【手続補正書】
【提出日】平成30年5月8日(2018.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
【図１】本発明に係る実施の形態のねじ寸法自動測定システムの構成図で、ねじ寸法自動測定装置の正面図である。
【図２】図１のねじ寸法自動測定装置について、図２（ａ）は左側面図であり、（ｂ）は上面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態のねじ寸法自動測定システムの把持部と把持される測定対象ワークであるねじを示す図である。図３（ａ）は、締付チャックの側面図であり、（ｂ）は、アダプタの側面図であり、（ｃ）は、測定対象ワークのねじを示す図である。（ｄ）はアダプタの分解図である。（ｅ）から（ｇ）は、（ａ）から（ｃ）に対応する上面図である。
【図４】呼び寸法が異なる測定対象ワークごとのアダプタを示す図で、図４（ａ）は、Ｍ１２のねじ用のアダプタを示す図で、（ｂ）は、Ｍ６のねじ用のアダプタを示す図で、（ｃ）は、Ｍ３のねじ用のアダプタである。
【図５】本発明に係る実施の形態のねじ寸法自動測定システムにおける測定の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５の測定手順に対応する測定箇所を示す図である。図６（ａ）は、側面図における測定箇所を示し、（ｂ）は、上面図における測定箇所を示す図である。
【図７】図５における頭部穴深さの測定を示す図である。図７（ａ）は、測定対象ワークにおいて任意の把持状態にある図であり、（ｂ）は、(ａ)の状態から測定対象ワークを軸周りに回転させた状態を示す図であり、（ｃ）は、レーザ光源を測定対象ワークに対してＹ方向に位置を移動させて頭部穴深さを測定する状態を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態のねじ寸法自動測定システムにおいて、合焦位置の算出方法を示す図である。図８（ａ）は、ねじの輪郭の投影状態を示す図で、（ｂ）は、投影撮像カメラの焦点位置がＡからＥのときの撮像された白黒状態を示す図で、（ｃ）は、白黒状態の変化を階調値Ｉの変化で示す図で、（ｄ）は、階調値ＩのＺ位置に対する微分波形を示す図で、（ｅ）は、（ｄ）の波形の半値幅のＺ位置に対する関係を示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態のねじ寸法自動測定システムにおいて、輪郭プロファイルのノイズ除去方法を示す図である。図９（ａ）は、輪郭追跡処理のルールを示す図であり、（ｂ）は、測定対象ワークについて輪郭追跡処理を行って得られたねじ輪郭プロファイルであり、（ｃ）は、（ｂ）からノイズを除去した輪郭データを示す図である。
【図１０】図５において、首下Ｒの測定を示す図である。図１０（ａ）は、測定対象ワークの首下部の輪郭データを示す図で、（ｂ）は、首下Ｒの測定方法を示す図である。
【図１１】図５における山径の測定を示す図である。図１１（ａ）は、測定対象ワークの軸方向に沿った輪郭データを示す図で、（ｂ）は、（ａ）の山部の輪郭データの回帰線を求める図で、（ｃ）は、山径の算出方法を示す図である。
【図１２】図５における谷径の測定を示す図である。図１１（ａ）は、測定対象ワークの軸方向に沿った輪郭データを示す図で、（ｂ）は、（ａ）の谷部の輪郭データの回帰線を求める図で、（ｃ）は、谷径の算出方法を示す図である。
【図１３】頭部穴深さの別の測定方法を示す図である。図１３（ａ）は、頭部穴に所定の頭部穴用基準ビットを挿入した状態を示す側面図で、（ｂ）は、（ａ）に対応する上面図である。
【図１４】呼び寸法が異なる測定対象ワークごとの頭部穴用ビットを示す図で、図１４（ａ）は、Ｍ１２のねじ用の頭部穴用ビットを示す図で、（ｂ）は、Ｍ６のねじ用の頭部穴用ビットを示す図で、（ｃ）は、Ｍ３のねじ用の頭部穴用ビットを示す図である。
【図１５】本発明に係る実施形態の別例のねじ寸法自動測定システムを構成するねじ寸法自動測定装置の主要部の正面図である。
【図１６】図１５のねじ寸法自動測定装置の右側面図である。
【図１７】図１５のねじ寸法自動測定装置について、図１７（ａ）は上面図で頭部撮像カメラを右側に退避させた状態を示す図であり、（ｂ）は頭部撮像カメラを撮像位置に移動させた状態を示す上面図である。
【図１８】図１５のねじ寸法自動測定装置の上面図で頭部撮像カメラを省略した図である。
【図１９】図１５の左側面図において、ビット掴みユニットを示す図である。
【図２０】本発明に係る実施形態の別例のねじ寸法自動測定システムにおいて、輪郭データを算出した後、所定角度において山径及び谷径を算出する方法を示す図で、図１２（ｃ）の拡大図である。
【図２１】図２１（ａ）は、所定角度における山径ｄmax及び谷径ｄminの測定データを曲線で結んで、角度θとの関係で示す図であり、（ｂ）はねじであるワークの軸方向一部の断面図である。
【図２２】所定角度における山径ｄmaxの測定データと測定データの個数との関係において、理想モデルの場合（ａ）と、１例において所定範囲から外れた測定データを除外する場合（ｂ）とを示す図である。
【図２３】ワークの所定角度における輪郭データにローパスフィルタを行う場合において、ワークの１次的なねじ輪郭プロファイル（ａ）と、フィルタ処理後の２次的なねじ輪郭プロファイル（ｂ）とを示す図である。
【図２４】ワークの所定角度における輪郭データを求める際にローパスフィルタによりＸ方向についての異常部分の除去を行う場合において、ワークを所定角度ずつ回転させた場合における１次的なねじ輪郭プロファイルの変化を示す図である。
【図２５】ワークを固定するためのアダプタの別例を示している図４に対応する図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
上記の構成によれば、ワーク８のＹ軸周りの寸法についての値を、より精度よく算出することができる。例えば、図２２（ｂ）に斜線部で示すように、山径ｄmaxについて下限カット値未満の測定データ、及び上限カット値を超える測定データが除外されるので、異物１１の影響を少なくして、山径ｄmaxの真の値により近い最大値、最小値及び平均値を得ることができる。なお、上記では、平均値ｄａから下限カット値までの大きさと、平均値ｄａから上限カット値までの大きさとを、同じ値Ｋσとしているが、それぞれの大きさを異ならせてもよい。例えば比例定数を２つの異なる値Ｋ１，Ｋ２として、下限カット値を（ｄａ−Ｋ１σ）とし、上限カット値を（ｄａ＋Ｋ２σ）としてもよい。このとき、上限カット値についての比例定数Ｋ２を、下限カット値についての比例定数Ｋ１より小さくしてもよい。また、上限カット値及び下限カット値の設定に標準偏差σを用いずに、上限カット値及び下限カット値をそれぞれワーク８の設計寸法に応じて予め設定した任意の値に設定してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
図２４は、ワーク８の所定角度における輪郭データを求める際にローパスフィルタによりＸ方向についての異常部分の除去を行う場合において、ワーク８を所定角度ずつ回転させた場合における１次的なねじ輪郭プロファイルの変化を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）で示すように、ワーク８を所定角度ずつ同方向に回転させて角度θ１、θ２、θ３になった場合を考える。この場合には、ワーク８のおねじ部２が螺旋形状であるので、１次的なねじ輪郭プロファイルがＹ方向に沿って徐々にずれる。また、各所定角度毎の輪郭プロファイルは、Ｘ方向及びＹ方向のいずれにもずれる場合がある。例えば、山部の複数の頂点Ｇ１，Ｇ３、Ｇ５・・・及び谷部の底点Ｇ２，Ｇ４・・・のうち、１つの山部の頂点Ｇ３に着目する。このとき、頂点Ｇ３のＹ方向へのずれは、測定対象のねじのピッチに基づいて予めＬ１，Ｌ２のように予測される。これにより、このずれＬ１、Ｌ２で補正しＸ方向位置を点Ｇ３と同一とした点Ｇ３ａ、Ｇ３ｂから所定距離内に存在する頂点を各角度θ１、θ２での点Ｇ３と予測する。図２４では、各角度θ１、θ２での点Ｇ３は、点Ｇ３ａ、Ｇ３ｂからＸ方向にＤ１，Ｄ２分、ずれている。そして、その予測した頂点Ｇ３のＸ方向位置についての軌跡が角度θについて得られる。このとき、横軸はワーク８のＹ軸周りの回転角度θであり、縦軸は頂点Ｇ３のＸ方向位置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
頂点Ｇ３のＸ方向位置の軌跡線η１は、Ｘ方向位置が一定の直線に対して、ノイズに基づく高周波の波形の曲線が重畳している。また、軌跡線η１において一部の領域では、ワーク８のおねじ部への異物の付着によって高周波の波形となっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７７】
演算制御装置１００は、軌跡線η１についてＹ方向に沿って、予め設定した所定周波数ｆＢ以下の周波数の波形を残し、所定周波数ｆＢを上回る周波数の波形を除去するように、ローパスフィルタを行う。所定周波数ｆＢは、測定対象のねじのピッチ、リード等の所定設計寸法から予め設定される。これにより、軌跡線η１から、ノイズ及び異物に基づく高周波の波形が除去されて、異物の影響が除去されスムージング化される。なお、頂点Ｇ３のＸ方向位置の軌跡は理想的にはＸ方向位置が一定の直線であるが、ワーク８の締め付けチャック７０（図１または図１５）による保持状態でワーク８が上下方向（Ｙ方向）に対しわずかに傾斜する可能性がある。このようにワーク８が傾斜した場合には、Ｘ方向位置が曲線となりやすい。上記の図２４で示した構成は、このようにワーク８が傾斜した場合において、ノイズ及び異物の影響を小さくできる点で有効である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
なお、上記の輪郭プロファイルの複数の位置のＸ方向位置についてローパスフィルタによる処理を行う場合にも、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いてもよい。具体的には、輪郭プロファイルのＸ方向位置の軌跡についてフーリエ変換を行い、所定周波数ｆＡを上回る高周波成分を除去した後、逆フーリエ変換を行うことによりスムージング化された直線を得る処理を行ってもよい。このとき、フーリエ変換としてＦＦＴを用い、逆フーリエ変換としてＩＦＦＴを用いてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８０】
図２５は、ワークを固定するためのアダプタの別例を示している図４に対応する図である。図３、図４で説明した構成では、ワーク８を固定するアダプタ８０において、ワーク８のおねじ部２のリングゲージ８２ａへのねじ込み深さを１ピッチ長さ単位で正確に調整するために、スペーサ８４ａ、８４ｂ、８４ｃを用いている。一方、図１から図２４に示した構成のいずれか１つの構成において、図２５に示すようにアダプタ８０ｄがスペーサを持たない構成としてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８１】
図２５に示すアダプタ８０ｄでは、リングゲージ８２ａの他方端面である下面が、ホルダ８６のストッパ鍔部９０の上面に突き当てられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８６】
また、図３、図４に示した構成のように、リングゲージ８２ａとホルダ８６との間にスペーサ８４ａ、８４ｂ、８４ｃを配置してねじの噛み合い長さを調整する構成では、スペーサの寸法精度を高くすることが重要である。一方、スペーサの寸法精度を高くすることは、厚さの大きいリングゲージ８２ａの寸法精度を高くする場合に比べて難しい。これにより、スペーサを用いる構成では図２５の構成に比べて測定精度が低くなる可能性がある。また、スペーサはリングゲージ８２ａに比べて変形しやすい。図２５の構成によれば、スペーサを用いる構成の場合に比べて測定精度を高くできる。特に、ピッチＰｃが小さい小ねじではより高精度な形状で噛み合う部材を用いることが好ましく、その点で図２５の構成は有利である。また、スペーサを省略できるので、コスト低減を図れる。例えば、スペーサのない高精度のアダプタの製造コストは、高精度のスペーサの製造コストとほぼ同程度になる場合がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２５】
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【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２６
【補正方法】削除
【補正の内容】