JPS5944610A - 形状測定方法およびその装置 - Google Patents
形状測定方法およびその装置Info
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- JPS5944610A JPS5944610A JP15556882A JP15556882A JPS5944610A JP S5944610 A JPS5944610 A JP S5944610A JP 15556882 A JP15556882 A JP 15556882A JP 15556882 A JP15556882 A JP 15556882A JP S5944610 A JPS5944610 A JP S5944610A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は形状測定方法およびその装置に関するもので
ある。
ある。
金属加工物などの精密加工部品の外形形状を測定する従
来方法として、拡大投影法がある。この方法は、投影拡
大機によシスクリーン上に写し出された被測定物の投影
像をこの被測定物の理想外形をなす一種の姿ゲージと重
ね合せて、その一致度ないし相違程度を測定することに
より被測定物の外形形状を測定するものである。
来方法として、拡大投影法がある。この方法は、投影拡
大機によシスクリーン上に写し出された被測定物の投影
像をこの被測定物の理想外形をなす一種の姿ゲージと重
ね合せて、その一致度ないし相違程度を測定することに
より被測定物の外形形状を測定するものである。
この測定方法の場合、測定精度の向上は主に拡大率を増
大することによりはかられるが、被測定物エツジからの
光の回折現象により投影像に生じるほけ或いはスクリー
ン面積の制約などの理由から、拡大率に限界が存在する
。まだ投影像と姿ゲージの一致度の測定は、通常目分量
により行われるため、定量的な一致度測定が極めて困Φ
１ｔであり、精度低下の一因となる。。
大することによりはかられるが、被測定物エツジからの
光の回折現象により投影像に生じるほけ或いはスクリー
ン面積の制約などの理由から、拡大率に限界が存在する
。まだ投影像と姿ゲージの一致度の測定は、通常目分量
により行われるため、定量的な一致度測定が極めて困Φ
１ｔであり、精度低下の一因となる。。
このような測定者の個人差による測定値のばらつきを軽
減するのに、近年Ｘ−Ｙテーブル、リニアー・エンコー
ダーによる座標の読み込み、コンピューターによる演算
処理などの技術が併用されているが、座標の読み込み精
度は依然として測定者の個性に大きく左右されている。
減するのに、近年Ｘ−Ｙテーブル、リニアー・エンコー
ダーによる座標の読み込み、コンピューターによる演算
処理などの技術が併用されているが、座標の読み込み精
度は依然として測定者の個性に大きく左右されている。
この発明は、如上の拡大投影法の場合のように拡大率を
増大するうえでの制限や、測定者の個人差によシ測定精
度が左右されることがなく、高い測定精度を得ることの
できる形状測定方法およびその装置を提供することを目
的とするものである。−１この発明の一実施例を第１図
ないし第５図に基づき以下に説明する。
増大するうえでの制限や、測定者の個人差によシ測定精
度が左右されることがなく、高い測定精度を得ることの
できる形状測定方法およびその装置を提供することを目
的とするものである。−１この発明の一実施例を第１図
ないし第５図に基づき以下に説明する。
との実施例は、ベアリング内輪の軌道形状を測定するも
のであり、被測定物であるベアリング内輪１の軌道面１
ａに対し、このベアリング内輪１の理想軌道面に密接し
うる所定曲率半径Ｒ１）の球面状標準サンプル２を対接
させ、その対接部のベアリング内輪厚み方向（第２図に
Ｘ軸で示す）に及ぶ全測定領域を、ベアリング内輪ｌの
軸心に対し直角でかつベアリング内輪・標準サンプル対
向方向（第２図に２軸で示す）に対し直角な照射方向を
なすスポット光で走査し、この光走査により対接部の不
一致によってできるｌ等間を透過した光を集光レンズ３
ａ、３ｂからなる受光系３で集光して、これを光電子増
倍１１４で光電変換し透過光強度に相当する電気信号を
得、この雷、気信号と対接部の隙間幅Δ２との間に成り
立つ関係に基づき実際の隙間幅Δ２を算出し、それによ
ってベアリング内輪１の軌道面１ａの形状を測定するよ
うにしたものである。
のであり、被測定物であるベアリング内輪１の軌道面１
ａに対し、このベアリング内輪１の理想軌道面に密接し
うる所定曲率半径Ｒ１）の球面状標準サンプル２を対接
させ、その対接部のベアリング内輪厚み方向（第２図に
Ｘ軸で示す）に及ぶ全測定領域を、ベアリング内輪ｌの
軸心に対し直角でかつベアリング内輪・標準サンプル対
向方向（第２図に２軸で示す）に対し直角な照射方向を
なすスポット光で走査し、この光走査により対接部の不
一致によってできるｌ等間を透過した光を集光レンズ３
ａ、３ｂからなる受光系３で集光して、これを光電子増
倍１１４で光電変換し透過光強度に相当する電気信号を
得、この雷、気信号と対接部の隙間幅Δ２との間に成り
立つ関係に基づき実際の隙間幅Δ２を算出し、それによ
ってベアリング内輪１の軌道面１ａの形状を測定するよ
うにしたものである。
ベアリング内輪１と標準サンプル２との対接部を走査す
るスポット光は、Ｈｅ −Ｎθガスレーザー５を光源と
するレーザー光であり、ピンホール６を通過させること
によシそのビーム径を適当に細くしたあと、ビームスプ
リッタ−７で２方向に分光し、そのまま直進する一方の
分光を反射ミラー８を介して振動ミラー９に入射させる
一方、この振動ミラー９を所定周期で揺動させることに
より、振動ミラー９からの反射光で前記対接部を光走査
しうるようにしている。ビームスプリッタ−７で光路を
直角に変えられる他の分光は、フォトダイオード１０で
光電変換し、その出力を後述の出力補正用信号として供
するようにしている。
るスポット光は、Ｈｅ −Ｎθガスレーザー５を光源と
するレーザー光であり、ピンホール６を通過させること
によシそのビーム径を適当に細くしたあと、ビームスプ
リッタ−７で２方向に分光し、そのまま直進する一方の
分光を反射ミラー８を介して振動ミラー９に入射させる
一方、この振動ミラー９を所定周期で揺動させることに
より、振動ミラー９からの反射光で前記対接部を光走査
しうるようにしている。ビームスプリッタ−７で光路を
直角に変えられる他の分光は、フォトダイオード１０で
光電変換し、その出力を後述の出力補正用信号として供
するようにしている。
振動ミラー９で反射されるレーザー光は、振動ミラー９
の揺動により扇状の所定角度範囲内で反射方向を変える
が、この振動ミラー９と前記対接部との間に振動ミラー
・レンズ間距閃１を自己の焦点距離と等しくして配置し
たレンズ１１によシ、振動ミラー９からの反射光がベア
リング内輪・標準サンプル対向方向（ｚ軸方向）に対し
て直角な平行走査ビームに変換されるようにしている。
の揺動により扇状の所定角度範囲内で反射方向を変える
が、この振動ミラー９と前記対接部との間に振動ミラー
・レンズ間距閃１を自己の焦点距離と等しくして配置し
たレンズ１１によシ、振動ミラー９からの反射光がベア
リング内輪・標準サンプル対向方向（ｚ軸方向）に対し
て直角な平行走査ビームに変換されるようにしている。
振動ミラー９は、これに付属する図示しないタコ・ゼネ
レーターと発振ドライ／く−１２で構成される発振回路
の一部をなし、振［１７ｊ ミラー９の自己共振周波数
ｆ。で揺動する。
レーターと発振ドライ／く−１２で構成される発振回路
の一部をなし、振［１７ｊ ミラー９の自己共振周波数
ｆ。で揺動する。
ベアリング内Ｍ１は被測定物取付台１２′に載置する一
方、標準サンプル２の後端部にセツティング位ｔＫｆ
ｉｔ’７１節用電気マイクロ・プローブ１３を押し当て
て、ベアリング内輪］に対し標準サンプル２を最適位置
に突き合せ、被測定物取付台１２′、標準サンプル２、
電気マイクロ・プローブ１３を組み付けた一方向スライ
ド基台１４を１図示しない駆動手段によりＸ軸方向すな
わちベア１ノングＩ’Ｊ ｌ！ｌ１ｉｕ １の厚み方向
にスライドさせて、対接部の全測定領域（Ｘ＝ Ｘ ｍ
／−／ Ｘ １７１ ）にわたる光走査が行えるように
している。
方、標準サンプル２の後端部にセツティング位ｔＫｆ
ｉｔ’７１節用電気マイクロ・プローブ１３を押し当て
て、ベアリング内輪］に対し標準サンプル２を最適位置
に突き合せ、被測定物取付台１２′、標準サンプル２、
電気マイクロ・プローブ１３を組み付けた一方向スライ
ド基台１４を１図示しない駆動手段によりＸ軸方向すな
わちベア１ノングＩ’Ｊ ｌ！ｌ１ｉｕ １の厚み方向
にスライドさせて、対接部の全測定領域（Ｘ＝ Ｘ ｍ
／−／ Ｘ １７１ ）にわたる光走査が行えるように
している。
受光系３と光電子増倍管４の間には６３２８Ｒ波長光を
透過する干渉フィルター１５を介在゛させ、周囲から混
入する外光の影響を最小に抑えるようにしている。、 光電子増倍管４より出力した電気信号は、プリアンプ１
６により第３図に示すような信号波形Ｖに増幅したあと
、次段のロックイン゛γンブ１７に入力す乙、。
透過する干渉フィルター１５を介在゛させ、周囲から混
入する外光の影響を最小に抑えるようにしている。、 光電子増倍管４より出力した電気信号は、プリアンプ１
６により第３図に示すような信号波形Ｖに増幅したあと
、次段のロックイン゛γンブ１７に入力す乙、。
前記の信号波形■のピーク値ｖｐｅａ、にとパルス幅Ｖ
ｗｉａｔｈとは、対接部の隙間幅Δ２と密接に関係する
。この関係は隙間幅Δ２に比して走査光のビーム径を十
分大きくするとき顕著にあられれ、この実施例の場合に
も隙間幅Δ２が０．０１〜１０μｍに対して、走査光の
ビーム径を０．２〜（Ｌ ” ＴｎＭとしており、前記
条件を十分満足している。
ｗｉａｔｈとは、対接部の隙間幅Δ２と密接に関係する
。この関係は隙間幅Δ２に比して走査光のビーム径を十
分大きくするとき顕著にあられれ、この実施例の場合に
も隙間幅Δ２が０．０１〜１０μｍに対して、走査光の
ビーム径を０．２〜（Ｌ ” ＴｎＭとしており、前記
条件を十分満足している。
プリアンプ１６で増幅した電気信号は次段のロックイン
アンプ１７に入力し、電気信号の７−りエ級数成分のう
ちの所定高調波成分を検波して出力する。
アンプ１７に入力し、電気信号の７−りエ級数成分のう
ちの所定高調波成分を検波して出力する。
ロックインアンプ１７には、別に発振器ドライバー１２
から出力される振動ミラー揺動周波数ｆｃの２倍の周波
数の信号を参照信号として入力する。
から出力される振動ミラー揺動周波数ｆｃの２倍の周波
数の信号を参照信号として入力する。
したがって、対接部の隙間幅Δ２の部分の光走査に対応
するロックインアンプ１７の出力Ｖ ｏｕｔは、隙間幅
Δ２との間に Ｖ ｏｕｔ ＝ ”−ＪＺＳｉｎ２πΔｚ−・−・・−
（Ｌ）π の関係を有する。
するロックインアンプ１７の出力Ｖ ｏｕｔは、隙間幅
Δ２との間に Ｖ ｏｕｔ ＝ ”−ＪＺＳｉｎ２πΔｚ−・−・・−
（Ｌ）π の関係を有する。
次段の出力補正部１８では、ロックインアンプ１７の出
力ｖＯｕｔを入力する一方、フォトダイオード１０の出
力信号を出力補正用信号として入力し、Ｈｅ −Ｎ ｅ
ガスレーザー５の光強度変化に起因する出力Ｖ ｏｕｔ
の変動分を前記出力補正用信号に基づき補正するように
している。
力ｖＯｕｔを入力する一方、フォトダイオード１０の出
力信号を出力補正用信号として入力し、Ｈｅ −Ｎ ｅ
ガスレーザー５の光強度変化に起因する出力Ｖ ｏｕｔ
の変動分を前記出力補正用信号に基づき補正するように
している。
次段のＸ−Ｙ記録計１９では、出力補正部１８を経て補
正された出力ＶｏｕｔをＹ軸信号として入力する一方、
スライド基台１４の摺動に連動するリニアー・ポテンシ
ョメーター２０の出力ヲｘ 軸信号として入力し、対接
部においてＸ軸方向に順次変位する走査位置の変位量を
Ｘ軸にとり、各走査位置に対応する出力Ｖ ｏｕｔをＹ
軸にとることによシ第４図に示すような出力特性のグラ
フを得る。
正された出力ＶｏｕｔをＹ軸信号として入力する一方、
スライド基台１４の摺動に連動するリニアー・ポテンシ
ョメーター２０の出力ヲｘ 軸信号として入力し、対接
部においてＸ軸方向に順次変位する走査位置の変位量を
Ｘ軸にとり、各走査位置に対応する出力Ｖ ｏｕｔをＹ
軸にとることによシ第４図に示すような出力特性のグラ
フを得る。
ｘ ｌ１ｌｌ （Ｗ 号は、前記のリニアー・ポテンシ
ョメーター２０に限らず、そのほかリニアー・エンコー
ダー、ロータリー・エンコーダーを用いて発生させるよ
うにしてもよい。
ョメーター２０に限らず、そのほかリニアー・エンコー
ダー、ロータリー・エンコーダーを用いて発生させるよ
うにしてもよい。
この測定系の場合のように隙間幅Δ２が微小であるとき
には、近似的に ５ｉｎ２ｒＪＺ ＝ｌの関２πΔ２ 係式が成り立つので、前記の（１）式は一般にＶｏｕｔ
＝ Ｋ、 （Δｚ）２ ・・・・・・・・・（１′
）ただしに１ ：定数 と置き換えることができる。
には、近似的に ５ｉｎ２ｒＪＺ ＝ｌの関２πΔ２ 係式が成り立つので、前記の（１）式は一般にＶｏｕｔ
＝ Ｋ、 （Δｚ）２ ・・・・・・・・・（１′
）ただしに１ ：定数 と置き換えることができる。
ところがロックインアンプ１７に入力される電気信号は
、光電子増倍ｖｆ４およびプリアンプ１６の応答速度を
下げることにより、そのパルス幅を対接部の隙間幅Δ２
と関係なく一定にすることができるので、このような条
件のもとでは前記の（１′）式は Ｖ ｏｕｔ ＝ Ｋ２ Δ２ ・・・・・・・・・
（ｌ〃）ただしに２ ：定数 と射き換えられる。すなわち、ロックインアンプ１７の
出力Ｖ ｏｕｔ （実際は出力補正部１８よシ取シ出さ
れる出力）よシベアリング内輪１の軌道面１ａと標準サ
ンプル２との間の隙間幅Δ２を測定することができる。
、光電子増倍ｖｆ４およびプリアンプ１６の応答速度を
下げることにより、そのパルス幅を対接部の隙間幅Δ２
と関係なく一定にすることができるので、このような条
件のもとでは前記の（１′）式は Ｖ ｏｕｔ ＝ Ｋ２ Δ２ ・・・・・・・・・
（ｌ〃）ただしに２ ：定数 と射き換えられる。すなわち、ロックインアンプ１７の
出力Ｖ ｏｕｔ （実際は出力補正部１８よシ取シ出さ
れる出力）よシベアリング内輪１の軌道面１ａと標準サ
ンプル２との間の隙間幅Δ２を測定することができる。
この実施例の場合、測定対象はベアリング内輪１の軌道
外形（軌道径Ｒｒ）であり、これに対接する標準サンプ
ル２は球形（球径Ｒｂ）であるので、測定されるベアリ
ング内＠】の軌道径Ｒｒが理想軌道径（標準サンプル２
の球径Ｒ１）に等しい）よυ大きいＲｒ） Ｒｔ）の場
合、その径の誤差を、ΔＲｒ＝−Ｒｒ−Ｒｂとすると、
ベアリング内輪１のＸ軸方向（厚み方向）の各走査位置
Ｘにおける対接部隙間幅Δ２とΔＲｒとの関係は 、Δα Ｘ２ ΔＺ＝ −−−１，１−’−（’−）２（１＋Δａ））
・−（２）２Ｒ’ｂ ４Ｒｂ ただしΔα＝ΔＲｒ ／ Ｒｂ となる。
外形（軌道径Ｒｒ）であり、これに対接する標準サンプ
ル２は球形（球径Ｒｂ）であるので、測定されるベアリ
ング内＠】の軌道径Ｒｒが理想軌道径（標準サンプル２
の球径Ｒ１）に等しい）よυ大きいＲｒ） Ｒｔ）の場
合、その径の誤差を、ΔＲｒ＝−Ｒｒ−Ｒｂとすると、
ベアリング内輪１のＸ軸方向（厚み方向）の各走査位置
Ｘにおける対接部隙間幅Δ２とΔＲｒとの関係は 、Δα Ｘ２ ΔＺ＝ −−−１，１−’−（’−）２（１＋Δａ））
・−（２）２Ｒ’ｂ ４Ｒｂ ただしΔα＝ΔＲｒ ／ Ｒｂ となる。
一般のベアリング内輪では（−５）＜＜ １となるので
、前記（２）式は ・昶 Ｘ ・・・・・・（２′）
７２う２”ＲＥ と置き換えることができる。
、前記（２）式は ・昶 Ｘ ・・・・・・（２′）
７２う２”ＲＥ と置き換えることができる。
逆にＲｒ ＜ Ｒｂの場合には、走査位置Ｘにおける対
接部隙間幅Δ２とΔＲｒとの間係はΔ詩史・＝ジ２（１
−３−・六甲（１＋Δ・））・・・・・・・・・（３）
２Ｒｂ４Ｒｔ） ただし±ｘｍは渭１定領域Ｘの限界値 となる。
接部隙間幅Δ２とΔＲｒとの間係はΔ詩史・＝ジ２（１
−３−・六甲（１＋Δ・））・・・・・・・・・（３）
２Ｒｂ４Ｒｔ） ただし±ｘｍは渭１定領域Ｘの限界値 となる。
ｘ２＋ｘｍ”
一般のベアリング内輪では−、＜＜１となるので、前記
（３）式は ・ ７！Ｉｌ″ ＸｍＬｘ２
・・・・・・・・・（３つΔ２〒−・ Ｒｂ と置き換えることができる。
（３）式は ・ ７！Ｉｌ″ ＸｍＬｘ２
・・・・・・・・・（３つΔ２〒−・ Ｒｂ と置き換えることができる。
前記の測定系により測定される隙間幅Δ２と（２ｒ）式
または（３９式とで、ベアリング内輪ｌの軌Ｗ径Ｒｒま
たはその理想軌ｊｆｇ径からの誤差ΔＲｒが求められる
。
または（３９式とで、ベアリング内輪ｌの軌Ｗ径Ｒｒま
たはその理想軌ｊｆｇ径からの誤差ΔＲｒが求められる
。
このように隙間幅Δ２の測定値を既知の関係式（２’）
、（３つに当てはめて軌道径Ｒｒ 、語差ΔＲｒを求め
る処理のほか、第５図、第６図に示すように測定された
隙間幅Δ２のデータを、両対数座標上にプロットして、
得られるグラフの線形性からＵｔ道径Ｒｒや語差ΔＲｒ
などを求めるようにしてもよい。
、（３つに当てはめて軌道径Ｒｒ 、語差ΔＲｒを求め
る処理のほか、第５図、第６図に示すように測定された
隙間幅Δ２のデータを、両対数座標上にプロットして、
得られるグラフの線形性からＵｔ道径Ｒｒや語差ΔＲｒ
などを求めるようにしてもよい。
すなわち、前記の（２すｌ（３’）式から明らかなよう
に、ベアリング内輪軌道面が一定の軌道径を有するとき
には、走査位置Ｘの隙間幅Δ２はＸの２次関数として表
わされるので、両対数座標の横軸をＸ軸とし縦軸に隙間
幅Δ２の目盛を付して、この座標上に隙間幅Δ２の測定
値をプロットしグラフ表示すると、第５図に示すような
所定勾配を有する線型グラフが得られる。
に、ベアリング内輪軌道面が一定の軌道径を有するとき
には、走査位置Ｘの隙間幅Δ２はＸの２次関数として表
わされるので、両対数座標の横軸をＸ軸とし縦軸に隙間
幅Δ２の目盛を付して、この座標上に隙間幅Δ２の測定
値をプロットしグラフ表示すると、第５図に示すような
所定勾配を有する線型グラフが得られる。
したがってこのグラフの線形性から、測定されるベアリ
ング内輪軌道外形が一定の軌道径を有する円形をなして
いるか否かを判断することができる。そして、前記（２
’）＋（３つ式からベアリング内輪軌道の数種類の軌道
径に対する隙間幅Δ２の線形グラフを前記座標上に予め
描いておくことにより、測定値をプロットして求められ
るグラフとこれらの基準線形グラフとのずれから測定対
象の棚、道径を座標上で読み取ることができる。
ング内輪軌道外形が一定の軌道径を有する円形をなして
いるか否かを判断することができる。そして、前記（２
’）＋（３つ式からベアリング内輪軌道の数種類の軌道
径に対する隙間幅Δ２の線形グラフを前記座標上に予め
描いておくことにより、測定値をプロットして求められ
るグラフとこれらの基準線形グラフとのずれから測定対
象の棚、道径を座標上で読み取ることができる。
また、軌道面に非円形な部分があるときには、第６図に
示すように前記座標上のグラフはこの非円形部分に相当
するところで非線形となるので、とれより形状崩れを容
易に測定することができる。
示すように前記座標上のグラフはこの非円形部分に相当
するところで非線形となるので、とれより形状崩れを容
易に測定することができる。
さらに１この非線形の程度を、非線形部分の接線勾配か
ら読み取ることにより、形状崩れの大きさについても測
定することができる。
ら読み取ることにより、形状崩れの大きさについても測
定することができる。
この実施例では、ベアリング内輪の軌道外形の測定につ
いて示したが、検波出力から隙間幅を算出するという処
理方法については、実施例の場合に限らず、拡大投影法
による測定が可能な形状物であればすべて適用可能であ
る。
いて示したが、検波出力から隙間幅を算出するという処
理方法については、実施例の場合に限らず、拡大投影法
による測定が可能な形状物であればすべて適用可能であ
る。
また 走査光として実施例のようにレーザー光を採用す
れば、測定精度のうえで有利ではあるが、必らずしもこ
のよう々コヒーレント光に限らないことは勿論である。
れば、測定精度のうえで有利ではあるが、必らずしもこ
のよう々コヒーレント光に限らないことは勿論である。
この発明の形状測定方法によれば、被測定物の外形部に
この外形に沿う標準サンプルを対接させ、その対接部を
スポット光により所定周期で走査する光走査過程と、光
走査により対接部の隙間を透過した光を光電変換する光
電変換過程と、光ｍ変換によυ得られる電気信号のフー
リエ級数成分のうち所定高調波成分を検波する検波過程
と、検波出力と前記対接部の隙間幅との間に成り立つ関
係に基づき、前記検波出力から被測定物外形寸法を算出
する外形寸法算出処理過程とからなるため、従来の拡大
投影法の場合のような個人差による測定精度のばらつき
や拡大率の制約による精度の限界といった不都合がなく
、精度の高い測定が可能となる。
この外形に沿う標準サンプルを対接させ、その対接部を
スポット光により所定周期で走査する光走査過程と、光
走査により対接部の隙間を透過した光を光電変換する光
電変換過程と、光ｍ変換によυ得られる電気信号のフー
リエ級数成分のうち所定高調波成分を検波する検波過程
と、検波出力と前記対接部の隙間幅との間に成り立つ関
係に基づき、前記検波出力から被測定物外形寸法を算出
する外形寸法算出処理過程とからなるため、従来の拡大
投影法の場合のような個人差による測定精度のばらつき
や拡大率の制約による精度の限界といった不都合がなく
、精度の高い測定が可能となる。
まだ、この測定方法に用いる装置として、隙間透過光の
光電変換に光電子増倍管を用い、検波処理にロックイン
アンプを採用しているので、測定精度の一層の向上をは
かることができる。実施例の場合では、ｌ／１００μｍ
オーダーの隙間計測が可能であることが確められておシ
・これは曲率半径の測定精度に換算すると約１μｍ程度
となる。
光電変換に光電子増倍管を用い、検波処理にロックイン
アンプを採用しているので、測定精度の一層の向上をは
かることができる。実施例の場合では、ｌ／１００μｍ
オーダーの隙間計測が可能であることが確められておシ
・これは曲率半径の測定精度に換算すると約１μｍ程度
となる。
第１図はこの発明の一実施例を示す系統図、第２図は対
接部の拡大図、第３図は光ｍ変換して得られる電気信号
の波形図、第４図は光走査位置とロックインアンプ出力
との関係を示す出力特性図・第５図および第６図はそれ
ぞれ測定値を両対数座標上にプロットして得られる隙間
幅特性図である。 １・・・ベアリング内輪（被測定物）、ｌａ・・・軌道
面、２・・・標準ザンブル、３・・・受光系、４・・・
光電子増倍管、５・・・Ｈｅ −Ｎ ｅガスレーザー、
６・・・ピンホール、９・・・振動ミラー、１２′・・
・被測定物取付台、Ｊ３パ°電気マイクロ・プローブ、
１４・・・スライドｅｌ１台、１７・・・ロックインア
ンプ、１８・・・出カｔＦ＋正部、１９・・・Ｘ−Ｙ記
（７計、Δ２・・・隙間幅小願人 光洋精工株式会礼 ・・」 ５ 第１図 第２図 第３図 第４図 入ｍｍ） −） 第５図 Ｘ（７ｚｍ）０ 第６図 Ｘ（Ｐｍ）−
接部の拡大図、第３図は光ｍ変換して得られる電気信号
の波形図、第４図は光走査位置とロックインアンプ出力
との関係を示す出力特性図・第５図および第６図はそれ
ぞれ測定値を両対数座標上にプロットして得られる隙間
幅特性図である。 １・・・ベアリング内輪（被測定物）、ｌａ・・・軌道
面、２・・・標準ザンブル、３・・・受光系、４・・・
光電子増倍管、５・・・Ｈｅ −Ｎ ｅガスレーザー、
６・・・ピンホール、９・・・振動ミラー、１２′・・
・被測定物取付台、Ｊ３パ°電気マイクロ・プローブ、
１４・・・スライドｅｌ１台、１７・・・ロックインア
ンプ、１８・・・出カｔＦ＋正部、１９・・・Ｘ−Ｙ記
（７計、Δ２・・・隙間幅小願人 光洋精工株式会礼 ・・」 ５ 第１図 第２図 第３図 第４図 入ｍｍ） −） 第５図 Ｘ（７ｚｍ）０ 第６図 Ｘ（Ｐｍ）−
Claims (4)
- （１）被測定物の外形部にこの外形に沿う標準サンプル
を対接させ、その対接部をスポット光により所定周期で
走査する光走査過程、光走査によシ対接部の隙間を透過
した光を光電変換する光電変換過程、光電変換により得
られる電気信号の７−ＩＪ 工級数成分のうち所定高調
波成分を検波する検波過程、検波出力と前記対接部の隙
間幅との間に成シ立つ関係に基づき、前記検波出力から
被測定物外形寸法を算出する外形寸法算出処理過程から
なる形状測定方法 - （２）被測定物はベアリング内輪であシ、その軌道面に
所定半径の球形標準ザンプルを対接させて光走査し、外
形寸法算出処理は、検波出力から隙間幅を測定し、１つ
の軌道径に対しベアリング内輪厚み方向変位量を変数と
する２次関数として一義的に定まる隙間幅の関係式に前
記隙間幅測定値を代入して、ベアリング内輪の軌道径を
算出するものである特許請求の範囲第（１）項記載の形
状測定方法 - （３）被測定物はベアリング内輪であり、その軌道面に
所定半径の球形標準サンプルを対接させて光走査し、外
形寸法算出処理は、検波出力から隙間幅を測定し、ベア
リング内輪厚み方向変位量を一方の座標軸にとシ隙間幅
を他方の座標軸にとった両対数座標上に前記隙間幅測定
値をプロットしてグラフ表示し、ベアリング内輪厚み方
向変位爪を変数とする２次関数として定まる隙間幅の関
係式から直接求められる所定軌道径の場合の前記座標上
の隙間幅の線形グラフと前記測定値に基づくグラフとを
比較することによシ、ベアリング内輪の軌道径を求め、
グラフの非線形程度から軌道の形成期れの大きさを求め
るものである特許請求の範囲第（１）項記載の形状測定
方法 - （４）被測定物取付台、この被測定物取付台に取り付け
られた被測定物の外形部に対接する標準サンプル、スポ
ット光を照射する投光手段、被測定物と標準サンプルの
対接部にスポット光を所定周期で走査させる光走査手段
、対接部の光走査位置を順次変更させる光走査位置変更
手段、対接部の隙間を透過した光を光電変換する光電子
増倍管、光電子増倍管より取り出される電気信号を受け
その電気信号のフーリエ級数成分のうち所定高調波成分
を検波するロックインアンプ、このロックインアンプの
出力を対接部の名光走査位憤に対応させて読み取る測定
値記録手段からなる形状測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556882A JPS5944610A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 形状測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556882A JPS5944610A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 形状測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944610A true JPS5944610A (ja) | 1984-03-13 |
| JPS6344166B2 JPS6344166B2 (ja) | 1988-09-02 |
Family
ID=15608883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15556882A Granted JPS5944610A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 形状測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944610A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229312A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 輪郭形状測定方法 |
| CN104669603A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-06-03 | 同济大学 | 一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0267276U (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 |
-
1982
- 1982-09-07 JP JP15556882A patent/JPS5944610A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229312A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 輪郭形状測定方法 |
| CN104669603A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-06-03 | 同济大学 | 一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置 |
| CN104669603B (zh) * | 2015-01-22 | 2017-01-04 | 同济大学 | 一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6344166B2 (ja) | 1988-09-02 |
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