JP3583468B2

JP3583468B2 - Axis misalignment measuring device

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Publication number: JP3583468B2
Application number: JP11825794A
Authority: JP
Inventors: 政雄井上
Original assignee: Toshiba Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Digital Solutions Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH07324921A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、クランクシャフトなどの被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれを測定する軸芯ずれ測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クランクシャフトなどの製造過程には、鋳造後のシャフトについてその軸芯の曲り状態などを測定し、製品の良否を判別する工程が設けられている。
しかして、従来、このようなシャフトの曲り状態の測定には、ダイヤルゲージが用いられ、このダイヤルゲージによる測定結果から製品の良否を判別するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなダイヤルゲージを用いる方法では、シャフトの曲り状態を連続的して測定することが難しいため、それぞれの測定に時間がかかり作業効率が悪いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれを連続して測定でき、測定時間を短縮でき、作業効率の向上を図ることができる軸芯ずれ測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、連続して移送される被検査部材と、前記移送される被検査部材が所定の測定エリアに達すると測定開始信号を出力する位置センサと、前記測定エリアに配置され、被検査部材の軸方向に所定間隔をおいて設けられる第１および第２の計測点にあって、前記第１の計測点の基準となるべき断面中心に対し互いに直交する２方向の、それぞれの方向に対して２個づつのレーザセンサを配置し、それぞれのレーザセンサにより前記被検査部材表面の４個のエッジ箇所に相当するデータを計測する第１の計測手段と、前記第２の計測点の基準となるべき断面中心に対し互いに直交する２方向の、それぞれの方向に対して２個づつのレーザセンサを配置し、それぞれのレーザセンサにより前記被検査部材表面の４個のエッジ箇所に相当するデータを計測する第２の計測手段と、これら第１および第２の計測手段により計測される前記被検査部材に対するデータから前記第１および第２の計測点の真の断面中心の座標を計算する中心座標計算手段と、この中心座標計算手段で求められた前記第１および第２の計測点の断面中心の座標から前記被検査部材の軸芯の偏芯量を検出する偏芯量検出手段とを具備したことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明によれば、偏芯量検出手段は、前記被検査部材の軸芯の偏芯量を予め設定される基準値と比較して前記被検査部材の良否を判別する良否判別手段により構成されている。
【０００８】
【作用】
この結果、本発明によれば、被検査部材の軸方向の少なくとも２点に設けられ各点の基準となるべき断面中心に対し少なくとも異なる２方向にそれぞれ配置された軸径計測手段の各レーザセンサにより被検査部材の軸径を計測し、この軸径データから中心座標計算手段により各点の真の断面中心の座標を求め、この求められた各点の断面中心の座標から偏芯量検出手段により被検査部材の軸芯の偏芯量を検出するようにしたので、被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれを簡単に、しかも連続して測定することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、被検査部材の軸方向の少なくとも２点に設けらた距離計測手段の４個のレーザ変位計により被検査部材表面までの距離を計測して、この計測データから中心座標計算手段により各点の真の断面中心の座標を求め、この求められた各点の断面中心の座標から偏芯量検出手段により被検査部材の軸芯の偏芯量を検出するようにしたので、この場合も、上述したと同様にして被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれを簡単に、しかも連続して測定することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、偏芯量検出手段により検出された被検査部材の軸芯の偏芯量から被検査部材の良否を判別しているので、被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれのある不良品を適確に発見することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に従い説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例の被検査部材と軸芯ずれ測定装置の距離計測部との配置関係の概略構成を示している。図において、１は被検査部材であるクランクシャフトで、このクランクシャフト１は、シャフト本体１ａの先端にフランジ１ｂを有する形状をなしている。
【００１２】
そして、このようなクランクシャフト１は、ベルトコンベア２により一定間隔をもって連続して移送されるようにしている。この場合、ベルトコンベア２は、クランクシャフト１のフランジ１ｂ下面Ｐをサポートし、シャフト本体１ａが揺れたり、基準軸芯が傾いたりすることなく移送できるようになっている。
【００１３】
ベルトコンベア２により計測エリアまで移送されたクランクシャフト１のシャフト本体１ａの軸方向に所定間隔をおいて、シャフト本体１ａの軸径を測定するための軸径計測部３、４を配置している。この場合、これら軸径計測部３、４は、シャフト本体１ａに対しフランジ１ｂの下面Ｐを基準にして下部Ａ点に軸径計測部３、上部Ｂ点に軸径計測部４を配置している。
【００１４】
ここで、下部Ａ点に配置される軸径計測部３は、図２に示すようにシャフト本体１ａの下部Ａ点の回りに、４セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４を配置している。
【００１５】
この場合、レーザ式ラインセンサ３１は、半導体レーザからなる投光部３１１とＣＣＤからなる受光部３１２から構成していて、投光部３１１から所定の幅寸法を有する帯状のライン光をシャフト本体１ａの横断面に沿った方向に照射し、シャフト本体１ａにより遮られないライン光を受光部３１２より受光し、シャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当するアナログ出力を軸径計測データとして取り出すようになっている。その他のレーザ式ラインセンサ３２、３３、３４についても上述したラインセンサ３１と同様に構成している。
【００１６】
そして、レーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４は、シャフト本体１ａの下部Ａ点の基準となるべき断面中心をａとすると、シャフト本体１ａの進行方向に対して＋４５°、−４５°の直線上、つまり、二方向で且つ互いに直角方向にそれぞれレーザ式ラインセンサ３１、３２の組とレーザ式ラインセンサ３３、３４の組を配置するようにしている。また、一方の方向のレーザ式ラインセンサ３１、３２の組は、それぞれのレーザ式ラインセンサ３１、３２からのライン光が同一平面を平行に透過するようにしている。他の方向のレーザ式ラインセンサ３３、３４の組のそれぞれの帯状のライン光についても同様である。
【００１７】
なお、実際には、あらかじめ専用治具を用いて、レーザ式ラインセンサ３１、３２の組とレーザ式ラインセンサ３３、３４の組のそれぞれの光軸が、断面中心ａに対し正しく直角方向に、且つ各レーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４の各受光部３１２、３２２、３３２、３４２からの出力値が等しくなるように調整、配置している。
【００１８】
一方、上部Ｂ点に配置される軸径計測部４についても、シャフト本体１ａの上部Ｂ点で基準となるべき断面中心をｂとすると、この断面中心ｂに対し互いに直角方向に４セットのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４を配置しており、上述した下部Ａ点に配置される軸径計測部３と同様な構成としている。
【００１９】
図３は、このように構成した軸径計測部３、４を接続した軸芯ずれ測定装置本体の概略構成を示している。
図において、３、４は、上述した軸径計測部で、これら軸径計測部３、４の測定出力を制御部５に与えるようにしている。
【００２０】
制御部５は、予め用意された制御プログラムにしたがって所定の制御を実行するもので、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、中心座標計算部８および偏芯量検出部９および位置センサ１０を接続し、これらに対して制御指令を与えるようにしている。
【００２１】
ここで、ＲＯＭ６は、制御部５の制御プログラムを記憶したものである。
ＲＡＭ７は、制御部５での制御により扱われるデータを一時記憶するものである。
【００２２】
中心座標計算部８は、下部Ａ点での軸径計測部３の４セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４によるシャフト本体１ａの軸径計測データから、下部Ａ点でのシャフト本体１ａ断面の真の断面中心ａの座標を計算するとともに、上部Ｂ点での軸径計測部４の４セットのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４によるシャフト本体１ａの軸径計測データから、上部Ｂ点でのシャフト本体１ａの真の断面中心ｂの座標を計算するもので、その詳細は後述することとする。
【００２３】
偏芯量検出部９は、中心座標計算部８の下部Ａ点および上部Ｂ点について求められる断面中心ａ、ｂの座標からシャフト本体１ａの偏芯量εを求めるとともに、この偏芯量εから製品としての良否を判別するものである。
【００２４】
位置センサ１０は、ベルトコンベア２により連続して移送されるクランクシャフト１が所定の計測エリアに達すると、測定開始のトリガ信号を出力するもので、ここでは、透過型の光電センサが用いられている。
【００２５】
次に、以上のように構成した実施例の動作を図４に示すフローチャートにより説明する。
いま、図１に示すように被検査部材である複数のクランクシャフト１がベルトコンベア２により一定間隔をもって連続して移送される。この場合、クランクシャフト１は、フランジ１ｂ下面Ｐをベルトコンベア２でサポートされ、シャフト本体１ａが揺れたり、基準軸芯が傾いたりすることなく移送されているものとする。
【００２６】
この状態から、ステップ４０１で、クランクシャフト１が所定の計測エリアに達したかを判断する。この場合、透過型光電センサからなる位置センサ１０によりクランクシャフト１が所定の計測エリアに達したか否かを検出する。
【００２７】
そして、先頭のクランクシャフト１が計測エリアに達し、このことを位置センサ１０が検出すると、位置センサ１０からの測定開始のトリガ信号が制御部５に送られる。
【００２８】
すると、軸芯ずれ測定が開始され、まず、ステップ４０２で、下部Ａ点に配置される軸径計測部３によりシャフト本体１ａのＡ点の回りに配置した４セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４を用いてシャフト本体１ａの軸径を計測する。この場合、それぞれのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４によるシャフト本体１ａの軸径の測定は、それぞれの半導体レーザからなる投光部３１１、３２１、３３１、３４１から照射され、シャフト本体１ａにより遮られないライン光をＣＣＤからなる受光部３１２、３２２、３３２、３４２により受光し、シャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとして取り出す。
【００２９】
次いで、ステップ４０３で、上部Ｂ点に配置される軸径計測部４によりシャフト本体１ａのＢ点の回りに配置した４セットのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４を用いてシャフト本体１ａの軸径の計測を行う。この場合も、それぞれのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４によるシャフト本体１ａの軸径の測定は、それぞれの半導体レーザからなる投光部４１１、４２１、４３１、４４１から照射され、シャフト本体１ａにより遮られないライン光をＣＣＤからなる受光部４１２、４２２、４３２、４４２により受光し、シャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとして取り出す。
【００３０】
そして、これら軸径計測部３、４での測定データは、制御部５を介して中心座標計算部８に送られ、ステップ４０４で各軸径計測部３、４での計測データに基づいてシャフト本体１ａの真の断面中心ａ、ｂの座標を計算する。
【００３１】
ここでは、下部Ａ点での軸径計測部３のレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４によるシャフト本体１ａの軸径計測データから下部Ａ点でのシャフト本体１ａ断面の断面中心ａの座標を計算する場合をさらに詳しく説明する。
【００３２】
この場合、図５に示すようにレーザ式ラインセンサ３１と３２の光軸の矢印方向をｙ軸、このｙ軸に直行するレーザ式ラインセンサ３３と３４の光軸の矢印方向をｘ軸、これらｙ軸、ｘ軸の交点を原点Ｏで示している。この場合、原点Ｏとシャフト本体１ａの真の断面中心ａと一致していないが、これは、シャフト本体１ａの軸に曲りがあること、あるいは位置センサ１０による測定開始のトリガー信号が必ずしもシャフト本体１ａの真の断面中心ａを捕らえることができないためである。
【００３３】
しかして、レーザ式ラインセンサ３１と３２、３３と３４のそれぞれの計測データからシャフト本体１ａの真の断面中心ａの座標を求めるには、いまｙ軸方向のレーザ式ラインセンサ３１と３２が計測したシャフト本体１ａ表面のエッジ箇所をそれぞれＡおよびＢ、これらエッジ箇所Ａ、Ｂから原点０までの距離データをＸＡ、ＸＢ、同様にしてｘ軸方向のレーザ式ラインセンサ３３と３４が計測したシャフト本体１ａ表面のエッジ箇所をそれぞれＣおよびＤ、これらエッジ箇所１Ｃ、Ｄから原点０までの距離データをＹＣ、ＹＤとし、また、断面中心ａを通ってｘ軸に平行な線をｘ´−ｘ´、同じく断面中心ａを通ってｙ軸に平行な線をｙ´−ｙ´とし、ｘ軸と線ｙ´、−ｙ´との交点をＸａ、ｙ軸と線ｘ´、−ｘ´との交点をＹａ、そして、レーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４のライン光の幅をＷとすると、
まず、レーザ式ラインセンサ３１のシャフト本体１ａにより遮られたライン光の幅寸法ｘ１、レーザ式ラインセンサ３２のシャフト本体１ａにより遮られたライン光の幅寸法ｘ２は、下式で求められる。
【００３４】
ｘ１＝Ｗ−Ｘ１、ｘ２＝Ｗ−Ｘ２
ただし、Ｘ１は、レーザ式ラインセンサ３１のシャフト本体１ａにより遮られなかったライン光の幅寸法、Ｘ２は、レーザ式ラインセンサ３２のシャフト本体１ａにより遮られなかったライン光の幅寸法である。
【００３５】
同様にして、レーザ式ラインセンサ３３のシャフト本体１ａにより遮られたライン光の幅寸法ｙ３、レーザ式ラインセンサ３２のシャフト本体１ａにより遮られたライン光の幅寸法ｙ４は、下式で求められる。
【００３６】
ｙ３＝Ｗ−Ｙ３、ｙ４＝Ｗ−Ｙ４
ただし、Ｙ３は、レーザ式ラインセンサ３３のシャフト本体１ａにより遮られなかったライン光の幅寸法、Ｙ４は、レーザ式ラインセンサ３４のシャフト本体１ａにより遮られなかったライン光の幅寸法である。
【００３７】
これにより、距離データＸＡ、ＸＢは、
ＸＡ＝ｘ１＋Ｅ／２、ＸＢ＝ｘ２＋Ｅ／２
同様に、距離データＹＣ、ＹＤは、
ＹＣ＝ｙ３＋Ｅ／２、ＹＤ＝ｙ４＋Ｅ／２
で求められる。ここで、Ｅは、レーザ式ラインセンサ３１と３２、３３と３４の各ライン光の隙間寸法である。、
これによりシャフト本体１ａのｘ軸方向の直径ｄｘ、ｙ方向の直径ｄｙは、

となり、シャフト本体１ａの直径は、

となり、ｘ軸と線ｙ´−ｙ´との交点Ｘａ、ｙ軸と線ｘ´−ｘ´との交点Ｙａ、つまり、シャフト本体１ａの断面中心ａのＸ座標、Ｙ座標は、下式により求められる。
【００３８】

このようにして、中心座標計算部８では、下部Ａ点の軸径計測部３においてシャフト本体１ａの回りに４セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４を配置することで、これらレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４より得られるシャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとしてシャフト本体１ａの真の断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）を求めることができるようになる。
【００３９】
また、中心座標計算部８では、上述したと同様にして上部Ｂ点の軸径計測部４についても、シャフト本体１ａの回りに４セットのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４を配置し、これらレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４からそれぞれから得られるシャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとしてシャフト本体１ａの真の断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）を求めることができる。
【００４０】
そして、図４に戻って、ステップ４０５、ステップ４０６で、中心座標計算部８で計算された下部Ａ点でのシャフト本体１ａの断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）と上部Ｂ点でのシャフト本体１ａの断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）から偏芯量検出部９でシャフト本体１ａの偏芯量εを求めるとともに、この偏芯量εから製品としての良否を判別する。
【００４１】
この場合、図６は、上述した中心座標計算部８の下部Ａ点および上部Ｂ点についてそれぞれ求められた断面中心ａ、ｂを座標軸ｘ−ｙを共通にして重ねて記述したものである。そして、図において、断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）および断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）の間の距離を、偏芯量εとして求めるようになる。
この場合、偏芯量εは、下式により求められる。
【００４２】
【数１】

【００４３】
そして、この求められた偏芯量εを予め設定した判定基準Ｓ（例えば０．５ｍｍ）と比較し、ε≦Ｓならば良品、ε＞Ｓならば不良品と判断し、この判断結果を偏芯量検出部９より出力し、処理を終了する。
【００４４】
以下、ベルトコンベア２により一定間隔をもって連続して移送されるクランクシャフト１のシャフト本体１ａについて、上述したと同様な測定動作を繰り返すことにより、それぞれのシャフト本体１ａの曲りなどに原因する軸芯ずれを連続して測定でき、この測定結果から製品としての良否を判定することができる。
【００４５】
従って、このような実施例によれば、ベルトコンベア２により一定間隔をもって連続して移送されるクランクシャフト１に対し、シャフト本体１ａの下部Ａ点の回りに軸径計測部３の４セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４を配置し、これらレーザ式ラインセンサ３１〜３４より帯状のライン光をシャフト本体１ａ表面に照射して該シャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとして取り出し、この出力に基づいて中心座標計算部８により下部Ａ点でのシャフト本体１ａの真の断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）を求め、同様にしてシャフト本体１ａの上部Ｂ点の回りに軸径計測部４の４セットのレーザ式ラインセンサ４１、４２、４３、４４を配置し、これらレーザ式ラインセンサ４１〜４４からもシャフト本体１ａ表面のエッジ箇所に相当する出力を軸径計測データとして取り出し、この出力に基づいて中心座標計算部８により上部Ｂ点でのシャフト本体１ａの真の断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）を求め、これら真の断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）および断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）から偏芯量検出部９でシャフト本体１ａの偏芯量εを求めるとともに、この偏芯量εから製品としての良否を判別するようにしたので、シャフト本体１ａの曲りなどに原因する軸芯ずれを簡単にしかも連続して測定することができるようになり、これによって測定時間を短縮でき、かかる作業効率の著しい向上を図ることができる。しかも、シャフト本体１ａを支持して回転させるなどの複雑な機構を一切必要としないので、装置としての構成も簡単なものにできる。さらに、シャフト本体１ａに対して非接触にて軸芯ずれを測定できるので、測定の際にシャフト本体１ａそのものを破損てしまうような不都合も確実に回避することができる。
（第２実施例）
上述した第１実施例では、図１に示すようにベルトコンベア２により一定間隔をもって連続して移送されるクランクシャフト１のシャフト本体１ａの軸方向に所定間隔をおいた下部Ａ、上部Ｂ点にそれぞれ軸径計測部３、４を配置し、これら軸径計測部３、４として、それぞれ４セットのレーザ式ラインセンサ３１〜３４、４１〜４４を用いるようにしたが、これに代えて、シャフト本体の軸方向に所定間隔をおいて、シャフト本体表面までの距離を測定するための２組の距離計測部を配置し、これら距離計測部として、それぞれ４個のレーザ変位計を用いるようにしてもよい。
【００４６】
図７は、下部Ａ点に配置される距離計測部１３を示すもので、シャフト本体１１ａの下部Ａ点の回りに４個のレーザ変位計１３１、１３２、１３３、１３４を配置している。この場合、シャフト本体１１ａの下部Ａ点で基準となるべき断面中心をｏとすると、シャフト本体１１ａの進行方向Ｔに対して＋４５°、−４５°の直線上で、且つ断面中心ｏから等しい距離ｄ（例えば１００ｍｍ）の位置にそれぞれレーザ変位計１３１と１３２の組と、レーザ変位計１３３と１３４の組を配置するようにしている。つまり、断面中心ａに対して互いに直角方向で且つ等距離になるようにレーザ変位計１３１と１３２、１３３と１３４をそれぞれ配置している。
【００４７】
なお、ここで用いられるレーザ変位計１３１、１３２、１３３、１３４は、半導体レーザとＣＣＤを組み合わせ、対象物に照射したレーザ光の反射をＣＣＤで受光することで、対象物までの距離を非接触により測定可能にしたもので、その型式により、計測の分解能、対象物の測定可能距離について種々のタイプがあるが、ここでは、分解能５０ミクロン、測長距離１００ｍｍ程度のものが用いられる。
【００４８】
一方、上部Ｂ点に配置される図示しない距離計測部についても、シャフト本体１１ａの上部Ｂ点で基準となるべき断面中心をｏとすると、この断面中心ｏに対し互いに直角方向に４個のレーザ変位計を配置しており、上述した下部Ａ点に配置される距離計測部１３と同様な構成としている。
【００４９】
そして、これら距離計測部により計測される距離データに基づいてシャフト本体１１ａ真の断面中心ａ、ｂの座標を計算する。
この場合、図８に示すようにレーザ変位計１３１と１３２の光軸の矢印方向をｘ軸、このｘ軸に直行するレーザ変位計１３３と１３４の光軸の矢印方向をｙ軸、これらｘ軸、ｙ軸の交点を原点Ｏ、さらにそれぞれのレーザ変位計１３１、１３２から原点Ｏまでの距離をｄで示している。この場合、原点Ｏとシャフト本体１１ａの断面中心ａと一致していないが、これは、シャフト本体１１ａの軸に曲りがあること、あるいは測定開始のトリカー信号が必ずしもシャフト本体１ａの真の断面中心ａを捕らえることができないためである。
【００５０】
しかして、レーザ変位計１３１と１３２、１３３と１３４のそれぞれの測長距離データからシャフト本体１１ａの真の断面中心ａの座標を求めるには、いまｘ軸方向のレーザ変位計１３１と１３２が測長したシャフト本体１１ａの表面箇所をそれぞれＡおよびＢ、測長した距離データをＸＡ、ＸＢ、同様にしてｙ軸方向のレーザ変位計３３と３４が測長したシャフト本体１ａの表面箇所をそれぞれＣおよびＤ、測長した距離データをＹＣ、ＹＤとし、また、断面中心ａを通ってｘ軸に平行な線をｘ´−ｘ´、同じく断面中心ａを通ってｙ軸に平行な線をｙ´−ｙ´とし、ｘ軸と線ｙ´−ｙ´との交点をＸａ、ｙ軸と線ｘ´−ｘ´との交点をＹａとすると、計測した距離データＸＡ、ＸＢから図示ＡＢおよびＣＤの距離は、下式により求められる。
【００５１】
ＡＢ＝２ｄ−（ＸＡ＋ＸＢ）
ＣＤ＝２ｄ−（ＹＣ＋ＹＤ）
ここで、シャフト本体１ａの断面が真円と仮定すると、
ＡＸＡ＝ＸＡＢ＝ＡＢ／２＝２ｄ−（ＸＡ＋ＸＢ）／２
ＣＹＡ＝ＹＡＤ＝ＣＤ／２＝２ｄ−（ＹＣ＋ＹＤ）／２
となり、これにより、シャフト本体１ａの断面中心ａのＸ座標、Ｙ座標は、下式により求められる。
【００５２】

このようにして、下部Ａ点の距離測定部１３においてシャフト本体１１ａの回りに原点Ｏから等距離の位置に４個のレーザ変位計１３１、１３２、１３３、１３４を直交して配置することにより、各レーザ変位計１３１、１３２、１３３、１３４のセット位置に関係なく、それぞれから得られる測長データ（ＸＡ、ＸＢ、ＹＣ、ＹＤ）からシャフト本体１ａの真の断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）を求めることができるようになる。
【００５３】
同様にして上部Ｂ点の距離測定部についても、シャフト本体１１ａの回りに原点Ｏから等距離の位置に４個のレーザ変位計を直交して配置し、これらレーザ変位計よりそれぞれから得られる測長データから上部Ｂ点でのシャフト本体１１ａの真の断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）を求めることができる。
【００５４】
そして、これら下部Ａ点でのシャフト本体１ａの断面中心ａの座標（ＯＸａ，ＯＹａ）と上部Ｂ点でのシャフト本体１ａの断面中心ｂの座標（ＯＸｂ，ＯＹｂ）から上述した（１）式からシャフト本体１１ａの偏芯量εを求め、この偏芯量εから製品としての良否を判別することができるようになる。
【００５５】
従って、この場合もベルトコンベアにより一定間隔をもって連続して移送されるクランクシャフトのシャフト本体について、上述した測定動作を繰り返すことにより、それぞれのシャフト本体１１ａの曲りなどに原因する軸芯ずれを連続して測定でき、この測定結果から製品としての良否を判定することができるようになり、第１実施例と同様な効果を期待できる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施例にのみ限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、上述した第１実施例では、クランクシャフト１のシャフト本体１ａの長さが一定のものについて述べたが、シャフト本体１ａの長さの異なるものが送られるような場合は、下部Ａ点に軸径計測部３の４個セットのレーザ式ラインセンサ３１、３２、３３、３４を纏めて上下に昇降できる機構を設けることで解決することができる。また、上述では、シャフト本体１ａの先端にフランジ１ｂを形成したようなクランクシャフト１について述べたが、被検査部材として、これ以外の形状をなすものにも適用できることは勿論である。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれを簡単に、しかも連続して測定することができ、これにより測定時間を短縮でき、かかる作業効率の著しい向上を図ることができる。また、被検査部材に対して非接触にて軸芯ずれを測定できるので、測定の際に被検査部材を破損てしまうような不都合も確実に回避することができる
また、被検査部材の軸芯の偏芯量から被検査部材の良否を判別しているので、被検査部材の曲りなどに原因する軸芯ずれのある不良品を適確に発見することができ、製品の品質管理の上で多大の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の被検査部材と軸芯ずれ測定装置の軸径計測部との配置関係の概略構成を示す図。
【図２】第１実施例の軸径計測部でのレーザ変位計の配置関係を説明するための図。
【図３】第１実施例の概略構成を示す図。
【図４】第１実施例の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】第１実施例の中心座標計算部を説明するための図。
【図６】第１実施例の偏芯量検出部を説明するための図。
【図７】本発明の第２実施例の距離計測部でのレーザ変位計の配置関係を説明するための図。
【図８】第２実施例での中心座標計算を説明するための図。
【符号の説明】
１…クランクシャフト、
１ａ…シャフト本体、
１ｂ…フランジ、
２…ベルトコンベア、
３、４…軸径計測部、
３１〜３４、４１〜４４…レーザ式ラインセンサ、
５…制御部、
６…ＲＯＭ、
７…ＲＡＭ、
８…中心座標計算部、
９…偏芯量検出部、
１０…位置センサ、
１３…距離計測部、
１３１〜１３４…レーザ変位計。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an axial misalignment measuring device for measuring an axial misalignment caused by bending of a member to be inspected such as a crankshaft.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a process of manufacturing a crankshaft or the like includes a step of measuring a bent state of an axis of a cast shaft and determining the quality of a product.
Conventionally, a dial gauge is used for measuring such a bending state of the shaft, and the quality of the product is determined based on the measurement result by the dial gauge.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method using such a dial gauge, it is difficult to continuously measure the bending state of the shaft, and therefore, there is a problem that each measurement takes time and the working efficiency is poor.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to continuously measure the axial misalignment caused by bending of a member to be inspected, to shorten the measuring time, and to improve the working efficiency. It is an object to provide a displacement measuring device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, A member to be inspected which is continuously transferred; A position sensor that outputs a measurement start signal when the inspected member to be transferred reaches a predetermined measurement area, Placed in the measurement area, At first and second measurement points provided at predetermined intervals in the axial direction of the member to be inspected, with respect to the center of a cross section to be a reference of the first measurement point Two in each of two directions orthogonal to each other Arrange laser sensor And each By laser sensor Measures data corresponding to four edge locations on the surface of the member to be inspected First Total Measuring means and the center of the section to be the reference of the second measuring point Two in each of two directions orthogonal to each other Arrange laser sensor And each By laser sensor Measures data corresponding to four edge locations on the surface of the member to be inspected First Two Measuring means and first and second measuring means Measured by From the data for the inspected member, the first and second Total A center coordinate calculating means for calculating the coordinates of the true cross-sectional center of the measurement point; and a center of the axis of the member to be inspected from the coordinates of the cross-section center of the first and second measurement points obtained by the center coordinate calculating means. And an eccentricity detecting means for detecting the eccentricity.
[0007]
Further, according to the present invention, the eccentricity amount detecting means compares the eccentricity amount of the axis of the inspected member with a preset reference value to determine whether the inspected member is acceptable. It is configured.
[0008]
[Action]
As a result, according to the present invention, each laser sensor of the shaft diameter measuring means is provided at at least two points in the axial direction of the member to be inspected and arranged in at least two different directions with respect to the center of the cross section to be a reference of each point. From the shaft diameter data, the coordinates of the true cross-sectional center of each point are obtained by the center coordinate calculating means, and the eccentricity detecting means is obtained from the obtained coordinates of the cross-sectional center of each point. As a result, the amount of eccentricity of the axis of the inspected member is detected, so that the axis deviation caused by bending of the inspected member can be easily and continuously measured.
[0009]
Further, according to the present invention, the distance to the surface of the member to be inspected is measured by the four laser displacement meters of the distance measuring means provided at at least two points in the axial direction of the member to be inspected, and the center of the measured data is used. The coordinates of the true cross-sectional center of each point are obtained by the coordinate calculating means, and the eccentricity of the axis of the inspected member is detected by the eccentricity detecting means from the obtained coordinates of the cross-sectional center of each point. Therefore, also in this case, it is possible to easily and continuously measure the axial misalignment caused by the bending of the inspected member in the same manner as described above.
[0010]
Further, according to the present invention, the quality of the inspected member is determined from the eccentric amount of the axis of the inspected member detected by the eccentric amount detecting means, so that the shaft caused by bending of the inspected member or the like is determined. Defective products with misalignment can be accurately found.
[0011]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an arrangement relationship between a member to be inspected according to a first embodiment and a distance measuring unit of an axis misalignment measuring device. In the figure, reference numeral 1 denotes a crankshaft which is a member to be inspected, and the crankshaft 1 has a shape having a flange 1b at a tip end of a shaft main body 1a.
[0012]
Then, such a crankshaft 1 is continuously transferred at a constant interval by the belt conveyor 2. In this case, the belt conveyor 2 supports the lower surface P of the flange 1b of the crankshaft 1 so that the belt main body 1a can be transported without shaking or the reference shaft center being inclined.
[0013]
At predetermined intervals in the axial direction of the shaft main body 1a of the crankshaft 1 transferred to the measurement area by the belt conveyor 2, shaft diameter measuring units 3, 4 for measuring the shaft diameter of the shaft main body 1a are arranged. . In this case, the shaft diameter measuring units 3 and 4 are arranged such that the shaft diameter measuring unit 3 is disposed at the lower point A and the shaft diameter measuring unit 4 is disposed at the upper point B with respect to the lower surface P of the flange 1b with respect to the shaft main body 1a. I have.
[0014]
Here, the shaft diameter measuring unit 3 arranged at the lower point A arranges four sets of laser

type line sensors

31, 32, 33, 34 around the lower point A of the shaft main body 1a as shown in FIG. are doing.
[0015]
In this case, the laser type line sensor 31 includes a light projecting unit 311 formed of a semiconductor laser and a light receiving unit 312 formed of a CCD, and outputs a band-shaped line light having a predetermined width dimension from the light projecting unit 311 to the shaft body 1a. Irradiates in a direction along the transverse section of the shaft main body 1a, receives line light not blocked by the shaft main body 1a from the light receiving section 312, and extracts an analog output corresponding to an edge portion of the surface of the shaft main body 1a as shaft diameter measurement data. ing. The other laser

type line sensors

32, 33, and 34 have the same configuration as the line sensor 31 described above.
[0016]
The

laser line sensors

31, 32, 33, and 34 are located at + 45 ° and −45 ° with respect to the traveling direction of the shaft main body 1a, where a is a cross-sectional center to be a reference of the lower point A of the shaft main body 1a. A pair of

laser line sensors

31 and 32 and a pair of

laser line sensors

33 and 34 are arranged on a straight line, that is, in two directions and at right angles to each other. The pair of laser

type line sensors

31 and 32 in one direction is configured such that the line light from the respective laser

type line sensors

31 and 32 is transmitted in parallel on the same plane. The same applies to the band-shaped line light of each set of the laser

type line sensors

33 and 34 in other directions.
[0017]
In practice, the optical axes of the pair of

laser line sensors

31 and 32 and the pair of

laser line sensors

33 and 34 are correctly aligned in a direction perpendicular to the center a of the cross section by using a special jig in advance. Further, the laser

type line sensors

31, 32, 33, 34 are adjusted and arranged so that the output values from the respective

light receiving sections

312, 322, 332, 342 become equal.
[0018]
On the other hand, with respect to the shaft diameter measuring unit 4 disposed at the upper B point, assuming that the center of the cross section to be a reference at the upper B point of the shaft body 1a is b, four sets of lasers are provided in a direction perpendicular to the cross center b. The

line sensors

41, 42, 43, and 44 are disposed, and have the same configuration as the shaft diameter measuring unit 3 disposed at the lower point A described above.
[0019]
FIG. 3 shows a schematic configuration of a shaft misalignment measuring device main body to which the shaft diameter measuring units 3 and 4 configured as described above are connected.
In the figure, reference numerals 3 and 4 denote the above-described shaft diameter measuring units, which supply the measurement outputs of these shaft diameter measuring units 3 and 4 to the control unit 5.
[0020]
The control unit 5 executes predetermined control according to a control program prepared in advance. The control unit 5 connects the ROM 6, the RAM 7, the center coordinate calculation unit 8, the eccentricity detection unit 9, and the position sensor 10 to each other. A control command is given.
[0021]
Here, the ROM 6 stores a control program of the control unit 5.
The RAM 7 temporarily stores data handled under the control of the control unit 5.
[0022]
The center coordinate calculation unit 8 calculates the shaft body at the lower point A from the shaft diameter measurement data of the shaft body 1a by the four sets of

laser line sensors

31, 32, 33, 34 of the shaft diameter measurement unit 3 at the lower point A. The coordinates of the true section center a of the section 1a are calculated, and from the shaft diameter measurement data of the shaft main body 1a at the upper point B by the four sets of laser

type line sensors

41, 42, 43, 44 of the shaft diameter measuring section 4. , Which calculates the coordinates of the true cross-sectional center b of the shaft main body 1a at the upper point B, the details of which will be described later.
[0023]
The eccentricity detection unit 9 calculates the eccentricity ε of the shaft main body 1a from the coordinates of the cross-sectional centers a and b obtained for the lower point A and the upper B point of the center coordinate calculator 8, and calculates the eccentricity ε This is to determine the quality of the product.
[0024]
The position sensor 10 outputs a trigger signal for starting measurement when the crankshaft 1 continuously transferred by the belt conveyor 2 reaches a predetermined measurement area. Here, a transmission type photoelectric sensor is used. I have.
[0025]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
Now, as shown in FIG. 1, a plurality of crankshafts 1 as members to be inspected are continuously transferred by a belt conveyor 2 at a constant interval. In this case, it is assumed that the lower surface P of the flange 1b of the crankshaft 1 is supported by the belt conveyor 2, and the crankshaft 1 is transferred without the shaft body 1a swinging or the reference shaft center being inclined.
[0026]
From this state, it is determined in step 401 whether the crankshaft 1 has reached a predetermined measurement area. In this case, whether or not the crankshaft 1 has reached a predetermined measurement area is detected by the position sensor 10 composed of a transmission type photoelectric sensor.
[0027]
Then, when the leading crankshaft 1 reaches the measurement area and the position sensor 10 detects this, a trigger signal for starting the measurement from the position sensor 10 is sent to the control unit 5.
[0028]
Then, the axial misalignment measurement is started. First, at step 402, four sets of laser

type line sensors

31, 32 arranged around point A of the shaft main body 1a by the shaft diameter measuring unit 3 arranged at the lower point A. , 33, and 34, the shaft diameter of the shaft main body 1a is measured. In this case, the measurement of the shaft diameter of the shaft main body 1a by each of the

laser line sensors

31, 32, 33, and 34 is performed by irradiating the light from the

light projecting units

311, 321, 331, and 341 made of the respective semiconductor lasers. The light received by the

light receiving units

312, 322, 332, and 342, which are not interrupted by the CCD, is received by the

light receiving units

312, 322, 332, and 342, and an output corresponding to an edge portion on the surface of the shaft main body 1a is extracted as shaft diameter measurement data.
[0029]
Next, in step 403, the shaft main body 1a is set using the four sets of laser

type line sensors

41, 42, 43, and 44 arranged around the point B of the shaft main body 1a by the shaft diameter measuring section 4 arranged at the upper B point. The shaft diameter of is measured. Also in this case, the measurement of the shaft diameter of the shaft main body 1a by each of the laser

type line sensors

41, 42, 43, and 44 is performed by irradiating the light from the

light emitting units

411, 421, 431, and 441 made of the respective semiconductor lasers. Line light that is not blocked by 1a is received by light receiving

sections

412, 422, 432, and 442 composed of CCDs, and an output corresponding to an edge portion on the surface of the shaft main body 1a is extracted as shaft diameter measurement data.
[0030]
The data measured by the shaft diameter measuring units 3 and 4 are sent to the center coordinate calculating unit 8 via the control unit 5 and the shafts are determined in step 404 based on the data measured by the shaft diameter measuring units 3 and 4. The coordinates of the true cross-sectional centers a and b of the main body 1a are calculated.
[0031]
Here, the coordinates of the cross-sectional center a of the cross section of the shaft main body 1a at the lower point A are obtained from the shaft diameter measurement data of the shaft main body 1a at the lower point A by the

laser line sensors

31, 32, 33, and 34 of the shaft diameter measuring unit 3. The calculation of is described in more detail.
[0032]
In this case, as shown in FIG. 5, the arrow direction of the optical axis of the laser

type line sensors

31 and 32 is the y axis, and the arrow direction of the optical axis of the laser

type line sensors

33 and 34 orthogonal to the y axis is the x axis. The intersection of the y-axis and the x-axis is indicated by the origin O. In this case, the origin O does not coincide with the true cross-sectional center a of the shaft main body 1a. This is because the axis of the shaft main body 1a is bent, or the trigger signal for starting the measurement by the position sensor 10 is not necessarily the shaft main body. This is because the true cross-sectional center a of 1a cannot be captured.
[0033]
Thus, in order to obtain the coordinates of the true cross-sectional center a of the shaft main body 1a from the measurement data of the

laser line sensors

31 and 32 and 33 and 34, the

laser line sensors

31 and 32 in the y-axis direction A and B denote the edge portions of the surface of the shaft main body 1a, and XA and XB denote distance data from the edge portions A and B to the origin 0. Similarly, the shafts measured by the laser

type line sensors

33 and 34 in the x-axis direction. C and D denote the edge portions on the surface of the main body 1a, and YC and YD denote the distance data from the edge portions 1C and D to the origin 0. A line parallel to the x-axis passing through the cross-sectional center a is x'-x. ′, A line parallel to the y-axis passing through the cross-sectional center a is denoted by y′−y ′, and the intersection of the x-axis with the lines y ′ and −y ′ is denoted by Xa, and the y-axis and the lines x ′ and −x ′. At the intersection of Ya and If the width of the line light of the laser

type line sensors

31, 32, 33, 34 is W,
First, the width dimension x1 of the line light blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 31 and the width dimension x2 of the line light blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 32 are determined by the following equations.
[0034]
x1 = W-X1, x2 = W-X2
Here, X1 is the width dimension of the line light that is not blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 31, and X2 is the width dimension of the line light that is not blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 32.
[0035]
Similarly, the width y3 of the line light blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 33 and the width dimension y4 of the line light blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 32 are obtained by the following equations. .
[0036]
y3 = W-Y3, y4 = W-Y4
Here, Y3 is the width dimension of the line light that is not blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 33, and Y4 is the width dimension of the line light that is not blocked by the shaft body 1a of the laser type line sensor 34.
[0037]
Thus, the distance data XA and XB are
XA = x1 + E / 2, XB = x2 + E / 2
Similarly, the distance data YC and YD are
YC = y3 + E / 2, YD = y4 + E / 2
Is required. Here, E is the gap size of each line light of the laser

type line sensors

31 and 32 and 33 and 34. ,
Thereby, the diameter dx in the x-axis direction and the diameter dy in the y-direction of the shaft body 1a are:

And the diameter of the shaft body 1a is

The intersection Xa between the x-axis and the line y'-y ', the intersection Ya between the y-axis and the line x'-x', that is, the X coordinate and the Y coordinate of the cross-sectional center a of the shaft main body 1a are given by the following equations. Desired.
[0038]

In this way, the central coordinate calculation unit 8 arranges four sets of

laser line sensors

31, 32, 33, and 34 around the shaft main body 1a in the shaft diameter measurement unit 3 at the lower point A, so that these laser The coordinates (OXa, OYa) of the true cross-sectional center a of the shaft main body 1a can be determined using the output corresponding to the edge portion of the surface of the shaft main body 1a obtained from the

expression line sensors

31, 32, 33, and 34 as the shaft diameter measurement data. become able to.
[0039]
Further, in the center coordinate calculation unit 8, four sets of laser

type line sensors

41, 42, 43, 44 are also arranged around the shaft main body 1 a for the shaft diameter measurement unit 4 at the upper point B in the same manner as described above. The outputs (corresponding to the edge points on the surface of the shaft main body 1a) obtained from the laser

type line sensors

41, 42, 43, and 44, respectively, are used as the shaft diameter measurement data as the coordinates (OXb, OYb) of the true cross-sectional center b of the shaft main body 1a. ).
[0040]
Returning to FIG. 4, in

steps

405 and 406, the coordinates (OXa, OYa) of the sectional center a of the shaft main body 1a at the lower point A calculated by the center coordinate calculator 8 and the shaft at the upper point B are calculated. The eccentricity detection unit 9 determines the eccentricity ε of the shaft main body 1a from the coordinates (OXb, OYb) of the cross-sectional center b of the main body 1a, and determines the quality of the product from the eccentricity ε.
[0041]
In this case, FIG. 6 describes the cross-sectional centers a and b obtained for the lower point A and the upper point B of the above-described center coordinate calculation unit 8 by overlapping the coordinate axes xy. Then, in the figure, the distance between the coordinates (OXa, OYa) of the section center a and the coordinates (OXb, OYb) of the section center b is obtained as the eccentricity ε.
In this case, the eccentricity ε is obtained by the following equation.
[0042]
(Equation 1)

[0043]
Then, the obtained eccentricity ε is compared with a predetermined criterion S (for example, 0.5 mm). If ε ≦ S, it is determined that the product is good, and if ε> S, it is determined that the product is defective. The output is output from the core amount detection unit 9, and the process is terminated.
[0044]
Hereinafter, by repeating the same measuring operation as described above for the shaft main body 1a of the crankshaft 1 continuously transferred at a constant interval by the belt conveyor 2, the shaft center deviation caused by the bending of each shaft main body 1a, etc. Can be continuously measured, and the quality of the product can be determined from the measurement result.
[0045]
Therefore, according to such an embodiment, four sets of lasers of the shaft diameter measuring unit 3 are provided around the lower point A of the shaft main body 1a with respect to the crankshaft 1 which is continuously transferred at a constant interval by the belt conveyor 2.

Type line sensors

31, 32, 33, 34 are arranged, and a band-shaped line light is radiated from the laser type line sensors 31 to 34 onto the surface of the shaft main body 1 a to output an output corresponding to an edge portion of the surface of the shaft main body 1 a. The coordinates (OXa, OYa) of the true cross-sectional center a of the shaft main body 1a at the lower point A are obtained by the center coordinate calculator 8 based on the output as diameter measurement data, and similarly, the upper part B of the shaft main body 1a is obtained. Four sets of laser

type line sensors

41, 42, 43, and 44 of the shaft diameter measuring unit 4 are arranged around the point, and these laser type line sensors 41 to 44 are arranged. Also, an output corresponding to an edge portion of the surface of the shaft main body 1a is taken out as shaft diameter measurement data, and based on this output, the center coordinate calculator 8 calculates the coordinates (OXb) of the true cross-sectional center b of the shaft main body 1a at the upper point B. , OYb), and from the coordinates (OXa, OYa) of the true sectional center a and the coordinates (OXb, OYb) of the sectional center b, the eccentricity amount ε of the shaft main body 1a is calculated by the eccentricity detecting unit 9 and Since the quality of the product is determined based on the eccentricity ε, it is possible to easily and continuously measure the axial misalignment caused by the bending of the shaft main body 1a. Can be shortened, and such work efficiency can be remarkably improved. In addition, since no complicated mechanism such as supporting and rotating the shaft main body 1a is required at all, the configuration of the apparatus can be simplified. Further, since the axial misalignment can be measured without contacting the shaft main body 1a, the inconvenience of damaging the shaft main body 1a itself during the measurement can be reliably avoided.
(Second embodiment)
In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 1, the lower A and upper B points spaced at predetermined intervals in the axial direction of the shaft main body 1a of the crankshaft 1 continuously conveyed by the belt conveyor 2 at constant intervals. The shaft diameter measuring units 3 and 4 are arranged, and four sets of laser type line sensors 31 to 34 and 41 to 44 are used as the shaft diameter measuring units 3 and 4 respectively. At predetermined intervals in the axial direction of the main body, two sets of distance measuring units for measuring the distance to the surface of the shaft main body are arranged, and as these distance measuring units, four laser displacement meters are used. Is also good.
[0046]
FIG. 7 shows the distance measuring unit 13 disposed at the lower point A. Four

laser displacement meters

131, 132, 133, and 134 are disposed around the lower point A of the shaft main body 11a. In this case, assuming that the center of the cross section to be a reference at the lower point A of the shaft main body 11a is o, it is on a straight line of + 45 ° and −45 ° with respect to the traveling direction T of the shaft main body 11a, and is equal in distance from the center o of the cross section. A set of laser displacement gauges 131 and 132 and a set of laser displacement gauges 133 and 134 are arranged at a position d (for example, 100 mm). That is, the laser displacement gauges 131 and 132, and 133 and 134 are arranged so as to be perpendicular to each other and equidistant from the center a of the section.
[0047]
The laser displacement gauges 131, 132, 133, and 134 used here combine a semiconductor laser and a CCD, and receive the reflection of laser light applied to the object by the CCD, so that the distance to the object is non-contact. According to the model, there are various types of measurement resolution and measurable distance of the object, but here, those having a resolution of 50 microns and a measuring distance of about 100 mm are used.
[0048]
On the other hand, also with respect to a distance measurement unit (not shown) arranged at the upper point B, if the center of the cross section to be a reference at the upper point B of the shaft main body 11a is defined as o, four lasers are perpendicular to the center o of the cross section. The displacement meter is arranged, and has the same configuration as the distance measuring unit 13 arranged at the lower point A described above.
[0049]
Then, based on the distance data measured by these distance measurement units, the coordinates of the true cross-sectional centers a and b of the shaft main body 11a are calculated.
In this case, as shown in FIG. 8, the arrow direction of the optical axis of the

laser displacement meters

131 and 132 is the x-axis, the arrow direction of the optical axis of the laser displacement meters 133 and 134 that is perpendicular to the x-axis is the y-axis, , And the y-axis, the origin O, and the distance from each of the

laser displacement meters

131, 132 to the origin O is indicated by d. In this case, the origin O does not coincide with the cross-sectional center a of the shaft main body 11a. This is because the axis of the shaft main body 11a has a bend, or the trigger signal for starting the measurement is not necessarily the true cross-sectional center of the shaft main body 1a. This is because a cannot be captured.
[0050]
Therefore, in order to obtain the coordinates of the true cross-sectional center a of the shaft main body 11a from the distance measurement data of the

laser displacement meters

131 and 132 and 133 and 134, the

laser displacement meters

131 and 132 in the x-axis direction are measured. A and B indicate the surface locations of the elongated shaft body 11a, XA and XB indicate the measured distance data, and C indicates the surface locations of the shaft body 1a measured by the

laser displacement meters

33 and 34 in the y-axis direction. And D, the measured distance data are YC and YD, and a line parallel to the x-axis through the cross-sectional center a is x'-x ', and a line parallel to the y-axis through the cross-sectional center a is y Assuming that the intersection between the x-axis and the line y'-y 'is Xa and the intersection between the y-axis and the line x'-x' is Ya, the measured distance data XA and XB are used to show AB and CD from the measured distance data XA and XB. Is calculated by the following equation. .
[0051]
AB = 2d- (XA + XB)
CD = 2d- (YC + YD)
Here, assuming that the cross section of the shaft main body 1a is a perfect circle,
AXA = XAB = AB / 2 = 2d- (XA + XB) / 2
CYA = YAD = CD / 2 = 2d- (YC + YD) / 2
Accordingly, the X coordinate and the Y coordinate of the cross-sectional center a of the shaft main body 1a are obtained by the following equations.
[0052]

In this manner, the four

laser displacement meters

131, 132, 133, and 134 are orthogonally arranged around the shaft main body 11a at positions equidistant from the origin O in the distance measuring unit 13 at the lower point A, Regardless of the set position of each of the

laser displacement meters

131, 132, 133, and 134, the coordinates (OXa, OYa) of the true cross-sectional center a of the shaft main body 1a from the length measurement data (XA, XB, YC, YD) obtained from each. ).
[0053]
Similarly, also for the distance measuring unit at the upper point B, four laser displacement meters are arranged orthogonally around the shaft main body 11a at positions equidistant from the origin O, and the measurement values obtained from each of these laser displacement meters are obtained. From the length data, the coordinates (OXb, OYb) of the true cross-sectional center b of the shaft main body 11a at the upper point B can be obtained.
[0054]
Then, the coordinates (OXa, OYa) of the cross-sectional center a of the shaft main body 1a at the lower point A and the coordinates (OXb, OYb) of the cross-sectional center b of the shaft main body 1a at the upper point B are obtained from the above-described equation (1). The amount of eccentricity ε of the shaft main body 11a is obtained, and it is possible to determine the quality of the product from the amount of eccentricity ε.
[0055]
Therefore, also in this case, by repeating the above-described measuring operation for the shaft main body of the crankshaft continuously transferred at a constant interval by the belt conveyor, the axial misalignment due to the bending of each shaft main body 11a is continuously performed. The quality of the product can be determined from the measurement result, and the same effect as in the first embodiment can be expected.
[0056]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist. For example, in the above-described first embodiment, the case where the length of the shaft main body 1a of the crankshaft 1 is constant has been described. The problem can be solved by providing a mechanism capable of vertically moving up and down the four laser

type line sensors

31, 32, 33, 34 of the shaft diameter measuring unit 3. Further, in the above description, the crankshaft 1 in which the flange 1b is formed at the tip of the shaft main body 1a has been described. However, it is needless to say that the member to be inspected can be applied to a member having another shape.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, axial misalignment due to bending of a member to be inspected can be easily and continuously measured, whereby the measurement time can be reduced, and such work efficiency is remarkable. Improvement can be achieved. In addition, since the axial misalignment can be measured without contacting the inspected member, the inconvenience of damaging the inspected member during the measurement can be reliably avoided.
In addition, since the quality of the inspected member is determined based on the amount of eccentricity of the axis of the inspected member, it is possible to accurately find a defective product having an axis misalignment due to bending of the inspected member. A great effect can be expected on quality control of products.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an arrangement relationship between a member to be inspected and a shaft diameter measuring unit of a shaft misalignment measuring device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an arrangement relationship of a laser displacement meter in a shaft diameter measuring unit of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining a center coordinate calculation unit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining an eccentricity detection unit according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining an arrangement relationship of a laser displacement meter in a distance measuring unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining calculation of center coordinates in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Crankshaft,
1a: shaft body,
1b ... flange,
2. Belt conveyor,
3, 4 ... shaft diameter measuring unit,
31 to 34, 41 to 44 ... laser type line sensor,
5 ... Control unit,
6 ... ROM,
7 ... RAM,
8 ... Center coordinate calculation unit,
9: Eccentricity detection unit
10. Position sensor,
13 Distance measuring unit,
131 to 134: Laser displacement meter.

Claims

A member to be inspected which is continuously transferred;
A position sensor that outputs a measurement start signal when the inspected member to be transferred reaches a predetermined measurement area,
At first and second measurement points that are arranged in the measurement area and are provided at predetermined intervals in the axial direction of the member to be inspected , the first and second measurement points are orthogonal to each other with respect to a cross-sectional center to be a reference of the first measurement point to the two directions, a laser sensor two at a time for each direction are arranged, the first meter measuring means for measuring the data corresponding to the four edge portions of the inspection member surface by each laser sensor When the second two directions orthogonal to each other with respect to the cross-sectional center to be a reference of measurement points, the laser sensor two at a time for each direction are arranged, the inspection member surface by each laser sensor Second measuring means for measuring data corresponding to the four edge locations of
A center coordinate calculating means for calculating the coordinates of the first and second from said data for the inspection member measured by the meter measuring means first and second true cross the center of the measuring point,
Eccentricity detecting means for detecting the eccentricity of the axis of the inspected member from the coordinates of the cross-sectional center of the first and second measurement points obtained by the center coordinate calculating means. Axis misalignment measuring device.

The laser sensor comprises a laser type line sensor which is a transmission type line light composed of a light projecting unit and a light receiving unit,
2. The axial misalignment measuring device according to claim 1, wherein the line light from each laser type line sensor is arranged so as to be transmitted in a direction along a transverse section of the inspected member.

2. The axial misalignment measuring apparatus according to claim 1, wherein the laser sensor includes a distance measuring unit that measures a distance to a surface of the inspection target member.

The eccentricity amount detecting means includes a good / bad determining means for comparing the eccentric amount of the axis of the inspected member with a preset reference value to determine the quality of the inspected member. The axis misalignment measuring device according to any one of 1 to 3.