JP2018165688A - Shape measurement device and shape measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークの形状を測定する形状測定装置及び形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring apparatus and a shape measuring method for measuring the shape of a workpiece.
円柱状又は円筒状のワークの真円度及び寸法(半径又は直径等)等の各種形状を測定する形状測定装置が知られている。例えば、特許文献1には、円筒状のワークの外周面又は内周面(被測定面)に接触式又は非接触式の距離計を3つ以上配置し、各距離計に対してワークを相対回転させながら各距離計で各周面までの距離を検出した結果に基づき、ワークの外径又は内径を検出する形状測定装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Shape measuring apparatuses that measure various shapes such as roundness and dimensions (radius, diameter, etc.) of a columnar or cylindrical workpiece are known. For example, in
特許文献2には、円筒状のワークの外周面に対向する位置に光センサを配置し、光センサに対してワークを相対回転させながら、光センサで外周面までの距離を検出した結果に基づき、ワークの外周面の形状を測定する形状測定装置が開示されている。また、特許文献2の形状測定装置は、光センサをワークの長手方向の複数位置にステップ移動させる構成を有しており、ワークを回転させながら複数位置の各々で光センサによる距離検出を実行することで、ワークの複数位置ごとの直径を検出できる。これにより、特許文献2の形状測定装置はワークの円筒度を検出できる。 In Patent Document 2, based on the result of detecting the distance to the outer peripheral surface with the optical sensor while disposing the optical sensor at a position facing the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece and rotating the workpiece relative to the optical sensor. A shape measuring device for measuring the shape of the outer peripheral surface of a workpiece is disclosed. Further, the shape measuring device of Patent Document 2 has a configuration in which the optical sensor is step-moved to a plurality of positions in the longitudinal direction of the workpiece, and distance detection by the optical sensor is executed at each of the plurality of positions while rotating the workpiece. Thus, the diameter at each of a plurality of positions of the workpiece can be detected. Thereby, the shape measuring apparatus of patent document 2 can detect the cylindricity of a workpiece | work.
特許文献3には、距離検出用の一対の二次元レーザ式第1変位センサと、形状測定用の二次元レーザ式第2変位センサと、を用いて非接触でワークの形状(外径を含む)を測定する形状測定装置が開示されている。
In
特許文献4には、円板状のワークを回転させながら、このワークの一方の面側に配置されたレーザ光源からワークの円周エッジに向けてレーザ光を照射すると共に、このレーザ光をワークの他方の面側に配置された受光部で受光する形状測定装置が開示されている。この特許文献4の形状測定装置は、受光部で受光したレーザ光の光量分布に基づき、ワークの円周エッジの形状を検出する。
In
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2の形状測定装置では、距離計及び光センサ等の測定部に対してワークを相対回転(相対移動)させる必要がある。このため、回転速度の制限によって測定に時間がかかったり、回転時の振動で測定誤差が生じたり、ワークの位置調整(センタリング)が必要になったり、回転機構を設けることで装置が複雑になったり、回転又は固定し難いワークの形状測定が困難になったりする等の問題が生じる。
However, in the shape measuring apparatuses of
特許文献3の形状測定装置では、ワークの外部に配置された大型の二次元レーザ式変位センサからワークに対してレーザ光を照射するため、例えば円筒状のワークの内径等を測定することができない。また、特許文献3に記載の形状測定装置においても、二次元レーザ式変位センサに対してワークを相対回転させる必要があるので、上記特許文献1及び特許文献2の形状測定装置と同様の問題がある。
In the shape measuring apparatus of
特許文献4の測定装置では、円板状のワークの円周エッジしか測定することができないという問題がある。また、特許文献4の測定装置においても、ワークを回転させる必要があるので、上記特許文献1及び特許文献2の測定装置と同様の問題がある。
The measuring apparatus of
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの形状を高精度且つ高速測定できる形状測定装置及び形状測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a shape measuring apparatus and a shape measuring method capable of measuring the shape of a workpiece with high accuracy and at high speed.
本発明の目的を達成するための形状測定装置は、ワークが載置される基準平面と、基準平面に垂直な測定基準軸を中心とする同一円周上に3以上設定された基準位置ごとに、基準位置から基準位置に対向するワークの被測定面内の測定点までの距離を検出する距離検出部と、測定基準軸に対する個々の基準位置の既知の位置情報と、距離検出部が検出した基準位置ごとの距離とに基づき、ワークの形状を求める解析部と、を備える。 The shape measuring apparatus for achieving the object of the present invention is provided for each reference position set at three or more on the same circumference centering on a measurement reference axis perpendicular to the reference plane and a reference plane on which the workpiece is placed. The distance detector detects the distance from the reference position to the measurement point in the measurement surface of the workpiece facing the reference position, the known position information of each reference position with respect to the measurement reference axis, and the distance detector detects An analysis unit that obtains the shape of the workpiece based on the distance for each reference position.
この形状測定装置によれば、ワークを回転(移動)させることなく、各基準位置から各々に対向するワークの被測定面内の測定点までの距離を検出して、ワークの形状を測定することができる。 According to this shape measuring apparatus, the shape of the workpiece can be measured by detecting the distance from each reference position to the measurement point in the measured surface of the workpiece facing each other without rotating (moving) the workpiece. Can do.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、基準位置は、測定基準軸を中心として同一円周上に等角度間隔で設定されている。これにより、被測定面内の測定点の位置を等間隔で取得することができるので、ワークの位置、姿勢、及び種類(形状)によらず、ワークの形状を高精度に測定できる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the reference positions are set at equal angular intervals on the same circumference around the measurement reference axis. As a result, the positions of the measurement points in the surface to be measured can be acquired at equal intervals, so that the shape of the workpiece can be measured with high accuracy regardless of the position, posture, and type (shape) of the workpiece.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、距離検出部及び解析部を複数回繰り返し作動させる繰り返し制御部を備え、解析部は、複数回求めたワークの形状を平均化した平均形状を求める。これにより、距離検出の誤差の影響が低減されるので、ワークの形状を高精度で測定できる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the shape measuring device includes a repetition control unit that repeatedly operates the distance detection unit and the analysis unit a plurality of times, and the analysis unit obtains an average shape obtained by averaging the shapes of the workpieces obtained a plurality of times. . Thereby, since the influence of the error of distance detection is reduced, the shape of the workpiece can be measured with high accuracy.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、基準位置ごとに、基準位置から基準位置に対向する測定点に対して信号を入射させ、測定点ごとに反射された信号を個別に検出する測定部を備え、距離検出部は、測定部による測定点ごとの信号の検出結果に基づき、基準位置ごとの距離を検出する。これにより、ワークを回転(移動)させることなく、基準位置ごとの距離を非接触で検出することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, for each reference position, a signal is incident on a measurement point facing the reference position from the reference position, and the reflected signal is detected individually for each measurement point. A distance detection unit that detects a distance for each reference position based on a signal detection result for each measurement point by the measurement unit. Thereby, the distance for each reference position can be detected in a non-contact manner without rotating (moving) the workpiece.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、信号は、測定光であり、基準位置から測定点に入射する測定光の光軸の方向は、基準位置及び測定基準軸を含む面内において測定基準軸に対して垂直な方向である。これにより、測定基準軸を基準としてワークの形状を高精度で測定できる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the signal is measurement light, and the direction of the optical axis of the measurement light incident on the measurement point from the reference position is measured in a plane including the reference position and the measurement reference axis. The direction is perpendicular to the reference axis. Thereby, the shape of the workpiece can be measured with high accuracy using the measurement reference axis as a reference.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが円筒状又は円柱状であり、且つ被測定面がワークの外周面である場合、基準位置は外周面の外側に設定される。これにより、ワークの外周面の形状を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece is cylindrical or columnar and the measured surface is the outer peripheral surface of the workpiece, the reference position is set outside the outer peripheral surface. Thereby, the shape of the outer peripheral surface of a workpiece | work can be measured.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが円筒状であり、且つ被測定面がワークの内周面である場合、基準位置は内周面の内側に設定される。これにより、ワークの内周面の形状を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece is cylindrical and the surface to be measured is the inner circumferential surface of the workpiece, the reference position is set inside the inner circumferential surface. Thereby, the shape of the internal peripheral surface of a workpiece | work can be measured.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが円筒状であり、且つ被測定面がワークの内周面である場合、基準位置は、内周面の内側において同一円周上に3以上設定されており、測定部は、基準位置ごとに個別に設けられた複数の反射体と、基準平面に対して垂直方向に間隔をあけて配置された複数の光学ユニットであって、同一円周上で且つ個々の反射体に対向する位置に個別に配置された複数の光学ユニットと、を備え、光学ユニットごとに、光学ユニットに対向する反射体への測定光の出射と、光学ユニットに対向する反射体から入射する測定光の検出と、を行い、反射体ごとに、反射体に対向する光学ユニットから入射した測定光を反射して反射体に対向する測定点に入射させ、測定点にて反射された測定光を反射体に対向する光学ユニットに向けて反射し、距離検出部は、基準位置及び光学ユニットの間の既知の間隔の大きさと、光学ユニットごとの測定光の検出結果とに基づき、基準位置ごとの距離を検出する。これにより、ワークの内周面の直径が小径である場合でも、この内周面の形状を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece is cylindrical and the surface to be measured is the inner circumferential surface of the workpiece, the reference position is 3 on the same circumference inside the inner circumferential surface. The measurement unit is a plurality of reflectors individually provided for each reference position, and a plurality of optical units arranged at intervals in a direction perpendicular to the reference plane, the same circle. A plurality of optical units individually arranged at positions on the circumference and facing the individual reflectors, and for each optical unit, the measurement light is emitted to the reflectors facing the optical unit; The measurement light incident from the opposing reflector is detected, and for each reflector, the measurement light incident from the optical unit facing the reflector is reflected and incident on the measurement point facing the reflector. The measurement light reflected by the The distance detection unit detects the distance for each reference position based on the size of the known distance between the reference position and the optical unit and the measurement light detection result for each optical unit. To do. Thereby, even when the diameter of the internal peripheral surface of a workpiece | work is a small diameter, the shape of this internal peripheral surface can be measured.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが周面を有しており、被測定面が周面である場合、解析部は、基準位置ごとの位置情報及び距離に基づき、ワークの形状として、周面の半径及び周面の真円度を求める。これにより、ワークの形状として、周面の半径及び周面の真円度を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece has a peripheral surface and the surface to be measured is a peripheral surface, the analysis unit determines the workpiece based on the position information and distance for each reference position. As the shape, the radius of the peripheral surface and the roundness of the peripheral surface are obtained. Thereby, the radius of a surrounding surface and the roundness of a surrounding surface can be measured as a shape of a workpiece.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、基準位置は、測定基準軸の軸方向位置が異なる複数の同一円周上にそれぞれ3以上設定されており、距離検出部は、基準位置ごとに距離の検出を行う。測定基準軸の互いに異なる軸方向位置ごとにワークの形状を検出することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the reference position is set to three or more on a plurality of the same circumference where the axial positions of the measurement reference axes are different, and the distance detection unit is provided for each reference position. Perform distance detection. The shape of the workpiece can be detected for each different axial position of the measurement reference axis.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが円筒状又は円柱状であり、被測定面がワークの外周面及び内周面の少なくとも一方の周面である場合、解析部は、位置情報と、距離検出部が検出した基準位置ごとの距離とに基づき、軸方向位置ごとに周面の中心位置を求め、軸方向位置ごとの中心位置に基づき、ワークの形状として、測定基準軸に対するワークの傾斜角度を求める。これにより、ワークの形状として、測定基準軸(基準平面)に対するワークの傾斜角度を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece is cylindrical or columnar and the surface to be measured is at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the workpiece, the analysis unit Based on the information and the distance for each reference position detected by the distance detection unit, the center position of the peripheral surface is obtained for each axial position, and the workpiece shape is measured with respect to the measurement reference axis based on the center position for each axial position. Find the tilt angle of the workpiece. Thereby, the inclination angle of the workpiece with respect to the measurement reference axis (reference plane) can be measured as the shape of the workpiece.
本発明の他の態様に係る形状測定装置において、ワークが円筒状又は円柱状であり、被測定面がワークの外周面及び内周面の少なくとも一方の周面である場合、解析部は、位置情報と、距離検出部が検出した基準位置ごとの距離とに基づき、軸方向位置ごとに周面の半径を求め、軸方向位置ごとの半径に基づき、ワークの形状として、真直度及び円筒度を求める。これにより、ワークの形状として、真直度及び円筒度を測定することができる。 In the shape measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the workpiece is cylindrical or columnar and the surface to be measured is at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the workpiece, the analysis unit Based on the information and the distance for each reference position detected by the distance detector, the radius of the peripheral surface is obtained for each axial position, and the straightness and cylindricity are calculated as the workpiece shape based on the radius for each axial position. Ask. Thereby, straightness and cylindricity can be measured as the shape of the workpiece.
本発明の目的を達成するための形状測定方法は、基準平面に載置されたワークの形状を測定する形状測定方法において、基準平面に垂直な測定基準軸を中心とする同一円周上に3以上設定された基準位置ごとに、基準位置から基準位置に対向するワークの被測定面内の測定点までの距離を検出する距離検出ステップと、測定基準軸に対する個々の基準位置の既知の位置情報と、距離検出ステップで検出した基準位置ごとの距離とに基づき、ワークの形状を求める解析ステップと、を有する。 A shape measuring method for achieving the object of the present invention is a shape measuring method for measuring the shape of a workpiece placed on a reference plane, wherein 3 on the same circumference centered on a measurement reference axis perpendicular to the reference plane. For each of the reference positions set as described above, a distance detection step for detecting the distance from the reference position to the measurement point on the workpiece measurement surface facing the reference position, and known position information of each reference position with respect to the measurement reference axis And an analysis step for obtaining the shape of the workpiece based on the distance for each reference position detected in the distance detection step.
本発明の形状測定装置及び形状測定方法は、ワークの形状を高精度且つ高速測定できる。 The shape measuring apparatus and the shape measuring method of the present invention can measure the shape of a workpiece with high accuracy and high speed.
[第1実施形態の形状測定装置]
図1は、第1実施形態の形状測定装置10の概略図である。形状測定装置10は、円筒状のワークWの形状を測定する。なお、ここでいうワークWの形状には、ワークWの周面の径(半径及び直径)などの寸法と、ワークWの真円度と、ワークWの傾斜(第4実施形態)と、ワークWの真直度及び円筒度(第5実施形態)と、を含む各種形状及び寸法が含まれる。
[Shape Measuring Device of First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a
図1に示すように、形状測定装置10は、円板形状(他の形状でも可)のステージ12と、多チャンネル式の非接触変位計13と、コンピュータ14と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
ステージ12の上面(水平面)は、ワークWが載置される基準平面12aとなる。また、本実施形態において、基準平面12aの中心(中心以外でも可)を通り且つ基準平面12aに対して垂直な軸は、測定基準軸A1となる。なお、図中では、ワークWの中心軸が測定基準軸A1に一致しているが、測定基準軸A1に対してワークWの中心軸が偏心していてもよい。すなわち、基準平面12a上でワークWのセンタリングを行う必要はない。
The upper surface (horizontal plane) of the
非接触変位計13は、本発明の測定部に相当するものであり、8チャンネル(CH1〜CH8)のセンサヘッド18と、8個のセンサ位置調整部19と、変位計本体20と、を備える。なお、センサヘッド18及びセンサ位置調整部19(後述の基準位置P1)の数は3以上であれば適宜増減してもよい。
The
図2は、基準平面12a上に配置されたセンサヘッド18の上面図(上段)及び側面図(下段)である。図2に示すように、基準平面12a上に載置されたワークWの外周面(本発明の被測定面に相当)の外側であって且つこの外周面に対向する位置には、外周面を囲むように、測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔(45°)で8つの基準位置P1が予め設定されている。具体的に基準位置P1は、測定基準軸A1を中心として、θi=(i−1)×(360/8)[i=1〜8]で表される同一円周上(C1)の角度位置(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)にそれぞれ設定されている。
FIG. 2 is a top view (upper stage) and a side view (lower stage) of the
8チャンネルのセンサヘッド18は、例えばファイバコリメータが用いられる。各センサヘッド18は、それぞれ不図示の信号伝搬ケーブル(光ファイバケーブル)を介して、変位計本体20と接続している。各センサヘッド18は、変位計本体20から入力された測定光L(本発明の信号に相当)をそれぞれワークWに向けて個別に出射する。また、各センサヘッド18は、ワークWにてそれぞれ反射された測定光Lを個別に受光して変位計本体20へ個別に出力する。
For example, a fiber collimator is used for the 8-
各センサ位置調整部19は、基準平面12a上の各基準位置P1にそれぞれ対応する位置に設けられている。各センサ位置調整部19は、それぞれ1つのセンサヘッド18を基準位置P1で支持している。これにより、8チャンネルのセンサヘッド18が、既述の各基準位置P1に配置、すなわち測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔(等角度位置)で配置される。
Each sensor
また、各センサ位置調整部19は、支持しているセンサヘッド18の3軸方向位置の位置調整と、姿勢調整(パンチルト調整)とを行うことで、センサヘッド18から出射される測定光Lの出射方向を任意に調整することができる。
Each sensor
図3は、各センサヘッド18から出射される測定光Lの出射方向を示した説明図である。図3に示すように、各センサ位置調整部19は、支持しているセンサヘッド18の位置姿勢等を調整して、センサヘッド18から出射される測定光Lの光軸OAの方向を、基準位置P1及び測定基準軸A1を含む面F内において測定基準軸A1に対して垂直な方向Dに調整する。これにより、各基準位置P1にあるセンサヘッド18から測定基準軸A1に向けて、方向Dに平行な測定光Lが出射される。その結果、各センサヘッド18(基準位置P1)から個別に出射された測定光Lは、各センサヘッド18(基準位置P1)にそれぞれ対向するワークWの外周面内の測定点P2に個別に入射する(図2参照)。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the emission direction of the measurement light L emitted from each
なお、センサ位置調整部19ごとのセンサヘッド18の位置調整及び姿勢調整は、公知の冶具、方法、及び計測器等を用いて行われるので、ここでは具体的な説明は省略する。
In addition, since the position adjustment and attitude | position adjustment of the
図1及び図2に戻って、各センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する測定点P2に入射された測定光Lは、測定点P2ごとに元のセンサヘッド18に向けて反射され、各センサヘッド18にて個別に受光される。各センサヘッド18にて受光された測定光Lは、既述の通り、不図示の信号伝搬ケーブルを介して、変位計本体20に個別に入力される。
1 and 2, the measurement light L incident on the measurement points P2 facing each other from each sensor head 18 (reference position P1) is reflected toward the
変位計本体20は、コンピュータ14の制御の下、不図示の信号伝搬ケーブルを介して、各センサヘッド18に測定光Lを個別に入力すると共に、各センサヘッド18にて受光された測定光Lを個別に検出(光電変換)する。そして、変位計本体20は、センサヘッド18ごとに検出した測定光Lの検出結果に基づき、各センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する測定点P2までの距離(以下、単に「センサヘッド18ごとの距離」と略す)を検出する。すなわち、変位計本体20は、本発明の距離検出部として機能する。なお、具体的な距離の検出方法は公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
The
図4は、センサヘッド18ごとの距離の検出結果の一例を示したグラフである。なお、図中の横軸は、測定基準軸A1を中心とする8チャンネル(CH1〜CH8)のセンサヘッド18の角度位置である。
FIG. 4 is a graph showing an example of a distance detection result for each
ワークWの外周面のXY軸方向の断面形状が真円であり、且つワークWの中心軸が測定基準軸A1に一致している理想状態では、センサヘッド18(基準位置P1)ごとの距離はほぼ同じ値になる。しかし、加工誤差によりワークWの断面形状は完全な真円とはならず、さらに本実施形態では、ワークWの中心軸を測定基準軸A1に一致させるセンタリングを行うことなくワークWの形状を検出できるため、センタリングを行っていない。このため、図4に示すように、ワークWの真円度と、測定基準軸A1に対するワークWの中心軸の偏芯(偏心方向及び偏心量)とに応じて、センサヘッド18(基準位置P1)ごとの距離にばらつきが生じる。 In an ideal state where the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the workpiece W in the XY-axis direction is a perfect circle and the center axis of the workpiece W coincides with the measurement reference axis A1, the distance for each sensor head 18 (reference position P1) is It becomes almost the same value. However, the cross-sectional shape of the workpiece W does not become a perfect circle due to a machining error. Furthermore, in this embodiment, the shape of the workpiece W is detected without performing centering to make the center axis of the workpiece W coincide with the measurement reference axis A1. Because it can, it is not centered. For this reason, as shown in FIG. 4, the sensor head 18 (reference position P1) corresponds to the roundness of the work W and the eccentricity (eccentric direction and amount) of the center axis of the work W with respect to the measurement reference axis A1. ) Varies in distance.
変位計本体20は、センサヘッド18ごとの距離の検出結果を示す距離検出信号をコンピュータ14へ出力する。
The
コンピュータ14には、変位計本体20と、表示部14aとが接続されている。コンピュータ14は、変位計本体20の動作を制御する。また、コンピュータ14は、変位計本体20から入力されたセンサヘッド18ごとの距離検出信号に基づき、ワークWの形状を測定して、この測定結果を表示部14aに表示させる。なお、コンピュータ14の代わりに各種の演算処理装置を用いてもよい。
A displacement meter
[コンピュータの構成]
図5は、コンピュータ14の構成を示すブロック図である。図5に示すように、コンピュータ14は、制御部25と、記憶部26とを有している。制御部25は、図示は省略するが、例えばCPU(Central Processing Unit)或いはFPGA(field-programmable gate array)を含む各種の演算部と処理部とメモリ等により構成されている。この制御部25は、メモリ或いは記憶部26から読み出した不図示の制御プログラムを実行することで、測定制御部28、解析部29、及び繰り返し制御部30として機能する。
[Computer configuration]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the
記憶部26は、後述の解析部29から入力されたワークWの形状の測定結果を記憶する。また、記憶部26には、測定基準軸A1に対する各センサヘッド18(基準位置P1)の位置を示す位置情報32が予め記憶されている。この位置情報32には、例えば、既述の同一円周上(C1)での各センサヘッド18(基準位置P1)の角度位置と、同一円周上(C1)の「円周」の半径と、が含まれている。なお、位置情報32は、測定基準軸A1を基準とした各センサヘッド18(基準位置P1)の位置を判別可能であれば特に限定されず、例えば、基準平面12aの任意の原点を基準とした測定基準軸A1及び各センサヘッド18(基準位置P1)の位置座標であってもよい。
The
測定制御部28は、変位計本体20によるセンサヘッド18ごとの距離検出信号の取得(各センサヘッド18からの測定光Lの出射、各センサヘッド18が受光した測定光Lの検出、及びセンサヘッド18ごとの距離の検出等)を制御する。また、測定制御部28は、変位計本体20から取得したセンサヘッド18ごとの距離検出信号を、解析部29へ出力する。
The
解析部29は、変位計本体20から取得したセンサヘッド18ごとの距離検出信号と、記憶部26から取得した既述の位置情報32とに基づき、ワークWの形状を求める。本実施形態では、ワークWの形状として、ワークWの外周面の半径(直径)と真円度とを求める。
The
図6は、解析部29によるワークWの形状の算出(解析)を説明するための説明図である。解析部29は、センサヘッド18ごとの距離検出信号に基づき、センサヘッド18ごとの距離を判別できる。また、解析部29は、位置情報32に基づき、測定基準軸A1に対するセンサヘッド18(基準位置P1)ごとの角度位置と、同一円周上(C1)の「円周」の半径と、を判別できる。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining calculation (analysis) of the shape of the workpiece W by the
このため、図6中の「点線」で示すように、解析部29は、センサヘッド18ごとの距離検出信号と位置情報32とに基づき、基準平面12a上に載置されたワークWの外周面内の各測定点P2の位置(測定基準軸A1を基準とした位置)を検出できる。これにより、解析部29は、ワークWの中心座標(x0,y0)と、ワークWの外周面の半径Rとを求めることができる。
Therefore, as shown by a “dotted line” in FIG. 6, the
例えば、センサヘッド18(基準位置P1)の数を「N」(本実施形態ではN=8)とする。また、下記[数1]式に示すように、センサヘッド18ごとの測定点P2までの距離を「ri」とすると共に、センサヘッド18ごとの角度位置を「θi」とする。これにより、ワークWの外周面内の各測定点P2の位置はそれぞれ極座標値(ri,θi)で表すことができる。そして、解析部29は、各測定点P2の極座標値(ri,θi)を、下記の[数2]式を用いて、XY座標系の座標値(xi,yi)に座標変換する。
For example, the number of sensor heads 18 (reference position P1) is “N” (N = 8 in this embodiment). As shown in the following [Equation 1], the distance to the measurement point P2 for each
次いで、解析部29は、XY座標系に変換した各測定点P2の座標値(xi,yi)に基づき、下記の[数3]式で示す方程式を用いて、ワークWの中心座標(x0,y0)と、ワークWの外周面の半径Rとを算出する。
Next, the
上記のように求めたワークWの中心座標(x0,y0)に基づき、測定基準軸A1に対するワークWの中心軸の偏芯(偏心方向及び偏心量)を求めることができる。このため、解析部29は、ワークWの真円度を公知の最小二乗中心法で求める場合と同様にして、測定基準軸A1に対するワークWの中心軸の偏芯補正を行う。具体的に、解析部29は、下記の[数4]式に示すように、ワークWの中心座標(x0,y0)を用いて各測定点P2の座標値(xi,yi)を補正して、各測定点P2の補正座標値(xai,yai)を算出する。これにより、図中の「実線」で示すように、偏心補正後の各測定点P2の測定基準軸A1に対する位置が算出される。
Based on the center coordinates (x 0 , y 0 ) of the workpiece W obtained as described above, the eccentricity (eccentric direction and eccentricity) of the center axis of the workpiece W with respect to the measurement reference axis A1 can be obtained. Therefore, the
次いで、解析部29は、各測定点P2の補正座標値(xai,yai)に基づき、下記の[数5]式で示すように、測定基準軸A1(原点)から各測定点P2までの距離raiをそれぞれ算出する。そして、解析部29は、各測定点P2までの距離raiの算出結果と、先に算出した半径Rとに基づき、下記の[数6]式を用いて、半径Rに対する測定点P2ごとの距離raiのバラツキδiを算出する。この測定点P2ごとのバラツキδiは、ワークWの外周面の真円度の指標となる値であるので、各バラツキδiに基づきワークWの外周面の真円度(簡易真円度)が求められる。なお、真円度については、例えば既述の最小二乗中心法のような公知の手法を用いて算出してもよい。
Next, based on the corrected coordinate values (xa i , ya i ) of each measurement point P2, the
このように、解析部29は、センサヘッド18ごとの距離検出信号と位置情報32とに基づき、ワークWの形状として、ワークWの外周面の半径R(直径)及び真円度を求めることができる。これにより、1回のワークWの形状測定が完了する。解析部29は、ワークWの形状の測定結果[半径R(直径)及び真円度の測定結果]を、表示部14aと記憶部26とに出力する。
Thus, the
図7は、ワークWの形状(外周面の直径)の測定精度と、センサヘッド18のチャンネル数との関係を示したグラフである。ここでは、センサヘッド18ごとに±0.1μmの測定誤差(検出誤差)があると想定して、500回のシミュレーションを行って個々のチャンネル数ごとの外周面の直径のバラツキと2σ偏差とを求めている。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the measurement accuracy of the shape of the workpiece W (the diameter of the outer peripheral surface) and the number of channels of the
図7に示すように、直径のバラツキは、チャンネル数が最小数の「3」である場合に約0.33μmであり、チャンネル数が増加するのに従って次第に低減する。また、直径の2σ偏差についても、チャンネル数が最小数の「3」である場合に約0.30μmであり、チャンネル数が増加するのに従って次第に低減する。このため、センサヘッド18ごとに±0.1μmの測定誤差があったとしても、多チャンネルで測定を行うことでセンサヘッド18ごとの距離の測定結果が平均化され、バラツキ及び2σ偏差を低下させることができる。その結果、ワークWの形状を高精度で測定できる。
As shown in FIG. 7, the variation in diameter is about 0.33 μm when the number of channels is the minimum number “3”, and gradually decreases as the number of channels increases. Also, the 2σ deviation in diameter is about 0.30 μm when the number of channels is the minimum number “3”, and gradually decreases as the number of channels increases. For this reason, even if there is a measurement error of ± 0.1 μm for each
図5に戻って、繰り返し制御部30は、測定制御部28(変位計本体20)と、解析部29とを複数回繰り返し作動させる。これにより、変位計本体20及び測定制御部28によるセンサヘッド18ごとの距離検出信号の取得と、解析部29によるワークWの形状の算出と、が複数回繰り返される。なお、繰り返し回数は、ユーザが所望の回数に設定することができる。これにより、複数回分のワークWの形状の検出結果が得られる。
Returning to FIG. 5, the
解析部29は、ワークWの形状の算出を複数回繰り返し実行した後、複数回求めたワークWの形状を平均化した平均形状として、ワークWの外周面の半径R(直径)の平均値と真円度の平均値とを算出する。そして、解析部29は、算出したワークWの平均形状の結果を表示部14aに出力すると共に、記憶部26に記憶させる。
After repeatedly calculating the shape of the workpiece W a plurality of times, the
図8は、ワークWの平均形状(外周面の直径)の測定精度と、繰り返し回数との関係を示したグラフである。ここでは、センサヘッド18ごとに±0.1μmの測定誤差があると想定して、8チャンネルのセンサヘッド18を用いた条件で500回のシミュレーションを行うことにより、個々の繰り返し回数ごとの外周面の直径のバラツキと2σ偏差とを求めた。なお、1回の測定に要する時間を約1msecとした場合、100回の繰り返しに要する時間は約100msecである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the measurement accuracy of the average shape (the diameter of the outer peripheral surface) of the workpiece W and the number of repetitions. Here, it is assumed that there is a measurement error of ± 0.1 μm for each
図8に示すように、繰り返し回数が増加するのに従って、ワークWの外周面の直径のバラツキと2σ偏差とが減少する。このため、センサヘッド18ごとに±0.1μmの測定誤差があったとしても、ワークWの形状の測定を複数回繰り返し実行して、ワークWの平均形状を算出することで、非接触変位計13の測定誤差の影響を低減できる。
As shown in FIG. 8, the variation in the diameter of the outer peripheral surface of the workpiece W and the 2σ deviation decrease as the number of repetitions increases. For this reason, even if there is a measurement error of ± 0.1 μm for each
[第1実施形態の形状測定装置の作用]
図9は、上記構成の形状測定装置10によるワークWの形状測定の流れ(本発明の形状測定方法)を示すフローチャートである。なお、各基準位置P1の設定と、各センサヘッド18の位置姿勢の調整と、非接触変位計13の校正とは予め行われている。図9に示すように、最初にユーザは、測定対象のワークWを基準平面12a上に載置する(ステップS1)。この際に、ワークWの中心軸を測定基準軸A1に一致させるセンタリングを行う必要はないので、測定時間を短縮することができる。
[Operation of the shape measuring apparatus of the first embodiment]
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of measuring the shape of the workpiece W by the
次いで、ユーザがコンピュータ14にて測定開始操作を行うと、制御部25の測定制御部28の制御の下、変位計本体20から各センサヘッド18に測定光Lが入力され、各センサヘッド18から各々に対向するワークWの外周面内の測定点P2に向けて測定光Lが個別に出射される。そして、各センサヘッド18は、各々に対向する測定点P2にてそれぞれ反射された測定光Lを個別に受光する(ステップS2)。これにより、各センサヘッド18にて受光された測定光Lが変位計本体20に個別に入力される。
Next, when the user performs a measurement start operation on the
次いで、変位計本体20において、センサヘッド18ごとの測定光Lの検出と、センサヘッド18ごとの距離の検出とが順次実行された後、変位計本体20から測定制御部28に対してセンサヘッド18ごとの距離検出信号が出力される(ステップS3、本発明の距離検出ステップに相当)。なお、1回の測定に要する時間は、1〜10msecである。これにより、センサヘッド18ごとの距離検出信号が測定制御部28に入力され、さらにこの測定制御部28を介して解析部29に入力される。
Next, in the
センサヘッド18ごとの距離検出信号の入力を受けた解析部29は、各距離検出信号と、記憶部26から取得した位置情報32とに基づき、上記[数1]式から[数6]式を用いて、ワークWの形状[外周面の半径R(直径)及び真円度]を算出する(ステップS4、本発明の解析ステップに相当)。これにより、1回目のワークWの形状測定が完了し、この測定結果が解析部29から表示部14aと記憶部26とにそれぞれ出力される。
Receiving the distance detection signal for each
この際に、本実施形態では、8チャンネルのセンサヘッド18を用いてワークWの形状測定を行うため、既述の図7に示したように、センサヘッド18ごとの検出結果が平均化され、バラツキ及び2σ偏差を低下させることができる。その結果、ワークWの形状を高精度に測定できる。
At this time, in this embodiment, since the shape of the workpiece W is measured using the 8-
次いで、繰り返し制御部30は、形状測定の繰り返し回数がユーザの予め定めた設定回数に到達していない場合、測定制御部28(変位計本体20)と、解析部29とを繰り返し作動させて、既述のステップS2からステップS4までの処理を再度実行させる(ステップS5でNO)。これにより、解析部29にてワークWの形状が再度算出される。
Next, the
以下、繰り返し回数が設定回数に到達するまで、既述のステップS2からステップS5までの処理が実行される(ステップS5でYES)。これにより、複数回分のワークWの形状の測定結果が得られる。次いで、解析部29は、複数回分のワークWの形状を平均化した平均形状を算出し、この算出結果を表示部14aに出力すると共に、記憶部26に記憶させる(ステップS6)。このように形状測定を複数回繰り返し実行してワークWの平均形状を求めることで、センサヘッド18ごとの測定誤差の影響が低減され、既述の図8に示したように、形状検出結果のバラツキ及び2σ偏差を低下させることができる。その結果、ワークWの形状を高精度で測定できる。
Hereinafter, the processing from step S2 to step S5 described above is executed until the number of repetitions reaches the set number (YES in step S5). Thereby, the measurement result of the shape of the workpiece | work W for multiple times is obtained. Next, the
[第1実施形態の効果]
以上のように、第1実施形態の形状測定装置10では、非接触変位計13を用いることで、各センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向するワークWの外周面の測定点P2までの距離を非接触で一括して検出できる。これにより、従来のようにセンサヘッド18に対してワークWを相対回転させることなく、ワークWの形状を測定できる。このため、測定時間の短縮化と、回転時の振動に起因する測定誤差の発生防止と、回転機構の省略よる装置構成の簡易化と、回転又は固定し難いワークWの形状測定が可能という効果が得られる。その結果、ワークWの形状を高精度且つ高速測定できる。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in the
[第2実施形態の形状測定装置]
図10は、第2実施形態の形状測定装置10に設けられているセンサヘッド18の上面図(上段)及び側面図(下段)である。上記第1実施形態では、円筒状のワークWの形状として、ワークWの外周面の半径R(直径)及び真円度を測定しているが、第2実施形態の形状測定装置10では、ワークWの内周面(本発明の被測定面に相当)の半径R(直径)及び真円度を測定する。
[Shape Measuring Device of Second Embodiment]
FIG. 10 is a top view (upper stage) and a side view (lower stage) of the
なお、第2実施形態の形状測定装置10は、各センサヘッド18の配置が異なる点を除けば上記第1実施形態の形状測定装置10と基本的に同じ構成であるので、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
Note that the
図10に示すように、第2実施形態では、基準平面12a上に載置されたワークWの内周面の内側(内周面に対向する位置)に、測定基準軸A1を中心として同一円周上(C2)に等角度間隔(45°)で8つの基準位置P1が予め設定されている。すなわち、第2実施形態では、ワークWの内周面の内側に、8つの基準位置P1が第1実施形態と相似形の配置パターンで設定されている。これにより、8チャンネルのセンサヘッド18が、測定基準軸A1を中心として同一円周上(C2)に等角度間隔で配置される。
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, the same circle centering on the measurement reference axis A <b> 1 is located inside the inner peripheral surface of the workpiece W placed on the
第2実施形態の各センサ位置調整部19は、それぞれ支持しているセンサヘッド18の位置姿勢等を調整して、第1実施形態と同様にセンサヘッド18から出射される測定光Lの光軸OAの方向を方向D(図3参照)に調整する。これにより、測定基準軸A1を中心として、各基準位置P1にあるセンサヘッド18から測定光Lが放射状に出射される。その結果、各センサヘッド18(基準位置P1)から個別に出射された測定光Lは、各センサヘッド18(基準位置P1)にそれぞれ対向するワークWの内周面内の測定点P2に個別に入射する。
Each sensor
また、各センサヘッド18は、各々に対向する測定点P2にてそれぞれ反射された測定光Lを個別に受光する。そして、各センサヘッド18にて受光された測定光Lが変位計本体20に個別に入力される。
Each
第2実施形態の変位計本体20は、第1実施形態と同様に、センサヘッド18ごとの測定光Lの検出と、センサヘッド18ごとの距離の検出とを行う。これにより、各センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向するワークWの内周面内の測定点P2までの距離がそれぞれ検出される。そして、変位計本体20は、センサヘッド18ごとの距離検出信号をコンピュータ14へ出力する。
Similar to the first embodiment, the displacement meter
第2実施形態のコンピュータ14は、変位計本体20から入力されたセンサヘッド18ごとの距離検出信号と、記憶部26から取得した位置情報32とに基づき、第1実施形態と同様に上記[数1]式から[数6]式を用いて、ワークWの内周面の半径R(直径)及び真円度を求める。
The
第2実施形態の形状測定装置10の作用については、既述の図9に示した第1実施形態と基本的に同じであるので、ここでは具体的な説明は省略する。そして、第2実施形態の形状測定装置10によれば、各センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向するワークWの内周面内の測定点P2までの距離を非接触で一括して検出できるため、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
Since the operation of the
[第1実施形態と第2実施形態の組み合わせ]
図11は、第1実施形態と第2実施形態との組み合わせを説明するための説明図である。図11に示すように、上記第1実施形態及び第2実施形態を組み合わせて、ワークWの外周面の外側とワークWの内周面の内側とにそれぞれ基準位置P1を設定すると共に、各基準位置P1にセンサヘッド18を配置してもよい。これにより、ワークWの外周面及び内周面の形状を一括して測定できる。
[Combination of the first embodiment and the second embodiment]
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a combination of the first embodiment and the second embodiment. As shown in FIG. 11, the first embodiment and the second embodiment are combined to set the reference position P1 on the outer side of the outer peripheral surface of the work W and the inner side of the inner peripheral surface of the work W, respectively. The
[第3実施形態の形状測定装置]
次に、本発明の第3実施形態の形状測定装置10について説明を行う。上記第2実施形態では、ワークWの内周面の内側に各センサヘッド18及び各センサ位置調整部19を配置しているが、ワークWの内周面の直径が小径である場合、各センサヘッド18等をワークWの内周面の内側に配置できない。そこで、第3実施形態の形状測定装置10では、ワークWの内周面の内側に各センサヘッド18等を配置することなく、ワークWの内周面の形状を測定する。
[Shape Measuring Device of Third Embodiment]
Next, the
なお、第3実施形態の形状測定装置10は、各センサヘッド18の配置が異なる点と、センサ位置調整部19の代わりに反射体35(図12参照)を備える点とを除けば、上記第2実施形態の形状測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
In addition, the
図12は、第3実施形態のステージ12等の断面図である。図13は、第3実施形態の基準平面12aの上面図である。図14は、図12中の各センサヘッド18をZ軸方向下方側から見た正面図(下面図)である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図12から図14に示すように、基準平面12a上であって且つワークWの内周面の内側の領域には、略円板状の反射体保持部36が設けられている。この反射体保持部36の上面には、前述の基準位置P1ごとに反射体35が設けられている。これにより、8個の反射体35が測定基準軸A1を中心として同一円周上(C2)に等角度間隔で配置される。
As shown in FIGS. 12 to 14, a substantially disc-shaped
各反射体35は例えばミラーが用いられる。各反射体35は、Z軸方向上方から入射した測定光Lを、方向D(図3参照)に平行な方向であって且つワークWの内周面に向けて反射する。これにより、Z軸方向上方から入射した測定光Lは、各反射体35(基準位置P1)にそれぞれ対向するワークWの内周面内の測定点P2に向けて反射される。また、各反射体35は、各々に対向する測定点P2から入射した測定光LをZ軸方向上方に向けて反射する。
Each
第3実施形態の各センサヘッド18は、本発明の光学ユニットに相当し、基準平面12aに対して垂直方向(Z軸方向上方)に間隔をあけて配置されている。具体的に、基準平面12aの上方であって且つ各反射体35に対向する位置には、基準平面12aに対して平行な円板状のセンサ保持部37が不図示の支持部よって支持されている。このセンサ保持部37の下面には、各基準位置P1(各反射体35)にそれぞれ対向する位置にセンサヘッド18が設けられている。
Each
各センサヘッド18は、Z軸方向下方に向けてそれぞれ測定光Lを出射する。これにより、各センサヘッド18から各々に対向する反射体35(基準位置P1)に向けて測定光Lが出射される。そして、各測定光Lは、各反射体35によって各々に対向する測定点P2に向けて放射状に反射される。
Each
次いで、各測定点P2に個別に入射された測定光Lは、測定点P2ごとに元の反射体35に向けて個別に反射される。各測定点P2から各々に対向する反射体35に入射した測定光Lは、各反射体35によって各々に対向するセンサヘッド18に向けて個別に反射される。これにより、各センサヘッド18は、各々に対向する反射体35にてそれぞれ反射された測定光Lを個別に受光する。以下、上記各実施形態と同様に、各センサヘッド18にて受光された測定光Lは、変位計本体20に個別に入力される。
Next, the measurement light L individually incident on each measurement point P2 is individually reflected toward the
第3実施形態の変位計本体20は、各センサヘッド18にて受光された測定光Lを個別に検出する。次いで、変位計本体20は、センサヘッド18ごとに検出した測定光Lの検出結果と、基準位置P1及びセンサヘッド18間の既知の間隔(距離)の大きさ(符号α)とに基づき、センサヘッド18ごとに、反射体35(基準位置P1)から反射体35に対向する測定点P2までの距離を検出する。
The displacement meter
例えば変位計本体20は、センサヘッド18ごとの測定光Lの検出結果に基づき各測定光Lの光路長を検出し、検出した各光路長からそれぞれ上記の間隔の値を減算することによって、基準位置P1ごとに測定点P2までの距離を検出する。そして、変位計本体20は、センサヘッド18ごとの距離検出信号をコンピュータ14へ出力する。
For example, the displacement meter
これ以降の処理は、上記第2実施形態と基本的に同じであるので、具体的な説明は省略する。 Since the subsequent processing is basically the same as that of the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
以上のように第3実施形態の形状測定装置10では、各基準位置P1にそれぞれ配置された各反射体35を用いて測定光Lの光路を屈折することで、ワークWの内周面の内側に各センサヘッド18及び各センサ位置調整部19を配置することなく、ワークWの内周面の形状を測定できる。これにより、ワークWの内周面の直径が小径である場合でも、この内周面の形状を測定できる。また、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the
[第4実施形態の形状測定装置]
次に、本発明の第4実施形態の形状測定装置10について説明を行う。上記各実施形態では、ワークWの形状として、ワークWの内外周面の半径R(直径)及び真円度を測定しているが、第4実施形態では、測定基準軸A1に対するワークWの傾斜角度を測定する。ここで、ワークWの傾斜角度とは、測定基準軸A1に対するワークWの中心軸A2(図15参照)の傾斜角度である。
[Shape Measuring Device of Fourth Embodiment]
Next, the
図15は、第4実施形態の形状測定装置10を構成するステージ12及びセンサヘッド18の側面図である。図16は、図15中の16A−16A線に沿う断面図(上段)及び図15中の16B−16B線に沿う断面図(下段)である。なお、第4実施形態の形状測定装置10は、8チャンネルのセンサヘッド18を2組備える点を除けば、上記第1実施形態の形状測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
FIG. 15 is a side view of the
図15及び図16に示すように、第4実施形態では、測定基準軸A1に対して垂直なワークWの第1測定断面CS1及び第2測定断面CS2の双方の外周の外側に、測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔で8つの基準位置P1が予め設定されている。第1測定断面CS1及び第2測定断面CS2は、測定基準軸A1の軸方向位置が互いに異なっている。なお、第2測定断面CS2を基準とした第1測定断面CS1の高さhは既知の値である。 As shown in FIGS. 15 and 16, in the fourth embodiment, the measurement reference axis is located outside the outer circumferences of both the first measurement cross section CS1 and the second measurement cross section CS2 of the workpiece W perpendicular to the measurement reference axis A1. Eight reference positions P1 are set in advance at equal angular intervals on the same circumference (C1) with A1 as the center. The first measurement cross section CS1 and the second measurement cross section CS2 are different from each other in the axial position of the measurement reference axis A1. The height h of the first measurement section CS1 with respect to the second measurement section CS2 is a known value.
第4実施形態の各センサヘッド18は、不図示の支持部材により各基準位置P1にそれぞれ配置及び支持されている。これにより、測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置において、それぞれ8チャンネルのセンサヘッド18が測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔で配置される。以下、第1測定断面CS1の高さ位置にある各センサヘッド18を「第1センサヘッド18」といい、第2測定断面CS2の高さ位置にある各センサヘッド18を「第2センサヘッド18」という。
Each
また、各センサヘッド18は、出射する測定光Lの光軸OAの方向が既述の方向D(図3参照)に平行になるように位置姿勢が調整されている。これにより、各第1センサヘッド18から出射された測定光Lは、各第1センサヘッド18の各々に対向する第1測定断面CS1の外周上の測定点P2に入射して、各測定点P2で元の第1センサヘッド18に向けて反射された後、元の第1センサヘッド18により個別に受光される。一方、各第2センサヘッド18から出射された測定光Lは、各第2センサヘッド18に各々の対向する第2測定断面CS1の外周上の測定点P2に入射して、各測定点P2で元の第2センサヘッド18に向けて反射された後、元の第2センサヘッド18により個別に受光される。
Further, the position and orientation of each
第4実施形態の変位計本体20は、第1センサヘッド18ごとの測定光Lの検出と、第2センサヘッド18ごとの測定光Lの検出と、両センサヘッド18ごとの距離の検出とを行う。これにより、変位計本体20は、第1センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する第1測定断面CS1の外周上の測定点P2までの距離と、第2センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する第2測定断面CS2の外周上の測定点P2までの距離と、を検出できる。変位計本体20は、第1センサヘッド18ごとの距離検出信号(以下、第1距離検出信号という)と、第2センサヘッド18ごとの距離検出信号(以下、第2距離検出信号という)と、をそれぞれコンピュータ14へ出力する。
The displacement meter
第4実施形態のコンピュータ14に入力された各距離検出信号は、測定制御部28を経て解析部29に入力される(図5参照)。また、第4実施形態の記憶部26には、各第1センサヘッド18及び各第2センサヘッド18の位置情報32が記憶されている。
Each distance detection signal input to the
第4実施形態の解析部29は、変位計本体20から入力された第1距離検出信号及び第2距離検出信号と、記憶部26から取得した位置情報32とに基づき、ワークWの形状として、測定基準軸A1に対するワークWの中心軸A2の傾きを求める。
Based on the first distance detection signal and the second distance detection signal input from the displacement meter
図17は、ワークWの中心軸A2の傾き算出に用いられる第1測定断面CS1の中心座標V1(x01,y01)及び第2測定断面CS2の中心座標V2(x02,y02)を説明するための説明図である。図18は、ワークWの中心軸A2の傾き算出を説明するための説明図である。 FIG. 17 shows the center coordinates V1 (x 01 , y 01 ) of the first measurement section CS1 and the center coordinates V2 (x 02 , y 02 ) of the second measurement section CS2 used for calculating the inclination of the center axis A2 of the workpiece W. It is explanatory drawing for demonstrating. FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the calculation of the inclination of the central axis A2 of the workpiece W.
図17に示すように、解析部29は、第1距離検出信号及び位置情報32に基づき、上記[数2]式及び[数3]式を用いて、第1測定断面CS1の中心位置として中心座標V1(x01,y01)を求める。また同様に、解析部29は、第2距離検出信号及び位置情報32に基づき、第2測定断面CS2の中心位置として中心座標V2(x02,y02)を求める。
As shown in FIG. 17, the
次いで、図18に示すように、解析部29は、中心座標V1(x01,y01)及び中心座標V2(x02,y02)と、既知の高さh(図15参照)とに基づき、下記の[数7]式を用いて、測定基準軸A1に対する中心軸A2の傾斜角度φを求める。
Next, as illustrated in FIG. 18, the
このように第4実施形態の解析部29は、第1距離検出信号及び第2距離検出信号と位置情報32とに基づき、ワークWの形状として、ワークWの傾斜角度φを求めることができる。これにより、1回のワークWの形状測定が完了する。なお、第1実施形態と同様に、繰り返し制御部30によって、測定制御部28(変位計本体20)と、解析部29とを複数回繰り返し作動させることにより、ワークWの平均形状として、複数回分の傾斜角度φの平均値が得られる。
As described above, the
これ以降の処理は、上記第1実施形態と基本的に同じであるので、具体的な説明は省略する。 The subsequent processing is basically the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
以上のように、第4実施形態の形状測定装置10では、各第1センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する第1測定断面CS1の外周上の測定点P2までの距離と、各第2センサヘッド18(基準位置P1)から各々に対向する第2測定断面CS2の外周上の測定点P2までの距離と、を非接触で一括して検出できる。これにより、各センサヘッド18に対してワークWを相対回転させることなく、ワークWの形状(傾斜角度φ)を測定できる。その結果、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the
なお、上記第4実施形態では、測定基準軸A1の軸方向位置が互いに異なる8つの基準位置P1を2組設定しているが、3組以上設定して個々の基準位置ごとに距離検出を行い、3以上の各測定断面の中心座標から傾斜角度φを求めてもよい。 In the fourth embodiment, two sets of eight reference positions P1 having different axial positions of the measurement reference axis A1 are set. However, three or more sets are set and distance detection is performed for each reference position. You may obtain | require inclination-angle (phi) from the center coordinate of each three or more measurement cross sections.
[第4実施形態の変形例]
図19は、第4実施形態の変形例を説明するための説明図である。上記第4実施形態では、全ての基準位置P1にそれぞれセンサヘッド18(第1センサヘッド18及び第2センサヘッド)を配置することにより、センサヘッド18ごとの距離を検出している。
[Modification of Fourth Embodiment]
FIG. 19 is an explanatory diagram for describing a modification of the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the sensor heads 18 (the
これに対して、図19に示すように、第4実施形態の変形例では、測定基準軸A1を中心として基準位置P1と同じ配置パターンで同一円周上(C1)に配置された8チャンネルのセンサヘッド18を、一体に測定基準軸A1の軸方向(Z軸方向)に移動させる移動部40を備えている。この移動部40は、各センサヘッド18をZ軸方向に沿って基準位置P1に対応する複数の軸方向位置(例えば第1測定断面CS1及び第2測定断面CS2にそれぞれ対応する軸方向位置)に順番に移動させる。
On the other hand, as shown in FIG. 19, in the modification of the fourth embodiment, eight channels arranged on the same circumference (C1) with the same arrangement pattern as the reference position P1 around the measurement reference axis A1. A moving
一方、測定制御部28は、変位計本体20を制御して、移動部40が各センサヘッド18を新たな軸方向位置に移動させるごとに、各センサヘッド18への測定光Lの入力と、各センサヘッド18にて受光された測定光Lの検出と、センサヘッド18ごとの距離の検出とを繰り返し実行させる。これにより、測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置ごとに、各センサヘッド18から各々に対向するワークWの外周面内(例えば第1測定断面CS1及び第2測定断面CS2の外周上)の測定点P2までの距離を検出できる。
On the other hand, the
従って、本変形例においても、第4実施形態と同様にワークWの傾斜角度φを求めることができるので、第4実施形態と同様の効果が得られる。さらに、この変形例では、センサヘッド18の配置数を減らすことができると共に、距離検出を行う軸方向位置及び数を任意に調整することができる。 Accordingly, also in the present modification, the inclination angle φ of the workpiece W can be obtained in the same manner as in the fourth embodiment, and thus the same effect as in the fourth embodiment can be obtained. Furthermore, in this modified example, the number of sensor heads 18 can be reduced, and the axial position and number of distance detection can be arbitrarily adjusted.
[第5実施形態の形状測定装置]
次に、本発明の第5実施形態の形状測定装置10について説明を行う。上記各実施形態では、ワークWの形状として、ワークWの内外周面の半径R(直径)及び真円度と、傾斜角度φとを測定しているが、第5実施形態ではワークWの真直度及び円筒度を測定する。
[Shape Measuring Device of Fifth Embodiment]
Next, the
図20は、第5実施形態の形状測定装置10を構成するステージ12及びセンサヘッド18の側面図である。図21は、図20中の21A−21A線に沿う断面図(上段)、21B−21B線に沿う断面図(中段)、及び21C−21C線に沿う断面図(下段)である。なお、第5実施形態の形状測定装置10は、8チャンネルのセンサヘッド18を複数組備えており、上記第4実施形態の形状測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第4実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
FIG. 20 is a side view of the
図20及び図21に示すように、第5実施形態では、測定基準軸A1に垂直なワークWの複数の測定断面(第1測定断面CS1、第2測定断面CS2、…第N測定断面CSN)の外周の外側に、測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔で8つの基準位置P1が予め設定されている。各測定断面CS1〜CSNは、測定基準軸A1の軸方向位置が互いに異なっている。 As shown in FIGS. 20 and 21, in the fifth embodiment, a plurality of measurement cross sections (a first measurement cross section CS1, a second measurement cross section CS2,... Nth measurement cross section CSN) of the workpiece W perpendicular to the measurement reference axis A1. 8 reference positions P1 are set in advance at equal angular intervals (C1) on the same circumference with the measurement reference axis A1 as the center. The measurement cross-sections CS1 to CSN are different from each other in the axial position of the measurement reference axis A1.
各センサヘッド18は、第4実施形態と同様に、不図示の支持部材によって各基準位置P1にそれぞれ配置及び支持されている。これにより、測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置において、それぞれ8個のセンサヘッド18が測定基準軸A1を中心として同一円周上(C1)に等角度間隔で配置される。以下、第1測定断面CS1の高さ位置にある各センサヘッド18を「第1センサヘッド18」といい、第2測定断面CS2の高さ位置にある各センサヘッド18を「第2センサヘッド18」といい、第N測定断面CSNの高さ位置にある各センサヘッド18を「第Nセンサヘッド18」という。
Each
各センサヘッド18は、第4実施形態と同様に、出射する測定光Lの光軸OAの方向が既述の方向Dに平行になるように位置姿勢が調整されている。これにより、各センサヘッド18から個別に出射された測定光Lは、各センサヘッド18の各々に対向するワークWの外周面内(第1測定断面CS1〜第N測定断面CSNの外周上)の測定点P2に入射して、各測定点P2で元のセンサヘッド18に向けて反射された後、元のセンサヘッド18により個別に受光される。
As in the fourth embodiment, the position and orientation of each
第5実施形態の変位計本体20は、センサヘッド18ごとの測定光Lの検出と、センサヘッド18ごとの距離検出とを行う。これにより、変位計本体20は、測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置ごとに、各センサヘッド18から各々に対向するワークWの外周面内(第1測定断面CS1〜第N測定断面CSNの外周上)の測定点P2までの距離を検出できる。変位計本体20は、第1センサヘッド18ごとの距離検出信号(以下、第1距離検出信号という)、第2センサヘッド18ごとの距離検出信号(以下、第2距離検出信号という)、…第Nセンサヘッド18ごとの距離検出信号(以下、第N距離検出信号という)をそれぞれコンピュータ14へ出力する。
The
第5実施形態のコンピュータ14に入力された各距離検出信号は、測定制御部28を経て解析部29に入力される(図5参照)。また、第5実施形態の記憶部26には、第1センサヘッド18〜第Nセンサヘッド18の位置情報32が記憶されている。
Each distance detection signal input to the
第5実施形態の解析部29は、変位計本体20から入力された各距離検出信号と、記憶部26から取得した位置情報32とに基づき、ワークWの形状として、ワークWの真直度及び円筒度を求める。
The
最初に解析部29は、第1距離検出信号から第N距離検出信号と、位置情報32とに基づき、上記[数2]式及び[数3]式を用いて、第1測定断面CS1の中心座標V1(x01,y01)、第2測定断面CS2の中心座標V2(x02,y02)、…第N測定断面CSNの中心座標VN(x0N,y0N)をそれぞれ求める。
First, the
次いで、解析部29は、求めた測定断面毎の中心座標V1(x01,y01)〜中心座標VN(x0N,y0N)に基づき、下記の[数8]式を用いて、個々の中心座標を中心とした各測定断面の半径R0iを求める。
Next, the
そして、解析部29は、上記[数8]式で求めた各測定断面の半径R0iの最大値と最小値との差分を、ワークWの真直度として求める。また、解析部29は、各測定断面の半径R0iに基づき、各測定断面の直径(D0i,i=1,2,…N)を求め、各測定断面の直径の最大値と最小値との差分(Dmax−Dmin)を、ワークWの円筒度として求める。これにより、ワークWの形状として、ワークWの真直度及び円筒度を測定できる。
Then, the
以上で1回のワークWの形状測定が完了する。なお、第1実施形態と同様に、繰り返し制御部30によって、測定制御部28(変位計本体20)と、解析部29とを複数回繰り返し作動させることにより、ワークWの平均形状として、複数回分の真直度の平均値と円筒度の平均値とが得られる。
Thus, one-time shape measurement of the workpiece W is completed. In the same way as in the first embodiment, the measurement control unit 28 (displacement meter body 20) and the
これ以降の処理は、上記各実施形態と基本的に同じであるので、具体的な説明は省略する。 The subsequent processing is basically the same as that in each of the above embodiments, and a specific description thereof will be omitted.
以上のように、第5実施形態の形状測定装置10では、測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置ごとに、各センサヘッド18から各々に対向するワークWの外周面内の測定点P2までの距離を非接触で一括して検出できる。これにより、センサヘッド18に対してワークWを相対回転させることなく、ワークWの形状(真直度及び円筒度)を測定できる。その結果、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the
なお、既述の図19に示した第4実施形態の変形例と同様に、測定基準軸A1を中心として基準位置P1と同じ配置パターンで同一円周上(C1)に配置された8チャンネルのセンサヘッド18を、移動部40により測定基準軸A1の互いに異なる軸方向位置に順番に移動させながら、軸方向位置ごとに距離検出を行ってもよい。これにより、センサヘッド18の配置数を減らすことができると共に、距離検出を行う軸方向位置及び数を任意に調整することができる。
As in the modified example of the fourth embodiment shown in FIG. 19, the eight channels arranged on the same circumference (C1) with the same arrangement pattern as the reference position P1 around the measurement reference axis A1. The distance may be detected for each axial position while the
[その他]
上記各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。また、上記第4実施形態及び第5実施形態では、ワークWの内周面の各測定点P2までの距離検出を行ったり、ワークWの外周面及び内周面の双方の各測定点P2までの距離検出を行ったりすることにより、ワークWの各種形状を測定してもよい。
[Others]
You may combine the structure of each said embodiment suitably. Moreover, in the said 4th Embodiment and 5th Embodiment, distance detection to each measurement point P2 of the internal peripheral surface of the workpiece | work W is performed, or each measurement point P2 of both the outer peripheral surface and internal peripheral surface of the workpiece | work W is detected. The various shapes of the workpiece W may be measured by performing distance detection.
上記各実施形態では、各センサヘッド18が個別に受光した測定光Lを変位計本体20で検出(光電変換)しているが、各センサヘッド18において測定光Lの検出を行ってもよい。また、変位計本体20において、センサヘッド18ごとの測定光Lの検出結果に基づきセンサヘッド18ごとの距離を検出する代わりに、コンピュータ14において距離検出を行ったり、或いは各センサヘッド18の代わりに公知の測距計(変位計)をそれぞれ設けたりしてもよい。
In each of the above embodiments, the measurement light L individually received by each
上記各実施形態の非接触変位計13は、測定光Lを用いてセンサヘッド18ごとの距離を検出しているが、測定光L以外の各種信号(音波等)を用いる各種の非接触式の距離検出部によって距離検出を行ってもよい。また、非接触式の距離検出部の代わりに、例えば、公知の接触式の三次元測定機及び真円度測定機等に設けられているプローブで距離検出を行う接触式の距離検出部を用いてもよい。
The
上記各実施形態では、測定基準軸A1を中心として同一円周上にセンサヘッド18(基準位置P1)が等角度間隔で配置されているが、同一円周上であれば各センサヘッド18の配置位置は特に限定はされない。なお、ワークWのワークの位置、姿勢、及び種類(形状)によらずワークWの形状を高精度に測定するためには、周面(被測定面)の測定点の位置(距離及び角度位置)を等間隔で取得することが好ましい。従って、各センサヘッド18は上記各実施形態に示したように、測定基準軸A1を中心として同一円周上に等角度間隔で配置することが好ましい。 In each of the above embodiments, the sensor heads 18 (reference positions P1) are arranged on the same circumference with the measurement reference axis A1 as the center. The position is not particularly limited. In addition, in order to measure the shape of the workpiece W with high accuracy regardless of the position, posture, and type (shape) of the workpiece W, the position (distance and angular position) of the measurement point on the circumferential surface (surface to be measured) ) Are preferably obtained at equal intervals. Therefore, as shown in the above embodiments, the sensor heads 18 are preferably arranged at equiangular intervals on the same circumference with the measurement reference axis A1 as the center.
上記各実施形態では、円筒状のワークWの形状を測定する場合を例に挙げて説明したが、円柱状のワークW、周面(外周面又は内周面等)を一部に含んだワークWの形状を測定する場合にも本発明を適用できる。また、本発明は、各種形状の被測定面を有する各種形状のワークWの形状を測定する場合にも適用できる。 In each of the above embodiments, the case where the shape of the cylindrical workpiece W is measured has been described as an example. However, the columnar workpiece W and a workpiece partially including a peripheral surface (such as an outer peripheral surface or an inner peripheral surface). The present invention can also be applied when measuring the shape of W. The present invention can also be applied to measuring the shape of various shapes of workpieces W having various shapes of measured surfaces.
上記各実施形態では、ワークWの形状として、半径R(直径)、真円度、傾斜角度φ、真直度、及び円筒度を例に挙げて説明したが、他の形状(寸法を含む)を測定する場合にも本発明を適用できる。 In each of the above embodiments, as the shape of the workpiece W, the radius R (diameter), the roundness, the inclination angle φ, the straightness, and the cylindricity are described as examples, but other shapes (including dimensions) are described. The present invention can also be applied to the measurement.
10…形状測定装置,12a…基準平面,13…非接触変位計,14…コンピュータ,18…センサヘッド,20…変位計本体,25…制御部,29…解析部,30…繰り返し制御部,32…位置情報,35…反射体
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記基準平面に垂直な測定基準軸を中心とする同一円周上に3以上設定された基準位置ごとに、前記基準位置から前記基準位置に対向する前記ワークの被測定面内の測定点までの距離を検出する距離検出部と、
前記測定基準軸に対する個々の前記基準位置の既知の位置情報と、前記距離検出部が検出した前記基準位置ごとの前記距離とに基づき、前記ワークの形状を求める解析部と、
を備える形状測定装置。 A reference plane on which the workpiece is placed;
For every three or more reference positions set on the same circumference centered on the measurement reference axis perpendicular to the reference plane, from the reference position to the measurement point in the surface to be measured of the workpiece facing the reference position A distance detector for detecting the distance;
Based on the known position information of each of the reference positions with respect to the measurement reference axis and the distance for each of the reference positions detected by the distance detection unit, an analysis unit that obtains the shape of the workpiece,
A shape measuring apparatus comprising:
前記解析部は、複数回求めた前記ワークの形状を平均化した平均形状を求める請求項1又は2に記載の形状測定装置。 A repetition control unit that repeatedly operates the distance detection unit and the analysis unit a plurality of times,
The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the analysis unit obtains an average shape obtained by averaging the shapes of the workpieces obtained a plurality of times.
前記距離検出部は、前記測定部による前記測定点ごとの前記信号の検出結果に基づき、前記基準位置ごとの前記距離を検出する請求項1から3のいずれか1項に記載の形状測定装置。 For each of the reference positions, a measurement unit that makes a signal incident on the measurement point facing the reference position from the reference position and individually detects the signal reflected at each measurement point,
The shape measurement apparatus according to claim 1, wherein the distance detection unit detects the distance for each reference position based on a detection result of the signal for each measurement point by the measurement unit.
前記基準位置から前記測定点に入射する前記測定光の光軸の方向は、前記基準位置及び前記測定基準軸を含む面内において前記測定基準軸に対して垂直な方向である請求項4に記載の形状測定装置。 The signal is measurement light;
The direction of the optical axis of the measurement light incident on the measurement point from the reference position is a direction perpendicular to the measurement reference axis in a plane including the reference position and the measurement reference axis. Shape measuring device.
前記基準位置は、前記内周面の内側において前記同一円周上に3以上設定されており、
前記測定部は、
前記基準位置ごとに個別に設けられた複数の反射体と、
前記基準平面に対して垂直方向に間隔をあけて配置された複数の光学ユニットであって、前記同一円周上で且つ個々の前記反射体に対向する位置に個別に配置された複数の光学ユニットと、を備え、
前記光学ユニットごとに、前記光学ユニットに対向する前記反射体への前記測定光の出射と、前記光学ユニットに対向する前記反射体から入射する前記測定光の検出と、を行い、
前記反射体ごとに、前記反射体に対向する前記光学ユニットから入射した前記測定光を反射して前記反射体に対向する前記測定点に入射させ、前記測定点にて反射された前記測定光を前記反射体に対向する前記光学ユニットに向けて反射し、
前記距離検出部は、前記基準位置及び前記光学ユニットの間の既知の前記間隔の大きさと、前記光学ユニットごとの前記測定光の検出結果とに基づき、前記基準位置ごとの前記距離を検出する請求項5に記載の形状測定装置。 When the workpiece is cylindrical and the measured surface is an inner peripheral surface of the workpiece,
The reference position is set to three or more on the same circumference inside the inner peripheral surface,
The measuring unit is
A plurality of reflectors individually provided for each of the reference positions;
A plurality of optical units arranged at intervals in a direction perpendicular to the reference plane, wherein the plurality of optical units are individually arranged at positions on the same circumference and facing the individual reflectors. And comprising
For each of the optical units, emitting the measurement light to the reflector facing the optical unit and detecting the measurement light incident from the reflector facing the optical unit,
For each reflector, the measurement light incident from the optical unit facing the reflector is reflected and incident on the measurement point facing the reflector, and the measurement light reflected at the measurement point is reflected. Reflected toward the optical unit facing the reflector,
The distance detection unit detects the distance for each reference position based on a known size of the interval between the reference position and the optical unit and a detection result of the measurement light for each optical unit. Item 6. The shape measuring apparatus according to Item 5.
前記解析部は、前記基準位置ごとの前記位置情報及び前記距離に基づき、前記ワークの形状として、前記周面の半径及び前記周面の真円度を求める請求項1から8のいずれか1項に記載の形状測定装置。 When the workpiece has a peripheral surface, and the measured surface is the peripheral surface,
The said analysis part calculates | requires the radius of the said surrounding surface, and the roundness of the said surrounding surface as a shape of the said workpiece | work based on the said positional information and the said distance for every said reference position. The shape measuring device described in 1.
前記距離検出部は、前記基準位置ごとに前記距離の検出を行う請求項1から7のいずれか1項に記載の形状測定装置。 The reference position is set to 3 or more on a plurality of the same circumferences with different axial positions of the measurement reference axis,
The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the distance detection unit detects the distance for each reference position.
前記解析部は、前記位置情報と、前記距離検出部が検出した前記基準位置ごとの前記距離とに基づき、前記軸方向位置ごとに前記周面の中心位置を求め、前記軸方向位置ごとの前記中心位置に基づき、前記ワークの形状として、前記測定基準軸に対する前記ワークの傾斜角度を求める請求項10に記載の形状測定装置。 When the workpiece is cylindrical or columnar and the surface to be measured is at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the workpiece,
The analysis unit obtains a center position of the circumferential surface for each axial position based on the position information and the distance for each reference position detected by the distance detection unit, and determines the center position for each axial position. The shape measuring apparatus according to claim 10, wherein an inclination angle of the workpiece with respect to the measurement reference axis is obtained as a shape of the workpiece based on a center position.
前記解析部は、前記位置情報と、前記距離検出部が検出した前記基準位置ごとの前記距離とに基づき、前記軸方向位置ごとに前記周面の半径を求め、前記軸方向位置ごとの前記半径に基づき、前記ワークの形状として、真直度及び円筒度を求める請求項10に記載の形状測定装置。 When the workpiece is cylindrical or columnar and the surface to be measured is at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the workpiece,
The analysis unit obtains a radius of the peripheral surface for each axial position based on the position information and the distance for each reference position detected by the distance detection unit, and the radius for each axial position. The shape measuring apparatus according to claim 10, wherein straightness and cylindricity are obtained as the shape of the workpiece based on the above.
前記基準平面に垂直な測定基準軸を中心とする同一円周上に3以上設定された基準位置ごとに、前記基準位置から前記基準位置に対向する前記ワークの被測定面内の測定点までの距離を検出する距離検出ステップと、
前記測定基準軸に対する個々の前記基準位置の既知の位置情報と、前記距離検出ステップで検出した前記基準位置ごとの前記距離とに基づき、前記ワークの形状を求める解析ステップと、
を有する形状測定方法。 In the shape measuring method for measuring the shape of the workpiece placed on the reference plane,
For every three or more reference positions set on the same circumference centered on the measurement reference axis perpendicular to the reference plane, from the reference position to the measurement point in the surface to be measured of the workpiece facing the reference position A distance detection step for detecting the distance;
An analysis step for determining the shape of the workpiece based on known position information of each of the reference positions with respect to the measurement reference axis and the distance for each of the reference positions detected in the distance detection step;
A shape measuring method comprising:
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