JP6171259B1 - 表面形状測定装置及び表面形状測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、円柱状(円板状又は円筒状でも可)のワーク9の真円度を測定する真円度測定装置10の概略図であり、図2は、真円度測定装置10の上面図である。この真円度測定装置10は、本発明の表面形状測定装置に相当する。
図4は、図2中の4−4線に沿うエアベアリング12の断面図である。図5は、図4に示したエアベアリング12の一部の拡大図である。図4及び図5に示すように、エアベアリング12は、ケース30と、ステータ31(支持部)と、ロータ32と、上板33と、下板34と、ケレー35と、トルク伝達軸36と、ケレーピン37と、ボール38と、を備えている。
図6は、データ処理装置19の構成を示すブロック図である。図6に示すように、データ処理装置19のCPU(Central Processing Unit)又はFPGA(field-programmable gate array)を含む各種の演算回路及びメモリは、変位検出信号取得部51、重量検出信号取得部52、測定データ生成部53、駆動制御部54、及び記憶部55として機能する。
次に、図9を用いて上記構成の真円度測定装置10によるワーク9の真円度測定処理(表面形状測定方法)について説明を行う。ここで図9は、真円度測定装置10によるワーク9の真円度測定処理の流れを示すフローチャートである。
以上のように、本実施形態の真円度測定装置10は、重量センサ25を備えているので、テーブル13上に載置されたワーク9の重量を検出することができる。これにより、ワーク9の重量に応じて補正された測定データSDを生成すると共に、ワーク9の重量に応じた駆動パラメータでモータ14を駆動することができる。その結果、ワーク9の真円度の測定精度を簡単に向上させることができる。
図10(A),(B)は、本発明の第2実施形態の真円度測定装置10Aを説明するための説明図である。上記第1実施形態の真円度測定装置10では、測定対象部分の形状中心の位置と重心の位置とが一致する円柱状のワーク9の真円度を測定している。これに対して、図10(A),(B)に示すように、第2実施形態の真円度測定装置10Aでは、例えばクランクシャフトのような測定対象部分の形状中心の位置と重心Gの位置とが異なるワーク9Aの真円度を測定する。
次に、図13を用いて第2実施形態の真円度測定装置10Aによるワーク9Aの真円度測定処理(表面形状測定方法)について説明を行う。ここで図13は、第2実施形態の真円度測定装置10Aによるワーク9Aの真円度測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップS1からステップS5までの処理は、既述の図9に示した第1実施形態と基本的に同じであるので、具体的な説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態の真円度測定装置10B(図14参照)について説明を行う。上記各実施形態の真円度測定装置10,10Aでは、ベース11の脚部21内に重量センサ25を設けているが、第3実施形態の真円度測定装置10Bでは、重量センサ25を設ける位置を変更している。
次に、本発明の第4実施形態の真円度測定装置10C(図17参照)について説明を行う。上記各実施形態では、重量センサ25を用いてテーブル13上に載置されたワーク9(ワーク9A)の重量を検出しているが、第4実施形態の真円度測定装置10Cでは他の方法を用いてワーク9の重量を検出する。
図19は、ワーク9に対して検出器18を回転させる他実施形態の真円度測定装置の概略図である。上記各実施形態では、検出器18を固定した状態でワーク9(ワーク9A)を回転させてワーク9の真円度を測定する真円度測定装置10等を例に挙げて説明したが、図19に示すように、ワーク9を固定した状態で検出器18をワーク9の中心軸周りに回転させることでワーク9の真円度を測定する真円度測定装置にも本発明を適用することができる。
Claims (9)
- 測定子の変位を検出する検出器と、ベースと、前記ベースに設けられ、ワークを前記検出器に対して相対回転させる相対移動部と、を備え、前記ワークに対して前記測定子を当接させた状態で、前記相対移動部により前記ワークを前記検出器に対して相対回転させながら、前記検出器で前記測定子の変位を検出した結果に基づき、前記ワークの表面形状を測定する表面形状測定装置において、
前記ベースの下面において前記相対移動部の回転軸の軸周りに同一円周上に等間隔で設けられ、前記ベースを水平な姿勢で維持する複数の脚部と、
前記ワークの重量を検出する重量検出部であって、且つ前記複数の脚部にそれぞれ設けられている重量検出部と、
を備える表面形状測定装置。 - 前記相対移動部は、
前記ワークが載置された被回転体と、空気層を介して前記被回転体を回転自在に支持する支持部と、を有するエアベアリングと、
前記被回転体を回転させる回転駆動部と、
を備える請求項1に記載の表面形状測定装置。 - 測定子の変位を検出する検出器と、ワークを前記検出器に対して相対回転させる相対移動部と、を備え、前記ワークに対して前記測定子を当接させた状態で、前記相対移動部により前記ワークを前記検出器に対して相対回転させながら、前記検出器で前記測定子の変位を検出した結果に基づき、前記ワークの表面形状を測定する表面形状測定装置において、
前記ワークの重量を検出する重量検出部を備え、
前記相対移動部は、
前記ワークが載置された被回転体と、空気層を介して前記被回転体を回転自在に支持する支持部と、を有するエアベアリングであって、前記支持部に形成され且つ前記被回転体の回転軸に対して垂直な第1面と、前記被回転体に形成され且つ前記第1面に対向する第2面との間に前記空気層が形成されているエアベアリングと、
前記被回転体を回転させる回転駆動部と、
を備え、
前記重量検出部は、前記第1面と前記第2面との間の隙間の大きさを検出した検出結果に基づき、前記ワークの重量を検出する表面形状測定装置。 - 前記検出器の検出結果と、前記重量検出部が検出した前記ワークの重量とに基づき、前記ワークの表面形状を示す測定データであって且つ当該ワークの重量に応じて補正した前記測定データを生成する測定データ生成部を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の表面形状測定装置。
- 前記重量検出部は、前記被回転体の回転軸の軸周りに複数設けられており、
前記検出器の検出結果と、複数の前記重量検出部による前記被回転体の回転位置ごとの検出結果とに基づき、前記ワークの表面形状を示す測定データであって且つ前記回転位置ごとの検出結果に応じて前記回転位置ごとに補正した前記測定データを生成する測定データ生成部を備える請求項2に記載の表面形状測定装置。 - 前記重量検出部が検出した前記ワークの重量と、前記ワークの重量に応じて予め定められた前記相対移動部の駆動パラメータとに基づいて、前記相対移動部の駆動を制御する駆動制御部を備える請求項1から5のいずれか1項に記載に表面形状測定装置。
- 測定子の変位を検出する検出器の前記測定子をワークに対して当接させた状態で、ベースに設けられた相対移動部により前記ワークを前記検出器に対して相対回転させながら、前記検出器で前記測定子の変位を検出した結果に基づき、前記ワークの表面形状を測定する表面形状測定方法において、
前記ベースの下面には、前記相対移動部の回転軸の軸周りに同一円周上に等間隔で設けられた複数の脚部であって、且つ前記ベースを水平な姿勢で維持する複数の脚部を備え、
前記複数の脚部にそれぞれ設けられている重量検出部により、前記ワークの重量を取得する重量取得ステップと、
前記検出器の検出結果と、前記重量取得ステップで取得した前記ワークの重量とに基づき、前記ワークの表面形状を示す測定データであって且つ当該ワークの重量に応じて補正した前記測定データを生成する測定データ生成ステップと、
を有する表面形状測定方法。 - 前記相対移動部は、
ベースに設けられたエアベアリングであって、且つ前記ワークが載置された被回転体と、空気層を介して前記被回転体を回転軸を中心に回転自在に支持する支持部と、を有するエアベアリングと、
前記被回転体を回転させる回転駆動部と、を備える請求項7に記載の表面形状測定方法。 - 測定子の変位を検出する検出器の前記測定子をワークに対して当接させた状態で、相対移動部により前記ワークを前記検出器に対して相対回転させながら、前記検出器で前記測定子の変位を検出した結果に基づき、前記ワークの表面形状を測定する表面形状測定方法において、
前記相対移動部は、
前記ワークが載置された被回転体と、空気層を介して前記被回転体を回転自在に支持する支持部と、を有するエアベアリングであって、前記支持部に形成され且つ前記被回転体の回転軸に対して垂直な第1面と、前記被回転体に形成され且つ前記第1面に対向する第2面との間に前記空気層が形成されているエアベアリングと、
前記被回転体を回転させる回転駆動部と、
を備え、
前記第1面と前記第2面との間の隙間の大きさを検出した検出結果に基づき、前記ワークの重量を取得する重量取得ステップと、
前記検出器の検出結果と、前記重量取得ステップで取得した前記ワークの重量とに基づき、前記ワークの表面形状を示す測定データであって且つ当該ワークの重量に応じて補正した前記測定データを生成する測定データ生成ステップと、
を有する表面形状測定方法。
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