JP2001201341A - 真円度測定装置及びその心出し水平出し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な心出し及び水平出しが行え、これによ
り段取り作業の時間短縮を図ることができる真円度測定
装置及びその心出し水平出し方法を提供する。 【解決手段】 ワーク４が載置される載物台１１のを回
転駆動手段によって回転軸を中心として回転駆動して検
出手段でワーク４の真円度を計測する。その際に回転軸
に対するワーク４の心ずれ量を求めて心出しを行う。心
出し操作方向ＣＸと回転駆動手段の角度基準Ｘとの間の
角度ずれ量θ０を求めて、この角度ずれ量と心ずれ量と
に基づいてワーク４の心出しを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の真円度
を計測する真円度測定装置に関し、特に被測定物の心ず
れ量の補正（心出し）及び傾き量の補正（水平出し）の
精度及び操作性を向上させた真円度測定装置及びその心
出し水平出し方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】真円度測定装置は、載物台（テーブル）
に円柱状又は円筒状のワークを載置し、載物台を回転さ
せるか、又は検出器自体をワークの周りに回転させて検
出器でワークの周面（外面や内面）をトレースして、そ
の真円度を測定する。検出器の機械的測定範囲（ストロ
ーク）は、通常１ｍｍ前後であるが、感度（倍率）を高
くするにつれて電気的測定範囲は小さくなっていく。こ
れは主としてＡ／Ｄ変換器の性能（ビット幅）による制
約である。測定時にワークの中心とテーブル又は検出器
の回転中心との間に心ずれがあると、検出器はより大き
なストローク（少なくとも心ずれ量の２倍）を要求さ
れ、ストロークオーバーとなって測定不可能になるか、
或いは前述の理由から感度を上げることが出来なくな
る。従って、高い感度で測定を行う場合には、正確な心
出しが不可欠となる。更にワークの高さ方向の複数箇所
で真円度を測定する場合には、ワークの軸心が傾いてい
ると、上記と同様に心ずれ状態となるので、水平出しも
必要になる。

【０００３】以上のような理由から、ワークの載物台に
は心出しと水平出しの機構が設けられる（例えば特許第
２５６９３９０号、特許第２６２８１２２号等）。心出
し機構は、ワークの軸心（垂直軸＝Ｚ軸）に直交するＸ
軸方向とＹ軸方向へ載物台を移動させる機構から構成さ
れる。以下、この心出し調整軸をＣＸ軸、ＣＹ軸と呼
ぶ。また、水平出し機構は、ワークの載物台を球面台座
上に設置して、載物台をＸ軸方向とＹ軸方向とへ押すこ
とによって載物台を球面台座に沿って摺動させる機構か
ら構成される。以下、この水平出し調整軸をＬＸ軸、Ｌ
Ｙ軸と呼ぶ。

【０００４】心出し及び水平出しに当たっては、まずワ
ークを載物台上に載置して、検出器でワークの周囲をト
レースし、検出器ストロークを外れない位置にワークの
位置決めを行う。このときの検出器高さをＺＡとする。
この状態で測定を１回行って、データを取り込み、これ
らのデータから高さＺＡにおけるワークの中心座標を求
める。次に検出器高さをＺＢに位置決めし、同様に測定
を１回行ってデータを取り込み、これらのデータから高
さＺＢにおけるワークの中心座標を求める。これら高さ
ＺＡにおけるワークの中心座標と、高さＺＢにおけるワ
ークの中心座標からワークのＸ軸方向とＹ軸方向の心出
し量及びＸ軸方向とＹ軸方向の水平出し量（心ずれ補正
量と傾き補正量）を算出して表示する。心出し機構と水
平出し機構は、マイクロメータヘッドにより構成されて
いるので、表示された補正量に基づいて、心出し機構と
水平出し機構を手動で操作してマイクロメータヘッドの
表示を読み取りながら心出し及び水平出しを行うように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の真円度
測定装置における心出し・水平出し方法では、正確な心
出し及び水平出しを行おうとしても、限界があるという
問題がある。その理由としては、計算上で想定するＸ
軸、Ｙ軸方向と、心出し及び水平出し機構の操作方向
（ＣＸ軸、ＣＹ軸、ＬＸ軸、ＬＹ軸）とが一致しないこ
とが挙げられる。ここで計算上で想定するＸ軸方向、Ｙ
軸方向（角度基準）とは、例えば載物台の回動機構のロ
ータリーエンコーダで検出された０度方向と、これと直
交する方向のことになるが、心出し及び水平出し機構の
ＣＸ軸、ＬＸ軸及びＣＹ軸、ＬＹ軸を上記Ｘ軸及びＹ軸
に正確に一致するように載物台（求心テーブル）を組み
立てることは、多大な作業工程を必要とするため、通常
は若干の角度ずれが残る。このような理由で、従来の装
置では、目標とする心出し及び水平出し精度までなかな
か達することができず、何度も心出し及び水平出しを行
う必要があり、その分、時間がかかるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、正確な心出し及び水平出しが行え、これによ
り段取り作業の時間短縮を図ることができる真円度測定
装置及びその心出し水平出し方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る真円度測定
における心出し方法は、被測定物又は検出手段を回転駆
動手段によって回転軸を中心として回転駆動して前記検
出手段で前記被測定物の真円度を計測するに際して前記
回転軸に対する前記被測定物の心ずれ量を求めて心ずれ
を補正する真円度測定における心出し方法において、心
出し操作方向と前記回転駆動手段の角度基準との間の角
度ずれ量を求めて、この角度ずれ量と前記心ずれ量とに
基づいて前記被測定物の心出しを行うようにしたことを
特徴とする。

【０００８】また、本発明に係る真円度測定における水
平出し方法は、被測定物又は検出手段を回転駆動手段に
よって回転軸を中心として回転駆動して前記検出手段で
前記被測定物の真円度を計測するに際して前記回転軸に
対する前記被測定物の傾き量を求めて傾きを補正する真
円度測定における水平出し方法において、水平出し操作
方向と前記回転駆動手段の角度基準との間の角度ずれ量
を求めて、この角度ずれ量と前記傾き量とに基づいて前
記被測定物の水平出しを行うようにしたことを特徴とす
る。

【０００９】本発明に係る真円度測定装置は、被測定物
を載置する載物台と、前記被測定物の真円度を測定する
ため前記被測定物の周面の変位を検出する検出手段と、
前記載物台又は前記検出手段を回転軸を中心として回転
駆動する回転駆動手段と、前記真円度を計測するに際し
て前記回転軸に対する前記被測定物の心ずれ量を求めて
心ずれを補正する心出し手段とを備えた真円度測定装置
において、前記心出し手段が、心出し操作方向と前記回
転駆動手段の角度基準との間の角度ずれ量を求めて、こ
の角度ずれ量と前記心ずれ量とに基づいて前記被測定物
の心出しを行うものであることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る他の真円度測定装置
は、被測定物を載置する載物台と、前記被測定物の真円
度を測定するため前記被測定物の周面の変位を検出する
検出手段と、前記載物台又は前記検出手段を回転軸を中
心として回転駆動する回転駆動手段と、前記真円度を計
測するに際して前記回転軸に対する前記被測定物の傾き
量を求めて傾きを補正する水平出し手段とを備えた真円
度測定装置において、前記水平出し手段が、水平出し操
作方向と前記回転駆動手段の角度基準との間の角度ずれ
量を求めて、この角度ずれ量と前記傾き量とに基づいて
前記被測定物の水平出しを行うものであることを特徴と
する。

【００１１】本発明によれば、心出し又は水平出しに際
して、予め回転駆動手段の角度基準と心出し操作方向又
は水平出し操作方向との間の角度ずれ量を求め、この角
度ずれ量を考慮した心出し又は水平出しを行うようにし
ているので、少ない操作で正確に心出し又は水平出しを
行うことができる。

【００１２】なお、前記角度ずれ量は、例えば前記被測
定物を心出し操作方向に所定量だけ移動させてその移動
の前後における前記被測定物の中心座標から求めること
ができる。心出し又は水平出しは、例えば前記回転駆動
手段の角度基準を前記角度ずれ量だけシフトさせた状態
で前記心出し操作方向又は水平出し操作方向に行えば良
い。また、心出し又は水平出しは、前記被測定物の心ず
れ量又は傾き量を前記角度ずれ量に基づいて前記心出し
操作方向又は水平出し操作方向を基準とする座標系に座
標変換して行うようにしても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照してこの
発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、
この発明の一実施例に係る真円度測定装置の外観を示す
斜視図である。この真円度測定装置は、測定機本体１
と、演算処理装置２とから構成される。測定機本体１
は、基台３と、この基台３上に設けられて円柱状又は円
筒状のワーク４を載置すると共に回転させる求心テーブ
ル５と、この求心テーブル５に載置されたワーク４の周
面の径方向変位を検出する変位検出装置６と、これらを
操作するための操作部７とを備えて構成されている。

【００１４】求心テーブル５は、円板状の載物台１１
を、その下側に配置された回転駆動装置１２により回転
駆動して、載物台１１の上に載置されたワーク４を回転
させるものである。回転駆動装置１２の側面には、心ず
れ調節用の心出しつまみ１３，１４及び傾斜調節用の水
平出しつまみ１５，１６が周方向にほぼ９０度の間隔で
配置されており、これらのつまみ１３〜１６を操作する
ことにより、手動操作で載物台１１の心出し及び水平出
しが行えるようになっている。

【００１５】変位検出装置６は次のように構成されてい
る。即ち、基台３には上方に延びるコラム２１が立設さ
れており、このコラム２１にスライダ２２が上下動可能
に装着されている。スライダ２２にはアーム２３が装着
されている。アーム２３は水平方向に駆動され、その先
端に設けられた測定子２４がワーク４の外周面と接触
し、且つワーク４が回転することによって、ワーク４の
外周面の径方向変位が測定データとして得られるように
なっている。

【００１６】変位検出装置６で得られた測定データは、
演算処理装置２に取り込まれ、ここでワーク４の測定断
面の中心座標や真円度等が求められる。また、演算処理
装置２は、本測定に先立つ予備測定時には、操作部３１
への操作に基づいて補正すべき心ずれ量や傾き量を求め
てこれを表示画面３２に表示する演算手段である他、求
められた心ずれ量及び傾き量に基づいて、後述する心ず
れ調節手段及び傾き調節手段を駆動制御する心ずれ・傾
き補正手段である。

【００１７】次に、求心テーブル５のより詳細な構成に
ついて説明する。図２は求心テーブル５の縦断面図、図
３は図２におけるＡ−Ａ線で矢印方向に見た断面図であ
る。求心テーブル５は、ワーク４を載置する載物台１１
と、この載物台１１を回転駆動する回転駆動装置１２
と、回転駆動装置１２の内部に構成された心ずれ調節手
段１７及び傾き調節手段１８とにより構成される。回転
駆動装置１２は、上端が載物台１１によって塞がれる円
筒状の側壁４１と、その下端を塞ぐ可動ベース４２と、
これらを回転駆動する回転ベース４３とを備えて構成さ
れている。可動ベース４２は、リテーナ４４で保持され
た硬球４５を介して回転ベース４３上に支持されてお
り、これにより求心テーブル５ほぼ全体が水平面内の任
意の方向に移動可能になっている。

【００１８】また、可動ベース４２の中央には中心孔４
６が形成され、この中心孔４６を回転ベース４３の中心
から上方に突設された回転軸４７が一定の隙間をもって
貫通している。回転軸４７の上端には、矩形状の駒４８
が設けられている。可動ベース４２の回転軸４７の周囲
の位置に４本の連結柱４９が突設され、この連結柱４９
の上端に円板状の傾斜ベース５０が支持されている。傾
斜ベース５０の上には、球面状凹部を形成した傾斜リン
グ５１が固定されており、この傾斜リング５１の上に載
物台１１が載置されている。載物台１１の下側には傾斜
リング５１の球面状凹部に適合する球面状凸部５２が設
けられ、載物台１１の下面中央と傾斜ベース５０の中央
との間にバネ５３によって予圧が付与されている。載物
台１１が球面に沿ってその位置を変えることで載物台１
１の傾きが調整できるようになっている。

【００１９】心出し調節手段１７は、次のように構成さ
れている。即ち図３に示すように、心出しつまみ１３，
１４は、心ずれ調整軸であるＣＸ軸、及びＣＹ軸方向
（但し、ＣＸ軸とＣＹ軸とは互いに直交する方向）の心
ずれ調整量を手動調整するためのつまみとして設けられ
ている。心出しつまみ１３の先端にはスピンドル６１が
設けられ、このスピンドル６１がＣＸ軸方向に延びて支
持部材６２に回転可能に支持されて、マイクロメータヘ
ッドと同様、心出しつまみ１３の回転によって進退する
ようになっている。スピンドル６１の先端はリニアガイ
ド６３の可動部６４に当接し、可動部６４の先端側が回
転軸４７の上端の駒４８に当接している。スピンドル６
１には、ノンバックラッシュギヤ８１，８２を介してス
テッピングモータ８３の回転軸が連結されており、ステ
ッピングモータ８３によりスピンドル６１を回転制御す
ることができる。心出しつまみ１４側もこれと同様の構
成となっている。

【００２０】傾き調節手段１８は、次のように構成され
ている。即ち図３に示すように、水平出しつまみ１５，
１６は、傾き調整軸であるＬＸ軸及びＬＹ軸方向（但
し、ＬＸ軸とＬＹ軸とは互いに直交する方向）の傾き調
整量を手動調整するためのつまみである。この水平出し
つまみ１５の先端にも、上記と同様にスピンドル６５が
設けられ、そのスピンドル６５がＬＸ軸方向に延びて支
持部材６６に回転可能に支持されている。これによりス
ピンドル６５はマイクロメータヘッドと同様、水平出し
つまみ１５の回転によって進退するようになっている。
スピンドル６５の先端は、載物台１１の下面から下側に
延びる傾斜操作バー６７を挟んでリニアガイド６８の可
動部６９と対向している。可動部６９はバネ７０によっ
て延びる方向に付勢された二重円筒構造体であり、その
先端は駒４８を押圧している。また、載物台１１の傾斜
操作バー６７と反対側は、バネ７１によって下向きの予
圧が与えられている。スピンドル６５には、ノンバック
ラッシュギヤ８４，８５を介してステッピングモータ８
６の回転軸が連結されており、ステッピングモータ８６
によりスピンドル６５を回転制御することができる。水
平出しつまみ１６側もこれと同様の構成となっている。

【００２１】リニアガイド６３の可動部６４の上面には
メインスケール７２が固定されており、これと上部で対
向するようにインデックススケール７３が可動ベース４
２に固定されている。これらスケール７２，７３で心ず
れ量を検出する検出手段であるリニアエンコーダ７４が
構成されている。また、リニアガイド６８の可動部６９
の上面にもメインスケール７５が固定され、これと上部
に対向するようにインデックススケール７６が可動ベー
ス４２に固定されて、これらで傾き量を検出する検出手
段であるリニアエンコーダ７７が構成されている。そし
て、これらリニアエンコーダ７４，７７によって、Ｃ
Ｘ，ＣＹ軸方向及びＬＸ，ＬＹ軸方向の調整量が検出で
きるようになっている。なお、心出しつまみ１４側及び
水平出しつまみ１６側も、心出しつまみ１３側及び水平
出しつまみ１５側と同様な構成となっている。

【００２２】回転ベース４３の下側には、回転駆動手段
であるモータ９１の回転軸が連結されており、このモー
タ９１によって求心テーブル５全体が回転駆動される。
回転角は、モータ９１の回転軸に連結されたロータリー
エンコーダ９２によって検出されるようになっている。

【００２３】図４は、この真円度測定装置の信号及び情
報の流れを示すブロック図である。演算処理装置２は、
内部の機能として、中心座標演算手段１０１、真円度演
算手段１０２、傾き演算手段１０３、心ずれ演算手段１
０４、心ずれ補正手段１０５、傾き補正手段１０６、角
度ずれ演算手段１０７及び角度ずれ量記憶手段１０８を
備える。また、変位検出装置６には、測定子２４でワー
ク４の表面をトレースすることによりワーク４の表面の
変位を検出する変位検出手段１１１と、測定子２４を昇
降駆動する測定子昇降手段１１２と、測定子２４を進退
動作させる測定子進退手段１１３とを有する。中心座標
演算手段１０１及び真円度演算手段１０２は、変位検出
装置６の測定子昇降手段１１２、測定子進退手段１１３
及び求心テーブル５の回転駆動用のモータ９１を駆動制
御して、変位検出手段１１１から測定データを取り込む
と共に、この測定データと対応させて求心テーブル５の
回転角度を示すロータリーエンコーダ９２からの出力を
取り込む。中心座標演算手段１０１は、これらのデータ
からワーク４の中心座標を算出し、真円度演算手段１０
２、傾き演算手段１０３、心ずれ演算手段１０４及び角
度ずれ演算手段１０７に出力する。真円度演算手段１０
２は、入力されたデータに基づいてワーク４の真円度を
算出する。角度ずれ演算手段１０７は、ロータリーエン
コーダ９２の角度基準（０°）とＣＸ軸との間の角度ず
れ量を算出する。角度ずれ量記憶手段は、ＥＥＰＲＯＭ
等の不揮発性メモリからなるもので、求められた角度ず
れ量を記憶する。傾き演算手段１０３及び心ずれ演算手
段１０４は、中心座標演算手段１０１で求められた中心
座標及び角度ずれ量記憶手段１０８に記憶された角度ず
れ量に基づいてワーク４の傾き量及び心ずれ量をそれぞ
れ算出する。

【００２４】心ずれ補正手段１０５は、心ずれ演算手段
１０４からの心ずれ量に基づいてステッピングモータ８
３（ＣＸ軸），８３（ＣＹ軸）をそれぞれ駆動すると共
に、リニアエンコーダ７４（ＣＸ軸），７４（ＣＹ軸）
からの移動量のデータを入力してステッピングモータ８
３を駆動制御する。 傾き補正手段１０６は、傾き演算
手段１０３からの傾き量に基づいてステッピングモータ
８６（ＬＸ軸），８６（ＬＹ軸）をそれぞれ駆動すると
共に、リニアエンコーダ７７（ＬＸ軸），７７（ＬＹ
軸）からの移動量のデータを入力してステッピングモー
タ８６を駆動制御する。

【００２５】次にこのように構成された真円度測定装置
を用いた真円度測定方法について説明する。図５は、ロ
ータリーエンコーダ９２の角度基準をベースとした測定
座標系Ｘ，Ｙに対する求心テーブル５の座標系（ＣＸ，
ＣＹ，ＬＸ，ＬＹ）の角度ずれ量を説明するための図で
ある。なお、厳密には心出し操作方向ＣＸ，ＣＹ及び水
平出し操作方向ＬＸ，ＬＹは、測定座標系Ｘ，Ｙに対す
るそれぞれ個別の角度ずれを有するが、ここでは説明を
簡単にするため、ＣＸ軸及びＬＸ軸、ＣＹ軸及びＬＹ軸
のずれがなく、ＣＸ軸及びＬＸ軸と、ＣＹ軸及びＬＹ軸
とが測定座標系の原点で完全に直交しているものと仮定
している。このため、角度ずれ量θ０は、測定座標系の
Ｘ軸と求心テーブル５のＣＸ軸との間のなす角度として
示されている。

【００２６】図６は、この角度ずれ量θ０を求める方法
を説明するための図である。図示のように、ワーク４を
ＣＸ軸方向に偏位させて、その前後における測定座標系
ＸＹに対するワーク４の中心の偏心量（Ｄx1，Ｄy1），
（Ｄx2，Ｄy2）を求めれば、角度ずれ量θ０は、次の式
により求めることができる。

【００２７】

【数１】 θ０＝ｔａｎ^-1｛（Ｄy2−Ｄy1）／（Ｄx2−Ｄx1）｝

【００２８】図７は、この角度ずれ量を求めて記憶する
手順を示すフローチャートである。まず、ワーク４を求
心テーブル５の載物台１１に設置して（Ｓ１）、目視に
より心出しつまみ１３，１４を操作してワーク４の中心
を求心テーブル５の回転中心付近に設定する（Ｓ２）。
次に、変位測定装置６の測定子２４の先端をワーク４の
測定すべき周面に接触させて、モータ９１によって求心
テーブル５を１回転させて変位検出装置６からの変位デ
ータを測定データとして演算処理装置２の中心座標演算
手段１０１に取り込み、中心座標演算手段１０１でワー
ク４の中心のＸＹ座標を偏心量（Ｄx1，Ｄy1）として算
出する（Ｓ３）。次に求心テーブル５を一方の軸、例え
ばＣＸ軸方向に任意の量だけ偏位させて（Ｓ４）、上記
と同様の真円度測定を行い、中心座標演算手段１０１で
ワーク４の中心のＸＹ座標を偏心量（Ｄx2，Ｄy2）とし
て算出する（Ｓ５）。求めた偏心量（Ｄx1，Ｄy1），
（Ｄx2，Ｄy2）から数１に基づいて角度ずれ量θ０を算
出する（Ｓ６）。この角度ずれ量θ０は、ＥＥＰＲＯＭ
等の不揮発性メモリか又はハードディスク、フロッピー
ディスク等の外部記憶手段等に格納する（Ｓ７）。

【００２９】次に心出し作業について説明する。この心
出し作業としては、求めた角度ずれ量θ０を予め角度方
向にシフトしておいて心出しを行う位相シフト法と、角
度ずれ量θ０によって傾いた測定座標系で偏心量を算出
する座標変換法とが考えられる。図８は、位相シフト法
による心出し方法を示すフローチャートである。まず、
ワーク４を求心テーブル５に設置し（Ｓ１１）、測定座
標系を角度ずれ量θ０だけ位相シフトして、求心テーブ
ル５の座標系に変換してからワーク４の中心座標の測定
を行う（Ｓ１２）。求心テーブル５の極座標系Ｐ（Ｒ，
Ｑ）と、測定座標系Ｐ（ｒ，ｑ）との関係式は、次のよ
うに表される。

【００３０】

【数２】Ｒ＝ｒ Ｑ＝ｑ＋θ０

【００３１】次に、求心テーブル座標系に変換された偏
心量（Ｄx，Ｄy）を算出する（Ｓ１３）。そして、求め
た偏心量（Ｄx，Ｄy）だけ求心テーブル５を移動させる
（Ｓ１４）。この移動は、心出しつまみ１３，１４を手
動で操作して移動させても良いし、演算処理装置２の心
ずれ補正手段１０５によってステッピングモータ８３を
駆動することにより、自動で行うようにしても良い。

【００３２】図９は、座標変換法による心出し方法を示
すフローチャートである。まず、ワーク４を求心テーブ
ル５に設置し（Ｓ２１）、ワーク４の真円度測定を行い
（Ｓ２２）、得られた測定結果からワーク４の中心座標
を測定座標系における偏心量（ｄx，ｄy）として算出す
る（Ｓ２３）。この偏心量（ｄx，ｄy）から、図１０
（ａ），（ｂ）に示すように、下記の座標変換演算によ
って求心テーブル座標系における偏心量（Ｄx，Ｄy）を
算出する（Ｓ２４）。そして、求めた偏心量（Ｄx，Ｄ
y）だけ求心テーブル５を移動させる（Ｓ２５）。

【００３３】

【数３】Ｄx＝ ｄx＊ｃｏｓθ０＋ｄy＊ｓｉｎθ０ Ｄy＝−ｄx＊ｓｉｎθ０＋ｄy＊ｃｏｓθ０

【００３４】次に、水平出し操作について説明する。Ｃ
Ｘ軸−ＬＸ軸、ＣＹ軸−ＬＹ軸は直線上に存在し、ＣＸ
軸−ＣＹ軸、ＬＸ軸−ＬＹ軸は直交しているので、ＣＸ
軸及びＣＹ軸を角度補正すれば、必然的にＬＸ，ＬＹ軸
も角度補正されることになる。傾き量は、ワーク４の高
さ方向（Ｚ軸方向）の異なる２箇所の点でワーク４の中
心座標Ａ（ＸＡ，ＹＡ），Ｂ（ＸＢ，ＹＢ）を求めるこ
とにより算出することができる。即ち、いま図２に示す
球面状凸部５２及び傾斜リング５１の球面状凹部の球面
中心をＫとし、図１１に示すように、そのＸＹ座標値を
（ＸＫ，ＹＫ）、Ｚ軸高さをＺ０とすると、モータ９１
の回転軸上の高さＺ０の点Ｏがレベリング中心となる。
このレベリング中心ＯのＸＹ座標値を（０，０）とする
と、傾き量θＸ，θＹは次のように求められる。

【００３５】

【数４】 θＸ＝ｔａｎ^-1｛（ＸＢ−ＸＡ）／（ＺＢ−ＺＡ）｝ θＹ＝ｔａｎ^-1｛（ＹＢ−ＹＡ）／（ＺＢ−ＺＡ）｝

【００３６】水平出し操作についても上記と同様に位相
シフトによる方法と座標変換による方法とが適用でき
る。図１２は、位相シフトによる水平出し方法を示すフ
ローチャートである。まず、ワーク４を求心テーブル５
に設置し（Ｓ３１）、測定座標系を角度ずれ量θ０だけ
位相シフトして、求心テーブル５の座標系に変換してか
ら、測定子昇降手段１１２によってスライダ２２を駆動
して測定子２４の先端のＺ軸方向位置を図１１のＺＡの
位置にセットすると共に、測定子進退手段１１３によっ
て測定子２４の先端をワーク４の測定すべき周面に接触
させ、モータ９１によって求心テーブル５を１回転させ
て真円度測定を行う（Ｓ３２）。変位検出装置６からの
変位データを測定データとして演算処理装置２の中心座
標演算手段１０１に取り込み、中心座標演算手段１０１
で高さＺＡにおけるワーク４の中心ＡのＸＹ座標（Ｘ
Ａ，ＹＡ）を偏心量として算出する（Ｓ３３）。続いて
測定子昇降手段１１２によってスライダ２２をＬ＝ＺＢ
−ＺＡだけ駆動して測定子２４の先端のＺ軸方向位置を
図１１のＺＢの位置にセットする（Ｓ３４）と共に、測
定子進退手段１１３によって測定子２４の先端をワーク
４の測定すべき周面に接触させ、モータ９１により求心
テーブル５を１回転させて真円度測定を行う（Ｓ３
５）。変位検出装置６からの変位データを測定データと
して演算処理装置２の中心座標演算手段１０１に取り込
み、中心座標演算手段１０１で高さＺＢにおけるワーク
４の中心ＢのＸＹ座標（ＸＢ，ＹＢ）を算出する（Ｓ３
６）。

【００３７】高さＺＡ，ＺＢにおけるワーク４の中心点
Ａ，ＢのＸＹ座標値が求まったら、演算処理装置２の傾
き演算手段１０３は、数４に従って傾き量（θＸ，θ
Ｙ）を算出する（Ｓ３７）。傾き量（θＸ，θＹ）が求
められたら、演算処理装置２の傾き補正手段１０６は、
上記傾き量を最小値にするべく、手動操作又はステッピ
ングモータ８６を駆動して、傾きを補正する（Ｓ３
８）。

【００３８】図１３は、座標変換法による水平出し方法
を示すフローチャートである。まず、ワーク４を求心テ
ーブル５に設置し（Ｓ４１）、ワーク４の高さＺＡにお
ける真円度測定を行い（Ｓ４２）、得られた測定結果か
らワーク４のＺＡにおける中心座標を測定座標系におけ
る偏心量（ｘa，ｙa）として算出する（Ｓ４３）。次に
測定子２４をＬ＝ＺＢ−ＺＡだけ移動して（Ｓ４４）、
ワーク４の高さＺＢにおける真円度測定を行い（Ｓ４
５）、得られた測定結果からワーク４のＺＢにおける中
心座標を測定座標系における偏心量（ｘb，ｙb）として
算出する（Ｓ４６）。これら偏心量（ｘa，ｙa），（ｘ
b，ｙb）から、下記の座標変換演算によって求心テーブ
ル座標系における偏心量（ＸＡ，ＹＡ），（ＸＢ，Ｙ
Ｂ）を算出する（Ｓ４７）。そして、求めた偏心量（Ｘ
Ａ，ＹＡ），（ＸＢ，ＹＢ）に基づいてワーク４の傾き
量（θＸ，θＹ）を算出し（Ｓ４８）、求心テーブル５
の傾きを補正する（Ｓ４９）。

【００３９】

【数５】ＸＡ＝ ｘa＊ｃｏｓθ０＋ｙa＊ｓｉｎθ０ ＹＡ＝−ｘa＊ｓｉｎθ０＋ｙa＊ｃｏｓθ０ ＸＢ＝ ｘb＊ｃｏｓθ０＋ｙb＊ｓｉｎθ０ ＹＢ＝−ｘb＊ｓｉｎθ０＋ｙb＊ｃｏｓθ０

【００４０】なお、以上では、説明の簡単のため、ＣＸ
軸とＸ軸の角度ずれθ０のみを求めて、例えばＣＹ軸と
Ｙ軸の角度ずれについてはＣＸ軸とＸ軸の角度ずれと等
しいと仮定したが、これらを各軸毎に個別に求めること
により、より正確な角度ずれ補正が可能になる。この場
合、図７のフローチャートを２回繰り返すことになる
が、その際のステップＳ４の「片軸を偏心」は１回目は
ＣＸ軸を、２回目はＣＹ軸を偏心させるようにすればよ
い。

【００４１】また、ＬＸ軸、ＬＹ軸の角度ずれを個別に
求める場合にも、これらＬＸ軸及びＬＹ軸を個別に偏心
させればよい。ＬＸ軸又はＬＹ軸を操作して角度ずれを
求める場合の測定子２４の高さについては、若干の制限
がある。即ち、測定子２４の高さがレベリング点Ｋに近
いと、十分な偏心が得られないので、レベリング点Ｋか
ら離れた高さを選択する必要がある。なお、この操作に
よって機構的には偏心が与えられる訳ではないが、傾き
が変わることによって、見かけ上、偏心が与えられたの
と同様の効果を生じる。このようにして求めた心出し方
向角度ずれ（θ０Ｘ，θ０Ｙ）と、水平だし方向角度ず
れ（θ１Ｘ，θ１Ｙ）を不揮発性メモリに格納する。

【００４２】上述した位相シフト法ではＣＸ軸とＣＹ軸
とが直交していることが前提となるが、座標変換法はＣ
Ｘ軸とＣＹ軸とが直交しない場合にも、適用することが
できる。この場合、Ｘ軸に対するＣＸ軸、及びＹ軸に対
するＣＹ軸の角度ずれを各々θ０Ｘ，θ０Ｙとしたと
き、偏心量（Ｄx，Ｄy）は、次のように算出される。

【００４３】

【数６】 Ｄx＝ ｄx＊ｃｏｓθ０Ｘ＋ｄy＊ｓｉｎθ０Ｘ Ｄy＝−ｄx＊ｓｉｎθ０Ｙ＋ｄy＊ｃｏｓθ０Ｙ

【００４４】また、角度ずれが角度成分とオフセット成
分とを持つ場合についても、前述の式を適用することが
できる。即ち、図１４に示すように、数３によって補正
目評点Ｐまでの補正量Ｄxが与えられるが、この点はＸ
軸とＹ軸の交点からＣＸ軸へ垂線を下ろした点になる。
従って、ＣＸ軸上において最も回転中心に近い位置とな
る。ＣＹ軸についても同様である。

【００４５】なお、以上の実施例では、載物台１１を回
転させると共に、載物台の心出し及び水平だしを行う場
合について説明したが、重量物のためワークを固定と
し、変位検出装置６を回転させて測定を行う真円度測定
装置の場合には、検出装置側の回転機構に心出し機構と
水平だし機構を設け、同様の角度ずれ補正を行うように
すればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、心
出し又は水平出しに際して、予め回転駆動手段の角度基
準と心出し操作方向又は水平出し操作方向との間の角度
ずれ量を求め、この角度ずれ量を考慮した心出し又は水
平出しを行うようにしているので、少ない操作で正確に
心出し又は水平出しを行うことができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る真円度測定装置を示
す斜視図である。

【図２】 同真円度測定装置における求心テーブルの縦
断面図である。

【図３】 同求心テーブルの図２におけるＡ−Ａ矢視断
面図である。

【図４】 同真円度測定装置の信号及び情報の流れを示
すブロック図である。

【図５】 同真円度測定装置による角度ずれを説明する
ための図である。

【図６】 同角度ずれ量の測定方法を説明するための図
である。

【図７】 同角度ずれ量の算出記憶手順を示すフローチ
ャートである。

【図８】 位相シフト法により角度ずれ補正を行う心出
し方法を示すフローチャートである。

【図９】 座標変換法により角度ずれ補正を行う心出し
方法を示すフローチャートである。

【図１０】 図９の心出し方法における座標変換を説明
するための図である。

【図１１】 ワークの傾き量の算出方法を説明するため
の図である。

【図１２】 位相シフト法により角度ずれ補正を行う水
平出し方法を示すフローチャートである。

【図１３】 座標変換法により角度ずれ補正を行う水平
出し方法を示すフローチャートである。

【図１４】 角度ずれにオフセットを含む場合の座標変
換による補正方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１…測定機本体、２…演算処理装置、３…基台、４…ワ
ーク、５…求心テーブル、６…変位検出装置、７…操作
部、１１…載物台、１２…回転駆動装置、１３，１４…
心出しつまみ、１５，１６…水平出しつまみ、１７…心
ずれ調節手段、１８…傾き調節手段、７４，７７…リニ
アエンコーダ、８３，８６…ステッピングモータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA21 AA56 AA74 DD15 DD25 EE12 GG62 HH02 HH14 HH15 HH24 JJ07 JJ17 NN00 3C029 AA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物又は検出手段を回転駆動手段に
   よって回転軸を中心として回転駆動して前記検出手段で
   前記被測定物の真円度を計測するに際して前記回転軸に
   対する前記被測定物の心ずれ量を求めて心ずれを補正す
   る真円度測定における心出し方法において、 心出し操作方向と前記回転駆動手段の角度基準との間の
   角度ずれ量を求めて、この角度ずれ量と前記心ずれ量と
   に基づいて前記被測定物の心出しを行うようにしたこと
   を特徴とする真円度測定における心出し方法。
2. 【請求項２】 前記被測定物を心出し操作方向に所定量
   だけ移動させてその移動の前後における前記被測定物の
   中心座標から前記角度ずれ量を求めるようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の真円度測定における心出し方
   法。
3. 【請求項３】 前記回転駆動手段の角度基準を前記角度
   ずれ量だけシフトさせた状態で前記心出し操作方向に心
   出しを行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の真円度測定における心出し方法。
4. 【請求項４】 前記被測定物の心ずれ量を前記角度ずれ
   量に基づいて前記心出し操作方向を基準とする座標系に
   座標変換して心出しを行うようにしたことを特徴とする
   請求項１又は２記載の真円度測定における心出し方法。
5. 【請求項５】 被測定物又は検出手段を回転駆動手段に
   よって回転軸を中心として回転駆動して前記検出手段で
   前記被測定物の真円度を計測するに際して前記回転軸に
   対する前記被測定物の傾き量を求めて傾きを補正する真
   円度測定における水平出し方法において、 水平出し操作方向と前記回転駆動手段の角度基準との間
   の角度ずれ量を求めて、この角度ずれ量と前記傾き量と
   に基づいて前記被測定物の水平出しを行うようにしたこ
   とを特徴とする真円度測定における水平出し方法。
6. 【請求項６】 前記被測定物を水平出し操作方向に所定
   量だけ移動させてその移動の前後における前記被測定物
   の中心座標から前記角度ずれ量を求めるようにしたこと
   を特徴とする請求項５記載の真円度測定における水平出
   し方法。
7. 【請求項７】 前記回転駆動手段の角度基準を前記角度
   ずれ量だけシフトさせた状態で前記水平出し操作方向に
   水平出しを行うようにしたことを特徴とする請求項５又
   は６記載の真円度測定における水平出し方法。
8. 【請求項８】 前記被測定物の傾き量を前記角度ずれ量
   に基づいて前記水平出し操作方向を基準とする座標系に
   座標変換して水平出しを行うようにしたことを特徴とす
   る請求項５又は６記載の真円度測定における水平出し方
   法。
9. 【請求項９】 被測定物を載置する載物台と、 前記被測定物の真円度を測定するため前記被測定物の周
   面の変位を検出する検出手段と、 前記載物台又は前記検出手段を回転軸を中心として回転
   駆動する回転駆動手段と、 前記真円度を計測するに際して前記回転軸に対する前記
   被測定物の心ずれ量を求めて心ずれを補正する心出し手
   段とを備えた真円度測定装置において、 前記心出し手段は、心出し操作方向と前記回転駆動手段
   の角度基準との間の角度ずれ量を求めて、この角度ずれ
   量と前記心ずれ量とに基づいて前記被測定物の心出しを
   行うものであることを特徴とする真円度測定装置。
10. 【請求項１０】 被測定物を載置する載物台と、 前記被測定物の真円度を測定するため前記被測定物の周
    面の変位を検出する検出手段と、 前記載物台又は前記検出手段を回転軸を中心として回転
    駆動する回転駆動手段と、 前記真円度を計測するに際して前記回転軸に対する前記
    被測定物の傾き量を求めて傾きを補正する水平出し手段
    とを備えた真円度測定装置において、 前記水平出し手段は、水平出し操作方向と前記回転駆動
    手段の角度基準との間の角度ずれ量を求めて、この角度
    ずれ量と前記傾き量とに基づいて前記被測定物の水平出
    しを行うものであることを特徴とする真円度測定装置。