(57)【要約】【課題】  工作機械上で加工された円筒体の表面形状を精度よく測定できる円筒形状測定装置の提供。【解決手段】          被測定円筒２をその中心軸で回転自在に支持する被測定物の回転支持装置、この回転支持装置に支持された被測定円筒面上にあり該被測定円筒の中心軸（ｚ軸）に平行な一つの直線母線６上の１点５ｃとこの直線母線を挟む位置にある２点５ａ，５ｂの合計３点で被測定円筒面に当接する三叉センサホルダ３と、該三叉センサホルダに前記３つの当接点からの距離が既知の位置に配置された第一変位センサ４ａと第二変位センサ４ｂの２個を備える円筒形状測定装置１。【選択図】  図１
2009180700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定円筒をその中心軸で回転自在に支持する被測定物の回転支持装置、この回転支持装置に支持された被測定円筒面上にあり該被測定円筒の中心軸に平行な一つの直線母線上の１点とこの直線母線を挟む位置にある２点の合計３点で被測定円筒面に当接する三叉センサホルダと、該三叉センサホルダに前記３つの当接点からの距離が既知の位置に配置された第一変位センサと第二変位センサの２個を備える円筒形状測定装置。
【請求項２】
前記直線母線を挟む三叉センサホルダと被測定円筒面との２つの当接点と、前記２個の変位センサのうちの一方の変位センサによる測定点が被測定円筒の一つの軸直角断面（ｘｙ断面）上にあることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形状測定装置。
【請求項３】
前記三叉センサホルダに取り付けられる変位センサの少なくとも一つが、角度センサ、または、変位と角度を同時に検出できる混合センサであることを特徴とする請求項１に記載の円筒形状測定装置。
【請求項４】
被測定円筒の前記直線母線を挟む三叉センサホルダの２つの当接点が、被測定円筒の軸に直交する回転軸を持つ姿勢で三叉センサホルダに対して回転可能な構造で取り付けられた支持用円筒ころで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形状測定装置。
【請求項５】
被測定円筒の前記直線母線を挟む三叉センサホルダと被測定円筒との２つの当接点が、三叉センサホルダの内側に備えられた２つの球と被測定円筒との接点であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の円筒形状測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の円筒形状測定装置を用い、数値制御円筒研削装置の主軸台と心押台とで支持されている被測定円筒の表面形状を測定する方法において、円筒形状測定装置の三叉センサホルダを被測定円筒面の直線母線上であって、被測定円筒の中心軸に平行な一つの直線母線上の１点と、この直線母線を挟む位置にある三叉センサホルダの被測定円筒表面の２点で当接させるように配置し、回転中の被測定円筒の中心軸（ｚ軸）に平行に前記三叉センサホルダを直線移動、または被測定円筒を該被測定円筒の中心軸（ｚ軸）方向に移動させて被測定円筒の前記軸直角断面（ｘｙ断面）の真直形状値を測定し、変位センサのコントローラより変位センサと被測定円筒間の距離値および角度センサにより送信される被測定円筒の基準直線母線に対する角度の値を電気信号としてパソコンの記録部に送信し、データ解析部で送信されてきた距離および角度θの電気信号値からパソコンの記憶部に保管されている円筒表面形状測定プログラムに従って円筒の中心軸に対し、角度θにおける位置の被測定円筒表面のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の座標軸値を算出し、パソコン表示画面またはプリンタに円筒表面形状を出力することを特徴とする、円筒の表面形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の変位センサを用い、被測定円筒の円母線の真円形状と直線母線の真直形状を含む円筒形状の測定を簡易に高精度に行う円筒形状測定装置、およびその測定装置を用いて被測定円筒の形状を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属工作機械上における円筒ロール、丸管、クランクピンなどの円筒の直径や真円度を測定する測定が行われている。
【０００３】
例えば、幾何学的中心を有し、回転軸線の回りで回転して、該回転軸線に対して直交する回転平面を形成するように、サポート手段に取り付けられている、回転可能な装置と共に使用されて、前記回転可能な装置が前記軸線の回りで回転する際に、前記回転平面の中における前記回転可能な装置の位置的パラメータ、幾何学的パラメータ及び運動学的パラメータの１つあるいはそれ以上を測定するための測定装置であって、 前記回転可能な装置に対して固定されると共に、前記回転可能な装置の幾何学的中心と実質的に同心円状の既知の曲率半径を有する円弧に沿って角度方向に互いに隔置された、複数の間隔マーカーと、 前記幾何学的中心の回りの３つの異なる角位置においてそれぞれ前記サポート手段に対して固定され、前記回転可能な装置が前記回転軸線の回りで回転する際に、前記マーカーを検知するための、少なくとも３つのセンサと、 前記各々のセンサによって検知された隣接するマーカーの間の角位置を、最後のマーカーが前記各々のセンサによって検知された後の測定された時間経過の関数として補間するための、補間手段と、 前記各々のセンサによる前記マーカーの検知、並びに、最後のマーカーが前記各々のセンサによって検知された後の測定された時間経過の関数として、前記１又はそれ以上のパラメータを測定するための測定手段とを備える測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、加工物及びマスターゲージの直径をわたる両側に測定子を接触して円筒状加工物直径を測定する寸法測定装置と、寸法測定装置を円筒状加工物とマスターゲージ間で移動させる送り装置と、マスターゲージの回転駆動手段を備えた定寸装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、回転軸にて回転可能に支持された工作物と一体成形され、前記回転軸から偏心した円筒の真円度を測定する真円度測定装置であって、前記円筒の半径を三点接触法により測定する三点接触式測定器と、前記円筒の前記回転軸に垂直な断面上の円周に沿って前記三点接触式測定器を接触移動させる測定器滑動手段と、前記真円度測定装置に対する前記回転軸の相対位置ｘを測定する位置測定手段と、前記円筒の前記回転軸周りの回転角Ψを測定する回転角測定手段と、前記回転軸の周りを回転する前記円筒の真円度を前記相対位置ｘ、前記回転角Ψ、及び、前記三点接触式測定器の出力値ｙより算出する真円度演算手段とを有することを特徴とする真円度測定装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
直径２Ｒの円筒状ワ−ク側端を主軸台と心押台よりなるワ−ク把持具で把持し、ワ−クを回転させながら回転する砥石車でワ−クの外周を研削し、ワ−クの径方向にｒだけ研削した所望の定寸となったときにワ−クの研削終点を検出する方法において、前後スライドテ−ブル上のワ−クの研削開始にレ−ザ光が当たるように、かつ、ワ−クの軸芯に対し垂直な方向の位置に設けられたレ−ザ変位センサを用いてレ−ザ変位センサから研削されているワ−クの外周までの距離Ｌiを測定し、研削開始時のワ−クの外周までの距離Ｌ0と研削中の前記距離Ｌiの変位幅（Δ＝Ｌ0−Ｌi）がｒとなったときを円筒状ワ−クの研削終了とする方法も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
更に、円筒体の高精度測定に、その円母線形状を測定する真円度測定のための３点法（Ｖブロック法またはサドルゲージ法）も知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００８】
また、変位センサを６個所定の位置に配置して円筒形状を測定する方法も知られている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】特表平９−５０６１７６号公報
【特許文献２】特開平６−７９６２２号公報
【特許文献３】特開２００１−６６１３２号公報
【特許文献４】特開２００２−２８８５９号公報
【非特許文献１】清野  慧著、「超精密測定−ソフトウエアデータムを中心に」、発行者  精密工学会フェロー  清野  慧、p.３５−ｐ３９、平成１９年３月発行
【非特許文献２】遠藤  勝幸著、「マルチプローブ型円筒形状測定機の開発」、精密工学会誌２００３年４月号  ５０７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
回転主軸などの高精度化に伴い、円筒形状の評価も直線母線の真円度と真直度を個別に評価して得られる情報だけでは工作機械加工メーカーから要求される評価精度を満たせなくなっている。特に円筒の中心軸の曲がりや軸に沿う方向で生じる直径の変化などが従来の真円度測定の三点法だけでは評価できず、また、三点法による真直形状測定を多数の回転角位置で繰り返しても真円形状が合わせて評価されないと必要な精度での円筒形状の評価はできない。
【００１１】
上記非特許文献２のように変位センサを５,６本用いて真円度測定の３点法と真直度測定の３点方を同時に実施して円筒を機上測定する方法も提案されているが、多くの変位センサを用いるので測定システムが高価になること、センサ相互のドリフト特性の違いなどが誤差要因になることなどから実用に到っていない。
【００１２】
本発明は、かかる問題点に鑑み、真円度測定と真直度測定の３点法を最小のセンサの数で同時に実現する多点法を提供し、多点法による円筒計測システムにおける価格の問題とドリフトの問題を解決する円筒表面形状測定手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、被測定円筒をその中心軸で回転自在に支持する被測定物の回転支持装置、この回転支持装置に支持された被測定円筒面上にあり該被測定円筒の中心軸に平行な一つの直線母線上の１点とこの直線母線を挟む位置にある２点の合計３点で被測定円筒面に当接する三叉センサホルダと、該三叉センサホルダに前記３つの当接点からの距離が既知の位置に配置された第一変位センサと第二変位センサの２個を備える円筒形状測定装置を提供するものである。
【００１４】
請求項２の発明は、前記直線母線を挟む三叉センサホルダと被測定円筒面との２つの当接点と、前記２個の変位センサのうちの一方の変位センサによる測定点が被測定円筒の一つの軸直角断面（ｘｙ断面：円母線ともいう）上にあることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形状測定装置を提供するものである。
【００１５】
請求項３の発明は、  前記三叉センサホルダに取り付けられる変位センサの少なくとも一つが、角度センサ、または、変位と角度を同時に検出できる混合センサであることを特徴とする円筒形状測定装置を提供するものである。
【００１６】
請求項４の発明は、被測定円筒の前記直線母線を挟む三叉センサホルダの２つの当接点が、被測定円筒の軸に直交する回転軸を持つ姿勢で三叉センサホルダに対して回転可能な構造で取り付けられた支持用円筒ころで形成されることを特徴とする円筒形状測定装置を提供するものである。
【００１７】
請求項５の発明は、被測定円筒の前記直線母線を挟む三叉センサホルダと被測定円筒との２つの当接点が、三叉センサホルダの内側に備えられた２つの球と被測定円筒との接点であることを特徴とする円筒形状測定装置を提供するものである。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１に記載の円筒形状測定装置を用い、数値制御円筒研削装置の主軸台と心押台とで支持されている被測定円筒の表面形状を測定する方法において、円筒形状測定装置の三叉センサホルダを被測定円筒面の直線母線上であって、被測定円筒の中心軸に平行な一つの直線母線上の１点と、この直線母線を挟む位置にある三叉センサホルダの被測定円筒表面の２点で当接させるように配置し、回転中の被測定円筒の中心軸（ｚ軸）に平行に前記三叉センサホルダを直線移動、または被測定円筒を該被測定円筒の中心軸（ｚ軸）方向に移動させて被測定円筒の前記軸直角断面（ｘｙ断面）の真直形状値を測定し、変位センサのコントローラより変位センサと被測定円筒間の距離値および角度センサにより送信される被測定円筒の基準直線母線に対する角度の値を電気信号としてパソコンの記録部に送信し、データ解析部で送信されてきた距離および角度θの電気信号値からパソコンの記憶部に保管されている円筒表面形状測定プログラムに従って円筒の中心軸に対し、角度θにおける位置の被測定円筒表面のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の座標軸値を算出し、パソコン表示画面またはプリンタに円筒表面形状を出力することを特徴とする、円筒の表面形状測定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、多点法に必要な測定点の一部を三叉センサホルダの被測定面への当接点に置き換えることで２本の変位センサで円筒形状を測定でき、変位センサの数を減じることができる。
【００２０】
本発明はまた、三叉センサホルダと被測定円筒との当接点を回転可能なコロまたは球で形成し、円筒と三叉センサホルダの接触面積を小さくできるので、三叉センサホルダの磨耗が小さく抑えられる。
【００２１】
本発明はまた、被測定円筒面に対する当接点を立体的に配置することで、従来個別に成されていた真円度測定と真直度測定を一体化できるので、工作機械上で被測定円筒の表面形状を測定できる。
【００２２】
変位センサとして角度センサを用いると円筒形状の高周波成分の測定も可能で、また、円筒軸の曲がりに関する直行二成分の位置が測定可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１は円筒形状測定装置の正面図、図２は円筒形状測定装置の側面図、および、図３は円筒形状測定装置の平面図である。
【００２４】
図１、図２および図３に示す円筒形状測定装置１において、２は被測定円筒、３は三叉センサホルダ、３ａ，３ｂは円筒コロ、３ｃは球、4ａ，４ｂは変位センサ、５ａは第一接点、５ｂは第二接点、５ｃは第三接点である。６は直線母線、７，７はセンサコントローラ、８はパソコン、８ａはパソコン表示画面、９は操作盤、１０はプリンタおよび１１はマウスである。
【００２５】
コントローラ７は、変位センサ４ａ，４ｂと被測定円筒２間の距離値および角度センサ４ａにより送信される被測定円筒の基準直線母線６に対する角度をコントローラ７が受信し、その値を電気信号としてパソコン８の記録部に送信し、データ解析部(演算部)は送信されてきた距離および角度の電気信号値からパソコンの記憶部に保管されている円筒表面形状測定プログラムに従って円筒の中心軸に対し、角度θにおける位置の被測定円筒表面のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の座標軸値算出し、パソコン表示画面８ａに映し出すことができる。
【００２６】
図１と図２には表示されていないが、被測定円筒２の両側面は、数値制御円筒研削装置の主軸台１２と心押台１３とで回転可能に支持され、主軸台と心押台は同一スライドテーブル上に固定されている。前記三叉センサホルダ３は、リニアーアクチュエータによりその長手方向を被測定円筒の軸心に平行に移動できる構造としてもよい。さらに、変位センサ４ａ，４ｂの位置座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）は、三叉センサホルダ３と被測定円筒面上の前記３点の位置座標と相関して図示されていない数値制御円筒研削装置に備えられたｘ軸リニアスケール、ｙ軸リニアスケールおよびｚ軸リニアスケールで読み込むようになっている。
【００２７】
非接触型静電容量型変位センサとしては、日本エー・ディ・イー株式会社のマイクロセンス５０００シリーズ（商品名）、小野測販株式会社の静電容量型変位計ＶＥ−５２１（商品名）、株式会社光洋製作所のアキュメジャー（商品名）、岩通計測株式会社のＳＴ−３５７１Ａ（商品名）、テクノシステム株式会社のＡＴＳシリーズ、ＡＴＭシリーズ（商品名）等が利用できる。非接触型静電容量型変位計に代えて、非接触型レーザ光変位センサを用いてもよい。角度センサは、株式会社交洋製作所よりマイクロ角度センサＫＭＡ−２００Ｓ（商品名）が、データテック株式会社より３次元角度センサＭ１２Ｐ（商品名）が入手できる。
【００２８】
また、被測定円筒が回転しているときの被測定円筒の三叉センサホルダ３と前記被測定円筒面とが当接する２点５ａ，５ｂを結ぶ線分の角度αを検出できる角度センサ、および当該線分が回転すると同時に長さ変化を生じる場合に、角度変化と長さ変化を一体化したセンサ部で検出して、当該線分の相対的変位を測定できる混合センサ４ａまたは４ｂは、キーエンス株式会社より角度・変位複合センサＫＳ−１１００（商品名）が、サンクス株式会社より高精度レーザ角度・高さ変位センサＨＬ−Ｖ１（商品名）が販売されている。
【００２９】
三叉センサホルダ３のホルダーバー３ｋ，３ｍ，３ｎ，３ｒの素材は、ステンレス、ポリアセタールやナイロン６などのエンジニアリングプラスチックス、石英、セラミックなどの剛体材料が用いられる。コロ３ａ，３ｂや球３ｃの素材としては、ポリアセタール、ポリ（ジフロロジクロロエタン）、ナイロン６、ステンレス、セラミックが用いられる。円筒ころの代わりに球を用いても良い。
【００３０】
以下、図１、図２およびと図３を参照しながら被測定円筒の外径や真円度を求める測定原理を数式で説明する。
【００３１】
被測定円筒２の中心軸をｚ軸に採り、変位センサ４ａ，４ｂの感度方向がｘ軸に合わせてある。ｘｚ断面に直行する方向にy軸を採る。図２に示すように、三叉センサホルダ３のバー３ｍ，３ｎが被測定円筒２の直線母線６にV字型で股がる２本の円筒コロ３ａ，３ａで被測定円筒軸直角断面（ｘｙ断面）上の２つの当接点５ａ，５ｂが形成され、第一の変位センサ４ａの測定点が前記軸直角断面（ｘｙ断面）上にある。また、図１に示すように第二の変位センサ４ｂと第三の当接点５ｃを形成する球３ｃ保持部材が三叉センサホルダーバ３ｋの一つの直線母線上にある。第３の当接点を形成する三叉センサホルダの支点は、被測定円筒と互いに軸を直交させる円筒状の支点でも、球状の支点でもよい。本発明のセンサホルダは被測定円筒に３点で接して、被測定面が設計値どおりの理想的な形状であれば、被測定円筒表面上の３点の接点で支えられた三叉センサホルダ３と被測定円筒２の相対位置関係が決まるので、変位センサ４ａ，４ｂの出力は予め校正された値になる。
【００３２】
いま、被測定円筒の形状Ｆ(z，θ)が、中心軸のｘ、ｙ方向への曲がりΔＸ（ｚ）、ΔＹ（ｚ）と、平均半径の変化Ｒ（ｚ）、各点での平均半径からの偏差(真円形状) ｒ（ｚ，θ）で表されるとする。
【００３３】
Ｆ(z，θ)＝ΔＸ(z)＋ΔＹ(z)＋Ｒ(z)＋ｒ(z，θ)      （１）
【００３４】
２つの当接点における円筒面形状の影響を考慮した三叉センサホルダの高さは、次式（２）で表される。
【００３５】
S(z)= ΔＸ(z)＋｛Ｒ(z)＋ｒ(ｚ，θ-π/2+α/2)＋ｒ(ｚ，θ+π/2-α/2)｝cos(α/2)    （２）
【００３６】
このとき、ｚの位置の軸直角断面を考えると真円形状はｒ（ｚ，θ）であり、
その断面上に２つの当接点と変位センサがあると、三叉変位センサの出力は、次式（３）で表される。
【００３７】
m1(z，θ)＝Ｒ(z)＋ｒ(ｚ，θ)−｛Ｒ(z)＋ｒ(ｚ，θ-π/2+α/2)＋ｒ(ｚ，θ+π/2-α/2)｝cos (α/2)    （３）
【００３８】
ただし、変位センサの出力は、三叉センサホルダ３のｘ方向位置を基準にしたときの、当該センサ測定点における被測定円筒面の形状高さで表している。以後も同様である。
【００３９】
当接点や変位センサの位置ｚが同一軸直角断面上に無いときは、それぞれの当接点のｚ軸座標と変位センサ位置のｚ座標を上式に代入すれば変位センサ出力に関して一応の近似式が成立する。
【００４０】
図１に示すように、直線母線６上の第３の当接点位置がｚ＋Ｌ3で、第２のセンサ位置がｚ＋Ｌｓ、母線を挟む円筒コロの当接点がｚであれば、第三の当接点高さ S(z+L3)は、次式（４）のようになる。
【００４１】
S(z+L3)＝ΔＸ(z+L3)＋Ｒ(z+L3)＋ｒ(z+L3、θ)      （４）
【００４２】
第二の変位センサ４ｂ位置での変位出力は、次式（５）で示される。
【００４３】
m2(z，θ)＝X(z+Ls)−X(z)＋Ｒ(z+Ls)＋ｒ(z+Ls，θ)−｛S(z+L3)−S(z)｝Ls／L3    （５）
【００４４】
第二の変位センサ位置で直線母線の傾斜を検出する角度センサ４ｂがあれば、その角度センサ出力は、次式（６）で表される。
【００４５】
μ2(z，θ)＝dＲ(z+Ls)／dz＋dｒ(z+Ls，θ) ／dz−｛S(z+L3)−S(z)｝／L3    （６）
【００４６】
第二のセンサ位置で円周接線の傾斜を検出する角度センサ４ｂがあれば、その角度センサ出力は、次式（７）で表される。
【００４７】
ν2(z，θ)＝｛ΔＹ(z+Ls)−ΔＹ(z)｝／R＋dｒ(z+Ls，θ) ／Rdθ      （７）
【００４８】
前記式（２）乃至式（７）をセンサ出力一回転分について平均すると、それぞれ次式（８），（９），（１０），（１１），（１２）および式（１３）を得る。
【００４９】
Save(z)= ΔＸ(z)＋Ｒ(z) cos(α/2)        （８）
【００５０】
Save(z+L3)＝ΔＸ(z+L3)＋Ｒ(z+L3)        （９）
【００５１】
m1ave(z，θ)＝Ｒ(z)−Ｒ(z) cos(α/2)    （１０）
【００５２】
m2ave(z，θ)＝X(z+Ls)−X(z)＋Ｒ(z+Ls)−｛Save(z+L3)−Save(z)｝Ls／L3  （１１）
【００５３】
μ2ave(z，θ)＝dＲ(z+Ls)／dz−｛Save(z+L3)−Save(z)｝／L3            （１２）
【００５４】
ν2ave(z，θ)＝｛ΔＹ(z+Ls)−ΔＹ(z)｝／R                            （１３）
【００５５】
式（１０）より、円筒の平均半径R(z)がR(z)＝m1ave(z，θ)／｛１−cos(α/2)｝と導かれる。m1ave(z，θ)は被測定円筒２のテーパを含む平均直径変化を示す。
【００５６】
また、式（８）と式（９）より次式（１４）が導かる。
【００５７】
Save(z+L3)−Save(z)＝ΔＸ(z+L3)−ΔＸ(z)＋｛Ｒ(z+L3)−Ｒ(z) cos(α/2)｝  （１４）
【００５８】
式（１１）と式（１４）より、次式（１５）が導かれ、真直形状の３点法の差動となる。
【００５９】
m2ave(z，θ)−Ｒ(z+Ls)−｛Ｒ(z+L3)−Ｒ(z) cos(α/2)｝Ls／L3
＝X(z+Ls)−X(z)−｛ΔＸ(z+L3)−ΔＸ(z)｝Ls／L3                    （１５）
【００６０】
この式（１５）を解析すれば、被測定円筒２の中心軸のｘｚ断面での被測定円筒の真直形状が求められる。
【００６１】
前式（１３）のν2ave(z，θ)は、被測定円筒２の中心軸のｙｚ断面での真直形状に関する２点法の差動出力が得られる。これを解析すれば、被測定円筒２の中心軸のｙｚ断面での真直形状が求められる。
【００６２】
このように平均出力で決まる量を求めた後、前式（3）のm1(z，θ)をみると、軸方向の位置ｚでの軸直角断面の被測定円筒２の真円形状がわかる。中心軸の真直形状がわかれば、被測定円筒２の中心位置がわかるので、その位置での平均半径R(z)とｒ(z，θ)を使えば、被測定円筒２の三次元的な形状が出力される。
【００６３】
直線母線６の真直形状は、上記の円筒形状からも求められるが、また、θを固定したときの式（５）のm2(z，θ)から直線母線の真直形状が三点法出力として別途求めることもできる。
【００６４】
前式（６）のμ2(z，θ)、前式（１２）のμ2ave(z，θ)は、上述の説明では使わなかったが、式（５）の代わりに式（６）を用いれば、真直形状に関する混合法出力となり、形状の高周波成分の詳細を知る上では有利になる。また、式（３）の代わりに式（７）を用いると円母線の真円形状に関する混合法出力が得られ、やはり、形状の高周波成分の詳細を知る上では有利になる。
【００６５】
なお、図１においては測定用センサの一つ４ａを、２つの円筒コロ３ａ，３ｂによる当接点５ａ，５ｂと同一の円母線上（ｘｙ断面）に配置しているが、この位置はｚ軸方向に移動させてもよい。また、変位センサは２個用いているが、当接点近傍に測定点があるような変位センサを1〜３個追加すると、当該の当接点が被測定物から離れるような状況が生じても誤差を生じない測定装置システムとすることができる。一箇所でも被測定円筒面からの分離が許される当接点があれば、三叉センサホルダ３を被測定円筒表面に押し付ける力の配分の均等性に余裕が生まれるという利点がある。
【００６６】
円筒形状測定装置１を用い、数値制御円筒研削装置の主軸台１２と心押台１３とで支持されている被測定円筒の表面形状を測定するには、円筒形状測定装置１の三叉センサホルダ３のホルダーバー３ｋを被測定円筒面上方位置に備えさせ、被測定円筒の中心軸に平行な一つの直線母線上の１点と、この直線母線を挟む位置にある三叉センサホルダの被測定円筒表面の２点の合計３点で三叉センサホルダ３を被測定円筒面に当接させ、被測定円筒を回転させ、変位センサ４ａで中心軸泡利に対する円筒表面形状を測定し、また、回転中の被測定円筒の中心軸（ｚ軸）に平行に三叉センサホルダを直線移動または被測定円筒を該被測定円筒の中心軸（ｚ軸）方向に移動させて被測定円筒の前記軸直角断面（ｘｙ断面）の真直形状値を測定し、コントローラ７，７より変位センサ４ａ，４ｂと被測定円筒２間の距離値および角度センサ４ａにより送信される被測定円筒の基準直線母線６に対する角度の値を電気信号としてパソコン８の記録部に送信し、データ解析部(演算部)で送信されてきた距離および角度の電気信号値からパソコンの記憶部に保管されている前記式（１）から式（１５）を含む円筒表面形状測定プログラムに従って円筒の中心軸に対し、角度θにおける位置の被測定円筒表面のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の座標軸値を算出し、パソコン表示画面８ａに映し出す。被測定円筒の外表面形状は、この真直形状値の中心軸移動方向の値を積分することにより被測定円筒の表面形状を算出し、パソコン表示画面８ａに映し出すことができる。
【００６７】
本発明の円筒形状測定装置の別態様として、三叉センサホルダ３と被測定円筒表面の当接点での摩擦による引っ掛かりの影響を低減するために、三叉センサホルダ３に微小振動装置を搭載することも容易である。また、被測定面の汚れや加工中に付着する加工液が測定に及ぼす影響を避けるために、当接点近傍に表面清掃用のパッドを押し付けて、清浄な面に対する機上測定を実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、円筒の中心軸の曲がり測定や、円筒のテーパの測定も可能である。これは、従来行われている各種の三点法による真円形状測定のｚ軸の沿う繰り返しだけでは実現できなかったものである。
【００６９】
本発明の円筒形状測定装置は、工作機械に取り付けられている円筒の形状測定に利用できる。特に、当接点を構成する三叉センサホルダ３の支持部材に回転可能な円筒コロ５ａ，５ｂ、球５ｃを用いれば、この機上測定は容易となる。
【００７０】
本発明の円筒表面形状の測定方法は、円筒のテーパを平均半径の変化として、真円形状測定のための三点法を利用するので、真直形状測定におけるゼロ点調整が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】円筒形状測定装置の正面図である。
【図２】円筒形状測定装置の側面図である。
【図３】円筒形状測定装置の平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      円筒形状測定装置
２      被測定円筒
３      三叉センサホルダ
４ａ，４ｂ  変位センサまたは角度・変位混合センサ
５      変位センサホルダバ
６      直線母線
７      コントローラ
８      パソコン
１０      プリンタ
【図１】
2009180700.tif 000003
【図２】
2009180700.tif 000004
【図３】
2009180700.tif 000005