JP2012225743A - Surface texture measuring machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface texture measuring machine that automatically adjusts the balance of a measuring arm even when the measuring arm is replaced with another one and can be expected to enhance user-friendliness and working efficiency.SOLUTION: In a surface texture measuring machine, a measuring arm 24 includes: a first measuring arm 24A supported by a bracket 22 in an arcuately movable manner with a rotational shaft 23 as a supporting point; and a second measuring arm 24B that is detachably disposed at a leading end of the first measuring arm 24A through a detachable mechanism 25 and has styli 26A and 26B at a leading end thereof. Measuring force imparting means that biases the measuring arm 24 toward an arcuate movement direction and imparts measuring force to the styli 26A and 26B, includes a voice coil 62 for biasing the measuring arm 24 toward the arcuate movement direction with the rotational shaft 23 as the supporting point. And balance adjusting means adjusts a current applied to the voice coil 62 so as to adjust the balance of the measuring arm 24 after the second measuring arm 24B is replaced with another one.

Description

本発明は、表面性状測定機に関する。詳しくは、被測定物の表面に接触させるスタイラスを有する測定アームが交換可能な表面性状測定機に関する。   The present invention relates to a surface texture measuring machine. More specifically, the present invention relates to a surface property measuring machine in which a measuring arm having a stylus to be brought into contact with the surface of a measurement object is replaceable.

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(スタイラスの移動方向に対して直交する方向の変位)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。   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 (stylus movement direction) There is known a surface property measuring machine that detects a surface property such as a surface shape and a surface roughness of an object to be measured from the displacement of the stylus.

表面性状測定機のなかには、被測定物の各種形状の測定部位を測定できるように、予め各種形状のスタイラス(測定アーム)を用意しておき、被測定物の測定部位形状に応じて最適なスタイラスに交換して測定できるようにしたものが提案されている。
例えば、特許文献1では、ベースに立設されたコラムと、このコラムに調整装置を介して昇降可能に設けられたホルダと、このホルダに設けられたハウジングと、このハウジング内にリニアモータを介して水平方向へ移動可能に設けられたシーソーと、ハウジングの外側において連結手段を介してシーソーに連結された測定アームと、この測定アームの先端に設けられたスタイラスとを備え、ハウジングの外側において測定アームを交換できるようにした輪郭測定機が提案されている。
In the surface texture measuring machine, a stylus (measurement arm) of various shapes is prepared in advance so that measurement sites of various shapes of the measurement object can be measured, and an optimum stylus according to the measurement site shape of the measurement object. It has been proposed to be able to measure by exchanging.
For example, in Patent Document 1, a column erected on a base, a holder provided on the column so as to be movable up and down via an adjusting device, a housing provided on the holder, and a linear motor in the housing. And a measurement arm connected to the seesaw via connecting means on the outside of the housing, and a stylus provided at the tip of the measurement arm, and the measurement is performed outside the housing. A contour measuring machine has been proposed in which the arms can be exchanged.

DE19617022C1公報DE19617022C1 publication

上述した輪郭測定機などの表面性状測定機においては、スタイラスが被測定物の表面に接触する圧力、つまり、測定力を被測定物の材質や形状などに応じて最適な測定力になるように調整する必要がある。
通常、測定アームを交換した場合、交換した測定アームの重量と元の測定アームの重量とが異なることが多く、そのため、測定アームのバランスが崩れ、測定誤差を生じさせる。そこで、測定アームの交換の都度、測定力の調整の前に、測定アームのバランス、つまり、測定アームが略水平に保たれるように、バランス調整をする必要がある。
In the surface texture measuring machine such as the above-described contour measuring machine, the pressure at which the stylus contacts the surface of the object to be measured, that is, the measuring force is set to the optimum measuring force according to the material or shape of the object to be measured. It needs to be adjusted.
Usually, when the measurement arm is replaced, the weight of the replaced measurement arm is often different from the weight of the original measurement arm, so that the balance of the measurement arm is lost and a measurement error occurs. Therefore, each time the measurement arm is replaced, it is necessary to adjust the balance of the measurement arm, that is, the balance so that the measurement arm is kept substantially horizontal before adjusting the measurement force.

従来、測定アームを交換した際、まず、測定アームの先端のスタイラスを電子天秤など力を測定する測定機器に載せ、この状態で測定機器の値が0になるように、測定力調整機構を調整しなければならなかったため、使い勝手が悪く、作業効率が悪いという課題があった。   Conventionally, when the measuring arm is replaced, the stylus at the tip of the measuring arm is first placed on a measuring device that measures force, such as an electronic balance, and the measuring force adjustment mechanism is adjusted so that the value of the measuring device becomes 0 in this state. Because it had to be done, there was a problem of poor usability and poor work efficiency.

本発明の目的は、上述した課題を解消し、測定アームを交換しても、測定アームのバランスを自動的に調整することにより、使い勝手および作業効率の向上が期待できる表面性状測定機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a surface texture measuring machine that can solve the above-described problems and can be expected to improve usability and work efficiency by automatically adjusting the balance of the measuring arm even if the measuring arm is replaced. There is.

本発明の表面性状測定機は、本体に支持軸を支点として円弧運動可能に支持された測定アーム、この測定アームの先端に設けられたスタイラス、前記測定アームの円弧運動量を検出する変位検出器、および、前記測定アームを円弧運動方向へ付勢し前記スタイラスに測定力を付与する測定力付与手段を有する検出手段と、被測定物を載置するステージと、前記検出手段と前記ステージとを相対移動させる相対移動機構とを備え、前記スタイラスを被測定物の表面に接触させた状態において、前記相対移動機構により前記検出手段と前記ステージとを相対移動させながら前記変位検出器によって前記測定アームの円弧運動量を検出し、この円弧運動量から被測定物の表面性状を測定する表面性状測定機において、 前記測定アームは、前記本体に前記支持軸を支点として円弧運動可能に支持された第1測定アームと、この第1測定アームの先端に着脱機構を介して着脱可能に設けられ先端に前記スタイラスを有する第2測定アームとを含んで構成され、前記測定力付与手段は、前記測定アームを前記支持軸を支点として円弧運動方向へ付勢するボイスコイルを含んで構成され、前記第2測定アームの交換後に、前記ボイルコイルに通電する電流を調整して前記測定アームのバランスを調整するバランス調整手段を備える、ことを特徴とする。   The surface texture measuring machine of the present invention includes a measurement arm supported on the main body so as to be capable of arc motion with a support shaft as a fulcrum, a stylus provided at the tip of the measurement arm, a displacement detector for detecting the arc momentum of the measurement arm, And a detecting means having a measuring force applying means for applying a measuring force to the stylus by urging the measuring arm in the arc motion direction, a stage for placing the object to be measured, and the detecting means and the stage relative to each other. A relative movement mechanism that moves the stylus in contact with the surface of the object to be measured, while the relative movement mechanism moves the detection means and the stage relative to each other while the displacement detector detects the measurement arm. In the surface texture measuring machine for detecting the arc momentum and measuring the surface texture of the object to be measured from the arc momentum, the measuring arm includes the main body. A first measurement arm supported so as to be able to move in an arc using the support shaft as a fulcrum; and a second measurement arm which is detachably provided at the tip of the first measurement arm via an attachment / detachment mechanism and has the stylus at the tip. And the measurement force applying means includes a voice coil that urges the measurement arm in the arc motion direction with the support shaft as a fulcrum, and energizes the boil coil after replacement of the second measurement arm. And a balance adjusting means for adjusting a balance of the measurement arm by adjusting a current to be measured.

このような構成によれば、測定アームは、本体に支持軸を支点として円弧運動可能に支持された第1測定アームと、この第1測定アームの先端に着脱機構を介して着脱可能に設けられ先端にスタイラスを有する第2測定アームとを含んで構成されているから、スタイラスを有する第2測定アームを交換することができる。従って、被測定物の測定部位の形状に応じた最適なスタイラスを有する測定アームを用いて測定することができる。
この際、第2測定アームを交換した場合、新たな第2測定アームの重量が前の第2測定アームの重量と異なっていても、バランス調整手段によって、ボイルコイルに通電する電流を調整して測定アームのバランスを自動的に調整することができるので、測定アームの交換に伴う測定誤差を少なくすることができるとともに、使い勝手および作業効率の向上が期待できる
According to such a configuration, the measurement arm is provided on the main body so as to be capable of circular motion with the support shaft as a fulcrum, and is detachably provided at the tip of the first measurement arm via the attachment / detachment mechanism. Since it comprises the 2nd measurement arm which has a stylus at the tip, the 2nd measurement arm which has a stylus can be exchanged. Therefore, measurement can be performed using a measurement arm having an optimum stylus according to the shape of the measurement site of the object to be measured.
At this time, when the second measuring arm is replaced, even if the weight of the new second measuring arm is different from the weight of the previous second measuring arm, the current applied to the boil coil is adjusted by the balance adjusting means. Since the balance of the measurement arm can be automatically adjusted, the measurement error associated with the replacement of the measurement arm can be reduced, and improvement in convenience and work efficiency can be expected.

本発明の表面性状測定機において、前記バランス調整手段は、前記変位検出器によって検出される前記測定アームの円弧運動量を監視しながら、前記ボイルコイルに通電する電流を調整し、前記測定アームの円弧運動量が予め設定した設定値になった段階でバランス調整を完了する、ことが好ましい。   In the surface texture measuring machine according to the present invention, the balance adjusting unit adjusts a current to be supplied to the boil coil while monitoring an arc momentum of the measuring arm detected by the displacement detector, so that the arc of the measuring arm is adjusted. It is preferable that balance adjustment is completed when the amount of exercise reaches a preset value.

このような構成によれば、バランス調整手段によって、変位検出器によって検出される測定アームの円弧運動量を監視しながら、ボイルコイルに通電する電流を調整し、測定アームの円弧運動量が予め設定した設定値になった段階で、バランス調整を完了するから、測定アームのバランス調整を正確に行うことができる。   According to such a configuration, the balance adjusting means monitors the arc momentum of the measurement arm detected by the displacement detector, adjusts the current to be supplied to the boil coil, and the arc momentum of the measurement arm is set in advance. Since the balance adjustment is completed when the value is reached, the balance adjustment of the measurement arm can be performed accurately.

本発明の表面性状測定機において、前記スタイラスは、前記測定アームの先端に前記円弧運動方向に向かってそれぞれ突出する一対のスタイラスを有し、前記ボイスコイルは、前記測定アームが前記円弧運動方向の一方向へ付勢される姿勢および他方向に付勢される姿勢に切り替える測定アーム姿勢切替機構を構成している、ことが好ましい。   In the surface texture measuring machine according to the present invention, the stylus has a pair of styluses protruding toward the arc movement direction at the tip of the measurement arm, and the voice coil has the measurement arm in the arc movement direction. It is preferable to configure a measurement arm posture switching mechanism that switches between a posture biased in one direction and a posture biased in the other direction.

このような構成によれば、測定アームの先端には円弧運動方向に向かってそれぞれ突出する一対のスタイラスを有しているから、測定アーム姿勢切替機構によって、測定アームが付勢される方向を切り替えれば、つまり、測定アームが円弧運動方向の一方向へ付勢される姿勢および他方向に付勢される姿勢に切り替えれば、例えば、孔の上下面の表面性状や、板状被測定物の表裏面の表面性状を測定することができる。   According to such a configuration, since the tip of the measurement arm has the pair of styluses protruding in the arc motion direction, the direction in which the measurement arm is urged can be switched by the measurement arm posture switching mechanism. In other words, if the measurement arm is switched to a posture biased in one direction of the arc motion direction and a posture biased in the other direction, for example, the surface properties of the upper and lower surfaces of the hole and the surface of the plate-like object to be measured The surface property of the back surface can be measured.

本発明の表面性状測定機において、前記測定アーム姿勢切替機構によって前記測定アームの姿勢が切替動作された際に、前記測定アームの切替動作速度を予め設定された速度に制御する速度制御機構を備える、ことが好ましい。   The surface texture measuring instrument according to the present invention includes a speed control mechanism that controls a switching operation speed of the measurement arm to a preset speed when the posture of the measurement arm is switched by the measurement arm posture switching mechanism. Is preferable.

このような構成によれば、測定アームが円弧運動方向の一方向(例えば、上方向)から他方向(例えば、下方向)へ切替動作されると、速度制御機構によって測定アームの切替動作速度が予め設定された速度に制御されるから、測定アームの切替動作速度を一定速度以下に抑えることができる。そのため、例えば、孔の内面測定において、スタイラスが穴の内面に衝突したときの衝撃を抑えることができるから、スタイラスや被測定物の損傷を少なくすることができる。   According to such a configuration, when the measurement arm is switched from one direction (for example, upward) to the other direction (for example, downward) in the arc motion direction, the switching operation speed of the measurement arm is changed by the speed control mechanism. Since the speed is controlled to a preset speed, the switching operation speed of the measurement arm can be suppressed to a predetermined speed or less. Therefore, for example, in measuring the inner surface of the hole, the impact when the stylus collides with the inner surface of the hole can be suppressed, so that damage to the stylus and the object to be measured can be reduced.

本発明の実施形態に係る表面性状測定機を示す斜視図。The perspective view which shows the surface texture measuring machine which concerns on embodiment of this invention. 同上実施形態のX軸駆動機構およびスタイラス変位検出手段を示す図。The figure which shows the X-axis drive mechanism and stylus displacement detection means of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定アームおよび変位検出器の関係を示す平面図。The top view which shows the relationship between the measurement arm and displacement detector of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定アームおよび測定アーム姿勢切替機構を示す図。The figure which shows the measurement arm and measurement arm attitude | position switching mechanism of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定姿勢・測定力制御回路を示す図。The figure which shows the measurement attitude | position and measurement force control circuit of embodiment same as the above. 同上実施形態の着脱機構を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the attachment / detachment mechanism of embodiment same as the above. 同上実施形態の接触検知回路を示す図。The figure which shows the contact detection circuit of embodiment same as the above. 同上実施形態の制御システムを示すブロック図、The block diagram which shows the control system of embodiment same as the above, 同上実施形態において、孔の内周面の上下面を測定する例を示す図、The figure which shows the example which measures the upper and lower surfaces of the internal peripheral surface of a hole in embodiment same as the above, 同上実施形態において、厚みを測定する例を示す図。The figure which shows the example which measures thickness in embodiment same as the above. 同上実施形態の測定アームのバランス調整の手順を示すフロー図。The flowchart which shows the procedure of balance adjustment of the measurement arm of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定アームのバランス調整の他の手順を示すフロー図。The flowchart which shows the other procedure of balance adjustment of the measurement arm of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定アームのバランス調整の更に他の手順を示すフロー図。The flowchart which shows the further another procedure of balance adjustment of the measurement arm of embodiment same as the above. 同上実施形態の測定姿勢・測定力制御回路の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the measurement attitude | position and measurement force control circuit of embodiment same as the above.

<表面性状測定機の説明(図1〜図8参照)>
本実施形態に係る表面性状測定機は、図1に示すように、ベース1と、このベース1上に載置され上面に被測定物を載置するステージ10と、被測定物の表面に接触されるスタイラス26A,26Bを有するスタイラス変位検出手段20と、このスタイラス変位検出手段20とステージ10とを相対移動させる相対移動機構40とを備える。
<Description of surface texture measuring instrument (see FIGS. 1 to 8)>
As shown in FIG. 1, the surface texture measuring instrument according to the present embodiment is in contact with a base 1, a stage 10 placed on the base 1 and placing an object to be measured on the upper surface, and the surface of the object to be measured. The stylus displacement detecting means 20 having the styluses 26A and 26B, and the relative movement mechanism 40 for relatively moving the stylus displacement detecting means 20 and the stage 10 are provided.

相対移動機構40は、ベース1とステージ10との間に設けられステージ10を水平方向の一方向(Y軸方向)へ移動させるY軸駆動機構41と、ベース1の上面に立設されたコラム42と、このコラム42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43と、このZスライダ43を上下方向へ昇降させるZ軸駆動機構44と、Zスライダ43に設けられスタイラス変位検出手段20をステージ10の移動方向(Y軸方向)およびZスライダ43の移動方向(Z軸方向)に対して直交する方向(X軸方向)へ移動させるX軸駆動機構45とを備える。従って、相対移動機構40は、ステージ10をY軸方向へ移動させるY軸駆動機構41と、スタイラス変位検出手段20をZ軸方向へ移動させるZ軸駆動機構44と、スタイラス変位検出手段20をX軸方向へ移動させるX軸駆動機構45とを含む三次元移動機構によって構成されている。   The relative movement mechanism 40 is provided between the base 1 and the stage 10 and moves the stage 10 in one horizontal direction (Y-axis direction), and a column erected on the upper surface of the base 1. 42, a Z slider 43 provided on the column 42 so as to be movable in the vertical direction (Z-axis direction), a Z-axis drive mechanism 44 for raising and lowering the Z slider 43 in the vertical direction, and a stylus provided on the Z slider 43. An X-axis drive mechanism 45 that moves the displacement detection means 20 in a direction (X-axis direction) orthogonal to the movement direction (Y-axis direction) of the stage 10 and the movement direction (Z-axis direction) of the Z slider 43; Accordingly, the relative movement mechanism 40 includes the Y-axis drive mechanism 41 that moves the stage 10 in the Y-axis direction, the Z-axis drive mechanism 44 that moves the stylus displacement detection means 20 in the Z-axis direction, and the stylus displacement detection means 20 as X. The three-dimensional moving mechanism includes an X-axis driving mechanism 45 that moves in the axial direction.

Y軸駆動機構41およびZ軸駆動機構44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。
X軸駆動機構45は、図2に示すように、Zスライダ43に固定された駆動機構本体46と、この駆動機構本体46にX軸方向と平行に設けられたガイドレール47と、このガイドレール47に沿ってX軸方向へ移動可能に設けられたXスライダ48と、このXスライダ48のX軸方向位置を検出するX軸位置検出器49と、Xスライダ48をガイドレール47に沿って移動させる送り機構50とを備える。
送り機構50は、駆動機構本体46にガイドレール47と平行に設けられXスライダ48に螺合された送りねじ軸51と、駆動源としてのモータ52と、このモータ52の回転を送りねじ軸51に伝達する回転伝達機構53とから構成されている。回転伝達機構53は、例えば、歯車列や、ベルトおよびプーリなどの機構によって構成されている。
The Y-axis drive mechanism 41 and the Z-axis drive mechanism 44 are not shown in the figure, but are constituted by, for example, a feed screw mechanism having a ball screw shaft and a nut member screwed to the ball screw shaft.
As shown in FIG. 2, the X-axis drive mechanism 45 includes a drive mechanism main body 46 fixed to the Z slider 43, a guide rail 47 provided on the drive mechanism main body 46 in parallel with the X-axis direction, and the guide rail. 47, an X slider 48 provided so as to be movable in the X axis direction, an X axis position detector 49 for detecting the position of the X slider 48 in the X axis direction, and the X slider 48 is moved along the guide rail 47. And a feeding mechanism 50 to be operated.
The feed mechanism 50 is provided on the drive mechanism main body 46 in parallel with the guide rail 47 and screwed to the X slider 48, a motor 52 as a drive source, and the rotation of the motor 52 that feeds the feed screw shaft 51. And a rotation transmission mechanism 53 for transmitting to the motor. The rotation transmission mechanism 53 is configured by mechanisms such as a gear train, a belt, and a pulley, for example.

スタイラス変位検出手段20は、図2に示すように、Xスライダ48にボルト21を介して着脱可能に吊り下げ支持された本体としてのブラケット22と、このブラケット22に支持軸としての回転軸23を支点として上下方向へ揺動可能(円弧運動可能)に支持された測定アーム24と、この測定アーム24の先端に設けられた一対のスタイラス26A,26Bと、測定アーム24の円弧運動量(Z軸方向の変位量)を検出する変位検出器27と、測定アーム24に位置調整可能に設けられたバランスウエイト29と、測定アーム24が円弧運動方向の一方向(例えば、上方向)に付勢される姿勢および他方向(下方向)に付勢される姿勢に切り替える測定アーム姿勢切替機構60と、ブラケット22、測定アーム24、変位検出器27、バランスウエイト29、測定アーム姿勢切替機構60を覆うケーシング28とを含んで構成されている。   As shown in FIG. 2, the stylus displacement detecting means 20 includes a bracket 22 as a main body that is detachably supported by a X slider 48 via bolts 21, and a rotating shaft 23 as a support shaft attached to the bracket 22. A measurement arm 24 supported as a fulcrum so as to be swingable in the vertical direction (arc motion is possible), a pair of styluses 26A and 26B provided at the tip of the measurement arm 24, and an arc motion amount (Z-axis direction) of the measurement arm 24 The displacement detector 27 for detecting the displacement amount), the balance weight 29 provided on the measurement arm 24 so that the position can be adjusted, and the measurement arm 24 are biased in one direction (for example, upward) in the arc motion direction. A measurement arm posture switching mechanism 60 for switching between a posture and a posture biased in another direction (downward), a bracket 22, a measurement arm 24, a displacement detector 27, Lance weight 29, covering the measuring arm posture switching mechanism 60 is configured to include a casing 28.

測定アーム24は、ブラケット22に回転軸23を支点として上下方向へ円弧運動可能に支持された第1測定アーム24Aと、この第1測定アーム24Aの先端に着脱機構25を介して交換可能に取り付けられた第2測定アーム24Bとから構成されている。着脱機構25は、第1測定アーム24Aと第2測定アーム24Bとが一直線上に配置されるようにこれらを接続する。
スタイラス26A,26Bは、第2測定アーム24Bに対して円弧運動方向に突出して設けられている。つまり、第2測定アーム24Bに対して上向きのスタイラス26Aと下向きのスタイラス26Bとが上下方向に直角に突出して設けられている。
The measurement arm 24 is mounted on the bracket 22 so as to be exchangeable via a detachable mechanism 25 at the tip of the first measurement arm 24A supported by the bracket 22 so as to be capable of circular motion in the vertical direction about the rotation shaft 23 as a fulcrum. And the second measurement arm 24B. The attachment / detachment mechanism 25 connects the first measurement arm 24A and the second measurement arm 24B so that they are arranged in a straight line.
The styluss 26A and 26B are provided so as to protrude in the arc motion direction with respect to the second measurement arm 24B. That is, an upward stylus 26A and a downward stylus 26B are provided to protrude perpendicularly to the vertical direction with respect to the second measurement arm 24B.

変位検出器27は、図3に示すように、測定アーム24の円弧運動範囲に沿って設けられ、測定アーム24の円弧運動量に対応した数のパルス信号を出力する位置検出器によって構成されている。具体的には、測定アーム24に設けられ測定アーム24の円弧運動方向に湾曲したスケール27Aと、このスケール27Aに対向して本体としてのブラケット22に取り付けられた検出ヘッド27Bとを備える。スケール27Aの検出面は、測定アーム24の軸線上でかつ測定アーム24の円弧運動面上に配置されている。これにより、スケール27Aの検出面、測定アーム24、スタイラス26A,26Bの先端が同一軸上に配置されることになる。
バランスウエイト29は、回転軸23を支点として第1測定アーム24A側の重量と、第2測定アーム24B側の重量とがバランスするように、測定アーム24の軸方向へ位置調整可能に設けられている。具体的には、バランスウエイト29は、止めねじにより測定アーム24の所望位置に固定される。あるいは、測定アーム24に雄ねじを形成し、この雄ねじにバランスウエイト29を位置調整可能に螺合してもよい。
As shown in FIG. 3, the displacement detector 27 is provided along the arc motion range of the measurement arm 24, and is configured by a position detector that outputs a number of pulse signals corresponding to the amount of arc motion of the measurement arm 24. . Specifically, a scale 27A provided on the measurement arm 24 and curved in the arc movement direction of the measurement arm 24, and a detection head 27B attached to a bracket 22 as a main body facing the scale 27A are provided. The detection surface of the scale 27 </ b> A is arranged on the axis line of the measurement arm 24 and on the arc motion surface of the measurement arm 24. Accordingly, the detection surface of the scale 27A, the measurement arm 24, and the tips of the styluses 26A and 26B are arranged on the same axis.
The balance weight 29 is provided so that its position in the axial direction of the measurement arm 24 can be adjusted so that the weight on the first measurement arm 24A side and the weight on the second measurement arm 24B side are balanced with the rotation shaft 23 as a fulcrum. Yes. Specifically, the balance weight 29 is fixed to a desired position of the measurement arm 24 by a set screw. Alternatively, a male screw may be formed on the measurement arm 24, and the balance weight 29 may be screwed onto the male screw so that the position can be adjusted.

測定アーム姿勢切替機構60は、図4に示すように、第1測定アーム24Aの途中に設けられた円筒状の磁石61と、この磁石61内を通って本体としてのブラケット22に固定され測定アーム24を回転軸23を支点として円弧運動方向の一方向(上方向)および他方向(下方向)へ付勢するボイスコイル62によって構成され、測定姿勢・測定力制御回路70からの指令で制御される。測定姿勢・測定力制御回路70からの指令により、ボイスコイル62に電流が流されると、ボイスコイル62から発生する電磁力と磁石61の磁力により、測定アーム24の磁石61がボイルコイル62に引きつけられ、測定アーム24の先端が上方向または下方向へ付勢される姿勢に切り替えられる。
ここに、測定アーム姿勢切替機構60は、測定アーム24を回転軸23を支点として円弧運動方向へ付勢するボイスコイル62を含み、測定アーム24を円弧運動方向へ付勢しスタイラス26A,26Bに測定力を付与する測定力付与手段を兼ねている。
As shown in FIG. 4, the measurement arm posture switching mechanism 60 is fixed to the cylindrical magnet 61 provided in the middle of the first measurement arm 24A and the bracket 22 as the main body through the magnet 61. 24 is composed of a voice coil 62 that urges the rotating shaft 23 as a fulcrum in one direction (upward) and the other direction (downward) in the arc motion direction, and is controlled by a command from the measurement posture / measurement force control circuit 70. The When a current is passed through the voice coil 62 according to a command from the measurement attitude / measurement force control circuit 70, the magnet 61 of the measurement arm 24 is attracted to the boil coil 62 by the electromagnetic force generated from the voice coil 62 and the magnetic force of the magnet 61. Then, the posture of the measurement arm 24 is switched to a posture in which the tip of the measurement arm 24 is biased upward or downward.
Here, the measurement arm posture switching mechanism 60 includes a voice coil 62 that urges the measurement arm 24 in the arc motion direction with the rotating shaft 23 as a fulcrum, and urges the measurement arm 24 in the arc motion direction to the stylus 26A, 26B. It also serves as a measuring force applying means for applying a measuring force.

測定姿勢・測定力制御回路70は、図5に示すように、後述する制御装置101から出力されるバランス指令、切替動作指令(上向きまたは下向き切替動作指令)、測定力指令に応じて予め設定した速度に対応する電圧A(指令速度信号)を発生するCPUなどからなる指令信号発生手段72と、この指令信号発生手段72からの電圧A(デジタル信号)をアナログ信号に変換するデジタルアナログコンバータ73と、変位検出器27からのパルス信号(周波数)を基に測定アーム24の動作速度に対応した電圧B(動作速度信号)を出力する測定アーム速度検出手段としての周波数電圧コンバータ74と、指令速度信号(電圧A)と動作速度信号(電圧B)との差電圧Cを出力する差分出力手段としての減算器75と、この減算器75からの差電圧Cを電流に変換し測定アーム姿勢切替機構60のボイスコイル62に与える定電流回路76とを含んで構成されている。これにより、測定アーム24の動作速度を予め設定した一定速度以下に抑えながら測定アーム24を円弧運動させることができる。
ここで、指令信号発生手段72から発生される電圧A(指令速度信号)は、スタイラス26A,26Bが被測定物に接触した際に、スタイラス26A,26Bや被測定物が損傷することがない速度に設定されている。
As shown in FIG. 5, the measurement posture / measurement force control circuit 70 is preset according to a balance command, a switching operation command (upward or downward switching operation command), and a measurement force command output from the control device 101 described later. A command signal generating means 72 comprising a CPU for generating a voltage A (command speed signal) corresponding to the speed, and a digital / analog converter 73 for converting the voltage A (digital signal) from the command signal generating means 72 into an analog signal; A frequency voltage converter 74 as a measurement arm speed detection means for outputting a voltage B (operation speed signal) corresponding to the operation speed of the measurement arm 24 based on a pulse signal (frequency) from the displacement detector 27, and a command speed signal A subtractor 75 as a differential output means for outputting a differential voltage C between (voltage A) and the operation speed signal (voltage B); It is configured to include a constant current circuit 76 to be supplied to the voice coil 62 of converting the differential voltage C current measurement arm position switching mechanism 60. As a result, the measurement arm 24 can be moved in a circular arc while the operating speed of the measurement arm 24 is kept below a predetermined constant speed.
Here, the voltage A (command speed signal) generated from the command signal generating means 72 is a speed at which the stylus 26A, 26B and the measured object are not damaged when the stylus 26A, 26B contacts the measured object. Is set to

着脱機構25は、図2に示すように、ケーシング28内に配置される。また、着脱機構25は、図6に示すように、第1測定アーム24Aの先端に設けられた矩形板状の第1プレート81と、第2測定アーム24Bの基端に設けられた矩形板状の第2プレート82と、第1プレート81に対して第2プレート82を対向させた際に第1プレート81に対して第2プレート82を所定の位置に位置決めする位置決め機構83と、第1プレート81に設けられた磁石95と、第2プレート82に設けられ磁石95に吸着される磁性体96とを含んで構成されている。   The attaching / detaching mechanism 25 is disposed in the casing 28 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6, the attachment / detachment mechanism 25 includes a rectangular plate-like first plate 81 provided at the distal end of the first measurement arm 24A and a rectangular plate-like shape provided at the base end of the second measurement arm 24B. A second plate 82, a positioning mechanism 83 that positions the second plate 82 at a predetermined position with respect to the first plate 81 when the second plate 82 is opposed to the first plate 81, and a first plate 81 includes a magnet 95 provided on 81 and a magnetic body 96 provided on the second plate 82 and attracted to the magnet 95.

位置決め機構83は、一対の円柱状位置決め部材84A,84Bが測定アーム24の軸方向に沿って平行にかつ所定間隔あけて配置された第1着座部85と、一対の円柱状位置決め部材84A,84Bが測定アーム24の軸方向に沿って平行にかつ所定間隔あけて配置されかつ第1着座部85に対して測定アーム24の軸方向に離間して設けられた第2着座部86と、一対の円柱状位置決め部材84A,84Bが測定アーム24の軸方向に対して直角にかつ所定間隔あけて配置された第3着座部87と、これら第1着座部85、第2着座部86および第3着座部87にそれぞれ対応して設けられこれらに係脱可能な係合球部88,89,90と、少なくとも2以上の係合孔91,92と、これら各係合孔91,92に係合する少なくとも2以上の係合ピン93,94とを備えている。   The positioning mechanism 83 includes a first seating portion 85 in which a pair of columnar positioning members 84A and 84B are arranged in parallel along the axial direction of the measurement arm 24 at a predetermined interval, and a pair of columnar positioning members 84A and 84B. And a pair of second seating portions 86 arranged in parallel and spaced apart from each other along the axial direction of the measurement arm 24 and spaced apart from the first seating portion 85 in the axial direction of the measurement arm 24. A third seating portion 87 in which cylindrical positioning members 84A and 84B are arranged at right angles to the axial direction of the measurement arm 24 and at a predetermined interval, and the first seating portion 85, the second seating portion 86, and the third seating. Engaging ball portions 88, 89, 90 that are provided corresponding to the portions 87 and can be engaged with and disengaged from each other, at least two engaging holes 91, 92, and engage with the engaging holes 91, 92, respectively. At least 2 or more And a coupling pin 93 and 94.

第1着座部85、第2着座部86、第3着座部87および係合ピン93,94は、第1プレート81に配置されている。具体的には、第1プレート81において、測定アーム24の軸方向に離れた両端部に第1着座部85および第2着座部86が配置され、こられ第1着座部85および第2着座部86よりも下方で、かつ、これらの間に第3着座部87が配置されている。また、第1着座部85および第2着座部86の真下位置に係合ピン93,94が配置されているとともに、第1着座部85、第2着座部86、第3着座部87の間に磁石95が配置されている。
係合球部88,89,90および係合孔91,92は、第2プレート82に配置されている。つまり、第1プレート81に対して第2プレート82を所定位置に位置決めしたときに、第2プレート82において、第1プレート81の第1着座部85、第2着座部86、第3着座部87に対応する位置に係合球部88,89,90が、係合ピン93,94に対応した位置に係合孔91,92が、磁石95に対応した位置に磁性体96がそれぞれ配置されている。
The first seat portion 85, the second seat portion 86, the third seat portion 87, and the engagement pins 93 and 94 are disposed on the first plate 81. Specifically, in the first plate 81, the first seating portion 85 and the second seating portion 86 are disposed at both ends of the measurement arm 24 that are separated from each other in the axial direction. A third seating portion 87 is disposed below and between 86 and 86. In addition, engagement pins 93 and 94 are disposed immediately below the first seating portion 85 and the second seating portion 86, and between the first seating portion 85, the second seating portion 86, and the third seating portion 87. A magnet 95 is arranged.
The engaging ball portions 88, 89, 90 and the engaging holes 91, 92 are arranged in the second plate 82. That is, when the second plate 82 is positioned at a predetermined position with respect to the first plate 81, the first seating portion 85, the second seating portion 86, and the third seating portion 87 of the first plate 81 in the second plate 82. Engagement balls 88, 89, 90 are arranged at positions corresponding to the engagement pins 93, 94, engagement holes 91, 92 are arranged at positions corresponding to the magnets 95, and magnetic bodies 96 are arranged at positions corresponding to the magnets 95, respectively. Yes.

また、係合球部88,89,90は、第1プレート81に対して第2プレート82を所定位置に位置決めしたとき、それぞれ対応する着座部の円柱状位置決め部材84A,84Bの間に嵌り、円柱状位置決め部材84A,84Bと接触するように配置されている。これら各着座部85,86,87を構成する一対の円柱状位置決め部材84A,84Bおよび係合球部88,89,90は、導電性材料によって形成されている。そして、図7に示すように、これら各着座部85,86,87を構成する一対の円柱状位置決め部材84A,84Bとこれに係脱される係合球部88,89,90との接触、離間によって開閉される着座センサ97,98,99が形成され、これらの着座センサ97,98,99が直列に接続されて接触検知回路100に接続されている。
接触検知回路100は、着座センサ97,98,99の接触、離間を検知し、その状態をランプの点灯や消灯、表示部への表示、あるいは、ブザーなどの音などで報知する。
また、係合ピン93,94の突出量は、これら係合ピン93,94が係合孔91,92に係合し始めてから、磁石95に磁性体96が吸着されるように設定されている。
Further, when the second plate 82 is positioned at a predetermined position with respect to the first plate 81, the engaging ball portions 88, 89, 90 fit between the corresponding cylindrical positioning members 84A, 84B of the corresponding seating portions, It arrange | positions so that cylindrical positioning member 84A, 84B may be contacted. The pair of columnar positioning members 84A and 84B and the engaging ball portions 88, 89, and 90 constituting the seating portions 85, 86, and 87 are formed of a conductive material. Then, as shown in FIG. 7, the contact between the pair of columnar positioning members 84A, 84B constituting the respective seating portions 85, 86, 87 and the engaging ball portions 88, 89, 90 engaged and disengaged thereto, Seating sensors 97, 98, and 99 that are opened and closed by separation are formed, and these seating sensors 97, 98, and 99 are connected in series and connected to the contact detection circuit 100.
The contact detection circuit 100 detects the contact and separation of the seating sensors 97, 98, and 99, and notifies the state by turning on / off the lamp, displaying on the display unit, or sound of a buzzer.
Further, the protruding amounts of the engaging pins 93 and 94 are set so that the magnetic body 96 is attracted to the magnet 95 after the engaging pins 93 and 94 start to engage with the engaging holes 91 and 92. .

図8は、本表面性状測定機の制御システムを示している。制御装置101には、Y軸駆動機構41、Z軸駆動機構44、X軸駆動機構45、スタイラス変位検出手段20に含まれる変位検出器27、接触検知回路100、測定アーム姿勢切替機構60(これは、測定姿勢・測定力制御回路70を介して)が接続されているとともに、入力手段102、出力手段103、記憶装置104などが接続されている。
ここで、制御装置101は、接触検知回路100においていずれかの着座センサ97,98,99が離間したことが検知されたときに、相対移動機構40(Y軸駆動機構41、Z軸駆動機構44、X軸駆動機構45)の駆動を停止させる駆動停止手段を構成している。また、制御装置101は、第2測定アーム24Bの交換後に、測定アーム姿勢切替機構60のボイルコイル62に通電する電流を調整して測定アーム24のバランスを調整するバランス調整手段を構成している。具体的には、変位検出器27によって検出される測定アーム24の円弧運動量を監視しながら、ボイルコイル62に通電する電流を調整し、測定アーム24の円弧運動量が予め設定した設定値になった段階でバランス調整を完了させるバランス調整手段を構成している。
FIG. 8 shows a control system of the surface texture measuring machine. The control device 101 includes a Y-axis drive mechanism 41, a Z-axis drive mechanism 44, an X-axis drive mechanism 45, a displacement detector 27 included in the stylus displacement detection means 20, a contact detection circuit 100, and a measurement arm posture switching mechanism 60 (this). Are connected via a measurement posture / measuring force control circuit 70), and an input means 102, an output means 103, a storage device 104, and the like are connected.
Here, when the contact detection circuit 100 detects that any of the seating sensors 97, 98, 99 is separated, the control device 101 detects the relative movement mechanism 40 (Y-axis drive mechanism 41, Z-axis drive mechanism 44). , And a drive stop means for stopping the drive of the X-axis drive mechanism 45). In addition, the control device 101 constitutes a balance adjustment unit that adjusts the current supplied to the boil coil 62 of the measurement arm posture switching mechanism 60 to adjust the balance of the measurement arm 24 after the second measurement arm 24B is replaced. . Specifically, while monitoring the arc momentum of the measurement arm 24 detected by the displacement detector 27, the current supplied to the boil coil 62 was adjusted, and the arc momentum of the measurement arm 24 became a preset value. A balance adjusting means for completing the balance adjustment in stages is configured.

<測定方法の説明>
(孔の内周面の上下面を測定する場合)
例えば、図9に示すように、被測定物W1の穴Hの内周面のうち、下面と上面とを測定する場合、相対移動機構40を駆動させて、測定アーム24のスタイラス26A,26Bを被測定物W1の穴H内に位置させたのち、制御装置101から、下向切替動作指令および測定力指令を出力する。すると、測定姿勢・測定力制御回路70によって、測定アーム24の先端が下向きに付勢されるとともに、指令測定力に応じた電流が、測定アーム姿勢切替機構60のボイルコイル62に与えられる。
これにより、測定アーム姿勢切替機構60によって、測定アーム24の先端が例えば下方向に付勢される方向へ予め設定された速度で測定アーム24が動作され、下向きスタイラス26Bが指令測定力で穴Hの下面に接触される。この状態において、相対移動機構40によりスタイラス変位検出手段20とステージ10とを穴Hの軸方向(X軸方向)へ相対移動させると、変位検出器27によって測定アーム24の円弧運動量が検出され、この円弧運動量から穴Hの下面の表面性状が測定される。
<Description of measurement method>
(When measuring the upper and lower surfaces of the inner peripheral surface of the hole)
For example, as shown in FIG. 9, when measuring the lower surface and the upper surface of the inner peripheral surface of the hole H of the workpiece W <b> 1, the relative movement mechanism 40 is driven and the styluses 26 </ b> A and 26 </ b> B of the measurement arm 24 are moved. After being positioned in the hole H of the workpiece W1, the controller 101 outputs a downward switching operation command and a measurement force command. Then, the measurement posture / measurement force control circuit 70 urges the tip of the measurement arm 24 downward, and a current corresponding to the command measurement force is given to the boil coil 62 of the measurement arm posture switching mechanism 60.
Thus, the measurement arm posture switching mechanism 60 operates the measurement arm 24 at a speed set in advance in a direction in which the tip of the measurement arm 24 is urged downward, for example, and the downward stylus 26B moves to the hole H with the command measurement force. It is in contact with the lower surface. In this state, when the relative movement mechanism 40 relatively moves the stylus displacement detection means 20 and the stage 10 in the axial direction (X-axis direction) of the hole H, the displacement detector 27 detects the arc momentum of the measurement arm 24, The surface property of the lower surface of the hole H is measured from the arc momentum.

次に、制御装置101から、上向切替動作指令および測定力指令を出力する。すると、測定アーム姿勢切替機構60によって、測定アーム24の先端が上方向に付勢される方向へ予め設定された速度で測定アーム24が動作され、上向きのスタイラス26Aが穴Hの上面に指令測定力で接触される。
この状態において、相対移動機構40によりスタイラス変位検出手段20とステージ10とを穴の軸方向(X軸方向)へ相対移動させると、変位検出器27によって測定アーム24の円弧運動量が検出され、この円弧運動量から穴Hの上面の表面性状が測定される。
Next, an upward switching operation command and a measurement force command are output from the control device 101. Then, the measurement arm posture switching mechanism 60 operates the measurement arm 24 at a speed set in advance in a direction in which the tip of the measurement arm 24 is urged upward, and the upward stylus 26A performs command measurement on the upper surface of the hole H. Touched by force.
In this state, when the relative movement mechanism 40 relatively moves the stylus displacement detection means 20 and the stage 10 in the axial direction (X-axis direction) of the hole, the displacement detector 27 detects the arc momentum of the measurement arm 24, and this The surface property of the upper surface of the hole H is measured from the arc momentum.

(板状の被測定物の厚みを測定する場合)
図10に示すように、板状の被測定物W3の厚みを測定する場合、同様にして、制御装置101からの指令により、相対移動機構40を駆動させて、測定アーム24のスタイラス26A,26Bを被測定物W3の下面側に位置させたのち、測定アーム姿勢切替機構60によって測定アーム24の先端が円弧運動方向の上方向に付勢される姿勢に切り替えて、上向きスタイラス26Aを被測定物の下面に接触させる。この状態において、相対移動機構40によりスタイラス変位検出手段20とステージ10とをX軸方向へ相対移動させると、変位検出器27によって測定アーム24の円弧運動量が検出され、この円弧運動量から被測定物W3の下面の表面性状が測定される。
(When measuring the thickness of a plate-like object to be measured)
As shown in FIG. 10, when measuring the thickness of the plate-like object W3, the stylus 26A, 26B of the measurement arm 24 is driven in the same manner by driving the relative movement mechanism 40 according to a command from the control device 101. Is positioned on the lower surface side of the object to be measured W3, and then the measurement arm attitude switching mechanism 60 switches the attitude of the measurement arm 24 to an attitude in which the tip of the measurement arm 24 is urged upward in the arc motion direction, thereby moving the upward stylus 26A to the object to be measured. Contact the lower surface of. In this state, when the stylus displacement detecting means 20 and the stage 10 are relatively moved in the X-axis direction by the relative movement mechanism 40, the displacement detector 27 detects the arc momentum of the measurement arm 24, and the object to be measured is detected from the arc momentum. The surface property of the lower surface of W3 is measured.

次に、制御装置101からの指令により、相対移動機構40を駆動させて、測定アーム24のスタイラス26A,26Bを被測定物W3の上面側に位置させたのち、測定アーム姿勢切替機構60によって測定アーム24の先端が円弧運動方向の下方向に付勢される姿勢に切り替えて、下向きスタイラス26Bを被測定物W3の上面に接触させる。この状態において、相対移動機構40によりスタイラス変位検出手段20とステージ10とをX軸方向へ相対移動させると、変位検出器27によって測定アーム24の円弧運動量が検出され、この円弧運動量から被測定物W3の上面の表面性状が測定される。
このようにして得られた被測定物W3の下面表面性状と、被測定物W3の上面表面性状とから、被測定物W3の厚みtや段差dなどを正確に求めることができる。
Next, the relative movement mechanism 40 is driven in accordance with a command from the control device 101 so that the stylus 26A, 26B of the measurement arm 24 is positioned on the upper surface side of the workpiece W3, and then measured by the measurement arm posture switching mechanism 60. The posture is switched to a posture in which the tip of the arm 24 is urged downward in the arc motion direction, and the downward stylus 26B is brought into contact with the upper surface of the workpiece W3. In this state, when the stylus displacement detecting means 20 and the stage 10 are relatively moved in the X-axis direction by the relative movement mechanism 40, the displacement detector 27 detects the arc momentum of the measurement arm 24, and the object to be measured is detected from the arc momentum. The surface texture of the upper surface of W3 is measured.
From the bottom surface property of the measured object W3 and the top surface property of the measured object W3 thus obtained, the thickness t, the step d, etc. of the measured object W3 can be accurately obtained.

従って、測定アーム24の先端には円弧運動方向に向かってそれぞれ突出する一対のスタイラス26A,26Bが設けられているから、測定アーム姿勢切替機構60によって、測定アーム24が付勢される方向を切り替えれば、つまり、測定アーム24が円弧運動方向の一方向(上方向)へ付勢される姿勢および他方向(下方向)に付勢される姿勢に切り替えれば、例えば、穴Hの上下面の表面性状や、板状被測定物W3の表裏面の表面性状を測定することができる。   Therefore, since the pair of styluss 26A and 26B projecting in the arc movement direction are provided at the tip of the measurement arm 24, the direction in which the measurement arm 24 is urged can be switched by the measurement arm posture switching mechanism 60. In other words, if the measurement arm 24 is switched between a posture in which the measuring arm 24 is biased in one direction (upward) in the arc motion direction and a posture in which the measurement arm 24 is biased in the other direction (downward), for example, the surfaces of the upper and lower surfaces of the hole H The properties and the surface properties of the front and back surfaces of the plate-like workpiece W3 can be measured.

また、上述した測定動作において、測定アーム24が動作されると、例えば、測定アーム24の先端が下方向から上方向へ切替動作されると、測定姿勢・測定力制御回路70によって測定アーム24の動作速度が予め設定された速度に制御される。
つまり、測定アーム姿勢切替機構60によって、測定アーム24の先端が、例えば下方向から上方向へ切替動作されると、変位検出器27から測定アーム24の円弧運動量に対応した数のパルス信号が出力される。すると、周波数電圧コンバータ74により、変位検出器27からのパルス信号を基に測定アーム24の動作速度に対応した電圧Bが検出される。そして、この測定アーム24の動作速度に対応した電圧Bと指令信号発生手段72から出力される指令速度信号に応じた電圧Aとの差電圧Cが求められ、この差電圧Cに基づいてボイスコイル62に流す電流が制御されるから、測定アーム24の切替動作速度を指令信号発生手段72から出力される指令速度信号に保つことができる。
In the measurement operation described above, when the measurement arm 24 is operated, for example, when the tip of the measurement arm 24 is switched from the lower direction to the upper direction, the measurement posture / measurement force control circuit 70 causes the measurement arm 24 to move. The operation speed is controlled to a preset speed.
That is, when the distal end of the measurement arm 24 is switched from, for example, the lower direction to the upper direction by the measurement arm posture switching mechanism 60, a number of pulse signals corresponding to the arc momentum of the measurement arm 24 are output from the displacement detector 27. Is done. Then, the voltage B corresponding to the operating speed of the measurement arm 24 is detected by the frequency voltage converter 74 based on the pulse signal from the displacement detector 27. Then, a difference voltage C between the voltage B corresponding to the operating speed of the measuring arm 24 and the voltage A corresponding to the command speed signal output from the command signal generating means 72 is obtained, and the voice coil is determined based on the difference voltage C. Since the current flowing through 62 is controlled, the switching operation speed of the measurement arm 24 can be maintained at the command speed signal output from the command signal generating means 72.

従って、測定アーム24の動作速度を一定速度以下に抑えることができるから、スタイラス26A,26Bが穴Hの内面に衝突したときの衝撃を抑えることができる。そのため、スタイラス26A,26Bや被測定物W1の損傷を少なくすることができる。
また、測定アーム24の動作速度を任意の指令速度に保つことができるから、測定アーム24の動作速度を被測定物の材質などに適した速度に設定することができる。
しかも、測定姿勢・測定力制御回路70は、測定アーム24の円弧運動量、つまり、スタイラス26A,26Bの変位を検出する変位検出器27からのパルス信号を利用しているから、測定アーム24の切替動作速度を検出する速度検出手段を特別に設けなくてもよく、安価にかつコンパクトに構成できる。
Therefore, since the operation speed of the measurement arm 24 can be suppressed to a certain speed or less, the impact when the stylus 26A, 26B collides with the inner surface of the hole H can be suppressed. Therefore, damage to the stylus 26A, 26B and the object to be measured W1 can be reduced.
Further, since the operation speed of the measurement arm 24 can be maintained at an arbitrary command speed, the operation speed of the measurement arm 24 can be set to a speed suitable for the material of the object to be measured.
In addition, the measurement posture / measurement force control circuit 70 uses the arc motion amount of the measurement arm 24, that is, the pulse signal from the displacement detector 27 that detects the displacement of the stylus 26A, 26B. There is no need to provide special speed detection means for detecting the operation speed, and the apparatus can be configured inexpensively and compactly.

(測定動作時の作用)
これらの測定時などにおいて、スタイラス変位検出手段20の変位検出器27は、スケール27Aと検出ヘッド27Bとを含んで構成され、スケール27Aの検出面が測定アーム24の軸線上でかつ円弧運動面に配置されているから、オフセットなどによる誤差を低減して高精度な測定が期待できる。
(Operation during measurement operation)
At the time of these measurements, the displacement detector 27 of the stylus displacement detection means 20 includes a scale 27A and a detection head 27B, and the detection surface of the scale 27A is on the axis of the measurement arm 24 and is an arc motion surface. Since it is arranged, an error due to an offset or the like can be reduced and high-precision measurement can be expected.

また、これらの測定時において、もし、スタイラス26A,26Bや測定アーム24に磁石95の吸着力よりも大きな外力が作用すると、第1プレート81と第2プレート82との結合が外れる。すると、それ以上の外力がスタイラス26A,26Bや測定アーム24、スタイラス変位検出手段20の内部機構に作用しないから、これらの破損も未然に防ぐことができる。
このとき、第1プレート81と第2プレート82との結合が外れようとした場合でも、係合孔91,92に係合ピン93,94が引っ掛かるため、第2測定アーム24Bが落下する虞が少なく、しかも、着脱機構25がケーシング28内に配置されているから、測定アーム24やスタイラス26A,26Bに外力が作用して第2測定アーム24Bが着脱機構25から外れても、第2測定アーム24Bが落下する虞を少なくできる。従って、測定アーム24やスタイラス26A,26Bの破損を防止できる。更に、着脱機構25がケーシング28の内部にあるため、着脱機構25が被測定物に衝突する虞もないから、被測定物との衝突による着脱機構25の破損や、外部環境による汚れも低減できる。
Further, during these measurements, if an external force larger than the attractive force of the magnet 95 acts on the stylus 26A, 26B or the measurement arm 24, the first plate 81 and the second plate 82 are disconnected. Then, since the external force beyond it does not act on the internal mechanisms of the stylus 26A, 26B, the measurement arm 24, and the stylus displacement detecting means 20, these damages can be prevented beforehand.
At this time, even if the connection between the first plate 81 and the second plate 82 is about to be released, the engagement pins 93 and 94 are caught in the engagement holes 91 and 92, so that the second measurement arm 24B may fall. In addition, since the attachment / detachment mechanism 25 is arranged in the casing 28, even if the external force acts on the measurement arm 24 and the stylus 26A, 26B and the second measurement arm 24B is detached from the attachment / detachment mechanism 25, the second measurement arm The possibility that 24B falls can be reduced. Therefore, the measurement arm 24 and the stylus 26A, 26B can be prevented from being damaged. Furthermore, since the attachment / detachment mechanism 25 is inside the casing 28, there is no possibility that the attachment / detachment mechanism 25 will collide with the object to be measured, so damage to the attachment / detachment mechanism 25 due to the collision with the object to be measured and contamination due to the external environment can be reduced. .

このとき、接触検知回路100において、いずれかの着座センサ97,98,99が離間したことが検知されると、駆動停止手段を構成する制御装置101によって相対移動機構40の駆動が停止されるから、例えば、第2測定アーム24Bが着脱機構25から外れてしまった場合でも、相対移動機構40の駆動が停止されるから、測定作業を安全に行うことができる。   At this time, when the contact detection circuit 100 detects that any of the seating sensors 97, 98, 99 is separated, the control device 101 constituting the drive stop means stops the driving of the relative movement mechanism 40. For example, even when the second measurement arm 24B is detached from the attachment / detachment mechanism 25, the driving of the relative movement mechanism 40 is stopped, so that the measurement work can be performed safely.

(第2測定アームの交換作業)
被測定物の測定部位に応じて、異なるスタイラスを有する第2測定アーム24Bに交換する場合、まず、磁石95の吸着力よりも大きな力で、第2測定アーム24Bの第2プレート82を第1測定アーム24Aの第1プレート81から引き離したのち、新たに使用するスタイラスを有する第2測定アーム24Bの第2プレート82を第1プレート81に対向させる。
すると、磁石95とこれに吸着される磁性体96とによって、第1プレート81と第2プレート82とが吸着される。このとき、各係合球部88,89,90が各着座部85,86,87を構成する一対の円柱状位置決め部材84A,84Bにガイドされながらこれらの間の正しい位置に嵌り込むため、目視確認できなくても、第1プレート81に対して第2プレート82を概略一致する位置に対向させるだけのワンタッチ操作で、新たな第2測定アーム24Bを装着することができる。
従って、被測定物の測定部位形状に応じた最適なスタイラスを有する第2測定アーム24Bに交換して測定することができる。
(Second measuring arm replacement work)
When exchanging with the second measurement arm 24B having a different stylus according to the measurement site of the object to be measured, first, the second plate 82 of the second measurement arm 24B is moved to the first with a force larger than the attractive force of the magnet 95. After being separated from the first plate 81 of the measurement arm 24A, the second plate 82 of the second measurement arm 24B having a stylus to be newly used is opposed to the first plate 81.
Then, the first plate 81 and the second plate 82 are attracted by the magnet 95 and the magnetic body 96 attracted thereto. At this time, the engaging ball portions 88, 89, 90 are fitted into the correct positions between them while being guided by the pair of columnar positioning members 84A, 84B constituting the seating portions 85, 86, 87. Even if it cannot be confirmed, a new second measurement arm 24 </ b> B can be mounted by a one-touch operation only by causing the second plate 82 to face the first plate 81 at a position that approximately matches the first plate 81.
Therefore, the measurement can be performed by exchanging with the second measurement arm 24B having an optimum stylus according to the shape of the measurement site of the object to be measured.

この際、第2プレート82に形成された係合孔91,92に、第1プレート81に配置され係合ピン93,94も係合されるが、係合ピン93,94が係合孔91,92に係合し始めてから、磁石95に磁性体96が吸着されるように、係合ピン93,94の突出量が設定されているから、目視確認できなくても、第1プレート81に対して第2プレート82が正しい位置で結合されたことを、磁石95の吸着力を利用して感触として把握することができる。
また、接触検知回路100によって、着座センサ97,98,99の接触、離間を検知することができるので、第2測定アーム24Bの交換時においては、第2測定アーム24Bが適切に交換できたか否かを確認することができる。
At this time, the engagement holes 91 and 92 formed in the second plate 82 are arranged on the first plate 81 and the engagement pins 93 and 94 are also engaged, but the engagement pins 93 and 94 are engaged with the engagement holes 91. The engagement pins 93 and 94 are set so that the magnetic body 96 is attracted to the magnet 95 after the engagement with the first plate 81. On the other hand, the fact that the second plate 82 is coupled at the correct position can be grasped as a touch using the attractive force of the magnet 95.
Further, since the contact detection circuit 100 can detect contact and separation of the seating sensors 97, 98, and 99, whether or not the second measurement arm 24B can be properly replaced when the second measurement arm 24B is replaced. Can be confirmed.

また、着脱機構25がケーシング28内に配置されているため、つまり、着脱機構25がケーシング28の外側に配置されている場合よりも、着脱機構25が測定アーム24の支点である回転軸23に近くなるため、第2測定アーム24Bの着脱時において、支点にかかるモーメントを低減でき、支点の軸受けの負荷低減、破損防止効果が期待できる。   Further, since the attachment / detachment mechanism 25 is disposed in the casing 28, that is, the attachment / detachment mechanism 25 is attached to the rotary shaft 23 that is a fulcrum of the measurement arm 24, compared to the case where the attachment / detachment mechanism 25 is disposed outside the casing 28. Therefore, when the second measuring arm 24B is attached / detached, the moment applied to the fulcrum can be reduced, and the bearing load on the fulcrum can be reduced and the damage can be prevented.

この状態、つまり、第1プレート81と第2プレート82とが吸着された状態では、第3着座部87によって測定アーム24の軸方向の位置規制が、また、第1着座部85および第2着座部86によって第1着座部85に係合する係合球部88を中心とする回転方向の規制が行われるから、第1プレート81と第2プレート82とを所定の関係に正確に位置決めできる。しかも、この状態では、第1着座部85と第2着座部86とは測定アーム24の軸方向に離間して設けられているから、比較的コンパクトな構成で、かつ、小さな力で測定アーム24を保持することができる。なお、第1着座部85と第2着座部86との間の距離は長い方がよく、本実施形態のごとく、第1着座部85と第2着座部86とを、第1プレート81において測定アーム24の軸方向に離れた両端部に配置するのが好ましい。   In this state, that is, in a state where the first plate 81 and the second plate 82 are adsorbed, the position of the measuring arm 24 in the axial direction is restricted by the third seating portion 87, and the first seating portion 85 and the second seating are also seated. Since the rotation direction around the engaging ball portion 88 engaged with the first seating portion 85 is regulated by the portion 86, the first plate 81 and the second plate 82 can be accurately positioned in a predetermined relationship. In addition, in this state, the first seat 85 and the second seat 86 are provided apart from each other in the axial direction of the measurement arm 24, so that the measurement arm 24 has a relatively compact configuration and a small force. Can be held. The distance between the first seating portion 85 and the second seating portion 86 should be long, and the first seating portion 85 and the second seating portion 86 are measured on the first plate 81 as in this embodiment. The arm 24 is preferably disposed at both ends of the arm 24 that are separated in the axial direction.

また、第2測定アーム24Bが交換されたのち、制御装置101において、バランス指令を出力すると、図11に示すフロー図に従って処理が行われ、測定アーム24のバランスが自動的に調整される。
つまり、ステップ(以下、STと略す)1において、制御装置101から測定力0の設定指令を出力したのち、ST2において、変位検出器27の値監視を開始する。
ST3において、制御装置101からある測定力の設定指令を出力すると、ST4において、制御装置101は、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内であるかをチェックする。
ST4において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内でない場合には、つまり、交換した第2測定アーム24Bを含む測定アーム24のバランスが大きく崩れてしまった場合には、ST5へ進み、変位検出器27の値が変化する方向とは逆の方向に測定力の設定指令を出力し、ST4において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内になるまでST5の処理を繰り返す。
ST4において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内になると、ST6において、測定アーム24のバランスがとれたと判断し、処理を終了する。
なお、測定時において測定力を設定するには、バランスがとれた状態の測定力を0として、それから測定時に付加する測定力を加算して測定力を設定する。
Further, after the second measurement arm 24B is replaced, when the control device 101 outputs a balance command, processing is performed according to the flowchart shown in FIG. 11, and the balance of the measurement arm 24 is automatically adjusted.
That is, in step (hereinafter abbreviated as ST) 1, a setting command for measuring force 0 is output from the control device 101, and then the value monitoring of the displacement detector 27 is started in ST 2.
In ST3, when a command for setting a certain measuring force is output from the control device 101, in ST4, the control device 101 checks whether or not the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range.
In ST4, when the amount of change in the value of the displacement detector 27 within a certain time is not within a certain range, that is, when the balance of the measurement arm 24 including the replaced second measurement arm 24B has been greatly lost. Then, the process proceeds to ST5, where a measurement force setting command is output in a direction opposite to the direction in which the value of the displacement detector 27 changes. In ST4, the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range. The process of ST5 is repeated until.
When the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range in ST4, it is determined in ST6 that the measurement arm 24 is balanced, and the process is terminated.
In order to set the measurement force at the time of measurement, the measurement force in a balanced state is set to 0, and then the measurement force added at the time of measurement is added to set the measurement force.

従って、交換した新たな第2測定アーム24Bの重量が前の第2測定アーム24Bの重量と異なっていても、バランス調整手段を構成する制御装置101によって、ボイルコイル62に通電する電流を調整して測定アーム24のバランスを自動的に調整することができるので、第2測定アーム24Bの交換に伴う測定誤差を少なくすることができるとともに、使い勝手および作業効率の向上が期待できる。
とくに、バランス調整手段は、変位検出器27によって検出される測定アーム24の円弧運動量を監視しながら、ボイルコイル62に通電する電流を調整し、測定アーム24の円弧運動量が予め設定した設定値になった段階でバランス調整を完了するから、測定アーム24のバランス調整を正確に行うことができる。
Therefore, even if the weight of the new second measurement arm 24B replaced is different from the weight of the previous second measurement arm 24B, the current supplied to the boil coil 62 is adjusted by the control device 101 constituting the balance adjusting means. Since the balance of the measurement arm 24 can be automatically adjusted, it is possible to reduce the measurement error associated with the replacement of the second measurement arm 24B and to improve the usability and work efficiency.
In particular, the balance adjusting means adjusts the current applied to the boil coil 62 while monitoring the arc momentum of the measurement arm 24 detected by the displacement detector 27, so that the arc momentum of the measurement arm 24 is set to a preset value. Since the balance adjustment is completed at this stage, the balance adjustment of the measurement arm 24 can be performed accurately.

<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、着脱機構25を構成する第1着座部85,第2着座部86および第3着座部87を第1プレート81に、これに係脱する係合球部88,89,90を第2プレート82に設けたが、これらは逆でもよい。また、磁石95を第1プレート81に、磁性体96を第2プレート82に設けたが、これらも逆でもよい。更に、係合ピン93,94を第1プレート81に、係合孔91,92を第2プレート82に設けたが、これらも逆でもよい。   In the above embodiment, the first seating portion 85, the second seating portion 86 and the third seating portion 87 constituting the attaching / detaching mechanism 25 are provided on the first plate 81, and the engaging ball portions 88, 89, 90 for engaging / disengaging with the first plate 81 are provided. Although provided on the second plate 82, these may be reversed. Further, although the magnet 95 is provided on the first plate 81 and the magnetic body 96 is provided on the second plate 82, these may be reversed. Furthermore, although the engaging pins 93 and 94 are provided in the first plate 81 and the engaging holes 91 and 92 are provided in the second plate 82, these may be reversed.

前記実施形態では、測定アーム姿勢切替機構60を、測定アーム24を回転軸23と支点として円弧運動方向の一方向および他方向へ付勢するボイスコイル62を含んで構成したが、これに限られない。例えば、リニアモータ機構を用いた機構であってもよい。
また、円弧運動方向については、上記実施形態では上下方向であったが、水平方向であってもよく、あるいは、上下方向や水平方向以外の斜め方向へ揺動する構造でもよい。
In the above-described embodiment, the measurement arm posture switching mechanism 60 is configured to include the voice coil 62 that urges the measurement arm 24 in one direction and the other direction in the arc motion direction with the measurement arm 24 as the rotation shaft 23 and the fulcrum. Absent. For example, a mechanism using a linear motor mechanism may be used.
Further, although the arc movement direction is the vertical direction in the above-described embodiment, it may be a horizontal direction, or may be a structure that swings in an oblique direction other than the vertical direction or the horizontal direction.

前記実施形態では、測定アーム24の先端に一対のスタイラス26A,26Bを有する第2測定アーム24Bについて説明したが、必ずしも一対のスタイラスを有する構造でなくてもよい。測定部位に適したスタイラスを有する測定アームに交換できれば、どのような構造であってもよい。   In the above-described embodiment, the second measurement arm 24B having the pair of styluses 26A and 26B at the distal end of the measurement arm 24 has been described, but the structure need not necessarily have a pair of styluses. Any structure can be used as long as it can be replaced with a measurement arm having a stylus suitable for the measurement site.

前記実施形態では、測定指令・測定力制御回路70を利用して、測定アーム24のバランスを図11に示すフロー図の手順に従って調整する方法を示したが、例えば、図12に示すフロー図の手順に従って調整してもよく、あるいは、図13に示すフロー図の手順に従って調整するようにしてもよい。   In the above embodiment, the method of adjusting the balance of the measurement arm 24 according to the procedure of the flowchart shown in FIG. 11 using the measurement command / measurement force control circuit 70 is shown. The adjustment may be made according to the procedure, or may be made according to the procedure of the flowchart shown in FIG.

図12に示すフロー図の手順では、ST11において、制御装置101から下向き最大測定力の設定指令を出力したのち、ST12において、変位検出器27の値監視を開始する。
ST13において、制御装置101は、変位検出器27の値がある値以下かをチェック、つまり、カウンタ値が振り切れているかのチェックを行う。
ST13において、変位検出器27の値がある値以下でない場合には、ST14へ進み、最大値から最小値までの中央の測定力もしくは過去2回の測定力の中央の測定力を振り切れた方向とは逆の方向に設定指令し、ST13において、変位検出器27の値がある値以下になるまでST14の処理を繰り返す。
ST13において、変位検出器27の値がある値以下である場合には、ST15に進み、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内であるかをチェックする。
ST15において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内でない場合には、ST16へ進み、最大値から最小値までの中央の測定力もしくは過去2回の測定力を、変位検出器27の値が変化する方向とは逆の方向に設定指令し、ST13に戻る処理を繰り返す。
ST15において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲以内になると、ST17において、測定アーム24のバランスがとれたと判断し、処理を終了する。
In the procedure of the flowchart shown in FIG. 12, after a setting command for setting the downward maximum measuring force is output from the control device 101 in ST11, the value monitoring of the displacement detector 27 is started in ST12.
In ST13, the control device 101 checks whether the value of the displacement detector 27 is equal to or smaller than a certain value, that is, checks whether the counter value has been shaken.
In ST13, if the value of the displacement detector 27 is not less than a certain value, the process proceeds to ST14, and the direction in which the center measuring force from the maximum value to the minimum value or the center measuring force of the past two measuring forces has been shaken out. Gives a setting command in the opposite direction, and repeats the process of ST14 until the value of the displacement detector 27 becomes a certain value or less in ST13.
In ST13, when the value of the displacement detector 27 is equal to or smaller than a certain value, the process proceeds to ST15, and it is checked whether the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range.
In ST15, if the amount of change in the value of the displacement detector 27 within a certain time is not within a certain range, the process proceeds to ST16, and the central measuring force from the maximum value to the minimum value or the past two measuring forces are changed. A setting command is issued in the direction opposite to the direction in which the value of the detector 27 changes, and the process of returning to ST13 is repeated.
In ST15, when the amount of change in the value of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range, it is determined in ST17 that the measurement arm 24 is balanced, and the process is terminated.

図13に示すフロー図の手順では、ST21において、制御装置101から下向き最大測定力の設定指令を出力したのち、ST22において、中間位置をホールドする。
ST23において、測定力0の設定指令を出力したのち、ST24において、下向きフリーとし、ST25において、変位検出器27の値監視を開始する。
ST26において、制御装置101は、変位検出器27の値がある値以下かをチェック、つまり、カウンタ値が振り切れているかのチェックを行う。
ST26において、変位検出器27の値がある値以下でない場合には、ST27へ進み、振り切れた方向とは逆の方向にある値の測定力を設定指令し、ST26において、変位検出器27の値がある値以下になるまでST27の処理を繰り返す
ST26において、変位検出器27の値がある値以下になると、ST28に進み、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲内であるかをチェックする。
ST28において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲内でない場合、ST29へ進み、過去2回の測定力の中央の測定力もしくは前回設定した測定力の半分の測定力を、変位検出器27の値が変化する方向とは逆の方向に設定指令し、ST26に戻る処理を繰り返す。
ST28において、ある時間内での変位検出器27の値変化量がある範囲内になると、ST30において、測定アーム24のバランスがとれたと判断し、処理を終了する。
In the procedure of the flowchart shown in FIG. 13, after a setting command for setting the downward maximum measuring force is output from the control device 101 in ST21, the intermediate position is held in ST22.
In ST23, after a setting command for measuring force 0 is output, in ST24, the downward direction is set free, and in ST25, the value monitoring of the displacement detector 27 is started.
In ST26, the control device 101 checks whether the value of the displacement detector 27 is equal to or less than a certain value, that is, checks whether the counter value has been shaken.
In ST26, when the value of the displacement detector 27 is not less than a certain value, the process proceeds to ST27, and a setting command is given for a measurement force in a direction opposite to the direction in which the displacement is completely lost. In ST26, the value of the displacement detector 27 is set. The process of ST27 is repeated until the value becomes a certain value or less. In ST26, when the value of the displacement detector 27 becomes a certain value or less, the process proceeds to ST28, and the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range. Check if it exists.
In ST28, when the amount of change in the value of the displacement detector 27 within a certain time is not within a certain range, the process proceeds to ST29, and the measurement force at the center of the past two measurement forces or the measurement force half of the previously set measurement force is obtained. Then, a setting command is issued in the direction opposite to the direction in which the value of the displacement detector 27 changes, and the process of returning to ST26 is repeated.
When the value change amount of the displacement detector 27 within a certain time is within a certain range in ST28, it is determined in ST30 that the measurement arm 24 is balanced, and the process is terminated.

前記実施形態では、測定姿勢・測定力制御回路70は、図5に示す構成であったが、この構成に限られない。例えば、図14に示す回路構成であってもよい。
図14に示す測定姿勢・測定力制御回路70は、変位検出器27からのパルス信号(位置情報)を基に測定アーム24の切替動作速度を演算するとともに、この演算された切替動作速度が予め設定された指令速度になるような電圧(制御信号)を発生する演算制御手段77と、この演算制御手段77からの電圧(制御信号)をアナログ信号に変換するデジタルアナログコンバータ73と、このデジタルアナログコンバータ73からの出力に基づいてボイスコイル62に流す電流を発生させる定電流回路76とを備えた構成である。
In the embodiment, the measurement posture / measurement force control circuit 70 has the configuration shown in FIG. 5, but is not limited to this configuration. For example, the circuit configuration shown in FIG.
The measurement posture / measurement force control circuit 70 shown in FIG. 14 calculates the switching operation speed of the measurement arm 24 based on the pulse signal (position information) from the displacement detector 27, and the calculated switching operation speed is calculated in advance. Arithmetic control means 77 for generating a voltage (control signal) so as to achieve a set command speed, a digital / analog converter 73 for converting the voltage (control signal) from the arithmetic control means 77 into an analog signal, and this digital analog This is a configuration including a constant current circuit 76 that generates a current to be passed through the voice coil 62 based on an output from the converter 73.

このような構成によれば、測定アーム姿勢切替機構60によって、測定アーム24が揺動方向の一方向から他方向へ切替動作されると、測定アーム24の円弧運動量に対応した数のパルス信号(位置情報)が出力される。すると、演算制御手段77は、移動開始からの時間を計測するとともに、この計測時間と変位検出器27からのパルス信号(位置情報)とから現在の測定アーム24の動作速度を演算し、この演算した動作速度と制御装置101から与えられる動作指令に対応した指令速度とを比較し、動作速度が指令速度になるような電圧(制御信号)を発生する。その結果、演算制御手段77からの制御信号に基づいて、定電流回路76からボイスコイル62に流す電流が発生されるから、測定アーム24の動作速度を指令速度に保つことができる。従って、上記例の効果と同様な効果が期待できる。   According to such a configuration, when the measurement arm 24 is switched from one direction to the other by the measurement arm posture switching mechanism 60, the number of pulse signals (corresponding to the amount of arc motion of the measurement arm 24) Position information) is output. Then, the calculation control means 77 measures the time from the start of movement, calculates the current operating speed of the measurement arm 24 from the measurement time and the pulse signal (position information) from the displacement detector 27, and calculates this calculation. The operation speed is compared with a command speed corresponding to the operation command given from the control device 101, and a voltage (control signal) is generated so that the operation speed becomes the command speed. As a result, a current that flows from the constant current circuit 76 to the voice coil 62 is generated based on the control signal from the arithmetic control means 77, so that the operation speed of the measurement arm 24 can be maintained at the command speed. Therefore, the same effect as the above example can be expected.

また、相対移動機構40は、ステージ10をY軸方向へ、スタイラス変位検出手段20をX軸方向およびZ軸方向へ移動可能に構成したが、これに限られない。要するに、ステージ10とスタイラス変位検出手段20とが三次元方向へ移動可能であれば、どちらが移動する構造であっても構わない。   In addition, the relative movement mechanism 40 is configured to be able to move the stage 10 in the Y-axis direction and the stylus displacement detection means 20 in the X-axis direction and the Z-axis direction, but is not limited thereto. In short, as long as the stage 10 and the stylus displacement detection means 20 can move in the three-dimensional direction, either of them may move.

本発明は、例えば、穴内面や、板状の被測定物の厚みなどを自動測定する場合に利用できる。   The present invention can be used, for example, when the inner surface of a hole or the thickness of a plate-like object to be measured is automatically measured.

10…ステージ、
20…スタイラス変位検出手段、
22…ブラケット(本体)
23…回転軸(支持軸)、
24…測定アーム、
24A…第1測定アーム、
24B…第2測定アーム、
25…着脱機構、
26A,26B…スタイラス、
27…変位検出器、
27A…スケール、
27B…検出ヘッド、
28…ケーシング、
40…相対移動機構、
60…測定アーム姿勢切替機構(測定力付与手段)、
61…磁石、
61…ボイスコイル、
70…測定姿勢・測定力制御回路(速度制御機構)、
81…第1プレート、
82…第2プレート、
83…位置決め機構、
84A,84B…円柱状位置決め部材、
85…第1着座部、
86…第2着座部、
87…第3着座部、
88,89,90…係合球部、
91,92…係合孔、
93,94…係合ピン、
95…磁石、
96…磁性体、
97,98,99…着座センサ、
100…接触検知回路、
101…制御装置(駆動停止手段、バランス調整手段)。
10 ... stage,
20 ... Stylus displacement detection means,
22 ... Bracket (main body)
23 ... Rotating shaft (support shaft),
24 ... Measurement arm,
24A ... first measurement arm,
24B ... second measuring arm,
25. Detachable mechanism,
26A, 26B ... Stylus,
27: Displacement detector,
27A ... scale,
27B: Detection head,
28 ... casing,
40 ... Relative movement mechanism,
60: Measuring arm posture switching mechanism (measuring force applying means),
61 ... Magnet,
61 ... Voice coil,
70 ... Measuring posture / measuring force control circuit (speed control mechanism),
81 ... 1st plate,
82 ... second plate,
83 ... positioning mechanism,
84A, 84B ... Cylindrical positioning member,
85 ... first seating section,
86 ... Second seating section,
87 ... the third seating section,
88, 89, 90 ... engaging ball part,
91, 92 ... engagement holes,
93, 94 ... engaging pins,
95: Magnet,
96 ... magnetic material,
97, 98, 99 ... seating sensor,
100: Contact detection circuit,
101. Control device (drive stop means, balance adjustment means).

Claims (4)

本体に支持軸を支点として円弧運動可能に支持された測定アーム、この測定アームの先端に設けられたスタイラス、前記測定アームの円弧運動量を検出する変位検出器、および、前記測定アームを円弧運動方向へ付勢し前記スタイラスに測定力を付与する測定力付与手段を有する検出手段と、被測定物を載置するステージと、前記検出手段と前記ステージとを相対移動させる相対移動機構とを備え、前記スタイラスを被測定物の表面に接触させた状態において、前記相対移動機構により前記検出手段と前記ステージとを相対移動させながら前記変位検出器によって前記測定アームの円弧運動量を検出し、この円弧運動量から被測定物の表面性状を測定する表面性状測定機において、
前記測定アームは、前記本体に前記支持軸を支点として円弧運動可能に支持された第1測定アームと、この第1測定アームの先端に着脱機構を介して着脱可能に設けられ先端に前記スタイラスを有する第2測定アームとを含んで構成され、
前記測定力付与手段は、前記測定アームを前記支持軸を支点として円弧運動方向へ付勢するボイスコイルを含んで構成され、
前記第2測定アームの交換後に、前記ボイルコイルに通電する電流を調整して前記測定アームのバランスを調整するバランス調整手段を備える、
ことを特徴とする表面性状測定機。
A measurement arm that is supported on the main body so as to be capable of arc motion with a support shaft as a fulcrum, a stylus provided at the tip of the measurement arm, a displacement detector that detects the amount of arc motion of the measurement arm, and a direction of arc motion of the measurement arm A detecting means having a measuring force applying means for applying a measuring force to the stylus, a stage for placing an object to be measured, and a relative movement mechanism for relatively moving the detecting means and the stage, In a state where the stylus is in contact with the surface of the object to be measured, the arc movement of the measuring arm is detected by the displacement detector while the detection means and the stage are relatively moved by the relative movement mechanism, and the arc movement is detected. In the surface texture measuring machine that measures the surface texture of the object to be measured from
The measurement arm is provided on the main body so as to be capable of circular motion with the support shaft as a fulcrum, and is detachably provided at the tip of the first measurement arm via an attachment / detachment mechanism, and the stylus is provided at the tip. A second measuring arm having
The measurement force applying means includes a voice coil that urges the measurement arm in the arc motion direction with the support shaft as a fulcrum,
A balance adjusting means for adjusting a balance of the measurement arm by adjusting a current applied to the boil coil after the replacement of the second measurement arm;
A surface texture measuring machine characterized by that.
請求項1に記載の表面性状測定機において、
前記バランス調整手段は、前記変位検出器によって検出される前記測定アームの円弧運動量を監視しながら、前記ボイルコイルに通電する電流を調整し、前記測定アームの円弧運動量が予め設定した設定値になった段階でバランス調整を完了する、
ことを特徴とする表面性状測定機。
In the surface texture measuring machine according to claim 1,
The balance adjusting means adjusts a current applied to the boil coil while monitoring the arc momentum of the measurement arm detected by the displacement detector, and the arc momentum of the measurement arm becomes a preset set value. Complete the balance adjustment at the stage
A surface texture measuring machine characterized by that.
請求項1または請求項2に記載の表面性状測定機において、
前記スタイラスは、前記測定アームの先端に前記円弧運動方向に向かってそれぞれ突出する一対のスタイラスを有し、
前記ボイスコイルは、前記測定アームが前記円弧運動方向の一方向へ付勢される姿勢および他方向に付勢される姿勢に切り替える測定アーム姿勢切替機構を構成している、
ことを特徴とする表面性状測定機。
In the surface texture measuring machine according to claim 1 or 2,
The stylus has a pair of styluses respectively protruding toward the arc movement direction at the tip of the measurement arm;
The voice coil constitutes a measurement arm posture switching mechanism that switches between a posture in which the measurement arm is biased in one direction of the arc motion direction and a posture biased in the other direction.
A surface texture measuring machine characterized by that.
請求項3に記載の表面性状測定機において、
前記測定アーム姿勢切替機構によって前記測定アームの姿勢が切替動作された際に、前記測定アームの切替動作速度を予め設定された速度に制御する速度制御機構を備える、
ことを特徴とする表面性状測定機。
In the surface texture measuring machine according to claim 3,
A speed control mechanism that controls the switching operation speed of the measurement arm to a preset speed when the posture of the measurement arm is switched by the measurement arm posture switching mechanism;
A surface texture measuring machine characterized by that.
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