JPS63263410A - 円筒形状測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は１円筒形状を短時間で精度よく。

効率的に測定する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来円筒穴形状を測定する方法としては接触式のもので
は、ダイアルゲージ等触針を用しまたものが−ｍであっ
て１例えばランク・テーラホブソン社製りリロッドのよ
うに商品化されても′する。

また非接触式のものとしては、レーザ等を使用した測定
方法があるが、この場合は測定子を余り小さくすること
はできないので、穴内面の測定には通常用いられていな
い。

しかして一般に円筒形状の穴の真円度及び円筒度を測定
する場合には、該円筒形状の母線方向及び円周方向のみ
をそれぞれ測定し、それらを重ね合せることによって三
次元的形状を算出し、深穴形状全体を把握しているのが
一般的に行われている。

第７図には上記ランク・テーラホプソン社製りリロッド
による円筒形状穴の真円度測定結果の一例を示した。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような方法であると測定の際に１円筒形状穴の軸
方向゛測定位置の位置ぎめ或いは円周方向角度の割り出
しを行う必要があり、これら軸方向位置ぎめ精度及び円
周方向角度の割り出し精度が最終的精度に影響を及ぼす
と共に、測定時間がかかるというような問題を有してい
る。

この発明は上記問題点を解決することをその目的とする
。

（問題点を解決するための手段及び作用）この発明は上
記の点に鑑みなされたものであって、形状″測定用セン
サを被測定物に近接し。

形状測定用センサスは被測定物のいずれか一方を回転さ
せ乍ら、軸方向に円筒形状を測定するようにしたもので
、このよう比母線方向及び円周方向を別々に測定するこ
となしに、同時にらせん状に測定することによって、測
定時間を短縮すると共に円周方向の角度の割出しや軸方
向の位置決めを不要とし、測定精度の向上をはかった。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１゛図はこの発明による円筒穴形状測定装置の一例を
図解的に示したもので、エアスピンドル３に取りつけら
れた被測定物Ｗを駆動モータ３、により回転させながら
、静圧スライド２に装着された形状測定用センサーｌを
駆動モータ２゜により被測定物Ｗの穴に挿入し、該大面
と形状測定用センサー１との間のギヤツブＧを測定する
。こうして得られた駆動モータ３．による回転角θ、駆
動モータ２１による軸方向移動ｆＪｐ及びギヤツブＧな
どのデータをコンピュータ４に取り込んでデータ処理す
るように成っている（第６図も参照）。

第２図はデータ処理方法の一例の説明図であって、測定
されたデータは３次元らせんデータであるため、このデ
ータから任意の軸方向位置での真円度を表示する場合、
第２図のＸ印のように実際の測定点とならないことが多
い。そこでこれらｘ印のデータを補間法により算出する
。

例えばｉで示したｘ印のデータを算出する方法として次
の２方法がある。ｌで示した×印のデータをｄｉ　し、
その両側のｊ及びｋにおけるデータをｄＪ＋ｄｋとし１
ｊ＝ａ、１ｋ＝ｂとすれば。

ｔｉ＋　　ｄｔ　　−（ｄＪ＋ｄ＊）／２＋２）　　　
ｄ、　”　　（ｄｊＸ　　ｂ　　＋　ｄｌ＋ｘ　ａ）／
（ａ　　＋　ｂ）次に上記で得られた真円度に関するデ
ータ（ｄｔ、　　θ直）をＸ７座標に変換する。第３図
Ｔａｌを参照して。

次に最小２乗法により計測形状の中心（ｘｏ。

ｙｏ）　　と平均半径Ｒを次の各式により求める。

（但しｎはデータ数とする） （７１Ｒ”　　−（Ｓ！＠　＋ＳＪ／ｎ＋　Ａ”＋Ｂ”
ｆ８１　　Ｘａ　−ｘ−Ａ、’　　　７ｏ　−Ｆ−８中
心が（”＠ｌ　　ｙｏ）＋　半径がＲである円を基準円
とし、この基準円からの各計測データ（Ｘ、。

ｙｔ）の変位ｇ、を次式により求め第３図ｆｂｌのよう
に図示する。

（９１ｇｔ＝（（Ｘｔ　　ｘｏ）”＋（ｙｔ　　ｙｏ）
’　　Ｒ）ｐ＋但しｐｌは表示の拡大係数であり、「。

は表示のために適当に採った半径である。

そして第３図（ｂｌに示す真円度形状に内接する内接円
及び外接する外接円を描き、この二つの円の半径差（図
中のｆ寸法）を求めることにより真円度が得られるもの
である。第３図（Ｃ１は上述の方法により得られた真円
度表示の一具体例である。

次に円筒度の表示について説明する。第２図を参照して
、センサー回転角がθ及びθ＋１８０゜の２箇所につい
て、センサー軸方向位置をｎ箇所測定した２ｎ箇のデー
タをそれぞれ。

ｄ＃、ｌ、ｄθ、２　・・・・・・、ｄθ・亀　°゛°
ｄθ・ｉｄ　θ　・１口Ｏ・■・　　ｄ　θ　◆１１１
０・：°°・　　ｄ　θ　・Ｉ＠ｌｌ・菰、°°。

ｄθｅｌｌｌｌ＋１１ とすると。

但しｐ２は表示の拡大係数である。上・２０１式及び０
０式から計算した数値を第４図ｉａｌのように表示する
。この図はセンサー回転角が上記したようにθ及びθ＋
１８０°の大断面の円筒度を表示しているので、実にθ
を変えて第４図（ａｌのような円筒度表示図を複数個描
くことにより所要の円筒度データが得られるものである
。第４開山）は第４図＋ａｌで説明した円筒度表示の一
具体例である。

次に３次元表示について説明する。第５図（ａ）におい
てＳは計測開始点＋　　’０は表示のために適当に採っ
た表示基準円筒半径、Ｎを計測点とし、計測点Ｎにおけ
るデータを第２図を参照して、センサーからの距離ｄＨ
８角度位置θ８．軸１　　　　方向位置１８とすれば表
示点の位１ｌ（ａ、ｂ、ｃ）は次式で計算される。但し
αは表示の斜視角度。

ｄＡは計測データの平均値、　　ｐｓは表示の拡大係数
である。

α暑　ｇ、４＝　　（ｄＮ　ｄＡ）・ｐ。

このようにして−例として第５図（ｂｌに示す被測定物
を測定して得られた円筒穴形状の３次元表示の一具体例
を第５図（Ｃ１に示す。

第６図はこの発明による全体のデータの流れを示してい
る。

以上においては円筒穴形状測定の場合について説明した
が９円筒表面形状の測定も同様の方法でもちろん行うこ
とができる。

（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので円筒形状の
測定において母線方向と円周方向を同時にらせん状に測
定するものであって、被測定物又は測定センサーの軸方
向の位置決めや円周方向角度の割出しが不要となり、測
定精度が大幅に向上し測定に要する時間も大幅に短縮さ
れ、更にコンピュータによるデータ処理が可能なので従
来は行なわれなかった円筒形状の３次元表示も可能にな
るという大きい効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る測定装置の一例を図解的に示し
、第２図は測定データ処理方法の一例の説明図、第３図
（ａｌ、　（ｂｌ、　（Ｃ）は真円度測定方法の説明図
、第４図ｆａｎ、　Ｔｂｌは円筒度測定方法の説明図、
第５図（ａｌ　、　（ｂｌ　、　（ｃｌは３次元表示の
説明図、第６図は全体のデータの流れを示す説明図であ
る。第７図は従来技術による真円度測定結果の一例を示
す。 １・・・形状測定用センサー、　Ｗ・・・被測定物。 特許出願人　株式会社小松製作所 代理人　（弁理士）松　澤　　統 第５図（Ｑ） 第、５　図（ｂ） 第５図（ｃ） 第６図 第７図 手続補正書 昭和６２年１１月２６　日 特＃’Ｆ　庁長官／ＪＸ）ＩＩ　”）”ｎ　夫）ｊＣＱ
ｌ、事件の表示 特願昭６２−０９７４５０号 ２、発明の名称 円筒形状測定方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出馴人 住　所　　東京都港区赤坂二丁目３番６号５、補正命令
の日付　　　自発補正 １、明細書第７頁第７行の「実にθを変えて」を「実際
にθを変えて」と補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 形状測定用センサを被測定物の被測定面に近接し、該形
   状測定用センサ又は被測定物のいずれか一方を回転させ
   つつ軸方向に移動させ、円筒形状を測定するようにした
   ことを特徴とする、円筒形状測定方法。