JP7402708B2 - テーパー形状ワークの心水平出し調整方法 - Google Patents

Description

本発明はテーパー形状ワークの心水平出し調整方法に関する。

形状測定装置として真円度測定装置が知られている（特許文献１、２）。真円度測定装置は、回転機構を有し、円柱あるいは円筒形状のワークの外径あるいは内径の変化を精密に測定する機能を有する。

真円度測定機において、ワークの真円度あるいは円筒度の測定等を行なう前には、必ずワークの心水平出しを行なわなければならない。心水平出しの調整においては、まず、円柱あるいは円筒形のワークにおいて異なる高さで真円度測定を行なう。そして、取得された各円の中心位置からワークの中心軸を求める。求まったワークの中心軸が回転テーブルの回転中心軸に重なるように（一致するように）回転テーブルの心水平出しを行なう。

特許５２９２５６４号 特開２０１２－１４５４９２号 ＵＳ１０２３９１７７

ここで、ワークが円柱や円筒形状の場合であればワークが傾いていたとしても、異なる高さにおいて真円度測定したときに取得される測定結果は傾いている方向に両側が等しく延びた楕円形状になる。それら楕円から求まる中心位置は本来の円の中心位置と同じであり、ズレは生じない。したがって、ワークが円柱や円筒形状の場合、ワークが傾いていたとしても、正しくワークの中心軸を求めることができ、心水平出しができる。

しかしながら、ワークが裁頭円錐形のようなテーパー形状の場合には側面に傾斜があるため、事情が違ってくる。
テーパー形状ワークが傾いた状態にあるとして、異なる高さで真円度測定をして測定結果を得るとする。このとき、取得されるデータは両側が等しく延びた楕円ではなく、傾いている方向では内側に小さく、逆方向は外側に大きくなった楕円形状になる。その楕円から求まる中心位置は本来の円の中心位置とは同じではなく、ズレが生じてしまう。そのため、異なる高さで真円度測定したときに得られる複数の楕円から中心線を求めようとしてもワークの中心線を正しく求めることができず、テーパー形状ワークの心水平出しが適切にできないという問題があった。

なお、特許文献３には、頂部がアーチ状であるテーパー形状のワークに対し、アーチ状の頂部の形状をＸＺ面内とＹＺ面内とで測定し、得られた形状データをワークの設計値と対比することでワークの傾きおよび位置を調整する方法が開示されている。
しかし、設計上は頂部がアーチ形状だとしても、測定対象のワークの頂部のアーチが中心線に関して正確に対称（回転対称）に加工されているとは限らないはずであり、同心度／同軸度を測定したい測定対象たるワークに対して的確な心水平出しになっていない恐れがある。

本発明の目的は、テーパー形状ワークに対して心水平出しを簡便かつ正確に行なうことができるテーパー形状ワークの心水平出し調整方法を提供することにある。

本発明のテーパー形状ワークの心水平出し調整方法は、
裁頭円錐形状であるテーパー形状ワークを回転テーブルに設置し、前記テーパー形状ワークの心水平出しをするテーパー形状ワークの心水平出し調整方法であって、
前記回転テーブルの回転軸に平行な軸をＺ軸とし、前記回転テーブルの回転軸に直交する軸をＸ軸とするとき、
当該テーパー形状ワークの心水平出し調整方法は、
前記テーパー形状ワークを前記回転テーブルに設置するワーク設置工程と、
０°位置、９０°位置、１８０°位置および２７０°位置のそれぞれの角度位置において、プローブを前記Ｘ軸に沿った方向から前記テーパー形状ワークの表面にアプローチするとともに、前記プローブと前記テーパー形状ワークとを前記Ｚ軸に沿って予め設定されたＺ座標の始点からＺ座標の終点まで相対移動させる形状データ取得工程と、
前記０°位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを０°位置形状データとし、
前記９０°位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを９０°位置形状データとし、
前記１８０°位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを１８０°位置形状データとし、
前記２７０°位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを２７０°位置形状データとするとき、
前記０°位置形状データと、前記９０°位置形状データと、前記１８０°位置形状データと、前記２７０°位置形状データと、に基づき、前記テーパー形状ワークの心水平出し調整を行なう調整工程と、を備える
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態では、
前記調整工程は、
前記０°位置形状データを仮想的に延長した直線である０°仮想線を求め、前記１８０°位置形状データを仮想的に延長した直線である１８０°仮想線を求め、前記０°仮想線と１８０°仮想線との角の二等分線を前記回転テーブルの回転軸に一致させる第１調整工程と、
前記９０°位置形状データを仮想的に延長した直線である９０°仮想線を求め、前記２７０°位置形状データを仮想的に延長した直線である２７０°仮想線を求め、前記９０°仮想線と２７０°仮想線との角の二等分線を前記回転テーブルの回転軸に一致させる第２調整工程と、を備える
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記調整工程は、
測定対象物であるテーパー形状ワークの設計データに基づいて、前記テーパー形状ワークを心水平出しした状態で前記回転テーブルに理想的にセットしたときの理想モデルを構築する理想モデル構築工程と、
前記理想モデルに対して０°位置、９０°位置、１８０°位置および２７０°位置のそれぞれの角度位置の輪郭形状データとして、０°位置理想形状データ、９０°位置理想形状データ、１８０°位置理想形状データ、２７０°位置理想形状データを算出し、前記０°位置理想形状データ、９０°位置理想形状データ、１８０°位置理想形状データおよび２７０°位置理想形状データからなるデータを理想モデルデータとする理想モデルデータ算出工程と、
０°位置形状データ、９０°位置形状データ、１８０°位置形状データおよび２７０°位置形状データからなる実測データを前記理想モデルデータに対比して、前記実測データと前記理想モデルデータとの誤差を少なくする回転量と平行移動量とを算出するフィッティング工程と、
算出された前記回転量および前記平行移動量に基づいて前記テーパー形状ワークの心水平出しをするように前記回転テーブルを駆動する調整駆動工程と、を備える
ことが好ましい。

真円度測定装置の外観図である。 回転テーブルを上から（Ｚ軸の正側）から見た図である。 テーパー形状ワークの心水平出し調整方法の全体手順を示すフローチャートである。 形状データ取得工程の手順を示すフローチャートである。 調整工程の手順を示すフローチャートである。 ０°位置形状データ取得工程を実行している様子を例示した図である。 ０°位置形状データＤ０、９０°位置形状データＤ９０、１８０°位置形状データＤ１８０、２７０°位置形状データＤ２７０の関係を例示した図である。 テーパー形状ワークがＸ軸方向に傾斜した姿勢の場合に取得される位置形状データを例示した図である。 テーパー形状ワークがＹ軸方向に傾斜した姿勢の場合に取得される位置形状データを例示した図である。 テーパー形状ワークがＸ軸方向にもＹ軸方向にも傾斜した姿勢の場合に取得される位置形状データを例示した図である。 第１調整工程に必要となる角の二等分線Ｂｘｚを求める様子を例示した図である。 第２実施形態における調整工程の手順を示すフローチャートである。

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明は、テーパー形状ワークの心水平出し調整方法に関するものであるが、その前提として、まず真円度測定装置の構成を簡単に説明しておく。

図１は、真円度測定装置１００の外観図である。
図中に、マシン座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を併記した。

真円度測定装置１００は、測定機本体部２００と、ホストコンピュータ１１０と、操作部１２０と、モーションコントローラ１３０と、を備える。

測定機本体部２００は、基台２１０と、回転テーブル２２０と、座標測定部３００と、を備える。

回転テーブル２２０は、回転駆動部２２１と、載物台２２３と、を備える。
回転駆動部２２１は基台２１０上に設置され、円板状の載物台２２３を回転させる。回転駆動部２２１の側面には調整用つまみ２２２が周方向に９０度間隔で配置されている。調整用つまみ２２２を操作することにより載物台２２３の位置および姿勢を調整できるようになっており、これにより、載物台２２３のワークの心出しおよび水平出しができるようになっている。

図２は、回転テーブル２２０を上から（Ｚ軸の正側）から見た図である。
いま、４つの調整用つまみを０°位置から９０°間隔で順に、ＣＸ調整つまみ２２２ＣＸ、ＣＹ調整つまみ２２２ＣＹ、ＬＸ調整つまみ２２２ＬＸ、ＬＹ調整つまみ２２２ＬＹ、とする。
ＣＸ調整つまみ２２２ＣＸは、載物台２２３をＸ軸方向に進退させる移動軸の調整つまみである。ＣＹ調整つまみ２２２ＣＹは、載物台２２３をＹ軸方向に進退させる移動軸の調整つまみである。すなわち、ＣＸ調整つまみ２２２ＣＸとＣＹ調整つまみ２２２ＣＹとは心出し用の移動軸調整つまみである。

ＬＸ調整つまみ２２２ＬＸは、載物台２２３をＸ軸中心に回転させる回転軸の調整つまみである。ＬＹ調整つまみ２２２ＬＹは、載物台２２３をＹ軸中心に回転させる回転軸の調整つまみである。すなわち、ＬＸ調整つまみ２２２ＬＸとＬＹ調整つまみ２２２ＬＹとは水平出し用の移動軸調整つまみである。

なお、回転駆動部２２１には、ＣＸ軸、ＣＹ軸、ＬＸ軸、ＬＹ軸のそれぞれに対応したモータが内蔵されており、モーションコントローラ１３０からの制御信号によって電動駆動されるようになっている。

座標測定部３００は、Ｚ軸コラム３１０と、Ｚスライダ３２０と、Ｘアーム３３０と、プローブホルダ３４０と、プローブ３５０と、を備える。

Ｚ軸コラム３１０は、Ｚ軸に平行に基台２１０上に立設されている。Ｚスライダ３２０は、Ｚ方向（上下方向）に移動可能にＺ軸コラム３１０に設けられている。
Ｘアーム３３０は、Ｘ方向に進退可能にＺスライダ３２０に支持されている。
プローブホルダ３４０はＬ字型の部材であって、プローブホルダ３４０の基端はＸアーム３３０の先端に取り付けられ、プローブホルダ３４０の先端にはプローブ３５０が取り付けられている。

プローブ３５０は、てこ式電気マイクロメータであり、プローブホルダ３４０の先端に取り付けられている。プローブ３５０は、スタイラス３６０を有し、スタイラス３６０の先端には測定対象物に接触する測定子３６１が設けられている。
スタイラス３６０は、先端をＸ軸方向に変位させることができるように傾動可能に設けられている。ここでは、てこ式電気マイクロメータを用いたが、プローブ３５０としては平行移動式の電気マイクロメータでもよいし、その他既存のプローブを利用できる。

なお、スタイラス３６０の角度、Ｘアーム３３０の進退量、および、Ｚスライダ３２０の位置（昇降量）は、それぞれエンコーダ（不図示）で検出される。

ホストコンピュータ１１０は、ＣＰＵ（中央処理装置）や所定プログラムを格納したＲＯＭ、ＲＡＭを有するいわゆるコンピュータ端末であって、モーションコントローラ１３０に所定の動作指令を与えるとともに、測定機本体部２００で取得されたデータに基づいて測定対象物Ｗの形状解析等の演算処理を実行する。また、ホストコンピュータ１１０には、後述する心水平出し調整方法を実行するためのプログラム（テーパー形状ワーク用の心水平出し調整プログラム）が格納されていて、このプログラムの実行によって真円度測定装置が自動的にテーパー形状ワークの心水平出しを行なう。

ホストコンピュータに与えるプログラム（テーパー形状ワーク用の心水平出し調整プログラム）の供給方法は限定されない。プログラムを記録した（不揮発性）記録媒体をコンピュータに直接差し込んでプログラムをインストールしてもよく、記録媒体の情報を読み取る読取装置をコンピュータに外付けし、この読取装置からコンピュータにプログラムをインストールしてもよく、インターネット、ＬＡＮケーブル、電話回線等の通信回線や無線によってコンピュータに供給されてもよい。

ホストコンピュータ１１０は、モニタ１１２やキーボード、マウスを介して入出力インターフェースをユーザに提供する。操作部１２０は、操作レバーや操作ボタンを有し、手動操作によってモーションコントローラ１３０に動作指令を与える。モーションコントローラ１３０は、測定機本体部２００の駆動制御を実行する。

測定対象物の形状測定（例えば真円度測定）にあたっては、測定子３６１を測定対象物の表面に当接させた状態で回転テーブル２２０を回転駆動させる。すると、測定子３６１が測定対象物の表面を走査（トレース）する。すなわち、回転テーブル２２０の回転駆動で測定対象物が回転する際、測定対象物の半径変化に応じて測定子３６１がＸ軸方向に変位する。具体的には、測定対象物の半径変化に応じてＸアーム３３０が進退し、これによって測定子３６１がＸ軸方向に変位し、測定子３６１が測定対象物の表面に追従する。回転テーブル２２０が一周したところでＺスライダ３２０を上方または下方に移動させ、測定対象物の周方向の走査を繰り返す。スタイラス３６０の角度、Ｘアーム３３０の位置、および、Ｚスライダ３２０の位置をそれぞれエンコーダ（不図示）で検出し、測定子３６１の変位量を測定データとして得る。測定データに基づいて測定対象物の形状解析、すなわち、真円度、円筒度の解析が行われる。

（心水平出し調整方法）
さて、実際のワークの形状測定の前に、その事前準備として、「心水平出し」が必要である。
以下、ワークが裁頭円錐形であるテーパー形状である場合に適用できる心水平出し調整方法を説明する。
図３、図４、図５は、本実施形態の調整方法の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って順に説明していく。

図３は、本実施形態の調整方法の全体の手順を示すフローチャートである。
まず、形状測定の対象であるテーパー形状ワークを回転テーブル２２０の載物台２２３に載せる（ＳＴ１００）。テーパー形状ワークを回転テーブル２２０の載物台２２３に載置するにあたっては、できる限り、載物台２２３の中央にテーパー形状ワークを置き、さらに、載物台２２３の回転中心とテーパー形状ワークの底面の中心とが一致するようにする。オペレータが目算で４つの調整用つまみ２２２を手動操作して、できるだけ、回転テーブル２２０の回転軸Ａｒとテーパー形状ワークの中心軸線Ａｃとが一致するように調整してもよい。

テーパー形状ワークは、裁頭円錐形である。
テーパー形状ワークは、例えば工業製品の部品であって、所定の設計データ（例えばＣＡＤデータ）に基づいて工作機械で加工されたものである。テーパー形状ワークは、設計データ通りに正確に作られていれば、上面と底面とは互いに平行であり、テーパーである側面を異なる高さで真円度測定すれば、個々の円は真円であり、かつ、それらは互いに同心円となっているはずである。
ただし、加工誤差がある。
加工誤差があるので、上面と底面とが完全に平行であるとも限らないし、中心軸線Ａｃと底面とが直交しているとも限らないし、中心軸線Ａｃと上面とが直交しているとも限らない。
加工誤差が公差内におさまっているかを真円度測定装置で検査するわけである。
テーパー形状ワークが実際の製品のなかでどのような役割を果たすかにもよるが、本実施形態としては、テーパーである側面を異なる高さで真円度測定したときの同心度／同軸度が公差内に入っているかを検査したいとする。
上面や底面が中心軸線Ａｃとなす角については重視しないとする。

次に、ＳＴ２００において、形状データ取得工程を行なう。
形状データ取得工程（ＳＴ２００）は、図４のフローチャートに示されるように、４つの工程からなる。
すなわち、０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）と、９０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２２０）と、１８０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２３０）と、２７０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２４０）と、からなる。

０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）は次のように実行される。
図６は、０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）を実行している様子を例示した図である。
０°位置形状データＤ０とは、回転テーブル２２０の０°位置において、プローブ３５０をテーパー形状ワークの側面に接触させながらプローブ３５０をＺ方向に直動させたときに取得されるテーパー形状ワーク側面の輪郭形状データのことである。
まず、回転テーブル２２０の角度位置を０°にセットする。さらに、Ｚスライダ３２０の高さを予め設定されたＺ座標の始点にセットする。そして、Ｘアーム３３０を前進させて、プローブ３５０の測定子３６１をテーパー形状ワークの側面に接触させる。続いて、測定子３６１とテーパー形状ワークの側面との接触を保つようにＸアーム３３０を進退させながら、Ｚスライダ３２０を上昇させていく。Ｚスライダ３２０の高さが予め設定されたＺ座標の終点にきたところで、０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）が終了である。この０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）において、Ｚスライダ３２０の位置とＸアーム３３０の位置とにより、回転テーブル２２０の０°位置におけるテーパー形状ワーク側面の輪郭形状データが取得される。

９０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２２０）にあたっては、回転テーブル２２０を０°位置から９０°回転させて、回転テーブル２２０を９０°にセットする。このあとの手順は０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２１０）と同じなのであって、プローブ３５０をＺ方向に直動させて９０°位置形状データＤ９０を取得する。

回転テーブル２２０を９０°ずつ回転させて、１８０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２３０）、２７０°位置形状データ取得工程（ＳＴ２４０）、を順に実行する。これにより、１８０°位置形状データＤ１８０、２７０°位置形状データＤ２７０を順に取得していく。図７は、０°位置形状データＤ０、９０°位置形状データＤ９０、１８０°位置形状データＤ１８０、２７０°位置形状データＤ２７０の位置関係を示した図である。このように４つの形状データＤ０－Ｄ２７０を取得したところで、形状データ取得工程（ＳＴ２００）は終了である。

ここで、形状データ取得工程（ＳＴ２００）で取得される形状データＤ０－Ｄ２７０について考えてみる。例えば、回転テーブル２２０の回転軸Ａｒに対してテーパー形状ワークの中心線ＡｃがＸ軸方向に倒れていたとする。
ここでは、水平方向のずれは考えないことにする。この場合、得られる４つの形状データＤ０－Ｄ２７０は図８のようになるはずである。すなわち、９０°位置形状データＤ９０と２７０°位置形状データＤ２７０とはほぼ一致する。

これに対し、０°位置形状データＤ０と１８０°位置形状データＤ１８０との間にはズレが生じる。逆に考えると、０°位置形状データＤ０と１８０°位置形状データＤ１８０との間にズレが生じているということは、テーパー形状ワークの中心線ＡｃがＸ軸方向に傾斜しているということがわかる。

例えば、テーパー形状ワークの中心線ＡｃがＹ軸方向に傾斜している場合、得られる４つの形状データＤ０－Ｄ２７０は図９のようになるはずである。すなわち、０°位置形状データＤ０と１８０°位置形状データＤ１８０とはほぼ一致する。これに対し、９０°位置形状データＤ９０と２７０°位置形状データＤ２７０との間にはズレが生じる。逆に考えると、９０°位置形状データＤ９０と２７０°位置形状データＤ２７０との間にズレが生じているということは、テーパー形状ワークの中心線ＡｃがＹ軸方向に傾斜していることがわかる。

もちろん、図１０のように、０°位置形状データＤ０と、９０°位置形状データＤ９０と、１８０°位置形状データＤ１８０、２７０°位置形状データＤ２７０のすべてが互いにずれている場合には、テーパー形状ワークがＸ軸方向にもＹ軸方向にも傾斜しているということになる。

それでは、続いて、形状データ取得工程（ＳＴ２００）で取得した４つの形状データＤ０－Ｄ２７０に基づいて、テーパー形状ワークの心水平出しをする調整工程（ＳＴ３００）を実行する。
図５は、調整工程（ＳＴ３００）の手順を示す図である。
まず、０°位置形状データＤ０と１８０°位置形状データＤ１８０とを用いて、第１の調整工程を行なう（ＳＴ３４０）。第１の調整工程（ＳＴ３４０）により、載物台のＸ軸方向の位置（ＣＸ）と傾斜（ＬＸ）が調整される。

図１１は、第１調整工程に必要となる角の二等分線Ｂｘｚを求める様子を例示した図である。
まず、ＳＴ３１０において、０°位置形状データＤ０を仮想的に延長した直線である０°仮想線Ｖ０を求める。０°位置形状データＤ０は点列であるので、０°位置形状データＤ０を近似する直線（回帰直線）を求めて、それを延長すればよい。
続いて、ＳＴ３２０において、１８０°位置形状データＤ１８０を仮想的に延長した直線である１８０°仮想線Ｖ１８０を求める。そして、０°仮想線Ｖ０と１８０°仮想線Ｖ１８０とがなす角の二等分線Ｂｘｚを求める。
０°位置形状データＤ０と１８０°位置形状データＤ１８０とはＸＺ面内のデータであるから、０°仮想線Ｖ０と１８０°仮想線Ｖ１８０とがなす角の二等分線ＢｘｚもＸＺ面内になる。そして、第１調整工程（ＳＴ３４０）としては、角の二等分線Ｂｘｚが回転テーブル２２０の回転軸Ａｒに重なるように、載物台の傾斜および位置を調整する。ここでは、載物台のＸ軸方向の傾斜調整（ＬＸ）とともにＸ軸方向の変位調整（ＣＸ）を実行する。

次に、９０°位置形状データＤ９０と２７０°位置形状データＤ２７０とを用いて、第２の調整工程を行なう（ＳＴ３８０）。
第２の調整工程（ＳＴ３８０）により、載物台のＹ軸方向の位置（ＣＹ）と傾斜（ＬＹ）が調整される。
９０°位置形状データＤ９０を仮想的に延長した直線である９０°仮想線Ｖ９０を求め（ＳＴ３５０）、２７０°位置形状データＤ２７０を仮想的に延長した直線である２７０°仮想線Ｖ２７０を求める（ＳＴ３６０）。そして、ＳＴ３７０において、９０°仮想線Ｖ９０と２７０°仮想線Ｖ２７０とがなす角の二等分線Ｂｙｚを求める。
９０°位置形状データＤ９０と２７０°位置形状データＤ２７０とはＹＺ面内のデータであるから、９０°仮想線Ｖ９０と２７０°仮想線Ｖ２７０とがなす角の二等分線ＢｙｚもＹＺ面内になる。そして、第２調整工程（ＳＴ３８０）としては、角の二等分線Ｂｙｚが回転テーブル２２０の回転軸Ａｒに重なるように、載物台の傾斜および位置を調整する。ここでは、載物台のＹ軸方向の傾斜調整（ＬＹ）とともにＹ軸方向の変位調整（ＣＹ）を実行する。

第１調整工程（ＳＴ３４０）および第２調整工程（ＳＴ３８０）により、テーパー形状ワークの中心線Ａｃが回転テーブル２２０の回転軸Ａｒに一致し、すなわち、テーパー形状ワークの心水平出しができる。

なお、もともとのズレが大きいと、一回の調整（第１調整工程（ＳＴ３４０）および第２調整工程（ＳＴ３８０））だけでは心水平出しが完全ではない場合がある。そこで、形状データ取得工程（ＳＴ２００）と調整工程（ＳＴ３００）を複数回（例えば２回とか３回とか）ループさせることを終了条件（ＳＴ４００）に組み込んでおいてもよい。

本実施形態（テーパー形状ワークの心水平出し調整方法）のアルゴリズムを自動実行するようにプログラム（テーパー形状ワークの心水平出し調整プログラム）を組んでおけば、テーパー形状ワークに対して自動心水平出しが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態では、テーパー形状ワークを理想的に回転テーブル２２０に心水平出しした理想モデルの点群データ（ポイントクラウド）と、テーパー形状ワークを実測した実測データの点群データ（ポイントクラウド）と、を対比して、フィッティングによって調整を行なう。第２実施形態においてもワーク設置工程ＳＴ１００と形状データ取得工程（ＳＴ２００）とは第１実施形態と同じであり、第２実施形態では調整工程に違いがある。

第２実施形態における調整工程（ＳＴ４００）のフローチャートを図１２に示す。
調整工程（ＳＴ４００）は、理想モデル構築工程（ＳＴ４１０）と、理想モデルデータ算出工程（ＳＴ４２０）と、フィッティング工程（ＳＴ４３０）と、調整駆動工程（ＳＴ４４０）と、を有する。理想モデル構築工程（ＳＴ４１０）では、測定対象物であるテーパー形状ワークの設計データをもとにして、回転テーブル２２０上にテーパー形状ワークを心水平出しされた状態でセットしたモデルを構築する。

次に、理想モデルデータ算出工程（ＳＴ４２０）では、理想モデルに対して、仮想的に形状データ取得工程（ＳＴ２００）を行なう。つまり、理想モデルから０°位置、９０°位置、１８０°位置および２７０°位置の輪郭形状データを抽出する。
０°位置理想形状データＩＤ０、９０°位置理想形状データＩＤ９０、１８０°位置理想形状データＩＤ１８０および２７０°位置理想形状データＩＤ２７０からなるデータを理想モデルデータとする。

次に、形状データ取得工程（ＳＴ２００）で取得された実測データとしての０°位置形状データＤ０、９０°位置形状データＤ９０、１８０°位置形状データＤ１８０および２７０°位置形状データＤ２７０を呼び出し、この実測データを理想モデルデータに対比する。そして、実測データを理想モデルデータに位置合わせ（フィッティング）するのに最適な傾斜量と平行移動量をそれぞれ算出する（フィッティング工程ＳＴ７４３０）。

このようにして求まった傾斜量と平行移動量に基づいて回転テーブル２２０の載物台２２３を平行移動方向（ＣＸ、ＣＹ）および傾斜方向（ＬＸ、ＬＹ）に駆動させる。これにより、テーパー形状ワークの位置および姿勢が理想的に心水平出しされた状態に近づき、すなわち、テーパー形状ワークの心水平出しができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００…真円度測定装置、１１０…ホストコンピュータ、１１２…モニタ、１２０…操作部、１３０…モーションコントローラ、２００…測定機本体部、２１０…基台、２２０…回転テーブル、２２１…回転駆動部、２２３…載物台、３００…座標測定部、３１０…Ｚ軸コラム、３２０…Ｚスライダ、３３０…Ｘアーム、３３０…測定子、３４０…プローブホルダ、３５０…プローブ、３６０…スタイラス、３６１…測定子。

Claims (5)

1. 裁頭円錐形状であるテーパー形状ワークを回転テーブルに設置し、前記テーパー形状ワークの心水平出しをするテーパー形状ワークの心水平出し調整方法であって、
   前記回転テーブルの回転軸に平行な軸をZ軸とし、前記回転テーブルの回転軸に直交する軸をX軸とするとき、
   当該テーパー形状ワークの心水平出し調整方法は、
   前記テーパー形状ワークを前記回転テーブルに設置するワーク設置工程と、
   前記テーパー形状ワークを前記回転テーブルに載せたままの状態で前記回転テーブルを回転させて、0°位置、90°位置、180°位置および270°位置のそれぞれの角度位置において、プローブを前記X軸に沿った方向から前記テーパー形状ワークの表面にアプローチするとともに、前記プローブと前記テーパー形状ワークとを前記Z軸に沿って予め設定されたZ座標の始点からZ座標の終点まで相対移動させる形状データ取得工程と、
   前記0°位置、前記90°位置、前記180°位置、前記270°位置のそれぞれの角度位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを、それぞれ、0°位置形状データ、90°位置形状データ、180°位置形状データおよび270°位置形状データとし、
   前記0°位置形状データと、前記90°位置形状データと、前記180°位置形状データと、前記270°位置形状データと、に基づき、前記テーパー形状ワークの心水平出し調整を行なう調整工程と、を備える
   ことを特徴とするテーパー形状ワークの心水平出し調整方法。
2. 請求項1に記載のテーパー形状ワークの心水平出し調整方法において、
   前記調整工程は、
   前記0°位置形状データを仮想的に延長した直線である0°仮想線を求め、前記180°位置形状データを仮想的に延長した直線である180°仮想線を求め、前記0°仮想線と180°仮想線との角の二等分線を前記回転テーブルの回転軸に一致させる第1調整工程と、
   前記90°位置形状データを仮想的に延長した直線である90°仮想線を求め、前記270°位置形状データを仮想的に延長した直線である270°仮想線を求め、前記90°仮想線と270°仮想線との角の二等分線を前記回転テーブルの回転軸に一致させる第2調整工程と、を備える
   ことを特徴とするテーパー形状ワークの心水平出し調整方法。
3. 請求項1に記載のテーパー形状ワークの心水平出し調整方法において、
   前記調整工程は、
   測定対象物であるテーパー形状ワークの設計データに基づいて、前記テーパー形状ワークを心水平出しした状態で前記回転テーブルに理想的にセットしたときの理想モデルを構築する理想モデル構築工程と、
   前記理想モデルに対して0°位置、90°位置、180°位置および270°位置のそれぞれの角度位置の輪郭形状データとして、0°位置理想形状データ、90°位置理想形状データ、180°位置理想形状データ、270°位置理想形状データを算出し、前記0°位置理想形状データ、90°位置理想形状データ、180°位置理想形状データおよび270°位置理想形状データからなるデータを理想モデルデータとする理想モデルデータ算出工程と、
   0°位置形状データ、90°位置形状データ、180°位置形状データおよび270°位置形状データからなる実測データを前記理想モデルデータに対比して、前記実測データと前記理想モデルデータとの誤差を少なくする回転量と平行移動量とを算出するフィッティング工程と、
   算出された前記回転量および前記平行移動量に基づいて前記テーパー形状ワークの心水平出しをするように前記回転テーブルを駆動する調整駆動工程と、を備える
   ことを特徴とするテーパー形状ワークの心水平出し調整方法。
4. 回転軸を回転中心として回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルの回転軸に平行な軸をZ軸とし、前記回転テーブルの回転軸に直交する軸をX軸とするとき、プローブを前記X軸に平行な方向と前記Z軸に平行な方向に移動させる座標測定部と、
   前記回転テーブルおよび前記座標測定部の動作を制御するホストコンピュータ部と、を備えた真円度測定装置において、
   前記回転テーブルに設置されたテーパー形状ワークに対し、
   前記ホストコンピュータ部による前記回転テーブルおよび前記座標測定部の動作制御により、
   前記テーパー形状ワークを前記回転テーブルに載せたままの状態で前記回転テーブルを回転させて、0°位置、90°位置、180°位置および270°位置のそれぞれの角度位置において、前記プローブを前記X軸に沿った方向から前記テーパー形状ワークの表面にアプローチするとともに、前記プローブと前記テーパー形状ワークとを前記Z軸に沿って予め設定されたZ座標の始点からZ座標の終点まで相対移動させる形状データ取得工程と、
   前記0°位置、前記90°位置、前記180°位置、前記270°位置のそれぞれの角度位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを、それぞれ、0°位置形状データ、90°位置形状データ、180°位置形状データおよび270°位置形状データとし、
   前記0°位置形状データと、前記90°位置形状データと、前記180°位置形状データと、前記270°位置形状データと、に基づき、前記テーパー形状ワークの心水平出し調整を行なう調整工程と、を実行して、テーパー形状ワークの心水平出し調整を行う
   ことを特徴とする真円度測定装置。
5. 回転軸を回転中心として回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルの回転軸に平行な軸をZ軸とし、前記回転テーブルの回転軸に直交する軸をX軸とするとき、プローブを前記X軸に平行な方向と前記Z軸に平行な方向に移動させる座標測定部と、
   前記回転テーブルおよび前記座標測定部の動作を制御するホストコンピュータ部と、を備えた真円度測定装置の前記ホストコンピュータ部に、
   テーパー形状ワークが前記回転テーブルに設置されたままの状態で前記回転テーブルを回転させて、0°位置、90°位置、180°位置および270°位置のそれぞれの角度位置において、前記プローブを前記X軸に沿った方向から前記テーパー形状ワークの表面にアプローチするとともに、前記プローブと前記テーパー形状ワークとを前記Z軸に沿って予め設定されたZ座標の始点からZ座標の終点まで相対移動させる形状データ取得工程と、
   前記0°位置、前記90°位置、前記180°位置、前記270°位置のそれぞれの角度位置において前記プローブで取得された前記テーパー形状ワークの輪郭形状データを、それぞれ、0°位置形状データ、90°位置形状データ、180°位置形状データおよび270°位置形状データとし、
   前記0°位置形状データと、前記90°位置形状データと、前記180°位置形状データと、前記270°位置形状データと、に基づき、前記テーパー形状ワークの心水平出し調整を行なう調整工程と、を実行させて、テーパー形状ワークの心水平出し調整を行う
   ことを特徴とするテーパー形状ワーク用の心水平出し調整プログラム。

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