JPH03249516A - Flatness measuring instrument - Google Patents

Flatness measuring instrument

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JPH03249516A
JPH03249516A JP4557590A JP4557590A JPH03249516A JP H03249516 A JPH03249516 A JP H03249516A JP 4557590 A JP4557590 A JP 4557590A JP 4557590 A JP4557590 A JP 4557590A JP H03249516 A JPH03249516 A JP H03249516A
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measurement
flatness
displacement sensor
turntable
measurement surface
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Atsushi Watanabe
敦 渡辺
Shigeru Mori
茂 森
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately measure flatness regardless of the parallelism of a swiveling arm by measuring variation data at measurement points on a straight line passing through the center of rotation of a measurement surface by a displacement sensor while confirming the measurement points with a position detecting means, and calculating the flatness from the difference between the maximum displacement and minimum displacement in the entire area. CONSTITUTION:The back surface 2 of a hypoid gear 1 to be measured is regarded as the measurement surface and the gear is installed on the top surface of a turntable 11 while aligning shaft centers. The swiveling arm 21 is disposed on the back surface 2 which faces up and swiveled by a moving means 20 and the displacement sensor 23 is fitted to the arm 21 and moved reciprocally from one end to the other end of the back surface 2. Thus, the position detecting means detects the movement quantities of the table 11 and means 20 and a movement quantity signal from the means 32 is stored in the storage part of an arithmetic means 25 in a state corresponding to measurement data on gap size G by the displacement sensor 23. Thereafter, this data is used to determine the flatness of the measurement surface 2.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] とを特徴とする平面度側 (産業上の利用分野) 本発明は、被測定物の平面の平面度を正確かつ信頼性高
く測定し得る測定装置に関し、特に測定装置の設置状態
に拘らず正確に測定できる平面度の測定装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] The flatness side (industrial application field) characterized by In particular, the present invention relates to a flatness measuring device that can accurately measure flatness regardless of the installation state of the measuring device.

(従来の技術) 例えは、自動車の動力伝達装置などに用いられるハイポ
イドギヤは高負荷にて使用されるため、その加工に際し
ては十分な仕上り精度をもって加工されることか必要で
あり、また、ハイポイドギヤは、その背面において他の
部品と組み付けた状態で使用されるため、特に背面の平
面度の確保が信頼性向上のために必要である。
(Prior art) For example, hypoid gears used in automobile power transmission devices are used under high loads, so it is necessary to process them with sufficient finishing accuracy. , since it is used with other parts assembled on its back surface, it is especially necessary to ensure the flatness of the back surface in order to improve reliability.

このような高精度の平面度が要求されるワークの平面度
を測定する方法としては、まず測定すべき面上、最も凸
となる三位置を選定し、この三位置の高さを同一平面上
に設置した後に、凹部の寸法を測定するという手法が採
用されている。そして、凸部の最高値と凹部の最低値の
差を平面度(μm)と定義している。
To measure the flatness of a workpiece that requires such high precision flatness, first select the three most convex positions on the surface to be measured, and then measure the heights of these three positions on the same plane. The method used is to measure the dimensions of the recess after installing the recess. The difference between the highest value of the convex portion and the lowest value of the concave portion is defined as flatness (μm).

第19〜21図は、従来の平面度測定方法および測定装
置の一例を示す構成図であり、被測定物としてハイポイ
ドギヤを用いて説明する。
19 to 21 are configuration diagrams showing an example of a conventional flatness measuring method and measuring device, and will be explained using a hypoid gear as an object to be measured.

まず、第19図に示すように、ノ1イボイドギヤ1の背
面2に光明丹を塗布した後、/’%イボイドギヤ1の背
面2と定盤3とを摺合わせ、背面2のうち最も突出した
三点を目視により選定する。ここで、ハイポイドギヤ1
の背面2と定盤3とを摺合わせた結果、背面2のうち最
も突出した三点は、第20図に示すように、金属間相互
の直接接触となって金属面4が露出することから、測定
者は三つの凸部5(図中X印)を官能的に選定すること
ができる。
First, as shown in FIG. 19, after applying Komyotan to the back surface 2 of the warp gear 1, the back surface 2 of the warp gear 1 and the surface plate 3 are slid together, and the most protruding three parts of the back surface 2 are Select the points visually. Here, hypoid gear 1
As a result of sliding the back surface 2 and the surface plate 3 together, the three most protruding points on the back surface 2 are in direct contact between the metals and the metal surface 4 is exposed, as shown in FIG. , the measurer can sensually select the three protrusions 5 (marked with X in the figure).

ついで、第21図に示すように、定盤3上にジヤツキ6
を介して設置された補助定盤7−1−にハイポイドギヤ
1を設置し、ハイドゲージ9に取付けたダイヤルゲージ
8を用いて凸部5の正位置における高さが同一となるよ
うに三つのジヤツキ6を調整する。そしてこの状態で、
背面の全面をダイヤルゲージ8により走査して、最も低
い四部の深さを測定し、上記凸部5の高さとこの四部の
高さとの差を計算により求め、これを背面2の平面度と
決定していた。
Next, as shown in FIG. 21, a jack 6 is placed on the surface plate 3.
The hypoid gear 1 is installed on the auxiliary surface plate 7-1- installed through the Adjust 6. And in this state,
The entire surface of the back surface is scanned with a dial gauge 8, the depth of the four lowest parts is measured, and the difference between the height of the convex part 5 and the height of these four parts is determined by calculation, and this is determined as the flatness of the back surface 2. Was.

(発明か解決しようとする課題) しかしながら、従来の平面度測定においては、三つの凸
部5を選定することにより平面度か決定されるが、この
三位置の正確な位置は、測定者の個人差により誤差を発
生されるなと不確定要素かあり、数十μmの精度を要す
る平面度測定には適していなかった。
(Problem to be solved by the invention) However, in conventional flatness measurement, flatness is determined by selecting three convex portions 5, but the exact positions of these three positions are determined by the individual of the measurer. There is an element of uncertainty to prevent errors from occurring due to differences, and it is not suitable for flatness measurements that require accuracy of several tens of micrometers.

また、ハイポイドギヤの摺合わせなどの事前作業および
平面度測定のために多くのmll定時間を要するという
欠点もあった。
Another disadvantage is that it takes a lot of time for preliminary work such as sliding alignment of hypoid gears and flatness measurement.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ハイポイドギヤの背面の平面度を正確か
つ信頼性高< Mす定することかてきるハイポイドギヤ
の平面測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a hypoid gear plane measuring device that can accurately and reliably determine the flatness of the back surface of a hypoid gear. The purpose is to

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、略円形状の測定面
を有する被測定物を搭載して回転させるターンテーブル
と、該ターンテーブルの回転位置を検出する位置検出手
段と、ターンテーブルに搭載された被測定物の測定面に
対向すると共に測定面との間隙寸法を検出する変位セン
サと、前記変位センサを測定面の回転中心を通過する直
線上を一端から他端に至るまで移動させるための移動手
段と、前記変位センサと前記位置検出手段との検出信号
により、同一位置における2つの間隙寸法の平均値を演
算し、かつ、この平均値データに基づいて、前記測定面
上の円周方向の三等分領域における最も突出した位置の
変位が互いに等しくなるよう1゛こ仮想基準面を決定し
て平面度の演算処理を行う演算手段とを備えたことを特
徴とする平面度測定装置である。
[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) To achieve the above object, the present invention includes a turntable on which a measured object having a substantially circular measurement surface is mounted and rotated; a position detection means for detecting the rotational position; a displacement sensor that faces the measurement surface of the object mounted on the turntable and detects the gap between the measurement surface; calculating an average value of two gap dimensions at the same position using a moving means for moving from one end to the other on a straight line, and detection signals from the displacement sensor and the position detecting means; Based on the average value data, a virtual reference plane is determined and a flatness calculation process is performed so that the displacements of the most protruding positions in the trisected areas in the circumferential direction on the measurement surface are equal to each other. This is a flatness measuring device characterized by comprising: means.

(作用) このように構成した本発明にあっては、測定面の回転中
心を通過する直線上の4(す定点における変位データを
位置検出手段により測定点を確認しながら変位センサに
てff1ll定し、このデータを演算手段に格納する。
(Function) In the present invention configured as described above, displacement data at 4 (4) fixed points on a straight line passing through the center of rotation of the measurement surface is determined by the displacement sensor while confirming the measurement point by the position detection means. Then, this data is stored in the calculation means.

次に、同一測定点における2つの間隙寸法データの平均
値を演算し、これを補正間隙寸法データとし、この値を
用いて、測定面の円周方向の三等分領域における最も突
出した位置の変位を等しくすべく、変位データを同次変
換により回転移動して仮想基準面を決定する演算処理を
行なう。
Next, calculate the average value of the two gap size data at the same measurement point, use this as corrected gap size data, and use this value to calculate the most protruding position in the third area in the circumferential direction of the measurement surface. In order to equalize the displacements, arithmetic processing is performed to rotate the displacement data by homogeneous transformation and determine a virtual reference plane.

そして、全域における最高変位および最低変位の差から
平面度を演算する。
Then, flatness is calculated from the difference between the highest displacement and the lowest displacement in the entire area.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。(Example) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る平面度測定装置の全体
を示す構成図、第2図は第1図の■−■線に沿う断面図
、第3図(A)([3,)はアダプタの変形例を示す断
面図、第4〜12図は旋回アームの平行度を補正する手
順を説明する断面図、第13図は同実施例の操作手順を
示すフローチャート、第14〜17図は同実施例の演算
原理を説明する概念図、第18図は本発明の他の応用例
を示す平面図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the entire flatness measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. ) is a sectional view showing a modified example of the adapter, FIGS. 4 to 12 are sectional views illustrating the procedure for correcting the parallelism of the rotating arm, FIG. The figure is a conceptual diagram explaining the calculation principle of the same embodiment, and FIG. 18 is a plan view showing another example of application of the present invention.

なお、本実施例は、被測定物として高精度の平面度が要
求されるハイポイドギヤを用いて説明するが、本発明の
平面度測定装置はこのハイポイドギヤに限定されること
なく、種々の被測定物について用いることかできる。
Although this embodiment will be explained using a hypoid gear that requires high-precision flatness as the object to be measured, the flatness measuring device of the present invention is not limited to this hypoid gear, and can be applied to various objects to be measured. It can be used about.

まず、第1〜2図に示すように、本実施例の平面度測定
装置10は、被測定物であるハイポイドギヤ1の背面2
をff1ll定面として、当該波mll定物1を所定の
速度にて回転させるターンテーブル11を有している。
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the flatness measuring device 10 of the present embodiment measures the back surface of a hypoid gear 1, which is an object to be measured.
It has a turntable 11 that rotates the wave mll constant object 1 at a predetermined speed, with ff1ll being a constant surface.

このハイポイドギヤ1は、ターンテーブル11」二面に
突出形成された凸部11aにアダプタ14の通孔14a
を嵌合し、さらにアダプタ14をハイポイドギヤ1の凹
部1aに嵌合することによりターンテーブル上面に設置
され、これにより、ハイポイドギヤ1の軸心とターンテ
ーブル11の軸心とが一致することとなる。
This hypoid gear 1 has a convex portion 11a formed protrudingly on two sides of the turntable 11, and a through hole 14a of the adapter 14.
By fitting the adapter 14 into the concave portion 1a of the hypoid gear 1, the adapter 14 is installed on the upper surface of the turntable, whereby the axial center of the hypoid gear 1 and the axial center of the turntable 11 are aligned.

ここで、測定しようとするハイポイドギヤ1の形状、特
に四部1aの形状が複数種類ある場合には、第3図(A
)(B)に示すように、アダプタ14の形状を各ハイポ
イドギヤ1の形状に対応するように形成し、一方、これ
ら各アダプタ14の通孔形状をターンテーブル11の凸
部形状に対応した形状に形成することか望ましい。
Here, if there are multiple shapes of the hypoid gear 1 to be measured, especially the shapes of the four parts 1a,
) As shown in (B), the shape of the adapter 14 is formed to correspond to the shape of each hypoid gear 1, and the through hole shape of each of these adapters 14 is formed to a shape corresponding to the shape of the convex part of the turntable 11. It is desirable to form.

これにより、Mす定すべきハイポイドギヤ1が複数種類
あっても、各専用アダプタを準備しておくだけで、これ
ら複数種類のハイポイドギヤ1を一つのターンテーブル
11で測定することが可能となる。例えば、第3図(A
)(B)に示す二つのハイポイドギヤ1は、それぞれ凹
部1aの形状が異なっているが、アダプタ14の段部1
4bの形状をこれら四部1aの形状にそれぞれ対応して
形成しており、また、アダプタ14の通孔14aはター
ンテーブル11の凸部11aの形状に対応していること
から、一方のハイポイドギヤの測定を終了した後に、他
方のハイポイドギヤの測定を行う場合には、アダプタ1
4を取り替えるだけでハイポイドギヤ1の測定を同一の
測定装置10にて行うことができる。
As a result, even if there are multiple types of hypoid gears 1 to be measured, it is possible to measure these multiple types of hypoid gears 1 with one turntable 11 by simply preparing dedicated adapters for each type. For example, in Figure 3 (A
) The two hypoid gears 1 shown in (B) have different shapes of the recessed portions 1a, but the stepped portion 1 of the adapter
4b is formed to correspond to the shape of each of the four parts 1a, and the through hole 14a of the adapter 14 corresponds to the shape of the convex part 11a of the turntable 11. If you want to measure the other hypoid gear after completing the
4, the hypoid gear 1 can be measured using the same measuring device 10.

移動手段20は、支軸24の回りに旋回する旋回アーム
21と、この旋回アーム21に対して直交するとともに
旋回アーム21に沿って直線移動する横アーム22を有
し、横アーム22の端部に変位センサ23が固定されて
いる。
The moving means 20 has a pivot arm 21 that pivots around a support shaft 24 and a horizontal arm 22 that is perpendicular to the pivot arm 21 and moves linearly along the pivot arm 21. A displacement sensor 23 is fixed to.

この旋回アーム21は、被測定物1をターンテーブル1
1上に設置する際には、変位センサ23と被測定物1と
の干渉を防止するために退避位置に旋回し、一方測定峙
には、変位センサ23か測定面2に対向する測定位置(
背面の中心を通る直線上)まで旋回して固定されるよう
になっている。
This rotating arm 21 rotates the object 1 to be measured on the turntable 1.
1, the displacement sensor 23 is turned to the retracted position to prevent interference between the displacement sensor 23 and the object to be measured 1. On the other hand, when the displacement sensor 23 is installed on the measuring surface 2, the displacement sensor 23 is turned to the retracted position (
It is designed to swivel until it is fixed (on a straight line passing through the center of the back).

本実施例の横アーム22は、サーボモータ30等により
ボールネジ31等を介して旋回アーム21上を、被測定
物の一端から他端に至る領域を往復移動可能になってい
る。すなわち、第1図に示すハイポイドギヤ1の中心を
通る直線上を、左端から右端に至る領域の間隙=J法G
を走査する。ことかできる。また、測定時には、ターン
テーブル11の回転状態と関連して所定ピッチづつ移動
するように図示しない制御手段から指令信す効<送信さ
れるようになっている。
The horizontal arm 22 of this embodiment is capable of reciprocating movement on the swing arm 21 via a ball screw 31 or the like by a servo motor 30 or the like from one end of the object to be measured to the other end. That is, on a straight line passing through the center of the hypoid gear 1 shown in FIG. 1, the gap in the area from the left end to the right end = J method G
scan. I can do it. Further, during measurement, a command is sent from a control means (not shown) to move the turntable 11 by a predetermined pitch in relation to the rotational state of the turntable 11.

ターンテーブル11および移動手段20のそれぞれの移
動量は、位置検出手段32により検出されるように構成
されており、これにより変位センサ23のハイポイドギ
ヤ1の/11す定面2に対する現在位置を把握すること
ができる。そして、この検出信号は演算手段25の記憶
部に変位センサ23による間隙寸法Gのm11定データ
と対応した状態で格納される。
The respective movement amounts of the turntable 11 and the moving means 20 are configured to be detected by the position detecting means 32, thereby grasping the current position of the displacement sensor 23 with respect to the /11 plane 2 of the hypoid gear 1. be able to. Then, this detection signal is stored in the storage section of the calculation means 25 in a state corresponding to m11 constant data of the gap size G obtained by the displacement sensor 23.

前述したように、ハイポイドギヤ1の測定面2との間隙
寸法Gを高精度にて検出する変位センサ23は、移動手
段20の旋回アーム21に取り付けられた状態で、測定
面2に対向して設けられているが、この変位センサ23
としては、例えば磁気センサなどを用いることができ、
ハイポイドギヤ1の測定面2に対する変位センサ23と
の間隙寸法Gにより変化する磁石回路の磁気量を利用し
て、間隙寸法Gの検出か行なわれる。この変位センサ2
3にて検出された磁気量は電気量に変換された後に、前
述したように演算手段25の記憶部に記憶されるように
なっている。この記憶部に格納された間隙寸法Gのデー
タは、さらに後述する演算処理か行われてハイポイドギ
ヤ1の測定面2の平面度か決定されることとなる。
As described above, the displacement sensor 23 that detects the gap G between the hypoid gear 1 and the measurement surface 2 with high accuracy is installed opposite the measurement surface 2 while being attached to the swing arm 21 of the moving means 20. However, this displacement sensor 23
For example, a magnetic sensor can be used,
The gap size G is detected by using the magnetic amount of the magnet circuit, which changes depending on the gap size G between the displacement sensor 23 and the measuring surface 2 of the hypoid gear 1. This displacement sensor 2
After the magnetic quantity detected in step 3 is converted into an electrical quantity, it is stored in the storage section of the calculation means 25 as described above. The data of the gap size G stored in the storage section is further subjected to arithmetic processing, which will be described later, to determine the flatness of the measurement surface 2 of the hypoid gear 1.

さらに、演算手段25には、当該演算手段にて演算した
測定結果を表示するための表示手段26が接続されてい
る。この表示手段26は、ある基準値を予め人力してお
き、測定結果かこの基準値を満足するか否かによって合
格、あるいは不合格の表示を行うものでも良いし、さら
に、測定面2の部位別に測定データを表示するように構
成しても良い。この場合、測定データの値を種々の範囲
、例えば、基準面に対する測定値か0〜10μmである
ときは「赤」、10〜20μmであるときは「橙」、2
0〜30μmであるときは「黄」、・・・のように、C
RTデイスプレィ上にカラー表示することも可能である
Further, the calculation means 25 is connected to a display means 26 for displaying the measurement results calculated by the calculation means. This display means 26 may be one in which a certain standard value is manually set in advance, and a display of pass or fail is displayed depending on whether the measurement result satisfies this standard value. The configuration may be such that measurement data is displayed separately. In this case, the value of the measurement data is displayed in various ranges, for example, when the measured value with respect to the reference plane is 0 to 10 μm, it is “red”, when it is 10 to 20 μm, it is “orange”,
When it is 0 to 30 μm, it is "yellow", as in...
Color display on the RT display is also possible.

次に、このように構成した本実施例の平面度測定装置の
/11す定手順と演算処理方法について、第1図及び第
4〜17図を参照しつつ説明する。
Next, the /11 setting procedure and arithmetic processing method of the flatness measuring apparatus of this embodiment configured as described above will be explained with reference to FIG. 1 and FIGS. 4 to 17.

測定手順 まず、測定すべきハイポイドギヤ1をアタツク14を介
してターンテーブル11七に設置した後に、移動手段2
0の旋回アーム21を測定位置まで旋回して、変位セン
サ23かハイポイドギヤ1の測定面2の中心を通る直線
上の一端(第1図中、左端)に位置するように当該旋回
アーム21を固定する。
Measurement procedure First, after installing the hypoid gear 1 to be measured on the turntable 117 via the attack 14, the moving means 2
0 swing arm 21 to the measurement position, and fix the swing arm 21 so that it is located at one end (the left end in FIG. 1) of a straight line passing through the center of the displacement sensor 23 or the measurement surface 2 of the hypoid gear 1. do.

ついで、ターンテーブル11を回転させ、変位センサ2
3および位置検出手段32により、ハイポイドギヤ1の
1周分の各位置における間隙寸法Gを検出し、その検出
信号を演算手段25に人力する。この1周分の測定を終
了すれは、次に移動手段20を駆動させて変位センサ2
3を所定ピッチたけ半径方向内側に移動させ、再びター
ンテーブル11を回転させて、次の1周分の間隙寸法G
を測定し、このmllll−タを演算手段25に入力す
る。このような操作を繰り返し、ハイポイドギヤ1の測
定面2の最外周から最内周までの全域にわたる間隙」゛
法Gを演算手段25に人力する。
Next, the turntable 11 is rotated, and the displacement sensor 2
3 and the position detection means 32 detect the gap size G at each position for one rotation of the hypoid gear 1, and input the detection signal to the calculation means 25 manually. To complete this measurement for one revolution, the moving means 20 is then driven to move the displacement sensor 2.
3 inward in the radial direction by a predetermined pitch and rotate the turntable 11 again to determine the gap size G for the next round.
is measured, and this mllll-ta is input to the calculation means 25. By repeating such operations, the calculation means 25 is manually inputted with the method G of the gap over the entire area from the outermost circumference to the innermost circumference of the measurement surface 2 of the hypoid gear 1.

さらに、このようにして最外周から最内層までの全域に
わたる間隙寸法Gの測定を終了すると、今度は、この最
内周からハイポイドギヤ1の他端(第1図中、右端)で
ある最外周までの間隙寸法を上述した手順により4(す
定し、演算手段に人力する。
Furthermore, after completing the measurement of the gap dimension G over the entire area from the outermost periphery to the innermost layer in this way, from this innermost periphery to the outermost periphery which is the other end of the hypoid gear 1 (the right end in FIG. 1) The gap size is determined according to the above-mentioned procedure and input manually to the calculation means.

本実施例において、ハイポイドギヤの一端から他端に至
る全域の間隙寸法を測定するように構成したのは、変位
センサ23の移動軌跡かターンテーブル11の回転面に
対して平行となっていない場合、例えは、第4図に示す
ように、旋回アーム21がターンテーブル11に対して
角度αたけ傾いていた場合には、本来測定されるべきX
す定面の一般平面か、測定データに誤った平面形状とし
て演算手段25に記憶され、これを基に平面度が演算さ
れるからであり、これをマスターを用いて調節すること
なく簡便な方法で補正しようとするものである。この点
については、さらに後述するか、要するにマスターによ
る調節を行なうことなく、また旋回アーム21の平行度
如何に拘らず測定できることか本発明の特徴であるとい
える。
In this embodiment, the gap size of the entire area from one end of the hypoid gear to the other end is measured because if the movement trajectory of the displacement sensor 23 is not parallel to the rotating surface of the turntable 11, For example, as shown in FIG. 4, if the swing arm 21 is tilted by an angle α with respect to the turntable 11,
This is because the flatness is stored in the calculation means 25 as a general plane of a fixed surface or an incorrect plane shape in the measurement data, and the flatness is calculated based on this, and this is a simple method without adjusting it using a master. This is what we are trying to correct. This point will be described further below, but in short, it can be said that the feature of the present invention is that it can be measured without making any adjustment by the master and regardless of the parallelism of the swing arm 21.

演算処理方法 まず、変位センサ23の移動軌跡とターンテーブル11
の回転平面との平行度を補正する。
Computation processing method First, the movement trajectory of the displacement sensor 23 and the turntable 11
Correct the parallelism with the plane of rotation.

これは、以下述べる原理に基づく。すなわち、第4図に
示すように、旋回アーム21かターンテーブル11の回
転面に対して角度θたけ傾斜していたとすると、変位セ
ンサ23か背面2の最外周位置Xから測定を開始し、最
内周位置Yに至ったとき、このときの711す定データ
は、第5図に示すように中央部が角度θて凹んだハポイ
ドキャ1として測定されたこととなる。これに対して、
最内周位置Yからさらに変位センサ23か移動して他端
の最外周位置Zに至ったとき、このときの測定データは
、第6図に示すように中央部が角度θて凸となったハイ
ポイドギヤ1として測定されたこととなる。したがって
、本来は第4図に示すようにほぼ平面形状の測定面2で
あっても、旋回アーム21の傾斜状況、あるいは変位セ
ンサ23の走査範囲によっては正確な測定面2を得るこ
とができないか、本実施例のように、最外周位置Xから
測定面の中心(回転中心)を通過して他端の最外周位置
2までd(す定するように構成すれば、測定面2の回転
中心の左右で、同一の点を1回づつ4り定することとな
り、この2回測定されたデータを平均すれは正確な測定
面2としてのデータを得ることかできるのである。
This is based on the principle described below. That is, as shown in FIG. 4, if the rotating arm 21 or the turntable 11 is tilted by an angle θ with respect to the rotating surface, the displacement sensor 23 starts measurement from the outermost circumferential position X of the back surface 2, and When the inner peripheral position Y is reached, the 711 constant data at this time is measured as a hapoid cap 1 whose central portion is concave at an angle θ, as shown in FIG. On the contrary,
When the displacement sensor 23 moves further from the innermost circumferential position Y and reaches the other end, the outermost circumferential position Z, the measurement data at this time shows that the central part is convex at an angle θ, as shown in FIG. This means that it was measured as hypoid gear 1. Therefore, even if the measurement surface 2 is originally approximately flat as shown in FIG. 4, it may not be possible to obtain an accurate measurement surface 2 depending on the inclination of the rotating arm 21 or the scanning range of the displacement sensor 23. , as in this embodiment, if the configuration is such that it passes from the outermost circumferential position The same point is determined once on the left and right sides of the plane, and by averaging the data measured twice, accurate data for the measurement surface 2 can be obtained.

また、第7図に示すようにハイポイドギヤ1の背面2の
中央部がもともと凸形状であって、かつ旋回アーム21
がターンテーブル11の回転面に対して角度θだけ傾斜
している場合には、変位センサ23か背面2の最外周位
置Xからホリ定を開始し最内周位置Yに至ったとき、こ
のときのmllll−タは、第8図に示すように中央部
か本来の面より角度θだけ凸となったハポイドキャ1と
して測定されたこととなる。これに対して、最内周位置
Yからさらに変位センサ23が移動して他端の最外周位
置Zに至ったとき、このときの測定データは、第9図に
示すように中央部が本来の面より角度θたけ凹んだハイ
ポイドギヤ1としてMす定されたこととなる。
Further, as shown in FIG. 7, the central part of the back surface 2 of the hypoid gear 1 is originally convex, and
is inclined at an angle θ with respect to the rotating surface of the turntable 11, when the displacement sensor 23 starts the hori positioning from the outermost circumferential position X of the back surface 2 and reaches the innermost circumferential position Y, at this time As shown in FIG. 8, the mllll-ta was measured as a hapoid cap 1 whose central portion was convex by an angle θ from the original surface. On the other hand, when the displacement sensor 23 moves further from the innermost circumferential position Y and reaches the other end, the outermost circumferential position Z, the measurement data at this time shows that the central part is the original position as shown in FIG. This means that M is defined as a hypoid gear 1 that is recessed by an angle θ from the surface.

同様に、第10図に示すように、ハイポイドギヤ1の背
面2の中央部がもともと凹形状であって、かつ旋回アー
ム21がターンテーブル11の回転面に対して角度θだ
け傾斜している場合には、変位センサ23か背面2の最
外周位置Xからmll定を開始し最内周位置Yに至った
とき、このときの測定データは、第11図に示すように
中央部か本来の面より角度θだけ凹んだハポイドギャ1
として測定されたこととなる。これに対して、最内周位
置Yからさらに変位センサ23が移動して他端の最外周
位置Zに至ったとき、このときの測定データは、第12
図に示すように中央部が本来の面より角度θだけ凸とな
ったハイポイドギヤ1として測定されたこととなる。
Similarly, as shown in FIG. 10, when the central part of the back surface 2 of the hypoid gear 1 is originally concave and the swing arm 21 is inclined by an angle θ with respect to the rotational surface of the turntable 11, When the displacement sensor 23 starts the millimeter determination from the outermost circumferential position X of the rear surface 2 and reaches the innermost circumferential position Y, the measurement data at this time is as shown in FIG. Hapoid Gya 1 concave by angle θ
This means that it was measured as . On the other hand, when the displacement sensor 23 further moves from the innermost circumferential position Y and reaches the other end, the outermost circumferential position Z, the measurement data at this time is
As shown in the figure, the measurement was performed as a hypoid gear 1 in which the central portion was convex by an angle θ from the original surface.

このように、本実施例においては、変位センサ23によ
りmll定された間隙データGをX−Y、Y〜Zの範囲
で別々に演算手段25に格納しておき、それぞれ同一の
地点の位置データを検索し、この2つの間隙寸法データ
Gを平均し、これを補正された間隙寸法データGとして
いる。
In this way, in this embodiment, the gap data G determined by the displacement sensor 23 is stored separately in the calculation means 25 in the ranges of X-Y and Y-Z, and the position data at the same point is is searched, and these two gap size data G are averaged, and this is used as the corrected gap size data G.

次に、このようにして補正された間隙寸法データGから
ハイポイドギヤ1の背面2の平面度を算出する訳である
が、この演算処理は、第13図に示すフローチャートお
よび以下述べる手順で行われる。
Next, the flatness of the back surface 2 of the hypoid gear 1 is calculated from the gap dimension data G corrected in this way, and this calculation process is performed according to the flowchart shown in FIG. 13 and the procedure described below.

なお、従来被測定物に光明丹を塗布してこれを定盤にす
り合わせ、接触した3点を測定者の判断にて決定してい
たか、本実施例にあっては、この3点の決定を以下の計
算手順により求めるようにし、同時に平面度の測定結果
をも演算しようとするものである。
Conventionally, Komyotan was applied to the object to be measured and the object was rubbed against a surface plate, and the three points of contact were determined by the measurer's judgment, but in this example, the determination of these three points was The calculation is performed using the following calculation procedure, and the flatness measurement results are also calculated at the same time.

ステップ1〜3 まず、第14図に示すように、測定面2のうち、互いに
120°をなす(円周を三等分)半径方向の直線上にお
いて、それぞれ最も間隙]J法Gか大きい点を演算手段
25の記惚部から抽出して、これら二点α、β、γのZ
軸方向の変位か等しくなるように、全変位データととも
に回転移動する。
Steps 1 to 3 First, as shown in Fig. 14, on the measurement surface 2, on the straight lines in the radial direction that make 120 degrees to each other (dividing the circumference into three equal parts), the point where the gap is the largest [J method G] is extracted from the memorized part of the calculation means 25, and the Z of these two points α, β, γ is
Rotate and move along with all displacement data so that the axial displacements are equal.

なお、X軸、Y軸、およびZ軸は、ターンテーブル11
における直交座標である。
Note that the X-axis, Y-axis, and Z-axis are the turntable 11.
is the orthogonal coordinate at .

この回転移動は、まず、第15図に示すように三点α、
β、γを含む平面に直交する法線ヘクトルVを求め、三
点α、β、γの原点に対する座標を、それぞれ、 α(Xa、Y。、2.)、 β(L 、Y、 、Z、)、 γ(X7、Y7、Zア)にて表せは、 法線ベクトルV=(v、、 Y、vl)は、v、=:+
  vX  v、 −Vy  V−−VzVl、   
 Vl      IV Vx = (yβ−yα)(zγ−Zα)(Zβ−Zα
)(Yγ−Yα) Vy = (Zβ−Zα)(Xγ−Xa)(Xβ−Xa
)(Zγ−Zα) Vz =  (Xβ−Xα)  (Yγ−Yα)−(Y
β−Yα)  (Xγ−Xα) Vl  −(VX2+Vy2 VZ2 )2にて表すこ
とかできる。
This rotational movement begins with three points α, as shown in FIG.
The normal hector V perpendicular to the plane containing β and γ is determined, and the coordinates of the three points α, β, and γ with respect to the origin are α(Xa, Y., 2.), β(L, Y, , Z), respectively. ), γ(X7, Y7, Za) is expressed as Normal vector V=(v,, Y, vl) is v,=:+
vX v, -Vy V--VzVl,
Vl IV Vx = (yβ-yα) (zγ-Zα) (Zβ-Zα
)(Yγ−Yα) Vy = (Zβ−Zα)(Xγ−Xa)(Xβ−Xa
)(Zγ−Zα) Vz = (Xβ−Xα) (Yγ−Yα)−(Y
β−Yα) (Xγ−Xα) Vl −(VX2+Vy2 VZ2 )2.

次に、上記法線ベクトルVか、第17図に示すようにZ
軸と平行となるような同次変換式Tを求めると、 同次変換式 %式%) () ) このように全変位データに関し、その同次変換式との積
を求めることにより3点α、β、γにおける変位データ
がZ軸方向において同一となるように、回転移動の処理
が行なわれる。
Next, either the normal vector V or Z as shown in FIG.
By finding the homogeneous transformation formula T that is parallel to the axis, we can obtain the homogeneous transformation formula %) () ) In this way, for all displacement data, by finding the product with the homogeneous transformation formula, we can calculate the 3 points α , β, and γ are the same in the Z-axis direction.

ステップ4〜5 次に、第16図に示すように、この回転移動を終了した
状態で、円周方向に任意に三等分した領域におけるそれ
ぞれ最も突出した位置を走査して抽出し、これら新たな
三点α1、β□、γ1おける変位データかほぼ等しくな
るまで変位データの回転移動処理を繰り返す。そして、
これら新たな二点α、β、γおける変位データか、等し
くなった時の変位データα。、β。、γ。をaむ+;、
面か仮想基準面となり、この仮想基準面を基準として、
変位データの最高変位と最低変位との差によって測定面
の平面度か演算される。
Steps 4 to 5 Next, as shown in Fig. 16, after completing this rotational movement, scan and extract the most protruding positions in each of the areas arbitrarily divided into thirds in the circumferential direction. The rotational movement process of the displacement data is repeated until the displacement data at the three points α1, β□, and γ1 become approximately equal. and,
Displacement data at these two new points α, β, and γ, or displacement data α when they become equal. ,β. , γ. am+;,
surface or a virtual reference plane, and with this virtual reference plane as a reference,
The flatness of the measurement surface is calculated based on the difference between the highest displacement and the lowest displacement of the displacement data.

このように本実施例によれは、旋回アームの平行度如何
に拘らず、しかもマスターを用いて調節することなく、
正確な平面度を簡便な操作でmll定することかできる
。また、基準位置の選択に際し、測定者の主観的要素を
含むことなく決定することができるので、正確かつ信頼
性か高<4(す定することができる。さらに、平面度の
/11す定にさい事前作業をとくに必要とすることかな
く、測定時間を著しく短縮させることができる。
In this way, according to the present embodiment, regardless of the parallelism of the swing arm, and without adjusting it using a master,
Accurate flatness can be determined with simple operations. In addition, since the reference position can be determined without including the subjective factors of the measurer, it is possible to accurately and reliably set the standard position as high as <4. Measurement time can be significantly shortened without requiring any special preliminary work.

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく種々の
変形例か考えられる。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made.

例えは、第18図に示すように測定面をいくつかの領域
に分割して各領域における平面度を測定することも可能
である。この場合、ハイポイドギヤ1の測定面2を同心
状の三領域27.28.29に分割し、最高変位と最低
変位とを測定し、両者の差により平面度を演算すること
により、各区域27.28.29における平面度か得ら
れる。
For example, as shown in FIG. 18, it is also possible to divide the measurement surface into several regions and measure the flatness in each region. In this case, the measuring surface 2 of the hypoid gear 1 is divided into three concentric regions 27, 28, and 29, the highest displacement and the lowest displacement are measured, and the flatness is calculated based on the difference between the two regions. The flatness at 28.29 is obtained.

したがって、測定面2全域に代えて区画された1;n域
ごとの平面度をより詳細にかつ正確に得ることができる
Therefore, the flatness of each divided 1; n area can be obtained in more detail and accurately instead of the entire measurement surface 2.

また、ハイポイドギヤの測定面にホルト孔か設けられて
いる場合は、ホルト孔近傍における変位データを除外し
て、前述の演算処理を行なって平面度を演算させること
も可能である。
Furthermore, if a hole is provided on the measurement surface of the hypoid gear, it is possible to calculate the flatness by excluding the displacement data in the vicinity of the hole and performing the above calculation process.

(発明の効果) 以−1一連へたように本発明によれは、旋回アームの平
行度如何に拘らず、しかもマスターを用いて調節するこ
となく、正確な平面度を簡便な操作で測定することかで
きる。
(Effects of the Invention) As stated below, according to the present invention, accurate flatness can be measured with a simple operation, regardless of the parallelism of the rotating arm, and without adjusting it using a master. I can do it.

また、基準位置の選択に際し、4(す定着の主観的要素
を含むことなく決定することかできるので、正確かつ信
頼性か高< 71(U定することかできる。
In addition, when selecting the reference position, it is possible to determine whether the reference position is accurate and reliable or not, since it can be determined without including the subjective element of fixation.

さらに、を重度の測定に際し生前作業を特に必要とする
ことかなく、したかって測定時間を著しく1ケ縮させる
ことかできる。
Furthermore, no special pre-mortem work is required to measure the severity of the disease, and the measurement time can therefore be significantly shortened by one order of magnitude.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る平面度測定装置の全体
を示す構成図、第2図は第1図のn−n線に沿う断面図
、第3図(A) (13)はアタツクの変形例を示す断
面図、第4〜12図は旋回アームの平行度を補正する手
順を説明する断面図、第13図は同実施例の操作手順を
示すフローチャー1・、第14〜17図は同実施例の演
算原理を説明する概念図、第18図は本発明の他の応用
例を示す平面図、第19〜21図は従来の平面度ホリ定
装置を示す説明図である。 1・・・被測定物、2・・・測定面、 10・・・東重度測定装置、11・・・ターンテーブル
、20・・・移動手段、23・・・変位センサ、25・
・・演算手段、26・・・表示手段、32・・・fη置
検a′J手段。 特 許 田 願 人 [] 産 自動車株式会社
FIG. 1 is a block diagram showing the entire flatness measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line nn in FIG. 1, and FIG. 3 (A) (13) is 4 to 12 are sectional views illustrating a modification of the attack; FIGS. 4 to 12 are sectional views illustrating the procedure for correcting the parallelism of the rotating arm; and FIG. Fig. 17 is a conceptual diagram explaining the calculation principle of the same embodiment, Fig. 18 is a plan view showing another application example of the present invention, and Figs. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Object to be measured, 2... Measurement surface, 10... Higashi gravity measuring device, 11... Turntable, 20... Moving means, 23... Displacement sensor, 25...
... calculation means, 26 ... display means, 32 ... fη position detection a'J means. Patent Ganjin [] San Jidosha Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 略円形状の測定面を有する被測定物を搭載して回転させ
るターンテーブルと、 該ターンテーブルの回転位置を検出する位置検出手段と
、 ターンテーブルに搭載された被測定物の測定面に対向す
ると共に測定面との間隙寸法を検出する変位センサと、 前記変位センサを測定面の回転中心を通過する直線上を
一端から他端に至るまで移動させるための移動手段と、 前記変位センサと前記位置検出手段との検出信号により
、同一位置における2つの間隙寸法の平均値を演算し、
かつ、この平均値データに基づいて、前記測定面上の円
周方向の三等分領域における最も突出した位置の変位が
互いに等しくなるように仮想基準面を決定して平面度の
演算処理を行う演算手段とを備えたことを特徴とする平
面度測定装置。
[Scope of Claims] A turntable on which a measured object having a substantially circular measurement surface is mounted and rotated, a position detection means for detecting the rotational position of the turntable, and a measured object mounted on the turntable. a displacement sensor facing the measurement surface and detecting the gap size between the measurement surface and the measurement surface; a moving means for moving the displacement sensor from one end to the other end on a straight line passing through the rotation center of the measurement surface; calculating an average value of two gap dimensions at the same position based on detection signals from the displacement sensor and the position detection means;
Based on this average value data, a virtual reference plane is determined and flatness calculation processing is performed so that the displacements of the most protruding positions in the trisected areas in the circumferential direction on the measurement surface are equal to each other. 1. A flatness measuring device comprising: calculation means.
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CN114046752A (en) * 2021-10-25 2022-02-15 湖南三一石油科技有限公司 Drill rod detection method, electronic equipment and storage medium
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