JPH1114328A - 回転体の回転精度測定装置 - Google Patents
回転体の回転精度測定装置Info
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- JPH1114328A JPH1114328A JP18308697A JP18308697A JPH1114328A JP H1114328 A JPH1114328 A JP H1114328A JP 18308697 A JP18308697 A JP 18308697A JP 18308697 A JP18308697 A JP 18308697A JP H1114328 A JPH1114328 A JP H1114328A
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- Japan
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- conical
- rotating body
- electric signal
- glass rod
- rod lens
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- Pending
Links
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スピンドル等の回転体の回転精度
を円錐状ミラーを用いて円盤状光線に変換し、高精度に
計測することを目的としている。 【解決手段】 回転体の回転軸上に配置される、投光用
レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを入
射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガラスロッド
レンズからなる投光手段と、前記回転体の軸端において
回転軸と同軸に配置され、前記ガラスロッドレンズから
の円錐型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラー
と、前記円錐状ミラーの周囲に配置され、前記円錐状ミ
ラーから反射される円盤型ビームを電気信号に変換する
電気信号変換手段と、前記電気信号変換手段の信号か
ら、前記回転体の回転精度を判別する回転精度判別手段
と、を有する回転体の回転精度測定装置。
を円錐状ミラーを用いて円盤状光線に変換し、高精度に
計測することを目的としている。 【解決手段】 回転体の回転軸上に配置される、投光用
レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを入
射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガラスロッド
レンズからなる投光手段と、前記回転体の軸端において
回転軸と同軸に配置され、前記ガラスロッドレンズから
の円錐型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラー
と、前記円錐状ミラーの周囲に配置され、前記円錐状ミ
ラーから反射される円盤型ビームを電気信号に変換する
電気信号変換手段と、前記電気信号変換手段の信号か
ら、前記回転体の回転精度を判別する回転精度判別手段
と、を有する回転体の回転精度測定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光円盤を利用して
スピンドル等の回転体の回転精度を測定する装置に関す
る。
スピンドル等の回転体の回転精度を測定する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、内径研磨機等加工機において、砥
石面の実際の回転精度を計測する場合、例えば図５に示
すように、スピンドル１０の回転軸と砥石１１の回転軸
とをシャフト１２で連結し、該シャフト１２の回転の一
定位置を、例えば非接触変位計１３で計測するようにし
ていた。
石面の実際の回転精度を計測する場合、例えば図５に示
すように、スピンドル１０の回転軸と砥石１１の回転軸
とをシャフト１２で連結し、該シャフト１２の回転の一
定位置を、例えば非接触変位計１３で計測するようにし
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、回転軸の振れ量等の絶対値の測定はキャリブレーシ
ョンが難しいために正確を期すことが難しかった。
は、回転軸の振れ量等の絶対値の測定はキャリブレーシ
ョンが難しいために正確を期すことが難しかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決することを目的とし、回転体の回転軸上に配置され
る、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザー
ビームを入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガ
ラスロッドレンズからなる投光手段と、前記回転体の軸
端において回転軸と同軸に配置され、前記ガラスロッド
レンズからの円錐型ビームを円盤型ビームに変換する円
錐状ミラーと、前記円錐状ミラーの周囲に配置され、前
記円錐状ミラーから反射される円盤型ビームを電気信号
に変換する電気信号変換手段と、前記電気信号変換手段
の信号から、前記回転体の回転精度を判別する回転精度
判別手段と、を有する回転体の回転精度測定装置によ
り、その目的が達成される。
決することを目的とし、回転体の回転軸上に配置され
る、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザー
ビームを入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガ
ラスロッドレンズからなる投光手段と、前記回転体の軸
端において回転軸と同軸に配置され、前記ガラスロッド
レンズからの円錐型ビームを円盤型ビームに変換する円
錐状ミラーと、前記円錐状ミラーの周囲に配置され、前
記円錐状ミラーから反射される円盤型ビームを電気信号
に変換する電気信号変換手段と、前記電気信号変換手段
の信号から、前記回転体の回転精度を判別する回転精度
判別手段と、を有する回転体の回転精度測定装置によ
り、その目的が達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
４に示した一実施例に基づいて詳細に説明する。１は回
転体としての、例えば内径研磨機などのスピンドルで、
その軸端小径部２に円錐状ミラー３が同軸に固定されて
いる。円錐状ミラー３の軸線延長線上に、投光手段とし
ての、ガラスロッドレンズ４および、例えばレーザービ
ームを発生させるレーザー発射ヘッド５が、順に、図示
しない固定部に配置されている。円錐状ミラー３の周囲
の一箇所に、電気信号変換手段としての、例えばＣＣＤ
撮像素子６が配置され、円錐状ミラー３から反射される
円盤型ビームを捉え、電気信号に変換する。ＣＣＤ撮像
素子６からの電気信号は、例えば増幅器７によって増幅
され、回転精度判別手段８に入力され、スピンドル１の
回転精度が測定される。ＣＣＤ撮像素子６に代えて位置
検出用の半導体でもよい。上記ガラスロッドレンズ４
は、例えば光ファイバーなどからなり、レーザー発射ヘ
ッド５からレーザービームを入射伝搬し円錐型のビーム
を出射する。光ファイバーとしては、特に、屈折率階段
型の光ファイバーを用いる。図４に示すように、切断角
θｆの光ファイバー端面にコリメートされた平行光Ｂｉ
を角度θで入射させると光ファイバーの内部では、数１
で表わされる角度θｎを保ってビームが伝搬し、出射光
Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
４に示した一実施例に基づいて詳細に説明する。１は回
転体としての、例えば内径研磨機などのスピンドルで、
その軸端小径部２に円錐状ミラー３が同軸に固定されて
いる。円錐状ミラー３の軸線延長線上に、投光手段とし
ての、ガラスロッドレンズ４および、例えばレーザービ
ームを発生させるレーザー発射ヘッド５が、順に、図示
しない固定部に配置されている。円錐状ミラー３の周囲
の一箇所に、電気信号変換手段としての、例えばＣＣＤ
撮像素子６が配置され、円錐状ミラー３から反射される
円盤型ビームを捉え、電気信号に変換する。ＣＣＤ撮像
素子６からの電気信号は、例えば増幅器７によって増幅
され、回転精度判別手段８に入力され、スピンドル１の
回転精度が測定される。ＣＣＤ撮像素子６に代えて位置
検出用の半導体でもよい。上記ガラスロッドレンズ４
は、例えば光ファイバーなどからなり、レーザー発射ヘ
ッド５からレーザービームを入射伝搬し円錐型のビーム
を出射する。光ファイバーとしては、特に、屈折率階段
型の光ファイバーを用いる。図４に示すように、切断角
θｆの光ファイバー端面にコリメートされた平行光Ｂｉ
を角度θで入射させると光ファイバーの内部では、数１
で表わされる角度θｎを保ってビームが伝搬し、出射光
Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
【数１】 Ｎｒはファイバコアの屈折率である。角度θoutは数２
のようになる。
のようになる。
【数２】 上記の記述は、子午面光線についてであるが、円形のフ
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー３
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー３
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
【数３】 数２、数３から、
【数４】 となり、数４を満足する角度θｆ，θｐを選ぶと、垂直
入射により水平ビームが自動的に得られる。
入射により水平ビームが自動的に得られる。
【０００６】次に作用について説明する。まず、レーザ
ー発射ヘッド５から波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ
ー光が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝
１.４５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）４に
コリメートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー
４内では角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬
し、角度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端
から出射される。次いで、円錐型ビームＢｏはスピンド
ル１と一体回転する、角度θｐ＝５６.８度を有する円
錐状ミラー３に照射されると、図２に示すように、円盤
型ビームＢｄに変換され、ＣＣＤ撮像素子６に入射す
る。入射したビームはＣＣＤ撮像素子６により電気信号
に変換され、さらに増幅器７により増幅され、次いで、
回転精度判別手段８によってビーム照射位置が測定され
スピンドル１の回転精度が測定されることになる。な
お、円錐状ミラー３とガラスロッドレンズ４との間の距
離をさらに大きくとることにより、円錐状ミラー３に照
射される円錐型ビームＢｏの径が大きくなり、円錐状ミ
ラー３から反射されＣＣＤ撮像素子６に入射する円盤型
ビームＢｄによる、スピンドル１の回転による振れ量
を、図３に示すように、幾何学的に増幅して計測するこ
とができる。
ー発射ヘッド５から波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ
ー光が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝
１.４５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）４に
コリメートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー
４内では角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬
し、角度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端
から出射される。次いで、円錐型ビームＢｏはスピンド
ル１と一体回転する、角度θｐ＝５６.８度を有する円
錐状ミラー３に照射されると、図２に示すように、円盤
型ビームＢｄに変換され、ＣＣＤ撮像素子６に入射す
る。入射したビームはＣＣＤ撮像素子６により電気信号
に変換され、さらに増幅器７により増幅され、次いで、
回転精度判別手段８によってビーム照射位置が測定され
スピンドル１の回転精度が測定されることになる。な
お、円錐状ミラー３とガラスロッドレンズ４との間の距
離をさらに大きくとることにより、円錐状ミラー３に照
射される円錐型ビームＢｏの径が大きくなり、円錐状ミ
ラー３から反射されＣＣＤ撮像素子６に入射する円盤型
ビームＢｄによる、スピンドル１の回転による振れ量
を、図３に示すように、幾何学的に増幅して計測するこ
とができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明の回転体の回転精度測定装置によ
ると、回転体の回転軸上に配置される、投光用レーザー
発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し
一様な円錐型のビームを発生するガラスロッドレンズか
らなる投光手段と、前記回転体の軸端において回転軸と
同軸に配置され、前記ガラスロッドレンズからの円錐型
ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーと、前記
円錐状ミラーの周囲に配置され、前記円錐状ミラーから
反射される円盤型ビームを電気信号に変換する電気信号
変換手段と、前記電気信号変換手段の信号から、前記回
転体の回転精度を判別する回転精度判別手段と、を有す
る構成としたので、スピンドル（回転体）の回転を円盤
型光線に変換し、さらに電気的に変換するため、幾何学
的および電気的増幅が可能となるので、スピンドルを高
精度に計測することができる。
ると、回転体の回転軸上に配置される、投光用レーザー
発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し
一様な円錐型のビームを発生するガラスロッドレンズか
らなる投光手段と、前記回転体の軸端において回転軸と
同軸に配置され、前記ガラスロッドレンズからの円錐型
ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーと、前記
円錐状ミラーの周囲に配置され、前記円錐状ミラーから
反射される円盤型ビームを電気信号に変換する電気信号
変換手段と、前記電気信号変換手段の信号から、前記回
転体の回転精度を判別する回転精度判別手段と、を有す
る構成としたので、スピンドル（回転体）の回転を円盤
型光線に変換し、さらに電気的に変換するため、幾何学
的および電気的増幅が可能となるので、スピンドルを高
精度に計測することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す測定装置の正面図であ
る。
る。
【図２】図１のガラスロッドレンズと円錐状ミラーと円
盤状反射光との外観斜視図である。
盤状反射光との外観斜視図である。
【図３】本発明の出力信号図である。
【図４】本発明の光学系内でのビームの進行状況を示す
模式図である。
模式図である。
【図５】従来装置の正面図である。
１ スピンドル ２ 小径部 ３ 円錐状ミラー ４ ガラスロッドレンズ ５ レーザー発射ヘッド ６ ＣＣＤ撮像素子 ７ 増幅器 ８ 回転精度判別手段
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体の回転軸上に配置される、投光用
レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザービームを入
射伝搬し一様な円錐型のビームを発生するガラスロッド
レンズからなる投光手段と、 前記回転体の軸端において回転軸と同軸に配置され、前
記ガラスロッドレンズからの円錐型ビームを円盤型ビー
ムに変換する円錐状ミラーと、 前記円錐状ミラーの周囲に配置され、前記円錐状ミラー
から反射される円盤型ビームを電気信号に変換する電気
信号変換手段と、 前記電気信号変換手段の信号から、前記回転体の回転精
度を判別する回転精度判別手段と、を有する回転体の回
転精度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18308697A JPH1114328A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 回転体の回転精度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18308697A JPH1114328A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 回転体の回転精度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114328A true JPH1114328A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=16129524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18308697A Pending JPH1114328A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 回転体の回転精度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114328A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005043203A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Japan Science & Technology Agency | 回転軸の回転精度測定装置 |
| CN106249222A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-12-21 | 中国科学院光电研究院 | 一种飞秒激光跟踪仪光轴几何误差标定装置 |
| CN108344362A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-07-31 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种高精度轴系旋转精度的光学测量装置及方法 |
| CN110186399A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 驱动器定位精度检测装置和方法 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP18308697A patent/JPH1114328A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005043203A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Japan Science & Technology Agency | 回転軸の回転精度測定装置 |
| CN106249222A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-12-21 | 中国科学院光电研究院 | 一种飞秒激光跟踪仪光轴几何误差标定装置 |
| CN106249222B (zh) * | 2016-07-07 | 2019-03-08 | 中国科学院光电研究院 | 一种飞秒激光跟踪仪光轴几何误差标定装置 |
| CN108344362A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-07-31 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种高精度轴系旋转精度的光学测量装置及方法 |
| CN110186399A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 驱动器定位精度检测装置和方法 |
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