JP2011080962A - Apparatus and method for measuring runout - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象物の所定の位置における、検査対象物の中心軸に対する振れ量を測定する振れ計測装置及び振れ計測方法に関する。 The present invention relates to a shake measuring apparatus and a shake measuring method for measuring a shake amount with respect to a central axis of an inspection object at a predetermined position of the inspection object.
従来より、棒状の検査対象物が良品か否か判定するために、その検査対象物をその回転軸で固定して回転させたときの振れ量を測定する技術が開発されている(例えば、特許文献1及び2を参照)。 Conventionally, in order to determine whether or not a rod-shaped inspection object is a non-defective product, a technique has been developed to measure the amount of deflection when the inspection object is fixed and rotated by the rotation shaft (for example, a patent) (Ref. 1 and 2).
このような振れ量を測定する技術では、検査対象物を回転させながら、検査対象物の側面に計測光が照射される。そして検査対象物で反射または回折された光は受光素子で受光され、受光した光の輝度分布に基づいて振れ量が算出される。 In such a technique for measuring the shake amount, the measurement light is irradiated to the side surface of the inspection object while rotating the inspection object. The light reflected or diffracted by the inspection object is received by the light receiving element, and the shake amount is calculated based on the luminance distribution of the received light.
上記の技術では、振れ量を正確に測定するために、検査対象物が振れ量を測定する検査装置の保持部に対して予め定められた姿勢となるように正確に取り付けられなければならない。例えば、検査対象物の回転軸と、検査装置の保持部の回転軸が一致しないように検査対象物が保持部に取り付けられてしまうと、振れ量の測定値には、二つの回転軸のずれが含まれてしまう。このような場合、検査装置は、正確に振れ量を測定することができない。また、保持部に取り付けられた検査対象物の姿勢が常に一定となるようにするためには、保持部の機構を精密化しなければならず、そのため、保持部の機構が複雑かつ高コストになる。 In the above technique, in order to accurately measure the shake amount, the inspection target must be accurately attached to the holding portion of the inspection apparatus that measures the shake amount. For example, the rotation axis of the test object, the test object so that the rotation axis does not coincide in the holding portion of the inspection apparatus becomes attached to the holding portion, the measurement value of the shake amount is the deviation of the two rotational axis Will be included. In such a case, the inspection apparatus cannot accurately measure the shake amount. In addition, in order to ensure that the posture of the inspection object attached to the holding unit is always constant, the mechanism of the holding unit must be refined, and thus the mechanism of the holding unit is complicated and expensive. .
そこで、本発明の目的は、検査対象物の振れ量を正確に測定可能な振れ計測装置及び振れ計測方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a shake measuring device and a shake measuring method capable of accurately measuring the shake amount of an inspection object.
請求項1の記載によれば、本発明の一つの形態として、振れ計測装置が提供される。係る振れ計測装置は、検査対象物(10)の中心軸と略平行な検査方向に移動可能なセンサ保持部(5)と、センサ保持部(5)に取り付けられ、検査方向に沿った複数の測定位置において、検査方向と直交する面における検査対象物の位置を表す位置情報を取得する位置センサ(7a、7b)と、センサ保持部(5)を検査方向に沿って移動させる駆動部(6)と、複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物(10)の中心位置を求め、その中心位置と検査対象物(10)の中心軸との位置関係から少なくとも一つの測定位置における検査対象物(10)の振れ量を算出する処理部(83)とを有する。
係る構成を有することにより、この振れ計測装置は、検査対象物を動かすことなく、測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸との位置関係を調べることができるので、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
According to the first aspect of the present invention, a shake measuring device is provided as one aspect of the present invention. The shake measuring device is attached to the sensor holding part (5) movable in the inspection direction substantially parallel to the central axis of the inspection object (10) and the sensor holding part (5), and has a plurality of along the inspection direction. At the measurement position, a position sensor (7a, 7b) that acquires position information indicating the position of the inspection object in a plane orthogonal to the inspection direction, and a drive unit (6) that moves the sensor holding unit (5) along the inspection direction. ) And position information acquired at a plurality of measurement positions, the center position of the inspection object (10) is obtained, and at least one measurement position is determined from the positional relationship between the center position and the center axis of the inspection object (10). And a processing unit (83) for calculating a shake amount of the inspection object (10).
By having such a configuration, the shake measuring apparatus can examine the positional relationship between the center position and the center axis of the inspection object at the measurement position without moving the inspection object, so that the posture of the inspection object is Even if the measurement is different, the amount of shake can be measured accurately.
また請求項2の記載によれば、処理部(83)は、複数の測定位置のうち、検査対象物(10)の形状誤差の測定基準となる部品上に設定された二つの測定位置における中心位置を通る直線を検査対象物(10)の中心軸として算出することが好ましい。
これにより、この振れ計測装置は、振れ計測装置に保持される度に、検査対象物の位置及びその中心軸の方向が異なっても、中心軸を正確に求めることができる。そのため、この振れ計測装置は、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
According to the second aspect of the present invention, the processing unit (83) includes the center at the two measurement positions set on the component that is the measurement standard of the shape error of the inspection object (10) among the plurality of measurement positions. It is preferable to calculate a straight line passing through the position as the central axis of the inspection object (10).
Thus, every time the shake measuring device is held by the shake measuring device, the center axis can be accurately obtained even if the position of the inspection object and the direction of the center axis are different. For this reason, the shake measuring apparatus can accurately measure the shake amount even when the posture of the inspection object is different for each measurement.
また請求項3の記載によれば、位置センサ(7a、7b)は、検査方向と直交する面内において検査対象物(10)の外径よりも広い幅を持つ第1の平行光を出力する第1の光源と、検査対象物(10)を挟んで第1の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ第1の平行光を受光する第1の受光器と、検査方向と直交する面内において第1の平行光が照射される第1の方向と直交する第2の方向に沿って、検査対象物(10)の外径よりも広い幅を持つ第2の平行光を出力する第2の光源と、検査対象物(10)を挟んで第2の光源の発光面と対向するように受光面が向けられ、かつ第2の平行光を受光する第2の受光器とを有し、位置情報は、第1の受光器により検出された第2の方向における光の強度分布及び第2の受光器により検出された第1の方向における光の強度分布であり、処理部(83)は、第1の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を第1の方向における検査対象物(10)の中心位置とし、第2の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を第2の方向における検査対象物(10)の中心位置とすることが好ましい。
これにより、この振れ計測装置は、検査対象物と接触することなく所定の測定位置での検査対象物の中心位置を測定することができる。そのため、この振れ計測装置は、測定中に検査対象物が移動してしまったり、あるいは、検査対象物の表面に傷が付くことを防止できる。
According to the third aspect of the present invention, the position sensor (7a, 7b) outputs first parallel light having a width wider than the outer diameter of the inspection object (10) in a plane orthogonal to the inspection direction. A first light source, a first light receiver whose light-receiving surface is directed to face the light-emitting surface of the first light source across the inspection object (10), and receives the first parallel light; A second parallel having a width wider than the outer diameter of the inspection object (10) along a second direction orthogonal to the first direction irradiated with the first parallel light in a plane orthogonal to the direction. A second light source that outputs light and a second light receiving unit that receives the second parallel light with the light receiving surface directed so as to face the light emitting surface of the second light source across the inspection object (10). The position information includes the light intensity distribution in the second direction detected by the first light receiver and the second light reception. The light intensity distribution in the first direction detected by the processing unit (83) determines the first center of the light intensity area below a predetermined threshold from the light intensity distribution in the first direction. The center position of the inspection object (10) in the second direction is the center position of the inspection object (10) in the direction, and the center of the region of light intensity below a predetermined threshold is determined from the light intensity distribution in the second direction. It is preferable to set the position.
Thereby, this shake measuring device can measure the center position of the inspection object at the predetermined measurement position without contacting the inspection object. Therefore, this shake measuring apparatus can prevent the inspection object from moving during the measurement, or from scratching the surface of the inspection object.
また請求項4の記載によれば、処理部(83)は、複数の測定位置の全てにおける振れ量が所定範囲内に収まる場合、検査対象物(10)を良品と判定し、一方、複数の測定位置の何れか一つの振れ量が所定範囲から外れる場合、検査対象物(10)を不良品と判定することが好ましい。 According to the description of claim 4, the processing unit (83), when the amount of deflection of all of the plurality of measurement positions are within a predetermined range, the inspection object (10) is judged to be good, whereas, a plurality of If any one of the measurement positions is out of the predetermined range, it is preferable that the inspection object (10) is determined as a defective product.
さらに請求項5の記載によれば、本発明の他の形態として、振れ計測方法が提供される。係る振れ計測方法は、固定された検査対象物(10)の中心軸と略平行な検査方向に沿って位置センサ(7a、7b)を移動させるステップと、位置センサ(7a、7b)により、検査方向に沿った複数の測定位置において、検査方向と直交する面における検査対象物の位置を表す位置情報を取得するステップと、複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物(10)の中心位置を求めるステップと、その中心位置と検査対象物(10)の中心軸との位置関係から少なくとも一つの測定位置における検査対象物(10)の振れ量を算出するステップとを含む。
係る手順を含むことにより、この振れ計測方法は、検査対象物を動かすことなく、測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸との位置関係を調べることができるので、検査対象物の姿勢が測定の度に異なっても、正確に振れ量を測定することができる。
Furthermore, according to the description of claim 5, a shake measurement method is provided as another embodiment of the present invention. Such a shake measuring method includes a step of moving the position sensors (7a, 7b) along an inspection direction substantially parallel to the central axis of the fixed inspection object (10), and an inspection by the position sensors (7a, 7b). From a plurality of measurement positions along the direction, a step of acquiring position information indicating the position of the inspection object in a plane orthogonal to the inspection direction, and from the position information acquired at the plurality of measurement positions, the inspection object (10) And a step of calculating a shake amount of the inspection object (10) at at least one measurement position from a positional relationship between the center position and the central axis of the inspection object (10).
By including such a procedure, this shake measurement method can examine the positional relationship between the center position of the inspection object at the measurement position and the central axis without moving the inspection object, so that the posture of the inspection object is Even if the measurement is different, the amount of shake can be measured accurately.
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一つの実施形態による振れ計測装置について説明する。
この実施形態において、検査対象物は、例えば、直噴インジェクタ用パイプのサブアッシといった複数の部品の集合体であり、その集合体は、長手方向(すなわち、中心軸方向)に沿って複数の部品が溶接または組み立てられることにより棒状に形成される。そのため、この検査対象物において、形状誤差の測定基準となる基準部品に対して、他の部品が仕様で定められた位置とずれて取り付けられると、基準部品により定められる中心軸と、他の部品の中心軸に直交する面内での中心位置が一致しなくなる。そこで、この振れ計測装置は、検査対象物の中心軸と、各部品の中心位置とのずれにより生じる振れ量を測定する。
この振れ計測装置は、検査対象物を固定的に保持するとともに、検査対象物の中心軸に略平行な方向に沿って位置センサを移動させることにより、検査対象物の基準部品上に設定されるデータム点を含む複数の測定位置で検査対象物の中心座標を測定する。そしてこの振れ計測装置は、データム点における検査対象物の中心座標に基づいて検査対象物の中心軸を求めることにより、各測定位置における中心座標と中心軸との位置関係に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する。
Hereinafter, a shake measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, the inspection object is an assembly of a plurality of parts such as, for example, a sub-assembly of a pipe for direct injection, and the assembly includes a plurality of parts along the longitudinal direction (that is, the central axis direction). It is formed into a rod shape by welding or assembling. Therefore, in this inspection object, when other parts are attached to the reference part that is the measurement standard of the shape error by shifting from the position defined in the specification, the central axis determined by the reference part and the other parts The center position in the plane orthogonal to the central axis of the line does not match. Therefore, this shake measuring apparatus measures the amount of shake caused by the deviation between the center axis of the inspection object and the center position of each component.
This shake measuring device is set on the reference part of the inspection object by holding the inspection object fixedly and moving the position sensor along a direction substantially parallel to the central axis of the inspection object. The center coordinates of the inspection object are measured at a plurality of measurement positions including the datum point. And this shake measuring device obtains the central axis of the inspection object based on the center coordinates of the inspection object at the datum point, and based on the positional relationship between the central coordinates and the central axis at each measurement position, The shake amount at is calculated.
図1は、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置1の全体構成を示す概略構成図である。振れ計測装置1は、検査台2と、ワーク保持部3と、ガイド部材4と、センサ保持部5と、駆動部6と、位置センサ7a、7bと、制御装置8と、表示部9とを有する。そして振れ計測装置1は、ワーク保持部3に取り付けられた検査対象物10の所定の測定位置における、検査対象物10の中心軸10aからの振れ量を測定する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a shake measuring apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. Shake the measuring apparatus 1 includes a test stand 2, a work holding portion 3, a guide member 4, a sensor holding portion 5, a
検査台2は、検査対象物10を、その中心軸10aが略垂直となるように固定する。そのために、検査台2は、ワーク保持部3が取り付けられる基板2aと、基板2aに対して垂直に取り付けられたガイド支持部材2bとを有する。
ワーク保持部3は、検査対象物10の中心軸10aが略垂直方向を向くように、検査対象物10を基板2a上に固定的に保持する。ただし、後述するように、中心軸10aの方向は位置センサ7a、7bの測定値に基づいて算出される。そのため、検査対象物10は、位置センサ7a、7bの測定可能範囲内に収まるように固定されればよく、中心軸10aは厳密に垂直方向を向く必要はなく、また、検査対象物10がワーク保持部3に取り付けられる度に、中心軸10aの方向及び位置センサ7a、7bに対する相対的な位置が異なってもよい。
ワーク保持部3は、例えば、コレットチャック、スクロールチャックあるいはマグネットチャックなどのチャック装置を有する。なお、ワーク保持部3は、手動により検査対象物10を固定または開放してもよく、あるいは、制御装置8からの制御信号により検査対象物10を固定または開放してもよい。
The inspection table 2 fixes the
The work holding unit 3 holds the
The work holding unit 3 includes, for example, a chuck device such as a collet chuck, a scroll chuck, or a magnet chuck. The workpiece holding unit 3 may fix or open the
ガイド部材4は、検査台2のガイド支持部材2bに取り付けられる。そしてガイド部材4は、センサ保持部5が垂直方向、すなわち、本実施形態における検査方向に移動可能、かつセンサ保持部5に保持される位置センサ7a、7bを精密に位置決め可能に取り付けられる機構、例えば、リニアモーションガイドまたはボールねじを有する。またガイド部材4は、駆動部6により駆動されることにより、センサ保持部5を垂直方向に移動させる。
センサ保持部5は、垂直方向に移動可能なようにガイド部材4に取り付けられる。そしてセンサ保持部5は、位置センサ7a及び位置センサ7bが、それぞれ検査対象物10の同一水平面内における互いに直交する二つの方向における位置を表す位置情報を取得できるように、位置センサ7a、7bを基板2aの上面からの高さが同一となるように保持する。さらにセンサ保持部5は、位置センサ7a、7bを、ワーク保持部3に保持された検査対象物10の側面に沿って下降可能なように形成される。
そこでセンサ保持部5は、例えば、水平面内でリング状あるいは口の字状に形成された支持部材5aと、支持部材5aをガイド部材4に取り付ける係合部材5bと、支持部材5aの下方に形成され、それぞれ、位置センサ7a、7bが取り付けられる複数の突起部とを有する。
The guide member 4 is attached to the
The sensor holding part 5 is attached to the guide member 4 so as to be movable in the vertical direction. And the sensor holding | maintenance part 5 acquires
Therefore, the sensor holding unit 5 is formed below the
駆動部6は、ガイド部材4を駆動するための動力を発生させる。そのため、駆動部6は、例えば、サーボモータを有する。そして駆動部6は、駆動部6により生じた動力を直接又はギアなどを介して間接的にガイド部材4へ伝達できるように、ガイド部材4に取り付けられる。また駆動部6は、制御装置8と電気的に接続され、制御装置8から制御信号を受信する。そして駆動部6は、制御装置8からの制御信号に応じてガイド部材4を駆動することにより、位置センサ7a、7bが検査対象物10に対して高さ方向に所定の位置となるように、あるいは位置センサ7a、7bが一定速度で垂直方向に移動するように、センサ保持部5を垂直方向に移動させる。
なお、センサ保持部5の移動速度が正確に一定となるように、あるいは、位置センサ7a、7bの高さが正確に求められるように、駆動部6が有するサーボモータの回転軸にロータリーエンコーダが取り付けられてもよい。あるいは、センサ保持部5にリニアエンコーダが取り付けられてもよい。そしてこれらエンコーダは、制御装置8と電気的に接続され、エンコーダによる測定信号は、駆動部6を制御するための情報として、制御装置8へ送られる。
The
It should be noted that a rotary encoder is attached to the rotary shaft of the servomotor of the
位置センサ7a、7bは、それぞれ、複数の所定の測定位置における検査対象物10の水平方向の位置を表す位置情報を取得する。なお、測定位置は、例えば、基準部品上に位置するデータム点に相当する高さと、基準部品以外の部品の位置に相当する高さに設定される。例えば、位置センサ7a、7bは、それぞれ、水平方向に所定の幅を持つ平行光を出力する光源と、複数の受光素子(例えば、CCDあるいはC-MOS)が水平方向に一列に配列された受光器とを有する。そして位置センサ7a、7bは、受光器により受光された光の水平方向の強度分布を位置情報として制御装置8へ出力する。
Each of the
図2は、位置センサ7a、7bと、検査対象物10の水平面内の位置関係を示す概略平面図である。
位置センサ7aの光源71aの発光面と受光器72aの受光面が検査対象物10を挟んで対向するように、光源71a及び受光器72aは設置される。同様に、位置センサ7bの光源71bの発光面と受光器72bの受光面が検査対象物10を挟んで対向するように、光源71b及び受光器72bは設置される。さらに光源71aから照射される平行光と、光源71bから照射される平行光は、互いに直交するように、光源71a及び71bは配置される。なお、説明の便宜上、光源71aから光が照射される方向をY軸とし、光源71bから光が照射される方向をX軸とする。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the positional relationship between the
The
光源71aから照射される平行光の幅は、検査対象物10の直径よりも広くなっており、そのため、受光器72aは、光源71aから照射される平行光のうち、検査対象物10により遮られない部分を受光する。同様に、光源71bから照射される平行光の幅は、検査対象物10の直径よりも広くなっており、そのため、受光器72bは、光源71bから照射される平行光のうち、検査対象物10により遮られない部分を受光する。そのため、受光器72a、72bにより受光された光の水平方向の強度分布は、検査対象物10の外径に相当する領域の強度が低い凹状の分布となる。そして検査対象物10の位置に応じて、光の強度の低い領域の位置も決定される。そのため、この光の強度分布は、検査対象物10の位置を表す。特に本実施形態の場合、受光器72aにより受光される光の強度分布は、光源71aがX方向に広がりを持つ平行光を出力するため、X方向における検査対象物10の位置を表す。一方、受光器72bにより受光される光の強度分布は、光源71bがY方向に広がりを持つ平行光を出力するため、Y方向における検査対象物10の位置を表す。
The width of the parallel light emitted from the
制御装置8は、例えば、コンピュータで構成される。そして制御装置8は振れ計測装置1の各部を制御する。また制御装置8は、位置センサ7a、7bから取得した、検査対象物10の水平方向の位置情報に基づいて、検査対象物10の所定の測定位置における振れ量を求める。
図3は、制御装置8の概略構成図である。制御装置8は、通信インターフェース部81と、記憶部82と、処理部83とを有する。
The control device 8 is configured by a computer, for example. The control device 8 controls each part of the shake measuring device 1. Further, the control device 8 obtains a shake amount at a predetermined measurement position of the
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the control device 8. The control device 8 includes a
通信インターフェース部81は、制御装置8と位置センサ7a、7b及び駆動部6を接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース部81は、位置センサ7a、7bから検査対象物10のX方向、Y方向の位置情報を受け取ると、その情報を処理部83に渡す。また通信インターフェース部81は、処理部83から受け取った駆動部6を制御するための制御信号を、駆動部6へ出力し、駆動部6から受け取った駆動部6の状態を表す信号を処理部83へ渡す。
記憶部82は、ハードディスクのような磁気記録媒体、ランダムアクセスメモリ(RAM)、またはフラッシュメモリのような半導体メモリ、CD−RW、DVD−R/Wのような読み書き可能な光記録媒体及びそのアクセス装置のうちの少なくとも一つを有する。
記憶部82は、処理部83で使用されるプログラム及び各種のデータを記憶する。
記憶部82は、処理部83からの要求に応じて、各種のプログラム及びデータを処理部83へ渡す。
The
The
The
The
処理部83は、1個または複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして処理部83は、所定の測定位置における水平面内での検査対象物10の中心位置と中心軸10aとのずれ量の2倍に相当する振れ量を求める。
図3に示されるように、処理部83は、処理部83により実行される機能モジュールとして、高さ制御部831と、中心位置算出部832と、傾き角算出部833と、振れ量算出部834と、良否判定部835とを有する。処理部83が有するこれらの各機能モジュールは、例えば、処理部83が有するプロセッサ上で動作するソフトウェアにより実現される。
The
As illustrated in FIG. 3, the
高さ制御部831は、所定の測定位置に相当する高さに位置センサ7a、7bを移動させるよう、駆動部6への制御信号を生成し、その制御信号を通信インターフェース部81へ出力する。
また高さ制御部831は、位置センサ7a、7bが測定位置に対応する高さに達したときに、位置センサ7a、7bから得られた位置情報に、その高さを表す情報を関連付ける。例えば、高さ制御部831は、位置センサ7a、7bを検査対象物10の上端から下端へ向けて下降させている間に、各測定位置における位置情報を取得する。あるいは、高さ制御部831は、位置センサ7a、7bを検査対象物10の下端から上端へ向けて上昇させている間に、各測定位置における位置情報を取得してもよい。
The
Further, when the
なお、高さ制御部831は、例えば、センサ保持部5がその移動範囲の上端に位置するときを基準として、センサ保持部5が下降した長さを、駆動部6へ制御信号を送信した期間の長さ、駆動部6またはセンサ保持部5に取り付けられたエンコーダからの出力信号などに基づいて測定することにより、位置センサ7a、7bの高さを決定できる。そして高さ制御部831は、ワーク保持部3により保持された検査対象物10の下端の高さと位置センサ7a、7bの高さの差から、検査対象物10に対する位置センサ7a、7bの相対的な高さを決定できる。
高さ制御部831は、位置センサ7a、7bにより得られた位置情報と、検査対象物の測定位置を表す高さ情報との組を、中心位置算出部832及び傾き角算出部833へ渡す。
For example, the
The
中心位置算出部832は、高さ制御部831から受け取った位置情報と、検査対象物の測定位置を表す高さ情報の組に基づいて、その測定位置での検査対象物10の中心位置を算出する。
The center position calculation unit 832 calculates the center position of the
図4は、位置センサ7aの受光器72aにより受光された光の強度分布の一例を示す図である。図4において、横軸は、X方向の座標値を表し、縦軸は受光強度を表す。またグラフ401は、受光器72aにより受光された光の強度分布を表す。検査対象物10で光が遮られた位置での強度が低く、一方、検査対象物10の両サイドでは、光が受光器72aに達するため強度が高くなる。そのため、受光器72aにおいて受光された光の強度分布は、図4に示されるように凹型となり、その強度の低い領域の幅が検査対象物10の外径に対応する。そこで、中心位置算出部832は、位置センサ7aの受光器72aから受け取った位置情報であるX方向の光の強度分布から、光の強度が所定の閾値Th以下となる領域の両端の座標値xL、xRを求める。そして中心位置算出部832は、その両端の座標値xL、xRの中点xCを、検査対象物10のX方向の中心位置とする。なお、所定の閾値は、例えば、実験等により、その所定の閾値以下の光の強度となる領域の幅が検査対象物10の外径と一致するように予め設定される。
同様に、中心位置算出部832は、位置センサ7bの受光器72bから受け取った位置情報であるY方向の光の強度分布から、光の強度が所定の閾値以下となる領域の両端の座標値を求める。そして中心位置算出部832は、その両端の座標値の中点を、検査対象物10のY方向の中心位置とする。
中心位置算出部832は、二つのデータム点に対応する検査対象物10の中心位置の3次元座標(すなわち、水平面内のX座標及びY座標と、測定位置の高さを表すZ座標の組)を傾き角算出部833へ渡す。また中心位置算出部832は、データム点以外の測定位置における検査対象物10の中心位置の3次元座標を振れ量算出部834へ渡す。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of light received by the
Similarly, the center position calculation unit 832 obtains coordinate values at both ends of a region where the light intensity is equal to or less than a predetermined threshold from the light intensity distribution in the Y direction, which is position information received from the light receiver 72b of the position sensor 7b. Ask. Then, the center position calculation unit 832 sets the center point of the coordinate values at both ends as the center position of the
The center position calculation unit 832 is a three-dimensional coordinate of the center position of the
傾き角算出部833は、検査対象物10の二つのデータム点の3次元座標に基づいて、検査対象物10の中心軸10aの、垂直方向に対する傾き角を算出する。
図5は、各測定位置における検査対象物10の中心位置とデータム点から算出される中心軸10aの関係を示す図である。図5に示されるように、本実施形態では、検査対象物10が振れ計測装置1に保持されたときに、検査対象物10の下端に位置する部品が基準部品であり、その基準部品上に設定された点A、Bがデータム点である。また点A、点Bは、基準部品の互いに異なる高さにおける、水平面内の中心点であり、点Aの水平座標は(x1,y1)で表され、点Bの水平座標は(x2,y2)で表される。そして点Aと点B間の垂直方向の距離はZ0である。
この場合、検査対象物10の中心軸10aは、二つのデータム点を通る直線により規定されるので、垂直方向(すなわち、振れ計測装置1のセンサ保持部5が移動する方向)に対する中心軸10aの傾き角θは、次式により算出される。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the center position of the
In this case, since the
振れ量算出部834は、各測定位置における、検査対象物10の中心位置と、中心軸10aのずれ量の2倍に相当する振れ量を算出する。
再度図5を参照すると、例えば、一番下端のデータム点Aからの垂直方向の距離がZ1〜Z3となる位置が、それぞれ、測定位置であり、その測定位置における検査対象物10の中心点をC、D、Eとする。この場合、振れ量算出部834は、データム点Aからの垂直方向の距離がZ1〜Z3となる各測定位置に対応する水平面において、中心軸10aが通る点C’、D’、E’の水平座標を、データム点Aの水平座標(x1,y1)を基準として、次式に従って算出する。
Referring to FIG. 5 again, for example, the positions at which the vertical distances from the lowest datum point A are Z1 to Z3 are the measurement positions, respectively, and the center point of the
振れ量算出部834は、各測定位置における中心軸が通る点の座標を算出すると、各測定位置における検査対象物10の中心点と、中心軸が通る点の水平方向の距離に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する。例えば、図5に示された各測定位置における振れ量f3、f4、f5は、それぞれ、次式に従って算出される。
良否判定部835は、各測定位置における振れ量に基づいて、検査対象物10が良品か否か判定する。例えば、良否判定部835は、何れか一つの測定位置における振れ量でも、所定の範囲から外れていれば、検査対象物10を不良品と判定する。一方、全ての測定位置における振れ量が所定の範囲内に含まれていれば、良否判定部835は、検査対象物10を良品と判定する。なお、所定の範囲は、例えば、検査対象物10の設計仕様により定められる振れ量の許容公差とすることができる。また、所定の範囲は、測定位置ごとに異なっていてもよい。
良否判定部835は検査対象物10の良否判定結果及び各測定位置における振れ量を表示部9へ出力する。あるいは、良否判定部835は、検査対象物10の良否判定結果及び各測定位置における振れ量を、通信インターフェース81を介して制御装置8と接続された外部機器(図示せず)へ出力してもよい。
The pass /
The pass /
表示部9は、振れ量の測定結果、その他の所定の情報などを表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイを有する。そして、表示部9は、制御装置8から検査対象物10の良否判定結果及び各測定位置の振れ量を受け取り、その良否判定結果及び各測定位置の振れ量を表示する。
なお、制御装置8による検査対象物10の良否判定結果及び各測定位置の振れ量が外部機器へ出力される場合、表示部9は省略されてもよい。
The
In addition, when the quality determination result of the
以下、図6に示したフローチャートを参照しつつ、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置1による振れ計測処理について説明する。なお、図6に示される振れ計測処理は、制御装置8の処理部83により制御される。
Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 6, a shake measurement process performed by the shake measurement apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described. Note that the shake measurement process illustrated in FIG. 6 is controlled by the
検査対象物10がワーク保持部3により固定され、かつ、センサ保持部5がその移動可能範囲の上端に移動して、測定準備が整うと、処理部83の高さ制御部831は、駆動部6へ制御信号を送信して、位置センサ7a、7bの下降を開始させる(ステップS101)。そして位置センサ7a、7bは、それぞれ、X方向及びY方向の受光強度分布を表す測定信号を制御装置8へ送信する。そして高さ制御部831は、複数の測定位置において取得された測定信号を、その測定位置の高さを表す情報とともに、処理部83の中心位置算出部832へ渡す。
When the
中心位置算出部832は、二つのデータム点を含む、複数の測定位置について検査対象物10の中心位置を算出する(ステップS102)。そして中心位置算出部832は、二つのデータム点の中心位置の3次元座標を処理部83の傾き角算出部833及び振れ量算出部834へ渡す。また中心位置算出部832は、データム点以外の測定位置における中心位置の3次元座標を振れ量算出部834へ渡す。
The center position calculation unit 832 calculates the center position of the
傾き角算出部833は、二つのデータム点の中心位置の測定座標値に基づいて、垂直方向(すなわち、位置センサ7a、7bが移動する方向)に対する検査対象物10の中心軸10aの傾き角を算出する(ステップS103)。そして傾き角算出部833は、中心軸10aの傾き角を振れ量算出部834へ渡す。
The inclination
振れ量算出部834は、二つのデータム点の中心位置の測定座標値に基づいて、各測定位置における水平面を中心軸10aが通る点の水平座標を算出する(ステップS104)。そして振れ量算出部834は、各測定位置における中心位置の測定座標値、中心軸が通る点の座標及び中心軸の傾き角に基づいて、各測定位置における振れ量を算出する(ステップS105)。振れ量算出部834は、各測定位置における振れ量を処理部83の良否判定部835へ渡す。
Shake
良否判定部835は、各測定位置における振れ量が所定範囲内に収まるか否か判定する(ステップS106)。全ての測定位置において振れ量が所定範囲内に収まる場合(ステップS106−Yes)、良否判定部835は、検査対象物10を良品と判定する(ステップS107)。そして良否判定部835は、その判定結果及び各測定位置の振れ量を表示部9に表示させる。
一方、何れか一つの測定位置でも振れ量が所定範囲から外れる場合(ステップS106−No)、良否判定部835は、検査対象物10を良品と判定する(ステップS108)。そして良否判定部835は、その判定結果及び各測定位置の振れ量を表示部9に表示させる。
ステップS107またはS108の後、制御装置8は、振れ計測処理を終了する。
The pass /
On the other hand, when the shake amount deviates from the predetermined range even at any one of the measurement positions (No at Step S106), the
After step S107 or S108, the control device 8 ends the shake measurement process.
以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態に係る振れ計測装置は、検査対象物を移動させる代わりに、精密に位置決めできる位置センサを移動させて検査対象物の複数の測定位置の座標を測定することができる。また、この振れ計測装置は、検査対象物が傾いて取り付けられても、データム点の中心位置座標から検査対象物の中心軸の傾き角を求めることができる。そのため、この振れ計測装置は、検査対象物の姿勢及び検査台に取り付けられた位置が測定の度に異なっても、検査対象物の各測定位置における振れ量を正確に求めることができる。 As described above, the shake measuring apparatus according to one embodiment of the present invention moves the position sensor that can be accurately positioned, instead of moving the inspection object, to coordinate the plurality of measurement positions of the inspection object. Can be measured. Further, the vibration measurement device be obliquely mounted on the inspection object can be determined inclination angle of the center axis of the test object from the center position coordinates of the datum point. Therefore, the vibration measurement device also position and orientation and attached to the testing station of the inspection object is different from each measurement, it is possible to determine the amount of deflection at each measuring position of the test object accurately.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、振れ計測装置は、一つの測定位置につき、検査対象物の中心位置を複数回測定することにより得られた測定値の平均値を、その中心位置の座標としてもよい。例えば、振れ計測装置は、一つの測定位置について、センサ保持部の一回の下降動作中に、その測定位置を中心とした垂直方向に±1.5mmの範囲内で8回位置センサにより測定してもよい。そして制御装置は、それら8回の測定のそれぞれについて得られた中心位置の座標の平均値を、その測定位置における中心位置の座標とする。
このように、振れ計測装置は、一つの測定位置において複数回の測定を行って得られた中心位置の測定値の統計値を、その中心位置とすることで、正確に中心位置を決定できる。
また、データム点は、ワーク保持部によって保持されている部品以外の部品上に設定されていてもよい。例えば、上記の実施形態のように、検査対象物の下端がワーク保持部によって保持されている場合でも、データム点は、検査対象物の上端に位置する部品上に設定されていてもよい。
また、位置センサは、上記の実施形態で使用されるセンサに限られない。位置センサとして、検査対象物に接触することなく、検査対象物の水平面内の位置を測定できる他のセンサを用いてもよい。この場合、処理部の中心位置算出部も、位置センサとして使用されるセンサの出力信号に応じて検査対象物の水平面内の中心位置を算出する。
さらに、振れ計測装置は、各測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸とのずれ量を、検査対象物が良品か否か判定するための指標として算出してもよい。この場合、各測定位置における検査対象物の中心位置と中心軸とのずれ量は、上記の実施形態において説明した振れ量の半分の値となる。
上記のように、当業者は、本発明の範囲内で様々な修正を行うことが可能である。
In addition, this invention is not limited to said embodiment. For example, the shake measuring device may use, as a coordinate of the center position, an average value of measurement values obtained by measuring the center position of the inspection object a plurality of times for one measurement position. For example, the shake measurement device measures a single measurement position by a position sensor eight times within a range of ± 1.5 mm in the vertical direction centered on the measurement position during one descent operation of the sensor holding unit. Also good. Then, the control device sets the average value of the coordinates of the center position obtained for each of the eight measurements as the coordinates of the center position at the measurement position.
As described above, the shake measuring apparatus can accurately determine the center position by setting the statistical value of the measured value of the center position obtained by performing the measurement a plurality of times at one measurement position as the center position.
Further, the datum point may be set on a part other than the part held by the work holding unit. For example, even when the lower end of the inspection target is held by the work holding unit as in the above-described embodiment, the datum point may be set on a part positioned at the upper end of the inspection target.
The position sensor is not limited to the sensor used in the above embodiment. As the position sensor, another sensor that can measure the position of the inspection object in the horizontal plane without contacting the inspection object may be used. In this case, the center position calculation unit of the processing unit also calculates the center position in the horizontal plane of the inspection object according to the output signal of the sensor used as the position sensor.
Further, the shake measuring device may calculate the deviation amount between the center position and the center axis of the inspection object at each measurement position as an index for determining whether or not the inspection object is a non-defective product. In this case, the amount of deviation between the center position and the center axis of the inspection object at each measurement position is a value that is half of the shake amount described in the above embodiment.
As described above, those skilled in the art can make various modifications within the scope of the present invention.
1 振れ計測装置
2 検査台
3 ワーク保持部
4 ガイド部材
5 センサ保持部
6 駆動部
7a、7b 位置センサ
8 制御装置
9 表示部
10 検査対象物
10a 中心軸
81 通信インターフェース部
82 記憶部
83 処理部
831 高さ制御部
832 中心位置算出部
833 傾き角算出部
834 振れ量算出部
835 良否判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Runout measuring apparatus 2 Inspection stand 3 Work holding part 4 Guide member 5
Claims (5)
前記センサ保持部(5)に取り付けられ、前記検査方向に沿った複数の測定位置において、前記検査方向と直交する面における前記検査対象物の位置を表す位置情報を取得する位置センサ(7a、7b)と、
前記センサ保持部(5)を前記検査方向に沿って移動させる駆動部(6)と、
前記複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物(10)の中心位置を求め、該中心位置と前記検査対象物(10)の中心軸との位置関係から前記少なくとも一つの測定位置における前記検査対象物(10)の振れ量を算出する処理部(83)と、
を有することを特徴とする振れ計測装置。 A sensor holding part (5) movable in an inspection direction substantially parallel to the central axis of the inspection object (10);
Position sensors (7a, 7b) which are attached to the sensor holding part (5) and acquire position information indicating the position of the inspection object in a plane orthogonal to the inspection direction at a plurality of measurement positions along the inspection direction. )When,
A drive unit (6) for moving the sensor holding unit (5) along the inspection direction;
A center position of the inspection object (10) is obtained from position information acquired at the plurality of measurement positions, and the at least one measurement position is determined from a positional relationship between the center position and the center axis of the inspection object (10). A processing unit (83) for calculating a shake amount of the inspection object (10) in
A shake measuring device characterized by comprising:
前記位置情報は、前記第1の受光器により検出された前記第2の方向における光の強度分布及び前記第2の受光器により検出された前記第1の方向における光の強度分布であり、
前記処理部(83)は、前記第1の方向における光の強度分布から、所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を前記第1の方向における前記検査対象物(10)の中心位置とし、前記第2の方向における光の強度分布から、前記所定の閾値以下の光の強度の領域の中心を前記第2の方向における前記検査対象物(10)の中心位置とする、請求項1または2に記載の振れ計測装置。 The position sensor (7a, 7b) includes a first light source that outputs first parallel light having a width wider than an outer diameter of the inspection object (10) in the plane, and the inspection object (10 ) With a light receiving surface facing the light emitting surface of the first light source and receiving the first parallel light, and the first parallel light within the surface A second light source that outputs a second parallel light having a width wider than the outer diameter of the inspection object (10) along a second direction orthogonal to the first direction irradiated with A light receiving surface facing the light emitting surface of the second light source across the inspection object (10), and a second light receiver that receives the second parallel light;
The position information is a light intensity distribution in the second direction detected by the first light receiver and a light intensity distribution in the first direction detected by the second light receiver,
The processing unit (83) sets, from the light intensity distribution in the first direction, the center of the region of light intensity below a predetermined threshold as the center position of the inspection object (10) in the first direction. From the light intensity distribution in the second direction, the center of the region of light intensity below the predetermined threshold is set as the center position of the inspection object (10) in the second direction. 2. The shake measurement apparatus according to 2.
前記位置センサ(7a、7b)により、前記検査方向に沿った複数の測定位置において、前記検査方向と直交する面における前記検査対象物の位置を表す位置情報を取得するステップと、
前記複数の測定位置で取得された位置情報から、検査対象物(10)の中心位置を求めるステップと、
前記中心位置と前記検査対象物(10)の中心軸との位置関係から前記少なくとも一つの測定位置における前記検査対象物(10)の振れ量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする振れ計測方法。 Moving the position sensors (7a, 7b) along an inspection direction substantially parallel to the central axis of the fixed inspection object (10);
Obtaining position information representing the position of the inspection object in a plane orthogonal to the inspection direction at a plurality of measurement positions along the inspection direction by the position sensors (7a, 7b);
Obtaining the center position of the inspection object (10) from the position information acquired at the plurality of measurement positions;
Calculating a shake amount of the inspection object (10) at the at least one measurement position from a positional relationship between the center position and a central axis of the inspection object (10);
A run-out measurement method characterized by comprising:
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62287107A (en) * | 1986-06-05 | 1987-12-14 | Sakura Kk | Center position measuring instrument |
JPH02309227A (en) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Measuring method and apparatus of distribution of index of refraction |
JPH0326905A (en) * | 1989-06-23 | 1991-02-05 | Oputeikon:Kk | Measuring apparatus of outer diameter of special column |
JPH07324921A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Toshiba Eng Co Ltd | Eccentricity measuring apparatus |
JPH1138176A (en) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Japan Nuclear Fuel Co Ltd<Jnf> | Method and device for measuring parallelism of attached end plug of nuclear fuel rod |
JP2005224899A (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Yamatake Corp | Detecting method of core deflection of rod body |
JP2005337934A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | Cylindrical body measuring device and cylindrical body measuring method using it |
JP2006250696A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Yamatake Corp | Rod-like body measurement method |
JP2008224546A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | Automatic cylindrical body inspection method |
JP2008299100A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | Method for manufacturing elastic roller |
-
2009
- 2009-10-09 JP JP2009235600A patent/JP2011080962A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62287107A (en) * | 1986-06-05 | 1987-12-14 | Sakura Kk | Center position measuring instrument |
JPH02309227A (en) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Measuring method and apparatus of distribution of index of refraction |
JPH0326905A (en) * | 1989-06-23 | 1991-02-05 | Oputeikon:Kk | Measuring apparatus of outer diameter of special column |
JPH07324921A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Toshiba Eng Co Ltd | Eccentricity measuring apparatus |
JPH1138176A (en) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Japan Nuclear Fuel Co Ltd<Jnf> | Method and device for measuring parallelism of attached end plug of nuclear fuel rod |
JP2005224899A (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Yamatake Corp | Detecting method of core deflection of rod body |
JP2005337934A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | Cylindrical body measuring device and cylindrical body measuring method using it |
JP2006250696A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Yamatake Corp | Rod-like body measurement method |
JP2008224546A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | Automatic cylindrical body inspection method |
JP2008299100A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | Method for manufacturing elastic roller |
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