(57)【要約】【課題】検査対象物の振れ量を正確に測定可能な振れ計測装置及び振れ計測方法を提供する。【解決手段】振れ計測装置（１）は、検査対象物（１０）の中心軸と略平行な検査方向に移動可能なセンサ保持部（５）と、センサ保持部（５）に取り付けられ、検査方向に沿った複数の測定位置において、検査方向と直交する面における検査対象物の位置を表す位置情報を取得する位置センサ（７ａ、７ｂ）と、センサ保持部（５）を検査方向に沿って移動させる駆動部（６）と、複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物（１０）の中心位置を求め、その中心位置と検査対象物（１０）の中心軸との位置関係から少なくとも一つの測定位置における検査対象物（１０）の振れ量を算出する処理部（８３）とを有する。【選択図】図１
2011080962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物（１０）の中心軸と略平行な検査方向に移動可能なセンサ保持部（５）と、
前記センサ保持部（５）に取り付けられ、前記検査方向に沿った複数の測定位置において、前記検査方向と直交する面における前記検査対象物の位置を表す位置情報を取得する位置センサ（７ａ、７ｂ）と、
前記センサ保持部（５）を前記検査方向に沿って移動させる駆動部（６）と、
前記複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物（１０）の中心位置を求め、該中心位置と前記検査対象物（１０）の中心軸との位置関係から前記少なくとも一つの測定位置における前記検査対象物（１０）の振れ量を算出する処理部（８３）と、
を有することを特徴とする振れ計測装置。
【請求項２】
前記処理部（８３）は、前記複数の測定位置のうち、前記検査対象物（１０）の形状誤差の測定基準となる部品上に設定された二つの測定位置における中心位置を通る直線を前記検査対象物（１０）の中心軸として算出する、請求項１に記載の振れ計測装置。
【請求項３】
前記位置センサ（７ａ、７ｂ）は、前記面内において前記検査対象物（１０）の外径よりも広い幅を持つ第１の平行光を出力する第１の光源と、前記検査対象物（１０）を挟んで該第１の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ前記第１の平行光を受光する第１の受光器と、前記面内において前記第１の平行光が照射される第１の方向と直交する第２の方向に沿って、前記検査対象物（１０）の外径よりも広い幅を持つ第２の平行光を出力する第２の光源と、前記検査対象物（１０）を挟んで該第２の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ前記第２の平行光を受光する第２の受光器とを有し、
前記位置情報は、前記第１の受光器により検出された前記第２の方向における光の強度分布及び前記第２の受光器により検出された前記第１の方向における光の強度分布であり、
前記処理部（８３）は、前記第１の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を前記第１の方向における前記検査対象物（１０）の中心位置とし、前記第２の方向における光の強度分布から、前記所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を前記第２の方向における前記検査対象物（１０）の中心位置とする、請求項１または２に記載の振れ計測装置。
【請求項４】
前記処理部（８３）は、前記複数の測定位置の全てにおける振れ量が所定範囲内に収まる場合、前記検査対象物（１０）を良品と判定し、一方、前記複数の測定位置の何れか一つの振れ量が前記所定範囲から外れる場合、前記検査対象物（１０）を不良品と判定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の振れ計測装置。
【請求項５】
固定された検査対象物（１０）の中心軸と略平行な検査方向に沿って位置センサ（７ａ、７ｂ）を移動させるステップと、
前記位置センサ（７ａ、７ｂ）により、前記検査方向に沿った複数の測定位置において、前記検査方向と直交する面における前記検査対象物の位置を表す位置情報を取得するステップと、
前記複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物（１０）の中心位置を求めるステップと、
前記中心位置と前記検査対象物（１０）の中心軸との位置関係から前記少なくとも一つの測定位置における前記検査対象物（１０）の振れ量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする振れ計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の所定の位置における、検査対象物の中心軸に対する振れ量を測定する振れ計測装置及び振れ計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、棒状の検査対象物が良品か否か判定するために、その検査対象物をその回転軸で固定して回転させたときの振れ量を測定する技術が開発されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【０００３】
このような振れ量を測定する技術では、検査対象物を回転させながら、検査対象物の側面に計測光が照射される。そして検査対象物で反射または回折された光は受光素子で受光され、受光した光の輝度分布に基づいて振れ量が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５０６９６号公報
【特許文献２】特開２００８−２２４５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の技術では、振れ量を正確に測定するために、検査対象物が振れ量を測定する検査装置の保持部に対して予め定められた姿勢となるように正確に取り付けられなければならない。例えば、検査対象物の回転軸と、検査装置の保持部の回転軸が一致しないように検査対象物が保持部に取り付けられてしまうと、振れ量の測定値には、二つの回転軸のずれが含まれてしまう。このような場合、検査装置は、正確に振れ量を測定することができない。また、保持部に取り付けられた検査対象物の姿勢が常に一定となるようにするためには、保持部の機構を精密化しなければならず、そのため、保持部の機構が複雑かつ高コストになる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、検査対象物の振れ量を正確に測定可能な振れ計測装置及び振れ計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の記載によれば、本発明の一つの形態として、振れ計測装置が提供される。係る振れ計測装置は、検査対象物（１０）の中心軸と略平行な検査方向に移動可能なセンサ保持部（５）と、センサ保持部（５）に取り付けられ、検査方向に沿った複数の測定位置において、検査方向と直交する面における検査対象物の位置を表す位置情報を取得する位置センサ（７ａ、７ｂ）と、センサ保持部（５）を検査方向に沿って移動させる駆動部（６）と、複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物（１０）の中心位置を求め、その中心位置と検査対象物（１０）の中心軸との位置関係から少なくとも一つの測定位置における検査対象物（１０）の振れ量を算出する処理部（８３）とを有する。
係る構成を有することにより、この振れ計測装置は、検査対象物を動かすことなく、測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸との位置関係を調べることができるので、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
【０００８】
また請求項２の記載によれば、処理部（８３）は、複数の測定位置のうち、検査対象物（１０）の形状誤差の測定基準となる部品上に設定された二つの測定位置における中心位置を通る直線を検査対象物（１０）の中心軸として算出することが好ましい。
これにより、この振れ計測装置は、振れ計測装置に保持される度に、検査対象物の位置及びその中心軸の方向が異なっても、中心軸を正確に求めることができる。そのため、この振れ計測装置は、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
【０００９】
また請求項３の記載によれば、位置センサ（７ａ、７ｂ）は、検査方向と直交する面内において検査対象物（１０）の外径よりも広い幅を持つ第１の平行光を出力する第１の光源と、検査対象物（１０）を挟んで第１の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ第１の平行光を受光する第１の受光器と、検査方向と直交する面内において第１の平行光が照射される第１の方向と直交する第２の方向に沿って、検査対象物（１０）の外径よりも広い幅を持つ第２の平行光を出力する第２の光源と、検査対象物（１０）を挟んで第２の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ第２の平行光を受光する第２の受光器とを有し、位置情報は、第１の受光器により検出された第２の方向における光の強度分布及び第２の受光器により検出された第１の方向における光の強度分布であり、処理部（８３）は、第１の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を第１の方向における検査対象物（１０）の中心位置とし、第２の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を第２の方向における検査対象物（１０）の中心位置とすることが好ましい。
これにより、この振れ計測装置は、検査対象物と接触することなく所定の測定位置での検査対象物の中心位置を測定することができる。そのため、この振れ計測装置は、測定中に検査対象物が移動してしまったり、あるいは、検査対象物の表面に傷が付くことを防止できる。
【００１０】
また請求項４の記載によれば、処理部（８３）は、複数の測定位置の全てにおける振れ量が所定範囲内に収まる場合、検査対象物（１０）を良品と判定し、一方、複数の測定位置の何れか一つの振れ量が所定範囲から外れる場合、検査対象物（１０）を不良品と判定することが好ましい。
【００１１】
さらに請求項５の記載によれば、本発明の他の形態として、振れ計測方法が提供される。係る振れ計測方法は、固定された検査対象物（１０）の中心軸と略平行な検査方向に沿って位置センサ（７ａ、７ｂ）を移動させるステップと、位置センサ（７ａ、７ｂ）により、検査方向に沿った複数の測定位置において、検査方向と直交する面における検査対象物の位置を表す位置情報を取得するステップと、複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物（１０）の中心位置を求めるステップと、その中心位置と検査対象物（１０）の中心軸との位置関係から少なくとも一つの測定位置における検査対象物（１０）の振れ量を算出するステップとを含む。
係る手順を含むことにより、この振れ計測方法は、検査対象物を動かすことなく、測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸との位置関係を調べることができるので、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
【００１２】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一つの実施形態による振れ計測装置の概略構成図である。
【図２】位置センサと検査対象物の水平面内の位置関係を示す平面図である。
【図３】振れ計測装置の制御装置の概略構成図である。
【図４】位置センサの受光器により受光された光の強度分布の一例を示す図である。
【図５】一つの実施形態における、各測定位置における検査対象物の中心位置とデータム点から算出される中心軸の関係を示す図である。
【図６】本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置により実行される振れ計測処理の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一つの実施形態による振れ計測装置について説明する。
この実施形態において、検査対象物は、例えば、直噴インジェクタ用パイプのサブアッシといった複数の部品の集合体であり、その集合体は、長手方向（すなわち、中心軸方向）に沿って複数の部品が溶接または組み立てられることにより棒状に形成される。そのため、この検査対象物において、形状誤差の測定基準となる基準部品に対して、他の部品が仕様で定められた位置とずれて取り付けられると、基準部品により定められる中心軸と、他の部品の中心軸に直交する面内での中心位置が一致しなくなる。そこで、この振れ計測装置は、検査対象物の中心軸と、各部品の中心位置とのずれにより生じる振れ量を測定する。
この振れ計測装置は、検査対象物を固定的に保持するとともに、検査対象物の中心軸に略平行な方向に沿って位置センサを移動させることにより、検査対象物の基準部品上に設定されるデータム点を含む複数の測定位置で検査対象物の中心座標を測定する。そしてこの振れ計測装置は、データム点における検査対象物の中心座標に基づいて検査対象物の中心軸を求めることにより、各測定位置における中心座標と中心軸との位置関係に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する。
【００１５】
図１は、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置１の全体構成を示す概略構成図である。振れ計測装置１は、検査台２と、ワーク保持部３と、ガイド部材４と、センサ保持部５と、駆動部６と、位置センサ７ａ、７ｂと、制御装置８と、表示部９とを有する。そして振れ計測装置１は、ワーク保持部３に取り付けられた検査対象物１０の所定の測定位置における、検査対象物１０の中心軸１０ａからの振れ量を測定する。
【００１６】
検査台２は、検査対象物１０を、その中心軸１０ａが略垂直となるように固定する。そのために、検査台２は、ワーク保持部３が取り付けられる基板２ａと、基板２ａに対して垂直に取り付けられたガイド支持部材２ｂとを有する。
ワーク保持部３は、検査対象物１０の中心軸１０ａが略垂直方向を向くように、検査対象物１０を基板２ａ上に固定的に保持する。ただし、後述するように、中心軸１０ａの方向は位置センサ７ａ、７ｂの測定値に基づいて算出される。そのため、検査対象物１０は、位置センサ７ａ、７ｂの測定可能範囲内に収まるように固定されればよく、中心軸１０ａは厳密に垂直方向を向く必要はなく、また、検査対象物１０がワーク保持部３に取り付けられる度に、中心軸１０ａの方向及び位置センサ７ａ、７ｂに対する相対的な位置が異なってもよい。
ワーク保持部３は、例えば、コレットチャック、スクロールチャックあるいはマグネットチャックなどのチャック装置を有する。なお、ワーク保持部３は、手動により検査対象物１０を固定または開放してもよく、あるいは、制御装置８からの制御信号により検査対象物１０を固定または開放してもよい。
【００１７】
ガイド部材４は、検査台２のガイド支持部材２ｂに取り付けられる。そしてガイド部材４は、センサ保持部５が垂直方向、すなわち、本実施形態における検査方向に移動可能、かつセンサ保持部５に保持される位置センサ７ａ、７ｂを精密に位置決め可能に取り付けられる機構、例えば、リニアモーションガイドまたはボールねじを有する。またガイド部材４は、駆動部６により駆動されることにより、センサ保持部５を垂直方向に移動させる。
センサ保持部５は、垂直方向に移動可能なようにガイド部材４に取り付けられる。そしてセンサ保持部５は、位置センサ７ａ及び位置センサ７ｂが、それぞれ検査対象物１０の同一水平面内における互いに直交する二つの方向における位置を表す位置情報を取得できるように、位置センサ７ａ、７ｂを基板２ａの上面からの高さが同一となるように保持する。さらにセンサ保持部５は、位置センサ７ａ、７ｂを、ワーク保持部３に保持された検査対象物１０の側面に沿って下降可能なように形成される。
そこでセンサ保持部５は、例えば、水平面内でリング状あるいは口の字状に形成された支持部材５ａと、支持部材５ａをガイド部材４に取り付ける係合部材５ｂと、支持部材５ａの下方に形成され、それぞれ、位置センサ７ａ、７ｂが取り付けられる複数の突起部とを有する。
【００１８】
駆動部６は、ガイド部材４を駆動するための動力を発生させる。そのため、駆動部６は、例えば、サーボモータを有する。そして駆動部６は、駆動部６により生じた動力を直接又はギアなどを介して間接的にガイド部材４へ伝達できるように、ガイド部材４に取り付けられる。また駆動部６は、制御装置８と電気的に接続され、制御装置８から制御信号を受信する。そして駆動部６は、制御装置８からの制御信号に応じてガイド部材４を駆動することにより、位置センサ７ａ、７ｂが検査対象物１０に対して高さ方向に所定の位置となるように、あるいは位置センサ７ａ、７ｂが一定速度で垂直方向に移動するように、センサ保持部５を垂直方向に移動させる。
なお、センサ保持部５の移動速度が正確に一定となるように、あるいは、位置センサ７ａ、７ｂの高さが正確に求められるように、駆動部６が有するサーボモータの回転軸にロータリーエンコーダが取り付けられてもよい。あるいは、センサ保持部５にリニアエンコーダが取り付けられてもよい。そしてこれらエンコーダは、制御装置８と電気的に接続され、エンコーダによる測定信号は、駆動部６を制御するための情報として、制御装置８へ送られる。
【００１９】
位置センサ７ａ、７ｂは、それぞれ、複数の所定の測定位置における検査対象物１０の水平方向の位置を表す位置情報を取得する。なお、測定位置は、例えば、基準部品上に位置するデータム点に相当する高さと、基準部品以外の部品の位置に相当する高さに設定される。例えば、位置センサ７ａ、７ｂは、それぞれ、水平方向に所定の幅を持つ平行光を出力する光源と、複数の受光素子（例えば、CCDあるいはC-MOS）が水平方向に一列に配列された受光器とを有する。そして位置センサ７ａ、７ｂは、受光器により受光された光の水平方向の強度分布を位置情報として制御装置８へ出力する。
【００２０】
図２は、位置センサ７ａ、７ｂと、検査対象物１０の水平面内の位置関係を示す概略平面図である。
位置センサ７ａの光源７１ａの発光面と受光器７２ａの受光面が検査対象物１０を挟んで対向するように、光源７１ａ及び受光器７２ａは設置される。同様に、位置センサ７ｂの光源７１ｂの発光面と受光器７２ｂの受光面が検査対象物１０を挟んで対向するように、光源７１ｂ及び受光器７２ｂは設置される。さらに光源７１ａから照射される平行光と、光源７１ｂから照射される平行光は、互いに直交するように、光源７１ａ及び７１ｂは配置される。なお、説明の便宜上、光源７１ａから光が照射される方向をＹ軸とし、光源７１ｂから光が照射される方向をＸ軸とする。
【００２１】
光源７１ａから照射される平行光の幅は、検査対象物１０の直径よりも広くなっており、そのため、受光器７２ａは、光源７１ａから照射される平行光のうち、検査対象物１０により遮られない部分を受光する。同様に、光源７１ｂから照射される平行光の幅は、検査対象物１０の直径よりも広くなっており、そのため、受光器７２ｂは、光源７１ｂから照射される平行光のうち、検査対象物１０により遮られない部分を受光する。そのため、受光器７２ａ、７２ｂにより受光された光の水平方向の強度分布は、検査対象物１０の外径に相当する領域の強度が低い凹状の分布となる。そして検査対象物１０の位置に応じて、光の強度の低い領域の位置も決定される。そのため、この光の強度分布は、検査対象物１０の位置を表す。特に本実施形態の場合、受光器７２ａにより受光される光の強度分布は、光源７１ａがＸ方向に広がりを持つ平行光を出力するため、Ｘ方向における検査対象物１０の位置を表す。一方、受光器７２ｂにより受光される光の強度分布は、光源７１ｂがＹ方向に広がりを持つ平行光を出力するため、Ｙ方向における検査対象物１０の位置を表す。
【００２２】
制御装置８は、例えば、コンピュータで構成される。そして制御装置８は振れ計測装置１の各部を制御する。また制御装置８は、位置センサ７ａ、７ｂから取得した、検査対象物１０の水平方向の位置情報に基づいて、検査対象物１０の所定の測定位置における振れ量を求める。
図３は、制御装置８の概略構成図である。制御装置８は、通信インターフェース部８１と、記憶部８２と、処理部８３とを有する。
【００２３】
通信インターフェース部８１は、制御装置８と位置センサ７ａ、７ｂ及び駆動部６を接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース部８１は、位置センサ７ａ、７ｂから検査対象物１０のＸ方向、Ｙ方向の位置情報を受け取ると、その情報を処理部８３に渡す。また通信インターフェース部８１は、処理部８３から受け取った駆動部６を制御するための制御信号を、駆動部６へ出力し、駆動部６から受け取った駆動部６の状態を表す信号を処理部８３へ渡す。
記憶部８２は、ハードディスクのような磁気記録媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはフラッシュメモリのような半導体メモリ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗのような読み書き可能な光記録媒体及びそのアクセス装置のうちの少なくとも一つを有する。
記憶部８２は、処理部８３で使用されるプログラム及び各種のデータを記憶する。
記憶部８２は、処理部８３からの要求に応じて、各種のプログラム及びデータを処理部８３へ渡す。
【００２４】
処理部８３は、１個または複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして処理部８３は、所定の測定位置における水平面内での検査対象物１０の中心位置と中心軸１０ａとのずれ量の２倍に相当する振れ量を求める。
図３に示されるように、処理部８３は、処理部８３により実行される機能モジュールとして、高さ制御部８３１と、中心位置算出部８３２と、傾き角算出部８３３と、振れ量算出部８３４と、良否判定部８３５とを有する。処理部８３が有するこれらの各機能モジュールは、例えば、処理部８３が有するプロセッサ上で動作するソフトウェアにより実現される。
【００２５】
高さ制御部８３１は、所定の測定位置に相当する高さに位置センサ７ａ、７ｂを移動させるよう、駆動部６への制御信号を生成し、その制御信号を通信インターフェース部８１へ出力する。
また高さ制御部８３１は、位置センサ７ａ、７ｂが測定位置に対応する高さに達したときに、位置センサ７ａ、７ｂから得られた位置情報に、その高さを表す情報を関連付ける。例えば、高さ制御部８３１は、位置センサ７ａ、７ｂを検査対象物１０の上端から下端へ向けて下降させている間に、各測定位置における位置情報を取得する。あるいは、高さ制御部８３１は、位置センサ７ａ、７ｂを検査対象物１０の下端から上端へ向けて上昇させている間に、各測定位置における位置情報を取得してもよい。
【００２６】
なお、高さ制御部８３１は、例えば、センサ保持部５がその移動範囲の上端に位置するときを基準として、センサ保持部５が下降した長さを、駆動部６へ制御信号を送信した期間の長さ、駆動部６またはセンサ保持部５に取り付けられたエンコーダからの出力信号などに基づいて測定することにより、位置センサ７ａ、７ｂの高さを決定できる。そして高さ制御部８３１は、ワーク保持部３により保持された検査対象物１０の下端の高さと位置センサ７ａ、７ｂの高さの差から、検査対象物１０に対する位置センサ７ａ、７ｂの相対的な高さを決定できる。
高さ制御部８３１は、位置センサ７ａ、７ｂにより得られた位置情報と、検査対象物の測定位置を表す高さ情報との組を、中心位置算出部８３２及び傾き角算出部８３３へ渡す。
【００２７】
中心位置算出部８３２は、高さ制御部８３１から受け取った位置情報と、検査対象物の測定位置を表す高さ情報の組に基づいて、その測定位置での検査対象物１０の中心位置を算出する。
【００２８】
図４は、位置センサ７ａの受光器７２ａにより受光された光の強度分布の一例を示す図である。図４において、横軸は、Ｘ方向の座標値を表し、縦軸は受光強度を表す。またグラフ４０１は、受光器７２ａにより受光された光の強度分布を表す。検査対象物１０で光が遮られた位置での強度が低く、一方、検査対象物１０の両サイドでは、光が受光器７２ａに達するため強度が高くなる。そのため、受光器７２ａにおいて受光された光の強度分布は、図４に示されるように凹型となり、その強度の低い領域の幅が検査対象物１０の外径に対応する。そこで、中心位置算出部８３２は、位置センサ７ａの受光器７２ａから受け取った位置情報であるＸ方向の光の強度分布から、光の強度が所定の閾値Th以下となる領域の両端の座標値xL、xRを求める。そして中心位置算出部８３２は、その両端の座標値xL、xRの中点xCを、検査対象物１０のＸ方向の中心位置とする。なお、所定の閾値は、例えば、実験等により、その所定の閾値以下の光の強度となる領域の幅が検査対象物１０の外径と一致するように予め設定される。
同様に、中心位置算出部８３２は、位置センサ７ｂの受光器７２ｂから受け取った位置情報であるＹ方向の光の強度分布から、光の強度が所定の閾値以下となる領域の両端の座標値を求める。そして中心位置算出部８３２は、その両端の座標値の中点を、検査対象物１０のＹ方向の中心位置とする。
中心位置算出部８３２は、二つのデータム点に対応する検査対象物１０の中心位置の３次元座標（すなわち、水平面内のＸ座標及びＹ座標と、測定位置の高さを表すＺ座標の組）を傾き角算出部８３３へ渡す。また中心位置算出部８３２は、データム点以外の測定位置における検査対象物１０の中心位置の３次元座標を振れ量算出部８３４へ渡す。
【００２９】
傾き角算出部８３３は、検査対象物１０の二つのデータム点の３次元座標に基づいて、検査対象物１０の中心軸１０ａの、垂直方向に対する傾き角を算出する。
図５は、各測定位置における検査対象物１０の中心位置とデータム点から算出される中心軸１０ａの関係を示す図である。図５に示されるように、本実施形態では、検査対象物１０が振れ計測装置１に保持されたときに、検査対象物１０の下端に位置する部品が基準部品であり、その基準部品上に設定された点Ａ、Ｂがデータム点である。また点Ａ、点Ｂは、基準部品の互いに異なる高さにおける、水平面内の中心点であり、点Ａの水平座標は(x1,y1)で表され、点Ｂの水平座標は(x2,y2)で表される。そして点Ａと点Ｂ間の垂直方向の距離はZ0である。
この場合、検査対象物１０の中心軸１０ａは、二つのデータム点を通る直線により規定されるので、垂直方向（すなわち、振れ計測装置１のセンサ保持部５が移動する方向）に対する中心軸１０ａの傾き角θは、次式により算出される。
【数１】
2011080962.tif 000003
傾き角算出部８３３は、算出した中心軸１０ａの傾き角θを振れ量算出部８３４へ通知する。
【００３０】
振れ量算出部８３４は、各測定位置における、検査対象物１０の中心位置と、中心軸１０ａのずれ量の２倍に相当する振れ量を算出する。
再度図５を参照すると、例えば、一番下端のデータム点Ａからの垂直方向の距離がZ1〜Z3となる位置が、それぞれ、測定位置であり、その測定位置における検査対象物１０の中心点をＣ、Ｄ、Ｅとする。この場合、振れ量算出部８３４は、データム点Ａからの垂直方向の距離がZ1〜Z3となる各測定位置に対応する水平面において、中心軸１０ａが通る点Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’の水平座標を、データム点Ａの水平座標(x1,y1)を基準として、次式に従って算出する。
【数２】
2011080962.tif 000004
ただし、(x3',y3')は、点Ｃ’の水平座標である。また、(x4',y4')は、点Ｄ’の水平座標であり、(x5',y5')は、点Ｅ’の水平座標である。
【００３１】
振れ量算出部８３４は、各測定位置における中心軸が通る点の座標を算出すると、各測定位置における検査対象物１０の中心点と、中心軸が通る点の水平方向の距離に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する。例えば、図５に示された各測定位置における振れ量f3、f4、f5は、それぞれ、次式に従って算出される。
【数３】
2011080962.tif 000005
振れ量算出部８３４は、各測定位置における振れ量を良否判定部８３５へ渡す。
【００３２】
良否判定部８３５は、各測定位置における振れ量に基づいて、検査対象物１０が良品か否か判定する。例えば、良否判定部８３５は、何れか一つの測定位置における振れ量でも、所定の範囲から外れていれば、検査対象物１０を不良品と判定する。一方、全ての測定位置における振れ量が所定の範囲内に含まれていれば、良否判定部８３５は、検査対象物１０を良品と判定する。なお、所定の範囲は、例えば、検査対象物１０の設計仕様により定められる振れ量の許容公差とすることができる。また、所定の範囲は、測定位置ごとに異なっていてもよい。
良否判定部８３５は検査対象物１０の良否判定結果及び各測定位置における振れ量を表示部９へ出力する。あるいは、良否判定部８３５は、検査対象物１０の良否判定結果及び各測定位置における振れ量を、通信インターフェース８１を介して制御装置８と接続された外部機器（図示せず）へ出力してもよい。
【００３３】
表示部９は、振れ量の測定結果、その他の所定の情報などを表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイを有する。そして、表示部９は、制御装置８から検査対象物１０の良否判定結果及び各測定位置の振れ量を受け取り、その良否判定結果及び各測定位置の振れ量を表示する。
なお、制御装置８による検査対象物１０の良否判定結果及び各測定位置の振れ量が外部機器へ出力される場合、表示部９は省略されてもよい。
【００３４】
以下、図６に示したフローチャートを参照しつつ、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置１による振れ計測処理について説明する。なお、図６に示される振れ計測処理は、制御装置８の処理部８３により制御される。
【００３５】
検査対象物１０がワーク保持部３により固定され、かつ、センサ保持部５がその移動可能範囲の上端に移動して、測定準備が整うと、処理部８３の高さ制御部８３１は、駆動部６へ制御信号を送信して、位置センサ７ａ、７ｂの下降を開始させる（ステップＳ１０１）。そして位置センサ７ａ、７ｂは、それぞれ、Ｘ方向及びＹ方向の受光強度分布を表す測定信号を制御装置８へ送信する。そして高さ制御部８３１は、複数の測定位置において取得された測定信号を、その測定位置の高さを表す情報とともに、処理部８３の中心位置算出部８３２へ渡す。
【００３６】
中心位置算出部８３２は、二つのデータム点を含む、複数の測定位置について検査対象物１０の中心位置を算出する（ステップＳ１０２）。そして中心位置算出部８３２は、二つのデータム点の中心位置の３次元座標を処理部８３の傾き角算出部８３３及び振れ量算出部８３４へ渡す。また中心位置算出部８３２は、データム点以外の測定位置における中心位置の３次元座標を振れ量算出部８３４へ渡す。
【００３７】
傾き角算出部８３３は、二つのデータム点の中心位置の測定座標値に基づいて、垂直方向（すなわち、位置センサ７ａ、７ｂが移動する方向）に対する検査対象物１０の中心軸１０ａの傾き角を算出する（ステップＳ１０３）。そして傾き角算出部８３３は、中心軸１０ａの傾き角を振れ量算出部８３４へ渡す。
【００３８】
振れ量算出部８３４は、二つのデータム点の中心位置の測定座標値に基づいて、各測定位置における水平面を中心軸１０ａが通る点の水平座標を算出する（ステップＳ１０４）。そして振れ量算出部８３４は、各測定位置における中心位置の測定座標値、中心軸が通る点の座標及び中心軸の傾き角に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する（ステップＳ１０５）。振れ量算出部８３４は、各測定位置における振れ量を処理部８３の良否判定部８３５へ渡す。
【００３９】
良否判定部８３５は、各測定位置における振れ量が所定範囲内に収まるか否か判定する（ステップＳ１０６）。全ての測定位置において振れ量が所定範囲内に収まる場合（ステップＳ１０６−Ｙｅｓ）、良否判定部８３５は、検査対象物１０を良品と判定する（ステップＳ１０７）。そして良否判定部８３５は、その判定結果及び各測定位置の振れ量を表示部９に表示させる。
一方、何れか一つの測定位置でも振れ量が所定範囲から外れる場合（ステップＳ１０６−Ｎｏ）、良否判定部８３５は、検査対象物１０を良品と判定する（ステップＳ１０８）。そして良否判定部８３５は、その判定結果及び各測定位置の振れ量を表示部９に表示させる。
ステップＳ１０７またはＳ１０８の後、制御装置８は、振れ計測処理を終了する。
【００４０】
以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置は、検査対象物を移動させる代わりに、精密に位置決めできる位置センサを移動させて検査対象物の複数の測定位置の座標を測定することができる。また、この振れ計測装置は、検査対象物が傾いて取り付けられても、データム点の中心位置座標から検査対象物の中心軸の傾き角を求めることができる。そのため、この振れ計測装置は、検査対象物の姿勢及び検査台に取り付けられた位置が測定の度に異なっても、検査対象物の各測定位置における振れ量を正確に求めることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、振れ計測装置は、一つの測定位置につき、検査対象物の中心位置を複数回測定することにより得られた測定値の平均値を、その中心位置の座標としてもよい。例えば、振れ計測装置は、一つの測定位置について、センサ保持部の一回の下降動作中に、その測定位置を中心とした垂直方向に±1.5mmの範囲内で８回位置センサにより測定してもよい。そして制御装置は、それら８回の測定のそれぞれについて得られた中心位置の座標の平均値を、その測定位置における中心位置の座標とする。
このように、振れ計測装置は、一つの測定位置において複数回の測定を行って得られた中心位置の測定値の統計値を、その中心位置とすることで、正確に中心位置を決定できる。
また、データム点は、ワーク保持部によって保持されている部品以外の部品上に設定されていてもよい。例えば、上記の実施形態のように、検査対象物の下端がワーク保持部によって保持されている場合でも、データム点は、検査対象物の上端に位置する部品上に設定されていてもよい。
また、位置センサは、上記の実施形態で使用されるセンサに限られない。位置センサとして、検査対象物に接触することなく、検査対象物の水平面内の位置を測定できる他のセンサを用いてもよい。この場合、処理部の中心位置算出部も、位置センサとして使用されるセンサの出力信号に応じて検査対象物の水平面内の中心位置を算出する。
さらに、振れ計測装置は、各測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸とのずれ量を、検査対象物が良品か否か判定するための指標として算出してもよい。この場合、各測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸とのずれ量は、上記の実施形態において説明した振れ量の半分の値となる。
上記のように、当業者は、本発明の範囲内で様々な修正を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１    振れ計測装置
２    検査台
３    ワーク保持部
４    ガイド部材
５    センサ保持部
６    駆動部
７ａ、７ｂ    位置センサ
８    制御装置
９    表示部
１０    検査対象物
１０ａ    中心軸
８１    通信インターフェース部
８２    記憶部
８３    処理部
８３１    高さ制御部
８３２    中心位置算出部
８３３    傾き角算出部
８３４    振れ量算出部
８３５    良否判定部
【図１】
2011080962.tif 000006
【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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