CN111670334A

CN111670334A - 表面形状测定机

Info

Publication number: CN111670334A
Application number: CN201880088133.5A
Authority: CN
Inventors: 高梨陵
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: EP3736527A4; EP3736527A1; CN111670334B; JP2019138691A; CN113280780A; EP3736527B1; WO2019155698A1; JP6458335B1

Abstract

提供能够同时对被测定面的表面粗糙度以及被测定面的表面粗糙度以外的表面形状进行测定且能够防止触针的破损的表面形状测定机。具备：检测器；第一弹性支承构件，其将检测器支承为向第一旋转方向及与第一旋转方向相反的一侧的第二旋转方向摆动自如；驱动部，其使第一弹性支承构件沿着与摆动支点的轴向垂直且与被测定面平行的驱动方向移动；直线状的检测器引导件，其沿着被测定面引导由驱动部借助第一弹性支承构件而驱动的检测器；引导件支承构件，其具有与被测定面接触的一个或者多个第一接触点，并将检测器引导件支承于与检测器的和被测定面对置的面侧的相反面侧对置的位置；以及检测器支承构件，其设置于检测器，并使检测器被检测器引导件支承为沿着检测器引导件移动自如。

Description

表面形状测定机

技术领域

本发明涉及对被测定面的表面形状进行测定的表面形状测定机。

背景技术

已知有对工件的被测定面的表面形状进行测定的表面形状测定机。该表面形状测定机具备：检测器，其具有以摆动支点为支点摆动自如地安装的测头及在该测头的前端设置的触针等；以及驱动部，其使该检测器沿着被测定面移动。表面形状测定机在使检测器的触针与被测定面接触的状态下，利用驱动部使检测器与工件在水平方向上相对移动，从而一边用触针扫描被测定面一边对测头(触针)的位移进行检测。基于该位移检测结果而得到被测定面的表面形状。

作为这样的表面形状测定机，众所周知有在使安装于检测器的滑动件(Skid)与被测定面接触的状态下利用触针扫描被测定面的便携式的类型(滑动件测定类型)的测定机(参照专利文献1)。在该便携式的表面形状测定机中，通过对测头相对于滑动件的位移进行检测，能够对被测定面的表面粗糙度进行测定来作为被测定面的表面形状。

另外，在专利文献1所记载的表面形状测定机中，相对于检测器装卸自如地安装有滑动件，能够选择在安装有滑动件的状态下利用触针扫描被测定面的滑动件测定、以及在卸下了滑动件的状态下利用触针扫描被测定面的无滑动件(Skidless)测定。因此，在专利文献1所记载的表面形状测定机中，通过进行无滑动件测定，能够对被测定面(台阶等)的形状以及被测定面的起伏等进行测定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-133247号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在便携式(滑动件测定类型)的表面形状测定机中，能够对表面粗糙度进行测定来作为被测定面的表面形状，但不能对表面粗糙度以外的被测定面的表面形状例如被测定面(台阶等)的形状以及被测定面的起伏等进行测定。因此，在对表面粗糙度以外的被测定面的表面形状进行测定的情况下，需要用保证直线度的上一级机种的表面形状测定机进行测定。

另外，在专利文献1所记载的表面形状测定机中，虽然滑动件测定与无滑动件测定能够切换，但是当在无滑动件测定中测定台阶等形状时，根据台阶等的大小，有可能使触针钩挂于该台阶而破损。

本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于，提供能够同时对被测定面的表面粗糙度、以及被测定面的表面粗糙度以外的表面形状进行测定且能够防止触针的破损的表面形状测定机。

用于解决课题的方案

用于达成本发明的目的的表面形状测定机对被测定面的表面形状进行测定，其中，所述表面形状测定机具备：检测器，所述检测器具备：测头，其被支承为以摆动支点为中心摆动自如；触针，其设置于测头的前端部且向相对于测头的长度方向垂直或者倾斜的一方向侧延伸；滑动件，其设置于从测头的前端部向一方向侧分离的位置；及施力构件，其向以摆动支点为中心的旋转方向中的、触针向一方向侧旋转的第一旋转方向对测头施力，而使触针的前端比滑动件向一方向侧突出；第一弹性支承构件，其将检测器支承为向第一旋转方向及与第一旋转方向相反的一侧的第二旋转方向摆动自如；驱动部，其使第一弹性支承构件沿着与摆动支点的轴向垂直且与被测定面平行的驱动方向移动；直线状的检测器引导件，其沿着被测定面引导由驱动部借助第一弹性支承构件而驱动的检测器；引导件支承构件，其具有与被测定面接触的一个或者多个第一接触点，并将检测器引导件支承于与检测器的和被测定面对置的面侧的相反面侧对置的位置；以及检测器支承构件，其设置于检测器，并使检测器被检测器引导件支承为沿着检测器引导件移动自如。

根据该表面形状测定机，使检测器沿着相对于被测定面大致平行地配置的检测器引导件移动，因此能够以将被测定面(工件)作为基准的所谓工件基准来执行利用检测器的被测定面的无滑动件测定。并且在被测定面的台阶等的高度高的情况下，能够自动地从无滑动件测定切换为滑动件测定。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，在测头克服施力构件的作用力而从预定的基准旋转位置向第二旋转方向旋转的情况下，触针的前端比滑动件向一方向侧突出直至测头的第二旋转方向上的旋转角度达到一定角度为止。由此，能够利用检测器对被测定面进行无滑动件测定。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，在测头的第二旋转方向上的旋转角度达到一定角度并进一步对滑动件施加一方向侧的相反方向侧的力的情况下，检测器以第一弹性支承构件为基准向第二旋转方向旋转。由此，在被测定面的台阶等的高度高的情况下，能够自动地从无滑动件测定切换为滑动件测定，因此防止触针的破损。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，检测器支承构件具有：引导件插通孔，其供检测器引导件贯穿；以及第二接触点，其设置于构成引导件插通孔的检测器支承构件的内壁面，且接触于检测器引导件的与检测器对置的面侧的相反侧的面，检测器支承构件借助第二接触点而使检测器支承于检测器引导件。由此，在被测定面的台阶等的高度高的情况下，解除第二接触点与检测器引导件之间的接触，因此能够自动地从无滑动件测定切换为滑动件测定。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，表面形状测定机具备：壳体，其收纳检测器的一部分、第一弹性支承构件及驱动部，并具有相对于驱动方向垂直的壳体壁面、及形成于壳体壁面且供检测器贯穿的检测器插通孔；以及第二弹性支承构件，其设置于壳体，且将检测器引导件支承为向第一旋转方向和第二旋转方向摆动自如。由此，即使在被测定面为非水平的情况下，也能够将检测器引导件相对于该被测定面大致平行地配置。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，引导件支承构件在三个第一接触点与被测定面接触。由此，能够将检测器引导件相对于被测定面大致平行地配置。

在本发明的其他方案的表面形状测定机中，滑动件具有供触针贯穿的触针插通孔。

发明效果

本发明的表面形状测定机能够同时对被测定面的表面粗糙度、以及被测定面的表面粗糙度以外的表面形状进行测定，且能够防止触针的破损。

附图说明

图1是表面形状测定机的外观立体图。

图2是表面形状测定机的主视图。

图3是表面形状测定机的侧视图。

图4是检测器的侧视图。

图5是测定装置的剖视图。

图6是被测定面为非水平的情况下的测定装置的剖视图。

图7是用于说明由表面形状测定机进行的被测定面的表面形状的测定处理的说明图。

具体实施方式

[表面形状测定机的整体结构]

图1是表面形状测定机10的外观立体图。图2是表面形状测定机10的主视图。图3是表面形状测定机10的侧视图。如图1至图3所示，表面形状测定机10是配置于工件的被测定面9(参照图3)上并对该被测定面9的表面形状进行测定的便携式(手持式)的测定机。这里所说的被测定面9的表面形状包括被测定面9的表面粗糙度、以及表面粗糙度以外的表面形状(例如被测定面9的形状以及起伏等)。

需要说明的是，图中的XYZ轴是彼此正交的轴，XY轴是与水平方向平行的轴，Z轴是与水平方向正交的轴。需要说明的是，在本说明书中，“平行”包括“大致平行”，且“垂直”包括“大致垂直”。

表面形状测定机10包括测定装置12以及数据处理装置14(在图2以及图3中省略图示)。测定装置12具备检测器16、驱动装置18以及检测器引导件20。

检测器16具有在与X轴方向平行的方向上延伸的形状，详细内容见后述。该检测器16通过驱动装置18而沿着与X轴方向平行的方向(即，被测定面9)移动，由此用触针48(参照图4)扫描被测定面9。并且，检测器16向数据处理装置14输出表示测头42(参照图4)的位移的检测信号。

在检测器16的X轴方向(+)侧的前端部设置有测头管壳22。在测头管壳22设置有滑动件24以及引导件插通孔26，详细内容见后述。并且，检测器16借助该测头管壳22而移动自如地支承于检测器引导件20。

驱动装置18与检测器16同样地具有在与X轴方向平行的方向上延伸的形状。驱动装置18保持检测器16的X轴方向(-)侧的基端部，而使该检测器16沿着与X轴方向平行的方向即被测定面9移动，详细内容见后述。因此，在本实施方式中X轴方向相当于本发明的驱动方向。

检测器引导件20形成为直线状，并安装于驱动装置18的X轴方向(+)侧的端部，详细内容见后述。该检测器引导件20通过三个引导件设置点28(参照图2)以相对于被测定面9大致平行的姿态被支承，并沿着被测定面9引导由驱动装置18驱动的检测器16。

数据处理装置14分别与检测器16以及驱动装置18电连接。在数据处理装置14，除了显示各种信息的显示部34、以及用于进行各种操作的操作部36之外，虽省略图示，但还设置有用于与外部设备或者外部存储介质连接的连接器、以及用于电源的接通断开操作的电源开关等。

数据处理装置14根据对操作部36的输入操作来控制驱动装置18，使检测器16移动，从而利用检测器16的触针48(参照图4)沿着X轴方向扫描被测定面9。另外，数据处理装置14基于从检测器16输入的测头42(触针48)的位移的检测信号，计算被测定面9的表面形状(表面粗糙度以及起伏等)的测定数据。

[检测器的结构]

图4是检测器16的侧视图。如图4所示，检测器16具备摆动支点40、测头42(也称为臂或测定件)、施力构件44、检测传感器46、触针48、以及收纳上述各部分的外壳49。

摆动支点40具备与Y轴方向平行的旋转轴(摆动轴)。该摆动支点40将测头42支承为摆动自如。

测头42具备摆动自如地支承于摆动支点40的测头主体部42a、从测头主体部42a向测头长度方向上的一侧[X轴方向(+)侧]延伸的测头前端部42b、以及从测头主体部42a向测头长度方向上的另一侧[X轴方向(-)侧]延伸的测头基端部42c。需要说明的是，测头42的形状不限定于图4所示的形状，也可以适当变更。

在测头前端部42b的前端部分设置有触针48。触针48是相对于测头42的测头长度方向垂直或者倾斜地突出、即向大致Z轴方向(-)侧(相当于本发明的一方向侧)突出的向下触针。

需要说明的是，测头前端部42b的前端部分以及触针48从外壳49向外壳49的X轴方向(+)侧突出，并收容于后述的测头管壳22内。

在测头基端部42c的X轴方向(-)侧的基端部设置有构成后述的检测传感器46的一部分的芯体46a。

测头42以摆动支点40为基准，向朝向触针48的形成侧旋转的第一旋转方向SW1、以及与该第一旋转方向SW1相反的一侧的第二旋转方向SW2摆动。需要说明的是，虽省略图示，但在外壳49内设置有规定测头42的旋转范围、即规定第一旋转方向SW1的最大角度位置以及第二旋转方向SW2的最大角度位置的限制构件。

施力构件44向Z轴方向(+)侧对测头基端部42c施力。作为该施力构件44，例如使用螺旋弹簧以及板簧等各种弹簧。需要说明的是，也可以通过弹簧以外的公知的施力方法进行测头基端部42c的施力。由此，测头42以摆动支点40为中心被施力构件44向第一旋转方向SW1施力。

检测传感器46例如是线性可变差动变压器(Linear Variable DifferentialTransformer：LVDT)，并由已述的设置于测头基端部42c的芯体46a、以及设置于外壳49内的线圈46b构成。

芯体46a是从测头基端部42c向测头基端部42c的Z轴方向(-)侧延伸的形状的铁心。线圈46b在外壳49内设置于测头基端部40c的Z轴方向(-)侧的位置。在线圈46b的内部以非接触的方式插入芯体46a。

虽省略图示，但线圈46b由初级线圈以及两种次级线圈构成。当通过数据处理装置14对线圈46b的初级线圈进行励磁时，从两种次级线圈向数据处理装置14输出表示芯体46a的Z轴方向上的位置(位移)的检测信号。其结果是，基于摆动支点40、测头42(触针48)及芯体46a的位置关系、以及由检测传感器46检测到的芯体46a的Z轴方向上的位置，能够对测头42(触针48)的Z轴方向上的位移进行检测。

需要说明的是，在检测器16(外壳49)的X轴方向(-)侧的基端部设置有与驱动装置18连接的检测器连接部16a(参照图5)。

测头管壳22安装于外壳49的X轴方向(+)侧的前端部的前端面侧。在该测头管壳22设置有将测头前端部42b的前端部分以及触针48收容的未图示的收容空间。另外，在测头管壳22，在从收容空间向Z轴方向(-)侧分离的位置、即从测头前端部42b的前端部分向Z轴方向(-)侧分离的位置设置有滑动件24。并且，在测头管壳22，在从收容空间向Z轴方向(+)侧分离的位置形成有引导件插通孔26。

滑动件24具有与被测定面9对置的滑动件底面24a、以及供触针48贯穿的触针插通孔24b。如已述的那样，施力构件44向第一旋转方向SW1对测头42施力，因此触针48从滑动件24的滑动件底面24a向Z轴方向(-)侧突出。触针48从该滑动件底面24a的突出持续直至测头42克服施力构件44的作用力而从预定的后述的基准旋转位置向第二旋转方向SW2旋转一定角度为止。并且，当测头42的第二旋转方向SW2上的旋转角度达到一定角度时，成为触针48的前端的Z轴方向位置与滑动件底面24a的Z轴方向位置一致的一致状态，且滑动件底面24a与被测定面9接触。

在此，测头42的预定的基准旋转位置是指，例如，在被测定面9上配置有测定装置12的状态(测定开始前的状态)下的测头42的初期旋转位置。需要说明的是，也可以将测头42的第一旋转方向SW1上的最大旋转位置作为基准旋转位置，对该基准旋转位置没有特别限定。

引导件插通孔26是在与检测器16的长度方向(图中为X轴方向)平行的方向上贯通测头管壳22的贯通孔。后述的检测器引导件20贯穿该引导件插通孔26。并且，引导件插通孔26的Z轴方向上的孔径形成得比检测器引导件20的Z轴方向上的厚度大。另外，在构成引导件插通孔26的测头管壳22的内壁面设置有与检测器引导件20的Z轴方向(+)侧的引导件上表面20a接触的引导件接触点50(相当于本发明的第二接触点)。

[驱动装置的结构]

图5是测定装置12的剖视图。需要说明的是，图5的附图标记VA是表面形状测定机10的测定开始时(扫描开始时)的状态，附图标记VB是表面形状测定机10的测定完成时(扫描完成时)的状态。

如图5所示，驱动装置18具备壳体56，以及在该壳体56的内部收纳的驱动引导件58、滑块60、驱动部62及板簧64。壳体56除了收纳驱动部62等以外，还收纳检测器16(外壳49)的X轴方向(-)侧的基端部、以及检测器连接部16a。因此，在位于壳体56的X轴方向(+)侧且与X轴方向垂直的壳体壁面56a，形成有供检测器16沿着X轴方向进退自如地贯穿的检测器插通孔66。

驱动引导件58设置于壳体56内的X轴方向(-)侧的区域，并具有在X轴方向上延伸的形状。滑块60移动自如地安装于驱动引导件58。由此，滑块60能够沿着驱动引导件58在X轴方向上移动。

虽省略图示，但驱动部62是由马达以及进给丝杠等构成的公知的驱动机构。该驱动部62与滑块60连接(连结)，并使该滑块60沿着驱动引导件58在X轴方向上移动。

板簧64相当于本发明的第一弹性支承构件，并形成为与XY面平行且在X轴方向上延伸的大致平面形状。该板簧64的X轴方向(+)侧的前端部与检测器连接部16a连接，且X轴方向(-)侧的基端部与滑块60连接。该板簧64将检测器16以及检测器连接部16a(以下，简称为检测器16等)支承为相对于滑块60(驱动装置18)向已述的第一旋转方向SW1和第二旋转方向SW2摆动自如。

另外，利用板簧64将检测器16等与滑块60连结，由此已述的驱动部62借助滑块60以及板簧64而使检测器16等沿着X轴方向移动。并且，在被测定面9的表面形状的测定时，在数据处理装置14的控制下，驱动部62使检测器16等从X轴方向(+)侧向X轴方向(-)侧移动，由此利用检测器16的触针48沿着X轴方向扫描被测定面9。

[检测器引导件的结构]

检测器引导件20安装于壳体56(驱动装置18)，并且具有与被测定面9大致平行且在触针48的扫描方向(X轴方向)上延伸的大致长板状。该检测器引导件20在X轴方向上支承于比壳体56的壳体壁面56a靠X轴方向(+)侧的位置。另外，检测器引导件20借助三个引导件设置点28而支承于在Z轴方向上与检测器16的和被测定面9对置的面侧的相反面侧对置、即与检测器16的Z轴方向(+)侧的面对置的位置。

检测器引导件20的X轴方向(-)侧的基端部借助板簧70而安装于驱动装置18的壳体56的壳体壁面56a。板簧70相当于本发明的第二弹性支承构件，并形成为与XY面平行且在X轴方向上延伸的大致平面形状。由此，检测器引导件20借助板簧70而被支承为相对于驱动装置18在已述的第一旋转方向SW1和第二旋转方向SW2上摆动自如。其结果是，在被测定面9为非水平的情况下，通过以板簧70为基准使检测器引导件20旋转，能够使检测器引导件20相对于被测定面9大致平行(参照图6)。

各引导件设置点28单独相当于本发明的第一接触点，分别具有向Z轴方向(-)侧延伸的销形状，并与被测定面9接触。例如，引导件设置点28中的一个设置于检测器引导件20的X轴方向(+)侧的前端部，且引导件设置点28的剩余的两个设置为在检测器引导件20的X轴方向(-)侧的基端部处在Y轴方向上夹着检测器16。由此，各引导件设置点28作为本发明的引导件支承构件而发挥功能，并在比检测器16靠Z轴方向(+)侧的位置上将检测器引导件20三点支承于被测定面9上。

这样，一边以板簧70为基准使检测器引导件20旋转，一边利用各引导件设置点28将检测器引导件20三点支承于被测定面9上，由此能够使检测器引导件20相对于被测定面9大致平行(参照图6)。

此时，各引导件设置点28各自的Z轴方向(-)侧的前端位置、即从检测器引导件20到各引导件设置点28的前端的长度能够单独调整。由此，能够调整检测器引导件20的Z轴方向上的高度位置。另外，通过单独调整各引导件设置点28各自的前端位置，即使假设被测定面9为非水平的情况下(参照图6)，也能够使检测器引导件20与被测定面9大致平行。

检测器引导件20的X轴方向(+)侧的前端部贯穿已述的测头管壳22的引导件插通孔26。另外，已述的引导件接触点50接触于检测器引导件20的与检测器16对置的面侧的相反侧的面、即引导件上表面20a。由此，检测器引导件20借助引导件接触点50(测头管壳22)而将已述的检测器16支承为沿着引导件上表面20a移动自如。

因此，当已述的驱动装置18(驱动部62)使滑块60以及板簧64在X轴方向上移动时，检测器16沿着以相对于被测定面9大致平行的姿态被三点支承的检测器引导件20移动。由此，检测器16的触针48沿着相对于被测定面9大致平行的检测器引导件20扫描被测定面9，因此能够进行利用检测器引导件20的在工件基准(被测定面基准)下的被测定面9的表面形状的测定。另外，在该情况下，能够以与检测器引导件20的直线度相应的精度进行表面形状的测定。

此时，在测定装置12配置于被测定面9上的状态(测定开始前的状态)下，各引导件设置点28进行调整，以使得检测器引导件20的Z轴方向上的高度位置满足以下的条件。该条件是指，在滑动件24与被测定面9之间形成间隙，且触针48从滑动件底面24a向Z轴方向(-)侧突出，此外测头42位于其旋转范围(检测范围)的大致中央。由此，测定装置12在被测定面9的表面形状的测定开始时最初执行无滑动件测定。

由于检测器引导件20仅通过其引导件上表面20a支承检测器16，因此检测器16等即使在被检测器引导件20支承的状态下也能够以板簧64为基准向第二旋转方向SW2旋转。因此，在滑动件24的滑动件底面24a与被测定面9接触的状态下，在进一步从被测定面9对滑动件底面24a(包括触针48)施加Z轴方向(+)侧的力(本发明的相反方向侧的力)时，引导件上表面20a与引导件接触点50之间的接触被解除，检测器16等以板簧64为基准向第二旋转方向SW2旋转。由此，例如在被测定面9的台阶大的情况下，利用测定装置12的测定从无滑动件测定自动地切换为滑动件测定(参照图7)。需要说明的是，通过调整滑动件24的Z轴方向位置，能够任意地调整从无滑动件测定向滑动件测定的切换时机。

图6是被测定面9为非水平的情况下的测定装置12的剖视图。需要说明的是，图6的附图标记VIA是表面形状测定机10的测定开始时(扫描开始时)的状态，附图标记VIB是表面形状测定机10的测定完成时(扫描完成时)的状态。

如图6所示，当在非水平的被测定面9上配置测定装置12时，则如上所述，一边以板簧70为基准使检测器引导件20旋转一边使各引导件设置点28分别接触在非水平的被测定面9上。由此，在非水平的被测定面9上由各引导件设置点28三点支承检测器引导件20，因此检测器引导件20相对于非水平的被测定面9大致平行。其结果是，通过使检测器16等沿着该检测器引导件20移动，能够以非水平的被测定面9为基准用检测器16的触针48扫描该被测定面9。

[表面形状测定机的作用]

图7是用于说明由上述结构的表面形状测定机10进行的被测定面9的表面形状的测定处理的说明图。如图7的附图标记VIIA所示，在被测定面9上配置表面形状测定机10的测定装置12。由此，如已述的图5所示，各引导件设置点28与被测定面9接触，在该被测定面9上由各引导件设置点28三点支承检测器引导件20。其结果是，检测器引导件20相对于被测定面9大致平行。

需要说明的是，如已述的图6所示，即使在被测定面9为非水平的情况下，在各引导件设置点28与被测定面9接触时，检测器引导件20以板簧70为基准相对于驱动装置18向第一旋转方向SW1或者第二旋转方向SW2旋转。由此，能够使检测器引导件20相对于非水平的被测定面9大致平行。

当在被测定面9上三点支承检测器引导件20时，借助该检测器引导件20的引导件上表面20a以及测头管壳22的引导件接触点50，检测器16被支承于被测定面9上。此时，利用各引导件设置点28来调整检测器引导件20的Z轴方向上的高度位置，以使得在滑动件24与被测定面9之间形成间隙，且触针48从滑动件底面24a向Z轴方向(-)侧突出，此外测头42位于其旋转范围的大致中央。由此，在测定开始时，仅触针48与被测定面9接触，因此测定装置12能够进行被测定面9的无滑动件测定。

当操作人员对数据处理装置14的操作部36输入测定开始操作时，在由数据处理装置14进行的控制下，驱动装置18的驱动部62使滑块60以及板簧64沿着驱动引导件58从X轴方向(+)侧向X轴方向(-)侧移动。由此，检测器16借助板簧64等而沿着与被测定面9大致平行的检测器引导件20向X轴方向(-)侧移动。其结果是，以被测定面9(工件)为基准，开始检测器16的触针48扫描该被测定面9的无滑动件测定。

检测器16的检测传感器46检测由测头42(触针48)的摆动引起的位移，并将该位移的检测信号向数据处理装置14输出。数据处理装置14基于从检测传感器46输入的检测信号、以及由驱动装置18引起的检测器16的移动量，以公知的方法计算被测定面9的表面形状。此时，在表面形状测定机10(测定装置12)中，进行不使滑动件24与被测定面9接触而利用触针48扫描被测定面9的无滑动件测定，因此不仅能够测定被测定面9的表面粗糙度，还能够同时测定通过被测定面9的台阶的形状以及起伏等由无滑动件测定得到的被测定面9的各种表面形状。另外，该表面形状的测定精度取决于检测器引导件20的直线度，因此能够在不使用大规模的测定机的情况下以低成本且高精度进行被测定面9的表面形状的测定。

当被测定面9的台阶等的Z轴方向(+)侧的高度逐渐地变高时，以摆动支点40为基准，测头42克服施力构件44的作用力而向第二旋转方向SW2旋转。并且，如图7的附图标记VIIB所示，当测头42从已述的基准旋转位置向第二旋转方向SW2旋转到一定角度时，成为触针48的前端的Z轴方向位置与滑动件底面24a的Z轴方向位置一致的一致状态。由此，滑动件24的滑动件底面24a与被测定面9接触。

如图7的附图标记VIIC所示，当被测定面9的台阶等的高度从一致状态进一步变高时，从被测定面9对滑动件底面24a(包括触针48的前端)，进一步施加Z轴方向(+)侧的力。由此，检测器引导件20的引导件上表面20a与测头管壳22的引导件接触点50之间的接触被解除，并且检测器16等以板簧64为基准向第二旋转方向SW2旋转。其结果是，由表面形状测定机10(测定装置12)进行的测定从无滑动件测定切换为滑动件测定。

在该滑动件测定中，进行以滑动件24为基准的被测定面9的表面形状的测定，因此虽然仅执行被测定面9的表面粗糙度的测定，但是防止触针48钩挂于被测定面9的台阶等而破损的情况。

[本实施方式的效果]

如以上那样在本实施方式的表面形状测定机10中，通过使检测器16沿着相对于被测定面9大致平行地配置的检测器引导件20移动，能够以将被测定面9作为基准的所谓工件基准进行利用检测器16的被测定面9的无滑动件测定。其结果是，能够同时测定被测定面9的表面粗糙度、以及被测定面9的表面粗糙度以外的表面形状(形状以及起伏等)。另外，在被测定面9的台阶等的高度高的情况下，能够自动地从无滑动件测定切换为滑动件测定，因此能够可靠地防止触针48的破损。并且，能够得到与检测器引导件20的直线度相应的测定精度，因此能够以低成本且高精度对被测定面9的表面形状进行测定。

[其他]

在上述实施方式中，作为本发明的第一弹性支承构件以及第二弹性支承构件，分别举出板簧为例进行了说明，但也可以使用板簧以外的各种弹性支承构件。

在上述实施方式中，利用三个引导件设置点28在被测定面9上三点支承检测器引导件20，但只要能够以相对于被测定面9大致平行的姿态支承检测器引导件20，则引导件设置点28的数量可以是一个，或者也可以是两个、或四个以上的多个。另外，引导件设置点28的形状也不限定于销形状，也可以适当变更。

在上述实施方式中，检测器引导件20借助板簧70而安装于驱动装置18，但检测器引导件20也可以相对于驱动装置18分离地设置。

在上述实施方式中，借助测头管壳22而在检测器16设置有滑动件24，但也可以在检测器16直接设置滑动件24。另外，上述实施方式中，在滑动件24的触针插通孔24b贯穿有触针48，但触针48也可以不贯穿滑动件24(参照上述专利文献1)。

在上述实施方式中，测头管壳22安装于检测器16的前端侧(X轴方向(+)侧)的前端面，但测头管壳22相对于检测器16的安装位置没有特别限定。另外，在上述实施方式中，借助测头管壳22而使检测器16被检测器引导件20支承为移动自如，但只要能够将检测器16支承为相对于检测器引导件20移动自如，则也可以使用各种检测器支承构件。

在上述实施方式中，举出便携式的表面形状测定机10为例进行了说明，但也可以将本发明应用于能够进行滑动件测定的固定式(非便携式)的测定机。

附图标记说明

9…被测定面，

10…表面形状测定机，

12…测定装置，

16…检测器，

20…检测器引导件，

20a…引导件上表面，

22…测头管壳，

24…滑动件，

28…引导件设置点，

42…测头，

44…施力构件，

48…触针，

50…引导件接触点，

56…壳体，

62…驱动部，

64…板簧，

70…板簧。

Claims

1.一种表面形状测定机，其对被测定面的表面形状进行测定，其中，

所述表面形状测定机具备：

检测器，所述检测器具备：测头，其被支承为以摆动支点为中心摆动自如；触针，其设置于所述测头的前端部且向相对于所述测头的长度方向垂直或者倾斜的一方向侧延伸；滑动件，其设置于从所述测头的前端部向所述一方向侧分离的位置；及施力构件，其向以所述摆动支点为中心的旋转方向中的、所述触针向所述一方向侧旋转的第一旋转方向对所述测头施力，而使所述触针的前端比所述滑动件向所述一方向侧突出；

第一弹性支承构件，其将所述检测器支承为向所述第一旋转方向及与所述第一旋转方向相反的一侧的第二旋转方向摆动自如；

驱动部，其使所述第一弹性支承构件沿着与所述摆动支点的轴向垂直且与所述被测定面平行的驱动方向移动；

直线状的检测器引导件，其沿着所述被测定面引导由所述驱动部借助所述第一弹性支承构件而驱动的所述检测器；

引导件支承构件，其具有与所述被测定面接触的一个或者多个第一接触点，并将所述检测器引导件支承于与所述检测器的和所述被测定面对置的面侧的相反面侧对置的位置；以及

检测器支承构件，其设置于所述检测器，并使所述检测器被所述检测器引导件支承为沿着所述检测器引导件移动自如。

2.根据权利要求1所述的表面形状测定机，其中，

在所述测头克服所述施力构件的作用力而从预定的基准旋转位置向所述第二旋转方向旋转的情况下，所述触针的前端比所述滑动件向所述一方向侧突出直至所述测头的所述第二旋转方向上的旋转角度达到一定角度为止。

3.根据权利要求2所述的表面形状测定机，其中，

在所述测头的所述第二旋转方向上的旋转角度达到所述一定角度并进一步对所述滑动件施加所述一方向侧的相反方向侧的力的情况下，所述检测器以所述第一弹性支承构件为基准向所述第二旋转方向旋转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的表面形状测定机，其中，

所述检测器支承构件具有：

引导件插通孔，其供所述检测器引导件贯穿；以及

第二接触点，其设置于构成所述引导件插通孔的所述检测器支承构件的内壁面，且接触于所述检测器引导件的与所述检测器对置的面侧的相反侧的面，

所述检测器支承构件借助所述第二接触点而使所述检测器支承于所述检测器引导件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的表面形状测定机，其中，

所述表面形状测定机具备：

壳体，其收纳所述检测器的一部分、所述第一弹性支承构件及所述驱动部，并具有相对于所述驱动方向垂直的壳体壁面、及形成于所述壳体壁面且供所述检测器贯穿的检测器插通孔；以及

第二弹性支承构件，其设置于所述壳体，且将所述检测器引导件支承为向所述第一旋转方向和所述第二旋转方向摆动自如。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的表面形状测定机，其中，

所述引导件支承构件在三个第一接触点与所述被测定面接触。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的表面形状测定机，其中，

所述滑动件具有供所述触针贯穿的触针插通孔。