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

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JP2002340503A JP2001147035A JP2001147035A JP2002340503A JP 2002340503 A JP2002340503 A JP 2002340503A JP 2001147035 A JP2001147035 A JP 2001147035A JP 2001147035 A JP2001147035 A JP 2001147035A JP 2002340503 A JP2002340503 A JP 2002340503A
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Fumihiro Takemura
文宏 竹村
Minoru Katayama
実 片山
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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)
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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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