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レーザ測長器による真直度測定

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(ピッチング&ヨーイング)


レーザ測長器を用いたポピュラーなアプリケーションの1つとして真直度計測があります。ここでは、その計測原理と実測例をご紹介します。

移動するテーブルに、A−B または B−C のようにコーナーキューブを取り付け、レーザ測長器 2ch でステージを動かしながら同時に移動する l の距離の計測を行ないます。 LV-0831 動特性ソフトでは、この 2ch の距離データよりピッチング、ヨーイングの角度計算を行ないます。得られた X 軸 = 変位(l )、Y 軸 =角度( θ )データを積分する事により、A−B 間であればx- z 平面、B−C 間であればx− y平面 の軌跡と真直度を求めることが可能です。

イラスト(レーザ測長器による真直度測定システム構成) 

 

計測原理

X−Y平面上を物体が から に移動したとき、その軌跡を ( x ) とすると;

式 1

 

また ( x ) を導関数 f  ' ( x ) を用いてあらわすと;

式 2

 

となります。軌跡が ( x ) であるときの真直度は理想直線からの距離で定義されます (Fig. 1)。(2)式より、導関数 f ' ( x ) が計測できれば真直度を求めることができます。

イラスト(真直度の定義)

Fig. 1 真直度の定義

また、レーザ測長器 LV-8600 または LV-9110A を2台と動解析ソフト LV-0831 を使用することにより移動変位に対するピッチ角、ヨー角を測定することができます (Fig. 2)。)

イラスト(レーザ測長器を使用したピッチ、ヨー角の計測)

Fig . 2 レーザ測長器を使用したピッチ、ヨー角の計測


式 3
式 4

 

よってピッチもしくはヨー角 と変位 X のデータをレーザ測長器により測定すれば、(4)式をもちいて f ' ( x ) X のデータに変換できます。このデータから(2)式より f ' ( x ) X で積分することにより 軌跡( x ) を求めることができます。また、 真直度の定義より、上で求めた軌跡 ( x ) と理想直線の距離として真直度が求まります。

 

機器構成

  型名 品名 備考

1

LV-8600 レーザ測長器 ヨー角測定用 2セット

1'

LV-9110A レーザ測長器 ヨー角測定用 2セット

2

LV-0802 コーナキューブ φ レーザ測長器用ターゲット 2セット

2

LV-0812 ビームエキスパンダ レーザ光のビーム径を拡げる 2セット

3

LV-0831 動解析ソフト 変位とヨー角データの取込用 1セット

4

LV-0852 PCMCIA用カウンタカード P/Cとのインターフェイス 1セット

5

IA-12E-50-2000 インテリジェントアクチュエータ 真直度測定対象テーブル

* レーザ測長器に LV-9110A を使用の場合は LV-0802 と LV-0812は不要です

 

測定方法

1 コーナキューブ(LV-0802)を水平方向に距離 L0 離し測定対象テーブルに固定する
2 レーザ測長器とコーナキューブ(LV-0802)の光軸調整を行う
3 測定対象テーブルを移動させ変位とヨー角のデータをPCに取り込む
4 ヨー角のデータを変位で積分演算させることにより真直度を求める

 

解析データ例

写真(真直度測定装置の外観)

Fig. 3 真直度測定装置の外観

データ(真直度測定結果)

Fig. 4 真直度測定結果

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