JPH05203432A - 真直度測定方法 - Google Patents
真直度測定方法Info
- Publication number
- JPH05203432A JPH05203432A JP1348692A JP1348692A JPH05203432A JP H05203432 A JPH05203432 A JP H05203432A JP 1348692 A JP1348692 A JP 1348692A JP 1348692 A JP1348692 A JP 1348692A JP H05203432 A JPH05203432 A JP H05203432A
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- Japan
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- laser beam
- displacement
- laser
- moving body
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 レーザビーム２を、被測定物を案内する直進
移動体５に取り付けられた第１ビームスプリッタ11で第
１および第２レーザビーム2Ａ,2Ｂ に分離し、この分離
された第１レーザビームの中心位置を固定側に配置され
た第１四分割フォトダイオード22により検出するととも
に、第２レーザビームを直進移動体に設けられた２個の
ドーブプリズム13,14 で、移動方向と直交する水平方向
および移動方向と直交する鉛直方向で屈折させた後、第
２四分割フォトダイオード23によりその中心位置を検出
し、第２レーザビームの変位から、第１レーザビームの
変位を引ことにより、空気ゆらぎによるレーザビームの
ふらつきを除去して、被測定物の真直度を測定する真直
度測定方法である。 【効果】 レーザビームを使用して、測定部が取り付け
られた移動体を案内する被測定物の真直度の測定を行う
場合、通常の室内すなわち空気中においても正確な測定
を行うことができる。
移動体５に取り付けられた第１ビームスプリッタ11で第
１および第２レーザビーム2Ａ,2Ｂ に分離し、この分離
された第１レーザビームの中心位置を固定側に配置され
た第１四分割フォトダイオード22により検出するととも
に、第２レーザビームを直進移動体に設けられた２個の
ドーブプリズム13,14 で、移動方向と直交する水平方向
および移動方向と直交する鉛直方向で屈折させた後、第
２四分割フォトダイオード23によりその中心位置を検出
し、第２レーザビームの変位から、第１レーザビームの
変位を引ことにより、空気ゆらぎによるレーザビームの
ふらつきを除去して、被測定物の真直度を測定する真直
度測定方法である。 【効果】 レーザビームを使用して、測定部が取り付け
られた移動体を案内する被測定物の真直度の測定を行う
場合、通常の室内すなわち空気中においても正確な測定
を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の案内用移送
軸などの真直度を、レーザビームを使用して測定する真
直度測定方法に関する。
軸などの真直度を、レーザビームを使用して測定する真
直度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザビームを使用して真直度を
測定する方法としては、オートコリメーション法、干渉
法、無焦点系法、モアレ縞法、および２次元変位測定方
法などがある。
測定する方法としては、オートコリメーション法、干渉
法、無焦点系法、モアレ縞法、および２次元変位測定方
法などがある。
【０００３】例えば、２次元変位測定方法としては、特
開平１−１８９５０４号公報に開示されたものがあり、
この方法は、被測定面に装着された四分割フォトダイオ
ードにレーザビームを照射して、四分割フォトダイオー
ドの中心からのずれを検出して、測定面の変位を測定す
る方法である。
開平１−１８９５０４号公報に開示されたものがあり、
この方法は、被測定面に装着された四分割フォトダイオ
ードにレーザビームを照射して、四分割フォトダイオー
ドの中心からのずれを検出して、測定面の変位を測定す
る方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の各
測定方法においては、光を使用しており、したがって測
定を空気中で行う場合には、空気のゆらぎ（屈折率ゆら
ぎ）による測定誤差を伴うという問題があった。
測定方法においては、光を使用しており、したがって測
定を空気中で行う場合には、空気のゆらぎ（屈折率ゆら
ぎ）による測定誤差を伴うという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は上記問題を解消し得る真
直度測定方法を提供することを目的とする。
直度測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の真直度測定方法は、レーザ発振器から発射
されたレーザビームを、被測定物を案内する移動体に取
り付けられた分光器で第１および第２レーザビームに分
離し、この分離された第１レーザビームの中心位置を固
定側に配置された第１受光素子により検出するととも
に、上記第２レーザビームを移動体に設けられた２個の
ドーブプリズムで、移動方向と直交する水平方向および
移動方向と直交する鉛直方向で屈折させた後、第２受光
素子によりその中心位置を検出し、上記第２レーザビー
ムの変位から、第１レーザビームの変位を引ことによ
り、空気ゆらぎによるレーザビームのふらつきを除去し
て、被測定物の真直度を測定する方法である。
め、本発明の真直度測定方法は、レーザ発振器から発射
されたレーザビームを、被測定物を案内する移動体に取
り付けられた分光器で第１および第２レーザビームに分
離し、この分離された第１レーザビームの中心位置を固
定側に配置された第１受光素子により検出するととも
に、上記第２レーザビームを移動体に設けられた２個の
ドーブプリズムで、移動方向と直交する水平方向および
移動方向と直交する鉛直方向で屈折させた後、第２受光
素子によりその中心位置を検出し、上記第２レーザビー
ムの変位から、第１レーザビームの変位を引ことによ
り、空気ゆらぎによるレーザビームのふらつきを除去し
て、被測定物の真直度を測定する方法である。
【０００７】
【作用】１本のレーザビームを２本に分離して、その一
方のレーザビームにより、光路中の空気ゆらぎによる変
位を検出するとともに、他方のレーザビームを２個のド
ーブプリズムを通過させて、移動体の移動方向と直交す
る２方向の変位および光路中の空気ゆらぎを一緒に検出
し、これら両変位の差を取ることにより、空気ゆらぎの
影響を除去した状態での移動体の変位、すなわち真直度
を求めることができる。
方のレーザビームにより、光路中の空気ゆらぎによる変
位を検出するとともに、他方のレーザビームを２個のド
ーブプリズムを通過させて、移動体の移動方向と直交す
る２方向の変位および光路中の空気ゆらぎを一緒に検出
し、これら両変位の差を取ることにより、空気ゆらぎの
影響を除去した状態での移動体の変位、すなわち真直度
を求めることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
き説明する。まず、本発明の真直度測定方法に使用され
真直度測定装置について説明する。
き説明する。まず、本発明の真直度測定方法に使用され
真直度測定装置について説明する。
【０００９】図１に示すように、この真直度測定装置１
は、大きく分けて偏光レーザビーム（例えば、ゼーマン
偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ）２を発射するレーザ発振器３
と、被測定物例えば移送用案内軸４に案内される直進移
動体５に配置される測定部６と、この測定部６を通過し
たレーザビーム２を受光する受光部７とから構成されて
いる。
は、大きく分けて偏光レーザビーム（例えば、ゼーマン
偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ）２を発射するレーザ発振器３
と、被測定物例えば移送用案内軸４に案内される直進移
動体５に配置される測定部６と、この測定部６を通過し
たレーザビーム２を受光する受光部７とから構成されて
いる。
【００１０】上記レーザ発振器３および受光部７は、移
送軸４上の前後部位置に配置されるとともに、測定部６
は移送軸４に案内される直進移動体５に取り付けられ
て、直進移動体５の水平左右方向および鉛直方向におけ
る変位を測定することにより、移送軸４の真直度が測定
される。
送軸４上の前後部位置に配置されるとともに、測定部６
は移送軸４に案内される直進移動体５に取り付けられ
て、直進移動体５の水平左右方向および鉛直方向におけ
る変位を測定することにより、移送軸４の真直度が測定
される。
【００１１】上記測定部６は、レーザ発振器３から発振
されたＰおよびＳ偏光ビームを含む偏光レーザビーム２
をＰ偏光ビーム（以下、第１レーザビームという）２Ａ
およびＳ偏光ビーム（以下、第２レーザビームという）
２Ｂに分離する第１ビームスプリッタ（分光器）１１お
よび分離された両レーザビーム２Ａ，２Ｂを１本の偏光
レーザビーム２に混合する第２ビームスプリッタ（混合
器ともいい、例えば通常のビームスプリッタを逆に使用
したものである）１２と、上記第１および第２ビームス
プリッタ１１，１２の側方位置に配置された第１および
第２ドーブプリズム１３，１４と、さらにこれら両ドー
ブプリズム１３，１４の側方位置に配置された第１およ
び第２反射鏡（例えば、平面鏡が使用される）１５，１
６とから構成されている。
されたＰおよびＳ偏光ビームを含む偏光レーザビーム２
をＰ偏光ビーム（以下、第１レーザビームという）２Ａ
およびＳ偏光ビーム（以下、第２レーザビームという）
２Ｂに分離する第１ビームスプリッタ（分光器）１１お
よび分離された両レーザビーム２Ａ，２Ｂを１本の偏光
レーザビーム２に混合する第２ビームスプリッタ（混合
器ともいい、例えば通常のビームスプリッタを逆に使用
したものである）１２と、上記第１および第２ビームス
プリッタ１１，１２の側方位置に配置された第１および
第２ドーブプリズム１３，１４と、さらにこれら両ドー
ブプリズム１３，１４の側方位置に配置された第１およ
び第２反射鏡（例えば、平面鏡が使用される）１５，１
６とから構成されている。
【００１２】なお、上記第１ビームスプリッタ１１で
は、第１レーザビーム２Ａが直進移動体５の移動方向ａ
に沿って出射されるとともに、第２レーザビーム２Ｂが
直進移動体５の移動方向ａに対して９０度の角度でもっ
て水平方向に出射される。
は、第１レーザビーム２Ａが直進移動体５の移動方向ａ
に沿って出射されるとともに、第２レーザビーム２Ｂが
直進移動体５の移動方向ａに対して９０度の角度でもっ
て水平方向に出射される。
【００１３】上記第１ドーブプリズム１３は、その反射
面１３ａの法線が直進移動体５の移動方向ａと水平面内
で平行になるように配置されるとともに、第２ドーブプ
リズム１４は、その反射面１４ａの法線が直進移動体５
の移動方向ａに対して鉛直方向で直交するように配置さ
れている。
面１３ａの法線が直進移動体５の移動方向ａと水平面内
で平行になるように配置されるとともに、第２ドーブプ
リズム１４は、その反射面１４ａの法線が直進移動体５
の移動方向ａに対して鉛直方向で直交するように配置さ
れている。
【００１４】このドーブプリズム１３，１４は、図３に
示すように、ドーブプリズム１３，１４自身が反射面１
３ａ，１４ａの法線方向にΔｓだけ移動、すなわち変位
すれば、その出射レーザビームはΔｓの２倍分だけ変位
する。
示すように、ドーブプリズム１３，１４自身が反射面１
３ａ，１４ａの法線方向にΔｓだけ移動、すなわち変位
すれば、その出射レーザビームはΔｓの２倍分だけ変位
する。
【００１５】したがって、直進移動体５が移動途中で変
位すると、第２レーザビーム２Ｂが移動方向ａに対して
９０度曲げられて出射されているため、直進移動体５の
水平方向の変位分が第１ドーブプリズム１３の変位とし
て表れ、また鉛直方向の変位分が第２ドーブプリズム１
４の変位として表れることになる。
位すると、第２レーザビーム２Ｂが移動方向ａに対して
９０度曲げられて出射されているため、直進移動体５の
水平方向の変位分が第１ドーブプリズム１３の変位とし
て表れ、また鉛直方向の変位分が第２ドーブプリズム１
４の変位として表れることになる。
【００１６】上記第１および第２反射鏡１５，１６は、
第１ドーブプリズム１３から出射した第２レーザビーム
２Ｂの方向を１８０度変えて、第２ドーブプリズム１４
に入射させるためのものであり、したがって両反射鏡１
５，１６は４５度の傾きでもってかつ互いに相対向して
設けられている。なお、２枚の反射鏡１５，１６を１つ
にまとめたコーナーリフレクターに置き換えてもよい。
第１ドーブプリズム１３から出射した第２レーザビーム
２Ｂの方向を１８０度変えて、第２ドーブプリズム１４
に入射させるためのものであり、したがって両反射鏡１
５，１６は４５度の傾きでもってかつ互いに相対向して
設けられている。なお、２枚の反射鏡１５，１６を１つ
にまとめたコーナーリフレクターに置き換えてもよい。
【００１７】上記受光部７は、第２ビームスプリッタ１
２で混合されて１本となったレーザビーム２を、再度、
２本の第１および第２レーザビーム２Ａ，２Ｂに分離す
る第３ビームスプリッタ２１と、第１レーザビーム２Ａ
を受光してその中心位置のずれを検出する第１四分割フ
ォトダイオード（第１受光素子）２２と、第２レーザビ
ーム２Ｂを受光してその中心位置のずれを検出する第２
四分割フォトダイオード（第２受光素子）２３とから構
成されている。
２で混合されて１本となったレーザビーム２を、再度、
２本の第１および第２レーザビーム２Ａ，２Ｂに分離す
る第３ビームスプリッタ２１と、第１レーザビーム２Ａ
を受光してその中心位置のずれを検出する第１四分割フ
ォトダイオード（第１受光素子）２２と、第２レーザビ
ーム２Ｂを受光してその中心位置のずれを検出する第２
四分割フォトダイオード（第２受光素子）２３とから構
成されている。
【００１８】また、これら各四分割フォトダイオード２
２，２３で検出されたずれ、すなわち変位信号は、図２
に示すように、それぞれ差動増幅器２４，２５に入力さ
れて、水平方向（ｘ方向）および鉛直方向（ｙ方向）の
変位信号（Δｘ，Δｙ）が出力される。勿論、これらの
変位信号は、アナログ信号であるため、例えば演算処理
装置（図示せず）に入力されて、実際の変位量が求めら
れる。
２，２３で検出されたずれ、すなわち変位信号は、図２
に示すように、それぞれ差動増幅器２４，２５に入力さ
れて、水平方向（ｘ方向）および鉛直方向（ｙ方向）の
変位信号（Δｘ，Δｙ）が出力される。勿論、これらの
変位信号は、アナログ信号であるため、例えば演算処理
装置（図示せず）に入力されて、実際の変位量が求めら
れる。
【００１９】以下、真直度の測定方法を具体的に説明す
る。レーザ発振器３からＰおよびＳ偏光ビームを含むレ
ーザビーム２を、直進移動体５に設けられた第１ビーム
スプリッタ１１に向かって発射する。すると、Ｐ偏光ビ
ームである第１レーザビーム２Ａは、そのまま直進して
第２ビームスプリッタ１２に入る。一方、第１ビームス
プリッタ１１で分離されたＳ偏光ビームである第２レー
ザビーム２Ｂは、直進移動体５の移動方向ａに対して９
０度曲げられて第１ドーブプリズム１３に入射されると
ともに、反射面１３ａで反射されて入射方向と同一方向
に出て、第１および第２反射鏡１５，１６により、第２
ドーブプリズム１４に入射される。そして、ここでも同
様に、反射面１４ａで反射されて、第２ビームスプリッ
タ１２に入り、第１レーザビーム２Ａに混合される。
る。レーザ発振器３からＰおよびＳ偏光ビームを含むレ
ーザビーム２を、直進移動体５に設けられた第１ビーム
スプリッタ１１に向かって発射する。すると、Ｐ偏光ビ
ームである第１レーザビーム２Ａは、そのまま直進して
第２ビームスプリッタ１２に入る。一方、第１ビームス
プリッタ１１で分離されたＳ偏光ビームである第２レー
ザビーム２Ｂは、直進移動体５の移動方向ａに対して９
０度曲げられて第１ドーブプリズム１３に入射されると
ともに、反射面１３ａで反射されて入射方向と同一方向
に出て、第１および第２反射鏡１５，１６により、第２
ドーブプリズム１４に入射される。そして、ここでも同
様に、反射面１４ａで反射されて、第２ビームスプリッ
タ１２に入り、第１レーザビーム２Ａに混合される。
【００２０】この混合されたレーザビーム２は、受光部
７に配置された第３ビームスプリッタ２１で再度Ｐ偏光
ビームである第１レーザビーム２ＡおよびＳ偏光ビーム
である第２レーザビーム２Ｂに分離される。
７に配置された第３ビームスプリッタ２１で再度Ｐ偏光
ビームである第１レーザビーム２ＡおよびＳ偏光ビーム
である第２レーザビーム２Ｂに分離される。
【００２１】この第３ビームスプリッタ２１で分離され
た第１レーザビーム２Ａは、第１四分割フォトダイオー
ド２２で受光されて、その中心位置が検出される。とこ
ろで、この第１レーザビーム２Ａは、直進移動体５が変
位を起こしても、その影響を受けることがなく、このた
め、この第１レーザビーム２Ａの変位は、光路中の空気
のゆらぎだけによるものである。
た第１レーザビーム２Ａは、第１四分割フォトダイオー
ド２２で受光されて、その中心位置が検出される。とこ
ろで、この第１レーザビーム２Ａは、直進移動体５が変
位を起こしても、その影響を受けることがなく、このた
め、この第１レーザビーム２Ａの変位は、光路中の空気
のゆらぎだけによるものである。
【００２２】一方、第２四分割フォトダイオード２３で
検出された第２レーザビーム２Ｂの変位には、直進移動
体５の移動方向ａと直交する水平方向での変位および直
進移動体５の移動方向ａと直交する鉛直方向での変位、
並びに光路中のゆらぎによる変位がすべて含まれてい
る。
検出された第２レーザビーム２Ｂの変位には、直進移動
体５の移動方向ａと直交する水平方向での変位および直
進移動体５の移動方向ａと直交する鉛直方向での変位、
並びに光路中のゆらぎによる変位がすべて含まれてい
る。
【００２３】したがって、上記第２四分割フォトダイオ
ード２３で得られた変位から第１四分割フォトダイオー
ド２２で得られた変位を差し引くと、空気ゆらぎが除去
された誤差のない直進移動体５の変位を測定することが
できる。勿論、この変位測定は、案内用移送軸の全長に
亘って行われる。
ード２３で得られた変位から第１四分割フォトダイオー
ド２２で得られた変位を差し引くと、空気ゆらぎが除去
された誤差のない直進移動体５の変位を測定することが
できる。勿論、この変位測定は、案内用移送軸の全長に
亘って行われる。
【００２４】このように、空気ゆらぎに影響されること
なく、直進移動体の正確な機械的変位、すなわち案内用
移送軸の真直度を測定することができる。
なく、直進移動体の正確な機械的変位、すなわち案内用
移送軸の真直度を測定することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、１
本のレーザビームを２本に分離して、その一方のレーザ
ビームにより、光路中の空気ゆらぎによる変位を検出す
るとともに、他方のレーザビームにより、移動体の変位
および光路中の空気ゆらぎを一緒に検出し、これら両変
位の差を取ることにより、空気ゆらぎの影響を除去した
移動体の変位を求めることができ、したがってレーザビ
ームを使用して、測定部が取り付けられた移動体を案内
する被測定物の真直度の測定を行う場合、通常の室内す
なわち空気中においても正確な測定を行うことができ
る。
本のレーザビームを２本に分離して、その一方のレーザ
ビームにより、光路中の空気ゆらぎによる変位を検出す
るとともに、他方のレーザビームにより、移動体の変位
および光路中の空気ゆらぎを一緒に検出し、これら両変
位の差を取ることにより、空気ゆらぎの影響を除去した
移動体の変位を求めることができ、したがってレーザビ
ームを使用して、測定部が取り付けられた移動体を案内
する被測定物の真直度の測定を行う場合、通常の室内す
なわち空気中においても正確な測定を行うことができ
る。
【図１】本発明の一実施例における真直度測定方法に使
用する真直度測定装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
用する真直度測定装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図２】同実施例の真直度測定装置における受光部の検
出回路図である。
出回路図である。
【図３】同実施例の真直度測定装置におけるドーブプリ
ズムの作用説明図である。
ズムの作用説明図である。
１ 真直度測定装置 ２ 偏光レーザビーム ２Ａ 第１レーザビーム ２Ｂ 第２レーザビーム ３ レーザ発振器 ４ 移送用案内軸 ５ 直進移動体 ６ 測定部 ７ 受光部 １１ 第１ビームスプリッタ １２ 第２ビームスプリッタ １３ 第１ドーブプリズム １４ 第２ドーブプリズム ２１ 第３ビームスプリッタ ２２ 第１四分割フォトダイオード ２３ 第２四分割フォトダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ発振器から発射されたレーザビーム
を、被測定物を案内する移動体に取り付けられた分光器
で第１および第２レーザビームに分離し、この分離され
た第１レーザビームの中心位置を固定側に配置された第
１受光素子により検出するとともに、上記第２レーザビ
ームを移動体に設けられた２個のドーブプリズムで、移
動方向と直交する水平方向および移動方向と直交する鉛
直方向で屈折させた後、第２受光素子によりその中心位
置を検出し、上記第２レーザビームの変位から、第１レ
ーザビームの変位を引ことにより、空気ゆらぎによるレ
ーザビームのふらつきを除去して、被測定物の真直度を
測定することを特徴とする真直度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1348692A JPH05203432A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 真直度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1348692A JPH05203432A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 真直度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203432A true JPH05203432A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11834452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1348692A Pending JPH05203432A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 真直度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203432A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659736B1 (ko) * | 2006-08-23 | 2006-12-20 | 김은주 | 갠트리크레인용 직선레일의 측량방법 |
| JP2020534534A (ja) * | 2017-09-21 | 2020-11-26 | サフラン エレクトロニクス アンド ディフェンス | 複数のフォトダイオードを備える位置特定及び検出装置 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP1348692A patent/JPH05203432A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659736B1 (ko) * | 2006-08-23 | 2006-12-20 | 김은주 | 갠트리크레인용 직선레일의 측량방법 |
| JP2020534534A (ja) * | 2017-09-21 | 2020-11-26 | サフラン エレクトロニクス アンド ディフェンス | 複数のフォトダイオードを備える位置特定及び検出装置 |
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