(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ピンを有する測定機の所与の座標内で較正するための基準寸法を有する基準ゲージ装置であって、基準ゲージと、基台と、キャップと、前記基台を支持する基礎とを備え、
前記基準ゲージは、基準寸法の内面距離のフォーク体と該基準寸法の外面距離の突出体とを有し、
前記基台は、前記ブロックゲージを支えるとともに前記基準寸法に対して比較的大きな寸法の高さであり、
前記キャップは、前記基準ゲージを前記基台との間に維持するともに、前記フォーク体と突出体の周囲に大きな面が解放されるように配設され、
前記基礎は、本基準ゲージ装置の作業表面上に接し、該前記フォーク体を方向づけるものであり、
基準寸法が、該基準ゲージの較正された較正用のフォーク体の内面の一方と他方の内面との間の距離の測定によって測定可能であり、かつ、該基準ゲージの較正用の突出体の外面の一方と他方の外面との間の較正された距離の測定によって測定可能であり、較正のときに、前記測定ピンが、前記フォーク体の内面間にも前記突出体の外面間にも接近できることを特徴とする、測定機の較正用の基準ゲージ装置。
【請求項２】
前記基準寸法が、１５ミリメートル未満であることを特徴とする、請求項１に記載の基準ゲージ装置。
【請求項３】
前記基準寸法が、ブロックゲージによって決定されることを特徴とする、請求項１に記載の基準ゲージ装置。
【請求項４】
前記較正された較正用フォーク体と前記突出体が、ブロックゲージによって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の基準ゲージ装置。
【請求項５】
前記較正された較正用フォーク体と前記突出体が、三つのブロックゲージの重ね合わせによって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の基準ゲージ装置。
【請求項６】
測定ピンを有する測定機の較正方法であって、
基準ゲージであって、基準寸法の内面距離のフォーク体と該基準寸法の外面距離の突出体とを有する基準ゲージと、
基台であって、前記ブロックゲージを支えるとともに前記基準寸法に対して比較的大きな寸法の高さの基台と、
キャップであって、前記基準ゲージを前記基台との間に維持するともに、前記フォーク体と突出体の周囲に大きな面が解放されるように配設されたキャップと、
前記基台を支持する基礎であって、本基準ゲージ装置の作業表面上に接し、該前記フォーク体を方向づける基礎とからなる基準ゲージ装置を用いて、
以下の各過程、
基準ゲージの測定機の測定用の空間中に配置する過程であって、
該基準ゲージの較正用のフォーク体の内面間の距離によって、基準寸法が、測定可能であるとともに、基準ゲージの較正用の突出体の外面間の距離によっても、基準寸法が、測定可能であり、
較正のときに、前記測定ピンが、前記フォーク体の内面間にも前記突出体の外面間にも接近できるようになっており、
前記測定ピンの直径が前記基準寸法より小さいときは、該測定ピンを変位させ、該測定ピンが、前記フォーク体の一方の内面に接触するまで移動させるとともに、次に、該測定ピンが、前記フォーク体の他方の内面に接触するまで移動させる過程、
前記測定ピンの直径が前記基準寸法と等しいか大きいときは、該測定ピンを変位させ、該測定ピンが、突出体の一方の外面に接触するまで移動させるとともに、次に、該測定ピンが、突出体の他方の外面に接触するまで移動させる過程、
とからなる、測定機の較正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は測定機の較正のための基準ゲージに関するものである。
本発明は、本発明による基準ゲージに組み合わされた較正方法にも関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測定機は、一つまたは複数の方向に移動自在なアームを有し、その位置は、例えば、容量型、誘導型、磁気抵抗型、または光電型などの測定システムによって精密決定される。
可動性アームの先端には、一般的に球形の測定ピンが取り付けられている。
測定機のアームは、例えば被測定物の表面、角または正確な点などの特定の測定点まで所定の軌跡にそって空間内を移動される。
この点の座標は、操作員によるマニュアルで、あるいは例えば測定機に取り付けられたソフトウェアによって読みとられる。
かかるソフトウェアは、ついで、例えば作業を行う床等の接地面の表面あるいはその他一切の基準面に対する測定点の高さの決定、物体の寸法計算、あるいは場合によっては、一連の測定点によって二次元または三次元で被測定物を表すことを可能にする。
【０００３】
測定精度を保証するために、測定機は規則的に較正して、環境条件の変動、測定ピンの直径の変化などに由来する一時的な誤差を補正しなければならない。
較正は最低限、測定機の新たな使用開始の都度、および測定を実施できる前までに行わなければならない。
【０００４】
測定機の較正に通常用いられる道具は、基準ゲージである。
基準ゲージは、一般的に較正された較正用フォーク体を有し、該較正用フォーク体は特定の軸に沿って測定機を較正するのに役立つ。
較正用フォーク体は、測定ピンの周囲に配置される。
測定機のアームは、測定ピンが較正用フォーク体の第一の面と接触するまで所定の軸に沿って移動され、それにより第一の測定点を決定する。
ついで測定機のアームは、較正用フォーク体の他の面に接触するまで反対方向に移動され、それにより第二の測定点を決定する。
測定機のソフトウェアは、較正された較正用フォーク体の正確な寸法、その移動、また場合によっては測定ピンの正確な寸法を把握すると、そのとき例えば方向転換の際のこのような機械システムに存在するたわみやヒステリシスのような、較正パラメータを計算することができる。
較正手順は、測定機の各起動の後、および測定を実施できる前に反復しなければならない。
【０００５】
較正した較正用フォーク体の測定の品質を向上させるためには、測定機のアームの行程を制限し、したがって較正用フォーク体自体の寸法を制限するのが有利である。
このような縮小がもつ欠点は、較正される較正用フォーク体の寸法とほぼ同じかそれを越える直径の測定ピンの使用を妨げることである。したがって較正用フォーク体の寸法は、所望の測定精度と通常の測定ピンの最大での基準ゲージを使用する可能性の追求の結果となる。したがって現在使用されているゲージは、採用した測定システムによれば、２０ミリメートル、あるいは２５．４ミリメートル（１インチ）の一切の基準寸法である。
【０００６】
【従来の技術】
特許文献１（特開２０００−３９３０４号公報）には、極小径のノズル径を測定する形状測定装置が記載されている（図３、図４、図５参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３９３０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、測定機の測定ピンの直径を問わず、現在のゲージよりも正確な較正を可能にする基準ゲージを提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題を解決するための手段は、次のとおりである。
【００１０】
第１に、測定機の所与の座標内で較正するための少なくとも一つの基準寸法（ｄ）を有する基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）が較正された較正用フォーク体（１０）の内面（１１，１２）の一方と他方の内面との間の距離の測定によって、あるいは突出体（１３）の外面（１４，１５）の一方と他方の外面との間の較正された距離の測定によって測定可能であることを特徴とする、基準ゲージ。
【００１１】
第２に、基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）が１５ミリメートル未満であることを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
【００１２】
第３に、基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）がブロックゲージ（１）によって決定されることを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
【００１３】
第４に、基準ゲージにおいて、前記較正された較正用フォーク体（１０）と前記突出体（１３）が、二つの平坦表面間のブロックゲージ（１）の取り付けによって形成されることを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
【００１４】
第５に、基準ゲージにおいて、前記較正された較正用フォーク体（１０）と前記突出体（１３）が、三つのブロックゲージ（１）の重ね合わせによって形成されることを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
【００１５】
第６に、測定機の所与の座標内で較正するための少なくとも一つの基準寸法（ｄ）を有する基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）が１５ミリメートル未満であることを特徴とする、基準ゲージ。
【００１６】
第７に、基準ゲージにおいて、基礎（２０）が前記基準ゲージに平坦表面上で安定した位置を取ることを可能にする基台（２）を有することを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
すなわち、平坦表面上で安定した位置を取ることを可能にする基礎を備えた基台（２）を有することを特徴とする、上記第１に記載の基準ゲージ。
【００１７】
第８に、基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）が、前記基台（２）の基礎（２０）に対して垂直に向けられることを特徴とする、上記第７に記載の基準ゲージ。
【００１８】
第９に、基準ゲージにおいて、前記少なくとも一つの基準寸法（ｄ）が、前記基台（２）の基礎（２０）に対して水平に向けられることを特徴とする、上記第７に記載の基準ゲージ。
【００１９】
第１０に、１５ミリメートル未満の基準寸法（ｄ）の測定からなる測定機の較正方法。
【００２０】
第１１に、突出体（１３）の二つの外面（１４，１５）の一方と他方の外面との間の較正された寸法の測定からなる測定機の較正方法。
【００２１】
本発明における課題は、その基準寸法をその内寸によっても、その外寸によっても測定することができる基準ゲージを提案することによって達成される。
基準寸法の測定が実施できるのは、上述のごとく、較正された較正用フォーク体を限定する二つのブロックゲージの間における基準表面間で、測定機のアームの線形移動を測定するか、あるいは突出したブロックゲージの片面上の第一の測定点と同じブロックゲージの反対面上の第二の測定点との間の距離を測定することによる。
基準寸法に選択された寸法は、２０ミリメートル未満、有利には１５ミリメートル未満、そして好適には７ミリメートル未満である。
【００２２】
本発明による基準ゲージには、次の二つの大きな利点がある。
１．基準寸法は、現在のゲージの寸法に対して大幅に縮小され、それにより較正の際の測定機のアームの移動が制限される。
２．基準寸法は、測定された較正用フォーク体の内寸によっても、突出体の外寸によっても測定することができるので、同一の基準ゲージが、あらゆる直径の測定ピンを使用する測定機の較正に使用できるようになる。
【００２３】
【実施例】
本発明は、付属の図面を参照し、かつ例として挙げた以下の説明を読むことによっていっそうよく理解できるだろう。
【００２４】
図１は、高さの測定コラムの較正に適合した本発明による基準ゲージの斜視図である。
【００２５】
図２は、図１に示した基準ゲージの縦断面図である。
【００２６】
本発明による基準ゲージの推奨実施態様は、高さの測定コラムの較正を目的とした基準ゲージである。
高さの測定コラムは、垂直軸に沿った距離だけを測定する測定機である。
高さの測定コラムは、一般的に完全に平坦な測定コラムの接地面である作業表面上に置かれ、それにより二つの測定点間の垂直距離、あるいはこの作業表面に対する測定点の高さの正確な測定を可能にする。
高さの測定コラムの較正を目的とする基準ゲージの基準寸法は、したがって作業表面に対して垂直な平面内に向けられる。
【００２７】
本発明の好適な実施態様による基準ゲージを構成する主要要素は、三つのブロックゲージ１と基台２とキャップ３である。
【００２８】
ブロックゲージ１は、好適には平面六面体である直方体の機械部品であり、該部品は硬質で環境変動に余り影響されない材料で加工され、その少なくとも一つの寸法は、その相対する面の二つのきわめて正確な加工によって最高の精度で決められている。
本発明の好適な実施態様において、簡便化とコストの削減のために、三つのブロックゲージ１は同一である。
選択された基準寸法ｄは、６．３５ミリメートル（１／４インチ）に等しく、インペリアルシステムなどのメートル系における計算に適した寸法である。
較正された較正用フォーク体１０は、三つのブロックゲージ１の重ね合わせからなり、中央のブロックゲージは他の二つに対して大幅にずらされる。
このようにして、三つのブロックゲージ１の集合体は、較正された較正用フォーク体１０に対して対照的に位置し、中央のブロックゲージの突出体１３を呈する。
該三つのブロックゲージ１の集合体は、較正された較正用フォーク体１０に挿入されるには大きすぎる直径の測定ピンを使用して測定機を較正するためのものである。
【００２９】
基台２は、基礎２０を有し、それにより基準ゲージは作業表面である接地面と接触している。
基台２は、ゲージに安定性を与える。
基台２は、重く、高さが基準寸法ｄに対して比較的大きな寸法である。
基台２の高さは、較正された較正用フォーク体１０または突出体１３と作業表面との間の距離を決定するが、この距離は測定コラムのアームがその垂直行程の端に移動しなくても較正された較正用フォーク体を測定できるように、十分大きくなければならない。
好適には、基台２の高さは、高さの測定コラムの高さの５％と２０％の間とする。
基台２の基礎２０は、作業表面に対する較正された較正用フォーク体１０と突出体１３の方向も決定する。
【００３０】
キャップ３は、基台２にブロックゲージ１を維持するが、較正された較正用フォーク体１０と突出体１３の周囲にかなり大きな面を取り除き、較正の際に測定ピンが容易にそこに接近できるようにする。
キャップ３は、二本のねじ５およびキャップ３とブロックゲージ１の間に挿入されたバネ４によって基台２にねじ止めされ、ブロックゲージ１に対する一定の圧力を確保し、それにより基準ゲージの一切の狂いを防止する。
【００３１】
本発明による基準ゲージの推奨実施態様は、重ねられた三つのブロックゲージ１を使用し、該ブロックゲージの中央のものは他のものに対してずれており、それにより較正された較正用フォーク体１０を形成し、および突出した中央のブロックゲージ１の一部である突出体１３を残すことを可能にする。
また、この推奨実施態様の図示されていない変型において、上下のブロックゲージを、例えば、片方の表面だけが完全に平坦である機械部品に交換することも可能である。
これら部品のそれぞれの完全に平坦な表面は、中央のブロックゲージと接触し、それにより表面が完全に平坦な較正された較正用フォーク体を形成する。
これら部品の寸法は、しかしながら、ブロックゲージの一部が該部品に対して突き出たままになるようにしなければならない。
さらに、基台の上面、あるいはキャップの下面、あるいは両面を最大精度で加工することも可能で、それによりこれらの表面の一方あるいは両面が、較正された較正用フォーク体の一つの側を限定する表面の役割を果たすようにする。
【００３２】
本発明の推奨実施態様による基準ゲージの使用は、高さ測定コラムの較正によって例として上述のごとく説明された。
当業者は、かかるゲージは二次元または三次元の一切の測定機の垂直軸に沿った較正にも使用できることを、容易に理解できよう。
【００３３】
本発明による基準ゲージの図示されていない第二の変型において、較正用フォーク体と突出体によって具体化された推奨実施態様における較正された基準寸法は、水平面内に方向付けられ、それにより水平面内に位置づけられた一切の軸に沿って一次、二次、または三次元の測定機の較正が可能になる。
【００３４】
第三の変型において、基準ゲージは較正された較正用フォーク体と突出体によって同時にそれぞれが表される較正寸法を少なくとも二つ有し、少なくとも二つの較正された寸法のうち一つが垂直面内に向けられ、少なくとも二つの較正された寸法のもう一方が水平面に向けられ、それにより同一の基準ゲージを用いて、垂直軸および少なくとも一つの水平軸に沿って、二次元または三次元の測定機の較正をすることが可能になる。
【００３５】
本発明による基準ゲージの使用に結びつけられた測定機の較正方法は、二つの変型を有する。
【００３６】
測定機の測定ピンの直径が、較正された寸法ｄより大幅に小さい場合、較正された較正用フォーク体を限定する二つの内面１１と内面１２は、測定機が較正されなければならない軸に沿って測定ピンの両側に位置づけられる。
測定機のアームは、ついで、測定ピンが第一の内面１１または内面１２と接触するまで、この軸にそって移動され、それにより第一の測定点が決定される。
測定機のアームは、つぎに、較正された較正用フォーク体１０を限定する別の内面１２または内面１１と接触するまで同じ軸にそって反対方向に移動され、それにより第二の測定点が決定される。
較正パラメータは、つぎに、既知の較正された寸法ｄ、測定機のアームの移動の測定、および正確にわかっている場合は測定ピンの直径によって計算される。
【００３７】
測定機の測定ピンの直径が、較正された寸法ｄにほぼ等しいか、それより大きい場合、突出体は厳密に決定された位置で測定ピンの近傍に置かれ、その外面１４または外面１５は、測定機が較正されなければならない軸に垂直な平面内で方向付けられる。
つぎに、測定機のアームは、測定ピンが第一の外面１４または外面１５と接触するまで、この軸にそって移動され、それにより第一の測定点が決定される。
測定機のアームは、つぎに、基準ゲージの後退を可能にするために反対方向にわずかに移動され、ついで再度初期の方向に、ｄよりはるかに大きな距離だけ移動される。
ゲージは、正確にその初期位置に置かれる。
このとき測定機のアームは、突出体１３を限定する別の外面１５または外面１４と接触するまで同一軸に沿って反対方向に移動され、それにより第二の測定点が決定される。
較正パラメータは、つぎに、既知の較正された寸法ｄ、二つの測定点の間で測定された距離、および正確にわかっている場合は測定ピンの直径によって計算される。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、基準寸法は、測定された較正用フォーク体の内寸によっても、突出体の外寸によっても測定することができるので、同一の基準ゲージが、あらゆる直径の測定ピンを使用する測定機の較正に使用できる。
すなわち、測定機の測定ピンの直径を問わず、現在のゲージよりも正確な較正を可能にする基準ゲージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基準ゲージの斜視図
【図２】図１に示した基準ゲージの縦断面図
【符号の説明】
１  ブロックゲージ
２  基台
３  キャップ
４  バネ
５  ねじ
１０  較正用フォーク体
１１  内面
１２  内面
１３  突出体
１４  外面
１５  外面
２０  基礎
【図１】
0004234411.tif 000002
【図２】
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