(57)【要約】【課題】  被測定物（ワーク）の重量により生じる測定誤差を軽減することが可能な真円度／円柱形状測定装置を提供する。【解決手段】  真円度／円柱形状測定装置１０を、回転テーブル３０の回転軸が、ベース台２０を支える脚２１の上に位置するようにするか、又は隣接する脚（２１Ａ、２１Ｂ）同士を結ぶ直線上に位置するようにする。【選択図】      図３
2006125924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を載置して回転する回転機構と、
前記回転機構に載置された前記被測定物の表面位置を測定する測定子を移動する移動機構と、
少なくとも３本の脚を備え、前記回転機構及び前記移動機構を支持するベース台とを備える真円度／円柱形状測定装置において、
前記回転機構の回転軸は、前記ベース台の隣接する２本の前記脚を結ぶ直線上に位置する真円度／円柱形状測定装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記ベース台の前記脚の１つの真上に位置する請求項１に記載の真円度／円柱形状測定装置。
【請求項３】
被測定物を載置して回転する回転機構と、
前記回転機構に載置された前記被測定物の表面位置を測定する測定子を移動する移動機構と、
少なくとも３本の脚を備え、前記回転機構及び前記移動機構を支持するベース台とを備える真円度／円柱形状測定装置において、
前記回転機構の回転軸は、前記ベース台の前記脚の１つの真上に位置する真円度／円柱形状測定装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記ベース台の隣接する２本の前記脚を結ぶ直線上に位置する請求項３に記載の真円度／円柱形状測定装置。
【請求項５】
被測定物を載置して回転する回転機構と、
前記回転機構に載置された前記被測定物の表面位置を測定する測定子を移動する移動機構と、
少なくとも３本の脚を供え、前記回転機構及び前記移動機構を支持するベース台とを備える真円度／円柱形状測定装置において、
前記被測定物の質量を検出し、この検出信号に基づき、前記ベース台の撓みにより生じる測定結果の誤差を補正する真円度／円柱形状測定装置。
【請求項６】
被測定物を載置して回転する回転機構と、
前記回転機構に載置された前記被測定物の表面位置を測定する測定子を移動する移動機構と、
少なくとも３本の脚を供え、前記回転機構及び前記移動機構を支持するベース台とを備える真円度／円柱形状測定装置において、
前記被測定物の質量を入力し、この入力された質量に基づき、前記ベース台の撓みにより生じる測定結果の誤差を補正する真円度／円柱形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真円度／円柱形状測定装置に関する。特に、測定台に載置される被測定物の質量により生じうる測定台の撓みが、測定結果に影響を及ぼすことを防止することが可能な真円度／円柱形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に、下記特許文献１に示される従来の真円度／円柱形状測定装置の構成を示す。真円度／円柱形状測定装置１０のベース台２０には回転テーブル３０が回動自在に設けられており、回転テーブル３０はモータ（図示せず）の駆動で回動する。また、回転テーブル３０にはＸ軸ツマミ３１とＹ軸ツマミ３２とが設けられていて、テーブル２０はＸ軸ツマミ３１を操作するとＸ軸方向に移動しまた反対側のツマミでＸ軸方向の傾きを調整し、Ｙ軸ツマミ３２を操作するとＹ軸方向に移動し、反対側のツマミでＹ軸方向の傾きを調整する。
【０００３】
さらに、ベース台２０にはコラム４０が立設されていて、コラム４０にはコラム４０に沿って上下方向に移動可能な上下台４１が支持されている。上下台４１にはアーム４２が左右移動可能に支持されていて、アーム４２には検出器４３を介して測定子（プローブ）４４が設けられている。そして、測定子４４を回転テーブル３０に載置された被測定物（ワーク）５０に接触させた状態で回転テーブル３０を回動して真円度等を測定する。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３１０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる真円度・円柱形状測定装置１０では、回転テーブル３０の回転軸と、測定子４４を回転軸方向に移動する移動機構をなすコラム４０の移動軸（Ｚ軸）との平行度が重要である。
従来の真円度／円柱形状測定装置１０は、回転テーブル３０とコラム４０とを設けたベース台２０の４隅に４本の、もしくは３本の高さが調整可能な脚を設けていた。これら４本又は３本の脚は、装置の安定化の為に、ベースの最外端に配置したり、その中央に装置重心が位置するように、かつベース台２０の撓みを最小にするためエアリー点（最小撓み点）に配置されていた。しかしながら真円度測定装置では、回転テーブル３０上に載置したワーク５０の重量変動によってベース台２０の撓みの大きさに差が生じてしまい、回転テーブル３０の回転軸とコラム４０とが傾き、軸の平行度が変化してしまうといった問題があった。この傾きは微小であるが、高精度測定では無視できない。また、軽量化すると、コラム４０や回転テーブル３０の剛性が低下して傾きが増加する問題があった。
【０００６】
上記問題点を鑑みて、本発明は被測定物（ワーク）の重量により生じる測定誤差の軽減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、真円度／円柱形状測定装置の回転テーブルの回転軸が、ベース台を支える脚の上に位置するようにするか、又は隣接する脚同士を結ぶ直線上に位置するようにする。
さらに、測定子を移動する移動機構が、隣接する脚を結ぶ直線上に位置するようにするか、又は隣接する脚同士を結ぶ直線上に位置するようにする。
【０００８】
また、本発明では、真円度／円柱形状測定装置に被測定物の質量を検出する質量センサを設け、質量センサの検出信号に基づき、ベース台の撓みにより生じる測定結果の誤差を補正する。
【発明の効果】
【０００９】
回転テーブルの回転軸を、ベース台を支える脚の上に設ける、または、回転テーブルの回転軸を、ベース台を支える隣接する脚同士を結ぶ直線上に設けることにより、被測定物の重量のために生じるベース台の撓みによって回転テーブルの回転軸が傾くことを防止することが可能となる。
さらに、移動機構を、ベース台を支える脚の上に設ける、ベース台を支える隣接する脚同士を結ぶ直線上に設けることにより、移動機構の重量によりベース台が撓みことによって移動機構の移動軸が傾くことを防止することが可能となる。
【００１０】
また、被測定物の質量を検出する質量センサの検出信号に基づき、ベース台の撓みにより生じる測定結果の誤差を補正することによって、ベース台の撓みが及ぼす測定結果への影響を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図２は、本発明の第１実施例に係る真円度／円柱形状測定装置の構成図である。真円度／円柱形状測定装置１０の構成は、図１に示した構成に類似した構成を有しており、これらの図と同一の機能部分に同一の参照番号を付して表し説明を省略する。
以下、コラム４０の駆動軸の方向をＺ方向としてこれに垂直な面をＸＹ平面として説明を行なう。またこのＸＹ平面において、回転テーブル３０の回転軸位置と測定子（プローブ）４４先端位置とを結ぶ直線の方向をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向として説明を行なう。
【００１２】
図３は、ベース台２０を支える脚部の第１の配置例を示すための、図２の真円度／円柱形状測定装置１０のベース台２０の底面図である。なお、図３及び後述の図４において、ベース台２０の下面及び脚部のみを実線で表わし、ベース台２０の下方から見えるベース台２０の天板下面や、回転テーブル３０及びコラム４０は点線で示されている。
【００１３】
図３に示す配置例では、ベース台２０は３つの脚部２１Ａ、２１Ｂ及び２２により支えられており、このうちの脚部２１Ａ、２１Ｂは、回転テーブル３０の回転軸（又は重心）を通り、Ｙ軸に平行な直線６２上に配置されている。なお、ベース台２０の水平を調整するために脚部２１Ａ、２１Ｂをレベルアジャスタとしてよい。
また、回転テーブル３０の回転軸がＹ軸方向に関してベース台２０の中心に位置するように回転テーブル３０を設け、さらに脚部２１Ａ、２１Ｂを、回転テーブル３０の回転軸を通りＸ軸に平行な直線６１に関して線対称に配置することにより、ベース台２０に生じる歪みによる回転テーブル３０の回転軸への影響を、Ｙ軸方向に対しても低減させることとするのが好適である。なお、この配置例では、脚部２２は前記直線６１上に設けられている。
【００１４】
さらに、コラム４０を、移動機構であるコラム４０、上下台４１及びアーム４２の重心が脚部２２の上に位置するようにベースに設け、これら移動機構の重量によりベース台が撓むことによって移動機構の移動軸が傾くことを防止することとしてもよい。
【００１５】
図４は、ベース台２０を支える脚部の第２配置例を示すための、図２の真円度／円柱形状測定装置１０のベース台２０の底面図である。図４に示す配置例では、ベース台２０は３つの脚部２１、２２Ａ及び２２Ｂにより支えられており、このうちの脚部２１は、回転テーブル３０の回転軸（又は重心）の下に配置されている。なお脚部２１はレベルアジャスタとしてよい。このように、脚部２１を回転テーブル３０の回転軸（又は重心）の下に設けることにより、ベース台２０に生じる歪みによる回転テーブル３０の回転軸への影響を、Ｘ軸及びＹ軸方向の両方向に対して低減させることが可能である。
【００１６】
さらに、脚部２２Ａ、２２Ｂは、上記移動機構の重心の下を通りＹ軸に平行な直線６３上に配置されている。このように脚部２２Ａ、２２Ｂを配置することにより、移動機構の重量によりベース台２０が撓みことによって移動機構の移動軸が傾くことを防止することとしてもよい。
【００１７】
また、移動機構の重心がＹ軸方向に関してベース台２０の中心に位置するようにコラム４０を設け、さらに脚部２２Ａ、２２Ｂを、移動機構の重心を通りＸ軸に平行な直線６１に関して線対称に配置することにより、ベース台２０に生じる歪みによる移動機構の移動軸への影響を、Ｙ軸方向に対しても低減させることとするのが好適である。
【００１８】
さらに、図４に示すように脚部２１を回転テーブル３０の回転軸（又は重心）の下に設ける場合には、ベース台２０の筐体に、回転テーブル３０の回転軸の下方まで延在する脚部取付部２３を設ける必要がある。
このように、回転テーブル３０の回転軸の下方に、ベース台２０の筐体の脚部取付部２３を設けることにより、真円度／円柱形状測定装置１では、回転テーブル３０やその駆動機構並びにその付属部材をベース台２０の下方から組み込むことが困難になる。また、メンテナンス上もベース台の上方や側面から作業できることが好ましい。
したがって、真円度／円柱形状測定装置１は、図５に示すように、回転テーブル３０やその駆動機構並びに付属部材３３を、ベース台２０の上方から組み込んでベース台２０へ取り付けることができるように構成することが好適であり、さらにベース台２０の側面には作業用開口部を設けることが好ましい。
【００１９】
さらに、回転テーブル３０を回転させるベース台２０の外部のモータ（図示せず）から駆動力を伝達させる駆動ベルト（図示せず）などや、回転テーブル３０のエンコーダ（図示せず）の出力回線をベース台２０外部から引き入れ、又は引き出すための開口部２６を、ベース台２０の筐体に設けることが好ましい。
さらに、回転テーブル３０をベース台２０へ組み込んだ後の組立作業を容易にするために、回転テーブル３０の駆動機構並びに付属部材３３は、回転テーブル３０をベース台２０に組み込む前に、回転テーブル３０に固定できるように構成されることが好適であり、さらに、回転テーブル３０をベース台２０へ組み込んだ後に行なう、回転テーブル３０への回転軸への上記駆動ベルト等の取り付け作業や、各配線作業を容易にするために、図４及び図５に示すように、ベース台２０の下面の筐体に、開口部２４を設けることが好適である。
【００２０】
図６は、本発明の第２実施例に係る真円度／円柱形状測定装置の構成図である。図６に示す真円度／円柱形状測定装置１０は、前記被測定物の質量を検出する質量センサ８１〜８３と（センサ８３は不図示）、この検出信号に基づき前記ベース台２０の撓みにより生じる測定結果の誤差を補正するコンピュータ等の測定値補正手段７０とを備える。なお、図２を参照して説明した本発明の第１実施例に係る真円度／円柱形状測定装置１０の説明と同様に、図１に示した構成に類似した構成と同一の機能部分に同一の参照番号を付して表し説明を省略する。
また、測定値補正手段７０は、真円度／円柱形状測定装置１０を制御し、その測定値自体を採取するコンピュータ等の制御部上で動作するソフトウェアと質量センサ８１〜８３の検出信号を計算機に入力するための入力インタフェースとして実現してよく、または真円度／円柱形状測定装置１０自体の制御部とは別個のハードウェアによって実現することとしてもよい。
【００２１】
ワーク（不図示）が回転テーブル３０上に載置されると、測定値補正手段７０は、質量センサ８１〜８３からの検出信号に基づいてワーク質量を求め、このワーク質量のときに生じるベース台２０の撓みにより測定結果に及ぼす誤差量を補正する補正量を算出する。
このとき測定値補正手段７０は、上記補正量を、回転テーブル３０上に載置されるワークの質量と必要な補正量とを関連付ける所定の計算式（近似式）により算出することとしてよく、あるいは、予めワークを回転テーブル３０上に載置して測定値を求めて決定した補正値や、各ワーク質量に対して予め理論的に求めた補正値と、ワーク質量とを関係づけて記憶するためのテーブルを使用して求めることとしてよい。真円度／円柱形状測定装置１０は、このようなテーブルを記憶するための記憶部７１を備えている。なおこの記憶部は、測定値補正手段７０や真円度／円柱形状測定装置１０を制御するコンピュータ等の制御部と一体に設けてもよい。
なお、測定値補正手段７０は、質量センサ８１〜８３により検出したワーク質量だけでなく、上記コンピュータ等の入力手段によりオペレータにより入力された、既知のワーク質量に基づいて、上記補正量を求めることとしてもよい。
【００２２】
図７（Ａ）に質量センサの設置箇所の例示を示す。図示するとおり、質量センサは少なくとも３個以上設けられることが好適であり、このような３個の質量センサ８１〜８３を設けることにより、ワークの質量を検出することが可能となるとともに、ワークの回転に伴う、ワーク及び回転テーブル３０の重心位置の変動を検出することが可能となる。
したがって、測定値補正手段７０は、測定されるワークの質量に対応する測定値の補正に加えて、ワーク及び回転テーブル３０の重心位置の変動に対応する測定値の補正も行なうことが好適である。この場合、測定値補正手段７０が補正に使用する上記計算式又はテーブルは、ワーク質量及び重心の変位量と、必要な補正値と、を関係づける計算式又はテーブルであることが好ましい。
【００２３】
さらに、回転テーブル３０上に載置されるワークの母線ズレにより、Ｙ軸方向へも僅かに回転テーブル３０の回転軸に傾きが生じる。この傾きは僅かであるが、高精度測定における測定結果への影響を防止する必要がある場合には、測定値補正手段７０が補正に使用する上記計算式又はテーブルは、Ｘ方向及びＹ方向の両方に関して、それぞれ用意され使用されることが好適である。
【００２４】
なお、これら質量センサ８１〜８３の設置場所は、回転テーブル３０の下に限らず、ワークの質量及び重心の変動を検出できる場所であれば、例えばベース台２０の脚部など、いかなる場所でもよい。
【００２５】
さらに、上記の質量センサと測定値補正手段とは、図２〜図５を参照して説明した本発明の第１実施例に係る真円度／円柱形状測定装置に設けることとしてもよい。
この場合質量センサ８１〜８３は、上記図７（Ａ）と同様に回転テーブル３０の下に設けてもよく、また図７（Ｂ）に示すように、図３に示した脚部２１Ａ、２１Ｂ、及び２２に、質量センサ８１Ａ、８１Ｂ及び８２をそれぞれ設けてもよく、また図７（Ｃ）に示すように、図４に示した脚部２１、２２Ａ及び２２Ｂに、質量センサ８１、８２Ａ及び８２Ｂをそれぞれ設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、真円度／円柱形状測定装置に好適に利用可能であるが、これに限らず、被測定物の重量によってこれを載置するベース台が撓むことにより、被測定物と測定子との相対位置に変動を及ぼし、これにより測定結果に生じうる測定装置一般に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の真円度／円柱形状測定装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る真円度／円柱形状測定装置の構成図である。
【図３】ベース台の脚部の設置箇所の第１例を示す図である。
【図４】ベース台の脚部の設置箇所の第２例を示す図である。
【図５】回転テーブルの下部機構を受け入れるベース台の受け部を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る真円度／円柱形状測定装置の構成図である。
【図７】質量センサの設置箇所の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    真円度／円柱形状測定装置
２０    ベース台
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２２、２２Ａ、２２Ｂ    脚部
３０    回転テーブル
４０    コラム
４４    測定子
７０    測定値補正手段
８１〜８３    質量センサ
【図１】
2006125924.tif 000003
【図２】
2006125924.tif 000004
【図３】
2006125924.tif 000005
【図４】
2006125924.tif 000006
【図５】
2006125924.tif 000007
【図６】
2006125924.tif 000008
【図７】
2006125924.tif 000009