| 【発明の名称】 |
ワーク面計測治具、計測装置及び計測方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】立澤 清美
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| 【要約】 |
【課題】型の成形面やモデルの表面等の各種ワーク面を、簡便かつ安価な設備で容易かつ迅速に計測することができるようにする。
【解決手段】ワーク面計測治具１は、スピンドル５の動きを読み取るダイヤルゲージ２と、ダイヤルゲージ２を保持するゲージ保持部材１０とからなり、ゲージ保持部材１０は、ダイヤルゲージ２を取り付ける取付部と、スピンドル５とは反対側であってかつ同軸上に位置するシャンク部とを備える。ワーク面計測装置２０には、テーブル２１と、チャック部２３を備えるヘッド２２とが、ＸＹＺ軸の各方向に相対変位可能に設けられ、そのＸＹＺ変位量を計測する変位計測器２４を備えている。チャック部２３にワーク面計測治具１がシャンク部１７において掴持される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スピンドルの動きを読み取る小型測定器と、小型測定器を保持する保持部材とからなり、保持部材が、小型測定器を取り付ける取付部と、スピンドルとは反対側であってかつ同軸上に位置するシャンク部とを備えるワーク面計測治具。
【請求項２】 ワークを載せるテーブルとチャック部を備えるヘッドとがＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に相対変位可能に設けられ、そのＸ，Ｙ，Ｚ変位量を計測する変位計測器を備え、チャック部に請求項１記載のワーク面計測治具がそのシャンク部において掴持されてなるワーク面計測装置。
【請求項３】 請求項２記載のワーク面計測装置を使用し、ワークをテーブルに載せ、テーブルとヘッドとをＸ，Ｙ軸方向に相対変位させてスピンドルの真下にワーク面の一つの計測点を位置させ、テーブルとヘッドとをＺ軸方向に相対変位させてスピンドルの先端を小型測定器が所定の数値を指すまで前記計測点に押し当て、その所定の数値を指した時のＸ，Ｙ，Ｚ変位量を変位計測器により計測し、以後、同様に複数の計測点においてＸ，Ｙ，Ｚ変位量を計測することを特徴とするワーク面計測方法。
【請求項４】 小型測定器が、ダイヤルゲージ又は電気マイクロメーターである請求項１記載のワーク面計測治具、請求項２記載のワーク面計測装置又は請求項３記載のワーク面計測方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、型の成形面やモデルの表面等の各種ワーク面における複数の計測点を計測して点群座標データを取るためのワーク面計測治具、計測装置及び計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近の金型の成形面は三次元ＣＡＤデータに基づいて製作されているが、製作後に成形面の一部をチューニング（本明細書では、製作時の凹凸を直したり、溝等の新しい凹凸を形成したりする各種調整加工をチューニングと総称する。）したい場合がある。従来は、次のいずれかの方法でチューニング用データを作成し、そのチューニング用データに基づいて機械加工等でチューニングしていた。
【０００３】（１）三次元ＣＡＤデータを直してチューニング用データを作成する方法。しかし、三次元ＣＡＤデータを直すには、多大な手間を要し、何日もかかることが多く、コストもかさんでいた。
【０００４】（２）製作された成形面そのものを計測してプレイバックデータを作成し、そのプレイバックデータを直してチューニング用データを作成する方法。特に、製作された成形面を手加工でチューニングしたような場合、その後は三次元ＣＡＤデータで合わせることができなくなるため、このプレイバックデータの作成が必須になる。しかし、従来の成形面の計測は、非接触型（レーザーデジタイザー等）又は接触型（スタイラスデジタイザー等）の非常に高価な計測機器を使用し、成形面の多数の計測点を計測して点群三次元座標データを取る必要があったため、設備費がかかり、手間も時間もかかっていた。
【０００５】そこで、本発明の目的は、型の成形面やモデルの表面等の各種ワーク面を、簡便かつ安価な設備で容易かつ迅速に計測することができるワーク面計測治具、計測装置及び計測方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るワーク面計測治具は、スピンドルの動きを読み取る小型測定器と、小型測定器を保持するゲージ保持部材とからなり、ゲージ保持部材が、小型測定器を取り付ける取付部と、スピンドルとは反対側であってかつ同軸上に位置するシャンク部とを備える。
【０００７】本発明に係るワーク面計測装置は、ワークを載せるテーブルとチャック部を備えるヘッドとがＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に相対変位可能に設けられ、そのＸ，Ｙ，Ｚ変位量を計測する変位計測器を備え、チャック部に上記ワーク面計測治具がそのシャンク部において掴持されてなる。
【０００８】本発明に係るワーク面計測方法は、上記ワーク面計測装置を使用し、ワークをテーブルに載せ、テーブルとヘッドとをＸ，Ｙ軸方向に相対変位させてスピンドルの真下にワーク面の一つの計測点を位置させ、テーブルとヘッドとをＺ軸方向に相対変位させてスピンドルの先端を小型測定器が所定の数値を指すまで前記計測点に押し当て、その所定の数値を指した時のＸ，Ｙ，Ｚ変位量を変位計測器により計測し、以後、同様に複数の計測点においてＸ，Ｙ，Ｚ変位量を計測することを特徴とする。
【０００９】上記小型測定器は、スピンドルの動きを読み取ることができ、且つチャックで掴持できる小型のものであれば、特定のものに限定されず、ダイヤルゲージ、電気マイクロメーター等を例示できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を金型の成形面の計測に使用するワーク面計測装置等に具体化した実施形態例について、図面を参照して説明する。図１はワーク面計測装置の全体を示し、図２及び図３は同計測装置に使用するワーク面計測治具を示し、図４は同計測装置を使用して行うワーク面計測方法を示している。
【００１１】まず、ワーク面計測治具１は、図２及び図３に示すように、スピンドル５の動き（ここでは直線運動）を拡大して読み取るダイヤルゲージ２と、ダイヤルゲージ２を保持するゲージ保持部材１０とからなる。
【００１２】ダイヤルゲージ２は、ごく一般的なもので、円形ケース３と、円形ケース３から突設されたスリーブ状のステム４と、ステム４内にガイドされて直線的に動きうるスピンドル５と、円形ケース３内の目盛盤７及び指針８と、スピンドル５の動きを拡大して指針８の回転に変換する歯車列（図示略）とを備えている。スピンドル５には測定子６が取り付けられている。本例の目盛盤７は１周１００目盛で１ｍｍ、すなわち０．０１ｍｍ／目盛である。
【００１３】ゲージ保持部材１０は、ダイヤルゲージ２を取り付ける取付部１１と、スピンドル５とは反対側であってかつ同軸上に位置するシャンク部１７とを備える。取付部１１は、円形ケース３を内挿しうる環状部１２と、環状部１２の側端面の一部に凹設された凹所１３にネジ１４で取り付けられる押え片１５とを備え、凹所１３及び押え片１５にはステム４を挟持するための挟持溝１６が凹設されている。シャンク部１７は、凹所１３とは１８０度反対側の環状部１２の外周面に一体的に突設されている。
【００１４】そして、環状部１２に円形ケース３を内挿するとともに、凹所１３の挟持溝１６にステム４を嵌合し、凹所１３に押え片１５をネジ１４で取り付けて、両挟持溝１６でステム４を挟持すれば、ゲージ保持部材１０にダイヤルゲージ２が保持される。
【００１５】次に、ワーク面計測装置２０は、図１に示すように、一般的なボール盤を利用したものであって、そのボール盤には、ワークとしての金型３０を載せるテーブル２１と、チャック部２３を備えるヘッド２２とが、Ｘ軸（左右軸），Ｙ軸（前後軸），Ｚ軸（上下）の各方向に相対変位可能に設けられ、そのＸ，Ｙ，Ｚ変位量を計測する変位計測器２４を備えている。本例では、Ｘ，Ｙ軸方向の相対変位はテーブル２１の移動によって行われ（ヘッド２２は移動しない）、Ｚ軸方向の相対変位はヘッド２２の昇降によって行われる（テーブル２１は昇降しない）。チャック部２３には、上記ワーク面計測治具１がシャンク部１７において掴持されている。変位計測器２４は、計測したＸ，Ｙ，Ｚ変位量（原点を定めて計測すれば、その原点からのＸ，Ｙ，Ｚ座標ということになる。）を、その表示部２５にリアルタイムで表示するようになっている。
【００１６】上記ワーク面計測装置２０を使用して、金型３０の成形面３１のチューニング部位を計測するには、次のような方法（工程（１）〜（３））で行う。
【００１７】（１）金型３０をテーブル２１に載せ、挟み具２６で挟持固定する。
【００１８】（２）金型３０の１点、例えば、図１に示すように金型３０のＰＬ面３２の一つの角点を、原点Ｏとして定める。原点ＯのＸ，Ｙについては、ワーク面計測治具１に代えて公知のセンタリングゲージ（図示略）をチャック部２３に取り付け、そのセンタリングゲージを金型３０の原点Ｏ近傍の側面に接触させて定めることができ、その接触時の変位計測器２４のＸ，Ｙをそれぞれ０，０とする。原点ＯのＺについては、ワーク面計測治具１をチャック部２３に取り付け、ヘッド２２を下降させ（テーブル２１とヘッド２２とをＺ軸方向に相対変位させ）、スピンドル５の測定子６の先端を原点Ｏに接触させて定める。図４には金型の二箇所が線種を変えて併記されており、実線は成形面３１の一部を示し、二点鎖線は原点Ｏ近傍の金型３０を示している。図４（ａ）に示すように、測定子６の先端が原点Ｏに接触していないときは、指針８が若干マイナス側に触れている。測定子６の先端が原点Ｏに接触すると指針８が振れはじめ、図４（ｂ）に示すように、指針８が例えば目盛盤７の所定の数値（例えば０点）を指すまで、測定子６の先端を原点Ｏに押し当てる。その所定の数値を指した時の変位計測器２４のＺを０とする。
【００１９】（３）図４（ａ）に示すように、スピンドル５の測定子６の真下に成形面３１の一つの計測点Ｍを位置させて、ヘッド２２を下降させ（テーブル２１とヘッド２２とをＺ軸方向に相対変位させ）、図４（ｂ）に示すように、測定子６の先端を指針８が目盛盤７の所定の数値（例えば０点）を指すまで前記計測点Ｍに押し当て、その所定の数値を指した時のＸ，Ｙ，Ｚ変位量（原点ＯからのＸ，Ｙ，Ｚ座標）を変位計測器２４により計測する。以後、同様に、成形面３１のチューニング部位における複数の計測点においてＸ，Ｙ，Ｚ座標を計測し、点群三次元座標データを得る。
【００２０】以上の計測方法によれば、従来のレーザーデジタイザーを使用する計測方法と比べて、成形面３１を簡便かつ安価な設備で容易かつ迅速に計測し、点群三次元座標データを得ることができる。そして、この点群三次元座標データからプレイバックデータを作成し、そのプレイバックデータを直してチューニング用データを作成し、そのチューニング用データに基づいて機械加工等で成形面３１をチューニングする。なお、微小間隔で多数の計測点を計測し、きめ細かな点群三次元座標データを得るほど、滑らかなチューニング用データ及びチューニング面を得ることができる。
【００２１】なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）環状部１２を、円形ケース３の裏側に回り込むコ字状部又はＵ字状部に変更すること。
（２）目盛盤７及び指針８に代えて数値でディジタル表示できるようにしたダイヤルゲージを使用すること。
（３）ダイヤルゲージに代えて、スピンドルの動きを静電容量、インダクタンス、電気抵抗、光量等の変化に変換して読み取る電気マイクロメーター（リニアマイクロメーター）を使用すること。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係るワーク面計測治具、計測装置及び計測方法によれば、型の成形面やモデルの表面等の各種ワーク面を、簡便かつ安価な設備で容易かつ迅速に計測することができるという優れた効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３０８５３６９
【氏名又は名称】株式会社ワールドインテック
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| 【出願日】 |
平成１０年８月４日（１９９８．８．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６１１６
【弁理士】
【氏名又は名称】松原 等
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５５６４５（Ｐ２０００−５５６４５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２３３６１６ |
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