(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内周部に圧縮エアを供給し、面取りが形成された他端から排出して、その背圧変化を検出することにより、前記ワークの内径を測定する内径測定方法において、
第１の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して、前記ワークの内径を測定する第１測定工程と、
前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して、前記ワークの内径を測定する第２測定工程と、
前記第１測定工程で測定された内径の測定値と前記第２測定工程で測定された内径の測定値との差を求めて測定値の変化量を求める変化量演算工程と、
あらかじめ取得した測定値の変化量と測定値の修正量との関係から前記第１測定工程で測定された内径の測定値の修正量を求める修正量演算工程と、
前記修正量演算工程で求めた修正量に基づいて前記第１測定工程で測定された内径の測定値を修正し、真の内径測定値を求める真値演算工程と、
からなることを特徴とする内径測定方法。
【請求項２】
円筒状に形成されたワークの一端から内周部に圧縮エアを供給し、面取りが形成された他端から排出して、その背圧変化を検出することにより、前記ワークの内径を測定する内径測定装置において、
前記圧縮エアの供給圧力を調整するエア圧調整手段と、
第１の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して測定された前記ワークの内径を第１測定値として記憶する第１測定値記憶手段と、
前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して測定された前記ワークの内径を第２測定値として記憶する第２測定値記憶手段と、
前記第１測定測定値と前記第２測定値との差を求めて測定値の変化量を求める変化量演算手段と、
あらかじめ取得した測定値の変化量と測定値の修正量との関係から前記第１測定工程で測定された内径の測定値の修正量を求める修正量演算手段と、
前記修正量演算手段で求めた修正量に基づいて前記第１測定値を修正し、真の内径測定値を求める真値演算手段と、
を備えたことを特徴とする内径測定装置。
【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最小寸法径を測定していた（たとえば、特許文献１等）。
【０００３】
しかしながら、ピンゲージを用いた測定は、測定者がワークを一つ一つ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。
【０００４】
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、ワークの内周部の略平均径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、長時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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２７６０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアによる内径測定の場合、対象ワークのエアの出口側に面取りが形成されていると、その面取りの大きさによって従来のピンゲージによる測定との間で測定値に誤差が生じるという欠点がある。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、面取りの影響を受けずに常に安定した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。
【０００８】
【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内周部に圧縮エアを供給し、面取りが形成された他端から排出して、その背圧変化を検出することにより、前記ワークの内径を測定する内径測定方法において、第１の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して、前記ワークの内径を測定する第１測定工程と、前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で前記ワークに圧縮エアを供給して、前記ワークの内径を測定する第２測定工程と、前記第１測定工程で測定された内径の測定値と前記第２測定工程で測定された内径の測定値との差を求めて測定値の変化量を求める変化量演算工程と、あらかじめ取得した測定値の変化量と測定値の修正量との関係から前記第１測定工程で測定された内径の測定値の修正量を求める修正量演算工程と、前記修正量演算工程で求めた修正量に基づいて前記第１測定工程で測定された内径の測定値を修正し、真の内径測定値を求める真値演算工程と、からなることを特徴とする内径測定方法を提供する。
【０００９】
本発明は、圧縮エアの圧力を変化させてワークの内径を測定すると、ワークのエア出口側に形成された面取りの大きさに応じて内径の測定値が変化することに着目し、第１の圧力と第２の圧力で測定した際の内径の「測定値の変化量」と「真の内径測定値に対する測定値のズレ量（修正量）」との関係をあらかじめ求めておき、この関係を利用して真の内径測定値、すなわち、面取りの影響による誤差を取り除いた正確な内径測定値を求める。
【００１０】
まず、第１の圧力でワークに圧縮エアを供給してワークの内径を測定し（第１測定工程）、次に、第１の圧力とは異なる第２の圧力でワークに圧縮エアを供給してワークの内径を測定する（第２測定工程）。そして、両測定値の差を求めて「測定値の変化量」を求め、あらかじめ取得した「測定値の変化量」と「測定値の修正量」との関係から、第１測定工程で測定された内径の測定値の修正量を求める。そして、求めた修正量に基づいて第１測定工程で測定された内径の測定値を修正し、真の内径測定値を求める。これにより、面取りの影響を受けずに常に安定した正確な測定ができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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及び制御部２０で構成されている。
【００１３】
この内径測定装置１０は、ワークＷの内径を測定し、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７に示すように、たとえば外径Ｄが２．５ｍｍ、内径ｄが０．１２５ｍｍ、長さＬが１０ｍｍの極微小な円筒形状をしている。また、このフェルールは、先端面が円弧状に形成されているとともに、両端内周部に面取り部Ｃ1 、Ｃ2 が形成されている。
【００１４】
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、ワークＷの向きを統一してワークＷを供給する。ここでは、ワークＷの先端が搬送方向に対して後方に向くようにワークＷの向きを統一して供給する。
【００１５】
なお、向きを統一したワークＷの供給は、たとえば次のように行われる。図２はパーツフィーダ２２の選別部２３の構成を示す概略図である。ワークＷは図示しないストッカに入れられており、このストッカから搬送路２４を通って順次選別部２３へと供給される。選別部２３ではワークＷの向きが検出され、先端が搬送方向の後側に向いているワークＷのみが通過を許可される。そして、この選別部２３を通過したワークＷのみがパーツフィーダ２２の供給口２６（図１参照）から供給される。
【００１６】
選別部２３は、図２に示すように、ストッパ２８、投光・受光センサ３０、戻し口３６、エアノズル３４で構成されている。
【００１７】
ストッパ２８は、搬送路２４を流れるワークＷを選別部２３の検出位置で一旦停止させる部材であり、搬送路２４の壁面から出没自在に設けられている。ワークＷは、その端面が搬送路２４内に突出したストッパ２８に当接することにより、所定の検出位置で停止する。
【００１８】
投光・受光センサ３０は、図３に示すように、投光素子３０Ａと受光素子３０Ｂとで構成され、円弧状に形成された先端面の向きを検出する。投光素子３０Ａと受光素子３０Ｂは、所定の検出位置に位置したワークＷの周縁部を挟んで互いに対向するように配置され、投光素子３０Ａから投光した検出光Ｌを受光素子３０Ｂで受光することにより、ワークＷの先端面の方向を検出する。
【００１９】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、ワークＷの先端側が搬送方向に向いている場合は、投光素子３０Ａから投光された検出光Ｌが、ワークＷの周縁部に遮られることなく、そのまま受光素子３０Ｂで受光されるので、投光・受光センサ３０は、この受光素子３０Ｂで検出光Ｌが受光されたことをもって、ワークＷの先端側が搬送方向に向いていることを検出する。
【００２０】
一方、図３（ａ）に示すように、ワークＷの後端が搬送方向に向いている場合は、投光素子３０Ａから投光された検出光Ｌが、ワークＷの周縁部で遮られるため、受光素子３０Ｂでは検出光Ｌが受光されない。投光・受光センサ３０は、この受光素子３０Ｂで検出光Ｌが受光されないことをもって、ワークＷの後端側が搬送方向前側に向いていることを検出する。
【００２１】
戻し口３６は、搬送路２４の壁面に開口部として形成され、検出位置に位置したワークＷの側方位置に形成される。この戻し口３６はストッカに連通されており、ワークＷはこの戻し口３６を介してストッカに戻される。
【００２２】
エアノズル３４は、戻し口３６に対向して設置されており、戻し口３６に向けてエアを噴射する。検出位置に位置したワークＷは、このエアノズル３４からエアを噴射されることにより戻し口３６に押し出される。
【００２３】
以上のように構成された選別部２３の作用は次のとおりである。ストッカから搬送路２４を通って選別部２３に搬送されたワークＷは、ストッパ２８によって所定の検出位置で一旦停止させられる。そして、投光・受光センサ３０によってワークＷの向きが検出される。
【００２４】
ここで、図３（ａ）に示すように、搬送方向前側にワークＷの後端が検出されると、ストッパ２８が退避する。そして、ワークＷは、そのまま選別部２３を通過する。
【００２５】
一方、図３（ｂ）に示すように、搬送方向前側にワークＷの先端が検出されると、エアノズル３４からエアが噴射され、ワークＷは戻し口３６に向かって押し出される。そして、そのままストッカに戻される。
【００２６】
以上の操作を選別部２３に搬送されたワーク全てに対して行う。これにより、選別部２３を通過するワークＷは、すべて搬送方向前側にワークＷの後端が向くように統一される。そして、このように選別部２３でワークＷの向きを統一することにより、パーツフィーダ２２の供給口２６からは常に後端側が搬送方向の前側に向けられた状態でワークＷが供給される。
【００２７】
搬送部１４は、図１及び図４に示すように、供給部１２から供給されたワークＷを測定部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。この搬送部１４は、コンベア４０、方向転換装置４２、トランスファーロボット４４とで構成されている。
【００２８】
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。
【００２９】
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４に示すように、クランパ４６と、そのクランパ４６を回転させる図示しないクランパ回転機構とで構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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４に実線で示した姿勢）と垂直な受渡姿勢（図４に二点破線で示した姿勢）の２つの姿勢をとる。
【００３２】
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、その端面がクランパ４６の本体部に当接する（図４の実線に示した状態）。ワークＷの端面がクランパ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によってクランプされる。そして、ワークＷがクランプ爪４６Ａ、４６Ｂにクランプされると、クランパ回転駆動機構が駆動され、クランパ４６が回転軸４８を中心に９０度回転する（図４の破線で示した状態）。これにより、水平にクランプされたワークＷが垂直に立ち上げられる。なお、このとき、ワークＷは先端が上側に向いた状態で垂直に立ち上げられる。
【００３３】
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、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、すべてトランスファーロボット４４の搬送軌跡上に配置される（ハンド５４の旋回円上に配置される）。
【００３４】
測定部１６は、ワークＷの内径寸法の測定を行う。この測定部１６は、図１及び図５に示すように、ワークＷを保持するための複数の測定台６０、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複数のエアマイクロメータ６２と、マスタＭ0 、Ｍ1 を格納するマスタ格納台８８とで構成されている。
【００３５】
複数の測定台６０、６０、…は、トランスファーロボット４４の搬送軌跡上に所定の間隔をもって配置される。この測定台６０は、図６（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及び押圧装置（不図示）で構成されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図示しない押圧装置は、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。
【００４０】
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６（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の後端部が測定台本体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を図示しない押圧装置で測定台本体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。
【００４１】
なお、ワークＷを取り外す時は、押圧装置による押圧リング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。
【００４２】
エアマイクロメータ６２は、図５に示すように、エア源８０、切替バルブ８１、第１レギュレータ８２Ａ、第２レギュレータ８２Ｂ、Ａ／Ｅ変換器８４及び管制部８６で構成されている。
【００４３】
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。切替バルブ８１は、制御部２０からの指令に基づきエア源８０からの圧縮エアの供給先を第１レギュレータ８２Ａと第２レギュレータ８２Ｂとに選択的に切り替える。
【００４４】
第１レギュレータ８２Ａは、切替バルブ８１を介してエア源８０から供給される圧縮エアをあらかじめ設定された第１の圧力に調整し、第２レギュレータ８２Ｂは、切替バルブ８１を介してエア源８０から供給される圧縮エアをあらかじめ設定された第２の圧力に調整する。そして、この第１レギュレータ８２Ａ又は第２レギュレータ８２Ｂで所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。
【００４５】
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８６に出力する。そして、管制部８６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８６に備えられたモニタ８６Ａに表示されるとともに、データとして管制部８６に備えられた図示しないメモリに記録される。
【００４６】
マスタ格納台８８は、図１に示すように、零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 を格納する。このマスタ格納台８８は、ブロック状に形成されており、その上面に零調整用マスタ格納穴８８Ａと倍率調整用マスタ格納穴８８Ｂとが所定の深さをもって鉛直に形成されている。零調整用マスタＭ0 は零調整用マスタ格納穴８８Ａに収容されて保持されるとともに、倍率調整用マスタＭ1 は倍率調整用マスタ格納穴８８Ｂに収容されて保持される。
【００４７】
なお、このマスタ格納台８８は、トランスファーロボット４４の搬送軌跡上に配設され、零調整用マスタ格納穴８８Ａと倍率調整用マスタ格納穴８８Ｂも同様にトランスファーロボット４４の搬送軌跡上に形成される。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Ｍ0 、Ｍ1 を取り出し、測定台６０に搬送することができる。
【００４８】
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ＯＫワークとＮＧワークに分別して回収する。すなわち、所定の基準を満たしたＯＫワークと、所定の基準を満たしていない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の旋回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。
【００４９】
制御部２０は、内径測定装置１０を構成する各機器の駆動制御を行うとともに、測定部１６で測定されたワークＷの内径測定値に基づいて真の内径測定値、すなわち、面取りの影響による誤差を取り除いた正確な内径測定値を求める。この制御部は図示しないマイクロコンピュータを備えており、あらかじめ記憶された動作プログラムにしたがって各機器の駆動を制御するとともに、真の内径測定値を求めるための演算処理を行なう。
【００５０】
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。
【００５１】
まず、測定対象のワークＷを供給部１２のパーツフィーダ２２にセットするとともに、マスタ格納台８８に零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 をセットする。この零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 は、測定対象のワークＷと同じ形状に形成されており、それぞれその内径寸法ｄ0 、ｄ1 が既知とされている（ただし、ｄ0 ≠ｄ1 ：小範と大範）。なお、零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 は、それぞれその先端が上側に向くようにマスタ格納台８８にセットする。
【００５２】
ワーク及びマスタのセット完了後、オペレータは零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 の内径寸法ｄ0 、ｄ1 を管制部８６に入力する。そして、装置を稼動させる。
【００５３】
装置が稼動されると、まずエアマイクロメータ６２のキャリブレーション（零較正と倍率較正）が行われる。このエアマイクロメータ６２のキャリブレーションは次のように行われる。
【００５４】
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Ｍ0 を取り出し、測定部１６に搬送して測定台６０にセットする。このセッティングは次のように行われる。
【００５５】
まず、零調整用マスタＭ0 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、その位置から所定量下降する。これにより、ハンド５４に把持された零調整用マスタＭ0 が押圧リング６６のワーク挿通穴７６に挿入される。
【００５６】
零調整用マスタＭ0 がワーク挿通穴７６に挿入されると、ハンド５４は零調整用マスタＭ0 の把持を解除し、解除後、所定量上昇し測定台６０の上方に待機する。
【００５７】
ハンド５４の上昇後、図示しない押圧装置が駆動され、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Ｍ0 が隙間を密閉された状態で測定台６０に保持される。
【００５８】
以上のようにして零調整用マスタＭ0 が測定台６０にセットされると、切替バルブ８１の接続が第１レギュレータ８２Ａ側に設定されるとともに、エア源８０が駆動され、第１レギュレータ８２Ａによって第１の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Ｍ0 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８６へと出力される。管制部８６は、その電気信号として出力された零調整用マスタＭ0 の背圧データを内蔵するメモリに記憶する。
【００５９】
零調整用マスタＭ0 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Ｍ0 のロックが解除される。すなわち、押圧装置による押圧リング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。そして、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Ｍ0 を把持して回収する。
【００６０】
回収された零調整用マスタＭ0 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、すなわち零調整用マスタ格納穴８８Ａに戻される。
【００６１】
零調整用マスタＭ0 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Ｍ1 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Ｍ1 は、零調整用マスタＭ0 と同様の手順で測定台６０にセットされ、背圧が測定される。そして、その測定終了後、零調整用マスタＭ0 と同様にマスタ格納台８８の元の位置に戻される。
【００６２】
以上のようにして、零調整用マスタＭ0 と倍率調整用マスタＭ1 の背圧測定が終了すると、管制部８６は測定された零調整用マスタＭ0 の背圧データと倍率調整用マスタＭ1 の背圧データ、及び、あらかじめ測定されている各マスタＭ0 、Ｍ1 の内径寸法ｄ0 、ｄ1 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、零調整用マスタＭ0 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Ｍ0 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。
【００６３】
以上一連の工程でキャリブレーションが終了する。なお、本実施の形態の内径測定装置１０には測定台６０及びエアマイクロメータ６２が複数設けられているので、その全てについてキャリブレーションを実施する。
【００６４】
キャリブレーションが終了すると、ワークＷの測定が開始される。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が供給される。この際、ワークＷは、図１に示すように、円弧状に形成された先端面が搬送方向の後側に向くように方向が統一されて供給口２６から供給される。
【００６５】
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、その先端が上側に向くように垂直に立ち上げられる。
【００６６】
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、アーム５２の旋回動作によって測定部１６に搬送される。そして、測定部１６の測定台６０にセットされる。この測定台６０へのセッティングは、上述したマスタＭ0 、Ｍ1 のセッティング方法と同じである。すなわち、押圧リング６６のワーク挿通穴７６にワークＷを挿入し、図示しない押圧装置で押圧リング６６を測定台本体６４に向けて押圧する。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。
【００６７】
ワークＷが測定台６０に保持されると、切替バルブ８１の接続が第１レギュレータ８２Ａ側に設定されるとともに、エア源８０が駆動され、第１レギュレータ８２Ａによって第１の圧力Ｐ1 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８６へと出力される。
【００６８】
管制部８６は、Ａ／Ｅ変換器８４からの電気信号に基づいてワークＷの内径を演算する。すなわち、あらかじめ求めた背圧特性を利用してワークＷの内径を算出する。算出された内径は、第１測定値Ｄ1 として制御部２０に出力され、制御部２０のメモリに記憶される。
【００６９】
第１の圧力Ｐ1 での内径測定が完了すると、制御部２０から切替バルブ８１に接続切替の指令が出力され、切替バルブ８１の接続が第１レギュレータ８２Ａから第２レギュレータ８２Ｂに切り替えられる。この結果、エア源８０からの圧縮エアが第２レギュレータ８２Ｂに供給され、この第２レギュレータ８２Ｂで第２の圧力Ｐ2 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。そして、この第２の圧力Ｐ2 の下で圧縮エアの背圧がＡ／Ｅ変換器８４によって検出され、電気信号として管制部８６へと出力される。
【００７０】
管制部８６は、Ａ／Ｅ変換器８４からの電気信号に基づいてワークＷの内径を演算する。算出された内径は第２測定値Ｄ2 として制御部２０に出力され、制御部２０のメモリに記憶される。
【００７１】
以上によりワーク内径の実測定が終了する。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。
【００７２】
一方、制御部２０は管制部８６から入力した第１測定値Ｄ1 と第２測定値Ｄ2 とに基づいて真の内径測定値Ｄを求める。この処理は次のように行われる。
【００７３】
まず、制御部２０は第１測定値Ｄ1 と第２測定値Ｄ2 との差（Ｄ2 −Ｄ1 ）を求めて、測定値の変化量Ｘを求める。
【００７４】
制御部２０のメモリには、あらかじめ測定値の変化量Ｘと第１測定値Ｄ1 の修正量Ｙとの関係が式又はテーブルとして記憶されており、制御部２０は、このメモリに記憶された測定値の変化量Ｘと第１測定値Ｄ1 の修正量Ｙとの関係に基づいて第１測定値Ｄ1 の修正量Ｙを求める。そして、求めた修正量Ｙに基づいて第１測定値Ｄ1 を修正し、真の内径測定値Ｄを求める。
【００７５】
すなわち、ワークＷは、エアの出口側の端部（先端部）に面取り部Ｃ2 が形成されていると、その面取り部Ｃ2 の影響を受けて第１の圧力Ｐ1 と第２の圧力Ｐ2 とで測定値が変化する。そして、この変化量Ｘは面取り部Ｃ2 の大きさに応じて変化する。
【００７６】
そこで、この「第１の圧力Ｐ1 から第２の圧力Ｐ2 に変化させた時の測定値の変化量Ｘ」と「真の内径測定値Ｄと第１測定値Ｄ1 とズレ量」（すなわち「第１測定値Ｄ1 の修正量Ｙ」）との関係をあらかじめシミュレーション又は実験により求めておき、この測定値の変化量Ｘと第１測定値Ｄ1 の修正量Ｙとの関係を用いて真の内径測定値Ｄ、すなわち、面取りの影響による誤差を取り除いた正確な内径測定値を求める。
【００７７】
たとえば、シミュレーションにより、測定値の変化量Ｘ0 の時の修正量Ｙ0 、測定値の変化量Ｘ1 の時の修正量Ｙ1 、測定値の変化量Ｘ2 の時の修正量Ｙ2 、…を求め、両者の関係式Ｙ＝Ｆ（Ｘ）をあらかじめ求めておき、制御部２０のメモリに記憶させておく。そして、真の内径測定値Ｄを求める際は、この関係式Ｙ＝Ｆ（Ｘ）を使って真の内径測定値Ｄを求める。
【００７８】
たとえば、第１測定値がＤ1 、第２測定値がＤ2 のとき、その変化量は、Ｘ＝Ｄ2 −Ｄ1 となり、第１の測定値の修正量は、Ｙ＝Ｆ（Ｘ）＝Ｆ（Ｄ2 −Ｄ1 ）となる。したがって、この場合、求める真の内径測定値Ｄは、Ｄ＝Ｄ1 −Ｙ＝Ｄ1 −Ｆ（Ｄ2 −Ｄ1 ）となる。
【００７９】
以上のように、制御部２０は、第１の圧力Ｐ1 から第２の圧力Ｐ2 に変化させた時の測定値の変化量Ｘに基づいて真の内径測定値Ｄを求める。
【００８０】
制御部２０は真の内径測定値Ｄを求めた後、その求めた真の内径測定値Ｄをあらかじめ設定された検査基準に照らして合否を判定する。すなわち、求めた真の内径測定値Ｄが、あらかじめ設定された検査基準を満たしているか否かを判定する。そして、あらかじめ設定された検査基準を満たしている場合はＯＫワークと判定し、満たしていない場合はＮＧワークと判定する。
【００８１】
この判定後、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。そして、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、ＯＫワークはＯＫワーク回収ボックス９０Ａに回収され、ＮＧワークはＮＧワーク回収ボックス９０Ｂに回収される。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
なお、本実施の形態の内径測定装置１０は、測定部１６に複数の測定台６０、６０、…を備えているので、この複数の測定台６０、６０、…に順次ワークＷを供給してワークＷの測定を実施する。この際、トランスファーロボット４４は、他のワークＷの測定中にその他のワークＷの搬送を行うようにする。これにより、トランスファーロボット４４を効率よく稼動することができ、効率よくワークＷの測定を行うことができる。
【００８６】
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、圧縮エアの圧力を変えて測定することにより、出口側の面取り部Ｃ2 の大きさに応じて測定値が変化することに鑑み、圧縮エアの圧力を変えたときの測定値の変化量を求め、その変化量から測定値の修正値を求めて真の内径測定値を求めるようにしている。これにより、ワークＷに面取りが形成されている場合であっても常に安定した正確な測定を行うことができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、エア源８０からの圧縮エアの供給先を切替バルブ８１で第１レギュレータ８２Ａと第２レギュレータ８２Ｂとに選択的に切り替えることにより、ワーク内周部に供給する圧縮エアの圧力を第１の圧力Ｐ1 と第２の圧力Ｐ2 とに切り替えているが、ワークＷの内周部に供給する圧縮エアの圧力の切替方法は、これに限定されるものではない。
【００８８】
たとえば、図８に示すように、第１エア源８０Ａから供給される圧縮エアをあらかじめ設定された第１の圧力Ｐ1 に調整する第１レギュレータ８２Ａと、エア源８０から供給される圧縮エアをあらかじめ設定された第２の圧力Ｐ2 に調整する第２レギュレータ８２Ｂとを切替バルブ８３に接続し、この切替バルブ８３によってＡ／Ｅ変換器８４に接続するレギュレータを選択的に切り替え、ワーク内周部に供給する圧縮エアの圧力を切り替えるようにしてもよい。
【００８９】
この他、制御部２０からの指令に基づきエア源８０から供給される圧縮エアを所定の圧力に調整可能な圧力調整手段によってワーク内周部に供給する圧縮エアの圧力を切り替えてもよい。
【００９０】
【実施例】
図９の表は外径Ｄ＝２．５mm、内径ｄ＝１２５μｍ、内径長さＬ＝１０mmのフェルールに対して供給する圧縮エアの圧力を０．１Mpa から０．２５Mpa に変化させた時の測定値の変化をシミュレーションで求めた結果を示している。同図に示すように、供給する圧縮エアの圧力を変化させることによって測定値に変化を発生させる要素は、先端側面取りＣ2 の影響が大きく、内径長さＬの変化、内径のテーパの変化、後端側面取りＣ1 は、ほとんど測定に影響がないことが確認できる。
【００９１】
図１０のグラフは、外径Ｄ＝２．５mm、内径ｄ＝１２５μｍ、内径長さＬ＝１０mmのフェルールに対して圧縮エアの圧力を０．１Mpa から０．２５Mpa に変化させた時の「測定値の変化量Ｘ」と「真の内径測定値からのズレ量（測定値の修正量）Ｙ」との関係をシミュレーションで求めた結果を示している。
【００９２】
このシミュレーションで求めた「測定値の変化量Ｘ」と「測定値の修正量Ｙ」との関係を利用したフェルールの測定は、次のように行われる。
【００９３】
たとえば、圧縮エアの圧力がＰ1 ＝０．１Mpa （第１の圧力）の時のフェルールの内径の測定値がＤ1 ＝１２５．４１μｍ（第１測定値）で、圧縮エアの圧力をＰ2 ＝０．２５Mpa （第２の圧力）に変化させた時のフェルールの内径の測定値がＤ2 ＝１２６．４１μｍ（第２測定値）であったとする。
【００９４】
この場合、測定値の変化量はＸ＝Ｄ2 −Ｄ1 ＝１２６．４１−１２５．４１＝１．００μｍとなる。そして、図１０のシミュレーションで求めた「測定値の変化量Ｘ」と「測定値の修正量Ｙ」との関係のグラフから、変化量Ｘ＝１．００μｍの時、第１の測定値Ｄ1 に対する修正量はＹ＝−１．４０μｍとなる。
【００９５】
したがって、真の内径測定値はＤ＝Ｄ1 −Ｙ＝１２５．４１−１．４０＝１２４．０１μｍとなる。
【００９６】
以上の方法でフェルールの内径測定を行うことにより、エア出口部の面取りの影響を受けることなく常に安定した正確な測定を行うことができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮エアの圧力を変化させて測定すると、エア出口側に形成された面取りの大きさに応じて測定値が変化することに着目し、この測定値の変化量と真の内径測定値とのズレ量、すなわち測定値の修正量との関係をあらかじめ求めておき、この関係を利用して真の内径測定値を求めるようにしているので、ワークに面取りが形成されている場合であっても、その面取りの影響を受けることなく常に安定した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】パーツフィーダの選別部の構成を示す概略図
【図３】投光・受光センサの説明図
【図４】搬送部の構成を示す概略図
【図５】エア測定部の構成を示す概略図
【図６】測定台の構成を示す断面図
【図７】ワークの構成を示す断面図
【図８】エア測定部の他の実施の形態の構成を示す概略図
【図９】シミュレーション結果の表
【図１０】シミュレーション結果のグラフ
【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…画像測定部、１６Ｂ…エア測定部、１８…回収部、２０…制御部、２２…パーツフィーダ、２３…選別部、２４…搬送路、２６…供給口、２８…ストッパ、３０…投光・受光センサ、３０Ａ…投光素子、３０Ｂ…受光素子、３４…エアノズル、３６…戻し口、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、８１…切替バルブ、８２Ａ…第１レギュレータ、８２Ｂ…第２レギュレータ、８３…切替バルブ、８４…Ａ／Ｅ変換器、８６…管制部、８８…マスタ格納台、９０Ａ…ＯＫワーク回収ボックス、９０Ｂ…ＮＧワーク回収ボックス、Ｗ…ワーク、Ｃ1 …後端側の面取り部（エアの入り口側の面取り部）、Ｃ2 …先端側の面取り部（エアの出口側の面取り部）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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