JP2005195545A - 3次元形状測定方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】θステージ14により被測定物22をθ方向に回転させ、θロータリエンコーダ15によって回転角度θを測定し、また、被測定物22の形状に沿って移動するプローブ2をXステージ9によってθステージ14の回転軸と略直交するX方向に移動し、所定のX方向の位置で保持しながらXレーザ測長器11によってプローブ2の位置座標を測定する。ステージ制御部17は、θステージ14の回転軸とプローブ2との間のX方向の距離が長いほどθステージ14の回転数を下げるように、即ち、線速度を一定範囲とする制御を行うことにより、被測定物22の中心部と周辺部の両方で、プローブ2が被測定物22に追従できる限界に近い線速度で、プローブ2を走査する。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明の第1実施形態を説明する。
図1(A)は、本発明の第1実施形態に係る3次元形状測定方法の適用された3次元形状測定機1の構成を示す図である。
次に、この3次元形状測定機1の作用について説明する。
Vm=2L×π×R[mm/sec] …(1)
となる。本実施形態においては、ステージ制御部17は、線速度の目標値がSm、線速度の許容範囲がDmのとき、
Sm−Dm<Vm<Sm+Dm …(2)
を満たすように、θステージ14の回転数Rを変更するようにしている。
本実施形態の効果を説明するために、図1(B)とはθステージ14の制御が異なる場合の測定データを図3及び図4に示す。なお、各図中のPmは、被測定物22の円周方向の測定データの間隔である。測定データのサンプリング時間が一定であるので、Pmは線速度の大きさに相当する。
なお、本第1実施形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。
次に、本発明の第2実施の形態について説明する。
本第2実施形態の構成も、図1(A)に示した、第1実施形態に係る3次元形状測定方法の適用された3次元形状測定機1と同じ構成である。
次に、本第2実施形態における3次元形状測定機1の作用について説明する。
Px=Vx/R[mm] …(3)
である。本第2実施形態では、ステージ制御部17は、さらに、半径方向の測定データの間隔の目標値がSx、半径方向の測定データの間隔の許容範囲がDxのとき、
Sx−Dx<Px<Sx+Dx …(4)
を満たすように、Xステージ9の移動速度Vxを変更する。
上記のような本第2実施形態によれば、以下の効果がある。
なお、本第2実施形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
上記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、上記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、所定のX方向の位置で保持しながら上記プローブの位置座標を測定する工程と、
上記回転機構の回転数を変更する工程と、
を有し、
該回転機構の回転数を変更する工程は、上記回転機構の回転軸と上記プローブとの間のX方向の距離が長いほど上記回転機構の回転数を下げる、
ことを特徴とする3次元形状測定方法。
この(1)に記載の3次元形状測定方法は、第1実施形態が対応する。
この(1)に記載の3次元形状測定方法によれば、回転機構の回転軸とプローブとの間のX方向の距離が長いほど回転機構の回転数を下げるように制御することによって、被測定物の中心部と周辺部のプローブの線速度の差が小さくなる。これにより、周辺部で線速度が速くなることにより、プローブが被測定物の微小な凹凸に追従できなくなることによる測定誤差が低減できる。また、中心部と周辺部の両方で、プローブが被測定物に追従できる限界に近い線速度で、走査することができるので、測定精度を下げずに、極力、測定時間を短縮できる。
上記回転機構により回転する上記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、上記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、上記プローブの位置座標を測定する工程と、
上記回転機構の回転数及び上記プローブのX方向の移動速度を変更する工程と、
を有し、
該回転数及び移動速度を変更する工程は、上記回転機構の回転軸と上記プローブとの間のX方向の距離が長いほど、上記回転機構の回転数を下げると共に、上記プローブのX方向の移動速度を遅くする、
ことを特徴とする3次元形状測定方法。
この(2)に記載の3次元形状測定方法に関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(2)に記載の3次元形状測定方法は、回転機構の回転軸とプローブとの間のX方向の距離が長いほど回転機構の回転数を下げるように制御することによって、被測定物の中心部と周辺部のプローブの線速度の差が小さくなる。これにより、周辺部で線速度が速くなることにより、プローブが被測定物の微小な凹凸に追従できなくなることによる測定誤差が低減できる。また、中心部と周辺部の両方で、プローブが被測定物に追従できる限界に近い線速度で、走査することができるので、測定精度を下げずに、極力、測定時間を短縮できる。
該測定データを処理する工程は、上記回転機構の回転数もしくは上記プローブのX方向の移動速度を変更したタイミングの前後の測定データを規定した範囲で削除する、
ことを特徴とする(2)に記載の3次元形状測定方法。
この(3)に記載の3次元形状測定方法に関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(3)に記載の3次元形状測定方法は、回転機構の回転数もしくはプローブのX方向の移動速度を変えたタイミングの前後の測定データを規定した範囲で削除することにより、速度変化により生じる微小振動による測定誤差を低減できる。
上記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、上記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、所定のX方向の位置で保持しながら上記プローブの位置座標を測定するプローブ位置座標測定手段と、
上記回転機構の回転数を変更する回転数変更手段と、
を有し、
上記回転数変更手段は、上記回転機構の回転軸と上記プローブとの間のX方向の距離が長いほど上記回転機構の回転数を下げる、
ことを特徴とする3次元形状測定装置。
この(4)に記載の3次元形状測定装置は、第1実施形態が対応する。
この(4)に記載の3次元形状測定装置によれば、回転機構の回転軸とプローブとの間のX方向の距離が長いほど回転機構の回転数を下げるように制御することによって、被測定物の中心部と周辺部のプローブの線速度の差が小さくなる。これにより、周辺部で線速度が速くなることにより、プローブが被測定物の微小な凹凸に追従できなくなることによる測定誤差が低減できる。また、中心部と周辺部の両方で、プローブが被測定物に追従できる限界に近い線速度で、走査することができるので、測定精度を下げずに、極力、測定時間を短縮できる。
上記回転機構により回転する上記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、上記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、上記プローブの位置座標を測定するプローブ位置座標測定手段と、
上記回転機構の回転数及び上記プローブのX方向の移動速度を変更する変更手段と、
を有し、
上記変更手段は、上記回転機構の回転軸と上記プローブとの間のX方向の距離が長いほど、上記回転機構の回転数を下げると共に、上記プローブのX方向の移動速度を遅くする、
ことを特徴とする3次元形状測定装置。
この(5)に記載の3次元形状測定装置に関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(5)に記載の3次元形状測定装置は、回転機構の回転軸とプローブとの間のX方向の距離が長いほど回転機構の回転数を下げるように制御することによって、被測定物の中心部と周辺部のプローブの線速度の差が小さくなる。これにより、周辺部で線速度が速くなることにより、プローブが被測定物の微小な凹凸に追従できなくなることによる測定誤差が低減できる。また、中心部と周辺部の両方で、プローブが被測定物に追従できる限界に近い線速度で、走査することができるので、測定精度を下げずに、極力、測定時間を短縮できる。
Claims (5)
- 回転機構により被測定物をθ方向に回転させ、回転角度θを測定する工程と、
前記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、前記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、所定のX方向の位置で前記プローブの位置座標を測定する工程と、
前記回転機構の回転数を変更する工程と、
を有し、
該回転機構の回転数を変更する工程は、前記回転機構の回転軸と前記プローブとの間のX方向の距離が長いほど前記回転機構の回転数を下げる、
ことを特徴とする3次元形状測定方法。 - 回転機構により被測定物をθ方向に回転させ、回転角度θを測定する工程と、
前記回転機構により回転する前記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、前記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、前記プローブの位置座標を測定する工程と、
前記回転機構の回転数及び前記プローブのX方向の移動速度を変更する工程と、
を有し、
該回転数及び移動速度を変更する工程は、前記回転機構の回転軸と前記プローブとの間のX方向の距離が長いほど、前記回転機構の回転数を下げると共に、前記プローブのX方向の移動速度を遅くする、
ことを特徴とする3次元形状測定方法。 - 前記回転機構の回転角度θ及び前記プローブの位置座標からなる前記被測定物の測定データを処理する工程を更に有し、
該測定データを処理する工程は、前記回転機構の回転数もしくは前記プローブのX方向の移動速度を変更したタイミングの前後の測定データを規定した範囲で削除する、
ことを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。 - 回転機構により被測定物をθ方向に回転させ、回転角度θを測定する回転角度測定手段と、
前記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、前記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、所定のX方向の位置で前記プローブの位置座標を測定するプローブ位置座標測定手段と、
前記回転機構の回転数を変更する回転数変更手段と、
を有し、
前記回転数変更手段は、前記回転機構の回転軸と前記プローブとの間のX方向の距離が長いほど前記回転機構の回転数を下げる、
ことを特徴とする3次元形状測定装置。 - 回転機構により被測定物をθ方向に回転させ、回転角度θを測定する回転角度測定手段と、
前記回転機構により回転する前記被測定物の形状に沿って移動するプローブを、前記回転機構の回転軸と略直交するX方向に移動し、前記プローブの位置座標を測定するプローブ位置座標測定手段と、
前記回転機構の回転数及び前記プローブのX方向の移動速度を変更する変更手段と、
を有し、
前記変更手段は、前記回転機構の回転軸と前記プローブとの間のX方向の距離が長いほど、前記回転機構の回転数を下げると共に、前記プローブのX方向の移動速度を遅くする、
ことを特徴とする3次元形状測定装置。
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