螺旋测微器的制作方法与工艺

本发明涉及根据主轴的轴方向的位移量测量被测量物的尺寸等的螺旋测微器。

背景技术：
作为位移测量器的一种，已知的有使用测微螺杆的螺旋测微器。螺旋测微器由U字形状的基架、固定于该基架的一端的砧座、螺合于基架的另一端且相对于砧座进退的主轴、检测该主轴的位移量的编码器、显示对由该编码器检测的检测值进行了处理后的测量值的显示部构成。而且，公知有在螺旋测微器中具备用于使主轴的测量力稳定的定压装置（例如，参照专利文献1：（日本）特开2011－220787号公报）。在现有的螺旋测微器中，具有定压装置的螺旋测微器虽然能以大致一定的测量力进行测量，但是实际也产生一定程度的偏差。特别是在调零（使主轴与砧座抵接，将显示值设置为0）时与测量时的螺旋测微器的姿势不同的情况下，例如，在调零时主轴的姿势为水平，测量时主轴的姿势为垂直的情况下，主轴的自重被加到测量力中。这样，基架的变形量产生偏差，调零时的基架的变形量与实际测量时的基架的变形量产生差，重复性恶化，成为产生测量误差的一个原因。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种解决上述现有课题，能提高重复性，降低测量误差的螺旋测微器。本发明的螺旋测微器具备：U字形状的基架；砧座，其固定于所述基架的一端；主轴，其螺合于所述基架的另一端且相对于所述砧座进退；编码器，其检测所述主轴的位移；显示部，其显示对由所述编码器检测的检测值进行了处理后的测量值，其中，还具备：变形量检测部，其检测所述基架的变形量；存储部，其将由所述变形量检测部检测的每单位变形量的所述检测值的变化量作为修正系数而存储；修正部，其根据调零指令时由所述变形量检测部检测出的调零时变形量与测量时由所述变形量检测部检测出的测量时变形量之差、及由所述存储部存储的修正系数对所述检测值进行修正。根据该结构，在测量时，使主轴进出，以砧座和主轴夹持被测量物，此时主轴的位移量由编码器检测。这样，在修正部中，根据在调零指令时由变形量检测部检测出的调零时变形量与测量时由变形量检测部检测出的测量时变形量之差及存储于存储部的修正系数，对由编码器检测出的检测值进行修正。也就是说，基于调零指令时的基架的变形量与测量时的基架的变形量之差，对编码器的检测值的误差进行修正，因此能提高重复性。其结果，能够降低测量误差。优选在本发明的螺旋测微器中具有修正系数设定部，所述修正系数设定部在所述主轴以不同的第一测量力和第二测量力抵接于所述砧座或者被测量物的状态下，取入由所述编码器检测的第一检测值及第二检测值和由所述变形量检测部检测的第一变形量及第二变形量，并根据所述第一检测值与所述第二检测值之差及所述第一变形量与所述第二变形量之差，计算出所述修正系数而存储于所述存储部。根据该结构，使主轴以不同的第一测量力和第二测量力抵接于砧座或者被测量物，则修正系数设定部取入主轴以第一测量力抵接时的第一检测值及第一变形量。而且，取入主轴以第二测量力抵接时的第二检测值及第二变形量。然后，根据第一检测值与第二检测值之差及第一变形量与第二变形量之差计算出修正系数，并将其存储于存储部。因此，即使不使用用于求得修正系数的外部装置、例如专用的维护装置，也能够设定修正系数，所以能够廉价地、且任何人都能够简单地设定修正系数。优选在本发明的螺旋测微器中具有调零时变形量更新部，在每次施加调零指令时，所述调零时变形量更新部使所述存储部更新存储由所述变形量检测部检测的调零时变形量。根据该结构，如在测量开始时进行调零作业，则在该时刻的环境条件下，由变形量检测部检测的调零时变形量被存储部更新存储，所以能够减少与测量时的环境条件的差。因此，具有例如可不考虑温度的影响的优点。优选在本发明的螺旋测微器中，当将由所述编码器检测的检测值设为e，修正系数设为m，存储于所述存储部的调零时变形量设为f0，测量时由所述变形量检测部检测出的测量时变形量设为fn时，所述修正部通过e′＝e－m（fn－f0）计算出修正后的检测值e′。根据该结构，使用上述公式，能够计算出对基架的变形量进行了修正后的检测值e′。优选在本发明的螺旋测微器中，所述基架形成为U字形状并具有：由支承所述砧座的砧座支承部、与所述砧座支承部平行地突出并支承所述主轴的主轴支承部、连结这些支承部的基端的连结部，所述变形量检测部由配置于所述砧座支承部与所述连结部的结合部分的应变计构成。根据该结构，由应变计构成变形量检测部，并且该应变计配置在基架的砧座支承部的基本部分，因此，能够有效地检测在比较弱的测量力下的基架的变形量。优选在本发明的螺旋测微器中，在所述基架的另一端设置可旋转地螺合所述主轴的内筒，所述变形量检测部由配置于所述内筒内的应变计构成。根据该结构，由应变计构成变形量检测部，并且将该应变计配置于可旋转地螺合主轴的内筒内，因此，具有使应变计的输出值和基架的变形量成为近似线形形状的优点。附图说明图1是本实施方式的数字式螺旋测微器的部分截面图。图2是本实施方式的控制框图。图3是在本实施方式中表示修正系数设定模式的处理的流程图。图4是在本实施方式中用于说明修正系数设定模式的处理的图。图5是在本实施方式中表示调零处理时的流程的流程图。图6是在本实施方式中表示测量处理时的流程的流程图。图7是在本实施方式的数字式螺旋测微器中表示将应变计配置于不同部分的例子的部分截面图。具体实施方式下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。（数字式螺旋测微器的结构）图1是本实施方式的数字式螺旋测微器的部分截面图。图1中，数字式螺旋测微器1具备：大致U字形状的基架10；砧座11，其固定于该基架10的一端侧内面；主轴20，其设置为在基架10的另一端侧向轴方向位移同时相对于砧座11进退；编码器40，其在基架10的内部检测主轴20的位移量；显示部60，其显示对由该编码器40检测的检测值进行了处理后的测量值。主轴20具备配置于一直线上的主轴本体21和螺轴22。沿着主轴本体21的外周面轴方向形成有截面为V字形的键槽23。在螺轴22上形成有外螺纹。基架10形成为大致U字形状，并具有固定了砧座11的砧座支承部10A、隔开规定的间隔与该砧座支承部10A相对配置且支承主轴20的主轴支承部10B、连结砧座支承部10A和主轴支承部10B的基端的连结部10C。在砧座支承部10A和连结部10C的结合部分，也就是砧座支承部10A的基本部分配置有作为变量检测部的应变计50。在主轴支承部10B的正面侧除了显示部60，还配置有电源接通断开开关61、调零开关62、保持开关63、修正系数设定开关64等。而且，在主轴支承部10B的前端部内侧配置有轴承筒12，并且在主轴支承部10B的前端部外侧保持有内外双重筒构造的内筒13及外筒14的一端。内筒13的一端部由基架10保持，另一端部在内周侧螺刻有内螺纹，并与主轴20的螺轴22螺合。而且，在内筒13的另一端部的外周部螺刻有外螺纹，并与锥形螺母15螺合。在内筒13的螺刻有外螺纹的规定部位设置有三根狭缝，形成有三个断部16。因此，当使锥形螺母15的旋转而在内筒13的轴方向上进退，则三个断部16的夹紧状态发生变化，内筒13的内径发生变化，因此，能够调整主轴20与内筒13的嵌合程度。在外筒14的外周，筒状的套筒17经由支轴32及凸缘部37与主轴20的外端（砧座11的相反侧端）结合。因此，使套筒17旋转，则与其一体的主轴20也旋转，所以主轴20向轴方向且相对于砧座11进退。从套筒17的外周至主轴20的外端，设置有相对于主轴20可旋转的操作套筒18。在操作套筒18的外端与主轴20的外端之间设置有定压机构30，当主轴20上施加有一定以上的负载时，该定压机构30空转。定压机构30具备：支轴32，其一端螺合于主轴20的外端，且另一端经由螺钉31可旋转地支承操作套筒18；第一棘轮33，其固定于操作套筒18的内周；第二棘轮35，其设置为与该第一棘轮33啮合，并且经由键34相对于支轴32不能旋转且可向轴方向位移；压缩螺旋弹簧36，其使该第二棘轮35靠向第二棘轮33；凸缘部37，其支承该压缩螺旋弹簧36的一端，并固定于支轴32。因此，使操作套筒18旋转，则第一棘轮33一体地旋转。第一棘轮33与第二棘轮35彼此啮合，因此第二棘轮35也旋转。当第二棘轮35旋转，则支轴32经由键34而旋转，螺合有支轴32的主轴20和与其一体地结合的套筒17也与操作套筒18一起旋转。另一方面，在主轴20上施加有一定以上的负载的情况下，使操作套筒18进一步旋转从而使第一棘轮33旋转，则第二棘轮35处于难以旋转的状态，因此，第二棘轮35克服压缩螺旋弹簧36的弹力沿着键34向压缩螺旋弹簧36侧移动。也就是说，第一棘轮33的旋转力未传递到第二棘轮35，操作套筒18空转，定压状态被维持。编码器40是电磁感应式编码器，具有在主轴20的周方向上旋转的转子41、和与该转子41以规定间隔相对且固定于基架10的定子42。转子41形成为大致环形板状，在其定子42侧的表面具有未图示的线圈的电极图案。转子41的与定子42相反侧的表面由作为转子保持部件的转子衬套44保持。转子衬套44具有可与主轴20的键槽23卡合的卡合键43。在相对于转子衬套44与定子42相反侧的位置设置有位置调节螺钉51，所述位置调节螺钉51限制转子衬套44沿着主轴20的轴方向向与定子42相反方向的移动。定子42设置在主轴20的外周部，具有大致环板形状的定子环状部和板状的定子长度部，所述定子环状部具有由与转子41的电极图案电磁结合并检测转子41的旋转角的发送线圈和接受线圈构成的电极图案，所述定子长度部设置在该定子环状部的外周，并向基架10的内部侧延伸。定子环状部的与转子41相反侧的面由作为定子保持部件的定子衬套45保持。定子衬套45在其一端保持定子42，其另一端嵌合在内筒13的内端外周。定子长度部在基架10的内部并固定于基架10。图2是本实施方式的数字式螺旋测微器的控制框图。由编码器40检测出的检测值e、由应变计50检测出的变形量f被发送到控制装置70。在控制装置70上除了连接有显示部60，还连接有存储部71.存储部71中存储有修正系数m，并且存储有在指示调零时由应变计50检测的基架10的变形量、也就是调零时变形量f0。修正系数m是由应变计50检测的基架10的每单位变形量的编码器40的检测值变化量。控制装置70具有CPU等，除了具有对由编码器40检测的检测值e进行处理，并作为测量值显示于显示部60的功能之外，还具有修正系数设定部70A、调零时变形量更新部70B及修正部70C。在主轴20以不同的第一测量力及第二测量力抵接于砧座11或者被测量物的状态下，修正系数设定部70A取入由编码器40检测的第一检测值及第二检测值和由应变计50检测的第一变形量及第二变形量，根据第一测量值与第二测量值之差及第一变形量与第二变形量之差计算出修正系数m，并存储于存储部71。关于详细情况，将在后面说明。在每次施加调零指令时即、每次调零开关62被按下时，调零时变形量更新部70B将显示部60的显示值设为“000”，并且将由应变计50检测的变形量即、调零时变形量f0更新存储于存储部71。修正部70C根据调零时变形量f0与在测量时由应变计50检测的基架10的变形量（测量时变形量fn）之差、及由存储部71存储的修正系数m对编码器40的检测值e进行修正。具体来说，通过公式e′＝e－m（fn－f0）计算出修正后的检测值e′。（产品出厂时的修正系数设定作业）在产品出厂时的修正系数设定作业中，测量者进行以下作业。首先，按下修正系数设定开关64，切换成修正系数设定模式。接着，通过套筒17的旋转操作，使主轴20向砧座11靠近，并使主轴20以较弱的测量力抵接于砧座11，之后，按下修正系数设定开关64。然后，进一步旋转操作套筒17，使主轴20以较强的测量力抵接于砧座11，之后，按下修正系数设定开关64。这样，当识别到修正系数设定开关64被最初（第一次）按下时，则修正系数设定部70A进入修正系数设定模式，执行如图3所示的流程的处理。首先，在ST1中，当识别到修正系数设定开关64被按下时（当识别到修正系数设定开关64被第二次按下时），则进入ST2，取入主轴20以较弱的测量力抵接于砧座11时的检测值e（1）和应变计50的值（基架10的变形量f（1）），并存储于存储部71（参照图4）。接着，在ST3中，当识别到修正系数设定开关64被按下时（当识别到修正系数设定开关64被第三次按下时），则进入ST4，取入主轴20以较强的测量力抵接于砧座11时的检测值e（2）和应变计50的值（基架10的变形量f（2）），并存储于存储部71（参照图4）。最后，在ST5中，根据存储于存储部71的检测值e（1）、e（2）及变形量f（1）、f（2），通过下式求得检测值的变化量Δe及应变计50的变化量Δf。Δe＝e（2）－e（1）Δf＝f（2）－f（1）接下来，通过下式求得应变计50的每单位变形量的检测值变化量，即修正系数m。m＝Δe/Δf然后，在ST6中，将求得的修正系数m更新存储于存储部71。（测量作业）在测量时，最初进行调零作业。在该作业中，通过操作套筒18或套筒17的旋转操作，使主轴20向砧座11靠近，在使主轴20与砧座11抵接之后，按下调零开关62。这样，调零时变形量更新部70B按照图5所示的流程进行处理。首先，在ST11中，在将显示部60的显示值设置为“000”之后，在ST12中，取入应变计50的值、也就是调零时变形量f0，并更新存储于存储部71.在这之后，进行测量作业。在测量作业中，通过套筒17的旋转操作，使主轴20相对于砧座11进退，并使主轴20的端面和砧座11抵接于被测量物的被测量部位之间。此时，修正部70C按照图6所示的流程进行处理。在ST21中，主轴20每移动一定间隔，取入由编码器40检测的检测值e和应变计50的值即、测量时变形量fn。在ST22中，通过下式计算出修正后的检测值e′。e′＝e－m（fn－f0）在ST23中，对修正后的检测值e′进行处理，并作为测量值显示于显示部60。（实施方式的效果）在修正部70C中，根据基架10的调零时变形量f0与测量时变形量fn之差（也就是变化量Δf）及由存储部71存储的修正系数m，对编码器40的检测值e进行修正，所以，也就是基于调零指令时的基架10的变形量与测量时的基架10的变形量之差对检测值e的误差进行修正，因而能提高重复性。其结果，能够降低测量误差。而且，在修正系数设定模式中，将主轴20以不同的第一测量力及第二测量力抵接于砧座11或者被测量物，则修正系数设定部70A取入主轴20以第一测量力抵接时的编码器40的第一检测值e（1）及应变计50的第一变形量f（1）。并且取入主轴20以第二测量力抵接时的编码器40的第二检测值e（2）及应变计50的第二变形量f（2）。然后，根据第一检测值e（1）与第二检测值e（2）之差及第一变形量f（1）与第二变形量f（2）之差，计算出修正系数m，并将其存储于存储部71，所以，即使不使用用于求得修正系数的外部装置、例如专用的维护装置，也能够设定修正系数。因此，能够廉价地、且任何人都能够简单地设定修正系数。而且，如果在测量开始时进行调零作业，则在该时刻的环境条件下，由应变计50检测的调零时变形量f0被存储部71更新存储，所以能够减少与测量时的环境条件的差。因此，具有例如可不考虑温度的影响的优点。而且，应变计50配置在基架10的砧座支承部10A和连结部10C的结合部分即、砧座支承部10A的基本部分，因此，能够有效地检测在比较弱的测量力下的基架10的变形量。（变形例）需要说明的是，本发明不限定于本实施方式，本发明也包括在能够实现本发明目的的范围内的变形、改进等。在上述实施方式中，将应变计50配置于基架10的砧座支承部10A与连结部10C的结合部分，但是并不限于该位置。例如，如图7所示，也可以将应变计50配置于内筒13内。这样的配置具有使应变计50的输出值和基架10的变形量成为近似线形形状的优点。而且，在上述实施方式中，在修正系数设定作业中，最初取入以弱的测量力测量时的编码器40的检测值e（1）和应变计50的变形量f（1），然后，取入以强的测量力测量时的编码器40的检测值e（2）和应变计50的变形量f（2），根据这些值求出修正系数m，但也可以与此相反。也就是说，也可以最初取入以强的测量力测量时的编码器40的检测值e（2）和应变计50的变形量f（2），然后，取入以弱的测量力测量时的编码器40的检测值e（1）和应变计50的变形量f（1），根据这些值求出修正系数m。另外，在上述实施方式中，在产品出厂时进行修正系数设定作业，但也可以在测量现场在测量开始前进行。而且，在上述实施方式中，在测量开始时进行调零作业，并将此时的应变计50的值即、调零时变形量f0更新存储于存储部71，但也并非一定要在每次测量开始时进行。例如，也可以每一个月等定期地进行，或者也可以将调零时变形量f0作为固定值存储于存储部71。另外，编码器40并不限定于本实施方式中例示出的电磁感应式编码器。编码器40只要是检测定子42与转子41的相对旋转量的装置即可，也可以为例如光学式、静电容量式等。