JPH087062B2 - Flatness measuring device - Google Patents

Flatness measuring device

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JPH087062B2
JPH087062B2 JP4557590A JP4557590A JPH087062B2 JP H087062 B2 JPH087062 B2 JP H087062B2 JP 4557590 A JP4557590 A JP 4557590A JP 4557590 A JP4557590 A JP 4557590A JP H087062 B2 JPH087062 B2 JP H087062B2
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measurement
flatness
turntable
displacement sensor
measured
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敦 渡辺
茂 森
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (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。
Description: [Object of the invention] (Industrial field of application) The present invention relates to a measuring device capable of accurately and reliably measuring the flatness of a flat surface of an object to be measured, and in particular, the installation state of the measuring device. The present invention relates to a flatness measuring device capable of accurately measuring a flatness.

(従来の技術) 例えば、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が必要
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, since a hypoid gear used in a power transmission device of an automobile is used under a high load, it is necessary to machine it with sufficient finishing accuracy when machining it. Since the rear surface is used in a state of being assembled with other parts, it is necessary to secure the flatness of the rear 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。
As a method of measuring the flatness of a work that requires such highly precise flatness, first select the three positions that are the most convex on the surface to be measured, and set the heights of these three positions on the same plane. The method of measuring the dimensions of the recess after the installation is adopted. The difference between the maximum value of the convex portion and the minimum 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 apparatus, which will be described using a hypoid gear as an object to be measured.

まず、第19図に示すように、ハイポイドギヤ1の背面
2に光明丹を塗布した後、ハイポイドギヤ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×印)を官能的に選定することができ
る。
First, as shown in FIG. 19, after applying Komeitan to the back surface 2 of the hypoid gear 1, the back surface 2 of the hypoid gear 1 and the surface plate 3 are slid, and the three most prominent points of the back surface 2 are visually selected. To do. Here, as a result of sliding the back surface 2 of the hypoid gear 1 and the surface plate 3 together, the three most prominent points on the back surface 2 are in direct contact with each other as shown in FIG. Since the exposed portion is exposed, the measurer can sensually select the three convex portions 5 (marked with X in the figure).

ついで、第21図に示すように、定盤3上にジャッキ6
を介して設置された補助定盤7上にハイポイドギヤ1を
設置し、ハイトゲージ9に取付けたダイヤルゲージ8を
用いて凸部5の三位置における高さが同一となるように
三つのジャッキ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、最も低い凹
部の深さを測定し、上記凸部5の高さとこの凹部の高さ
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。
Then, as shown in FIG. 21, jack 6 on the surface plate 3.
The hypoid gear 1 is installed on the auxiliary surface plate 7 installed via the, and the three jacks 6 are adjusted using the dial gauge 8 attached to the height gauge 9 so that the heights of the convex portions 5 are the same at three positions. To do. Then, in this state, the entire surface of the back surface is scanned by the dial gauge 8 to measure the depth of the lowest concave portion, and the difference between the height of the convex portion 5 and the height of the concave portion is obtained by calculation. It was decided to be flatness.

(発明が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が決定されるが、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
発生されるなど不確定要素があり数十μmの精度を要す
る平面度測定には適していなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional flatness measurement, the flatness is determined by selecting the three convex portions 5, but the accurate positions of these three positions are determined by the individual of the measurer. There was an uncertain factor such as an error caused by the difference, and it was not suitable for the flatness measurement requiring an accuracy of several tens of μm.

また、ハイポイドキ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測定時間を要するという欠
点もあった。
Further, there is also a drawback that a lot of measurement time is required for preliminary work such as sliding of a hypoid carrier 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
かつ信頼性高く測定することがで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 above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a flatoid gear flatness measuring apparatus capable of accurately and reliably measuring the flatness of the back surface of a hypoid gear. To do.

[発明の構成] (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である。
[Means for Solving the Problems] (Means for Solving the Problems) The present invention for achieving the above object includes a turntable on which an object to be measured having a substantially circular measurement surface is mounted and rotated, and a turntable of the turntable. Position detection means for detecting a rotational position, a displacement sensor mounted on the turntable, which faces the measurement surface of the object to be measured, and which detects a gap dimension between the measurement surface, and the displacement sensor which passes through the rotation center of the measurement surface. The moving means for moving from one end to the other end on the straight line, and the detection signals of the displacement sensor and the position detecting means calculate an average value of two gap sizes at the same position, and Based on the average value data, the virtual reference plane is determined so that the displacements of the most protruding positions in the circumferential trisection area on the measurement surface are equal to each other, and the flatness calculation processing is performed. A flatness measuring apparatus characterized by comprising a 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測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
測定し、このデータを演算手段に格納する。
(Operation) In the present invention thus configured, the displacement sensor measures the displacement data at the measurement point on the straight line passing through the center of rotation of the measurement surface while confirming the measurement point by the position detecting means, and Store the data in the computing 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, the average value of the two gap size data at the same measurement point is calculated, and this is used as the corrected gap size data, and this value is used to determine the most prominent position in the circumferential trisection region of the measurement surface. In order to equalize the displacements, the displacement data is rotationally moved by the homogenous conversion to perform the arithmetic processing for determining the 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, the flatness is calculated from the difference between the maximum displacement and the minimum 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。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below 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II−II線に沿う断面
図、第3図(A)(B)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 an entire flatness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIGS. 3 (A) and (B) are Sectional drawing which shows the modification of an adapter, FIGS. 4-12 are sectional drawings explaining the procedure which corrects the parallelism of a revolving arm, FIG. 13 is the flowchart which shows the operating procedure of the same Example, FIGS. FIG. 18 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of the same embodiment, and FIG. 18 is a plan view showing another application example 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ができる。
In addition, although the present embodiment will be described by using a hypoid gear that requires high-precision flatness as the DUT, the flatness measuring device of the present invention is not limited to this hypoid gear, and various DUTs are measured. Can be used.

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
を測定面として、当該被測定物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。このハイポイド
ギヤ1は、ターンテーブル11上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。
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the flatness measuring apparatus 10 of the present embodiment includes a rear surface 2 of a hypoid gear 1 which is an object to be measured.
As a measurement surface, a turntable 11 for rotating the DUT 1 at a predetermined speed is provided. This hypoid gear 1 has a protrusion formed on the upper surface of the turntable 11.
Fit the through hole 14a of the adapter 14 into the 11a, and
Is installed on the upper surface of the turntable by fitting it into the concave portion 1a of the hypoid gear 1, so that the axis of the hypoid gear 1 and the axis of the turntable 11 coincide with each other.

ここで、測定しようとするハイポイドギヤ1の形状、
特に凹部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が望ましい。
Here, the shape of the hypoid gear 1 to be measured,
Particularly, when the concave portion 1a has a plurality of shapes, as shown in FIGS. 3 (A) and (B), the shape of the adapter 14 is formed so as to correspond to the shape of each hypoid gear 1, while each of these adapters is formed. It is desirable to form 14 through holes in a shape corresponding to the convex shape of the turntable 11.

これにより、測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14bの形
状をこれら凹部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14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, these multiple types of hypoid gears 1 can be combined into one turntable by simply preparing each dedicated adapter.
It becomes possible to measure at 11. For example, FIG. 3 (A)
The two hypoid gears 1 shown in (B) are recessed, respectively.
Although the shape of 1a is different, the shape of the stepped portion 14b of the adapter 14 is formed so as to correspond to the shape of these concave portions 1a, and the through hole 14a of the adapter 14 is formed in the convex portion 11a of the turntable 11. Since it corresponds to the shape, after measuring one hypoid gear and then measuring the other hypoid gear, the hypoid gear 1 can be measured by the same measuring device 10 simply by replacing the adapter 14. You can

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 includes a swing arm 21 that swings around a support shaft 24.
Further, it has a lateral arm 22 which is orthogonal to the swivel arm 21 and linearly moves along the swivel arm 21, and a displacement sensor 23 is fixed to an end of the lateral arm 22.

この旋回アーム21は、被測定物1をターンテーブル11
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、一方測定時に
は、変位センサ23が測定面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。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寸法G
を走査することができる。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号が送信されるよ
うになっている。
This swivel arm 21 turns the DUT 1 into a turntable 11
When installed above, the displacement sensor 23 swivels to the retracted position to prevent interference between the DUT 1 and the measurement position where the displacement sensor 23 faces the measurement surface 2 (center of the back surface) during measurement. (On a straight line passing through) is fixed by turning to. The lateral arm 22 of the present embodiment is capable of reciprocating in a region from one end to the other end of the object to be measured on the revolving arm 21 via the ball screw 31 and the like by the servo motor 30 and the like. That is, on the straight line passing through the center of the hypoid gear 1 shown in FIG. 1, the gap dimension G of the region from the left end to the right end
Can be scanned. Further, at the time of measurement, a command signal is transmitted from a control means (not shown) so as to move the turntable 11 by a predetermined pitch in association with the rotating 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
測定面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の測定データと対応した状態で格納
される。
The amount of movement of each of the turntable 11 and the moving means 20 is configured to be detected by the position detecting means 32, whereby the current position of the displacement sensor 23 with respect to the measurement surface 2 of the hypoid gear 1 can be grasped. . Then, this detection signal is stored in the storage unit of the calculating means 25 as a displacement sensor.
It is stored in a state corresponding to the measurement data of the gap dimension G by 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の検出が行なわれる。この変位センサ23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
後述する演算処理が行われてハイポイドギヤ1の測定面
2の平面度が決定されることとなる。
As described above, the displacement sensor 23, which detects the gap dimension G between the hypoid gear 1 and the measurement surface 2 with high accuracy, is attached to the swivel arm 21 of the moving means 20 while the measurement surface 2 is being attached.
A magnetic sensor or the like can be used as the displacement sensor 23, and the magnetic amount of the magnet circuit varies depending on the gap dimension G between the measurement surface 2 of the hypoid gear 1 and the displacement sensor 23. Is used to detect the gap dimension G. The magnetic quantity detected by the displacement sensor 23 is converted into an electric quantity and then stored in the storage unit of the calculating means 25 as described above.
The data of the gap dimension G stored in the storage unit is further subjected to a calculation process 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、ある基準値を予め入力してお
き、測定結果が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が0〜10μmである
ときは「赤」、10〜20μmであるときは「橙」、20〜30
μmであるときは「黄」、…のように、CRTディスプレ
イ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 result calculated by the calculation means. The display means 26 may be one in which a certain reference value is input in advance, and whether the measurement result satisfies the reference value is displayed as pass or fail. The measurement data may be separately displayed. In this case, the values of the measurement data are set in various ranges, for example, "red" when the measurement value with respect to the reference surface is 0 to 10 µm, "orange" when the measurement value is 10 to 20 µm, and 20 to 30
When it is μm, it can be displayed in color on the CRT display like “yellow”.

次に、このように構成した本実施例の平面度測定装置
の測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 measurement procedure and the arithmetic processing method of the flatness measuring apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.
It will be described with reference to FIG.

測定手順 まず、測定すべきハイポイドギヤ1をアダプタ14を介
してターンテーブル11上に設置した後に、移動手段20の
旋回アーム21を測定位置まで旋回して、変位センサ23が
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 the hypoid gear 1 to be measured is installed on the turntable 11 via the adapter 14, the swivel arm 21 of the moving means 20 is swung to the measurement position, and the displacement sensor 23 causes the measurement surface 2 of the hypoid gear 1 to move. The turning arm 21 is fixed so as to be positioned at one end (the left end in FIG. 1) on a straight line passing through the center.

ついで、ターンテーブル11を回転させ、変位センサ23
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に入力する。この1周分の測定を終了すれ
ば、次に移動手段20を駆動させて変位センサ23を所定ピ
ッチだ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
の測定データを演算手段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寸法Gを演算手段25に入
力する。
Then, turntable 11 is rotated and displacement sensor 23
The position detecting means 32 detects the gap size G at each position for one revolution of the hypoid gear 1 and inputs the detection signal to the calculating means 25. When the measurement for one round is completed, the moving means 20 is then driven to move the displacement sensor 23 inward in the radial direction by a predetermined pitch, and the turntable is again turned on.
11 is rotated to measure the gap size G for the next one rotation, and this measurement data is input to the calculating means 25. By repeating such an operation, the gap dimension G over the entire area from the outermost circumference to the innermost circumference of the measurement surface 2 of the hypoid gear 1 is input to the calculating means 25.

さらに、このようにして最外周から最内周までの全域
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測定
し、演算手段に入力する。
Further, when the measurement of the gap dimension G over the entire area from the outermost circumference to the innermost circumference is completed in this way, this time, from this innermost circumference to the other end of the hypoid gear 1 (the right end in FIG. 1).
The gap size up to the outermost circumference is measured by the above-mentioned procedure and input 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の移動軌跡がターンテーブル11の回転面に対
して平行となっていない場合、例えば、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
だけ傾いていた場合には、本来測定されるべき測定面の
一般平面が、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、さらに後述するが、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
ず測定できることが本発明の特徴であるといえる。
In the present embodiment, the gap size of the entire region from one end to the other end of the hypoid gear is configured to be measured when the movement locus of the displacement sensor 23 is not parallel to the rotation surface of the turntable 11. For example, as shown in FIG. 4, the turning arm 21 forms an angle α with the turntable 11.
This is because the general plane of the measurement surface to be originally measured is stored in the calculation means 25 as an erroneous plane shape in the measurement data, and the flatness is calculated based on this. It is intended to correct by a simple method without using the master for adjustment. Although this point will be described later, it can be said that the feature of the present invention is that the measurement can be performed without any adjustment by the master and regardless of the parallelism of the turning 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。
Calculation Processing Method First, the parallelism between the movement locus of the displacement sensor 23 and the rotation plane of the turntable 11 is corrected.

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だけ傾斜していたとすると、変位セン
サ23が背面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、このときの測定データは、第5図
に示すように中央部が角度θで凹んだハポイドギヤ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6図に示
すように中央部が角度θで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が、
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Zまで測定するよ
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回づつ測定することとなり、この2回測定された
データを平均すれば正確な測定面2としてのデータを得
ることができるのである。
This is based on the principle described below. That is, as shown in FIG. 4, assuming that the revolving arm 21 is inclined by an angle θ with respect to the rotation surface of the turntable 11, the displacement sensor 23 starts measurement from the outermost peripheral position X of the back surface 2, and When the inner peripheral position Y is reached, the measured data at this time is measured as the hapoid gear 1 whose central portion is recessed at an angle θ as shown in FIG. On the other hand, when the displacement sensor 23 further moves from the innermost peripheral position Y to reach the outermost peripheral position Z at the other end, the measurement data at this time shows that the central portion has an angle θ as shown in FIG. Hypoid gear 1
Will be measured as. Therefore, originally the 4th
As shown in the figure, even if the measurement surface 2 has a substantially flat shape, an accurate measurement surface 2 cannot be obtained depending on the tilted state of the swivel arm 21 or the scanning range of the displacement sensor 23.
If it is configured to pass from the outermost peripheral position X to the center (rotation center) of the measurement surface and measure to the outermost peripheral position Z at the other end as in the present embodiment, on the left and right of the rotation center of the measurement surface 2, The same point is measured once, and the data of the measurement surface 2 can be obtained accurately by averaging the data measured twice.

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が背面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
の測定データは、第8図に示すように中央部が本来の面
より角度θだけ凸となったハポイドギヤ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だけ凹んだハイポイドギヤ1と
して測定されたこととなる。
Also, as shown in FIG. 7, the back surface 2 of the hypoid gear 1
The center part of the
Is inclined with respect to the rotation surface of the turntable 11 by an angle θ, the displacement sensor 23 moves the outermost position X on the rear surface 2.
When the measurement is started from and the innermost position Y is reached, the measurement data at this time is that it was measured as the hapoid gear 1 in which the central portion is convex from the original surface by the angle θ as shown in FIG. Becomes On the other hand, when the displacement sensor 23 further moves from the innermost peripheral position Y to reach the outermost peripheral position Z at the other end, the measured data at this time is such that the central portion is the original surface as shown in FIG. The measurement was made as the hypoid gear 1 recessed by an angle θ.

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が背面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
ときの測定データは、第11図に示すように中央部が本来
の面より角度θだけ凹んだハポイドギヤ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 portion of the rear surface 2 of the hypoid gear 1 is originally concave and the revolving arm 21 is inclined by an angle θ with respect to the rotation surface of the turntable 11. When the displacement sensor 23 starts the measurement from the outermost peripheral position X of the rear surface 2 and reaches the innermost peripheral position Y, the measured data at this time shows that the central portion is at an angle from the original surface as shown in FIG. This means that the measurement was made as the Hapodoid gear 1 recessed by θ. On the other hand, when the displacement sensor 23 further moves from the innermost peripheral position Y and reaches the outermost peripheral position Z at the other end, the measured data at this time shows that the central portion is the original one as shown in FIG. The measurement was made as the hypoid gear 1 which is convex from the surface by the angle θ.

このように、本実施例においては、変位センサ23によ
り測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。
As described above, in the present embodiment, the gap data G measured by the displacement sensor 23 is separately stored in the calculating means 25 in the range of X to Y and Y to Z, and the position data of the same point is obtained. The two gap size data G are searched and averaged to obtain 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 size data G corrected in this way. This calculation process is performed by 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
いたが、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, Komeitan was applied to the object to be measured, and this was rubbed on a surface plate, and the three points of contact were determined by the operator's judgment. In the present embodiment, these three points were determined. Is calculated by the following calculation procedure, and at the same time, the flatness measurement result is also calculated.

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、それぞれ最も間隙寸法Gが大きい点を演算手段25の
記憶部から抽出して、これら三点α、β、γのZ軸方向
の変位が等しくなるように、全変位データとともに回転
移動する。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。
Steps 1 to 3 First, as shown in FIG.
On a straight line in the radial direction that forms 120 ° (the circumference is divided into three equal parts), the points having the largest gap size G are extracted from the storage unit of the computing means 25, and the Z axis of these three points α, β, γ. Rotate along with all displacement data so that the displacements in the directions become equal. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal coordinates on the turntable 11.

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ベクトル を求め、三点α、β、γの原点に対する座標を、それぞ
れ α(Xα、Yα、Zα)、 β(Xβ、Yβ、Zβ)、 γ(Xγ、Yγ、Zγ)にて表せば、 Vx=(yβ−yα)(zγ−zα) −(Zβ−Zα)(Yγ−Yα) Vy=(Zβ−Zα)(Xγ−Xα) −(Xβ−Xα)(Zγ−Zα) Vz=(Xβ−Xα)(Yγ−Yα) −(Yβ−Yα)(Xγ−Xα) |V|=(Vx2+Vy2Vz21/2 にて表すことができる。
This rotational movement starts with three points α, as shown in FIG.
Normal vector orthogonal to the plane containing β and γ And the coordinates of the three points α, β, γ with respect to the origin are α (X α , Y α , Z α ), β (X β , Y β , Z β ), γ (X γ , Y γ , Z γ ), Vx = (yβ-yα) (zγ-zα)-(Zβ-Zα) (Yγ-Yα) Vy = (Zβ-Zα) (Xγ-Xα)-(Xβ-Xα) (Zγ-Zα) Vz = (Xβ -Xα) (Yγ-Yα)-(Yβ-Yα) (Xγ-Xα) | V | = (Vx 2 + Vy 2 Vz 2 ) 1/2 .

次に、上記法線ベルトル が、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 ここに、 θ=Sin-1(−vx) θ=tan-1(vy/vz) 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, the normal line However, as shown in FIG. 17, when the homogeneous transformation equation T that is parallel to the Z axis is obtained, the homogeneous transformation equation T Here, θ x = Sin −1 (−v x ) θ y = tan −1 (v y / v z ) Thus, with respect to all displacement data, the product with the homogeneous conversion formula , Β, and γ are rotationally moved so that the displacement data 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α、β、γにおける変位データがほぼ等しく
なるまで変位データの回転移動処理を繰り返す。そし
て、これら新たな三点α、β、γおける変位データが、
等しくなった時の変位データα、β、γを含む平
面が仮想基準面となり、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
の平面度が演算される。
Steps 4 to 5 Next, as shown in FIG. 16, in the state in which this rotational movement has been completed, the most prominent positions in the regions divided into three equal parts in the circumferential direction are scanned and extracted, and these new positions are extracted. The rotational movement processing of the displacement data is repeated until the displacement data at the three points α 1 , β 1 , and γ 1 become substantially equal. Then, the displacement data at these three new points α, β, and γ are
A plane including the displacement data α n , β n , and γ n when they are equal to each other becomes a virtual reference plane. With this virtual reference plane as a reference,
The flatness of the measurement surface is calculated from the difference between the maximum displacement and the minimum displacement of the displacement data.

このように本実施例によれば、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ができ
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
頼性が高く測定することができる。さらに、平面度の測
定にさい事前作業をとくに必要とすることがなく、測定
時間を著しく短縮させることができる。
As described above, according to the present embodiment, accurate flatness can be measured by a simple operation regardless of the parallelism of the swivel arm and without adjusting by using the master. Further, since the reference position can be determined without including the subjective element of the measurer, the measurement can be performed accurately and with high reliability. Further, no special work is required for the flatness measurement, and the measurement time can be remarkably shortened.

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく種々
の変形例が考えられる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.

例えば、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、ハイポイドキヤ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における平面度が得られる。した
がって、測定面2全域に代えて区画された領域ごとの平
面度をより詳細にかつ正確に得ることができる。
For example, as shown in FIG. 18, it is possible to divide the measurement surface into several areas and measure the flatness in each area. In this case, the measurement surface 2 of the hypoid carrier 1 is divided into three concentric regions 27, 28, 29, the maximum displacement and the minimum displacement are measured, and the flatness is calculated from the difference between the two regions, so that each area 27 , 28 and 29 are obtained. Therefore, it is possible to obtain the flatness of each of the divided areas instead of the entire area of the measurement surface 2 in more detail and accurately.

また、ハイポイドギヤの測定面にボルト孔が設けられ
ている場合は、ボ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。
Further, when the measurement surface of the hypoid gear is provided with a bolt hole, it is possible to exclude the displacement data in the vicinity of the bolt hole and perform the above-described calculation process to calculate the flatness.

(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、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ができ
る。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, accurate flatness can be measured by a simple operation, regardless of the parallelism of the swivel arm and without adjusting using the master. .

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
性が高く測定することができる。
Further, since the reference position can be determined without including the subjective element of the measurer, the measurement can be performed accurately and with high reliability.

さらに、平面度の測定に際し事前作業を特に必要とす
ることがなく、したがって測定時間を著しく短縮させる
ことができる。
Furthermore, no special work is required for measuring the flatness, so that the measuring time can be significantly shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description 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II−II線に沿う断面
図、第3図(A)(B)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、第19〜21図は従来の平面度測定装置を示す説明図で
ある。 1……被測定物、2……測定面、 10……平面度測定装置、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……位置検出手段。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an entire flatness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIGS. 3 (A) and (B) are Sectional drawing which shows the modification of an adapter, FIGS. 4-12 are sectional drawings explaining the procedure which corrects the parallelism of a revolving arm, FIG. 13 is the flowchart which shows the operating procedure of the same Example, FIGS. FIG. 18 is a conceptual diagram for explaining the calculation principle of the same embodiment, FIG. 18 is a plan view showing another application example of the present invention, and FIGS. 19 to 21 are explanatory views showing a conventional flatness measuring device. 1 ... Object to be measured, 2 ... Measuring surface, 10 ... Flatness measuring device, 11 ... Turntable, 20 ...
Moving means, 23 ... Displacement sensor, 25 ... Computing means, 26 ... Displaying means, 32 ... Position detecting means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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抗す
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。
1. A turntable for mounting and rotating an object to be measured having a substantially circular measuring surface, position detecting means for detecting a rotational position of the turntable, and an object to be measured mounted on the turntable. A displacement sensor that opposes the measurement surface and that detects a gap dimension between the measurement surface, and a moving unit that moves the displacement sensor from one end to the other end on a straight line that passes through the center of rotation of the measurement surface, An average value of two gap sizes at the same position is calculated by the detection signals of the displacement sensor and the position detecting means, and based on the average value data, a circumferential trisecting region on the measuring surface is calculated. In the flatness measuring apparatus, a virtual reference plane is determined so that the displacements at the most projecting positions in are equal to each other, and the flatness is calculated.
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