(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、
前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、形状が変化し硬化することができる部材を少なくとも１箇所配置する工程と、
前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部とに、水平面を有する水平板を押しつけることで、前記部材を変形させ硬化させる工程と、
前記水平板を前記物体から取り外して前記部材を前記物体表面上に残し、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部と前記部材の表面とを結ぶ基準線を設定する工程と、
前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定するための計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記基準線に沿って前記第１の計測開始点から第１の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第１の計測開始点から第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、
前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における前記第１の計測終了点を第２の計測開始点とし、この第２の計測開始点から第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記基準線に沿って前記第２の計測開始点から第２の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第２の計測開始点から第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程と、
を備え、
前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結されたデータを取得する物体表面傷の計測方法。
【請求項２】
一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、
前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、形状が変化し硬化することができる部材を少なくとも１箇所配置する工程と、
前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部とに、水平面を有する水平板を押しつけることで、前記部材を変形させ硬化させる工程と、
前記水平板を前記物体から取り外して前記部材を前記物体表面上に残し、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部と前記部材の表面とを結ぶ基準線を設定する工程と、
前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定するための計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から連結点を通過して第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記基準線に沿って前記第１の計測開始点から前記連結点を通過して前記第１の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、前記第１の計測開始点から前記第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、
前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第２の計測開始点から前記連結点を通過して第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記基準線に沿って前記第２の計測開始点から前記連結点を通過して前記第２の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、前記第２の計測開始点から前記第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程と、
を備え、
前記第１の計測データにおける前記連結点から前記第１の計測終了点までの計測データと、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点から前記連結点までのデータとを重ね合わせることで、前記第１の計測データにおける前記連結点と前記第２の計測データにおける前記連結点とが連結されたデータを取得する物体表面傷の計測方法。
【請求項３】
前記第１の計測データを取得した後に、前記第１の計測開始点から前記第１の計測終了点の範囲に存在する前記部材を前記物体の表面から取り外し、前記部材が存在していた箇所に対し、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定して前記第１の計測データを補間するデータを取得する工程と、
前記第２の計測データを取得した後に、前記第２の計測開始点から前記第２の計測終了点の範囲に存在する前記部材を前記物体の表面から取り外し、前記部材が存在していた箇所に対し、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定して前記第２の計測データを補間するデータを取得する工程と、
をさらに備え、
前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結され、前記第１の計測データにおける前記部材が存在していた箇所が前記第１の計測データを補間するデータにより補間され、前記第２の計測データにおける前記部材が存在していた箇所が前記第２の計測データを補間するデータにより補間されたデータを取得する請求項１又は２記載の物体表面傷の計測方法。
【請求項４】
前記第１の計測開始点及び前記第２の計測終了点上に前記部材が存在し、前記第１の計測データ及び前記第２の計測データを取得した後に、前記部材を前記物体の表面から取り外し、前記部材が存在していた箇所に対し、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定して前記第１及び第２の計測データを補間するデータを取得する工程と、
をさらに備え、
前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結され、前記第１及び第２の計測データにおける前記部材が存在していた箇所が前記第１及び第２の計測データを補間するデータにより補間されたデータを取得する請求項１乃至３のいずれか一に記載の物体表面傷の計測方法。
【請求項５】
一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、
前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、水平面を有する水平板を搭載するように設置する工程と、
前記水平板を前記物体表面上に残した状態で、前記物体表面上までの距離を測定する第１の検出器と、前記水平板の表面までの距離を測定する第２の検出器を含む計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記水平板と平行な方向に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記水平板と平行な方向に沿って前記第１の計測開始点から第１の計測終了点まで移動させつつ、前記水平板の表面までの距離及び前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第１の計測開始点から第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、
前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記水平板に平行な方向に沿って前記物体表面上における前記第１の計測終了点を第２の計測開始点とし、この第２の計測開始点から第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、
前記計測器を前記水平板に平行な方向に沿って前記第２の計測開始点から第２の計測終了点まで移動させつつ、前記水平板の表面までの距離及び前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第２の計測開始点から第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程と、
を備え、
前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結されたデータを取得する物体表面傷の計測方法。
【請求項６】
前記水平板は前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部とに接する箇所において、前記物体表面との間で所定距離が存在するように高さを補正する高さ補正部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の物体表面傷の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の表面に存在する傷を計測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の表面の計測は、通常、計測装置の計測範囲内において傷の深さを検出するセンサと、このセンサを移動させる可動ステージと、可動ステージを制御する制御装置とを用いて行われてきた。
【０００３】
しかし、センサを用いて傷の深さを検出する際に、計測対象となる表面には、傷の他に表面が磨耗している部分、あるいは物体が自重等で撓んで生じた撓みの部分、さらには凸状の部分が存在することがある。
【０００４】
また、物体の表面上に障害物が存在するような場合に、障害物を避けて計測装置を移動させて設置する場合、あるいは物体の長さが計測装置の１回の計測範囲を超えており計測装置を移動させて設置する場合に、基準位置が不明となり、同一表面を計測した場合にも異なる計測結果が得られるという精度上の問題があった。
【０００５】
以下に、従来の表面を計測する技術を開示した文献名を記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３９２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来は、物体の表面に摩耗や撓み、凸状の部分が存在する場合、表面上に障害物が存在する場合、１回の計測範囲を超える長さを有する場合には、基準位置が不明となり高い精度で計測することができなかった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、摩耗、撓み、凸状部分等が存在する表面の傷や、表面上に障害物が存在する場合、１回の計測範囲を超える長さを有するような物体の表面の傷に対し、基準位置を明確に設定することで高精度で測定し、信頼性の高い評価が可能な物体表面傷の計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の物体表面傷の計測方法は、一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、形状が変化し硬化することができる部材を少なくとも１箇所配置する工程と、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部とに、水平面を有する水平板を押しつけることで、前記部材を変形させ硬化させる工程と、前記水平板を前記物体から取り外して前記部材を前記物体表面上に残し、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部と前記部材の表面とを結ぶ基準線を設定する工程と、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定するための計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記基準線に沿って前記第１の計測開始点から第１の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第１の計測開始点から第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における前記第１の計測終了点を第２の計測開始点とし、この第２の計測開始点から第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記基準線に沿って前記第２の計測開始点から第２の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第２の計測開始点から第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程とを備え、前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結されたデータを取得する。
【００１０】
また本発明の物体表面傷の計測方法は、一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、形状が変化し硬化することができる部材を少なくとも１箇所配置する工程と、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部とに、水平面を有する水平板を押しつけることで、前記部材を変形させ硬化させる工程と、前記水平板を前記物体から取り外して前記部材を前記物体表面上に残し、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部と前記部材の表面とを結ぶ基準線を設定する工程と、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定するための計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から連結点を通過して第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記基準線に沿って前記第１の計測開始点から前記連結点を通過して前記第１の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、前記第１の計測開始点から前記第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記基準線に沿って前記物体表面上における第２の計測開始点から前記連結点を通過して第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記基準線に沿って前記第２の計測開始点から前記連結点を通過して前記第２の計測終了点まで移動させつつ、前記基準線から前記物体の表面までの距離を測定していくことで、前記第２の計測開始点から前記第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程とを備え、前記第１の計測データにおける前記連結点から前記第１の計測終了点までの計測データと、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点から前記連結点までのデータとを重ね合わせることで、前記第１の計測データにおける前記連結点と前記第２の計測データにおける前記連結点とが連結されたデータを取得する。
【００１１】
さらに本発明の物体表面傷の計測方法は、一方の端部と他方の端部とを有する物体の表面の傷を計測する物体表面傷の計測方法において、前記物体の前記一方の端部と前記他方の端部との間に、水平面を有する水平板を搭載するように設置する工程と、前記水平板を前記物体表面上に残した状態で、前記物体表面上までの距離を測定する第１の検出器と、前記水平板の表面までの距離を測定する第２の検出器を含む計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記水平板と平行な方向に沿って前記物体表面上における第１の計測開始点から第１の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記水平板と平行な方向に沿って前記第１の計測開始点から第１の計測終了点まで移動させつつ、前記水平板の表面までの距離及び前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第１の計測開始点から第１の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第１の計測データを取得する工程と、前記計測器を、前記計測器が１回の測定で計測可能な計測範囲内において、前記水平板に平行な方向に沿って前記物体表面上における前記第１の計測終了点を第２の計測開始点とし、この第２の計測開始点から第２の計測終了点までを移動できるように設置する工程と、前記計測器を前記水平板に平行な方向に沿って前記第２の計測開始点から第２の計測終了点まで移動させつつ、前記水平板の表面までの距離及び前記物体の表面までの距離を測定していくことで、第２の計測開始点から第２の計測終了点までの前記物体の表面における傷の分布を示す第２の計測データを取得する工程とを備え、前記第１の計測データにおける前記第１の計測終了点と、前記第２の計測データにおける前記第２の計測開始点とが連結されたデータを取得する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の物体表面傷の計測方法によれば、物体表面に摩耗や撓み、凸状部分、障害物等が存在する場合、１回の計測範囲を超える長さを有するような場合であっても、物体表面の傷を高精度で測定し、信頼性の高い評価を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による物体表面傷の計測方法で用いる計測装置の構成を示す説明図。
【図２】同実施の形態１による物体表面傷の計測方法による計測手順を示す工程図。
【図３】同実施の形態１による物体表面傷の計測方法における表面の傷と表面の撓みとの関係を示す説明図。
【図４】本発明の実施の形態２による物体表面傷の計測方法による計測手順を示す工程図。
【図５】本発明の実施の形態３による物体表面傷の計測方法で用いる計測装置の構成を示す説明図。
【図６】同実施の形態３による物体表面傷の計測方法による計測手順を示す工程図。
【図７】上記実施の形態２により複数回の計測で取得した計測データを連結する手順を示した説明図。
【図８】上記実施の形態３により複数回の計測で取得した計測データを連結する手順を示した説明図。
【図９】上記実施の形態３により複数回の計測で取得した計測データを連結する他の手順を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
尚、以下の図面において同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。また、計測対象となる物体の一例としてロータジャーナル軸を用いるが、これには限定されず幅広く計測対象とすることができる。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による物体表面傷の計測方法について説明する。
【００１７】
図１に、本実施の形態１による計測方法を行う際に用いる計測装置の構成を示す。この計測装置は、物体表面にレーザ光を照射し反射された光を受光して照射面までの距離を非接触型で測定する検出器１、検出器１を固定し移動させるための検出器可動ステージ４、検出器可動ステージ４を駆動するための可動ステージ駆動モータ５、物体表面上に可動ステージ４を支持するための支持部１０を備えている。
【００１８】
このような計測装置を用いて、ロータジャーナル軸３の表面を計測するときの手順について、図２を用いて説明する。
【００１９】
図２（ａ）に示されたように、ロータジャーナル軸３の軸方向に沿って、水平であるとみなされる健全部７が両端に存在すると仮定する。健全部７と同一軸上に沿って、測定における基準位置となる基準点を設定する必要がある。そこで、ロータジャーナル軸３と、水平面が確保された水平板６との間に、形状が自由に変形可能で変形後、変形した形状を維持するように硬化する性質を有するものとして、例えば粘土等から成る部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを、基準点に設置する。そして、ロータジャーナル軸３の両端の健全部７と、水平板６の両端部との位置を合わせて、部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを押しつぶすように設置する。ここで、ロータジャーナル軸３の表面上に凸状の部分が存在する場合にも計測が可能なように、水平板６の両端には高さ補正部４１が設けられており、この高さ補正部４１を健全部７に合致させる。部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは押しつぶされて変形した後硬化する。
【００２０】
図２（ｂ）に示されたように、健全部７を結んだ軸方向に平行な水平面上における、ロータジャーナル軸３と水平板６との間に配置された部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの頂点の位置が、基準点８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとなる。
【００２１】
本実施の形態１では、１つの検出器１のみ用いるため、１回の測定において求めることができるのはロータジャーナル軸３の表面までの距離に限られる。そこで、ロータジャーナル軸３の表面上に基準となる高さを示すために、このような部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを設置する必要がある。
【００２２】
図２（ｃ）に示されたように、ロータジャーナル軸３の両端の健全部７と基準点８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを軸方向につないだ水平な基準面９から、ロータジャーナル軸３の表面までの距離を計測していく。
【００２３】
先ず、水平板６を取り外し、部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはロータジャーナル軸３の表面上に残しておく。図１に示された計測装置において、検出器１が基準面９に沿って平行に移動できるように、支持部１０をロータジャーナル軸３に設置する。ここで部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを残しておくことで、各部材表面を結んだ基準面９の位置を明確化することができる。
【００２４】
検出器可動ステージ４が可動ステージ駆動モータ５によって駆動されて、検出器１が検出範囲内を矢印で示された移動方向に沿って移動する。検出器１からはレーザ光照射軸１１に沿ってレーザ光がロータジャーナル軸３の表面に向けて照射される。これにより、設置された計測装置の１回分の計測範囲内において、基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を表す測定データが取得される。
【００２５】
但し、この段階で取得できた測定データには、計測範囲内に含まれた部材２ａ、２ｂが存在した箇所におけるロータジャーナル軸３表面上の測定値が含まれていない。
【００２６】
即ち、図３に示されたように、基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離のうち、部材が存在しない箇所１０１、１０２の距離ｈ１０１、ｈ１０２等は測定できるが、部材２ａ、２ｂが存在する基準点８ａ、８ｂはレーザ光が照射されず、距離ｈ８ａ、ｈ８ｂのデータを取得することができない。
【００２７】
そこで図２（ｄ）に示されたように、計測範囲内に存在した素材８ａ、８ｂを取り外し、素材８ａ、８ｂが存在した範囲における計測データを取得する。そして、素材８ａ、８ｂが存在したときの計測データと取り外した後の計測データとを連結する。
【００２８】
１回目の計測が終了した時点で、計測終了点、ここでは基準点８ｃにマーキングを行う。
【００２９】
計測装置を次の計測範囲に移動させて設置する。この計測範囲には、基準点８ｃ、８ｄが含まれており、部材２ｃ、２ｄが残されている。計測の開始点を、１回目の計測でマーキングされた計測終了点に合わせ、１回目と同様の手順で計測データを取得していく。
【００３０】
そして、１回目の計測データと２回目の計測データとを、１回目の計測における計測終了点及び２回目の計測における計測開始点に想到する基準点８ｃを連結点として連結する。
【００３１】
仮に、ロータジャーナル軸３の表面上において、計測範囲内に障害物が存在した場合は、その障害物の両端で計測範囲を分割して計測を行い、後に計測データを連結する。
【００３２】
尚、ここでは基準点８ｃが１回目の計測の計測終了点であるとともに、２回目の計測の計測開始点であるため、基準点８ｃが２つの計測データの連結点となる。しかし、１回目の計測を連結点８ｃから後方の点（８ｃ１とする）まで行った場合は、この点８ｃ１が計測終了点となる。さらに、２回目の計測を連結点８ｃより前方の点（８ｂ１とする）から開始した場合はこの点８ｂ１が計測開始点となる。この場合に２つの計測データを連結点８ｃで連結すると、２回目の計測開始点８ｂ１と１回目の計測終了点８ｂ１との間で計測データが重複する。そこで、後述するように２つの計測データにおける重複部分を重ね合わせて両者の凹凸が合致するように連結する。
【００３３】
図３に示された例において、ロータジャーナル軸３の表面には自重による撓みが存在し、さらに表面の一部に円周面に沿って傷１０３が存在する。基準面９から傷１０３の底面までの距離ｈ１０３には、傷１０３の付近における撓みがもたらす距離ｈ１０２が含まれている。そこで、距離ｈ１０３からｈ１０２を差し引くことで、傷１０３の深さを求めることができる。
【００３４】
本実施の形態１の物体表面傷の計測方法によれば、基準面を設定することで、１回の計測範囲を超える長さに渡って計測する場合であっても、ロータジャーナル軸３の表面に存在する撓みや窪み等の影響を補正した正確な傷の深さを示す計測データを取得することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による物体表面傷の計測方法について説明する。
【００３６】
本実施の形態２では、上記実施の形態１と同様に２回分の測定範囲において測定データを取得するが、基準点を１箇所設定する点で相違する。本実施の形態２において用いる計測装置の構成は、実施の形態１において説明した図１に示されたものと同じであり、説明を省略する。
【００３７】
上記実施の形態１において述べたように、ロータジャーナル軸３の表面傷の計測には、両端の健全部７を結んだ水平面と平行な基準面を設定するために、基準点を設ける必要がある。本実施の形態２では、図４（ａ）に示されたように、２回の計測範囲を接続する１箇所に基準点８ａを設ける。この位置に、水平面が確保された水平板６とロータジャーナル軸３の表面との間に、形状が自由に変形可能で変形後に硬化する部材２を配置し、図４（ｂ）に示されるように水平板６を押しつけて部材２を押しつぶすように設置する。
【００３８】
本実施の形態１においても上記実施の形態１と同様に、１つの検出器１のみを用いるため、１回の測定で求めることができるのはロータジャーナル軸３の表面までの距離である。このため、ロータジャーナル軸３の表面上に基準となる高さを示す部材２を設置する必要がある。
【００３９】
図４（ｃ）に示されたように水平板６を取り外し、部材２ａをロータジャーナル軸３上に残す。そして、健全部７と基準点８ａとを軸方向に沿って接続した仮想上の基準面９を設定する。この基準面９に沿って矢印で示された方向に沿って移動できるように、計測器をロータジャーナル軸３上に設置する。
【００４０】
図中左側から途中までの計測範囲で、１回目の計測データの取得を行う。この計測データは、部材２ａが存在した状態で取得されたものであり、部材２ａの存在した箇所にはデータが存在しない。計測終了点が、部材２ａが設けられた基準点８ａに相当する。１回目の計測が終了した時点で、この基準点８ａにマーキングを行う。
【００４１】
計測装置を、次の計測範囲に移動させて設置する。この計測範囲では、基準点８ａが計測の開始点として含まれており、部材８ａがロータジャーナル軸３の表面上に残される。計測開始点を１回目のマーキングされた計測終了点、即ち基準点８ａに合わせて、１回目と同様の手順で計測データを取得していく。
【００４２】
しかし、１回目、２回目のいずれの計測においても、基準点８ａを示す部材２ａを設置した状態では、部材２ａで覆われているロータジャーナル軸３の表面の傷の計測を行うことができない。そこで、図４（ｄ）に示されたように、先ず部材２ａの示す基準点８ａに基づいて再度計測装置を設置した後、部材２ａを撤去して部材２ａで覆われていた基準点８ａが存在する箇所の計測を３回目の計測として行う。
【００４３】
この後、部材２ａが存在したときの１回目、２回目の計測データと、取り外した後の３回目の計測データとを全て連結点８ａにおいて連結する。
【００４４】
仮に、ロータジャーナル軸３の表面上において、１回目、あるいは２回目の計測範囲内に障害物が存在した場合は、その障害物の両端で計測範囲を分割して計測を行い、後に計測データを連結する。
【００４５】
ここで、基準点８ａが１回目の計測の計測終了点であるとともに２回目の計測の計測開始点であり、基準点８ａが２つの計測データの連結点となる。しかし、１回目の計測を連結点８ａから後方の点（８ａ２とする）まで行った場合は、この点８ａ２が計測終了点となる。２回目の計測を連結点８ａより前方の点（８ａ１とする）から開始した場合はこの点８ａ１が計測開始点となる。２つの計測データを連結点８ａで連結すると、２回目の計測開始点８ａ１と１回目の計測終了点８ａ２との間で計測データが重複し、この重複部分を重ね合わせて両者の凹凸が合致するように連結する。
【００４６】
本実施の形態２の物体表面傷の計測方法によれば、上記実施の形態１と同様に、ロータジャーナル軸３の表面に存在する撓みや窪み等の影響を補正した正確な傷の深さを示す計測データの取得が可能である。
【００４７】
上記実施の形態１と実施の形態２とを比較すると、実施の形態１の方が計測装置１を設置する回数がより少なくて済むため、より高精度な計測データの取得が可能であると考えられる。
【００４８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による物体表面傷の計測方法について説明する。
【００４９】
本実施の形態３において用いる計測装置の構成は、図５に示されるようである。この計測装置は、上記実施の形態１、２で用いた計測装置と異なり、２つの検出器２１、２２を備えている。
【００５０】
検出器２１のレーザ光照射軸１１ａと、検出器２２のレーザ光照射軸１１ｂは、図５に示されたロータジャーナル軸３の縦断面では干渉しないようにずれており、後述する図６（ｃ）に示された軸に平行な方向においては一致するように並列に設けられている。検出器２１のレーザ光照射軸１１ａは、ロータジャーナル軸３の表面上に到達し、検出器２１からロータジャーナル軸３の表面までの距離を測定する。一方、検出器２２のレーザ光照射軸１１ｂは水平板６の表面上に到達し、検出器２２から水平板６の表面、即ち基準面までの距離を測定する。
【００５１】
他の構成は実施の形態１、２におけるものと同様であり、検出器２１及び２２を固定し移動させるための検出器可動ステージ４、検出器可動ステージ４を駆動するための可動ステージ駆動モータ５、物体表面上に可動ステージ４を支持するための支持部１０を備えている。
【００５２】
上記実施の形態１、２では、１つの検出器１のみ用いるため、１回の測定ではロータジャーナル軸３の表面までの距離しか求めることができない。よって、ロータジャーナル軸３の表面上に基準となる高さを示すための部材を設置する必要がある。これに対し本実施の形態３では、２つの検出器２１、２２を用いることで、ロータジャーナル軸３の表面までの距離と、基準となる水平板６の表面までの距離とを同時に測定することができる。このため、上記実施の形態１、２のようにロータジャーナル軸３の表面上に部材を設ける必要はない。
【００５３】
このような計測装置を用いて、ロータジャーナル軸３の表面を計測するときの手順について、図６を用いて説明する。
【００５４】
図６（ａ）に示されたように、ロータジャーナル軸３の両端の健全部７と、水平面が確保された水平板６の両端、ここでは高さ補正部４１とを合わせて水平板６を設置する。本実施の形態３では上記実施の形態１、２と異なり、水平板６を直接基準面として用いて測定を行うため基準点を設定しない。このため、ロータジャーナル軸３と水平板６との間に部材を設置する必要がない。
【００５５】
図６（ｂ）に示されたように、ロータジャーナル軸３の健全部７上に、高さ補正部４１を介して水平板６が設置される。この状態で、水平板６の表面が測定する際の基準面となる。本実施の形態３では、上記実施の形態１、２と異なり水平板６を設置した状態で測定を行う。
【００５６】
図６（ｃ）に示されたように、図１に示された計測装置をロータジャーナル軸３に設置する。検出器可動ステージ４が可動ステージ駆動モータ５によって駆動されて、検出器２１、２２が検出範囲内を矢印で示された移動方向に沿って水平板６の基準面に沿って移動する。
【００５７】
検出器２１からはレーザ光照射軸１１ａに沿ってレーザ光がロータジャーナル軸３の表面に向けて照射される。これにより、設置された計測装置の１回分の計測範囲内において、検出器２１からロータジャーナル軸３の表面までの距離を表す測定データが取得される。
【００５８】
検出器２２からはレーザ光照射軸１１ｂに沿ってレーザ光が水平板６の表面に向けて照射される。１回分の計測範囲内において、検出器２２から水平板６の表面までの距離を表す測定データが取得される。
【００５９】
次に、１回目の計測範囲外における表面を計測するため、１回目の計測終了点にマーキングを行い、計測装置を次の計測範囲に設置する。そして、計測の始点をマーキング位置に合せて同様の手順を繰り返してデータ計測を行っていく。
【００６０】
ロータジャーナル軸３の表面上において、計測範囲内に障害物が存在した場合は、上記実施の形態１、２と同様にその障害物の両端で計測範囲を分割して計測を行い、後に計測データを連結する。
【００６１】
そして、検出器２１により得られた計測データが示す検出器２１からロータジャーナル軸３の表面までの距離から、検出器２２により得られた計測データが示す検出器２２から水平板６までの距離を差し引くことで、基準面からロータジャーナル軸３の表面までの距離を求めることができる。
【００６２】
尚、ここでは１回目の計測の計測終了点でマーキングを行い、２回目の計測を計測開始点として行っている。このため、マーキングを行った点が２つの計測データの連結点となる。しかし、１回目の計測を予め定めた所定の連結点から後方の点まで行った場合は、この点が計測終了点となる。さらに、２回目の計測を連結点より前方の点から開始した場合はこの点が計測開始点となる。この場合には、２つの計測データを連結点で連結すると、２回目の計測開始点と１回目の計測終了点との間で計測データが重複する。そこで、後述するように２つの計測データにおける重複部分を重ね合わせて両者の凹凸が合致するように連結する。
【００６３】
本実施の形態３の物体表面傷の計測方法によれば、上記実施の形態１、２と同様に、ロータジャーナル軸３の表面に存在する撓みや窪み等の影響を補正した正確な傷の深さを示す計測データを取得することができる。さらに本実施の形態３では基準点を設定するための部材が不要であるため、部材を設けた状態での計測に加えて取り外した状態で再度計測を行う必要がなく、処理効率が向上する。
【００６４】
以下、上記実施の形態１〜３により取得した計測データにおいて、１回目の計測データと２回目の計測データとを連結する手法について説明する。
【００６５】
先ず、図７を用いて説明する手法は、上記実施の形態２により取得した計測データに対して行うものであるが、実施の形態１に対しても同様に適用することができる。
【００６６】
図７（ａ）に示された１回目の計測により得られた計測データ３１ａは、点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表しており、計測終了点３２ａを有している。この計測終了点３２ａ付近において、部材の存在により測定されなかった箇所が存在する。この計測終了点３２ａが、部材が存在していた基準点８ａに相当する。
【００６７】
図７（ｂ）に示された２回目の計測により得られた計測データ３１ｂは、計測開始点３２ｂを有し、同様に点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表している。計測開始点３２ｂ付近においても同様に、部材の存在により測定されなかった箇所が存在する。この計測開始点３２ｂが、部材が存在していた基準点８ａに相当する。
【００６８】
図７（ｃ）に示されたように、計測データ３１ａ、３１ｂのそれぞれの基準面９を一致させる。
【００６９】
図７（ｄ）に示されたように、計測データ３１ａの計測終了点３２ａと計測データ３１ｂの計測開始点３２ｂとを基準点８ａとして一致させる。ここで、上述したようにＫ計測終了点３２ａ、計測開始点３２ｂの付近にはそれぞれ部材の存在により計測できなかった箇所３２が存在する。上記実施の形態２において上述したように、部材を取り外して測定した測定データ３３が取得されている。
【００７０】
図７（ｅ）に示されたように、計測データ３１ａの計測終了点３２ａと計測データ３１ｂの計測開始点３２ｂとの間に存在する箇所３２に、測定データ３３を補間するように連結する。このように、基準面９を設定したことにより、１回の計測範囲を超えた領域を計測する際に、複数回にわたって取得した計測データを高い精度で連結することができる。
【００７１】
図８を用いて、上記実施の形態３により複数回の計測で取得した計測データを連結する手法について説明する。
【００７２】
図８（ａ）に示された１回目の計測により得られた計測データ３１ａは、点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表しており、計測終了点３２ａを有している。図８（ａ）に示された計測データ３１ａとは異なり、部材を用いずに測定しているため計測終了点３２ａ付近において測定されなかった箇所は存在しない。
【００７３】
図８（ｂ）に示された２回目の計測により得られた計測データ３１ｂは、計測開始点３２ｂを有し、点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表しており、計測開始点３２ｂ付近において測定されなかった箇所は存在しない。
【００７４】
図８（ｃ）に示されたように、計測データ３１ａ、３１ｂのそれぞれの基準面９を一致させる。
【００７５】
図８（ｄ）に示されたように、計測データ３１ａの計測終了点３２ａと計測データ３１ｂの計測開始点３２ｂとを連結点として一致させる。このようにして、１回の計測範囲を超えた領域を計測する際に、複数回にわたって取得した計測データを高い精度で連結することが可能である。
【００７６】
図９を用いて、上記実施の形態３により複数回の計測で取得した計測データを連結する他の手法について説明する。
【００７７】
図９（ａ）に示された１回目の計測により得られた計測データ３１ａは、点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表しており、連結点３２ａ及び計測終了点３２ａ１を有している。図８（ａ）に示された計測データ３１ａと異なり、連結点３２ａを超えて計測終了点３２ａに至る範囲に渡って計測データ５１ａが取得されている。
【００７８】
図９（ｂ）に示された２回目の計測により得られた計測データ３１ｂは、連結点３２ｂ及び計測開始点３２ｂ１を有し、点線で示された基準面９からロータジャーナル軸３の表面までの距離を実線で表している。この場合も、図８（ｂ）に示された計測データ３１ｂと異なり、連結点３２ｂを超えて計測開始点３２ｂ１に至る範囲に渡って計測データ５１ｂが取得されている。
【００７９】
図９（ｃ）に示されたように、計測データ３１ａ、３１ｂのそれぞれの基準面９を一致させる。
【００８０】
図９（ｄ）に示されたように、それぞれの連結点３２ａ、３２ｂにおいて計測データ３２ａと計測データ３１ｂとを連結する。ここで、図８を用いて説明した手法のように計測終了点３２ａと計測開始点３２ｂとを結合するのではなく、連結点３２ａを超えて計測終了点３２ａ１に至る計測データ５１ａと、連結点３２ｂを超えて計測開始点３２ｂ１に至る計測データ５１ｂとを重ね合わせて両者の凹凸が合致するようにすることで、計測データ５１ａと５１ｂとを連結する。このような手法を用いた場合にも、１回の計測範囲を超えた領域を計測する際に複数回に渡って取得した計測データを高い精度で連結することができる。
【００８１】
上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく、技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１、２１、２２  検出器
２  部材
３  ロータジャーナル軸
４  検出器可動ステージ
５  可動ステージ駆動モータ
６  水平板
７  健全部
８  基準点
９  基準面
１０  支持部
１１、１１ａ、１１ｂ  レーザ光照射軸
３１ａ、３１ｂ、３３  表面深さデータ
３２ａ  計測終了点
３２ｂ  計測開始点
【図１】
0005571989.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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