JP3193558U - 投影寸法測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品等の測定する物体について、寸法測定および検査工程の工数を大幅に削減することができる投影寸法測定器を提供する。【解決手段】卓上式の投影寸法測定器であって、測定する物体１５を載置して鉛直軸である回転軸を中心に回転可能に設けられた測定台１２と、測定台を回転させる駆動装置１３、１４と、測定台の回転軸に対して直角に投影することで寸法を測定するように配置した寸法測定器１１ａ、１１ｂと、寸法測定器によって測定された電子データを取り込んで管理するコンピュータとを備える。測定物を回転させながら測定することにより、素早く多方向からの測定値を得ることができる。【選択図】図１

Description

本考案は、寸法測定および検査時に使用される投影寸法測定器に関するものである。

寸法測定および検査をおこなう場合、投影式測定器や接触式測定器（ノギス、マイクロメータ、テコ式のダイヤルゲージなど）を使用することが一般的であるが、それら測定器では検査に時間がかかり、大量生産品等では製品を一部抜き取って寸法検査していることがほとんどであり、全数を検査することは難しい。

例えば、円柱状の測定物の直径を測定する場合は、円柱状の測定物の軸心に対して直交する一方向からのみの測定では不完全である。円柱部断面が楕円状になっている可能性があるからである。これを解消するためには、円柱状の測定物の軸心に対して直交する複数の角度方向について外形を測定し、測定値の平均を算出したりするなど、煩雑な操作が必要であった。また、このような測定を精密に行う場合は専用の測定器を使用する必要があるが、その際、円柱状の測定物の軸心の芯出しを精密に行わなければならず、作業が煩雑になる。

また、接触式の測定器で測定する場合、測定者による測定誤差が生じるため、ある程度測定器を取り扱う作業に習熟しないと測定そのものが難しい場合もある。さらに、測定値を測定者が記録する際に測定値を読み違えたり、写し間違える可能性がある。

投影機や従来の画像寸法測定器は、測定する物体を水平な面に置き、垂直方向上部から測定するものが知られており、円柱状の測定物を測定する場合は測定物が転がらないように固定する治具を準備する必要があった。また、円柱状でない測定物の場合、例えば、直方体形状の測定物の場合、測定物を水平な面に置くと不安定な形状の場合、測定物を安定化させるための治具が必要な場合があり、測定物の形状に合わせた治具をそれぞれ準備する必要があった。さらに、長方向、短方向の寸法を測定する場合、測定物を水平面に対し長方向から短方向に載置し直して測定する必要があった。

また、寸法測定器の例としては、テレセントリック光学系を用いる方式の非接触型外形測定装置であって、測定対象物の測定部位を容易に特定できるものが考案されている。その非接触型外形測定装置によれば、光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、略平行光の一部を遮るように置かれた測定対象物の影を含む略平行光を受光する受光レンズと、受光レンズの後側焦点位置に配置された絞りと、絞りを通過した光を受光する一次元イメージセンサと、一次元イメージセンサから得られる電気信号を処理することにより、測定対象物の外形寸法を求める信号処理部と、求められた外形寸法を表示する表示部とを備えている。更に、受光レンズと絞りとの間に配置されたビームスプリッタで分けられた光を第２の絞りを通して二次元イメージセンサで受光し、信号処理部は、二次元イメージセンサで得られた測定対象物の測定部位を含むモニタ映像を表示部に表示させる（特許文献１参照）。

特開２００２−１１６０１３号公報（第１頁）

寸法測定器に関して、従来は、投影式、接触式に係らず、円柱状の長尺物では軸の芯出し作業、固定化させるための治具が必要となる。直方体形状、その他の形状では、長方向、短方向の寸法を測定するため、測定物を載置し直したり、測定物を固定するための治具がそれぞれ必要となるという欠点があった。また、測定作業には習熟が必要であり、測定値を記録する場合、測定値の読み違い、写し間違う可能性があるという欠点があった。また、上記で説明した通り、測定には、軸の芯出し、載置、治具による固定、測定値の記録作業が発生し、測定時間が長くなり、測定回数が限られるという欠点もあった。

本考案は、上記課題を解消するために次の構成を備える。
本考案にかかる投影寸法測定器の一形態によれば、卓上式の投影寸法測定器であって、測定する物体を載置して鉛直軸である回転軸を中心に回転可能に設けられた測定台と、該測定台を回転させる駆動装置と、前記測定台の回転軸に対し直角に投影することで寸法を測定するように配置した寸法測定器と、該寸法測定器によって測定された電子データを取り込んで管理するコンピュータとを備える。

本考案にかかる投影寸法測定器の一形態によれば、前記測定する物体が載置される前記測定台の上面には、少なくとも前記測定する物体の一側面に接触して位置決めを行うことができる位置決め部が設けられていることを特徴とすることができる。

本考案にかかる投影寸法測定器の一形態によれば、前記位置決め部は、前記測定台の上面に凸状に形成された位置決め用突起部であることを特徴とすることができる。

本考案にかかる投影寸法測定器の一形態によれば、位置決め用突起部が、前記測定する物体の側面の一部に接触できる位置決め用一面部と、該位置決め用一面部に交差する方向に配されて前記測定する物体の側面の他の一部に接触できる位置決め用他面部との二つの部分によって構成されて設けられていることを特徴とすることができる。

本考案にかかる投影寸法測定器の一形態によれば、前記位置決め部は、前記測定台の上面に凹状に形成された位置決め用有底穴部であることを特徴とすることができる。

本考案の投影寸法測定器によれば、投影式寸法測定器を利用し、測定物を載置する測定台を回転できるようにすることで、測定する物体を一度の載置で多方向からの測定を短時間で可能にするものである。すなわち、非接触で測定できる投影式寸法測定器を用いて、測定物を回転させながら測定することにより、素早く多方向からの測定値を得ることができる。また、測定物を載置する際には高精度の位置決めを必要としないため、測定工数の削減ができるという特別有利な効果を奏する。

また、測定値を電子データとして取り込めるため、測定値を書き写したり、コンピュータ等に入力したりする作業工数を省き、測定値の読み違え、写し間違う可能性を防止することを可能にする。

本考案に係る投影寸法測定器の斜視図および部分断面図である。 本考案に係る投影寸法測定器の多関節ロボットを使用する場合の構成図である（実施例２）。

以下、本考案に係る投影寸法測定器の形態例を、添付図面（図１、２）に基づいて詳細に説明する。この投影寸法測定器によれば、段取り換えをし易く、且つ、精密な測定台を使わずとも高精度の測定ができる測定器を実現した。

本形態例は、図１に示すように、卓上式の投影寸法測定器１であって、測定する物体（測定物１５）を載置して鉛直軸である回転軸を中心に回転可能に設けられた測定台１２と、その測定台１２を回転させる駆動装置（回転台１３、電気モータ又は作動流体による回転機構１４）と、測定台１２の回転軸に対し直角に投影することで寸法を測定するように配置した寸法測定器（投影式寸法測定器投光部１１ａ、投影式寸法測定器受光部１１ｂ）と、その寸法測定器１１ａ、１１ｂによって測定された電子データを取り込んで管理するコンピュータとを備える。また、本形態例の測定台１２は、水平面である上面に測定物１５が載置されるように設けられ、その測定台１２の上面には少なくとも測定物１５の一側面に接触して位置決めを行うことができる位置決め部が設けられている。

本考案では、投影式寸法測定器投光部１１ａと投影式寸法測定器受光部１１ｂとで測定するが、例えば円柱状の測定物１５の直径を測定する場合、投影画像データをコンピュータによる演算処理を介して位置補正機能及び姿勢補正機能を用いて測定するため、円柱状の測定物の軸の芯出しが不要である。

また、測定物１５が直方体形状である場合は、長辺部、短辺部のどちらかを測定台１２に接触して位置決めを行うことができる位置決め部を備える測定台１２に固定すれば、他方の辺は測定台１２を９０度回転すれば測定することができる。この場合も、長辺又は短辺について、投影画像データをコンピュータによる演算処理を介して位置補正機能及び姿勢補正機能を用いて測定するため、測定台１２に対する測定物１５の位置出し精度は高度である必要はない。

従って、測定物１５の軸出し治具、固定治具は不要で、測定台１２に測定物１５を置くだけで測定が可能である場合がある。更に、本考案に係る投影寸法測定器１では、投影式寸法測定器投光部１１ａと投影式寸法測定器受光部１１ｂ、測定台１２を載せる筐体２０、及び定盤の剛性が十分である必要がなく、測定器を安価に製作することができる。

なお、前記位置決め部は、測定台１２の上面に凸状に形成された位置決め用突起部とすることができる。この位置決め用突起部は、測定物１５をチャックして固定する固定装置ではなく、測定物１５を測定台１２上の所定の位置範囲に載置させるための拠りどころとなるように機能する。すなわち、位置決め用突起部は、厳格な位置精度を必要としないと共に、チャックすることなく、測定物を載置するための大まかな基準位置となるように設けられる。このように測定物１５が測定台１２の上面に載置されるが、投影データがコンピュータによって演算処理されるため、測定物１５の寸法を高精度に測定できる。

また、位置決め用突起部は、測定する物体（測定物１５）の側面の一部に接触できる位置決め用一面部と、その位置決め用一面部に交差する方向に配されて測定物１５の側面の他の一部に接触できる位置決め用他面部との二つの部分によって構成された形態にすることができる。さらに、その位置決め用一面部と位置決め用他面部との二つの面とは、直交する面とすることができ、例えば、二本の断面矩形の棒状材からなる直線ガイド部材によって構成することができる。これによれば、位置決め用の面が二面になるため、より簡単且つ適切に、測定物１５を二箇所で接触させて位置決めができ、作業効率を向上できる。

また、前記位置決め部は、測定台１２の上面に凹状に形成された位置決め用有底穴部とすることができる。この位置決め用突起部も、測定物１５をチャックして固定する固定装置ではなく、測定物１５を測定台１２上の所定の位置範囲に載置させるための拠りどころとなるように機能し、上記位置決め用突起部と同様の効果を奏する。

図１は本考案の測定器全体の構成を示す斜視図および回転部の断面図であり、実施例１を示している。本実施例によれば、筐体２０があり、その上に投影式寸法測定器１１ａおよび１１ｂが設置されている。上記筐体２０の中には回転駆動装置１４があり、その回転軸に回転台１３が取り付けられていて、この回転台１３の上面に測定台１２が取り付けられている。

寸法測定時の手順は、測定台１２に測定物１５を設置し、コンソール２２を用いて、モニタ２１に表示される画像を確認しながら設定を行う。タッチパネル１９を操作し、本測定器に設定を登録する。最後にスタートボタン１６を操作し測定されることを確認する。測定物１５の形状が変わっても、上記手順を行い別の設定として登録ができる。一度登録を行えば、測定物１５の形状に合わせた設定を、タッチパネル１９を操作して呼び出し、測定台１２に測定物１５を設置してスタートボタン１６を押すことで測定が完了する。

また、本測定器とコンピュータを通信ケーブルで接続することにより、測定によって得られた数値をコンピュータに取り込む事が可能である。

測定台１２は、簡単に取り外すことが可能で、他の測定物形状に合わせた測定台１２を用意することで、即座に測定台１２の段取り換えを行うことができ、多品種の測定も短時間で行うことが可能である。

測定台１２の上部空間には何もないため、測定物１５の置き換え作業が容易であり、さらに図２のように多関節ロボット２３による自動化に柔軟に対応できる。

以上、本考案につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本考案はこの形態例に限定されるものではなく、考案の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１ 投影寸法測定器
１１ａ 投影式寸法測定器投光部
１１ｂ 投影式寸法測定器受光部
１２ 測定台
１３ 回転台
１４ 回転駆動装置（電気モータ又は作動流体による回転機構）
１５ 測定物
１６ スタートボタン
１７ ストップボタン
１８ 主電源ボタン
１９ タッチパネル
２０ 筐体
２１ モニタ
２２ コンソール
２３ 多関節ロボット

Claims (5)

1. 卓上式の投影寸法測定器であって、測定する物体を載置して鉛直軸である回転軸を中心に回転可能に設けられた測定台と、該測定台を回転させる駆動装置と、前記測定台の回転軸に対し直角に投影することで寸法を測定するように配置した寸法測定器と、該寸法測定器によって測定された電子データを取り込んで管理するコンピュータとを備えることを特徴とする投影寸法測定器。
2. 前記測定する物体が載置される前記測定台の上面には、少なくとも前記測定する物体の一側面に接触して位置決めを行うことができる位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の投影寸法測定器。
3. 前記位置決め部は、前記測定台の上面に凸状に形成された位置決め用突起部であることを特徴とする請求項２記載の投影寸法測定器。
4. 位置決め用突起部が、前記測定する物体の側面の一部に接触できる位置決め用一面部と、該位置決め用一面部に交差する方向に配されて前記測定する物体の側面の他の一部に接触できる位置決め用他面部との二つの部分によって構成されて設けられていることを特徴とする請求項３記載の投影寸法測定器。
5. 前記位置決め部は、前記測定台の上面に凹状に形成された位置決め用有底穴部であることを特徴とする請求項２記載の投影寸法測定器。