JPH01267405A - 環状部品の多項目同時測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、環状部品の真円度、平均内外径、円筒度、端
面平坦度等の諸評価項目を同時に測定するための装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、環状部品の諸評価項目を測定する手段として、各
項目毎に独立した測定装置が使用されてきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の測定装置は、真円度用、内径用、外径用、円筒度
用、端面平坦廃用に夫々専用の測定装置が使用されてき
おり、従って、多項目を同時に測定しようとすると、多
数の検出器を配置しなければならず、装置が複雑化する
欠点がある。また、従来の測定装置は、環状部品の中心
を装置の回転中心に合わせてセットする必要があり、環
状部品の装着作業が面倒であるのみならず、測定所要時
間も長くなる欠点があった。

本発明は、従来の測定装置の上記点に鑑みて提案された
もので、その目的とするところは、検出器の共用化を図
り、検出器の設置数を削減し、装置の簡単化、装着作業
及び操作性の容易化、測定精度の向上、測定所要時間の
短縮、多項目の同時測定を可能とする環状部品の多項目
同時測定装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、環状部品を載置し
、等速回転する回転テーブルと、回転テーブル上の環状
部品の内径面に非接触で対向させて定置し、かつ、環状
部品の軸線方向へ移動可能とした内径面変位検出器と、
回転テーブル上の環状部品の外径面に非接触で対向させ
て定置し、かつ、環状部品の軸線方向へ移動可能とした
外径面変位検出器と、回転テーブル上の環状部品の場面
に非接触で対向させて定置し、かつ、環状部品の半径方
向へ移動可能とした端面変位検出器と、回転テーブルの
回転制御及び各変位検出器の位置制御をなし、がっ、各
変位検出器の変位出力を連続的に取り込み、これらの変
位出力データを基にして各項目の演算及び判定処理を行
うコンピュータとを具備したものである。

〔作用〕。

環状部品は回転テーブル上の大体の位置にセントし、回
転テーブルを等速で複数回に亘って回転させ、各変位検
出器により変位出方をコンピュータに連続的に取り込ん
で演算させる。この場合、環状部品の中心と回転テーブ
ルの回転中心がずれていても、非接触で検出するため、
及び内径面又は外径面の変位検出データから偏心量がコ
ンピュータ内で演算され、補正したデータで真円度、平
均内径、平均外径が演算される。このような測定を、環
状部品の軸線方向の複数位置で行うことにより、内外径
面の円筒度が求められる。また、端面変位検出器により
、端面の平坦度が求められ、このような測定を、環状部
品の半径方向の複数位置で行うことにより、端面の放射
方向の平坦度が求められる。

〔実施例〕

第１図は本発明装置の一実施例を示す概略側面図であっ
て、（１）は回転テーブル、（２）は内径面変位検出器
、（３）は外径面変位検出器、（４）は端面変位検出器
、（５）はコンピュータ、（ａ）は環状部品である。

回転テーブル（１）は、鉛直方向の軸（１ａ）の上端に
環状部品（ａ）の載置部分（１ｂ）を有し、軸（１ａ）
は、インダクションモータ等の駆動手段（ｌｃ）により
等速で低速回転（例えば、約６Ｏｒｐｍ　）せしめられ
る。

内径面変位検出器（２）は、回転テーブル（１）の環状
部品（ａ）の内径面に非接触で対向させて定置され、か
つ、環状部品（ａ）の軸線方向のアクチュエータ（２ａ
）により移動可能とされている。この内径面変位検出器
（２）は、非接触形の変位検出器であれば、いずれの形
式のものでもよいが、本実施例では、磁気変位センサを
使用している。この磁気変位センサは、分解能が１μｍ
であり、環状部品（ａ）の内径面にサイジング工程（前
工程）等で表面にスリ傷が発生していても、光学センサ
のような光の乱反射による測定誤差の発生が防止できる
。

外径面変位検出器（３）は、回転テーブル（１）の環状
部品（ａ）の外径面に非接触で対向させて定置し、かつ
、環状部品（ａ）の軸線方向へアクチュエータ（３ａ）
により移動可能とされている。

端面変位検出器（４）は、回転テーブル（１）上の環状
部品（ａ）の端面に非接触で対向させて定置し、かつ、
環状部品（ａ）の半径方向へアクチュエータ（４ａ）に
より移動可能とされている。

外径面変位検出器（３）及び端面変位検出器（４）は、
非接触形の変位検出器であれば、いずれのものでもよい
が、本実施例では、レーザ式変位センサを使用している
。このレーザ式変位センサは、分解能が１０μｍであり
、環状部品（ａ）の外径面及び端面が平滑に仕上られて
いるために採用している。

コンピュータ（５）は、回転テーブル（１）を駆動手段
（ＩＣ）を介して回転制御し、また、各変位検出器（２
）（３）（４）−をアクチュエータ（２ａ）　　（３ａ
）　　（４ａ）を介して位置制御し、かつ、各変位検出
器（２）（３）（４）の変位出力をＡ／Ｄ変換器（５ａ
）を介して連続的に取り込み、これらの変位出力データ
を基にして、各項目の演算及び設定値、許容値等との判
定処理を行う機能を有し、各項目の演算結果及び判定結
果等をＣＲ７画面（５ｂ）に表示させ、かつ、プリント
アウトし、さらに、環状部品（ａ）の製造ラインへフィ
ードバックして品質管理に供することが可能である。

本発明装置は以上の構成からなり、次に各項目の測定要
領の一例を説明する。

先ず、真円度は、第２図に示す様に、回転テーブル（１
）の回転中心（０）から内径面変位検出器（２）までの
距離（Ａ）を定数とし、環状部品（ａ）の内径面までの
寸法（Ｘ）の変化を、同量をＮ等分（例えばＮ−１４０
０等分）した形で（Ｘ）の値を連続測定し、コンピュー
タ（５）のメモリ上に次式の形で書き込む、即ち、半径
値Ｒ（量”）　＝Ａ＋Ｘ　（但し、ｌ＝１〜１４００等
分） そして、部分的な平均半径を求めるため、例えば、８点
毎の平均値をコンピュータ（５）により次式の形で計算
させ、記憶させる。

部分的平均半径値Ｒ（ｊ） −（Ｒ（ｉ）　＋Ｒ（ｉ＋１　）＋・−Ｒ（ｉ＋７　）
　）　／　８但し、ｊ　＝　１−ｎＸｎ　＝１４００／
　８　′、１７Ｂ次に、半径値を次式の形で直径に換算
させる。

Ｄ　（ｋ）−Ｒ（Ｊ）＋Ｒ（ｊ＋ｎ／２）但し、ｋ　−
１〜８８、ｎ＝１〜１７６上記手順によって求めた直径
値の最大値、最少値の差を計算することで、内径真円度
を求めることができる。

この場合、半径値を直径値に変換する時に、゛１８０度
位相がずれた同士の半径値を加算し、直径値にしている
ために、回転中心（０）と、環状部品（ａ）の中心とが
一致しなくても、真円度、平均内径を求めることができ
る。

上記において、同じ対称物を何回計測しても、同じ結果
を得られる再現精度の向上を図るため、次のような機能
をコンピュータ（５）内に組み込んでいる。

ｉ、Ｎ−１４００等分の半径データを生成しているが、
Ｎ−１について各２４回のデータを取り込み、最大、最
少値を除いた残り２２個のデータの平均値を°１つの半
径データとしている。原始半径データの総数＝　１４０
０　Ｘ　２４　＝　３３．６００ｉｉ、８半径データを
１半径データに再生成している。

ｉｉ＋　、内径面変位検出器（２）及びアンプ並びにイ
ンターフェース回路の温度特性等による変化に対応する
ためマスター品とのチエツクを実施している。

次に、外径面の真円度は、第３図に示す様に、回転テー
ブル（１）の回転中心（０）から外径面変位検出器（３
）までの距ｉｉ！Ｉｆ（Ｂ）を定数とし、環状部品（ａ
）の内径面までの寸法（Ｘ）の変化を、円周をＮ等分（
例えば、Ｎ　＝　１４００等分）した形で（Ｘ）の値を
連続測定し、コンピュータ（５）のメモリ上に次式の形
で書き込む。即ち、半径値Ｒ（ｉ）　＝Ｂ＋Ｘ　（但し
、ｉ＝１〜１４００等分） そして、内径の場合と同様に部分的な平均半径を求め、
さらに、この部分的な平均半径を、１８０度位相がずれ
た同士を加算して直径値とし、これらの値の最大値と最
少値の差から外径真円度を求め、また、平均外径を求め
させている。

また、端面の平坦度は、第４図に示す様に、環状部品（
ａ）の端面から、端面変位検出器（４）までの距離（ｙ
）の変化を、円周をＮ等分して連続的に測定し、最大値
と最少値の差から平坦度を求める。この場合、環状部品
（ａ）の外径に近い側の端面の平坦度と、内径に近い側
の端面の平坦度とから、放射平坦度を求めるこ己ができ
る。

さらに、円筒度は、内径面及び外径面について、環状部
品（ａ）の軸方向の７１数点について求めた平均内径及
び平均外径から円筒度を求めさせることができる。

上記した各データのサンブリフグ数は、−例であって、
これに１１約されるものではなく、また、各変位検出器
（２）（３）（４）も、種々のものが採用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、３個の変位検出器により、環状部品の
評価項目の殆どの項目に亘る測定を可能とでき、装置の
構造を簡単化できると共に、環状部品を回転テーブルの
大体の位置にセットすればよく、装着作業も容易であり
、多項目に亘る測定を高精度かつ高能率化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装五の一実施例を示す概略側面図、第２
図は内径真円度の測定原理の説明用平面図、第３図は外
径真円度の測定原理の説明用側面図、第４図は端面平坦
度の測定原理の説明用側面図である。 （１）−・回転テーブル、 （２）−・・内径面変位検出器、 （３Ｌ−ｍ−外径面変位検出器、 （４”）　一端面変位検出器、 （５）　−・・コンピュータ、 （ａ　）　−環状部品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状部品を載置し、等速回転する回転テーブルと
   、 回転テーブル上の環状部品の内径面に非接触で対向させ
   て定置し、かつ、環状部品の軸線方向へ移動可能とした
   内径面変位検出器と、 回転テーブル上の環状部品の外径面に非接触で対向させ
   て定置し、かつ、環状部品の軸線方向へ移動可能とした
   外径面変位検出器と、 回転テーブル上の環状部品の端面に非接触で対向させて
   定置し、かつ、環状部品の半径方向へ移動可能とした端
   面変位検出器と、 回転テーブルの回転制御及び各変位検出器の位置制御を
   なし、かつ、各変位検出器の変位出力を連続的に取り込
   み、これらの変位出力データを基にして各項目の演算及
   び判定処理を行うコンピュータとを具備したことを特徴
   とする環状部品の多項目同時測定装置。