JPH10103948A - 表面粗さ形状測定機の測定条件設定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面粗さ形状測定の測定条件が容易に設定で
きる測定条件設定方法及びその装置を安価に提供する。 【解決手段】 測定種別及び算出規格を作業者が指定す
ると、指定された測定種別及び算出規格の両方に該当す
るパラメータが表示される。作業者がその中からパラメ
ータを指定するとともにその値を入力すると、あらかじ
め設定された「パラメータと最大変位量との関係」か
ら、指定されたパラメータ及びその値に該当する最大変
位量が算出され、その最大変位量が測定可能で、あらか
じめ設定された幾種類かの測定レンジの中から最小のも
のが選択される。また、あらかじめ設定された「パラメ
ータとカットオフ値との関係」の中からカットオフ値が
選択され、あらかじめ設定された「カットオフ値と評価
長さとの関係」の中から評価長さが設定される。さら
に、あらかじめ設定された「カットオフ値と測定速度と
の関係」の中から最大の速度が測定速度として設定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの表面粗
さ、断面形状、うねり等（以下、まとめて「表面粗さ形
状」という。）を求める表面粗さ形状測定機の測定条件
設定方法及びその装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】図３に一般的な表面粗さ形状測定機の測定
部４０を示す。図３に示すように、ベース４１に立設さ
れたコラム４２に送り装置４３が設けられ、触針４５を
有し触針４５のＺ方向（鉛直方向）の変位を検出する検
出器４４が、送り装置４３にＸ方向（水平方向）移動自
在に設けられている。送り装置４３には検出器４４のＸ
方向の移動量を検出するスケールが内蔵されている。こ
れによって、ワークＷの測定位置Ｗａに触針４５を当接
した状態で検出器４４をＸ方向に移動させると、触針４
５のＺ方向の変位が検出器４４で検出され、検出器４４
のＸ方向の移動量が送り装置４３のスケールで検出され
て、ワークＷの測定データが得られる。

【０００３】この場合、図４に示すように、ワークＷは
一般的に、解析し評価する部分である評価長さＬｎの前
後に予備駆動長さＬｐを加えた全測定長さＬｔが測定さ
れる。 また、得られた評価長さＬｎの部分の測定デー
タは、後述する本発明の実施の形態の中で説明するよう
に、測定データ解析部で解析されるが、解析結果は主と
してパラメータを使用して表わされる。パラメータは表
面粗さ形状の特性を表すもので算出規格ごとに各種設定
されており、表面粗さは「Ｒa５、Ｒy１５」等と表わ
す。本明細書では記号部分（Ｒa、Ｒy 等）を「パラメー
タ」、数値部分（５、１５等）を「その値」又は「パラ
メータ値」といい、両方をまとめていうときは「パラメ
ータ及びその値」と記述する。

【０００４】ところで、表面粗さ形状測定機ではワーク
測定に当たって、また、測定して得られた測定データの
解析に際して各種の測定条件をあらかじめ設定しておく
必要がある。測定条件としては次のようなものがある。 （イ）測定種別（表面粗さ測定、断面形状測定、うねり
測定等） （ロ）算出規格（解析の基準となる規格で、ＪＩＳ−１
９８２、ＪＩＳ−１９９４、ＤＩＮ、ＩＳＯ、ＡＮＳＩ
等） （ハ）パラメータ （ニ）測定レンジ（検出器４４のＺ方向検出可能範囲） （ホ）測定速度（検出器４４のＸ方向移動速度） （ヘ）カットオフ値（粗さとうねりを分けるための基準
波長） （ト）評価長さＬｎ （チ）傾斜補正方法（最小二乗直線補正、最小二乗多項
式曲線補正、スプライン曲線補正等） （リ）カットオフフィルタの種類（ＪＩＳ−１９８２で
は２ＣＲ（非補償）又は２ＣＲ（補償）、その他ではガ
ウシアン） （ヌ）短波長カットオフフィルタ（触針先端半径による
微細波長領域の誤差の影響を除去するもの）の内容 （ル）戻り速度（測定後の検出器４４のＸ方向戻り速
度） （オ）リターン（触針４５の当接位置から予備駆動長さ
分だけ戻って測定開始すること）設定の有無 （ワ）予備駆動長さＬｐ

【０００５】これらの中で、測定レンジ、カットオフ
値、評価長さＬｎ、測定速度は、従来、次のようにして
設定していた。測定レンジは、大きい方が測定可能範囲
が広くなるが分解能が粗くなるため、あらかじめ手動で
検出器４４を送りながら測定データの最大変位量を探
り、大きいレンジ（小さな倍率）から徐々に小さいレン
ジ（大きい倍率）に切り替え設定する。また、測定速度
は、高速の方が測定時間が短くなるが、検出器４４の検
出が追従できないと意味がないので、低速から徐々に速
度を上げていき、測定データの様子等から最適な速度を
設定する。

【０００６】さらに、カットオフ値は、各算出規格で設
定方法が決められているが、いずれもパラメータ及びそ
の値によって設定されるものであり表面粗さ形状の大き
さがわからないと設定できないため、パラメータ及びそ
の値がわかっていないワークの場合は暫定的に測定し、
その測定データを見て設定する。そして、評価長さＬｎ
は、一般的にカットオフ値を基準に設定されており、カ
ットオフ値の設定がされた後に設定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、表面粗さ形
状を正しく求めるためには、このように多くの測定条件
を設定しなければならない。表面粗さ形状測定に慣れた
熟練者にとっては問題はないことでも、不慣れな者にと
って、これらを理解し正確に設定するのはかなり困難な
作業である。測定条件の設定方法は通常、取扱説明書に
記載されているが、それを理解するのは簡単ではない。
熟練者が事細かに指導していくことが一般的である。し
たがって、不慣れな作業者が測定する場合には、測定条
件の設定に時間がかかったり、測定条件の設定が間違っ
たために測定のやり直しをしたりすることが多い。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、表面粗さ形状測定の測定条件が容易に設定でき
る測定条件設定方法及びその装置を安価に提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、パラメータの指定及びその値の入力をする
と、それらの内容から測定レンジ、カットオフ値、評価
長さ、測定速度が自動的に算出され設定されるようにす
る。この場合、前述した測定条件の中で、測定内容が変
わるごとに設定し直すことが多いのは測定レンジ、カッ
トオフ値、評価長さＬｎ、測定速度で、この他の測定条
件で傾斜補正方法、カットオフフィルタの種類、短波長
カットオフフィルタの内容、戻り速度、リターン設定の
有無、予備駆動長さＬｐは変更することが少ない。

【００１０】したがって、本発明では、測定レンジ、カ
ットオフ値、評価長さＬｎ、測定速度を自動的に設定す
るようにした。これで通常の測定には十分効果があり、
これらに絞ることによって前記の目的を安価に解決する
ことができる。また、パラメータについてはかなり多く
の種類があり、その選定にも時間がかかるので、本発明
では測定種別及び算出規格が指定されると両方に該当す
るパラメータのみを表示し、その中から作業者が指定で
きるようにする。なお、パラメータ及びその値は測定し
ようとするワークの図面に記載されているものを用いる
と、測定結果から直ちにワークの評価をすることができ
る。

【００１１】各測定条件は次のようにして設定する。 （イ）測定レンジは、あらかじめ設定された「パラメー
タと最大変位量との関係（パラメータの種類ごとにパラ
メータ値に対するＺ方向最大変位量を設定したもの）」
から、指定されたパラメータ及びその値に該当する最大
変位量が算出され、最大変位量が測定可能で、あらかじ
め設定した幾種類かの測定レンジの中から最小のものが
選択され設定される。 （ロ）カットオフ値は、あらかじめ設定された「パラメ
ータとカットオフ値との関係（パラメータをその値によ
っていくつかに区分し、各々にカットオフ値を設定した
もの）」の中から、指定されたパラメータ及びその値が
該当する値が選択され設定される。 （ハ）評価長さＬｎは、あらかじめ設定された「カット
オフ値と評価長さとの関係（カットオフ値に対する評価
長さＬｎを設定したもの）」から、設定されたカットオ
フ値が該当する長さが設定される。 （ニ）測定速度は、あらかじめ設定された「カットオフ
値と測定速度との関係（カットオフ値に対する幾種類か
の測定速度を設定したもの）」の中から、最大のものが
選択される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る表面粗さ形状測定機
とその測定条件設定装置の実施の形態のブロック図を図
２に示す。図２に示すように、この実施の形態では、作
業者が測定種別、算出規格、パラメータを指定し、パラ
メータ値を入力する入力手段２１、入力手段２１で指定
された測定種別及び算出規格の両方に該当するパラメー
タを抽出するパラメータ抽出部２２、パラメータ抽出部
２２で抽出され表示部（図示省略）に表示されたパラメ
ータの中から、作業者が入力手段２１で指定したパラメ
ータを設定するパラメータ設定部２３が設けられてい
る。

【００１３】また、あらかじめ設定された「パラメータ
と最大変位量との関係」から、指定されたパラメータ及
びその値に該当する最大変位量を算出し、その最大変位
量が測定可能で、あらかじめ設定した幾種類かの測定レ
ンジの中から最小のものを選択し設定する測定レンジ設
定部２４、あらかじめ設定された「パラメータとカット
オフ値との関係」の中から、指定されたパラメータ及び
その値に該当するカットオフ値を選択し設定するカット
オフ値設定部２５、あらかじめ設定された「カットオフ
値と評価長さとの関係」から、設定されたカットオフ値
が該当する評価長さＬｎを選択し設定する評価長さ設定
部２６、あらかじめ設定された「カットオフ値と測定速
度との関係」の中から、最大の速度を選択し設定する測
定速度設定部２７が設けられている。

【００１４】さらに、従来と同様であるが、前述した測
定部４０の測定動作を制御する測定駆動制御部３１、測
定部４０から出力される触針４５の変位量と検出器４４
の移動量を電気信号に変換する信号変換部３２、その電
気信号による測定データを解析する測定データ解析部３
３が設けられている。そして、その他の測定条件の中
の、戻り速度、リターン設定の有無、予備駆動長さの
「測定動作に係わる」条件設定部３４、傾斜補正方法、
カットオフフィルタの種類、短波長カットオフフィルタ
の内容の「解析に係わる」条件設定部３５が設けられて
いる。

【００１５】なお、表示部は図示しないが、抽出された
パラメータ、各測定条件、測定データの解析結果等が表
示される。また、図２で、ブロック間の実線の接続線は
本発明に直接係わる測定条件設定の流れを主として表
し、破線の接続線は測定条件設定後の流れを主として表
している。

【００１６】次に、図１に示すフローチャートを用いて
操作手順を説明する。まず、測定種別及び算出規格を作
業者が指定する（ステップ１１）と、指定された測定種
別及び算出規格の両方に該当するパラメータが表示され
る（ステップ１２）。例えば、測定種別が「表面粗さ」
で、算出規格が「ＪＩＳ−１９９４」であったとする
と、算術平均粗さ、最大高さ、十点平均粗さ、凹凸の平
均間隔、局部山頂の平均間隔等のパラメータが表示され
る。算出規格が「ＪＩＳ−１９８２」であると、中心線
平均粗さ、最大高さ、十点平均粗さのパラメータが表示
される。

【００１７】表示されたパラメータの中から作業者が該
当するパラメータを指定する（ステップ１３）とともに
その値を入力する（ステップ１４）と、そのパラメータ
及びその値から測定レンジ、カットオフ値、評価長さ、
測定速度が次のようにして設定される（ステップ１
５）。

【００１８】測定レンジは、あらかじめ設定された「パ
ラメータと最大変位量との関係」から、指定されたパラ
メータ及びその値に該当する最大変位量が算出され、そ
の最大変位量が測定可能で、あらかじめ設定した幾種類
かの測定レンジの中から最小のものが選択される。例え
ば、選択されたパラメータが算術平均粗さで、入力され
たパラメータ値が５μｍであり、あらかじめ設定された
「パラメータと最大変位量との関係」から最大変位量が
１５μｍと算出されると、あらかじめ設定されている測
定レンジが、±４μｍ、±４０μｍ、±４００μｍであ
る場合、その中から±４０μｍのレンジが選択される。

【００１９】カットオフ値は、あらかじめ設定された
「パラメータとカットオフ値との関係」の中から、指定
されたパラメータ及びその値に該当する値が選択され
る。例えば、選択されたパラメータが算術平均粗さで、
入力されたパラメータ値が５μｍであったとすると、Ｊ
ＩＳ−１９９４で設定されている「２μｍを超え１０μ
ｍ以下」の区分のカットオフ値「２．５mm」が当てはめ
られる。

【００２０】評価長さは、あらかじめ設定された「カッ
トオフ値と評価長さとの関係」から、設定されたカット
オフ値に該当する長さが設定される。例えば、ＪＩＳ−
１９９４では評価長さはカットオフ値の５倍に設定され
ているので、カットオフ値が２．５mmのときは１２．５
mmとなる。

【００２１】測定速度は、あらかじめ設定された「カッ
トオフ値と測定速度との関係」の中から、最大の速度が
選択される。例えば、カットオフ値が２．５mmであった
とすると、それに推奨される測定速度はあらかじめ
「０．１５mm/sec、０．３mm/sec、……、３mm/sec、６
mm/sec」と設定されているので、その中から６mm/secが
選択される。

【００２２】なお、前述したように、この他の測定条件
で傾斜補正方法、カットオフフィルタの種類、短波長カ
ットオフフィルタの内容、戻り速度、リターン設定の有
無、予備駆動長さは変更することが少ないが、変更が必
要な場合は従来どおり、入力手段２１によって設定すれ
ばよい。

【００２３】これらの測定条件は、例として次のように
設定される。 （イ）傾斜補正方法……最小二乗直線補正 （ロ）カットオフフィルタの種類……算出規格としてＪ
ＩＳ−１９８２が指定されている場合は２ＣＲ（非補
償）、その他の場合はガウシアン （ハ）短波長カットオフフィルタ……カットオフ値の３
００分の１ （ニ）戻り速度……３mm/sec （ホ）リターン設定……無 （ヘ）予備駆動長さＬ……カットオフ値の３分の１

【００２４】なお、表示部と入力手段２１は通常のＣＲ
Ｔ（又は液晶式表示装置）とキーボードでもよいが、表
示と入力を兼用したタッチパネル式表示装置にすると、
指示操作がし易くなることが多い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定種別及び算出規格を作業者が指定すると、指定された
測定種別及び算出規格の両方に該当するパラメータが表
示され、その中から作業者がパラメータを指定するとと
もにその値を入力すると、そのパラメータ及びその値か
ら測定レンジ、カットオフ値、評価長さ、測定速度が設
定されるようにした。したがって、表面粗さ形状測定の
測定条件が容易に設定できる測定条件設定方法及びその
装置を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定条件設定方法の実施の形態の
フローチャート

【図２】本発明に係る測定条件設定装置の実施の形態の
ブロック図

【図３】一般的な表面粗さ形状測定機の測定部外観図

【図４】測定長さ関係の説明図

【符号の説明】

１１……測定種別／算出規格指定ステップ １２……パラメータ表示ステップ １３……パラメータ指定ステップ １４……パラメータ値入力ステップ １５……測定条件設定ステップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定種別及び算出規格を作業者が指定する
   と、 指定された測定種別及び算出規格の両方に該当するパラ
   メータが表示され、 その中から作業者がパラメータを指定するとともに、そ
   の値を入力すると、 前記パラメータ及びその値から測定レンジ、カットオフ
   値、評価長さ、測定速度が設定されることを特徴とする
   表面粗さ形状測定機の測定条件設定方法。
2. 【請求項２】前記測定レンジは、あらかじめ設定された
   「パラメータと最大変位量との関係」から、前記パラメ
   ータ及びその値に該当する最大変位量が算出され、その
   最大変位量が測定可能で、あらかじめ設定された幾種類
   かの測定レンジの中から最小のものが選択されて設定さ
   れ、前記カットオフ値は、あらかじめ設定された「パラ
   メータとカットオフ値との関係」の中から、前記パラメ
   ータ及びその値が該当する値が選択されて設定され、 前記評価長さは、あらかじめ設定された「カットオフ値
   と評価長さとの関係」から、前記カットオフ値が該当す
   る長さが設定され、 前記測定速度は、あらかじめ設定された「カットオフ値
   と測定速度との関係」の中から、最大の速度が選択され
   て設定されることを特徴とする請求項１に記載の表面粗
   さ形状測定機の測定条件設定方法。
3. 【請求項３】測定条件等を表示する表示部と、 作業者が測定種別、算出規格、パラメータの指定及びそ
   の値の入力をする入力手段と、 あらかじめ設定された「パラメータと最大変位量との関
   係」から、前記パラメータ及びその値が該当する最大変
   位量を算出し、その最大変位量が測定可能で、あらかじ
   め設定された幾種類かの測定レンジの中から最小のもの
   を選択し設定する測定レンジ設定部と、 あらかじめ設定された「パラメータとカットオフ値との
   関係」の中から、前記パラメータ及びその値が該当する
   カットオフ値を選択し設定するカットオフ値設定部と、 あらかじめ設定された「カットオフ値と評価長さとの関
   係」から、前記カットオフ値が該当する評価長さを設定
   する評価長さ設定部と、 あらかじめ設定された「カットオフ値と測定速度との関
   係」の中から、最大の測定速度を選択し設定する測定速
   度設定部と、から構成されたことを特徴とする表面粗さ
   形状測定機の測定条件設定装置。
4. 【請求項４】前記表示部と前記入力手段がタッチパネル
   式表示装置であることを特徴とする請求項３に記載の表
   面粗さ形状測定機の測定条件設定装置。