JP3168187U

JP3168187U - 空気マイクロメータ

Info

Publication number: JP3168187U
Application number: JP2011001477U
Authority: JP
Inventors: 圭司松田
Original assignee: ダイセイ株式会社
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2021-03-18

Abstract

【課題】測定値の安定化に要する時間を、測定物の種類や寸法精度によって、変更して測定値を表示できる空気マイクロメータを提供する。【解決手段】空気マイクロメータ１は、コンプレッサーなどの空気源と、空気源より吐出された圧縮空気のミストを捕集するミストセパレータ２と、空気源より吐出された圧縮空気を設定圧力に調整するレギュレーター３と、レギュレーター３を経て設定圧力の空気が供給される測定ヘッド４と、測定ヘッド４を介して測定された圧力変化を電気信号に変換するとともに、変換された電気信号に基づいて演算処理し、演算結果を表示する制御装置５とにより構成する。この構成において、測定ヘッド４に供給される圧縮空気による測定値が安定したことを、基準時間と、基準時間当たりの測定値変化量と、測定値変化量が設定された変化量の範囲内にあることの連続回数とによって決定し、これらの選択した条件を満たすときの測定値を安定した測定値として測定データ表示手段５４にホールドして表示する。【選択図】図１

Description

この考案は、空気マイクロメータに関するものである。

一般に、空気マイクロメータは、一定圧に制御された圧縮空気を測定ヘッドのノズルから噴出させ、ノズルの噴出口の前に測定物を置くとき、噴出口と測定物との間隔の大小によって噴出口から流出する空気量や背圧が変化することに着目し、その流量変化や圧力変化を寸法変化量としてガラス管内を上下動するフロートからなる流量計や圧力計でアナログ表示したり、空気の変化を電気信号に変換して演算処理し、寸法変化量としてデジタル表示するものである（例えば、特許文献１参照）。

このような空気マイクロメータは、通常、測定物の外径や内径、表面粗さなどを検査室において測定する際に使用される。この場合、測定値は相対値であることから、予め寸法が把握されたマスターゲージを測定し、マスターゲージの測定値と較正することにより、絶対値が得られる。

なお、空気マイクロメータによって測定物を測定する場合、空気圧が安定しないと、測定値が変化することから、測定値が安定するまでの一定時間待機する必要がある。

特開２００１−９９６３４号公報

ところで、前述した空気マイクロメータを自動機に設け、製造現場において、測定物としての製品や半製品の径などを測定することが要求されている。自動機に空気マイクロメータを組み込む場合には、空気マイクロメータまでの配管長さによる配管抵抗などを考慮して空気圧が安定するまでの時間を実測値などに基づいて調整しつつ設定し、設定された時間をタイマーによって制御し、設定時間経過後に測定値を表示するようにしている。

しかしながら、測定物の種類や寸法精度などによっては必ずしも初期に設定された時間が適正であるとは限らない。このため、タイマーによって固定された時間経過後に測定値を表示する以外に、製造現場において、測定物の種類や寸法精度などによって測定値の安定化に必要な時間を変更して測定値を表示できることが要望されている。

本考案は、このような問題点に鑑みてなされたもので、測定物の種類や寸法精度、配管長などを考慮して測定値の安定化に要する時間を多様に設定することのできる使い勝手のよい空気マイクロメータを提供するものである。

本考案は、測定ヘッドのノズルより測定物に向けて噴出した圧縮空気の圧力変化または流量変化を空気電気変換手段によって電気信号に変換し、電気信号に基づいて制御装置によって演算処理し、測定値として出力する空気マイクロメータにおいて、前記制御装置は、複数個の基準時間を有する基準時間テーブルと、複数個の基準時間当たりの測定値変化量を有する測定値変化量テーブルと、複数個の測定値変化量の連続回数を有する連続回数テーブルとを備え、選択された基準時間、測定値変化量および連続回数が設定データ入力手段を介して入力され、選択された基準時間における測定値変化量が選択された測定値変化量の範囲内であって、かつ、選択された連続回数に達した際に、測定値を測定データ表示手段に表示することを特徴とするものである。

本考案によれば、作業者は、測定物の種類や寸法精度、配管長などを考慮して、基準時間テーブルから基準時間を選択するとともに、測定値変化量テーブルから基準時間当たりの測定値変化量を選択し、さらに、連続回数テーブルから測定値変化量の連続回数を選択し、それらの選択した基準時間、測定値変化量および連続回数を設定データ入力手段を介して入力する。これにより、測定物を測定ヘッドを用いて測定するときには、選択された基準時間における測定値変化量が選択された測定値変化量の範囲内であって、かつ、選択された連続回数に達した際に、測定値を測定データ表示手段に表示する。

したがって、測定現場における測定物の測定に際して、作業者が選択した基準時間や測定値変化量、連続回数に基づいて測定値を得ることができ、測定物に対応して測定値の安定化に要する時間を多様に設定して使い勝手のよい測定を行うことができる。

本考案において、前記制御装置は、複数個のタイムアウト時間を有するタイムアウト時間テーブルを備え、選択されたタイムアウト時間が設定データ入力手段を介して入力され、選択された基準時間、測定値変化量および連続回数に基づく測定値が表示されることなく選択されたタイムアウト時間を越えたとき、エラーを測定データ表示手段に表示することが好ましい。これにより、圧縮空気の漏洩などによっていつまでも測定値が安定しない場合に対応することができる。

本考案によれば、測定物の種類や寸法精度、配管長などを考慮して測定値の安定化に要する時間を多様に設定することができる。

本考案の空気マイクロメータの一実施形態を示す全体構成図である。図１の空気マイクロメータを構成する制御装置のブロック図である。制御装置による演算処理のフローチャート図である。空気マイクロメータによる測定物の測定結果を説明するグラフである。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２には、本考案の空気マイクロメータ１の一実施形態が示されている。

この空気マイクロメータ１は、コンプレッサーなどの空気源（図示せず）と、空気源より吐出された圧縮空気のミストを捕集するミストセパレータ２と、空気源より吐出された圧縮空気を設定圧力に調整するレギュレーター３と、レギュレーター３を経て設定圧力の空気が供給される測定ヘッド４と、測定ヘッド４を介して測定された圧力変化を電気信号に変換するとともに、変換された電気信号に基づいて演算処理し、演算結果を表示する制御装置５と、から構成されている。

ここで、測定ヘッド４は、詳細には図示しないが、自動機の測定ステージに固定された測定物Ｗに対して図示しない移動機構を介して進退するように設けられている。

制御装置５は、図２に示すように、測定物Ｗを測定ヘッド４を介して測定することで発生した圧力変化を電気信号に変換する空気電気変換手段５１と、空気電気変換手段５１によって変換された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段５２と、アナログデジタル変換手段５２によって変換されたデジタル信号が入力されるとともに、入力されたデジタル信号を予め組み込まれたプログラムにしたがって演算処理するＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含む測定データ演算手段５３と、測定データ演算手段５３において演算処理された結果を測定値として表示するＬＥＤなどの測定データ表示手段５４と、測定データ演算手段５３に設定データなどを入力するテンキーなどの設定データ入力手段５５とからなり、後述するように、設定データ入力手段５５を介して各テーブルから適正なデータを選択するとともに、その選択されたデータを入力することにより、測定データ演算手段５３が予め組み込まれたプログラムにしたがって演算処理するように設定されている。

なお、詳細には図示しないが、制御装置５には、液晶モニターなどの表示装置や、キーボードなどの入力装置を別途接続することができ、これらの入力装置を通して各種データなどを入力し、演算結果などを表示装置に表示することもできる。

ところで、制御装置５の測定データ演算手段５３は、複数個の基準時間を有する基準時間テーブルと、複数個の基準時間当たりの測定値変化量を有する測定値変化量テーブルと、複数個の測定値変化量の連続回数を有する連続回数テーブルと、複数個のタイムアウト時間を有するタイムアウト時間テーブルとを備えており、作業者は、各テーブルから測定物Ｗに対応して適正なデータを選択することができるようになっている。これにより、測定ヘッド４に供給される圧縮空気に基づく測定値が安定したか否かを多様に設定することができる。

すなわち、測定ヘッド４に供給される圧縮空気による測定値が安定したことを、基準時間と、基準時間当たりの測定値変化量と、測定値変化量が設定された変化量の範囲内にあることの連続回数とによって決定しており、これらの選択した条件を満たすときの測定値を安定した測定値として測定データ表示手段５４にホールドして表示する一方、これらの条件を満たさないときには、不安定な測定値としてホールドすることなく測定データ表示手段５４に表示する、例えば、点滅表示する。

具体的には、基準時間テーブルは、１００ｍｓ間隔毎に選択可能な複数個の基準時間を有し、測定値変化量テーブルは、０．１μｍ間隔毎に選択可能な複数個の測定値変化量を有し、連続回数テーブルは、５間隔毎に選択可能な複数個の連続回数を有している。

また、タイムアウト時間テーブルは、例えば、圧縮空気の漏洩などにより設定された時間が経過しても測定値が安定しないときにエラー表示するもので、５秒間隔毎に選択可能な複数個のタイムアウト時間を有している。

次に、このように構成された空気マイクロメータ１によって測定物Ｗを測定する作業要領について、制御装置５による測定値安定化処理を行うものとして説明する。

まず、作業者は、測定物Ｗの種類や寸法精度などを考慮して、基準時間、基準時間における測定値変化量および測定値変化量が設定範囲内にあることの連続回数を決定し、それらを設定データ入力手段５５を介して入力する。具体的には、制御装置５を駆動させ、設定モードにおける基準時間入力ステップにおいて、基準時間テーブルより適正な基準時間を選択し、選択した基準時間を設定データ入力手段５５を介して入力する。

同様に、測定値変化量入力ステップにおいて、測定値変化量テーブルより適正な測定値変化量を選択して設定データ入力手段５５を介して入力するとともに、連続回数入力ステップにおいて、連続回数テーブルより適正な連続回数を選択して設定データ入力手段５５を介して入力する。合わせて、タイムアウト時間入力ステップにおいて、タイムアウト時間テーブルより適正なタイムアウト時間を選択して設定データ入力手段５５を介して入力する。

この場合、測定物Ｗの測定値を較正するため、予めマスターゲージを測定ヘッド４を介して測定し、加工精度や嵌め合いなどを考慮して許容範囲（上限値や下限値）が設定データ入力手段５５を介して入力されている。

各テーブルから選択した基準時間などを入力したならば、測定作業を開始する。すなわち、自動機において、測定物Ｗが加工された後、測定ステージに固定されたならば、図示しない移動機構を作動させ、圧縮空気をノズルから噴出させた測定ヘッド４を測定物Ｗの測定位置に移動させる。ここに、測定物Ｗに対する背圧の変化を空気電気変換手段５１によって検出し、電気信号に変換してアナログデジタル変換手段５２に出力する。アナログデジタル変換手段５２に入力された電気信号（アナログ信号）は、アナログデジタル変換手段５２によってデジタル信号に変換され、測定データ演算手段５３に出力される。そして、測定データ演算手段５３に入力されたデジタル信号は、測定データ演算手段５３によって予め組み込まれたプログラムにしたがって演算処理され、処理結果が測定値として測定データ表示手段５４に出力される。

すなわち、図３において、オートホールド機能が有効か無効かを判別し（ステップＳ１）、有効であるならば、測定値の読み込みを開始する（ステップＳ２）。次いで、選択した基準時間が経過したか否かを判別し（ステップＳ３）、経過したならば、選択した基準時間当たりの測定値変化量が範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ４）、範囲内にあるならば、選択した測定値変化量の連続回数が達成されたか否かを判別し（ステップＳ５）、達成された場合には、測定値を安定した測定値としてホールドし、表示する（ステップＳ６）。この場合、測定データ表示手段５４は、測定値を数値表示するとともに、許容範囲内にあるか否かを色分けして棒グラフ状にグラフィック表示する。

なお、ステップＳ１において、オートホールド機能が無効であれば、測定値を表示することなく処理を終了する。また、ステップＳ３において、基準時間が経過していない場合、ステップＳ４において、基準時間当たりの測定値変化量が範囲外にある場合、ステップＳ５において、連続回数が達成されていない場合には、安定しない測定値としてホールドせずに表示する（ステップＳ７）。すなわち、測定データ表示手段５４は、測定値を点滅表示する。

一方、図示しないタイマーにより、選択したタイムアウト時間を経過してもなお測定値がホールドされないときには、測定データ演算手段５３は、エラー表示するように測定データ表示手段５４に出力する。

図４は、測定物Ｗの測定に際して、基準時間１００ｍｓ、基準時間当たりの測定値変化量０．２μｍ、連続回数１０回の場合の時間と測定値の変化を示しており、この条件においては、安定した測定値とホールドするのに２．５秒を要している。

このように、作業者は、測定物Ｗの種類や寸法精度などに対応して基準時間、基準時間当たりの測定値変化量および連続回数を組み合わせることができ、選択された基準時間、測定値変化量および連続回数に基づいて安定した測定値としてホールドし、表示することができる。したがって、自動機の加工現場において、測定物Ｗに対応して測定値の安定化に要する時間を多様に設定して使い勝手のよい測定を行うことができる。

なお、前述した実施形態においては、測定ヘッド４のノズルから測定物Ｗに噴出される圧縮空気の圧力変化を検出し、測定値として表示する場合を例示したが、圧縮空気の流量変化を検出し、測定値として表示することもできる。

また、測定物Ｗの加工現場において測定する場合を説明したが、検査室などにおいて、測定物Ｗを全数検査、あるいは、抜取検査する場合に用いることもできる。

１空気マイクロメータ
４測定ヘッド
５制御装置
５３測定データ演算手段
５４測定データ表示手段
５５設定データ入力手段

Claims

測定ヘッドのノズルより測定物に向けて噴出した圧縮空気の圧力変化または流量変化を空気電気変換手段によって電気信号に変換し、電気信号に基づいて制御装置によって演算処理し、測定値として出力する空気マイクロメータにおいて、前記制御装置は、複数個の基準時間を有する基準時間テーブルと、複数個の基準時間当たりの測定値変化量を有する測定値変化量テーブルと、複数個の測定値変化量の連続回数を有する連続回数テーブルとを備え、選択された基準時間、測定値変化量および連続回数が設定データ入力手段を介して入力され、選択された基準時間における測定値変化量が選択された測定値変化量の範囲内であって、かつ、選択された連続回数に達した際に、測定値を測定データ表示手段に表示することを特徴とする空気マイクロメータ。
請求項１に記載の空気マイクロメータにおいて、前記制御装置は、複数個のタイムアウト時間を有するタイムアウト時間テーブルを備え、選択されたタイムアウト時間が設定データ入力手段を介して入力され、選択された基準時間、測定値変化量および連続回数に基づく測定値が表示されることなく選択されたタイムアウト時間を越えたとき、エラーを測定データ表示手段に表示することを特徴とする空気マイクロメータ。