(57)【要約】【課題】  等径ひずみ円に加工されている場合や、丸棒状である被測定物が回転、振動、移動等した場合であっても真円度の演算が可能であり、正確な真円度の測定が可能な真円度測定装置及び真円度測定方法を提供することにある。【解決手段】  回転する被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を同時に行う、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段と、３つの光学的寸法測定手段の測定値から被測定物の断面である仮想円の半径を算出する仮想円半径算出手段と、仮想円半径算出手段が、被測定物の略同一円周上の異なる複数の位置での仮想円の半径を算出し、複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから、被測定物の真円度を算出する真円度演算手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸棒形状の被測定物の真円度を計測する真円度測定装置において、
回転する該被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を同時に行う、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段と、
該３つの光学的寸法測定手段の測定値から該被測定物の断面である仮想円の半径を算出する仮想円半径算出手段と、
該仮想円半径算出手段が、該被測定物の略同一円周上の異なる複数の位置での該仮想円の半径を算出し、該複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから、該被測定物の真円度を算出する真円度演算手段とを備え、
該３つの光学的寸法測定手段のうち、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段からそれぞれ投光された光がＶ字状に交わり、且つ該２つの光の間に該被測定物が位置すると共に該２つの光が該被測定物の略同一円周上の外周に接するように該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段とが配置され、
第３の光学的寸法測定手段から投光された光が、該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段の光と交叉し、且つ該被測定物の該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段の光と接する位置と略同一円周上の外周に接するように該第３の光学的寸法測定手段が配置され、
該被測定物が、該３つの光学的寸法測定手段から投光された光で囲まれた範囲に位置すると共に、該３つの光が該被測定物の外周に接しており、
それぞれの該光学的寸法測定手段が、それぞれに投光された光の幅を構成する２本のエッジ線のうち該被測定物の最外側にあって基準となる基準エッジ線から、該被測定物の外周によって遮られたことによって生じた遮光エッジ線までの寸法を該測定値として出力することを特徴とする真円度測定装置。
【請求項２】
前記第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と前記第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが、Ｖ字状に交叉してなす第１の角度が、４０度から１２０度であり、
該第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と該第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが交叉する原点を通過すると共に２つの該基準エッジ線となす角度が同一で且つ前記３つのエッジ線によって囲まれた範囲を通過しない直線である基準線と、前記第３の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とがなす第２の角度が、３０度以下であることを特徴とする請求項１記載の真円度測定装置。
【請求項３】
前記仮想円半径算出手段が、
前記第１の角度及び前記第２の角度と、前記第１の光学的寸法測定手段の測定値及び前記第２の光学的寸法測定手段の測定値と、前記原点から前記第３の光学的寸法測定手段の遮光エッジ線までの距離とから、前記仮想円の半径を算出することを特徴とする請求項２記載の真円度測定装置。
【請求項４】
丸棒形状の被測定物の真円度を計測する真円度測定方法において、
回転する該被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を同時に行う、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段のうち、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段からそれぞれ投光された光がＶ字状に交わり、且つ該２つの光の間に該被測定物が位置すると共に該２つの光が該被測定物の略同一円周上の外周に接するように該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段とが配置されており、第３の光学的寸法測定手段から投光された光が、該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段の光と交叉し、且つ該被測定物の該第１の光学的寸法測定手段と該第２の光学的寸法測定手段の光と接する位置と略同一円周上の外周に接するように該第３の光学的寸法測定手段が配置され、該被測定物が、該３つの光学的寸法測定手段から投光された光で囲まれた範囲に位置すると共に、該３つの光が該被測定物の外周に接しており、それぞれの該光学的寸法測定手段が、それぞれに投光された光の幅を構成する２本のエッジ線のうち該被測定物の最外側にあって基準となる基準エッジ線から、該被測定物の外周によって遮られたことによって生じた遮光エッジ線までの寸法を測定値として測定する第１のステップと、
該第１のステップの測定値から該被測定物の略同一円周上の異なる複数の位置での該被測定物の断面である仮想円の半径を算出する第２のステップと、
該複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから、該被測定物の真円度を算出する第３のステップとを有することを特徴とする真円度測定方法。
【請求項５】
前記第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と前記第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが、Ｖ字状に交叉してなす第１の角度が、４０度から１２０度であり、
該第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と該第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが交叉する原点を通過すると共に２つの該基準エッジ線となす角度が同一で且つ前記３つのエッジ線によって囲まれた範囲を通過しない直線である基準線と、前記第３の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とがなす第２の角度が、３０度以下であることを特徴とする請求項４記載の真円度測定方法。
【請求項６】
前記第２のステップで、前記第１の角度及び前記第２の角度と、前記第１の光学的寸法測定手段の測定値及び前記第２の光学的寸法測定手段の測定値と、前記原点から前記第３の光学的寸法測定手段の遮光エッジ線までの距離とから、前記仮想円の半径を算出することを特徴とする請求項５記載の真円度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸棒状の被測定物の真円度を測定する真円度測定装置及び真円度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、センターレス研削等で加工された丸棒状の被測定物の真円度を測定し、所定の真円度の範囲以内に加工されているか否かを測定する装置がある。例えば、特許文献１に示された外形形状測定装置がある。特許文献１に示された外形形状測定装置は、丸棒をその軸回りに回転させるか又は外形形状を検出する外形検出部を丸棒の周りで回転させ、外形検出部により丸棒の断面の外形形状を検出し、丸棒又は外形検出部を丸棒の軸方向へ移動させて丸棒の全体の外形形状測定を行うにあたり、丸棒の回転軸を検出するための複数の円板を丸棒と同心的に設けておき、円板の外形形状を検出し、この検出結果から得られる回転軸の値に基づいて外形検出部による丸棒の検出値を較正するものである。すなわち、特許文献１の外形形状測定装置は、丸棒の正しい回転中心を求める機構を設け、その中心に測定中心を合致させ、その差異を求めて形状を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の外形形状測定装置では、２つのセンサ値から回転中心を求める方式のため、等径ひずみ円の検出ができず、また丸棒が回転、振動、移動等した場合に、正確な測定ができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、等径ひずみ円に加工されている場合や、丸棒状である被測定物が回転、振動、移動等した場合であっても真円度の演算が可能であり、正確な真円度の測定が可能な真円度測定装置及び真円度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の真円度測定装置は、回転する被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を同時に行う、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段と、３つの光学的寸法測定手段の測定値から被測定物の断面である仮想円の半径を算出する仮想円半径算出手段と、仮想円半径算出手段が、被測定物の略同一円周上の異なる複数の位置での仮想円の半径を算出し、複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから、被測定物の真円度を算出する真円度演算手段とを備え、３つの光学的寸法測定手段のうち、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段からそれぞれ投光された光がＶ字状に交わり、且つ２つの光の間に被測定物が位置すると共に２つの光が被測定物の略同一円周上の外周に接するように第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段とが配置され、第３の光学的寸法測定手段から投光された光が、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段の光と交叉し、且つ被測定物の第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段の光と接する位置と略同一円周上の外周に接するように第３の光学的寸法測定手段が配置され、被測定物が、３つの光学的寸法測定手段から投光された光で囲まれた範囲に位置すると共に、３つの光が被測定物の外周に接しており、それぞれの光学的寸法測定手段が、それぞれに投光された光の幅を構成する２本のエッジ線のうち被測定物の最外側にあって基準となる基準エッジ線から、被測定物の外周によって遮られたことによって生じた遮光エッジ線までの寸法を測定値として出力することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の真円度測定装置は、第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが、Ｖ字状に交叉してなす第１の角度が、４０度から１２０度であり、第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが交叉する原点を通過すると共に２つの基準エッジ線となす角度が同一で且つ３つのエッジ線によって囲まれた範囲を通過しない直線である基準線と、第３の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とがなす第２の角度が、３０度以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の真円度測定装置は、仮想円半径算出手段が、第１の角度及び第２の角度と、第１の光学的寸法測定手段の測定値及び第２の光学的寸法測定手段の測定値と、原点から第３の光学的寸法測定手段の遮光エッジ線までの距離とから、仮想円の半径を算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の真円度測定方法は、回転する被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を同時に行う、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段のうち、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段からそれぞれ投光された光がＶ字状に交わり、且つ２つの光の間に被測定物が位置すると共に２つの光が被測定物の略同一円周上の外周に接するように第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段とが配置されており、第３の光学的寸法測定手段から投光された光が、第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段の光と交叉し、且つ被測定物の第１の光学的寸法測定手段と第２の光学的寸法測定手段の光と接する位置と略同一円周上の外周に接するように第３の光学的寸法測定手段が配置され、被測定物が、３つの光学的寸法測定手段から投光された光で囲まれた範囲に位置すると共に、３つの光が被測定物の外周に接しており、それぞれの光学的寸法測定手段が、それぞれに投光された光の幅を構成する２本のエッジ線のうち被測定物の最外側にあって基準となる基準エッジ線から、被測定物の外周によって遮られたことによって生じた遮光エッジ線までの寸法を測定値として測定する第１のステップと、第１のステップの測定値から被測定物の略同一円周上の異なる複数の位置での被測定物の断面である仮想円の半径を算出する第２のステップと、複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから、被測定物の真円度を算出する第３のステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の真円度測定方法は、第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが、Ｖ字状に交叉してなす第１の角度が、４０度から１２０度であり、第１の光学的寸法測定手段の基準エッジ線と第２の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とが交叉する原点を通過すると共に２つの基準エッジ線となす角度が同一で且つ３つのエッジ線によって囲まれた範囲を通過しない直線である基準線と、第３の光学的寸法測定手段の基準エッジ線とがなす第２の角度が、３０度以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の真円度測定方法は、第２のステップで、第１の角度及び第２の角度と、第１の光学的寸法測定手段の測定値及び第２の光学的寸法測定手段の測定値と、原点から第３の光学的寸法測定手段の遮光エッジ線までの距離とから、仮想円の半径を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願の発明によれば、複数の仮想円の半径の最大値と最小値とから真円度を求めていることから、等径ひずみ円に加工されている場合や、丸棒状である被測定物が回転、振動、移動等した場合であっても真円度の演算が可能であり、正確な真円度の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る真円度測定装置の一例を示す構成図である。
【図２】同真円度測定装置の外観を示す説明図である。
【図３】同真円度測定装置のセンサの位置を示す説明図である。
【図４】同真円度測定装置のセンサの動作を示す説明図である。
【図５】同真円度測定装置の仮想円の半径の算出を示す説明図である。
【図６】同真円度測定装置の操作画面の一例を示す説明図である。
【図７】同真円度測定装置の丸棒のガイドの様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る真円度測定装置の一例を示す構成図である。図２は、同真円度測定装置の外観を示す説明図である。図３は、同真円度測定装置のセンサの位置を示す説明図である。図４は、同真円度測定装置のセンサの動作を示す説明図である。図５は、同真円度測定装置の仮想円の半径の算出を示す説明図である。図６は、同真円度測定装置の操作画面の一例を示す説明図である。図７は、同真円度測定装置の丸棒のガイドの様子を示す説明図である。
【００１５】
図における真円度測定装置１は、被測定物である丸棒Ｗの研削加工工程等における丸棒Ｗの真円度を計測するものである。尚、真円度測定装置１は、例えば研削加工工程においては、加工中（インライン）でも加工後の検査工程（オフライン）でも用いることができる。また、丸棒Ｗの加工方法としては、切削加工や引抜き加工等がある。
【００１６】
真円度測定装置１は、操作盤１２、取り付け台２０、取り付け台２０の上部に設けられたセンサ取付板３０、センサ取付板３０に設けられたＵセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６、丸棒Ｗの流れを保持するガイドローラ２８、丸棒Ｗの流れを検知する検出センサ２４，２６等から構成されている。取り付け台２０の内部には、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６と制御部１０の電源をまかなう電源部２２と制御部１０が設けられている。また、操作盤１２には、図示しない各種演算処理を行う演算装置やタッチパネル１４等が設けられ、取り付け台２０の制御部１０とはネットケーブル１８で接続されている。また、操作盤１２には、制御部１０での判定を出力する出力端（ＯＵＴ）１２ａと制御部１０に情報を入力する入力端（ＩＮ）１２ｂが設けられている。
【００１７】
センサ取付板３０は、図２に示すように、垂直に起立した板状のもので、中央に、丸棒Ｗが通過可能な通過孔３０ａが穿設されている。そして、その孔の周囲に、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６が所定間隔で放射状に配置されている。Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６は、光学的寸法測定手段であり、平行光を投光する透過型光センサで、投光側と受光側とで一対を成し、通過孔３０ａを挟んで設けられている。Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６は、それぞれに投光された光の幅を構成する２本のエッジ線の間隔の寸法を測定することができる。尚、２本のうちの１本のエッジ線を基準エッジ線Ｕｂｅ，Ｌｂｅ，Ｒｂｅとして、光が遮断されることにより他方のエッジ線との距離が縮まるが、その縮まった位置でのエッジ線での寸法を測定することになる。
【００１８】
３つのＵセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６のうち、第１の光学的寸法測定手段であるＬセンサ３４と第２の光学的寸法測定手段であるＲセンサ３６からそれぞれ投光された光がＶ字状に交わり、且つ該２つの光の間に丸棒Ｗが位置すると共に該２つの光が丸棒Ｗの略同一円周上の外周に接するようにＬセンサ３４とＲセンサ３６とがセンサ取付板３０に配置されている。尚、Ｌセンサ３４とＲセンサ３６のいずれが第１の光学的寸法測定手段で第２の光学的寸法測定手段であってもよい。
【００１９】
Ｌセンサ３４の基準エッジ線ＬｂｅとＲセンサ３６の基準エッジ線Ｒｂｅとが、Ｖ字状に交叉してなす第１の角度（δの２倍）は、４０度から１２０度である（図３参照）。すなわち、後述する基準線Ｘと基準エッジ線Ｌｂｅとがなす角度θは、（９０度−δ）である。
【００２０】
第３の光学的寸法測定手段であるＵセンサ３２から投光された光が、Ｌセンサ３４とＲセンサ３６との光と交叉し、且つ丸棒ＷのＬセンサ３４とＲセンサ３６との光と接する位置と略同一円周上の外周に接するようにＵセンサ３２が配置されている。
【００２１】
そして、丸棒Ｗが、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６から投光された光で囲まれた範囲に位置すると共に、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６からの３つの光が丸棒Ｗの外周に接するように、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６が配置されている。
【００２２】
さらに、Ｌセンサ３４の基準エッジ線ＬｂｅとＲセンサ３６の基準エッジ線Ｒｂｅとが交叉する原点Ｏを通過を通過すると共に２つの基準エッジ線Ｌｂｅ，Ｒｂｅとなす角度が同一で且つＵセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６の３つのセンサのエッジ線によって囲まれた範囲を通過しない直線である基準線Ｘと、Ｕセンサ３２の基準エッジ線Ｕｂｅとがなす第２の角度（α）が、３０度以下であるように、Ｌセンサ３４が配置されている（図３参照）。
【００２３】
Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６は、基準エッジ線Ｕｂｅ，Ｌｂｅ，Ｒｂｅから、丸棒Ｗの外周によって遮られたことによって生じた遮光エッジ線Ｕｓｅ，Ｌｓｅ，Ｒｓｅ（図４を参照）までの寸法を測定値として出力する。尚、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６が、センサ取付板３０に取り付けられている位置や角度は、あらかじめ把握されており、例えば、原点ＯとＵセンサ３２の基準エッジ線Ｕｂｅまでの距離は、既知である。
【００２４】
Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６は、制御部１０に接続されて、測定値がシリアル情報として操作盤１２に送られる。尚、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６は、反射型光センサであってもかまわない。
【００２５】
以上のように構成された真円度測定装置１は、丸棒Ｗを回転させながら通過孔３０ａを通過させ、その真円度を測定する。尚、丸棒Ｗは例えば、太さが３φ〜４φで、回転数が最大１０，０００ｒｐｍで、移動速度が最大で６ｍ／ｍｉｎである。尚、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６が測定する回転する被測定物の略同一円周上のそれぞれ異なる位置であるが、同一円周に対する各センサの誤差（同一円周とみなす範囲）は、１ｍｍ以内程度である。また、本実施の形態の説明においては、丸棒Ｗを回転させながら通過孔３０ａを通過させる構成であるが、丸棒Ｗを回転させてもさせなくても、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６側を丸棒Ｗの外周で周方向に移動（回転）させるようにしてもよく、また、丸棒Ｗとセンサとの両方を回転させるようにしてもよく、その構成によって制限されるものではない。
【００２６】
次に、真円度測定装置１の測定方法を説明する。真円度測定装置１の基本動作は、平行光を投光する３つの光学的寸法測定手段であるＵセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６により、回転する被測定物である丸棒Ｗの略同一円周上のそれぞれ異なる位置の測定を行い、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６の測定値から丸棒Ｗの断面である仮想円Ｃの半径を算出（仮想円半径算出手段）し、仮想円半径算出手段が、丸棒Ｗの略同一円周上の異なる複数の位置での仮想円Ｃの半径を算出し、複数の仮想円Ｃの半径の最大値と最小値とから、丸棒Ｗの真円度を算出（真円度演算手段）する。
【００２７】
具体的には、まず、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６の測定値を得る。仮想円半径算出手段で用いるＬセンサ３４の測定値Ｌは、Ｌセンサ３４の基準エッジ線Ｌｂｅから遮光エッジ線Ｌｓｅまでの寸法である。また、Ｒセンサ３６の測定値Ｒは、Ｒセンサ３６の基準エッジ線Ｒｂｅから遮光エッジ線Ｒｓｅまでの寸法である。
【００２８】
尚、Ｕセンサ３２の測定値Ｕとしては、Ｕセンサ３２の基準エッジ線Ｕｂｅから遮光エッジ線Ｕｓｅまでの寸法から、さらに計算して求めた値を用いる。このＵセンサ３２の測定値Ｕは、（（原点Ｏから基準エッジ線Ｕｂｅまでの距離）−（Ｕセンサ３２の基準エッジ線Ｕｂｅから遮光エッジ線Ｕｓｅまでの寸法））で計算される値で有り、すなわち、原点Ｏから遮光エッジ線Ｕｓｅまでの距離である。
【００２９】
より具体的な仮想円半径算出手段での計算では、まず、基準線Ｘの垂線である基準垂線ＹとＲセンサ３６の遮光エッジ線Ｒｓｅとが交叉する点から原点Ｏまでの距離（Ｈ１）を次式で計算する。
Ｈ１＝Ｒ／ｓｉｎδ・・・（１）
次に、基準垂線ＹとＬセンサ３４の遮光エッジ線Ｌｓｅとが交叉する点から原点Ｏまでの距離（Ｈ２）を次式で計算する。
Ｈ２＝Ｌ／ｓｉｎδ・・・（２）
【００３０】
次に、基準垂線Ｙと平行して丸棒Ｗの中心を通過する仮想基準垂線Ｙ’とＬセンサ３４の遮光エッジ線Ｌｓｅ又はＲセンサ３６の遮光エッジ線Ｒｓｅとが交叉する点から基準線Ｙとの距離（Ｈ３）を次式で計算する（尚、乗算の符号に、本明細書では「×」を使用しているが図５では、「＊」を使用している）。
Ｈ３＝ｔａｎθ×Ｌ１＋Ｈ１・・・（３）
尚、基準垂線Ｙと仮想基準垂線Ｙ’との距離（Ｌ１）は、次式で計算される。
Ｌ１＝（Ｈ２−Ｈ１）／（２×ｔａｎθ）・・・（４）
【００３１】
次に、基準垂線ＹとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点から原点Ｏとの距離（Ｈ４）を次式で計算する。
Ｈ４＝Ｕ／ｃｏｓα・・・（５）
また、Ｌセンサ３４の遮光エッジ線ＬｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点から基準線Ｘとの距離（Ｈ５）を次式で計算する。
Ｈ５＝ｔａｎα×Ｌ２＋Ｈ４・・・（６）
尚、Ｌセンサ３４の遮光エッジ線ＬｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点から基準垂線Ｙとの距離（Ｌ２）は、次式で計算される。
Ｌ２＝（Ｈ２−Ｈ４）／（ｔａｎθ＋ｔａｎα）・・・（７）
【００３２】
次に、仮想円Ｃの中心と基準線Ｘとの距離（Ｈ６）を次式で計算する。
Ｈ６＝Ｈ５−Ｌ２×ｔａｎγ・・・（８）
尚、Ｌセンサ３４の遮光エッジ線ＬｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点と仮想円Ｃの中心を結ぶ線と、Ｌセンサ３４の遮光エッジ線ＬｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点を通過する基準線Ｘと平行する線とがなす角度（γ）は、次式で計算される。
γ＝（（（１８０度−（９０度＋δ））＋α）／２）−α・・・（９）
【００３３】
次に、Ｒセンサ３６の遮光エッジ線ＲｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点から仮想円Ｃの中心まで伸びる線が基準垂線Ｙと交わる点と、原点Ｏとの距離（Ｈ７）を次式で計算する。
Ｈ７＝Ｈ６＋Ｌ１×ｔａｎγ・・・（１０）
そして、Ｕセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅと基準垂線Ｙとが交叉する点と原点Ｏとの距離（Ｈ８）を次式で計算する。
Ｈ８＝Ｈ４−Ｌ１×ｔａｎα・・・（１１）
さらに、Ｒセンサ３６の遮光エッジ線ＲｓｅとＵセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅとが交叉する点から仮想円Ｃの中心まで伸びる線が基準垂線Ｙと交わる点と、Ｕセンサ３２の遮光エッジ線Ｕｓｅと基準垂線Ｙとが交叉する点との距離（Ｈ９）を次式で計算する。
Ｈ９＝Ｈ８−Ｈ７・・・（１２）
【００３４】
上記の計算式（１）〜計算式（１２）等で計算された値から、仮想円Ｃの半径ｒを次式で計算する。
ｒ＝Ｈ９×ｃｏｓα・・・（１３）
すなわち、計算式（１）〜計算式（１３）等の計算を行うことで、仮想円半径算出手段が、仮想円Ｃの半径ｒを算出することになる。
【００３５】
以上のように、仮想円半径算出手段が、被測定物である丸棒Ｗの略同一円周上の異なる複数の位置での仮想円Ｃの半径を算出し、複数の仮想円Ｃの半径の最大値と最小値とから、丸棒Ｗの真円度を算出するようにする（真円度演算手段）。
【００３６】
尚、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６によるサンプリングは、３つのセンサで同時に行われ、サンプリング周期は、１０μｓｅｃ〜それ以上の高速サンプリングとする。また、測定値に含まれるノイズ成分を除去するために、フィルタ演算を制御部１０で行い、フィルタ演算されたセンサ測定値が操作盤１２に送られる。このフィルタ演算の方法は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を使用し、丸棒Ｗの回転によるノイズを除去しつつ、丸棒Ｗの回転成分のみのセンサ測定値を抽出するものである。フィルタ演算によりバンドパスさせる帯域は、丸棒Ｗの回転に相応する範囲で、予め定めても良いし、入力設定可能にしておいても良い。このようなフィルタ演算により、より正確な真円度の判定のための高い精度の測定値が得られる。フィルタ演算としては、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を併用するようにしても良い。尚、Ｕセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６によるサンプリングは、丸棒Ｗの全長或いは必要周期毎に行う。尚、フィルタ演算は、操作盤１２側で行うようにしてもよい。
【００３７】
尚、操作盤１２では、図６に示すタッチパネル１４の操作画面１４ａで入力された判定閾値と、計算された真円度とを比較し、合否の判定を行い、その結果を操作画面１４ａ上に表示すると共に、出力端１２ａからその結果を出力するようにし、判定装置とすることもできる。例えば、出力端１２ａが研削加工装置に接続されており、判定結果がＮＧの場合に、研削加工を止めるように活用される。
【００３８】
このように構成され動作する真円度測定装置１によれば、丸棒Ｗの円周方向に相対的に移動する３つのＵセンサ３２，Ｌセンサ３４，Ｒセンサ３６のデータから、真円度を算出することから、丸棒Ｗが回転、振動、移動等した場合であっても真円度の演算が可能であり、正確な真円度の測定が可能である。
【００３９】
尚、丸棒Ｗが、振動等によりセンサ応答性能より速く急激な変化をすると、各センサが追従できず測定精度が低下する可能性がある。このため、センサ取付板３０の前方のガイドローラ２８に加え、センサ取付板３０の後方にも丸棒Ｗのガイドを設けるようにしても良い。センサ取付板３０を保持する基台部４０の前後に、ガイドを設けた例を図７に示す。図７の例では、基台部４０の前方に上下に設けたローラを当接させて丸棒Ｗの振動等を抑える入口ガイドローラ２８ａと、基台部４０の後方に上下に設けたローラを当接させて丸棒Ｗの振動を抑える出口ガイドローラ２８ｄとを備えている。また、入口ガイドローラ２８ａ及び出口ガイドローラ２８ｄを双方又は片方設けない場合には、基台部４０の丸棒Ｗの入口側と出口側に設けた通過孔３０ａを有する出口ガイド２８ｃや入口ガイド２８ｂの孔径を、拡縮することにより丸棒Ｗの振動等を抑えるようにしてもよい。
【００４０】
尚、図７の例では、丸棒Ｗにキズが付かないような機構としてローラを用いているが、丸棒Ｗの振動等を抑えることができれば形状により制限されるものではない。さらに、ガイドローラ２８等がガイドする径を、丸棒Ｗを加工する加工機の特性や丸棒Ｗの寸法に応じたクリアランスを考慮した寸法とすることで、振動等の急激な変化を抑制し、測定精度の低下を抑えるようにする。尚、このガイド幅のクリアランスは、実際の加工機で確認したところ、丸棒Ｗ寸法がφ３ｍｍの場合は、＋０．４０φｍｍが最適であった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明によれば、等径ひずみ円に加工されている場合や、丸棒状である被測定物が回転、振動、移動等した場合であっても真円度の演算が可能であり、正確な真円度の測定が可能な真円度測定装置及び真円度測定方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・・・真円度測定装置
１０・・・・制御部
１２・・・・操作盤
１２ａ・・・出力端
１２ｂ・・・入力端
１４・・・・タッチパネル
１４ａ・・・操作画面
１６・・・・電源ケーブル
１８・・・・ネットケーブル
２０・・・・取り付け台
２２・・・・電源部
２４・・・・検出センサ
２６・・・・検出センサ
２８・・・・ガイドローラ
２８ａ・・・入口ガイドローラ
２８ｂ・・・入口ガイド
２８ｃ・・・出口ガイド
２８ｄ・・・出口ガイドローラ
３０・・・・センサ取付板
３０ａ・・・通過孔
３２・・・・Ｕセンサ
３４・・・・Ｌセンサ
３６・・・・Ｒセンサ
４０・・・・基台部
【図１】
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【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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