JPH0320612A - Rotary-body inspecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
《発明の分野）
この発明は、回転体外形の偏心量、真円度等を測定する
回転体検査装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a rotating body inspection device for measuring the eccentricity, roundness, etc. of the outer shape of a rotating body.
《発明の概要）
この発明は、回転体の半径方向の寸法変化を検出するよ
うに配置された磁気誘導式の変位センサから回転体が１
回転する間に得られる検出値の最大値と最小値との差を
求めて出力するようにしたものである。《Summary of the Invention〉This invention provides a method for detecting a rotational body in one direction from a magnetic induction type displacement sensor arranged to detect dimensional changes in the radial direction of the rotational body.
The difference between the maximum and minimum detected values obtained during rotation is determined and output.
《従来技術とその問題点》
従来、回転体の偏心量を測定するのに、光学式の変位セ
ンサが用いられている。この変位センサは、第４図に示
すように投光部１から測定する対象物体２に光線を照射
し、その反射光をレンズ３でとらえて受光部４に結像さ
せ、この結像から測定対象の変位量を三角測量法の原理
により検出することができる．すなわち対象物体２に変
位量Ｘが発生して、受光部４で変位量ｙが検出されると
，４求める変位量Ｘは次式により得られる。<<Prior art and its problems>> Conventionally, an optical displacement sensor has been used to measure the amount of eccentricity of a rotating body. As shown in Fig. 4, this displacement sensor irradiates a light beam from a light projector 1 onto an object 2 to be measured, captures the reflected light with a lens 3, forms an image on a light receiver 4, and uses this image to make measurements. The amount of displacement of the object can be detected using the principle of triangulation. That is, when a displacement amount X occurs in the target object 2 and a displacement amount y is detected by the light receiving section 4, the displacement amount X to be determined can be obtained by the following equation.
（ ｘ ｏ＋ ｊ！ ｔａｎθ）
ただし、ｉは投光部１とレンズ３間の距離、ｆはレンズ
３の焦点距離、θはレンズ３に入射する光軸の反射角で
ある。(x o+ j! tan θ) Here, i is the distance between the light projector 1 and the lens 3, f is the focal length of the lens 3, and θ is the reflection angle of the optical axis incident on the lens 3.
こうして得られる変位量Ｘを、回転体が一周する間監視
し、その最大値と最小値の差から偏心量が得られる．
しかしながら、このような光学式変位センサは、測定で
きる回転体が制限されてしまう。例えば、表面が鏡面仕
上げされていると、測定が不可能となり、また表面の光
沢にむらがあるとやはり正常に測定できないことがある
．
また、検査現場の環境が悪く、例えば装置に振動が加え
られていると光線の照射ビームに位置ずれをおこし測定
誤差が大きくなる。The amount of displacement X obtained in this way is monitored while the rotating body makes one revolution, and the amount of eccentricity is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value. However, such optical displacement sensors are limited in the number of rotating bodies that can be measured. For example, if the surface has a mirror finish, measurement may not be possible, and if the surface has uneven gloss, measurement may not be possible. Furthermore, if the environment at the inspection site is poor, for example if the device is subjected to vibrations, the position of the irradiated light beam will shift and the measurement error will increase.
同様に、ほこりの多い雰囲気中では、装置の投受光窓が
くもってしまい、受光レベルが低下して誤差の発生が増
加する．
このように従来用いられている光学式変位センサは、使
用上の制限があり、また測定結果の信頼度の点でもかな
らずしも充分ではないという問題がある。Similarly, in a dusty atmosphere, the light emitting and receiving windows of the device become cloudy, reducing the level of light received and increasing the occurrence of errors. As described above, conventionally used optical displacement sensors have limitations in use, and also have problems in that the reliability of measurement results is not necessarily sufficient.
（発明の目的）
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、その目的とするところは、回転体の表面状態がどの
ような場合であっても確実に検査でき、しかも検査現場
の環境が悪い状態であっても充分な精度で検査をおこな
うことのできる回転体検査装置を提供することにある。(Object of the invention) This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to be able to reliably inspect the surface condition of a rotating body, and to An object of the present invention is to provide a rotating body inspection device capable of inspecting with sufficient accuracy even in a bad field environment.
《発明の構或と効果》
この発明は、上記目的を達戒するために、検査される回
転体を保持するとともに所定速度で回転駆動する回転機
構部と、保持された回転体外形の半径方向変位を検出す
る磁気誘導式の変位センサと、変位センサから出力され
る変位量を上位の制御装置に指定された回数サンプリン
グする手段と、サンプリングして得られた変位データの
最大値および最小値を記憶するメモリと、サンプリング
して得られた変位値とメモリに記憶されている最大値と
を比較し、サンプリング値がより大きい場合にメモリの
最大値データを更新する手段と、サンプリングして得ら
れた変位値とメモリに記憶されている最小値とを比較し
、サンプリング値がより小さい場合にメモリの最小値デ
ータを更新する手段と、指定された回数のサンプリング
が終了すると、メモリ内の最大値データと最大値データ
の差を算出する手段と、算出された最大最小値差を上位
の制御装置へ送る出力回路を備えたことを特徴とする。<<Structure and Effects of the Invention>> In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a rotating mechanism that holds a rotating body to be inspected and rotates at a predetermined speed, and a rotating mechanism that rotates the outer shape of the held rotating body in the radial direction. A magnetic induction displacement sensor that detects displacement, a means for sampling the amount of displacement output from the displacement sensor a number of times specified by the host control device, and a means for sampling the maximum and minimum values of the displacement data obtained by sampling. a means for comparing the displacement value obtained by sampling with the maximum value stored in the memory and updating the maximum value data in the memory when the sampling value is larger; A means for comparing the displacement value and the minimum value stored in the memory, and updating the minimum value data in the memory if the sampling value is smaller, and updating the maximum value in the memory when the specified number of sampling is completed. The present invention is characterized by comprising means for calculating the difference between the data and the maximum value data, and an output circuit that sends the calculated maximum and minimum value difference to a higher-level control device.
この発明はこのように、回転体の半径方向の寸法変化を
検出するように配置された磁気誘導式の変位センサから
回転体が１回転する間に得られる検出値の最大値と最小
値との差を求めて出力するようにしたので、回転体表面
の光学的な状態に無関係に検査でき、しかも検査現場の
環境条件が悪い場合でも、正確な検査結果を得ることが
できる．また、検出した変位量にもとづいた内部処理に
より偏心量が出力されるため、後処理が容易になる。In this way, the present invention calculates the maximum and minimum values of the detected values obtained during one rotation of the rotating body from a magnetic induction displacement sensor arranged to detect dimensional changes in the radial direction of the rotating body. Since the difference is determined and output, inspection can be performed regardless of the optical condition of the surface of the rotating body, and accurate inspection results can be obtained even under poor environmental conditions at the inspection site. Further, since the eccentricity amount is output through internal processing based on the detected displacement amount, post-processing becomes easier.
さらに磁気誘導式変位センサは、接触により検知した物
理的な変位量を電気量に変換する構造であるため動作が
安定し、長寿命の検査装置を得ることができる．
《実施例の説明｝
次に、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する．
第ｌ図は、この発明にかかる回転体検査装置の全体横或
を示す図である．
図に示すように、この装置は、センサヘッド５とコント
ローラ６とからなる磁気誘導式の変位センサと、センサ
ヘッド５のブランジャ５ａ先端に回転体Ｗが当接するよ
うに回転体Ｗを支持する回転テーブル７と、回転テーブ
ル７を回転駆動するモータ８と、モータ８の回転動作を
制御するモータ駆動部９とから横或されている．回転テ
ーブル７の中心に位置するピン１０は、測定する回転体
Ｗが中空形状をしている場合に、回転テーブル７に取付
けられて、回転体Ｗの中空部と嵌合し、回転体Ｗの位置
決めをおこなうためのものである。Furthermore, the magnetic induction displacement sensor has a structure that converts the amount of physical displacement detected by contact into an amount of electricity, so the operation is stable and a long-life inspection device can be obtained. <<Explanation of Embodiments>> Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a horizontal view of the entire rotating body inspection device according to the present invention. As shown in the figure, this device includes a magnetic induction type displacement sensor consisting of a sensor head 5 and a controller 6, and a rotating body that supports a rotating body W so that the rotating body W is in contact with the tip of a plunger 5a of the sensor head 5. A table 7, a motor 8 for rotationally driving the rotary table 7, and a motor drive section 9 for controlling the rotational operation of the motor 8 are installed horizontally. When the rotary body W to be measured has a hollow shape, the pin 10 located at the center of the rotary table 7 is attached to the rotary table 7 and fits into the hollow part of the rotary body W. This is for positioning.
ここで用いられる磁気誘導式の変位センサは、センサヘ
ッド５内部にインダクトシンを備え変位検出対象に接触
したブランジャ５ａの出没量に応して電気信号を発生し
、それをコントローラ６が測定値に変換し出力するよう
に構威されており、極めて猜度のよい測定が可能である
。The magnetic induction type displacement sensor used here has an inductor inside the sensor head 5, and generates an electric signal according to the amount of protrusion and retraction of the plunger 5a that comes into contact with the displacement detection target, which is then sent to the controller 6 as a measured value. It is configured to convert and output the data, allowing extremely accurate measurements.
第２図は、コントローラ６の内部ｉｌｌ威を示すブロッ
ク図である．
センサヘンド５から送られたセンサ信号は、信号処理部
６１において、変位量をあらわす数値データに変換され
て演算部６２へ送られる。FIG. 2 is a block diagram showing the internal illumination of the controller 6. A sensor signal sent from the sensor hand 5 is converted into numerical data representing the amount of displacement in a signal processing section 61 and sent to a calculation section 62 .
演算部６２は、入力された数値データと最大値（ＭＡＸ
）メモリ６３に格納さている最大値データとを比較し、
入力された数値データの方が太きければＭＡＸメモリ６
３の記憶内容を入力データに更新し、また同様に、入力
された数値データと最小値（ＭＩＮ）メモリ６４に格納
されている最小値データとを比較し、入力された数値デ
ータの方が小さければＭＩＮメモリ６４の記億内容を入
力データに更新する。なお、メモリ６３．６４に格納さ
れている初３ｔＩＩ値としては、最小４！（ＭＩＮ）に
センサの測定レンジの最大値を、最大値（ＭＡＸ）にセ
ンサの測定レンジの最小値をそれぞれ格納しておく。つ
まり、センサの測定レンジが、例えば−１０一〜＋１０
問であれば、最小値（ＭＩＮ）に＋１０ｍｍ，最大値（
ＭＡＸ）に−１０問をそれぞれ格納する．
さらに、演算部６２は、入力された数値データの比較処
理が予め指定されたサンプリング回数に達すると、ＭＡ
Ｘメモリ６３に格納されているデータからＭＩＮメモリ
６４に格納されているデータを減算し、その差を偏心量
として差データ（ＭＡＸ−ＭＩＮ）メモリ６５へいった
ん格納した後に、出力部６６へ送る。The calculation unit 62 calculates the input numerical data and the maximum value (MAX
) Compare with the maximum value data stored in the memory 63,
If the input numerical data is thicker, MAX memory 6
3 is updated to the input data, and similarly, the input numerical data is compared with the minimum value data stored in the minimum value (MIN) memory 64, and if the input numerical data is smaller. For example, the contents stored in the MIN memory 64 are updated to the input data. Note that the first 3tII value stored in the memory 63.64 is the minimum 4! The maximum value of the sensor measurement range is stored in (MIN), and the minimum value of the sensor measurement range is stored in maximum value (MAX). In other words, the measurement range of the sensor is, for example, -10 to +10.
If so, add +10mm to the minimum value (MIN) and the maximum value (
-10 questions are stored in MAX). Further, when the comparison process of the input numerical data reaches a predetermined sampling number, the calculation unit 62 performs MA
The data stored in the MIN memory 64 is subtracted from the data stored in the X memory 63, and the difference is once stored in the difference data (MAX-MIN) memory 65 as an eccentricity amount, and then sent to the output section 66.
出力部６６は、図示しないＲＳ−２３２Ｃケーブルを介
して、パソコン等のホストコンピュータへ偏心量を出力
する．
ホストコンピュータでは、入力された偏心量の適否判定
や、加工精度の等級決定等をおこなう．第３図は、この
実施例における実際のサンプリング数の設定を示した説
明図である．
モータ駆動部９に、この装置の検査に最適な回転テーブ
ル７の回転数として例えば１２Ｏｒｐｍを設定しておく
と、回転体Ｗが１回転に要する時間は５ ０ ０ｍｓｅ
ｃとなる。また上位のパソコン等のホストコンピュータ
にサンプリング数ｎを設定した後、差データの要求コマ
ンド（ＲＤコマンド）をコントローラ６へ送ると、設定
したサンプリング数ｎに応じてデータのサンプリング間
隔Ｔ（Ｔ＝ ５ ０ ０ｍｓｅｃ／ ｎ ） 、サンプ
リング角度θ（θ＝３６０”／ｎ）が決定される。回転
体Ｗの回転とともに、これら間隔Ｔおよび角度θのタイ
ミングで測定値が取り込まれて、順次コントローラ６内
部で処理され、回転体Ｗが１周した時点で最大値データ
と最小値データとの差が求められ、差データとして出力
される．
なお、コントローラ６において差データを算出する場合
に、ノイズ等の異常データを除去し、信頼性を増すため
、上位Ｌ個のＭＡＸデータ、下位Ｌ個のＭＩＮデータを
それぞれメモリに格納し、任意の１番目（１≦ｌ≦Ｌ）
の差データを演算、出力することもできる。The output unit 66 outputs the eccentricity amount to a host computer such as a personal computer via an RS-232C cable (not shown). The host computer determines whether the input eccentricity is appropriate or not, and determines the grade of machining accuracy. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the setting of the actual sampling number in this embodiment. If the motor drive unit 9 is set to, for example, 12 Orpm as the rotational speed of the rotary table 7 that is optimal for testing this device, the time required for one rotation of the rotating body W is 500 msec.
c. Furthermore, after setting the sampling number n in the host computer such as a host computer, if a difference data request command (RD command) is sent to the controller 6, the data sampling interval T (T = 5 00msec/n), the sampling angle θ (θ=360”/n) is determined.As the rotating body W rotates, the measured values are captured at the timing of these intervals T and angle θ, and are sequentially stored inside the controller 6. Processed, the difference between the maximum value data and the minimum value data is determined when the rotating body W completes one revolution, and is output as difference data. Note that when calculating the difference data in the controller 6, abnormalities such as noise etc. In order to remove data and increase reliability, the upper L MAX data and the lower L MIN data are stored in memory, and any first (1≦l≦L)
It is also possible to calculate and output difference data.
また、同様に異常データを除去し信頼性を増すため、有
効測定データの上限、下限を設定し、その設定範囲に含
まれる測定データのみにより差データを演算、出力する
こともできる。Furthermore, in order to similarly remove abnormal data and increase reliability, it is also possible to set upper and lower limits of valid measurement data, and calculate and output difference data using only the measurement data included in the set ranges.
以上のようにこの実施例では、モータ駆動部９に測定し
ようとする回転体Ｗの回転速度を設定し、上位のホスト
からサンプリング数ｎを指定すると、指定内容に応じた
データのサンプリング間隔Ｔ、サンプリング角度θによ
り、磁気誘導式の変位センサが回転体Ｗの半径方向の変
位を検出し、回転体Ｗが１回転したところで、検出した
測定値の最大と最小の差が求められて出力されるため、
回転体Ｗの真円度、偏心量の測定が簡単になるとともに
測定結果の信頼性にもすぐれる．
また、回転体Ｗに対して、センサヘソド５のプランジャ
５ａが接触しながらその表面の変位を検出するため、回
転体Ｗ表面の光学的条件と無関係に測定することが可能
となり、従来の光学式変位センサでは不可能であった鏡
面仕上げの回転体についての測定も可能になる．As described above, in this embodiment, when the rotational speed of the rotating body W to be measured is set in the motor drive unit 9 and the sampling number n is specified from the upper host, the data sampling interval T, according to the specified contents, is set. Using the sampling angle θ, a magnetic induction displacement sensor detects the displacement of the rotating body W in the radial direction, and when the rotating body W has made one revolution, the difference between the maximum and minimum detected measurement values is determined and output. For,
It becomes easy to measure the roundness and eccentricity of the rotating body W, and the reliability of the measurement results is also excellent. Furthermore, since the plunger 5a of the sensor head 5 detects the displacement of the surface of the rotating body W while being in contact with it, it becomes possible to measure the displacement regardless of the optical conditions of the surface of the rotating body W. It also becomes possible to measure mirror-finished rotating objects, which was impossible with sensors.
第１図はこの発明にかかる回転体検査装置を示す全体構
威図、第２図はコントローラの内部構戒を示すブロック
図、第３図はサンプリング数の設定を示す説明図、第４
図は従来の光学式変位センサの原理を示す説明図である
．
９・・・モータ駆動部
６ｌ・・・信号処理部
６２・・・演算部
６３・・・最大｛１（ＭＡＸ）メモリ
６４・・・最小値（ＭＩＮ）メモリ
６５・・・差データ（ＭＡＸ−ＭＩＮ）メモリ６６・・
・出力部
ｎ・・・サンプリング数
Ｔ・・・サンプリング間隔
Ｗ・・・回転体
θ・・・サンプリング角度Fig. 1 is an overall configuration diagram showing the rotating body inspection device according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the internal structure of the controller, Fig. 3 is an explanatory diagram showing the setting of the number of samplings, and Fig. 4
The figure is an explanatory diagram showing the principle of a conventional optical displacement sensor. 9...Motor drive section 6l...Signal processing section 62...Calculation section 63...Maximum {1 (MAX) memory 64...Minimum value (MIN) memory 65...Difference data (MAX- MIN) memory 66...
・Output part n...Sampling number T...Sampling interval W...Rotating body θ...Sampling angle
Claims (1)
転駆動する回転機構部と、 保持された回転体外形の半径方向変位を検出する磁気誘
導式の変位センサと、 変位センサから出力される変位量を上位の制御装置に指
定された回数サンプリングする手段と、サンプリングし
て得られた変位データの最大値および最小値を記憶する
メモリと、 サンプリングして得られた変位値とメモリに記憶されて
いる最大値とを比較し、サンプリング値がより大きい場
合にメモリの最大値データを更新する手段と、 サンプリングして得られた変位値とメモリに記憶されて
いる最小値とを比較し、サンプリング値がより小さい場
合にメモリの最小値データを更新する手段と、 指定された回数のサンプリングが終了すると、メモリ内
の最大値データと最大値データの差を算出する手段と、 算出された最大最小値差を上位の制御装置へ送る出力回
路と、 を備えたことを特徴とする回転体検査装置。[Claims] 1. A rotating mechanism that holds a rotating body to be inspected and drives it to rotate at a predetermined speed, a magnetic induction displacement sensor that detects radial displacement of the outer shape of the held rotating body, and displacement. A means for sampling the displacement amount output from the sensor a number of times specified by the upper control device, a memory for storing the maximum and minimum values of displacement data obtained by sampling, and a displacement value obtained by sampling. and the maximum value stored in the memory, and if the sampling value is larger, the maximum value data in the memory is updated; and the displacement value obtained by sampling and the minimum value stored in the memory. means for updating the minimum value data in the memory when the sampling value is smaller; and means for calculating the difference between the maximum value data and the maximum value data in the memory after a specified number of samplings have been completed; A rotating body inspection device comprising: an output circuit that sends the calculated maximum-minimum value difference to a higher-level control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15612789A JPH0320612A (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Rotary-body inspecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15612789A JPH0320612A (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Rotary-body inspecting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320612A true JPH0320612A (en) | 1991-01-29 |
Family
ID=15620916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15612789A Pending JPH0320612A (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Rotary-body inspecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0320612A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196410A (en) * | 1992-01-21 | 1993-08-06 | Makino Milling Mach Co Ltd | Method and device ofr measuring accuracy in circular motion of machine |
| JPH109279A (en) * | 1996-06-05 | 1998-01-13 | Gkn Automot Ag | Cruciform member unit for universal joint |
| JP2006194838A (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Asmo Co Ltd | Method and device for inspecting armature core |
| CN106382882A (en) * | 2016-10-17 | 2017-02-08 | 南京航空航天大学 | Test system and test method of rotating machinery rotor-stator rim field |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP15612789A patent/JPH0320612A/en active Pending
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| CN106382882B (en) * | 2016-10-17 | 2019-04-09 | 南京航空航天大学 | The test macro and test method of a kind of rotating machinery rotating-static clearance field |
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