JP3114822B2 - アラインメント作業方法 - Google Patents

アラインメント作業方法

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JP3114822B2 JP04040625A JP4062592A JP3114822B2 JP 3114822 B2 JP3114822 B2 JP 3114822B2 JP 04040625 A JP04040625 A JP 04040625A JP 4062592 A JP4062592 A JP 4062592A JP 3114822 B2 JP3114822 B2 JP 3114822B2
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面度、真直度などの
形状偏差を測定する際に、測定対象物と測定器とのアラ
インメントを取るアラインメント作業方法に係わり、特
に、1の固定点と2つの可動点によりアラインメント量
を調整可能な定盤上に測定対象物を載置した状態で、該
測定対象物と測定ヘッドとのアラインメントを取るアラ
インメント作業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より測定器と測定対象物との間で
は、目的の本測定にはいる前に、測定対象物の形状偏差
が測定器の測定範囲内に納まるように、測定対象物を測
定器に対し測定可能な状態に位置決めする、すなわちア
ラインメントを取る必要があり、そのアラインメント工
程には従来、経験と勘を有する熟練技術者を配して、数
回の試行を伴う調整が長時間行われて、その作業を完了
させていた。そのアラインメント作業方法は、図1に図
示の周辺機器なしの、平面度測定器のみを用いて、図5
に示す作業方法によるもので、以下に図2に図示の記号
を用いて説明すれば、測定台2cの定盤6上に測定対象
物を載置して、まずループ1のX方向に係わるアライン
メント作業が行われる。すなわち本測定用の測定ヘッド
3を測定対象物上の測定開始点1の9a位置へ移動し
て、該測定ヘッド3のゼロ点を出し、前記測定ヘッド3
をX方向へ移動させながら、アラインメント量を測定し
て、その量が前記測定範囲内になければ、可動具7cを
操作して定盤6の位置調整と行ない、そして前記測定範
囲内にそのアラインメント量が入るまで、前記したルー
プ1の作業が繰り返される。そして前記ループ1の作業
が完了すると、該ループ2のY方向に係わるアラインメ
ント作業に移り、前記ループ1で行われた同様の、測定
ヘッドの移動、アラインメント量の測定、可動点1の操
作などが繰り返されて、前記ループ2のアラインメント
作業が完了し、全てのアラインメント工程を終了する。
ここにおいて各ループ作業時の測定値の読み取り、アラ
インメント量の算出とその判断は、専ら人手によって成
されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、X軸や
Y軸ごとにそのアラインメント量をとることにより、ア
ラインメントを取る作業の試行が数多くなされることに
なり、特に高精度測定時のアラインメント作業を行う場
合には、熟練者の高度な熟練度が必要であった。一方で
その高精度測定時には、例えば0.01μmオーダの場
合には、アラインメントを取り易くするために、測定レ
ンジを、例えば−10から+10μmの測定範囲に大き
くすれば、本測定時の測定オーダが測定範囲の1/20
00と小さくなって測定不良となり、測定レンジを−1
から+1μmの範囲に小さくすれば、可動点の調整が余
りにも微妙になって、アラインメント作業が容易には行
えなくなってしまう、という問題が生じていた。
【0004】本発明の目的は、かかる従来技術の欠点に
鑑み、前記測定器と測定対象物とのアラインメント作業
の試行回数を少なくするとともに、効率よく行える計測
支援を図りつつ、熟練者の勘と経験を必要としない作業
を可能とし、更に短時間で同作業を終了させるととも
に、測定器の測定範囲とアラインメント操作量との前記
した測定上のジレンマの解消を図ったアラインメント作
業方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記定盤と1
の固定点と2つの可動点を設けた点、については前記従
来方法と同様であるが、図3に示すように、測定ヘッド
のゼロ点調整をを行なった後に、第一の測定開始点より
水平面上の第一の座標軸(X軸)方向に移動させなが
ら、該X軸に対する垂直方向における座標軸(Z軸)変
位を測定する第一の測定工程と、測定ヘッドを第二の測
定開始点に移動した後、該測定開始点より水平面上の第
二の座標軸(Y軸)方向に移動させながら、該Y軸に対
するZ軸変位を測定する第二の測定工程と、前記第一お
よび第二の測定工程で得られた座標軸変位に基づいてア
ラインメント量を算出する工程と、該アラインメント算
出工程により算出したアラインメント量が規定レベルを
超えていた際に、前記算出値に基づいて前記可動点1お
よび2の調整量を算出し、表示する工程と、可動点1お
よび可動点2のZ軸変位を調整する工程からなるアライ
ンメント作業を行うようにしたことを特徴とするもので
ある。また少なくとも前記測定値の記憶と前記アライン
メント量の算出とをコンピュータを用いて、前記したア
ラインメント作業を行うようにしたことを特徴とするも
のである。
【0006】
【作用】かかる技術手段によれば、前記従来方法のよう
に、熟練者を長時間拘束してアラインメント作業の試行
を繰り返させるのでなく、図3に示すごとくアラインメ
ントを取る測定工程をX軸とY軸につき測定を終了させ
て、必要なアラインメント量を算出してから、その調整
量を前記可動点により調整するようにしているので、最
小1回の調整工程で済ますことが出来る。特にアライン
メント量の算出はコンピュータを利用して行なうのよう
に構成することにより、その作業状態を瞬時に確認でき
る。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載さ
れている構成手段の大きさ、特性、形状、その相対配置
などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲
をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過
ぎない。図1は、本発明の全体構成の一実施例を示す斜
視図で、以下は平面度測定器を例にその構成を示す。測
定器2には測定台2c上に、その下面に図に現れない固
定点と可動点とを備えた定盤6を配設し、その上面に測
定対象物1を載置可能になっている。その上方には、該
測定対象物1上を掃引して測定可能の測定ヘッド3が、
X軸方向用2aとY軸方向用2bの測定ヘッド移動機構
により任意位置へ移動して測定が可能に、該測定器2が
構成されている。その周辺機器としてコントローラ4b
が、信号線10aにより前記測定器2と結ばれ、該コン
トローラ4bは、信号線10bを介してコンピュータ本
体4aと、信号線10cを介して測定ヘッド用アンプ4
cとそれぞれ結んで、記憶算出手段4を構成する。該コ
ンピュータ本体4a上には、CRTディスプレイ5が、
該記憶算出手段4の処理結果を表示可能に配設してい
る。
【0008】図2は、本発明の操作手段の一実施例を示
す部分斜視図で、本図は、測定器2の測定台2c上にあ
る、定盤6に載置する測定対象物1が、ここに図示しな
い測定ヘッドによって成されるアラインメント作業を説
明するもので、該測定対象物1上には、測定開始点1の
9a位置と測定開始点2の9b位置とが、それぞれから
該測定ヘッドが掃引する方向、すなわち測定方向を実線
矢印によって示す。該定盤6の底面には、前記定盤6上
面の固定点8a、可動点1の8b位置および可動点2の
8c位置の、各設定点の上下動を可能とする、一つの固
定具7aと可動具1の7bと可動具2の7cとにより定
盤を操作をする。なお該測定方向は、X−Y−Z軸座標
に対応して決められる。ここに図示したものは、該可動
具7b、7cが、その保持軸の図に現れない螺刻螺子を
利用してダイアル摘みの回転調整により、該保持軸先端
を上下動可能として前記した定盤操作を行うようしてい
るが、その定盤操作を電動式その他の技術手段と組み合
わせて、微細操作および微細操作指示可能にして、電気
制御式定盤操作手段とし、該定盤操作手段に対し前記操
作量の駆動指示とその駆動操作、および駆動後の測定結
果の記憶とその表示を、前記測定範囲と前記ゼロ点操作
とにフィードバック制御を可能とする、アラインメント
作業全般に対しての自動操作ないし遠隔操作を行わせる
ことを、他の実施例とすることが出来る。
【0009】図3は、本発明の作業方法を示すフローチ
ャート図で、測定準備が完了するとアラインメント作業
の測定を開始して、測定レンジ調整をして測定範囲を指
定した後、本測定用の測定ヘッド3を測定対象物上の、
第一の座標軸(X軸)に対する垂直方向における座標軸
(Z軸)変位を測定する第一の測定工程を行うために、
測定開始点1の9a位置へ移動させて、該測定ヘッド3
のゼロ点を出し、その後そこから前記測定ヘッド3をX
方向へ移動させて測定する。同様に第二の座標軸(Y
軸)に対する垂直方向における座標軸(Z軸)変位を測
定する第二の測定工程を行うために、前記測定ヘッド3
をY方向へ移動させて測定する。次に該ゼロ点との偏差
からアラインメント量を算出し、定盤6に対する操作調
整量を算出して、調整量をCRTディスプレイ5に表示
して、一つの測定ルーチンが終了する。その終了結果に
対して、アラインメントが適正内にあるかが判断され
る。該調整量が適正でない場合には、可動点1または可
動点2またはその双方の可動点を、表示された調整量だ
け調整した後、前記測定ヘッド3を該測定開始点1に再
移動して、前記した測定ルーチンを繰り返す。前記測定
ルーチンの終わりに再びアラインメントの適正の可否が
判断されて、その測定結果が適正内にあれば、アライン
メント作業は完了する。
【0010】図4は、本発明のアラインメント量算出方
法を示す部分平面図で、定盤6上の固定点8aと可動点
1の8bと、可動点2の8cとを、X−Y座標軸の軸上
またはそれ以外の任意の位置に配設して、前記座標にお
いて、それぞれ該8aに対しP0、該8bに対しP1およ
び該8cに対しP2で表示する状態を示している。
【0011】次に本発明の操作について、以下に平面度
測定器を例にして説明する。本発明のアラインメント作
業方法を実施するための、周辺装置を含めて測定準備を
完了させると、まず前記図3に図示のフローチャート図
に従い、測定対象物1のX方向およびY方向における任
意長さを測定し、その測定結果より下記の数値計算方法
により、可動点1と可動点2におけるアラインメント量
を、その測定値とともに記憶算出手段4により、制御処
理と記憶処理および算出処理がなされ、そのアラインメ
ント調整量が、CRTディスプレイ5に表示される。そ
して該CRTディスプレイ5に表示される該調整量が減
少するように、可動具7b、7cが調整操作される。な
お、専用コントローラ4bとコンピュータ本体4aを含
む該記憶算出手段4では、測定ヘッド3の移動と測定結
果の座標値への取り込みを含む制御全般を、自動的に行
わせている。また測定ヘッド用アンプは、測定値の分解
能をクリアしてアラインメント作業を支援するために有
効利用される。そしてCRTディスプレイ5を有効に利
用する一方法として、これらの作業毎の調整量を数値で
表示可能とするとともに、必要に応じアラインメント量
と時間軸を座標とし、アラインメント適正値を漸近線と
するアナログ的に表示可能に処理して、グラフ化表示し
てもよい。
【0012】アラインメント量算出方法は、ベクトル解
析によるもの、幾何学的解析によるものなどで得られる
が、ここには図4に表示の記号に従い、以下の方法を示
す。まず図示のようにX−Y座標を定盤6上に、かつ該
定盤面上に直交する方向にZ軸を設定する。次にアライ
ンメント測定ルーチンで測定した結果を x1 、y1 、z1 : x2 、y2 、z2 :.... ....:
xn 、yn 、zn とする。そしてこれらの点列に最も良く当てはまる平面
PSを PS:z=ax+by+c として、最小二乗法などで係数a、b、cを求める。ま
た平面PSに平行で固定点P0 (xP0 ,yP0 )を通
る平面をPS’とすると PS’: z=a(x−xP0 )+b(y−yP0 ) となる。そして点P1 、P2 のx、y座標をそれぞれ
(xP1 ,xP1 )、(xP2 ,xP2 )とすると、ア
ラインメント量はそれぞれ次式のように表される。 z1 =−{a(xP1 −xP0 )+b(yP1 −yP0
)} z2 =−{a(xP2 −xP0 )+b(yP2 −yP0
)} すなわち上記のz1 およびz2 が点P1およびP2にお
けるアラインメント量である。
【0013】前記アラインメント算出方法はプログラム
化されて、前記z1 およびz2 のアラインメント量を表
示可能とするとともに、その表示も測定毎に瞬時に、ま
た所要操作量が識別可能に処理されて、定盤操作に支障
の生じないようにプログラム化してそれら処理操作が入
力されて、記憶算出手段が制御可能になっている。従っ
てアラインメントの作業員は、測定ヘッド3のゼロ点を
設定するときに、所要の注意を払うだけで、例えば該可
動具7b、7cに手動操作部分を存在させる場合には、
その部分のみを手作業すればよく、また前記可動具7
b、7cが自動ないし遠隔操作可能に構成するときは、
該CRTディスプレイ5の表示値とここに図示しない操
作盤の操作を行うのみで作業は進行可能であり、更に高
度化して前記アラインメント調整量減少操作のフィード
バック機能を、他の関連操作と連係してプログラム化し
て前記記憶算出手段に入力処理を行うとともに、前記測
定器に所要のハード機器を付属、機能させることによ
り、前記アラインメント作業はその終了まで自動化可能
とされるようになる。
【0014】
【発明の効果】以上記載したごとく本発明によれば、従
来の熟練者による試行操作を不要とするように、測定工
程をX軸、Y軸に関し纏めて行い、纏めて得た測定結果
に対して、アラインメントの算出、可動点調整を一度に
行うようにして、試行操作を原則一回で終了可能に構成
するので、作業の能率化が可能となり、合わせてコンピ
ュータ支援による測定値の記憶、制御、算定処理とそれ
らの表示が、アラインメント作業を通常技術者の単純作
業可能に転換できるなど、よりよい測定業務環境の改善
とその技術向上を図りつつ、ひいてはアラインメント作
業の完全自動化への方法を開示して、かつアラインメン
ト調整値の信頼性向上を果たす、等の種々の著効を有
し、本発明にして始めて汎用化され、技術的信頼性の高
いアラインメント作業方法の提供が可能になり、その実
用的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成の1実施例を示す、斜視図で
ある。
【図2】本発明の操作手段の1実施例を示す、部分斜視
図である。
【図3】本発明の作業方法を示す、フローチャート図で
ある。
【図4】本発明のアラインメント量算出方法を示す、部
分平面図である。
【図5】従来技術の作業方法を示す、フローチャート図
である。
【符号の説明】
1 測定対象物 2 測定器 3 測定ヘッド 4 記憶算出手段 5 CRTディスプレイ 6 定盤 7a 固定具 7b 可動具1 7c 可動具2
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 5/00 - 7/34 102 G01B 11/00 - 11/30 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1の固定点と2つの可動点により、アラ
    インメント量を調整可能な定盤上に測定対象物を載置し
    た状態で、該測定対象物と測定ヘッドとのアラインメン
    トを取るアラインメント作業方法において、測定ヘッド
    のゼロ点調整を行なった後に、第一の測定開始点より水
    平面上の第一の座標軸(X軸)方向に移動させながら、
    該X軸に対する垂直方向における座標軸(Z軸)変位を
    測定する第一の測定工程と、測定ヘッドを第二の測定開
    始点に移動した後、該測定開始点より水平面上の第二の
    座標軸(Y軸)方向に移動させながら、該Y軸に対する
    Z軸変位を測定する第二の測定工程と、前記第一および
    第二の測定工程で得られた座標軸変位に基づいてアライ
    ンメント量を算出する工程と、該アラインメント算出工
    程により算出したアラインメント量が規定レベルを超え
    ていた際に、前記算出値に基づいて前記可動点1および
    2の調整量を算出し、表示する工程と、可動点1および
    2のZ軸変位を調整する工程からなるアラインメント作
    業方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも前記測定値の記憶と前記アラ
    インメント量の算出とをコンピュータを用いて行うよう
    にする請求項1記載のアラインメント作業方法。
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