JPS62226004A

JPS62226004A - 工作機械構造物の光学的位置調整方法

Info

Publication number: JPS62226004A
Application number: JP6845386A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kono; 一郎河野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1986-03-28
Publication date: 1987-10-05
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH0656297B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、光学的位置調整方法に関し、工作機械などの
構造物の軸心位置調整に利用して有用である。

〈従来の技術〉一対の構造物の双方の軸心を、一直線上に並ばせるよう
位置調整するのに、従来では、第５図〜第７図に示す方
法が用いられていた。

第５図はテストインジケータを用いた位置調整方法を示
す。同図に示すように、軸受１で支持された回転体２の
端面と、軸受３で支持された回転体４の端面とは相対向
している。

回転体２の軸心β、と回転体４の軸心１２とが、一直線
上に並ぶように位置調整するには、回転体２にテストイ
ンジケータ６を備えるとともに、回転体４にテストパー
７を同軸に備え、テストインジケータ６の探触子６ａを
テストハーフの周面に接触させる。この状態で回転体２
及びテストインジケータ６を回転させると、このときの
テストインジケータ６の指針の振れ量が軸ずれ量を示す
。よって指針の振れ量が零となるよう回転体２又は回転
体４の位置をずらせば、同軸となる。また、回転体２を
その軸心１１に沿う方向（入方向）に往復動させたとき
のインジケータ６の指針の振れ量を零とするように回転
体２又は回転体４を移動させることにより、軸心ｆｆ、
　、１゜を平行にすることができる。このようにして軸
心ｅ、、ｚ２が一直線上に並ぶよう位置調整することが
できる。この方法では、テストインジケータ６及びテス
トハーフの精度を高くすることにより、精度の高い位置
調整を定量的に行なえる。

第６図はテストパーを用いた目視による位置調整方法を
示す、この方法では先端が鋭利な円錐状となっているテ
ストパー８を回転体２に同軸に備えるとともに、同形状
のナス１〜バー９を回転体４に同軸に備える。そして顕
微鏡でテストパー８．９の先端を観察し、画先端が一致
するように回転体２又は回転体４の位置調整をする。こ
の方法では顕微鏡の倍率を上げることにより精度の高い
位置調整ができる。

第７図は心出し顕微鏡を用いた位置調整方法を示す。こ
の方法では心出し顕微鏡１０を回転体２に同軸に備える
とともに、テストパー１１を回転体４に同軸に備える。

心出し顕微鏡１０の視野内には、第６図に示すように、
テンプレート１２により十字状のテンプレート交線１２
′が見え、テストパー１１の先端の像１１’がテンプレ
ート交線１２′の交点位置に重なるように回転体２又は
回転体４の位置調整をする。この方法では心出し顕微鏡
の倍率を上げることにより精度の高い位置調整ができる
。

〈発明が解決しようとする問題点〉とごろで上記従来技術には次のような問題があった。

■　第５図に示す従来方法は、テストインジケータ６を
取り付けることのできない機械、即ち回転体２．４の間
隔がひじょうに狭いとか、テストインジケータ６を回転
させるスペースがないａ械には適用できない。

■　第６図に示す従来方法では、高精度に位Ｔ１調整す
るためには顕微鏡の倍率を上げなければならないが、倍
率を上げると焦点深度が浅くなり顕微鏡をテストパー８
．９の頂点に近づけなければならず、顕微鏡とテストパ
ー８，９が衝突するおそれがある。

また顕微鏡で観察できる程度のスペースを、回転体２，
４間に確保しなくてはならない。

■　第７図に示す従来技術では、第６図に示す従来技術
と同様に、心出し顕微鏡とテストパー１１の衝突のおそ
れがあり、またスペース上の問題もある。

本発明は、上記従来技術に鑑み、構造物の間隔が狭くて
も安全且つ高精度に位置調整のできる光学的位置調整方
法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するだめの手段〉上記目的を達成する本発明は、一対の構造物の軸心位置
にそれぞれ光ファイバを設置し、両光ファイバを通る光
…失が最少となるように、少なくとも一方の構造物を動
かす点を、その要旨とする。

く実　施　例〉以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す。同図に示すよう
に、軸受２１で支持された回転体２２と、軸受２３で支
持された回転体２４とは、両端面が対向して配置されて
いる。

送信用光ファイバ２５は、その先端部がスリーブ２６に
同軸に固定されており、両者の軸心ずれは０．５　／１
１１以下で軸心角度ずれは０．３゜以下としている。こ
のような高精度加工は、今日の光コネクタ製造技術をも
ってすれば極めて容易に実現できる。また、送信用光フ
ァイバ２５及びスリーブ２６の端面ば一緒に研摩され、
端面が軸心に対し直交するよう加工される。更にスリー
ブ２６は、その外周が高精度に円柱状となるように加工
されている。

そしてこのスリーブ２６が、回転体２２の孔２２ａに嵌
着される。もちろん孔２２ａは高精度加工されている。

このため送信用光ファイバ２５の先端部は、精度よく回
転体２２の軸心位置に占位する。また、送信用光ファイ
バ２５の基部には光源２７が接続されている。

一方、受信用光ファイバ２８は、その先端部がスリーブ
２９に同軸に固定されており、両者の軸心ずれは０．５
βｌ以下で軸心角度ずれは０．３”以下としている。ま
た、受信用光ファイバ２８及びスリーブ２９の端面は一
緒に研摩され、端面が軸心に対し直交するよう加工され
る。更にスリーブ２９は、その外周が高精度に円柱状と
なるように加工されている。

そしてこのスリーブ２９が、回転体２４の孔２４ａに嵌
着される。もちろん孔２４ａは高精度加工されている。

このため受信用光ファイバ２日の先端部は、精度よく回
転体２４の軸心位置に占位する。また、受信用光ファイ
バ２８の基部には受光器３０が接続されている。

回転体２２．２４の軸心合せをするには、光［２７から
送信用光ファイバ２５に一定光量の光を入射する。この
光は送信用光ファイバ２５中を通り受信用光ファイバ２
８に入射される。更に受信用光ファイバ２８中を通って
きた光は受光器３０に到り、この受光器３０により光量
が検出される。そして検出光量が最大となるように、換
言すれば、送信用光ファイバ２５と受信用光ファイバ２
８との接続点における光損失が最少となるように、回転
体２２．２４の少なくとも一方の位置を移動させる。こ
のようにして検出光量が最大になったら、回転体２２．
２４の軸心が一直線上に並ぶ。

なお、上記実施例において、回転体２２゜２４の少なく
とも一方を回転させながら位置合せをするようにしても
よい、このようにすると、スリーブ２６．２９と光ファ
イバ２５゜２８との軸ずれや軸心角度ずれの影響を極め
て小さくすることができる。

また、軸心合せ精度は、光ファイバ２５゜２８の種類や
コア径に応じて選択できる。参考のために、コア径５０
ｐｍのグレーデッド・インデクス型マルチモード光ファ
イバの接続損失特性を第２図に、またコア径１０Ｉ！鵬
のシングルモード光ファイバの接続損失特性を第３図に
示す。例えば第３図からは、軸ずれ１−で軸心角度すれ
が１”であれば光損失が０．３ｄＢ（７％）であること
がわかる。このように光ファイバを用いると、ずれがわ
ずかであっても損失が大きいので、高精度に軸心台セが
できる。

第４図は、本発明を旋盤に適用した実施例を示す、同図
に示すように軸受３１で支持された主軸回転スピンドル
３２はチャック３３を有している。また円筒状のドリル
ヘッド３４はチャック３５を存している。チャック３３
゜３５の再現性は、被チャック物が高精度仕上されてい
れば、１　ｐｇ以下の精度となる。

シングルモード光ファイバ（コア径１０Ｊａ。

クラッド径１２５．ｆｆ＋ｍ）である送信用光ファイバ
３６は、スリーブ３７に、０．５　ｔｔｍ以下の同軸度
で固定されている。またシングルモード光ファイバ（コ
ア径１０ａＩ１１．　　クラツド径１２５１ｍ　）であ
る受信用光ファイバ３８は、スリーブ３９に、０．５　
ｐｍ以下の同軸度で固定されている。スリーブ３７．３
９は、表面粗度０．５ｐＩ１１以下、真円度１１Ｉ１１
以下に仕上げられている。

各スリーブ３７．３９はそれぞれチャック３３゜３５で
固定され、スリーブ３７．３９の間隔は３　ｐｍ以内と
狭くした。また光ファイバ（コア径５０ｘｍ、クラッド
径１２５ｕ＋）４０及び光ロータリ−ジヨイント４１を
介して、送信用光ファイバ３６に、波長が１．３　ｌＩ
ｍの光を入射した。そして受信用光ファイバ３８を通っ
てきた光の光量を検出した。その結果を以下に示す。

（イ）送信用光ファイバ３６に入射する光出力は−１０
，５ｄＢｍであった。

（１１）第４図の接続状態にしたとき、受信用光ファイ
バ３Ｂを通ってきた光の出力は４２．０ｄＢｍ　となっ
た。

（ハ）そこで主軸回転スピンドル３２を回転させながら
、光出力の変動が最少で且つ平均受光量が最大となるよ
うにドリルヘッド３４の位置を三次元的に移動したとこ
ろ受光出力は−１０，６ｄＢｍ　±Ｑ、ｌｄＢｍとなっ
た。

（ニ）再度、送信用光ファイバ３６に入射する光出力を
測定すると−１０，４ｄＢｍであった。

この送信側光出力の変動は、スリーブ３７゜３９の間隔
の変動によるものである。

（ネ）したがってスリーブ３７．３９間、すなわち光フ
ァイバ３６．３８間で発生した損失は０．２±０．１ｄ
ＢＩ１１　となる。このことから、第３図を参照すると
、主軸回転スピンドル３２とチャック３５との中心軸は
、軸ずれが１．３　ｐｅａ、軸心角度ずれが１．７’以
下となったことが確認できる。

このようにして主軸回転スピンドル３２とチャック３５
との軸心位置を高精度に合わせた状態で、ドリルを主軸
回転スピンドル３２に装着すると、ドリルと主軸回転ス
ピンドル３２の軸心が精度よく一致する。このため、ド
リル加工をしてもドリルがふれることなく、形成される
穴径はドリル径に一致する。かくてサブミクロンオーダ
の微細穴明が精度よくできる。またドリルがふれること
がないため、ドリルに過大な負荷が作用することなく、
ドリルの破損が防止されるとともに、ドリル寿命が延び
る。

〈発明の効果〉以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、光ファイバを利用して位置調整をするようにした
ので、構造物間隔の余裕スペースが小さくても位置調整
が定量的にできる。また、光ファイバを選択することに
より適当な分解能で位置調整ができる。もちろん、光フ
ァイバを用いているので、電気ノイズにより乱されるこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はグレ
ーテッド・インデクス型マルチモード光ファイバの接続
損失特性を示す特性図、第３図はシングルモード光ファ
イバの接続損失特性を示す特性図、第４図は本発明を旋
盤に通用した実施例を示す断面図、第５図〜第７図は各
種従来技術を示す構成図、第８図は第７図に示す従来技
術での心出し顕微鏡で見た画像を示す説明図である。図　　面　　中、２２．２４は回転体、２５は送信用光ファイバ、２６．２９はスリーブ、２７は光源、２８は受信用光ファイバ、３０は受光器、３２は主軸回転スピンドル、３３．３５はチャック、３４はドリルヘッド、３６は送信用光ファイバ、３７．３９はスリーブ、３８は受信用光ファイバである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）端面が相対向する一対の構造物の双方の軸心が、
一直線上に並ぶよう位置調整をする方法であって、第１の構造物の軸心位置に送信用光ファイバを同軸に設置するとともに、第２の構造物の軸心位置
に受信用光ファイバを同軸に設置し、送信用光ファイバに一定光量の光を入射するとともに、送信用光ファイバ中を通ってきた光を受信
用光ファイバに入射して受信用光ファイバ中に通し、更
に受信用光ファイバ中を通ってきた光の光量を検出し、検出した光量が最大となるように、少なくとも一方の構造物の位置を移動させることを特徴とする
光学的位置調整方法。
（２）端面が相対向する一対の構造物の双方の軸心が、
一直線上に並ぶよう位置調整をする方法であって、第１の構造物の軸心位置に送信用光ファイバを同軸に設置するとともに、第２の構造物の軸心位置
に受信用光ファイバを同軸に設置し、送信用光ファイバに一定光量の光を入射するとともに、送信用光ファイバ中を通ってきた光を受信
用光ファイバに入射して受信用光ファイバ中に通し、更
に受信用光ファイバ中を通ってきた光の光量を検出し、検出した光量が最大となるように、少なくとも一方の構造物をその軸心まわりに回転させながら少
なくとも一方の構造物の位置を移動させることを特徴と
する光学的位置調整方法。