JPH02124414A - 形状測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く本発明の産業上の利用分野〉 本発明は、被測定物表面の形状を測定するための形状測
定方法に関する。

く従来技術〉 物体表面のソリや平行度等を測定するために、物体表面
の高さを所定の測定ルートに従って測定し、この高さデ
ータに基づいてソリや平行度等を測定づる形状測定方法
が従来よりあった。

このような従来の形状測定方法では、測定点の移動制御
や、高さデータに基づく形状測定演算を、コンピュータ
制御によって実行させている。

この制御は、測定の種類（例えば２辺による平行度測定
等）に応じて、測定点の座標位置や測定ピッチの値ある
いは形状測定演算の手順等を測定項目毎に１ステツプず
つ細かく手動入力することによって編集された測定プロ
グラムによりなされている。

く本発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、前記のように測定プログラムを手動によ
って編集する方法では、プログラムの作成にかなりの手
間がかかり、熟練を要するという問題があった。

特に、１つの被測定物表面に対する形状測定の項目が多
数あり、多数の被測定物に対してこの測定を行なうよう
な場合は、熟練者であっても非常に長い時間を必要とす
る。

また、同一の測定ルートであっても被測定物の位置が異
なる場合には、測定ブＯグラム全体を書き変える必要が
あり、融通性に欠けているという問題があった。

本発明はこの問題を解決した形状測定方法を提供するこ
とを目的としている。

く前記問題点を解決するための手段〉 前記問題を解決するために本発明の形状測定方法は、 形状測定の種類、測定に必要な測定パラメータおよび被
測定物表面上で定義される測定点の位置データを測定項
目毎に予め設定記憶する段階と、設定された測定項目の
なかから、１つの被測定物表面に対して行なう測定項目
を任意に選択する段階と、 選択された測定項目に基づいて１つの被測定物表面上で
定義される測定手順を自動１する段階と、 自１ｊＪ編果された測定手順に対して被測定物毎の位置
情報を与え、複数の被測定物に対する形状測定を実行さ
せる段階とを儀えている。

く作用〉 したがって、１つの被測定物表面に対して行なりたい測
定項目を任意に選択することにより、１つの被測定表面
上で定義された測定プログラムが自ｖＪ編栗され、この
測定プログラムに複数の被測定物の位置情報を与えるこ
とにより複数の被測定物に対して選択された測定項目の
測定が実行される。

く本発明の実施例〉（第１〜１５図） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明を適用した形状測定装置の全体構成を
示す図である。

図において、１０は測定機構部であり、基台１１上には
Ｘ−Ｙステージ１２が設けられており、Ｘ−Ｙステージ
１２の上には被測定物を載置するためのの載置台１が固
定されている。

Ｘステージ１２ａは載置台１を左右方向（第１図におい
て）に移動させ、Ｙステージ１２ｂは、Ｘステージ１２
ａと直交する方向に載置台１を移動させるように構成さ
れている。

また、Ｙステージ１２ｂ、、ｌ：、には、Ｘステージ１
２ａの基準位＠（載置台の基準原点）からの移動量を検
出するＸ位置検出器１２ｃが設けられ、Ｙステージの側
方には同様にＹステージ１２ｂの移動量を検出するＹ位
置検出器１２ｄが設けられている。

１３は、載置台１の吸着穴３（第２図）から空気を吸い
込むバキューム装置である。

１４は、Ｘ−Ｙステージ１２上方に配置された光センサ
部であり、載置台１に光ビームを照射する投光部１４ａ
とその反射光を受けて、照射点の高さ変化に対応する変
位信号を出力する受光検出部１４ｂとから構成されてい
る。

この変位信号は光センサ部１４から照射点までの距離に
応じて変化するもので、この信号に基づいて非出される
距離を、光センサＦＳ１４から載置台１のＸＹ平面の原
点までの高さから減算することによって、照射点の原点
からの高さが得られる。

この光センサ部１４には、照射点近傍を拡大して映像を
出力するモニタカメラ１５が一体化されている。

１６は、この光センサ部１４をＸ−Ｙステージ１２に直
交するＺ方向に移動させるＺステージであり、Ｘ−Ｙス
テージ１２および２ステージ１６（よともにＸＹＺ駆妨
部１７によって移動制御される。

１８は、モニタカメラからの映像信号を画面に表示する
モニタテレビである。

１９は、移動信号を直接ＸＹＺ駆初部１７に入力するこ
とにより、Ｘ−Ｙステージ１２を単独に移動させる手動
操作部である。

２０は、コンピュータによって構成された測定１ｂｌＪ
御部であり、設定された測定プログラムに従ってＸＹＺ
＃ＡＤ部１７から各ステージに移動信号を与えて、光セ
ンサ部１４の受光検出部１４ｂからの変位信号に基づい
て、被測定物の測定点の７方向の高さを算出して、形状
判定を行なう。

この測定制御部２０は、第２図に示すように載置台１の
左下の所定位置を絶対座標の基準原点（Ｏｌｏ、０）と
してＸ−Ｙステージ１２、Ｚステージ１６等の制御を行
なっている。

この載置台１には、９ｇの被測定物を３Ｘ３の配列で所
定のａ置場所Ｅ１〜Ｅ９に載置するように、３つのガイ
ド部材２が取付けられており、各載置場所Ｅ１〜Ｅ９の
左下（第２図において）の角部は被測定物のパリ等を避
けるために円形に切欠かれている。

各載＠場所Ｅ１〜Ｅ９に載置される被測定物の基準位置
はこの角部の中央にあたる位置Ｒ１〜Ｒ９に設定されて
おり、位置Ｒ１〜Ｒ９のＸ方向の間隔はＸｐ　１Ｙ方向
の間隔はＹｐに設定され、位ｌｆｆＲ７のＭ準原点から
の座標位置は（Ｘｌ、Ｙｌ）に設定されているものとす
る。

第３図は測定制御部２０の機能ブロックを示す図である
。

第３図において、２１は、形状測定の種類およびその測
定に必要な測定パラメータをその項目毎に入力設定する
ための第１の入力手段であり、２２は、入力された測定
種類および測定パラメータを測定項目毎に記憶する第１
の記憶手段である。

この入力手段２１は、被測定物に対して想定される測定
項目を予め設定するものであり、例えば第４図に示す項
目１のように、２辺による平行度測定、項目２のように
２辺によるソリ測定、・・・・・・項目Ｎのように５点
によるソリ測定等の測定種類（ソリ、平行度等）および
ルート種別（２辺、５点等）を項目毎に記号化して入力
するとともにこの測定に必要な測定パラメータ（測定ピ
ッチ、測定速度、規格）の値を入力し、第５図に示すよ
うに、測定項目毎に第１の記憶手段２２に記憶させる。

なお、この表でに１は平行度測定を示す記号、Ｋ２はソ
リ測定を示す記号であり、Ｒ１は２３２２の測定ルート
数を示す記号、Ｒ５は５つの測定点数を示す記号である
。

したがッテ、（Ｋｌ、Ｒ１）は２辺で平行［９１定を行
なうことを示すことになる。

２３は、第５図に示すような測定項目の一覧表を表示す
る測定項目表示手段である。

２４は、表示された測定項目の中から被測定物に対して
行ないたい測定項目の番号を選択する測定項目選択手段
である。

２５は、１つの被測定物に対して設定された測定項目毎
にその測定ルートの始点、終点および多点バタンの位置
、被測定物の規格上の高さ値を被測定物の所定の基準位
置からの座標データとして入力する第２の入力手段であ
る。

２６は、代表的な１つの被測定物に対する測定項目毎に
入力された座標データを第６図のように測定項目毎に記
憶する第２の記憶手段である。

２７は、載置台１上に載置される複数の被測定物の位置
情報を入力するための第３の入力手段であり、４ｉ！置
台の基準位置、被測定物の配列ピッチ、配列個数等を入
力設定する。

２８は、第３の入力手段２７から入力された位置情報を
記憶するための第３の記憶手段である。

２９は、第３の記憶手段２８に記憶された位置情報に従
って、載置台１上の被測定物の位置を表示する被測定物
位置表示手段である。

３０は、被測定物位置表示手段２９によって表示された
被測定物のなかから、測定したい被測定物を選択するた
めの被測定物選択手段である。

３１は、被測定物についての測定を連続的に行なうか、
被測定物毎に測定動作を中断（間欠動作）させるかを選
択する測定シーケンス選択手段である。

３２は、測定項目選択手段２４、被測定Ｒ＃Ｊ７１１択
手段３００選択仙作によって選択された測定項目とその
測定項目に対応する位置情報および測定シ−ケンス選択
手段３１からの選択情報とを読み込み、これらの測定情
報に基づいて被測定物の測定表面上で定義される測定プ
ログラムを白！ｌｌＢ集する測定プログラム自動編集手
段である。

この測定プログラム自動編集手段３２は第７図に示すよ
うに、各選択手段による選択動作に従って測定項目リス
トＬ１、被測定物リストＬ２、シーケンスデータＤ１、
および被測定物の高さデータＤ２を作成記憶し、第８図
に示す処理手順によって測定プログラムを自ｓａｗ　し
て測定プログラム記憶手段３３に記憶させる。なお、第
７図は、測定項目として１．２、Ｎ番目の項目が選択さ
れ、載置台１のｌＩ！置位置Ｅ１、Ｅ６、Ｅ７に載置さ
れた被測定物が選択された場合を示している。

第８図において、測定項目リス！−Ｌ１のプログラムポ
インタＰＯＫ、ｉ１ｍ定プログラム記憶手段３３のプロ
グラムポインタＰＰＯおよびプログラムメモリポインタ
ＭＰＯが初期化された後、ＰＯＫが示す項目番号が読み
出されて、変数ＫＯＭに代入される（ステップ１．２）
。

項目番号の読み出しの終了が判定されたのち、ＫＯＭ番
目のパラメータ表（第５図）から測定ピッチＰＩＣ，測
定速度ＳＰＤの測定パラメータが読み出される（ステッ
プ３．４）。

第２の記憶手段からＫＯＭ番目の座標データ（第６図）
が読み出された後、測定装置の文法に合せた測定プログ
ラムが合成される（ステップ５．６）。

合成したプログラムを測定プログラム記憶手段。

のＭＰＯ番地に記憶させた俊、このプログラムの先頭番
地を管理テーブルＰＰＯ番目に記憶させ、ＰＯＫ、ＰＰ
Ｏを１増加させ、ＭＰＯを更新してステップ２に戻る（
ステップ７〜９）。

この処理を選択された測定項目の数だけ行なった後、ス
テップ３で終了が判定されると、ＰＰＯの示すテーブル
に終了マークが占込まれ、項目リストし１が測定項目切
換手段３４に送られ、被測定物リストし２が位置算出手
段３５に送られる（ステップ１０〜１２）。

このようにして自動編集された測定プログラムおよび管
理データが５８９図に示すように測定プログラム記憶手
段３３に記憶され、位置算出手段３５に対する測定スタ
ート信号により測定が開始される。

第１０図（ａ）および（ｂ）は測定の処理手順を示すフ
ローチャートである。

初めにこの位置算出手段３５において、測定プログラム
自ｖＪ編集手段３２からの被測定物リストし２と、第３
の記憶手段からの位置情報によって、リスト中の被測定
物の基準位＠（Ｒ１−Ｒ９のいずれか）のｕ、′ａ台１
上の基準位置に対する座標（Ｘｒ　、Ｙｒ　）が算出さ
れる。ただしｎ、ｍはともに３であり、番地（Ｃｎ　、
　Ｃ１１＞は（１，１）から（３，３）までの値となる
（ステップ１〜５）なお、ステップ５で載置台の寸法精
度に関する位置補正を行なう場合もある。

次に、被測定物位置決め手＃ｌ１３６において、位置算
出手段３５からの座標値Ｘｒ　、Ｙｒ　、Ｚｒが、測定
プログラム記憶手段３３に記１ｉされた被測定物の基準
位ばに対して定義されている座標情報に加輝され、絶対
座標化された測定プログラムが測定制御手段３７に送ら
れ、Ｘ−Ｙステージの移動、光センサからの検出信号に
基づく高さ測定が行なわれる（ステップ６〜８）。

このｆｓ定データは、この測定が失敗したか否かを示す
測定状態テーブルおよび測定データの管理テーブルとと
もに第１１図のように測定データ記憶手段４０に記憶さ
れる（ステップ９〜１６）。

ただし、ステップ６からステップ１５までの処理は被測
定物に対する測定項目の数だけ繰返して行なわれ、全て
の被測定物に対して、同様の処理が行なわれることにな
る。

この測定データに対して、測定種類によって予め定めら
れた形状測定の演輝処理が判定手段４２によってなされ
、判定表示手段４３によってその判定結果が表示される
（ステップ１９．２０）６なお、第３図において、３８
は手動位置決め手段であり、測定シーケンス選択手段３
１で間欠が選択された場合に、被測定物に対する測定の
開始位置で手動により載置台１を移動させることができ
る。

この処理手順は、第１０図のステップ８に代わって第１
２図のフローチャートに示された処理となる。

即ち、測定点の絶対座標データを受けて、被測定物の高
さ分だけ光センサを上袢させ、測定の開始（Ｈ！　（Ｘ
ｎ　、Ｙｌｌ）まテＸ　−Ｙステージ１２を移動信号に
より移動させた後、手動移動許可信号を出力する（ステ
ップ３０〜３３）。

ここで、作業者の手動による位置決め（手動操作部１９
あるいは手動位置決め手段３８で移動してモニタテレビ
１８で確認する）がなされ、位置が決まって確定すると
、その測定点の現在位置（Ｘ’ｎ−、＝、Ｙ、ゆ）が、
読出される（ステップ３４．３５）。

次に、この移動量（ΔＸ、Δｙ）が輝出され、ステップ
３０で受けた測定プログラムの絶対座標データが全てこ
の移１ｊｌｌによって加算補正され、この補正された絶
対座標によってこの被測定物の測定が行なわれる（ステ
ップ３６〜３８）。

この間欠測定モードは、第１３図（ａ）に示すように、
被測定物Ｗの形状的な欠陥により載置台１に正しく載置
できず、連続な測定シーケンスでは測定失敗することが
多い場合に使用する。

このため、被測定物を第１３図（ｂ）のように載置し直
し１手動位置決めにより測定開始点を０点まで移動した
後、確定キー操作（測定スタート手段３９）をすること
により０点を測定原点として補正し、その被測定物の座
標計算を全部やり直してから測定することができる。

したがって、この間欠モードでは、測定点の位置が計算
上の位置で停止しているので、上記のような被測定物の
置き直し、測定開始点の微調整ができ、２１１１定の歩
留まりが非常によくなる。

また、第１４図のように形状や大きさが異なる複数の被
測定物Ｗｌ　、Ｗ２、Ｗ３について同一の測定バタンで
測定することが可能となり、異種品の測定を行なうこと
が可能となる。

また、位ｌｉｔ算出手段３５に対して、再測定信号が入
力された場合は、測定状態の初期化は行なわず、別の被
測定物リストを使うことができる。

即ち、この再測定モードは、第１０図のステップ１のＷ
ＫＣＮＴ＝１の部分から処理をスタートし、被測定物選
択手段３０によって選択された被測定物（例えば−度測
定失敗した被測定物）に対してのみ測定を行なうモード
である。

この再測定モードでは、第１０図のステップ１２に代っ
て第１５図の処理手順（ステップ４０．４１）に示すよ
うに、指定測定された被測定物の測定データだけが更新
され、再測定されなかった被測定物の測定データはその
まま残ることになる。

このモードは測定に失敗した被測定物等に対してだけ再
測定を行なうことができ、従来のように測定プログラム
の組直じや、再度全被測定物に対する測定をやり直すこ
とが不要となり、測定時間を大幅に短縮することができ
る。

く本発明の他の実施例〉 なお、前記実施例は、被測定物を最大９個載置でき、光
センサによって高さデータを検出するようにした形状測
定装置に対して本発明を適用した場合を示したものであ
り、コンピュータ制御による他の形状測定装置について
も本発明は同様に適用することができる。

く本発明の効果〉 本発明の形状測定方法は、前記説明のように予め測定種
類や測定パラメータを測定項目毎に設定しておき、１つ
の被測定物に対する測定項目を選択することにより、簡
単に測定プログラムを作成することができ、測定項目が
多い場合であっても、測定プログラムの作成が極めて短
時間で行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した形状測定装置の全体構成を
示す図、第２図は第１図の要部を示す平面図、第３図は
、第１図の要部の機能ブロック図である。 第４図は、測定項目に対する測定パターンを示す図、第
５図◆よ第３図要部に記憶される測定パラメータを示す
図、第６図は第３図要部に記憶される測定位置情報を示
す図である。 第７図は、第３図の選択動作に対する記憶リストを示す
図、第８図は、第３図要部の処理手順を示すフローチャ
ート、第９図は、第８図の処理結果を示すメモリ図、第
１０図（ａ）および（ｂ）は、第３図要部の処理手順を
示すフローチャート。 第１１図は第１０図の処理結果を示すメモリ図である。 第１２図は、一実施例の他の測定モードの９ａｌ’Ｊ！
手ＴｆＡを示すフローチャート、第１３図（ａ＞および
（ｂ）は、第１２図の処理手順を説明するための図、第
１４図は、第１２図のモードによる測定例を示す図であ
る。 第１５図は、前記実施例の他のモードの処理手順を示す
フローチャートである。 ２０・・・・・・測定制御部、２１・・・・・・第１の
入力手段、２２・・・・・・第１の記憶手段、２４・・
・・・・測定項目選択手段、２５・・・・・・第２の入
力手段、２６・・・・・・第２の記憶手段、２７・・・
・・・第３の入力手段、２８・・・・・・第３の記憶手
段、３０・・・・・・被測定物選択手段、３１・・・・
・・測定シーケンス選択手段、３２・・・・・・測定プ
ログラム自動編集手段、３３・・・・・・測定プログラ
ム記憶手段、３５・・・・・・位置算出手段、３６・・
・・・・被測定物位置決め手段、３７・・・・・・測定
制御手段、４０・・・・・・測定データ記憶手段。 特許出願人　　　　アンリツ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の測定プログラムに従つて被測定物表面上の測定点
   を移動させながら測定点の高さ測定を行ない、得られた
   高さデータに基づいて前記被測定物表面に対する各種の
   形状測定を行なう形状測定方法において、 形状測定の種類、該測定に必要な測定パラメータおよび
   被測定物表面上で定義される測定点の位置データを測定
   項目毎に予め設定記憶する段階と、前記測定項目のなか
   から１つの被測定物表面に対して行なう測定項目を任意
   に選択する段階と、前記選択された測定項目に基づいて
   前記１つの被測定物表面上で定義される測定手順を自動
   編集する段階と、 自助編集された測定手順に対して被測定物毎の位置情報
   を与え、複数の被測定物に対する形状測定を実行させる
   段階とを備えたことを特徴とする形状測定方法。