JP5324510B2

JP5324510B2 - 真円度測定機

Info

Publication number: JP5324510B2
Application number: JP2010074846A
Authority: JP
Inventors: 樹中山
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011208994A

Description

本発明は、真円度測定機に関する。詳しくは、スタイラスの自動交換機能および検出器の自動ゲイン校正機能を備えた真円度測定機に関する。

被測定物の真円度を測定する測定機として、真円度測定機が知られている。
真円度測定機は、ベースと、このベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられ上面に被測定物を載置する回転テーブルと、この回転テーブルを回転させる回転駆動機構と、ベース上に立設されたコラムと、このコラムに沿って上下方向へ昇降可能に設けられた昇降スライダと、この昇降スライダに垂直軸線に対して直交する方向へスライド可能に設けられたスライドアームと、このスライドアームの先端に取り付けられ被測定物に接するスタイラスの変位を電気信号として出力する検出器とを備える（例えば、特許文献１参照）。

真円度測定機を使用するにあたっては、予め、通常のスタイラスのほかに、被測定物の測定部位形状に合わせた各種形状のスタイラスが用意されているから、被測定物の測定部位形状に適したスタイラスに交換したのち、測定を行う。例えば、被測定物の深孔の真円度を測定する場合には、スタイラス長さが長い深孔用スタイラスに、あるいは、溝内の真円度を測定する場合には溝用スタイラスなどに交換したのち、測定を行う。
スタイラスの交換作業は、従来、測定者によって行われていため、測定作業の中断時間が長いうえ、スタイラスの取外作業および装着作業に伴う測定者への負担も大きい。

そこで、本出願人は、先に、スタイラスを自動交換できる真円度測定機を提案した（特許文献２参照）。
これは、上述した構成の真円度測定機に、被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容したスタイラスストッカと、制御装置とが用意されている。制御装置は、測定指令が与えられた際、回転駆動機構、昇降スライダおよびスライドアームの動作を制御しながら、被測定物の真円度測定を実行するとともに、スタイラス交換指令が与えられた際、昇降スライダおよびスライドアームの動作を制御しながら、検出器とスタイラスストッカとの間でスタイラス交換動作を実行する。

特開２００４−２３３１３１号公報特願２００９−１２４０３７号

真円度測定機において、スタイラスの自動交換機能が付加されたことにより、スタイラスの自動交換が行えるから、作業能率の向上および測定者の負担軽減が図れるようになったものの、次のような課題が残る。
例えば、長さの異なるスタイラスに交換した場合、検出器のゲインを校正する必要がある。従来、検出器のゲイン校正作業は、ゲージブロックを組み合わせて所定の段差を作った校正用治具や、円盤状の外周縁の一部に平坦な切欠きを形成した校正用マスタなどを用いて、校正作業を行っている。

具体的には、真円度測定機の回転テーブル上に、校正用治具や校正用マスタを測定者がセットし、この校正用治具や校正用マスタの段差や切欠きを検出器で測定し、この測定値と段差や切欠き量とから検出器のゲインを校正する。検出器のゲイン校正作業終了後、校正用治具や校正用マスタを回転テーブル上から取り外し、回転テーブル上に被測定物をセットしたのち、測定作業を行う。
そのため、スタイラスの自動交換機能により作業能率を向上させることができるようになっても、検出器のゲイン校正に時間や手間がかかるため、作業能率のより一層の向上が要望されている。

本発明の目的は、このような要望に応え、作業能率をより一層向上させることができる真円度測定機を提供することにある。

本発明の真円度測定機は、ベースと、このベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられ上面に被測定物を載置する回転テーブルと、この回転テーブルを回転させる回転駆動機構と、前記被測定物に接するスタイラスおよびこのスタイラスを着脱可能に装着するとともにこのスタイラスの変位を電気信号として出力する検出器本体を有する検出器と、この検出器を前記垂直軸線に対して直交しかつ前記回転テーブルに対して接近、離間する第１移動方向および前記垂直軸線と平行な第２移動方向へ駆動させる検出器駆動機構とを有する真円度測定機において、前記被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容したスタイラスストッカと、制御装置とを備え、前記制御装置は、測定指令が与えられた際、前記回転駆動機構および前記検出器駆動機構の動作を制御しながら、前記被測定物の真円度測定を実行する測定実行手段と、スタイラス自動交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記検出器と前記スタイラスストッカとの間でスタイラス交換動作を実行するスタイラス交換実行手段と、検出器自動ゲイン校正指令が与えられた際、前記スタイラスに予め設定された設定変位量を付与し、前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正するゲイン調整手段とを備える、ことを特徴とする。

このような構成によれば、測定指令が与えられると、検出器駆動機構の動作により検出器のスタイラスが被測定物に接触され、この状態において、回転テーブルが回動駆動されることにより、被測定物の真円度等の測定が実行される。
また、スタイラス自動交換指令が与えられると、検出器駆動機構の動作により、検出器とスタイラスストッカとの間でスタイラス交換動作が実行される。従って、被測定物の測定部位形状に応じて、スタイラス交換動作を指令するようにしておけば、検出器とスタイラスストッカとの間でスタイラス交換動作が自動的に実行されるため、測定作業を中断することなく連続的に行うことができる。そのため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。
更に、検出器自動ゲイン校正指令が与えられると、スタイラスに予め設定された設定変位量が付与され、検出器によって検出されるスタイラスの変位と設定変位量とから検出器のゲインが校正される。従って、スタイラス交換動作を行ったのち、検出器自動ゲイン校正指令を与えるよう構成しておけば、スタイラスの交換動作後に、検出器のゲイン校正動作が自動的に実行されるから、スタイラスの交換動作および検出器のゲイン校正動作を測定作業を中断することなく連続的かつ自動的に行うことができる。そのため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。

本発明の真円度測定機において、前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板と、この載置板を前記垂直軸線に対して直交する方向へ移動させる載置板移動機構とを含んで構成され、前記ゲイン調整手段は、前記載置板移動機構の移動方向が前記第１移動方向に一致するように、前記回転駆動機構を動作させて前記回転テーブルを回転させたのち、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記載置板移動機構を予め設定された設定変位量だけ移動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことが好ましい。

このような構成によれば、検出器のゲイン校正にあたって、まず、載置板移動機構の移動方向が第１移動方向に一致するように、回転駆動機構が動作されて回転テーブルが回転される。
次に、検出器駆動機構が動作されて検出器のスタイラスが載置板の側面に接触されたのち、この状態において、載置板移動機構が予め設定された設定変位量だけ移動される。このとき、検出器によって検出されるスタイラスの変位が取り込まれ、この変位量と設定変位量とから検出器のゲインが校正される。
従って、従来の校正用治具や校正用マスタを用いなくてもよいので、これらの回転テーブル上へのセットおよび取り外しに伴う作業がなく、測定作業をより効率化できる。

本発明の真円度測定機において、前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板とを含んで構成され、前記ゲイン調整手段は、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記検出器駆動機構を前記第１移動方向へ予め設定された設定変位量だけ移動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことが好ましい。

このような構成によれば、検出器のゲイン校正にあたって、まず、検出器駆動機構が動作されて検出器のスタイラスが載置板の側面に接触されたのち、この状態において、検出器駆動機構が予め設定された設定変位量だけ移動される。このとき、検出器によって検出されるスタイラスの変位が取り込まれ、この変位量と設定変位量とから検出器のゲインが校正される。
従って、上記と同様に、従来の校正用治具や校正用マスタを用いなくてもよいので、これらの回転テーブル上へのセットおよび取り外しに伴う作業がなく、測定作業をより効率化できる。特に、この構成によれば、載置板移動機構も必要なく、載置板移動機構の移動方向が第１移動方向に一致するように、回転駆動機構を動作させて回転テーブルを回転動作させる必要もないので、より簡易化、迅速化できる。

本発明の真円度測定機において、前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板と、この載置板を前記垂直軸線に対して直交する方向へ移動させる載置板移動機構とを含んで構成され、前記載置板の外周縁の一部には外周縁からの切欠深さが前記設定変位量に相当する切欠きが形成され、前記ゲイン調整手段は、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記回転駆動機構を作動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことが好ましい。

このような構成によれば、検出器のゲイン校正にあたって、まず、検出器駆動機構が動作されて検出器のスタイラスが載置板の側面に接触されたのち、この状態において、回転駆動機構を駆動させる。すると、載置板の外周縁の一部に形成された切欠きが検出器によって検出される。つまり、検出器のスタイラスの変位が取り込まれ、この変位量と設定変位量とから検出器のゲインが校正される。
従って、この構成でも、上記と同様に、従来の校正用治具や校正用マスタを用いなくてもよいので、これの回転テーブル上へのセットおよび取り外しに伴う作業がなく、測定作業をより効率化できるとともに、載置板移動機構も必要なく、載置板移動機構の移動方向が第１移動方向に一致するように、回転駆動機構を動作させて回転テーブルを回転動作させる必要もないので、より簡易化、迅速化できる。

本発明の真円度測定機において、前記スタイラスストッカは、前記回転テーブルおよび前記検出器駆動機構の移動範囲によって決まる測定領域の外に配置され、前記検出器駆動機構は、前記ベース上に立設されたコラムと、このコラムに対して昇降スライダを上下方向へ駆動させる昇降駆動機構と、前記昇降スライダに対してスライドアームを前記垂直軸線に対して直交しかつ前記回転テーブルに対して接近、離間する方向へ駆動させる第１スライド駆動機構と、前記スライドアームの先端に設けられ前記検出器を前記スライドアームのスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる第２スライド駆動機構と、前記第２スライド駆動機構を前記スライドアームのスライド軸線を中心に旋回させる旋回駆動機構とを備え、前記第２スライド駆動機構および前記旋回駆動機構の動作により、前記検出器が前記測定領域の外へ移動可能に構成されている、ことが好ましい。

このような構成によれば、スタイラスストッカは、回転テーブルおよび検出器駆動機構の移動範囲によって決まる測定領域の外に配置されているから、スタイラスストッカが測定領域を制限することがない。
また、検出器駆動機構には、スライドアームの先端に設けられ検出器をスライドアームのスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる第２スライド駆動機構と、第２スライド駆動機構をスライドアームのスライド軸線を中心に旋回させる旋回駆動機構とが含まれているから、まず、旋回駆動機構によって第２スライド駆動機構をスライドアームのスライド軸線を中心に９０度旋回させて検出器の姿勢を水平に変更したのち、第２スライド駆動機構によって検出器をスライドアームのスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる。すると、検出器が測定領域の外に配置されたスタイラスストッカへ移動されるから、真円度測定動作に支障を与えることなく、比較的簡易な構成で、検出器を測定領域の外に配置されたスタイラスストッカへアプローチできる。

本発明の実施形態に係る真円度測定機の斜視図。同上実施形態の平面図。同上実施形態の検出器本体とスタイラスとを示す図。同上実施形態の第２スライド駆動機構を示す斜視図。同上実施形態の旋回駆動機構の動作を示す側面図。同上実施形態において、測定領域を示す斜視図。同上実施形態の制御装置およびその周辺機構を示すブロック図。同上実施形態において、スタイラス交換動作を示す図。同上実施形態において、検出器自動ゲイン校正動作を示す図。本発明の変形例に係る真円度測定機の斜視図。同上変形例において、検出器自動ゲイン校正動作を示す図。

＜真円度測定機の説明＞
図１は、本実施形態の真円度測定機を示す斜視図、図２は、同真円度測定機の平面図である。
本実施形態の真円度測定機は、これらの図に示すように、ベース１０と、このベース１０上の一側に垂直軸線Ｌを中心に回転可能に設けられ上面に被測定物Ｗを載置する回転テーブル２０と、検出器３０と、この検出器３０を垂直軸線Ｌ方向および垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構４０と、被測定物Ｗの測定部位に対応して用意された複数種のスタイラス３１を取出可能かつ格納可能に収容したスタイラスストッカ５０と、制御装置６０とを備える。

回転テーブル２０は、回転駆動機構２３によって回転駆動される構造で、ベース１０に回転可能に設置された円筒状の本体２１と、この本体２１の上部に水平面内の直交する方向へ移動可能に設けられ上面に被測定物Ｗを載置する円盤状の載置板２２と、この載置板２２を垂直軸線Ｌに対して直交するX，Ｙ軸方向へ移動させる載置板Ｘ軸移動機構２４および載置板Ｙ軸移動機構２５と、載置板２２のＸ，Ｙ軸方向の傾きを調整する載置板Ｘ軸傾斜機構２６および載置板Ｘ軸傾斜機構２７を含んで構成されている。
回転駆動機構２３は、回転テーブル２０を回転駆動するモータ、あるいは、モータからの回転を減速器を介して回転テーブル２０に伝達する機構などで構成されている。載置板Ｘ軸移動機構２４および載置板Ｙ軸移動機構２５は、モータを含み、このモータの駆動により載置板２２をＸ，Ｙ軸方向へスライドさせる構造である。載置板Ｘ軸傾斜機構２６および載置板Ｘ軸傾斜機構２７は、モータを含み、このモータの駆動より載置板２２をＸ，Ｙ軸方向へ傾斜させる構造である。

検出器３０は、図３に示すように、被測定物Wに接するスタイラス３１と、このスタイラス３１を着脱可能に装着しスタイラス３１の変位（スタイラス３１の長手方向に対して直交する方向の変位）を電気信号として検出する検出器本体３２とを有する。スタイラス３１は、所定長さのスタイラス本体３１Ａと、このスタイラス本体３１Ａの先端に取り付けられた触針３１Ｂと、スタイラス本体３１Ａの根本部分に形成された係合溝３１Ｃとを有する。検出器本体３２には、支持片３２Ａおよびこれに隙間を隔てて対向配置された板ばね３２Ｂとが設けられ、この支持片３２Ａと板ばね３２Ｂとの間にスタイラス３１の根本部分が差込可能かつ引抜可能、つまり、着脱可能に装着されている。

検出器駆動機構４０は、ベース１０上に他側に立設されたコラム４１と、このコラム４１に対して昇降スライダ４２を上下方向（Ｚ軸方向）へ駆動させる昇降駆動機構４３と、昇降スライダ４２に対してスライドアーム４４を垂直軸線に対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向（Ｘ軸方向）へ駆動させる第１スライド駆動機構４５と、スライドアーム４４の先端に設けられ検出器３０をスライドアーム４４のスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる第２スライド駆動機構４６と、第２スライド駆動機構４６をスライドアーム４４のスライド軸線を中心に旋回させる旋回駆動機構４７とを備える。

昇降駆動機構４３は、図示省略したが、昇降スライダ４２を上下方向へ駆動できる機構であれば、どのような構造でもよい。例えば、コラム４１に上下方向へ立設されたボールねじ軸と、このボールねじ軸を回転させるモータと、ボールねじ軸に螺合され昇降スライダ４２に連結されたナット部材とを有する送り機構などでもよい。
第１スライド駆動機構４５についても、図示省略したが、スライドアーム４４を垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向へ駆動できる機構であれば、どのような構造でもよい。例えば、スライドアーム４４の長手方向に沿ってラックを形成し、このラックに噛み合うピニオンおよびこのピニオンを回転させるモータなどを昇降スライダ４２内に設けた構成であってもよい。

第２スライド駆動機構４６は、図４に示すように、スライドアーム４４の先端に直角に取り付けられたケース部材４６Ａと、このケース部材４６Ａ内に回転可能に設けられたボールねじ軸４６Ｂと、このボールねじ軸４６Ｂを回転させるモータ４６Ｃと、ボールねじ軸４６Ｂに螺合されたナット部材４６Ｄと、このナット部材４６Ｄを有し検出器３０を保持した検出器保持部４６Ｅとを有する送り機構によって構成されている。なお、第２スライド駆動機構４６についても、図４の構成に限られない。

旋回駆動機構４７は、例えば、スライドアーム４４の内部に回転可能に設けられ先端が第２スライド駆動機構４６のケース部材４６Ａに連結された旋回軸（図示省略）と、この旋回軸の基端に設けられ旋回軸を旋回駆動させるモータ４７Ｂとから構成されている。本実施形態では、図５に示すように、スタイラス３１が上下方向に向かう検出器３０の姿勢を０度として、検出器３０の姿勢を−９０度から＋９０度の範囲で変更可能に構成されている。

スタイラスストッカ５０は、回転テーブル２０および検出器駆動機構４０の移動範囲によって決まる測定領域（図６に示す測定領域Ａ）の外に、詳細には、図２に示すように回転テーブル２０とコラム４１との間で、スライドアーム４４のスライド軸線を挟んでベース１０の背面側に配置されているとともに、このスタイラスストッカ５０の位置まで検出器３０が移動可能に構成されている。本実施形態においては、第２スライド駆動機構４６および旋回駆動機構４７の動作により、検出器３０が測定領域Ａの外へ移動可能に構成されている。

スタイラスストッカ５０は、図２および図５にも示すように、回転テーブル２０とコラム４１との間で、スライドアーム４４のスライド軸線を挟んでベース１０の背面側に配置されたＬ字形状のストッカ本体５１と、このストッカ本体５１の起立片５２の上下方向一定間隔位置に形成され複数のスタイラス保持部５３とから構成されている。スタイラス保持部５３は、略半円形状の溝によって形成され、この溝にスタイラス３１の係合溝３１Ｃが取出可能かつ格納可能に収容されている。ここでは、標準的なスタイラス３１のほかに、長さの異なるスタイラス３１が収容されている。

＜制御システムの説明＞
本制御システムは、図７に示すように、制御装置６０と、入力装置６１と、表示装置６２と、記憶装置６３などを含んで構成されている。
記憶装置６３には、測定プログラム、スタイラス自動交換プログラム、検出器自動ゲイン校正プログラムなどを記憶したプログラム記憶部６３Ａ、および、測定時に取り込んだ測定データなどを記憶するデータ記憶部６３Ｂなどが設けられている。
制御装置６０には、入力装置６１、表示装置６２、記憶装置６３のほかに、回転駆動機構２３、載置板Ｘ軸移動機構２４、載置板Ｙ軸移動機構２５、載置板Ｘ軸傾斜機構２６、載置板Ｙ軸傾斜機構２７、昇降駆動機構４３、第１スライド駆動機構４５、第２スライド駆動機構４６、旋回駆動機構４７、検出器３０などが接続されている。また、制御装置６０は、プログラム記憶部６３Ａに記憶された測定プログラム、スタイラス自動交換プログラム、検出器自動ゲイン校正プログラムなどに従って、各機構の駆動を制御するとともに、検出器３０からの信号を取り込んで処理する機能を備える。

具体的には、測定指令が与えられた際、回転駆動機構２３および検出器駆動機構４０の動作を制御しながら、被測定物Ｗの真円度等の測定を実行する測定実行手段、スタイラス自動交換指令が与えられた際、検出器駆動機構４０を制御しながら、検出器３０とスタイラスストッカ５０との間でスタイラス交換動作を実行するスタイラス交換実行手段、検出器自動ゲイン校正指令が与えられた際、スタイラス３１に予め設定された設定変位量を付与し、検出器３０によって検出されるスタイラス３１の変位と設定変位量とから検出器３０のゲインを校正するゲイン調整手段とを備えている。

ここで、ゲイン調整手段は、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５の移動方向がＸ軸方向（第１移動方向）に一致するように、回転駆動機構２３を動作させて回転テーブル２０を回転させたのち、検出器駆動機構４０を動作させて検出器３０のスタイラス３１を載置板２２の側面に接触させ、この状態において、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５を予め設定された設定変位量だけ移動させたときに検出器３０によって検出されるスタイラス３１の変位を取り込み、この変位量と設定変位量とから検出器３０のゲインを校正する動作を自動的に行う。

＜スタイラス交換動作の説明＞
プログラム記憶部６３Ａに記憶されたスタイラス自動交換プログラムによって、スタイラス自動交換指令が制御装置６０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３、第１スライド駆動機構４５、第２スライド駆動機構４６および旋回駆動機構４７の駆動により、検出器３０が移動され、検出器３０とスタイラスストッカ５０との間でスタイラス交換動作が実行される。

いま、検出器３０にスタイラス３１が装着されている状態において、スタイラス自動交換指令が与えられると、図８に示すように、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が＋９０度旋回され、水平な姿勢に設定される。こののち、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０がこれから格納するスタイラスストッカ５０のスタイラス保持部５３の高さ位置に位置決めされたのち、次の動作が実行される。

（Ａ）第２スライド駆動機構４６の駆動により、検出器３０はＹ−方向へ移動され、スタイラス３１の係合溝３１Ｃがスタイラスストッカ５０のスタイラス保持部５３と対応する位置まで移動される。
（Ｂ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ＋方向へ移動される。すると、スタイラス３１の係合溝３１Ｃがスタイラスストッカ５０のスタイラス保持部５３に収容される。
（Ｃ）第２スライド駆動機構４６の駆動により、検出器３０はＹ＋方向へ移動される。すると、検出器本体３２がスタイラス３１をスタイラスストッカ５０に残したままＹ＋方向へ移動するから、これにより、検出器本体３２のスタイラス３１がスタイラスストッカ５０に格納される。

次に、検出器本体３２に対して、新たなスタイラス３１を装着しようとする場合、検出器本体３２が新たなスタイラス３１の位置に位置決めされたのち、次の動作が実行される。
（Ｄ）第２スライド駆動機構４６の駆動により、検出器３０はＹ−方向へ移動される。すると、検出器本体３２に新たなスタイラス３１が差し込まれる。つまり、検出器本体３２に新たなスタイラス３１が装着される。
（Ｅ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ−方向へ移動される。すると、スタイラス３１の係合溝３１Ｃがスタイラスストッカ５０のスタイラス保持部５３から外れる。
（Ｆ）第２スライド駆動機構４６の駆動により、検出器３０はＹ＋方向へ移動され、元の位置に復帰される。こののち、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が垂直な姿勢に旋回されたのち、検出器自動ゲイン校正動作が実行される。

＜検出器自動ゲイン校正動作の説明＞
プログラム記憶部６３Ａに記憶された検出器自動ゲイン校正プログラムによって、検出器自動ゲイン校正指令が制御装置６０に与えられると、載置板Ｘ軸移動機構２４（または載置板Ｙ軸移動機構２５）の移動方向がＸ軸方向（第１移動方向）に一致するように、回転駆動機構２３が動作され、回転テーブル２０が回転される。
こののち、図９（Ａ）に示すように、検出器駆動機構４０が駆動され、検出器３０のスタイラス３１が載置板２２の側面に接触される。
この状態において、図９（Ｂ）に示すように、載置板Ｘ軸移動機構２４によって載置板２２が予め設定された設定変位量だけＸ軸方向へ移動される。すると、このときの移動量が検出器３０によって検出される。つまり、検出器３０のスタイラス３１の変位量が取り込まれ、制御装置６０に送られる。
制御装置６０において、取り込まれた変位量と設定変位量とから検出器３０のゲインを校正する。例えば、制御装置６０において、取り込まれたスタイラス３１の変位量が設定変位量に近似するように、検出器３０からの出力を入力とする回路（ＤＡコンバータなど）のゲインを調整することにより、検出器３０のゲインを校正する。あるいは、検出器３０からの変位信号をＰＣ（パソコン）等の制御装置に取り込み、取り込んだ値が設定変位量に一致するように取り込んだ値を調整することにより、検出器３０のゲインを校正する。
こののち、測定動作が実行される。

＜測定動作の説明＞
プログラム記憶部６３Ａに記憶された測定プログラムによって、測定指令が制御装置６０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３および第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０が被測定物Ｗに接近する方向へ移動され、検出器３０のスタイラス３１が被測定物Ｗに接触される。
この状態において、回転テーブル２０が回転駆動される。すると、被測定物Ｗの真円度に応じて、検出器３０のスタイラス３１が変位されるから、そのスタイラス３１の変位が検出器本体３２によって電気信号として検出されたのち、制御装置６０に取り込まれる。制御装置６０は、取り込んだ測定データをデータ記憶部６３Ｂに記憶したのち、こられのデータから真円度を演算し、その結果を表示装置６２に表示し、かつ、必要に応じてプリントアウトする。

＜実施形態の効果＞
（１）スタイラス自動交換指令が与えられると、検出器駆動機構４０の動作により、検出器本体３２とスタイラスストッカ５０との間でスタイラス交換動作が実行される。
従って、被測定物Ｗの測定部位形状に応じて、スタイラス交換動作を指令するようにしておけば、検出器本体３２とスタイラスストッカ５０との間でスタイラス交換動作が自動的に実行されるため、測定作業を中断することなく連続的に行うことができる。そのため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。

（２）検出器自動ゲイン校正指令が与えられると、スタイラス３１に予め設定された設定変位量が付与され、検出器３０によって検出されるスタイラス３１の変位と設定変位量とから検出器３０のゲインが校正される。
従って、スタイラス交換動作を行ったのち、検出器自動ゲイン校正指令を与えるよう構成しておけば、スタイラス３１の交換動作後に、検出器３０のゲイン校正動作が自動的に実行されるから、スタイラス３１の交換動作および検出器３０のゲイン校正動作を測定作業を中断することなく連続的かつ自動的に行うことができる。そのため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。

（３）測定指令が与えられると、検出器駆動機構４０の動作により検出器３０のスタイラス３１が被測定物Ｗに接触され、この状態において、回転テーブル２０が回動動作されることにより、被測定物Ｗの真円度等の測定が実行される。
従って、スタイラス自動交換動作、検出器自動ゲイン校正動作および測定動作が連続的に実行されるから、作業能率の一層の向上が期待できる。

（４）スタイラスストッカ５０は、回転テーブル２０および検出器駆動機構４０の移動範囲によって決まる測定領域Ａの外に配置され、また、検出器駆動機構４０は、検出器３０を測定領域の外へ移動可能に構成されているから、スタイラスストッカ５０が測定領域を制限することがない。

（５）検出器駆動機構４０には、スライドアーム４４の先端に設けられ検出器３０をスライドアーム４４のスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる第２スライド駆動機構４６と、第２スライド駆動機構４６をスライドアーム４４のスライド軸線を中心に旋回させる旋回駆動機構４７とが含まれているから、まず、旋回駆動機構４７によって第２スライド駆動機構４６をスライドアーム４４のスライド軸線を中心に９０度旋回させて検出器３０の姿勢を水平に変更したのち、第２スライド駆動機構４６によって検出器３０をスライドアーム４４のスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせると、検出器３０が測定領域Ａの外に配置されたスタイラスストッカ５０へ移動される。従って、真円度測定動作に支障を与えることなく、比較的簡易な構成で、検出器３０を測定領域Ａの外に配置されたスタイラスストッカ５０へアプローチできる。

（６）スタイラスストッカ５０が、回転テーブル２０とコラム４１との間で、スライドアーム４４のスライド軸線を挟んでベース１０の背面側に配置されているから、ベース１０の正面側から見た視界を遮ることがないため、作業者は測定作業を目視で確認しながら測定作業を行うことができる。

（７）スタイラス３１が上下方向に向かう検出器３０の姿勢を０度として、検出器３０の姿勢を−９０度から＋９０度の範囲で変更可能に構成されているから、例えば、検出器３０が＋９０度の姿勢のときにスタイラス交換動作が行える構成とすれば、検出器３０が−９０度の姿勢においては被測定物の真円度測定を実行できる。従って、被測定物の形状などに応じて検出器の姿勢を適宜変更して測定を実行できる。

＜変形例＞
本発明は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本考案に含まれる。
前記実施形態では、検出器自動ゲイン校正指令が制御装置６０に与えられると、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５の移動方向がＸ軸方向（第１移動方向）に一致するように、回転テーブル２０が回転されたのち、検出器３０のスタイラス３１が載置板２２の側面に接触された状態において、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５が予め設定された設定変位量だけ移動されることにより、検出器３０のゲインを校正するようにしたが、これに限られない。
例えば、図９（Ｂ）の状態において、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５を設定変位量だけ移動させるのではなく、第１スライド駆動機構４５を設定変位量だけ移動させてもよい。

あるいは、真円度測定機を図１０に示すように構成し、図１１に示すように検出器校正動作を行うようにしてもよい。
図１０に示す真円度測定機では、回転テーブル２０の載置板２２の外周縁の一部に外周縁からの切欠深さが設定変位量に相当する切欠き２２Ａが形成されている。ゲイン調整手段は、図１１（Ａ）に示すように、第１スライド駆動機構４５を動作させて検出器３０のスタイラス３１を載置板２２の側面に接触させ、この状態において、図１１（Ｂ）に示すように、回転駆動機構２３を作動させ、このときに検出器３０によって検出されるスタイラスの変位を取り込み、この変位量と設定変位量とから検出器のゲインを校正する。

すなわち、検出器駆動機構４０が動作されて検出器３０のスタイラス３１が載置板２２の側面に接触されたのち、この状態において、回転駆動機構２３を作動される。すると、載置板２２の外周縁の一部に形成された切欠き２２Ａが検出器３０によって検出される。つまり、検出器３０のスタイラス３１の変位が取り込まれ、この変位量と設定変位量とから検出器３０のゲインが校正される。
従って、この構成でも、上記と同様に、従来の校正用治具や校正用マスタを用いなくてもよいので、これの回転テーブル２０上へのセットおよび取り外しに伴う作業がなく、測定作業をより効率化できるとともに、載置板Ｘ軸移動機構２４または載置板Ｙ軸移動機構２５も必要なく、これらの移動方向が第１スライド駆動機構４５の移動方向（第１移動方向）に一致するように、回転駆動機構２３を動作させて回転テーブル２０を回転動作させる必要もないので、より簡易化、迅速化できる。

前記実施形態では、スタイラスストッカ５０が、ストッカ本体５１に半円形状のスタイラス保持部５３を上下方向に間隔を隔てて形成し、これに複数種のスタイラス３１を水平な姿勢で保持するようにしたが、これに限られない。例えば、スタイラス保持部５３を水平方向に間隔を隔てて形成し、これにスタイラス３１を垂直な姿勢で保持するようにしてもよい。

前記実施形態において、検出器本体３２とスタイラス３１とを、マグネットによって着脱可能に結合するようにしてもよい。あるいは、磁気に限らず、他の構成でもよい。例えば、エアーの吸引によって、検出器本体３２とスタイラス３１と着脱可能に保持する構造であってもよく、あるいは、どちらか一方に複数の挟持爪を設け、他方に挟持爪に挟持される挟持部を設けた構成であってもよい。

前記実施形態では、検出器３０をＸ軸方向およびＺ軸方向へ移動可能に構成したが、これに限られない。

本発明は、スタイラスの交換から測定までを連続的に行う真円度測定機に利用できる。

１０…ベース、
２０…回転テーブル、
２１…本体、
２２…載置板、
２２Ａ…切欠き、
２３…回転駆動機構、
２４…載置板Ｘ軸移動機構（載置板移動機構）、
２５…載置板Ｙ軸移動機構（載置板移動機構）、
３０…検出器、
３１…スタイラス、
３２…検出器本体、
４０…検出器駆動機構、
４１…コラム、
４２…昇降スライダ、
４３…昇降駆動機構、
４４…スライドアーム、
４５…第１スライド駆動機構、
４６…第２スライド駆動機構、
４７…旋回駆動機構、
５０…スタイラスストッカ、
６０…制御装置、
Ａ…測定領域、
Ｌ…垂直軸線、
Ｗ…被測定物。

Claims

ベースと、このベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられ上面に被測定物を載置する回転テーブルと、この回転テーブルを回転させる回転駆動機構と、前記被測定物に接するスタイラスおよびこのスタイラスを着脱可能に装着するとともにこのスタイラスの変位を電気信号として出力する検出器本体を有する検出器と、この検出器を前記垂直軸線に対して直交しかつ前記回転テーブルに対して接近、離間する第１移動方向および前記垂直軸線と平行な第２移動方向へ駆動させる検出器駆動機構とを有する真円度測定機において、
前記被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容したスタイラスストッカと、制御装置とを備え、
前記制御装置は、測定指令が与えられた際、前記回転駆動機構および前記検出器駆動機構の動作を制御しながら、前記被測定物の真円度測定を実行する測定実行手段と、
スタイラス自動交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記検出器と前記スタイラスストッカとの間でスタイラス交換動作を実行するスタイラス交換実行手段と、
検出器自動ゲイン校正指令が与えられた際、前記スタイラスに予め設定された設定変位量を付与し、前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正するゲイン調整手段とを備える、ことを特徴とする真円度測定機。
請求項１に記載の真円度測定機において、
前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板と、この載置板を前記垂直軸線に対して直交する方向へ移動させる載置板移動機構とを含んで構成され、
前記ゲイン調整手段は、前記載置板移動機構の移動方向が前記第１移動方向に一致するように、前記回転駆動機構を動作させて前記回転テーブルを回転させたのち、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記載置板移動機構を予め設定された設定変位量だけ移動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことを特徴とする真円度測定機。
請求項１に記載の真円度測定機において、
前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板とを含んで構成され、
前記ゲイン調整手段は、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記検出器駆動機構を前記第１移動方向へ予め設定された設定変位量だけ移動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことを特徴とする真円度測定機。
請求項１に記載の真円度測定機において、
前記回転テーブルは、前記ベース上に垂直軸線を中心に回転可能に設けられた本体と、この本体の上部に設けられ上面に被測定物を載置する円盤状の載置板と、この載置板を前記垂直軸線に対して直交する方向へ移動させる載置板移動機構とを含んで構成され、前記載置板の外周縁の一部には外周縁からの切欠深さが前記設定変位量に相当する切欠きが形成され、
前記ゲイン調整手段は、前記検出器駆動機構を動作させて前記検出器のスタイラスを前記載置板の側面に接触させ、この状態において、前記回転駆動機構を作動させたときに前記検出器によって検出される前記スタイラスの変位を取り込み、この変位量と前記設定変位量とから前記検出器のゲインを校正する、ことを特徴とする真円度測定機。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の真円度測定機において、
前記スタイラスストッカは、前記回転テーブルおよび前記検出器駆動機構の移動範囲によって決まる測定領域の外に配置され、
前記検出器駆動機構は、前記ベース上に立設されたコラムと、このコラムに対して昇降スライダを上下方向へ駆動させる昇降駆動機構と、前記昇降スライダに対してスライドアームを前記垂直軸線に対して直交しかつ前記回転テーブルに対して接近、離間する方向へ駆動させる第１スライド駆動機構と、前記スライドアームの先端に設けられ前記検出器を前記スライドアームのスライド軸線に対して直交する方向へスライドさせる第２スライド駆動機構と、前記第２スライド駆動機構を前記スライドアームのスライド軸線を中心に旋回させる旋回駆動機構とを備え、
前記第２スライド駆動機構および前記旋回駆動機構の動作により、前記検出器が前記測定領域の外へ移動可能に構成されている、ことを特徴とする真円度測定機。