JP5079562B2 - 輪郭形状測定方法 - Google Patents
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Description
被測定物体の理想断面輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用断面輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定物体の実際の断面輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体を配置し、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定物体の前記断面輪郭形状に沿った方向における測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定物体の輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用断面輪郭形状に基づき算出する輪郭形状測定方法であって、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状は、同一形状部分が同一周期で繰り返される周期的輪郭形状であり、
前記被測定物体と前記補償用物体を第1配置関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数周期ずれた複数の第1測定点を採用し、
前記被測定物体と前記補償用物体を、前記第1配置関係から整数周期ずれた第2配置関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数周期ずれた複数の第2測定点を採用し、
各第1測定点において得られた各第1測定通過光量および各第2測定点において得られた各第2測定通過光量に基づき、前記被測定物体の断面輪郭形状の形状偏差と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状の形状偏差を分離同定することを特徴としている。
被測定物体の理想断面輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用断面輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定物体の実際の断面輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体を配置し、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定物体の前記断面輪郭形状に沿った方向における少なくとも一つの測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定物体の輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用断面輪郭形状に基づき算出する輪郭形状測定方法であって、
前記被測定物体は、同一の断面輪郭形状を備えた一定の厚さの物体であり、
前記被測定物体および前記補償用物体を相対的に前記被測定物体の厚さ方向に移動し、
前記被測定物体の厚さ方向における異なる位置における断面輪郭形状を測定することを特徴としている。
被測定歯車における軸直角断面における理想歯形輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用歯形輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定歯車における一つの軸直角断面における実際の歯形輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体をかみ合わせた状態を形成し、
前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状に沿った方向における測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定歯車の歯形輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用歯形輪郭形状に基づき算出する歯車の歯形輪郭形状測定方法であって、
前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状を等間隔の空隙で第1のかみ合い関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数ピッチずれた複数の第1測定点を採用し、
前記被測定歯車と前記補償用物体を前記第1かみ合い関係から整数ピッチずれた第2かみ合い関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数ピッチずれた複数の第2測定点を採用し、
各第1測定点において得られた各第1測定通過光量および各第2測定点において得られた各第2測定通過光量に基づき、前記被測定歯車の歯形輪郭形状のピッチ誤差と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状のピッチ偏差を分離同定することを特徴としている。
被測定ネジにおける含軸断面における理想ネジ輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用ネジ輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定ネジにおける一つの含軸断面における実際のネジ輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状をかみ合わせた状態にし、
前記被測定ネジの前記ネジ輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定ネジの前記ネジ輪郭形状に沿った方向における少なくとも一つの測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記空隙部分の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定ネジのネジ輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用ネジ輪郭形状に基づき算出することができる。
図1は本発明の測定方法の原理を示す説明図であり、被測定物体がネジの場合を示してある。ネジ1の含軸断面の輪郭形状を測定する場合には、その理想的なネジ溝を完全に塞ぐことのできる相補的な輪郭形状を元に、そのネジ溝輪郭を法線方向に一定量Δだけ痩せさせて作製した補償用ネジ溝輪郭2aを備えた薄板からなる補償用物体2を用意する。
図6は、本発明の形状測定方法を歯車の形状測定方法として用いた場合の実施の形態を示す説明図である。例えば、被測定物体である平歯車の軸直角断面に対して、その理想形状である歯溝をぴったり塞ぐ輪郭を元に、その輪郭を法線方向に一定量だけ痩せさせた補償用歯溝輪郭102aを備えた薄板からなる補償用物体を製作する。
M1,1=A1β−B1β
…
M1,j=A1β−Bjβ
…
M1,N=A1β−BNβ
ただし、
Aiβ:補償用物体i番目の歯のピッチ誤差
Ajβ:被測定物体j番目の歯溝のピッチ誤差
Mi,j:補償用物体i番目の歯と被測定物体j番目の歯溝が
かみ合っている状態のセンサ読み
本発明の輪郭形状測定方法は、上記の歯車、ネジ以外の物体の輪郭形状を測定するために用いることができる。例えば、被測定物体が、旋盤用チップなどの切削工具、または、ピニオンカッタ、ホブカッタなどの歯切り工具である場合には、切削工具または歯切り工具の切れ刃形状を測定するために用いることができる。
1a ネジ溝輪郭
1A ネジ軸線
2 補償用物体
3 空隙
4 光源
5 受光装置
6 遮蔽板
6a 開口穴
7 集光レンズ
11、12 光ファイバー
11a、12a 先端面
21 内歯車(被測定物体)
21(1)、21(2)、21(N) 歯溝
21a 歯車中心線
22 補償用物体
22a 補償歯溝輪郭
22(1)、22(N) 歯
23 空隙
31 外歯車(被測定物体)
31a 歯車中心線
32 補償用物体
32a 補償用歯溝輪郭
33 空隙
P1、P2、P3、P4、P11、P12 測定点
L1 測定線
Claims (11)
- 被測定物体の理想断面輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用断面輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定物体の実際の断面輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体を配置し、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定物体の前記断面輪郭形状に沿った方向における測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定物体の輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用断面輪郭形状に基づき算出する輪郭形状測定方法であって、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状は、同一形状部分が同一周期で繰り返される周期的輪郭形状であり、
前記被測定物体と前記補償用物体を第1配置関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数周期ずれた複数の第1測定点を採用し、
前記被測定物体と前記補償用物体を、前記第1配置関係から整数周期ずれた第2配置関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数周期ずれた複数の第2測定点を採用し、
各第1測定点において得られた各第1測定通過光量および各第2測定点において得られた各第2測定通過光量に基づき、前記被測定物体の断面輪郭形状の形状偏差と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状の形状偏差を分離同定することを特徴とする輪郭形状測定方法。 - 被測定物体の理想断面輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用断面輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定物体の実際の断面輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体を配置し、
前記被測定物体の前記断面輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用断面輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定物体の前記断面輪郭形状に沿った方向における少なくとも一つの測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定物体の輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用断面輪郭形状に基づき算出する輪郭形状測定方法であって、
前記被測定物体は、同一の断面輪郭形状を備えた一定の厚さの物体であり、
前記被測定物体および前記補償用物体を相対的に前記被測定物体の厚さ方向に移動し、
前記被測定物体の厚さ方向における異なる位置における断面輪郭形状を測定することを特徴とする輪郭形状測定方法。 - 請求項1において、
前記被測定物体は、同一の断面輪郭形状を備えた一定の厚さの物体であり、
前記被測定物体および前記補償用物体を相対的に前記被測定物体の厚さ方向に移動し、
前記被測定物体の厚さ方向における異なる位置における断面輪郭形状を測定することを特徴とする輪郭形状測定方法。 - 請求項1ないし3のうちのいずれかの項に記載の輪郭形状測定方法において、
前記被測定物体は歯車またはネジであり、
前記歯車の歯形形状あるいはピッチ、または、前記ネジのネジ形状あるいはピッチを測定することを特徴とする輪郭形状測定方法。 - 請求項1ないし3のうちのいずれかの項に記載の輪郭形状測定方法において、
前記被測定物体は、旋盤用チップなどの切削工具、または、ピニオンカッタ、ホブカッタなどの歯切り工具であり、
前記切削工具または前記歯切り工具の切れ刃形状を測定することを特徴とする輪郭形状測定方法。 - 被測定歯車における軸直角断面における理想歯形輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用歯形輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定歯車における一つの軸直角断面における実際の歯形輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体をかみ合わせた状態を形成し、
前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状に沿った方向における測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定歯車の歯形輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用歯形輪郭形状に基づき算出する歯車の歯形輪郭形状測定方法であって、
前記被測定歯車の前記歯形輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状を等間隔の空隙で第1のかみ合い関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数ピッチずれた複数の第1測定点を採用し、
前記被測定歯車と前記補償用物体を前記第1のかみ合い関係から整数ピッチずれた第2のかみ合い関係となるように配置した状態において、前記測定点として、整数ピッチずれた複数の第2測定点を採用し、
各第1測定点において得られた各第1測定通過光量および各第2測定点において得られた各第2測定通過光量に基づき、前記被測定歯車の歯形輪郭形状のピッチ誤差と前記補償用物体の前記補償用歯形輪郭形状のピッチ偏差を分離同定することを特徴とする歯車の歯形輪郭形状測定方法。 - 請求項6に記載の歯車の歯形輪郭形状測定方法において、
前記被測定歯車と前記補償用物体を、それらの軸線方向に前記空隙を保持したまま相対的に移動させ、
前記被測定歯車における異なる軸直角断面における歯形輪郭形状の測定を行うことを特徴とする歯車の歯形輪郭形状測定方法。 - 被測定ネジにおける含軸断面における理想ネジ輪郭形状に沿って等間隔の空隙を形成可能な補償用ネジ輪郭形状を備えた補償用物体を用意し、
前記被測定ネジにおける一つの含軸断面における実際のネジ輪郭形状に沿って前記空隙が形成されるように前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状をかみ合わせた状態にし、
前記被測定ネジの前記ネジ輪郭形状と前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状との間に実際に形成された実隙間における、前記被測定ネジの前記ネジ輪郭形状に沿った方向における少なくとも一つの測定点において、一定面積の開口を通過する通過光量を測定し、
測定した通過光量から前記測定点における前記空隙の広狭を評価し、
前記測定点における前記被測定ネジのネジ輪郭形状を、前記評価結果と前記補償用ネジ輪郭形状に基づき算出することを特徴とするネジの輪郭形状測定方法。 - 請求項8に記載のネジの輪郭形状測定方法において、
前記測定点を固定し、
前記被測定ネジと前記補償用物体をネジ軸線方向に向けて一体化して移動し、
前記測定点の移動軌跡上に現れる各空隙の各通過光量を測定し、
各通過光量から、前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状のピッチを基準にした前記測定点の前記移動軌跡上における前記被測定ネジのネジ面のピッチ変動を算出することを特徴とするネジの輪郭形状測定方法。 - 請求項8に記載のネジの輪郭形状測定方法において、
前記補償用物体のみをネジ軸線方向に1ピッチ移動させた前記かみ合い状態とし、
この状態で前記測定点における前記空隙の通過光量を測定し、
2回の通過光量の測定値の差に基づき、前記補償用物体の前記補償用ネジ輪郭形状の隣接ピッチ誤差を算出することを特徴とするネジの輪郭形状測定方法。 - 請求項8に記載のネジの輪郭形状測定方法において、
前記被測定ネジのみを回転しながら軸線方向に進行させ、
前記測定点において一定のサンプリング周期で前記通過光量を測定し、
測定した各通過光量に基づき、前記被測定ネジの螺旋に沿った理想ネジ輪郭形状からの偏差を算出することを特徴とするネジの輪郭形状測定方法。
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