JPH0669711U - 表面形状測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】触針の応答性がよく、広範囲の測定が可能で、
さらに、構造の簡略化を図ることができる輪郭形状測定
機を提供する。 【構成】表面形状測定機１０のアーム１２は支点１４を
介して揺動自在に支持されている。アーム１２の先端部
には触針１８が設けられ、他端部には読取りヘッド２０
が設けられている。読取りヘッド２０の近傍の片側には
スケール２２が配置され、スケール２２には等間隔にス
リット２４、２４…が形成されている。また、反対側に
は光源２６が設けられていて、読取りヘッド２０、スケ
ール２２及び光源２６は傾きを許容することができる光
学式パルススケールを構成する。光源２６から投光され
た光はスリット２４、２４…を経て反対側に出射され、
読取りヘッド２０は出射された帯状の光をカウントする
ことにより読取りヘッド２０の移動量を測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は表面形状測定機に係り、特に触針をワークの表面に沿って移動させて ワークの表面形状等を測定する表面形状測定機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

表面形状等を高精度に測定する場合、例えば特開昭５２−２６２４９号公報に 見られるように、揺動可能に支持されたアームの先端に設けられた触針をワーク の表面に沿って移動させてアームを上下動させ、この上下動量を差動変圧器で検 出する方式のものが主である。この差動変圧器は、高精度にワークの表面形状を 測定することができるが、アームの揺動運動により差動変圧器アーム側ボビンが 円弧運動するので狭い測定範囲でしか使用できないといという問題がある。

【０００３】 一方、差動変圧器に代えてリニアスケールを使用して測定範囲を広くする方法 が知られている（実開昭６３−１８７００６号公報）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、リニアスケールを使用する場合、例えばアームに設けられてい るスケールを読取りヘッドに対して平行移動させるために平行リンク機構が必要 になる。従って、構造が複雑になるという問題があり、また、アーム側の可動部 の重量が大きくなるので触針の応答性が悪いという問題がある。

【０００５】 本考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、触針の応答性がよく、広 範囲の測定が可能で、さらに、構造の簡略化を図ることのできる表面形状測定機 用検出機構を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成する為に、揺動自在に支持されたアームの一端に配 設された触針を被測定物の表面に沿って移動させて被測定物の表面形状等を測定 する表面形状測定機において、前記アームの他端側にスケール部材及び読取りヘ ッド部材を配設し、該スケール部材又は該読取りヘッド部材のいずれか一方が前 記アームに設けられると共に、他方の部材が前記一方の部材に対向して測定器本 体に設けられ、前記触針の移動量を読み取るスケール型測長器を備えた特徴とす る。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、表面形状測定機のアームに取付られた触針をワークの表面に 沿って移動させてワークの表面形状等を測定する場合において、スケール部材及 び読取りヘッド部材を有するスケール型測長器を備え、スケール部材及び読取り ヘッド部材のいずれか一方をアームに設けた。また、スケール型測長器はスケー ル部材と読取りヘッド部材の傾きを許容する方式のものを使用する。これにより 、従来必要であった平行リンク機構を使用せずにリニアスケールを使用すること ができる。

【０００８】

【実施例】

以下添付図面に従って本考案に係る表面形状測定機の好ましい実施例を詳述す る。 図１は本考案の実施例に係る表面形状測定機１０の説明図である。同図に示す ように表面形状測定機１０のアーム１２は支点１４を介して揺動自在に支持され ていて、支点１４は本体１６に固定されている。アーム１２の先端部には触針１ ８が設けられていて、他端部には読取りヘッド２０が設けられている。読取りヘ ッド２０の近傍には、読取りヘッド２０に対向してスケール２２が配置されてい る。スケール２２は本体１６に固定されていて、スケール２２には等間隔にスリ ット２４、２４…が形成されている。

【０００９】 このスリット２４、２４は、Ｘ軸と平行に形成されている。この場合、Ｘ軸は 、スケール２２のゼロ点と支点１４とを通る直線と同軸上に位置している。これ により、スケール２２に対する読取りヘッド２０の円弧誤差を最小に抑えること ができる。また、読取りヘッド２０の反対側には光源２６が設けられていて、読 取りヘッド２０、スケール２２及び光源２６は光学式パルススケールを構成する 。この光学式パルススケールは傾きを許容することができる。すなわち、読取り ヘッド２０に対してスケール２２が傾いている場合でも、リニアスケールとして 使用することができる。

【００１０】 そして、光源２６から投光された光はスリット２４、２４…を経て読取りヘッ ド２０側に出射される。従って、読取りヘッド２０がスリット２４、２４…から 出射された帯状の光をカウントすることにより読取りヘッド２０の移動量が測定 される。 前記の如く構成された表面形状測定機１０の作用を説明する。まずワーク２８ に触針１８を接触させる。次いでワーク２８を所定方向に移動させて触針１８で ワーク２８の表面をトレースする。これにより、触針１８はワーク２８に形成さ れている凹凸形状に応じて上下方向に円弧運動する。この場合、アーム１２は支 点１４を中心にして揺動運動するので読取りヘッド２０は上下方向に円弧運動す る。そして、読み取りヘッド２０は、スケール２２のスリット２４、２４…を介 して読み取りヘッド２０側に出射されたスリット光の数をカウントして、アーム １２の右端の上下移動量Ｚ_s を測定する。

【００１１】 この時、触針１８のＺ軸方向座標Ｚ_p は次式で表される。 Ｚ_p ＝ Ｌ₁ ／Ｌ₂ × Ｚ_s ここで、Ｌ₁ は、支点から触針１８までの長さ Ｌ₂ は、支点から読み取りヘッド２０までの長さ Ｚ_s は、スケール上の読み取り値 Ｘ軸方向座標Ｘ_p は次式で表される。

【００１２】 Ｘ_p ＝ Ｌ₁ （１−ｃｏｓ（ｓｉｎ^-1Ｚ_p ／Ｌ₁ ）） これにより、触針１８先端の座標が求められ、ワーク２８の表面形状が測定さ れる。 尚、前記実施例では、スケール型測長器として光学式パルススケール使用した が、これに限定されるものではなく、傾きを許容できるその他のスケール型測長 器を使用してもよい。

【００１３】 また、前記実施例では、触針を測定方向に移動させずにワークを移動させワー クの表面形状を測定したが、これに限定されるものではなく、触針を測定方向に 移動させ固定されたワークの表面形状を測定してもよい。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る表面形状測定機によれば、スケール部材及び 読取りヘッド部材を有するスケール型測長器を備え、スケール型測長器はスケー ル部材と読取りヘッド部材の傾きを許容する。これにより、従来必要であった平 行リンク機構を使用せずにリニアスケールを使用することができる。従って、ア ームに取り付けられた可動部の軽量化を図ることができるので、触針の応答性が よく、広範囲の測定が可能で、さらに、構造の簡略化を図ることができる。尚、 アーム側に読取りヘッドを取り付けるとアームの可動部が更に軽量になるので、 触針の応答性が更に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る表面形状測定機の全体図

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図

【符号の説明】

１０…表面形状測定機 １２…アーム １４…支点 １８…触針 ２０…読取りヘッド ２２…スケール ２８…ワーク

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】揺動自在に支持されたアームの一端に配設
   された触針を被測定物の表面に沿って移動させて被測定
   物の表面形状等を測定する表面形状測定機において、 前記アームの他端側にスケール部材及び読取りヘッド部
   材を配設し、該スケール部材又は該読取りヘッド部材の
   いずれか一方が前記アームに設けられると共に、他方の
   部材が前記一方の部材に対向して測定器本体に設けら
   れ、前記触針の移動量を読み取るスケール型測長器を備
   えたことを特徴とする表面形状測定機。
2. 【請求項２】前記読取りヘッド部材はアームに取り付け
   られていることを特徴とする請求項１の表面形状測定
   機。
3. 【請求項３】前記スケール型測長器はスケール部材と読
   取りヘッド部材とが互いに傾いた状態で使用することが
   できることを特徴とする請求項１の表面形状測定機。