JPH08219753A

JPH08219753A - 変位測定プローブ

Info

Publication number: JPH08219753A
Application number: JP7049163A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Oya; 清大家; Osamu Arai; 治荒井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】どのような測定の場合にも測定子の変形量を
補正することができ、測定精度を向上させた変位測定プ
ローブを提供する。【構成】測定機本体への取付部１１と、スタイラス１
２と、スタイラスを取付部１１に互いに直交する３つの
軸方向に変位可能に支持する支持機構１３〜１５と、ス
タイラス１２の各軸方向への変位量を検出するＸ軸用、
Ｙ軸用及びＺ軸用エンコーダ１６〜１８とを備えた変位
測定プローブにおいて、スタイラス１２が被検物の表面
に押し付けられた時、スタイラスに作用する押し付け力
を検出する押し付け力検出部５０と、押し付け力からス
タイラスの変形量を演算する演算手段とを備えている。
スタイラスがある特定の方向に変位しないようにクラン
プして測定する場合でも、クランプした方向におけるス
タイラスの変形量を求めることができ、測定誤差が生じ
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は三次元測定機等の測定
機に用いられる変位測定プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような従来の変位測定プローブとし
て、三次元測定機のスピンドル（Ｚ軸）への取付部と、
スタイラス（測定子）と、スタイラスを前記取付部に互
いに直交する３つの軸方向（Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向）に変
位可能に支持する支持機構と、スタイラスの各軸方向へ
の変位量を検出するＸ、Ｙ及びＺ軸用の各エンコーダと
を備え、前記取付部を三次元測定機のスピンドルに取り
付けた状態で、スタイラスを被検物に押し付けて被検物
の形状及び寸法、例えばリングゲージの真円度等を測定
するものが知られている。

【０００３】一般に、変位測定プローブでは、スタイラ
スを被検物に押し付けて測定する際に、スタイラスに作
用する押し付け力によってスタイラスがたわみ、このた
わみ量（変形量）が測定誤差になる。そこで、上記従来
の変位測定プローブでは、スタイラスの変形量が変位測
定プローブの測定機本体に対する変位量に比例している
と仮定して前記変形量に起因する測定誤差の補正を行っ
ていた。すなわち、三次元測定機に対する変位測定プロ
ーブのＸ軸及びＹ軸方向への変位量をそれぞれ示す変位
測定プローブのＸ軸用及びＹ軸用エンコーダの指示値Ｓ
ｐｘ及びＳｐｙにそれぞれ比例係数を乗じることによ
り、Ｘ軸及びＹ軸方向におけるスタイラスの変形量を求
めて補正していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、スタイラスがある特定の方向、例えばＸ軸
方向に変位しないようにクランプして測定する場合があ
る。この場合、クランプした軸方向、例えばＸ軸方向に
おける変位測定プローブの変位量を示すＸ軸用エンコー
ダの指示値Ｓｐｘは０であるので、Ｘ軸方向におけるス
タイラスの変形量を検出することができず、大きな測定
誤差が生じてしまうという問題があった。

【０００５】例えば、図８は、上記従来の変位測定プロ
ーブを用いてリングゲージの真円度を測定した結果を示
している。この測定では、スタイラスのＸ軸方向の変位
が大きい領域ではスタイラスがＹ軸方向に変位しないよ
うにクランプし、これとは逆の領域ではスタイラスがＸ
軸方向に変位しないようにクランプしている。図８の測
定データ８０の右上、左上、右下及び左下の各部分８０
ａは、大きな測定誤差が生じている部分を示している。
すなわち、上記各部分８０ａの測定領域では、スタイラ
スが各軸方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に対して４５°傾い
た方向に押し付け力を受けるためにスタイラスもその方
向に変形する。ところが、上述したようにＸ軸又はＹ軸
方向へのスタイラスの変位をクランプしており、クラン
プした軸方向におけるエンコーダの指示値、例えばＸ軸
用エンコーダの指示値Ｓｐｘは０であるので、クランプ
した軸方向におけるスタイラスの変形量を検出すること
ができず、上記各部分８０ａの測定領域で大きな測定誤
差が生じてしまっているのである。

【０００６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題はどのような測定の場合にも測定子
の変形量を補正することができ、測定精度を向上させた
変位測定プローブを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の変位測定プローブは、測定機本
体への取付部と、測定子と、この測定子を前記取付部に
互いに直交する３つの軸方向に変位可能に支持する支持
機構と、前記測定子の各軸方向への変位量を検出する変
位量検出手段とを備えた変位測定プローブにおいて、前
記測定子が被検物の表面に押し付けられた時、前記測定
子に作用する押し付け力を検出する押し付け力検出手段
と、前記押し付け力から前記測定子の変形量を演算する
演算手段とを備えている。

【０００８】請求項２記載の発明の変位測定プローブ
は、前記押し付け力検出手段は歪みゲージである。

【０００９】請求項３記載の発明の変位測定プローブ
は、前記押し付け力検出手段は圧電素子である。

【００１０】

【作用】請求項１記載の変位測定プローブでは、測定子
に作用する押し付け力を押し付け力検出手段により検出
し、この検出した押し付け力から演算手段が測定子の変
形量を演算するので、測定子がある特定の方向、例えば
Ｘ軸方向に変位しないようにクランプして測定する場合
でも、クランプした方向における測定子の変形量を求め
ることができ、測定誤差が生じない。

【００１１】請求項２記載の変位測定プローブでは、測
定子に作用する押し付け力を歪みゲージによって検出す
ることができる。

【００１２】請求項３記載の変位測定プローブでは、測
定子に作用する押し付け力を圧電素子によって検出する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１４】図１はこの発明の一実施例に係る変位測定
プローブ全体を拡大して示した概略構成図、図２は図１
に示す変位測定プローブが取り付けられた一般的な三次
元測定機を示す概略構成図である。

【００１５】図２に示す三次元測定機は、被検物を載せ
るベース１と、ベース１を支持する支持台２と、ベース
１上に配置されたブリッジ３とを備えている。ブリッジ
３は、左右の支柱３ａ、３ｂと両支柱３ａ、３ｂの上部
に架け渡されたＸ軸ガイド３ｃとからなり、ベース１上
に設けられたＹ軸ガイド４により案内されてＹ軸方向に
移動可能である。Ｘ軸ガイド３ｃにはキャリッジ５がＸ
軸方向に移動可能に支持されている。キャリッジ５には
スピンドル６がＺ軸方向（鉛直方向）に移動可能に支持
されている。Ｘ軸ガイド３ｃにはキャリッジ５のＸ軸方
向の移動量を検出するＸ軸用エンコーダ７のエンコーダ
スケール７ａが、キャリッジ５にはＸ軸用エンコーダ７
の読み取りヘッド７ｂがそれぞれ設けられている（図２
及び図４参照）。さらに、三次元測定機には、ブリッジ
３のＹ軸方向の移動量を検出するＹ軸用エンコーダ（図
示略）と、スピンドル６のＺ軸方向の移動量を検出する
Ｚ軸用エンコーダ（図示略）とが設けられている。スピ
ンドル６の下端に一実施例に係る変位測定プローブ１０
が取り付けられている。

【００１６】変位測定プローブ１０は、図１に示すよう
に、三次元測定機のスピンドル６（図２参照）の下端に
固定される取付部１１と、スタイラス（測定子）１２
と、このスタイラス１２を取付部１１に互いに直交する
３つの軸方向（Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向）に変位可能に支持
する支持機構１３〜１５と、スタイラス１２の各軸方向
への変位量を検出するＸ、Ｙ及びＺ軸用の各エンコーダ
（変位量検出手段）１６〜１８とを備えている。変位測
定プローブ１０は、取付部１１をスピンドル６の下端に
固定した状態で、スタイラス１２を被検物に押し付けて
被検物の形状及び寸法、例えばリングゲージの真円度等
を測定する。この測定時、スタイラス１２は前記支持機
構１３〜１５によってある範囲（１mm〜２mm程度の範
囲）で三次元測定機に対してＸ、Ｙ及びＺ軸方向へ自由
に動くことができる。この動いた量（各軸方向の中心位
置すなわち変位量０の位置からの変位量）をＸ、Ｙ及び
Ｚ軸用の各エンコーダ１６〜１８によって検出できるよ
うになっている。

【００１７】支持機構１３〜１５は３層構造になってい
る。支持機構１３は、スタイラス１２を取付部１１に対
しＸ軸方向に変位可能に支持する機構で、取付部１１と
左右の中間板１９の上端とを連結する左右の平行板ばね
２０と、左右の中間板１９の下端とＸ軸変位板２１とを
連結する左右の平行板ばね２２とを有している。この支
持機構１３では、左右の平行板ばね２０、２２が取付部
１１に対するＸ軸変位板２１のＸ軸方向（図１で左右方
向）への変位を可能にするガイドになっている。

【００１８】支持機構１４は、スタイラス１２を取付部
１１に対しＹ軸方向に変位可能に支持する機構で、Ｘ軸
変位板２１と左右の中間板２３の上端とを連結する左右
の平行板ばね２４と、左右の中間板２３の下端とＬ字形
状のＹ軸変位板２５の水平板部とを連結する左右の平行
板ばね２６とを有している。この支持機構１４では、左
右の平行板ばね２４、２６がＸ軸変位板２１に対するＹ
軸変位板２５のＹ軸方向（図１の紙面に垂直な方向）へ
の変位を可能にするガイドになっている。

【００１９】同様に、支持機構１５は、スタイラス１２
を取付部１１に対しＺ軸方向に変位可能に支持する機構
で、Ｙ軸変位板２５の垂直板部と上下の中間板２７の右
端とを連結する上下の平行板ばね２８と、上下の中間板
２７の左端とＬ字形状のＺ軸変位板２９の垂直板部とを
連結する上下の平行板ばね３０とを有している。この支
持機構１５では、上下の平行板ばね２８、３０がＹ軸変
位板２５の垂直板部に対するＺ軸変位板２９のＺ軸方向
（図１の上下方向）への変位を可能にするガイドになっ
ている。

【００２０】このような平行板ばね方式の支持機構１３
〜１５では、Ｘ軸変位板２１のＸ軸方向への変位量、Ｙ
軸変位板２５のＹ軸方向への変位量及びＺ軸変位板２９
のＺ軸方向への変位量がそれぞれ僅か（１mm〜２mm程
度）であれば、変位測定プローブ１０は傾いたりせず、
真っ直ぐな姿勢のままで三次元測定機に対してＸ、Ｙ及
びＺ軸方向へ自由に変位することができる。

【００２１】Ｘ軸用エンコーダ１６は、Ｘ軸変位板２１
に固定されたエンコーダスケール１６ａと、取付部
１１に固定された読み取りヘッド１６ｂとからなる。前
記支持機構１３には、エンコーダ１６の指示値が０の位
置でＸ軸変位板２１をクランプしてＸ軸方向への変位を
不能にするＸ軸用のクランプ部３１が設けられている。
このクランプ部３１は、読み取りヘッド１６ｂの下端部
に形成された係合溝３１ａと、Ｘ軸変位板２１に固定さ
れたクランクピン３１ｂとからなる。クランクピン３１
ｂを係合溝３１ａに図５に示すように係合させると、Ｘ
軸変位板２１がエンコーダ１６の指示値０の位置でクラ
ンプされる。

【００２２】Ｙ軸用エンコーダ１７は、Ｙ軸変位板２５
の水平板部に固定されたエンコーダスケール１７ａと、
Ｘ軸変位板２１に固定された読み取りヘッド１７ｂとか
らなる。前記支持機構１４には、エンコーダ１７の指示
値が０の位置でＹ軸変位板２５をクランプしてＹ軸方向
への変位を不能にするＹ軸用のクランプ部（図示略）が
設けられている。このクランプ部は、前記Ｘ軸用のクラ
ンプ部３１と同様の構成を有する。

【００２３】Ｚ軸用エンコーダ１８は、Ｚ軸変位板２９
の垂直板部に固定されたエンコーダスケール１８ａと、
Ｙ軸変位板２５の垂直板部に固定された読み取りヘッド
１８ｂとからなる。前記支持機構１５には、エンコーダ
１８の指示値が０の位置でＺ軸変位板２９をクランプし
てＺ軸方向への変位を不能にするＺ軸用のクランプ部３
３が設けられている。このクランプ部３３は、読み取り
ヘッド１８ｂの左端部に形成された係合溝３３ａと、Ｚ
軸変位板２９に固定されたクランクピン３３ｂとからな
る。クランクピン３３ｂを係合溝３３ａに係合させる
と、Ｚ軸変位板２９がエンコーダ１８の指示値０の位置
でクランプされる。

【００２４】また、支持機構１３は、スタイラス１２が
被検物に接触していないとき、平行板ばね２０、２２の
ばね力により、変位ストロークの中心位置すなわちエン
コーダ１６の指示値０の位置に保持されるようになって
いる。支持機構１４も、支持機構１３と同様である。

【００２５】支持機構１５は、スタイラス１２が被検物
に接触していないとき、スタイラス１２の重量バランス
をとるコイルスプリング３４によって変位ストロークの
中心位置すなわちエンコーダ１８の指示値０の位置に保
持されるようになっている。

【００２６】図１に示す変位測定プローブは、さらに、
スタイラス１２が図３に示すように被検物４０の表面に
押し付けられた時、スタイラス１２に作用する押し付け
力を検出する押し付け力検出部５０と、押し付け力検出
部５０で検出された押し付け力からスタイラス１２の変
形量（たわみ量）を演算する演算部６０（図６参照）と
を備えている。

【００２７】押し付け力検出部５０は、スタイラス１２
と一体化され、前記Ｌ字形状のＺ軸変位板２９の水平板
部に固定されかつ略正方形の断面を有する測定力検出部
材５１と、押し付け力検出部材５１の４つの面の略中央
部に貼り付けられた４つの歪みゲージ５２と、４つの歪
みゲージ５２の各抵抗値の変化に基づきスタイラス１２
に作用する押し付け力Ｆを演算する押し付け力演算部５
３（図６参照）とからなる。

【００２８】押し付け力演算部５３は、４つの歪みゲー
ジ５２の各抵抗値の変化から、測定力検出部材５１に作
用する力すなわちスタイラス１２に作用する押し付け力
を検出する。また、押し付け力演算部５３は、略正方形
の断面を有する測定力検出部材５１の４つの面の略中央
部に歪みゲージ５２をそれぞれ固定してあるので、スタ
イラス１２に作用する押し付け力を各軸独立に、かつ正
負の符号を判別して検出できる。すなわち、押し付け力
演算部５３は、４つの歪みゲージ５２の各出力信号に基
づき、スタイラス１２に作用する押し付け力ＦのＸ軸方
向成分Ｆｘ及びＹ軸方向成分Ｆｙを演算することができ
る。

【００２９】図６に示す演算部６０は、三次元測定機の
Ｘ軸用エンコーダ７から出力されるキャリッジ５のＸ軸
方向の移動量Ｓｃｘを表わす信号と変位測定プローブ１
０のＸ軸用エンコーダ１６から出力されるスタイラス１
２のＸ軸方向への変位量（変位測定プローブ１０のＸ軸
方向への変位量）Ｓｐｘを表わす信号とを受けて（Ｓｃ
ｘーＳｐｘ）の減算を行ってスタイラス１２の変形量Δ
Ｓを算出する減算器６１と、減算器６１からの出力信号
と押し付け力演算部５３から出力される前記Ｘ軸方向成
分Ｆｘを表わす信号とを受けてＦｘ／ΔＳの割算を行
い、スタイラス１２の剛性Ｋを算出する割算器６２と、
割算器６２で算出された剛性Ｋを記憶するメモリ６３
と、メモリ６３からの出力信号と押し付け力演算部５３
から出力されるＸ軸方向成分Ｆｘの信号とを受けてＦｘ
／Ｋの割算を行い、スタイラス１２のＸ軸方向の変形量
ΔＳｘを算出する割算器６４と、メモリ６３からの出力
信号と押し付け力演算部５３から出力される前記Ｙ軸方
向成分Ｆｙを表わす信号とを受けてＦｙ／Ｋの割算を行
い、スタイラス１２のＹ軸方向の変形量Δｙを算出する
割算器６６とを有している。

【００３０】次に、上記一実施例に係る変位測定プロー
ブの動作を説明する。

【００３１】図３及び図４は、Ｘ軸用のクランプ部３１
によるＸ軸変位板２１のクランプを解除した状態で、図
２に示す三次元測定機のキャリッジ５をＸ軸方向に移動
させてスタイラス１２を被検物４０に押し付けた場合を
示している。この場合、キャリッジ５のＸ軸方向の移動
量Ｓｃｘが測定機のＸ軸用エンコーダ７によって検出さ
れると共に、三次元測定機に対する変位測定プローブ１
０のＸ軸方向の変位量ＳｐｘがＸ軸用のエンコーダ１６
によって検出される。一方、図５は、Ｘ軸用のクランプ
部３１によってＸ軸変位板２１を変位測定プローブ１０
のＸ軸用エンコーダ１６の指示値が０の位置でクランプ
した状態で、三次元測定機のキャリッジ５をＸ軸方向に
移動させてスタイラス１２を被検物４０に押し付けた場
合を示している。

【００３２】図３〜図５から明らかなように、Ｘ軸変位
板２１をクランプした場合及びそのクランプを解除した
場合のいずれの場合にも、スタイラス１２は変形してお
り、その変形量はスタイラス１２に作用する押し付け力
に比例する。したがって、この実施例では、スタイラス
１２に作用する押し付け力Ｆを検出してスタイラス１２
の変形量を検出する。

【００３３】まず、スタイラス１２の変形量を検出する
手順を図６に基づいて説明する。

【００３４】三次元測定機のスピンドル６に変位測定プ
ローブ１０を取り付け、Ｘ軸変位板２１のクランプを解
除した状態で、三次元測定機のキャリッジ５をＸ軸方向
に移動させてスタイラス１２を被検物４０に押し付ける
（図３及び図４参照）。Ｘ軸用エンコーダ７によって検
出されるキャリッジ５のＸ軸方向の移動量をＳｃｘ、Ｘ
軸用のエンコーダ１６によって検出される変位測定プロ
ーブ１０のＸ軸方向の変位量をＳｐｘ、スタイラス１２
の変形量をΔＳとすると、Ｓｃｘ＝Ｓｐｘ＋ΔＳの関係
がある。

【００３５】したがって、演算部６０の減算器６１によ
って、（ＳｃｘーＳｐｘ）の減算を行ってスタイラス１
２の変形量ΔＳを算出する。

【００３６】ΔＳはスタイラス１２に作用する押し付け
力Ｆに比例する。スタイラス１２の剛性をＫと置くと、
Ｆ＝Ｋ・ΔＳとなるので、剛性Ｋの値は、Ｋ＝Ｆ／（Ｓ
ｃｘーＳｐｘ）の式で求められる。

【００３７】したがって、演算部６０の割算器６２によ
って、減算器６１からの出力信号と押し付け力演算部５
３から出力される押し付け力ＦのＸ軸方向成分Ｆｘを表
わす信号とを受けてＦｘ／（ＳｃｘーＳｐｘ）の割算を
行い、スタイラス１２の剛性Ｋを算出する。

【００３８】このＫの値を各スタイラス毎にメモリ６３
に記憶しておく。

【００３９】このようにして剛性Ｋの値を求めて記憶し
た後に、Ｘ軸変位板２１をクランプした状態で、キャリ
ッジ５をＸ軸方向に移動させてスタイラス１２を被検物
４０に押し付け（図５参照）、リングゲージの真円度等
の測定を開始する。

【００４０】この測定時に、押し付け力検出部５０の押
し付け力演算部５３は、４つの歪みゲージ５２の各出力
信号に基づき、スタイラス１２に作用する押し付け力Ｆ
のＸ軸方向成分Ｆｘ及びＹ軸方向成分Ｆｙを演算する。
この押し付け力演算部５３からの出力は割算器６４及び
６５にそれぞれ入力される。

【００４１】割算器６４は、メモリ６３に記憶された剛
性Ｋと押し付け力演算部５３から出力される押し付け力
ＦのＸ軸方向成分Ｆｘとを用いてＦｘ／Ｋの割算を行
い、スタイラス１２のＸ軸方向の変形量ΔＳｘを算出す
る。

【００４２】一方、割算器６５は、メモリ６３に記憶さ
れた剛性Ｋと押し付け力演算部５３から出力される押し
付け力ＦのＹ軸方向成分Ｆｙとを用いてＦｙ／Ｋの割算
を行い、スタイラス１２のＹ軸方向の変形量ΔＳｙを算
出する。

【００４３】そして、変形量ΔＳｘ及びΔＳｙを変位測
定プローブ１０の座標値（Ｓｃｘ＋Ｓｐｘ, Ｓｃｙ＋Ｓ
ｐｙ, Ｓｃｚ＋Ｓｐｚ）に加算すれば、スタイラス１２
の変形量に起因する誤差が補正された真の測定値が得ら
れる。

【００４４】ここで、Ｓｃｙは測定機のＹ軸用エンコー
ダ（図示略）によって検出されるブリッジ３のＹ軸方向
の移動量、Ｓｃｚは測定機のＺ軸用エンコーダ（図示
略）によって検出されるスピンドル６のＺ軸方向の移動
量、ＳｐｙはＹ軸用エンコーダ１７によって検出される
変位測定プローブ１０のＹ軸方向の移動量、ＳｐｚはＺ
軸用エンコーダ１８によって検出される変位測定プロー
ブ１０のＺ軸方向の移動量である。

【００４５】上述したように、上記一実施例に係る変位
測定プローブによれば、Ｘ軸変位板２１のクランプを解
除した状態で、スタイラス１２の剛性Ｋを求めてメモリ
６３に記憶しておき、Ｘ軸変位板２１をクランプした状
態での測定中に、剛性Ｋと、押し付け力演算部５３から
得られるスタイラス１２に作用する押し付け力ＦのＸ軸
方向成分Ｆｘ及びＹ軸方向成分Ｆｙとを用いてスタイラ
ス１２のＸ軸方向の変形量ΔＳｘ及びＹ軸方向の変形量
ΔＳｙを算出することができる。したがって、スタイラ
ス１２がある特定の方向、例えばＸ軸方向に変位しない
ようにクランプして測定する場合でも、スタイラス１２
の変形量に起因する測定誤差のない、高精度な測定を行
うことができる。

【００４６】なお、上記一実施例に係る変位測定プロー
ブ１０は、Ｘ軸変位板２１をクランプしないで測定する
場合にも、スタイラス１２の変形量に起因する測定誤差
のない、高精度な測定を行うことができることは言うま
でもない。

【００４７】図７は、上記一実施例に係る変位測定プロ
ーブ１０を用いてリングゲージの真円度を測定した結果
を示している。図７の測定データ７０では、図８に示す
測定データ８０のような大きな測定誤差が生じている部
分８０ａがなく、丸い結果が得られている。

【００４８】なお、上記一実施例における歪みゲージ５
２に代えて、スタイラス１２に作用する押し付け力を検
出するために、作用する力に応じた電圧又は電荷を発生
する圧電素子のような検出素子を用いてもよい。

【００４９】また、上記一実施例では、スタイラス１２
を取付部１１に互いに直交する３つの軸方向に変位可能
に支持する支持機構１３〜１５を、ＸＹＺ各軸のガイド
として平行板ばねを用いた平行板ばね方式としている
が、ＸＹＺ各軸のガイドとしてエアベアリング或いは機
械式の直線案内を用いることもできる。

【００５０】さらに、上記一実施例では、スタイラス１
２の変形量を検出すると述べたが、スタイラス１２の変
形量は、スタイラス１２自体の変形量だけでなく、変位
測定プローブ１０を構成する全ての部材の変形量を含む
意味で用いられている。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る変位測定プローブによれば、測定子に作用する
押し付け力を押し付け力検出手段により検出し、この検
出した押し付け力から演算手段が測定子の変形量を演算
するので、測定子がある特定の方向、例えばＸ軸方向に
変位しないようにクランプして測定する場合でも、クラ
ンプした方向における測定子の変形量を求めることがで
き、測定誤差が生じない。したがって、どのような測定
の場合にも測定子の変形量を補正することができ、測定
精度を向上させることができる。

【００５２】請求項２記載の発明に係る変位測定プロー
ブによれば、測定子に作用する押し付け力を歪みゲージ
によって検出することができる。

【００５３】請求項３記載の変位測定プローブでは、測
定子に作用する押し付け力を圧電素子によって検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る変位測定プロ
ーブ全体を拡大して示した概略構成図である。

【図２】図２は図１に示す変位測定プローブが取り付け
られた一般的な三次元測定機を示す概略構成図である。

【図３】図３は図１と同様の図で、クランプを解除した
状態でスタイラスを被検物に押し付けた場合を示す図で
ある。

【図４】図４は図３と同様の図で、三次元測定機の一部
を破断して示した図である。

【図５】図５はクランプ状態でスタイラスを被検物４０
に押し付けた場合を示す図である。

【図６】図６は演算部を示すブロック図である。

【図７】図７は図１に示す変位測定プローブを用いてリ
ングゲージの真円度を測定した結果を示す図である。

【図８】図８は従来の変位測定プローブを用いてリング
ゲージの真円度を測定した結果を示す図である。

【符号の説明】

１１取付部１２スタイラス（測定子）１３〜１５支持機構１６Ｘ軸用エンコーダ（変位量検出手段）１７Ｙ軸用エンコーダ（変位量検出手段）１８Ｚ軸用エンコーダ（変位量検出手段）５０押し付け力検出部（押し付け力検出手段）５２歪みゲージ６０演算部（演算手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定機本体への取付部と、測定子と、こ
の測定子を前記取付部に互いに直交する３つの軸方向に
変位可能に支持する支持機構と、前記測定子の各軸方向
への変位量を検出する変位量検出手段とを備えた変位測
定プローブにおいて、前記測定子が被検物の表面に押し付けられた時、前記測
定子に作用する押し付け力を検出する押し付け力検出手
段と、前記押し付け力から前記測定子の変形量を演算する演算
手段とを備えてなることを特徴とする変位測定プロー
ブ。
【請求項２】前記押し付け力検出手段は歪みゲージで
あることを特徴とする請求項１記載の変位測定プロー
ブ。
【請求項３】前記押し付け力検出手段は圧電素子であ
ることを特徴とする請求項１記載の変位測定プローブ。