JPS58150803A - 回転体の軸方向位置測定装置 - Google Patents

回転体の軸方向位置測定装置

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JPS58150803A
JPS58150803A JP57019692A JP1969282A JPS58150803A JP S58150803 A JPS58150803 A JP S58150803A JP 57019692 A JP57019692 A JP 57019692A JP 1969282 A JP1969282 A JP 1969282A JP S58150803 A JPS58150803 A JP S58150803A
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JP
Japan
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rotating body
axial position
signal
circuit
measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP57019692A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Nagayama
永山 和彦
Yukio Maeda
幸男 前田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58150803A publication Critical patent/JPS58150803A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転体の軸方向位置測定装置にかかわり、特に
、研削盤、フライス盤および切断機などの工作機械にお
いて、回転する主軸に設けられた工具等の軸方向位置を
レーザ測長器を用いて測定する装置に関するものである
回転する主軸の先端に取り付けた工具の軸方向位置をレ
ーザ測長器を用いて測定する場合の従来例を第1図に示
す。この従来例では、なるべく工具6の軸方向位置を正
確に測定するため、主軸5の軸心゛に中空穴5aを形成
し、該中空穴5aと同軸上で前記工具6の直下に反射鏡
7を設置しである。この例では、前記反射鏡7の変位を
レーザ測長システム(干渉計8および受光器9)によす
測寓し、結果を発振回路3より周期的に供給される変換
指令信号3aに同期してA、−D変換回路2によリティ
ジタル信号2aに変換し、該ディジタル信号2aを入力
指令信号2bに同期して演算処理装置1に送信している
。しかしながら、この方法では、主軸5の回転数を変更
した場合、\主軸の回転と前記変換指令信号3aとの同
期が合わないため、反射鏡7の取付誤差が真の測定値に
加算されて前記演算処理装置1に送信されるという欠点
があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、測
定精度を向上させ、自動化を考慮した回転体の軸方向位
置測定装置を提供するにある。前記目的を達成するため
、本発明は、主軸の回転に同期した変換指令信号を発生
させることにより、常に反射鏡円周上の同一点で測定す
るようにし、反射鏡の取付誤差を含まない回転体の軸方
向位置測定ができるようにしたものである。
以下、図面を用いて本発明による回転体の軸方向位置測
定装置の実施例を説明する。
〔実施例1〕 第2図は本実施例の装置を装備した切断機の概略を示し
たものである。図において、先端に工具6を具備しかつ
プーリ11およびベルト12ヲ介して駆動用モータ(図
示せず)によって回転される主軸5が、ベアリングを、
介して軸受4に支持されている。この主軸5は軸心方向
に中空穴5aが形成され、この中空穴5aのほぼ工具6
直下の主軸軸心粒着に反射鏡7が配置され、また、この
反射鏡7でのレーザ光の反射を利用して干渉を起こさせ
る干渉器8が前記主軸5の軸心延長上に設置され、さら
に、この干渉器8から発せられた干渉光10dを受光し
て結果を電圧に変換する受光器9が、前記干渉光10d
の延長上に設置されている。前記主軸5には、円周上に
少なくとも1個の切欠き穴があけられた回転ディスク1
3が取り付けられており、この回転ディスク13の切欠
き穴を感知するように、発光素子と受光素子とを一体化
したフォトセンサ14か配置されている。このフォトセ
ンサ14が前記切欠き穴を感知したときに発生する出力
信号14aは、後記するA−D変換回路2の定格電圧(
通常TTLレベル)の矩形波に変換して変換指令信号3
aを発生する波形整形回路15に入力される。A−D変
換回路2は、前記受光器9から発せられる電圧信号を前
記変換指令信号3aに同期してデジ変換回路2より発せ
られる入力指令信号2bに同−期してディジタル信号2
aを入力し、下式(1)のような演算を行い、前記工具
6の位置を算出するものである。すなわち、主軸1回当
iこりの入力データXiと主軸の位置Xとの関係は。
X−ΣX1/rl     ・・・・・・・・・(1)
i=1 となり、回転ディスク13の切欠き穴が1個の場合。
X=X、となる。ここで、nは回転ディスク円周上の切
欠き穴の個数、Xlは回転ディスク円周上の基点から1
個目の切欠き穴位置における干渉結果の読取り値(入力
データ)、Xは主軸の位置である。
いま、回転ディスク13の円周上の切欠き穴の個数nを
111mとし、主軸5を任意に無段変速できるような駆
動モータ(図示せず)で前記主軸5を回転させて、該主
軸5の位置を測定するものとする。
例えば、主軸回転数N=LOOOrpmでのレニザ干渉
装置は、反射鏡7の円周上の前記回転ディスク13の切
欠き穴の位置に一致する。さらに主軸回転数Nを1.5
.OOOrpmに上げた場合でも、前記回転ディ−スフ
13は主軸5と一体となって回転するため、前述のN=
 1.00Orpmでの干渉位置と同じ位置での干渉結
果を読み取ることができる。従って、主軸回転dNのい
かなる範囲(ただし0<N)においても、常に同じ位置
での干渉結果を読み取ることができ、測定精度を向上で
きる。また、上記のように主軸5を中空軸とし、この中
空軸とし、この中空軸の軸心にレーザ光を通すことによ
り、直接口に触れることなどなく、きわめて作業性が良
いという利点もある。
〔実施例2〕 第3図は本発明の池の実施例におけるA−D変換指令信
号発生回路の近傍を示したものである。
第3図において、回転ディスク13の切欠き穴を感知し
て得られる可変周期信号15aと、発振回路3から得ら
れる固定周期信号3bとを得るべき回路をそれぞれ構成
し、回転体(すなわち主軸)の回転指令発生回路17よ
り発せられる回転または停止信号の状態により、回転体
が回転中は可変周期信号15aを、ζまた回転体が停止
中は固定周期信号3b−をA−D変換回路2への変換指
令信号3aとするための変換指令判定回路16を設けて
いる。なお、図中の符号18は、回転体駆動装置lが回
転中であることを示す信号を与える信号供給源を示す。
上記の構7成により、回転体が停止中であっても、前記
回転体の軸方向位置を測定することができる。
〔実施例3〕 実施例1において、回転ディスク13とフォトセンサ1
4の代りにロータリエンコーダを用いて主軸5の一定回
転角度位置が検出できるようにし、これを変換指令信号
31aのところに接続すれば、実施例1と同様の効果が
得られる。
〔実施例4〕 実施例1において、回転ディスク13の代りに、回転角
度方向に決い幅をもつ遮板を主軸5に固定し、実施例1
とは全く逆の信号、すなわちフォトセンサ14の光を遮
板が遮断したときに主軸5の回転角度を検出できるよう
にしても、同様の機能と効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、主軸の軸方向位
置をレーザ干渉を利用してf測定するに当たり、主軸の
回転に同期して反射鏡等の円周上の常に一定点でのレー
ザ干渉の結果を読み取るようにしたため、反射鏡の取付
誤差が及ぼす測定誤差を除去でき、測定精度を10.1
μmに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術による回転体の軸方向位置測定装置の
概略説明図、第2図は本発明による回転体の軸方同位1
liftuO定装置の一実施例を装備した切断機の概略
説明図、第3図は本発明の他の実施例のA−11)変換
指令信号発生回路の近傍を示す説明図である。 符号の説明 l・・・演算処理装置  2・・・A−D変換回路3・
・・発振回路     3a・・・変換指令信号3b・
・・固定周期信号  5・・・主軸5a・・・中空穴 
    6・・・工具7・・・反射鏡     8・・
・干渉器9・・・受光器     13・・・回転ディ
スク14・・・フォトセンサ  15・・・波形整形回
路15a・・・可変周期信号  16・・・変換指令判
定回路17・・・回転指令発生回路 代理人弁理士 中 村純之助 卆2林1 手続補正書(自発) 昭和58年4月13日 特許庁長官 殿 事件の表示   昭和57年特許願第19692号発明
の名称  回転体の軸方向位置測定装置補正をする者 事件との関係     特許出願人 代表者   三 [11勝 茂 代  理  人 補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別添のとおり訂正する
。 ″(2)明細書第3頁第15行から第16行の「変換指
令信号3aに同期してA−D変換回路2によりディジタ
ル信号2aに変換し」を「記憶指令信号3aに同期して
UP/DOWNカウンタ回路2によりディジタル信号2
aとして記憶し」に訂正する。 (3)同第3頁第加行の「変換指令信号」を「記憶指令
信号」に訂正する。 (4)同第5頁第13行から第14行の「後記するA−
D変換回路2の定格電圧(通常TTLレベル)の矩形波
に変換して変換指令信号」を「後記するUp/DOWN
カウンタ回路2の定格−電圧(通常TTLレベル)の矩
形波に変換して記憶指令信号」に訂正する。 (5)同第5頁第15〜16行の「A−D変換回路2は
、」から同頁第19〜20行の「前記A−D変換回路2
より発せられる」までを、全文下記に訂正する。 r UP/DOWNカウンタ回絡2は、前記受光器9か
ら発せられる電圧信号を最小読取り単位に分割する分割
回路および反射鏡7の変位方向を判定する方向弁別回路
を内蔵しており、前記受光器9から発せられる電圧信号
を前記記憶指令信号3aに同期してディジタル信号2a
として記憶し、記憶路゛了後に入力指令信号2bを発生
する。演算処理装置1は、前記UP/DOWNカウンタ
回路2より発せられる」。 (6)同第6頁第17〜18行の「レーザ干渉装置」を
「レーザ干渉位置」に訂正する。 (7)同第7頁第7行の「主軸5を中空軸とし、この中
空軸とし、」を「主軸5を中空軸とし、」に訂正する。 (8)同第7頁第12〜13行の「A−D変換指令信号
発生回路」を「記憶指令信号発生回路」に訂正する。 (9)同第8頁第1〜2行のF A−D変換回路2への
変換指令信号3aとするための変換指令判定回路16」
を「UP/DOWNカウンタ回路2への記憶指令信号3
aとするための記憶指令判定回路16」に訂正する。 (10)同第8頁第3〜4行の「回転体駆動装置1が回
転中であることを示す信号を与える信号供給源」を「主
軸5を回転させる駆動装置(図示せず)へ回転脂伶を与
える信号供給源」に訂正する。 (11)同第8頁第11行の「変換指令信号3′i」を
「記憶指令信号3aJに訂正する。 (12)同第9頁第15行の「2・・・A−D変換回路
」を「2・・・UP/DOWNカウンタ回路」に訂正す
る。 (13)同第9頁第16行の[3a・・・変換指令信号
」を「3a・・・記憶指令信号」に訂正する。 (14)同第10頁第2行の「16・・・変換指令判定
回路」を「16・・・記憶指令判定回路」に訂正する。 別   紙 特許請求の範囲 (1)一部に工具または被削物を有する回転体の軸方向
位置を、該回転体にその軸方向に直角に設けた反射鏡等
へのレーザ入射光と該反射鏡等でのレーザ反射光とのレ
ーザ干渉を利用して測定する装置であって、前記回転体
の回転角度を検出する手段を有し、該検出手段により得
られる回転体の角度に同期した信号に基づき、前記レー
ザ干渉を利用した測定装置の測定結果を読み取るように
したことを特徴とする回転体の軸方向位置測定装置。 (2、特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方向位
置測定装置において、主軸を軸心方向に中空穴を有する
中空状に形成し、該中空穴内部をレーザ干渉をするレー
ザ光の光路の一部としたことを特徴とする回転体の軸方
向位置測定装置。 (3)  特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方
向位置測定装置において、回転体の一部に、円周上に少
なくとも1個の切欠き穴を有する回転ディスクまたは少
なくとも1個の回転角度方向に狭い幅をもつ遮板を該回
転体と一体となって回転するごとく配置し、該回転ディ
スクの切欠き穴または該遮板を感知するフォトセンサを
設け、該フォトセンサが前記切欠き穴または前記遮板を
感知することにより回転体の回転角度を検出し、該回転
角度に同期した電気信号を出力することを特徴とする回
転体の軸方向位置測定装置。 (4)特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方向位
置測定装置において、回転体の回転に同期した電気信号
を発する第1の回路と、回転体の回転には無関係にある
一定周期の電気信号を発する第2の回路とを設け、前記
回転体が回転中は前記第1の回路より発せられる電気信
号を、回転体が停止中は前記第2の回路より発、せられ
る電気信号をそれぞれ選択して、前記回転体の位置を読
み取るタイミング信号を発することを特徴とする回転体
の軸方向位置測定装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)一部に工具または被削物を有する回転体の軸方向
    位置を、該回転体にその軸方向に直角に設けた反射a4
    へのレーザ入射光と該反射鏡等でのレーザ反射光とのレ
    ーザ干渉を利用して測定する装置であって、前記回転体
    の回転角度を検出する手段を有し、該検出手段により得
    られる回転体の角度に同期した信号に基づき、前記レー
    ザ干渉を利用した測定装置の測定結果を読み取るように
    したことを特徴とする回転体の軸方向位置測定装置。 (2、特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方向位
    置測定装置において、主軸を軸心方向に中空穴を有する
    中空状に形成し、該中空穴内部をレーザ干渉をするレー
    ザ光の光路の一部としたことを特徴とする回転体の軸方
    向位置測定装置。 (3)特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方向位
    置測定装置において、回転体の一部に、円周上に少なく
    とも1個の切欠き穴を有する回転ディスクまたは少なく
    とも1個の回転角度方向に狭い幅をもつ遮板を該回転体
    と一体となって回転するごとく配置し、該回転ディスク
    の切欠き穴または該遮板を感知するフォトセンサを設け
    、該フォトセンサが前記切欠き穴または前記遮板を感知
    することにより回転体の回転角度を検出することを特徴
    とする回転体の軸方向位置測定装置。 (4)特許請求の範囲第1項に記載の回転体の軸方向位
    置測定装置において、回転体の回転に同期した電気信号
    を発する第1の回路と、回転体の回転には無関係にある
    一定周期の電気信号を発する第2の回路とを設け、前記
    回転体が回転中は前記第1の回路より発せられる電気信
    号を、回転体が停止中は前記第2の回路より発せられる
    電気信号をそれぞれ選択して、前記回転体の位置を読み
    取るタイミング信号を発することを特徴とする回転体の
    軸方向位置測定装置。
JP57019692A 1982-02-12 1982-02-12 回転体の軸方向位置測定装置 Pending JPS58150803A (ja)

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JPS58150803A true JPS58150803A (ja) 1983-09-07

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ID=12006298

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0146917A2 (de) * 1983-12-22 1985-07-03 Leuze electronic GmbH + Co. Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Transportgut auf der Mantelfläche eines rotierenden Transportkörpers
JPS61214970A (ja) * 1985-03-20 1986-09-24 Sanyo Electric Co Ltd 研摩装置
KR101005051B1 (ko) 2008-11-14 2010-12-30 에프엠전자(주) 레이저 센서

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0146917A2 (de) * 1983-12-22 1985-07-03 Leuze electronic GmbH + Co. Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Transportgut auf der Mantelfläche eines rotierenden Transportkörpers
JPS61214970A (ja) * 1985-03-20 1986-09-24 Sanyo Electric Co Ltd 研摩装置
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