JP6197261B2 - 測定機の校正方法及びその装置 - Google Patents
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Description
b)LV1(触針高さ)
c)触針の先端半径値
さらに必要に応じて以下のパラメータも高精度に校正する。
e)LV2(アーム水平状態での、支点からZ方向変位検出部のオフセット量)
これらの校正値を用いることで、粗さ輪郭形状測定機のX方向及びZ方向の空間精度が向上する。
1)設計値の入力(Step1)
Step1において、LH1、LV1、LH2、LV2、及び触針の先端半径値の校正を行うため、それぞれの設計値を入力する。なお、LH2及びLV2は必要に応じて入力する。
Step2からStep4において、半径既知の第1のボールゲージに対し、測定範囲を高さ方向に複数段階(例えば上側、中央、下側)に分割して、第1のボールゲージを触針でトレースし、高さ方向に測定範囲の異なる第1のボールゲージの複数の測定データを求める。なお、複数の測定範囲は、触針がもつZ方向測定ストローク内に存在する範囲である。
最後にStep6で得られた第2のボールゲージの測定データ第2のボールゲージの既知半径値との差から触針先端半径値の校正を行う。
LV1:支点から触針先端までのZ方向の距離(触針14の高さ)
LH2:アーム水平状態での、支点からZ方向変位検出部までのX方向の距離
LV2:アーム水平状態での、支点からZ方向変位検出部のZ方向の距離
θ:アームの傾き角度
x0i:X方向変位検出器の信号のi番目のサンプル点
z0i:Z方向変位検出器の信号のi番目のサンプル点
x1i:(x0i, z0i)に対応する触針先端の位置のX座標
z1i:(x0i, z0i)に対応する触針先端の位置のZ座標
その他のパラメータはそれぞれ図2の寸法線又は数式によって示される。
図3において、触針14の先端半径値は、ボールゲージ30を触針14でトレースし、触針14の先端がボールゲージ30に接する角度に応じた値を分割数分算出することにより求める。図3の矢印は触針14の測定点である。ボールゲージ30として半径RSが2mmのものを例示する。
ボールゲージ32は、検出器15のZ方向測定ストローク中の1つ又は複数の範囲で測定する。
図6の如く段差ゲージ34は、互いに平行で段差寸法が既知の2面34A、34BをX方向に平行に置き、触針14で2面34A、34Bをトレースして段差測定データを求める。面34Aに対する面34Bの高さはHである。
図7の如く、ボールゲージ32を触針14でトレースし、Z方向測定ストロークの中央で1つの測定データ6を測定する。
(b)測定データ1、2、3の真円度の2乗(最小二乗円からの偏差のP−P)
(c)測定データ1、2、3の対称性
極座標データ(最小二乗円の中心を原点として、各点の(A、R)データ)において、A=90°±αの左右のB値の差の2乗の総和
(d)測定データ1と2及び、2と3及び、3と1の形状誤差
極座標データにおいて、あるA値に対応する測定データ1と2のR値の差の2乗の総和(測定データ2と3及び、3と1についても同様)
このような評価関数の値を最小とするLH1、LV1、LH2、LV2を最適化計算により求める。
Step1において、LH1、LV1、LH2、LV2、及び触針14の先端半径値の校正を行うため、それぞれの設計値をキーボード36からデータ処理装置17に入力する。なお、LH1及びLV2は必要に応じて入力する。
Step2からStep4において、ボールゲージ32に対し、測定範囲を高さ方向に複数段階(例えば上側、中央、下側)に分割して、ボールゲージ32を触針14でトレースし、高さ方向に測定範囲の異なるボールゲージ32の3つの測定データ1、2、3を求める。
ボールゲージ30の測定データを測定データ2に限定する。つまり、Step2、4の操作は行わない。また、このとき、評価関数の項(d)の計算は行わない。
ボールゲージ30の測定Z方向の測定範囲を2つ以上の任意の数の範囲に増減する。
段差ゲージの段差測定データ4、5の測定を行わない。つまり、Step5の操作は行わない。また、このとき、評価関数の項(a)の計算は行わない。
ボールゲージ30の測定データ6の測定を行わない。つまり、Step2、6の操作は行わない。
最適化の対象をLH1、LV1に限定し、LH2、LV2は既知の値で固定する。例えば、構造上、LV2の考慮が不要な場合には、LV2=0と固定できる。ただし、LH2、LV2の値を知ることが困難である場合、又はLH2、LV2の値がシステムの状態(構造的な要因や温度などの外的な要因)によって1つの値に固定することが困難な場合は、最適化の対象にLH2、LV2を追加すればよい。
Claims (4)
- X方向移動自在に設けられた検出器と、前記検出器に設けられた支点にXZ面内に揺動自在に支持された触針とが備えられ、前記触針でワークの表面をトレースしたときの前記検出器のX方向移動量及び前記触針のZ方向変化量に基づき、ワークの表面粗さ及び輪郭形状を求める測定機において、
前記支点からの前記触針の先端のZ方向距離である触針高さの設計値、前記支点からの前記触針の先端のX方向距離であるアーム長さの設計値及び前記触針の先端半径の設計値を入力し、
半径寸法が既知の第1のボールゲージに対し、測定範囲を高さ方向に複数段階に分割して、前記第1のボールゲージを触針でトレースし、高さ方向に測定範囲の異なる前記第1のボールゲージの複数の測定データを求め、
互いに平行で段差寸法が既知の2面を有する段差ゲージの、前記2面をX方向に平行に置き、前記触針で前記2面をトレースして段差測定データを求め、
前記第1のボールゲージと比較して小径で、かつ半径寸法が既知の第2のボールゲージを触針でトレースし、前記第2のボールゲージの測定データを求めるとともに、前記第2のボールゲージの測定データに基づき触針の先端半径値を仮校正し、
前記第1のボールゲージの複数の測定データ、前記段差ゲージの測定データ、及び前記仮校正された触針の先端半径値に基づき、予め定義した評価関数を計算し、算出された値が収束するまで最適化計算を行うことにより、前記触針高さ、及び前記アーム長さを同時に校正することを特徴とする測定機の校正方法。 - 前記第2のボールゲージの測定データと前記第2のボールゲージの既知半径値との差から前記触針の先端半径値の校正を行う請求項1に記載の測定機の校正方法。
- X方向移動自在に設けられた検出器と、その検出器に設けられた支点にXZ面内に揺動自在に支持された触針とが備えられ、前記触針でワークの輪郭をトレースしたときの前記検出器のX方向移動量及び前記触針のZ方向変化量に基づき、ワークの表面粗さ及び輪郭形状を求める測定機において、
半径寸法が既知の第1のボールゲージ、及び前記第1のボールゲージと比較して小径で、かつ半径寸法が既知の第2のボールゲージと、
互いに平行で段差寸法が既知の2面を有する段差ゲージと、
前記支点からの前記触針の先端のZ方向距離である触針高さの設計値、前記支点からの前記触針の先端のX方向距離であるアーム長さの設計値及び前記触針の先端半径の設計値を入力する設計値入力部と、
前記第1のボールゲージに対し、測定範囲を高さ方向に複数段階に分割して、前記第1のボールゲージを触針でトレースしたときの、高さ方向に測定範囲の異なる前記第1のボールゲージの複数の測定データを記憶する第1のデータ記憶部と、
前記段差ゲージの前記2面を前記触針でトレースしたときの段差測定データを記憶する第2の記憶部と、
前記第2のボールゲージを触針でトレースしたときの、前記第2のボールゲージの測定データを記憶する第3の記憶部と、
前記第2のボールゲージの測定データに基づき触針の先端半径値を仮校正する仮校正部と、
前記第1のボールゲージの複数の測定データ、前記段差ゲージの段差測定データ、及び前記仮校正された触針の先端半径値に基づき、予め定義した評価関数を計算し、算出された値が収束するまで最適化計算を行うことにより、前記触針高さ、及び前記アーム長さを同時に校正する校正部と、
を備えることを特徴とする測定機の校正装置。 - 前記第2のボールゲージの測定データと前記第2のボールゲージの既知半径値との差から前記触針の先端の半径値を校正する触針先端半径校正部が備えられたことを特徴とする請求項3に記載の測定機の校正装置。
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JP2014051832A JP6197261B2 (ja) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 測定機の校正方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014051832A JP6197261B2 (ja) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 測定機の校正方法及びその装置 |
Publications (3)
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JP2015175704A JP2015175704A (ja) | 2015-10-05 |
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2014
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