JP6048608B2 - Shape measuring device - Google Patents
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Description
本発明は形状測定装置に係り、特に真円度測定と表面粗さ測定とを行うことができる形状測定装置及び形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring device, and more particularly to a shape measuring device and a shape measuring method capable of performing roundness measurement and surface roughness measurement.
従来、円柱状又は円筒状のワークの精密測定では、真円度測定と表面粗さ測定とが行われる場合があり、それらの真円度測定と表面粗さ測定とは通常では別の測定機により実施される。 Conventionally, roundness measurement and surface roughness measurement are sometimes performed in precision measurement of columnar or cylindrical workpieces, and these roundness measurement and surface roughness measurement are usually different measuring machines. Implemented by
一方、特許文献1には、スペース、コスト等の低減のため、真円度測定と表面粗さ測定のときとで測定データをサンプリングする間隔を変更することで、一台の測定機で両方の測定を行えるようすることが提案されている。
On the other hand, in
しかしながら、特許文献1では、真円度測定と表面粗さ測定とは測定としては完全に独立したものとなっており、各々の測定により得られたデータを相互に有効利用することについては開示されていない。
However, in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、真円度測定のデータと表面粗さ測定のデータとに各々により得られたデータを相互に有効利用し、測定精度の向上等を図ることができる形状測定装置及び形状測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the data obtained by each of the roundness measurement data and the surface roughness measurement data can be effectively used to improve measurement accuracy, etc. An object is to provide a shape measuring apparatus and a shape measuring method that can be achieved.
上記目的を達成するため、本発明の一の態様に係る形状測定装置は、円柱状又は円筒状の測定対象物を測定する形状測定装置において、測定対象物を周方向に相対的に回転する回転移動部と、回転する測定対象物の真円度測定を行う第1測定部と、回転する測定対象物の表面粗さ測定を行う第2測定部と、を備え、第1測定部による真円度測定と、第2測定部による表面粗さ測定とを同時に行う。 In order to achieve the above object, a shape measuring apparatus according to an aspect of the present invention is a shape measuring apparatus that measures a columnar or cylindrical measuring object, and that rotates the measuring object relatively in the circumferential direction. A moving unit, a first measuring unit that measures the roundness of the rotating measuring object, and a second measuring unit that measures the surface roughness of the rotating measuring object. The degree measurement and the surface roughness measurement by the second measurement unit are simultaneously performed.
本態様によれば、真円度測定と表面粗さ測定とを同時に行うことができるため、測定効率も向上する。 According to this aspect, since the roundness measurement and the surface roughness measurement can be performed simultaneously, the measurement efficiency is also improved.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、第2測定部は、第1測定部に対して周方向の反対側の位置において、測定対象物の表面粗さ測定を行う。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the second measurement unit measures the surface roughness of the measurement object at a position opposite to the first measurement unit in the circumferential direction.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、第1測定部は、測定対象物に第1測定子を介して接触した状態で測定対象物の周方向に相対的に回転移動しながら、第1測定子の変位量を検出した検出信号に基づいて真円度測定を行い、第2測定部は、第1測定子と測定対象物との接触位置に対して周方向の反対側の位置において、第2測定子を介して測定対象物に接触した状態で周方向に相対的に回転移動しながら、第2測定子の変位量を検出した検出信号に基づいて表面粗さ測定を行う。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the first measuring unit is configured to rotate and move relatively in the circumferential direction of the measurement object while being in contact with the measurement object via the first probe. The roundness measurement is performed based on a detection signal obtained by detecting the displacement amount of one measuring element, and the second measuring unit is positioned at a position opposite to the contact position between the first measuring element and the measurement object in the circumferential direction. The surface roughness is measured based on the detection signal that detects the amount of displacement of the second measuring element while relatively rotating in the circumferential direction in contact with the measurement object via the second measuring element.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、第1測定部により得られた真円度測定のデータと、第2測定部により得られた表面粗さ測定のデータとを1つのデータファイルにより保存する。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the roundness measurement data obtained by the first measurement unit and the surface roughness measurement data obtained by the second measurement unit are stored in one data file. save.
上記目的を達成するため、本発明の形状測定方法は、円柱状又は円筒状の測定対象物を測定する形状測定方法において、測定対象物を周方向に相対的に回転する回転移動ステップと、回転する測定対象物の真円度測定を第1測定部により行う第1測定ステップと、回転する測定対象物の表面粗さ測定を第2測定部により行う第2測定ステップと、を有し、第1測定ステップでの真円度測定と、第2測定ステップでの表面粗さ測定とを同時に行う。 In order to achieve the above object, the shape measuring method of the present invention is a shape measuring method for measuring a cylindrical or cylindrical measuring object, a rotational movement step for rotating the measuring object relatively in the circumferential direction, and a rotation A first measurement step for measuring the roundness of the measurement object to be measured by the first measurement unit, and a second measurement step for performing the surface roughness measurement of the rotating measurement object by the second measurement unit, The roundness measurement in one measurement step and the surface roughness measurement in the second measurement step are performed simultaneously.
本発明によれば、真円度測定と表面粗さ測定とを同時に行うことができるため、真円度測定のデータと表面粗さ測定のデータとに各々により得られたデータを相互に有効利用し、測定精度の向上等を図ることができる。 According to the present invention, since roundness measurement and surface roughness measurement can be performed simultaneously, the data obtained by each of the roundness measurement data and the surface roughness measurement data can be used effectively. In addition, the measurement accuracy can be improved.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る形状測定装置の全体構成を示した斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a shape measuring apparatus according to the present invention.
同図に示す形状測定装置1は、真円度を測定する周知の真円度測定装置の構成を有する。形状測定装置1において、下端部には装置全体を支持する台状のベース10が配置され、ベース10の上面には、上下方向(Z軸方向)に沿った回転軸(θ軸)周り方向に回転可能な載物台12が設けられる。この載物台12の上面には、測定対象物となる円柱状又は円筒状のワークWが載置される。また、ワークWは、その中心軸が載物台12の回転軸と同軸上となるように載置される。
The
ベース10の内部には、載物台12に連結されるモータ等を備え、載物台12を回転駆動する回転駆動部11が設けられる。
Inside the
この回転駆動部11により、載物台12に載置されたワークWが、載物台12と共にθ軸周り方向に回転する。
By the rotation driving unit 11, the workpiece W placed on the
なお、載物台12は手動により回転するものであってもよい。また、載物台12は、θ軸に垂直な方向であって、互いに直交する左右方向及び前後方向に対してもつまみの回転操作等によって移動可能なものであってもよい。
The
ベース10の上面側には、コラム14、キャリッジ16、径方向移動アーム18、旋回アーム20、検出器ホルダ22を有する検出器支持機構13を介して検出器24(測定プローブ)が支持される。
On the upper surface side of the
検出器24は、例えば円筒状の検出器本体24Aの下端から棒状に延びる測定子24B(スタイラス)と、検出器本体24Aの内部に設けられ、測定子24Bの変位量を作動トランス等により検出して電気信号(検出信号)として出力する不図示の変位検出部と、を有する。測定子24Bは、一平面内において測定子24Bの軸線がその軸線に直交する方向(変位方向)に変位可能に検出器本体24Aに支持されると共に、その変位方向のうちの一方の向き(付勢方向)にバネなどにより付勢される。測定時においてはその付勢方向に測定子24Bの先端部(先端球)がワークWの周面に押圧されて当接が維持される。
The
検出器支持機構13について説明すると、ベース10の上面において載物台12の右側には、上下方向に沿って延在するコラム14が立設される。そして、コラム14には、コラム14に沿って上下方向に移動可能なキャリッジ16が支持される。キャリッジ16は、例えばモータの駆動により上下方向に移動するが、つまみの回転操作等によって手動で移動するものであってもよい。
The
このキャリッジ16の上下方向への移動機構により、検出器支持機構13は、検出器24を上下方向の位置を変更可能に支持する。
By this vertical movement mechanism of the
キャリッジ16には、径方向に延びる径方向移動アーム18が径方向に移動可能に支持される。径方向移動アーム18は、例えばモータの駆動により径方向に移動するが、つまみの回転操作等によって手動で移動するものであってもよい。
A
この径方向移動アーム18の径方向への移動機構により、検出器支持機構13は、検出器24の径方向の位置を変更可能に支持する。
The
なお、径方向は、載物台12の回転軸(θ軸)を中心とする径方向(R軸方向)を示し、径方向移動アーム18が移動する方向を左右方向(X軸方向)とする。
The radial direction indicates the radial direction (R-axis direction) centered on the rotation axis (θ-axis) of the mounting table 12, and the direction in which the
径方向移動アーム18の左側(載物台12側)の端部には、旋回アーム20の一端(基端)が径方向に沿った旋回軸の周りに旋回可能に連結される。旋回アーム20は、ネジにより径方向移動アーム18に固定されており、つまみ30の回転操作によりネジを緩めることで、旋回アーム20が旋回軸周りに旋回可能となり、旋回アーム20の向きの変更が可能となる。
One end (base end) of the
この旋回アーム20の旋回機構により、検出器支持機構13は、検出器24を径方向に沿った旋回軸周りの旋回角度を変更可能に支持する。
By this turning mechanism of the
旋回アーム20の先端部には径方向に延びる検出器ホルダ22の基端部が固定される。
A proximal end portion of the
検出器ホルダ22の先端部にはつまみ32の回転操作により着脱可能に検出器24が装着される。
A
検出器ホルダ22は、検出器24の先端側(測定子24Bが設けられる側)が旋回アーム20の旋回軸の軸線上に向う方向となるように、かつ、検出器本体24Aの軸線が旋回アーム20の軸線と平行となるように検出器24の基端側を固持する。
The
また、検出器ホルダ22は、検出器24の取付角度、即ち、検出器本体24Aの軸線周りの回転角度を変えて固持することができる。この検出器ホルダ22における検出器24の取付角度の調整機構により、測定子24Bの変位方向及び付勢方向を調整することができる。
The
なお、図1の形状測定装置1は、ワークWが回転することで、検出器24がワークWの周りを相対的に周方向に回転移動するワーク回転型の測定装置であるが、検出器24がワークWの周りを回転移動する検出器回転型の測定装置であってもよい。
1 is a workpiece rotation type measuring device in which the
図2は、上記形状測定装置1においてデータ処理等を行う図1では不図示のデータ処理部50の概略構成を示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a data processing unit 50 (not shown in FIG. 1) that performs data processing and the like in the
形状測定装置1のデータ処理部50は、例えば、パーソナルコンピュータ等の演算処理装置において所定のプログラムの実行により構成され、同図に示すようにデータ取得手段52、データ記憶手段54、真円度算出手段56、表面粗さ算出手段58、測定条件設定手段60、結果情報生成手段62等を有する。また、操作者により各種情報が入力されるキーボード等の入力手段70や操作者に各種情報を出力(表示等)するモニタ等の出力手段72も有する。
The
データ取得手段52は、図1における検出器24と回転駆動部11の回転角度検出手段48(図1では不図示)とに接続され、検出器24からは測定子24Bの変位量を示す変位信号(検出信号)を取り込み、回転角度検出手段48からは載物台12の回転角度を示す位置信号(角度信号)を取り込む。
The data acquisition means 52 is connected to the
そして、データ取得手段52は、載物台12、即ち、ワークWが回転している際に、回転角度検出器48からの角度信号に基づいて、ワークWが予め決められた角度変化量分の回転が生じたことを検知し、その検知ごとに検出器24からの変位信号(検出信号)の値をA/D変換によりデジタル信号に変換して変位量データとしてサンプリングする。なお、検出器24は測定子24Bを介してワークWの周面に接触しているものとする。
Then, the data acquisition means 52 is configured so that, when the work table 12, that is, the work W is rotating, the work W is determined by a predetermined angle change amount based on the angle signal from the
これにより、載物台12に載置されたワークWが一定角度を回転する間隔(時間間隔又はその回転角度間隔)をサンプリング間隔として変位量データがサンプリングされ、サンプリングされた変位量データとワークW(載物台12)の回転角度とが対応付けされたデータが測定データとしてデータ記憶手段54に順次記憶させる。
Thus, the displacement amount data is sampled with the interval (time interval or the rotation angle interval) at which the workpiece W placed on the
なお、ワークW(載物台12)の回転角度とは、ワークWの周方向(中心軸周り方向)の位置を示す。また、載物台12の回転は、測定データの取得の際に、回転駆動部11(モータ)のデータ処理部50等による制御によって行われるものであってもよいし、手動により行われるものであってもよい。
In addition, the rotation angle of the workpiece W (mounting table 12) indicates the position of the workpiece W in the circumferential direction (direction around the central axis). Further, the rotation of the mounting table 12 may be performed under the control of the
また、本実施の形態の形状測定装置1は、真円度測定と表面粗さ測定を行うことが可能であり、データ取得手段52は、1つのワークWに対して真円度測定用の測定データと表面粗さ測定用の測定データとを取得し、データ記憶手段54に記憶させる。
In addition, the
真円度測定のときと表面粗さ測定のときとを比較した場合に、真円度測定のときには、検出器24として測定子24Bの先端球の曲率半径が大きいものが使用され、かつ、サンプリング間隔も大きな値に設定される。また、測定データを取得する測定範囲としてワークWの一回転(360度)分の回転角度範囲に設定される。
When the roundness measurement is compared with the surface roughness measurement, when the roundness measurement is performed, the
一方、表面粗さ測定のときには、検出器24として測定子24Bの先端球の曲率半径が小さいものが使用され、かつ、サンプリング間隔も小さな値に設定される。また、測定データを取得する測定範囲としてワークWの所定の回転角度範囲(後述)に設定される。
On the other hand, when measuring the surface roughness, a
真円度算出手段56は、データ記憶手段54に記憶された真円度測定用の測定データに基づいてワークWの真円度に関連する値を算出する。
The
例えば、真円度を示す値として、データ記憶手段54に記憶された真円度測定用の測定データが示すワークWの断面輪郭曲線を2つの同心の幾何学的円で挟んだときの同心2円の間隔が最小になる場合の2円の半径差であるP−P値を算出する。
For example,
また、ワークWの断面輪郭曲線の平均円からの偏差の最大値であるP値(山高さ)や偏差の最小値であるV値(谷深さ)、平均円から正方向の変位として表われる山の数であるPc値(山数)なども真円度に関連する値として算出する。 Also, the P value (peak height) that is the maximum deviation from the average circle of the cross-sectional contour curve of the workpiece W, the V value (valley depth) that is the minimum deviation, and a positive displacement from the average circle. The Pc value (number of peaks), which is the number of peaks, is also calculated as a value related to roundness.
そして、これらの算出結果を真円度測定の測定結果データとしてデータ記憶手段54に記憶させる。 These calculation results are stored in the data storage means 54 as measurement result data for roundness measurement.
表面粗さ算出手段58は、データ記憶手段54に記憶された表面粗さ測定用の測定データに基づいてワークWの表面粗さに関連する値を算出する。
The surface
例えば、表面粗さを示す値(粗さパラメータ)として、データ記憶手段54に記憶された表面粗さ測定用の測定データが示すワークWの断面輪郭曲線からノイズ成分やうねり成分などの粗さ成分以外の成分を取り除いた粗さ曲線を求める。そして、その粗さ曲線に基づいて表面粗さを表す粗さパラメータであって算術平均粗さを示すRa値や十点平均粗さを示すRz値等を算出する。 For example, as a value indicating the surface roughness (roughness parameter), a roughness component such as a noise component or a swell component from the cross-sectional contour curve of the workpiece W indicated by the measurement data for surface roughness measurement stored in the data storage unit 54 A roughness curve is obtained by removing components other than. Based on the roughness curve, a Ra parameter indicating the surface roughness, such as an Ra value indicating the arithmetic average roughness, an Rz value indicating the ten-point average roughness, and the like are calculated.
また、これらの算出結果を表面粗さ測定の測定結果データとしてデータ記憶手段54に記憶させる。 Further, these calculation results are stored in the data storage means 54 as measurement result data of the surface roughness measurement.
測定条件設定手段60は、入力手段70により入力されたデータ、データ記憶手段54に記憶された測定データ及び測定結果データに基づいて、真円度測定及び表面粗さ測定の各々における測定条件を決定する。そして、データ取得手段52や表面粗さ算出手段58に対して各々に関連する測定条件を設定して測定条件に従った測定を実施させる。 The measurement condition setting means 60 determines measurement conditions for each of roundness measurement and surface roughness measurement based on the data input by the input means 70, the measurement data stored in the data storage means 54, and the measurement result data. To do. Then, the measurement conditions associated with each of the data acquisition means 52 and the surface roughness calculation means 58 are set, and measurement according to the measurement conditions is performed.
例えば、データ取得手段52における測定データの取得に関連する測定条件として、ワークWに対して測定を行う測定範囲、即ち、測定データ(変位量データ)を取得する測定範囲(ワークWの回転角度範囲)や、サンプリング間隔等を決定し、データ取得手段52に対してその測定条件を設定する。 For example, as a measurement condition related to measurement data acquisition in the data acquisition means 52, a measurement range for measuring the workpiece W, that is, a measurement range for acquiring measurement data (displacement amount data) (a rotation angle range of the workpiece W). ), The sampling interval, etc. are determined, and the measurement conditions are set for the data acquisition means 52.
また、表面粗さ算出手段58における表面粗さの算出に関連する測定条件として、測定データが示すワークWの断面輪郭曲線から粗さ成分を抽出するフィルタ(フィルタ処理)の各種カットオフ値などを決定し、表面粗さ算出手段58に対してその測定条件を設定する。 In addition, as measurement conditions related to the calculation of the surface roughness in the surface roughness calculation means 58, various cutoff values of a filter (filtering process) that extracts a roughness component from the cross-sectional contour curve of the workpiece W indicated by the measurement data, etc. The measurement conditions are set for the surface roughness calculation means 58.
特に、表面粗さ測定は、真円度測定の実施後において行われ、表面粗さ測定における測定条件の設定には、真円度測定の測定結果データ、即ち、真円度算出手段56の算出結果が参照される。 In particular, the surface roughness measurement is performed after the roundness measurement is performed, and the measurement condition data in the surface roughness measurement is set by measuring the roundness measurement result data, that is, calculating the roundness calculation means 56. The result is referenced.
結果情報生成手段62は、データ記憶手段54に記憶された1つのワークWに対する真円度測定及び表面粗さ測定の測定データ及び測定結果データ(算出結果)に基づいて、真円度測定及び表面粗さ測定の測定結果を示す測定結果画像を生成し、その測定結果画像を出力手段72に出力する。 The result information generating means 62 is based on the roundness measurement and surface roughness measurement data and measurement result data (calculation result) for one workpiece W stored in the data storage means 54, and the roundness measurement and surface measurement. A measurement result image indicating the measurement result of the roughness measurement is generated, and the measurement result image is output to the output means 72.
また、1つのワークWに対する真円度測定及び表面粗さ測定の測定データ及び測定結果データを1つの関連情報として1つのデータファイルに収めてデータ記憶手段54に保存する。なお、同図におけるデータ記憶手段54は、データを一時的に記録する記憶媒体と半永久的に記録するデータ保存用の記憶媒体の両方を含み、測定データ及び測定結果データを収めたデータファイルはデータ保存用の記憶媒体に記憶される。 Further, measurement data and measurement result data for roundness measurement and surface roughness measurement for one workpiece W are stored in one data file as one related information and stored in the data storage means 54. The data storage means 54 in the figure includes both a storage medium for temporarily recording data and a storage medium for data storage for semi-permanent recording. A data file containing measurement data and measurement result data is a data file. Stored in a storage medium for storage.
次に上記形状測定装置1における真円度測定及び表面粗さ測定の一連の測定手順について説明するとともに、図2のデータ処理部50における処理の詳細について説明する。
Next, a series of measurement procedures of roundness measurement and surface roughness measurement in the
図3は、真円度測定及び表面粗さ測定の一連の測定手順を示したフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a series of measurement procedures for roundness measurement and surface roughness measurement.
まず、測定の前提として、図1のように測定対象物となる円柱状又は円筒状のワークWが載物台12に載置され、そのワークWの中心軸が載物台12の回転軸(θ軸)と略一致する位置に設定されているものとする。そして、ここでは、そのワークWの外周面の真円度測定と表面粗さ測定とが行われるものとする。 First, as a premise of measurement, as shown in FIG. 1, a columnar or cylindrical workpiece W to be measured is placed on the mounting table 12, and the central axis of the workpiece W is the rotation axis of the mounting table 12 ( It is assumed that the position is substantially coincident with (θ axis). Here, it is assumed that roundness measurement and surface roughness measurement of the outer peripheral surface of the workpiece W are performed.
また、真円度測定と表面粗さ測定のうち、真円度測定が先に行われる。 Of roundness measurement and surface roughness measurement, roundness measurement is performed first.
さらに、測定開始時には、図1における検出器24として、測定子24Bの先端球(先端部)の曲率半径が、真円度測定に適した大きさのものであって、少なくとも表面粗さ測定のときよりも大きいものが検出器ホルダ22に取り付けられているものとし、測定子24Bの先端球はワークWの外周面に当接しているものとする。なお、測定子24Bの先端球の曲率半径を変更する場合において、検出器24全体を交換する態様、検出器本体24Aに対して測定子24Bの全体を交換する態様、及び、測定子24Bの先端球のみを交換する態様のうちのいずれの態様でもよい。
Furthermore, at the start of measurement, as the
まず、図3のステップS10では、真円度測定における測定条件として、ワークWに対して測定を行う測定範囲、即ち、データ取得手段52が検出器24から測定データを取得する測定範囲(ワークWの回転角度範囲)と、測定データをサンプリングする際のサンプリング間隔とが測定条件設定手段60により設定される。
First, in step S10 of FIG. 3, as a measurement condition in roundness measurement, a measurement range in which measurement is performed on the workpiece W, that is, a measurement range in which the
ここでは、測定範囲として、ワークWの回転角度範囲が一回転(360度)分の回転角度範囲に設定され、サンプリング間隔として、ワークWが一定角度を回転する間隔であって少なくとも表面粗さ測定時よりも大きな値に設定される。 Here, the rotation angle range of the workpiece W is set as a rotation angle range for one rotation (360 degrees) as the measurement range, and at least the surface roughness is measured as the sampling interval is an interval at which the workpiece W rotates at a certain angle. It is set to a value larger than the hour.
次に、図3のステップS12では、載物台12が回転駆動部11により回転している間に、データ取得手段52により、ステップS10において設定された測定条件に従って測定データが取得され、真円度測定の測定データとしてデータ記憶手段54に記憶される。
Next, in step S12 of FIG. 3, while the
ここで、測定データは上述のように検出器24からの変位信号をサンプリングして得られる変位量データと、回転角度検出器48により検出されるワークW(載物台12)の回転角度とを対応付けたデータを示す。
Here, the measurement data includes the displacement amount data obtained by sampling the displacement signal from the
そして、データ取得手段52は、その変位量データのサンプリングをステップS10において設定されたサンプリング間隔により、かつ、ワークWの回転角度が一回転(360度)分の回転角度となるまで実行する。 Then, the data acquisition means 52 performs sampling of the displacement amount data at the sampling interval set in step S10 and until the rotation angle of the workpiece W reaches a rotation angle corresponding to one rotation (360 degrees).
なお、載物台12の回転は、上述のように回転駆動部11(モータ)のデータ処理部50等による制御によって行われるものであってもよいし、手動により行われるものであってもよい。
The rotation of the mounting table 12 may be performed by the control by the
次に、図3のステップS14では、ステップS12においてデータ記憶手段54に記憶された真円度測定の測定データに基づいて、ワークWの真円度に関連する値として、上述のように真円度を示すP−P値、山高さを示すP値、谷深さを示すV値、山数を示すPc値等が真円度算出手段56により算出される。
Next, in step S14 of FIG. 3, as described above, as a value related to the roundness of the workpiece W, the roundness is calculated based on the measurement data of the roundness measurement stored in the
そして、その算出結果が真円度測定の測定結果データとしてデータ記憶手段54に記憶される。 Then, the calculation result is stored in the data storage means 54 as measurement result data of roundness measurement.
以上により、真円度測定が終了し、以下、表面粗さ測定に移行する。 As described above, the roundness measurement is completed, and the process proceeds to the surface roughness measurement.
表面粗さ測定に移行すると、図3のステップS16〜ステップS32では、ワークWが載物台12に載置されたまま、表面粗さ測定における測定条件の設定が行われる。
When the process shifts to the surface roughness measurement, in steps S16 to S32 in FIG. 3, the measurement conditions in the surface roughness measurement are set while the workpiece W is placed on the
まず、ステップS16では、検出器24として、測定子24Bの先端球の曲率半径が、表面粗さ測定に適した大きさのものであって、少なくとも真円度測定のときよりも小さいものに操作者により交換される。
First, in step S16, the
次に、図3のステップS18では、真円度測定の測定データに基づいて、表面粗さ測定を行う測定範囲、即ち、データ取得手段52が検出器24から測定データを取得する測定範囲(ワークWの回転角度範囲)が測定条件設定手段60により設定される。
Next, in step S18 of FIG. 3, based on the measurement data of roundness measurement, a measurement range in which surface roughness measurement is performed, that is, a measurement range in which the
例えば、測定条件設定手段60は、図4(A)のように真円度測定の測定データが示すワークWの断面輪郭曲線の図と、真円度測定の測定結果データであるP−P値とを出力手段72に出力する。 For example, as shown in FIG. 4A, the measurement condition setting means 60 includes a cross-sectional contour curve of the workpiece W indicated by the measurement data for roundness measurement and a PP value that is measurement result data for roundness measurement. Are output to the output means 72.
この画面を参照して操作者は入力手段70により表面粗さ測定における測定範囲を図4(B)の符号Sで示す範囲のようにワークWの回転角度範囲等により指定する。 With reference to this screen, the operator designates the measurement range in the surface roughness measurement by the input means 70 by the rotation angle range of the workpiece W as shown by the reference numeral S in FIG.
また、同図の断面輪郭曲線のようにワークWが意図的に形成された段差を有する場合、表面粗さが正しく評価されるように、操作者は段差を含まない範囲を測定範囲として指定することが望ましい。特に、図4(B)のように段差の位置を測定範囲Sの基点(一方の端点)として指定することで、同一形状の複数のワークWに対して表面粗さ測定を行う場合に、ワークWと載物台12との位相が相違している場合であっても、ワークWの同一部分に対する表面粗さ測定を行うことができる。
In addition, when the workpiece W has a step formed intentionally as in the cross-sectional contour curve in the figure, the operator designates a range not including the step as the measurement range so that the surface roughness is correctly evaluated. It is desirable. In particular, when surface roughness measurement is performed on a plurality of workpieces W having the same shape by designating the position of the step as the base point (one end point) of the measurement range S as shown in FIG. Even when the phases of W and the
なお、測定範囲の指定は、ワークWの直径値(又は、半径値)を測定し、又は、操作者が入力手段70から入力することで、測定範囲の距離(測定長さ)を算出して表示することも可能である。また、測定範囲を指定する場合に、測定範囲の基点と、基点からの回転角度とを指定するのではなく、測定範囲の基点と、基点からの測定長さとを指定することも可能である。 The measurement range is specified by measuring the diameter value (or radius value) of the workpiece W or calculating the distance (measurement length) of the measurement range by inputting from the input means 70 by the operator. It is also possible to display. Further, when specifying the measurement range, it is also possible to specify the measurement range base point and the measurement length from the base point instead of specifying the measurement range base point and the rotation angle from the base point.
次に、図3のステップS20では、真円度測定の測定データに基づいて、ワークWの断面輪郭曲線のパワースペクトラムが測定条件設定手段60により算出される。なお、パワースペクトラムは真円度測定の測定結果データとして真円度算出手段56が算出してデータ記憶手段54に記憶させるようにしてもよい。
Next, in step S <b> 20 of FIG. 3, the power spectrum of the cross-sectional contour curve of the workpiece W is calculated by the measurement condition setting means 60 based on the measurement data of roundness measurement. The power spectrum may be calculated by the
次に、図3のステップS22では、ステップS20において算出されたパワースペクトラムに基づいて断面輪郭曲線が周期波形であるか、又は、非周期波形であるかが測定条件設定手段60により判断される。
Next, in step S22 of FIG. 3, the measurement
周期波形の場合には、パワースペクトラムにおいてその周期に対応する成分の振幅値が大きくなる。そのため、図5(A)のパワースペクトラムのグラフのように振幅値が大きい成分(所定の閾値よりも大きい振幅値)が存在する場合には周期波形であると判断され、ステップS24の処理に移行する。 In the case of a periodic waveform, the amplitude value of the component corresponding to that period in the power spectrum increases. Therefore, when there is a component with a large amplitude value (amplitude value larger than a predetermined threshold value) as in the power spectrum graph of FIG. 5A, it is determined that the waveform is a periodic waveform, and the process proceeds to step S24. To do.
一方、図5(B)のパワースペクトラムのグラフのように振幅値が大きい成分(所定の閾値よりも大きい振幅値)が存在しない場合には非周期波形であると判断され、ステップS28に移行する。 On the other hand, if there is no component with a large amplitude value (amplitude value larger than a predetermined threshold) as in the power spectrum graph of FIG. 5B, it is determined that the waveform is aperiodic, and the process proceeds to step S28. .
なお、断面輪郭曲線が周期波形であるか、非周期波形であるかは、表面粗さ測定における測定条件の設定において必要となる情報である。そして、操作者が目視によって判断することによる曖昧さを無くすことができる。 Whether the cross-sectional contour curve is a periodic waveform or a non-periodic waveform is information necessary for setting measurement conditions in surface roughness measurement. And the ambiguity by the operator judging by visual observation can be eliminated.
ステップS22において断面輪郭曲線が周期波形であると判断された場合、次に、図3のステップS24では、データ記憶手段54に真円度測定の測定結果データとして記憶されたPc値(山数)に基づいて、周知の粗さパラメータであって、粗さ曲線要素の平均長さを示すRSm値が測定条件設定手段60により推測される。 If it is determined in step S22 that the cross-sectional contour curve is a periodic waveform, next, in step S24 of FIG. 3, the Pc value (number of peaks) stored in the data storage means 54 as measurement result data for roundness measurement. Based on the above, the measurement condition setting means 60 estimates a RSm value that is a well-known roughness parameter and indicates the average length of the roughness curve element.
即ち、ワークWの半径によりワークWの外周の長さを算出し、Pc値で割ることで、1つの山の長さを算出することができる。そして、RSm値はその1つの山の長さに近い値となることから1つの山の長さをRSm値の推測値とすることができる。 That is, the length of the outer periphery of the workpiece W is calculated based on the radius of the workpiece W, and the length of one peak can be calculated by dividing by the Pc value. And since RSm value becomes a value close | similar to the length of the one peak, the length of one peak can be made into the estimated value of RSm value.
次に、図3のステップS26では、ステップS24で推測されたRSm値と、JIS規格に示された図6の対応表(JIS B 0633:2001参照)とに基づいて粗さパラメータの基準長さが測定条件設定手段60により推測される。 Next, in step S26 of FIG. 3, the reference length of the roughness parameter based on the RSm value estimated in step S24 and the correspondence table (see JIS B 0633: 2001) shown in FIG. Is estimated by the measurement condition setting means 60.
ここで、図6の対応表には、断面輪郭曲線が周期波形である場合において、RSm値を測定するための基準長さが、RSm値の大きさに応じた値として示されている。 Here, in the correspondence table of FIG. 6, when the cross-sectional contour curve is a periodic waveform, the reference length for measuring the RSm value is shown as a value corresponding to the magnitude of the RSm value.
この基準長さの推測によってカットオフ値λcが基準長さの同一値として推測される。カットオフ値λcは、データ記憶手段54に記憶される表面粗さ測定用の測定データから粗さ曲線を生成する際のハイパスフィルタのカットオフ値であり、ワークWの断面輪郭曲線からハイパスフィルタを通してうねり成分を除去して粗さ成分を抽出することができるカットオフ値を示す。
By estimating the reference length, the cutoff value λc is estimated as the same value of the reference length. The cut-off value λc is a cut-off value of the high-pass filter when generating a roughness curve from the measurement data for measuring the surface roughness stored in the
そして、推測されたカットオフ値λcは、表面粗さ算出手段58において表面粗さ等を算出する際に使用される値として設定される。 Then, the estimated cutoff value λc is set as a value used when the surface roughness calculation means 58 calculates the surface roughness and the like.
一方、図3のステップS22において断面輪郭曲線が非周期波形であると判断された場合、次に、ステップS28では、データ記憶手段54に真円度測定の測定結果データとして記憶されたP−P値(真円度)に基づいて、周知の粗さパラメータであって、算術平均粗さを示すRa値と十点平均粗さを示すRz値とが測定条件設定手段60により推測される。 On the other hand, if it is determined in step S22 in FIG. 3 that the cross-sectional contour curve is a non-periodic waveform, then in step S28, PP stored in the data storage means 54 as measurement result data for roundness measurement. Based on the value (roundness), the measurement condition setting means 60 estimates the Ra value indicating the arithmetic average roughness and the Rz value indicating the ten-point average roughness, which are well-known roughness parameters.
即ち、P−P値は、各中心法により求めた中心と同心の内接円と、外接円の半径差を表しており、このP−P値は、Rz値に近い値となる。そのため、P−P値をRz値の推測値とすることができる。なお、データ記憶手段54に真円度測定の測定データに基づいて、ステップS18において設定された測定範囲でのP−P値を算出し、そのP−P値をRz値の推測値とするとしてもよい。 That is, the PP value represents the radius difference between the inscribed circle concentric with the center and the circumscribed circle obtained by each center method, and the PP value is close to the Rz value. Therefore, the PP value can be used as an estimated value of the Rz value. It should be noted that the PP value in the measurement range set in step S18 is calculated based on the measurement data of roundness measurement in the data storage means 54, and the PP value is assumed to be an estimated value of the Rz value. Also good.
また、Ra値は、Rz値のおおよそ1/4(三角波形の場合)であるため、P−P値の4分の1の値をRa値の推測値とすることができる。 Further, since the Ra value is approximately 1/4 of the Rz value (in the case of a triangular waveform), a value that is a quarter of the PP value can be used as the estimated value of the Ra value.
次に、図3のステップS30では、ステップS28で推測されたRa値及びRz値と、JIS規格に示された図7の対応表(JIS B 0633:2001参照)とに基づいて粗さパラメータの基準長さが測定条件設定手段60により推測される。 Next, in step S30 of FIG. 3, the roughness parameter is calculated based on the Ra value and Rz value estimated in step S28 and the correspondence table of FIG. 7 shown in the JIS standard (see JIS B 0633: 2001). A reference length is estimated by the measurement condition setting means 60.
ここで、図7の対応表には、断面輪郭曲線が非周期波形である場合において、Ra値及びRz値を測定するための基準長さが、Ra値及びRz値の大きさに応じた値として示されている。 Here, in the correspondence table of FIG. 7, when the cross-sectional contour curve is an aperiodic waveform, the reference length for measuring the Ra value and the Rz value is a value corresponding to the magnitude of the Ra value and the Rz value. Is shown as
この基準長さの推測によってカットオフ値λcが基準長さの同一値として推測される。 By estimating the reference length, the cutoff value λc is estimated as the same value of the reference length.
そして、推測されたカットオフ値λcは、表面粗さ算出手段58において表面粗さ等を算出する際に使用される値として設定される。 Then, the estimated cutoff value λc is set as a value used when the surface roughness calculation means 58 calculates the surface roughness and the like.
次に、図3のステップS32では、ステップS26又はステップS30において推測されたカットオフ値λcと、JIS規格に示された図8の対応表(JIS B 0651:2001参照)とに基づいて、データ取得手段52が検出器24から測定データを取得する際のサンプリング間隔が測定条件設定手段60により設定される。
Next, in step S32 in FIG. 3, based on the cutoff value λc estimated in step S26 or step S30 and the correspondence table in FIG. 8 shown in the JIS standard (see JIS B 0651: 2001), data The sampling condition when the
ここで、図8の対応表には、カットオフ値λcに対応した最大サンプリング間隔の値が示されており、例えば、そのカットオフ値λcに対応した最大サンプリング間隔の値がそのままサンプリング間隔として設定される。また、図8の対応表の最大サンプリング間隔は、長さを単位としており、ワークWの直径値を考慮することでワークWの回転角度間隔としてサンプリング間隔を設定することができる。 Here, the correspondence table of FIG. 8 shows the value of the maximum sampling interval corresponding to the cutoff value λc. For example, the value of the maximum sampling interval corresponding to the cutoff value λc is set as the sampling interval as it is. Is done. Further, the maximum sampling interval in the correspondence table of FIG. 8 is based on the length, and the sampling interval can be set as the rotation angle interval of the workpiece W by considering the diameter value of the workpiece W.
次に、図3のステップS34では、載物台12が回転駆動部11により回転している間に、データ取得手段52により、ステップS18及びステップS32において設定された測定条件に従って測定データが取得され、表面粗さ測定の測定データとしてデータ記憶手段54に記憶される。
Next, in step S34 of FIG. 3, while the
即ち、データ取得手段52は、検出器24からの変位量データのサンプリングを、ステップS32において設定されたサンプリング間隔により、かつ、ワークWの回転角度がステップS18において設定された測定範囲(回転角度範囲)内であるときに実行する。
That is, the data acquisition means 52 samples the displacement data from the
なお、載物台12の回転は、上述のように回転駆動部11(モータ)のデータ処理部50等による制御によって行われるものであってもよいし、手動により行われるものであってもよい。
The rotation of the mounting table 12 may be performed by the control by the
次に、図3のステップS36では、ステップS34においてデータ記憶手段54に記憶された表面粗さ測定の測定データに基づいて、ワークWの表面粗さに関連する値が表面粗さ算出手段58により算出される。
Next, in step S36 of FIG. 3, a value related to the surface roughness of the workpiece W is calculated by the surface
即ち、表面粗さ算出手段58は、データ記憶手段54に記憶された表面粗さ測定用の測定データが示すワークWの断面輪郭曲線から、ステップS26において設定されたカットオフ値λcのハイパスフィルタを通して粗さ成分のみを抽出した粗さ曲線を生成する。そして、その粗さ曲線と、ステップS26又はステップS30において推測された基準長さとに基づいて、算術平均粗さを示すRa値、十点平均粗さを示すRz値、粗さ曲線要素の平均長さを示すRSm値等を算出する。 That is, the surface roughness calculation means 58 passes through the high-pass filter having the cutoff value λc set in step S26 from the cross-sectional contour curve of the workpiece W indicated by the measurement data for surface roughness measurement stored in the data storage means 54. A roughness curve obtained by extracting only the roughness component is generated. Then, based on the roughness curve and the reference length estimated in step S26 or step S30, Ra value indicating arithmetic average roughness, Rz value indicating ten-point average roughness, average length of roughness curve elements An RSm value or the like indicating the length is calculated.
そして、その算出結果が表面粗さ測定の測定結果データとしてデータ記憶手段54に記憶される。 The calculation result is stored in the data storage means 54 as measurement result data of the surface roughness measurement.
なお、ここで算出されたRa値、Rz値、又はRSm値と、推測された基準長さに対応する図6、図7におけるRa値、Rz値、又はRSm値の範囲とを比較し、それらが合致していない場合には基準長さを変更して再度Ra値、Rz値、又はRSm値を算出して合致するまで繰り返すが、詳細な説明は省略する。 The Ra value, Rz value, or RSm value calculated here is compared with the range of the Ra value, Rz value, or RSm value in FIGS. 6 and 7 corresponding to the estimated reference length, If they do not match, the reference length is changed, and the Ra value, Rz value, or RSm value is calculated again and repeated until matching, but detailed description is omitted.
以上により、表面粗さ測定が終了する。 Thus, the surface roughness measurement is completed.
次に、図3のステップS38では、データ記憶手段54に記憶された真円度測定及び表面粗さ測定の測定データ及び測定結果データ(算出結果)に基づいて、真円度測定及び表面粗さ測定の測定結果の情報をモニタなどに出力(表示)するための測定結果画像が結果情報生成手段62により生成される。そして、その測定結果画像が出力手段72に出力される。また、真円度測定及び表面粗さ測定の測定データ及び測定結果データが1つの関連情報として1つのデータファイルに収められてデータ記憶手段54に保存される。
Next, in step S38 of FIG. 3, the roundness measurement and the surface roughness are performed based on the roundness measurement and the surface roughness measurement measurement data and the measurement result data (calculation results) stored in the
図9は、測定結果画像の一例を示す。同図に示すように測定結果画像は、真円度測定の測定結果が表示される第1領域80と、表面粗さ測定の測定結果が表示される第2領域82とを有し、第1領域80には、真円度測定の測定データに基づくワークWの断面輪郭曲線が表示される。また、第1領域80には、測定結果データとしてP−P値、P値、V値、Pc値が表示される。更に、ワークWの断面輪郭曲線上には、表面粗さ測定の測定範囲が示される。同図の例では3つの測定範囲A、B、Cが設定されたことが示されている。
FIG. 9 shows an example of the measurement result image. As shown in the figure, the measurement result image has a
一方、第2領域82には、測定範囲A、B、Cごとに、表面粗さ測定の測定データが横軸を回転角度、縦軸を変位量としてグラフ表示される。また、測定範囲A、B、Cごとに測定結果データとしてRa値とRz値などが表示される。
On the other hand, in the
以上の形状測定装置1によれば、真円度測定の測定結果を利用して適切な測定条件で表面粗さ測定を行うことができ、測定作業の負担軽減が図られると共に、操作者の経験によらず適切の測定条件での測定が行われるようになる。
According to the
また、1つのワークWに対する真円度測定と表面粗さ測定とのデータが1つのデータファイルに関連付けて記憶されるためデータ管理が行い易くなる。 In addition, since data of roundness measurement and surface roughness measurement for one workpiece W are stored in association with one data file, data management is facilitated.
また、真円度測定の測定データを参照することで表面粗さを把握したい部分のみを表面粗さ測定の測定範囲として指定することが容易となり、効率的に測定を行うことができる。 Further, by referring to the measurement data of roundness measurement, it becomes easy to specify only the portion for which the surface roughness is to be grasped as the measurement range of the surface roughness measurement, and the measurement can be performed efficiently.
例えば、図10のように円筒体86の内部で回転する円柱状のワークWの外周上の摩耗状況を評価したい場合がある。この場合に、真円度測定を行わずに表面粗さ測定のみを行うときには、どの部分が円筒体86に接する凸部分かを事前に判断することができない。そのため、図11のように全周(360度)に渡って表面粗さ測定を行う必要があり、長い時間を要する。
For example, there is a case where it is desired to evaluate the wear state on the outer periphery of a columnar workpiece W rotating inside the
一方、真円度測定は表面粗さ測定と比べると測定時間が短く、本実施の形態のように、表面粗さ測定を行う前に真円度測定を行うことで、長時間を要せずに円筒体86に接するワークWの凸部分88A、88B、88Cを把握することができ、全周を測定範囲とすることなくその凸部分88A、88B、88Cのみを測定範囲として表面粗さ測定を行うことができる。これによって、効率的な測定を行うことができる。
On the other hand, the roundness measurement requires a shorter measurement time than the surface roughness measurement, and does not require a long time by performing the roundness measurement before the surface roughness measurement as in this embodiment. The
次に、真円度測定と表面粗さ測定とを行うことできる形状測定装置の第2の実施の形態について説明する。 Next, a second embodiment of a shape measuring apparatus capable of performing roundness measurement and surface roughness measurement will be described.
図12は、第2の実施の形態の形状測定装置100を示した正面図であり、図1の形状測定装置1と同一又は類似作用の構成要素には同一符号を付して図1の形状測定装置1と相違する部分のみについて説明する。
FIG. 12 is a front view showing the
同図における形状測定装置100において、キャリッジ16には、径方向移動アーム18、旋回アーム20、及び検出器ホルダ22からなる検出器支持機構13と同様に構成された検出器支持機構113であって、径方向移動アーム118、旋回アーム120、検出器ホルダ122からなる検出器支持機構113が設けられる。そして、その検出器支持機構113の検出器ホルダ122に検出器本体124Aと測定子124Bからなる検出器124が支持される。
In the
これによって、径方向(X軸方向)に2つの検出器24と検出器124とが配置される。
Accordingly, the two
そして、一方の検出器24として真円度測定用の検出器が取り付けられ、他方の検出器124として表面粗さ測定用の検出器が取り付けられる。これらの検出器24と検出器124とは、上記実施の形態と同様に、検出器24における測定子24Bの先端球(先端部)の曲率半径の方が、検出器124の測定子124Bにおける先端球の曲率半径よりも大きい点で相違する。
A detector for measuring roundness is attached as one
この形状測定装置100によれば、図13のように検出器24の測定子24Bと検出器124の測定子124Bとが載物台12の回転軸(θ軸)と略同軸上に配置されたワークWの中心軸を挟んで対向して配置され、それらはワークWの外周面において180度反対となる回転角度の位置(周方向に反対となる位置)に接触する。
According to the
そして、載物台12をθ軸周りに1回転させてワークWを1回転させると、検出器24からは、図14(A)のように真円度測定の測定データ(変位量データ)が取得され、検出器124からは図14(B)のように表面粗さ測定の測定データ(変位量データ)が取得される。これらの検出器24、124の各々から測定データは上記実施の形態のデータ処理部50と同様のデータ処理部においてデータ取得手段により同時に取り込まれてデータ記憶手段に記憶され、真円度算出得手段及び表面粗さ算出手段によって真円度、表面粗さ等の算出が行われる。
Then, when the work table 12 is rotated once around the θ axis and the work W is rotated once, the measurement data (displacement amount data) for roundness measurement is obtained from the
ここで、検出器24から変位量データ(検出信号)をサンプリングする際のサンプリング間隔やサンプリングにより取得した測定データは、上記実施の形態において真円度測定のときのものと等しく、検出器124から変位量データをサンプリングする際のサンプリング間隔やサンプリングにより取得した測定データは、上記実施の形態において表面粗さ測定のときのものであって測定範囲を全周分(360度分の回転角度範囲)としたものと等しい。
Here, the sampling interval at the time of sampling displacement amount data (detection signal) from the
これによれば、図14(A)、図14(B)に示されているように、測定データの取得中に外乱(ワークWの揺れなど)が発生した場合に、ワークWの中心軸周りに180度異なる2方向に対応する真円度測定の測定データと表面粗さ測定の測定データとに変位方向が反対(径方向の外向きと内向き)となる外乱信号V1、V2が現れる。 According to this, as shown in FIGS. 14A and 14B, when a disturbance (such as shaking of the workpiece W) occurs during measurement data acquisition, the workpiece W is rotated around the central axis. Disturbance signals V1 and V2 whose displacement directions are opposite (radially outward and inward) appear between the measurement data for roundness measurement and the measurement data for surface roughness measurement corresponding to two directions different by 180 degrees.
したがって、図14(C)のように真円度測定の測定データと表面粗さ測定の測定データとを比較した場合に、真円度測定の測定データと表面粗さ測定の測定データとの180度の位相差を有する位置に変位方向が反対の同形態の信号が発生したときには、それらは外乱による外乱信号V1、V2と判断することができる。 Therefore, when the roundness measurement data and the surface roughness measurement data are compared as shown in FIG. 14C, the roundness measurement data and the surface roughness measurement data 180 are compared. When signals having the same form with opposite displacement directions are generated at positions having a phase difference of degrees, they can be determined as disturbance signals V1 and V2 due to disturbance.
そして、その外乱信号V1、V2が発生したときには、その外乱信号V1、V2の部分の測定データを他方の測定データにより補正することで、又は、単純に除去して妥当な値の測定データで補間することで、図14(D)、図14(E)のように外乱信号V1、V2を取り除いた真円度測定の測定データと表面粗さ測定の測定データを得ることができる。 When the disturbance signals V1 and V2 are generated, the measurement data of the disturbance signals V1 and V2 are corrected by the other measurement data, or simply removed and interpolated with the measurement data having an appropriate value. Thus, as shown in FIGS. 14D and 14E, the roundness measurement data and the surface roughness measurement data from which the disturbance signals V1 and V2 are removed can be obtained.
このような処理は、上記実施の形態で示したデータ処理部50における処理手段(例えば、データ取得52)において行うことができる。
Such processing can be performed by the processing means (for example, data acquisition 52) in the
これによって、真円度と表面粗さの正確な測定を1度の測定により行うことができる。 Thereby, accurate measurement of roundness and surface roughness can be performed by one measurement.
なお、図15(A)のような断面輪郭曲線を有するワークWに対して図15(B)、図15(C)のような表面粗さ測定の測定データと真円度測定の測定データが得られる場合において、表面粗さ測定の測定データからうねり成分等を取り除いた粗さ曲線を求める際に、上記実施の形態ではハイパスフィルタを用いるものとした。 Note that the measurement data of the surface roughness measurement and the measurement data of the roundness measurement as shown in FIGS. 15B and 15C are obtained for the workpiece W having the cross-sectional contour curve as shown in FIG. In the case of obtaining the roughness curve obtained by removing the waviness component from the measurement data of the surface roughness measurement, the high-pass filter is used in the above embodiment.
これに対して、図15(C)の真円度測定の測定データは表面粗さ測定の測定データのうねり成分に近似するため、真円度測定の測定データから導いたうねり成分を表面粗さ測定の測定データから取り除くことによって図15(D)のように粗さ曲線を求めるようにしてもよい。図15(B)には、全周分の表面粗さ測定の測定データを取得する場合を示したが、一部の回転角度範囲の測定データのみを取得する場合であっても同様にして粗さ曲線を求めることができる。 On the other hand, since the measurement data of roundness measurement in FIG. 15C approximates the undulation component of the measurement data of surface roughness measurement, the undulation component derived from the measurement data of roundness measurement is used as the surface roughness. A roughness curve may be obtained as shown in FIG. 15D by removing the measurement data from the measurement. FIG. 15B shows a case in which measurement data for measuring the surface roughness for the entire circumference is shown. However, even if only measurement data for a part of the rotation angle range is acquired, the roughness is similarly obtained. A depth curve can be obtained.
また、第2の実施の形態の形状測定装置100においても、図1等に示した形状測定装置1について説明した技術的事項を適宜採用できる。例えば、1つのワークWに対する真円度測定及び表面粗さ測定の測定データ及び測定結果データを1つの関連情報として1つのデータファイルに収めてデータ記憶手段に保存することは第2の実施の形態の形状測定装置100においても有効である。
In the
(付記)上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。 (Additional remarks) As understood from the description of the embodiment described in detail above, the present specification includes disclosure of various technical ideas including the invention described below.
(付記1)円柱状又は円筒状の測定対象物に対して第1測定子を介して接触しながら測定対象物の周方向に相対的に回転移動する第1検出器であって、第1測定子の変位量を検出する第1検出器と、第1測定子と測定対象物との接触位置に対して周方向の反対側の位置において第2測定子を介して測定対象物に接触しながら周方向に相対的に回転移動する第2検出器であって、第2測定子の変位量を検出する第2検出器と、第1検出器の検出信号に基づいて測定対象物の真円度測定を行う真円度測定手段と、第2検出器の検出信号に基づいて測定対象物の表面粗さ測定を行う表面粗さ測定手段と、第1検出器の検出信号と第2検出器の検出信号との比較に基づいて、外乱により生じた外乱信号を第1検出器の検出信号及び第2検出器の検出信号から除去する処理手段と、を備える。 (Supplementary note 1) A first detector that relatively rotates in the circumferential direction of a measurement object while contacting a columnar or cylindrical measurement object via a first probe, and the first measurement While contacting the measurement object via the second measurement element at a position opposite to the contact position between the first detection element that detects the displacement of the element and the first measurement element and the measurement object in the circumferential direction. A second detector that relatively rotates in the circumferential direction, the second detector detecting a displacement amount of the second probe, and the roundness of the measurement object based on the detection signal of the first detector Roundness measuring means for measuring, surface roughness measuring means for measuring the surface roughness of the measurement object based on the detection signal of the second detector, detection signal of the first detector, and second detector Based on the comparison with the detection signal, the disturbance signal generated by the disturbance is detected as the detection signal of the first detector and the detection signal of the second detector. And a processing means for removing from.
付記1の発明によれば、第1検出器からの検出信号及び第2検出器からの検出信号の各々に含まれる外乱による外乱信号を相互に除去することができるため、測定精度の向上が図られる。また、真円度測定と表面粗さ測定とを同時に行うことができるため、測定効率も向上する。 According to the first aspect of the invention, the disturbance signal due to the disturbance included in each of the detection signal from the first detector and the detection signal from the second detector can be mutually removed, thereby improving the measurement accuracy. It is done. Further, since the roundness measurement and the surface roughness measurement can be performed at the same time, the measurement efficiency is also improved.
(付記2)第1検出器における第1測定子の先端部の曲率半径は、第2検出器における第2測定子の先端部の曲率半径よりも大きい態様とすることができる。 (Additional remark 2) The curvature radius of the front-end | tip part of the 1st probe in a 1st detector can be made into the aspect larger than the curvature radius of the front-end | tip part of the 2nd probe in a 2nd detector.
(付記3)真円度測定手段により得られたデータと、表面粗さ測定手段により得られたデータとを1つのデータファイルにより保存する態様とすることができる。 (Additional remark 3) It can be set as the aspect which preserve | saves the data obtained by the roundness measurement means, and the data obtained by the surface roughness measurement means by one data file.
(付記4)真円度測定手段により得られたデータと、表面粗さ測定手段により得られたデータとを1つのデータファイルにより保存する態様とすることができる。 (Additional remark 4) It can be set as the aspect which preserve | saves the data obtained by the roundness measurement means, and the data obtained by the surface roughness measurement means by one data file.
W…ワーク、λc…カットオフ値、1,100…形状測定装置、12…載物台、13,113…検出器支持機構、24,124…検出器、24B,124B…測定子、48…回転角度検出手段,回転角度検出器、50…データ処理部、52…データ取得手段、54…データ記憶手段、56…真円度算出手段、58…算出手段、60…測定条件設定手段、62…情報生成手段、70…入力手段、72…出力手段 W ... Workpiece, λc ... Cut-off value, 1,100 ... Shape measuring device, 12 ... Mount table, 13, 113 ... Detector support mechanism, 24, 124 ... Detector, 24B, 124B ... Measuring element, 48 ... Rotation Angle detection means, rotation angle detector, 50 ... data processing section, 52 ... data acquisition means, 54 ... data storage means, 56 ... roundness calculation means, 58 ... calculation means, 60 ... measurement condition setting means, 62 ... information Generation means, 70 ... input means, 72 ... output means
Claims (3)
前記測定対象物を周方向に相対的に回転する回転移動部と、
前記回転する前記測定対象物の真円度測定を行う第1測定部と、
外乱により生じた外乱信号の発生を判断するために、前記第1測定部に対して前記周方向の反対側の位置において、前記回転する前記測定対象物の表面粗さ測定を行う第2測定部と、
前記真円度測定の測定データと前記表面粗さ測定の測定データとの比較に基づいて、外乱により生じた外乱信号の発生を判断する判断部と、を備え、
前記第1測定部による前記真円度測定と、前記第2測定部による前記表面粗さ測定とを同時に行う形状測定装置。 In a shape measuring device for measuring a cylindrical or cylindrical measuring object,
A rotational movement unit that relatively rotates the measurement object in the circumferential direction;
A first measuring unit for measuring roundness of the rotating measurement object;
A second measurement unit that measures the surface roughness of the rotating measurement object at a position opposite to the circumferential direction with respect to the first measurement unit in order to determine the occurrence of a disturbance signal caused by a disturbance. When,
A determination unit that determines the occurrence of a disturbance signal caused by a disturbance based on a comparison between the measurement data of the roundness measurement and the measurement data of the surface roughness measurement ;
A shape measuring apparatus that simultaneously performs the roundness measurement by the first measurement unit and the surface roughness measurement by the second measurement unit.
前記第2測定部は、前記第1測定子と前記測定対象物との接触位置に対して前記周方向の反対側の位置において、第2測定子を介して前記測定対象物に接触した状態で前記周方向に相対的に回転移動しながら、前記第2測定子の変位量を検出した検出信号に基づいて前記表面粗さ測定を行う請求項1に記載の形状測定装置。 The first measuring unit detects a displacement amount of the first measuring element while relatively rotating in the circumferential direction of the measuring object in a state of being in contact with the measuring object via the first measuring element. Perform the roundness measurement based on the detection signal,
The second measurement unit is in contact with the measurement object via a second measurement element at a position opposite to the circumferential direction with respect to a contact position between the first measurement element and the measurement object. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the surface roughness measurement is performed based on a detection signal obtained by detecting a displacement amount of the second probe while relatively rotating in the circumferential direction.
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