JPH0875447A - 真円度解析方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平歯車・スプライン・セレーション等のよう
に測定面に凹凸が形成されたワークの、凸部や凹部につ
いての真円度を正確に解析することができる真円度解析
方法及びその装置を提供する。 【構成】 すべての測定データについて、次の測定デー
タとの差であるデータ差が算出され、データ差の絶対値
が区間条件値以下の部分が凸または凹区間に設定され
て、区間開始点のデータ差がプラスの場合は凸区間、マ
イナスの場合は凹区間と判別される。解析対象形状とし
て凸形状が指示されていると、凸区間の最大値と最大値
から有効データ幅以内にある測定データが有効データに
設定されて、凸区間のすべての有効データによってワー
クの真円度が解析され、凹形状が指示されていると凹区
間の最小値と最小値から有効データ幅以内にある測定デ
ータが有効データに設定されて、凹区間のすべての有効
データによってワークの真円度が解析される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物（以下、「ワ
ーク」という）または検出器のいずれかを回転させてワ
ークの真円度や円柱形状（以下、単に「真円度」とい
う）を解析する真円度解析方法及びその装置に係わり、
特に平歯車・スプライン・セレーション等のように測定
面に凹凸が形成されたワークの、凸部（歯先）や凹部
（歯底）についての真円度を解析する場合に適した真円
度解析方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にワークの真円度を測定する場合
には真円度測定機が用いられる。真円度測定機はコラム
に測定手段が取り付けられ、ベースに設けられた回転テ
ーブルにワークを載置し測定手段の検出器を上下動し
て、または、ワークをベースに載置し測定手段の検出器
を回転及び上下動して、ワークの真円度を測定する。こ
の場合、ワークの測定面に突出部分や切り欠き等がある
と異状データとなって測定値に大きな影響を及ぼすた
め、通常は、すべての測定データから平均円を算出し、
その平均円から所定の幅をとって平均円と同心の上限円
や下限円を設定して、上限円以下の測定データ、下限円
以上の測定データ、あるいは上限円と下限円の間の測定
データを有効データに設定する。そして設定された有効
データによって真円度を解析する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平歯車
・スプライン・セレーション等のように測定面に凹凸が
形成されたワークの、凸部や凹部についての真円度を求
める場合、これらのワークの測定データは図７に示すよ
うに間欠データとなるが、これらの測定データには凸部
や凹部についての真円度を解析するためには不要なデー
タも含まれている。必要なのは、凸部でいえば最大値や
最大値の近傍の測定データであるが、そのような測定デ
ータのみを測定で得ることは困難である。図７に示す例
は平歯車の歯先（凸部）の測定データ例（半径方向の寸
法を拡大してプロットした図）で、測定データ９１の中
から上限円９２と下限円９３の間の測定データのみが有
効データに設定されているが、歯先によって多くの測定
データが有効となったり、一部の測定データのみが有効
となったりしている。このように設定された有効データ
によって真円度を解析すると、歯先あるいは歯先近傍に
ついての真円度が正確に得られない。したがって、従来
の方法では、平歯車・スプライン・セレーション等のよ
うに測定面に凹凸が形成されたワークの、凸部や凹部に
ついての真円度を正確に解析することができないという
問題がある。

【０００４】本発明はこのような事情を鑑みてなされた
もので、平歯車・スプライン・セレーション等のように
測定面に凹凸が形成されたワークの、凸部や凹部につい
ての真円度を正確に解析することができる真円度解析方
法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、真円度解析方法を、 （イ）解析対象形状、区間条件値、及び有効データ幅を
指示する。 （ロ）ワークまたは検出器のいずれかを回転させてワー
クを測定し、等間隔の測定データを得る。 （ハ）得られたすべての測定データについて、次の測定
データとの差であるデータ差を算出する。 （ニ）データ差を一方向に検証してデータ差の絶対値が
区間条件値以下になる最初の測定データを区間開始点と
し、データ差の絶対値が区間条件値を最初に超える測定
データを区間終了点として、区間を設定する。 （ホ）データ差を一方向に検証して、区間開始点におけ
るデータ差がプラスの場合には該当区間を凸区間と判別
し、区間開始点におけるデータ差がマイナスの場合には
該当区間を凹区間と判別する。 （ヘ）解析対象形状が凸形状と指示された場合に、凸区
間と判別された区間における測定データの最大値、及び
最大値から有効データ幅以内にある測定データを、その
区間の有効データに設定する。 （ト）解析対象形状が凹形状と指示された場合に、凹区
間と判別された区間における測定データの最小値、及び
最小値から有効データ幅以内にある測定データを、その
区間の有効データに設定する。 （チ）解析対象形状が凸形状と指示された場合に、凸区
間のすべての有効データによってワークの真円度を解析
し、解析対象形状が凹形状と指示された場合に、凹区間
のすべての有効データによってワークの真円度を解析す
る。 以上のようにした。

【０００６】また、本発明は、真円度解析装置を、
（イ）ワークまたは検出器のいずれかを回転させてワー
クを測定し、等間隔の測定データを得る測定部２１と、
（ロ）得られたすべての測定データを記憶するデータ記
憶部２２と、（ハ）作業者が解析対象形状、区間条件
値、及び有効データ幅を指示する入力部２３と、（ニ）
得られたすべての測定データについて、次の測定データ
との差であるデータ差を算出するデータ差算出部２４
と、（ホ）データ差を一方向に検証してデータ差の絶対
値が区間条件値以下になる最初の測定データを区間開始
点とし、データ差の絶対値が区間条件値を最初に超える
測定データを区間終了点として、区間を設定する区間設
定部２５と、（ヘ）データ差を一方向に検証して、区間
開始点におけるデータ差がプラスの場合には該当区間を
凸区間と判別し、区間開始点におけるデータ差がマイナ
スの場合には該当区間を凹区間と判別する区間形状判別
部２６と、（ト）解析対象形状が凸形状と指示された場
合に、凸区間と判別された区間における測定データの最
大値、及び最大値から有効データ幅以内にある測定デー
タを、その区間の有効データに設定し、解析対象形状が
凹形状と指示された場合に、凹区間と判別された区間に
おける測定データの最小値、及び最小値から有効データ
幅以内にある測定データを、その区間の有効データに設
定する有効データ設定部２７と、（チ）解析対象形状が
凸形状と指示された場合に、凸区間のすべての有効デー
タによってワークの真円度を解析し、解析対象形状が凹
形状と指示された場合に、凹区間のすべての有効データ
によってワークの真円度を解析する真円度解析部２８
と、から構成した。

【０００７】

【作用】本発明によれば、測定して得られたすべての測
定データについて、次の測定データとの差であるデータ
差が算出され、データ差が一方向に検証されてデータ差
の絶対値が区間条件値以下の部分が凸または凹区間に設
定されるとともに、区間開始点のデータ差がプラスの場
合は凸区間、区間開始点のデータ差がマイナスの場合は
凹区間と判別される。解析対象形状として凸形状が指示
されていると、凸区間の最大値及び最大値から有効デー
タ幅以内にある測定データが有効データに設定されて、
凸区間のすべての有効データによってワークの真円度が
解析され、凹形状が指示されていると、凹区間の最小値
及び最小値から有効データ幅以内にある測定データが有
効データに設定されて、凹区間のすべての有効データに
よってワークの真円度が解析される。

【０００８】

【実施例】本発明に係る真円度解析装置の実施例のブロ
ック図を図２に示す。図２において、測定部２１はワー
クまたは検出器のいずれかを回転させてワークを測定
し、等間隔の測定データを得る。データ記憶部２２はす
べての測定データを記憶する。入力部２３は作業者が解
析対象形状、区間条件値、及び有効データ幅を指示す
る。データ差算出部２４はすべての測定データについ
て、次の測定データとの差であるデータ差を算出する。
区間設定部２５は、データ差を一方向に検証してデータ
差の絶対値が区間条件値以下になる最初の測定データを
区間開始点とし、データ差の絶対値が区間条件値を最初
に超える測定データを区間終了点として、区間を設定す
る。区間形状判別部２６は、データ差を一方向に検証し
て、区間開始点におけるデータ差がプラスの場合には該
当区間を凸区間と判別し、区間開始点におけるデータ差
がマイナスの場合には該当区間を凹区間と判別する。

【０００９】有効データ設定部２７は、解析対象形状が
凸形状と指示された場合に、凸区間と判別された区間に
おける測定データの最大値及び最大値から有効データ幅
以内にある測定データを、その区間の有効データに設定
し、解析対象形状が凹形状と指示された場合に、凹区間
と判別された区間における測定データの最小値及び最小
値から有効データ幅以内にある測定データを、その区間
の有効データに設定する。真円度解析部２８は、解析対
象形状が凸形状と指示された場合に、凸区間のすべての
有効データによってワークの真円度を解析し、解析対象
形状が凹形状と指示された場合に、凹区間のすべての有
効データによってワークの真円度を解析する。

【００１０】本発明に係る真円度解析方法の実施例のフ
ローチャートを図１に示す。図１において、入力部２３
から作業者が解析対象形状、区間条件値、及び有効デー
タ幅を指示した後（ステップ１１）、測定部２１でワー
クまたは検出器のいずれかを回転させてワークを測定
し、等間隔の測定データ得ると、すべての測定データは
データ記憶部２２に記憶される（ステップ１２）。記憶
されたすべての測定データについて、次の測定データと
のデータ差が算出されるとともに（ステップ１３）、デ
ータ差が一方向に検証されて、データ差の絶対値が区間
条件値以下になる最初の測定データを区間開始点とし、
データ差の絶対値が区間条件値を最初に超える測定デー
タを区間終了点として、区間が設定される（ステップ１
４）。次に、データ差が一方向に検証されて、区間開始
点におけるデータ差がプラスの場合には該当区間が凸区
間と判別され、区間開始点におけるデータ差がマイナス
の場合には該当区間が凹区間と判別される（ステップ１
５）。

【００１１】さらに、解析対象形状の指示内容が確認さ
れ（ステップ１６）、解析対象形状が凸形状の場合に
は、凸区間と判別された区間における測定データの最大
値及び最大値から有効データ幅以内にある測定データ
が、その区間の有効データに設定され（ステップ１
７）、解析対象形状が凹形状の場合には、凹区間と判別
された区間における測定データの最小値及び最小値から
有効データ幅以内にある測定データが、その区間の有効
データに設定される（ステップ１８）。この後、解析対
象形状が凸形状の場合には、凸区間のすべての有効デー
タによってワークの真円度が解析され、解析対象形状が
凹形状の場合には、凹区間のすべての有効データによっ
てワークの真円度が解析される（ステップ１９）。

【００１２】次に、図３で具体的に区間設定方法、区間
形状判別方法、有効データ設定方法について説明する。
図３は平歯車の歯先の一つを示したもので、横軸θが測
定位置（平歯車の円周方向に相当する）、縦軸Ｒが測定
データ（半径方向）である。３１から４５までがこの歯
先の測定データで、測定位置は等間隔になっている。ま
た、測定データの検証は左から右方向に行う。

【００１３】各測定データにおけるデータ差δはその測
定データを次の測定データから引いた値で一般式では次
のように表される。 δ_n＝Ｒ_n+1−Ｒ_n また、図３ではデータ差δの絶対値を、測定データ３１
ではδa、測定データ３２ではδb、測定データ３３では
δc、測定データ４２ではδd、測定データ４３ではδ
e、測定データ４４ではδfと表しており、大きさは次の
ようになっている。 δa ＞δb ＞区間条件値＞δc δd ＜区間条件値＜δe ＜δf この結果、測定データを右方向に検証してデータ差δの
絶対値が区間条件値より初めて小さくなる測定データ３
３が区間開始点に設定され、ここからさらに測定データ
が右方向に検証されて、データ差δの絶対値が区間条件
値より大きくなる測定データ４３が区間終了点に設定さ
れて、区間Ａが設定される。

【００１４】区間が設定されると区間開始点（測定デー
タ３３）におけるデータ差δの符号が判別され、測定デ
ータ３３におけるデータ差δがプラスであるので、区間
Ａは凸区間であると判別される。区間Ａが凸区間である
と判別されると、区間Ａ内にある測定データ（３３から
４３まで）から最大値（測定データ３８）が抽出され、
最大値から有効データ幅Ｂの範囲内にある測定データ
（３５から４２まで）が有効データとして設定される。

【００１５】同様に、他の歯先についても有効データが
設定され、設定されたすべての有効データを用いて歯先
の真円度が解析される。

【００１６】次に、測定部分の形状によっては区間条件
値の取り方で有効データが変わる例を説明する。図４に
示す例は図３の例と同様に平歯車の歯先の形状である
が、一つの歯先に凸部が２つ形成されている。測定デー
タは５１から６４まで、測定位置は等間隔である。前述
の図３の例と同様の大きさの区間条件値を指示して、こ
のような形状を測定すると、 δh ＞区間条件値＞δi δj ＜区間条件値＜δk から、測定データ５３が区間開始点となり、測定データ
５７が区間の終了点になって、区間Ｃが設定されるとと
もに、 δl ＞区間条件値＞δm δo ＜区間条件値＜δp から、測定データ５９が新たな区間開始点となり、測定
データ６２が区間終了点になって、区間Ｄも設定され
る。したがって、この後、区間Ｃの最大値（測定データ
５５）から有効データ幅Ｂの範囲内にある測定データ
（５３から５７まで）が有効データとして設定されると
ともに、区間Ｄの最大値（測定データ６０）から有効デ
ータ幅Ｂの範囲内にある測定データ（５９から６１ま
で）も有効データとして設定される。

【００１７】ところが、図４と同じ形状の測定データに
ついて区間条件値を図４の場合より大きく指示すると、
図５のようになる。つまり、 δg ＞区間条件値＞δh δp ＜区間条件値＜δq のように区間条件値が指示されたことによって、測定デ
ータ５２が区間開始点、測定データ６３が区間終了点に
なって、１つの区間Ｅが設定される。区間Ｅの最大値は
測定データ６０であるから、測定データ６０から有効デ
ータ幅Ｂの範囲内にある測定データ（５９から６１ま
で）が有効データとして設定される。図４の例で設定さ
れた測定データ（５３から５７まで）は無効データとな
る。つまり、区間条件値を小さく指示すると有効データ
は多くなり、区間条件値を大きく指示すると有効データ
は少なくなることがわかる。

【００１８】図６に平歯車の歯底（凹部）の例を示す。
横軸θが測定位置（円周方向）、縦軸Ｒが測定データ
（半径方向）である。この例では、測定データ７２が区
間開始点、測定データ８２が区間終了点に設定されて区
間Ｆが設定され、区間Ｆの最小値（測定データ７８）か
ら有効データ幅Ｂの範囲内にある測定データ（７４から
８１まで）が有効データとして設定される。

【００１９】なお、区間開始点及び区間終了点の設定は
個々のデータ差δの絶対値を比較して判別したが、これ
に限らず、各測定データの近傍のいくつかのデータ差δ
の平均値を求め、その絶対値で比較する方法でも本発明
は適用できる。また、実施例では測定間隔を等間隔の場
合について説明したが、測定間隔が等間隔でない場合
は、データ差δの代わりに測定データの傾きを求め、そ
れによって区間設定や区間形状判別を行ってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定して得られたすべての測定データについて、次の測定
データとの差であるデータ差δが算出され、データ差δ
の絶対値が区間条件値以下の部分が凸または凹区間に設
定されるとともに、区間開始点のデータ差がプラスの場
合は凸区間、区間開始点のデータ差がマイナスの場合は
凹区間と判別される。解析対象形状として凸形状が指示
されていると、凸区間の最大値及び最大値から有効デー
タ幅以内にある測定データが有効データに設定されて、
凸区間のすべての有効データによってワークの真円度が
解析され、凹形状が指示されていると凹区間の最小値及
び最小値から有効データ幅以内にある測定データが有効
データに設定されて、凹区間のすべての有効データによ
ってワークの真円度が解析される。

【００２１】したがって、平歯車・スプライン・セレー
ション等のように測定面に凹凸が形成されたワークの、
凸部や凹部についての真円度を正確に測定することがで
きる真円度解析方法及びその装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真円度解析方法の実施例のフロー
チャート

【図２】本発明に係る真円度解析装置の実施例のブロッ
ク図

【図３】本発明に係る具体的方法を説明する平歯車の歯
先測定例１を示す図

【図４】本発明に係る具体的方法を説明する平歯車の歯
先測定例２を示す図

【図５】本発明に係る具体的方法を説明する平歯車の歯
先測定例３を示す図

【図６】本発明に係る具体的方法を説明する平歯車の歯
底測定例を示す図

【図７】従来の方法による平歯車の歯先解析例を示す図

【符号の説明】

１１……入力ステップ １２……測定ステップ １３……データ差算出ステップ １４……区間設定ステップ １５……区間形状判別ステップ １７……凸有効データ設定ステップ １８……凹有効データ設定ステップ １９……真円度解析ステップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】解析対象形状、区間条件値、及び有効デー
   タ幅を指示する入力ステップと、 被測定物または検出器のいずれかを回転させて被測定物
   を測定し、等間隔の測定データを得る測定ステップと、 得られたすべての測定データについて、次の測定データ
   との差であるデータ差を算出するデータ差算出ステップ
   と、 前記データ差を一方向に検証して、前記データ差の絶対
   値が前記区間条件値以下になる最初の測定データを区間
   開始点とし、前記データ差の絶対値が前記区間条件値を
   最初に超える測定データを区間終了点として、区間を設
   定する区間設定ステップと、 前記データ差を前記一方向に検証して、前記区間開始点
   における前記データ差がプラスの場合には該当区間を凸
   区間と判別し、前記区間開始点における前記データ差が
   マイナスの場合には該当区間を凹区間と判別する区間形
   状判別ステップと、 前記解析対象形状が凸形状と指示された場合に、前記凸
   区間と判別された区間における前記測定データの最大
   値、及び最大値から前記有効データ幅以内にある前記測
   定データを、その区間の有効データに設定する凸有効デ
   ータ設定ステップと、 前記解析対象形状が凹形状と指示された場合に、前記凹
   区間と判別された区間における前記測定データの最小
   値、及び最小値から前記有効データ幅以内にある前記測
   定データを、その区間の有効データに設定する凹有効デ
   ータ設定ステップと、 前記解析対象形状が凸形状と指示された場合に、前記凸
   区間のすべての前記有効データによって被測定物の真円
   度を解析し、前記解析対象形状が凹形状と指示された場
   合に、前記凹区間のすべての前記有効データによって被
   測定物の真円度を解析する真円度解析ステップと、 から成ることを特徴とする真円度解析方法。
2. 【請求項２】被測定物または検出器のいずれかを回転さ
   せて被測定物を測定し、等間隔の測定データを得る測定
   部と、 得られた測定データを記憶するデータ記憶部と、 作業者が解析対象形状、区間条件値、及び有効データ幅
   を指示する入力部と、 測定して得られたすべての測定データについて、次の測
   定データとの差であるデータ差を算出するデータ差算出
   部と、 前記データ差を一方向に検証して、前記データ差の絶対
   値が前記区間条件値以下になる最初の測定データを区間
   開始点とし、前記データ差の絶対値が前記区間条件値を
   最初に超える測定データを区間終了点として、区間を設
   定する区間設定部と、 前記データ差を前記一方向に検証して、前記区間開始点
   における前記データ差がプラスの場合には該当区間を凸
   区間と判別し、前記区間開始点における前記データ差が
   マイナスの場合には該当区間を凹区間と判別する区間形
   状判別部と、 前記解析対象形状が凸形状と指示された場合に、前記凸
   区間と判別された区間における前記測定データの最大
   値、及び最大値から前記有効データ幅以内にある前記測
   定データを、その区間の有効データに設定し、前記解析
   対象形状が凹形状と指示された場合に、前記凹区間と判
   別された区間における前記測定データの最小値、及び最
   小値から前記有効データ幅以内にある前記測定データ
   を、その区間の有効データに設定する有効データ設定部
   と、 前記解析対象形状が凸形状と指示された場合に、前記凸
   区間のすべての前記有効データによって被測定物の真円
   度を解析し、前記解析対象形状が凹形状と指示された場
   合に、前記凹区間のすべての前記有効データによって被
   測定物の真円度を解析する真円度解析部と、 から構成されたことを特徴とする真円度解析装置。