JPH0198901A - 真直度計 - 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、変位検出器をその測定方向に対して直交す
る方向に移動して被測定物の真直度を測定する方式の真
直度計に関するものである。

〔従来の技術〕　・ 物体の直線部分の真直度を測定する方法としては、被測
定物の大きさ、形状や要求される測定精度によって種々
の方法が用いられでいるが、一般には測定の基準となる
直定規を用いて、この直定規に対する被測定物の測定し
ようとする直線部各点の距離を測定し、これら各点の距
離の差によって真直度を求めることが行なわれている。

従来、上記方法により真直度を求める真直度計としては
、例えば真直度測定の基準となる細幅の基準面を有する
長方形断面直定規と、この基準面上に摺動可能に設けら
れた移動台と、この移動台にその測定方向が基準面に対
し°（垂直となるように固定された変位検出器とを具備
した構成の真直度計が知られている。

上記構成の真直度計を用いて真直度を求めるには、先ず
直定規の基準面が被測定物の測定しようとする直線部分
を含む平面と平行になるにうに、且つ移動台の移動方向
が測定しようどする直線部と一致するように真直度計を
設置する。

次に、変位検出器の測定片が測定しようとする直線部分
の測定開始点に一致するまで移動台を移動じ、そしてこ
の時の変位検出器の検出量を記録する。ついで、前記測
定片が被測定物の直線部分をなぞるように移動台を移動
させ、測定片が測定終了点に到るまで変位検出器の検出
量を逐次記録していく。

こうして得られた測定開始点から測定終了点迄の検出量
の最大値と最小値の差を求めれば、その値が求める真直
度となるのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記構成の真直度計においては、移動台を基
準面上で摺動させる構成としたため、以下に述べるよう
な欠点があった。

移動台を基準面上で摺動させた場合、移動台の摺動向や
直定規の基準面の形状誤差、あるいは基準面上の油膜等
の表面状態の変化による摺動抵抗の変動、さらには変位
検出器の測定反力や移動台自重による移動台や直定規の
弾性変形が要因となって移動台は基準面上を不規則に蛇
行しながら摺動していく。このため、移動台に固定され
た変位検出器の測定片は正確に測定対象の直線部上をな
ぞることができず、変位検出器の検出量には不規則な移
動誤差が含まれることになってしまう。

この移動誤差を減少させるには、移動台摺動向や直定規
の基準面の精度を向上させたり、精密直線運動軸受を使
用したり、また移動台や直定規の剛性を大きくすればよ
いのであるが、これら手段を用いたとしても移動誤差に
対する解決策とは成り得ないものである。

すなわち、移動台摺動面や直定規基準面の精度を向上さ
せたり、使用する直線運動軸受の精度を向上させたりす
ればこれに要する］ストは大幅に上昇し、真直度計全体
のコストを追し上げる要因となってしまう。従って適正
なコスト範囲内で真直度計を製作するにはある程度誤差
を許さざるを得ない。

また、移動台や直定規の剛性を大きくづれば移動台や直
定規の大きさが大きくなったり重量増加を招いたりする
ので、これに合わせて真直度計の他の部分も剛性を大き
くする必要があり、剛性を大きくするにつれて真直度計
の大きさが際限なく大きくなってしまう。従って真直度
計の有効測定範囲に適した大きさの範囲内で得られる移
動台や直定規の剛性は自ずと制限を受けるものである。

本発明では、上記の事情に鑑み、構成部品の精度を従来
通りとし、且つその大きさも必要最小限の増加に止めた
上で、移動台の移動に伴なう移動誤差の影響のより小さ
い真直度計を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の真直度計は、平坦な基準真直部を有する基準
ゲージと、この基準真直部と平行な方向に長手方向を有
する案内レールと、基準ゲージの基準真直部と平行な方
向に長手方向を有する案内レールと、基準ゲージの基準
真直部と平行に前記案内レール上を移動可能に設けられ
た移動台とを備え、被測定物の直線部分をその測定対象
とする第一の変位検出器と、前記基準真直部をその測定
対象とする第二の変位検出器とを、前記移動台に固定し
た構成としている。

（作　用〕 上記構成の真直度計を用いて、真直度を求めるには以下
の手順で行なう。

先ず、本構成の真直度計においては、二つの変位検出器
が一つの移動台に固定されるでいるので、移動台が直線
運動に対して誤差を生じた時の各変位検出器の検出量に
は、移動台の形状や各変位検出器の取付位置によって特
有の相関関係が存在する。従って、真直度測定を行なう
前にこの相関関係を明らかにし、第二の変位検出器の検
出量に対する第一の変位検出器の検出量の補正値を決定
しておく。

次に、真直度計を、基準ゲージの基準真直部が被測定物
の測定しようとする直線部分を含む平面と平行になるよ
うに、且つ移動台の移動方向が測定対象の直線部分と一
致するように設置する。そして、第一の変位検出器が測
定対象の直線部分の測定開始点の変位を検出できる位置
まで移動台を移動し、この時の第一の変位検出器の検出
量を記録し、同時に第二の変位検出器の検出量を記録す
る。ついで、第一の変位検出器が測定対象の直線部各点
の変位を逐次検出できるように移動台を移動し、各変位
検出器の検出量を逐次記録していく。

そして、第一の変位検出器が測定対象直線部の測定終了
点の変位を検出したら測定は終了する。

上記測定中においては、第二の変位検出器は基準真直部
各点を検出していくため、移動台がこの基準真直部に対
して正確に平行な直線運動を行なえばその検出端は常に
一定でなければならない。

従って、第二の変位検出器の検出量が測定開始位置の値
から変動していればこの変動値は移動台が蛇行したため
に生じた値と考えられる。よって、この変動値を先に求
めておいた補正数値により補正して第一の変位検出器の
検出量に換算すれば、第一の変位検出器によって記録さ
れた検出量に含まれる移動台の移動誤差が求められる。

以上より、移動台金位置における第二の変位検出器の検
出量の変動値にそれぞれ前述の補正値を加えて第一の変
位検出器の検出量相当分に換算し、これら換算値を移動
台金位置における第一の変位検出器の検出量から差し引
けば移動誤差を含まない第一の変位検出器の真の検出量
が求められる。そして、ごうして求められた第一の変位
検出器の真の検出量から数学的に基準線を設け、此の基
準線と前記真の検出量との差の最大値を求めれば、測定
対象直線部の正確な真直度が求められるのである。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明の真直度計の一実施例を示
すものである。

図中符号１は測定基準用の基準ゲージであり、第４図に
丞すように長方形断面を有する角柱で、その下側の細幅
面には測定基準となる真直部を含んだ平坦な基準面１ａ
が形成されている。この基準ゲージ１の斜め下方には、
第２図ないし第４図に示すように基準ゲージ１と同形同
寸法の案内レール２が設けられており、これら基準ゲー
ジ１と案内レール２は第２図および第３図に示すように
それぞれの両端部を固定ブロック３ａ、３ｂに嵌合させ
ることによって互いに平行に固定されている。

また、図中符号４は移動台である。第４図に示すように
この移動台４の中央付近には案内レール２の断面寸法よ
りわずかに大きい長方形孔４ａが形成されており、この
長方形孔４ａと案内レール２をはめ合わせることによっ
て、移動台４は基準ゲージ１の基準面１ａの長手方向に
案内レール２に沿って摺動可能である。

この移動台４の基準面１ａ近傍には、第４図に示すよう
に基準面１ａと直交し、且つ基準面１ａの長手方向と平
行な平面部４ｂが形成されている。

この平面部４ｂには、第１図に丞すように二つのテコ式
変位検出器５．６が前記基準面１ａと直交する方向に並
列して固定されており、それぞれの測定方向は基準面１
ａに対して直交するようになっている。そして、テコ式
変位検出器５の測定片５ａは、これら変位検出器５．６
を挟んで基準面１ａと対向する面に当接可能となるよう
に向けられており、また、テコ式変位検出器６の測定片
６ａは基準面１ａの基準真直部に当接させられている。

これら変位検出器５．６はそれぞれの測定片５ａ、　６
ａの測定方向微小変位を測定し、これらを電気信号に変
換した上で、後述する演算器に入力し、測定片５ａ、６
ａの変位を記録するためのものである。また、移動台４
にはテ」式変位検出器５の傾きを微調整するための調整
ねじ４Ｇが設けられている。

一方、第１図ないし第２図に示すように前記固定ブロッ
ク３ａの側面には移動台４を直線運動させるためのモー
タ７がその回転軸７ａを前記基準面１ａと直交させて固
定されており、その回転軸７ａ先端には駆動プーリー８
が固定されている。

さらに、第１図ないし第３図に示ずように固定ブロック
３ａ、３ｂの外側側面には従動プーリー９が、それぞれ
の回転面が前記駆動プーリー８の回転面と同−平向とな
るように、回転自在に配置され、そして、これら駆動プ
ーリー８および従動プーリー９には、前記固定ブロック
３ａ、３ｂ及び前記移動台４を貫いて鋼線１０が巻回さ
れている。

なお、この鋼線１０はモータ７のトルク変動によって伸
縮しないように適度の張力を与えた状態で巻回されてい
る。そして、この鋼線１０はその前２移動台４の頁通部
を止ねじ４ｄによって押え込むことによって移動台４と
一体に結合されており、以上によりモータ７の回転運動
は移動台４の直線運動に変換される。

また、前記固定ブロック３ａ、３ｂの下面には当該真直
度計を支えるための先端円錐状の支持脚１１．１２が設
けられている。この支持脚１１゜１２の先端部は前記テ
コ式変位検出器５の測定片５ａの自由位置よりわずかに
高くなっており、被測定物の測定対象直線部１４を含む
平面上に支持脚１１’、１２を当接させたとき、測定片
５ａを測定対象直線部１４に当接させることができるよ
うになつ−Ｃいる。また、支持脚１２の上部は調整ねじ
１３と連結されており、この調整ねじ１３を回すことに
よって支持脚１２は上下に移動用能である。これは、当
該真直度計を測定対象直線部１４を含む平面上に設置す
る場合に基準ゲージ１の基準面１ａと直線部１４が正確
に平行となるように、当該真直度計の傾斜を微調整する
だめのものである。

上記構成からなる真直度計用いて真直度を求めるには、
以下の手順で行なう。

先ず、真直度計を被測定物平面上に設置し、移動台４の
移動によってテコ式変位検出器５の測定片５ａが直線部
１４をなぞることができるように真直度計の位置を調整
する。そして、真直度計の基準ゲージ１０基準面１ａと
直線部１４との平行を、調整ねじ１３によって調整する
。

次に、モータ７を起動させ、測定片５ａを直線部１４の
測定開始点と一致させ、測定を開始する。

そして、モータ７を一定速度で回転させることによって
移動台４を測定終了点に向けて−・定速度で移動させれ
ば測定度５ａは直線部１４上を、測定度６ａは基準面１
ａの基準真直部上を一定速度でなぞって行き、測定片５
ａが測定終了点に到れば測定は終了する。

上記測定中においては、各変位検出器５，６は図示しな
い演算器に接続され、逐次その検出量は処理され、演算
器からは変位検出器５の測定片５ａの測定方向変位から
移動台４の移動誤差を取り除いた正確な変位量が出力さ
れる。

すなわち、移動台４は基準面１ａに対して平行に直線運
動をするものであるから、テコ式変位検出器６から検出
される検出量は測定開始から終了まで常に一定の値を示
すはずであり、従ってテコ式変位検出器６の検出量が測
定開始点における値から変動をしていれば、この変動値
は移動台４が各変位検出器５．６の測定方向に蛇行をし
たために発生した値であると考えられる。一方、テコ式
変位検出器５．６は移動台４と一体となるよう取り付け
られているため、移動台４が蛇行運動をした時に各変位
検出器５．６から検出される変動値には一定の相関関係
が存在する。従って、この相関関係を明らかにしてテコ
式変位検出器６の検出量の変動値をテコ式変位検出器５
の変動値に換算するための補正値を決定し、テコ式変位
検出器６の変動値をこの補正値により補正してテ」式変
位検出器５の変動値に換算し、この換算値をテコ式変位
検出器５の検出量から差し引けばデ」式変位検出器５の
正確な検出量が得られることになる。

よって、前記演算器で、テコ式変位検出器６の検出量の
測定開始点にお【プる検出量からの変動値を逐次求め、
この変動値を前述の補正値により補正して第一の変位検
出器の検出量相当分に換算し、この換算値をテコ式変位
検出器５の検出量から差し引く処理を行ない、この差し
引かれた値を出力させて記録計にて連続的に記録してい
けば移動台４の移動誤差を含まない直線部１４の正確な
形状曲線が求められ、この曲線に数学的な基準線を設け
、この基準線と前記曲線との差の最大値が求める真直度
となるのである。

以上述べたように、本実施例の真直度計においては、基
準面１ａに当接させる測定片６ａを有するテコ式変位検
出器６をテコ式変位検出器５と共に移動台４に固定した
ため、移動台４の移動誤差が検出可能であり、この移動
誤差に対応してテコ式変位検出器５の検出量を補正する
ことができるゎ従って基準ゲージ１の基準面１ａは従来
の直定規の基準面と同等の精度で足り、また案内レール
２や移動台４の長方形穴４ａの形状誤差はなんら間題と
しない。そして、その大きさも案内レール２とテコ式変
位検出器６の増加分に止めることができ、真直度計の有
効測定範囲からみて十分妥当な大きさである。また、移
動台４は案内レール２によって支持されでいるため、基
準ゲージ１には移動台４の自重が掛からず、よって移動
台４の移動による基準ゲージ１の弾性変形は生じ得ず、
従来の直定規に比して剛性の小さい、すなわち断面寸法
の小さい基準ゲージを使用することが可能であり、真直
度計全体の大きさの増加をさらに少なくすることができ
る。さらに、本実施例においては基準ゲージ１の基準面
１ａを被測定物の平面と対向させ、この間に二つのテコ
式変位検出器５．６を基準面１ａと直交する方向に並設
したので各変位検出器５．６の測定反力は互いに打ち消
し合う方向に作用し、移動台４の弾性変形を減少させる
ことが可能である。また、基準ゲージ１は固定ブロック
３ａ、３ｂに嵌合されているのみであるため真直度計の
用途に応じて基準ゲージを容易に交換することもできる
。

尚、前記接触式検出器５，６の代りに非接触式検出器も
使用可能であり、前記基準面１ａの代りにレーザー光線
等光学的真直部を基準真直部とすることも容易に考えら
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の真直度計においては、基
準ゲージの基準真直部と平行な方向に長手方向を有する
案内レールを設け、この案内レール上に移動台を摺動可
能どなるように配置し、この移動台に、被測定物の直線
部分をその測定対象とする第一の変位検出器と、前記基
準真直部をその測定対象とする第二の変位検出器とを共
に固定した構成としたため、以下に述べるような効果を
得ることができる。

先ず、移動台が案内レール上を正しく直線運動しなかっ
た場合の移動誤差が第二の変位検出器によって検出でき
、これを換騨して第一の変位検出器の検出量を補正する
ことによって移動台の蛇行運動に伴なう移動誤差を取り
除くことが可能である。よって、基準真直部の真直精度
は従来の真直度がその基準としていた真直部分の精度と
同等でよく、また案内レールや移動台の摺動面の形状誤
差はなんら問題としない。そして、基準ゲージには移動
台の自重の影響がないので基準ゲージの剛性を小さくす
ることも可能であり、案内レールと第二の変位検出器が
増設されても真直度計全体の大きさの増加を小さくづる
ことができる。従って、従来の真直度計の構成部品の精
度をなんら向上させることなく、且つその大きさも必要
最小限の増加に止めた上で、真直度計によって得られる
真直度の精度を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は真直度計の正面図、第２図は真直度計の平
面図、第３図は真直度計の右側面図、第４図は第１図の
Ａ−Ａ線における断面図である。 １・・・・・・基準ゲージ、 １ａ・・・・・・測定基準面、 ２・・・・・・案内レール、 ４・・・・・・移動台、 ５．６・・・・・・テコ式変位検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基準真直部を有する基準ゲージと、前記基準真直部と平
   行な方向に長手方向を有する案内レールと、前記基準真
   直部と平行に前記案内レール上を移動可能に設けられた
   移動台と、その測定対象が被測定物の直線部分となるよ
   うに前記移動台に固定された第一の変位検出器と、その
   測定対象が前記基準真直部となるように前記移動台に固
   定された第二の変位検出器とを具備してなる真直度計。