JPH05231854A - 高さ測定装置 - Google Patents
高さ測定装置Info
- Publication number
- JPH05231854A JPH05231854A JP4035872A JP3587292A JPH05231854A JP H05231854 A JPH05231854 A JP H05231854A JP 4035872 A JP4035872 A JP 4035872A JP 3587292 A JP3587292 A JP 3587292A JP H05231854 A JPH05231854 A JP H05231854A
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- Japan
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- axis direction
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- measuring
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高さ測定装置における被測定物の高さの測定
を高速かつ高精度で行なう。 【構成】 プローブ１を弾性部材７を介して基準部材４
に取り付け、この基準部材４をＺ軸方向に移動させる基
準部材移動手段６を設けた。そして、プローブ１のＺ軸
方向の位置を測定するプローブ位置測定手段２と基準部
材４のＺ軸方向の位置を測定する部材位置測定手段５を
設け、演算手段１５によってプローブ１と基準部材４の
位置からプローブ１と被測定物間の接触圧を算出するよ
うにした。
を高速かつ高精度で行なう。 【構成】 プローブ１を弾性部材７を介して基準部材４
に取り付け、この基準部材４をＺ軸方向に移動させる基
準部材移動手段６を設けた。そして、プローブ１のＺ軸
方向の位置を測定するプローブ位置測定手段２と基準部
材４のＺ軸方向の位置を測定する部材位置測定手段５を
設け、演算手段１５によってプローブ１と基準部材４の
位置からプローブ１と被測定物間の接触圧を算出するよ
うにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の高さを測定
する高さ測定装置に関する。
する高さ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定物（例えばレンズの表面など）の
表面形状を測定する場合、一般には表面形状測定装置が
使用されている。この表面形状測定装置は、基準面に載
置された被測定物に測定端子であるプローブを接触さ
せ、接触点を３次元的に探知することによって被測定物
の形状を立体的に測定するものである。そのため、前記
プローブは被測定物に沿って移動可能に設けられ、測定
物と接した時それを示す信号を出力するようになってい
る。従って、プローブから信号が出力された時のプロー
ブの位置を３次元的に検出することで、プローブが被測
定物と接した点（接触点）の３次元座標が求められる。
そして、この動作を被測定物の表面の複数箇所で行な
い、各々３次元座標を求めていくことで該被測定物表面
の形状が立体的に測定される。
表面形状を測定する場合、一般には表面形状測定装置が
使用されている。この表面形状測定装置は、基準面に載
置された被測定物に測定端子であるプローブを接触さ
せ、接触点を３次元的に探知することによって被測定物
の形状を立体的に測定するものである。そのため、前記
プローブは被測定物に沿って移動可能に設けられ、測定
物と接した時それを示す信号を出力するようになってい
る。従って、プローブから信号が出力された時のプロー
ブの位置を３次元的に検出することで、プローブが被測
定物と接した点（接触点）の３次元座標が求められる。
そして、この動作を被測定物の表面の複数箇所で行な
い、各々３次元座標を求めていくことで該被測定物表面
の形状が立体的に測定される。
【０００３】表面形状測定装置は、前記接触点の３次元
座標を求めるために、高さ測定装置、Ｘ軸方向制御手段
およびＹ軸方向制御手段とを備えている。高さ測定装置
は、プローブを有し、該プローブをＺ軸方向に対して移
動させると共にその位置（基準面からの高さ）を検出す
るものである。Ｘ軸方向制御手段は、前記高さ測定装置
を基準面内においてＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動
手段と該測定装置のＸ軸方向の位置を測定するＸ軸方向
位置測定手段からなり、前記測定装置のＸ軸方向の位置
を制御するものである。Ｙ軸方向制御手段は、前記高さ
測定装置を基準面内においてＹ軸方向に移動させるＹ軸
方向移動手段と該測定装置のＹ軸方向の位置を測定する
Ｙ軸方向位置測定手段からなり、前記測定装置のＹ軸方
向の位置を制御するものである。
座標を求めるために、高さ測定装置、Ｘ軸方向制御手段
およびＹ軸方向制御手段とを備えている。高さ測定装置
は、プローブを有し、該プローブをＺ軸方向に対して移
動させると共にその位置（基準面からの高さ）を検出す
るものである。Ｘ軸方向制御手段は、前記高さ測定装置
を基準面内においてＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動
手段と該測定装置のＸ軸方向の位置を測定するＸ軸方向
位置測定手段からなり、前記測定装置のＸ軸方向の位置
を制御するものである。Ｙ軸方向制御手段は、前記高さ
測定装置を基準面内においてＹ軸方向に移動させるＹ軸
方向移動手段と該測定装置のＹ軸方向の位置を測定する
Ｙ軸方向位置測定手段からなり、前記測定装置のＹ軸方
向の位置を制御するものである。
【０００４】図２は、このような構成の表面形状測定装
置における高さ測定装置の概略を示す図である。この高
さ測定装置は、プローブ１、プローブ１をＺ軸方向に移
動させるプローブ駆動装置３およびプローブ１の位置を
測定するプローブ位置測定手段２とを有している。そし
て、駆動装置３によってプローブ１を被測定物の表面に
その先端が接触するまで移動させ、プローブ１の先端が
被測定物に接触した時のプローブ１の位置（基準面から
の高さ）を位置測定手段２で測定するものである。
置における高さ測定装置の概略を示す図である。この高
さ測定装置は、プローブ１、プローブ１をＺ軸方向に移
動させるプローブ駆動装置３およびプローブ１の位置を
測定するプローブ位置測定手段２とを有している。そし
て、駆動装置３によってプローブ１を被測定物の表面に
その先端が接触するまで移動させ、プローブ１の先端が
被測定物に接触した時のプローブ１の位置（基準面から
の高さ）を位置測定手段２で測定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の装置では、測定を短時間（高速）で行おうとす
ると測定精度が低下するという問題が生じた。また、精
度を高くしようとすると時間がかかる（つまり低速にし
なければならない）という問題が生じた。本発明は、高
速かつ高精度で測定することを目的とする。
な従来の装置では、測定を短時間（高速）で行おうとす
ると測定精度が低下するという問題が生じた。また、精
度を高くしようとすると時間がかかる（つまり低速にし
なければならない）という問題が生じた。本発明は、高
速かつ高精度で測定することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明では、プローブを支持する弾性部材、該弾性部材を支
持する基準部材、該基準部材をＺ軸方向に移動させる基
準部材移動手段、前記プローブのＺ軸方向の位置を測定
するプローブ位置測定手段、前記基準部材のＺ軸方向の
位置を測定する部材位置測定手段および前記プローブと
基準部材の位置から該プローブと被測定物間の接触圧を
算出する演算手段、とで高さ測定装置を構成した。
明では、プローブを支持する弾性部材、該弾性部材を支
持する基準部材、該基準部材をＺ軸方向に移動させる基
準部材移動手段、前記プローブのＺ軸方向の位置を測定
するプローブ位置測定手段、前記基準部材のＺ軸方向の
位置を測定する部材位置測定手段および前記プローブと
基準部材の位置から該プローブと被測定物間の接触圧を
算出する演算手段、とで高さ測定装置を構成した。
【０００７】
【作用】本発明においては、プローブを被測定物の近傍
まで高速で移動させた後、低速で該被測定物に接触させ
て高さの測定を行う。具体的には、プローブを支持して
いる基準部材を基準部材移動手段によって被測定物に向
けて高速で移動させ、該プローブを被測定物に接触させ
る。そして、前記移動手段により基準部材を移動させて
プローブの被測定物への接触圧が０またはほぼ０もしく
は被測定物からプローブが離れるようにする。それか
ら、前記移動手段によって基準部材を低速で移動させる
ことで、プローブを被測定物に低速で接触させ接触点の
認識を行う。
まで高速で移動させた後、低速で該被測定物に接触させ
て高さの測定を行う。具体的には、プローブを支持して
いる基準部材を基準部材移動手段によって被測定物に向
けて高速で移動させ、該プローブを被測定物に接触させ
る。そして、前記移動手段により基準部材を移動させて
プローブの被測定物への接触圧が０またはほぼ０もしく
は被測定物からプローブが離れるようにする。それか
ら、前記移動手段によって基準部材を低速で移動させる
ことで、プローブを被測定物に低速で接触させ接触点の
認識を行う。
【０００８】このようなプローブの移動によれば、該プ
ローブを１回目に被測定物に接触させる際は、その接触
点までプローブを高速で移動させることができる。その
ため、Ｚ軸方向に対するプローブの移動速度を従来より
も速くでき、その分測定時間が短くなる。また、一旦プ
ローブと被測定物との接触圧が０またはほぼ０になる
か、もしくは被測定物から離れるようにした後、再び低
速でプローブを被測定物に接触させるため精度良く測定
できる。
ローブを１回目に被測定物に接触させる際は、その接触
点までプローブを高速で移動させることができる。その
ため、Ｚ軸方向に対するプローブの移動速度を従来より
も速くでき、その分測定時間が短くなる。また、一旦プ
ローブと被測定物との接触圧が０またはほぼ０になる
か、もしくは被測定物から離れるようにした後、再び低
速でプローブを被測定物に接触させるため精度良く測定
できる。
【０００９】さらに、本発明では前記接触圧を弾性部材
の弾性係数および伸縮量から算出するようにしたので、
プローブに別途接触圧を測定するための機構を設ける必
要がない。そのため、測定のプローブ周辺の軽量化が可
能となり測定精度を向上させるのに有効となる。
の弾性係数および伸縮量から算出するようにしたので、
プローブに別途接触圧を測定するための機構を設ける必
要がない。そのため、測定のプローブ周辺の軽量化が可
能となり測定精度を向上させるのに有効となる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明による高さ測定装置の主要部
を示す概略図である。高さ測定装置８は、プローブ１を
支持するバネ７、バネ７を支持する基準部材４、基準部
材４をＺ軸方向に移動させる基準部材移動手段６、プロ
ーブ１のＺ軸方向の位置を測定するプローブ位置測定手
段２、基準部材４のＺ軸方向の位置を測定する部材位置
測定手段５およびプローブ１と基準部材４の位置からプ
ローブ１と被測定物との接触圧の値を算出する演算手段
１５とで構成される。
を示す概略図である。高さ測定装置８は、プローブ１を
支持するバネ７、バネ７を支持する基準部材４、基準部
材４をＺ軸方向に移動させる基準部材移動手段６、プロ
ーブ１のＺ軸方向の位置を測定するプローブ位置測定手
段２、基準部材４のＺ軸方向の位置を測定する部材位置
測定手段５およびプローブ１と基準部材４の位置からプ
ローブ１と被測定物との接触圧の値を算出する演算手段
１５とで構成される。
【００１１】演算手段１５は、測定前（初期状態）にお
ける基準部材４とプローブ１間の距離（あらかじめ設定
しておく）と、測定時の基準部材４とプローブ１間の距
離との差（以下、ｄとする）を求めてこのｄとバネ７の
弾性係数からプローブ１と被測定物との接触圧を算出す
るものである。図３は、図１に示した高さ測定装置を備
えた表面形状測定装置の概略構成図である。
ける基準部材４とプローブ１間の距離（あらかじめ設定
しておく）と、測定時の基準部材４とプローブ１間の距
離との差（以下、ｄとする）を求めてこのｄとバネ７の
弾性係数からプローブ１と被測定物との接触圧を算出す
るものである。図３は、図１に示した高さ測定装置を備
えた表面形状測定装置の概略構成図である。
【００１２】この表面形状測定装置は、高さ測定装置８
を基準面内でＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段９
と、測定装置８のＸ軸方向の位置を測定するＸ軸方向位
置測定手段１１とでプローブ１のＸ軸方向の制御を行
う。同様に、測定装置８をＹ軸方向に移動させるＹ軸方
向移動手段１０と、測定装置８のＹ軸方向の位置を測定
するＹ軸方向位置測定手段１２とでプローブ１のＹ軸方
向の制御を行う。これら各構成部はベース１３上に設け
られている。
を基準面内でＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段９
と、測定装置８のＸ軸方向の位置を測定するＸ軸方向位
置測定手段１１とでプローブ１のＸ軸方向の制御を行
う。同様に、測定装置８をＹ軸方向に移動させるＹ軸方
向移動手段１０と、測定装置８のＹ軸方向の位置を測定
するＹ軸方向位置測定手段１２とでプローブ１のＹ軸方
向の制御を行う。これら各構成部はベース１３上に設け
られている。
【００１３】以上のように構成された表面形状測定装置
の動作を図１、図３を用いて説明する。まず、Ｘ軸方向
移動手段９、Ｙ軸方向移動手段１０、Ｘ軸方向位置測定
手段１１およびＹ軸方向位置測定手段１２によって、高
さ測定装置８を任意の位置に設定する。
の動作を図１、図３を用いて説明する。まず、Ｘ軸方向
移動手段９、Ｙ軸方向移動手段１０、Ｘ軸方向位置測定
手段１１およびＹ軸方向位置測定手段１２によって、高
さ測定装置８を任意の位置に設定する。
【００１４】次に、高さ測定装置８において、基準部材
移動手段６により基準部材４を高速（2 mm/sec）で移動
させプローブ１を被測定物に接触させる。プローブ１は
被測定物と接触すると、それを示す信号を出力する。そ
して、その信号を検出した制御部（図示せず）によって
移動手段６に停止指令が出力される。この時、基準部材
４は高速で移動しているので、これらの信号の応答の間
にも被測定物に向かってある程度移動してから停止す
る。従って、基準部材４が停止した時、プローブ１は被
測定物によって基準部材４の方向に押し付けられた状態
になり、プローブと被測定物との間に接触圧が生じる。
そのため、プローブ１を基準部材４に支持しているバネ
７は、圧縮された状態になっている。この時、プローブ
位置測定手段２によってプローブ１のＺ軸方向の位置を
測定する。また、部材位置測定手段５によって基準部材
４のＺ軸方向の位置を測定する。演算手段１５は、測定
されたプローブ１と基準部材４の位置から両者の間の距
離を算出するとともに、その距離を初期状態の値と比較
してその差ｄを求める。そして、前記ｄの値とバネ７の
弾性係数から前記接触圧を算出する。
移動手段６により基準部材４を高速（2 mm/sec）で移動
させプローブ１を被測定物に接触させる。プローブ１は
被測定物と接触すると、それを示す信号を出力する。そ
して、その信号を検出した制御部（図示せず）によって
移動手段６に停止指令が出力される。この時、基準部材
４は高速で移動しているので、これらの信号の応答の間
にも被測定物に向かってある程度移動してから停止す
る。従って、基準部材４が停止した時、プローブ１は被
測定物によって基準部材４の方向に押し付けられた状態
になり、プローブと被測定物との間に接触圧が生じる。
そのため、プローブ１を基準部材４に支持しているバネ
７は、圧縮された状態になっている。この時、プローブ
位置測定手段２によってプローブ１のＺ軸方向の位置を
測定する。また、部材位置測定手段５によって基準部材
４のＺ軸方向の位置を測定する。演算手段１５は、測定
されたプローブ１と基準部材４の位置から両者の間の距
離を算出するとともに、その距離を初期状態の値と比較
してその差ｄを求める。そして、前記ｄの値とバネ７の
弾性係数から前記接触圧を算出する。
【００１５】さらに、移動手段６によって基準部材４を
被測定物と反対の方向にｄだけ移動（この時の移動速度
は1 mm/secとした）させる。この時、プローブ１の被測
定物への接触圧は０またはほぼ０となるか、もしくはプ
ローブ１と被測定物とが離れる。その後、再び移動手段
６によって基準部材４を低速で移動させてプローブ１を
低速（0.2 mm/sec）で被測定物に接触させる。そして、
プローブ１が被測定物に接触した接触点の位置をＸ軸方
向位置測定手段１１、Ｙ軸方向位置測定手段１２および
プローブ位置測定手段２によって測定し、Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の座標を求める。
被測定物と反対の方向にｄだけ移動（この時の移動速度
は1 mm/secとした）させる。この時、プローブ１の被測
定物への接触圧は０またはほぼ０となるか、もしくはプ
ローブ１と被測定物とが離れる。その後、再び移動手段
６によって基準部材４を低速で移動させてプローブ１を
低速（0.2 mm/sec）で被測定物に接触させる。そして、
プローブ１が被測定物に接触した接触点の位置をＸ軸方
向位置測定手段１１、Ｙ軸方向位置測定手段１２および
プローブ位置測定手段２によって測定し、Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の座標を求める。
【００１６】以上の作業を任意の回数繰り返すことで、
被測定物の表面形状が立体的に得られる。なお、本実施
例で用いられる移動手段および位置測定手段は、各々既
知の方法により行われるもので、ここでの説明は省略す
る。
被測定物の表面形状が立体的に得られる。なお、本実施
例で用いられる移動手段および位置測定手段は、各々既
知の方法により行われるもので、ここでの説明は省略す
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、プローブが被測定物に
高速で接触するので接触点一回当たりの測定時間が短縮
される。また、被測定物に接触したプローブは、一度被
測定物への接触圧が０またはほぼ０になるかもしくは該
プローブが被測定物から離れるまで移動され、その後再
び被測定物に接触するように低速で移動される。そのた
め、精度良く測定することが可能となる。
高速で接触するので接触点一回当たりの測定時間が短縮
される。また、被測定物に接触したプローブは、一度被
測定物への接触圧が０またはほぼ０になるかもしくは該
プローブが被測定物から離れるまで移動され、その後再
び被測定物に接触するように低速で移動される。そのた
め、精度良く測定することが可能となる。
【００１８】本発明は、測定の回数が多いほど測定時間
短縮の効果が顕著になるため、従来よりも高速、高精度
での測定が可能となる。
短縮の効果が顕著になるため、従来よりも高速、高精度
での測定が可能となる。
【図１】は、本発明による高さ測定装置の主要部を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】は、従来の高さ測定装置の主要部を示す概略図
である。
である。
【図３】は、本発明を用いた表面形状測定装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
１ プローブ ２ プローブ位置測定手段 ４ 基準部材 ５ 部材位置測定手段 ６ 基準部材移動手段 ７ バネ（弾性部材） １５ 演算手段
Claims (1)
- 【請求項１】 プローブを支持する弾性部材、該弾性部
材を支持する基準部材、該基準部材をＺ軸方向に移動さ
せる基準部材移動手段、前記プローブのＺ軸方向の位置
を測定するプローブ位置測定手段、前記基準部材のＺ軸
方向の位置を測定する部材位置測定手段および前記プロ
ーブと基準部材の位置から該プローブと被測定物間の接
触圧を算出する演算手段からなることを特徴とする高さ
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035872A JPH05231854A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 高さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035872A JPH05231854A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 高さ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231854A true JPH05231854A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12454089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035872A Pending JPH05231854A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 高さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231854A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004188954A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェット記録装置 |
| CN102620700A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-01 | 常州钢筘有限公司 | 喷气织机用异形筘气槽检测装置及其方法 |
| JP2014077692A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Kosaka Laboratory Ltd | 触針式測定装置及び触針式測定装置による高さ測定方法 |
| CN109724551A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-07 | 河北锐驰交通工程咨询有限公司 | 一种高速公路护栏高度快速检测设备及其检测方法 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4035872A patent/JPH05231854A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004188954A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェット記録装置 |
| JP4507509B2 (ja) * | 2002-10-18 | 2010-07-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | インクジェット記録装置 |
| CN102620700A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-01 | 常州钢筘有限公司 | 喷气织机用异形筘气槽检测装置及其方法 |
| JP2014077692A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Kosaka Laboratory Ltd | 触針式測定装置及び触針式測定装置による高さ測定方法 |
| CN109724551A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-07 | 河北锐驰交通工程咨询有限公司 | 一种高速公路护栏高度快速检测设备及其检测方法 |
| CN109724551B (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 河北锐驰交通工程咨询有限公司 | 一种高速公路护栏高度快速检测设备及其检测方法 |
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