CN115917247A - 倾斜测量装置及倾斜测量方法 - Google Patents
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Abstract
倾斜测量装置具有第一激光位移计和第二激光位移计。第一激光位移计对测量对象物照射第一激光来测量测量对象物的位移。第二激光位移计对测量对象物照射第二激光来测量测量对象物的位移。反射构件位于相对于第一激光的光路和第二激光的光路的退避位置或进入位置。在反射构件位于退避位置的情况和位于进入位置的情况这两者时,第一激光位移计和第二激光位移计测量测量对象物的位移。反射构件在进入位置时改变第一激光和第二激光的前进方向,使第一激光和第二激光朝向测量对象物进行反射。
Description
技术领域
本公开涉及倾斜测量装置和倾斜测量方法。
背景技术
以往的多点角度测定装置具备测量基准面的旋转角的旋转支撑体、安装于其上且具有可动部的XY工作台、以及放射方向被固定的X射线源和接收射线管(例如专利文献1)。然后,将分别具有光源的两个激光聚焦位移计设置在石英板的上方。激光聚焦位移计与角度运算器连接。
激光聚焦位移计测量石英板的两点上相对于主面垂直方向的位移。然后,角度运算器根据预先设定的光源间的距离和两点间的位移差,利用三角函数计算两点间的倾斜。即,得到石英板的两点间的从基准面开始的偏离角。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开公报:特开平11-63956号公报
发明概述
本发明要解决的问题
在现有的多点角度测定装置中,为了计算两点间的倾斜,准备两个激光聚焦位移计。因此,例如,为了计算其他的两点之间的倾斜,需要追加两个激光聚焦位移计。即,需要四个激光聚焦位移计。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种倾斜测量装置以及倾斜测量方法,能够抑制激光位移计的搭载数量,并且能够针对多个不同的旋转轴的每一个来测量测量对象物绕旋转轴的倾斜。
用于解决问题的手段
本公开所示例的倾斜测量装置测量测量对象物的倾斜。倾斜测量装置具有第一激光位移计、第二激光位移计、反射构件。第一激光位移计对所述测量对象物照射第一激光来测量所述测量对象物的位移。第二激光位移计对所述测量对象物照射第二激光来测量所述测量对象物的位移。反射构件位于相对于所述第一激光的光路和所述第二激光的光路的退避位置或进入位置。在所述反射构件位于所述退避位置的情况和位于所述进入位置的情况这两者时,所述第一激光位移计和所述第二激光位移计测量所述测量对象物的位移。所述反射构件在所述进入位置时改变所述第一激光和所述第二激光的前进方向,使所述第一激光和所述第二激光朝向所述测量对象物反射。
本公开所示例的倾斜测量方法测量测量对象物的倾斜。倾斜测量方法包括:在反射构件位于相对于第一激光的光路和第二激光的光路的退避位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第一激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;在所述反射构件位于所述退避位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第二激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;使所述反射构件从所述退避位置移动到相对于所述第一激光的光路和所述第二激光的光路的进入位置的步骤;在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第一激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;以及在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第二激光,测量所述测量对象物的位移的步骤。
发明的效果
根据示例的本公开,能够提供一种抑制激光位移计的搭载数量,并且能够对多个不同的旋转轴的每一个测量测量对象物绕旋转轴的倾斜的倾斜测量装置以及倾斜测量方法。
附图的简要说明
图1A是示出本公开的实施方式所涉及的反射构件位于退避位置的情况下的倾斜测量装置的立体图。
图1B是示出本实施方式所涉及的反射构件位于退避位置的状态的侧视图。
图2A是示出本实施方式所涉及的反射构件位于进入位置的情况下的倾斜测量装置的立体图。
图2B是示出本实施方式所涉及的反射构件位于进入位置的状态的侧视图。
图3是示出本实施方式所涉及的倾斜测量装置的框图。
图4A是示出本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第三旋转轴的倾斜时的第二激光及第三激光与测量对象物的关系的立体图。
图4B是示出在本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第三旋转轴的倾斜时,从第三旋转轴方向观察到的第二激光、第三激光和测量对象物的图。
图5A是示出本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第一旋转轴的倾斜时的第一激光及第二激光与测量对象物之间的关系的立体图。
图5B是示出在本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第一旋转轴的倾斜时,从第一旋转轴方向观察到的第一激光、第二激光和测量对象物的图。
图6A是示出本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第二旋转轴的倾斜时的第一激光及第二激光与测量对象物的关系的立体图。
图6B是示出在本实施方式所涉及的倾斜测量装置测量测量对象物绕第二旋转轴的倾斜时,从第二旋转轴方向观察到的第一激光、第二激光和测量对象物的图。
图7是示出本实施方式所涉及的测量对象物绕第三旋转轴旋转时的状态的图。
图8是示出本实施方式所涉及的测量对象物绕第一旋转轴旋转时的状态的图。
图9是示出本实施方式所涉及的测量对象物绕第二旋转轴旋转时的状态的图。
图10是示出本实施方式所涉及的倾斜测量装置的移动机构的侧视图。
图11是示出本实施方式所涉及的倾斜测量方法的前段的流程图。
图12是示出本实施方式所涉及的倾斜测量方法的后段的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明所示例的实施方式进行说明。另外,在图中,对相同或相当的部分标注相同的参照符号,不重复说明。另外,在图中,为了容易理解,适当地记载了三维直角坐標系的X轴、Y轴以及Z轴。在本说明书中,作为一个示例,X轴和Y轴与水平方向平行,Z轴与垂直方向平行。在该情况下,Z轴的正方向示出为上方向,Z轴的负方向示出为下方向。另外,在实施方式中,说明了第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2以及第三旋转轴AX3,但有时将与第一旋转轴AX1平行的方向记载为第一旋转轴方向,将与第二旋转轴AX2平行的方向记载为第二旋转轴方向,将与第三旋转轴AX3平行的方向记载为第三旋转轴方向。另外,在本说明书中,"平行"包括大致平行,"正交"包括大致正交。
首先,参照图1A和图1B说明本发明实施方式所涉及的倾斜测量装置100。图1A是示出倾斜测量装置100的立体图。图1A所示的倾斜测量装置100对测量对象物200的倾斜进行测量。
测量对象物200受到来自测量对象物200的外部的作用,绕第一旋转轴AX1转动,相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜。测量对象物200的基准状态示出测量对象物200未受到来自外部的作用的状态。
测量对象物200反射光。例如,测量对象物200的表面是由金属面或带面等构成的镜面。测量对象物200优选进行镜面反射,但只要能够反射入射光,就没有特别限定。
在图1A的示例中,测量对象物200包括第一照射对象201和第二照射对象203。第二照射对象物203固定于第一照射对象物201。第二照射对象物203相对于第一照射对象物201突出。关于第一照射对象物201和第二照射对象物203,将在后面叙述。
倾斜测量装置100包括第一激光位移计1、第二激光位移计2和反射构件5。
第一激光位移计1向测量对象物200照射第一激光B1,测量测量对象物200的位移。具体而言,第一激光位移计1向测量对象物200照射第一激光B1,并接收由测量对象物200反射的第一激光B1,从而测量测量对象物200的位移。
第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,测量测量对象物200的位移。具体地说,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,接收测量对象物200反射的第二激光B2,测量测量对象物200的位移。
反射构件5反射光。反射构件5例如是反射镜。例如,反射构件5的表面是金属面或带面等镜面。反射构件5优选进行镜面反射,但只要能够使入射光折射并射出即可,没有特别限定。
反射构件5位于相对于第一激光B1的光路和第二激光B2的光路的退避位置P1或进入位置P2。在图1A和图1B中,反射构件5位于退避位置P1。退避位置P1示出从第一激光B1的光路和第二激光B2的光路偏离后的位置。即,退避位置P1示出第一激光B1和第二激光B2不射入反射构件5的位置。在退避位置P1处,反射构件5与测量对象物200分离。
在反射构件5位于退避位置P1的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜并停止的状态下,第一激光位移计1向测量对象物200照射第一激光B1,并接收测量对象物200反射的第一激光B1,由此测量测量对象物200从基准状态起的位移。此外,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜并停止的状态下,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,并接收测量对象物200反射的第二激光B2,从而测量测量对象物200从基准状态起的位移。其结果是,倾斜测量装置100能够根据反射构件5位于退避位置P1时的第一激光位移计1和第二激光位移计2得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。
下面,参照图2A和图2B说明倾斜测量装置100。图2A是示出反射构件5位于进入位置P2时的倾斜测量装置100的立体图。图2B示出位于进入位置P2的反射构件5的状态。如图2A及图2B所示,进入位置P2示出第一激光B1的光路上及第二激光B2的光路上的位置。即,进入位置P2示出第一激光B1和第二激光B2入射到反射构件5的位置。在进入位置P2,反射构件5不与测量对象物200接触。
反射构件5在进入位置P2改变第一激光B1和第二激光B2的行进方向,并使第一激光B1和第二激光B2朝向测量对象物200反射。以下,为了便于说明,有时将由反射构件5反射后的第一激光B1记为"第一激光B10",将由反射构件5反射后的第二激光B2记为"第二激光B20"。
在反射构件5位于进入位置P2的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜并停止的状态下,第一激光位移计1经由反射构件5向测量对象物200照射第一激光B10,经由反射构件5接收由测量对象物200反射的第一激光B10,由此测量测量对象物200从基准状态起的位移。此外,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜并停止的状态下,第二激光位移计2经由反射构件5向测量对象物200照射第二激光B20,经由反射构件5接收由测量对象物200反射的第二激光B20,由此测量测量对象物200从基准状态起的位移。其结果是,倾斜测量装置100能够根据反射构件5位于进入位置P2时的第一激光位移计1和第二激光位移计2得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
以上,如参照图1A~图2B所说明的那样,倾斜测量装置100具有反射构件5,由此能够在反射构件5的退避位置P1和进入位置P2使测量对象物200上的第一激光B1和第二激光B2的照射位置不同。并且,在反射构件5位于退避位置P1的情况和位于进入位置P2的情况这两种情况下,第一激光位移计1和第二激光位移计2对测量对象物200的位移进行测量。因此,基于反射构件5位于退避位置P1时(图1A、图1B)的第一激光位移计1和第二激光位移计2得到的测量结果,不仅能够计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜,而且基于反射构件5位于进入位置P2时(图2A、图2B)的第一激光位移计1和第二激光位移计2得到的测量结果,还能够计算出测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
换言之,在本实施方式中,通过两个激光位移计(第一激光位移计1、第二激光位移计2),能够按两个不同的旋转轴(第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2)的每一个来测量测量对象物200的倾斜。进一步换言之,能够在抑制激光位移计的搭载数量的同时,针对多个不同的旋转轴的每一个,测量测量对象物200绕旋转轴的倾斜。
此处,对比较例所涉及的倾斜测量装置进行说明。比较例所涉及的倾斜测量装置不具备反射构件5。因此,在比较例所涉及的倾斜测量装置中,必须具备用于测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜的两个激光位移计和用于测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜的两个激光位移计。即,在比较例所涉及的倾斜测量装置中,为了测量测量对象物200分别相对于两个旋转轴(第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2)的倾斜,要求具备共计四个激光位移计。与此相对地,在本实施方式中,倾斜测量装置100为了测量测量对象物200分别相对于两个旋转轴(第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2)的倾斜,只要具备共计两个激光位移计(第一激光位移计1、第二激光位移计2)即可。
接着,参照图1A以及图2A,定义第一虚拟平面11、第二虚拟平面12、虚拟交叉面15、第一方向D1以及第二方向D2。
如图1A所示,第一虚拟平面11是包含反射构件5位于退避位置P1时的第一激光B1的光路和第二激光B2的光路在内的虚拟平面。测量对象物200的第一旋转轴AX1与第一虚拟平面11相交叉。因此,第一旋转轴AX1例如包含于虚拟交叉面15。虚拟交叉面15是反射构件5位于退避位置P1时的与第一激光B1和第二激光B2交叉的虚拟平面。因此,根据本实施方式,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,通过第一激光位移计1和第二激光位移计2测量测量对象物200的位移,能够计算出测量对象物200绕包含在虚拟交叉面15中的第一旋转轴AX1的倾斜。
在图1A的示例中,虚拟交叉面15与第一激光B1及第二激光B2大致正交。
第一方向D1示出与第一虚拟平面11交叉的方向。在图1A的示例中,第一方向D1与第一虚拟平面11大致正交。第一方向D1例如与水平方向大致平行。
如图2A所示,第二虚拟平面12是包含由反射构件5反射后的第一激光B10的光路和第二激光B20的光路在内的虚拟平面。测量对象物200的第二旋转轴AX2与第二虚拟平面12相交。而且,第二旋转轴AX2与虚拟交叉面15交叉,因此不包含在虚拟交叉面15中。因此,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,通过第一激光位移计1和第二激光位移计2测量测量对象物200的位移,能够计算出测量对象物200绕不包含在虚拟交叉面15中的第二旋转轴AX2的倾斜。
第二方向D2示出与第二虚拟平面12交叉的方向。在图2A的示例中,第二方向D2与第二虚拟平面12大致正交。第二方向D2例如与铅垂方向大致平行。
以上,如参照图1A以及图2A所说明的那样,倾斜测量装置100通过具备反射构件5,能够不使用四个激光位移计而使用第一激光位移计1以及第二激光位移计2分别测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1以及第二旋转轴AX2的倾斜。即,能够在抑制激光位移计的搭载数量的同时,测量包含在虚拟交叉面15中绕第一旋转轴AX1的测量对象物200的倾斜和不包含在虚拟交叉面15中绕第二旋转轴AX2的测量对象物200的倾斜。
另外,在图2A的示例中,反射构件5相对于第一虚拟平面11的倾斜角度大致为45度。因此,反射构件5使第一激光B1和第二激光B2折射大致90度并反射。
接着,参照图1A说明本实施方式的优选例。如图1A所示,测量对象物200受到来自测量对象物200的外部的作用,绕第三旋转轴AX3旋转,相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜。
倾斜测量装置100优选还具备第三激光位移计3。第三激光位移计3向测量对象物200照射第三激光B3,测量测量对象物200的位移。具体地说,第三激光位移计3向测量对象物200照射第三激光B3,接收测量对象物200反射的第三激光B3,测量测量对象物200的位移。
具体而言,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜并停止的状态下,第三激光位移计3向测量对象物200照射第三激光B3,测量测量对象物200从基准状态起的位移。此外,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,在测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜并停止的状态下,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,测量测量对象物200从基准状态起的位移。其结果是,倾斜测量装置100能够根据反射构件5位于退避位置P1时的第二激光位移计2和第三激光位移计3得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜。
如上所述,如参照图1A以及图2A所说明的那样,根据本实施方式,倾斜测量装置100通过具备反射构件5,能够不使用五个激光位移计而使用第一激光位移计1、第二激光位移计2以及第三激光位移计3来测量绕第一旋转轴AX1的测量对象物200的倾斜、绕第二旋转轴AX2的测量对象物200的倾斜、绕第三旋转轴AX3的测量对象物200的倾斜。换言之,能够在抑制激光位移计的搭载数量的同时,分别测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1~第三旋转轴AX3的倾斜。另外,由于不要求在测量对象物200上配置衍射光栅,所以与利用衍射光栅测量测量对象物200的倾斜的情况相比,能够缓和测量对象物200的形状的制约。
在此,对比较例所涉及的倾斜测量装置进行说明。比较例所涉及的倾斜测量装置不具备反射构件5。因此,在比较例所涉及的倾斜测量装置中,必须具备用于分别测量测量对象物200的绕第一旋转轴AX1的倾斜和绕第三旋转轴AX3的倾斜的三个激光位移计、和用于测量测量对象物200的绕第二旋转轴AX2的倾斜的两个激光位移计。即,在比较例所涉及的倾斜测量装置中,为了测量测量对象物200相对于三个旋转轴(第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2、第三旋转轴AX3)的倾斜,要求具备共计五个激光位移计。与此相对地,在本实施方式中,为了测量测量对象物200相对于三个旋转轴(第一旋转轴AX1、第二旋转轴AX2、第三旋转轴AX3)的倾斜,倾斜测量装置100只要具备共计三个激光位移计(第一激光位移计1、第二激光位移计2、第三激光位移计3)即可。
继续参照图1A,定义第三虚拟平面13。第三虚拟平面13是包含反射构件5位于退避位置P1时的第二激光B2的光路和第三激光B3的光路在内的虚拟平面。测量对象物200的第三旋转轴AX3与第三虚拟平面13相交叉。
特别是,优选第一虚拟平面11与第三虚拟平面13大致正交。根据该优选例,除了光学系统的调整容易之外,还能够通过三角法分别容易地计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1~第三旋转轴AX3的倾斜。三角法是指使用三角函数的运算。另外,优选反射构件5位于退避位置P1时的第一激光B1、第二激光B2和第三激光B3大致平行。根据该优选例,光学系统的调整更加容易。
另外,优选第一虚拟平面11与第一旋转轴AX1大致正交。另外,优选第三虚拟平面13与第三旋转轴AX3大致正交。进而,如图2A所示,优选第二虚拟平面12与第二旋转轴AX2大致正交。根据该优选例,通过三角法,能够分别更容易地计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1~第三旋转轴AX3的倾斜。
另外,虚拟交叉面15与反射构件5位于退避位置P1时的第一激光B1、第二激光B2和第三激光B3交叉。在图1A的示例中,虚拟交叉面15与第一激光B1、第二激光B2和第三激光B3大致正交。
接着,参照图3说明倾斜测量装置100。图3是示出倾斜测量装置100的框图。如图3所示,倾斜测量装置100还包括移动机构4、驱动机构6、控制部10和存储部20。控制部10相当于"运算部"的一个示例。
控制部10包括CPU(CentralProcessingUnit)这样的处理器。存储部20包括存储装置,存储数据和计算机程序。具体而言,存储部20包括半导体存储器那样的主存储装置和半导体存储器、固态驱动器和/或硬盘驱动器那样的辅助存储装置。存储单元20可以包括可移动介质。存储单元20对应于非暂时性计算机可读存储介质的一个示例。控制部10的处理器执行存储在存储部20的存储装置中的计算机程序,执行各种运算,并且控制第一激光位移计1、第二激光位移计2、第三激光位移计3、移动机构4以及驱动机构6。控制部10和存储部20例如构成计算机。关于使反射构件5移动的移动机构4和驱动测量对象物200的驱动机构6,将在后面叙述。
控制部10基于反射构件5位于退避位置P1的情况下的第一激光位移计1得到的测量结果和第二激光位移计2得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。而且,控制部10基于反射构件5位于进入位置P2的情况下的第一激光位移计1得到的测量结果和第二激光位移计2得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
即,根据本实施方式,控制部10不使用四个激光位移计的测量结果,而使用第一激光位移计1和第二激光位移计2得到的测量结果,能够分别计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1和第二旋转轴AX2的倾斜。
优选的是,控制部10基于反射构件5位于退避位置P1的情况下的第二激光位移计2得到的测量结果和第三激光位移计3得到的测量结果,计算出测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜。根据该优选例,控制部10不使用五个激光位移计的测量结果,而使用第一激光位移计1、第二激光位移计2和第三激光位移计3得到的测量结果,能够分别计算出测量对象物200绕第一旋转轴AX1~第三旋转轴AX3的倾斜。
接着,参照图3、图4A以及图4B说明测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜的测量方法。图4A是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜时的第二激光B2及第三激光B3与测量对象物200之间的关系的立体图。图4B是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜时,从第三旋转轴方向观察到的第二激光B2、第三激光B3和测量对象物200的图。另外,在图4A和图4B中,为了简化附图,省略了反射构件5和第二照射对象物203(图1A)。
如图3、图4A以及图4B所示,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,控制部10基于激光点距离L3和激光点位移量d3,通过三角法计算示出测量对象物200相对于基准状态的倾斜的倾斜角度θ3。因此,根据本实施方式,能够通过简单的运算式高精度地计算测量对象物200的倾斜角度θ3。倾斜角度θ3示出测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3的倾斜。
具体而言,激光点距离L3示出在反射构件5位于退避位置P1的情况下,基准状态的测量对象物200上的第二激光B2的照射点T2与第三激光B3的照射点T3之间的距离。即,激光点距离L3示出在反射构件5位于退避位置P1的情况下第二激光B2与第三激光B3之间的间隔。激光点位移量d3是在反射构件5位于退避位置P1的情况下与测量对象物200相对于基准状态的倾斜对应的物理量,示出第二激光B2的照射点T2相对于基准状态的位移量与第三激光B3的照射点T3相对于基准状态的位移量之和。
例如,第二激光位移计2在测量对象物200绕第三旋转轴AX3倾斜的状态下,测量照射点T2相对于测量对象物200的基准状态的位移量。此外,例如,第三激光位移计3在测量对象物200绕第三旋转轴AX3倾斜的状态下,测量照射点T3相对于测量对象物200的基准状态的位移量。然后,例如,控制部10计算作为照射点T2的位移量和照射点T3的位移量之和的激光点位移量d3。
更具体地说,控制部10执行下式所示的运算,计算倾斜角度θ3。
θ3=arctan(d3/L3)
特别是,优选预先设定反射构件5位于退避位置P1时的激光点距离L3。即,优选预先设定基于三角法的运算式所需要的激光点距离L3并设为固定值。根据该优选例,不要求对每个测量对象物200测量激光点距离L3的作业。即,不需要在每次更换测量对象物200时测量激光点距离L3的作业。其结果是,能够简化用于计算测量对象物200的倾斜角度θ3的测量作业。
另外,在本实施方式中,测量对象物200具有平面F1。具体而言,测量对象物200的第一照射对象物201具有平面F1。第一照射对象物201例如具有大致平板形状。基准状态的测量对象物200的平面F1与第一方向D1大致平行,与第二方向D2大致正交。平面F1包括第一照射面TA1、第二照射面TA2和第三照射面TA3。另外,在图4B中,基准状态的测量对象物200的平面F1由点划线示出。
特别是,在本实施方式中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第二激光位移计2向测量对象物200的第二照射面TA2照射第二激光B2,并接收由第二照射面TA2反射的第二激光B2,由此测量测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3的位移。此外,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第三激光位移计3向测量对象物200中的与第二照射面TA2位于同一平面F1上的第三照射面TA3照射第三激光B3,并接收由第三照射面TA3反射的第三激光B3,由此测量测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3的位移。根据本实施方式,通过在测量对象物200上设置第二照射面TA2以及第三照射面TA3,能够使光学系统的调整变得容易,并且能够高精度地测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜。
接着,参照图3、图5A以及图5B,说明测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜的检测方法。图5A是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜时的第一激光B1及第二激光B2与测量对象物200之间的关系的立体图。图5B是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜时,从第一旋转轴方向观察到的第一激光B1、第二激光B2和测量对象物200的图。在图5B中,用点划线示出基准状态的测量对象物200的平面F1。另外,在图5A和图5B中,为了简化附图,省略了反射构件5和第二照射对象物203(图1A)。
如图3、图5A以及图5B所示,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,控制部10基于激光点距离L1和激光点位移量d1,通过三角法计算示出测量对象物200相对于基准状态的倾斜的倾斜角度θ1。因此,根据本实施方式,能够通过简单的运算式高精度地计算测量对象物200的倾斜角度θ1。倾斜角度θ1示出相对于基准状态的测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。
具体而言,激光点距离L1示出在反射构件5位于退避位置P1的情况下,基准状态的测量对象物200上的第一激光B1的照射点T1与第二激光B2的照射点T2之间的距离。即,激光点距离L1示出在反射构件5位于退避位置P1的情况下第一激光B1与第二激光B2之间的间隔。激光点位移量d1是在反射构件5位于退避位置P1的情况下与测量对象物200相对于基准状态的倾斜对应的物理量,示出第一激光B1的照射点T1相对于基准状态的位移量与第二激光B2的照射点T2相对于基准状态的位移量之和。
例如,第一激光位移计1在测量对象物200绕第一旋转轴AX1倾斜的状态下,测量照射点T1相对于测量对象物200的基准状态的位移量。此外,例如,第二激光位移计2在测量对象物200绕第一旋转轴AX1倾斜的状态下,测量照射点T2相对于测量对象物200的基准状态的位移量。然后,例如,控制部10计算作为照射点T1的位移量和照射点T2的位移量之和的激光点位移量d1。
更具体地说,控制部10执行下式所示的运算,计算倾斜角度θ1。
θ1=arctan(d1/L1)
特别是,优选预先设定反射构件5位于退避位置P1时的激光点距离L1。即,优选预先设定基于三角法的运算式所需的激光点距离L1并设定为固定值。根据该优选例,不要求对每个测量对象物200测量激光点距离L1的作业。即,不需要在每次更换测量对象物200时测量激光点距离L1的作业。其结果是,能够简化用于计算测量对象物200的倾斜角度θ1的测量作业。
另外,在本实施方式中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第一激光位移计1向测量对象物200的第一照射面TA1照射第一激光B1,并接收由第一照射面TA1反射的第一激光B1,由此测量相对于基准状态的测量对象物200绕第一旋转轴AX1的位移。此外,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第二激光位移计2向测量对象物200中的与第一照射面TA1位于同一平面F1上的第二照射面TA2照射第二激光B2,并接收由第二照射面TA2反射的第二激光B2,由此测量相对于基准状态的测量对象物200绕第一旋转轴AX1的位移。根据本实施方式,通过在测量对象物200上设置第一照射面TA1和第二照射面TA2,能够容易地进行光学系统的调整,并且能够高精度地测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。
接着,参照图6A和图6B说明测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜的测量方法。图6A是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜时的第一激光B10及第二激光B20与测量对象物200之间的关系的立体图。图6B是示出倾斜测量装置100测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜时从第二旋转轴方向观察到的第一激光B10、第二激光B20和测量对象物200的图。另外,在图6B中,为了容易观察附图,用双点划线示出反射构件5。
如图6A和图6B所示,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,控制部10基于激光点距离L2和激光点位移量d2,通过三角法计算示出测量对象物200相对于基准状态的倾斜的倾斜角度θ2。因此,根据本实施方式,能够通过简单的运算式高精度地计算测量对象物200的倾斜角度θ2。倾斜角度θ2示出相对于基准状态的测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
具体而言,激光点距离L2示出在反射构件5位于进入位置P2的情况下,基准状态的测量对象物200中的第一激光B10的照射点T10与第二激光B20的照射点T20之间的距离。即,激光点距离L2示出在反射构件5位于进入位置P2的情况下第一激光B10与第二激光B20之间的间隔。激光点位移量d2是在反射构件5位于进入位置P2的情况下与测量对象物200相对于基准状态的倾斜对应的物理量,示出第一激光B10的照射点T10相对于基准状态的位移量与第二激光B20的照射点T20相对于基准状态的位移量之和。
例如,第一激光位移计1在测量对象物200绕第二旋转轴AX2倾斜的状态下,测量照射点T10相对于测量对象物200的基准状态的位移量。此外,例如,第二激光位移计2在测量对象物200绕第二旋转轴AX2倾斜的状态下,测量照射点T20相对于测量对象物200的基准状态的位移量。然后,例如,控制部10计算作为照射点T10的位移量和照射点T20的位移量之和的激光点位移量d2。
更具体地说,控制部10执行下式所示的运算,计算倾斜角度θ2。
θ2=arctan(d2/L2)
特别是,优选预先设定反射构件5位于进入位置P2时的激光点距离L2。即,优选预先设定基于三角法的运算式所需的激光点距离L2并设定为固定值。根据该优选例,不要求对每个测量对象物200测量激光点距离L2的作业。即,不需要在每次更换测量对象物200时测量激光点距离L2的作业。其结果是,能够简化用于计算测量对象物200的倾斜角度θ2的测量作业。
另外,在本实施方式中,测量对象物200具有平面F2。具体而言,测量对象物200的第二照射对象物203具有平面F2。第二照射对象物203例如具有大致平板形状。平面F2与平面F1相交叉。在图6A的示例中,平面F2与平面F1大致正交。即,第二照射对象物203从平面F1大致垂直地延伸。基准状态的测量对象物200的平面F2与第一方向D1大致正交,与第二方向D2大致平行。平面F2包括第一交叉照射面TA10和第二交叉照射面TA20。另外,在图6B中,基准状态的测量对象物200的平面F2由点划线示出。
在反射构件5位于进入位置P2的情况下,反射构件5将第一激光B10向与测量对象物200中的第一照射面TA1交叉的第一交叉照射面TA10反射。并且,第一激光位移计1通过反射构件5接收由第一交叉照射面TA10反射的第一激光B1,从而测量测量对象物200相对于基准状态绕第二旋转轴AX2的位移。此外,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,反射构件5朝向与测量对象物200中的第一交叉照射面TA10位于同一平面F2上的第二交叉照射面TA20反射第二激光B20。并且,第二激光位移计2通过反射构件5接收由第二交叉照射面TA20反射的第二激光B20,从而测量相对于基准状态的测量对象物200绕第二旋转轴AX2的位移。根据本实施方式,通过在测量对象物200上设置第一交叉照射面TA10以及第二交叉照射面TA20,能够使光学系统的调整变得容易,并且能够高精度地测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
优选第一交叉照射面TA10与第一照射面TA1大致正交,第二交叉照射面TA20与第二照射面TA2大致正交。根据该优选例,能够更容易地进行光学系统的调整。
另外,在图4A~图6B中,激光点距离L1、激光点距离L2以及激光点距离L3可以彼此相同,也可以不同,可以设定为任意的值。另外,第一照射面TA1和第二照射面TA2也可以不位于同一平面F1上。第二照射面TA2和第三照射面TA3也可以不位于同一平面F1上。第一交叉照射面TA10和第二交叉照射面TA20也可以不位于同一平面F2上。
另外,第一激光位移计1、第二激光位移计2以及第三激光位移计3对位移的测量方式没有特别限定,例如也可以是三角测距方式。第一激光位移计1~第三激光位移计3例如也可以分别至少具备激光光源和受光元件。激光光源例如是半导体激光器。受光元件例如是位置检测元件(PSD:PositionSensitiveDevice)或者线性图像传感器。另外,第一激光位移计1~第三激光位移计3分别例如采用正反射方式,但也可以采用扩散反射方式。
接着,参照图7说明测量对象物200的绕第三旋转轴AX3的倾斜。图7是示出测量对象物200绕第三旋转轴AX3转动时的状态的图。在图7中,从第三旋转轴方向观察测量对象物200。另外,在图7中,用虚线示出测量对象物200倾斜的状态。
如图7所示,倾斜测量装置100还具备用于载置工件W的载置部300。载置部300例如是台。工件W包括测量对象物200和支撑体210。支撑体210以可转动的状态支撑测量对象物200。载置部300具有基准面301。基准面301是平坦的面。在图7的示例中,基准面301与水平面大致平行。工件W放置在基准面301上。具体而言,支撑体210的底面是平坦的面。然后,当工件W载置于基准面301时,支撑体210的底面与基准面301接触。在测量对象物200的基准状态下,测量对象物200的平面F1与基准面301大致平行,测量对象物200的平面F2与基准面301大致正交。
测量对象物200从图3所示的驱动机构6受到外部作用,相对于基准状态绕第三旋转轴AX3旋转并停止。其结果是,测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜。即,测量对象物200的平面F1相对于基准面301绕第三旋转轴AX3倾斜。
具体而言,驱动机构6在反射构件5位于退避位置P1的情况下,绕第三旋转轴AX3驱动测量对象物200,使测量对象物200相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜并停止。并且,第二激光位移计2和第三激光位移计3测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的位移。驱动机构6例如具有第三线圈(未图示)和第三磁铁(未图示)。第三线圈和第三磁铁中的一方配置在测量对象物200上,另一方配置在支撑体210上。驱动机构6通过使电流流过第三线圈,绕第三旋转轴AX3驱动测量对象物200。
接着,参照图8说明测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。图8是示出测量对象物200绕第一旋转轴AX1旋转时的状态的图。在图8中,从第一旋转轴方向观察测量对象物200。另外,在图8中,用虚线示出测量对象物200倾斜的状态。
如图8所示,测量对象物200从图3所示的驱动机构6受到外部作用,相对于基准状态绕第一旋转轴AX1旋转并停止。其结果是,测量对象物200相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜。即,测量对象物200的平面F1相对于基准面301绕第一旋转轴AX1倾斜。
具体而言,驱动机构6在反射构件5位于退避位置P1的情况下,绕第一旋转轴AX1驱动测量对象物200,使测量对象物200相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜并停止。并且,第一激光位移计1和第二激光位移计2测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1的位移。驱动机构6例如包括第一线圈(未示出)和第一磁体(未示出)。第一线圈和第一磁铁中的一个配置在测量对象物200上,另一个配置在支撑体210上。驱动机构6通过使电流流过第一线圈,绕第一旋转轴AX1驱动测量对象物200。
接着,参照图9说明测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。图9是示出测量对象物200绕第二旋转轴AX2旋转时的状态的图。在图9中,从第二旋转轴方向观察测量对象物200。另外,在图9中,用虚线示出测量对象物200的第二照射对象物203相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜的状态。另外,为了简化附图,省略了绕第二旋转轴AX2倾斜的状态的第一照射对象物201。
如图9所示,测量对象物200从图3所示的驱动机构6受到外部作用,相对于基准状态绕第二旋转轴AX2旋转并停止。其结果是,测量对象物200相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜。即,测量对象物200的平面F2相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜。
具体而言,驱动机构6在反射构件5位于进入位置P2的情况下,绕第二旋转轴AX2驱动测量对象物200,使测量对象物200相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜并停止。并且,第一激光位移计1和第二激光位移计2测量测量对象物200绕第二旋转轴AX2的位移。驱动机构6包括例如第二线圈(未示出)和第二磁体(未示出)。第二线圈和第二磁铁中的一方配置在测量对象物200上,另一方配置在支撑体210上。驱动机构6通过使电流流过第二线圈,绕第二旋转轴AX2驱动测量对象物200。
另外,在图7~图9中,测量对象物200的平面F1在基准状态下例如也可以是相对于基准面301倾斜的形状。另外,测量对象物200的平面F2在基准状态下例如也可以是相对于基准面301倾斜的形状。具体而言,图5A所示的测量对象物200的第一照射面TA1和/或第二照射面TA2也可以是在基准状态下相对于基准面301倾斜的形状。另外,图6A所示的测量对象物200的第一交叉照射面TA10和/或第二交叉照射面TA20也可以是在基准状态下相对于基准面301倾斜的形状。
接着,参照图10对移动机构4进行说明。图10是示出移动机构4的侧视图。如图10所示,移动机构4使反射构件5沿着第一方向D1和第二方向D2移动。
即,根据本实施方式,由于能够使反射构件5向第一方向D1移动,因此能够将反射构件5高精度地配置在期望的进入位置P2(图2B)。此外,由于能够使反射构件5沿第二方向D2移动,因此,即使在测量对象物200的第二方向D2的长度较小的情况下,也能够调整反射构件5的位置,以使第一激光B10和第二激光B20照射到测量对象物200。即,由于能够使反射构件5向第二方向D2移动,因此即使在第二照射对象物203的第二方向D2的长度较小的情况下,也能够调整反射构件5的位置,以使第一激光B10及第二激光B20向第二照射对象物203照射。
具体而言,移动机构4具备第一缸体401、第二缸体402、第一支撑构件404、支撑构件405、第一导轨406、第一滑块408、第二支撑体410、第二导轨412、第二滑块414、连结构件416以及第三支撑体418。第一支撑体404具有下部体404A和上部体404B。移动机构4优选还具有柱状构件415、止动构件417、压缩线圈弹簧419、止动件420和拉伸弹簧422。
第二支撑体410沿着第二方向D2延伸。第二支撑体410支撑第二缸体402。在第二支撑体410上固定有第二导轨412。第二导轨412沿第二方向D2延伸。
第二滑动件414与第二导轨412接合。第二滑块414固定于第一支撑体404的下部体404A。下部体404A沿着第二方向D2延伸。下部体404A和第二缸体402通过连结构件(未图示)连结。因此,当沿着第二方向D2驱动第二缸体402时,第一支撑体404经由第二滑块414沿着第二导轨412移动。即,第二缸体402使第一支撑体404沿第二方向D2移动。第二缸体402例如是气缸。
止挡件420与第一支撑体404的下部体404A的底部接触,确定第一支撑体404的下限位置。拉伸弹簧422与下部体404A连结,将第一支撑体404向下方拉伸。
支撑构件405配置于第一支撑体404的上部体404B。支撑构件405支撑第一缸体401。上部体404B沿着第一方向D1延伸。在上部体404B上固定有第一导轨406。第一导轨406沿着第一方向D1延伸。
第一滑块408与第一导轨406卡合。第一滑块408固定于第三支撑体418。第三支撑体418和第一缸体401通过连结构件416连结。因此,当第一缸体401沿第一方向D1被驱动时,第三支撑体418经由第一滑块408沿第一导轨406移动。即,第一缸体401使第三支撑体418沿第一方向D1移动。第一缸体401例如是缸体。
具体而言,在第三支撑体418的基端部418B上结合有柱状构件415。柱状构件415沿着第一方向D1延伸。柱状构件415例如具有大致圆柱形状。柱状构件415例如是铰链销。柱状构件415以沿第一方向D1自由移动的方式贯通支撑构件405。压缩线圈弹簧419在第三支撑体418的基端部418B与支撑构件405之间插入柱状构件415。压缩线圈弹簧419将第三支撑体418向方向D11推出。方向D11是与第一方向D1平行的方向,示出从支撑构件405朝向第三支撑体418的基端部418B的方向。在柱状构件415上固定有止动构件417。止动构件417通过与支撑构件405接触,限制柱状构件415和第三支撑体418向方向D11的移动。止动构件417例如是止动环。
即,在将第一缸体401向方向D11推出时,第三支撑体418一边受到来自压缩线圈弹簧419的朝向方向D11的作用力一边向方向D11移动。并且,通过止动构件417限制第三支撑体418向方向D11的移动。其结果是,反射构件5静止在所希望的位置。
具体而言,在第三支撑体418的前端部418A安装有反射构件5。因此,第一缸体401经由第三支撑体418使反射构件5沿着第一方向D1移动。而且,第二缸体402经由第一支撑体404使反射构件5沿第二方向D2移动。控制部10控制第一缸体401和第二缸体402,使反射构件5向第一方向D1和第二方向D2移动。
另外,图10的移动机构4是一个示例,只要能够使反射构件5在退避位置P1与进入位置P2之间移动,就没有特别限定。另外,退避位置P1只要是第一激光B1和第二激光B2不入射的位置即可,没有特别限定。
接着,参照图11和图12,说明本发明实施方式所涉及的倾斜测量方法。通过倾斜测量装置100执行用于测量测量对象物200的倾斜的倾斜测量方法。图11和图12是示出根据本实施方式所涉及的倾斜测量方法的流程图。如图11和图12所示,倾斜度测量方法包括步骤S1~步骤S19。在执行步骤S1之前,反射构件5位于退避位置P1。
在步骤S1中,作业者或机械臂(未图示)将包含测量对象物200的工件W配置在载置部300的基准面301上。
接着,在步骤S2中,驱动机构6从测量对象物200的基准状态绕第三旋转轴AX3驱动测量对象物200并使其停止。其结果是,测量对象物200成为相对于基准状态绕第三旋转轴AX3倾斜的状态。
接着,在步骤S3中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S4中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第三激光位移计3向测量对象物200照射第三激光B3,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S5中,控制部10根据第二激光位移计2得到的测量结果和第三激光位移计3得到的测量结果,计算测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜。
接着,在步骤S6中,驱动机构6解除测量对象物200的驱动,使测量对象物200从倾斜状态返回到基准状态。
接着,在步骤S7中,驱动机构6从测量对象物200的基准状态绕第一旋转轴AX1驱动测量对象物200并使其停止。其结果是,测量对象物200成为相对于基准状态绕第一旋转轴AX1倾斜的状态。
接着,在步骤S8中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第一激光位移计1向测量对象物200照射第一激光B1,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S9中,在反射构件5位于退避位置P1的情况下,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S10中,控制部10基于第一激光位移计1得到的测量结果和第二激光位移计2得到的测量结果,计算测量对象物200绕第一旋转轴AX1的倾斜。
接着,在步骤S11中,驱动机构6解除测量对象物200的驱动,使测量对象物200从倾斜状态返回到基准状态。
接着,如图12所示,在步骤S12中,移动机构4使反射构件5从退避位置P1移动到进入位置P2。
接着,在步骤S13中,驱动机构6从测量对象物200的基准状态绕第二旋转轴AX2驱动测量对象物200并使其停止。其结果是,测量对象物200成为相对于基准状态绕第二旋转轴AX2倾斜的状态。
接着,在步骤S14中,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,第一激光位移计1向测量对象物200照射第一激光B1,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S15中,在反射构件5位于进入位置P2的情况下,第二激光位移计2向测量对象物200照射第二激光B2,测量测量对象物200的位移。
接着,在步骤S16中,控制部10根据第一激光位移计1得到的测量结果和第二激光位移计2得到的测量结果,计算测量对象物200绕第二旋转轴AX2的倾斜。
接着,在步骤S17中,驱动机构6解除测量对象物200的驱动,使测量对象物200从倾斜状态返回到基准状态。
接着,在步骤S18中,移动机构4使反射构件5从进入位置P2移动到退避位置P1。
接着,在步骤S19中,作业者或机器人手臂使包含测量对象物200在内的工件W从载置部300的基准面301移动。然后,倾斜测量方法结束。
以上,如参照图11和图12说明的那样,根据本实施方式所涉及的倾斜测量方法,通过移动反射构件5,能够使测量对象物200上的第一激光B1和第二激光B2的照射位置在反射构件5的退避位置P1和进入位置P2上不同。因此,能够在抑制激光位移计的搭载数量的同时,在步骤S8、S9、S10、S14、S15、S16中分别测量测量对象物200绕第一旋转轴AX1和第二旋转轴AX2的倾斜。而且,在步骤S3、S4、S5中,还能够测量测量对象物200绕第三旋转轴AX3的倾斜。
即,根据本实施方式的倾斜测量方法,能够在抑制激光位移计的搭载数量的同时,针对多个不同的旋转轴的每一个,测量测量对象物200绕旋转轴的倾斜。
另外,倾斜测量方法中的各处理的顺序可以任意变更。例如,步骤S2~步骤S6的一系列处理、步骤S7~步骤S11的一系列处理和步骤S12~步骤S17的一系列处理这三个一系列处理的顺序没有特别限定,可以是任意的顺序。
此外,例如,步骤S3和步骤S4的顺序可以颠倒,或者步骤S3和步骤S4可以并列地执行。例如,步骤S8和步骤S9的顺序可以颠倒,或者步骤S8和步骤S9可以并列地执行。例如,步骤S14和步骤S15的顺序可以颠倒,或者步骤S14和步骤S15可以并列地执行。例如,步骤S12和2和步骤S13的顺序可以颠倒,或者步骤S12和步骤S13可以并列地执行。
进而,例如步骤S5的执行顺序只要是在步骤S3、S4之后,就没有特别限定。例如,步骤S10的执行顺序只要在步骤S8、S9之后,就没有特别限定。例如,步骤S16的执行顺序只要是在步骤S14、S15之后,就没有特别限定。
<应用例>
图7所示的工件W例如作为光学单元的虚拟单元来使用。光学单元包括光学模块、支撑体和驱动机构。图7所示的测量对象物200例如被用作光学模块的虚拟模块。光学单元的支撑体和驱动机构分别相当于图7所示的支撑体210和图3所示的驱动机构6。
光学模块例如是搭载于带照相机移动电话机及平板型PC等电子设备的薄型照相机等摄像装置。光学单元具有校正光学模块的俯仰(纵向振动)、偏转(横向振动)和滚动(绕光轴的振动)的校正功能。光学模块由支撑体支撑为能够绕俯仰轴、偏转轴以及滚动轴旋转的状态。驱动机构在执行校正功能时,与图3所示的驱动机构6同样地绕俯仰轴、偏转轴以及滚动轴驱动光学模块。
图1A所示的第一旋转轴AX1例如相当于俯仰轴,第三旋转轴AX3例如相当于偏转轴。另外,图2A所示的第二旋转轴AX2例如相当于滚动轴。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。另外,通过适当组合上述实施方式中公开的多个构成要素,能够形成各种发明。例如,也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。例如,也可以适当组合不同实施方式中的构成要素。为了容易理解,附图以各个构成要素为主体示意地示出,图示的各构成要素的厚度、长度、个数、间隔等根据附图制作的情况有时与实际不同。另外,上述的实施方式所示的各构成要素的材质、形状、尺寸等是一个示例,没有特别限定,在实质上不脱离本发明的效果的范围内能够进行各种变更。
本发明例如能够利用于倾斜测量装置以及倾斜测量方法。
符号说明
1 第一激光位移计
2 第二激光位移计
3 第三激光位移计
4 移动机构
5 反射构件
10控制部(计算部)
11 第一虚拟平面
12 第二虚拟平面
13 第三虚拟平面
100 倾斜测量装置
200 测量对象物
AX1 第一旋转轴
AX2 第二旋转轴
AX3第三旋转轴。
Claims (11)
1.一种倾斜测量装置,是测量测量对象物的倾斜的倾斜测量装置,其特征在于,具有:
第一激光位移计,该第一激光位移计对所述测量对象物照射第一激光,测量所述测量对象物的位移;
第二激光位移计,该第二激光位移计对所述测量对象物照射第二激光,测量所述测量对象物的位移;以及
反射构件,该反射构件位于相对于所述第一激光的光路和所述第二激光的光路的退避位置或进入位置,
在所述反射构件位于所述退避位置的情况和位于所述进入位置的情况这两者时,所述第一激光位移计和所述第二激光位移计测量所述测量对象物的位移,
所述反射构件在所述进入位置时改变所述第一激光和所述第二激光的前进方向,使所述第一激光和所述第二激光朝向所述测量对象物反射。
2.如权利要求1所述的倾斜测量装置,其特征在于,
所述测量对象物的第一旋转轴与第一虚拟平面交叉,所述第一虚拟平面包括所述反射构件位于所述退避位置时的所述第一激光的光路和所述第二激光的光路,
所述测量对象物的第二旋转轴与第二虚拟平面交叉,所述第二虚拟平面包括经所述反射构件反射后的所述第一激光的光路和所述第二激光的光路。
3.如权利要求2所述的倾斜测量装置,其特征在于,
还具有计算部,该计算部根据所述反射构件位于所述退避位置时所述第一激光位移计得到的测量结果和所述第二激光位移计得到的测量结果,计算绕所述第一旋转轴的所述测量对象物的倾斜,
所述计算部根据所述反射构件位于所述进入位置时所述第一激光位移计得到的测量结果和所述第二激光位移计得到的测量结果,计算绕所述第二旋转轴的所述测量对象物的倾斜。
4.如权利要求3所述的倾斜测量装置,其特征在于,
激光点距离表示基准状态下所述测量对象物中所述第一激光的照射点和所述第二激光的照射点之间的距离,
激光点位移量是与所述测量对象物的倾斜相对应的物理量,表示所述第一激光的所述照射点的位移量与所述第二激光的所述照射点的位移量之和,
所述计算部根据所述激光点距离和所述激光点位移量,利用三角法计算表示所述测量对象物相对于所述基准状态的倾斜的倾斜角度。
5.如权利要求4所述的倾斜测量装置,其特征在于,
预先设定所述反射构件位于所述退避位置时的所述激光点距离。
6.如权利要求2至5中任一项所述的倾斜测量装置,其特征在于,
还具有第三激光位移计,该第三激光位移计对所述测量对象物照射第三激光,测量所述测量对象物的位移,
所述测量对象物的第三旋转轴与第三虚拟平面交叉,所述第三虚拟平面包括所述反射构件位于所述退避位置时的所述第二激光的光路和所述第三激光的光路。
7.如权利要求6所述的倾斜测量装置,其特征在于,
所述第一激光、所述第二激光和所述激光相互平行,
所述第一虚拟平面与所述第三虚拟平面正交。
8.如权利要求6或7所述的倾斜测量装置,其特征在于,
所述第一虚拟平面与所述第一旋转轴正交,
所述第二虚拟平面与所述第二旋转轴正交,
所述第三虚拟平面与所述第三旋转轴正交。
9.如权利要求2至8中任一项所述的倾斜测量装置,其特征在于,
第一方向表示与所述第一虚拟平面交叉的方向,
第二方向表示与所述第二虚拟平面交叉的方向,
还具有移动机构,该移动机构沿着所述第一方向和所述第二方向移动所述反射构件。
10.如权利要求1至9中任一项所述的倾斜测量装置,其特征在于,
在所述反射构件位于所述退避位置的情况下,所述第一激光位移计对所述测量对象物的第一照射面照射所述第一激光,
在所述反射构件位于所述退避位置的情况下,所述第二激光位移计对所述测量对象物上与所述第一照射面位于同一平面上的第二照射面照射所述第二激光,
在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,所述反射构件使所述第一激光朝向所述测量对象物中与所述第一照射面交叉的第一交叉照射面反射,
在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,所述反射构件使所述第二激光朝向所述测量对象物中与所述第一交叉照射面位于同一平面上的第二交叉照射面反射。
11.一种倾斜测量方法,是测量测量对象物的倾斜的倾斜测量方法,其特征在于,包括:
在反射构件位于相对于第一激光的光路和第二激光的光路的退避位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第一激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;
在所述反射构件位于所述退避位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第二激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;
使所述反射构件从所述退避位置移动到相对于所述第一激光的光路和所述第二激光的光路的进入位置的步骤;
在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第一激光,测量所述测量对象物的位移的步骤;以及
在所述反射构件位于所述进入位置的情况下,对所述测量对象物照射所述第二激光,测量所述测量对象物的位移的步骤。
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