JP2000227328A - 表面性状測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面性状測定機において、測定結果を一部拡
大して表示する際の視認性を向上する。 【解決手段】 被測定物１００の表面を検出器１０ａで
走査し、電装ユニット１２で処理して粗さ曲線等の測定
結果を表示器１２ａに表示する。粗さ曲線の一部を拡大
して表示する際には、全体波形に対する拡大部位の位置
が分かるように、一部拡大波形とともに全体部分に対す
る拡大領域をバー表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面性状測定機、特
に測定結果の出力に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被測定物表面をスタイラス等
の検出器を走査し、表面の凹凸（あるいは粗さ）を測定
する表面性状測定機が周知である。

【０００３】通常、被測定物の表面の凹凸により生じた
検出器の上下方向の移動（Ｚ軸方向の移動）は電気信号
に変換され、所定のゲインで増幅されて移動距離（Ｘ軸
方向の移動）の関数として表示装置に表示され、あるい
は印刷装置で印字される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オペレ
ータは表示装置に表示された測定出力（粗さ曲線）の一
部分のみを拡大して観察したい場合が少なくなく、この
場合、拡大の倍率が大きいと粗さ曲線のどの領域を拡大
しているのか不明となり、測定結果を解釈するのが困難
となる問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、測定結果を表示装
置に出力した際に、測定結果の一部を拡大した場合でも
全体のどの部分を拡大しているのかが容易に理解できる
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、被測定物の表面性状を測定して表示
する表面性状測定機において、前記表面性状の測定結果
をグラフ表示する表示手段と、前記表示手段にグラフ表
示された測定結果の一部を拡大して前記表示手段に表示
するとともに、前記拡大部位の全測定結果に対する相対
位置を前記表示手段に表示する制御手段とを有すること
を特徴とする。拡大部位の全測定結果に対する相対位置
を表示することで、オペレータはどの部分が拡大表示さ
れているかが容易に分かるので、測定結果の視認性が向
上する。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記拡大部位の全測定結果に対する相対位置は、バ
ー形式で表示されることを特徴とする。バー形式で表示
することで、拡大表示している範囲、すなわち始点と終
点を容易に把握することができる。なお、バーの形式は
任意であり、例えば全測定結果に対応する部分を細いバ
ーで表示するとともに拡大部位をそれより太いバーで表
示する、あるいは拡大部位をハッチング付きのバーで表
示する等、全体部位と拡大部位を視覚的に区別し得る任
意の形式が含まれる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【０００９】図１には、本実施形態にかかる表面性状測
定機の構成が示されている。本実施形態の表面性状測定
機は可搬型であり、持ち運びが容易なため測定室内での
使用に限らず、ワークの加工現場や使用現場において自
由な測定が可能である。表面性状測定機は大別して駆動
ユニット１０と電装ユニット１２から構成されており、
検出器１０ａをワーク（被測定物）１００の表面に沿っ
て移動させて粗さを測定する駆動ユニット１０はワーク
１００の表面に自由に設置することができるので、大型
のワークであっても測定が可能である。駆動ユニット１
０の制御や検出器１０ａからの検出信号の処理は接続ケ
ーブル１１を介して電装ユニット１２で行われる。電装
ユニット１２には、各種の測定条件を入力するための設
定部及び測定結果を表示する表示部を兼用した表示器１
２ａ及び測定結果を出力するプリンタ１２ｂが設けられ
ており、現場で測定したデータを直ちに印刷する、各部
の測定結果を容易に比較、検証することが可能となって
いる。

【００１０】図２には、図１に示された表面性状測定機
の機能ブロック図が示されている。駆動ユニット１０
は、検出器１０ａと駆動部２２を含んで構成されてい
る。検出器１０ａとしては例えばコイルバネによりワー
ク（被測定物）の表面方向に対して付勢されたスタイラ
スが用いられ、被測定物の凹凸により生じた上下方向
（Ｚ軸方向）の動きを電気信号に変換して出力する。駆
動部２２は上述したＤＣモータ等を含み、検出器１０ａ
のスタイラス等を被測定物の表面に沿って（Ｘ軸方向）
移動させる。駆動部２２を駆動するための制御信号は、
電装ユニット１２から供給される。

【００１１】一方、電装ユニット１２は、検出用増幅部
２４、測定結果記憶部２６、表面性状演算部２８、測定
条件記憶部３０、駆動制御部３２、表示設定様式変更部
３４、表示設定部３６、印刷様式変更部３８及び印刷部
４０を含んで構成されている。検出用増幅部２４は、駆
動ユニット１０の検出器１０ａから供給された検出信号
を増幅し、測定結果記憶部２６に出力する。増幅時のゲ
インは、定期的に校正を行うことで調整される。増幅さ
れたデータは一定時間毎（あるいは一定距離毎）にサン
プリングされてＡ／Ｄ変換される。測定結果記憶部２６
はデジタル変換された測定結果を記憶し、表面性状演算
部２８からの要求に応じて適宜測定データを供給する。
表面性状演算部２８は、測定結果に基づいて各種のフィ
ルタ処理（ハイパスフィルタによる粗さ成分の抽出やロ
ーパスフィルタによるうねり成分の抽出）を行い、さら
に抽出結果を用いて各種の粗さパラメータの演算を実行
してその結果を表示設定様式変更部３４及び印刷様式変
更部３８に出力する。表示設定様式変更部３４及び印刷
様式変更部３８は、それぞれ表面性状演算部２８からの
測定データ、及び測定条件記憶部３０に記憶されている
測定時の各種条件（測定速度や測定距離、使用するフィ
ルタの種類、粗さ規格や粗さパラメータ等）データを所
望の形式に編集し、表示設定部３６あるいは印刷部４０
に出力する。駆動制御部３２は、駆動部２２に対して駆
動信号（具体的にはＤＣモータへの印加電圧）を出力
し、検出器１０ａを一定時間一定の速度でＸ軸方向に駆
動する。駆動に際しては、過去の測定条件と同一の条件
で駆動すべく、測定条件記憶部３０に記憶されたデータ
を利用する。表示設定部３６は、上述した各種測定条件
を設定するためのタッチパネルを有して測定条件を設定
するとともに、設定された測定条件と表面性状演算部２
８で得られた測定データをＬＣＤ表示する。表示設定部
３６は、内部のＣＰＵ及びＲＡＭを用いてＬＣＤ表示さ
れた測定データ、具体的には粗さ曲線のスクロール機能
や波形の一部拡大機能を実行する。表示データのスクロ
ールや一部拡大処理は公知技術であり、その詳細は省略
する。印刷部４０は、表示設定部３６に表示されたデー
タをプリントアウトする。なお、図１における表示器１
２ａは表示設定部３６に対応し、プリンタ１２ｂは印刷
部４０に対応する。

【００１２】図３には、図１及び図２に示される表面性
状測定機を用いて被測定物の表面粗さを測定する全体処
理フローチャートが示されている。まず、表面粗さを測
定する際の粗さ規格、測定曲線及び算出する粗さパラメ
ータを選択する（Ｓ１０１）。粗さ規格には、例えばＪ
ＩＳ’９４、ＩＳＯ’９７等があり、測定曲線には断面
曲線Ｐ（測定面に直角な平面で切断したときに、その切
り口に現れる輪郭）、粗さ曲線Ｒ（断面曲線から所定の
波長より長いうねり成分を位相補償高域フィルタで除去
した曲線）等がある。また、粗さパラメータには算術平
均粗さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚ、二乗平
均粗さＲｑ、最大粗さＲｔ、最大山高さＲｐ、最大谷深
さＲｖ、凹凸の平均間隔Ｓｍ等がある。

【００１３】粗さ規格や粗さパラメータ等を選択した
後、次に校正を行う（Ｓ１０２）。校正とは、具体的に
は検出用増幅部２４での検出信号の増幅率（ゲイン）を
適当な値に調整することをいう。表面性状測定機におけ
る検出器出力（Ｚ軸出力）は、被測定物の凹凸自体が微
小量であるため高倍率の増幅が必要で、温度、経時変化
の影響を受けやすく、定期的に校正を行う必要がある。
具体的な校正方法は以下の通りである。すなわち、粗さ
標準片を用意し、この標準片を測定して得られた粗さパ
ラメータ（通常はＲａ）が、その標準片固有の既知の値
に一致しているか否かを判定し、一致していない場合に
は両者が一致するようにゲインを調整する。

【００１４】なお、校正ステップにおいて、ゲインの調
整のみならず、さらに検出器１０ａをＸ軸方向に移動さ
せるための送り速度の調整を行ってもよい。

【００１５】校正が終了した後、検出器１０ａをＸ軸方
向に移動させて被測定物の測定を行い（Ｓ１０３）、測
定結果を表示設定部３６に表示する。

【００１６】図４には、測定結果（粗さ曲線）の表示例
が示されている。図において、横軸はＸ軸方向の位置、
縦軸はＺ軸方向の出力値、すなわち被測定物の表面の凹
凸量を示している。このような波形が表示された場合、
オペレータはさらにこの波形の一部を拡大して表示した
いと欲する場合があり、例えば拡大表示開始位置と拡大
率を入力して指定すると、指定された領域が拡大されて
表示設定部３６に表示されることになる。

【００１７】しかしながら、単に拡大された波形を表示
しても、元の波形、すなわち全体波形のどの部分を拡大
して表示しているかが分かり難く、オペレータは入力し
た拡大位置を別途覚えておく必要がある等、視認性が低
い。

【００１８】そこで、本実施形態では、全体波形の一部
を拡大する要求がオペレータから入力された場合、一部
拡大波形を表示するとともに、表示設定様式変更部３４
が全体波形のどの部分が拡大されているかを示す拡大領
域表示バーを作成して表示設定部３６に表示する。

【００１９】図５には、本実施形態における一部拡大表
示の例が示されている。図において、一部拡大波形４８
の下部に拡大領域表示バー５０が表示されている。細線
バーで示される全長（これを領域表示バー５１と称す
る）は元の波形全体の長さを示し、太線バー部分（これ
を拡大領域表示バー５０と称する）が表示されている拡
大部分の箇所を示している。図では、全体波形の始めの
約２／５の部分が拡大表示されている。このようにバー
形式で表示することで、全体波形に対する拡大開始位置
と拡大終了位置、すなわち一部拡大表示の範囲を明示で
きるため、全体波形に対する拡大領域の相対位置を一見
して認識することが可能となる。

【００２０】なお、図において一部拡大波形４８の左上
に表示されているタッチボタン５２はオペレータが一部
拡大を指定するボタンであり、図ではこのボタンが操作
されたため反転表示（斜線で示す）している状態を示し
ている。また、画面右下には左スクロールボタン５４と
右スクロールボタン５６も表示されている。オペレータ
が左スクロールボタン５４を操作すると一部拡大領域が
左方向に移動し、右スクロールボタン５６を操作すると
一部拡大領域が右方向に移動する。これらのスクロール
操作により一部拡大領域４８が左右に移動すると、これ
に連動して拡大領域表示バー５０も領域表示バー５１に
対して左右に移動し、相対位置を明らかにする。

【００２１】図６には、上述した拡大領域表示バー５０
を表示するために表示設定様式変更部３４で実行される
処理フローチャートが示されている。まず、全体波形に
対する拡大表示開始位置と拡大率を求める（Ｓ２０
１）。これらはオペレータが入力するためその入力値を
取り込めばよいが、拡大表示開始位置は画面のスクロー
ル操作により変化するため、スクロール操作値も取り込
む。次に、測定結果の全データ数と指定された拡大表示
開始位置の比率を算出し、拡大領域表示バーの開始位置
を決定する（Ｓ２０２）。具体的には、測定結果の全デ
ータ数をｍ、全データ内における拡大表示開始位置を
ｓ、全データの長さを示す領域表示バー５１の画面上で
の長さをＴとすると、領域表示バー５１上における拡大
領域表示バー５０の開始位置Ｐは、

【数１】Ｐ＝Ｔ・ｓ／ｍ で算出することができる。

【００２２】次に、拡大率から拡大領域表示バー５０の
長さを決定する（Ｓ２０３）。具体的には、拡大率を
ｒ、領域表示バー５１の長さをＴとすると、拡大領域表
示バー５０の長さｔは、

【数２】ｔ＝Ｔ／ｒ で算出することができる。拡大領域表示バー５０の開始
位置と長さが決定された後、領域表示バー５１を細線
で、拡大領域表示バー５０を太線で画面上に表示する
（Ｓ２０４）。

【００２３】なお、領域表示バー５１を細線で、拡大領
域表示バー５０を太線で表示するのではなく、スクロー
ルボタン５４、５６で示されるように、全体波形を縦方
向拡大倍率を小さくした波形表示とし、拡大領域を中抜
き四角の枠で表示することも可能である。

【００２４】また、バー表示する場合でも、元の波形の
長さを白抜きのバーとし、拡大領域表示バーを塗りつぶ
したバー、あるいは斜線など任意のハッチングを施した
表示とすることも可能である。

【００２５】再び図３に戻り、以上のようにして測定結
果を表示設定部３６に表示した後、オペレータからの要
求に応じて測定結果を印刷部４０から出力する（Ｓ１０
５）。出力形式は、印刷様式変更部３８で編集される。

【００２６】既述したように、本実施形態の表面性状測
定機は現場使用を考慮した可搬型であり、ワーク（被測
定物）の測定において、電装ユニット１２の設置姿勢は
机上載置、手持ち、キャリングケースに収納されてオペ
レータの肩に掛けられる等、多様なものとなる。したが
って、視認性あるいは操作性を一層向上させるために
は、印刷形式も文字の向きを任意に設定できる等のフレ
キシビリティを有することが好ましい。

【００２７】図７には、一般的な印刷形式で測定結果を
印刷した場合の例が示されている。図において、上段部
６０には測定条件と測定結果が印刷され、下段部６２に
は測定結果、すなわち粗さ曲線が印刷されている。上段
の測定条件と測定結果部分は印刷用紙に対して縦印刷で
あり、下段の測定結果部分は印刷用紙に対して横印刷で
ある。このように測定条件部分を縦印刷とした場合、測
定結果を示す粗さ曲線においていずれがワークの実体側
か分かりにくい（図７の例では文字の向きに対して左側
がワークの実体側）問題がある。

【００２８】図８には、印刷様式変更部３８で測定結果
データを横印刷に編集した場合の印刷結果が示されてい
る。上段部６０の測定条件と測定結果部分及び下段部６
２の測定結果部分がともに横印刷されている。上段部６
０も下段部６２と同様に横印刷することで、測定結果の
読み取りが容易化され、しかも測定結果を示す粗さ曲線
のいずれの側がワークの実体側か（図では文字を正立さ
せたときの下側が実体側）を一見して把握することがで
きる。

【００２９】上述した横印刷と縦印刷は例示であり、印
刷様式変更部３８は文字の向きを任意に変更することが
可能であり、電装ユニット１２の使用態様に応じて適宜
変更（例えば、上段部６０と下段部６２をともに縦印刷
とする、上段部６０と下段部６２をともに縦印刷とする
が、それぞれ上下を逆にする、上段部６０と下段部６２
をともに横印刷とするが、図８と異なり右側が下になる
ようにする等）すればよい。

【００３０】以上述べた印刷様式の変更は、そのまま表
示様式の変更にも適用することができる。すなわち、表
示設定部３６にデータを表示する様式は表示設定様式変
更部３４で決定されるが、表示設定様式変更部３４が印
刷様式変更部３８と同様に測定条件と測定結果を表示す
る際に、その表示の向きを電装ユニット１２の使用態様
に応じて適宜変更することも可能である。表示の向き
は、例えばオペレータが表示設定部３６から入力しても
よい（上下反転、右９０度回転、左９０度回転など）。
表示設定部３６の設定手段としてタッチパネルを用いた
場合、タッチパネルに表示する文字の向きを適宜変更す
ることは特に有効である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、測定結果の一部を拡大
して表示した場合でも、全体に対する拡大部位の相対位
置も併せて表示するため、全体のどの部分を拡大してい
るのかを容易に理解することができ、操作性が向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の斜視図である。

【図２】 図１の構成の機能ブロック図である。

【図３】 本発明の実施形態の全体処理フローチャート
である。

【図４】 測定結果の表示例を示す説明図である。

【図５】 測定結果の一部拡大表示例を示す説明図であ
る。

【図６】 図５における拡大領域表示バーの表示処理フ
ローチャートである。

【図７】 測定結果の印刷例を示す説明図である。

【図８】 測定結果の他の印刷例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 駆動ユニット、１０ａ 検出器、１２ 電装ユニ
ット、１２ａ 表示器、１２ｂ プリンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 博臣 宮崎県宮崎市橘通東３丁目１番47号 株式 会社ミツトヨ内 (72)発明者 片岡 正信 宮崎県宮崎市橘通東３丁目１番47号 株式 会社ミツトヨ内 (72)発明者 沖田 進 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F062 AA66 EE01 EE62 FF03 FG07 GG17 HH05 LL12 2F069 AA57 AA60 GG01 GG62 GG74 HH02 JJ06 MM33 NN02 NN08 QQ08 QQ13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の表面性状を測定して表示する
   表面性状測定機において、 前記表面性状の測定結果をグラフ表示する表示手段と、 前記表示手段にグラフ表示された測定結果の一部を拡大
   して前記表示手段に表示するとともに、前記拡大部位の
   全測定結果に対する相対位置を前記表示手段に表示する
   制御手段と、 を有することを特徴とする表面性状測定機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の表面性状測定機におい
   て、 前記拡大部位の全測定結果に対する相対位置は、バー形
   式で表示されることを特徴とする表面性状測定機。