JP2021148498A - Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same - Google Patents
Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021148498A JP2021148498A JP2020046504A JP2020046504A JP2021148498A JP 2021148498 A JP2021148498 A JP 2021148498A JP 2020046504 A JP2020046504 A JP 2020046504A JP 2020046504 A JP2020046504 A JP 2020046504A JP 2021148498 A JP2021148498 A JP 2021148498A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- small hole
- linear motion
- opening
- work
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 95
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 46
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 33
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 19
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、ワークに形成された細穴の内面形状を測定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the inner surface shape of a small hole formed in a work.
接触式又は非接触式のプローブとワークとを相対移動させることでワークの形状を測定する形状測定装置において、回転軸を中心にワークを回転させてワークの真円度を測定する内面形状測定機が知られている。内面形状測定機では、回転軸とワークの軸心とを一致させる必要がある。 An inner surface shape measuring machine that measures the roundness of a work by rotating the work around a rotation axis in a shape measuring device that measures the shape of the work by moving the contact type or non-contact type probe and the work relative to each other. It has been known. In the inner surface shape measuring machine, it is necessary to match the axis of rotation with the axis of the work.
特許文献1には、回転テーブル上に載置されたワークの孔の内周部に検出器の接触子を当接させて孔の真円度を測定する技術が開示されている。特許文献1に記載の技術では、検出器の接触子をワークの外周面に当接させ、回転テーブルを回転させながら低倍率でワークの振れを見て、振れが小さくなるようにワークの載置位置を調整している。 Patent Document 1 discloses a technique for measuring the roundness of a hole by bringing a contactor of a detector into contact with an inner peripheral portion of a hole of a work placed on a rotary table. In the technique described in Patent Document 1, the contactor of the detector is brought into contact with the outer peripheral surface of the work, the runout of the work is observed at a low magnification while rotating the rotary table, and the work is placed so that the runout is reduced. The position is being adjusted.
内面形状測定機を用いて極小径穴を測定する場合、極小径穴のアライメントが課題となる。即ち、プローブを極小径穴に挿入してワークを回転させると、プローブと穴壁とが衝突するという課題があった。 When measuring a very small diameter hole using an inner surface shape measuring machine, alignment of the very small diameter hole becomes an issue. That is, when the probe is inserted into the extremely small diameter hole and the work is rotated, there is a problem that the probe and the hole wall collide with each other.
これに対し、特許文献1に記載の技術のように、穴と同軸形状部分を利用してアライメントする場合は、測定可能な測定対象物の形状に制限があった。 On the other hand, in the case of alignment using the hole and the coaxial shape portion as in the technique described in Patent Document 1, there is a limitation on the shape of the measurable object to be measured.
また、作業者が観察顕微鏡で確認しながら挿入する場合には、作業者の熟練が必要となる。この場合、自動化が困難であり、操作ミスによってプローブと穴壁とが衝突する可能性があった。 In addition, when the operator inserts while checking with an observation microscope, the skill of the operator is required. In this case, automation is difficult, and there is a possibility that the probe and the hole wall collide with each other due to an operation error.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、穴の位置を適切にアライメントする内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inner surface shape measuring machine for appropriately aligning the positions of holes, and an alignment method for the inner surface shape measuring machine.
上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、光源から第1の方向に出射した光であって、ワークの細穴の第1の開口から入射して細穴を通過した光の光量を取得する光量取得部と、取得した光量に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、を備える内面形状測定機である。 One aspect of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates about a rotation axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A first-order probe that includes a linear tilt stage that can change its position in a plane perpendicular to the body and its tilt with respect to the plane, and a contact or non-contact probe that extends parallel to the first direction. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that is fixed to the linear motion tilting stage and rotates with the rotating body by a probe that can move in the first direction by the linear motion mechanism, and the first from the light source. A light amount acquisition unit that acquires the amount of light emitted in a direction and that is incident from the first opening of the small hole of the work and has passed through the small hole, and the central axis and rotation of the small hole based on the acquired light amount. It is an inner surface shape measuring machine provided with an output unit that outputs deviation information from the shaft.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
ずれ情報に基づいて直動傾斜ステージを制御し、細穴の中心軸と回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備えることが好ましい。これにより、穴の位置を自動的にアライメントすることができる。 It is preferable to provide a stage control unit that controls the linear motion tilting stage based on the deviation information and keeps the deviation between the central axis and the rotation axis of the small hole within the target value. As a result, the positions of the holes can be automatically aligned.
光源と第1の方向に沿って互いに対向して配置される受光部を備え、受光部は、第1の開口とは異なる第2の開口から出射する出射光を受光することが好ましい。これにより、細穴を通過して第2の開口から出射する光を受光部に適切に受光させることができる。 It is preferable that the light receiving unit includes a light source and a light receiving unit arranged so as to face each other along the first direction, and the light receiving unit receives emitted light emitted from a second aperture different from the first opening. As a result, the light receiving portion can appropriately receive the light emitted from the second opening through the narrow hole.
直動傾斜ステージに固定され、ワークが設置されるワーク設置治具を備え、光源がワーク設置治具に配置されることが好ましい。これにより、光源からワークの細穴の第1の開口に適切に光を入射させることができる。 It is preferable that the work installation jig is fixed to the linear motion tilting stage and the work is installed, and the light source is arranged on the work installation jig. As a result, light can be appropriately incident on the first opening of the narrow hole of the work from the light source.
直動傾斜ステージの傾斜を変更するための傾斜軸の位置と光源の位置とが一致することが好ましい。これにより、第1の方向に直交する平面に対する傾斜によらず光源からワークの細穴の第1の開口に入射させる光を均一にすることができる。 It is preferable that the position of the tilt axis for changing the tilt of the linear motion tilt stage and the position of the light source match. Thereby, the light incident on the first opening of the narrow hole of the work from the light source can be made uniform regardless of the inclination with respect to the plane orthogonal to the first direction.
直動傾斜ステージに固定され、ワークが設置されるワーク設置治具と、光を受光する受光部と、受光部の受光方向に対して同軸に光源からの光を出射する同軸照明光学系と、を備え、ワーク設置治具は、第1の開口とは異なる第2の開口から出射した光を反射して第2の開口に入射させる乱反射体を備えることが好ましい。これにより、細穴を通過して第2の開口から出射する光を乱反射体によって反射して第2の開口に入射させ、再度細穴を通過して第1の開口から出射する光を受光部によって適切に受光することができる。 A work installation jig fixed to a linear motion tilting stage on which a work is installed, a light receiving part that receives light, and a coaxial illumination optical system that emits light from a light source coaxially with the light receiving direction of the light receiving part. The work installation jig preferably includes a diffuse reflector that reflects light emitted from a second opening different from the first opening and causes it to enter the second opening. As a result, the light that has passed through the small hole and emitted from the second opening is reflected by the diffuse reflector to be incident on the second opening, and the light that has passed through the small hole again and is emitted from the first opening is received by the light receiving unit. Can properly receive light.
上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、圧力気体源から発生した気体流であって、ワークの細穴の第1の開口から流入して第1の開口とは異なる第2の開口から流出した気体流の第1の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得部と、取得した流量に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、を備える内面形状測定機である。 One aspect of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates around a rotating axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A linear tilt stage capable of changing its position in a plane orthogonal to a first direction with respect to a body and its inclination with respect to a plane, and a contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction. Generated from a displacement detector that detects the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece that is fixed to a linear motion tilt stage and rotates with a rotating body by a probe that can be moved in the first direction by a linear motion mechanism, and a pressure gas source. The flow rate is determined by selecting the directionality of the gas flow that flows in from the first opening of the narrow hole of the work and flows out from the second opening that is different from the first opening in the first direction. It is an inner surface shape measuring machine including a flow rate acquisition unit for acquisition and an output unit for outputting deviation information between the central axis and the rotation axis of the small hole based on the acquired flow rate.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、超音波発生源から発生した超音波であって、ワークの細穴の第1の開口から流入して第1の開口とは異なる第2の開口から流出した超音波の第1の方向の指向性を選別して強度を取得する強度取得部と、取得した強度に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、を備える内面形状測定機である。 One aspect of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates around a rotating axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A linear tilt stage capable of changing its position in a plane orthogonal to a first direction with respect to a body and its inclination with respect to a plane, and a contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction. From the displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that is fixed to the linear motion tilt stage and rotates with the rotating body by the probe that can move in the first direction by the linear motion mechanism, and from the ultrasonic source. The intensity of the generated ultrasonic waves by selecting the directivity in the first direction of the ultrasonic waves that flow in from the first opening of the narrow hole of the work and flow out from the second opening different from the first opening. It is an inner surface shape measuring machine including a strength acquisition unit for acquiring the above strength and an output unit for outputting deviation information between the central axis and the rotation axis of the small hole based on the acquired strength.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
上記目的を達成するための内面形状測定機のアライメント方法の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、光源から第1の方向に出射した光であって、ワークの細穴の第1の開口から入射して細穴を通過した光の光量を取得する光量取得工程と、取得した光量に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、を備える内面形状測定機のアライメント方法である。 One aspect of the alignment method of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates around a rotating axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A linear tilt stage capable of changing the position in a plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilt with respect to the plane, and a contact type or non-contact type probe extending parallel to the first direction. A displacement detector for detecting the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece fixed to a linear motion tilting stage and rotating with a rotating body by a probe that can be moved in a first direction by a first linear motion mechanism. A method of aligning an inner surface shape measuring machine, which is a light amount emitted from a light source in a first direction and obtains the amount of light incident from a first opening of a small hole of a work and passing through the small hole. It is an alignment method of an inner surface shape measuring machine including an acquisition step and an output step of outputting displacement information between the central axis and the rotation axis of a small hole based on the acquired light amount.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
上記目的を達成するための内面形状測定機のアライメント方法の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、圧力気体源から発生した気体流であって、ワークの細穴の第1の開口から流入して第1の開口とは異なる第2の開口から流出した気体流の第1の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得工程と、取得した流量に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、を備える内面形状測定機のアライメント方法である。 One aspect of the alignment method of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates around a rotating axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A linear tilt stage capable of changing the position in a plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilt with respect to the plane, and a contact type or non-contact type probe extending parallel to the first direction. A displacement detector for detecting the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece fixed to a linear motion tilting stage and rotating with a rotating body by a probe that can be moved in a first direction by a first linear motion mechanism. It is an alignment method of the inner surface shape measuring machine, which is a gas flow generated from a pressure gas source, which flows in from the first opening of the narrow hole of the work and flows out from the second opening different from the first opening. An inner surface including a flow rate acquisition step of selecting the directionality of the gas flow in the first direction and acquiring the flow rate, and an output process of outputting displacement information between the central axis and the rotation axis of the small hole based on the acquired flow rate. This is an alignment method for shape measuring machines.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
上記目的を達成するための内面形状測定機のアライメント方法の一の態様は、第1の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって第1の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、超音波発生源から発生した超音波であって、ワークの細穴の第1の開口から流入して第1の開口とは異なる第2の開口から流出した超音波の第1の方向の指向性を選別して強度を取得する強度取得工程と、取得した強度に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、を備える内面形状測定機のアライメント方法である。 One aspect of the alignment method of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates around a rotating axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body. A linear tilt stage capable of changing the position in a plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilt with respect to the plane, and a contact type or non-contact type probe extending parallel to the first direction. A displacement detector for detecting the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece fixed to a linear motion tilting stage and rotating with a rotating body by a probe that can be moved in a first direction by a first linear motion mechanism. An alignment method for an inner surface shape measuring machine, which is an ultrasonic wave generated from an ultrasonic source, which flows in from a first opening of a fine hole of a work and flows out from a second opening different from the first opening. It includes a strength acquisition step of selecting the directivity of the ultrasonic waves in the first direction to acquire the intensity, and an output process of outputting displacement information between the central axis and the rotation axis of the small hole based on the acquired intensity. This is an alignment method for the inner surface shape measuring machine.
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が500μm以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。 According to this aspect, the positions of the holes can be appropriately aligned based on the output deviation information. This is particularly effective when the hole is a very small diameter hole having a diameter of 500 μm or less.
本発明によれば、穴の位置を適切にアライメントすることができる。 According to the present invention, the positions of the holes can be properly aligned.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔第1の実施形態〕
<内面形状測定機の構成>
図1は、本実施形態に係る内面形状測定機10の構成を示す概略図である。内面形状測定機10は、ワークWに形成された細穴Hの内面形状(真円度等)を測定する装置である。本例において、細穴Hは、ワークWの中心軸に沿って形成された細穴である。細穴Hの内径は極小径(例えば内径が500μm以下)のものである。図1において、X方向、Y方向、及びZ方向は互いに直交する方向であり、X方向は水平方向、Y方向はX方向に直交する水平方向、Z方向は鉛直方向である。
[First Embodiment]
<Configuration of inner surface shape measuring machine>
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the inner surface
図1に示すように、内面形状測定機10は、本体ベース12、回転体14、直動傾斜ステージ16、ワーク設置治具18、コラム20、キャリッジ22、アーム24、変位検出器28、直動傾斜機構33、カメラ34、及びカメラアライメント用変位検出器36を備える。
As shown in FIG. 1, the inner surface
回転体14は、本体ベース12上に固定される。本体ベース12の内部には、回転体14に連結される不図示のモータ、不図示のエンコーダ、及び不図示の高精度回転機構が備えられている。回転体14は、モータの駆動によってZ方向(第1の方向の一例)に平行な回転軸ARを中心に高精度に回転する。また、回転体14は、エンコーダから出力される回転角信号によって回転体14の回転角度が検出される。
The rotating
直動傾斜ステージ16(直動傾斜ステージの一例)は、回転体14に対して相対移動可能に回転体14に支持される。直動傾斜ステージ16は、不図示のモータの駆動によりX方向及びY方向に平行移動する。これにより、直動傾斜ステージ16は、直動傾斜ステージ16に固定されたワークWのZ方向に直交する平面内(XY平面内)の位置を変更可能である。また、直動傾斜ステージ16は、不図示のモータの駆動によりY方向に平行なX方向の傾斜軸AX(図11参照)及びX方向に平行な不図示のY方向の傾斜軸を中心にそれぞれ回動する。これにより、直動傾斜ステージ16は、直動傾斜ステージ16に固定されたワークWのXY平面に対する傾斜を変更可能である。
The linear motion tilting stage 16 (an example of the linear motion tilting stage) is supported by the rotating
ワーク設置治具18は、直動傾斜ステージ16に載置される。ワーク設置治具18には、ワークWが設置される。即ち、直動傾斜ステージ16には、ワーク設置治具18を介してワークWが固定される。ワークWは、極小径の細穴Hを有する。細穴Hは、ワークWの内部を上側開口OU(図4参照)から下側開口OD(図4参照)までを直進して貫通している。
The
ワーク設置治具18は、内部に光源19を備える。
The
内面形状測定機10においてワークWの細穴Hの真円度等の内面形状を測定するには、ワークWの細穴Hの中心軸AHが回転体14の回転軸ARと同軸上となるようにワークWをアライメントする必要がある。このワークWのアライメントについては後述する。図1は、ワークWのアライメント前の様子を示している。アライメントされたワークWは、回転体14とともに回転軸ARを中心に回転する。
To measure the inner shape of the roundness of the small hole H of the workpiece W in the inner surface
また、本体ベース12上には、Z方向に平行に延びるコラム(支柱)20が立設される。コラム20は、下端部が本体ベース12の上面に固定される。
Further, a column (post) 20 extending in parallel in the Z direction is erected on the
キャリッジ22は、Z方向に移動可能にコラム20に支持される。キャリッジ22は、不図示のモータの駆動によりZ方向に移動する。キャリッジ22は、変位検出器28及びカメラ34をZ方向に移動させるための垂直直動機構(第1の直動機構の一例)に相当する。
The
アーム24は、X方向(第1の方向に直交する方向の一例)に移動可能にキャリッジ22に支持される。アーム24は、不図示のモータの駆動によりX方向に移動する。アーム24は、変位検出器28及びカメラ34をX方向に移動させるための水平直動機構に相当する。
The
変位検出器28は、アーム24に支持される。変位検出器28は、非接触式又は接触式のプローブ30を備えている。
The
図2は、プローブ30の一例を示す概略図である。図2の202Aは、非接触式のプローブ30を示している。非接触式のプローブ30を備える変位検出器28(図1参照)は、検出光を出射する不図示の発光素子と、発光素子から出射される検出光の反射光を受光する不図示の受光素子とを備える。非接触式のプローブ30は、光ファイバ38及び反射ミラー40を備える。変位検出器28(図1参照)の不図示の発光素子から出射された光は、光ファイバ38によって反射ミラー40に導かれ、反射ミラー40の反射面で反射してワークWに入射する。ワークWで反射した反射光は、反射ミラー40に入射し、反射ミラー40の反射面で反射して光ファイバ38に導かれる。光ファイバ38に導かれた反射光は、変位検出器28の不図示の受光素子に入力される。変位検出器28は、受光素子において受光される反射光に基づいてワークWの変位を検出する。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the
非接触式の変位検出器28の方式として、レーザー干渉計、白色干渉計、SD−OCT(Spectral Domain-Optical Coherence Tomography)、SS−OCT(Swept Source-Optical Coherence Tomography)等の既知の手法を適用することができる。
As a method of the non-contact
なお、変位検出器28は、接触式でワークWの変位を検出してもよい。図2の202Bは、接触式のプローブ30を示している。接触式のプローブ30は、先端にワークWに向けて付勢される接触子42を備える。接触子42がワークWに接触すると、ワークWの形状に応じて接触子42が変位する。接触子42の変位は、プローブ30を介して変位検出器28に伝達される。変位検出器28は、接触子42の変位に基づいてワークWの変位を検出する。
The
接触式の変位検出器28の変位検出機構としては、LVDT(Linear Variable Differential Transformer)、干渉計、光三角測量方式、薄膜歪み測定等の既知の機構を適用することができる。更に、変位検出器28として、共振周波数で接触子42を加振しておき、接触によって共振点が変化することを利用する方式を適用してもよい。
As the displacement detection mechanism of the contact
図1の説明に戻り、内面形状測定機10においてワークWの細穴Hの真円度を測定する際には、プローブ30はキャリッジ22により変位検出器28とともにZ方向に移動され、ワークWの細穴Hに挿入される。変位検出器28は、プローブ30により細穴Hの穴壁(内側面)の変位を検出する。
Returning to the description of FIG. 1, when measuring the roundness of the small hole H of the work W with the inner surface
また、アーム24は、直動傾斜機構33を支持する。直動傾斜機構33は、カメラ34の光軸AC(図8参照)をZ方向の下方に向けて、カメラ34を固定する。直動傾斜機構33は、アーム24に対して相対移動可能にアーム24に支持される。直動傾斜機構33は、不図示のモータの駆動によりX方向及びY方向に平行移動する。これにより、直動傾斜機構33は、直動傾斜機構33に固定されたカメラ34のXY平面内の位置を変更可能である。また、直動傾斜機構33は、不図示のモータの駆動によりX方向に平行な軸及びY方向に平行な軸を中心に回動する。これにより、直動傾斜機構33は、直動傾斜機構33に固定されたカメラ34のXY平面に対する傾斜を変更可能である。
Further, the
カメラ34(受光部の一例)は、被観察物を拡大投影する拡大光学系(顕微鏡)を含む。カメラ34は、被観察物の拡大画像を撮影することができる。また、カメラ34は、カメラ34の光軸ACと同軸の円筒面34Aを有する。カメラ34は、Z方向の下方から入射する光を受光する受光部に相当する。カメラ34に代えて、フォトダイオードなどの受光素子を配置してもよい。
The camera 34 (an example of a light receiving unit) includes a magnifying optical system (microscope) that magnifies and projects an object to be observed. The
カメラアライメント用変位検出器36は、直動傾斜ステージ16に配置される。カメラアライメント用変位検出器36は、接触式の変位検出機構を有する。カメラアライメント用変位検出器36は、回転体14とともに回転軸ARを中心に回転し、接触式でカメラ34の円筒面34Aの変位を検出することで、カメラ34の光軸ACの変位を検出する。カメラアライメント用変位検出器36は、非接触式の変位検出機構や画像測定方式を用いてもよい。
The camera
このように構成された内面形状測定機10において、ワークWをアライメントし、プローブ30をワークWの細穴Hに挿入し、回転体14を回転させてワークWとプローブ30とを相対的に移動させ、変位検出器28において細穴Hの穴壁の変位を検出することで、細穴Hの真円度を測定することができる。
In the inner surface
<内面形状測定機の電気的構成>
図3は、内面形状測定機10の電気的構成を示すブロック図である。内面形状測定機10は、制御装置50を備える。
<Electrical configuration of inner surface shape measuring machine>
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the inner surface
制御装置50は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ等の汎用のコンピュータによって実現されるものである。制御装置50は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び入出力インターフェース等を備えている。制御装置50では、ROMに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがRAMに展開され、RAMに展開されたプログラムがCPUによって実行されることにより、内面形状測定機10内の各部の機能が実現され、入出力インターフェースを介して各種の演算処理や制御処理が実行される。
The
図3に示すように、制御装置50は、測定制御部52、変位取得部54、真円度計算部56、カメラ変位取得部57、カメラ位置傾斜制御部59、光量取得部61、ステージ制御部62、及び出力部63を含む。
As shown in FIG. 3, the
測定制御部52は、キャリッジ22、アーム24、及び回転体14にそれぞれ連結される不図示のモータを制御し、変位検出器28のプローブ30とワークWの細穴Hとの相対位置を制御する。
The measurement control unit 52 controls a motor (not shown) connected to the
変位取得部54は、変位検出器28を制御し、変位検出器28が検出した細穴Hの穴壁の変位を取得する。
The displacement acquisition unit 54 controls the
真円度計算部56は、測定制御部52から取得したプローブ30とワークWとの相対位置、及び変位検出器28が検出した変位から、細穴Hの真円度を算出する。
The
カメラ変位取得部57は、カメラアライメント用変位検出器36を制御し、カメラ34の光軸ACの変位を取得する。カメラ位置傾斜制御部59は、カメラ変位取得部57が取得したカメラ34の光軸ACの変位に基づいて直動傾斜機構33を駆動する不図示のモータを制御し、カメラ34のXY平面内の位置及びXY平面に対する傾斜を変更する。
Camera displacement acquiring unit 57 controls the camera
光量取得部61は、カメラ34を制御し、カメラ34に入射する光量を取得する。ステージ制御部62は、光量取得部61が取得した光量に基づいて直動傾斜ステージ16を駆動する不図示のモータを制御し、直動傾斜ステージ16のXY平面内の位置及びXY平面に対する傾斜を変更する。出力部63は、光量取得部61から取得した光量に基づく情報を不図示の出力インターフェースに出力する。
The light
<アライメント方法>
前述したように、ワークWの細穴Hの真円度等の内面形状を測定するためには、細穴Hの中心軸AHを回転体14の回転軸ARに一致させるアライメントが必要である。アライメントには、XY平面内の位置を調整するセンタリングと、XY平面に対する傾斜を調整するチルチングとがある。内面形状測定機10は、直動傾斜ステージ16によってセンタリングとチルチングとが可能である。
<Alignment method>
As described above, in order to measure the inner shape of the roundness of the small hole H of the workpiece W is required alignment to match the central axis A H of the fine hole H to the rotation axis A R of the
図4は、光源19(図4では不図示)からZ方向に出射した光であって、ワークWの細穴Hの下側開口ODから入射し、細穴Hを通過して上側開口OUから出射する光をカメラ34で受光する様子を示す図である。図4では、ワークWを断面で示している。図4の204Aに示すワークWと図4の204Bに示すワークWとでは、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が異なっており、204Bに示すワークWの方が細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい。 Figure 4 is a light emitted in the Z direction from the light source 19 (not shown in FIG. 4), it enters from the lower opening O D of small holes H of the workpiece W, the upper opening O through the small hole H It is a figure which shows the state that the light emitted from U is received by the camera 34. In FIG. 4, the work W is shown in cross section. The angle formed by the central axis AH of the small hole H and the Z direction is different between the work W shown in 204A of FIG. 4 and the work W shown in 204B of FIG. 4, and the work W shown in 204B has a smaller hole. The angle formed by the central axis A H of H and the Z direction is relatively small.
204Aに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に大きい場合は、細穴Hの内壁(内側面)での多重散乱により、上側開口OUから出射する出射光の光量は相対的に小さくなる。また、204Bに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい場合は、細穴Hの内壁での反射が少なく、上側開口OUから出射する出射光の光量は相対的に大きくなる。 As shown in 204A exit, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively large, by multiple scattering at the inner wall (inner surface) of the small hole H, the upper opening O U The amount of emitted light is relatively small. Further, as shown in 204B, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively small, less reflection at the inner wall of the small hole H, output emitted from the upper opening O U The amount of light emitted is relatively large.
図5は、図4に示す構成において、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度(単位:°)と、上側開口OUから出射する出射光の光量(単位:arbitrary、任意単位)との関係を示すグラフである。図5は、細穴Hの下側開口ODに入射する光が平行光であり、細穴Hの上側開口OU及び下側開口ODの穴径と上側開口OUから下側開口ODまでの長さとのアスペクト比が1:20であり、細穴Hの内側面の反射率が0.5であり、内側面での乱反射の発生がないと仮定した場合を示している。図5に示すように、細穴Hの上側開口OUから出射する出射光の光量を測定することで、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度を推定することができる。 5, in the configuration shown in FIG. 4, the fine hole H central axis A H and Z direction and forms an angle (unit: °) with the light quantity of the outgoing light emitted from the upper opening O U (unit: arbitrary, optionally It is a graph which shows the relationship with a unit). Figure 5 is an optical parallel light incident on the lower opening O D of the fine hole H, the fine hole H upper opening O U and the lower opening O D lower opening O of the hole diameter and the upper opening O U of The case where the aspect ratio with the length up to D is 1:20, the reflectance of the inner surface of the small hole H is 0.5, and no diffused reflection occurs on the inner surface is shown. As shown in FIG. 5, by measuring the quantity of the outgoing light emitted from the upper opening O U of small holes H, it is possible to estimate the angle between the central axis A H and Z direction fine hole H.
内面形状測定機10は、光源19からワークWの細穴Hの第1の開口に相当する下側開口ODに入射した入射光のうち細穴Hを通過して第2の開口に相当する上側開口OUから出射した出射光をカメラ34により受光し、受光量が大きくなるように直動傾斜ステージ16の傾斜を変更することで、細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを目標値以内にする。
Inner
図6は、内面形状測定機10のアライメント方法の処理の一例を示すフローチャートである。図6に示すように、内面形状測定機10のアライメント方法は、ステップSAのカメラ34のアライメント工程と、ステップSBの細穴Hのアライメント工程とを含む。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing of the alignment method of the inner surface
図7は、カメラ34のアライメント工程の処理の一例を示すフローチャートである。また、図8は、カメラ34のアライメント工程を説明するための図である。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the alignment process of the
ステップS1では、カメラ変位取得部57は、カメラアライメント用変位検出器36によってカメラ34の光軸ACと同軸の円筒面34Aの変位を取得する。ここでは、図8の208Aに示すように、カメラアライメント用変位検出器36は、Z方向の高さがL1の測定高さの円筒面34Aの変位を検出する。Z方向の高さは、基準となる位置からのZ方向の距離であり、ここではカメラ34の上端からのZ方向の距離とする。
In step S1, the camera displacement acquiring unit 57 acquires the displacement of the optical axis A C is coaxial with the
ステップS2では、カメラ変位取得部57は、カメラアライメント用変位検出器36によってカメラ34の光軸ACと同軸の円筒面34Aの変位を取得する。ここでは、図8の208Bに示すように、カメラアライメント用変位検出器36は、Z方向の高さがL2の測定高さの円筒面34Aの変位を検出する。
In step S2, the camera displacement acquiring unit 57 acquires the displacement of the optical axis A C is coaxial with the
ステップS3では、カメラ変位取得部57は、ステップS1で取得した測定高さL1の円筒面34Aの変位とステップS2で取得した測定高さL2の円筒面34Aの変位とから、カメラ34の光軸ACの位置及び傾斜を計算する。さらに、カメラ変位取得部57は、回転体14の回転軸ARとカメラ34の光軸ACとのずれ量を計算する。
In step S3, the camera displacement acquisition part 57 from the acquired displacement of the measurement height L 1 of the
最後に、ステップS4では、カメラ位置傾斜制御部59は、ステップS3で計算した回転体14の回転軸ARとカメラ34の光軸ACとのずれ量に基づいて直動傾斜機構33の不図示のモータを駆動し、図8の208Cに示すように、カメラ34の光軸ACを回転体14の回転軸ARと同軸とする。この状態では、光源19とカメラ34とは、Z方向に沿って互いに対向して配置されている。回転体14の回転軸ARとカメラ34の光軸ACとのずれ量に基づいて、ユーザが手動でカメラ34の光軸ACを回転体14の回転軸ARと同軸としてもよい。
Finally, in step S4, the camera position
以上により、ステップSAのカメラ34のアライメント工程が終了する。続いて、ステップSBの細穴Hのアライメント工程を行う。細穴Hのアライメント工程を行うには、最初にユーザがワーク設置治具18にワークWを設置する。
With the above, the alignment step of the
図9は、細穴のアライメント工程前後の内面形状測定機10を示す図である。図9の209Aは細穴のアライメント工程を行う前の内面形状測定機10を示している。209Aに示すように、細穴のアライメント工程前ではワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとがずれている。
FIG. 9 is a diagram showing an inner surface
図10は、細穴Hのアライメント工程の処理の一例を示すフローチャートである。ステップS11では、光量取得部61は、通過光発生光源である光源19を点灯させる。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing of the alignment step of the small hole H. In step S11, the light
ステップS12(光量取得工程の一例)では、測定制御部52は、ワークWの細穴Hの上側開口OUがカメラ34の撮影範囲に入るように、キャリッジ22及びアーム24のそれぞれの不図示のモータを駆動し、カメラ34を移動させる。さらに、光量取得部61は、カメラ34を制御し、カメラ34への入射光量P1を測定する。
In step S12 (an example of a light quantity acquisition step), the measurement control unit 52, such that the upper opening O U of small holes H of the workpiece W enters the shooting range of the
入射光量P1は、例えばカメラ34の不図示の絞りを一定とし、電子シャッタ機能により不図示の撮像素子の電荷を放電してから一定期間電荷を蓄積させ、蓄積した電荷量によって測定する。 The incident light amount P 1 is measured by, for example, keeping the aperture of the camera 34 (not shown) constant, discharging the charge of the image pickup element (not shown) by the electronic shutter function, accumulating the charge for a certain period of time, and measuring the accumulated charge amount.
出力部63は、光量取得部61が取得した入射光量P1(細穴の中心軸と回転体の回転軸とのずれ情報の一例)をステージ制御部62に出力する(出力工程の一例)。
The
ステップS13(ステージ制御工程の一例)では、ステージ制御部62は、直動傾斜ステージ16を駆動する不図示のモータを制御し、直動傾斜ステージ16の傾斜を設定方向にステップ角だけ変更する。ここでは、直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜を変更するものとする。設定方向は、例えばX方向の図9に示す左方向であり、ステップ角は、例えば角度θ1である。
In step S13 (an example of the stage control step), the stage control unit 62 controls a motor (not shown) that drives the linear
ステップS14(光量取得工程の一例)では、光量取得部61は、カメラ34を制御し、カメラ34への入射光量P2を測定する。入射光量P2は、入射光量P1の測定と同じ条件で測定する。出力部63は、光量取得部61が取得した入射光量P2をステージ制御部62に出力する。
In step S14 (an example of a light quantity acquisition step), the light
ステップS15では、ステージ制御部62は、入射光量P1>入射光量P2であるかを判定する。入射光量P1≦入射光量P2である場合、すなわち直動傾斜ステージ16の傾斜の変更によって入射光量が増加した場合、又は変化しない場合は、制御装置50はステップS12の処理を行う。すなわち、入射光量が減少するまでステップS12〜ステップS14の処理を繰り返す。
In step S15, the stage control unit 62 determines whether the incident light amount P 1 > the incident light amount P 2. When the incident light amount P 1 ≤ the incident light amount P 2, that is, when the incident light amount increases or does not change due to the change in the inclination of the linear
一方、入射光量P1>入射光量P2である場合、すなわち直動傾斜ステージ16の傾斜の変更によって入射光量が減少した場合は、制御装置50はステップS16の処理を行う。
On the other hand, when the incident light amount P 1 > the incident light amount P 2, that is, when the incident light amount is reduced due to the change in the inclination of the linear
ステップS16では、ステージ制御部62は、ステップS13における設定方向を反転させる。例えば、ステップS13における設定方向がX方向の図9に示す左方向であれば、ここで設定される設定方向はX方向の図9に示す右方向となる。また、ステージ制御部62は、設定方向の反転回数をインクリメントする。 In step S16, the stage control unit 62 reverses the setting direction in step S13. For example, if the setting direction in step S13 is the left direction shown in FIG. 9 in the X direction, the setting direction set here is the right direction shown in FIG. 9 in the X direction. Further, the stage control unit 62 increments the number of inversions in the setting direction.
ステップS17では、ステージ制御部62は、設定方向の反転回数が2回を超えたか否かを判定する。設定方向の反転回数が2回を超えていない場合は、制御装置50はステップS12の処理を行う。すなわち、入射光量が減少するまでステップS12〜ステップS14の処理を繰り返す。一方、設定方向の反転回数が2回を超えた場合は、制御装置50はステップS18の処理を行う。
In step S17, the stage control unit 62 determines whether or not the number of inversions in the setting direction exceeds two times. If the number of inversions in the setting direction does not exceed two, the
ステップS18では、ステージ制御部62は、ステップS13におけるステップ角を相対的に小さいステップ角に設定する。例えば、ステップS13におけるステップ角が角度θ1であれば、ここで設定されるステップ角は例えば角度θ2(<θ1)である。続くステップS19では、ステージ制御部62は、設定方向の反転回数を0回にリセットする。 In step S18, the stage control unit 62 sets the step angle in step S13 to a relatively small step angle. For example, if the step angle in step S13 is the angle θ 1 , the step angle set here is, for example, the angle θ 2 (<θ 1 ). In the following step S19, the stage control unit 62 resets the number of inversions in the setting direction to 0.
ステップS20では、ステージ制御部62は、ステップS18で設定されたステップ角が、規定値である角度θTHを下回ったか否かを判定する。ステップ角が角度θTHを下回っていない場合は、制御装置50はステップS12の処理を行う。一方、ステップ角が角度θTHを下回った場合は、制御装置50は本フローチャートの処理を終了する。
In step S20, the stage control unit 62 determines whether or not the step angle set in step S18 is less than the specified value of the angle θ TH. If the step angle is not less than the angle θ TH , the
以上のように、直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜を変更してカメラ34で受光する光量が大きくなる位置を探索することで、ワークWの細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成すX方向の角度を目標値以内にすることができる。Y方向についても同様に、直動傾斜ステージ16のY方向の傾斜を変更してカメラ34で受光する光量が大きくなる位置を探索することで、ワークWの細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成すY方向の角度を目標値以内にすることができる。
As described above, by changing the inclination of the linear
同様に、直動傾斜ステージ16のX方向及びY方向の位置を変更してカメラ34で受光する光量が大きくなる位置を探索することで、ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸Aとのずれを目標値以内にすることができる。
Similarly, by changing the positions of the linear
図9の209Bに示すように、細穴のアライメント工程後は、細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとが同軸になっている。
As shown in 209B of FIG. 9, after the small hole of the alignment process, the central axis A H of the small hole H and the rotational axis A R of the
なお、ワークWの細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成すX方向及びY方向の角度を目標値以内にした後、カメラ34によってワークWの細穴Hの上側開口OUを観察し、カメラ34の撮影範囲の中心に上側開口OUが位置するように直動傾斜ステージ16のX方向及びY方向の位置を変更することで、ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを目標値以内にしてもよい。
Note that after the central axis A H and the angle in the Z-direction and X-direction and Y-direction formed by the small holes H of the workpiece W within the target value, observing the upper opening O U of small holes H of the workpiece W by the
このように、本実施形態に係るアライメント方法によれば、細穴Hの中心軸AHを回転体14の回転軸ARにアライメントすることができる。本実施形態に係るアライメント方法は、細穴Hが500μm以下の径の極小径穴である場合に有効である。さらに、細穴Hの径が200μm以下であり、プローブ30の径が100μm以下である場合に、特に有効である。なお、径が500μmより大きい細穴Hであってもよい。
Thus, according to the alignment method according to the present embodiment, it is possible to align the center axis A H of the fine hole H to the rotation axis A R of the
なお、出力部63は、光量取得部61から取得した入射光量P1に基づく細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれ情報を不図示の出力インターフェースなどに出力(出力工程の一例)してもよい。ユーザは、出力されたずれ情報に基づいて直動傾斜ステージ16を手動で動作させることで、ワークWの細穴Hの中心軸AHを回転体14の回転軸ARにアライメントすることができる。
The
<光源及びワークの下側開口の位置>
光源19及びワークWの下側開口ODの位置を、直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜軸AX及びY方向の傾斜軸の位置に一致させる構成が好ましい。
<Position of light source and lower opening of work>
The position of the lower opening O D of the
図11及び図12は、それぞれ直動傾斜ステージ16の傾斜の変更前後のカメラ34と光源19との位置関係を示す図である。図11及び図12では、ワークWを断面で示している。図11では、光源19及びワークWの下側開口ODの位置と直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜軸AXの位置とが相対的に離れている場合を示している。また、図12では、光源19及びワークWの下側開口ODの位置と直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜軸AXの位置とが一致している場合を示している。
11 and 12 are diagrams showing the positional relationship between the
図11の211Aに示した状態では、カメラ34の光軸AC上に光源19及びワークWの下側開口ODが配置されている。また、図11の211Bは、211Aに示した状態から直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜を変更した状態を示している。211Bに示すように、光源19及びワークWの下側開口ODは、カメラ34の光軸AC上から外れてしまう。
In the state shown in 211A in FIG. 11, the lower opening O D of the
これに対し、図12の212Aに示した状態では、図11の211Aと同様に、カメラ34の光軸AC上に光源19及びワークWの下側開口ODが配置されている。また、図12の212Bは、212Aに示した状態から直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜を変更した状態を示している。212Bに示すように、直動傾斜ステージ16の傾斜が変更されても、光源19及びワークWの下側開口ODは、カメラ34の光軸AC上から移動しない。
In contrast, in the state shown in 212A in FIG. 12, as with 211A of FIG. 11, the lower opening O D of the
このように、光源19及びワークWの下側開口ODの位置と直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜軸AXとを一致させることで、直動傾斜ステージ16のX方向の傾斜を変更した場合であっても光源19及びワークWの下側開口ODがカメラ34の光軸AC上から移動しないため、光量測定への影響が少なく、より高精度にワークWの細穴Hを位置決めすることが可能となる。同様に、光源19及びワークWの下側開口ODの位置と直動傾斜ステージ16のY方向の傾斜軸とを一致させることで、直動傾斜ステージ16のY方向の傾斜を変更した場合であっても光源19及びワークWの下側開口ODがカメラ34の光軸AC上から移動しないため、光量測定への影響が少なく、より高精度にワークWの細穴Hを位置決めすることが可能となる。
Thus, by matching the tilt axis A X of the X direction of the
<光源の他の態様>
ワークWの形状によっては、下側開口ODをワーク設置治具18と対向させることができない場合がある。図13は、特殊な形状のワークWをワーク設置治具18に載置した様子を示す図である。図13では、ワークWを断面で示している。図13に示すワークWは、細穴Hの下側開口OD側にワークWの他の部分が配置されている。このため、ワーク設置治具18に配置された光源19からZ方向の上方に光を出射しても、細穴Hの下側開口ODから光を入射させることができない。
<Other aspects of light source>
Depending on the shape of the workpiece W, it may not be possible to face the workpiece setting jig 18 a lower opening O D. FIG. 13 is a diagram showing a state in which a work W having a special shape is placed on the
また、図13に示すワークWは、細穴Hの下側開口OD側の空間が狭い。このため、光源を挿入するスペースが不足しており、下側開口OD側に光源を配置することができない。 Further, the workpiece W shown in FIG. 13, a narrow lower opening O D side of the space of the small hole H. Therefore, space for inserting the light source and is insufficient, it is impossible to place the light source on the lower opening O D side.
このような課題に対し、ワークWの細穴Hの下側開口OD側に柔軟性を有する散乱体を挿入して、散乱体に光を入射させることで下側開口ODから光を入射させてもよい。 For such problems, by inserting a scatterer having a flexible lower opening O D side of the small hole H of the workpiece W, the incident light from the lower opening O D by light is incident on the scatterer You may let me.
図14は、ワークWの細穴Hの下側開口OD側への散乱体84の挿入を示す図である。図14では、ワークWを断面で示している。図14の214Aは散乱体84の挿入前を示し、214Bは挿入後を示している。
Figure 14 is a diagram showing the insertion of the
散乱体84は、弾性及び柔軟性を有する連続気泡構造体のスポンジである。散乱体84は、細穴Hの下側開口OD側に配置される。散乱体84は柔軟性を有するので、下側開口OD側の狭いスペースに挿入することができる。散乱体84には、光源70が取り付けられる。光源70は、散乱体84に光を入射させる。光源70から散乱体84に入射された光は、散乱体84の内部を多重散乱し、下側開口ODに入射される。
The
このような散乱体84を下側開口OD側に配置することで、散乱体84が多重散乱による面光源を形成することができる。したがって、ワークWの細穴Hの下側開口ODから光を適切に入射させることができる。また、散乱体84は、下側開口OD側のワークWの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、散乱体84は、柔軟性を有するためにワークWを傷つける懸念がないという効果がある。
〔第2の実施形態〕
図15は、第2の実施形態に係る内面形状測定機74の構成を示す概略図である。内面形状測定機10と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図15に示すように、内面形状測定機74は、ワーク設置治具18の上面に乱反射体76を備えている。
[Second Embodiment]
FIG. 15 is a schematic view showing the configuration of the inner surface
乱反射体76は、ワーク設置治具18に設置されたワークWの下側開口ODから出射した光を反射して再びワークWの下側開口ODに入射させるための反射部材である。乱反射体76は、方向性を持たせないため、反射面に入射した入射光の反射角がランダムになるように反射面が構成されている。乱反射体76は、光の反射率の高い、白色等の色を有することが望ましい。
Diffuse
図16は、内面形状測定機74の電気的構成を示すブロック図である。内面形状測定機10と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図16に示すように、内面形状測定機74は、カメラ34に同軸落射照明光学系35を含む。同軸落射照明光学系35(同軸照明光学系の一例)は、不図示の照明光源と、照明光源からの光をカメラ34の光軸AC(受光部の受光方向の一例)と同軸の照明光として出射する不図示のハーフミラーと、を備える。
FIG. 16 is a block diagram showing an electrical configuration of the inner surface
図17は、同軸落射照明光学系35(図17では不図示)からワークWの細穴Hの上側開口OUに入射する入射光のうち、細穴Hを通過して下側開口ODから出射する出射光が乱反射体76に入射する様子を示す図である。図17では、ワークWを断面で示している。図17の217Aに示すワークWと217Bに示すワークWとでは、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が異なっており、217Bに示すワークWの方が細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい。
17, among the light incident from the coaxial incident illumination optical system 35 (in FIG. 17 not shown) to the upper opening O U of small holes H of the workpiece W, from the lower opening O D passes through the small hole H It is a figure which shows the state which the emitted light is incident on the diffuse
217Aに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に大きい場合は、細穴Hの内壁での多重散乱により、下側開口ODから出射する出射光の光量が相対的に小さくなる。このため、下側開口ODから出射する出射光のうち乱反射体76によって反射して再び下側開口ODに入射する光の光量も相対的に小さくなり、上側開口OUから出射する出射光の光量も相対的に小さくなる。
As shown in 217A, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively large, by multiple scattering at the inner wall of the small hole H, the outgoing light emitted from the lower opening O D The amount of light is relatively small. Therefore, the amount of light incident on the lower opening O D again reflected by the diffuse
また、217Bに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい場合は、細穴Hの内壁での反射が少なく、下側開口ODから出射する出射光の光量が相対的に大きくなる。このため、下側開口ODから出射する出射光のうち乱反射体76によって反射して再び下側開口ODに入射する光の光量も相対的に大きくなり、上側開口OUから出射する出射光の光量も相対的に大きくなる。
Further, as shown in 217B, the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H be relatively small, less reflection at the inner wall of the small hole H, exiting the lower opening O D The amount of emitted light becomes relatively large. Therefore, the amount of light incident on the lower opening O D again reflected by the diffuse
内面形状測定機74は、同軸落射照明光学系35からワークWの細穴Hの第1の開口に相当する上側開口OUに入射した入射光のうち細穴Hを通過して第2の開口に相当する下側開口ODから出射し、乱反射体76によって反射して再び下側開口ODに入射し、細穴Hを通過して上側開口OUから出射した出射光をカメラ34により受光し、受光量が大きくなるように直動傾斜ステージ16の傾斜を変更することで、細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを目標値以内にする。
Inner surface
ワーク設置治具18に配置した反射部材が鏡面反射体である場合には、反射光に指向性が生じるため、直動傾斜ステージ16の傾斜を変更した際に反射部材の向きが変わってしまうことによる効果を含んでカメラ34への入射光量が変化する。内面形状測定機74では、反射部材として乱反射する乱反射体76を用いたため、ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれに応じたカメラ34への入射光量の変化を測定することができる。
When the reflective member arranged on the
なお、図13に示したワークWは、細穴Hの下側開口OD側にワークWの他の部分が配置されている。このため、同軸落射照明光学系35(図13では不図示)からワークWの細穴Hの上側開口OUに光を入射させても、細穴Hを通過して下側開口ODから出射した光をワーク設置治具18の上面の乱反射体76に入射させることができない。
Incidentally, the work W shown in FIG. 13, other portions of the workpiece W is disposed on the lower opening O D side of the small hole H. Therefore, emitted from a coaxial epi-illumination optical system 35 (not shown in FIG. 13) even if light is incident on the upper opening O U of small holes H of the workpiece W, from the lower opening O D passes through the small hole H The light cannot be incident on the diffused
また、図13に示すワークWは、細穴Hの下側開口OD側の空間が狭いが、下側開口OD側に乱反射体76を挿入することは可能である。しかしながら、下側開口OD側の空間が狭いために精密な位置決めが必要となる。また、乱反射体76とワークWとが衝突し、ワークWを傷つけてしまう可能性がある。
Further, the workpiece W shown in FIG. 13, although the narrow lower opening O D side of the space of the small hole H, it is possible to insert the diffuse
このような課題に対し、ワークWの細穴Hの下側開口OD側に柔軟性を有する反射体を挿入してもよい。 For such problems, it may be inserted reflector having a flexible lower opening O D side of the small hole H of the workpiece W.
図18は、ワークWの細穴Hの下側開口OD側へのスポンジ状の反射体80の挿入を示す図である。図18では、ワークWを断面で示している。図18の218Aはスポンジ状の反射体80の挿入前を示し、218Bは挿入後を示している。
Figure 18 is a diagram showing the insertion of a sponge-
スポンジ状の反射体80は、弾性及び柔軟性を有する光反射部材である。スポンジ状の反射体80は、細穴Hの上側開口OUから入射した光を下側開口OD側において細穴Hに反射させる。スポンジ状の反射体80は、光の反射率の高い、白色等の色を有することが望ましい。スポンジ状の反射体80は柔軟性を有するので、下側開口OD側の狭いスペースに挿入することができる。
The sponge-
このようなスポンジ状の反射体80を下側開口OD側へ挿入することで、特殊な形状のワークWであっても下側開口ODから出射した光を反射して再びワークWの下側開口ODに入射させることができる。したがって、内面形状測定機74は、カメラ34の受光量が大きくなるように直動傾斜ステージ16の傾斜を変更することで、細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを目標値以内にすることができる。スポンジ状の反射体80は、下側開口OD側のワークWの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、スポンジ状の反射体80は、柔軟性を有するためにワークWを傷つける懸念がないという効果がある。
Under such a sponge-
また、図19は、ワークWの細穴Hの下側開口OD側への粘土状の反射体82の挿入を示す図である。図19では、ワークWを断面で示している。図19の219Aは粘土状の反射体82の挿入前を示し、219Bは挿入後を示している。
Further, FIG. 19 is a diagram showing the insertion of a clay-
粘土状の反射体82は、可塑性及び柔軟性を有する光反射部材である。粘土状の反射体82は、細穴Hの上側開口OUから入射した光を下側開口OD側において細穴Hに反射させる。粘土状の反射体82は、光の反射率の高い、白色等の色を有することが望ましい。粘土状の反射体82は柔軟性を有するので、下側開口OD側の狭いスペースに挿入することができる。
The clay-
このような粘土状の反射体82を下側開口OD側へ挿入することで、特殊な形状のワークWであっても下側開口ODから出射した光を反射して再びワークWの下側開口ODに入射させることができる。したがって、内面形状測定機74は、カメラ34の受光量が大きくなるように直動傾斜ステージ16の傾斜を変更することで、細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを目標値以内にすることができる。粘土状の反射体82は、下側開口OD側のワークWの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、粘土状の反射体82は、柔軟性を有するためにワークWを傷つける懸念がないという効果がある。
Under such a clay-
〔第3の実施形態〕
ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを検出する他の実施形態として、エアを使った方式、及び超音波を使った方式が考えられる。
[Third Embodiment]
As another embodiment for detecting the deviation between the center axis A H of the small hole H of the workpiece W with the rotational axis A R of the
図20は、エアを使用してワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを検出する場合の概略図である。図20では、ワークWを断面で示している。
Figure 20 is a schematic diagram in the case of detecting a shift between the rotation axis A R of the central axis A H of the small hole H of the workpiece
ワークWは、ワーク保持部材86の内部に第1の開口に相当する下側開口OD側が部分的に挿入されて保持される。図20では、ワーク保持部材86を断面で示している。ワークWとワーク保持部材86との間には環状のガスケット88が配置され、ワーク保持部材86の内部の空間は気密性が保たれる。
Workpiece W, the lower opening O D side which corresponds to the first opening in the interior of the
ワーク保持部材86は、空気供給穴86Aを有する。空気供給穴86Aには、圧力空気源90が接続される。圧力空気源90(圧力気体源の一例)は、空気供給穴86Aを介してワーク保持部材86の内部の空間にコンプレッサで圧縮した空気(気体の一例)を供給する。圧力空気源90は、窒素ガスなどの不活性ガスやアルゴンガスなどの炭酸ガスを供給するガスボンベであってもよい。
The
ワーク保持部材86に保持されたワークWの第2の開口に相当する上側開口OU側には、両端が開口し内部が空洞の筒92が配置される。図20では、筒92を断面で示している。筒92は、空洞の中心軸が回転体14の回転軸ARと同軸上にアライメントされている。筒92のアライメントは、カメラ34のアライメント工程と同様に調整することができる。
The upper opening O U side corresponding to the second opening of the workpiece W held by the
筒92の内部には、熱式の気体流量計94が配置される。熱式の気体流量計94は、筒92の内部を通過する気体が高温の金属配線を冷却することによる金属配線の電気抵抗の変化を気体の流量の変化として検出する。気体流量計94は熱式に限定されず、浮き子式、羽根車式、オリフィス式などの既知の手法を適用することができる。筒92及び気体流量計94により、Z方向の指向性を選別して気体の流量を取得する。
A thermal
圧力空気源90からワーク保持部材86に供給された空気は、ワークWの下側開口ODから細穴Hに流入し、細穴Hを通過して上側開口OUから流出する。上側開口OUから流出した空気は筒92に流入し、筒92に流入した空気の流量が気体流量計94(流量取得部の一例)によって測定される(流量取得工程の一例)。
The air supplied to the
ここで、筒92の中心軸は回転体14の回転軸ARと同軸であるため、ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれが小さいほど筒92に流入する空気が増加する。
Since the central axis of the
図20の220Aに示すワークWと220Bに示すワークWとでは、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が異なっており、220Bに示すワークWの方が細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい。 The angle formed by the central axis A H of the small hole H and the Z direction is different between the work W shown in 220A and the work W shown in 220B, and the work W shown in 220B is the center of the small hole H. The angle formed by the axes A H and the Z direction is relatively small.
220Aに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に大きい場合は、ワークWの上側開口OUから流出して筒92の内部に流入した空気は、筒92の空洞の内壁にぶつかり、流れが阻害される。このため、気体流量計94によって測定される流量が相対的に小さくなる。
As shown in 220A, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively large, air flowing flows out of the upper opening O U of the workpiece W inside the
また、220Bに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい場合は、ワークWの上側開口OUから流出して筒92の内部に流入した空気は、筒92の空洞の内壁によって流れが阻害される量が減少する。このため、気体流量計94によって測定される流量が相対的に大きくなる。
Further, as shown in 220B, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively small, has flowed to flow out from the upper opening O U of the workpiece W inside the
このように、筒92及び気体流量計94により空気流の指向性を選別することで、ワークWの細穴Hの回転軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを検出することができる。エアを使用する方式は、構成が簡単であり、低コストで実現可能である。
Thus, by selecting the directivity of the air stream by the
〔第4の実施形態〕
図21は、超音波を使用してワークWの細穴Hの回転軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを検出する場合の概略図である。図21では、ワークWを断面で示している。
[Fourth Embodiment]
Figure 21 is a schematic view when using ultrasound to detect the deviation of the rotation axis A R of the
ワークWの第1の開口に相当する下側開口OD側には、超音波発生源96が配置される。超音波発生源96は、Z方向の上方に向けて超音波を出射する。超音波とは、人間の耳には聞こえない20kHz以上数GHz以下の周波数の音波である。
The lower opening O D side which corresponds to the first aperture of the workpiece W,
ワークWの第2の開口に相当する上側開口OU側には、両端が開口し内部が空洞の筒97が配置される。図21は、筒97を断面で示している。筒97は、空洞の中心軸が回転体14の回転軸ARと同軸上にアライメントされている。筒97のアライメントは、カメラ34のアライメント工程と同様に調整することができる。
The upper opening O U side corresponding to the second opening of the workpiece W, both ends open internal are arranged
筒97の内部には、超音波検出器98が配置される。超音波検出器98は、筒97に入射した超音波の強度を検出する。超音波発生源96及び超音波検出器98としては、圧電セラミックスを利用した方式などの既知の構成を適用することができる。筒97及び超音波検出器98により、Z方向の指向性を選別して超音波の強度を取得する。
An
超音波発生源96からZ方向の上方に向けて出射された超音波は、ワークWの下側開口ODから細穴Hに入射し、細穴Hを通過して上側開口OUから出射する。上側開口OUから出射した超音波は筒97に入射し、筒97に入射した超音波の強度が超音波検出器98(強度取得部の一例)によって測定される(強度取得工程の一例)。
The ultrasonic wave emitted toward the
ここで、筒97の中心軸は回転体14の回転軸ARと同軸であるため、ワークWの細穴Hの中心軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれが小さいほど筒97に入射する超音波が増加する。
Since the central axis of the
図21の221Aに示すワークWと221Bに示すワークWとでは、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が異なっており、221Bに示すワークWの方が細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい。 The angle formed by the central axis A H of the small hole H and the Z direction is different between the work W shown in 221A of FIG. 21 and the work W shown in 221B, and the work W shown in 221B is the center of the small hole H. The angle formed by the axes A H and the Z direction is relatively small.
221Aに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に大きい場合は、ワークWの上側開口OUから出射して筒97の内部に入射した超音波は、筒97の空洞の内壁にぶつかり、減衰する。このため、超音波検出器98によって測定される超音波の強度が相対的に小さくなる。
As shown in 221A, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively large, the ultrasonic incident is emitted from the upper opening O U of the workpiece W inside the
また、221Bに示すように、細穴Hの中心軸AHとZ方向とが成す角度が相対的に小さい場合は、上側開口OUから出射して筒92の内部に入射した空気は、細穴Hの空洞の内壁によって減衰する量が減少する。このため、超音波検出器98によって測定される超音波の強度が相対的に大きくなる。
Further, as shown in 221B, when the angle formed by the center axis A H and Z direction fine hole H is relatively small, the air that enters the interior of the
このように、筒97及び超音波検出器98により超音波の指向性を選別することで、ワークWの細穴Hの回転軸AHと回転体14の回転軸ARとのずれを検出することができる。超音波を使用する方式は、エアを使用する方式と同様に、構成が簡単であり、低コストで実現可能である。
Thus, by selecting the ultrasonic directivity by the
〔その他〕
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
〔others〕
The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. The configurations and the like in each embodiment can be appropriately combined between the respective embodiments without departing from the spirit of the present invention.
10…内面形状測定機
12…本体ベース
14…回転体
16…直動傾斜ステージ
18…ワーク設置治具
19…光源
20…コラム
22…キャリッジ
24…アーム
28…変位検出器
30…プローブ
33…直動傾斜機構
34…カメラ
35…同軸落射照明光学系
36…カメラアライメント用変位検出器
38…光ファイバ
40…反射ミラー
42…接触子
50…制御装置
52…測定制御部
54…変位取得部
56…真円度計算部
57…カメラ変位取得部
59…カメラ位置傾斜制御部
61…光量取得部
62…ステージ制御部
63…出力部
74…内面形状測定機
76…乱反射体
80…スポンジ状の反射体
82…粘土状の反射体
84…散乱体
86…ワーク保持部材
86A…空気供給穴
88…ガスケット
90…圧力空気源
92…筒
94…気体流量計
96…超音波発生源
97…筒
98…超音波検出器
AC…光軸
AH…中心軸
AR…回転軸
AX…X方向の傾斜軸
H…細穴
OD…下側開口
OU…上側開口
SA、SB、S1〜S4、S11〜S20…内面形状測定機のアライメント方法の処理の各ステップ
W…ワーク
10 ... Inner surface
Claims (11)
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
光源から前記第1の方向に出射した光であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から入射して前記細穴を通過した光の光量を取得する光量取得部と、
前記取得した光量に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
A light amount acquisition unit that acquires the amount of light emitted from the light source in the first direction and that is incident from the first opening of the small hole of the work and has passed through the small hole.
An output unit that outputs deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired light amount, and
Inner surface shape measuring machine equipped with.
前記受光部は、前記第1の開口とは異なる第2の開口から出射する出射光を受光する請求項1又は2に記載の内面形状測定機。 The light source and the light receiving portion arranged so as to face each other along the first direction are provided.
The inner surface shape measuring device according to claim 1 or 2, wherein the light receiving unit receives light emitted from a second opening different from the first opening.
前記光源が前記ワーク設置治具に配置される請求項3に記載の内面形状測定機。 A work installation jig fixed to the linear motion tilting stage and on which the work is installed is provided.
The inner surface shape measuring machine according to claim 3, wherein the light source is arranged on the work installation jig.
光を受光する受光部と、
前記受光部の受光方向に対して同軸に前記光源からの光を出射する同軸照明光学系と、
を備え、
前記ワーク設置治具は、前記第1の開口とは異なる第2の開口から出射した光を反射して前記第2の開口に入射させる乱反射体を備える請求項1又は2に記載の内面形状測定機。 A work installation jig fixed to the linear motion tilting stage and on which the work is installed,
A light receiving part that receives light and
A coaxial illumination optical system that emits light from the light source coaxially with the light receiving direction of the light receiving unit.
With
The inner surface shape measurement according to claim 1 or 2, wherein the work installation jig includes a diffuse reflector that reflects light emitted from a second opening different from the first opening and causes it to enter the second opening. Machine.
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
圧力気体源から発生した気体流であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から流入して前記第1の開口とは異なる第2の開口から流出した気体流の前記第1の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得部と、
前記取得した流量に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
The first direction of the gas flow generated from the pressure gas source and flowing out from the first opening of the narrow hole of the work and flowing out from the second opening different from the first opening. A flow rate acquisition unit that selects the directivity of the gas and acquires the flow rate,
An output unit that outputs deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired flow rate, and
Inner surface shape measuring machine equipped with.
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
超音波発生源から発生した超音波であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から流入して前記第1の開口とは異なる第2の開口から流出した超音波の前記第1の方向の指向性を選別して強度を取得する強度取得部と、
前記取得した強度に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
The first ultrasonic wave generated from an ultrasonic source and flowing out from a first opening of the narrow hole of the work and flowing out from a second opening different from the first opening. A strength acquisition unit that selects the directivity of the direction and acquires the strength,
An output unit that outputs deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired strength, and
Inner surface shape measuring machine equipped with.
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
光源から前記第1の方向に出射した光であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から入射して前記細穴を通過した光の光量を取得する光量取得工程と、
前記取得した光量に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
It is an alignment method of an inner surface shape measuring machine equipped with
A light amount acquisition step of acquiring the amount of light emitted from a light source in the first direction and incident from the first opening of the small hole of the work and passing through the small hole.
An output step of outputting deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired light amount, and
Alignment method of the inner surface shape measuring machine provided with.
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
圧力気体源から発生した気体流であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から流入して前記第1の開口とは異なる第2の開口から流出した気体流の前記第1の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得工程と、
前記取得した流量に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
It is an alignment method of an inner surface shape measuring machine equipped with
The first direction of the gas flow generated from the pressure gas source and flowing out from the first opening of the narrow hole of the work and flowing out from the second opening different from the first opening. The flow rate acquisition process, which selects the directivity of the gas and acquires the flow rate,
An output process that outputs deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired flow rate, and
Alignment method of the inner surface shape measuring machine provided with.
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第1の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第1の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第1の直動機構によって前記第1の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
超音波発生源から発生した超音波であって、前記ワークの前記細穴の第1の開口から流入して前記第1の開口とは異なる第2の開口から流出した超音波の前記第1の方向の指向性を選別して強度を取得する強度取得工程と、
前記取得した強度に基づく前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法。 A rotating body that rotates around a rotation axis parallel to the first direction,
A linear tilting stage supported by the rotating body, wherein the position in the plane orthogonal to the first direction with respect to the rotating body and the tilting with respect to the plane can be changed.
A contact-type or non-contact-type probe extending parallel to the first direction, which is fixed to the linear motion tilting stage by a probe that can move in the first direction by the first linear motion mechanism. A displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that rotates with the rotating body,
It is an alignment method of an inner surface shape measuring machine equipped with
The first ultrasonic wave generated from an ultrasonic source and flowing out from a first opening of the narrow hole of the work and flowing out from a second opening different from the first opening. The strength acquisition process to select the directivity of the direction and acquire the strength,
An output step for outputting deviation information between the central axis of the small hole and the rotation axis based on the acquired strength, and
Alignment method of the inner surface shape measuring machine provided with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020046504A JP2021148498A (en) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020046504A JP2021148498A (en) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021148498A true JP2021148498A (en) | 2021-09-27 |
Family
ID=77851220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020046504A Pending JP2021148498A (en) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021148498A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115883401A (en) * | 2022-11-16 | 2023-03-31 | 华南师范大学 | End-to-end network performance prediction method, system and platform based on flow interaction graph |
-
2020
- 2020-03-17 JP JP2020046504A patent/JP2021148498A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115883401A (en) * | 2022-11-16 | 2023-03-31 | 华南师范大学 | End-to-end network performance prediction method, system and platform based on flow interaction graph |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8964023B2 (en) | Device and method for measuring form attributes, position attributes and dimension attributes of machine elements | |
US7221177B2 (en) | Probe apparatus with optical length-measuring unit and probe testing method | |
CN107339955B (en) | High-precision lens center deviation detection instrument and measurement method thereof | |
EP2177870B1 (en) | Optical wave interference measuring apparatus | |
TWI451062B (en) | Three dimensional shape measuring apparatus | |
CN108351198B (en) | Sensor device and method for detecting the surface of a cylindrical hollow housing | |
JP2021148498A (en) | Inner surface shape measurement machine and alignment method for the same | |
JP2012078330A (en) | Method for adjusting movement of camera unit in lens inspection apparatus and focus check tool | |
JPH11125520A (en) | Member for supporting semiconductor wafer, and flatness measuring instrument for semiconductor wafer | |
EP1524493A1 (en) | Measuring device | |
JPH0262903A (en) | Method and device for measuring hole internal surface | |
CN212963947U (en) | Spectrum confocal sensor linearity calibration device | |
CN114152219A (en) | Laser-based motor eccentricity amplification measurement system and method | |
WO2021187192A1 (en) | Inner surface shape measurement apparatus, and alignment method for inner surface shape measurement apparatus | |
JP3345149B2 (en) | Aspherical lens eccentricity measuring device and centering device | |
JP2021148772A (en) | Inner surface shape measuring machine and alignment method therefor | |
US11740072B2 (en) | Inner surface shape measurement device, and alignment method and magnification calibration method for inner surface shape measurement device | |
CN110702027A (en) | Miniature roundness measuring instrument and measuring method based on complex beam angle sensor | |
JP4190044B2 (en) | Eccentricity measuring device | |
KR100479412B1 (en) | Straightness measurement device | |
CN113639968B (en) | Lens parameter measurement method based on focal depth extended astigmatic probe | |
JP2001033217A (en) | Non-contact type distance measuring device and non- contact type internal diameter measuring device | |
US11635291B2 (en) | Workpiece holder for utilization in metrology system for measuring workpiece in different orientations | |
JP2021148770A (en) | Magnification calibration method for inner surface shape measuring machine, and inner surface shape measuring machine | |
KR100751028B1 (en) | Automatic inspection machine and method of outer specification of 3 dimensional structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240313 |