專利名稱：工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置，尤其涉及一種測定套管等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置。
背景技術(shù)：
以前，在測定套管等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸時，測定者要將規(guī)定尺寸的銷規(guī)插入工件的內(nèi)周部來進行測定。另外，在自動進行測定時，將工件放在V型臺等上，在其內(nèi)徑部與接觸式測定器的觸針相接觸，使工件旋轉(zhuǎn)，從此時的觸針的變位量求出工件的內(nèi)徑尺寸?；蛘呷缣亻_平8-29642號公報、特開平10-227619號公報、或特開平6-174433號公報所公開的，一邊使放在V型臺等上的工件旋轉(zhuǎn)一邊由CCD攝像機攝下其端面，從得到的圖像數(shù)據(jù)、通過圖像處理求出工件的內(nèi)徑尺寸。
但是，利用銷規(guī)的測定，測定者必須以手工逐個對工件進行測定，存在需要很大的勞力的缺點。另外，由于手工進行測定也存在著缺少準確性的缺點。并且，由于采用插入銷規(guī)進行測定的方式，故在進行測定時銷規(guī)就會磨損，有不能準確地進行測定的缺點。
另一方面，在采用自動地進行測定的方式時，由于均必須使工件旋轉(zhuǎn)進行測定，故產(chǎn)生測定費時的缺點。另外，必須采用使工件旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，而有使裝置大型化的缺點。并且，由于以放在V型臺等上的狀態(tài)使工件旋轉(zhuǎn)，故在V型臺等上產(chǎn)生磨損，也存在著不能準確地進行測定的缺點。另外，在使用接觸式測定器的測定中，由于必須將觸針插入工件的內(nèi)徑部，故在可測定的內(nèi)徑上存在著限度，具有不能進行套管等小徑的工件的測定的缺點。另外，在使用圖像處理的測定中，產(chǎn)生只能測定端面的內(nèi)徑的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的問題，其目的在于提供一種可以單純的結(jié)構(gòu)簡單且準確地進行工件的內(nèi)徑尺寸測定的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的在測定圓筒狀的工件的內(nèi)徑尺寸的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法中，其特征在于通過向內(nèi)徑尺寸為已知的圓筒狀的校正規(guī)的內(nèi)周部供給壓縮空氣并檢測其背壓，而計算出表示內(nèi)徑尺寸與背壓的關(guān)系的背壓特性，通過向測定對象的工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣并檢測其背壓，而根據(jù)所述背壓特性來測定工件的內(nèi)徑尺寸。
在本發(fā)明中，通過向工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣、并檢測其背壓變化，而測定工件的內(nèi)徑尺寸。根據(jù)本發(fā)明，因為不用使工件旋轉(zhuǎn)，所以能夠在短時間內(nèi)進行測定。另外，因為也不產(chǎn)生磨損，所以即使長時間使用也能夠始終準確穩(wěn)定地進行測定。另外，因為不需要使工件旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，所以能夠構(gòu)成小型化的裝置。
另外，所述工件的內(nèi)徑尺寸可以為0.05mm～1mm的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，因為不需要如現(xiàn)行那樣將觸針插入工件的內(nèi)徑部進行測定，所以對內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm這種極小徑的工件的內(nèi)徑尺寸的測定極其有效。
另外，所述背壓特性，也可使用具有一定不準確度的多個校正規(guī)，并利用統(tǒng)計手法計算出最佳值。
根據(jù)本發(fā)明，即使在校正規(guī)有不準確度的情況下，也能降低這種影響而準確地進行測定。


圖1是表示本發(fā)明的內(nèi)徑尺寸測定裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖2(a)及(b)是表示測定臺的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖3是表示工件的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖。
圖4是表示校準(calibration)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖5是組裝封閉裝置后的測定臺的縱剖視圖。
圖6是具有端面損傷檢查裝置的測定臺的縱剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的實施例進行詳細說明。
圖1是表示本發(fā)明的內(nèi)徑尺寸測定裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖1所示，內(nèi)徑尺寸測定裝置由測定部10、供給部12、回收部14、校正規(guī)收容部16、搬送部18及控制部70構(gòu)成，可測定套管等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸。
測定部10，進行工件W的內(nèi)徑尺寸的測定。該測定部10由保持工件W用的多個測定臺20、測定保持在該測定部20上的工件W的內(nèi)徑尺寸的多個氣動測微儀22構(gòu)成。
測定臺20，如圖2(a)及圖2(b)所示，由測定臺主體24、按壓環(huán)26、保持環(huán)28及控制裝置(未圖示)構(gòu)成。
測定臺主體24被垂直地設(shè)置，其中央形成有空氣供給通路30。在測定臺主體24的上面，形成有圓形的凹部32，在其凹部32的中央，形成有具有規(guī)定的深度的工件承載孔34。該工件承載孔34與空氣供給通路30同軸形成，并形成與測定對象的工件W大致相同的內(nèi)徑。
按壓環(huán)26沿其軸線形成有內(nèi)徑比工件大一些的工件插入貫通孔36。該按壓環(huán)26嵌入到測定臺主體上面所形成的凹部32內(nèi)，可以該凹部32的內(nèi)周面為引導面、在凹部32內(nèi)沿軸方向自由滑動地進行支撐。另外，在該按壓環(huán)26的下面，形成向中央傾斜的錐形的按壓面38，并有與保持環(huán)28對接。
保持環(huán)28由彈性體形成，被收容在測定臺主體24的上面所形成的凹部32內(nèi)。該保持環(huán)28與工件承載孔34同軸配置，通過被按壓在按壓環(huán)26的按壓面38上而被壓扁并且其內(nèi)徑減小。此外，保持環(huán)28，通常狀態(tài)(無負載的狀態(tài))的內(nèi)徑比測定對象的工件W的外徑大。從而，工件W在被插入保持環(huán)28中時，大致以非接觸狀態(tài)插入貫通。
未圖示的按壓裝置，例如由氣缸構(gòu)成，向測定臺主體24按壓按壓環(huán)26。
如上述那樣構(gòu)成的測定臺20，如圖2(a)所示，若從按壓環(huán)26的工件插入貫通孔36插入工件W，則該工件W的前端部分插入形成在測定臺主體24上所形成的工件承載孔34內(nèi)。如圖2(b)所示，若由未圖示的按壓裝置向測定臺主體24按壓按壓環(huán)26，則保持環(huán)28被壓扁在按壓環(huán)26的按壓面38處，并且內(nèi)徑減小。其結(jié)果，工件W的外周部被固定在保持環(huán)28內(nèi)，把工件W保持在測定臺20上。另外，因為保持環(huán)28緊密貼靠在工件W的外周，所以據(jù)此工件W與工件承載孔34之間形成密封。
此外，在取下工件W時，解除由按壓裝置對按壓環(huán)26的按壓。據(jù)此，按壓環(huán)26由保持環(huán)28的彈性恢復力回復到原來位置，并且保持環(huán)自身也由該彈性恢復力回復到原來的內(nèi)徑。據(jù)此，解除對工件W的固定，可進行取出。
氣動測微儀22，如圖1所示，由空氣源40、調(diào)整器42、A/E轉(zhuǎn)換器44及管制部46構(gòu)成。
從空氣源40供給溫度、濕度調(diào)整為一定的壓縮空氣。調(diào)整器42，將從該空氣源40供給的壓縮空氣調(diào)整為一定壓力。而且，由該調(diào)整器42調(diào)整為一定壓力的壓縮空氣、經(jīng)A/E轉(zhuǎn)換器44供給至測定臺主體24的空氣供給通路30中。
供給至空氣供給通路30的壓縮空氣，通過保持在測定臺20上的工件W的內(nèi)周部噴出到外部。A/W轉(zhuǎn)換器44，通過內(nèi)置的波形管與差動變壓器將此時的壓縮空氣的背壓轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出到管制部46。而且，管制部46，根據(jù)該電信號計算出工件W的內(nèi)徑尺寸。算出的內(nèi)徑尺寸被顯示在管制部46所具有的監(jiān)視器46A上，并且作為數(shù)據(jù)記錄在管制部46所具有的存儲器(未圖示)中。
供給部12，進行測定對象的工件W的供給。該供給部12具有收容多個測定對象的工件W的供給臺48。供給臺48，例如由在上面以一定間距形成有多個孔的板構(gòu)成，在該孔中逐個收容測定對象的工件W。
回收部14，回收測定結(jié)束后的工件W。該回收部14具有收容合格工件(符合規(guī)定標準的工件)的合格品回收臺50A與收容不合格工件(不符合規(guī)定的標準的工件)的不合格品回收臺50B。各回收臺50A、50B與供給臺48相同，例如由在上面以一定間距形成有多個孔的板構(gòu)成，并在該孔中逐個收容結(jié)束測定的工件W。
校正規(guī)收容部16，收容有用于空氣測微儀22的零點較正及倍率校正的校正規(guī)M。該校正規(guī)收容部16，具有收容有校正規(guī)M的校正規(guī)收容臺52。校正規(guī)收容臺52與供給臺48相同，例如由在上面以一定間距形成有多個孔的板構(gòu)成，在該孔中逐個收容校正規(guī)。
搬送部18把測定對象的工件W從供給部12搬送到測定部10，并且把結(jié)束搬送的工件W從測定部10搬送到回收部14。另外，把校正規(guī)M從校正規(guī)收容部16搬送到測定部10，并且將較正結(jié)束的校正規(guī)M搬送到校正規(guī)收容部16。該搬送部18，具有轉(zhuǎn)送機械手54。轉(zhuǎn)送機械手54由沿配設(shè)在頂架(未圖示)上的導軌56移動的移動體58、設(shè)在該移動體58上的自由伸縮的臂60、設(shè)在該臂60的前端的可自由開閉的手柄62構(gòu)成。工件W由該手柄62抓住搬送。
控制部70，按照予先設(shè)定的動作程序控制構(gòu)成內(nèi)徑尺寸測定裝置的各個裝置。在該控制部70上，具有作為各種信息的輸入裝置的觸摸面板(未圖示)。
如上述那樣構(gòu)成的本實施例的內(nèi)徑尺寸測定的作用如下所述。并且，這里以測定按外徑2.5mm、內(nèi)徑尺寸0.125mm制造的套管的內(nèi)徑尺寸d，并根據(jù)其結(jié)果判定合格與否并分別回收的情況為例進行說明。即，測定的結(jié)果，若滿足予設(shè)的標準，則作為合格工件回收到合格品回收臺50A中，在不滿足時，作為不合格工件回收到不合品回收臺50B中。
首先，在測定工件W前，進行測微儀22的校準，即零點較正與倍率較正。校準通過給控制部70輸入校準的實施信號來實行。
首先，控制部70驅(qū)動轉(zhuǎn)送機械手54，從校正規(guī)收容部16取出調(diào)零用的校正規(guī)M并搬送至測定臺10。搬送到測定部10的校正規(guī)M交轉(zhuǎn)至測定臺20并保持在測定臺20上。
在此，校正規(guī)M的保持，通過向按壓環(huán)26的工件的插入貫通孔36中插入校正規(guī)M，解除由轉(zhuǎn)送機械手54的夾持后、由未圖示的按壓裝置向測定臺主體24按壓按壓環(huán)26來實現(xiàn)。據(jù)此，保持環(huán)28被按壓環(huán)26壓扁，由被把持在該壓扁的保持環(huán)28中，而將校正規(guī)M保持在測定臺20上。
另外，校正規(guī)M，其前端被插入工件承載孔34中進行保持，但形成在該校正規(guī)M與工件承載孔34之間的間隙，通過壓扁保持環(huán)28而被該保持環(huán)28所密封。從而，若向空氣供給通路30供給空氣，則被供給的空氣全部供給至被保持的校正規(guī)M的內(nèi)周部。
當把校正規(guī)M保持在測定臺20上時，驅(qū)動空氣源40，由調(diào)整器42調(diào)整為一定壓力的壓縮空氣、經(jīng)A/E轉(zhuǎn)換器44供給至測定臺20的空氣供給通路30。供給到該空氣供給通路30的壓縮空氣，通過校正規(guī)M的內(nèi)周部排出到外部。而且，由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測此時的壓縮空氣的背壓，作為電信號向管制部46輸出。管制部46，將作為該電信號輸出的調(diào)零用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)儲存到內(nèi)置的存儲器中。
當調(diào)零用的校正規(guī)M的測定結(jié)束時，停止空氣的供給，解除校正規(guī)M的鎖定。即，解除由按壓裝置對按壓環(huán)26的按壓，解除由保持環(huán)28形成的固定。而且，解除了該鎖定的校正規(guī)M，由轉(zhuǎn)送機械手54從測定臺20上取下，回收到校正規(guī)收容部16的原來位置。
其次，轉(zhuǎn)送機械手54，從校正規(guī)收容部16取出調(diào)整倍率用的校正規(guī)M，搬送至測定部10。被搬送到測定部10的校正規(guī)M，同樣被交轉(zhuǎn)到測定臺20并保持在測定臺20上。而且，若將該調(diào)整倍率用的校正規(guī)M保持到測定臺20上，則再次驅(qū)動空氣源40，向測定臺20的空氣供給通路30供給壓縮空氣。供給到空氣供給通路30的壓縮空氣，同樣通過校正規(guī)M的內(nèi)周部排出到外部。而且，此時的背壓由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測并作為電信號向管制部46輸出。管制部46將作為該電信號輸出的調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)儲存到內(nèi)置的存儲器中。
若調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的測定結(jié)束，則停止空氣的供給，解除校正規(guī)M的鎖定。而且，由轉(zhuǎn)送機械手54從測定臺20去除解除了該鎖定的校正規(guī)M，并回收到校正規(guī)收容部16的原來位置。
管制部46，根據(jù)測定的調(diào)零用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)、調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)、及予先測定的各校正規(guī)M的已知的內(nèi)徑尺寸的數(shù)據(jù)，求出內(nèi)徑尺寸的變化與背壓變化的關(guān)系(背壓特性)。另外，把調(diào)零用的校正規(guī)M的背壓的測定值設(shè)定為測定的標準值。
在以下的測定中，通過檢測該調(diào)零用的校正規(guī)M與背壓的變化，來測定工件W的內(nèi)徑尺寸d。
而且，如上所述，調(diào)零用的校正規(guī)與調(diào)整倍率用的校正規(guī)，可使用以其他的方法精密地測定內(nèi)徑尺寸的工具，而操作員將予先得到的該尺寸值輸入到管制部46(利用控制部70的觸摸面板(未圖示)進行輸入)。另外，調(diào)零用的校正規(guī)與調(diào)整倍率用的校正規(guī)均使用內(nèi)徑尺寸不同的校正規(guī)(大環(huán)與小環(huán))。
如上所述，氣動測微儀22的校準結(jié)束。此外，因為在本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置中設(shè)置有多個氣動測微儀22，所以可對其全部進行校準。而且，所有的測微儀22的校準結(jié)束后，再開始工件W的測定。
首先，驅(qū)動轉(zhuǎn)送機械手54，從供給部12取出測定對象的工件W。而且，由該轉(zhuǎn)送機械手54搬送至測定部10。搬送到測定部10的工件W被交轉(zhuǎn)到測定臺20上，并被保持在測定臺20上。
在此，該工件W的保持，通過與保持上述的校正規(guī)M時相同、在按壓環(huán)26的工件插入貫通孔36中插入工件W，并由未圖示的按壓裝置向測定臺主體24按壓按壓環(huán)26來實現(xiàn)。據(jù)此，保持環(huán)28被按壓環(huán)26壓扁，工件W被該壓扁的保持環(huán)28固定，以便被保持在測定臺20上。另外，與此同時，工件W與工件承載孔34之間實現(xiàn)密封。
當將工件W保持在測定臺20上時，驅(qū)動空氣源40，由調(diào)整器42調(diào)整為一定壓力的壓縮空氣，經(jīng)A/E轉(zhuǎn)換器44供給至測定臺20的空氣供給通路30。被供給到該空氣供給通路30的壓縮空氣，通過工件W的內(nèi)周部排出到外部。而且，此時的壓縮空氣的背壓，由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測出，并作為電信號輸出到管制部46。
管制部46，根據(jù)來自A/E轉(zhuǎn)換器44的電信號計算工件W的內(nèi)徑尺寸d。即，根據(jù)予先求得的背壓特性，從測出的背壓算出工件W的內(nèi)徑尺寸d。算出的內(nèi)徑尺寸d，顯示在管制部46所具有的監(jiān)視器46A上，并且作為數(shù)據(jù)記錄在管制部所具有的存儲器(未圖示)中。
如上所述，1個工件W的內(nèi)徑尺寸的測定結(jié)束。若測定結(jié)束，則停止空氣源40的驅(qū)動，解除由測定臺20對工件W的保持。即，解除基于按壓裝置(未圖示)的按壓環(huán)26的按壓，解除基于保持環(huán)28的對工件W的固定，來解除對工件W的鎖定。而且，處于自由狀態(tài)的工件由轉(zhuǎn)送機械手54從測定臺20上取下，原樣由轉(zhuǎn)送機械手54搬送到回收部14。
在此，在回收部14上，因為具有收容各符合規(guī)定標準的合格工件的合格品回收臺50A、和收容不符合標準的不合格工件的不合格品回收臺50B，所以被回收的工件W，與其測定結(jié)果相對應分別回收到各回收臺50A、50B中。即，在控制部70中，判定被回收的工件W的內(nèi)徑尺寸d是否滿足予先設(shè)定的標準，當滿足時回收到合格品回收臺50A中，當不滿足時回收到不合格品回收臺50B中。
經(jīng)以上一連串的工序，1個工件W的測定作業(yè)完成。以下，通過重復實施相同的作業(yè)，進行收容在供給部12的供給臺48上的全部工件W的測定，但在本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置中，因為在測定部10上具有多個測定臺20、20、…，所以依次向多個測定臺20、20、…邊供給工件W邊進行測定。即，依次向多個某測定臺20、20、…供給工件W，測定一結(jié)束就依次補充工件W。這樣，沒有測定的等待時間，可高效地使轉(zhuǎn)送機械手54工作，能夠高效地進行測定。
這樣，在本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置中，向工件W的內(nèi)周部供給壓縮空氣，根據(jù)其背壓變化來測定工件W的內(nèi)徑尺寸d。根據(jù)這種方法，無需使工件旋轉(zhuǎn)或移動，就可測定工件W的內(nèi)徑尺寸。因此，能夠在短時間內(nèi)測定工件W的內(nèi)徑尺寸。另外，因為無需旋轉(zhuǎn)機構(gòu)或移動機構(gòu)，所以能夠使整個裝置成為小型化。
另外，不用如使用現(xiàn)行的接觸式測定器進行測定那樣，將觸針插入工件W中，所以即使是套管等極小徑的工件，也能夠有效地測定其內(nèi)徑尺寸。這樣，本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，因為以非接觸方式測定內(nèi)徑尺寸，所以對極小徑工件的內(nèi)徑尺寸的測定尤其有效。特別地，對套管等的內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm的圓筒形工件的尺寸測定很有效。
另外，本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，在如套管那樣細長的工件、即相對外徑尺寸軸方向的長度長的工件W的內(nèi)徑尺寸的測定尤其有效。即，如圖3所示，一般地，套管在其內(nèi)周部端面上施以倒角C，這樣，若向施以倒角C的工件W的內(nèi)周部供給壓縮空氣，則受該倒角C的影響不能準確地進行背壓測定。但是，在相對外徑尺寸D長度L十分長的工件W的情況下，即使在內(nèi)周部端面上形成有倒角C，也不會受其影響，能夠進行穩(wěn)定的測定。從而，作為測定對象的工件W，最好為相對內(nèi)徑尺寸d的長度L的關(guān)系(L/d)＞5的工件W。
此外，本實施例，在回收部14上，將被測定的工件分為合格工件與不合格工件進行回收，但也可按更細分類分開進行回收。
另外，本實施例，在測定部10上，設(shè)有多個測定臺20，但也可設(shè)置單個測定臺。此外，如本實施例那樣，通過設(shè)置多個測定臺20，而能夠高效地進行多個工件W的測定。
下面，對本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的實施例2進行說明。
在此，在本實施例中，對上述的內(nèi)徑尺寸裝置的氣動測微儀22的校準方法的另一實施例進行說明。
如上所述，本發(fā)明的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置，因為以非接觸方式進行測定，所以在測定極小徑工件的內(nèi)徑尺寸上很有效。
但是，測定對象的工件W的內(nèi)徑越小，校正規(guī)的制作上也變得越困難。
在此，在本實施例中，對使用具有一定的不準確度的校正規(guī)進行氣動測微儀22的校準的方法進行說明。
首先，準備多個具有一定的不準確度的校正規(guī)M。這里，準備多個對于測定對象的工件W的內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm、具有0.05μm左右的不準確度的校正規(guī)M。
校準，對于具有該一定的不準確度的多個校正規(guī)M分別測定背壓，從得到的測定結(jié)果、利用最小自乘法計算出最佳的背壓特性。
這樣，通過使用具有一定的不準確度的多個校正規(guī)，利用最小自乘法等統(tǒng)計方法算出最佳值，而減少校正規(guī)所具有的不準確度的影響，能夠進行高精度的測定。
此外，計算背壓特性的最佳值的方法，并不只限于最小自乘法，而可利用取測定值的平均值等各種的統(tǒng)計方法。
另外，該多個校正規(guī)M分別被收容在校正規(guī)收容部16的校正規(guī)收容臺52上，由轉(zhuǎn)送機械手54依次向測定臺20搬送。
下面，對本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的實施例3進行說明。
在上述的實施例的內(nèi)徑尺寸測定方法測定裝置中，由轉(zhuǎn)送機械手54把收容在校正規(guī)收容部16中的校正規(guī)M搬送到測定臺20上進行氣動測微儀22的校準。在本實施例中，提供一種不用進行該校正規(guī)M的搬送作業(yè)就可用于進行氣動測微儀22的校準的方法。此外，因為除校準機構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)與上述的實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置相同，所以這時僅對該校準機構(gòu)的結(jié)構(gòu)進行說明。
圖4是表示校準機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。如圖4所示，在測定臺20附近，設(shè)置有調(diào)零用校正規(guī)測定臺80與調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82。該調(diào)零用校正規(guī)測定臺80與調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82的結(jié)構(gòu)與測定臺20相同。即，由測定臺主體24、按壓環(huán)26、保持環(huán)28及按壓裝置(未圖示)構(gòu)成，由按壓環(huán)26壓扁保持環(huán)28來保持校正規(guī)。
在各測定臺20、80、82的空氣供給通路30、30、30中，分別連接有分支配管84A、84B、84C。該分支配管84A、84B、84C分別連接在切換裝置86上。經(jīng)調(diào)整器(REG)42、A/E轉(zhuǎn)換器44向切換裝置86中供給來自空氣源40的壓縮空氣，切換裝置86，有選擇地向任意的分支配管84A、84B、84C供給該被供給的壓縮空氣。即，切換裝置86有選擇地切換自空氣源40的壓縮空氣的供給處。該切換由自控制部70的驅(qū)動信號來實現(xiàn)。
如以上那樣構(gòu)成的本實施例的校準機構(gòu)的作用如下述。
首先，轉(zhuǎn)送機械手54，從校正規(guī)收容部16取出調(diào)零用的校正規(guī)M并搬送至測定部10。搬送到測定部10的調(diào)零用的校正規(guī)M被交轉(zhuǎn)至調(diào)零用校正規(guī)測定臺80上，并被保持在該調(diào)零用校正規(guī)測定臺80上。
其次，轉(zhuǎn)送機械手54從校正規(guī)收容部16取出調(diào)整倍率用校正規(guī)M并搬送至測定部10。被搬送到測定部10的調(diào)整倍率用的校正規(guī)M被交轉(zhuǎn)至調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82，并被保持在該調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82上。
當各校正規(guī)被保持在校正規(guī)測定臺80、82后，驅(qū)動空氣源40并由調(diào)整器42調(diào)整為一定壓力的壓縮空氣、經(jīng)A/E轉(zhuǎn)換器44被供給至切換裝置86。
在此，切換裝置86的連接處、為調(diào)零用校正規(guī)測定臺80，供給的壓縮空氣被供給至調(diào)零用校正規(guī)測定臺80。供給至該調(diào)零用校正規(guī)測定臺的壓縮空氣，通過調(diào)零用校正規(guī)M的內(nèi)周部排出到外部，此時的壓縮空氣的背壓由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測出。而且，該背壓的檢測值作為電信號向管制部46輸出。管制部46，將作為該電信號輸出的調(diào)零用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)儲存到內(nèi)置的存儲器中。
當調(diào)零用的校正規(guī)M的測定結(jié)束時，停止空氣的供給。而且，切換裝置86的連接處、從調(diào)零用校正規(guī)測定臺80切換至調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82。以該狀態(tài)再次驅(qū)動空氣源40，由調(diào)整器42調(diào)整為一定壓力的壓縮空氣、經(jīng)A/E轉(zhuǎn)換器44被供給至切換裝置86。而且經(jīng)該切換裝置86供給到調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82。被供給至該調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82的壓縮空氣，通過調(diào)整倍率用校正規(guī)M的內(nèi)周部排出到外部，此時的壓縮空氣的背壓由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測出。而且，該背壓檢測值作為電信號輸出至管制部46。管制部46，將作為電信號輸出的調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的背壓數(shù)據(jù)儲存到內(nèi)置的存儲器中。
如上所述，調(diào)零用的校正規(guī)M及調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的測定結(jié)束。管制部46，根據(jù)該測定的調(diào)整零用的校正規(guī)M的背壓與調(diào)整倍率用的校正規(guī)M的背壓、及各校正規(guī)M的已知的內(nèi)徑尺寸數(shù)據(jù)，求出內(nèi)徑尺寸的變化與背壓變化的關(guān)系(背壓特性)。另外，將調(diào)零用的校正規(guī)M的背壓的測定值設(shè)定為測定的標準值。
經(jīng)以上一連串的工序，氣動測微儀22的校準結(jié)束。然后，切換裝置86的連接處從調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82切換至測定臺20。而且，使用該測定臺20依次進行工件W的測定。
這樣，根據(jù)本實施例的校準機構(gòu)，僅切換壓縮空氣的供給位置，就可簡單地進行氣動測微儀22的校準。雖然為了維持測定精度而必須定期進行校準，但利用本實施例的校準機構(gòu)，因為無需更換校正規(guī)M，所以可在短時間內(nèi)進行校準。據(jù)此，能夠大幅地減少校準所花費的時間，提高處理效率。
此外，在改變測定對象的工件W時，與其相對應變更設(shè)置在調(diào)零用校正規(guī)測定臺80及調(diào)整倍率用校正規(guī)測定臺82上的調(diào)零用的校正規(guī)M及調(diào)整倍率用的校正規(guī)M。
其次，對本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的實施例4進行說明。
本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，是在上述的實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置上、具有檢查空氣泄漏的機構(gòu)。此外，因為除了用于檢查該空氣泄漏的機構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)均與上述的實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置的結(jié)構(gòu)相同，所以，這時僅對該用于檢查空氣泄漏的機構(gòu)進行說明。
圖5是組裝有用于檢查空氣泄漏的封閉裝置90的測定臺20的縱剖視圖。如圖5所示，在測定臺主體24的側(cè)部，沿測定臺主體24垂直立設(shè)有支柱92。在該支柱92的頂部設(shè)置有馬達94，在該馬達94的輸出軸94A上安裝有臂96。臂96，相對輸出軸94A垂直安裝，通過驅(qū)動馬達94，而在封閉位置(在圖5中用實線表示的位置)與待機位置(在圖5中用雙點劃線表示的位置)擺動。在臂96的前端安裝有被形成為圓盤狀的橡膠制的墊片98，通過把該墊片98壓接在測定臺20上所保持的工件或校正規(guī)的上面，而封閉工件或校正規(guī)的內(nèi)周部上端。
此外，工件或校正規(guī)，若臂96處于封閉位置，則由墊片98封閉內(nèi)周部，若臂96處于待機位置，則解除封閉狀態(tài)。
使用如以上那樣構(gòu)成的封閉裝置90的空氣泄漏的檢查方法如下所述。
若由轉(zhuǎn)送機械手54將工件W搬送到測定部10，則該工件W被保持到測定臺20上。
在此，如上所述，工件W，以其前端部插入工件承載孔34的狀態(tài)被保持在測定臺20上，形成在該工件W與工件承載孔34之間的間隙、以被密封的狀態(tài)保持在保持環(huán)28中。
從而，如果可靠地保持工件W，則從空氣供給通路30供給的空氣不會泄漏，但在例如產(chǎn)生保持不良等時，有時會從工件W與工件承載孔34之間泄漏空氣。
在此，若把工件W保持在測定臺20上，如下所述，檢查空氣泄漏，確認工件是否可靠地被保持在測定臺20上。
首先，若工件被保持在測定臺20上，則驅(qū)動馬達94，臂96從待機位置向封閉位置擺動。據(jù)此，設(shè)在臂96的前端部的墊片98與保持在測定臺20上的工件W的上端面相對接，以封閉工件W的內(nèi)周部上端。以該狀態(tài)驅(qū)動空氣源40、向測定臺20的空氣供給通路30供給壓縮空氣。而且，由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測出此時的背壓，并作為電信號向管制部46輸出。管制部46根據(jù)該作為電信號輸出的背壓來判定有無空氣泄漏。即，因為如果產(chǎn)生空氣泄漏則背壓出現(xiàn)變化，所以檢查有無該背壓變化，可判定保持工件W的測定臺20有無空氣泄漏。
若判定結(jié)束，則停止空氣供給，再次驅(qū)動馬達94，臂96回復到原來的待機位置。然后，在判定不產(chǎn)生空氣泄漏時進行正常的測定。
另一方面，在判定產(chǎn)生空氣泄漏時，重新保持工件W。即，由轉(zhuǎn)送機械手54取下工件W，再使其保持在測定臺20上。而且，以同樣的順序進行空氣泄漏的檢查。其結(jié)果，當再次判定為空氣泄漏時，作為裝置異常而停止測定，并發(fā)出警報(例如，在監(jiān)視器46A上顯示或蜂鳴器鳴叫等)。操作員根據(jù)該警報進行維修等。
這樣，根據(jù)本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，因為具有空氣泄漏的檢查機構(gòu)，所以可排除由空氣泄漏引起的誤測定，能夠始終得到準確的測定結(jié)果。
此外，空氣泄漏的檢查，對于每次測定都進行，即使在校正規(guī)M的測定時也進行。
另外，在本實施例中，在測定臺20上設(shè)置有封閉裝置90，但封閉上述工件或校正規(guī)的內(nèi)周部上端的機構(gòu)，并不限于此，例如也可設(shè)在轉(zhuǎn)送機械手54上。
此外，本實施例的空氣泄漏的檢查機構(gòu)，不但適用在上述實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置上，也可適用在實施例2、3的內(nèi)徑尺寸測定裝置上。
下面，對本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置的實施例5進行說明。
本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，是在上述實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置上具有工件端面的損傷檢查的機構(gòu)。而且，因為除了用于該損傷檢查的機構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)，均與上述的實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置的結(jié)構(gòu)相同，所以這里僅對用于該損傷檢查的機構(gòu)進行說明。
圖6是具有端面損傷檢查裝置100的測定臺20的縱剖視圖。該端面損傷檢查裝置100，由CCD攝下保持在測定臺20上的工件W的端面，并根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)檢測出工件端面有無損傷。
如圖6所示，在測定臺20的上方，設(shè)置有CCD攝像機102。在該CCD攝像機102上安裝有AF透鏡單元104。AF透鏡單元104，由未圖示的AF透鏡驅(qū)動裝置進行AF驅(qū)動，在測定臺20上所保持的工件W的端面進行對焦。而且，由該AF透鏡單元104放大的工件W的端面的像，被CCD攝像機102所內(nèi)置的CCD進行攝像。
由CCD攝像機102攝下的工件W的端面的圖像數(shù)據(jù)被輸出到圖像處理裝置106。圖像處理裝置106對該圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理并檢測工件端面有無損傷。
此外，把CCD攝像機102設(shè)置為可由未圖示的機械手自由移動，在待機位置與測定位置之間移動。即，通常處在從測定臺20的上方退開的位置(待機位置)，僅在損傷檢查時向測定臺20的上方移動進行端面的損傷檢查。
如上所述構(gòu)成的本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置的作用如下述。
當把由轉(zhuǎn)送機械手54搬送到測定部10的工件W保持在測定臺20上時，就會按上述實施例的順序測定工件W的內(nèi)徑尺寸。而且，若該工件W的內(nèi)徑尺寸的測定結(jié)束，則驅(qū)動未圖示的機械手，使CCD攝像機102從待機位置向測定位置移動。
當CCD攝像機102移動到測定位置時，對AF透鏡單元104進行AF驅(qū)動，AF透鏡單元104的焦點對焦在測定臺20上所保持的工件W的端面上。而且，由該AF透鏡單元104放大的工件W的端面的像、被CCD攝像機102所內(nèi)置的CCD進行攝像。
由CCD攝像機102攝像的工件W的端面的圖像數(shù)據(jù)，被輸出至圖像處理裝置106，圖像處理裝置106對該圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理并檢測工件端面有無損傷。
若檢測結(jié)束，則再次驅(qū)動未圖示的機械手，CCD攝像機102回復到原來的待機位置。
經(jīng)以上一連串的工序，結(jié)束包括工件W的端面損傷檢查的內(nèi)徑尺寸的測定。而且，根據(jù)包含該端面損傷檢查的結(jié)果的內(nèi)徑尺寸的測定結(jié)果，將工件W分別回收到回收部14。即，分別回收為合格工件與不合格工件。
這樣，根據(jù)本實施例的內(nèi)徑尺寸測定裝置，在進行通常的內(nèi)徑尺寸測定的同時，也可進行工件W的端面的損傷的檢查。據(jù)此，無需另外進行端面損傷檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)工件制品檢查的高效率化。
此外，在本實施例中，根據(jù)由CCD攝下的工件W的端面的圖像數(shù)據(jù)來僅檢查工件端面有無損傷，但也可根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)、通過圖像處理求出工件W的外徑尺寸或端面的內(nèi)徑尺寸、外徑與內(nèi)徑的偏芯量等。
同時，本實施例的端面損傷檢查裝置100，并不但適用上述實施例1的內(nèi)徑尺寸測定裝置，也能適用在實施例2～4的內(nèi)徑尺寸測定裝置。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)如上所述，根據(jù)本發(fā)明，不用使工件旋轉(zhuǎn)，就能測定工件的內(nèi)徑尺寸。據(jù)此，能夠在短時間內(nèi)進行測定。另外，因為無需使工件旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，所以可構(gòu)成小型的裝置。并且，因以非接觸的方式進行測定而不會產(chǎn)生磨損，即使長時間使用也能始終準確穩(wěn)定地進行測定。
權(quán)利要求
1.一種工件的內(nèi)徑尺寸測定方法，是測定圓筒狀的工件的內(nèi)徑尺寸的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法，其特征在于通過向內(nèi)徑尺寸為已知的圓筒狀的校正規(guī)的內(nèi)周部供給壓縮空氣并檢測出其背壓，而計算出表示內(nèi)徑尺寸與背壓的關(guān)系的背壓特性，通過向測定對象的工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣并檢測其背壓，而根據(jù)所述背壓特性來測定工件的內(nèi)徑尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法，其特征在于所述工件，內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm的范圍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定方法，其特征在于所述背壓特性，使用具有一定不準確度的多個校正規(guī)，并利用統(tǒng)計手法計算出最佳值。
4.一種工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，是測定圓筒狀的工件的內(nèi)徑尺寸的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于，包括保持工件或內(nèi)徑尺寸為已知的校正規(guī)的工件保持裝置、向保持在所述工件保持裝置上的工件或校正規(guī)的內(nèi)周部供給壓縮空氣的空氣供給裝置、對由所述空氣供給裝置向所述工件或校正規(guī)的內(nèi)周部供給的壓縮空氣的背壓進行檢測的背壓檢測裝置、根據(jù)由所述背壓檢測裝置檢測出的校正規(guī)的背壓的檢測值、算出表示內(nèi)徑尺寸與背壓關(guān)系的背壓特性的背壓特性運算裝置、和根據(jù)從由所述背壓檢測裝置檢測出的工件的背壓得出的所述背壓特性、計算工件的內(nèi)徑尺寸的內(nèi)徑尺寸運算裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于所述工件的內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm的范圍。
6.如權(quán)利要求4或5所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于另外具有保持所述校正規(guī)的校正規(guī)保持裝置，并且具有有選擇地將從所述空氣供給裝置供給的壓縮空氣的供給處、切換至保持在所述工件保持部件上的工件或保持在所述校正規(guī)保持部件上的校正規(guī)的切換裝置。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于所述工件保持裝置及/或所述校正規(guī)保持裝置，由形成沿軸插入工件或校正規(guī)的工件承載孔的保持裝置主體，和配設(shè)在所述工件承載孔的開口部、插入并貫通插入在所述工件承載孔內(nèi)的工件或校正規(guī)的、可彈性變形的保持環(huán)，和經(jīng)所述保持環(huán)可自由進退地設(shè)在所述保持裝置主體上、通過在與所述保持裝置主體之間按壓夾入所述保持環(huán)而使所述保持環(huán)彈性變形并縮小其內(nèi)徑的按壓部件，和與所述工件承載孔相連通、向該工件承載孔內(nèi)供給壓縮空氣的供給通路組成，在穿過所述保持環(huán)向所述工件承載孔內(nèi)插入工件或校正規(guī)后，通過由所述按壓裝置按壓所述保持環(huán)并使所述保持環(huán)的內(nèi)徑縮小，而由所述保持環(huán)的內(nèi)周部鎖固插入在所述工件承載孔內(nèi)的工件或校正規(guī)的外周部，并且由所述保持環(huán)密封所述工件承載孔的開口部。
8.如權(quán)利要求7所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于，還包括封閉保持在所述工件保持裝置上的工件及/或保持在所述校正規(guī)保持裝置上的校正規(guī)的開口端的封閉裝置、根據(jù)由所述背壓檢測裝置檢測出的工件的背壓的檢測值、來檢測向所述工件保持裝置的工件的承載孔供給的空氣的泄漏及/或根據(jù)由所背壓檢測裝置檢測出的校正規(guī)的背壓的檢測值、來檢測向所述校正規(guī)保持裝置的工件承載孔供給的空氣的泄漏的空氣泄漏檢測裝置。
9.如權(quán)利要求4、5、6、7或8所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于還具有將測定對象的工件供給至所述工件保持裝置的工件供給裝置、從所述工件保持裝置中回收測定結(jié)束后的工件的工件回收裝置、和與所述內(nèi)徑尺寸運算裝置的計算結(jié)果相對應、按予先設(shè)定的各分類分開由所述工件回收裝置回收的工件的分開裝置。
10.如權(quán)利要求4、5、6、7、8或9所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于具有多個所述工件保持裝置及所述背壓檢測裝置。
11.如權(quán)利要求4、5、6、7、8、9或10所述的工件的內(nèi)徑尺寸測定裝置，其特征在于還具有攝下保持在所述工件保持裝置上的工件的端面的攝像元件、和根據(jù)投影在所述攝像元件上的工件的端面的圖像、檢測所述工件的端面有無損傷的損傷檢測裝置。
全文摘要
提供一種測定工件的內(nèi)徑尺寸的內(nèi)徑尺寸測定方法及裝置，在該測定方法中，首先，向內(nèi)徑尺寸為已知的校正規(guī)的內(nèi)周部供給壓縮空氣、并檢測其背壓。然后，從該測定結(jié)果計算出表示內(nèi)徑尺寸與背壓的關(guān)系的背壓特性。其次，向測定對象的工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣、并檢測其背壓。然后根據(jù)上述背壓特性來測定工件的內(nèi)徑尺寸。以此，不用使工件旋轉(zhuǎn)就可測定工件的內(nèi)徑尺寸。這樣，可由單純的結(jié)構(gòu)簡單且準確地測定工件的內(nèi)徑尺寸。
文檔編號G01B13/00GK1491343SQ02805023
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者待鳥秀樹 申請人:株式會社東京精密