(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されたワークの一端から圧縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワークの内径を測定する内径測定方法において、
ワークの長さを測定する工程と、
ワークの一端から圧縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワークの内径を測定する工程と、
あらかじめ求めたワークの長さと内径測定値の修正量との関係に基づいて、測定されたワークの長さに応じた内径測定値の修正量を求める工程と、
求めた修正量に基づいて、測定されたワークの内径測定値を修正し、正しい内径寸法を求める工程と、
からなることを特徴とする内径測定方法。
【請求項２】
ワークの一端から圧縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワークの内径を測定する工程は、事前に零点調整用マスタと倍率調整用マスタの背圧を検出して、背圧特性を求め、前記零点調整用マスタに対する背圧の変化と前記背圧特性とに基づいて、前記ワークの内径を求めることを特徴とする請求項１に記載の内径測定方法。
【請求項３】
内径が同じで長さが異なる複数の修正用マスタの背圧を検出して、前記各修正用マスタの内径を測定し、得られた前記各修正用マスタの内径測定値に基づいて、前記ワークの長さと内径測定値の修正量との関係を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の内径測定方法。
【請求項４】
円筒状に形成されたワークの内径を測定する内径測定装置において、
ワークの長さを測定する長さ測定手段と、
ワークの一端から圧縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワークの内径を測定する内径測定手段と、
ワークの長さと内径測定値の修正量との関係が記憶された記憶手段と、
前記長さ測定手段で測定されたワークの長さと前記記憶手段に記憶された修正量とに基づいて、前記内径測定手段で測定されたワークの内径を修正する修正手段と、
を備えたことを特徴とする内径測定装置。
【請求項５】
前記内径測定手段は、事前に零点調整用マスタと倍率調整用マスタの背圧を検出して、背圧特性を求め、前記零点調整用マスタに対する背圧の変化と前記背圧特性とに基づいて、前記ワークの内径を求めることを特徴とする請求項４に記載の内径測定装置。
【請求項６】
内径が同じで長さが異なる複数の修正用マスタの内径を前記内径測定手段で測定し、得られた前記各修正用マスタの内径測定値に基づいて、前記ワークの長さと内径測定値の修正量との関係を求める手段と、
求められた前記ワークの長さと内径測定値の修正量との関係を前記記憶手段に記憶させる手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の内径測定装置。
【請求項７】
前記ワークを供給する供給手段と、
前記ワークを回収する回収部と、
供給手段から供給されたワークを前記長さ測定手段に搬送する手段と、
前記ワークを前記長さ測定手段から前記内径測定手段に搬送する手段と、
前記ワークを前記内径測定手段から前記回収部に搬送する手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の内径測定装置。
【請求項８】
前記回収部は、基準を満たしたワークと基準を満たさないワークとを分別して回収し、
前記ワークを前記内径測定手段から前記回収部に搬送する手段は、前記ワークの内径の測定結果に応じて、前記ワークが前記回収部に分別して回収されるように搬送することを特徴とする請求項７に記載の内径測定装置。
【請求項９】
前記供給手段から供給されたワークを前記長さ測定手段に搬送する手段と、前記ワークを前記長さ測定手段から前記内径測定手段に搬送する手段と、前記ワークを前記内径測定手段から前記回収部に搬送する手段とが、１台の搬送手段で兼用されることを特徴とする請求項７又は８に記載の内径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内径測定方法及び装置に係り、特にフェルールやインジェクション等の微小円筒形ワークの内径寸法を測定する内径測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェルール等の微小円筒形ワークの内径寸法を測定する場合、従来は測定者が所定寸法のピンゲージをワークの内周部に挿入して測定していた。しかしながら、ピンゲージを用いた測定は、測定者がワークを１本１本手作業で測定しなければならず、多大な労力を要するという欠点があった。また、手作業による測定のため正確性に欠けるという欠点もあった。
【０００３】
そこで、本願出願人は特願２００１−４０６６９において、ワークの内周部に圧縮エアを供給し、その背圧変化を検出することにより、ワークの内径寸法を測定する方法を提案した。この方法によれば、ワークに対しては圧縮エアを供給するだけなので、短時間で測定を行うことができ、また、磨耗も生じないので、長期間使用しても常に安定した測定を行うことができるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法を用いて一度に多数のワークを測定する場合、その一つ一つのワークの長さにバラツキがあると、同じ内径のワークであっても背圧値が異なって検出される結果、測定値にバラツキが生じるという欠点がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、ワークの長さにバラツキがあっても正確な測定ができる内径測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、円筒状に形成されたワークの一端から圧縮エアを供給し、その背圧を検出することにより、ワークの内径を測定する内径測定方法において、ワークの長さの変化に対する内径測定値の変化を求めることにより、ワークの長さに応じた内径測定値の修正量を予め取得し、ワークの長さに応じて内径測定値を修正することを特徴とする内径測定方法を提供する。
【０００７】
本発明によれば、ワークの長さに応じた内径測定値の修正量を予め取得し、ワークの長さに応じて内径測定値を修正する。これにより、長さにバラツキがある複数のワークを測定する場合であっても正確な測定を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る内径測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係る内径測定装置の一実施形態を示す全体構成図である。同図に示すように、本実施の形態の内径測定装置１０は、供給部１２、搬送部１４、測定部１６、回収部１８、マスタ格納部２０及び制御部（不図示）で構成されている。
【００１０】
この内径測定装置１０は、ワークＷの内径寸法を測定し、その測定結果に応じてワークＷを分別回収する。測定対象のワークＷは光コネクタ部品のフェルールである。フェルールは、図９に示すように、たとえば外径がＤ＝２．５ｍｍ、内径がｄ＝０．１２５ｍｍ、長さがＬ＝１０ｍｍの極微小な円筒形状をしている。
【００１１】
供給部１２は、ワークＷの供給を行う。この供給部１２にはパーツフィーダ２２が設置されている。パーツフィーダ２２は、内蔵するストッカに収容された多数のワークＷを１つずつ向きを揃えて供給口２６から供給する。
【００１２】
搬送部１４は、パーツフィーダ２２から供給されたワークＷを測定部１６に搬送し、その測定部１６で測定が完了したワークＷを回収部１８に搬送する。この搬送部１４は、図１及び図２に示すように、コンベア４０、方向転換装置４２、トランスファーロボット４４で構成されている。
【００１３】
コンベア４０は、パーツフィーダ２２の供給口２６から供給されたワークＷを方向転換装置４２に水平に搬送する。
【００１４】
方向転換装置４２は、コンベア４０から水平に搬送されてきたワークＷを９０度方向転換して垂直に立ち上げる。この方向転換装置４２は、図２に示すように、クランパ４６と、そのクランパ４６を回転させるクランパ回転機構（図示せず）とで構成されている。
【００１５】
クランパ４６は、２つのクランプ爪４６Ａ、４６Ｂを備えており、一方のクランプ爪４６Ａが他方のクランプ爪４６Ｂに対して進退自在に設けられている。そして、この一方のクランプ爪４６Ａが他方のクランプ爪４６Ｂに向かって移動することにより、ワークＷがクランプされ、離れる方向に移動することによりアンクランプされる。
【００１６】
クランパ回転駆動機構は、クランパ４６に固着された回転軸４８を回動することにより、クランパ４６を９０度の範囲で回動させる。クランパ４６は、このクランパ回転駆動機構に駆動されることにより、水平な受取姿勢（図２に実線で示した姿勢）と垂直な受渡姿勢（図２に二点破線で示した姿勢）の２つの姿勢を採る。
【００１７】
以上のように構成された方向転換装置４２の作用は、次のとおりである。コンベア４０によって水平に搬送されてきたワークＷは、コンベア４０の終端において、その先端部がクランパ４６の本体部に当接する（図２の実線に示した状態）。ワークＷの先端部がクランパ４６の本体部に当接すると、クランプ爪４６Ａが閉じられ、これにより、ワークＷの先端部がクランプ爪４６Ａ、４６Ｂにクランプされる。ワークＷがクランプされると、クランパ回転駆動機構が駆動され、クランパ４６が９０度回転する（図２の二点破線で示した状態）。これにより、ワークＷが垂直に立ち上げられる。この後、トランスファーロボット４４に受け取られて測定部１６へと搬送される。
【００１８】
トランスファーロボット４４は、方向転換装置４２から測定対象のワークＷを受け取り、測定部１６に搬送するとともに、測定部１６で測定が完了したワークＷを回収部１８に搬送する。このトランスファーロボット４４は、図１及び図２に示すように、上下動自在なロッド５０と、そのロッド５０の頂部に旋回自在に設けられたアーム５２と、アーム５２の先端部に設けられたハンド５４とで構成されている。ハンド５４は、その本体下部に開閉自在なクランプ爪５４Ａ、５４Ａを備えており、このクランプ爪５４Ａ、５４ＡでワークＷを把持する。ハンド５４に把持されたワークＷは、ロッド５０の昇降動作によって受け取り、受け渡しが行われ、アーム５２の旋回動作によって搬送が行われる。したがって、方向転換装置４２や測定部１６、回収部１８は、すべてこのハンド５４の旋回軌跡上に配置される。
【００１９】
測定部１６は、ワークＷの長さ測定と内径測定を行う。この測定部１６は、図１に示すように、長さ測定部１６Ａ、内径測定部１６Ｂ及び管制部１６Ｃで構成されている。
【００２０】
長さ測定部１６Ａは、ワークＷの長さを測定する。この長さ測定部１６Ａは、ワークホルダ１００と長さ測定機１０２とで構成されている。
【００２１】
ワークホルダ１００は、トランスファーロボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配設され、ワークＷを垂直に保持する。このワークホルダ１００は、円柱状に形成されており、その上面に所定の深さのワーク受け穴１０４が垂直に形成されている。ワークＷは、このワーク受け穴１０４に挿入されることにより垂直に保持される。
【００２２】
長さ測定機１０２は、垂直に上下動する測定アーム１０６をワークＷの頂部に当接させ、その時の測定アーム１０６の移動量を検出することにより、ワークＷの長さを測定する。
【００２３】
測定アーム１０６は水平に配設されており、その基端部が昇降体１１４に支持されている。測定アーム１０６の先端部には接触子１０８が固着されており、この接触子１０８がワークＷの頂部に当接される。なお、この接触子１０８には圧力センサが内蔵されており、この圧力センサによってワークＷの頂部への接触が検出される。
【００２４】
昇降体１１４は支柱１１０に配設されたガイドレール１１２に摺動自在に支持されている。この昇降体１１４にはネジ穴が形成されており、ネジ穴にはネジ棒１１８が螺合されている。
【００２５】
ネジ棒１１８はガイドレール１１８と平行に配設されており、その両端部が支柱１１０の両端部に形成された軸受部１２０、１２０に軸支されている。また、このネジ棒１１８にはモータ１２２が連結されており、このモータ１２２を駆動することにより、ネジ棒１１８が回転する。そして、このネジ棒１１８が回転することにより、昇降体１１４が垂直に上下動し、測定アーム１０６が垂直に上下動する。なお、このモータ１２２にはエンコーダが内蔵されており、このエンコーダで検出されたモータ１２２の回転数が管制部１６Ｃに出力される。
【００２６】
管制部１６Ｃは、エンコーダによって検出されたモータ１２２の回転数から測定アーム１０６の移動量を算出し、その移動量に基づいてワークＷの長さを演算する。より詳しくは、次のようにワークＷの長さを測定する。
【００２７】
まず、長さが既知のマスタをワークホルダ１００にセットする。次に、モータ１２２を駆動し、所定の測定待機位置に位置していた測定アーム１０６を下降させる。測定アーム１０６が下降すると、ある高さの位置で接触子１０８がマスタの頂部に当接するので、このマスタへの当接を接触子１０８が検出すると、測定アーム１０６の下降が停止する。この位置を基準位置とする。管制部１６Ｃは、測定待機位置から基準位置までの測定アーム１０６の移動量ＳO を演算し、内蔵するメモリに記憶する。
【００２８】
次に、再びモータ１２２を駆動し、測定アーム１０６を測定待機位置まで上昇させる。そして、ワークホルダ１００からマスタを回収し、測定対象のワークＷをセットする。
【００２９】
ワークＷをセットしたのち、モータ１２２を駆動し、再び測定待機位置から測定アーム１０６を下降させる。測定アーム１０６は、ある高さの位置で接触子１０８がワークＷの頂部に当接するので、このワークＷへの当接を接触子１０８が検出すると、測定アーム１０６の下降が停止する。管制部１６Ｃは、待機位置から測定アーム１０６が停止するまでの移動量Ｓを演算する。そして、基準位置からの変位量ｘ（ｘ＝Ｓ−ＳO ）を演算する。
【００３０】
この基準位置からの変位量ｘがマスタの長さＬO との差に当たるので、管制部１６Ｃは、既知のマスタの長さＬO と、求めた変位量ｘとから、ワークＷの長さＬ（Ｌ＝ＬO ＋ｘ）を算出する。
【００３１】
なお、測定アーム１０６は、トランスファーロボット４４のアーム５２との衝突を回避するために旋回可能になっている。すなわち、図３に示すように、支柱１１０が回転テーブル１２４上に設置されており、この回転テーブル１２４が回転駆動されることにより、旋回可能に構成されている。通常、測定アーム１０６は退避位置に位置しており、測定時のみ旋回して測定待機位置に移動する。
【００３２】
内径測定部１６Ｂは、図１及び図４に示すように、ワークＷを保持する測定台６０と、その測定台６０に保持されたワークＷの内径寸法を測定するエアマイクロメータ６２とで構成されている。
【００３３】
測定台６０は、トランスファーロボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配置され、ワークＷを保持する。この測定台６０は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、測定台本体６４、押圧リング６６、保持リング６８及び押圧手段（不図示）で構成されている。
【００３４】
測定台本体６４は垂直に設置されており、その中央部にエア供給路７０が形成されている。測定台本体６４の上面には円形状の凹部７２が形成されており、その凹部７２の中央にはワーク受け穴７４が形成されている。ワーク受け穴７４はエア供給路７０と同軸上に形成されるとともに、測定対象のワークＷの外径と略同径に形成され、所定の深さをもって形成されている。
【００３５】
押圧リング６６は、中央部にワーク挿通穴７６が形成されており、ワーク挿通穴７６はワークＷの外径よりも若干大きく形成されている。この押圧リング６６は、測定台本体上面に形成された凹部７２内に嵌入されており、その凹部７２の内周面をガイド面として凹部７２内を軸方向に沿って摺動自在に支持されている。また、この押圧リング６６の下面には、中央に向かって傾斜するテーパ状の押圧面７８が形成され、保持リング６８が当接されている。
【００３６】
保持リング６８は、弾性体で成形されており、測定台本体６４の上面に形成された凹部７２内に収納されている。この保持リング６８は、ワーク受け穴７４と同軸上に配置されており、押圧リング６６の押圧面７８に押圧されることにより、押し潰されて、その内径が縮径する。なお、保持リング６８は、通常状態（無負荷の状態）の内径が、測定対象のワークＷの外径よりも大きいものが使用される。したがって、ワークＷは、保持リング６８に挿通される際、ほぼ非接触の状態で挿通される。
【００３７】
図示しない押圧手段は、たとえばシリンダで構成され、押圧リング６６を測定台本体６４に向けて押圧する。
【００３８】
以上のように構成された測定台６０の作用は次のとおりである。図５（ａ）に示すように、押圧リング６６のワーク挿通穴７６からワークＷを挿入すると、そのワークＷの先端部分が測定台本体６４に形成されたワーク受け穴７４に挿入される。この状態で同図（ｂ）に示すように、押圧リング６６を図示しない押圧手段で測定台本体６４に向けて押圧すると、保持リング６８が押圧リング６６の押圧面７８に押し潰されて、その内径が縮径する。この結果、ワークＷの外周部が保持リング６８に締め付けられて、ワークＷが測定台６０に保持される。また、保持リング６８は、ワークＷの外周に密着するので、これにより、ワークＷとワーク受け穴７４との間がシールされる。
【００３９】
なお、ワークＷを取り外す時は、押圧手段による押圧リング６６の押圧を解除する。これにより、押圧リング６６が保持リング６８の弾性復元力で元の位置に復帰するとともに、保持リング自身もその弾性復元力で元の径に復帰する。これにより、ワークＷへの締め付けが解除され、取り出し可能になる。
【００４０】
エアマイクロメータ６２は、図４に示すように、エア源８０、レギュレータ８２、Ａ／Ｅ変換器８４で構成されている。
【００４１】
エア源８０からは、温度、湿度が一定に調整された圧縮エアが供給される。レギュレータ８２は、このエア源８０から供給された圧縮エアを一定圧力に調整する。そして、このレギュレータ８２で一定圧力に調整された圧縮エアが、Ａ／Ｅ変換器８４を介して測定台本体６４のエア供給路７０に供給される。
【００４２】
エア供給路７０に供給された圧縮空気は、測定台６０に保持されたワークＷの内周部を通って外部へと噴出される。Ａ／Ｅ変換器８４は、このときの圧縮エアの背圧を内蔵するベローズと差動変圧器とによって電気信号に変換し、管制部１６Ｃに出力する。そして、管制部１６Ｃは、この電気信号に基づいてワークＷの内径寸法を算出する。算出された内径寸法は、管制部１６Ｃに備えられたモニタ（不図示）に表示されるとともに、データとして管制部１６Ｃに内蔵されたメモリに記録される。
【００４３】
回収部１８は、図１に示すように、測定が終了したワークＷを所定の基準を満たしたＯＫワークと、所定の基準を満たさなかったＮＧワークとに分別して回収する。この回収部１８は、ＯＫワークが収容されるＯＫワーク回収ボックス９０Ａと、ＮＧワークが収容されるＮＧワーク回収ボックス９０Ｂとを備えている。各回収ボックス９０Ａ、９０Ｂは、上部が開口した箱状に形成されており、共にトランスファーロボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配置される。トランスファーロボット４４によって搬送されたワークＷは、各回収ボックス９０Ａ、９０Ｂの上方でアンクランプされることにより、各回収ボックス９０Ａ、９０Ｂに収容される。
【００４４】
マスタ格納部２０は、複数のマスタを格納する。このマスタ格納部２０には、図１に示すように、マスタ格納台８８が設置されている。マスタ格納台８８は、ブロック状に形成されており、その上面に複数のマスタ格納穴が所定の深さをもって垂直に形成されている。マスタは、このマスタ格納穴に格納される。
【００４５】
なお、このマスタ格納台８８は、トランスファーロボット４４のハンド５４の移動軌跡上に配設されており、各マスタ格納穴もハンド５４の移動軌跡上に形成されている。これにより、マスタ格納台８８からトランスファーロボット４４でマスタを取り出し、測定台６０に搬送することができる。
【００４６】
制御部は、内径測定装置１０を構成する各機器の駆動制御を行う。この制御部は、あらかじめ記憶されたプログラムにしたがって各機器を駆動制御する。
【００４７】
前記のごとく構成された本実施の形態の内径測定装置の作用は次のとおりである。
【００４８】
初めに初期設定を行う。まず、マスタ格納台８８に零調整用マスタＭO 、倍率調整用マスタＭV 、修正用マスタＭ1 〜ＭN をセットする。
【００４９】
ここで、零調整用マスタＭ0 は、内径寸法ｄO と長さＬO が既知とされており、倍率調整用マスタＭV は、内径寸法ｄV が既知とされている（ただし、ｄO ≠ｄV ）。
【００５０】
また、修正用マスタＭ1 〜ＭN は、それぞれ零調整用マスタＭO と同じ内径寸法ｄO で形成されており、それぞれその長さＬ1 〜ＬN が既知とされている。ただし、その長さＬ1 〜ＬN は、それぞれ異なる値で形成されている。
【００５１】
オペレータは、この各種マスタの内径寸法と長さを予め管制部１６Ｃに入力し、メモリに記憶させておく。
【００５２】
次に、長さ測定機１０２とエアマイクロメータ６２のキャリブレーションを行う。
【００５３】
まず、トランスファーロボット４４が、マスタ格納台８８から零調整用マスタＭO を取り出し、長さ測定部１６Ａに搬送する。そして、その長さ測定部１６Ａのワークホルダ１００に零調整用マスタＭo をセットする。この零調整用マスタＭo のセッティングは、次のように行われる。
【００５４】
まず、零調整用マスタＭO を把持したトランスファーロボット４４のハンド５４がワークホルダ１００の上方に移動する。そして、その位置から下降する。これにより、ハンド５４に把持された零調整用マスタＭO がワークホルダ１００のワーク受け穴１０４に挿入される。
【００５５】
零調整用マスタＭO がワーク受け穴１０４に挿入されると、ハンド５４による零調整用マスタＭO の把持が解除される。解除後、ハンド５４は上方に退避する。これにより、ワークホルダ１００にワークＷがセットされる。
【００５６】
なお、この際、長さ測定機１０２の測定アーム１０６は、所定の退避位置に位置している。
【００５７】
零調整用マスタＭO がワークホルダ１００にセットされると、回転テーブル１２４が回転駆動される。これにより、測定アーム１０６が旋回し、退避位置から測定待機位置に移動する。この後、基準位置の設定が行われる。すなわち、まず、モータ１２２が駆動され、測定アーム１０６が下降する。測定アーム１０６が下降すると、ある高さの位置で接触子１０８がマスタの頂部に当接するので、このマスタへの当接を接触子１０８が検出すると、測定アーム１０６の下降が停止される。この位置が基準位置となり、管制部１６Ｃは、測定待機位置から基準位置までの測定アーム１０６の移動量Ｓ0 を演算する。そして、その移動量Ｓ0 を内蔵するメモリに記憶する。
【００５８】
次に、再びモータ１２２が駆動され、測定アーム１０６が測定待機位置まで上昇する。そして、回転テーブル１２４が回転駆動され、測定アーム１０６が退避位置に退避する。
【００５９】
以上により、長さ測定機１０２のキャリブレーションが終了する。引き続きエアマイクロメータ６２のキャリブレーションが行われる。
【００６０】
測定アーム１０６が退避位置に退避すると、トランスファーロボット４４がワークホルダ１００から零調整用マスタＭO を回収し、内径測定部１６Ｂに搬送する。そして、その内径測定部１６Ｂの測定台６０にセットする。
【００６１】
ここで、零調整用マスタＭO のセッティングは次のように行われる。まず、零調整用マスタＭO を把持したトランスファーロボット４４のハンド５４が測定台６０の上方に移動する。そして、そのまま下降する。これにより、ハンド５４に把持された零調整用マスタＭO が押圧リング６６のワーク挿通穴７６に挿入される。この際、零調整用マスタＭO は、その内周面取り部が上側に向けられたワーク挿通穴７６に挿入される。
【００６２】
零調整用マスタＭO がワーク挿通穴７６に挿入されると、ハンド５４による零調整用マスタＭO の把持が解除される。解除後、ハンド５４は一時上方に退避する。
【００６３】
ハンド５４の退避後、図示しない押圧手段が駆動され、押圧リング６６が測定台本体６４に向けて押圧される。これにより、保持リング６８が押圧リング６６に押し潰され、その押し潰された保持リング６８に把持されて、零調整用マスタＭO が測定台６０に保持される。また、測定台６０に保持された零調整用マスタＭO は、その先端がワーク受け穴７４に挿入されるが、この零調整用マスタＭO とワーク受け穴７４との間に形成される隙間は、保持リング６８が押し潰されることによってシールされる。したがって、エア供給路７０にエアを供給しても、そのエアは隙間から漏れることはなく、全て零調整用マスタＭO の内周部に供給される。
【００６４】
以上のようにして零調整用マスタＭO が測定台６０にセットされると、エア源８０が駆動され、レギュレータ８２によって一定圧に調整された圧縮エアがＡ／Ｅ変換器８４を介して測定台６０のエア供給路７０に供給される。このエア供給路７０に供給された圧縮エアは、零調整用マスタＭO の内周部を通って外部に排気される。そして、このときの圧縮エアの背圧がＡ／Ｅ変換器８４によって検出され、電気信号として管制部１６Ｃへと出力される。管制部１６Ｃは、その電気信号として出力された零調整用マスタＭO の背圧データを内蔵するメモリに記憶する。
【００６５】
零調整用マスタＭO の測定が終了すると、エアの供給が停止され、零調整用マスタＭO のロックが解除される。すなわち、押圧手段による押圧リング６６の押圧が解除され、保持リング６８による締め付けが解除される。
【００６６】
押圧リング６６の押圧が解除されると、上方に待機していたトランスファーロボット４４のハンド５４が下降し、測定台６０にセットされた零調整用マスタＭO を把持する。そして、そのまま上昇して測定台６０から零調整用マスタＭO を回収する。
【００６７】
回収された零調整用マスタＭO は、トランスファーロボット４４によってマスタ格納台８８の元の位置に戻される。
【００６８】
零調整用マスタＭO の測定が終了すると、次に、トランスファーロボット４４は、マスタ格納台８８から倍率調整用マスタＭV を取り出し、測定部１６に搬送する。測定部１６に搬送された倍率調整用マスタＭV は、零調整用マスタＭO と同様にして測定台６０にセットされ、背圧の測定が行われる。測定終了後は零調整用マスタＭO と同様にしてマスタ格納台８８の元の位置に戻される。
【００６９】
以上のようにして、零調整用マスタＭO と倍率調整用マスタＭV の背圧測定が終了すると、管制部１６Ｃは、測定された零調整用マスタＭO の背圧データと倍率調整用マスタＭV の背圧データ、及び、既知の内径寸法ｄO 、ｄV に基づいて、内径寸法の変化と背圧変化との関係（背圧特性）を求める。また、零調整用マスタＭO の背圧の測定値を測定の基準値に設定する。以下の測定では、この零調整用マスタＭO との背圧変化を検出することにより、ワークＷの内径寸法ｄが測定される。
【００７０】
以上により、エアマイクロメータ６２のキャリブレーションが終了する。
【００７１】
次に、ワークの長さＬに基づく測定値の修正量の測定が行われる。
【００７２】
まず、トランスファーロボット４４が、マスタ格納台８８から第１の修正用マスタＭ1 （長さＬ1 ）を取り出し、内径測定部１６Ｂに搬送して測定台６０にセットする。第１の修正用マスタＭ1 が測定台６０にセットされると、上述した零調整用マスタＭO と同様にして背圧測定が行われる。管制部１６Ｃは、測定された背圧から第１の修正用マスタＭ1 の内径ｄ1 を算出し、長さＬ1 に対応させてメモリに記憶する。
【００７３】
第１の修正用マスタＭ1 の測定が終了すると、トランスファーロボット４４が、測定台６０から第１の修正用マスタＭ1 を回収し、マスタ格納台８８の元の位置に戻す。
【００７４】
次に、トランスファーロボット４４が、マスタ格納台８８から第２の修正用マスタＭ2 （長さＬ2 ）を取り出し、内径測定部１６Ｂに搬送して測定台６０にセットする。第２の修正用マスタＭ2 が測定台６０にセットされると、上記と同様にして背圧が測定される。管制部１６Ｃは、測定された背圧から第２の修正用マスタＭ2 の内径ｄ2 を算出し、長さＬ2 に対応させてメモリに記憶する。
【００７５】
第２の修正用マスタＭ2 の測定が終了すると、トランスファーロボット４４が、測定台６０から第２の修正用マスタＭ2 を回収し、マスタ格納台８８の元の位置に戻す。
【００７６】
以上のようにして、マスタ格納台８８に格納されている複数の修正用マスタＭN について、順次内径ｄN を測定する。そして、求めた内径ｄN を長さＬN に対応させて管制部１６Ｃのメモリに記憶する。
【００７７】
すべての修正用マスタＭ1 〜ＭN の内径測定が終了すると、管制部１６Ｃは測定値の修正量εを求める。
【００７８】
ここで、上記のように零調整用マスタＭO と修正用マスタＭ1 〜ＭN は、共に内径寸法が等しく形成されているので、測定値ｄO 〜ｄN は同じ値が出力されるはずである。
【００７９】
しかしながら、各マスタＭO 〜ＭN は、長さＬO 〜ＬN が異なるため、測定値にバラツキが生じる。
【００８０】
そこで、零調整用マスタＭO の長さＬO を基準とし、その時の測定値ｄO とのズレ量（ｄO −ｄN ）を求めることにより、各長さＬ1 〜ＬN における測定値の修正量εを求める。
【００８１】
たとえば、長さＬ1 の時の内径測定値はｄ1 であり、その修正量ε1 は、ε1 ＝ｄO −ｄ1 となる。また、長さＬ2 の時の内径測定値はｄ2 であり、その修正量ε2 は、ε2 ＝ｄO −ｄ2 となる。同様にして各長さＬ1 〜ＬN における測定値の修正量ε1 〜εN を求める。
【００８２】
そして、求めた長さＬO 〜ＬN と修正量εO 〜εN との関係から、その長さＬと修正量εの一般式ε＝Ｆ（Ｌ）を求める。管制部１６Ｃは、求めた長さＬと修正量εとの関係を表す一般式ε＝Ｆ（Ｌ）をメモリに記憶する。
【００８３】
以上一連の操作により、測定の準備作業が完了する。以後、パーツフィーダ２２に収納されたワークＷの測定が順次行われる。
【００８４】
まず、パーツフィーダ２２が駆動され供給口２６からワークＷが順次供給される。供給口２６から供給されたワークＷは、コンベア４０によって方向転換装置４２に搬送される。そして、その方向転換装置４２によって９０度方向転換されて、垂直に立ち上げられる。
【００８５】
垂直に立ち上げられたワークＷは、トランスファーロボット４４のハンド５４に受け取られ、そのアーム５２の旋回動作によって長さ測定部１６Ａに搬送される。
【００８６】
長さ測定部１６Ａに搬送されたワークＷは、ワークホルダ１００にセットされ、長さが測定される。この長さ測定部１６Ａによる長さ測定は、次のとおりである。
【００８７】
まず、トランスファーロボット４４のハンド５４がワークホルダ１００の上方に移動して停止する。そして、その位置からアーム５２が下降する。アーム５２は、所定量下降すると停止し、これにより、ワークＷがワーク受け穴１０４に挿入される。
【００８８】
ワークＷがワーク受け穴１０４に挿入されると、ハンド５４によるワークＷの把持が解除される。この後、アーム５２は上昇し、所定の高さの位置で待機する。これにより、ワークＷがワークホルダ１００にセットされる。
【００８９】
ワークＷがワークホルダ１００にセットされると、次いで、長さ測定機１０２の回転テーブル１２４が回転駆動され、測定アーム１０６が退避位置から測定待機位置に旋回して移動する。
【００９０】
測定アーム１０６が測定待機位置に移動すると、モータ１２２が駆動され、測定アーム１０６が下降する。測定アーム１０６が下降すると、ある高さの位置で接触子１０８がワークＷの頂部に接触するので、この接触が検出されると、測定アーム１０６の下降が停止する。
【００９１】
管制部１６Ｃは、測定待機位置から測定アーム１０６が停止するまでの移動量Ｓをエンコーダからの出力に基づいて演算する。そして、その求めた移動量Ｓに基づいてワークＷの長さＬを算出する。すなわち、基準位置からの変位量ｘを演算し、この変位量ｘと既知の零調整用マスタＭO の長さＬO とから、ワークＷの長さＬ（Ｌ＝ＬO ＋ｘ）を算出する。求められたワークＷの長さＬは、内径測定部１６Ｂの管制部１６Ｃに出力される。
【００９２】
測定が終了すると、モータ１２２が駆動され、測定アーム１０６が測定待機位置まで上昇する。この後、回転テーブル１２４が駆動され、測定アーム１０６が旋回し、退避位置に移動する。
【００９３】
以上により、ワークＷの長さ測定が終了する。長さ測定が終了すると、ワークホルダ１００の上方に待機していたトランスファーロボット４４のハンド５４が下降し、ワークホルダ１００からワークＷを回収する。そして、回収したワークＷを内径測定部１６Ｂに搬送する。
【００９４】
内径測定部１６Ｂに搬送されたワークＷは、測定台６０にセットされ、内径寸法が測定される。この内径寸法の測定は、次のように行われる。
【００９５】
まず、ワークＷが押圧リング６６のワーク挿通穴７６に挿入される。次に、図示しない押圧手段が駆動され、押圧リング６６が測定台本体６４に向けて押圧される。これにより、保持リング６８が押圧リング６６に押し潰され、その押し潰された押圧リング６６に把持されて、ワークＷが測定台６０に保持される。
【００９６】
ワークＷが測定台６０に保持されると、エア源８０が駆動され、レギュレータ８２によって一定圧に調整された圧縮エアが、Ａ／Ｅ変換器８４を介して測定台６０のエア供給路７０に供給される。このエア供給路７０に供給された圧縮エアは、ワークＷの内周部を通って外部に排気される。そして、このときの圧縮エアの背圧がＡ／Ｅ変換器８４によって検出され、電気信号として管制部１６Ｃへと出力される。
【００９７】
管制部１６Ｃは、Ａ／Ｅ変換器８４からの電気信号に基づいてワークＷの内径寸法ｄを演算する。すなわち、あらかじめ求めた背圧特性に基づいて測定された背圧からワークＷの内径寸法ｄを算出する。
【００９８】
内径寸法ｄが測定されると、次に、管制部１６Ｃは、長さ測定部１６Ａで測定されたワークＷの長さＬに基づいて修正量εを求める。そして、その求めた修正量εに基づいて測定値ｄを修正し、正しい内径寸法ｄ´を求める。
【００９９】
以上のようにして求められた内径寸法ｄ´は管制部１６Ｃに備えられたモニタ（不図示）に表示されるとともに、データとしてメモリに記録される。そして、その測定された内径寸法ｄ´が所定の基準を満たしているか否か判定される。すなわち、所定の基準を満たしたＯＫワークか、所定の基準を満たしていないＮＧワークかが判定される。
【０１００】
なお、この判定の基準となる内径寸法は、あらかじめ管制部１６Ｃのメモリに記憶されているものとする。
【０１０１】
以上によりワークＷの内径測定が終了する。測定が終了すると、エア源８０の駆動が停止され、測定台６０によるワークＷの保持が解除される。すなわち、押圧手段（不図示）による押圧リング６６の押圧が解除され、保持リング６８によるワークＷの締め付けが解除される。この後、ワークＷはトランスファーロボット４４によって測定台６０から回収され、回収部１８へと搬送される。
【０１０２】
回収部１８に搬送されたワークＷは、判定された結果に応じてＯＫワーク回収ボックス９０ＡとＮＧワーク回収ボックス９０Ｂとに分別されて回収される。すなわち、所定の基準を満足したＯＫワークならばＯＫワーク回収ボックス９０Ａに回収され、所定の基準を満足しないＮＧワークならばＮＧワーク回収ボックス９０Ｂに回収される。
【０１０３】
なお、この分別回収は次のように行われる。測定台６０からワークＷを回収したトランスファーロボット４４のハンド５４は、そのワークＷがＯＫワークの場合、ＯＫワーク回収ボックス９０Ａの上方に移動する。そして、その位置から所定量下降したのちワークＷの保持を解除する。これにより、ワークＷは自重で落下し、ＯＫワーク回収ボックス９０Ａに回収される。一方、測定台６０から回収したワークＷがＮＧワークの場合、トランスファーロボット４４のハンド５４は、ＮＧワーク回収ボックス９０Ｂの上方に移動し、その位置から所定量下降し、ワークＷの保持を解除する。これにより、ワークＷは自重で落下し、ＮＧワーク回収ボックス９０Ｂに回収される。
【０１０４】
以上一連の工程で１つのワークＷの内径測定が完了する。以下、同様の作業を順次繰り返し実施して、パーツフィーダ２２に収容された全てのワークＷを測定する。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態の内径測定装置１０では、ワークＷの長さＬを測定し、そのワークＷの長さＬに応じて内径測定値ｄを修正するので、長さが異なる複数のワークＷを測定する場合であっても、常に正確な測定を行うことができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、垂直に上下動する測定アーム１０６をワークＷの頂部に当接させ、その時の測定アーム１０６の移動量を検出することにより、ワークＷの長さを測定するようにしているが、ワークの長さを測定する手段は、これに限定されるものではない。
【０１０７】
たとえば、図６や図７に示すように、ワークＷを一対の測定アーム１３０、１３０で挟持し、その測定アーム１３０、１３０の変位を検出することにより、ワークＷの長さを測定するようにしてもよい。また、図８に示すように、一対のＣＣＤカメラ１３２、１３２の間にワークＷをセットし、そのワークＷの端面をＣＣＤカメラ１３２、１３２で撮影して、その合焦情報からワークＷの長さを測定するようにしてもよい。
【０１０８】
このように、ワークＷの長さを測定する手段は、公知の種々の手段を用いることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、測定部１６には、長さ測定部１６Ａと内径測定部１６Ｂとが、それぞれ１つずつ設置されているが、複数の長さ測定部１６Ａ及び内径測定部１６Ｂを設置してもよい。これにより、複数のワークＷを同時に測定することができ、効率よく測定を行うことができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークの長さに応じて内径測定値を修正するので、長さにバラツキがある複数のワークを測定する場合であっても常に正確な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内径測定装置の一実施形態を示す全体構成図
【図２】搬送部の構成を示す概略図
【図３】長さ測定部の構成を示す概略図
【図４】内径測定部の構成を示す概略図
【図５】測定台の構成を示す断面図
【図６】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図
【図７】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図
【図８】長さ測定機の他の実施の形態を示す概略図
【図９】ワークの構成を示す断面図
【符号の説明】
１０…内径測定装置、１２…供給部、１４…搬送部、１６…測定部、１６Ａ…長さ測定部、１６Ｂ…内径測定部、１８…回収部、２０…マスタ格納部、２２…パーツフィーダ、３４…エアノズル、４０…コンベア、４２…方向転換装置、４４…トランスファーロボット、４６…クランパ、４６Ａ、４６Ｂ…クランプ爪、４８…回転軸、５０…ロッド、５２…アーム、５４…ハンド、５４Ａ…クランプ爪、６０…測定台、６２…エアマイクロメータ、６４…測定台本体、６６…押圧リング、６８…保持リング、７０…エア供給路、７２…凹部、７４…ワーク受け穴、７６…ワーク挿通穴、７８…押圧面、８０…エア源、８２…レギュレータ、８４…Ａ／Ｅ変換器、８８…マスタ格納台、８８Ａ…零調整用マスタ格納穴、８８Ｂ…倍率調整用マスタ格納穴、９０Ａ…ＯＫワーク回収ボックス、９０Ｂ…ＮＧワーク回収ボックス、１００…ワークホルダ、１０２…長さ測定機、１０４…ワーク受け穴、１０６…測定アーム、１０８…接触子、１１０…支柱、１１２…ガイドレール、１１４…昇降体、１１８…ネジ棒、１２０…軸受部、１２２…モータ、１２４…回転テーブル、Ｗ…ワーク
【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】
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【図８】
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【図９】
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