JP4552101B2 - 表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に係り、円柱体や円筒体、円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワークを表面形状測定機の所定位置に所定の姿勢で位置決めする表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
表面形状測定機は、ワークの表面に触針を摺動させ、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する装置である。この表面形状測定機では、ワークを所定位置に位置決めして測定を行う必要がある。
【０００３】
このワークの位置決め方法としては、従来、特許３０６４１８４号に開示されている方法がある。この方法は、まず、ワークを仮置きし、その仮置きされたワークの表面を少なくとも２回平行な走査を行う。次いで、各走査で得られた各測定値の頂点を結ぶ線でワークの稜線の方向を算出し、算出した稜線の方向から基準姿勢に対する誤差を算出する。そして、この誤差を修正するようにワークを動かして、基準姿勢の状態にワークを位置決めしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、仮置きされた一般的な姿勢のワークには、通常、Ｘ−Ｚ方向に複合的位置誤差が存在し、このような複合的位置誤差が存在する姿勢のワークを走査しても、図１３に示すように、その走査で得られた測定値の頂点は測定すべき測定稜線位置とは一致しない。このため、特許３０６４１８４号の方法では、オフセットを持った位置に位置決めされてしまう欠点がある。また、頂点が測定領域から外れている場合には、有効に作用しないという欠点もある。
【０００５】
本発明の目的は、ワークの位置決めを正確に行うことができる表面形状測定機のワーク位置決め方法及び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】
本発明は前記目的を達成するために、ワーク保持台上に載置された断面円形状のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク位置決め方法において、互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標を設定する座標設定工程と、Ｘ軸に沿って前記ワークを前記触針で走査し、その触針のＺ軸方向の変位データを取得する走査工程と、前記走査工程で取得した変位データから前記触針で走査した前記ワークの断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求める楕円要素演算工程と、前記長軸ａがＸ軸と成す角度β及び角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める姿勢修正量演算工程と、前記ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、前記ワークの軸線をＸ軸と平行にする姿勢修正工程と、前記姿勢修正工程後の前記楕円の中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める楕円中心座標演算工程と、前記ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、前記ワークの軸線をＸ軸上に移動させる位置修正工程と、からなることを特徴とする表面形状測定機のワーク位置決め方法を提供する。
【０００７】
本発明に係る位置決め方法では、まず、Ｘ軸に沿ってワークを触針で走査し、その触針のＺ軸方向の変位データを取得する。次に、取得した変位データから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕円を求める。そして、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求める。次に、長軸ａがＸ軸と成す角度βと、角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) とを求める。次に、ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、ワークの軸線がＸ軸と平行になるようにワークの姿勢を修正する。次に、その姿勢修正後の楕円の中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める。そして、ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、ワークの軸線がＸ軸上に移動するように位置修正する。これにより、ワークの軸線がＸ軸上に位置するように位置決めされる。この方法によれば、Ｘ−Ｚ方向に複合的位置誤差が存在する場合であっても、正確にワークを位置決めできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係るワーク位置決め装置が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。この表面形状測定機１０は、ワークテーブル１２上に載置されたワークＷの表面を触針１４でＸ軸方向に走査し、その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出して、ワークＷの表面形状を測定する。
【００１０】
水平に設置された定盤１８上には、支柱２０が垂直に立設されている。支柱２０にはＺテーブル２２が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
【００１１】
Ｚテーブル２２には、Ｘアーム２４が水平に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアーム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位検出器１６は、このＸアーム２４の先端に設けられている。そして、このＸアーム２４が軸方向に進退移動することにより、触針１４がＸ軸に沿って往復動する。
【００１２】
ここで、図２に示すように、定盤１８の表面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１４が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交する直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座標をＯ−ＸＹＺ座標とする。
【００１３】
触針１４はＸ軸に沿って移動し、そのときのＺ軸方向の変位が変位検出器１６によって検出される。
【００１４】
ワークＷを保持するワークテーブル１２は、直方体のブロック状に形成されており、その上面にＶ溝が形成されている（いわゆる「Ｖブロック」）。ワークＷは、このＶ溝内に載置される。このワークテーブル１２は、位置決め装置３０を介して定盤１８上に設置されている。
【００１５】
位置決め装置３０は、図２に示すように、定盤１８上をＹ軸方向に沿って摺動するＹテーブル３２と、そのＹテーブル３２上でワークテーブル１２をＺ軸回り及びＹ軸回りに揺動させるチルトユニット３４とで構成されている。
【００１６】
図３、図４は、それぞれＹテーブル３２の構成を示すＸ−Ｚ断面図とＹ−Ｚ断面図である。同図に示すように、Ｙテーブル３２は定盤１８上に敷設されたガイドレール３６上を摺動自在に支持されている。
【００１７】
ガイドレール３６は、Ｙ軸方向に沿って敷設されており、断面逆台形状に形成されている。Ｙテーブル３２は、その下面に断面逆台形状の溝３８が形成されており、この溝３８がガイドレール３６に嵌合されてガイドレール３６上を摺動自在に支持される。
【００１８】
ガイドレール３６は、中空状に形成されており、その中空部４０にはネジ棒４２が配設されている。ネジ棒４２はガイドレール３６に沿って配設されており、両端がブラケット４４、４４に軸支されている。また、このネジ棒４２には、一方のブラケット４４に設けられたＹテーブル駆動モータ４６が連結されている。
ネジ棒４２は、このＹテーブル駆動モータ４６を駆動することにより回動する。
【００１９】
ネジ棒４２にはナット部材４８が螺合されており、このナット部材４８は連結バー５０を介してＹテーブル３２に連結されている。ガイドレール３６の上面には、この連結バー５０とほぼ同じ幅の開口部５２がネジ棒４２に沿って形成されており、連結バー５０は、この開口部５２を通してＹテーブル３２に連結されている。
【００２０】
以上のように構成されたＹテーブル３２は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動することにより、ガイドレール３６に沿ってＹ軸方向に往復動する。
【００２１】
チルトユニット３４は、Ｙ軸回りに揺動するβテーブル５４と、Ｚ軸回りに揺動するθテーブル５６とで構成されている。
【００２２】
図５は、βテーブル５４の構成を示すＸ−Ｚ断面図である。同図に示すように、βテーブル５４は、Ｙテーブル３２上に設けられたベースプレート５８をＹ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。このβテーブル５４は、板バネ６０と引張バネ６２を介してベースプレート５８に連結されている。
【００２３】
板バネ６０は、その上端部がβテーブル５４のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片５４Ａに固定されており、下端部がベースプレート５８のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片５８Ａに固定されている。βテーブル５４は、この板バネ６０を中心にベースプレート５８に対してＹ軸回りに揺動する。
【００２４】
一方、引張バネ６２は、その上端部がβテーブル５４のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バネ支持片５４Ｂに固定されており、下端部がベースプレート５８のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バネ支持片５８Ｂに固定されている。βテーブル５４は、この引張バネ６２によって常にベースプレート５８に近づく方向に付勢される。
【００２５】
ベースプレート５８上には、ネジ棒６４が配設されている。ネジ棒６４は、Ｘ軸方向に沿って配設されており、その両端部がブラケット６６、６６に軸支されている。また、このネジ棒６４には一方のブラケット６６に設けられたβテーブル駆動モータ６８が連結されている。ネジ棒６４は、このβテーブル駆動モータ６８を駆動することにより回動する。
【００２６】
ネジ棒６４にはナット部材７０が螺合されており、このナット部材７０には球状に形成されたスライド駒７２が固着されている。一方、βテーブル５４の下面には、クサビ状に形成されたガイドブロック７４が固着されており、このガイドブロック７４の下面にスライド駒７２の上面が当接されている。
【００２７】
以上のように構成されたβテーブル５４は、βテーブル駆動モータ６８を駆動することにより、ベースプレート５８上をＹ軸回りの方向に揺動する。すなわち、βテーブル駆動モータ６８を駆動すると、ネジ棒６４が回動し、これによって、スライド駒７２がネジ棒６４に沿って移動する。そして、このスライド駒７２が移動することによって、βテーブル５４の下面に固着されたガイドブロック７４が押し上げられ、あるいは押し下げられて板バネ６０を中心に揺動し、この結果、βテーブル５４がＹ軸回りの方向に揺動する。
【００２８】
図６、図７は、それぞれθテーブル５６の構成を示すＸ−Ｙ断面図とＸ−Ｚ断面図である。同図に示すように、θテーブル５６は、βテーブル５４上に設けられたベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。
【００２９】
ベースプレート７６上には、Ｘ軸方向の一端中央に回転軸７８が垂直に立設されている。この回転軸７８には、θテーブル５６のＸ軸方向の一端中央に形成された軸受穴８０が挿通されている。θテーブル５６は、この回転軸７８を中心にベースプレート７６上を揺動自在に支持され、これにより、Ｚ軸回りの方向に揺動する。
【００３０】
ベースプレート７６上には、ネジ棒８２が配設されている。ネジ棒８２は、Ｙ軸方向に沿って配設されており、その両端部がブラケット８４、８４に軸支されている。また、このネジ棒８２には一方のブラケット８４に設けられたθテーブル駆動モータ８６が連結されている。ネジ棒８２は、このθテーブル駆動モータ８６を駆動することにより回動する。
【００３１】
ネジ棒８２には、ベースプレート７６上を摺動するナット部材８８が螺合されている。このナット部材８８には支持棒９０を介して球体９２が固着されている。球体９２はθテーブル５６の下面に固着された逆Ｕ字状の連結部材９４の内側に収容されている。
【００３２】
また、ベープレート７６とθテーブル５６には、それぞれ引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａが突出して形成されおり、この引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａには、引張バネ９６が掛けられている。θテーブル５６は、この引張バネ６２によって常に時計回りの方向に付勢されている。
【００３３】
以上のように構成されたθテーブル５６は、θテーブル駆動モータ８６を駆動することにより、ベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動する。すなわち、θテーブル駆動モータ８６を駆動すると、ネジ棒８２が回動し、これによって、球体９２がネジ棒８２に沿って移動する。そして、この球体９２が移動することにより、θテーブル５６の下面に固着された連結部材９４が球体９２に押されて回転軸７８を中心に回動し、この結果、θテーブル５６がＺ軸回りに揺動する。
【００３４】
以上のように構成された位置決め装置３０は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動してＹテーブル３２をＹ軸方向に移動させることにより、ワークテーブル１２がＹ方向に移動する。また、βテーブル駆動モータ６８を駆動して、βテーブル５４をＹ軸周りの方向に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＹ軸周りの方向に揺動し、θテーブル駆動モータ８６を駆動して、θテーブル５６をＺ軸回りの方向に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＺ軸周りの方向に揺動する。
【００３５】
なお、このＹテーブル駆動モータ４６、βテーブル駆動モータ６８及びθテーブル駆動モータ８６は、制御部１００からの制御信号に基づいて作動する。同様にＺテーブル２２を駆動する図示しないＺテーブル駆動手段と、Ｘアーム２４を駆動する図示しないＸアーム駆動手段も制御部１００からの駆動信号に基づいて作動する。
【００３６】
また、変位検出器１６で検出された触針１４のＺ軸方向の変位データは、制御部１００に出力され、制御部１００は、この変位データに基づいて予めメモリに記憶されたプログラムに従ってワークＷを位置決めする。
【００３７】
前記のごとく構成された本実施の形態の位置決め装置３０を用いた表面形状測定機１０のワーク位置決め方法は、次のとおりである。
【００３８】
まず、測定対象のワークＷ（ここでは円筒体）をワークテーブル１２に載置する。このときワークテーブル１２を移動させるＹテーブル３２、βテーブル５４及びθテーブル５６は、それぞれ予め設定された原点位置Ｙ0 、β0 、θ0 に位置しており、また、触針１４を移動させるＺテーブル２２及びＸアーム２４もそれぞれ予め設定された原点位置Ｚ0 、ＸO に位置している。
【００３９】
ワークＷの載置後、制御部１００は、図８ (ａ）に示すように、Ｘアーム２４を駆動し、触針１４でワークＷの表面をＸ軸に沿って走査する。そして、そのときの触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出する。検出された変位データは、制御部１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
【００４０】
ここで、この走査によって得られた変位データは、図８（ｂ）に示すように、ワークＷをＸ軸に沿ってＸ−Ｚ平面で切断した時のワークＷの断面の輪郭の一部を表している。そして、このワークＷの断面の輪郭形状は、ワークＷの軸線がＸ軸と平行に保持されている場合を除き、円筒状のワークＷの場合は楕円形状となる。
【００４１】
制御部１００は、この変位データからワークＷの断面の輪郭を構成する楕円Ｅを求める。そして、その楕円Ｅの楕円要素、すなわち長軸ａ、短軸ｂ及び中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求め、内蔵するメモリに記憶する。
【００４２】
次に、制御部１００は、図８（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面上で長軸ａとＸ軸との成す角度βを求める。また、これと同時に長軸ａ及び短軸ｂの値から角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める。
【００４３】
ここで、求めた角度βは、図９（ａ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面上でワークＷの軸線ＬがＸ軸と成す角度を示している。そこで、制御部１００は、βテーブル５４を駆動して、ワークＷをＹ軸回りに−β回転させ、その垂直方向の傾きを修正する。これにより、ワークＷは、図９（ｂ）に示すように、その軸線ＬがＸ−Ｙ平面と平行になる。
【００４４】
一方、角度θは、図１０に示すように、Ｘ−Ｙ平面上でワークＷの軸線ＬがＸ軸と成す角度を示している。しかしながら、軸線Ｌの傾斜方向、すなわちＸ軸に対して＋方向にθ度傾斜しているのか、−方向にθ度傾斜しているのかは未知である。
【００４５】
そこで、制御部１００は、まず、θテーブル５６を駆動して、ワークＷをＺ軸回りに＋θ回転させる。
【００４６】
ここで、たとえば、図１１（ａ）に示すように、ワークＷの軸線ＬがＸ軸に対して−方向にθ度傾斜していたとする。この場合、上記のようにワークＷを＋方向にθ回転させることにより、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸と平行になり、同図（ｂ）に示すように、姿勢が修正される。
【００４７】
一方、ワークＷの軸線ＬがＸ軸に対して＋方向にθ度傾斜していた場合は、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸に対して２θ傾斜することになる。
【００４８】
次に、制御部１００は、上記の姿勢修正操作によって移動した楕円Ｅの中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める。
【００４９】
ここで、先に求めた楕円Ｅの中心位置P1（X1，Y1（=0），Z1）は、図８に示すように、Ｘ−Ｚ平面上におけるワークＷの軸芯Ｌの位置を示している。制御部１００は、上記の姿勢修正操作後のワークの軸線Ｌの位置P2（X2，Y2，Z2）を姿勢修正のために行ったＹ軸回りの回転量β及びＺ軸回りの回転量θに基づいて算出する。そして、その算出結果に基づいて、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って−Y2移動させる。
【００５０】
この結果、図１２（ａ）に示すように、先に行った姿勢修正工程でワークＷの姿勢が修正されていれば、ワークＷは、同図（ｂ）に示すように、その軸線ＬがＸ軸上に位置して位置修正がなされる。
【００５１】
一方、姿勢が修正されていない場合は、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸に対して２θ傾斜したままの状態になる。
【００５２】
そこで、次に、制御部１００は、確認操作を行う。まず。Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って移動させる。そして、そのＹ軸方向に沿って移動するワークＷの表面を触針１４で走査し、その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出する。検出された変位データは、制御部１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
【００５３】
次に、制御部１００は、変位データのピーク点を求める。そして、そのピーク点がＸ軸上にあれば（Ｙ＝０でピーク）、ワークＷは姿勢が修正されていると判定する。
【００５４】
一方、ピーク点がＸ軸上にない場合は、姿勢が修正されていないと判定して、水平方向の姿勢修正を行う。すなわち、まず、制御部１００は、θテーブル５６を駆動して、ワークＷをＺ軸回りに−２θ回転させる。これにより、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸と平行になり、姿勢が修正される（図１２（ａ）参照）。
【００５５】
次に、制御部１００は、上記の姿勢修正操作によって移動した楕円Ｅの中心位置P3（X3，Y3，Z3）を修正前の中心位置P2（X2，Y2，Z2）及びＺ軸回りの回転量２θに基づいて算出する。そして、その算出結果に基づいて、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って−Y3移動させる。これにより、図１２（ｂ）に示すように、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸上に位置する。
【００５６】
以上一連の工程でワークＷの位置決めが完了する。この後、ワークＷは、触針１４によってその表面がＸ軸方向に走査され、表面形状の測定が行われる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態のワークの位置決め方法によれば、ワークテーブル１２に載置されたワークＷにＸ−Ｚ方向の複合的位置誤差が存在しているような場合であっても、ワークＷの軸線Ｌの位置及び方向を正確に把握することができるので、ワークＷを所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、Ｘ−Ｙ平面上におけるワークＷの軸線Ｌの傾斜方向が不明であったため、姿勢修正後に確認作業を行うようにしているが、次の方法で確認作業を省くことができる。すなわち、ワークＷをワークテーブル１２に載置する際、ワークＷの軸線ＬをＸ−Ｚ平面上で所定の方向に傾けて載置する。この方法によれば、ワークＷの軸線ＬのＸ−Ｚ平面での傾斜方向が既知となるので、角度θが求まれば、確認作業を行わなくても、ワークＷの軸線ＬをＸ軸と平行にすることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態のチルトユニット３４は、βテーブル５４上にθテーブル５６が載置された構成になっているが、θテーブル５６上にβテーブル５４が載置された構成であってもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、円筒状のワークＷを位置決めする場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、円柱体や円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワーク全般について適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、ワークの軸線の位置及び方向を検出して、ワークの姿勢及び位置を修正するようにしているので、ワークの状態を正確に把握することができ、ワークを正確に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面形状測定機の全体構成図
【図２】位置決め装置の概略構成を示す斜視図
【図３】Ｙテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図４】Ｙテーブルの構成を示すＹ−Ｚ断面図
【図５】βテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図６】θテーブルの構成を示すＸ−Ｙ断面図
【図７】θテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図８】Ｘ軸方向の走査の説明図
【図９】Ｙ軸回りの方向（垂直方向）の姿勢修正の説明図
【図１０】Ｚ軸回りの方向（水平方向）の姿勢修正の説明図
【図１１】Ｚ軸回りの方向（水平方向）の姿勢修正の説明図
【図１２】Ｙ軸方向の位置修正の説明図
【図１３】従来のワーク位置決め方法の説明図
【符号の説明】
１０…表面形状測定機、１２…ワークテーブル、１４…触針、１６…変位検出器、１８…定盤、２０…支柱、２２…Ｚテーブル、２４…Ｘアーム、３０…位置決め装置、３２…Ｙテーブル、３４…チルトユニット、３６…ガイドレール、３８…溝、４０…中空部、４２…ネジ棒、４４…ブラケット、４６…Ｙテーブル駆動モータ、４８…ナット部材、５０…連結バー、５２…開口部、５４…βテーブル、５６…θテーブル、５８…ベースプレート、６０…板バネ、６２…引張バネ、６４…ネジ棒、６６…ブラケット、６８…βテーブル駆動モータ、７０…ナット部材、７２…スライド駒、７４…ガイドブロック、７６…ベースプレート、７８…回転軸、８０…軸受穴、８２…ネジ棒、８４…ブラケット、８６…θテーブル駆動モータ、８８…ナット部材、９０…支持棒、９２…球体、９４…連結部材、９６…引張バネ、１００…制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に係り、円柱体や円筒体、円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワークを表面形状測定機の所定位置に所定の姿勢で位置決めする表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
表面形状測定機は、ワークの表面に触針を摺動させ、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する装置である。この表面形状測定機では、ワークを所定位置に位置決めして測定を行う必要がある。
【０００３】
このワークの位置決め方法としては、従来、特許３０６４１８４号に開示されている方法がある。この方法は、まず、ワークを仮置きし、その仮置きされたワークの表面を少なくとも２回平行な走査を行う。次いで、各走査で得られた各測定値の頂点を結ぶ線でワークの稜線の方向を算出し、算出した稜線の方向から基準姿勢に対する誤差を算出する。そして、この誤差を修正するようにワークを動かして、基準姿勢の状態にワークを位置決めしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、仮置きされた一般的な姿勢のワークには、通常、Ｘ−Ｚ方向に複合的位置誤差が存在し、このような複合的位置誤差が存在する姿勢のワークを走査しても、図１３に示すように、その走査で得られた測定値の頂点は測定すべき測定稜線位置とは一致しない。このため、特許３０６４１８４号の方法では、オフセットを持った位置に位置決めされてしまう欠点がある。また、頂点が測定領域から外れている場合には、有効に作用しないという欠点もある。
【０００５】
本発明の目的は、ワークの位置決めを正確に行うことができる表面形状測定機のワーク位置決め方法及び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】
本発明は前記目的を達成するために、ワーク保持台上に載置された断面円形状のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク位置決め方法において、互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標を設定する座標設定工程と、Ｘ軸に沿って前記ワークを前記触針で走査し、その触針のＺ軸方向の変位データを取得する走査工程と、前記走査工程で取得した変位データから前記触針で走査した前記ワークの断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求める楕円要素演算工程と、前記長軸ａがＸ軸と成す角度β及び角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める姿勢修正量演算工程と、前記ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、前記ワークの軸線をＸ軸と平行にする姿勢修正工程と、前記姿勢修正工程後の前記楕円の中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める楕円中心座標演算工程と、前記ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、前記ワークの軸線をＸ軸上に移動させる位置修正工程と、からなることを特徴とする表面形状測定機のワーク位置決め方法を提供する。
【０００７】
本発明に係る位置決め方法では、まず、Ｘ軸に沿ってワークを触針で走査し、その触針のＺ軸方向の変位データを取得する。次に、取得した変位データから触針で走査した断面の輪郭を構成する楕円を求める。そして、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求める。次に、長軸ａがＸ軸と成す角度βと、角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) とを求める。次に、ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、ワークの軸線がＸ軸と平行になるようにワークの姿勢を修正する。次に、その姿勢修正後の楕円の中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める。そして、ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、ワークの軸線がＸ軸上に移動するように位置修正する。これにより、ワークの軸線がＸ軸上に位置するように位置決めされる。この方法によれば、Ｘ−Ｚ方向に複合的位置誤差が存在する場合であっても、正確にワークを位置決めできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係るワーク位置決め装置が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。この表面形状測定機１０は、ワークテーブル１２上に載置されたワークＷの表面を触針１４でＸ軸方向に走査し、その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出して、ワークＷの表面形状を測定する。
【００１０】
水平に設置された定盤１８上には、支柱２０が垂直に立設されている。支柱２０にはＺテーブル２２が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
【００１１】
Ｚテーブル２２には、Ｘアーム２４が水平に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアーム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位検出器１６は、このＸアーム２４の先端に設けられている。そして、このＸアーム２４が軸方向に進退移動することにより、触針１４がＸ軸に沿って往復動する。
【００１２】
ここで、図２に示すように、定盤１８の表面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１４が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交する直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座標をＯ−ＸＹＺ座標とする。
【００１３】
触針１４はＸ軸に沿って移動し、そのときのＺ軸方向の変位が変位検出器１６によって検出される。
【００１４】
ワークＷを保持するワークテーブル１２は、直方体のブロック状に形成されており、その上面にＶ溝が形成されている（いわゆる「Ｖブロック」）。ワークＷは、このＶ溝内に載置される。このワークテーブル１２は、位置決め装置３０を介して定盤１８上に設置されている。
【００１５】
位置決め装置３０は、図２に示すように、定盤１８上をＹ軸方向に沿って摺動するＹテーブル３２と、そのＹテーブル３２上でワークテーブル１２をＺ軸回り及びＹ軸回りに揺動させるチルトユニット３４とで構成されている。
【００１６】
図３、図４は、それぞれＹテーブル３２の構成を示すＸ−Ｚ断面図とＹ−Ｚ断面図である。同図に示すように、Ｙテーブル３２は定盤１８上に敷設されたガイドレール３６上を摺動自在に支持されている。
【００１７】
ガイドレール３６は、Ｙ軸方向に沿って敷設されており、断面逆台形状に形成されている。Ｙテーブル３２は、その下面に断面逆台形状の溝３８が形成されており、この溝３８がガイドレール３６に嵌合されてガイドレール３６上を摺動自在に支持される。
【００１８】
ガイドレール３６は、中空状に形成されており、その中空部４０にはネジ棒４２が配設されている。ネジ棒４２はガイドレール３６に沿って配設されており、両端がブラケット４４、４４に軸支されている。また、このネジ棒４２には、一方のブラケット４４に設けられたＹテーブル駆動モータ４６が連結されている。
ネジ棒４２は、このＹテーブル駆動モータ４６を駆動することにより回動する。
【００１９】
ネジ棒４２にはナット部材４８が螺合されており、このナット部材４８は連結バー５０を介してＹテーブル３２に連結されている。ガイドレール３６の上面には、この連結バー５０とほぼ同じ幅の開口部５２がネジ棒４２に沿って形成されており、連結バー５０は、この開口部５２を通してＹテーブル３２に連結されている。
【００２０】
以上のように構成されたＹテーブル３２は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動することにより、ガイドレール３６に沿ってＹ軸方向に往復動する。
【００２１】
チルトユニット３４は、Ｙ軸回りに揺動するβテーブル５４と、Ｚ軸回りに揺動するθテーブル５６とで構成されている。
【００２２】
図５は、βテーブル５４の構成を示すＸ−Ｚ断面図である。同図に示すように、βテーブル５４は、Ｙテーブル３２上に設けられたベースプレート５８をＹ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。このβテーブル５４は、板バネ６０と引張バネ６２を介してベースプレート５８に連結されている。
【００２３】
板バネ６０は、その上端部がβテーブル５４のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片５４Ａに固定されており、下端部がベースプレート５８のＸ軸方向の一端に突出して形成された板バネ支持片５８Ａに固定されている。βテーブル５４は、この板バネ６０を中心にベースプレート５８に対してＹ軸回りに揺動する。
【００２４】
一方、引張バネ６２は、その上端部がβテーブル５４のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バネ支持片５４Ｂに固定されており、下端部がベースプレート５８のＸ軸方向他端に突出して形成された引張バネ支持片５８Ｂに固定されている。βテーブル５４は、この引張バネ６２によって常にベースプレート５８に近づく方向に付勢される。
【００２５】
ベースプレート５８上には、ネジ棒６４が配設されている。ネジ棒６４は、Ｘ軸方向に沿って配設されており、その両端部がブラケット６６、６６に軸支されている。また、このネジ棒６４には一方のブラケット６６に設けられたβテーブル駆動モータ６８が連結されている。ネジ棒６４は、このβテーブル駆動モータ６８を駆動することにより回動する。
【００２６】
ネジ棒６４にはナット部材７０が螺合されており、このナット部材７０には球状に形成されたスライド駒７２が固着されている。一方、βテーブル５４の下面には、クサビ状に形成されたガイドブロック７４が固着されており、このガイドブロック７４の下面にスライド駒７２の上面が当接されている。
【００２７】
以上のように構成されたβテーブル５４は、βテーブル駆動モータ６８を駆動することにより、ベースプレート５８上をＹ軸回りの方向に揺動する。すなわち、βテーブル駆動モータ６８を駆動すると、ネジ棒６４が回動し、これによって、スライド駒７２がネジ棒６４に沿って移動する。そして、このスライド駒７２が移動することによって、βテーブル５４の下面に固着されたガイドブロック７４が押し上げられ、あるいは押し下げられて板バネ６０を中心に揺動し、この結果、βテーブル５４がＹ軸回りの方向に揺動する。
【００２８】
図６、図７は、それぞれθテーブル５６の構成を示すＸ−Ｙ断面図とＸ−Ｚ断面図である。同図に示すように、θテーブル５６は、βテーブル５４上に設けられたベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動自在に支持されている。
【００２９】
ベースプレート７６上には、Ｘ軸方向の一端中央に回転軸７８が垂直に立設されている。この回転軸７８には、θテーブル５６のＸ軸方向の一端中央に形成された軸受穴８０が挿通されている。θテーブル５６は、この回転軸７８を中心にベースプレート７６上を揺動自在に支持され、これにより、Ｚ軸回りの方向に揺動する。
【００３０】
ベースプレート７６上には、ネジ棒８２が配設されている。ネジ棒８２は、Ｙ軸方向に沿って配設されており、その両端部がブラケット８４、８４に軸支されている。また、このネジ棒８２には一方のブラケット８４に設けられたθテーブル駆動モータ８６が連結されている。ネジ棒８２は、このθテーブル駆動モータ８６を駆動することにより回動する。
【００３１】
ネジ棒８２には、ベースプレート７６上を摺動するナット部材８８が螺合されている。このナット部材８８には支持棒９０を介して球体９２が固着されている。球体９２はθテーブル５６の下面に固着された逆Ｕ字状の連結部材９４の内側に収容されている。
【００３２】
また、ベープレート７６とθテーブル５６には、それぞれ引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａが突出して形成されおり、この引張バネ支持片７６Ａ、５６Ａには、引張バネ９６が掛けられている。θテーブル５６は、この引張バネ６２によって常に時計回りの方向に付勢されている。
【００３３】
以上のように構成されたθテーブル５６は、θテーブル駆動モータ８６を駆動することにより、ベースプレート７６上をＺ軸回りの方向に揺動する。すなわち、θテーブル駆動モータ８６を駆動すると、ネジ棒８２が回動し、これによって、球体９２がネジ棒８２に沿って移動する。そして、この球体９２が移動することにより、θテーブル５６の下面に固着された連結部材９４が球体９２に押されて回転軸７８を中心に回動し、この結果、θテーブル５６がＺ軸回りに揺動する。
【００３４】
以上のように構成された位置決め装置３０は、Ｙテーブル駆動モータ４６を駆動してＹテーブル３２をＹ軸方向に移動させることにより、ワークテーブル１２がＹ方向に移動する。また、βテーブル駆動モータ６８を駆動して、βテーブル５４をＹ軸周りの方向に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＹ軸周りの方向に揺動し、θテーブル駆動モータ８６を駆動して、θテーブル５６をＺ軸回りの方向に揺動させることにより、ワークテーブル１２がＺ軸周りの方向に揺動する。
【００３５】
なお、このＹテーブル駆動モータ４６、βテーブル駆動モータ６８及びθテーブル駆動モータ８６は、制御部１００からの制御信号に基づいて作動する。同様にＺテーブル２２を駆動する図示しないＺテーブル駆動手段と、Ｘアーム２４を駆動する図示しないＸアーム駆動手段も制御部１００からの駆動信号に基づいて作動する。
【００３６】
また、変位検出器１６で検出された触針１４のＺ軸方向の変位データは、制御部１００に出力され、制御部１００は、この変位データに基づいて予めメモリに記憶されたプログラムに従ってワークＷを位置決めする。
【００３７】
前記のごとく構成された本実施の形態の位置決め装置３０を用いた表面形状測定機１０のワーク位置決め方法は、次のとおりである。
【００３８】
まず、測定対象のワークＷ（ここでは円筒体）をワークテーブル１２に載置する。このときワークテーブル１２を移動させるＹテーブル３２、βテーブル５４及びθテーブル５６は、それぞれ予め設定された原点位置Ｙ0 、β0 、θ0 に位置しており、また、触針１４を移動させるＺテーブル２２及びＸアーム２４もそれぞれ予め設定された原点位置Ｚ0 、ＸO に位置している。
【００３９】
ワークＷの載置後、制御部１００は、図８ (ａ）に示すように、Ｘアーム２４を駆動し、触針１４でワークＷの表面をＸ軸に沿って走査する。そして、そのときの触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出する。検出された変位データは、制御部１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
【００４０】
ここで、この走査によって得られた変位データは、図８（ｂ）に示すように、ワークＷをＸ軸に沿ってＸ−Ｚ平面で切断した時のワークＷの断面の輪郭の一部を表している。そして、このワークＷの断面の輪郭形状は、ワークＷの軸線がＸ軸と平行に保持されている場合を除き、円筒状のワークＷの場合は楕円形状となる。
【００４１】
制御部１００は、この変位データからワークＷの断面の輪郭を構成する楕円Ｅを求める。そして、その楕円Ｅの楕円要素、すなわち長軸ａ、短軸ｂ及び中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求め、内蔵するメモリに記憶する。
【００４２】
次に、制御部１００は、図８（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面上で長軸ａとＸ軸との成す角度βを求める。また、これと同時に長軸ａ及び短軸ｂの値から角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める。
【００４３】
ここで、求めた角度βは、図９（ａ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面上でワークＷの軸線ＬがＸ軸と成す角度を示している。そこで、制御部１００は、βテーブル５４を駆動して、ワークＷをＹ軸回りに−β回転させ、その垂直方向の傾きを修正する。これにより、ワークＷは、図９（ｂ）に示すように、その軸線ＬがＸ−Ｙ平面と平行になる。
【００４４】
一方、角度θは、図１０に示すように、Ｘ−Ｙ平面上でワークＷの軸線ＬがＸ軸と成す角度を示している。しかしながら、軸線Ｌの傾斜方向、すなわちＸ軸に対して＋方向にθ度傾斜しているのか、−方向にθ度傾斜しているのかは未知である。
【００４５】
そこで、制御部１００は、まず、θテーブル５６を駆動して、ワークＷをＺ軸回りに＋θ回転させる。
【００４６】
ここで、たとえば、図１１（ａ）に示すように、ワークＷの軸線ＬがＸ軸に対して−方向にθ度傾斜していたとする。この場合、上記のようにワークＷを＋方向にθ回転させることにより、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸と平行になり、同図（ｂ）に示すように、姿勢が修正される。
【００４７】
一方、ワークＷの軸線ＬがＸ軸に対して＋方向にθ度傾斜していた場合は、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸に対して２θ傾斜することになる。
【００４８】
次に、制御部１００は、上記の姿勢修正操作によって移動した楕円Ｅの中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める。
【００４９】
ここで、先に求めた楕円Ｅの中心位置P1（X1，Y1（=0），Z1）は、図８に示すように、Ｘ−Ｚ平面上におけるワークＷの軸芯Ｌの位置を示している。制御部１００は、上記の姿勢修正操作後のワークの軸線Ｌの位置P2（X2，Y2，Z2）を姿勢修正のために行ったＹ軸回りの回転量β及びＺ軸回りの回転量θに基づいて算出する。そして、その算出結果に基づいて、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って−Y2移動させる。
【００５０】
この結果、図１２（ａ）に示すように、先に行った姿勢修正工程でワークＷの姿勢が修正されていれば、ワークＷは、同図（ｂ）に示すように、その軸線ＬがＸ軸上に位置して位置修正がなされる。
【００５１】
一方、姿勢が修正されていない場合は、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸に対して２θ傾斜したままの状態になる。
【００５２】
そこで、次に、制御部１００は、確認操作を行う。まず。Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って移動させる。そして、そのＹ軸方向に沿って移動するワークＷの表面を触針１４で走査し、その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出する。検出された変位データは、制御部１００に出力され、内蔵するメモリに記憶される。
【００５３】
次に、制御部１００は、変位データのピーク点を求める。そして、そのピーク点がＸ軸上にあれば（Ｙ＝０でピーク）、ワークＷは姿勢が修正されていると判定する。
【００５４】
一方、ピーク点がＸ軸上にない場合は、姿勢が修正されていないと判定して、水平方向の姿勢修正を行う。すなわち、まず、制御部１００は、θテーブル５６を駆動して、ワークＷをＺ軸回りに−２θ回転させる。これにより、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸と平行になり、姿勢が修正される（図１２（ａ）参照）。
【００５５】
次に、制御部１００は、上記の姿勢修正操作によって移動した楕円Ｅの中心位置P3（X3，Y3，Z3）を修正前の中心位置P2（X2，Y2，Z2）及びＺ軸回りの回転量２θに基づいて算出する。そして、その算出結果に基づいて、Ｙテーブル３２を駆動し、ワークＷをＹ軸方向に沿って−Y3移動させる。これにより、図１２（ｂ）に示すように、ワークＷは、その軸線ＬがＸ軸上に位置する。
【００５６】
以上一連の工程でワークＷの位置決めが完了する。この後、ワークＷは、触針１４によってその表面がＸ軸方向に走査され、表面形状の測定が行われる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態のワークの位置決め方法によれば、ワークテーブル１２に載置されたワークＷにＸ−Ｚ方向の複合的位置誤差が存在しているような場合であっても、ワークＷの軸線Ｌの位置及び方向を正確に把握することができるので、ワークＷを所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、Ｘ−Ｙ平面上におけるワークＷの軸線Ｌの傾斜方向が不明であったため、姿勢修正後に確認作業を行うようにしているが、次の方法で確認作業を省くことができる。すなわち、ワークＷをワークテーブル１２に載置する際、ワークＷの軸線ＬをＸ−Ｚ平面上で所定の方向に傾けて載置する。この方法によれば、ワークＷの軸線ＬのＸ−Ｚ平面での傾斜方向が既知となるので、角度θが求まれば、確認作業を行わなくても、ワークＷの軸線ＬをＸ軸と平行にすることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態のチルトユニット３４は、βテーブル５４上にθテーブル５６が載置された構成になっているが、θテーブル５６上にβテーブル５４が載置された構成であってもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、円筒状のワークＷを位置決めする場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、円柱体や円錐体のように断面円形状（断面楕円形状を含む）のワーク全般について適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、ワークの軸線の位置及び方向を検出して、ワークの姿勢及び位置を修正するようにしているので、ワークの状態を正確に把握することができ、ワークを正確に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面形状測定機の全体構成図
【図２】位置決め装置の概略構成を示す斜視図
【図３】Ｙテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図４】Ｙテーブルの構成を示すＹ−Ｚ断面図
【図５】βテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図６】θテーブルの構成を示すＸ−Ｙ断面図
【図７】θテーブルの構成を示すＸ−Ｚ断面図
【図８】Ｘ軸方向の走査の説明図
【図９】Ｙ軸回りの方向（垂直方向）の姿勢修正の説明図
【図１０】Ｚ軸回りの方向（水平方向）の姿勢修正の説明図
【図１１】Ｚ軸回りの方向（水平方向）の姿勢修正の説明図
【図１２】Ｙ軸方向の位置修正の説明図
【図１３】従来のワーク位置決め方法の説明図
【符号の説明】
１０…表面形状測定機、１２…ワークテーブル、１４…触針、１６…変位検出器、１８…定盤、２０…支柱、２２…Ｚテーブル、２４…Ｘアーム、３０…位置決め装置、３２…Ｙテーブル、３４…チルトユニット、３６…ガイドレール、３８…溝、４０…中空部、４２…ネジ棒、４４…ブラケット、４６…Ｙテーブル駆動モータ、４８…ナット部材、５０…連結バー、５２…開口部、５４…βテーブル、５６…θテーブル、５８…ベースプレート、６０…板バネ、６２…引張バネ、６４…ネジ棒、６６…ブラケット、６８…βテーブル駆動モータ、７０…ナット部材、７２…スライド駒、７４…ガイドブロック、７６…ベースプレート、７８…回転軸、８０…軸受穴、８２…ネジ棒、８４…ブラケット、８６…θテーブル駆動モータ、８８…ナット部材、９０…支持棒、９２…球体、９４…連結部材、９６…引張バネ、１００…制御部
Claims (2)
- ワーク保持台上に載置された断面円形状のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク位置決め方法において、
互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標を設定する座標設定工程と、
Ｘ軸に沿って前記ワークを前記触針で走査し、その触針のＺ軸方向の変位データを取得する走査工程と、
前記走査工程で取得した変位データから前記触針で走査した前記ワークの断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心位置P1（X1，Y1，Z1）を求める楕円要素演算工程と、
前記長軸ａがＸ軸と成す角度β及び角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める姿勢修正量演算工程と、
前記ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、前記ワークの軸線をＸ軸と平行にする姿勢修正工程と、
前記姿勢修正工程後の前記楕円の中心位置P2（X2，Y2，Z2）を求める楕円中心座標演算工程と、
前記ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、前記ワークの軸線をＸ軸上に移動させる位置修正工程と、
からなることを特徴とする表面形状測定機のワーク位置決め方法。 - ワーク保持台上に載置された断面円形状のワークの表面を触針で走査し、その触針の変位を検出してワークの表面形状を測定する表面形状測定機のワーク位置決め装置において、
互いに直交する３つの座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる空間直交座標に対して前記ワーク保持台をＺ軸回りに回転させるとともにＹ軸回りに回転させるチルト手段と、
前記ワーク保持台をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段と、
Ｘ軸に沿って前記ワークを前記触針で走査し、その時の触針のＺ軸方向の変位データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された変位データから前記触針で走査した前記ワークの断面の輪郭を構成する楕円を求め、その楕円の長軸ａ、短軸ｂ、中心座標P1（X1，Y1，Z1）を求める楕円要素演算手段と、
前記長軸ａがＸ軸と成す角度β及び角度θ＝sin -1（ｂ／ａ) を求める姿勢修正量演算手段と、
前記チルト手段を制御し、前記ワークをＹ軸回りにβ回転させるとともにＺ軸回りにθ回転させ、前記ワークの軸線がＸ軸と平行になるように姿勢制御する姿勢制御手段と、
前記姿勢制御手段による姿勢制御後の前記楕円の中心座標P2（X2，Y2，Z2）を求める楕円中心座標演算手段と、
前記Ｙ軸方向移動手段を制御し、前記ワークをＹ軸方向に沿ってY2移動させ、前記ワークの軸線がＸ軸上に位置するように位置修正する位置制御手段と、
からなることを特徴とする表面形状測定機のワーク位置決め装置。
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