(57)【要約】【課題】被測定物の心出しや傾斜補正を行うに当たり、測定倍率を変更しながら同じ操作を何度も繰り返す必要がなく、被測定物の心出しや傾斜補正を容易に短時間で行うことのできる真円度測定機を提供すること。【解決手段】低倍率で被測定物２６を測定して表示された偏心量に基いて偏心調整した後、演算／処理手段３６が次の測定データを予測し、その結果から心出しに最適な測定倍率が演算／処理手段３６によって決定されるようにした。また、低倍率で被測定物２６を測定して表示された傾斜量に基いて傾斜調整した後、次の測定データが予測され、その結果から傾斜補正に最適な測定倍率が決定されるようにした。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を検出器に対して相対的に回転させ、被測定物の真円度を測定する真円度測定機において、
被測定物を載置すると共に、Ｘ方向微動つまみ及びＹ方向微動つまみを有するＸＹテーブルと、
前記検出器によって被測定物の側面が１周分計測された時に、前記真円度測定機の回転中心と被測定物の中心とのＸ方向及びＹ方向の偏心量を算出する演算手段と、
前記算出されたＸ方向及びＹ方向の偏心量を表示する表示手段と、
前記表示されたＸ方向及びＹ方向の偏心量に基いて前記Ｘ方向微動つまみ及びＹ方向微動つまみが操作され、前記Ｘ方向及びＹ方向の偏心量が調整された時に、調整後の被測定物の側面１周分の計測データを予測する処理手段と、を有し、
前記予測された計測データから被測定物の偏心補正に最適な測定倍率が前記処理手段によって決定されることを特徴とする真円度測定機。
【請求項２】
被測定物を検出器に対して相対的に回転させ、被測定物の真円度を測定する真円度測定機において、
被測定物を載置すると共に、Ｘ方向傾斜調整つまみ及びＹ方向傾斜調整つまみを有する傾斜テーブルと、
前記検出器によって被測定物の側面が少なくとも異なる２箇所の高さで夫々１周分計測された時に、あるいは低倍率で被測定物の端面が１回転分計測された時に、前記真円度測定機の回転軸に対する被測定物のＸ方向及びＹ方向の傾斜量を算出する演算手段と、
前記算出されたＸ方向及びＹ方向の傾斜量を表示する表示手段と、
前記表示されたＸ方向及びＹ方向の傾斜量に基いて前記Ｘ方向傾斜調整つまみ及びＹ方向傾斜調整つまみが操作され、前記Ｘ方向及びＹ方向の傾斜量が調整された時に、調整後の被測定物の側面の少なくとも異なる２箇所の高さにおける夫々１周分の計測データ、あるいは被測定物の端面１回転分の計測データを予測する処理手段と、を有し、
前記予測された計測データから被測定物の傾斜補正に最適な測定倍率が前記処理手段によって決定されることを特徴とする真円度測定機。
【請求項３】
前記表示手段で表示される表示がバーグラフであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の真円度測定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真円度測定機に係り、特に被測定物の偏心補正や傾斜補正を行う時の測定倍率自動設定機能を有する真円度測定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真円度測定機で被測定物の真円度等を測定する場合、真円度測定機の回転軸に対して被測定物のチルチング（傾斜合わせ）とセンタリング（心出し）を行う必要がある。
【０００３】
センタリングは、被測定物の１断面を測定して偏心量を求め、その偏心量が０になるように調整する。また、チルチングは被測定物の高さが異なる２断面を測定し、各断面の偏心量と高さの差とから傾斜量を求める。又は、被測定物の端面が被測定物の軸心と直角の場合は端面１回転分の高さを測定して傾斜量を求め、傾斜量が０になるように調整する。
【０００４】
このセンタリング作業は、検出器で検出した変位量の１／２だけＸＹテーブルを正確に移動する必要があり、またチルチング作業もＸ方向とＹ方向の傾斜に分けて正確に調整する必要があり、どちらも調整作業に時間が掛かるとともに、調整作業に熟練者が必要であるという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、調整作業を容易に行うためのいくつかの方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−３２９３０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら提案された従来の方法においても、偏心量や傾斜量が大きい場合は、先ず低い測定倍率で測定を行い、その測定値に基いて調整する。そして測定倍率を徐々に上げて測定と調整を繰り返す必要があった。この場合測定倍率をいっきに高倍率に挙げて行うと、変位量が測定範囲からはみ出して測定できない場合があり、その場合は測定できる倍率まで落としてやり直す必要があった。
【０００８】
そのため、測定倍率を変更しながら同じ操作を何度も繰り返さなければならないので煩わしく、また調整作業に時間が掛かるという問題が依然として残っていた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被測定物の心出しや傾斜補正を行うに当たり、測定倍率を変更しながら同じ操作を何度も繰り返す必要がなく、被測定物の心出しや傾斜補正を容易に短時間で行うことのできる真円度測定機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被測定物を検出器に対して相対的に回転させ、被測定物の真円度を測定する真円度測定機において、被測定物を載置すると共に、Ｘ方向微動つまみ及びＹ方向微動つまみを有するＸＹテーブルと、前記検出器によって被測定物の側面が１周分計測された時に、前記真円度測定機の回転中心と被測定物の中心とのＸ方向及びＹ方向の偏心量を算出する演算手段と、前記算出されたＸ方向及びＹ方向の偏心量を表示する表示手段と、前記表示されたＸ方向及びＹ方向の偏心量に基いて前記Ｘ方向微動つまみ及びＹ方向微動つまみが操作され、前記Ｘ方向及びＹ方向の偏心量が調整された時に、調整後の被測定物の側面１周分の計測データを予測する処理手段と、を有し、前記予測された計測データから被測定物の偏心補正に最適な測定倍率が前記処理手段によって決定されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、低倍率で被測定物を測定して表示された偏心量に基いて偏心調整した後、次の測定データを予測し、その結果から心出しに最適な測定倍率が決定されるので、測定倍率を徐々に上げて測定と調整を繰り返す必要がなく、被測定物の心出しを容易に短時間で行うことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、被測定物を検出器に対して相対的に回転させ、被測定物の真円度を測定する真円度測定機において、被測定物を載置すると共に、Ｘ方向傾斜調整つまみ及びＹ方向傾斜調整つまみを有する傾斜テーブルと、前記検出器によって被測定物の側面が少なくとも異なる２箇所の高さで夫々１周分計測された時に、あるいは低倍率で被測定物の端面が１回転分計測された時に、前記真円度測定機の回転軸に対する被測定物のＸ方向及びＹ方向の傾斜量を算出する演算手段と、前記算出されたＸ方向及びＹ方向の傾斜量を表示する表示手段と、前記表示されたＸ方向及びＹ方向の傾斜量に基いて前記Ｘ方向傾斜調整つまみ及びＹ方向傾斜調整つまみが操作され、前記Ｘ方向及びＹ方向の傾斜量が調整された時に、調整後の被測定物の側面の少なくとも異なる２箇所の高さにおける夫々１周分の計測データ、あるいは被測定物の端面１回転分の計測データを予測する処理手段と、を有し、前記予測された計測データから被測定物の傾斜補正に最適な測定倍率が前記処理手段によって決定されることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、低倍率で被測定物を測定して表示された傾斜量に基いて傾斜調整した後、次の測定データを予測し、その結果から傾斜補正に最適な測定倍率が決定されるので、測定倍率を徐々に上げて測定と調整を繰り返す必要がなく、被測定物の傾斜補正を容易に短時間で行うことができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記表示手段で表示される表示がバーグラフであることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明によれば、補正量がバーグラフで表示されるので、バーがゼロ位置に減少するまでつまみを回せばよく、偏心補正や傾斜補正の調整を容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係る真円度測定機の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号又は符号を付している。
【００１７】
図１は、本発明に係る真円度測定機の構成を表わすブロック図である。真円度測定機１０は、図１に示すように、本体１４には被測定物２６を載置するＸＹ／傾斜テーブル１２が設けられている。ＸＹ／傾斜テーブル１２は、Ｘ方向微動つまみ２２及びＹ方向微動つまみ２３によってＸ方向及びＹ方向に微動送りがされ、Ｘ方向傾斜つまみ２５及びＹ方向傾斜つまみ２４によってＸ方向及びＹ方向に傾斜調整がされるようになっている。
【００１８】
また、ＸＹ／傾斜テーブル１２は、軸受１６を介してモータ２０によって回転可能に支持されている。モータ２０の回転軸にはエンコーダ１８が取付けられ、回転角が高精度で読込まれるようになっている。
【００１９】
また、真円度測定機１０は先端子３０が被測定物２６に接触して被測定物２６を測定する検出器２８を有しており、検出信号は増幅器３２、Ａ／Ｄ変換器３４を経由して演算／処理手段３６に入力され、処理結果は表示手段４０で表示される。また、真円度測定機１０の動作はプログラム３８で制御される。
【００２０】
軸受１６には超高精度の静圧エアーベアリングが用いられ、ＸＹ／傾斜テーブル１２は０．００５μｍの回転精度で回転される。また、検出器２８には差動変圧器を用いた電気マイクロメータが使用され、被測定物２６に接触する先端子３０の変位量を検出する。
【００２１】
この真円度測定機１０で被測定物２６の真円度等を測定する場合は、被測定物２６をＸＹ／傾斜テーブル１２上に載置した後、最初にＸＹ／傾斜テーブル１２の回転中心と被測定物２６の中心との偏心補正と、ＸＹ／傾斜テーブル１２の回転軸に対する被測定物２６の傾斜補正とを行う。
【００２２】
次に、検出器２８の先端子３０が被測定物２６の側面に接触した状態でＸＹ／傾斜テーブル１２がモータ２０によって１回転され、被測定物２６の側面１周分のデータが採取される。アナログ電圧値として得られた検出信号は、増幅器３２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３４でデジタル信号に変換されて演算／処理手段３６に入力される。演算／処理手段３６ではエンコーダ１８から入力される回転角度データと、検出器２８で検出された変位データとから被測定物２６の真円度を演算し、表示手段４０で表示する。
【００２３】
次に前述の偏心補正の手順について、図２のフローチャートに従って説明する。先ず最初に被測定物２６をＸＹ／傾斜テーブル１２に載置する。この状態を図３に示す。被測定物２６は単にＸＹ／傾斜テーブル１２に載置されただけであるから、図３に示すように、被測定物２６の中心２６ＡはＸＹ／傾斜テーブル１２の回転中心１２Ａに対し図のＸ軸から角度θの方向に偏心量Ｒの心ズレ状態になっている（ステップＳ１）。
【００２４】
この状態で検出器２８の先端子３０を被測定物２６の側面に接触させ、ＸＹ／傾斜テーブル１２を回転させながら低倍率で被測定物２６を１周分測定する。この時の回転角度と検出器２８の出力との関係を図４に示す。この場合、被測定物２６はＸＹ／傾斜テーブル１２の回転中心１２Ａに対し偏心量Ｒを有しているので、回転角度と検出器２８の出力との関係を示すグラフは、図４に示す用にサインカーブとなる（ステップＳ３）。
【００２５】
偏心量ＲのＸ方向偏心量をΔＸ、Ｙ方向偏心量をΔＹとし、ＸＹ／傾斜テーブル１２の回転角度をθｎ、その時の検出器出力をＤＴｎとすると、被測定物２６の１周分の検出器出力から、Ｘ方向及びＹ方向の偏心量は演算／処理手段３６によって次式（１）、及び（２）
【００２６】
【数１】
2004093529.tif 000003
【００２７】
【数２】
2004093529.tif 000004
で算出される（ステップＳ５）。
【００２８】
この状態でＸＹ／傾斜テーブル１２を０度の位置に戻し、「Ｘ方向目標検出器出力＝１周測定時の０度での検出器出力−ΔＸ」となるように、Ｘ方向微動つまみ２２を回転させ、Ｘ方向偏心量を調整する。具体的にはＸ方向及びＹ方向の偏心量は表示手段４０によって、図５に示すようにバーグラフで表示されているので、バーグラフのバーが０位置になるまでＸ方向微動つまみ２２を回転させればよい（ステップＳ７）。
【００２９】
次いで、ＸＹ／傾斜テーブル１２を９０度の位置に回転し、「Ｙ方向目標検出器出力＝１周測定時の９０度での検出器出力−ΔＹ」となるように、Ｙ方向微動つまみ２３を回転させ、Ｙ方向偏心量を調整する。このときもＹ方向の偏心量はバーグラフで表示されているので、バーグラフのバーが０位置になるまでＹ方向微動つまみ２３を回転させればよい（ステップＳ９）。
【００３０】
ここで今行った偏心補正が１回目の補正か否かが確認され（ステップＳ１１）、１回目の補正であった場合は演算／処理手段３６によって偏心補正調整後の１周分測定データが予想される。
【００３１】
この１周分測定データの予想は、以下のようにして行われる。即ち、調整されたＸ方向偏心量をｘ、Ｙ方向偏心量をｙとすると、「ｘ＝調整後の０度での検出器出力−Ｘ方向目標検出器出力」、「ｙ＝調整後の９０度での検出器出力−Ｙ方向目標検出器出力」であるので調整された偏心量は、「Ｅ＝√（ｘ２　＋ｙ２　）」であり、その時の偏心方向は、「Ａ＝ｔａｎ−１（　ｙ／ｘ）」で表わされ、偏心調整後の１周分予想データは次式（３）
【００３２】
【数３】
2004093529.tif 000005
によって算出される（ステップＳ１３）。図６にこの１周分の予想データのグラフを示す。
【００３３】
次に、この予想された検出器データのＭａｘ値とＭｉｎ値が測定範囲を超えない最大の測定倍率が演算／処理手段３６によって自動的に決定される（ステップＳ１５）。次いでこの決定された測定倍率がこの真円度測定機１０の最高倍率か否か、あるいは自動決定された測定倍率が現状設定されている倍率のまま変更ないか否かが判定される（ステップＳ１７）。
【００３４】
自動決定された測定倍率が最高倍率の場合、あるいは現状設定されている倍率のまま変更ない場合は、この偏心補正手順はここで終了する。一方自動決定された測定倍率が最高倍率でない場合、あるいは現状設定されている倍率よりも高倍率の場合は、決定された測定倍率に変更し、被測定物１周分の測定を再度行う（ステップＳ１９）。
【００３５】
ステップＳ１９の後はステップＳ５に戻り、ステップＳ７、ステップＳ９と繰り返され偏心補正が行われる。次いでステップＳ１１において、補正が１回目ではないと判定され、最終補正が終了しているので偏心補正手順は終了となる。
【００３６】
図７は、このようにして偏心補正が行われた後に被測定物２６の真円度測定を行った時の検出器出力データを表わすグラフである。検出器出力データは、図７に示すように、偏心補正が適切に行われ、偏心による振れが見受けられない。
【００３７】
ＸＹ／傾斜テーブル１２の回転軸に対する被測定物２６の傾斜補正は、被測定物２６の異なる２箇所の高さ位置において１周分のデータが低倍率の測定倍率で採取され、夫々の高さにおけるＸ方向の偏心量、Ｙ方向の偏心量が算出される。算出された２箇所の高さ夫々におけるＸ方向偏心量、Ｙ方向偏心量、及び２箇所の高さ位置の差とから被測定物２６のＸ方向の傾斜量、Ｙ方向の傾斜量が演算／処理手段３６によって算出される。
【００３８】
得られたＸ方向の傾斜量、及びＹ方向の傾斜量を基に傾斜補正が行われる。先ず最初にＸＹ／傾斜テーブル１２の０度の位置で、Ｘ方向傾斜つまみが回転され、Ｘ方向の傾斜量が調整される。このとき表示手段４０のバーグラフ表示を見ながら傾斜量調整が行われる。
【００３９】
続いてＸＹ／傾斜テーブル１２が９０度の位置に回転され、同様にしてＹ方向傾斜つまみが回転されて、Ｙ方向の傾斜量が調整される。以下偏心補正の手順同様、調整後のデータが予想され、予想されたデータに基いて測定倍率が決定されて調整がもう一度繰り返される。この傾斜補正のフローは、基本的な流れは前述の偏心補正の流れと同じであるので、細部の説明は省略する。
【００４０】
また、被測定物の端面が被測定物の軸心と直角の場合は端面１回転分の高さを測定して傾斜量を求めてもよい。
【００４１】
尚、通常は偏心補正と傾斜補正との両方行う場合が多く、その場合前述の偏心補正のフローと傾斜補正のフローとが夫々単独で行われてもよいが、両方のフローがミックスされた形で行われる方がよい。
【００４２】
以上説明した本発明に係る真円度測定機１０では、被測定物２６を載置したＸＹ／傾斜テーブル１２がモータ２０によって回転されるワーク回転型の構成で説明したが、ＸＹ／傾斜テーブル１２が回転せずに検出器２８が回転する検出器回転型の構成であってもよい。また、検出器２８には電気マイクロメータを用いたが、これに限らず、接触式あるいは非接触式の種々の検出器が用いられてもよい。更に、軸受１６としてエアーベアリングを用いたが、これに限らず磁気軸受等その他の高精度軸受が用いられてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の真円度測定機によれば、低倍率で被測定物を測定して表示された偏心量に基いて偏心調整した後、次の測定データを予測し、その結果から心出しに最適な測定倍率が決定されるので、測定倍率を徐々に上げて測定と調整を繰り返す必要がなく、被測定物の心出しを容易に短時間で行うことができる。
【００４４】
また、低倍率で被測定物を測定して表示された傾斜量に基いて傾斜調整した後、次の測定データを予測し、その結果から傾斜補正に最適な測定倍率が決定されるので、測定倍率を徐々に上げて測定と調整を繰り返す必要がなく、被測定物の傾斜補正を容易に短時間で行うことができる。
【００４５】
更に、補正量がバーグラフで表示されるので、偏心補正や傾斜補正の調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真円度測定機の構成を表わすブロック図
【図２】偏心補正の流れを表わすフローチャート
【図３】被測定物が載置された状態を表わす平面図
【図４】被測定物１周分の測定データを示すグラフ
【図５】バーグラフを表わす表示画面
【図６】予想データを示すグラフ
【図７】偏心補正後の測定データを示すグラフ
【符号の説明】
１０…真円度測定機、１２…ＸＹ／傾斜テーブル（ＸＹテーブル、傾斜テーブル）、１４…本体、２２…Ｘ方向微動つまみ、２３…Ｙ方向微動つまみ、２４…Ｙ方向傾斜つまみ、２５…Ｘ方向傾斜つまみ、２６…被測定物、２８…検出器、３６…演算／処理手段（演算手段、処理手段）、４０…表示手段
【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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