专利名称:工件的内径尺寸测定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工件的内径尺寸测定方法及装置，尤其涉及一种测定套管等微小圆筒形工件的内径尺寸的工件的内径尺寸测定方法及装置。
背景技术：
以前，在测定套管等微小圆筒形工件的内径尺寸时，测定者要将规定尺寸的销规插入工件的内周部来进行测定。另外，在自动进行测定时，将工件放在V型台等上，在其内径部与接触式测定器的触针相接触，使工件旋转，从此时的触针的变位量求出工件的内径尺寸。或者如特开平8-29642号公报、特开平10-227619号公报、或特开平6-174433号公报所公开的，一边使放在V型台等上的工件旋转一边由CCD摄像机摄下其端面，从得到的图像数据、通过图像处理求出工件的内径尺寸。
但是，利用销规的测定，测定者必须以手工逐个对工件进行测定，存在需要很大的劳力的缺点。另外，由于手工进行测定也存在着缺少准确性的缺点。并且，由于采用插入销规进行测定的方式，故在进行测定时销规就会磨损，有不能准确地进行测定的缺点。
另一方面，在采用自动地进行测定的方式时，由于均必须使工件旋转进行测定，故产生测定费时的缺点。另外，必须采用使工件旋转的机构，而有使装置大型化的缺点。并且，由于以放在V型台等上的状态使工件旋转，故在V型台等上产生磨损，也存在着不能准确地进行测定的缺点。另外，在使用接触式测定器的测定中，由于必须将触针插入工件的内径部，故在可测定的内径上存在着限度，具有不能进行套管等小径的工件的测定的缺点。另外，在使用图像处理的测定中，产生只能测定端面的内径的问题。
发明内容
本发明鉴于这样的问题，其目的在于提供一种可以单纯的结构简单且准确地进行工件的内径尺寸测定的工件的内径尺寸测定方法及装置。
为了达到上述目的，本发明的在测定圆筒状的工件的内径尺寸的工件的内径尺寸测定方法中，其特征在于通过向内径尺寸为已知的圆筒状的校正规的内周部供给压缩空气并检测其背压，而计算出表示内径尺寸与背压的关系的背压特性，通过向测定对象的工件的内周部供给压缩空气并检测压缩空气的背压，而根据所述背压特性来测定工件的内径尺寸，并且，在所述压缩空气的背压测定之前作为准备步骤，对工件或校正规的内径的压缩空气出口端进行封闭来检查空气泄漏。
在本发明中，通过向工件的内周部供给压缩空气、并检测其背压变化，而测定工件的内径尺寸。根据本发明，因为不用使工件旋转，所以能够在短时间内进行测定。另外，因为也不产生磨损，所以即使长时间使用也能够始终准确稳定地进行测定。另外，因为不需要使工件旋转的机构，所以能够构成小型化的装置。
另外，所述工件的内径尺寸可以为0.05mm～1mm的范围。
根据本发明，因为不需要如现行那样将触针插入工件的内径部进行测定，所以对内径尺寸为0.05mm～1mm这种极小径的工件的内径尺寸的测定极其有效。
作为实现上述测定方法的上述工件的内径尺寸测定装置，是测定圆筒状的工件的内径尺寸的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于，包括保持工件或内径尺寸为已知的校正规的工件保持装置、向保持在所述工件保持装置上的工件或校正规的内周部供给压缩空气的空气供给装置、对由所述空气供给装置向所述工件或校正规的内周部供给的压缩空气的背压进行检测的背压检测装置、根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述校正规的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、算出表示内径尺寸与背压关系的背压特性的背压特性运算装置、和根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述工件的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、所述背压特性、计算工件的内径尺寸的内径尺寸运算装置、封闭保持在所述工件保持装置上的工件或校正规的开口端的封闭装置、根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述工件的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、来检测向所述工件保持装置的工件或校正规的承载孔供给的空气的泄漏的空气泄漏检测装置。
另外，所述背压特性，也可使用具有一定不准确度的多个校正规，并利用统计手法计算出最佳值。
根据本发明，即使在校正规有不准确度的情况下，也能降低这种影响而准确地进行测定。
图1是表示本发明的内径尺寸测定装置的整体结构的概略图。
图2(a)及(b)是表示测定台的结构的纵剖视图。
图3是表示工件的结构的侧剖视图。
图4是表示校准(calibration)机构的结构的方块图。
图5是组装封闭装置后的测定台的纵剖视图。
图6是具有端面损伤检查装置的测定台的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的工件的内径尺寸测定方法及装置的实施例进行详细说明。
图1是表示本发明的内径尺寸测定装置的整体结构的概略图。如图1所示，内径尺寸测定装置由测定部10、供给部12、回收部14、校正规收容部16、搬送部18及控制部70构成，可测定套管等微小圆筒形工件的内径尺寸。
测定部10，进行工件W的内径尺寸的测定。该测定部10由保持工件W用的多个测定台20、测定保持在该测定部20上的工件W的内径尺寸的多个气动测微仪22构成。
测定台20，如图2(a)及图2(b)所示，由测定台主体24、按压环26、保持环28及控制装置(未图示)构成。
测定台主体24被垂直地设置，其中央形成有空气供给通路30。在测定台主体24的上面，形成有圆形的凹部32，在其凹部32的中央，形成有具有规定的深度的工件承载孔34。该工件承载孔34与空气供给通路30同轴形成，并形成与测定对象的工件W大致相同的内径。
按压环26沿其轴线形成有内径比工件大一些的工件插入贯通孔36。该按压环26嵌入到测定台主体上面所形成的凹部32内，可以该凹部32的内周面为引导面、在凹部32内沿轴方向自由滑动地进行支撑。另外，在该按压环26的下面，形成向中央倾斜的锥形的按压面38，并有与保持环28对接。
保持环28由弹性体形成，被收容在测定台主体24的上面所形成的凹部32内。该保持环28与工件承载孔34同轴配置，通过被按压在按压环26的按压面38上而被压扁并且其内径减小。此外，保持环28，通常状态(无负载的状态)的内径比测定对象的工件W的外径大。从而，工件W在被插入保持环28中时，大致以非接触状态插入贯通。
未图示的按压装置，例如由气缸构成，向测定台主体24按压按压环26。
如上述那样构成的测定台20，如图2(a)所示，若从按压环26的工件插入贯通孔36插入工件W，则该工件W的前端部分插入形成在测定台主体24上所形成的工件承载孔34内。如图2(b)所示，若由未图示的按压装置向测定台主体24按压按压环26，则保持环28被压扁在按压环26的按压面38处，并且内径减小。其结果，工件W的外周部被固定在保持环28内，把工件W保持在测定台20上。另外，因为保持环28紧密贴靠在工件W的外周，所以据此工件W与工件承载孔34之间形成密封。
此外，在取下工件W时，解除由按压装置对按压环26的按压。据此，按压环26由保持环28的弹性恢复力回复到原来位置，并且保持环自身也由该弹性恢复力回复到原来的内径。据此，解除对工件W的固定，可进行取出。
气动测微仪22，如图1所示，由空气源40、调整器42、A/E转换器44及管制部46构成。
从空气源40供给温度、湿度调整为一定的压缩空气。调整器42，将从该空气源40供给的压缩空气调整为一定压力。而且，由该调整器42调整为一定压力的压缩空气、经A/E转换器44供给至测定台主体24的空气供给通路30中。
供给至空气供给通路30的压缩空气，通过保持在测定台20上的工件W的内周部喷出到外部。A/W转换器44，通过内置的波形管与差动变压器将此时的压缩空气的背压转换为电信号，并输出到管制部46。而且，管制部46，根据该电信号计算出工件W的内径尺寸。算出的内径尺寸被显示在管制部46所具有的监视器46A上，并且作为数据记录在管制部46所具有的存储器(未图示)中。
供给部12，进行测定对象的工件W的供给。该供给部12具有收容多个测定对象的工件W的供给台48。供给台48，例如由在上面以一定间距形成有多个孔的板构成，在该孔中逐个收容测定对象的工件W。
回收部14，回收测定结束后的工件W。该回收部14具有收容合格工件(符合规定标准的工件)的合格品回收台50A与收容不合格工件(不符合规定的标准的工件)的不合格品回收台50B。各回收台50A、50B与供给台48相同，例如由在上面以一定间距形成有多个孔的板构成，并在该孔中逐个收容结束测定的工件W。
校正规收容部16，收容有用于空气测微仪22的零点较正及倍率校正的校正规M。该校正规收容部16，具有收容有校正规M的校正规收容台52。校正规收容台52与供给台48相同，例如由在上面以一定间距形成有多个孔的板构成，在该孔中逐个收容校正规。
搬送部18把测定对象的工件W从供给部12搬送到测定部10，并且把结束搬送的工件W从测定部10搬送到回收部14。另外，把校正规M从校正规收容部16搬送到测定部10，并且将较正结束的校正规M搬送到校正规收容部16。该搬送部18，具有转送机械手54。转送机械手54由沿配设在顶架(未图示)上的导轨56移动的移动体58、设在该移动体58上的自由伸缩的臂60、设在该臂60的前端的可自由开闭的手柄62构成。工件W由该手柄62抓住搬送。
控制部70，按照予先设定的动作程序控制构成内径尺寸测定装置的各个装置。在该控制部70上，具有作为各种信息的输入装置的触摸面板(未图示)。
如上述那样构成的本实施例的内径尺寸测定的作用如下所述。并且，这里以测定按外径2.5mm、内径尺寸0.125mm制造的套管的内径尺寸d，并根据其结果判定合格与否并分别回收的情况为例进行说明。即，测定的结果，若满足予设的标准，则作为合格工件回收到合格品回收台50A中，在不满足时，作为不合格工件回收到不合品回收台50B中。
首先，在测定工件W前，进行测微仪22的校准，即零点较正与倍率较正。校准通过给控制部70输入校准的实施信号来实行。
首先，控制部70驱动转送机械手54，从校正规收容部16取出调零用的校正规M并搬送至测定台10。搬送到测定部10的校正规M交转至测定台20并保持在测定台20上。
在此，校正规M的保持，通过向按压环26的工件的插入贯通孔36中插入校正规M，解除由转送机械手54的夹持后、由未图示的按压装置向测定台主体24按压按压环26来实现。据此，保持环28被按压环26压扁，由被把持在该压扁的保持环28中，而将校正规M保持在测定台20上。
另外，校正规M，其前端被插入工件承载孔34中进行保持，但形成在该校正规M与工件承载孔34之间的间隙，通过压扁保持环28而被该保持环28所密封。从而，若向空气供给通路30供给空气，则被供给的空气全部供给至被保持的校正规M的内周部。
当把校正规M保持在测定台20上时，驱动空气源40，由调整器42调整为一定压力的压缩空气、经A/E转换器44供给至测定台20的空气供给通路30。供给到该空气供给通路30的压缩空气，通过校正规M的内周部排出到外部。而且，由A/E转换器44检测此时的压缩空气的背压，作为电信号向管制部46输出。管制部46，将作为该电信号输出的调零用的校正规M的背压数据储存到内置的存储器中。
当调零用的校正规M的测定结束时，停止空气的供给，解除校正规M的锁定。即，解除由按压装置对按压环26的按压，解除由保持环28形成的固定。而且，解除了该锁定的校正规M，由转送机械手54从测定台20上取下，回收到校正规收容部16的原来位置。
其次，转送机械手54，从校正规收容部16取出调整倍率用的校正规M，搬送至测定部10。被搬送到测定部10的校正规M，同样被交转到测定台20并保持在测定台20上。而且，若将该调整倍率用的校正规M保持到测定台20上，则再次驱动空气源40，向测定台20的空气供给通路30供给压缩空气。供给到空气供给通路30的压缩空气，同样通过校正规M的内周部排出到外部。而且，此时的背压由A/E转换器44检测并作为电信号向管制部46输出。管制部46将作为该电信号输出的调整倍率用的校正规M的背压数据储存到内置的存储器中。
若调整倍率用的校正规M的测定结束，则停止空气的供给，解除校正规M的锁定。而且，由转送机械手54从测定台20去除解除了该锁定的校正规M，并回收到校正规收容部16的原来位置。
管制部46，根据测定的调零用的校正规M的背压数据、调整倍率用的校正规M的背压数据、及予先测定的各校正规M的已知的内径尺寸的数据，求出内径尺寸的变化与背压变化的关系(背压特性)。另外，把调零用的校正规M的背压的测定值设定为测定的标准值。
在以下的测定中，通过检测该调零用的校正规M与背压的变化，来测定工件W的内径尺寸d。
而且，如上所述，调零用的校正规与调整倍率用的校正规，可使用以其他的方法精密地测定内径尺寸的工具，而操作员将予先得到的该尺寸值输入到管制部46(利用控制部70的触摸面板(未图示)进行输入)。另外，调零用的校正规与调整倍率用的校正规均使用内径尺寸不同的校正规(大环与小环)。
如上所述，气动测微仪22的校准结束。此外，因为在本实施例的内径尺寸测定装置中设置有多个气动测微仪22，所以可对其全部进行校准。而且，所有的测微仪22的校准结束后，再开始工件W的测定。
首先，驱动转送机械手54，从供给部12取出测定对象的工件W。而且，由该转送机械手54搬送至测定部10。搬送到测定部10的工件W被交转到测定台20上，并被保持在测定台20上。
在此，该工件W的保持，通过与保持上述的校正规M时相同、在按压环26的工件插入贯通孔36中插入工件W，并由未图示的按压装置向测定台主体24按压按压环26来实现。据此，保持环28被按压环26压扁，工件W被该压扁的保持环28固定，以便被保持在测定台20上。另外，与此同时，工件W与工件承载孔34之间实现密封。
当将工件W保持在测定台20上时，驱动空气源40，由调整器42调整为一定压力的压缩空气，经A/E转换器44供给至测定台20的空气供给通路30。被供给到该空气供给通路30的压缩空气，通过工件W的内周部排出到外部。而且，此时的压缩空气的背压，由A/E转换器44检测出，并作为电信号输出到管制部46。
管制部46，根据来自A/E转换器44的电信号计算工件W的内径尺寸d。即，根据予先求得的背压特性，从测出的背压算出工件W的内径尺寸d。算出的内径尺寸d，显示在管制部46所具有的监视器46A上，并且作为数据记录在管制部所具有的存储器(未图示)中。
如上所述，1个工件W的内径尺寸的测定结束。若测定结束，则停止空气源40的驱动，解除由测定台20对工件W的保持。即，解除基于按压装置(未图示)的按压环26的按压，解除基于保持环28的对工件W的固定，来解除对工件W的锁定。而且，处于自由状态的工件由转送机械手54从测定台20上取下，原样由转送机械手54搬送到回收部14。
在此，在回收部14上，因为具有收容各符合规定标准的合格工件的合格品回收台50A、和收容不符合标准的不合格工件的不合格品回收台50B，所以被回收的工件W，与其测定结果相对应分别回收到各回收台50A、50B中。即，在控制部70中，判定被回收的工件W的内径尺寸d是否满足予先设定的标准，当满足时回收到合格品回收台50A中，当不满足时回收到不合格品回收台50B中。
经以上一连串的工序，1个工件W的测定作业完成。以下，通过重复实施相同的作业，进行收容在供给部12的供给台48上的全部工件W的测定，但在本实施例的内径尺寸测定装置中，因为在测定部10上具有多个测定台20、20、…，所以依次向多个测定台20、20、…边供给工件W边进行测定。即，依次向多个某测定台20、20、…供给工件W，测定一结束就依次补充工件W。这样，没有测定的等待时间，可高效地使转送机械手54工作，能够高效地进行测定。
这样，在本实施例的内径尺寸测定装置中，向工件W的内周部供给压缩空气，根据其背压变化来测定工件W的内径尺寸d。根据这种方法，无需使工件旋转或移动，就可测定工件W的内径尺寸。因此，能够在短时间内测定工件W的内径尺寸。另外，因为无需旋转机构或移动机构，所以能够使整个装置成为小型化。
另外，不用如使用现行的接触式测定器进行测定那样，将触针插入工件W中，所以即使是套管等极小径的工件，也能够有效地测定其内径尺寸。这样，本实施例的内径尺寸测定装置，因为以非接触方式测定内径尺寸，所以对极小径工件的内径尺寸的测定尤其有效。特别地，对套管等的内径尺寸为0.05mm～1mm的圆筒形工件的尺寸测定很有效。
另外，本实施例的内径尺寸测定装置，在如套管那样细长的工件、即相对外径尺寸轴方向的长度长的工件W的内径尺寸的测定尤其有效。即，如图3所示，一般地，套管在其内周部端面上施以倒角C，这样，若向施以倒角C的工件W的内周部供给压缩空气，则受该倒角C的影响不能准确地进行背压测定。但是，在相对外径尺寸D长度L十分长的工件W的情况下，即使在内周部端面上形成有倒角C，也不会受其影响，能够进行稳定的测定。从而，作为测定对象的工件W，最好为相对内径尺寸d的长度L的关系(L/d)＞5的工件W。
此外，本实施例，在回收部14上，将被测定的工件分为合格工件与不合格工件进行回收，但也可按更细分类分开进行回收。
另外，本实施例，在测定部10上，设有多个测定台20，但也可设置单个测定台。此外，如本实施例那样，通过设置多个测定台20，而能够高效地进行多个工件W的测定。
下面，对本发明的工件的内径尺寸测定方法及装置的实施例2进行说明。
在此，在本实施例中，对上述的内径尺寸装置的气动测微仪22的校准方法的另一实施例进行说明。
如上所述，本发明的内径尺寸测定方法及装置，因为以非接触方式进行测定，所以在测定极小径工件的内径尺寸上很有效。
但是，测定对象的工件W的内径越小，校正规的制作上也变得越困难。
在此，在本实施例中，对使用具有一定的不准确度的校正规进行气动测微仪22的校准的方法进行说明。
首先，准备多个具有一定的不准确度的校正规M。这里，准备多个对于测定对象的工件W的内径尺寸为0.05mm～1mm、具有0.05μm左右的不准确度的校正规M。
校准，对于具有该一定的不准确度的多个校正规M分别测定背压，从得到的测定结果、利用最小自乘法计算出最佳的背压特性。
这样，通过使用具有一定的不准确度的多个校正规，利用最小自乘法等统计方法算出最佳值，而减少校正规所具有的不准确度的影响，能够进行高精度的测定。
此外，计算背压特性的最佳值的方法，并不只限于最小自乘法，而可利用取测定值的平均值等各种的统计方法。
另外，该多个校正规M分别被收容在校正规收容部16的校正规收容台52上，由转送机械手54依次向测定台20搬送。
下面，对本发明的工件的内径尺寸测定方法及装置的实施例3进行说明。
在上述的实施例的内径尺寸测定方法测定装置中，由转送机械手54把收容在校正规收容部16中的校正规M搬送到测定台20上进行气动测微仪22的校准。在本实施例中，提供一种不用进行该校正规M的搬送作业就可用于进行气动测微仪22的校准的方法。此外，因为除校准机构以外的结构与上述的实施例的内径尺寸测定装置相同，所以这时仅对该校准机构的结构进行说明。
图4是表示校准机构的结构的方块图。如图4所示，在测定台20附近，设置有调零用校正规测定台80与调整倍率用校正规测定台82。该调零用校正规测定台80与调整倍率用校正规测定台82的结构与测定台20相同。即，由测定台主体24、按压环26、保持环28及按压装置(未图示)构成，由按压环26压扁保持环28来保持校正规。
在各测定台20、80、82的空气供给通路30、30、30中，分别连接有分支配管84A、84B、84C。该分支配管84A、84B、84C分别连接在切换装置86上。经调整器(REG)42、A/E转换器44向切换装置86中供给来自空气源40的压缩空气，切换装置86，有选择地向任意的分支配管84A、84B、84C供给该被供给的压缩空气。即，切换装置86有选择地切换自空气源40的压缩空气的供给处。该切换由自控制部70的驱动信号来实现。
如以上那样构成的本实施例的校准机构的作用如下述。
首先，转送机械手54，从校正规收容部16取出调零用的校正规M并搬送至测定部10。搬送到测定部10的调零用的校正规M被交转至调零用校正规测定台80上，并被保持在该调零用校正规测定台80上。
其次，转送机械手54从校正规收容部16取出调整倍率用校正规M并搬送至测定部10。被搬送到测定部10的调整倍率用的校正规M被交转至调整倍率用校正规测定台82，并被保持在该调整倍率用校正规测定台82上。
当各校正规被保持在校正规测定台80、82后，驱动空气源40并由调整器42调整为一定压力的压缩空气、经A/E转换器44被供给至切换装置86。
在此，切换装置86的连接处、为调零用校正规测定台80，供给的压缩空气被供给至调零用校正规测定台80。供给至该调零用校正规测定台的压缩空气，通过调零用校正规M的内周部排出到外部，此时的压缩空气的背压由A/E转换器44检测出。而且，该背压的检测值作为电信号向管制部46输出。管制部46，将作为该电信号输出的调零用的校正规M的背压数据储存到内置的存储器中。
当调零用的校正规M的测定结束时，停止空气的供给。而且，切换装置86的连接处、从调零用校正规测定台80切换至调整倍率用校正规测定台82。以该状态再次驱动空气源40，由调整器42调整为一定压力的压缩空气、经A/E转换器44被供给至切换装置86。而且经该切换装置86供给到调整倍率用校正规测定台82。被供给至该调整倍率用校正规测定台82的压缩空气，通过调整倍率用校正规M的内周部排出到外部，此时的压缩空气的背压由A/E转换器44检测出。而且，该背压检测值作为电信号输出至管制部46。管制部46，将作为电信号输出的调整倍率用的校正规M的背压数据储存到内置的存储器中。
如上所述，调零用的校正规M及调整倍率用的校正规M的测定结束。管制部46，根据该测定的调整零用的校正规M的背压与调整倍率用的校正规M的背压、及各校正规M的已知的内径尺寸数据，求出内径尺寸的变化与背压变化的关系(背压特性)。另外，将调零用的校正规M的背压的测定值设定为测定的标准值。
经以上一连串的工序，气动测微仪22的校准结束。然后，切换装置86的连接处从调整倍率用校正规测定台82切换至测定台20。而且，使用该测定台20依次进行工件W的测定。
这样，根据本实施例的校准机构，仅切换压缩空气的供给位置，就可简单地进行气动测微仪22的校准。虽然为了维持测定精度而必须定期进行校准，但利用本实施例的校准机构，因为无需更换校正规M，所以可在短时间内进行校准。据此，能够大幅地减少校准所花费的时间，提高处理效率。
此外，在改变测定对象的工件W时，与其相对应变更设置在调零用校正规测定台80及调整倍率用校正规测定台82上的调零用的校正规M及调整倍率用的校正规M。
其次，对本发明的工件的内径尺寸测定方法及装置的实施例4进行说明。
本实施例的内径尺寸测定装置，是在上述的实施例1的内径尺寸测定装置上、具有检查空气泄漏的机构。此外，因为除了用于检查该空气泄漏的机构以外的结构均与上述的实施例1的内径尺寸测定装置的结构相同，所以，这时仅对该用于检查空气泄漏的机构进行说明。
图5是组装有用于检查空气泄漏的封闭装置90的测定台20的纵剖视图。如图5所示，在测定台主体24的侧部，沿测定台主体24垂直立设有支柱92。在该支柱92的顶部设置有马达94，在该马达94的输出轴94A上安装有臂96。臂96，相对输出轴94A垂直安装，通过驱动马达94，而在封闭位置(在图5中用实线表示的位置)与待机位置(在图5中用双点划线表示的位置)摆动。在臂96的前端安装有被形成为圆盘状的橡胶制的垫片98，通过把该垫片98压接在测定台20上所保持的工件或校正规的上面，而封闭工件或校正规的内周部上端。
此外，工件或校正规，若臂96处于封闭位置，则由垫片98封闭内周部，若臂96处于待机位置，则解除封闭状态。
使用如以上那样构成的封闭装置90的空气泄漏的检查方法如下所述。
若由转送机械手54将工件W搬送到测定部10，则该工件W被保持到测定台20上。
在此，如上所述，工件W，以其前端部插入工件承载孔34的状态被保持在测定台20上，形成在该工件W与工件承载孔34之间的间隙、以被密封的状态保持在保持环28中。
从而，如果可靠地保持工件W，则从空气供给通路30供给的空气不会泄漏，但在例如产生保持不良等时，有时会从工件W与工件承载孔34之间泄漏空气。
在此，若把工件W保持在测定台20上，如下所述，检查空气泄漏，确认工件是否可靠地被保持在测定台20上。
首先，若工件被保持在测定台20上，则驱动马达94，臂96从待机位置向封闭位置摆动。据此，设在臂96的前端部的垫片98与保持在测定台20上的工件W的上端面相对接，以封闭工件W的内周部上端。以该状态驱动空气源40、向测定台20的空气供给通路30供给压缩空气。而且，由A/E转换器44检测出此时的背压，并作为电信号向管制部46输出。管制部46根据该作为电信号输出的背压来判定有无空气泄漏。即，因为如果产生空气泄漏则背压出现变化，所以检查有无该背压变化，可判定保持工件W的测定台20有无空气泄漏。
若判定结束，则停止空气供给，再次驱动马达94，臂96回复到原来的待机位置。然后，在判定不产生空气泄漏时进行正常的测定。
另一方面，在判定产生空气泄漏时，重新保持工件W。即，由转送机械手54取下工件W，再使其保持在测定台20上。而且，以同样的顺序进行空气泄漏的检查。其结果，当再次判定为空气泄漏时，作为装置异常而停止测定，并发出警报(例如，在监视器46A上显示或蜂鸣器鸣叫等)。操作员根据该警报进行维修等。
这样，根据本实施例的内径尺寸测定装置，因为具有空气泄漏的检查机构，所以可排除由空气泄漏引起的误测定，能够始终得到准确的测定结果。
此外，空气泄漏的检查，对于每次测定都进行，即使在校正规M的测定时也进行。
另外，在本实施例中，在测定台20上设置有封闭装置90，但封闭上述工件或校正规的内周部上端的机构，并不限于此，例如也可设在转送机械手54上。
此外，本实施例的空气泄漏的检查机构，不但适用在上述实施例1的内径尺寸测定装置上，也可适用在实施例2、3的内径尺寸测定装置上。
下面，对本发明的工件的内径尺寸测定方法及装置的实施例5进行说明。
本实施例的内径尺寸测定装置，是在上述实施例1的内径尺寸测定装置上具有工件端面的损伤检查的机构。而且，因为除了用于该损伤检查的机构以外的结构，均与上述的实施例1的内径尺寸测定装置的结构相同，所以这里仅对用于该损伤检查的机构进行说明。
图6是具有端面损伤检查装置100的测定台20的纵剖视图。该端面损伤检查装置100，由CCD摄下保持在测定台20上的工件W的端面，并根据该图像数据检测出工件端面有无损伤。
如图6所示，在测定台20的上方，设置有CCD摄像机102。在该CCD摄像机102上安装有AF透镜单元104。AF透镜单元104，由未图示的AF透镜驱动装置进行AF驱动，在测定台20上所保持的工件W的端面进行对焦。而且，由该AF透镜单元104放大的工件W的端面的像，被CCD摄像机102所内置的CCD进行摄像。
由CCD摄像机102摄下的工件W的端面的图像数据被输出到图像处理装置106。图像处理装置106对该图像数据进行图像处理并检测工件端面有无损伤。
此外，把CCD摄像机102设置为可由未图示的机械手自由移动，在待机位置与测定位置之间移动。即，通常处在从测定台20的上方退开的位置(待机位置)，仅在损伤检查时向测定台20的上方移动进行端面的损伤检查。
如上所述构成的本实施例的内径尺寸测定装置的作用如下述。
当把由转送机械手54搬送到测定部10的工件W保持在测定台20上时，就会按上述实施例的顺序测定工件W的内径尺寸。而且，若该工件W的内径尺寸的测定结束，则驱动未图示的机械手，使CCD摄像机102从待机位置向测定位置移动。
当CCD摄像机102移动到测定位置时，对AF透镜单元104进行AF驱动，AF透镜单元104的焦点对焦在测定台20上所保持的工件W的端面上。而且，由该AF透镜单元104放大的工件W的端面的像、被CCD摄像机102所内置的CCD进行摄像。
由CCD摄像机102摄像的工件W的端面的图像数据，被输出至图像处理装置106，图像处理装置106对该图像数据进行图像处理并检测工件端面有无损伤。
若检测结束，则再次驱动未图示的机械手，CCD摄像机102回复到原来的待机位置。
经以上一连串的工序，结束包括工件W的端面损伤检查的内径尺寸的测定。而且，根据包含该端面损伤检查的结果的内径尺寸的测定结果，将工件W分别回收到回收部14。即，分别回收为合格工件与不合格工件。
这样，根据本实施例的内径尺寸测定装置，在进行通常的内径尺寸测定的同时，也可进行工件W的端面的损伤的检查。据此，无需另外进行端面损伤检查，能够实现工件制品检查的高效率化。
此外，在本实施例中，根据由CCD摄下的工件W的端面的图像数据来仅检查工件端面有无损伤，但也可根据该图像数据、通过图像处理求出工件W的外径尺寸或端面的内径尺寸、外径与内径的偏芯量等。
同时，本实施例的端面损伤检查装置100，并不但适用上述实施例1的内径尺寸测定装置，也能适用在实施例2～4的内径尺寸测定装置。
(产业上的可利用性)如上所述，根据本发明，不用使工件旋转，就能测定工件的内径尺寸。据此，能够在短时间内进行测定。另外，因为无需使工件旋转的机构，所以可构成小型的装置。并且，因以非接触的方式进行测定而不会产生磨损，即使长时间使用也能始终准确稳定地进行测定。
权利要求
1.一种工件的内径尺寸测定方法，是测定圆筒状的工件的内径尺寸的工件的内径尺寸测定方法，其特征在于通过向内径尺寸为已知的圆筒状的校正规的内周部供给压缩空气并检测出压缩空气的背压，而计算出表示内径尺寸与背压的关系的背压特性，通过向测定对象的工件的内周部供给压缩空气并检测压缩空气的背压，而根据所述背压特性来测定工件的内径尺寸，并且，在所述压缩空气的背压测定之前作为准备步骤，对工件或校正规的开口端进行封闭来检查空气泄漏。
2.如权利要求
1所述的工件的内径尺寸测定方法，其特征在于所述工件，内径尺寸为0.05mm～1mm的范围。
3.如权利要求
1或2所述的工件的内径尺寸测定方法，其特征在于所述背压特性，使用具有一定不准确度的多个校正规，并利用统计手法计算出最佳值。
4.一种工件的内径尺寸测定装置，是测定圆筒状的工件的内径尺寸的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于，包括保持工件或内径尺寸为已知的校正规的工件保持装置、向保持在所述工件保持装置上的工件或校正规的内周部供给压缩空气的空气供给装置、对由所述空气供给装置向所述工件或校正规的内周部供给的压缩空气的背压进行检测的背压检测装置、根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述校正规的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、算出表示内径尺寸与背压关系的背压特性的背压特性运算装置、和根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述工件的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、所述背压特性、计算工件的内径尺寸的内径尺寸运算装置、封闭保持在所述工件保持装置上的工件或校正规的开口端的封闭装置、根据由所述背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述工件的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、来检测向所述工件保持装置的工件或校正规的承载孔供给的空气的泄漏的空气泄漏检测装置。
5.如权利要求
4所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于所述工件的内径尺寸为0.05mm～1mm的范围。
6.如权利要求
4或5所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于另外具有保持所述校正规的校正规保持装置，并且具有有选择地将从所述空气供给装置供给的压缩空气的供给处、切换至保持在所述工件保持部件上的工件或保持在所述校正规保持部件上的校正规的切换装置。
7.如权利要求
6所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于所述工件保持装置及/或所述校正规保持装置，由形成沿轴插入工件或校正规的工件承载孔的保持装置主体，和配设在所述工件承载孔的开口部、被在所述工件承载孔内的工件或校正规插入并贯通插入的、可弹性变形的保持环，和经所述保持环可自由进退地设在所述保持装置主体上、通过在与所述保持装置主体之间按压夹入所述保持环而使所述保持环弹性变形并缩小其内径的按压部件，和与所述工件承载孔相连通、向该工件承载孔内供给压缩空气的供给通路组成，在穿过所述保持环向所述工件承载孔内插入工件或校正规后，通过由所述按压部件按压所述保持环并使所述保持环的内径缩小，而由所述保持环的内周部锁固插入在所述工件承载孔内的工件或校正规的外周部，并且由所述保持环密封所述工件承载孔的开口部。
8.如权利要求
7所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于，所述封闭装置还封闭保持在所述校正规保持装置上的校正规的开口端，所述空气泄漏检测装置根据由所背压检测装置检测出的由所述空气供给装置向所述校正规的内周部供给的压缩空气的背压的检测值、来检测向所述校正规保持装置的工件承载孔供给的空气的泄漏。
9.如权利要求
4或5所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于还具有将测定对象的工件供给至所述工件保持装置的工件供给装置、从所述工件保持装置中回收测定结束后的工件的工件回收装置、和与所述内径尺寸运算装置的计算结果相对应、按予先设定的各分类分开由所述工件回收装置回收的工件的分开装置。
10.如权利要求
4或5所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于具有多个所述工件保持装置及所述背压检测装置。
11.如权利要求
4或5所述的工件的内径尺寸测定装置，其特征在于还具有摄下保持在所述工件保持装置上的工件的端面的摄像元件、和根据投影在所述摄像元件上的工件的端面的图像、检测所述工件的端面有无损伤的损伤检测装置。
专利摘要
提供一种测定工件的内径尺寸的内径尺寸测定方法及装置，在该测定方法中，首先，作为准备步骤，对工件或校正规的开口端进行封闭来检查空气泄漏。然后，向内径尺寸为已知的校正规的内周部供给压缩空气、并检测压缩空气的背压。然后，从该测定结果计算出表示内径尺寸与背压的关系的背压特性。其次，向测定对象的工件的内周部供给压缩空气、并检测压缩空气的背压。然后根据上述背压特性来测定工件的内径尺寸。以此，不用使工件旋转就可测定工件的内径尺寸。这样，可由单纯的结构简单且准确地测定工件的内径尺寸。
文档编号G01B13/00GKCN1238693SQ02805023
公开日2006年1月25日 申请日期2002年2月8日
发明者待鸟秀树 申请人:株式会社东京精密导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan