JP2012088149A - Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig - Google Patents
Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012088149A JP2012088149A JP2010234535A JP2010234535A JP2012088149A JP 2012088149 A JP2012088149 A JP 2012088149A JP 2010234535 A JP2010234535 A JP 2010234535A JP 2010234535 A JP2010234535 A JP 2010234535A JP 2012088149 A JP2012088149 A JP 2012088149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- center coordinates
- measured
- drive mechanism
- calibration jig
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被測定物の表面形状や表面粗さ等を測定する表面性状測定機の直角度誤差算出方法およびこれに用いる校正用治具に関する。 The present invention relates to a method for calculating the squareness error of a surface texture measuring instrument that measures the surface shape, surface roughness, and the like of an object to be measured, and a calibration jig used therefor.
被測定物の表面にスタイラスを接触させた状態において、スタイラスを被測定物の表面に沿って移動させ、このとき、被測定物の表面形状や表面粗さによって生じるスタイラスの変位を検出し、このスタイラスの変位から被測定物の表面形状や表面粗さ等の表面性状を測定する表面性状測定機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 While the stylus is in contact with the surface of the object to be measured, the stylus is moved along the surface of the object to be measured. At this time, the displacement of the stylus caused by the surface shape and surface roughness of the object to be measured is detected. 2. Description of the Related Art A surface property measuring machine that measures surface properties such as a surface shape and surface roughness of an object to be measured from a stylus displacement is known (see, for example, Patent Document 1).
従来、この種の表面性状測定機のなかには、被測定物を複数並べて自動測定したり、あるいは、1つの測定面を何箇所か測定するために、被測定物を載置したテーブルをスタイラスの移動方向(X軸方向)に対して直交する方向(Y軸方向)へ移動させる駆動機構を内蔵したテーブルユニットを、表面性状測定機のベースに対して着脱可能かつ固定可能に取り付けられるようにした表面性状測定機も知られている。
このような表面性状測定機では、X軸方向位置およびY軸方向位置を変えて水平面内の測定点を取り込めば、この取り込んだ測定点に対して、2次元の寸法や形状の評価を行うことができる。
Conventionally, in this type of surface texture measuring instrument, a plurality of objects to be measured are automatically arranged, or the table on which the object is measured is moved by a stylus to measure several measurement surfaces. A table unit with a built-in drive mechanism that moves in a direction (Y-axis direction) perpendicular to the direction (X-axis direction) can be detachably and fixedly attached to the base of the surface texture measuring instrument Property measuring machines are also known.
In such a surface texture measuring device, if the measurement point in the horizontal plane is captured by changing the position in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction, two-dimensional dimensions and shapes can be evaluated for the captured measurement point. Can do.
上述したテーブルユニットを着脱可能に構成した表面性状測定機では、ベースに位置決めレールを配置し、この位置決めレールにテーブルユニットの基準面を突き当てて、X軸(スタイラスの移動方向)とY軸(テーブルの移動方向)との直角位置決めを行っている。
しかし、この方法では、突き当て方法や作業者によってばらつきが大きい。そのため、一旦、テーブルユニットを表面性状測定機から外し、再度取り付けたときの直角度は、それ以前の状態から大きく変化してしまう。
In the above-described surface texture measuring machine configured so that the table unit is detachable, a positioning rail is arranged on the base, the reference surface of the table unit is abutted against the positioning rail, and the X axis (stylus movement direction) and Y axis ( Positioning at right angles to the table movement direction).
However, this method has a large variation depending on the abutting method and the operator. For this reason, the perpendicularity when the table unit is once removed from the surface texture measuring machine and attached again changes greatly from the previous state.
そこで、テーブルユニットを取り外し、取り付ける度に、XY軸間の直角度測定作業が余儀なくされることになるが、例えば、直角スコヤと電気マイクロメータを使用して直角度測定作業を行う方法では、直角スコヤや電気マイクロメータなどの高価な設備が必要で、しかも、直角スコヤの平行出しや電気マイクロメータのセッティングに時間がかかる。 Therefore, each time the table unit is removed and attached, the perpendicularity measurement work between the XY axes is inevitably performed. For example, in the method of performing the perpendicularity measurement work using a right angle skewer and an electric micrometer, the right angle measurement work is performed. Expensive equipment such as a skewer and an electric micrometer is required, and it takes time to set up a right angle skewer and set an electric micrometer.
本発明の目的は、簡易でかつ安価な校正用治具を用いて直角度誤差を簡易にかつ高精度に算出することができる表面性状測定機の直角度誤差算出方法および校正用治具を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a squareness error calculation method and calibration jig for a surface texture measuring machine capable of easily and accurately calculating a squareness error using a simple and inexpensive calibration jig. There is to do.
本発明の表面性状測定機の直角度誤差算出方法は、ベースと、被測定物を載置したテーブルおよびこのテーブルを水平面内の一方向へ往復移動させる第1駆動機構を有し、前記ベースの上面に着脱可能かつ固定可能に取り付けられたテーブルユニットと、前記被測定物の表面に接触されるスタイラスを有しこのスタイラスの変位を検出する検出器と、この検出器を前記テーブルの移動方向に対して直交する方向へ移動させる第2駆動機構とを備え、前記被測定物の形状または表面粗さを測定する表面性状測定機の直角度誤差算出方法において、外形形状から中心が求まる3つの基準要素を校正プレートに直角に配置した校正用治具を、前記テーブル上に配置し、前記検出器によって前記3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める第1測定工程と、この第1測定工程で求められた中心座標のうち、前記直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ1を算出する第1角度算出工程と、前記校正用治具を、同一面内で90度回転させて前記テーブル上に配置し、前記検出器によって前記3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める第2測定工程と、この第2測定工程で求められた中心座標のうち、前記直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ2を算出する第2角度算出工程と、前記第1角度算出工程で算出された交差角度θ1と、前記第2角度算出工程で算出された交差角度θ2とから前記第1駆動機構の移動方向と前記第2駆動機構の移動方向との直角度誤差を算出する直角度誤差算出工程と、を備えることを特徴とする。 The perpendicularity error calculation method for a surface texture measuring machine according to the present invention includes a base, a table on which an object to be measured is placed, and a first drive mechanism that reciprocates the table in one direction in a horizontal plane. A table unit that is detachably and fixedly attached to the upper surface, a detector that has a stylus in contact with the surface of the object to be measured, and that detects the displacement of the stylus, and that the detector is moved in the direction of movement of the table. And a second drive mechanism that moves in a direction orthogonal to the surface. In the perpendicularity error calculation method of the surface texture measuring instrument that measures the shape or surface roughness of the object to be measured, three standards for obtaining the center from the outer shape A calibration jig in which elements are arranged at right angles to the calibration plate is arranged on the table, and the three reference elements are measured by the detector to determine the center coordinates of the three reference elements. 2 connecting the center coordinates of the reference element located at the corner of the right angle arrangement and the center coordinates of the other two reference elements among the center coordinates obtained in the first measurement process. The first angle calculating step for obtaining two straight lines and calculating the crossing angle θ1 of the two straight lines and the calibration jig are rotated on the same plane by 90 degrees and arranged on the table. A second measurement step of measuring the three reference elements to determine center coordinates of the three reference elements, and of the reference coordinates located at the corners of the right angle arrangement among the center coordinates obtained in the second measurement step; A second angle calculation step of obtaining two straight lines connecting the central coordinates and the central coordinates of the other two reference elements, and calculating an intersection angle θ2 of the two straight lines; and the intersection calculated in the first angle calculation step Calculated by the angle θ1 and the second angle calculation step. Characterized in that the crossing angle θ2 Prefecture and a squareness error calculation step of calculating the squareness error between the moving direction of the moving direction and the second driving mechanism of the first drive mechanism.
このような構成によれば、まず、外形形状から中心が求まる3つの基準要素を校正プレートに直角に配置した校正用治具を、テーブル上に配置し、検出器によって3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める(第1測定工程)。続いて、これによって求められた中心座標のうち、直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ1を算出する(第1角度算出工程)。
次に、校正用治具を、同一面内で90度回転させてテーブル上に配置し、検出器によって3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める(第2測定工程)。続いて、これによって求められた中心座標のうち、直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ2を算出する(第2角度算出工程)。
最後に、第1角度算出工程で算出された交差角度θ1と、第2角度算出工程で算出された交差角度θ2とから第1駆動機構の移動方向と第2駆動機構の移動方向との直角度誤差を算出する(直角度誤差算出工程)。
従って、外形形状から中心が求まる3つの基準要素を校正プレートに直角に配置した簡易でかつ安価な校正用治具を用いて、第1駆動機構の移動方向と第2駆動機構の移動方向との直角度誤差を求めることができるから、直角度の校正を簡易にかつ高精度に行うことができる。
According to such a configuration, first, a calibration jig in which three reference elements whose centers are obtained from the outer shape are arranged at right angles to the calibration plate is arranged on the table, and the three reference elements are measured by the detector. The center coordinates of the three reference elements are obtained (first measurement step). Subsequently, out of the center coordinates thus obtained, two straight lines connecting the center coordinates of the reference element located at the corner of the right angle arrangement and the center coordinates of the other two reference elements are obtained. The intersection angle θ1 is calculated (first angle calculation step).
Next, the calibration jig is rotated 90 degrees in the same plane and placed on the table, and the three reference elements are measured by the detector to obtain the center coordinates of the three reference elements (second measurement step). . Subsequently, out of the center coordinates thus obtained, two straight lines connecting the center coordinates of the reference element located at the corner of the right angle arrangement and the center coordinates of the other two reference elements are obtained. The intersection angle θ2 is calculated (second angle calculation step).
Finally, the perpendicularity between the moving direction of the first drive mechanism and the moving direction of the second drive mechanism from the intersecting angle θ1 calculated in the first angle calculating step and the intersecting angle θ2 calculated in the second angle calculating step. An error is calculated (perpendicularity error calculation step).
Therefore, using a simple and inexpensive calibration jig in which three reference elements whose centers are obtained from the outer shape are arranged at right angles to the calibration plate, the movement direction of the first drive mechanism and the movement direction of the second drive mechanism are determined. Since the squareness error can be obtained, the squareness calibration can be performed easily and with high accuracy.
本発明の校正用治具は、ベースと、被測定物を載置したテーブルおよびこのテーブルを水平面内の一方向へ往復移動させる第1駆動機構を有し、前記ベースの上面に着脱可能かつ固定可能に取り付けられたテーブルユニットと、前記被測定物の表面に接触されるスタイラスを有しこのスタイラスの変位を検出する検出器と、この検出器を前記テーブルの移動方向に対して直交する方向へ移動させる第2駆動機構とを備え、前記被測定物の形状または表面粗さを測定する表面性状測定機の直角度誤差算出方法に用いられる校正用治具であって、校正プレートと、この校正プレートに直角に配置され、外形形状から中心が求まる3つの基準要素とを含んで構成されている、ことを特徴とする。 The calibration jig of the present invention has a base, a table on which the object to be measured is placed, and a first drive mechanism that reciprocates the table in one direction in a horizontal plane, and is detachably fixed to the upper surface of the base. A table unit that can be mounted; a detector having a stylus that is in contact with the surface of the object to be measured; and a detector that detects the displacement of the stylus; and the detector in a direction perpendicular to the moving direction of the table. A calibration jig used in a perpendicularity error calculation method of a surface texture measuring machine for measuring the shape or surface roughness of the object to be measured, the calibration plate, and a calibration plate It is characterized by including three reference elements that are arranged at right angles to the plate and whose center is determined from the outer shape.
このような構成の校正用治具によれば、校正プレートと、この校正プレートに直角に配置され、外形形状から中心が求まる3つの基準要素とを含んで構成されているから、簡易でかつ安価に構成できる。 According to the calibration jig having such a configuration, since it is configured to include a calibration plate and three reference elements that are arranged at right angles to the calibration plate and whose center is obtained from the outer shape, it is simple and inexpensive. Can be configured.
本発明の校正用治具において、前記基準要素は、基準球によって構成されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、校正プレートに3つの球体を直角に配置すればよいから、校正用治具を簡単に製造できる。
In the calibration jig according to the present invention, it is preferable that the reference element is constituted by a reference sphere.
According to such a configuration, it is only necessary to arrange three spheres at right angles on the calibration plate, so that the calibration jig can be easily manufactured.
<表面性状測定機の説明(図1〜図3参照)>
本実施形態に係る表面性状測定機は、図1〜図3に示すように、ベース1と、このベース1の上面一側に着脱可能かつ固定可能に取り付けられ被測定物を水平面内の一方向(ここでは、Y軸方向)へ移動させるテーブルユニットとしてのY軸テーブルユニット10と、被測定物の表面に接触されるスタイラス24を有する接触式検出器20と、被測定物の表面画像を撮像する画像プローブ30と、これら接触式検出器20および画像プローブ30をY軸方向に対して直交するZ軸方向およびX軸方向に移動させるZ軸駆動手段40およびX軸駆動手段46と、これらを制御する制御装置50(図3参照)とを備える。
<Description of surface texture measuring instrument (see FIGS. 1 to 3)>
As shown in FIGS. 1 to 3, the surface texture measuring instrument according to the present embodiment is detachably and fixedly attached to one side of the upper surface of the
ベース1には、前後方向中央位置に断面が逆T字形状の取付溝2がX軸方向に沿って形成されているとともに、この取付溝2より後方位置に断面矩形状の位置決めレール3がX軸方向と平行に取り付けられている。
A
Y軸テーブルユニット10は、矩形枠状の本体ケース11と、この本体ケース11内にY軸方向へ移動可能に支持され上面に被測定物を載置するテーブル16と、このテーブル16をY軸方向へ移動させる第1駆動機構としてのY軸駆動機構17とを含んで構成されている。
本体ケース11には、底面にベース1の位置決めレール3に突き当てられる基準面12が形成されているとともに、側面に取付溝2に挿入されたボルト4およびこれに螺合されるナット5を利用して本体ケース11をベース1に固定するフランジ部13が形成されている。また、本体ケース11の上面には、テーブル16の移動範囲に渡って開口14が形成されているとともに、この開口14とテーブル16との隙間に蛇腹状カバー15が取り付けられている。
Y軸駆動機構17は、例えば、モータ18と、このモータ18によって回転駆動されテーブル16をY軸方向へ進退移動させる送りねじ19などによって構成されている。
The Y-
The
The Y-
Z軸駆動手段40は、ベース1の上面に立設されたコラム41と、このコラム41に上下方向(Z軸方向)へ移動可能に設けられたZスライダ42と、このZスライダ42を上下方向へ昇降させるZ軸駆動機構43とを含んで構成されている。
X軸駆動手段46は、Zスライダ42にY軸方向およびZ軸方向に対して直交する方向(X軸方向)へ移動可能に設けられたXスライダ47と、このXスライダ47をX軸方向へ移動させる第2駆動機構としてのX軸駆動機構48とを含んで構成されている。
なお、これらY軸駆動機構43およびZ軸駆動機構48は、図示省略されているが、例えば、ボールねじ軸と、このボールねじ軸に螺合され可動側部材に固定されたナット部材とを有する送りねじ機構によって構成されている。
The Z-axis driving means 40 includes a
The X-axis drive means 46 is provided on the
The Y-
接触式検出器20は、Xスライダ47に吊り下げ支持された検出器本体21と、この検出器本体21に揺動可能に支持され先端にスタイラス24を有するアーム25と、このアーム25の揺動量を検出する検出部(図示省略)とから構成されている。
The contact-
画像プローブ30は、Xスライダ47に接触式検出器20とともに一体的に連結された筒状のプローブ本体32と、このプローブ本体32の先端に下向きに支持されたプローブヘッド33とを備える。プローブヘッド33は、図示省略したが、対物レンズと、この対物レンズの外周に配置された光源としてのLEDと、対物レンズを透過した被測定物からの反射光を受光し被測定物の画像を撮像するCCDセンサとを含んで構成されている、
The
制御装置50には、図3に示すように、X軸駆動機構48、Y軸駆動機構17、Z軸駆動機構43、接触式検出器20、画像プローブ30のほかに、入力装置51、表示装置52、記憶装置53が接続されている。
入力装置51は、例えば、携帯型のキーボードやジョイスティックなどによって構成され、各種動作指令やデータ入力を行う。
表示装置52には、画像プローブ30で取得した画像が表示されるとともに、接触式検出器20によって得られた形状や粗さデータが表示される。
記憶装置53には、測定プログラム等を記憶したプログラム記憶部54、後述する直角度誤差などの補正データを記憶する補正データ記憶部55、および、測定時に取り込んだ画像データや測定データなどを記憶する測定データ記憶部56などが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
The
The
The storage device 53 stores a
制御装置50は、測定プログラムの実行によって得られた測定データを測定データ記憶部56に記憶し、この測定データを補正データ記憶部55に記憶された補正データで補正して測定値として出力する機能のほかに、画像プローブ30によって取り込まれた被測定物の画像から被測定物のエッジを検出するエッジ検出機能や、被測定物の高さ方向(Z軸方向)の面に対物レンズの焦点位置が一致するように、対物レンズを高さ方向へ変位させて、この変位量から被測定物の高さ方向の位置を検出するオートフォーカス機能を備える。
The
<校正用治具の説明(図4参照)>
校正用治具60は、上述した表面性状測定機において、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度誤差を算出する際に用いられる校正用治具であって、校正プレート61と、この校正プレート61に直角に配置された基準要素としての3つの基準球62A,62B,62Cとを含んで構成されている。
校正プレート61は、所定の厚みを有する略正方形の板材によって構成されている。
3つの基準球62A,62B,62Cは、円盤状の基準球取付部材63を介して、校正プレート61の3つの角部に埋設されている。つまり、基準球62A,62B,62Cが基準球取付部材63の中心に一部露出するように埋設され、3つの基準球62A,62B,62Cが直角になるように、基準球取付部材63が校正プレート61の角部に位置調整されて接着固定されている。
これにより、基準球62Aの中心と基準球62Bの中心とを結ぶ直線と、基準球62A,の中心と基準球62Cの中心とを結ぶ直線とのなす角度(交差角度)が直角になるように構成されている。
<Description of calibration jig (see FIG. 4)>
The
The
The three reference spheres 62 </ b> A, 62 </ b> B, and 62 </ b> C are embedded in three corners of the
Thereby, an angle (intersection angle) formed by a straight line connecting the center of the
<直角度誤差算出方法の説明(図5〜図7参照)>
表面性状測定機において、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度誤差を算出するには、次のようにして行う。
(a)まず、校正用治具60をテーブル16上に配置したのち、接触式検出器20によって3つの基準球62A,62B,62Cの中心座標を求める(第1測定工程)。
これには、図5に示すように、各基準球62A,62B,62C毎に、接触式検出器20のスタイラス24が基準球62A,62B,62Cの円形輪郭線を交差するようにY軸駆動機構17およびX軸駆動機構48を移動させ、基準球62A,62B,62Cの円形輪郭線のうち少なくとも3点以上の位置データを取得し、この取得された位置データに円を当てはめて円の中心座標、つまり、基準球62A,62B,62Cの中心座標P1,P2,P3を求める。
<Description of perpendicularity error calculation method (see FIGS. 5 to 7)>
In the surface texture measuring machine, the squareness error between the moving direction of the Y-
(A) First, after placing the
As shown in FIG. 5, for each
(b)続いて、第1測定工程で測定された中心座標P1〜P3のうち、直角配置の角部に位置する基準球62Aの中心座標P1と他の2つの基準球62B,62Cの中心座標P2,P3とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度を算出する(第1角度算出工程)。
具体的には、基準球62Aの中心座標P1と基準球62Bの中心座標P2を結ぶ直線L1と、基準球62Aの中心座標P1と基準球62Cの中心座標P3とを結ぶ直線L2とを求め、この2つの直線L1,L2の交差角度θ1を算出する。
(B) Subsequently, among the center coordinates P1 to P3 measured in the first measurement step, the center coordinates P1 of the
Specifically, a straight line L1 connecting the center coordinates P1 of the
(c)次に、図6に示すように、校正用治具60を、同一面内で90度回転させた状態でテーブル16上に配置し、接触式検出器20によって3つの基準球62A,62B,62Cの中心座標P4,P5,P6を求める(第2測定工程)。なお、基準球62A,62B,62Cの中心座標P4,P5,P6を求めるには、第1測定工程と同じようにして行う。
(C) Next, as shown in FIG. 6, the
(d)続いて、第2測定工程で測定された中心座標P4,P5,P6のうち、直角配置の角部に位置する基準球62Aの中心座標P4と他の2つの基準球62B,62Cの中心座標P5,P6とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ2を算出する(第2角度算出工程)
具体的には、基準球62Aの中心座標P4と基準球62Aの中心座標P5を結ぶ直線L3と、基準球62Aの中心座標P4と基準球62Cの中心座標P6とを結ぶ直線L4とを求め、この2つの直線L3,L4の交差角度θ2を算出する。
(D) Subsequently, among the center coordinates P4, P5 and P6 measured in the second measurement step, the center coordinates P4 of the
Specifically, a straight line L3 connecting the center coordinate P4 of the
(e)最後に、第1角度算出工程で算出された交差角度θ1と、第2角度算出工程で算出された交差角度θ2とから、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度誤差を算出する(直角度誤差算出工程)。
つまり、第1角度算出工程で算出された交差角度θ1と、第2角度算出工程で算出された交差角度θ2は、図7に示すように、校正用治具60に配置された基準球62A、62B,62Cの位置により不変のθに対して、直角度誤差δを持っているから、次の式から直角度誤差δを算出できる。
(E) Finally, based on the intersection angle θ1 calculated in the first angle calculation step and the intersection angle θ2 calculated in the second angle calculation step, the moving direction of the Y-
That is, the crossing angle θ1 calculated in the first angle calculation step and the crossing angle θ2 calculated in the second angle calculation step are the
θ1=θ−δ ……(1)
θ2=θ+δ ……(2)
δ=(θ2−θ1)/2 ……(3)
θ1 = θ−δ (1)
θ2 = θ + δ (2)
δ = (θ2−θ1) / 2 (3)
このようにして算出した直角度誤差δを補正データ記憶部55に記憶しておくと、制御装置50は、測定プログラムの実行によって得られた測定データを測定データ記憶部56に記憶し、この測定データを補正データ記憶部55に記憶された補正データで補正して測定値として出力することができるから、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度誤差を補正することができる。
When the squareness error δ calculated in this way is stored in the correction
<実施形態の効果>
本実施形態によれば、3つの基準球62A,62B,62Cを校正プレート61に直角に配置した校正用治具60を用いて、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度誤差を算出することができるから、この直角度誤差を補正値として測定値を補正すれば、直角度の校正を簡易にかつ高精度に行うことができる。
<Effect of embodiment>
According to the present embodiment, the movement direction of the Y-
従って、使用者自身がY軸テーブルユニット10を取り外し、取り付けた場合でも、Y軸駆動機構17の移動方向とX軸駆動機構48の移動方向との直角度精度を簡易に校正できるから、高精度で使用できる。とくに、Y軸およびX軸の複合精度の信頼性が向上するため、斜め測定などでも高精度な測定が期待できる。
また、校正用治具60は、校正プレート61と、この校正プレート61の角部に配置された3つの基準球62A,62B,62Cとから構成されているから、簡易でかつ安価に製造できる。
Therefore, even when the user himself removes and attaches the Y-
Further, the
また、画像プローブ30を備えているので、画像プローブ30の単独使用による測定も可能である。例えば、画像プローブ30によって取得した画像から、線幅や孔径などを測定することができるほか、画像プローブ30のオートフォーカス機能を用いて、対物レンズの光軸方向の寸法(段差寸法)なども測定できる。
In addition, since the
<変形例>
本発明は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
前記実施形態では、校正用治具60の3つの基準球62A,62B,62Cを接触式検出器20で測定して、これら基準球62A,62B,62Cの中心座標を算出するようにしたが、画像プローブ30によって基準球62A,62B,62Cの円形輪郭線のうち少なくとも3箇所の位置をエッジ検出し、この3つの位置から円を当てはめて円の中心座標、つまり、基準球62A,62B,62Cの中心座標を求めるようにしてもよい。
In the embodiment, the three
前記実施形態では、校正プレート61に3つの基準球62A,62B,62Cを直角に配置した校正用治具60を用いたが、これに限られない。例えば、半球状の基準要素を配置した構成でもよい。あるいは、校正プレート61の3つの角部に凹球面形状の窪みを形成した構成でもよい。要するに、外形形状から中心座標を特定できる形状であれば、前記実施形態に限られない。
In the embodiment, the
前記実施形態では、画像プローブ30を備える構成であったが、画像プローブ30は特に備えていなくてもよい。
In the embodiment, the
本発明は、例えば、表面粗さ測定機や形状測定機などに利用できる。 The present invention can be used for, for example, a surface roughness measuring machine and a shape measuring machine.
1…ベース、
10…Y軸テーブルユニット、
16…テーブル、
17…Y軸駆動機構(第1駆動機構)、
20…接触式検出器、
48…X軸駆動機構(第2駆動機構)、
60…校正用治具、
61…校正プレート、
62A〜62C…基準球(基準要素)、
P1〜P3、P4〜P6…中心座標、
L1〜L4…直線、
θ1,θ2…交差角度、
δ…直角度誤差。
1 ... Base,
10 ... Y-axis table unit,
16 ... table,
17 ... Y-axis drive mechanism (first drive mechanism),
20 ... contact type detector,
48 ... X-axis drive mechanism (second drive mechanism),
60 ... Calibration jig,
61 ... Calibration plate,
62A-62C ... reference sphere (reference element),
P1 to P3, P4 to P6 ... center coordinates,
L1-L4 ... straight line,
θ1, θ2 ... crossing angle,
δ: Squareness error.
Claims (3)
外形形状から中心が求まる3つの基準要素を校正プレートに直角に配置した校正用治具を、前記テーブル上に配置し、前記検出器によって前記3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める第1測定工程と、
この第1測定工程で求められた中心座標のうち、前記直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ1を算出する第1角度算出工程と、
前記校正用治具を、同一面内で90度回転させて前記テーブル上に配置し、前記検出器によって前記3つの基準要素を測定して3つの基準要素の中心座標を求める第2測定工程と、
この第2測定工程で求められた中心座標のうち、前記直角配置の角部に位置する基準要素の中心座標と他の2つの基準要素の中心座標とを結ぶ2つの直線を求め、この2つの直線の交差角度θ2を算出する第2角度算出工程と、
前記第1角度算出工程で算出された交差角度θ1と、前記第2角度算出工程で算出された交差角度θ2とから前記第1駆動機構の移動方向と前記第2駆動機構の移動方向との直角度誤差を算出する直角度誤差算出工程と、
を備えることを特徴とする表面性状測定機の直角度誤差算出方法。 A base, a table on which the object to be measured is placed, and a table unit having a first drive mechanism for reciprocating the table in one direction in a horizontal plane, and detachably and fixably attached to the upper surface of the base; A detector having a stylus in contact with the surface of the object to be measured and detecting the displacement of the stylus; and a second drive mechanism for moving the detector in a direction perpendicular to the moving direction of the table. In the method for calculating the perpendicularity error of a surface texture measuring machine that measures the shape or surface roughness of the object to be measured,
A calibration jig in which three reference elements whose centers are obtained from the outer shape are arranged at right angles to the calibration plate is arranged on the table, and the three reference elements are measured by the detector to measure the centers of the three reference elements. A first measuring step for obtaining coordinates;
Of the center coordinates obtained in the first measurement step, two straight lines connecting the center coordinates of the reference element located at the corner of the right angle arrangement and the center coordinates of the other two reference elements are obtained, and the two A first angle calculating step of calculating a crossing angle θ1 of the straight line;
A second measuring step in which the calibration jig is rotated 90 degrees in the same plane and arranged on the table, and the three reference elements are measured by the detector to obtain the center coordinates of the three reference elements; ,
Among the center coordinates obtained in the second measurement step, two straight lines connecting the center coordinates of the reference element located at the corner of the right angle arrangement and the center coordinates of the other two reference elements are obtained, and the two A second angle calculating step of calculating a crossing angle θ2 of the straight lines;
From the intersecting angle θ1 calculated in the first angle calculating step and the intersecting angle θ2 calculated in the second angle calculating step, there is a direct difference between the moving direction of the first drive mechanism and the moving direction of the second drive mechanism. A squareness error calculating step for calculating an angle error;
A method for calculating the squareness error of a surface texture measuring machine.
校正プレートと、
この校正プレートに直角に配置され、外形形状から中心が求まる3つの基準要素とを含んで構成されている、
ことを特徴とする校正用治具。 A base, a table on which the object to be measured is placed, and a table unit having a first drive mechanism for reciprocating the table in one direction in a horizontal plane, and detachably and fixably attached to the upper surface of the base; A detector having a stylus in contact with the surface of the object to be measured and detecting the displacement of the stylus; and a second drive mechanism for moving the detector in a direction perpendicular to the moving direction of the table. A calibration jig used in a squareness error calculation method of a surface texture measuring machine for measuring the shape or surface roughness of the object to be measured,
A calibration plate;
It is arranged at right angles to the calibration plate and includes three reference elements whose center is obtained from the outer shape.
A calibration jig characterized by that.
前記基準要素は、基準球によって構成されている、ことを特徴とする校正用治具。 The calibration jig according to claim 2,
A calibration jig, wherein the reference element is constituted by a reference sphere.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010234535A JP2012088149A (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010234535A JP2012088149A (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012088149A true JP2012088149A (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46259923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010234535A Pending JP2012088149A (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012088149A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014081341A (en) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Mitsutoyo Corp | Measuring instrument and measuring force adjustment method |
CN109605265A (en) * | 2018-12-21 | 2019-04-12 | 珠海达明科技有限公司 | A kind of assembly method of high-precision dot gluing equipment |
CN111539073A (en) * | 2020-03-25 | 2020-08-14 | 帕博检测技术服务有限公司 | Large-diameter steel pipe end face verticality calculation method, system and device and storage medium |
CN114937397A (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-23 | 西安航空学院 | Verticality tolerance detection teaching aid |
CN115365861A (en) * | 2022-08-17 | 2022-11-22 | 昆山国方模具有限公司 | Multifunctional correcting clamp for mold flatness, perpendicularity and squareness |
-
2010
- 2010-10-19 JP JP2010234535A patent/JP2012088149A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014081341A (en) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Mitsutoyo Corp | Measuring instrument and measuring force adjustment method |
CN109605265A (en) * | 2018-12-21 | 2019-04-12 | 珠海达明科技有限公司 | A kind of assembly method of high-precision dot gluing equipment |
CN109605265B (en) * | 2018-12-21 | 2023-08-29 | 珠海市运泰利自动化设备有限公司 | Assembling method of high-precision dispensing equipment |
CN111539073A (en) * | 2020-03-25 | 2020-08-14 | 帕博检测技术服务有限公司 | Large-diameter steel pipe end face verticality calculation method, system and device and storage medium |
CN111539073B (en) * | 2020-03-25 | 2023-12-12 | 帕博检测技术服务有限公司 | Method, system, device and storage medium for calculating verticality of end face of large-caliber steel pipe |
CN114937397A (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-23 | 西安航空学院 | Verticality tolerance detection teaching aid |
CN114937397B (en) * | 2022-05-24 | 2024-01-09 | 西安航空学院 | Perpendicularity tolerance detection teaching aid |
CN115365861A (en) * | 2022-08-17 | 2022-11-22 | 昆山国方模具有限公司 | Multifunctional correcting clamp for mold flatness, perpendicularity and squareness |
CN115365861B (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-23 | 昆山国方模具有限公司 | Multifunctional correction clamp for flatness, perpendicularity and straight angle of die |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11563931B2 (en) | System and method for calibrating a vision system with respect to a touch probe | |
US9228816B2 (en) | Method of determining a common coordinate system for an articulated arm coordinate measurement machine and a scanner | |
EP3054265B1 (en) | Coordinate measuring machine | |
US8363904B2 (en) | Offset amount calibrating method and surface texture measuring machine | |
JP5236962B2 (en) | Measuring method for front and back of measured object | |
US8654351B2 (en) | Offset amount calibrating method and surface profile measuring machine | |
CN105571488B (en) | A kind of image detection device and detection method of hole group position degree | |
JP2006231509A (en) | Method for measuring program control type machine tool | |
JP5294949B2 (en) | Measuring device for rotating body thickness etc. | |
CN110220483A (en) | Three axial plane degree detection systems of one kind and its detection method | |
JP2012088149A (en) | Squareness error calculation method for front face property measurement machine, and calibration jig | |
TWM516714U (en) | Angular error correction device for machine tools | |
JP4705792B2 (en) | Inter-axis angle correction method | |
JP2017150993A (en) | Inner wall measurement device and offset amount calculation method | |
EP3322959B1 (en) | Method for measuring an artefact | |
JP4570437B2 (en) | Surface roughness / contour shape measuring device | |
JP2005121370A (en) | Surface shape measuring apparatus and method | |
JP2005037353A (en) | Width measuring method and surface property measuring equipment | |
TWI378843B (en) | ||
JP2016191663A (en) | Calibration method of optical sensor, and three-dimensional coordinate measuring instrument | |
JP6757391B2 (en) | Measuring method | |
JP2010185804A (en) | Shape measuring apparatus, shape measuring method, and program | |
TWI495839B (en) | Scanning touch probe with 5-axis measuring functions | |
JP2005037355A (en) | Width measuring method and surface property measuring equipment | |
JP4377267B2 (en) | Axis movement command converter |