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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024071065
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】三次元形状測定装置における被測定物の位置決め方法
(51)【国際特許分類】
G01B 21/00 20060101AFI20240517BHJP
G01B 5/00 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
G01B21/00 L
G01B5/00 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022181800
(22)【出願日】2022-11-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(72)【発明者】
【氏名】吉松 智哉
【テーマコード（参考）】
2F062
2F069
【Ｆターム（参考）】
2F062AA21
2F062AA51
2F062BC71
2F062CC22
2F062CC23
2F062DD24
2F062DD33
2F062EE01
2F062EE62
2F062FF02
2F062GG17
2F062HH01
2F062MM02
2F069AA31
2F069AA61
2F069BB40
2F069DD16
2F069DD25
2F069GG01
2F069GG62
2F069HH01
2F069JJ04
2F069LL02
2F069MM02
2F069PP02
2F069TT13
(57)【要約】
【課題】三次元形状測定装置により被測定物の形状測定を行う際に、自動測定前のティーチング作業を必要としない、様々な形状の被測定物に対応できる被測定物の位置決め方法を提供する。
【解決手段】三次元測定装置に着脱可能な測定用治具を設置する。測定用治具は１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンと固定壁とザグリ穴を備える測定ステージ、１つの位置決めブッシュと長孔とネジ穴を備える治具ステージ、及び２本の位置決めピンとザグリ穴を備える固定ステージ、で構成され、１本の固定ピンを被測定物に当接させたまま、固定壁に被測定物を接触させて測定ステージに載置することにより、被測定物を高精度に位置決めすることができ、ティーチング作業を省いた自動測定が可能となる被測定物の位置決め方法。
【選択図】図１
【解決手段】三次元測定装置に着脱可能な測定用治具を設置する。測定用治具は１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンと固定壁とザグリ穴を備える測定ステージ、１つの位置決めブッシュと長孔とネジ穴を備える治具ステージ、及び２本の位置決めピンとザグリ穴を備える固定ステージ、で構成され、１本の固定ピンを被測定物に当接させたまま、固定壁に被測定物を接触させて測定ステージに載置することにより、被測定物を高精度に位置決めすることができ、ティーチング作業を省いた自動測定が可能となる被測定物の位置決め方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平歯車を三次元測定機で測定するための測定用治具であって、前記測定用治具は１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンと固定壁とザグリ穴を備える測定ステージ、１つの位置決めブッシュと長孔とネジ穴を備える治具ステージ、及び２本の位置決めピンとザグリ穴を備える固定ステージ、で構成され、
前記固定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと、前記三次元測定機の測定機テーブルに設けたネジ穴を締結して、前記固定ステージと前記三次元測定機の測定機テーブルを固定し、
前記治具ステージの位置決めブッシュ及び長孔に、前記固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入して、前記治具ステージを位置決めブッシュを基準に前記固定ステージに位置決め固定し、
前記測定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと前記治具ステージに設けたネジ穴を締結して、上記測定ステージと上記治具ステージを固定し、
前記測定ステージに設けた１本の固定ピンを前記平歯車の歯底に当接させたまま、前記測定ステージに設けた固定壁に前記平歯車の歯先を接触させ、前記平歯車を前記測定ステージに載置することを特徴とする測定用治具。
前記固定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと、前記三次元測定機の測定機テーブルに設けたネジ穴を締結して、前記固定ステージと前記三次元測定機の測定機テーブルを固定し、
前記治具ステージの位置決めブッシュ及び長孔に、前記固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入して、前記治具ステージを位置決めブッシュを基準に前記固定ステージに位置決め固定し、
前記測定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと前記治具ステージに設けたネジ穴を締結して、上記測定ステージと上記治具ステージを固定し、
前記測定ステージに設けた１本の固定ピンを前記平歯車の歯底に当接させたまま、前記測定ステージに設けた固定壁に前記平歯車の歯先を接触させ、前記平歯車を前記測定ステージに載置することを特徴とする測定用治具。
【請求項2】
前記測定ステージと、前記治具ステージと、の材質がモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）である請求項１に記載の測定用治具。
【請求項3】
前記測定ステージに設ける１本の固定ピンと、１本の固定ガイドピンと、の間隔が前記平歯車のピッチと同間隔であり、前記固定ピンと固定ガイドピンが前記測定ステージの上面から１０～１５ｍｍ高さで配置され、材質がＳＫＳ３である請求項１又は２のいずれか一項に記載の測定用治具。
【請求項4】
前記固定壁の材質が、Ａ２０１７である請求項３に記載の測定用治具。
【請求項5】
前記位置決めピンと前記位置決めブッシュの材質がＳＵJ２である請求項４に記載の測定用治具。
【請求項6】
前記位置決めピンと前記位置決めブッシュ間の寸法公差が０．０５以下である請求項５に記載の測定用治具。
【請求項7】
前記固定ステージの材質が、Ａ２０１７である請求項６に記載の測定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、三次元形状測定装置により被測定物の形状測定を行う際に、被測定物の座標系と測定装置の座標系との原点補正を自動で行える、被測定物の位置決め方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、製造工程における製品の寸法測定や、中間製品の検査において、高い精度、汎用性の高さ、及び自動化の容易さなどから三次元測定装置の普及が進んでいる。
尚、本願では直交する３軸をそれぞれＸ、Ｙ、及びＺとするとき、三次元測定装置では、ＸＹ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、ＹＺ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、及び、ＺＸ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、の６自由度で測定点の座標を決定している。
三次元測定装置を用いて座標測定を行うためには、被測定物の座標系と三次元測定装置の座標系とを正確に一致させる必要がある。そのため、被測定物を測定装置に固定するか、又は、形状の測定を開始する前に、被測定物の座標系と三次元測定装置の座標系との原点補正を行う必要がある。
尚、本願では直交する３軸をそれぞれＸ、Ｙ、及びＺとするとき、三次元測定装置では、ＸＹ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、ＹＺ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、及び、ＺＸ平面における基準点の位置と基準点からのベクトル、の６自由度で測定点の座標を決定している。
三次元測定装置を用いて座標測定を行うためには、被測定物の座標系と三次元測定装置の座標系とを正確に一致させる必要がある。そのため、被測定物を測定装置に固定するか、又は、形状の測定を開始する前に、被測定物の座標系と三次元測定装置の座標系との原点補正を行う必要がある。
【0003】
被測定物の座標系と三次元測定装置の座標系とを一致させ、測定箇所、測定順序等の自動測定プログラムを作成することをティーチングと呼んでいる。そして、ティーチングをする前は、被測定物の座標系と測定装置の座標系との相対関係が不明である。
従来、ティーチングの方法としては、三次元測定装置の測定子を、被測定物の所定の測定位置に手動で当てて行うことが一般的であり、ティーチングに技術や時間を要するものであった。したがって、このティーチングは、自ずと熟練又は経験が要求され、手数と時間とを要するものである。
また、別のティーチング方法として、カメラを用いて被測定物の座標系を認識させる方法等があるが、装置が大きくなり、高価であるという問題がある。
従来、ティーチングの方法としては、三次元測定装置の測定子を、被測定物の所定の測定位置に手動で当てて行うことが一般的であり、ティーチングに技術や時間を要するものであった。したがって、このティーチングは、自ずと熟練又は経験が要求され、手数と時間とを要するものである。
また、別のティーチング方法として、カメラを用いて被測定物の座標系を認識させる方法等があるが、装置が大きくなり、高価であるという問題がある。
【0004】
特許文献１には、被測定物固定用の治具に３個の球体を配置し、三次元測定機で該３個の球体の位置を測定して被測定物固定用治具の座標系を定義し、被測定物を正確に測定できる被測定物固定用治具が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００１－２５５１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1では、被測定物を固定する治具が測定装置に固定されていないため、自動測定前に、該３個の球体の位置を測定するティーチング作業が必要となることが考えられる。
また、被測定物固定用の治具は、様々な形状に対応していないので、形状の異なる測定物を測定するためには、被測定物固定用の治具を変更して、自動測定前に再度ティーチング作業を行う必要がある。
また、被測定物固定用の治具は、様々な形状に対応していないので、形状の異なる測定物を測定するためには、被測定物固定用の治具を変更して、自動測定前に再度ティーチング作業を行う必要がある。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、三次元形状測定装置により被測定物の形状測定を行う際に、自動測定前のティーチング作業を必要としない、様々な形状の被測定物に対応できる被測定物の位置決め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示は、下記［１］～［７］の実施形態を含むものである。
［１］平歯車を三次元測定機で測定するための測定用治具であって、上記測定用治具は１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンと固定壁とザグリ穴を備える測定ステージ、１つの位置決めブッシュと長孔とネジ穴を備える治具ステージ、及び２本の位置決めピンとザグリ穴を備える固定ステージ、で構成され、
前記固定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと、前記三次元測定機の測定機テーブルに設けたネジ穴を締結して、前記固定ステージと前記三次元測定機の測定機テーブルを固定し、
前記治具ステージの位置決めブッシュ及び長孔に、前記固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入して、前記治具ステージを位置決めブッシュを基準に前記固定ステージに位置決め固定し、
前記測定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと前記治具ステージに設けたネジ穴を締結して、上記測定ステージと上記治具ステージを固定し、
前記測定ステージに設けた１本の固定ピンを前記平歯車の歯底に当接させたまま、前記測定ステージに設けた固定壁に前記平歯車の歯先を接触させ、前記平歯車を前記測定ステージに載置することを特徴とする測定用治具。
［２］上記測定ステージと上記治具ステージの材質がモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）である［１］項に記載の測定用治具。
［３］上記測定ステージに設ける１本の固定ピンと、１本の固定ガイドピンと、の間隔が上記平歯車のピッチと同間隔であり、上記固定ピンと上記固定ガイドピンが上記測定ステージの上面から１０～１５ｍｍ高さで配置され、材質がＳＫＳ３である［１］又は［２］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［４］上記固定壁の材質が、Ａ２０１７である［１］～［３］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［５］上記位置決めピンと上記位置決めブッシュの材質が、ＳＵJ２である［１］～［４］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［６］上記位置決めピンと位置決めブッシュ間の寸法公差が０．０５以下である［１］～［５］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［７］上記固定ステージの材質が、Ａ２０１７である［１］～［６］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［１］平歯車を三次元測定機で測定するための測定用治具であって、上記測定用治具は１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンと固定壁とザグリ穴を備える測定ステージ、１つの位置決めブッシュと長孔とネジ穴を備える治具ステージ、及び２本の位置決めピンとザグリ穴を備える固定ステージ、で構成され、
前記固定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと、前記三次元測定機の測定機テーブルに設けたネジ穴を締結して、前記固定ステージと前記三次元測定機の測定機テーブルを固定し、
前記治具ステージの位置決めブッシュ及び長孔に、前記固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入して、前記治具ステージを位置決めブッシュを基準に前記固定ステージに位置決め固定し、
前記測定ステージに設けたザグリ穴に通したネジと前記治具ステージに設けたネジ穴を締結して、上記測定ステージと上記治具ステージを固定し、
前記測定ステージに設けた１本の固定ピンを前記平歯車の歯底に当接させたまま、前記測定ステージに設けた固定壁に前記平歯車の歯先を接触させ、前記平歯車を前記測定ステージに載置することを特徴とする測定用治具。
［２］上記測定ステージと上記治具ステージの材質がモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）である［１］項に記載の測定用治具。
［３］上記測定ステージに設ける１本の固定ピンと、１本の固定ガイドピンと、の間隔が上記平歯車のピッチと同間隔であり、上記固定ピンと上記固定ガイドピンが上記測定ステージの上面から１０～１５ｍｍ高さで配置され、材質がＳＫＳ３である［１］又は［２］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［４］上記固定壁の材質が、Ａ２０１７である［１］～［３］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［５］上記位置決めピンと上記位置決めブッシュの材質が、ＳＵJ２である［１］～［４］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［６］上記位置決めピンと位置決めブッシュ間の寸法公差が０．０５以下である［１］～［５］のいずれか一項に記載の測定用治具。
［７］上記固定ステージの材質が、Ａ２０１７である［１］～［６］のいずれか一項に記載の測定用治具。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、三次元形状測定装置により被測定物の形状測定を行う際に、被測定物の座標系と測定装置の座標系との原点補正を自動で行える、ティーチィング作業が不要な測定が可能となる、被測定物の位置決め方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の三次元測定機の概略構成図である。
【図2】固定ステージと治具ステージが組み合った状態の概略図である。
【図3】治具ステージと固定ステージを外した状態の概略図である。
【図4】測定ステージの正面概略図及び平面概略図である。
【図5】固定ステージの正面概略図及び平面概略図である。
【図6】治具ステージの正面概略図及び平面概略図である。
【図7】平歯車を測定ステージに載置した状態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0012】
三次元測定機テーブルと固定ステージとの設置位置決めには、ネジ止め、または接着材を用いる固定方法等が好ましい。これにより、Ｘ、Ｙ、及びＺの３方向に対して高精度な位置決めが可能となる。固定ステージと治具ステージの固定には、位置決めピンと位置決めブッシュを用いて行い、取り外しを容易にしておくと被測定物の入れ替えが容易に行える。治具ステージと測定ステージは、ネジ止めや接着剤又は、一体成型等で、取り外せないようにすることが好ましい。測定ステージを、被測定物の種類毎に作製し、治具ステージに付け替えすれば、治具ステージを共用化することができ、機種毎の生産量に見合う測定ステージの作製数を調整することができるので、また、測定ステージと被測定物の位置決めは、固定ピンや固定壁に被測定物を押し当てて位置決めする方法であれば、高度な技術を必要とすることなく測定を行うことができる。
【0013】
一般に、多品種に対応するための被測定物の載置方法として、マグネットチャックを利用することが多く、被測定物の固定は簡単にできるが、精度よく位置決めするのは困難である。また、マグネットチャックを使用した後、被測定物が磁化し、脱磁処理が必要となることがある。そのため、脱磁処理の工数が掛り、脱磁処理での被測定物への擦り傷の発生、及び未脱磁品の製品が次工程へ流出する懸念がある。
本発明では、例えば上記測定ステージに設けた１本の固定ピンに平歯車の歯底を当接させ、上記測定ステージに設けた固定壁に上記平歯車の歯先を接触させて、上記平歯車を上記測定ステージに載置することで、位置決めを行う。そのため、被測定物を高精度に位置決めすることができるので、ティーチング作業を行わなくても自動測定が可能となる。
また、例えば左右非対称の被測定物を測定するときは、上記測定ステージに設けた１本の固定ピンに、該被測定物の端面を当接させ、上記固定壁に該被測定物の他の端面を接触させて、２点接触の状態で載置することにより、位置決めが可能となる。
本発明では、例えば上記測定ステージに設けた１本の固定ピンに平歯車の歯底を当接させ、上記測定ステージに設けた固定壁に上記平歯車の歯先を接触させて、上記平歯車を上記測定ステージに載置することで、位置決めを行う。そのため、被測定物を高精度に位置決めすることができるので、ティーチング作業を行わなくても自動測定が可能となる。
また、例えば左右非対称の被測定物を測定するときは、上記測定ステージに設けた１本の固定ピンに、該被測定物の端面を当接させ、上記固定壁に該被測定物の他の端面を接触させて、２点接触の状態で載置することにより、位置決めが可能となる。
【0014】
＜三次元測定機＞
図１は、本発明の実施の形態における三次元測定機、及び測定用治具の構成例の概略図である。図４に示すように、１本の固定ピン、１本の固定ガイドピン、固定壁、及びザグリ穴を備える測定ステージと、図６に示すように、１つの位置決めブッシュ、長孔、及びネジ穴を備える治具ステージと、図５に示すように、２本の位置決めピン、及びザグリ穴を備える固定ステージと、三次元測定機の測定テーブルで構成される。接触式三次元測定機の測定プローブは、先端に鋼球、サファイア等を高精度な球形に加工して使用する。測定プローブの移動は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸方向にＮＣ制御で移動することが可能である。
図１は、本発明の実施の形態における三次元測定機、及び測定用治具の構成例の概略図である。図４に示すように、１本の固定ピン、１本の固定ガイドピン、固定壁、及びザグリ穴を備える測定ステージと、図６に示すように、１つの位置決めブッシュ、長孔、及びネジ穴を備える治具ステージと、図５に示すように、２本の位置決めピン、及びザグリ穴を備える固定ステージと、三次元測定機の測定テーブルで構成される。接触式三次元測定機の測定プローブは、先端に鋼球、サファイア等を高精度な球形に加工して使用する。測定プローブの移動は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸方向にＮＣ制御で移動することが可能である。
【0015】
三次元測定機の自動運転モードには、予め作成した測定パスを使用し、自動で被測定物の各ポイントに測定プローブを接触させて被測定物の形状を認識する方法がある。 また、測定パスの作成方法は、３ＤＣＡＤデータから測定パスを作成する方法、手作業で被測定物の各ポイントに測定プローブを接触させることにより、測定ポイントを覚え込ませて測定パスを作成する方法等がある。
【0016】
＜測定ステージ＞
測定ステージは、図４に示すように、１本の固定ピン、１本の固定ガイドピン、固定壁、及びザグリ穴を備える。測定ステージの材質は、被測定物の磁化対策、及び傷対策の観点からモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）を使用するのが好ましい。１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンは、測定のし易さ及び治具への取り付け易さから、その直径は５～６ｍｍとするのが好ましい。また、固定ピンと固定ガイドピンは、測定ベース面からの高さが１０～１５ｍｍ突出させて設置するのが好ましい。１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンは、ピンの緩みを防止するため、測定ステージに圧入して固定するのが好ましい。
測定ステージは、図４に示すように、１本の固定ピン、１本の固定ガイドピン、固定壁、及びザグリ穴を備える。測定ステージの材質は、被測定物の磁化対策、及び傷対策の観点からモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）を使用するのが好ましい。１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンは、測定のし易さ及び治具への取り付け易さから、その直径は５～６ｍｍとするのが好ましい。また、固定ピンと固定ガイドピンは、測定ベース面からの高さが１０～１５ｍｍ突出させて設置するのが好ましい。１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンは、ピンの緩みを防止するため、測定ステージに圧入して固定するのが好ましい。
【0017】
固定壁の材質は、磁化対策、及び耐摩耗性の観点からＡ２０１７（アルミニウム合金：ＪＩＳ Ｈ４０００：２０１４準拠）が好ましい。固定壁は、測定ステージにネジ止めで固定される。固定壁は、測定ベース面からの高さが１５～２０ｍｍ突出していることが好ましい。また、固定壁の幅は、４～６ｍｍとするのが好ましい。ザグリ穴は、測定ステージと治具ステージの固定に使用され、ザグリ穴に通したネジと治具ステージ上の測定ベース固定用ネジ穴を締結し固定する。固定は、六角ボルト呼び径Ｍ５～Ｍ８が好ましい。ザグリ穴径は、使用するネジ径に対応して、六角ボルト呼び径Ｍ５の場合は、下穴加工径５．５ｍｍ、ザグリ加工径９．５ｍｍ、ザグリ加工深さ５．４ｍｍ以上で、呼び径Ｍ６の場合は、下穴加工径６．６ｍｍ、ザグリ加工径１１ｍｍ、ザグリ加工深さ６．５ｍｍ以上で、呼び径Ｍ８の場合は、下穴加工径９ｍｍ、ザグリ加工径１４ｍｍ、ザグリ加工深さ８．６ｍｍ以上に設定するのが好ましい。測定ステージと治具ステージは、固定後は外すことはない。
【0018】
＜治具ステージ＞
治具ステージは、１つの位置決めブッシュ、１つの長孔、及びネジ穴を備える。治具ステージの材質は、被測定物の磁化対策、及び傷対策からモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）を使用するのが好ましい。１つの位置決めブッシュは、耐摩耗性の観点からＳＵＪ２を用いるのが好ましい。ブッシュ径は、固定のしやすさから、その直径は、８～１５ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
治具ステージの熱膨張の影響を吸収するために、長孔を設ける。長孔の直径は、ブッシュ径と同じ径に加工するのが好ましい。ネジ穴は、測定ステージの固定に使用する。ネジ穴の数は固定する測定ステージ１個に付き、４か所以上設けると精度よく固定することができる。固定は、六角ボルト呼び径Ｍ５～Ｍ８を用いるのが好ましい。ネジ穴径は、使用するネジ径に対応し、ネジ深さは、１０ｍｍ以上で測定ステージを貫通しないことが好ましい。
治具ステージの位置決めブッシュ、及び位置決め長孔に固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入し固定する。
治具ステージは、１つの位置決めブッシュ、１つの長孔、及びネジ穴を備える。治具ステージの材質は、被測定物の磁化対策、及び傷対策からモノマーキャストナイロン（ＭＣ９０１）を使用するのが好ましい。１つの位置決めブッシュは、耐摩耗性の観点からＳＵＪ２を用いるのが好ましい。ブッシュ径は、固定のしやすさから、その直径は、８～１５ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
治具ステージの熱膨張の影響を吸収するために、長孔を設ける。長孔の直径は、ブッシュ径と同じ径に加工するのが好ましい。ネジ穴は、測定ステージの固定に使用する。ネジ穴の数は固定する測定ステージ１個に付き、４か所以上設けると精度よく固定することができる。固定は、六角ボルト呼び径Ｍ５～Ｍ８を用いるのが好ましい。ネジ穴径は、使用するネジ径に対応し、ネジ深さは、１０ｍｍ以上で測定ステージを貫通しないことが好ましい。
治具ステージの位置決めブッシュ、及び位置決め長孔に固定ステージに設けた位置決めピンを嵌入し固定する。
【0019】
＜固定ステージ＞
固定ステージは、２本の位置決めピン、及びザグリ穴を備える。固定ステージの材質は、磁化対策と耐摩耗性の観点からＡ２０１７が好ましい。２本の位置決めピンは、耐摩耗性の観点からＳＵＪ２が好ましく、ピン径は、８～１５ｍｍで、ブッシュ径より細くし、位置精度を上げる観点から寸法公差を０．０５以下に設定するのが好ましい。
ザグリ穴は、三次元測定機テーブルとネジを用いて締結するために使用する。
ザグリ穴は、三次元測定機テーブル上のネジ穴径に合わせて開けることが好ましい。
例として、六角ボルト呼び径Ｍ６、Ｍ８のネジ穴が開いている場合、ザグリ穴径は、呼び径Ｍ６の場合は、下穴加工径６．６ｍｍ、ザグリ加工径１１ｍｍ、ザグリ加工深さ６．５ｍｍで、呼び径Ｍ８の場合は、下穴加工径９ｍｍ、ザグリ加工径１４ｍｍ、ザグリ加工深さ８．６ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
その他、特に指示しない寸法は、公差を±０．２５で仕上げればよい。
固定ステージは、２本の位置決めピン、及びザグリ穴を備える。固定ステージの材質は、磁化対策と耐摩耗性の観点からＡ２０１７が好ましい。２本の位置決めピンは、耐摩耗性の観点からＳＵＪ２が好ましく、ピン径は、８～１５ｍｍで、ブッシュ径より細くし、位置精度を上げる観点から寸法公差を０．０５以下に設定するのが好ましい。
ザグリ穴は、三次元測定機テーブルとネジを用いて締結するために使用する。
ザグリ穴は、三次元測定機テーブル上のネジ穴径に合わせて開けることが好ましい。
例として、六角ボルト呼び径Ｍ６、Ｍ８のネジ穴が開いている場合、ザグリ穴径は、呼び径Ｍ６の場合は、下穴加工径６．６ｍｍ、ザグリ加工径１１ｍｍ、ザグリ加工深さ６．５ｍｍで、呼び径Ｍ８の場合は、下穴加工径９ｍｍ、ザグリ加工径１４ｍｍ、ザグリ加工深さ８．６ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
その他、特に指示しない寸法は、公差を±０．２５で仕上げればよい。
【実施例0020】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例及び比較例で用いた材料について以下に示す。
（実施例１）
［被測定物］
被測定物は、歯幅４．２ｍｍ、ピッチ８．００、ピッチ円径φ９１．７９、歯底径φ８６．１４、歯数３６の標準平歯車を使用した。歯車には加工の基準、噛合いのためのマークが打刻等の方法で設けられる。
実施例及び比較例で用いた材料について以下に示す。
（実施例１）
［被測定物］
被測定物は、歯幅４．２ｍｍ、ピッチ８．００、ピッチ円径φ９１．７９、歯底径φ８６．１４、歯数３６の標準平歯車を使用した。歯車には加工の基準、噛合いのためのマークが打刻等の方法で設けられる。
【0021】
［測定ステージ１］
ＭＣナイロンプレートを用意し、図４に示すように、六角ボルト呼び径Ｍ８用の９．測定ベース固定用ザグリ穴を４か所設けた。また、５．固定ピンと６．固定ガイドピンを、上記ＭＣナイロンプレート面上の高さ１５ｍｍ、上記２本のピン間距離を、測定する歯車のピッチ円の円周の１／３６とする位置に圧入した。８．固定壁は、５．固定ピンと６．固定ガイドピンを結ぶ仮想線分の仮想垂直二等分線に平行で、上記仮想垂直二等分線から垂直方向に歯先円半径分離れた位置が、固定壁の刃先当接面となる位置にネジ固定した。
ＭＣナイロンプレートを用意し、図４に示すように、六角ボルト呼び径Ｍ８用の９．測定ベース固定用ザグリ穴を４か所設けた。また、５．固定ピンと６．固定ガイドピンを、上記ＭＣナイロンプレート面上の高さ１５ｍｍ、上記２本のピン間距離を、測定する歯車のピッチ円の円周の１／３６とする位置に圧入した。８．固定壁は、５．固定ピンと６．固定ガイドピンを結ぶ仮想線分の仮想垂直二等分線に平行で、上記仮想垂直二等分線から垂直方向に歯先円半径分離れた位置が、固定壁の刃先当接面となる位置にネジ固定した。
【0022】
［治具ステージ２］
ＭＣナイロンプレートを用意し、図６に示すように六角ボルト呼び径Ｍ８用の１７．測定ベース固定用ネジ穴を計１２か所設けた。内径１２ｍｍの１４．位置決めブッシュを圧入し、１６．位置決め長孔を加工した。本例では、測定ステージを３ケ固定できるようにした。
ＭＣナイロンプレートを用意し、図６に示すように六角ボルト呼び径Ｍ８用の１７．測定ベース固定用ネジ穴を計１２か所設けた。内径１２ｍｍの１４．位置決めブッシュを圧入し、１６．位置決め長孔を加工した。本例では、測定ステージを３ケ固定できるようにした。
【0023】
［固定ステージ３］
Ａ２０１７のアルミプレートを用意し、図５に示すように三次元測定機のテーブルネジ穴に合わせて、１３．固定ベース固定用ザグリ穴を６か所加工し、φ１２の１１．位置決めピン２本を、上記アルミプレート面から高さ１０ｍｍになるように圧入した。
Ａ２０１７のアルミプレートを用意し、図５に示すように三次元測定機のテーブルネジ穴に合わせて、１３．固定ベース固定用ザグリ穴を６か所加工し、φ１２の１１．位置決めピン２本を、上記アルミプレート面から高さ１０ｍｍになるように圧入した。
【0024】
［測定ステージ１と治具ステージ２の固定］
本実施例では、測定ステージ１を３セットと、治具ステージ２をそれぞれ用意した。測定ステージ１に設けた測定ベース９の固定用ザグリ穴に通した六角ボルト呼び径Ｍ８と治具ステージ２に設けた測定ベース１７の固定用ネジ穴を締結して、測定ステージ１と上記治具ステージ２をネジ固定する。測定ステージ１と治具ステージ２はネジ固定後、位置精度を保つため、生産が終了するまではボルトを緩めない。同様にして、残り２セットをネジ固定した。
本実施例では、測定ステージ１を３セットと、治具ステージ２をそれぞれ用意した。測定ステージ１に設けた測定ベース９の固定用ザグリ穴に通した六角ボルト呼び径Ｍ８と治具ステージ２に設けた測定ベース１７の固定用ネジ穴を締結して、測定ステージ１と上記治具ステージ２をネジ固定する。測定ステージ１と治具ステージ２はネジ固定後、位置精度を保つため、生産が終了するまではボルトを緩めない。同様にして、残り２セットをネジ固定した。
【0025】
［固定ステージ３と三次元測定機テーブル４の固定］
固定ステージ３に設けたザグリ穴に通した六角ボルト呼び径Ｍ８と三次元測定機テーブル４に設けたネジ穴とを締結して、固定ステージ３と三次元測定機テーブル４とをネジ固定した。固定ステージ３と三次元測定機テーブル４はネジ固定後、位置精度を保つため、生産が終了するまではボルトを緩めない。
固定ステージ３に設けたザグリ穴に通した六角ボルト呼び径Ｍ８と三次元測定機テーブル４に設けたネジ穴とを締結して、固定ステージ３と三次元測定機テーブル４とをネジ固定した。固定ステージ３と三次元測定機テーブル４はネジ固定後、位置精度を保つため、生産が終了するまではボルトを緩めない。
【0026】
［治具ステージ２と固定ステージ３の固定］
測定ステージ１を締結した治具ステージ２の位置決めブッシュ１４及び位置決め長孔１６に、固定ステージに設けた位置決めピン１１を嵌入し固定した。
測定ステージ１を締結した治具ステージ２の位置決めブッシュ１４及び位置決め長孔１６に、固定ステージに設けた位置決めピン１１を嵌入し固定した。
【0027】
［被測定物１個の載置］
図７のように、測定ステージ上の１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンの間に、タイミングマークを設けた位置の歯を差し込み、固定ピン５側の歯底を固定ピンの周面に当接させたまま、固定壁に歯車の歯が接触するまで歯車を移動させた。
本例では、治具ステージ上の３個の測定ステージの内、１個の測定ステージを使用した。
図７のように、測定ステージ上の１本の固定ピンと１本の固定ガイドピンの間に、タイミングマークを設けた位置の歯を差し込み、固定ピン５側の歯底を固定ピンの周面に当接させたまま、固定壁に歯車の歯が接触するまで歯車を移動させた。
本例では、治具ステージ上の３個の測定ステージの内、１個の測定ステージを使用した。
【0028】
［１個用三次元自動測定プログラムの作成］
測定ステージ上に載置した１個の平歯車の各測定ポイントに、手作業で測定プローブを接触させ、測定パスを作成した。作成した測定パスを元に、測定ステージの平歯車１個を測定する、１個用自動測定プログラムを作成した。
測定ステージ上に載置した１個の平歯車の各測定ポイントに、手作業で測定プローブを接触させ、測定パスを作成した。作成した測定パスを元に、測定ステージの平歯車１個を測定する、１個用自動測定プログラムを作成した。
【0029】
［被測定物１個の測定］
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
作成した１個用自動測定プログラムを起動し、平歯車１個の測定を行った結果、平歯車の載置から測定終了までの時間は、８５秒であった。
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
作成した１個用自動測定プログラムを起動し、平歯車１個の測定を行った結果、平歯車の載置から測定終了までの時間は、８５秒であった。
【0030】
（実施例２）
［被測定物３個の載置］
治具ステージ上の３個の測定ステージ全てに実施例１と同様にして平歯車を載置した。
［３個用三次元自動測定プログラムの作成］
測定ステージ上に載置した３個の平歯車の各測定ポイントに、手作業で測定プローブを接触させ、測定パスを作成した。作成した測定パスを元に、測定ステージの平歯車３個を測定する、３個用自動測定プログラムを作成した。
［被測定物３個の載置］
治具ステージ上の３個の測定ステージ全てに実施例１と同様にして平歯車を載置した。
［３個用三次元自動測定プログラムの作成］
測定ステージ上に載置した３個の平歯車の各測定ポイントに、手作業で測定プローブを接触させ、測定パスを作成した。作成した測定パスを元に、測定ステージの平歯車３個を測定する、３個用自動測定プログラムを作成した。
【0031】
［被測定物３個の測定］
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
作成した３個用自動測定プログラムを起動し、平歯車３個の測定を行った結果、平歯車の載置から測定終了までの時間は、２２０秒であった。
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
作成した３個用自動測定プログラムを起動し、平歯車３個の測定を行った結果、平歯車の載置から測定終了までの時間は、２２０秒であった。
【0032】
（比較例１）
［被測定物の固定］
永磁マグネットチャックに、平歯車１個を固定した。
［三次元自動測定プログラムの作成］
永磁マグネットチャックに固定した１個の平歯車の各測定ポイントに測定プローブを接触させ、１個用の自動測定プログラム測定パスを作成した。
［被測定物の固定］
永磁マグネットチャックに、平歯車１個を固定した。
［三次元自動測定プログラムの作成］
永磁マグネットチャックに固定した１個の平歯車の各測定ポイントに測定プローブを接触させ、１個用の自動測定プログラム測定パスを作成した。
【0033】
［測定］
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
マグネットチャックに、平歯車１個を固定後、平歯車の位置、角度を認識させるためにティーチング作業を実施する。作成した自動測定プログラムを起動して測定を行った結果、平歯車の固定から測定終了までの時間は、１２０秒であった。
いずれの例でも、問題なく測定ができた。また測定に要した時間の詳細を表１に示した。
平歯車は、測定環境温度（室温：２０℃）に４時間放置した後測定を行った。
マグネットチャックに、平歯車１個を固定後、平歯車の位置、角度を認識させるためにティーチング作業を実施する。作成した自動測定プログラムを起動して測定を行った結果、平歯車の固定から測定終了までの時間は、１２０秒であった。
いずれの例でも、問題なく測定ができた。また測定に要した時間の詳細を表１に示した。
【0034】
【表1】
【0035】
表１から明らかなように、実施例１～２の場合は、比較例１と比較して１個当たりの所要時間が短くなっていることがわかる。平歯車の測定において、実施例で製作した測定用治具は、所要時間の短縮に効果的であると判断できる。
【符号の説明】
【0036】
１ 測定ステージ、２ 治具ステージ、３ 固定ステージ、４ 三次元測定機テーブル
５ 固定ピン、６ 固定ガイドピン、７ 測定ベース、８ 固定壁、９ 測定ベース固定用ザグリ穴、１０ 固定壁固定用ネジ穴 １１ 位置決めピン、１２ 固定ベース、１３ 固定ベース固定用ザグリ穴、１４ 位置決めブッシュ、１５ 治具ベース、１６ 位置決め長孔、１７ 治具ベース固定用ネジ穴、１８ 歯車
５ 固定ピン、６ 固定ガイドピン、７ 測定ベース、８ 固定壁、９ 測定ベース固定用ザグリ穴、１０ 固定壁固定用ネジ穴 １１ 位置決めピン、１２ 固定ベース、１３ 固定ベース固定用ザグリ穴、１４ 位置決めブッシュ、１５ 治具ベース、１６ 位置決め長孔、１７ 治具ベース固定用ネジ穴、１８ 歯車
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
