JPS6093902A - 真円度測定装置 - Google Patents

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】 この発明は半径法による真円度測定の際・検出器または
載物テーブルの回転中心と測定対象となる物体の円形部
分の中心とを自動的に所定範囲内にセットできるように
した真円度測定装置に係る。

半径法による真円度測定装置には測定対象物の載置テー
ブルを回転せしめる方式と検出器を回転せしめる方式と
があるが、いずれの場合も載置テーブルまたは検出器の
回転中心と測定対象円形部分の中心とを一致させるいわ
ゆるセンタリング操作を行って測定を開始する必要があ
り、このセンタリングが充分でないと測定記録図形が歪
み、正ｊ−い判定、評価ができないという問題が生ずる
。このため、従来から、測定、記録倍率に対応する所定
範ＱＫ入るまでセンタリングを行なえば電気回路により
自動的に偏心を補正する装置が開発され用いられてきも
しかし、前記所定範囲内に入れるまでのセンタリング操
作も、熟練と時間と電気を要する厄介なものとされてき
た。

この発明は、このセンタリングの手操作を省き測定準備
時間を短縮し、測定を簡便化しようとするものである。

この発明は前記検出器回転式、テーブル回転式の２つの
方式のいずれにも適用可能のものであるが、以下検出器
回転、測定対象物体、固定方式の場合の実施例について
説明する。

第１図において、回転するスピンドル１の下端に滑動案
内２がスピンドルに対して直角に設けられ、測定対象物
１プ接触する検出器３（以下接触検出器とする）が案内
に沿って、モータ４により？ｎ動可能に取付けられ、そ
の半径方向（Ｒ）の移動量をＲ検出器５によって検出す
る。以下モータ４をＲモータとする。またスピンドル１
は突出部６を有しており、これに回転検出用検出器の測
子を当てて、スピンドル１０１回転ごとに信号を出す。

スピンドル１の直下の載物テーブル≠９には測定対象物
体１０が載置され、その外周に接触検出器３の測子８が
当る。そしてテーブル９は固定台１１の上に置かれて、
Ｘ、Ｙ方向駆動用モータ１２゜１６０回転により固定台
１１に対してＸ、Ｙ方向に移動する。このモータ１２，
１３をＸモータ、Ｘモータとする。なお図示しないが、
固定台１１はスピンドル１の軸受部と一体に作られてい
る。

またＲ、Ｘ、Ｙのモータ４，１２．１３には各々パルス
ジェネレータ（ＰＧ）１４，１５．１６が直結されて、
モータの回転角をディジタル数として送り出す。またス
ピンドル１と同期して軸が回転する正弦・余弦ポテンシ
ョメータ１７．１８を設ける。

以上は接触検出器が回転する方式であるが、測定対象物
の回転する方式では、載物テーブル９０回転軸に回転検
出器７、正弦・余弦ポテンショメータ１７．１８を設け
、滑動案内２は固定して、接触検出器３はこの案内に沿
ってＲ移動を行なうように構成すればよい。

以上の機構に対して、第２図に示す制御回路を設ける。

図において、スイッチ１９．２０にはＡ。

Ｂの極が設けられて、後に記す過程に従って同時に、Ａ
もしくはＢに連結される。なお、この回路の接点ｃ　＝
　ＪはＯＮ、ＯＦＦスイッチを示す。

またリニアポテンショメータ５は第１図のＲ変位検出器
５であって、これにはモアレスケール方式等信の検出器
を採用することもできる。

そして正弦・余弦ポテンショメータ１７．１８によって
スピンドルの１回転の間のＸ　ｓｉｎθ。

Ｘ　ｏｏａθ（θは回転角度、Ｘは偏心Ｉ！Ｌ）を算出
し、接点Ｃ，ＤをＯＮとすると、その１回転間の値が積
分器２１．２２によってＸ、Ｙ方向偏心量とし５− て積分され、それが各々Ａ　／　Ｄ変換されて、Ｘおよ
びＹのカウンタ２３，２４にプリセットされる０また、
スイッチＧ、ＨをＯＮにすると、Ｘ、Ｙの積分値、すな
わち偏心量によってＸ、Ｘモータ１２゜１３が回転し、
その回転がパルスジェネレータ１５゜１６によってパル
スとなって分局器（その機能は後に記す）を通ってカウ
ンタ２５．２４に送られる。カウンタ２３．２４では先
にプリセットされた数値からパルスジェネレータ１５．
１（Ｓから送られてきた回転した数を減算し、回転した
数がプリセット値に一致したとき、すなわちプリセット
値の残数が零になったとき、Ｘ、Ｘモータ１２゜１３を
停止させ、テーブル位置のＸ、Ｙ補正を行なう。

また図のＲ積分器２５はスピンドル１回転間における検
出出力の零からのずれ量（直流レベル）を積分するもの
で、その１回転間の積分値をＡ／Ｄ変換してＲカウンタ
２６にプリセットする〇なおＲカウンタ２６の機能はχ
、Ｙカウンタ２３゜６− ２４と同じである。−・ ピーク値検出回路２７はスピンドル１回転間の変位検出
器または接触検出器からの入力のピーク値を取り、これ
を比較・判定回路２日によって、設定値に対する大小関
係を比較して、その結果を判定して出力する。この設定
値・比較・判定については後述する。

なお第２図においてはｄ＝リセット回路・スイッチ制御
回路は示していないが公知技術でｍｉ　＋ｌ′Ｌに実施
可能である。

以上の構成において、センタリングは粗・精の順で行な
われ、比較判定回路２日に入れる設定値も測定倍率粗・
精センタリングに対応して予め定めて置いて、これに対
してＯＫになるまで繰返えし行なわれる。最初に粗セン
タリングから開始されるが、このときにはスイッチ１９
．２０をいずれもＡに入れて粗センタリングがＯＫとな
ったとき、Ｂに入れて精センタリングを行なう。

第１表は粗センタリングにおけるスピンドルの回転回数
と各スイッチのＯＮ（○印）、０ＦＦ（×印〕を示す。

なお第２図は粗センタリングの第１層目におけるスイッ
チの状態を示す。

以下粗のセンタリング第１周、第２周・・・をそれぞれ
Ａ−１，Ａ−２・・・とじて説明する。

Ａ−１においてはスイッチＣ，Ｄ、ＩのみをＯＮとし、
接触検出器乙の出力はＲモータ４に入ってこれを回転す
る。このとき検出器出力は零を中心として（＋）（−）
に変化する信号であって、検出器と測定対象との位置関
係を示す。

そこでこの出力信号によって検出器出力が零になる方向
に検出器の位置を移動させるようにＲモータ４は回転し
、このときのリニアポテンショメータ５の出力の変化の
１周の間の積分値をＡ／Ｄ変換して、そのＸ成分はＸカ
ウンタ２６にＹ成分はＹカウンタ２４にプリセットされ
る。なおこのときスイッチＧ−ＨはＯＦＦであるので、
Ｘモータ１２、Ｙモータ１３は停止している。

Ａ−２においては、スイッチＣ，ＤがＯＦＦ。

スイッチＧ、Ｈ，ｌ：がＯＮとなり、リニアポテンショ
メータ５の検出出力のＸ、Ｙ積分値によってＸ、Ｙモー
タ１２，１３を回転してテーブルのＸ。

Ｙ移動を行なう。これによってパルスジェネレータ１５
．１６からモータの回転数に応じたパルスが発生して、
Ｘ、Ｙカウンタ２３，２４のＡ−１においてプリセット
された値から減算し、減算結果が零になるまでモータを
回転させる。これによってスピンドルの回転中心に対す
る被測定物の偏心を補正する操作がほぼ完了するはずで
ある。

そこで次の操作によってその結果を判定する。

Ａ−３においてはＦと工だけをＯＮとして、リニアポテ
ンショメータ５の出力の１周の間のピー９− り値を検出・記憶する。なおこの間Ｒモータ４は接触検
出器の出力が零になるように検出器の位置を変位させる
。

Ａ−４ではスイッチはＪとＩのみをＯＮとし、Ａ−３で
得られたピーク値を粗センタリングの設定値と比較して
、ＯＫならば次の精センタリングに移るように判定合格
の信号を出す。

なおこの比較・判定の際にはスピンドルの回転の必要は
なく、わずかの時間の余裕を与えればよい。

しかしスピンドルの回転に要する時間によって制御する
と構成が簡単となる。そして判定結果が不合格であれば
、更にＡ−１〜Ａ−４の操作な繰返えす。スイッチェが
ＯＮであるのは、この繰り返し操作をそのま＼続行でき
るようにするためでＯＫのときは、スイッチ１９．２０
の切替えと同時にＯＦＦとなる。

第２表は更に高精度な精センタリングを行なう際のスピ
ンドルの回転と各スイッチの開閉状態を示すものであっ
て、スイッチ１９．２０はＢに入１０− れる。以下第１周をＢ−１、第２周をＢ−２・・・とし
て説明する。

Ｂ−１においては、（：’、Ｄ、ＥのスイッチをＯＮと
し、他のスイッチはＯＦ’Ｆとする。従ってＸ。

Ｙ、Ｒモータはいずれも入力を遮断される。この状態で
接触検出器の出力からＸ、Ｙの偏心値の積分以下Ａ−１
と同様の操作、補正が行なわれると共に、接触検出器出
力の直流成分の検出が行なわれる。これは検出器出力が
零を基準として変位する状態からどのようにずれている
かを１周について検知するもので、第６図において零を
中心として変位すれば波形２９となるが、検出器の位置
が士、−にずれていると３０．３１の波形となる。

このずれ量の平均値を直流成分といい、Ｒ−１において
だけスイッチＥをＯＮにして検出器の出力のずれ量の平
均値から位置補正をすべき数値をめてＲカウンタ２６に
プリセットする。

Ｂ−２ＶＣおいてはｘ、ｙ、ｎの壬−りのスイッチＧ、
Ｈ，ＩはＯＮとなって、χ、Ｙ、Ｒカウンタそれぞれに
プリセットされただけの回転を各モータは行ない、Ｘ、
Ｙ、Ｔ（のずれが修正される。

Ｂ−３，Ｂ−４はＡ−３，Ａ−４と同様の操作であるが
、比較すべき設定値が小となる。なお高倍率測定の際は
設定値を段階的に小として、センタリングを行なう。す
なわち第１回目の設定値に対して判定がＯＫとなると、
更に設定値を下げて第２回目、第６回目・・・の精セン
タリングを繰返えして目的の設定値以内となるまで続け
る。

これは測定倍率を上げるときには、これに応じてセンタ
リングの精度を上げる必要あるためである。

そ、こである段階までセンタリングを行ったところで、
接触検出器の出力の増幅率を上げると共に、Ｘ、Ｙ、Ｒ
のモータのパルスジェネレータ１５１１６．１４からの
出力の分周率を変えて、回路全体の制御精度を上げる。

Ｘ、Ｙ、］’（の分周器は、このためのものである。

以上説明したように本発明の装置によれば手作業を全く
なくして広範囲・高精度のセンタリング操作かできるの
で、操作時間が大幅に短縮されるばかりでなく、測定の
全自動化が可能となる等すぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造を示す説明図、第２図はこれに付
設される制御回路図、第３図は接触検出器の出力信号の
直流成分波形図。 １、　スピンドル　３　接触検出器 ４、Ｒモータ　５．Ｒ変位検出器 Ｚ　回転検出器　９　載物テーブル １２、１３．　Ｘ　、　Ｙモータ １４．１５．１６　パルスジェネレータ（Ｐ−ＧＪ１７
．１８．正弦・余弦ポテンショメータ１９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接触検出器もしくは載物テーブルの回転軸をなすスピン
   ドルの回転中心に直交し、水平方向の滑動案内に滑動可
   能に接触検出器を設け、この接触検出器を半径方向に変
   位させるモータ（Ｒ）およびその変位量の検出器とを設
   け、かつスピンドルに回転検出器およびスピンドルの回
   転に同期して軸が回転する正、余弦ポテンショメータを
   設け、一方載物テーブルにはテーブルをＸ−Ｙ方向に移
   動させるためのモータ（Ｘ、Ｙ）を設けた機構を有し、
   前記変位検出器あるいは接触検出器の出力のＸ、Ｙおよ
   び半径方向の成分それぞれを積分して、Ａ／Ｄ変換し、
   カウンターにプリセットする回路と、前記それぞれの積
   分器からの出力によってモータＸ、ＹおよびＲを回転駆
   動し、各モータ（＝直結されたパルスジェネレータの出
   力パルスを前記各カウンターに入力し演算する回路と、
   前記変位検出器、あるいは接触検出器の出力のピークピ
   ーク値を予め設定された設定値と比較判定する回路とを
   有することを特徴とする真円度測定装置。