JP6752652B2 - Outer diameter measuring device and measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸等の軸径の測定装置および測定方法に係り、特に内燃機関等に用いるクランク軸の外径を接触して測定するのに好適な、外径測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to a shaft diameter measuring device and a measuring method for a rotating shaft and the like, and particularly relates to an outer diameter measuring device and a measuring method suitable for contacting and measuring the outer diameter of a crankshaft used for an internal combustion engine and the like.
内燃機関等に用いられるクランク軸は、コンロッドや軸受が取り付けられるため、高精度の加工が求められ、それに伴い高精度な測定が必要となる。従来、このようなクランク軸の加工中または加工後に種々の方法で、軸径を測定している。例えば、特許文献１においては、簡単な構成で容易に精度よくシャフトの外形形状自体の振れや外径を測定する、シャフトの測定装置が記載されている。具体的には、シャフト測定装置は、シャフトを軸周りに回転可能に保持する保持手段と、シャフトの基準位置における軸振れ量を測定する軸振れ量測定手段と、シャフトの測定位置における基準軸線からの見かけの半径を測定する半径測定手段と、シャフトの軸周りの回転位相を検出する回転位相検出手段を備える。そして、基準位置における軸振れ量から、測定位置における基準軸線と実際の中心軸線とのずれ量を演算し、このずれ量を測定された見かけの半径に加味している。 Since a connecting rod and bearings are attached to a crankshaft used in an internal combustion engine or the like, high-precision processing is required, and high-precision measurement is required accordingly. Conventionally, the shaft diameter has been measured by various methods during or after processing such a crankshaft. For example, Patent Document 1 describes a shaft measuring device that easily and accurately measures the runout and outer diameter of the outer shape of the shaft with a simple configuration. Specifically, the shaft measuring device is composed of a holding means for holding the shaft rotatably around the shaft, a shaft runout measuring means for measuring the shaft runout amount at a reference position of the shaft, and a reference axis at the measuring position of the shaft. It is provided with a radius measuring means for measuring the apparent radius of the shaft and a rotating phase detecting means for detecting the rotational phase around the axis of the shaft. Then, the amount of deviation between the reference axis and the actual center axis at the measurement position is calculated from the amount of axial runout at the reference position, and this amount of deviation is added to the measured apparent radius.
また、特許文献２においては、繰り返し誤差１μｍ以下で円柱形状体の外径を測定するために、円柱形状体を両端で支持するとともに回転させ、接触式の測定器を軸方向及びその直交方向に移動可能に配置し、測定器の測定子が測定対象の軸方向に直交する方向にストロークするように配置している。特許文献３には、クランク軸を研削加工中に精度よくハブジャーナルを加工するため、加工中に直径測定装置のノギスを研削すべきハブジャーナル上に置いて、研削工程中に直径測定を実施している。 Further, in Patent Document 2, in order to measure the outer diameter of the cylindrical body with a repetition error of 1 μm or less, the cylindrical body is supported and rotated at both ends, and the contact type measuring instrument is moved in the axial direction and the orthogonal direction thereof. It is arranged so as to be movable so that the stylus of the measuring instrument strokes in a direction orthogonal to the axial direction of the measurement target. In Patent Document 3, in order to accurately process the hub journal during grinding of the crankshaft, the caliper of the diameter measuring device is placed on the hub journal to be ground during processing, and the diameter is measured during the grinding process. ing.
内燃機関のクランクシャフトの外径計測においては、同形状のものを多数測定するため、自動で異なる部位を計測することが必要となっている。そのため、測定子をワークであるクランクシャフトに接触させて測定する方法においては、多数の外径値に対応できるよう、測定前に測定子部分を一旦退避させて測定器を動かし、その後測定箇所に位置させ、測定子を当該ワークに接触させる。その際、測定子のワークへの接触圧による精度の低下を防止するために、外径によらず常に一定の接触圧となることが望まれる。 In the measurement of the outer diameter of the crankshaft of an internal combustion engine, since many objects having the same shape are measured, it is necessary to automatically measure different parts. Therefore, in the method of measuring by bringing the stylus into contact with the crankshaft, which is a workpiece, the stylus part is temporarily retracted before measurement to move the measuring instrument, and then the measuring point is moved to the measurement point so that a large number of outer diameter values can be handled. Position and bring the stylus into contact with the workpiece. At that time, in order to prevent the accuracy from being lowered due to the contact pressure of the stylus on the work, it is desired that the contact pressure is always constant regardless of the outer diameter.
上記特許文献１に記載の測定方法では、ダイヤルゲージをワークに当接させるとともにレーザ光を照射してワークの正確な測定を実施しているが、クランク軸のように、水平に配置した場合に高さまたは横方向の測定位置が同一のワークにおいても異なる場合には、その都度レーザ位置やダイヤルゲージ位置を調整しなければならず、測定に時間を要するとともに自動測定をしにくい構造となりがちである。 In the measurement method described in Patent Document 1, the dial gauge is brought into contact with the work and laser light is irradiated to perform accurate measurement of the work. However, when the work is arranged horizontally like a crank shaft. If the height or lateral measurement position is different even for the same workpiece, the laser position and dial gauge position must be adjusted each time, which tends to take time for measurement and make automatic measurement difficult. is there.
また、特許文献２ではばねやゴムで測定子に予圧を与えて接触測定しているが、軸径の大きさに関わらず、予圧量をほぼ一定にして測定精度の低下を防止することについては考慮されていない。さらに、特許文献３ではノギスにより研削中に外径測定することのみが記載されており、測定を自動で行うのか、どの程度の精度を確保するためにどのように計測するのかについては記載がない。 Further, in Patent Document 2, contact measurement is performed by applying a preload to the stylus with a spring or rubber, but regarding preventing a decrease in measurement accuracy by keeping the preload amount substantially constant regardless of the size of the shaft diameter. Not considered. Further, Patent Document 3 only describes measuring the outer diameter during grinding with a caliper, and does not describe whether the measurement is performed automatically or how to measure in order to ensure the accuracy. ..
ところで、クランク軸の外径測定において、エアシリンダと引っ張りバネを組み合わせて測定部をクランク軸の半径方向に移動可能にし、移動量を長変位センサで計測することも実現されている。この方法においては、異なる外径のクランク軸の外径を測定子に予圧を与えながら計測できる、という利点がある。しかしながら、この場合クランク軸の外径が異なると引っ張りバネの伸び量が異なり、測定子の予圧が変化する恐れがある。またクランク軸との衝撃的な接触を避けるため、エアシリンダを低速で動作させる必要があるが、エアシリンダは低速での動作に弱点を有している。 By the way, in measuring the outer diameter of a crankshaft, it is also realized that an air cylinder and a tension spring are combined to make the measuring unit movable in the radial direction of the crankshaft, and the amount of movement is measured by a long displacement sensor. This method has an advantage that the outer diameters of crankshafts having different outer diameters can be measured while applying a preload to the stylus. However, in this case, if the outer diameter of the crankshaft is different, the amount of extension of the tension spring is different, and the preload of the stylus may change. Further, in order to avoid impact contact with the crankshaft, it is necessary to operate the air cylinder at a low speed, but the air cylinder has a weak point in the operation at a low speed.
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、異径の軸部を有するワークであっても、ほぼ同一の予圧を接触型測定子に加えることにより、外径測定装置が、外径測定の精度を維持・向上することにある。また上記目的において、自動測定を可能にすることも目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned defects of the prior art, and an object of the present invention is to measure the outer diameter by applying almost the same preload to a contact type stylus even for a work having shaft portions having different diameters. The device is to maintain and improve the accuracy of outer diameter measurement. Further, for the above purpose, it is also an object to enable automatic measurement.
上記目的を達成する本発明の特徴は、一対の測定子を対向させて被測定物に接触させ、被測定物の外径を測定する外径測定装置において、回転動を直線動に変換し、対称的に形成されたリンク機構と、このリンク機構に連結された圧縮ばねと、この圧縮ばねと前記測定子間を接続するリニアガイドと、前記リニアガイドに平行に配置した変位センサを備え、前記リンク機構は前記圧縮ばねより大変位が可能であり、前記リンク機構を粗調整に、前記圧縮ばねを精調整に用いることにある。
また、前記リンク機構は前記圧縮ばねより大変位が可能であり、前記リンク機構を前記測定子の位置の調整用に、前記圧縮ばねを前記測定子の前記被測定物に対する押圧力調整用に使用可能であっても良い。
A feature of the present invention that achieves the above object is to convert a rotary motion into a linear motion in an outer diameter measuring device that measures the outer diameter of the object to be measured by bringing a pair of probe to face each other and contacting the object to be measured. A link mechanism formed symmetrically, a compression spring connected to the link mechanism, a linear guide connecting the compression spring and the stylus, and a displacement sensor arranged in parallel with the linear guide are provided. The link mechanism can be displaced larger than the compression spring, and the link mechanism is used for rough adjustment and the compression spring is used for fine adjustment.
Further, the link mechanism can be displaced more than the compression spring, and the link mechanism is used for adjusting the position of the stylus and the compression spring is used for adjusting the pressing force of the stylus on the object to be measured. It may be possible.
そしてこの特徴において、前記リンク機構は、円板状または楕円板状のリンク円板と、このリンク円板を回転駆動する駆動手段と、リンク円板に一端が接続され、他端がリンク用リニアガイドに接続されたリンク部材と、前記リンク円板の軸に垂直な方向に変位可能な前記リンク用リニアガイドを備えるのがよく、前記変位センサは、固定して配置された受光部を有するセンサ部と、このセンサ部に相対的に直線変位し、パターンが形成されたスケール部とを有する、光学式リニアセンサであってもよい。 In this feature, the link mechanism has a disk-shaped or elliptical plate-shaped link disk, a driving means for rotationally driving the link disk, and one end connected to the link disk and the other end linear for linking. It is preferable to include a link member connected to the guide and the linear guide for the link that can be displaced in a direction perpendicular to the axis of the link disk, and the displacement sensor is a sensor having a light receiving portion arranged in a fixed manner. It may be an optical linear sensor having a portion and a scale portion in which a pattern is formed by linearly displacing the sensor portion.
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、一対の対向する測定子を被測定物に接触させ、被測定物の外径を測定する外径測定方法において、前記測定子を前記被測定物に接近させるリンク機構と圧縮ばねを備え、計測開始前に前記リンク機構を用いて、前記被測定物の中心位置よりも上の、最大径位置よりわずかに小径位置に前記測定子を接触させ、前記リンク機構をこの状態に保持したまま、前記測定子を前記被測定物に接触させながら下降させ、下降中に継続的に測定するトレス測定を実行することにある。 Another feature of the present invention that achieves the above object is that in an outer diameter measuring method in which a pair of opposing stylus is brought into contact with an object to be measured and the outer diameter of the object to be measured is measured, the stylus is used as the object to be measured. A link mechanism and a compression spring are provided, and the stylus is brought into contact with the stylus at a position slightly smaller than the maximum diameter position above the center position of the object to be measured by using the link mechanism before the start of measurement. While holding the link mechanism in this state, the stylus is lowered while being in contact with the object to be measured, and a tress measurement is continuously measured during the descent.
そしてこの特徴において、前記リンク機構は、円板状または楕円板状のリンク円板と、このリンク円板を回転駆動する駆動手段と、リンク円板に一端が接続され、他端がリンク用リニアガイドに接続されたリンク部材と、前記リンク円板の軸に垂直な方向に変位可能な前記リンク用リニアガイドを備え、トレス測定時には前記リンク円板の回動を停止することが望ましく、前記トレス測定時には、前記圧縮ばねの変位量をほぼ一定に保持することが好ましい。また、前記トレス測定時には、前記測定子による前記被測定物への押圧力が一定であることが好ましい。 In this feature, the link mechanism has a disk-shaped or elliptical plate-shaped link disk, a driving means for rotationally driving the link disk, one end connected to the link disk, and the other end linear for linking. It is desirable to have a link member connected to the guide and the linear guide for the link that can be displaced in a direction perpendicular to the axis of the link disk, and to stop the rotation of the link disk at the time of tress measurement. At the time of measurement, it is preferable to keep the displacement amount of the compression spring substantially constant. Further, at the time of the tress measurement, it is preferable that the pressing force of the stylus on the object to be measured is constant.
本発明によれば、外径測定装置を、リンク機構により大変位を、圧縮ばねで小変位を実現する組み合わせ構造としたので、圧縮ばねをほぼ同一圧縮状態で動作させることができ、測定子に加わる予圧がほぼ一定となるので、外径測定の精度を維持・向上できる。また、ワークの測定部径よりわずかに狭い測定子間距離で測定子をワークに当接させ、その後測定子を降下させて外径測定するトレス測定を用いているので、測定子がワークに衝撃的接触をしない外径測定が可能となり、外径測定の自動化を実現できる。 According to the present invention, since the outer diameter measuring device has a combination structure that realizes a large displacement by a link mechanism and a small displacement by a compression spring, the compression spring can be operated in almost the same compression state, and the stylus can be used. Since the preload applied is almost constant, the accuracy of outer diameter measurement can be maintained and improved. In addition, since the tress measurement is used in which the stylus is brought into contact with the work at a distance between the stylus slightly narrower than the measuring part diameter of the work, and then the stylus is lowered to measure the outer diameter, the stylus impacts the work. It is possible to measure the outer diameter without making a target contact, and it is possible to realize the automation of the outer diameter measurement.
以下、本発明に係る外径測定装置の詳細を、図面を用いて説明する。以下の説明においては、外径測定装置４００として、内燃機関に用いられるクランク軸２１０の外径を測定する装置１００に取り付けているが、外径測定装置４００はクランク軸２１０の外径の測定に限らず、段付き軸、または単一径軸等を測定するものであってもよいことは言うまでもない。ただし、本外径測定装置４００は自動測定が可能であるので、大量生産品であれば省力化等の面から特に好適である。 Hereinafter, the details of the outer diameter measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the outer diameter measuring device 400 is attached to the device 100 for measuring the outer diameter of the crankshaft 210 used in the internal combustion engine, but the outer diameter measuring device 400 is used for measuring the outer diameter of the crankshaft 210. Needless to say, the measurement may be limited to a stepped shaft, a single diameter shaft, or the like. However, since the outer diameter measuring device 400 can perform automatic measurement, it is particularly suitable for mass-produced products from the viewpoint of labor saving and the like.
図１は、本発明に係るクランク軸の外径測定装置１００の斜視図である。クランク軸２１０は、クランク軸２１０の中心軸線を含み、両端部及び中間部に位置する中心軸部２０２と、中心軸部２０２の中心軸線に平行な軸線を持ち、中心軸部２０２から変位した複数のクランク軸部２０３と、クランク軸部２０３の両側に位置し、外径が周方向に変化しているカウンタウェイト部２０４とを有する。クランク軸２１０の両端部は、コレットチャック等からなるクランク軸回転支持部２２０により、回転可能に支持されている。クランク軸２１０の一方の端部には、クランク軸２１０を回動するサーボモータ等からなるクランク軸駆動部２４０が設けられている。クランク軸２１０の反対端側には、このクランク軸２１０と同軸に、またはクランク軸２１０と中心軸線が平行であるように、円板が取り付けられた軸を有するマスタ２３０が設けられている。マスタ２３０は、マスタ支持部２３１により固定支持されている。クランク軸回転支持部２２０およびマスタ支持部２３１は、ベース１０にボルト等で固定されている。 FIG. 1 is a perspective view of the crankshaft outer diameter measuring device 100 according to the present invention. The crankshaft 210 includes the central axis of the crankshaft 210, has a central axis 202 located at both ends and an intermediate portion, and has an axis parallel to the central axis of the central axis 202, and is displaced from the central axis 202. It has a crankshaft portion 203 and a counter weight portion 204 located on both sides of the crankshaft portion 203 and whose outer diameter changes in the circumferential direction. Both ends of the crankshaft 210 are rotatably supported by a crankshaft rotation support portion 220 made of a collet chuck or the like. At one end of the crankshaft 210, a crankshaft drive unit 240 including a servomotor or the like that rotates the crankshaft 210 is provided. On the opposite end side of the crankshaft 210, a master 230 having a shaft to which a disk is attached is provided so as to be coaxial with the crankshaft 210 or parallel to the crankshaft 210 and the central axis. The master 230 is fixedly supported by the master support portion 231. The crankshaft rotation support portion 220 and the master support portion 231 are fixed to the base 10 with bolts or the like.
ベース１０には、クランク軸回転支持部２２０で支持されるクランク軸２１０の中心軸線と平行に、リニアガイドが配置されている。リニアガイドは、間隔を置いた２本の平行なガイドレール３３１と、このガイドレール３３１の外側側面に摩擦抵抗が少なく係合するスライダ３３５とから構成される。ガイドレール３３１上をスライダ３３５が走行する方向は、Ｚ方向である。２本のガイドレール３３１のほぼ中央部に、ガイドレール３３１に沿ってボールねじ３４１が配置されている。ボールねじ３４１の両端部は、ボールねじ支持部３３３、３３７により回動可能に支持されている。ボールねじ３４１の一方の端部にはこのボールねじ３４１を回転駆動するボールねじ駆動モータ３４０が配設されている。スライダ３３５の下面には、ボールねじ３４１に係合するナット３３６が取り付けられている。ガイドレール３３１およびスライダ３３５を有するリニアガイドとボールねじ３４１、ナット３３６は、Ｚ方向直動部３３０を形成する。Ｚ方向直動部３３０は、クランク軸２１０の軸長にマスタ２３０を含むマスタ部の軸長を加えた長さよりも、十分長い長さに設定されている。 A linear guide is arranged on the base 10 in parallel with the central axis of the crankshaft 210 supported by the crankshaft rotation support portion 220. The linear guide is composed of two parallel guide rails 331 that are spaced apart from each other and a slider 335 that engages with the outer side surface of the guide rail 331 with low frictional resistance. The direction in which the slider 335 travels on the guide rail 331 is the Z direction. A ball screw 341 is arranged along the guide rail 331 at substantially the center of the two guide rails 331. Both ends of the ball screw 341 are rotatably supported by the ball screw support portions 333 and 337. A ball screw drive motor 340 that rotationally drives the ball screw 341 is arranged at one end of the ball screw 341. A nut 336 that engages with the ball screw 341 is attached to the lower surface of the slider 335. A linear guide having a guide rail 331 and a slider 335, a ball screw 341, and a nut 336 form a Z-direction linear motion portion 330. The Z-direction linear motion portion 330 is set to a length sufficiently longer than the length obtained by adding the shaft length of the master portion including the master 230 to the shaft length of the crankshaft 210.
Ｚ方向直動部３３０のスライダ３３５の上面には、ガイドレール３３１に平行な面を持つ、支持部材３１３が立設されている。支持部材３１３の一方の面には、Ｙ方向リニアガイドを構成する２本のガイドレール３１１が、間隔を置いてほぼ垂直に取り付けられている。ガイドレール３１１の外側側面に、これもＹ方向リニアガイドを構成するスライダ３１２が係合している。２本のガイドレール３１１のほぼ中央部にはガイドレール３１１に平行にボールねじ３２２が配設されている。ボールねじ３２２の両端部は、ボールねじ支持部３２５で回動可能に支持されており、上端側はさらにこのボールねじ３２２を回転駆動するボールねじ駆動モータ３２１に接続されている。スライダ３１２の背面側、すなわち支持部材３１３側には、ボールねじ３２２に係合するナット３２３が取り付けられている。スライダ３１２およびガイドレール３１１を有するリニアガイドとボールねじ３２２は、Ｙ方向直動部３１０を構成する。なおＹ方向直動部３１０は、後述するクランク軸２１０のカウンタウェイト部２０４の回動との干渉を避けるのに十分な高さまで測定子を退避できる高さに設定されている。 A support member 313 having a surface parallel to the guide rail 331 is erected on the upper surface of the slider 335 of the Z-direction linear motion unit 330. On one surface of the support member 313, two guide rails 311 constituting the Y-direction linear guide are attached substantially vertically at intervals. A slider 312, which also constitutes a Y-direction linear guide, is engaged with the outer side surface of the guide rail 311. A ball screw 322 is arranged in parallel with the guide rail 311 at substantially the center of the two guide rails 311. Both ends of the ball screw 322 are rotatably supported by the ball screw support portion 325, and the upper end side is further connected to the ball screw drive motor 321 that rotationally drives the ball screw 322. A nut 323 that engages with the ball screw 322 is attached to the back surface side of the slider 312, that is, the support member 313 side. The linear guide having the slider 312 and the guide rail 311 and the ball screw 322 form a Y-direction linear motion portion 310. The Y-direction linear motion unit 310 is set to a height at which the stylus can be retracted to a height sufficient to avoid interference with the rotation of the counterweight unit 204 of the crankshaft 210, which will be described later.
Ｙ方向直動部３１０のスライダ３１２の上面、すなわち支持部材３１３とは反対面には、横アーム３５５がクランク軸２１０に直交する方向である横方向（Ｘ方向）に、クランク軸２１０が配設された位置よりも延びて設けられている。横アーム３５５の内部には、詳細を後述するリンク保持部３５３が含まれる。横アーム３５５の下側には、一対の対称に形成された測定部保持部３５１が、横アーム３５５の延びる方向に移動可能に設けられている。測定部保持部３５１からは測定子３５２が、互いに対向するように突き出ている。測定部保持部３５１は横アーム部３５０を構成する。 The crankshaft 210 is arranged on the upper surface of the slider 312 of the Y-direction linear motion portion 310, that is, on the surface opposite to the support member 313, in the lateral direction (X direction) in which the lateral arm 355 is orthogonal to the crankshaft 210. It is provided so as to extend beyond the position where it was set. Inside the lateral arm 355, a link holding portion 353, which will be described in detail later, is included. On the lower side of the lateral arm 355, a pair of symmetrically formed measuring unit holding portions 351 are provided so as to be movable in the extending direction of the lateral arm 355. The stylus 352 protrudes from the measuring unit holding unit 351 so as to face each other. The measuring unit holding unit 351 constitutes the lateral arm unit 350.
図１において、一点鎖線丸印Ａで囲んだ部分の詳細を、図２〜図５を用いて説明する。図２〜図５は、一部が横アーム３５５内に含まれる外径測定装置４００の正面図である。初めに、図２において、横アーム３５５の長手方向に延びるリンク保持部３５３が、横アーム３５５の内部であって横アーム３５５の先端近傍に固定されている。リンク保持部３５３の長手方向ほぼ中央部には、円形または楕円形のリンク円板３６１が回転可能に取り付けられている。図２では紙面の背後側に、サーボモータ等からなるリンク円板駆動モータ（図示せず）が取り付けられており、リンク円板３６１を回転中心Ｏ周りに回転駆動する。 In FIG. 1, the details of the portion surrounded by the alternate long and short dash line A will be described with reference to FIGS. 2 to 5. 2 to 5 are front views of the outer diameter measuring device 400, part of which is included in the lateral arm 355. First, in FIG. 2, a link holding portion 353 extending in the longitudinal direction of the lateral arm 355 is fixed inside the lateral arm 355 and near the tip of the lateral arm 355. A circular or oval link disk 361 is rotatably attached to a substantially central portion of the link holding portion 353 in the longitudinal direction. In FIG. 2, a link disk drive motor (not shown) including a servomotor or the like is attached to the back side of the paper surface, and the link disk 361 is rotationally driven around the rotation center O.
リンク円板３６１の外周部の点対称位置２か所にリンク結合節３６２が設けられており、それぞれ半径方向外向きに第１のリンク部材３６３の一端側が、リンク結合節３６２周りに回動可能に連結されている。第１のリンク部材３６３の他端側の結合節３６４には、第２のリンク部材を兼ねるリニアガイドのガイドレール３６７が連結されている。リニアガイドのガイドレール３６７には、ブロック３６６が係合し、ガイドレール３６７とブロック３６６の間の低摩擦な相対直線運動を可能にする。なお、ブロック３６６は、リンク保持部３５３に固定されている。 Link coupling nodes 362 are provided at two point-symmetrical positions on the outer peripheral portion of the link disk 361, and one end side of the first link member 363 can rotate around the link coupling node 362 in the outward radial direction. Is connected to. A guide rail 367 of a linear guide that also serves as a second link member is connected to the coupling node 364 on the other end side of the first link member 363. The block 366 engages with the guide rail 367 of the linear guide, allowing low friction relative linear motion between the guide rail 367 and the block 366. The block 366 is fixed to the link holding portion 353.
ガイドレール３６７の他端側は、長手方向にリンク保持部３５３を超えて延びており、連結板３６８に固定されている。連結板３６８は上下方向に延びる板であり、上側にガイドレール３６７の固定部が、下側に圧縮ばね３７０の一端が固定される固定部が形成されている。圧縮ばね３７０の他端部は、第２の連結板３７２に固定されている。第２の連結板３７２も上下に延びる板であり、下側に圧縮ばね３７０の固定部が形成されており、上側であって圧縮ばね３７０が取り付けられた側と反対側に、第２のリニアガイドの第２のガイドレール３８２の一端部が固定して取り付けられている。第２のガイドレール３８２には、第２のブロック３８１が係合しており、第２のガイドレール３８２と第２のブロック３８１の間の低摩擦での相対直線運動を可能にする。第２のブロック３８１は、リンク保持部３５３の下側に取り付けた測定部保持部３５１に固定されている。 The other end side of the guide rail 367 extends beyond the link holding portion 353 in the longitudinal direction and is fixed to the connecting plate 368. The connecting plate 368 is a plate extending in the vertical direction, and a fixing portion for the guide rail 367 is formed on the upper side and a fixing portion for fixing one end of the compression spring 370 is formed on the lower side. The other end of the compression spring 370 is fixed to the second connecting plate 372. The second connecting plate 372 is also a plate extending vertically, and a fixing portion of the compression spring 370 is formed on the lower side, and a second linear is formed on the upper side opposite to the side on which the compression spring 370 is attached. One end of the second guide rail 382 of the guide is fixedly attached. A second block 381 is engaged with the second guide rail 382, allowing a low friction relative linear motion between the second guide rail 382 and the second block 381. The second block 381 is fixed to the measuring unit holding unit 351 attached to the lower side of the link holding unit 353.
第２のガイドレール３８２の他端部は、第３の連結板３８５に固定されている。第３の連結板３８５は上下に延びる板であり、上部に第２のガイドレール３８２の固定端が形成されており、下部であって第２のガイドレール３８２とは反対側に、測定子３５２が取り付けられている。測定子３５２の先端には半球状または球状の測定ヘッド３８６が取り付けられている。 The other end of the second guide rail 382 is fixed to the third connecting plate 385. The third connecting plate 385 is a plate extending vertically, and a fixed end of the second guide rail 382 is formed in the upper part, and the stylus 352 is formed in the lower part on the side opposite to the second guide rail 382. Is installed. A hemispherical or spherical measuring head 386 is attached to the tip of the stylus 352.
第３の連結板３８５の測定子３５２の取付け側とは反対側には、この第３の連結板３８５に当接して、長変位センサ３９０が設けられている。長変位センサ３９０は光学式のリニアスケール（光学リニアセンサ）であり、透過部と反射部の反射パターンが交互に繰り返されるスケールを有するスケール部３９２と、スケールに光を投射してその透過光または反射光を検出する受光部を有するセンサが搭載されたセンサ部３９１とを有する。本実施例では、センサ部３９１は測定部保持部３５１に固定されており、一方スケール部３９２は、第３の連結板３８５、すなわち、測定ヘッド３８６とともに動くよう構成されている。 A long displacement sensor 390 is provided on the side of the third connecting plate 385 opposite to the mounting side of the stylus 352 in contact with the third connecting plate 385. The long displacement sensor 390 is an optical linear scale (optical linear sensor), and has a scale unit 392 having a scale in which the reflection patterns of the transmission unit and the reflection unit are alternately repeated, and the transmitted light or the transmitted light by projecting light onto the scale. It has a sensor unit 391 and a sensor unit having a light receiving unit for detecting reflected light. In this embodiment, the sensor unit 391 is fixed to the measuring unit holding unit 351 while the scale unit 392 is configured to move together with the third connecting plate 385, that is, the measuring head 386.
図２〜図５は、リンク円板３６１を回動した時のそれぞれの段階における測定子３５２とワークの位置関係を示すための図である。図２は、測定開始前の状態を示す図であり、図３は横アーム部３５０をＹ方向に降下させて、本外径測定装置４００をワークであるクランク軸の軸径測定部に近接させた状態、すなわち、中心軸部２０２やクランク軸部２０３の測定位置近傍、正確には軸部２０２（２０３）の中心線よりもわずかに高い位置に位置決めした状態を示す図である。図４は、横アーム部３５０をＹ方向に降下させる途中の段階で、本外径測定装置４００が軸部２０２（２０３）の中心線位置に達した状態を示す図であり、この時の長変位センサ３９０の検出値が軸部２０２（２０３）の測定外径となる。図５は測定終了時の本外径測定装置４００の状態を示す図であり、以降においては、一対の測定子３５２は、Ｘ方向の間隔を広げるようにリンク円板３６１を回動して、動かされる。 2 to 5 are views for showing the positional relationship between the stylus 352 and the work at each stage when the link disk 361 is rotated. FIG. 2 is a diagram showing a state before the start of measurement, and FIG. 3 shows the lateral arm portion 350 lowered in the Y direction so that the outer diameter measuring device 400 is brought close to the shaft diameter measuring portion of the crankshaft which is a workpiece. It is a figure which shows the state which is positioned near the measurement position of the central shaft portion 202 and the crankshaft portion 203, that is, the state which is positioned slightly higher than the center line of the shaft portion 202 (203). FIG. 4 is a diagram showing a state in which the outer diameter measuring device 400 reaches the center line position of the shaft portion 202 (203) while the lateral arm portion 350 is being lowered in the Y direction, and the length at this time. The detected value of the displacement sensor 390 is the measured outer diameter of the shaft portion 202 (203). FIG. 5 is a diagram showing the state of the outer diameter measuring device 400 at the end of the measurement. After that, the pair of stylus 352 rotates the link disk 361 so as to widen the distance in the X direction. Be moved.
この測定方法を、図６に示したフローチャートも用いてさらに詳細に説明する。この図６ではクランク軸２１０の軸方向複数個所を測定する場合を想定している。さらに、同一のクランク軸の異なるクランク軸部について測定することも含んでいる。図６のステップＳ２１０において、測定対象のクランク軸２１０について、初めて各部の外径を測定するか否かを判断する。初めての場合には、ステップＳ２２０に進んで、長変位センサ３９０のチェック及び校正を実行する。そのため、マスタ２３０が設けられている位置ＺＭへ本外径測定装置４００を移動させる。なお、このマスタ２３０を用いての校正は、必要に応じて行うものであり、他の手段等で長変位センサ３９０の校正が確立しているのであれば省くこともできるし、測定途中のデータに疑義が出た場合には測定中でも実行できる。 This measuring method will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 6, it is assumed that a plurality of points in the axial direction of the crankshaft 210 are measured. It also includes measuring different crankshafts of the same crankshaft. In step S210 of FIG. 6, it is determined whether or not to measure the outer diameter of each part of the crankshaft 210 to be measured for the first time. If this is the first time, the process proceeds to step S220 to check and calibrate the long displacement sensor 390. Therefore, to move the book outer diameter measuring device 400 to the position Z M where the master 230 is provided. The calibration using the master 230 is performed as needed, and can be omitted if the calibration of the long displacement sensor 390 is established by other means or the like, and the data in the middle of measurement. If there is any doubt, it can be executed even during measurement.
ステップＳ２２０において、マスタ位置ＺＭに外径測定装置４００を移動させるために、外径測定装置４００がクランク軸２１０に干渉しないよう、十分離れた位置へ外径測定装置４００を、Ｙ方向ボールねじ３２２およびリンク円板３６１を駆動して退避させる。すなわち、外径測定装置４００の一対の測定ヘッド３８６間の距離を、リンク円板３６１を駆動して最大距離Ｘｍａｘにし、Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して、横アーム部３５０を最大高さＹｍａｘまで引き上げる。なお、外径測定装置４００の設定位置はこれらの値Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘに限るものではなく、クランク軸２１０を回動した時クランク軸２１０の変位範囲から外れてさえいればよい。しかしながら、この退避動作に要する時間が短くて済むこと及び安全性を考慮すると、最大間隔を持つ値Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘまで退避させるのが好ましい。外径測定装置４００のＸ方向およびＹ方向位置が定まったので、外径測定装置４００をＺ方向にマスタ位置ＺＭまで移動させる。 In step S220, in order to move the outer diameter measuring device 400 to the master position Z M, so that the outer diameter measuring device 400 does not interfere with the crank shaft 210, the outer diameter measuring device 400 to a position sufficiently away, Y-direction ball screw The 322 and the link disk 361 are driven and retracted. That is, the distance between the pair of measuring heads 386 of the outer diameter measuring device 400 is set to the maximum distance Xmax by driving the link disk 361, and the Y-direction ball screw 322 is driven to drive the lateral arm portion 350 to the maximum height Ymax. Pull up to. The set position of the outer diameter measuring device 400 is not limited to these values Xmax and Ymax, and may be outside the displacement range of the crankshaft 210 when the crankshaft 210 is rotated. However, considering that the time required for this evacuation operation can be shortened and safety is taken into consideration, it is preferable to evacuate to the values Xmax and Ymax having the maximum interval. Since the positions of the outer diameter measuring device 400 in the X direction and the Y direction have been determined, the outer diameter measuring device 400 is moved in the Z direction to the master position Z M.
次に、ステップＳ２３０において、校正を実行する。この校正は本発明に特徴的なトレス測定法を用いて実行する。クランク軸２１０から十分離れた位置にある外径測定装置４００がＺ方向だけ位置決めされたので、次にＸ方向およびＹ方向の位置決めをする。Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して、外径測定装置４００を降下させる。その際、マスタ２３０の中心高さよりも、僅かな高さΔＹだけ高い位置に測定ヘッド３８６の中心位置が位置するように設定する。 Next, in step S230, calibration is performed. This calibration is performed using the tress measurement method characteristic of the present invention. Since the outer diameter measuring device 400 located at a position sufficiently distant from the crankshaft 210 is positioned only in the Z direction, the positioning is performed in the X direction and the Y direction next. The Y-direction ball screw 322 is driven to lower the outer diameter measuring device 400. At that time, the center position of the measurement head 386 is set to be located at a position slightly higher than the center height of the master 230 by a height ΔY.
図２、３も参照する。ただし、図２、３の軸部２０２（２０３）は、マスタ２３０に読み替えるものとする。リンク円板３６１の図示しないリンク円板駆動モータを駆動して、リンク円板３６１を右回り（Ｒ方向）に所定角度だけ回動させると、リンク円板３６１と第１のリンク部材３６３、ガイドレール３６７がリンクとして作用し、ガイドレール３６７に連結された第１の連結板３６８を内側へ引き込む。これにより、第１の連結板３６８に連結された圧縮ばね３７０、第２のガイドレール３８２、及び第２、第３の連結板３７２、３８５を介して、測定子３５２の測定ヘッド３８６を内側に引き込み、ついにはマスタ２３０に当接する。
このとき、リンク円板３６１の回転による力は、圧縮ばね３７０を介して測定子３５２に伝えられるので、測定子３５２の先端部である測定ヘッド３８６がマスタ２３０に接触したときの衝撃を圧縮ばね３７０が吸収することになる。これにより、マスタ２３０への接触の衝撃によるマスタ２３０と測定ヘッド３８６の双方のダメージを大幅に低減することができる。
See also FIGS. 2 and 3. However, the shaft portion 202 (203) of FIGS. 2 and 3 shall be read as the master 230. When a link disk drive motor (not shown) of the link disk 361 is driven to rotate the link disk 361 clockwise (R direction) by a predetermined angle, the link disk 361, the first link member 363, and the guide The rail 367 acts as a link and pulls the first connecting plate 368 connected to the guide rail 367 inward. As a result, the measuring head 386 of the stylus 352 is moved inward via the compression spring 370 connected to the first connecting plate 368, the second guide rail 382, and the second and third connecting plates 372 and 385. It pulls in and finally comes into contact with the master 230.
At this time, the force due to the rotation of the link disk 361 is transmitted to the stylus 352 via the compression spring 370, so that the impact when the measuring head 386, which is the tip of the stylus 352, comes into contact with the master 230 is compressed by the compression spring. 370 will absorb. As a result, damage to both the master 230 and the measurement head 386 due to the impact of contact with the master 230 can be significantly reduced.
なお、この測定ヘッド３８６の当接動作では、マスタ２３０への衝撃的な接触を避けるために、リンク円板３６１の回動速度を所定角度θよりΔθだけ小さな角度に達したら減速させる。Δθは、事前に測定等により求めておく。またリンク円板３６１の回動角度θに応じて圧縮ばね３７０による測定子３５２の予圧が変化するので、この所定回動角度θについても一定負荷となるよう、事前に計測またはシミュレーション等により求めておく。すなわち、リンク円板３６１をＸ方向の位置の粗調整として作用させ、圧縮ばね３７０をＸ方向の押圧力の精調整として作用させる。 In this contact operation of the measurement head 386, in order to avoid shocking contact with the master 230, the rotation speed of the link disk 361 is decelerated when it reaches an angle smaller than a predetermined angle θ by Δθ. Δθ is obtained in advance by measurement or the like. Further, since the preload of the stylus 352 by the compression spring 370 changes according to the rotation angle θ of the link disk 361, the predetermined rotation angle θ is also obtained in advance by measurement or simulation so that the load is constant. deep. That is, the link disk 361 acts as a rough adjustment of the position in the X direction, and the compression spring 370 acts as a fine adjustment of the pressing force in the X direction.
マスタ２３０に測定ヘッド３８６が当接したら、Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して外径測定装置４００の全体をゆっくり降下させる（以下、図４、図５参照）。その際、リンク円板３６１の回動位置は一定に保持する。測定ヘッド３８６が、圧縮ばね３７０のバネ力により予圧を加えられて、マスタ２３０の外周に接触しながら降下する。その間、長変位センサ３９０がマスタ２３０の外径を測定し続ける。そしてマスタ２３０の中心線よりΔＹだけ低い位置まで測定ヘッド３８６の中心が達したら、長変位センサ３９０は測定を停止する。 When the measuring head 386 comes into contact with the master 230, the Y-direction ball screw 322 is driven to slowly lower the entire outer diameter measuring device 400 (see FIGS. 4 and 5 below). At that time, the rotation position of the link disk 361 is kept constant. The measuring head 386 is preloaded by the spring force of the compression spring 370, and descends while contacting the outer circumference of the master 230. Meanwhile, the long displacement sensor 390 continues to measure the outer diameter of the master 230. When the center of the measuring head 386 reaches a position ΔY lower than the center line of the master 230, the long displacement sensor 390 stops the measurement.
これにより、想定した中心線にマスタ２３０の円板の最大径が位置していなくても、マスタ２３０の最大径を判断でき、事前に測定してある値と比較することにより、長変位センサ３９０の校正が完了する。ここで、圧縮ばね３７０による測定中の予圧の変化は、マスタ２３０の中心角の±１５°の範囲を測定範囲としても、マスタ２３０の径の変化は４％弱であり微小であるので、ほぼ同一の予圧が常時加えられている、と想定できる。このように外周面に沿って測定ヘッド３８６を一方向、本実施例では下向き、に移動させながら測定することをトレス測定と呼ぶ。 As a result, even if the maximum diameter of the disk of the master 230 is not located on the assumed center line, the maximum diameter of the master 230 can be determined, and by comparing with the value measured in advance, the long displacement sensor 390 Calibration is completed. Here, the change in the preload during the measurement by the compression spring 370 is almost small because the change in the diameter of the master 230 is less than 4% even if the measurement range is within ± 15 ° of the central angle of the master 230. It can be assumed that the same preload is always applied. Measuring while moving the measurement head 386 in one direction along the outer peripheral surface, downward in this embodiment, is called tress measurement.
マスタ２３０での長変位センサ３９０の校正が終了したら、次に実際の測定を実行する。測定点は図示しない制御装置に予めプログラミングされており、そのプログラムに従って自動で実行される。なお、上記校正も自動で実行される。校正の有無にかかわらず、ステップＳ２４０に進む。 After the calibration of the long displacement sensor 390 on the master 230 is completed, the actual measurement is then performed. The measurement points are pre-programmed in a control device (not shown) and are automatically executed according to the program. The above calibration is also automatically executed. The process proceeds to step S240 regardless of the presence or absence of calibration.
ステップＳ２４０では、クランク軸２１０の長手方向であるＺ方向に、校正位置からまたは前回の測定位置から次の測定位置への移動が、新たなクランク軸部２０３を越えるか否かが判断される。新たなクランク軸部２０３を越える場合、そのクランク軸部２０３の軸方向両側には、通常カウンタウェイト部２０４が形成されていること、およびクランク軸部２０３は中心軸部２０２から半径方向に変位していることのため、クランク軸駆動部２４０を用いて、クランク軸２１０を回動する動作が含まれる。 In step S240, it is determined whether or not the movement from the calibration position or from the previous measurement position to the next measurement position exceeds the new crankshaft portion 203 in the Z direction, which is the longitudinal direction of the crankshaft 210. When the new crankshaft 203 is exceeded, normal counter weights 204 are formed on both axial sides of the crankshaft 203, and the crankshaft 203 is radially displaced from the central shaft 202. Therefore, the operation of rotating the crankshaft 210 by using the crankshaft drive unit 240 is included.
クランク軸２１０の回動中に外径測定装置４００をＺ方向に動かすと、カウンタウェイト部２０４と外径測定装置４００が干渉する恐れがあるので、事前に外径測定装置４００を退避させる。すなわち、ステップＳ２５０において、ワークであるクランク軸２１０を回動させている間に、リンク円板３６１を図３のＲ方向とは逆方向に回動して、測定ヘッド３８６間の距離をＸｍａｘまで広げ、一方Ｙ方向ボールねじ３２２を駆動して横アーム部３５０、すなわち外径測定装置４００をＹｍａｘまで引き上げる。この状態になったら、外径測定装置４００をＺ方向に測定位置まで移動させる。 If the outer diameter measuring device 400 is moved in the Z direction while the crankshaft 210 is rotating, the counterweight portion 204 and the outer diameter measuring device 400 may interfere with each other. Therefore, the outer diameter measuring device 400 is retracted in advance. That is, in step S250, while rotating the crankshaft 210, which is a work, the link disk 361 is rotated in the direction opposite to the R direction in FIG. 3, and the distance between the measurement heads 386 is increased to Xmax. On the other hand, the Y-direction ball screw 322 is driven to pull up the lateral arm portion 350, that is, the outer diameter measuring device 400 to Ymax. When this state is reached, the outer diameter measuring device 400 is moved to the measuring position in the Z direction.
これに対して、ステップＳ２６０に示すように、同一のクランク軸部２０３または中心軸部２０２の他の部分を続けて測定する場合には、カウンタウェイト部２０４の回避やクランク軸２１０の回動が必要ないので、軸部２０２、２０３の径よりわずかに広い幅に測定ヘッド３８６のＸ方向は広げ、Ｙ方向は軸部２０２、２０３の上端よりわずかに高い位置まで引き上げて、軸部２０２、２０３と測定ヘッド３８６の接触を回避して、他の測定位置へＺ方向ボールねじ３４１を駆動する。 On the other hand, as shown in step S260, when the same crankshaft portion 203 or other parts of the central shaft portion 202 are continuously measured, the counter weight portion 204 is avoided and the crankshaft 210 is rotated. Since it is not necessary, the measuring head 386 is widened in the X direction to a width slightly wider than the diameters of the shafts 202 and 203, and the Y direction is pulled up to a position slightly higher than the upper ends of the shafts 202 and 203, so that the shafts 202 and 203 are used. The Z-direction ball screw 341 is driven to another measurement position while avoiding contact with the measurement head 386.
測定位置にＺ方向位置が位置決めされたら、マスタ２３０による校正時の測定と同様に、ステップＳ２７０でトレス測定を実行する。すなわち、図２〜図５に示した動作を実行する。これらの動作は図示しない制御装置で制御され、測定結果も図示しない制御装置に記憶される。トレス測定が終了したら、ステップＳ２８０に進み、他の測定があるか否かを判断する。他の測定があればステップＳ２４０に戻り、以下、ステップＳ２４０〜ステップＳ２８０を繰り返す。 When the Z-direction position is positioned at the measurement position, the tress measurement is executed in step S270 in the same manner as the measurement at the time of calibration by the master 230. That is, the operations shown in FIGS. 2 to 5 are executed. These operations are controlled by a control device (not shown), and the measurement results are also stored in the control device (not shown). When the tress measurement is completed, the process proceeds to step S280 to determine whether or not there is another measurement. If there is another measurement, the process returns to step S240, and steps S240 to S280 are repeated thereafter.
本実施例では、トレス測定を用いているので、クランク軸２１０の各部の中心位置が製作精度範囲内でずれていても、高精度かつ正確に最大径として外径を測定できる。また、測定ヘッド３８６間の距離を、大変位部分はリンク機構で、微小変位部分は圧縮ばね３７０で調整するようにしたので、計測中は常時ほぼ同じ予圧を圧縮ばね３７０が測定ヘッド３８６に加えることができる。その結果、測定ヘッド３８６の測定精度が向上する。また、リンク機構の変位を組み合わせることにより、軸部の径の変化に関わらず圧縮ばね３７０の作動範囲（変位量）をほぼ同じに設定できるので、圧縮ばね３７０の圧縮量の変動に起因する予圧変動を防止できる。 In this embodiment, since the tress measurement is used, the outer diameter can be measured with high accuracy and accuracy as the maximum diameter even if the center position of each part of the crankshaft 210 deviates within the manufacturing accuracy range. Further, since the distance between the measurement heads 386 is adjusted by the link mechanism for the large displacement portion and the compression spring 370 for the minute displacement portion, the compression spring 370 constantly applies almost the same preload to the measurement head 386 during the measurement. be able to. As a result, the measurement accuracy of the measurement head 386 is improved. Further, by combining the displacement of the link mechanism, the operating range (displacement amount) of the compression spring 370 can be set to be almost the same regardless of the change in the diameter of the shaft portion, so that the preload caused by the fluctuation of the compression amount of the compression spring 370 can be set. Fluctuation can be prevented.
次に本発明の変形例を、図７により説明する。図７（ａ）は、外径測定装置４０１の正面図であり、同図（ｂ）はその底面図である。本実施例が、上記実施例と異なるのは、外径測定装置４０１が複数個、図７では２個の測定部を有することにある。これら２個の測定部は、同一のものであってもよいし、サイズの異なるものであってもよい。同一のものであれば、近接した２点を同時に測定可能であり、異なるサイズのものであれば、測定対象のワークに応じて使用する測定部を変化させる。特に後者の場合、大変位の実現を大径ワーク用と小径ワーク用に切り分けることができるので、大変位を実現するリンク機構のストロークが減り、リンク機構を大型化せずに済むという利点がある。なお、この図７で３５９はリンク円板を駆動する駆動モータである。 Next, a modified example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a front view of the outer diameter measuring device 401, and FIG. 7B is a bottom view thereof. This embodiment is different from the above embodiment in that the outer diameter measuring device 401 has a plurality of measuring units and two measuring units in FIG. 7. These two measuring units may be the same or different in size. If they are the same, two adjacent points can be measured at the same time, and if they are of different sizes, the measuring unit used is changed according to the workpiece to be measured. Especially in the latter case, since the realization of a large displacement can be divided into a large-diameter work and a small-diameter work, the stroke of the link mechanism that realizes the large displacement is reduced, and there is an advantage that the link mechanism does not need to be enlarged. .. In FIG. 7, 359 is a drive motor for driving the link disk.
以上述べたように本発明の実施例および変形例によれば、外径測定装置が、大変位を実現するリンク機構と微小変位をほぼ一定予圧で実現する圧縮ばねとを備えたので、外径の異なるワーク径の測定であっても、ほぼ一定予圧で外径測定が可能になり、測定精度が向上する。また、最大外径位置を挟む上下方向位置の範囲で、ワークに測定ヘッドを押し当てて移動するトレス測定を実施できるように外径測定装置を構成したので、正確な外径を測定できる。なおトレス測定時の圧縮ばねの変位の変化は、僅かであるので、トレス測定をほぼ同一予圧で実現できる。 As described above, according to the examples and modifications of the present invention, the outer diameter measuring device is provided with a link mechanism that realizes a large displacement and a compression spring that realizes a minute displacement with a substantially constant preload. Even when measuring different workpiece diameters, it is possible to measure the outer diameter with almost constant preload, and the measurement accuracy is improved. Further, since the outer diameter measuring device is configured so that the tress measurement that moves by pressing the measuring head against the work can be performed within the range of the vertical position sandwiching the maximum outer diameter position, the outer diameter can be measured accurately. Since the change in the displacement of the compression spring during the tress measurement is small, the tress measurement can be realized with almost the same preload.
１０…ベース、２０…ワーク部、３０…測定部、１００…クランク軸外径測定装置、２０２…（中心）軸部、２０３…（クランク）軸部、２０４…カウンタウェイト部、２１０…クランク軸、２２０…クランク軸回転支持部、２３０…マスタ、２３１…マスタ支持部、２４０…クランク軸駆動部、３１０…Ｙ方向直動部、３１１…ガイドレール（Ｙ方向）、３１２…スライダ（Ｙ方向）、３１３…支持部材、３２１…ボールねじ駆動モータ（Ｙ方向）、３２２…ボールねじ（Ｙ方向）、３２３…（ボールねじ用）ナット、３２５…ボールねじ支持部、３３０…Ｚ方向直動部、３３１…ガイドレール（Ｚ方向）、３３３…ボールねじ支持部、３３５…スライダ（Ｚ方向）、３３６…（ボールねじ用）ナット、３３７…ボールねじ支持部、３４０…ボールねじ駆動モータ（Ｚ方向）、３４１…ボールねじ（Ｚ方向）、３５０…横アーム部、３５１…測定部保持部、３５２…測定子、３５３…リンク保持部、３５５…横アーム、３５９…（リンク円板）駆動モータ、３６１…リンク円板、３６２…（第１の）リンク結合節、３６３…（第１の）リンク部材、３６４…（第２の）結合節、３６６…ブロック、３６７…ガイドレール、３６８…連結板、３７０…圧縮ばね、３７２…連結板、３８１…ブロック、３８２…ガイドレール、３８５…連結板、３８６…測定ヘッド、３９０…長変位センサ、３９１…センサ部、３９２…スケール部、４００、４０１…外径測定装置、Ｏ…回動中心、Ｒ…回転方向、Ｘmax…最大測定子間距離、ΔＹ…軸心からのずれ高さ、Ｙmax…測定子の最高位置、ＺＭ…マスタのＺ方向位置 10 ... Base, 20 ... Work part, 30 ... Measuring part, 100 ... Crank shaft outer diameter measuring device, 202 ... (Center) shaft part, 203 ... (Crank) shaft part, 204 ... Counter weight part, 210 ... Crank shaft, 220 ... Crank shaft rotation support part, 230 ... Master, 231 ... Master support part, 240 ... Crank shaft drive part, 310 ... Y direction linear motion part, 311 ... Guide rail (Y direction), 312 ... Slider (Y direction), 313 ... Support member, 321 ... Ball screw drive motor (Y direction), 322 ... Ball screw (Y direction), 323 ... (For ball screw) nut, 325 ... Ball screw support part, 330 ... Z direction linear motion part, 331 ... Guide rail (Z direction), 333 ... Ball screw support, 335 ... Slider (Z direction), 336 ... (for ball screw) nut, 337 ... Ball screw support, 340 ... Ball screw drive motor (Z direction), 341 ... Ball screw (Z direction), 350 ... Horizontal arm part, 351 ... Measuring part holding part, 352 ... Stylus, 353 ... Link holding part, 355 ... Horizontal arm, 359 ... (Link disk) Drive motor, 361 ... Link disk, 362 ... (first) link coupling node, 363 ... (first) link member, 364 ... (second) coupling node, 366 ... block, 376 ... guide rail, 368 ... connecting plate, 370 ... compression spring, 372 ... connecting plate, 381 ... block, 382 ... guide rail, 385 ... connecting plate, 386 ... measuring head, 390 ... long displacement sensor, 391 ... sensor unit, 392 ... scale unit, 400, 401 ... outer diameter Measuring device, O ... center of rotation, R ... direction of rotation, Xmax ... maximum distance between stylus, ΔY ... height of deviation from the axis, Ymax ... highest position of stylus, Z M ... position in Z direction of master
Claims (5)
回転動を直線動に変換するために、左右対称的に形成されたリンク機構と、
前記リンク機構に連結板を介して連結された圧縮ばねと、
前記圧縮ばねと前記測定子との間を接続するリニアガイドと、
前記リニアガイドに平行に配置した変位センサと、
を備え、
前記リンク機構は、
円板状または楕円板状のリンク円板と、
前記リンク円板を回転駆動する駆動手段と、
前記リンク円板に一端が接続され、他端がリンク用リニアガイドに接続されたリンク部材と、
前記リンク円板の軸に垂直な方向に変位可能な前記リンク用リニアガイドを有し、
前記リンク円板を回転させると、円板の回転動が前記リンク部材によって直線動に変換されて前記リニアガイドに伝えられ、前記リニアガイドの直線動が前記連結板を介して前記圧縮ばねに伝えられ、
前記リンク機構は前記圧縮ばねより大変位が可能であり、前記リンク機構を前記測定子の位置の調整用に、前記圧縮ばねを前記測定子の前記被測定物に対する押圧力調整用に使用可能であることを特徴とする外径測定装置。 In an outer diameter measuring device that measures the outer diameter of an object to be measured by bringing a pair of stylus to face each other and contacting the object to be measured.
A link mechanism formed symmetrically to convert rotary motion into linear motion,
A compression spring connected to the link mechanism via a connecting plate ,
A linear guide that connects the compression spring and the stylus,
A displacement sensor arranged parallel to the linear guide and
With
The link mechanism
With a disc-shaped or oval-shaped link disc,
A driving means for rotationally driving the link disk and
A link member having one end connected to the link disk and the other end connected to a linear guide for linking.
The link has a linear guide that can be displaced in a direction perpendicular to the axis of the link disk.
When the link disk is rotated, the rotational motion of the disk is converted into a linear motion by the link member and transmitted to the linear guide, and the linear motion of the linear guide is transmitted to the compression spring via the connecting plate. Be,
The link mechanism can be displaced more than the compression spring, and the link mechanism can be used for adjusting the position of the stylus, and the compression spring can be used for adjusting the pressing force of the stylus on the object to be measured. An outer diameter measuring device characterized by being present.
計測開始前に前記リンク機構を用いて、前記被測定物の中心位置よりも上の、最大径位置よりわずかに小径位置に前記測定子を接触させ、前記リンク機構をこの状態に保持したまま、前記測定子を前記被測定物に接触させながら下降させ、下降中に継続的に測定するトレス測定を実行することを特徴とする外径測定方法。 With outer diameter measuring device according to claim 1, contacting the measuring element for a pair of facing the object to be measured, the outer diameter measuring method for measuring the outer diameter of the object to be measured,
Using the link mechanism to the total measurement before the start, while the above the center position of the object to be measured, is brought into contact with the measuring element slightly smaller diameter position than the maximum diameter position, to hold the link mechanism in this state An outer diameter measuring method, characterized in that the stylus is lowered while being in contact with the object to be measured, and tress measurement is continuously performed during the descent.
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