JP3539795B2

JP3539795B2 - Stylus type surface roughness measuring instrument and measuring method

Info

Publication number: JP3539795B2
Application number: JP12211095A
Authority: JP
Inventors: 信行田中
Original assignee: 株式会社小坂研究所
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH08313248A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鏡面仕上げを施した金属表面の表面粗さ等、被測定物表面の微小な凹凸等の表面粗さを定量的に測定する、触針式表面粗さ測定器及び測定方法に関し、測定精度の向上を図るべく考えたものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鏡面仕上げを施した金属表面の表面粗さを測定する為に、従来から各種の触針式表面粗さ測定器が使用されている。上記表面粗さを表すパラメータとしては、算術平均粗さ（Ｒ_a ）、最大高さ（Ｒ_y ）、十点平均粗さ（Ｒ_z ）、凹凸の平均間隔（Ｓ_m ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔ_p ）が、国際規格に対応してＪＩＳ（日本工業規格）に規定されている（Ｂ０６０１−１９９４）。上記従来の触針式表面粗さ測定器は、上記パラメータのうち、最大高さ、十点平均粗さ等、縦方向に亙る粗さを表すパラメータを測定するものであった。
【０００３】
しかしながら、上記凹凸の平均間隔、局部山頂の平均間隔等、横方向に亙る粗さを表すパラメータが上記ＪＩＳに規定された事に伴い、最近ではこれら横方向に亙る粗さを表すパラメータを測定可能な表面粗さ測定器が使用されている。この様な、表面粗さを表すパラメータのうちの横方向（水平方向）に亙る粗さを表すパラメータを測定可能な触針式表面粗さ測定器は、例えば図２に示す様に構成されている。
【０００４】
即ち、この触針式表面粗さ測定器は、被測定物１を載置する為の測定ステージ２を備える。この測定ステージ２の上方には、上記被測定物１の表面に接触自在な触針３を有し、この表面を走査する事で被測定物１の断面の輪郭を検出する検出器４を設けている。触針３は、ダイヤモンドにより造られ、その先端の曲率半径は例えば２μｍである。又、検出器４は、例えば上記触針３の上下運動を拡大して検出する差動変圧器から成る。そして、この検出器４は、被測定物１の表面の粗さを表すパラメータのうち、上記Ｓ_m 、Ｓ等の横方向に亙る粗さを表す少なくとも一のパラメータを検出自在としている。勿論、表面の粗さを表す複数のパラメータを測定する様にも構成できる。検出器４の構造としては、他にも圧電変換器やインダクタンス変調式変換器等、種々の構造が考えられ、又、実際に使用されている。５は移送手段で、上記検出器４を上記表面の走査自在とすべく、この検出器４を横方向（水平な一方向で、図２の左右方向）に移動させる。この移送手段５は検出器４の移送速度を複数段階に亙って可変としている。そして、一の移送速度を選択した場合、当該測定作業が終了するまで、その選択した一の速度のまま（即ち、定速で）上記検出器４を移送させる。
【０００５】
上記検出器４は、被測定物１の表面を走査する事により、所定の基準長さＬ（例えば、０．８mm）当たり所定の回数ｎ（例えば、１５００回）の検出を行なう。これら基準長さＬ及び回数ｎの各値は、ＪＩＳにより規定されており、この規定に従って決定する。この様に、所定長さＬ当たり所定回数ｎの検出を行なうべく、上記検出器４は、上記表面を一定の距離間隔ｄ（＝Ｌ／ｎ）ごとに検出する。この為に、制御器７は検出器４を、この検出器４が上記一定距離間隔ｄに対応する一定時間間隔ごとに検出作業を行なう様に制御する。即ち、上記検出器４は選択された一定速度ｖ´で上記表面を走査する。従って、一定時間間隔ｔごとに検出作業を行なわせれば、この検出器４はｖ´・ｔなる距離ごとに検出する事になる。そこで、このｖ´・ｔが上記距離間隔ｄに等しく（ｖ´・ｔ＝ｄ）なる様に上記一定時間間隔ｔを選べば、所定の基準長さＬ当たり所定のｎ回の検出を行なう事ができる。この様な演算処理は、演算手段によって行なわれる。この様な演算手段は、図２に示す例に於いては上記制御器７内に設けられているが、この他にも制御器７とは別途設けられたマイクロコンピュータ等によって行なう事もできる。又、上記制御器７が上記検出器４に上記一定時間間隔で検出作業を行なわせられる様に、この一定時間間隔を計測するタイマ６を設けている。
【０００６】
尚、上記検出器４が検出する検出値は、上記制御器７に送られる以前に、検波・増幅手段１０により検波、増幅され、更に、Ａ／Ｄ変換器８によりアナログデータからディジタルデータに変換される。又、上記制御器７は、これらディジタル化された検出値に基づいて、上記被測定物１の表面の粗さを表す、断面曲線や粗さ曲線等を求める他、前記凹凸の平均間隔Ｓ_m 等、上記表面の粗さを表すパラメータのうちの横方向に亙る粗さを表すパラメータを算出する。この後、ディスプレイ、印刷機等の表示・出力手段９により表示、或は出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の測定器に於いては、以下に述べる様な解決すべき課題が存在する。即ち、触針式表面粗さ測定器の測定精度を向上させる為には、上記一定距離間隔を厳密に規制する必要がある。ところで、上述した様に従来の測定器に於いては、この一定距離間隔に代えて、この一定距離間隔に比例する一定時間間隔に基づいて上記検出器４を制御している。従って、上記一定距離間隔を厳密に規制する為には、上記一定時間間隔を厳密に規制する必要がある。そして、この為には▲１▼上記移動速度の精度を向上させるか、或は、▲２▼移送速度を微調整可能に構成する事が考えられる。又、▲３▼上記移送手段５にディジタルスケールを組み込み、このスケールの読みによって上記一定距離間隔を高精度にする事が考えられる。
【０００８】
しかしながら、上述した様な▲１▼〜▲３▼の解決策では、表面粗さ測定装置自体の価格が高騰したり、移送手段５の調整作業が面倒になる事が避けられない。即ち、上記▲１▼の移動速度の精度を向上させる解決策の場合、構成各部材の製造に時間と労力とを要する等、製造コスト、ひいては触針式表面粗さ測定器自体の価格が高騰する。又、▲３▼のディジタルスケールを組み込む解決策の場合、部品点数の増加に伴う製造コストの増加が避けられない。更に、▲２▼の検出器４の移送速度を微調整可能にする解決策の場合、移送速度の調整が面倒で実用的ではない。本発明の触針式表面粗さ測定器及び測定方法は、上述の様な事情に鑑み、煩雑な作業を要せず、しかもコストの増大を招く事なく、測定精度の向上を図るべく考えたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面粗さ測定装置及び測定方法のうち、請求項１に記載した測定装置に関する発明は、被測定物の表面に接触自在な触針を有し、この表面を走査する検出器と、この検出器を上記表面の走査自在とすべく、この検出器を上記被測定物に対して定速で相対移動させる移送手段と、上記検出器に所定の基準長さ当たり所定の回数の検出を行なわせるべく、この検出回数に対応する一定時間間隔ごとに上記検出器に検出作業を行なわせる制御器と、上記一定時間間隔を計測するタイマと、上記検出器により検出された複数の検出値に基づいて、上記表面の粗さを表すパラメータのうちの水平方向に亙る粗さを表す少なくとも一のパラメータを算出する演算手段とを備える。
【００１０】
特に本発明の触針式表面粗さ測定器に於いては、上記パラメータの値が既知の基準片を備えている。又、上記演算手段は、上記検出器がこの基準片の表面を走査して得られる、上記パラメータの実際の値と、このパラメータの既知の値と、予め設定された上記検出器の被測定物に対する相対速度とによって、実際の相対速度を算出し、この実際の相対速度に基づいて上記一定時間間隔を算出する機能を有する事を特徴としている。
【００１１】
又、請求項２に記載した測定方法に関する発明は、被測定物の表面に接触自在な触針を有し、この表面を走査する検出器と、この検出器を上記表面の走査自在とすべく、この検出器を上記被測定物に対して定速で相対移動させる移送手段と、上記検出器に所定の基準長さ当たり所定の回数の検出を行なわせるべく、この検出回数に対応する一定時間間隔ごとに上記検出器に検出作業を行なわせる制御器と、上記一定時間間隔を計測するタイマと、上記検出器により検出された複数の検出値に基づいて、上記表面の粗さを表すパラメータのうちの水平方向に亙る粗さを表す少なくとも一のパラメータを算出する演算手段とを備えた表面粗さ測定装置により、被測定物の表面粗さを検出する表面粗さ測定方法に関する。
【００１２】
この様な本発明の測定方法に於いては、先ず、被測定物の測定に先立ち、上記パラメータの値が既知の基準片の表面を上記検出器により走査する事により上記パラメータの実際の値を測定し、この実際の値と、上記パラメータの既知の値と、予め設定された上記検出器の被測定物に対する相対速度とによって、実際の相対速度を算出し、次いで、この実際の相対速度の値に基づいて上記一定時間間隔を算出し、この一定時間間隔に基づいて、上記被測定物の表面粗さの測定作業を行なう事を特徴としている。
【００１３】
【作用】
上述の様に構成される本発明の触針式表面粗さ測定器を用いて本発明の測定方法により、被測定物表面の表面粗さを測定する際の作用自体は、前述した従来の測定器の場合と同様である。特に、本発明の測定器の場合、表面粗さを表すパラメータのうちの水平方向に亙る粗さを表す少なくとも一のパラメータが既知の基準片を備えている。そして、被測定物の表面粗さを測定するのに先立って、この基準片を走査し、上記パラメータの実際の値を検出する。この場合、検出器が検出作業を行なう一定時間間隔は、所定の基準長さと、この基準長さ当たりの検出回数と、設定された上記検出器の移送速度とから、演算手段により予め求められる。更に、この演算手段は、上記パラメータの実際の値と、このパラメータの既知の値と、予め設定されている検出器の移送速度との各値を用いて、実際の移送速度を求める。そして、この実際の移送速度により、この実際の移送速度に応じた一定時間間隔を算出する。この後、基準片に代えて被測定物の表面粗さの測定作業を行なう。この測定に於いて、上記一定時間間隔は、検出器の実際の移送速度に応じたものである為、移送速度の設定値と実際の値とずれに基づく測定値の誤差が僅少になり、測定精度が向上する。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の測定装置の実施例に就いて説明する。尚、本発明の触針式表面粗さ測定器の基本的な構造は、前記図２に示す従来の測定装置と同様である為、同等部分に就いては、重複する説明を省略、或は簡略化し、以下、本発明の特徴部分を主に説明する。本発明の触針式表面粗さ測定器に於いては、表面の凹凸の平均間隔Ｓ_m （単位はmm）の値が既知の基準片を備える。この凹凸の平均間隔Ｓ_m が、被測定物の表面の粗さを表すパラメータのうちの水平方向（横方向）に亙る粗さを表す少なくとも一のパラメータである。又、制御器７は演算手段を含んで構成されている。従って、この制御器７は、上記Ｓ_m に関し、検出器４がこの基準片の表面を走査して得られる実際の値Ｓ_m1と、既知の値Ｓ_m2と、予め設定された検出器４の移送速度ｖ₁ （mm／s ）とにより、

で求められる、実際の移送速度ｖを算出する機能を有する。更に、この実際の移送速度ｖと、前記基準長さＬと、検出回数ｎとの各値により、

を計算する事で、検出器４を制御する一定時間間隔Ｔを算出する機能を有する。
【００１５】
上述の様な構成を有する本発明の触針式表面粗さ測定器を用いて、本発明の測定方法により、被測定物１の表面粗さを測定する際の作用は、図１に示す通りである。即ち、被測定物１の測定作業に先立ち、ステップ１として測定ステージ２上面に基準片を載置する。そして、ステップ２として、上記制御器７に、測定条件である基準長さＬ、この基準長さＬ当たりの検出回数ｎ、予め知られている基準片表面のＳ_m の値Ｓ_m2を入力する。又、検出器４の移送速度を適宜選択し、当該移送速度ｖ₁ を入力する。そして、ステップ３として、これら各値により上記制御器７は、上記各値に対応する上記一定時間間隔Ｔ₁ を算出する。即ち、

により上記一定時間間隔Ｔ₁ を算出する。この時間間隔Ｔ₁ はタイマ６に入力し、上記基準片の表面の測定作業に入る（ステップ４）。
【００１６】
この基準片の測定作業は、前述した様に、従来の測定器により被測定物１表面を測定する場合と全く同様である。即ち、タイマ６の計測する上記時間間隔Ｔ₁ ごとに上記検出器４により当該表面を検出する。そして、この検出作業により得られる複数の検出値（アナログデータ）を、検波・増幅手段１０により検波し、増幅した後、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタルデータに変換して上記制御器７に送る。このデータにより、上記Ｓ_m の実際の値Ｓ_m1を求める（ステップ５）。そして、上記Ｓ_m1を求めたならば、ステップ６で、この値Ｓ_m1と、上記既知の値Ｓ_m2と、上記移送速度ｖ₁ とを、上記(1) 式に代入し、検出器４の実際の移送速度ｖを求める（ステップ６）。
【００１７】
上述の様にして、実際の移送速度ｖを求めたならば、このｖの値を上記制御器７に記憶させる。この制御器７は、先に入力済みの各値Ｌ、ｎ、ｖ₁ も記憶されているが、これら各値のうち、上記Ｌ、ｎ、及び上記実際の移送速度ｖの各値を上記(2) 式に代入し、上記実際の移送速度に対応した一定時間間隔Ｔを算出する（ステップ７）。このＴの値は上記制御器７に記憶させると共に、上記タイマ６が、新たにこの時間間隔Ｔを計測する様に設定する（ステップ８）。
【００１８】
上述した様に、実際の移送速度ｖに基づく時間間隔Ｔを求める事により、検出器４による検出作業は、正確に所定の一定距離間隔Ｄで行なわれる。即ち、上記移送速度ｖと上記一定時間間隔Ｔとの積ｖ・Ｔは、正確に上記距離Ｄとなる。これに対して、従来方法のままで測定作業を行なった場合、検出器４は、時間間隔Ｔ₁ のまま検出作業を行なう。従って、この場合の距離間隔Ｄ₁ は、ｖ・Ｔ₁ となる。上記Ｔ₁ は移送速度ｖ₁ に基づいて算出されたものであり、上記移送速度ｖ₁ が実際の移送速度ｖに対して誤差が存在している為、上記Ｔ₁ も誤差を有する。従って、上記距離間隔Ｄ₁ は、所定の距離間隔Ｄに対してずれが存在する。本発明は、この様なずれを、上述したステップ１〜ステップ８の処理によって解消する。
【００１９】
上述した様に、上記基準片を測定する事により、実際の移送速度に応じた時間間隔Ｔを求め、この時間間隔Ｔをタイマ６に設定したならば、測定ステージ２上に載置されている基準片を取り除き、代わりに、表面粗さを測定すべき被測定物１を載置する（ステップ９）。そして、従来方法（上記基準片の測定作業）と同様にして、この被測定物１の表面を検出器４により走査し、この被測定物１の表面粗さを表す各種パラメータの値を求める（ステップ１０）。
【００２０】
尚、上述の実施例に於いては、検出器４の移送速度を、基準片の表面の凹凸の平均間隔Ｓ_m の値を測定する事で求める例に就いて説明したが、他に局部山頂の平均間隔Ｓ等、横方向に亙る粗さを表すパラメータを測定する事でも行なえる。この場合には、上記基準片として当該パラメータが既知のものを採用する。又、上述の実施例に於いて、検出器４を可動とし、測定ステージ２を固定しているが、これとは反対に測定ステージ２を可動とし、検出器４を固定する構造にも適用できる。更には、上記検出器４を可動とすると共に上記測定ステージ２を省略した構造とする事もできる。更に、本発明は、検出器が被測定物に対して相対移動する（被測定物表面を走査する）事で、横方向に亙る粗さを表すパラメータを検出する表面粗さ測定器に適用する事ができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の触針式表面粗さ測定器及び測定方法は、上述の様に構成され作用する為、表面粗さを表すパラメータのうちの水平方向に亙る粗さを表すパラメータの測定を正確に行なえる。しかも、本発明の場合、調整作業の繁雑化や製造コストの増大を招来する事がなく、実用性の高い触針式表面粗さ測定器及び測定方法を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を示すフローチャート。
【図２】表面粗さ測定装置の１例を示すブロック図。
【符号の説明】
１被測定物
２測定ステージ
３触針
４検出器
５移送手段
６タイマ
７制御器
８Ａ／Ｄ変換器
９表示・出力手段
１０検波・増幅手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a stylus-type surface roughness measuring instrument and a measuring method for quantitatively measuring the surface roughness such as minute irregularities on the surface of an object to be measured, such as the surface roughness of a metal surface subjected to mirror finishing. This is intended to improve measurement accuracy.
[0002]
[Prior art]
For example, in order to measure the surface roughness of a mirror-finished metal surface, various types of stylus-type surface roughness measuring devices have been conventionally used. The parameters representing the surface roughness include an arithmetic average roughness (R _a ), a maximum height (R _y ), a ten-point average roughness (R _z ), an average interval of irregularities (S _m ), and an average of local peaks. interval (S), the load length ratio (t _p) is defined in JIS (Japanese Industrial standards) in accordance with international regulations (B0601-1994). The above-mentioned conventional stylus-type surface roughness measuring device measures a parameter representing roughness in the vertical direction, such as a maximum height and a ten-point average roughness, among the above parameters.
[0003]
However, since the parameters indicating the roughness in the horizontal direction, such as the average interval of the irregularities and the average interval of the local peaks, are specified in the JIS, recently, the parameters indicating the roughness in the horizontal direction can be measured. Surface roughness measuring instruments are used. Such a stylus type surface roughness measuring instrument capable of measuring a parameter representing roughness in a horizontal direction (horizontal direction) among the parameters representing surface roughness is configured as shown in FIG. 2, for example. I have.
[0004]
That is, the stylus type surface roughness measuring device includes the measuring stage 2 on which the device under test 1 is mounted. Above the measuring stage 2, there is provided a stylus 3 which can freely contact the surface of the object 1 to be measured, and a detector 4 which detects the cross section of the object 1 by scanning the surface is provided. ing. The stylus 3 is made of diamond, and the tip has a radius of curvature of, for example, 2 μm. The detector 4 is composed of, for example, a differential transformer for detecting the vertical movement of the stylus 3 in an enlarged manner. Then, the detector 4 is made to be able detect among the parameters representing the roughness of the workpiece first surface, at least one parameter representative of the S _m, laterally across roughness S like. Of course, it can be configured to measure a plurality of parameters representing the surface roughness. As the structure of the detector 4, various other structures such as a piezoelectric converter and an inductance modulation type converter are conceivable and are actually used. Numeral 5 is a transfer means for moving the detector 4 in a horizontal direction (one horizontal direction, left and right in FIG. 2) so that the detector 4 can scan the surface. The transfer means 5 makes the transfer speed of the detector 4 variable over a plurality of stages. When one transfer speed is selected, the detector 4 is transferred at the selected one speed (that is, at a constant speed) until the measurement operation is completed.
[0005]
The detector 4 scans the surface of the device under test 1 to detect a predetermined number of times n (for example, 1500 times) per a predetermined reference length L (for example, 0.8 mm). Each value of the reference length L and the number of times n is specified by JIS, and is determined in accordance with this specification. In this manner, the detector 4 detects the surface at a predetermined distance interval d (= L / n) in order to perform the predetermined number n of detections per the predetermined length L. For this purpose, the controller 7 controls the detector 4 so that the detector 4 performs a detection operation at regular intervals corresponding to the constant distance d. That is, the detector 4 scans the surface at the selected constant speed v '. Therefore, if the detection operation is performed at regular time intervals t, this detector 4 will detect at every distance of v ′ · t. Therefore, if the constant time interval t is selected so that v ′ · t is equal to the distance interval d (v ′ · t = d), a predetermined number of detections per predetermined reference length L can be performed. Can be. Such arithmetic processing is performed by arithmetic means. Such an operation means is provided in the controller 7 in the example shown in FIG. 2, but may be performed by a microcomputer provided separately from the controller 7 or the like. Further, a timer 6 for measuring the fixed time interval is provided so that the controller 7 allows the detector 4 to perform the detecting operation at the fixed time interval.
[0006]
Note that the detection value the detector 4 detects the previously sent to the controller 7, detected by a detection and amplification unit 10, is amplified further, the analog data into digital data by the A / D converter 8 converts Is done. Also, the controller 7, based on these digitized detected values, representing the roughness of the measurement object 1 surface, in addition to obtaining the cross-sectional curve and the roughness curve and the like, mean spacing S _m of the uneven For example, a parameter representing the roughness in the horizontal direction among the parameters representing the surface roughness is calculated. Thereafter, the data is displayed or output by display / output means 9 such as a display or a printing machine.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional measuring instrument, there are problems to be solved as described below. That is, in order to improve the measurement accuracy of the stylus type surface roughness measuring device, it is necessary to strictly regulate the constant distance interval. As described above, in the conventional measuring device, the detector 4 is controlled based on a fixed time interval that is proportional to the fixed distance interval instead of the fixed distance interval. Therefore, in order to strictly regulate the constant distance interval, it is necessary to strictly regulate the constant time interval. For this purpose, (1) the accuracy of the moving speed is improved, or (2) the moving speed can be finely adjusted. (3) It is conceivable to incorporate a digital scale into the transfer means 5 and to make the constant distance interval highly accurate by reading the scale.
[0008]
However, in the above-mentioned solutions (1) to (3), it is inevitable that the price of the surface roughness measuring device itself rises and the adjustment work of the transfer means 5 becomes complicated. That is, in the case of the solution (1) for improving the accuracy of the moving speed, time and labor are required for manufacturing the constituent members, so that the manufacturing cost and, consequently, the price of the stylus type surface roughness measuring device itself increase. I do. Further, in the case of the solution incorporating the digital scale of (3), an increase in manufacturing cost due to an increase in the number of parts is inevitable. Further, in the case of the solution (2) which enables fine adjustment of the transfer speed of the detector 4, the adjustment of the transfer speed is troublesome and impractical. The stylus-type surface roughness measuring instrument and measuring method of the present invention have been conceived in view of the above-described circumstances, in order to improve measurement accuracy without requiring complicated work and without increasing cost. Things.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Among the surface roughness measuring device and the measuring method of the present invention, the invention relating to the measuring device according to claim 1 has a stylus that can freely contact the surface of the object to be measured, and a detector that scans the surface, In order to make the detector scanable on the surface, the transfer means for moving the detector relative to the object to be measured at a constant speed, and detecting the detector a predetermined number of times per a predetermined reference length. A controller for causing the detector to perform a detection operation at fixed time intervals corresponding to the number of times of detection, a timer for measuring the fixed time interval, and a plurality of detection values detected by the detector. And calculating means for calculating at least one parameter representing the roughness in the horizontal direction among the parameters representing the surface roughness.
[0010]
In particular, the stylus type surface roughness measuring instrument of the present invention is provided with a reference piece whose values of the above parameters are known. The calculating means may include an actual value of the parameter, a known value of the parameter, and a predetermined measurement object of the detector obtained by scanning the surface of the reference piece with the detector. It has a function of calculating an actual relative speed based on the relative speed with respect to and calculating the constant time interval based on the actual relative speed.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a measuring method having a stylus capable of contacting a surface of an object to be measured, a detector for scanning the surface, and a detector for enabling the detector to scan the surface. Transfer means for moving the detector relative to the object to be measured at a constant speed, and a fixed time corresponding to the number of detections so that the detector performs a predetermined number of detections per a predetermined reference length. A controller for causing the detector to perform a detection operation at each interval, a timer for measuring the fixed time interval, and a parameter representing the surface roughness based on a plurality of detection values detected by the detector. The present invention relates to a surface roughness measuring method for detecting the surface roughness of an object to be measured by a surface roughness measuring device provided with arithmetic means for calculating at least one parameter representing roughness in a horizontal direction.
[0012]
In such a measuring method of the present invention, first, prior to the measurement of an object to be measured, the actual value of the parameter is determined by scanning the surface of a reference piece having a known value of the parameter with the detector. Measure, calculate the actual relative speed based on the actual value, the known value of the parameter, and the preset relative speed of the detector with respect to the measured object, and then calculate the actual relative speed. The method is characterized in that the predetermined time interval is calculated based on the value, and the work of measuring the surface roughness of the measured object is performed based on the predetermined time interval.
[0013]
[Action]
The operation itself when measuring the surface roughness of the surface of the object to be measured by the measuring method of the present invention using the stylus type surface roughness measuring device of the present invention configured as described above is the same as the conventional measurement described above. It is the same as the case of the container. In particular, in the case of the measuring device of the present invention, at least one of the parameters representing the surface roughness, which represents the roughness in the horizontal direction, has a known reference piece. Then, prior to measuring the surface roughness of the object to be measured, the reference piece is scanned to detect the actual value of the parameter. In this case, the predetermined time interval at which the detector performs the detecting operation is previously obtained by the calculating means from a predetermined reference length, the number of detections per this reference length, and the set transfer speed of the detector. Further, the calculating means obtains the actual transfer speed by using the actual value of the parameter, the known value of the parameter, and the preset transfer speed of the detector. Then, based on the actual transfer speed, a certain time interval corresponding to the actual transfer speed is calculated. Thereafter, the work of measuring the surface roughness of the object to be measured is performed instead of the reference piece. In this measurement, the fixed time interval is based on the actual transfer speed of the detector, so that the error between the set value of the transfer speed and the measured value based on the difference between the actual value and the measured value is small. The accuracy is improved.
[0014]
【Example】
Next, an embodiment of the measuring device of the present invention will be described. Since the basic structure of the stylus type surface roughness measuring device of the present invention is the same as that of the conventional measuring device shown in FIG. 2, the description of the same parts will not be repeated, or For simplicity, the following mainly describes the features of the present invention. The stylus-type surface roughness measuring instrument of the present invention includes a reference piece having a known value of the average distance S _m (unit: mm) between the surface irregularities. Mean spacing S _m of the irregularities, at least one parameter representing the in over roughness horizontal direction among the parameters representing the roughness of the surface of the object to be measured (the lateral direction). Further, the controller 7 is configured to include arithmetic means. Therefore, the controller 7 relates to the aforementioned S _m, the detector 4 is the actual value S _m1 obtained by scanning the surface of the reference piece, a known value S _{m @ 2,} a detector 4 which is set in advance Depending on the transfer speed v ₁ (mm / s),

Has the function of calculating the actual transfer speed v obtained by Further, according to each value of the actual transfer speed v, the reference length L, and the number of detections n,

Has a function of calculating a constant time interval T for controlling the detector 4.
[0015]
The operation when measuring the surface roughness of the DUT 1 by the measuring method of the present invention using the stylus type surface roughness measuring device of the present invention having the above-described configuration is as shown in FIG. It is. That is, prior to the work of measuring the DUT 1, a reference piece is placed on the upper surface of the measurement stage 2 as step 1. Then, in step 2, to the controller 7, and inputs a measurement condition standard length L, a detection number n per the reference length L, a value S _{m @ 2} of S _m of the reference piece surface known in advance . Further, by appropriately selecting the transport speed of the detector 4, to enter the transport speed v _1. Then, as step 3, the control unit 7 These values are calculated the certain time interval T ₁ corresponding to the respective values. That is,

By calculating the predetermined time interval T _1. The time interval T ₁ is input to the timer 6, enters the measuring operation of the surface of the reference piece (Step 4).
[0016]
As described above, the operation of measuring the reference piece is exactly the same as the case where the surface of the DUT 1 is measured by a conventional measuring instrument. That is, by the detector 4 for each of the time intervals T ₁ for measuring the timer 6 detects the surface. Then, a plurality of detection values (analog data) obtained by this detection work are detected and amplified by the detection / amplification means 10, converted into digital data by the A / D converter 8, and sent to the controller 7. . This data determines the actual value S _m1 of the S _m (step 5). Then, when the above S _m1 is obtained, in step 6, the value S _m1 , the known value S _m2, and the transfer speed v ₁ are substituted into the above equation (1), and An actual transfer speed v is obtained (step 6).
[0017]
When the actual transfer speed v is obtained as described above, the value of v is stored in the controller 7. The controller 7 also stores the previously input values L, n, and v ₁ , and among these values, stores the values of the L, n, and the actual transfer speed v in the above (( 2) Substituting into the equation, a constant time interval T corresponding to the actual transfer speed is calculated (step 7). The value of T is stored in the controller 7, and the timer 6 is set to newly measure the time interval T (step 8).
[0018]
As described above, by detecting the time interval T based on the actual transfer speed v, the detection operation by the detector 4 is performed accurately at a predetermined constant distance interval D. That is, the product v · T of the transfer speed v and the fixed time interval T is exactly the distance D. In contrast, when performing measurement operations remain conventional method, the detector 4 performs detection operations remain time interval T _1. Therefore, the distance interval D ₁ in this case is v · T ₁ . The T ₁ has been calculated based on the transport speed v _1, since the present error with respect to the transport speed v ₁ is the actual transfer speed v, the T ₁ also has an error. Therefore, the distance interval D ₁ is shifted from the predetermined distance interval D. In the present invention, such a shift is eliminated by the above-described processing of Steps 1 to 8.
[0019]
As described above, the time interval T corresponding to the actual transfer speed is obtained by measuring the reference piece, and if the time interval T is set in the timer 6, the time interval T is set on the measurement stage 2. The reference piece is removed, and instead, the DUT 1 whose surface roughness is to be measured is placed (step 9). Then, the surface of the DUT 1 is scanned by the detector 4 in the same manner as in the conventional method (the operation of measuring the reference piece), and values of various parameters representing the surface roughness of the DUT 1 are obtained ( Step 10).
[0020]
Note that In the embodiment described above, the transport speed of the detector 4 is obtained by measuring the value of the mean spacing S _m of unevenness of the surface of the reference piece has been described concerning an example, other local peaks It can also be performed by measuring a parameter representing the roughness in the horizontal direction, such as the average interval S. In this case, a parameter whose parameter is known is used as the reference piece. In the above-described embodiment, the detector 4 is movable and the measuring stage 2 is fixed. On the contrary, the measuring stage 2 is movable and the detector 4 is fixed. . Further, the detector 4 may be made movable and the measurement stage 2 may be omitted. Further, the present invention is applied to a surface roughness measuring device which detects a parameter representing roughness in a lateral direction by moving a detector relative to the measured object (scanning the surface of the measured object). Can do things.
[0021]
【The invention's effect】
Since the stylus type surface roughness measuring instrument and the measuring method of the present invention are constructed and operated as described above, it is possible to accurately measure the parameters representing the horizontal roughness among the parameters representing the surface roughness. You. Moreover, in the case of the present invention, it is possible to obtain a highly practical stylus-type surface roughness measuring instrument and measuring method without causing complicated adjustment work and increase in manufacturing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a surface roughness measuring device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DUT 2 Measurement stage 3 Contact probe 4 Detector 5 Transfer means 6 Timer 7 Controller 8 A / D converter 9 Display / output means 10 Detection / amplification means

Claims

It has a stylus that can freely contact the surface of the object to be measured, and a detector that scans the surface, and the detector is moved at a constant speed relative to the object to be scanned so that the detector can scan the surface. And a controller for causing the detector to perform a detection operation at regular time intervals corresponding to the number of detections so that the detector performs a predetermined number of detections per a predetermined reference length. A timer for measuring the constant time interval; and at least one parameter representing a horizontal roughness among the parameters representing the surface roughness, based on a plurality of detection values detected by the detector. In a stylus type surface roughness measuring device provided with calculating means for calculating
While the value of the above parameter comprises a known reference piece,
The arithmetic means includes an actual value of the parameter, a known value of the parameter, and a relative value of the detector with respect to the object to be measured, which is obtained by the detector scanning the surface of the reference piece. A stylus type surface roughness measuring device having a function of calculating an actual relative speed based on a speed and calculating the constant time interval based on the actual relative speed.

It has a stylus that can freely contact the surface of the object to be measured, and a detector that scans the surface, and the detector is moved at a constant speed relative to the object to be scanned so that the detector can scan the surface. And a controller for causing the detector to perform a detection operation at regular time intervals corresponding to the number of detections so that the detector performs a predetermined number of detections per a predetermined reference length. A timer for measuring the constant time interval; and at least one parameter representing a horizontal roughness among the parameters representing the surface roughness, based on a plurality of detection values detected by the detector. By a stylus type surface roughness measuring device provided with a calculating means for calculating the surface roughness of the object to be measured in a stylus type surface roughness measuring method,
Prior to the measurement of the object to be measured, the actual value of the parameter is measured by scanning the surface of the reference piece having the known value of the parameter with the detector, and the actual value and the known value of the parameter are measured. And an actual relative speed is calculated based on a preset relative speed of the detector with respect to the measured object, and then the constant time interval is calculated based on the value of the actual relative speed. A stylus-type surface roughness measuring method, wherein the surface roughness measuring operation of the object to be measured is performed based on the interval.