JP3126114B2 - 非接触表面粗さ測定装置 - Google Patents
非接触表面粗さ測定装置Info
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- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触表面粗さ測
定装置に関する。たとえば、三次元測定機などを用い
て、被測定物の測定面の表面粗さを非接触で測定する非
接触表面粗さ測定装置に関する。
定装置に関する。たとえば、三次元測定機などを用い
て、被測定物の測定面の表面粗さを非接触で測定する非
接触表面粗さ測定装置に関する。
【０００２】
【背景技術】被測定物の測定面の表面粗さを測定する表
面粗さ測定装置としては、被測定物の測定面にスタイラ
スを接触させ、そのタイラスを移動させながらスタイラ
スの変位を電気信号として検出し、その電気信号を処理
して測定面の表面粗さを求める接触式表面粗さ測定機
と、被測定物の測定面にレーザビームを照射し、その反
射率から測定面の表面粗さを求める非接触式表面粗さ測
定機とが知られている。
面粗さ測定装置としては、被測定物の測定面にスタイラ
スを接触させ、そのタイラスを移動させながらスタイラ
スの変位を電気信号として検出し、その電気信号を処理
して測定面の表面粗さを求める接触式表面粗さ測定機
と、被測定物の測定面にレーザビームを照射し、その反
射率から測定面の表面粗さを求める非接触式表面粗さ測
定機とが知られている。
【０００３】ところで、近年、自動車のエンジン部品に
ついては、従来の寸法測定に対し、燃費向上対策とし
て、新たに摺動部の表面粗さ測定の要求がある。このよ
うな要求に対して、後者の非接触式表面粗さ測定機のプ
ローブを三次元測定機などに取り付けて、インラインで
測定を行うことが考えられている。
ついては、従来の寸法測定に対し、燃費向上対策とし
て、新たに摺動部の表面粗さ測定の要求がある。このよ
うな要求に対して、後者の非接触式表面粗さ測定機のプ
ローブを三次元測定機などに取り付けて、インラインで
測定を行うことが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、単純に非接触
粗さプローブを三次元測定機などに取り付けただけで
は、次のような問題がある。 非接触粗さプローブは、その検出面から測定面まで、
ある適切な距離に位置決めさせる必要があるが、三次元
測定機はその検出面の位置を認識できないため、ティー
チングがきわめて困難である。 非接触粗さプローブは、粗さの検出しかできないた
め、被測定物に接触しても、三次元測定機がそれを認識
できない。そのため、非接触粗さプローブや三次元測定
機自体を損傷させてしまう可能性がある。
粗さプローブを三次元測定機などに取り付けただけで
は、次のような問題がある。 非接触粗さプローブは、その検出面から測定面まで、
ある適切な距離に位置決めさせる必要があるが、三次元
測定機はその検出面の位置を認識できないため、ティー
チングがきわめて困難である。 非接触粗さプローブは、粗さの検出しかできないた
め、被測定物に接触しても、三次元測定機がそれを認識
できない。そのため、非接触粗さプローブや三次元測定
機自体を損傷させてしまう可能性がある。
【０００５】本発明の目的は、このような従来の問題を
解消し、被測定物との衝突による損傷を回避しつつ、非
接触粗さプローブを被測定物の測定面に対して適切な位
置に位置させることができる非接触表面粗さ測定装置を
提供することにある。
解消し、被測定物との衝突による損傷を回避しつつ、非
接触粗さプローブを被測定物の測定面に対して適切な位
置に位置させることができる非接触表面粗さ測定装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の非接触表面粗さ
測定装置は、可動部を移動させる移動機構と、この移動
機構の可動部に取り付けられ測定面の表面粗さを非接触
で測定する非接触粗さプローブと、前記可動部に取り付
けられたタッチ信号プローブと、前記移動機構の動作を
制御する演算制御手段とを備え、前記タッチ信号プロー
ブは、変位可能かつ中立位置に復帰可能なスタイラス
と、このスタイラスが変位したときにタッチ信号を発す
るタッチ信号発生手段とを含み構成され、前記スタイラ
スの先端は、前記非接触粗さプローブの検出面より突出
され、前記演算制御手段は、前記タッチ信号プローブか
らタッチ信号が発せられたとき、前記非接触粗さプロー
ブの検出面からのスタイラスの突出量と、測定面に対す
る前記非接触粗さプローブの最適距離との差に基づいて
非接触粗さプローブを測定面に対して最適距離に設定す
ることを特徴とする。
測定装置は、可動部を移動させる移動機構と、この移動
機構の可動部に取り付けられ測定面の表面粗さを非接触
で測定する非接触粗さプローブと、前記可動部に取り付
けられたタッチ信号プローブと、前記移動機構の動作を
制御する演算制御手段とを備え、前記タッチ信号プロー
ブは、変位可能かつ中立位置に復帰可能なスタイラス
と、このスタイラスが変位したときにタッチ信号を発す
るタッチ信号発生手段とを含み構成され、前記スタイラ
スの先端は、前記非接触粗さプローブの検出面より突出
され、前記演算制御手段は、前記タッチ信号プローブか
らタッチ信号が発せられたとき、前記非接触粗さプロー
ブの検出面からのスタイラスの突出量と、測定面に対す
る前記非接触粗さプローブの最適距離との差に基づいて
非接触粗さプローブを測定面に対して最適距離に設定す
ることを特徴とする。
【０００７】ここで、スタイラスの先端突出量は、その
スタイラスが測定面に接触し、タッチ信号プローブから
タッチ信号が発せられた時点で移動機構の駆動を停止し
たときに、慣性によってオーバーランする移動量より少
なくとも大きい値である。また、タッチ信号プローブ
は、そのオーバーランに対してもスタイラスが壊れるこ
となく変位可能で、かつ、原位置に復帰可能な構造を備
える。
スタイラスが測定面に接触し、タッチ信号プローブから
タッチ信号が発せられた時点で移動機構の駆動を停止し
たときに、慣性によってオーバーランする移動量より少
なくとも大きい値である。また、タッチ信号プローブ
は、そのオーバーランに対してもスタイラスが壊れるこ
となく変位可能で、かつ、原位置に復帰可能な構造を備
える。
【０００８】さて、非接触粗さプローブを測定面に対し
て最適距離に設定するには、非接触粗さプローブを測定
面に対して近づけていくと、まず、タッチ信号プローブ
のスタイラスが測定面に接触し、変位するので、タッチ
信号プローブからタッチ信号が発せられる。このとき、
非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突出量
と、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離とを
予め記憶しておけば、その差に基づいて、非接触粗さプ
ローブを測定面に対して近づけ、または、遠ざけること
により、非接触粗さプローブを測定面に対して最適距離
に設定することができる。従って、被測定物との衝突に
よる損傷を回避しつつ、非接触粗さプローブを被測定物
の測定面に対して適切な位置に位置させることができ
る。
て最適距離に設定するには、非接触粗さプローブを測定
面に対して近づけていくと、まず、タッチ信号プローブ
のスタイラスが測定面に接触し、変位するので、タッチ
信号プローブからタッチ信号が発せられる。このとき、
非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突出量
と、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離とを
予め記憶しておけば、その差に基づいて、非接触粗さプ
ローブを測定面に対して近づけ、または、遠ざけること
により、非接触粗さプローブを測定面に対して最適距離
に設定することができる。従って、被測定物との衝突に
よる損傷を回避しつつ、非接触粗さプローブを被測定物
の測定面に対して適切な位置に位置させることができ
る。
【０００９】ここで、タッチ信号プローブのスタイラス
が測定面に接触した状態において、前記差、つまり、非
接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突出量と
測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離との差に
基づいて、非接触粗さプローブを測定面に対して近づけ
る際には、タッチ信号プローブを測定面に対して逃がす
逃げ機構を設ければよい。
が測定面に接触した状態において、前記差、つまり、非
接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突出量と
測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離との差に
基づいて、非接触粗さプローブを測定面に対して近づけ
る際には、タッチ信号プローブを測定面に対して逃がす
逃げ機構を設ければよい。
【００１０】一方、逃げ機構がなければ、タッチ信号プ
ローブまたは測定面が損傷する虞があるが、これに対し
ては、非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの
突出量を、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距
離内に設定すればよい。このようにすれば、タッチ信号
プローブのスタイラスが測定面に接触した状態におい
て、非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突
出量と、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離
との差だけ、非接触粗さプローブを測定面に対して遠ざ
けるだけでよいから、逃げ機構を設けることなく、タッ
チ信号プローブまたは測定面の損傷を回避することがで
きる。
ローブまたは測定面が損傷する虞があるが、これに対し
ては、非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの
突出量を、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距
離内に設定すればよい。このようにすれば、タッチ信号
プローブのスタイラスが測定面に接触した状態におい
て、非接触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突
出量と、測定面に対する非接触粗さプローブの最適距離
との差だけ、非接触粗さプローブを測定面に対して遠ざ
けるだけでよいから、逃げ機構を設けることなく、タッ
チ信号プローブまたは測定面の損傷を回避することがで
きる。
【００１１】また、移動機構としては、ロボットなどで
もよいが、可動部を互いに直交する三次元方向へ移動さ
せる三次元測定機が好ましい。
もよいが、可動部を互いに直交する三次元方向へ移動さ
せる三次元測定機が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態の測定装置の斜視図で
ある。同測定装置は、移動機構としての三次元測定機１
を備える。三次元測定機１は、ベース２と、このベース
２の長手方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたコラ
ム３と、このコラム３に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可
能に設けられたスライダ４と、このスライダ４に前後方
向へ（Ｙ軸方向）へ進退可能に設けられたアーム５とか
ら構成されている。
いて説明する。図１は本実施形態の測定装置の斜視図で
ある。同測定装置は、移動機構としての三次元測定機１
を備える。三次元測定機１は、ベース２と、このベース
２の長手方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたコラ
ム３と、このコラム３に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可
能に設けられたスライダ４と、このスライダ４に前後方
向へ（Ｙ軸方向）へ進退可能に設けられたアーム５とか
ら構成されている。
【００１３】前記アーム５の先端、つまり、互いに直交
するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動可能に構成された可動部と
してのアーム５の先端部には、図２にも拡大して示すよ
うに、被測定物１００の測定面１０１の表面粗さを非接
触で測定する非接触粗さプローブ１１が取り付けられて
いるとともに、その非接触粗さプローブ１１にタッチ信
号プローブ２１が取り付けられている。
するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動可能に構成された可動部と
してのアーム５の先端部には、図２にも拡大して示すよ
うに、被測定物１００の測定面１０１の表面粗さを非接
触で測定する非接触粗さプローブ１１が取り付けられて
いるとともに、その非接触粗さプローブ１１にタッチ信
号プローブ２１が取り付けられている。
【００１４】前記非接触粗さプローブ１１は、図３に示
すように、光軸が相互に３０度の角度で交差する第１お
よび第２の光ファイバ４２，４３と、これら光ファイバ
４２，４３を介して測定面１０１に投光する光源４４
と、前記測定面１０１からの反射光を第１の光ファイバ
４２を介して受光する第１の受光器４５と、前記測定面
１０１からの反射光を第２の光ファイバ４３を介して受
光する第２の受光器４６と、これら第１および第２の受
光器４５，４６の出力Ｆ0，Ｆθをそれぞれ増幅するア
ンプ４７，４８と、演算装置４９とから構成されてい
る。なお、第１および第２の光ファイバ４２，４３は、
それぞれ光の往路および復路を内外に有する構成を備
え、かつ、第１の光ファイバ４２からの光軸が測定面１
０１に対して垂直になるように配置されている。
すように、光軸が相互に３０度の角度で交差する第１お
よび第２の光ファイバ４２，４３と、これら光ファイバ
４２，４３を介して測定面１０１に投光する光源４４
と、前記測定面１０１からの反射光を第１の光ファイバ
４２を介して受光する第１の受光器４５と、前記測定面
１０１からの反射光を第２の光ファイバ４３を介して受
光する第２の受光器４６と、これら第１および第２の受
光器４５，４６の出力Ｆ0，Ｆθをそれぞれ増幅するア
ンプ４７，４８と、演算装置４９とから構成されてい
る。なお、第１および第２の光ファイバ４２，４３は、
それぞれ光の往路および復路を内外に有する構成を備
え、かつ、第１の光ファイバ４２からの光軸が測定面１
０１に対して垂直になるように配置されている。
【００１５】前記演算装置４９は、前記両アンプ４７，
４８の出力の比ＦD（＝Ｆθ／Ｆ0）を求める割算器５０
と、この割算器５０による割算器出力ＦDを逆対数演算
して表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａを求める第１の演
算器５１と、この第１の演算器５１によって求められた
表面粗さデータを平均化して平均値を求める第２の演算
器５２とから構成されている。ここで、第１の演算器５
１において求められる表面粗さデータＲａは、 Ｒａ＝１０(FD/K-M/K) で与えられる。なお、Ｍ，Ｋは被測定物１００の材質や
加工条件などによって異なる定数である。
４８の出力の比ＦD（＝Ｆθ／Ｆ0）を求める割算器５０
と、この割算器５０による割算器出力ＦDを逆対数演算
して表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａを求める第１の演
算器５１と、この第１の演算器５１によって求められた
表面粗さデータを平均化して平均値を求める第２の演算
器５２とから構成されている。ここで、第１の演算器５
１において求められる表面粗さデータＲａは、 Ｒａ＝１０(FD/K-M/K) で与えられる。なお、Ｍ，Ｋは被測定物１００の材質や
加工条件などによって異なる定数である。
【００１６】図４は本実施形態の測定装置の駆動制御系
統を示すブロック図である。同図において、６１は演算
制御手段である。演算制御手段６１には、前記コラム３
をＸ軸方向へ駆動させるＸ軸駆動系６２Ｘ、前記アーム
５をＹ軸方向へ駆動させるＹ軸駆動系６２Ｙ、前記スラ
イダ４をＺ軸方向へ駆動させるＺ軸駆動系６２Ｚ、前記
コラム３のＸ軸方向の座標値を検出するＸ軸座標値検出
器６３Ｘ、前記アーム５のＹ軸方向の座標値を検出する
Ｙ軸座標値検出器６３Ｙ、前記スライダ４のＺ軸方向の
座標値を検出するＺ軸座標値検出器６３Ｚ、キーボード
やジョイスティックなどの測定指令手段６４が接続され
ているとともに、前記非接触粗さプローブ１１およびタ
ッチ信号プローブ２１がそれぞれ接続されている。
統を示すブロック図である。同図において、６１は演算
制御手段である。演算制御手段６１には、前記コラム３
をＸ軸方向へ駆動させるＸ軸駆動系６２Ｘ、前記アーム
５をＹ軸方向へ駆動させるＹ軸駆動系６２Ｙ、前記スラ
イダ４をＺ軸方向へ駆動させるＺ軸駆動系６２Ｚ、前記
コラム３のＸ軸方向の座標値を検出するＸ軸座標値検出
器６３Ｘ、前記アーム５のＹ軸方向の座標値を検出する
Ｙ軸座標値検出器６３Ｙ、前記スライダ４のＺ軸方向の
座標値を検出するＺ軸座標値検出器６３Ｚ、キーボード
やジョイスティックなどの測定指令手段６４が接続され
ているとともに、前記非接触粗さプローブ１１およびタ
ッチ信号プローブ２１がそれぞれ接続されている。
【００１７】前記タッチ信号プローブ２１は、本体ケー
ス２２と、このケース２２内に三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ
軸方向）へ変位可能に設けられたスタイラス２３と、こ
のスタイラス２３を中立位置に保持するばねなどの付勢
手段２４と、この付勢手段２４に抗してスタイラス２３
が変位したときにタッチ信号を発するタッチ信号発生手
段２５とを含み構成されている。
ス２２と、このケース２２内に三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ
軸方向）へ変位可能に設けられたスタイラス２３と、こ
のスタイラス２３を中立位置に保持するばねなどの付勢
手段２４と、この付勢手段２４に抗してスタイラス２３
が変位したときにタッチ信号を発するタッチ信号発生手
段２５とを含み構成されている。
【００１８】ここで、前記スタイラス２３の先端は、前
記非接触粗さプローブ１１と所定の関係に設定されてい
る。即ち、図２に示すように、前記非接触粗さプローブ
１１の検出面１１Ａより検出方向（図２中下方向）へ突
出し、かつ、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ
１１の最適距離Ｌ内に位置されている。
記非接触粗さプローブ１１と所定の関係に設定されてい
る。即ち、図２に示すように、前記非接触粗さプローブ
１１の検出面１１Ａより検出方向（図２中下方向）へ突
出し、かつ、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ
１１の最適距離Ｌ内に位置されている。
【００１９】次に、本実施形態の測定方法を図５、図
６、図７を参照しながら説明する。粗さ測定にあたって
は、図５に示すフローチャートに従って処理を実行す
る。まず、非接触粗さプローブ１１を被測定物１００の
測定面１０１に近づける。たとえば、非接触粗さプロー
ブ１１と被測定物１００の測定面１０１とが図２の状態
では、三次元測定機１のアーム５をＹ軸方向へ前進させ
たのち、タッチ信号プローブ２１からタッチ信号が発生
したか否かをチェックする。
６、図７を参照しながら説明する。粗さ測定にあたって
は、図５に示すフローチャートに従って処理を実行す
る。まず、非接触粗さプローブ１１を被測定物１００の
測定面１０１に近づける。たとえば、非接触粗さプロー
ブ１１と被測定物１００の測定面１０１とが図２の状態
では、三次元測定機１のアーム５をＹ軸方向へ前進させ
たのち、タッチ信号プローブ２１からタッチ信号が発生
したか否かをチェックする。
【００２０】やがて、図６に示すように、タッチ信号プ
ローブ２１のスタイラス２３が被測定物１００の測定面
１０１に接触し、変位すると、タッチ信号プローブ２１
からタッチ信号が発せられる。すると、演算制御手段６
１は、このタッチ信号を認識すると、そのときの座標
値、つまり、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸駆動系６２Ｘ，６２Ｙ，６２
Ｚの座標値を記憶する。もとより、アーム５のＹ軸方向
への前進を停止させる。
ローブ２１のスタイラス２３が被測定物１００の測定面
１０１に接触し、変位すると、タッチ信号プローブ２１
からタッチ信号が発せられる。すると、演算制御手段６
１は、このタッチ信号を認識すると、そのときの座標
値、つまり、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸駆動系６２Ｘ，６２Ｙ，６２
Ｚの座標値を記憶する。もとより、アーム５のＹ軸方向
への前進を停止させる。
【００２１】次に、非接触粗さプローブ１１を、（Ｌ−
Ｔ）だけ被測定物１００の測定面１０１から遠ざける。
つまり、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１
の最適距離Ｌと、非接触粗さプローブ１１の検出面１１
Ａからのタッチ信号プローブ２１のスタイラス２３の先
端突出量Ｔとの差（Ｌ−Ｔ）だけ、アーム５をＹ軸方向
へ後退させる。すると、図７に示すように、被測定物１
００の測定面１０１に対して、非接触粗さプローブ１１
を最適距離Ｌに位置させるととができる。この状態にお
いて、被測定物１００の測定面１０１の粗さ測定を行
う。
Ｔ）だけ被測定物１００の測定面１０１から遠ざける。
つまり、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１
の最適距離Ｌと、非接触粗さプローブ１１の検出面１１
Ａからのタッチ信号プローブ２１のスタイラス２３の先
端突出量Ｔとの差（Ｌ−Ｔ）だけ、アーム５をＹ軸方向
へ後退させる。すると、図７に示すように、被測定物１
００の測定面１０１に対して、非接触粗さプローブ１１
を最適距離Ｌに位置させるととができる。この状態にお
いて、被測定物１００の測定面１０１の粗さ測定を行
う。
【００２２】本実施形態によれば、三次元測定機１のア
ーム５の先端に非接触粗さプローブ１１を取り付けると
ともに、タッチ信号プローブ２１を取り付け、このタッ
チ信号プローブ２１のスタイラス２３を非接触粗さプロ
ーブ１１の検出面１１Ａから突出させたので、測定面１
０１に対して非接触粗さプローブ１１を最適距離に設定
するにあたって、非接触粗さプローブ１１を測定面１０
１に近づけたとき、最初にタッチ信号プローブ２１のス
タイラス２３が測定面１０１に接触し、タッチ信号プロ
ーブ２１からタッチ信号が発せられるから、その位置を
基準に測定面１０１に対して非接触粗さプローブ１１を
最適距離Ｌに設定することができる。
ーム５の先端に非接触粗さプローブ１１を取り付けると
ともに、タッチ信号プローブ２１を取り付け、このタッ
チ信号プローブ２１のスタイラス２３を非接触粗さプロ
ーブ１１の検出面１１Ａから突出させたので、測定面１
０１に対して非接触粗さプローブ１１を最適距離に設定
するにあたって、非接触粗さプローブ１１を測定面１０
１に近づけたとき、最初にタッチ信号プローブ２１のス
タイラス２３が測定面１０１に接触し、タッチ信号プロ
ーブ２１からタッチ信号が発せられるから、その位置を
基準に測定面１０１に対して非接触粗さプローブ１１を
最適距離Ｌに設定することができる。
【００２３】つまり、測定面１０１に対する非接触粗さ
プローブ１１の最適距離Ｌとタッチ信号プローブ２１の
スタイラス２３の先端突出量Ｔとの差（Ｌ−Ｔ）に基づ
いて、非接触粗さプローブ１１を最適距離Ｌに設定する
ことができる。従って、被測定物１００との衝突による
損傷を回避しつつ、非接触粗さプローブ１１を被測定物
１００の測定面１０１に対して適切な位置に位置させる
ことができる。
プローブ１１の最適距離Ｌとタッチ信号プローブ２１の
スタイラス２３の先端突出量Ｔとの差（Ｌ−Ｔ）に基づ
いて、非接触粗さプローブ１１を最適距離Ｌに設定する
ことができる。従って、被測定物１００との衝突による
損傷を回避しつつ、非接触粗さプローブ１１を被測定物
１００の測定面１０１に対して適切な位置に位置させる
ことができる。
【００２４】しかも、タッチ信号プローブ２１のスタイ
ラス２３の先端突出量Ｔを、測定面１０１に対する非接
触粗さプローブ１１の最適距離Ｌ内に位置させたので、
タッチ信号プローブ２１のスタイラス２３が測定面１０
１に接触した状態において、非接触粗さプローブ１１の
検出面１１Ａからのスタイラス２３の先端突出量Ｔと、
測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１の最適距
離Ｌとの差だけ、非接触粗さプローブ１１を測定面１０
１に対して遠ざけるだけでよいから、タッチ信号プロー
ブ２１または測定面１０１の損傷を回避することができ
る。
ラス２３の先端突出量Ｔを、測定面１０１に対する非接
触粗さプローブ１１の最適距離Ｌ内に位置させたので、
タッチ信号プローブ２１のスタイラス２３が測定面１０
１に接触した状態において、非接触粗さプローブ１１の
検出面１１Ａからのスタイラス２３の先端突出量Ｔと、
測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１の最適距
離Ｌとの差だけ、非接触粗さプローブ１１を測定面１０
１に対して遠ざけるだけでよいから、タッチ信号プロー
ブ２１または測定面１０１の損傷を回避することができ
る。
【００２５】つまり、タッチ信号プローブ２１のスタイ
ラス２３が測定面１０１に接触した状態において、前記
差（Ｌ−Ｔ）に基づいて、非接触粗さプローブ２１を測
定面１０１に対して近づける際には、タッチ信号プロー
ブ２１を測定面１０１に対して逃がす逃げ機構を設けな
ければならないが、非接触粗さプローブ１１の検出面１
１Ａからのスタイラス２３の突出量Ｔを、測定面１０１
に対する非接触粗さプローブ１１の最適距離Ｌ内に設定
してあるので、非接触粗さプローブ１１を測定面１０１
に対して遠ざけるだけでよいから、逃げ機構を設けるこ
となく、タッチ信号プローブ２１または測定面１０１の
損傷を回避することができる。
ラス２３が測定面１０１に接触した状態において、前記
差（Ｌ−Ｔ）に基づいて、非接触粗さプローブ２１を測
定面１０１に対して近づける際には、タッチ信号プロー
ブ２１を測定面１０１に対して逃がす逃げ機構を設けな
ければならないが、非接触粗さプローブ１１の検出面１
１Ａからのスタイラス２３の突出量Ｔを、測定面１０１
に対する非接触粗さプローブ１１の最適距離Ｌ内に設定
してあるので、非接触粗さプローブ１１を測定面１０１
に対して遠ざけるだけでよいから、逃げ機構を設けるこ
となく、タッチ信号プローブ２１または測定面１０１の
損傷を回避することができる。
【００２６】なお、前記実施形態では、非接触粗さプロ
ーブ１１の検出面１１Ａからのスタイラス２３の突出量
Ｔを、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１の
最適距離Ｌ内に設定したが、少なくとも非接触粗さプロ
ーブ１１の検出面１１Ａからスタイラス２３が突出して
いればよい。この場合には、検出面１１Ａからのスタイ
ラス２３の突出量Ｔによっては非接触粗さプローブ２１
を測定面１０１に対して近づける必要があるが、それに
対しては、タッチ信号プローブ２１の逃げ機構を設ける
ようにすればよい。
ーブ１１の検出面１１Ａからのスタイラス２３の突出量
Ｔを、測定面１０１に対する非接触粗さプローブ１１の
最適距離Ｌ内に設定したが、少なくとも非接触粗さプロ
ーブ１１の検出面１１Ａからスタイラス２３が突出して
いればよい。この場合には、検出面１１Ａからのスタイ
ラス２３の突出量Ｔによっては非接触粗さプローブ２１
を測定面１０１に対して近づける必要があるが、それに
対しては、タッチ信号プローブ２１の逃げ機構を設ける
ようにすればよい。
【００２７】また、移動機構として、アーム５が水平方
向へ突出する構造の三次元測定機１を用いたが、門形構
造の三次元測定機でもよい。あるいは、ロボットなどで
もよい。さらに、移動方向についても、三次元方向に限
らず、一軸方向、または、２軸方向へ移動するものでも
よい。
向へ突出する構造の三次元測定機１を用いたが、門形構
造の三次元測定機でもよい。あるいは、ロボットなどで
もよい。さらに、移動方向についても、三次元方向に限
らず、一軸方向、または、２軸方向へ移動するものでも
よい。
【００２８】また、非接触粗さプローブ１１について
は、前記実施形態で説明した図３の構成に限らず、他の
検出方式のものであってもよい。また、タッチ信号プロ
ーブ２１についても、図４で説明した構造に限らす、ス
タイラス２３が測定面１０１に接したときにタッチ信号
を発する構造であれば、他の構造でもよい。
は、前記実施形態で説明した図３の構成に限らず、他の
検出方式のものであってもよい。また、タッチ信号プロ
ーブ２１についても、図４で説明した構造に限らす、ス
タイラス２３が測定面１０１に接したときにタッチ信号
を発する構造であれば、他の構造でもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明の非接触表面粗さ測定装置は、被
測定物との衝突による損傷を回避しつつ、非接触粗さプ
ローブを被測定物の測定面に対して適切な位置に位置さ
せることができる。
測定物との衝突による損傷を回避しつつ、非接触粗さプ
ローブを被測定物の測定面に対して適切な位置に位置さ
せることができる。
【図１】本発明に係る非接触表面粗さ測定装置の一実施
形態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
【図２】同上実施形態において、三次元測定機のアーム
に対する非接触粗さプローブとタッチ信号プローブとの
取り付け状態を示す図である。
に対する非接触粗さプローブとタッチ信号プローブとの
取り付け状態を示す図である。
【図３】同上実施形態の非接触粗さプローブの構成を説
明するための図である。
明するための図である。
【図４】同上実施形態の駆動制御系統を示すブロック図
である。
である。
【図５】同上実施形態の測定手順を示すフローチャート
である。
である。
【図６】同上実施形態の測定において、非接触粗さプロ
ーブを測定面に近づけたときの様子を示す図である。
ーブを測定面に近づけたときの様子を示す図である。
【図７】同上実施形態の測定において、非接触粗さプロ
ーブを測定面から遠ざけたときの様子を示す図である。
ーブを測定面から遠ざけたときの様子を示す図である。
１ 三次元測定機（移動機構） ５ アーム（可動部） １１ 非接触粗さプローブ １１Ａ 検出面 ２１ タッチ信号プローブ ２３ スタイラス ２４ 付勢手段 ２５ タッチ信号発生手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−237309（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−16107（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−128215（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 11/00 - 11/30 102
Claims (3)
- 【請求項１】 可動部を移動させる移動機構と、この移
動機構の可動部に取り付けられ測定面の表面粗さを非接
触で測定する非接触粗さプローブと、前記可動部に取り
付けられたタッチ信号プローブと、前記移動機構の動作
を制御する演算制御手段とを備え、 前記タッチ信号プローブは、変位可能かつ中立位置に復
帰可能なスタイラスと、このスタイラスが変位したとき
にタッチ信号を発するタッチ信号発生手段とを含み構成
され、 前記スタイラスの先端は、前記非接触粗さプローブの検
出面より突出され、前記演算制御手段は、前記タッチ信
号プローブからタッチ信号が発せられたとき、前記非接
触粗さプローブの検出面からのスタイラスの突出量と、
測定面に対する前記非接触粗さプローブの最適距離との
差に基づいて非接触粗さプローブを測定面に対して最適
距離に設定することを特徴とする非接触表面粗さ測定装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の非接触表面粗さ測定装
置において、前記非接触粗さプローブの検出面からの前
記スタイラスの突出量は、測定面に対する前記非接触粗
さプローブの最適距離内であることを特徴とする非接触
表面粗さ測定装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の非接触
表面粗さ測定装置において、前記移動機構は、前記可動
部を互いに直交する三次元方向へ移動させる三次元測定
機であることを特徴とする非接触表面粗さ測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09310383A JP3126114B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 非接触表面粗さ測定装置 |
| US09/188,144 US6163973A (en) | 1997-11-12 | 1998-11-09 | Non-contact surface roughness measuring device |
| EP98309205A EP0916922B1 (en) | 1997-11-12 | 1998-11-10 | Non-contact surface roughness measuring device |
| DE69828568T DE69828568T2 (de) | 1997-11-12 | 1998-11-10 | Kontaktlose Messvorrichtung für Oberflächenrauheit |
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|---|---|---|---|
| JP09310383A JP3126114B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 非接触表面粗さ測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142141A JPH11142141A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3126114B2 true JP3126114B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=18004601
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09310383A Expired - Fee Related JP3126114B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 非接触表面粗さ測定装置 |
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| EP (1) | EP0916922B1 (ja) |
| JP (1) | JP3126114B2 (ja) |
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| GB2336433B (en) * | 1998-04-14 | 2002-02-06 | Mitutoyo Corp | Touch signal probe |
| JP3696432B2 (ja) * | 1999-04-13 | 2005-09-21 | 株式会社ミツトヨ | 一次元測定機 |
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| WO2008080142A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Romer, Inc. | Improved joint axis for coordinate measurement machine |
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| GB0804114D0 (en) | 2008-03-05 | 2008-04-09 | Renishaw Plc | Surface sensing device |
| JP2009216548A (ja) | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Mitsutoyo Corp | 測定装置 |
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-
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- 1998-11-09 US US09/188,144 patent/US6163973A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-10 DE DE69828568T patent/DE69828568T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-10 EP EP98309205A patent/EP0916922B1/en not_active Expired - Lifetime
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