JPS5876711A - 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 - Google Patents
回転体の表面粗さ測定方法およびその装置Info
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- JPS5876711A JPS5876711A JP17695581A JP17695581A JPS5876711A JP S5876711 A JPS5876711 A JP S5876711A JP 17695581 A JP17695581 A JP 17695581A JP 17695581 A JP17695581 A JP 17695581A JP S5876711 A JPS5876711 A JP S5876711A
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、スピニング加工などの場合において回転し
ながら加工される被加工材の表面粗さ全非接触かつイン
プロセスで測定するための同転体の表面粗さ測定方法お
よびその装置に関するものである。 回転体の表面粗さ全非接触かつイノプロセスで測定する
方法として光切断法や九ファイ・qを使った方式のもの
が従来より知られている0前者の光切断法は、第1図に
示すように回転体1の表面に斜め上方力・ら投光部2よ
り帯状光全照射し、その反射角方向に配置したテレビカ
メラ3で撮像して回転体1の表面の凹凸に対応した光切
断像を得、その光切断fM金解析して表面粗さ全測定す
るものであるが、この方法の場合、分解能が最大1μm
程度までとあらく、また測定ヘッドを回転体IK近接さ
せ7ケければ・tらないなどの欠点があるO 後者の光ファイバを用いる方法は、第2図に示すよりr
C元ファイバ束4(+−投光用ファイ・く4aと受光用
ファイバJbVC分け、これら投光用ファイバ4Bと受
光用ファイバ4bとをランダムあるいは同心円状に構成
した測定へソド5 Th I!:!1転体IVC近接さ
せ、光源6からの投光量と検出部7で検知される受光量
に」:り光反射半金測定するものであるが、この方法の
場合、測定面積が数dと犬きく詳細な分析ができ・tい
欠点がある。 一方、前記回転体の表面粗さVCついて、スピニング加
工の被加工材の荒加工後の表面状態VCついてこの発明
の発明者が行った実験拳分析結果で−、。 前記表面粗さは、第3図に拡大図で示すようVC切削工
具によるロール目8(へら工具を使用した場合i/cは
へら目)、切削工具のfptりによる筋1」9しよびク
レータ状のぐほみ(以下フレ〜り」()と呼ぶ)の3つ
の要素から、する(とが確藺され、前記クレータ10の
場合VCは、その長手方向が前記「J−ル゛目8に対し
直角VC揃って散在し、その平均的寸法は長手方向が数
100μm9幅方向が数IOμm程度であることも確か
められた。 そして、前記スピニング加工の荒加工後の表面粗さは、
その後の仕上は加工により前d己の粗さの3要素のそれ
ぞれの程度全軽減し、1:1−ル目8は(5) l〈なり、筋目9は細いものだけVCなり、クレータ】
0の数は減り寸法は小さくなって良品化されると考えら
れる。 したがって、この発明の目的は、スピニング加工など回
転加工による被加工材の表面粗さが前記3要素からなる
ことに着目して1回転加工される被加工材の表面粗さを
非接触かつインプロセスのもとに精度よく測定するこ吉
のできる回転体の表面粗さ測定方法およびその装置を提
供することである。 この発明の回転体の表面粗さ測定方法の一実施例を第4
図および第5図に示すOfなわち、この回転体の表面粗
さ測定方法は、回転加工における被加工材の表面粗さ全
構成する前記のロール目。 筋目およびクレータの3要素のそれぞれについて光学的
に測定するものであり、クレータ10の程度(数や大き
さなど)Kついての測定全第4図に示す工程により行い
、ロール目8および筋目9の程度(数や目の高さなど)
VCついての測定を第5図に示す工程で行うものであ
る。 (6) クレータ10の測定では、第4図に示すようVC1回転
加工される被加工材】の回転+kl+ I ] Vc対
し垂直な面内に光ビーム投光部】2と拡散光受光部j3
と全配置(〜て、ロール目8と直角な方向(したがって
回転m11と平行)に長手方向が向くクレータ10に対
し、その幅方向より投受光して被加工材1の加工表面】
aでの拡散光光量をa++j定するものである。 一方、ロール目8および筋目9の測定については、第5
図rC示すようVC被加エイΔ−1の加工表面1aの上
方の1回転軸】】が含1れる半面(したがって被加工材
Jの直径方向に延びる半面)内V(光ビーム投光部12
′と光反射位置上ンザ14とを配置して5光ビーム投光
都12′から被加工材1の加工表面IaVC向けて斜め
−F方より元ビーム全照射し。 前記ロール目8 VCよる正反射光の撮れ変位の大きさ
を前記光反射位#士ンサ14で検出し、その検出値から
前記ロール目8の程度(高さ)全測定し、前記光ビーム
投光部12′と前記光反射位置中ンサ】4の中間位置に
配置した拡散光受光部】3′によって、前記被加工材1
の加工表面1aからの拡散光全受光し、前記元ビーム投
光部12′から照射された光ビームが前記被加工材1の
加工表面」aの筋目9 VC起因して拡散する拡散度合
を、前記拡散光の受光量VCより測定し、それpcよっ
て筋目9の程度全測定するものである。 第6図および第7図は、前記ロール目の測定原、@!を
示T説明図であり、光ビームが光ビーム投光部12′か
ら被加工材1の半径方向に対して入射角αで入射すると
、加工表面1aft:平坦であれば反射角αで反射され
、光反射位置センサ】4の中央部に入射する。−力、こ
れに反して加工表面1aが平坦でなく、回転軸方向VC
対して微小角度θだけ傾いているとすると1反射:)Y
:線は角度2θだけ変位する。光反射位置上ンサ】4け
この変位量を検出するものであり、光反射位置センサ1
4上における輝点り変位量をX1元反射位置センサ14
と加工表面」aに卦ける光反射点との距離全lとすると
、角度θが充分子(#小である限り、光反射位置センサ
14の出力Xは次式VCより与えられるX = l:
−jan 2 θ中21θところで加工表面1aの半
径方向の凹凸形状を第7図に示すようVcy座標で表わ
すと、y=fdy=fθ・ds となる。ここで工具全回転+t++f+方向V′C移動
ざオる軸方向移動手段の移動速度をVとすると、d s
= v・d
ながら加工される被加工材の表面粗さ全非接触かつイン
プロセスで測定するための同転体の表面粗さ測定方法お
よびその装置に関するものである。 回転体の表面粗さ全非接触かつイノプロセスで測定する
方法として光切断法や九ファイ・qを使った方式のもの
が従来より知られている0前者の光切断法は、第1図に
示すように回転体1の表面に斜め上方力・ら投光部2よ
り帯状光全照射し、その反射角方向に配置したテレビカ
メラ3で撮像して回転体1の表面の凹凸に対応した光切
断像を得、その光切断fM金解析して表面粗さ全測定す
るものであるが、この方法の場合、分解能が最大1μm
程度までとあらく、また測定ヘッドを回転体IK近接さ
せ7ケければ・tらないなどの欠点があるO 後者の光ファイバを用いる方法は、第2図に示すよりr
C元ファイバ束4(+−投光用ファイ・く4aと受光用
ファイバJbVC分け、これら投光用ファイバ4Bと受
光用ファイバ4bとをランダムあるいは同心円状に構成
した測定へソド5 Th I!:!1転体IVC近接さ
せ、光源6からの投光量と検出部7で検知される受光量
に」:り光反射半金測定するものであるが、この方法の
場合、測定面積が数dと犬きく詳細な分析ができ・tい
欠点がある。 一方、前記回転体の表面粗さVCついて、スピニング加
工の被加工材の荒加工後の表面状態VCついてこの発明
の発明者が行った実験拳分析結果で−、。 前記表面粗さは、第3図に拡大図で示すようVC切削工
具によるロール目8(へら工具を使用した場合i/cは
へら目)、切削工具のfptりによる筋1」9しよびク
レータ状のぐほみ(以下フレ〜り」()と呼ぶ)の3つ
の要素から、する(とが確藺され、前記クレータ10の
場合VCは、その長手方向が前記「J−ル゛目8に対し
直角VC揃って散在し、その平均的寸法は長手方向が数
100μm9幅方向が数IOμm程度であることも確か
められた。 そして、前記スピニング加工の荒加工後の表面粗さは、
その後の仕上は加工により前d己の粗さの3要素のそれ
ぞれの程度全軽減し、1:1−ル目8は(5) l〈なり、筋目9は細いものだけVCなり、クレータ】
0の数は減り寸法は小さくなって良品化されると考えら
れる。 したがって、この発明の目的は、スピニング加工など回
転加工による被加工材の表面粗さが前記3要素からなる
ことに着目して1回転加工される被加工材の表面粗さを
非接触かつインプロセスのもとに精度よく測定するこ吉
のできる回転体の表面粗さ測定方法およびその装置を提
供することである。 この発明の回転体の表面粗さ測定方法の一実施例を第4
図および第5図に示すOfなわち、この回転体の表面粗
さ測定方法は、回転加工における被加工材の表面粗さ全
構成する前記のロール目。 筋目およびクレータの3要素のそれぞれについて光学的
に測定するものであり、クレータ10の程度(数や大き
さなど)Kついての測定全第4図に示す工程により行い
、ロール目8および筋目9の程度(数や目の高さなど)
VCついての測定を第5図に示す工程で行うものであ
る。 (6) クレータ10の測定では、第4図に示すようVC1回転
加工される被加工材】の回転+kl+ I ] Vc対
し垂直な面内に光ビーム投光部】2と拡散光受光部j3
と全配置(〜て、ロール目8と直角な方向(したがって
回転m11と平行)に長手方向が向くクレータ10に対
し、その幅方向より投受光して被加工材1の加工表面】
aでの拡散光光量をa++j定するものである。 一方、ロール目8および筋目9の測定については、第5
図rC示すようVC被加エイΔ−1の加工表面1aの上
方の1回転軸】】が含1れる半面(したがって被加工材
Jの直径方向に延びる半面)内V(光ビーム投光部12
′と光反射位置上ンザ14とを配置して5光ビーム投光
都12′から被加工材1の加工表面IaVC向けて斜め
−F方より元ビーム全照射し。 前記ロール目8 VCよる正反射光の撮れ変位の大きさ
を前記光反射位#士ンサ14で検出し、その検出値から
前記ロール目8の程度(高さ)全測定し、前記光ビーム
投光部12′と前記光反射位置中ンサ】4の中間位置に
配置した拡散光受光部】3′によって、前記被加工材1
の加工表面1aからの拡散光全受光し、前記元ビーム投
光部12′から照射された光ビームが前記被加工材1の
加工表面」aの筋目9 VC起因して拡散する拡散度合
を、前記拡散光の受光量VCより測定し、それpcよっ
て筋目9の程度全測定するものである。 第6図および第7図は、前記ロール目の測定原、@!を
示T説明図であり、光ビームが光ビーム投光部12′か
ら被加工材1の半径方向に対して入射角αで入射すると
、加工表面1aft:平坦であれば反射角αで反射され
、光反射位置センサ】4の中央部に入射する。−力、こ
れに反して加工表面1aが平坦でなく、回転軸方向VC
対して微小角度θだけ傾いているとすると1反射:)Y
:線は角度2θだけ変位する。光反射位置上ンサ】4け
この変位量を検出するものであり、光反射位置センサ1
4上における輝点り変位量をX1元反射位置センサ14
と加工表面」aに卦ける光反射点との距離全lとすると
、角度θが充分子(#小である限り、光反射位置センサ
14の出力Xは次式VCより与えられるX = l:
−jan 2 θ中21θところで加工表面1aの半
径方向の凹凸形状を第7図に示すようVcy座標で表わ
すと、y=fdy=fθ・ds となる。ここで工具全回転+t++f+方向V′C移動
ざオる軸方向移動手段の移動速度をVとすると、d s
= v・d
【 と表わせるから。
V=fθ・ds=f−・vdt=’二fx−d(2j?
2/ と・する。したがって加工表面1aの半径方向の位lf
k表わす変数yは、光反射位置センサ14と光反射点と
の距離lが一定であるとすれは、光反射位置センサ14
の出力X全積分t〜で、軸方向移動手段の移動速度V全
乗算すれば容易に得ることができる。 前記光ビームとしては、レーザ光線、白色元のいずれを
用いてもよいが、ビーム径全絞り、1lllJ定N度を
上げるためll?:Iiレーザ光線の方が菫−チしい〇
このように、t!121転加工される被加工材1の表面
粗サラ、ロール目8.筋目9.クレータ1()の3要素
に分け、各要素ごとVC独立(〜でatU定するよう(
9) にしたため、表面粗さを定量的に分析することができ、
精度の高い表面粗さ測定全行うことができるO 筋目9.クレータlOの測定については、投受光部の配
置について条件全村するのみで、従来の測定系と同様の
光量測定により行つことができ、一般のスポットセンサ
を使用することが可能で。 簡単かつ安価にその測定糸を構成できる。 とくに、クレータ】0の測定では、被加工材1の回転軸
11に対して直角方向すなわち、クレータ]0の長手方
向に対して直角方向に向けて投受光を行い、−1の拡散
光強度からクレータ10の程度を測定するようVC(、
でいるため、より太きl(硬出出力を得ることができ、
しかも回転軸]]の方向に投受光を行う前記筋目9の測
定の場合と光ビームの投受光方向が互に直交するため、
筋目測定のための拡散光がクレータ測定用の拡散光受光
部13Vc人射するのを効果的に回避することができ。 一層梢度の高い測定全行うことができる○甘た、クレー
タ10.筋目9の測定のための投(10) 元部j2,12’、受光部33.13’おまひロール目
測定のための光反射位置センサ] 4 t、t、いずれ
も被加工材1の加工表面1aよりI 00 trun程
度離して配置することができ、削り屑、油などが測定系
VC飛散し′fcり引掛るなどの不郁合がなく、安全か
つ正確、を測定を行うことができる。 つぎVC1前記の回転体の表面粗さ測定力法を能率よく
行うことのできる構成の簡単・tN転体の表面粗さ測定
装置の一実施例全第8図および第5)図に示t。T’t
t−わち、この回転体の表面粗さ測定装置tは、回転加
工される被加工@’ I ’の1111転tll+ l
] ’ Vc半行l力向CX@I3)、前記回転軸1
1′と直交する方向(被加工材1′に向かって進退する
方向、lIl+)。 X軸とY軸がつくる半面e(平行l曲内で被加工拐を中
心にし5て回動する回動方向θ′の;4りの自由度?有
し前記被加工材1′の加9に表面1’aの近傍VC配置
した測定ヘッド取付テーブル15と、この測定へノド墳
付テーブル]5i/(設けら)L前dピ回転−II 1
1 ’の方向V(向けてOff記加工六而1面a VC
元ビームを照射する光ビーム投光都12′と、前記回転
114111 ] ’と前記光ビーム投光部12″とを
含む半面内に位置するように前記加工表面E’aVC向
けて前記測定ヘッド取付テーブル15上VC設けられ、
前記光ビーム投光部12“から照射された元ビームの前
記加工表面1’a での正反射fを受光しその正反射光
L/)振れ変位力・ら前記加工表面1’a(1)口〜ル
Nの尚さ程度全測定Tる第1の受光部J3”aと、前記
光ビーム投光部12″と前記受光部13“aとの中間部
VC位置するように前記加工表面1’aV(向けて前記
測定ヘッド取付テーブル]5上に設けられ、前記光ビー
ム投光都12′から照射さnた光ビームの前記加工表面
1’aでの筋目による拡散光を受光しその受光量から前
記筋目の程度(例えば筋目の数)を測定する第2の受光
部13bと、前記元ビーム投光部12″と前記第2の受
光部1 :3’bと全含む平面とほぼ直交する半面内に
位置するように前記加工表面1’aに向けて前記測定ヘ
ッド取付チーフル】5上に設けら 1n、前記元
ビーム投光部」2”力・ら照射されfc光ビームの前記
加工表面1’aでのクレータによル拡散光を受光しその
受光量から前記クレータの程度(例えげクレータの数)
を測定するIl&3の受光部13゛cとを備えたもので
あり、前記光ビーム投うL都12″は光ファイバ16を
介してレーザ発生装置fl 7 Vc接続して、前記光
ビーム投光部12”から照射される光ビームとしてレー
ザ光&lk用いるよう(′こシている。 各受光部13’a 、 13″’b、I3cの検出出力
は、第9図に示fIA埋回路により、次VC7バ゛J−
よりVC処理するようにしてbる〇 加工表面1’aからの正反射光を受光する受光部] 3
’aでは、光電変換により前記正反射光強度に比例した
検出出力af得、この検出出力aを次段の積分回&vi
18で、前記の回転体の表面粗さ測定方向におけるロー
ル目の測定の場合と同様の積分処理をしてロール目の商
さが検出される。 加工表面1’aの筋目に起因する拡散光全受光する受光
部13’bでは、前記拡散光強度に相当−ノ“る検出出
力すを得、Cの検出出力b1次段の側力回路19V(お
いて前記受光部13“aの検出出力aで割算して、前屈
加工入ll117j′aの筋目の1か検出される。 (13) 加工表面]’aのクレータに起因する拡散光全受光する
受光部13”Cでは、前記拡散光強度に相当す、る検出
出力C全得、この検出出力Cを次段の割算回i@20で
前記と同様に受光部I3”aの検出出力aで割算して、
前記加工表面1’aのクレータの量が検出される〇 前記のように、受光部13”b、13”Cの検出出力す
。 C全受光部13”aの正反射光強度に相当する検出出力
aで割算処理するのは、各受光部13’a、]3”b。 13“Cの検出値を無次元化して、光源光量変化セ加工
衣面の反射率の影響が検出結果に及ぶのを回避するため
である。 また、前記受光部13″aの検出出力aは、別にLPフ
ィルタ回路21で受けて、前記受光部】3”aが正しく
正反射光を受光する角度に前記測定ヘッド取付テーブル
】5が位置しているかどうか全確認するようにしており
、この確認信号d Vc基づき、前記測定ヘッド取付テ
ーブル15の前記加工表面1’aに対する角度ケ自動補
正できるように構成している〇 (14) 一方、前記受光部j3”bでは、前記光ビーム投光部1
2“の元ビームが前記加工表面1’aV(映す光スポッ
ト像全検出して、前記測定ヘッド取付テーブル15と加
工表面1’aとの間の距離をa++j定する機能も付与
され、前記光スポツト像に相当する検出出力b′を別の
演算回路22で演算処理して、前記距離全検出するよう
にしており、この検出値eに基づき、前記測定ヘッド取
付テーブル15が、前記加工表面1’aとの間の距離全
所定の値VC自動補正しうるように構成している。 前記測定ヘッド取付テーブル15け、被加工材]′が回
転している状態で、被加工材1′の一端から他端に向け
てx、y、θ′の3 @l+ N C励動vcより移動
して、前記ロール目、筋目、クレータの測定が行われる
〇 なお、前記測定ヘッド取付テーブルj5のNCC励動軌
跡、測定ヘッドの距離、角t* Ilt+」定機能を利
用して、ティーチングrこより決定させることも可能で
あり、また、基本軌跡に対する距離、角度のずれ量を測
定してこれをフィートノくツクすることr(より、被加
工材のサンプルごとに距離、角度を調節することも可能
である0 このようVC構成したため、次のような効果が得られる
。 (1) 表面粗さの3要素を1つの光ビーム投光部1
2″に一兼用して行つことができ、構成を簡略化できる
とともに、同時VC3つの測定を互に干渉し合うことな
く正確に行うことができ、測定能率が大幅に向上する。 (2) 光スポツト径f O,] −0,5smφと
小さく絞ることができ、in!密な表面粗さ測定を行う
ことができる〇 (3)測定ヘッドの加工表面に対する距離、角度の測定
を、本来の用途とけ別に各受光部全利用することにより
測定することができ、これら距離。 角度の測定のために別のセンサを付加する必要がなく、
簡単な構成により測定距離、角度のずれなどを監視でき
、ティーチング機能も容易VC付加することができる。 以上のように、この発明の回転体の表面粗さ測定方法は
、回転加工される被加工材の回転軸を含む平面内に光ビ
ーム投光部および光反射位1dセンサ會前記被加工材の
加工表面VC向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記元反
射位1d士ンサで受光し前記加工表面のロール目VCよ
る前記元止反射光の振れ変6″Lを前記光反射位置上ン
サで検出して前記ロール目の高さ程度を測定するロール
目測定工程と、前記回転軸全台む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目VCよる拡散光を前記拡散光受光部で受光し
てその受光tにより前記筋目の程度を測定する筋目測定
工程と、前記回転軸Vc対し垂直な面内に光ビーム投光
部pよび拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前ml加二
[表面でのクレータによる拡散光を前記拡散光受光部で
受光してその受光蓋により前記クレータの程度を測定す
るクレータ測定工程とを含むものであるため、(17) 回転加工される被加工材の表面粗さを、非接触かつイン
プロセスのもとに精度よく測定することができ、また、
この発明の回転体の表面粗さ測定装置は、回転加工され
る被加工材の回転軸の方向に向けて前記被加工材の加工
表面VC光ビーム全照射する光ビーム投光部と、前記加
工表面に向けて前記回転軸と前記光ビーム投元部とを含
む平面内に配置され前記光ビーム投光部からの光ビーム
の前記加工表面での正反射光を受光し七の正反射光の振
れ変位から前記加工表面のロール目の高さ程度全測定す
る第1受光部と、前記加工表面に向けて前記光ビーム投
光部と前記第1受光部の配設位置の中間部VC配置され
前記光ビーム投光部からの光ビームの前記加工表面での
筋目による拡散光を受光してその受光部から前記加工表
面の筋目の程度を測定する第2受光部と、前記加工表面
VC向けて前記光ビーム投光部と前記第2受光部とを含
む平面とほぼ直交するXfl−面内VC配置dさ7L前
配光ビ一ム投光部からの元ビームの前記加工表面でのク
レータによる拡散光を受光してその受i蓋から前記加(
18) 1表面のクレータの程度を測定する第3受光部と。 前記光ビーム投光部、第1.第2゜第3受光部を含む測
定ヘッド金固定して前記被加工材の加工表面に近い位置
に位置調整自任に配設した測定ヘッド位置調整チーフル
とを備えたものであるため、簡単かつコンパクトな構成
により前記測定方法による被加工材の表面粗さ測定を能
率よく行うことができるという効果を有する0
2/ と・する。したがって加工表面1aの半径方向の位lf
k表わす変数yは、光反射位置センサ14と光反射点と
の距離lが一定であるとすれは、光反射位置センサ14
の出力X全積分t〜で、軸方向移動手段の移動速度V全
乗算すれば容易に得ることができる。 前記光ビームとしては、レーザ光線、白色元のいずれを
用いてもよいが、ビーム径全絞り、1lllJ定N度を
上げるためll?:Iiレーザ光線の方が菫−チしい〇
このように、t!121転加工される被加工材1の表面
粗サラ、ロール目8.筋目9.クレータ1()の3要素
に分け、各要素ごとVC独立(〜でatU定するよう(
9) にしたため、表面粗さを定量的に分析することができ、
精度の高い表面粗さ測定全行うことができるO 筋目9.クレータlOの測定については、投受光部の配
置について条件全村するのみで、従来の測定系と同様の
光量測定により行つことができ、一般のスポットセンサ
を使用することが可能で。 簡単かつ安価にその測定糸を構成できる。 とくに、クレータ】0の測定では、被加工材1の回転軸
11に対して直角方向すなわち、クレータ]0の長手方
向に対して直角方向に向けて投受光を行い、−1の拡散
光強度からクレータ10の程度を測定するようVC(、
でいるため、より太きl(硬出出力を得ることができ、
しかも回転軸]]の方向に投受光を行う前記筋目9の測
定の場合と光ビームの投受光方向が互に直交するため、
筋目測定のための拡散光がクレータ測定用の拡散光受光
部13Vc人射するのを効果的に回避することができ。 一層梢度の高い測定全行うことができる○甘た、クレー
タ10.筋目9の測定のための投(10) 元部j2,12’、受光部33.13’おまひロール目
測定のための光反射位置センサ] 4 t、t、いずれ
も被加工材1の加工表面1aよりI 00 trun程
度離して配置することができ、削り屑、油などが測定系
VC飛散し′fcり引掛るなどの不郁合がなく、安全か
つ正確、を測定を行うことができる。 つぎVC1前記の回転体の表面粗さ測定力法を能率よく
行うことのできる構成の簡単・tN転体の表面粗さ測定
装置の一実施例全第8図および第5)図に示t。T’t
t−わち、この回転体の表面粗さ測定装置tは、回転加
工される被加工@’ I ’の1111転tll+ l
] ’ Vc半行l力向CX@I3)、前記回転軸1
1′と直交する方向(被加工材1′に向かって進退する
方向、lIl+)。 X軸とY軸がつくる半面e(平行l曲内で被加工拐を中
心にし5て回動する回動方向θ′の;4りの自由度?有
し前記被加工材1′の加9に表面1’aの近傍VC配置
した測定ヘッド取付テーブル15と、この測定へノド墳
付テーブル]5i/(設けら)L前dピ回転−II 1
1 ’の方向V(向けてOff記加工六而1面a VC
元ビームを照射する光ビーム投光都12′と、前記回転
114111 ] ’と前記光ビーム投光部12″とを
含む半面内に位置するように前記加工表面E’aVC向
けて前記測定ヘッド取付テーブル15上VC設けられ、
前記光ビーム投光部12“から照射された元ビームの前
記加工表面1’a での正反射fを受光しその正反射光
L/)振れ変位力・ら前記加工表面1’a(1)口〜ル
Nの尚さ程度全測定Tる第1の受光部J3”aと、前記
光ビーム投光部12″と前記受光部13“aとの中間部
VC位置するように前記加工表面1’aV(向けて前記
測定ヘッド取付テーブル]5上に設けられ、前記光ビー
ム投光都12′から照射さnた光ビームの前記加工表面
1’aでの筋目による拡散光を受光しその受光量から前
記筋目の程度(例えば筋目の数)を測定する第2の受光
部13bと、前記元ビーム投光部12″と前記第2の受
光部1 :3’bと全含む平面とほぼ直交する半面内に
位置するように前記加工表面1’aに向けて前記測定ヘ
ッド取付チーフル】5上に設けら 1n、前記元
ビーム投光部」2”力・ら照射されfc光ビームの前記
加工表面1’aでのクレータによル拡散光を受光しその
受光量から前記クレータの程度(例えげクレータの数)
を測定するIl&3の受光部13゛cとを備えたもので
あり、前記光ビーム投うL都12″は光ファイバ16を
介してレーザ発生装置fl 7 Vc接続して、前記光
ビーム投光部12”から照射される光ビームとしてレー
ザ光&lk用いるよう(′こシている。 各受光部13’a 、 13″’b、I3cの検出出力
は、第9図に示fIA埋回路により、次VC7バ゛J−
よりVC処理するようにしてbる〇 加工表面1’aからの正反射光を受光する受光部] 3
’aでは、光電変換により前記正反射光強度に比例した
検出出力af得、この検出出力aを次段の積分回&vi
18で、前記の回転体の表面粗さ測定方向におけるロー
ル目の測定の場合と同様の積分処理をしてロール目の商
さが検出される。 加工表面1’aの筋目に起因する拡散光全受光する受光
部13’bでは、前記拡散光強度に相当−ノ“る検出出
力すを得、Cの検出出力b1次段の側力回路19V(お
いて前記受光部13“aの検出出力aで割算して、前屈
加工入ll117j′aの筋目の1か検出される。 (13) 加工表面]’aのクレータに起因する拡散光全受光する
受光部13”Cでは、前記拡散光強度に相当す、る検出
出力C全得、この検出出力Cを次段の割算回i@20で
前記と同様に受光部I3”aの検出出力aで割算して、
前記加工表面1’aのクレータの量が検出される〇 前記のように、受光部13”b、13”Cの検出出力す
。 C全受光部13”aの正反射光強度に相当する検出出力
aで割算処理するのは、各受光部13’a、]3”b。 13“Cの検出値を無次元化して、光源光量変化セ加工
衣面の反射率の影響が検出結果に及ぶのを回避するため
である。 また、前記受光部13″aの検出出力aは、別にLPフ
ィルタ回路21で受けて、前記受光部】3”aが正しく
正反射光を受光する角度に前記測定ヘッド取付テーブル
】5が位置しているかどうか全確認するようにしており
、この確認信号d Vc基づき、前記測定ヘッド取付テ
ーブル15の前記加工表面1’aに対する角度ケ自動補
正できるように構成している〇 (14) 一方、前記受光部j3”bでは、前記光ビーム投光部1
2“の元ビームが前記加工表面1’aV(映す光スポッ
ト像全検出して、前記測定ヘッド取付テーブル15と加
工表面1’aとの間の距離をa++j定する機能も付与
され、前記光スポツト像に相当する検出出力b′を別の
演算回路22で演算処理して、前記距離全検出するよう
にしており、この検出値eに基づき、前記測定ヘッド取
付テーブル15が、前記加工表面1’aとの間の距離全
所定の値VC自動補正しうるように構成している。 前記測定ヘッド取付テーブル15け、被加工材]′が回
転している状態で、被加工材1′の一端から他端に向け
てx、y、θ′の3 @l+ N C励動vcより移動
して、前記ロール目、筋目、クレータの測定が行われる
〇 なお、前記測定ヘッド取付テーブルj5のNCC励動軌
跡、測定ヘッドの距離、角t* Ilt+」定機能を利
用して、ティーチングrこより決定させることも可能で
あり、また、基本軌跡に対する距離、角度のずれ量を測
定してこれをフィートノくツクすることr(より、被加
工材のサンプルごとに距離、角度を調節することも可能
である0 このようVC構成したため、次のような効果が得られる
。 (1) 表面粗さの3要素を1つの光ビーム投光部1
2″に一兼用して行つことができ、構成を簡略化できる
とともに、同時VC3つの測定を互に干渉し合うことな
く正確に行うことができ、測定能率が大幅に向上する。 (2) 光スポツト径f O,] −0,5smφと
小さく絞ることができ、in!密な表面粗さ測定を行う
ことができる〇 (3)測定ヘッドの加工表面に対する距離、角度の測定
を、本来の用途とけ別に各受光部全利用することにより
測定することができ、これら距離。 角度の測定のために別のセンサを付加する必要がなく、
簡単な構成により測定距離、角度のずれなどを監視でき
、ティーチング機能も容易VC付加することができる。 以上のように、この発明の回転体の表面粗さ測定方法は
、回転加工される被加工材の回転軸を含む平面内に光ビ
ーム投光部および光反射位1dセンサ會前記被加工材の
加工表面VC向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記元反
射位1d士ンサで受光し前記加工表面のロール目VCよ
る前記元止反射光の振れ変6″Lを前記光反射位置上ン
サで検出して前記ロール目の高さ程度を測定するロール
目測定工程と、前記回転軸全台む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目VCよる拡散光を前記拡散光受光部で受光し
てその受光tにより前記筋目の程度を測定する筋目測定
工程と、前記回転軸Vc対し垂直な面内に光ビーム投光
部pよび拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前ml加二
[表面でのクレータによる拡散光を前記拡散光受光部で
受光してその受光蓋により前記クレータの程度を測定す
るクレータ測定工程とを含むものであるため、(17) 回転加工される被加工材の表面粗さを、非接触かつイン
プロセスのもとに精度よく測定することができ、また、
この発明の回転体の表面粗さ測定装置は、回転加工され
る被加工材の回転軸の方向に向けて前記被加工材の加工
表面VC光ビーム全照射する光ビーム投光部と、前記加
工表面に向けて前記回転軸と前記光ビーム投元部とを含
む平面内に配置され前記光ビーム投光部からの光ビーム
の前記加工表面での正反射光を受光し七の正反射光の振
れ変位から前記加工表面のロール目の高さ程度全測定す
る第1受光部と、前記加工表面に向けて前記光ビーム投
光部と前記第1受光部の配設位置の中間部VC配置され
前記光ビーム投光部からの光ビームの前記加工表面での
筋目による拡散光を受光してその受光部から前記加工表
面の筋目の程度を測定する第2受光部と、前記加工表面
VC向けて前記光ビーム投光部と前記第2受光部とを含
む平面とほぼ直交するXfl−面内VC配置dさ7L前
配光ビ一ム投光部からの元ビームの前記加工表面でのク
レータによる拡散光を受光してその受i蓋から前記加(
18) 1表面のクレータの程度を測定する第3受光部と。 前記光ビーム投光部、第1.第2゜第3受光部を含む測
定ヘッド金固定して前記被加工材の加工表面に近い位置
に位置調整自任に配設した測定ヘッド位置調整チーフル
とを備えたものであるため、簡単かつコンパクトな構成
により前記測定方法による被加工材の表面粗さ測定を能
率よく行うことができるという効果を有する0
第1図および第2図はそれぞれ従来例を示す斜視図、第
3図は同転加工された被加工材の加工表面を示す部分拡
大斜視図、第4図および第5図はそれぞれこの発明の測
定方法の一実施例を示す斜視図、第6図および第7図は
それぞれその原理説明図、第8図および第9図はそれぞ
れこの発明の測定装置の一実施例を示すがF視図および
処理回路ブロック図である。 1.1′ 被加工材、]a、l’a・・加工表面、8
・ロール目、9・筋目、10・クレータ、] ] 、
11’・・・回転軸、12 、12’、 12”・・・
光ビーム投光部、13゜センサ)、13”b、13”C
・ 受光部、14 光反射位置センサ、15・測定ヘッ
ド取付テーブル、16光フアイバ、17 レーザ発生装
置、I 9 、20割算回路、2】・LPフィルタ1回
路、22・・・演算回路 よ 51 ( \21 第9図 手続補正書(自発) 1、事件の表示 昭和56年 特 許 願第176955シじ2、発明の
名称 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置3、補正をす
る者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名 称 (
583)松下電]ユ株式会社代表者 神
前 善 −4、代 理 人 明細書 7、補正の内容
3図は同転加工された被加工材の加工表面を示す部分拡
大斜視図、第4図および第5図はそれぞれこの発明の測
定方法の一実施例を示す斜視図、第6図および第7図は
それぞれその原理説明図、第8図および第9図はそれぞ
れこの発明の測定装置の一実施例を示すがF視図および
処理回路ブロック図である。 1.1′ 被加工材、]a、l’a・・加工表面、8
・ロール目、9・筋目、10・クレータ、] ] 、
11’・・・回転軸、12 、12’、 12”・・・
光ビーム投光部、13゜センサ)、13”b、13”C
・ 受光部、14 光反射位置センサ、15・測定ヘッ
ド取付テーブル、16光フアイバ、17 レーザ発生装
置、I 9 、20割算回路、2】・LPフィルタ1回
路、22・・・演算回路 よ 51 ( \21 第9図 手続補正書(自発) 1、事件の表示 昭和56年 特 許 願第176955シじ2、発明の
名称 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置3、補正をす
る者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名 称 (
583)松下電]ユ株式会社代表者 神
前 善 −4、代 理 人 明細書 7、補正の内容
Claims (3)
- (1)回転加工される被加工拐の回転軸金倉む平面内に
光ビーム投光部および光反射位置センサを前記被加工材
の加工表面に向は配置し、前記光ビーム投光部から照射
された光ビームの前記加工表面での正反射光を前記光反
射位置センサで受光し前記加工表面のロール目による前
記光圧反射光の振れ変位を前記光反射位置センサで検出
し7て前記ロール目の高さ程度を測定するロール目測定
工程と、前記回転[111を含む平面内に光ビーム投光
部および拡散光受光部を前記加工表面に向は配置し、前
記光ビーム投光部から照射された光ビームの前記加工表
面での筋目による拡散光を前記拡散光受光部で受光して
その受光量により前記筋目の程度全測定する筋目111
1+1 f工程と、前記回転4IIIlVC対し垂直な
面内に光ビーム投光部および拡散光受光部を前記加工表
面に向は配置し、前記光ビーム投光部から照射された光
ビームの前記加工表面でのクレータによる拡散′″1t
fI:前記拡散元受前記拡散光受光部の受光量により前
記クレータの程度fr測測定るクレータ測定工程とを含
む回転体の衣m1粗ざ測定方法。 - (2)回転加工される被加工材の泊1転軸の方向に向け
て前記被加工材の加工次面Vc光ビームを照射する光ビ
ーム投光部と、前記加工表面に向けて前記回転軸と前記
光ビーム投光部とを含む平面内に配置され前記光ビーム
投光部からの光ビームの前記加工表面での正反射光全受
光しその正反射光の振れ変位から前記加工表面のロール
目の筒さ程度を測定する第1受光部と、前記加工表面に
向けて前記光ビーム投光部と前記第】受光部の配役位置
の中間部VC配置され前記光ビーム投光部がらの光ビー
ムの前記加工表面での筋目V(」:る拡散光を受光して
その受光量から前記加−L表面の筋目の程度を測定する
第2受尤都と、前記加工表面VC向けて前記光ビーム投
光部と前記M2受光部とを含む平面とほぼ直交する平面
内に配置され前記元ビーム投光部からの光ビームの前記
加工表面でのクレータによる拡散光を受光してその受光
量から前記加工表面のクレータの程度全測定する第3受
光部と、前記光ビーム投光部、第1.第2.第3受光部
を含む測定ヘッドを固定して前記被加工材の加工表面r
(近い位置に位置調整自在に配設した測定ヘッド位IN
調整テーブルとを備えた回転体の表面粗さ測定装置。 - (3) 前記測定ヘッド位置調整テーブルは、前記第
1受光部が正反射光を受光した位Itを、前記光ビーム
投光部と前記第1受光部の間に正反射が行われる角度位
置として検出し位置補正制御し、前記光ビーム投光部か
らの光ビームによる前記加工表面に映される光スポット
像全前記第2受光部が受光する位置を、前記加工表面と
測定ヘッドとの間の距離が正しい位置として検出し位置
補正制御するようI/Cしたものである特許請求の範囲
第(2)項記載の回転体の表面粗さi11]定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17695581A JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17695581A JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5876711A true JPS5876711A (ja) | 1983-05-09 |
JPS6256443B2 JPS6256443B2 (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=16022637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17695581A Granted JPS5876711A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転体の表面粗さ測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5876711A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61288108A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-18 | Ishizuka Glass Ltd | ガラス壜の胴へこみ検査方法 |
JPS6426105A (en) * | 1987-03-13 | 1989-01-27 | Canon Kk | Surface shape measuring instrument |
EP0358982A2 (de) * | 1988-09-15 | 1990-03-21 | KOLB GMBH & CO | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten berührungsfreien Oberflächenkontrolle von zylindrischen Teilen |
JP2010014547A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 表面検査方法、及びびびりマーク検査装置 |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17695581A patent/JPS5876711A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61288108A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-18 | Ishizuka Glass Ltd | ガラス壜の胴へこみ検査方法 |
JPS6426105A (en) * | 1987-03-13 | 1989-01-27 | Canon Kk | Surface shape measuring instrument |
EP0358982A2 (de) * | 1988-09-15 | 1990-03-21 | KOLB GMBH & CO | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten berührungsfreien Oberflächenkontrolle von zylindrischen Teilen |
JP2010014547A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 表面検査方法、及びびびりマーク検査装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6256443B2 (ja) | 1987-11-26 |
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