JP2011117841A - 真円度測定機の測定精度検定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置でのコラムの移動軸心の平行度あるいはアームの移動軸心の直角度を検定する。
【解決手段】コラム３１の傾斜量ａ0、真直マスタの第１の傾斜量ａ1及び真直マスタ６１の第２の傾斜量ａ2を測定した後、検査者は、コラムの真直度軸心の平行度誤差ａ3により算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は真円度測定機の測定精度検定方法に係り、特に回転台に円筒状ワークを載置し、回転台の回転軸心に略平行な軸心を持つコラムを上下する検出器によりワーク表面の位置を測定してワークの真円度、円筒度、真直度、または径差を求める真円度測定機の測定精度検定方法に関する。

従来の真円度測定機においては、検出器をコラムに沿って上下方向へ移動させることにより回転テーブルに載置された検査治具の複数の位置を測定し、この測定結果を演算することにより回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求める、真円度測定機の相対傾斜量測定方法が知られている（特許文献１、２）。

このような真円度測定機では定期的な検定が行われるが、従来の検定方法では、真円度測定機の載物台の回転軸心とＺ軸（上下方向軸）キャリッジであるコラムの移動軸心の平行度は載物台の回転軸心と平行に立てられた円筒スコヤを測定、また載物台の回転軸心とＲ軸（径方向軸）アームの移動軸心の直角度は載物台の回転軸心と直角に置かれたオプティカルフラットを測定することにより検定していた。

円筒スコヤやオプティカルフラットは製作上、大径化には限界があり、従来の大径測定用の真円度測定機の測定精度検定では、Ｒ軸アームを伸ばして載物台中心付近の円筒スコヤやオプティカルフラットを測れるようにしていた。

特許２７７４００７号公報 特許４０２１７４５号公報

しかしながら、上述のようなＲ軸アームを伸ばす大径測定用の真円度測定機では、測定機本体が巨大になるだけではなく、真円度測定機を構成する精度の高い各構造物も大型化する必要があり、コストが高くなってしまっていた。一方、Ｒ軸アームの代用として検出子を備えた検出器ホルダのみを伸ばして検定したり、コラムやＲ軸アームの挙動を測定しソフトウエアによる補正を行うこと等が考えられるが、真円度測定機の実際の検定には適さない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置でのコラムの移動軸心の平行度あるいはアームの移動軸心の直角度を検定することのできる真円度測定機の測定精度検定方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の真円度測定機の測定精度検定方法は、ワークを載置する回転台の回転軸心の回転軸心方向に移動するコラムと、前記回転軸心の径方向に移動するアームと、前記アームに着脱自在に設けられた前記ワークの各断面の真円度を測定する検出器と、を備えた真円度測定機の測定精度検定方法において、前記回転台の径方向の第１の径位置に載置された円筒マスタの軸心と、前記回転軸心と、が平行になるように前記円筒マスタの傾きを調整する円筒マスタ傾き調整ステップと前記検出器を先端部に配置した前記アームの先端位置を前記第１の径位置に対応した第１の測定位置に延出し、前記円筒マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記円筒マスタの表面をトレースすることにより前記第１の測定位置での前記コラムの真直度軸心のコラム傾斜量を測定するコラム傾斜量測定ステップと、前記第１の径位置とは異なる前記回転台の外径側の第２の径位置に載置された真直マスタの軸心と、コラムの移動軸心と、が平行になるように前記真直マスタの傾きを調整する真直マスタ傾き調整ステップと、前記アームを固定した状態で前記検出器を前記アーム上の前記第２の径位置に対応した第２の測定位置に配置し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第１の傾斜量を測定する第１真直マスタ傾斜量測定ステップと、前記検出器を前記アームの先端に再度配置すると共に前記アームの先端位置を前記第２の測定位置に延出移動し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第２の傾斜量を測定する第２真直マスタ傾斜量測定ステップと、前記コラム傾斜量、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量に基づき、前記回転軸心に対する前記第２の測定位置での前記コラムの真直度軸心の平行度誤差を算出する平行度誤差算出ステップと、を備えて構成される。

請求項１に記載の真円度測定機の測定精度検定方法では、前記コラムの真直度軸心の平行度誤差を、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量と、前記コラム傾斜量とにより算出するので、既存の真円度測定機を用いることが可能となり、装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置でのコラムの移動軸心の平行度を検定することができる。

請求項２に記載の真円度測定機の測定精度検定方法のように、請求項１に記載の真円度測定機の測定精度検定方法であって、前記平行度誤差算出ステップは、（平行度誤差）＝（第２の傾斜量）−（第１の傾斜量）−（コラム傾斜量）により前記回転軸心に対する前記コラムの真直度軸心の平行度誤差を算出することが好ましい。

請求項３に記載の真円度測定機の測定精度検定方法は、ワークを載置する回転台の回転軸心の回転軸心方向に移動するコラムと、前記回転軸心の径方向に移動するアームと、前記アームに着脱自在に設けられた前記ワークの各断面の真円度を測定する検出器と、を備えた真円度測定機の測定精度検定方法において、前記回転台の径方向の第１の径位置に載置された平面マスタの軸心と、前記回転軸心と、が直交するように前記平面マスタの傾きを調整する平面マスタ傾き調整ステップと、前記検出器を先端部に配置した前記アームの先端位置を前記第１の径位置に対応した第１の測定位置に延出し、前記平面マスタの表面の少なくとも前記回転軸心に直交する方向の２点間にて前記検出器により前記平面マスタの表面をトレースすることにより前記アームの真直度軸心のアーム傾斜量を測定するアーム傾斜量測定ステップと、前記第１の径位置とは異なる前記回転台の外径側の第２の径位置に載置された真直マスタの軸心と、アームの移動軸心と、が平行になるように前記真直マスタの傾きを調整する真直マスタ傾き調整ステップと、前記アームを固定した状態で前記検出器を前記アーム上の前記第２の径位置に対応した第２の測定位置に配置し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向に直交する２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第１の傾斜量を測定する第１傾斜量測定ステップと、前記検出器を前記アームの先端に再度配置すると共に前記アームの先端位置を前記第２の測定位置に延出移動し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向に直交する２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第２の傾斜量を測定する第２傾斜量測定ステップと、前記アーム傾斜量、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量に基づき、前記回転軸心に対する前記第２の測定位置での前記アームの真直度軸心の直角度誤差を算出する直角度誤差算出ステップと、を備えて構成される。

請求項３に記載の真円度測定機の測定精度検定方法では、前記アームの真直度軸心の直角度誤差を、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量と、前記アーム傾斜量とにより算出するので、既存の真円度測定機を用いることが可能となり、装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置でのアームの移動軸心の直角度を検定することができる。

請求項４に記載の真円度測定機の測定精度検定方法のように、請求項３に記載の真円度測定機の測定精度検定方法であって、前記平行度誤差算出ステップは、（直角度誤差）＝（第２の傾斜量）−（第１の傾斜量）−（アーム傾斜量）により前記回転軸心に対する前記アームの真直度軸心の直角度誤差を算出することが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置でのコラムの移動軸心の平行度あるいはアームの移動軸心の直角度を検定することができるという効果がある。

本発明の実施形態に係る真円度測定機の構成を示す図 図１の真円度測定機によるコラムの平行度を検定する測定精度検定方法の流れを示すフローチャート 図２の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第１の配置状態を示す図 図２の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第２の配置状態を示す図 図２の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第３の配置状態を示す図 図１の真円度測定機によるアームの直角度を検定する測定精度検定方法の流れを示すフローチャート 図６の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第１の配置状態を示す図 図６の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第２の配置状態を示す図 図６の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第３の配置状態を示す図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第１の図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第２の図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第３の図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第４の図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第５の図 図１の真円度測定機の第１の変形例を示す第６の図 図１の真円度測定機の第２の変形例を示す図 図１６の真円度測定機の第２の変形例の検出器ホルダの位置制御を説明するための図

以下、添付図面を参照して、本発明に係る真円度測定機の測定精度検定方法について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る真円度測定機の構成を示す図である。本実施形態の真円度測定機１は、図１に示すように、本体１０と、この本体１０の上面一側寄りに配置され被測定物もしくは検査治具を回転駆動させる被測定物回転機構２０と、本体１０の上面他側寄りに配置され被測定物もしくは検査治具の外表面位置を検出する位置検出機構３０とを備えている。なお、本体１０の上面での径方向をＲ方向、本体１０の上面に垂直な方向をＺ方向とする。

被測定物回転機構２０は、本体１０に回転駆動機構２２を介してテーブル回転軸Ｓ１を中心に回転可能に設けられ、被測定物もしくは検査治具が載置されるテーブル２１を備えている。なお、テーブル２１には、該テーブル２１の水平面を調整する調整つまみ（不図示）が設けられており、被測定物もしくは検査治具の軸心と回転体のテーブル回転軸Ｓ１を一致させることができるようになっている。

位置検出機構３０は、本体１０に略垂直（Ｚ軸と略平行）に立設された直方体形状を有するコラム３１と、このコラム３１の検出器案内方向軸線Ｓ２に沿って昇降可能に設けられたスライダ３２と、このスライダ３２にＲ方向のアーム軸Ｓ３に沿って摺動可能に設けられたアーム３３と、このアーム３３に対して着脱自在な検出器ホルダ３４を介して取り付けられた検出器３５とを備えている。

次に、このように構成された本実施形態の真円度測定機の測定精度検定方法について、コラムの平行度検定及びアームの直角度検定の処理の流れを説明する。

図２は図１の真円度測定機によるコラムの平行度を検定する測定精度検定方法の流れを示すフローチャートであり、図３〜図５は図２の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第１〜第３の配置状態を示す図である。

コラムの平行度検定：
図２に示すように、コラム３１の平行度を検定する測定精度検定方法では、ステップＳ１において、検査者は、検査治具としての円筒マスタ５１を載物台の第１の径位置（中心）に載置し、円筒マスタ５１の傾きを調整する（円筒マスタ傾き調整ステップ；図３参照）。そして、ステップＳ２において、検査者は、円筒マスタ５１に対するコラム３１の傾斜量ａ0を測定する（コラム傾斜量測定ステップ）。

次に、ステップＳ３において、検査者は、真直マスタ（真直度基準器）６１の真直軸をテーブル２１に平行、かつ第２の径位置に載置し、真直マスタ６１の傾きを調整する（真直マスタ傾き調整ステップ）。

そして、ステップＳ４において、検査者は、第２の位置を測定できるように、アーム３３の先端部から検出器ホルダ３４（検出器３５を含む）のみを移動し、真直マスタの第１の傾斜量ａ1を測定する（第１真直マスタ傾斜量測定ステップ；図４参照）。

続いて、ステップＳ５において、検査者は、検出器ホルダ３４（検出器３５を含む）を元の位置（アーム３３の先端部）に戻し、第２の位置を測定できるようにアーム３３を移動する。そして、ステップＳ５にて検査者は、真直マスタ６１の第２の傾斜量ａ2を測定する（第２真直マスタ傾斜量測定ステップ；図５参照）。

このようにコラム３１の傾斜量ａ0、真直マスタの第１の傾斜量ａ1及び真直マスタ６１の第２の傾斜量ａ2を測定した後、検査者は、ステップＳ６において、コラムの真直度軸心の平行度誤差ａ3を式（１）により算出し（平行度誤差算出ステップ）、処理を終了する。

［数１］
ａ3＝(ａ2−ａ1)−ａ0 …（１）
図６は図１の真円度測定機によるアームの直角度を検定する測定精度検定方法の流れを示すフローチャートであり、図７〜図９は図６の処理における検査治具と、コラム、アーム及び検出器の第１〜第３の配置状態を示す図である。

アームの直角度検定：
図６に示すように、アーム３３の直角度を検定する測定精度検定方法では、ステップＳ１１において、検査者は、検査治具としての水平マスタ７１を載物台の第１の径位置（中心）に載置し、水平マスタ７１の傾きを調整する（水平マスタ傾き調整ステップ；図７参照）。そして、ステップＳ１２において、検査者は、水平マスタ７１に対するアーム３３の傾斜量ｂ0を測定する（アーム傾斜量測定ステップ）。

次に、ステップＳ１３において、検査者は、真直マスタ（真直度基準器）６１の真直軸をテーブル２１に直交、かつ第２の径位置に載置し、真直マスタ６１の傾きを調整する（真直マスタ傾き調整ステップ）。

そして、ステップＳ１４において、検査者は、第２の径位置を測定できるように、アーム３３の先端部から検出器ホルダ３４（検出器３５を含む）のみを移動し、真直マスタの第１の傾斜量ｂ1を測定する（第１真直マスタ傾斜量測定ステップ；図７参照）。

続いて、ステップＳ１５において、検査者は、検出器ホルダ３４（検出器３５を含む）を元の位置（アーム３３の先端部）に戻し、第２の位置を測定できるようにアーム３３を移動する。そして、ステップＳ１５にて検査者は、真直マスタ６１の第２の傾斜量ｂ2を測定する（第２真直マスタ傾斜量測定ステップ；図５参照）。

このようにアーム３３の傾斜量ｂ0、真直マスタの第１の傾斜量ｂ1及び真直マスタ６１の第２の傾斜量ｂ2を測定した後、検査者は、ステップＳ１６において、アームの真直度軸心の直角度誤差ｂ3を式（２）により算出し（直角度誤差算出ステップ）、処理を終了する。

［数２］
ｂ3＝(ｂ2−ｂ1)−ｂ0 …（２）
以上説明したように、従来構成を同様な構成の真円度測定機１を用い、装置を大型化することなく、かつ回転台の回転軸心を基準とした任意の径位置で、コラム３１の平行度、アーム３３の直角度を実測結果（平行度誤差、直角度誤差）により真円度測定機１の補正量を検定することができる。

なお、本実施形態においては、それぞれ位置を認識するセンサを取り付けると、自動で補正を入れ替えることができる。

また、真直マスタ６１の載置位置は、第１の径位置及び第２の径位置の２箇所に限らず、条件を満たせば真直マスタ６１の載置位置は任意に設定できる。

また、第１の径位置及び第２の径位置のそれぞれ位置を認識するセンサを取り付けることで、自動で真円度測定機１の補正を検定することも可能である。

なお、図１０ないし図１５に示すように、第１の径位置を計測するために、長い検出器ホルダ３４Ａ（検出器３５を含む）を用いるようにしてもよく、この場合アーム３３を短くすることができる。なお、第２の径位置を計測するためには長い検出器ホルダ３４Ａから検出器ホルダ３４に取り替えることになる。

また、図１６に示すように、第１の径位置を計測するために、長さ調整式の検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）を用いるようにしてもよく、この場合アーム３３を短くでき、かつ測定位置によっては検出器ホルダを交換しなくてもよい。

なお、図１７に示すように、検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）の長さを検知する場合、検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）の可動範囲をストッパ１００，１０１により規制し、さらに検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）の長さを検知するための光学センサ１１０，１１１を設けることにより、光学センサ１１０，１１１にて検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）に設けた遮蔽板１２０，１２１を検出して位置（第１及び第２の径位置）を認識するように構成してよい。

すなわち、検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）がストッパ１００により位置決めされると光学センサ１１０が遮蔽板１２０により遮蔽され検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）の位置（第１の径位置）が検出でき、同様に、検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）がストッパ１０１により位置決めされると光学センサ１１１が遮蔽板１２１により遮蔽され検出器ホルダ３４Ｂ（検出器３５を含む）の位置（第２の径位置）が検出できる。

以上、本発明の真円度測定機における測定精度検定方について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１０…本体、２０…被測定物回転機構、２１…テーブル、２１…回転駆動機構、３０…位置検出機構、３１…コラム、３２…スライダ、３３…アーム、３４…検出器ホルダ、３５…検出器

Claims (4)

1. ワークを載置する回転台の回転軸心の回転軸心方向に移動するコラムと、前記回転軸心の径方向に移動するアームと、前記アームに着脱自在に設けられた前記ワークの各断面の真円度を測定する検出器と、を備えた真円度測定機の測定精度検定方法において、
   前記回転台の径方向の第１の径位置に載置された円筒マスタの軸心と、前記回転軸心と、が平行になるように前記円筒マスタの傾きを調整する円筒マスタ傾き調整ステップと、 前記検出器を先端部に配置した前記アームの先端位置を前記第１の径位置に対応した第１の測定位置に延出し、前記円筒マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記円筒マスタの表面をトレースすることにより前記第１の測定位置での前記コラムの真直度軸心のコラム傾斜量を測定するコラム傾斜量測定ステップと、
   前記第１の径位置とは異なる前記回転台の外径側の第２の径位置に載置された真直マスタの軸心と、コラムの移動軸心と、が平行になるように前記真直マスタの傾きを調整する真直マスタ傾き調整ステップと、
   前記アームを固定した状態で前記検出器を前記アーム上の前記第２の径位置に対応した第２の測定位置に配置し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第１の傾斜量を測定する第１真直マスタ傾斜量測定ステップと、
   前記検出器を前記アームの先端に再度配置すると共に前記アームの先端位置を前記第２の測定位置に延出移動し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向の２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第２の傾斜量を測定する第２真直マスタ傾斜量測定ステップと、
   前記コラム傾斜量、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量に基づき、前記回転軸心に対する前記第２の測定位置での前記コラムの真直度軸心の平行度誤差を算出する平行度誤差算出ステップと、
   を備えたことを特徴とする真円度測定機の測定精度検定方法。
2. 前記平行度誤差算出ステップは、
   （平行度誤差）＝（第２の傾斜量）−（第１の傾斜量）−（コラム傾斜量）
   により前記平行度誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の真円度測定機の測定精度検定方法。
3. ワークを載置する回転台の回転軸心の回転軸心方向に移動するコラムと、前記回転軸心の径方向に移動するアームと、前記アームに着脱自在に設けられた前記ワークの各断面の真円度を測定する検出器と、を備えた真円度測定機の測定精度検定方法において、
   前記回転台の径方向の第１の径位置に載置された平面マスタの軸心と、前記回転軸心と、が直交するように前記平面マスタの傾きを調整する平面マスタ傾き調整ステップと、
   前記検出器を先端部に配置した前記アームの先端位置を前記第１の径位置に対応した第１の測定位置に延出し、前記平面マスタの表面の少なくとも前記回転軸心に直交する方向の２点間にて前記検出器により前記平面マスタの表面をトレースすることにより前記アームの真直度軸心のアーム傾斜量を測定するアーム傾斜量測定ステップと、
   前記第１の径位置とは異なる前記回転台の外径側の第２の径位置に載置された真直マスタの軸心と、アームの移動軸心と、が平行になるように前記真直マスタの傾きを調整する真直マスタ傾き調整ステップと、
   前記アームを固定した状態で前記検出器を前記アーム上の前記第２の径位置に対応した第２の測定位置に配置し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向に直交する２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第１の傾斜量を測定する第１傾斜量測定ステップと、
   前記検出器を前記アームの先端に再度配置すると共に前記アームの先端位置を前記第２の測定位置に延出移動し、前記真直マスタの表面の少なくとも前記回転軸心方向に直交する２点間にて前記検出器により前記真直マスタの表面をトレースすることにより、前記真直マスタの真直度軸心の第２の傾斜量を測定する第２傾斜量測定ステップと、
   前記アーム傾斜量、前記第１の傾斜量及び前記第２の傾斜量に基づき、前記回転軸心に対する前記第２の測定位置での前記アームの真直度軸心の直角度誤差を算出する直角度誤差算出ステップと、
   を備えたことを特徴とする真円度測定機の測定精度検定方法。
4. 前記直角度誤差算出ステップは、
   （直角度誤差）＝（第２の傾斜量）−（第１の傾斜量）−（アーム傾斜量）
   により前記直角度誤差を算出することを特徴とする請求項３に記載の真円度測定機の測定精度検定方法。

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