专利名称：螺纹测定方法、螺纹测定用探针及使用它的螺纹测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及螺纹测定方法、螺纹测定用探针及使用它的螺纹测定装置，特别涉及阴螺纹中径测定的自动化方法(机构)的改进。
背景技术：
以往，为了联接各种各样的部件，使用螺纹。
由于螺纹在很大程度上左右着产品整体的质量、寿命，在高精度加工螺纹的制造工序中，进行用于保证质量的螺纹检查非常重要。
在螺纹检查中，测定螺纹形状的特性值。例如，测定有效深度、螺距、中径、螺纹牙型角度、螺纹长度。
例如，为了测定阳螺纹的中径，公知有三针法。在三针法中，在阳螺纹的螺纹槽上放上三针规，由千分尺测定其外侧尺寸。进而，根据所得的外侧尺寸等求得阳螺纹的中径。
但是，由于三针法为手动检测，需要能够熟练操作三针规。另外，在三针法中，由于千分尺的数值读取因人而异，因此，难以确保测定作业的效率及测定精度。
因此，在螺纹测定的领域中，要求测定的简单化。为了对应这样的期望，为了测定螺纹形状的各种尺寸，考虑使用三维测定机(例如，参照特开2001-82952号公报)。
所述特开2001-82952号公报所记载的，是通过对由三维测定机的探针仿形测定螺纹而得到的仿形测定结果进行数据处理，而测定螺纹形状的各种尺寸。
特别对于阴螺纹中径，通过数据处理，用假想圆适合由仿形测定结果而求得的形状数据，通过三针法求得中径。
但是，即使对于特开2001-82952号公报所记载的内容，也谋求进一步提高中径的自动测定的准确性。特别是阴螺纹中径的自动测定非常困难。
但是，目前没有能够解决该问题的适当技术，三维测定机仅限于测定阴螺纹中径，没有开发阴螺纹中径的自动测定的适当技术。
发明内容
本发明鉴于所述现有技术问题，其目的在于提供一种能够准确进行阴螺纹中径的自动测定的螺纹测定方法、及螺纹测定用探针及使用它的螺纹测定装置。
本发明的发明者对阴螺纹中径的自动测定进行研究的结果，通过以下几点的组合，能够实现大幅度提高阴螺纹中径的自动测定的准确性而完成本发明。即，将使用具有对应于阴螺纹的螺距的最适当的直径的测头前端球而实际进行的内侧尺寸测定、及根据所述中径运算式进行的中径计算组合而使用。
为了达成前述目的，本发明所涉及的螺纹测定方法的特征在于，具有内侧尺寸测定工序和中径计算工序。
在此，所述内侧尺寸测定工序使用具有螺纹测定用探针的坐标测定机，根据将测头前端球抵接于阴螺纹的螺纹槽所测定的坐标值信息，测定内侧尺寸信息Dw。该螺纹测定用探针具有测头前端球。测头前端球具有对应于阴螺纹的螺距所选择的直径。该内侧尺寸信息Dw与圆筒的直径相等。该圆筒具有与该阴螺纹的轴线一致的中心轴线，且通过将该测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽时的测头前端球中心。
另外，所述中径计算工序根据在所述内侧尺寸测定工序中测定的内侧尺寸信息Dw、所述测头前端球的直径信息2r、阴螺纹的螺纹牙型角信息α及螺距信息P，求得该阴螺纹中径信息De。该中径信息De通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式而求得。
另外，本发明所涉及的螺纹测定方法中，优选内侧尺寸测定工序具有螺纹槽检出工序及内侧尺寸计算工序。
在此，所述螺纹槽检出工序在该阴螺纹的壁面上、沿周向偏离规定角度的两个以上的测定位置进行螺纹槽检出。该螺纹槽检出为在该测头前端球完全进入该阴螺纹的螺纹槽时、检出使所述测头前端球在所述阴螺纹的壁面上移动时该测头前端球的朝向阴螺纹径向外侧的最大位移点。
所述内侧尺寸计算工序根据所述螺纹槽检出工序检出的各螺纹槽的坐标值信息，求得所述内侧尺寸信息Dw。
另外，为达成所述目的，本发明所涉及的螺纹测定用探针设于坐标测定机本体，用于阴螺纹中径的测定，其特征在于，具有探针本体、测头及检出器。在此，所述探针本体相对于所述坐标测定机本体上的阴螺纹，相对自由移动而设置。
所述测头设于所述测头本体上的所设的测头轴及该测头轴的前端。所述测头包含具有对应于阴螺纹的螺距而选择的直径的球状的测头前端球。
所述检出器设于所述探针本体至所述测头上。所述检出器检出关于阴螺纹的坐标值信息。
本发明所涉及的螺纹测定用探针，优选所述测头前端球其直径2r由2r＝P/(2cosα/2)的数学式表示。
即，本发明者们明白在实际的通过测头进行的阴螺纹中径测定中，测头前端球向螺纹牙型的螺纹升角的方向倾斜，在螺纹的轴剖面中，不与螺纹牙型的斜面接触，在从该螺纹的剖面上偏离的位置相接触。另外，由于测头前端球与螺纹牙型及测定面间产生弹性变形，因此，可以确认实际上使测头前端球接触而得的测定结果会产生误差。另外，还能够确认在阴螺纹中径的运算式中所包含的参数也会产生误差。进而，本发明者们明白为了大幅度提高阴螺纹中径的自动测定的准确性，尽量减小可能对所述阴螺纹中径的测定结果产生恶劣影响的误差的影响非常重要。进而，通过选择最合适的测头前端球直径，特别是通过使用直径2r由2r＝P/(2cosα/2)的数学式表示的测头前端球，实际上对阴螺纹上接触测头前端球所得的测定结果的所述误差的影响能够大幅度降低。
在本发明所涉及的螺纹测定用探针中，优选所述测头包括本体侧测头轴部及前端侧测头轴部。
在此，所述本体侧测头轴部具有所述测头轴与阴螺纹的轴线一致的测头轴线。
另外，所述前端侧测头轴部具有与所述本体侧测头轴部相垂直、且与所述坐标值信息的检出方向平行的测头轴线。所述前端侧测头轴部在前端具有所述测头前端球。
在本发明所涉及的螺纹测定用探针中，优选所述检出器包括应变规或标尺。
在此，所述应变规或标尺设于所述探针本体至所述测头轴上。该应变规或标尺检出有关阴螺纹的坐标值信息。
另外，为了达成所述目的，本发明所涉及的螺纹测定装置的特征在于，具有所述螺纹测定用探针、坐标测定机本体、内侧尺寸测定器及中径运算器。
在此，所述坐标测定机本体，设置阴螺纹，使在该阴螺纹与该螺纹测定用探针之间相对自由移动。
另外，所述内侧尺寸测定器根据将具有对应于阴螺纹的螺距而选择的直径的测头前端球抵接于阴螺纹的螺纹槽而测定的坐标值信息、测定内侧尺寸信息Dw。内侧尺寸信息Dw与圆筒直径相等。该圆筒具有与该阴螺纹的轴线一致的中心轴线、且该测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽时、通过该测头前端球中心。
所述中径运算器根据由所述内侧尺寸测定器测定的内侧尺寸信息Dw、所述测头前端球的直径信息2r、该阴螺纹的螺纹牙型角信息α及螺距信息P，求得该阴螺纹中径信息De。该中径信息De通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式而求得。
在此所说的阴螺纹中径为阳螺纹与阴螺纹接触的部分的平均直径。即通过阴螺纹的牙型宽与沟槽宽相等的点的圆筒的直径。
本发明中，也可以使用螺纹牙型数目来代替螺距P。
根据本发明所涉及的螺纹测定方法，具有通过将具有对应于阴螺纹的螺距的直径的测头前端球实际抵接于阴螺纹的螺纹槽而测定内侧尺寸的内侧尺寸法测定工序，以及通过所述中径运算式而求得阴螺纹的中径的中径计算工序。其结果，能够准确进行阴螺纹中径的自动测定。
本发明所涉及的螺纹测定用探针具有直径为对应于阴螺纹的螺距的测头前端球。其结果，能够准确进行阴螺纹中径的自动测定。
另外，本发明所涉及的螺纹测定用探针，通过使用所述测头前端球的直径2r由2r＝P/(2cosα/2)的数学式表示，能够更准确地进行阴螺纹中径的自动测定。
另外，本发明所涉及的螺纹测定用探针，通过使用L型测头或十字测头，能够更容易地进行所述阴螺纹的自动测定。
本发明所涉及的测定装置具有本发明所涉及的测定用探针、坐标测定机本体、将该螺纹测定用探针实际抵接于阴螺纹的螺纹槽而测定内侧尺寸的内侧尺寸测定器、根据所述中径运算式求得阴螺纹的中径的中径运算器。其结果，能够准确进行阴螺纹的中径的自动测定。
图1是本实施方式所涉及的螺纹测定装置的概略结构说明图；图2是本实施方式的内侧尺寸、中径的说明图；图3(A)～(D)是表示本实施方式所涉及的螺纹测定方法的处理顺序的流程图；图4(A)～(C)是使用本实施方式所涉及的L型测头的螺纹测定用探针的说明图；图5(A)～(C)是使用本实施方式所涉及的十字测头的螺纹测定用探针的说明图。
具体实施例方式
以下根据附图对本发明优选的一实施方式进行说明。
第一实施方式图1表示用于实施本发明的一实施方式所涉及的螺纹测定方法的螺纹测定装置的概略结构。
图1所示的螺纹测定装置10具有坐标测定机本体12及螺纹测定用探针14。
在此，坐标测定机本体12由CNC式三维测定机本体等构成。坐标测定机本体12设置阴螺纹16，使阴螺纹16与螺纹测定用探针14之间相对自由移动。
另外，螺纹测定用探针14设于坐标测定机本体12上。螺纹测定用探针14具有探针本体18和测头20。
探针本体18相对于设置于坐标测定机本体12上的阴螺纹16相对自由移动而设置。探针本体18检出与阴螺纹16相关的坐标值信息。
测头20设于探针本体18上。测头20在测头20的前端包含有测头前端球22。测头前端球22具有对应于阴螺纹16的螺距而选择的最合适的直径。
在实施方式中，螺纹测定用探针为包含测头20的仿形探针。通过在阴螺纹的壁面上，一边使探针的测头前端球22仿形而在轴向移动，一边获取一定时间间隔内的坐标值信息，从而测定阴螺纹壁面的坐标值信息(阴螺纹形状信息)。
螺纹测定装置10具有内侧尺寸测定器30和中径运算器32。
在此，所示内侧尺寸测定器30进行内侧尺寸测定工序。即，内侧尺寸测定器30根据将具有对应于阴螺纹16的螺距而选择的直径的测头前端球22抵接于阴螺纹16的螺纹槽而测定的坐标值信息、测定内侧尺寸信息Dw。内侧尺寸信息Dw与圆筒直径相等。该圆筒具有与该阴螺纹16的轴线一致的中心轴线、且通过该测头前端球22抵接于该阴螺纹16的螺纹槽时的测头前端球22的中心。
所述中径运算器32进行中径计算工序。即，中径运算器32根据由所述内侧尺寸测定器30测定的内侧尺寸信息Dw、所述测头前端球22的直径信息2r、该阴螺纹16的螺纹牙型角信息α及螺距信息P，求得该阴螺纹16的中径信息De。该中径信息De通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式而求得。
本实施方式中，内侧尺寸测定器30具有测定控制装置34、螺纹槽检出装置36及内侧尺寸运算器38。
在此，测定控制装置34进行坐标测定机本体12的各轴的移动及测定的操作。在本实施方式中，测定控制装置34控制坐标测定机本体12的动作，以使测头前端球22沿螺纹轴方向在阴螺纹16的壁面上移动、而检出朝向测头前端球22的阴螺纹径向外侧的最大位移点。
螺纹槽检出装置36进行螺纹槽检出工序。即，螺纹槽检出装置36在阴螺纹的壁面上在周向偏离规定角度的两个以上的测定位置(例如三个测定位置)上，进行螺纹槽检出。该螺纹槽检出根据使测头前端球22沿螺纹轴方向在阴螺纹16的壁面上移动而测定的坐标值信息、检出测头前端球22的朝向阴螺纹径向外侧的最大位移点。该最大位移点为测头前端球22完全进入阴螺纹16的螺纹槽中时的最大位移点。
内侧尺寸运算器38进行内侧尺寸计算工序。即，内侧尺寸运算器38根据螺纹槽检出装置36检出的各螺纹槽的坐标值信息而求得内侧尺寸信息Dw。内侧尺寸信息Dw与所述圆筒的直径相等。
另外，在本实施方式中，由于螺纹测定用探针14与阴螺纹16的相对移动在阴螺纹16的轴向(Z方向)、与阴螺纹16的轴线垂直的方向(XY方向)进行，因此，螺纹测定用探针14设于坐标测定机本体12的Z轴主轴40上。螺纹测定用探针14相对于坐标测定机本体12在XYZ轴方向相对自由移动。另外，阴螺纹16设置于坐标测定机本体12的工作台42上，而使坐标测定机本体12的Z轴方向与阴螺纹16的轴向平行。
本实施方式中，为使所述各工序在螺纹测定装置10自动实施，而具有计算机44、控制器46。
在此，计算机44用于进行坐标测定机本体12的动作控制及数据处理。
控制器46设于计算机44与坐标测定机本体12之间。控制器46根据计算机44发出的指示而使坐标测定机本体12进行动作。
本实施方式所涉及的螺纹测定装置10如以上概述而构成，下面对其作用进行说明。
本实施方式中使用在测头轴的前端、具有直径为对应于阴螺纹的螺距所选择的直径的测头前端球22的螺纹测定用探针，测定如图2所示的内侧尺寸Dw。在图2中记载了包含阴螺纹16的轴线的剖面图。进而，根据所述中径运算式求得阴螺纹16的中径De。
在此，阴螺纹16的内侧尺寸Dw与圆筒54的直径相等，该圆筒具有与阴螺纹16的轴线50一致的中心轴线52、且通过当直径为2r的测头前端球22抵接于该阴螺纹16的螺纹槽时的该测头前端球22的中心。
另外，阴螺纹16的中径De是指通过阴螺纹16的牙型宽与沟槽宽相等的点的圆筒56的直径。
为此，在本实施方式中，具有如图3所示的内侧尺寸测定工序(S10)及中径计算工序(S12)。
在此，内侧尺寸测定工序(S10)根据测头前端球22抵接于阴螺纹16所测定的坐标值信息，测定内侧尺寸信息Dw。内侧尺寸信息Dw与圆筒的直径相等，该圆筒具有与阴螺纹的轴线一致的中心轴线、且通过当测头前端球22抵接于阴螺纹16的螺纹槽时的测头前端球22的中心。
中径计算工序(S12)根据由内侧尺寸测定工序(S10)测定的内侧尺寸信息Dw、测头前端球22的直径信息2r、阴螺纹16的螺纹牙型角信息α及阴螺纹16的螺距信息P，求得阴螺纹16的中径信息De。中径信息De通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式而求得。
在本实施方式中，内侧尺寸测定工序(S10)具有螺纹槽检出工序(S14)、及内侧尺寸计算工序(S16)。
在此，内侧尺寸测定工序(S10)在使测头前端球22接触阴螺纹16的螺纹孔的壁面的状态下、使测头前端球22在阴螺纹16的轴向移动、检出测头前端球22的朝向阴螺纹径向外侧(X方向或Y方向)的最大位移点。这是在测头前端球22完全进入阴螺纹16的螺纹槽时进行检出。
即，在本实施方式中，螺纹槽检出工序(S14)中测头20插入阴螺纹16的螺纹孔(图3(A))。
将测头前端球22压入阴螺纹16的完全螺纹部、例如螺纹孔的上部至第四沟槽处(图3(B))。
由测头前端球22进行螺纹孔壁面的跟踪(图3(C))。即，使测头前端球22一边压着螺纹孔壁面，一边沿阴螺纹的轴向(Z轴方向)移动。此时，在朝向螺纹孔的半径方向外侧的最大位移点，推测测头前端球22完全进入阴螺纹的螺纹槽(沟槽)中。
这是在螺纹孔的壁面上于周向上具有间隔的三个位置以上、即如图3(D)从上方看螺纹孔的图所示，在螺纹槽的周向上具有间隔的三个测定位置60、62、64上进行。
内侧尺寸计算工序(S16)通过根据螺纹槽检出工序(S14)中检出的各测定位置60、62、64的螺纹槽66、68、70的坐标值信息求出圆筒的直径，而求得内侧尺寸信息Dw。
这样，在本实施方式中，根据由实际使测头前端球22抵接于阴螺纹16所测定的内侧尺寸Dw、所述中径运算式等，求得中径De。
其结果，在本实施方式中，与不考虑这些组合的情况相比，能够更加准确地进行阴螺纹中径的自动测定。
例如，在本实施方式中，在CNC式三维测定机上能够准确测定阴螺纹的中径。
另外，在本实施方式中，由于自动测定，比使用阴螺纹规的手动测定的测定效率高。
在本实施方式中，通过将此融入高精度加工阴螺纹的制造工序中，能够准确而容易地进行阴螺纹中径的定量管理。
测定的准确性但是，为了更加准确地进行阴螺纹中径的自动测定，螺纹测定用探针14优选使用测头前端球22的直径2r由2r＝P/(2cosα/2)的数学式表示。
以下，对本实施方式中优选的测头前端球22的直径2r与阴螺纹16的米制螺距P(统一螺纹牙型数)之间的关系，以具体例子表示。
这样，根据本实施方式，能够根据阴螺纹16的形状使测头前端球22的直径2r最佳化，另外，通过采用与所述中径运算式的中径计算的组合，在自动测定阴螺纹16的中径时，能够大幅度提高准确性。即，与不考虑测头前端球22的直径2r的情况相比，能够大幅度提高准确性。
即，即使在目前，也会考虑如特开2001-82952号公报所公开的利用三维测定机的螺纹形状测定。但是，即使在这样的三维测定机中，特别在阴螺纹的中径测定的准确性这一点上，还留有改进的余地。目前还不存在能够解决该问题的合适的技术。
对此，本发明的发明者对阴螺纹中径的自动测定的研究结果，注意到了以下几点。
即，在由以往的三维测定机的螺纹形状测定中，基本上不过是进行图像处理上的测定。即，根据由仿形测定结果而求得的螺纹形状做成假想的螺纹形状。在图像处理上，将假想的三针规抵接于假想的螺纹形状上而求得中径的处理仍然为技术常识。
在此可知，从实际的螺纹测定向图像处理上的假想上的螺纹测定变换时，潜伏着产生测定误差的重要因素。
具体地讲，从实际的阴螺纹形状向假想上的阴螺纹形状变换(进行近似)时，有时会产生误差。另外，从实际的测头前端球形状向假想上的测头前端球形状进行近似时，有时会产生误差。为此，实际的阴螺纹上的由测头前端球的接触的实测不同于对假想上的阴螺纹形状的通过与假想上的测头前端球形状的接触而进行的模拟。
即使在这样的实际螺纹测定与假想上的螺纹测定之间存在误差，以往，也并不考虑它们之间的修正。另外，它们的修正也非常困难。可知，这样的误差在利用三维测定机进行阴螺纹中径测定时，成为妨碍提高准确性的原因。
对此，本发明的发明者发现，在利用三维测定机进行阴螺纹中径的自动测定中，为了提高准确性，将以下点组合是非常有效的。即，不是在假想上进行螺纹测定，而是实际上将三维测定机的阴螺纹测定用探针抵接于阴螺纹而进行内侧尺寸的测定、与由所述中径运算式的进行中径计算进行组合。
而且，发明者还发现，如果仅直接测定内侧尺寸，则难以谋求令人满意的准确性的提高。另外，还发现特别是使用具有下面所述的最合适的测头前端球直径的测定用探针是非常有效的，所述最合适的测头前端球直径选择为为了使可能对所述阴螺纹中径的测定结果起到不好作用的误差的影响减少到最小而的。这些结果使本发明得以完成。
对该机能还存在不明之处，但可以认为是由于通过使用具有使可能对所述阴螺纹中径的测定结果起到不好作用的误差的影响减少到最小而选择的最合适的测头前端球直径的阴螺纹测定用探针而进行实际内侧尺寸测定，特别是由于提高了测头前端球对阴螺纹的螺纹槽(沟槽)的适当接触位置的再现性(准确性)等。
测定的容易化为了更容易地进行阴螺纹中径的测定，在测头形状上所作的工作也非常重要。
即，在阴螺纹中径测定中，为了使测头轴前端的测头前端球与阴螺纹的螺纹槽(沟槽)接触，因此，使测头轴不与螺纹牙型干涉所作的工作非常重要。
L型测头为此，在本实施方式中，采用如图4所示的L型测头也非常重要。
图4(A)为L型测头的整体图，图4(B)为L型测头的扩大图，图4(C)为以该L型测头进行测定的顺序的说明图。
在图4中，测头20优选L形状。该L型测头20包含本体侧测头轴部70及前端侧测头轴部72。在此，本体侧测头轴部70具有与螺纹轴一致的测头轴线。另外，前端侧测头轴部72与本体侧测头轴部70a相垂直，在前端具有测头前端球22。
另外，在同一图中，为了更恰当地进行阴螺纹中径的自动测定，检出器优选包含应变规74a、74b。
在此，应变规74a、74b设于本体侧测头轴部70处。为了得到阴螺纹的坐标值信息，应变规74a、74b检出前端侧测头轴部72方向的变形信息(方向、位移量)。
本实施方式中，根据应变规74a、74b所检出的变形信息，检出测头前端球22的阴螺纹径向(X轴方向或Y轴方向)的坐标值信息(例如位置信息或位移信息)。
其结果，在本实施方式中使用如图4所示的L型测头，每当各测定位置的测定结束时，通过使螺纹测定用探针旋转，能够容易地在三个以上的位置上进行相同测定。
通过进行例如如图4(C)所示的三个测定位置60、62、64的测定，能够容易地进行极其准确的内侧尺寸测定。这样，能够更容易地进行极其准确的中径测定。
十字测头在本实施方式中，采用如图5所示的十字测头来代替L型测头也是非常重要的。
图5(A)为十字测头的整体图，图5(B)为十字测头的扩大图，图5(C)为以该十字测头进行测定的顺序的说明图。
在图5中，在测头前端球接触阴螺纹的螺纹槽(沟槽)而进行测定时，为使测头前端球不与螺纹牙型干涉，而优选使测头轴为十字形状。该十字状测头轴包含本体侧测头轴部70及四个前端侧测头轴部72a、72b、72c、72d。在此，本体侧测头轴部70向阴螺纹的轴线方向延伸。另外，前端侧测头轴部72a、72b、72c、72d分别与本体侧测头轴部70垂直，而且在与阴螺纹轴线垂直的方向，相互错开90度。
在具有如图5所示的十字测头的螺纹测定用探针中，为了更恰当地进行阴螺纹中径的自动测定，优选包含应变规作为检出器。
在图5中，应变规包含检出例如X轴方向的变形信息的应变规74a、74b，及检出Y轴方向的变形信息的应变规74c、74d。
本实施方式中，通过使用如图5所示的十字测头，不需使螺纹测定用探针旋转而能够容易地进行四个测定位置的测定。
例如，如图5(C)所示，能够不使螺纹测定用探针旋转，而按顺序进行由测头前端球22a进行的对测定位置60的测定、由测头前端球22b进行的测定位置62的测定、及由测头前端球22c进行的对测定位置64的测定。
如图5所示的十字测头由于与所述L型测头相同，能够容易地进行极其准确的内侧尺寸测定，因此，能够更加容易地进行准确的中径测定。
进而，由于十字测头并不进行测头的旋转，而能够迅速进行更多的测定位置的测定，与所述L型测头相比，能够更高效地进行测定。
在此，优选以标尺代替所述应变规作为所述检出器。
另外，在本实施方式中，对使用由仿形探针进行的仿形测定工序的例子进行了说明。但是，本发明并不局限于此，也可以优选由触针进行的点测定。
另外，在所述结构中，根据有关阴螺纹的坐标值信息求得假想上的圆筒、而从其直径求得内侧尺寸的例子进行了说明。但是，本发明并不局限于此，也可优选直接求得内侧尺寸。即，通过求得在以阴螺纹的轴线为中心偏离180度的、阴螺纹的相对方向的螺纹槽(沟槽)上的两个测定点上、按顺序抵接测头前端球时的测头前端球中心位置的隔离距离，能够直接求得内侧尺寸。
其结果，本实施方式通过由选择对应于阴螺纹的螺距的最合适的测头前端球直径的螺纹测定用探针进行直接测定，能够无须取得大量的形状数据而直接计算出阴螺纹中径。因此，本实施方式能够更大幅度地提高采用由三维测定机进行的阴螺纹中径的自动测定时的测定的准确性。
本实施方式所涉及的包含对应于阴螺纹的螺距所选择直径的测头前端球的螺纹测定用探针及根据所述中径运算式进行的中径计算，适用于特开2001-82952号公报所记载的技术，还能够用于阴螺纹中径以外的螺纹形状特性值，例如阳螺纹的中径、有效深度等的测定。
本发明主张2006年3月16日提出的日本国专利申请2006-72862号的优先权，在此编入。
权利要求
1.一种螺纹测定方法，其特征在于，具有内侧尺寸测定工序及中径计算工序，所述内侧尺寸测定工序为使用具备具有对应于阴螺纹的螺距而选择的测头前端球直径的螺纹测定用探针的坐标测定机，根据将该测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽而测定的坐标值信息，测定内侧尺寸信息Dw，该内侧尺寸信息Dw，其与圆筒的直径相等，该圆筒具有与该阴螺纹的轴线一致的中心轴线、且通过该测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽时的该前端球中心；所述中径计算工序为根据由该内侧尺寸测定工序测定的内侧尺寸信息Dw、该测头前端球的直径信息2r、该阴螺纹的螺纹牙型角信息α及螺距信息P，通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式计算该阴螺纹中径信息De。
2.如权利要求1所述的螺纹测定方法，其特征在于，具有螺纹槽检出工序和内侧尺寸计算工序，所述螺纹槽检出工序为所述内侧尺寸测定工序在阴螺纹的壁面且在周向上偏离规定角度的两个以上的测定位置上进行螺纹槽检出，该螺纹槽检出为在使所述测头前端球接触所述阴螺纹的壁面的状态下、在该测头前端球完全进入该阴螺纹的螺纹槽时、检出在使该测头前端球在该螺纹轴向移动时的该测头前端球的朝向该阴螺纹径向外侧的最大位移点；所述内侧尺寸计算工序为根据在所述螺纹槽检出工序检出的各螺纹槽的坐标值信息，计算所述内侧尺寸信息Dw。
3.一种螺纹测定用探针，其设于坐标测定机本体上，用于阴螺纹中径的测定，其特征在于，具有对所述坐标测定机本体上的阴螺纹相对自由移动地设置的探针本体；包含设于所述探针本体上的测头轴、及设于该测头轴的前端且具有对应于阴螺纹的螺距而选择的直径的测头前端球的测头；设于所述探针本体至所述测头、用于检出有关阴螺纹的坐标值信息的检出器；所述测头前端球具有对应于阴螺纹的螺距所选择的直径。
4.如权利要求3所述的螺纹测定用探针，其特征在于，所述测头前端球，其直径2r由2r＝P/(2cosα/2)的数学式表示。
5.如权利要求3所述的螺纹测定用探针，其特征在于，所述测头的所述测头轴包含具有与阴螺纹的轴线一致的测头轴线的本体侧测头轴部；和具有与所述本体侧测头轴部相垂直、且与所述坐标值信息的检出方向平行的测头轴线、在前端具有所述测头前端球的前端侧测头轴部。
6.如权利要求3所述的螺纹测定用探针，其特征在于，所述检出器设于所述探针本体至所述测头轴上，包含用于检出有关阴螺纹的坐标值信息的应变规或标尺。
7.一种螺纹测定装置，其具有如权利要求3所述的螺纹测定用探针，及设置阴螺纹、使该阴螺纹与所述螺纹测定用探针之间相对自由移动的坐标测定机本体，其测定所述阴螺纹中径，其特征在于，具有内侧尺寸测定器及中径运算器，所述内侧尺寸测定器为根据将所述测头前端球抵接于阴螺纹的螺纹槽而测定的坐标值信息，测定内侧尺寸信息Dw，该内侧尺寸信息Dw与圆筒的直径相等，该圆筒具有与该阴螺纹的轴线一致的中心轴线、且通过该测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽时的该测头前端球中心；所述中径运算器为根据由所述内侧尺寸测定器测定的内侧尺寸信息Dw、所述测头前端球的直径信息2r、该阴螺纹的螺纹牙型角信息α及螺距信息P，通过De＝Dw+2r·cosec(α/2)-(P/2)·cot(α/2)的中径运算式求出该阴螺纹中径信息De。
全文摘要
本发明涉及一种螺纹测定装置，其特征在于，具有内侧尺寸测定器和中径运算器，所述内侧尺寸测定器将具有对应于设置于坐标测定机本体的阴螺纹的螺距而选择的直径的测头前端球抵接于该阴螺纹的螺纹槽，测定该阴螺纹的内侧尺寸信息D
文档编号G01B3/46GK101038148SQ20071008855
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月16日 优先权日2006年3月16日
发明者松宫贞行, 新井雅典 申请人:三丰株式会社