作を行えないので、ステップ１１０に進んで、メンテナンスが必要であることを示すアラーム動作を行った後、ステップ１１１に進んで、動作を停止する。メンテナンスが必要であることを示すアラーム動作は、ステップ１０４と同様に、警告表示および／または警報音により行われる。
【００３７】
以上説明したように、第１実施例のハンドゲージは、落下させたり衝突させるなどして所定以上の衝撃を加えた場合に、加速度センサがそれを検出して警告がなされるので、再校正などの処理が必要な衝撃であるかをオペレータが適確に判断できる。また、再校正などの処理が必要な衝撃である場合、再校正を行わないと再び動作しないので、不正常な状態でのハンドゲージの使用を防止できる。
【００３８】
図５は、本発明の第２実施例のハンドゲージ１６を示す図であり、（Ａ）は概観図を、（Ｂ）は衝撃インジケータの取り付け構造を示す図である。
【００３９】
図２と図５を比較して明らかなように、第２実施例のハンドゲージ１６は、第１実施例のハンドゲージに、衝撃インジケータ３６を設けたことを特徴とする。なお、第１実施例のハンドゲージに設けられていた加速度センサ４７は、第２実施例のハンドゲージ１６には設けられていない。
【００４０】
近年、所定以上の衝撃が加えられた時に、表示が変色する衝撃インジケータが実用化されている。第２実施例のハンドゲージ１６は、この衝撃インジケータ３６がオペレータが見ることのできる位置に設けられている。衝撃インジケータ３６は、変色する衝撃強度が異なる複数のものがある。あらかじめ実験などにより、ハンドゲージ１６に衝撃を加えた場合に問題なく動作する限界衝撃強度を安全係数も考慮して決定し、それに対応する衝撃インジケータ３６を選択してハンドゲージに取り付ける。
【００４１】
ハンドゲージ１６を落下させたり衝突させるなどして所定以上の衝撃を加えた場合に、衝撃インジケータ３６の色が変色する。作業標準により、衝撃インジケータ３６の色が変色した時には、ハンドゲージ１６を再校正するなどの処理を定めておけば、オペレータは、衝撃インジケータ３６の変色を判定して、再校正など処理を行うかを適確に判定できる。
【００４２】
図５の（Ｂ）に示すように、衝撃インジケータ３６はハンドゲージの筐体３７に、ねじ３８などで固定し、容易に交換できるようになっている。衝撃インジケータが変色した場合には、寸法測定装置を再校正したり、メンテナンスすることにより、寸法測定装置が正常に動作することを確認した上で、再度使用することになる。その場合、衝撃インジケータ３６は変色しているので交換する必要がある。図５の（Ｂ）の構造であれば、交換は容易である。
【００４３】
なお、第２実施例のハンドゲージは、たとえ作業標準で衝撃インジケータ３６の変色した場合には再校正などの動作を行うように定めていても、オペレータが衝撃インジケータ３６の変色を無視して使用する場合には測定が行える。しかし、第三者が衝撃インジケータの変色を容易に発見できるので、そのような行為は抑制され、たとえそのような行為を行っても第三者が気付いてそのような行為を停止させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、寸法測定の信頼性が向上し、各種部品を使用する装置や、部品の製造工程における問題の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の寸法測定システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１実施例のハンドゲージの概観を示す図である。
【図３】第１実施例のハンドゲージのコンピュータシステムの構成を示す図である。
【図４】第１実施例のハンドゲージのコンピュータシステムにおける加速度センサ出力の処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例のハンドゲージの概観を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    コラム
１５−１〜１５−４    ペンシル型ゲージ
１６−１〜１６−４    ハンドゲージ
３６    衝撃インジケータ
４７    加速度センサ
【図１】
2006226948.tif 000003
【図２】
2006226948.tif 000004
【図３】
2006226948.tif 000005
【図４】
2006226948.tif 000006
【図５】
2006226948.tif 000007