JPH02253114A - 真直度測定方法及び装置 - Google Patents
真直度測定方法及び装置Info
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- JPH02253114A JPH02253114A JP7471989A JP7471989A JPH02253114A JP H02253114 A JPH02253114 A JP H02253114A JP 7471989 A JP7471989 A JP 7471989A JP 7471989 A JP7471989 A JP 7471989A JP H02253114 A JPH02253114 A JP H02253114A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、被測定物の真直度を測定する方法及び装置に
係り、特に、真直の基準を用いることなく、被測定物の
真直度を高精度に測定し得る真直度測定方法及び装置に
関する。
係り、特に、真直の基準を用いることなく、被測定物の
真直度を高精度に測定し得る真直度測定方法及び装置に
関する。
従来、真直度の測定には、第７図に概略を示す如き、直
定規４５に従って移動する検出器（電気マイクロメータ
等）３３を被測定物４６に沿って動かしながら、その面
の真直度を測定する装置が用いられ、このような直定規
といった真直基準に対して被測定物を比較して、被測定
物の真直度を測定していた。 しかしながら、上述の如く、従来の真直度測定装置では
、真直基準として直定規等を用いているので、直定規等
自体に存在する真直誤差が測定結果に含まれることとな
り、そのために被測定物４６の真直度測定を高精度に行
うことができないという問題があった。 このような問題を解決するべく、昭和４３年度精機学会
春季大会学術講演前刷の第３２７頁〜第３２８頁には、
第８図に示す如く、被測定物４６の測定面４．６ Ａと
パスラインＰ上を移動する検出器間の距離■１を測定（
１回目）した後、被測定物を長平方向にすらすことなく
１８０°反転して、反転した被測定物４６′の測定面４
６Ｂと前記パスラインＰ上を再び移動する検出器間の距
離ｍ２を測定（２回目）し、１回目の測定面４６Ａと２
回目の反転測定面４６Ｂが仮想軸Ｘを中心として対称形
となることを利用して、次式により、Ｘ軸に対する被測
定物形状ｙ′ｉ （真直度）及び検出器のパスライン形
状Ｙｉを決める反転法か提案されている。 ’！′ｉ−（ＩＬ＋ ＋ Ｔｎ２）／２ ・・・・・
・（１）ｙｉ ＝ （ｍ２ｍ＋ ）／２ ・・・・・
・（２）
定規４５に従って移動する検出器（電気マイクロメータ
等）３３を被測定物４６に沿って動かしながら、その面
の真直度を測定する装置が用いられ、このような直定規
といった真直基準に対して被測定物を比較して、被測定
物の真直度を測定していた。 しかしながら、上述の如く、従来の真直度測定装置では
、真直基準として直定規等を用いているので、直定規等
自体に存在する真直誤差が測定結果に含まれることとな
り、そのために被測定物４６の真直度測定を高精度に行
うことができないという問題があった。 このような問題を解決するべく、昭和４３年度精機学会
春季大会学術講演前刷の第３２７頁〜第３２８頁には、
第８図に示す如く、被測定物４６の測定面４．６ Ａと
パスラインＰ上を移動する検出器間の距離■１を測定（
１回目）した後、被測定物を長平方向にすらすことなく
１８０°反転して、反転した被測定物４６′の測定面４
６Ｂと前記パスラインＰ上を再び移動する検出器間の距
離ｍ２を測定（２回目）し、１回目の測定面４６Ａと２
回目の反転測定面４６Ｂが仮想軸Ｘを中心として対称形
となることを利用して、次式により、Ｘ軸に対する被測
定物形状ｙ′ｉ （真直度）及び検出器のパスライン形
状Ｙｉを決める反転法か提案されている。 ’！′ｉ−（ＩＬ＋ ＋ Ｔｎ２）／２ ・・・・・
・（１）ｙｉ ＝ （ｍ２ｍ＋ ）／２ ・・・・・
・（２）
しかしながら、検出器の運動の再現性は通常０３μｍ程
度しかなく、そのパスラインが１回目と２回目の測定で
変化するなめ、測定精度を前記運動の再現性より高める
のは困難であった。 本発明は、以上の事情にモみてなされたものであり、真
直基準を用いることなく被測定物の真直度測定を行うこ
とか可能であり、しがも、パスライン変動等の測定装置
の運動の再現性の影響を受けることなく、高精度で真直
度を測定することが可能な真直度測定方法及び装置を提
供することを課題とする。
度しかなく、そのパスラインが１回目と２回目の測定で
変化するなめ、測定精度を前記運動の再現性より高める
のは困難であった。 本発明は、以上の事情にモみてなされたものであり、真
直基準を用いることなく被測定物の真直度測定を行うこ
とか可能であり、しがも、パスライン変動等の測定装置
の運動の再現性の影響を受けることなく、高精度で真直
度を測定することが可能な真直度測定方法及び装置を提
供することを課題とする。
本発明は、３つの被測定物で構成される、互いに異なる
３組の被測定物対のそれぞれについて、測定面を並列に
配置して測定面間距離を測定し、該測定面間距離が、そ
の測定点における仮想線から各測定面までの距離の和に
等しいとして得られる３元連立一次方程式を解くことに
より、複数の測定点における仮想線から各測定面までの
距離を算出し、該距離を各測定面毎に比較して、被測定
物それぞれの真直度を算出することにより、前記課題を
達成したものである。 又、本発明は、上記本発明方法を実施するに好適な真直
度測定装置として、測定面を並列にして１対の被測定物
を配置可能な載置部を有する測定部と、両被測定物の測
定面間距離を実測する検出器を有する検出部と、被測定
物又は検出器の少なくとも一方を移動させて測定点を変
更する駆動制御部と２３組の被測定物対について、それ
ぞれ複数の測定点で実測した測定面間距離を記憶するメ
モリと、被測定物対について実測される測定面間距離は
その測定点における仮想線から各測定面までの距離の和
に等しいとして得られる３元連立一次方程式に、上記測
定面間距離を代入し、所定のプログラムに従って仮想線
から測定面までの距離を各測定点について算出し、且つ
算出した該距離を各測定面毎に比較して被測定物の真直
度を算出する演算部と、を備えた装置を提供することに
より、前記課題を解決したものである。
３組の被測定物対のそれぞれについて、測定面を並列に
配置して測定面間距離を測定し、該測定面間距離が、そ
の測定点における仮想線から各測定面までの距離の和に
等しいとして得られる３元連立一次方程式を解くことに
より、複数の測定点における仮想線から各測定面までの
距離を算出し、該距離を各測定面毎に比較して、被測定
物それぞれの真直度を算出することにより、前記課題を
達成したものである。 又、本発明は、上記本発明方法を実施するに好適な真直
度測定装置として、測定面を並列にして１対の被測定物
を配置可能な載置部を有する測定部と、両被測定物の測
定面間距離を実測する検出器を有する検出部と、被測定
物又は検出器の少なくとも一方を移動させて測定点を変
更する駆動制御部と２３組の被測定物対について、それ
ぞれ複数の測定点で実測した測定面間距離を記憶するメ
モリと、被測定物対について実測される測定面間距離は
その測定点における仮想線から各測定面までの距離の和
に等しいとして得られる３元連立一次方程式に、上記測
定面間距離を代入し、所定のプログラムに従って仮想線
から測定面までの距離を各測定点について算出し、且つ
算出した該距離を各測定面毎に比較して被測定物の真直
度を算出する演算部と、を備えた装置を提供することに
より、前記課題を解決したものである。
本発明は、発明者等か鋭意研究して得られた知見に基づ
いてなされたものであり、例えば第１図（Ａ）に示す如
く、対向して配設された一対の被測定物（Ａ、Ｂ）につ
いて、対向して平行に配置されたそれぞれの測定面間距
離を測定点１について実測し、実測値としてＬｉ （Ａ
、Ｂ）を得る。 この測定面間距離は１−１〜ｎの複数の点について測定
する。 上述の如き測定面間距離を、第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示
す如く、他の２組の被測定物対（Ａ、Ｃ）及び（Ｂ、Ｃ
）に対しても実測し、実測値としてそれぞれＬ ｉ
（Ａ、 Ｃ）及びＬｉ（Ｂ、Ｃ）を得る。 次いで、測定点ｉにおける仮想線から被測定物Ａ、Ｂ及
びＣの測定面までの距離をそれぞれａｉ、ｂｉ及びＣｉ
とした場合、上記３組の被測定物対に対して成立する３
元連立一次方程式 ％式％） から、ａＨ，ｂＢ及びＣｉをそれぞれ算出する。 そして、被測定物Ａの場合であれば、ｉ＝１〜ｎのｎ点
についてａｉを算出し、例えばａｉの最大値と最小値を
比較し、その差として真直度を算出する。同様に被測定
物Ｂ及びＣについても算出することができる。 上述の如く、直定規等の真直基準を用いることなく仮想
線から各被測定物の測定面までの距離を正確に算出する
ことができるため、精度が高く且つ信頼性の高い真直度
測定が可能である。又、対の被測定物の測定面を同時に
検出して測定面間距離を実測するため、パスライン変動
等の測定装置の運動の再現性に依存せずに真直度の測定
が可能であり、真直度の測定精度を更に向上できる。
いてなされたものであり、例えば第１図（Ａ）に示す如
く、対向して配設された一対の被測定物（Ａ、Ｂ）につ
いて、対向して平行に配置されたそれぞれの測定面間距
離を測定点１について実測し、実測値としてＬｉ （Ａ
、Ｂ）を得る。 この測定面間距離は１−１〜ｎの複数の点について測定
する。 上述の如き測定面間距離を、第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示
す如く、他の２組の被測定物対（Ａ、Ｃ）及び（Ｂ、Ｃ
）に対しても実測し、実測値としてそれぞれＬ ｉ
（Ａ、 Ｃ）及びＬｉ（Ｂ、Ｃ）を得る。 次いで、測定点ｉにおける仮想線から被測定物Ａ、Ｂ及
びＣの測定面までの距離をそれぞれａｉ、ｂｉ及びＣｉ
とした場合、上記３組の被測定物対に対して成立する３
元連立一次方程式 ％式％） から、ａＨ，ｂＢ及びＣｉをそれぞれ算出する。 そして、被測定物Ａの場合であれば、ｉ＝１〜ｎのｎ点
についてａｉを算出し、例えばａｉの最大値と最小値を
比較し、その差として真直度を算出する。同様に被測定
物Ｂ及びＣについても算出することができる。 上述の如く、直定規等の真直基準を用いることなく仮想
線から各被測定物の測定面までの距離を正確に算出する
ことができるため、精度が高く且つ信頼性の高い真直度
測定が可能である。又、対の被測定物の測定面を同時に
検出して測定面間距離を実測するため、パスライン変動
等の測定装置の運動の再現性に依存せずに真直度の測定
が可能であり、真直度の測定精度を更に向上できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第２図は、本実施例の真直度測定装置の全体斜視図であ
り、第３図は、上記装置の測定部を示す平面図、第４図
は、該測定部の左側面図、第５図は、上記装置の全体構
成の概略を示すブロック図である。 本実施例の真直度測定装置は、第２図に示すように、測
定手段１と処理手段２とからなり、該測定手段１は、更
に測定部３、検出部４及び駆動制御部５からなる。 前記測定部３は、３つの被測定物（Ａ、Ｂ、Ｃ）によっ
て構成され得る３組の互いに異なる被測定物対（Ａ−Ｂ
、Ａ−Ｃ，Ｂ−Ｃ）のそれぞれについて、被測定物間距
離Ｌ１を測定するためのもので、ある。この測定部３は
、第２図乃至第４図に示すように、ベース６上に往復動
可能とされたテーブル７を挾んで、対をなす被測定物（
図ではＡとＢ）が互いに対向配置され得るよう構成され
ている。 ここに、テーブル７は、第４図に示す如く、その下面に
形成された７字状及び平面状案内部８．８Ａが、それぞ
れベース６の上面に形成された７字状及び平面状案内部
９．９Ａに係合されて、第３図中Ｘ方向に摺動案内され
ている。又、テーブル７は、モータ１０を駆動制御する
ことによって、その下面に固定されたナツト部材１１（
第４図）とベース６に回動自在に保持された送りねじ軸
１２（第３図）とを介して移動されるようになっている
。 一方、対をなす被測定物（Ａ、Ｂ）は、それぞれ対向配
置されているライザーブロック１３（第４図）及び揺動
テーブル１４（第３図）を介してベース６上に載置され
る。このライザーブロック１３は、被測定物を所定の高
さに保持する機能を備えた載置台である。又、揺動テー
ブル１４が、ベース６上に立設されたピン１５を中心軸
として第３図中Ｘ方向に回動自在とされていると共に、
調整機構１６によりその回動量を調整可能とされている
ので、各被測定物は、テーブル７の移動方向に対して平
行調整され得るようになっている。 上記調整機構１６は、第３図に詳細に示す如く、揺動テ
ーブル１４とベース６との間に張架された引張りコイル
ばね１７と、揺動テーブル１４と隣接してベース６上面
に配設されたホルタ１８と、前記コイルばね１７の付勢
力に抗して先端が揺動テーブル１４に当接するよう前記
ホルダ１８に螺合且つ貫通された押ねじ１９とからなる
。 本実施例においては、押ねじ１９を含む調整機構１６を
揺動テーブル１４の片側（図の右側）にのみ設けている
ので構成、調整が簡単であるが、調整機構１６をテーブ
ル１４の両側に設けて、厳密な調整が行えるようにして
もよい。 なお、第３図中、符号２０は、送りねじ軸１２を回動保
持するための軸受、２１は、送りねじ軸１２とモータ１
０の出力軸とを連結するための軸継手、２２は、モータ
１０の回転速度を減速して送りねじ軸に伝達するための
減速機、２３は、各ライザーブロック１３上に被測定物
（Ａ、Ｂ）を載置するためのストッパーである。 上述の如き構成の測定部３における前記モータ１０の駆
動制御は駆動制御部５により行われる。 この駆動制御部５は、テーブル７を測定始点位置と終点
位置との間で往復動させるようモータ１０を駆動制御す
るものであって、第５図に示すように、ロータリーエン
コーダ２５で検出されなモータ１０の回転量がカウンタ
２６及びインターフェイス回路２７を介してＣＰＵ２８
でモニタされつつ、予めＲＯＭである駆動プログラム記
憶部２つに記憶されたプログラムに従った駆動指令かＣ
ＰＵ２８から出力されるようになっている。そして、前
記駆動指令に従ったモータ１０の駆動が、コントローラ
３０及びドライバ３１で行われるようになっている。 ３つの被測定！ｌ！ＩＡ、Ｂ、Ｃによって構成され得る
３組の被測定物対の被測定物間距離は、検出部４を構成
する検出器としての一対の電気マイクロメータ３２で検
出される。 各電気マイクロメータ３２は、第２図及び第５図に示す
ように、それぞれ検出器取付部材３３を介してテーブル
７に固定されており、各電気マイクロメータ３２の出力
が増幅器３４を介して加算器３５に入力するように構成
されている。ここに、電気マイクロメータ３２は、水平
方向に揺動自在とされた測定子３２Ａと、発振器３２Ｂ
の出力により、該測定子３２Ａの機械的変位量を電気的
信号として検出する差動トランスデユーサ（図示せず）
とを備えて構成されている。そのなめ、前記駆動制御部
５の操作によってテーブル７を測定始点位置から終点位
置まで移動させると、測定子３２Ａが被測定物の測定面
に追従して変位し、各電気マイクロメータ３２からはテ
ーブル７の移動軌跡に対する各被測定物の形状か電気信
号として出力され、加算器３５からは両被測定物間の距
離か出力されることとなる。 検出部４では、更に加算器３５の出力か零設定回路３６
を介してＡ／Ｄコンバータ３７でデジタル化された後、
計数回路３８で計数されてデジタル表示器３つに表示さ
れ得るようになっており、被測定物間の距離が検出及び
表示されるようになされている。なお、テーブルのピッ
チング、ヨーイング及びローリングそれぞれにおける測
定誤差はテーブルの傾斜角度の２乗に比例するため、テ
ーブルの移動真直度が測定結果に誤差として加味される
ことはほとんどない。 そうして、前記３組の被測定物対の測定が順次行われ、
被測定物対の測定面間距離がそれぞれ検出されると、処
理手段を構成するＣＰＵ２８により各被測定物の真直度
か求められる。 処理手段による処理のＢ様を説明すると、各被測定物対
（被測定物ＡとＢ、ＡとＣ，ＢとＣ）を測定した結果、
検出された測定面間距離をそれぞれＬｉ（Ａ、Ｂ） 、
Ｌｉ （Ａ、Ｃ） 、Ｌｒ （Ｂ、Ｃ）とし、両被測定
物間に仮想された仮想線から各被測定物Ａ、Ｂ、Ｃの測
定面までの距離をそれぞれａＨ，ｂＨ５Ｃｉ Ｎ旦し
、ｉ＝１〜ｎ）とずると、前述の如く、 ａｌ ＋ ｂ； ＝Ｌ ｔ （Ａ、 Ｂ ）ａｌ ＋ｃ
ｌ ＝Ｌ １ （Ａ、 Ｃ） −（３）ｂｉ ＋
Ｃｉ ＝Ｌ、 ｉ、 （Ｂ、 Ｃ）なる３元連立一次方
程式（３）が成立する。そして、この連立−次方程式を
解くと、各未知数ａｉ、Ｊ、ｃＨに対して（４）式の解
か得られることが理解される。 ａ ｉ ＝ １ ／ ２ Ｌ ｉ （Ａ 、Ｂ ）＋
Ｌｉ Ａ、Ｃ） Ｌｉ （Ｂ、Ｃ））ｂ ｉ ＝
１ ／ ２ （Ｌ ｉ （Ａ 、 Ｂ ）Ｌ ｒ
Ａ、 Ｃ） ＋Ｌ ｉ （Ｂ、 Ｃ） ）ｃ；＝１／２
Ｌｉ （Ａ、Ｂ） ＋Ｌｉ Ａ、Ｃ）＋Ｌｉ （Ｂ、Ｃ））・・（４） 従って、ＣＰＵ２８は、前記テーブル７の往動に際し、
所定のピッチ毎にＡ／Ｄコンバータ３７の出力をインタ
ーフェイス回路４０を介して取り込み、ＲＡ、 Ｍであ
る測定データ記憶部４１に記憶する。そして、上記３組
全ての被測定物対の測定が終了した後、そのＲＡＭ４１
に記憶された測定面間距離Ｌｉ （Ａ、Ｂ）、Ｌｉ （
Ａ、Ｃ）、Ｌｉ（Ｂ、Ｃ）を測定量毎に抽出し、前記仮
想線から被測定物Ａ、Ｂ、Ｃまでの距離ａＨ，ｂＢ、
ｃＨを、ＲＯＭである測定プログラム記憶部４２に記
憶されている（４）式により求め、更に、得られたｖ１
離ａＨ，Ｊ、ｃＨのそれぞれについて、その最大値（ａ
Ｂｍａｘ 、 ｂＢｎ＋ａｘ、ｃＨｌａｘ）と最小値
（ａＢｎ＋ｉｎ ＋ｂＢｎｉｎ 、 ｃｈｉｎ ）と
の差（ａＢａ×−ａＨｎｉｎ 、 ｂＢａｘ−ｂｉｌ
Ｔｌｉｎ 、 ｃＨｎａｘ−ｃＢ ｍｉｎ ）を演算
して各被測定物Ａ、Ｂ、Ｃの真直度を求める。そうして
、各被測定物に対する真直度が求められると、ＣＲＴ４
３には、その真直度と前記距離とが測定結果として表示
される。又、その結果がプリンタ４４にプリントアウト
される。 なお、各被測定物対の測定に際し、前述の（３）式か成
立するなめには、第１図に示すように、各測定点（ｉ−
１〜ｎ）に対し、各被測定物の１回目の測定における前
記距離（ａｉ＋、ｌ）ｉ＋、Ｃｉ＋）と２回目の測定に
おける前記距離（ａ；２、ｆｒｉ２、Ｃ１２）とが同等
の値でなければならない（ａｉ＝ａｉ １＝ ａｉ ２
、ｂｉ＝ｂｉ１＝ｂｉ２、Ｃｉ＝ Ｃｉ １＝ Ｃｉ
２）。そのため、本実施例では、前述の測定作業に先立
って、最初に測定対象となる被測定物対（第１図では被
測定物ＡとＢ）のそれぞれ被測定物について、対応する
一方の検出器の測定始点での出力値（ａｎ、ｂｎ）と測
定終点での出力値（ａｎ＋、ｔ）ｎ＋）とを等しく（ａ
ｎ＝ａｎ＋、ｂｎ＝ｂｒ＋＋）するために、前記押ねじ
１９により調整し、電気マイクロメータ３２の零設定を
行い、それと共に、各被測定物対の測定の際には、順次
、一方の被測定物を共有しつつ、他方の被測定物を交換
して測定して、極力交換に伴う誤差の発生を防止し、更
に、１回目の測定と２回目の測定とで異なるライザーブ
ロック１３に載置される被測定物（Ｂ）については、上
下面を反転して載置し、始点を合せるようにする。そう
して、前述（３）式を満足させ得るテーブル７の測定始
点位置と終点位置とを結ぶ直線と平行な、即ちａ＋＝
ｂ１＝ Ｃ＋＝ ａｎ＝ ｂｎ＝ Ｃｎとなる仮想線を
得る。 次に、上述の装置を用いて行う真直度測定方法を、第６
図のＣＰＵ２８の動作を示すフローチャートを参照しな
がら詳述する。 まず、３つの被測定物Ａ、Ｂ、Ｃのうち、対をなす被測
定物Ａ、Ｂをライザーブロック１３上に載置する。そし
て、一対の電気マイクロメータ３２のうち、一方のみを
増幅器３４に接続し、テーブル７を往復動させつつ、測
定始点と終点との検出値が一致（３ｎ＝ ａｎ ＋ ）
するよう、調整機構の押ねじ１９により調整する。次に
、他方の検出器３３のみを増幅器３４に接続し、同様に
して測定始点と終点との検出値を一致（ｂｎ＝ｂｎ＋）
させる。 このようにして、測定準備が完了したら、ｑ −ボード
４５のスタートキーを操作して、両被測定物間の測定面
間距離を測定する。ここに、スタートキーを操作すると
、ＣＰＵ２８は第６図に示すように、テーブル７を低速
で往動させつつ、所定ピッチ毎に測定面間距離Ｌ ｉ
（Ａ、 Ｂ ）をＲＡＭ４１に記憶する（ステップ１〜
４）。そして、測定終点位置に到達したテーブル７を停
止させ（ステップ５〜６）、所定時間後、高速で復動さ
せて測定始点位置で待機させる（ステップ７〜１０）。 そして、被測定物Ａ及びＢに対する測定が完了したら、
被測定物Ｂを被測定物Ｃと交換し、Ａ及びＢの対の場合
と同様にして、被測定物対Ａ及びＣに対する測定を行い
、測定面間距離Ｌｉ（Ａ、Ｃ）をＲＡＭ４１に記憶する
。 次に、被測定物Ａを被測定物Ｂと交換するが、このとき
、被測定物Ｂの測定点を前回の測定と一致させるため、
被測定物Ｂを上下面反転してライザーブロック１３上に
載置する。そうして、前述と同様にスタートキーを操作
して被測定物対Ｂ及びＣに対する測定を行い、測定面間
距１ｆｉＬｉ（Ｂ、Ｃ）を記憶する。 以上の如くして３組の被測定物対に対する測定が完了し
たら、ＣＰＵ２８は、それを判断しくステップ１１）、
（４）式に基づいて、仮想線から各被測定物までの距離
ａＨ，Ｊ、ｃ１を、各測定点について求めて記憶しくス
テップ１２）、更に得られた距離ａＨ，Ｊ、Ｃｉからそ
れぞれ真直度を求めて記憶しくステップ１３）、上記そ
れぞれの測定・演算結果をＣＲＴ４３、プリンタ４４に
出力しくステップ１４）、測定か゛完了する。 以上、本発明について実施例に基づいて具体的に説明し
たか、本発明は前記実施例に限られるものでない。 例えば、本発明の真直度測定装置は、前記実施例の如く
検出部が電気マイクロメータで構成されている装置に限
らす、検出部が静電容量形検出器、干渉計、リニヤゲー
ジ、ダイヤルゲージ、テコ式インジケータ等で構成され
ている装置であってもよい。 又、本発明方法に適用可能な装置としては、上記装置以
外に測定面間距離を正確に測定することができる検出手
段を備えたものを任意に適用できる。なお、適用可能な
装置としては、測定面間距離を実測した後の演算を行う
演算処理部が連結されているものに限らない。 又、被測定物としては、高精度真直面を有するものであ
れば特に制限はなく、具体的には真直基準ゲージ（直定
規）、空気ベアリングのガイド、座標測定機のレール、
測定機のガイド等を挙げることができ、その形状も測定
面が平坦なものに限らす、丸棒、円筒スコヤ等のように
曲面形状であってもよい。 又、実測する測定面間距離は、実施例の如く並列配置さ
れた一対の被測定物についての内側面間に限らす外側面
間であってもよい。 又、測定に際しては、被測定物の１つ又は２つをダミー
として用い、２つ又は１つの被測定物についての真直度
を測定することもできる。
る。 第２図は、本実施例の真直度測定装置の全体斜視図であ
り、第３図は、上記装置の測定部を示す平面図、第４図
は、該測定部の左側面図、第５図は、上記装置の全体構
成の概略を示すブロック図である。 本実施例の真直度測定装置は、第２図に示すように、測
定手段１と処理手段２とからなり、該測定手段１は、更
に測定部３、検出部４及び駆動制御部５からなる。 前記測定部３は、３つの被測定物（Ａ、Ｂ、Ｃ）によっ
て構成され得る３組の互いに異なる被測定物対（Ａ−Ｂ
、Ａ−Ｃ，Ｂ−Ｃ）のそれぞれについて、被測定物間距
離Ｌ１を測定するためのもので、ある。この測定部３は
、第２図乃至第４図に示すように、ベース６上に往復動
可能とされたテーブル７を挾んで、対をなす被測定物（
図ではＡとＢ）が互いに対向配置され得るよう構成され
ている。 ここに、テーブル７は、第４図に示す如く、その下面に
形成された７字状及び平面状案内部８．８Ａが、それぞ
れベース６の上面に形成された７字状及び平面状案内部
９．９Ａに係合されて、第３図中Ｘ方向に摺動案内され
ている。又、テーブル７は、モータ１０を駆動制御する
ことによって、その下面に固定されたナツト部材１１（
第４図）とベース６に回動自在に保持された送りねじ軸
１２（第３図）とを介して移動されるようになっている
。 一方、対をなす被測定物（Ａ、Ｂ）は、それぞれ対向配
置されているライザーブロック１３（第４図）及び揺動
テーブル１４（第３図）を介してベース６上に載置され
る。このライザーブロック１３は、被測定物を所定の高
さに保持する機能を備えた載置台である。又、揺動テー
ブル１４が、ベース６上に立設されたピン１５を中心軸
として第３図中Ｘ方向に回動自在とされていると共に、
調整機構１６によりその回動量を調整可能とされている
ので、各被測定物は、テーブル７の移動方向に対して平
行調整され得るようになっている。 上記調整機構１６は、第３図に詳細に示す如く、揺動テ
ーブル１４とベース６との間に張架された引張りコイル
ばね１７と、揺動テーブル１４と隣接してベース６上面
に配設されたホルタ１８と、前記コイルばね１７の付勢
力に抗して先端が揺動テーブル１４に当接するよう前記
ホルダ１８に螺合且つ貫通された押ねじ１９とからなる
。 本実施例においては、押ねじ１９を含む調整機構１６を
揺動テーブル１４の片側（図の右側）にのみ設けている
ので構成、調整が簡単であるが、調整機構１６をテーブ
ル１４の両側に設けて、厳密な調整が行えるようにして
もよい。 なお、第３図中、符号２０は、送りねじ軸１２を回動保
持するための軸受、２１は、送りねじ軸１２とモータ１
０の出力軸とを連結するための軸継手、２２は、モータ
１０の回転速度を減速して送りねじ軸に伝達するための
減速機、２３は、各ライザーブロック１３上に被測定物
（Ａ、Ｂ）を載置するためのストッパーである。 上述の如き構成の測定部３における前記モータ１０の駆
動制御は駆動制御部５により行われる。 この駆動制御部５は、テーブル７を測定始点位置と終点
位置との間で往復動させるようモータ１０を駆動制御す
るものであって、第５図に示すように、ロータリーエン
コーダ２５で検出されなモータ１０の回転量がカウンタ
２６及びインターフェイス回路２７を介してＣＰＵ２８
でモニタされつつ、予めＲＯＭである駆動プログラム記
憶部２つに記憶されたプログラムに従った駆動指令かＣ
ＰＵ２８から出力されるようになっている。そして、前
記駆動指令に従ったモータ１０の駆動が、コントローラ
３０及びドライバ３１で行われるようになっている。 ３つの被測定！ｌ！ＩＡ、Ｂ、Ｃによって構成され得る
３組の被測定物対の被測定物間距離は、検出部４を構成
する検出器としての一対の電気マイクロメータ３２で検
出される。 各電気マイクロメータ３２は、第２図及び第５図に示す
ように、それぞれ検出器取付部材３３を介してテーブル
７に固定されており、各電気マイクロメータ３２の出力
が増幅器３４を介して加算器３５に入力するように構成
されている。ここに、電気マイクロメータ３２は、水平
方向に揺動自在とされた測定子３２Ａと、発振器３２Ｂ
の出力により、該測定子３２Ａの機械的変位量を電気的
信号として検出する差動トランスデユーサ（図示せず）
とを備えて構成されている。そのなめ、前記駆動制御部
５の操作によってテーブル７を測定始点位置から終点位
置まで移動させると、測定子３２Ａが被測定物の測定面
に追従して変位し、各電気マイクロメータ３２からはテ
ーブル７の移動軌跡に対する各被測定物の形状か電気信
号として出力され、加算器３５からは両被測定物間の距
離か出力されることとなる。 検出部４では、更に加算器３５の出力か零設定回路３６
を介してＡ／Ｄコンバータ３７でデジタル化された後、
計数回路３８で計数されてデジタル表示器３つに表示さ
れ得るようになっており、被測定物間の距離が検出及び
表示されるようになされている。なお、テーブルのピッ
チング、ヨーイング及びローリングそれぞれにおける測
定誤差はテーブルの傾斜角度の２乗に比例するため、テ
ーブルの移動真直度が測定結果に誤差として加味される
ことはほとんどない。 そうして、前記３組の被測定物対の測定が順次行われ、
被測定物対の測定面間距離がそれぞれ検出されると、処
理手段を構成するＣＰＵ２８により各被測定物の真直度
か求められる。 処理手段による処理のＢ様を説明すると、各被測定物対
（被測定物ＡとＢ、ＡとＣ，ＢとＣ）を測定した結果、
検出された測定面間距離をそれぞれＬｉ（Ａ、Ｂ） 、
Ｌｉ （Ａ、Ｃ） 、Ｌｒ （Ｂ、Ｃ）とし、両被測定
物間に仮想された仮想線から各被測定物Ａ、Ｂ、Ｃの測
定面までの距離をそれぞれａＨ，ｂＨ５Ｃｉ Ｎ旦し
、ｉ＝１〜ｎ）とずると、前述の如く、 ａｌ ＋ ｂ； ＝Ｌ ｔ （Ａ、 Ｂ ）ａｌ ＋ｃ
ｌ ＝Ｌ １ （Ａ、 Ｃ） −（３）ｂｉ ＋
Ｃｉ ＝Ｌ、 ｉ、 （Ｂ、 Ｃ）なる３元連立一次方
程式（３）が成立する。そして、この連立−次方程式を
解くと、各未知数ａｉ、Ｊ、ｃＨに対して（４）式の解
か得られることが理解される。 ａ ｉ ＝ １ ／ ２ Ｌ ｉ （Ａ 、Ｂ ）＋
Ｌｉ Ａ、Ｃ） Ｌｉ （Ｂ、Ｃ））ｂ ｉ ＝
１ ／ ２ （Ｌ ｉ （Ａ 、 Ｂ ）Ｌ ｒ
Ａ、 Ｃ） ＋Ｌ ｉ （Ｂ、 Ｃ） ）ｃ；＝１／２
Ｌｉ （Ａ、Ｂ） ＋Ｌｉ Ａ、Ｃ）＋Ｌｉ （Ｂ、Ｃ））・・（４） 従って、ＣＰＵ２８は、前記テーブル７の往動に際し、
所定のピッチ毎にＡ／Ｄコンバータ３７の出力をインタ
ーフェイス回路４０を介して取り込み、ＲＡ、 Ｍであ
る測定データ記憶部４１に記憶する。そして、上記３組
全ての被測定物対の測定が終了した後、そのＲＡＭ４１
に記憶された測定面間距離Ｌｉ （Ａ、Ｂ）、Ｌｉ （
Ａ、Ｃ）、Ｌｉ（Ｂ、Ｃ）を測定量毎に抽出し、前記仮
想線から被測定物Ａ、Ｂ、Ｃまでの距離ａＨ，ｂＢ、
ｃＨを、ＲＯＭである測定プログラム記憶部４２に記
憶されている（４）式により求め、更に、得られたｖ１
離ａＨ，Ｊ、ｃＨのそれぞれについて、その最大値（ａ
Ｂｍａｘ 、 ｂＢｎ＋ａｘ、ｃＨｌａｘ）と最小値
（ａＢｎ＋ｉｎ ＋ｂＢｎｉｎ 、 ｃｈｉｎ ）と
の差（ａＢａ×−ａＨｎｉｎ 、 ｂＢａｘ−ｂｉｌ
Ｔｌｉｎ 、 ｃＨｎａｘ−ｃＢ ｍｉｎ ）を演算
して各被測定物Ａ、Ｂ、Ｃの真直度を求める。そうして
、各被測定物に対する真直度が求められると、ＣＲＴ４
３には、その真直度と前記距離とが測定結果として表示
される。又、その結果がプリンタ４４にプリントアウト
される。 なお、各被測定物対の測定に際し、前述の（３）式か成
立するなめには、第１図に示すように、各測定点（ｉ−
１〜ｎ）に対し、各被測定物の１回目の測定における前
記距離（ａｉ＋、ｌ）ｉ＋、Ｃｉ＋）と２回目の測定に
おける前記距離（ａ；２、ｆｒｉ２、Ｃ１２）とが同等
の値でなければならない（ａｉ＝ａｉ １＝ ａｉ ２
、ｂｉ＝ｂｉ１＝ｂｉ２、Ｃｉ＝ Ｃｉ １＝ Ｃｉ
２）。そのため、本実施例では、前述の測定作業に先立
って、最初に測定対象となる被測定物対（第１図では被
測定物ＡとＢ）のそれぞれ被測定物について、対応する
一方の検出器の測定始点での出力値（ａｎ、ｂｎ）と測
定終点での出力値（ａｎ＋、ｔ）ｎ＋）とを等しく（ａ
ｎ＝ａｎ＋、ｂｎ＝ｂｒ＋＋）するために、前記押ねじ
１９により調整し、電気マイクロメータ３２の零設定を
行い、それと共に、各被測定物対の測定の際には、順次
、一方の被測定物を共有しつつ、他方の被測定物を交換
して測定して、極力交換に伴う誤差の発生を防止し、更
に、１回目の測定と２回目の測定とで異なるライザーブ
ロック１３に載置される被測定物（Ｂ）については、上
下面を反転して載置し、始点を合せるようにする。そう
して、前述（３）式を満足させ得るテーブル７の測定始
点位置と終点位置とを結ぶ直線と平行な、即ちａ＋＝
ｂ１＝ Ｃ＋＝ ａｎ＝ ｂｎ＝ Ｃｎとなる仮想線を
得る。 次に、上述の装置を用いて行う真直度測定方法を、第６
図のＣＰＵ２８の動作を示すフローチャートを参照しな
がら詳述する。 まず、３つの被測定物Ａ、Ｂ、Ｃのうち、対をなす被測
定物Ａ、Ｂをライザーブロック１３上に載置する。そし
て、一対の電気マイクロメータ３２のうち、一方のみを
増幅器３４に接続し、テーブル７を往復動させつつ、測
定始点と終点との検出値が一致（３ｎ＝ ａｎ ＋ ）
するよう、調整機構の押ねじ１９により調整する。次に
、他方の検出器３３のみを増幅器３４に接続し、同様に
して測定始点と終点との検出値を一致（ｂｎ＝ｂｎ＋）
させる。 このようにして、測定準備が完了したら、ｑ −ボード
４５のスタートキーを操作して、両被測定物間の測定面
間距離を測定する。ここに、スタートキーを操作すると
、ＣＰＵ２８は第６図に示すように、テーブル７を低速
で往動させつつ、所定ピッチ毎に測定面間距離Ｌ ｉ
（Ａ、 Ｂ ）をＲＡＭ４１に記憶する（ステップ１〜
４）。そして、測定終点位置に到達したテーブル７を停
止させ（ステップ５〜６）、所定時間後、高速で復動さ
せて測定始点位置で待機させる（ステップ７〜１０）。 そして、被測定物Ａ及びＢに対する測定が完了したら、
被測定物Ｂを被測定物Ｃと交換し、Ａ及びＢの対の場合
と同様にして、被測定物対Ａ及びＣに対する測定を行い
、測定面間距離Ｌｉ（Ａ、Ｃ）をＲＡＭ４１に記憶する
。 次に、被測定物Ａを被測定物Ｂと交換するが、このとき
、被測定物Ｂの測定点を前回の測定と一致させるため、
被測定物Ｂを上下面反転してライザーブロック１３上に
載置する。そうして、前述と同様にスタートキーを操作
して被測定物対Ｂ及びＣに対する測定を行い、測定面間
距１ｆｉＬｉ（Ｂ、Ｃ）を記憶する。 以上の如くして３組の被測定物対に対する測定が完了し
たら、ＣＰＵ２８は、それを判断しくステップ１１）、
（４）式に基づいて、仮想線から各被測定物までの距離
ａＨ，Ｊ、ｃ１を、各測定点について求めて記憶しくス
テップ１２）、更に得られた距離ａＨ，Ｊ、Ｃｉからそ
れぞれ真直度を求めて記憶しくステップ１３）、上記そ
れぞれの測定・演算結果をＣＲＴ４３、プリンタ４４に
出力しくステップ１４）、測定か゛完了する。 以上、本発明について実施例に基づいて具体的に説明し
たか、本発明は前記実施例に限られるものでない。 例えば、本発明の真直度測定装置は、前記実施例の如く
検出部が電気マイクロメータで構成されている装置に限
らす、検出部が静電容量形検出器、干渉計、リニヤゲー
ジ、ダイヤルゲージ、テコ式インジケータ等で構成され
ている装置であってもよい。 又、本発明方法に適用可能な装置としては、上記装置以
外に測定面間距離を正確に測定することができる検出手
段を備えたものを任意に適用できる。なお、適用可能な
装置としては、測定面間距離を実測した後の演算を行う
演算処理部が連結されているものに限らない。 又、被測定物としては、高精度真直面を有するものであ
れば特に制限はなく、具体的には真直基準ゲージ（直定
規）、空気ベアリングのガイド、座標測定機のレール、
測定機のガイド等を挙げることができ、その形状も測定
面が平坦なものに限らす、丸棒、円筒スコヤ等のように
曲面形状であってもよい。 又、実測する測定面間距離は、実施例の如く並列配置さ
れた一対の被測定物についての内側面間に限らす外側面
間であってもよい。 又、測定に際しては、被測定物の１つ又は２つをダミー
として用い、２つ又は１つの被測定物についての真直度
を測定することもできる。
以上説明した通り、本発明によれば、真直基準を用いる
ことなく被測定物の真直度を測定可能であり、しかも、
パスライン変動等の測定装置の運動の再現性の影響を受
けることなく、高精度で真直度を測定することが可能に
なるという優れな作１ つ 用効果を有する。
ことなく被測定物の真直度を測定可能であり、しかも、
パスライン変動等の測定装置の運動の再現性の影響を受
けることなく、高精度で真直度を測定することが可能に
なるという優れな作１ つ 用効果を有する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃンは、本発明の詳細な説明
するための略示平面図、 第２図は、本発明に係る実施例の真直度測定装置の全体
を示す概略斜視図、 第３図は、上記装置の測定部を示す平面図、第４図は、
上記測定部の左側面図、 第５図は、上記装置の全体構成の概略を示すブロック図
、 第６図は、本発明方法の実施例を示すフローチャート、 第７図は、従来の真直度測定装置の一例を示す概略斜視
図、 第８図は、従来の真直度測定方法の他の例の原理を説明
するための略示平面図である。 ３・・・測定部、 ４・・・検出部、 ５・・・駆動制＃部、 ６・・・ベース、 ７・・・テーブル、 １０・・・モータ、 １２・・・送りねじ軸、 １３・・・ライザーフロック（載置部）、２５・・・ロ
ータリーエンコータ、 ２８・・・ＣＰＵ、 ３２・・・電気マイクロメータ（検出器）、４１・・・
ＲＡＭ （測定データ記憶部）、４２・・・ＲＯＭ （
測定プログラム記憶部）、４３・・・ＣＲＴ、 ４４・・・プリンタ。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・被測定物、 １−・・・測定手段、 ２・・・処理手段、
するための略示平面図、 第２図は、本発明に係る実施例の真直度測定装置の全体
を示す概略斜視図、 第３図は、上記装置の測定部を示す平面図、第４図は、
上記測定部の左側面図、 第５図は、上記装置の全体構成の概略を示すブロック図
、 第６図は、本発明方法の実施例を示すフローチャート、 第７図は、従来の真直度測定装置の一例を示す概略斜視
図、 第８図は、従来の真直度測定方法の他の例の原理を説明
するための略示平面図である。 ３・・・測定部、 ４・・・検出部、 ５・・・駆動制＃部、 ６・・・ベース、 ７・・・テーブル、 １０・・・モータ、 １２・・・送りねじ軸、 １３・・・ライザーフロック（載置部）、２５・・・ロ
ータリーエンコータ、 ２８・・・ＣＰＵ、 ３２・・・電気マイクロメータ（検出器）、４１・・・
ＲＡＭ （測定データ記憶部）、４２・・・ＲＯＭ （
測定プログラム記憶部）、４３・・・ＣＲＴ、 ４４・・・プリンタ。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・被測定物、 １−・・・測定手段、 ２・・・処理手段、
Claims (2)
- （１）３つの被測定物で構成される、互いに異なる３組
の被測定物対のそれぞれについて、測定面を並列に配置
して測定面間距離を測定し、 該測定面間距離が、その測定点における仮想線から各測
定面までの距離の和に等しいとして得られる３元連立一
次方程式を解くことにより、複数の測定点における仮想
線から各測定面までの距離を算出し、 該距離を各測定面毎に比較して、被測定物それぞれの真
直度を算出することを特徴とする真直度測定方法。 - （２）測定面を並列にして１対の被測定物を配置可能な
載置部を有する測定部と、 両被測定物の測定面間距離を実測する検出器を有する検
出部と、 被測定物又は検出器の少なくとも一方を移動させて測定
点を変更する駆動制御部と、 ３組の被測定物対について、それぞれ複数の測定点で実
測した測定面間距離を記憶するメモリと、被測定物対に
ついて実測される測定面間距離はその測定点における仮
想線から各測定面までの距離の和に等しいとして得られ
る３元連立一次方程式に、上記測定面間距離を代入し、
所定のプログラムに従つて仮想線から測定面までの距離
を各測定点について算出し、且つ算出した該距離を各測
定面毎に比較して被測定物の真直度を算出する演算部と
、 を備えたことを特徴とする真直度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7471989A JPH0660817B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 真直度測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7471989A JPH0660817B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 真直度測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02253114A true JPH02253114A (ja) | 1990-10-11 |
| JPH0660817B2 JPH0660817B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=13555310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7471989A Expired - Lifetime JPH0660817B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 真直度測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660817B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235304A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | Kuroda Precision Ind Ltd | 真直度測定装置の真直運動精度測定方法 |
| EP1515115A2 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program, and recording medium storing the program |
| JP2012177595A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Jfe Steel Corp | 形状測定方法 |
| JP2015105847A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社ミツトヨ | 真直度校正方法及びその装置 |
| JP2016191639A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 新日鐵住金株式会社 | 面間距離測定装置及び方法 |
| CN107726964A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种航空发动机单悬臂管路管接嘴部的垂直度测量装置 |
-
1989
- 1989-03-27 JP JP7471989A patent/JPH0660817B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235304A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | Kuroda Precision Ind Ltd | 真直度測定装置の真直運動精度測定方法 |
| EP1515115A2 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program, and recording medium storing the program |
| EP1515115A3 (en) * | 2003-09-09 | 2005-04-13 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program, and recording medium storing the program |
| EP1742018A2 (en) | 2003-09-09 | 2007-01-10 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program and recording medium storing the program |
| EP1742018A3 (en) * | 2003-09-09 | 2007-02-21 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program and recording medium storing the program |
| US7188046B2 (en) | 2003-09-09 | 2007-03-06 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program, and recording medium storing the program |
| CN100375884C (zh) * | 2003-09-09 | 2008-03-19 | 三丰株式会社 | 形状测定装置和方法、形状解析装置 |
| US7483807B2 (en) | 2003-09-09 | 2009-01-27 | Mitutoyo Corporation | Form measuring device, form measuring method, form analysis device, form analysis program, and recording medium storing the program |
| JP2012177595A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Jfe Steel Corp | 形状測定方法 |
| JP2015105847A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社ミツトヨ | 真直度校正方法及びその装置 |
| JP2016191639A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 新日鐵住金株式会社 | 面間距離測定装置及び方法 |
| CN107726964A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种航空发动机单悬臂管路管接嘴部的垂直度测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0660817B2 (ja) | 1994-08-10 |
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