JPH0682247A - 外形形状測定方法及びその装置 - Google Patents
外形形状測定方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH0682247A JPH0682247A JP23485592A JP23485592A JPH0682247A JP H0682247 A JPH0682247 A JP H0682247A JP 23485592 A JP23485592 A JP 23485592A JP 23485592 A JP23485592 A JP 23485592A JP H0682247 A JPH0682247 A JP H0682247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- outer shape
- detecting
- rotation
- dut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 棒状体全体にわたる外形形状を高精度に測定
する。 【構成】 棒状体の被測定物１断面の外形形状を測定す
るべく投光部２，2'及び受光部３，3'からなる２組の外
形検出部を備え、これら外形検出部はレール４上を被測
定物１の軸方向へ移動するべく駆動機構を備える。被測
定物１はチャッキング装置５，５によりその両端部にて
挟持され、その外側に真円である回転軸検出円板６，６
及び回転装置７，７が連結されている。この回転装置
７，７により被測定物１及び回転軸検出円板６，６は被
測定物１の軸方向を回転軸として回転する。また回転軸
検出円板６，６の測定値より回転軸を求め、これにより
被測定物１の測定値を較正する。
する。 【構成】 棒状体の被測定物１断面の外形形状を測定す
るべく投光部２，2'及び受光部３，3'からなる２組の外
形検出部を備え、これら外形検出部はレール４上を被測
定物１の軸方向へ移動するべく駆動機構を備える。被測
定物１はチャッキング装置５，５によりその両端部にて
挟持され、その外側に真円である回転軸検出円板６，６
及び回転装置７，７が連結されている。この回転装置
７，７により被測定物１及び回転軸検出円板６，６は被
測定物１の軸方向を回転軸として回転する。また回転軸
検出円板６，６の測定値より回転軸を求め、これにより
被測定物１の測定値を較正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、棒状体の輪郭を捕らえ
て外形形状を測定する方法及びその実施に使用する装置
に関する。
て外形形状を測定する方法及びその実施に使用する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の棒状体全体に渡る外形形状測定
は、測定装置を固定し被測定物を回転させるか、又は被
測定物を固定し測定装置を回転させることにより行われ
ている。例えば、特開昭52-119253 号公報には、被測定
物の軸方向に対し垂直な断面を測定するべく設けられた
投光部及び受光部からなる光透過型の光学系検出部を用
い、被測定物を回転させながら測定する装置が開示され
ている。図７はこの従来の外形形状測定装置を示す斜視
図である。図中１は、棒状の被測定物であり、この被測
定物１の軸方向の両端部を挟持するように回転装置17,1
7 が取り付けられている。この回転装置17，17は被測定
物１の軸方向を中心軸として被測定物１を回転させる。
またこの被測定物１の軸方向に対し垂直な断面の外形形
状を測定するべく、平行光線の投光部２，2'及び受光部
３，3'からなる２組の外形検出部が、その測定方向が互
いに直交するように配設されている。この受光部３の下
側には台車が取り付けられており、またその下方には被
測定物１と平行にレール４が配設されており、図示しな
い駆動装置により２組の外形検出部が被測定物１の軸方
向へ移動可能なようになしてある。
は、測定装置を固定し被測定物を回転させるか、又は被
測定物を固定し測定装置を回転させることにより行われ
ている。例えば、特開昭52-119253 号公報には、被測定
物の軸方向に対し垂直な断面を測定するべく設けられた
投光部及び受光部からなる光透過型の光学系検出部を用
い、被測定物を回転させながら測定する装置が開示され
ている。図７はこの従来の外形形状測定装置を示す斜視
図である。図中１は、棒状の被測定物であり、この被測
定物１の軸方向の両端部を挟持するように回転装置17,1
7 が取り付けられている。この回転装置17，17は被測定
物１の軸方向を中心軸として被測定物１を回転させる。
またこの被測定物１の軸方向に対し垂直な断面の外形形
状を測定するべく、平行光線の投光部２，2'及び受光部
３，3'からなる２組の外形検出部が、その測定方向が互
いに直交するように配設されている。この受光部３の下
側には台車が取り付けられており、またその下方には被
測定物１と平行にレール４が配設されており、図示しな
い駆動装置により２組の外形検出部が被測定物１の軸方
向へ移動可能なようになしてある。
【０００３】さらに前記外形検出部の受光部３，3'には
明，暗部の境界を検出するための信号解析部（図示せ
ず）が接続されており、駆動装置４には軸方向の位置を
検出するための軸方向位置検出部（図示せず）が連結さ
れており、回転装置７には回転角を検出するための回転
角検出部（図示せず）が連結されている。
明，暗部の境界を検出するための信号解析部（図示せ
ず）が接続されており、駆動装置４には軸方向の位置を
検出するための軸方向位置検出部（図示せず）が連結さ
れており、回転装置７には回転角を検出するための回転
角検出部（図示せず）が連結されている。
【０００４】以上の如き構成の装置においては、被測定
物１の軸方向に対し垂直に投光部２，2'より平行光線を
投光し、被測定物１による明，暗部の境界を受光部３，
3'において検出する。これを複数の回転角において行
い、直交する測定方向をＸ軸，Ｙ軸とする２次元の座標
系（原点は任意）に表して各回転角での測定値を同一座
標上にプロットする。そして外形検出部を被測定物１の
軸方向へ移動させながらこの測定を連続的に行うと３次
元の測定ができ、３次元の同一座標系に前記測定値をプ
ロットすれば被測定物１全体の外形形状の測定が可能で
ある。
物１の軸方向に対し垂直に投光部２，2'より平行光線を
投光し、被測定物１による明，暗部の境界を受光部３，
3'において検出する。これを複数の回転角において行
い、直交する測定方向をＸ軸，Ｙ軸とする２次元の座標
系（原点は任意）に表して各回転角での測定値を同一座
標上にプロットする。そして外形検出部を被測定物１の
軸方向へ移動させながらこの測定を連続的に行うと３次
元の測定ができ、３次元の同一座標系に前記測定値をプ
ロットすれば被測定物１全体の外形形状の測定が可能で
ある。
【０００５】この場合夫々の回転角における外形形状の
測定値を同一座標上にプロットするためには、夫々の回
転角による補正を必要とする。図８，９はこの補正方法
を説明するためのグラフである。図８(a) は回転角θに
おける断面外周の４個の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＸＹ座
標上にプロットしたものである。Ｙ軸方向の投光により
点Ａ，ＢのＸ座標Ｘa ，Ｘb が得られ、これらに回転中
心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＹ座標を与えて点Ａ，Ｂの座標
（Ｘa ，Ｙ0 ），（Ｘb ，Ｙ0 ）とする（Ｘb ＜Ｘ0＜
Ｘa ）。またＸ軸方向の投光により点Ｃ，ＤのＹ座標Ｙ
c ，Ｙd が得られ、これらに回転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＸ
座標を与えて点Ｃ，Ｄの座標（Ｘ0 ，Ｙc ），（Ｘ0 ，
Ｙd ）とする（Ｙd ＜Ｙ0 ＜Ｙc ）。
測定値を同一座標上にプロットするためには、夫々の回
転角による補正を必要とする。図８，９はこの補正方法
を説明するためのグラフである。図８(a) は回転角θに
おける断面外周の４個の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＸＹ座
標上にプロットしたものである。Ｙ軸方向の投光により
点Ａ，ＢのＸ座標Ｘa ，Ｘb が得られ、これらに回転中
心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＹ座標を与えて点Ａ，Ｂの座標
（Ｘa ，Ｙ0 ），（Ｘb ，Ｙ0 ）とする（Ｘb ＜Ｘ0＜
Ｘa ）。またＸ軸方向の投光により点Ｃ，ＤのＹ座標Ｙ
c ，Ｙd が得られ、これらに回転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＸ
座標を与えて点Ｃ，Ｄの座標（Ｘ0 ，Ｙc ），（Ｘ0 ，
Ｙd ）とする（Ｙd ＜Ｙ0 ＜Ｙc ）。
【０００６】図８(b) は、各測定点を回転角θと回転中
心Ｏ(X0 ,Y0 ) の値を基に回転角θ＝０°（測定開始位
置）の座標系に変換して表したグラフである。回転角θ
1 における各測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、回転中心
Ｏ(X0 ,Y0 ) を中心にθ1 回転した点A'，B'，C'，D'に
座標変換される。この方法は以下のようにして行われ
る。例えば測定点Ａの場合について説明する。θ＝０°
におけるＡの座標を（Ｘ a0，Ｙ0 ）とし、A'の座標を
（Ｘa1，Ｙa1）とすると、これらは以下のような関係に
なる。このとき回転半径をｒ（ｒ＝Ｘa0−Ｘ0 ）とす
る。 Ｘa1＝Ｘ0 ＋ｒ・ｃｏｓθ1 Ｙa1＝Ｙ0 ＋ｒ・ｓｉｎθ1 図９は、前述の座標変換をθ＝30°，60°の夫々につい
て実施しθ＝０°の座標系にプロットして得た外形形状
測定結果の一例である。以上のように、回転中心の値を
基に、各回転角毎の外形形状測定値を補正して、これを
被測定物１の軸方向（Ｚ軸方向）へも連続的に行って全
ての測定結果を１つのＸＹＺ座標系に変換するのであ
る。
心Ｏ(X0 ,Y0 ) の値を基に回転角θ＝０°（測定開始位
置）の座標系に変換して表したグラフである。回転角θ
1 における各測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、回転中心
Ｏ(X0 ,Y0 ) を中心にθ1 回転した点A'，B'，C'，D'に
座標変換される。この方法は以下のようにして行われ
る。例えば測定点Ａの場合について説明する。θ＝０°
におけるＡの座標を（Ｘ a0，Ｙ0 ）とし、A'の座標を
（Ｘa1，Ｙa1）とすると、これらは以下のような関係に
なる。このとき回転半径をｒ（ｒ＝Ｘa0−Ｘ0 ）とす
る。 Ｘa1＝Ｘ0 ＋ｒ・ｃｏｓθ1 Ｙa1＝Ｙ0 ＋ｒ・ｓｉｎθ1 図９は、前述の座標変換をθ＝30°，60°の夫々につい
て実施しθ＝０°の座標系にプロットして得た外形形状
測定結果の一例である。以上のように、回転中心の値を
基に、各回転角毎の外形形状測定値を補正して、これを
被測定物１の軸方向（Ｚ軸方向）へも連続的に行って全
ての測定結果を１つのＸＹＺ座標系に変換するのであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが温度変化によ
る装置自体の位置変動、例えば高発熱物体測定時には被
測定物のチャッキング機構が熱膨張することにより回転
軸が変動することがあり、回転軸が被測定物の中心軸と
一致していない場合、座標変換により得た測定値には誤
差が生じる。これを防止するために回転装置自体の性能
を上げ経時変化のない常時一定の回転軸を維持させ、回
転軸の計測を不要とする方法，又は回転軸を他の測定装
置により監視する方法が挙げられる。しかしながらこれ
らの方法によると装置の大型化，コストの上昇等の問題
が生じる。
る装置自体の位置変動、例えば高発熱物体測定時には被
測定物のチャッキング機構が熱膨張することにより回転
軸が変動することがあり、回転軸が被測定物の中心軸と
一致していない場合、座標変換により得た測定値には誤
差が生じる。これを防止するために回転装置自体の性能
を上げ経時変化のない常時一定の回転軸を維持させ、回
転軸の計測を不要とする方法，又は回転軸を他の測定装
置により監視する方法が挙げられる。しかしながらこれ
らの方法によると装置の大型化，コストの上昇等の問題
が生じる。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、回転軸検出用の円板を備えることにより、被
測定物の外形形状を正確に測定することができる外形形
状測定方法及びその実施に使用する装置を提供すること
を目的とする。
のであり、回転軸検出用の円板を備えることにより、被
測定物の外形形状を正確に測定することができる外形形
状測定方法及びその実施に使用する装置を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る外形形状
測定方法は、棒状体の被測定物をその軸回りに回転させ
るか又は外形形状を検出する外形検出部を前記被測定物
の周りで回転させ、該外形検出部により前記被測定物の
断面の外形形状を検出し、前記被測定物又は前記外形検
出部を前記被測定物の軸方向へ移動させて前記被測定物
の全体の外形形状測定を行う方法において、前記被測定
物の回転軸を検出するための複数の円板を被測定物と同
心的に設けておき、該円板の外形形状を検出し、この検
出結果から得られる回転軸の値に基づいて前記外形検出
部による被測定物の検出値を較正することを特徴とす
る。
測定方法は、棒状体の被測定物をその軸回りに回転させ
るか又は外形形状を検出する外形検出部を前記被測定物
の周りで回転させ、該外形検出部により前記被測定物の
断面の外形形状を検出し、前記被測定物又は前記外形検
出部を前記被測定物の軸方向へ移動させて前記被測定物
の全体の外形形状測定を行う方法において、前記被測定
物の回転軸を検出するための複数の円板を被測定物と同
心的に設けておき、該円板の外形形状を検出し、この検
出結果から得られる回転軸の値に基づいて前記外形検出
部による被測定物の検出値を較正することを特徴とす
る。
【００１０】第２発明に係る外形形状測定装置は、棒状
体の被測定物の外形形状を検出する外形検出部と、前記
被測定物をその軸回りに回転させるか又は前記外形検出
部を前記被測定物の周りで回転させる回転装置と、前記
被測定物又は前記外形検出部を前記被測定物の軸方向へ
移動させる駆動機構とを備える外形形状測定装置におい
て、前記被測定物の回転軸を検出するために前記回転軸
と直交して取り付けられる複数の円板と、各円板の回転
中心を前記外形検出部の検出結果に基づいて演算する手
段と、演算された各円板の回転中心より前記回転軸を３
次元的に演算する手段と、前記回転軸の値に基づいて前
記外形検出部による被測定物の検出値を較正する手段と
を備えることを特徴とする。
体の被測定物の外形形状を検出する外形検出部と、前記
被測定物をその軸回りに回転させるか又は前記外形検出
部を前記被測定物の周りで回転させる回転装置と、前記
被測定物又は前記外形検出部を前記被測定物の軸方向へ
移動させる駆動機構とを備える外形形状測定装置におい
て、前記被測定物の回転軸を検出するために前記回転軸
と直交して取り付けられる複数の円板と、各円板の回転
中心を前記外形検出部の検出結果に基づいて演算する手
段と、演算された各円板の回転中心より前記回転軸を３
次元的に演算する手段と、前記回転軸の値に基づいて前
記外形検出部による被測定物の検出値を較正する手段と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明にあっては、回転装置に連結された複数
の円板の直交する２直径の端部の座標を検出し、これら
直径の中点の座標を求め、複数の回転角についてこの測
定を実施し、複数の中点の座標を同一座標系に表し、こ
れら複数の中点の座標の中心を求めて回転中心とし、複
数の円板から得られる複数の回転中心を結んで回転軸を
求め、この回転軸に基づいて被測定物の外形形状の測定
値を較正するので、例えば被測定物からの熱電導，熱輻
射による回転装置の熱膨張に起因する回転軸の変動の影
響を除去し高精度の測定が行える。また回転軸を計測す
るための専用計測器を設定する必要がない。
の円板の直交する２直径の端部の座標を検出し、これら
直径の中点の座標を求め、複数の回転角についてこの測
定を実施し、複数の中点の座標を同一座標系に表し、こ
れら複数の中点の座標の中心を求めて回転中心とし、複
数の円板から得られる複数の回転中心を結んで回転軸を
求め、この回転軸に基づいて被測定物の外形形状の測定
値を較正するので、例えば被測定物からの熱電導，熱輻
射による回転装置の熱膨張に起因する回転軸の変動の影
響を除去し高精度の測定が行える。また回転軸を計測す
るための専用計測器を設定する必要がない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る外形形状測
定方法の実施状態を示す斜視図である。図中１は、丸棒
状の被測定物であり、この被測定物１の軸方向に対し垂
直な断面の外形形状を測定するべく、平行光線の投光部
２，2'及び受光部３，3'からなる２組の外形検出部が、
その測定方向が互いに直交するように配設されている。
この受光部３の下側には台車（図示せず）が取り付けら
れており、またその下方には被測定物１と平行にレール
４が配設されており、図示しない駆動装置により２組の
外形検出部が被測定物１の軸方向へ移動可能なようにな
してある。
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る外形形状測
定方法の実施状態を示す斜視図である。図中１は、丸棒
状の被測定物であり、この被測定物１の軸方向に対し垂
直な断面の外形形状を測定するべく、平行光線の投光部
２，2'及び受光部３，3'からなる２組の外形検出部が、
その測定方向が互いに直交するように配設されている。
この受光部３の下側には台車（図示せず）が取り付けら
れており、またその下方には被測定物１と平行にレール
４が配設されており、図示しない駆動装置により２組の
外形検出部が被測定物１の軸方向へ移動可能なようにな
してある。
【００１３】また被測定物１は、その長手方向の両端部
をチャッキング装置５，５により着脱自在に挟持されて
おり、このチャッキング装置５，５の外側には適宜厚み
を有する回転軸検出円板６，６が被測定物１と同心的に
連結されている。さらにこの回転軸検出円板６，６の外
側には、被測定物１の略軸心を回転軸としてこれら被測
定物１，チャッキング装置５，５及び回転軸検出円板
６，６を一体的に回転せしめる回転装置７，７が連結さ
れている。なお回転軸検出円板６，６は、切削加工等の
方法により精度良く真円に製作されており、この直径は
前記外形検出部の測定可能な最大径より短い。またレー
ル４は、被測定物１は無論のこと、回転軸検出円板６，
６をも測定可能な長さである。
をチャッキング装置５，５により着脱自在に挟持されて
おり、このチャッキング装置５，５の外側には適宜厚み
を有する回転軸検出円板６，６が被測定物１と同心的に
連結されている。さらにこの回転軸検出円板６，６の外
側には、被測定物１の略軸心を回転軸としてこれら被測
定物１，チャッキング装置５，５及び回転軸検出円板
６，６を一体的に回転せしめる回転装置７，７が連結さ
れている。なお回転軸検出円板６，６は、切削加工等の
方法により精度良く真円に製作されており、この直径は
前記外形検出部の測定可能な最大径より短い。またレー
ル４は、被測定物１は無論のこと、回転軸検出円板６，
６をも測定可能な長さである。
【００１４】さらに前記外形検出部の受光部３，3'には
明，暗部の境界を検出するための信号解析部８が接続さ
れており、レール４，台車及び駆動装置には軸方向の位
置を検出するためにデジタルスケールを用いた軸方向位
置検出部９が設けられており、回転装置７には回転角を
検出するためにロータリーエンコーダを用いた回転角検
出部10が連結されている。
明，暗部の境界を検出するための信号解析部８が接続さ
れており、レール４，台車及び駆動装置には軸方向の位
置を検出するためにデジタルスケールを用いた軸方向位
置検出部９が設けられており、回転装置７には回転角を
検出するためにロータリーエンコーダを用いた回転角検
出部10が連結されている。
【００１５】以上の如き構成の本発明装置においては、
従来装置と同様、被測定物１の軸方向に対し垂直に投光
部２，2'より平行光線を投光し、被測定物１による明，
暗部の境界を受光部３，3'において検出する。これを複
数の回転角において行い、直交する測定方向をＸ軸，Ｙ
軸とする２次元の座標系（原点は任意）に表して各回転
角の測定値を回転軸の座標に基づいて較正し同一座標上
にプロットする。そして外形検出部を被測定物１の軸方
向へ移動させながらこの測定を連続的に行うと３次元の
測定ができ、３次元の同一座標系に前記測定値をプロッ
トすれば被測定物１全体の外形形状の測定が可能であ
る。
従来装置と同様、被測定物１の軸方向に対し垂直に投光
部２，2'より平行光線を投光し、被測定物１による明，
暗部の境界を受光部３，3'において検出する。これを複
数の回転角において行い、直交する測定方向をＸ軸，Ｙ
軸とする２次元の座標系（原点は任意）に表して各回転
角の測定値を回転軸の座標に基づいて較正し同一座標上
にプロットする。そして外形検出部を被測定物１の軸方
向へ移動させながらこの測定を連続的に行うと３次元の
測定ができ、３次元の同一座標系に前記測定値をプロッ
トすれば被測定物１全体の外形形状の測定が可能であ
る。
【００１６】次に回転軸の検出方法について説明する。
図２は回転軸検出円板６の測定部位を説明するための模
式図である。図２(a)に示す如く受光部３，3'の夫々に
平行にＸ，Ｙ軸を採り、被測定物１の軸方向にＺ軸を採
る。そしてＸ軸方向，Ｙ軸方向の平行光線を投光すると
図２(b) に示す如く回転軸検出円板６の直交する２直径
の端部の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは夫々Ｘ軸上の点ａ，ｂ
及びＹ軸上の点ｃ，ｄにて測定される。
図２は回転軸検出円板６の測定部位を説明するための模
式図である。図２(a)に示す如く受光部３，3'の夫々に
平行にＸ，Ｙ軸を採り、被測定物１の軸方向にＺ軸を採
る。そしてＸ軸方向，Ｙ軸方向の平行光線を投光すると
図２(b) に示す如く回転軸検出円板６の直交する２直径
の端部の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは夫々Ｘ軸上の点ａ，ｂ
及びＹ軸上の点ｃ，ｄにて測定される。
【００１７】図３，４は、回転軸と回転軸検出円板６の
中心が一致していない場合の回転による測定値の変化を
説明するためのグラフである。図３は、回転軸検出円板
６を回転させ90°毎のその様子を表したものである。図
３に示す如く回転軸検出円板６が回転すると測定点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄはその都度座標を変える。θ＝０°であると
きの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ1 ，ｂ1 ，
ｃ1 ，ｄ1 とし，θ＝90°であるあるときの測定点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ2 ，ｂ2 ，ｃ2 ，ｄ2 とし，θ
＝ 180°であるあるときの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定
値をａ3 ，ｂ3 ，ｃ 3 ，ｄ3 とし，θ＝ 270°であるあ
るときの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ 4 ，ｂ4 ，
ｃ4 ，ｄ4 とすると、例えばθ＝０°において回転中心
が水平方向の中央に位置する場合これらは以下のような
関係になる。 ａ4 ＜ａ1 ＝ａ3 ＜ａ2 ｂ4 ＜ｂ1 ＝ｂ3 ＜ｂ2 ｃ1 ＜ｃ2 ＝ｃ4 ＜ｃ3 ｄ1 ＜ｄ2 ＝ｄ4 ＜ｄ3
中心が一致していない場合の回転による測定値の変化を
説明するためのグラフである。図３は、回転軸検出円板
６を回転させ90°毎のその様子を表したものである。図
３に示す如く回転軸検出円板６が回転すると測定点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄはその都度座標を変える。θ＝０°であると
きの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ1 ，ｂ1 ，
ｃ1 ，ｄ1 とし，θ＝90°であるあるときの測定点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ2 ，ｂ2 ，ｃ2 ，ｄ2 とし，θ
＝ 180°であるあるときの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定
値をａ3 ，ｂ3 ，ｃ 3 ，ｄ3 とし，θ＝ 270°であるあ
るときの測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定値をａ 4 ，ｂ4 ，
ｃ4 ，ｄ4 とすると、例えばθ＝０°において回転中心
が水平方向の中央に位置する場合これらは以下のような
関係になる。 ａ4 ＜ａ1 ＝ａ3 ＜ａ2 ｂ4 ＜ｂ1 ＝ｂ3 ＜ｂ2 ｃ1 ＜ｃ2 ＝ｃ4 ＜ｃ3 ｄ1 ＜ｄ2 ＝ｄ4 ＜ｄ3
【００１８】図４は、回転角θと測定値との関係を示す
グラフであり、図４(a) はＸ軸上の測定値ａ，ｂについ
て表し、図４(b) はＹ軸上の測定値ｃ，ｄについて表
す。回転軸検出円板６は真円形状を有するため測定値
ａ，ｂ，ｃ，ｄは夫々正弦波状に変動する。このときａ
ｂ及びｃｄの中点Ｘab及びＹcdは夫々Ｘab＝（ａ＋ｂ）
／２，Ｙcd＝（ｃ＋ｄ）／２で与えられる。図５は前述
の中点を各回転軸についてＸＹ座標にプロットしたもの
である。45°ピッチで表示すると８個の点が表される。
これらの点は回転軸検出円板６が真円であると回転中心
を中心とした円上に存在する（図５(a))。そのため前記
８個の各点（Ｘab，Ｙcd）をその円周上に有する円を求
めればその円の中心座標が測定断面における回転中心Ｏ
(X0 ,Y0 ) となる（図５(b))。このプロットする点の数
が多いほど回転中心の測定精度は向上する。
グラフであり、図４(a) はＸ軸上の測定値ａ，ｂについ
て表し、図４(b) はＹ軸上の測定値ｃ，ｄについて表
す。回転軸検出円板６は真円形状を有するため測定値
ａ，ｂ，ｃ，ｄは夫々正弦波状に変動する。このときａ
ｂ及びｃｄの中点Ｘab及びＹcdは夫々Ｘab＝（ａ＋ｂ）
／２，Ｙcd＝（ｃ＋ｄ）／２で与えられる。図５は前述
の中点を各回転軸についてＸＹ座標にプロットしたもの
である。45°ピッチで表示すると８個の点が表される。
これらの点は回転軸検出円板６が真円であると回転中心
を中心とした円上に存在する（図５(a))。そのため前記
８個の各点（Ｘab，Ｙcd）をその円周上に有する円を求
めればその円の中心座標が測定断面における回転中心Ｏ
(X0 ,Y0 ) となる（図５(b))。このプロットする点の数
が多いほど回転中心の測定精度は向上する。
【００１９】このようにして２個の回転軸検出円板６，
６について回転中心を求め、軸方向位置検出部９より与
えられるこれら２個の回転軸検出円板６，６の被測定物
１の軸方向の座標（Ｚ座標）Ｚ1 ，Ｚ2 を与えるとＸＹ
Ｚ座標における回転中心Ｏ1（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ），Ｏ
2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）が求められる。そしてこれらを
結ぶと３次元における回転軸を定めることが可能であ
る。図６はこれら回転中心及び回転軸を示すグラフであ
る。
６について回転中心を求め、軸方向位置検出部９より与
えられるこれら２個の回転軸検出円板６，６の被測定物
１の軸方向の座標（Ｚ座標）Ｚ1 ，Ｚ2 を与えるとＸＹ
Ｚ座標における回転中心Ｏ1（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ），Ｏ
2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）が求められる。そしてこれらを
結ぶと３次元における回転軸を定めることが可能であ
る。図６はこれら回転中心及び回転軸を示すグラフであ
る。
【００２０】そして被測定物１の外形形状を測定する場
合は、求めた回転軸上の１点を用いて測定を行う。即ち
任意の測定断面が位置するＺ座標を有する回転軸の座標
からその測定断面（ＸＹ座標面）における回転中心を求
め、その回転中心Ｏ(X0 ,Y0) を用いて前述の図８，９
に示す方法により、各回転角における測定点の座標を回
転角θ＝０°の座標系に較正する。図８，９はこの較正
方法を説明するためのグラフである。図８(a) は回転角
θにおける断面外周の４個の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＸ
Ｙ座標上にプロットしたものである。Ｙ軸方向の投光に
より点Ａ，ＢのＸ座標Ｘa ，Ｘb が得られ、これらに回
転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＹ座標を与えて点Ａ，Ｂの座標
（Ｘa ，Ｙ0 ），（Ｘb ，Ｙ0 ）とする（Ｘb ＜Ｘ0 ＜
Ｘa ）。またＸ軸方向の投光により点Ｃ，ＤのＹ座標Ｙ
c ，Ｙd が得られ、これらに回転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＸ
座標を与えて点Ｃ，Ｄの座標（Ｘ0 ，Ｙc ），（Ｘ0 ，
Ｙd）とする（Ｙd ＜Ｙ0 ＜Ｙc ）。
合は、求めた回転軸上の１点を用いて測定を行う。即ち
任意の測定断面が位置するＺ座標を有する回転軸の座標
からその測定断面（ＸＹ座標面）における回転中心を求
め、その回転中心Ｏ(X0 ,Y0) を用いて前述の図８，９
に示す方法により、各回転角における測定点の座標を回
転角θ＝０°の座標系に較正する。図８，９はこの較正
方法を説明するためのグラフである。図８(a) は回転角
θにおける断面外周の４個の測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＸ
Ｙ座標上にプロットしたものである。Ｙ軸方向の投光に
より点Ａ，ＢのＸ座標Ｘa ，Ｘb が得られ、これらに回
転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＹ座標を与えて点Ａ，Ｂの座標
（Ｘa ，Ｙ0 ），（Ｘb ，Ｙ0 ）とする（Ｘb ＜Ｘ0 ＜
Ｘa ）。またＸ軸方向の投光により点Ｃ，ＤのＹ座標Ｙ
c ，Ｙd が得られ、これらに回転中心Ｏ(X0 ,Y0 ) のＸ
座標を与えて点Ｃ，Ｄの座標（Ｘ0 ，Ｙc ），（Ｘ0 ，
Ｙd）とする（Ｙd ＜Ｙ0 ＜Ｙc ）。
【００２１】図８(b) は、各測定点を回転角θと回転中
心Ｏ(X0 ,Y0 ) の値を基に回転角θ＝０°（測定開始位
置）の座標系に変換して表したグラフである。回転角θ
1 における各測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、回転中心
Ｏ(X0 ,Y0 ) を中心にθ1 回転した点A'，B'，C'，D'に
座標変換される。この方法は以下のようにして行われ
る。例えば測定点Ａの場合について説明する。θ＝０°
におけるＡの座標を（Ｘ a0，Ｙ0 ）とし、A'の座標を
（Ｘa1，Ｙa1）とすると、これらは以下のような関係に
なる。このとき回転半径をｒ（ｒ＝Ｘa0−Ｘ0 ）とす
る。 Ｘa1＝Ｘ0 ＋ｒ・ｃｏｓθ1 Ｙa1＝Ｙ0 ＋ｒ・ｓｉｎθ1
心Ｏ(X0 ,Y0 ) の値を基に回転角θ＝０°（測定開始位
置）の座標系に変換して表したグラフである。回転角θ
1 における各測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、回転中心
Ｏ(X0 ,Y0 ) を中心にθ1 回転した点A'，B'，C'，D'に
座標変換される。この方法は以下のようにして行われ
る。例えば測定点Ａの場合について説明する。θ＝０°
におけるＡの座標を（Ｘ a0，Ｙ0 ）とし、A'の座標を
（Ｘa1，Ｙa1）とすると、これらは以下のような関係に
なる。このとき回転半径をｒ（ｒ＝Ｘa0−Ｘ0 ）とす
る。 Ｘa1＝Ｘ0 ＋ｒ・ｃｏｓθ1 Ｙa1＝Ｙ0 ＋ｒ・ｓｉｎθ1
【００２２】図９は、前述の座標変換をθ＝30°，60°
の夫々について実施しθ＝０°の座標系にプロットして
得た外形形状測定結果の一例である。以上のように、回
転中心の値を基に、各回転角毎の外形形状測定値を較正
して、これを被測定物１の軸方向（Ｚ軸方向）へも連続
的に行って全ての測定結果を１つのＸＹＺ座標系に変換
するのである。図９では30°毎の測定点をプロットした
が、これを細分化すればより高精度の測定が可能であ
る。
の夫々について実施しθ＝０°の座標系にプロットして
得た外形形状測定結果の一例である。以上のように、回
転中心の値を基に、各回転角毎の外形形状測定値を較正
して、これを被測定物１の軸方向（Ｚ軸方向）へも連続
的に行って全ての測定結果を１つのＸＹＺ座標系に変換
するのである。図９では30°毎の測定点をプロットした
が、これを細分化すればより高精度の測定が可能であ
る。
【００２３】なお回転機構の回転面に垂直な方向に、測
定装置又は被測定物を移動可能な構成とすることで被測
定物全ての位置における外形形状を測定することができ
る。また本実施例では、２個の外形検出部を設けたが、
これは２個に限られるものではなく、多いほど測定精度
は向上する。また本実施例では、被測定物及び回転軸検
出円板を回転させる構造としたが、被測定物及び回転軸
検出円板を固定し外形検出部を回転させる構造としても
よい。また外形検出部としては、レーザー距離計，容量
式変位計，磁気式変位計等の３次元的位置を検出できる
距離センサを使用することができる。
定装置又は被測定物を移動可能な構成とすることで被測
定物全ての位置における外形形状を測定することができ
る。また本実施例では、２個の外形検出部を設けたが、
これは２個に限られるものではなく、多いほど測定精度
は向上する。また本実施例では、被測定物及び回転軸検
出円板を回転させる構造としたが、被測定物及び回転軸
検出円板を固定し外形検出部を回転させる構造としても
よい。また外形検出部としては、レーザー距離計，容量
式変位計，磁気式変位計等の３次元的位置を検出できる
距離センサを使用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明にあっては、円板を
被測定物と同時的に測定し、この円板の測定により求め
られる回転軸を用いて外形形状測定を行うので、例えば
被測定物からの熱電導，熱輻射による回転装置の熱膨張
に起因する回転軸の変動の影響を除去し高精度の測定が
行える。また回転軸を計測するための専用計測器を設定
する必要がないため、低コストで高精度の測定が行える
等、本発明は優れた効果を奏する。
被測定物と同時的に測定し、この円板の測定により求め
られる回転軸を用いて外形形状測定を行うので、例えば
被測定物からの熱電導，熱輻射による回転装置の熱膨張
に起因する回転軸の変動の影響を除去し高精度の測定が
行える。また回転軸を計測するための専用計測器を設定
する必要がないため、低コストで高精度の測定が行える
等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係る外形形状測定方法の実施状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】図１における回転軸検出円板の測定部位を説明
するための模式図である。
するための模式図である。
【図３】回転軸中心と回転軸検出円板の中心が一致して
いない場合の回転による測定値の変化を説明するための
グラフである。
いない場合の回転による測定値の変化を説明するための
グラフである。
【図４】回転軸中心と回転軸検出円板の中心が一致して
いない場合の回転による測定値の変化を説明するための
グラフである。
いない場合の回転による測定値の変化を説明するための
グラフである。
【図５】測定点の中点を各回転軸についてＸＹ座標にプ
ロットしたグラフである。
ロットしたグラフである。
【図６】２個の回転中心点及び回転軸を示すグラフであ
る。
る。
【図７】従来の外形形状測定方法の実施状態を示す斜視
図である。
図である。
【図８】夫々の回転角における外形形状の測定値を同一
座標上にプロットする方法を説明するためのグラフであ
る。
座標上にプロットする方法を説明するためのグラフであ
る。
【図９】夫々の回転角における外形形状の測定値を同一
座標上にプロットする方法を説明するためのグラフであ
る。
座標上にプロットする方法を説明するためのグラフであ
る。
１ 被測定物 ２ 投光部 ３ 受光部 ４ レール ５ チャッキング装置 ６ 回転軸検出円板 ７ 回転装置 ８ 信号解析部 ９ 軸方向位置検出部 １０ 回転角検出部
Claims (2)
- 【請求項１】 棒状体の被測定物をその軸回りに回転さ
せるか又は外形形状を検出する外形検出部を前記被測定
物の周りで回転させ、該外形検出部により前記被測定物
の断面の外形形状を検出し、前記被測定物又は前記外形
検出部を前記被測定物の軸方向へ移動させて前記被測定
物の全体の外形形状測定を行う方法において、前記被測
定物の回転軸を検出するための複数の円板を被測定物と
同心的に設けておき、該円板の外形形状を検出し、この
検出結果から得られる回転軸の値に基づいて前記外形検
出部による被測定物の検出値を較正することを特徴とす
る外形形状測定方法。 - 【請求項２】 棒状体の被測定物の外形形状を検出する
外形検出部と、前記被測定物をその軸回りに回転させる
か又は前記外形検出部を前記被測定物の周りで回転させ
る回転装置と、前記被測定物又は前記外形検出部を前記
被測定物の軸方向へ移動させる駆動機構とを備える外形
形状測定装置において、前記被測定物の回転軸を検出す
るために前記回転軸と直交して取り付けられる複数の円
板と、各円板の回転中心を前記外形検出部の検出結果に
基づいて演算する手段と、演算された各円板の回転中心
より前記回転軸を３次元的に演算する手段と、前記回転
軸の値に基づいて前記外形検出部による被測定物の検出
値を較正する手段とを備えることを特徴とする外形形状
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23485592A JPH0682247A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 外形形状測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23485592A JPH0682247A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 外形形状測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682247A true JPH0682247A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16977409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23485592A Pending JPH0682247A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 外形形状測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682247A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013520662A (ja) * | 2010-02-25 | 2013-06-06 | テサ・エスアー | 光学測定システム |
-
1992
- 1992-09-02 JP JP23485592A patent/JPH0682247A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013520662A (ja) * | 2010-02-25 | 2013-06-06 | テサ・エスアー | 光学測定システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0348607B1 (en) | Measuring curvature of transparent or translucent material | |
| JP2018179958A (ja) | 光学式スピンドル多自由度誤差測定装置及び方法 | |
| TW200842308A (en) | One diffraction 6 degree of freedom optoelectronic measurement system | |
| JP2007071852A (ja) | 深穴測定装置および深穴測定方法 | |
| US4600301A (en) | Spinning disk calibration method and apparatus for laser Doppler velocimeter | |
| JPH0792383B2 (ja) | 歯車ピツチを検査する方法と装置 | |
| CN113029036A (zh) | 一种非接触式物体三维轮廓光学检测装置及检测方法 | |
| JP2935211B2 (ja) | 螺旋溝測定装置 | |
| JPS60171405A (ja) | 偏芯量の自動検査装置 | |
| US5402239A (en) | Method of measuring orientation flat width of single crystal ingot | |
| CN115218792A (zh) | 一种基于光学原理的主轴回转误差测量方法及装置 | |
| JP5252649B2 (ja) | 校正装置及び真直形状測定装置 | |
| JPH0682247A (ja) | 外形形状測定方法及びその装置 | |
| Okuyama et al. | Investigation of an optical noncontact gear geometry measurement system: measurement of pitch errors and tooth profiles | |
| JPH053889B2 (ja) | ||
| JP2826300B2 (ja) | 円形部材の外径測定装置 | |
| JP2865337B2 (ja) | 光学測定装置 | |
| US5982479A (en) | Method for calibrating a tilt inspection system and reference disk assembly for use therein | |
| JP2010085341A (ja) | 球面形状測定装置および球面形状測定方法 | |
| CN112697190A (zh) | 一种光栅莫尔信号锁相细分误差的动态标定方法 | |
| JP2754128B2 (ja) | 円筒度測定装置及び測定方法 | |
| JP2504561B2 (ja) | 形状測定装置 | |
| JPH04268433A (ja) | 非球面レンズ偏心測定装置 | |
| JP2005308703A (ja) | 検出器のオフセット誤差校正法 | |
| CN119289918B (zh) | 一种用于位移传感器动态特性校准的装置及方法 |