JP5986880B2 - 測定機及びその測定力調整方法 - Google Patents
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このような構成によれば、制御装置で演算された測定力指標に基づいて、現在の測定力を基準測定力に一致させることができる。このため、測定力を計測する計測機器が不要で、必要な測定力を容易に調整できる。
このような構成によれば、測定力制御手段によって容易に現在の測定力を基準測定力に一致させることができ、必要な測定力を容易に調整できる。
このような構成によれば、表示装置に表示される測定力指標に関する情報に基づいて、バランスウェイトの位置を変化させて調整することにより、現在の測定力を基準測定力に一致させることができる。このため、必要な測定力を容易に調整できる。
このような構成によれば、測定力指標としては、例えば、基準変位量に対応した測定力を基準測定力とし、この基準測定力の指標を基準指標とすると、基準指標に対してどの程度大きいか、又はどの程度小さいかを示す基準指標に対する割合などが用いられる。このような測定力指標に基づいて必要な測定力を調整できるため、容易に必要な測定力を調整できる。
このような構成によれば、簡易な構成の変位量測定治具によって、測定部の変位量を容易に測定できる。
このような構成によれば、異なる種類の測定アームや異なる種類のスタイラスなどの各組合せに対応する基準変位量を迅速に把握することができる。
このような構成によれば、測定力が測定力指標に基づいて自動で制御されるため、容易に現在の測定力を基準測定力に一致させることができ、必要な測定力を容易に調整できる。
このような構成によれば、測定力指標に関する情報に基づいて、バランスウェイトの位置を変化させて調整することにより、現在の測定力を基準測定力に一致させることができる。このため、必要な測定力を容易に調整できる。
このような構成によれば、検出工程において、異なる種類の測定アームや異なる種類のスタイラスなどの各組合せに対応する基準変位量を迅速に取り出すことができる。
なお、各実施形態において、同一の構成部分には同じ符号を付すとともに、それらの説明を省略または簡略化する。
図1に示す測定機としての表面性状測定機1は、ベース10と、このベース10上に載置され上面に被測定物を載置するステージ11と、被測定物の表面に接触されるスタイラス26を有する検出手段としてのスタイラス変位検出手段20と、このスタイラス変位検出手段20とステージ11とを相対移動させる相対移動機構30とを備える。
なお、スタイラス26と第2測定アーム242とが一体とされたものでもよく、この場合には、5種類のスタイラス261〜265が第2測定アーム242と一体とされたものが用意されている。
図4に示すように、制御システム100は制御装置101を備え、制御装置101には、Y軸駆動機構31、Z軸駆動機構34、X軸駆動機構35、旋回機構36、スタイラス変位検出手段20に含まれる変位検出器27、ボイスコイル42(これは、測定力制御回路43を介して)が接続されているとともに、入出力手段102(図1参照)や記憶装置104などが接続されている。
入出力手段102からは、測定アーム24の種類とスタイラス26の種類とを指定する情報が入力される。
基準変位量テーブル106には、図10に示すように、異なる第2測定アーム242が取り付けられた異なる種類の測定アーム24と、異なる種類のスタイラス26との組合せごとに、予め、テーブル作成者によって後述する測定部62において測定されて設定された測定アーム24のZ軸方向の基準変位量Hが記憶されている。
変位量測定治具60は、例えば直方体形状をしており、ステンレスなどから形成されて中央部分が窪んだ断面視凹形状の基台61と、ゴムなどから形成され、基台61の中央部分に設けられた所定の厚さを有する測定部62とを備える。
測定部62は、測定力が所定の基準測定力であるときに、スタイラス26が接触することで弾性変形して測定アーム24を所定の基準変位量Hだけ変位させる部分である。
この測定力調整方法は、図6に示すような、テーブル作成者が予め基準変位量Hを測定する準備工程T1と、図7に示すような、測定アーム24のZ軸方向の現在変位量hを検出して、検出された現在変位量hに対応した測定力指標Pを演算する検出工程T2、及び測定力指標Pに基づいて測定力を制御する測定力制御工程T3とを備える。以下では、各工程中の各動作ステップをS1,S2,・・・で示す。
その後、S2において、測定力を電子天秤などで実測しながら、所定の基準測定力となるように、測定力制御回路43からボイスコイル42に所定の電流が流され、測定アーム24の姿勢を基準姿勢に調整する。
そして、S5において、記憶部105が基準変位量H1を記憶する。続いてS6において、図10に示す測定アーム24などの全ての組合せに対応する基準変位量Hが測定されたか否かが判定される。
その後、S9において、図9に示すように、スタイラス261を測定部62に接触させて、測定アーム24Aの下方向の現在変位量h1を変位検出器27で測定・検出する。
本実施形態の表面性状測定機1では、変位量測定治具60と、測定力指標Pを演算する制御装置101と、測定力制御手段40とを備え、これらを用いて測定力を基準測定力に調整する。このため、測定力を計測する計測機器が不要で、必要な測定力を容易に調整できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態の表面性状測定機1Aでは、第1実施形態の表面性状測定機1と異なり、スタイラス変位検出手段20には、磁石41とボイスコイル42と測定力制御回路43とから構成される測定力制御手段40は設けられておらず、代わりに、図11に示すように、スタイラス変位検出手段20は、測定アーム24に位置調整可能に設けられてスタイラス26に測定力を付与するバランスウェイト29を備える。他の構成は第1実施形態の表面性状測定機1と同様である。
バランスウェイト29は、重量が異なる3種類のバランスウェイト291〜293が交換可能に用意されている。
本実施形態の制御システム110では、第1実施形態の制御システム100と異なり、制御装置101にはボイスコイル42は接続されていない。一方で、記憶装置104は表示装置103に表示する表示画面データ107を備える。他の構成は制御システム100と同様である。
このような制御システム110では、入出力手段102からは、測定アーム24の種類と、スタイラス26の種類と、バランスウェイト29の種類とを指定する情報が入力される。
表示装置103は、測定力指標に関する情報例えば測定力指標Pと基準指標Mとの大小関係などの表示対象を一般的なドットマトリクス方式で表示する。
本実施形態の測定力調整方法は、第1実施形態の測定力調整方法と異なり、図13に示すように、測定力制御工程T3の代わりにバランスウェイト29の位置を調整する調整工程T4を備える。他の準備工程T1及び検出工程T2を備える点は第1実施形態の測定力調整方法と同様である。
本実施形態の準備工程T1では、まず、テーブル作成者が、図6のS1において、第1測定アーム241に一方の第2測定アーム242を組み合わせて測定アーム24Aとし、測定アーム24Aの先端にスタイラス261を取り付ける。そして、測定アーム24Aにバランスウェイト291を取り付ける(図14の最上段の組合せ)。
その後、図6のS3〜S6が行われる。これにより、図14に示す異なる種類の測定アーム24A,24B、異なる種類のスタイラス261〜265、及び重量の異なるバランスウェイト291〜293の組合せと、各組合せに対応する基準変位量H1〜H5とが基準変位量テーブル106として記憶装置104に記憶される。
その後、S13において、S9と同様に、測定アーム24Aの下方向の現在変位量h1を変位検出器27で測定・検出する。
次にS16において、S15で表示された測定力指標P1や現在のバランスウェイト291の位置情報から、測定力指標P1が基準指標M1と一致しているか否かが判断される。
本実施形態の表面性状測定機1Aでは、変位量測定治具60と、測定力指標Pを演算する制御装置101と、測定力指標Pと基準指標Mとの位置関係や、現在のバランスウェイト29の位置情報を表示する表示装置103とを備え、表示装置103に表示されたそのような情報に基づいて、バランスウェイト29の位置を調整することにより、測定力を基準測定力に調整する。このため、測定力を計測する計測機器が不要で、必要な測定力を容易に調整できる。
前記各実施形態では、測定機として表面性状測定機1,1Aについて説明したが、これには限定されず、被測定物の輪郭形状を測定する輪郭形状測定機や、被測定物の真円度や円筒形状を測定する測定機であってもよく、測定力を調整する測定機であればよい。
変位量測定治具70は、直方体形状の基台71と、板ばねで形成されて基台71に片持ち支持されて設けられた測定部72とを備える。基台71の上面と測定部72の上面とは面一となっている。
なお、図5に示す基台61と同様に、基台71を中央部分が窪んだ断面視凹形状とし、その窪んだ部分に測定部72を設け、基台71における窪んだ部分よりも左右両側に位置する部分で測定部72を両持ち支持してもよい。あるいは、測定部72を変形可能なダイアフラムや、ガスを封入したピストンで形成してもよい。
11…ステージ、
20…スタイラス変位検出手段(検出手段)、
22…ブラケット(本体)、
23…回転軸(支持軸)、
24,24A,24B…測定アーム、
26、261〜265…スタイラス、
27…変位検出器、
29、291〜293…バランスウェイト、
30…相対移動機構、
40…測定力制御手段、
60,70…変位量測定治具、
61,71…基台、
62,72…測定部、
101…制御装置、
103…表示装置、
106…基準変位量テーブル、
241…第1測定アーム、
242…第2測定アーム、
T1…準備工程、
T2…検出工程、
T3…測定力制御工程、
T4…調整工程。
Claims (10)
- 被測定物を載置するステージと、
前記被測定物の表面に接触されるスタイラスを有する検出手段と、
前記検出手段と前記ステージとを相対移動させる相対移動機構とを備え、
前記検出手段は、本体と、前記本体に支持軸を支点として揺動可能に支持されかつ先端にスタイラスを有する測定アームと、前記スタイラスの変位量を検出する変位検出器とを有し、
前記測定アームは、前記本体に前記支持軸を支点として揺動可能に支持された第1測定アームと、前記第1測定アームに着脱可能に設けられて前記スタイラスを有する第2測定アームとを含んで構成された測定機において、
前記スタイラスに付与される測定力が所定の基準測定力であるときに、前記スタイラスが接触することで弾性変形して前記測定アームを所定の基準変位量だけ変位させる測定部を有する変位量測定治具と、
前記変位検出器によって検出された前記測定アームの現在変位量に対応した測定力指標を演算する制御装置とを備えることを特徴とする測定機。 - 請求項1に記載の測定機において、
前記測定力指標に基づき前記測定力を制御する測定力制御手段を備えることを特徴とする測定機。 - 請求項1に記載の測定機において、
前記検出手段は、前記測定アームに位置調整可能に設けられて前記スタイラスに測定力を付与するバランスウェイトを有し、
前記測定力指標に関する情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする測定機。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定機において、前記制御装置は、前記測定アームの現在変位量と前記基準変位量とを比較して、その比較結果を測定力指標とすることを特徴とする測定機。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の測定機において、
前記変位量測定治具は基台を備え、
前記測定部は、前記基台に設けられ、前記基台を構成する材料とは異なる材料から形成され、
前記測定アームに取り付けられたスタイラスが前記測定部に接触したときの前記測定部の変形量が、同じ種類の測定アームに取り付けられた同じ種類のスタイラスが前記基台に接触したときの前記基台の変形量と異なっていることを特徴とする測定機。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の測定機において、
前記基準変位量は、少なくとも、異なる種類の測定アーム及び異なる種類のスタイラスの組合せと、各組合せに対応する前記基準変位量とを記憶した基準変位量テーブルから読み出されることを特徴とする測定機。 - 被測定物を載置するステージと、
前記被測定物の表面に接触されるスタイラスを有する検出手段と、
前記検出手段と前記ステージとを相対移動させる相対移動機構とを備え、
前記検出手段は、本体と、前記本体に支持軸を支点として揺動可能に支持されかつ先端にスタイラスを有する測定アームと、前記スタイラスの変位量を検出する変位検出器とを有し、
前記測定アームは、前記本体に前記支持軸を支点として揺動可能に支持された第1測定アームと、前記第1測定アームに着脱可能に設けられて前記スタイラスを有する第2測定アームとを含んで構成された測定機の測定力調整方法において、
前記スタイラスに付与される測定力が所定の基準測定力であるときに、前記スタイラスが接触することで弾性変形して前記測定アームを所定の基準変位量だけ変位させる測定部を有する変位量測定治具を用い、前記変位量測定治具を前記ステージに載置して、前記測定アームの基準変位量を測定する準備工程と、
前記変位検出器によって検出された前記測定アームの現在変位量と前記基準変位量とを比較して、前記現在変位量に対応した測定力指標を演算する検出工程とを備えることを特徴とする測定機の測定力調整方法。 - 請求項7に記載の測定機の測定力調整方法において、
前記検出工程の後に、前記測定力指標に基づき前記測定力を制御する測定力制御工程を備えることを特徴とする測定機の測定力調整方法。 - 請求項7に記載の測定機の測定力調整方法において、
前記検出工程の後に、前記測定力指標に関する情報と、前記測定アームに位置調整可能に設けられて前記スタイラスに測定力を付与するバランスウェイトの位置情報とに基づいて前記バランスウェイトの位置を調整することにより、前記測定力が調整される調整工程を備えることを特徴とする測定機の測定力調整方法。 - 請求項7から請求項9のいずれかに記載の測定機の測定力調整方法において、
前記準備工程では、少なくとも、異なる種類の測定アーム及び異なる種類のスタイラスの組合せと、各組合せに対応する基準変位量とが記憶されることを特徴とする測定機の測定力調整方法。
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