JP7360591B2 - ワークの径測定方法及び真円度測定機 - Google Patents
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Description
図1は、真円度測定機10の外観斜視図である。なお、図中の互いに直交するXYZ方向の中でXY方向は水平方向であり且つZ方向は上下方向(高さ方向)である。図1に示すように、真円度測定機10は、円筒状、円柱状、及び円板状等の周面を有するワークWの真円度及び直径を測定する他に、大径のワークWの外周面の直径(外径)の測定を行う。以下、本実施形態では、真円度測定機10による大径の円筒状のワークWの外周面の直径測定について具体的に説明し、ワークWの真円度測定については公知技術であるので具体的な説明は省略する。
制御装置30は、不図示の記憶部に記憶されている不図示の制御プログラムを実行することで、回転テーブル14の回転中心CPの位置の測定を行う回転中心測定部40及びワークWの外周面の直径の測定を行う径測定部50として機能する。なお、制御装置30の「~部」として説明するものは「~回路」、「~装置」、又は「~機器」であってもよい。すなわち、「~部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。
回転中心測定部40は、プレ検出制御部42、プレ検出信号取得部44、及び回転中心演算部46として機能する。
径測定部50は、検出制御部52、検出信号取得部54、及び径演算部56として機能する。
<回転中心の位置測定>
図10は、本発明の径測定方法に係る回転テーブル14の回転中心CPの位置の測定処理の流れを示すフローチャートである。図10に示すように、オペレータは、最初に回転テーブル14上に基準器MR及びワークWを載置する(ステップS1)。なお、ワークWの載置は、回転中心CPの位置の測定完了後であってもよい。次いで、オペレータは、検出器24及び回転中心調整機構26等を用いた公知の手法で基準器MRの中心と回転中心CPとの概略の位置合わせを行う(ステップS2)。既述の図6及び図7で説明したように、回転中心CPと基準器MRの中心との厳密な位置合わせは不要なため、オペレータの手間を減らし且つ測定時間を短縮させることができる。
図11は、本発明の径測定方法に係るワークWの直径Dの測定処理の流れを示すフローチャートである。図11に示すように、オペレータは、回転中心CPの位置の測定結果に基づき、検出器24及び回転中心調整機構26等を用いた公知の手法でワークWの中心と回転中心CPとの位置合わせを行う(ステップS15、本発明の位置合わせステップに相当)。
以上のように本実施形態では、基準器MRを用いて第1検出制御及び第2検出制御を実行することで、回転テーブル14の回転中心CPに対する基準器MRの中心の偏心の有無に関わらず、回転中心CPの位置を測定することができる。これにより、ワークWの中心と回転中心CPとの位置合わせが可能になるので、測定子28をワークWの1つの検出点に接触させた状態で回転テーブル14を1回転させるだけでワークWの直径Dを測定することができる。すなわち、従来のようにワークWの対向する2つの検出点に測定子28を接触させる必要が無くなる。その結果、マスターピース及び長ストロークの水平アーム20を用いることなく大径のワークWの径測定を行うことができる。
図12は、外周面の断面形状が凹状のワークWの直径測定を説明するための説明である。上記実施形態ではワークWの外周面の断面形状が平面状に形成されているが、図12に示すように外周面にその周方向に沿って凹状の溝100が形成されている場合もあり、このような溝100の底面の直径Dの測定に本発明を適用可能である。この場合の真円度測定機10は、測定子28の代わりに測定子102を備える点を除けば上記実施形態と基本的に同じ構成である。このため、上記実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
図13は、ワークWの一部を基準器MRとして利用することで、基準器MRを別途設けることなくワークWの直径測定を行う例を説明するための説明図である。図13に示すように、ワークWが円筒状に形成されている場合、すなわちワークWが直径測定対象の外周面(本発明の第1周面に相当)と同心円状の内周面(本発明の第2周面に相当)を有する場合には、基準器MRの周面としてワークWの内周面を利用することができる。
上記各実施形態では、円筒状のワークWの外周面の直径(外径)を測定しているが、円柱のワークWの外周面の直径(外径)を測定したり或いは円筒状のワークWの内周面の直径(内径)を測定したり、多重円筒構造のワークWの任意の周面の直径又は半径を測定したりなどの各種形状のワークWの周面(ワークWの一部が周面である場合も含む)の直径の測定に本発明を適用することができる。また、各周面の直径の測定と共に或いは直径の測定に代えて各周面の半径の測定を行ってもよい。
12 ベース
14 回転テーブル
15 モータ
16 コラム
18 キャリッジ
20 水平アーム
22 検出器ホルダ
24 検出器
26 回転中心調整機構
28 測定子
28a 先端球
28b、28c 先端
30 制御装置
32 操作部
34 位置検出部
36 表示部
40 回転中心測定部
42 プレ検出制御部
44 プレ検出信号取得部
46 回転中心演算部
50 径測定部
52 検出制御部
54 検出信号取得部
56 径演算部
100 溝
102 測定子
102a 先端部
A,B,C 平均値
CP 回転中心
CS 先端部中心
MR 基準器
R 概略半径
W ワーク
XL 一方向側
XR 他方向側
Claims (5)
- テーブルに載置されたワークの周面に対して検出器の測定子を接触させた状態で前記ワークと前記検出器とを回転中心の周りに相対回転させる真円度測定機による前記ワークの径測定方法において、
前記テーブルに載置された未校正の基準器の周面に対して前記測定子の変位方向の一方向側から前記測定子が接触した状態で前記基準器と前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第1検出ステップと、
前記基準器の周面に対して前記変位方向の他方向側から前記測定子が接触した状態で前記基準器と前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第2検出ステップと、
前記第1検出ステップ及び前記第2検出ステップで検出された前記測定子の位置に基づき、前記回転中心の位置を演算する回転中心演算ステップと、
前記ワークに対して前記他方向側から前記測定子を接触させた状態で前記ワークと前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第3検出ステップと、
前記第1検出ステップ、前記第2検出ステップ、及び前記第3検出ステップで検出された前記測定子の位置に基づき、前記ワークの周面の径を演算する径演算ステップと、
を有するワークの径測定方法。 - 前記テーブルを回転させることで前記基準器と前記検出器とが前記回転中心の周りに相対回転され、
前記第1検出ステップで検出された前記検出器の位置の平均値をAとし、前記第2検出ステップで検出された前記検出器の位置の平均値をBとした場合において、前記回転中心演算ステップでは、前記回転中心の位置CPを数式[CP=A+(B-A)/2=(A+B)/2]により演算する請求項1に記載のワークの径測定方法。 - 前記テーブルを回転させることで前記ワークと前記検出器とが前記回転中心の周りに相対回転され、
前記第3検出ステップで検出された前記検出器の位置の平均値をCとし、前記測定子の先端球の直径をEとした場合に、前記径演算ステップは、前記ワークの概略半径Rを数式[R=C-(A+B)/2]により演算し、前記ワークの周面の径Dを数式[D=(R-E/2)×2]により演算する請求項2に記載のワークの径測定方法。 - 前記ワークが、前記ワークの周面となる第1周面と、前記第1周面と同心円状の第2周面と、を有する場合において、前記基準器の周面として前記第2周面を用いる請求項1から3のいずれか1項に記載のワークの径測定方法。
- テーブルに載置されたワークの周面に対して検出器の測定子を接触させた状態で前記ワークと前記検出器とを回転中心の周りに相対回転させる真円度測定機において、
前記テーブルに載置された未校正の基準器の周面に対して前記検出器の変位方向の一方向側から前記測定子が接触した状態で前記基準器と前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第1検出制御部と、
前記基準器の周面に対して前記変位方向の他方向側から前記測定子が接触した状態で前記基準器と前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第2検出制御部と、
前記第1検出制御部及び前記第2検出制御部が検出した前記測定子の位置に基づき、前記回転中心の位置を演算する回転中心演算部と、
前記ワークに対して前記他方向側から前記測定子を接触させた状態で前記ワークと前記検出器とを前記回転中心の周りに相対回転させながら、前記測定子の位置を検出する第3検出制御部と、
前記第1検出制御部、前記第2検出制御部、及び前記第3検出制御部が検出した前記測定子の位置に基づき、前記ワークの周面の径を演算する径演算部と、
を備える真円度測定機。
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