JP2003014406A - 表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置 - Google Patents
表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置Info
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- JP2003014406A JP2003014406A JP2001203212A JP2001203212A JP2003014406A JP 2003014406 A JP2003014406 A JP 2003014406A JP 2001203212 A JP2001203212 A JP 2001203212A JP 2001203212 A JP2001203212 A JP 2001203212A JP 2003014406 A JP2003014406 A JP 2003014406A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ワークの位置決めを正確に行うことができる表
面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】まず、ワークテーブル１２に載置されたワ
ークＷを第１走査地点Ｘ 1 において触針１４でＹ軸方向
に走査する。そして、得られた変位データから第１走査
地点Ｘ1 におけるワークＷの輪郭を構成する楕円を求
め、その中心座標Ｐ 1 を求める。次いで、第２走査地点
Ｘ2 においてワークＷをＹ軸方向に走査する。そして、
得られた変位データから第２走査地点Ｘ2 におけるワー
クＷの輪郭を構成する楕円を求め、その中心座標Ｐ2 を
求める。次いで、Ｐ1 、Ｐ2 を通る直線Ｌを求め、その
直線ＬがＸ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるのに必要なワ
ークＷの姿勢修正量を求める。そして、求めた姿勢修正
量に基づいてワークＷの姿勢を修正し、その軸線がＸ−
Ｚ平面上でＸ軸と平行になるように位置決めする。
面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】まず、ワークテーブル１２に載置されたワ
ークＷを第１走査地点Ｘ 1 において触針１４でＹ軸方向
に走査する。そして、得られた変位データから第１走査
地点Ｘ1 におけるワークＷの輪郭を構成する楕円を求
め、その中心座標Ｐ 1 を求める。次いで、第２走査地点
Ｘ2 においてワークＷをＹ軸方向に走査する。そして、
得られた変位データから第２走査地点Ｘ2 におけるワー
クＷの輪郭を構成する楕円を求め、その中心座標Ｐ2 を
求める。次いで、Ｐ1 、Ｐ2 を通る直線Ｌを求め、その
直線ＬがＸ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるのに必要なワ
ークＷの姿勢修正量を求める。そして、求めた姿勢修正
量に基づいてワークＷの姿勢を修正し、その軸線がＸ−
Ｚ平面上でＸ軸と平行になるように位置決めする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面形状測定機の
ワーク位置決め方法及び装置に係り、円柱体や円筒体、
円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワ
ークを表面形状測定機の所定位置に所定の姿勢で位置決
めする表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に
関する。
ワーク位置決め方法及び装置に係り、円柱体や円筒体、
円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワ
ークを表面形状測定機の所定位置に所定の姿勢で位置決
めする表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来技術】表面形状測定機は、ワークの表面に触針を
摺動させ、その触針の変位を検出してワークの表面形状
を測定する装置である。この表面形状測定機では、ワー
クを所定位置に位置決めして測定を行う必要がある。
摺動させ、その触針の変位を検出してワークの表面形状
を測定する装置である。この表面形状測定機では、ワー
クを所定位置に位置決めして測定を行う必要がある。
【０００３】このワークの位置決め方法としては、従
来、特許３０６４１８４号に開示されている方法があ
る。この方法は、まず、ワークを仮置きし、その仮置き
されたワークの表面を少なくとも２回平行な走査を行
う。次いで、各走査で得られた各測定値の頂点を結ぶ線
でワークの稜線の方向を算出し、算出した稜線の方向か
ら基準姿勢に対する誤差を算出する。そして、この誤差
を修正するようにワークを動かして、基準姿勢の状態に
ワークを位置決めしている。
来、特許３０６４１８４号に開示されている方法があ
る。この方法は、まず、ワークを仮置きし、その仮置き
されたワークの表面を少なくとも２回平行な走査を行
う。次いで、各走査で得られた各測定値の頂点を結ぶ線
でワークの稜線の方向を算出し、算出した稜線の方向か
ら基準姿勢に対する誤差を算出する。そして、この誤差
を修正するようにワークを動かして、基準姿勢の状態に
ワークを位置決めしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仮置き
された一般的な姿勢のワークには、通常、Ｘ−Ｚ方向に
複合的位置誤差が存在し、このような複合的位置誤差が
存在する姿勢のワークを走査しても、図１１に示すよう
に、その走査で得られた測定値の頂点は測定すべき測定
稜線位置とは一致しない。このため、特許３０６４１８
４号の方法では、オフセットを持った位置に位置決めさ
れてしまう欠点がある。また、頂点が測定領域から外れ
ている場合には、有効に作用しないという欠点もある。
された一般的な姿勢のワークには、通常、Ｘ−Ｚ方向に
複合的位置誤差が存在し、このような複合的位置誤差が
存在する姿勢のワークを走査しても、図１１に示すよう
に、その走査で得られた測定値の頂点は測定すべき測定
稜線位置とは一致しない。このため、特許３０６４１８
４号の方法では、オフセットを持った位置に位置決めさ
れてしまう欠点がある。また、頂点が測定領域から外れ
ている場合には、有効に作用しないという欠点もある。
【０００５】本発明の目的は、ワークの位置決めを正確
に行うことができる表面形状測定機のワーク位置決め方
法及び装置を提供することにある。
に行うことができる表面形状測定機のワーク位置決め方
法及び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】本発明は前記目的を達成
するために、ワーク保持台上に載置された断面円形状の
ワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出し
てワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク
位置決め方法において、互いに直交する３つの座標軸Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標を設定する座標設
定工程と、Ｘ軸上の点Ｘ1 を通り、Ｙ軸と平行な直線に
沿って前記ワークを前記触針で走査し、その時の触針の
Ｚ軸方向の変位データを取得する第１走査工程と、前記
第１走査工程で取得した変位データから前記触針で走査
した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の中心
座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求める第１楕円中心演
算工程と、Ｘ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行な直線に
沿って前記ワークを前記触針で走査し、その時の触針の
Ｚ軸方向の変位データを取得する第２走査工程と、前記
第２走査工程で取得した変位データから前記触針で走査
した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の中心
座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求める第２楕円中心演
算工程と、前記第１楕円中心演算工程で求めた楕円の中
心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）と前記第２楕円中心演
算工程で求めた楕円の中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，
Ｚ2 ）を通る直線Ｌを求める直線演算工程と、前記直線
Ｌが、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるのに必要な前記
ワークの姿勢修正量を求める姿勢修正量演算工程と、前
記姿勢修正量演算処理工程で求めた姿勢修正量に基づい
て前記ワークの姿勢を修正し、そのワークの軸線がＸ−
Ｚ平面上でＸ軸と平行になるようにワークを位置決めす
る位置決め工程と、からなることを特徴とする表面形状
測定機の位置決め方法を提供する。
するために、ワーク保持台上に載置された断面円形状の
ワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出し
てワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク
位置決め方法において、互いに直交する３つの座標軸Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標を設定する座標設
定工程と、Ｘ軸上の点Ｘ1 を通り、Ｙ軸と平行な直線に
沿って前記ワークを前記触針で走査し、その時の触針の
Ｚ軸方向の変位データを取得する第１走査工程と、前記
第１走査工程で取得した変位データから前記触針で走査
した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の中心
座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求める第１楕円中心演
算工程と、Ｘ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行な直線に
沿って前記ワークを前記触針で走査し、その時の触針の
Ｚ軸方向の変位データを取得する第２走査工程と、前記
第２走査工程で取得した変位データから前記触針で走査
した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の中心
座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求める第２楕円中心演
算工程と、前記第１楕円中心演算工程で求めた楕円の中
心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）と前記第２楕円中心演
算工程で求めた楕円の中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，
Ｚ2 ）を通る直線Ｌを求める直線演算工程と、前記直線
Ｌが、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるのに必要な前記
ワークの姿勢修正量を求める姿勢修正量演算工程と、前
記姿勢修正量演算処理工程で求めた姿勢修正量に基づい
て前記ワークの姿勢を修正し、そのワークの軸線がＸ−
Ｚ平面上でＸ軸と平行になるようにワークを位置決めす
る位置決め工程と、からなることを特徴とする表面形状
測定機の位置決め方法を提供する。
【０００７】本発明の位置決め方法は、まず、ワークを
ワーク保持台に載置する。次に、Ｘ軸上の点Ｘ1 を通
り、Ｙ軸と平行な直線に沿ってワークの表面を触針で走
査する。そして、その時の触針のＺ軸方向の変位データ
を取得する。次に、Ｘ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行
な直線に沿ってワークの表面を触針で走査する。そし
て、その時の触針のＺ軸方向の変位データを取得する。
次に、１回目の走査（第１走査工程）で取得した変位デ
ータから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕円を求
め、その楕円の中心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求
める。同様に２回目の走査（第２走査工程）で取得した
変位データから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕
円を求め、その楕円の中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，
Ｚ2 ）を求める。次に、求めた２つの楕円の中心座標Ｐ
1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）とＰ2 （Ｘ2 ，Ｙ 2 ，Ｚ2 ）と
を通る直線Ｌを求める。次に、その直線ＬがＸ−Ｚ平面
上でＸ軸と平行になるのに必要なワークの姿勢修正量を
求める。そして、求めた姿勢修正量に基づいてワークの
姿勢を修正する。この方法によれば、Ｘ−Ｚ方向に複合
的位置誤差が存在する場合であっても、正確にワークを
位置決めできる。
ワーク保持台に載置する。次に、Ｘ軸上の点Ｘ1 を通
り、Ｙ軸と平行な直線に沿ってワークの表面を触針で走
査する。そして、その時の触針のＺ軸方向の変位データ
を取得する。次に、Ｘ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行
な直線に沿ってワークの表面を触針で走査する。そし
て、その時の触針のＺ軸方向の変位データを取得する。
次に、１回目の走査（第１走査工程）で取得した変位デ
ータから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕円を求
め、その楕円の中心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求
める。同様に２回目の走査（第２走査工程）で取得した
変位データから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕
円を求め、その楕円の中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，
Ｚ2 ）を求める。次に、求めた２つの楕円の中心座標Ｐ
1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）とＰ2 （Ｘ2 ，Ｙ 2 ，Ｚ2 ）と
を通る直線Ｌを求める。次に、その直線ＬがＸ−Ｚ平面
上でＸ軸と平行になるのに必要なワークの姿勢修正量を
求める。そして、求めた姿勢修正量に基づいてワークの
姿勢を修正する。この方法によれば、Ｘ−Ｚ方向に複合
的位置誤差が存在する場合であっても、正確にワークを
位置決めできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置の好
ましい実施の形態について詳説する。
係る表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置の好
ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】図１は、本発明に係るワーク位置決め装置
が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。こ
の表面形状測定機１０は、ワークテーブル１２上に載置
されたワークＷの表面を触針１４でＸ軸方向に走査し、
その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出
して、ワークＷの表面形状を測定する。
が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。こ
の表面形状測定機１０は、ワークテーブル１２上に載置
されたワークＷの表面を触針１４でＸ軸方向に走査し、
その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出
して、ワークＷの表面形状を測定する。
【００１０】水平に設置された定盤１８上には、支柱２
０が垂直に立設されている。支柱２０にはＺテーブル２
２が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル
駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
０が垂直に立設されている。支柱２０にはＺテーブル２
２が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル
駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
【００１１】Ｚテーブル２２には、Ｘアーム２４が水平
に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアー
ム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位
検出器１６は、このＸアーム２４の先端に設けられてい
る。そして、このＸアーム２４が軸方向に進退移動する
ことにより、触針１４がＸ軸に沿って往復動する。
に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアー
ム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位
検出器１６は、このＸアーム２４の先端に設けられてい
る。そして、このＸアーム２４が軸方向に進退移動する
ことにより、触針１４がＸ軸に沿って往復動する。
【００１２】ここで、図２に示すように、定盤１８の表
面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１
４が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平
面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸
とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交す
る直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座
標をＯ−ＸＹＺ座標とする。
面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１
４が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平
面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸
とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交す
る直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座
標をＯ−ＸＹＺ座標とする。
【００１３】触針１４はＸ軸に沿って移動し、そのとき
のＺ軸方向の変位が変位検出器１６によって検出され
る。
のＺ軸方向の変位が変位検出器１６によって検出され
る。
【００１４】ワークＷを保持するワークテーブル１２
は、直方体のブロック状に形成されており、その上面に
Ｖ溝が形成されている（いわゆる「Ｖブロック」）。ワ
ークＷは、このＶ溝内に載置される。このワークテーブ
ル１２は、位置決め装置３０を介して定盤１８上に設置
されている。
は、直方体のブロック状に形成されており、その上面に
Ｖ溝が形成されている（いわゆる「Ｖブロック」）。ワ
ークＷは、このＶ溝内に載置される。このワークテーブ
ル１２は、位置決め装置３０を介して定盤１８上に設置
されている。
【００１５】位置決め装置３０は、図２に示すように、
定盤１８上をＹ軸方向に沿って摺動するＹテーブル３２
と、そのＹテーブル３２上でワークテーブル１２をＺ軸
周り及びＹ軸回りに揺動させるチルトユニット３４とで
構成されている。
定盤１８上をＹ軸方向に沿って摺動するＹテーブル３２
と、そのＹテーブル３２上でワークテーブル１２をＺ軸
周り及びＹ軸回りに揺動させるチルトユニット３４とで
構成されている。
【００１６】図３、図４は、それぞれＹテーブル３２の
構成を示すＸ−Ｚ断面図とＹ−Ｚ断面図である。同図に
示すように、Ｙテーブル３２は定盤１８上に敷設された
ガイドレール３６上を摺動自在に支持されている。
構成を示すＸ−Ｚ断面図とＹ−Ｚ断面図である。同図に
示すように、Ｙテーブル３２は定盤１８上に敷設された
ガイドレール３６上を摺動自在に支持されている。
【００１７】ガイドレール３６は、Ｙ軸方向に沿って敷
設されており、断面逆台形状に形成されている。Ｙテー
ブル３２は、その下面に断面逆台形状の溝３８が形成さ
れており、この溝３８がガイドレール３６に嵌合されて
ガイドレール３６上を摺動自在に支持される。
設されており、断面逆台形状に形成されている。Ｙテー
ブル３２は、その下面に断面逆台形状の溝３８が形成さ
れており、この溝３８がガイドレール３６に嵌合されて
ガイドレール３６上を摺動自在に支持される。
【００１８】ガイドレール３６は、中空状に形成されて
おり、その中空部４０にはネジ棒４２が配設されてい
る。ネジ棒４２は、ガイドレール３６に沿って配設され
ており、両端がブラケット４４、４４に軸支されてい
る。また、このネジ棒４２には、一方のブラケット４４
に設けられたＹテーブル駆動モータ４６が連結されてい
る。ネジ棒４２は、このＹテーブル駆動モータ４６を駆
動することにより回動する。
おり、その中空部４０にはネジ棒４２が配設されてい
る。ネジ棒４２は、ガイドレール３６に沿って配設され
ており、両端がブラケット４４、４４に軸支されてい
る。また、このネジ棒４２には、一方のブラケット４４
に設けられたＹテーブル駆動モータ４６が連結されてい
る。ネジ棒４２は、このＹテーブル駆動モータ４６を駆
動することにより回動する。
【００１９】ネジ棒４２にはナット部材４８が螺合され
ており、このナット部材４８は連結バー５０を介してＹ
テーブル３２に連結されている。ガイドレール３６の上
面には、この連結バー５０とほぼ同じ幅の開口部５２が
ネジ棒４２に沿って形成されており、連結バー５０は、
この開口部５２を通してＹテーブル３２に連結されてい
る。
ており、このナット部材４８は連結バー５０を介してＹ
テーブル３２に連結されている。ガイドレール３６の上
面には、この連結バー５０とほぼ同じ幅の開口部５２が
ネジ棒４２に沿って形成されており、連結バー５０は、
この開口部５２を通してＹテーブル３２に連結されてい
る。
【００２０】以上のように構成されたＹテーブル３２
は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動することにより、
ガイドレール３６に沿ってＹ軸方向に往復動する。
は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動することにより、
ガイドレール３６に沿ってＹ軸方向に往復動する。
【００２１】チルトユニット３４は、Ｙ軸回りに揺動す
るＹβテーブル５４と、Ｚ軸回りに揺動するＺθテーブ
ル５６とで構成されている。
るＹβテーブル５４と、Ｚ軸回りに揺動するＺθテーブ
ル５６とで構成されている。
【００２２】図５は、Ｙβテーブル５４の構成を示すＸ
−Ｚ断面図である。同図に示すように、Ｙβテーブル５
４は、Ｙテーブル３２上に設けられたベースプレート５
８をＹ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。この
Ｙβテーブル５４は、板バネ６０と引張バネ６２を介し
てベースプレート５８に連結されている。
−Ｚ断面図である。同図に示すように、Ｙβテーブル５
４は、Ｙテーブル３２上に設けられたベースプレート５
８をＹ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。この
Ｙβテーブル５４は、板バネ６０と引張バネ６２を介し
てベースプレート５８に連結されている。
【００２３】板バネ６０は、その上端部がＹβテーブル
５４のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持
片５４Ａに固定されており、下端部がベースプレート５
８のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片
５８Ａに固定されている。Ｙβテーブル５４は、この板
バネ６０を中心にベースプレート５８に対してＹ軸回り
に揺動する。
５４のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持
片５４Ａに固定されており、下端部がベースプレート５
８のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片
５８Ａに固定されている。Ｙβテーブル５４は、この板
バネ６０を中心にベースプレート５８に対してＹ軸回り
に揺動する。
【００２４】一方、引張バネ６２は、その上端部がＹβ
テーブル５４のＸ軸方向他端に突出して形成された引張
バネ支持片５４Ｂに固定されており、下端部がベースプ
レート５８のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バ
ネ支持片５８Ｂに固定されている。Ｙβテーブル５４
は、この引張バネ６２によって常にベースプレート５８
に近づく方向に付勢される。
テーブル５４のＸ軸方向他端に突出して形成された引張
バネ支持片５４Ｂに固定されており、下端部がベースプ
レート５８のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バ
ネ支持片５８Ｂに固定されている。Ｙβテーブル５４
は、この引張バネ６２によって常にベースプレート５８
に近づく方向に付勢される。
【００２５】ベースプレート５８上には、ネジ棒６４が
配設されている。ネジ棒６４は、Ｘ軸方向に沿って配設
されており、その両端部がブラケット６６、６６に軸支
されている。また、このネジ棒６４には一方のブラケッ
ト６６に設けられたＹβテーブル駆動モータ６８が連結
されている。ネジ棒６４は、このＹβテーブル駆動モー
タ６８を駆動することにより回動する。
配設されている。ネジ棒６４は、Ｘ軸方向に沿って配設
されており、その両端部がブラケット６６、６６に軸支
されている。また、このネジ棒６４には一方のブラケッ
ト６６に設けられたＹβテーブル駆動モータ６８が連結
されている。ネジ棒６４は、このＹβテーブル駆動モー
タ６８を駆動することにより回動する。
【００２６】ネジ棒６４にはナット部材７０が螺合され
ており、このナット部材７０には球状に形成されたスラ
イド駒７２が固着されている。一方、Ｙβテーブル５４
の下面には、クサビ状に形成されたガイドブロック７４
が固着されており、このガイドブロック７４の下面にス
ライド駒７２の上面が当接されている。
ており、このナット部材７０には球状に形成されたスラ
イド駒７２が固着されている。一方、Ｙβテーブル５４
の下面には、クサビ状に形成されたガイドブロック７４
が固着されており、このガイドブロック７４の下面にス
ライド駒７２の上面が当接されている。
【００２７】以上のように構成されたＹβテーブル５４
は、Ｙβテーブル駆動モータ６８を駆動することによ
り、ベースプレート５８上をＹ軸回りの方向に揺動す
る。すなわち、Ｙβテーブル駆動モータ６８を駆動する
と、ネジ棒６４が回動し、これによって、スライド駒７
２がネジ棒６４に沿って移動する。そして、このスライ
ド駒７２が移動することによって、Ｙβテーブル５４の
下面に固着されたガイドブロック７４が押し上げられ、
あるいは押し下げられて板バネ６０を中心に揺動し、こ
の結果、Ｙβテーブル５４がＹ軸回りの方向に揺動す
る。
は、Ｙβテーブル駆動モータ６８を駆動することによ
り、ベースプレート５８上をＹ軸回りの方向に揺動す
る。すなわち、Ｙβテーブル駆動モータ６８を駆動する
と、ネジ棒６４が回動し、これによって、スライド駒７
２がネジ棒６４に沿って移動する。そして、このスライ
ド駒７２が移動することによって、Ｙβテーブル５４の
下面に固着されたガイドブロック７４が押し上げられ、
あるいは押し下げられて板バネ６０を中心に揺動し、こ
の結果、Ｙβテーブル５４がＹ軸回りの方向に揺動す
る。
【００２８】図６、図７は、それぞれＺθテーブル５６
の構成を示すＸ−Ｙ断面図とＸ−Ｚ断面図である。同図
に示すように、Ｚθテーブル５６は、Ｙβテーブル５４
上に設けられたベースプレート７６上をＺ軸回りの方向
に揺動自在に支持されている。
の構成を示すＸ−Ｙ断面図とＸ−Ｚ断面図である。同図
に示すように、Ｚθテーブル５６は、Ｙβテーブル５４
上に設けられたベースプレート７６上をＺ軸回りの方向
に揺動自在に支持されている。
【００２９】ベースプレート７６上には、Ｘ軸方向の一
端中央に回転軸７８が垂直に立設されている。この回転
軸７８には、Ｚθテーブル５６のＸ軸方向の一端中央に
形成された軸受穴８０が挿通されている。Ｚθテーブル
５６は、この回転軸７８を中心にベースプレート７６上
を揺動自在に支持され、これにより、Ｚ軸回りの方向に
揺動する。
端中央に回転軸７８が垂直に立設されている。この回転
軸７８には、Ｚθテーブル５６のＸ軸方向の一端中央に
形成された軸受穴８０が挿通されている。Ｚθテーブル
５６は、この回転軸７８を中心にベースプレート７６上
を揺動自在に支持され、これにより、Ｚ軸回りの方向に
揺動する。
【００３０】ベースプレート７６上には、ネジ棒８２が
配設されている。ネジ棒８２は、Ｙ軸方向に沿って配設
されており、その両端部がブラケット８４、８４に軸支
されている。また、このネジ棒８２には一方のブラケッ
ト８４に設けられたＺθテーブル駆動モータ８６が連結
されている。ネジ棒８２は、このＺθテーブル駆動モー
タ８６を駆動することにより回動する。
配設されている。ネジ棒８２は、Ｙ軸方向に沿って配設
されており、その両端部がブラケット８４、８４に軸支
されている。また、このネジ棒８２には一方のブラケッ
ト８４に設けられたＺθテーブル駆動モータ８６が連結
されている。ネジ棒８２は、このＺθテーブル駆動モー
タ８６を駆動することにより回動する。
【００３１】ネジ棒８２には、ベースプレート７６上を
摺動するナット部材８８が螺合されている。このナット
部材８８には支持棒９０を介して球体９２が固着されて
いる。球体９２はＺθテーブル５６の下面に固着された
逆Ｕ字状の連結部材９４の内側に収容されている。
摺動するナット部材８８が螺合されている。このナット
部材８８には支持棒９０を介して球体９２が固着されて
いる。球体９２はＺθテーブル５６の下面に固着された
逆Ｕ字状の連結部材９４の内側に収容されている。
【００３２】また、ベープレート７６とＺθテーブル５
６には、それぞれ引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａが突出
して形成されおり、この引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａ
には、引張バネ９６が掛けられている。Ｚθテーブル５
６は、この引張バネ９６によって常に時計回りの方向に
付勢されている。
６には、それぞれ引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａが突出
して形成されおり、この引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａ
には、引張バネ９６が掛けられている。Ｚθテーブル５
６は、この引張バネ９６によって常に時計回りの方向に
付勢されている。
【００３３】以上のように構成されたＺθテーブル５６
は、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動することによ
り、ベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動す
る。すなわち、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動する
と、ネジ棒８２が回動し、これによって、球体９２がネ
ジ棒８２に沿って移動する。そして、この球体９２が移
動することにより、Ｚθテーブル５６の下面に固着され
た連結部材９４が球体９２に押されて回転軸７８を中心
に回動し、この結果、Ｚθテーブル５６がＺ軸回りに揺
動する。
は、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動することによ
り、ベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動す
る。すなわち、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動する
と、ネジ棒８２が回動し、これによって、球体９２がネ
ジ棒８２に沿って移動する。そして、この球体９２が移
動することにより、Ｚθテーブル５６の下面に固着され
た連結部材９４が球体９２に押されて回転軸７８を中心
に回動し、この結果、Ｚθテーブル５６がＺ軸回りに揺
動する。
【００３４】以上のように構成された位置決め装置３０
は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動してＹテーブル３
２をＹ軸方向に移動させることにより、ワークテーブル
１２がＹ方向に移動する。また、Ｙβテーブル駆動モー
タ６８を駆動して、Ｙβテーブル５４をＹ軸周りの方向
に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＹ軸周
りの方向に揺動し、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動
して、Ｚθテーブル５６をＺ軸回りの方向に揺動させる
ことにより、ワークテーブル１２がＺ軸周りの方向に揺
動する。
は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動してＹテーブル３
２をＹ軸方向に移動させることにより、ワークテーブル
１２がＹ方向に移動する。また、Ｙβテーブル駆動モー
タ６８を駆動して、Ｙβテーブル５４をＹ軸周りの方向
に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＹ軸周
りの方向に揺動し、Ｚθテーブル駆動モータ８６を駆動
して、Ｚθテーブル５６をＺ軸回りの方向に揺動させる
ことにより、ワークテーブル１２がＺ軸周りの方向に揺
動する。
【００３５】なお、このＹテーブル駆動モータ４６、Ｙ
βテーブル駆動モータ６８及びＺθテーブル駆動モータ
８６は、制御部１００からの制御信号に基づいて作動す
る。同様にＺテーブル２２を駆動する図示しないＺテー
ブル駆動手段と、Ｘアーム２４を駆動する図示しないＸ
アーム駆動手段も制御部１００からの駆動信号に基づい
て作動する。
βテーブル駆動モータ６８及びＺθテーブル駆動モータ
８６は、制御部１００からの制御信号に基づいて作動す
る。同様にＺテーブル２２を駆動する図示しないＺテー
ブル駆動手段と、Ｘアーム２４を駆動する図示しないＸ
アーム駆動手段も制御部１００からの駆動信号に基づい
て作動する。
【００３６】また、変位検出器１６で検出された触針１
４のＺ軸方向の変位データは、制御部１００に出力さ
れ、制御部１００は、この変位データに基づいて予めメ
モリに記憶されたプログラムに従ってワークＷを位置決
めする。
４のＺ軸方向の変位データは、制御部１００に出力さ
れ、制御部１００は、この変位データに基づいて予めメ
モリに記憶されたプログラムに従ってワークＷを位置決
めする。
【００３７】前記のごとく構成された本実施の形態の位
置決め装置３０を用いた表面形状測定機１０のワーク位
置決め方法は、次のとおりである。
置決め装置３０を用いた表面形状測定機１０のワーク位
置決め方法は、次のとおりである。
【００３８】まず、測定対象のワークＷ（ここでは円筒
体）をワークテーブル１２に載置する。
体）をワークテーブル１２に載置する。
【００３９】なお、このとき位置決め装置３０を構成す
るＹテーブル３２、Ｙβテーブル５４及びＺθテーブル
５６は、それぞれ予め設定された原点位置Ｙ0 、Ｙ
β0 、Ｚθ0 に位置しており、また、触針１４を移動さ
せるＺテーブル２２及びＸアーム２４もそれぞれ予め設
定された原点位置Ｚ0 、ＸO に位置している。
るＹテーブル３２、Ｙβテーブル５４及びＺθテーブル
５６は、それぞれ予め設定された原点位置Ｙ0 、Ｙ
β0 、Ｚθ0 に位置しており、また、触針１４を移動さ
せるＺテーブル２２及びＸアーム２４もそれぞれ予め設
定された原点位置Ｚ0 、ＸO に位置している。
【００４０】ワークＷがワークテーブル１２に載置され
ると、所定のプログラムに従って位置決め操作が行われ
る。
ると、所定のプログラムに従って位置決め操作が行われ
る。
【００４１】Ｘアーム２４が駆動され、触針１４がＸ軸
上を移動して第１測定地点Ｘ1 に移動する。
上を移動して第１測定地点Ｘ1 に移動する。
【００４２】次に、図８に示すように、Ｙテーブル３２
が駆動され、所定のＹ軸方向走査開始地点に移動する。
そして、そのＹ軸方向走査開始地点からＹ軸に沿って移
動し、所定のＹ軸方向走査終了地点に移動する。変位検
出器１６は、このＹ軸に沿ってＹ軸方向走査開始地点か
らＹ軸方向走査終了地点に向かって移動するワークＷの
表面を触針１４で走査し、そのときの触針１４のＺ軸方
向の変位を検出する。検出された変位データは、制御部
１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
が駆動され、所定のＹ軸方向走査開始地点に移動する。
そして、そのＹ軸方向走査開始地点からＹ軸に沿って移
動し、所定のＹ軸方向走査終了地点に移動する。変位検
出器１６は、このＹ軸に沿ってＹ軸方向走査開始地点か
らＹ軸方向走査終了地点に向かって移動するワークＷの
表面を触針１４で走査し、そのときの触針１４のＺ軸方
向の変位を検出する。検出された変位データは、制御部
１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
【００４３】ここで、この走査によって得られた変位デ
ータは、図９（ａ）に示すように、第１測定地点Ｘ1 に
おいて、ワークＷをＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワ
ークＷの断面の輪郭の一部を表している。そして、この
ワークＷの断面の輪郭は、ワークＷの軸線がＸ軸と平行
に保持されている場合を除き、円筒状ワークの場合は楕
円形状となる。制御部１００は、この変位データから第
１測定地点Ｘ1 における断面の輪郭を構成する楕円を求
める。そして、その楕円の中心座標Ｐ1 （Ｘ1，Ｙ1 ，
Ｚ1 ）を求め、内蔵するメモリに記憶する。
ータは、図９（ａ）に示すように、第１測定地点Ｘ1 に
おいて、ワークＷをＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワ
ークＷの断面の輪郭の一部を表している。そして、この
ワークＷの断面の輪郭は、ワークＷの軸線がＸ軸と平行
に保持されている場合を除き、円筒状ワークの場合は楕
円形状となる。制御部１００は、この変位データから第
１測定地点Ｘ1 における断面の輪郭を構成する楕円を求
める。そして、その楕円の中心座標Ｐ1 （Ｘ1，Ｙ1 ，
Ｚ1 ）を求め、内蔵するメモリに記憶する。
【００４４】次に、Ｙテーブル３２が駆動され、所定の
Ｙ軸方向走査終了地点からＹ軸方向走査開始地点に復帰
する。
Ｙ軸方向走査終了地点からＹ軸方向走査開始地点に復帰
する。
【００４５】次に、図８に示すように、Ｘアーム２４が
駆動され、触針１４がＸ軸上を移動して第２測定地点Ｘ
2 に移動する。
駆動され、触針１４がＸ軸上を移動して第２測定地点Ｘ
2 に移動する。
【００４６】次に、Ｙテーブル３２が駆動され、所定の
Ｙ軸方向走査開始地点に移動する。そして、そのＹ軸方
向走査開始地点からＹ軸に沿って移動し、所定のＹ軸方
向走査終了地点に移動する。変位検出器１６は、このＹ
軸に沿って移動するワークＷの表面を触針１４で走査
し、そのときの触針１４のＺ軸方向の変位を検出する。
検出された変位データは、制御部１００に出力され、内
蔵するメモリに記憶される。
Ｙ軸方向走査開始地点に移動する。そして、そのＹ軸方
向走査開始地点からＹ軸に沿って移動し、所定のＹ軸方
向走査終了地点に移動する。変位検出器１６は、このＹ
軸に沿って移動するワークＷの表面を触針１４で走査
し、そのときの触針１４のＺ軸方向の変位を検出する。
検出された変位データは、制御部１００に出力され、内
蔵するメモリに記憶される。
【００４７】ここで、この走査によって得られた変位デ
ータは、図９（ｂ）に示すように、第２測定地点Ｘ2 に
おいて、ワークＷをＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワ
ークＷの断面の輪郭の一部を表している。制御部１００
は、この変位データから第２測定地点Ｘ2 における断面
の輪郭を構成する楕円を求める。そして、その楕円の中
心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求め、内蔵するメモ
リに記憶する。
ータは、図９（ｂ）に示すように、第２測定地点Ｘ2 に
おいて、ワークＷをＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワ
ークＷの断面の輪郭の一部を表している。制御部１００
は、この変位データから第２測定地点Ｘ2 における断面
の輪郭を構成する楕円を求める。そして、その楕円の中
心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求め、内蔵するメモ
リに記憶する。
【００４８】以上によりＹ軸方向の走査が終了する。こ
の後、Ｙテーブル３２は当初の原点位置Ｙ0 に復帰す
る。
の後、Ｙテーブル３２は当初の原点位置Ｙ0 に復帰す
る。
【００４９】次に、制御部１００は、上記２回の走査で
得られた第１測定地点Ｘ1 における楕円の中心座標Ｐ1
と第２測定地点Ｘ2 における楕円の中心座標Ｐ2 を通る
直線Ｌを求める。
得られた第１測定地点Ｘ1 における楕円の中心座標Ｐ1
と第２測定地点Ｘ2 における楕円の中心座標Ｐ2 を通る
直線Ｌを求める。
【００５０】ここで、第１測定地点Ｘ1 における楕円の
中心座標Ｐ1 は、第１測定地点Ｘ1において、ワークＷ
をＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワークＷの軸芯の位
置を表しており、第２測定地点Ｘ2 における楕円の中心
座標Ｐ2 は、第２測定地点Ｘ 2 において、ワークＷをＹ
−Ｚ平面に沿って切断した時のワークＷの軸芯の位置を
表している。したがって、この２点Ｐ1 、Ｐ2 を通る直
線Ｌは、ワークＷの軸線の位置を表すことになる。
中心座標Ｐ1 は、第１測定地点Ｘ1において、ワークＷ
をＹ−Ｚ平面に沿って切断した時のワークＷの軸芯の位
置を表しており、第２測定地点Ｘ2 における楕円の中心
座標Ｐ2 は、第２測定地点Ｘ 2 において、ワークＷをＹ
−Ｚ平面に沿って切断した時のワークＷの軸芯の位置を
表している。したがって、この２点Ｐ1 、Ｐ2 を通る直
線Ｌは、ワークＷの軸線の位置を表すことになる。
【００５１】ワークＷの位置決めは、ワークＷの軸線
（Ｌ）が、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるようにす
る。そこで、制御部１００は、求めた直線ＬがＸ−Ｚ平
面上でＸ軸と平行になるのに必要な修正量を算出する。
（Ｌ）が、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるようにす
る。そこで、制御部１００は、求めた直線ＬがＸ−Ｚ平
面上でＸ軸と平行になるのに必要な修正量を算出する。
【００５２】ここで、ワークＷの姿勢は、Ｙテーブル３
２によるＹ軸方向への移動と、Ｙβテーブル５４による
Ｙ軸回りの回転と、Ｚθテーブル５６によるＺ軸回りの
回転とによって制御される。したがって、制御部１００
は、求めた直線ＬがＸ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるの
に必要なＹ軸方向への移動量ｙと、Ｙ軸回りの回転量ｙ
βと、Ｚ軸回りの移動量ｚθとを算出する。そして、求
めた修正量に基づいてＹテーブル３２、Ｙβテーブル５
４及びＺθテーブル５６を駆動し、ワークＷを位置決め
する。
２によるＹ軸方向への移動と、Ｙβテーブル５４による
Ｙ軸回りの回転と、Ｚθテーブル５６によるＺ軸回りの
回転とによって制御される。したがって、制御部１００
は、求めた直線ＬがＸ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるの
に必要なＹ軸方向への移動量ｙと、Ｙ軸回りの回転量ｙ
βと、Ｚ軸回りの移動量ｚθとを算出する。そして、求
めた修正量に基づいてＹテーブル３２、Ｙβテーブル５
４及びＺθテーブル５６を駆動し、ワークＷを位置決め
する。
【００５３】すなわち、まず、制御部１００は、図１０
（ａ）に示すように、Ｙβテーブル５４を駆動し、ワー
クＷをＹ軸回りにｙβ回転させる。これにより、ワーク
Ｗは、その軸線（Ｌ）が、Ｘ−Ｙ平面と平行になる。
（ａ）に示すように、Ｙβテーブル５４を駆動し、ワー
クＷをＹ軸回りにｙβ回転させる。これにより、ワーク
Ｗは、その軸線（Ｌ）が、Ｘ−Ｙ平面と平行になる。
【００５４】次に、制御部１００は、図１０（ｂ）に示
すように、Ｚθテーブル５６を駆動し、ワークＷをＺ軸
回りにｚθ回転させる。これにより、ワークＷは、その
軸線（Ｌ）がＸ軸と平行になる。
すように、Ｚθテーブル５６を駆動し、ワークＷをＺ軸
回りにｚθ回転させる。これにより、ワークＷは、その
軸線（Ｌ）がＸ軸と平行になる。
【００５５】次に、制御部１００は、図１０（ｃ）に示
すように、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方
向に沿ってＹ移動させる。
すように、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方
向に沿ってＹ移動させる。
【００５６】これにより、ワークＷは、その軸線（Ｌ）
がＸ軸上に位置する（Ｘ−Ｚ平面上においてＸ軸と平行
になる）。
がＸ軸上に位置する（Ｘ−Ｚ平面上においてＸ軸と平行
になる）。
【００５７】以上一連の工程でワークＷの位置決めが完
了する。この後、ワークＷは、触針１４によってその表
面がＸ軸方向に走査され、表面形状の測定が行われる。
了する。この後、ワークＷは、触針１４によってその表
面がＸ軸方向に走査され、表面形状の測定が行われる。
【００５８】以上説明したように、本実施の形態のワー
クの位置決め方法では、Ｏ−ＸＹＺ座標上におけるワー
クＷの軸線の位置を検出し、その軸線がＸ−Ｙ平面上で
Ｘ軸と平行になるように位置決めする。この方法によれ
ば、ワークテーブル１２に載置されたワークＷにＸ−Ｚ
方向の複合的位置誤差が存在しているような場合であっ
ても、ワークＷの状態を正確に把握することができ、所
定の位置に正確に位置決めすることができる。
クの位置決め方法では、Ｏ−ＸＹＺ座標上におけるワー
クＷの軸線の位置を検出し、その軸線がＸ−Ｙ平面上で
Ｘ軸と平行になるように位置決めする。この方法によれ
ば、ワークテーブル１２に載置されたワークＷにＸ−Ｚ
方向の複合的位置誤差が存在しているような場合であっ
ても、ワークＷの状態を正確に把握することができ、所
定の位置に正確に位置決めすることができる。
【００５９】なお、本実施の形態のチルトユニット３４
は、Ｙβテーブル５４上にＺθテーブル５６が載置され
た構成になっているが、Ｚθテーブル５６上にＹβテー
ブル５４が載置された構成であってもよい。
は、Ｙβテーブル５４上にＺθテーブル５６が載置され
た構成になっているが、Ｚθテーブル５６上にＹβテー
ブル５４が載置された構成であってもよい。
【００６０】また、本実施の形態では、ワークＷをＹ
軸回りにｙβ回転させて、その軸線をＸ−Ｙ平面と平行
にしたのち、ワークＷをＺ軸回りにｚθ回転させて、
その軸線がＸ軸と平行にし、その後、ワークＷをＹ軸
方向に沿ってＹ移動させて、ワークＷの軸線をＸ軸上に
位置させているが、この〜の順番は、これに限定さ
れるものではない。たとえば、ワークＷをＺ軸回りにｚ
θ回転させて、その軸線がＸ−Ｚ平面と平行にしたの
ち、ワークＷをＹ軸回りにｙβ回転させて、その軸線を
Ｘ軸と平行にし、その後、ワークＷをＹ軸方向に沿って
Ｙ移動させて、ワークＷの軸線をＸ軸上に位置させても
よい。
軸回りにｙβ回転させて、その軸線をＸ−Ｙ平面と平行
にしたのち、ワークＷをＺ軸回りにｚθ回転させて、
その軸線がＸ軸と平行にし、その後、ワークＷをＹ軸
方向に沿ってＹ移動させて、ワークＷの軸線をＸ軸上に
位置させているが、この〜の順番は、これに限定さ
れるものではない。たとえば、ワークＷをＺ軸回りにｚ
θ回転させて、その軸線がＸ−Ｚ平面と平行にしたの
ち、ワークＷをＹ軸回りにｙβ回転させて、その軸線を
Ｘ軸と平行にし、その後、ワークＷをＹ軸方向に沿って
Ｙ移動させて、ワークＷの軸線をＸ軸上に位置させても
よい。
【００６１】また、本実施の形態では、円筒状のワーク
Ｗを位置決めする場合を例に説明したが、本発明の適用
は、これに限定されるものではなく、円柱体や円錐体の
ように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワーク全般
について適用することができる。
Ｗを位置決めする場合を例に説明したが、本発明の適用
は、これに限定されるものではなく、円柱体や円錐体の
ように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワーク全般
について適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、ワ
ークの軸線の位置を検出するようにしているので、ワー
クの状態を正確に把握することができる。これにより、
ワークを所定の位置に正確に位置決めすることができ
る。
ークの軸線の位置を検出するようにしているので、ワー
クの状態を正確に把握することができる。これにより、
ワークを所定の位置に正確に位置決めすることができ
る。
【図１】表面形状測定機の全体構成図
【図２】位置決め装置の概略構成を示す斜視図
【図３】Ｙテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図４】Ｙテーブルの構成を示すＹ−Ｚ断面図
【図５】Ｙβテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図６】Ｚθテーブルの構成を示すＸ−Ｙ断面図
【図７】Ｚθテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図８】Ｙ軸方向の走査の説明図
【図９】第１走査地点Ｘ1 及び第２走査地点Ｘ2 におけ
るＹ軸方向の触針の変位データのグラフ
るＹ軸方向の触針の変位データのグラフ
【図１０】ワークの姿勢修正方法の説明図
【図１１】従来のワーク位置決め方法の説明図
１０…表面形状測定機、１２…ワークテーブル、１４…
触針、１６…変位検出器、１８…定盤、２０…支柱、２
２…Ｚテーブル、２４…Ｘアーム、３０…位置決め装
置、３２…Ｙテーブル、３４…チルトユニット、３６…
ガイドレール、３８…溝、４０…中空部、４２…ネジ
棒、４４…ブラケット、４６…Ｙテーブル駆動モータ、
４８…ナット部材、５０…連結バー、５２…開口部、５
４…Ｙβテーブル、５６…Ｚθテーブル、５８…ベース
プレート、６０…板バネ、６２…引張バネ、６４…ネジ
棒、６６…ブラケット、６８…Ｙβテーブル駆動モー
タ、７０…ナット部材、７２…スライド駒、７４…ガイ
ドブロック、７６…ベースプレート、７８…回転軸、８
０…軸受穴、８２…ネジ棒、８４…ブラケット、８６…
Ｚθテーブル駆動モータ、８８…ナット部材、９０…支
持棒、９２…球体、９４…連結部材、９６…引張バネ、
１００…制御部
触針、１６…変位検出器、１８…定盤、２０…支柱、２
２…Ｚテーブル、２４…Ｘアーム、３０…位置決め装
置、３２…Ｙテーブル、３４…チルトユニット、３６…
ガイドレール、３８…溝、４０…中空部、４２…ネジ
棒、４４…ブラケット、４６…Ｙテーブル駆動モータ、
４８…ナット部材、５０…連結バー、５２…開口部、５
４…Ｙβテーブル、５６…Ｚθテーブル、５８…ベース
プレート、６０…板バネ、６２…引張バネ、６４…ネジ
棒、６６…ブラケット、６８…Ｙβテーブル駆動モー
タ、７０…ナット部材、７２…スライド駒、７４…ガイ
ドブロック、７６…ベースプレート、７８…回転軸、８
０…軸受穴、８２…ネジ棒、８４…ブラケット、８６…
Ｚθテーブル駆動モータ、８８…ナット部材、９０…支
持棒、９２…球体、９４…連結部材、９６…引張バネ、
１００…制御部
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F062 AA04 AA08 AA51 BB07 DD04
EE01 EE12 EE62 FF04 FF14
GG17 HH04 HH13 JJ01 MM02
2F069 AA13 AA17 AA51 AA61 CC02
CC05 DD12 DD21 GG01 GG12
GG52 GG62 HH01 LL03 MM24
NN00 PP02
Claims (3)
- 【請求項１】 ワーク保持台上に載置された断面円形状
のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出
してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワー
ク位置決め方法において、 互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる
空間直交座標を設定する座標設定工程と、 Ｘ軸上の点Ｘ1 を通り、Ｙ軸と平行な直線に沿って前記
ワークを前記触針で走査し、その時の触針のＺ軸方向の
変位データを取得する第１走査工程と、 前記第１走査工程で取得した変位データから前記触針で
走査した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の
中心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求める第１楕円中
心演算工程と、 Ｘ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行な直線に沿って前記
ワークを前記触針で走査し、その時の触針のＺ軸方向の
変位データを取得する第２走査工程と、 前記第２走査工程で取得した変位データから前記触針で
走査した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の
中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求める第２楕円中
心演算工程と、 前記第１楕円中心演算工程で求めた楕円の中心座標Ｐ1
（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）と前記第２楕円中心演算工程で求
めた楕円の中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を通る直
線Ｌを求める直線演算工程と、 前記直線Ｌが、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるのに必
要な前記ワークの姿勢修正量を求める姿勢修正量演算工
程と、 前記姿勢修正量演算処理工程で求めた姿勢修正量に基づ
いて前記ワークの姿勢を修正し、そのワークの軸線がＸ
−Ｚ平面上でＸ軸と平行になるようにワークを位置決め
する位置決め工程と、からなることを特徴とする表面形
状測定機の位置決め方法。 - 【請求項２】 前記位置決め工程は、前記ワークのＺ軸
回りの回転と、Ｙ軸回りの回転と、Ｙ軸方向への移動と
の組み合わせで前記ワークを位置決めし、前記姿勢修正
量演算工程は、前記ワークの姿勢修正に必要なＺ軸回り
の回転量、Ｙ軸回りの回転量、Ｙ軸方向への移動量を求
めることを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定機
のワーク位置決め方法。 - 【請求項３】 ワーク保持台上に載置された断面円形状
のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出
してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワー
ク位置決め装置において、 互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる
空間直交座標に対して前記ワーク保持台をＺ軸回りに回
転させるとともにＹ軸回りに回転させるチルト手段と、 前記ワーク保持台をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動
手段と、 前記空間直交座標のＸ軸上の点Ｘ1 を通り、Ｙ軸と平行
な直線に沿って前記ワークを前記触針で走査した時の触
針のＺ軸方向の変位データを記憶する第１記憶手段と、 前記第１記憶手段で記憶した変位データから前記触針で
走査した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の
中心座標Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）を求める第１楕円中
心演算手段と、 前記空間直交座標のＸ軸上の点Ｘ2 を通り、Ｙ軸と平行
な直線に沿って前記ワークを前記触針で走査した時の触
針のＺ軸方向の変位データを記憶する第２記憶手段と、 前記第２記憶手段で記憶した変位データから前記触針で
走査した断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の
中心座標Ｐ2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求める第２楕円中
心演算手段と、 前記第１楕円中心演算手段で求めた楕円の中心座標（Ｘ
1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）と前記第２楕円中心演算手段で求めた
楕円の中心座標（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を通る直線Ｌを求
める直線演算手段と、 前記ワーク保持台のＺ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転及
びＹ軸方向への移動で前記直線ＬがＸ−Ｚ平面上でＸ軸
と平行になるのに必要な前記ワークの姿勢修正量を求め
る姿勢修正量演算手段と、からなり、前記姿勢修正量演
算処理工程で求めた姿勢修正量に基づいて前記チルト手
段及び前記Ｙ方向移動手段を駆動して前記ワークの姿勢
を修正し、そのワークの軸線がＸ−Ｚ平面上でＸ軸と平
行になるようにワークを位置決めする制御手段と、から
なることを特徴とする表面形状測定機の位置決め装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001203212A JP4706137B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113375534A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-10 | 中国航发成都发动机有限公司 | 一种用于分体式内圆柱面同轴度的调整装置 |
| CN114111688A (zh) * | 2021-07-29 | 2022-03-01 | 深圳市中图仪器股份有限公司 | 正交轴系统的正交性的测量装置和方法 |
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2001
- 2001-07-04 JP JP2001203212A patent/JP4706137B2/ja not_active Expired - Lifetime
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