JP2000310530A - 表面性状測定機 - Google Patents
表面性状測定機Info
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- JP2000310530A JP2000310530A JP11120751A JP12075199A JP2000310530A JP 2000310530 A JP2000310530 A JP 2000310530A JP 11120751 A JP11120751 A JP 11120751A JP 12075199 A JP12075199 A JP 12075199A JP 2000310530 A JP2000310530 A JP 2000310530A
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- axis
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/28—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 急激な凹凸表面を有するワークでも確実に表
面性状を検出する。 【解決手段】 スタイラスを有する検出装置１６をワー
ク１４の表面に沿ってＸ軸方向に移動させ、Ｚ軸方向の
変位を電気信号に変換してワーク１４表面の凹凸を検出
する。凹凸が急激でＺ軸変位量が所定値以上となった場
合には、その時点のＺ軸検出値及びＸ軸検出値を出力す
る。また、凹凸が急激な場合には、検出装置１６の移動
速度を低下させるとともに、凹凸が急激でない場合には
移動速度を増大させ、追従特性の改善と測定時間の短縮
を図る。
面性状を検出する。 【解決手段】 スタイラスを有する検出装置１６をワー
ク１４の表面に沿ってＸ軸方向に移動させ、Ｚ軸方向の
変位を電気信号に変換してワーク１４表面の凹凸を検出
する。凹凸が急激でＺ軸変位量が所定値以上となった場
合には、その時点のＺ軸検出値及びＸ軸検出値を出力す
る。また、凹凸が急激な場合には、検出装置１６の移動
速度を低下させるとともに、凹凸が急激でない場合には
移動速度を増大させ、追従特性の改善と測定時間の短縮
を図る。
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
に急峻な凹凸を有する被測定物（ワーク）の測定に関す
る。
に急峻な凹凸を有する被測定物（ワーク）の測定に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ワーク表面をスタイラスを有
する検出器で走査し、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。
する検出器で走査し、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】表面性状測定機においては、スタイラスを
一定方向（Ｘ軸方向）に移動させ、ワークの凹凸により
生じたスタイラスの上下方向の変位（Ｚ軸方向）を電気
信号に変換し、Ｘ軸方向のスケール信号あるいは定時間
信号によりサンプリングして移動距離（Ｘ軸方向）の関
数として表示装置に表示し、あるいは印刷装置に印刷す
る。
一定方向（Ｘ軸方向）に移動させ、ワークの凹凸により
生じたスタイラスの上下方向の変位（Ｚ軸方向）を電気
信号に変換し、Ｘ軸方向のスケール信号あるいは定時間
信号によりサンプリングして移動距離（Ｘ軸方向）の関
数として表示装置に表示し、あるいは印刷装置に印刷す
る。
【０００４】図４には、従来のサンプリング方法により
得られた検出値が示されている。図において、横軸はＸ
軸、すなわち検出器のＸ軸方向への移動距離（Ｘ軸方向
の位置）、縦軸はＺ軸方向の変位、すなわち凹凸量であ
る。図中黒丸がサンプリングタイミングにおける検出値
であり、Ｘ軸方向の一定距離Ｌ毎にサンプリングされて
検出値（ｘ，ｚ）として出力する。
得られた検出値が示されている。図において、横軸はＸ
軸、すなわち検出器のＸ軸方向への移動距離（Ｘ軸方向
の位置）、縦軸はＺ軸方向の変位、すなわち凹凸量であ
る。図中黒丸がサンプリングタイミングにおける検出値
であり、Ｘ軸方向の一定距離Ｌ毎にサンプリングされて
検出値（ｘ，ｚ）として出力する。
【０００５】一方、普及型の表面性状測定機において
は、Ｘ軸方向の一定距離毎にサンプリングするのではな
く、検出器の移動速度が一定であることを考慮して一定
時間毎に検出信号のサンプリングを行うことで検出値を
得る構成が採用されている。但し、スタイラスの移動速
度は厳密には一定ではなく、移動速度の正確な校正は困
難であることから、高精度型の表面性状測定機において
は、Ｘ軸に沿ってスケールを内蔵させ、ワークに対する
スタイラス（あるいは検出器）の位置をスケールで正確
に測定してサンプリングを行っている。
は、Ｘ軸方向の一定距離毎にサンプリングするのではな
く、検出器の移動速度が一定であることを考慮して一定
時間毎に検出信号のサンプリングを行うことで検出値を
得る構成が採用されている。但し、スタイラスの移動速
度は厳密には一定ではなく、移動速度の正確な校正は困
難であることから、高精度型の表面性状測定機において
は、Ｘ軸に沿ってスケールを内蔵させ、ワークに対する
スタイラス（あるいは検出器）の位置をスケールで正確
に測定してサンプリングを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ワーク表面に比較的穏
やかな凹凸しか存在しない場合には、Ｘ軸スケール信号
あるいは一定時間信号のいずれを用いてサンプリングを
行っても、ほぼ検出器の移動方向（Ｘ軸）に沿って等間
隔のデータサンプリングを行うことが可能であるが、ワ
ーク表面に急激な凹凸が存在する場合には、ワーク表面
に沿ったサンプリング間隔は必ずしも一定にならず、適
切なワーク表面の凹凸データが得られない問題があっ
た。
やかな凹凸しか存在しない場合には、Ｘ軸スケール信号
あるいは一定時間信号のいずれを用いてサンプリングを
行っても、ほぼ検出器の移動方向（Ｘ軸）に沿って等間
隔のデータサンプリングを行うことが可能であるが、ワ
ーク表面に急激な凹凸が存在する場合には、ワーク表面
に沿ったサンプリング間隔は必ずしも一定にならず、適
切なワーク表面の凹凸データが得られない問題があっ
た。
【０００７】例えば、図４に示されるように一定長さＬ
毎にサンプリングする場合でも、ワーク表面に急激な斜
面が存在すると、位置Ｌ１の次に位置Ｌ２でサンプリン
グが行われてしまい、Ｌ１とＬ２の間の凹凸データが欠
落してワーク表面の正確な形状を把握することができな
い問題があった。
毎にサンプリングする場合でも、ワーク表面に急激な斜
面が存在すると、位置Ｌ１の次に位置Ｌ２でサンプリン
グが行われてしまい、Ｌ１とＬ２の間の凹凸データが欠
落してワーク表面の正確な形状を把握することができな
い問題があった。
【０００８】さらに、このようにＺ軸方向の急激な変化
が存在する場合には、検出器スタイラスを一定速度で駆
動すると、検出器スタイラスの追従周波数応答の制限か
ら、スタイラスがワーク表面に沿って正確に追従するこ
とができない問題も生じるおそれがあった。
が存在する場合には、検出器スタイラスを一定速度で駆
動すると、検出器スタイラスの追従周波数応答の制限か
ら、スタイラスがワーク表面に沿って正確に追従するこ
とができない問題も生じるおそれがあった。
【０００９】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、ワーク表面に急激
な凹凸が存在する場合においても、確実にその凹凸を検
出することができる表面性状測定機を提供することにあ
る。
みなされたものであり、その目的は、ワーク表面に急激
な凹凸が存在する場合においても、確実にその凹凸を検
出することができる表面性状測定機を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、検出器を被測定物（ワーク）表面に沿っ
た第１軸方向（Ｘ軸）に相対移動させ、前記被測定物表
面の凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向（Ｚ
軸）への変位を検出することで、前記第１軸方向の位置
の関数として前記凹凸を検出する表面性状測定機であっ
て、前記第２軸方向への変位量が第１所定値以上となっ
た時点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への
変位量を検出値として出力する制御手段を有することを
特徴とする。ワーク表面に急激な凹凸が存在する結果、
Ｚ軸方向の変位量が第１所定値以上に増大した場合に
は、従来のようにＸ軸スケール値あるいは一定時間に基
づくサンプリング値ではなく、この時点でのＸ軸位置及
びＺ軸変位量を検出値とすることで、データの欠落を防
止することができる。なお、「第２軸方向（Ｚ軸）への
変位量」とは、具体的には一つ前の検出値からのＺ軸変
位量を意味する。
に、本発明は、検出器を被測定物（ワーク）表面に沿っ
た第１軸方向（Ｘ軸）に相対移動させ、前記被測定物表
面の凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向（Ｚ
軸）への変位を検出することで、前記第１軸方向の位置
の関数として前記凹凸を検出する表面性状測定機であっ
て、前記第２軸方向への変位量が第１所定値以上となっ
た時点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への
変位量を検出値として出力する制御手段を有することを
特徴とする。ワーク表面に急激な凹凸が存在する結果、
Ｚ軸方向の変位量が第１所定値以上に増大した場合に
は、従来のようにＸ軸スケール値あるいは一定時間に基
づくサンプリング値ではなく、この時点でのＸ軸位置及
びＺ軸変位量を検出値とすることで、データの欠落を防
止することができる。なお、「第２軸方向（Ｚ軸）への
変位量」とは、具体的には一つ前の検出値からのＺ軸変
位量を意味する。
【００１１】ここで、前記制御手段は、前記第２軸方向
への変位量が前記第１所定値より小さい場合には、前記
第１軸方向への移動量が第２所定値以上となった時点の
前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への変位量を
検出値として出力することが好適である。これにより、
Ｘ軸の移動量、あるいはＺ軸方向の変位量のいずれかに
基づいて検出信号がサンプリングされることとなり、ワ
ーク表面の滑らかな凹凸あるいは急激な凹凸のいずれに
も対応することができる。
への変位量が前記第１所定値より小さい場合には、前記
第１軸方向への移動量が第２所定値以上となった時点の
前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への変位量を
検出値として出力することが好適である。これにより、
Ｘ軸の移動量、あるいはＺ軸方向の変位量のいずれかに
基づいて検出信号がサンプリングされることとなり、ワ
ーク表面の滑らかな凹凸あるいは急激な凹凸のいずれに
も対応することができる。
【００１２】また、本発明は、検出器を被測定物表面に
沿った第１軸方向（Ｘ軸）に相対移動させ、前記被測定
物表面の凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向
（Ｚ軸）への変位量を検出することで、前記第１軸方向
の位置の関数として前記凹凸を検出する表面性状測定機
であって、前記第２軸方向への変位量が所定値以上とな
った場合に、前記相対移動の移動速度を低下させる制御
手段を有することを特徴とする。ワーク表面に急激な凹
凸が存在する結果、Ｚ軸方向への変位量が所定値以上に
増大した場合には、Ｘ軸方向への移動速度を低下させる
ことで、スタイラスをワーク表面に沿って正確に追従さ
せ、信頼性の高い検出値を得ることができる。なお、Ｚ
軸方向への変位量が所定値より小さい場合にはワーク表
面の凹凸が比較的穏やかであることを意味するから、移
動速度を逆に増大させることで全体として測定時間の短
縮を図ることもできる。
沿った第１軸方向（Ｘ軸）に相対移動させ、前記被測定
物表面の凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向
（Ｚ軸）への変位量を検出することで、前記第１軸方向
の位置の関数として前記凹凸を検出する表面性状測定機
であって、前記第２軸方向への変位量が所定値以上とな
った場合に、前記相対移動の移動速度を低下させる制御
手段を有することを特徴とする。ワーク表面に急激な凹
凸が存在する結果、Ｚ軸方向への変位量が所定値以上に
増大した場合には、Ｘ軸方向への移動速度を低下させる
ことで、スタイラスをワーク表面に沿って正確に追従さ
せ、信頼性の高い検出値を得ることができる。なお、Ｚ
軸方向への変位量が所定値より小さい場合にはワーク表
面の凹凸が比較的穏やかであることを意味するから、移
動速度を逆に増大させることで全体として測定時間の短
縮を図ることもできる。
【００１３】ここで、前記制御手段は、前記変位量に応
じて前記移動速度の低下の度合いを制御することが好適
である。具体的には、例えば変位量に反比例させて低下
の度合いを決定する。これにより、ワーク表面の凹凸が
急激であればある程、移動速度をより低下させることが
可能となり、一層確実にスタイラスをワーク表面に沿っ
て追従させることができる。
じて前記移動速度の低下の度合いを制御することが好適
である。具体的には、例えば変位量に反比例させて低下
の度合いを決定する。これにより、ワーク表面の凹凸が
急激であればある程、移動速度をより低下させることが
可能となり、一層確実にスタイラスをワーク表面に沿っ
て追従させることができる。
【００１４】また、本発明は、検出器を被測定物表面に
沿った第１軸方向に相対移動させ、前記被測定物表面の
凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向への変位
量を検出することで、前記第１軸方向の位置の関数とし
て前記凹凸を検出する表面性状測定機であって、前記第
２軸方向への変位量が前記第１所定値以上となった場合
に、前記相対移動の移動速度を低下させるとともに、そ
の時点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への
変位量を検出値として出力する制御手段を有することを
特徴とする。サンプリングタイミングの制御と移動速度
制御を同時に行うことで、急激な凹凸が存在してもより
確実にワーク表面を検出することができる。
沿った第１軸方向に相対移動させ、前記被測定物表面の
凹凸による前記第１軸方向に垂直な第２軸方向への変位
量を検出することで、前記第１軸方向の位置の関数とし
て前記凹凸を検出する表面性状測定機であって、前記第
２軸方向への変位量が前記第１所定値以上となった場合
に、前記相対移動の移動速度を低下させるとともに、そ
の時点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への
変位量を検出値として出力する制御手段を有することを
特徴とする。サンプリングタイミングの制御と移動速度
制御を同時に行うことで、急激な凹凸が存在してもより
確実にワーク表面を検出することができる。
【００１５】前記制御手段は、前記第２軸方向への変位
量が第１所定値より小さい場合には、前記第１軸方向へ
の移動量が第２所定値以上となった時点の前記第１軸方
向の位置及び前記第２軸方向への変位量を検出値として
出力することが好適であり、前記変位量に応じて前記移
動速度の低下の度合いを制御することもできる。
量が第１所定値より小さい場合には、前記第１軸方向へ
の移動量が第２所定値以上となった時点の前記第１軸方
向の位置及び前記第２軸方向への変位量を検出値として
出力することが好適であり、前記変位量に応じて前記移
動速度の低下の度合いを制御することもできる。
【００１６】
【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。
形態について説明する。
【００１７】図１には、本実施形態に係る表面性状測定
機の外観構成図が示されている。基台１０上に載物台１
２が設けられ、この載物台１２の上にワーク１４が固定
される。また、基台１０にはスタイラスを有する検出装
置１６が駆動装置１８により支柱２０に設けられてい
る。検出装置１６は、駆動装置１８により図中Ｘ方向
（Ｘ軸方向）及びＺ方向（Ｚ軸方向）に駆動され、Ｚ方
向の駆動によりスタイラスの先端をワーク１４の表面に
接触させ、Ｘ方向の移動によりワーク１４表面の凹凸を
スタイラスのＺ方向変位として検出する。検出された凹
凸量は既述したように電気信号に変換され、コンピュー
タディスプレイなどの表示装置２２に供給され表示され
る。
機の外観構成図が示されている。基台１０上に載物台１
２が設けられ、この載物台１２の上にワーク１４が固定
される。また、基台１０にはスタイラスを有する検出装
置１６が駆動装置１８により支柱２０に設けられてい
る。検出装置１６は、駆動装置１８により図中Ｘ方向
（Ｘ軸方向）及びＺ方向（Ｚ軸方向）に駆動され、Ｚ方
向の駆動によりスタイラスの先端をワーク１４の表面に
接触させ、Ｘ方向の移動によりワーク１４表面の凹凸を
スタイラスのＺ方向変位として検出する。検出された凹
凸量は既述したように電気信号に変換され、コンピュー
タディスプレイなどの表示装置２２に供給され表示され
る。
【００１８】表示装置２２をコンピュータディスプレイ
とした場合、コンピュータ本体の制御装置が通信装置を
介して駆動装置１８を駆動制御するとともに、検出装置
１６からの検出信号を処理して表示装置２２上に表示す
ることができる。
とした場合、コンピュータ本体の制御装置が通信装置を
介して駆動装置１８を駆動制御するとともに、検出装置
１６からの検出信号を処理して表示装置２２上に表示す
ることができる。
【００１９】図２には、本実施形態の構成ブロック図が
示されている。Ｚ検出部２４は図１における検出装置１
６に相当し、Ｚ軸の検出、、すなわちワーク表面の凹凸
を検出してＺ検出値記憶部２６及びＺ相対変位比較部２
８に出力する。
示されている。Ｚ検出部２４は図１における検出装置１
６に相当し、Ｚ軸の検出、、すなわちワーク表面の凹凸
を検出してＺ検出値記憶部２６及びＺ相対変位比較部２
８に出力する。
【００２０】Ｚ検出値記憶部２６は、ＲＡＭなどで構成
され、Ｚ軸検出値を順次記憶する。Ｚ相対変位比較部２
８は、現在のＺ軸検出値と、Ｚ検出値記憶部２６に最後
に記憶されたＺ検出値、すなわち現在から一つ前のＺ検
出値とを比較することでその変位量を算出し、変位量が
所定値Ｌｚ以上であるか否かを判定してその結果をＸ、
Ｚ相対変位比較部３６に出力する。また、変位量が所定
値Ｌｚ以上である場合には、Ｚ検出部２４、すなわち検
出装置１６のＸ軸方向の移動速度を低下させるべく、駆
動装置１８に制御信号を出力する。制御信号としては、
例えば変位量に反比例する速度係数値を生成して出力す
ることで、変位量が増大するほど速度低下の度合いを大
きくするように制御する。移動速度については、さらに
後述する。
され、Ｚ軸検出値を順次記憶する。Ｚ相対変位比較部２
８は、現在のＺ軸検出値と、Ｚ検出値記憶部２６に最後
に記憶されたＺ検出値、すなわち現在から一つ前のＺ検
出値とを比較することでその変位量を算出し、変位量が
所定値Ｌｚ以上であるか否かを判定してその結果をＸ、
Ｚ相対変位比較部３６に出力する。また、変位量が所定
値Ｌｚ以上である場合には、Ｚ検出部２４、すなわち検
出装置１６のＸ軸方向の移動速度を低下させるべく、駆
動装置１８に制御信号を出力する。制御信号としては、
例えば変位量に反比例する速度係数値を生成して出力す
ることで、変位量が増大するほど速度低下の度合いを大
きくするように制御する。移動速度については、さらに
後述する。
【００２１】一方、Ｘ検出部３０は、Ｚ検出部２４、す
なわち検出装置１６のＸ軸方向位置を検出するスケール
を含み、Ｘ軸検出値をＸ検出値記憶部３２及びＸ相対変
位比較部３４に出力する。
なわち検出装置１６のＸ軸方向位置を検出するスケール
を含み、Ｘ軸検出値をＸ検出値記憶部３２及びＸ相対変
位比較部３４に出力する。
【００２２】Ｘ検出値記憶部３２は、ＲＡＭなどで構成
され、Ｘ軸検出値を順次記憶する。
され、Ｘ軸検出値を順次記憶する。
【００２３】Ｘ相対変位比較部３４は、現在のＸ軸検出
値と、Ｘ検出値記憶部３２に最後に記憶されたＸ検出
値、すなわち現在から一つ前のＸ軸検出値とを比較する
ことでその変位量を算出し、変位量が所定値Ｌｘ以上で
あるか否かを判定してその結果をＸ、Ｚ相対変位比較部
３６に出力する。
値と、Ｘ検出値記憶部３２に最後に記憶されたＸ検出
値、すなわち現在から一つ前のＸ軸検出値とを比較する
ことでその変位量を算出し、変位量が所定値Ｌｘ以上で
あるか否かを判定してその結果をＸ、Ｚ相対変位比較部
３６に出力する。
【００２４】Ｘ、Ｚ相対変位比較部３６は、Ｚ相対変位
比較部２８からの判定結果と、Ｘ相対変位比較部３４か
らの比較結果に基づいてサンプリング信号を生成し、Ｚ
検出値記憶部２６とＸ検出値記憶部３２に出力する。具
体的には、Ｘ、Ｚ相対変位比較部３６は、Ｚ軸の変位量
が所定値Ｌｚ以上であるか、あるいはＸ軸の変位量が所
定値Ｌｘ以上である場合に、サンプリング信号を生成す
る。Ｌｘを図４に示された従来のサンプリング間隔Ｌに
等しいとすると、ワーク表面の凹凸が急激でない場合に
はＸ軸の変位量が所定値Ｌｘに達した時点でサンプリン
グ信号が生成され（この場合は従来と同様になる）、ワ
ーク表面の凹凸が急激である場合にはＸ軸の変位量が所
定値Ｌｘに達する前にＺ軸の変位量が所定値Ｌｚに達
し、サンプリング信号が生成されることになる。言い換
えれば、ワーク表面凹凸が急激な場合には、Ｚ軸変位量
を基準としてサンプリングタイミングが決定され、凹凸
が急激ではない場合にはＺ軸変位量ではなく従来と同様
にＸ軸変位量を基準としてサンプリングタイミングが決
定されることになる。サンプリング信号を入力したＺ検
出値記憶部２６及びＸ検出値記憶部３２では、それぞれ
Ｚ検出部２４及びＸ検出部３０から出力されたＺ検出値
及びＸ検出値を入力したサンプリング信号のタイミング
で記憶する。
比較部２８からの判定結果と、Ｘ相対変位比較部３４か
らの比較結果に基づいてサンプリング信号を生成し、Ｚ
検出値記憶部２６とＸ検出値記憶部３２に出力する。具
体的には、Ｘ、Ｚ相対変位比較部３６は、Ｚ軸の変位量
が所定値Ｌｚ以上であるか、あるいはＸ軸の変位量が所
定値Ｌｘ以上である場合に、サンプリング信号を生成す
る。Ｌｘを図４に示された従来のサンプリング間隔Ｌに
等しいとすると、ワーク表面の凹凸が急激でない場合に
はＸ軸の変位量が所定値Ｌｘに達した時点でサンプリン
グ信号が生成され（この場合は従来と同様になる）、ワ
ーク表面の凹凸が急激である場合にはＸ軸の変位量が所
定値Ｌｘに達する前にＺ軸の変位量が所定値Ｌｚに達
し、サンプリング信号が生成されることになる。言い換
えれば、ワーク表面凹凸が急激な場合には、Ｚ軸変位量
を基準としてサンプリングタイミングが決定され、凹凸
が急激ではない場合にはＺ軸変位量ではなく従来と同様
にＸ軸変位量を基準としてサンプリングタイミングが決
定されることになる。サンプリング信号を入力したＺ検
出値記憶部２６及びＸ検出値記憶部３２では、それぞれ
Ｚ検出部２４及びＸ検出部３０から出力されたＺ検出値
及びＸ検出値を入力したサンプリング信号のタイミング
で記憶する。
【００２５】駆動装置１８は、検出装置１６をワーク１
４表面に対してＸ軸方向に相対的に移動させる。ここ
で、「相対的に移動」とは、ワーク１４を固定して検出
装置１６をワークに対して移動させる場合の他、検出装
置１６を固定してワーク１４自体をＸ軸方向に移動させ
る場合も含む意である。表面性状測定中の移動速度は、
測定条件記憶部４０に記憶されている標準移動速度に、
Ｚ相対変位比較部２８から出力された速度係数値を乗じ
ることで算出される。これにより、Ｚ軸変位量が大きい
場合には標準移動速度より減速され、凹凸が急激でもス
タイラスをワーク表面に追従させることができる。ま
た、Ｚ軸変位量が小さい場合には、逆に標準移動速度よ
りも増速されるので、測定時間を短縮することができ
る。
４表面に対してＸ軸方向に相対的に移動させる。ここ
で、「相対的に移動」とは、ワーク１４を固定して検出
装置１６をワークに対して移動させる場合の他、検出装
置１６を固定してワーク１４自体をＸ軸方向に移動させ
る場合も含む意である。表面性状測定中の移動速度は、
測定条件記憶部４０に記憶されている標準移動速度に、
Ｚ相対変位比較部２８から出力された速度係数値を乗じ
ることで算出される。これにより、Ｚ軸変位量が大きい
場合には標準移動速度より減速され、凹凸が急激でもス
タイラスをワーク表面に追従させることができる。ま
た、Ｚ軸変位量が小さい場合には、逆に標準移動速度よ
りも増速されるので、測定時間を短縮することができ
る。
【００２６】測定条件記憶部４０は、ユーザにより設定
された各種の測定条件と解析条件を記憶する。
された各種の測定条件と解析条件を記憶する。
【００２７】表面性状解析部３８は、Ｚ検出値記憶部２
６とＸ検出値記憶部３２に記憶された検出値（Ｘ、Ｚ相
対変位比較部３６から供給されたサンプリング信号でサ
ンプリングされた検出値）を、測定条件記憶部４０に記
憶された解析条件によりワーク表面性状の解析処理、例
えばＲａ、Ｒｙ、Ｒｚ、Ｓｍ等の算出処理を行い、表示
印刷操作部４２に出力する。表示印刷操作部４２は、表
示装置２２やキーボード、マウス、プリンタを含んで構
成され、ユーザに対して表面性状解析結果を表示、出力
するとともに、測定条件の設定や編集を行う。
６とＸ検出値記憶部３２に記憶された検出値（Ｘ、Ｚ相
対変位比較部３６から供給されたサンプリング信号でサ
ンプリングされた検出値）を、測定条件記憶部４０に記
憶された解析条件によりワーク表面性状の解析処理、例
えばＲａ、Ｒｙ、Ｒｚ、Ｓｍ等の算出処理を行い、表示
印刷操作部４２に出力する。表示印刷操作部４２は、表
示装置２２やキーボード、マウス、プリンタを含んで構
成され、ユーザに対して表面性状解析結果を表示、出力
するとともに、測定条件の設定や編集を行う。
【００２８】図３には、このような構成において図４に
示されたワーク表面性状を検出した結果が示されてい
る。図において、横軸はＸ軸位置、縦軸はＺ軸検出値で
ある。図４に示される従来の方法では、Ｘ軸の位置Ｌ１
とＬ２においてのみサンプリングが行われ、Ｌ１〜Ｌ２
間の検出値は得られないが、本実施形態ではＸ軸変位量
が所定値Ｌｘ（＝Ｌ）に達していなくても、Ｚ軸変位量
が所定値Ｌｚに達した場合にはサンプリングが行われる
ため、図に示すように位置Ｌ１〜Ｌ２間においてもＳ
１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４がサンプリングされて検出値とし
て出力される。したがって、ワーク表面の凹凸が急激で
も正確にその形状を把握することができる。なお、本実
施形態では、Ｚ軸変位量が所定値Ｌｚ以上となった場合
にサンプリング信号を生成する技術と、Ｚ軸変位量が所
定値Ｌｚ以上となった場合に検出装置１６の移動速度
（あるいはワークの移動速度）を低下させる技術を組み
合わせる例について説明したが、もちろん、Ｚ軸変位量
が所定値Ｌｚ以上となった場合にサンプリング信号を生
成する場合のみ、あるいはＺ軸変位量が所定値Ｌｚ以上
となった場合に検出装置１６の移動速度を低下させる技
術のみとすることもできる。前者の構成とするには、図
２においてＺ相対変位比較部２８が駆動装置１８に制御
信号を出力することなくＸ、Ｚ相対変位比較部３６に判
定結果を出力すればよく、後者の構成とするには、図２
においてＸ、Ｚ相対変位比較部３６がＸ軸変位量が所定
値Ｌｘに達した場合のみサンプリング信号を出力すれば
よい。
示されたワーク表面性状を検出した結果が示されてい
る。図において、横軸はＸ軸位置、縦軸はＺ軸検出値で
ある。図４に示される従来の方法では、Ｘ軸の位置Ｌ１
とＬ２においてのみサンプリングが行われ、Ｌ１〜Ｌ２
間の検出値は得られないが、本実施形態ではＸ軸変位量
が所定値Ｌｘ（＝Ｌ）に達していなくても、Ｚ軸変位量
が所定値Ｌｚに達した場合にはサンプリングが行われる
ため、図に示すように位置Ｌ１〜Ｌ２間においてもＳ
１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４がサンプリングされて検出値とし
て出力される。したがって、ワーク表面の凹凸が急激で
も正確にその形状を把握することができる。なお、本実
施形態では、Ｚ軸変位量が所定値Ｌｚ以上となった場合
にサンプリング信号を生成する技術と、Ｚ軸変位量が所
定値Ｌｚ以上となった場合に検出装置１６の移動速度
（あるいはワークの移動速度）を低下させる技術を組み
合わせる例について説明したが、もちろん、Ｚ軸変位量
が所定値Ｌｚ以上となった場合にサンプリング信号を生
成する場合のみ、あるいはＺ軸変位量が所定値Ｌｚ以上
となった場合に検出装置１６の移動速度を低下させる技
術のみとすることもできる。前者の構成とするには、図
２においてＺ相対変位比較部２８が駆動装置１８に制御
信号を出力することなくＸ、Ｚ相対変位比較部３６に判
定結果を出力すればよく、後者の構成とするには、図２
においてＸ、Ｚ相対変位比較部３６がＸ軸変位量が所定
値Ｌｘに達した場合のみサンプリング信号を出力すれば
よい。
【００２９】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形使用が可
能である。
が、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形使用が可
能である。
【００３０】例えば、検出装置１６としてアナログ型を
用いた場合、Ｚ相対変位比較部２８ではアナログ電圧比
較を行うことになるが、Ａ／Ｄ変換器を用いてデジタル
値に変換し、デジタル値での比較を行うことも可能であ
る。また、アナログ値での比較を行う場合でも、Ｚ検出
値記憶部２６に記憶されている一つ前のＺ軸検出値をサ
ンプルホールド回路によりホールドすることで、簡易な
構成で比較処理の高速化を図ることができる。
用いた場合、Ｚ相対変位比較部２８ではアナログ電圧比
較を行うことになるが、Ａ／Ｄ変換器を用いてデジタル
値に変換し、デジタル値での比較を行うことも可能であ
る。また、アナログ値での比較を行う場合でも、Ｚ検出
値記憶部２６に記憶されている一つ前のＺ軸検出値をサ
ンプルホールド回路によりホールドすることで、簡易な
構成で比較処理の高速化を図ることができる。
【００３１】また、Ｚ相対変位比較部２８から駆動装置
１８に出力する速度係数値は、Ｚ軸検出値の変位量に反
比例させる他に、Ｚ軸検出値の変位量が所定のしきい値
以上の場合としきい値より小さい場合にそれぞれ割り当
てた固定値を速度係数値とすることも可能である。この
場合、駆動装置１８による検出装置１６の移動速度は２
段階に切り替わることになる。もちろん、しきい値を複
数個設け、各しきい値との大小比較によりそれぞれ固有
値を速度係数値として出力することもできる。一般に、
速度係数値はＺ軸変位量の関数（負の相関を有する関
数）で決定することができ、具体的な関数形は、検出装
置１６や測定機の特性に応じて決定することができる。
１８に出力する速度係数値は、Ｚ軸検出値の変位量に反
比例させる他に、Ｚ軸検出値の変位量が所定のしきい値
以上の場合としきい値より小さい場合にそれぞれ割り当
てた固定値を速度係数値とすることも可能である。この
場合、駆動装置１８による検出装置１６の移動速度は２
段階に切り替わることになる。もちろん、しきい値を複
数個設け、各しきい値との大小比較によりそれぞれ固有
値を速度係数値として出力することもできる。一般に、
速度係数値はＺ軸変位量の関数（負の相関を有する関
数）で決定することができ、具体的な関数形は、検出装
置１６や測定機の特性に応じて決定することができる。
【００３２】また、本実施形態では、Ｚ軸変位量を所定
値Ｌｚと比較することでサンプリングタイミングを決定
しているが、Ｚ軸変位量の時間的変化の割合、すなわち
Ｚ軸変位速度を所定値と比較してサンプリングタイミン
グを決定し、あるいは移動速度を決定することも可能で
ある。変位量を所定値と比較する技術と、変位速度を所
定値と比較する技術は等価であり、本発明の技術的範囲
に含まれる。
値Ｌｚと比較することでサンプリングタイミングを決定
しているが、Ｚ軸変位量の時間的変化の割合、すなわち
Ｚ軸変位速度を所定値と比較してサンプリングタイミン
グを決定し、あるいは移動速度を決定することも可能で
ある。変位量を所定値と比較する技術と、変位速度を所
定値と比較する技術は等価であり、本発明の技術的範囲
に含まれる。
【００３３】また、本実施形態ではＸ軸位置をスケール
で検出しているが、必ずしも高精度が必要でない場合に
は、スケールではなく定時間信号生成器（クロックやタ
イマ）を用いることも可能である。この場合、Ｘ相対変
位比較部３４は、Ｘ軸現在時刻と、Ｘ検出値記憶部３２
に最後に記憶された時刻とを比較することでＸ軸変位量
を算出すればよい。すなわち、Ｘ軸変位量には、Ｘ軸位
置の変位量のみならず時間変位量も含まれる。
で検出しているが、必ずしも高精度が必要でない場合に
は、スケールではなく定時間信号生成器（クロックやタ
イマ）を用いることも可能である。この場合、Ｘ相対変
位比較部３４は、Ｘ軸現在時刻と、Ｘ検出値記憶部３２
に最後に記憶された時刻とを比較することでＸ軸変位量
を算出すればよい。すなわち、Ｘ軸変位量には、Ｘ軸位
置の変位量のみならず時間変位量も含まれる。
【００３４】また、本実施形態におけるＺ軸検出値のサ
ンプリングタイミングは所定値Ｌｚに依存して決定され
るので、Ｌｚを固定とするのではなく、測定すべきワー
クに応じて適応的に変化させることも可能である。
ンプリングタイミングは所定値Ｌｚに依存して決定され
るので、Ｌｚを固定とするのではなく、測定すべきワー
クに応じて適応的に変化させることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワーク表面に急激な凹凸が存在する場合においても、確
実にその凹凸を検出することができる。
ワーク表面に急激な凹凸が存在する場合においても、確
実にその凹凸を検出することができる。
【図１】 実施形態の外観構成図である。
【図２】 実施形態の構成ブロック図である。
【図３】 実施形態のＺ軸検出値説明図である。
【図４】 従来技術のＺ軸検出値説明図である。
１０ 基台、１２ 載物台、１４ ワーク、１６ 検出
装置、１８ 駆動装置、２０ 支柱、２２ 表示装置。
装置、１８ 駆動装置、２０ 支柱、２２ 表示装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 加納 孝文 広島県呉市広古新開６丁目８番20号 株式 会社ミツトヨ内 (72)発明者 石橋 一成 広島県呉市広古新開６丁目８番20号 株式 会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F062 AA66 BB14 CC27 CC30 EE01 EE62 FF05 FF24 FF28 FG07 GG41 HH14 2F069 AA57 AA60 CC06 DD15 DD19 GG01 GG11 GG62 HH04 JJ08 JJ24 JJ28 LL03 MM38 NN12 QQ10
Claims (7)
- 【請求項１】 検出器を被測定物表面に沿った第１軸方
向に相対移動させ、前記被測定物表面の凹凸による前記
第１軸方向に垂直な第２軸方向への変位を検出すること
で、前記第１軸方向の位置の関数として前記凹凸を検出
する表面性状測定機であって、 前記第２軸方向への変位量が第１所定値以上となった時
点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向への変位
量を検出値として出力する制御手段を有することを特徴
とする表面性状測定機。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記制御手段は、前記第２軸方向への変位量が前記第１
所定値より小さい場合には、前記第１軸方向への移動量
が第２所定値以上となった時点の前記第１軸方向の位置
及び前記第２軸方向への変位量を検出値として出力する
ことを特徴とする表面性状測定機。 - 【請求項３】 検出器を被測定物表面に沿った第１軸方
向に相対移動させ、前記被測定物表面の凹凸による前記
第１軸方向に垂直な第２軸方向への変位量を検出するこ
とで、前記第１軸方向の位置の関数として前記凹凸を検
出する表面性状測定機であって、 前記第２軸方向への変位量が第１所定値以上となった場
合に、前記相対移動の移動速度を低下させる制御手段を
有することを特徴とする表面性状測定機。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置において、 前記制御手段は、前記変位量に応じて前記移動速度の低
下の度合いを制御することを特徴とする表面性状測定
機。 - 【請求項５】 検出器を被測定物表面に沿った第１軸方
向に相対移動させ、前記被測定物表面の凹凸による前記
第１軸方向に垂直な第２軸方向への変位量を検出するこ
とで、前記第１軸方向の位置の関数として前記凹凸を検
出する表面性状測定機であって、 前記第２軸方向への変位量が第１所定値以上となった場
合に、前記相対移動の移動速度を低下させるとともに、
その時点の前記第１軸方向の位置及び前記第２軸方向へ
の変位量を検出値として出力する制御手段を有すること
を特徴とする表面性状測定機。 - 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記制御手段は、前記第２軸方向への変位量が前記第１
所定値より小さい場合には、前記第１軸方向への移動量
が第２所定値以上となった時点の前記第１軸方向の位置
及び前記第２軸方向への変位量を検出値として出力する
ことを特徴とする表面性状測定機。 - 【請求項７】 請求項５、６のいずれかに記載の装置に
おいて、 前記制御手段は、前記変位量に応じて前記移動速度の低
下の度合いを制御することを特徴とする表面性状測定
機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12075199A JP4034906B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 表面性状測定機 |
| US09/553,313 US6357286B1 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-20 | Surface texture measuring apparatus |
| GB0010179A GB2349698B (en) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Surface texture measuring apparatus |
| DE10020735A DE10020735B4 (de) | 1999-04-27 | 2000-04-27 | Oberflächentexturmessvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12075199A JP4034906B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 表面性状測定機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310530A true JP2000310530A (ja) | 2000-11-07 |
| JP4034906B2 JP4034906B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=14794096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12075199A Expired - Fee Related JP4034906B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 表面性状測定機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6357286B1 (ja) |
| JP (1) | JP4034906B2 (ja) |
| DE (1) | DE10020735B4 (ja) |
| GB (1) | GB2349698B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002250619A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Fotonikusu:Kk | ３次元表面形状測定装置および３次元表面形状測定方法 |
| JP2003520950A (ja) * | 2000-01-18 | 2003-07-08 | オーエム エンジニアリング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測定値記録をトリガするための位置発生器を用いた走査方法 |
| JP2007155696A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-06-21 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機 |
| JP2012033203A (ja) * | 2011-11-14 | 2012-02-16 | Makino Milling Mach Co Ltd | 数値制御工作機械 |
| US8680806B2 (en) | 2007-11-02 | 2014-03-25 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Numerically controlled machine tool and numerical control device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2037211B1 (en) * | 2007-06-29 | 2017-05-10 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Surface shape measuring device, and surface shape measuring method |
| DE102015203369B4 (de) | 2015-02-25 | 2020-02-20 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Bestimmen der Messbedingungen eines Rauheitssensors, Verfahren zum Vermessen der Rauheit einer Werkstückoberfläche, Computerprogrammprodukt sowie Messgerät eingerichtet zur Durchführung der Verfahren |
| DE102015209193A1 (de) | 2015-05-20 | 2016-11-24 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zur Erfassung dynamischer Schwingungen eines Rauheitssensors, Verfahren zur Vermessung der Rauheit einer Werkstückoberfläche, Computerprogrammprodukt sowie Messgerät eingerichtet zur Durchführung der Verfahren. |
| DE102017103938A1 (de) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Vorrichtung zum Messen der Rauheit einer Werkstückoberfläche |
| CN109357655B (zh) * | 2018-09-07 | 2020-10-09 | 温州大学 | 一种检测冷镦成型机主传动部件配合间隙的方法 |
| TWI717106B (zh) * | 2019-11-18 | 2021-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | 銲接品質檢測系統與方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3543906A1 (de) | 1985-12-12 | 1987-06-25 | Hommelwerke Gmbh | Einrichtung zur messung der gestalt einer oberflaeche entlang einer abtastlinie |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP12075199A patent/JP4034906B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-20 US US09/553,313 patent/US6357286B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-26 GB GB0010179A patent/GB2349698B/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-27 DE DE10020735A patent/DE10020735B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003520950A (ja) * | 2000-01-18 | 2003-07-08 | オーエム エンジニアリング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測定値記録をトリガするための位置発生器を用いた走査方法 |
| JP2002250619A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Fotonikusu:Kk | ３次元表面形状測定装置および３次元表面形状測定方法 |
| JP2007155696A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-06-21 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機 |
| US8680806B2 (en) | 2007-11-02 | 2014-03-25 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Numerically controlled machine tool and numerical control device |
| US8786243B2 (en) | 2007-11-02 | 2014-07-22 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Method and device for preparing error map and numerically controlled machine tool having error map preparation function |
| JP2012033203A (ja) * | 2011-11-14 | 2012-02-16 | Makino Milling Mach Co Ltd | 数値制御工作機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2349698B (en) | 2002-08-28 |
| GB0010179D0 (en) | 2000-06-14 |
| GB2349698A (en) | 2000-11-08 |
| JP4034906B2 (ja) | 2008-01-16 |
| US6357286B1 (en) | 2002-03-19 |
| DE10020735A1 (de) | 2000-11-30 |
| DE10020735B4 (de) | 2008-10-02 |
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