JP3128162U - 測定機誤差補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる測定機誤差補正装置を提供する。
【解決手段】原器となる基準スケールを測定し、その基準スケールの測定値と、その基準スケールの測定値を四捨五入して得た推定ノミナル値とを用いて補正量を算出し、算出した補正量をその後のスケールの測定において使用する。よって、補正量を設定する作業者による手計算を必要とすることなく、基準スケールを測定するだけで自動的に補正量を得ることができ、その後の測定において使用される測定機の補正量を自動的に設定可能となる。
【選択図】図２

Description

本考案は、測定機により測定した基準スケールの測定値と基準スケールのノミナル値と推定した推定ノミナル値との誤差に応じて測定機の誤差を補正するための補正量を算出し、算出した補正量に応じて測定機が測定した測定値を補正する測定機誤差補正装置に関する。

測定投影機、測定顕微鏡、リニヤハイト、三次元測定機、リニヤスケール用カウンタ等のスケールを測定するための測定機においては、その測定機による測定動作の際に指示誤差が発生する。測定機においてより精度良く測定を行うためには、測定機に組み込まれているリニヤスケールに対して補正を行う必要がある。
特開平２−１３６７０６号公報

上述した従来の測定投影機や測定顕微鏡等の測定装置においては、フロントパネルに多くの操作スイッチを配置することができない。このため、補正作業を行う場合、測定投影機や測定顕微鏡においては、原器となる基準スケールの測定を１０ｍｍピッチ等の間隔で連続して行い、グラフを作成してグラフが規定の範囲内に収まるように補正量を手計算し、測定機にあらかじめ登録されている補正量から最も近い値を選択して使用するようにしていた。このように、作業者の補正量算出の手間がかかるとともに、ベストな補正量ではなく、ベストな補正量に近い補正値しか選択できないという問題があった。

本考案は、このような問題を鑑みてなされたものであって、補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる測定機誤差補正装置を提供することを目的とする。

本考案に係る第１の測定機誤差補正装置は、原器となる基準スケールを測定する測定機と、前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値の所定の位を四捨五入することで、前記基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を算出する推定ノミナル値算出部と、前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値算出部が算出した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部とを備えることを特徴とする。

本考案に係る第２の測定機誤差補正装置は、原器となる複数種類の基準スケールそれぞれのノミナル値をあらかじめ記憶するノミナル値記憶部と、前記複数種類の基準スケールのいずれかを測定する測定機と、前記ノミナル値記憶部に記憶されている複数種類のノミナル値のうち前記測定機が測定した基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を、測定した基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値に決定する推定ノミナル値決定部と、前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値決定部が決定した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部とを備えることを特徴とする。

本考案に係る第３の測定機誤差補正装置は、原器となる複数種類の基準スケールそれぞれのノミナル値と、各ノミナル値毎あるいは共通に定められたノミナル値の有効範囲とをあらかじめ記憶するノミナル値記憶部と、前記複数種類の基準スケールのいずれかを測定する測定機と、前記ノミナル値記憶部に記憶されている複数種類のノミナル値のうち前記測定機が測定した基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を、当該測定値が当該ノミナル値の有効範囲内であることを条件に、測定した基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値に決定する推定ノミナル値決定部と、前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値決定部が決定した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部とを備えることを特徴とする。

本考案によれば、補正量を設定する作業者による手計算を必要とすることなく、基準スケールを測定するだけで自動的に補正量を得ることができ、その後の測定において使用される測定機の補正量を自動的に設定可能となる。

したがって、補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる測定機誤差補正装置を提供することが可能となる。

次に、添付図面に基づいて、本考案の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、本考案の第１実施形態に係る測定機誤差補正装置１００の構成例を示すブロック図である。この測定機誤差補正装置１００は、必要なデータ処理を実行する制御部１０と、作業者による操作入力を行うための入力部２０と、スケールの寸法を測定する測定機３０と、測定結果などを表示する表示部４０とにより構成されている。

測定機３０は、測定投影機、測定顕微鏡、リニヤハイト、三次元測定機、リニヤスケール用カウンタ等、スケールの寸法を測定するための装置である。本例では、測定機３０は、載物台に載置されたスケールのＸ軸寸法とＹ軸寸法とを測定する二次元測定機であるものとする。

制御部１０は、原器となる基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を算出する推定ノミナル値算出部１１と、測定機３０の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部１２と、補正量算出部１２が算出した補正量に応じて測定機３０が測定した測定値を補正する測定値補正部１３とを含む。

次に、図２のフローチャート、適宜図３〜図７を参照し、このように構成された本実施形態に係る測定機誤差補正装置１００の測定処理について説明する。図２は、第１実施形態に係る測定処理の例を示すフローチャートである。図３〜図７は、表示部４０が備える表示パネル４１の表示状態の例を示す説明図である。図３〜図７に示すように、表示パネル４１には、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２と、Ｘ−ＺＥＲＯボタン４３と、Ｙ−ＺＥＲＯボタン４４と、Ａ−ＺＥＲＯボタン４５と、ＭＯＤＥボタン４６と、ＡＢＳ／ＩＮＣボタン４７と、Ａ軸表示領域４８とが設けられている。表示パネル４１に設けられている各ボタン４３，４４，４５，４６，４７によって、入力部２０が構成される。

まず、作業者によるＭＯＤＥボタン４６の操作によって、パラメータ設定表示モードに設定されると、制御部１０の制御によって、図３に示すように、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２に現在のＸ軸の補正量「１５０．０［μｍ／ｍ］」と現在のＹ軸の補正量「８０．０［μｍ／ｍ］」とが表示される。なお、このとき、Ａ軸表示領域４８には、「Ｆ５３」なるパラメータが表示される。

次に、Ｘ−ＺＥＲＯボタン４３とＹ−ＺＥＲＯボタン４４のうち補正量の再設定を行う軸のボタンが作業者によって例えば長押し（例えば２秒間以上押下状態が維持）されると、長押しされた軸の表示が補正量の表示から通常カウンタ表示に変更させる。具体的には、例えばＸ−ＺＥＲＯボタン４３が長押しされると、図４に示すように、Ｘ軸の表示が「０．００００［ｍｍ］」なるカウンタ表示に変わる。

次に、作業者は、載物台に基準スケールを載置し、その載物台を移動させて基準スケールの測定端面まで移動する。そして、載物台に設置された基準スケールを測定機３０により測定する（ステップＳ１０１）。ここでは、Ｘ軸が１００［ｍｍ］の基準スケールを測定し、その測定値が「１００．０１１０［ｍｍ］」であったものとする。ここでの測定値は、図５に示すように、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に表示される。

基準スケールを測定すると、作業者は、作業対象軸となっているＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しする。すると、推定ノミナル値算出部１２は、測定機３０が測定した基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」の所定の位を四捨五入することで、基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を算出する（ステップＳ１０２）。ここでは、測定値の１の位を四捨五入することとする。よって、ステップＳ１０２にて推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」が算出されたものとし、制御部１０の制御によって、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に、図６に示すように演算結果である推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」が表示される。

基準スケールの測定値と推定ノミナル値とを得ると、補正量算出部１２は、基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」から推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」を減算することで、補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」を算出する（ステップＳ１０３）。このとき、制御部１０の制御によって、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に、図７に示すように補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」が表示される。

すなわち、基準スケールを測定したあと、作業者が作業対象軸となっているＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しすると、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」が表示され、その所定時間（例えば２秒）後にＸ軸表示領域の表示内容が補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」に切り替わることとなる。

ステップＳ１０３にて算出した補正量は、制御部１０が備える図示しない記憶部に記憶される。

その後、測定機３０によってあるスケールが測定されると（ステップＳ１０４）、測定値補正部１３は、測定対象とされているスケールの測定値を、記憶部に保存されている補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」に応じて補正する（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば測定機３０による実測値から補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」が示す値を減算することで、測定対象とされているスケールの測定値を補正する。そして、ステップＳ１０５にて補正された値が、測定対象とされているスケールの測定値としてＸ軸Ｙ軸表示領域４２に表示される。

このように、本実施形態では、補正量を設定する作業者による手計算を必要とすることなく、基準スケールを測定するだけで、その測定値と四捨五入により得た推定ノミナル値とを用いて自動的に補正量を得ることができ、その後の測定において使用される測定機の補正量を自動的に設定可能となる。したがって、補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる。

［第２実施形態］
図８は、本考案の第２実施形態に係る測定機誤差補正装置１１０の構成例を示すブロック図である。この測定機誤差補正装置１１０は、必要なデータ処理を実行する制御部１０ａと、入力部２０と、測定機３０と、表示部４０とにより構成されている。なお、第２実施形態において、上述した第１実施形態に係る測定機誤差補正装置１１０と同様に構成されるものについては、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。

制御部１０ａは、原器となる基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を決定する推定ノミナル値決定部１５と、測定機３０の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部１２ａと、補正量算出部１２ａが算出した補正量に応じて測定機３０が測定した測定値を補正する測定値補正部１３と、ノミナル値をあらかじめ記憶するノミナル値記憶部１４とを含む。ノミナル値記憶部１４は、使用され得る複数種類の基準スケールそれぞれの寸法を示す複数種類のノミナル値をあらかじめ記憶する記憶媒体である。

次に、図９のフローチャートを参照し、このように構成された本実施形態に係る測定機誤差補正装置１１０の測定処理について説明する。図９は、第２実施形態に係る測定処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１にて基準スケールを測定したあと、作業者によって作業対象軸となっている例えばＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しされると、推定ノミナル値決定部１５は、測定機３０が測定した基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」と、ノミナル値記憶部１４に記憶されている複数種類のノミナル値とを比較し、基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を選択することで、基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を決定する（ステップＳ２０１）。ここでは、ノミナル値記憶部１４に、８０［ｍｍ］、９０［ｍｍ］、１００［ｍｍ］、１１０［ｍｍ］、１２０［ｍｍ］の５種類のノミナル値が記憶されていたものとする。よって、ステップＳ２０１にて推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」に決定されたものとする。

基準スケールの測定値と推定ノミナル値とを得ると、補正量算出部１２ａは、基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」から決定された推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」を減算することで、補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」を算出する（ステップＳ２０２）。

この例においても、基準スケールを測定したあと、作業者が作業対象軸となっているＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しすると、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」が表示され、その所定時間（例えば２秒）後にＸ軸表示領域の表示内容が補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」に切り替わることとなる。

ステップＳ２０２にて算出した補正量は、制御部１０ａが備える図示しない記憶部に記憶される。その後、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０５が実行される。

このように、本実施形態では、補正量を設定する作業者による手計算を必要とすることなく、基準スケールを測定するだけで、その測定値と、その測定値に最も近いノミナル値であるとして決定された推定ノミナル値とを用いて自動的に補正量を得ることができ、その後の測定において使用される測定機の補正量を自動的に設定可能となる。したがって、補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる。

［第３実施形態］
図１０は、本考案の第３実施形態に係る測定機誤差補正装置１２０の構成例を示すブロック図である。この測定機誤差補正装置１２０は、必要なデータ処理を実行する制御部１０ｂと、入力部２０と、測定機３０と、表示部４０とにより構成されている。なお、第３実施形態において、上述した第１実施形態に係る測定機誤差補正装置１１０と同様に構成されるものについては、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。

制御部１０ｂは、原器となる基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を決定する推定ノミナル値決定部１５ａと、測定機３０の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部１２ｂと、補正量算出部１２ｂが算出した補正量に応じて測定機３０が測定した測定値を補正する測定値補正部１３と、ノミナル値をあらかじめ記憶するノミナル値記憶部１４ａとを含む。ノミナル値記憶部１４ａは、使用され得る複数種類の基準スケールそれぞれの寸法を示す複数種類のノミナル値と、各ノミナル値毎に定められた有効範囲（例えば、・・・、ノミナル値９０［ｍｍ］は有効範囲±０．０９［ｍｍ］以内、ノミナル値１００［ｍｍ］は有効範囲±０．１［ｍｍ］以内、ノミナル値１１０［ｍｍ］は有効範囲±０．１１［ｍｍ］以内、・・・）あるいは共通に定められた有効範囲（例えば、全ノミナル値について有効範囲±０．１［ｍｍ］以内）とをあらかじめ記憶する記憶媒体である。

次に、図１１のフローチャートを参照し、このように構成された本実施形態に係る測定機誤差補正装置１２０の測定処理について説明する。図１１は、第３実施形態に係る測定処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１にて基準スケールを測定したあと、作業者によって作業対象軸となっている例えばＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しされると、推定ノミナル値決定部１５ａは、測定機３０が測定した基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」と、ノミナル値記憶部１４ａに記憶されている複数種類のノミナル値とを比較し、基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を選択することで、基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を決定する（ステップＳ３０１）。ここでは、ノミナル値記憶部１４ａに、８０［ｍｍ］、９０［ｍｍ］、１００［ｍｍ］、１１０［ｍｍ］、１２０［ｍｍ］の５種類のノミナル値が記憶されていたものとする。よって、ステップＳ３０１にて推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」に決定されたものとする。

基準スケールの測定値と推定ノミナル値とを得ると、補正量算出部１２ｂは、基準スケールの測定値「１００．０１１０［ｍｍ］」から決定された推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」を減算することで、補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」を算出する（ステップＳ３０２）。

この例においても、基準スケールを測定したあと、作業者が作業対象軸となっているＸ軸に係るＸ−ＺＥＲＯボタン４３を例えば再度長押しすると、Ｘ軸Ｙ軸表示領域４２におけるＸ軸表示領域に推定ノミナル値「１００．００００［ｍｍ］」が表示され、その所定時間（例えば２秒）後にＸ軸表示領域の表示内容が補正量「１１０．０［μｍ／ｍ］」に切り替わることとなる。

次に、制御部１０ｂは、ステップＳ３０２にて算出した補正量が、ステップＳ３０１にて決定したノミナル値に対応付けされている有効範囲内であるか否か判定する。ここでは、ノミナル値「１００［ｍｍ］」の有効範囲は差が０．１［ｍｍ］以内とされているものとする。有効範囲内であれば、ステップＳ３０２にて算出した補正量は、制御部１０ｂが備える図示しない記憶部に記憶される。一方、有効範囲外であれば、制御部１０ｂは、表示パネル４１上にエラー表示を行う。その後、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０５が実行される。

このように、本実施形態では、補正量を設定する作業者による手計算を必要とすることなく、基準スケールを測定するだけで、その測定値と、その測定値に最も近いノミナル値でありその差が有効範囲内であるとして有効に決定された推定ノミナル値とを用いて自動的に補正量を得ることができ、その後の測定において使用される測定機の補正量を自動的に設定可能となる。したがって、補正量を設定する作業者における補正量の算出作業の負荷を軽減することができ、簡単な作業で補正量の算出作業を行うことができる。

なお、上述した各実施形態では、作業者により補正量を手動補正することができる。具体的には、パラメータ設定表示モードに設定されているときにＡＢＳ／ＩＮＣボタン４７を押下することによって手動補正可能な状態（この状態では、例えばＸ軸Ｙ軸表示領域４２に表示されている「Ｃ」が点滅する。）となり、Ｘ−ＺＥＲＯボタン４３の押下によってＸ軸の補正量が所定値（例えば０．１［μｍ／ｍ］）ずつカウントダウンしていき、Ｙ−ＺＥＲＯボタン４４の押下によってＹ軸の補正量が所定値（例えば０．１［μｍ／ｍ］）ずつカウントダウンしていき、ＡＢＳ／ＩＮＣボタン４７を再度押下することによって手動補正モードが終了して補正量が確定する。

本考案の第１実施形態に係る測定機誤差補正装置の構成を示すブロック図である。 同測定機誤差補正装置における測定処理を示すフローチャート図である。 表示パネルの表示状態例を示す図である。 表示パネルの表示状態例を示す図である。 表示パネルの表示状態例を示す図である。 表示パネルの表示状態例を示す図である。 表示パネルの表示状態例を示す図である。 本考案の第２実施形態に係る測定機誤差補正装置の構成を示すブロック図である。 同測定機誤差補正装置における測定処理を示すフローチャート図である。 本考案の第３実施形態に係る測定機誤差補正装置の構成を示すブロック図である。 同測定機誤差補正装置における測定処理を示すフローチャート図である。

符号の説明

１０…制御部、１１…推定ノミナル値算出部、１２…補正量算出部、１３…測定値補正部、１４…ノミナル値記憶部、１５…推定ノミナル値決定部、２０…入力部、３０…測定機、４０…表示部、１００，１１０，１２０…測定機誤差補正装置。

Claims (4)

1. 原器となる基準スケールを測定する測定機と、
   前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値の所定の位を四捨五入することで、前記基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値を算出する推定ノミナル値算出部と、
   前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値算出部が算出した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、
   該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部と
   を備えることを特徴とする測定機誤差補正装置。
2. 原器となる複数種類の基準スケールそれぞれのノミナル値をあらかじめ記憶するノミナル値記憶部と、
   前記複数種類の基準スケールのいずれかを測定する測定機と、
   前記ノミナル値記憶部に記憶されている複数種類のノミナル値のうち前記測定機が測定した基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を、測定した基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値に決定する推定ノミナル値決定部と、
   前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値決定部が決定した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、
   該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部と
   を備えることを特徴とする測定機誤差補正装置。
3. 原器となる複数種類の基準スケールそれぞれのノミナル値と、各ノミナル値毎あるいは共通に定められたノミナル値の有効範囲とをあらかじめ記憶するノミナル値記憶部と、
   前記複数種類の基準スケールのいずれかを測定する測定機と、
   前記ノミナル値記憶部に記憶されている複数種類のノミナル値のうち前記測定機が測定した基準スケールの測定値に最も近いノミナル値を、当該測定値が当該ノミナル値の有効範囲内であることを条件に、測定した基準スケールのノミナル値と推定される推定ノミナル値に決定する推定ノミナル値決定部と、
   前記測定機が測定した前記基準スケールの測定値と、前記推定ノミナル値決定部が決定した前記推定ノミナル値との誤差に応じて、前記測定機の誤差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、
   該補正量算出部が算出した前記補正量に応じて、前記測定機が測定した測定値を補正する測定値補正部と
   を備えることを特徴とする測定機誤差補正装置。
4. 前記ノミナル値記憶部に記憶されている複数種類のノミナル値のうち前記測定機が測定した基準スケールの測定値が、当該測定値に最も近いノミナル値の有効範囲外であった場合に、エラー出力を行うエラー出力部を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の測定機誤差補正装置。

Images