JP5374276B2 - Thread inspection apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ねじ部品のねじ山成形の良否を検査する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting the quality of thread forming of screw parts.
従来、ねじ部品のねじ山成形の良否を検査する方法としては、非特許文献1(日本工業規格B0251)に示すメートルねじ用限界ゲージ(以下、限界ゲージという)を用いた検査がある。この限界ゲージには2つの寸法差を有する、通りゲージおよび止まりゲージがあり、検査方法としては、まず通りゲージがねじ部品に無理なくねじ込まれ、次に止まりゲージがねじ込まれない場合、当該ねじ部品を合格と判定する。しかしながら、この検査方法では、通りゲージが無理なくねじ込まれるか否かの判定が作業者個々の感覚に委ねられるため、検査精度にばらつきが生じていた。 Conventionally, as a method for inspecting the quality of thread forming of threaded parts, there is an inspection using a metric thread limit gauge (hereinafter referred to as a limit gauge) shown in Non-Patent Document 1 (Japanese Industrial Standard B0251). This limit gauge has a pass gauge and a stop gauge having two dimensional differences. As an inspection method, first, if the pass gauge is screwed into the screw part without difficulty and then the stop gauge is not screwed in, the screw part Is determined to be acceptable. However, in this inspection method, since it is left to the operator's individual feeling whether or not the gauge is screwed without difficulty, the inspection accuracy varies.
そこで、上記検査を自動化したねじ山検査装置としては、特許文献1(特許第3659748号公報)に示すものがある。このねじ山検査装置は、駆動源の駆動に伴い回転するとともに、ねじ部品に螺合可能な限界ゲージと、これを往復移動操作する手段とを備えている。また、この限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程において回転負荷トルクを検出するとともに、限界ゲージの総回転角度を検出するように構成されている。ここで、良品のねじ部品においては、限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程では、限界ゲージがスムーズにねじ込まれるので、回転負荷トルクが上昇する現象(トルクアップ)は発生しない。そのため、最終的にねじ込みが完了したとき、限界ゲージの先端がねじ部品に接触することで、初めてトルクアップが発生する。一方、不良品のねじ部品においては、限界ゲージがスムーズにねじ込まれないので、ねじ込み完了前にトルクアップが発生する。このように、トルクアップが発生したときの限界ゲージの総回転角度が所定の範囲内か否かに応じて、ねじ部品のねじ山成形の良否を判定するものである。 Then, as a thread inspection apparatus which automated the said inspection, there exists a thing shown in patent document 1 (patent 3659748 gazette). The screw thread inspection device includes a limit gauge that rotates with driving of a drive source and can be screwed onto a screw component, and means for reciprocating the gauge. In addition, the rotational load torque is detected in the process of screwing the limit gauge into the screw component, and the total rotation angle of the limit gauge is detected. Here, in a non-defective screw component, the limit gauge is smoothly screwed in the process of screwing the limit gauge into the screw component, so that a phenomenon (torque up) in which the rotational load torque increases does not occur. Therefore, when the screwing is finally completed, the torque increase occurs only when the tip of the limit gauge comes into contact with the screw component. On the other hand, in a defective threaded part, the limit gauge is not screwed in smoothly, so that torque increases before screwing is completed. In this way, the quality of the thread forming of the threaded part is determined according to whether or not the total rotation angle of the limit gauge when the torque increase occurs is within a predetermined range.
しかしながら、上記ねじ山検査装置においては、限界ゲージにはツールの自重が作用するので、限界ゲージのねじ山と、ねじ部品のねじ山との間で摩擦抵抗が上昇する。そのため、当該摩擦の影響により、回転負荷トルクが上昇して、ねじ込み完了前にトルクアップする場合があり、検査判定精度に問題があった。さらに、限界ゲージおよびねじ部品のねじ山の摩耗が早まり、これらの耐久性にも問題があった。 However, in the above thread inspection device, the weight of the tool acts on the limit gauge, so that the frictional resistance increases between the thread of the limit gauge and the thread of the screw part. For this reason, the rotational load torque may increase due to the influence of the friction, and the torque may be increased before the screwing is completed. Further, the wear of the thread of the limit gauge and the threaded parts is accelerated, and there is a problem in their durability.
本発明のねじ山検査装置は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、被検査対象物のねじ部品に螺合可能な限界ゲージと、前記限界ゲージを先端に備え、回転駆動源の駆動により当該限界ゲージに回転力を付与するツールユニットと、前記ねじ部品の上空で前記ゲージツールを上下移動する往復移動手段と、前記限界ゲージをねじ部品に螺合する段階では、前記往復移動手段による限界ゲージの下降を完全に停止する一方、前記ツールユニットによる限界ゲージの回転のみを継続し、このとき、ツールユニットの回転駆動源の負荷電流値に基づいて算出される回転負荷トルクに基づいてねじ部品のねじ山成形良否判定を実行する制御手段とを備えることを特徴とする。 The screw thread inspection device of the present invention was created in view of the above-described problems, and includes a limit gauge that can be screwed into a screw component of an object to be inspected, the limit gauge at the tip, and a drive of a rotary drive source. A tool unit for applying a rotational force to the limit gauge, a reciprocating means for moving the gauge tool up and down over the screw part, and a step of screwing the limit gauge into the screw part by the reciprocating means. While the lowering of the limit gauge is completely stopped, only the rotation of the limit gauge by the tool unit is continued, and at this time, the screw is screwed based on the rotational load torque calculated based on the load current value of the rotation drive source of the tool unit. And a control means for executing a thread thread forming quality judgment of the part.
また、前記ねじ部品の回転を規制する一方、当該ねじ部品の上下移動を許容する固定部材によって、当該ねじ部品が固定されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the screw component is fixed by a fixing member that restricts the rotation of the screw component while allowing the screw component to move up and down .
また、前記限界ゲージが、ばねによって下方へ付勢されていることが好ましい。 The limit gauge is preferably biased downward by a spring .
また、本発明のねじ山検査方法は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、被検査対象物のねじ部品に限界ゲージを螺合し、当該限界ゲージの回転抵抗に基づいてねじ部品のねじ山成形良否を判定するねじ山検査方法において、前記限界ゲージを回転のみさせて進入方向へは移動させずに、前記ねじ部品と限界ゲージとを螺合することを特徴とする。 Further, the thread inspection method of the present invention was created in view of the above problems, and a limit gauge is screwed onto the threaded part of the object to be inspected, and the threaded part is checked based on the rotational resistance of the limit gauge. In the thread inspection method for determining thread thread forming quality, the screw part and the limit gauge are screwed together without rotating the limit gauge and moving it in the approach direction.
本発明は、ゲージツールの往復移動を停止した状態で限界ゲージを回転させて、ねじ部品を限界ゲージに螺合するように構成されている。これにより、これらねじ山の接触面には、ねじ部品の自重だけが摩擦抵抗として作用し、つまりゲージツールの自重は作用しない。そのため、当該摩擦抵抗が低減されるので、限界ゲージおよびねじ部品において、そのねじ山の摩耗を低減することができる。また、正確な回転負荷トルクの検出が可能となり、この回転負荷トルクに基づく合否判定においてはその判定精度が向上する。 The present invention is configured to rotate the limit gauge in a state where the reciprocation of the gauge tool is stopped, and screw the threaded part into the limit gauge. Thereby, only the own weight of the screw component acts as a frictional resistance on the contact surfaces of these screw threads, that is, the own weight of the gauge tool does not act. Therefore, since the frictional resistance is reduced, the wear of the thread can be reduced in the limit gauge and the screw component. In addition, it is possible to accurately detect the rotational load torque, and the determination accuracy is improved in the pass / fail determination based on the rotational load torque.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、1はねじ山検査装置であり、検査対象物の一例であるねじ部品Sに螺合可能な限界ゲージ11と、この限界ゲージ11を先端に備え、これを回転させるゲージツール10と、このゲージツール10を昇降させることにより往復移動操作する往復移動手段20と、これらゲージツール10および往復移動手段20の駆動制御、並びにねじ部品Sのねじ山成形の良否判定を行う制御手段30とから構成されている。
In FIG. 1,
前記ゲージツール10は、回転駆動用モータ12の駆動軸12aに連結されて回転する入力軸13と、この入力軸13にカップリング14を介して連結されて回転するシリンダシャフト17と、このシリンダシャフト17を保持するフローティング機構16と、前記シリンダシャフト17の下方に連結される前記限界ゲージ11とから構成されている。
The
前記フローティング機構16は、エアの吸排によってシリンダシャフト17の保持具合を調整可能に構成されており、フローティング機構16内にエアが供給された場合(ロック時)にはシリンダシャフト17が拘持される。一方、エアが排出された場合(ロック解除時)には、当該シリンダシャフト17が延びる方向(以下、鉛直方向という)に対して直交する方向(以下、水平方向という)に所定量移動可能に構成されており、従って当該シリンダシャフト17に連結される限界ゲージ11も水平方向に所定量移動可能に構成されている。この構成により、万一、軸芯がずれた状態で限界ゲージ11の先端がねじ部品Sとの螺合位置まで下降しても、限界ゲージ11をねじ部品Sの中心に整合させることができる。
The
前記往復移動手段20は、エアシリンダ21と、このエアシリンダ21のシリンダロッド21aに連結される連結部材22とから構成されている。この連結部材22には前記ゲージツール10が取付けられ、エアシリンダ21の作動により、当該ゲージツール10が昇降するように構成されている。
The reciprocating
前記限界ゲージ11は、図3に示すように、シリンダシャフト17に挿入されるピストンシャフト11aと、このピストンシャフト11aの先端に取付けられてねじ部品Sに螺合可能なゲージ部11bとから構成されている。また、シリンダシャフト17にはその周面の一部を切り欠いて切欠部17aが形成される一方、ピストンシャフト11aには当該切欠部17aに嵌合するピン18が取付けられている。この構成により、ピストンシャフト11aがシリンダシャフト17内を往復移動するとき、当該ピストンシャフト11aの移動範囲が切欠部17aの長さに制限される。さらに、ピストンシャフト11にはばね19が挿入されており、ピストンシャフト11aがシリンダシャフト17内に挿入する方向へ移動すると、当該ばね19が伸縮する。このばね19により、限界ゲージ11はねじ部品Sと嵌合する方向に付勢される。
As shown in FIG. 3, the
また、検査対象物の一例であるねじ部品Sは、ねじ部S1と、六角形の頭部S2とを備えており、図1および図2に示すように、その頭部S2が固定部材40で固定される。この固定部材40は、ねじ部品Sの頭部S2の側面に対して所定の隙間を設けて固定するように構成されている。そのため、ねじ部品Sにおいては、その回転が規制される一方、螺入によって進行する方向であって、つまり鉛直方向への移動は可能に構成されている。
Further, the screw component S which is an example of the inspection object includes a screw portion S1 and a hexagonal head S2, and the head S2 is a
前記制御手段30は、ゲージツール10の回転駆動用モータ12に正逆転駆動指令、並びに往復移動手段20のエアシリンダ21に昇降指令を発し、当該ゲージツール10を往復移動操作するように構成されている。また、回転駆動用モータ12の駆動軸12aの総回転角度を検出するように構成されている。そのため、限界ゲージ11の総回転角度も検出可能であり、従って、限界ゲージ11に対するねじ部品Sのねじ込み量を検出可能に構成されている。さらに、回転駆動用モータ12の回転負荷トルクが基準値を超えたとき(トルクアップ)、当該回転駆動用モータ12に停止指令を発するように構成されており、限界ゲージ11の総回転角度が所定の角度に達するまでに、トルクアップしたか否かによって良否を判定するように構成されている。
The control means 30 is configured to issue a forward / reverse drive command to the
以下、図3ないし図7に基づいて本発明のねじ山検査装置1の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、往復移動手段20を作動させて、ゲージツール10を図3に示す待機位置から、図4に示すように、限界ゲージ11がねじ部品Sに当接する位置まで下降させる。さらにこの位置から、ゲージツール10を下降させると、図5に示すように、限界ゲージ11がねじ部品Sに押圧されるので、ばね19が縮む。このばね19の縮み量が所定の値に到達するとゲージツール10の下降は停止するが、このとき、限界ゲージ11はねじ部品Sを押圧する方向にばね19により付勢される。なお、ゲージツール10の下降停止位置は、ばね19の縮み量がねじ部S1の1リード分程度に設定されるのが望ましい。
First, the reciprocating means 20 is actuated to lower the
続いて、図6に示すように、ゲージツール10の昇降を停止した状態で、ゲージツール10の回転駆動用モータ12を正転駆動させて限界ゲージ11を正回転させると、限界ゲージ11とねじ部品Sとが、まず1リード分、嵌合する。このように、限界ゲージ11がばね19に付勢されてねじ部品Sを押圧しているので、ゲージツール10の昇降が停止した状態にもかかわらず、限界ゲージ11とねじ部品Sとを嵌合させることができる。そして、ゲージツール10の昇降を停止した状態で、さらに限界ゲージ11は回転を継続する。すると、ねじ部品Sにおいては、固定部材40によって回転が規制されているので、限界ゲージ11に対して空転することなく限界ゲージ11にねじ込まれて上昇する。
Subsequently, as shown in FIG. 6, when the
最後に、図7に示すように、ねじ部品Sは螺入により上昇を続け、当該ねじ部品Sが着座する直前で、限界ゲージ11はその回転を停止する。ここで、ねじ込み開始から着座直前までの総回転角度が、前述した限界ゲージ11の総回転角度の所定値である。このように、ねじ込み開始から所定の総回転角度に到達時(つまり、着座直前)において、良品のねじ部品Sでは、トルクアップが発生しない。一方、不良品のねじ部品Sにおいては、所定の総回転角度到達前に、トルクアップが発生する。つまり、トルクアップ発生時における限界ゲージ11の回転角度に基づいて良否判定が行われる。この良否判定が行われた後、ゲージツール10の昇降を停止した状態で、回転駆動用モータ12を逆転駆動させて限界ゲージ11を逆転させると、螺合が解かれる。そして、往復移動手段20の駆動により、ゲージツール10を上昇させて終了する。
Finally, as shown in FIG. 7, the screw part S continues to rise due to screwing, and the
上記ねじ山検査装置1によれば、限界ゲージ11およびねじ部品Sのねじ山の接触面には、ねじ部品Sの自重だけが摩擦抵抗として作用し、つまりゲージツール10本体の自重は作用しない。そのため、当該摩擦抵抗が低減されるので、限界ゲージ11およびねじ部品Sにおいて、そのねじ山の摩耗を低減することができる。そればかりか、摩擦抵抗の低減作用により、回転負荷トルクの検出精度が向上するため、良否の判定精度も向上する。
According to the screw
1 ねじ山検査装置
10 ゲージツール
11 限界ゲージ
11a ピストンシャフト
11b ゲージ部
12 回転駆動用モータ
12a 駆動軸
13 入力軸
14 カップリング
16 フローティング機構
17 シリンダシャフト
17a 切欠部
18 ピン
19 ばね
20 往復移動手段
21 エアシリンダ
21a シリンダロッド
22 連結部材
30 制御手段
40 固定部材
S ねじ部品
S1 ねじ部
S2 頭部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記限界ゲージを先端に備え、回転駆動源の駆動により当該限界ゲージに回転力を付与するツールユニットと、
前記ねじ部品の上空で前記ゲージツールを上下移動する往復移動手段と、
前記限界ゲージをねじ部品に螺合する段階では、前記往復移動手段による限界ゲージの下降を完全に停止する一方、前記ツールユニットによる限界ゲージの回転のみを継続し、このとき、ツールユニットの回転駆動源の負荷電流値に基づいて算出される回転負荷トルクに基づいてねじ部品のねじ山成形良否判定を実行する制御手段と、
を備えることを特徴とするねじ山検査装置。 A limit gauge that can be screwed onto the threaded part of the object to be inspected;
A tool unit that includes the limit gauge at the tip and applies a rotational force to the limit gauge by driving a rotational drive source;
Reciprocating means for moving the gauge tool up and down over the screw component;
In the step of screwing the limit gauge onto the threaded part, the lowering of the limit gauge by the reciprocating means is completely stopped while only the limit gauge is rotated by the tool unit. At this time, the tool unit is driven to rotate. Control means for executing thread forming good / bad determination of a screw component based on a rotational load torque calculated based on a load current value of a source;
A thread inspection device characterized by comprising:
前記限界ゲージを回転のみさせて進入方向へは移動させずに、前記ねじ部品と限界ゲージとを螺合することを特徴とするねじ山検査方法。 In a thread inspection method for screwing a limit gauge into a threaded part of an object to be inspected, and determining thread thread forming quality of the threaded part based on the rotational resistance of the limit gauge,
A screw thread inspection method , wherein the screw part and the limit gauge are screwed together without rotating the limit gauge and moving it in the approach direction .
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