JP2002340503A - 表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法 - Google Patents
表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法Info
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- G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
Abstract
(57)【要約】
【課題】表面性状測定機において特徴領域を有する被測
定物の姿勢調整方法を提供すること。 【解決手段】特徴領域を有する被測定物を測定する表面
性状測定機の相対姿勢調整方法において、Ｙ軸方向とＸ
軸方向に検出器を位置決めした後、Ｘ軸方向に沿って特
徴領域の測定を行うステップと、Ｙ軸方向位置を変えな
がら行う測定の繰返しを判定するステップと、ｎ組の特
徴領域データからｎ個の特徴点を求め、これらの特徴点
から特徴線を求めて相対姿勢修正量を求めるステップ
と、相対姿勢修正量に基づいて被測定物の姿勢を調整す
るステップを備えることにより、被測定物の特徴領域方
向をＹ軸に平行に調整する被測定物の相対姿勢調整方
法。
定物の姿勢調整方法を提供すること。 【解決手段】特徴領域を有する被測定物を測定する表面
性状測定機の相対姿勢調整方法において、Ｙ軸方向とＸ
軸方向に検出器を位置決めした後、Ｘ軸方向に沿って特
徴領域の測定を行うステップと、Ｙ軸方向位置を変えな
がら行う測定の繰返しを判定するステップと、ｎ組の特
徴領域データからｎ個の特徴点を求め、これらの特徴点
から特徴線を求めて相対姿勢修正量を求めるステップ
と、相対姿勢修正量に基づいて被測定物の姿勢を調整す
るステップを備えることにより、被測定物の特徴領域方
向をＹ軸に平行に調整する被測定物の相対姿勢調整方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物の表面
の粗さ、うねり、輪郭形状等の表面性状測定を行う表面
性状測定機における測定対象物の姿勢調整方法に係り、
特に、Ｖ溝や円弧溝などの特徴領域を一定方向に有する
測定対象物を、本測定を行う前に、特徴領域方向と検出
器測定方向を調整して姿勢を正しくする際に用いられ
る。
の粗さ、うねり、輪郭形状等の表面性状測定を行う表面
性状測定機における測定対象物の姿勢調整方法に係り、
特に、Ｖ溝や円弧溝などの特徴領域を一定方向に有する
測定対象物を、本測定を行う前に、特徴領域方向と検出
器測定方向を調整して姿勢を正しくする際に用いられ
る。
【０００２】
【背景技術】従来より、Ｖ溝や円弧溝などの特徴領域を
一定方向に有する測定対象物の粗さ測定、あるいは輪郭
測定等を行う形状測定機が知られている。この形状測定
機は例えば測定対象物のＶ溝の断面形状や複数列のＶ溝
の溝間ピッチを測定する場合、Ｖ溝の延伸する方向をＹ
軸方向に一致するように載置台に載置してＶ溝の延伸直
交方向（Ｘ軸方向）に検出器を駆動して、その検出器出
力から形状測定を行う。
一定方向に有する測定対象物の粗さ測定、あるいは輪郭
測定等を行う形状測定機が知られている。この形状測定
機は例えば測定対象物のＶ溝の断面形状や複数列のＶ溝
の溝間ピッチを測定する場合、Ｖ溝の延伸する方向をＹ
軸方向に一致するように載置台に載置してＶ溝の延伸直
交方向（Ｘ軸方向）に検出器を駆動して、その検出器出
力から形状測定を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た形状測定機では、例えばＶ溝の延伸する方向を正確に
Ｙ軸方向に一致させる適切な方法がなく、従って測定対
象物のＶ溝や円弧溝延伸方向に対して正確に直交方向で
はなく、微小角度ではあるが、ずれを生じた角度方向へ
の測定が行われていた。その結果、溝断面形状や溝間ピ
ッチは実際とは異なる結果となっていた。実際問題とし
ては、真の溝形状や溝間ピッチに比べて、若干小さ目の
測定結果となっていた。これらの不具合を解消するため
に、測定対象物の姿勢を微小に変化させながら測定を行
い、真値に近い結果を得ることが行われていたが、非常
に手間がかかる上、何度も試し測定を行う必要があるこ
とから、触針式の測定機では測定対象物が軟質材質であ
る場合には傷を与えることもあった。
た形状測定機では、例えばＶ溝の延伸する方向を正確に
Ｙ軸方向に一致させる適切な方法がなく、従って測定対
象物のＶ溝や円弧溝延伸方向に対して正確に直交方向で
はなく、微小角度ではあるが、ずれを生じた角度方向へ
の測定が行われていた。その結果、溝断面形状や溝間ピ
ッチは実際とは異なる結果となっていた。実際問題とし
ては、真の溝形状や溝間ピッチに比べて、若干小さ目の
測定結果となっていた。これらの不具合を解消するため
に、測定対象物の姿勢を微小に変化させながら測定を行
い、真値に近い結果を得ることが行われていたが、非常
に手間がかかる上、何度も試し測定を行う必要があるこ
とから、触針式の測定機では測定対象物が軟質材質であ
る場合には傷を与えることもあった。
【０００４】本発明の目的は、表面性状測定機の座標系
に対して載置台に載置された測定対象物の姿勢を調整で
きるとともに、一定方向に特徴領域を有する測定対象物
であっても、座標系に対する載置姿勢を容易且つ精密に
調整可能とし、測定段取り時間の短縮と、測定対象物へ
の傷の発生を防止できる表面性状測定機における測定対
象物の相対姿勢調整方法を提供することにある。
に対して載置台に載置された測定対象物の姿勢を調整で
きるとともに、一定方向に特徴領域を有する測定対象物
であっても、座標系に対する載置姿勢を容易且つ精密に
調整可能とし、測定段取り時間の短縮と、測定対象物へ
の傷の発生を防止できる表面性状測定機における測定対
象物の相対姿勢調整方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の表面性状測定機
における被測定物の相対姿勢調整方法は、前記目的を達
成するために、以下のステップを備える。請求項１に記
載の発明は、表面の一定方向に沿って特徴領域を有する
被測定物を、前記一定方向が略Ｙ軸方向に一致するよう
に前記被測定物を載置する載置台と、前記被測定物の表
面に略直交し前記Ｙ軸に直交するＺ軸方向の相対変位を
検出する検出器と、前記Ｙ軸方向へ前記検出器と前記被
測定物を相対移動させるＹ軸移動手段と、前記Ｙ軸と前
記Ｚ軸に各々直交するＸ軸方向へ前記被測定物と前記検
出器を相対移動させて測定を行うＸ軸移動手段と、前記
Ｘ軸と前記Ｙ軸を含むＸＹ平面内において前記被測定物
と前記検出器を相対回転させるスイベル手段とを備え、
前記検出器から出力された前記相対変位から前記被測定
物の表面性状を測定する表面性状測定機における被測定
物の相対姿勢調整方法であって、前記Ｙ軸方向について
前記検出器を相対位置決めし、前記Ｘ軸に沿って前記検
出器を相対移動させて測定を行い特徴領域のデータを得
る測定ステップと、前記測定ステップを１回以上繰り返
して第１から第ｎまでの少なくとも２組以上のｎ組の特
徴領域のデータを格納する繰返し判定ステップと、前記
ｎ組の特徴領域のデータからｎ個の特徴点を求め、更に
これらの特徴点を結ぶ特徴線を求めることにより前記検
出器に対する前記被測定物の相対姿勢修正量を求める相
対修正量算出ステップと、前記相対姿勢修正量に基づい
て前記検出器に対する前記被測定物の相対姿勢を調整す
る調整ステップと、を含むことを特徴とするものであ
る。
における被測定物の相対姿勢調整方法は、前記目的を達
成するために、以下のステップを備える。請求項１に記
載の発明は、表面の一定方向に沿って特徴領域を有する
被測定物を、前記一定方向が略Ｙ軸方向に一致するよう
に前記被測定物を載置する載置台と、前記被測定物の表
面に略直交し前記Ｙ軸に直交するＺ軸方向の相対変位を
検出する検出器と、前記Ｙ軸方向へ前記検出器と前記被
測定物を相対移動させるＹ軸移動手段と、前記Ｙ軸と前
記Ｚ軸に各々直交するＸ軸方向へ前記被測定物と前記検
出器を相対移動させて測定を行うＸ軸移動手段と、前記
Ｘ軸と前記Ｙ軸を含むＸＹ平面内において前記被測定物
と前記検出器を相対回転させるスイベル手段とを備え、
前記検出器から出力された前記相対変位から前記被測定
物の表面性状を測定する表面性状測定機における被測定
物の相対姿勢調整方法であって、前記Ｙ軸方向について
前記検出器を相対位置決めし、前記Ｘ軸に沿って前記検
出器を相対移動させて測定を行い特徴領域のデータを得
る測定ステップと、前記測定ステップを１回以上繰り返
して第１から第ｎまでの少なくとも２組以上のｎ組の特
徴領域のデータを格納する繰返し判定ステップと、前記
ｎ組の特徴領域のデータからｎ個の特徴点を求め、更に
これらの特徴点を結ぶ特徴線を求めることにより前記検
出器に対する前記被測定物の相対姿勢修正量を求める相
対修正量算出ステップと、前記相対姿勢修正量に基づい
て前記検出器に対する前記被測定物の相対姿勢を調整す
る調整ステップと、を含むことを特徴とするものであ
る。
【０００６】この発明によれば、表面の一定方向に沿っ
てＶ溝や丸凸形状の特徴領域を有する被測定物の姿勢調
整に際して、ワーク姿勢調整テーブル上に載置された被
測定物の特徴領域方向を正確にＹ軸と平行にできる。こ
の後、Ｘ軸方向に本測定を行えば、Ｖ溝や丸凸の断面形
状を正確に求めることが出来る。更に複数の溝等を有す
るワークの溝間距離を正確に求めることが出来る。
てＶ溝や丸凸形状の特徴領域を有する被測定物の姿勢調
整に際して、ワーク姿勢調整テーブル上に載置された被
測定物の特徴領域方向を正確にＹ軸と平行にできる。こ
の後、Ｘ軸方向に本測定を行えば、Ｖ溝や丸凸の断面形
状を正確に求めることが出来る。更に複数の溝等を有す
るワークの溝間距離を正確に求めることが出来る。
【０００７】従って、被測定物の精密な表面性状測定を
行うにあたって不可欠な被測定物の正確な姿勢調整が容
易且つスピーディに行えるので、被測定物に傷を与える
こともなく、更にいわゆる測定段取りの短縮化が可能と
なって、測定作業全体の能率が向上する上、測定精度も
向上させることが出来る。
行うにあたって不可欠な被測定物の正確な姿勢調整が容
易且つスピーディに行えるので、被測定物に傷を与える
こともなく、更にいわゆる測定段取りの短縮化が可能と
なって、測定作業全体の能率が向上する上、測定精度も
向上させることが出来る。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法
において、前記相対修正量算出ステップにおいて算出さ
れた相対姿勢修正量を表示または印字するステップを更
に含み、前記調整ステップにおける姿勢調整は、この表
示または印字された結果を参照して行う手動調整である
ことを特徴とするものである。
の表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法
において、前記相対修正量算出ステップにおいて算出さ
れた相対姿勢修正量を表示または印字するステップを更
に含み、前記調整ステップにおける姿勢調整は、この表
示または印字された結果を参照して行う手動調整である
ことを特徴とするものである。
【０００９】この発明によれば、被測定物の相対姿勢の
傾きが角度や調整手段における操作量として表示あるい
は印字され、その値に従って作業者による手動調整が行
われるので、安価で間違いのない正確な操作が可能とな
る。特に姿勢調整手段の操作部位にマイクロメータヘッ
ドを使用すれば、精密な調整が容易に行えるので、更に
精密な姿勢調整が可能となる。又、操作量の値をデジタ
ル表示できるマイクロメータヘッドを使用すれば、更に
迅速且つ確実で精密な姿勢調整が可能となる。
傾きが角度や調整手段における操作量として表示あるい
は印字され、その値に従って作業者による手動調整が行
われるので、安価で間違いのない正確な操作が可能とな
る。特に姿勢調整手段の操作部位にマイクロメータヘッ
ドを使用すれば、精密な調整が容易に行えるので、更に
精密な姿勢調整が可能となる。又、操作量の値をデジタ
ル表示できるマイクロメータヘッドを使用すれば、更に
迅速且つ確実で精密な姿勢調整が可能となる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法
において、前記調整ステップにおける姿勢調整は、算出
された相対姿勢修正量に基づく自動調整であることを特
徴とするものである。
の表面性状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法
において、前記調整ステップにおける姿勢調整は、算出
された相対姿勢修正量に基づく自動調整であることを特
徴とするものである。
【００１１】この発明によれば、算出された相対姿勢修
正量によって被測定物の相対姿勢調整が自動で行われる
ので、測定段取りとしての被測定物の姿勢調整が高速で
行える上、作業者の負担が軽減されるので、測定作業全
体の能率向上と信頼性向上が可能となる。
正量によって被測定物の相対姿勢調整が自動で行われる
ので、測定段取りとしての被測定物の姿勢調整が高速で
行える上、作業者の負担が軽減されるので、測定作業全
体の能率向上と信頼性向上が可能となる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１から請
求項３に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、前記調整ステップは、前記スイ
ベル手段によって前記検出器に対する前記被測定物の相
対姿勢をＸＹ平面内において相対回転させて調整するス
イベル調整ステップを含むことを特徴とするものであ
る。
求項３に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、前記調整ステップは、前記スイ
ベル手段によって前記検出器に対する前記被測定物の相
対姿勢をＸＹ平面内において相対回転させて調整するス
イベル調整ステップを含むことを特徴とするものであ
る。
【００１３】この発明によれば、被測定物はＸ軸とＹ軸
を含むＸＹ平面内において相対回転して姿勢調整を行う
ことができるので、Ｖ溝の谷底方向などの特徴領域方向
を、測定方向であるＸ軸に直交したＹ軸方向に平行に調
整することが容易となる。また、ＸＹ平面内の修正量が
三角関数と代数計算によって計算でき、必ずしも特殊な
演算プロセッサなどを用いなくとも良いので、安価、正
確且つ高速に行える。
を含むＸＹ平面内において相対回転して姿勢調整を行う
ことができるので、Ｖ溝の谷底方向などの特徴領域方向
を、測定方向であるＸ軸に直交したＹ軸方向に平行に調
整することが容易となる。また、ＸＹ平面内の修正量が
三角関数と代数計算によって計算でき、必ずしも特殊な
演算プロセッサなどを用いなくとも良いので、安価、正
確且つ高速に行える。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１から請
求項４に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、前記表面性状測定機は前記Ｙ軸
と前記Ｚ軸を含むＹＺ平面内において前記被測定物と前
記検出器を相対回転させるチルト手段を更に備え、前記
調整ステップは、前記チルト手段によって前記検出器に
対する前記被測定物の相対姿勢をＹＺ平面内において相
対回転させて調整するチルト調整ステップを更に含むこ
とを特徴とするものである。
求項４に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、前記表面性状測定機は前記Ｙ軸
と前記Ｚ軸を含むＹＺ平面内において前記被測定物と前
記検出器を相対回転させるチルト手段を更に備え、前記
調整ステップは、前記チルト手段によって前記検出器に
対する前記被測定物の相対姿勢をＹＺ平面内において相
対回転させて調整するチルト調整ステップを更に含むこ
とを特徴とするものである。
【００１５】この発明によれば、被測定物はＹ軸とＺ軸
を含むＹＺ平面内において相対回転して姿勢調整を行う
ことができるので、Ｖ溝の谷底方向などの特徴領域方向
を、測定方向であるＸ軸に直交したＹ軸方向に平行に調
整することが容易となる。また、ＹＺ平面内の修正量が
三角関数と代数計算によって計算でき、必ずしも特殊な
演算プロセッサなどを用いなくとも良いので、安価、正
確且つ高速に行える。
を含むＹＺ平面内において相対回転して姿勢調整を行う
ことができるので、Ｖ溝の谷底方向などの特徴領域方向
を、測定方向であるＸ軸に直交したＹ軸方向に平行に調
整することが容易となる。また、ＹＺ平面内の修正量が
三角関数と代数計算によって計算でき、必ずしも特殊な
演算プロセッサなどを用いなくとも良いので、安価、正
確且つ高速に行える。
【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項１から請
求項５に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、相対修正量算出ステップは前記
ｎ組の特徴領域のデータから前記ｎ個の形状特徴点を求
めてそれらの座標値を前記ｎ個の特徴点の座標値とする
ステップを更に含むことを特徴とするものである。
求項５に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、相対修正量算出ステップは前記
ｎ組の特徴領域のデータから前記ｎ個の形状特徴点を求
めてそれらの座標値を前記ｎ個の特徴点の座標値とする
ステップを更に含むことを特徴とするものである。
【００１７】この発明によれば、ノイズ等を含む特徴領
域の測定データから直接に特徴点を求めるのに代えて、
特徴領域の形状に応じた設計形状適合（ベストフィッ
ト）を行って、ノイズや姿勢誤差に起因する誤差を排除
し、測定部位の特徴領域の形状を正確に推定することが
出来る。更に特徴領域が円弧形状であれば、その中心位
置を、あるいは特徴領域が直線の組み合わせであれば最
小二乗近似によって求めた直線の交点など、特殊領域の
形状に応じて理想的な特徴点を用いることができるの
で、精度と信頼性の高い姿勢計算を行うことが可能とな
る。
域の測定データから直接に特徴点を求めるのに代えて、
特徴領域の形状に応じた設計形状適合（ベストフィッ
ト）を行って、ノイズや姿勢誤差に起因する誤差を排除
し、測定部位の特徴領域の形状を正確に推定することが
出来る。更に特徴領域が円弧形状であれば、その中心位
置を、あるいは特徴領域が直線の組み合わせであれば最
小二乗近似によって求めた直線の交点など、特殊領域の
形状に応じて理想的な特徴点を用いることができるの
で、精度と信頼性の高い姿勢計算を行うことが可能とな
る。
【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項１から請
求項６に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、相対修正量算出ステップは前記
ｎ個の特徴点の座標値から求めた最小二乗直線を前記特
徴線とするステップを更に含むことを特徴とするもので
ある。
求項６に記載の表面性状測定機における被測定物の相対
姿勢調整方法において、相対修正量算出ステップは前記
ｎ個の特徴点の座標値から求めた最小二乗直線を前記特
徴線とするステップを更に含むことを特徴とするもので
ある。
【００１９】この発明によれば、複数の特徴点の繋がり
を最小二乗直線で置き換えて特徴線とするので、ノイズ
や被測定物の部分的加工誤差に起因する誤差を最小限に
押さえることが可能となる。その結果、精度と信頼性の
高い姿勢計算を行うことが可能となって被測定物の姿勢
を正確に求められるので、総合的には姿勢調整精度が向
上する。
を最小二乗直線で置き換えて特徴線とするので、ノイズ
や被測定物の部分的加工誤差に起因する誤差を最小限に
押さえることが可能となる。その結果、精度と信頼性の
高い姿勢計算を行うことが可能となって被測定物の姿勢
を正確に求められるので、総合的には姿勢調整精度が向
上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、本発明の第１実
施形態の表面性状測定機１の測定手段である測定機本体
１Ａは、ベース１１を備えている。このベース１１上に
は、ワーク姿勢調整テーブル１０が設けられており、こ
のワーク姿勢調整テーブル１０は、Ｙ軸方向（Ｘ軸方向
つまり測定方向と水平面内で直交する前後方向）に移動
自在に設けられたＹ軸テーブル１２と、このＹ軸テーブ
ル１２上にθ方向（ＸＹ平面内）に旋回自在に設けられ
た旋回テーブル１４を備える回転テーブル１３と、この
旋回テーブル１４上にＳ軸方向（Ｙ軸方向と垂直面内で
直交する方向）に揺動自在に設けられた載置台１８とを
含んで構成されている。また、ベース１１の後部の図中
右側位置には、コラム１５が立設され、このコラム１５
には、Ｚ軸方向に昇降自在にＺ軸スライダ１６が設けら
れている。そして、このＺ軸スライダ１６には、Ｘ軸方
向（測定方向）に移動自在に測定機構２０が設けられて
いる。
基づいて説明する。図１に示すように、本発明の第１実
施形態の表面性状測定機１の測定手段である測定機本体
１Ａは、ベース１１を備えている。このベース１１上に
は、ワーク姿勢調整テーブル１０が設けられており、こ
のワーク姿勢調整テーブル１０は、Ｙ軸方向（Ｘ軸方向
つまり測定方向と水平面内で直交する前後方向）に移動
自在に設けられたＹ軸テーブル１２と、このＹ軸テーブ
ル１２上にθ方向（ＸＹ平面内）に旋回自在に設けられ
た旋回テーブル１４を備える回転テーブル１３と、この
旋回テーブル１４上にＳ軸方向（Ｙ軸方向と垂直面内で
直交する方向）に揺動自在に設けられた載置台１８とを
含んで構成されている。また、ベース１１の後部の図中
右側位置には、コラム１５が立設され、このコラム１５
には、Ｚ軸方向に昇降自在にＺ軸スライダ１６が設けら
れている。そして、このＺ軸スライダ１６には、Ｘ軸方
向（測定方向）に移動自在に測定機構２０が設けられて
いる。
【００２１】Ｙ軸テーブル１２は、このＹ軸テーブル１
２とベース１１との間に設けられた図示されない移動部
材を、ベース１１上に形成された溝１９に沿って移動さ
せることにより、手動操作でＸ軸方向に位置調整可能に
なっている。このようなＹ軸テーブル１２の図面手前側
の側面には、Ｙ軸移動手段を構成するＹ軸用マイクロメ
ータヘッド（以下、デジマチックヘッドという）４１が
設けられており、このデジマチックヘッド４１のつまみ
部を作業者が手で回して操作することで、Ｙ軸テーブル
１２のＹ軸方向の移動が行われるようになっている。つ
まり、デジマチックヘッド４１は、Ｙ軸テーブル１２を
移動させるための手動による駆動手段となっている。
２とベース１１との間に設けられた図示されない移動部
材を、ベース１１上に形成された溝１９に沿って移動さ
せることにより、手動操作でＸ軸方向に位置調整可能に
なっている。このようなＹ軸テーブル１２の図面手前側
の側面には、Ｙ軸移動手段を構成するＹ軸用マイクロメ
ータヘッド（以下、デジマチックヘッドという）４１が
設けられており、このデジマチックヘッド４１のつまみ
部を作業者が手で回して操作することで、Ｙ軸テーブル
１２のＹ軸方向の移動が行われるようになっている。つ
まり、デジマチックヘッド４１は、Ｙ軸テーブル１２を
移動させるための手動による駆動手段となっている。
【００２２】また、回転テーブル１３の手前側の側面に
は、回転調整手段（スイベル調整手段）を構成するスイ
ベル用デジマチックヘッド４２と、傾斜調整手段（チル
ト手段）を構成する傾斜用デジマチックヘッド４３とが
設けられている。このうち、スイベル用デジマチックヘ
ッド４２は、作業者がそのデジマチックヘッド４２のつ
まみ部を手で回して操作することで、ＸＹ平面内におい
て、旋回テーブル１４上に載置された測定対象物（ワー
ク）１７を回転させてＸ軸に対する向きの調整を行える
ようになっている。また、傾斜用デジマチックヘッド４
３は、作業者がそのデジマチックヘッド４３のつまみ部
を手で回して操作することで、ＹＺ平面内において、載
置台１８上に載置されたワーク１７のＹ軸に対する傾き
の調整を行えるようになっている。
は、回転調整手段（スイベル調整手段）を構成するスイ
ベル用デジマチックヘッド４２と、傾斜調整手段（チル
ト手段）を構成する傾斜用デジマチックヘッド４３とが
設けられている。このうち、スイベル用デジマチックヘ
ッド４２は、作業者がそのデジマチックヘッド４２のつ
まみ部を手で回して操作することで、ＸＹ平面内におい
て、旋回テーブル１４上に載置された測定対象物（ワー
ク）１７を回転させてＸ軸に対する向きの調整を行える
ようになっている。また、傾斜用デジマチックヘッド４
３は、作業者がそのデジマチックヘッド４３のつまみ部
を手で回して操作することで、ＹＺ平面内において、載
置台１８上に載置されたワーク１７のＹ軸に対する傾き
の調整を行えるようになっている。
【００２３】このようなＹ軸用、スイベル用および傾斜
用デジマチック用ヘッド４１，４２，４３には、図示し
ない表示部４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが設けられており、
移動量あるいは調整量（修正量）、すなわち、操作量の
値をデジタル表示する。そのため、それぞれのワーク移
動量あるいはワーク姿勢調整量が与えられれば、このデ
ジタル表示値に従って各ヘッド４１等のつまみ部を操作
することによって、簡単かつ精密に移動操作あるいは姿
勢調整ができる。
用デジマチック用ヘッド４１，４２，４３には、図示し
ない表示部４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが設けられており、
移動量あるいは調整量（修正量）、すなわち、操作量の
値をデジタル表示する。そのため、それぞれのワーク移
動量あるいはワーク姿勢調整量が与えられれば、このデ
ジタル表示値に従って各ヘッド４１等のつまみ部を操作
することによって、簡単かつ精密に移動操作あるいは姿
勢調整ができる。
【００２４】なお、各デジマチック用ヘッド４１，４
２，４３は、最少読取値が、例えば、０．００１ｍｍ程
度となっている。また、Ｙ軸用デジマチック用ヘッド４
１によるＹ軸テーブル１２のＹ軸方向の移動が、例え
ば、±１２．５ｍｍの範囲内で可能である。更に調整手
段３０の内、スイベル用デジマチック用ヘッド４２によ
る旋回テーブル１４のＸＹ平面内の回転が、例えば、±
２°の範囲内で、傾斜用デジマチック用ヘッド４３によ
る載置台１８のＹＺ面内の傾斜が、例えば、±１．５°
の範囲内でそれぞれ可能となっている。従って、極めて
精密に姿勢の修正を行えるようになっている。
２，４３は、最少読取値が、例えば、０．００１ｍｍ程
度となっている。また、Ｙ軸用デジマチック用ヘッド４
１によるＹ軸テーブル１２のＹ軸方向の移動が、例え
ば、±１２．５ｍｍの範囲内で可能である。更に調整手
段３０の内、スイベル用デジマチック用ヘッド４２によ
る旋回テーブル１４のＸＹ平面内の回転が、例えば、±
２°の範囲内で、傾斜用デジマチック用ヘッド４３によ
る載置台１８のＹＺ面内の傾斜が、例えば、±１．５°
の範囲内でそれぞれ可能となっている。従って、極めて
精密に姿勢の修正を行えるようになっている。
【００２５】旋回テーブル１４の上には、図示のように
載置台１８が設けられておりワーク１７は直接載置され
るか、あるいはＶブロック台等の治具を介して載置され
るようになっておりこれらは調整手段３０を構成すると
同時にワーク載置手段ともなっている。さらに、この調
整手段（ワーク載置手段）３０と前記Ｙ軸テーブル１２
および回転テーブル１３を含んで、前記ワーク姿勢調整
テーブル１０が構成されている。
載置台１８が設けられておりワーク１７は直接載置され
るか、あるいはＶブロック台等の治具を介して載置され
るようになっておりこれらは調整手段３０を構成すると
同時にワーク載置手段ともなっている。さらに、この調
整手段（ワーク載置手段）３０と前記Ｙ軸テーブル１２
および回転テーブル１３を含んで、前記ワーク姿勢調整
テーブル１０が構成されている。
【００２６】測定機構２０は、Ｚ軸スライダ１６に対し
てＸ軸方向に移動自在に設けられたＸ軸駆動装置２１
と、このＸ軸駆動装置２１に対してＸ軸方向に移動自在
に取り付けられた測定アーム２２と、測定アーム２２の
端部に取り付けられかつ先端にスタイラス（接触子）２
３を有する接触式の検出器２４とを備えている。このよ
うな測定機構２０は、旋回テーブル１４上に載置された
ワーク１７にスタイラス２３を接触させた状態を保ちな
がら測定アーム２２をＸ軸方向に移動させることによ
り、スタイラス２３を測定対象物１７の表面輪郭形状の
凹凸に従って上下方向（Ｚ軸方向）に変位させ、この時
のスタイラス２３の揺動量を検出し、その揺動量から測
定対象物１７の輪郭形状や表面粗さ等を測定できるよう
になっている。
てＸ軸方向に移動自在に設けられたＸ軸駆動装置２１
と、このＸ軸駆動装置２１に対してＸ軸方向に移動自在
に取り付けられた測定アーム２２と、測定アーム２２の
端部に取り付けられかつ先端にスタイラス（接触子）２
３を有する接触式の検出器２４とを備えている。このよ
うな測定機構２０は、旋回テーブル１４上に載置された
ワーク１７にスタイラス２３を接触させた状態を保ちな
がら測定アーム２２をＸ軸方向に移動させることによ
り、スタイラス２３を測定対象物１７の表面輪郭形状の
凹凸に従って上下方向（Ｚ軸方向）に変位させ、この時
のスタイラス２３の揺動量を検出し、その揺動量から測
定対象物１７の輪郭形状や表面粗さ等を測定できるよう
になっている。
【００２７】図２に示すように、表面性状測定機１は、
前記測定機本体１Ａと、この測定機本体１Ａを制御して
ワーク１７の姿勢を調整する測定制御手段５０とを含ん
で構成されている。測定制御手段５０は、通常の表面性
状測定制御手段５１の他に、姿勢調整のためにワーク１
７を測定した際のＸ座標値を入力するＸ座標値入力手段
５２と、Ｙ座標値を入力するＹ座標値入力手段５３と、
Ｚ座標値を入力するＺ座標値入力手段５４と、Ｘ座標値
とＹ座標値からスイベル傾き量とその修正量を算出する
スイベル修正量算出手段５５と、算出されたスイベル修
正量を表示・印字するスイベル修正量表示手段５６と、
Ｘ座標値とＹ座標値とＺ座標値から傾斜傾き量とその傾
斜修正量を算出する傾斜修正量算出手段５７と、その修
正量を表示・印字する傾斜修正量表示手段５８とを含み
構成されており、例えば、マイクロコンピュータやデー
タ処理装置、およびこれらに内蔵されたＣＰＵ、各種の
メモリや外部記憶装置及びこれらに格納されたプログラ
ム、更にキーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ
等により構成されている。
前記測定機本体１Ａと、この測定機本体１Ａを制御して
ワーク１７の姿勢を調整する測定制御手段５０とを含ん
で構成されている。測定制御手段５０は、通常の表面性
状測定制御手段５１の他に、姿勢調整のためにワーク１
７を測定した際のＸ座標値を入力するＸ座標値入力手段
５２と、Ｙ座標値を入力するＹ座標値入力手段５３と、
Ｚ座標値を入力するＺ座標値入力手段５４と、Ｘ座標値
とＹ座標値からスイベル傾き量とその修正量を算出する
スイベル修正量算出手段５５と、算出されたスイベル修
正量を表示・印字するスイベル修正量表示手段５６と、
Ｘ座標値とＹ座標値とＺ座標値から傾斜傾き量とその傾
斜修正量を算出する傾斜修正量算出手段５７と、その修
正量を表示・印字する傾斜修正量表示手段５８とを含み
構成されており、例えば、マイクロコンピュータやデー
タ処理装置、およびこれらに内蔵されたＣＰＵ、各種の
メモリや外部記憶装置及びこれらに格納されたプログラ
ム、更にキーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ
等により構成されている。
【００２８】次に、ワーク姿勢調整テーブル１０を使用
して、Ｖ溝ワーク１７のＶ溝部分の形状を測定するため
の準備として、そのワーク１７の姿勢を調整する操作手
順を、図３〜６の模式図および図７のフローチャートに
基づいて説明する。本実施形態は、図３に示すように、
Ｖ溝領域を直交方向に複数個所で測定し、各々のＶ溝谷
底部の座標値を求め（形状特徴点）、それらの特徴点を
基に最小二乗直線を求めてその直線の傾きをワークの姿
勢と見なして、この傾きを基準姿勢に合わせるように修
正することによってワークの姿勢を調整するものであ
る。
して、Ｖ溝ワーク１７のＶ溝部分の形状を測定するため
の準備として、そのワーク１７の姿勢を調整する操作手
順を、図３〜６の模式図および図７のフローチャートに
基づいて説明する。本実施形態は、図３に示すように、
Ｖ溝領域を直交方向に複数個所で測定し、各々のＶ溝谷
底部の座標値を求め（形状特徴点）、それらの特徴点を
基に最小二乗直線を求めてその直線の傾きをワークの姿
勢と見なして、この傾きを基準姿勢に合わせるように修
正することによってワークの姿勢を調整するものであ
る。
【００２９】図７に示すように、ステップ１０でワーク
姿勢の調整を開始する。ステップ２０でまず、Ｖ溝方向
（図３においてワーク１７の前面から背面へかけてのＶ
溝谷底方向）がＹ軸に略一致するようにワーク１７を載
置台１８上へ載置する。ステップ３０で、作業者は図３
に示す矢印Ｙ１の始点（測定開始点）に、検出器２４を
Ｘ軸方向とＹ軸方向に手動により移動させ、スタイラス
２３をワーク１７の表面に位置決めした後、矢印Ｙ１方
向に測定を行う。この測定結果を図４（ａ）に示す。
姿勢の調整を開始する。ステップ２０でまず、Ｖ溝方向
（図３においてワーク１７の前面から背面へかけてのＶ
溝谷底方向）がＹ軸に略一致するようにワーク１７を載
置台１８上へ載置する。ステップ３０で、作業者は図３
に示す矢印Ｙ１の始点（測定開始点）に、検出器２４を
Ｘ軸方向とＹ軸方向に手動により移動させ、スタイラス
２３をワーク１７の表面に位置決めした後、矢印Ｙ１方
向に測定を行う。この測定結果を図４（ａ）に示す。
【００３０】ステップ４０で、Ｖ溝領域のデータがメモ
リに記憶される。あらかじめ決定した測定回数に達して
いない場合は、ステップ３０に戻る。この時、作業者は
Ｙ軸用デジマチックヘッド４１のつまみ部を手で回して
Ｙ軸テーブル１２を前後に移動させ、図３に示す矢印Ｙ
２の始点（測定開始点）に、検出器２４をＸ軸方向とＹ
軸方向に手動により移動させ、スタイラス２３をワーク
１７の表面に位置決めした後、矢印Ｙ２方向に測定を行
う。この測定結果を図４（ｂ）に示す。Ｖ溝谷底方向が
Ｙ軸に正確に一致していない場合は、この図４に示すよ
うに、谷底位置がＸ軸方向において異なる位置に現れ
る。このように、順次Ｙ軸方向の異なる位置において測
定を行い、あらかじめ決定した測定回数（ｎ：２以上）
に達すると、ステップ６０へ移行する。
リに記憶される。あらかじめ決定した測定回数に達して
いない場合は、ステップ３０に戻る。この時、作業者は
Ｙ軸用デジマチックヘッド４１のつまみ部を手で回して
Ｙ軸テーブル１２を前後に移動させ、図３に示す矢印Ｙ
２の始点（測定開始点）に、検出器２４をＸ軸方向とＹ
軸方向に手動により移動させ、スタイラス２３をワーク
１７の表面に位置決めした後、矢印Ｙ２方向に測定を行
う。この測定結果を図４（ｂ）に示す。Ｖ溝谷底方向が
Ｙ軸に正確に一致していない場合は、この図４に示すよ
うに、谷底位置がＸ軸方向において異なる位置に現れ
る。このように、順次Ｙ軸方向の異なる位置において測
定を行い、あらかじめ決定した測定回数（ｎ：２以上）
に達すると、ステップ６０へ移行する。
【００３１】ステップ６０において、ｎ組のＶ溝の形状
データからｎ個の特徴点の座標値を求める。より具体的
には、第１組のＶ溝形状データの内、左斜面部分のデー
タを使用して最小二乗直線を求め、次に右斜面部分のデ
ータを使用して最小二乗直線を求める。次にこの２つの
最小二乗直線の交点を求めて、その座標値（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）を第１の形状特徴点とする。（図４の点Ｐ１）同様
にして第２から第ｎ組のＶ溝形状データから、第２から
第ｎの形状特徴点の座標値を求める。（例えば図４の点
Ｐ２）
データからｎ個の特徴点の座標値を求める。より具体的
には、第１組のＶ溝形状データの内、左斜面部分のデー
タを使用して最小二乗直線を求め、次に右斜面部分のデ
ータを使用して最小二乗直線を求める。次にこの２つの
最小二乗直線の交点を求めて、その座標値（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）を第１の形状特徴点とする。（図４の点Ｐ１）同様
にして第２から第ｎ組のＶ溝形状データから、第２から
第ｎの形状特徴点の座標値を求める。（例えば図４の点
Ｐ２）
【００３２】次にステップ７０において、ｎ個の特徴点
（形状特徴点）の座標値から最小二乗直線を求め、第１
の特徴点に相当する位置から第ｎの特徴点に相当する位
置までの最小二乗直線上の線分を特徴線とする。ｎ＝２
の場合は、２個の特徴点を結ぶ線分を特徴線とする。こ
のようにして求めた特徴線は、図５の直線Ｐ１Ｐ２で示
される。この図５は直線Ｐ１Ｐ２をＸＹ平面へ投影した
ときの様子を示しており、特にこの場合、点Ｐ１はＹ軸
上に位置している。又、点Ｐ２は紙面を貫通するＺ軸方
向の値がゼロではない値を持っているので、紙面に対し
てある高さ（あるいは低さ）を持っている。この図５に
おける角度θ１は、特徴線のＹ軸に対する傾きを示して
いる。ここで、点Ｐ１の座標値をＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓと
し、点Ｐ２の座標値をＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅとすると、角度
θ１は次の関係式を満たす。 Ｔａｎθ１＝（Ｘｅ−Ｘｓ）／（Ｙｅ−Ｙｓ） （１） 尚、図５の点Ｐ３は、点Ｐ２を点Ｐ１を中心として回転
させ、直線Ｐ１Ｐ２がＹ軸に一致した場合の点Ｐ２の位
置を示している。従って、直線Ｐ１Ｐ２と直線Ｐ１Ｐ３
の長さは同一である。
（形状特徴点）の座標値から最小二乗直線を求め、第１
の特徴点に相当する位置から第ｎの特徴点に相当する位
置までの最小二乗直線上の線分を特徴線とする。ｎ＝２
の場合は、２個の特徴点を結ぶ線分を特徴線とする。こ
のようにして求めた特徴線は、図５の直線Ｐ１Ｐ２で示
される。この図５は直線Ｐ１Ｐ２をＸＹ平面へ投影した
ときの様子を示しており、特にこの場合、点Ｐ１はＹ軸
上に位置している。又、点Ｐ２は紙面を貫通するＺ軸方
向の値がゼロではない値を持っているので、紙面に対し
てある高さ（あるいは低さ）を持っている。この図５に
おける角度θ１は、特徴線のＹ軸に対する傾きを示して
いる。ここで、点Ｐ１の座標値をＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓと
し、点Ｐ２の座標値をＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅとすると、角度
θ１は次の関係式を満たす。 Ｔａｎθ１＝（Ｘｅ−Ｘｓ）／（Ｙｅ−Ｙｓ） （１） 尚、図５の点Ｐ３は、点Ｐ２を点Ｐ１を中心として回転
させ、直線Ｐ１Ｐ２がＹ軸に一致した場合の点Ｐ２の位
置を示している。従って、直線Ｐ１Ｐ２と直線Ｐ１Ｐ３
の長さは同一である。
【００３３】図６は、図５における直線Ｐ１Ｐ３をＹＺ
平面で示している。この図からわかるように直線Ｐ１Ｐ
３はＹ軸に対してθ２の傾きを持っている。Ｐ３からＹ
軸へ降ろした垂線の長さは、Ｚｅ−Ｚｓで示される。こ
の垂線とＹ軸の交点位置から点Ｐ１までの長さをＹＬと
すると角度θ２は次の関係式を満たす。 Ｔａｎθ２＝（Ｚｅ−Ｚｓ）／ＹＬ （２） ここで、ＹＬはＹｅ−Ｙｓの二乗とＸｅ−Ｘｓの二乗を
加算して平方根をとれば、容易に求めることができる。
以上の式１と式２によって特徴線の傾き（θ１とθ２）
を求め、さらに、これをスイベル調整手段４２（スイベ
ル用デジマチック用ヘッド）と傾斜調整手段４３（傾斜
用デジマチック用ヘッド）の操作量（修正量）に変換
し、これらをディスプレイ画面表示又はプリンタ印字出
力を行う。次に、ステップ８０では表示又は印字された
スイベル調整手段４２（スイベル用デジマチック用ヘッ
ド）の操作量（修正量）を参照して、スイベル用デジマ
チック用ヘッド４２を操作してワークを回転させ、ＸＹ
平面内の姿勢を調整する。
平面で示している。この図からわかるように直線Ｐ１Ｐ
３はＹ軸に対してθ２の傾きを持っている。Ｐ３からＹ
軸へ降ろした垂線の長さは、Ｚｅ−Ｚｓで示される。こ
の垂線とＹ軸の交点位置から点Ｐ１までの長さをＹＬと
すると角度θ２は次の関係式を満たす。 Ｔａｎθ２＝（Ｚｅ−Ｚｓ）／ＹＬ （２） ここで、ＹＬはＹｅ−Ｙｓの二乗とＸｅ−Ｘｓの二乗を
加算して平方根をとれば、容易に求めることができる。
以上の式１と式２によって特徴線の傾き（θ１とθ２）
を求め、さらに、これをスイベル調整手段４２（スイベ
ル用デジマチック用ヘッド）と傾斜調整手段４３（傾斜
用デジマチック用ヘッド）の操作量（修正量）に変換
し、これらをディスプレイ画面表示又はプリンタ印字出
力を行う。次に、ステップ８０では表示又は印字された
スイベル調整手段４２（スイベル用デジマチック用ヘッ
ド）の操作量（修正量）を参照して、スイベル用デジマ
チック用ヘッド４２を操作してワークを回転させ、ＸＹ
平面内の姿勢を調整する。
【００３４】ステップ９０では表示又は印字された傾斜
調整手段４３（傾斜用デジマチック用ヘッド）の操作量
（修正量）を参照して、傾斜用デジマチック用ヘッド４
３を操作してワークのＹＺ平面内の姿勢を調整する。ス
テップ１００において一連のワークの姿勢調整を終了す
る。この処理操作の結果、ワークのＶ溝谷底方向はＹ軸
と平行になるので、この後、Ｘ軸方向への測定を行えば
正確なＶ溝断面形状を得ることができる。
調整手段４３（傾斜用デジマチック用ヘッド）の操作量
（修正量）を参照して、傾斜用デジマチック用ヘッド４
３を操作してワークのＹＺ平面内の姿勢を調整する。ス
テップ１００において一連のワークの姿勢調整を終了す
る。この処理操作の結果、ワークのＶ溝谷底方向はＹ軸
と平行になるので、この後、Ｘ軸方向への測定を行えば
正確なＶ溝断面形状を得ることができる。
【００３５】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が
可能である。たとえば、上記実施形態では、ワーク１７
の姿勢調整を表示又は印字されたワークの傾き（特徴線
の傾き）を参照してデジマチック用ヘッドを手動操作す
る形態に限って説明したが、デジマチック用ヘッドに代
えて例えばパルスモータを設けることにより、式１と式
２から求められた傾斜角度から、モータ操作パルス量を
算出し、パルスモータ増幅器を介してパルスモータを駆
動するようにすれば、姿勢調整の自動化を行うことがで
きるので、測定段取りとしてのワーク姿勢調整をより高
速化できて測定全体の能率が向上する。尚、この場合、
Ｙ軸用デジマチック用ヘッド４１を同様にモータに代え
て自動化することができる。
げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が
可能である。たとえば、上記実施形態では、ワーク１７
の姿勢調整を表示又は印字されたワークの傾き（特徴線
の傾き）を参照してデジマチック用ヘッドを手動操作す
る形態に限って説明したが、デジマチック用ヘッドに代
えて例えばパルスモータを設けることにより、式１と式
２から求められた傾斜角度から、モータ操作パルス量を
算出し、パルスモータ増幅器を介してパルスモータを駆
動するようにすれば、姿勢調整の自動化を行うことがで
きるので、測定段取りとしてのワーク姿勢調整をより高
速化できて測定全体の能率が向上する。尚、この場合、
Ｙ軸用デジマチック用ヘッド４１を同様にモータに代え
て自動化することができる。
【００３６】又、この実施形態ではワークのＶ溝の断面
形状の測定に限って説明したが、Ｖ溝に限らず、丸溝で
あっても良い。この場合、形状特徴点としては円弧領域
のデータから算出した円弧中心位置が好ましい。例え
ば、図８では丸溝を有するワークをＹ軸方向に位置を変
えて４個所の測定を行った例を示すが、図中の黒丸はそ
れぞれの円弧中心を示している。この場合、４つの円弧
中心座標から最小二乗直線を求めて（図８の直線Ｌ）、
これを特徴線とし、この特徴線の傾きをワークの姿勢
（傾斜）と見なして姿勢調整を行う。更に、複数列のＶ
溝や丸溝を有するワークにおいて、溝間距離（ピッチ）
を求める場合は、各溝毎に特徴線を求め、それらの特徴
線間の距離を算出して、それを溝間距離とすることが出
来る。この場合、特徴線の一つに着目して姿勢調整を行
った後に、本測定を行えば更に正確な溝間距離を求める
ことができる。（図９参照）また、各々の特徴線の傾き
の差を求めれば、溝同士の平行度を求めることが出来
る。
形状の測定に限って説明したが、Ｖ溝に限らず、丸溝で
あっても良い。この場合、形状特徴点としては円弧領域
のデータから算出した円弧中心位置が好ましい。例え
ば、図８では丸溝を有するワークをＹ軸方向に位置を変
えて４個所の測定を行った例を示すが、図中の黒丸はそ
れぞれの円弧中心を示している。この場合、４つの円弧
中心座標から最小二乗直線を求めて（図８の直線Ｌ）、
これを特徴線とし、この特徴線の傾きをワークの姿勢
（傾斜）と見なして姿勢調整を行う。更に、複数列のＶ
溝や丸溝を有するワークにおいて、溝間距離（ピッチ）
を求める場合は、各溝毎に特徴線を求め、それらの特徴
線間の距離を算出して、それを溝間距離とすることが出
来る。この場合、特徴線の一つに着目して姿勢調整を行
った後に、本測定を行えば更に正確な溝間距離を求める
ことができる。（図９参照）また、各々の特徴線の傾き
の差を求めれば、溝同士の平行度を求めることが出来
る。
【００３７】この実施形態においては、ワークの特徴領
域としてＶ溝や丸溝などの溝部分のみを例示したが、凹
形状に限らず凸形状であっても良い。例えば丸凸領域を
特徴領域として含むワークであっても良い。更に、円柱
形状のワークを円柱軸をＹ軸に略一致させて載置し、本
発明の姿勢調整を行えば、円柱軸をＹ軸に精密に平行に
することができるので、この姿勢調整の後のＸ軸の本測
定は正確に円柱断面形状の測定となり、円柱半径や中心
位置を正確に求めることが可能となる。
域としてＶ溝や丸溝などの溝部分のみを例示したが、凹
形状に限らず凸形状であっても良い。例えば丸凸領域を
特徴領域として含むワークであっても良い。更に、円柱
形状のワークを円柱軸をＹ軸に略一致させて載置し、本
発明の姿勢調整を行えば、円柱軸をＹ軸に精密に平行に
することができるので、この姿勢調整の後のＸ軸の本測
定は正確に円柱断面形状の測定となり、円柱半径や中心
位置を正確に求めることが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法によれば、
姿勢調整に際して、ワーク姿勢調整テーブル上に載置さ
れた被測定物の特徴領域方向を正確にＹ軸と平行にでき
る。この後、Ｘ軸方向に本測定を行えば、Ｖ溝や丸溝の
断面形状を正確に求めることが出来る。更に複数の溝等
を有するワークの溝間距離を正確に求めることが出来
る。従って、被測定物の精密な表面性状測定を行うにあ
たって不可欠な被測定物の正確な姿勢調整が容易且つス
ピーディに行えるので、いわゆる測定段取りの短縮化が
可能となって、測定作業全体の能率が向上する上、測定
精度も向上させることが出来る。
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法によれば、
姿勢調整に際して、ワーク姿勢調整テーブル上に載置さ
れた被測定物の特徴領域方向を正確にＹ軸と平行にでき
る。この後、Ｘ軸方向に本測定を行えば、Ｖ溝や丸溝の
断面形状を正確に求めることが出来る。更に複数の溝等
を有するワークの溝間距離を正確に求めることが出来
る。従って、被測定物の精密な表面性状測定を行うにあ
たって不可欠な被測定物の正確な姿勢調整が容易且つス
ピーディに行えるので、いわゆる測定段取りの短縮化が
可能となって、測定作業全体の能率が向上する上、測定
精度も向上させることが出来る。
【図１】本発明の第１実施形態の表面性状測定機を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】前記実施形態の表面性状測定機を示す構成図で
ある。
ある。
【図３】前記実施形態の表面性状測定機による姿勢調整
の原理を示す図である。
の原理を示す図である。
【図４】前記実施形態の表面性状測定機による姿勢調整
の原理を示す図である。
の原理を示す図である。
【図５】前記実施形態の表面性状測定機による姿勢調整
の手順を示す図である。
の手順を示す図である。
【図６】前記実施形態の表面性状測定機による姿勢調整
の手順を示す図である。
の手順を示す図である。
【図７】前記実施形態の表面性状測定機による姿勢調整
の手順を示すフローチャートである。
の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態による姿勢調整の原理を
示す図である。
示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態による姿勢調整の原理を
示す図である。
示す図である。
１ 表面性状測定機 １Ａ 測定手段である測定機本体 １０ ワーク姿勢調整テーブル １７ 測定対象物であるワーク ２０ 測定機構 ２３ スタイラス ２４ 検出器 ３０ 調整手段 ４１ Ｙ軸調整手段であるＹ軸用デジマチックヘッド ４２ スイベル調整手段であるスイベル軸用デジマチッ
クヘッド ４３ 傾斜調整手段である傾斜用デジマチックヘッド ５０ 制御手段 ５２ Ｘ座標値入力手段 ５３ Ｙ座標値入力手段 ５４ Ｚ座標値入力手段 ５５ スイベル修正量算出手段 ５６ スイベル修正量表示手段 ５７ 傾斜修正量算出手段 ５８ 傾斜修正量表示手段
クヘッド ４３ 傾斜調整手段である傾斜用デジマチックヘッド ５０ 制御手段 ５２ Ｘ座標値入力手段 ５３ Ｙ座標値入力手段 ５４ Ｚ座標値入力手段 ５５ スイベル修正量算出手段 ５６ スイベル修正量表示手段 ５７ 傾斜修正量算出手段 ５８ 傾斜修正量表示手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F062 AA51 AA66 BB03 BB14 CC22 CC27 DD29 EE04 EE62 FF03 FF14 FF25 FF27 FG08 2F069 AA04 AA61 AA93 CC06 FF00 GG01 GG11 GG62 HH02 MM04 MM13 MM24 MM34 NN08 NN15 NN17 QQ05 2F078 CA06 CA08 CC11
Claims (7)
- 【請求項１】 表面の一定方向に沿って特徴領域を有す
る被測定物を、前記一定方向が略Ｙ軸方向に一致するよ
うに前記被測定物を載置する載置台と、前記被測定物の
表面に略直交し前記Ｙ軸に直交するＺ軸方向の相対変位
を検出する検出器と、前記Ｙ軸方向へ前記検出器と前記
被測定物を相対移動させるＹ軸移動手段と、前記Ｙ軸と
前記Ｚ軸に各々直交するＸ軸方向へ前記被測定物と前記
検出器を相対移動させて測定を行うＸ軸移動手段と、前
記Ｘ軸と前記Ｙ軸を含むＸＹ平面内において前記被測定
物と前記検出器を相対回転させるスイベル手段とを備
え、前記検出器から出力された前記相対変位から前記被
測定物の表面性状を測定する表面性状測定機における被
測定物の相対姿勢調整方法であって、前記Ｙ軸方向につ
いて前記検出器を相対位置決めし、前記Ｘ軸に沿って前
記検出器を相対移動させて測定を行い特徴領域のデータ
を得る測定ステップと、前記測定ステップを１回以上繰
り返して第１から第ｎまでの少なくとも２組以上のｎ組
の特徴領域のデータを格納する繰返し判定ステップと、
前記ｎ組の特徴領域のデータからｎ個の特徴点を求め、
更にこれらの特徴点を結ぶ特徴線を求めることにより前
記検出器に対する前記被測定物の相対姿勢修正量を求め
る相対修正量算出ステップと、前記相対姿勢修正量に基
づいて前記検出器に対する前記被測定物の相対姿勢を調
整する調整ステップと、を含むことを特徴とする表面性
状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の表面性状測定機におけ
る被測定物の相対姿勢調整方法において、前記相対修正
量算出ステップにおいて算出された相対姿勢修正量を表
示または印字するステップを更に含み、前記調整ステッ
プにおける姿勢調整は、この表示または印字された結果
を参照して行う手動調整であることを特徴とする表面性
状測定機における被測定物の相対姿勢調整方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の表面性状測定機におけ
る被測定物の相対姿勢調整方法において、前記調整ステ
ップにおける姿勢調整は、算出された相対姿勢修正量に
基づく自動調整であることを特徴とする表面性状測定機
における被測定物の相対姿勢調整方法。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３に記載の表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法において、
前記調整ステップは、前記スイベル手段によって前記検
出器に対する前記被測定物の相対姿勢をＸＹ平面内にお
いて相対回転させて調整するスイベル調整ステップを含
むことを特徴とする表面性状測定機における被測定物の
相対姿勢調整方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４に記載の表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法において、
前記表面性状測定機は前記Ｙ軸と前記Ｚ軸を含むＹＺ平
面内において前記被測定物と前記検出器を相対回転させ
るチルト手段を更に備え、前記調整ステップは、前記チ
ルト手段によって前記検出器に対する前記被測定物の相
対姿勢をＹＺ平面内において相対回転させて調整するチ
ルト調整ステップを更に含むことを特徴とする表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５に記載の表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法において、
相対修正量算出ステップは前記ｎ組の特徴領域のデータ
から前記ｎ個の形状特徴点を求めてそれらの座標値を前
記ｎ個の特徴点の座標値とするステップを更に含むこと
を特徴とする表面性状測定機における被測定物の相対姿
勢調整方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６に記載の表面性状
測定機における被測定物の相対姿勢調整方法において、
相対修正量算出ステップは前記ｎ個の特徴点の座標値か
ら求めた最小二乗直線を前記特徴線とするステップを更
に含むことを特徴とする表面性状測定機における被測定
物の相対姿勢調整方法。
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