JP4889544B2 - 球体中心算出方法 - Google Patents
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Description
このレーザ測定装置によれば、レーザ光でワーク表面を走査し、測定装置からワーク表面までの距離を計測することで、ワークの形状を測定する(例えば、特許文献1参照)。
レーザ光が照射された球体表面上の点を照射点とすると、第1走査軸回りの回転角が変化することで、球体表面上には、照射点の集合として走査線が引かれることになる。反射光の強度は球体表面の中心に接近するに従って大きくなるから、第1回転角における照射点は、この走査線上の点の中で、球体表面の中心に最も接近した点となる。
すると、第2回転角における照射点は、第2走査軸回りの回転角が変化することにより引かれる走査線上の点の中で、球体表面の中心に最も接近した点となる。
図1は、本発明の一実施形態に係る球体中心算出方法が適用されたワーク測定システム1の側面図である。図2は、ワーク測定システム1のブロック図である。
ワーク測定システム1は、測定手段としての測定装置10と、第1走査軸としてのY軸を回転軸として測定装置10を回転させる第1回転手段としての第1駆動機構11と、Y軸と直交する第2走査軸としてのX軸を回転軸として測定装置10を回転させる第2回転手段としての第2駆動機構12と、これらを制御する制御装置13と、を備える。
また、このワーク測定システム1は、測定装置10から離れた球体20の中心を算出し、測定装置10から球体20の中心までの距離を定期的に測定することで、ワーク4の測定誤差を低減する。
ST1では、X軸回りの回転角を固定し、この状態で、測定装置10によりレーザ光を射出しながら第1駆動機構11を駆動してY軸回りに測定装置10を回転させ、レーザ光で球体20の表面をX軸方向に走査する。同時に、測定装置10により球体20の表面で反射するレーザ光を検出して、反射光の強度とY軸回りの回転角との関係を監視する。
具体的には、第1回転角θおよび第2回転角φに基づいて、球体20の表面の中心までの距離を算出する。すなわち、測定装置10により、Y軸回りに第1回転角θ、X軸回りに第2回転角φの角度でレーザ光を射出する。すると、図9に示すように、このレーザ光の光路上には、球体20の表面の中心である点Cと、球体20の中心である点Oと、が存在することになる。したがって、このレーザ光の反射光を検出することで、図10に示すように、測定装置10から球体20の表面の中心までの距離Lを測定できるので、測定装置10から球体20の中心までの距離Mは、この距離Lと球体の半径rとの和となる。
(1)測定装置10から射出したレーザ光の反射光の強度を検出して、この反射光の強度とY軸回りの回転角との関係を監視し、Y軸回りの回転角のうち反射光の強度が最大となるものを第1回転角θとして記憶する。第1回転角θにおける照射点Aは、走査線X1〜X4上の点の中で、球体20の表面の中心に最も接近した点となる。
例えば、本実施形態では、ST5では、測定装置10から球体20の表面の中心である点Cまでの距離Lを、直接、測定したが、これに限らず、測定装置10から反射光強度最大点A、Bまでの距離に基づいて、測定装置10から点Cまでの距離Lを、間接的に求めてもよい。
すなわち、図11に示すように、測定装置10から反射光強度最大点Aまでの距離L1を測定し、さらに、測定装置10から反射光強度最大点Bまでの距離L2を測定する。測定装置10から反射光強度最大点A、Bに至る直線と、測定装置10から点Cに至る直線と、の成す角度δ1、δ2は、十分に小さいと考えられるから、測定装置10から点Cまでの距離Lを、L1およびL2の平均とする。
また、球体表面の中心位置を高精度で算出する場合には、走査線の本数を多くして、走査線同士の間隔を狭くすればよい。
11 第1駆動機構(第1回転手段)
12 第2駆動機構(第2回転手段)
20 球体
101 射出部(光射出手段)
102 検出部(光検出手段)
Y軸 第1走査軸
X軸 第2走査軸
θ 第1回転角
φ 第2回転角
Claims (1)
- レーザ光を射出する光射出手段およびレーザ光の強度を検出する光検出手段を有する測定手段と、第1走査軸を回転軸として前記測定手段を回転させる第1回転手段と、前記第1走査軸と直交する第2走査軸を回転軸として前記測定手段を回転させる第2回転手段と、を用いて、前記測定手段から球体の中心までの距離を算出する球体中心算出方法であって、
前記測定手段により、レーザ光を射出しながら前記第1回転手段を駆動して、レーザ光で前記第2走査軸方向に延びる複数の走査線を得るように前記球体の表面を走査するとともに、前記射出したレーザ光の反射光の強度を検出して、当該反射光の強度と前記第1走査軸回りの回転角との関係を監視する手順と、
前記複数の走査線上の反射光の強度と関係する前記第1走査軸回りの回転角のうち前記反射光の強度が最大となるものを第1回転角として記憶する手順と、
前記測定手段により、レーザ光を射出しながら前記第2回転手段を駆動して、レーザ光で前記第1走査軸方向に延びる複数の走査線を得るように前記球体の表面を走査するとともに、前記射出したレーザ光の反射光の強度を検出して、当該反射光の強度と前記第2走査軸回りの回転角との関係を監視する手順と、
前記複数の走査線上の反射光の強度と関係する前記第2走査軸回りの回転角のうち前記反射光の強度が最大となるものを第2回転角として記憶する手順と、
前記測定手段を、前記第1走査軸回りの前記第1回転角および前記第2走査軸回りの前記第2回転角に回転させてレーザ光を射出させ、前記測定手段から前記球体の表面の中心までの距離を測定し、この距離と前記球体の半径との和により、前記測定手段から前記球体の中心までの距離を算出する手順と、
を備えることを特徴とする球体中心算出方法。
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JP2007091175A JP4889544B2 (ja) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | 球体中心算出方法 |
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