(57)【要約】【課題】回転体の回転精度を任意の角度毎に簡便且つ高精度に測定することができる回転角度位置測定装置を提供する。【解決手段】回転角度位置測定装置２は、光を照射する投光器１１と、光を受光して電気信号を生成する光検出器１５と、投光器１１を支持する第１部材１２が、回転体５２から離れた位置の構造体５４に固設される第２部材１３に対して揺動自在となった第１支持体１４と、光検出器１５を支持する第１部材１６が、回転体５２に固設される第２部材１７に対して揺動自在となった第２支持体１８と、各第１部材１２，１６を各第２部材１３，１７に対して揺動させる駆動装置と、各第１部材１２，１６と各第２部材１３，１７との間における揺動角度位置を検出する検出装置と、光検出器１５によって生成された電気信号を基に駆動装置を駆動して、投光器１１と光検出器１５とを対向させる制御装置２４とを備える。【選択図】          図１
2005009962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記投光手段を支持する第１の支持体と、
同じく所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記光検出手段を支持する第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第１の駆動手段と、
前記第２の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第２の駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第１の角度検出手段と、
前記第２の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第２の角度検出手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御して、前記第１の支持体により支持された投光手段と第２の支持体に支持された光検出手段の受光部とを対向させる制御手段とを備えて構成され、
前記第１及び第２の支持体の各中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となる状態で、前記２つの支持体の内、一方の支持体の第２部材が前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられる構造体に固設され、他方の支持体の第２部材が前記回転体に固設されるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項２】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなる第１の支持体と、
前記回転体に固設される第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられ、前記第１の支持体の中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるようにその第２部材を支持して、該回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に、前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記投光手段及び光検出手段は、その一方が前記第１の支持体の第１部材によって支持され、他方が前記第２の支持体によって支持されるとともに、
前記制御手段は、前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記駆動手段により前記第１部材を第２部材に対して揺動させ、且つ前記移動手段により前記第２部材を直線移動させて、前記投光手段と光検出手段の受光部とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項３】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、前記投光手段又は光検出手段の一方を前記第１部材によって支持するとともに、前記中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるように前記第２部材が前記回転体に固設される第１の支持体と、
前記投光手段又は光検出手段の他方を支持する第２の支持体と、
前記第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔を離れた位置に設けられ、前記第２の支持体を支持して前記回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に、前記駆動手段の作動を制御して前記第１部材を第２部材に対して揺動させるとともに、前記移動手段の作動を制御して前記第２の支持体を直線移動させて、前記投光手段と光検出手段の受光部とを対向させる制御手段とを備えて構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項４】
貫通細孔を有するピンホール板を更に備え、
該ピンホール板は、前記投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているときにのみ、前記投光手段から照射された光が前記貫通細孔を通過して前記光検出手段に受光されるように、前記光検出手段の受光部前方に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの回転角度位置測定装置。
【請求項５】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段を支持する第１の支持体と、
同じく所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記反射体を支持する第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第１の駆動手段と、
前記第２の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第２の駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第１の角度検出手段と、
前記第２の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第２の角度検出手段と、
前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記第１及び第２の支持体は、その中心軸がそれぞれ前記回転体の回転中心軸と平行となるように配設されるとともに、２つの支持体の内、一方の支持体の第２部材が前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられる構造体に固設され、他方の支持体の第２部材が前記回転体に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項６】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなる第１の支持体と、
前記回転体に固設される第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられ、前記第１の支持体の中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるようにその第２部材を支持して、該回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構は、前記第１の支持体の第１部材又は第２の支持体の一方に固設される一方、前記反射体は他方に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項７】
所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、前記中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるように前記第２部材が前記回転体に固設される第１の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
第２の支持体と、
前記回転体から所定間隔を離れた位置に設けられ、前記第２の支持体を支持して前記回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構は、前記第１の支持体の第１部材又は第２の支持体の一方に固設される一方、前記反射体は他方に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置。
【請求項８】
前記検出手段によって検出された揺動角度位置を基に、前記回転体の回転角度位置を算出する算出手段を備えてなることを特徴とする請求項１乃至７記載のいずれかの回転角度位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する回転角度位置測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、主軸を回転自在に支持し、ワークを保持した主軸を回転させて、ワークを主軸軸中心に回転させる主軸台と、工具を保持する工具主軸を回転自在に支持した刃物台とを備え、主軸に保持されたワークに対して旋削加工，ミーリング加工やドリル加工といった各種の加工を行うことができるようになった複合加工型のＮＣ旋盤が知られている。
【０００３】
この複合加工型ＮＣ旋盤の刃物台は、主軸軸線と平行なＺ軸、主軸軸線と直交し、且つこれに対して離接する方向のＸ軸、及びこれらＸ軸，Ｚ軸の双方に直交するＹ軸の直交３軸方向に移動可能に構成されるとともに、前記工具主軸はその軸線がＸ軸−Ｚ軸平面と平行に配設され、且つ同Ｘ軸−Ｚ軸平面内で回転（旋回）可能に構成されている。
【０００４】
そして、加工部位及び加工内容に応じて、前記工具主軸を同Ｘ軸−Ｚ軸平面内で適宜回転させて工具主軸の前記主軸軸線に対する回転角度位置を位置決めし、このように位置決めした状態で上記ミーリング加工やドリル加工が行われる。
【０００５】
したがって、前記工具主軸の回転角度位置は直接加工精度に影響する。このため、高精度な加工精度を実現するためには、当該工具主軸の実際の回転動作精度を高精度に測定して、これが所定の許容範囲内に収まっているかどうかを確認する必要がある。
【０００６】
ところが、従来、工作機械の分野では、回転体の回転動作精度を測定する装置としては、オートコリメータを用いたものしか存在しておらず、必ずしも十分な測定ができないでいた。即ち、オートコリメータを用いた測定では、反射鏡を回転体に取り付ける必要があるが、この反射鏡の数に制限があるため、一般に３０°毎の回転動作精度しか測定することができず、任意の角度については、その動作精度を測定することができないのである。
【０００７】
また、前記反射鏡は、これを回転体の回転中心に取り付ける必要があるが、回転体の構造によってはその取り付けが極めて困難であり、取り付け作業に手間がかかるという問題もある。
【０００８】
この他、工作機械の分野では、回転テーブルなどその回転動作精度を測定する必要のあるものが多数存在する。したがって、これらの回転動作精度を簡便且つ高精度に測定することができれば有意義である。
【０００９】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、回転体の回転動作精度を任意の角度毎に簡便且つ高精度に測定することができる回転角度位置測定装置の提供をその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するための本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記投光手段を支持する第１の支持体と、
同じく所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記光検出手段を支持する第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第１の駆動手段と、
前記第２の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第２の駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第１の角度検出手段と、
前記第２の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第２の角度検出手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御して、前記第１の支持体により支持された投光手段と第２の支持体に支持された光検出手段の受光部とを対向させる制御手段とを備えて構成され、
前記第１及び第２の支持体の各中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となる状態で、前記２つの支持体の内、一方の支持体の第２部材が前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられる構造体に固設され、他方の支持体の第２部材が前記回転体に固設されるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００１１】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、第１部材により投光手段を支持した第１の支持体の第２部材、又は第１部材により光検出手段を支持した第２の支持体の第２部材の一方が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる構造体に、その他方が回転体に、当該各支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるようにそれぞれ固設される。尚、当初、投光手段と光検出手段とは、相互に対向した位置関係（以下、これを基準位置関係という）にあるものとする。
【００１２】
ついで、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、当該回転体の回転に伴いその回転中心軸回りに前記他方の支持体が旋回移動せしめられて、前記回転体の回転平面と平行な平面内における投光手段と光検出手段との相対的な位置関係が変化する。
【００１３】
この後、投光手段から光が照射されるとともに、制御手段により第１及び第２の駆動手段がそれぞれ駆動されて各支持体の第１部材が第２部材に対して前記中心軸回りにそれぞれ揺動せしめられ、投光手段から照射された光が光検出手段の受光部により受光されると、受光された光に応じた電気信号が当該光検出手段によって生成される。
【００１４】
そして、制御手段により、光検出手段によって生成された電気信号を基に、投光手段と光検出手段の受光部とが対向したと判断されるまで、各第１部材が各第２部材に対して揺動せしめられ、対向後揺動が停止される。このようにして、投光手段と光検出手段とが前記基準位置関係となるように、その姿勢が調整される。
【００１５】
尚、投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているか否かは、例えば、投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているときに、当該受光部における受光位置を予め検出してこの受光位置を基準受光位置に設定し、ついで、前記操作によって光検出手段により生成された電気信号から、前記受光部における受光位置を算出し、算出した受光位置と前記基準受光位置とを比較することによって判断したり、或いは、前記受光部の受光領域が狭い場合には、単に、受光部に光が受光され、この受光によって電気信号が生成されたか否かでもって、投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているか否かを判断することもできる。
【００１６】
また、このとき、第１及び第２の角度検出手段によって、各第１部材と各第２部材との間における相対的な揺動角度位置がそれぞれ検出され、投光手段と光検出手段が基準位置関係にあるときの各揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００１７】
斯くして、第１及び第２の角度検出手段の分解能にもよるが、前記回転体の回転角度位置は、これを任意の角度について測定することができる。
【００１８】
このように、本発明に係る回転角度位置測定装置によれば、投光手段及び光検出手段をそれぞれ支持した各支持体の一方を回転体に固設し、他方を適宜構造体に固設した後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００１９】
また、本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなる第１の支持体と、
前記回転体に固設される第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられ、前記第１の支持体の中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるようにその第２部材を支持して、該回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に、前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記投光手段及び光検出手段は、その一方が前記第１の支持体の第１部材によって支持され、他方が前記第２の支持体によって支持されるとともに、
前記制御手段は、前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記駆動手段により前記第１部材を第２部材に対して揺動させ、且つ前記移動手段により前記第２部材を直線移動させて、前記投光手段と光検出手段の受光部とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００２０】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、第１部材により投光手段又は光検出手段の一方を支持した第１の支持体の第２部材が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる移動手段によって、当該第１の支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるように支持される一方、投光手段又は光検出手段の他方を支持した第２の支持体が回転体に固設される。尚、当初、投光手段と光検出手段とは前記基準位置関係にあるものとする。
【００２１】
ついで、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、当該回転体の回転中心軸回りに前記第２の支持体が旋回移動せしめられて、前記回転体の回転平面と平行な平面内における投光手段と光検出手段との相対的な位置関係が変化する。
【００２２】
この後、投光手段から光が照射され、制御手段により駆動手段及び移動手段がそれぞれ作動せしめられて、当該駆動手段により第１の支持体の第１部材が第２部材に対して揺動せしめられるとともに、当該移動手段により第１の支持体全体が直線移動せしめられる。そして、投光手段から照射された光が光検出手段の受光部により受光されると、受光された光に応じた電気信号が当該光検出手段によって生成される。
【００２３】
制御手段は、光検出手段によって生成された電気信号を基に、投光手段と光検出手段の受光部とが対向した状態になったと判断されるまで、駆動手段及び移動手段を駆動して第１の支持体の前記揺動動作と直線移動動作とを実行させ、対向後、即ち、投光手段と光検出手段とが前記基準位置関係となった後、これらの動作を停止させる。そして、この後、角度検出手段により検出された、第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００２４】
このように、この回転角度位置測定装置によっても、投光手段及び光検出手段の一方を支持した第１の支持体を適宜移動手段によって支持させ、他方を支持した第２の支持体を回転体に固設した後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００２５】
また、本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にある光を照射する投光手段と、
前記投光手段から照射された光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、前記投光手段又は光検出手段の一方を前記第１部材によって支持するとともに、前記中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるように前記第２部材が前記回転体に固設される第１の支持体と、
前記投光手段又は光検出手段の他方を支持する第２の支持体と、
前記第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔を離れた位置に設けられ、前記第２の支持体を支持して前記回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記光検出手段によって生成された電気信号を基に、前記駆動手段の作動を制御して前記第１部材を第２部材に対して揺動させるとともに、前記移動手段の作動を制御して前記第２の支持体を直線移動させて、前記投光手段と光検出手段の受光部とを対向させる制御手段とを備えて構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００２６】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、第１部材により投光手段又は光検出手段の一方を支持した第１の支持体の第２部材が、当該第１の支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるように回転体に固設され、投光手段又は光検出手段の他方を支持した第２の支持体が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる移動手段によって支持される。尚、当初、投光手段と光検出手段とは前記基準位置関係にあるものとする。
【００２７】
ついで、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、当該回転体の回転中心軸回りに前記第１の支持体が旋回移動せしめられて、前記回転体の回転平面と平行な平面内における投光手段と光検出手段との相対的な位置関係が変化する。
【００２８】
この後、投光手段から光が照射され、制御手段により駆動手段及び移動手段がそれぞれ作動せしめられて、当該駆動手段により第１の支持体の第１部材が第２部材に対して揺動せしめられるとともに、当該移動手段により第２の支持体が直線移動せしめられる。そして、投光手段から照射された光が光検出手段の受光部により受光されると、受光された光に応じた電気信号が当該光検出手段によって生成される。
【００２９】
制御手段は、光検出手段によって生成された電気信号を基に、投光手段と光検出手段の受光部とが対向した状態になったと判断されるまで、駆動手段及び移動手段を駆動して前記揺動動作と直線移動動作とを実行させ、対向後、即ち、投光手段と光検出手段とが前記基準位置関係となった後、これらの動作を停止させる。そして、この後、角度検出手段により検出された、第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００３０】
このように、この回転角度位置測定装置によっても、投光手段又は光検出手段の一方を支持した第１の支持体を回転体に固設し、他方を支持した第２の支持体を適宜移動手段によって支持させた後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００３１】
尚、上記各回転角度位置測定装置は、貫通細孔を有するピンホール板を更に備え、該ピンホール板は、前記投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているときにのみ、前記投光手段から照射された光が前記貫通細孔を通過して前記光検出手段に受光されるように、前記光検出手段の受光部前方に配置された構成であっても良い。
【００３２】
このように、貫通細孔を有するピンホール板を光検出手段の受光部の前面に適宜設けることで、投光手段と光検出手段の受光部とが対向しない限り、投光手段から照射された光が光検出手段によって受光されないので、制御手段は、簡単な処理内容で精度良く、投光手段と光検出手段の受光部とが対向しているか否かを判断することができる。
【００３３】
また、本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段を支持する第１の支持体と、
同じく所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、該第１部材により前記反射体を支持する第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第１の駆動手段と、
前記第２の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる第２の駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第１の角度検出手段と、
前記第２の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する第２の角度検出手段と、
前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記第１及び第２の支持体は、その中心軸がそれぞれ前記回転体の回転中心軸と平行となるように配設されるとともに、２つの支持体の内、一方の支持体の第２部材が前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられる構造体に固設され、他方の支持体の第２部材が前記回転体に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記第１及び第２の駆動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００３４】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、第１部材により投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段を支持した第１の支持体の第２部材、又は第１部材により反射体を支持した第２の支持体の第２部材の一方が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる構造体に、他方が回転体に、当該各支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるようにそれぞれ固設される。
【００３５】
尚、前記干渉計及び反射体は、上記のように、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体によって反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように、それぞれ第１の支持体及び第２の支持体に支持されている。そして、干渉計と反射体とは、当初、このように相互に対向した位置関係にあり、以下、この位置関係を基準位置関係という。
【００３６】
次に、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、前記回転体の回転平面と平行な平面内における、第１の支持体に支持される投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段からなる機構部と、第２の支持体に支持される反射体との相対的な位置関係が変化する。
【００３７】
この後、互いに直交する偏光面を持ち、周波数が異なる２つの直線偏光からなる合成光が投光手段から照射され、制御手段により第１及び第２の駆動手段がそれぞれ駆動されて各支持体の第１部材が各第２部材に対してそれぞれ揺動せしめられる。
【００３８】
投光手段から照射された合成光は、まず、ビームスプリッタによりその一部が反射されて参照光として第２の光検出手段の受光部によって受光され、残りがビームスプリッタを透過して干渉計に入射し、その分割光路を経て２つの直線偏光分割された状態で、当該干渉計を透過する。そして、前記各支持体の揺動動作によって干渉計と反射体とがほぼ対向した状態になると、干渉計を透過した２つの直線偏光が、反射体によってそれぞれその入射方向と平行にそれぞれ反射されて、前記干渉計の合成光路に入光せしめられ、この合成光路を経ることで２つの直線偏光が合成された状態で当該干渉計を透過する。
【００３９】
そして、干渉計を透過した反射合成光が測定光として第１の光検出手段の受光部によって受光され、この第１の光検出手段及び前記第２の光検出手段では、それぞれ受光した合成光の強度に応じた電気信号がそれぞれ生成される。
【００４０】
そして、制御手段は、第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出して、検出した位相差がゼロとなるまで前記第１及び第２の駆動手段を駆動し、位相差がゼロとなり前記干渉計と反射体とが完全に対向したと判断されたとき、即ち、前記干渉計と反射体とが前記基準位置関係になったと判断されたとき、前記第１及び第２の駆動手段の駆動を停止する。
【００４１】
前記干渉計と反射体とが完全に対向している状態では、上記のように、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体によって反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなっているが、干渉計と反射体との相互間に傾きを生じると、２つの直線偏光の各光路長に差を生じ、この光路長の差によって、これらを合成した反射合成光（測定光）と、前記投光手段から照射された照射合成光（参照光）との間に位相差を生じる。したがって、参照光と測定光との位相差を検出することで、干渉計と反射体とが対向しているか否かを判断することができ、位相差がゼロのとき、干渉計と反射体とが完全に対向していると見ることができる。
【００４２】
そして、このようにして、干渉計と反射体とが前記基準位置関係になったときに前記第１及び第２の角度検出手段によって検出される各支持体の第１部材と第２部材との間の揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００４３】
このように、この回転角度位置測定装置によっても、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段を支持した第１の支持体又は反射体を支持した第２の支持体の一方を回転体に固設し、他方を適宜構造体に固設した後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００４４】
また、本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなる第１の支持体と、
前記回転体に固設される第２の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記回転体から所定間隔離れた位置に設けられ、前記第１の支持体の中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるようにその第２部材を支持して、該回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構は、前記第１の支持体の第１部材又は第２の支持体の内の一方に固設される一方、前記反射体は他方に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００４５】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の一方を第１部材により支持した第１の支持体の第２部材が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる移動手段によって、当該第１の支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるように支持される。他方、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の他方を支持した第２の支持体が回転体に固設される。
【００４６】
尚、上記と同様に、前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体によって反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように、それぞれ第１の支持体，第２支持体に支持されている。そして、干渉計と反射体とは、当初、このように相互に対向した位置関係、即ち、前記基準位置関係にある。
【００４７】
次に、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、前記第２の支持体の旋回移動により、前記第１の支持体及び第２の支持体に選択的に支持される投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段からなる機構部と、反射体との前記回転体の回転平面と平行な平面内における位置関係が変化する。
【００４８】
この後、互いに直交する偏光面を持ち、周波数が異なる２つの直線偏光からなる合成光が投光手段から照射されるとともに、制御手段により駆動手段及び移動手段がそれぞれ作動せしめられて、当該駆動手段により第１の支持体の第１部材が第２部材に対して揺動せしめられ、当該移動手段により第１の支持体全体が直線移動せしめられる。
【００４９】
投光手段から照射された合成光は、まず、ビームスプリッタによりその一部が反射されて参照光として第２の光検出手段の受光部によって受光され、残りがビームスプリッタを透過して干渉計に入射し、その分割光路を経て２つの直線偏光分割された状態で、当該干渉計を透過する。そして、前記第１の支持体の揺動動作及び直線移動動作によって干渉計と反射体とがほぼ対向した状態になると、干渉計を透過した２つの直線偏光が、反射体によってそれぞれその入射方向と平行にそれぞれ反射されて、前記干渉計の合成光路に入光せしめられ、この合成光路を経ることで２つの直線偏光が合成された状態で当該干渉計を透過する。
【００５０】
そして、干渉計を透過した反射合成光が測定光として第１の光検出手段の受光部によって受光され、この第１の光検出手段及び前記第２の光検出手段では、それぞれ受光した合成光の強度に応じた電気信号がそれぞれ生成される。
【００５１】
そして、制御手段は、第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出して、検出した位相差がゼロとなるまで駆動手段及び移動手段を駆動して、前記第１の支持体に揺動動作と直線移動動作とを行わせ、位相差がゼロとなり前記干渉計と反射体とが完全に対向したと判断されたとき、即ち、干渉計と反射体とが前記基準位置関係になったと判断されたとき、前記駆動手段及び移動手段の駆動を停止する。そして、この後、第１及び第２の角度検出手段によって検出された第１の支持体の第１部材と第２部材との間の揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００５２】
このように、この回転角度位置測定装置によっても、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の一方を支持した第１の支持体を移動手段によって支持せしめ、他方を支持した第２の支持体を回転体に固設した後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００５３】
また、本発明は、所定の回転中心軸回りに回転して、所定の回転角度位置に割り出されるように構成された回転体の回転角度位置を測定する装置であって、
光軸が前記回転体の回転中心軸と直交する平面内にあり、且つ互いに直交する偏光面を持ち、その周波数が互いに異なる２つの直線偏光からなる合成光を照射する投光手段と、
前記投光手段の前方に配設され、照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの前方に配設され、前記ビームスプリッタを透過した合成光を受光し、受光した合成光を各直線偏光に分割し、且つその入射方向に沿って透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つの光を受光し、これを合成して前記逆方向に透過せしめる合成光路とを有する干渉計と、
前記干渉計の前方に配設され、前記干渉計の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をその入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計の合成光路に入光せしめる反射体と、
前記ビームスプリッタによって反射された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第１の光検出手段と、
前記干渉計の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光部を備え、該受光部により受光した光に応じた電気信号を生成する第２の光検出手段と、
所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材及び第２部材からなり、前記中心軸が前記回転体の回転中心軸と平行となるように前記第２部材が前記回転体に固設される第１の支持体と、
前記第１の支持体の第１部材と第２部材との間における相対的な揺動角度位置を検出する角度検出手段と、
前記第１の支持体の第１部材を第２部材に対して前記中心軸回りに揺動させる駆動手段と、
第２の支持体と、
前記回転体から所定間隔を離れた位置に設けられ、前記第２の支持体を支持して前記回転体の回転中心軸と直交する平面内で直線移動させる移動手段と、
前記駆動手段及び移動手段の作動を制御する制御手段とを備えてなり、
前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体により反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように構成され、
前記投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構は、前記第１の支持体の第１部材又は第２の支持体の一方に固設される一方、前記反射体は他方に固設され、
前記制御手段は、前記第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出するとともに、検出した位相差が無くなるように前記駆動手段及び移動手段の作動を制御して、前記干渉計と反射体とを対向させるように構成されてなることを特徴とする回転角度位置測定装置に係る。
【００５４】
この回転角度位置測定装置によれば、まず、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の一方を第１部材により支持した第１の支持体の第２部材が、当該第１の支持体の中心軸が回転体の回転中心軸と平行となるように回転体に固設される。他方、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の他方を支持した第２の支持体が、回転体から所定間隔を離れた位置に設けられる移動手段によって支持される。
【００５５】
尚、上記と同様に、前記干渉計及び反射体は、これらが互いに対向した位置にあるとき、干渉計の分割光路を経て透過され、反射体によって反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなるように、それぞれ第１の支持体，第２の支持体に支持されている。そして、干渉計と反射体とは、当初、このように相互に対向した位置関係、即ち、前記基準位置関係にある。
【００５６】
次に、回転体が適宜回転角度位置に割り出されると、前記第１の支持体の旋回移動により、前記第１の支持体及び第２の支持体に選択的に支持される投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段からなる機構部と、反射体との前記回転体の回転平面と平行な平面内における位置関係が変化する。
【００５７】
この後、互いに直交する偏光面を持ち、周波数が異なる２つの直線偏光からなる合成光が投光手段から照射されるとともに、制御手段により駆動手段及び移動手段がそれぞれ作動せしめられて、当該駆動手段により第１の支持体の第１部材が第２部材に対して揺動せしめられ、当該移動手段により第２の支持体が直線移動せしめられる。
【００５８】
投光手段から照射された合成光は、まず、ビームスプリッタによりその一部が反射されて参照光として第２の光検出手段の受光部によって受光され、残りがビームスプリッタを透過して干渉計に入射し、その分割光路を経て２つの直線偏光が分割された状態で、当該干渉計を透過する。そして、前記第１の支持体の揺動動作及び第２の支持体の直線移動動作によって干渉計と反射体とがほぼ対向した状態になると、干渉計を透過した２つの直線偏光が、反射体によってそれぞれその入射方向と平行にそれぞれ反射されて、前記干渉計の合成光路に入光せしめられ、この合成光路を経ることで２つの直線偏光が合成された状態で当該干渉計を透過する。
【００５９】
そして、干渉計を透過した反射合成光が測定光として第１の光検出手段の受光部によって受光され、この第１の光検出手段及び前記第２の光検出手段では、それぞれ受光した合成光の強度に応じた電気信号がそれぞれ生成される。
【００６０】
そして、制御手段は、第１及び第２の光検出手段によって生成された各電気信号を基に、前記投光手段から照射された合成光と、前記反射体によって反射され、干渉計の合成光路を経て透過された合成光との位相差を検出して、検出した位相差がゼロとなるまで駆動手段及び移動手段を駆動して、前記第１の支持体の揺動動作と第２の支持体の直線移動動作とを実行させ、位相差がゼロとなり前記干渉計と反射体とが完全に対向したと判断されたとき、即ち、干渉計と反射体とが前記基準位置関係になったと判断されたとき、前記駆動手段及び移動手段の駆動を停止する。そして、この後、第１及び第２の角度検出手段によって検出された第１の支持体の第１部材と第２部材との間の揺動角度位置を基に、回転体の回転角度位置が算出される。
【００６１】
このように、この回転角度位置測定装置によっても、投光手段，ビームスプリッタ，干渉計，第１の光検出手段及び第２の光検出手段から構成される機構部、又は反射体の一方を支持した第１の支持体を回転体に固設し、他方を支持した第２の支持体を移動手段によって支持せしめた後、回転体を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該回転体の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【００６２】
尚、前記回転体の回転角度位置の算出に当たっては、適宜設定された算出式を基に自動計算を行う算出手段によって、当該回転角度位置を算出するようにしても良い。このようにすれば、効率的にしかも正確に回転角を算出することができる。
【００６３】
また、本発明における測定対象としての回転体は、何ら限定されるものではなく、各種分野における回転体が含まれる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る回転精度解析装置などの概略構成を一部ブロック図で示した正面図である。また、図２は、本実施形態に係る第１支持体，第１駆動モータ，第１ロータリエンコーダ，制御部及び算出部の概略構成を一部ブロック図で示した説明図であり、図３は、本実施形態に係る第２支持体，第２駆動モータ，第２ロータリエンコーダ，制御部及び算出部の概略構成を一部ブロック図で示した説明図である。
【００６５】
図１に示すように、本例の回転精度解析装置１は、精度解析対象となる回転体の回転角度位置を測定する回転角度位置測定装置２と、この回転角度位置測定装置２によって測定された前記回転体の回転角度位置などを基に、当該回転体の回転精度を解析する処理装置３とを備えている。尚、本例では、同図１に示すように、ＮＣ旋盤８０の第１刃物台８１に設けられる工具主軸８２のＢ軸方向における回転精度を測定，解析するものとする。
【００６６】
前記ＮＣ旋盤８０は、前記第１刃物台８１及び工具主軸８２の他、ベッド８３、ベッド８３上に配設され、チャック８４が取り付けられた主軸８５を回転自在に支持する主軸台（図示せず）、第２刃物台８６などを備えており、第１刃物台８１は、Ｚ軸（主軸８５の軸線に沿った方向），Ｘ軸（Ｚ軸と直交し、且つこれに対して離接する方向），Ｙ軸（Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する方向）の直交３軸方向に移動可能にベッド８３上に配設され、工具主軸８２は、その軸中心に回転自在、且つＹ軸の軸線回り（Ｂ軸方向）に回転自在となるように、第１刃物台８１によって支持され、第２刃物台８６は、Ｘ軸及びＺ軸の直交２軸方向に移動可能にベッド８３上に配設されている。
【００６７】
また、前記ＮＣ旋盤８０は、第１刃物台８１及び第２刃物台８６の移動や工具主軸８２の回転などを制御する制御装置８７を備え、前記第１刃物台８１は、工具主軸８２をその軸中心に回転自在に支持するとともに、Ｘ軸−Ｚ軸平面と直交する所定の回転中心軸を中心としてＢ軸方向に回転自在となった支持台８８と、支持台８８に連結されたウォームホイール８９、ウォームホイール８９と噛合するウォーム９０、ウォーム９０を軸中心に回転させるサーボモータ９１、サーボモータ９１に付設され、その回転角度位置を検出するロータリエンコーダ９２からなる回転駆動機構９３などを備えている。
【００６８】
そして、ウォームホイール８９及びウォーム９０といった伝達ギアを介して伝達されるサーボモータ９１の回転動力によって、支持台８８、即ち、工具主軸８２がＢ軸方向に回転せしめられる一方、ロータリエンコーダ９２によって検出されるサーボモータ９１の回転角度位置を基に、支持台８８（工具主軸８２）の回転角度位置が間接的に検出され、その回転角度位置が所定の回転角度位置となるように、前記制御装置８７によってサーボモータ９１の作動がフィードバック制御される。
【００６９】
尚、前記ロータリエンコーダ９２によって検出された工具主軸８２の回転角度位置は、前記処理装置３にも送信されるように構成されている。
【００７０】
図１乃至図３に示すように、前記回転角度位置測定装置２は、レーザ光を照射するレーザ発振器１１と、所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材１２及び第２部材１３からなり、第１部材１２によりレーザ発振器１１を支持する第１支持体１４と、レーザ発振器１１から照射されたレーザ光を受光する受光面１５ａを備え、受光量に応じた電圧信号を生成するＣＣＤカメラ１５と、所定の中心軸回りに相互に揺動自在となった第１部材１６及び第２部材１７からなり、第１部材１６によりＣＣＤカメラ１５を支持する第２支持体１８と、微細な貫通細孔（ピンホール）１９ａを有し、ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａの前方にこれと平行に当該ＣＣＤカメラ１５に付設されたピンホール板１９などを備えて構成される。
【００７１】
また、前記回転角度位置測定装置２は、第１支持体１４の第１部材１２を第２部材１３に対して前記中心軸回りに揺動させる第１駆動モータ２０と、第２支持体１８の第１部材１６を第２部材１７に対して前記中心軸回りに揺動させる第２駆動モータ２１と、第１支持体１４の第１部材１２と第２部材１３との間における相対的な揺動角度位置を検出する第１ロータリエンコーダ２２と、第２支持体１８の第１部材１６と第２部材１７との間における相対的な揺動角度位置を検出する第２ロータリエンコーダ２３と、第１及び第２駆動モータ２０，２１の作動を制御する制御部２４と、第１及び第２ロータリエンコーダ２２，２３によってそれぞれ検出された揺動角度位置を基に、工具主軸５２のＢ軸方向における回転角度位置を算出する算出部２５などを備えている。
【００７２】
前記第１支持体１４の第１部材１２は、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光の光軸がＸ軸−Ｚ軸平面と平行となるように当該レーザ発振器１１を支持する一方、その第２部材１３は、前記（揺動）中心軸がＹ軸と平行となるように、前記チャック８４によって把持されている。
【００７３】
また、前記第２支持体１８の第１部材１６は、受光面１５ａがＹ軸と平行となるようにＣＣＤカメラ１５を支持する一方、その第２部材１７は、前記（揺動）中心軸がＹ軸と平行となるように、前記工具主軸８２に装着されている。
【００７４】
前記ＣＣＤカメラ１５は、多行多列の２次元に配置された複数の光電変換素子を備え、当該各光電変換素子から受光量に応じた電圧信号が出力されるように構成されており、当該電圧信号は制御部２４に送信される。
【００７５】
尚、ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａの前方には、上述のように、ピンホール板１９が設けられており、これにより、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが対向して、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光の光軸とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが直交したときにのみ、レーザ光が前記貫通細孔１９ａを通過して前記受光面１５ａの所定位置（以下、基準受光位置という）に受光されるようになっている。尚、このように相互に対向したレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５との位置関係を、以下、基準位置関係という。
【００７６】
前記第１駆動モータ２０は、その出力軸２０ａが第１支持体１４の第２部材１３に形成された貫通穴１３ａに挿通されて上面から突出するように、第２部材１３の下面に固設されており、出力軸２０ａの上部は、第１部材１２に形成された係合穴１２ａに係合している。また、第１駆動モータ２０には、前記第１ロータリエンコーダ２２が付設されており、前記出力軸２０ａの回転角度位置が当該第１ロータリエンコーダ２２によって検出される。
【００７７】
斯くして、第１駆動モータ２０が駆動されて、その出力軸２０ａが回転すると、第１部材１２が第２部材１３に対して揺動せしめられ、このとき第１ロータリエンコーダ２２によって検出される出力軸２０ａの回転角度位置から、第１部材１２の第２部材１３に対する揺動角度位置が検出される。
【００７８】
前記第２駆動モータ２１についても、同様に、その出力軸２１ａが第２支持体１８の第２部材１７に形成された貫通穴１７ａに挿通されて上面から突出するように、第２部材１７の下面に固設されており、出力軸２１ａの上部は、第１部材１６に形成された係合穴１６ａに係合している。また、第２駆動モータ２１には、前記第２ロータリエンコーダ２３が付設されており、前記出力軸２１ａの回転角度位置が当該第２ロータリエンコーダ２３によって検出される。
【００７９】
斯くして、第２駆動モータ２１が駆動されて、その出力軸２１ａが回転すると、第１部材１６が第２部材１７に対して揺動せしめられ、このとき第２ロータリエンコーダ２３によって検出される出力軸２１ａの回転角度位置から、第１部材１６の第２部材１７に対する揺動角度位置が検出される。
【００８０】
前記制御部２４は、制御装置８７による制御の下で工具主軸８２がＢ軸方向に所定の回転角度位置まで回転せしめられると、まず、その回転角度位置に応じた角度だけ、第１の支持体１４の第１部材１２を第２部材１３に対して揺動させるとともに、第２支持体１８の第１部材１６を第２部材１７に対して揺動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとをほぼ対向した状態にする。尚、第１の支持体１４及び第２支持体１８の各揺動角は、工具主軸８２の回転角に応じて予め設定されており、第１駆動モータ２０は第１ロータリエンコーダ２２によって検出される回転角度位置を基にフィードバック制御され、第２駆動モータ２１は第２ロータリエンコーダ２３によって検出される回転角度位置を基にフィードバック制御される。
【００８１】
この後、制御部２４は、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光がピンホール板１９の貫通細孔１９ａを通過してＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａに受光される位置をＣＣＤカメラ１５の出力信号から検出しつつ、各駆動モータ２０，２１の作動を制御して第１の支持体１４及び第２支持体１８の姿勢を微調整し、検出した受光位置が前記基準受光位置と一致したとき、各駆動モータ２０，２１の駆動を停止して、第１の支持体１４及び第２支持体１８の各揺動動作を停止させる。これにより、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光の光軸とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが直交した状態、言い換えれば、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが対向した状態、更に言い換えれば、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが前記基準位置関係となる。そして、制御部２４は、このようにしてレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とを前記基準位置関係とした後、所定の完了信号を算出部２５に送信する。
【００８２】
前記算出部２５は、制御部２４から前記完了信号を受信した後、第１ロータリエンコーダ２２によって検出された第１部材１２と第２部材１３との間の揺動角度位置、及び第２ロータリエンコーダ２３によって検出された第１部材１６と第２部材１７との間の揺動角度位置を基に、以下のようにして、工具主軸８２の回転角度位置を算出し、算出した回転角度位置を処理装置３に送信する。
【００８３】
即ち、例えば、図４に示すように、前記基準位置関係にあり、且つ２点鎖線で示した位置にレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが位置している状態で、工具主軸８２をθだけ時計回りに実線で示す位置に回転させ、この後、第１の支持体１４及び第２支持体１８を揺動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とを前記基準位置関係にしたとし、このとき、第１の支持体１４及び第２支持体１８の揺動によって、第１ロータリエンコーダ２２により検出される揺動角度位置（第１部材１２の軸線（レーザ発振器１１の光軸と平行な線）と第２部材１３の軸線（主軸軸線と同軸）との交差角）がＡ’からＡ＋Ａ’となり、第２ロータリエンコーダ２３によって検出される揺動角度位置（第１部材１６の軸線（ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａと直交する軸線）と第２部材１７の軸線（工具主軸８２の軸線と同軸）との交差角）がＢ’からＢ＋Ｂ’となったとすると、算出部２５は、レーザ発振器１１、ＣＣＤカメラ１５、第１及び第２支持体１４，１８、並びに工具主軸８２の幾何学的な関係を表す関係式（下式数式１〜数式４）から導かれる算出式（下式数式５）を基に、工具主軸８２の回転後の回転角度位置θを算出する。尚、図４におけるａ，ｂ，ｃは、各幾何三角形の頂角である。
【００８４】
（数式１）
θ＋２ａ＝１８０°
【００８５】
（数式２）
ａ＋（Ｂ＋Ｂ’）＋ｂ＝３６０°
【００８６】
（数式３）
ｃ＋ｂ＋（（Ａ＋Ａ’）−Ａ’）＝１８０°
【００８７】
（数式４）
ａ＋ｃ＝Ｂ’
【００８８】
（数式５）
θ＝Ｂ−Ａ
【００８９】
前記処理装置３は、回転角度位置測定装置２の算出部２５によって算出された工具主軸８２の回転角度位置、及びロータリエンコーダ９２によって検出された工具主軸８２の回転角度位置を、当該算出部２５及びロータリエンコーダ９２からそれぞれ受信し、受信した各回転角度位置を基に、これらの差分を算出することによって工具主軸８２の回転精度（割り出し精度）を解析する。
【００９０】
即ち、回転角度位置測定装置２によって算出される工具主軸８２の回転角度位置は、当該工具主軸８２の実際の回転角度位置であり、この実際の回転角度位置と、回転駆動機構９３の制御目標としての回転角度位置とを比較，解析することで、当該回転駆動機構９３の動作誤差（ロストモーション）を解析するのである。
【００９１】
尚、前記ロストモーションとは、回転駆動機構９３を構成するウォームホイール８９やウォーム９０などに外力によって生じた弾性変形や、当該ウォームホイール８９及びウォーム９０といった伝達ギア間のバックラッシなどの影響を受けて、制御装置８７によってフィードバック制御される回転角度位置（回転駆動機構９３に入力される回転角度位置）と、工具主軸８２（即ち、支持台８８）の実回転角度位置（回転駆動機構９３から出力される回転角度位置）との間に生じる動作誤差のことである。
【００９２】
以上のように構成された本例の回転精度解析装置１によれば、まず、第１部材１２によりレーザ発振器１１を支持した第１支持体１４の第２部材１３が、当該第１支持体１４の中心軸がＹ軸と平行となるようにチャック８４に取り付けられる一方、第１部材１６によりＣＣＤカメラ１５を支持した第２支持体１８が、当該第２支持体１８の中心軸がＹ軸と平行となるように工具主軸８２に装着される。尚、当初、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とは前記基準位置関係にあるものとする。
【００９３】
次に、制御装置８７による制御の下、工具主軸８２を任意の回転角度位置まで回転させると、工具主軸８２の回転に伴いその回転中心軸回りに第２支持体１８が旋回移動せしめられて、Ｘ軸−Ｚ軸平面と平行な平面内におけるレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５との相対的な位置関係が変化する。
【００９４】
そして、レーザ発振器１１からレーザ光が照射されるとともに、制御部２４による制御の下、まず、前記工具主軸８２の回転角度位置に応じた角度だけ各支持体１４，１８の第１部材１２，１６が第２部材１３，１７に対して揺動せしめられ、これにより、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとがほぼ対向せしめられる。
【００９５】
この後、制御部２４は、ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａにおける受光位置をその出力信号から検出しつつ、各駆動モータ２０，２１の作動を制御して第１の支持体１４及び第２支持体１８の姿勢を微調整し、検出した受光位置が前記基準受光位置と一致したとき、各駆動モータ２０，２１の駆動を停止して、第１支持体１４及び第２支持体１８の各揺動動作を停止させる。
【００９６】
これにより、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが対向した状態、即ち、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが前記基準位置関係となり、制御部２４は、このようにしてレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とを前記基準位置関係とした後、完了信号を算出部２５に送信する。
【００９７】
完了信号を受信すると、算出部２５は、第１ロータリエンコーダ２２によって検出された第１部材１２と第２部材１３との間の揺動角度位置、及び第２ロータリエンコーダ２３によって検出された第１部材１６と第２部材１７との間の揺動角度位置を基に、上記数式５から工具主軸８２の回転角度位置を算出し、算出した回転角度位置を処理装置３に送信する。
【００９８】
ついで、処理装置３は、算出部２５から受信した工具主軸８２の回転角度位置、及びロータリエンコーダ９２から受信した制御目標としての回転角度位置を基に、これらの差分を算出して工具主軸８２の回転精度（割り出し精度）を解析する。
【００９９】
このように、本例の回転精度解析装置１によれば、レーザ発振器１１を支持した第１支持体１４をチャック８４に取り付ける一方、ＣＣＤカメラ１５を支持した第２支持体１８を工具主軸８２に装着した後、工具主軸８２を回転させるといった簡単な操作を行うだけで、当該工具主軸８２の任意の回転角度位置を精度良く測定することができる。
【０１００】
また、回転角度位置測定装置２によって算出された工具主軸８２の回転角度位置と、回転駆動機構９３の制御目標としての回転角度位置とに基づいて当該回転駆動機構９３の動作誤差（ロストモーション）を解析するようにしているので、得られた解析結果を基に、これに応じた補正を実施すれば、工具主軸８２の回転精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａの前面にピンホール板１９を設け、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが正確に対向している場合のみ、レーザ発振器１１から照射されたレーザ光がＣＣＤカメラ１５の基準受光位置に受光されるように構成しているので、制御部２４は、簡単な処理で精度良く、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとが対向しているか否か、即ち、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが前記基準位置関係にあるか否かを判断することができる。
【０１０２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、上述した回転角度位置測定装置２は、図５に示すように構成されていても良い。即ち、この回転角度位置測定装置４は、上記第２支持体１８に代えて、その構造が異なる第２支持体３０を備え、この第２支持体３０は工具主軸８２に装着される一方、前記第１支持体１４は第２刃物台８６に装着されるように構成される。
【０１０４】
前記第２支持体３０は、図示するように、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光の光軸が当該工具主軸８２の軸線と同軸となるように当該レーザ発振器１１を支持するように構成され、前記第１支持体１４は、その第１部材１２により受光面１５ａがＹ軸と平行となるようにＣＣＤカメラ１５を支持する一方、その第２部材１３が、前記中心軸がＹ軸と平行となるように、第２刃物台８６に装着されるように構成される。
【０１０５】
そして、この場合、前記制御部２４は、制御装置８７による制御の下で工具主軸８２がＢ軸方向に所定の回転角度位置まで回転せしめられると、まず、その回転角度位置に応じた角度だけ第１支持体１４の第１部材１２を第２部材１３に対して揺動させるとももに、第２刃物台８６をＺ軸方向に移動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとをほぼ対向した状態にする。
【０１０６】
この後、制御部２４は、ＣＣＤカメラ１５の受光位置をその出力信号から検出しつつ、駆動モータ２０の作動を制御するとともに、制御装置８７を介して第２刃物台８６の移動を制御して、第１部材１２の第２部材１３に対する揺動角度位置、及び第２刃物台８６のＺ軸方向における位置を微調整する。そして、検出した受光位置が前記基準受光位置と一致したとき、即ち、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが前記基準位置関係となったと判断されたとき、駆動モータ２０の駆動を停止して第１の支持体１４の揺動動作を停止させるとともに、第２刃物台８６の移動を停止させ、しかる後、上記完了信号を算出部２５に送信する。
【０１０７】
前記算出部２５は、制御部２４から完了信号を受信した後、第１ロータリエンコーダ２２によって検出された第１部材１２と第２部材１３との間の揺動角度位置を基に、以下のようにして、工具主軸８２の回転角度位置を算出する。
【０１０８】
即ち、例えば、図６に示すように、前記基準位置関係にあり、且つ２点鎖線で示した位置にレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが位置している状態で、工具主軸８２をθだけ時計回りに実線で示す位置に回転させ、この後、第１の支持体１４を揺動させるとともに、第２刃物台８６をＺ軸方向に移動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とを前記基準位置関係にしたとし、このとき、第１ロータリエンコーダ２２によって検出される揺動角度位置（第１部材１２の軸線（ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａと直交する軸線）と第２部材１３の軸線との交差角）が０（ゼロ）からＡになったとすると、算出部２５は、レーザ発振器１１、ＣＣＤカメラ１５、第１及び第２支持体１４，３０、並びに工具主軸８２の間における幾何学的な関係を表す関係式（下式数式６）を基に、工具主軸８２の回転後の回転角度位置θを算出する。
【０１０９】
（数式６）
θ＝Ａ
【０１１０】
更に、上記回転角度位置測定装置２は、図７に示すように構成されていても良い。即ち、この回転角度位置測定装置５は、上記第１支持体１４に代えて、その構造が異なる第１支持体３１を備え、この第１支持体３１は第２刃物台８６に装着されるように構成される。但し、第１支持体３１以外の構成については、図１に示したものと同様である。
【０１１１】
前記第１支持体３１は、図示するように、レーザ発振器１１から照射されるレーザ光の光軸がＸ軸−Ｚ軸平面と平行となるように当該レーザ発振器１１を支持するように構成される。
【０１１２】
そして、この場合、前記制御部２４は、制御装置８７による制御の下で工具主軸８２がＢ軸方向に所定の回転角度位置まで回転せしめられると、まず、その回転角度位置に応じた角度だけ第２支持体１８の第１部材１６を第２部材１７に対して揺動させるとともに、第２刃物台８６をＺ軸方向に移動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａとをほぼ対向した状態にする。
【０１１３】
この後、制御部２４は、ＣＣＤカメラ１５の受光位置をその出力信号から検出しつつ、駆動モータ２１の作動を制御するとともに、制御装置８７を介して第２刃物台８６の移動を制御して、第１部材１６の第２部材１７に対する揺動角度位置、及び第２刃物台８６のＺ軸方向における位置を微調整する。そして、検出した受光位置が前記基準受光位置と一致したとき、即ち、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが前記基準位置関係となったと判断されたとき、駆動モータ２１の駆動を停止して第２支持体１８の揺動動作を停止させるとともに、第２刃物台８６の移動を停止させ、しかる後、上記完了信号を算出部２５に送信する。
【０１１４】
前記算出部２５は、制御部２４から完了信号を受信した後、第２ロータリエンコーダ２３によって検出された第１部材１６と第２部材１７との間の揺動角度位置を基に、以下のようにして、工具主軸８２の回転角度位置を算出する。
【０１１５】
即ち、例えば、図８に示すように、前記基準位置関係にあり、且つ２点鎖線で示した位置にレーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とが位置している状態で、工具主軸８２をθだけ時計回りに実線で示す位置に回転させ、この後、第２支持体１８を揺動させるとともに、第２刃物台８６をＺ軸方向に移動させて、レーザ発振器１１とＣＣＤカメラ１５とを前記基準位置関係にしたとし、このとき、第２ロータリエンコーダ２３によって検出される揺動角度位置（第１部材１６の軸線（ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａと直交する軸線）と第２部材１７の軸線（工具主軸８２の軸線と同軸）との交差角）が０（ゼロ）からＡになったとすると、算出部２５は、レーザ発振器１１、ＣＣＤカメラ１５、第１及び第２支持体３１，１４、並びに工具主軸８２の間における幾何学的な関係を表す関係式（下式数式７）を基に、工具主軸８２の回転後の回転角度位置θを算出する。
【０１１６】
（数式７）
θ＝Ａ
【０１１７】
更に、前記回転角度位置測定装置２において、レーザ発振器１１は第１支持体１４によって支持され、ＣＣＤカメラ１５は第２支持体１８によって支持されるように構成したが、図９に示すように、ＣＣＤカメラ１５を第１支持体１４により支持し、レーザ発振器１１を第２支持体１８により支持するようにしても良い。
【０１１８】
また、同様に、前記回転角度位置測定装置４において、ＣＣＤカメラ１５は第１支持体１４によって支持され、レーザ発振器１１は第２支持体３０によって支持されるように構成したが、図１０に示すように、レーザ発振器１１を第１支持体１４により支持し、ＣＣＤカメラ１５を第２支持体３０により支持するようにしても良い。
【０１１９】
更に、前記回転角度位置測定装置５において、ＣＣＤカメラ１５は第２支持体１８によって支持され、レーザ発振器１１は第１支持体３１によって支持されるように構成したが、図１１に示すように、レーザ発振器１１を第２支持体１８により支持し、ＣＣＤカメラ１５を第１支持体３１により支持するようにしても良い。
【０１２０】
また、更に、前記回転角度位置測定装置２，４，５では、ＣＣＤカメラ１５の受光面１５ａの前方にピンホール板１９を設けて構成したが、当該ピンホール板１９を設けずに構成することもできる。
【０１２１】
また、前記回転角度位置測定装置２において、前記レーザ発振器１１及びＣＣＤカメラ１５などから構成される光検出系は、図１２に示すように構成されていても良い。
【０１２２】
即ち、同図１２に示すように、この光検出系は、互いに直交する偏光面を持ち、周波数が互いに異なった２つの直線偏光からなる合成光（レーザ光）を照射するレーザ発振器４１と、レーザ発振器４１の前方に配設され、当該レーザ発振器４１から照射された合成光を、その照射方向に透過する合成光と、その照射方向と交差する方向に反射する合成光とに分割するビームスプリッタ４２と、ビームスプリッタ４２の前方に配設され、当該ビームスプリッタ４２を透過した合成光を受光し、その偏光２成分を各直線偏光に分割してその入射方向に沿った方向に透過せしめる分割光路と、前記入射方向と逆方向に向かう２つのレーザ光を受光し、これらを合成して前記逆方向に透過する合成光路とを有する干渉計４３と、干渉計４３の前方に配設され、当該干渉計４３の分割光路を経て透過された２つの直線偏光をこれらの入射方向と平行にそれぞれ反射して、前記干渉計４３の合成光路に入光せしめる反射体４４と、ビームスプリッタ４２によって反射された合成光を受光する受光面４５ａを備え、当該受光面４５ａにより受光した光に応じた電流信号を生成する第１光検出器４５と、干渉計４３の合成光路を経て透過された合成光を受光する受光面４６ａを備え、当該受光面４６ａにより受光した光に応じた電流信号を生成する第２光検出器４６などを備えている。
【０１２３】
前記干渉計４３は、ビームスプリッタ４３ａ及び反射鏡４３ｂから構成されており、ビームスプリッタ４３ａは、ビームスプリッタ４２を透過した合成光を受光し、その偏光２成分を各直線偏光に分割して、その一方を入射方向と平行に透過し、他方を入射方向と交差する方向に反射する一方、反射鏡４３ｂは、ビームスプリッタ４３ａによって反射された直線偏光を、これがビームスプリッタ４３ａによって透過された直線偏光と平行となるように反射する。斯くして、ビームスプリッタ４２を透過した合成光は、当該干渉計４３の分割光路を経由して、ビームスプリッタ４２からの入射方向にそれぞれ平行な各直線偏光に分割される。
【０１２４】
また、反射鏡４３ｂは、反射体４４によって反射された直線偏光の内の一方を受光してその入射方向と交差する方向に反射する一方、ビームスプリッタ４３ａは、反射体４４によって反射された直線偏光の内の他方を受光するとともに、反射鏡４３ｂによって反射された直線偏光を受光し、これらの各直線偏光を合成して反射体４４からの入射方向と同方向に透過する。斯くして、反射体４４によって反射された各直線偏光は、当該干渉計４３の合成光路を経由して、反射体４４からの入射方向に平行な合成光に合成される。
【０１２５】
前記反射体４４は、Ｖ字形の第１反射鏡４４ａ及び第２反射鏡４４ｂから構成されており、第１反射鏡４４ａは、ビームスプリッタ４３ａを透過した直線偏光を入射方向に平行に折り返す一方、第２反射鏡４４ｂは、反射鏡４３ｂによって反射された直線偏光を入射方向に平行に折り返す。
【０１２６】
前記レーザ発振器４１，ビームスプリッタ４２，干渉計４３，第１光検出器４５及び第２光検出器４６は、適宜取付部材４７，４８などを介したり、或いは直に、前記第１支持体１４の第１部材１２により支持され、前記反射体４４は、前記第２支持体１８の第１部材１６により支持されている。
【０１２７】
尚、レーザ発振器４１は、当該レーザ発振器４１から照射される合成光の光軸がＸ軸−Ｚ軸平面と平行になるように配設され、ビームスプリッタ４２、干渉計４３のビームスプリッタ４３ａ及び反射鏡４３ｂは、これらの各反射面がＹ軸と平行となるように配設され、第１光検出器４５及び第２光検出器４６は、これらの各受光面４５ａ，４６ａがＹ軸と平行となるように配設されている。また、反射体４４の第１反射鏡４４ａ及び第２反射鏡４４ｂは、これらの各反射面がＹ軸と平行となるように配設される。
【０１２８】
また、干渉計４３及び反射体４４は、これらが互いに対向した位置にあるとき、ビームスプリッタ４３ａによって透過された直線偏光が、第１反射鏡４４ａによって反射されて、再度、当該ビームスプリッタ４３ａによって受光されるまでに進む距離（第１光路長）と、反射鏡４３ｂによって反射された直線偏光が、第２反射鏡４４ｂによって反射されて、再度、当該反射鏡４３ｂによって受光されるまでに進む距離（第２光路長）とが等しくなるように配置されている。尚、このように相互に対向した干渉計４３と反射体４４との位置関係を、以下、基準位置関係という。
【０１２９】
そして、この場合、レーザ発振器４１から照射された、２つの直線偏光の合成光は、次のようにして、第１光検出器４５及び第２光検出器４６によって受光される。
【０１３０】
レーザ発振器４１から照射された合成光は、まず、ビームスプリッタ４２により、その一部が透過される一方、残りが反射され、反射された合成光が参照光として第１光検出器４５によって受光される。一方、ビームスプリッタ４２を透過した合成光は、干渉計４３に入光し、ビームスプリッタ４３ａにより、一方の直線偏光が透過され、他方の直線偏光が反射され、この後、反射された直線偏光は、反射鏡４３ｂにより、ビームスプリッタ４３ａによって透過された直線偏光と平行となるように反射される。
【０１３１】
ビームスプリッタ４３ａによって透過された直線偏光は、第１反射鏡４４ａによりその入射方向に平行に折り返された後、ビームスプリッタ４３ａに入射される一方、反射鏡４３ｂによって反射された直線偏光は、第２反射鏡４４ｂによりその入射方向に平行に折り返された後、第２反射鏡４４ｂによって反射され、ビームスプリッタ４３ａに入射される。
【０１３２】
ビームスプリッタ４３ａでは、入射したこれらの各直線偏光が合成されて、第１反射鏡４４ａからの入射方向と平行に透過され、この合成光が測定光として第２光検出器４６によって受光される。
【０１３３】
そして、第１光検出器４５では、受光された参照光の強度に応じた電流信号が生成され、第２光検出器４６では、受光された測定光の強度に応じた電流信号が生成される。
【０１３４】
また、前記制御部２４は、第１光検出器４５及び第２光検出器４６から受信した各電流信号を基に、当該各電気信号の位相差（即ち、各合成光の位相差）を検出して、検出した位相差を基に、干渉計４３と反射体４４とが対向しているか否か、即ち、干渉計４３と反射体４４とが前記基準位置関係にあるか否かを判断し、前記位相差が無くなるように、即ち、干渉計４３と反射体４４とが前記基準位置関係となるように、前各駆動モータ２０，２１の作動を制御する。
【０１３５】
上述したように、前記干渉計４３と反射体４４とが完全に対向している状態では、干渉計４３の分割光路を経て透過され、反射体４４によって反射されて再度干渉計の合成光路に入光する２つの直線偏光の光路長が等しくなっているが、干渉計４３と反射体４４との相互間に傾きを生じると、２つの直線偏光の各光路長に差を生じ、この光路長の差によって、これらを合成した反射合成光（測定光）と、前記レーザ発振器４１から照射された照射合成光（参照光）との間に位相差を生じる。したがって、参照光と測定光との位相差を検出することで、干渉計と反射体とが対向しているか否かを判断することができ、位相差がゼロのとき、干渉計と反射体とが完全に対向していると見ることができる。
【０１３６】
そして、この図１２に示した態様では、図１に示した回転角度位置測定装置２の場合と同様にして、干渉計４３と反射体４４とが前記基準位置関係にある状態の工具主軸８２を当初の角度位置から所定角度だけ回転させ、この後、第１の支持体１４及び第２支持体１８を揺動させて、干渉計４３と反射体４４とが前記基準位置関係となるようにすることで、このとき第１ロータリエンコーダ２２によって検出される揺動角度位置と、第２ロータリエンコーダ２３によって検出される揺動角度位置とから、上記数式５によって、当該工具主軸８２の回転後の回転角度位置を算出することができる。
【０１３７】
また、この図１２に示した態様において、図９に例示した態様と同様に、前記レーザ発振器４１，ビームスプリッタ４２，干渉計４３，第１ＣＣＤカメラ４５及び第２ＣＣＤカメラ４６から構成される機構部を第２支持体１８の第１部材１６によって支持し、前記反射体４４を第１支持体１４の第１部材１２によって支持した構成としても良く、また、図５及び図６に例示した態様と同様に、前記機構部を第２支持体３０によって支持し、反射体４４を第１支持体１４の第１部材１２によって支持した構成としてもよく、また、図７及び図８に例示した態様と同様に、前記機構部を第１支持体３１によって支持し、反射体４４を第２支持体１８の第１部材１６によって支持した構成としてもよい。更に、図１０に例示した態様と同様に、前記機構部を第１支持体１４の第１部材１２によって支持し、反射体４４を第２支持体３０によって支持した構成としてもよく、図１１に例示した態様と同様に、前記機構部を第２支持体１８の第１部材１６によって支持し、反射体４４を第１支持体３１によって支持した構成としてもよい。
【０１３８】
そして、これらの場合、図５及び図６に例示した態様、図７及び図８に例示した態様、図９に例示した態様、図１０に例示した態様、図１１に例示した態様とそれぞれ同様にして、工具主軸８２の回転角度位置が測定され、その回転精度が解析される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転精度解析装置などの概略構成を一部ブロック図で示した正面図である。
【図２】本実施形態に係る第１支持体，第１駆動モータ，第１ロータリエンコーダ，制御部及び算出部の概略構成を一部ブロック図で示した説明図である。
【図３】本実施形態に係る第２支持体，第２駆動モータ，第２ロータリエンコーダ，制御部及び算出部の概略構成を一部ブロック図で示した説明図である。
【図４】工具主軸の回転角度位置算出に関する説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る回転精度解析装置などの概略構成を一部ブロック図で示した正面図である。
【図６】図５に示した実施形態における工具主軸の回転角度位置算出に関する説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る回転精度解析装置などの概略構成を一部ブロック図で示した正面図である。
【図８】図７に示した実施形態における工具主軸の回転角度位置算出に関する説明図である。
【図９】レーザ発振器及びＣＣＤカメラの、第１支持体及び第２支持体に対する取付例を示した説明図である。
【図１０】レーザ発振器及びＣＣＤカメラの、第１支持体及び第２支持体に対する取付例を示した説明図である。
【図１１】レーザ発振器及びＣＣＤカメラの、第１支持体及び第２支持体に対する取付例を示した説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る回転角度位置測定装置の一部の概略構成を示した正面図である。
【符号の説明】
１    回転精度解析装置
２    回転角度位置測定装置
３    処理装置
１１  レーザ発振器
１４  第１支持体
１５  ＣＣＤカメラ
１８  第２支持体
１９  ピンホール板
２０  第１駆動モータ
２１  第２駆動モータ
２２  第１ロータリエンコーダ
２３  第２ロータリエンコーダ
２４  制御部
２５  算出部
８０  ＮＣ旋盤
８１  第１刃物台
８２  工具主軸
８４  チャック
８６  第２刃物台
８７  制御装置
９３  回転駆動機構
【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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【図８】
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【図９】
2005009962.tif 000011
【図１０】
2005009962.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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