JPH10281752A - 長尺対象物用断面形状測定データ補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長尺対象物の複数の測定範囲についての断面
形状測定データの傾きをなくことにある。 【解決手段】 測定対象物の連続する複数の測定範囲に
ついての断面形状測定データの傾きを補正するに際し、
ステップ11〜ステップ24で、前記複数の測定範囲のうち
の互いに隣接する二つの測定範囲のうち一方の測定範囲
についての断面形状測定データの、前記互いに隣接する
二つの測定範囲のうち他方の測定範囲に最も近い測定点
の高さと、前記他方の測定範囲についての断面形状測定
データの、前記一方の測定範囲に最も近い測定点の高さ
との差に基づいて、前記互いに隣接する二つの測定範囲
の両方または一方についての断面形状測定データの傾き
を前記高さの差がなくなるように補正するという工程
を、前記複数の測定範囲のうちの一方の端に位置する測
定範囲とそれに隣接する測定範囲とから順次、他方の端
に位置する測定範囲まで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軸線方向に沿っ
て半径を変化させるとともにその半径変化位置を周方向
に少しずつずらせて、外周面に周方向に漸次変化する軸
線方向断面形状を持つ所定の型形状を形成したローラを
二本、互いに平行にかつ同じ向きに配置して同一方向に
回転させ、それらのローラで棒状ワークを挟持しつつ回
転させることでその棒状ワークをローラと同様の軸線方
向断面形状に転造成形するクロスロール型の、ローラの
軸線方向断面形状の如き、長尺の測定対象物の断面形状
を測定したデータの解析に用いて好適な、断面形状測定
データ補正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】断面形状測定に関しては従来、特開平5-
248827号公報にて開示された、スリット光源に対して反
射鏡と受光系とをそれぞれ傾けて配置してなるコンパク
トな光切断式断面形状測定装置や、特開平 5-26633号公
報にて開示された、スリット光源と受光系と操作部とモ
ニターとを一つのケーシングに装着してなる可搬型の光
切断式断面形状測定装置や、特開平 5-26634号公報にて
開示された、少しずつずれた複数位置から得られた断面
形状線を合成して滑らかな断面形状線を得る光切断式断
面形状測定方法が知られており、これらの従来技術によ
れば、図２に示すクロスロール型のローラの軸線方向断
面形状の如き長尺の測定対象物の断面形状測定に用い得
る、図３に示すような光切断式断面形状測定装置を構成
することができる。

【０００３】この図３に示す光切断式断面形状測定装置
は、測定対象物に沿って配置される測定用レール１と、
その測定用レール１上をスライドし得るとともにレーザ
ー式スリット光源と反射鏡と受光系と操作部とモニター
とを上記従来技術のように一つのケーシングに装着し、
スリット光源に対して反射鏡と受光系とをそれぞれ上記
従来技術のように傾けて配置してなる測定ヘッド２と、
その測定用レール１上での測定ヘッド２の位置を高精度
に読み取る位置検出器３と、測定ヘッド２の作動を制御
するコントローラ４と、そのコントローラ４の作動を制
御するとともに測定ヘッド２からの出力信号と位置検出
器３からの出力信号とを入力してそれらの信号から上記
従来技術のようにして測定対象物の滑らかな断面形状線
を得るとともに複数の測定範囲での測定対象物の断面形
状線を合成するパーソナルコンピュータ５と、そのパー
ソナルコンピュータ５が合成した断面形状線を紙面上に
描くプロッタ６とを具えている。

【０００４】ところで、上記測定ヘッド２には、測定精
度±0.05mmを確保し得るよう、一回の測定で50mmの測定
範囲の断面を測定し得る受光系が設けられていることか
ら、図３に示す光切断式断面形状測定装置を用いてクロ
スロール型のローラの、500〜1000mmにもおよぶ長さの
軸線方向断面形状の測定を行うには、10回から20回に分
けて測定を行う必要がある。それゆえ、そのローラの軸
線方向断面形状の測定および解析を行う際には、ローラ
の軸線に平行になるように測定用レール１を固定して、
測定ヘッド２をローラの、軸線方向断面測定を行う周方
向位置へ向けてセットし、測定ヘッド２を測定用レール
１上でスライドさせて、測定ヘッド２の位置を示す位置
検出器３の出力数値を50mmずつ増加させながら、測定ヘ
ッド２でローラの上記周方向位置について50mm幅ずつ断
面形状計測を行い、測定ヘッド２からパーソナルコンピ
ュータ５にコントローラ４を介してその50mm幅ずつの断
面形状測定データ（点列データ）を入力して、パーソナ
ルコンピュータ５に、それらの点列データの座標値を合
成して画面表示させるとともに、その合成した点列デー
タをプロッタ６で紙面上に描画出力させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は、
パーソナルコンピュータ５が画面上に単に上記50mm幅ず
つの点列データをそのまま並べて合成するだけで、測定
用レール１の取り付け傾き誤差や、測定ヘッド２の傾き
誤差の補正を行うことができなかったため、本来は図４
に示すように、図２に示す軸線に平行な型基準線Ｃと一
致して互いに同一高さとなる断面形状両端のＡ部とＢ部
にそれぞれ対応する＃１と＃13との点列データの高さが
互いに等しくなるはずであるのが、測定用レール１の取
り付け傾きに起因して図５にＸ軸に対する角度αで示す
ように全体的に傾いてしまったり、本来は図６に示すよ
うに隣接する点列データ同士が互いに連続するはずであ
るのが、図７にＸ軸に対する角度βで示すように測定ヘ
ッド２の傾きに起因して点列データが傾いて点列データ
同士が互いに連続せず途切れてしまったりしており、そ
れゆえ従来は測定者が、断面形状を正確に求めるために
点列データの座標値を手計算で補正する必要があって、
断面形状測定データの解析に工数が嵩んでしまうという
問題があった。そしてこのことは、各ローラについて周
方向に20箇所、上下のローラで合計40箇所もの断面形状
を解析するクロスロール型では特に重大であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】こ
の発明は、上記課題を有利に解決した断面形状測定デー
タの補正方法を提供することを目的とするものであり、
この発明の長尺対象物用断面形状測定データ補正方法
は、測定対象物の連続する複数の測定範囲についての断
面形状測定データの傾きを補正するに際し、前記複数の
測定範囲のうちの互いに隣接する二つの測定範囲のうち
一方の測定範囲についての断面形状測定データの、前記
互いに隣接する二つの測定範囲のうち他方の測定範囲に
最も近い測定点の高さと、前記他方の測定範囲について
の断面形状測定データの、前記一方の測定範囲に最も近
い測定点の高さとの差に基づいて、前記互いに隣接する
二つの測定範囲の両方または一方についての断面形状測
定データの傾きを前記高さの差がなくなるように補正す
るという工程を、前記複数の測定範囲のうちの一方の端
に位置する測定範囲とそれに隣接する測定範囲とから順
次、他方の端に位置する測定範囲まで行うことを特徴と
している。

【０００７】かかる方法によれば、本来は一致している
はずの、互いに隣接する二つの測定範囲のうち一方の測
定範囲についての断面形状測定データの、前記互いに隣
接する二つの測定範囲のうち他方の測定範囲に最も近い
測定点の高さと、前記他方の測定範囲についての断面形
状測定データの、前記一方の測定範囲に最も近い測定点
の高さとの差に基づいて、その高さの差がなくなるよう
に、測定対象物の連続する複数の測定範囲についての断
面形状測定データの傾きを、一方の端に位置する測定範
囲から他方の端に位置する測定範囲まで順次補正するの
で、長尺の測定対象物の連続する複数の測定範囲につい
ての断面形状測定データを連続的なものにすることがで
き、しかもかかる補正は単純なものゆえパーソナルコン
ピュータがその演算処理で自動的に行うことができるの
で、測定者が断面形状測定データを連続させるために点
列データの座標値を手計算で補正する手間を省き得て、
例えばクロスロール型のローラの軸線方向断面形状等の
長尺の測定対象物の断面形状の測定データの解析に要す
る工数を削減することができる。

【０００８】なお、この発明の方法においては、前記方
法によって前記測定対象物の連続する複数の測定範囲に
ついての断面形状測定データを連続的なものにした後、
前記複数の測定範囲のうちの一方の端に位置する測定範
囲についての断面形状測定データと他方の端に位置する
測定範囲についての断面形状測定データとの高さの差に
基づいて、前記連続的な断面形状測定データの傾きを、
前記高さの差が前記測定対象物の前記一方の端に位置す
る測定範囲と他方の端に位置する測定範囲とにおける設
計上の高さの差に等しくなるように補正することとして
も良い。

【０００９】かかる方法によれば、連続的な断面形状測
定データの傾きを、前記高さの差が前記測定対象物の前
記一方の端に位置する測定範囲と他方の端に位置する測
定範囲とにおける設計上の高さの差に等しくなるように
補正するので、通常、長尺の測定対象物の一方の端から
他方の端までの長さと比較するとその一方の端での高さ
と他方の端での高さとの差の測定値と設計値との誤差は
僅かであることから、その連続的な断面形状測定データ
を実質的に傾きがないように補正することができ、しか
もかかる補正は単純なものゆえパーソナルコンピュータ
がその演算処理で自動的に行うことができるので、測定
者が連続的な断面形状測定データの傾きを無くすために
点列データの座標値を手計算で補正する手間を省き得
て、例えばクロスロール型のローラの軸線方向断面形状
等の長尺の測定対象物の断面形状の測定データの解析に
要する工数をさらに削減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここ
に、図１は、この発明の長尺対象物用断面形状測定デー
タ補正方法を前述した図３に示す測定装置によるクロス
ロール型のローラの軸線方向断面形状の測定および解析
に適用した一実施例を示すフローチャートであり、この
実施例の方法は、図３に示すパーソナルコンピュータ５
の作動プログラムを改良することによって、そのパーソ
ナルコンピュータ５により自動的に行うものである。

【００１１】図１に示すこの実施例の方法では、図３に
示す測定装置によって、前述のように測定ヘッド２を移
動させながら測定対象物としてのクロスロール型のロー
ラの所定周方向位置での図２に示す軸線方向断面形状を
左端から50mm間隔で例えば13回測定して、それら連続す
る13の測定範囲のそれぞれについての断面形状測定デー
タを図示しない外部記憶装置に記憶させておき、先ずス
テップ11で、左端の測定範囲についての測定データであ
る測定データ＃１を上記外部記憶装置からパーソナルコ
ンピュータ５に入力し、次いでステップ12で、左端の測
定範囲の右側に隣接する測定範囲についての測定データ
である測定データ＃２を上記外部記憶装置からパーソナ
ルコンピュータ５に入力し、続くステップ13で、測定デ
ータ＃１を構成する点列データのうち最終点すなわち右
端の点のＹ座標値Y1E と、測定データ＃２を構成する点
列データのうち開始点すなわち左端の点のＹ座標値Y2S
とを比較する。なお、上記測定装置による50mm幅の測定
データは、約400 〜500 の測定点からなる点列のＸ，Ｙ
座標値で構成されている。

【００１２】測定データ＃１の右端の点のＹ座標値Y1E
と測定データ＃２の左端の点のＹ座標値Y2S とは本来一
致もしくは極めて近接しているはずであるから、次のス
テップ13では、測定データ＃１と測定データ＃２とを測
定ヘッド２の傾き分だけ補正するための測定ヘッド補正
値PH(1) を以下の〔数１〕式によって決定する。

【数１】PH(1) ＝｛(Y1E) −(Y2S) ｝×0.5

【００１３】そして次のステップ14では、測定データ＃
１の補正として、その測定データ＃１の右端の点のＹ座
標値Y1E が上記測定ヘッド補正値PH(1) 分小さくなるよ
うに測定データ＃１の点列全体を回転させる座標変換を
行って、その補正後の測定データ＃１である補正データ
＃１を上記外部記憶装置に記憶させ、続くステップ15で
は、測定データ＃２の補正として、その測定データ＃２
の左端の点のＹ座標値Y2S が上記測定ヘッド補正値PH
(1) 分大きくなるように測定データ＃２の点列全体を測
定データ＃１の場合と同じ向きに回転させる座標変換を
行って、その補正後の測定データ＃２である補正データ
＃２を上記外部記憶装置に記憶させ、これによって、測
定データ＃１の傾きと測定データ＃２の傾きとを一致さ
せるとともに、測定データ＃１の右端の点のＹ座標値Y1
E と測定データ＃２の左端の点のＹ座標値Y2S とを一致
させる。

【００１４】次いでここでは、ステップ17でｎ＝１と置
き、続くステップ18でｎ＝ｎ＋１としてから、ステップ
19で、補正データ＃ｎ、すなわち最初のこのステップの
実行時には上記補正データ＃２を上記外部記憶装置から
パーソナルコンピュータ５に入力し、次いでステップ20
で、測定データ＃ｎ＋１、すなわち最初のこのステップ
の実行時には測定データ＃２の測定範囲の右側に隣接す
る測定範囲についての測定データである測定データ＃３
を上記外部記憶装置からパーソナルコンピュータ５に入
力し、続くステップ21で上記ステップ13と同様に、補正
データ＃ｎを構成する点列データのうち最終点すなわち
右端の点のＹ座標値YnE と、測定データ＃ｎ＋１を構成
する点列データのうち開始点すなわち左端の点のＹ座標
値Yn+1Sとを比較する。

【００１５】補正データ＃ｎの右端の点のＹ座標値YnE
と測定データ＃ｎ＋１の左端の点のＹ座標値Yn+1S とは
本来一致もしくは極めて近接しているはずであるから、
次のステップ22では、測定データ＃ｎ＋１すなわち最初
のこのステップの実行時には測定データ＃３を測定ヘッ
ド２の傾き分だけ補正するための測定ヘッド補正値PH
(n) を以下の〔数２〕式によって決定する。なお、ステ
ップ14の〔数１〕式と異なって0.5 を掛けないのは、測
定データ＃ｎ＋１だけを補正するからである。

【数２】PH(n) ＝(YnE) −(Yn+1S)

【００１６】そして次のステップ23では、測定データ＃
ｎ＋１の補正として、その測定データ＃ｎ＋１の左端の
点のＹ座標値Yn+1S が上記測定ヘッド補正値PH(n) 分大
きくなるように測定データ＃ｎ＋１の点列全体を測定デ
ータ＃ｎの場合と同じ向きに回転させる座標変換を行っ
て、その補正後の測定データ＃ｎ＋１である補正データ
＃ｎ＋１を上記外部記憶装置に記憶させ、これによっ
て、補正データ＃ｎの傾きと測定データ＃ｎ＋１の傾き
とを一致させるとともに、補正データ＃ｎの右端の点の
Ｙ座標値YnE と測定データ＃ｎ＋１の左端の点のＹ座標
値Yn+1S とを一致させる。

【００１７】次のステップ24では、右端の測定範囲につ
いての測定データまで上記補正が終了して測定ヘッド２
の傾きについての補正が済んでいない測定データが無く
なったか否かを判断し、未だ測定ヘッド２の傾きについ
ての補正が済んでいない測定データが残っていると判断
した場合には、ステップ18へ戻って上記処理を繰り返
す。

【００１８】しかして上記ステップ24で、測定ヘッド２
の傾きについての補正が済んでいない測定データが無く
なったと判断した場合には、ステップ25で、左端の測定
範囲についての補正データである補正データ＃１を上記
外部記憶装置からパーソナルコンピュータ５に入力し、
続くステップ26で、上記処理の結果として右端の測定範
囲についての補正データとなっている補正データ＃ｎ＋
１、例えば測定範囲が13ある場合には補正データ＃13を
上記外部記憶装置からパーソナルコンピュータ５に入力
し、次いでステップ27で、補正データ＃１を構成する点
列データのうち開始点すなわち左端の点のＹ座標値Y1S
と、補正データ＃ｎ＋１を構成する点列データのうち終
了点すなわち右端の点のＹ座標値Yn+1E とを比較する。

【００１９】図２に示すように、クロスロール型のロー
ラの左端部Ａと右端部Ｂとは、設計上は共に軸線に平行
な型基準線Ｃに一致させるのが通常であり、それゆえ補
正データ＃１の左端の点のＹ座標値YnS と補正データ＃
ｎ＋１の右端の点のＹ座標値Yn+1E とは本来一致もしく
は極めて近接しているはずであるから、次のステップ28
では、補正データ＃１〜＃ｎ＋１すなわち補正後の左端
から右端まで連続した測定データを測定用レール１の傾
き分だけ補正するための測定用レール補正値PRを以下の
〔数３〕式によって決定する。

【数３】PR＝(Yn+1E) −(Y1S)

【００２０】そして最後のステップ29では、補正データ
＃１〜＃ｎ＋１すなわち補正後の左端から右端まで連続
した測定データの補正として、その補正データ＃ｎ＋１
の右端の点のＹ座標値Yn+1E が上記測定用レール補正値
PR分小さくなるように補正データ＃１〜＃ｎ＋１の点列
全体を回転させる座標変換を行って、その補正後の補正
データ＃１〜＃ｎ＋１を上記外部記憶装置に記憶させ、
これによって、補正データ＃１の左端の点のＹ座標値Y1
S と補正データ＃ｎ＋１の右端の点のＹ座標値Yn+1E と
を一致させる。かくして図４に示すように、全ての点列
データが連続するとともに、図２に示す軸線に平行な型
基準線Ｃと一致して互いに同一高さとなる断面形状両端
のＡ部とＢ部にそれぞれ対応する＃１と＃13との点列デ
ータの高さが互いに等しくなった断面形状測定データが
得られ、その後は測定者が、その断面形状測定データの
解析、例えば寸法が公差範囲内であるか否かのチェック
等を行う。

【００２１】従って上記実施例の方法によれば、図７に
示す如きローラの連続する複数の測定範囲の各々につい
ての傾いて途切れた断面形状測定データを図６に示すよ
うに連続的なものにすることができ、しかもかかる補正
は単純なものゆえパーソナルコンピュータ５がその演算
処理で自動的に行うことができるので、測定者が断面形
状測定データを連続させるために点列データの座標値を
手計算で補正する手間を省き得て、クロスロール型のロ
ーラの軸線方向断面形状の測定データの解析に要する工
数を削減することができる。

【００２２】しかも上記実施例の方法によれば、図４に
示すようにローラの連続的な断面形状測定データの全体
を傾きがないよう補正することができ、しかもかかる補
正は単純なものゆえパーソナルコンピュータ５がその演
算処理で自動的に行うことができるので、測定者が連続
的な断面形状測定データの傾きを無くすために点列デー
タの座標値を手計算で補正する手間を省き得て、クロス
ロール型のローラの軸線方向断面形状等の長尺の測定対
象物の断面形状の測定データの解析に要する工数をさら
に削減することができる。

【００２３】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、所要に
応じて上記実施例のステップ25からステップ29までを省
略して、互いに隣接する測定範囲の測定データ同士を連
続させる処理だけを行っても良く、また、図３に示す構
成の測定装置以外の測定装置で実施しても良い。そして
この発明は、上記クロスロール型のローラ以外の他の長
尺の対象物の測定にも適用し得ることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の長尺対象物用断面形状測定データ補
正方法をクロスロール型のローラの軸線方向断面形状の
測定および解析に適用した一実施例を示すフローチャー
トである。

【図２】上記実施例の方法を適用するクロスロール型の
ローラの軸線方向断面形状を例示する断面図である。

【図３】上記実施例の方法の実施に用いる測定装置の構
成を例示する構成図である。

【図４】上記実施例の方法で補正して最終的に得た、図
２に示すローラの軸線方向断面形状全体の測定データを
示す説明図である。

【図５】測定用レールの傾きに起因する従来の全体的に
傾いた断面形状測定データを示す説明図である。

【図６】上記実施例の方法で補正して得た、図２に示す
ローラの軸線方向断面形状の一部の測定データを示す説
明図である。

【図７】測定ヘッドの傾きに起因する従来の測定範囲毎
に傾いた断面形状測定データを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 測定用レール ２ 測定ヘッド ３ 位置検出器 ４ コントローラ ５ パーソナルコンピュータ ６ プロッタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物の連続する複数の測定範囲に
   ついての断面形状測定データの傾きを補正するに際し、 前記複数の測定範囲のうちの互いに隣接する二つの測定
   範囲のうち一方の測定範囲についての断面形状測定デー
   タの、前記互いに隣接する二つの測定範囲のうち他方の
   測定範囲に最も近い測定点の高さと、前記他方の測定範
   囲についての断面形状測定データの、前記一方の測定範
   囲に最も近い測定点の高さとの差に基づいて、前記互い
   に隣接する二つの測定範囲の両方または一方についての
   断面形状測定データの傾きを前記高さの差がなくなるよ
   うに補正するという工程を、前記複数の測定範囲のうち
   の一方の端に位置する測定範囲とそれに隣接する測定範
   囲とから順次、他方の端に位置する測定範囲まで行うこ
   とを特徴とする、長尺対象物用断面形状測定データ補正
   方法。
2. 【請求項２】 測定対象物の連続する複数の測定範囲に
   ついての断面形状測定データの傾きを補正するに際し、 請求項１記載の方法により前記測定対象物の連続する複
   数の測定範囲についての断面形状測定データを連続的な
   ものにした後、 前記複数の測定範囲のうちの一方の端に位置する測定範
   囲についての断面形状測定データと他方の端に位置する
   測定範囲についての断面形状測定データとの高さの差に
   基づいて、前記連続的な断面形状測定データの傾きを、
   前記高さの差が前記測定対象物の前記一方の端に位置す
   る測定範囲と他方の端に位置する測定範囲とにおける設
   計上の高さの差に等しくなるように補正することを特徴
   とする、長尺対象物用断面形状測定データ補正方法。
3. 【請求項３】 前記測定対象物はクロスロール型のロー
   ラである、請求項１または請求項２記載の長尺対象物用
   断面形状測定データ補正方法。