JPS5876711A - 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 - Google Patents
回転体の表面粗さ測定方法およびその装置Info
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- JPS5876711A JPS5876711A JP17695581A JP17695581A JPS5876711A JP S5876711 A JPS5876711 A JP S5876711A JP 17695581 A JP17695581 A JP 17695581A JP 17695581 A JP17695581 A JP 17695581A JP S5876711 A JPS5876711 A JP S5876711A
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- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、スピニング加工などの場合において回転し
ながら加工される被加工材の表面粗さ全非接触かつイン
プロセスで測定するための同転体の表面粗さ測定方法お
よびその装置に関するものである。 回転体の表面粗さ全非接触かつイノプロセスで測定する
方法として光切断法や九ファイ・ｑを使った方式のもの
が従来より知られている０前者の光切断法は、第１図に
示すように回転体１の表面に斜め上方力・ら投光部２よ
り帯状光全照射し、その反射角方向に配置したテレビカ
メラ３で撮像して回転体１の表面の凹凸に対応した光切
断像を得、その光切断ｆＭ金解析して表面粗さ全測定す
るものであるが、この方法の場合、分解能が最大１μｍ
程度までとあらく、また測定ヘッドを回転体ＩＫ近接さ
せ７ケければ・ｔらないなどの欠点があるＯ 後者の光ファイバを用いる方法は、第２図に示すよりｒ
Ｃ元ファイバ束４（＋−投光用ファイ・く４ａと受光用
ファイバＪｂＶＣ分け、これら投光用ファイバ４Ｂと受
光用ファイバ４ｂとをランダムあるいは同心円状に構成
した測定へソド５ Ｔｈ Ｉ！：！１転体ＩＶＣ近接さ
せ、光源６からの投光量と検出部７で検知される受光量
に」：り光反射半金測定するものであるが、この方法の
場合、測定面積が数ｄと犬きく詳細な分析ができ・ｔい
欠点がある。 一方、前記回転体の表面粗さＶＣついて、スピニング加
工の被加工材の荒加工後の表面状態ＶＣついてこの発明
の発明者が行った実験拳分析結果で−、。 前記表面粗さは、第３図に拡大図で示すようＶＣ切削工
具によるロール目８（へら工具を使用した場合ｉ／ｃは
へら目）、切削工具のｆｐｔりによる筋１」９しよびク
レータ状のぐほみ（以下フレ〜り」（）と呼ぶ）の３つ
の要素から、する（とが確藺され、前記クレータ１０の
場合ＶＣは、その長手方向が前記「Ｊ−ル゛目８に対し
直角ＶＣ揃って散在し、その平均的寸法は長手方向が数
１００μｍ９幅方向が数ＩＯμｍ程度であることも確か
められた。 そして、前記スピニング加工の荒加工後の表面粗さは、
その後の仕上は加工により前ｄ己の粗さの３要素のそれ
ぞれの程度全軽減し、１：１−ル目８は（５） ｌ〈なり、筋目９は細いものだけＶＣなり、クレータ】
０の数は減り寸法は小さくなって良品化されると考えら
れる。 したがって、この発明の目的は、スピニング加工など回
転加工による被加工材の表面粗さが前記３要素からなる
ことに着目して１回転加工される被加工材の表面粗さを
非接触かつインプロセスのもとに精度よく測定するこ吉
のできる回転体の表面粗さ測定方法およびその装置を提
供することである。 この発明の回転体の表面粗さ測定方法の一実施例を第４
図および第５図に示すＯｆなわち、この回転体の表面粗
さ測定方法は、回転加工における被加工材の表面粗さ全
構成する前記のロール目。 筋目およびクレータの３要素のそれぞれについて光学的
に測定するものであり、クレータ１０の程度（数や大き
さなど）Ｋついての測定全第４図に示す工程により行い
、ロール目８および筋目９の程度（数や目の高さなど）
ＶＣついての測定を第５図に示す工程で行うものであ
る。 （６） クレータ１０の測定では、第４図に示すようＶＣ１回転
加工される被加工材】の回転＋ｋｌ＋ Ｉ ］ Ｖｃ対
し垂直な面内に光ビーム投光部】２と拡散光受光部ｊ３
と全配置（〜て、ロール目８と直角な方向（したがって
回転ｍ１１と平行）に長手方向が向くクレータ１０に対
し、その幅方向より投受光して被加工材１の加工表面】
ａでの拡散光光量をａ＋＋ｊ定するものである。 一方、ロール目８および筋目９の測定については、第５
図ｒＣ示すようＶＣ被加エイΔ−１の加工表面１ａの上
方の１回転軸】】が含１れる半面（したがって被加工材
Ｊの直径方向に延びる半面）内Ｖ（光ビーム投光部１２
′と光反射位置上ンザ１４とを配置して５光ビーム投光
都１２′から被加工材１の加工表面ＩａＶＣ向けて斜め
−Ｆ方より元ビーム全照射し。 前記ロール目８ ＶＣよる正反射光の撮れ変位の大きさ
を前記光反射位＃士ンサ１４で検出し、その検出値から
前記ロール目８の程度（高さ）全測定し、前記光ビーム
投光部１２′と前記光反射位置中ンサ】４の中間位置に
配置した拡散光受光部】３′によって、前記被加工材１
の加工表面１ａからの拡散光全受光し、前記元ビーム投
光部１２′から照射された光ビームが前記被加工材１の
加工表面」ａの筋目９ ＶＣ起因して拡散する拡散度合
を、前記拡散光の受光量ＶＣより測定し、それｐｃよっ
て筋目９の程度全測定するものである。 第６図および第７図は、前記ロール目の測定原、＠！を
示Ｔ説明図であり、光ビームが光ビーム投光部１２′か
ら被加工材１の半径方向に対して入射角αで入射すると
、加工表面１ａｆｔ：平坦であれば反射角αで反射され
、光反射位置センサ】４の中央部に入射する。−力、こ
れに反して加工表面１ａが平坦でなく、回転軸方向ＶＣ
対して微小角度θだけ傾いているとすると１反射：）Ｙ
：線は角度２θだけ変位する。光反射位置上ンサ】４け
この変位量を検出するものであり、光反射位置センサ１
４上における輝点り変位量をＸ１元反射位置センサ１４
と加工表面」ａに卦ける光反射点との距離全ｌとすると
、角度θが充分子（＃小である限り、光反射位置センサ
１４の出力Ｘは次式ＶＣより与えられるＸ ＝ ｌ：
−ｊａｎ ２ θ中２１θところで加工表面１ａの半
径方向の凹凸形状を第７図に示すようＶｃｙ座標で表わ
すと、ｙ＝ｆｄｙ＝ｆθ・ｄｓ となる。ここで工具全回転＋ｔ＋＋ｆ＋方向Ｖ′Ｃ移動
ざオる軸方向移動手段の移動速度をＶとすると、ｄ ｓ
＝ ｖ・ｄ
ながら加工される被加工材の表面粗さ全非接触かつイン
プロセスで測定するための同転体の表面粗さ測定方法お
よびその装置に関するものである。 回転体の表面粗さ全非接触かつイノプロセスで測定する
方法として光切断法や九ファイ・ｑを使った方式のもの
が従来より知られている０前者の光切断法は、第１図に
示すように回転体１の表面に斜め上方力・ら投光部２よ
り帯状光全照射し、その反射角方向に配置したテレビカ
メラ３で撮像して回転体１の表面の凹凸に対応した光切
断像を得、その光切断ｆＭ金解析して表面粗さ全測定す
るものであるが、この方法の場合、分解能が最大１μｍ
程度までとあらく、また測定ヘッドを回転体ＩＫ近接さ
せ７ケければ・ｔらないなどの欠点があるＯ 後者の光ファイバを用いる方法は、第２図に示すよりｒ
Ｃ元ファイバ束４（＋−投光用ファイ・く４ａと受光用
ファイバＪｂＶＣ分け、これら投光用ファイバ４Ｂと受
光用ファイバ４ｂとをランダムあるいは同心円状に構成
した測定へソド５ Ｔｈ Ｉ！：！１転体ＩＶＣ近接さ
せ、光源６からの投光量と検出部７で検知される受光量
に」：り光反射半金測定するものであるが、この方法の
場合、測定面積が数ｄと犬きく詳細な分析ができ・ｔい
欠点がある。 一方、前記回転体の表面粗さＶＣついて、スピニング加
工の被加工材の荒加工後の表面状態ＶＣついてこの発明
の発明者が行った実験拳分析結果で−、。 前記表面粗さは、第３図に拡大図で示すようＶＣ切削工
具によるロール目８（へら工具を使用した場合ｉ／ｃは
へら目）、切削工具のｆｐｔりによる筋１」９しよびク
レータ状のぐほみ（以下フレ〜り」（）と呼ぶ）の３つ
の要素から、する（とが確藺され、前記クレータ１０の
場合ＶＣは、その長手方向が前記「Ｊ−ル゛目８に対し
直角ＶＣ揃って散在し、その平均的寸法は長手方向が数
１００μｍ９幅方向が数ＩＯμｍ程度であることも確か
められた。 そして、前記スピニング加工の荒加工後の表面粗さは、
その後の仕上は加工により前ｄ己の粗さの３要素のそれ
ぞれの程度全軽減し、１：１−ル目８は（５） ｌ〈なり、筋目９は細いものだけＶＣなり、クレータ】
０の数は減り寸法は小さくなって良品化されると考えら
れる。 したがって、この発明の目的は、スピニング加工など回
転加工による被加工材の表面粗さが前記３要素からなる
ことに着目して１回転加工される被加工材の表面粗さを
非接触かつインプロセスのもとに精度よく測定するこ吉
のできる回転体の表面粗さ測定方法およびその装置を提
供することである。 この発明の回転体の表面粗さ測定方法の一実施例を第４
図および第５図に示すＯｆなわち、この回転体の表面粗
さ測定方法は、回転加工における被加工材の表面粗さ全
構成する前記のロール目。 筋目およびクレータの３要素のそれぞれについて光学的
に測定するものであり、クレータ１０の程度（数や大き
さなど）Ｋついての測定全第４図に示す工程により行い
、ロール目８および筋目９の程度（数や目の高さなど）
ＶＣついての測定を第５図に示す工程で行うものであ
る。 （６） クレータ１０の測定では、第４図に示すようＶＣ１回転
加工される被加工材】の回転＋ｋｌ＋ Ｉ ］ Ｖｃ対
し垂直な面内に光ビーム投光部】２と拡散光受光部ｊ３
と全配置（〜て、ロール目８と直角な方向（したがって
回転ｍ１１と平行）に長手方向が向くクレータ１０に対
し、その幅方向より投受光して被加工材１の加工表面】
ａでの拡散光光量をａ＋＋ｊ定するものである。 一方、ロール目８および筋目９の測定については、第５
図ｒＣ示すようＶＣ被加エイΔ−１の加工表面１ａの上
方の１回転軸】】が含１れる半面（したがって被加工材
Ｊの直径方向に延びる半面）内Ｖ（光ビーム投光部１２
′と光反射位置上ンザ１４とを配置して５光ビーム投光
都１２′から被加工材１の加工表面ＩａＶＣ向けて斜め
−Ｆ方より元ビーム全照射し。 前記ロール目８ ＶＣよる正反射光の撮れ変位の大きさ
を前記光反射位＃士ンサ１４で検出し、その検出値から
前記ロール目８の程度（高さ）全測定し、前記光ビーム
投光部１２′と前記光反射位置中ンサ】４の中間位置に
配置した拡散光受光部】３′によって、前記被加工材１
の加工表面１ａからの拡散光全受光し、前記元ビーム投
光部１２′から照射された光ビームが前記被加工材１の
加工表面」ａの筋目９ ＶＣ起因して拡散する拡散度合
を、前記拡散光の受光量ＶＣより測定し、それｐｃよっ
て筋目９の程度全測定するものである。 第６図および第７図は、前記ロール目の測定原、＠！を
示Ｔ説明図であり、光ビームが光ビーム投光部１２′か
ら被加工材１の半径方向に対して入射角αで入射すると
、加工表面１ａｆｔ：平坦であれば反射角αで反射され
、光反射位置センサ】４の中央部に入射する。−力、こ
れに反して加工表面１ａが平坦でなく、回転軸方向ＶＣ
対して微小角度θだけ傾いているとすると１反射：）Ｙ
：線は角度２θだけ変位する。光反射位置上ンサ】４け
この変位量を検出するものであり、光反射位置センサ１
４上における輝点り変位量をＸ１元反射位置センサ１４
と加工表面」ａに卦ける光反射点との距離全ｌとすると
、角度θが充分子（＃小である限り、光反射位置センサ
１４の出力Ｘは次式ＶＣより与えられるＸ ＝ ｌ：
−ｊａｎ ２ θ中２１θところで加工表面１ａの半
径方向の凹凸形状を第７図に示すようＶｃｙ座標で表わ
すと、ｙ＝ｆｄｙ＝ｆθ・ｄｓ となる。ここで工具全回転＋ｔ＋＋ｆ＋方向Ｖ′Ｃ移動
ざオる軸方向移動手段の移動速度をＶとすると、ｄ ｓ
＝ ｖ・ｄ
【 と表わせるから。
Ｖ＝ｆθ・ｄｓ＝ｆ−・ｖｄｔ＝’二ｆｘ−ｄ（２ｊ？
２／ と・する。したがって加工表面１ａの半径方向の位ｌｆ
ｋ表わす変数ｙは、光反射位置センサ１４と光反射点と
の距離ｌが一定であるとすれは、光反射位置センサ１４
の出力Ｘ全積分ｔ〜で、軸方向移動手段の移動速度Ｖ全
乗算すれば容易に得ることができる。 前記光ビームとしては、レーザ光線、白色元のいずれを
用いてもよいが、ビーム径全絞り、１ｌｌｌＪ定Ｎ度を
上げるためｌｌ？：Ｉｉレーザ光線の方が菫−チしい〇
このように、ｔ！１２１転加工される被加工材１の表面
粗サラ、ロール目８．筋目９．クレータ１（）の３要素
に分け、各要素ごとＶＣ独立（〜でａｔＵ定するよう（
９） にしたため、表面粗さを定量的に分析することができ、
精度の高い表面粗さ測定全行うことができるＯ 筋目９．クレータｌＯの測定については、投受光部の配
置について条件全村するのみで、従来の測定系と同様の
光量測定により行つことができ、一般のスポットセンサ
を使用することが可能で。 簡単かつ安価にその測定糸を構成できる。 とくに、クレータ】０の測定では、被加工材１の回転軸
１１に対して直角方向すなわち、クレータ］０の長手方
向に対して直角方向に向けて投受光を行い、−１の拡散
光強度からクレータ１０の程度を測定するようＶＣ（、
でいるため、より太きｌ（硬出出力を得ることができ、
しかも回転軸］］の方向に投受光を行う前記筋目９の測
定の場合と光ビームの投受光方向が互に直交するため、
筋目測定のための拡散光がクレータ測定用の拡散光受光
部１３Ｖｃ人射するのを効果的に回避することができ。 一層梢度の高い測定全行うことができる○甘た、クレー
タ１０．筋目９の測定のための投（１０） 元部ｊ２，１２’、受光部３３．１３’おまひロール目
測定のための光反射位置センサ］ ４ ｔ、ｔ、いずれ
も被加工材１の加工表面１ａよりＩ ００ ｔｒｕｎ程
度離して配置することができ、削り屑、油などが測定系
ＶＣ飛散し′ｆｃり引掛るなどの不郁合がなく、安全か
つ正確、を測定を行うことができる。 つぎＶＣ１前記の回転体の表面粗さ測定力法を能率よく
行うことのできる構成の簡単・ｔＮ転体の表面粗さ測定
装置の一実施例全第８図および第５）図に示ｔ。Ｔ’ｔ
ｔ−わち、この回転体の表面粗さ測定装置ｔは、回転加
工される被加工＠’ Ｉ ’の１１１１転ｔｌｌ＋ ｌ
］ ’ Ｖｃ半行ｌ力向ＣＸ＠Ｉ３）、前記回転軸１
１′と直交する方向（被加工材１′に向かって進退する
方向、ｌＩｌ＋）。 Ｘ軸とＹ軸がつくる半面ｅ（平行ｌ曲内で被加工拐を中
心にし５て回動する回動方向θ′の；４りの自由度？有
し前記被加工材１′の加９に表面１’ａの近傍ＶＣ配置
した測定ヘッド取付テーブル１５と、この測定へノド墳
付テーブル］５ｉ／（設けら）Ｌ前ｄピ回転−ＩＩ １
１ ’の方向Ｖ（向けてＯｆｆ記加工六而１面ａ ＶＣ
元ビームを照射する光ビーム投光都１２′と、前記回転
１１４１１１ ］ ’と前記光ビーム投光部１２″とを
含む半面内に位置するように前記加工表面Ｅ’ａＶＣ向
けて前記測定ヘッド取付テーブル１５上ＶＣ設けられ、
前記光ビーム投光部１２“から照射された元ビームの前
記加工表面１’ａ での正反射ｆを受光しその正反射光
Ｌ／）振れ変位力・ら前記加工表面１’ａ（１）口〜ル
Ｎの尚さ程度全測定Ｔる第１の受光部Ｊ３”ａと、前記
光ビーム投光部１２″と前記受光部１３“ａとの中間部
ＶＣ位置するように前記加工表面１’ａＶ（向けて前記
測定ヘッド取付テーブル］５上に設けられ、前記光ビー
ム投光都１２′から照射さｎた光ビームの前記加工表面
１’ａでの筋目による拡散光を受光しその受光量から前
記筋目の程度（例えば筋目の数）を測定する第２の受光
部１３ｂと、前記元ビーム投光部１２″と前記第２の受
光部１ ：３’ｂと全含む平面とほぼ直交する半面内に
位置するように前記加工表面１’ａに向けて前記測定ヘ
ッド取付チーフル】５上に設けら １ｎ、前記元
ビーム投光部」２”力・ら照射されｆｃ光ビームの前記
加工表面１’ａでのクレータによル拡散光を受光しその
受光量から前記クレータの程度（例えげクレータの数）
を測定するＩｌ＆３の受光部１３゛ｃとを備えたもので
あり、前記光ビーム投うＬ都１２″は光ファイバ１６を
介してレーザ発生装置ｆｌ ７ Ｖｃ接続して、前記光
ビーム投光部１２”から照射される光ビームとしてレー
ザ光＆ｌｋ用いるよう（′こシている。 各受光部１３’ａ 、 １３″’ｂ、Ｉ３ｃの検出出力
は、第９図に示ｆＩＡ埋回路により、次ＶＣ７バ゛Ｊ−
よりＶＣ処理するようにしてｂる〇 加工表面１’ａからの正反射光を受光する受光部］ ３
’ａでは、光電変換により前記正反射光強度に比例した
検出出力ａｆ得、この検出出力ａを次段の積分回＆ｖｉ
１８で、前記の回転体の表面粗さ測定方向におけるロー
ル目の測定の場合と同様の積分処理をしてロール目の商
さが検出される。 加工表面１’ａの筋目に起因する拡散光全受光する受光
部１３’ｂでは、前記拡散光強度に相当−ノ“る検出出
力すを得、Ｃの検出出力ｂ１次段の側力回路１９Ｖ（お
いて前記受光部１３“ａの検出出力ａで割算して、前屈
加工入ｌｌ１１７ｊ′ａの筋目の１か検出される。 （１３） 加工表面］’ａのクレータに起因する拡散光全受光する
受光部１３”Ｃでは、前記拡散光強度に相当す、る検出
出力Ｃ全得、この検出出力Ｃを次段の割算回ｉ＠２０で
前記と同様に受光部Ｉ３”ａの検出出力ａで割算して、
前記加工表面１’ａのクレータの量が検出される〇 前記のように、受光部１３”ｂ、１３”Ｃの検出出力す
。 Ｃ全受光部１３”ａの正反射光強度に相当する検出出力
ａで割算処理するのは、各受光部１３’ａ、］３”ｂ。 １３“Ｃの検出値を無次元化して、光源光量変化セ加工
衣面の反射率の影響が検出結果に及ぶのを回避するため
である。 また、前記受光部１３″ａの検出出力ａは、別にＬＰフ
ィルタ回路２１で受けて、前記受光部】３”ａが正しく
正反射光を受光する角度に前記測定ヘッド取付テーブル
】５が位置しているかどうか全確認するようにしており
、この確認信号ｄ Ｖｃ基づき、前記測定ヘッド取付テ
ーブル１５の前記加工表面１’ａに対する角度ケ自動補
正できるように構成している〇 （１４） 一方、前記受光部ｊ３”ｂでは、前記光ビーム投光部１
２“の元ビームが前記加工表面１’ａＶ（映す光スポッ
ト像全検出して、前記測定ヘッド取付テーブル１５と加
工表面１’ａとの間の距離をａ＋＋ｊ定する機能も付与
され、前記光スポツト像に相当する検出出力ｂ′を別の
演算回路２２で演算処理して、前記距離全検出するよう
にしており、この検出値ｅに基づき、前記測定ヘッド取
付テーブル１５が、前記加工表面１’ａとの間の距離全
所定の値ＶＣ自動補正しうるように構成している。 前記測定ヘッド取付テーブル１５け、被加工材］′が回
転している状態で、被加工材１′の一端から他端に向け
てｘ、ｙ、θ′の３ ＠ｌ＋ Ｎ Ｃ励動ｖｃより移動
して、前記ロール目、筋目、クレータの測定が行われる
〇 なお、前記測定ヘッド取付テーブルｊ５のＮＣＣ励動軌
跡、測定ヘッドの距離、角ｔ＊ Ｉｌｔ＋」定機能を利
用して、ティーチングｒこより決定させることも可能で
あり、また、基本軌跡に対する距離、角度のずれ量を測
定してこれをフィートノくツクすることｒ（より、被加
工材のサンプルごとに距離、角度を調節することも可能
である０ このようＶＣ構成したため、次のような効果が得られる
。 （１） 表面粗さの３要素を１つの光ビーム投光部１
２″に一兼用して行つことができ、構成を簡略化できる
とともに、同時ＶＣ３つの測定を互に干渉し合うことな
く正確に行うことができ、測定能率が大幅に向上する。 （２） 光スポツト径ｆ Ｏ，］ −０，５ｓｍφと
小さく絞ることができ、ｉｎ！密な表面粗さ測定を行う
ことができる〇 （３）測定ヘッドの加工表面に対する距離、角度の測定
を、本来の用途とけ別に各受光部全利用することにより
測定することができ、これら距離。 角度の測定のために別のセンサを付加する必要がなく、
簡単な構成により測定距離、角度のずれなどを監視でき
、ティーチング機能も容易ＶＣ付加することができる。 以上のように、この発明の回転体の表面粗さ測定方法は
、回転加工される被加工材の回転軸を含む平面内に光ビ
ーム投光部および光反射位１ｄセンサ會前記被加工材の
加工表面ＶＣ向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記元反
射位１ｄ士ンサで受光し前記加工表面のロール目ＶＣよ
る前記元止反射光の振れ変６″Ｌを前記光反射位置上ン
サで検出して前記ロール目の高さ程度を測定するロール
目測定工程と、前記回転軸全台む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目ＶＣよる拡散光を前記拡散光受光部で受光し
てその受光ｔにより前記筋目の程度を測定する筋目測定
工程と、前記回転軸Ｖｃ対し垂直な面内に光ビーム投光
部ｐよび拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前ｍｌ加二
［表面でのクレータによる拡散光を前記拡散光受光部で
受光してその受光蓋により前記クレータの程度を測定す
るクレータ測定工程とを含むものであるため、（１７） 回転加工される被加工材の表面粗さを、非接触かつイン
プロセスのもとに精度よく測定することができ、また、
この発明の回転体の表面粗さ測定装置は、回転加工され
る被加工材の回転軸の方向に向けて前記被加工材の加工
表面ＶＣ光ビーム全照射する光ビーム投光部と、前記加
工表面に向けて前記回転軸と前記光ビーム投元部とを含
む平面内に配置され前記光ビーム投光部からの光ビーム
の前記加工表面での正反射光を受光し七の正反射光の振
れ変位から前記加工表面のロール目の高さ程度全測定す
る第１受光部と、前記加工表面に向けて前記光ビーム投
光部と前記第１受光部の配設位置の中間部ＶＣ配置され
前記光ビーム投光部からの光ビームの前記加工表面での
筋目による拡散光を受光してその受光部から前記加工表
面の筋目の程度を測定する第２受光部と、前記加工表面
ＶＣ向けて前記光ビーム投光部と前記第２受光部とを含
む平面とほぼ直交するＸｆｌ−面内ＶＣ配置ｄさ７Ｌ前
配光ビ一ム投光部からの元ビームの前記加工表面でのク
レータによる拡散光を受光してその受ｉ蓋から前記加（
１８） １表面のクレータの程度を測定する第３受光部と。 前記光ビーム投光部、第１．第２゜第３受光部を含む測
定ヘッド金固定して前記被加工材の加工表面に近い位置
に位置調整自任に配設した測定ヘッド位置調整チーフル
とを備えたものであるため、簡単かつコンパクトな構成
により前記測定方法による被加工材の表面粗さ測定を能
率よく行うことができるという効果を有する０
２／ と・する。したがって加工表面１ａの半径方向の位ｌｆ
ｋ表わす変数ｙは、光反射位置センサ１４と光反射点と
の距離ｌが一定であるとすれは、光反射位置センサ１４
の出力Ｘ全積分ｔ〜で、軸方向移動手段の移動速度Ｖ全
乗算すれば容易に得ることができる。 前記光ビームとしては、レーザ光線、白色元のいずれを
用いてもよいが、ビーム径全絞り、１ｌｌｌＪ定Ｎ度を
上げるためｌｌ？：Ｉｉレーザ光線の方が菫−チしい〇
このように、ｔ！１２１転加工される被加工材１の表面
粗サラ、ロール目８．筋目９．クレータ１（）の３要素
に分け、各要素ごとＶＣ独立（〜でａｔＵ定するよう（
９） にしたため、表面粗さを定量的に分析することができ、
精度の高い表面粗さ測定全行うことができるＯ 筋目９．クレータｌＯの測定については、投受光部の配
置について条件全村するのみで、従来の測定系と同様の
光量測定により行つことができ、一般のスポットセンサ
を使用することが可能で。 簡単かつ安価にその測定糸を構成できる。 とくに、クレータ】０の測定では、被加工材１の回転軸
１１に対して直角方向すなわち、クレータ］０の長手方
向に対して直角方向に向けて投受光を行い、−１の拡散
光強度からクレータ１０の程度を測定するようＶＣ（、
でいるため、より太きｌ（硬出出力を得ることができ、
しかも回転軸］］の方向に投受光を行う前記筋目９の測
定の場合と光ビームの投受光方向が互に直交するため、
筋目測定のための拡散光がクレータ測定用の拡散光受光
部１３Ｖｃ人射するのを効果的に回避することができ。 一層梢度の高い測定全行うことができる○甘た、クレー
タ１０．筋目９の測定のための投（１０） 元部ｊ２，１２’、受光部３３．１３’おまひロール目
測定のための光反射位置センサ］ ４ ｔ、ｔ、いずれ
も被加工材１の加工表面１ａよりＩ ００ ｔｒｕｎ程
度離して配置することができ、削り屑、油などが測定系
ＶＣ飛散し′ｆｃり引掛るなどの不郁合がなく、安全か
つ正確、を測定を行うことができる。 つぎＶＣ１前記の回転体の表面粗さ測定力法を能率よく
行うことのできる構成の簡単・ｔＮ転体の表面粗さ測定
装置の一実施例全第８図および第５）図に示ｔ。Ｔ’ｔ
ｔ−わち、この回転体の表面粗さ測定装置ｔは、回転加
工される被加工＠’ Ｉ ’の１１１１転ｔｌｌ＋ ｌ
］ ’ Ｖｃ半行ｌ力向ＣＸ＠Ｉ３）、前記回転軸１
１′と直交する方向（被加工材１′に向かって進退する
方向、ｌＩｌ＋）。 Ｘ軸とＹ軸がつくる半面ｅ（平行ｌ曲内で被加工拐を中
心にし５て回動する回動方向θ′の；４りの自由度？有
し前記被加工材１′の加９に表面１’ａの近傍ＶＣ配置
した測定ヘッド取付テーブル１５と、この測定へノド墳
付テーブル］５ｉ／（設けら）Ｌ前ｄピ回転−ＩＩ １
１ ’の方向Ｖ（向けてＯｆｆ記加工六而１面ａ ＶＣ
元ビームを照射する光ビーム投光都１２′と、前記回転
１１４１１１ ］ ’と前記光ビーム投光部１２″とを
含む半面内に位置するように前記加工表面Ｅ’ａＶＣ向
けて前記測定ヘッド取付テーブル１５上ＶＣ設けられ、
前記光ビーム投光部１２“から照射された元ビームの前
記加工表面１’ａ での正反射ｆを受光しその正反射光
Ｌ／）振れ変位力・ら前記加工表面１’ａ（１）口〜ル
Ｎの尚さ程度全測定Ｔる第１の受光部Ｊ３”ａと、前記
光ビーム投光部１２″と前記受光部１３“ａとの中間部
ＶＣ位置するように前記加工表面１’ａＶ（向けて前記
測定ヘッド取付テーブル］５上に設けられ、前記光ビー
ム投光都１２′から照射さｎた光ビームの前記加工表面
１’ａでの筋目による拡散光を受光しその受光量から前
記筋目の程度（例えば筋目の数）を測定する第２の受光
部１３ｂと、前記元ビーム投光部１２″と前記第２の受
光部１ ：３’ｂと全含む平面とほぼ直交する半面内に
位置するように前記加工表面１’ａに向けて前記測定ヘ
ッド取付チーフル】５上に設けら １ｎ、前記元
ビーム投光部」２”力・ら照射されｆｃ光ビームの前記
加工表面１’ａでのクレータによル拡散光を受光しその
受光量から前記クレータの程度（例えげクレータの数）
を測定するＩｌ＆３の受光部１３゛ｃとを備えたもので
あり、前記光ビーム投うＬ都１２″は光ファイバ１６を
介してレーザ発生装置ｆｌ ７ Ｖｃ接続して、前記光
ビーム投光部１２”から照射される光ビームとしてレー
ザ光＆ｌｋ用いるよう（′こシている。 各受光部１３’ａ 、 １３″’ｂ、Ｉ３ｃの検出出力
は、第９図に示ｆＩＡ埋回路により、次ＶＣ７バ゛Ｊ−
よりＶＣ処理するようにしてｂる〇 加工表面１’ａからの正反射光を受光する受光部］ ３
’ａでは、光電変換により前記正反射光強度に比例した
検出出力ａｆ得、この検出出力ａを次段の積分回＆ｖｉ
１８で、前記の回転体の表面粗さ測定方向におけるロー
ル目の測定の場合と同様の積分処理をしてロール目の商
さが検出される。 加工表面１’ａの筋目に起因する拡散光全受光する受光
部１３’ｂでは、前記拡散光強度に相当−ノ“る検出出
力すを得、Ｃの検出出力ｂ１次段の側力回路１９Ｖ（お
いて前記受光部１３“ａの検出出力ａで割算して、前屈
加工入ｌｌ１１７ｊ′ａの筋目の１か検出される。 （１３） 加工表面］’ａのクレータに起因する拡散光全受光する
受光部１３”Ｃでは、前記拡散光強度に相当す、る検出
出力Ｃ全得、この検出出力Ｃを次段の割算回ｉ＠２０で
前記と同様に受光部Ｉ３”ａの検出出力ａで割算して、
前記加工表面１’ａのクレータの量が検出される〇 前記のように、受光部１３”ｂ、１３”Ｃの検出出力す
。 Ｃ全受光部１３”ａの正反射光強度に相当する検出出力
ａで割算処理するのは、各受光部１３’ａ、］３”ｂ。 １３“Ｃの検出値を無次元化して、光源光量変化セ加工
衣面の反射率の影響が検出結果に及ぶのを回避するため
である。 また、前記受光部１３″ａの検出出力ａは、別にＬＰフ
ィルタ回路２１で受けて、前記受光部】３”ａが正しく
正反射光を受光する角度に前記測定ヘッド取付テーブル
】５が位置しているかどうか全確認するようにしており
、この確認信号ｄ Ｖｃ基づき、前記測定ヘッド取付テ
ーブル１５の前記加工表面１’ａに対する角度ケ自動補
正できるように構成している〇 （１４） 一方、前記受光部ｊ３”ｂでは、前記光ビーム投光部１
２“の元ビームが前記加工表面１’ａＶ（映す光スポッ
ト像全検出して、前記測定ヘッド取付テーブル１５と加
工表面１’ａとの間の距離をａ＋＋ｊ定する機能も付与
され、前記光スポツト像に相当する検出出力ｂ′を別の
演算回路２２で演算処理して、前記距離全検出するよう
にしており、この検出値ｅに基づき、前記測定ヘッド取
付テーブル１５が、前記加工表面１’ａとの間の距離全
所定の値ＶＣ自動補正しうるように構成している。 前記測定ヘッド取付テーブル１５け、被加工材］′が回
転している状態で、被加工材１′の一端から他端に向け
てｘ、ｙ、θ′の３ ＠ｌ＋ Ｎ Ｃ励動ｖｃより移動
して、前記ロール目、筋目、クレータの測定が行われる
〇 なお、前記測定ヘッド取付テーブルｊ５のＮＣＣ励動軌
跡、測定ヘッドの距離、角ｔ＊ Ｉｌｔ＋」定機能を利
用して、ティーチングｒこより決定させることも可能で
あり、また、基本軌跡に対する距離、角度のずれ量を測
定してこれをフィートノくツクすることｒ（より、被加
工材のサンプルごとに距離、角度を調節することも可能
である０ このようＶＣ構成したため、次のような効果が得られる
。 （１） 表面粗さの３要素を１つの光ビーム投光部１
２″に一兼用して行つことができ、構成を簡略化できる
とともに、同時ＶＣ３つの測定を互に干渉し合うことな
く正確に行うことができ、測定能率が大幅に向上する。 （２） 光スポツト径ｆ Ｏ，］ −０，５ｓｍφと
小さく絞ることができ、ｉｎ！密な表面粗さ測定を行う
ことができる〇 （３）測定ヘッドの加工表面に対する距離、角度の測定
を、本来の用途とけ別に各受光部全利用することにより
測定することができ、これら距離。 角度の測定のために別のセンサを付加する必要がなく、
簡単な構成により測定距離、角度のずれなどを監視でき
、ティーチング機能も容易ＶＣ付加することができる。 以上のように、この発明の回転体の表面粗さ測定方法は
、回転加工される被加工材の回転軸を含む平面内に光ビ
ーム投光部および光反射位１ｄセンサ會前記被加工材の
加工表面ＶＣ向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記元反
射位１ｄ士ンサで受光し前記加工表面のロール目ＶＣよ
る前記元止反射光の振れ変６″Ｌを前記光反射位置上ン
サで検出して前記ロール目の高さ程度を測定するロール
目測定工程と、前記回転軸全台む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目ＶＣよる拡散光を前記拡散光受光部で受光し
てその受光ｔにより前記筋目の程度を測定する筋目測定
工程と、前記回転軸Ｖｃ対し垂直な面内に光ビーム投光
部ｐよび拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前ｍｌ加二
［表面でのクレータによる拡散光を前記拡散光受光部で
受光してその受光蓋により前記クレータの程度を測定す
るクレータ測定工程とを含むものであるため、（１７） 回転加工される被加工材の表面粗さを、非接触かつイン
プロセスのもとに精度よく測定することができ、また、
この発明の回転体の表面粗さ測定装置は、回転加工され
る被加工材の回転軸の方向に向けて前記被加工材の加工
表面ＶＣ光ビーム全照射する光ビーム投光部と、前記加
工表面に向けて前記回転軸と前記光ビーム投元部とを含
む平面内に配置され前記光ビーム投光部からの光ビーム
の前記加工表面での正反射光を受光し七の正反射光の振
れ変位から前記加工表面のロール目の高さ程度全測定す
る第１受光部と、前記加工表面に向けて前記光ビーム投
光部と前記第１受光部の配設位置の中間部ＶＣ配置され
前記光ビーム投光部からの光ビームの前記加工表面での
筋目による拡散光を受光してその受光部から前記加工表
面の筋目の程度を測定する第２受光部と、前記加工表面
ＶＣ向けて前記光ビーム投光部と前記第２受光部とを含
む平面とほぼ直交するＸｆｌ−面内ＶＣ配置ｄさ７Ｌ前
配光ビ一ム投光部からの元ビームの前記加工表面でのク
レータによる拡散光を受光してその受ｉ蓋から前記加（
１８） １表面のクレータの程度を測定する第３受光部と。 前記光ビーム投光部、第１．第２゜第３受光部を含む測
定ヘッド金固定して前記被加工材の加工表面に近い位置
に位置調整自任に配設した測定ヘッド位置調整チーフル
とを備えたものであるため、簡単かつコンパクトな構成
により前記測定方法による被加工材の表面粗さ測定を能
率よく行うことができるという効果を有する０
第１図および第２図はそれぞれ従来例を示す斜視図、第
３図は同転加工された被加工材の加工表面を示す部分拡
大斜視図、第４図および第５図はそれぞれこの発明の測
定方法の一実施例を示す斜視図、第６図および第７図は
それぞれその原理説明図、第８図および第９図はそれぞ
れこの発明の測定装置の一実施例を示すがＦ視図および
処理回路ブロック図である。 １．１′ 被加工材、］ａ、ｌ’ａ・・加工表面、８
・ロール目、９・筋目、１０・クレータ、］ ］ 、
１１’・・・回転軸、１２ 、１２’、 １２”・・・
光ビーム投光部、１３゜センサ）、１３”ｂ、１３”Ｃ
・ 受光部、１４ 光反射位置センサ、１５・測定ヘッ
ド取付テーブル、１６光フアイバ、１７ レーザ発生装
置、Ｉ ９ 、２０割算回路、２】・ＬＰフィルタ１回
路、２２・・・演算回路 よ ５１ （ ＼２１ 第９図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和５６年 特 許 願第１７６９５５シじ２、発明の
名称 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置３、補正をす
る者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名 称 （
５８３）松下電］ユ株式会社代表者 神
前 善 −４、代 理 人 明細書 ７、補正の内容
３図は同転加工された被加工材の加工表面を示す部分拡
大斜視図、第４図および第５図はそれぞれこの発明の測
定方法の一実施例を示す斜視図、第６図および第７図は
それぞれその原理説明図、第８図および第９図はそれぞ
れこの発明の測定装置の一実施例を示すがＦ視図および
処理回路ブロック図である。 １．１′ 被加工材、］ａ、ｌ’ａ・・加工表面、８
・ロール目、９・筋目、１０・クレータ、］ ］ 、
１１’・・・回転軸、１２ 、１２’、 １２”・・・
光ビーム投光部、１３゜センサ）、１３”ｂ、１３”Ｃ
・ 受光部、１４ 光反射位置センサ、１５・測定ヘッ
ド取付テーブル、１６光フアイバ、１７ レーザ発生装
置、Ｉ ９ 、２０割算回路、２】・ＬＰフィルタ１回
路、２２・・・演算回路 よ ５１ （ ＼２１ 第９図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和５６年 特 許 願第１７６９５５シじ２、発明の
名称 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置３、補正をす
る者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名 称 （
５８３）松下電］ユ株式会社代表者 神
前 善 −４、代 理 人 明細書 ７、補正の内容
Claims (3)
- （１）回転加工される被加工拐の回転軸金倉む平面内に
光ビーム投光部および光反射位置センサを前記被加工材
の加工表面に向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記光反
射位置センサで受光し前記加工表面のロール目による前
記光圧反射光の振れ変位を前記光反射位置センサで検出
し７て前記ロール目の高さ程度を測定するロール目測定
工程と、前記回転［１１１を含む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目による拡散光を前記拡散光受光部で受光して
その受光量により前記筋目の程度全測定する筋目１１１
１＋１ ｆ工程と、前記回転４ＩＩＩｌＶＣ対し垂直な
面内に光ビーム投光部および拡散光受光部を前記加工表
面に向は配置し、前記光ビーム投光部から照射された光
ビームの前記加工表面でのクレータによる拡散′″１ｔ
ｆＩ：前記拡散元受前記拡散光受光部の受光量により前
記クレータの程度ｆｒ測測定るクレータ測定工程とを含
む回転体の衣ｍ１粗ざ測定方法。 - （２）回転加工される被加工材の泊１転軸の方向に向け
て前記被加工材の加工次面Ｖｃ光ビームを照射する光ビ
ーム投光部と、前記加工表面に向けて前記回転軸と前記
光ビーム投光部とを含む平面内に配置され前記光ビーム
投光部からの光ビームの前記加工表面での正反射光全受
光しその正反射光の振れ変位から前記加工表面のロール
目の筒さ程度を測定する第１受光部と、前記加工表面に
向けて前記光ビーム投光部と前記第】受光部の配役位置
の中間部ＶＣ配置され前記光ビーム投光部がらの光ビー
ムの前記加工表面での筋目Ｖ（」：る拡散光を受光して
その受光量から前記加−Ｌ表面の筋目の程度を測定する
第２受尤都と、前記加工表面ＶＣ向けて前記光ビーム投
光部と前記Ｍ２受光部とを含む平面とほぼ直交する平面
内に配置され前記元ビーム投光部からの光ビームの前記
加工表面でのクレータによる拡散光を受光してその受光
量から前記加工表面のクレータの程度全測定する第３受
光部と、前記光ビーム投光部、第１．第２．第３受光部
を含む測定ヘッドを固定して前記被加工材の加工表面ｒ
（近い位置に位置調整自在に配設した測定ヘッド位ＩＮ
調整テーブルとを備えた回転体の表面粗さ測定装置。 - （３） 前記測定ヘッド位置調整テーブルは、前記第
１受光部が正反射光を受光した位Ｉｔを、前記光ビーム
投光部と前記第１受光部の間に正反射が行われる角度位
置として検出し位置補正制御し、前記光ビーム投光部か
らの光ビームによる前記加工表面に映される光スポット
像全前記第２受光部が受光する位置を、前記加工表面と
測定ヘッドとの間の距離が正しい位置として検出し位置
補正制御するようＩ／Ｃしたものである特許請求の範囲
第（２）項記載の回転体の表面粗さｉ１１］定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17695581A JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17695581A JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876711A true JPS5876711A (ja) | 1983-05-09 |
| JPS6256443B2 JPS6256443B2 (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=16022637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17695581A Granted JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876711A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288108A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-18 | Ishizuka Glass Ltd | ガラス壜の胴へこみ検査方法 |
| JPS6426105A (en) * | 1987-03-13 | 1989-01-27 | Canon Kk | Surface shape measuring instrument |
| EP0358982A2 (de) * | 1988-09-15 | 1990-03-21 | KOLB GMBH & CO | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten berührungsfreien Oberflächenkontrolle von zylindrischen Teilen |
| JP2010014547A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 表面検査方法、及びびびりマーク検査装置 |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17695581A patent/JPS5876711A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288108A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-18 | Ishizuka Glass Ltd | ガラス壜の胴へこみ検査方法 |
| JPS6426105A (en) * | 1987-03-13 | 1989-01-27 | Canon Kk | Surface shape measuring instrument |
| EP0358982A2 (de) * | 1988-09-15 | 1990-03-21 | KOLB GMBH & CO | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten berührungsfreien Oberflächenkontrolle von zylindrischen Teilen |
| JP2010014547A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 表面検査方法、及びびびりマーク検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256443B2 (ja) | 1987-11-26 |
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