JP6279360B2

JP6279360B2 - 形状測定機

Info

Publication number: JP6279360B2
Application number: JP2014048485A
Authority: JP
Inventors: 博幸時任; 博臣本田
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: JP2015172526A

Description

本発明は形状測定機に関する。

形状測定機は、測定アームの先端に設けられたスタイラスを被測定物の表面に接触させながら移動させ、そのときの測定アームの搖動量から被測定物の輪郭形状、表面粗さ、真円度などの表面形状を測定する。例えば、特許文献１は、測定アームの傾き角度を変更した場合でも正確な測定ができる表面性状測定機を開示している。このような表面性状測定機には、測定アームの位置を報知するために、レベルメータを用いているものもある。

レベルメータは、従来より様々な装置に適用されており、例えば、特許文献２は、複数の単位表示手段からなり、ＭＩＤＩ（ＭｕｓｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＤｉｇｉｔａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）データのボリューム値をバーグラフ状のレベルメータ表示で表示するレベルメータ表示手段と、レベルメータ表示手段における表示制御を行う表示制御手段とを備える表示装置を開示している。特許文献２に開示されている表示装置では、表示制御手段は、エラー状態が検出された際に、レベルメータ表示手段における特定の単位表示手段を点滅させる表示制御を行い、レベルメータをエラー報知手段としても利用している。

特開２０１３−１１３７１５号公報特許第３６８５０１０号公報

特許文献１に開示されている表面性状測定機の他にも、様々な形状測定機が知られている。しかしながら、従来の形状測定機は、形状測定機に不具合があるかどうかを調べるためには、診断機能を有するコンピュータに形状測定機を接続するか、形状測定機の筐体に収容されたボードを確認するために筐体を取り外す必要があった。また、レベルメータを用いた形状測定機であれば、特許文献２のように、レベルメータをエラー報知手段としても利用することも考えられる。しかしながら、特許文献２に開示された表示装置は、エラー状態が検出されたことを表示することができるが、どのようなエラー状態が検出されたのかを表示することができない。

本発明は、どのような不具合があるかを迅速に確認することができる形状測定機を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点による形状測定機は、被測定物に接触する検出器と、前記形状測定機におけるエラーを検出するエラー検出手段と、前記エラーのエラーコードを表示する表示部とを備える。

上記形状測定機は、前記検出器の位置を表示する機能と前記表示部が前記エラーコードを表示する機能とを切り替える表示制御手段を更に備えることが好ましい。

前記表示部は、一列に配置された複数の発光器を備えてもよい。この場合、前記表示部が前記検出器の位置を表示するとき、前記複数の発光器のうち前記検出器の位置に対応する位置の発光器が発光する。前記複数の発光器は、前記表示部が前記エラーコードを表示するときに前記エラーコードに対応する発光パターンで発光する複数の第１発光器を含む。前記発光パターンは、前記複数の第１発光器の各々について発光又は不発光を指定する。

前記複数の発光器は、二つの第２発光器をさらに含んでもよい。前記複数の第１発光器は、前記二つの第２発光器の間に配置される。前記表示部が前記エラーコードを表示するとき、前記複数の第１発光器は第１の色で発光し、前記二つの第２発光器は前記第１の色と異なる第２の色で発光することが好ましい。

前記エラー検出手段は、電源起動時に自己診断を行って前記エラーを検出することが好ましい。

上記形状測定機は、複数の操作ボタンを更に備えてもよい。前記表示部は、前記複数の操作ボタンのうち所定の二つが同時に押下された場合に前記エラーコードを表示することが好ましい。

本発明の第２の観点による形状測定機は、エラーコードを表示する表示部を備える。

本発明によれば、どのような不具合があるかを迅速に確認することができる形状測定機が提供される。

実施の形態１にかかる形状測定機の測定動作状態を示す正面図である。実施の形態１にかかる形状測定機の内部機構を示す図である。実施の形態１にかかる形状測定機の自己診断システムのブロック図である。実施の形態１にかかる形状測定機の自己診断結果表示状態を示す正面図である。変形例にかかる形状測定機の正面図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態１にかかる形状測定機１００の測定動作状態を示す。互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向が形状測定機１００に対して定義されている。以下、Ｚ方向が鉛直方向に平行である場合を説明するが、Ｚ方向は鉛直方向に限定されない。形状測定機１００は、筐体２０と、検出器３０と、電源ボタン４０と、複数の操作ボタン５０と、表示部１１０と、表示部１１１とを備える。

検出器３０は、筐体２０から部分的に突き出した測定アーム３１と、測定アーム３１の先端に設けられたスタイラス３２とを備える。電源ボタン４０、複数の操作ボタン５０、表示部１１０、及び表示部１１１は、筐体２０の前面に設けられている。表示部１１０は、一列に配置された発光器１〜１１を備える。発光器１〜１１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光器１〜１１は、Ｚ方向に平行に配置され、符号の数値が大きいほど上に位置している。例えば、発光器２の符号の数値「２」は発光器１の符号の数値「１」より大きいため、発光器２は発光器１より上に位置している。表示部１１１は、一列に配置された複数の発光器を備える。表示部１１１の複数の発光器は、Ｘ方向に平行に配置される。

形状測定機１００は、測定アーム３１の先端に設けられたスタイラス３２を被測定物（不図示）の表面に接触させながら移動させ、そのときの測定アーム３１の搖動量から被測定物の輪郭形状などを測定する。測定動作状態において、表示部１１０は、スタイラス３２の搖動方向位置を表示するレベルメータとして機能する。発光器１〜１１のうち、スタイラス３２の搖動方向位置に対応する位置の発光器が一つだけ発光する。例えば、発光器６が発光するときの位置からスタイラス３２が上に移動すると、発光器６が消灯し、発光器６より上側の発光器７〜１１のいずれか一つが発光する。ここで、発光器１〜１１の発光は、連続点灯でも点滅でもよい。表示部１１１は、スタイラス３２のＸ方向位置を表示するレベルメータとして機能する。

図２を参照して、筐体２０に収容された内部機構を説明する。形状測定機１００は、Ｘ方向駆動機構６０と、Ｘスライダ７０と、Ｘ方向位置検出器８０と、リミットセンサ８１〜８４と、搖動方向位置検出器８５と、測定姿勢・測定力制御機構９５とを備える。Ｘスライダ７０は、検出器３０がＹ方向に平行な搖動軸７１を中心として搖動可能なように測定アーム３１を支持する検出器支持部である。Ｘ方向駆動機構６０は、Ｘスライダ７０をＸ方向に平行な直線に沿って駆動する。詳細には、Ｘ方向駆動機構６０は、モータ６１と、送りネジ６２と、ガイドレール６３とを備える。送りネジ６２及びガイドレール６３は、Ｘ方向に平行に設けられている。Ｘスライダ７０は、送りネジ６２と螺合している。モータ６１が送りネジ６２を駆動すると、Ｘスライダ７０は、ガイドレール６３に案内されてＸ方向に平行に移動する。測定姿勢・測定力制御機構９５は、測定時の測定アーム３１の搖動姿勢（測定姿勢）及び測定時にスタイラス３２が被測定物に押し付けられる力（測定力）を制御する。測定姿勢・測定力制御機構９５は、測定アーム３１に設けられた円筒状の磁石９６と、磁石９６内に配置されたボイスコイル９７とを備える。

Ｘ方向位置検出器８０は、Ｘスライダ７０のＸ方向位置を検出する。搖動方向位置検出器８５は、測定アーム３１の搖動方向位置を検出する。搖動方向位置検出器８５は、検出器スケールと称される場合がある。測定動作状態において、表示部１１０は搖動方向位置検出器８５の出力に基づいてスタイラス３２の搖動方向位置を表示し、表示部１１１はＸ方向位置検出器８０の出力に基づいてスタイラス３２のＸ方向位置を表示する。リミットセンサ８１及び８２は、Ｘスライダ７０の移動可能範囲の両端にそれぞれ設けられる。リミットセンサ８３及び８４は、Ｘスライダ７０に支持され、測定アーム３１の搖動可能範囲の両端にそれぞれ設けられる。

図３は、形状測定機１００の自己診断を行い、自己診断の結果を表示する自己診断システムを示す。自己診断システムは、電源ボタン４０と、複数の操作ボタン５０と、自己診断部９０Ａと、表示制御部９０Ｂと、Ｘ方向位置検出器８０と、搖動方向位置検出器８５と、Ｘ方向駆動機構６０と、測定姿勢・測定力制御機構９５と、リミットスイッチ８１〜８４と、形状測定機１００の電源９９と、表示部１１０とを備える。複数の操作ボタン５０は、測定開始ボタン、停止ボタン５１、リターンボタン５２などを含む。自己診断部９０Ａ及び表示制御部９０Ｂは、形状測定機１００の処理装置である制御部９０がファームウエアプログラムを実行することにより実現されてもよく、専用回路として実現されてもよい。

自己診断部９０Ａは、電源起動時に形状測定機１００の自己診断を行い、自己診断の結果を表示部１１０に表示させる。具体的には、電源ボタン４０が押下されると、自己診断部９０Ａは、Ｘ方向位置検出器８０、搖動方向位置検出器８５、Ｘ方向駆動機構６０、測定姿勢・測定力制御機構９５、リミットスイッチ８１〜８４、電源９９などの形状測定機１００の構成要素を診断する。自己診断部９０Ａは、診断の結果エラーを検出すると、そのエラーのエラーコードを表示部１１０に表示させる。表示制御部９０Ｂは、表示部１１０がスタイラス３２の搖動方向位置を表示する機能とエラーコードを表示する機能とを切り替える。

尚、自己診断部９０Ａは、電源起動時に行った診断で検出されたエラーを記憶しておいて、複数の操作ボタン５０のうち所定の二つ以上のボタン（例えば、停止ボタン５１及びリターンボタン５２）が同時に押下された場合に表示部１１０にそのエラーのエラーコードを表示させてもよい。自己診断部９０Ａは、複数の操作ボタン５０のうち所定の二つ以上が同時に押下された場合に再度診断を行い、その診断の結果検出されたエラーのエラーコードを表示部１１０に表示させてもよい。或いは、表示部１１０は、複数の操作ボタン５０のうち所定の二つ以上が同時に押下されると、電源起動時の診断後に発生したエラー（例えば、偶発的なエラーや装置不具合により発生したエラー）のエラーコードを表示してもよい。

エラーは、例えば、Ｘ方向位置検出器８０のオーバースピードエラー、搖動方向位置検出器８５のオーバースピードエラー等である。オーバースピードエラーは、Ｘ方向位置検出器８０及び搖動方向位置検出器８５のスケールに汚れが付着すると発生する。また、リミットセンサ８１及び８２の両方がＸスライダ７０を検出した場合、リミットセンサ８３及び８４の両方が測定アーム３１を検出した場合、Ｘ方向駆動機構６０に移動命令を送ったがＸ方向位置検出器８０がＸスライダ７０の移動を検出しない場合、Ｘ方向駆動機構６０に移動命令を送ったがリミットセンサ８１又は８２がＸスライダ７０を検出し続ける場合、測定姿勢・測定力制御機構９５が測定アーム３１を駆動しているのに搖動方向位置検出器８５が測定アーム３１の搖動を検出しない場合も、エラーとして検出される。他にも、電源電圧異常および内部メモリ異常がエラーとして検出される。電源電圧異常は、電源電圧をＡ／Ｄ変換して得られる入力電圧値が規定範囲内に入っていないケースである。内部メモリ異常は、内部メモリ（不図示）のライト／リードのコンペアがＮＧのケースである。エラーの種類に応じて、それぞれ異なるエラーコードが予め割り当てられている。

図４を参照して、表示部１１０による自己診断結果の表示例を説明する。発光器１及び１１は、赤色で同時に発光することで、エラーコードが表示中であることをユーザに知らせる。発光器２〜９は、エラーコードに対応付けられた発光パターンで発光する。発光パターンは、発光器２〜９の各々について発光又は不発光を指定する。例えば、自己診断部９０Ａが搖動方向位置検出器８５でオーバースピードエラーが発生していると検出した場合、発光器２〜９は、そのエラーのエラーコード「１２（ＨＥＸ）」を発光パターンにより表示する。具体的には、発光器２、４、５、７〜９が発光せず、発光器３、６が緑色で発光する。発光器２〜９の８つの発光器を用いてエラーコードをＨＥＸ（１６進数）で表すので、２５６パターンのエラーを表示することができる。尚、発光器１及び１１の色と発光器２〜９の色は互いに異なっていればよく、上述した色に限定されない。

本実施の形態によれば、エラーコードを表示する表示部１１０を備えた形状測定機１００が提供される。したがって、形状測定機１００をコンピュータに接続したり筐体２０を取り外したりしなくても、形状測定機１００にどのような不具合があるかを迅速に確認することができる。エラーコードによりエラーの発生個所を迅速に特定でき、効率的に修理を行うことができる。

更に、スタイラス３２の搖動方向位置を表示するための表示部１１０にエラーコードを表示させるため、エラーコードを表示するための表示部を別途設ける必要がない。

更に、発光器１及び１１を発光させることで、エラーコードが表示中であることをユーザに知らせることができる。

尚、スタイラス３２のＸ方向位置を表示するための表示部１１１にエラーコードを表示させてもよい。表示部１１１の両端の発光器を発光させることで、エラーコードが表示中であることをユーザに知らせてもよい。

形状測定機１００の電源起動時に自己診断を行うことで、形状測定機１００に不具合があるのに測定を開始してしまうことが防止される。自己診断を製品出荷前に行えば、不具合のある製品が出荷されることを防ぐことができる。

複数の操作ボタン５０のうち所定の二つ以上（例えば、停止ボタン５１及びリターンボタン５２）が同時に押下された場合にエラーコードを表示させることで、電源起動時だけでなく、随時エラーの確認ができる。また、エラーコード表示を指示する専用の操作ボタンを別途設ける必要がないので、従来の一般的な形状測定機にも容易に本発明を適用可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。表示部１１０又は１１１は、測定中に検出されたエラーのエラーコードを表示してもよい。エラーコードを表示する発光器の数は、８個に限定されない。

また、図５は、エラーコードを表示するための専用の表示部１１２を備えた形状測定機２００を示している。形状測定機２００は、エラーコードを表示部１１２で表示する点を除いて、実施の形態１にかかる形状測定機１００と同様に構成される。表示部１１２は、０〜９９までの任意の数値を表示することができ、二桁のエラーコードを表示することができる。上記では輪郭形状を測定する形状測定機を例に説明したが、表面粗さや真円度を測定するタイプの形状測定機にも本発明は適用可能である。

１〜１１…発光器、２０…筐体、３０…検出器、３１…測定アーム、３２…スタイラス、４０…電源ボタン、５０…操作ボタン、５１…ストップボタン、５２…リターンボタン、６０…Ｘ方向駆動機構、６１…モータ、６２…送りネジ、６３…ガイドレール、７０…Ｘスライダ、７１…搖動軸、８０…Ｘ方向位置検出器、８１〜８４…リミットセンサ、８５…搖動方向位置検出器、９０…制御部、９０Ａ…自己診断部、９０Ｂ…表示制御部、９５…測定姿勢・測定力制御機構、９６…磁石、９７…ボイスコイル、９９…電源、１１０〜１１２…表示部、１００、２００…形状測定機

Claims

被測定物に接触する検出器を備える形状測定機であって、
前記形状測定機におけるエラーを検出するエラー検出手段と、
前記エラーのエラーコードを表示する表示部と、
前記表示部が前記検出器の位置を表示する機能と前記エラーコードを表示する機能とを切り替える表示制御手段と
を備え、
前記表示部は、一列に配置された複数の発光器を備え、
前記表示部が前記検出器の位置を表示するとき、前記複数の発光器のうち前記検出器の位置に対応する位置の発光器が発光し、
前記複数の発光器は、前記表示部が前記エラーコードを表示するときに前記エラーコードに対応する発光パターンで発光する複数の第１発光器を含み、
前記発光パターンは、前記複数の第１発光器の各々について発光又は不発光を指定する
形状測定機。
前記複数の発光器は、二つの第２発光器をさらに含み、
前記複数の第１発光器は、前記二つの第２発光器の間に配置され、
前記表示部が前記エラーコードを表示するとき、前記複数の第１発光器は第１の色で発光し、前記二つの第２発光器は前記第１の色と異なる第２の色で発光する
請求項１に記載の形状測定機。
前記エラー検出手段は、電源起動時に自己診断を行って前記エラーを検出する
請求項１又は２に記載の形状測定機。
複数の操作ボタンを更に備え、
前記表示部は、前記複数の操作ボタンのうち所定の二つが同時に押下された場合に前記エラーコードを表示する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の形状測定機。