JP2015148627A - Angle measurement method and angle measurement system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a rotation angle with high accuracy and in a short time.SOLUTION: A angle measurement system comprises: a rotary encoder 2 that includes a rotating shaft 3 serving as a drive rotating body to be rotationally driven, and an encoder main body 2a serving as a support reference body supporting the rotating shaft 3, and detects a rotation angle of the rotating shaft 3 with respect to the encoder main body 2a as angle detection means; and contactless angle detection means 20 that does not contact with the encoder main body 2a to optically detect a position of the encoder main body 2a as optical position check means. Accordingly, the rotation angle detected by the rotary encoder 2 is enabled to be corrected on the basis of the position detected by the contactless angle detection means 20, and the rotation angle is enabled to be measured with high accuracy and in a short time.

Description

本発明は、回転体の回転角度を精密に測定することが求められる技術分野に好適に利用することができる角度測定方法及び角度測定システムに関する。   The present invention relates to an angle measurement method and an angle measurement system that can be suitably used in a technical field that requires precise measurement of the rotation angle of a rotating body.

従来、工作機械等における回転体の角度割出精度を精密に測定するため、多面鏡とオートコリメータを用いる角度測定方法(以下「多面鏡方式」という)や、ハースカップリングとレーザ干渉計を用いる角度測定方法(以下「ハースカップリング方式」という)が行なわれていた。   Conventionally, in order to accurately measure the angle indexing accuracy of a rotating body in a machine tool or the like, an angle measuring method using a polygon mirror and an autocollimator (hereinafter referred to as “polyhedral mirror method”), a hearth coupling and a laser interferometer are used. An angle measurement method (hereinafter referred to as “Heas coupling method”) has been performed.

多面鏡方式では、多面鏡を載せた被測定物の回転角と多面鏡の角度との差を高精度なオートコリメータで測定する。   In the polygon mirror method, the difference between the rotation angle of the object on which the polygon mirror is mounted and the angle of the polygon mirror is measured with a highly accurate autocollimator.

ハースカップリング方式では、ハースカップリングが取付けられた被測定物を所定の目標角度変位で回転し、ハースカップリングの結合を外した後に目標角度変位の分だけハースカップリングを逆回転し、その逆角度変位とレーザ干渉計で測定された基準位置からの角度変位との合計を、被測定物の目標角度変位と比較する(特許文献1を参照)。   In the hearth coupling method, the workpiece to which the hearth coupling is attached is rotated at a predetermined target angular displacement, the hearth coupling is reversely rotated by the amount corresponding to the target angular displacement after disconnecting the hearth coupling, The sum of the reverse angular displacement and the angular displacement from the reference position measured by the laser interferometer is compared with the target angular displacement of the object to be measured (see Patent Document 1).

特表平06−502727号公報Japanese Translation of National Publication No. 06-502727

しかしながら、従来の角度測定技術では、測定に時間がかかる、測定精度の向上が困難である、という欠点があった。   However, the conventional angle measurement technique has the drawbacks that it takes time to measure and it is difficult to improve measurement accuracy.

多面鏡方式では、多面鏡の角度と被測定物の角度との位相角を種々変更して測定を繰り返すが、操作者の手作業によって角度を割出すため、測定者は緊張した測定作業を長時間連続して継続する必要がある。また、分解能が粗く、装置を長時間安定に保つ事が困難であるため、測定精度の向上にはどうしても限界があった。   In the polygon mirror method, the phase angle between the angle of the polygon mirror and the angle of the object to be measured is changed in various ways, and the measurement is repeated. Need to continue for hours. Further, since the resolution is coarse and it is difficult to keep the apparatus stable for a long time, there is a limit to the improvement of measurement accuracy.

ハースカップリング方式では、被測定物を目標角度変位で回転した後、その目標角度変位の分だけハースカップリングを逆回転してレーザ干渉計の反射鏡を元の位置に戻す首振動作が必要であるため、全体の測定時間が長くなる。また、角度測定の精度がハースカップリングの歯の分解能に依存するとともに、正回転及び逆回転の繰り返し時にハースカップリングの歯で伝達誤差が発生するので、測定精度向上には限界があった。   In the Hearth coupling method, after the object to be measured is rotated at the target angular displacement, a swing operation is required to reversely rotate the Hearth coupling by the amount of the target angular displacement and return the laser interferometer reflector to its original position. Therefore, the entire measurement time becomes long. In addition, the accuracy of angle measurement depends on the resolution of the hearth coupling teeth, and transmission errors occur in the teeth of the hearth coupling when the forward rotation and the reverse rotation are repeated, so that there is a limit to improving the measurement accuracy.

また、回転角度を検出するデバイスとしてロータリエンコーダが知られているが、被測定物にロータリエンコーダを取り付ける際に、被測定物の回転軸とロータリエンコーダの回転軸との偏心が生じ、その偏心に因り測定誤差が発生するという課題があった。   In addition, a rotary encoder is known as a device for detecting the rotation angle, but when the rotary encoder is attached to the object to be measured, an eccentricity occurs between the rotating shaft of the object to be measured and the rotating shaft of the rotary encoder. Therefore, there is a problem that measurement error occurs.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、回転角度を高精度且つ短時間で測定することができる角度測定方法及び角度測定システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an angle measuring method and an angle measuring system capable of measuring a rotation angle with high accuracy and in a short time.

前記目的を達成するために、本発明は、本体部と前記本体部に対し回転自在な回転軸と前記回転軸に取り付けられたコード部と前記本体部に固定されて前記コード部のコードを読み取る読取部とを有するロータリエンコーダを用いる角度測定方法であって、回転駆動される被測定物の回転軸に前記ロータリエンコーダの回転軸を取り付けるとともに、前記被測定物の回転軸と前記ロータリエンコーダの回転軸との偏心を許容するように、前記ロータリエンコーダの回転軸に直交する面内における前記ロータリエンコーダの本体部の変位を一定の遊び範囲内に規制し、前記被測定物の回転軸に対する前記ロータリエンコーダの前記回転軸の偏心量を非接触で検出し、前記ロータリエンコーダの読取部の読み取ったコードに基づいて前記ロータリエンコーダの回転軸の回転角度を測定し、前記ロータリエンコーダを用いて測定された回転角度を、少なくとも前記検出された偏心量に基づいて、補正することを特徴とする角度測定方法を提供する。この構成により、ロータリエンコーダの測定値が非接触の測定値で補正されるので、従来の多面鏡方式やハースカップリング方式の角度測定技術と比較して、短時間且つ精度良く回転角度を測定することができる。また、被測定物の回転軸に対するロータリエンコーダの回転軸の偏心量の許容範囲をロータリエンコーダの仕様よりも大きくすることができるので、被測定物に対するロータリエンコーダの取り付けが大変容易になる。即ち、本発明により、ロータリエンコーダを用いて回転角度の測定を高精度且つ短時間で行なえるようになるので、工作機械等の生産能力アップに大きく貢献する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a main body, a rotary shaft rotatable with respect to the main body, a cord attached to the rotary shaft, and a code fixed to the main body to read the code of the cord. An angle measurement method using a rotary encoder having a reading unit, wherein a rotary shaft of the rotary encoder is attached to a rotary shaft of a workpiece to be rotated, and the rotary shaft of the workpiece and the rotation of the rotary encoder are rotated. In order to allow eccentricity with respect to the shaft, the displacement of the main body of the rotary encoder within a plane orthogonal to the rotational axis of the rotary encoder is regulated within a certain play range, and the rotary with respect to the rotational shaft of the object to be measured is controlled. The eccentric amount of the rotary shaft of the encoder is detected in a non-contact manner, and the rotary encoder is based on the code read by the reading unit of the rotary encoder. The rotation angle of the rotation shaft of the encoder measures the rotation angle measured by using the rotary encoder, based on at least the detected eccentricity, to provide an angle measurement method and correcting. With this configuration, the measurement value of the rotary encoder is corrected with a non-contact measurement value, so that the rotation angle can be measured in a shorter time and with higher accuracy than conventional angle measuring techniques using a polygon mirror method or a hearth coupling method. be able to. Moreover, since the allowable range of the eccentric amount of the rotary shaft of the rotary encoder with respect to the rotary shaft of the object to be measured can be made larger than the specification of the rotary encoder, it is very easy to attach the rotary encoder to the object to be measured. That is, according to the present invention, the rotation angle can be measured with high accuracy and in a short time by using the rotary encoder, which greatly contributes to an increase in production capacity of machine tools and the like.

本発明の一実施形態では、前記ロータリエンコーダの本体部の変位を前記一定の遊び範囲内で許容しつつ前記ロータリエンコーダの本体部を係止する治具を用いることを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, a jig for locking the main body portion of the rotary encoder while allowing the displacement of the main body portion of the rotary encoder within the certain play range is used.

本発明の一実施形態では、前記ロータリエンコーダの本体部に錘を取り付け、前記ロータリエンコーダの本体部を重力方向に付勢することを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, a weight is attached to the main body of the rotary encoder, and the main body of the rotary encoder is biased in the direction of gravity.

また、本発明は、本体部と前記本体部に対し回転自在な回転軸と前記回転軸に取り付けられたコード部と前記本体部に固定されて前記コード部のコードを読み取る読取部とを有するロータリエンコーダを用いる角度測定方法であって、回転駆動される被測定物の回転軸に前記ロータリエンコーダの本体部を取り付けるとともに、前記被測定物の回転軸と前記ロータリエンコーダの回転軸との偏心を許容するように、前記ロータリエンコーダの回転軸に直交する面内における前記ロータリエンコーダの回転軸の変位を一定の遊び範囲内に規制し、前記被測定物の回転軸に対する前記ロータリエンコーダの回転軸の偏心量を非接触で検出し、前記ロータリエンコーダの読取部の読み取ったコードに基づいて前記ロータリエンコーダの本体部の回転角度を測定し、前記ロータリエンコーダを用いて測定された回転角度を、少なくとも前記検出された偏心量に基づいて、補正することを特徴とする角度測定方法を提供する。この構成により、ロータリエンコーダの測定値が非接触の測定値で補正されるので、従来の多面鏡方式やハースカップリング方式の角度測定技術と比較して、短時間且つ精度良く回転角度を測定することができる。また、被測定物の回転軸に対するロータリエンコーダの回転軸の偏心量の許容範囲をロータリエンコーダの仕様よりも大きくすることができるので、被測定物に対するロータリエンコーダの取り付けが大変容易になる。即ち、本発明により、ロータリエンコーダを用いて回転角度の測定を高精度且つ短時間で行なえるようになるので、工作機械等の生産能力アップに大きく貢献する。   The present invention also provides a rotary having a main body, a rotary shaft that is rotatable with respect to the main body, a cord attached to the rotary shaft, and a reading unit that is fixed to the main body and reads the code of the code. An angle measurement method using an encoder, wherein the rotary encoder main body is attached to a rotary shaft of a device to be rotated, and eccentricity between the rotary shaft of the device to be measured and the rotary shaft of the rotary encoder is allowed. Thus, the displacement of the rotary shaft of the rotary encoder in a plane orthogonal to the rotary shaft of the rotary encoder is regulated within a certain play range, and the eccentricity of the rotary shaft of the rotary encoder with respect to the rotary shaft of the object to be measured Rotation of the main body of the rotary encoder based on the code read by the reading unit of the rotary encoder Degrees were measured, the rotation angle measured by using the rotary encoder, based on at least the detected eccentricity, to provide an angle measurement method and correcting. With this configuration, the measurement value of the rotary encoder is corrected with a non-contact measurement value, so that the rotation angle can be measured in a shorter time and with higher accuracy than conventional angle measuring techniques using a polygon mirror method or a hearth coupling method. be able to. Moreover, since the allowable range of the eccentric amount of the rotary shaft of the rotary encoder with respect to the rotary shaft of the object to be measured can be made larger than the specification of the rotary encoder, it is very easy to attach the rotary encoder to the object to be measured. That is, according to the present invention, the rotation angle can be measured with high accuracy and in a short time by using the rotary encoder, which greatly contributes to an increase in production capacity of machine tools and the like.

本発明の一実施形態では、前記ロータリエンコーダの回転軸の変位を前記一定の遊び範囲内で許容しつつ前記ロータリエンコーダの回転軸を係止する治具を用いることを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, a jig that locks the rotary shaft of the rotary encoder while allowing the displacement of the rotary shaft of the rotary encoder within the certain play range is used.

本発明の一実施形態では、前記ロータリエンコーダの回転軸に錘を取り付け、前記ロータリエンコーダの回転軸を重力方向に付勢することを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, a weight is attached to the rotary shaft of the rotary encoder, and the rotary shaft of the rotary encoder is biased in the direction of gravity.

また、本発明は、本体部と前記本体部に対し回転自在な回転軸と前記回転軸に取り付けられたコード部と前記本体部に固定されて前記コード部のコードを読み取る読取部とを有し、回転駆動される被測定物に前記回転軸が取り付けられるロータリエンコーダと、前記被測定物の回転軸と前記ロータリエンコーダの回転軸との偏心を許容するように、前記ロータリエンコーダの回転軸に直交する面内における前記ロータリエンコーダの本体部の変位を一定の遊び範囲内に規制する規制部材と、前記被測定物の回転軸に対する前記ロータリエンコーダの前記回転軸の偏心量を非接触で検出する非接触偏心量検出手段と、前記ロータリエンコーダの読取部が読み取ったコードに対応する回転角度を、少なくとも前記非接触偏心量検出手段で検出される前記偏心量に基づいて、補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする角度測定システムを提供する。   In addition, the present invention includes a main body, a rotating shaft that is rotatable with respect to the main body, a cord attached to the rotating shaft, and a reading unit that is fixed to the main body and reads the code of the code. A rotary encoder to which the rotary shaft is attached to a rotationally driven object to be measured, and an orthogonal to the rotational axis of the rotary encoder so as to allow eccentricity between the rotational axis of the object to be measured and the rotational axis of the rotary encoder. A non-contact detecting member that detects the eccentricity of the rotary shaft of the rotary encoder relative to the rotary shaft of the object to be measured in a non-contact manner, and a regulating member that restricts the displacement of the main body of the rotary encoder within a certain play range. The rotation angle corresponding to the code read by the contact eccentricity detecting means and the reading unit of the rotary encoder is detected by at least the non-contact eccentricity detecting means. Based on the amount of eccentricity, to provide an angle measurement system comprising: the correcting means, the correcting.

本発明の一実施形態では、前記規制部材は、前記ロータリエンコーダの本体部の変位を前記一定の遊び範囲内で許容しつつ前記ロータリエンコーダの本体部を係止する治具を含むことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, the restricting member includes a jig for locking the main body portion of the rotary encoder while allowing the displacement of the main body portion of the rotary encoder within the certain play range. To do.

本発明の一実施形態では、前記規制部材は、前記ロータリエンコーダの本体部に取り付けられ、前記ロータリエンコーダの本体部を重力方向に付勢する錘を含むことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, the restricting member includes a weight attached to the main body of the rotary encoder and biasing the main body of the rotary encoder in the direction of gravity.

また、本発明は、本体部と前記本体部に対し回転自在な回転軸と前記回転軸に取り付けられたコード部と前記本体部に固定されて前記コード部のコードを読み取る読取部とを有し、回転駆動される被測定物に前記本体部が取り付けられるロータリエンコーダと、前記被測定物の回転軸と前記ロータリエンコーダの回転軸との偏心を許容するように、前記ロータリエンコーダの回転軸に直交する面内における前記ロータリエンコーダの回転軸の変位を一定の遊び範囲内に規制する規制部材と、前記被測定物の回転軸に対する前記ロータリエンコーダの前記回転軸の偏心量を非接触で検出する非接触偏心量検出手段と、前記ロータリエンコーダの読取部が読み取ったコードに対応する回転角度を、少なくとも前記非接触偏心量検出手段で検出される前記偏心量に基づいて、補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする角度測定システムを提供する。   In addition, the present invention includes a main body, a rotating shaft that is rotatable with respect to the main body, a cord attached to the rotating shaft, and a reading unit that is fixed to the main body and reads the code of the code. A rotary encoder in which the main body is attached to a rotationally driven object to be measured, and a rotation axis of the rotary encoder so as to allow eccentricity between the rotational axis of the object to be measured and the rotational axis of the rotary encoder. A non-contact detecting member for detecting the eccentricity of the rotary shaft of the rotary encoder with respect to the rotary shaft of the object to be measured in a non-contact manner. The rotation angle corresponding to the code read by the contact eccentricity detecting means and the reading unit of the rotary encoder is detected by at least the non-contact eccentricity detecting means. Based on the amount of eccentricity, to provide an angle measurement system comprising: the correcting means, the correcting.

本発明の一実施形態では、前記規制部材は、前記ロータリエンコーダの回転軸の変位を前記一定の遊び範囲内で許容しつつ前記ロータリエンコーダの回転軸を係止する治具を含むことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, the restricting member includes a jig for locking the rotary shaft of the rotary encoder while allowing displacement of the rotary shaft of the rotary encoder within the certain play range. To do.

本発明の一実施形態では、前記規制部材は、前記ロータリエンコーダの回転軸に取り付けられ、前記ロータリエンコーダの回転軸を重力方向に付勢する錘を含むことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, the restriction member includes a weight attached to a rotary shaft of the rotary encoder and biasing the rotary shaft of the rotary encoder in a gravitational direction.

本発明の一実施形態では、前記被測定物の回転軸の回転が停止したタイミングで回転角度を検出する静的測定、及び、前記被測定物の回転軸の回転中のタイミングで回転角度を検出する動的測定のうち少なくとも一方の測定を行なうことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, static measurement for detecting a rotation angle at a timing when rotation of the rotation axis of the object to be measured stops, and detection of a rotation angle at a timing during rotation of the rotation axis of the object to be measured. It is characterized in that at least one of the dynamic measurements is performed.

本発明によれば、従来技術と比較して回転角度を高精度且つ短時間で測定することができる。また、被測定物に対するロータリエンコーダの取り付けが大変容易になる。   According to the present invention, it is possible to measure the rotation angle with high accuracy and in a short time as compared with the prior art. In addition, it is very easy to attach the rotary encoder to the object to be measured.

第1実施形態における角度測定システムの一例の全体構成図Overall configuration diagram of an example of an angle measurement system in the first embodiment 被測定物にロータリエンコーダの回転軸を取り付ける様子を示す側面図Side view showing a state where the rotary shaft of the rotary encoder is attached to the object to be measured 非接触測位手段の干渉ユニットを配置した様子を示す側面図Side view showing a state in which interference units of non-contact positioning means are arranged 被測定物の回転軸、ロータリエンコーダの回転軸及びエンコーダ本体の位置関係を示す説明図Explanatory drawing showing the positional relationship between the rotating shaft of the object to be measured, the rotating shaft of the rotary encoder, and the encoder body (A)はエンコーダの一例を示す平面図、(B)は測定開始時点のエンコーダを示す平面図、(C)は現実の回転角度θrと偏心量Bと読取角度θαとの関係の説明に用いる平面図(A) is a plan view showing an example of the encoder, (B) is a plan view showing the encoder at the start of measurement, and (C) is used to explain the relationship among the actual rotation angle θr, eccentricity B, and reading angle θα. Plan view エンコーダ本体の変位に相当するエンコーダ読取ヘッドの変位を示す平面図Plan view showing the displacement of the encoder read head corresponding to the displacement of the encoder body 錘によりエンコーダ本体の変位を規制する場合の一例を示す正面図Front view showing an example when the displacement of the encoder body is regulated by a weight 被測定物を水平方向に沿って配置した場合を示す側面図Side view showing the case where the device under test is placed along the horizontal direction 第2実施形態における角度測定システムの一例の全体構成図The whole block diagram of an example of the angle measurement system in 2nd Embodiment 被測定物にエンコーダ本体を取り付ける様子を示す側面図Side view showing how the encoder body is attached to the device under test 第3実施形態における角度測定システムの概略構成図Schematic configuration diagram of an angle measurement system in the third embodiment 第3実施形態における角度測定システムの傾斜角度検出系の一例を示す構成図The block diagram which shows an example of the inclination angle detection system of the angle measurement system in 3rd Embodiment 非接触角度検出手段で検出する角度の説明に用いる説明図Explanatory drawing used for explanation of angle detected by non-contact angle detection means 第4実施形態における角度測定システムの傾斜角度検出系の一例を示す構成図The block diagram which shows an example of the inclination angle detection system of the angle measurement system in 4th Embodiment

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、第1実施形態における角度測定システムの一例の全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an example of an angle measurement system according to the first embodiment.

図1に示す角度測定システム100は、回転駆動される被測定物1の回転軸1aの回転角度をロータリエンコーダ2を用いて測定する。ロータリエンコーダ2は、エンコーダ本体2aと、エンコーダ本体2aに対し回転自在な回転軸3とを含んで構成されている。   The angle measuring system 100 shown in FIG. 1 measures the rotational angle of the rotating shaft 1a of the device under test 1 that is rotationally driven by using the rotary encoder 2. The rotary encoder 2 includes an encoder body 2a and a rotating shaft 3 that is rotatable with respect to the encoder body 2a.

図2は、被測定物1の回転軸1aにロータリエンコーダ2の回転軸3を取り付ける様子を示す側面図である。図3は、非接触測位手段20の干渉ユニット4を配置した様子を示す側面図である。   FIG. 2 is a side view showing a state in which the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the rotary shaft 1 a of the DUT 1. FIG. 3 is a side view showing a state in which the interference unit 4 of the non-contact positioning means 20 is arranged.

図2に示すように、エンコーダ本体2aの内側において、回転軸3に円盤状のエンコーダ14(コード部)が取り付けられている。エンコーダ14は、回転軸3を中心とした円周上に全周にわたり目盛(コード)が形成されている。エンコーダ14は、インクリメンタル型でもアブソリュート型でもよい。また、エンコーダ14の目盛を読み取るエンコーダ読取ヘッド13(読取部)がエンコーダ本体2aに固定されている。エンコーダ読取ヘッド13は、エンコーダ14の目盛の読み取りに応じて、パルス信号(回転角度信号)を出力する。即ち、エンコーダ本体2aと回転軸3との相対的な回転角度の変化量に応じたパルス信号が、ロータリエンコーダ2で生成される。なお、エンコーダ本体2aは、カップリング内蔵型であってもよい。   As shown in FIG. 2, a disk-shaped encoder 14 (code portion) is attached to the rotary shaft 3 inside the encoder body 2a. The encoder 14 has a scale (code) formed on the entire circumference around the rotation shaft 3. The encoder 14 may be an incremental type or an absolute type. An encoder reading head 13 (reading unit) that reads the scale of the encoder 14 is fixed to the encoder body 2a. The encoder reading head 13 outputs a pulse signal (rotation angle signal) in accordance with the scale reading of the encoder 14. That is, the rotary encoder 2 generates a pulse signal corresponding to the amount of change in the relative rotation angle between the encoder body 2 a and the rotary shaft 3. The encoder body 2a may be a coupling built-in type.

ロータリエンコーダ2の回転軸3は、ボールベアリングからなる軸受15を介して、エンコーダ本体2aに取り付けられている。本実施形態では、ロータリエンコーダ2の回転軸3を、被測定物1の回転軸1aに、取り外し可能に取り付ける。取り付け後、回転軸3は、エンコーダ本体2aに対し軸受15を介して自由に回転できる状態にある。このため、被測定物1の回転軸1aが回転しても、ロータリエンコーダ本体2aに接続されているケーブル(図1の16)が絡みつくことがない。   A rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the encoder body 2a via a bearing 15 made of a ball bearing. In this embodiment, the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is detachably attached to the rotary shaft 1a of the DUT 1. After attachment, the rotating shaft 3 is in a state of being freely rotatable with respect to the encoder body 2a via the bearing 15. For this reason, even if the rotating shaft 1a of the DUT 1 rotates, the cable (16 in FIG. 1) connected to the rotary encoder body 2a does not get entangled.

本例の回転軸3は、被測定物1の回転軸1aに取り付けるための取付部3aを有する。特別なアタッチメントを介して、被測定物1の回転軸1aに取り付けてもよい。   The rotating shaft 3 of this example has an attachment portion 3 a for attaching to the rotating shaft 1 a of the DUT 1. You may attach to the rotating shaft 1a of the to-be-measured object 1 via a special attachment.

エンコーダ本体2aは、後述のように、被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2の回転軸3との偏心を許容するように、回転軸3に直交する面(以下「直交面」と称する)内における動き(変位)が一定の遊び範囲内で許容された状態で配置される。被測定物1の軸振れは存在しても測定誤差にならないが、面振れは測定誤差になるので、目標測定精度に合わせて計算される規定値以内に抑える。   As will be described later, the encoder body 2a has a surface orthogonal to the rotation shaft 3 (hereinafter referred to as an "orthogonal surface") so as to allow eccentricity between the rotation shaft 1a of the DUT 1 and the rotation shaft 3 of the rotary encoder 2. ) Are allowed to move within a certain play range (displacement). Even if there is an axial runout of the DUT 1, no measurement error occurs, but the surface runout becomes a measurement error, and is therefore kept within a specified value calculated in accordance with the target measurement accuracy.

図1に示すように、非接触測位手段20は、第1のコーナキューブプリズム7a、干渉ユニット4(偏光ビームスプリッタ6及び第2のコーナキューブプリズム7b)、レーザ光源10、位相差検出ヘッド11、及びデータ処理装置12を含んで構成されている。非接触測位手段20は、エンコーダ本体2aに固定された第1のコーナキューブプリズム7aの変化した位置(即ちエンコーダ本体2aの変位)を非接触で検出し、その検出された変位に基づいて、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量を算出する。   As shown in FIG. 1, the non-contact positioning means 20 includes a first corner cube prism 7a, an interference unit 4 (polarization beam splitter 6 and second corner cube prism 7b), laser light source 10, phase difference detection head 11, And the data processing device 12. The non-contact positioning means 20 detects a changed position of the first corner cube prism 7a fixed to the encoder body 2a (that is, displacement of the encoder body 2a) in a non-contact manner, and based on the detected displacement, The eccentric amount of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 with respect to the rotary shaft 1a of the workpiece 1 is calculated.

図1に示したように、エンコーダ本体2aの回転軸3に直交する直交面に第1のコーナキューブプリズム7a(反射素子)が設置される。干渉ユニット4(干渉光学系)は、第1のコーナキューブプリズム7aに正対して配置される。干渉ユニット4は、偏光ビームスプリッタ6及び第2のコーナキューブプリズム7bを含んで構成されている。干渉ユニット4は、レーザ光源10から発光されたレーザ光束を、第1のコーナキューブプリズム7aに向かう第1のレーザ光束と、第2のコーナキューブプリズム7bに向かう第2のレーザ光束とに、分割する。第1のコーナキューブプリズム7aで反射された第1のレーザ光束(第1の反射光束)、及び、第2のコーナキューブプリズム7bで反射された第2のレーザ光束(第2の反射光束)は、偏光ビームスプリッタ6に戻って来る。このように、干渉ユニット4は、光路長が異なる第1及び第2のレーザ光束を干渉させる。即ち、第1及び第2の反射光束の干渉縞が発生する。   As shown in FIG. 1, a first corner cube prism 7a (reflective element) is installed on an orthogonal plane orthogonal to the rotation shaft 3 of the encoder body 2a. The interference unit 4 (interference optical system) is arranged to face the first corner cube prism 7a. The interference unit 4 includes a polarization beam splitter 6 and a second corner cube prism 7b. The interference unit 4 divides the laser light beam emitted from the laser light source 10 into a first laser light beam directed to the first corner cube prism 7a and a second laser light beam directed to the second corner cube prism 7b. To do. The first laser light beam (first reflected light beam) reflected by the first corner cube prism 7a and the second laser light beam (second reflected light beam) reflected by the second corner cube prism 7b are: Return to the polarizing beam splitter 6. As described above, the interference unit 4 causes the first and second laser light beams having different optical path lengths to interfere with each other. That is, interference fringes of the first and second reflected light beams are generated.

偏光ビームスプリッタ6は、レーザ光源10で発光されたレーザ光束のうち一部(第1のレーザ光束)が偏光ビームスプリッタ6を通過して第1のコーナキューブプリズム7aの入射面に垂直に入射するように配置される。また、第2のコーナキューブプリズム7bは、第2のレーザ光束が基準長の光路で偏光ビームスプリッタ6に戻るように配置される。   In the polarization beam splitter 6, a part (first laser beam) of the laser beam emitted from the laser light source 10 passes through the polarization beam splitter 6 and enters the incident surface of the first corner cube prism 7a perpendicularly. Are arranged as follows. The second corner cube prism 7b is arranged so that the second laser beam returns to the polarization beam splitter 6 through the optical path of the reference length.

位相差検出ヘッド11(位相差検出手段)は、光路長の異なる第1の反射光束と第2の反射光束とからなる干渉光を受光して、第1及び第2のコーナキューブプリズム7a、7bの反射光束(第1及び第2の反射光束)の位相差を検出する。本例では、干渉縞をカウントすることにより、第1のレーザ光束の光路(図1の実線)と第2のレーザ光束の光路(図1の点線)との光路長差(位相差)を検出する。   The phase difference detection head 11 (phase difference detection means) receives the interference light composed of the first reflected light beam and the second reflected light beam having different optical path lengths, and the first and second corner cube prisms 7a and 7b. The phase difference between the reflected light beams (first and second reflected light beams) is detected. In this example, the optical path length difference (phase difference) between the optical path of the first laser beam (solid line in FIG. 1) and the optical path of the second laser beam (dotted line in FIG. 1) is detected by counting the interference fringes. To do.

レーザ光源10は、例えばHe−Neレーザを使用する。波長安定化は行なわなくても、測定精度に大きな影響は与えない。レーザ光源10と干渉ユニット4との間は、光ファイバで結合すると、取り付けが非常に容易になる。位相差検出ヘッド11は、マイケルソン干渉計によるフリンジカウント方式でも、ヘテロダイン方式でも、かまわない。ヘテロダイン方式の場合、レーザ光源10は直交偏光2周波の必要があり、例えばゼーマンレーザやAOM(音響光学素子)が使われる。   As the laser light source 10, for example, a He—Ne laser is used. Even if wavelength stabilization is not performed, measurement accuracy is not greatly affected. When the laser light source 10 and the interference unit 4 are coupled by an optical fiber, the attachment becomes very easy. The phase difference detection head 11 may be a fringe count method using a Michelson interferometer or a heterodyne method. In the case of the heterodyne system, the laser light source 10 needs to have two orthogonal polarization frequencies, and for example, a Zeeman laser or an AOM (acousto-optic element) is used.

データ処理装置12は、コンピュータ装置によって構成されている。コンピュータ装置は、メモリ等からなる記憶手段、CPU(Central Processing Unit)等からなる制御手段、表示手段、及びキーボード等からなる入力手段を含む。   The data processing device 12 is configured by a computer device. The computer device includes a storage unit including a memory, a control unit including a CPU (Central Processing Unit), a display unit, and an input unit including a keyboard.

被測定物1の回転軸1aは、図示省略の駆動手段(例えばモータ)を用いて回転駆動される。   The rotating shaft 1a of the DUT 1 is rotationally driven using a driving means (not shown) (not shown).

ロータリエンコーダ2から出力されたパルス信号(回転角度信号)は、ケーブル16を介して回転角度検出部9に送られる。本例では、エンコーダ14として、複数の原点コード付き(例えば10度間隔)のインクリメンタル型エンコーダを用いており、エンコーダ読取ヘッド13から、パルス信号と共に、位相(以下では「θp」とする)を取得するための原点信号が出力される。本例の回転角度検出部9は、パルス信号に基づいて測定開始時点からの回転角度(以下では「θr」とする)を検出するとともに、パルス信号及び原点信号に基づいて位相θp(「読取角度」ともいう)を検出し、θr及びθpをデータ処理装置12に送る。位相θpは、エンコーダ読取ヘッド13で読み取ったエンコーダ14のコードの円周上における位置を角度で示す。   The pulse signal (rotation angle signal) output from the rotary encoder 2 is sent to the rotation angle detector 9 via the cable 16. In this example, an incremental encoder with a plurality of origin codes (for example, at an interval of 10 degrees) is used as the encoder 14, and a phase (hereinafter referred to as “θp”) is acquired from the encoder read head 13 together with a pulse signal. An origin signal for output is output. The rotation angle detection unit 9 of this example detects a rotation angle from the measurement start time (hereinafter referred to as “θr”) based on the pulse signal, and also detects the phase θp (“reading angle” based on the pulse signal and the origin signal. ) And θr and θp are sent to the data processor 12. The phase θp indicates the position on the circumference of the code of the encoder 14 read by the encoder reading head 13 as an angle.

また、非接触測位手段20の位相差検出ヘッド11から出力された、第1のレーザ光束と第2のレーザ光束との位相差(光路長差)を示す位相差信号は、データ処理装置12に送られる。データ処理装置12は、非接触測位手段20の一部(偏心量算出手段)を構成しており、位相差検出ヘッド11から出力された光路差を示す位相差信号に基づいて、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量(以下では「B」とする)を算出する。   Further, the phase difference signal indicating the phase difference (optical path length difference) between the first laser beam and the second laser beam output from the phase difference detection head 11 of the non-contact positioning means 20 is sent to the data processing device 12. Sent. The data processing device 12 constitutes a part of the non-contact positioning means 20 (eccentricity calculation means), and based on the phase difference signal indicating the optical path difference output from the phase difference detection head 11, the DUT 1 The amount of eccentricity (hereinafter referred to as “B”) of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 with respect to the rotary shaft 1a is calculated.

データ処理装置12は、ロータリエンコーダ2を用いて測定された回転角度θr(エンコーダ本体2aと回転軸3との相対的な回転角度の測定値である)を、少なくとも偏心量Bに基づいて、補正する。   The data processing device 12 corrects the rotation angle θr (measured value of the relative rotation angle between the encoder body 2a and the rotation shaft 3) measured using the rotary encoder 2 based on at least the eccentricity B. To do.

以下では、データ処理装置12の制御手段により行なう補正処理例を説明する。   Below, the example of the correction process performed by the control means of the data processor 12 is demonstrated.

図4(A)〜(D)は、被測定物1の回転軸1aを回転した場合における被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2との位置関係を示す説明図である。図4(A)〜(D)では本発明の理解のために偏心量Bを大きく誇張して描いたが、実際には非接触測位手段20で測定可能な程度に小さく規制されている(例えば1mm以下)。データ処理装置12は、非接触測位手段20により検出されたエンコーダ本体2aの変位に基づいて、偏心量Bを算出する。なお、θp=0度及び180度では、エンコーダ読取ヘッド13の読取位置と回転軸3の中心3bとを結ぶ直線上に、回転中心0(被測定物1の回転軸1aの中心)が存在する。   4A to 4D are explanatory views showing the positional relationship between the rotary shaft 1a of the DUT 1 and the rotary encoder 2 when the rotary shaft 1a of the DUT 1 is rotated. 4 (A) to 4 (D), the eccentricity B is exaggerated for the sake of understanding of the present invention. However, in practice, the eccentricity B is restricted to a level that can be measured by the non-contact positioning means 20 (for example, 1 mm or less). The data processing device 12 calculates the amount of eccentricity B based on the displacement of the encoder body 2a detected by the non-contact positioning means 20. At θp = 0 ° and 180 °, the rotation center 0 (the center of the rotating shaft 1a of the DUT 1) exists on the straight line connecting the reading position of the encoder reading head 13 and the center 3b of the rotating shaft 3. .

図5(A)はエンコーダ14の一例を示し、図5(B)はその測定開始時点の一例を示し、図5(C)は測定終了時点の一例を示す。本例では、図5(B)に示す測定開始時点では位相θp=0である。図5(C)に示す測定終了時点では測定値θr=θpであり、その測定値θrは、次式で表される。   5A shows an example of the encoder 14, FIG. 5B shows an example of the measurement start time, and FIG. 5C shows an example of the measurement end time. In this example, the phase θp = 0 at the measurement start time shown in FIG. At the end of measurement shown in FIG. 5C, the measured value θr = θp, and the measured value θr is expressed by the following equation.

[数1]
θr=θp=tan−1{(A/2×sinθ)/(A/2×cosθ+B)}
数1にて、Aはエンコーダ読取ヘッド13によるエンコーダ14の読取位置を示す円の直径、Bは非接触測位手段20により測定された偏心量、θは被測定物1の回転軸1aの回転角度である。
[Equation 1]
θr = θp = tan −1 {(A / 2 × sin θ) / (A / 2 × cos θ + B)}
In Equation 1, A is the diameter of a circle indicating the reading position of the encoder 14 by the encoder reading head 13, B is the amount of eccentricity measured by the non-contact positioning means 20, and θ is the rotation angle of the rotating shaft 1a of the object 1 to be measured. It is.

図6は、非接触測位手段20により測定されるエンコーダ読取ヘッド13の変位L(エンコーダ本体2aの変位に相当する)を示す。偏心量Bは、図6の変位Lを用いて次式で表される。   FIG. 6 shows the displacement L of the encoder reading head 13 measured by the non-contact positioning means 20 (corresponding to the displacement of the encoder main body 2a). The amount of eccentricity B is expressed by the following equation using the displacement L in FIG.

[数2]
B=L/sinθ
偏心量Bは、図6に示したように、回転角度の測定開始から測定終了までにおける変位Lを、エンコーダ本体2aの変位として非接触測位手段20により測定し、その変位Lに基づいて数2により算出することが可能である。例えばθ=θpとして求める。
[Equation 2]
B = L / sinθ
As shown in FIG. 6, the eccentric amount B is obtained by measuring the displacement L from the start of measurement of the rotation angle to the end of measurement by the non-contact positioning means 20 as the displacement of the encoder body 2a. It is possible to calculate by For example, it is obtained as θ = θp.

ただし、偏心量Bを精度良く検出するためには、例えば、図4(A)〜(D)に示したように、予め被測定物1の回転軸1aを1周期(360度)以上回転させながら、非接触測位手段20を用いてエンコーダ本体2a上の特定点の一直線方向における動きの振幅Wを非接触で検出し、その振幅Wを偏心量Bに変換することが、好ましい。   However, in order to detect the eccentricity B with high accuracy, for example, as shown in FIGS. 4A to 4D, the rotation shaft 1a of the DUT 1 is rotated in advance for one cycle (360 degrees) or more. However, it is preferable to detect the movement amplitude W in a straight line direction of a specific point on the encoder main body 2a using the non-contact positioning means 20 in a non-contact manner and convert the amplitude W into an eccentricity amount B.

直径Aは仕様から既知なので、回転角度の測定値θrと実際の回転角度θとの対応関係は予め判っている。   Since the diameter A is known from the specification, the correspondence between the measured value θr of the rotation angle and the actual rotation angle θ is known in advance.

偏心量Bに因る角度誤差Δθrは、次式で示される。   The angle error Δθr due to the eccentric amount B is expressed by the following equation.

[数3]
Δθr=θr−θ
したがって、回転角度の測定値θrを偏心量Bを用いて補正することで、Δθrをゼロに設定する。前述の数1をθについて解けばよい。
[Equation 3]
Δθr = θr−θ
Therefore, by correcting the measured value θr of the rotation angle using the eccentricity B, Δθr is set to zero. The above equation 1 may be solved for θ.

ただし、図5を用いて位相θp=0で測定開始した場合を説明したが、位相θp≠0で測定開始することも可能である。この場合、データ処理装置12は、非接触測位手段20から出力される偏心量Bと、回転角度検出部9から出力される位相θpとを用いて、測定値θrを補正する。   However, although the case where the measurement is started at the phase θp = 0 has been described with reference to FIG. 5, the measurement can be started at the phase θp ≠ 0. In this case, the data processing device 12 corrects the measured value θr using the eccentricity amount B output from the non-contact positioning means 20 and the phase θp output from the rotation angle detection unit 9.

回転角度測定は、被測定物1の回転軸1aの回転が停止したタイミングで回転角度を検出する静的(スタティック)測定でも、被測定物1の回転軸1aの回転中のタイミングで回転角度を検出する動的(ダイナミック)測定でもよい。静的測定では、例えば回転開始時点が回転角度測定開始時点となる。動的測定では、回転中の任意のタイミングを回転角度測定開始時点とすることができる。   In the rotation angle measurement, even in the static measurement in which the rotation angle is detected at the timing when the rotation of the rotating shaft 1a of the device under test 1 is stopped, the rotation angle is measured at the timing when the rotating shaft 1a of the device under test 1 is rotating. It may be a dynamic measurement to detect. In static measurement, for example, the rotation start time is the rotation angle measurement start time. In the dynamic measurement, an arbitrary timing during rotation can be set as the rotation angle measurement start time.

次に、規制部材の、具体例について、説明する。   Next, a specific example of the regulating member will be described.

図1に示した例では、回り止め治具8により、エンコーダ本体2aの動きを規制している。回り止め治具8は、エンコーダ本体2aに延設された棒2bを係止爪8a、8bにより係止する。二つの係止爪8a、8bの空隙の幅は、偏心量の許容範囲に対応する。これにより、エンコーダ本体2aの動きが少なくとも非接触角度検出手段40の測定可能範囲内に規制される。   In the example shown in FIG. 1, the movement of the encoder main body 2 a is regulated by the rotation preventing jig 8. The anti-rotation jig 8 locks the rod 2b extended to the encoder body 2a by the locking claws 8a and 8b. The width of the gap between the two locking claws 8a and 8b corresponds to the allowable range of the eccentricity. As a result, the movement of the encoder body 2 a is restricted at least within the measurable range of the non-contact angle detection means 40.

なお、軸受15の性能が優れ、被測定物1の回転に合わせエンコーダ本体2aが回転しない場合には、回り止め治具8を省略してもよい。即ち、軸受15の性能に依っては、軸受15自体を、エンコーダ本体2aの動きを規制する規制部材として機能させることも可能である。   In addition, when the performance of the bearing 15 is excellent and the encoder body 2a does not rotate in accordance with the rotation of the DUT 1, the anti-rotation jig 8 may be omitted. That is, depending on the performance of the bearing 15, the bearing 15 itself can function as a regulating member that regulates the movement of the encoder body 2a.

図7は、錘17によりエンコーダ本体2aの動きを規制する場合を示す正面図である。図7に示すように、錘17は、エンコーダ本体2aに取り付けられ、重力方向に下げられる。この錘17により、エンコーダ本体2aは、重力方向に付勢され、動きが一定の遊び範囲内に規制される。   FIG. 7 is a front view showing a case where the movement of the encoder body 2 a is restricted by the weight 17. As shown in FIG. 7, the weight 17 is attached to the encoder body 2a and lowered in the direction of gravity. The encoder body 2a is urged by the weight 17 in the direction of gravity, and the movement is restricted within a certain play range.

なお、図1に回り止め治具8を用いた場合を示し、図7に錘17を用いた場合を示したが、これら両方を規制部材として用いてもよい。他の規制部材(例えば磁力により動きを規制する磁性体)を用いてもよい。   In addition, although the case where the rotation stopping jig 8 is used is shown in FIG. 1 and the weight 17 is used in FIG. 7, both of these may be used as the regulating member. Other regulating members (for example, a magnetic body that regulates movement by magnetic force) may be used.

図8は、被測定物1を水平方向に沿って配置した場合を示す側面図である。   FIG. 8 is a side view showing a case where the DUT 1 is arranged along the horizontal direction.

また、回り止め治具8が弱い磁力を帯びていると、エンコーダ本体2aの位置が定まり易くなり、測定し易い、特に、図8の水平配置の場合には有効である。   Further, if the rotation prevention jig 8 has a weak magnetic force, the position of the encoder main body 2a is easily determined and is easy to measure, particularly in the case of the horizontal arrangement in FIG.

第1実施形態では、回転駆動される被測定物1の回転軸1aにロータリエンコーダ2の回転軸3を取り付けるとともに、被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2の回転軸3との偏心を許容するように、ロータリエンコーダ2の回転軸3に直交する面内におけるエンコーダ本体2aの変位を一定の遊び範囲内に規制し、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量Bを非接触で検出し、ロータリエンコーダ2のエンコーダ読取ヘッド13の読み取ったコードに基づいてロータリエンコーダ2の回転軸3の回転角度を測定し、ロータリエンコーダ2を用いて測定された回転角度θrを、少なくとも偏心量Bに基づいて、補正する。   In the first embodiment, the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the rotary shaft 1a of the workpiece 1 to be rotated, and the eccentricity between the rotary shaft 1a of the workpiece 1 and the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is set. In order to allow, the displacement of the encoder body 2a in a plane orthogonal to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is restricted within a certain play range, and the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 with respect to the rotary shaft 1a of the object 1 to be measured. The eccentric amount B is detected in a non-contact manner, the rotational angle of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is measured based on the code read by the encoder reading head 13 of the rotary encoder 2, and the rotational angle measured using the rotary encoder 2 θr is corrected based on at least the eccentricity B.

この構成により、ロータリエンコーダ2の測定値が偏心量の測定値Bで補正されるので、従来の多面鏡方式やハースカップリング方式の角度測定技術と比較して、短時間且つ精度良く回転角度を測定することができる。また、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量の許容範囲をロータリエンコーダ2の仕様よりも大きくすることができるので、被測定物1に対するロータリエンコーダ2の取り付けが大変容易になる。即ち、本発明により、ロータリエンコーダ2を用いて回転角度の測定を高精度且つ短時間で行なえるようになるので、工作機械等の生産能力アップに大きく貢献する。   With this configuration, the measured value of the rotary encoder 2 is corrected by the measured value B of the eccentricity, so that the rotation angle can be set in a short time and with high accuracy compared to the conventional angle measuring technique of the polygon mirror method or the hearth coupling method. Can be measured. In addition, since the allowable range of the eccentric amount of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 with respect to the rotary shaft 1a of the device under test 1 can be made larger than the specification of the rotary encoder 2, the rotary encoder 2 can be attached to the device under test 1. It becomes very easy. That is, according to the present invention, the rotation angle can be measured with high accuracy and in a short time using the rotary encoder 2, which greatly contributes to an increase in production capacity of machine tools and the like.

<第2実施形態>
図9は、第2実施形態における角度測定システム200の一例の全体構成図である。図9にて、図1〜3に示した第1実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付した。以下では、第1実施形態で説明した内容については説明を省略し、主として第1実施形態と異なる点を説明する。
Second Embodiment
FIG. 9 is an overall configuration diagram of an example of the angle measurement system 200 in the second embodiment. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. Below, description is abbreviate | omitted about the content demonstrated in 1st Embodiment, and a different point from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

第1実施形態では図2に示したように被測定物1の回転軸1aにロータリエンコーダ2の回転軸3を取り付けたのに対し、第2実施形態では図10に示すように被測定物1の回転軸1aにエンコーダ本体2aを取り付ける。   In the first embodiment, the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the rotary shaft 1a of the DUT 1 as shown in FIG. 2, whereas in the second embodiment, the DUT 1 is shown as shown in FIG. The encoder body 2a is attached to the rotary shaft 1a.

図10において、取付アタッチメント18は、被測定物1の回転軸1aにエンコーダ本体2aを取り付けるための介装部材であり、ロータリエンコーダ2の回転軸3が被測定物1の回転軸1aの回転の影響をあまり受けないようにロータリエンコーダ2の回転軸3を保護する。   In FIG. 10, the attachment attachment 18 is an interposed member for attaching the encoder body 2 a to the rotating shaft 1 a of the device under test 1, and the rotating shaft 3 of the rotary encoder 2 rotates the rotating shaft 1 a of the device under test 1. The rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is protected so as not to be affected so much.

本実施形態における回り止め治具8は、ロータリエンコーダ2の回転軸3に直交する直交面内におけるロータリエンコーダ2の回転軸3の動き(変位)を一定の遊び範囲内で許容しつつ、ロータリエンコーダ2の回転軸3を係止する。ロータリエンコーダ2の回転軸3に錘を取り付けて、回転軸3を重力方向に付勢してもよい。   The anti-rotation jig 8 in the present embodiment allows the rotary encoder 2 to move (displace) within the fixed play range while allowing the movement (displacement) of the rotary shaft 2 in a plane orthogonal to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2. The rotating shaft 3 of 2 is locked. A weight may be attached to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 to bias the rotary shaft 3 in the direction of gravity.

本実施形態における第1のコーナキューブプリズム7aは、ロータリエンコーダ2の回転軸3に取り付けられる。第1実施形態と同様、第1のコーナキューブプリズム7aは、干渉ユニット4と正対させて配置される。干渉ユニット4及び位相差検出ヘッド11を用いて、ロータリエンコーダ2の回転軸3の変位が非接触で検出される。   The first corner cube prism 7 a in this embodiment is attached to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2. Similar to the first embodiment, the first corner cube prism 7 a is arranged to face the interference unit 4. Using the interference unit 4 and the phase difference detection head 11, the displacement of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is detected without contact.

本実施形態では、第1実施形態と異なり、回転軸3にエンコーダ本体2aの荷重が掛からず、比較的軽量なコーナキューブプリズム7aの荷重で済むので、回転軸3及び軸受15が小型で済み、軽量化が図れる。よって、被測定物1の回転軸1aの可搭載重量に依っては、こちらの方式が向いている。反面、エンコーダ本体2aに接続されたケーブルが、エンコーダ本体2aの回転に伴いロータリエンコーダ2に巻き付かないように注意を要する。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, the load of the encoder body 2a is not applied to the rotating shaft 3, and the load of the relatively lightweight corner cube prism 7a is sufficient, so the rotating shaft 3 and the bearing 15 can be small. Weight can be reduced. Therefore, this method is suitable depending on the loadable weight of the rotating shaft 1a of the DUT 1. On the other hand, care must be taken so that the cable connected to the encoder body 2a does not wind around the rotary encoder 2 as the encoder body 2a rotates.

第2実施形態では、回転駆動される被測定物1の回転軸1aにエンコーダ本体2aを取り付けるとともに、被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2の回転軸3との偏心を許容するように、ロータリエンコーダ2の回転軸3に直交する面内におけるロータリエンコーダ2の回転軸3の動き(変位)を一定の遊び範囲内に規制し、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量Bを非接触で検出し、ロータリエンコーダ2のエンコーダ読取ヘッド13の読み取ったコードに基づいてエンコーダ本体2aの回転角度θrを測定し、測定された回転角度θrを、少なくとも偏心量Bに基づいて、補正する。これにより、第1実施形態と同様な効果を得られる。   In the second embodiment, the encoder main body 2a is attached to the rotating shaft 1a of the object 1 to be rotated, and the eccentricity between the rotating shaft 1a of the object 1 to be measured and the rotating shaft 3 of the rotary encoder 2 is allowed. The movement (displacement) of the rotary shaft 2 of the rotary encoder 2 in a plane orthogonal to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is restricted within a certain play range, and the rotary encoder 2 rotates with respect to the rotary shaft 1a of the object 1 to be measured. The eccentric amount B of the shaft 3 is detected in a non-contact manner, the rotational angle θr of the encoder body 2a is measured based on the code read by the encoder reading head 13 of the rotary encoder 2, and the measured rotational angle θr is at least the eccentric amount. Based on B, correction is performed. Thereby, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

<第3実施形態>
図11に示すように、第3実施形態に係る角度測定システム300は、非接触測位手段20及び非接触角度検出手段40を含んで構成されている。図11にて、回転角度補正手段50は、ロータリエンコーダ2を用いて測定した回転角度θrを、非接触測位手段20により検出した偏心量B、及び、非接触角度検出手段40で検出された傾斜角度(以下「θ2」とする)に基づいて、補正する。ロータリエンコーダ2、回転角度検出部9、及び非接触測位手段20は、第1実施形態にて説明したものと同じであり、説明を省略する。回転角度補正手段50は、図1に示したデータ処理装置12によって構成されている。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 11, the angle measurement system 300 according to the third embodiment includes a non-contact positioning unit 20 and a non-contact angle detection unit 40. In FIG. 11, the rotation angle correction means 50 includes the eccentricity B detected by the non-contact positioning means 20 and the inclination detected by the non-contact angle detection means 40 with respect to the rotation angle θr measured using the rotary encoder 2. Correction is performed based on the angle (hereinafter referred to as “θ2”). The rotary encoder 2, the rotation angle detection unit 9, and the non-contact positioning means 20 are the same as those described in the first embodiment, and description thereof is omitted. The rotation angle correction means 50 is configured by the data processing device 12 shown in FIG.

図12は、主として非接触角度検出手段40を示す全体構成図であり、図示の便宜上、図1に示した非接触測位手段20を省略してある。なお、図11及び図12にて、図1〜3に示した第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付した。以下では、第1実施形態で説明した内容については説明を省略し、主として第1実施形態と異なる点を説明する。   FIG. 12 is an overall configuration diagram mainly showing the non-contact angle detecting means 40, and the non-contact positioning means 20 shown in FIG. 1 is omitted for convenience of illustration. In FIGS. 11 and 12, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. Below, description is abbreviate | omitted about the content demonstrated in 1st Embodiment, and a different point from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

非接触角度検出手段40は、レーザ光源10、位相差検出ヘッド11、干渉ユニット34(直角プリズム35及び偏光ビームスプリッタ36)、一対のコーナキューブプリズム37(37a、37b)、及びデータ処理装置12を含んで構成されている。非接触角度検出手段40は、ロータリエンコーダ2を用いた回転軸3の回転角度測定開始時点からのエンコーダ本体2aの変化した傾斜角度を、非接触で検出する。   The non-contact angle detection means 40 includes the laser light source 10, the phase difference detection head 11, the interference unit 34 (the right-angle prism 35 and the polarization beam splitter 36), the pair of corner cube prisms 37 (37a, 37b), and the data processing device 12. It is configured to include. The non-contact angle detecting means 40 detects the changed tilt angle of the encoder body 2a from the start of the rotation angle measurement of the rotary shaft 3 using the rotary encoder 2 in a non-contact manner.

図12に示すように、エンコーダ本体2aの直交面(回転軸3に直交する面である)に一対のコーナキューブプリズム37a、37b(反射素子)が設置される。干渉ユニット34(干渉光学系)は、一対のコーナキューブプリズム37a、37bに正対して配置される。   As shown in FIG. 12, a pair of corner cube prisms 37a and 37b (reflective elements) are installed on the orthogonal surface of the encoder body 2a (the surface orthogonal to the rotation shaft 3). The interference unit 34 (interference optical system) is arranged to face the pair of corner cube prisms 37a and 37b.

干渉ユニット34は、図12に示したように、直角プリズム35及び偏光ビームスプリッタ36を含んで構成されている。干渉ユニット34は、レーザ光源30から発光されたレーザ光束を、非接触角度検出手段40の第1のコーナキューブプリズム37aに向かう第1のレーザ光束と、第2のコーナキューブプリズム37bに向かう第2のレーザ光束とに、分割する。偏光ビームスプリッタ36を透過した第1のレーザ光束は、第1のコーナキューブプリズム37aで反射されて、偏光ビームスプリッタ36に戻って来る。偏光ビームスプリッタ36で直角に反射した第2のレーザ光束は、直角プリズム35を介して、第2のコーナキューブプリズム37bで反射され、再び直角プリズム35で直角に反射して、偏光ビームスプリッタ36に戻って来る。即ち、干渉ユニット34は、互いに平行な第1及び第2のレーザ光束をそれぞれ第1及び第2のコーナキューブプリズム37a、37bに入射させて、第1及び第2のコーナキューブプリズム37a、37bで反射されて再帰する第1及び第2の反射光束を干渉させる。したがって、干渉ユニット34により、光路長が異なる第1及び第2の反射光束の干渉縞が発生する。   As shown in FIG. 12, the interference unit 34 includes a right-angle prism 35 and a polarization beam splitter 36. The interference unit 34 uses the laser beam emitted from the laser light source 30 as the first laser beam toward the first corner cube prism 37a of the non-contact angle detection means 40 and the second beam toward the second corner cube prism 37b. Are divided into laser beams. The first laser beam transmitted through the polarization beam splitter 36 is reflected by the first corner cube prism 37 a and returns to the polarization beam splitter 36. The second laser beam reflected by the polarization beam splitter 36 at a right angle is reflected by the second corner cube prism 37b via the right angle prism 35, and again reflected by the right angle prism 35 at a right angle, and is reflected by the polarization beam splitter 36. Come back. In other words, the interference unit 34 causes the first and second laser light beams parallel to each other to enter the first and second corner cube prisms 37a and 37b, respectively, and the first and second corner cube prisms 37a and 37b respectively. The first and second reflected light fluxes reflected and recursed are caused to interfere with each other. Therefore, the interference unit 34 generates interference fringes of the first and second reflected light beams having different optical path lengths.

位相差検出ヘッド11(位相差検出手段)は、光路長の異なる第1の反射光束と第2の反射光束とからなる干渉光を受光して、第1及び第2のコーナキューブプリズム37a、37bの反射光束(第1及び第2の反射光束)の位相差を検出する。本例では、干渉縞をカウントすることにより、第1のレーザ光束の光路(図12の実線)と第2のレーザ光束の光路(図12の点線)との光路長差(位相差)を検出する。   The phase difference detection head 11 (phase difference detection means) receives the interference light composed of the first reflected light beam and the second reflected light beam having different optical path lengths, and the first and second corner cube prisms 37a and 37b. The phase difference between the reflected light beams (first and second reflected light beams) is detected. In this example, the optical path length difference (phase difference) between the optical path of the first laser beam (solid line in FIG. 12) and the optical path of the second laser beam (dotted line in FIG. 12) is detected by counting interference fringes. To do.

なお、干渉ユニット34とコーナキューブプリズム37a、37bとが正対している場合、コーナキューブプリズム37a、37bはレーザ光束に対し直交方向全てについて概ね1mm前後動いても、位相差検出ヘッド11で測定される干渉信号の振幅低下を許容範囲内にすることが可能である。この位置ズレ量の許容範囲は、レーザ光源30のビーム径や、位相差検出ヘッド11等の性能に左右される。このようなコーナキューブプリズム37a、37bの位置ズレ量の許容範囲は、回転軸1a、3間の偏心量の許容範囲になるので、ロータリエンコーダ2の取り付けが大変容易になる。   When the interference unit 34 and the corner cube prisms 37a and 37b are facing each other, the corner cube prisms 37a and 37b are measured by the phase difference detection head 11 even if they move approximately 1 mm in all directions orthogonal to the laser beam. It is possible to keep the amplitude reduction of the interference signal within an allowable range. The allowable range of the positional deviation amount depends on the beam diameter of the laser light source 30 and the performance of the phase difference detection head 11 and the like. Since the allowable range of the misalignment amount of the corner cube prisms 37a and 37b is the allowable range of the eccentric amount between the rotary shafts 1a and 3, the rotary encoder 2 can be attached very easily.

傾斜角度検出系のレーザ光源10は、図1に示したレーザ光源10を用いればよい。二つのレーザ光源を設けてもよい。   The laser light source 10 shown in FIG. 1 may be used as the laser light source 10 of the tilt angle detection system. Two laser light sources may be provided.

位相差検出ヘッド31から出力された、第1のレーザ光束と第2のレーザ光束との位相差(光路長差)を示す位相差信号は、データ処理装置12に送られる。データ処理装置12は、非接触角度検出手段40の一部(傾斜角度算出手段)を構成しており、位相差検出ヘッド11から出力された位相差信号と、第1のコーナキューブプリズム37aの頂点と第2のコーナキューブプリズム37bの頂点との位置の差(間隔)とに基づいて、三角関数を用い、図13に示すように第1のコーナキューブプリズム7aの頂点70aと第2のコーナキューブプリズム7bの頂点70bとを結ぶ直線70の傾斜角度(θ2)を算出する。ロータリエンコーダ2及び回転角度検出部9によるθ1よりも非接触角度検出手段40によるθ2の方が分解能が高い(分解ピッチが小さい)。   The phase difference signal indicating the phase difference (optical path length difference) between the first laser beam and the second laser beam output from the phase difference detection head 31 is sent to the data processing device 12. The data processing device 12 constitutes a part of the non-contact angle detection means 40 (tilt angle calculation means), and the phase difference signal output from the phase difference detection head 11 and the apex of the first corner cube prism 37a. Based on the positional difference (interval) between the first corner cube prism 37b and the vertex of the second corner cube prism 37b, using a trigonometric function, as shown in FIG. 13, the vertex 70a of the first corner cube prism 7a and the second corner cube The inclination angle (θ2) of the straight line 70 connecting the apex 70b of the prism 7b is calculated. The resolution of θ2 by the non-contact angle detection means 40 is higher (the resolution pitch is smaller) than θ1 by the rotary encoder 2 and the rotation angle detector 9.

また、データ処理装置12は、θr(エンコーダ本体2aと回転軸3との相対的な回転角度である)を、少なくとも偏心量B及びθ2(ロータリエンコーダ2のうち動きを規制された部分の傾斜角度である)に基づいて、補正する。即ち、ロータリエンコーダ2を用いて測定されたθrを、図1の非接触測位手段20により検出された偏心量Bと、コーナキューブプリズム7a、7bの対応点間を結ぶ直線の傾斜角度θ2に基づいて補正する。   Further, the data processing device 12 sets θr (which is a relative rotation angle between the encoder main body 2a and the rotation shaft 3) to at least the eccentric amount B and θ2 (the inclination angle of the portion of the rotary encoder 2 in which the movement is restricted). Is corrected). That is, θr measured using the rotary encoder 2 is based on the eccentric amount B detected by the non-contact positioning means 20 of FIG. 1 and the inclination angle θ2 of a straight line connecting the corresponding points of the corner cube prisms 7a and 7b. To correct.

測定点での静的測定に際し、目標とする測定精度より十分に小さい程度に、ロータリエンコーダ2及び非接触角度検出手段40の測定値のバラつきが収まることが求められる。角度割出精度測定の実施にあたっては、静的測定で行なわれることが多く、その場合、被測定物1の回転及び停止を一定の角度毎に繰り返して測定していく。測定値取り込みにおいては、各測定値が目標測定精度に対し、十分に安定しているものとする。被測定物1の回転速度は、特に、ロータリエンコーダ2及び非接触角度検出手段40の性能に依存し、一般的に、高速回転で測定可能である。測定分解能も同様で、一般的に、多面鏡とオートコリメータを用いる方式(多面鏡方式)や、ハースカップリングとレーザ干渉計を用いる方式(ハースカップリング方式)等よりも、優れている。   In the static measurement at the measurement point, it is required that variations in the measurement values of the rotary encoder 2 and the non-contact angle detection unit 40 are sufficiently reduced to be sufficiently smaller than the target measurement accuracy. The measurement of the angle indexing accuracy is often performed by static measurement. In this case, the measurement object 1 is repeatedly measured by rotating and stopping the measurement object 1 at a certain angle. In the measurement value capture, each measurement value is assumed to be sufficiently stable with respect to the target measurement accuracy. The rotation speed of the DUT 1 depends on the performance of the rotary encoder 2 and the non-contact angle detection means 40, and can generally be measured at a high speed. The measurement resolution is the same, and is generally superior to a method using a polygon mirror and an autocollimator (polyhedral mirror method), a method using a hearth coupling and a laser interferometer (hearth coupling method), and the like.

以上のように、第3実施形態における角度測定方法では、回転駆動される被測定物1の回転軸1aにロータリエンコーダ2の回転軸3を取り付けるとともに、被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2の回転軸3との偏心を許容するように、ロータリエンコーダ2の回転軸3に直交する直交面内におけるロータリエンコーダ本体2aの動き(変位)を一定の遊び範囲内に規制し、エンコーダ読取ヘッド13の読み取ったコードに基づいてロータリエンコーダ2の回転軸3の回転角度θrを検出(測定)するとともに、非接触角度検出手段40によりロータリエンコーダ2の回転軸3の回転角度測定開始時点からのエンコーダ本体2aの変化した傾斜角度θ2を検出し、θrをθ2にも基づいて補正する。   As described above, in the angle measurement method according to the third embodiment, the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the rotary shaft 1a of the workpiece 1 to be rotated, and the rotary shaft 1a and the rotary encoder of the workpiece 1 are measured. The movement (displacement) of the rotary encoder body 2a in the orthogonal plane orthogonal to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is restricted within a certain play range so as to allow eccentricity with the rotary shaft 3 of the encoder 2. The rotation angle θr of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is detected (measured) based on the code read by the encoder 13, and the encoder from the start of the measurement of the rotational angle of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 by the non-contact angle detection means 40. The changed tilt angle θ2 of the main body 2a is detected, and θr is corrected based on θ2.

この構成により、回転角度を短時間且つ精度良く測定することができる。即ち、第1に、ロータリエンコーダ2を用いて角度測定を行なうことで、従来の多面鏡方式で必要であった操作者の手作業を省略でき、またハースカップリング方式のような逆回転を伴う首振り動作を省略できるので、高精度の測定が可能になるだけでなく、全体の測定時間を短縮できる。第2に、ロータリエンコーダ2の測定値を非接触角度検出手段40の測定値で補正するので、測定精度を更に向上させることが可能となる。第3に、被測定物1の回転軸1aに対するロータリエンコーダ2の回転軸3の偏心量の許容範囲をロータリエンコーダ2自体の仕様よりも大きくとることが可能になるので、被測定物1に対するロータリエンコーダ2の取り付けが大変容易になり短時間で済む。例えば、非接触角度検出手段40を併用しなかった場合には100μm前後の取付精度が必要であったが、レーザ干渉測長方式の非接触測位手段20を併用した場合には1mm前後の取付精度とすることができ、これに応じて偏心量の許容範囲が広くなった。   With this configuration, the rotation angle can be measured accurately in a short time. That is, first, by performing angle measurement using the rotary encoder 2, the manual operation of the operator, which is necessary in the conventional polygon mirror system, can be omitted, and reverse rotation such as the Hearth coupling system is involved. Since the swing motion can be omitted, not only high-precision measurement is possible, but also the overall measurement time can be shortened. Secondly, since the measurement value of the rotary encoder 2 is corrected by the measurement value of the non-contact angle detection means 40, the measurement accuracy can be further improved. Thirdly, the allowable range of the eccentric amount of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 relative to the rotary shaft 1a of the device under test 1 can be made larger than the specification of the rotary encoder 2 itself. The installation of the encoder 2 is very easy and takes a short time. For example, when the non-contact angle detecting means 40 is not used in combination, the mounting accuracy of about 100 μm is required. However, when the laser interference length measurement type non-contact positioning means 20 is used together, the mounting accuracy of about 1 mm is used. Accordingly, the allowable range of the eccentricity has been widened accordingly.

<第4実施形態>
第4実施形態における角度測定システムの概要は、図11に示した第3実施形態における角度測定システム300と同様である。
<Fourth embodiment>
The outline of the angle measurement system in the fourth embodiment is the same as that of the angle measurement system 300 in the third embodiment shown in FIG.

図14は、第4実施形態における非接触角度検出手段40を示す全体構成図である。   FIG. 14 is an overall configuration diagram showing the non-contact angle detecting means 40 in the fourth embodiment.

第3実施形態では被測定物1の回転軸1aにロータリエンコーダ2の回転軸3を取り付けたのに対し、第4実施形態では被測定物1の回転軸1aにエンコーダ本体2aを取り付ける。回り止め治具8は、第2実施形態と同様である。   In the third embodiment, the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is attached to the rotary shaft 1a of the device under test 1, whereas in the fourth embodiment, the encoder body 2a is attached to the rotary shaft 1a of the device under test 1. The detent jig 8 is the same as in the second embodiment.

第4実施形態における角度測定方法では、回転駆動される被測定物1の回転軸1aにエンコーダ本体2aを取り付けるとともに、被測定物1の回転軸1aとロータリエンコーダ2の回転軸3との偏心を許容するように、ロータリエンコーダ2の回転軸3に直交する直交面内におけるロータリエンコーダ2の回転軸3の動き(変位)を一定の遊び範囲内に規制し、エンコーダ読取ヘッド13の読み取ったコードに基づいてエンコーダ本体2aの回転角度θrを検出(測定)するとともに、非接触角度検出手段40によりエンコーダ本体2aの回転角度測定開始時点からの回転軸3の変化した傾斜角度θ2を検出し、θrを偏心量B及びθ2に基づいて補正する。   In the angle measuring method according to the fourth embodiment, the encoder body 2a is attached to the rotating shaft 1a of the device 1 to be rotated, and the eccentricity between the rotating shaft 1a of the device 1 to be measured and the rotating shaft 3 of the rotary encoder 2 is adjusted. In order to allow, the movement (displacement) of the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 in the orthogonal plane orthogonal to the rotary shaft 3 of the rotary encoder 2 is restricted within a certain play range, and the code read by the encoder read head 13 is changed. Based on this, the rotation angle θr of the encoder main body 2a is detected (measured), and the non-contact angle detecting means 40 detects the changed tilt angle θ2 of the rotary shaft 3 from the start of the measurement of the rotation angle of the encoder main body 2a. Correction is performed based on the eccentricity B and θ2.

なお、前述の第1〜第4実施形態では、ロータリエンコーダとして光学式のロータリエンコーダを用いた場合を例に説明したが、磁気式等の他のロータリエンコーダを用いてもよいことは、言うまでもない。   In the first to fourth embodiments described above, the case where an optical rotary encoder is used as the rotary encoder has been described as an example. However, it goes without saying that another rotary encoder such as a magnetic encoder may be used. .

また、前述の第1〜第4実施形態では、非接触測位手段及び非接触角度検出手段として、いわゆるレーザ干渉測長器を用いた場合を例に説明したが、非接触で高精度に角度測定が可能な検出手段であれば、他のものを使用できる。例えば、オートコリメータや水準器などを用いてもよい。   In the first to fourth embodiments described above, the case where a so-called laser interference length measuring device is used as the non-contact positioning means and the non-contact angle detection means has been described as an example. Any other detection means can be used. For example, an autocollimator or a level may be used.

回転角度の測定は、動的測定でもよい。本発明に係る角度測定方法及び角度測定システムでは、被測定物1の回転軸1aの回転が停止したタイミングで回転角度を検出する静的測定、及び、被測定物1の回転軸1aの回転中のタイミングで回転角度を検出する動的測定のうち少なくとも一方の測定を行なう。動的測定では、ロータリエンコーダ2と共に使用する非接触測位手段20の出力のリアルタイム性が必要である。   The measurement of the rotation angle may be a dynamic measurement. In the angle measuring method and the angle measuring system according to the present invention, static measurement for detecting the rotation angle at the timing when the rotation of the rotating shaft 1a of the device under test 1 stops, and during the rotation of the rotating shaft 1a of the device under test 1 At least one of the dynamic measurements for detecting the rotation angle at the timing is performed. In the dynamic measurement, the output of the non-contact positioning means 20 used with the rotary encoder 2 needs to be real time.

また、本発明を簡略に説明するために、回転角度θrを偏心量Bや傾斜角度θ2を用いて補正する場合を例に説明したが、他の測定値にも基づいて補正してもよいことは言うまでもない。即ち、本発明では、少なくとも偏心量Bに基づいて、回転角度θrを補正する構成である。第1、第2実施形態にて説明したように角度誤差Δθrの位相θpにも基づいて補正することが、好ましい。また、第3、第4実施形態にて説明したように傾斜角度θ2にも基づいて補正することが、好ましい。   Further, in order to briefly explain the present invention, the case where the rotation angle θr is corrected using the eccentricity B and the inclination angle θ2 has been described as an example. However, the rotation angle θr may be corrected based on other measured values. Needless to say. That is, in the present invention, the rotational angle θr is corrected based on at least the eccentricity B. As described in the first and second embodiments, it is preferable to correct based on the phase θp of the angle error Δθr. Further, as described in the third and fourth embodiments, it is preferable to correct based on the inclination angle θ2.

また、被測定物は、図に示した形状には限定されない。例えば、円盤状でもよい。また、ロータリエンコーダ2の取付対象である被測定物の回転軸は、特別に形成された軸形状のものである必要はなく、例えば被測定物の回転中心を被測定物の回転軸とし、これにロータリエンコーダを取り付ければよい。   Further, the object to be measured is not limited to the shape shown in the figure. For example, a disk shape may be sufficient. Further, the rotation axis of the object to be measured to which the rotary encoder 2 is attached need not have a specially formed shaft shape. For example, the rotation center of the object to be measured is the rotation axis of the object to be measured. What is necessary is just to attach a rotary encoder to.

本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行なってよいのはもちろんである。   The present invention is not limited to the examples described in the present specification and the examples illustrated in the drawings, and various design changes and improvements may be made without departing from the scope of the present invention.

1…被測定物、1a…被測定物の回転軸、2…ロータリエンコーダ、2a…エンコーダ本体、3…ロータリエンコーダの回転軸、4…干渉ユニット、6、36…偏光ビームスプリッタ、7(7a、7b)、37(37a、37b)…コーナキューブプリズム(反射素子)、8…回り止め治具、9…回転角度検出部、10…レーザ光源、11…位相差検出ヘッド、12…データ処理装置、13…エンコーダ読取ヘッド(読取部)、14…エンコーダ(コード部)、15…軸受、17…錘、18…取付アタッチメント、20…非接触測位手段、35…直角プリズム、40…非接触角度検出手段、50…回転角度補正手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measured object, 1a ... Rotating shaft of measured object, 2 ... Rotary encoder, 2a ... Encoder main body, 3 ... Rotating shaft of rotary encoder, 4 ... Interference unit, 6, 36 ... Polarizing beam splitter, 7 (7a, 7b), 37 (37a, 37b) ... Corner cube prism (reflective element), 8 ... Anti-rotation jig, 9 ... Rotation angle detector, 10 ... Laser light source, 11 ... Phase difference detection head, 12 ... Data processing device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Encoder reading head (reading part), 14 ... Encoder (code part), 15 ... Bearing, 17 ... Weight, 18 ... Mounting attachment, 20 ... Non-contact positioning means, 35 ... Right angle prism, 40 ... Non-contact angle detection means 50 ... Rotation angle correction means

Claims (2)

回転駆動する駆動回転体と、前記駆動回転体を支持する支持基準体とを有し、前記駆動回転体の前記支持基準体に対する回転角度を検出する角度検出手段と、
前記支持基準体に接触せずに前記支持基準体の位置を光学的に検出する光学式位置確認手段と、
を備える角度測定システム。
An angle detection means for detecting a rotation angle of the drive rotator with respect to the support reference body, the drive rotator for rotationally driving; and a support reference body for supporting the drive rotator.
Optical position confirmation means for optically detecting the position of the support reference body without contacting the support reference body;
An angle measurement system comprising:
支持基準体に支持され回転駆動する駆動回転体の前記支持基準体に対する回転角度を検出する角度検出ステップと、
前記支持基準体に接触せずに前記支持基準体の位置を光学的に検出する光学式位置確認ステップと、
を備える角度測定方法。
An angle detection step of detecting a rotation angle of the driving rotating body supported by the supporting reference body and driven to rotate with respect to the supporting reference body;
An optical position confirmation step for optically detecting the position of the support reference body without contacting the support reference body;
An angle measurement method comprising:
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