CN104848826A - 形状测量设备和形状测量误差校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种形状测量设备和形状测量误差校正方法。计算器包括第一滤波器、第二滤波器和加法装置。所述第一滤波器将基于从标尺到被测物放置部的第一频率传递特性对由标尺检测到的移位台的移位进行校正得到的值输出为第一校正值。所述第二滤波器将基于从端部球到端部球移位检测器的第二频率传递特性对所述第一校正值进行校正得到的值输出为第二校正值。所述加法装置通过将所述第二校正值与由所述端部球移位检测器检测到的所述端部球的移位相加来计算测量值。

Description

形状测量设备和形状测量误差校正方法

技术领域

本发明涉及诸如坐标测量装置等的形状测量设备以及使用该形状测量设备的形状测量误差校正方法。

背景技术

如今，为了测试对具有三维形状的加工物的处理的精度，例如采用诸如坐标测量装置等的形状测量器。这种坐标测量装置通过例如使得扫描探测器的触针前端沿着三维形状进行移位来进行形状测量。

在使用这种坐标测量装置进行使用扫描探测器的测量的情况下，可能会由于伴随安装有扫描探测器的滑块的移动的影响而发生测量误差。例如，在利用扫描探测器进行圆形测量的情况下，发生称为“象限突起(quadrantprojection)”的运动误差。“象限突起”是指在扫描探测器的触针前端正进行圆形测量的情况下，机械地在坐标测量装置中的直角坐标的象限之间进行切换时(在使各轴的运动方向反转时)形成突起形状的运动误差。这种象限突起主要因测量装置的机械结构所引起的间隙(backlash)等而发生。

图9示出使用通用坐标测量装置来对环规(环状被测物)进行形状测量的情况下的测量结果。如图9所示，在第一象限和第四象限之间的边界区域P1以及第二象限和第三象限之间的边界区域P2的测量波形中，观察到峰状测量误差。这些峰状测量误差是由使扫描探测器在X轴方向上的运动反转时的间隙等发生的象限突起而引起的测量误差。同样地，在第一象限和第二象限之间的边界区域P3以及第三象限和第四象限之间的边界区域P4，观察到峰状测量误差。这些峰状测量误差是由使扫描探测器在Y轴方向上的运动反转时的间隙等发生的象限突起而引起的测量误差。

另一方面，在日本特开2007-315897中描述了一种校正扫描探测器测量误差的示例性方法。根据此发明，使用基于标尺与滑块的前端之间的频率传递特性的校正滤波器来估计滑块的前端的位置。另外，由于象限突起而发生的测量误差能够通过将估计值与扫描探测器检测值相加以及计算出测量值来进行校正。

在日本特开2007-315897所描述的坐标测量装置中，在防震台上设置有台，并且该台的上表面设置为水平。Y轴方向延伸的Y轴驱动机构安装在该台的X轴方向的一端。在Y轴驱动机构的顶部竖直设置梁支撑体，并且能够通过Y轴驱动机构在Y方向上驱动该梁支撑体。另外，将在水平方向和X轴方向上延伸的梁安装在该梁支撑体的顶端。沿着梁在X轴方向驱动立柱。另外，滑块安装在立柱上以使得该滑块在Z轴方向上是可驱动的，并且扫描探测器安装在该滑块的前端。在具有上述提及的结构的坐标测量装置中，将被测物(即，要进行测量的物体)放置在不可移动的台上，并且在预期被测物不会移动的状态下，通过扫描探测器进行被测物的测量。在这样的测量设备中，以具有前端安装有扫描探测器的可自由移位的滑块为前提来通过计算器进行校正。然而，在将日本特开2007-315897中公开的校正方法应用于被测物已放置在移位台的状态下通过扫描探测器测量被测物的情况时，存在无法进行适当校正的情况。

发明内容

本发明提供一种能够在使放置在移位台上的被测物进行移位的同时利用扫描探测器进行测量的情况下进行适当校正的形状测量设备和形状测量误差校正方法。

根据本发明的形状测量设备包括：移位台，其被配置为在坐标轴方向上移位，所述移位台包括要放置被测物的被测物放置部；扫描探测器，其包括端部具有端部球的触针，所述扫描探测器被配置为使所述端部球与位于所述移位台的所述被测物放置部上的被测物相接触，以进行扫描测量；端部球移位检测器，其在所述扫描探测器中位于所述触针的基端侧，所述端部球移位检测器被配置为检测所述端部球的移位；标尺，其被配置为检测所述移位台在坐标轴方向上的移位；以及计算器，其被配置为使用所述标尺所检测到的所述移位台的移位和所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位，来计算测量值，其中，所述计算器还被配置为基于从所述标尺到所述被测物放置部的第一频率传递特性，来对所述标尺所检测到的所述移位台的坐标轴方向的移位进行校正处理，以及所述计算器还被配置为基于从所述端部球到所述端部球移位检测器的第二频率传递特性，来对校正后的所述移位台的坐标轴方向的移位进行校正处理。

所述第一频率传递特性和所述第二频率传递特性各自为估计值。

所述移位台被配置为在多个坐标轴方向上移位，所述第一频率传递特性是针对所述移位台的各坐标轴作为实际测量值而测量出的，所述第一频率传递特性的估计值是作为基于各个实际测量值的频率传递函数而计算出的。

根据本发明的形状测量误差校正方法包括：使用端部球移位检测器来检测扫描探测器的设置于触针的端部球的移位，所述扫描探测器用于通过使所述端部球与被测物相接触来进行扫描测量；使用标尺来检测能够在坐标轴方向上移位并且具有用于放置被测物的被测物放置部的移位台的移位；将基于从所述标尺到所述被测物放置部的第一频率传递特性对所述标尺所检测到的所述移位台的移位进行校正得到的值作为第一校正值输出；将基于从所述端部球到所述端部球移位检测器的第二频率传递特性对所述第一校正值进行校正得到的值作为第二校正值输出；以及通过将所述第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，来计算测量值。

所述第一频率传递特性和所述第二频率传递特性各自为估计值。

所述移位台能够在多个坐标轴方向上移位，所述第一频率传递特性是针对所述移位台的各坐标轴作为实际测量值而测量出的，所述第一频率传递特性的估计值是作为基于各个实际测量值的频率传递函数而计算出的。

另外，根据本发明的形状测量误差校正方法基于所述第一频率传递特性来对从所述标尺所检测到的所述移位台的移位中减去表示被测物的形状的设计值所得到的值进行校正；将所述设计值与所述第二校正值相加；以及将相加后的第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，并且计算测量值。

所述第二校正值是基于从所述端部球到触针安装部的第三频率传递特性进行校正、之后基于从所述触针安装部到所述端部球移位检测器的第四频率传递特性对校正后的值进一步进行校正所得到的值。

根据本发明，能够在使放置在移位台上的被测物进行移位的同时利用扫描探测器进行测量的情况下，进行适当的校正。

通过以下的详细说明和附图阐述了本发明。附图仅为了便于理解而被引用的，并不是用来限制本发明。

附图说明

在以下的详细说明中，参考所述的多个附图、通过本发明的典型实施例的非限制性示例的方式对本发明进行了进一步说明，其中在附图的几个视图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1是根据本发明的形状测量设备的实施例的示意图；

图2是根据第一实施例的计算器的框图；

图3是根据第一实施例的形状测量误差校正处理的框图；

图4是根据第一实施例的估计值测量设备的示意图；

图5是根据第二实施例的计算器的框图；

图6是根据第二实施例的形状测量误差校正处理的框图；

图7示出根据第二实施例的模拟结果；

图8是本发明所使用的坐标测量装置的立体图；以及

图9示出传统的模拟结果。

具体实施方式

这里所示的细节是举例，仅用于例示性地论述本发明的实施例的目的，并且是为了提供被认为是针对本发明的原理和概念方面的最有用和最容易理解的说明而呈现的。在这方面，没有尝试以比本发明的基本理解所需的细节更详细的方式示出本发明的结构细节，其中利用附图所进行的说明使本领域技术人员显而易见地明白在实践中可以如何实现本发明的各形式。

以下参考附图来说明根据本发明的形状测量设备和形状测量误差校正方法的实施例。在各多个附图中，向相同的元件分配相同的附图标记，并且在需要时省略重复的说明。

第一实施例

如图1和8中所示，形状测量设备100经由图中未示出的线缆连接至坐标测量装置1和计算机2。

坐标测量装置1包括安装在地面上的架台4和竖直设置在架台4上的门状支撑架5。架台4包括能够在Y轴方向上进行移位的移位台3。支撑架5包括一对固定在架台4上的支撑柱6以及延伸以与支撑柱6桥接的梁7。向梁7设置沿垂直方向延伸并且能够沿着梁7在X方向进行移位的立柱2，并且在该立柱2上安装了在垂直方向(Z轴方向)上下移动的滑块8。

通过Y轴方向上延伸的Y轴驱动机构(图中未示出)在Y轴方向上驱动移位台3。通过X轴方向上延伸的X轴驱动机构(图中未示出)在X轴方向上驱动立柱2。通过Z轴方向上延伸的Z轴驱动机构(图中未示出)在Z轴方向上驱动滑块8。另外，通过从XYZ轴驱动控制器18输出的脉冲信号来控制各伺服马达。

坐标测量装置1包括用于测量在X、Y和Z轴方向各自的移位量的标尺19b。标尺19b由以下构成：用于测量移位台3的Y轴方向的移位量(位置变化)的Y轴标尺19by；用于测量立柱2的X轴方向的移位量的X轴标尺19bx；以及用于测量滑块8的Z轴方向的移位量的Z轴标尺19bz。

扫描探测器17安装至滑块8的前端。扫描探测器17包括固定至滑块8的前端的端部球移位检测器19a、以及在基端可拆卸地安装至端部球移位检测器19a的触针17b。另外，在触针17b的前端(或远端)设置有与放置在移位台3的顶部表面上的被测物A进行接触的端部球17a。

触针17b相对于端部球移位检测器19a可以使用螺丝等自由地安装/拆卸，并且能够根据需要更换。同样，在测量期间，被测物A通过夹具固定至被测物放置部S，该被测物放置部S是用于在移位台3的顶部表面侧放置被测物A的部分。

端部球17a与固定至位于移位台3的顶部中央的被测物放置部S的被测物A相接触，然后在与基准位置(中立位置)偏离预定偏离量的状态下保持与被测物接触。安装在扫描探测器17中的端部球移位检测器19a输出(在X、Y、Z轴方向各自的)偏离量，并且计算机2将端部球17a的XYZ坐标值(与基准位置的偏移量)导入。

计算机2进行坐标测量装置1的驱动控制以导入所需的测量值，并且还执行计算被测物A的表面形状所需的计算。计算机2包括计算机主体21、键盘22、鼠标23、CRT 24和打印机25。可以使用键盘22、鼠标23、CRT 24和打印机25的通用版本，所以省略了各自的详细说明。下文说明计算机主体21的细节。

坐标测量装置1使用控制伺服马达的XYZ轴驱动控制器18来控制扫描探测器17在X、Y和Z轴方向各自的移位；使用标尺19b来检测X、Y和Z轴方向的移位量；并且输出移位脉冲。

标尺19b包括X轴标尺19bx、Y轴标尺19by和Z轴标尺19bz。另外，将检测出的端部球17a的移位数据(从端部球移位检测器19a输出的XYZ轴各自的偏移量)以及从标尺19b输出的XYZ轴各自的移位数据输出至后述的计算器212。此外，调整标尺19b，以使得在标尺19b和端部球17a的基准位置之间没有发生相对移位时，输出端部球17a的基准位置。

例如，计算机2的计算机主体21主要由HDD和半导体存储器等构成。计算机主体21包括存储器211、计算器212、显示控制器213和接口(I/F)214-216。存储器211存储输入数据。计算器212例如由CPU构成，驱动坐标测量装置1并且计算测量值。显示控制器213控制CRT 24上显示的图像。另外，存储器211存储驱动坐标测量装置1的表面形状测量程序、以及在这样的测量中检测到的检测值和被测物的设计值等。计算器212从存储器211中读取表面形状测量程序并测量被测物的形状。

计算器212经由接口214接收通过键盘22和鼠标23输入的操作者的指示数据。另外，计算器212将检测到的端部球移位数据和标尺移位数据导入。基于此输入数据、操作者的指示数据和存储在存储器211中的程序，计算器212执行诸如以下处理等的各种处理：使用XYZ轴驱动控制器18的移位台3、支撑架5和滑块8的移位；检测被测物A的测量值；以及这些测量值的校正。计算器212经由接口215将各种处理计算出的测量值输出至打印机25。此外，接口216用于将外部CAD系统等(图中未示出)提供的被测物A的CAD数据转换成预定格式，并将该数据输入至计算机主体21。

接着，参考图2和图3，给出计算器212计算被测物A的测量值的功能结构以及计算这些测量值的步骤的说明。图2是计算器212及其周边设备的控制的框图。图3是示出计算器212计算测量值的处理的流程图。

首先，标尺19b检测移位台3、支撑架5和滑块8的位置的变化(步骤S11)，并将该位置的变化输入至计算器212。计算器212中的校正滤波器2121包括第一滤波器2121a和第二滤波器2121b。

基于标尺19b的位置的变化，第一滤波器2121a计算作为端部球17a在测量空间中的基准位置(坐标)的第一端部球基准位置的估计值，并将该估计值作为第一校正值输出(步骤S12)。例如，基于实际测量出的标尺19b的位置的变化，第一滤波器2121a使用估计值Ge1(s)作为校正值，该Ge1(s)被定义为近似从标尺19b到被测物放置部S的频率传递特性。频率传递函数所表示的估计值Ge1(s)例如为以下示出的公式1。

[公式1]

$\mathrm{Ge}1\left(S\right)=\frac{{{\mathrm{\ω}}_{P1}}^2(S^2+2{\mathrm{\ξ}}_{Z1}{\mathrm{\ω}}_{Z1}S+{{\mathrm{\ω}}_{Z1}}^2)}{{{\mathrm{\ω}}_{Z1}}^2(S^2+2{\mathrm{\ξ}}_{p1}{\mathrm{\ω}}_{p1}S+{{\mathrm{\ω}}_{p1}}^2)}...\left(1\right)$

其中，s为拉普拉斯算子，ω_Z1为零值角频率，ω_P1为极值角频率，ξ_Z1为零值衰减率，ξ_P1为极值衰减率。另外，“零值”表示估计值Ge1(s)为0时的s的值。“极值”表示估计值Ge1(s)为∞时的s的值。

现在说明估计Ge1(s)的方法。

关于Y轴方向的实际测量

(1)代替扫描探测器17，将线性标尺(图中未示出)的检测器头安装在坐标测量装置1的滑块8的前端，并且将线性标尺的标尺主体设置在移位台3的被测物放置部S中。此时，标尺主体在Y轴方向上延伸。

(2)在Y轴方向上例如以正弦波的形状驱动移位台3，并且通过坐标测量装置1的Y轴标尺19by和线性标尺这两者来测量该位置的变化。

(3)通过使用例如公式1来近似根据Y轴标尺19by和线性标尺这两者的实际测量值所获得的频率传递特性的实际测量值，从而获得Y轴方向的估计值Ge1(s)。

关于X轴方向的实际测量

类似地，在线性标尺(图中未示出)的检测器头安装在坐标测量装置1的滑块8的前端的状态下，将线性标尺的标尺主体设置在移位台3的被测物放置部S中。此时，标尺主体在X轴方向上延伸。接着，在X轴方向上例如以正弦波的形状沿梁7驱动立柱2，并且通过坐标测量装置1的X轴标尺19bx和线性标尺这两者来测量该位置的变化。然后，通过使用例如公式1来近似根据X轴标尺19bx和线性标尺这两者的实际测量值所获得的频率传递特性的实际测量值，从而获得X轴方向的估计值Ge1(s)。

关于Z轴方向的实际测量

类似地，在线性标尺(图中未示出)的检测器头安装在坐标测量装置1的滑块8的前端的状态下，将线性标尺的标尺主体设置在移位台3的被测物放置部S中。此时，标尺主体在Z轴方向上延伸。接着，在Z轴方向上例如以正弦波的形状驱动滑块8，并且通过坐标测量装置1的Z轴标尺19bz和线性标尺这两者来测量该位置的变化。然后，通过使用例如公式1来近似根据Z轴标尺19bz和线性标尺这两者的实际测量值所获得的频率传递特性的实际测量值，从而获得Z轴方向的估计值Ge1(s)。

基于第一滤波器2121a计算出的第一端部球基准位置估计值(第一校正值)，第二滤波器2121b计算第二端部球基准位置估计值(步骤S13)。基于第一端部球基准位置估计值，第二滤波器2121b使用估计值Ge2(s)作为校正值，Ge2(s)被定义为对从扫描探测器17的端部球17a到端部球移位检测器19a的频率传递特性进行近似。因此，能够获得第二端部球基准位置估计值(第二校正值)。

频率传递函数所表示的估计值Ge2(s)例如为以下示出的公式2。

[公式2]

$\mathrm{Ge}2\left(S\right)=\frac{{{\mathrm{\ω}}_{P2}}^2(S^2+2{\mathrm{\ξ}}_{Z2}{\mathrm{\ω}}_{Z2}S+{{\mathrm{\ω}}_{Z2}}^2)}{{{\mathrm{\ω}}_{Z2}}^2(S^2+2{\mathrm{\ξ}}_{p2}{\mathrm{\ω}}_{p2}S+{{\mathrm{\ω}}_{p2}}^2)}...\left(2\right)$

其中，s为拉普拉斯算子，ω_Z2为零值角频率，ω_P2为极值角频率，ξ_Z2为零值衰减率，ξ_P2为极值衰减率。另外，“零值”表示在估计值Ge2(s)为0时的s的值。“极值”表示在估计值Ge2(s)为∞时的s的值。

现在说明估计Ge2(s)的方法。

(1)如图4中所示，扫描探测器17的端部球17a与移位产生机构30的移位面30a相接触，并保持在偏离预定量的状态。另外，通过移位传感器31测量移位面30a的移位。

(2)移位面30a的移位使得移位产生机构30生成正弦形状的波，并且通过移位传感器31测量该移位，此时通过端部球移位检测器19a测量与移位面30a垂直的方向(X、Y或Z轴方向)的移位。

(3)通过使用例如公式2来近似根据端部球移位检测器19a和移位传感器31这两者的实际测量值所获得的频率传递特性的实际测量值，从而获得估计值Ge2(s)。

如图2和图3所示，将通过这种方式获得的第二端部球基准位置估计值(第二校正值)作为第二校正值输出至加法装置2121c。另外，端部球移位检测器19a检测表示端部球17a的位置的变化(端部球17a相对于基准位置的偏移量)的端部球移位值(步骤S14)，并将该端部球移位值输入至加法装置2121c。然后，加法装置2121c将第二校正值与端部球移位值相加以计算测量值，并输出所计算出的测量值(步骤S15)。

这样，通过第一滤波器2121a消除了由于从标尺19b到被测物放置部S的频率传递特性而造成的影响。通过第二滤波器2121b消除了由于从扫描探测器17的端部球17a到端部球移位检测器19a的频率传递特性而造成的影响。

之前说明的标尺19b包括X轴标尺19bx、Y轴标尺19by和Z轴标尺19bz；然而，从X轴标尺19bx到被测物放置部S的频率传递特性、从Y轴标尺19by到被测物放置部S的频率传递特性和从Z轴标尺19bz到被测物放置部S的频率传递特性没有必要相互一致。因此，频率传递函数所表示的估计值通常不同，并且针对各频率传递函数计算估计值。另外，即使对于从端部球17a到端部球移位检测器19a的频率传递特性，各X、Y和Z轴的坐标轴方向的特性也没有必要相互一致，因此频率传递函数所表示的估计值通常不同，并且针对各频率传递函数计算估计值。

如上所述，在本实施例中，在获得测量值时，采用(建立了频率传递函数)的校正滤波器2121，其中频率传递函数是根据从标尺19b到被测物放置部S和从扫描探测器17的端部球17a到端部球移位检测器19a的频率传递特性(相对移位特性)所获得的。因此，能够以较高的精度获得端部球17a的位置。因此，能够消除例如象限突起、丢失运动、过渡现象或谐振现象等的影响，以得到测量值，使得能够以高精度进行被测物A(诸如环规等)的测量。

第二实施例

接着，说明根据第二实施例的形状测量设备200。形状测量设备200的整体结构与图1中示出的根据第一实施例的形状测量设备100的整体结构等同。然而，形状测量设备200具有如下结构：将根据第一实施例的计算器212(参见图2)替换为计算器222(参见图5)。下面说明计算器222。

如图5中所示，计算器222具有如下结构：在根据第一实施例的计算器212中增加减法装置2121d和加法装置2121e。

如图5和图6中所示，与第一实施例类似地，标尺19b检测移位(步骤S21)，并输出至计算器222。

接着，计算器222检索已预先存储在存储器211中的被测物A的设计值(形状数据)。然后，减法装置2121d从标尺19b所输出的移位中减去该设计值，并计算运动误差(步骤S22)。

随后，在具有第一滤波器2121a和第二滤波器2121b的校正滤波器2121中，计算器222通过执行校正运动误差对端部球17a的基准位置的影响的处理来估计端部球17a的基准位置的误差，然后以与第一实施例类似的方式输出第二校正值(步骤S23)。

接着，加法装置2121e将从存储器211检索到的设计值与校正后的端部球17a的基准位置的运动误差(即，运动误差对端部的基准位置所产生的影响，称为第二校正值)相加，并且计算运动误差校正后的端部球17a的基准位置的估计值(步骤S24)。

然后，端部球移位检测器19a检测端部球17a的移位数据(步骤S25)，并基于端部球17a的移位数据以及在运动误差校正之后的端部球17a的基准位置的估计值来计算测量值(步骤S26)。

如图7中所示，在参考根据第二实施例的测量结果的模拟结果的情况下，与传统的模拟结果(参见图9)相比较，可以看出在第一象限与第四象限之间的边界区域P1以及第二象限与第三象限之间的边界区域P2中，消除了峰状的测量误差。类似地，可以看出在第一象限与第二象限之间的边界区域P3以及第三象限与第四象限之间的边界区域P4中，消除了峰状的测量误差。

这里，在一般测量的情况下，例如测量直径的环规，相对于100mm的设计值的运动误差为几百μm，这意味着这些值相差10³的量级。另一方面，作为示例，包括第一滤波器2121a和第二滤波器2121b的计算器212的单精度浮点运算精度通常约为10⁷(1.7×10⁷≈24位)。这样，相对于设计值的运动误差极小。因此，如在第二实施例中，通过根据误差将值域分离以进行计算，可以有效地使用第一滤波器2121a和第二滤波器2121b的计算的动态范围。因此，能够实现更高精度的校正。

另外，即使针对从标尺19b所检测到的值中减去被测物A的形状的估计值(标尺19b的最小二乘圆)而得到的值使用校正滤波器2121，也能够得到相似的效果。该方法对于自主扫描测量(基于根据测量条件不断地、自主地生成的运动轨迹的扫描测量)也是有效的。

本发明不限于上述实施例，可以包括诸如以下实施例等的不偏离本发明的范围的多种变形例。

例如，如公式3中所示，可以将第二滤波器2121b分离成第三滤波器和第四滤波器。在这种情况下，将上述的估计值Ge2(s)分离成从触针17b的端部球17a到触针安装部17c(参见图4)的频率传递特性的估计值Ge3(s)和从触针安装部17c到端部球移位检测器19a的频率传递特性的估计值Ge4(s)。另外，第二校正值是基于从端部球17a到触针安装部17c的第三频率传递特性进行校正、之后基于从触针安装部17c到端部球移位检测器19a的第四频率传递特性对该校正后的值进行校正所获得的值。因此，可以更换触针17b，并且仅通过选择与所安装的触针17b相对应的估计值Ge4(s)，就能够适当地消除峰状的测量误差。

(公式3)

G2(S)＝G3(S)·G4(S)···(3)

在上述实施例中，说明了圆形的扫描测量的情况。然而，本发明不限于此，例如还可以应用于自由形状的面的扫描测量。

另外，在上述实施例中，移位台3仅可以放置在Y轴方向上；然而，还可以将移位台3放置在X轴和/或Z轴方向上。在这种情况下，架台4包括在X轴和/或Z轴方向各自延伸的标尺。

注意，已提供的上述示例仅用于说明的目的，并且决没有被构造成对本发明进行限制。尽管已参考典型实施例说明了本发明，但应当理解，这里已使用的词语是用于描述和说明的词语，而不是进行限制的词语。在不背离本发明的各方面的精神和范围的情况下，可以在如当前陈述和修改的权利要求书的范围内进行改变。尽管这里已参考特定结构、材料和实施例说明了本发明，但本发明并不意图局限于这里所公开的细节；相反，本发明扩展至诸如处于所附权利要求书的范围内等的功能上等同的所有结构、方法和用途。

本发明不限于上述实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年2月19日提交的日本专利申请2014-029802的优先权，在此通过引用明确包含其全部内容。

Claims (10)

1.一种形状测量设备，包括：

移位台，其被配置为在坐标轴方向上移位，所述移位台包括要放置被测物的被测物放置部；

扫描探测器，其包括端部具有端部球的触针，所述扫描探测器被配置为使所述端部球与位于所述移位台的所述被测物放置部上的被测物相接触，以进行扫描测量；

端部球移位检测器，其在所述扫描探测器中位于所述触针的基端侧，所述端部球移位检测器被配置为检测所述端部球的移位；

标尺，其被配置为检测所述移位台在坐标轴方向上的移位；以及

计算器，其被配置为使用所述标尺所检测到的所述移位台的移位和所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位，来计算测量值，

其中，所述计算器还被配置为基于从所述标尺到所述被测物放置部的第一频率传递特性，来对所述标尺所检测到的所述移位台的坐标轴方向的移位进行校正处理，以及

所述计算器还被配置为基于从所述端部球到所述端部球移位检测器的第二频率传递特性，来对校正后的所述移位台的坐标轴方向的移位进行校正处理。

2.根据权利要求1所述的形状测量设备，其中，所述第一频率传递特性和所述第二频率传递特性各自为估计值。

3.根据权利要求2所述的形状测量设备，其中，

所述移位台被配置为在多个坐标轴方向上移位，

所述第一频率传递特性是针对所述移位台的各坐标轴作为实际测量值而测量出的，

所述第一频率传递特性的估计值是作为基于各个实际测量值的频率传递函数而计算出的。

4.一种形状测量误差校正方法，包括以下步骤：

使用端部球移位检测器来检测扫描探测器的设置于触针的端部球的移位，所述扫描探测器用于通过使所述端部球与被测物相接触来进行扫描测量；

使用标尺来检测能够在坐标轴方向上移位并且具有用于放置被测物的被测物放置部的移位台的移位；

将基于从所述标尺到所述被测物放置部的第一频率传递特性对所述标尺所检测到的所述移位台的移位进行校正得到的值作为第一校正值输出；

将基于从所述端部球到所述端部球移位检测器的第二频率传递特性对所述第一校正值进行校正得到的值作为第二校正值输出；以及

通过将所述第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，来计算测量值。

5.根据权利要求4所述的形状测量误差校正方法，其中，所述第一频率传递特性和所述第二频率传递特性各自为估计值。

6.根据权利要求5所述的形状测量误差校正方法，其中，

所述移位台能够在多个坐标轴方向上移位，

所述第一频率传递特性是针对所述移位台的各坐标轴作为实际测量值而测量出的，

所述第一频率传递特性的估计值是作为基于各个实际测量值的频率传递函数而计算出的。

7.根据权利要求4所述的形状测量误差校正方法，其中，基于所述第一频率传递特性来对从所述标尺所检测到的所述移位台的移位中减去表示被测物的形状的设计值所得到的值进行校正；

将所述设计值与所述第二校正值相加；以及

将相加后的第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，并且计算测量值。

8.根据权利要求5所述的形状测量误差校正方法，其中，基于所述第一频率传递特性来对从所述标尺所检测到的所述移位台的移位中减去表示被测物的形状的设计值所得到的值进行校正；

将所述设计值与所述第二校正值相加；以及

将相加后的第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，并且计算测量值。

9.根据权利要求6所述的形状测量误差校正方法，其中，基于所述第一频率传递特性来对从所述标尺所检测到的所述移位台的移位中减去表示被测物的形状的设计值所得到的值进行校正；

将所述设计值与所述第二校正值相加；以及

将相加后的第二校正值与所述端部球移位检测器所检测到的所述端部球的移位相加，并且计算测量值。

10.根据权利要求4-9之一所述的形状测量误差校正方法，其中，所述第二校正值是基于从所述端部球到触针安装部的第三频率传递特性进行校正、之后基于从所述触针安装部到所述端部球移位检测器的第四频率传递特性对校正后的值进一步进行校正所得到的值。