JPH1144522A - 角度測定装置 - Google Patents
角度測定装置Info
- Publication number
- JPH1144522A JPH1144522A JP21558097A JP21558097A JPH1144522A JP H1144522 A JPH1144522 A JP H1144522A JP 21558097 A JP21558097 A JP 21558097A JP 21558097 A JP21558097 A JP 21558097A JP H1144522 A JPH1144522 A JP H1144522A
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- Japan
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- conic
- conical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、円盤状の拡散光によりテーパー角
を非接触で測定でき、高精度化、自動化、高速化を計る
ことを目的とする。 【解決手段】 円錐状内面を有する被測定物を載置し円
錐面の中心軸に沿って上下動する移動台と、その中心軸
上方に配置される投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、該投光手段の中心軸上方に配置され被測定物の円
錐状内面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射
ビームを捉える撮像手段と、非測定物の上下移動量と円
盤型ビームの径の変化量とから、円錐面の中心軸に対す
る傾き角度を算出する画像処理手段と、を有する角度測
定装置。
を非接触で測定でき、高精度化、自動化、高速化を計る
ことを目的とする。 【解決手段】 円錐状内面を有する被測定物を載置し円
錐面の中心軸に沿って上下動する移動台と、その中心軸
上方に配置される投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、該投光手段の中心軸上方に配置され被測定物の円
錐状内面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射
ビームを捉える撮像手段と、非測定物の上下移動量と円
盤型ビームの径の変化量とから、円錐面の中心軸に対す
る傾き角度を算出する画像処理手段と、を有する角度測
定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触で角度を測
定する装置に関する。
定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、円錐状内面を有する、例えば円錐
ころ軸受の軌道輪などの軌道テーパー角αを測定する場
合、図４に示す如く水平台１１の上に該軌道輪１０の外
周面を載置する。１２は規定値の角度βをもったゲージ
でその軌道面１３に触針ゲージ１４を走らせ、水平面す
なわち軸受中心軸からのズレ角γを計測することにより
角度αを測定していた。γ＝０ならば角度α＝βである
ことが測定される。もしα≠βであればγ≠０となり触
針ゲージ１４によりその差α−βがγとして測定され
る。これによりテーパー角αを測定する。
ころ軸受の軌道輪などの軌道テーパー角αを測定する場
合、図４に示す如く水平台１１の上に該軌道輪１０の外
周面を載置する。１２は規定値の角度βをもったゲージ
でその軌道面１３に触針ゲージ１４を走らせ、水平面す
なわち軸受中心軸からのズレ角γを計測することにより
角度αを測定していた。γ＝０ならば角度α＝βである
ことが測定される。もしα≠βであればγ≠０となり触
針ゲージ１４によりその差α−βがγとして測定され
る。これによりテーパー角αを測定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、触針
ゲージを用いているので測定の高精度化、高速化、自動
化が困難であるという問題点があった。
ゲージを用いているので測定の高精度化、高速化、自動
化が困難であるという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決することを目的とし、円錐状内面を有する被測定物を
載置し円錐面の中心軸に沿って上下動する移動台と、そ
の中心軸上方に配置される投光用レーザー発射ヘッド、
該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型
のビームを発生するガラスロッドレンズ、および該円錐
型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからな
る投光手段と、該投光手段の中心軸上方に配置され被測
定物の円錐状内面に当たった投光手段からの円盤型ビー
ムの反射ビームを捉える撮像手段と、非測定物の上下移
動量と円盤型ビームの径の変化量とから、円錐面の中心
軸に対する傾き角度を算出する画像処理手段と、を有す
る角度測定装置により、その目的が達成される。
決することを目的とし、円錐状内面を有する被測定物を
載置し円錐面の中心軸に沿って上下動する移動台と、そ
の中心軸上方に配置される投光用レーザー発射ヘッド、
該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型
のビームを発生するガラスロッドレンズ、および該円錐
型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからな
る投光手段と、該投光手段の中心軸上方に配置され被測
定物の円錐状内面に当たった投光手段からの円盤型ビー
ムの反射ビームを捉える撮像手段と、非測定物の上下移
動量と円盤型ビームの径の変化量とから、円錐面の中心
軸に対する傾き角度を算出する画像処理手段と、を有す
る角度測定装置により、その目的が達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１、図２
および図３に示した一実施例に基いて詳細に説明する。
４は円盤型光拡散を行う投光手段で、逆円錐状ミラー１
とその同軸下方に配設したガラスロッドレンズ２と半導
体レーザーなどの投光用レーザー発射ヘッド３から構成
されている。５は上下に摺動する基台で、その上にテー
パー角αを有する円錐ころ軸受の外輪７を載置し、その
中心軸に前記投光手段４を上下逆にして配置し、上方に
撮像手段としてのＣＣＤカメラ８を設置してある。９は
画像処理装置であり、ＣＣＤカメラ８からの電気信号に
よる画像処理を行い、基台５の上下移動量と円盤型ビー
ムの外輪円錐面上での径Ｒの変化量とから円錐面の中心
軸に対する傾き角度を算出する。１０はモニターであ
る。前記ガラスロッドレンズ２は、例えば光ファイバー
などからなり、ヘッド３からレーザービームを入射伝搬
し円錐型のビームを出射する。光ファイバーとしては、
特に、屈折率階段型の光ファイバーを用いる。図３に示
すように、切断角θｆの光ファイバー端面にコリメート
された平行光Ｂｉを角度θで入射させると光ファイバー
の内部では、数１で表わされる角度θｎを保ってビーム
が伝搬し、出射光Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
および図３に示した一実施例に基いて詳細に説明する。
４は円盤型光拡散を行う投光手段で、逆円錐状ミラー１
とその同軸下方に配設したガラスロッドレンズ２と半導
体レーザーなどの投光用レーザー発射ヘッド３から構成
されている。５は上下に摺動する基台で、その上にテー
パー角αを有する円錐ころ軸受の外輪７を載置し、その
中心軸に前記投光手段４を上下逆にして配置し、上方に
撮像手段としてのＣＣＤカメラ８を設置してある。９は
画像処理装置であり、ＣＣＤカメラ８からの電気信号に
よる画像処理を行い、基台５の上下移動量と円盤型ビー
ムの外輪円錐面上での径Ｒの変化量とから円錐面の中心
軸に対する傾き角度を算出する。１０はモニターであ
る。前記ガラスロッドレンズ２は、例えば光ファイバー
などからなり、ヘッド３からレーザービームを入射伝搬
し円錐型のビームを出射する。光ファイバーとしては、
特に、屈折率階段型の光ファイバーを用いる。図３に示
すように、切断角θｆの光ファイバー端面にコリメート
された平行光Ｂｉを角度θで入射させると光ファイバー
の内部では、数１で表わされる角度θｎを保ってビーム
が伝搬し、出射光Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
【数１】 Ｎｒはファイバコアの屈折率である。角度θoutは数２
のようになる。
のようになる。
【数２】 上記の記述は、子午面光線についてであるが、円形のフ
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー１
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー１
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
【数３】 数２、数３から、
【数４】 となり、数４を満足する角度θｆ，θｐを選ぶと、垂直
入射により水平ビームが自動的に得られる。
入射により水平ビームが自動的に得られる。
【０００６】次に作用について説明する。まず、レーザ
ー発射ヘッド３から波長６８０ｎｍの半導体レーザー光
が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝１.４
５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）２にコリメ
ートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー２内で
は角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬し、角
度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端から出
射される。次いで、円錐型ビームＢｏは、角度θｐ＝５
６.８度の円錐状ミラー１に照射されると円盤型ビーム
Ｂｄに変換され、円錐ころ軸受の外輪７の円錐状軌道に
照射される。さらに、円盤型ビームＢｄはそこで反射さ
れ、ＣＣＤカメラ８に入射する。その際、円錐ころ軸受
外輪７の軌道面は一般に鏡面に近いが０.１〜１.０μｍ
程度の粗さをもった金属光沢面であり、例えば波長６８
０ｎｍの半導体レーザー光が照射された場合、反射光は
完全な幾何光学で定められた軌跡はとらず、ある反射パ
ターンをもった散乱光となる。これ等の散乱光でカメラ
レンズを通過したものはＣＣＤカメラ８内で焦点を結び
結像される。円盤型ビームＢｄが外輪７の軌道に当るこ
とにより円状の光の帯を形成するが、それをＣＣＤカメ
ラ８にて映し、メモリーに格納、画像処理装置９を用い
てその径（直径Ｒ）を算出する。基台５を微動により上
下方向に動かし、その移動量△Ｌと直径△Ｒの関係から
テーパー角αを算出する。即ち、数５で求められる。
ー発射ヘッド３から波長６８０ｎｍの半導体レーザー光
が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝１.４
５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）２にコリメ
ートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー２内で
は角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬し、角
度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端から出
射される。次いで、円錐型ビームＢｏは、角度θｐ＝５
６.８度の円錐状ミラー１に照射されると円盤型ビーム
Ｂｄに変換され、円錐ころ軸受の外輪７の円錐状軌道に
照射される。さらに、円盤型ビームＢｄはそこで反射さ
れ、ＣＣＤカメラ８に入射する。その際、円錐ころ軸受
外輪７の軌道面は一般に鏡面に近いが０.１〜１.０μｍ
程度の粗さをもった金属光沢面であり、例えば波長６８
０ｎｍの半導体レーザー光が照射された場合、反射光は
完全な幾何光学で定められた軌跡はとらず、ある反射パ
ターンをもった散乱光となる。これ等の散乱光でカメラ
レンズを通過したものはＣＣＤカメラ８内で焦点を結び
結像される。円盤型ビームＢｄが外輪７の軌道に当るこ
とにより円状の光の帯を形成するが、それをＣＣＤカメ
ラ８にて映し、メモリーに格納、画像処理装置９を用い
てその径（直径Ｒ）を算出する。基台５を微動により上
下方向に動かし、その移動量△Ｌと直径△Ｒの関係から
テーパー角αを算出する。即ち、数５で求められる。
【数５】
【０００７】
【発明の効果】本発明の角度測定装置によると、円錐状
内面を有する被測定物を載置し円錐面の中心軸に沿って
上下動する移動台と、その中心軸上方に配置される投光
用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを
入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガラスロッ
ドレンズ、および該円錐型ビームを円盤型ビームに変換
する円錐状ミラーからなる投光手段と、該投光手段の中
心軸上方に配置され被測定物の円錐状内面に当たった投
光手段からの円盤型ビームの反射ビームを捉える撮像手
段と、非測定物の上下移動量と円盤型ビームの径の変化
量とから、円錐面の中心軸に対する傾き角度を算出する
画像処理手段と、を有しているので、テーパー角を非接
触で測定でき、高精度化、自動化、高速化が計れる。
内面を有する被測定物を載置し円錐面の中心軸に沿って
上下動する移動台と、その中心軸上方に配置される投光
用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを
入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガラスロッ
ドレンズ、および該円錐型ビームを円盤型ビームに変換
する円錐状ミラーからなる投光手段と、該投光手段の中
心軸上方に配置され被測定物の円錐状内面に当たった投
光手段からの円盤型ビームの反射ビームを捉える撮像手
段と、非測定物の上下移動量と円盤型ビームの径の変化
量とから、円錐面の中心軸に対する傾き角度を算出する
画像処理手段と、を有しているので、テーパー角を非接
触で測定でき、高精度化、自動化、高速化が計れる。
【図１】本発明の一実施例光学系の外観斜視図である。
【図２】本発明使用時の要部切断正面図である。
【図３】本発明の光学系内でのビームの進行状況を示す
模式図である。
模式図である。
【図４】従来装置の使用時要部切断正面図である。
１ 逆円錐状ミラー ２ ガラスロッドレンズ ３ レーザー発射ヘッド ４ 投光手段 ５ 基台 ７ 円錐ころ軸受の外輪 ８ ＣＣＤカメラ ９ 画像処理装置 １０ モニター
フロントページの続き (72)発明者 藤本 靖一 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 唯根 勉 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 森川 仁司 大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 円錐状内面を有する被測定物を載置し円
錐面の中心軸に沿って上下動する移動台と、その中心軸
上方に配置される投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、 該投光手段の中心軸上方に配置され被測定物の円錐状内
面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射ビーム
を捉える撮像手段と、 非測定物の上下移動量と円盤型ビームの径の変化量とか
ら、円錐面の中心軸に対する傾き角度を算出する画像処
理手段と、を有する角度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21558097A JPH1144522A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 角度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21558097A JPH1144522A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 角度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144522A true JPH1144522A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16674799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21558097A Pending JPH1144522A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 角度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144522A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054914A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Koyo Seiko Co Ltd | ころ軸受のスキュー測定装置 |
| CN102012219A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-04-13 | 哈尔滨工程大学 | 机载式全景旋翼共锥度测量装置 |
| WO2014040472A1 (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | 爱佩仪光电技术（深圳）有限公司 | 一种快速及全面检测镜头致动器的装置、系统和方法 |
| CN105526885A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-04-27 | 郑州轻工业学院 | 一种基于复合测头的锥孔锥角高精度检测方法 |
| CN107044841A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-15 | 中原内配集团股份有限公司 | 气缸套内孔直径测量装置及气缸套内孔直径检测系统 |
| CN110763163A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-07 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 大尺寸工件垂直度检测的光电图像测量仪及测量方法 |
| CN111397570A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-10 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种关节轴承倒角测量方法 |
| WO2022007214A1 (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 佛山市安齿生物科技有限公司 | 牙种植体联接锥度的检测方法 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP21558097A patent/JPH1144522A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054914A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Koyo Seiko Co Ltd | ころ軸受のスキュー測定装置 |
| CN102012219A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-04-13 | 哈尔滨工程大学 | 机载式全景旋翼共锥度测量装置 |
| WO2014040472A1 (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | 爱佩仪光电技术（深圳）有限公司 | 一种快速及全面检测镜头致动器的装置、系统和方法 |
| US9639925B2 (en) | 2012-09-14 | 2017-05-02 | Ap Photonics (Shen Zhen) Limited | Device, system, and method for rapidly and comprehensively inspecting lens actuator |
| CN105526885A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-04-27 | 郑州轻工业学院 | 一种基于复合测头的锥孔锥角高精度检测方法 |
| CN107044841A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-15 | 中原内配集团股份有限公司 | 气缸套内孔直径测量装置及气缸套内孔直径检测系统 |
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| CN111397570A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-10 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种关节轴承倒角测量方法 |
| CN111397570B (zh) * | 2020-05-22 | 2021-07-16 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种关节轴承摆角测量方法 |
| WO2022007214A1 (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 佛山市安齿生物科技有限公司 | 牙种植体联接锥度的检测方法 |
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