專利名稱：工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量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(cè)量方法及裝置，特別是涉及一種適合測(cè)量金屬管嘴(ferrule)等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸的工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量金屬管嘴等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸時(shí)，測(cè)量者將一定尺寸的栓規(guī)插入工件的內(nèi)周部進(jìn)行測(cè)量。另外，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量時(shí)，將工件載置在V臺(tái)等上，將接觸式測(cè)量?jī)x器的觸針抵接到其內(nèi)徑部并使工件旋轉(zhuǎn)，根據(jù)這時(shí)觸針的位移量求得工件的內(nèi)徑尺寸?；蛘?，將載置在V臺(tái)等上的工件的端面用CCD攝影機(jī)進(jìn)行攝像，根據(jù)得到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)圖像處理求得工件的內(nèi)徑。(例如，參照專利文獻(xiàn)1～3)但是，使用栓規(guī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量者必須一件一件通過(guò)手工作業(yè)進(jìn)行測(cè)量，有需要很多勞動(dòng)力的缺點(diǎn)。另外，由于是手工操作，還有缺乏準(zhǔn)確性的缺點(diǎn)。并且，因?yàn)槭菍⑺ㄒ?guī)(pin guage)插入并測(cè)量的方式，測(cè)量進(jìn)行時(shí)栓規(guī)產(chǎn)生磨損，會(huì)有不能準(zhǔn)確測(cè)量的缺點(diǎn)。
使用接觸式測(cè)量?jī)x器的測(cè)量中，由于必須將觸針插入工件的內(nèi)徑部，可測(cè)量的內(nèi)徑有一定限制，具有不能進(jìn)行金屬管嘴等內(nèi)徑較小的工件的測(cè)量的缺點(diǎn)。另一方面，使用圖像處理進(jìn)行的測(cè)量中，具有僅能測(cè)量端面內(nèi)徑的缺點(diǎn)。
為了解決這些各種缺點(diǎn)，提出了從空氣供給機(jī)構(gòu)向圓筒形工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸的方法。
圖7是表示該工件內(nèi)徑尺寸的測(cè)量原理的示意圖。從空氣源102供給的壓縮空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器104進(jìn)入空氣調(diào)節(jié)器106，被調(diào)節(jié)到一定的氣壓之后，分支成2個(gè)系統(tǒng)的配管108、110被供給到A/E轉(zhuǎn)換器(氣電轉(zhuǎn)換器)120的兩側(cè)(A側(cè)和B側(cè))。而且，在各配管108、110的管道中分別設(shè)置測(cè)量倍率調(diào)節(jié)節(jié)流裝置112、114，可以調(diào)節(jié)配管108、110內(nèi)的空氣流量。
A/E轉(zhuǎn)換器120的A側(cè)的配管122被用在工件測(cè)量中，A/E轉(zhuǎn)換器120的B側(cè)的配管124經(jīng)過(guò)零點(diǎn)調(diào)節(jié)節(jié)流裝置126被開放在大氣中。氣電轉(zhuǎn)換器120將該A側(cè)壓力和B側(cè)壓力的壓力差轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
A/E轉(zhuǎn)換器120的A側(cè)的配管122經(jīng)過(guò)用于開、關(guān)控制的電磁閥128被連接到工件測(cè)量臺(tái)130上。
如圖7所示，工件測(cè)量臺(tái)130通過(guò)由測(cè)量臺(tái)本體132和彈性體形成的按壓環(huán)134等構(gòu)成。工件測(cè)量臺(tái)130被垂直設(shè)置，在其中央形成有供氣通路136。在測(cè)量臺(tái)本體132的上面形成圓形凹部，該凹部上利用按壓環(huán)134固定工件W。
工件W的內(nèi)徑尺寸的測(cè)量按如下順序進(jìn)行。首先，將工件W固定在如上結(jié)構(gòu)的測(cè)量臺(tái)130上，電磁閥128被切換到關(guān)閉狀態(tài)。然后，向配管122中供給一定壓力的壓縮空氣。
然后，將電磁閥切換到打開狀態(tài)，向供氣通路136中供給壓縮空氣。被供給到供氣通路136中的壓縮空氣通過(guò)被工件測(cè)量臺(tái)130保持的工件W的內(nèi)周部并向外部噴出。A/E轉(zhuǎn)換器120通過(guò)內(nèi)置的波紋管和差動(dòng)變壓器將經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后的壓縮空氣的背壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸出電信號(hào)。然后，基于該電信號(hào)計(jì)算出工件W的內(nèi)徑尺寸。
專利文獻(xiàn)1日本特開平8-29642號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2日本特開平10-227619號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)3日本特開平6-174433號(hào)公報(bào)。
但是，所述現(xiàn)有技術(shù)中，向工件內(nèi)周部供給壓縮空氣并檢測(cè)出背壓從而測(cè)量?jī)?nèi)徑尺寸的方法雖然具有各種優(yōu)點(diǎn)，但是，有測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。圖8是表示通過(guò)A/E轉(zhuǎn)換器120測(cè)量的壓縮空氣背壓時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖。該圖的橫軸是時(shí)間軸，縱軸是壓縮空氣的背壓。另外，在曲線圖的下方示出了電磁閥128的開、關(guān)狀態(tài)的時(shí)間經(jīng)過(guò)變化。
在圖7及圖8中，開始時(shí)電磁閥128處于關(guān)閉狀態(tài)，氣電轉(zhuǎn)換器120上施加空氣調(diào)節(jié)器106的設(shè)定壓。然后，將電磁閥128切換為打開狀態(tài)時(shí)，供氣通路136被開放到大氣中，由此，施加在A/E轉(zhuǎn)換器120上的氣壓首先急速降低。然后，在此之后逐漸降低，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后下降到大致一定的值。然后，根據(jù)該狀態(tài)的氣壓計(jì)算出工件W的內(nèi)徑尺寸。
測(cè)量完成后，通過(guò)將電磁閥128切換到關(guān)閉狀態(tài)，由此，施加在氣電轉(zhuǎn)換器120上的氣壓迅速恢復(fù)到空氣調(diào)壓閥106的設(shè)定壓。然后，在該狀態(tài)下進(jìn)行工件W的交換，由此，可以進(jìn)行下一工件W的測(cè)量。
以上說(shuō)明的現(xiàn)行測(cè)量方法中，到氣壓降至一定值的時(shí)間非常長(zhǎng)。例如，工件W如圖9所示。在對(duì)以外徑D為2.5mm、內(nèi)徑尺寸d為0.125mm的設(shè)計(jì)尺寸制造的金屬管嘴的內(nèi)徑尺寸d進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要大約17秒左右。從而，具有不適合進(jìn)行多個(gè)工件W的測(cè)量的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這種問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且能夠迅速、簡(jiǎn)便并且準(zhǔn)確地測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及裝置。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及用于該方法的裝置，利用空氣供給機(jī)構(gòu)向圓筒形工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸，其特征在于，在空氣供給機(jī)構(gòu)上分別連接第1工件和第2工件，切斷向所述第1工件供給壓縮空氣，并向所述第2工件供給壓縮空氣；在切斷向所述第1工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，切斷向所述第2工件供給壓縮空氣；從切斷向所述第2工件供給壓縮空氣開始經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，在切斷向所述第2工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，開始向所述第1工件供給壓縮空氣；從開始向所述第1工件供給壓縮空氣起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果得到所述第1工件的內(nèi)徑尺寸。
根據(jù)本發(fā)明，使用2個(gè)工件，首先，切斷向第1工件供給壓縮空氣，并向第2工件供給壓縮空氣。然后，在切斷向第1工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，還切斷向第2工件供給壓縮空氣。由此，壓縮空氣的背壓迅速上升。然后，在微小的延遲時(shí)間之后，在切斷向第2工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，開始向所述第1工件供給壓縮空氣。這樣，與現(xiàn)有例相比，在該狀態(tài)下，直到氣壓降至一定值所需的時(shí)間變得非常短。從而，可以在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并獲得工件的內(nèi)徑尺寸。
本發(fā)明中，向工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，并通過(guò)檢測(cè)其背壓變化，測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸。根據(jù)本發(fā)明，不需要使工件旋轉(zhuǎn)，因此可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。另外，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生磨損，即使長(zhǎng)時(shí)間使用也可以始終準(zhǔn)確穩(wěn)定地進(jìn)行測(cè)量。另外，不需要使工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，因此，可以構(gòu)成小型的裝置。
另外，本發(fā)明提供一種工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法，利用空氣供給機(jī)構(gòu)向圓筒形工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸，其特征在于，在空氣供給機(jī)構(gòu)上分別連接測(cè)量對(duì)象工件和內(nèi)徑尺寸比該測(cè)量對(duì)象工件小的模擬工件，切斷向所述測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并向所述模擬工件供給壓縮空氣；開始向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并切斷向所述模擬工件供給壓縮空氣；從切斷向所述模擬工件供給壓縮空氣開始經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果得到所述測(cè)量對(duì)象工件的內(nèi)徑尺寸。
根據(jù)本發(fā)明，使用2個(gè)工件，首先，切斷向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并向模擬工件供給壓縮空氣。這樣，因?yàn)橥ㄟ^(guò)模擬工件泄漏空氣，在該狀態(tài)下可以將壓縮空氣的背壓維持在較低狀態(tài)。但是，該背壓比取代模擬工件而配置測(cè)量對(duì)象工件時(shí)的背壓高。在該狀態(tài)下，開始向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并切斷向模擬工件供給壓縮空氣。這樣，和現(xiàn)有技術(shù)相比，在該狀態(tài)下，直到氣壓降至一定值所需的時(shí)間非常短。因而，可以在極短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出壓縮空氣的背壓，并獲得工件的內(nèi)徑尺寸。
在本發(fā)明中，所述工件的內(nèi)徑尺寸最好是0.05mm～1mm。因?yàn)椴恍枰颥F(xiàn)有技術(shù)一樣將觸針插入工件內(nèi)徑部進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量?jī)?nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm的內(nèi)徑極小的工件的內(nèi)徑尺寸時(shí)極為有效，并可以發(fā)揮本發(fā)明的有利效果。
而且，在本發(fā)明中，所謂工件包括測(cè)量對(duì)象工件及已知內(nèi)徑尺寸的校對(duì)規(guī)。
本發(fā)明對(duì)內(nèi)徑尺寸小的工件的測(cè)量特別有效，但是，作為目前通常使用的具有管嘴的測(cè)微計(jì)的代替品使用也同樣有效。即，在具有管嘴的測(cè)微計(jì)中，在高精度測(cè)量0.3mm左右的小直徑(不管外徑還是內(nèi)徑)測(cè)量物時(shí)，其響應(yīng)性能差。對(duì)此，根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)相同的電路構(gòu)造改善響應(yīng)性能。


圖1是表示本發(fā)明的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖2是表示測(cè)量臺(tái)的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖；圖3是表示實(shí)施例的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是表示在圖3的結(jié)構(gòu)中壓縮空氣背壓時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖；圖5是表示其他實(shí)施例的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是表示在圖5的結(jié)構(gòu)中壓縮空氣背壓時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖；圖7是表示現(xiàn)有技術(shù)中工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量原理的示意圖；圖8是表示在圖7的結(jié)構(gòu)中壓縮空氣背壓時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖；圖9是表示工件結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖就本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。如該圖所示，內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置由測(cè)量部10、供給部12、回收部14、校對(duì)規(guī)收容部16、搬運(yùn)部18及控制部70構(gòu)成，測(cè)量金屬管嘴等微小圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸。
測(cè)量部10進(jìn)行工件W的內(nèi)徑尺寸的測(cè)量。該測(cè)量部10由用于保持工件W的多個(gè)測(cè)量臺(tái)20，以及測(cè)量被保持在該測(cè)量臺(tái)20上的工件W的內(nèi)徑尺寸的氣動(dòng)測(cè)微計(jì)22構(gòu)成。
如圖2(a)及(b)所示，測(cè)量臺(tái)20由測(cè)量臺(tái)本體24、按壓環(huán)26、支持環(huán)28及按壓機(jī)構(gòu)(未圖示)構(gòu)成。
測(cè)量臺(tái)本體24被垂直設(shè)置，在其中央形成供氣通路30。在測(cè)量臺(tái)本體24的上面形成圓形凹部32，在該凹部32的中央以一定深度形成工件承接孔34。該工件承接孔34形成在與供氣通路30同軸位置，并形成為與測(cè)量對(duì)象工件W大致相同的直徑。
按壓環(huán)26沿其軸線形成比工件直徑稍微大的工件插入孔36。該按壓環(huán)26被嵌入并支撐在測(cè)量臺(tái)本體上面形成的凹部32內(nèi)，且以該凹部32的內(nèi)周面作為導(dǎo)引面在凹部32內(nèi)沿軸向自由滑動(dòng)。另外，在該按壓環(huán)26的下面形成向中央傾斜的圓錐形按壓面38，其上抵接支持環(huán)28。
支持環(huán)28由彈性體形成，并被收容在測(cè)量臺(tái)本體24的上面形成的凹部32內(nèi)。該支持環(huán)28被設(shè)置為和工件承接孔34同軸，被按壓環(huán)26的按壓面38按壓，由此，被壓扁從而使其內(nèi)徑收縮。而且，所使用的支持環(huán)28在通常狀態(tài)(無(wú)負(fù)荷狀態(tài))下的內(nèi)徑比作為測(cè)量對(duì)象的工件W的外徑大。從而，工件W插入通過(guò)支持環(huán)28時(shí)，處于大致非接觸的狀態(tài)。
未圖示的按壓機(jī)構(gòu)例如由汽缸構(gòu)成，將按壓環(huán)26向測(cè)量臺(tái)本體24按壓。
如上構(gòu)成的測(cè)量臺(tái)20，如圖2(a)所示，從按壓環(huán)26的工件插入孔36插入工件W時(shí)，該工件W的前端部分插入測(cè)量臺(tái)本體24上形成的工件承接孔34中。在該狀態(tài)下，如圖2(b)所示，按壓環(huán)26由未圖示的按壓機(jī)構(gòu)向測(cè)量臺(tái)本體24按壓時(shí)，支持環(huán)28在按壓環(huán)26的按壓面38上被壓扁，其內(nèi)徑縮小。結(jié)果，工件W的外周部由支持環(huán)28緊固，從而使工件W被保持在測(cè)量臺(tái)20上。另外，支持環(huán)28緊貼到工件W的外周上，因此，工件W和工件承接孔34之間被密封。
而且，將工件W取出時(shí)，解除按壓機(jī)構(gòu)引起的按壓環(huán)26的按壓。由此，按壓環(huán)26通過(guò)支持環(huán)28的彈性回復(fù)力回復(fù)到原來(lái)的位置，并且，支持環(huán)28本身也通過(guò)其彈性回復(fù)力回復(fù)成原來(lái)的直徑。由此，對(duì)工件W的緊固被解除，可以取出。
如圖1所示，空氣測(cè)微計(jì)22由空氣源40、調(diào)壓閥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、濕度被調(diào)節(jié)為一定的壓縮空氣。調(diào)壓閥42將從該空氣源40供給的壓縮空氣調(diào)節(jié)到一定壓力。之后，由該調(diào)壓閥42調(diào)節(jié)到一定壓力的壓縮空氣通過(guò)A/E轉(zhuǎn)換器44及開、關(guān)控制用電磁閥45(或者47)供給到測(cè)量臺(tái)本體24的供氣通路30。
被供給到供氣通路30的壓縮空氣通過(guò)被保持在測(cè)量臺(tái)20上的工件W的內(nèi)周部向外部噴出。A/E轉(zhuǎn)換器44通過(guò)內(nèi)置的波紋管和差動(dòng)變壓器將這時(shí)的壓縮空氣的背壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸出到管制部46。然后，管制部46基于該電信號(hào)計(jì)算出工件W的內(nèi)徑尺寸。被計(jì)算出的內(nèi)徑尺寸被顯示在管制部46具備的顯示器46A中，并作為數(shù)據(jù)被記錄到管制部46具備的存儲(chǔ)器(未圖示)。
供給部12進(jìn)行測(cè)量對(duì)象工件W的供給。該供給部12具有收容多個(gè)測(cè)量對(duì)象工件W的供給臺(tái)48。供給臺(tái)48由例如在上面以一定間隔形成多個(gè)孔的板構(gòu)成，每個(gè)孔中收容一個(gè)測(cè)量對(duì)象工件W。
回收部14回收完成測(cè)量的工件W。該回收部14具有收容合格工件(符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的工件)的合格回收臺(tái)50A和收容不合格工件(不符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的工件)的不合格回收臺(tái)50B。各回收臺(tái)50A、50B和供給臺(tái)48相同，由例如在上面以一定間隔形成多個(gè)孔的板構(gòu)成，每個(gè)孔中收容一個(gè)完成測(cè)量的工件W。
校對(duì)規(guī)收容部16中收容用于空氣測(cè)微計(jì)22的零校正及倍率校正的校對(duì)規(guī)M。該校對(duì)規(guī)收容部16具有收容校對(duì)規(guī)M的校對(duì)規(guī)收容臺(tái)52。校對(duì)規(guī)收容臺(tái)52和供給臺(tái)48相同，由例如在上面以一定間隔形成多個(gè)孔的板構(gòu)成，每個(gè)孔中收容一個(gè)校對(duì)規(guī)。
搬運(yùn)部18將測(cè)量對(duì)象工件W從供給部12搬運(yùn)到測(cè)量部10，并且，將完成測(cè)量的工件W從測(cè)量部10搬運(yùn)到回收部14。另外，將校對(duì)規(guī)M從校對(duì)規(guī)收容部16搬運(yùn)到測(cè)量部10，并且，將完成校正的校對(duì)規(guī)M搬運(yùn)到校對(duì)規(guī)收容部16。該搬運(yùn)部18具有搬運(yùn)機(jī)器人54。搬運(yùn)機(jī)器人54由沿著設(shè)置在頂棚架(未圖示)上的導(dǎo)軌56移動(dòng)的移動(dòng)體58、設(shè)在該移動(dòng)體58上并可以自由伸縮的機(jī)械臂60、設(shè)置在該機(jī)械臂60前端并可以自由開關(guān)的機(jī)械手62構(gòu)成。工件W被該機(jī)械手62夾持并被搬運(yùn)。
控制部70按照預(yù)先設(shè)定的工作程序控制構(gòu)成內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的每一個(gè)裝置。該控制部70上具有作為各種信息的輸入機(jī)構(gòu)的觸摸面板(未圖示)。
然后，就本實(shí)施例的空氣測(cè)微計(jì)22等的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及作用進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的示意圖，圖4是表示在圖3的結(jié)構(gòu)中壓縮空氣背壓時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖。該圖的橫軸是時(shí)間軸，縱軸表示壓縮空氣的背壓。另外，在曲線下方，示出了電磁閥45及47的開、關(guān)狀態(tài)的時(shí)間經(jīng)過(guò)變化。而且，在圖3中，和圖7所示的現(xiàn)有例相同、類似的構(gòu)件標(biāo)注相同標(biāo)記，省略其說(shuō)明。
在圖3中，A/E轉(zhuǎn)換器44的A側(cè)的配管122被分支為2個(gè)系統(tǒng)，分別經(jīng)由電磁閥45、47連接到測(cè)量臺(tái)20上。電磁閥45及47是1個(gè)端口的2個(gè)位置切換閥，由控制部70的控制進(jìn)行各自的開、關(guān)切換。
在圖3中，在上方的測(cè)量臺(tái)20上安裝有測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)，在下方的測(cè)量臺(tái)20上安裝有校對(duì)規(guī)M(第2工件)。
首先，關(guān)閉電磁閥45來(lái)切斷向測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)供給的壓縮空氣，并打開電磁閥47，向校對(duì)規(guī)M(第2工件)供給壓縮空氣(步驟1)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))值成為比氣動(dòng)調(diào)壓閥42的設(shè)定壓低的S1值(參照?qǐng)D4)。
然后，在切斷向該第1工件W的壓縮空氣的供給的狀態(tài)下，關(guān)閉電磁閥47來(lái)切斷向校對(duì)規(guī)M(第2工件)的壓縮空氣的供給(步驟2)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))開始上升。
由該步驟2的開始起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間t后，在切斷向校對(duì)規(guī)M(第2工件)的壓縮空氣的供給的狀態(tài)下，打開電磁閥45開始向測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)的壓縮空氣的供給(步驟3)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))開始下降，其后在短時(shí)間內(nèi)下降到一定值。
從而，從步驟3開始起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間T后檢測(cè)出壓縮空氣的背壓，由該檢測(cè)結(jié)果(電信號(hào))經(jīng)由管制部46得到測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)的內(nèi)徑尺寸(步驟4)。
與圖7所示的上述現(xiàn)有實(shí)例相比，可測(cè)得相同的工件W，即，圖9所示的以外徑D為2.5mm、內(nèi)徑d為0.125mm作為設(shè)計(jì)尺寸制造的金屬管嘴的內(nèi)徑尺寸d。在這種情況下，在將步驟2的預(yù)定時(shí)間t設(shè)為0.5秒時(shí)，T需要約3.5秒左右。其結(jié)果，縮短到現(xiàn)有方式的1/5左右。
在圖4中，在步驟4之后，在切斷向校對(duì)規(guī)M(第2工件)的壓縮空氣的供給的狀態(tài)下，關(guān)閉電磁閥45來(lái)切斷向作為測(cè)量對(duì)象的工件W(第1工件)的壓縮空氣的供給(步驟5)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))開始上升。
然后，從該步驟5開始起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間u后，在切斷向測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)的壓縮空氣的供給的狀態(tài)下，打開電磁閥47來(lái)開始向校對(duì)規(guī)(第2工件)供給壓縮空氣(步驟6)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))開始下降，其后在短時(shí)間U內(nèi)下降到一定值。
然后，在切斷向該第1工件W的壓縮空氣的供給的狀態(tài)下，關(guān)閉電磁閥47來(lái)切斷向校對(duì)規(guī)M(第2工件)的壓縮空氣的供給(步驟7)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))開始上升。
在上述步驟5～步驟7之間，也可以測(cè)量校對(duì)規(guī)M(第2工件)的內(nèi)徑尺寸d。即，在步驟5～步驟7中，在替換測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)和校對(duì)規(guī)M(第2工件)的狀態(tài)下，進(jìn)行和步驟1～步驟4的相同的操作。
在上述步驟5～步驟7之間，將測(cè)量對(duì)象工件W(第1工件)和接著進(jìn)行測(cè)量的工件W相交換。這樣，在步驟7之后，即，從步驟7開始起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間U之后，再次進(jìn)行步驟1～步驟4的測(cè)量作業(yè)。
而且，根據(jù)圖4，測(cè)量對(duì)象工件W的測(cè)量和校對(duì)規(guī)M的測(cè)量交替進(jìn)行，但是，在考慮到生產(chǎn)率的情況下，也可以減少這種校對(duì)規(guī)M的測(cè)量頻率。
例如，采用測(cè)量開始時(shí)進(jìn)行校對(duì)規(guī)M的測(cè)量，其后，每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后測(cè)量校對(duì)規(guī)的方法。測(cè)量開始時(shí)測(cè)量校對(duì)規(guī)M是為了確認(rèn)空氣測(cè)微計(jì)22的精度，每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后測(cè)量校對(duì)規(guī)M是為了確認(rèn)有沒(méi)有因?yàn)榄h(huán)境的變化(溫度、濕度等)導(dǎo)致空氣測(cè)微計(jì)22的精度改變。通過(guò)這種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，與現(xiàn)有方式相比，可以大幅提高生產(chǎn)率。
然后，對(duì)其他實(shí)施例的空氣測(cè)微計(jì)22等的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及作用進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示其他實(shí)施例的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的示意圖，圖6(a)和(b)是表示在圖5的結(jié)構(gòu)中壓縮空氣背壓(A側(cè))的時(shí)間經(jīng)過(guò)變化的曲線圖。該圖的橫軸是時(shí)間軸，縱軸表示壓縮空氣的背壓。另外，在曲線圖的下方表示了電磁閥49的開、關(guān)狀態(tài)的時(shí)間經(jīng)過(guò)變化。而且，在圖5中，在和圖7所示的現(xiàn)有實(shí)例相同、類似的構(gòu)件上標(biāo)注相同標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。
在圖5中，氣電轉(zhuǎn)換器44的A側(cè)的配管122被連接到電磁閥49上。電磁閥49是輸入側(cè)1個(gè)端口，輸出側(cè)2個(gè)端口的2位置切換閥，通過(guò)電磁切換，配管122的壓縮空氣被分配到上方的測(cè)量臺(tái)20或下方的測(cè)量臺(tái)20。該切換操作是通過(guò)控制部70的控制進(jìn)行的。
在圖5中，在上方的測(cè)量臺(tái)20上安裝測(cè)量對(duì)象工件W，下方的測(cè)量臺(tái)上安裝模擬工件Z。圖6(a)是模擬工件Z的內(nèi)徑尺寸和測(cè)量對(duì)象工件W的內(nèi)徑尺寸大致相同的情況下的例子，圖6(b)是模擬工件Z的內(nèi)徑尺寸比測(cè)量對(duì)象工件W的內(nèi)徑尺寸小的情況下的例子(本發(fā)明的方法)。
首先，切斷向作為測(cè)量對(duì)象的工件W的壓縮空氣的供給，并設(shè)置電磁閥49來(lái)進(jìn)行向模擬工件Z的壓縮空氣的供給(步驟11)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))值成為比氣動(dòng)調(diào)壓閥42的設(shè)定壓低的S2(圖6(a))或者S3(圖6(b))的值。
比較壓縮空氣的背壓S2和S3的情況下，圖6(a)中，模擬工件Z的內(nèi)徑尺寸和作為測(cè)量對(duì)象的工件W的內(nèi)徑尺寸大致相同，因此，背壓S2成為和測(cè)量工件W時(shí)大致相同的值，與此相對(duì)，圖6(b)中，模擬工件Z的內(nèi)徑尺寸比測(cè)量對(duì)象工件W的內(nèi)徑尺寸小，因此，背壓S3比背壓S2高。
然后，開始向作為測(cè)量對(duì)象的工件W的壓縮空氣的供給，并設(shè)置電磁閥49來(lái)切斷向模擬工件Z的壓縮空氣的供給(步驟12)。由此，在圖6(a)中，壓縮空氣的背壓(A側(cè))一度迅速下降，然后慢慢接近S2值。
如上所述，在圖6(a)中壓縮空氣的背壓一度迅速下降，是為了使壓縮空氣充滿測(cè)量臺(tái)20的供氣通路30及到測(cè)量臺(tái)20的配管，壓縮空氣的背壓在此后逐漸接近S2值，是因?yàn)橐欢认陆档目諝獗硥汉蚐2值的差小。
另一方面，在圖6(b)中切換電磁閥49時(shí)，壓縮空氣的背壓比較迅速地從S3下降至S2附近，并降至一定值。這樣，在圖6(b)中，壓縮空氣的背壓較快地降至一定值，是因?yàn)镾3比S2高，且相當(dāng)于其壓差的空氣充滿測(cè)量臺(tái)20的供氣通路30及到測(cè)量臺(tái)20的配管內(nèi)。
然后，從步驟12開始起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間V1(圖6(a))或者V2(圖6(b))之后，檢測(cè)出壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果(電信號(hào))經(jīng)由管制部46得到測(cè)量對(duì)象工件W的內(nèi)徑尺寸(步驟13)。
和圖6(a)的方法相比，圖6(b)所示的本發(fā)明方法中，大幅度縮短了測(cè)量時(shí)間V2。
在圖6中，在步驟13之后，切斷向測(cè)量對(duì)象工件W供給的壓縮空氣的，并且，操作電磁閥49來(lái)向模擬工件Z供給壓縮空氣(步驟14)。由此，壓縮空氣的背壓(A側(cè))成為比氣動(dòng)調(diào)壓閥42的設(shè)定壓低的S2(圖6(a))或者S3(圖6(b))值。
在步驟14期間，將測(cè)量對(duì)象工件W和接下來(lái)要測(cè)量的工件W交換。由此，在步驟14之后，再次進(jìn)行步驟11～步驟13的測(cè)量作業(yè)。
然后，參照?qǐng)D1等，就使用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置進(jìn)行的內(nèi)徑尺寸測(cè)量的實(shí)際流程進(jìn)行說(shuō)明。而且，在此，對(duì)以外徑為2.5mm、內(nèi)徑為0.125mm制造的金屬管嘴的內(nèi)徑d進(jìn)行測(cè)量，基于其結(jié)果判斷是否合格后分別回收的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。即，如果測(cè)量的結(jié)果滿足預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，則作為合格工件回收到合格回收臺(tái)50A，不滿足的情況下，作為不合格工件回收到不合格回收臺(tái)50B。
在測(cè)量工件W之前，進(jìn)行空氣測(cè)微計(jì)22的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)是通過(guò)在控制部70中輸入校準(zhǔn)執(zhí)行信號(hào)來(lái)執(zhí)行的。測(cè)微計(jì)22的校準(zhǔn)完成后，開始測(cè)量工件W。
首先，搬運(yùn)機(jī)器人54被驅(qū)動(dòng)，從供給部12取出測(cè)量對(duì)象工件W。然后，由該搬運(yùn)機(jī)器人54搬運(yùn)到測(cè)量部10。被搬運(yùn)到測(cè)量部10的工件W被交接到測(cè)量臺(tái)20上并被保持在測(cè)量臺(tái)20上。
在此，該工件W的保持是通過(guò)將工件W插入按壓環(huán)26的工件插入孔36中，并利用未圖示的按壓機(jī)構(gòu)將按壓環(huán)26向測(cè)量臺(tái)本體24按壓來(lái)進(jìn)行的。由此，支持環(huán)28被按壓環(huán)26壓扁，工件W由該被壓扁的按壓環(huán)26夾持，被保持在測(cè)量臺(tái)20上。另外，與此同時(shí)，工件W和工件承接孔34之間被密封。
工件W被保持在測(cè)量臺(tái)20上時(shí)，驅(qū)動(dòng)空氣源40，通過(guò)調(diào)壓閥42被調(diào)節(jié)到一定壓力的壓縮空氣介由A/E轉(zhuǎn)換器44，并經(jīng)由電磁閥45(或者47、49)被供給到測(cè)量臺(tái)20的供氣通路30。被供給到該供氣通路30中的壓縮空氣通過(guò)工件W的內(nèi)周部并被排放到外部。并且，由A/E轉(zhuǎn)換器44檢測(cè)出這時(shí)的壓縮空氣的背壓，并作為電信號(hào)輸出到管制部46。
管制部46根據(jù)從A/E轉(zhuǎn)換器44得到的電信號(hào)計(jì)算出工件W的內(nèi)徑尺寸d。即，基于預(yù)先求出的背壓特性，根據(jù)測(cè)得的背壓計(jì)算出工件W的內(nèi)徑尺寸d。算出的內(nèi)徑尺寸d表示在管制部46所具備的監(jiān)示器46A上，并且，作為數(shù)據(jù)記錄到管制部所具有的存儲(chǔ)器(未圖示)中。
通過(guò)以上步驟，完成1個(gè)工件W的內(nèi)徑尺寸的測(cè)量。測(cè)量完成時(shí)，空氣源40的驅(qū)動(dòng)通過(guò)電磁閥45(或者47、49)被停止，并解除測(cè)量臺(tái)20對(duì)工件W的保持。即，解除按壓機(jī)構(gòu)(未圖示)對(duì)按壓環(huán)26的按壓，并解除支持環(huán)28對(duì)工件W的緊固，從而解除工件W的鎖定。然后，將該自由的工件利用搬運(yùn)機(jī)器人54從測(cè)量臺(tái)上取下，再利用搬運(yùn)機(jī)器人54將其向回收部14搬運(yùn)。
在此，回收部14具有收容符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的合格工件的合格回收臺(tái)50A，及收容不符合標(biāo)準(zhǔn)的不合格工件的不合格回收臺(tái)50B，因此，回收的工件W對(duì)應(yīng)其測(cè)量結(jié)果分別回收到各回收臺(tái)50A、50B中。即，在控制部70中，判斷被回收的工件的內(nèi)徑尺寸d是否滿足預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，并且在滿足的情況下回收到合格回收臺(tái)50A中，在不滿足的情況下回收到不合格回收臺(tái)50B中。
通過(guò)上述一連串的工序完成了1個(gè)工件W的測(cè)量作業(yè)。以下，通過(guò)反復(fù)實(shí)施相同的作業(yè)，實(shí)施被收容在供給部12的供給臺(tái)48中全部工件W的測(cè)量。
以上，就本發(fā)明的工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及裝置的實(shí)施例進(jìn)行的了說(shuō)明，但是，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，可以采用各種方式。例如，在上述實(shí)施例中，測(cè)量部10上具有2個(gè)測(cè)量臺(tái)20、20，但是也可以采用具備更多的測(cè)量臺(tái)20、20......，在該多個(gè)測(cè)量臺(tái)20、20......上依次供給工件W的同時(shí)進(jìn)行測(cè)量方式。即，向該多個(gè)測(cè)量臺(tái)20、20......依次供給工件W，并在每次測(cè)量完成時(shí)依次補(bǔ)充工件W。由此，不需要測(cè)量的等待時(shí)間，可使搬運(yùn)機(jī)器人54高效運(yùn)轉(zhuǎn)，可進(jìn)行高效的測(cè)量。
另外，本實(shí)施例中，在回收部14中，將測(cè)量的工件區(qū)分為合格工件和不合格工件來(lái)回收，但是，也可以區(qū)分為更細(xì)的等級(jí)進(jìn)行回收。
發(fā)明效果如上所說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，使用2個(gè)工件，首先，切斷向第1工件供給壓縮空氣，并向第2工件供給壓縮空氣。然后，在切斷向第1工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，還切斷向第2工件供給壓縮空氣。由此，壓縮空氣的背壓迅速上升。然后，在微小的延遲時(shí)間之后，在切斷向第2工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，開始向所述第1工件供給壓縮空氣。這樣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在該狀態(tài)下，氣壓降至一定值所需的時(shí)間非常短。從而，可以在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并獲得工件的內(nèi)徑尺寸。
另外，在本發(fā)明中，向工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓變化，來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸。根據(jù)本發(fā)明，可以在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量工件。另外，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生磨損，即使長(zhǎng)時(shí)間使用也可以始終以準(zhǔn)確穩(wěn)定地進(jìn)行測(cè)量。另外，不需要使工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，因此，可以構(gòu)成小型的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，使用2個(gè)工件，首先，切斷向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并向內(nèi)徑尺寸比測(cè)量對(duì)象工件的小的模擬工件供給壓縮空氣。這樣，因?yàn)榻?jīng)由模擬工件漏空氣，可以在該狀態(tài)下將壓縮空氣的背壓維持在較低狀態(tài)。但是，該背壓比取代模擬工件而配置測(cè)量對(duì)象工件時(shí)的背壓高。在該狀態(tài)下，開始向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并切斷向模擬工件供給壓縮空氣。這樣，和現(xiàn)有技術(shù)相比，在該狀態(tài)下，氣壓降至一定值所需的時(shí)間非常短。因而，可以在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出壓縮空氣的背壓，并獲得工件的內(nèi)徑尺寸。
權(quán)利要求
1.一種工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法，利用空氣供給機(jī)構(gòu)向圓筒形工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸，其特征在于，在空氣供給機(jī)構(gòu)上分別連接第1工件和第2工件，切斷向所述第1工件供給壓縮空氣，并向所述第2工件供給壓縮空氣；在切斷向所述第1工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，切斷向所述第2工件供給壓縮空氣；從切斷向所述第2工件供給壓縮空氣開始經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，在切斷向所述第2工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，開始向所述第1工件供給壓縮空氣；從開始向所述第1工件供給壓縮空氣起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果得到所述第1工件的內(nèi)徑尺寸。
2.一種工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法，利用空氣供給機(jī)構(gòu)向圓筒形工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣，通過(guò)檢測(cè)其背壓來(lái)測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸，其特征在于，在空氣供給機(jī)構(gòu)上分別連接測(cè)量對(duì)象工件和內(nèi)徑尺寸比該測(cè)量對(duì)象工件小的模擬工件，切斷向所述測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并向所述模擬工件供給壓縮空氣；開始向測(cè)量對(duì)象工件供給壓縮空氣，并切斷向所述模擬工件供給壓縮空氣；從切斷向所述模擬工件供給壓縮空氣開始經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果得到所述測(cè)量對(duì)象工件的內(nèi)徑尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法，其特征在于，所述工件的內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm。
4.一種工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置，用于測(cè)量圓筒形工件的內(nèi)徑尺寸，其特征在于，具備不少于2個(gè)的保持工件的工件保持機(jī)構(gòu)；空氣供給機(jī)構(gòu)，向被所述各工件保持機(jī)構(gòu)保持的工件的內(nèi)周部供給壓縮空氣；背壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)用所述空氣供給機(jī)構(gòu)向所述工件的內(nèi)周部供給的壓縮空氣的背壓；空氣供給控制機(jī)構(gòu)，被設(shè)置在所述各工件保持機(jī)構(gòu)和所述背壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)之間，并且，對(duì)各工件保持機(jī)構(gòu)進(jìn)行從空氣供給機(jī)構(gòu)向各工件保持機(jī)構(gòu)供給壓縮空氣的開/關(guān)控制；內(nèi)徑尺寸運(yùn)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述空氣供給控制機(jī)構(gòu)的開/關(guān)信息和用所述背壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的壓縮空氣的背壓，計(jì)算工件的內(nèi)徑尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)徑尺寸測(cè)量裝置，其特征在于，所述工件的內(nèi)徑尺寸為0.05mm～1mm。
全文摘要
本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊并且能迅速、簡(jiǎn)便并且準(zhǔn)確地測(cè)量工件的內(nèi)徑尺寸的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法及裝置。該工件的內(nèi)徑尺寸測(cè)量方法，在空氣供給機(jī)構(gòu)上分別連接第1工件和第2工件，切斷向所述第1工件供給壓縮空氣，并向所述第2工件供給壓縮空氣；在切斷向所述第1工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，切斷向所述第2工件供給壓縮空氣；從切斷向所述第2工件供給壓縮空氣開始經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，在切斷向所述第2工件供給壓縮空氣的狀態(tài)下，開始向所述第1工件供給壓縮空氣；從開始向所述第1工件供給壓縮空氣起經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)壓縮空氣的背壓，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果得到所述第1工件的內(nèi)徑尺寸。
文檔編號(hào)G01B13/10GK1532519SQ20041003017
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
發(fā)明者澤藤進(jìn) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東京精密