JP3196355U - Calibration jig for coil spring shape measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】形状測定装置の測定精度の変化を精度良く確認でき、測定データを適切に校正するための校正治具を提供する。【解決方法】 保持具に保持した状態でコイルばねの形状を計測する形状測定装置に用いられる校正治具50を開示する。校正治具50は、保持具に着脱可能に取付けられる軸部72と、軸部72に設けられ、軸部と交差する少なくとも1つの板状部(56,60,64)と、を備えている。【選択図】 図16There is provided a calibration jig for accurately confirming a change in measurement accuracy of a shape measuring apparatus and appropriately calibrating measurement data. A calibration jig 50 used in a shape measuring device that measures the shape of a coil spring while being held by a holder is disclosed. The calibration jig 50 includes a shaft portion 72 that is detachably attached to the holder, and at least one plate-like portion (56, 60, 64) that is provided on the shaft portion 72 and intersects the shaft portion. . [Selection] FIG.
Description
本明細書に開示の技術は、コイルばねの形状を測定する技術に関する。ここでいうコイルばねとは、正面視したときに、その軸方向に素線が複数回に亘って巻かれているばねを意味する。 The technique disclosed in this specification relates to a technique for measuring the shape of a coil spring. The coil spring here means a spring in which a strand is wound a plurality of times in the axial direction when viewed from the front.
コイルばねの形状を測定する装置が開発されている(例えば、特許文献1)。特許文献1の測定装置では、コイルばねを巻回軸周りに回転可能に保持すると共に、コイルばねに対向してレーザ照射装置(レーザ変位計)が配置される。レーザ照射装置は、コイルばねの巻回軸と平行な方向に直線運動が可能となっている。この測定装置では、コイルばねを所定の送り角で回転させながら、各回転角について、レーザ照射装置を巻回軸に沿って移動させながらばねの表面形状を計測する。これによって、コイルばねの全体の形状が測定される。 An apparatus for measuring the shape of a coil spring has been developed (for example, Patent Document 1). In the measuring apparatus of Patent Document 1, a coil spring is rotatably held around a winding axis, and a laser irradiation device (laser displacement meter) is disposed facing the coil spring. The laser irradiation device is capable of linear motion in a direction parallel to the winding axis of the coil spring. In this measuring device, while rotating the coil spring at a predetermined feed angle, the surface shape of the spring is measured for each rotation angle while moving the laser irradiation device along the winding axis. Thereby, the overall shape of the coil spring is measured.
この種の形状測定装置では、コイルばねを保持具に保持し、保持具に保持されたコイルばねの形状をレーザ変位計で計測する。このため、経年変化によって保持具が変形(例えば、傾斜)すると、保持具に保持されたコイルばねの位置も変化し、形状測定精度が劣化する。コイルばねの形状を正確に計測するためには、形状測定装置で測定した形状測定データを、保持具の変形を考慮して校正する等の処理が必要となる。 In this type of shape measuring apparatus, a coil spring is held by a holder, and the shape of the coil spring held by the holder is measured by a laser displacement meter. For this reason, when the holder is deformed (for example, inclined) due to aging, the position of the coil spring held by the holder also changes, and the shape measurement accuracy is deteriorated. In order to accurately measure the shape of the coil spring, it is necessary to calibrate the shape measurement data measured by the shape measuring device in consideration of the deformation of the holder.
本明細書は、形状測定装置の測定精度の変化を精度良く確認でき、測定データを適切に校正するための校正治具を提供することを目的とする。 It is an object of the present specification to provide a calibration jig for accurately confirming a change in measurement accuracy of a shape measuring apparatus and appropriately calibrating measurement data.
本明細書は、保持具に保持した状態でコイルばねの形状を計測する形状測定装置に用いられる校正治具を開示する。この校正治具は、保持具に着脱可能に取付けられる軸部と、軸部に設けられ、軸部と交差する少なくとも1つの板状部と、を備えている。 This specification discloses the calibration jig used for the shape measuring apparatus which measures the shape of a coil spring in the state hold | maintained at the holder. The calibration jig includes a shaft portion that is detachably attached to the holder, and at least one plate-like portion that is provided on the shaft portion and intersects the shaft portion.
この校正治具を用いて校正データを取得するには、保持具で校正治具の軸部を保持し、軸部に設けられた板状部の形状を測定する。軸部および板状部の形状は既知であるため、板状部の形状を測定することで、測定データを校正するための校正データを取得することができる。ここで、コイルばねは、ばね線材をコイリングして筒状に形成される。したがって、校正治具を保持具に保持したときの板状部の外周面を、保持具に保持されたコイルばねのばね線材に好適に模擬することができる。このため、形状測定装置の測定精度の変化を精度良く確認でき、測定データを適切に校正することができる。 In order to acquire calibration data using this calibration jig, the shaft part of the calibration jig is held by a holder, and the shape of the plate-like part provided on the shaft part is measured. Since the shapes of the shaft portion and the plate-like portion are known, calibration data for calibrating the measurement data can be obtained by measuring the shape of the plate-like portion. Here, the coil spring is formed in a cylindrical shape by coiling a spring wire. Therefore, the outer peripheral surface of the plate-like portion when the calibration jig is held by the holder can be suitably simulated to the spring wire of the coil spring held by the holder. For this reason, the change of the measurement accuracy of the shape measuring apparatus can be confirmed with high accuracy, and the measurement data can be appropriately calibrated.
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。 Hereinafter, some technical features of the embodiments disclosed in this specification will be described. The items described below have technical usefulness independently.
(特徴1)本明細書が開示する校正治具では、軸部には、当該軸部と交差する複数の板状部が設けられていてもよい。複数の板状部は、軸部が伸びる方向に間隔を空けて配置されていてもよい。このような構成によると、複数の板状部を、巻回された複数のばね線材に模擬することができ、形状測定装置の測定精度の変化をより精度良く確認することができる。 (Feature 1) In the calibration jig disclosed in the present specification, the shaft portion may be provided with a plurality of plate-like portions intersecting with the shaft portion. The plurality of plate-like portions may be arranged at intervals in the direction in which the shaft portion extends. According to such a configuration, a plurality of plate-like portions can be simulated by a plurality of wound spring wires, and a change in measurement accuracy of the shape measuring apparatus can be confirmed with higher accuracy.
(特徴2)本明細書が開示する校正治具では、板状部を軸部が伸びる方向と平行に見ると、その外形状が円形又は矩形又は軸部の中心に対して非対称形状となってもよい。測定するコイルばねの形状に応じて板状部の形状を適宜設定することで、形状測定装置の測定精度の変化を精度良く確認することができる。 (Feature 2) In the calibration jig disclosed in this specification, when the plate-like portion is viewed in parallel with the direction in which the shaft portion extends, the outer shape thereof is circular or rectangular or asymmetric with respect to the center of the shaft portion. Also good. By appropriately setting the shape of the plate-like portion according to the shape of the coil spring to be measured, it is possible to accurately check the change in measurement accuracy of the shape measuring device.
(特徴3)本明細書が開示する校正治具では、軸部の中心を通り、かつ、軸部が伸びる方向と平行な平面で板状部を切断した断面は、その外周縁に頂点を有していてもよい。このような構成によると、頂点の位置を測定し、その測定した頂点の位置を用いることで、測定データを校正する校正データを好適に取得することができる。 (Characteristic 3) In the calibration jig disclosed in this specification, a cross section obtained by cutting the plate-like portion along a plane that passes through the center of the shaft portion and is parallel to the direction in which the shaft portion extends has a vertex at the outer peripheral edge. You may do it. According to such a configuration, calibration data for calibrating measurement data can be suitably obtained by measuring the position of the vertex and using the measured position of the vertex.
(特徴4)本明細書が開示する校正治具では、1又は複数の板状部は、軸部に着脱可能に取付けられていてもよい。軸部には、さらに筒状部が着脱可能に取付けられていてもよい。そして、板状部は、筒状部によって軸方向に位置決めされていてもよい。このような構成によると、軸部と板状部と筒状部のそれぞれの形状を単純な形状とすることで、これらの寸法精度を高めることができる。その結果、形状測定装置の測定精度の変化を精度良く確認でき、測定データを適切に校正することができる。 (Feature 4) In the calibration jig disclosed in the present specification, one or a plurality of plate-like portions may be detachably attached to the shaft portion. A cylindrical portion may be further detachably attached to the shaft portion. The plate-like portion may be positioned in the axial direction by the tubular portion. According to such a configuration, the dimensional accuracy can be increased by making the shapes of the shaft portion, the plate-like portion, and the tubular portion simple. As a result, a change in measurement accuracy of the shape measuring apparatus can be confirmed with high accuracy, and the measurement data can be appropriately calibrated.
(特徴5)本明細書が開示する校正治具では、軸部には、複数の板状部が着脱可能に取付けられていてもよい。そして、筒状部は、隣接する板状部の間に配置され、筒状部の一端が一方の板状部に当接する一方で、筒状部の他端が他方の板状部に当接してもよい。このような構成によると、隣接する板状部の間隔を精度よく調整することができる。 (Feature 5) In the calibration jig disclosed in the present specification, a plurality of plate-like portions may be detachably attached to the shaft portion. The cylindrical portion is disposed between adjacent plate-like portions, and one end of the cylindrical portion abuts on one plate-like portion, while the other end of the cylindrical portion abuts on the other plate-like portion. May be. According to such a structure, the space | interval of an adjacent plate-shaped part can be adjusted with a sufficient precision.
次に、実施例に係る校正治具について説明する。まず、実施例の校正治具が用いられる形状測定装置10について図面を参照しながら説明する。形状測定装置10は、コイルばねWの形状を計測する装置である。図1に示すように、形状測定装置10は、保持治具12,14と、保持治具12,14を駆動する駆動機構(16,18)と、レーザ変位計24と、レーザ変位計24の位置及び角度を調整する調整装置(20,22,26〜30)と、演算装置32を備えている。
Next, the calibration jig according to the embodiment will be described. First, the
保持治具12,14は、測定対象となるコイルばねWを保持する。保持治具12は円錐形状をしており、コイルばねWの一端を保持する。保持治具14は円錐形状をしており、コイルばねWの他端を保持する。保持治具12,14は、それぞれの軸線が同軸上となるように配置されると共に、その円錐形状の頂点が互いに対向するように配置されている。保持治具12,14は、コイルばねWを保持した状態で、その軸線周り(Z軸と平行な軸周り)に回転可能となっている。以下の説明では、保持治具12,14の回転軸を単に回転軸ということがある。
The holding jigs 12 and 14 hold the coil spring W to be measured. The
駆動機構(16,18)は、演算装置32によって制御され、コイルばねWを保持治具12,14に保持する状態(保持状態)と保持しない状態(非保持状態)とに切換えると共に、保持治具12,14に保持されたコイルばねWを保持治具12,14の回転軸周りに回転させる。具体的には、駆動機構(16,18)は、回転機構16と往復動機構18を備えている。回転機構16は、モータと、モータの回転動作を保持治具12に伝達する伝達機構を備えている。回転機構16が作動すると、保持治具12はその軸線周りに回転する。保持治具12,14にコイルばねWが保持された状態では、保持治具12の回転がコイルばねWにより保持治具14に伝達される。これによって、保持治具12,14及びコイルばねWが一体となってその軸線周りに回転する。モータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置32は、エンコーダで検出される回転角(保持治具12に回転角)に基づいて、保持治具12を所定の角度に位置決めすることができる。
The drive mechanism (16, 18) is controlled by the arithmetic unit 32 to switch between a state (holding state) where the coil spring W is held by the holding
往復動機構18は、モータと、モータの回転動作を保持治具14の往復動動作に変換する変換機構を備えている。往復動機構18が作動すると、保持治具14は、保持治具12に対して軸線方向(Z軸方向)に離間した状態と、保持治具12に対して軸線方向(Z軸方向)に近接した状態とに切換えられる。保持治具12,14の間にコイルばねWを配置した状態で保持治具14が保持治具12に接近する方向に移動すると、保持治具12,14によってコイルばねWが挟持(保持)される。逆に、保持治具14が保持治具12に対して離間する方向に移動すると、保持治具12,14に保持されたコイルばねWを保持治具12,14から取外すことが可能となる。
The
レーザ変位計24は、測定対象物(すなわち、コイルばねW)にレーザ光を照射すると共に、測定対象物から反射される光を受光して、測定対象物の表面形状を計測する。レーザ変位計24は、その測定結果を演算装置32に入力する。レーザ変位計24は、線光源を有する2次元のレーザ変位計であり、測定対象物にスリット光を照射する。レーザ変位計24から照射されるスリット光は、その光軸上に保持治具12,14の回転軸が位置し、かつ、保持治具12,14の回転軸に沿って伸びており、コイルばねWの軸方向の一部に照射される。後述するように、レーザ変位計24はZ軸方向に移動可能となっている。レーザ変位計24をZ軸方向に移動させることで、コイルばねWの軸方向の全体にレーザ光が照射される。レーザ変位計24のオン・オフは、演算装置32によって制御される。なお、レーザ変位計24には、公知のレーザ変位計を用いることができる。
The
調整装置(20,22,26〜30)は、演算装置32によって制御され、保持治具12,14に保持されたコイルばねWに対して、レーザ変位計24の位置及びレーザ照射方向を調整する。具体的には、調整装置(20,22,26〜30)は、レーザ変位計24のZ軸方向の位置を調整するz方向位置調整装置(22,28)と、レーザ変位計24のr軸方向の位置を調整するr方向位置調整装置(20,30)と、レーザ変位計24から照射されるレーザ光の照射方向を調整する照射角調整装置26とを備えている。
The adjusting devices (20, 22, 26 to 30) are controlled by the arithmetic device 32 and adjust the position and laser irradiation direction of the
z方向位置調整装置(22,28)は、z方向ガイドレール22とz方向位置調整機構28を備えている。z方向ガイドレール22は、レーザ変位計24を案内する。z方向ガイドレール22は、保持治具12,14の回転軸と平行(即ち、Z軸方向)に伸びている。z方向位置調整機構28は、z方向ガイドレール22に沿ってレーザ変位計24を移動させる。z方向位置調整機構28は、モータと、モータの回転をレーザ変位計24のz方向の運動に変換する変換機構により構成されている。モータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置32は、エンコーダで検出される回転角(z方向位置調整機構28の駆動量)に基づいて、レーザ変位計24をz軸方向の所定の位置に位置決めすることができる。
The z-direction position adjusting device (22, 28) includes a z-
r方向位置調整装置(20,30)は、r方向ガイドレール20とr方向位置調整機構30を備えている。r方向ガイドレール20は、z方向ガイドレール22と係合し、z方向ガイドレール22を案内する。r方向ガイドレール20は、z方向ガイドレール22と直交する方向で、かつ、保持治具12,14に保持されたコイルばねWに対して近接又は離間する方向に伸びている。r方向位置調整機構30は、r方向ガイドレール20に沿ってz方向ガイドレール22を移動させる。r方向位置調整機構30は、モータと、モータの回転をz方向ガイドレール22のr方向の変位に変換する変換機構により構成されている。z方向ガイドレール22がr方向ガイドレール20に沿って移動することで、レーザ変位計24がr方向に移動する。すなわち、レーザ変位計24は、保持治具12,14に保持されたコイルばねWに対して近接又は離間する方向に移動可能となっている。r方向位置調整機構30のモータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置32は、エンコーダで検出される回転角(r方向位置調整機構30の駆動量)に基づいて、レーザ変位計24をr軸方向の所定の位置に位置決めすることができる。
The r direction position adjusting device (20, 30) includes an r
照射角調整装置26は、z方向ガイドレール22に対するレーザ変位計24の取付角度を調整する。すなわち、レーザ変位計24は、z方向ガイドレール22に案内されるスライダ(図示省略)に取付けられている。このスライダには取付軸が設けられており、この取付軸にレーザ変位計24が回転可能に取付けられている。レーザ変位計24を取付ける取付軸は、z方向ガイドレール22とr方向ガイドレール20の両者に直交している。照射角調整装置26は、この取付軸周りにレーザ変位計24を回転させることで、レーザ変位計24から照射されるレーザ光の照射方向を調整する。取付軸がZ方向及びr方向に直交するため、レーザ変位計24はr−z平面内で回転する。レーザ変位計24が回転することで、レーザ変位計24から照射されるレーザ光が、保持治具12,14の回転軸に斜めに交差する方向から照射される。したがって、保持治具12,14に保持されたコイルばねWに対して、正面(軸線と直交する方向)からレーザ光を照射でき、また、斜め上方又は斜め下方(軸線と斜めに交差する方向)からレーザ光を照射できる。
The irradiation
演算装置32は、駆動機構(16,18)とレーザ変位計24と調整装置(20,22,26〜30)の動作を制御すると共に、レーザ変位計24の計測結果からコイルばねWの形状を算出する。すなわち、演算装置32は、駆動機構(16,18)と調整装置(20,22,26〜30)の動作を制御することで、レーザ変位計24から照射されるレーザ光がコイルばねWのどの部分に照射されているかを決定することができる。このため、演算装置32は、まず、駆動機構(16,18)と調整装置(20,22,26〜30)の作動状態と、レーザ変位計24から出力される測定結果とを関連付けて記憶し、次いで、記憶された情報からコイルばねWの形状を演算する。具体的には、演算装置32は、処理プログラムに従って、記憶された位置情報及び計測情報を処理することでコイルばねWの形状を特定する。演算装置32によって特定されたコイルばねWの形状は、図示しないディスプレイに表示される。なお、演算装置32には、公知のコンピュータを用いることができる。
The arithmetic device 32 controls the operation of the drive mechanism (16, 18), the
次に、上述した形状測定装置10を用いたコイルばねWの形状測定の流れを説明する。形状測定装置10は、図7に示す各工程を実施することで、コイルばねWの形状を算出する。先ず、図7のステップS10において、形状測定装置10にコイルばねWをセットする。すなわち、演算装置32は、往復動機構18を駆動して保持治具14を保持治具12に対して離間する位置に移動させ、保持治具12,14にコイルばねWをセット可能な状態とする。コイルばねWの一端を保持治具12にセットすると、演算装置32は、往復動機構18を駆動し、保持治具14を保持治具12に対して近接する方向に移動させる。これによって、コイルばねWが保持治具12,14に保持される。
Next, the flow of measuring the shape of the coil spring W using the
図7のステップS12に進むと、形状測定装置10は、コイルばねWの概略形状を測定する粗測定処理を実施する。粗測定処理において、形状測定装置10は、コイルばねWの概略形状を測定し、測定したコイルばねWの概略形状から詳細な測定を行う範囲等を決定する。粗測定処理について図8を参照して説明する。
When proceeding to step S12 in FIG. 7, the
(粗測定処理)
図8に示すように粗測定処理では、まず、演算装置32は回転機構16及び調整装置(20,22,26〜30)を駆動して、レーザ変位計24の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計24によりコイルばねWの表面形状を測定する(ステップS30)。図2を参照して具体的に説明する。演算装置32は、まず、回転機構16を駆動して保持治具12,14及びコイルばねWを所定の回転角θ(保持治具12,14の回転軸周りの回転角θ)に位置決めする。また、演算装置32は、z方向位置調整機構28及びr方向位置調整機構30を駆動して、レーザ変位計24を初期位置に位置決めする。さらに、演算装置32は、レーザ変位計24から照射されるレーザ光が保持治具12,14の回転軸と直交する角度となるように照射角調整装置26を駆動する。これによって、レーザ変位計24は、初期状態にセットされる。レーザ変位計24が初期状態(図2のAに示す状態)とされると、レーザ変位計24は、保持治具12よりZ方向外側の位置(図2では下方の位置)に位置決めされてコイルばねWと対向せず、また、保持治具12,14の回転軸から所定の距離の位置にレーザ変位計24がセットされる。
(Coarse measurement process)
As shown in FIG. 8, in the rough measurement process, first, the arithmetic device 32 drives the
次に、演算装置32は、z方向位置調整機構28を駆動してレーザ変位計24をz方向に移動させながら、レーザ変位計24によってコイルばねWの表面形状を計測する。この計測は、レーザ変位計24が保持治具14よりZ方向外側の位置(図2のBに示す位置)に移動するまで行われる。これによって、コイルばねWの軸方向の全体に亘って、回転軸の周方向の所定の回転角の位置におけるコイルばねWの表面形状が計測される。レーザ変位計24で計測された表面形状は、演算装置32に記憶される。なお、レーザ変位計24は、図2に示すAの位置(保持治具12の下方の位置)からBの位置(保持治具14の上方の位置)まで移動するため、レーザ変位計24で計測された計測結果には保持治具12,14の表面形状を計測した結果も含まれている。
Next, the computing device 32 measures the surface shape of the coil spring W with the
以下、回転機構16を駆動することによる保持治具12,14及びコイルばねWの所定の回転角θへの位置決め、及び、z方向位置調整機構28を駆動しながらのレーザ変位計24による計測を繰り返し実行する。これによって、回転軸の周方向の複数の回転角におけるコイルばねWの表面形状が計測され、その計測結果が演算装置32に記憶される。粗測定では、例えば、コイルばねWの周方向の4箇所の表面形状を計測する。この場合、回転機構16による保持治具12,14及びコイルばねWの回転は90°間隔で行われる。角度間隔を広く設定することで、短い時間でコイルばねWの概略形状が計測される。
Hereinafter, the holding
図8のステップS32に進むと、演算装置32は、ステップS30で得られた測定結果を解析して、保持治具12,14の位置を検出する。上述したように、ステップS30で得られた測定結果には、コイルばねWの形状と保持治具12,14の形状とが含まれている。保持治具12,14の形状は円錐形状であり、その側面は直線として計測されることが予め分かっている。このため、演算装置32は、予め与えられた保持治具12,14の形状情報を用いて、ステップS30で得られた測定結果から保持治具12,14の位置を特定する。
When proceeding to step S32 in FIG. 8, the arithmetic unit 32 analyzes the measurement result obtained in step S30 and detects the positions of the holding
次に、演算装置32は、コイルばねWのばね素線の形状を検出する(ステップS34)。すなわち、本実施例において測定対象となるコイルばねWは、断面円形のばね鋼線をコイリングすることにより形成されている。ステップS34では、ステップS30の測定結果からコイルばねWの形状を抽出し、その抽出した測定結果からばね素線の形状を特定する。ステップS34の処理については、図12を参照して説明する。 Next, the computing device 32 detects the shape of the spring wire of the coil spring W (step S34). That is, the coil spring W to be measured in this embodiment is formed by coiling a spring steel wire having a circular cross section. In step S34, the shape of the coil spring W is extracted from the measurement result of step S30, and the shape of the spring wire is specified from the extracted measurement result. The process of step S34 will be described with reference to FIG.
図12に示すように素線検出処理では、まず、ステップS30の測定結果から、保持治具12,14の形状を測定したデータを消去する(ステップS90)。上述したように、ステップS30で得られた測定結果には、コイルばねWの形状と保持治具12,14の形状とが含まれている。ここで、ステップS32で検出した保持治具12,14の位置から、ステップS30で得られた測定結果(データ)が、保持治具12,14の形状を表すデータか、コイルばねWの形状を表すデータであるかを判別することができる。ステップS90では、演算装置32は、ステップS32で検出した保持治具12,14の位置を用いて、ステップS30の測定結果から保持治具12,14の形状データを削除する。
As shown in FIG. 12, in the strand detection process, first, data obtained by measuring the shape of the holding
次に、演算装置32は、ステップS90で得られた測定データ(コイルばねWの形状データ)のデータ抜けを補間する(ステップS92)。すなわち、測定データに抜けが生じている場合、その抜けが生じた測定データの前後の測定データを利用してデータ抜けを補間する。次に、ステップS92で得られた測定データ群の間隔を均一化し(S94)、それらのデータ群を平滑化する(S96)。そして、得られたデータ群を円形状にフィッティングすることで、断面円形部分のコイルばねWの素線を検出する(S98)。 Next, the arithmetic unit 32 interpolates the data omission of the measurement data (shape data of the coil spring W) obtained in step S90 (step S92). That is, when there is a gap in the measurement data, the data gap is interpolated using the measurement data before and after the measurement data where the gap has occurred. Next, the intervals of the measurement data groups obtained in step S92 are equalized (S94), and the data groups are smoothed (S96). Then, by fitting the obtained data group into a circular shape, the wire of the coil spring W having a circular cross section is detected (S98).
ステップS98でコイルばねWの素線を検出すると、図8のステップS36に戻り、コイルばねWのコイル径を推定する(S36)。すなわち、ステップS30の測定結果から、断面円形となる部分(座巻部以外の部分)のばね素線が検出されている。上述したように、ステップS30の測定は、コイルばねWの周方向の4ヶ所で行われており、コイルばねWを周方向に連続して計測しているわけではない。このため、ステップS34において検出した断面円形となる部分(座巻部以外の部分)のばね素線の形状(周方向4ヶ所の形状)から、演算装置32は、コイルばねWのコイル径を推定する。なお、測定対象となるコイルばねWには、コイル径が一定の円筒コイルばねの他、コイル径が軸方向に変化するばね(例えば、たる型ばね、円錐ばね等)がある。円筒コイルばねの場合、ステップS36で推定されるコイル径は一定値となり、たる型ばねのようなばねでは、ステップS36で推定されるコイル径は軸方向の位置によって変化する。 If the strand of the coil spring W is detected in step S98, the process returns to step S36 in FIG. 8 to estimate the coil diameter of the coil spring W (S36). That is, the spring element wire of the part (part other than the end winding part) having a circular cross section is detected from the measurement result in step S30. As described above, the measurement in step S30 is performed at four locations in the circumferential direction of the coil spring W, and the coil spring W is not continuously measured in the circumferential direction. For this reason, the arithmetic unit 32 estimates the coil diameter of the coil spring W from the shape of the spring wire (the shape of four locations in the circumferential direction) of the portion having a circular cross section (the portion other than the end winding portion) detected in step S34. To do. The coil spring W to be measured includes a cylindrical coil spring having a constant coil diameter and a spring (for example, a barrel spring, a conical spring, etc.) whose coil diameter changes in the axial direction. In the case of a cylindrical coil spring, the coil diameter estimated in step S36 is a constant value, and in the case of a spring such as a barrel spring, the coil diameter estimated in step S36 varies depending on the position in the axial direction.
次に、演算装置32は、胴中測定を行う範囲を決定する(S38)。胴中測定とは、コイルばねWの形状を保持治具12,14の回転軸に直交する方向から測定する処理のことをいう。すなわち、本実施例では、コイルばねWの両端の座巻部(素線の断面が円形状でない部分)については、コイルばねWの素線を斜め上方及び斜め下方(すなわち、保持治具12,14の回転軸に斜めに交差する方向)からも測定する。一方、コイルばねWの座巻部以外の部分は、その断面形状が図4(a)に示すように円形状となり、保持治具12,14の回転軸(コイルばねWのコイル軸)に直交する方向から測定するだけで、その全体形状を特定することができる。すなわち、コイル軸に直交する方向からレーザ光を照射すると、そのレーザ光は図4(a)の範囲34に照射され、その範囲34の形状が測定される。コイル素線の断面形状が円形であるため、周方向の一部の範囲34の形状から全体形状(円形状)を特定することができる。そこで、コイルばねWの胴中部については、コイル軸に直交する方向からのみコイルばねWの形状を測定する。ステップS38では、ステップS30で得られた測定結果から胴中測定を行う範囲を決定する。
Next, the arithmetic unit 32 determines a range for performing in-body measurement (S38). In-cylinder measurement refers to a process of measuring the shape of the coil spring W from a direction orthogonal to the rotation axis of the holding
(胴中測定処理)
図8の粗測定処理が終了すると、演算装置32は、図7のステップS14に進み、コイルばねWの全体の形状を保持治具12,14の回転軸に直交する方向から測定する胴中測定処理を実行する。胴中測定処理について図9を参照して説明する。
(In-cylinder measurement process)
When the rough measurement process of FIG. 8 is completed, the arithmetic unit 32 proceeds to step S14 of FIG. Execute the process. The in-cylinder measurement process will be described with reference to FIG.
図9に示すように胴中測定処理では、まず、演算装置32は回転機構16及び調整装置(20,22,26〜30)を駆動して、レーザ変位計24の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計24によりコイルばねWの表面形状を測定する(S40)。ステップS40の測定処理は、粗測定処理におけるステップS30の測定処理と同様に行われる。ただし、ステップS40の測定処理では、測定角度間隔(コイルばねWの回転角θの間隔(例えば、30°間隔))が小さく設定され、コイルばねWの形状が周方向に詳細に測定される。また、レーザ変位計24とコイルばねWの間隔は、ステップS36で推定されたコイル径に基づいて制御される。すなわち、レーザ変位計24の測定精度は、レーザ変位計24とコイルばねWとの距離によって変化する。このため、ステップS36で推定されるコイル径に基づいてレーザ変位計24のr方向の位置を調整することで、レーザ変位計24とコイルばねWとの距離が適切な距離に調整され、コイルばねWの形状を精度良く測定することができる。なお、コイルばねWのコイル径が変化する場合(例えば、たる型ばねの場合)は、レーザ変位計24のr方向の位置をz方向の位置に応じて調整することで、レーザ変位計24とコイルばねWとの距離が適切な距離に維持してもよい。このようにレーザ変位計24とコイルばねの素線との距離を制御することで、コイルばねの形状を精度良く計測することができる。
As shown in FIG. 9, in the in-cylinder measurement process, first, the arithmetic device 32 drives the
次に、演算装置32は、ステップS40の測定結果を処理して、コイルばねWのばね素線の形状を検出する(ステップS42)。ステップS42の処理は、既に説明したステップS34の処理(すなわち、図12の処理)と同様に行われる。次に、演算装置32は、ステップS42で検出したコイルばねWの素線データの並び替えを行う(S44)。すなわち、ステップS40では、コイルばねWの回転角θにおける素線群の表面形状(データ)が計測されている。したがって、ステップS44では、ステップS40で得られた測定データを、座巻部からコイルばねWの素線が伸びる方向に順に並び替える。そして、演算装置32は、ステップS44で並び替えたデータによりばね形状データを更新する(S46)。これによって、ばね形状データは、ステップS40で詳細に測定した測定データに置き換えられる。 Next, the arithmetic unit 32 processes the measurement result of step S40 and detects the shape of the spring element wire of the coil spring W (step S42). The process of step S42 is performed in the same manner as the process of step S34 already described (that is, the process of FIG. 12). Next, the arithmetic unit 32 rearranges the wire data of the coil spring W detected in step S42 (S44). That is, in step S40, the surface shape (data) of the strand group at the rotation angle θ of the coil spring W is measured. Therefore, in step S44, the measurement data obtained in step S40 are rearranged in order in the direction in which the wire of the coil spring W extends from the end winding portion. Then, the arithmetic unit 32 updates the spring shape data with the data rearranged in step S44 (S46). As a result, the spring shape data is replaced with the measurement data measured in detail in step S40.
次に、演算装置32は、ステップS46で更新したばね形状データから、コイルばねWの端末位置の検出を行う(S48)。すなわち、ステップS46で更新されたばね形状データは、図5に示すように、座巻部からばね素線が伸びる方向に順に並び替えられている。したがって、ステップS46で更新したばね形状データのうち、最も端末となる位置(例えば、図5ではC点)を特定することで、コイルばねWの端末の位置を検出する。なお、図5には一方の端末のみが示されているが、図5には図示されていない他方の端末についてもその位置が検出される。 Next, the computing device 32 detects the terminal position of the coil spring W from the spring shape data updated in step S46 (S48). That is, as shown in FIG. 5, the spring shape data updated in step S46 is rearranged in order in the direction in which the spring wire extends from the end winding portion. Therefore, the position of the terminal of the coil spring W is detected by specifying the position (for example, point C in FIG. 5) which is the most terminal among the spring shape data updated in step S46. Although only one terminal is shown in FIG. 5, the position of the other terminal not shown in FIG. 5 is also detected.
次に、演算装置32は、ステップS48で検出した端末位置に基づいて、コイルばねWの座巻部測定を行う範囲RRを決定する(S50)。本実施例では、測定対象となるコイルばねWは、座巻部が研磨されており、座巻部の断面形状は円形とはなっていない。このため、座巻部に対しては、胴中部と異なり、斜め上方及び斜め下方からもレーザ光を照射し、コイルばねWの外形状を計測する。そこで、ステップS50では、座巻測定処理(すなわち、斜め上方方向・斜め下方方向・水平方向の測定を行う処理)を行う範囲を決定する。図5に示す例を参照して具体的に説明する。図5に示すように、ステップS48でコイルばねWの端末の位置(点C)が検出されている。ただし、ステップS40の測定処理は、コイルばねWの周方向に連続して行ってはいないため、検出された点Cが端末となるわけではない。コイルばねWの端末の正確な位置は、図5の範囲RE(回転角θが90°〜180°(点C)の範囲)に存在する。座巻部は、ばね素線の1巻分であるため、ばね素線の端末から1巻分に対して座巻測定処理を行えばよい。コイルばねWの端末の正確な位置は範囲REにあるため、座巻測定処理は図5に示す範囲RRについて行えば、コイルばねWの座巻部に対して漏れなく座巻測定処理を行うことができる。したがって、ステップS50において、演算装置32は、座巻部測定範囲RRを決定する。 Next, the arithmetic unit 32 based on the detected terminal position in step S48, the determining range R R to perform end coil section measurement of the coil spring W (S50). In the present embodiment, the coil spring W to be measured has the end winding portion polished, and the cross-sectional shape of the end winding portion is not circular. For this reason, unlike the middle part of the body, the end portion of the coil spring W is measured by irradiating laser light from obliquely above and obliquely below. Therefore, in step S50, a range for performing the end-cuff measurement process (that is, a process for performing measurement in an obliquely upward direction, an obliquely downward direction, and a horizontal direction) is determined. This will be specifically described with reference to the example shown in FIG. As shown in FIG. 5, the position (point C) of the end of the coil spring W is detected in step S48. However, since the measurement process of step S40 is not performed continuously in the circumferential direction of the coil spring W, the detected point C does not become a terminal. The exact position of the end of the coil spring W exists in the range R E (the range where the rotation angle θ is 90 ° to 180 ° (point C)) in FIG. Since the end winding portion is one turn of the spring wire, the end turn measuring process may be performed for one turn from the end of the spring wire. Since the exact position of the terminal of the coil spring W is in the range R E, by performing end turns measurement process for a range R R shown in FIG. 5, the end turn measurement process without omission against the end turn portion of the coil spring W It can be carried out. Therefore, in step S50, the arithmetic unit 32 determines the end turn portion measurement range R R.
次に、演算装置32は、ステップS48で検出した端末位置に基づいて、端末測定処理を行う範囲REを決定する(S52)。上述した説明から明らかなように、ステップS48で検出された端末位置(点C)が実際の端末となるわけではなく、実際には範囲RE(点Cを検出した回転角θと次の計測を行った回転角の間)に存在する(図5参照)。このため、端末位置を正確に検出するためには、範囲REについて詳細に測定を行う必要がある。そこで、ステップS52において演算装置32は、ステップS48で検出した端末位置(点C)と、ステップS40の測定における回転角間隔とを用いて、端末測定処理を行う範囲REを決定する。 Next, the arithmetic unit 32 based on the detected terminal position in step S48, the determining range R E which performs terminal measurement process (S52). As is apparent from the above description, the terminal position (point C) detected in step S48 does not become an actual terminal, but actually the range R E (the rotation angle θ at which point C is detected and the next measurement) Between the rotation angles at which the operation is performed (see FIG. 5). Therefore, in order to accurately detect the terminal position, it is necessary to measure in detail the range R E. Therefore, the arithmetic unit 32 in step S52, the terminal position (point C) detected in step S48, the using the rotation angle spacing in the measurement of step S40, determines the range R E which performs terminal measurement process.
(上端座巻部測定処理)
図9の胴中測定処理が終了すると、演算装置32は、図7のステップS16に進み、コイルばねWの上端座巻部の形状を測定する上端座巻部測定処理を実行する。上端座巻部測定処理について図10を参照して説明する。
(Upper end winding part measurement process)
When the in-cylinder measurement process in FIG. 9 ends, the arithmetic unit 32 proceeds to step S16 in FIG. 7 and executes an upper end end wound part measurement process for measuring the shape of the upper end end wound part of the coil spring W. The upper end end winding part measurement process will be described with reference to FIG.
図10に示すように上端座巻部測定処理では、まず、演算装置32は回転機構16及び調整装置(20,22,26〜30)を駆動して、レーザ変位計24の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計24によりコイルばねWの上端座巻部の表面形状を測定する(S60)。ステップS60の測定処理では、コイルばねWのコイル軸に対して直交する方向からの測定(図2に示す測定)と、コイル軸に対して傾斜する方向からの測定(図3に示す測定)が行われる。すなわち、コイルばねWの座巻部では、素線の上面が研磨されるため、図4(b)に示すような断面形状をしている。このため、コイル軸に直交する方向からの測定だけでは、その表面形状を正確に測定することはできない。そこで、本実施例では、コイル軸に直交する方向からの測定に加えて、コイル軸に傾斜する2方向(座巻部に対して斜め上方向及び斜め下方向)からの測定を行う。すなわち、コイル軸に直交する方向からの測定を行うことで、図4(b)の38で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲38の形状を測定する。また、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射することで、図4(b)の36で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲36の形状を測定する。さらに、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射することで、図4(b)の40で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲40の形状を測定する。そして、これらの計測結果を組合せることで、コイルばねWの座巻部の形状が測定される。なお、ステップS60の上端部座巻測定処理を行う範囲は、図9のステップS50で決定した座巻部測定範囲RRについて行われる。
As shown in FIG. 10, in the upper end end turn measurement process, first, the calculation device 32 drives the
次に、演算装置32は、ステップS60の測定結果のうち、コイル軸に直交する方向からの測定結果を処理して、コイルばねWのばね素線の形状を検出する(S62)。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図4(b)の範囲38の形状を検出する。なお、ステップS62の処理は、既に説明したステップS34の処理(すなわち、図12の処理)と同様に行われる。ステップS62の処理が終わると、演算装置32は、ステップS62の検出結果をばね形状データに追加する(S64)。
Next, the arithmetic unit 32 processes the measurement result from the direction orthogonal to the coil axis among the measurement results in step S60, and detects the shape of the spring element wire of the coil spring W (S62). That is, the shape of the
次に、演算装置32は、ステップS60の測定結果のうち、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射したときの測定結果を処理して、座巻部のばね素線の形状(下端面)を検出する(S66)。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図4(b)の範囲40の形状を検出する。ステップS66の処理について図13を参照して詳細に説明する。
Next, the computing device 32 processes the measurement result when the end winding part is irradiated with laser light obliquely from below in the measurement result of step S60, and the shape (lower end surface) of the spring wire of the end winding part. Is detected (S66). That is, the shape of the
図13に示すように下端面検出処理では、まず、演算装置32は、ステップS60の測定結果(詳細には、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射したときの測定結果)から、保持治具14の形状を測定したデータを消去する(S100)。コイルばねWの座巻部は保持治具14に接触していることから、座巻部の測定結果には、保持治具14の形状が含まれている。このため、ステップS100では、ステップS60の測定結果から保持治具14の形状データを削除する。
As shown in FIG. 13, in the lower end surface detection process, first, the arithmetic unit 32 determines the holding treatment based on the measurement result in step S60 (specifically, the measurement result when the end turn part is irradiated with the laser beam obliquely from below). Data obtained by measuring the shape of the
次に、演算装置32は、ステップS100で得られた測定データのうち、隣接する測定データ(点)を結んだ線分のなす角が水平(すなわち、コイル軸に平行)に近いもの以外を消去する(S102)。これによって、処理対象となる測定データから、座巻部の素線の下端面以外の部位を測定したデータが削除される。次に、演算装置32は、隣接する測定データ(点)の距離によって測定データを分類(ラベリング)し(S104)、分類されたデータ群のうち、データ数の少ないデータ群を消去する(S106)。これによって、座巻部の素線の下端面を計測した計測データのみを抽出する。そして、演算装置は、ステップS104で分類(ラベリング)したデータ群毎に、ばね素線の下端面を計算する(S108)。これによって、座巻部のばね素線の下端面の形状が検出される。図13の下端面検出処理が終わると、図10のステップS68に戻り、演算装置32は、下端面検出処理の検出結果をばね形状データに追加する(S68)。 Next, the arithmetic unit 32 erases the measurement data obtained in step S100 except for the case where the angle formed by the line segment connecting adjacent measurement data (points) is close to horizontal (that is, parallel to the coil axis). (S102). As a result, data obtained by measuring a portion other than the lower end surface of the strand of the end winding portion is deleted from the measurement data to be processed. Next, the computing device 32 classifies (labels) the measurement data based on the distance between the adjacent measurement data (points) (S104), and deletes the data group having a small number of data from the classified data group (S106). . Thus, only measurement data obtained by measuring the lower end surface of the strand of the end winding portion is extracted. Then, the arithmetic unit calculates the lower end surface of the spring wire for each data group classified (labeled) in step S104 (S108). Thereby, the shape of the lower end surface of the spring wire of the end winding part is detected. When the lower end surface detection process of FIG. 13 ends, the processing returns to step S68 of FIG. 10, and the arithmetic unit 32 adds the detection result of the lower end surface detection process to the spring shape data (S68).
次に、演算装置32は、ステップS60の測定結果のうち、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射したときの測定結果を処理して、座巻部のばね素線の形状(上端面)を検出する(S70)。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図4(b)の範囲36の形状を検出する。ステップS70の処理について図14を参照して詳細に説明する。
Next, the computing device 32 processes the measurement result when the end turn part is irradiated with laser light obliquely from above in the measurement result of step S60, and the shape (upper end surface) of the spring wire of the end turn part. Is detected (S70). That is, the shape of the
図14に示すように上端面検出処理は、上述した下端面検出処理と同様に行われる。すなわち、演算装置32は、まず、ステップS60の測定結果(詳細には、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射したときの測定結果)から、保持治具14の形状を測定したデータを消去する(S110)。次いで、演算装置32は、ステップS110で得られた測定データのうち、隣接する測定データ(点)を結んだ線分のなす角が水平(すなわち、コイル軸に平行)に近いもの以外を消去する(S112)。また、演算装置32は、隣接する測定データ(点)の距離によって測定データを分類(ラベリング)し(S114)、分類されたデータ群のうち、データ数の少ないデータ群を消去する(S116)。これによって、座巻部の素線の上端面を計測した計測データのみを抽出する。そして、演算装置は、ステップS114で分類(ラベリング)したデータ群毎に、ばね素線の上端面を計算する(S118)。これによって、座巻部のばね素線の上端面の形状が検出される。図14の上端面検出処理が終わると、図10のステップS72に戻り、演算装置32は、上端面検出処理の検出結果をばね形状データに追加する(S72)。
As shown in FIG. 14, the upper end surface detection process is performed in the same manner as the lower end surface detection process described above. That is, the arithmetic unit 32 first erases the data obtained by measuring the shape of the holding
(上端座巻部の端末測定処理)
図10の上端座巻部の測定処理が終了すると、演算装置32は、図7のステップS18に進み、コイルばねWの上端座巻部の端末を測定する端末測定処理を実行する(S18)。上端座巻部の端末測定処理について図11、15を参照して説明する。
(Terminal measurement processing of the upper end winding part)
When the measurement process of the upper end end wound part in FIG. 10 is completed, the arithmetic unit 32 proceeds to step S18 in FIG. 7 and executes a terminal measurement process for measuring the end of the upper end end wound part of the coil spring W (S18). The terminal measurement process of the upper end end winding part will be described with reference to FIGS.
図11に示すように上端座巻部の端末測定処理では、演算装置32は回転機構16及び調整装置(20,22,26〜30)を駆動して、レーザ変位計24の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計24によりコイルばねWの上端座巻部の端末部分を測定する(S80)。ステップS80の測定処理では、コイルばねWのコイル軸に対して直交する方向からの測定(図2に示す測定)を行う。端末測定処理を行う範囲は、図9のステップS52で決定した端末測定範囲REについて行われる。端末測定範囲REは極めて狭い範囲であるため、演算装置32は回転機構16のみを駆動して測定を行う場合がある。すなわち、端末測定処理では、レーザ変位計24が周方向にのみ移動しながら、コイルばねWの形状を計測する場合がある。
As shown in FIG. 11, in the terminal measurement process of the upper end cigar part, the arithmetic device 32 drives the
次に、演算装置32は、ステップS80で測定した測定結果を処理し、コイルばねWの端末を検出する(S82)。ステップS82の端末検出処理について図15を参照して説明する。 Next, the computing device 32 processes the measurement result measured in step S80 and detects the terminal of the coil spring W (S82). The terminal detection process in step S82 will be described with reference to FIG.
図15に示すように端末検出処理では、演算装置32は、まず、ステップS80の測定結果を処理して、コイルばねWのばね素線の形状を検出する(S120)。ステップS120の素線検出処理は、既に説明したステップS34の処理(すなわち、図12の処理)と同様に行われる。ステップS120の処理が終わると、演算装置32は、検出した素線が途切れる位置(すなわち、端末位置(回転角θ))を検出する(S122)。次いで、演算装置32は、ステップS120で得られた素線データに、ステップS122で得られた端末位置を外挿する(S124)。これによって、ステップS82の端末検出処理が終了する。 As shown in FIG. 15, in the terminal detection process, the arithmetic unit 32 first processes the measurement result of step S80 to detect the shape of the spring element wire of the coil spring W (S120). The strand detection process in step S120 is performed in the same manner as the process in step S34 already described (that is, the process in FIG. 12). When the process of step S120 ends, the arithmetic device 32 detects a position where the detected strand is interrupted (that is, the terminal position (rotation angle θ)) (S122). Next, the computing device 32 extrapolates the terminal position obtained in step S122 to the strand data obtained in step S120 (S124). Thereby, the terminal detection process of step S82 is completed.
図15の端末検出処理が終了すると、図11のステップS84に戻り、演算装置32は、ステップS82の端末検出処理によって得られた測定データを、ばね形状データに追加する(S84)。これによって、コイルばねWの上端座巻部の端末部の形状データがばね形状データに追加される。 When the terminal detection process of FIG. 15 ends, the process returns to step S84 of FIG. 11, and the computing device 32 adds the measurement data obtained by the terminal detection process of step S82 to the spring shape data (S84). As a result, the shape data of the end portion of the upper end winding portion of the coil spring W is added to the spring shape data.
(下端座巻部測定処理)
図11の端末測定処理が終了すると、演算装置32は、図7のステップS20に進み、コイルばねWの下端座巻部の形状を測定する下端座巻部測定処理を実行する(S20)。下端座巻部測定処理は、上述したステップS16の上端座巻部測定処理と同様に行われる。これによって、コイルばねWの下端座巻部の形状データが追加される。
(Lower end winding part measurement process)
When the terminal measurement process in FIG. 11 ends, the arithmetic device 32 proceeds to step S20 in FIG. 7 and executes a lower end end wound part measurement process for measuring the shape of the lower end end wound part of the coil spring W (S20). The lower end end wound part measurement process is performed in the same manner as the upper end end wound part measurement process in step S16 described above. Thereby, the shape data of the lower end winding part of the coil spring W is added.
(下端座巻部の端末測定処理)
ステップS20の下端座巻部測定処理が終了すると、演算装置32は、コイルばねWの下端座巻部の端末を測定する端末測定処理を実行する(S22)。ステップS22の処理は、上述したステップS18の上端座巻部の端末測定処理と同様に行われる。これによって、コイルばねWの下端座巻部の端末部の形状データがばね形状データに追加される。
(Terminal measurement processing of the lower end winding part)
When the lower end end wound portion measurement process in step S20 is completed, the arithmetic device 32 executes a terminal measurement process for measuring the end of the lower end end wound portion of the coil spring W (S22). The process in step S22 is performed in the same manner as the terminal measurement process for the upper end end wound part in step S18 described above. Thereby, the shape data of the terminal part of the lower end end winding part of the coil spring W is added to the spring shape data.
(形状データ出力処理)
ステップS22の下端座巻部の端末測定処理が終了すると、演算装置32は、作成したコイルばねWの形状データを出力する形状データ出力処理を実行する(ステップS24)。具体的には、演算装置32は、作成した形状データを図示しないモニタに出力する。モニタには、作成された形状データに基づいてコイルばねWが表示される。したがって、オペレータは、モニタに表示されるコイルばねWから、コイルばねWの全体形状を把握することができる。
(Shape data output processing)
When the terminal measurement process of the lower end end turn part in step S22 is completed, the arithmetic unit 32 executes a shape data output process for outputting the created shape data of the coil spring W (step S24). Specifically, the arithmetic unit 32 outputs the created shape data to a monitor (not shown). The monitor displays the coil spring W based on the created shape data. Therefore, the operator can grasp the overall shape of the coil spring W from the coil spring W displayed on the monitor.
次に、校正治具を用いたキャリブレーション方法を説明する。まず、上述した形状測定装置10においてキャリブレーションが必要となる理由を説明し、次いで、キャリブレーションの概略方法について説明し、その後に、本実施例の校正治具の具体的構成について詳細に説明する。
Next, a calibration method using a calibration jig will be described. First, the reason why calibration is required in the above-described
上述した形状測定装置10では、保持治具12,14に保持したコイルばねWに対して、調整装置(20,22,26〜30)によってレーザ変位計24の位置及びレーザ照射方向を調整しながら、コイルばねWの形状を計測する。このため、保持治具12,14に対して調整装置(20,22,26〜30)の寸法等が経年変化によってずれると、レーザ変位計24で計測されるコイルばねWの形状も変化する。例えば、保持治具12,14に対してz方向ガイドレール22が傾斜すると、z方向ガイドレール22の傾きに応じてレーザ変位計24で計測される計測結果が変化する。このため、本実施例では、形状が既知の校正治具を用意し、その校正治具を計測することで得られる測定データから校正用データを作成する。そして、実際にコイルばねを計測して得られた計測データを、作成した校正用データを用いて補正する。これによって、形状測定装置10の各部の寸法等が経年変化しても、コイルばねWの形状を正確に計測することを可能とする。すなわち、形状測定装置10の形状測定精度を維持することを可能とする。
In the
図6を参照して校正治具を用いたキャリブレーション方法の概略を説明する。図6(a)に示すように、例えば、円筒状の校正治具50を用意し、その校正治具を保持治具12に保持する(図では保持治具14の図示を省略している)。図から明らかなように、保持治具12に対してz方向ガイドレール22は傾斜している。このため、レーザ変位計24が上方に移動するに従って、校正治具50からの距離が長くなる。かかる状態で、レーザ変位計24をz方向ガイドレール22に沿って移動させながら、校正治具50の形状を測定する。z方向ガイドレール22が傾斜しているため、円筒状の校正治具50の形状は、図6(b)に示すように計測される。ここで、校正治具50の形状は既知(すなわち、円筒形状)である。このため、校正治具50の実際の形状と、図6(b)の測定結果とから、図6(b)に示す測定結果を図6(c)に示す測定結果とするための校正用データを作成する。そして、実際にコイルばねを計測したときの計測結果を、作成した校正用データで補正することで、コイルばねの形状を精度良く計測することを可能とする。
An outline of a calibration method using a calibration jig will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, for example, a
なお、校正治具としては、図6に示すような単純な円筒形状のものではなく、コイルばねWの形状測定を精度良く行うために適した形状のものを用いることができる。例えば、図16,17に示す校正治具50は、軸部材72と、軸部材72に組付けられる複数の板状部材52,56,60,64,70と、隣接する板状部材の間に配置されるスペーサ54,58,62,66を備えている。
The calibration jig is not a simple cylindrical shape as shown in FIG. 6, but can be a shape suitable for accurately measuring the shape of the coil spring W. For example, the
軸部材72は、断面円形の棒材である。軸部材72の軸方向長さは、測定対象となるコイルばねWの軸方向の長さを考慮して設定される。例えば、形状測定装置10で測定されるコイルばねWが複数ある場合、これら複数のコイルばねWの軸方向長さの平均値を、軸部材72の軸方向長さとして用いることができる。測定対象となるコイルばねWの軸方向長さを考慮することで、適切な較正用データを取得することができる。
The
軸部材72の両端のそれぞれには板状部材52,70が固定される。板状部材52,70は、例えば、ボルトによって軸部材72に固定することができる。軸部材72の一端に固定された板状部材52は、保持治具12又は14に着脱可能に取付けられる。軸部材72の他端に固定された板状部材70は、保持治具12又は14に着脱可能に取付けられる。軸部材72が保持治具12,14に取付けられると、軸部材72の軸線と保持治具12,14の軸線とが一致するようになっている。
軸部材72には、複数の板状部材56,60,64と、スペーサ54,58,62,66が取付けられている。板状部材56,60,64は、平面視すると円形状の板材であり、その中心には貫通孔が形成されている(図17では板状部材56,64の貫通孔56a,64aが示されている。)。板状部材56,60,64の貫通孔に軸部材72が挿通されることで、軸部材72に板状部材56,60,64が組付けられる。図16に示すように、軸部材72に板状部材56,60,64が組付けられると、板状部材56,60,64と軸部材72とが直交している。板状部材56,64の径は同一であり、板状部材60の径は板状部材56,64の径よりも大径となっている。板状部材56,60,64を異なる径としているため、コイルばねWの径の変化に対して適切に校正用データを作成することができる。なお、板状部材56,60,64の径は、計測対象となるコイルばねWの径を考慮して決められていることが好ましい。コイルばねWの径を考慮して板状部材56,60,64の径を設定することで、測定対象に応じた適切な校正用データを取得することができる。
A plurality of plate-
板状部材56,60,64の上面と外周面との間に形成される角部は面取りされている。また、板状部材56,60,64の下面と外周面との間に形成される角部も面取りされている。このため、板状部材56,60,64を、軸部材72の中心を通り、かつ、軸部材72の軸線が伸びる方向と平行な平面(すなわち、軸部材72の軸線を含む平面)で切断した断面は、その外周縁の両側のそれぞれに4個の頂点を有している(図16では板状部材60の外周縁の一方の頂点60a,60b,60c,60dが示されている。)。各頂点(例えば、60a〜60d)は、校正用データを作成する際の特徴点として利用される。
Corners formed between the upper surface and the outer peripheral surface of the plate-
スペーサ54,58,62,66は、円筒状の部材であり、隣接する板状部材の間に配置されている。すなわち、スペーサ54は板状部材52,56の間に配置されてこれら板状部材52,56に当接しており、スペーサ58は板状部材56,60の間に配置されてこれら板状部材56,60に当接しており、スペーサ62は板状部材60,64の間に配置されてこれら板状部材60,64に当接しており、スペーサ66は板状部材64,70の間に配置されてこれら板状部材64,70に当接している。このため、スペーサ54,58,62,66は隣接する板状部材の間の距離を規定している。スペーサ54,58,62,66の中心には貫通孔が形成されており、これら貫通孔には軸部材72が挿通されている。スペーサ54,58,62,66の貫通孔に軸部材72が挿通することで、軸部材72にスペーサ54,58,62,66が組付けられる。
The
上述した校正治具50を組立てるには、まず、軸部材72の一端(例えば、図16の下端)に板状部材52を固定する。次に、軸部材72に板状部材56,60,64及びスペーサ54,58,62,66を組付ける。具体的には、スペーサ54、板状部材56、スペーサ58、板状部材60、スペーサ62、板状部材64、スペーサ66の順番に、これらの貫通孔に軸部材72を挿通させる。その後、軸部材72の他端(例えば、図16の上端)に板状部材70を固定する。これによって、校正治具50が組立てられる。
In order to assemble the
上記の校正治具50を用いて校正用データを作成するには、まず、校正治具50を保持治具12,14に保持する。すなわち、校正治具50の板状部材52,70の一方を保持治具12に保持し、板状部材52,70の他方を保持治具14に保持する。次いで、校正治具50の外形状を計測する。校正治具50の外形状の計測は、既に説明した手順と同様の手順で行うことができる。なお、校正治具50の外形状を計測する際は、座巻部の測定を詳細に行う必要がないため、図7のステップS14のみを行うだけでもよい。
To create calibration data using the
校正治具50の外形状を計測すると、その計測データから、板状部材56,60,64の頂点(例えば、板状部材60の頂点60a〜60d等)の位置をそれぞれ算出する。ここで、校正治具50の形状は既知であり、板状部材56,60,64の各頂点の位置関係も既知である。したがって、計測したデータから得られた板状部材56,60,64のそれぞれの頂点の位置関係と、校正治具50の既知の寸法から得られる頂点の位置関係とを用いて、校正用データを作成する。作成された校正用データは、コイルばねWの形状を測定する際に用いられる。すなわち、コイルばねWの形状を測定することで得られた測定データは、校正用データを用いて補正される。これによって、コイルばねWの形状を精度良く計測することができる。なお、計測したデータから得られた板状部材56,60,64のそれぞれの頂点の位置関係と、校正治具50の既知の寸法から得られる頂点の位置関係とが一致又は許容範囲のずれである場合は、校正用データを作成する必要はない。すなわち、校正治具50を用いることで、形状測定装置10の測定精度を確認することができ、また、経年変化等によって形状測定装置10の測定精度が低下したことを検知することができる。
When the outer shape of the
図16,17に示す校正治具50では、軸部材72に複数の板状部材56,60,64を組付けることで、隣接する板状部材56,60,64の間にスペーサ58,62が配置されている。このため、板状部材56,60,64をコイルばねWの素線に模擬させることができる。特に、板状部材56,60,64がコイルばねWの径を考慮して設定される。したがって、コイルばねWの測定データを補正するための校正用データを精度良く作成することができる。また、板状部材56,64の径と板状部材60の径が異なるため、測定対象となるコイルばねWの径が複数種類あっても、このような事態に対応することができる。
In the
また、この校正治具50では、軸部材72、板状部材52,56,60,64,70及びスペーサ54,58,62,66を組合せることで、コイルばねWを模擬した校正治具としている。校正治具50の全体としては複雑な形状となるが、軸部材、板状部材及びスペーサは単純な形状となっている。このため、校正治具50の複雑な形状としながら寸法精度を高めることができる。
The
以上、本実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the present embodiment has been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
例えば、上記の実施例では、軸部材に板状部材とスペーサが交互に配置されるように組付けられていたが、本明細書に開示の技術は、このような構成に限られない。すなわち、板状部材とスペーサを配置する順序は適宜決定することができ、例えば、隣接する板状部材の間に複数(例えば、2個)のスペーサを配置して、隣接する板状部材の間隔を広めに設定してもよい。あるいは、隣接する板状部材の間にスペーサを配置しないことで、隣接する板状部材の間隔を狭めに設定してもよい。このように板状部材とスペーサを配置する順番を変えることで、異なる構成の校正治具を簡易に得ることができる。なお、板状部材とスペーサの順番を変えて複数種類の校正治具を組立てる場合、これら複数種類の校正治具のそれぞれを用いて校正処理を行うことで、校正の精度を高めてもよい。 For example, in the above embodiment, the shaft member is assembled so that the plate-like member and the spacer are alternately arranged, but the technology disclosed in the present specification is not limited to such a configuration. That is, the order in which the plate-like member and the spacer are arranged can be appropriately determined. For example, a plurality of (for example, two) spacers are arranged between the adjacent plate-like members, and the interval between the adjacent plate-like members is determined. May be set wider. Or you may set the space | interval of an adjacent plate-shaped member narrowly by not arrange | positioning a spacer between adjacent plate-shaped members. Thus, by changing the order in which the plate-shaped member and the spacer are arranged, calibration jigs having different configurations can be easily obtained. When assembling a plurality of types of calibration jigs by changing the order of the plate-shaped member and the spacer, the calibration accuracy may be improved by performing calibration processing using each of the plurality of types of calibration jigs.
また、板状部材の寸法(厚み等)やスペーサの寸法(軸方向の長さ等)は任意に設定することができる。また、複数の板状部材を同一寸法とする必要はなく、また、複数のスペーサを同一寸法とする必要もない。すなわち、複数の異なる寸法の板状部材及び/又は複数の異なる寸法のスペーサを用意してもよい。この場合、異なる寸法の板状部材及び/又は異なる寸法のスペーサを適宜組合せて異なる構成の校正治具を組立てることでき、また、これら異なる構成の校正治具をそれぞれ用いて校正処理を行うことができる。なお、異なる寸法の板状部材及び/又は異なる寸法のスペーサを複数用意する場合、測定対象となるコイルばねの形状に応じて、複数の板状部材及び/又は複数のスペーサの中から適宜選択して校正治具を構成してもよい。これによって、測定対象となるコイルばねの形状に応じた校正治具を用いて校正を行うことができ、測定対象となるコイルばねの形状を精度よく測定することができる。 Moreover, the dimension (thickness etc.) of a plate-shaped member and the dimension (length etc. of an axial direction) of a spacer can be set arbitrarily. Further, the plurality of plate-like members do not need to have the same size, and the plurality of spacers do not need to have the same size. That is, a plurality of plate members having different dimensions and / or a plurality of spacers having different dimensions may be prepared. In this case, calibration jigs having different configurations can be assembled by appropriately combining plate members having different dimensions and / or spacers having different dimensions, and calibration processing can be performed using calibration jigs having different configurations. it can. In addition, when preparing a plurality of plate-shaped members having different dimensions and / or spacers having different dimensions, an appropriate selection is made from a plurality of plate-shaped members and / or a plurality of spacers according to the shape of the coil spring to be measured. A calibration jig may be configured. Thus, calibration can be performed using a calibration jig corresponding to the shape of the coil spring to be measured, and the shape of the coil spring to be measured can be accurately measured.
例えば、上記の図16,17に示す校正治具50においては、軸部材72に組付ける板状部材52,56,60,64,70は平面視する円形状の板材であったが、軸部材72に組付ける板状部材はこのような例に限られない。例えば、図18に示す板状部材74のように平面視すると正方形のものとしてもよい。この場合も、板状部材74の中心には貫通孔74aを形成し、この貫通孔74aに軸部材72を挿通することで、軸部材72と板状部材74を組付けることができる。また、正方形状の板状部材74を用いると、軸部材72の軸線から板状部材74の外周縁までの距離が周方向に変化する。このため、測定対象となるコイルばねWの径が変化する場合であっても、これに対応して校正用データを適切に作成することができる。
For example, in the
また、図18に示す板状部材74では、その中心に貫通孔74aを形成していたが、図19に示すように、板状部材76の一辺の近傍に貫通孔76aを形成してもよい。この場合、板状部材76を軸部材72に組付けると、板状部材76は軸部材72に対して非対称な形状となる。図19から明らかなように、貫通孔76aを板状部材76の偏心した位置に設けることで、貫通孔76aの中心(軸部材72の軸線)から板状部材76の外周縁までの距離を大きく変化させることができる。
Further, in the plate-
また、図16に示す校正治具50では、板状部材56,60,64と軸部材72とが直交していたが、このような構成に限られない。軸部材と板状部材が直交しない校正治具(すなわち、軸部材と板状部材が斜めに交差する校正治具)としてもよい。
In the
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:形状測定装置
12,14:保持治具
16:回転機構
18:往復動機構
20:r方向ガイドレール
22:z方向ガイドレール
24:レーザ変位計
26:照射角調整機構
28:z方向位置調整機構
30:r方向位置調整機構
32:演算装置
34:36,38,40,42,44,46:測定範囲
50:校正治具
W:コイルばね
10:
Claims (6)
保持具に着脱可能に取付けられる軸部と、
軸部に設けられ、軸部と交差する少なくとも1つの板状部と、を備えている、形状測定装置用の校正治具。 It is a calibration jig used in a shape measuring device that measures the shape of a coil spring while being held in a holder.
A shaft portion that is detachably attached to the holder;
A calibration jig for a shape measuring apparatus, comprising: at least one plate-like portion provided on the shaft portion and intersecting the shaft portion.
複数の板状部は、軸部が伸びる方向に間隔を空けて配置されている、請求項1に記載の形状測定装置用の校正治具。 The shaft portion is provided with a plurality of plate-like portions intersecting with the shaft portion,
The calibration jig for a shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the plurality of plate-like portions are arranged at intervals in a direction in which the shaft portion extends.
軸部には、さらに筒状部が着脱可能に取付けられており、
板状部は、筒状部によって軸方向に位置決めされている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の形状測定装置用の校正治具。 The one or more plate-like parts are detachably attached to the shaft part,
A cylindrical part is further detachably attached to the shaft part,
The plate-like portion is a calibration jig for a shape measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the plate-like portion is positioned in the axial direction by the cylindrical portion.
隣接する板状部の間には筒状部が配置されており、
筒状部の一端が一方の板状部に当接する一方で、筒状部の他端が他方の板状部に当接する、請求項5に記載の形状測定装置用の校正治具。 A plurality of plate-like parts are detachably attached to the shaft part,
A cylindrical part is arranged between adjacent plate-like parts,
The calibration jig for a shape measuring apparatus according to claim 5, wherein one end of the cylindrical portion is in contact with one plate-like portion, and the other end of the cylindrical portion is in contact with the other plate-like portion.
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