孔形狀測定裝置以及孔形狀測定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種孔形狀測定裝置以及孔形狀測定方法。本發(fā)明的孔形狀測定裝置具備：孔徑測定機構(gòu)，測定埋頭螺栓用孔的直徑；以及皿深測定機構(gòu)，測定皿深。所述孔徑測定機構(gòu)具有：孔徑測定桿，構(gòu)成為前端部分插入到恒定部，并根據(jù)所述恒定部的直徑進行位移；以及孔徑測定傳感器，測定所述孔徑測定桿的位移量。所述皿深測定機構(gòu)具有：皿深測定桿，構(gòu)成為前端部分插入到皿部，并根據(jù)所述皿深進行位移；以及皿深測定傳感器，測定所述皿深測定桿的位移量。所述孔徑測定桿與所述皿深測定桿以成為同軸的方式設(shè)置。
【專利說明】孔形狀測定裝置以及孔形狀測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種孔形狀測定裝置以及孔形狀測定方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了緊固部件，有時會使用埋頭螺栓。使用埋頭螺栓的情況下，所緊固的部件上設(shè) 置有與埋頭螺栓對應(yīng)的孔（以下稱為埋頭螺栓用孔）。將埋頭螺栓插入到埋頭螺栓用孔中， 由此緊固部件。圖1是表示埋頭螺栓用孔6的一例的剖視圖。圖1中示出設(shè)置在對象部件 3上的埋頭螺栓用孔6。對象部件3具有第1部件1以及第2部件2,第1部件1以及第2 部件2被層疊。第1部件1為復(fù)合材料。第2部件2為復(fù)合材料或金屬材料（Ti以及A1 等）。埋頭螺栓用孔6從對象部件的主表面4向?qū)ο蟛考?的背面5延伸，并具有皿部7以 及恒定部8。皿部7與設(shè)置于主表面4的開口連接，并構(gòu)成為深度越深直徑越小。恒定部8 連接皿部7的底部分與設(shè)置于背面5的開口。恒定部8的直徑在深度方向上為恒定。將未 圖示的埋頭螺栓插入到該埋頭螺栓用孔6中，由此緊固第1部件1與第2部件2。
[0003] 埋頭螺栓用孔6通過鉆頭等形成。為了適當(dāng)?shù)鼐o固部件，所形成的埋頭螺栓用孔6 的形狀成為所希望的形狀精度這點很重要。因此，在形成埋頭螺栓用孔6之后測定埋頭螺 栓用孔6的形狀。具體而言，測定埋頭螺栓用孔6的皿深和孔徑。皿深是指皿部7中直徑 成為預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)直徑的部分的深度h，孔徑是指恒定部8的直徑。
[0004] 圖2A是表示皿深的測定方法的剖視圖。如圖2A所示，測定皿深時使用步距規(guī)9。 步距規(guī)9上設(shè)置有桿，將該桿的前端部分插入作為測定對象的埋頭螺栓用孔6,由此測定皿 深。另外，圖2B是表示孔徑的測定方法的剖視圖。測定孔徑時使用塞規(guī)10,與測定皿深時 相同地通過將設(shè)置于塞規(guī)10的桿的前端插入埋頭螺栓用孔6,由此測定孔徑。
[0005] 與上述相關(guān)地，專利文獻1(日本專利公開平4-138301號公報）中公開有圓筒孔 形狀測定設(shè)備。該圓筒孔形狀測定設(shè)備使用一對接觸器和將各接觸器的位移量轉(zhuǎn)換為電信 號的一對差動變壓器。
[0006] 以往技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本專利公開平4-138301號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010] 埋頭螺栓用于飛機的主翼部件等。近年來，作為主翼部件的材料，使用包含復(fù)合材 料的部件來代替金屬部件。當(dāng)作為主翼部件而使用包含復(fù)合材料的部件時，為了緊固多個 部件，會使用比用金屬部件時更多的埋頭螺栓。即，對象部件中設(shè)置有許多埋頭螺栓用孔6。 由于設(shè)置有許多埋頭螺栓用孔6,因此期望以短時間測定埋頭螺栓用孔6的形狀。然而，圖 2A以及圖2B所示的方法中，利用步距規(guī)9測定皿深之后，需要利用塞規(guī)10測定厚度方向整 個區(qū)域上0°和90°方向的孔徑，很難以短時間測定埋頭螺栓用孔6的形狀。 toon] 另外，專利文獻1中公開有圓筒孔形狀測定設(shè)備，但并無任何有關(guān)埋頭螺栓用孔 的形狀的測定方法的記載。
[0012] 本發(fā)明所涉及的孔形狀測定裝置為測定設(shè)置在包含復(fù)合材料的對象部件的埋頭 螺栓用孔的形狀的孔形狀測定裝置。所述埋頭螺栓用孔具有：皿部，與設(shè)置在所述對象部件 的主表面的開口連接，并具有自所述主表面的深度越深直徑越小的形狀；以及恒定部，在一 端與所述皿部的底部分連接，在另一端與設(shè)置在所述對象部件的背面的開口連接，且直徑 恒定。所述孔形狀測定裝置具備：孔徑測定機構(gòu)，測定所述恒定部的直徑；以及皿深測定機 構(gòu)，將所述皿部的直徑成為預(yù)先確定的基準(zhǔn)直徑的深度作為皿深來測定。所述孔徑測定機 構(gòu)具有：孔徑測定桿，構(gòu)成為前端部分插入到所述恒定部，并根據(jù)所述恒定部的直徑進行位 移；以及孔徑測定傳感器，測定所述孔徑測定桿的位移量。所述皿深測定機構(gòu)具有：皿深測 定桿，構(gòu)成為前端部分插入到所述皿部，并根據(jù)所述皿深進行位移；以及皿深測定傳感器， 測定所述皿深測定桿的位移量。所述孔徑測定桿與所述皿深測定桿以成為同軸的方式設(shè) 置。
[0013] 本發(fā)明所涉及的孔形狀測定方法為測定設(shè)置在包含復(fù)合材料的對象部件的埋頭 螺栓用孔的形狀的孔形狀測定方法。所述埋頭螺栓用孔具有：皿部，與設(shè)置在所述對象部件 的主表面的開口連接，并具有自所述主表面的深度越深直徑越小的形狀；以及恒定部，在一 端與所述皿部的底部分連接，在另一端與設(shè)置在所述對象部件的背面的開口連接，且直徑 恒定。所述孔形狀測定方法具備如下步驟：通過將孔徑測定桿的前端插入所述恒定部來測 定所述恒定部的直徑的步驟；以及通過將以與所述孔徑測定桿成為同軸的方式設(shè)置的皿深 測定桿的前端插入所述皿部來測定所述皿部的皿深的步驟。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明提供一種能夠以短時間測定埋頭螺栓用孔的形狀的孔形狀測定裝置 以及孔形狀測定方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是表示埋頭螺栓用孔的一例的剖視圖。
[0016] 圖2A是表示皿深的測定方法的剖視圖。
[0017] 圖2B是表示孔徑的測定方法的剖視圖。
[0018] 圖3是表示實施方式所涉及的孔形狀測定裝置的剖視圖。
[0019] 圖4A是表示測定機構(gòu)的剖視圖。
[0020] 圖4B是表示測定頭安裝在測定頭保持機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0021] 圖5是表示測定頭的剖視圖。
[0022] 圖6是表示孔徑測定儀的剖視圖。
[0023] 圖7是表示測定頭的剖視圖。
[0024] 圖8是表示孔形狀測定方法的流程圖。
[0025] 圖9是表示測定頭插入到開口的狀態(tài)的剖視圖。
[0026] 圖10A是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0027] 圖10B是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0028] 圖10C是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0029] 圖10D是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0030] 圖10E是表不孔形狀測定方法的剖視圖。
[0031] 圖10F是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0032] 圖10G是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0033] 圖10H是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0034] 圖101是表示孔形狀測定方法的剖視圖。
[0035] 圖11是表示校對規(guī)的剖視圖。
[0036] 圖12是校對規(guī)的俯視圖。
[0037] 圖13是表示實施方式所涉及的皿深測頭的變形例的剖視圖。

【具體實施方式】
[0038] 以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0039] 圖3是表示本實施方式所涉及的孔形狀測定裝置的剖視圖。如圖3所示，孔形狀 測定裝置用于測定設(shè)置在對象部件3的埋頭螺栓用孔6的形狀。與圖1所示的例子相同， 對象部件3具有第1部件1以及第2部件2。例如，第1部件1為復(fù)合材料，第2部件2為 復(fù)合材料或金屬材料（Ti或A1)。另外，與圖1所示的例子相同，埋頭螺栓用孔6具有皿部 7以及恒定部8。并且，對象部件3包含復(fù)合材料并作為飛機的主翼部件。
[0040] 孔形狀測定裝置具備主體部11、測定機構(gòu)12、平衡氣缸13以及壓力腳19。
[0041] 主體部11為保持測定機構(gòu)12以及壓力腳19的部分。主體部11具有Z軸滑動單 元16、Z軸伺服電機15、Z軸位置檢測傳感器17以及斗桿18。斗桿18為保持測定機構(gòu)12 的部分，保持為能夠在Z軸滑動單元16沿Z軸方向（第1方向）移動。Z軸伺服電機15為 使斗桿18沿第1方向移動的馬達(dá)。Z軸位置檢測傳感器17具有檢測斗桿18的Z軸上的位 置的功能。另外，主體部11以第1方向成為與主表面4垂直的方向的方式配置在對象部件 3上。
[0042] 為了使對象部件3的主表面4平坦而設(shè)置有壓力腳19。壓力腳19構(gòu)成為支承于 主體部11并按壓主表面4。對象部件3的主表面4有時會彎曲。主表面4彎曲的情況下， 準(zhǔn)確地測定孔形狀有時會變得很難。相對于此，本實施方式中，利用壓力腳19按壓主表面 4,因此主表面4變得平坦，能夠準(zhǔn)確地測定孔形狀。另外，壓力腳19上設(shè)置有開口 20。壓 力腳19以埋頭螺栓用孔6經(jīng)由開口 20露出的方式按壓主表面4。
[0043] 為了調(diào)節(jié)測定機構(gòu)12的第1方向上的位置而設(shè)置有平衡氣缸13。平衡氣缸13 上安裝有平衡調(diào)整減壓閥14,利用該平衡調(diào)整減壓閥14控制平衡氣缸13并調(diào)節(jié)測定機構(gòu) 12的位置。在測定機構(gòu)12與主體部11之間有時會因測定機構(gòu)12的重量而產(chǎn)生撓曲。主 翼部件上，通常會分別在上表面以及下表面安裝埋頭螺栓用孔6。因此，孔形狀測定裝置有 時會分別配置在主翼部件的上表面以及下表面。主翼部件的上表面上配置有孔形狀測定裝 置的情況下，有時會以測定機構(gòu)12靠近主翼部件（對象部件3)的方式產(chǎn)生撓曲。另一方 面，主翼部件的下表面上配置有孔形狀測定裝置的情況下，有時會以測定機構(gòu)12遠(yuǎn)離主翼 部件（對象部件3)的方式產(chǎn)生撓曲。通過設(shè)置平衡氣缸13能夠抵消撓曲，能夠使測定機 構(gòu)12的第1方向上的位置對準(zhǔn)所希望的位置。
[0044] 接著，對測定機構(gòu)12進行說明。
[0045] 測定機構(gòu)12具有測定埋頭螺栓用孔6的形狀的功能。圖4A是表示測定機構(gòu)12 的剖視圖。如圖4A所不，測足機構(gòu)12具有測足頭21以及測足頭保持機構(gòu)22。測足頭21 保持為能夠在測定頭保持機構(gòu)22上裝卸自如。對象部件3上設(shè)置有各種種類的埋頭螺栓 用孔6。因此，根據(jù)作為測定對象的埋頭螺栓用孔6的形狀，使用多個種類的測定頭21。進 行測定時選擇與成為測定對象的埋頭螺栓用孔6的形狀相應(yīng)的測定頭21而安裝在測定頭 保持機構(gòu)22。
[0046] 如圖4A所示，測定頭21上設(shè)置有測定頭主體34、皿深測定桿31以及孔徑測定桿 32。測定頭主體34為筒狀。皿深測定桿31以及孔徑測定桿32配置在測定頭主體34的內(nèi) 部并由測定頭主體34支承。另外，測定頭主體34上設(shè)置有空氣流路33以及測定基準(zhǔn)面 35。測定基準(zhǔn)面35設(shè)置于測定頭主體34的前端。測定基準(zhǔn)面35上設(shè)置有開口 36,空氣流 路33與開口 36連接。
[0047] 另一方面，測定頭保持機構(gòu)22上安裝有測定頭卡盤確認(rèn)傳感器29、測定頭裝卸氣 缸28、測定頭旋轉(zhuǎn)齒輪25、測定頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動器26、吹氣軟管27、空氣流路30、孔徑測定傳感 器23以及皿深測定傳感器24。測定頭卡盤確認(rèn)傳感器29具有檢測是否安裝有測定頭21 的功能。測定頭裝卸氣缸28具有控制測定頭21的裝卸的功能。測定頭旋轉(zhuǎn)齒輪25由測 定頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動器26控制并具有使測定頭21旋轉(zhuǎn)的功能。吹氣軟管27以導(dǎo)入空氣的方式 構(gòu)成，吹氣軟管27的前端與空氣流路30連接。當(dāng)安裝有測定頭21時，空氣流路30設(shè)置為 與設(shè)置在測定頭21的空氣流路33連接。孔徑測定傳感器23具備棒狀的桿部分，并具有測 定該桿部分的位移的功能。皿深測定傳感器24也與孔徑測定傳感器23相同，具備棒狀的 桿部分，并具有測定該桿部分的位移的功能。
[0048] 圖4B是表示測定頭21安裝在測定頭保持機構(gòu)22上的狀態(tài)的剖視圖。如圖4B所 示，孔徑測定傳感器23配置為桿部分與孔徑測定桿32接觸。同樣，皿深測定傳感器24也 配置為桿部分與皿深測定桿31接觸。另外，利用孔徑測定傳感器23以及孔徑測定桿32可 實現(xiàn)連續(xù)測定孔徑的孔徑測定機構(gòu)。另外，利用皿深測定傳感器24以及皿深測定桿31可 實現(xiàn)皿深測定機構(gòu)。
[0049] 接著，對孔徑測定機構(gòu)進行說明。圖5是表示測定頭21的剖視圖，是表示孔徑測 定機構(gòu)的剖視圖。如圖5所示，測定頭主體34內(nèi)固定有設(shè)置了開口的保持部件49。孔徑測 定桿32以通過該保持部件49的開口的方式配置，并由保持部件49支承?？讖綔y定桿32 具有外筒37以及配置于外筒37內(nèi)的桿38。外筒37固定并支承在保持部件49上。桿38 配置為能夠在外筒37內(nèi)移動。
[0050] 另外，孔徑測定桿32的前端部分設(shè)置有孔徑測定儀39。圖6是表示孔徑測定儀 39的剖視圖。圖6中示出插入到埋頭螺栓用孔6的孔徑測定儀39。如圖6所示，在孔徑測 定儀39部分，外筒37的直徑設(shè)定為與成為測定對象的埋頭螺栓用孔6的大小相應(yīng)的大小。 另外，外筒37內(nèi)設(shè)置有一對板簧40以及一對測定端子41。一對板簧40上設(shè)置有以相互朝 向中心部分的方式延伸的圓錐體42。一對測定端子41以自設(shè)置在外筒37的一對開口突出 的方式從板簧40向與孔徑測定桿32的軸向正交的方向延伸。另外，一對測定端子41以位 于同一直線的形狀配置。另外，桿38的前端部分具有直徑逐漸變小的形狀。并且，在桿38 的前端部分接觸有圓錐體42。
[0051] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，若將孔徑測定桿32的前端部分（孔徑測定儀39)插入埋頭螺栓用 孔6,則一對測定端子41按照孔徑壓入到內(nèi)側(cè)。其結(jié)果，桿38通過一對圓錐體42被按壓， 桿38從基準(zhǔn)位置（插入前的位置）沿第1方向進彳了位移?？讖捷^大時，一對測定端子41 所壓入的量變小，桿38的位移量也變小。另一方面，孔徑較小時，一對測定端子41所壓入 的量變大，桿38的位移量也變大。桿38的位移量由孔徑測定傳感器23測定，根據(jù)桿38的 位移量而求出埋頭螺栓用孔6的孔徑。
[0052] 接著，對皿深測定機構(gòu)進行說明。圖7是表示測定頭21的剖視圖，示出皿深測定桿 31的結(jié)構(gòu)。圖7(a)表示自由（free)狀態(tài)，圖7(b)表示測定皿深時的狀態(tài)。如圖7所示， 皿深測定桿31為筒狀，并經(jīng)由彈簧44 (彈性體）支承于保持部件49。自由狀態(tài)下，皿深測 定桿31的前端從測定頭主體34突出。皿深測定桿31的前端設(shè)置有皿深測頭43。皿深測 頭43的直徑為基準(zhǔn)直徑。在此，如圖7 (b)所示，進行測定時，皿深測頭43插入到埋頭螺栓 用孔6中。皿深測頭43具有基準(zhǔn)直徑，因此皿部7中的直徑與成為基準(zhǔn)直徑的部分抵接。 之后，測定頭主體34向主表面4側(cè)移動直至測定基準(zhǔn)面35與主表面4抵接。該情況下，皿 深測定桿31經(jīng)由彈簧44支承于測定頭主體34,因此相對于測定頭主體34沿第1方向相對 進行位移。該位移量與測定基準(zhǔn)面35和皿深測頭43之間的距離即皿深對應(yīng)。因此，能夠 通過利用皿深測定傳感器24測定皿深測定桿31的位移量來測定皿深。
[0053] 接著，對本實施方式所涉及的孔形狀測定方法進行說明。圖8是表示孔形狀測定 方法的流程圖。
[0054] 步驟S1:壓力腳的加壓
[0055] 首先，如圖3所示，將壓力腳19配置在主表面4上。接著，對壓力腳19進行加壓 而向主表面4壓緊壓力腳19。由此，即使在主表面4彎曲的情況下，也能夠使測量機構(gòu)的原 位置與主表面4的相對位置穩(wěn)定。
[0056] 步驟S2:開孔加工
[0057] 接著，利用未圖示的鉆頭經(jīng)由開口 20對對象部件3進行加工，形成埋頭螺栓用孔 6。之后，切換鉆頭單元軸與測量軸，以使測量軸位于壓力腳19的中心上。
[0058] 步驟S3 :測定頭前進以及孔徑測量
[0059] 接著，將測定頭21插入到開口 20中。圖9是表示測定頭21被插入到開口 20時 的情況的剖視圖。如圖9所示，以使測定頭21的前端部分插入到開口 20的方式利用Z軸 伺服電機15移動測定機構(gòu)12。
[0060] 圖10A至圖101是表示孔形狀測定方法的剖視圖。如圖10A所示，埋頭螺栓用孔 6的正上方配置有測定頭主體34,如圖10B所示，孔徑測定儀39被插入到埋頭螺栓用孔6 中。并且，如圖10B以及圖10C所示，以一對測定端子41從主表面4側(cè)向背面5側(cè)突出自 恒定部8的方式移動孔徑測定儀39。進行移動時，利用孔徑測定傳感器23 (參考圖5)連續(xù) 測定恒定部8的孔徑。測定后得到的值與利用Z軸位置檢測傳感器17測定出的第1方向 上的位置進行對應(yīng)關(guān)聯(lián)而被通知到未圖示的控制裝置（計算機）。由此，按照深度求出第2 方向上的恒定部8的直徑。
[0061] 步驟S4:皿深測量
[0062] 接著，如圖10D所示，測定頭主體34以皿深測頭43與皿部7抵接的方式移動到對 象部件3側(cè)。進而，測定頭主體34以測定基準(zhǔn)面35與主表面4抵接的方式移動到對象部 件3側(cè)，并利用皿深測定傳感器24(參考圖7)測定皿深。另外，測定基準(zhǔn)面35與主表面4 抵接時，從開口 36 (參考圖4A)噴射空氣。由此，即使在主表面4上存在異物等時，也能夠 去除異物等，能夠使測足基準(zhǔn)面35可靠地與主表面4抵接。
[0063] 步驟S5:后退
[0064] 接著，如圖10E所示，以皿深測頭43從皿部7遠(yuǎn)離的方式使測定頭主體34后退。 例如，測定頭主體34后退1mm左右。
[0065] 步驟S6 :旋轉(zhuǎn)
[0066] 接著，如圖10F所示，通過測定頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動器26 (參考圖4A)使測定頭主體34旋 轉(zhuǎn) 90。。
[0067] 步驟S7 :測定頭后退以及孔徑測量
[0068] 接著，如圖10G、10H所示，利用Z軸伺服電機15 (參考圖3)使測定頭主體34后 退。后退時，利用孔徑測定傳感器23 (參考圖5)連續(xù)測量與第2方向正交的第3方向上的 孔徑。作為測定結(jié)果的孔徑與利用Z軸位置檢測傳感器17(參考圖3)測定出的第1方向 上的位置進行對應(yīng)關(guān)聯(lián)而被通知到未圖示的控制裝置。
[0069] 步驟S8 :旋轉(zhuǎn)
[0070] 接著，如圖101所示，測定頭主體34利用測定頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動器26 (參考圖4A)進行 旋轉(zhuǎn)并返回原點位置。
[0071] 步驟S9 :測定值是否在容許范圍內(nèi)
[0072] 通過以上處理，測定埋頭螺栓用孔6的皿深。另外，在各深度中測定第2方向上的 孔徑以及第3方向上的孔徑。利用控制裝置（未圖示）判別所求出的測定值是否在預(yù)先設(shè) 定的容許范圍內(nèi)。
[0073] 步驟S10 :解除壓力腳的加壓
[0074] 在步驟S9中，若測定值在容許范圍內(nèi)時，解除壓力腳的加壓，處理結(jié)束。
[0075] 步驟S11 :測定裝置原因調(diào)查以及處理
[0076] 另一方面，在步驟S9中，若測定值在容許范圍外時，停止裝置，進行原因調(diào)查以及 處理。
[0077] 如以上說明，根據(jù)本實施方式，皿深測定桿31與孔徑測定桿32以成為同軸的方式 被設(shè)置，因此，能夠在測定孔徑后馬上進行皿深的測定。即，能夠以短時間測定埋頭螺栓用 孔6的形狀。
[0078] 另外，根據(jù)本實施方式，由于設(shè)置有平衡氣缸13 (參考圖3)，因此即使因測定機構(gòu) 12的重量而在測定機構(gòu)12與主體部11之間產(chǎn)生撓曲，也能夠抵消該撓曲。由此，能夠可靠 地測定埋頭螺栓用孔6的形狀。
[0079] 此外，根據(jù)本實施方式，設(shè)置有吹氣機構(gòu)（參考圖4A，吹氣軟管27、空氣流路30以 及空氣流路33)，并從設(shè)置在測定基準(zhǔn)面35上的開口 36噴射空氣。因加工時產(chǎn)生的切削碎 屑等，在埋頭螺栓用孔6的周圍會存在異物?？梢酝ㄟ^從開口 36噴射的空氣將這種異物吹 散，并防止在測定基準(zhǔn)面35與主表面4之間夾有異物。由此，能夠使測定基準(zhǔn)面35可靠地 與主表面4抵接，能夠準(zhǔn)確地測定皿深。
[0080] 而且，根據(jù)本實施方式，準(zhǔn)備有多個測定頭21，按照測定對象的埋頭螺栓用孔6選 擇測定頭21，并以裝卸自如的方式安裝在測定頭保持機構(gòu)22上。因此，即使有多個種類的 埋頭螺栓用孔6存在，也能夠在短時間內(nèi)測定形狀。
[0081] 而且，根據(jù)本實施方式，如圖10A至圖101所示，測定頭主體34前進時測定第2方 向上的孔徑。測定頭主體34前進之后測定皿深。測定皿深之后使測定頭主體34旋轉(zhuǎn)。之 后，在進行孔徑的測定的同時使測定頭主體34后退，并測定第3方向上的孔徑。因此，通過 使測定頭主體34僅進行1次往復(fù)，就能夠測定每個深度的第2方向上的孔徑、每個深度的 第3方向上的孔徑以及皿深。
[0082] 然而，本實施方式所涉及的孔形狀測定裝置在測定前進行組裝，在組裝后進行校 準(zhǔn)。進行校準(zhǔn)時使用校對規(guī)。圖11是表示校對規(guī)45的剖視圖，圖12是校對規(guī)45的俯視 圖。如圖11以及圖12所示，校對規(guī)45上設(shè)置有基準(zhǔn)孔46以及安裝孔50?；鶞?zhǔn)孔46具有 已知的皿深a以及已知的孔徑b。將孔徑測定儀39以及皿深測頭43插入該校對規(guī)45的基 準(zhǔn)孔46,通過測定皿深以及孔徑，能夠進行孔形狀測定裝置的基準(zhǔn)。校對規(guī)45上設(shè)置有具 有已知的皿深a以及已知的孔徑b的基準(zhǔn)孔46,因此能夠以一次的測定進行校準(zhǔn)。
[0083] 另外，本實施方式中，可進一步設(shè)計皿深測頭43的形狀。圖13是表示本實施方式 中的皿深測頭43的變形例的剖視圖。圖13所示的變形例中，皿深測頭43具備具有基準(zhǔn)直 徑的基準(zhǔn)直徑部48以及錐部47。錐部47設(shè)置在基準(zhǔn)直徑部48的前端，為越往前端直徑 越小的部分。錐部47構(gòu)成為在截面觀察時，錐部47與主表面4所成的角度β小于皿部7 的壁面與主表面4所成的角度α。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在測定皿深時，皿深測頭43在基準(zhǔn) 直徑部48與錐部47的連接部分可靠地與皿部7的壁面抵接。當(dāng)構(gòu)成為錐部47的傾斜與 皿部7的壁面的傾斜相同時，皿深測頭43中與皿部7的壁面抵接的部分的位置不穩(wěn)定，可 能無法準(zhǔn)確地測定皿深。相對于此，根據(jù)本變形例，皿深測頭43在基準(zhǔn)直徑部48與錐部47 的連接部分可靠地與皿部7的壁面抵接，因此能夠準(zhǔn)確地測定皿深。
[0084] 另外，該申請主張基于2012年1月20日申請的日本專利申請第2012-010478號 的優(yōu)選權(quán)，將其公開的全部內(nèi)容通過引用納入到本說明書中。
【權(quán)利要求】
1. 一種孔形狀測定裝置，其測定設(shè)置在包含復(fù)合材料的對象部件上的埋頭螺栓用孔的 形狀，所述孔形狀測定裝置的特征在于， 所述埋頭螺栓用孔具有： 皿部，與設(shè)置在所述對象部件的主表面的開口連接，并具有自所述主表面的深度越深 直徑越小的形狀；以及 恒定部，在一端與所述皿部的底部分連接，在另一端與設(shè)置在所述對象部件的背面的 開口連接，且直徑恒定， 所述孔形狀測定裝置具備： 孔徑測定機構(gòu)，測定所述恒定部的直徑；以及 皿深測定機構(gòu)，將所述皿部的直徑成為預(yù)先確定的基準(zhǔn)直徑的深度作為皿深來測定， 所述孔徑測定機構(gòu)具有： 孔徑測定桿，構(gòu)成為前端部分插入到所述恒定部，并根據(jù)所述恒定部的直徑進行位移； 以及 孔徑測定傳感器，測定所述孔徑測定桿的位移量， 所述皿深測定機構(gòu)具有： 皿深測定桿，構(gòu)成為前端部分插入到所述皿部，并根據(jù)所述皿深進行位移；以及 皿深測定傳感器，測定所述皿深測定桿的位移量， 所述孔徑測定桿與所述皿深測定桿以成為同軸的方式設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔形狀測定裝置，其中， 所述皿深測定桿為筒狀， 所述孔徑測定桿以從所述皿深測定桿的前端突出的方式插入到所述皿深測定桿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的孔形狀測定裝置，其中，還具備： 測定頭保持機構(gòu)；以及 測定頭，以裝卸自如地方式保持在所述測定頭保持機構(gòu)， 所述孔徑測定桿以及所述皿深測定桿安裝在所述測定頭， 所述孔徑測定傳感器以及所述皿深測定傳感器安裝在所述測定頭保持機構(gòu)， 當(dāng)所述測定頭安裝在所述測定頭保持機構(gòu)時，所述孔徑測定桿以及所述孔徑測定傳感 器以相互連接的方式設(shè)置， 當(dāng)所述測定頭安裝在所述測定頭保持機構(gòu)時，所述皿深測定桿以及所述皿深測定傳感 器以相互連接的方式設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的孔形狀測定裝置，其中， 所述測定頭上設(shè)置有在測定皿深時與所述對象部件的主表面抵接的測定基準(zhǔn)面， 在所述皿深測定桿的前端設(shè)置有皿深測頭， 所述皿深測頭具備基準(zhǔn)直徑部，該基準(zhǔn)直徑部具有所述基準(zhǔn)直徑，并與所述皿部的壁 面抵接， 所述皿深測定桿以所述皿深測頭從所述測定基準(zhǔn)面突出的方式經(jīng)由彈性部件支承于 所述測定頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的孔形狀測定裝置，其中， 所述皿深測頭上還形成有直徑從所述基準(zhǔn)直徑部朝向前端側(cè)而變小的錐部， 所述錐部與所述主表面所成的角度設(shè)定成小于所述皿部的壁面與所述主表面所成的 角度，以使所述皿深測頭僅在所述基準(zhǔn)直徑部與所述皿部的壁面抵接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的孔形狀測定裝置，其中， 所述孔形狀測定裝置還具備吹氣機構(gòu)， 所述測定基準(zhǔn)面上設(shè)置有空氣噴射用開口， 所述吹氣機構(gòu)構(gòu)成為經(jīng)由所述空氣噴射用開口噴射空氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的孔形狀測定裝置，其中，還具備： 主體機構(gòu)，以能夠沿著與所述對象部件的主表面垂直的第1方向移動的方式支承所述 測定頭保持機構(gòu)；以及 Z軸位置檢測傳感器，檢測所述第1方向上的相對于所述主體機構(gòu)的所述測定頭保持 機構(gòu)的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的孔形狀測定裝置，其中， 所述孔形狀測定裝置還具備平衡氣缸，調(diào)節(jié)相對于所述主體機構(gòu)的所述測定頭保持機 構(gòu)的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的孔形狀測定裝置，其中，還具備： 壓力腳，按壓所述對象部件的主表面以使所述對象部件的主表面成為平面；以及 切換機構(gòu)，以壓力腳孔基準(zhǔn)切換孔加工鉆軸與孔形狀測量軸， 所述壓力腳上設(shè)置有測定用開口， 所述孔徑測定桿以及所述皿深測定桿經(jīng)由所述測定用開口插入到所述埋頭螺栓用孔。
10. -種孔形狀測定方法，其測定設(shè)置在包含復(fù)合材料的對象部件的埋頭螺栓用孔的 形狀，所述孔形狀測定方法的特征在于， 所述埋頭螺栓用孔具有： 皿部，與設(shè)置在所述對象部件的主表面的開口連接，并具有自所述主表面的深度越深 直徑越小的形狀；以及 恒定部，在一端與所述皿部的底部分連接，在另一端與設(shè)置在所述對象部件的背面的 開口連接，且直徑恒定， 所述孔形狀測定方法具備如下步驟： 通過將孔徑測定桿的前端插入所述恒定部來測定所述恒定部的直徑的步驟；以及 通過將以與所述孔徑測定桿成為同軸的方式設(shè)置的皿深測定桿的前端插入所述皿部 來測定所述皿部的皿深的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的孔形狀測定方法，其中， 所述孔徑測定桿構(gòu)成為在插入孔時根據(jù)一方向上的孔的直徑而進行位移， 測定所述恒定部的直徑的步驟包括： 在測定所述皿深的步驟之前，將孔徑測定桿的前端插入所述恒定部，并測定第2方向 上的所述恒定部的直徑的步驟； 在測定所述皿深步驟之后，使所述孔徑測定桿旋轉(zhuǎn)的步驟；以及 在所述旋轉(zhuǎn)步驟之后，利用所述孔徑測定桿來測定第3方向上的所述恒定部的直徑的 步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的孔形狀測定方法，其中， 所述旋轉(zhuǎn)步驟包括使所述孔徑測足桿旋轉(zhuǎn)90°的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的孔形狀測定方法，其中，還具備： 在測定所述恒定部的直徑的步驟之前，預(yù)先準(zhǔn)備設(shè)置有皿深以及孔徑為已知的基準(zhǔn)孔 的校對規(guī)的步驟；以及 在測定所述恒定部的直徑的步驟之前，利用所述孔徑測定桿以及所述皿深測定桿測定 所述基準(zhǔn)孔的皿深以及孔徑，并根據(jù)測定結(jié)果進行校正的步驟。
【文檔編號】B23Q17/20GK104067086SQ201380006008
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】中村干夫, 家永裕文, 藤田善仁, 岡本和男 申請人:三菱重工業(yè)株式會社