JP6810882B1 - 検出器、表面性状測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔検出器の全体構成〕
図1は第一実施形態に係る検出器の全体構成図である。同図に示す検出器100はテコ式検出器が適用される。検出器100は、接触子102、アーム104、測定力付与機構106及び変位センサ108を備える。
上記の如く構成された検出器100によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
アーム104の先端部104Bに取り付けられた接触子102に対して、アーム104の中心軸104Dを挟んで反対側の位置に吸着材114を取り付ける。接触切替部を用いて、測定対象物110に対して吸着材114を接触させるか又は接触子102を接触させるかを切替可能に構成する。これにより、検出器100を用いて測定対象物110に付着した異物を除去し得る。また、検出器100を用いた測定のアルゴリズムを利用した異物の除去の自動化が可能である。
アーム104の先端部104Bに取り付けられた接触子102に対して、アーム104の中心軸104Dを挟んで対称となる、反対側の位置に吸着材114を取り付ける。これにより、測定対象物110における接触子102を接触させる測定位置に対して吸着材114を接触させることができ、測定位置に存在する異物を除去し得る。また、測定位置以外を清掃しないので、吸着材114の消耗を抑制でき、吸着材114が長持ちする。
測定力付与機構106は、測定対象物110に対して吸着材114を接触させる際に、測定対象物110へ向かう方向の付勢力FCを吸着材114に対して付与する。これにより、規定の付勢力FCを付与した吸着材114を用いた測定対象物110に付着した異物の除去が可能となる。
測定力付与機構106は、測定対象物110の清掃の際に測定対象物110へ付与する付勢力FCを、測定対象物110を測定する際に付与される測定力FMと同一の値とする。これにより、吸着材114を用いた測定対象物110の清掃の際に、測定力FMを超える過剰な付勢力FCを測定対象物110へ付加することがなく、測定対象物110の変形等を抑制し得る。
図3は第一変形例に係る吸着材の模式図である。図3に示す検出器100Bは、鉛直方向の上側から下側へ見た際の吸着材114Bの形状が円形状となっている。換言すると、吸着材114Bは、測定対象物110へ接触させる接触面114Cに曲面が含まれる。図3に示す吸着材114Bの接触面114Cを構成する曲面の例として、球面一部が挙げられる。吸着材114Bの全体形状を球形状としてもよい。
図4は第二変形例に係る検出器の全体構成図である。図4に示す検出器100Cは、スタイラス130が、検出器本体101の全幅を超える全長を有している。スタイラス130は、一方の端に接触子102が取り付けられ、他方の端に吸着材114が取り付けられる。
図1等には、アーム104の先端部104Bにおいて、アーム104の中心軸104Dを挟んで接触子102の反対側の位置に吸着材114を取り付ける態様を例示したが、アーム104の中心軸104Dについて接触子102と同じ側の位置に吸着材114を取り付けてもよい。
図5は図1に示す検出器が適用される真円度測定装置の全体構成図である。図5に示す真円度測定装置10は、ワーク9の測定対象部分に接触子102を接触させて、ワーク9の測定を実施する。真円度測定装置10は、ワーク9の測定データを解析して、ワーク9の円筒度及び真円度等の幾何公差を導出し得る。なお、ワーク9は、図1等に示す測定対象物110に対応する。
図6は図5に示す真円度測定装置の機能ブロック図である。真円度測定装置10は、制御装置19を備える。制御装置19は、測定データ取得部40、測定データ処理部42、測定データ記憶部44、処理結果記憶部46を備える。
制御装置19は、コンピュータを適用し得る。制御装置19は、以下に説明するハードウェアを用いて、規定のプログラムを実行して真円度測定装置10の機能を実現する。各制御部のハードウェアは、各種のプロセッサ及び各種のメモリを適用し得る。プロセッサの例として、CPU(Central Processing Unit)が挙げられる。CPUはプログラムを実行して各種処理部として機能する。メモリの例として、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)が挙げられる。
図7は図5に示す真円度測定装置に適用される測定方法の手順を示すフローチャートである。移動工程S10では、図6に示す駆動制御部60は駆動機構62を動作させて、ワーク9における未測定の測定対象位置へ検出器100を移動させる。移動工程S10の後に清掃工程S12へ進む。
測定工程S14へ進む。
第一実施形態に係る測定方法によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
測定対象位置ごとに、測定前に測定対象位置の清掃が実施される。これにより、異物が除去された直後に、各測定対象位置の測定が可能となる。
測定対象位置ごとに、清掃が実施された直後に測定を実施する。これにより、測定中において、測定対象位置への異物付着の可能性を低減し得る。
図8は第二実施形態に係る測定方法の手順を示すフローチャートである。第二実施形態に係る測定方法は、第一実施形態に係る検出器100が適用される真円度測定装置10を用いて実施し得る。
第二実施形態によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
第一実施形態に係る測定方法と比較して、清掃モードと測定モードとの切替回数が少ないので、測定方法の全体の実施期間を短縮し得る。
清掃工程S104において、測定工程S112と同様のプログラムが適用される。これにより、清掃工程S104に適用される清掃工程用のプログラムの作成を必要とせず、プログラムの作成に必要なコストを低減し得る。
図9は第三実施形態に係る真円度測定装置の機能ブロック図である。第三実施形態に係る真円度測定装置10Aは、図6に示す真円度測定装置10に対して、制御装置19Cに清掃回数判定部80、清掃回数設定部82及び清掃回数記憶部84が追加される。
第三実施形態によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
測定データの解析結果に基づき、必要に応じて測定対象位置ごとに清掃を実施する。これにより、第一実施形態に係る測定方法及び第二実施形態に係る測定方法と比較して、ワーク9の清掃に費やされる期間を低減し得る。
清掃工程S206の最大実施回数を規定する。これにより、ワーク9の測定データの全体の中に、異物の影響を受けた測定データが残る可能性を抑制し得る。また、測定の信頼性向上と測定に費やされる期間の短縮とのバランスを取ることができる。
清掃を実施した測定対象位置と清掃を未実施の測定対象位置との比率を算出する。これにより、ワーク9の表面の清浄度を評価し得る。
図11は第三実施形態の変形例に係る測定データ解析の模式図である。図11には、測定対象位置における回転断面の輪郭における位置を横軸、変位センサ108の測定値を縦軸としたグラフ200を示す。
図12は応用例に係る検出器の全体構成図である。同図に示す検出器300は、アーム104の先端部104Bに吸着材114のみが取り付けられ、図1等に示す接触子102が取り付けられていない。
Claims (15)
- 測定対象物に接触させる接触子と、
前記接触子が先端部に取り付けられるアームと、
前記アームの先端部に取り付けられる清掃部材であり、前記測定対象物に接触させて前記測定対象物に付着した異物を除去する清掃部材と、
前記測定対象物に対して前記接触子を接触させるか又は前記清掃部材を接触させるかを切り替える接触切替部と、
前記アームを介して前記接触子又は前記清掃部材のいずれかに対して付勢力を付与する測定力付与部と、
前記アームを介して前記接触子の変位を検出する変位検出部と、
を備えた検出器。 - 前記清掃部材は、前記アームの先端部において、前記アームを挟んで前記接触子の反対側の位置に取り付けられる請求項1に記載の検出器。
- 前記接触切替部は、前記アームの中心軸について前記アーム又は前記検出器を回転させて、前記測定対象物に対して前記接触子を接触させるか又は前記清掃部材を接触させるかを切り替える請求項1又は2に記載の検出器。
- 前記測定対象物に対して前記清掃部材を接触させる際に、前記測定力付与部を用いて前記清掃部材へ付与する付勢力の方向を切り替える付勢方向切替部を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の検出器。
- 前記清掃部材は、前記測定対象物へ接触させる接触面が曲面を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の検出器。
- 前記清掃部材は、前記アームの中心軸からの距離が、前記アームの中心軸から前記検出器の本体の外周までの距離を超える位置に支持される請求項1から5のいずれか一項に記載の検出器。
- 前記清掃部材は、前記アームの中心軸からの距離が、前記アームの中心軸から前記接触子までの距離と同一の位置に支持される請求項1から6のいずれか一項に記載の検出器。
- 前記測定力付与部は、前記測定対象物に対して前記清掃部材を接触させる際に、前記測定対象物に対して前記接触子を接触させる際の測定力と同一の大きさの付勢力を付与する請求項1から7のいずれか一項に記載の検出器。
- 測定対象物の変位を検出する検出器と、
前記測定対象物の測定及び清掃を制御する制御装置と、
を備え、
前記検出器は、
測定対象物に接触させる接触子と、
前記接触子が先端部に取り付けられるアームと、
前記アームの先端部に取り付けられる清掃部材であり、前記測定対象物に接触させて前記測定対象物に付着した異物を除去する清掃部材と、
前記測定対象物に対して前記接触子を接触させるか又は前記清掃部材を接触させるかを切り替える接触切替部と、
前記アームを介して前記接触子又は前記清掃部材のいずれかに対して付勢力を付与する測定力付与部と、
前記アームを介して前記接触子の変位を検出する変位検出部と、
を備えた表面性状測定装置。 - 前記制御装置は、前記測定対象物に対して前記清掃部材を接触させて前記測定対象物の異物の除去を実施する際に、前記測定対象物に対して前記接触子を接触させて前記測定対象物を測定する際の手順を適用する請求項9に記載の表面性状測定装置。
- 前記制御装置は、前記測定対象物の異物の除去を実施した後に、前記測定対象物の測定を実施する請求項9又は10に記載の表面性状測定装置。
- 前記制御装置は、前記変位検出部から出力される前記測定対象物の測定データを解析し、異物の影響を受けた測定データの有無を判定する測定データ処理部を備え、
前記制御装置は、異物の影響を受けた測定データが有る場合に、前記清掃部材を前記測定対象物に接触させて、前記測定対象物に付着した異物を除去する請求項9から11のいずれか一項に記載の表面性状測定装置。 - 前記制御装置は、前記測定対象物の清掃回数が規定回数を超えるか否かを判定する清掃回数判定部を備え、
前記制御装置は、前記測定対象物の清掃回数が規定回数以下の場合、以降の前記測定対象物の清掃を実施し、前記測定対象物の清掃回数が規定回数を超える場合は、以降の前記測定対象物の清掃を非実施とする請求項9から12のいずれか一項に記載の表面性状測定装置。 - 前記制御装置は、異物の除去が実施された測定対象位置と異物の除去が未実施の測定対象位置との比率を用いて表される前記測定対象物の清浄度を算出する清浄度算出部を備える請求項9から13のいずれか一項に記載の表面性状測定装置。
- 測定対象物に対して、アームの先端部に取り付けられた接触子を接触させて、前記測定対象物の表面性状を測定する測定方法であって、
前記測定対象物に対して、前記アームの先端部に取り付けられる清掃部材を接触させる接触切替工程と、
前記アームを介して前記清掃部材に対して付勢力を付与する付勢力付与工程と、
前記測定対象物に対して接触させた前記清掃部材を用いて、前記測定対象物に付着する異物を除去する除去工程と、
を含む測定方法。
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