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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023018515
(43)【公開日】2023-02-08
(54)【発明の名称】真円度測定機
(51)【国際特許分類】
G01B 5/20 20060101AFI20230201BHJP
【ＦＩ】
G01B5/20 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021122697
(22)【出願日】2021-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】安野 順介
【テーマコード（参考）】
2F062
【Ｆターム（参考）】
2F062AA57
2F062BB07
2F062CC22
2F062DD03
2F062DD29
2F062DD33
2F062EE01
2F062EE62
2F062FF17
2F062FF25
2F062GG17
2F062HH05
2F062MM06
(57)【要約】
【課題】測定動作時にもワークとスタイラスとのＹ軸方向のずれを解消できる真円度測定機を提供する。
【解決手段】真円度測定機は、ワークが載置される回転テーブルと、スタイラスの変位を検出する変位検出器と、回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、コラムに支持されて上下に延びるＺ軸方向へ移動可能なＺ軸スライダと、Ｚ軸スライダに支持されてＺ軸方向と交差するＸ軸方向へ移動可能なＸ軸スライダ６と、Ｘ軸スライダ６に設置されて変位検出器１０を姿勢調整可能に支持する姿勢調整機構２０とを有し、姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６に支持されてＺ軸方向およびＸ軸方向と交差するＹ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダ２２と、Ｙ軸スライダ２２に支持されて変位検出器１０をＸ軸方向まわりに旋回可能に支持する検出器ホルダ２３とを有する。
【選択図】図２
【解決手段】真円度測定機は、ワークが載置される回転テーブルと、スタイラスの変位を検出する変位検出器と、回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、コラムに支持されて上下に延びるＺ軸方向へ移動可能なＺ軸スライダと、Ｚ軸スライダに支持されてＺ軸方向と交差するＸ軸方向へ移動可能なＸ軸スライダ６と、Ｘ軸スライダ６に設置されて変位検出器１０を姿勢調整可能に支持する姿勢調整機構２０とを有し、姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６に支持されてＺ軸方向およびＸ軸方向と交差するＹ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダ２２と、Ｙ軸スライダ２２に支持されて変位検出器１０をＸ軸方向まわりに旋回可能に支持する検出器ホルダ２３とを有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークが載置される回転テーブルと、揺動アームの先端のスタイラスの変位を検出する変位検出器と、前記回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、前記コラムに支持されて上下に延びるＺ軸方向へ移動可能なＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに支持されて前記Ｚ軸方向と交差するＸ軸方向へ移動可能なＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに設置されて前記変位検出器を姿勢調整可能に支持する姿勢調整機構とを有し、
前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに支持されて前記Ｚ軸方向および前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに支持されて前記変位検出器を前記Ｘ軸方向まわりに旋回可能に支持する検出器ホルダとを有することを特徴とする真円度測定機。
前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに支持されて前記Ｚ軸方向および前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに支持されて前記変位検出器を前記Ｘ軸方向まわりに旋回可能に支持する検出器ホルダとを有することを特徴とする真円度測定機。
【請求項2】
請求項１に記載の真円度測定機において、
前記検出器ホルダは、前記変位検出器を前記揺動アームの延伸方向まわりに回転可能に支持していることを特徴とする真円度測定機。
前記検出器ホルダは、前記変位検出器を前記揺動アームの延伸方向まわりに回転可能に支持していることを特徴とする真円度測定機。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の真円度測定機において、
前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに固定されて前記Ｙ軸方向へ延びるＹ軸アームと、前記Ｙ軸アームに沿って移動可能な前記Ｙ軸スライダを有することを特徴とする真円度測定機。
前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに固定されて前記Ｙ軸方向へ延びるＹ軸アームと、前記Ｙ軸アームに沿って移動可能な前記Ｙ軸スライダを有することを特徴とする真円度測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は真円度測定機に関する。
【背景技術】
【0002】
回転体状のワーク（被測定物）の真円度を測定するために、真円度測定機が用いられている。
真円度測定機は、ワークが載置される回転テーブルと、揺動自在なアームを用いて先端のスタイラスの変位を検出する変位検出器と、変位検出器を移動させてスタイラスをワークの表面に接触させる移動機構とを有し、回転するワークの表面をスタイラスで倣い測定することで、ワークの真円度などを検出している。
移動機構は、回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、コラムに支持されて上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能な昇降スライダと、昇降スライダに支持されて水平方向（Ｘ軸方向）へ移動可能な水平アームとを有し、水平アームの先端に変位検出器が装着される。
従って、移動機構で変位検出器をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させることで、スタイラスをワークの表面の任意位置に接触させることができる。
さらに、真円度測定機では、水平アームと変位検出器との間に追加的な姿勢調整機構が設置されている（特許文献１および特許文献２参照）。
真円度測定機は、ワークが載置される回転テーブルと、揺動自在なアームを用いて先端のスタイラスの変位を検出する変位検出器と、変位検出器を移動させてスタイラスをワークの表面に接触させる移動機構とを有し、回転するワークの表面をスタイラスで倣い測定することで、ワークの真円度などを検出している。
移動機構は、回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、コラムに支持されて上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能な昇降スライダと、昇降スライダに支持されて水平方向（Ｘ軸方向）へ移動可能な水平アームとを有し、水平アームの先端に変位検出器が装着される。
従って、移動機構で変位検出器をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させることで、スタイラスをワークの表面の任意位置に接触させることができる。
さらに、真円度測定機では、水平アームと変位検出器との間に追加的な姿勢調整機構が設置されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【0003】
特許文献１の真円度測定機では、変位検出器をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させるコラムないし第１水平アームに加え、基準球の測定による原点位置の校正を行うために、第１水平アームの先端にＸ軸まわりの回転が可能な回動部材および第２水平アームが設置され、第２水平アームの先端に変位検出器がＺ軸まわりの回転が可能に支持されている。
変位検出器は、回転部材のＸ軸まわりの回転により、変位検出器およびその揺動アームの延伸方向が、第１水平アーム（Ｘ軸方向）を中心として１８０度変更できる。また、変位検出器の回転により、スタイラスの向きが、揺動アーム（基本はＺ軸方向だがＸ軸まわりの回転により変化する）を中心として１８０度変更できる。
このような特許文献１の真円度測定機では、ワークの様々な測定個所に対応するため、基本的なＸ軸方向およびＺ軸方向の移動に加え、変位検出器はＸ軸まわりの回転およびＺ軸まわりの回転が可能であり、これにより基準球に対して全周面に任意方向から接触可能である。
変位検出器は、回転部材のＸ軸まわりの回転により、変位検出器およびその揺動アームの延伸方向が、第１水平アーム（Ｘ軸方向）を中心として１８０度変更できる。また、変位検出器の回転により、スタイラスの向きが、揺動アーム（基本はＺ軸方向だがＸ軸まわりの回転により変化する）を中心として１８０度変更できる。
このような特許文献１の真円度測定機では、ワークの様々な測定個所に対応するため、基本的なＸ軸方向およびＺ軸方向の移動に加え、変位検出器はＸ軸まわりの回転およびＺ軸まわりの回転が可能であり、これにより基準球に対して全周面に任意方向から接触可能である。
【0004】
特許文献２の真円度測定機では、変位検出器をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させるコラムないしスライドアームに加え、コラム脇に設置されたスタイラスストッカに対するスタイラス自動交換を行うために、スライドアームの先端には第２スライド機構が設置され、第２スライド機構は、変位検出器をその揺動アームの延伸方向（測定動作時にはＺ軸方向）に移動可能であるとともに、スライドアームに設置された旋回駆動機構により、第２スライド機構ないしスタイラスがＸ軸まわりに正負９０度ずつ回動可能である。
このような特許文献２の真円度測定機では、基本的なＸ軸方向およびＺ軸方向の移動に加え、測定状態ではＺ軸方向へ延びる変位検出器のスタイラスを、旋回駆動機構により水平な状態（Ｚ軸およびＸ軸に交差するＹ軸方向になる）まで回動させ、第２スライド機構によりスタイラスを水平に送り出すことでスタイラスストッカに対するスタイラス自動交換を実現している。
このような特許文献２の真円度測定機では、基本的なＸ軸方向およびＺ軸方向の移動に加え、測定状態ではＺ軸方向へ延びる変位検出器のスタイラスを、旋回駆動機構により水平な状態（Ｚ軸およびＸ軸に交差するＹ軸方向になる）まで回動させ、第２スライド機構によりスタイラスを水平に送り出すことでスタイラスストッカに対するスタイラス自動交換を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許４１６３５４５号公報
【特許文献2】特許５４５１１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した特許文献１の真円度測定機では、スタイラスをＸ軸廻りおよびＺ軸廻りに回転させ、基準球を用いた校正を行うことで、高精度の測定動作が実現される。しかし、ワークの測定にあたって、スタイラスの接触位置がワークの直径位置にないと、測定結果に誤差が生じるという問題がある。
すなわち、通常の真円度測定では、ワークの任意のＺ軸方向位置において、ワークの水平断面となる円のＸ軸方向＋側最大位置で、ワークの表面にスタイラスを接触させ、ワークの回転に伴うその位置の変位を検出する。この際、スタイラスがワークのＸ軸方向＋側最大位置に対してＹ軸方向へずれていたとすると、検出される変位量は本来の最大位置での変位量より小さくなるなど、誤差を有する検出値となる。そこで、通常の真円度測定機には、手動あるいは自動でＹ軸方向のずれを調整する機能が備えられている。
すなわち、通常の真円度測定では、ワークの任意のＺ軸方向位置において、ワークの水平断面となる円のＸ軸方向＋側最大位置で、ワークの表面にスタイラスを接触させ、ワークの回転に伴うその位置の変位を検出する。この際、スタイラスがワークのＸ軸方向＋側最大位置に対してＹ軸方向へずれていたとすると、検出される変位量は本来の最大位置での変位量より小さくなるなど、誤差を有する検出値となる。そこで、通常の真円度測定機には、手動あるいは自動でＹ軸方向のずれを調整する機能が備えられている。
【0007】
前述した特許文献２の真円度測定機では、スタイラス交換を行う水平姿勢時にスタイラスをＹ軸方向へ移動させることができ、これを前述したＹ軸方向のずれによる誤差の解消に利用している。しかし、特許文献２の真円度測定機において、スタイラスのＹ軸方向移動は、スタイラス自動交換が目的であって、誤差防止のための微小移動は考慮しておらず、実際には転用が困難である。また、特許文献２の真円度測定機において、スタイラスがＹ軸方向に配置されるのはスタイラス自動交換モードであって、スタイラスをＺ軸方向に向けた本来の測定姿勢では、スタイラスはＺ軸方向へ移動可能であって、Ｙ軸方向へは移動できず、測定時のずれ解消には利用できなかった。
【0008】
本発明の目的は、測定動作時にもワークとスタイラスとのＹ軸方向のずれを解消できる真円度測定機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の真円度測定機は、ワークが載置される回転テーブルと、揺動アームの先端のスタイラスの変位を検出する変位検出器と、前記回転テーブルと共通のベースに設置されたコラムと、前記コラムに支持されて上下に延びるＺ軸方向へ移動可能なＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに支持されて前記Ｚ軸方向と交差するＸ軸方向へ移動可能なＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに設置されて前記変位検出器を姿勢調整可能に支持する姿勢調整機構とを有し、前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに支持されて前記Ｚ軸方向および前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに支持されて前記変位検出器を前記Ｘ軸方向まわりに旋回可能に支持する検出器ホルダとを有することを特徴とする。
【0010】
このような本発明では、コラム、Ｚ軸スライダ、およびＸ軸スライダで移動機構が構成され、回転テーブル上のワークの表面に、変位検出器のスタイラスを接触させ、ワークの真円度などを測定することができる。
測定にあたって、姿勢調整機構で変位検出器の姿勢を調整し、スタイラスが上下方向（Ｚ軸方向）に沿った姿勢とすることで、一般的な真円度測定機と同様な測定状態とすることができる。
さらに、姿勢調整機構により変位検出器をＸ軸方向まわりに９０度旋回させることで、スタイラスがＹ軸方向に沿う水平姿勢とすることができ、あるいはその中間の角度とすることもできる。スタイラスが水平方向に沿った姿勢で、スタイラスをワークの上面に接触させることで、ワーク上面の測定を行うこともできる。
測定の際には、Ｙ軸スライダにより検出器ホルダないし変位検出器をＹ軸方向へ変位させることができ、スタイラスが接触するワークの表面の位置を適切な位置に設定することができる。本発明のＹ軸スライダは、前述した検出器ホルダによる変位検出器の旋回姿勢に関わりなく、常にＹ軸方向の位置調整を行うことができ、測定動作時にもワークとスタイラスとのＹ軸方向のずれを解消できる。
測定にあたって、姿勢調整機構で変位検出器の姿勢を調整し、スタイラスが上下方向（Ｚ軸方向）に沿った姿勢とすることで、一般的な真円度測定機と同様な測定状態とすることができる。
さらに、姿勢調整機構により変位検出器をＸ軸方向まわりに９０度旋回させることで、スタイラスがＹ軸方向に沿う水平姿勢とすることができ、あるいはその中間の角度とすることもできる。スタイラスが水平方向に沿った姿勢で、スタイラスをワークの上面に接触させることで、ワーク上面の測定を行うこともできる。
測定の際には、Ｙ軸スライダにより検出器ホルダないし変位検出器をＹ軸方向へ変位させることができ、スタイラスが接触するワークの表面の位置を適切な位置に設定することができる。本発明のＹ軸スライダは、前述した検出器ホルダによる変位検出器の旋回姿勢に関わりなく、常にＹ軸方向の位置調整を行うことができ、測定動作時にもワークとスタイラスとのＹ軸方向のずれを解消できる。
【0011】
本発明の真円度測定機において、前記検出器ホルダは、前記変位検出器を前記揺動アームの延伸方向まわりに回転可能に支持していることが好ましい。
【0012】
このような本発明では、変位検出器を揺動アームの延伸方向まわりに回転させることで、揺動アームの先端のスタイラスの向きを変更することができる。
例えば、一般的な真円度測定機と同様に、変位検出器が上下方向となる姿勢では、スタイラスの向きを変えることで、ワークの異なる方向の側面に接触させるのに好適である。
また、変位検出器が水平方向となる姿勢で、スタイラスを下向きとすることで、ワークの上面の倣い測定に好適である。
例えば、一般的な真円度測定機と同様に、変位検出器が上下方向となる姿勢では、スタイラスの向きを変えることで、ワークの異なる方向の側面に接触させるのに好適である。
また、変位検出器が水平方向となる姿勢で、スタイラスを下向きとすることで、ワークの上面の倣い測定に好適である。
【0013】
本発明の真円度測定機において、前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸スライダに固定されて前記Ｙ軸方向へ延びるＹ軸アームと、前記Ｙ軸アームに沿って移動可能な前記Ｙ軸スライダを有することが好ましい。
このような本発明では、Ｘ軸スライダに固定されたＹ軸アームによってＹ軸スライダの移動方向を正確に維持できる。
このような本発明では、Ｘ軸スライダに固定されたＹ軸アームによってＹ軸スライダの移動方向を正確に維持できる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、測定動作時にもワークとスタイラスとのＹ軸方向のずれを解消できる真円度測定機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の真円度測定機の一実施形態を示す斜視図。
【図2】前記実施形態の姿勢調整機構の垂直外面測定姿勢を示す斜視図。
【図3】前記実施形態の姿勢調整機構のＹ軸移動を示す斜視図。
【図4】前記実施形態の姿勢調整機構の水平外面測定姿勢を示す斜視図。
【図5】前記実施形態の姿勢調整機構の水平上下面測定姿勢を示す斜視図。
【図6】前記実施形態の姿勢調整機構のスタイラス交換姿勢を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、真円度測定機１は、ベース２の上面に回転テーブル３を有し、回転テーブル３の上面に測定対象物であるワークＷが載置される。
回転テーブル３は、ベース２内に設置された図示しない駆動モータにより回転可能である。
図１において、真円度測定機１は、ベース２の上面に回転テーブル３を有し、回転テーブル３の上面に測定対象物であるワークＷが載置される。
回転テーブル３は、ベース２内に設置された図示しない駆動モータにより回転可能である。
【0017】
ベース２の上面には、コラム４が設置されている。コラム４の側面には、Ｚ軸スライダ５が支持されている。Ｚ軸スライダ５には、水平なアーム状のＸ軸スライダ６が支持されている。
Ｚ軸スライダ５は、コラム４の内部に設置された図示しない昇降機構により、垂直なＺ軸方向へ移動可能である。
Ｘ軸スライダ６は、Ｚ軸スライダ５の内部に設置された図示しない駆動機構により、水平なＸ軸方向へ移動可能である。
これらのコラム４、Ｚ軸スライダ５、およびＸ軸スライダ６により移動機構７が構成され、Ｘ軸スライダ６の先端に装着された変位検出器１０を任意位置へと移動可能である。
Ｚ軸スライダ５は、コラム４の内部に設置された図示しない昇降機構により、垂直なＺ軸方向へ移動可能である。
Ｘ軸スライダ６は、Ｚ軸スライダ５の内部に設置された図示しない駆動機構により、水平なＸ軸方向へ移動可能である。
これらのコラム４、Ｚ軸スライダ５、およびＸ軸スライダ６により移動機構７が構成され、Ｘ軸スライダ６の先端に装着された変位検出器１０を任意位置へと移動可能である。
【0018】
図２にも示すように、変位検出器１０には、測定用のアーム１１（揺動アーム）が揺動自在に支持され、その先端にはワークＷに接触可能なスタイラス１２が形成されている。
変位検出器１０の内部には、スタイラス１２がワークＷの表面に接触した状態で、スタイラス１２とワークＷの表面との間に所定の接触力が生じるように、アーム１１を揺動方向に付勢する接触力付与手段が設置されるとともに、アーム１１の揺動角度からスタイラス１２の変位を検出する図示しないスケールが設置されている。
変位検出器１０の内部には、スタイラス１２がワークＷの表面に接触した状態で、スタイラス１２とワークＷの表面との間に所定の接触力が生じるように、アーム１１を揺動方向に付勢する接触力付与手段が設置されるとともに、アーム１１の揺動角度からスタイラス１２の変位を検出する図示しないスケールが設置されている。
【0019】
変位検出器１０とＸ軸スライダ６の先端との間には、姿勢調整機構２０が設置されている。
姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６の先端に固定されたＹ軸アーム２１と、Ｙ軸アーム２１に支持されたＹ軸スライダ２２と、Ｙ軸スライダ２２に支持された検出器ホルダ２３とを有する。
姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６の先端に固定されたＹ軸アーム２１と、Ｙ軸アーム２１に支持されたＹ軸スライダ２２と、Ｙ軸スライダ２２に支持された検出器ホルダ２３とを有する。
【0020】
Ｙ軸アーム２１は、Ｙ軸と平行な軸線Ｂに沿って延びる箱状のアームであり、その側面にＹ軸スライダ２２を支持している。Ｙ軸アーム２１は、内部に設置されたガイド機構により、Ｙ軸スライダ２２を軸線Ｂに沿ってガイド可能である。Ｙ軸アーム２１の端部にはＹ軸駆動モータ２４が設置され、Ｙ軸駆動モータ２４はＹ軸アーム２１内部の送り駆動機構を介してＹ軸スライダ２２に接続されている。従って、Ｙ軸駆動モータ２４により、Ｙ軸スライダ２２を軸線Ｂに沿ってＹ軸アーム２１の任意位置へ移動可能である。
【0021】
Ｙ軸スライダ２２は、検出器ホルダ２３をＸ軸に平行な軸線Ａまわりに回転自在に支持している。Ｙ軸スライダ２２にはα軸駆動モータ２５が設置され、図示しない伝達機構を介して検出器ホルダ２３を軸線Ａまわりに回転駆動可能である。
【0022】
検出器ホルダ２３は、変位検出器１０を、アーム１１が延伸する方向（軸線Ｓとする）へ回転自在に支持している。検出器ホルダ２３にはβ軸駆動モータ２６が設置され、図示しない伝達機構を介して変位検出器１０をアーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）まわりに回転駆動可能である。
【0023】
図１に戻って、真円度測定機１には、前述した移動機構７、姿勢調整機構２０、および変位検出器１０を制御する制御装置３０が接続されている。
制御装置３０は、所定の動作プログラムを実行することで、真円度測定機１の制御を行うものであり、移動機構７による変位検出器１０の移動、姿勢調整機構２０による変位検出器１０の姿勢調整、変位検出器１０による検出データの処理は、それぞれ制御装置３０で実行される。
制御装置３０は、所定の動作プログラムを実行することで、真円度測定機１の制御を行うものであり、移動機構７による変位検出器１０の移動、姿勢調整機構２０による変位検出器１０の姿勢調整、変位検出器１０による検出データの処理は、それぞれ制御装置３０で実行される。
【0024】
ベース２の上面には、コラム４に隣接して、スタイラスストッカ８が設置されている。スタイラスストッカ８には、変位検出器１０に装着されるアーム１１の先端部分（スタイラス１２を含む）が複数格納されている。
制御装置３０の制御により、変位検出器１０をスタイラスストッカ８に近接ないし離隔させることで、変位検出器１０のアーム１１を自動交換することができる。
制御装置３０の制御により、変位検出器１０をスタイラスストッカ８に近接ないし離隔させることで、変位検出器１０のアーム１１を自動交換することができる。
【0025】
本実施形態の真円度測定機１においては、次のように変位検出器１０の姿勢調整を行うことで、多様な測定形態をとることができる。
前述した図２では、姿勢調整機構２０により、変位検出器１０がＹ軸マイナス側の端部近傍（Ｙ軸アーム２１とＸ軸スライダ６との接続位置）にあり、変位検出器１０はアーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＺ軸方向マイナス側（下向き）に向けられ、スタイラス１２がＸ軸のマイナス方向（Ｘ軸スライダ６とは逆向き）に向けられている。本実施形態では、この姿勢が「垂直外面測定姿勢」となる。
前述した図２では、姿勢調整機構２０により、変位検出器１０がＹ軸マイナス側の端部近傍（Ｙ軸アーム２１とＸ軸スライダ６との接続位置）にあり、変位検出器１０はアーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＺ軸方向マイナス側（下向き）に向けられ、スタイラス１２がＸ軸のマイナス方向（Ｘ軸スライダ６とは逆向き）に向けられている。本実施形態では、この姿勢が「垂直外面測定姿勢」となる。
【0026】
垂直外面測定姿勢（図２参照）では、移動機構７により変位検出器１０を移動させ、アーム１１の先端をワークＷのＸ軸方向プラス側から近接させ、スタイラス１２をワークＷの周面に接触させることができる。スタイラス１２が接触した状態で、ワークＷを回転させることで、ワークＷの周面の真円度を倣い測定することができる。
この際、ワークＷの周面に対するスタイラス１２の接触位置が、ワークＷのＸ軸方向＋側最大位置に対してＹ軸方向にずれていると、ワークＷの正確な輪郭ないし真円度が検出できない。
このようなずれは、制御装置３０においてワークＷの基準寸法などから検出できる。ずれがあった場合、制御装置３０が姿勢調整機構２０を制御し、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
この際、ワークＷの周面に対するスタイラス１２の接触位置が、ワークＷのＸ軸方向＋側最大位置に対してＹ軸方向にずれていると、ワークＷの正確な輪郭ないし真円度が検出できない。
このようなずれは、制御装置３０においてワークＷの基準寸法などから検出できる。ずれがあった場合、制御装置３０が姿勢調整機構２０を制御し、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
【0027】
垂直外面測定姿勢から、Ｙ軸スライダ２２をさらにＹ軸方向へ移動させることで、図３の状態となる。
図３において、変位検出器１０は、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）をＺ軸方向としたまま、Ｙ軸アーム２１のＹ軸プラス側端近傍に支持されている。
この状態から、α軸駆動モータ２５により、変位検出器１０を軸線Ａまわりに９０度回転（矢印α参照）させることで、図４の状態となる。
図４において、変位検出器１０は、アーム１１の先端がＹ軸マイナス方向に向けられ、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＹ軸方向に沿った水平な状態とされる。この際、スタイラス１２はＸ軸マイナス方向に向いた状態のままである。本実施形態では、この姿勢が「水平外面測定姿勢」となる。
図３において、変位検出器１０は、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）をＺ軸方向としたまま、Ｙ軸アーム２１のＹ軸プラス側端近傍に支持されている。
この状態から、α軸駆動モータ２５により、変位検出器１０を軸線Ａまわりに９０度回転（矢印α参照）させることで、図４の状態となる。
図４において、変位検出器１０は、アーム１１の先端がＹ軸マイナス方向に向けられ、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＹ軸方向に沿った水平な状態とされる。この際、スタイラス１２はＸ軸マイナス方向に向いた状態のままである。本実施形態では、この姿勢が「水平外面測定姿勢」となる。
【0028】
水平外面測定姿勢（図４参照）においても、移動機構７により変位検出器１０を移動させ、アーム１１の先端をワークＷのＸ軸方向プラス側から近接させ、スタイラス１２をワークＷの周面に接触させることができる。スタイラス１２が接触した状態で、ワークＷを回転させることで、ワークＷの周面の真円度を倣い測定することができる。
そして、ワークＷの周面に対するスタイラス１２の接触位置がＹ軸方向にずれている際には、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
そして、ワークＷの周面に対するスタイラス１２の接触位置がＹ軸方向にずれている際には、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
【0029】
水平外面測定姿勢から、検出器ホルダ２３およびβ軸駆動モータ２６により、変位検出器１０を軸線Ｓまわりに回転させることで、図５の状態となる。
図５において、変位検出器１０は、アーム１１がＹ軸マイナス方向に向けられた状態である。変位検出器１０を回転（矢印β参照）させることで、スタイラス１２の向きがＸ軸マイナス方向からＺ軸マイナス方向（下向き）に変更される。本実施形態では、この姿勢が「水平上下面測定姿勢」となる。
図５において、変位検出器１０は、アーム１１がＹ軸マイナス方向に向けられた状態である。変位検出器１０を回転（矢印β参照）させることで、スタイラス１２の向きがＸ軸マイナス方向からＺ軸マイナス方向（下向き）に変更される。本実施形態では、この姿勢が「水平上下面測定姿勢」となる。
【0030】
水平上下面測定姿勢（図５参照）では、移動機構７により変位検出器１０を移動させ、アーム１１の先端をワークＷの上方（Ｚ軸方向プラス側）から近接させ、スタイラス１２をワークＷの上面の任意の半径位置に接触させることができる。スタイラス１２が接触した状態で、ワークＷを回転させることで、ワークＷの上面の任意の半径位置における平面度を倣い測定することができる。
ワークＷを、回転テーブル３に載置するのではなく、吊り下げ支持して回転させる場合には、ワークＷの下面にスタイラス１２を接触させ、下面の平面度を倣い測定することができる。
このようなワークＷの上下面測定においても、ワークＷに対してスタイラス１２がＹ軸方向にずれている際には、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
ワークＷを、回転テーブル３に載置するのではなく、吊り下げ支持して回転させる場合には、ワークＷの下面にスタイラス１２を接触させ、下面の平面度を倣い測定することができる。
このようなワークＷの上下面測定においても、ワークＷに対してスタイラス１２がＹ軸方向にずれている際には、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸アーム２１に沿ってＹ軸方向へ微小移動させることで、ずれを解消することができる。
【0031】
水平上下面測定姿勢から、α軸駆動モータ２５により、変位検出器１０を軸線Ａまわりに１８０度回転させる（図６の矢印α参照）ことで、図６の状態となる。
図６において、変位検出器１０は、アーム１１の先端がＹ軸プラス方向に向けられ、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＹ軸方向に沿った水平な状態とされる。本実施形態では、この姿勢が「スタイラス交換姿勢」となる。
図６において、変位検出器１０は、アーム１１の先端がＹ軸プラス方向に向けられ、アーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）がＹ軸方向に沿った水平な状態とされる。本実施形態では、この姿勢が「スタイラス交換姿勢」となる。
【0032】
スタイラス交換姿勢では、Ｙ軸スライダ２２がＹ軸アーム２１のＹ軸プラス方向移動限にあるとき、変位検出器１０のアーム１１の先端部（スタイラス１２を含む脱着可能な部分）がスタイラスストッカ８のアーム支持部分８１に配置される。そして、アーム支持部分８１でアーム１１の先端部をクランプした状態で、Ｙ軸スライダ２２をＹ軸マイナス方向へ移動させることで、現在装着中のアーム１１の先端部をスタイラスストッカ８に引き渡すことができる。スタイラスストッカ８において、次に装着すべきアーム１１の先端部を取り出し、Ｙ軸スライダ２２を再びＹ軸プラス方向へ移動させることで、新たなアーム１１の先端部を変位検出器１０に装着することができる。以上により、スタイラス自動交換動作が実行できる。
【0033】
本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
本実施形態の真円度測定機１においては、コラム４、Ｚ軸スライダ５、およびＸ軸スライダ６で移動機構７が構成され、回転テーブル３上のワークＷの表面に、変位検出器１０のスタイラス１２を接触させ、ワークＷの真円度などを測定することができる。
測定にあたって、姿勢調整機構２０で変位検出器１０の姿勢を調整し、スタイラス１２が上下方向（Ｚ軸方向）に沿った姿勢（垂直外面測定姿勢）とすることで、一般的な真円度測定機と同様な測定状態とすることができる。
さらに、姿勢調整機構２０により変位検出器１０をＸ軸方向まわりに９０度旋回させることで、スタイラス１２が水平なＹ軸方向に沿う姿勢（水平外面測定姿勢）とすることができる。なお、アーム１１の軸線Ｓが例えば４５度など、中間の角度となった傾斜姿勢とすることもできる。
本実施形態の真円度測定機１においては、コラム４、Ｚ軸スライダ５、およびＸ軸スライダ６で移動機構７が構成され、回転テーブル３上のワークＷの表面に、変位検出器１０のスタイラス１２を接触させ、ワークＷの真円度などを測定することができる。
測定にあたって、姿勢調整機構２０で変位検出器１０の姿勢を調整し、スタイラス１２が上下方向（Ｚ軸方向）に沿った姿勢（垂直外面測定姿勢）とすることで、一般的な真円度測定機と同様な測定状態とすることができる。
さらに、姿勢調整機構２０により変位検出器１０をＸ軸方向まわりに９０度旋回させることで、スタイラス１２が水平なＹ軸方向に沿う姿勢（水平外面測定姿勢）とすることができる。なお、アーム１１の軸線Ｓが例えば４５度など、中間の角度となった傾斜姿勢とすることもできる。
【0034】
本実施形態の真円度測定機１においては、検出器ホルダ２３が変位検出器１０をアーム１１の延伸方向（軸線Ｓ）まわりに回転可能に支持しているため、変位検出器１０を回転させることで、アーム１１の先端のスタイラス１２の向きを変更することができる。
例えば、一般的な真円度測定機と同様に、変位検出器１０が上下方向となる姿勢（垂直外面測定姿勢）では、スタイラス１２の向きを変えることで、ワークＷの異なる方向の側面に接触させることができる。このような全周方向からのスタイラス１２の接触は、基準球に対する校正動作に利用することができる。
また、変位検出器１０が水平方向となる姿勢（水平外面測定姿勢）で、スタイラス１２を下向きとすることで、ワークＷの上面の倣い測定を行うことができる。
例えば、一般的な真円度測定機と同様に、変位検出器１０が上下方向となる姿勢（垂直外面測定姿勢）では、スタイラス１２の向きを変えることで、ワークＷの異なる方向の側面に接触させることができる。このような全周方向からのスタイラス１２の接触は、基準球に対する校正動作に利用することができる。
また、変位検出器１０が水平方向となる姿勢（水平外面測定姿勢）で、スタイラス１２を下向きとすることで、ワークＷの上面の倣い測定を行うことができる。
【0035】
本実施形態の真円度測定機１においては、測定の際に、Ｙ軸スライダ２２により検出器ホルダ２３ないし変位検出器１０をＹ軸方向へ変位させることができ、スタイラス１２が接触するワークＷの表面の位置を適切な位置に設定することができる。
Ｙ軸スライダ２２は、前述した検出器ホルダ２３による変位検出器１０の旋回姿勢に関わりなく、常にＹ軸方向の位置調整を行うことができ、測定動作時にもワークＷとスタイラス１２とのＹ軸方向のずれを解消できる。
本実施形態の姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６に固定されてＹ軸方向へ延びるＹ軸アーム２１と、Ｙ軸アーム２１に沿って移動可能なＹ軸スライダ２２と、を用いる構成としたので、Ｘ軸スライダ６に固定されたＹ軸アーム２１によってＹ軸スライダ２２の移動方向を正確に維持できる。
Ｙ軸スライダ２２は、前述した検出器ホルダ２３による変位検出器１０の旋回姿勢に関わりなく、常にＹ軸方向の位置調整を行うことができ、測定動作時にもワークＷとスタイラス１２とのＹ軸方向のずれを解消できる。
本実施形態の姿勢調整機構２０は、Ｘ軸スライダ６に固定されてＹ軸方向へ延びるＹ軸アーム２１と、Ｙ軸アーム２１に沿って移動可能なＹ軸スライダ２２と、を用いる構成としたので、Ｘ軸スライダ６に固定されたＹ軸アーム２１によってＹ軸スライダ２２の移動方向を正確に維持できる。
【0036】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前述した実施形態では、先端に交差方向へ突出するスタイラス１２を有するアーム１１を用いたが、例えば先端に球状の接触子を有するアームを用いる場合には、検出器ホルダ２３およびβ軸駆動モータ２６によるアーム１１の向き変更は必要ない。また、先端に交差方向へ突出するスタイラス１２を有するアーム１１を用いる場合でも、ワークＷの上下面の測定が必要ない場合にも、検出器ホルダ２３およびβ軸駆動モータ２６によるアーム１１の向き変更機能は省略してよい。
前述した実施形態では、先端に交差方向へ突出するスタイラス１２を有するアーム１１を用いたが、例えば先端に球状の接触子を有するアームを用いる場合には、検出器ホルダ２３およびβ軸駆動モータ２６によるアーム１１の向き変更は必要ない。また、先端に交差方向へ突出するスタイラス１２を有するアーム１１を用いる場合でも、ワークＷの上下面の測定が必要ない場合にも、検出器ホルダ２３およびβ軸駆動モータ２６によるアーム１１の向き変更機能は省略してよい。
【0037】
前述した実施形態では、真円度測定機１にスタイラスストッカ８を設置してスタイラス１２（アーム１１の先端部）の自動交換を行うようにしたが、この機能は本発明に必須ではなく、適宜省略してもよい。
【0038】
前述した実施形態では、姿勢調整機構２０として、Ｘ軸スライダ６に固定されてＹ軸方向へ延びるＹ軸アーム２１と、Ｙ軸アーム２１に沿って移動可能なＹ軸スライダ２２と、を有する構成としたが、Ｙ軸アーム２１とＹ軸スライダ２２を一体化し、Ｙ軸アーム２１がＸ軸スライダ６の先端にＹ軸方向へ移動可能に支持される構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明は真円度測定機に利用できる。
【符号の説明】
【0040】
１…真円度測定機、１０…変位検出器、１１…アーム（揺動アーム）、１２…スタイラス、２…ベース、２０…姿勢調整機構、２１…Ｙ軸アーム、２２…Ｙ軸スライダ、２３…検出器ホルダ、２４…Ｙ軸駆動モータ、２５…α軸駆動モータ、２６…β軸駆動モータ、３…回転テーブル、３０…制御装置、４…コラム、５…Ｚ軸スライダ、６…Ｘ軸スライダ、７…移動機構、８…スタイラスストッカ、８１…アーム支持部分、Ａ…軸線、Ｂ…軸線、Ｓ…軸線、Ｗ…ワーク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】