JPS59153143A - 回転精度測定装置 - Google Patents
回転精度測定装置Info
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- JPS59153143A JPS59153143A JP2741283A JP2741283A JPS59153143A JP S59153143 A JPS59153143 A JP S59153143A JP 2741283 A JP2741283 A JP 2741283A JP 2741283 A JP2741283 A JP 2741283A JP S59153143 A JPS59153143 A JP S59153143A
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- scale
- reference disk
- sensor
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- rotation
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Technology Law (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転体主として回転軸の回転精度を、その回
転軸の回転角度に応じて極座標表示する回転精度測定装
置に関するものである１、一般に、超精密工作機械等の
分野においては、機械要素の１つとして回転軸の回転精
度を数百〜数拾ｎｍという高精度にすることが不可欠で
ある。
転軸の回転角度に応じて極座標表示する回転精度測定装
置に関するものである１、一般に、超精密工作機械等の
分野においては、機械要素の１つとして回転軸の回転精
度を数百〜数拾ｎｍという高精度にすることが不可欠で
ある。
このためには、その構成部品、主として空気軸受等を高
精度に加工できる形状、正確に測定できる形状に設計す
ることが最大の課題であるが、更に精度を高めるだめに
は、信頼性のある測定方法、測定機器の開発が必要であ
る。
精度に加工できる形状、正確に測定できる形状に設計す
ることが最大の課題であるが、更に精度を高めるだめに
は、信頼性のある測定方法、測定機器の開発が必要であ
る。
従来、このような高精度々回転軸の回転精度を測定する
方法としては、回転精度を回転角度に応じて極座標表示
する測定方法がある。どの測定方法は、回転軸の軸方向
の運動（アキシャルモーション）や或軸方向位置での半
径方向の運動（ラジアルモーション）を静電容量形変位
計を用いて検出し、これらのエラーモーションを回転軸
の回転角度に応じて極座標表示するものであるだめ、回
転軸の回転角度を何らかの方法で割出さなければならガ
い。
方法としては、回転精度を回転角度に応じて極座標表示
する測定方法がある。どの測定方法は、回転軸の軸方向
の運動（アキシャルモーション）や或軸方向位置での半
径方向の運動（ラジアルモーション）を静電容量形変位
計を用いて検出し、これらのエラーモーションを回転軸
の回転角度に応じて極座標表示するものであるだめ、回
転軸の回転角度を何らかの方法で割出さなければならガ
い。
回転軸の回転角度を割出す方式としては、■エンコーダ
をオＵ用する方式、■回転軸の原点を伺らかの方法で検
出し、この原点の１回転当シの時間を分割する方式があ
る。しかしながら、前記■の方式の場合、回転軸にカッ
プリングを介してロークリエンコーダを直結すると、ロ
ータリエンコーダの回転とカップリングの回転という外
乱条件が付加されて測定精度の低下を招くもとになる。
をオＵ用する方式、■回転軸の原点を伺らかの方法で検
出し、この原点の１回転当シの時間を分割する方式があ
る。しかしながら、前記■の方式の場合、回転軸にカッ
プリングを介してロークリエンコーダを直結すると、ロ
ータリエンコーダの回転とカップリングの回転という外
乱条件が付加されて測定精度の低下を招くもとになる。
１・してや、ロータリエンコーダをタイミングベルト等
で連結すると、タイミングベルトとプーリの噛み合いが
誤差として太きガ値となってし才うどとが実験的にも明
らかである。一方、前記■の方式の場合、回転軸の１回
転を時間分割するために、回転軸の設定速度を変更した
り、あるいは広くとりたい場合に不便であり、測定装置
も複雑、高価となる。その上、原点の検出にあたって、
例えば回転軸に突起物を設け、この突起物を例えば近接
スイッチで検出するようにすると、その突起物によシ回
転軸がアンバランスに力る結果、高精度力測定が望めな
い欠点かある。
で連結すると、タイミングベルトとプーリの噛み合いが
誤差として太きガ値となってし才うどとが実験的にも明
らかである。一方、前記■の方式の場合、回転軸の１回
転を時間分割するために、回転軸の設定速度を変更した
り、あるいは広くとりたい場合に不便であり、測定装置
も複雑、高価となる。その上、原点の検出にあたって、
例えば回転軸に突起物を設け、この突起物を例えば近接
スイッチで検出するようにすると、その突起物によシ回
転軸がアンバランスに力る結果、高精度力測定が望めな
い欠点かある。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消すべ
くガされたもので、回転体の回転精度を乱すことなく回
転体の回転角度を割出し、高精度な回転精度の測定を可
能とした回転精度測定装置を提供するととにある。
くガされたもので、回転体の回転精度を乱すことなく回
転体の回転角度を割出し、高精度な回転精度の測定を可
能とした回転精度測定装置を提供するととにある。
そのため、本発明では、回転体に、外周に等間隔々スケ
ールを有する基準円盤を取付け、この基準円盤の外周に
前記スケールを読み取る非接触型のセンサを対向させ、
とのセンサからの出力に基づいて前記回転体の回転角度
を割出すことによシ、上記目的を達成しようとするもの
である。要するに、基準円盤とすることにより、その基
準円盤を取付けた状態でも回転体の動、静バランスを維
持し、かつ基準円盤のスケールを非接触型のセンサによ
って読み取ることにより、回転体の回転精度を乱すこと
なく回転体の回転角度を割出し、高精度な測定を達成し
ようとするものである。
ールを有する基準円盤を取付け、この基準円盤の外周に
前記スケールを読み取る非接触型のセンサを対向させ、
とのセンサからの出力に基づいて前記回転体の回転角度
を割出すことによシ、上記目的を達成しようとするもの
である。要するに、基準円盤とすることにより、その基
準円盤を取付けた状態でも回転体の動、静バランスを維
持し、かつ基準円盤のスケールを非接触型のセンサによ
って読み取ることにより、回転体の回転精度を乱すこと
なく回転体の回転角度を割出し、高精度な測定を達成し
ようとするものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本実施例の回転精度測定装置を示している。同
図において、回転軸１のテーノｆ−シャンク２の部分に
は、先端に鋼球３を有するぎルト４により円盤状のホル
ダ５が着脱自在に取付けられている。ホルダ５には、そ
の一端面に基準円盤６が押え板７および複数本のポルト
８を介して挾持されているとともに、他端面に先端に基
準球９を有する基準球座１０が複数本のポルト１１によ
り僅かの隙間を介して取付けられている。これにより、
複数本のポルト１１の締め付は度合いを調節すれば、基
準球座１０が鋼球３を支点として介頁くため、基準球９
の球心を回転軸１０廟り線上に位置させることができる
ようになっている。
図において、回転軸１のテーノｆ−シャンク２の部分に
は、先端に鋼球３を有するぎルト４により円盤状のホル
ダ５が着脱自在に取付けられている。ホルダ５には、そ
の一端面に基準円盤６が押え板７および複数本のポルト
８を介して挾持されているとともに、他端面に先端に基
準球９を有する基準球座１０が複数本のポルト１１によ
り僅かの隙間を介して取付けられている。これにより、
複数本のポルト１１の締め付は度合いを調節すれば、基
準球座１０が鋼球３を支点として介頁くため、基準球９
の球心を回転軸１０廟り線上に位置させることができる
ようになっている。
前記基準円盤６には、その外周部に微・別な亥１１線に
よって外周を等分に分割したスケール２１−１外周縁一
端面に図示しない基準マニク７５＝それぞれ設けられて
いるとともに、外周面に対して＠訂君己スケール２１を
光学的に読み取るブト接触型の１ノフレクテイブセンサ
２３が、一端商に交ｊして負ｉＴ君己基準マークを光学
的に読み取る非接角型９の１ノフレクテイブセンサ２４
がそれぞれ僅力λの隙［１月を介して臨ませられている
。これらの１ノフレクテイブセンサ２３．２４にはロー
クリエンコーダ２５７５Ｅ接続されている。本実施例で
は、基準円盤６めよ１回転したとき、ロータリエンコー
ダ２５力・らは、前ｉ己スケール２１の刻線と対応する
数の・クルレスｆｌＪえば１０２４パルスのほかに、前
記基準マークと対応する１回転１／？ルスの信号が出力
されるようになっている。一方、前記基準球９には、前
Ｈ己回転軸１の軸線に対して直交方向つマり半径方向お
よび回転軸１の軸線方向に静電容量形非接触変位計３１
゜３２がそれぞれすきまｅｌ＋ｅ２を介して臨ませられ
ている。変位計３１によシ検出されるラジアルモーショ
ンつｔ、ｂすきまｅｌの変動量および変位計３２で検出
されるアキシャルモーションつ１りすき一！ｅ２の変動
量は、切換スイッチ３３を介して選択的にＤＣアンプ３
４へ入力されて直流増幅され、続いて前記ロータリエン
コーダ２５力１らの出力つマシ回転軸１の回転角度に対
応するイ言号とともにエラーモーション測定装置４１へ
入力された後、シンクロスコープ５１に極座標表示され
る。
よって外周を等分に分割したスケール２１−１外周縁一
端面に図示しない基準マニク７５＝それぞれ設けられて
いるとともに、外周面に対して＠訂君己スケール２１を
光学的に読み取るブト接触型の１ノフレクテイブセンサ
２３が、一端商に交ｊして負ｉＴ君己基準マークを光学
的に読み取る非接角型９の１ノフレクテイブセンサ２４
がそれぞれ僅力λの隙［１月を介して臨ませられている
。これらの１ノフレクテイブセンサ２３．２４にはロー
クリエンコーダ２５７５Ｅ接続されている。本実施例で
は、基準円盤６めよ１回転したとき、ロータリエンコー
ダ２５力・らは、前ｉ己スケール２１の刻線と対応する
数の・クルレスｆｌＪえば１０２４パルスのほかに、前
記基準マークと対応する１回転１／？ルスの信号が出力
されるようになっている。一方、前記基準球９には、前
Ｈ己回転軸１の軸線に対して直交方向つマり半径方向お
よび回転軸１の軸線方向に静電容量形非接触変位計３１
゜３２がそれぞれすきまｅｌ＋ｅ２を介して臨ませられ
ている。変位計３１によシ検出されるラジアルモーショ
ンつｔ、ｂすきまｅｌの変動量および変位計３２で検出
されるアキシャルモーションつ１りすき一！ｅ２の変動
量は、切換スイッチ３３を介して選択的にＤＣアンプ３
４へ入力されて直流増幅され、続いて前記ロータリエン
コーダ２５力１らの出力つマシ回転軸１の回転角度に対
応するイ言号とともにエラーモーション測定装置４１へ
入力された後、シンクロスコープ５１に極座標表示され
る。
前記エラーモーション測定装置４１は、既知のもので、
前記ＤＣアング３４からの信号を入力とする初期演算回
路４２と、前記ロータ１ノエンコーダ２５からの１回転
１０２４パルスの信号によシ回転軸１の回転角度に応じ
た正弦波と余弦波とを発生させ基礎円を作る基礎円発生
回路４３と、この基礎円発生回路４３および初期演算回
路４２．からの出力を入力とし基礎円に対して前記基準
球９の偏心誤差分を補正するリフノン補正回路４４と、
このリマソン補正回路４４からの出力に前記初期演算回
路４２からの出力を乗じて、前記すきまｅｌまたはｅ２
の変動量を前記シンクロスコープ５１に極座標表示させ
る合成回路４５と、前記ロータリエンコーダ２５からの
１回転１ノセルスの信号によシ回転軸１の回転数を計数
し、その回転数に応じて前記シンクロスコープ５１上の
輝度を変調させる輝度変調回路４６とから構成されてい
る。
前記ＤＣアング３４からの信号を入力とする初期演算回
路４２と、前記ロータ１ノエンコーダ２５からの１回転
１０２４パルスの信号によシ回転軸１の回転角度に応じ
た正弦波と余弦波とを発生させ基礎円を作る基礎円発生
回路４３と、この基礎円発生回路４３および初期演算回
路４２．からの出力を入力とし基礎円に対して前記基準
球９の偏心誤差分を補正するリフノン補正回路４４と、
このリマソン補正回路４４からの出力に前記初期演算回
路４２からの出力を乗じて、前記すきまｅｌまたはｅ２
の変動量を前記シンクロスコープ５１に極座標表示させ
る合成回路４５と、前記ロータリエンコーダ２５からの
１回転１ノセルスの信号によシ回転軸１の回転数を計数
し、その回転数に応じて前記シンクロスコープ５１上の
輝度を変調させる輝度変調回路４６とから構成されてい
る。
次に、本実施例の作用を説明する。い甘、切換スイッチ
３３を変位計３１側に切換えた状態において、回転軸１
を回転させると、基準円盤６のスケール２１がリフレク
チイブセンサ２３によって読み取られる。すると、基準
円盤６の１回転当シ、ロータリエンコーダ２５から１０
２４パルスの信号がエラ−モーション測定装置４１０基
礎円発生回路４３へ与えられる。基礎円発生回路４３で
は、ロータリエンコーダ２５から与えられる信号に基づ
いて前記回転軸１の回転角度に応じた正弦波と余弦波を
発生させ基礎円を作る。
３３を変位計３１側に切換えた状態において、回転軸１
を回転させると、基準円盤６のスケール２１がリフレク
チイブセンサ２３によって読み取られる。すると、基準
円盤６の１回転当シ、ロータリエンコーダ２５から１０
２４パルスの信号がエラ−モーション測定装置４１０基
礎円発生回路４３へ与えられる。基礎円発生回路４３で
は、ロータリエンコーダ２５から与えられる信号に基づ
いて前記回転軸１の回転角度に応じた正弦波と余弦波を
発生させ基礎円を作る。
いま、回転軸１の回転によって基準球９と変位計３１と
のすき−ｉ′ｅ１が変動すると、その変動量が変位計３
１によシ検出され、切換スイッチ３３を介してＤ’Ｃア
ンプ３４へ入力される。ＤＣアング３４へ入力された信
号は、そこで直流増幅され、′続いてエラーモーション
測定装置４１の初期演算回路４２で演算された後、リマ
ソン補正回路４４および合成回路４５へそれぞれ与えら
れる。これにより、リマソン補正回路４４において、基
礎円に対する前記基準球９の偏心誤差分が補正された後
、合成回路４５へ与えられる。すると、合成回路４５に
おいて、前記初期演算回路４２からのすきまｅｌの変動
量、つまシラシアルモーションがリマソン補正回路４４
からの信号と合成され、シンクロスコープ５１に極座標
表示される。
のすき−ｉ′ｅ１が変動すると、その変動量が変位計３
１によシ検出され、切換スイッチ３３を介してＤ’Ｃア
ンプ３４へ入力される。ＤＣアング３４へ入力された信
号は、そこで直流増幅され、′続いてエラーモーション
測定装置４１の初期演算回路４２で演算された後、リマ
ソン補正回路４４および合成回路４５へそれぞれ与えら
れる。これにより、リマソン補正回路４４において、基
礎円に対する前記基準球９の偏心誤差分が補正された後
、合成回路４５へ与えられる。すると、合成回路４５に
おいて、前記初期演算回路４２からのすきまｅｌの変動
量、つまシラシアルモーションがリマソン補正回路４４
からの信号と合成され、シンクロスコープ５１に極座標
表示される。
一方、切換スイッチ３３を変位計３２（ＪＩｌｌへ切換
えた場合如け、基準球９と変位計３２とのすきまｅ２の
変動量、つまシラシアルモーションが極座標表示される
ことになる。ちなみＫＸ第２図は、シャルモーションの
極座標表示を示している。
えた場合如け、基準球９と変位計３２とのすきまｅ２の
変動量、つまシラシアルモーションが極座標表示される
ことになる。ちなみＫＸ第２図は、シャルモーションの
極座標表示を示している。
従って、本実施例によれば、回転軸１の回転精度を、そ
の回転軸１の回転角度に応じて極座標表示する測定装置
において、回転軸１にスケール２１を有する基礎円盤６
を取付け、この基礎円盤の外周に前記スケール２１を光
学的に読み取る非接触型のりフレクチイブセンサ２３を
臨ませ、このリフレクチイブセンサ２３からの出力に基
づいて前記回転軸１の回転角度を割出すようＫしたので
、従来のように回転軸１にロータリエンコーダを直結筒
たはタイミングベルト等を介して連結する場合に比べ、
回転軸１の回転精度を乱すことがないから、高精度な回
転精度の測定が可能である。
の回転軸１の回転角度に応じて極座標表示する測定装置
において、回転軸１にスケール２１を有する基礎円盤６
を取付け、この基礎円盤の外周に前記スケール２１を光
学的に読み取る非接触型のりフレクチイブセンサ２３を
臨ませ、このリフレクチイブセンサ２３からの出力に基
づいて前記回転軸１の回転角度を割出すようＫしたので
、従来のように回転軸１にロータリエンコーダを直結筒
たはタイミングベルト等を介して連結する場合に比べ、
回転軸１の回転精度を乱すことがないから、高精度な回
転精度の測定が可能である。
また、回転軸１に取付けられるホルダ５、基準円盤６、
基準球９および基準球座１ｏは、静、動バランスが良く
、かつ構造が簡単であるため、加工精度を簡単に高く加
工することができ、その上組み立て構造も簡単なため、
測定の目的を容易に達成することができる。
基準球９および基準球座１ｏは、静、動バランスが良く
、かつ構造が簡単であるため、加工精度を簡単に高く加
工することができ、その上組み立て構造も簡単なため、
測定の目的を容易に達成することができる。
なお、上記実施例では、回転軸１０回転精度を測定する
例を示したが、回転精度の測定対象としては、軸に限ら
れるものでなく、要するに回転するものであればよい。
例を示したが、回転精度の測定対象としては、軸に限ら
れるものでなく、要するに回転するものであればよい。
以上の通シ、本発明によれば、回転体の回転精度を乱す
こと々く、回転体の回転角度を割出し、高精度ガ回転精
度の測定が可能な回転精度測定装置を提供することがで
きる。
こと々く、回転体の回転角度を割出し、高精度ガ回転精
度の測定が可能な回転精度測定装置を提供することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
極座標表示を示す図である。 １・・・回転軸、６・・・基準円盤、２１・・・スクー
ル、２３．２’４・・・リフレクチイブセンサ。 代理人 弁理士 木下實三（はが１名）第２ ＋Ａ） ００ｒｐｍ （Ｃ） １．５０Ｏｒｐｍ ＋Ｅ１ ２．５０Ｏｒｐｍ （Ｂ１ １．０００ ｒｐｍ ｆＤ＋ ２．００Ｏｒｐｍ （Ｆｌ ３．０００ｒｐｍ
極座標表示を示す図である。 １・・・回転軸、６・・・基準円盤、２１・・・スクー
ル、２３．２’４・・・リフレクチイブセンサ。 代理人 弁理士 木下實三（はが１名）第２ ＋Ａ） ００ｒｐｍ （Ｃ） １．５０Ｏｒｐｍ ＋Ｅ１ ２．５０Ｏｒｐｍ （Ｂ１ １．０００ ｒｐｍ ｆＤ＋ ２．００Ｏｒｐｍ （Ｆｌ ３．０００ｒｐｍ
Claims (1)
- （１）回転体の回転精度を、その回転体の回転角度に応
じて極座標表示する回転精度測定装置において、前記回
転体に、外周に等間隔なスケールを有する基準円盤を取
付け、この基準円盤の外周に前記スケールを読み取る非
接触型のセンサを対向させ、とのセンサからの出力に基
づいて前記回転体の回転角度を割出すと、とを特徴とす
る回転精度測定装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記センサを、
リフレクチイブセンサとしたことを特徴とする回転精度
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2741283A JPS59153143A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 回転精度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2741283A JPS59153143A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 回転精度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153143A true JPS59153143A (ja) | 1984-09-01 |
Family
ID=12220367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2741283A Pending JPS59153143A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 回転精度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153143A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428670A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-03 | Toyota Motor Co Ltd | Device for measuring flow rate within engine cylinder |
| JPS54118862A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-14 | Toshiba Corp | Detector for shaft distortion |
| JPS5757235A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Toyota Motor Corp | Measuring method for friction torque of engine |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP2741283A patent/JPS59153143A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428670A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-03 | Toyota Motor Co Ltd | Device for measuring flow rate within engine cylinder |
| JPS54118862A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-14 | Toshiba Corp | Detector for shaft distortion |
| JPS5757235A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Toyota Motor Corp | Measuring method for friction torque of engine |
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