JP4021745B2

JP4021745B2 - Relative tilt measurement method, measurement value correction method, inspection jig, and inspection jig manufacturing method for roundness measuring machine

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Publication number: JP4021745B2
Application number: JP2002331968A
Authority: JP
Inventors: 篤鶴田; 義幸大森
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004163358A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真円度測定機における回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求める相対傾斜量測定方法、測定値補正方法、検査治具、および、検査治具の製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、真円度測定機において、検出器をコラムに沿って上下方向へ移動させることにより回転テーブルに載置された検査治具の複数の位置を測定し、この測定結果を演算することにより回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求める、真円度測定機の相対傾斜量測定方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の真円度測定機の相対傾斜用測定方法では、検査治具として円筒スコヤもしくは鋼球が用いられている。
【０００３】
円筒スコヤを用いた真円度測定機の相対傾斜量測定方法は、円筒スコヤを回転テーブルに載置した後、回転テーブルの回転軸と円筒スコヤの軸とが略一致するように円筒スコヤの傾斜を調整する。検出器をコラムに沿って上下方向へ移動させながら回転テーブルに載置された円筒スコヤの所定位置を測定し、この測定結果を最小二乗法により処理することにより、回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求めていた。
鋼球を用いた真円度測定機の相対傾斜量測定方法は、鋼球を鋼球載置台を介して回転テーブルに載置した後、検出器で鋼球の径を測定する。次にこの状態から鋼球載置台と回転テーブルとの間にスペーサを挿入した後検出器で鋼球の径を測定する。この測定された２つの径の差とスペーサの高さから、回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求めていた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７７４００７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この測定方法では、検査治具として円筒スコヤもしくは鋼球を用いているが、円筒スコヤおよび鋼球をそれぞれ理想的な円筒度および真球度に加工することは難しく、その結果、極めて高価な検査治具を必要としていた。
円筒スコヤの円筒度および鋼球の真球度は国家標準に対してトレーサブルではないので、それらの信頼性を明確にすることは単純な長さ測定に比べて極めて困難であった。
【０００６】
円筒スコヤを用いた測定方法では、予め円筒スコヤの軸心と直交する任意の２断面の径差の値付けをする工程が必要であったが、この工程が煩雑であるとともに値付けにより得られた径差の信頼性は低いものであった。
鋼球を用いた測定方法では、鋼球を鋼球載置台を介して回転テーブルに載置し検出器で鋼球の径を測定した後、回転テーブルと鋼球載置台との間にスペーサを載置する工程が必要であり、その作業が煩雑であった。
【０００７】
本発明の目的は、安価であるとともに、煩雑な工程を増やすことなく、信頼性が高い測定結果を得ることができる真円度測定機の相対傾斜量測定方法、測定値補正方法、検査治具およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の真円度測定機の相対傾斜量測定方法は、被測定物を載置する回転テーブルと、前記被測定物の各断面の真円度を測定する検出器と、この検出器を上下方向に案内するコラムとを備えた真円度測定機において、前記回転テーブルの回転軸と前記コラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求める真円度測定機の相対傾斜量測定方法であって、柱状の中間体と、互いに平行な第１および第２基準面間の寸法が規定寸法に加工された直方体形状の第１および第２ゲージブロックとを有し、前記各ゲージブロックの第１および第２基準面が中間体の軸方向と略平行になり、かつ、前記各ゲージブロックの第１基準面が同一面もしくは平行になるように各ゲージブロックが中間体の両端面に密着固定された検査治具を予め用意し、前記回転テーブルに前記検査治具の第１ゲージブロックが接するように検査治具を回転テーブル上に載置した後、前記検査治具の軸線と前記回転軸が略一致するように前記検査治具の姿勢を調整するとともに、前記各ゲージブロックの第１基準面が前記検出器に対向するように前記回転テーブルを回転させ、前記検出器をコラムに沿って移動させ、前記各ゲージブロックの第１基準面における所定位置を測定し、前記検査治具の軸線と前記コラムの検出器案内方向軸線との第１相対傾斜量を求め、前記回転テーブルを略１８０度回転させた後、前記検出器をコラムに沿って移動させ、前記各ゲージブロックの第２基準面における所定位置を測定し、前記検査治具の軸線と前記コラムの検出器案内方向軸線との第２相対傾斜量を求め、前記第１相対傾斜量および第２相対傾斜量から、前記回転テーブルの回転軸と前記コラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求めることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、柱状の中間体と、互いに平行な第１および第２基準面間の寸法が規定寸法に加工された直方体形状の第１および第２ゲージブロックとを有し、各ゲージブロックの第１および第２基準面が中間体の軸方向と略平行になるように各ゲージブロックが中間体の両端面に密着固定された検査治具を予め用意する。
【００１０】
回転テーブルに検査治具の第１ゲージブロックが接するように検査治具を回転テーブル上に載置する。
検査治具の軸線（以下、検査治具軸線、と略す）と、回転テーブルの回転軸（以下、テーブル回転軸、と略す）が略一致するように検査治具の姿勢を調整するとともに、各ゲージブロックの第１基準面が検出器に対向するように回転テーブルを回転させる。
検出器をコラムに沿って所定距離だけ移動させることにより、各ゲージブロックの第１基準面における所定位置を測定し、検査治具軸線と、コラムの検出器案内方向軸線（以下、検出器案内方向軸線、と略す）との第１相対傾斜量を求める。
【００１１】
たとえば、第１ゲージブロックの第１基準面の所定位置を測定した値と、第２ゲージブロックの第１基準面の所定位置を測定した値との差を求め、その差と検出器の移動距離とから第１相対傾斜量を求める。
この第１相対傾斜量は、テーブル回転軸と検出器案内方向軸線との相対傾斜量（以下、コラム相対傾斜量、と略す）と、テーブル回転軸と検査治具軸線との相対傾斜量（以下、第１検査治具相対傾斜量、と略す）と、検査治具軸線と各ゲージブロックの第１基準面における所定位置を結合した線との相対傾斜量（以下、第１基準面相対傾斜量、と略す）の総和となる。
【００１２】
回転テーブルを略１８０度回転させた後、検出器をコラムに沿って所定距離だけ移動させることにより、各ゲージブロックの第２基準面における所定位置を測定し、検査治具軸線と検出器案内方向軸線との第２相対傾斜量を求める。
たとえば、第１ゲージブロックの第２基準面の所定位置を測定した値と、第２ゲージブロックの第２基準面の所定位置を測定した値との差を求め、その差と検出器の移動距離とから第２相対傾斜量を求める。
この第２相対傾斜量は、コラム相対傾斜量と、テーブル回転軸と検査治具軸線との相対傾斜量（以下、第２検査治具相対傾斜量、と略す）と、検査治具軸線と各ゲージブロックの第２基準面における所定位置を結合した線との相対傾斜量（以下、第２基準面相対傾斜量、と略す）の総和となる。
【００１３】
これら第１および第２相対傾斜量から、回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対対傾斜量を求める。
たとえば、第１および第２相対傾斜量の和を求めると、コラム相対傾斜量の２倍の量と、第１および第２検査治具相対傾斜量と、第１および第２基準面相対傾斜量の和（以下、基準面相対傾斜量、と略す、）との総和となる。
ここで、第１相対傾斜量を求め、回転テーブルを略１８０度回転させた後、第２相対傾斜量を求めるので、第１および第２検査治具相対傾斜量は、互いに正負が異なる等しい量となり、これらの和はゼロになる。
基準面相対傾斜量は、第１ゲージブロックの第１および第２基準面間の寸法と第２ゲージブロックのそれとの差（以下、基準面間寸法差、と略す）に比例した量となる。第１および第２ゲージブロックは、それぞれの第１および第２基準面間の寸法が規定寸法に加工されているので、それらの値から基準面間寸法差および基準面相対傾斜量を計算により容易に求める事ができる。
したがって、第１および第２相対傾斜量を前述した方法により測定した後、これらの量の和を求め、この和と基準面相対傾斜量との差を求めた後、この差を２で除することにより、コラム相対傾斜量、つまり、回転テーブルの回転軸とコラムの検査治具軸線との相対傾斜量を求めることができる。
【００１４】
この相対傾斜量の測定に用いられている検査治具は、円筒スコヤおよび鋼球と比べて安価で市販されている第１および第２ゲージブロックを有しており、これらのゲージブロックは、高精度に精密加工されており、その寸法精度は国家標準にトレーサブルである。
相対傾斜量を求めるときの誤差要因となりうる、円筒スコヤの軸心と直交する任意の２断面の径差に相当する基準面間寸法差は、第１ゲージブロックの第１および第２基準面間の寸法と第２ゲージブロックのそれとの差なので、中間体に対する第１および第２ゲージブロックの取り付け位置が変わってもその値は変化しない。
したがって、検査治具の製造を高精度に行う必要がないので、誰でも安価で信頼性が高い検査治具を得ることができ、しかも、この検査治具を用いて上述した方法により相対傾斜量を求めるようにしたので、回転テーブルの回転軸とコラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を高精度に求めることができる。
【００１５】
検査治具を回転テーブルから移動させることなく相対傾斜量を求めることができるので、鋼球を用いた測定のときに行っていた、回転テーブルに対して鋼球の高さを調整する工程を設ける必要がない。
各ゲージブロックの第１および第２基準面における、それぞれ１点ずつの所定位置を測定するだけなので、少ないデータ数でコラム相対傾斜量を求めることができる。
したがって、煩雑な工程を増やすことなく、信頼性が高い相対傾斜量を求めることができる。
【００１６】
本発明の真円度測定機による測定値補正方法は、前述した真円度測定機の相対傾斜量測定方法を用いて前記回転テーブルの回転軸と前記コラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求めた後、前記被測定物を前記回転テーブルに載置し、前記被測定物の指定測定位置における径方向座標値を前記検出器により測定して測定値を得て、測定された前記測定値から、前記指定測定位置に対応する前記相対傾斜量を差し引くことにより平行度誤差を補正することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前述した測定方法により相対傾斜量を求めた後、被測定物を回転テーブルに載置し、被測定物の指定測定位置における径方向座標値を検出器により測定する。
この測定された測定値から、被測定物の指定測定位置に対応する相対傾斜量を差し引くことにより、平行度誤差が補正された被検査物の測定値を求めることができる。
したがって、信頼性が高い検査治具を用いて求められた相対傾斜量に基づいて、被検査物の測定結果が補正されるので、テーブル回転軸と検出器案内方向軸線との平行度誤差が補正された信頼性の高い測定値を得ることができる。
【００１８】
本発明の検査治具は、被測定物を載置する回転テーブルと、前記被測定物の各断面の真円度を測定する検出器と、この検出器を上下方向へ案内するコラムとを備えた真円度測定機において、前記回転テーブルの回転軸と前記コラムの検出器案内方向軸線との相対傾斜量を求めるために用いられる検査治具であって、柱状の中間体と、互いに平行な第１および第２基準面間の寸法が規定寸法に加工された直方体形状の第１および第２ゲージブロックとを有し、前記各ゲージブロックの第１および第２基準面が中間体の軸方向と略平行になり、かつ、前記各ゲージブロックの第１基準面が同一面もしくは平行になるように各ゲージブロックが中間体の両端面に密着固定されたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、円筒スコヤおよび鋼球と比べて安価で市販されている第１および第２ゲージブロックと中間体とによって形成されているので、安価に構成できる。
しかも、第１および第２ゲージブロックは、高精度に精密加工されており、その寸法精度は国家標準にトレーサブルであるので、誰でも信頼性が高い検査治具を容易に製造することができる。
【００２０】
本発明の検査治具は、前記第１ゲージブロックと前記第２ゲージブロックとは、同一形状であることが望ましい。
この発明によれば、各ゲージブロックが同一形状なので、基準面間寸法差および基準面相対傾斜量がゼロとなり、各ゲージブロックの形状が異なる検査治具を用いる場合に比べて、相対傾斜量を容易に求めることができる。
【００２１】
本発明における、同一形状の第１および第２ゲージブロックを用いて構成された検査治具の製造方法であって、前記検査治具は、前記各ゲージブロックの第１基準面が同一面になるように各ゲージブロックが中間体の両端面に密着固定された構成を有し、平らの作業面上にスペーサを介して前記中間体の軸線が作業面と略平行となるように中間体を載置し、この中間体を挟んで第１および第２ゲージブロックを配置するとともに、各ゲージブロックの第１基準面を作業面上に載置し、この各ゲージブロックを作業面上でかつ中間体に向かってスライドさせながら中間体の両端面に密着固定することを特徴とする。
この発明によれば、中間体をその軸線が作業面と平行になるように作業面上に載置し、この中間体を挟んで各ゲージブロックの第１基準面を作業面上に配置した後、各ゲージブロックを中間体に向かって作業面上をスライドさせながら中間体の両端面に密着固定すると検査治具が得られる。
したがって、各ゲージブロックの第１および第２基準面が中間体の軸線と平行となるような検査治具を確実に製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１および図２には、本発明の一実施形態に係るコラム相対傾斜量の測定に用いられる真円度測定機１および検査治具４が示されている。
本真円度測定機１は、図１に示すように、本体１０と、この本体１０の上面一側寄りに配置され被測定物もしくは検査治具４を回転駆動させる被測定物回転機構２０と、本体１０の上面他側寄りに配置され被測定物もしくは検査治具４の外表面位置を検出する位置検出機構３０とを備えている。説明のために、本体１０の上面で互いに直交する二方向をＸ方向、Ｙ方向とし、本体１０の上面に垂直な方向をＺ方向とする。
【００２３】
被測定物回転機構２０は、本体１０に図示しない回転駆動機構を介してテーブル回転軸Ｓ１を中心に回転可能に設けられた回転体（図示せず）と、この回転体の上面に配置され被測定物もしくは検査治具４が載置される心水平出しテーブル２１とを備えている。
心水平出しテーブル２１には、この心水平出しテーブル２１をＸ方向およびＹ方向へ移動させるＸ方向心出し調整つまみ２１１およびＹ方向心出し調整つまみ２１２が設けられている。
また、心水平出しテーブル２１上面の水平出しを行うＸ方向傾斜調整つまみ２１３およびＹ方向傾斜調整つまみ（図示せず）が設けられており、被測定物もしくは検査治具４の軸心と回転体のテーブル回転軸Ｓ１を一致させることができるようになっている。
なお、回転体の回転角は、図示しないエンコーダによって検出されている。
【００２４】
位置検出機構３０は、本体１０に略垂直（Ｚ軸と略平行）に立設された直方体形状を有するコラム３１と、このコラム３１の検出器案内方向軸線Ｓ２に沿って昇降可能に設けられたスライダ３２と、このスライダ３２にＸ方向へ摺動可能に設けられた水平アーム３３と、この水平アーム３３の先端側に検出器ホルダ３４を介して取り付けられた検出器３５とを備えている。
コラム３１は、Ｘ方向と略直交するＸ方向基準面３１１と、Ｙ方向と略直交するＹ方向基準面３１２とを備えている。
このＸ方向基準面３１１およびＹ方向基準面３１２によって、スライダ３２が検出器案内方向軸線Ｓ２に沿って昇降されるようになっている。
なお、検出器案内方向軸線Ｓ２は、本体１０に備えられたコラム傾斜調整機構１１により、Ｘ方向およびＹ方向に対する傾斜角度を調整できるようになっている。
【００２５】
検査治具４は、図２に示すように、円筒形状を有する中間体としての円筒４０と、この円筒４０の両端に密着された直方体形状を有する第１ゲージブロック４１および第２ゲージブロック４２とを備えている。
各ゲージブロック４１，４２は、第１基準面４１１，４１２とこれに平行な第２基準面４２１，４２２との距離Ｌ１，Ｌ２が同一寸法Ｌとなるように同一形状に加工されている。
各ゲージブロック４１，４２は、第１基準面４１１，４２１が同一面となるとともに、各ゲージブロック４１，４２の中心と円筒４０の軸心である検査治具軸線Ｓ３とが一致するように、円筒４０の両端に密着されている。
【００２６】
この検査治具４を用いて、テーブル回転軸Ｓ１と検出器案内方向軸線Ｓ２とのコラム相対傾斜量Ｑを測定する方法について説明する。
図１に示すように、心水平出しテーブル２１上に、検査治具４の第１ゲージブロック４１を載置した後、テーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とが略一致するようにＸ方向心出し調整つまみ２１１、Ｙ方向心出し調整つまみ２１２、Ｘ方向傾斜調整つまみ２１３およびＹ方向傾斜調整つまみにより調整を行う。
たとえば、円筒４０における任意の断面の真円度を測定し、その測定結果に基づきＸ方向心出し調整つまみ２１１、Ｙ方向心出し調整つまみ２１２、Ｘ方向傾斜調整つまみ２１３およびＹ方向傾斜調整つまみを操作し、心水平出しテーブル２１を移動あるいは傾斜させることによりテーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とを略一致させる。
【００２７】
検査治具軸線Ｓ３とコラム３１のＸ方向基準面３１１およびＹ方向基準面３１２とが略平行となるように、コラム傾斜調整機構１１を用いてコラム３１の傾斜角度を調整する。
たとえば、検査治具４が回転しないように心水平出しテーブル２１を固定した後、スライダ３２を円筒４０上の上端近傍の任意の測定位置から下端近傍の任意の測定位置まで検出器案内方向軸線Ｓ２に沿って下降させながら測定子３５１の変位を測定する。この測定結果に基づきコラム傾斜調整機構１１を用いてコラム３１の傾斜角度を調整することにより、検査治具軸線Ｓ３とＸ方向基準面３１１およびＹ方向基準面３１２とを略平行にする。
【００２８】
各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１とＸ方向基準面３１１とが略平行となるように心水平出しテーブル２１を調整する。
たとえば、検出器３５の測定子３５１を第１基準面４１１に当接させた状態で心水平出しテーブル２１を回転させ測定子３５１の変位を測定する。
この測定値が最小のときが第１基準面４１１とＸ方向基準面３１１とが略平行となるので、その位置で心水平出しテーブル２１を固定する。
このときの状態を回転角０度状態とする。
【００２９】
図３には、テーブル回転軸Ｓ１と検出器案内方向軸線Ｓ２とのＸ方向の相対変位量（以下、コラム相対変位量、と略す）Ｃの測定方法を示す概念図が示されている。
ここでは、テーブル回転軸Ｓ１に対して検出器案内方向軸線Ｓ２および検査治具軸線Ｓ３の両方がＸ方向に傾斜している場合について説明していく。
印Ｍは、検査治具４が１８０度回転したことを理解しやすくするために用いた目印である。
テーブル回転軸Ｓ１と平行な仮想軸線Ｓ１１は、コラム相対変位量Ｃを理解しやすくするために用いたものである。
したがって、印Ｍおよび仮想軸線Ｓ１１はいずれも実際には存在しないものである。
【００３０】
回転角０度状態で、測定子３５１を原点位置から第１ゲージブロック４１の第１基準面４１１上の所定の測定位置に当接させるように移動させ変位Ｋ１１を求める。このときの測定子３５１の位置をポイントＰ１とする。
測定子３５１を第１基準面４１１からそのまま上昇させ、第２ゲージブロック４２の第１基準面４２１上の所定の測定位置に当接させるように移動させ変位Ｋ１２を求める。このときの測定子３５１の位置をポイントＰ２とする。
以上の過程において、測定子３５１を、ポイントＰ１，Ｐ２間のＺ方向の距離が移動距離Ｈとなるように移動させる。
測定子３５１を第１基準面４２１から離した後下降させ原点位置に移動させる。
【００３１】
変位Ｋ１１，Ｋ１２、コラム相対変位量Ｃ、ポイントＰ１とポイントＰ２とのＸ方向の相対変位量Ｘ１を用いて、回転角０度状態での検査治具軸線Ｓ３と検出器案内方向軸線Ｓ２とのＸ方向の第１相対変位量Ｒ（０）を表すと、
Ｒ（０）＝Ｋ１２−Ｋ１１・・・（１）
Ｋ１２＝Ｘ１＋Ｋ１１＋Ｃ・・・（２）
が成り立つので、（１），（２）より、
Ｒ（０）＝Ｃ＋Ｘ１・・・（３）
となる。
【００３２】
心水平出しテーブル２１を１８０度回転させることにより、第１ゲージブロック４１の第２基準面４１２とＸ方向基準面３１１とを略平行にする。このときの状態を回転角１８０度状態とする。
測定子３５１を原点位置から第１ゲージブロック４１の第２基準面４１２上の所定の測定位置に当接させるように移動させ変位Ｋ１３を求める。このときの測定子３５１の位置をポイントＰ３とする。
測定子３５１を第２基準面４１２からそのまま上昇させ、第２ゲージブロック４２の第２基準面４２２上の所定の測定位置に当接させるように移動させ変位Ｋ１４を求める。このときの測定子３５１の位置をポイントＰ４とする。
以上の過程において、測定子３５１を、ポイントＰ３，Ｐ４間のＺ方向の距離が移動距離Ｈとなるように移動させる。
測定子３５１を第２基準面４２２から離した後下降させ原点位置に移動させる。
【００３３】
変位Ｋ１３，１４、コラム相対変位量Ｃ、ポイントＰ３とポイントＰ４とのＸ方向の相対変位量Ｘ２（ただし、Ｘ２＜０）を用いて、回転角１８０度状態での検査治具軸線Ｓ３と検出器案内方向軸線Ｓ２とのＸ方向の第２相対変位量Ｒ（１８０）を表すと、
Ｒ（１８０）＝Ｋ１４−Ｋ１３・・・（４）
Ｋ１４＝Ｋ１３＋Ｘ２＋Ｃ・・・（５）
が成り立つので、（４），（５）より、
Ｒ（１８０）＝Ｃ＋Ｘ２・・・（６）
となる。
【００３４】
各ゲージブロック４１，４２は、それぞれの第１基準面４１１，４２１と第２基準面４１２，４２２との距離Ｌ１，Ｌ２との間に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ、が成り立つように加工されているので、
Ｘ１＝−Ｘ２・・・（７）
が成り立つ。
したがって、第１相対変位量Ｒ（０）と第２相対変位量Ｒ（１８０）からコラム相対変位量Ｃを求めるために、Ｒ（０）＋Ｒ（１８０）を計算すると、（３），（６），（７）から
Ｒ（０）＋Ｒ（１８０）＝２Ｃ・・・（８）
となる。
したがって（８）から、コラム相対変位量Ｃは、
Ｃ＝（Ｒ（０）＋Ｒ（１８０））／２・・・（９）
となる。
このコラム相対変位量Ｃを測定子３５１の移動距離Ｈで除することにより、コラム相対傾斜量Ｑを算出し、このコラム相対傾斜量Ｑを図示しない記憶装置に記憶させる。
【００３５】
真円度測定機１を用いて被測定物の測定を行う場合には、検査治具４を用いて前述した手順により、テーブル回転軸Ｓ１と検出器案内方向軸線Ｓ２とのコラム相対傾斜量Ｑを求めた後、検査治具４を心水平出しテーブル２１から取り除く。被測定物を心水平出しテーブル２１に載置した後、検出器３５を指定測定位置に移動させ径方向座標値の測定を行う。
この測定により得られた測定値から、指定測定位置に対応するコラム相対傾斜量Ｑを差し引くことにより、テーブル回転軸Ｓ１と検出器案内方向軸線Ｓ２との平行度誤差が補正された被検査物の測定値を求めることができる。
【００３６】
前述したコラム相対傾斜量の測定に用いられる検査治具４は、各ゲージブロック４１，４２が同一形状を有するときには、それぞれのゲージブロックの第１基準面４１１，４２１が同一面もしくは平行である必要があり、この条件を満たさない検査治具を用いた場合、コラム相対傾斜量Ｑを正確に求めることができないことがある。
【００３７】
たとえば、図４には、第２ゲージブロック４２が第１ゲージブロック４１に対して傾き第１基準面４１１，４２１が平行でない検査治具４Ａの正面図が示されている。
ポイントＰ１１〜Ｐ１４は、テーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とが平行なときの、回転角０度状態および回転角１８０度状態での測定時における測定子３５１の位置を表す。
検査治具４Ａを用いて前述した方法によりコラム相対傾斜量Ｑの測定を行うと、ポイントＰ１２，Ｐ１４間の距離Ｔ２がポイントＰ１１，Ｐ１３間の距離Ｔ１よりも長くなるのでコラム相対変位量Ｃおよびコラム相対傾斜量Ｑを正しく求めることができない。
【００３８】
図５（Ａ）〜（Ｄ）には、第２ゲージブロック４２がＺ方向に平行な軸で回転され第１基準面４１１，４２１が平行でない検査治具４Ｂの上面図が示されている。
図５（Ａ），（Ｂ）に示されたポイントＰ２１〜Ｐ２４は、テーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とが平行なときの、回転角０度状態および回転角１８０度状態での測定時における測定子３５１の位置を表す。
図５（Ｃ），（Ｄ）に示されたポイントＰ３１〜Ｐ３４は、テーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とが平行であるが、テーブル回転軸Ｓ１に対して検出器案内方向軸線Ｓ２がＹ方向へ傾斜量Ｙ１だけ傾斜しているときの、回転角０度状態および回転角１８０度状態での測定時における測定子３５１の位置を表す。
【００３９】
検査治具４Ｂを用いて前述した方法によりコラム相対傾斜量Ｑの測定を行うと、テーブル回転軸Ｓ１と検査治具軸線Ｓ３とが平行なときには、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ポイントＰ２１とポイントＰ２３とのＸ方向の相対変位量Ｘ２１と、ポイントＰ２２とポイントＰ２４とのＸ方向の相対変位量Ｘ２２は等しくならない。
したがって、コラム相対変位量Ｃおよびコラム相対傾斜量Ｑを正しく求めることができない。
【００４０】
テーブル回転軸Ｓ１に対して検出器案内方向軸線Ｓ２がＹ方向に傾斜量Ｙ１だけ傾斜していると、図５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ポイントＰ３１とポイントＰ３３とのＸ方向の相対変位量Ｘ３１と、ポイントＰ３２とポイントＰ３４とのＸ方向の相対変位量Ｘ３２は等しくならない。
したがって、コラム相対変位量Ｃおよびコラム相対傾斜量Ｑを正しく求めることができない。
以上のことから、コラム相対傾斜量Ｑを正しく求めるためには、各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１が同一面もしくは平行である検査治具を用いる必要がある。
【００４１】
各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１が同一面となるような検査治具４の製造方法を図６を用いて説明する。
円筒４０を、この円筒４０の軸位置に備えられた検査治具軸線Ｓ３と、平面マスタ５０に備えられた作業面５０Ａとが平行となるように、支持スペーサ５１を介して平面マスタ５０に載置する。
円筒４０は、直径がＥとなるように加工されているとともに、両端面に検査治具軸線Ｓ３に垂直な密着面４０１，４０２を備えている。
支持スペーサ５１は、円筒４０を作業面５０Ａ上で支持したときに、円筒４０と作業面５０Ａとの距離Ｆが、Ｆ＝（Ｌ−Ｅ）／２となるように加工されている。なお、Ｌは第１ゲージブロック４１（第２ゲージブロック４２）の第１基準面４１１（４２１）と第２基準面４１２（４２２）との距離である。
【００４２】
円筒４０を挟んで、各ゲージブロック４１，４２を配置し、それぞれの第１基準面４１１，４２１を作業面５０Ａ上に載置する。
このとき、各ゲージブロック４１，４２に備えられた固定座４１３，４２３は、円筒４０の密着面４０１，４０２と対向するように配置されている。
第１ゲージブロック４１を第１基準面４１１と作業面５０Ａが離れないように密着面４０１に向かってスライドさせ、固定座４１３を密着面４０１に押し付け密着させることにより、第１ゲージブロック４１を円筒４０に固定する。
第２ゲージブロック４２を第１基準面４２１と作業面５０Ａが離れないように密着面４０２に向かってスライドさせ、固定座４２３を密着面４０２に押し付け密着させることにより、第２ゲージブロック４２を円筒４０に固定する。
【００４３】
前述のような実施形態によれば、次のような効果がある。
第１ゲージブロック４１の第１基準面４１１上のポイントＰ１を測定したときの変位Ｋ１１と、第２ゲージブロック４２の第１基準面４２１上のポイントＰ２を測定したときの変位Ｋ１２から第１相対変位量Ｒ（０）を求め、検査治具４を１８０度回転させた後、第１ゲージブロック４１の第２基準面４１２上のポイントＰ３を測定したときの変位Ｋ１３と、第２ゲージブロック４２の第２基準面４２２上のポイントＰ４を測定したときの変位Ｋ１４から第２相対変位量Ｒ（１８０）を求め、これら第１相対変位量Ｒ（０）および第２相対変位量Ｒ（１８０）からコラム相対傾斜量Ｑを求めるようにしたので、検査治具４を用いてテーブル回転軸Ｓ１と検出器案内方向軸線Ｓ２とのコラム相対傾斜量Ｑを容易に求めることができる。
【００４４】
検査治具４を、円筒４０と第１および第２ゲージブロック４１，４２とから構成したので、つまり、安価でかつ高精度加工された第１および第２ゲージブロック４１，４２を用いて構成したので安価に構成できる。
しかも、各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１が平行ならば、円筒４０に対する各ゲージブロック４１，４２の取り付け位置はコラム相対傾斜量Ｑの測定誤差要因にはならないので、誰でも信頼性が高い検査治具４を容易、かつ、安価に製造することができる。
【００４５】
検査治具４を心水平出しテーブル２１から移動させることなくコラム相対傾斜量Ｑを求めることができるので、鋼球を用いた測定のときに行っていた、回転テーブルに対しての鋼球の高さを調整する工程を設ける必要がない。
ポイントＰ１〜Ｐ４の４点を測定するだけなので、少ないデータ数でコラム相対傾斜量Ｑを求めることができる。
各ゲージブロック４１，４２は、同一形状に加工されているので、各ゲージブロックの形状が異なる場合に比べて、コラム相対傾斜量Ｑを容易に求めることができる。
また、測定にあたっては、信頼性が高い検査治具４を用いて求められたコラム相対傾斜量Ｑに基づいて被検査物の測定結果を補正するようにしたので、平行度誤差が補正された信頼性の高い測定値を得ることができる。
【００４６】
検査治具４は、円筒４０を検査治具軸線Ｓ３が作業面５０Ａと平行となるように平面マスタ５０に載置し、この円筒４０を挟んで各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１を作業面５０Ａ上に配置した後、各ゲージブロック４１，４２を作業面５０Ａ上をスライドさせながら円筒４０の密着面４０１，４０２にリンギングさせ固定することにより製造されるので、各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１が、検査治具軸線Ｓ３と平行となるような検査治具４を確実に製造することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれるものである。
たとえば、コラム相対傾斜量の測定に各ゲージブロック４１，４２の第１基準面４１１，４２１が同一面となるような検査治具４を用いたが、図７（Ａ）に示すように、同一形状のゲージブロック４１Ｃ，４２Ｃを用いて、第１基準面４１１Ｃ，４２１Ｃが同一面ではないが平行となるように製造された検査治具４Ｃを用いることもできる。
また、図７（Ｂ）に示すように、Ｌ１１≠Ｌ１２となるように形成されたゲージブロック４１Ｄ，４２Ｄを用いて、第１基準面４１１Ｄ，４２１Ｄが平行となるように製造された検査治具４Ｄを用いてもよい。
要は、第１基準面と第２基準面とが平行であるとともに、この両者間の距離が既知の値である２つのゲージブロックを用いて、各ゲージブロックの第１基準面が平行となるように製造された検査治具であればよい。
【００４８】
前記実施形態では、テーブル回転軸Ｓ１に対する検出器案内方向軸線Ｓ２のＸ方向の傾斜についてのコラム相対傾斜量Ｑを求めたが、同様の方法を用いてＹ方向のコラム相対傾斜量Ｑ１を求める構成としてもよい。
また、テーブル回転軸Ｓ１に対する検出器案内方向軸線Ｓ２のＸ方向およびＹ方向の傾斜についてのコラム相対傾斜量Ｑ，Ｑ１を求める構成としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、安価であるとともに、煩雑な工程を増やすことなく、信頼性が高い測定結果を得ることができる真円度測定機の相対傾斜量測定方法、測定値補正方法、検査治具およびその製造方法を提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真円度測定機の正面図。
【図２】前記実施形態における検査治具の斜視図。
【図３】前記実施形態における傾斜量測定方法の概念図。
【図４】前記実施形態における検査治具の正面図。
【図５】前記実施形態における検査治具の上面図。
【図６】前記実施形態における検査治具製造方法の説明図。
【図７】検査治具の異なる例を示す正面図。
【符号の説明】
１真円度測定機
４検査治具
２１心水平出しテーブル（回転テーブル）
３０コラム
３５検出器
４０円筒（中間体）
４１第１ゲージブロック
４２第２ゲージブロック
５０Ａ作業面
５１支持スペーサ
４０１，４０２密着面（中間体の端面）
４１１，４２１第１基準面
４１２，４２２第２基準面
Ｑコラム相対傾斜量（相対傾斜量）
Ｓ１テーブル回転軸（回転軸）
Ｓ２検出器案内方向軸線
Ｓ３検査治具軸線（検査治具の軸線）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a relative inclination amount measuring method, a measurement value correcting method, an inspection jig, and an inspection jig for obtaining a relative inclination amount between a rotation axis of a rotary table and a detector guide direction axis of a column in a roundness measuring machine. It relates to the manufacturing method.
[0002]
[Background]
Conventionally, in a roundness measuring machine, by moving the detector up and down along the column, measuring a plurality of positions of the inspection jig placed on the rotary table, and calculating the measurement result There is known a method for measuring a relative inclination amount of a roundness measuring machine for obtaining a relative inclination amount between a rotation axis of a rotary table and a detector guide direction axis of a column (for example, see Patent Document 1).
In the measuring method for relative inclination of the roundness measuring machine described in Patent Document 1, a cylindrical scorer or a steel ball is used as an inspection jig.
[0003]
The method of measuring the relative tilt amount of a roundness measuring machine using a cylindrical skewer is that the cylindrical skewer is tilted so that the rotation axis of the rotating table and the axis of the cylindrical scorer are substantially coincident after the cylindrical skewer is placed on the rotating table. Adjust. The detector is moved up and down along the column to measure the predetermined position of the cylindrical scorer placed on the rotary table, and this measurement result is processed by the least square method, so that the rotary shaft of the rotary table and the column The relative inclination amount with respect to the detector guide direction axis was obtained.
In the method of measuring the relative inclination of the roundness measuring machine using a steel ball, the diameter of the steel ball is measured by a detector after the steel ball is placed on the rotary table via the steel ball mounting table. Next, after inserting a spacer between the steel ball mounting table and the rotary table from this state, the diameter of the steel ball is measured with a detector. From the difference between the two measured diameters and the height of the spacer, the relative inclination amount between the rotary shaft of the rotary table and the detector guide direction axis of the column was obtained.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2774007
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this measuring method, a cylindrical scorer or a steel ball is used as an inspection jig. However, it is difficult to process the cylindrical scorer and the steel ball to ideal cylindricity and sphericity, respectively. Needed an inspection jig.
Cylinder skewer cylindricity and steel ball sphericity are not traceable to national standards, so it is very difficult to clarify their reliability compared to simple length measurement.
[0006]
In the measuring method using the cylindrical scorer, a step for pricing the diameter difference between any two cross sections orthogonal to the axial center of the cylindrical scorer is required in advance, but this step is complicated and obtained by pricing. The reliability of the diameter difference was low.
In the measurement method using a steel ball, the steel ball is placed on a rotating table via a steel ball mounting table, the diameter of the steel ball is measured by a detector, and then a spacer is placed between the rotating table and the steel ball mounting table. The process of mounting was required and the operation was complicated.
[0007]
An object of the present invention is a method for measuring a relative inclination amount of a roundness measuring machine, a measurement value correcting method, and an inspection jig that are inexpensive and can obtain a highly reliable measurement result without increasing complicated processes. And providing a manufacturing method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method of measuring the relative inclination amount of the roundness measuring machine according to the present invention includes a rotary table for placing a measurement object, a detector for measuring the roundness of each cross section of the measurement object, In a roundness measuring machine having a column guided in a direction, a method for measuring the relative inclination of a roundness measuring machine for obtaining a relative inclination between a rotation axis of the rotary table and a detector guide direction axis of the column. The first and second gauge blocks having a rectangular parallelepiped shape in which the dimension between the first and second reference planes parallel to each other is processed to a specified dimension. The first and second reference planes are substantially parallel to the axial direction of the intermediate body And the first reference plane of each gauge block is the same plane or parallel An inspection jig in which each gauge block is closely fixed to both end faces of the intermediate body is prepared in advance, and the inspection jig is placed on the rotary table so that the first gauge block of the inspection jig is in contact with the rotary table. After mounting, the posture of the inspection jig is adjusted so that the axis of the inspection jig and the rotation axis substantially coincide with each other, and the first reference surface of each gauge block faces the detector. The rotary table is rotated, the detector is moved along the column, a predetermined position on the first reference plane of each gauge block is measured, and the axis of the inspection jig and the detector guide direction axis of the column are The first relative inclination amount is obtained, and the rotary table is rotated approximately 180 degrees, then the detector is moved along the column, the predetermined position on the second reference plane of each gauge block is measured, A second relative inclination amount between the axis line of the inspection jig and the detector guide direction axis line of the column is obtained, and the rotation axis of the rotary table and the detector of the column are obtained from the first relative inclination amount and the second relative inclination amount. A relative inclination amount with respect to the guide direction axis is obtained.
[0009]
According to the present invention, each gauge block has a columnar intermediate body and first and second gauge blocks having a rectangular parallelepiped shape in which a dimension between first and second reference planes parallel to each other is processed to a specified dimension. An inspection jig in which each gauge block is closely attached to both end faces of the intermediate body is prepared in advance so that the first and second reference surfaces are substantially parallel to the axial direction of the intermediate body.
[0010]
The inspection jig is placed on the rotary table so that the first gauge block of the inspection jig is in contact with the rotary table.
Adjust the posture of the inspection jig so that the axis of the inspection jig (hereinafter abbreviated as “inspection jig axis”) and the rotation axis of the rotary table (hereinafter abbreviated as “table rotation axis”) The rotary table is rotated so that the first reference surface of the gauge block faces the detector.
By moving the detector along the column by a predetermined distance, a predetermined position on the first reference plane of each gauge block is measured, and the inspection jig axis and the column detector guide direction axis (hereinafter referred to as detector guide direction) are measured. A first relative inclination amount with respect to the axis) is obtained.
[0011]
For example, a difference between a value obtained by measuring a predetermined position of the first reference surface of the first gauge block and a value obtained by measuring a predetermined position of the first reference surface of the second gauge block is obtained, and the difference and the moving distance of the detector The first relative inclination amount is obtained from the above.
The first relative tilt amount is a relative tilt amount between the table rotation axis and the detector guide direction axis (hereinafter abbreviated as column relative tilt amount) and a relative tilt amount between the table rotation axis and the inspection jig axis (hereinafter referred to as “column relative tilt amount”). , Abbreviated as “first inspection jig relative inclination amount”) and a relative inclination amount between the inspection jig axis and a line connecting predetermined positions on the first reference surface of each gauge block (hereinafter referred to as “first reference surface relative inclination amount”). , Abbreviated).
[0012]
After rotating the rotary table approximately 180 degrees, the detector is moved by a predetermined distance along the column to measure the predetermined position on the second reference surface of each gauge block, and the inspection jig axis and detector guide direction A second relative inclination amount with respect to the axis is obtained.
For example, a difference between a value obtained by measuring a predetermined position of the second reference surface of the first gauge block and a value obtained by measuring a predetermined position of the second reference surface of the second gauge block is obtained, and the difference and the moving distance of the detector The second relative inclination amount is obtained from the above.
The second relative inclination amount includes the column relative inclination amount, the relative inclination amount between the table rotation axis and the inspection jig axis (hereinafter, abbreviated as second inspection jig relative inclination amount), the inspection jig axis, This is the total sum of the relative inclination amounts (hereinafter abbreviated as the second reference surface relative inclination amount) with a line connecting predetermined positions on the second reference surface of the gauge block.
[0013]
From these first and second relative tilt amounts, a relative pair of tilt amounts between the rotary shaft of the rotary table and the detector guide direction axis of the column are obtained.
For example, when the sum of the first and second relative tilt amounts is obtained, the column relative tilt amount is doubled, the first and second inspection jig relative tilt amounts, and the first and second reference plane relative tilt amounts. (The abbreviated as “reference plane relative inclination amount” hereinafter).
Here, since the first relative inclination amount is obtained and the second relative inclination amount is obtained after the rotary table is rotated approximately 180 degrees, the first and second inspection jig relative inclination amounts are equal in amount that are different from each other. And the sum of these becomes zero.
The reference plane relative inclination amount is an amount proportional to a difference between the first gauge block between the first and second reference planes of the first gauge block and that of the second gauge block (hereinafter, abbreviated as a dimension difference between the reference planes). Since the first and second gauge blocks are processed to the specified dimensions between the first and second reference surfaces, the difference between the reference surfaces and the reference surface relative inclination amount can be easily calculated from these values. You can ask for it.
Therefore, after the first and second relative inclination amounts are measured by the method described above, the sum of these amounts is obtained, the difference between the sum and the reference surface relative inclination amount is obtained, and then the difference is divided by 2. Thus, the column relative inclination amount, that is, the relative inclination amount between the rotation axis of the rotary table and the inspection jig axis of the column can be obtained.
[0014]
The inspection jig used for the measurement of the relative inclination amount has first and second gauge blocks that are commercially available at a lower price than cylindrical scorers and steel balls. It is precision machined with precision, and its dimensional accuracy is traceable to national standards.
The dimensional difference between the reference surfaces corresponding to the difference in diameter between any two cross sections perpendicular to the axis of the cylindrical skewer, which can be an error factor when determining the relative inclination, is the difference between the first and second reference surfaces of the first gauge block. Therefore, even if the mounting position of the first and second gauge blocks with respect to the intermediate body changes, the value does not change.
Therefore, since it is not necessary to manufacture the inspection jig with high accuracy, anyone can obtain an inexpensive and highly reliable inspection jig, and the relative inclination amount by the above-described method using this inspection jig. Therefore, the relative inclination amount between the rotary shaft of the rotary table and the detector guide direction axis of the column can be obtained with high accuracy.
[0015]
Since the relative inclination amount can be obtained without moving the inspection jig from the rotary table, a step of adjusting the height of the steel ball with respect to the rotary table, which has been performed at the time of measurement using the steel ball, is provided. There is no need.
Since only one predetermined position is measured on each of the first and second reference planes of each gauge block, the column relative inclination amount can be obtained with a small number of data.
Therefore, the relative inclination amount with high reliability can be obtained without increasing complicated processes.
[0016]
The method of correcting the measurement value by the roundness measuring device of the present invention uses the above-described method of measuring the relative tilt amount of the roundness measuring device, and the relative tilt between the rotation axis of the rotary table and the detector guide direction axis of the column. After obtaining the quantity, the object to be measured is placed on the rotary table, the radial coordinate value at the designated measurement position of the object to be measured is measured by the detector to obtain the measured value, and the measured The parallelism error is corrected by subtracting the relative inclination amount corresponding to the designated measurement position from the measurement value.
[0017]
According to the present invention, after the relative inclination amount is obtained by the measurement method described above, the measurement object is placed on the rotary table, and the radial coordinate value at the designated measurement position of the measurement object is measured by the detector.
By subtracting the relative inclination amount corresponding to the designated measurement position of the object to be measured from the measured value, the measurement value of the object to be inspected with the parallelism error corrected can be obtained.
Therefore, the measurement result of the object to be inspected is corrected based on the relative tilt amount obtained using a highly reliable inspection jig, so that the parallelism error between the table rotation axis and the detector guide direction axis is corrected. A highly reliable measured value can be obtained.
[0018]
An inspection jig according to the present invention includes a rotary table for placing an object to be measured, a detector for measuring the roundness of each cross section of the object to be measured, and a column for guiding the detector in the vertical direction. Further, in the roundness measuring machine, an inspection jig used for obtaining a relative inclination amount between the rotation axis of the rotary table and the detector guide direction axis of the column, the columnar intermediate body being parallel to each other A rectangular parallelepiped first and second gauge block in which a dimension between the first and second reference planes is processed to a specified dimension, and the first and second reference planes of the gauge blocks are in the axial direction of the intermediate body. Almost parallel to And the first reference plane of each gauge block is the same plane or parallel Thus, each gauge block is closely attached to both end faces of the intermediate body.
[0019]
According to this invention, since it is formed with the 1st and 2nd gauge block and intermediate body which are cheaply marketed compared with a cylindrical score and a steel ball, it can comprise at low cost.
Moreover, since the first and second gauge blocks are precisely machined with high accuracy and the dimensional accuracy is traceable to the national standard, anyone can easily manufacture a highly reliable inspection jig.
[0020]
In the inspection jig of the present invention, it is desirable that the first gauge block and the second gauge block have the same shape.
According to the present invention, since each gauge block has the same shape, the dimensional difference between the reference surfaces and the reference surface relative inclination amount become zero, and the relative inclination amount is reduced as compared with the case where an inspection jig having a different shape of each gauge block is used. It can be easily obtained.
[0021]
In the present invention, a manufacturing method of an inspection jig configured using first and second gauge blocks having the same shape, The inspection jig has a configuration in which each gauge block is closely fixed to both end surfaces of the intermediate body so that the first reference surface of each gauge block is the same surface, The axis of the intermediate body is connected to the work surface via a spacer on a flat work surface. Abbreviation The intermediate body is placed so as to be parallel, and the first and second gauge blocks are disposed with the intermediate body interposed therebetween, and the first reference surface of each gauge block is placed on the work surface. The block is tightly fixed to both end faces of the intermediate body while sliding the block toward the intermediate body on the work surface.
According to this invention, after the intermediate body is placed on the work surface so that the axis thereof is parallel to the work surface, the first reference surface of each gauge block is disposed on the work surface with the intermediate body interposed therebetween. When the gauge blocks are slid onto the work surface toward the intermediate body and fixed to both end faces of the intermediate body, an inspection jig is obtained.
Therefore, it is possible to reliably manufacture an inspection jig in which the first and second reference surfaces of each gauge block are parallel to the axis of the intermediate body.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a roundness measuring device 1 and an inspection jig 4 used for measuring the column relative inclination amount according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the roundness measuring machine 1 includes a main body 10, a measurement object rotating mechanism 20 that is disposed near one side of the upper surface of the main body 10 and that rotates the measurement object or the inspection jig 4. And a position detection mechanism 30 for detecting the outer surface position of the object to be measured or the inspection jig 4, which is disposed on the other side of the upper surface of the main body 10. For explanation, two directions orthogonal to each other on the upper surface of the main body 10 are defined as an X direction and a Y direction, and a direction perpendicular to the upper surface of the main body 10 is defined as a Z direction.
[0023]
The measured object rotating mechanism 20 includes a rotating body (not shown) provided on the main body 10 so as to be rotatable about the table rotation axis S1 via a rotation driving mechanism (not shown), and an upper surface of the rotating body. And a center leveling table 21 on which the object to be measured or the inspection jig 4 is placed.
The centering table 21 is provided with an X direction centering adjustment knob 211 and a Y direction centering adjustment knob 212 for moving the centering table 21 in the X direction and the Y direction.
Further, an X-direction tilt adjustment knob 213 and a Y-direction tilt adjustment knob (not shown) for leveling the upper surface of the center leveling table 21 are provided, and the axis of the object to be measured or the inspection jig 4 and the rotating body are provided. The table rotation axis S1 can be matched.
The rotation angle of the rotating body is detected by an encoder (not shown).
[0024]
The position detection mechanism 30 is provided so as to be movable up and down along a column 31 having a rectangular parallelepiped shape that is erected substantially perpendicularly (substantially parallel to the Z axis) to the main body 10 and a detector guide direction axis S2 of the column 31. A slider 32, a horizontal arm 33 provided on the slider 32 so as to be slidable in the X direction, and a detector 35 attached to the front end side of the horizontal arm 33 via a detector holder 34 are provided.
The column 31 includes an X-direction reference surface 311 that is substantially orthogonal to the X direction, and a Y-direction reference surface 312 that is approximately orthogonal to the Y direction.
The X direction reference surface 311 and the Y direction reference surface 312 move the slider 32 up and down along the detector guide direction axis S2.
The detector guide direction axis S <b> 2 can be adjusted in inclination angle with respect to the X direction and the Y direction by a column inclination adjusting mechanism 11 provided in the main body 10.
[0025]
As shown in FIG. 2, the inspection jig 4 includes a cylinder 40 as an intermediate body having a cylindrical shape, and a first gauge block 41 and a second gauge block 42 having a rectangular parallelepiped shape in close contact with both ends of the cylinder 40. It has.
The gauge blocks 41 and 42 are processed into the same shape so that the distances L1 and L2 between the first reference surfaces 411 and 412 and the second reference surfaces 421 and 422 parallel to the first reference surfaces 411 and 412 have the same dimension L.
The gauge blocks 41 and 42 have the same first reference surfaces 411 and 421, and the center of each gauge block 41 and 42 and the inspection jig axis S3 that is the axis of the cylinder 40 coincide with each other. The cylinder 40 is in close contact with both ends.
[0026]
A method of measuring the column relative inclination amount Q between the table rotation axis S1 and the detector guide direction axis S2 using the inspection jig 4 will be described.
As shown in FIG. 1, after placing the first gauge block 41 of the inspection jig 4 on the centering table 21, the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are substantially aligned with each other in the X direction. Adjustment is performed using a centering adjustment knob 211, a Y-direction centering adjustment knob 212, an X-direction inclination adjustment knob 213, and a Y-direction inclination adjustment knob.
For example, the roundness of an arbitrary cross section in the cylinder 40 is measured, and the X direction centering adjustment knob 211, the Y direction centering adjustment knob 212, the X direction inclination adjustment knob 213, and the Y direction inclination adjustment knob are measured based on the measurement result. By operating and moving or tilting the centering table 21, the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are substantially matched.
[0027]
The column tilt adjustment mechanism 11 is used to adjust the tilt angle of the column 31 so that the inspection jig axis S3, the X direction reference surface 311 and the Y direction reference surface 312 of the column 31 are substantially parallel.
For example, after fixing the centering table 21 so that the inspection jig 4 does not rotate, the slider 32 is moved from an arbitrary measurement position near the upper end on the cylinder 40 to an arbitrary measurement position near the lower end of the detector guide direction axis S2. The displacement of the measuring element 351 is measured while being lowered along the line. Based on this measurement result, the column tilt adjustment mechanism 11 is used to adjust the tilt angle of the column 31 so that the inspection jig axis S3, the X direction reference surface 311 and the Y direction reference surface 312 are substantially parallel.
[0028]
The centering table 21 is adjusted so that the first reference surfaces 411 and 421 of the gauge blocks 41 and 42 and the X-direction reference surface 311 are substantially parallel.
For example, the leveling table 21 is rotated with the measuring element 351 of the detector 35 in contact with the first reference surface 411, and the displacement of the measuring element 351 is measured.
Since the first reference surface 411 and the X-direction reference surface 311 are substantially parallel when this measured value is minimum, the centering table 21 is fixed at that position.
This state is referred to as a rotation angle 0 degree state.
[0029]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a method for measuring a relative displacement amount (hereinafter abbreviated as column relative displacement amount) C between the table rotation axis S1 and the detector guide direction axis S2 in the X direction.
Here, a case where both the detector guide direction axis S2 and the inspection jig axis S3 are inclined in the X direction with respect to the table rotation axis S1 will be described.
The mark M is a mark used to make it easy to understand that the inspection jig 4 has rotated 180 degrees.
A virtual axis S11 parallel to the table rotation axis S1 is used for easy understanding of the column relative displacement amount C.
Therefore, neither the mark M nor the virtual axis S11 actually exists.
[0030]
In a state where the rotation angle is 0 degree, the measuring element 351 is moved from the origin position so as to abut on a predetermined measurement position on the first reference surface 411 of the first gauge block 41 to obtain the displacement K11. The position of the probe 351 at this time is defined as a point P1.
The measuring element 351 is lifted from the first reference surface 411 as it is, and moved so as to contact a predetermined measurement position on the first reference surface 421 of the second gauge block 42 to obtain the displacement K12. The position of the probe 351 at this time is defined as a point P2.
In the above process, the measuring element 351 is moved so that the distance in the Z direction between the points P1 and P2 becomes the movement distance H.
The measuring element 351 is moved away from the first reference surface 421 and then moved to the origin position.
[0031]
Using the displacements K11 and K12, the column relative displacement amount C, and the relative displacement amount X1 between the point P1 and the point P2 in the X direction, the inspection jig axis S3 and the detector guide direction axis S2 at the rotation angle 0 degree state. Expressing the first relative displacement amount R (0) in the X direction,
R (0) = K12−K11 (1)
K12 = X1 + K11 + C (2)
Therefore, from (1) and (2),
R (0) = C + X1 (3)
It becomes.
[0032]
By rotating the centering table 21 by 180 degrees, the second reference surface 412 of the first gauge block 41 and the X-direction reference surface 311 are made substantially parallel. This state is referred to as a rotation angle state of 180 degrees.
The measuring element 351 is moved from the origin position so as to abut on a predetermined measurement position on the second reference surface 412 of the first gauge block 41 to obtain the displacement K13. The position of the probe 351 at this time is defined as a point P3.
The measuring element 351 is lifted from the second reference surface 412 as it is, and moved so as to contact a predetermined measurement position on the second reference surface 422 of the second gauge block 42 to obtain the displacement K14. The position of the probe 351 at this time is defined as a point P4.
In the above process, the measuring element 351 is moved so that the distance in the Z direction between the points P3 and P4 becomes the movement distance H.
The measuring element 351 is moved away from the second reference surface 422 and then moved to the origin position.
[0033]
Using the displacements K13 and K14, the column relative displacement amount C, and the relative displacement amount X2 between the point P3 and the point P4 in the X direction (where X2 <0), the inspection jig axis S3 at a rotation angle of 180 degrees is detected. When the second relative displacement amount R (180) in the X direction with respect to the instrument guide direction axis S2 is represented,
R (180) = K14−K13 (4)
K14 = K13 + X2 + C (5)
Therefore, from (4) and (5),
R (180) = C + X2 (6)
It becomes.
[0034]
The gauge blocks 41 and 42 are processed so that L1 = L2 = L is established between the distances L1 and L2 between the first reference surfaces 411 and 421 and the second reference surfaces 412 and 422, respectively. So
X1 = −X2 (7)
Holds.
Therefore, when R (0) + R (180) is calculated in order to obtain the column relative displacement amount C from the first relative displacement amount R (0) and the second relative displacement amount R (180), (3), (6 From (7)
R (0) + R (180) = 2C (8)
It becomes.
Therefore, from (8), the column relative displacement amount C is
C = (R (0) + R (180)) / 2 (9)
It becomes.
The column relative displacement amount C is calculated by dividing the column relative displacement amount C by the moving distance H of the measuring element 351, and the column relative inclination amount Q is stored in a storage device (not shown).
[0035]
When measuring the object to be measured using the roundness measuring device 1, the column relative inclination amount Q between the table rotation axis S1 and the detector guide direction axis S2 is determined by the procedure described above using the inspection jig 4. , The inspection jig 4 is removed from the center leveling table 21. After placing the object to be measured on the centering table 21, the detector 35 is moved to the designated measurement position and the radial coordinate value is measured.
By subtracting the column relative tilt amount Q corresponding to the designated measurement position from the measurement value obtained by this measurement, the parallelism error between the table rotation axis S1 and the detector guide direction axis S2 is corrected. A measured value can be obtained.
[0036]
In the inspection jig 4 used for measuring the column relative inclination described above, when the gauge blocks 41 and 42 have the same shape, the first reference surfaces 411 and 421 of the respective gauge blocks need to be the same or parallel. If an inspection jig that does not satisfy this condition is used, the column relative tilt amount Q may not be obtained accurately.
[0037]
For example, FIG. 4 shows a front view of the inspection jig 4A in which the second gauge block 42 is inclined with respect to the first gauge block 41 and the first reference surfaces 411 and 421 are not parallel.
Points P11 to P14 represent the position of the measuring element 351 at the time of measurement in the rotation angle state of 0 degrees and the rotation angle state of 180 degrees when the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are parallel.
When the column relative inclination amount Q is measured by the method described above using the inspection jig 4A, the distance T2 between the points P12 and P14 becomes longer than the distance T1 between the points P11 and P13, so that the column relative displacement amount C and The column relative tilt amount Q cannot be obtained correctly.
[0038]
5A to 5D are top views of the inspection jig 4B in which the second gauge block 42 is rotated about an axis parallel to the Z direction and the first reference surfaces 411 and 421 are not parallel.
Points P21 to P24 shown in FIGS. 5A and 5B are measured in a state where the rotation angle is 0 degree and the rotation angle is 180 degrees when the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are parallel. This represents the position of the probe 351 at the time.
5C and 5D, the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are parallel to each other at points P31 to P34, but the detector guide direction axis S2 is relative to the table rotation axis S1. This represents the position of the probe 351 at the time of measurement in the rotation angle 0 degree state and the rotation angle 180 degree state when it is inclined by the inclination amount Y1 in the Y direction.
[0039]
When the column relative inclination amount Q is measured by the method described above using the inspection jig 4B, when the table rotation axis S1 and the inspection jig axis S3 are parallel, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). Furthermore, the relative displacement amount X21 in the X direction between the point P21 and the point P23 is not equal to the relative displacement amount X22 in the X direction between the point P22 and the point P24.
Therefore, the column relative displacement amount C and the column relative inclination amount Q cannot be obtained correctly.
[0040]
When the detector guide direction axis S2 is tilted in the Y direction by the tilt amount Y1 with respect to the table rotation axis S1, the X direction between the points P31 and P33 as shown in FIGS. Relative displacement amount X31 and the relative displacement amount X32 of point P32 and point P34 in the X direction are not equal.
Therefore, the column relative displacement amount C and the column relative inclination amount Q cannot be obtained correctly.
From the above, in order to correctly determine the column relative inclination amount Q, it is necessary to use an inspection jig in which the first reference surfaces 411 and 421 of the gauge blocks 41 and 42 are the same surface or parallel.
[0041]
A manufacturing method of the inspection jig 4 in which the first reference surfaces 411 and 421 of the gauge blocks 41 and 42 are the same surface will be described with reference to FIG.
The cylinder 40 is mounted on the plane master 50 via the support spacer 51 so that the inspection jig axis S3 provided at the axial position of the cylinder 40 and the work surface 50A provided in the plane master 50 are parallel to each other. Put.
The cylinder 40 is processed to have a diameter of E, and has contact surfaces 401 and 402 perpendicular to the inspection jig axis S3 on both end surfaces.
The support spacer 51 is processed so that the distance F between the cylinder 40 and the work surface 50A is F = (LE) / 2 when the cylinder 40 is supported on the work surface 50A. L is the distance between the first reference surface 411 (421) and the second reference surface 412 (422) of the first gauge block 41 (second gauge block 42).
[0042]
The gauge blocks 41 and 42 are arranged across the cylinder 40, and the first reference surfaces 411 and 421 are placed on the work surface 50A.
At this time, the fixing seats 413 and 423 provided in the gauge blocks 41 and 42 are disposed so as to face the contact surfaces 401 and 402 of the cylinder 40.
The first gauge block 41 is slid toward the contact surface 401 so that the first reference surface 411 and the work surface 50A are not separated from each other, and the fixing seat 413 is pressed against the contact surface 401 so that the first gauge block 41 is cylindrical. Fix to 40.
By sliding the second gauge block 42 toward the close contact surface 402 so that the first reference surface 421 and the work surface 50A are not separated from each other, the fixed seat 423 is pressed against the close contact surface 402 so that the second gauge block 42 is cylindrical. Fix to 40.
[0043]
According to the above-described embodiment, there are the following effects.
The first relative from the displacement K11 when the point P1 on the first reference plane 411 of the first gauge block 41 is measured and the displacement K12 when the point P2 on the first reference plane 421 of the second gauge block 42 is measured. After obtaining the displacement amount R (0) and rotating the inspection jig 4 by 180 degrees, the displacement K13 when the point P3 on the second reference surface 412 of the first gauge block 41 is measured and the second gauge block 42 are measured. The second relative displacement amount R (180) is obtained from the displacement K14 when the point P4 on the second reference plane 422 is measured, and the first relative displacement amount R (0) and the second relative displacement amount R (180). Therefore, the column relative inclination amount Q between the table rotation axis S1 and the detector guide direction axis S2 can be easily obtained using the inspection jig 4.
[0044]
Since the inspection jig 4 includes the cylinder 40 and the first and second gauge blocks 41 and 42, that is, the inspection jig 4 is configured using the first and second gauge blocks 41 and 42 which are inexpensive and processed with high precision. Therefore, it can be configured at low cost.
In addition, if the first reference planes 411 and 421 of the gauge blocks 41 and 42 are parallel, the attachment position of the gauge blocks 41 and 42 with respect to the cylinder 40 does not cause a measurement error of the column relative inclination amount Q. The highly reliable inspection jig 4 can be manufactured easily and inexpensively.
[0045]
Since the column relative tilt amount Q can be obtained without moving the inspection jig 4 from the center leveling table 21, the height of the steel ball relative to the rotary table, which has been performed at the time of measurement using the steel ball, can be obtained. There is no need to provide a process for adjusting the thickness.
Since only four points P1 to P4 are measured, the column relative inclination amount Q can be obtained with a small number of data.
Since the gauge blocks 41 and 42 are processed into the same shape, the column relative inclination amount Q can be easily obtained as compared with the case where the shapes of the gauge blocks are different.
Further, in the measurement, since the measurement result of the inspection object is corrected based on the column relative inclination amount Q obtained using the highly reliable inspection jig 4, the reliability in which the parallelism error is corrected is corrected. A highly reliable measurement value can be obtained.
[0046]
The inspection jig 4 places the cylinder 40 on the flat master 50 so that the inspection jig axis S3 is parallel to the work surface 50A, and the first reference surface 411 of each gauge block 41, 42 sandwiching the cylinder 40. , 421 are arranged on the work surface 50A, and then the gauge blocks 41, 42 are ringed and fixed to the contact surfaces 401, 402 of the cylinder 40 while sliding on the work surface 50A. The inspection jig 4 in which the first reference surfaces 411 and 421 of 41 and 42 are parallel to the inspection jig axis S3 can be reliably manufactured.
[0047]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, although the inspection jig 4 in which the first reference surfaces 411 and 421 of the gauge blocks 41 and 42 are the same surface is used for measuring the column relative inclination amount, as shown in FIG. It is also possible to use the inspection jig 4C manufactured using the shaped gauge blocks 41C and 42C so that the first reference surfaces 411C and 421C are not the same surface but are parallel to each other.
Also, as shown in FIG. 7B, an inspection jig manufactured such that the first reference surfaces 411D and 421D are parallel using the gauge blocks 41D and 42D formed so that L11 ≠ L12. 4D may be used.
In short, the first reference plane and the second reference plane are parallel, and the two reference blocks having a known distance between them are used to make the first reference plane of each gauge block parallel. Any inspection jig manufactured as described above may be used.
[0048]
In the above embodiment, the column relative tilt amount Q for the tilt in the X direction of the detector guide direction axis S2 with respect to the table rotation axis S1 is obtained. However, the same method is used to obtain the column relative tilt amount Q1 in the Y direction. It is good.
Alternatively, the column relative tilt amounts Q and Q1 with respect to the tilt in the X direction and the Y direction of the detector guide direction axis S2 relative to the table rotation axis S1 may be obtained.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, a method for measuring the relative inclination of a roundness measuring machine, a measurement value correcting method, and an inspection jig that are inexpensive and can obtain a highly reliable measurement result without increasing complicated processes. And the manufacturing method thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a roundness measuring machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an inspection jig in the embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a tilt amount measuring method in the embodiment.
FIG. 4 is a front view of the inspection jig in the embodiment.
FIG. 5 is a top view of the inspection jig in the embodiment.
6 is an explanatory diagram of an inspection jig manufacturing method in the embodiment. FIG.
FIG. 7 is a front view showing a different example of an inspection jig.
[Explanation of symbols]
1 Roundness measuring machine
4 Inspection jig
21 Leveling table (rotary table)
30 columns
35 Detector
40 cylinder (intermediate)
41 First gauge block
42 Second gauge block
50A Work surface
51 Support spacer
401, 402 Contact surface (end surface of intermediate)
411, 421 First reference plane
412 and 422 2nd reference plane
Q Column relative inclination (relative inclination)
S1 Table rotation axis (rotation axis)
S2 Detector guide direction axis
S3 Inspection jig axis (axis of inspection jig)

Claims

In a roundness measuring machine comprising: a rotary table for placing an object to be measured; a detector for measuring the roundness of each cross section of the object to be measured; and a column for guiding the detector vertically. A method for measuring a relative inclination amount of a roundness measuring machine for obtaining a relative inclination amount between a rotation axis of the rotary table and a detector guide direction axis of the column, wherein a columnar intermediate body and first and A rectangular parallelepiped first and second gauge block in which a dimension between two reference planes is processed to a prescribed dimension, and the first and second reference planes of the gauge blocks are substantially parallel to the axial direction of the intermediate body. And preparing in advance an inspection jig in which each gauge block is tightly fixed to both end faces of the intermediate body so that the first reference surfaces of the respective gauge blocks are the same or parallel to each other,
After placing the inspection jig on the rotary table so that the first gauge block of the inspection jig is in contact with the rotary table, the inspection jig is arranged so that the axis of the inspection jig and the rotation axis substantially coincide with each other. And rotating the rotary table so that the first reference surface of each gauge block faces the detector,
The detector is moved along the column, a predetermined position on the first reference plane of each gauge block is measured, and a first relative inclination amount between the axis of the inspection jig and the detector guide direction axis of the column is determined. Seeking
After rotating the rotary table approximately 180 degrees, the detector is moved along the column, a predetermined position on the second reference plane of each gauge block is measured, and the axis of the inspection jig and the column are detected. A second relative inclination amount with respect to the vessel guide direction axis,
A relative inclination amount of a roundness measuring machine, wherein a relative inclination amount between a rotation axis of the rotary table and a detector guide direction axis of the column is obtained from the first relative inclination amount and the second relative inclination amount. Measuring method.

After obtaining the relative inclination amount between the rotation axis of the rotary table and the detector guide direction axis of the column using the method of measuring the relative inclination amount of the roundness measuring machine according to claim 1,
Place the object to be measured on the rotary table,
A radial coordinate value at a specified measurement position of the object to be measured is measured by the detector to obtain a measurement value,
Correcting a parallelism error by subtracting the relative inclination corresponding to the designated measurement position from the measured value,
A method for correcting a measured value using a roundness measuring machine.

In a roundness measuring machine comprising a rotary table for placing a measurement object, a detector for measuring the roundness of each cross section of the measurement object, and a column for guiding the detector in the vertical direction, An inspection jig used for obtaining a relative inclination amount between a rotation axis of the rotary table and a detector guide direction axis of the column,
A columnar intermediate body and first and second gauge blocks having a rectangular parallelepiped shape in which a dimension between first and second reference planes parallel to each other is processed to a specified dimension, and the first and second gauge blocks of the respective gauge blocks Each gauge block is closely fixed to both end faces of the intermediate body so that the two reference planes are substantially parallel to the axial direction of the intermediate body and the first reference surface of each gauge block is the same or parallel to each other,
Inspection jig characterized by that.

The inspection jig according to claim 3,
The first gauge block and the second gauge block have the same shape,
Inspection jig characterized by that.

It is a manufacturing method of the inspection jig according to claim 4,
The inspection jig has the configuration wherein each Gejiburo click as the first reference surface is the same surface of each gauge block is tightly fixed to both end surfaces of the intermediate,
Place the intermediate body on the flat work surface through the spacer so that the axis of the intermediate body is substantially parallel to the work surface,
While placing the first and second gauge blocks across this intermediate body, placing the first reference surface of each gauge block on the work surface,
While fixing each gauge block on the work surface and toward the intermediate body, tightly fix to both end faces of the intermediate body,
A method for manufacturing an inspection jig.