JPS6091206A - 真直度測定方法 - 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】 本発明は、測定対象物の真直度と移動案内面の真直度お
よび移動時の縦ゆれ霜゛とを同時に高精度で測定し得゛
る方法に関する。。

近年、工作機械に対する高精度化への要求が高まりつつ
あるなかで案内輪（摺動面）の真直度管理ｌｌ″ｌ：重
要な課題の一つとなっており、その測定の容易化が望ま
れている。従来から行なわれている真直度の測定方法と
しては、ストレートエツジ等の基準バーやピアノ線を基
準直線としたシ、或いはオートコリメータを利用する方
法が知られておフ、最近ではレーザ光による独立光学座
標系を用いた方法も開発されている。

ところが、これらの方法では、いずれも測定作業に相当
な準備と熟練度とが要求され、しかも能率が悪い上に種
々の雑音等による悪影響金堂は易い欠点があり、功、場
での実用化という点で多くの問題を残している。

そこで、これらの問題を解決し得る真直度の新しい測定
方法として、王台の変位検出器を測定対象物に沿って移
動させ、これら変位検出器による測定値から逐次１１１
１定対象物の真直度と変位検出器の移動案内面の真直度
とを同時に測定する方法が傷願昭５７−１６７５６１号
にて報告されている。

これは、その原理を表わす第１図に示すように、測定対
象物１に沿って案内面２上を移動する検出器取付台３（
例えば刃物取付台を利用）に測定対象物１との距離を測
定する３個の変位検出器Ａ、Ｂ、Ｃを、検出器取付台３
の移動方向に一定距離ｔを隔てて並置し、この検出器取
付台３′ｆ：図中の矢印方向に移動して移動距離を毎に
３個の変位検出器Ａ、Ｂ、Ｃの測定値＋ｍ、これら測定
値から逐次測定対象物１の真直度および案内面２の真直
度を分離して算出する方法である。

すなわち、測定開始位置における測定対象物１および案
内面２の真直度をそれぞれＹ。、Ｘｏとし、Ｋ番目の測
定位置における真直度をそれぞれＹＫ　Ｉ　ＸＫとする
と、第１図中にＹおよびＸでそれぞれ示される測定対象
物１および案内面２の真直度曲線が得られる（第１図で
は簡単のため区間毎の直線で近似して示した）。

ここで、Ｋ番目の測定位置での変位検出器Ａ。

Ｂ、Ｃでの測定値’　ＤＫＡ　Ｉ　ＤＫＢ　Ｉ　ＤＫＣ
（Ｋ　＝　０　。

ｌ、２．・・・）とすると、次式ｍ　、　ｆ２＋　、　
ｆ３１が成立する。

ＤＫＡ−ＹＫ−ＸＫ＝ＤｏＡ・・・（１）ＤＫＢ−ＹＫ
＋□−ＸＫ−４・θに＝ＤＯＢ　”１　’・・（２）Ｄ
ＫＣ−ＹＫ＋２　ｘＫ”かθ、＝Ｄｏｃ−Ｙ２−１３ま
ただし、θえ　は図にも示すように検出器取付台３のピ
ッチング量である。また、第１図においては、Ｘｏ＝Ｙ
ｏ＝０とし、Ｘｉ　、　ＹｉはそれぞれＸ。、Ｙｏとの
差分として評価した量である。

（２）式および（３）式を２Ｘ（２＋式−＋３１式に変
形すると次式（４）が得られる。

２ＤＫＢ−ＤＫｃ＝ＸＫ＋２ＹＫ＋１−ＹＫ＋２−２Ｙ
□十Ｙ２・・・（４） また、（１）式において、Ｋ−＋に＋Ｉ　、に−＋に十
２とすることによって得たＹＫ＋□’　ＹＫ＋２　ｋ　
（４１式に代入すると、次式（５）が得られる。

ＸＫ＋２＝２°ＸＫ＋１−ＸＫ−２°ＤＫ＋ｌＡ十ＤＫ
＋２Ａ＋２ＤＫＢ−ＤＫｃ＋２　Ｙ□−Ｙ２−（５１ さらに、（２）式、（５）式および（１）式からめたＹ
Ｋ＋２　により次式ｆ６）　ｆ７）が得られる。

ＹＫ＋２＝−ＸＫ＋２＋ＤＫ＋２Ａ　・・・（６）し ただし、（４）〜（方式で測定開始位置での各変位検出
器Ａ、Ｂ、Ｃの測定値ＤＯＡ　Ｉ　ＤＯＲＩ　ＤｎＣ’
（ｒＯとした。

こうして、に＝０．１，２．・・・の位置での変位検出
器Ａ、Ｂ、Ｃの測定値ＤＫＡ　Ｉ　ＤＫｌｌ　ｒ　ＤＫ
Ｃを用いて、上記（５）式、（６）式および（７）弐ヵ
）ら逐次、測定対象物１の真直変曲＆’ＪＹ、案内面２
の真直度曲線Ｘおよび検出器取付台３のピッチングθを
算出することができる。

ところが、上記の算出方法においてＸｌ、Ｙ□、Ｙ２は
（５）式、（６）式の消化式からはめることができない
値であＱ、真直度曲線Ｘ、Ｙをめるためには、なんらか
の方法、これらの値を推定するか、またはその影響分を
除去する必要がある。

このための方法として特願昭５７−１６７５６１号には
次の方法が提案されている。

すなわち、（５）式において、Ｘ□＝α　２Ｙ１−Ｙ２
＝βとおくと、次式（８）が成立する。

（Ｋ＝２．３．　・・・　） ＸＫ　二に番目の位置での真直度誤差（真の値） ＣＫ　二に番目の位置での真直度誤差（計算値） また、このＣＫ　はα＝β＝０と仮定して（５）式によ
りめたＸＫ　の値である。

ここで、真直度形状中「各測定点での誤差の二乗平均値
が最小になるような仮想直線からのへだたりｊとしてと
らえることとすれば、最小二乗法によってＸＫ　の二乗
平均値全湿゛小とするよりなα、βをめ、このα、β及
びＣＫ　を用いて（８）式によってＸＫ　をめることが
できる。

そして、４と（６）式と力・らＹＫ　をめる。

以上のように従来技術によれば、測定対象物１の真直度
と移動案内面２の真直度及び移動時の縦ゆれ月とを同時
にめることができる。

しかし、第（８）式から判明するように、移動案内面の
真直度形状中に含まれるに２に比例する成分、すなわち
ＸＫ＝ｂ−に２　と表明、できる成分については、その
係数すを（８）式のβ中に含めて評価してしまいその成
分を正しくめることができない。このこと全第２図およ
び第１表により説明する。なお、Ｋに比例する成分すな
わちＸＫ＝ａ−にと表現できる成分については（８）式
中のαに含めて評価される。しかし、真直度誤差をある
仮想直線からのへだた一つとしてとらえる方法である為
、このことけ真直度形状の評価には影曽を及ぼさない。

さて、第２図は倶擬データと演９結果を示したものであ
り、第１表はその時の入力データと演算結果を示してい
る。また、第２図中・印は模擬データでろシ○印は第１
表中の計算結果を示している。

第　１　表 したがって、第２図及び第１表から測定対象物の真直度
ｙＫ＝ｏ、移動案内面の真直度ＸＫ＝に２移動時の縦ゆ
れ勺゛θえ−Ｏ（第２図中の・印）という条件のもとで
、三個の変位検出器Ａ、Ｂ。

Ｃでの測定データから針脚したＹＫ、　ＸＫ、θえはそ
れぞれＹＫ＝に２．　ＸＫ＝Ｏ、ｔ・θえ＝−２に−１
の数値となる。すなわち、移動案内面の真直度形状中Ｋ
＝に２が、（８）式中のβの値の推定評価という演算処
理を介して、測定対象物の真直度丘に転嫁されてしまう
。

本発明はこのような知見に基づき、移動案内面の真直度
形状中に含まれるに２に比例する成分について、それを
正しく評価し高精度な真直度測定を可能とする方法の提
供を目的とする。

かかる目的を達成する本発明の構成は、検出器取付台と
測定対象物とのいずれが一方が案内面に沿って移動する
該検出器取付台に前記測定対象物との距＃を測定する３
個の検出器を前記移動方向に等間隔ｔで設置し、測定開
始位置における前記３個の検出器の測定値をそれぞれＤ
ｏＡ、ＤｏＢ、Ｄｏｃとし、前記検出器取付合着しくは
測定対象物を前記間隔を毎に移動してその都度前記検出
器の測定値を得、Ｋ番目の測定位置における前記測定値
をそれぞれＤＫＡ　Ｉ　ＤＫＢ　ＩＤＫｃとし、測定開
始位置での案内面真直度誤差をＸ。。

１番目の位置のそれをＸ□、１番目の位置での測定対象
物の真直度誤差をＹｌ、２番目の位置でのそれをＹ２と
し、Ｋ＋２番目位置での前記案内面の真直度ＸＫ＋２　
を ＸＫ＋２″２ＩＩＸＫ＋１−ＸＫ−２１１ＤＫ＋ＩＡ十
ＤＫ＋２人＋２″ＤＫＢ−ＤＫｃ＋２　Ｙｌ−Ｙ２ 罠よって算出し、Ｋ＝Ｏ、］　、　２　、・・・につい
て算出したＸＫ＋２　の値を、真直度誤差の二乗平均値
が最小となるよう演算してめたＸ□およびＹｌ、Ｙ２に
関係する数値によって補正して前記案内面の真直度を推
定・算出し、この位置における前記測定対象物の真直度
ＹＫ＋２　および移動による前後方向の縦ゆれ量θ　を
それぞれに＋２ ＹＫ＋２　”　−ＸＫ＋２　＋ＤＫ＋２Ａによって算出
し、θに＋２　のＫに関する増加分に関係する数値によ
って前記案内面の真直度形状及び測定対象物の真直度形
状を補正・算出することを特徴とする。

本発明の実施例について説明する。前述した第２図、第
１表によれば移動案内面２の真直度形状誤差に含まれて
いるに２に比例する成分の性質は、（７）式によってめ
た検出器取付台３の縦ゆれ量θえ中に反映されることが
わかる。すなわち、Ｘ、、＋４：ＸＫ含まれるに２に比
例する成分が４＝ｂ”Ｋ２と表現できるとすれば、その
影響はθ２　中にｄθに／ｄＫ＝−２ｂ／ｌとして表わ
される。したがって、θえ　のに忙対する増加割合もし
くは増加割合の平均値をめれば、その値と検出器取付間
隔ｔによって値ｂ６求められる。この値すによって先に
めた真直度形状ＸＫ、ＹＫを補正し、正しい真直度形状
をめることができる。

すなわち、次の手順による。

（１）　前述した如く測定対象物１の真直度形状ＹＫ、
移動案内面２の真直度形状４、及び検出器取付台３の縦
ゆれ量θＫ　をめる。

（１１）測定位置（Ｋ）に関するθえの増加分ｄＯＶｄ
Ｋ又はその平均値をめ、その値に−ｔ／２　ｋ乗するこ
とによってＸＫ＝ｂ−に２の係数ｋｌ求める。

（ｉｉＤ　（１）でめたＸ、　、　ＹＫと（１１）でめ
たｂからＸＫ−ｂ−に２．ＹＫ−ｂ−に２として真の真
直度形状をめる。

縦ゆれ量θえ　をめる。

以上説す］したように本発明によれば、移動案内面の真
直度形状誤差にに２に比例する成分が含まれる場合に於
ても、その影譬分を補正して、測定対象物の真直度と移
動案内面の真直度及び移動時の縦ゆれ量とを同時に高精
度で測定することができる。また、測定には３個の検出
器を膜性すれば良く実機にも簡単に適用できると共に測
定作業も簡単で熟練度も必要としない。

【図面の簡単な説明】

一第１図は真直度測定方法にかかる原理図、第２図は模
擬データと計算結果とを示す真直度曲線ｘＫ、ＹＫ、お
よびピッチングθえ　のグラフである。 図面中、 １は測定対象物、 ２は案内面、 ３け検出器取付台、 Ａ、Ｂ、Ｃは変位検出器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出器取付台と測定対象物とのいずれか一方が案内面に
   沿って移動する該検出器取付台に前記測定対象物との距
   離を測定する３個の検出器全前記移動方向に等間隔ｔで
   設置し、測定開始位置における前記３個の検出器の測定
   値をそれぞれＤｏＡ、ＤｏＢ、Ｄｏｏとし、前記検出器
   取付合着しくは測定対象物全前記間隔を毎に移動してそ
   の都度前記検出器の抑ｊ定値を得、Ｋ番目の測定位置に
   おける前記ｎ＋＋＋定値をそれぞれＤＫＡ、ＤＫＢＩＤ
   ＫＣとし、測定開始位１にでの案内面真直度誤差をＸ。 、１番目の位置のそれをＸ□、１番目の位置での測定対
   象物の真心度誤差をＹ□、２番目の位置でのそれをＹ２
   とし、Ｋ＋２番目位置での前記案内面のＸ直度ＸＫ＋２
   　を ＸＫ＋。＝２・ＸＫ＋□−ＸＫ−２・ＤＫ＋□Ａ　十Ｄ
   Ｋ＋□１＋２・ＤＫＢ−ＤＫｏ＋２　Ｙ、　−Ｙ２ によって算出し、Ｋ＝０．１，２．・・・について算出
   したＸＫ＋２　の値を、真直度誤差の二乗平均値が最小
   となるよう演算してめたＸｌおよびＹ□。 Ｙ２に関係する数値によって補正して前記案内面の真直
   度を推定・算出し、この位置における前記測定対象物の
   真直度ＹＫ＋２　および移動による前後方向の縦ゆれ量
   θ　をそれぞれ に＋２ ＹＫ＋２　−−ＸＫ＋２　十ＤＫ＋１ θ　−ＸＫ＋２　”Ｋ＋３　十ＤＫ＋２ＢＫ＋２　：　
   −一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一−によ
   って算出し、θ　のＸＫ関する増加分にに＋２ 関係する数値によって前記案内面の真直度形状及び測定
   対象物の真直度形状を補正拳算出することを／）”＃徴
   とする真直度測定方法。