JP3765480B2

JP3765480B2 - 回転精度測定装置

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Publication number: JP3765480B2
Application number: JP2002018402A
Authority: JP
Inventors: 繁一奥村
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003214988A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定軸を中心として回転する回転体の回転精度を測定する回転精度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受けや流体軸受け等に支持されて回転する回転体（例えばモータによって回転するスピンドル）の回転精度を測定する回転精度測定装置では、従来、回転体の変位を示す時系列データを回転体の回転とは無関係に採取して大量の変位データを収集し、その大量の変位データに対して一括してデータ処理を行っていた。このデータ処理では、例えば、時系列的に得られた変位データ（以下「採取データ」という）に対して高速フーリエ変換（以下「ＦＦＴ」という）を施すことにより、周波数スペクトルを示すデータ（以下「スペクトルデータ」という）を算出し、そのスペクトルデータにおいて同期振れ誤差（ＲＲＯ：Repeatable Run Out）を除去することにより、１回転毎に繰り返されない回転体の変位に相当する非同期振れ誤差（ＮＲＲＯ：Non Repeatable Run Out）を求めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の回転精度測定装置では、回転体を回転させるモータ等の駆動源の回転ムラが測定に大きな影響を与えていた。また、上記の採取データは、回転体の回転とは無関係に採取された時系列データであるので、上記データ処理においてＦＦＴが施される際には、採取データが所定区間外で滑らかに０になるように、予め窓関数によって採取データに対して適当な重み付けがなされていた。一般に窓関数が使用されると、ＦＦＴによって得られるスペクトルが拡散するので、この窓関数の使用も、従来の回転精度測定装置による測定に大きな影響を与えることになる。このように従来の測定装置では、モータの回転ムラや窓関数の影響が大きいために、回転精度についての高精度な測定、すなわちＲＲＯやＮＲＲＯ、真円度等の正確な算出は困難であった。
【０００４】
そこで本発明では、回転ムラや窓関数の使用等による測定への影響を除去して正確な回転精度測定を可能とする回転精度測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、所定軸を中心として回転する回転体の回転精度を測定する回転精度測定装置であって、
前記回転体の半径方向の変位または前記所定軸方向の変位を示す標本化値からなる時系列データを取得するデータ取得手段と、
前記時系列データを前記回転体の回転周期毎に分離してブロック化することにより、複数のデータブロックからなるブロック化データを生成する周期分離手段と、
前記複数のデータブロックのそれぞれを構成する標本化値の数であるデータ数が同一となるように、前記ブロック化データに対してレート変換を行う変換手段と、
前記レート変換後のブロック化データに基づき、前記回転精度を示す指標を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、前記レート変換後のブロック化データから、１回転周期内の同一相対位置毎に、前記変位の標本化値についての最大値ｍａｘ、平均値ａｖｒおよび最小値ｍｉｎを算出し、かつ｜ｍａｘ−ａｖｒ｜−｜ａｖｒ−ｍｉｎ｜を算出する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
このような第１の発明によれば、回転体の変位を表す時系列データが回転周期毎に分離されてブロック化され、更にレート変換によって各データブロックのデータ数（１回転周期内のサンプル点数）が同一とされ、レート変換後のブロック化データに基づき、回転精度を示す指標が算出されるので、回転精度測定において、回転体を回転させるモータ等の駆動源の回転ムラの影響が軽減される。また、回転体の変位を表すレート変換後のブロック化データから１回転周期内の同一相対位置毎に｜ｍａｘ−ａｖｒ｜−｜ａｖｒ−ｍｉｎ｜を算出することにより、平均値を中心に均等に変化する回転ムラ成分が除去される。これは回転ムラに特有の周期的な変化が取り除かれることを意味するので、｜ｍａｘ−ａｖｒ｜−｜ａｖｒ−ｍｉｎ｜から、より正確なＮＲＲＯ値を算出することができる。
【００１１】
第２の発明は、所定軸を中心として回転する回転体の回転精度を測定する回転精度測定装置であって、
前記回転体の半径方向の変位または前記所定軸方向の変位を示す標本化値からなる時系列データを取得するデータ取得手段と、
前記時系列データを前記回転体の回転周期毎に分離してブロック化することにより、複数のデータブロックからなるブロック化データを生成する周期分離手段と、
前記複数のデータブロックのそれぞれを構成する標本化値の数であるデータ数のうち最も出現頻度の高いデータ数を有するデータブロックのみを、前記ブロック化データから抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたデータブロックからなるブロック化データに基づき、前記回転精度を示す指標を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
このような第２の発明によれば、回転体の変位を表す時系列データを回転周期毎に分離してブロック化することにより得られる複数のデータブロックのうち、データ数（１回転周期のサンプリング点数）が同一のデータブロックのみが抽出され、抽出されたデータブロックからなるブロック化データに基づき、回転精度を示す指標が算出される。このため、回転精度測定において、回転体を回転させるモータ等の駆動源の回転ムラの影響が軽減されるので、回転精度を示す指標を精度よく求めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転精度測定装置の構成を模式的に示す構成図であり、図２は、この回転精度測定装置による回転体の測定を示す平面図である。
【００１４】
この回転精度測定装置は、軸受けによって支持されて所定の回転軸１１を中心としてモータ（不図示）により回転する回転体１０の回転精度を測定する装置であって、回転体１０の半径方向の変位を検出する非接触式の変位センサ２０と、変位センサ２０の検出信号Ｓｄに基づき回転体１０の半径方向の変位を示す標本化値からなる時系列データを収集し、その時系列データである採取データを処理するデータ収集処理装置３０とを備えている。
【００１５】
変位センサ２０は、回転体１０の外周面近傍に配置され、その外周面と変位センサ２０との距離を検出し、その検出結果を回転体１０の半径方向の変位を示す検出信号Ｓｄとして出力する。なお、回転体１０の軸方向の変位を検出し、軸方向の変位についての回転精度を測定する場合には、図１において点線で示すように、回転体１０の上面近傍に回転体１０の軸方向の変位を検出する非接触式の変位センサ２１を配置し、その変位センサ２１から出力される信号すなわち回転体１０の上面と変位センサ２１との距離を示す信号を検出信号Ｓｄとして使用すればよい。ただし以下では、説明の便宜上、半径方向の変位を検出する変位センサ２０のみが配置されているものとする。
【００１６】
データ収集処理装置３０は、中央処理装置としてのＣＰＵ３１、入力インターフェース部３２、メモリ３３、および表示制御部３４をバスで接続した構成となっており、表示制御部３４には表示部３６が接続されている。上記変位センサ２０からの検出信号Ｓｄは、このデータ収集処理装置３０における入力インターフェース部３２に入力される。入力インターフェース部３２はＡ／Ｄ変換器を有し、上記検出信号Ｓｄは、これによって標本化されデジタルデータとしてメモリ３３に一時的に格納される（以下、このデジタルデータを「原データ」という）。この入力インターフェース部３２は、上記の変位センサ２０と共に、回転体１０の変位を表す時系列データの取得手段を構成する。
【００１７】
ＣＰＵ３１は、予めメモリ３３に格納された所定プログラムを実行することにより、上記の原データに対し、後述のＤＣカット処理、周期分離処理、レート変換、ＦＦＴ等のデータ処理を順に施す。これにより、データ収集処理装置３０は、図３に示すような機能的構成の装置、すなわち、ＤＣカット部１１１と、周期分離部１１２と、レート変換部１１３と、信号処理部１１４とを備える装置として動作する。
【００１８】
ＤＣカット部１１１は、変位センサ２０から出力される検出信号Ｓｄから直流成分を除去するものであり、具体的には、検出信号Ｓｄを表すデジタルデータである原データに対する信号処理によって、検出信号Ｓｄから直流成分を除去した信号を表すデジタルデータを採取データＤａとして生成する（この信号処理を「ＤＣカット処理」という）。なお、このＤＣカット部１１１はソフトウェア的に実現されているが、入力インターフェース部３２に直流成分遮断回路を設け、これによって検出信号Ｓｄから直流成分を除去した後に、Ａ／Ｄ変換器によって上記の採取データＤａを作成するようにしてもよい。この場合、ＤＣカット部１１１は、ハードウェアとして実現されることになり、入力インターフェース部３２の一部を構成する。
【００１９】
周期分離部１１２は、ＤＣカット部１１１によって生成された採取データＤａを回転体１０の回転周期毎に分離してブロック化することにより、複数のデータブロックからなるブロック化データＤｂを生成する（この処理を「周期分離処理」という）。具体的には、検出信号Ｓｄを表すデジタルデータである採取データＤａから、Ｓｄ＝０に相当する時点であるゼロ点を求め、このゼロ点に基づき、採取データＤａを回転周期毎に分離してブロック化データＤｂを得る。例えば、検出信号Ｓｄのうち図４に示すような区間に相当する採取データＤａがＤＣカット部１１１から得られた場合には、この採取データＤａから検出されたゼロ点に基づき、図５に示すような４個のデータブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４からなるブロック化データＤｂを得る。これら４個のデータブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４のそれぞれを構成するデジタル信号値（回転体１０の変位を示す標本化値）の個数（以下「データ数」といい、これは１回転周期のサンプリング点数に相当する）は、モータの回転ムラ等のため、通常、全て等しくはならず、例えば図６に示すように、データブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４のデータ数は、それぞれｎ１個，ｎ２個，ｎ３個，ｎ４個となる。なお、回転体１０を回転させるモータを含む駆動部（不図示）から回転周期に同期した信号（例えば１回転毎に１個パルスが現れる信号）がインデックスパルスＳｉｐとして出力される場合には、上記のゼロ点検出に代えて、そのインデックスパルスＳｉｐに基づき周期分離処理を行うようにしてもよい。
【００２０】
レート変換部１１３は、上記のようにデータ数のばらつく複数のデータブロックからなるブロック化データＤｂに対して補間処理を行うことにより、各データブロックのデータ数を同一にする。すなわち、レート変換によって各データブロックのサンプリング点数を同一にする。このとき、信号処理部１１４で実行されるＦＦＴ（高速フーリエ変換）を考慮して、各データブロックのデータ数を２のべき乗とする。例えば、図６に示したようなブロック化データＤｂに対してレート変換を施すことにより、図７に示すようにデータ数が全て２^mであるデータブロックＤｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３，Ｄｃ４からなるブロック化データＤｃが得られる。なお、ここでは、ブロック化データＤｂを構成する４個のデータブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４は、ブロック化データＤｃを構成する４個のデータブロックＤｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３，Ｄｃ４に変換されるものとする。
【００２１】
信号処理部１１４は、回転精度を示す指標の算出手段であって、レート変換後のブロック化データＤｃに対して窓関数を使用することなくＦＦＴを施すことにより、スペクトルデータを算出する。そして、このスペクトルデータに基づき、従来と同様の手法により、ＲＲＯや、ＮＲＲＯ、真円度等を求める。
【００２２】
このようにして得られたＲＲＯや、ＮＲＲＯ、真円度等、回転体１０の回転精度を示す指標は、測定結果としてメモリ３３に格納されると共に、他の所定プログラムに基づき、表示制御部３４に送られて、その表示制御部３４によって表示部３６に表示される。
【００２３】
上記のような本実施形態によれば、採取データＤａが回転周期毎に分離されることにより回転周期毎にブロック化されたブロック化データＤｂが得られ、更に、そのブロック化データＤｂに対するレート変換によって各データブロックのデータ数が同一となる。これにより、回転精度測定において、回転体１０を回転させるモータの回転ムラの影響を低減することができる。このため、ＲＲＯや、ＮＲＲＯ、真円度等、回転精度を示す指標を正確に求めることができる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、信号処理部１１４においてＦＦＴの処理対象となるレート変換後のブロック化データＤｃは、回転体１０の回転周期毎にブロック化されており、しかも、各データブロックにおけるデータ数は２のべき乗となっている。したがって、レート変換後のブロック化データＤｃに対するＦＦＴにより、回転体１０の１回転周期の逆数を基本周波数とする検出信号Ｓｄの高調波成分を広がりの無い線スペクトルとして容易に求めることができる。ここで得られる基本周波数成分および高調波成分は、回転体１０の１回転毎に現れる回転体１０の変位における同期成分およびその高調波成分にそれぞれ相当する。このため、上記のようにレート変換後のブロック化データＤｃに対して窓関数なしでＦＦＴを施すことにより得られるスペクトルデータから、ＲＲＯを精度よく求めることができ、そのスペクトルデータからＮＲＲＯを求める際には、ＲＲＯを他に影響を与えることなく精度よく除去することができる。
【００２５】
＜２．第２の実施形態＞
上述のように第１の実施形態では、回転精度測定における採取データＤａを回転周期毎に分離してブロック化した後、レート変換によって各データブロックのデータ数を同一としたブロック化データＤｃを作成し、このブロック化データＤｃに対してＦＦＴを施すことによりＮＲＲＯを算出している。しかし、このような周期分離型信号処理によるＮＲＲＯの算出においても、回転体１０を回転させるモータの回転ムラすなわち回転速度誤差の影響は依然として大きく、そのために、十分に正確なＮＲＲＯを算出するのは困難である。そこで、本発明の第２の実施形態に係る回転精度測定装置では、より正確なＮＲＲＯを算出すべく後述の回転ムラ除去処理を実施することにより、回転精度測定において回転体の駆動用モータの回転ムラによる影響を除去している。以下、この第２の実施形態に係る回転精度測定装置について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る回転精度測定装置は、ハードウェア的には上記第１の実施形態と同様であるので、同一部分には同一の参照符号を付して説明を省略する（図１、図２参照）。本実施形態では、データ収集処理装置３０においてＣＰＵ３１によって実行されるプログラムが第１の実施形態と相違し、そのプログラムに基づき図８に示すような機能的構成のデータ処理装置がソフトウェア的に実現される。
【００２７】
このデータ処理装置は、第１の実施形態と同様、ＤＣカット部１１１と、周期分離部１１２と、レート変換部１１３とを備え、これらにより、周期分離型信号処理の前処理を行う。すなわち、変位センサ２０から出力される検出信号Ｓｄから直流成分を除去して採取データＤａを生成し、その採取データＤａを回転体１０の回転周期毎に分離してブロック化することによりブロック化データＤｂを得、そのブロック化データＤｂに対してレート変換を施すことにより、データ数が同一の複数データブロックからなるブロック化データＤｃを生成する。
【００２８】
このデータ処理装置は、更に、回転ムラ成分除去処理部１２４と、ＮＲＲＯ算出部１２５とを備える。このうち回転ムラ成分除去処理部１２４は、下記の原理に基づき、測定データとしての上記ブロック化データＤｃから回転ムラに相当する成分を除去する。
【００２９】
レート変換後のブロック化データＤｃにおける各データブロックは、回転体１０の１回転分に対応するデータである。このようなブロックデータとして、例えば図９に示すような３種類の信号波形ａ，ｂ，ｃ（回転体１０の変位を示す３回転分の波形）をそれぞれ示す３つのデータブロックが得られ、回転ムラは、ａ→ｂ→ｃ→ｂ→ａ→ｂ→…というように、繰り返し平均値に相当するｂを中心に振動する特性を有している。したがって、多回転分の回転体１０の変位を測定すれば、測定された変位における回転ムラ成分は、その平均値を中心として均等に値が変化することになる。このため、上記のブロック化データＤｃから、その平均値を中心に均等に変化する量を除去すると、回転ムラ成分が除去されることになる。そこで本実施形態における回転ムラ成分除去処理部１２４は、各回転周期における同じ位置（これは１周期内の相対時刻が同一の点を意味し、以下「同一相対位置」という）毎に測定値（変位量を示す標本化値）の最大値ｍａｘ、平均値ａｖｒ、最小値ｍｉｎを算出し、これらの値を用いて１周期内の同一相対位置毎に、次式により定義される回転精度指標値ｄｎを求める（以下、この処理を「回転ムラ成分除去処理」という）。
ｄｎ＝｜ｍａｘ−ａｖｒ｜−｜ａｖｒ−ｍｉｎ｜
【００３０】
例えば、４回転分の測定データに対応するデータブロックＤｃ１〜Ｄｃ４からなる図１０に示すようなブロック化データＤｃが得られた場合、まず、同じ相対位置毎に４個のデータブロックＤｃ１〜Ｄｃ４についての最大値ｍａｘ、平均値ａｖｒ、最小値ｍｉｎを算出する。例えば同一相対位置に相当する時刻ｔ１ｋ〜ｔ４ｋにおける変位量を示す標本化値をデータブロックＤｃ１〜Ｄｃ４から取り出して、これらの値についての最大値ｍａｘ_k、平均値ａｖｒ_k、最小値ｍｉｎ_kを算出する。そして、その同一相対位置についての回転精度指標値ｄｎ_kを次式により算出する。
ｄｎ_k＝｜ｍａｘ_k−ａｖｒ_k｜−｜ａｖｒ_k−ｍｉｎ_k｜
このような計算を１周期内の各点について行う。
【００３１】
上記のような計算により、図１１に示すように、それぞれがＭ＝２^m個の値（変位量を示す標本化値）からなる４個のデータブロックＤｃ１〜Ｄｃ４より、１周期内の各同一相対位置での最大値ｍａｘ_kからなる最大値データＤｍａｘと、１周期内の各同一相対位置での平均値ａｖｒ_kからなる平均値データＤａｖｒと、１周期内の各同一相対位置での最小値ｍｉｎ_kからなる最小値データＤｍｉｎとが得られる（ｋ＝１，２，…，Ｍ）。そして、これらのデータＤｍａｘ，Ｄａｖｒ，Ｄｍｉｎより、１周期内の各同一相対位置での回転精度指標値ｄｎ_kからなる回転精度指標データＤｄが得られる（ｋ＝１，２，…，Ｍ）。
【００３２】
上記の回転ムラ成分除去処理によって、回転体１０の変位を示すブロック化データＤｃから平均値を中心に均等に変化する回転ムラ成分が除去され、これは回転ムラ成分に特有の周期的変化が除去されることを意味する。このため、上記処理によって得られた回転精度指標データＤｄは、平均値を中心に均等に変化しない量に相当し、この中にＮＲＲＯ値が含まれる。そこで、ＮＲＲＯ算出部１２５は、上記の回転精度指標データＤｄからＮＲＲＯとみなすべき値を算出する。
【００３３】
上記のような本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、回転周期毎にブロック化されたブロック化データＤｂが得られ、そのブロック化データＤｂに対するレート変換によって各データブロックのデータ数が同一となるので、回転精度測定において回転ムラの影響を低減することができる。これに加えて本実施形態では、平均値を中心に均等に変化するという回転ムラ成分の特性を利用して、レート変換後の測定データであるブロック化データＤｃから回転ムラに特有の周期的な変化が取り除かれる。これにより、回転精度を示す指標として、より正確なＮＲＲＯ値を算出することができる。
【００３４】
＜３．第３の実施形態＞
上記の第１および第２の実施形態では、回転精度測定における採取データＤａを回転周期毎に分離してブロック化した後、レート変換によって各データブロックのデータ数を同一としたが、これに代えて、採取データＤａを回転周期毎に分離してブロック化することにより得られるブロック化データＤｂから、データ数が同一のブロックデータを抽出するようにしてもよい。以下、このような手法に基づく回転精度測定装置を本発明の第３の実施形態として説明する。
【００３５】
本実施形態に係る回転精度測定装置も、ハードウェア的には上記第１の実施形態と同様であるので、同一部分には同一の参照符号を付して説明を省略する（図１、図２参照）。本実施形態では、データ収集処理装置３０においてＣＰＵ３１によって実行されるプログラムが第１の実施形態と相違し、そのプログラムに基づき図１２に示すような機能的構成のデータ処理装置がソフトウェア的に実現される。
【００３６】
このデータ処理装置は、第１の実施形態と同様、ＤＣカット部１１１と、周期分離部１１２とを備え、これらにより、周期分離型信号処理の前処理を行う。すなわち、変位センサ２０から出力される検出信号Ｓｄから直流成分を除去して採取データＤａを生成し、その採取データＤａを回転体１０の回転周期毎に分離してブロック化することによりブロック化データＤｂを得る。
【００３７】
このデータ処理装置は、更に、同数データ抽出部１３３と、レート変換部１３４と、ＮＲＲＯ算出部１３５とを備え、同数データ抽出部１３３には、上記の周期分離部１１２から出力されるブロック化データＤｂが入力される。
【００３８】
周期分離部１１２において採取データＤａが回転周期毎に分離されると、回転体１０の１回転毎のサンプリング点数が、ブロック化データＤｂを構成する各ブロックデータのデータ数として得られる。回転体１０を駆動するモータに回転ムラが発生すると、この１回転毎のサンプリング数にバラツキが生じる。例えば、回転周期毎にブロック化された採取データとして、図１３（ａ）に示すようなデータブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４，Ｄｂ５，Ｄｂ６，……からなるブロック化データＤｂが得られる。ここで１周期毎のサンプリング点数に相当するこれらデータブロックのデータ数は、それぞれ、１８００，１８０１，１８００，１８００，１７９９，１８００，……というようにばらついており、１８００が最も出現頻度の高いデータ数となっている。
【００３９】
同数データ抽出部１３３は、ブロック化データＤｂを構成する各ブロックデータのデータ数のうち最も出現頻度の高いデータ数（以下「最高頻度データ数」という）を求め、ブロック化データＤｂからデータ数が最高頻度データ数に等しいデータブロックのみを抽出し、抽出されたデータブロックからなるデータブロック群を抽出ブロック化データＤｅとして出力する。例えば、図１３（ａ）に示すようなデータブロックＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４，Ｄｂ５，Ｄｂ６，……からなるブロック化データＤｂより、図１３（ｂ）に示すようなデータブロックＤｅ１，Ｄｅ２，Ｄｅ３，Ｄｅ４，Ｄｅ５，Ｄｅ６，……を抽出し、抽出されたデータブロック群を抽出ブロック化データＤｅとして出力する。なお、同数データ抽出部１３３が抽出するデータブロックは、同一データ数のデータブロックであれば最高頻度データ数のデータブロックでなくてもよいが、採取データを有効に利用するためには、最高頻度データ数のデータブロックを抽出するのが好ましい。
【００４０】
レート変換部１３４は、上記の抽出ブロック化データＤｅに対してレート変換を施すことにより、各データブロックのデータ数を２のべき乗とし、データ数が全て２のべき乗であるデータブロックからなるブロック化データＤｆを出力する。
【００４１】
ＮＲＲＯ算出部１３５は、上記レート変換後のブロック化データＤｆを用いてＮＲＲＯ値を算出する。このとき、ブロック化データＤｆを構成する各データブロックのデータ数は２のべき乗であり、ＦＦＴの適用が容易であるので、ブロック化データＤｆに対してＦＦＴを施すことにより得られるスペクトルデータに基づいてＮＲＲＯを算出することができる。また、これに代えて、第２の実施形態における回転ムラ成分除去処理部１２４における処理（図９、図１１参照）を利用してＮＲＲＯ値を算出してもよい。この場合、レート変換部１３４はなくてもよく、図１４に示すように、ＤＣカット部１１１と周期分離部１１２と同数データ抽出部１３３と回転ムラ成分除去処理部１４４とＮＲＲＯ算出部１４５とからなる構成の装置でＮＲＲＯ値を算出するようにしてよい。
【００４２】
上記のような本実施形態によれば、回転周期毎にブロック化されたブロック化データＤｂが得られ、そのブロック化データＤｂからデータ数が最高頻度データ数に等しいデータブロックのみを抽出し、抽出されたデータブロックからなる抽出ブロック化データＤｅを用いてＮＲＲＯ値が算出される。ここで、ＮＲＲＯの有無は１周期内のサンプリング点数には影響を与えないので、上記のようにしてサンプリング点数（データ数）が同じデータブロックを抽出することにより、採取データとしてのブロック化データＤｂに含まれる回転ムラ成分が除去されることになる。このようにして回転精度測定において回転ムラの影響が除去されるので、ＮＲＲＯ値を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転精度測定装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る回転精度測定装置による回転体の測定を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る回転精度測定装置におけるデータ処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における採取データＤａを説明するための信号波形図である。
【図５】第１の実施形態において採取データＤａに対する周期分離処理によって得られるブロック化データＤｂを説明するための信号波形図である。
【図６】第１の実施形態におけるブロック化データＤｂの構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態におけるレート変換後のブロック化データＤｃの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る回転精度測定装置におけるデータ処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態における回転ムラ成分除去処理の基本原理を説明するための信号波形図である。
【図１０】第２の実施形態における回転ムラ成分除去処理を説明するための信号波形図である。
【図１１】第２の実施形態における回転ムラ成分除去処理に関連するデータを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る回転精度測定装置におけるデータ処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態における同数データ抽出処理を説明するためのデータ構成図である。
【図１４】本発明の変形例に係る回転精度測定装置におけるデータ処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ …回転体
１１ …回転軸
２０，２１…変位センサ
３０ …データ収集処理装置
３１ …ＣＰＵ
３２ …入力インターフェース部
３３ …メモリ
１１１ …ＤＣカット部
１１２ …周期分離部
１１３ …レート変換部
１１４ …信号処理部
１２４ …回転ムラ成分除去処理部
１３３ …同数データ抽出部
Ｓｄ …検出信号
Ｓｉｐ …インデックスパルス
Ｄａ …採取データ
Ｄｂ …ブロック化データ
Ｄｃ …レート変換後のブロック化データ
Ｄｄ …回転精度指標データ
Ｄｅ …抽出ブロック化データ

Claims

所定軸を中心として回転する回転体の回転精度を測定する回転精度測定装置であって、
前記回転体の半径方向の変位または前記所定軸方向の変位を示す標本化値からなる時系列データを取得するデータ取得手段と、
前記時系列データを前記回転体の回転周期毎に分離してブロック化することにより、複数のデータブロックからなるブロック化データを生成する周期分離手段と、
前記複数のデータブロックのそれぞれを構成する標本化値の数であるデータ数が同一となるように、前記ブロック化データに対してレート変換を行う変換手段と、
前記レート変換後のブロック化データに基づき、前記回転精度を示す指標を算出する算出手段と
を備え、
前記算出手段は、前記レート変換後のブロック化データから、１回転周期内の同一相対位置毎に、前記変位の標本化値についての最大値ｍａｘ、平均値ａｖｒおよび最小値ｍｉｎを算出し、かつ｜ｍａｘ−ａｖｒ｜−｜ａｖｒ−ｍｉｎ｜を算出する手段を含むことを特徴とする、回転精度測定装置。
所定軸を中心として回転する回転体の回転精度を測定する回転精度測定装置であって、
前記回転体の半径方向の変位または前記所定軸方向の変位を示す標本化値からなる時系列データを取得するデータ取得手段と、
前記時系列データを前記回転体の回転周期毎に分離してブロック化することにより、複数のデータブロックからなるブロック化データを生成する周期分離手段と、
前記複数のデータブロックのそれぞれを構成する標本化値の数であるデータ数のうち最も出現頻度の高いデータ数を有するデータブロックのみを、前記ブロック化データから抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたデータブロックからなるブロック化データに基づき、前記回転精度を示す指標を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする回転精度測定装置。