JPS6130681B2 - - Google Patents

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JPS6130681B2
JPS6130681B2 JP8193778A JP8193778A JPS6130681B2 JP S6130681 B2 JPS6130681 B2 JP S6130681B2 JP 8193778 A JP8193778 A JP 8193778A JP 8193778 A JP8193778 A JP 8193778A JP S6130681 B2 JPS6130681 B2 JP S6130681B2
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JP
Japan
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measured
center
arc
circle
measuring
Prior art date
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JP8193778A
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English (en)
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JPS559132A (en
Inventor
Yukyoshi Okazaki
Kunio Tokano
Chuichi Sato
Kenichi Tagawa
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS559132A publication Critical patent/JPS559132A/ja
Publication of JPS6130681B2 publication Critical patent/JPS6130681B2/ja
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被測定物における円または円弧等
の測定において、測定機に取付けられた測定子と
被測定物との接点の本来あるべき位置からのずれ
を角度誤差として検出する方法である。
被測定物の円または円弧の測定機、例えば、第
1図に示されたような測定機は、回転案内となる
スピンドル1と、それに取付けられて回転案内を
基準として回転し、被測定物の円および円弧形状
の真円からのずれ量△riを検知する測微計2と、
測微計2の回転案内の中心軸に対する回転半径を
変える測微計半径方向スライド3と、測微計2の
回転角度位置θiを検知する回転角度計(ロータ
リーエンコーダ)4と、被測定物を載せ回転案内
の中心に被測定物の円および円弧の中心を移動さ
せるXYテーブル5と、XYテーブル5を駆動する
パルスモーター6及び計算機システムから成り、
回転角度位置θiに対する変位量△riをデイジタ
ル量として記憶し、被測定物の真の中心および形
状誤差、曲率半径等を計算することができる。
いま第2図において、0′を被測定物の円弧の
中心、0は測定を行なつた時の回転案内の中心位
置、θiを被測定点Piと0とを結ぶ線とX軸との
なす角、Rを基準の球または、円筒形ゲージに合
わせた基準値の半径、△ri(θi)を、被測定Pi
における測定された基準円からの離脱変位置とす
る。
上記の測定機においてロータリーエンコーダー
4の角度0゜の位置をX軸とし、スピンドル1を
回転させると、一定の角度毎のロータリーエンコ
ーダの値θiと、その時の測微計2の値△ri(θ
i)から多数点のデータ(△ri(θi),θi)
が得られる。このデータをもとに、計算機によつ
て、回転案内の中心0と、被測定の円または円弧
の中心との距離bとその方向γを計算により求
め、XYテーブル5をパルスモータ6によつて、
x=b cos γ、y=b sin γだけ移動する
ことにより、被測定物の円および円弧の中心と回
転案内の中心とが自動的に一致する。すなわち自
動求心が行なわれる。
第1図に示されたように、回転軸を含みX軸に
平行な平面をA面とするとロータリーエンコーダ
ー4の0゜位置をA面に合わせた時、被測定物と
測定子21との接点がA面内にあれば、ロータリ
ーエンコーダー4がθiのとき、被測定物と測定
子21の接点はθi方向にあり、計算機への入力
はPi(△ri(θi),θi)となり問題ない。と
ころが測微計2の測定子21先端の位置は、第3
図に示されたように測定子の加工精度による測定
子そのものの曲り、および第4図に示されたよう
な測定子の測微計への取付誤差あるいは測微計の
半径方向スライドとロータリーエンコーダーの零
方向の平行度における誤差(第5図参照)測微計
の取付位置の誤差(第6図参照)などによりA面
内に入れることが困難であり、従つて測定子と被
測定物との接点をA面内に位置させることが難し
い。被測定物と測定子の接点がA面内にないと、
第7図に示す様に、エンコーダーの回転角度位置
がθiのとき、計算機への入力は、Pi(△ri(θ
i),θi)ではなく、Pi(△ri′(θi+△θ),
θi)となり、△θだけ角度がずれたものをもと
にして、円および円弧等の中心を計算してしま
う。したがつて計算された中心b,γのγは△θ
の誤差を含むことになり、XYテーブルがx=b
cos γ、y=b sin γ移動しても、被測定
物の円および円弧の中心と回転案内面の中心とが
一致せず、自動求心精度が悪くなる。たとえば偏
心量が100μで△θ10゜の場合、2×100sin(10
゜/2)=17.4〔μ〕の求心誤差が出る。
また、第8図に示すように、円弧形状の場合に
は、被測定物の指定した角度範囲(P1からPn)
を測定しても、実際は、P1′からPn′を測定し、被
測定物から測微計がはずれ、必要な情報が得られ
ない場合もある。特に、被測定物の曲率半径が小
さくなると、この可能性があり、たとえば被測定
物の曲率半径が1mmで′が.3mm(この程度
の誤差は十分考えられる)なら△θ≒17゜にな
る。
さらに、第9図に示す様に、測定倍率にも不具
合点が生じる。即ち測微計の倍率をロータリーエ
ンコーダーの指示方向すなわちPO0方向に調整し
てあるとすると、前述の様に、測定子と品物の接
点は△θだけずれ、P′点にあるので実際の倍率は
1/cos△θを乗算した値になつてしまう。
たとえば、△θ=17゜とすると、倍率は4.6%
の誤差を含むことになる。この倍率の変化は、形
状誤差の値および円筒形ゲージとの比較測定によ
る曲率半径の値に影響する。
このことは、曲率半径の測定の場合、特に問題
になる。たとえば△θ=17゜の時、円筒形ゲージ
の寸差が0.2mmなら被測定物の曲率半径の誤差は
9μになる。
以上不具合点は、曲率半径が小さくなればなる
ほど影響が大きくなる。
この発明は上記の欠点を除去するためになされ
たもので、被測定物の円形または円弧形状等の測
定において、測定機に取付けられた測定子と被測
定物との接点が本来あるべき位置からどれだけず
れているかを角度誤差として検出する方法であ
る。
次にこの発明の一実施例を図を参照しながら説
明する。この実施例においては第1図に示された
測定機の場合について説明するが、この発明の検
出方法はこれ以外の円形または円弧形状等の測定
機にも勿論適用できる方法である。まず回転案内
の中心と、被測定物の円形または円弧形状の曲率
中心O0とを十分に一致させる。このためには例
えば次のような方法がある。第10図において、
O0は被測定物の円弧の真の中心、Oは測定を行
なつた時の中心、rは基準の球又は円筒体の円形
ゲージにて合せた基準値の半径、θは被測定点P
とOとを結ぶ線とX軸とのなす角、θ′はP点と
O0を結ぶ線とX軸とのなす角、実線は被測定
面、点線はO0を中心として半径rで円を描いた
時の軌跡、一点鎖線はOを中心として半径rで円
を描いた時の軌跡を各々示す。
△rは被測定点Pにおける測定された、基準円
からの離脱変位量、または△Rは真の中心O0
基準円の中心を合せた時の基準円からの離脱変位
量をそれぞれ示す。
従つて、bは測定を行なつた時の中心Oと真の
中心O0との距離、γはその方向を示すことにな
る。
図の三角形PO′Oにおいて、△Rをθ、△r、
b、γで表わせば次のようになる。
図において R2=b2+(r+△r)−2b(r+△r)cos
(γ−θ) R=r+△Rであり 上式を展開すると △R=△r−bcos(γ−θ)+bsin(γ−θ)/2{r+△r−b cos(γ−θ)} …………(1) (1)式において、第3項以降を省略すると、 △R≒△r−bcos(γ−θ) …………(2) と表わすことができる。この場合の省略による誤
差はb2/2×rを計算することにより、その最大
値が得られる。
すなわち、円又は円弧の真の中心O0と、測定
に用いる回転基準面の中心Oとの間の距離bが、
曲率半径rに比べ充分に小さければ、(1)式の代り
に(2)式を用いることができる。
したがつて被測定物に対して、このような多数
の三角形を考えれば、不連続なデイジタル量で表
わすことができるからi番目の△R(θi)は、 △R(θi)≒△r(θi)−bcos(γ−θi) …………(3) となる。すなわち図の△Rは関数△R=(θ、
△r、b、γ)として表わされる。
さて(2)式により△Rは基準円形状からの離脱変
位量を表わすので、測定された多数点のデータ
(△r(θi),θi)をもとに考慮すべき範囲の
bとγの値を探索すると、△Rmax−△Rminが
最小となるbとγのが求まる。これは最小領域法
における円の定義となり、bとγとから真の中心
O0が求まる。
この結果に基づき、XYテーブルを移動させ、
回転案内の中心と被測定物の円または円弧の曲率
中心を一致させる。またこの芯出し作業は、別の
計算方法あるいは手動によつて行つてもよい。
次にXYテーブルを例えば第11図のようにY
軸方向に、測微計の検知範囲を超えない程度に一
定量0 1移動して、XYテーブル上の被測定物の
曲率中心をO1まで移動させ、スピンドルの回転
中心はO0の位置で、A0から移動後の被測定面A1
を測定し、A1の曲率中心の位置をロータリーエ
ンコーダの出力θiと測微計の出力△riから例え
ば前記の方法で計算する。こゝで測定子接点角度
誤差△θがなければ、計算上O1の位置は極座標
表示で(0 1、90゜)になるが、実際には第1
1図X′Y′座標を基準として点O1を見ることにな
るので(0 1、90゜−△θ)となる。
従つてこの実際の角度から、動かした方向即ち
90゜を差引けば、角度誤差△θを求めることがで
きる。
上記の場合において、始めの回転案内の中心
と、被測定物の中心との芯出しは、角度誤差△θ
があつても、数回芯出しを行えば、充分な芯出し
精度が得られ、問題はない。またこの実施例では
テーブルをY軸方向に移動させたが、これは任意
の方向で差支えなく、またテーブルを移動させず
に測微計の回転案内を移動させてもかまわない。
なお上記の実施例においては、測定子側に回転
案内の中心があり、被測定物は静止し、測定子が
円弧状の軌跡を画いて運動する場合における検出
方法を説明したが、測定子は静止し、被測定物を
載置したテーブルが円弧運動する形式の円または
円弧測定機においては、測定子の案内中心は相対
的にテーブルの回転中心と同一として接点角度誤
差を検出することができる。
この発明の方法により、接点角度誤差△θを検
知できるので、この角度誤差△θだけ測定子と被
測定物との接点の位置を補正したり、あるいは測
定中に△θだけ測定値を補正しながら、円または
円弧等を正確に計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は円または円弧等を計測する測定機を示
す斜視図、第2図は第1図に示された測定機の自
動求心原理を説明するための概略図、第3図ない
し第6図は測定子と被測定物の接点が、正規の位
置からずれる原因を示すための斜視図、第7図は
接点角度誤差の説明用図、第8図は接点角度誤差
による測定範囲のずれを示す説明図、第9図は接
点角度誤差による測定倍率の変化を示す説明図、
第10図および第11図はこの発明の一実施例を
示すもので、第10図は測定子の回転中心と、被
測定物の曲率中心とを一致させるための説明図、
第11図は接点角度誤差を求める方法を示す説明
図である。 符号の説明、1はスピンドル、2は測微計、3
は半径方向スライド、4はロータリーエンコー
ダ、5はXYテーブル、6はパルスモータ、A1
よびA0は円弧形状測定面、O0は円弧形状の曲率
中心、O1は移動後の円弧形状の曲率中心。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 円または円弧等の測定機による被測定物の円
    または円弧等の測定において、測定器の測定子の
    案内中心を、上記測定機のテーブルに載置された
    被測定物の被測定円または被測定円弧等の中心に
    合わせ、次に測定器の測定子の案内中心、テーブ
    ルの中、いずれか一方を任意の方向に測定器の検
    知範囲を超えない程度に一定量移動して、移動後
    の被測定円または被測定円弧等を測定し、移動後
    の被測定円または被測定円弧等の中心位置を計算
    によつて求め、測定器の測定子の案内中心または
    テーブルの移動方向と、移動後の計算による被測
    定円または被測定円弧等の中心位置の方向との角
    度のずれを求めることにより、上記の測定子と被
    測定円または、被測定円弧等との接点の、案内中
    心に対する本来あるべき位置との角度誤差△θの
    検出方法。
JP8193778A 1978-07-07 1978-07-07 Method of detecting angular error at measuring needle point in measuring circle or arc, etc. Granted JPS559132A (en)

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JPS559132A JPS559132A (en) 1980-01-23
JPS6130681B2 true JPS6130681B2 (ja) 1986-07-15

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60142201A (ja) * 1983-12-29 1985-07-27 Koyo Seiko Co Ltd 薄肉円環の直径測定装置
JPS61219812A (ja) * 1985-03-27 1986-09-30 Agency Of Ind Science & Technol 真円度計測プロ−ブを有する計測装置
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JP4968600B1 (ja) 2011-01-13 2012-07-04 株式会社東京精密 真円度測定装置及びその心ずれ量補正方法
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JP5982194B2 (ja) * 2012-06-26 2016-08-31 株式会社アルバック 起点座標補正方法
JP5652631B2 (ja) * 2014-02-18 2015-01-14 株式会社東京精密 真円度測定装置における心ずれ量算出方法

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JPS559132A (en) 1980-01-23

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