JP5310336B2 - measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、測定装置に関し、特に、被検物を高精度に測定することができるようにした測定装置に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus, and more particularly, to a measuring apparatus that can measure a test object with high accuracy.

一般的に、被検物の形状を二次元または三次元で測定する測定機では、被検物の姿勢を回転させたり傾斜させたりすることで、任意の方向からの測定を行うことができる。このような測定機では、被検物を回転または傾斜させるために、1軸の回転軸を有する回転テーブルや、2軸の回転軸および傾斜軸を有する傾斜回転テーブルを備えている。   In general, in a measuring instrument that measures the shape of a test object in two dimensions or three dimensions, measurement from an arbitrary direction can be performed by rotating or tilting the posture of the test object. In such a measuring machine, in order to rotate or tilt the test object, a rotating table having a single rotating shaft and an inclined rotating table having two rotating shafts and an inclined shaft are provided.

例えば、特許文献1には、被検物が載置されるテーブル面を回転させる回転テーブルと、回転テーブルを傾斜させる支持台とを備えた傾斜回転テーブルが開示されている。   For example, Patent Literature 1 discloses an inclined rotary table that includes a rotary table that rotates a table surface on which a test object is placed, and a support base that tilts the rotary table.

特開2005−138275号公報JP 2005-138275 A

しかしながら、傾斜回転テーブルを備える測定装置では、被検物の重量や重心位置の偏りなどにより、傾斜軸または回転軸を支持する支持部において微小な変位(ズレやブレなど)が発生することがあり、この変位により被検物の位置が、本来あるべき位置から乖離することがある。そして、このような微小な変位によって測定誤差が発生することで、測定精度が低下することになり、被検物を高精度に測定することが困難であった。   However, in a measuring apparatus equipped with an inclined rotation table, minute displacements (such as displacement and blurring) may occur in the support portion that supports the inclination axis or the rotation axis due to the weight of the test object or the deviation of the center of gravity. This displacement may cause the position of the test object to deviate from the original position. And since a measurement error generate | occur | produces by such a micro displacement, a measurement precision will fall and it was difficult to measure a test object with high precision.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、被検物を高精度に測定することができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to measure a test object with high accuracy.

本発明の測定装置は、被検物の三次元的な形状を測定する測定装置であって、前記被検物が載置され、所定の回転軸を中心に回転駆動する回転テーブルと、前記回転テーブルが回転可能に装着され、水平方向に延びる傾斜軸を中心に傾斜駆動する傾斜テーブルと、前記傾斜テーブルに対する前記回転テーブルの変位を測定する第1の変位測定手段と、前記傾斜テーブルの鉛直方向の変位を測定する第2の変位測定手段とを備えることを特徴とする。   The measuring device of the present invention is a measuring device for measuring a three-dimensional shape of a test object, the rotary table on which the test object is mounted and driven to rotate about a predetermined rotation axis, and the rotation A tilt table on which a table is rotatably mounted and driven to tilt around a tilt axis extending in the horizontal direction, first displacement measuring means for measuring a displacement of the rotary table with respect to the tilt table, and a vertical direction of the tilt table And a second displacement measuring means for measuring the displacement of the first and second displacements.

本発明の測定装置においては、所定の回転軸を中心に回転駆動する回転テーブルに被検物が載置され、水平方向に延びる傾斜軸を中心に傾斜駆動する傾斜テーブルにより回転テーブルが回転可能に装着されており、第1の変位測定手段により、傾斜テーブルに対する回転テーブルの変位が測定され、第2の変位測定手段により、傾斜テーブルの鉛直方向の変位が測定される。これにより、第1および第2の変位測定手段による測定結果に基づいて、回転テーブルおよび傾斜テーブルの変位が解消されるように測定結果を補正することができ、被検物を高精度に測定することができる。   In the measuring apparatus of the present invention, the test object is placed on a rotary table that is driven to rotate about a predetermined rotary axis, and the rotary table can be rotated by an inclined table that is driven to tilt about an inclined axis extending in the horizontal direction. The displacement of the rotary table relative to the tilt table is measured by the first displacement measuring means, and the vertical displacement of the tilt table is measured by the second displacement measuring means. Thereby, based on the measurement result by the 1st and 2nd displacement measuring means, a measurement result can be corrected so that the displacement of a rotation table and an inclination table may be canceled, and a test object is measured with high accuracy. be able to.

また、第2の変位測定手段を、回転テーブルの回転軸と傾斜テーブルの傾斜軸との交点の鉛直方向の略直下に配設することができる。このような配置により、数少ないセンサで有効に変位を測定することができる。   Further, the second displacement measuring means can be disposed substantially directly below the intersection of the rotation axis of the rotary table and the tilt axis of the tilt table. With such an arrangement, the displacement can be measured effectively with few sensors.

また、回転テーブルの回転軸は、傾斜テーブルの両端を支持する支持部どうしの略中間に配置することができる。また、第1の変位測定手段は、回転テーブルの回転軸を中心とした円周に沿って略等間隔となる少なくとも3箇所に配設することができる。これにより、効率的に測定を行うことができる。   Further, the rotary shaft of the rotary table can be arranged approximately in the middle between the support portions that support both ends of the tilt table. Further, the first displacement measuring means can be disposed at at least three locations that are substantially equidistant along the circumference centered on the rotation axis of the rotary table. Thereby, it can measure efficiently.

本発明の測定装置によれば、被検物を高精度に測定することができる。   According to the measuring apparatus of the present invention, a test object can be measured with high accuracy.

本発明を適用した測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of one Embodiment of the measuring apparatus to which this invention is applied. 測定装置の傾斜回転テーブルの三面図である。It is a three-view figure of the inclination rotation table of a measuring device. 所定の傾斜角度で傾斜している回転テーブル上の被検物の測定について説明する図である。It is a figure explaining the measurement of the to-be-tested object on the rotary table inclined by the predetermined inclination angle. 測定装置を制御する制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus which controls a measuring apparatus.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of a measuring apparatus to which the present invention is applied.

図1に示すように、測定装置11は、測定装置11全体の水平度を調整することができる架台12に、石製または鋳鉄製の定盤13が載置され、水平に保たれた定盤13の上面に傾斜回転テーブル14が載置されている。   As shown in FIG. 1, the measuring device 11 has a surface plate 13 on which a stone or cast iron surface plate 13 is placed on a gantry 12 that can adjust the level of the measuring device 11 as a whole, and is kept horizontal. An inclined rotary table 14 is placed on the upper surface of 13.

定盤13は、端部(図1では右側の端部)が、定盤13上をY軸方向(図1の奥行き方向)に駆動可能な門型フレーム15のY軸ガイドを兼ねるように形成されている。門型フレーム15は、X軸方向(図1の左右方向)に延びるX軸ガイド15a、定盤13のY軸ガイドに沿って駆動する駆動側柱15b、および駆動側柱15bの駆動に従って定盤13の上面を滑動する従動側柱15cにより構成されている。   The surface plate 13 is formed so that the end portion (the right end portion in FIG. 1) also serves as the Y-axis guide of the portal frame 15 that can be driven on the surface plate 13 in the Y-axis direction (depth direction in FIG. 1). Has been. The portal frame 15 includes an X-axis guide 15a extending in the X-axis direction (left-right direction in FIG. 1), a driving side column 15b driven along the Y-axis guide of the surface plate 13, and a surface plate according to driving of the driving side column 15b. 13 is constituted by a driven side column 15c that slides on the upper surface of 13.

ヘッド部16は、門型フレーム15のX軸ガイド15aに沿って駆動可能であり、ヘッド部16に対してZ軸方向(図1の上下方向)に駆動可能なZ軸ガイド17が装着されている。Z軸ガイド17の下端部には、測定プローブ18が装着されており、測定プローブ18は、Z軸を中心に回動可能、かつ、水平方向の所定軸を中心に傾動可能に構成されている。   The head portion 16 can be driven along the X-axis guide 15 a of the portal frame 15, and a Z-axis guide 17 that can be driven in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 1) is attached to the head portion 16. Yes. A measurement probe 18 is attached to the lower end of the Z-axis guide 17, and the measurement probe 18 is configured to be rotatable about the Z axis and tiltable about a predetermined axis in the horizontal direction. .

このように、測定装置11では、門型フレーム15、ヘッド部16、およびZ軸ガイド17を駆動させることで、測定プローブ18を、X方向、Y方向、およびZ方向のそれぞれに自在に動かすことができ、測定プローブ18を回動および傾動させることで、測定プローブ18の先端を任意の方向に向けることができる。   As described above, in the measurement apparatus 11, the measurement probe 18 can be freely moved in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction by driving the portal frame 15, the head unit 16, and the Z axis guide 17. The tip of the measurement probe 18 can be directed in an arbitrary direction by rotating and tilting the measurement probe 18.

傾斜回転テーブル14は、被検物(例えば、後述する図3の被検物41)が上面に載置される回転テーブル21、回転軸L1を中心として回転テーブル21が回転可能に装着される傾斜テーブル22、並びに、X軸方向に延びる傾斜軸L2を中心に傾斜テーブル22を回転可能に支持する支持部23および24を備えて構成される。   The tilt rotation table 14 is a tilt table on which a test object (for example, a test object 41 in FIG. 3 to be described later) is mounted on the upper surface, and the rotary table 21 is rotatably mounted around the rotation axis L1. The table 22 and support portions 23 and 24 that rotatably support the tilt table 22 about the tilt axis L2 extending in the X-axis direction are configured.

傾斜テーブル22は、回転軸駆動モータ22aを内蔵しており、回転軸駆動モータ22aが回転テーブル21を回転駆動させる中心となる軸が、回転軸L1である。また、支持部23は、傾斜軸駆動モータ23aを内蔵しており、傾斜軸駆動モータ23aは、傾斜軸L2を中心として傾斜テーブル22を回転駆動することで、回転テーブル21を水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜させる。   The tilt table 22 has a built-in rotary shaft drive motor 22a, and the axis that serves as a center for the rotary shaft drive motor 22a to rotationally drive the rotary table 21 is the rotary shaft L1. Moreover, the support part 23 incorporates the inclination axis drive motor 23a, and the inclination axis drive motor 23a rotates the inclination table 22 around the inclination axis L2, thereby making the rotation table 21 predetermined with respect to the horizontal plane. Tilt at a tilt angle of.

このように、傾斜回転テーブル14では、回転テーブル21を回転させ、傾斜テーブル22を傾斜させることで、回転テーブル21に載置される被検物を任意の姿勢で保持することができる。なお、回転テーブル21は、傾斜テーブル22の傾斜角度が急勾配になっても被検物がずれないように、被検物を固定することができるように構成されている。   As described above, in the tilt rotary table 14, the test object placed on the rotary table 21 can be held in an arbitrary posture by rotating the rotary table 21 and tilting the tilt table 22. The rotary table 21 is configured so that the test object can be fixed so that the test object does not shift even when the tilt angle of the tilt table 22 becomes steep.

そして、測定装置11では、回転テーブル21に載置される被検物の姿勢が所定の傾斜角度および傾斜方向で保持され、任意の方向から測定プローブ18を被検物に当接させることで、被検物の三次元形状が測定される。   And in the measuring apparatus 11, the attitude | position of the test object mounted in the rotary table 21 is hold | maintained by the predetermined inclination angle and inclination direction, and the measurement probe 18 is made to contact | abut to a test object from arbitrary directions, The three-dimensional shape of the test object is measured.

また、傾斜回転テーブル14は、回転テーブル21のテーブル面(被検物が載置される回転テーブル21の上面)が、回転軸L1に直交するように設計される。しかしながら、傾斜回転テーブル14では、回転テーブル21が傾斜テーブル22に対して回転可能に支持されているため、回転テーブル21に載置される被検物の重量や重心位置の偏りなどによって、その回転支持部(例えば、ボールベアリングなど)を中心として、回転テーブル21のテーブル面が、回転軸L1に直交する面に対して微小に変位する(以下、適宜、面ブレと称する)ことがある。   Further, the inclined rotary table 14 is designed so that the table surface of the rotary table 21 (the upper surface of the rotary table 21 on which the test object is placed) is orthogonal to the rotation axis L1. However, since the rotary table 21 is rotatably supported with respect to the tilt table 22 in the tilt rotary table 14, the rotation of the tilt rotary table 14 depends on the weight of the test object placed on the rotary table 21 and the deviation of the center of gravity. The table surface of the rotary table 21 may be slightly displaced with respect to a surface orthogonal to the rotation axis L1 (hereinafter, referred to as “surface vibration” as appropriate) with a support portion (for example, a ball bearing) as a center.

また、傾斜テーブル22は、支持部23および24に対して回転可能に支持されているため、傾斜テーブル22の両端の回転支持部において微小に変位することがあり、回転テーブル21に載置される被検物の重量により、鉛直方向であるZ方向の下方に、傾斜テーブル22全体がズレること(以下、適宜、沈み込みと称する)がある。   Further, since the tilt table 22 is rotatably supported with respect to the support portions 23 and 24, the tilt table 22 may be slightly displaced at the rotation support portions at both ends of the tilt table 22, and is placed on the turn table 21. Due to the weight of the test object, the entire tilting table 22 may be displaced downward in the Z direction, which is the vertical direction (hereinafter referred to as “sinking” as appropriate).

このように、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みが発生することによって、回転テーブル21を回転させたり、傾斜テーブル22を傾斜させたときに、被検物の位置が変化(即ち、本来あるべき位置からの乖離が発生)してしまい、この位置の変化により測定誤差が発生することが考えられる。   As described above, the surface shake of the rotary table 21 and the sinking of the tilt table 22 occur, so that the position of the test object changes when the rotary table 21 is rotated or the tilt table 22 is tilted (that is, It is conceivable that a deviation from the original position occurs) and a measurement error occurs due to the change in the position.

そこで、測定装置11は、このような被検物の位置の変化を解消する(即ち、変化量を0とする)補正を行うために、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みを測定する複数のセンサ(図2の変位センサ31乃至34)を傾斜回転テーブル14に設けるとともに、それらのセンサにより測定された変位に基づいて被検物の測定値を補正する補正手段(図4の位置補正部58)を有する制御装置51を備えている。   Therefore, the measuring apparatus 11 performs surface blurring of the rotary table 21 and sinking of the tilting table 22 in order to correct such a change in the position of the test object (that is, set the change amount to 0). A plurality of sensors (displacement sensors 31 to 34 in FIG. 2) to be measured are provided on the tilt rotation table 14, and correction means (in FIG. 4) corrects the measured values of the test object based on the displacements measured by these sensors. A control device 51 having a position correction unit 58) is provided.

即ち、測定装置11では、傾斜回転テーブル14に設けられた複数のセンサの出力に基づいて、制御装置51により、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みによる被検物の位置の変化が解消されるような補正が行われる。   That is, in the measuring apparatus 11, based on the outputs of a plurality of sensors provided on the tilt rotation table 14, the control apparatus 51 changes the position of the test object due to surface shake of the rotary table 21 and sinking of the tilt table 22. Correction is performed to eliminate the above.

次に、図2を参照して、傾斜回転テーブル14に設けられた複数のセンサについて説明する。図2には、傾斜回転テーブル14の三面図が示されている。   Next, with reference to FIG. 2, the several sensor provided in the inclination rotation table 14 is demonstrated. FIG. 2 shows a three-side view of the tilt rotation table 14.

図2に示すように、傾斜回転テーブル14には、回転テーブル21の面ブレを測定するための3つの変位センサ31乃至33と、傾斜テーブル22の沈み込みを測定する変位センサ34とが備えられており、変位センサ31乃至34は、測定結果を制御装置51に出力する。また、変位センサ31乃至34としては、例えば、高周波電磁界を利用して渦電流を発生させ、発振状態の変化により間隔(距離)を測定するセンサを使用することができる。   As shown in FIG. 2, the tilt rotary table 14 includes three displacement sensors 31 to 33 for measuring the surface shake of the rotary table 21 and a displacement sensor 34 for measuring the sinking of the tilt table 22. The displacement sensors 31 to 34 output the measurement results to the control device 51. As the displacement sensors 31 to 34, for example, a sensor that generates an eddy current using a high-frequency electromagnetic field and measures an interval (distance) by a change in an oscillation state can be used.

変位センサ31乃至33は、回転テーブル21の回転中心である回転軸L1を中心とした円周に沿って等間隔となるように、傾斜テーブル22の上面に配設されている。また、変位センサ31乃至33は、測定部である上端面と回転テーブル21の下面とが所定の間隔となるように、回転テーブル21の下方に配置されており、回転テーブル21の下面との間隔を測定する。   The displacement sensors 31 to 33 are arranged on the upper surface of the tilting table 22 so as to be equally spaced along a circumference around the rotation axis L <b> 1 that is the rotation center of the rotation table 21. Further, the displacement sensors 31 to 33 are arranged below the rotary table 21 so that the upper end surface, which is a measurement unit, and the lower surface of the rotary table 21 have a predetermined interval, and the distance from the lower surface of the rotary table 21 is. Measure.

例えば、傾斜回転テーブル14は、回転テーブル21に被検物が載置されていない状態であり、かつ、回転テーブル21が水平である状態で、変位センサ31乃至33ぞれぞれの上端面と回転テーブル21の下面とが同一の間隔となるように設計される。そして、被検物が載置されることにより、上述したように回転テーブル21の面ブレが発生すると、変位センサ31乃至33それぞれの上端面と回転テーブル21の下面との間隔が変化し、それぞれの間隔が変位センサ31乃至33により測定される。   For example, the inclined rotary table 14 is in a state in which the test object is not placed on the rotary table 21 and the rotary table 21 is horizontal, and the upper end surface of each of the displacement sensors 31 to 33. It is designed so that the lower surface of the rotary table 21 has the same distance. When the surface blur of the rotary table 21 occurs as described above by placing the test object, the distance between the upper end surface of each of the displacement sensors 31 to 33 and the lower surface of the rotary table 21 changes, Is measured by the displacement sensors 31 to 33.

ここで、回転テーブル21は、自身の変形を無視できるように十分に高い剛性(平面性および捻れに対する剛性)を有するものとされており、回転テーブル21に被検物が載置されると、回転テーブル21の軸部を回転可能に支持する傾斜テーブル22内のガイド22b(ベアリングなど)を中心として面ブレが発生し、変位センサ31乃至33により測定される間隔が変化する。従って、変位センサ31乃至33による3点での測定により規定される一つの平面を、面ブレが発生した状態での回転テーブル21のテーブル面とみなすこと、即ち、回転テーブル21に発生した面ブレを把握することができる。   Here, the turntable 21 has sufficiently high rigidity (flatness and rigidity against torsion) so that its own deformation can be ignored, and when the test object is placed on the turntable 21, Surface blurring occurs around a guide 22b (bearing or the like) in the tilt table 22 that rotatably supports the shaft portion of the rotary table 21, and the interval measured by the displacement sensors 31 to 33 changes. Accordingly, one plane defined by the measurement at the three points by the displacement sensors 31 to 33 is regarded as the table surface of the rotary table 21 in a state where the surface blur has occurred, that is, the surface blur that has occurred in the rotary table 21. Can be grasped.

また、変位センサ34は、支持部23および24が両側に配置される基台35の上面に配設されており、回転テーブル21の回転軸L1と傾斜テーブル22傾斜軸L2との交点の真下に配置される。例えば、回転テーブル21のテーブル面が水平とされているとき、変位センサ34は、回転軸L1の鉛直方向下方に配置される。   Further, the displacement sensor 34 is disposed on the upper surface of the base 35 on which the support portions 23 and 24 are arranged on both sides, and is directly below the intersection of the rotation axis L1 of the rotary table 21 and the tilt axis 22 of the tilt table 22. Be placed. For example, when the table surface of the rotary table 21 is horizontal, the displacement sensor 34 is disposed below the rotation axis L1 in the vertical direction.

ここで、傾斜回転テーブル14は、回転テーブル21の回転軸L1が、傾斜テーブル22の軸部を回転可能に支持する支持部23および24内のガイド23bおよび24b(ベアリングなど)の中間に配置されるように構成されており、従って、変位センサ34は、その中間における傾斜テーブル22の沈み込みを測定する。即ち、変位センサ34からガイド23bまでの距離と、変位センサ34からガイド24bまでの距離とが等しくなるように、変位センサ34は配置される。   Here, in the tilting rotary table 14, the rotation axis L1 of the rotary table 21 is arranged in the middle of the guides 23b and 24b (bearings and the like) in the support portions 23 and 24 that rotatably support the shaft portion of the tilting table 22. Thus, the displacement sensor 34 measures the sinking of the tilting table 22 in the middle. That is, the displacement sensor 34 is arranged so that the distance from the displacement sensor 34 to the guide 23b is equal to the distance from the displacement sensor 34 to the guide 24b.

さらに、傾斜テーブル22の下面は、図2の側面図に示すように、傾斜軸L2を中心とした半円形状の曲面となっており、傾斜テーブル22を傾動させても、変位センサ34の測定部である上端面と、傾斜テーブル22の下面との間隔は一定である。   Further, as shown in the side view of FIG. 2, the lower surface of the tilt table 22 is a semicircular curved surface with the tilt axis L2 as the center, and the displacement sensor 34 is measured even when the tilt table 22 is tilted. The distance between the upper end surface, which is a portion, and the lower surface of the tilt table 22 is constant.

そして、回転テーブル21に被検物が載置され、傾斜テーブル22に沈み込みが発生すると、変位センサ34の上端面と傾斜テーブル22の下面との間隔が狭くなり、その間隔が変位センサ34により測定される。   When the test object is placed on the rotary table 21 and the sinking of the tilting table 22 occurs, the distance between the upper end surface of the displacement sensor 34 and the lower surface of the tilting table 22 is narrowed. Measured.

このように、傾斜回転テーブル14では、変位センサ31乃至33により回転テーブル21の面ブレが測定されるとともに、変位センサ34により傾斜テーブル22の沈み込みが測定される。そして、変位センサ31乃至34の測定結果に基づいて、図4を参照して後述するように、制御装置51が被検物の変位を解消するような補正をすることができ、高精度な測定を行うことができる。   As described above, in the tilt rotary table 14, the surface shake of the rotary table 21 is measured by the displacement sensors 31 to 33, and the sinking of the tilt table 22 is measured by the displacement sensor 34. Then, based on the measurement results of the displacement sensors 31 to 34, as will be described later with reference to FIG. 4, the control device 51 can make corrections so as to eliminate the displacement of the test object, so that high-precision measurement is possible. It can be performed.

次に、図3を参照して、所定の傾斜角度で傾斜している回転テーブル21上の被検物41を、測定プローブ18を使用して測定する例について説明する。   Next, an example in which the test object 41 on the rotary table 21 tilted at a predetermined tilt angle is measured using the measurement probe 18 will be described with reference to FIG.

例えば、図3において右下を向く被検物41の側面42に測定プローブ18を当接させて側面42を測定した後、回転テーブル21を90度回転させて、図3において手前側を向いている被検物41の側面43を右下に向け、側面42と同様に側面43を測定する場合、回転テーブル21の回転に伴って被検物41の姿勢が変化する。このため、被検物41の重心の偏りに応じて重心位置が変化することにより、回転テーブル21の面ブレが発生したり、傾斜テーブル22の沈み込みが発生したりする。   For example, after measuring the side face 42 by bringing the measuring probe 18 into contact with the side face 42 of the test object 41 facing to the lower right in FIG. 3, the rotary table 21 is rotated 90 degrees and turned to the front side in FIG. 3. When the side surface 43 of the test object 41 is directed to the lower right and the side surface 43 is measured in the same manner as the side surface 42, the posture of the test object 41 changes as the rotary table 21 rotates. For this reason, when the position of the center of gravity changes in accordance with the deviation of the center of gravity of the test object 41, surface shake of the rotary table 21 occurs, or the tilt table 22 sinks.

従って、測定装置11では、回転テーブル21を回転させるたびに、変位センサ31乃至34による測定を行う。そして、回転テーブル21の回転の前後において変位センサ31乃至34による測定値が変化していれば、それらの測定値の変化量に基づいて、測定プローブ18による測定結果が補正される。つまり、測定プローブ18による測定結果が、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みを解消するように補正、即ち、面ブレおよび沈み込みにより発生した間隔の変化量が0になるように補正される。   Therefore, in the measuring device 11, every time the turntable 21 is rotated, the measurement by the displacement sensors 31 to 34 is performed. If the measurement values by the displacement sensors 31 to 34 change before and after the rotation of the rotary table 21, the measurement result by the measurement probe 18 is corrected based on the amount of change of the measurement values. That is, the measurement result obtained by the measurement probe 18 is corrected so as to eliminate the surface blurring of the rotary table 21 and the sinking of the tilting table 22, that is, the change amount of the interval generated by the surface blurring and sinking becomes zero. It is corrected.

また、図3において右上を向く被検物41の側面44を測定するときに、傾斜テーブル22を傾動させると、回転テーブル21の姿勢変化に伴う重心位置の移動によって、回転テーブル21の面ブレが発生したり、傾斜テーブル22の沈み込みが発生したりする。従って、測定装置11では、回転テーブル21を回転時と同様に、傾斜テーブル22を傾動させるたびに、変位センサ31乃至34の測定結果に基づいて、測定プローブ18による測定結果が補正される。   Further, when measuring the side surface 44 of the test object 41 facing the upper right in FIG. 3, if the tilt table 22 is tilted, the movement of the center of gravity accompanying the change in the posture of the rotary table 21 causes the surface shake of the rotary table 21. Or the sinking of the tilting table 22 occurs. Therefore, in the measurement apparatus 11, the measurement result by the measurement probe 18 is corrected based on the measurement results of the displacement sensors 31 to 34 every time the tilt table 22 is tilted, similar to when the rotary table 21 is rotated.

このように、測定装置11では、変位センサ31乃至34の測定結果に基づいて測定プローブ18による測定結果を補正することで、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みによる悪影響が測定プローブ18による測定結果に反映されることを回避することができ、誤差の少ない高精度な測定をすることができる。   As described above, in the measurement apparatus 11, the measurement result by the measurement probe 18 is corrected based on the measurement results of the displacement sensors 31 to 34, so that the adverse effect due to the surface blur of the rotary table 21 and the sinking of the tilt table 22 is measured. 18 can be avoided from being reflected in the measurement result, and highly accurate measurement with few errors can be performed.

また、測定装置11では、図2に示すように、回転テーブル21のテーブル面が水平のときの回転軸L1の鉛直方向下方に変位センサ34が配置されているので、少ないセンサ数で傾斜テーブル22の沈み込みを有効に測定することができる。   Moreover, in the measuring apparatus 11, as shown in FIG. 2, since the displacement sensor 34 is arrange | positioned in the perpendicular direction downward of the rotating shaft L1 when the table surface of the turntable 21 is horizontal, the inclination table 22 with a small number of sensors. Can be measured effectively.

また、測定装置11では、傾斜テーブル22の両端がガイド23bおよび24bにより支持され、ガイド23bおよび24bの中間地点に回転軸L1が配置されるように構成されているので、回転テーブル21に被検物41を載置したときの傾斜テーブル22の変位は鉛直方向の下方だけに限定される。これにより、ガイド23bおよび24bの中間地点に変位センサ34を1つだけ配置するだけで、傾斜テーブル22の変位を測定することができる。   Further, the measuring apparatus 11 is configured such that both ends of the tilt table 22 are supported by the guides 23b and 24b, and the rotation axis L1 is arranged at an intermediate point between the guides 23b and 24b. The displacement of the tilt table 22 when the object 41 is placed is limited only to the lower side in the vertical direction. As a result, the displacement of the tilt table 22 can be measured only by disposing only one displacement sensor 34 at the intermediate point between the guides 23b and 24b.

また、変位センサ31乃至33が、回転テーブル21の回転中心である回転軸L1を中心とした円周に沿って等間隔となるように配設されているので、回転テーブル21の面ブレを容易に測定することができる。   Further, since the displacement sensors 31 to 33 are arranged at equal intervals along the circumference around the rotation axis L1 which is the rotation center of the rotation table 21, the surface shake of the rotation table 21 is easy. Can be measured.

このように、測定装置11では、変位センサ31乃至34が適切に配置されており、必要最低限なセンサ個数で、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みを測定することができる。従って、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みの測定を効率よく行うことができるとともに、測定装置11を低コストで構成することができる。   Thus, in the measuring apparatus 11, the displacement sensors 31 to 34 are appropriately arranged, and the surface shake of the rotary table 21 and the sinking of the tilt table 22 can be measured with the minimum number of sensors. Therefore, it is possible to efficiently measure the surface shake of the rotary table 21 and the sinking of the tilt table 22, and to configure the measuring device 11 at a low cost.

次に、図4は、図1の測定装置11を制御する制御装置の構成例を示すブロック図である。   Next, FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a control device that controls the measurement device 11 of FIG.

図4の制御装置51では、X軸カウント部52が、図1のヘッド部16が有するX軸エンコーダ(図示せず)に接続されており、ヘッド部16がX軸ガイド15aに沿って駆動するのに応じてX軸エンコーダから出力されるシグナルを計数し、その結果を示すカウント値を位置決定部57に供給する。同様に、Y軸カウント部53は、門型フレーム15のY軸方向への駆動に応じたカウント値を位置決定部57に供給し、Z軸カウント部54は、Z軸ガイド17のZ軸方向への駆動に応じたカウント値を位置決定部57に供給する。   In the control device 51 of FIG. 4, the X-axis count unit 52 is connected to an X-axis encoder (not shown) of the head unit 16 of FIG. 1, and the head unit 16 is driven along the X-axis guide 15a. In response to this, the signal output from the X-axis encoder is counted, and a count value indicating the result is supplied to the position determination unit 57. Similarly, the Y-axis counting unit 53 supplies a count value corresponding to the driving of the portal frame 15 in the Y-axis direction to the position determining unit 57, and the Z-axis counting unit 54 is the Z-axis direction of the Z-axis guide 17. The count value corresponding to the drive to is supplied to the position determination unit 57.

また、θ軸カウント部55は、回転テーブル21の回転に応じたカウント値を位置決定部57に供給し、γ軸カウント部56は、傾斜テーブル22の傾斜に応じたカウント値を位置決定部57に供給する。   The θ-axis counting unit 55 supplies a count value corresponding to the rotation of the rotary table 21 to the position determining unit 57, and the γ-axis counting unit 56 supplies a count value corresponding to the inclination of the tilt table 22 to the position determining unit 57. To supply.

位置決定部57は、X軸カウント部52、Y軸カウント部53、Z軸カウント部54、θ軸カウント部55、およびγ軸カウント部56からそれぞれ供給されるカウント値などに基づいて、被検物41に当接される測定プローブ18の先端の位置を決定する。そして、位置決定部57は、測定プローブ18の先端位置を示す座標情報を位置補正部58に供給する。   The position determination unit 57 detects the test based on the count values supplied from the X-axis count unit 52, the Y-axis count unit 53, the Z-axis count unit 54, the θ-axis count unit 55, and the γ-axis count unit 56, respectively. The position of the tip of the measurement probe 18 that comes into contact with the object 41 is determined. Then, the position determination unit 57 supplies coordinate information indicating the tip position of the measurement probe 18 to the position correction unit 58.

また、変位センサ入力部59には、変位センサ31乃至34による測定結果が入力される。即ち、変位センサ入力部59には、変位センサ31乃至33と回転テーブル21の下面との間隔を示す測定値が入力されるとともに、変位センサ34と傾斜テーブル22の下面との間隔を示す測定値が入力される。変位センサ入力部59は、それらの測定結果を位置補正部58に供給する。   In addition, measurement results from the displacement sensors 31 to 34 are input to the displacement sensor input unit 59. That is, the displacement sensor input unit 59 receives the measurement value indicating the distance between the displacement sensors 31 to 33 and the lower surface of the rotary table 21 and the measurement value indicating the distance between the displacement sensor 34 and the lower surface of the tilt table 22. Is entered. The displacement sensor input unit 59 supplies these measurement results to the position correction unit 58.

位置補正部58は、変位センサ入力部59から供給される変位センサ31乃至34による測定結果に基づいて、位置決定部57から供給される測定プローブ18の先端位置を示す座標情報を補正し、その補正後の測定結果を測定結果記録部60に記録する処理を行う。   The position correction unit 58 corrects the coordinate information indicating the tip position of the measurement probe 18 supplied from the position determination unit 57 based on the measurement results by the displacement sensors 31 to 34 supplied from the displacement sensor input unit 59, and A process of recording the corrected measurement result in the measurement result recording unit 60 is performed.

上述したように、測定装置11では、回転テーブル21を回転させるたびに、および、傾斜テーブル22を傾動させるたびに、変位センサ31乃至34による測定が行われ、回転テーブル21の回転または傾斜テーブル22の傾動の前後で測定値が変化した場合、位置補正部58は、それらの測定値の変化量に基づいて、回転テーブル21の面ブレおよび傾斜テーブル22の沈み込みが解消されるように、測定プローブ18の先端位置を示す座標情報を補正する。   As described above, in the measurement apparatus 11, each time the rotary table 21 is rotated and the tilt table 22 is tilted, the measurement by the displacement sensors 31 to 34 is performed, and the rotation of the rotary table 21 or the tilt table 22 is measured. When the measurement value changes before and after tilting, the position correction unit 58 performs measurement so as to eliminate the surface shake of the rotary table 21 and the sinking of the tilt table 22 based on the change amount of the measurement value. The coordinate information indicating the tip position of the probe 18 is corrected.

キーボードやマウスなどからなる操作部61は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御部64に供給し、CRTやLCDなどからなる表示部62は、制御部64の制御に従い、位置補正部58により出力される測定結果や各種のメッセージなどを表示する。   An operation unit 61 including a keyboard and a mouse supplies an operation signal corresponding to a user operation to the control unit 64, and a display unit 62 including a CRT and an LCD is controlled by the position correction unit 58 according to the control of the control unit 64. Displays output measurement results and various messages.

制御部64は、例えば、被検物41を測定する際に補正を行うか否かを確認するメッセージを表示部62に表示させ、ユーザの操作に応じて操作部61から供給される操作信号に基づいて、制御装置51の各部を制御する。駆動部63は、制御部64の制御に従って、回転軸駆動モータ22aおよび傾斜軸駆動モータ23aと、門型フレーム15、ヘッド部16、およびZ軸ガイド17のそれぞれを駆動する駆動手段とを駆動して、測定プローブ18の先端を被検物41に当接させ、被検物41の三次元形状の測定を行う。   For example, the control unit 64 displays a message for confirming whether or not correction is performed when measuring the test object 41 on the display unit 62, and displays an operation signal supplied from the operation unit 61 according to a user operation. Based on this, each part of the control device 51 is controlled. The drive unit 63 drives the rotary shaft drive motor 22a and the inclined shaft drive motor 23a, and drive means for driving each of the portal frame 15, the head unit 16, and the Z-axis guide 17 according to the control of the control unit 64. Then, the tip of the measurement probe 18 is brought into contact with the test object 41, and the three-dimensional shape of the test object 41 is measured.

以上のように、制御装置51は構成されており、所定の傾斜角度で傾斜している回転テーブル21上の被検物41の三次元形状を測定する際に、位置補正部58が、変位センサ31乃至34による測定結果に基づいて被検物41の測定結果を補正するので、高精度で測定を行うことができる。   As described above, the control device 51 is configured, and when the three-dimensional shape of the test object 41 on the rotary table 21 tilted at a predetermined tilt angle is measured, the position correction unit 58 includes a displacement sensor. Since the measurement result of the test object 41 is corrected based on the measurement results of 31 to 34, the measurement can be performed with high accuracy.

なお、測定装置11による被検物41の測定方法としては、レーザプローブや画像プローブを使用した光学的な測定方法を採用することができる。   In addition, as a measuring method of the test object 41 by the measuring apparatus 11, an optical measuring method using a laser probe or an image probe can be employed.

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

11 測定装置, 12 架台, 13 定盤, 14 傾斜回転テーブル, 15 門型フレーム, 16 ヘッド部, 17 Z軸ガイド, 18 測定プローブ, 21 回転テーブル, 22 傾斜テーブル, 22a 回転軸駆動モータ, 23および24 支持部, 23a 傾斜軸駆動モータ, 31乃至34 変位センサ, 35 基台, 41 被検物, 51 制御装置, 52 X軸カウント部, 53 Y軸カウント部, 54 Z軸カウント部, 55 θ軸カウント部, 56 γ軸カウント部, 57 位置決定部, 58 位置補正部, 59 変位センサ入力部, 60 測定結果記録部, 61 操作部, 62 表示部, 63 駆動部, 64 制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Measurement apparatus, 12 mounts, 13 surface plate, 14 inclination rotation table, 15 portal frame, 16 head part, 17 Z axis guide, 18 measurement probe, 21 rotation table, 22 inclination table, 22a rotation axis drive motor, 23 and 24 support unit, 23a tilt axis drive motor, 31 to 34 displacement sensor, 35 base, 41 test object, 51 control device, 52 X axis count unit, 53 Y axis count unit, 54 Z axis count unit, 55 θ axis Count unit, 56 γ-axis count unit, 57 Position determination unit, 58 Position correction unit, 59 Displacement sensor input unit, 60 Measurement result recording unit, 61 Operation unit, 62 Display unit, 63 Drive unit, 64 Control unit

Claims (5)

被検物の三次元的な形状を測定する測定装置において、
前記被検物が載置され、所定の回転軸を中心に回転駆動する回転テーブルと、
前記回転テーブルが回転可能に装着され、水平方向に延びる傾斜軸を中心に傾斜駆動する傾斜テーブルと、
前記傾斜テーブルに対する前記回転テーブルの変位を測定する第1の変位測定手段と、
前記傾斜テーブルの鉛直方向の変位を測定する第2の変位測定手段と
を備えることを特徴とする測定装置。
In a measuring device that measures the three-dimensional shape of a test object,
A rotating table on which the test object is mounted and driven to rotate around a predetermined rotation axis;
A tilt table on which the rotary table is rotatably mounted and driven to tilt around a tilt axis extending in the horizontal direction;
First displacement measuring means for measuring the displacement of the rotary table with respect to the tilt table;
And a second displacement measuring means for measuring a vertical displacement of the tilt table.
前記第2の変位測定手段は、前記回転テーブルの回転軸と前記傾斜テーブルの傾斜軸との交点の鉛直方向の略直下に配設されている
ことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the second displacement measuring unit is disposed substantially directly below the intersection of the rotation axis of the rotary table and the tilt axis of the tilt table. .
前記回転テーブルの回転軸は、前記傾斜テーブルの両端を支持する支持部どうしの略中間に配置されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の測定装置。
The measuring apparatus according to claim 1, wherein a rotation shaft of the rotary table is disposed substantially in the middle of support portions that support both ends of the tilt table.
前記第1の変位測定手段は、前記回転テーブルの回転軸を中心とした円周に沿って略等間隔となる少なくとも3箇所に配設される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の測定装置。
The first displacement measuring means is disposed at at least three locations that are substantially equidistant along a circumference centered on a rotation axis of the rotary table. The measuring device described in 1.
前記第1の変位測定手段および前記第2の変位測定手段により測定された変位に基づいて、前記被検物の測定値を補正する補正手段
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の測定装置。
5. The correcting device according to claim 1, further comprising a correcting unit that corrects a measured value of the test object based on the displacement measured by the first displacement measuring unit and the second displacement measuring unit. The measuring apparatus in any one.
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