JPH072906U - 表面形状測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バランスウエイト及び測定力ウエイトの調整
誤差をなくし、かつこれらのウエイトを測定機本体内に
内蔵してデザインの自由度を大きくする。 【構成】 バランスウエイト４８はバランスウエイトモ
ータ４４で移動され、バランス制御回路５６はバランス
ウエイトモータ４４を制御してアーム３４の釣合いがと
れた位置にバランスウエイト４８を位置決めする。ま
た、測定力ウエイト５４は測定力ウエイトモータ５２で
移動され、測定力ウエイトモータ５２は測定力制御回路
７０で制御される。そして、アーム３４の釣合いがとれ
た位置にバランスウエイト４８が位置決めされた状態
で、測定力制御回路７０は測定力ウエイトモータ５２を
制御して測定力ウエイト５４を移動して触針６２に所定
の測定力を付与する。このように、バランスウエイト４
８及び測定力ウエイト５４をモータ４４、５２で移動す
るので調整誤差の発生を防止し、かつバランスウエイト
４８及び測定力ウエイト５４を測定機本体内に収納す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は表面形状測定機に係り、特に触針を被測定物の表面に所望の測定力 で押圧した状態でワークの表面に沿って移動してワークの表面形状を測定する表 面形状測定機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３に示す表面形状測定機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が設けられていて、アーム１ ２の中央部には鉄芯２０が設けられている。鉄芯２０はコイル２２内に配置され ている。鉄芯２０及びコイル２２はＺ軸検出器２３を構成する。すなわち、鉄芯 ２０がＺ軸方向（コイル２２の軸心方向）に移動するとコイル２２の電圧が変化 して、鉄芯２０の移動量が検出される。

【０００３】 アーム１２の後端部にはバランスウエイト２４が移動自在に支持されている。 バランスウエイト２４はＺ軸検出器２３が「０」になるように位置決めされてい る。バランスウエイト２４にはロッド２６が固定されていて、ロッド２６には測 定力ウエイト２８が摺動自在に支持されている。測定力ウエイト２８は触針１８ が所望の測定力が得られる位置に位置決めされている。

【０００４】 このように構成された表面形状測定機１０でワーク３０を測定する場合、触針 １８はワーク３０に対応させて最適な触針１８が選択される。そして、ワーク３ ０に対応させて選択された触針１８はそれぞれ重量が異なる。従って、触針１８ を変更する場合アーム１２のバランスを保つためにバランスウエイト２４を最適 位置に移動する。

【０００５】 しかしながら、バランスウエイト２４は作業者が人手で移動するので、バラン スウエイト２４の位置決めが作業者の感覚をたよりに行われる。従って、バラン スウエイト２４の位置決めに時間がかかりすぎるという問題点がある。本件出願 人は上記問題点を解消するために、特願平5-43764 号公報において、駆動モータ を制御部で制御してバランスウエイトを移動し、アームの釣合いがとれ、かつ触 針の変位量が０になる位置にバランスウエイトを位置決めする表面形状測定機を 提案している。この表面形状測定機によれば、触針を変更する場合のバランスウ エイトの最適位置への位置決めを自動的に行うことができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、測定力ウエイトは作業者が人手で移動して触針に所望の測定力 を与えているので調整誤差が生じやすく、また測定力ウエイトを測定機本体の外 部に出しておく必要があるのでデザインの自由度が小さいという問題がある。 本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、バランスウエイト及び測定 力ウエイトを駆動モータで移動して調整誤差の発生を防止し、かつバランスウエ イト及び測定力ウエイトを測定機本体内に収納してデザインの自由度を大きくす ることができる表面形状測定機を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、支点を介して揺動自在に支持されたアー ム部材の一端に触針が設けられると共に前記アーム部材の他端にバランスウエイ ト及び測定力ウエイトが移動自在に設けられ、前記バランスウエイトで前記アー ム部材の釣合いをとり前記測定力ウエイトで前記触針に所望の測定力を付与した 状態で、前記触針を被測定物の測定面に沿って移動させて前記触針の変位量に基 づいて被測定物の表面形状を測定する表面形状測定機において、前記バランスウ エイトを移動するバランスウエイト駆動手段と、前記バランスウエイト駆動手段 を制御して前記アーム部材の釣合いがとれた位置に前記バランスウエイトを位置 決め停止させるバランス制御部と、測定力ウエイトを移動する測定力ウエイト駆 動手段と、前記アーム部材の釣合いがとれた位置に前記バランスウエイトを位置 決め停止させた状態で、測定力ウエイト駆動手段を制御して前記触針に所定の測 定力を付与する位置に前記測定力ウエイトを位置決め停止させる測定力制御部と を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、バランスウエイトはバランスウエイト駆動手段で移動され、 バランス制御部はバランスウエイト駆動手段を制御してアーム部材の釣合いがと れた位置にバランスウエイトを位置決めする。また、測定力ウエイトは測定力ウ エイト駆動手段で移動され、測定力ウエイト駆動手段は測定力制御部で制御され る。そして、アーム部材の釣合いがとれた位置にバランスウエイトが位置決めさ れた状態で、測定力制御部は測定力ウエイト駆動手段を制御して測定力ウエイト を移動して触針に所定の測定力を付与する。

【０００９】

【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について詳説する。図１に は表面形状測定機の全体図が示されている。同図に示す表面形状測定機２８の本 体３０には、支点３２を介してアーム３４が揺動自在に支持されている。アーム ３４は支点３２の近傍に鉄芯３６が設けられている。鉄芯３６はコイル３８内に 配置されていて、鉄芯３６及びコイル３８はＺ軸検出器４０を構成している。す なわち、鉄芯３６がＺ軸方向（コイル３８の軸線方向）に移動すると、コイル３ ８の電圧が変化して鉄芯３６の変位量が検出される。Ｚ軸検出器４０の変位量は 後述する検出器信号回路４２に入力される。

【００１０】 アーム３４の後方の垂直壁部にはバランスウエイトモータ４４が固定されてい て、バランスウエイトモータ４４の駆動シャフトにはねじシャフト４６が回転力 を伝達可能に連結されている。ねじシャフト４６にはバランスウエイト４８がね じ結合されている。バランスウエイト４８はロッド５０に摺動自在に支持されて いて、ロッド５０はアーム３４の後端部に固定されている。従って、バランスウ エイトモータ４４を駆動してねじシャフト４６を回動するとバランスウエイト４ ８はロッド５０に沿って左右方向に移動する。

【００１１】 また、アーム３４の後端部には測定力ウエイトモータ５２が固定されていて、 測定力ウエイトモータ５２の駆動シャフトにはねじシャフト５２Ａが回転力を伝 達可能に連結されている。ねじシャフト５２Ａには測定力ウエイト５４がねじ結 合されている。測定力ウエイト５４はロッド５４Ａに摺動自在に支持されていて 、ロッド５４Ａはアーム３４の後端部に固定されている。従って、測定力ウエイ トモータ５２を駆動してねじシャフト５２Ａを回動すると測定力ウエイト５４は ロッド５４Ａに沿って左右方向に移動する。これにより、測定力ウエイト５４は 、アーム３４の先端に設けられている触針６２がワーク６４の表面に所望の測定 力で当接する位置に位置決めされる。

【００１２】 図１に示すように表面形状測定機は前述した検出器信号回路４２、バランス制 御回路５６、測定力制御回路７０、測定ボタン５８及び調整ボタン６０を備えて いる。そして、測定ボタン５８を押すと測定モードになり、調整ボタン６０を押 すと調整モードになる。検出器信号回路４２はＺ軸検出器４０から入力された変 位量を表示し、さらにＺ軸検出器４０から入力された変位量をバランス制御回路 ５６及び測定力制御回路７０に入力する。

【００１３】 バランス制御回路５６は調整モード時に、検出器信号回路４２から入力された 変位量が０になるようにバランスウエイトモータ４４を制御する信号を出力する 。また、測定力制御回路７０は調整モード時に、検出器信号回路４２から入力さ れた変位量が０になると測定力ウエイトモータ５２を制御する信号を出力する。 この場合、測定力制御回路７０には個別の測定力と測定力ウエイト５４の位置関 係を示すデータが予め記憶されている。すなわち、検出器信号回路４２から入力 された変位量が０の時の測定力ウエイト５４の位置を基準位置として、前記個別 の測定力を得るために測定力ウエイト５４が移動する各々の移動量を示すデータ が予め測定力制御回路７０に記憶されている。

【００１４】 従って、入力キー（入力部）７２から前記個別の測定力（例えば、0.3 ｇｆ） を測定力制御回路７０に入力すると、測定力制御回路７０は予め記憶されている 測定力0.3 ｇｆに対応する測定力ウエイト５４の移動量3.0 ｍｍに基づいて、測 定力ウエイトモータ５２を制御する信号を出力する。これにより、測定力ウエイ ト５４が3.0 ｍｍ移動して、触針６２がワーク６４の表面に0.3 ｇｆの測定力で 押圧される。

【００１５】 前記の如く構成された本考案に係る表面形状測定機の作用を説明する。先ず、 触針を新たな触針６２と交換する。次に、調整ボタン６０を押して調整モードに 設定して、さらに入力キー７２から測定力0.3 ｇｆを測定力制御回路７０に入力 する。従って、触針の交換による自重の変化でアーム３４のバランスがくずれる とＺ軸検出器４０の変位量が検出器信号回路４２を介してバランス制御回路５６ に入力される。

【００１６】 バランス制御回路５６に変位量が入力されると、バランス制御回路５６はバラ ンスウエイトモータ４４に駆動信号を出力する。これにより、バランスウエイト モータ４４が駆動してバランスウエイト４８がロッド５０に沿って左右方向に移 動する。バランスウエイト４８がロッド５０に沿って左右方向に移動すると、ア ーム３４が揺動するのでＺ軸検出器４０の検出値が変位する。そして、Ｚ軸検出 器４０の検出値が０になった時点でバランス制御回路５６から出力されていた駆 動信号の出力を停止する。これにより、バランスウエイト４８の調整が完了する 。

【００１７】 また、検出器信号回路４２から出力された検出値０の信号が測定力制御回路７ ０に入力されると、測定力制御回路７０は予め記憶されている測定力0.3 ｇｆに 対応する測定力ウエイト５４の移動量3.0 ｍｍに基づいて、測定力ウエイトモー タ５２を制御する信号を出力する。これにより、測定力ウエイト５４が3.0 ｍｍ 移動して触針６２がワーク６４の表面に0.3 ｇｆの測定力で押圧され、測定力ウ エイト５４の調整が完了する。

【００１８】 前記実施例ではバランスウエイト４８と測定力ウエイト５４を個別に設けた場 合について説明したが、これに限らず、１個のウエイトでバランスウエイトと測 定力ウエイトを兼ねるように構成してもよい。以下、図２に基づいて１個のウエ イトでバランスウエイトと測定力ウエイトを兼ねるように構成された表面形状測 定機について説明する。尚、図２上において前記実施例と同一類似部材について は同一符号を付し説明を省略する。

【００１９】 アーム８０の後端部にはモータ８２が固定されていて、モータ８２の駆動シャ フトにはねじシャフト８４が回転力を伝達可能に連結されている。ねじシャフト ８４にはウエイト８６がねじ結合されている。ウエイト８６はロッド８８に摺動 自在に支持されていて、ロッド８８はアーム８０の後端部に固定されている。従 って、モータ８２を駆動してねじシャフト８４を回動するとウエイト８６はロッ ド８８に沿って左右方向に移動する。

【００２０】 そして、モータ８２はバランス制御回路５６及び測定力制御回路７０からの駆 動信号に基づいて駆動する。すなわち、 バランス制御回路５６は検出器信号回路４２から入力された変位量が０になるよ うにモータ８２を制御する信号を出力し、測定力制御回路７０は検出器信号回路 ４２から入力された変位量が０になるとモータ８２を制御する信号を出力する。 この場合、測定力制御回路７０には個別の測定力とウエイト８６の位置関係を示 すデータが予め記憶されている。このデータには、検出器信号回路４２から入力 された変位量が０の時のウエイト８６の位置を基準位置として、前記個別の測定 力を得るためにウエイト８６が移動する各々の移動量が示されている。

【００２１】 従って、入力キー（入力部）７２から前記個別の測定力（例えば、0.3 ｇｆ） を測定力制御回路７０に入力すると、測定力制御回路７０は予め記憶されている 測定力0.3 ｇｆに対応するウエイト８６の移動量3.0 ｍｍに基づいて、モータ８ ２を制御する信号を出力する。これにより、ウエイト８６が3.0 ｍｍ移動して、 触針６２がワーク６４の表面に0.3 ｇｆの測定力で押圧される。

【００２２】 前記の如く構成された第２実施例の表面形状測定機の作用を説明する。先ず、 触針を新たな触針６２と交換する。次に、調整ボタン６０を押して調整モードに 設定して、さらに入力キー７２から測定力0.3 ｇｆを測定力制御回路７０に入力 する。従って、触針の交換による自重の変化でアーム３４のバランスがくずれる とＺ軸検出器４０の変位量が検出器信号回路４２を介してバランス制御回路５６ に入力される。

【００２３】 バランス制御回路５６に変位量が入力されると、バランス制御回路５６はモー タ８２に駆動信号を出力する。これにより、モータ８２が駆動してウエイト８６ がロッド８８に沿って左右方向に移動する。ウエイト８６がロッド８８に沿って 左右方向に移動すると、アーム８０が揺動するのでＺ軸検出器４０の検出値が変 位する。そして、Ｚ軸検出器４０の検出値が０になった時点でバランス制御回路 ５６からモータ８２に出力されていた駆動信号の出力を停止する。これにより、 ウエイト８６によるバランスの調整が完了する。

【００２４】 また、検出器信号回路４２から出力された検出値０の信号が測定力制御回路７ ０に入力されると、測定力制御回路７０は予め記憶されている測定力0.3 ｇｆに 対応するウエイト８６の移動量3.0 ｍｍに基づいて、モータ８２を制御する信号 を出力する。これにより、ウエイト８６が3.0 ｍｍ移動して触針６２がワーク６ ４の表面に0.3 ｇｆの測定力で押圧され、ウエイト８６による測定力の調整が完 了する。

【００２５】

【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、バランス制御部は バランスウエイト駆動手段を制御してアーム部材の釣合いがとれた位置にバラン スウエイトを位置決めする。また、アーム部材の釣合いがとれた位置にバランス ウエイトが位置決めされた状態で、測定力制御部は測定力ウエイト駆動手段を制 御して測定力ウエイトを移動して触針に所定の測定力を付与する。

【００２６】 従って、バランスウエイト及び測定力ウエイトを駆動手段で移動して調整誤差 の発生を防止し、かつバランスウエイト及び測定力ウエイトを作業者が人手で移 動する必要がないので、バランスウエイト及び測定力ウエイトを測定機本体内に 収納してデザインの自由度を大きくすることができる。

【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】本考案に係る表面形状測定機のその他の実施例
の全体図

【図３】従来の表面形状測定機の全体図

【符号の説明】

２８…表面形状測定機 ３２…支点 ３４、８０…アーム（アーム部材） ４０…Ｚ軸検出器 ４４…バランスウエイトモータ（バランスウエイト駆動
手段） ４８…バランスウエイト ５２…測定力ウエイトモータ（測定力ウエイト駆動手
段） ５４…測定力ウエイト ５６…バランス制御回路（バランス制御部） ６２…触針 ６４…ワーク（被測定物） ７０…測定力制御回路（測定力制御部） ８２…駆動手段 ８６…ウエイト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支点を介して揺動自在に支持されたアー
   ム部材の一端に触針が設けられると共に前記アーム部材
   の他端にバランスウエイト及び測定力ウエイトが移動自
   在に設けられ、前記バランスウエイトで前記アーム部材
   の釣合いをとり前記測定力ウエイトで前記触針に所望の
   測定力を付与した状態で、前記触針を被測定物の測定面
   に沿って移動させて前記触針の変位量に基づいて被測定
   物の表面形状を測定する表面形状測定機において、 前記バランスウエイトを移動するバランスウエイト駆動
   手段と、 前記バランスウエイト駆動手段を制御して前記アーム部
   材の釣合いがとれた位置に前記バランスウエイトを位置
   決め停止させるバランス制御部と、 測定力ウエイトを移動する測定力ウエイト駆動手段と、 前記アーム部材の釣合いがとれた位置に前記バランスウ
   エイトを位置決め停止させた状態で、測定力ウエイト駆
   動手段を制御して前記触針に所定の測定力を付与する位
   置に前記測定力ウエイトを位置決め停止させる測定力制
   御部と、 を備えたことを特徴とする表面形状測定機。
2. 【請求項２】 支点を介して揺動自在に支持されたアー
   ム部材の一端に設けられた触針に所望の測定力を付与し
   た状態で、前記触針を被測定物の測定面に沿って移動さ
   せて前記触針の変位量に基づいて被測定物の表面形状を
   測定する表面形状測定機において、 前記アーム部材の他端に移動自在に設けられたウエイト
   と、 前記ウエイトを移動する駆動手段と、 前記駆動手段を制御して前記アーム部材の釣合いがとれ
   た位置に前記ウエイトを位置決め停止させるバランス制
   御部と、 前記アーム部材の釣合いがとれた位置に前記ウエイトを
   位置決め停止させた状態で、前記駆動手段を制御して前
   記触針に所定の測定力が生じる位置に前記ウエイトを位
   置決め停止させる測定力制御部と、 を備えたことを特徴とする表面形状測定機。