JP2010032322A - 表面性状測定機および測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物の位置決めをコンパクトな構成で実施でき、位置決めの操作性を向上可能な表面性状測定機を提供すること。
【解決手段】測定対象物Ｗの表面性状を検出する検出器４２および検出器４２を測定方向に移動させるＸ軸移動機構４１を有する測定装置４と、測定装置４を載置するテーブル５２の昇降位置および傾斜角度を調整可能な昇降傾斜調整装置５と、測定対象物Ｗを載置する載物台３と、測定装置４および昇降傾斜調整装置５を制御する制御装置６とを備える。制御装置６は、Ｘ軸移動機構４１を制御して測定対象物Ｗの予備測定および本測定を実施する測定制御手段６２と、検出器４２からの予備測定結果を取得し、測定方向に対する測定対象物Ｗの傾斜角度を算出する演算手段６５と、算出された傾斜角度に基づいてテーブル５２の傾斜角度を調整する位置決め制御手段６４とを含んで構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、粗さ測定や輪郭測定等の形状測定を行う表面性状測定機およびその測定方法に関する。

従来、例えば円筒形状や円錐形状の稜線を有する測定対象物の粗さ測定を行う表面性状測定機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の表面性状測定機は、検出器に対して測定対象物を相対移動させる駆動機構を有するもので、本測定を行う前に仮測定を行い、テーブル上に載置された測定対象物の姿勢を、基準姿勢（本測定を行う際の姿勢）に全自動で修正し、測定対象物の位置決めを行うものであり、短時間で測定を行うことができる。ここで、測定対象物の位置決めには、例えば、検出器のＺ軸方向（検出器の測定方向に直交する方向）の昇降位置を調整（オートセット）したり、測定対象物の被測定面に対して検出器の測定方向が平行となるように測定対象物の傾斜角度を調整（オートレベリング）したりすることが含まれる。

特開平８−２９１５３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の表面性状測定機にて、測定対象物の位置決めを全自動にて行うためには、テーブルを傾斜させるテーブル傾斜装置、および、Ｚ軸方向に検出器を移動させる電動コラム装置を組み合わせて使用しなければならず、表面性状測定機が大掛かりなシステム構成となってしまい、広い設置スペースが必要となったり、装置費用が増大したりするという問題がある。
また、比較的小さな測定対象物の粗さ測定を行う場合、持ち運びが容易な可搬型の小型表面性状測定機が用いられている。小型表面性状測定機は、検出器を測定対象物の表面に沿って移動させて測定する駆動ユニットと、駆動ユニットの制御や検出器からの検出信号の処理を行う電装ユニットとから構成されている。このような小型表面性状測定機では、被測定物のレベル出しを手動で行っている場合が多く、手動によるレベル出しでは調整に要する時間が長くなり、同一箇所の測定における再現性が悪化する。また、ドーナツ状の測定対象物の両端を測定する場合、手動によるレベル出しでは２箇所目の測定位置に移動する際、検出器先端のスタイラスが穴に落ち込んで破損するおそれがあり、このような複数個所の測定が困難となる場合があった。そのため、小型表面性状測定機においても自動で位置決めできる装置の要求が高くなっている。

本発明の目的は、測定対象物の位置決めをコンパクトな構成で実施でき、位置決めの操作性を向上させることができる表面性状測定機および測定方法を提供することである。

本発明の表面性状測定機は、測定対象物の表面性状を検出する検出器、および、前記検出器を測定方向に移動自在に案内する移動機構を有する測定装置と、前記測定対象物および前記測定装置のいずれか一方を載置するテーブルを有し、前記テーブルの昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置と、前記測定対象物および前記測定装置のいずれか他方を載置する載物台と、前記測定装置および前記昇降傾斜調整装置を制御する制御装置と、を備える表面性状測定機であって、前記制御装置は、前記移動機構を制御して前記測定対象物の予備測定および本測定を実施する測定制御手段と、前記検出器からの予備測定結果を取得し、前記測定方向に対する前記測定対象物の傾斜角度を算出する演算手段と、前記昇降傾斜調整装置を制御して、前記テーブルの昇降位置を調整するとともに、前記演算手段にて算出された傾斜角度に基づいて前記テーブルの傾斜角度を調整する位置決め制御手段と、を含んで構成されることを特徴とする。

この構成によれば、テーブルの昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置を備えているので、予備測定および本測定を実施する際に、測定対象物または測定装置を昇降させる動作や、測定対象物または測定装置を傾斜させる動作が一つの装置により実行され、測定対象物の位置決めをコンパクトな構成で実施できる。また、位置決め制御手段が、昇降傾斜調整装置を制御するだけで、演算手段にて算出された傾斜角度に基づいて測定対象物の位置決めを実行できるので、位置決めの自動化が容易となり、位置決めの操作性を向上させることができる。

本発明の表面性状測定機では、前記測定装置と連動する外部装置と、前記外部装置を制御するとともに、前記制御装置との間で制御信号の入出力を行う外部制御装置と、を備えることが好ましい。

この構成によれば、表面性状測定機が、例えば、ワーク供給装置のような外部装置を備えており、測定開始／停止信号やステータス信号などの制御信号の入出力を外部制御装置と制御装置との間で行うことができるので、自動検査システムを容易に構成することができる。例えば、外部制御装置が表面性状の測定の実施を遠隔で管理するシステムや、外部制御装置が測定結果に基づく合否判断を行って、測定対象物である製品の良品／不良品の選別、仕分け工程を自動的に行うシステムなどを容易に構築することができる。すなわち、表面性状を測定する工程を製造ラインや検査ラインなどへ容易に組み入れることが可能となる。

本発明の測定方法は、測定対象物の表面性状を検出する検出器、および、前記検出器を測定方向に移動自在に案内する移動機構を有する測定装置と、前記測定対象物および前記測定装置のいずれか一方を載置するテーブルを有し、前記テーブルの昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置と、前記測定対象物および前記測定装置のいずれか他方を載置する載物台と、前記測定装置および前記昇降傾斜調整装置を制御する制御装置と、を備える表面性状測定機を用いて、前記測定対象物の表面性状を測定する測定方法であって、前記検出器が前記測定対象物を検出できる位置まで、前記テーブルを昇降させる第１のオートセット工程と、前記測定対象物を走査するために前記検出器を前記測定方向に移動させる予備測定工程と、前記テーブルを昇降させて前記検出器を前記測定対象物から自動退避させる自動退避工程と、前記予備測定の結果から算出される前記測定方向に対する前記測定対象物の傾斜角度に基づいて、前記テーブルの傾斜角度を調整させる自動傾斜工程と、前記検出器が前記測定対象物を検出できる位置まで、前記テーブルを昇降させる第２のオートセット工程と、前記測定対象物を走査するために前記検出器を前記測定方向に移動させる本測定工程と、を含んで構成されることを特徴とする。

この発明によれば、測定対象物の測定方法は、第１のオートセット工程、予備測定工程、自動退避工程、自動傾斜工程、第２のオートセット工程、および、本測定工程を備えているので、自動測定が可能となり、上述した表面性状測定機と同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、後述する第２実施形態以降において、以下に説明する第１実施形態での構成部材と同じ構成部材および同様な機能を有する構成部材には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の表面性状測定機１を示す全体構成図である。図２は、表面性状測定機１の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
図１にて、表面性状測定機１は、測定対象物Ｗの粗さ測定や輪郭測定等の形状測定を行うためのものであり、基台２と、測定対象物Ｗを載置する載物台３と、測定装置４と、測定装置４が載置される昇降傾斜調整装置（オートセット−オートレべリングテーブル）５と、測定対象物Ｗに対する測定装置４の位置決めを自動で実施する制御装置６と、を備え、測定装置４が昇降傾斜調整装置５により可動する構成となっている。
また、基台２には、載物台３および昇降傾斜調整装置５の他に、測定装置４と連動する外部装置としてのワーク供給装置７と、パーツボックス８とが載置されている。ＰＬＣや制御ＢＯＸにより構成され、ワーク供給装置７を制御する外部制御装置９は、制御装置６と接続されている。

ワーク供給装置７は、載物台３とパーツボックス８との間を伸縮自在に設けられたアーム７１を有し、アーム７１の先端に取り付けられたヘッド７２がパーツボックス８に収納された測定対象物Ｗを載物台３に載置可能に構成されている。

制御装置６には、外部制御装置９から測定開始／停止信号が入力され、外部制御装置９には、制御装置６からステータス信号（例えば、レディー信号、ＯＫ／ＮＧ信号、測定エラー信号、測定装置４の異常信号）が入力される。
制御装置６は、電装部６Ａおよび外部制御用Ｉ／ＯとしてのＩ／Ｏオプションボード６Ｂを備え、外部制御装置９からの信号は、Ｉ／Ｏオプションボード６Ｂを介して電装部６Ａに送られる。

図２に示すように、測定装置４は、昇降傾斜調整装置５に載置されるＸ軸移動機構４１と、このＸ軸移動機構４１に対してＸ軸方向に移動自在に取り付けられた検出器４２とを備える。ここで、Ｘ軸方向は検出器４２の測定方向と一致する。
検出器４２は、Ｘ軸方向に延設された測定アーム４３と、測定アーム４３の先端に取り付けられたスタイラス（接触子）４４とを有し、スタイラス４４が測定対象物Ｗと接触した際のＺ軸方向のスタイラス４４の変位量を検出可能に構成されている。このＺ軸方向は、測定方向であるＸ軸方向に直交する方向である。
このように測定装置４は、測定対象物Ｗにスタイラス４４を接触させた状態を保ちながら測定アーム４３をＸ軸方向に移動させることにより、スタイラス４４を測定対象物Ｗの表面輪郭形状の凹凸に従ってＺ軸方向に変位させ、この時のスタイラス４４の揺動量を検出し、その揺動量から測定対象物Ｗ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。

昇降傾斜調整装置５は、詳しくは後述するが、基台２に載置されるベース５１と、ベース５１に移動可能に支持されたテーブル５２と、テーブル５２を移動させる図示しない移動手段と、移動手段を駆動する一対の駆動源５４とを備え、テーブル５２に載置された測定装置４をＬ軸方向に沿って昇降させるとともに、測定装置４をＲ軸まわりに揺動させるためのものである。ここで、Ｌ軸方向を例えば垂直方向としてもよい。また、Ｒ軸は、測定装置４に関するＸ軸およびＺ軸を含む平面に直交する軸であり、本実施形態において測定装置４をＲ軸まわりに揺動させるとは、水平面に対して測定装置４を傾斜させることを示す。

図２において、制御装置６は、Ｘ軸駆動制御手段６１と、測定制御手段６２と、昇降傾斜駆動制御手段６３と、位置決め制御手段６４と、演算手段６５とを含んで構成されており、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各種のプログラム等によって構成されている。
Ｘ軸駆動制御手段６１は、測定装置４を用いて測定対象物Ｗの予備測定および本測定を実施する際にＸ軸移動機構４１を駆動制御する。測定制御手段６２は、Ｘ軸駆動制御手段６１に制御信号を送る。昇降傾斜駆動制御手段６３は、昇降傾斜調整装置５を用いて位置決めを実施する際に昇降傾斜調整装置５の一対の駆動源５４を駆動制御する。位置決め制御手段６４は、昇降傾斜駆動制御手段６３に制御信号を送るとともに位置決めの完了信号を測定制御手段６２に送る。演算手段６５は、測定制御手段６２からの測定実施信号を受けて検出器４２からの予備測定結果を取得し、測定対象物Ｗの姿勢の基準姿勢（本測定を行う際の姿勢）に対する誤差を算出して、算出結果に応じた信号を位置決め制御手段６４に送るとともに、検出器４２からの本測定結果を取得して解析処理する。

図３は、測定対象物Ｗの表面性状を測定する手順を説明するフローである。
まず、測定対象物Ｗを載物台３に載置し（ワークセット工程：Ｓ１）、測定を開始する（Ｓ２）。
次に、測定装置４の検出器４２が測定対象物Ｗを検出できる位置まで、検出器４２を垂直移動（オートセット）させて測定対象物Ｗに接近させる（第１のオートセット工程：Ｓ３）。ここでは、位置決め制御手段６４（図２）が昇降傾斜調整装置５を操作して、測定装置４を降下させる。そして、測定装置４により、測定対象物Ｗを予備測定する（予備測定工程：Ｓ４）。ここでは、測定制御手段６２（図２）により検出器４２をＸ軸方向に沿って移動させて、測定対象物Ｗの被測定部分の表面を走査させて、測定結果を演算手段６５（図２）に出力させる。予備測定工程Ｓ４の後、測定装置４を指定量だけ自動退避させる（自動退避工程：Ｓ５）。ここでは、後工程の自動傾斜工程Ｓ６にて測定装置４を傾斜させた際に、検出器４２が測定対象物Ｗと干渉しないように、位置決め制御手段６４が昇降傾斜調整装置５を操作して、測定装置４を指定量だけ上昇させる。

次に、予備測定の測定結果に基づいて演算手段６５により測定対象物Ｗの姿勢の基準姿勢に対する誤差を算出する。例えば、予備測定にて測定された被測定部分の断面曲線に基づいて、検出器４２の測定方向（Ｘ軸方向）に対する被測定部分の表面の傾斜角度を算出する。この演算手段６５の算出結果に基づき、位置決め制御手段６４が昇降傾斜調整装置５を操作して、検出器４２の測定方向と被測定部分の表面とが平行になるように、測定装置４を傾斜させる（自動傾斜工程：Ｓ６）。そして、本測定のために、測定装置４を降下させ（第２のオートセット工程：Ｓ７）、本測定を実施する（本測定工程：Ｓ８）。本測定工程Ｓ８では、予備測定工程Ｓ４と同様に、測定制御手段６２により検出器４２をＸ軸方向に沿って移動させて、測定対象物Ｗの被測定部分の表面性状を測定し、測定結果を演算手段６５に出力する。出力された測定結果は、適宜、解析されるようになっている（結果解析工程：Ｓ９）。
このようにして、測定開始Ｓ２の後、第１のオートセット工程Ｓ３から本測定工程Ｓ８までの一連の操作を全自動で実施することができる。

以上のような全自動測定が可能な表面性状測定機１は、図１に示すように、ワーク供給装置７および外部制御装置９を備え、自動検査システムを構成している。すなわち、ユーザが表面性状測定機１を外部にて制御でき、また、測定結果に基づく合否判断を容易に実施できる。例えば、ユーザは、測定対象物である製品の良品／不良品の選別、仕分け工程を自動的に行うシステムを容易に構築できる。
このように、図１にて制御装置６と外部制御装置９とをＩ/Ｏオプションボード６Ｂを介して接続することで、表面性状測定機１を製造ラインや検査ラインへ容易に組み入れることができる。

なお、表面性状測定機１の構成としては、図１に示す測定装置可動型に限られるものではない。例えば、測定対象物Ｗを昇降傾斜調整装置５に載置して、測定装置４を載物台３に載置して構成される測定対象物可動型としてもよい。この場合、制御装置６は、測定装置４に対する測定対象物Ｗの位置決めを自動で実施する。

以上のような表面性状測定機１を実現するために必須となる昇降傾斜調整装置５について図面に基づいて詳しく説明する。
図４は、昇降傾斜調整装置５の駆動機構を模式的に示す側面図である。
昇降傾斜調整装置５は、ベース５１と、ベース５１との間隔が可変となるように設けられたテーブル５２と、ベース５１に設けられてテーブル５２を昇降移動可能に支持する一対の移動手段５３と、一対の移動手段５３を駆動する駆動源（モータ）５４と、一対の移動手段５３の間に設けられた支点案内手段５５とを備える。

テーブル５２は、載置面５２１と、載置面５２１に平行な方向に沿った２箇所の作用点５２２と、載置面５２１に平行な方向において２箇所の作用点５２２の間に設けられた支点５２３とを有する。この支点５２３は、テーブル５２の中心軸上に設けられている。

移動手段５３は、テーブル５２の各作用点５２２を支持するとともに、各作用点５２２とベース５１との間隔が増減する方向（間隔増減方向）へ、各作用点５２２をそれぞれ移動させることができる。
具体的には、移動手段５３は、斜面５３１を有するスライダ５３２と、このスライダ５３２と螺合する送りねじ（スライダ移動部材）５３３とを有する。送りねじ５３３は、載置面５２１の平行移動方向に直角な方向に沿って設けられ、ベース５１に回転自在に軸支されている。送りねじ５３３は、駆動源５４に接続され、駆動源５４の回転駆動力によって回転するとともに、載置面５２１の平行移動方向に直角な方向へスライダ５３２を移動させる。

また、テーブル５２には、斜面５３１に当接するローラ（作用点部材）５２４が回転自在に支持されている。作用点５２２は、斜面５３１およびローラ５２４の当接部によって構成されており、スライダ５３２が移動すると、作用点５２２が斜面５３１に沿って移動する。
このように、一対の移動手段５３は、テーブル５２の中心軸を挟んで２箇所に設けられた作用点５２２をモータ駆動で垂直方向に移動させる機能を備えている。
なお、本実施形態では、作用点部材として、テーブル５２に回転自在に支持された転動体であるローラ５２４を用いているが、作用点部材としては、斜面を転動あるいは摺動可能な部材であればローラ以外の部材でもよい。

支点案内手段５５は、ベース５１に設けられたガイド５５１と、ガイド５５１によって載置面５２１の平行移動方向であるＬ軸方向（本実施形態では垂直方向）に沿って直線的に案内されるアーム５５２とを有する。アーム５５２の上端は、テーブル５２の支点５２３に軸支されている。
支点案内手段５５によって、支点５２３（傾斜回転中心）がＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３を基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度が向上される。なお、テーブル５２の昇降位置は、２箇所のローラ５２４の支持位置により決定される必要があるため、支点５２３の昇降方向の移動を拘束することができない。そこで本実施形態の支点案内手段５５を用いれば、支点５２３の昇降方向の移動を拘束することなく、支点５２３を直線的に案内できる。

このような構成において、図５に示すように、一対の移動手段５３が、各作用点５２２を同じ移動量、同じ方向に移動させた場合、載置面５２１が平行移動し、載置面５２１に載置された被載置物としての測定装置（不図示）の昇降位置が調整される。すなわち、水平面に直交するＬ軸に沿ってテーブル５２を垂直移動（オートセット）させることができる。ここで、オートセットとは、検出器４２と測定対象物Ｗとの相対位置を調整する機能を示す。
また、図６に示すように、一対の移動手段５３が、各作用点５２２のうちの一方を移動させた場合、支点５２３を中心として、載置面５２１が揺動し、載置面５２１に載置された測定装置の傾斜角度が調整される。すなわち、Ｌ軸に直交し、水平面に平行なＲ軸まわりにテーブル５２を傾斜移動（オートレベリング）させることができる。ここで、オートレベリングとは、検出器４２の測定方向と測定対象物Ｗの被測定面とが平行となるように検出器４２または測定対象物Ｗの傾斜角度を調整する機能を示す。

なお、図３に示すフロー中の自動傾斜工程Ｓ６において、検出器４２（図２）の測定方向に対する被測定部分の表面の傾斜角度が演算手段により算出された後、さらに、算出された傾斜角度に応じた２箇所の作用点５２２の相対高さを計算して、調整すべき各移動手段５３の移動量を制御信号として位置決め制御手段６４（図２）に送ればよい。これによって位置決め制御手段６４は、各移動手段５３をそれぞれ所定量だけ移動させて、テーブル５２を傾斜し、被測定部分の表面に対して検出器４２の測定方向を平行にすることができる。

［本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）テーブル５２の昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置５を備えているので、予備測定および本測定を実施する際に、測定装置４を昇降させる動作や、測定装置４を傾斜させる動作が一つの装置により実行され、測定対象物Ｗの位置決めをコンパクトな構成で実施できる。また、位置決め制御手段６４が、昇降傾斜調整装置５を制御するだけで、演算手段６５にて算出された傾斜角度に基づいて測定対象物Ｗの位置決めを実行できるので、位置決めの自動化が容易となり、位置決めの操作性を向上させることができる。
（２）表面性状測定機１が、ワーク供給装置７を備えており、測定開始／停止信号やステータス信号などの制御信号の入出力を外部制御装置９と制御装置６との間で行うことができるので、自動検査システムを容易に構成することができる。例えば、外部制御装置９が表面性状の測定の実施を遠隔にて管理するシステムや、外部制御装置９が測定結果に基づく合否判断を行って、測定対象物Ｗである製品の良品／不良品の選別、仕分け工程を自動的に行うシステムなどを容易に構築することができる。すなわち、表面性状を測定する工程を製造ラインや検査ラインなどへ容易に組み入れることが可能となる。

（３）一対の移動手段５３の一方または両方を駆動させることで、測定装置４の昇降位置の調整および傾斜角度の調整の両方をコンパクトな構成で実現でき、表面性状測定機１における測定対象物Ｗの位置決めを行うことができる。
（４）駆動源５４によって一対の移動手段５３を駆動させるので、従来、手動で行っていた調整の操作性を向上させることができる。

（５）支点案内手段５５によって、支点５２３（傾斜回転中心）がＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３を基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度を向上させることができる。
（６）スライダ５３２を水平方向に移動させればよいので、スライダ５３２を垂直方向に移動させる場合よりも、装置全体の高さ寸法を小さく抑えることができる。

（７）作用点部材がローラ５２４であるので、ローラ５２４が移動する際に、ローラ５２４が斜面５３１を転動するので、ローラ５２４と斜面５３１との当接部の消耗を抑えることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る昇降傾斜調整装置５Ａについて図７に基づいて説明する。
図７は、昇降傾斜調整装置５Ａの駆動機構を示す側面図である。昇降傾斜調整装置５Ａは、前述の第１実施形態の昇降傾斜調整装置５に対して移動手段５３Ａおよび支点案内手段５５Ａの各構成が相違するもので、その他の構成は略同様である。

すなわち、移動手段５３Ａは、テーブル５２に対向する水平な対向面５３４を有するスライダ５３２Ａと、駆動源５４に接続されるとともにＬ軸方向へスライダ５３２Ａを移動させる送りねじ（スライダ移動部材）５３３Ａとを有する。
具体的には、駆動源５４および送りねじ５３３Ａは、それぞれの回転軸が垂直となるようにベース５１に支持されている。駆動源５４の回転駆動力は、歯車によって送りねじ５３３Ａに伝達される。送りねじ５３３Ａに螺合されたスライダ５３２Ａは、送りねじ５３３Ａの回転によって、Ｌ軸方向に移動される。

また、テーブル５２には、対向面５３４に当接するローラ（作用点部材）５２４が設けられ、これら対向面５３４およびローラ５２４の当接部によって作用点５２２が構成される。

支点案内手段５５Ａは、テーブル５２の支点５２３Ａを中心として揺動可能に設けられた連結部材５５３と、連結部材５５３をＬ軸方向に沿って直線的に案内するとともに、ベース５１に設けられたパンタグラフ機構５５４とを有する。このような支点案内手段５５Ａを用いれば、支点５２３Ａの昇降方向の移動を拘束することなく、支点５２３ＡをＬ軸方向に沿って直線的に案内できる。

このような構成によって、載置面５２１が平行移動する場合には、作用点５２２が対向面５３４に沿って移動することなく、作用点５２２がＬ軸方向に移動される。
また、載置面５２１が支点５２３Ａを中心に揺動する場合には、作用点５２２が対向面５３４に沿って移動しながら、作用点５２２がＬ軸方向に移動される。

なお、支点５２３Ａおよび連結部材５５３の連結構造について図８に基づいて説明する。
支点５２３Ａは、テーブル５２下面に設けられた内部に略球状の収納部５２５を有して形成され、略球状の収納部５２５の下部は開口している。この略球状の収納部５２５の中心位置が、実質的な支点となっている。
連結部材５５３は、支点５２３Ａの略球状の収納部５２５に収納される球部を有し、支点５２３Ａに対して２方向の軸まわりに回転可能にジョイントされている。

このような連結構造を備える昇降傾斜調整装置５Ａは、図９に示すように、平面視で互いに直交する２方向に２組ずつ配置された４組の移動手段５３Ａを備えている。これによって、支点５２３Ａを中心にテーブル５２を２軸まわりに傾斜させることが可能となる。さらに、測定対象物ＷをＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブルを組み合わせることで、３次元表面粗さ測定に必要な被測定面のオートレベリングを実施することも可能となる。

このような本実施形態によれば、前記の効果と略同様の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（８）支点案内手段５５Ａによって、支点５２３ＡがＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３Ａを基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度を向上させることができる。さらに、パンタグラフ機構５５４が用いられているので、支点案内手段５５Ａの軽量化が図れる。
（９）対向面５３４がＬ軸に直交して略水平に設けられているので、載置面５２１に載置される測定装置（不図示）の荷重がローラ５２４を介して対向面５３４に直交する方向に作用し、移動手段５３Ａによるテーブル５２の支持を安定させることができる。

（１０）作用点部材がローラ５２４であるので、ローラ５２４が移動する際に、ローラ５２４が対向面５３４を転動するので、ローラ５２４と対向面５３４との当接部の消耗を抑えることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る昇降傾斜調整装置５Ｂについて図１０に基づいて説明する。
図１０は、昇降傾斜調整装置５Ｂの駆動機構を示す側面図である。昇降傾斜調整装置５Ｂは、前述の各実施形態の昇降傾斜調整装置に対して、支点５２３Ｂが、２箇所の作用点の一方と一致して形成されている点が大きく相違するもので、その他の構成は略同様である。

一対の移動手段５６，５７のうちの一方は、作用点５２２を支持するとともに、作用点５２２とベース５１との間隔が増減する間隔増減方向へ、作用点５２２を移動させる作用点移動手段５６である。
また、一対の移動手段５６，５７のうちの他方は、支点５２３Ｂを支持するとともに、支点５２３Ｂとベース５１との間隔が増減する間隔増減方向へ、支点５２３Ｂを移動させる支点移動手段５７である。

具体的には、作用点移動手段５６は、テーブル５２に対向する対向面５６４を有する作用点スライダ５６２と、駆動源５４に接続されるとともに載置面５２１のＬ軸方向へ作用点スライダ５６２を移動させる送りねじ（作用点スライダ移動部材）５６３と、作用点スライダ５６２を直線的に案内する直動ガイド５６５とを有する。
また、支点移動手段５７は、テーブル５２の支点５２３Ｂをベアリングによって軸支する支点スライダ５７２と、駆動源５４に接続されるとともにＬ軸方向へ支点スライダ５７２を移動させる送りねじ（支点スライダ移動部材）５７３と、支点スライダ５７２を直線的に案内する直動ガイド５７５とを有する。
テーブル５２には、対向面５６４に当接するローラ（作用点部材）５２４が設けられ、これら対向面５６４およびローラ５２４の当接部によって作用点５２２が構成される。ローラ５２４は、対向面５６４を転動し、対向面５６４上を移動可能に支持されている。

載置面５２１が平行移動する場合には、作用点５２２の対向面５６４に沿った移動を伴わずに、作用点５２２が間隔増減方向に移動される。
また、載置面５２１が支点５２３Ｂを中心に揺動する場合には、作用点５２２の対向面５６４に沿った移動を伴って、作用点５２２が間隔増減方向に移動される。

駆動源５４はエンコーダ付のＤＣサーボモータであり、各スライダ５６２，５７２の相対位置を検出できる。この場合、昇降傾斜調整装置５Ｂの電源を投入した際、各スライダ５６２，５７２の現状の位置を認識する必要がある。そのため、直動ガイド５６５，５７５には、各スライダ５６２，５７２の原点位置を検出する位置検出手段であるフォトセンサ５６６，５７６が設けられており、各スライダ５６２，５７２が原点位置まで移動した際に、フォトセンサ５６６，５７６が各スライダ５６２，５７２を検出するようになっている。
なお、例えば、各直動ガイド５６５，５７５に各スライダ５６２，５７２の絶対位置を検出可能なリニアエンコーダを設ければ、前述の原点位置を検出する作業を省略できる。

本実施形態において、駆動源の回転駆動力は、タイミングベルトによって送りねじに伝達されるが、この伝達機構としては、ベルト駆動に限らず、ウォームおよびウォームホイールによる伝達機構でもよい。例えば、駆動源の回転軸が水平方向となるように駆動源を配置して、駆動源でウォームを回転させ、送りねじの下端に設けられたウォームホイールに回転力を伝達させてもよい。これによって駆動源の回転軸を水平方向に配置することができ、装置全体の高さを低く抑えることができる。

このような本実施形態によれば、前記の効果と略同様の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（１１）支点５２３Ｂが、２箇所の作用点の一方と一致して形成されているので、支点案内手段を省略することができ、部品点数の削減化を図ることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明は、粗さ測定などをおこなう表面性状測定機の検出器と測定対象物との相対位置を調整するとともに、検出器の駆動方向と測定対象物の被測定面との平行調整をする際に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る表面性状測定機を示す全体構成図。 前記表面性状測定機の制御装置の構成を説明するためのブロック図。 前記表面性状測定機の測定手順を説明するフロー。 前記表面性状測定機の昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。 前記昇降傾斜調整装置の昇降位置の調整を説明する側面図。 前記昇降傾斜調整装置の傾斜角度の調整を説明する側面図。 本発明の第２実施形態に係る昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。 前記昇降傾斜調整装置の支点案内手段を部分的に示す側面図。 前記昇降傾斜調整装置を示す平面図。 本発明の第３実施形態に係る昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。

符号の説明

１…表面性状測定機
３…載物台
４…測定装置
５，５Ａ，５Ｂ…昇降傾斜調整装置
６…制御装置
７…ワーク供給装置（外部装置）
９…外部制御装置
４１…Ｘ軸移動機構（移動機構）
４２…検出器
５２…テーブル
６２…測定制御手段
６４…位置決め制御手段
６５…演算手段。

Claims (3)

1. 測定対象物の表面性状を検出する検出器、および、前記検出器を測定方向に移動自在に案内する移動機構を有する測定装置と、
   前記測定対象物および前記測定装置のいずれか一方を載置するテーブルを有し、前記テーブルの昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置と、
   前記測定対象物および前記測定装置のいずれか他方を載置する載物台と、
   前記測定装置および前記昇降傾斜調整装置を制御する制御装置と、を備える表面性状測定機であって、
   前記制御装置は、
   前記移動機構を制御して前記測定対象物の予備測定および本測定を実施する測定制御手段と、
   前記検出器からの予備測定結果を取得し、前記測定方向に対する前記測定対象物の傾斜角度を算出する演算手段と、
   前記昇降傾斜調整装置を制御して、前記テーブルの昇降位置を調整するとともに、前記演算手段にて算出された傾斜角度に基づいて前記テーブルの傾斜角度を調整する位置決め制御手段と、を含んで構成される
   ことを特徴とする表面性状測定機。
2. 請求項１に記載の表面性状測定機において、
   前記測定装置と連動する外部装置と、
   前記外部装置を制御するとともに、前記制御装置との間で制御信号の入出力を行う外部制御装置と、を備えることを特徴とする表面性状測定機。
3. 測定対象物の表面性状を検出する検出器、および、前記検出器を測定方向に移動自在に案内する移動機構を有する測定装置と、
   前記測定対象物および前記測定装置のいずれか一方を載置するテーブルを有し、前記テーブルの昇降位置と傾斜角度とを調整可能な昇降傾斜調整装置と、
   前記測定対象物および前記測定装置のいずれか他方を載置する載物台と、
   前記測定装置および前記昇降傾斜調整装置を制御する制御装置と、を備える表面性状測定機を用いて、前記測定対象物の表面性状を測定する測定方法であって、
   前記検出器が前記測定対象物を検出できる位置まで、前記テーブルを昇降させる第１のオートセット工程と、
   前記測定対象物を走査するために前記検出器を前記測定方向に移動させる予備測定工程と、
   前記テーブルを昇降させて前記検出器を前記測定対象物から自動退避させる自動退避工程と、
   前記予備測定の結果から算出される前記測定方向に対する前記測定対象物の傾斜角度に基づいて、前記テーブルの傾斜角度を調整させる自動傾斜工程と、
   前記検出器が前記測定対象物を検出できる位置まで、前記テーブルを昇降させる第２のオートセット工程と、
   前記測定対象物を走査するために前記検出器を前記測定方向に移動させる本測定工程と、を含んで構成されることを特徴とする測定方法。

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