JP6657552B2 - 平面度測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、真円度測定機を用いてワークの被測定面の平面度を測定する平面度測定方法に関する。

真円度測定機は、テーブル上に載置されたワーク（被測定物）の表面に検出器の測定子を接触させ、テーブル又は検出器を回転させてワークに対して検出器を相対的に回転させることによって、ワークの真円度を測定する装置として知られている。

また、真円度測定機は、ワークの真円度だけでなく、平面度、同軸度、円筒度等の形状精度に関する評価を行うためのワークの形状データの測定を行うことができる（例えば、特許文献１、２参照）。これらの測定を行う場合には、作業者は測定対象に応じて検出器（測定子）の向きを変更し、ワークと検出器との相対的な位置合わせを行う必要がある。

従来、真円度測定機を用いた平面度測定方法として、例えば、ワークと検出器との相対的な回転の回転中心となる回転軸が鉛直方向であるとすると、ワークの被測定面が上面である場合には、検出器（測定子）の向きを下向きに設定するとともに、ワークと検出器との相対的な位置合わせを行い、ワークの上面に測定子を接触させた状態で、ワークに対して検出器を相対的に回転させ、検出器で測定子の変位を検出する。これによって、ワークの被測定面（上面）の基準点からの変位（凹凸）を示す測定データを取得し、この測定データの最大値と最小値との幅を平面度として求めることができる。

また、このような平面度測定方法において、検出器を水平方向に移動させてワークに接触させる測定子の位置をワークの径方向に変えることにより、ワークの被測定面の複数箇所における測定データをそれぞれ取得し、全ての測定データの最大値と最小値の幅を平面度として求める方法が知られている。この方法によれば、ワークの被測定面の複数箇所における測定データから平面度が算出されるため、１箇所の測定データから平面度を算出す場合に比べて、ワークの被測定面の径方向におけるばらつきも考慮して平面度を精度よく評価することが可能となる。

特開２００３−３０２２１８号公報 特開２００９−０６９０６７号公報

しかしながら、上述した平面度測定方法においては、ワークの被測定面の複数箇所における測定データを取得するために、検出器を移動させてワークに接触させる測定子の位置をワークの径方向に変えているため、ワークと検出器との相対的な回転の回転中心となる回転軸（以下、ワーク回転軸という。）と検出器の移動軸（以下、検出器移動軸という。）との直角度に高い精度が要求される。

すなわち、ワーク回転軸と検出器移動軸との直角度にずれが生じた状態で平面度の測定が行われた場合、検出器を検出器移動軸に沿って移動させたとき、各位置に移動した検出器（測定子）がワーク回転軸方向の位置ずれが生じ、この位置ずれに応じたオフセット誤差が測定データに重畳されてしまい、その結果、平面度の測定結果に影響を与えるという問題がある。

従来、このような影響を小さくするために、ワーク回転軸と検出器移動軸との直角度の補正を行っていたが、経年変化などの影響で再補正が必要になる場合があり、十分な直角度を保持することが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ワーク回転軸と検出器移動軸との直角度の影響を受けることなく、ワークの被測定面の平面度を再現性がよく高精度に測定を行うことができる平面度測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る平面度測定方法の一態様は、ワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、ワークと検出器とを回転軸周りに相対回転させながら測定子の変位を検出器で検出することにより、ワークの被測定面の平面度を測定する平面度測定方法であって、回転軸から回転軸に垂直な径方向に第１径方向距離だけ離れた第１径方向位置に検出器を移動してワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、相対回転に伴う測定子の変位を検出器で検出することにより、第１径方向位置におけるワークの被測定面の変位を示す第１測定データを取得する第１測定工程と、回転軸から径方向に第１径方向距離とは異なる第２径方向距離だけ離れた第２径方向位置に検出器を移動してワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、相対回転に伴う測定子の変位を検出器で検出することにより、第２径方向位置におけるワークの被測定面の変位を示す第２測定データを取得する第２測定工程と、回転軸に対して第１径方向位置とは対称の位置である第３径方向位置に検出器を移動してワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、相対回転に伴う測定子の変位を検出器で検出することにより、第３径方向位置におけるワークの被測定面の変位を示す第３測定データを取得する第３測定工程と、第１測定データ、第２測定データ、及び第３測定データに基づき、ワークの被測定面の平面度を算出する平面度算出工程と、を備える。

本発明に係る平面度測定方法の一態様において、回転軸に対して第２径方向位置とは対称の位置である第４径方向位置に検出器を移動してワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、相対回転に伴う測定子の変位を検出器で検出することにより、第４径方向位置におけるワークの被測定面の変位を示す第４測定データを取得する第４測定工程を更に備え、平面度算出工程は、第１測定データ及び第３測定データに基づき、第１径方向位置と第２径方向位置との間の回転軸方向の距離を示す第１オフセット量を算出する第１オフセット量算出工程と、第２測定データ及び第４測定データに基づき、第２径方向位置と第４径方向位置との間における回転軸方向の距離を示す第２オフセット量を算出する第２オフセット量算出工程と、第１オフセット量及び第２オフセット量に基づき、検出器の移動に伴う第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を示す補正値を算出する補正値算出工程と、補正値により第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を補正してワークの被測定面の平面度を算出する演算工程と、を有することが好ましい。

本発明に係る平面度測定方法の一態様において、平面度算出工程は、第１測定データと第３測定データとに基づき、第１径方向位置と第２径方向位置との間の回転軸方向の距離を示す第１オフセット量を算出する第１オフセット量算出工程と、第１オフセット量に基づき、回転軸に対する検出器の移動方向の傾き角度を検出する傾き角度算出工程と、傾き角度に基づき、検出器の移動に伴う第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を示す補正値を算出する補正値算出工程と、補正値により第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を補正してワークの被測定面の平面度を算出する演算工程と、を有する。

本発明に係る平面度測定方法の一態様は、平面度算出工程は、補正値が予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定する判定工程を有し、演算工程は、判定工程により補正値が閾値よりも大きいと判定された場合には第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を補正してワークの被測定面の平面度を算出し、判定工程により補正値が閾値よりも小さいと判定された場合には第１測定データと第２測定データとのオフセット誤差を補正せずにワークの被測定面の平面度を算出する。

本発明によれば、ワーク回転軸と検出器移動軸との直角度の影響を受けることなく、ワークの被測定面の平面度を再現性がよく高精度に測定を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る真円度測定機を示した全体構成図 真円度測定機を用いてワークの被測定面の平面度を測定する状態を示した図 従来の真円度測定方法によりワークの被測定面の平面度を測定する場合の手順を説明するための図 従来の真円度測定方法によりワークの被測定面の平面度を測定する場合の手順を説明するための図 従来の真円度測定方法における問題点を説明するための図 真円度測定機によるワークの平面度の測定結果に与える影響を説明するための図 真円度測定機によるワークの平面度の測定結果に与える影響を説明するための図 第１の実施形態に係る平面度測定方法の一例を示したフローチャート 第１の実施形態に係る平面度測定方法における測定手順を説明するための図 第１の実施形態に係る平面度測定方法における測定手順を説明するための図 第１の実施形態に係る平面度測定方法における測定手順を説明するための図 第１の実施形態に係る平面度測定方法における測定手順を説明するための図 第１の実施形態に係る真円度測定方法における測定原理を説明するための図 第１の実施形態に係る真円度測定方法で得られる測定結果の一例を示した図 第１の実施形態に係る真円度測定方法で得られる測定結果の一例を示した図 第１の実施形態に係る真円度測定方法で得られる測定結果の一例を示した図 第２の実施形態に係る平面度測定方法を示したフローチャート 第３の実施形態に係る平面度測定方法を示したフローチャート

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る真円度測定機を示した全体構成図である。図１に示すように、本実施形態における真円度測定機は、台状のベース１と、ベース１に設けられた回転可能な回転テーブル２と、回転テーブル２を回転駆動するためのモータ等を有する回転駆動部３と、ベース１に設けられたコラム４と、コラム４に沿って移動可能なキャリッジ５と、キャリッジ５に対して移動可能なアーム６と、アーム６の先端部に取り付けられた検出器ホルダ７と、検出器ホルダ７に取り付けられた検出器８と、コンピュータ等で構成される演算処理部１２と、モニタ等で構成される表示部１４と、を有する。検出器８は、測定子９と、差動トランス等の変位検出部と、を有し、測定子９の変位を示す電気信号を出力する。演算処理部１２は、検出器８からの出力信号を処理して、各種測定を行うためのワークの形状データを作成する。表示部１４は、演算処理部１２に接続されており、演算処理部１２で演算されたワーク形状（真円度や平面度等）の演算結果を表示する。

ワーク１０は、回転テーブル２上に、ワーク１０の円筒面の中心軸が回転テーブル２の回転軸にほぼ一致するように載置され、回転される。コラム４は、回転テーブル２の回転軸に平行に伸びる柱である。キャリッジ５は、コラム４に沿って移動可能であり、一般に移動はコラム４の案内面に沿って移動される。アーム６はキャリッジ５の案内面に沿って移動される。検出器ホルダ７は、Ｌ字型の部材で、一方の端がアーム６の先端に取り付けられ、他方の端に検出器８が取り付けられる。

測定を行う場合には、ワーク１０は、回転テーブル２上に、ワーク１０の円筒面の中心軸が回転テーブル２の回転軸Ｌ（以下、ワーク回転軸Ｌという。）にほぼ一致するように載置する。測定子９がワーク１０の測定する位置に接触するように、キャリッジ５を移動して上下方向（Ｚ方向）の位置を調整し、アーム６を移動して径方向（Ｘ方向）の位置を調整する。この状態で、ワーク１０の真円度を測定する。

このように構成される真円度測定機を用いてワーク１０の被測定面（つば部分の上面）の平面度を測定する場合には、図２に示すように、Ｌ字型の検出器ホルダ７のアーム６の先端（ホルダ固定部）に対する取り付け方向を９０度回転し、キャリッジ５やアーム６を移動させることにより、ワーク１０と検出器８との相対的な位置合わせを行い、測定子９がワーク１０の被測定面に接触するように配置する。これにより、ワーク１０の被測定面の平面度を測定開始可能な状態となる。

ここで、従来の真円度測定方法における問題点について詳しく説明する。

図３Ａ及び図３Ｂは、従来の真円度測定方法によりワーク１０の被測定面の平面度を測定する場合の手順を説明するための図であり、図３Ａは真円度測定機を上側から見たときの上面図、図３Ｂは真円度測定機を正面側から見たときの正面図である。

従来の真円度測定方法では、まず、図３Ａ及び図３Ｂに実線で示すように、アーム６の移動により検出器８を第１径方向位置に移動してワーク１０の被測定面に測定子９を接触させた状態で、ワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。次に、図３Ａ及び図３Ｂに破線で示すように、アーム６の移動により検出器８を第１径方向位置とは異なる第２径方向位置に移動してワーク１０の被測定面に測定子９を接触させた状態で、ワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。各径方向位置においてワーク１０の回転に伴い検出器８から出力される検出信号は演算処理部１２に入力される。演算処理部１２は検出器８からの検出信号を処理して、全ての測定データの最大値と最小値の幅を平面度（この平面度を「平面度（複）」と称する場合もある。）として求める。

ところで、従来の真円度測定方法によって平面度測定が行われる場合において、例えば、図４に示すように、温度変化によるベース１（図１、２参照）の膨張やアーム６を支えるコラム４の倒れやなどによって、ワーク回転軸（回転テーブル２の回転軸）Ｌに対する検出器移動軸（アーム６の移動軸）Ｍの直角度がずれていると、平面度の測定結果に次のような影響が生じる。

図５Ａ及び図５Ｂは、真円度測定機によるワーク１０の平面度の測定結果に与える影響を説明するための図である。図５Ａは直角度にずれがない場合、図５Ｂは直角度にずれがある場合の測定結果をそれぞれ示している。なお、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、「測定結果Ａ」は検出器８を第１径方向位置に移動させたときに得られる測定データを示し、「測定結果Ｂ」は検出器８を第２径方向位置に移動させたときに得られる測定データを示している。

従来の真円度測定方法による平面度測定では、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度にずれがある場合には、図４に示すように、アーム６の移動により検出器８が検出器移動軸Ｍに沿って移動すると、ワーク１０の被測定面に対する検出器８の高さ位置が相対的に変化する。そのため、図５Ｂに示すように、検出器８を第２径方向位置に移動させたときに得られる測定データ（測定結果Ｂ）には、直角度にずれがない場合に得られるはずの測定データ（測定結果Ｂ’）よりも直角度のずれ量に応じたオフセット誤差が重畳される。その結果、図５Ａに示すように直角度にずれがない場合に算出される平面度Ｙ１に比べて、図５Ｂに示すように直角度にずれがある場合に算出される平面度Ｙ２は相対的に大きく（又は小さく）なり、そのオフセット誤差はワーク回転軸Ｌに対する検出器移動軸Ｍの直角度のずれ量に比例して大きくなる。

そこで、本実施形態における真円度測定機を用いた平面度測定方法は、従来の平面度測定方法において問題となっている、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれ量に応じたオフセット誤差による影響をなくして、再現性のよい高精度な平面度測定を可能とすることを課題としたものである。以下、詳しく説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る平面度測定方法について説明する。

図６は、第１の実施形態に係る平面度測定方法の一例を示したフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｄは、第１の実施形態に係る平面度測定方法における測定手順を説明するための図である。図８は、第１の実施形態に係る真円度測定方法における測定原理を説明するための図である。図９Ａ〜図９Ｃは、第１の実施形態に係る真円度測定方法で得られる測定結果の一例を示した図である。なお、図６に示したフローチャートの開始にあたっては、図２に示すように、ワーク１０の円筒面の中心軸が回転テーブル２の回転軸にほぼ一致するように載置されるとともに、Ｌ字型の検出器ホルダ７のアーム６の先端（ホルダ固定部）に対する取り付け方向が９０度回転され、キャリッジ５やアーム６を移動させることにより、検出器８とワーク１０との相対的な位置合わせが行われているものとする。

（ステップＳ１０）
まず、図７Ａに示すように、ワーク回転軸Ｌから一方側（プラス極性側）に第１径方向距離Ｒ１だけ離れた第１径方向位置ｒ１（例えば、＋３０ｍｍの位置）に検出器８を移動して測定子９を接触させ、回転テーブル２によりワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。検出器８から出力された検出信号は演算処理部１２で処理され、第１径方向位置ｒ１におけるワーク１０の被測定面の変位を示す第１測定データ（測定結果Ａ）が取得される（図９Ａ参照）。なお、ステップＳ１０は第１測定工程の一例である。

（ステップＳ１２）
次に、図７Ｂに示すように、ワーク回転軸Ｌから一方側（プラス極性側）に第１径方向距離Ｒ１とは異なる第２径方向距離Ｒ２だけ離れた第２径方向位置ｒ２（例えば、＋１０ｍｍの位置）に検出器８を移動して測定子９を接触させ、回転テーブル２によりワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。検出器８から出力された検出信号は演算処理部１２で処理され、第２径方向位置ｒ２におけるワーク１０の被測定面の変位を示す第２測定データ（測定結果Ｂ）が取得される（図９Ａ参照）。なお、ステップＳ１２は第２測定工程の一例である。

（ステップＳ１４）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ１０で得られた測定結果ＡとステップＳ１２で得られた測定結果Ｂとからワーク１０の被測定面の平面度Ｙを算出する。具体的には、図９Ａに示すように、測定結果Ａ及び測定結果Ｂからなる全ての測定データの最小値と最大値の幅を平面度Ｙとして算出する。なお、このステップＳ１４で算出された平面度Ｙは、従来の真円度測定方法によって求められる平面度に相当するものである。後述するステップＳ３０において、ステップＳ１４で算出した平面度Ｙを出力する必要がない場合には、ステップＳ１４の処理を省略するようにしてもよい。

（ステップＳ１６）
次に、図７Ｃに示すように、ワーク回転軸Ｌから他方側（マイナス極性側）に第１径方向距離Ｒ１だけ離れた位置、すなわち、ワーク回転軸Ｌに対して第１径方向位置ｒ１に対称な位置である第３径方向位置ｒ１’（例えば、−３０ｍｍの位置）に検出器８を移動して測定子９を接触させ、回転テーブル２によりワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。検出器８から出力された検出信号は演算処理部１２で処理され、第３径方向位置ｒ１’におけるワーク１０の被測定面の変位を示す第３測定データ（測定結果Ａ’）が取得される（図９Ｂ参照）。このとき取得される第３測定データ（測定結果Ａ’）は、ワーク回転軸Ｌに対して第１径方向位置ｒ１に対称な位置である第３径方向位置ｒ１’で測定されたものなので、演算処理部１２で１８０度位相をずらした処理が行われるものとする。なお、ステップＳ１６は第３測定工程の一例である。

（ステップＳ１８）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ１０で得られた第１測定データ（測定結果Ａ）とステップＳ１６で得られた第３測定データ（測定結果Ａ’）とに基づき、第１径方向位置ｒ１と第３径方向位置ｒ１’との間のワーク回転軸Ｌ方向の距離を示す第１オフセット量Ｐ１を算出する（図８参照）。具体的には、第１測定データ（測定結果Ａ）と第３測定データ（測定結果Ａ’）における同角度位置の測定値の差を第１オフセット量Ｐ１として算出する。なお、ステップＳ１８は第１オフセット量算出工程の一例である。

（ステップＳ２０）
次に、図７Ｄに示すように、ワーク回転軸Ｌから他方側（マイナス極性側）に第２径方向距離Ｒ２だけ離れた位置、すなわち、ワーク回転軸Ｌに対して第２径方向位置ｒ２に対称な位置である第４径方向位置ｒ２’（例えば、−１０ｍｍの位置）に検出器８を移動して測定子９を接触させ、回転テーブル２によりワーク１０を回転し、検出器８で測定子９の変位を検出する。検出器８から出力された検出信号は演算処理部１２で処理され、第４径方向位置ｒ２’におけるワーク１０の被測定面の変位を示す第４測定データ（測定結果Ｂ’）が取得される（図９Ｂ参照）。このとき取得される第４測定データ（測定結果Ｂ’）は、ワーク回転軸Ｌに対して第２径方向位置ｒ２に対称な位置である第４径方向位置ｒ２’で測定されたものなので、演算処理部１２で１８０度位相をずらした処理が行われるものとする。なお、ステップＳ２０は第４測定工程の一例である。

（ステップＳ２２）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ１２で得られた第２測定データ（測定結果Ｂ）とステップＳ２０で得られた第４測定データ（測定結果Ｂ’）とに基づき、第２径方向位置ｒ２と第４径方向位置ｒ２’との間のワーク回転軸Ｌ方向の距離を示す第２オフセット量Ｐ２を算出する。具体的には、第２測定データ（測定結果Ｂ）と第４測定データ（測定結果Ｂ’）における同角度位置の測定値の差を第２オフセット量Ｐ２として算出する。なお、ステップＳ２２は第２オフセット量算出工程の一例である。

（ステップＳ２４）
次に、演算処理部１２は、ステップ１８で算出した第１オフセット量Ｐ１とステップＳ２２で算出した第２オフセット量Ｐ２とに基づき、第１径方向位置ｒ１と第２径方向位置ｒ２との間のワーク回転軸Ｌ方向の距離を示す第３オフセット量Ｐ３を算出する（図８参照）。具体的には、次式（１）によって第３オフセット量Ｐ３を算出する。なお、ステップＳ２４は補正値算出工程の一例である。
Ｐ３＝（Ｐ１−Ｐ２）／２ ・・・（１）

（ステップＳ２６）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ２４で算出した第３オフセット量Ｐ３を補正値として、ステップＳ１２で得られた第２測定データ（測定結果Ｂ）を補正する。具体的には、第２測定データ（測定結果Ｂ）の各角度位置における測定値から第３オフセット量Ｐ３を減算する。これにより、図９Ｃに示すように、補正後の第２測定データ（測定結果Ｂ０）が得られる。すなわち、このステップＳ２６では、検出器８の移動に伴う第１測定データ（測定結果Ａ）と第２測定データ（測定結果Ｂ）とのオフセット誤差が補正される。

（ステップＳ２８）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ１０で得られた第１測定データ（測定結果Ａ）とステップＳ２６で得られた補正後の第２測定データ（測定結果Ｂ０）とに基づき、補正後の平面度Ｙ’を算出する。これにより、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度にずれがない場合と同様の平面度の測定結果が得られる。なお、ステップＳ２６及びステップＳ２８は演算工程の一例である。また、ステップＳ１８からステップＳ２８までの処理は平面度算出工程の一例である。

（ステップＳ３０）
次に、演算処理部１２は、平面度の測定結果として、ステップＳ２８で算出された補正後の平面度Ｙ’を表示部１４に対して出力する処理を行う。これにより、表示部１４には補正後の平面度Ｙ’が表示され、平面度の測定処理は終了となる。

なお、ステップＳ３０において、演算処理部１２は、平面度の測定結果として、ステップＳ２８で算出された補正後の平面度Ｙ’だけでなく、ステップＳ１４で算出された平面度Ｙを出力するようにしてもよい。これにより、表示部１４には、平面度Ｙと補正後の平面度Ｙ’とを比較できるように同時に表示したり、あるいは作業者の切替操作に応じて選択的に表示することができるので、作業者は、ワーク１０の被測定面の平面度の測定結果の効果を確認できるとともに、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれの状態を把握することが可能となる。

このように第１の実施形態に係る平面度測定方法によれば、従来の平面度測定方法と同様な方法で測定を行った後、さらに、ワーク回転軸Ｌに対して対称な位置（対径位置）でも同様な方法で測定を行い、これらの測定結果から同角度位置の測定値を比較することで、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれ量に応じたオフセット誤差を補正することができる。したがって、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれによる影響を受けることなく、ワーク１０の被測定面の平面度を再現性がよく高精度に測定することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２の実施形態に係る平面度測定方法について説明する。以下、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。

図１０は、第２の実施形態に係る平面度測定方法を示したフローチャートである。なお、図１０は、図６に示したステップＳ２０、ステップＳ２２、ステップＳ２４に代えて、ステップＳ３２、ステップＳ３４、ステップＳ３６を追加したものであり、共通する処理は説明を簡略化または省略する。

（ステップＳ１０〜ステップＳ１８）
ステップＳ１０〜ステップＳ１８における各処理は、第１の実施形態に係る平面度測定方法と同様にして行われる。

すなわち、演算処理部１２は、第１径方向位置ｒ１、第２径方向位置ｒ２にそれぞれ検出器８を移動して測定が行われたときの第１測定データ（測定結果Ａ）及び第２測定データ（測定結果Ｂ）を順次取得し（ステップＳ１０、ステップＳ１２）、これらの測定結果Ａ、Ｂから平面度Ｙを算出する（ステップＳ１４）。

演算処理部１２はさらに、ワーク回転軸Ｌに対して第１径方向位置ｒ１に対称な位置となる第３径方向位置ｒ１’に検出器８を移動して測定が行われたときの第３測定データ（測定結果Ａ’）を取得する（ステップＳ１６）。そして、第１測定データ（測定結果Ａ）と第３測定データ（測定結果Ａ’）とに基づき、第１径方向位置ｒ１と第３径方向位置ｒ１’との間のワーク回転軸Ｌ方向の距離を示す第１オフセット量Ｐ１（図８参照）を算出する（ステップＳ１８）。

（ステップＳ３２）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ１８で算出した第１オフセット量Ｐ１と第１径方向位置ｒ１と第３径方向位置ｒ１’との間のワーク回転軸Ｌに垂直な径方向の距離（第１径方向距離２×Ｒ１）とから、回転テーブル２の回転軸Ｌに対する検出器移動軸Ｍの傾き角度θを算出する（図８参照）。具体的には、次式（２）によって傾き角度θを算出する。なお、ステップＳ３２は傾き角度算出工程の一例である。
θ＝ｔａｎ^-1（Ｐ１／（２×Ｒ１）） ・・・（２）

（ステップＳ３４）
次に、演算処理部１２は、第１径方向距離Ｒ１と第２径方向距離Ｒ２との差から、第１径方向位置ｒ１と第２径方向位置ｒ２との間のワーク回転軸Ｌに垂直な径方向の距離である第３径方向距離Ｒ３を算出する（図８参照）。具体的には、次式（３）によって第３径方向距離Ｒ３を算出する。
Ｒ３＝Ｒ１−Ｒ２ ・・・（３）

（ステップＳ３６）
次に、演算処理部１２は、ステップＳ３２で算出した傾き角度θとステップＳ３４で算出した第３径方向距離Ｒ３とから、第１径方向位置ｒ１と第２径方向位置ｒ２との間のワーク回転軸Ｌ方向の距離を示す第３オフセット量Ｐ３を算出する。具体的には、次式（４）によって第３オフセット量Ｐ３を算出する。なお、ステップＳ３６は補正値算出工程の一例である。
Ｐ３＝Ｒ３×tanθ ・・・（４）

（ステップＳ２６〜ステップＳ３０）
ステップＳ２６〜ステップＳ３０における各処理は、第１の実施形態に係る平面度測定方法と同様にして行われる。

すなわち、演算処理部１２は、ステップＳ３６で算出した第３オフセット量Ｐ３を補正値として、ステップＳ１２で得られた第２測定データ（測定結果Ｂ）を補正する（ステップＳ２６）。これにより、補正後の第２測定データ（測定結果Ｂ０）が得られる。

演算処理部１２はさらに、ステップＳ１０で得られた第１測定データ（測定結果Ａ）とステップＳ２６で得られた補正後の第２測定データ（測定結果Ｂ０）とから補正後の平面度Ｙ’を算出し（ステップＳ２８）、平面度の測定結果を表示部１４に出力する（ステップＳ３０）。これにより、平面度の測定処理は終了となる。

このように第２の実施形態に係る平面度測定方法によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１の実施形態よりも検出器８の移動回数を減らして全体の測定回数を削減することができるので、平面度の測定効率を向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３の実施形態に係る平面度測定方法について説明する。以下、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。

図１１は、第３の実施形態に係る平面度測定方法を示したフローチャートである。なお、図１１は、図６に示した処理内容にステップＳ３８を追加したものであり、共通する処理は説明を簡略化または省略する。

第３の実施形態では、図１１に示すように、第１の実施形態と同様にして、ステップ１０〜ステップＳ２４の各処理が行われた後、演算処理部１２は、第３オフセット量Ｐ３が予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３８）。なお、ステップＳ３８は判定工程の一例である。

ステップＳ３８において、第３オフセット量Ｐ３が閾値よりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓの場合）には、演算処理部１２は、第１の実施形態と同様に、第３オフセット量Ｐ３を補正値として、ステップＳ１２で得られた第２測定データ（測定結果Ｂ）を補正し（ステップＳ２６）、演算処理部１２は、ステップＳ１０で得られた第１測定データ（測定結果Ａ）とステップＳ２６で得られた補正後の第２測定データ（測定結果Ｂ０）とに基づき、補正後の平面度Ｙ’を算出し（ステップＳ２８）、平面度の測定結果として、補正後の平面度Ｙ’を表示部１４に出力する処理を行う（ステップＳ３０）。なお、第１の実施形態と同様に、ステップＳ１４で算出された平面度Ｙを補正後の平面度Ｙ’とともに表示部１４に出力するようにしてもよい。

一方、第３オフセット量Ｐ３が閾値よりも小さいと判定された場合（Ｎｏの場合）には、演算処理部１２は、ステップＳ２６及びステップＳ２８における各処理は行わず、ステップＳ３０に移行し、平面度の測定結果として、ステップＳ１４で算出した平面度Ｙを表示部１４に出力する処理を行う（ステップＳ３０）。

このように第３の実施形態によれば、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれに伴うオフセット誤差（第３オフセット量Ｐ３）が予め設定された閾値よりも大きい場合には第１の実施形態と同様にして第２測定データ（測定結果Ｂ）の補正が行われる一方で、オフセット誤差（第３オフセット量Ｐ３）が閾値よりも小さい場合、すなわち、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度のずれによる影響が無視できる程度にオフセット誤差（第３オフセット量Ｐ３）が小さい場合には第２測定データ（測定結果Ｂ）の補正が行われない。したがって、ワーク回転軸Ｌと検出器移動軸Ｍとの直角度の精度が高い場合には、平面度の測定処理を簡素化することが可能となる。

なお、第３の実施形態では、第１の実施形態に対してステップＳ３８の処理を追加した場合について説明したが、これに限らず、第２の実施形態に対してステップＳ３８の処理を追加することも可能であり、同様の効果を得ることができる。

（その他）
上述した各実施形態では、本発明をテーブル回転型の真円度測定機に適用した場合について説明したが、これに限らず、ワークの周りを検出器が回転する検出器回転型の真円度測定機に対しても本発明を適用することができ、同様な効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１…ベース、２…回転テーブル、３…回転駆動部、４…コラム、５…キャリッジ、６…アーム、７…検出器ホルダ、８…検出器、９…測定子、１０…ワーク、１２…演算処理部、１４…表示部

Claims (3)

1. ワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、前記ワークと前記検出器とを回転軸周りに相対回転させながら前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記ワークの被測定面の平面度を測定する平面度測定方法であって、
   前記回転軸から前記回転軸に垂直な径方向に第１径方向距離だけ離れた第１径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第１径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第１測定データを取得する第１測定工程と、
   前記回転軸から前記径方向に前記第１径方向距離とは異なる第２径方向距離だけ離れた第２径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第２径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第２測定データを取得する第２測定工程と、
   前記回転軸に対して前記第１径方向位置とは対称の位置である第３径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第３径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第３測定データを取得する第３測定工程と、
   前記第１測定データ、前記第２測定データ、及び前記第３測定データに基づき、前記ワークの被測定面の平面度を算出する平面度算出工程と、
   前記回転軸に対して前記第２径方向位置とは対称の位置である第４径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第４径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第４測定データを取得する第４測定工程と、
   備え、
   前記平面度算出工程は、
   前記第１測定データ及び前記第３測定データに基づき、前記第１径方向位置と前記第２径方向位置との間の前記回転軸方向の距離を示す第１オフセット量を算出する第１オフセット量算出工程と、
   前記第２測定データ及び前記第４測定データに基づき、前記第２径方向位置と前記第４径方向位置との間における前記回転軸方向の距離を示す第２オフセット量を算出する第２オフセット量算出工程と、
   前記第１オフセット量及び前記第２オフセット量に基づき、前記検出器の移動に伴う前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を示す補正値を算出する補正値算出工程と、
   前記補正値により前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を補正して前記ワークの被測定面の平面度を算出する演算工程と、
   を有する、平面度測定方法。
2. ワークの被測定面に検出器の測定子を接触させ、前記ワークと前記検出器とを回転軸周りに相対回転させながら前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記ワークの被測定面の平面度を測定する平面度測定方法であって、
   前記回転軸から前記回転軸に垂直な径方向に第１径方向距離だけ離れた第１径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第１径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第１測定データを取得する第１測定工程と、
   前記回転軸から前記径方向に前記第１径方向距離とは異なる第２径方向距離だけ離れた第２径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第２径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第２測定データを取得する第２測定工程と、
   前記回転軸に対して前記第１径方向位置とは対称の位置である第３径方向位置に前記検出器を移動して前記ワークの被測定面に前記検出器の測定子を接触させ、前記相対回転に伴う前記測定子の変位を前記検出器で検出することにより、前記第３径方向位置における前記ワークの被測定面の変位を示す第３測定データを取得する第３測定工程と、
   前記第１測定データ、前記第２測定データ、及び前記第３測定データに基づき、前記ワークの被測定面の平面度を算出する平面度算出工程と、
   を備え、
   前記平面度算出工程は、
   前記第１測定データと前記第３測定データとに基づき、前記第１径方向位置と前記第２径方向位置との間の前記回転軸方向の距離を示す第１オフセット量を算出する第１オフセット量算出工程と、
   前記第１オフセット量に基づき、前記回転軸に対する前記検出器の移動方向の傾き角度を検出する傾き角度算出工程と、
   前記傾き角度に基づき、前記検出器の移動に伴う前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を示す補正値を算出する補正値算出工程と、
   前記補正値により前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を補正して前記ワークの被測定面の平面度を算出する演算工程と、
   を有する、平面度測定方法。
3. 前記平面度算出工程は、
   前記補正値が予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定する判定工程を有し、
   前記演算工程は、前記判定工程により前記補正値が前記閾値よりも大きいと判定された場合には前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を補正して前記ワークの被測定面の平面度を算出し、前記判定工程により前記補正値が前記閾値よりも小さいと判定された場合には前記第１測定データと前記第２測定データとのオフセット誤差を補正せずに前記ワークの被測定面の平面度を算出する、
   請求項１又は２に記載の平面度測定方法。
   

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