JP2920426B2 - 真直度計測装置 - Google Patents
真直度計測装置Info
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- JP2920426B2 JP2920426B2 JP844291A JP844291A JP2920426B2 JP 2920426 B2 JP2920426 B2 JP 2920426B2 JP 844291 A JP844291 A JP 844291A JP 844291 A JP844291 A JP 844291A JP 2920426 B2 JP2920426 B2 JP 2920426B2
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真直度計測装置に関
し、特に真直度計測面と平行に移動する移動部材に２つ
の距離センサを移動方向と平行に並設してこれら２つの
距離センサによって真直度計測面までの距離を検出し、
該検出結果から真直度計測面の真直度を計測するように
した装置の改良に関する。
し、特に真直度計測面と平行に移動する移動部材に２つ
の距離センサを移動方向と平行に並設してこれら２つの
距離センサによって真直度計測面までの距離を検出し、
該検出結果から真直度計測面の真直度を計測するように
した装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械等において直線案内の真
直度と被加工物の真直度とを共に求める技術がある（特
公昭６１ー３３３６４号公報、「真直度測定方法および
その装置」）。
直度と被加工物の真直度とを共に求める技術がある（特
公昭６１ー３３３６４号公報、「真直度測定方法および
その装置」）。
【０００３】この技術では、サドルを直線案内に沿って
移動自在に配設するとともに、サドルに２つの変位計
（たとえばうず電流型変位計が使用される）を移動方向
に所定距離だけ離間して取り付け、サドルを移動させ、
２つの変位計で直線案内に平行な被加工物と直線案内と
の距離を前記所定距離だけ移動する地点ごとに検出す
る。そして、２つの変位計の検出結果に所定の演算式を
適用して直線案内の真直度と被加工物の真直度とを得よ
うとするものである。
移動自在に配設するとともに、サドルに２つの変位計
（たとえばうず電流型変位計が使用される）を移動方向
に所定距離だけ離間して取り付け、サドルを移動させ、
２つの変位計で直線案内に平行な被加工物と直線案内と
の距離を前記所定距離だけ移動する地点ごとに検出す
る。そして、２つの変位計の検出結果に所定の演算式を
適用して直線案内の真直度と被加工物の真直度とを得よ
うとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記直線案内
としてはガイドレールのようなスライド部材が使用され
るが、該スライド部材とサドルとの間のクリアランスに
よっては移動に伴いガタが生じ、２つの変位計が並設さ
れる方向の被加工物に対する姿勢角が変化してしまうこ
とがある（本来は変位計の並設方向と被加工物とは常に
平行となっているのが望ましい）。このため被加工物ま
での距離が正確に得られないこととなり、これに基づき
求められる真直度の精度の劣化を招来することになって
いた。
としてはガイドレールのようなスライド部材が使用され
るが、該スライド部材とサドルとの間のクリアランスに
よっては移動に伴いガタが生じ、２つの変位計が並設さ
れる方向の被加工物に対する姿勢角が変化してしまうこ
とがある（本来は変位計の並設方向と被加工物とは常に
平行となっているのが望ましい）。このため被加工物ま
での距離が正確に得られないこととなり、これに基づき
求められる真直度の精度の劣化を招来することになって
いた。
【０００５】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、上記ガタが生じたとしても上記２つの変位計
の姿勢角を一定に保持することにより真直度の計測精度
を従来よりも向上させることができる装置を提供するこ
とをその目的としている。
のであり、上記ガタが生じたとしても上記２つの変位計
の姿勢角を一定に保持することにより真直度の計測精度
を従来よりも向上させることができる装置を提供するこ
とをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、真
直度計測面と平行に移動する移動部材と、該移動部材の
移動方向に沿って該移動部材に並設され、前記真直度計
測面までの距離を検出する２つの距離センサとを有し、
前記移動部材が前記２つの距離センサの並設距離移動す
る各地点ごとの前記２つの距離センサの各出力に基づい
て前記真直度計測面の真直度を計測するようにした真直
度計測装置において、入力駆動信号に応じて前記２つの
距離センサを前記移動部材の移動方向に揺動させること
により前記２つの距離センサの並設方向の前記真直度計
測面に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変化手段
と、前記傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、前記
傾斜角度検出手段の検出出力に基づいて前記傾斜角度が
零になるように前記傾斜角度変化手段に駆動信号を出力
する手段とを前記移動部材に具えるようにしている。
直度計測面と平行に移動する移動部材と、該移動部材の
移動方向に沿って該移動部材に並設され、前記真直度計
測面までの距離を検出する２つの距離センサとを有し、
前記移動部材が前記２つの距離センサの並設距離移動す
る各地点ごとの前記２つの距離センサの各出力に基づい
て前記真直度計測面の真直度を計測するようにした真直
度計測装置において、入力駆動信号に応じて前記２つの
距離センサを前記移動部材の移動方向に揺動させること
により前記２つの距離センサの並設方向の前記真直度計
測面に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変化手段
と、前記傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、前記
傾斜角度検出手段の検出出力に基づいて前記傾斜角度が
零になるように前記傾斜角度変化手段に駆動信号を出力
する手段とを前記移動部材に具えるようにしている。
【０００７】
【作用】すなわち、かかる構成によれば、移動部材の移
動に伴い２つの距離センサの傾斜角度が変化するような
ことがあっても、傾斜角度は傾斜角度検出手段によって
検出され、該検出結果に基づき傾斜角度変化手段が駆動
制御され、傾斜角度を常に一定値（２つの距離センサの
並設距離の真直度計測面に対する角度零）にする。
動に伴い２つの距離センサの傾斜角度が変化するような
ことがあっても、傾斜角度は傾斜角度検出手段によって
検出され、該検出結果に基づき傾斜角度変化手段が駆動
制御され、傾斜角度を常に一定値（２つの距離センサの
並設距離の真直度計測面に対する角度零）にする。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る真直度計
測装置の実施例について説明する。なお、実施例では真
直度計測面として丸棒の長手方向に沿った面を想定し、
丸棒が旋盤の主軸台に取り付けられた状態でその真直度
を計測する場合について説明する。
測装置の実施例について説明する。なお、実施例では真
直度計測面として丸棒の長手方向に沿った面を想定し、
丸棒が旋盤の主軸台に取り付けられた状態でその真直度
を計測する場合について説明する。
【０００９】図１に示すように旋盤の主軸台のチャック
１４にはワークとしての丸棒ＷＫの一端が装着されると
ともに、丸棒ＷＫの他端は心押台１６により係止され、
丸棒ＷＫの中心軸が地面と平行となっている。一方、丸
棒ＷＫの下方には同様にその中心軸が地面と平行になる
ように送りネジであるガイドレール７が配設されてい
る。ガイドレール７には移動部材５が該ガイドレール７
に沿って移動自在に環装されている。移動部材５はパル
スモータを中心にして構成される駆動部８により移動さ
れる。移動部材５の上面には支柱６が突設されていて、
該支柱６の上端にはセンサ部１が固着されている。セン
サ部１は大きくは２つの非接触型の変位計２、３を中心
に構成されていて、これら変位計２、３は移動部材５の
移動方向に沿って所定距離ｄだけ離間している。変位計
２、３は、レーザ光点変位計、超音波距離計等の距離セ
ンサであり、丸棒ＷＫに向けて射出されるレーザ光、超
音波等の変位計２、３と丸棒ＷＫとの間の往復伝播時間
を計時することにより、変位計２、３と丸棒ＷＫとの距
離（鉛直方向）、つまりセンサ部１と丸棒ＷＫとの相対
距離を検出する。
１４にはワークとしての丸棒ＷＫの一端が装着されると
ともに、丸棒ＷＫの他端は心押台１６により係止され、
丸棒ＷＫの中心軸が地面と平行となっている。一方、丸
棒ＷＫの下方には同様にその中心軸が地面と平行になる
ように送りネジであるガイドレール７が配設されてい
る。ガイドレール７には移動部材５が該ガイドレール７
に沿って移動自在に環装されている。移動部材５はパル
スモータを中心にして構成される駆動部８により移動さ
れる。移動部材５の上面には支柱６が突設されていて、
該支柱６の上端にはセンサ部１が固着されている。セン
サ部１は大きくは２つの非接触型の変位計２、３を中心
に構成されていて、これら変位計２、３は移動部材５の
移動方向に沿って所定距離ｄだけ離間している。変位計
２、３は、レーザ光点変位計、超音波距離計等の距離セ
ンサであり、丸棒ＷＫに向けて射出されるレーザ光、超
音波等の変位計２、３と丸棒ＷＫとの間の往復伝播時間
を計時することにより、変位計２、３と丸棒ＷＫとの距
離（鉛直方向）、つまりセンサ部１と丸棒ＷＫとの相対
距離を検出する。
【００１０】ここで本発明に適用される演算原理につい
て説明する。いま、駆動部８により移動部材５が矢印Ｃ
方向に移動されたものとすると、図２に概念的に示すよ
うにセンサ部１は、スタート地点から上記変位計の並設
距離ｄだけ移動するごとにガイドレール７の真直度等の
影響に起因して状態２００（スタート地点）、２０１、
２０２、２０３、２０４……のごとく上下方向に揺動し
つつ、両変位計２、３によって上記相対距離を検出す
る。ここで、センサ部１の鉛直方向変位、丸棒ＷＫの鉛
直方向変位を上方向をプラス極性としてそれぞれＸ、
Ｙ、そして変位計２、３の出力（たとえば電圧値）をそ
れぞれＶA,ＶB,さらに変位計２、３により得られる上記
相対距離をそれぞれＦA（ＶA）、ＦB（ＶB）とすると、
スタート地点から並設距離ｄずつ離間した地点の順番を
示す番号を添字ｋ（１、２、３…）として、これらの間
には下記（１）〜（４）式の関係が成立する。
て説明する。いま、駆動部８により移動部材５が矢印Ｃ
方向に移動されたものとすると、図２に概念的に示すよ
うにセンサ部１は、スタート地点から上記変位計の並設
距離ｄだけ移動するごとにガイドレール７の真直度等の
影響に起因して状態２００（スタート地点）、２０１、
２０２、２０３、２０４……のごとく上下方向に揺動し
つつ、両変位計２、３によって上記相対距離を検出す
る。ここで、センサ部１の鉛直方向変位、丸棒ＷＫの鉛
直方向変位を上方向をプラス極性としてそれぞれＸ、
Ｙ、そして変位計２、３の出力（たとえば電圧値）をそ
れぞれＶA,ＶB,さらに変位計２、３により得られる上記
相対距離をそれぞれＦA（ＶA）、ＦB（ＶB）とすると、
スタート地点から並設距離ｄずつ離間した地点の順番を
示す番号を添字ｋ（１、２、３…）として、これらの間
には下記（１）〜（４）式の関係が成立する。
【００１１】 ＦA（ＶKA）ーＦA（Ｖ0A）＝ＹKーＸK …（１） ＦB（ＶKB）ーＦB（Ｖ0B）＝ＹK+1ーＹ1＋ＸK+1 …（２） ゆえに、 ＸK＝ＦA（Ｖ1A）ーＦA（ＶKA）＋ＦB（Ｖ(K-1)B）ーＦB（Ｖ0B）＋ＸK-1＋Ｘ 1 …（３） ＹK＝ＸK＋ＦA（ＶKA）ーＦA（Ｖ0A） …（４） したがって、変位計２、３の出力ＶKA、ＶKBを上記
（３）、（４）式に順次代入することにより丸棒ＷＫの
鉛直方向変位ＹKが順次求められることになる。なお、
同時にセンサ部１の鉛直方向変位ＸKも順次求められ
る。
（３）、（４）式に順次代入することにより丸棒ＷＫの
鉛直方向変位ＹKが順次求められることになる。なお、
同時にセンサ部１の鉛直方向変位ＸKも順次求められ
る。
【００１２】さて、図１において変位計２、３の出力Ｖ
KA、ＶKBはデータレコーダ９に出力される。駆動部８の
パルスモータからはスタート地点からの移動部材５の移
動距離に応じたパルス数のパルス信号が出力され、デー
タレコーダ９に加えられる。また、チャック１４は矢印
Ｄに示すように丸棒ＷＫの中心軸を回転中心にして回転
自在となっており、図示していないモータによって駆動
される。ロータリエンコーダ１５は丸棒ＷＫの回転に伴
い回転する。このため、丸棒ＷＫの回転位置をロータリ
エンコーダ１から出力されるパルスをカウンタ１０で計
数することにより得ることができる。カウンタ１０の計
数結果はデータレコーダ９に加えられる。マイクロコン
ピュータ１１はデータレコーダ９、モニタ１２およびプ
リンタ１３を制御するものであり、駆動部８のパルスモ
ータからの入力パルス信号に基づき移動距離ｄごとのタ
イミングでデータレコーダ９に対して変位計２、３の出
力ＶKA,ＶKBを取得するための信号を出力する。
KA、ＶKBはデータレコーダ９に出力される。駆動部８の
パルスモータからはスタート地点からの移動部材５の移
動距離に応じたパルス数のパルス信号が出力され、デー
タレコーダ９に加えられる。また、チャック１４は矢印
Ｄに示すように丸棒ＷＫの中心軸を回転中心にして回転
自在となっており、図示していないモータによって駆動
される。ロータリエンコーダ１５は丸棒ＷＫの回転に伴
い回転する。このため、丸棒ＷＫの回転位置をロータリ
エンコーダ１から出力されるパルスをカウンタ１０で計
数することにより得ることができる。カウンタ１０の計
数結果はデータレコーダ９に加えられる。マイクロコン
ピュータ１１はデータレコーダ９、モニタ１２およびプ
リンタ１３を制御するものであり、駆動部８のパルスモ
ータからの入力パルス信号に基づき移動距離ｄごとのタ
イミングでデータレコーダ９に対して変位計２、３の出
力ＶKA,ＶKBを取得するための信号を出力する。
【００１３】このため、データレコーダ９は移動距離ｄ
ごとのサンプリング周期で変位計２、３の出力ＶKA,ＶK
Bを取得し、これら取得データに電圧から距離への工学
単位変換等を施し、相対距離ＦA（ＶKA）、ＦB（ＶKB）
を順次求める。同時にカウンタ１０の計数結果に基づき
上記サンプリング周期ごとに丸棒ＷＫの回転位置も取得
される。そして、マイクロコンピュータ１１はこれら得
られた相対距離データＦA（ＶKA）、ＦB（ＶKB）に前記
（１）〜（４）式を適用して丸棒ＷＫの鉛直変位ＹKを
求める。このようにして最終的にスタート地点から移動
部材５の移動終了地点までの距離ｄ間隔ごとに丸棒ＷＫ
の鉛直変位ＹKを丸棒ＷＫの回転位置に応じて求める。
ごとのサンプリング周期で変位計２、３の出力ＶKA,ＶK
Bを取得し、これら取得データに電圧から距離への工学
単位変換等を施し、相対距離ＦA（ＶKA）、ＦB（ＶKB）
を順次求める。同時にカウンタ１０の計数結果に基づき
上記サンプリング周期ごとに丸棒ＷＫの回転位置も取得
される。そして、マイクロコンピュータ１１はこれら得
られた相対距離データＦA（ＶKA）、ＦB（ＶKB）に前記
（１）〜（４）式を適用して丸棒ＷＫの鉛直変位ＹKを
求める。このようにして最終的にスタート地点から移動
部材５の移動終了地点までの距離ｄ間隔ごとに丸棒ＷＫ
の鉛直変位ＹKを丸棒ＷＫの回転位置に応じて求める。
【００１４】かかる鉛直変位データＹKはモニタ１３お
よびプリンタ１３に出力され、たとえば横軸を移動部材
５のスタート地点からの移動距離、つまり丸棒ＷＫの長
手方向位置、縦軸を丸棒ＷＫの鉛直方向変位ＹKとした
計測結果を表示およびプリントアウントする。こうして
丸棒ＷＫの真直度が計測される。また、横軸を丸棒ＷＫ
の回転位置、縦軸を丸棒ＷＫの鉛直方向変位ＹKとした
内容を表示およびプリントアウトして、丸棒ＷＫの真円
度を計測する。
よびプリンタ１３に出力され、たとえば横軸を移動部材
５のスタート地点からの移動距離、つまり丸棒ＷＫの長
手方向位置、縦軸を丸棒ＷＫの鉛直方向変位ＹKとした
計測結果を表示およびプリントアウントする。こうして
丸棒ＷＫの真直度が計測される。また、横軸を丸棒ＷＫ
の回転位置、縦軸を丸棒ＷＫの鉛直方向変位ＹKとした
内容を表示およびプリントアウトして、丸棒ＷＫの真円
度を計測する。
【００１５】ところでこうした真直度および真円度を精
度よく計測するためにはセンサ部１の上面が常に地面と
平行状態となっているのが望ましい。すなわち、図３の
斜視図に示すように変位計２、３の各中心を結ぶ線分Ｎ
が水平面Ｍと平行となり、かつＮに垂直な線分Ｐが水平
面Ｍと平行となっているのが理想的である。しかし、実
際には図７（ａ）、図８（ａ）に示すようにガイドレー
ル７と移動部材５のガイドレール環装部との間のクリア
ランスの精度等に起因してガタが生じて移動部材５が移
動方向に角度θだけ傾斜するとともに、移動方向に垂直
な方向に角度φだけ傾斜してしまい、その平行度が損な
われることがある。このような傾斜が生じると変位計
２、３で検出される丸棒ＷＫとの間の相対距離が正確に
得られなくなり、上記真直度および真円度の計測精度を
劣化させることになる。そこで実施例装置は上記平行状
態を保持する姿勢制御部を有している。
度よく計測するためにはセンサ部１の上面が常に地面と
平行状態となっているのが望ましい。すなわち、図３の
斜視図に示すように変位計２、３の各中心を結ぶ線分Ｎ
が水平面Ｍと平行となり、かつＮに垂直な線分Ｐが水平
面Ｍと平行となっているのが理想的である。しかし、実
際には図７（ａ）、図８（ａ）に示すようにガイドレー
ル７と移動部材５のガイドレール環装部との間のクリア
ランスの精度等に起因してガタが生じて移動部材５が移
動方向に角度θだけ傾斜するとともに、移動方向に垂直
な方向に角度φだけ傾斜してしまい、その平行度が損な
われることがある。このような傾斜が生じると変位計
２、３で検出される丸棒ＷＫとの間の相対距離が正確に
得られなくなり、上記真直度および真円度の計測精度を
劣化させることになる。そこで実施例装置は上記平行状
態を保持する姿勢制御部を有している。
【００１６】かかる姿勢制御部は移動部材５の内部に配
設されており、上記移動部材５の移動方向の傾斜角度θ
および移動方向に垂直な方向の傾斜角度φはそれぞれセ
ンサ部１の上部中心に配設されたジャイロ４ａ、４ｂに
より検出される。よって姿勢制御部ではジャイロ４ａ、
４ｂの出力に基づきセンサ部１の上記平行状態を保持す
る制御を行う。図６はかかる姿勢制御部のブロック図を
概念的に示したものであり、ジャイロ４ａ、４ｂの出力
θ、φはサーボコントローラ２２に加えられる。ここで
揺動機構部５ａは支柱６を介してセンサ部１を移動部材
５の移動方向たるＡ方向に揺動するとともに、センサ部
１をＡ方向に垂直なＢ方向に揺動するものであり（図３
参照）、その具体的機構は後述する。モータ１７はセン
サ部１を上記Ａ方向に揺動させるためのアクチュエータ
であり、モータ１８はセンサ部１を上記Ｂ方向に揺動さ
せるためのアクチュエータである。サーボコントローラ
２２はセンサ部１の各Ａ、Ｂ方向の傾斜角度の目標値θ
0、φ0を入力してこれらと現在値θ、φとの偏差θ0ー
θ 、φ0ーφが零になるようにモータ１７およびモータ
１８に対して駆動信号Ｖ1、Ｖ2を出力する。
設されており、上記移動部材５の移動方向の傾斜角度θ
および移動方向に垂直な方向の傾斜角度φはそれぞれセ
ンサ部１の上部中心に配設されたジャイロ４ａ、４ｂに
より検出される。よって姿勢制御部ではジャイロ４ａ、
４ｂの出力に基づきセンサ部１の上記平行状態を保持す
る制御を行う。図６はかかる姿勢制御部のブロック図を
概念的に示したものであり、ジャイロ４ａ、４ｂの出力
θ、φはサーボコントローラ２２に加えられる。ここで
揺動機構部５ａは支柱６を介してセンサ部１を移動部材
５の移動方向たるＡ方向に揺動するとともに、センサ部
１をＡ方向に垂直なＢ方向に揺動するものであり（図３
参照）、その具体的機構は後述する。モータ１７はセン
サ部１を上記Ａ方向に揺動させるためのアクチュエータ
であり、モータ１８はセンサ部１を上記Ｂ方向に揺動さ
せるためのアクチュエータである。サーボコントローラ
２２はセンサ部１の各Ａ、Ｂ方向の傾斜角度の目標値θ
0、φ0を入力してこれらと現在値θ、φとの偏差θ0ー
θ 、φ0ーφが零になるようにモータ１７およびモータ
１８に対して駆動信号Ｖ1、Ｖ2を出力する。
【００１７】以下、上記揺動機構部５ａの構成を図４お
よび図５を参照して説明する。
よび図５を参照して説明する。
【００１８】図４は図３の移動部材５の矢視Ｆ方向の断
面を示したものであり、移動部材５内部の上記揺動機構
部５ａおよびモータ１７、１８のみを示したものであ
る。同様に図５（ａ）は図３の矢視Ｇ方向の断面を、図
５（ｂ）は図３の矢視Ｈ方向の断を示す。これら図に示
すように支柱６と一体に形成されたボールベアリング２
２がハウジング５ｂ内壁に配設されたベアリング受け部
２３に摺動自在に設けられている。ベアリング２２には
ハウジング５ｂ下方に延びる軸２１が一体に形成されて
いる。さらにハウジング５ｂ内部には弓状のガイドレー
ル１９、２０がそれぞれその長手方向が移動部材５の移
動方向に垂直な方向および移動部材５の移動方向となる
ように一端がハウジング５ｂ内壁で遊動自在に軸着され
るとともに、他端がモータ１７および１８の回転軸１７
ａおよび１８ａによって回動自在に軸着されている。ガ
イドレール１９、２０にはその長手方向に沿って開口部
が形成されていて、これら開口部には軸２１が貫通して
いる。
面を示したものであり、移動部材５内部の上記揺動機構
部５ａおよびモータ１７、１８のみを示したものであ
る。同様に図５（ａ）は図３の矢視Ｇ方向の断面を、図
５（ｂ）は図３の矢視Ｈ方向の断を示す。これら図に示
すように支柱６と一体に形成されたボールベアリング２
２がハウジング５ｂ内壁に配設されたベアリング受け部
２３に摺動自在に設けられている。ベアリング２２には
ハウジング５ｂ下方に延びる軸２１が一体に形成されて
いる。さらにハウジング５ｂ内部には弓状のガイドレー
ル１９、２０がそれぞれその長手方向が移動部材５の移
動方向に垂直な方向および移動部材５の移動方向となる
ように一端がハウジング５ｂ内壁で遊動自在に軸着され
るとともに、他端がモータ１７および１８の回転軸１７
ａおよび１８ａによって回動自在に軸着されている。ガ
イドレール１９、２０にはその長手方向に沿って開口部
が形成されていて、これら開口部には軸２１が貫通して
いる。
【００１９】かかる構成による揺動機構部５ａの作用に
ついて以下説明する。まず、移動部材５のスタート前に
おいて上記線分Ｎ、Ｐと水平線Ｍ（丸棒ＷＫの計測面に
平行な線分）とが平行となるようにセンサ部１の姿勢が
調整され、調整された際の傾斜角度をジャイロ４ａ、４
ｂでそれぞれθ0、φ0（ほぼ零に近い値）として検出し
ておく。検出値θ0、φ0は目標値としてサーボコントロ
ーラ２２に入力、記憶される。移動部材５が移動を開始
して図７（ａ）、図８（ａ)に示すようにセンサ部１の
姿勢角がθ、φに変化したとする。サーボコントローラ
２２は上記目標値θ0、φ0とジャイロ４ａ、４ｂの出力
θ、φとの各偏差θーθ0、φーφ0がそれぞれ零になる
ようにモータ１７、１８に駆動信号Ｖ1,Ｖ2を出力す
る。このためモータ１７が矢印Ｉ方向に回転してガイド
レール１９が矢印Ｋ方向に揺動してこれに応じて軸２１
を同方向に揺動させる（図４、図５参照）。この結果、
センサ部１はＡ方向に揺動して線分Ｎと水平線Ｍとは平
行になる（図７（ｂ）参照）。
ついて以下説明する。まず、移動部材５のスタート前に
おいて上記線分Ｎ、Ｐと水平線Ｍ（丸棒ＷＫの計測面に
平行な線分）とが平行となるようにセンサ部１の姿勢が
調整され、調整された際の傾斜角度をジャイロ４ａ、４
ｂでそれぞれθ0、φ0（ほぼ零に近い値）として検出し
ておく。検出値θ0、φ0は目標値としてサーボコントロ
ーラ２２に入力、記憶される。移動部材５が移動を開始
して図７（ａ）、図８（ａ)に示すようにセンサ部１の
姿勢角がθ、φに変化したとする。サーボコントローラ
２２は上記目標値θ0、φ0とジャイロ４ａ、４ｂの出力
θ、φとの各偏差θーθ0、φーφ0がそれぞれ零になる
ようにモータ１７、１８に駆動信号Ｖ1,Ｖ2を出力す
る。このためモータ１７が矢印Ｉ方向に回転してガイド
レール１９が矢印Ｋ方向に揺動してこれに応じて軸２１
を同方向に揺動させる（図４、図５参照）。この結果、
センサ部１はＡ方向に揺動して線分Ｎと水平線Ｍとは平
行になる（図７（ｂ）参照）。
【００２０】同様にモータ１８が矢印Ｊ方向に回転して
ガイドレール２０が矢印Ｌ方向に揺動してこれに応じて
軸２１を同方向に揺動させる（図４、図５参照）。この
結果、センサ部１はＢ方向に揺動して線分Ｐと水平線と
は平行になる（図８（ｂ）参照）。
ガイドレール２０が矢印Ｌ方向に揺動してこれに応じて
軸２１を同方向に揺動させる（図４、図５参照）。この
結果、センサ部１はＢ方向に揺動して線分Ｐと水平線と
は平行になる（図８（ｂ）参照）。
【００２１】以上のように実施例では変位計２、３の各
中心を結ぶ線分Ｍとこれに垂直な線分Ｐとがそれぞれ水
平線Ｍ、つまり計測対象である丸棒ＷＫの計測面と常に
平行となるようにセンサ部１の姿勢角θ、φを制御する
ようにしたので変位計２、３にて丸棒ＷＫまでの距離が
正確に検出され、このため丸棒の真直度ならびに真円度
が精度よく計測される。
中心を結ぶ線分Ｍとこれに垂直な線分Ｐとがそれぞれ水
平線Ｍ、つまり計測対象である丸棒ＷＫの計測面と常に
平行となるようにセンサ部１の姿勢角θ、φを制御する
ようにしたので変位計２、３にて丸棒ＷＫまでの距離が
正確に検出され、このため丸棒の真直度ならびに真円度
が精度よく計測される。
【００２２】なお、実施例では本発明の適用対象を旋盤
とし、その主軸に取り付けられた丸棒を計測する場合を
想定したが、これに限定されることなく広く工作機械一
般に適用可能であり、さらに以下に例示する分野に適用
可能である。
とし、その主軸に取り付けられた丸棒を計測する場合を
想定したが、これに限定されることなく広く工作機械一
般に適用可能であり、さらに以下に例示する分野に適用
可能である。
【００２３】・路面の段差 ・レーダ開口合成 ・海中ソナー（海の波の影響） ・鉄道レールの計測 また、実施例では計測対象を丸棒としているが、これに
限定されることなく平面、線材等も計測可能である。
限定されることなく平面、線材等も計測可能である。
【００２４】また、実施例ではセンサ部１の上方に計測
対象たる丸棒ＷＫが位置される場合について説明した
が、当然センサ部１の下方に計測対象物が位置される配
置であってもよい。また移動部材５としては鉛直方向に
移動させてもよく、これにより長手方向が鉛直方向とな
る計測対象の真直度計測が可能となる。
対象たる丸棒ＷＫが位置される場合について説明した
が、当然センサ部１の下方に計測対象物が位置される配
置であってもよい。また移動部材５としては鉛直方向に
移動させてもよく、これにより長手方向が鉛直方向とな
る計測対象の真直度計測が可能となる。
【００２５】また、実施例では丸棒ＷＫの真直度ばかり
でなく、真円度を同時に計測する場合について説明した
が、真円度の計測を省略する実施も可能である。なお、
実施例ではセンサ部１の姿勢角θ、φを検出するセンサ
としてジャイロを使用するようにしているが、これに限
定されることなく、いわゆる重力検出型の傾斜計を使用
する実施も可能であり、センサの種類は両変位計２、３
の傾斜角を検出することができるのであれば任意であ
る。
でなく、真円度を同時に計測する場合について説明した
が、真円度の計測を省略する実施も可能である。なお、
実施例ではセンサ部１の姿勢角θ、φを検出するセンサ
としてジャイロを使用するようにしているが、これに限
定されることなく、いわゆる重力検出型の傾斜計を使用
する実施も可能であり、センサの種類は両変位計２、３
の傾斜角を検出することができるのであれば任意であ
る。
【００２６】また、実施例ではセンサ部１を揺動させる
ためのアクチュエータとしてモータを使用しているが、
アクチュエータの種類としては空、油圧シリンダ、磁歪
素子等任意である。同様に揺動機構部としては図４、図
５に示すものに限定されることなく実施例と同様の動作
をし得るものであればリンク機構を用いるなどその構成
は任意である。
ためのアクチュエータとしてモータを使用しているが、
アクチュエータの種類としては空、油圧シリンダ、磁歪
素子等任意である。同様に揺動機構部としては図４、図
５に示すものに限定されることなく実施例と同様の動作
をし得るものであればリンク機構を用いるなどその構成
は任意である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
つの距離センサの中心を結ぶ線分が真直度計測面と常に
平行となるように両センサの傾斜角度を制御するように
したので、真直度計測面の真直度の計測精度が大幅に向
上する。
つの距離センサの中心を結ぶ線分が真直度計測面と常に
平行となるように両センサの傾斜角度を制御するように
したので、真直度計測面の真直度の計測精度が大幅に向
上する。
【図１】図１は本発明に係る真直度計測装置の実施例装
置の構成を概念的に示す図である。
置の構成を概念的に示す図である。
【図２】図２は本発明に適用される演算を説明するため
に用いた説明図である。
に用いた説明図である。
【図３】図３は図１の移動部材付近を拡大して示す斜視
図である。
図である。
【図４】図４は図３に示す移動部材の矢視Ｆ方向の断面
図であり、移動部材内部の揺動機構を示す図である。
図であり、移動部材内部の揺動機構を示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示す移動
部材の矢視Ｇ、Ｈ方向の断面図であり、移動部材内部の
揺動機構を示す図である。
部材の矢視Ｇ、Ｈ方向の断面図であり、移動部材内部の
揺動機構を示す図である。
【図６】図６は図１に示すセンサ部の姿勢角（傾斜角
度）を制御するための制御系を示すブロック図である。
度）を制御するための制御系を示すブロック図である。
【図７】図７は図１に示すセンサ部の移動部材の移動方
向における姿勢角の変化の様子を示す図である。
向における姿勢角の変化の様子を示す図である。
【図８】図８は図１に示すセンサ部の移動部材の移動方
向に垂直な方向における姿勢角の変化の様子を示す図で
ある。
向に垂直な方向における姿勢角の変化の様子を示す図で
ある。
１ センサ部 ２ 変位計 ３ 変位計 ４ ジャイロ ５ 移動部材 ５ａ 揺動機構部 ６ 支柱 ７ ガイドレール ８ 駆動部 ９ データレコーダ １１ マイクロコンピュータ １２ モニタ １３ プリンタ １７ モータ １８ モータ ２２ サーボコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G01B 7/00 - 7/34
Claims (4)
- 【請求項１】 真直度計測面と平行に移動する移動
部材と、該移動部材の移動方向に沿って該移動部材に並
設され、前記真直度計測面までの距離を検出する２つの
距離センサとを有し、前記移動部材が前記２つの距離セ
ンサの並設距離移動する各地点ごとの前記２つの距離セ
ンサの各出力に基づいて前記真直度計測面の真直度を計
測するようにした真直度計測装置において、入力駆動信
号に応じて前記２つの距離センサを前記移動部材の移動
方向に揺動させることにより前記２つの距離センサの並
設方向の前記真直度計測面に対する傾斜角度を変化させ
る傾斜角度変化手段と、前記傾斜角度を検出する傾斜角
度検出手段と、前記傾斜角度検出手段の検出出力に基づ
いて前記傾斜角度が零になるように前記傾斜角度変化手
段に駆動信号を出力する手段とを前記移動部材に具えた
ことを特徴とする真直度計測装置。 - 【請求項２】 前記移動部材は、前記真直度計測面
と平行に配設されたガイドレールに移動自在に具えられ
たものである請求項１記載の真直度計測装置。 - 【請求項３】 真直度計測面と平行に移動する移動
部材と、該移動部材の移動方向に沿って該移動部材に並
設され、前記真直度計測面までの距離を検出する２つの
距離センサとを有し、前記移動部材が前記２つの距離セ
ンサの並設距離移動する各地点ごとの前記２つの距離セ
ンサの各出力に基づいて前記真直度計測面の真直度を計
測するようにした真直度計測装置において、入力駆動信
号に応じて前記２つの距離センサを前記移動部材の移動
方向に揺動させることにより前記２つの距離センサの並
設方向の前記真直度計測面に対する第１の傾斜角度を変
化させる第１の傾斜角度変化手段と、入力駆動信号に応
じて前記２つの距離センサを前記移動部材の移動方向と
垂直に揺動させることにより前記２つの距離センサの並
設方向と垂直な方向の前記真直度計測面に対する第２の
傾斜角度を変化させる第２の傾斜角度変化手段と、前記
第１および第２の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段
と、前記傾斜角度検出手段の検出出力に基づいて前記第
１および第２の傾斜角度がそれぞれ零になるように前記
第１および第２の傾斜角度変化手段に対してそれぞれ駆
動信号を出力する手段とを前記移動部材に具えたことを
特徴とする真直度計測装置。 - 【請求項４】 前記真直度計測面は、丸棒の長手方
向に沿った面であり、前記移動部材の移動とともに前記
丸棒をその中心軸を回転中心にして回転することにより
該回転位置情報と前記２つの距離センサの各出力に基づ
いて前記丸棒の真円度を計測するようにした請求項３記
載の真直度計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP844291A JP2920426B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 真直度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP844291A JP2920426B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 真直度計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250307A JPH04250307A (ja) | 1992-09-07 |
| JP2920426B2 true JP2920426B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=11693244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP844291A Expired - Lifetime JP2920426B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 真直度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920426B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5246952B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2013-07-24 | 慧 清野 | 測定方法 |
| GB2516916B (en) | 2013-08-06 | 2016-09-14 | Lacsop Ltd | Method and apparatus for determining the mass of a body |
| GB2516917B (en) * | 2013-08-06 | 2018-02-07 | Lacsop Ltd | Surface angle measuring device |
| CN109186433B (zh) * | 2018-11-27 | 2024-05-28 | 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所） | 导流罩导轨检测装置 |
| CN113551556B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-06-20 | 重庆市机电设计研究院 | 远程在线检测枪管精度的工作系统 |
| CN114608487B (zh) * | 2022-04-12 | 2024-05-31 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种棒材直线度测量系统及测量方法 |
| CN117128863B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-02-27 | 山东恩特机床有限公司 | 一种机床滑轨精度的检测装置 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP844291A patent/JP2920426B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04250307A (ja) | 1992-09-07 |
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