JPH05154745A - 位置計測装置 - Google Patents

位置計測装置

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JPH05154745A
JPH05154745A JP32335991A JP32335991A JPH05154745A JP H05154745 A JPH05154745 A JP H05154745A JP 32335991 A JP32335991 A JP 32335991A JP 32335991 A JP32335991 A JP 32335991A JP H05154745 A JPH05154745 A JP H05154745A
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JP
Japan
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center
angle
hole
gravity
window
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32335991A
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English (en)
Inventor
Teruaki Nishioka
照秋 西岡
Makoto Kuboyama
誠 窪山
Toshio Matsuura
俊夫 松浦
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ等の自動組立においてネジ穴の位相を
合わせるための回転角度の計測を行なう回転位置計測装
置に関し、被計測体の回転位相を正確に自動計測できる
回転位置計測装置を提供することを目的とする。 【構成】 カメラ37,38により軸受ハウジング2
0,21又はブッシュ23,24の画像を入力し、入力
した画像にウィンドウを設定し、このウィンドウに基づ
いて、ネジ穴(又はザグリ穴)、マーク穴の全体の重心
を求める。さらに、この重心位置に応じてウィンドウを
設定し、このウィンドウに基づいて1つのネジ穴(又は
ザグリ穴)の重心を求め、その重心に基づいて、軸受ハ
ウジング20,21又はブッシュ23,24の回転位置
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置計測装置に係り、特
にモータ等の自動組立においてネジ穴の位相合わせるた
めの回転位置の計測を行なう位置計測装置に関する。
【0002】磁気ディスク装置のように超精密な装置
は、組立作業による塵埃の発生を嫌うため、ロボット等
を使用した組立の自動化が要求されている。
【0003】また磁気ディスク装置等、モータ等の回転
機構を有する物の組み立ては、同一円周上にネジ穴が等
ピッチで配置されているスピンドルに、それと同一のピ
ッチのザグリ穴を持ったブッシュをネジで締結する組み
立て方法が一般的である。従って、自動化にはスピンド
ルとブッシュのネジ穴の位置(回転角度)を自動的に一
致させる装置が必要になる。このため、ネジ穴位置の正
確な計測が必要となる。
【0004】
【従来の技術】図8は磁気ディスク装置の断面図を示
す。同図中、1は磁気ディスク装置を示し、磁気ディス
ク1はロータ部2の外周に固定されている。
【0005】ロータ部2の中心にはスピンドル3が固定
される。スピンドル3はその両端をベアリング4を介し
て軸受ハウジング5に回転自在に保持される。
【0006】軸受ハウジング5は軸受けハウジング5と
ブッシュ7とでディスクエンクロージャ6を挟み込みつ
つネジ8により螺着することによりディスクエンクロー
ジャ6に固定される。
【0007】ネジ8はブッシュ7に形成されたザグリ穴
7aを挿通して、軸受ハウジング5にザグリ穴7aに対
応して形成されたネジ穴5aに螺入される。
【0008】ザグリ穴7a及びネジ穴5aはスピンドル
3の軸3aを中心とし円周上の3ヶ所に等角となるよう
に形成されている。
【0009】従来、ブッシュ7を軸受ハウジング5にネ
ジ8により固定する場合、ブッシュ7のザグリ穴7aと
軸受ハウジング5のネジ穴5aとの位置合わせを人手に
より特殊治具を用いて行ない、人手によりネジ8の締め
付けを行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、磁気ディス
ク装置などの超精密な装置を人手による作業で組立てる
と、組立作業により塵埃が発生して、装置内に付着して
しまう等の問題点があった。
【0011】これらの問題点を解決するためには組立作
業を自動化する必要があった。
【0012】組立作業を自動化するためには、ネジ締め
作業の自動化が必要であり、スピンドルとブッシュの両
者のネジ穴位相合わせも自動化する必要がある。しか
し、スピンドルは、軸受で自由に回転してしまうので、
給材時に位置を固定していたとしても、ネジ締め作業時
には位置が不定になるという問題を生じていた。
【0013】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、ネジ締め作業の前にネジ穴の位相合わせのために、
ネジ穴の位相(回転角度)を正確に自動計測できる位相
位置計測装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理ブロ
ック図を示す。ワーク9は中心部に中心穴9aと、中心
穴9aを中心とした円周上に等間隔に配置された複数の
被計測穴9bと、複数の被計測穴9bと同一円周上に設
けられたマーク穴9cとを有する。画像入力手段10は
ワーク9の画像を入力する。
【0015】中心位置計測手段11は、前記画像入力手
段10から入力された画像の処理ウィンドウを前記ワー
ク9の略中心位置に設定し、前記中心穴9aの重心を計
測することにより前記ワーク9の中心位置を計測する。
【0016】第1の角度計測手段12はウィンドウを前
記複数の被測定穴9b及び前記マーク穴9cを含むリン
グ状にを設定し、前記複数の被計測穴9b及び前記マー
ク穴9cにより概略角度計測用重心を計測し、所定位置
から概略角度計測用重心までの角度を算出する。
【0017】第2の角度計測手段13は前記第1の角度
計測手段(12)の計測角度に基づいて前記複数の被計
測穴9bのうち一つの被計測穴9bが存在すべき角度を
求め、その角度を中心とした扇状にウィンドウを設定
し、前記一つの被計測穴9bの重心を計測することによ
り所定位置から重心までの精密角度を算出する。
【0018】
【作用】まず、ウィンドウの範囲を比較的広範囲に設定
し、穴の重心を求め、所定の位置から穴の重心までの概
略角度を計測し、この概略角度に基づいて比較的狭い範
囲のウィンドウを設定して穴の重心を求め、所定の位置
から穴の重心までの精密角度を計測する。
【0019】このため、穴の重心を求めるためのウィン
ドウの範囲を順に小さくしているため、ウィンドウ内に
受けるノイズを徐々に小さくしていくことができ、した
がって、ノイズの影響の小さい穴の位置計測を行なうこ
とができる。
【0020】
【実施例】図2は本発明の一実施例の計測装置を用いた
自動組立装置の概略構成図を示す。
【0021】ディスクエンクロージャ6はコンベア15
上を例えば矢印A方向より移動して、前工程から自動組
立装置18前に搬送される。
【0022】コンベア15により搬送されたディスクエ
ンクロージャ6は保持機構16により保持され、移動機
構17により自動組立装置18内に搬送される。
【0023】自動組立装置18はディスクエンクロージ
ャ6が搬入されると、ディスクエンクロージャ6を決め
られた位置に固定し、磁気ハードディスク1が固定され
たスピンドルモータ19をディスクエンクロージャ6内
の所定の位置に収納する。次に、収納されたスピンドル
モータ19のワーク9となる軸受ハウジング20,21
の回転位置がカメラ37,38を用いて後述する計測装
置により計測され、正規の回転位置とのズレ量が求めら
れる。
【0024】次に、ディスクエンクロージャ6と移動機
構17により、ネジ穴の回転及びブッシュ挿入を行う回
転機25,26が結合できる位置に移動され、先に計測
したズレ量に応じて回転機25,26が駆動され、軸受
けハウジング20,21のネジ穴位置が正規の位置に修
正される。
【0025】次に自動組立装置18はロボット部22を
用いて、ブッシュ供給部29よりワーク9となるブッシ
ュ23,24がピックアップされ、カメラ37,38の
前に移動され、さらに、ブッシュ23,24の回転位置
が後述される計測装置により計測され、正規の回転位置
とのズレ量が求められる。
【0026】回転機25,26はブッシュ23,24の
回転ズレ量に応じて回転され、ブッシュ23,24の回
転位置と同一の角度にされる。ブッシュ23,24は、
ロボット部22から回転機25,26へ受け渡され、正
規の角度に修正され、ディスクエンクロージャ6に嵌合
される。
【0027】図3(A)は軸受けハウジングの要部平面
図を示す。同図中、30は軸を示し、軸30はベアリン
グにより軸受けされている。軸受けハウジング20,2
1には軸30の周囲に中心穴31が形成されると共に軸
30を中心とした同一円周上に被計測穴となる3つのネ
ジ穴32−1〜32−3が等角に設けられている。
【0028】また、ネジ穴32−1〜32−3と同一円
周上の1つのネジ穴32−1に軸30を中心に対向して
マーク穴が設けられている。
【0029】図3(B)はブッシュの平面図を示す。同
図中、34は中心穴で、円形のブッシュ23,24の中
心に形成されている。
【0030】35−1〜35−3は被計測穴でありネジ
が貫通する穴で、ブッシュ23,24の中心穴34を中
心とした同一円周上に等角に3ヶ所形成されている。
【0031】36はマーク穴で、座繰り穴35−1〜3
5−3と同一円周上にザグリ穴35−1に中心穴34に
対向して形成されている。
【0032】次にディスクエンクロージャ6を移動機構
17によりネジ締機27,28の前に移動させる。
【0033】次にディスクエンクロージャ6を移動機構
17によりネジ締機27,28の前に移動させる。ネジ
締機27,28はブッシュ23,24のザグリ穴を介し
て軸受ハウジング20,21のネジ穴にネジを供給し、
ネジ穴に螺入する。ネジ22をネジ穴13a,14aに
螺入することによりブッシュ23,24が軸受ハウジン
グ20,21に締着される。
【0034】ブッシュ23,24が軸受ハウジング2
0,21に締着されるとディスクエンクロージャ6は移
動機構17によりコンベア15まで移動され、コンベア
15に載置される。ディスクエンクロージャ6はコンベ
ア15により次の工程に移動される。
【0035】次にネジ穴32−1〜32−3及びザグリ
穴35−1〜35−3の位置計測機構について図4と共
に説明する。
【0036】図4は計測部のブロック構成図を示す。カ
メラ37,38は焦点変更用のカメラ移動機構39,4
0に搭載される。
【0037】またカメラ37,38は画像処理装置に接
続され、カメラ37,38で撮像した画像に各種処理を
行なう。
【0038】カメラ移動機構39,40及び画像処理装
置41は中心位置計測手段11、第1の角度計測手段1
2、第2の角度計測手段13が内部に構成されていて、
プログラマブル・コントローラ43によりコントロール
されている。
【0039】次にその計測方法について図5、図6及び
図7と共に説明する。
【0040】画像処理装置41はプログラマブルコント
ローラ43より計測コマンドを受信すると、受信したコ
マンドを解析する(ステップS1,S2)。
【0041】コマンドの解析によりブッシュ23,2
4、軸受ハウジング20,21のいずれかの位置計測か
を認識する(ステップS3−1〜S3−4)。
【0042】次にワークに応じて光の反射量等が異なる
ため認識したワークに応じて2値化レベルを設定すると
共にワークに応じてカメラ37,38のいずれかを選択
する(ステップ4)。
【0043】次に、画面中央(X0 ,Y0 )を中心とし
た半径R1 の円を描き図7(A)に斜線で示すウィンド
ウW1 を設定する(ステップS5)。
【0044】次にウィンドウW1 の範囲において中心穴
31,34が黒となる値に2値化レベルを設定し、黒の
部分の重心、つまりは中心穴31,34の重心(Xc,
Yc)を求め、ワークである軸受ハウジング20,21
又はブッシュ23,24の中心とする(ステップS
6)。
【0045】ウィンドウW1 を解除し、重心(Xc,Y
c)を中心とした半径R2 +a(R 2 :ネジ穴のピッチ
円半径、a:所定の値)の円を描き、半径R2 −aの同
心円を削除して図7(B)に斜線で示すドーナツ状のウ
ィンドウW2 を設定する(ステップS8)。このときa
はウィンドウW2 内にネジ穴32−1〜32−3(又は
ザグリ穴35−1〜35−3)及びマーク穴33(又は
36)が含まれる値に予め設定されている。
【0046】次にウィンドウW2 の画像よりネジ穴32
−1〜32−3(又はザグリ穴35−1〜35−3)及
びマーク穴33(又は36)が黒レベルとなるように2
値化し、黒の部分全体の重心(X1 ,Y1 )を計算する
(ステップS9)。
【0047】重心(X1 ,Y1 )を求めた後、画面中央
(Xc,Yc)を通る水平線を基準として(Xc,Y
c)から(X1 ,Y1 )を結んだ直線の角度θ1 (概略
角度)を(Xc,Yc)及び(X1 ,Y1 )より次式を
用いて求める(ステップS10)。
【0048】 θ1 =tan-1((Y1 −Yc)/(X1 −Xc)) …(1) ここで、角度θ1 も軸受ハウジング20,21(又はブ
ッシュ23,24)の角度ではあるが、ネジ穴32−1
〜32−3(またはザグリ穴35−1〜35−3)とマ
ーク穴33(又はマーク穴36)とより求めた重心であ
るため、ノイズの影響が大きく、正確な角度であるとは
いえない。したがって、次に角度θ1 に基づいてより正
確な計測が行なえるウィンドウを設定する。
【0049】次にウィンドウW2 から(θ1 +180°
−α)と(θ1 +180°+α)の範囲を残し、それ以
外を除去し図7(C)に斜線で示すような扇のウィンド
ウW 3 を設定する(ステップS11)。
【0050】マーク穴33(又は36)はネジ穴32−
1〜32−3(又はザグリ穴35−1〜35−3)のう
ちの2穴の間に設けられていて、もう一つのネジ穴32
−1(又はザグリ穴35−1)に(X0 ,Y0 )を中心
に対向して設けられているため、重心(X1 ,Y1 )も
ネジ穴32−1(又はザグリ穴35−1)に(Xc,Y
c)を中心に対向して位置する。
【0051】したがって、ウィンドウW3 を設定するこ
とにより重心(X1 ,Y1 )を中心として対向したネジ
32−1(又はザグリ穴35−1)がウィンドウW3
に含まれることになる。。
【0052】次にウィンドウW3 の範囲においてネジ穴
32−1(又はザグリ穴35−1)が黒となるように2
値化し、黒の部分の重心(X2 ,Y2 )を求める(ステ
ップS12)。
【0053】さらに、(Xc,Yc)を通る水平線を基
準とした(X2 ,Y2 )までの角度θ2 を(Xc,Y
c)及び(X2 ,Y2 )より次式を用いて求める(ステ
ップS13)。
【0054】 θ2 =tan-1((Y2 −Yc)/(X2 −Xc)) …(2) この角度θ2 を軸受ハウシング20,21、ブッシュ2
3,24の精密角度として設定される。
【0055】小さな範囲のウィンドウW3 を求め、この
ウィンドウW3 内に1つのネジ穴32−1又はザグリ穴
35−1の重心を求めているため、重心位置がノイズ等
の影響を受けにくく、正確な回転角度計測が行なえる。
【0056】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、画像処理
の範囲を設定するウィンドウを徐々に小さくしていき1
つの被計測穴の位置を求め被計測体の回転位置測定を行
なっているため、ノイズの影響を受けにくく、正確な回
転位置測定が行なえる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック構成図である。
【図2】本発明の一実施例の回転位置計測装置を用いた
自動組立装置の概略構成図である。
【図3】本発明の一実施例の要部の平面図である。
【図4】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図5】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図6】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図7】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図8】磁気ディスク装置の断面図である。
【符号の説明】 9 ワーク 9a 中心穴 9b マーク穴 10 画像入力手段 11 中心位置計測手段 12 第1の角度計測手段 13 第2の角度計測手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心部に設けられた中心穴(9a)と、
    該中心穴(9a)を中心とした円周上に等間隔に配置さ
    れた複数の被計測穴(9b)と、該複数の被計測穴(9
    b)と同一円周上に設けられたマーク穴(9c)とを有
    するワーク(9)の画像を入力する画像入力手段(1
    0)と、 前記画像入力手段(10)から入力された画像の処理ウ
    ィンドウを前記ワーク(9)の略中心位置に設定し、前
    記中心穴(9a)の重心を計測することにより前記ワー
    ク(9)の中心位置を計測する中心位置計測手段(1
    1)と、 前記中心位置計測手段(11)により計測され、中心位
    置を中心として前記複数の被測定穴(9b)及び 前記
    マーク穴(9c)を含むリング状にウィンドウを設定し
    て、前記複数の被計測穴(9b)及び前記マーク穴(9
    c)により概略計測用重心を計測し、所定位置から概略
    計測用重心までの概略角度を算出する第1の角度計測手
    段(12)と、 前記第1の角度計測手段(11)により算出した第1の
    角度に基づいて前記複数の被計測穴(9b)のうち一つ
    の被計測穴(9b)が存在すべき角度を求め、該角度を
    中心とした扇状に前記画像入力手段(10)により得た
    画像のウィンドウを設定して、前記一つの被計測穴(9
    b)の重心を計測し、前記所定位置から該重心までの精
    密角度を算出することにより、前記ワーク(9)の角度
    とする第2の角度計測手段(13)とを有したことを特
    徴とする位置計測装置。
JP32335991A 1991-12-06 1991-12-06 位置計測装置 Withdrawn JPH05154745A (ja)

Priority Applications (1)

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JP32335991A JPH05154745A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 位置計測装置

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JP32335991A JPH05154745A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 位置計測装置

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JPH05154745A true JPH05154745A (ja) 1993-06-22

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ID=18153901

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32335991A Withdrawn JPH05154745A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 位置計測装置

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JP (1) JPH05154745A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108007388A (zh) * 2017-06-30 2018-05-08 长沙湘计海盾科技有限公司 一种基于机器视觉的转盘角度高精度在线测量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19990311