特許 6526465 真円度測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6526465

(24)【登録日】2019年5月17日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】真円度測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20190527BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 R

   G01B11/24 K

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-81637(P2015-81637)

(22)【出願日】2015年4月13日

(65)【公開番号】特開2016-200530(P2016-200530A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2018年3月6日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 展示日 平成２６年１０月１５日から１０月１７日 展示会名 モノづくりフェア２０１４ 福岡 主催者名 株式会社日刊工業新聞社 公開者 三洋機工株式会社 〔刊行物等〕 展示日 平成２６年１０月２２日から１０月２４日 展示会名 第４回次世代ものづくり基盤技術産業展 −ＴＥＣＨ Ｂｉｚ ＥＸＰＯ ２０１４− 主催者名 名古屋国際見本市委員会 公開者 三洋機工株式会社 〔刊行物等〕 展示日 平成２６年１１月１２日から１１月１４日 展示会名 第６回生産システム見える化展 〜ものづくりＮｅｘｔ↑２０１４〜 主催者名 一般社団法人日本能率協会 公開者 三洋機工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000177128

【氏名又は名称】三洋機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168550

【弁理士】

【氏名又は名称】友廣 真一

(72)【発明者】

【氏名】常田 勝男

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１１８９１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０７４６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０５５４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５９４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５７５４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｇ０１Ｂ ５／００− ５／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定ワークの円筒面状の内周面を照らすための光照射手段と、前記内周面を撮像して画像データを形成する撮像手段と、前記画像データに基づいて前記内周面の真円度を演算する演算手段とを備えた真円度測定装置において、
前記内周面の軸線の方向に延びる基準軸と、
前記内周面の内側を前記基準軸の方向に沿って、前記内周面を照らしている前記光照射手段を移動させる第１移動手段と、
前記基準軸の方向に沿って、前記撮像手段を移動させる第２移動手段とを備え、
前記光照射手段と前記撮像手段とが一定の距離を維持しつつ移動するように構成され、
前記演算手段が、前記基準軸に対する垂直面上での位置について、前記軸線の位置を、マスターワークにおける円筒面状内周面の軸線の位置を基準にして算出することを特徴とする真円度測定装置。

【請求項2】

前記基準軸に沿った方向で見た場合に、前記光照射手段が、同時に放射状に光を照射することを特徴とする請求項１に記載の真円度測定装置。

【請求項3】

前記光照射手段と前記撮像手段とを連結する連結部材が設けられ、前記第２移動手段が前記第１移動手段を兼ねることを特徴とする請求項１又は２に記載の真円度測定装置。

【請求項4】

前記演算手段が、前記基準軸に対する前記軸線の傾斜角度に基づき前記真円度を補正することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の真円度測定装置。

【請求項5】

前記演算手段が、前記基準軸に対する垂直面のうちの異なる面上での前記軸線の位置に基づき前記傾斜角度を算出することを特徴とする請求項４に記載の真円度測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被測定ワークの内周面の真円度を測定する真円度測定装置の改良技術に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、被測定ワークの内周面の真円度を測定する真円度測定装置としては、被測定ワークを回転させて、被測定ワークの回転中心軸と内周面との距離を測定し、その結果から真円度を演算するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このタイプの真円度測定装置では、真円度の測定精度を向上させるために、被測定ワークの回転中心軸と、被測定ワークの内周面の軸線との軸合わせを正確に行なうことが不可欠であるが、この軸合わせ作業には、非常に時間と労力がかかる。従って、大量の被測定ワークの真円度の全数検査を実施することが困難であった。

【0004】

これに対して、例えば、特許文献２では、被測定ワークを回転させずに、内周面の真円度を測定する真円度測定装置が提案されている。この真円度測定装置は、被測定ワークの内周面を照らすための光照射手段と、前記内周面を撮像して画像データを形成する撮像手段と、前記画像データに基づいて前記内周面の真円度を演算する演算手段とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２５７８８７号公報

【特許文献2】特開２００８−２０９３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２の真円度測定装置の被測定ワークの内面は、有底円筒面状でなければならない。これは、この真円度測定装置が、照射する光を被測定ワークの内径より小さい径のストレートビームとして、被測定ワークの内周面の奥に入射させて、底面で反射された光による像を撮像するからである。従って、この真円度測定装置は、底面が無い円筒面状の内面を有するパイプ状等のワークを、測定することができない。また、この真円度測定装置は、底面で反射された光による像を撮像するため、被測定ワークの内周面の開口部周辺の真円度しか測定できない。このため、この真円度測定装置は、被測定ワークの内周面の奥の方の真円度、円筒度、同軸度は測定できない。つまり、特許文献２の真円度測定装置は、真円度測定装置としては未だ改良の余地を残すものであった。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑み、真円度測定装置において、軸合わせ作業を不要として全数検査を可能にすると共に、パイプ状等のワークでも測定可能にすることを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために創案された本発明に係る真円度測定装置は、被測定ワークの円筒面状の内周面を照らすための光照射手段と、前記内周面を撮像して画像データを形成する撮像手段と、前記画像データに基づいて前記内周面の真円度を演算する演算手段とを備えた真円度測定装置において、前記内周面の軸線の方向に延びる基準軸と、前記内周面の内側を前記基準軸の方向に沿って、前記内周面を照らしている前記光照射手段を移動させる第１移動手段と、前記基準軸の方向に沿って、前記撮像手段を移動させる第２移動手段とを備え、前記光照射手段と前記撮像手段とが一定の距離を維持しつつ移動するように構成されたことに特徴づけられる。ここで、「内周面の軸線の方向に延びる基準軸」には、内周面の軸線の方向に対して傾斜した基準軸も含む（以下、同様）。また、真円度の定義及び表示は、ＪＩＳ Ｂ ０６２１：１９８４に準拠する。

【0009】

この構成によれば、内周面の画像データに基づいて内周面の真円度を演算するので、被測定ワークを回転させる必要が無い。そのため、軸合わせ作業を不要とすることができる。従って、真円度の測定に要する時間を短縮できるので、被測定ワークの全数検査が可能になる。

【0010】

また、内周面の内側を、内周面を照らしている光照射手段が移動し、光照射手段と撮像手段とが一定の距離を維持しつつ移動するので、パイプ状等のワークでも真円度を測定できる。また、円筒度、同軸度も測定可能となる。

【0011】

また、撮像手段の視野内に、真円度を測定すべき内周面が入るならば、被測定ワークの軸線が基準軸に垂直な方向でどこに位置していても、真円度を測定することができる。従って、被測定ワークに対する基準軸に垂直な方向の位置決めを高精度に行なう必要が無い。

【0012】

上記の構成において、前記基準軸に沿った方向で見た場合に、前記光照射手段が、同時に放射状に光を照射してもよい。

【0013】

この構成であれば、光照射手段が光を走査して内周面に照射する場合に比較して、内周面の画像データを短時間で得ることができる。

【0014】

上記の構成において、前記光照射手段と前記撮像手段とを連結する連結部材が設けられ、前記第２移動手段が前記第１移動手段を兼ねてもよい。

【0015】

この構成であれば、連結部材によって、光照射手段と撮像手段が一定の距離を維持できて、第２移動手段が第１移動手段を兼ねることができるので、製造コストを削減できる。また、内周面の一端の開口部から、撮像手段に対して一定の距離を維持したまま光照射手段を内周面の内側に導入することが容易である。従って、内周面の一端が閉塞した被測定ワークの場合でも、容易に真円度を測定することができる。

【0016】

上記の構成において、前記演算手段が、前記基準軸に対する前記軸線の傾斜角度に基づき前記真円度を補正してもよい。

【0017】

この構成であれば、基準軸に対して内周面の軸線が傾斜している場合でも真円度を正確に測定することが可能になる。

【0018】

上記の構成において、前記演算手段が、前記基準軸に対する垂直面のうちの異なる面上での前記軸線の位置に基づき前記傾斜角度を算出してもよい。

【0019】

この構成であれば、傾斜角度を容易に算出することができる。

【0020】

上記の構成において、前記演算手段が、前記基準軸に対する垂直面上での位置について、前記軸線の位置を、マスターワークにおける円筒面状内周面の軸線の位置を基準にして算出してもよい。

【0021】

この構成であれば、真円度をより正確に測定することが可能になる。

【発明の効果】

【0022】

以上のように本発明によれば、真円度測定装置において、軸合わせ作業を不要として全数検査を可能にすると共に、非接触でパイプ状等のワークでも測定可能にすることができる。また、真円度の他、内径、円筒度、同軸度も同時に測定可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る真円度測定装置を示す概略部分断面側面図である。

【図2】（Ａ）は、光照射手段の周辺の概略平面図、（Ｂ）は、光照射手段の周辺の概略側面図である。

【図3】撮像手段により形成される画像データを示す概略図であり、（Ａ）が、被測定ワークの軸線が基準軸に対して傾斜していない場合、（Ｂ）が、被測定ワークの軸線が基準軸に対して傾斜している場合である。

【図4】画像データに連結部材の影が現れた状態を示す概略図であり、（Ａ）が、連結部材が３つの場合、（Ｂ）が、連結部材が４つの場合である。

【図5】表示手段による偏差の二次元表示例を示す概略図である。

【図6】被測定ワークの軸線が基準軸に対して傾斜している状態を示す概略縦断面図である。

【図7】座標の値の具体例を示す表である。

【図8】図７のデータのグラフである。

【図9】表示手段による偏差または半径の三次元表示例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

【0025】

図１は、本発明の実施形態に係る真円度測定装置１を示す概略部分断面側面図である。真円度測定装置１によって測定される被測定ワークＷは、円筒面形状の内周面Ｗａを有する。被測定ワークＷは、内周面Ｗａの軸線Ｗｂが上下方向となるように配置される。本実施形態では、被測定ワークＷは円管状体であるが、円筒面形状の内周面を有するものであれば、例えば、外面の横断面が多角形状のものであってもよい。

【0026】

真円度測定装置１は、被測定ワークＷの内周面Ｗａを照らすための光照射手段２と、内周面Ｗａを撮像して画像データを形成する撮像手段３と、前記画像データに基づいて内周面Ｗａの真円度等を演算する演算手段４と、撮像手段３を移動させるための第２移動手段としての移動手段５と、被測定ワークＷを支持するための支持手段６と、演算手段４で演算された真円度を表示する表示手段７とを主要な構成要素とする。

【0027】

また、真円度測定装置１は、内周面Ｗａの軸線Ｗｂの方向に延びる基準軸Ａを備える。基準軸Ａは、真円度の測定の際に基準となる仮想の軸であり、後述する座標のＺ軸に相当する。この基準軸Ａの（延在）方向は、上下方向である。

【0028】

移動手段５は、不図示の制御手段で制御されることによって、ガイド部５ａに沿って移動部５ｂが移動するように構成されており、例えば単軸ロボット等で構成される。光照射手段２と撮像手段３とは、連結部材８で連結されており、撮像手段３が移動部５ｂに固定されている。連結部材８の連結によって、移動手段５は、光照射手段２を移動させるための第１移動手段を兼ねる。

【0029】

真円度等の測定時には、移動部５ｂがガイド部５ａに沿って移動することにより、内周面Ｗａの内側を基準軸Ａの方向に沿って、内周面Ｗａを照らしている光照射手段２が移動する。そして、光照射手段２に対して一定の距離を維持しつつ、撮像手段３が基準軸Ａの方向に沿って移動する。

【0030】

載置台等の支持手段６には、被測定ワークＷが載置される凹部６ａが形成されている。凹部６ａは、被測定ワークＷの下端面Ｗｃを支持する円形で平面状の底面（支持面６ｂ）と、被測定ワークＷを位置決めする円筒状の側面６ｃを有する。支持面６ｂは、基準軸Ａに対し垂直な面であり、支持面６ｂの中心は、基準軸Ａ上にある。

【0031】

なお、被測定ワークＷの軸線Ｗｂと支持面６ｂの中心とを合わせることは、非常に難しい。これは、生産性を上げるために、凹部６ａの側面６ｃと被測定ワークＷの外周面との間に隙間Ｇを設けて、被測定ワークＷの設置作業を実施し易くしなければならないからである。

【0032】

真円度等の測定時に、光照射手段２は、光Ｌを内周面Ｗａに照射する。詳述すれば、光照射手段２は、基準軸Ａから内周面Ｗａに向かう向きに、基準軸Ａに垂直な方向に沿って光Ｌを放出する。従って、内周面Ｗａにおける基準軸Ａ方向の所定位置の部位（内周面Ｗａ１）のみに光Ｌは照射される。なお、光Ｌは、本実施形態ではレーザ光であるが、撮像手段３で撮像可能なものであれば、これに限定されるものでは無い。

【0033】

図２（Ａ）に示すように、基準軸Ａに沿った方向で見た場合に、光照射手段２は、同時に放射状に全方位に向かって光Ｌを照射する。また、図２（Ｂ）に示すように、光照射手段２は、レーザ光発射部２ａと、レーザ光発射部２ａから発射されたレーザ光Ｌａを反射するプリズム２ｂと、レーザ光発射部２ａとプリズム２ｂを接続する無色透明な円筒体２ｃを有する。

【0034】

撮像手段３は、光Ｌを照射された内周面Ｗａ（Ｗａ１）を撮像して画像データを形成するものであり、例えばＣＣＤカメラで構成される。なお、撮像手段３の視野の中心は、基準軸Ａ上にある。

【0035】

光照射手段２から内周面Ｗａ（Ｗａ１）に向かって照射された光Ｌは、内周面Ｗａ（Ｗａ１）に当たって反射する。そのため、撮像手段３によって形成された画像データでは、図３（Ａ）に示すように、反射された光に基づく明部Ｂが環状に形成される。

【0036】

演算手段４は、撮像手段３によって形成された画像データに基づいて内周面Ｗａ（Ｗａ１）の真円度を演算するものであり、例えばマイコンやパソコン等で構成される。次に、演算手段４の演算方法について説明する。

【0037】

図３（Ａ）に示す画像データにおいて、明部Ｂの外周縁Ｂａが、実際に内周面Ｗａ（Ｗａ１）が存在する位置と考えられる。そこで、まず、この外周縁Ｂａで形成される円の重心の位置を求め、その重心の位置を外周縁Ｂａで形成される円の中心Ｃ（内周面Ｗａ１の中心）の位置とする。そして、この中心Ｃの位置から外周縁Ｂａまでの距離（半径の実測値Ｒ）を、所定の周方向位置（０°）から所定の角度ごとに３６０°まで計測する。そして、半径実測値Ｒのうちの最大値と最小値の差を真円度として算出する。

【0038】

また、この計測された半径実測値Ｒから、内周面Ｗａの半径の設計値（基準値）を引いたものを偏差として算出する。

【0039】

なお、この時の３６０°分の半径実測値Ｒは、全て記録されており、２次元形状データとして利用できる。これは、基準軸Ａ（Ｚ軸）方向を加味すると３次元の内径データとして利用できる。

【0040】

これらの一連の撮像手段３による画像データ形成と演算手段４の演算を、基準軸Ａの方向で所定のピッチごとに繰り返し行なうことで、基準軸Ａの方向で所定のピッチごとに真円度及び偏差を算出する。より具体的には、内周面Ｗａにおける基準軸Ａ方向の所定ピッチごとの位置の部位Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３，・・・Ｗａ（Ｎ−２），Ｗａ（Ｎ−１），ＷａＮのそれぞれの真円度等を算出する。

【0041】

この算出された真円度及び偏差を、モニター等の表示手段７に表示する。基準軸Ａ方向の所定の位置における偏差を表示する場合には、例えば、図５に示すように、基準となる真円Ｅ（全ての周方向位置での偏差が０）を描画し、これに対して、周方向位置ごとの偏差Ｆを表示する（二次元表示）。更に、図９に示すように、基準軸Ａ方向の所定ピッチごとの位置における偏差または半径実測値Ｒを、円筒の鳥瞰図として三次元表示することもできる。この場合、偏差が小さい（真円に近い）領域Ｐａ、偏差が大きい（真円から離れている）領域Ｐｂ、偏差が領域Ｐａと領域Ｐｂの中間である領域Ｐｃを色分けして表示することができる。色分けとしては、例えば、領域Ｐａを緑色、領域Ｐｂを赤色、領域Ｐｃを黄色とすることができる。

【0042】

また、内周面Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３，・・・Ｗａ（Ｎ−２），Ｗａ（Ｎ−１），ＷａＮのそれぞれの真円度から、立体的な真円度である円筒度を得ることができ、これを表示手段７に表示してもよい。また、内周面Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３，・・・Ｗａ（Ｎ−２），Ｗａ（Ｎ−１），ＷａＮのそれぞれの中心Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・Ｃ（Ｎ−２），Ｃ（Ｎ−１），ＣＮ）から、同軸度を算出することができ、これを表示手段７に表示してもよい。

【0043】

また、上述したように、真円度測定装置１では、基準軸Ａの方向で所定のピッチごとに真円度及び偏差を算出するが、この所定のピッチは任意に細かくできる。例えば、精度良く偏差を測定して平面形状データを形成し、この平面形状データを１／１００ミリピッチで３次元化すれば、三次元形状データを得ることができ、真円度測定装置１を三次元形状計測機として応用することができる。勿論、この場合でも、計測ピッチは１／１００ミリピッチに限定されず、更に１／１０００ミリピッチ、１／１００００ミリピッチと細かくしたり、逆に１／１０ミリピッチと荒くしたりしてもよく、任意のピッチで計測することができる。

【0044】

なお、光照射手段２と撮像手段３との位置関係を安定化するためには、連結部材８を基準軸Ａの周方向に等間隔で３つ以上配設することが好ましい。しかし、連結部材８が非透明の材質の場合、内周面Ｗａからの反射光を遮るため、図４に示すように、円環状の明部Ｂにおいて、連結部材８の影に起因して欠けＳが生じる。図４（Ａ）に示すように、連結部材８が周方向に等間隔で３つ配置された場合には、明部Ｂの欠けＳに起因して、３つの半径が測定できなくなり、３本の直径Ｄが求められなくなる。

【0045】

これに対して、図４（Ｂ）に示すように、連結部材８が周方向に等間隔で４つ配設された場合には、明部Ｂの欠けＳに起因して、測定できない半径は４つとなるが、この測定できない４つの半径は２つの直径Ｄに相当するので、求められない直径Ｄの数は２つである。従って、真円度測定装置１で直径Ｄを求めることが想定される場合には、連結部材８は、周方向に等間隔で４つ配設されることが好ましい。なお、ここでは、理解しやすいように、明部Ｂの欠けＳ１つによって、１つの半径が測定できないものとして説明しているが、厳密には、欠けＳの大きさや、半径を何度ごとに測定するかによって測定できない半径の数は異なる。

【0046】

ところで、被測定ワークＷの内周面Ｗａの軸線Ｗｂが基準軸Ａに同軸又は平行であれば、理論上、上述の演算で正確な真円度が得られるが、図６に示すように、内周面Ｗａの軸線Ｗｂが基準軸Ａに対して傾斜している場合には、上述の演算だけでは正確な真円度が得られない。

【0047】

これは、内周面Ｗａの真円度は、被測定ワークＷの内周面Ｗａの軸線Ｗｂに垂直な方向の断面で測定しなければならないのに対して、真円度測定装置１による測定では、内周面Ｗａの真円度を、基準軸Ａに対して垂直な方向の断面（画像データ）に基づき測定するからである。

【0048】

このような理由から、内周面Ｗａの軸線Ｗｂが基準軸Ａに対して傾斜していることが検出される場合には、演算手段４が、基準軸Ａに対する内周面Ｗａの軸線Ｗｂの傾斜角度θに基づき真円度を補正するようにしてもよい。

【0049】

なお、内周面Ｗａの軸線Ｗｂが基準軸Ａに対して傾斜していることは、同軸度を求めた結果から検出できる。例えば、図６で、内周面Ｗａ１の中心Ｃ１と、内周面ＷａＮの中心ＣＮの２点間を結ぶ直線と基準軸Ａとの傾斜角度θが、内周面Ｗａの軸線Ｗｂの基準軸Ａに対する傾斜として検出される。

【0050】

基準軸Ａに対する内周面Ｗａの軸線Ｗｂの傾斜角度θに基づき真円度を補正する方法を次に具体例を挙げて説明する。

【0051】

具体例として、基準軸Ａの方向のレベル（高さ）０ｍｍ〜４００ｍｍ間を所定ピッチ（ここでは１ｍｍ）で測定する場合について考える。

【0052】

最初に、マスターワークＭＷを測定する。マスターワークＭＷは、補正のために形成されたワークであり、その内周面Ｗａの横断面が実質的に真円状であり、その軸線Ｗｂが下端面Ｗｃに対して実質的に垂直となっている。演算手段４は、基準軸Ａの方向の０ｍｍ〜４００ｍｍ間を１ｍｍごとに、上記と同様に、マスターワークＭＷの内周面Ｗａの横断面の中心Ｃの位置を求める。

【0053】

具体的には、図７に示すように、基準軸Ａを、座標のＺ軸とし、内周面Ｗａの横断面（Ｚ軸に垂直な断面）の中心Ｃの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）を算出し、記憶する。なお、理解しやすいように、この具体例では、マスターワークＭＷの内周面Ｗａの横断面の中心Ｃの座標（Ｘｍ，Ｙｍ）は、全て（０．００，０．００）としている。

【0054】

次に、被測定ワークＷを測定する。演算手段４は、基準軸Ａの方向の０ｍｍ〜４００ｍｍ間を１ｍｍごとに、上記と同様に、被測定ワークＷの内周面Ｗａの横断面（Ｚ軸に垂直な断面）の中心Ｃの位置を求める。

【0055】

そして、得られた中心ＣのＸＹ座標の値からマスターワークＭＷの中心ＣのＸＹ座標の値（０．００，０．００）を差し引いたものを算出し、被測定ワークＷの中心Ｃの座標（Ｘｗ，Ｙｗ）として記憶する。

【0056】

つまり、ここでは、演算手段４は、基準軸Ａ（Ｚ軸）に対する垂直面（ＸＹ座標平面又はこれに平行な平面）上での位置について、被測定ワークＷにおける内周面Ｗａの軸線Ｗｂ（中心Ｃ）の位置（Ｘｗ，Ｙｗ）を、マスターワークＭＷにおける円筒面状内周面Ｗａの軸線Ｗｂ（中心Ｃ）の位置（Ｘｍ，Ｙｍ）を基準にして算出していることになる。

【0057】

図７に示すように、Ｚ＝０では、（Ｘｗ，Ｙｗ）＝（−１．００，０．００）であり、Ｚ＝４００では、（Ｘｗ，Ｙｗ）＝（１．００，０．００）である。Ｚ＝０とＺ＝４００でＹｗの値は０．００なので、被測定ワークＷの軸線Ｗｂは、ＸＺ座標平面上で基準軸Ａ（Ｚ軸）に対して傾斜していることになる。この算出結果を、グラフとして示したものが図８である。図８から理解できるように、基準軸Ａ（Ｚ軸）に対する軸線Ｗｂの傾斜角度をθとすると、ｔａｎθ＝２．００／４００となるので、傾斜角度θ＝ａｒｃｔａｎ（２．００／４００）となり、この式から傾斜角度θを算出する。

【0058】

つまり、ここでは、演算手段４が、基準軸Ａ（Ｚ軸）に対する垂直面（ＸＹ座標平面又はこれに平行な平面）のうちの異なる面上での被測定ワークＷの軸線Ｗｂ（中心Ｃ）の位置（Ｘｗ，Ｙｗ）に基づき傾斜角度θを算出していることになる。

【0059】

被測定ワークＷの軸線ＷｂがＸＺ座標平面上で基準軸Ａ（Ｚ軸）に対して傾斜している場合、図３（Ｂ）に示すように、撮像手段３で形成される被測定ワークＷの内周面Ｗａの画像データの明部Ｂは、Ｘ軸方向に長軸をもつ楕円形状となる。図６に示す関係から分かるように、求めるべきＸ軸方向の半径をＲｒとすると、画像に基づき算出されるＸ軸方向の半径Ｒａに対して、Ｒｒ＝Ｒａ×ｃｏｓθの関係となるので、傾斜角度θと半径Ｒａから半径Ｒｒが求まる。この半径Ｒｒから上記と同様に真円度を求めることができる。この結果、演算手段４が、基準軸Ａ（Ｚ軸）に対する被測定ワークＷにおける軸線Ｗｂの傾斜角度θに基づき真円度を補正したことになる。

【0060】

以上のように構成された真円度測定装置１では、以下の効果を享受できる。

【0061】

被測定ワークＷの内周面Ｗａ１，Ｗａ２，・・・ＷａＮ周辺の反射光による画像データに基づいて内周面Ｗａ１，Ｗａ２，・・・ＷａＮの真円度等を演算するので、被測定ワークＷを回転させる必要が無い。そのため、軸合わせ作業を不要とすることができる。そして、光照射手段２が内周面Ｗａの内側を移動して、内周面Ｗａ１，Ｗａ２，・・・ＷａＮの各部の反射光による画像を撮像できる。これにより、この画像に基づき真円度を測定でき、更には、真円度の立体版ともいえる円筒度や同軸度を測定できる。また、光照射手段２と撮像手段３とが一定の距離を維持しつつ移動するので、撮像手段３で撮像された内周面Ｗａの画像が一定の大きさとなる。つまり、光照射手段２と撮像手段３との距離の変化による画像の大きさの変化が無い。また、基準軸Ａに対する内周面Ｗａの軸線Ｗｂの傾斜角度θに基づき真円度を補正することによって、真円度の測定精度が向上する。

【0062】

また、撮像手段３の視野内に、真円度を測定すべき内周面Ｗａが入るならば、被測定ワークＷの軸線Ｗｂが基準軸Ａに垂直な方向でどこに位置していても、真円度を測定することができる。従って、被測定ワークＷに対する基準軸Ａに垂直な方向の位置決めを高精度に行なう必要が無い。

【0063】

本発明は、上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲で様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、被測定ワークＷは軸線Ｗｂが上下方向になるように配置され、光照射手段２と撮像手段３は、上下方向に沿って移動するが、これに限定されず、被測定ワークＷを軸線Ｗｂが横方向になるように配置し、光照射手段２と撮像手段３を横方向に沿って移動するように構成してもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、光照射手段２と撮像手段３が、連結部材８による連結で一定の距離を維持していたが、連結されていなくても、光照射手段２と撮像手段３が一定の距離を維持できればよい。例えば、撮像手段３を移動させる移動手段５（第２移動手段）とは別に、光照射手段２を移動させる第１移動手段を配設し、光照射手段２と撮像手段３を、それぞれ、被測定ワークＷの反対側の開口部から導入し、測定時に同期して移動するようにしてもよい。

【0065】

また、上記実施形態の光照射手段２におけるレーザ光発射部２ａとプリズム２ｂとの位置関係を反対にしてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、演算手段４が傾斜角度θに基づき真円度を補正する場合に、被測定ワークＷの位置（Ｘｗ，Ｙｗ）を、マスターワークＭＷの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）を基準にして算出していた。しかしながら、本発明はこれに限定されること無く、演算手段４が傾斜角度θに基づき真円度を補正しない場合であっても、被測定ワークＷの位置（Ｘｗ，Ｙｗ）を、マスターワークＭＷの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）を基準にして算出してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 真円度測定装置
２ 光照射手段
３ 撮像手段
４ 演算手段
５ 移動手段
Ａ 基準軸
Ｌ 光
ＭＷ マスターワーク
Ｗ 被測定ワーク
Ｗａ 内周面
Ｗｂ 軸線
θ 傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】