JP2013024754A

JP2013024754A - 物品径の測定方法

Info

Publication number: JP2013024754A
Application number: JP2011160381A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okamoto; 有史岡本; Mitsuhiro Ito; 光宏伊藤; Ryuzo Yamada; 龍三山田; Hiroyuki Watanabe; 裕之渡邊
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】センサ等を物品内に挿入することなく当該物品の内径や外径を効率的に測定する。
【解決手段】回転テーブル１上に載置された物品２の内周面２１と、物品２の外に配設され回転テーブル１の回転軸１３からの距離が判明している校正面４ａとに、物品２の外に配設した二次元レーザ変位計３のスキャン線を位置させて、内周面２１と校正面４ａとの変位差を二次元レーザ変位計３にて測定し、上記距離と変位差に基づいて内周面２１の半径を算出する。二次元レーザ変位計３のレーザ射出点とスキャン線を含む面上に、回転テーブル１の回転軸１３が位置するように変位計３が配置されており、回転テーブル１を回転させて、内周面２１とこれと径方向対称位置にある他の内周面における各半径を算出して、これら半径の値を合計することで物品２の直径を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は物品径の測定方法に関し、特に内径の測定を効率的に行うことができる方法に関する。

物品径のうち内径を測定するものとして特許文献１には、物品たるリング状モータコアの内部に回転軸を挿入し、回転軸の先端に設けた支持アームの両端に、モータコアの内周面に向けてそれぞれ変位センサを取り付けた内径測定装置が示されている。そして、回転軸を回転させて変位センサをモータコアの内周面に沿って移動させ、この際に変位センサから得られる検出結果に基づいてモータコアの内径等を演算している。

特開２００３−２５４７４２

しかし、上記従来の内径測定装置では物品内にセンサ等を挿入しなければならず、その設置に手間取るために効率的な測定が困難であるという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、センサ等を物品内に挿入することなく当該物品の内径や外径を効率的に測定できる物品径の測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、物品（２）の測定対象円周面（２１）と、前記物品（２）の外に配設され当該物品（２）の径中心（１１）を通る中心線（１３）からの距離（Ａ）が判明している校正面（４ａ）とを前記物品（２）の外に配設した二次元レーザ変位計（３）のスキャン線（Ｓ１，Ｓ２）上に位置させて、前記測定対象円周面（２１）と校正面（４ａ）との変位差（ｒ）を前記二次元レーザ変位計（３）にて測定し、前記距離（Ａ）と前記変位差（ｒ）に基づいて前記測定対象円周面（２１）の半径（Ｒ１）を算出することを特徴とする。

本第１発明においては、校正面および二次元レーザ変位計をいずれも物品の外に配設した状態で物品の半径を算出測定することができ、物品内への設置の手間を要しないから、効率的な測定が可能である。

本第２発明では、前記二次元レーザ変位計（３）のレーザ射出点（３３）とスキャン線（Ｓ１，Ｓ２）を含む面内に、前記径中心を通る中心線（１３）が位置するように前記変位計（３）が配置されている。

本第２発明においては、補正計算等をすることなく、簡易に物品の半径を算出することができる。

本第３発明では、前記物品（２）は回転テーブル（１）上に載置され、二次元レーザ変位計（３）のレーザ射出点（３３）とスキャン線（Ｓ１，Ｓ２）を含む面内に、前記回転テーブル（１）の回転軸（１３）が位置するように変位計（３）が配置されており、前記回転テーブル（１）を回転させて、複数の前記測定対象円周面（２１）で各半径を測定する。

本第３発明においては、二次元レーザ変位計を移動させることなく回転テーブルを適宜角度づつ回転させることで複数個所で物品の半径を簡易に測定することができる。

本第４発明では、前記物品（２）は回転テーブル（１）上に載置され、二次元レーザ変位計（３）のレーザ射出点（３３）とスキャン線（Ｓ１，Ｓ２）を含む面内に、前記回転テーブル（１）の回転軸（１３）が位置するように前記変位計（３）が配置されており、前記回転テーブル（１）を回転させて、前記測定対象円周面（２１）とこれと径方向対称位置にある他の測定対象円周面における各半径を算出して、これら半径の値を合計することで前記物品（２）の直径を算出する。

本第４発明においては、回転テーブルを１８０度回転させて径方向対称位置にある各測定対象円周面の半径を算出することによって物品の直径を容易に算出することができる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように本発明の物品径の測定方法によれば、センサ等を物品内に挿入することなく当該物品の内径や外径を効率的に測定することができる。

本発明の測定方法を実施する装置の斜視図である。校正部材を設置した装置部分の正面斜視図である。測定方法を実施する装置の概略垂直断面図である。測定方法を説明する要部概略断面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１に本発明方法を実施する装置の構成を示す。図において、回転テーブル１上には内直径を測定すべき円形リング状の物品２が載置されており、物品２はその中心が回転テーブル１の回転中心１１とほぼ一致するように、内周縁に当接するガイドローラ１２によって回転テーブル１上に位置決めされている。

物品２を挟んで一方には物品２の上方位置に二次元変位計３が設けられている。そして、二次元変位計３のレーザ出光窓３１からは上下方向へ直線状に広げられたレーザ光Ｌ（図３参照）が出力されて、その先端のスキャン線の上部Ｓ１が、物品２を挟んで他方の、物品２の上方に位置させられている校正部材４の校正面４ａに入射し（図２）、スキャン線の下部Ｓ２は物品２の測定対象周面である内周面２１に入射している。校正面４ａは、回転テーブル１の回転中心１１を通る回転軸１３から予め定められた距離Ａだけ離れて位置させられている。

本実施形態では物品２の内周面２１は実際には段付き面になっており（図３）、校正面４ａと内周面２１にスキャン線の上部Ｓ１と下部Ｓ２がそれぞれ投影されている（図３中の破線）。したがって、内周面２１のいずれの段付き面についても以下に説明するようにしてその内直径Ｄを測定することが可能である。なお、図３においてレーザ光Ｌの照射範囲中の斜線部Ｘはスキャン線の合焦が可能な測定可能範囲を示す。

本実施形態においては変位計３の設置姿勢を調整することによって、図３に示すように、変位計３のレーザ出光窓３１（図１）から射出されて直線状に広がるレーザ光Ｌは、レーザ射出点３３とスキャン線Ｓ１，Ｓ２を含む面上に回転軸１３が位置するように出力されている。校正面４ａや内周面２１に入射して拡散反射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２（図３）は変位計３のレーザ受光窓３２（図１）に入射して、変位計３内の受光素子上に入力し、ここにスキャン線Ｓ１，Ｓ２の像が結像する。

変位計３では三角測量原理に基づく公知の方法によって、校正面４ａと内周面２１（本実施形態では最下段の内周面）との間の距離ｒ（変位差、図４）が算出される。回転軸１３と校正面４ａとの間の距離Ａは既知であるから、結局Ｒ１＝Ａ−ｒによって、回転軸１３と内周面２１との間の距離(内半径)Ｒ１を算出できる。この後、回転テーブル１を１８０度回転させ、上記内周面２１に代えて径方向対称位置にある他の内周面を測定位置に移動させて、同様の方法で回転軸１３と当該他の内周面との間の距離(内半径)Ｒ２が算出される。そして、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｄより、これら内周面の間の距離、すなわち内直径Ｄが算出される。

上記実施形態においては、互いに径方向対称位置にある内周面までの内半径を算出してこれらの和を内直径としたが、回転テーブル１の回転中心１１と物品２の径中心が完全に一致していれば、一の内周面について算出された内半径を単純に２倍すれば内直径が得られる。

上記実施形態では、レーザ射出点３３とスキャン線Ｓ１，Ｓ２を含む面上に回転テーブル１の回転軸１３が位置するようにレーザ出力をしているが、補正計算が必要になる煩雑さを厭わなければ、回転テーブル１の回転軸１３がレーザ射出点３３とスキャン線Ｓ１，Ｓ２を含む面上にある必要は必ずしもない。

上記実施形態では物品２を回転テーブル１上に載せて容易に回転移動可能としたが、回転テーブル１上に載せる必要はなく、この場合には二次元レーザ変位計３のレーザ射出点３３とスキャン線Ｓ１，Ｓ２を含む面内に、物品２の径中心を通る中心線が位置するように変位計３を配置すると良い。

上記実施形態で、回転テーブルを所定角度ごとに回転させて、複数の内周面について各内半径を測定するようにしても良い。

上記実施形態では物品の内径を測定したが、外径を測定する場合にも本発明方法を適用できることはもちろんである。

１…回転テーブル、１１…径中心、１３…回転軸（中心線）、２…物品、２１…内周面（測定対象円周面）、３…二次元レーザ変位計、３３…レーザ射出点、４ａ…校正面、Ａ…距離、ｒ…変位差、Ｒ１…半径、Ｓ１…スキャン線上部、Ｓ２…スキャン線下部。

Claims

物品の測定対象円周面と、前記物品の外に配設され当該物品の径中心を通る中心線からの距離が判明している校正面とに、前記物品の外に配設した二次元レーザ変位計のスキャン線を位置させて、前記測定対象円周面と校正面との変位差を前記二次元レーザ変位計にて測定し、前記距離と前記変位差に基づいて前記測定対象円周面の半径を算出することを特徴とする物品径の測定方法。
前記二次元レーザ変位計のレーザ射出点とスキャン線を含む面内に、前記径中心を通る中心線が位置するように前記変位計が配置されている請求項１に記載の物品径の測定方法。
前記物品は回転テーブル上に載置され、前記校正面は前記回転テーブルの回転軸からの距離が判明しており、前記二次元レーザ変位計のレーザ射出点とスキャン線を含む面上に、前記回転軸が位置するように変位計が配置されており、前記回転テーブルを回転させて、複数の前記測定対象円周面で各半径を測定する請求項１に記載の物品径の測定方法。
前記物品は回転テーブル上に載置され、前記校正面は前記回転テーブルの回転軸からの距離が判明しており、前記二次元レーザ変位計のレーザ射出点とスキャン線を含む面上に、前記回転軸が位置するように前記変位計が配置されており、前記回転テーブルを回転させて、前記測定対象円周面とこれと径方向対称位置にある他の測定対象円周面における各半径を算出して、これら半径の値を合計することで前記物品の直径を算出する請求項１に記載の物品径の測定方法。