特許 7291728 機械部品の寸法を検査するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-07

(45)【発行日】2023-06-15

(54)【発明の名称】機械部品の寸法を検査するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/02 20060101AFI20230608BHJP

【ＦＩ】

G01B5/02

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020565276

(86)(22)【出願日】2019-05-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-09-30

(86)【国際出願番号】 EP2019063182

(87)【国際公開番号】W WO2019224232

(87)【国際公開日】2019-11-28

【審査請求日】2022-03-15

(31)【優先権主張番号】102018000005610

(32)【優先日】2018-05-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】500200708

【氏名又は名称】マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＲＰＯＳＳ Ｓ．Ｐ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100198029

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 力

(72)【発明者】

【氏名】ステファノ、パレスキ

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】独国実用新案第００００２００１７５０９（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】特表２０１６－５０４５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４２２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２６９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７１４６８６（ＵＳ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第０４０１５５７６（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／００－５／３０

２１／００－２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面（５）と孔（１）とを備える機械部品であって、前記孔は、第２面（６）と、前記第１面（５）と前記第２面（６）との間の接続面（７）と、円形の縁部（Ｓ）と、を画定する、機械部品の寸法を、検査装置によって測定または検査するための方法であって、
前記検査装置は、
・少なくとも第１方向（Ｙ）に沿って前記機械部品（Ｗ）に対して移動可能な支持フレーム（２０）と、
・少なくとも前記第１方向（Ｙ）に沿って前記支持フレーム（２０）に移動可能に接続された第１フィーラ（１５）と、
・少なくとも前記第１方向（Ｙ）に垂直な第２方向（Ｘ）に沿って前記支持フレーム（２０）に移動可能に接続された第２フィーラ（２５）と、
・固定スペース（Ｄ）により前記第１方向（Ｙ）に沿って互いに離間した前記第１フィーラ（１５）および前記第２フィーラ（２５）と、
・前記第１フィーラ（１５）に連結され、前記第１方向（Ｙ）に沿った前記支持フレーム（２０）に対する前記第１フィーラ（１５）の変位に応答する信号を提供するように適合された第１トランスデューサ（１６）と、
・前記第２フィーラ（２５）に連結され、前記第２方向（Ｘ）に沿った前記支持フレーム（２０）に対する第２フィーラ（２５）の変位に応答する信号を提供するように適合された第２トランスデューサ（２６）と、
を備え、
前記方法は、
（ｉ）前記支持フレーム（２０）を開始位置に配置するステップと、
（ｉｉ）前記第１方向（Ｙ）に沿って前記支持フレーム（２０）と前記機械部品（Ｗ）とを相互移動させるステップであって、前記相互移動中に、
ａ．前記第２フィーラ（２５）は、前記接続面（７）の少なくとも部分的なスキャンを行い、前記第２トランスデューサ（２６）は、関連するスキャン信号（Ｔ２）を提供し、
ｂ．前記第１フィーラ（１５）は、前記第１面（５）と協働し、前記第１トランスデューサ（１６）は、関連する参照信号（Ｔ１）を提供し、前記スキャン信号（Ｔ２）と前記参照信号（Ｔ１）は、相互に同期する、
ステップと、
（ｉｉｉ）同期した前記参照信号（Ｔ１）および前記スキャン信号（Ｔ２）と、前記固定スペース（Ｄ）とに基づいて、前記第１方向（Ｙ）に沿った前記第１面（５）から前記縁部（Ｓ）までの距離（Ｈ）の計算を行うステップと、
を備える方法。

【請求項2】

前記距離（Ｈ）の前記計算は、前記第１方向（Ｙ）に沿った前記縁部（Ｓ）の位置を示す第１の値（ＹＢ）、および前記第１方向（Ｙ）に沿った前記第１面（５）の位置を示す第２の値（ＹＡ）の計算を含み、
前記距離は、前記第１の値（ＹＢ）と前記第２の値（ＹＡ）との差として得られる、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記スキャン信号（Ｔ２）に従って、前記第２フィーラ（２５）が前記縁部（Ｓ）と接触する移行時点（ｔ２）を検出するステップを備え、
前記距離（Ｈ）の前記計算は、前記移行時点（ｔ２）を考慮する、
請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の値（ＹＢ）は、前記移行時点（ｔ２）に基づいて計算される、
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１フィーラ（１５）が前記第１面（５）と接触し、かつ前記参照信号（Ｔ１）が所定の値（Ｔ１Ｆ）を取る停止時点（ｔ４）を検出するステップを備え、
前記距離計算は、前記停止時点（ｔ４）を考慮する、
請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記第２の値（ＹＡ）は、前記停止時点（ｔ４）と前記固定スペース（Ｄ）とに基づいて計算される、
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１方向（Ｙ）に沿った前記支持フレーム（２０）と前記機械部品（Ｗ）との前記相互移動は、既知の一定速度（ｖ）で行われる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記開始位置において、前記第１フィーラ（１５）は、前記第１面（５）に面するとともに前記第１面（５）から離間しており、
前記第１方向（Ｙ）に沿った前記支持フレーム（２０）と前記機械部品（Ｗ）との前記相互移動中に、前記第１フィーラは、前記第１面（５）に向かって移動し、前記第１トランスデューサ（１６）は、前記第１フィーラ（１５）と前記第１面（５）との接触時に、前記参照信号（Ｔ１）を提供する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記第１面（５）は、前記機械部品（Ｗ）の内面であり、
前記孔（１）は、貫通孔であり、
前記方法は、前記支持フレーム（２０）を移動させることにより、前記第１フィーラ（１５）および前記第２フィーラ（２５）が前記孔（１）を通過して前記第１面（５）および前記接続面（７）に近接して配置される予備ステップを備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

第１面（５）と孔（１）とを備える機械部品（Ｗ）の寸法を測定または検査するための装置であって、
・少なくとも第１方向（Ｙ）に沿って前記機械部品（Ｗ）に対して移動可能な支持フレーム（２０）と、
・少なくとも前記第１方向（Ｙ）に沿って前記支持フレーム（２０）に移動可能に接続された第１フィーラ（１５）と、
・少なくとも前記第１方向（Ｙ）に垂直な第２方向（Ｘ）に沿って前記支持フレーム（２０）に移動可能に接続された第２フィーラ（２５）と、
・固定スペース（Ｄ）により前記第１方向（Ｙ）に沿って互いに離間した前記第１フィーラ（１５）および前記第２フィーラ（２５）と、
・前記第１フィーラ（１５）に連結され、前記第１方向（Ｙ）に沿った前記支持フレーム（２０）に対する前記第１フィーラ（１５）の変位に応答する信号（Ｔ１）を提供するように適合された第１トランスデューサ（１６）と、
・前記第２フィーラ（２５）に連結され、前記第２方向（Ｘ）に沿った前記支持フレーム（２０）に対する前記第２フィーラ（２５）の変位に応答する信号（Ｔ２）を提供するように適合された第２トランスデューサ（２６）と、
・前記第１トランスデューサ（１６）および前記第２トランスデューサ（２６）により提供された前記信号（Ｔ１、Ｔ２）を同期的に受信するように構成されるとともに、同期的に取得した前記信号（Ｔ１、Ｔ２）および前記固定スペース（Ｄ）を処理して前記第１方向（Ｙ）に沿った前記第１面（５）から前記孔（１）の縁部（Ｓ）までの距離（Ｈ）についての情報を得るように構成された処理ユニット（４０）と、
を備える装置。

【請求項11】

前記第１トランスデューサ（１６）および前記第２トランスデューサ（２６）により提供された前記信号（Ｔ１、Ｔ２）を同期的に取得し、前記信号（Ｔ１、Ｔ２）を前記処理ユニット（４０）に同期的に送信するために前記支持フレーム（２０）に接続された取得送信ユニット（３０）を備える、
請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記取得送信ユニット（３０）は、無線送信機を備える、
請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実施するための、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の装置の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械部品の寸法を検査するための方法および装置、特に、表面から縁部までの距離を検査するための方法および装置に関する。本発明は、例えば円筒の孔の口部でのテーパ面である面取り部を備えた機械部品において、これらの面取り部の長さを検査または測定するために使用される。

【背景技術】

【0002】

面取り部を手動で測定するための多くの解決策が知られている。機械的測定デバイスによって面取り部の表面と接触し、先験的に知られている面取り部の角度の値に基づいて面取り部の長さを検査することができる。

【0003】

面取り部の長さを検査するための装置は、例えば、ドイツ特許出願番号ＤＥ４０１５５７６Ａ１に記載されている。この装置は、被検査部品のための支持部と、２つのストッパと、を備えている。ストッパは、既知の横方向位置に並んで配置され、長手方向に沿って部品の端面と面取り部の表面とに係合する。ストッパのうちの一方は、可動であり、センサに接続されている。面取り部の角度の値が既知であるため、面取り部の長さは、適切な三角関数計算によってセンサ信号から得られる。

【0004】

特許出願ＤＥ４０１５５７６Ａ１による装置は、手動で使用され、小さくない寸法を有し、内側面取り部、すなわち円筒の孔の口部でのテーパ面の長さを検査するように容易に適合させることができない。

【0005】

更に、この装置や他の既知のデバイスや機器により実施できない課題は、機械部品の内面であって、機械部品の完全性を損なうことなく外部からアクセスすることができない表面に開口している孔に存在する内側面取り部の長さを検査することである。

【0006】

図１の略図は、外面３と、内面すなわち第１面５と、孔１、具体的には、例えば実質的に円筒面６である第２面を画定する貫通孔と、前記第１面と前記第２面との間のテーパ接続面すなわち面取り部７と、を有する機械部品Ｗを示す。実質的に円形の縁部Ｓが、孔１の内部において、円筒面６から接続面７を区切っている。機械部品の形状のため、内面５にアクセスすることはできない。面取り部７の長さＨ、すなわち、孔１の軸に沿った内面５から縁部Ｓまでの距離Ｈを検査するためには、外側、すなわち外面３の側から孔１を介して入ることが唯一の可能性である。

【0007】

図１に示すような長さまたは面取り部の典型的なサイズは、１０分の数ミリメートルから数ミリメートルの範囲に亘る。孔の典型的な直径は、数ミリメートルから数センチメートルの範囲に亘る値を有している。

【0008】

このタイプの測定の難しさは、内側の面取り部にアクセスするための余地が限られていること、および、検査を工作機械または他の自動機械で短時間かつ完全に自動的に実施する必要があることである。

【0009】

内側面取り部へのアクセスを妨げる１つまたは複数の部分を切断しないことで機械部品に影響を及ぼさずに測定を実施できる既知の解決策はない。これは、接触検査システム（内部寸法を検査するためのプラグゲージや、三次元測定機）を使用する場合、および非接触検査用の光学スキャンプローブが装備された機械を使用する場合のいずれでもそうである。

【0010】

更に、同一の機械部品が加工されている工作機械において測定を非常に短時間（数秒）で実施することは知られていない。

【0011】

三次元座標機械を使用することによる間接的な測定は可能であり、知られている。しかし、この場合、孔の内面、面取り部、および部品の内面の位置を含む部品の輪郭全体を再構築するように、相当な個数のポイントに対応する見積もり値を取得するための複数のフィーラを含む特殊なシステムが使用される。これらの測定は、複雑な処理と相当な時間を要求する。

【発明の概要】

【0012】

本発明の目的は、機械部品の寸法検査のための装置および方法を提供することである。本発明の装置および方法は、機械部品の表面同士の距離、特にテーパ部や面取り部の長さの検査を可能とするとともに、既知の装置の限界を克服することを可能としつつ、結果の信頼性、頑丈性、コンパクト性を保証し、工場環境においても柔軟に使用できるものである。本発明の更なる目的は、機械部品の内面に対応する、すなわち開口している孔の口部に存在する面取り部の寸法および形状偏差検査を実施することができる装置を得ることである。

【0013】

これらの、および他の目的は、添付の請求項による方法および装置により達成される。

【0014】

本発明による装置は、少なくとも第１方向に沿って検査される機械部品に対して移動可能な支持フレームと、固定スペースにより第１方向に沿って互いに離間するように支持フレームに接続された第１フィーラおよび第２フィーラと、を備える。フィーラは、支持フレームに対して、互いに垂直な方向において変位することができ、第１トランスデューサおよび第２トランスデューサは、処理ユニットにフィーラの変位に関する信号を同期的に提供する。当該装置の使用のための本発明による方法は、支持フレームを開始位置に配置するステップと、第１方向に沿って支持フレームと検査される機械部品とを相互移動させるステップと、第１方向における機械部品の内面から縁部までの距離の計算を行うステップと、を含む。上記の相互移動中に、第１方向に垂直な方向に沿って移動可能な一方のフィーラが、接続面の少なくとも部分的なスキャンを実施し、対応するトランスデューサが、関連するスキャン信号を提供する。一方、第１方向に沿って移動することができる他方のフィーラが、機械部品の内面と協働し、対応するトランスデューサが、関連する参照信号を提供する。スキャン信号と参照信号は、相互に同期している。内面から縁部までの距離の計算は、同期した参照信号およびスキャン信号と固定スペースとに基づいて行われ、例えば、スキャンを実施しているフィーラが縁部と接触する移行時点が考慮される。

【0015】

本発明の目的および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【0016】

本発明は、非限定的な例として添付された図面を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、検査される機械部品Ｗの部分概略断面図である。

【図2】図２は、本発明による検査装置の側面図である。

【図3】図３は、図２の検査装置の部分拡大斜視図である。

【図4A】図４Ａは、本発明による装置により実施される検査サイクルのステップを非常に概略的に示す図である。

【図4B】図４Ｂは、本発明による装置により実施される検査サイクルの別のステップを非常に概略的に示す図である。

【図4C】図４Ｃは、本発明による装置により実施される検査サイクルの別のステップを非常に概略的に示す図である。

【図4D】図４Ｄは、本発明による装置により実施される検査サイクルの別のステップを非常に概略的に示す図である。

【図5】図５は、本発明による検査装置に存在するトランスデューサにより提供される信号の傾向を示すグラフである。

【図6】図６は、本発明による検査装置のフィーラが被検査部品のスキャン中にとる位置のうちのいくつかを概略的にグラフで示す図である。

【図7】図７は、本発明の代替的な実施形態による装置のいくつかの構成要素を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図２および図３は、２つのゲージヘッドを備えた本発明による検査装置またはデバイスを示す。第１ゲージヘッド１１は、第１アーム１３を備えている。第１アーム１３は、支点手段（これ自体は既知であり、図示されていない）によって、図２のＸ‐Ｙ平面に垂直な方向に沿って位置合わせされた第１軸Ａ１を中心として、固定部１７に対して旋回することができるように形成されている。第１フィーラ１５は、第１アーム１３の自由端部に接続されるとともに、第１方向Ｙに実質的に沿った制限された動作を行うことができる。第２ゲージヘッド２１は、第２アーム２３を備えている。第２アーム２３は、支点手段（これ自体は既知であり、図示されていない）によって、第１軸Ａ１に平行な第２軸Ａ２を中心として、固定部２７に対して旋回することができる。第２フィーラ２５は、第２アーム２３の自由端部に接続されるとともに、第２方向Ｘに実質的に沿った制限された動作を行うことができる。ヘッド１１および２１、特にそれぞれの固定部１７および２７は、支持フレーム２０に固定されている。ヘッド１１および２１は、それぞれ図２に概略的に示される既知のタイプの第１および第２トランスデューサであって、それぞれが参照符号１６および２６で示される第１および第２トランスデューサを備えている。第１および第２トランスデューサ１６、２６は、取得送信ユニットに、それぞれの固定部１７および２７に対する、すなわち支持フレーム２０に対するフィーラ１５および２５の変位に応答する電気信号を提供する。取得送信ユニット、より具体的には無線送信機、および支持フレーム２０を堅固に保持する関連するケースは、図２に概略的に表され、参照符号３０で示されている。無線送信機３０は、２つのヘッド１１および２１の信号を同期した態様で受信し得るとともに、関連する測定値を同期を維持しつつ遠隔処理ユニットに送信し得る取得手段を備えている。遠隔処理ユニットは、図２に概略的に表され、参照符号４０で示されている。工作機械の主軸への設置に適したコーン３３が無線送信機３０を支承している。

【0019】

ヘッド１１および２１の配置、ならびに支持フレーム２０への接続は、第１フィーラ１５と第２フィーラ２５とが、固定スペースＤにより第１方向Ｙに沿って互いに離間するように、かつトランスデューサ１６および２６が、それぞれのフィーラ１５および２５の互いに実質的に垂直な方向への変位を示すようになされている。固定スペースＤは、例えば第２フィーラ２５の中心と第１フィーラ１５の第１方向Ｙに沿った接触点との間の距離によって画定される。固定スペースＤは、例えば光学測定機器を用いて、較正フェーズで測定される。

【0020】

図２および図３に示す好適な実施形態によれば、検査装置は、コーン３３によって、工作機械の主軸に接続され、既知の一定速度で既知の動作を行うその機械の軸とともに移動する。

【0021】

面取り部７の長さＨ、すなわち、第１面すなわち内面５から縁部Ｓまでの第１方向Ｙに沿った距離の測定を実施するために、機械部品Ｗを図示しない既知の方法で適宜配置する。予備ステップにおいて、主軸の第１方向Ｙにおける制御された移動と、この移動から派生する検査デバイスを支承する支持フレーム２０の移動が指令されることにより、アーム１３および２３と、それゆえフィーラ１５および２５とが、外面３の側から入って孔１を通過し、内面５および接続面７に近接して配置される。次に、主軸と、結果として支持フレーム２０とを、初期化移動により、第１方向Ｙに垂直な平面において、第２方向Ｘに沿って開始位置まで変位させる。開始位置とは、スキャンが開始され得る位置である。図４Ａは、第１フィーラ１５が内面５に対面し、第２フィーラ２５が面取り部７に対面している開始位置を概略的に示す。

【0022】

代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、支持フレーム２０の開始位置は、第２方向Ｘに沿った上述の初期化移動において、第２フィーラ２５と面取り部７の表面との接触によって規定される。

【0023】

開始位置から開始して、第１方向Ｙに沿ったスキャン動作が工作機械の制御部により制御され、これにより、第１方向Ｙに沿った支持フレーム２０と機械部品Ｗとの相互移動が生じる。図５のグラフにおいて、上方の曲線Ｔ２は、第２トランスデューサ２６により提供されるスキャン信号の傾向を示す。このような信号は、第２方向Ｘに沿った第２フィーラ２５の変位に応答するものである。図５の同一グラフにおいて、下方の曲線Ｔ１は、第１トランスデューサ１６により提供される参照信号の傾向を示す。この参照信号は、第１方向Ｙに沿った第１フィーラ１５の変位に応答するものである。スキャン動作中に、信号Ｔ１およびＴ２は、無線送信機３０の既知のタイプの図示しない取得手段により同期した態様で取得され、そして遠隔処理ユニット４０に同期した態様で送信される。図５は、上述のように相互に垂直な方向ＹおよびＸにおけるフィーラ１５および２５の変位にそれぞれ関連する両信号Ｔ１およびＴ２の傾向を示し、これらの信号Ｔ１およびＴ２が時間尺度において同期していることを強調している。

【0024】

開始位置が図４Ａの位置に対応し、第２フィーラ２５が面取り部７の表面と接触していない場合、第１方向Ｙに沿ったスキャンの第１ステップは、時点ｔ０Ａで開始する。時点ｔ１で、第２フィーラ２５は、面取り部７の表面と接触し（図４Ｂ）、その輪郭に追従する。その間、第１フィーラ１５は、機械部品の内面５に向かって移動する。時点ｔ１は、トランスデューサ２６の信号が変化し始める瞬間を評価することで常に特定され得る。

【0025】

これに対し、図４Ｂに対応する構成のように、開始位置において第２フィーラ２５が既に面取り部７の表面と接触している場合、第１方向Ｙに沿ったスキャンは、例えばｔ１に対応する時点ｔ０Ｂで開始する。時点ｔ０Ｂ＝ｔ１に先行する曲線Ｔ１およびＴ２の部分は、図５において破線で示されている。これは、これらの部分は、開始位置が図４Ｂに示されたようなものである場合、存在しないためである。本例においても、第２フィーラ２５が、面取り部７の表面の輪郭に追従する間、第１フィーラ１５は、機械部品の内面５に向かって移動する。

【0026】

面取り部７の表面をスキャンする過程において、第２フィーラ２５は、第２方向Ｘにおいて移動し、これに応じて第２ヘッド２１は、無線送信機３０の取得手段を介して信号を提供する。この信号は、初期値Ｔ２０から始まり、第２フィーラ２５が例えば円筒の孔１の表面６から面取り部７を区切る縁部Ｓと接触する移行時点ｔ２での値Ｔ２Ｓまで増加する（図４Ｃ）。第１方向Ｙにおけるスキャン動作は、第１フィーラ１５が、時点ｔ３で機械部品Ｗの内面５と接触し、固定部１７に対して第１方向Ｙにおいて移動するまで継続する（図４Ｄ）。第１トランスデューサ１６は、無線送信機３０の取得手段を介して、初期値Ｔ１０から始まる第１フィーラ１５の移動に応答する参照信号Ｔ１を提供する（図５）。支持フレーム２０の移動は、第１フィーラ１５の所定の移動（例えば２５０ミクロン）後である、参照信号Ｔ１の所定値Ｔ１Ｆに対応する停止時点ｔ４での終了位置において停止する。支持フレーム２０の実際の停止は、時点ｔ４の後の瞬間に起こり得ることに留意されたい。

【0027】

換言すれば、検査デバイスを支承する支持フレーム２０の第１方向Ｙにおける単一の移動は、開始位置から開始して終了位置まで、工作機械の制御部により制御される。スキャン中、第１フィーラ１５が内面５と接触してフィーラ１５と部品Ｗとの増加する干渉値を提供するまで、第２フィーラ２５は、面取り部７の輪郭に追従して縁部Ｓに到達するとともにこれをオーバーランする。

【0028】

面取り部７の長さＨ、すなわち、第１方向Ｙに沿った第１面すなわち内面５から縁部Ｓまでの距離Ｈは、曲線の分析、すなわち、図５の同期した参照信号Ｔ１およびスキャン信号Ｔ２の分析から、
‐工作機械により決定される既知の一定のスキャン速度と、
‐固定スペースＤの量に関する較正の単一の追加情報、すなわち、フィーラ１５と２５との間の第１方向Ｙに沿った距離を示す値と、
を考慮して、処理ユニット４０により決定される。

【0029】

例えば、面取り部７の長さＨは、図５および図６を参照して以下に説明する２つの方法のうちの一方のステップに従って決定され得る。

【0030】

いずれの場合においても、支持フレーム２０の開始位置は、図４Ｂの位置に対応すると考えられる。すなわち、時点ｔ１＝ｔ０Ｂであるこのような位置において、第２フィーラ２５は、接続面７と接触している。

【0031】

第１の方法
概要：第２トランスデューサ２６の信号Ｔ２が値Ｔ２Ｓを取る移行時点ｔ２、すなわち、第２フィーラ２５が縁部Ｓと接触する移行時点ｔ２が検出される。面取り部７の長さＨの値は、移行時点ｔ２と、所定の終了位置に対応する停止時点ｔ４と、較正データとして取得される固定スペースＤとに基づいて得られる。具体的には、較正フェーズにおいて、固定スペースＤは、適切な機器、例えば光学ゲージにより、第１トランスデューサ１６の参照信号Ｔ１が値Ｔ１Ｆを取ったときの、第２フィーラ２５の中心と第１フィーラ１５の第１方向Ｙに沿った接触点との間の距離として取得される。

【0032】

詳細：
・原点Ｏ（Ｘ０、Ｙ０）として第２フィーラ２５の中心を有する参照システムＸ‐Ｙであって、ＸおよびＹ軸が上述の第２方向Ｘおよび第１方向Ｙにそれぞれ整列している参照システムＸ‐Ｙが特定される。支持フレーム２０を支承する工作機械の主軸が、第１方向Ｙにおいて既知の一定速度ｖで移動する。速度ｖが一定かつ既知であることにより、Ｙの値は、検出時点や時間間隔に基づいて得られる。原点ｔ０Ｂの時点は、第２フィーラ２５が移動し始めてＹ方向に沿ったスキャンを行う時点である。
・縁部Ｓに対応する、面取り部７のスキャンの終了時の第２フィーラ２５の中心のＸ座標の値Ｘｆｉｎが計算される。スキャン信号Ｔ２の値Ｔ２Ｓに対応する値Ｘｆｉｎは、スキャン信号Ｔ２のゼロ導関数により計算される。
・座標Ｘｆｉｎに到達する移行時点ｔ２が検出される。
・Ｘｆｉｎに対応するＹ座標の第１の値ＹＢが計算される。このような値ＹＢは、第１方向Ｙに沿った縁部Ｓの位置を示し、以下のように計算される。
ＹＢ＝ｖ（ｔ２－ｔ０Ｂ）
・第１フィーラ１５が所定の量だけ、例えば２５０ミクロンだけ移動し、第１トランスデューサ１６の参照信号Ｔ１が値Ｔ１Ｆを取る停止時点ｔ４が検出される。
・停止時点ｔ４での工作機械の参照システムにおけるＹ座標の値ＹＦＳは、以下のように計算される。
ＹＦＳ＝ｖ（ｔ４－ｔ０Ｂ）
・第１方向Ｙに沿った第１内面５の位置を示すＹ座標の第２の値ＹＡが、値ＹＦＳから較正データとして取得した固定スペースＤを差し引くことにより計算される。
・面取り部７の長さＨの値は、以下のように計算される。
Ｈ＝ＹＢ－ＹＡ

【0033】

第２の方法
概要：この方法は、面取り部７が内面５に対応する水平壁となす角度、および第２フィーラ２５の半径の値を利用する。面取り部７の長さＨの値は、第１フィーラ１５と内面５とが接触した後の第２トランスデューサ２６および第１トランスデューサ１６の信号を使用することにより、かつ例えば第１の方法に関連して説明したような較正において得られる固定スペースＤを使用することにより得られる。

【0034】

第２フィーラ２５の半径は事前に測定できる。一方、接続面７と内面５との間の角度の値は、既知のデータ（例えば部品Ｗの図に示されている）であり得るか、または、Ｙ軸に沿った変位（一定速度ｖでの工作機械の主軸の並進移動により得られる）とＸ軸に沿った変位（第２トランスデューサ２６の信号により与えられる）との比率の逆正接として計算することができる。

【0035】

詳細：
・第１の方法を参照して上述したように、参照システムＸ‐Ｙが特定され、値Ｘｆｉｎ、ＹＦＳおよびＹＡが計算される。
・面取り部７と内面５に対応する水平壁との間に形成される角度の値ａｌｐｈａが、Ｙ軸（既知の一定速度ｖならびに検出された時点および時間間隔に基づいて、第１の方法を参照して得られる工作機械の軸）に沿った変位とＸ軸に沿った変位（第２トランスデューサ２６の信号）との比率の逆正接として計算される。変位は、例えば、ＸおよびＹの値を例えば１０回連続して同期取得することにより検出される。
・以下が計算される。
‐全変位ＤｅｌｔａＸ＝Ｘ軸に沿った第２フィーラ２５の（Ｘｆｉｎ－Ｘ０）、
‐値Ｙｉｎｔｅｒｓ＝第１方向Ｙに沿ったフィーラ２５の中心の変位の第１部分を示す（ｔａｎ（ａｌｐｈａ）＊ＤｅｌｔａＸ）、
‐角度ｇａｍｍａ＝（π／２－ａｌｐｈａ）／２、
‐距離Ｇ＝第１方向Ｙに沿ったフィーラ２５の中心の変位の第２部分を示し、第２フィーラ２５の接触点が縁部Ｓに到達する領域に対応する（ｔａｎ（ｇａｍｍａ）＊Ｒ）、ここで、Ｒは、既知の構成パラメータである第２フィーラ２５の半径（例えば１ｍｍ）、
‐縁部ＳのＹ軸に沿った位置に対応する値ＹＢ＝Ｙｉｎｔｅｒｓ＋Ｇ。
・本例においても、面取り部７の長さＨの値は、以下により与えられる。
Ｈ＝ＹＢ－ＹＡ

【0036】

工作機械の制御部により、例えば作動手段により規定されるスキャン速度ｖは、広い範囲から選択することができ、必ずしも事前に決定する必要はない。スキャン速度は、トランスデューサ１６および２６の信号の取得周波数に対して高すぎなければよい。典型的な値は、１０～１００ｍｍ／分である。より速いスキャン速度、例えば約１００ｍｍ／分が、例えば２０ｍｓ以上ごとのトランスデューサ１６および２６の信号の一対の同期値の取得周波数とともに利用され得る。比較的高速でスキャンを行うことができるため、非常に迅速に検査を実施することが可能となる。

【0037】

本発明の目的に必須ではないが、検査装置が、無線接続、特に上述の無線送信システム（３０）によって処理ユニット４０に接続されており、工作機械の主軸に自動的に装着され使用できることが特に有利である。ストアからの自動的な装着により、検査装置の中心合わせのエラー、より具体的には角度配置のエラーを最小限にすることも可能となる。

【0038】

検査デバイスが工作機械の主軸や他の可動部品に接続されず、ケーブルを介して処理ユニットに接続されてオフライン検査に使用されるような、本発明の別の実施形態も可能である。

【0039】

本発明の別の実施形態において、第１ゲージヘッド１１は、接触検出プローブ、または「タッチトリガ」プローブ、すなわち、内面５との接触を検出できるが、トランスデューサ１６を含まず、第１フィーラ１５の第１方向Ｙに沿った位置または変位を示す信号を提供することができないプローブである。この場合、面取り部７の長さＨの値を取得するために、工作機械により提供される信号も使用される。このような信号は、第１フィーラ１５と内面５との接触が生じる時点ｔ３での、検査デバイス（例えば、支持フレーム２０）のＹ軸に沿った位置を示す。この接触は、タッチトリガプローブにより検出される。

【0040】

本発明による検査デバイスにより、孔の内部面取り部の長さ、すなわち、デバイスが接近する方向の反対側に位置する面取り部の長さを、非侵襲的な態様で、すなわち、被検査部品の構造を何ら変更する必要なく、確定することができる。

【0041】

検査装置の特にコンパクトな構造により、非常に柔軟に使用することができるとともに、小さい寸法の孔における内側面取り部にアクセスすることができる。

【0042】

本発明による検査装置の使用は、内部面取り部の検査に限定されない。実際、図７に概略的に示す上述の装置と類似したデバイスを、外側面取り部の長さを検査するように使用することができる。本例において、ヘッド１１および２１を支承する支持フレーム２０は、矢印Ｆで示される方向に移動してスキャンする。

【0043】

例えば、スキャン動作中に第１方向Ｙに沿った変位の値を検出することに関して、本発明の代替的な実施形態が可能である。

【0044】

より具体的には、第１方向Ｙにおける位置の値を、好適な実施形態において上述したように一定の速度および時間の検出時点に基づいて得る代わりに、工作機械の制御部から直接検出することができ、第２トランスデューサ２６のスキャン信号Ｔ２とともに処理することができる。

【0045】

代替的な実施形態によれば、第１ゲージヘッド１１は、広い測定範囲を特徴としている。例えば、第１ゲージヘッド１１は、開始位置から終了位置までの支持フレーム２０の移動全体をカバーする。この場合、２つのヘッド１１および２１の配置は、開始位置において第１フィーラ１５が内面５と接触しているようになされる、または、いずれの場合においても、この接触が、縁部Ｓに対応する第２フィーラ２５が通過する前に生じるようになされる。この代替的な実施形態において、方向Ｙに沿った検査デバイスの変位はゲージヘッド１１により検出され、工作機械の制御部から情報を得る必要はない、または、好適な実施形態を参照して上述したように、この情報を検出された時間時点および既知の一定速度に基づいて得る必要はない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A-4D】

【図5】

【図6】

【図7】