JPS62266407A - 透明体の真円度測定装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、円形部を有する透明体の真円度を測定する透
明体の真円度測定装置に関するものである。

【背景技術１ 従来、この種の透明体の真円度測定！ＩＩ！！は、円形
部を有するプラスチックやアクリル等で形成された透明
体の真円度を測定するものであり、接触式の真円度測定
装置が一般的に用いられていた。

この接触式の真円度測定装置では、透明体の円形部の表
面に測定ヘッド等を接触させ、円形部の表面に沿って上
記測定ヘッドを回転させて透明体の円形部の真円度を測
定する。ところが、この種の接触式の真円度測定Ｗｃ置
では、透明体の表面に測定ヘッド等を接触させて回転す
るため、透明体の表面に傷を付けてしまう問題があった
。

［発明の目的］ 本発明は上述の、αに鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、透明体の表面に傷を付けることが
ない透明体の真円度測定装置を提供することにある。

［発明の開示Ｊ （実施例） 第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図であり、
本実施例は真円度を光を用いて測定することにより、非
接触で真円度の測定を行うものである。このため本実施
例では、透明体１に光を投受光する測定へラド１４を用
い、この測定ヘッド１４を光センサである光フアイバセ
ンサ３と、この光７アイパセンサ３の投光ビームを集光
して透明体１に投光させるレンズ系２とで構成しである
。

光フアイバセンサ３は、一般に知られているようにそれ
自体で変位計として用いることができるもので、投光フ
ァイバと受光７アイパとからなり、投光ファイバから投
光された光がどれだけ受光ファイバによって受光される
かによって距離を測定する装置に用いられるものである
。そして、上記レンズ系２が装ｙａ？！−れた筒体の後
端に筒状の光７アイパセンサ３を取着することにより測
定へラド１４が形成されている。

この測定ヘッド１４にてどのように透明体１の真円度の
□測定を行うかについて説明する。なお、本実施例の透
明体１は円柱状のものである。上記光フアイバセンサ３
の投光７アイパから投光された投光ビームを、レンズ系
２にて集光して透明体１の表面に投光し、レンズ系２の
焦点が透明体１の表面に一致したとき、透明体１の表面
にて反射された反射光を受光する光７Ｔイパセンサ３の
受光７フイパ出力が低下する現象、厳密にはヌルポイン
トが現れる現象が起こる。従って、この現象により透明
体１の円形部の中心からの表面位置を知ることができ、
さらに透明体１の全周に亘って上記透明体１の中心から
の表面位置を求めることにより、真円度を測定できるわ
けである。

このため、本実施例でｌよ透明体１の表面一点の中心か
らの位置を検出する構成として、上記測定へラド１４を
所定距離ずつ透明体１の中心方向に移動させる移動手段
と、この移動手段の移動毎の測定ヘッド１４出力、つま
り光７アイパセンサ３の受光出力からヌルポイントを検
出し、この時の移動手段の位置あるい１よ移動距離から
透明体１の中心からの表面位置を検出する検出手段とを
備えている。移動手段は測定へラド１４が固定して載置
される近接テーブル４と、透明体１の中心方向に所定１
！離ずつ上記近接テーブル４を移動させるステッピング
モータ５とで構成しである。そして検出手段は、測定へ
ラド１４の受光出力を増幅するアンプ８と、このアンプ
８出力をディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ９と
、このＡ／Ｄコンバータ９出力からヌルポイントを検出
することにより透明体１の中心からの表面位置を算出す
るマイクロコンビエータ等からなる演算処理回路１３と
で構成しである。そして、上記測定へラド１４、移動手
段、及び検出手段による透明体１の表面一点の位置検出
の測定を、所定角度毎に透明体１の全周に亘って行わせ
る手段として回転手段を備えている。この回転手段は、
透明体１を１１置する回転テーブル６と、この回転テー
ブル６を回転させるステッピングモータ７とで構成しで
ある。

このように回転手段及び移動手段にステッピングモータ
５，７を用いることにより、回転移動距離あるいは移動
距離をミクロン単位で行うことができる。また、上記ス
テッピングモータ５，７の駆動制御は演算処理回路１３
にて１ｌｌｌｊされ、この演算処理回路１３、ステッピ
ングモータ５，７を駆動するドライバ１０，１１、及び
演算処理回路１３出力を上記ドライバｉｏ、ｔｉに出力
するパラレルＩ１０ボート１２で駆動制御手段を構成し
である。

以下、本実施例の測定動作について第２図の７０−チャ
ートに従って説明する。まず、回転テーブル６を初期位
置にセットして固定する１次に演算処理回路１３出力が
パラレルＩ１０ボート１２を介してドライバ１０に入力
され、このドライバ１０出力にてステッピングモータ５
が駆動され、透明体１から所定距離離れた位置である初
期位置にある近接テーブル４が所定距離ずつ透明体１の
表面に近付けられる。この近接テーブル４が移動する毎
に光フアイバセンサ３にて投受光が行なわれ、つまり、
透明体１に投光ファイバからレンズ系２を介して投光ビ
ームが投光され、透明体１にて反射された反射光を受光
ファイバにて受光する。

さらにこの測定へラド１４の受光出力はアンプ８及びＡ
／Ｄフンバータ９を介して演算処理回路１３に入力され
、演算処理回路１３にて記憶される。

そして、次に近接テーブル４が透明体１に所定距離近接
したときに演算処理回路１３に入力されたデータは、上
記データと比較され、以降上述の比較動作を順次繰り返
す、そして、レンズ系２の焦点が透明体１の表面に近付
くと、演算処理回路１３に入力されるデータは減少し、
ある近接テーブル４の移動後の出力にてデータが増加す
る点、つまりヌルポイン）Ｐが現れる。ここで、移動手
段が透明体１に近付くに連れて変化する測定へラド１４
の受光出力について第３図に従って説明する。

初期位置から近接テーブル４が透明体１に近付くと、こ
れに連れて受光出力は増加していく、そして、レンズＭ
２の焦点が透明体１の表面に一致するとき一旦急激に減
少してさらに増加する、つまリヌルポイントＰが現れる
。そして、さらに近接テーブル４が透明体１に近付くに
従って受光出力は増加してピーク、αを境にして減少す
る。上記ヌルポイントＰがレンズ系２の焦点が透明体１
の表面に一致したことを示すものである。従って、ヌル
ポイントＰを検出し、このヌルポイントＰが発生したと
、！にの近接テーブル４の位ｇｉ等がら透明体１の表面
位置を演算処理回路１３にて算出する。

このようにして、透明体１の表面−息の位置を求めた後
には、演算処理回路１３出力がパラレルＩ１０ボート１
２を介してドライバ１１に出力され、ドライバ１１出力
にてステッピングモータ７を駆動することにより、回転
テーブル６を所定角度回転する。そしてこのとト同時に
、近接テーブル４を透明体１から離れる方向に移動して
初期位置にセットし、上述と同様にして近接テーブル４
を所定距離ずつ透明体１に近接させてヌルポイン）Ｐを
検出して、透明体１の中心からの表面位置を求める。以
下、回転テーブル６が３６０度回松するまで上記測定を
繰り返す。なお、念のために述べておくが、近接テーブ
ル４が一番透明体１に接近した位置でも測定へラド１４
の先端が透明体１に接触することはない、このときの演
算処理回路１３出力にて求めた透明体１の中心から表面
までの距離を真円グラフとしてブロック等にてグラフ化
して打ち出して測定を終了する。このグラフを第４図に
示す、この測定値の最大値及び最小値を求めることによ
り、真円度が算出できる。なお、この真円度の算出を演
算処理回路１３にて行うことも可能である。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、円形部を有する透明体の円形部
の中心に向かってシン：Ｘ：系を介して光を集光して投
光するとともに、透明体にて反射された反射光を上記レ
ンズ系を介して受光する光センサと、この光センサを透
明体の中心方向に移動させる移動手段と、上記透明体あ
るいは光センサのいずれか一方を透明体の円形部の中心
を紬として回転する回転手段と、この回転手段を所定角
度回転させるとともに、回転手段を所定角度回転させる
毎に移動手段を透明体の中心方向に移動させる駆動制御
手段と、上記移動手段の移動時における光センサの受光
出力から透明体の円形部の中心からの表面位置を検出す
る検出手段とを備えているので、移動手段にて投受光手
段を透明体の中心方向に移動させながら、投受光手段に
て光をレンズ系にて集光して投光するとともに、透明体
の表面にて反射された光を受光し、検出手段にて移動手
段の移動時の投受光手段の受光出力から透明体の中心か
らの表面位置を求め、さらに、回転手段にて透明体ある
いは光センサのいずれかを所定角度回転して上記透明体
の中心からの表面一点の位置を求める測定を３６０度ま
で繰り返して行うことにより、透明体の真円度を求める
ことができ、このように光センサを用いて透明体の中心
からの表面位置を検出することにより、透明体の表面に
測定ヘッド等を接触させることなく真円度の測定を行う
ことができ、従って、透明体の表面に傷を付けることが
なく、機能材料の評価のために製品と実験サンプルを別
に作るといった手間を省くことかで慇る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す回路図、第
２図は同上の動作説明図、第３図及び第４図は同上の測
定値を示す説明図である。 １は透明体、２はレンズ系、３は光フアイバセンサ、４
は近接テーブル、５，７はステッピングモータ、６は回
転テーブル、８はアンプ、９はＡ／Ｄコンバータ、１０
．１１はドライバ、１２はパラレルＩ１０ボート、１３
は演算処理回路、１４は測定ヘッドである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円形部を有する透明体の円形部の中心に向かって
   レンズ系を介して光を集光して投光するとともに、透明
   体にて反射された反射光を上記レンズ系を介して受光す
   る光センサと、この光センサを透明体の中心方向に移動
   させる移動手段と、上記透明体あるいは光センサのいず
   れか一方を透明体の円形部の中心を軸として回転する回
   転手段と、この回転手段を所定角度回転させるとともに
   、回転手段を所定角度回転させる毎に移動手段を透明体
   の中心方向に移動させる駆動制御手段と、上記移動手段
   の移動時における光センサの受光出力から透明体の円形
   部の中心からの表面位置を検出する検出手段とを備えて
   成ることを特徴とする透明体の真円度測定装置。