WO2021187192A1 - 内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法 - Google Patents

内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法 Download PDF

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WO2021187192A1
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small hole
camera
work
linear motion
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森井　秀樹
克文 森山
木村　浩章
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株式会社東京精密
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for measuring the inner surface shape of a small hole formed in a work.
  • An inner surface shape measuring machine that measures the roundness of a work by rotating the work around a rotation axis in a shape measuring device that measures the shape of the work by moving the contact type or non-contact type probe and the work relative to each other. It has been known. In order to measure the roundness with the inner surface shape measuring machine, it is necessary to match the axis of rotation with the axis of the work.
  • Patent Document 1 discloses a technique for measuring the roundness of a hole by bringing a contactor of a detector into contact with the inner peripheral portion of a hole of a work placed on a rotary table.
  • the contactor of the detector is brought into contact with the outer peripheral surface of the work in advance, and the runout of the work is observed at a low magnification while rotating the rotary table, so that the runout of the work is reduced.
  • the mounting position is being adjusted.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inner surface shape measuring machine for appropriately aligning the positions of holes, and an alignment method for the inner surface shape measuring machine.
  • One aspect of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates about a rotation axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body, which rotates.
  • a first-order probe that includes a linear tilt stage that can change its position in a plane perpendicular to the body and its tilt relative to the plane, and a contact or non-contact probe that extends parallel to the first direction.
  • a displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that is fixed to the linear motion tilting stage and rotates with the rotating body by a probe that can move in the first direction by the linear motion mechanism, and the displacement detector in the first direction.
  • a camera having parallel optical axes, a second position in which the position in the first direction is different from the first position and the first position of the small hole of the work at the first rotation angle of the rotating body, and the rotating body.
  • An observation control unit that observes the first position and the second position of the small hole of the work by a camera at a second rotation angle different from the first rotation angle of the above, and the first rotation angle of the observed rotating body.
  • the position and inclination of the small hole from the coordinates of the first position and the second position of the small hole in the above and the first position and the second position of the small hole at the second rotation angle of the rotating body.
  • It is an inner surface shape measuring machine including a position inclination calculation unit for calculating the above and an output unit for outputting small hole information including the calculated position and inclination of the small hole.
  • stage control unit that controls the linear motion tilt stage based on the small hole information and keeps the deviation between the central axis and the rotation axis of the small hole within the target value. As a result, the positions of the holes can be automatically aligned.
  • the camera can be moved in the first direction by the first linear motion mechanism, and the observation control unit moves the focal position of the camera to the first position and the second position of the narrow hole by the first linear motion mechanism. It is preferable to move it. As a result, the camera can be appropriately focused on the first position and the second position of the small hole, so that the small hole can be appropriately observed by the camera.
  • One aspect of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates about a rotation axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body, which rotates.
  • a first-order probe that includes a linear tilt stage that can change its position in a plane perpendicular to the body and its tilt with respect to the plane, and a contact or non-contact probe that extends parallel to the first direction.
  • a displacement detector that detects the displacement of the inner surface of the small hole of the workpiece that is fixed to the linear motion tilting stage and rotates with the rotating body by a probe that can move in the first direction by the linear motion mechanism, and the displacement detector in the first direction.
  • the hole-shaped pattern of the reference work at the first rotation angle of the rotating body
  • the first observation control unit for observing the first position and the second position with a camera, the first position and the second position of the small hole at the first rotation angle of the observed rotating body, and the rotating body.
  • a second observation control unit for observing by It is an inner surface shape measuring machine provided with.
  • the positions of the holes can be appropriately aligned based on the small hole information. It is particularly effective when the inner diameter is a very small hole of 500 ⁇ m or less.
  • stage control unit that controls the linear motion tilting stage based on the small hole information including the position and inclination of the small hole and keeps the deviation between the central axis and the rotation axis of the small hole within the target value. As a result, the positions of the holes can be automatically aligned.
  • the camera can be moved in the first direction by the first linear motion mechanism, and the second observation control unit sets the focal position of the camera by the first linear motion mechanism to the third position of the narrow hole and the fourth. It is preferable to move it to the position of. As a result, the camera can be appropriately focused on the third position and the fourth position of the small hole, so that the small hole can be appropriately observed by the camera.
  • the first rotation angle and the second rotation angle are 180 ° different from each other. As a result, the position and inclination of the small hole can be calculated accurately.
  • a coaxial illumination optical system that emits light coaxial with the optical axis of the camera.
  • a sponge-like or clay-like reflector is provided, and the reflector allows light incident from a camera-side opening of a small hole of a workpiece arranged between a camera and a linear tilt stage to be transmitted through a linear tilt stage-side opening. It is preferable to reflect it on a small hole. As a result, the light incident from the opening on the camera side of the small hole of the work can be reflected on the small hole at the opening on the linearly inclined stage side without damaging the work.
  • a flexible open-cell structure and a light source for incident light on the open-cell structure are provided, and the open-cell structure is directly formed by a small hole in a workpiece arranged between a camera and a linear motion tilting stage. It is preferable that the light from the light source is incident from the opening on the dynamic tilt stage side. As a result, light can be appropriately incident from the opening on the linearly inclined stage side of the narrow hole of the work.
  • the alignment method of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates about a rotation axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body.
  • a linear tilt stage that can change its position in a plane perpendicular to the first direction and its tilt with respect to the plane, and a contact or non-contact probe that extends parallel to the first direction and is a first straight.
  • An inner surface shape measuring machine including a displacement detector that detects the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece that is fixed to a linear motion tilting stage and rotates together with a rotating body by a probe that can be moved in a first direction by a moving mechanism.
  • the alignment method of the inner surface shape measuring machine for achieving the above object is a rotating body that rotates about a rotation axis parallel to the first direction, and a linear motion tilting stage supported by the rotating body.
  • a linear tilt stage that can change its position in a plane perpendicular to the first direction and its tilt with respect to the plane, and a contact or non-contact probe that extends parallel to the first direction and is a first straight.
  • An inner surface comprising a displacement detector that detects the displacement of the inner surface of a small hole of a workpiece to be measured that is fixed to a linear motion tilting stage and rotates together with a rotating body by a probe that can be moved in a first direction by a moving mechanism.
  • a method of aligning a shape measuring machine in which a reference work having a known shape and having a hole-shaped pattern is fixed to a linear motion tilting stage, and the hole-shaped pattern of the reference work at the first rotation angle of the rotating body is the first.
  • the first of the hole-shaped patterns of the reference work at the second position where the position of the first position and the position in the first direction are different from the first position and the second rotation angle different from the first rotation angle of the rotating body.
  • the first observation control step of observing the position and the second position by a camera having an optical axis parallel to the first direction, and the first of the small holes at the first rotation angle of the observed rotating body.
  • Rotation center coordinate calculation that calculates the rotation center coordinates of the rotating body from the respective coordinates of the position and the second position and the first position and the second position of the small hole at the second rotation angle of the rotating body.
  • the process and the work to be measured are fixed to the linear motion tilting stage, and the third position of the small hole of the work to be measured and the fourth position where the position in the first direction is different from the third position is the first.
  • It is an alignment method of an inner surface shape measuring machine including a position inclination calculation step for calculating an inclination and an inclination.
  • the position of the hole can be appropriately aligned based on the small hole information. It is particularly effective when the inner diameter is a very small hole of 500 ⁇ m or less.
  • the positions of the holes can be properly aligned.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an inner surface shape measuring machine.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a non-contact type and a contact type probe.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the inner surface shape measuring machine.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing of the alignment method of the inner surface shape measuring machine.
  • FIG. 5 is a schematic view showing observation of the upper opening of the narrow hole by a camera.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an inner surface shape measuring machine.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a non-contact type and a contact type probe.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the inner surface shape measuring machine.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the observation of the lower opening of the narrow hole by the camera.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the movement target coordinates of the upper opening and the movement target coordinates of the lower opening.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the camera and the small hole of the work by the work installation jig.
  • FIG. 13 is a schematic view showing observation of an intermediate position of a small hole by a camera.
  • FIG. 14 is a schematic view showing observation of the small hole by the camera when the position of the small hole of the work is largely deviated from the rotation axis.
  • FIG. 15 is a diagram showing the locus of the center coordinates of the upper opening of the small hole in the shooting range of the camera when the rotating body is rotated.
  • FIG. 16 is a diagram showing an optical path of observation light of the lower opening of the narrow hole of the work incident on the camera.
  • FIG. 17 is a diagram showing a state of observing the lower opening of the narrow hole of the work by the camera.
  • FIG. 18 is a diagram showing insertion of a sponge-like reflector into the lower opening side of the narrow hole of the work.
  • FIG. 19 is a diagram showing the insertion of a clay-like reflector into the lower opening side of the narrow hole of the work.
  • FIG. 20 is a diagram showing the insertion of a scatterer into the lower opening side of the narrow hole of the work.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a process of an alignment method of an inner surface shape measuring machine according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a flowchart showing a process of registering the position of the rotation center coordinates.
  • FIG. 23 is a flowchart showing an alignment process of the work, which is the object to be measured.
  • FIG. 24 is a plan view showing an example of calculation of the coordinates of the center of rotation when the small hole of the work has a protrusion inside.
  • FIG. 25 is a plan view showing an example of calculation of the coordinates of the center of rotation using the reference work.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of a reference work having a planar shape.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the inner surface shape measuring machine 10 according to the present embodiment.
  • the inner surface shape measuring machine 10 is a device for measuring the inner surface shape (roundness, etc.) of the small hole H formed in the work W.
  • the small hole H is a small hole formed along the central axis of the work W.
  • the inner diameter of the small hole H is a very small diameter (for example, the inner diameter is 500 ⁇ m or less).
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other, the X direction is the horizontal direction, the Y direction is the horizontal direction orthogonal to the X direction, and the Z direction is the vertical direction.
  • the inner surface shape measuring machine 10 includes a main body base 12, a rotating body 14, a linear motion tilting stage 16, a work installation jig 18, a column 20, a carriage 22, an arm 24, a displacement detector 28, and a camera. 34 is provided.
  • the rotating body 14 is fixed on the main body base 12. Inside the main body base 12, a motor (not shown) connected to the rotating body 14, an encoder (not shown), and a high-precision rotation mechanism (not shown) are provided. Rotator 14 rotates with high precision around the rotation axis parallel A R in the Z-direction by a driving motor (an example of a first direction). Further, the rotating body 14 detects the rotation angle of the rotating body 14 by the rotation angle signal output from the encoder.
  • the linear motion tilt stage 16 (an example of the linear motion tilt stage) is supported by the rotating body 14 so as to be relatively movable with respect to the rotating body 14.
  • the linear motion tilt stage 16 moves in parallel in the X and Y directions by driving a motor (not shown), and the position in the plane (in the XY plane) perpendicular to the Z direction of the work W fixed to the linear motion tilt stage 16. Can be changed. Further, the linear motion tilt stage 16 tilts in the X direction and the Y direction by driving a motor (not shown), and the tilt of the work W fixed to the linear motion tilt stage 16 with respect to the XY plane can be changed.
  • the work installation jig 18 is placed on the linear motion tilting stage 16.
  • the work W is installed on the work installation jig 18. That is, the work W is fixed to the linear motion tilting stage 16 via the work installation jig 18.
  • the work W has a small hole H having a very small diameter. Fine hole H penetrates straight through the interior of the workpiece W from the upper opening O U (see FIG. 5) to the lower opening O D (see FIG. 7).
  • FIG. 1 shows the state of the work W before alignment. Aligned workpiece W is rotated about the axis of rotation A R together with the rotary member 14.
  • a column (post) 20 extending parallel to the Z direction is erected on the main body base 12.
  • the lower end of the column 20 is fixed to the upper surface of the main body base 12.
  • the carriage 22 is supported by the column 20 so as to be movable in the Z direction.
  • the carriage 22 moves in the Z direction by driving a motor (not shown).
  • the carriage 22 corresponds to a vertical linear motion mechanism (an example of the first linear motion mechanism) for moving the displacement detector 28 and the camera 34 in the Z direction.
  • the arm 24 is supported by the carriage 22 so as to be movable in the X direction (an example of a direction orthogonal to the first direction).
  • the arm 24 moves in the X direction by driving a motor (not shown).
  • the arm 24 corresponds to a horizontal linear motion mechanism for moving the displacement detector 28 and the camera 34 in the X direction.
  • the displacement detector 28 is supported by the arm 24.
  • the displacement detector 28 includes a non-contact or contact probe 30.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the probe 30.
  • 202A in FIG. 2 shows a non-contact probe 30.
  • the displacement detector 28 (see FIG. 1) including the non-contact probe 30 includes a light emitting element (not shown) that emits detection light and a light receiving element (not shown) that receives reflected light of the detection light emitted from the light emitting element.
  • the non-contact probe 30 includes an optical fiber 38 and a reflection mirror 40. The light emitted from the light emitting element (not shown) of the displacement detector 28 (see FIG. 1) is guided to the reflection mirror 40 by the optical fiber 38, reflected by the reflection surface of the reflection mirror 40, and incident on the work W.
  • the reflected light reflected by the work W enters the reflection mirror 40, is reflected by the reflection surface of the reflection mirror 40, and is guided to the optical fiber 38.
  • the reflected light guided to the optical fiber 38 is input to a light receiving element (not shown) of the displacement detector 28.
  • the displacement detector 28 detects the displacement of the work W based on the reflected light received by the light receiving element.
  • non-contact type displacement detector 28 As a method of the non-contact type displacement detector 28, known methods such as a laser interferometer, a white interferometer, SD-OCT (Spectral Domain-Optical Coherence Tomography), and SS-OCT (Swept Source-Optical Coherence Tomography) are applied. can do.
  • the displacement detector 28 may detect the displacement of the work W by a contact type. 202B in FIG. 2 shows a contact probe 30.
  • the contact probe 30 includes a contact 42 at its tip that is urged toward the work W.
  • the contactor 42 is displaced according to the shape of the work W.
  • the displacement of the contactor 42 is transmitted to the displacement detector 28 via the probe 30.
  • the displacement detector 28 detects the displacement of the work W based on the displacement of the contactor 42.
  • LVDT Linear Variable Differential Transformer
  • interferometer optical triangulation method
  • thin film strain measurement can be applied.
  • a method may be applied in which the contactor 42 is vibrated at the resonance frequency and the resonance point is changed by the contact.
  • the probe 30 when measuring the roundness of the small hole H of the work W with the inner surface shape measuring machine 10, the probe 30 is moved by the carriage 22 together with the displacement detector 28 in the Z direction, and the work W is moved. It is inserted into the small hole H.
  • the displacement detector 28 detects the displacement of the hole wall (inner side surface) of the small hole H by the probe 30.
  • the camera 34 is supported by the arm 24 with the optical axis AC (see FIG. 12) parallel and downward in the Z direction.
  • the camera 34 includes a coaxial epi-illumination optical system 35 (see FIG. 3, an example of a coaxial illumination optical system) and a magnifying optical system (microscope) (not shown) that magnifies and projects an object to be observed.
  • Coaxial incident illumination optical system 35 includes an illumination light source (not shown), and a half mirror (not shown) that emits light as illumination light optical axis A C coaxial camera 34 from the illumination source.
  • the camera 34 irradiates illumination light to the object to be observed by the camera of the optical axis A C coaxially, can photograph the magnified image of the observed object.
  • coaxial epi-illumination is used here, oblique illumination may be used.
  • the work W is aligned, the probe 30 is inserted into the small hole H of the work W, and the rotating body 14 is rotated to relatively move the work W and the probe 30.
  • the roundness of the small hole H can be measured.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the inner surface shape measuring machine 10.
  • the inner surface shape measuring machine 10 includes a control device 50.
  • the control device 50 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer.
  • the control device 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, and the like.
  • various programs such as control programs stored in the ROM are expanded in the RAM, and the programs expanded in the RAM are executed by the CPU to realize the functions of each part in the inner surface shape measuring machine 10. Then, various arithmetic processes and control processes are executed via the input / output interface.
  • the control device 50 includes a measurement control unit 52, a displacement acquisition unit 54, a roundness calculation unit 56, an observation control unit 58, a position inclination calculation unit 60, a stage control unit 62, and an output unit 63. include.
  • the measurement control unit 52 controls a motor (not shown) connected to the carriage 22, the arm 24, and the rotating body 14, respectively, and controls the relative position between the probe 30 of the displacement detector 28 and the small hole H of the work W. ..
  • the displacement acquisition unit 54 controls the displacement detector 28 and acquires the displacement of the hole wall of the small hole H detected by the displacement detector 28.
  • the roundness calculation unit 56 calculates the roundness of the small hole H from the relative position between the probe 30 and the work W acquired from the measurement control unit 52 and the displacement detected by the displacement detector 28.
  • the observation control unit (first and second observation control units) 58 controls the camera 34 and acquires an image taken by the camera 34.
  • the position inclination calculation unit 60 calculates the position and inclination of the small hole H of the work W from the image acquired by the observation control unit 58.
  • the stage control unit 62 controls a motor (not shown) that drives the linear motion tilt stage 16 based on the position and tilt of the small hole H calculated by the position tilt calculation unit 60, and the position and tilt of the linear motion tilt stage 16 To change.
  • the output unit 63 outputs the small hole information including the position and inclination of the small hole H acquired from the position inclination calculation unit 60 to an output interface (not shown).
  • Alignment includes centering that adjusts the position in the XY plane and tilting that adjusts the inclination with respect to the XY plane.
  • the inner surface shape measuring machine 10 can be centered and chilled by the linear motion tilting stage 16.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing of the alignment method of the inner surface shape measuring machine 10.
  • the work W having the narrow hole H is installed in the work installation jig 18 in advance.
  • Workpiece setting jig 18, (not block the lower opening O D) a gap is provided below the opening O D of small holes H of the workpiece W (see FIG. 7) holding the workpiece W.
  • step S2 the measurement control unit 52 drives a motor (not shown) of the arm 24 to move the camera 34 upward in the Z direction of the work W.
  • the measurement control unit 52 (an example of a first position) by driving the motor (not shown) of the camera 34 is moved in the Z direction, the upper opening O U of small holes H a focal position of the camera 34 of the carriage 22 To match.
  • step S3 an example of the observation control step
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the observation of the upper opening O U of small holes H by the camera 34.
  • the work W is shown in cross section.
  • Focal plane F U shown in FIG. 5, orthogonal to the optical axis A C of the camera 34, and a plane including the focal point of the camera 34, here are matched to the position of the upper opening O U of small holes H.
  • the dot-hatched portion shown in FIG. 5 is an optical path of the observation light upper opening O U incident on the camera 34, the image I 0U shown in FIG. 5, the upper opening O U observed by the camera 34 It is an image (Z direction view) of an edge portion.
  • the photographing range R is shown in the Z direction, and the cross section of the work W is shown in the Y direction.
  • step S4 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z-direction, Z is the upper opening O DU of small holes H a focal position of the camera 34 direction positions tailored to different lower opening O D (an example of a second position).
  • step S5 an example of the observation control step
  • Figure 7 is a schematic diagram illustrating the observation of lower opening O D of small holes H by the camera 34.
  • the work W is shown in cross section.
  • the focal plane F D is aligned with the position of the lower opening O D of the fine hole H.
  • the dot-hatched portion shown in FIG. 7 is an optical path of the observation light lower opening O D incident on the camera 34, the image I 0D shown in FIG. 7, the lower opening being observed by the camera 34 O It is an image (Z direction view) of the edge portion of D.
  • the photographing range R is shown in the Z direction, and the cross section of the work W is shown in the Y direction.
  • step S7 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z direction, focus position of the camera 34 to the upper opening O U.
  • step S8 an example of the observation control step
  • step S9 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z direction, focus position of the camera 34 to the lower opening O D of the fine hole H ..
  • step S10 an example of the observation control step
  • the photographing range R is shown in the Z direction
  • the cross section of the work W is shown in the Y direction.
  • step S11 an example of a position inclined calculating step
  • set angle theta 180 center coordinates (x, y) of the upper opening O U of small holes H in ° 180 U and center coordinates (x, y) of the lower opening O D 180D and from calculating the position and inclination of the central axis a H of the small hole H of the workpiece W relative to the axis of rotation a R of the rotary body 14.
  • step S12 the position inclined calculator 60 determines whether the deviation between the position and inclination of the central axis A H of the small hole H of the workpiece W with the rotational axis A R is within the target value. If the deviation is larger than the target value, the control device 50 performs the process of step S13. If the deviation is within the target value, the processing of this flowchart is terminated.
  • step S13 the position inclination calculation unit 60 calculates the amount of movement of the linear motion inclination stage 16.
  • Figure 11 is a diagram for explaining the upper opening O U moving target coordinates C U (x, y) and of the moving target coordinates C D of the lower opening O D (x, y).
  • Position inclined calculation unit 60 upper opening O U moving target coordinates C U (x, y) and of the moving target coordinates C D (x, y) of the lower opening O D from the amount of movement of the linear motion tilting stage 16 calculate.
  • the output unit 63 acquires the movement amount (an example of small hole information) of the linear motion tilt stage 16 calculated by the position inclination calculation unit 60 and outputs it to the stage control unit 62 (an example of an output process).
  • step S14 (an example of the stage control process), the stage control unit 62 drives a motor (not shown) of the linear motion tilt stage 16 based on the movement amount calculated in step S13, and sets the linear motion tilt stage 16 at a target position. Move to. After that, the process proceeds to step S1, and the control device 50 performs the same process. By repeating this process, the inner surface shape measuring machine 10, the deviation between the center axis A H of the small hole H of the workpiece W with the rotational axis A R of the rotary body 14 within the target value.
  • the alignment method according to the present embodiment it is possible to align the center axis A H of the fine hole H to the rotation axis A R of the rotary body 14.
  • the optical axis A C of the camera 34 is not necessary to match the rotational axis A R of the rotary body 14 may be aligned with a simple configuration.
  • the alignment method according to the present embodiment is effective when the small hole H is a very small hole having an inner diameter of 500 ⁇ m or less. Further, it is particularly effective when the diameter of the small hole H is 200 ⁇ m or less and the diameter of the probe 30 is 100 ⁇ m or less.
  • the small hole H having a diameter larger than 500 ⁇ m may be used.
  • a column 20 is parallel to upright the rotation axis A R of the rotary body 14.
  • the focus control mechanism of the camera 34 becomes unnecessary, and high-precision alignment is possible. For example, since the position of the rotation axis in the focal plane does not move, it is possible to adopt a high-magnification optical system.
  • the output unit 63 may output the movement amount of the linear motion tilt stage 16 (an example of small hole information) acquired from the position tilt calculation unit 60 to an output interface (not shown) or the like (an example of an output process). ..
  • the output unit 63 acquires the small hole information including the position and inclination of the central axis A H of the small hole H of the workpiece W relative to the axis of rotation A R of the rotary body 14 calculated in step S11, not shown in the output interface such as It may be output to (an example of the output process).
  • the output unit 63 outputs the acquired movement amount to the stage control unit 62.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the camera and the small hole of the work by the work installation jig. 212A of FIG. 12 shows the maximum angle of the observation light incident on the not-shown objective lens of the camera 34 relative to the optical axis A C.
  • Equation 3 Has a relationship of.
  • 212B in FIG. 12 shows the relationship between the camera 34 and the work W when there is a relationship of ⁇ work ⁇ obj.
  • the work W is shown in cross section.
  • Optical path P shown in 212B of the optical path of the observation light incident on the camera 34, an optical path can be used for observation of the lower opening O D.
  • O D the lower opening of the observation light incident on the camera 34.
  • 212C in FIG. 12 shows the relationship between the camera 34 and the work W when there is a relationship of ⁇ work > ⁇ obj.
  • the work W is shown in cross section.
  • the observation light of the lower opening O D will not reach the camera 34, it is impossible to observe the lower opening O D camera 34.
  • the position for observing the small hole H is not limited to the opening, a halfway position of the fine hole H You may.
  • the upper opening O DU and the lower opening O D of small holes H is a schematic diagram illustrating an observation by the camera 34 in the middle position O H which position in the Z direction is different (an example of a second position).
  • the work W is shown in cross section.
  • the dot-hatched portion shown in FIG. 13 is an optical path of the observation light in the middle position O H incident on the camera 34, the image I 0H shown in FIG. 13, the middle position O H observed by the camera 34 It is an image (Z direction view).
  • the middle position of the fine hole H It is effective to observe.
  • a method of selecting a region with high contrast (in focus) in the image, measurement by the white interference method, etc. are performed. It can be used.
  • FIG. 14 shows a state in which the small hole H of the work W is not within the shooting range of the camera 34.
  • the observation control unit 58 shows how the moving arm 24 is horizontal linear motion mechanism in a position P A where the fine hole H to enter the field of view of the camera 34.
  • the observation control unit 58 observes an upper opening O U and the lower opening O D of small holes H by the camera 34.
  • the position inclined calculating unit 60 stores the position P A of the arm 24.
  • the observation control unit 58 shows how the moving arm 24 is horizontal linear motion mechanism in a position P B where small hole H to enter the field of view of the camera 34.
  • observation control unit 58 observes an upper opening O U and the lower opening O D of small holes H by the camera 34.
  • the position inclined calculator 60 can calculate the position and inclination of the small hole H of the workpiece W relative to the axis of rotation a R of the rotary body 14.
  • Figure 15 is a diagram showing a trajectory T U of the center coordinates of the upper opening O U of small holes H in the imaging range R of the camera 34 at the time of rotating the rotating body 14.
  • the calculation can be performed without rotating the rotating body 14 by 180 °, so that the alignment can be speeded up.
  • the center of rotation since there is a lot of information that can be used when finding the center of rotation, it is possible to calculate the moving target coordinates with high accuracy.
  • FIG. 16 is a diagram showing an optical path of observation light of the lower opening of the narrow hole of the work incident on the camera.
  • 216A of FIG. 16 shows the optical path of the observation light lower opening O D of small holes H of the workpiece W that enters the camera 34.
  • the work W is shown in cross section.
  • the optical path can be used for observation of the lower opening O D is the amount of light is small. That is, the observation of lower opening O D, when compared with observations upper opening O U, sometimes insufficient light amount in difficulty. Thus, for during observation of the upper opening O U, it may have a mechanism to increase the amount of light during observation of the lower opening O D.
  • 216B of FIG. 16 shows a state where the light source was disposed 70 for irradiating fine hole H on the lower opening O D side.
  • the work W is shown in cross section.
  • Light source 70 illuminates the small hole H from the lower opening O D (an example of the linear motion tilting stage side opening).
  • the light source 70 preferably has low coherence in order to reduce speckle noise.
  • an LED Light Emitting Diode
  • an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source can be used. More preferably the center of the light source 70 coincides with the rotational axis A R of the rotary body 14.
  • FIG. 17 is a diagram showing a state of a lower opening O D observations small hole H of the workpiece W by the camera 34.
  • the work W is shown in cross section.
  • Workpiece W shown in FIG. 17, other portions of the workpiece W are arranged asymmetrically with respect to the center of the lower opening O D in the lower opening O D side of the small hole H. Therefore, as shown in 217A in FIG. 17, the lower opening O D of the workpiece W varies the amount of reflected light depending on the position, it is difficult to observe the lower opening O D.
  • the workpiece W shown in FIG. 17, a narrow lower opening O D side of the space of the small hole H. Therefore, as shown in 217B of FIG. 17, has insufficient space to insert a light source 70, it is impossible to arrange the lower opening O D side light source 70.
  • Figure 18 is a diagram showing the insertion of a sponge-like reflector 80 to the lower opening O D side of the small hole H of the workpiece W.
  • the work W is shown in cross section. 218A of FIG. 18 shows before the insertion of the sponge-like reflector 80, and 218B of FIG. 18 shows after insertion.
  • the sponge-like reflector 80 is a light reflecting member having elasticity and flexibility. Spongy reflector 80 is reflected in the fine hole H at the upper opening O U of small holes H lower opening O D side light incident from (an example of a camera-side opening) (an example of the linear motion tilting stage side) Let me. It is desirable that the sponge-like reflector 80 has a color such as white, which has high light reflectance. Since the sponge-like reflector 80 has flexibility, it can be inserted into the narrow space under the opening O D side.
  • FIG. 19 is a diagram showing the insertion of a clay-like reflector 82 to the lower opening O D side of the small hole H of the workpiece W.
  • the work W is shown in cross section. 219A of FIG. 19 shows before the insertion of the clay-like reflector 82, and 219B of FIG. 19 shows after the insertion.
  • the clay-like reflector 82 is a light reflecting member having plasticity and flexibility.
  • Clay-like reflector 82 in the small hole H of the upper opening O U lower opening the light incident from O D (camera side of an example of an opening) (an example of an opening of the linear tilting stage side) to the small hole H Reflect. It is desirable that the clay-like reflector 82 has a color such as white, which has high light reflectance. Since clay-like reflector 82 has flexibility, it can be inserted into the narrow space under the opening O D side.
  • clayey reflector 82 By inserting such clayey reflector 82 to the lower opening O D side, it is possible to increase the amount of light during observation of the lower opening O D, it is easy to observe the lower opening O D , More accurate alignment is possible. Moreover, clay-like reflector 82 to deform along the shape of the lower opening O D side of the workpiece W, it is unnecessary to exact shape molding and positioning, there is an effect that a low cost. Further, since the clay-like reflector 82 has flexibility, there is an effect that there is no concern of damaging the work W.
  • FIG. 20 is a diagram showing the insertion of the scattering body 84 to the lower opening O D side of the small hole H of the workpiece W.
  • the work W is shown in cross section. 220A in FIG. 20 shows before the insertion of the scatterer 84, and 220B in FIG. 20 shows after insertion.
  • the scatterer 84 is a sponge of an open cell structure having elasticity and flexibility. Scatterer 84 is disposed below the opening O D side of the small hole H (an example of a side opposite to the camera). Because the scatterer 84 has flexibility, it can be inserted into the narrow space under the opening O D side.
  • a light source 70 is attached to the scatterer 84. The light source 70 causes light to enter the scatterer 84. Light incident on the scatterer 84 from the light source 70, the inside of the scattering medium 84 and multiple scattering is incident on the lower opening O D.
  • Such scatterer 84 by arranging the lower opening O D side, it is possible scatterers 84 to form a surface light source due to multiple scattering. Therefore, it is possible to increase the amount of light during observation of the lower opening O D, it is easy to observe the lower opening O D, thereby enabling more accurate alignment. Also, the scatterer 84 to deform along the shape of the lower opening O D side of the workpiece W, it is unnecessary to exact shape molding and positioning, there is an effect that a low cost. Further, since the scatterer 84 has flexibility, there is no concern that the work W will be damaged.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a process of an alignment method of an inner surface shape measuring machine according to another embodiment of the present invention.
  • the position of the rotation axis A R of the rotary body 14 with a reference workpiece W R registers the measurement (step S100).
  • step S200 the work W, which is the object to be measured, is aligned (step S200), and the work W is measured (step S300). Then, steps S200 to S300 are repeated until the measurement of all the work W is completed (step S400).
  • step S100 the step of registering the position of the rotation center coordinates
  • reference work W R is fine hole like the workpiece W that is the measuring object (e.g., circular) has a shape (an example of a hole-shaped pattern) corresponding to a pre-shaped (e.g., outer diameter It is a work whose dimensions, hole dimensions, etc.) have been accurately measured and known.
  • the reference work W R for example, the same material as the workpiece W which is a measurement object, and can be used substantially the same shape as.
  • step S106 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the arm 24 to move the camera 34 above the Z direction of the reference workpiece W R.
  • the measurement control unit 52 (an example of a first position) by driving the motor (not shown) of the camera 34 is moved in the Z direction, the upper opening O U of small holes H a focal position of the camera 34 of the carriage 22 To match.
  • step S108 an example of first observation control step
  • step S110 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z-direction, Z is the upper opening O DU focal position small hole H of the camera 34 direction positions tailored to different lower opening O D (an example of a second position).
  • step S112 an example of first observation control step
  • the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z direction, focus position of the camera 34 to the upper opening O U.
  • step S118 an example of first observation control step
  • step S120 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z direction, focus position of the camera 34 to the lower opening O D of the fine hole H ..
  • step S122 an example of first observation control step
  • step S202 the work W, which is the object to be measured, is installed on the work installation jig 18.
  • step S204 the measurement control unit 52 drives a motor (not shown) of the arm 24 to move the camera 34 upward in the Z direction of the work W.
  • the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z direction (an example of a third position) upper opening O U focal position small hole H of the camera 34 To match.
  • step S206 an example of a second observation control step
  • the observation control unit 58 viewing the upper opening O U of small holes H by the camera 34 (imaging) to. Furthermore, the position inclined calculating unit 60, the center coordinates (x, y) of the upper opening O U of the fine hole H to calculate the U.
  • step S208 the measurement control unit 52 drives the motor (not shown) of the carriage 22 to move the camera 34 in the Z-direction, Z is the upper opening O DU focal position small hole H of the camera 34 direction positions tailored to different lower opening O D (an example of a fourth position).
  • step S210 an example of a second observation control step
  • the observation control unit 58 observes the lower opening O D of small holes H by the camera 34. Furthermore, the position inclined calculating unit 60, the center coordinates (x, y) of the lower opening O D of the fine hole H to calculate the D.
  • Step S212 (an example of a position inclined calculating step) First, the position inclined calculating unit 60, the center coordinates (x, y) of the upper opening O U of small hole H calculated at steps S206 and S210 U and the lower opening O D center coordinates (x, y) from D, and calculates the position and inclination of the central axis a H of the small hole H of the workpiece W. Then, the position inclined calculator 60 reads from the storage of the control device 50 the position of the rotation axis A R (rotation center coordinates) of the rotating body 14 calculated in step S124 of FIG.
  • the rotational axis A of the rotator 14 to calculate the position and inclination of the central axis a H of the small hole H of the reference workpiece W R relative to the position of R (rotation center coordinates).
  • the position inclination calculation unit 60 functions as a rotation center coordinate calculation unit.
  • the position inclined calculator 60 determines whether the deviation between the position and inclination of the central axis A H of the small hole H of the workpiece W with the rotational axis A R is within the target value. If the deviation is larger than the target value, the control device 50 performs the process of step S216. If the deviation is within the target value, the processing of this flowchart is terminated.
  • step S216 the position inclination calculation unit 60 calculates the amount of movement of the linear motion inclination stage 16.
  • step S218 (an example of the stage control process), the stage control unit 62 drives a motor (not shown) of the linear motion tilt stage 16 based on the movement amount calculated in step S13, and sets the linear motion tilt stage 16 at a target position. Move to.
  • the process proceeds to step S204, and the control device 50 performs the same process.
  • the inner surface shape measuring machine 10 the deviation between the center axis A H of the small hole H of the workpiece W with the rotational axis A R of the rotary body 14 within the target value.
  • the deviation thrust operation to within a target value of the rotation axis A R of the central axis A H and the rotating body 14 of the small hole H of the workpiece W requires several iterations ( Figure 4 and (See FIG. 23). Then, the higher the alignment target accuracy (the smaller the deviation target value), the more the number of repetitions tends to increase.
  • the hole of the work W which is the object to be measured, is not limited to a circular shape, but may be a distorted circular shape such as an ellipse, or a shape having protrusions inside.
  • calculating the rotation center coordinates in the captured image based on the shape of the small hole of the work W, which is the object to be measured it is difficult to calculate the rotation center with high accuracy due to the influence of the shape of the small hole of the work W. May become.
  • Figure 24 is a plan view showing an example of a calculation of the rotation center coordinates when small hole H of the workpiece W shape with a projection on the inside
  • FIG. 25 the calculation of the rotation center coordinates using the reference workpiece W R It is a top view which shows the example of.
  • reference work W R In another embodiment of the above, as a reference work W R, was used having a three-dimensional shape having the same small hole and the workpiece W that is the measuring object, the present invention is not limited thereto.
  • the reference work W R may be used as a planar shape.
  • the reference work W R of the planar shape (an example of a hole-shaped pattern) circular pattern of black within which corresponding to the fine hole may be formed. In this case, it becomes possible to share the program for searching and calculating the position of the small hole with the above-described embodiment.
  • the reference work W R of the planar shape (an example of a reticle.
  • Hole-shaped pattern printing pattern for positioning may be printed (e.g., see reference work W R1 of the planar shape of FIG. 26).
  • the printing pattern for positioning may be formed with a pattern indicating the center position of the fine hole. In this case, it becomes possible to calculate the coordinates of the center of rotation and the like with high accuracy.
  • planar reference work when used, it can be used in combination with a mechanism for moving the reference work up and down in the Z direction.
  • a mechanism for moving the reference work up and down in the Z direction As shown in FIG. 26, by raising or lowering the reference work W R1 planar shape in the Z direction, to calculate the rotation center coordinates based on the center C R1 of the reticle for each position in the Z direction (Pattern Pa) ..
  • the inclination of the rotation axis can be calculated and registered in advance, so that more accurate alignment can be realized.
  • the position of the fine hole calculation You can share the program to do. Further, by registering the rotation center for each of the upper opening and the lower opening, the inclination of the rotation axis can be calculated and registered in advance.
  • the work W R it can also be used an object having a workpiece W or workpiece W similar shape that is the measuring object made with high accuracy. In this case, it is possible to divert the gripping mechanism of the workpiece W that is the measuring object for the gripping of the reference workpiece W R.

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Abstract

穴の位置を適切にアライメントする内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法を提供する。回転体の第１の回転角度における直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の第１の位置及び第１の位置とは異なる第２の位置と、回転体の第１の回転角度とは異なる第２の回転角度におけるワークの細穴の第１の位置及び第２の位置とをカメラにより観察し、観察した各位置のそれぞれの座標から細穴の位置及び傾斜を計算し、細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報を出力する。

Description

内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法
　本発明は、ワークに形成された細穴の内面形状を測定するための技術に関する。
　接触式又は非接触式のプローブとワークとを相対移動させることでワークの形状を測定する形状測定装置において、回転軸を中心にワークを回転させてワークの真円度を測定する内面形状測定機が知られている。内面形状測定機で真円度を測定するためには、回転軸とワークの軸心とを一致させる必要がある。
　特許文献１には、回転テーブル上に載置されたワークの孔の内周部に検出器の接触子を当接させて孔の真円度を測定する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、事前に検出器の接触子をワークの外周面に当接させ、回転テーブルを回転させながら低倍率でワークの振れを見て、振れが小さくなるようにワークの載置位置を調整している。
特開２００６－１４５３４４号公報
　内面形状測定機を用いて細穴の内面形状を測定する場合、細穴のアライメントが課題となる。即ち、プローブを細穴に挿入してワークを回転させると、プローブと穴壁とが衝突するという課題があった。
　これに対し、特許文献１に記載の技術のように、穴と同軸形状部分を利用してアライメントする場合は、測定可能な測定対象物の形状に制限があった。
　また、作業者が観察顕微鏡で確認しながら挿入する場合には、作業者の熟練が必要となる。この場合、自動化が困難であり、操作ミスによってプローブと穴壁とが衝突する可能性があった。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、穴の位置を適切にアライメントする内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第１の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって第１の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、第１の方向に平行な光軸を有するカメラと、回転体の第１の回転角度におけるワークの細穴の第１の位置及び第１の位置とは第１の方向の位置が異なる第２の位置と、回転体の第１の回転角度とは異なる第２の回転角度におけるワークの細穴の第１の位置及び第２の位置とをカメラにより観察する観察制御部と、観察した回転体の第１の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、回転体の第２の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、のそれぞれの座標から、細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算部と、計算した細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報を出力する出力部と、を備える内面形状測定機である。
　細穴情報に基づいて直動傾斜ステージを制御し、細穴の中心軸と回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備えることが好ましい。これにより、穴の位置を自動的にアライメントすることができる。
　カメラは、第１の直動機構により第１の方向に移動可能であり、観察制御部は、第１の直動機構によりカメラの焦点位置を細穴の第１の位置及び第２の位置に移動させることが好ましい。これにより、細穴の第１の位置及び第２の位置にカメラを適切に合焦させることができるので、カメラによって細穴を適切に観察することができる。
　上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第１の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって第１の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、第１の方向に平行な光軸を有するカメラと、直動傾斜ステージに固定された、穴状パターンが形成された、形状が既知の基準ワークについて、回転体の第１の回転角度における基準ワークの穴状パターンの第１の位置及び第１の位置とは第１の方向の位置が異なる第２の位置と、回転体の第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における基準ワークの穴状パターンの第１の位置及び第２の位置とをカメラにより観察する第１の観察制御部と、観察した回転体の第１の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、回転体の第２の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、のそれぞれの座標から、回転体の回転中心座標を計算する回転中心座標計算部と、直動傾斜ステージに固定された測定対象のワークについて、測定対象のワークの細穴の第３の位置及び第３の位置とは第１の方向の位置が異なる第４の位置を第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第２の観察制御部と、回転体の回転中心座標と、回転体の細穴の第３の位置及び第４の位置から、細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算部と、を備える内面形状測定機である。
　上記の各態様によれば、細穴情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。内径が５００μｍ以下の極小径穴である場合に特に有効である。
　細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報に基づいて直動傾斜ステージを制御し、細穴の中心軸と回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備えることが好ましい。これにより、穴の位置を自動的にアライメントすることができる。
　カメラは、第１の直動機構により第１の方向に移動可能であり、第２の観察制御部は、第１の直動機構によりカメラの焦点位置を細穴の第３の位置及び第４の位置に移動させることが好ましい。これにより、細穴の第３の位置及び第４の位置にカメラを適切に合焦させることができるので、カメラによって細穴を適切に観察することができる。
　第１の回転角度と第２の回転角度とは互いに１８０°異なる角度であることが好ましい。これにより、細穴の位置及び傾斜を精度よく計算することができる。
　カメラの光軸と同軸の光を出射する同軸照明光学系を備えることが好ましい。これにより、ワークの細穴を適切に照射することができるので、カメラによって細穴を適切に観察することができる。
　スポンジ状又は粘土状の反射体を備え、反射体は、カメラと直動傾斜ステージとの間に配置されるワークの細穴のカメラ側の開口から入射した光を直動傾斜ステージ側の開口において細穴に反射させることが好ましい。これにより、ワークの細穴のカメラ側の開口から入射した光を、ワークを傷つけずに直動傾斜ステージ側の開口において細穴に反射させることができる。
　柔軟性を有する連続気泡構造体と、連続気泡構造体に光を入射させる光源と、を備え、連続気泡構造体は、カメラと直動傾斜ステージとの間に配置されるワークの細穴の直動傾斜ステージ側の開口から光源からの光を入射させることが好ましい。これにより、ワークの細穴の直動傾斜ステージ側の開口から適切に光を入射させることができる。
　上記目的を達成するための内面形状測定機のアライメント方法は、第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第１の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって第１の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、回転体の第１の回転角度におけるワークの細穴の第１の位置及び第１の位置とは第１の方向の位置が異なる第２の位置と、回転体の第１の回転角度とは異なる第２の回転角度におけるワークの細穴の第１の位置及び第２の位置とを第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する観察制御工程と、観察した回転体の第１の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、回転体の第２の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、のそれぞれの座標から、細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算工程と、計算した細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報を出力する出力工程と、を備える内面形状測定機のアライメント方法である。
　上記目的を達成するための内面形状測定機のアライメント方法は、第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第１の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって第１の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転する測定対象のワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、穴状パターンが形成された、形状が既知の基準ワークを直動傾斜ステージに固定し、回転体の第１の回転角度における基準ワークの穴状パターンの第１の位置及び第１の位置とは第１の方向の位置が異なる第２の位置と、回転体の第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における基準ワークの穴状パターンの第１の位置及び第２の位置とを、第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第１の観察制御工程と、観察した回転体の第１の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、回転体の第２の回転角度における細穴の第１の位置及び第２の位置と、のそれぞれの座標から、回転体の回転中心座標を計算する回転中心座標計算工程と、測定対象のワークを直動傾斜ステージに固定し、測定対象のワークの細穴の第３の位置及び第３の位置とは第１の方向の位置が異なる第４の位置を第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第２の観察制御工程と、回転体の回転中心座標と、回転体の細穴の第３の位置及び第４の位置から、細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算工程と、を備える内面形状測定機のアライメント方法である。
　本態様によれば、細穴情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。内径が５００μｍ以下の極小径穴である場合に特に有効である。
　本発明によれば、穴の位置を適切にアライメントすることができる。
図１は、内面形状測定機の構成を示す概略図である。 図２は、非接触式及び接触式のプローブの一例を示す概略図である。 図３は、内面形状測定機の電気的構成を示すブロック図である。 図４は、内面形状測定機のアライメント方法の処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、カメラによる細穴の上側開口の観察を示す概略図である。 図６は、回転体の回転軸と、回転体の設定角度θ＝０°における上側開口と、カメラの撮影範囲における上側開口の画像との位置関係を示す図である。 図７は、カメラによる細穴の下側開口の観察を示す概略図である。 図８は、回転体の回転軸と、回転体の設定角度θ＝０°における下側開口と、カメラの撮影範囲における下側開口の画像との位置関係を示す図である。 図９は、回転体の回転軸と、回転体の設定角度θ＝１８０°における上側開口と、カメラの撮影範囲における上側開口の画像との位置関係を示す図である。 図１０は、回転体の回転軸と、回転体の設定角度θ＝１８０°における下側開口と、カメラの撮影範囲における下側開口の画像との位置関係を示す図である。 図１１は、上側開口の移動目標座標及び下側開口の移動目標座標を説明するための図である。 図１２は、カメラとワーク設置治具によるワークの細穴との関係を示す図である。 図１３は、カメラによる細穴の途中位置の観察を示す概略図である。 図１４は、ワークの細穴の位置が回転軸から大きくずれている場合の、カメラによる細穴の観察を示す概略図である。 図１５は、回転体を回転させた際のカメラの撮影範囲における細穴の上側開口の中心座標の軌跡を示す図である。 図１６は、カメラに入射するワークの細穴の下側開口の観察光の光路を示す図である。 図１７は、カメラによるワークの細穴の下側開口の観察の様子を示す図である。 図１８は、ワークの細穴の下側開口側へのスポンジ状の反射体の挿入を示す図である。 図１９は、ワークの細穴の下側開口側への粘土状の反射体の挿入を示す図である。 図２０は、ワークの細穴の下側開口側への散乱体の挿入を示す図である。 図２１は、本発明の別の実施形態に係る内面形状測定機のアライメント方法の処理を示すフローチャートである。 図２２は、回転中心座標の位置を登録する工程を示すフローチャートである。 図２３は、測定対象物であるワークのアライメント工程を示すフローチャートである。 図２４は、ワークの細穴が内部に突起を持つ形状の場合の回転中心座標の算出の例を示す平面図である。 図２５は、基準ワークを用いた回転中心座標の算出の例を示す平面図である。 図２６は、平面形状の基準ワークの例を示す図である。
　以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。
　＜内面形状測定機の構成＞
　図１は、本実施形態に係る内面形状測定機１０の構成を示す概略図である。内面形状測定機１０は、ワークＷに形成された細穴Ｈの内面形状（真円度等）を測定する装置である。本例において、細穴Ｈは、ワークＷの中心軸に沿って形成された細穴である。細穴Ｈの内径は、極小径（例えば内径が５００μｍ以下）のものである。図１において、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに直交する方向であり、Ｘ方向は水平方向、Ｙ方向はＸ方向に直交する水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。
　図１に示すように、内面形状測定機１０は、本体ベース１２、回転体１４、直動傾斜ステージ１６、ワーク設置治具１８、コラム２０、キャリッジ２２、アーム２４、変位検出器２８、及びカメラ３４を備える。
　回転体１４は、本体ベース１２上に固定される。本体ベース１２の内部には、回転体１４に連結される不図示のモータ、不図示のエンコーダ、及び不図示の高精度回転機構が備えられている。回転体１４は、モータの駆動によってＺ方向（第１の方向の一例）に平行な回転軸ＡＲを中心に高精度に回転する。また、回転体１４は、エンコーダから出力される回転角信号によって回転体１４の回転角度が検出される。
　直動傾斜ステージ１６（直動傾斜ステージの一例）は、回転体１４に対して相対移動可能に回転体１４に支持される。直動傾斜ステージ１６は、不図示のモータの駆動によりＸ方向及びＹ方向に平行移動し、直動傾斜ステージ１６に固定されたワークＷのＺ方向に直行する平面内（ＸＹ平面内）の位置を変更可能である。また、直動傾斜ステージ１６は、不図示のモータの駆動によりＸ方向及びＹ方向に対して傾斜動作し、直動傾斜ステージ１６に固定されたワークＷのＸＹ平面に対する傾斜を変更可能である。
　ワーク設置治具１８は、直動傾斜ステージ１６に載置される。ワーク設置治具１８には、ワークＷが設置される。即ち、直動傾斜ステージ１６には、ワーク設置治具１８を介してワークＷが固定される。ワークＷは、極小径の細穴Ｈを有する。細穴Ｈは、ワークＷの内部を上側開口ＯＵ（図５参照）から下側開口ＯＤ（図７参照）までを直進して貫通している。
　内面形状測定機１０においてワークＷの細穴Ｈの真円度等の内面形状を測定するには、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨが回転体１４の回転軸ＡＲと同軸上となるようにワークＷをアライメントする必要がある。このワークＷのアライメントについては後述する。図１は、ワークＷのアライメント前の様子を示している。アライメントされたワークＷは、回転体１４とともに回転軸ＡＲを中心に回転する。
　また、本体ベース１２上には、Ｚ方向に平行に延びるコラム（支柱）２０が立設される。コラム２０は、下端部が本体ベース１２の上面に固定される。
　キャリッジ２２は、Ｚ方向に移動可能にコラム２０に支持される。キャリッジ２２は、不図示のモータの駆動によりＺ方向に移動する。キャリッジ２２は、変位検出器２８及びカメラ３４をＺ方向に移動させるための垂直直動機構（第１の直動機構の一例）に相当する。
　アーム２４は、Ｘ方向（第１の方向に直行する方向の一例）に移動可能にキャリッジ２２に支持される。アーム２４は、不図示のモータの駆動によりＸ方向に移動する。アーム２４は、変位検出器２８及びカメラ３４をＸ方向に移動させるための水平直動機構に相当する。
　変位検出器２８は、アーム２４に支持される。変位検出器２８は、非接触式又は接触式のプローブ３０を備えている。
　図２は、プローブ３０の一例を示す概略図である。図２の２０２Ａは、非接触式のプローブ３０を示している。非接触式のプローブ３０を備える変位検出器２８（図１参照）は、検出光を出射する不図示の発光素子と、発光素子から出射される検出光の反射光を受光する不図示の受光素子とを備える。非接触式のプローブ３０は、光ファイバ３８及び反射ミラー４０を備える。変位検出器２８（図１参照）の不図示の発光素子から出射された光は、光ファイバ３８によって反射ミラー４０に導かれ、反射ミラー４０の反射面で反射してワークＷに入射する。ワークＷで反射した反射光は、反射ミラー４０に入射し、反射ミラー４０の反射面で反射して光ファイバ３８に導かれる。光ファイバ３８に導かれた反射光は、変位検出器２８の不図示の受光素子に入力される。変位検出器２８は、受光素子において受光される反射光に基づいてワークＷの変位を検出する。
　非接触式の変位検出器２８の方式として、レーザー干渉計、白色干渉計、ＳＤ－ＯＣＴ（Spectral Domain-Optical Coherence Tomography）、ＳＳ－ＯＣＴ（Swept Source-Optical Coherence Tomography）等の既知の手法を適用することができる。
　なお、変位検出器２８は、接触式でワークＷの変位を検出してもよい。図２の２０２Ｂは、接触式のプローブ３０を示している。接触式のプローブ３０は、先端にワークＷに向けて付勢される接触子４２を備える。接触子４２がワークＷに接触すると、ワークＷの形状に応じて接触子４２が変位する。接触子４２の変位は、プローブ３０を介して変位検出器２８に伝達される。変位検出器２８は、接触子４２の変位に基づいてワークＷの変位を検出する。
　接触式の変位検出器２８の変位検出機構としては、ＬＶＤＴ（Linear Variable Differential Transformer）、干渉計、光三角測量方式、薄膜歪み測定等の既知の機構を適用することができる。更に、変位検出器２８として、共振周波数で接触子４２を加振しておき、接触によって共振点が変化することを利用する方式を適用してもよい。
　図１の説明に戻り、内面形状測定機１０においてワークＷの細穴Ｈの真円度を測定する際には、プローブ３０はキャリッジ２２により変位検出器２８とともにＺ方向に移動され、ワークＷの細穴Ｈに挿入される。変位検出器２８は、プローブ３０により細穴Ｈの穴壁（内側面）の変位を検出する。
　カメラ３４は、光軸ＡＣ（図１２参照）をＺ方向に平行かつ下向きにして、アーム２４に支持される。
　カメラ３４は、同軸落射照明光学系３５（図３参照、同軸照明光学系の一例）と、被観察物を拡大投影する不図示の拡大光学系（顕微鏡）と、を含む。同軸落射照明光学系３５は、不図示の照明光源と、照明光源からの光をカメラ３４の光軸ＡＣと同軸の照明光として出射する不図示のハーフミラーと、を備える。カメラ３４は、カメラの光軸ＡＣと同軸で照明光を被観察物に照射し、被観察物の拡大画像を撮影することができる。ここでは同軸落射照明を用いているが、斜光照明を用いてもよい。
　このように構成された内面形状測定機１０において、ワークＷをアライメントし、プローブ３０をワークＷの細穴Ｈに挿入し、回転体１４を回転させてワークＷとプローブ３０とを相対的に移動させ、変位検出器２８において細穴Ｈの穴壁の変位を検出することで、細穴Ｈの真円度を測定することができる。
　＜内面形状測定機の電気的構成＞
　図３は、内面形状測定機１０の電気的構成を示すブロック図である。内面形状測定機１０は、制御装置５０を備える。
　制御装置５０は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ等の汎用のコンピュータによって実現されるものである。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェース等を備えている。制御装置５０では、ＲＯＭに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、内面形状測定機１０内の各部の機能が実現され、入出力インターフェースを介して各種の演算処理や制御処理が実行される。
　図３に示すように、制御装置５０は、測定制御部５２、変位取得部５４、真円度計算部５６、観察制御部５８、位置傾斜計算部６０、ステージ制御部６２、及び出力部６３を含む。
　測定制御部５２は、キャリッジ２２、アーム２４、及び回転体１４にそれぞれ連結される不図示のモータを制御し、変位検出器２８のプローブ３０とワークＷの細穴Ｈとの相対位置を制御する。
　変位取得部５４は、変位検出器２８を制御し、変位検出器２８が検出した細穴Ｈの穴壁の変位を取得する。
　真円度計算部５６は、測定制御部５２から取得したプローブ３０とワークＷとの相対位置、及び変位検出器２８が検出した変位から、細穴Ｈの真円度を計算する。
　観察制御部（第１及び第２の観察制御部）５８は、カメラ３４を制御し、カメラ３４が撮影した画像を取得する。位置傾斜計算部６０は、観察制御部５８が取得した画像からワークＷの細穴Ｈの位置及び傾斜を計算する。ステージ制御部６２は、位置傾斜計算部６０が計算した細穴Ｈの位置及び傾斜に基づいて、直動傾斜ステージ１６を駆動する不図示のモータを制御し、直動傾斜ステージ１６の位置及び傾斜を変更する。出力部６３は、位置傾斜計算部６０から取得した細穴Ｈの位置及び傾斜を含む細穴情報を不図示の出力インターフェースに出力する。
　＜アライメント方法＞
　前述したように、ワークＷの細穴Ｈの真円度等の内面形状を測定するためには、細穴Ｈの中心軸ＡＨを回転体１４の回転軸ＡＲに一致させるアライメントが必要である。アライメントには、ＸＹ平面内の位置を調整するセンタリングと、ＸＹ平面に対する傾斜を調整するチルチングとがある。内面形状測定機１０は、直動傾斜ステージ１６によってセンタリングとチルチングとが可能である。
　図４は、内面形状測定機１０のアライメント方法の処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、細穴Ｈを有するワークＷが予めワーク設置治具１８に設置されているものとする。ワーク設置治具１８は、ワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤ（図７参照）に隙間を設けて（下側開口ＯＤを塞がずに）ワークＷを固定している。
　ステップＳ１では、測定制御部５２は、回転体１４の不図示のエンコーダの検出結果に応じて不図示のモータを駆動し、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝０°（第１の回転角度の一例）の位置へ移動（回転）させる。
　ステップＳ２では、測定制御部５２は、アーム２４の不図示のモータを駆動してカメラ３４をワークＷのＺ方向の上方に移動させる。また、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＵ（第１の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ３（観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵを観察（撮影）する。さらに、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕを計算する。
　図５は、カメラ３４による細穴Ｈの上側開口ＯＵの観察を示す概略図である。図５では、ワークＷを断面で示している。図５に示す焦点面ＦＵは、カメラ３４の光軸ＡＣに直交し、かつカメラ３４の焦点を含む面であり、ここでは細穴Ｈの上側開口ＯＵの位置に合わせられている。また、図５に示したドットハッチング部分は、カメラ３４に入射する上側開口ＯＵの観察光の光路であり、図５に示した画像Ｉ０Ｕは、カメラ３４によって観察される上側開口ＯＵのエッジ部分の画像（Ｚ方向視）である。
　図６は、回転体１４の回転軸ＡＲと、回転体１４の設定角度θ＝０°におけるワークＷの細穴Ｈの上側開口ＯＵと、カメラ３４の撮影範囲Ｒと、撮影範囲ＲにおけるステップＳ３で観察された画像Ｉ０Ｕとの位置関係を示す図である。図６では、撮影範囲ＲはＺ方向視で示しており、ワークＷは断面をＹ方向視で示している。
　位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ０Ｕから設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕを計算する。
　次に、ステップＳ４では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＤＵとはＺ方向の位置が異なる下側開口ＯＤ（第２の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ５（観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄを計算する。
　図７は、カメラ３４による細穴Ｈの下側開口ＯＤの観察を示す概略図である。図７では、ワークＷを断面で示している。図７に示すように、焦点面ＦＤは細穴Ｈの下側開口ＯＤの位置に合わせられている。また、図７に示したドットハッチング部分は、カメラ３４に入射する下側開口ＯＤの観察光の光路であり、図７に示した画像Ｉ０Ｄは、カメラ３４によって観察される下側開口ＯＤのエッジ部分の画像（Ｚ方向視）である。
　図８は、回転体１４の回転軸ＡＲと、回転体１４の設定角度θ＝０°におけるワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤと、カメラ３４の撮影範囲ＲにおけるステップＳ５で観察された画像Ｉ０Ｄとの位置関係を示す図である。図８では、撮影範囲ＲはＺ方向視で示しており、ワークＷは断面をＹ方向視で示している。
　位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ０Ｄから設定角度θ＝０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄを計算する。
　次に、ステップＳ６では、測定制御部５２は、回転体１４の不図示のエンコーダの検出結果に応じて不図示のモータを駆動し、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝１８０°（第２の回転角度の一例）の位置へ移動させる。
　ステップＳ７では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を上側開口ＯＵに合わせる。
　続くステップＳ８（観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｕから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕを計算する。
　図９は、回転体１４の回転軸ＡＲと、回転体１４の設定角度θ＝１８０°におけるワークＷの細穴Ｈの上側開口ＯＵと、カメラ３４の撮影範囲ＲにおけるステップＳ８で観察された画像Ｉ０Ｕとの位置関係を示す図である。図９では、撮影範囲ＲはＺ方向視で示しており、ワークＷは断面をＹ方向視で示している。
　位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｕから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕを計算する。
　次に、ステップＳ９では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの下側開口ＯＤに合わせる。
　続くステップＳ１０（観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｄから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄを計算する。
　図１０は、回転体１４の回転軸ＡＲと、回転体１４の設定角度θ＝１８０°におけるワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤと、カメラ３４の撮影範囲ＲにおけるステップＳ１０で観察された画像Ｉ０Ｄとの位置関係を示す図である。図１０では、撮影範囲ＲはＺ方向視で示しており、ワークＷは断面をＹ方向視で示している。
　位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｄから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄを計算する。
　ステップＳ１１（位置傾斜計算工程の一例）では、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄと、設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄとから、回転体１４の回転軸ＡＲに対するワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜を計算する。
　ステップＳ１２では、位置傾斜計算部６０は、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜と回転軸ＡＲとのずれが目標値以内であるか否かを判定する。ずれが目標値より大きい場合は、制御装置５０は、ステップＳ１３の処理を行う。ずれが目標値以内である場合は、本フローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ１３では、位置傾斜計算部６０は、直動傾斜ステージ１６の移動量を計算する。図１１は、上側開口ＯＵの移動目標座標ＣＵ（ｘ，ｙ）及び下側開口ＯＤの移動目標座標ＣＤ（ｘ，ｙ）を説明するための図である。図１１では、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄと、設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄと、上側開口ＯＵの移動目標座標ＣＵ（ｘ，ｙ）と、下側開口ＯＤの移動目標座標ＣＤ（ｘ，ｙ）と、の位置関係を示している。
　図１１に示すように、上側開口ＯＵの移動目標座標ＣＵ（ｘ，ｙ）は、
　ＣＵ（ｘ，ｙ）＝｛（ｘ，ｙ）０Ｕ＋（ｘ，ｙ）１８０Ｕ｝／２　…（式１）
　と表すことができる。同様に、下側開口ＯＤの移動目標座標ＣＤ（ｘ，ｙ）は、
　ＣＤ（ｘ，ｙ）＝｛（ｘ，ｙ）０Ｄ＋（ｘ，ｙ）１８０Ｄ｝／２　…（式２）
と表すことができる。
　位置傾斜計算部６０は、上側開口ＯＵの移動目標座標ＣＵ（ｘ，ｙ）及び下側開口ＯＤの移動目標座標ＣＤ（ｘ，ｙ）から、直動傾斜ステージ１６の移動量を計算する。出力部６３は、位置傾斜計算部６０が計算した直動傾斜ステージ１６の移動量（細穴情報の一例）を取得し、ステージ制御部６２に出力する（出力工程の一例）。
　ステップＳ１４（ステージ制御工程の一例）は、ステージ制御部６２は、ステップＳ１３で計算された移動量に基づいて直動傾斜ステージ１６の不図示のモータを駆動し、直動傾斜ステージ１６を目標位置へ移動させる。その後、ステップＳ１へ移行し、制御装置５０は同様の処理を行う。この処理を繰り返すことで、内面形状測定機１０は、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨと回転体１４の回転軸ＡＲとのずれを目標値以内にする。
　このように、本実施形態に係るアライメント方法によれば、細穴Ｈの中心軸ＡＨを回転体１４の回転軸ＡＲにアライメントすることができる。本実施形態によれば、カメラ３４の光軸ＡＣを回転体１４の回転軸ＡＲに一致させる必要がないため、簡易な構成でアライメントすることができる。本実施形態に係るアライメント方法は、細穴Ｈが、内径が５００μｍ以下の極小径穴である場合に有効である。さらに、細穴Ｈの径が２００μｍ以下であり、プローブ３０の径が１００μｍ以下である場合に、特に有効である。なお、径が５００μｍより大きい細穴Ｈであってもよい。
　ここでは、カメラ３４で上側開口ＯＵと下側開口ＯＤとを観察する際の回転体１４の回転角度の設定角度θを、互いに１８０°異なる角度であるθ＝０°とθ＝１８０°とに設定したため、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨと回転軸ＡＲとのずれを精度よく計算することができる。
　また、内面形状測定機１０は、ワークＷの円筒度を高精度に測定するため、コラム２０は回転体１４の回転軸ＡＲと平行に立設されている。本実施形態では、細穴Ｈの上側開口ＯＵと下側開口ＯＤとの観察の切り替えの際に、キャリッジ２２の垂直直動機構を利用してカメラ３４の焦点位置を移動させた。したがって、カメラ３４の焦点制御機構が不要となり、高精度アライメントが可能となった。例えば、焦点面内での回転軸位置が移動しないため、高倍率の光学系を採用することが可能である。
　また、出力部６３は、位置傾斜計算部６０から取得した直動傾斜ステージ１６の移動量（細穴情報の一例）を、不図示の出力インターフェースなどに出力（出力工程の一例）してもよい。また出力部６３は、ステップＳ１１において計算した回転体１４の回転軸ＡＲに対するワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜を含む細穴情報を取得し、不図示の出力インターフェースなどに出力（出力工程の一例）してもよい。ユーザは、出力された情報に基づいて直動傾斜ステージ１６を手動で動作させることで、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨを回転体１４の回転軸ＡＲにアライメントすることができる。本実施形態では、出力部６３は、取得した移動量をステージ制御部６２に出力する。
　＜ワーク設置治具＞
　細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察するためには、ワークＷをワーク設置治具１８に設置した際に細穴Ｈの角度（傾斜）を一定範囲に収めることが必要となる。
　図１２は、カメラとワーク設置治具によるワークの細穴との関係を示す図である。図１２の２１２Ａは、カメラ３４の不図示の対物レンズに入射する観察光の光軸ＡＣに対する最大角度を示している。２１２Ａに示すように、カメラ３４の対物レンズの開口数をＮＡ、対物レンズに入射する観察光のカメラ３４の光軸ＡＣに対する最大角度θｏｂｊ、観察光の光路の屈折率をｎ、とすると、
　ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθｏｂｊ　…（式３）
　の関係を有する。したがって、観察光の光路の空気の屈折率ｎを１．０と仮定し、細穴Ｈの回転体１４の回転軸ＡＲに対する傾斜角をθｗｏｒｋとすると、
　θｗｏｒｋ＜ａｓｉｎ（ＮＡ）　…（式４）
　を満たすようにワークＷを位置決め可能なワーク設置治具１８が必要となる。
　図１２の２１２Ｂは、θｗｏｒｋ＜θｏｂｊの関係を有する場合のカメラ３４とワークＷとの関係を示している。２１２Ｂでは、ワークＷを断面で示している。２１２Ｂに示す光路Ｐは、カメラ３４に入射する観察光の光路のうち、下側開口ＯＤの観察に使用可能な光路である。このように、２１２Ｂに示す場合では、カメラ３４で下側開口ＯＤの観察を行うことが可能である。
　図１２の２１２Ｃは、θｗｏｒｋ＞θｏｂｊの関係を有する場合のカメラ３４とワークＷとの関係を示している。２１２Ｃでは、ワークＷを断面で示している。２１２Ｃに示す場合では、下側開口ＯＤの観察光はカメラ３４に到達せず、カメラ３４で下側開口ＯＤの観察を行うことができない。
　＜細穴の観察する位置＞
　上記の例では、細穴Ｈの上側開口ＯＤＵ及び下側開口ＯＤを観察する例を示したが、細穴Ｈを観察する位置は開口に限定されず、細穴Ｈの途中位置であってもよい。
　図１３は、細穴Ｈの上側開口ＯＤＵ及び下側開口ＯＤとはＺ方向の位置が異なる途中位置ＯＨ（第２の位置の一例）のカメラ３４による観察を示す概略図である。図１３では、ワークＷを断面で示している。図１３に示す細穴Ｈは、下側開口ＯＤのエッジ部にＲが付いている（下側開口ＯＤがＲ形状を有している）。このため、図１３に示す例では、焦点面ＦＨが細穴Ｈの途中位置ＯＨに合わせられている。また、図１３に示したドットハッチング部分は、カメラ３４に入射する途中位置ＯＨの観察光の光路であり、図１３に示した画像Ｉ０Ｈは、カメラ３４によって観察される途中位置ＯＨの画像（Ｚ方向視）である。
　このように、細穴Ｈの上側開口ＯＤＵや下側開口ＯＤに面取りやＲが付いており、細穴Ｈのエッジ形状を観察するのが困難な場合には、細穴Ｈの途中位置を観察することが有効である。細穴Ｈの途中位置を利用する場合、細穴Ｈの位置を検知するためには、画像内でコントラストの高い（焦点が合っている）領域を選択する手法や、白色干渉方式による計測等を利用することができる。
　＜細穴の位置が回転軸から大きくずれている場合＞
　上記の例では、回転体１４を回転させた際に、細穴ＨがＸ方向に固定されたカメラ３４の撮影範囲に常に入っていた。すなわち、カメラ３４の撮影範囲に入る程度に回転体１４の回転軸ＡＲに近い位置に最初から細穴Ｈが配置されていた。しかしながら、回転体１４の回転軸ＡＲから大きくずれて細穴Ｈが配置されている場合であっても、水平直動機構を動作させることで同様の手法を適用することができる。
　図１４は、回転体１４の回転軸ＡＲから大きくずれてワークＷの細穴Ｈが配置されている場合の、カメラ３４による細穴Ｈの観察を時系列で示す概略図である。
　図１４の２１４Ａは、ワークＷの細穴Ｈが、カメラ３４の撮影範囲に入っていない状態を示している。ここで、測定制御部５２は、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝θＡの位置へ移動させる。設定角度θ＝θＡは、Ｚ方向視でワークＷの細穴Ｈとアーム２４とが重なる角度である。設定角度θ＝θＡの位置への移動は、冶具で位置決めをしてもよいし、アーム２４の移動によるカメラ３４の各位置において回転体１４を移動させて、カメラ３４で細穴Ｈを探索してもよい。
　図１４の２１４Ｂは、観察制御部５８が、細穴Ｈがカメラ３４の視界に入る位置ＰＡに水平直動機構であるアーム２４を移動させる様子を示している。この位置ＰＡにおいて、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵ及び下側開口ＯＤを観察する。また、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝θＡにおける細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）ＡＵ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）ＡＤを計算する。さらに、位置傾斜計算部６０は、アーム２４の位置ＰＡを記憶する。
　図１４の２１４Ｃは、測定制御部５２が、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝θＡ＋１８０°＝θＢの位置へ移動させる様子を示している。
　図１４の２１４Ｄは、観察制御部５８が、細穴Ｈがカメラ３４の視界に入る位置ＰＢに水平直動機構であるアーム２４を移動させる様子を示している。この位置ＰＢにおいて、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵ及び下側開口ＯＤを観察する。また、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝θＢにおける細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）ＢＵ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）ＢＤを計算する。さらに、位置傾斜計算部６０は、アーム２４の位置ＰＢを記憶する。
　このように取得した、設定角度θ＝θＡにおける細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）ＡＵ、下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）ＡＤ、及びアーム２４の位置ＰＡと、設定角度θ＝θＢにおける細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）ＢＵ、下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）ＢＤ、及びアーム２４の位置ＰＢとから、位置傾斜計算部６０は、回転体１４の回転軸ＡＲに対するワークＷの細穴Ｈの位置及び傾斜を計算することができる。
　＜細穴の位置及び傾斜の計算の他の例＞
　上記の例では、２角度の回転角度で観察する例を示したが、回転体１４の回転角度を３角度以上、又は連続的に設定してもよい。例えば、中心座標の軌跡から、細穴Ｈの位置及び傾斜を計算してもよい。
　図１５は、回転体１４を回転させた際のカメラ３４の撮影範囲Ｒにおける細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標の軌跡ＴＵを示す図である。ここでは、回転体１４の回転角度を設定角度θ＝０°から設定角度θ＝９０°まで回転させた場合の軌跡を示している。位置傾斜計算部６０は、この軌跡ＴＵから、設定角度θ＝０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕ、（ｘ，ｙ）１５Ｕ、（ｘ，ｙ）３０Ｕ、（ｘ，ｙ）４５Ｕ、（ｘ，ｙ）６０Ｕ、（ｘ，ｙ）７５Ｕ、（ｘ，ｙ）９０Ｕをそれぞれ計算し、計算した中心座標から移動目標座標、すなわち回転軸ＡＲの座標を計算する。
　このように、回転体１４を１８０°回転させることなく計算が可能であるため、アライメントの高速化が可能となる。また、回転中心を求める際に利用可能な情報が多いため、移動目標座標を高精度で算出することが可能となる。
　＜光量調整＞
　図１６は、カメラに入射するワークの細穴の下側開口の観察光の光路を示す図である。図１６の２１６Ａは、カメラ３４に入射するワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤの観察光の光路を示している。２１６Ａでは、ワークＷを断面で示している。２１６Ａに示すように、下側開口ＯＤの観察に使用できる光路は光量が小さい。すなわち、下側開口ＯＤの観察は、上側開口ＯＵの観察と比較すると、光量不足で困難な場合がある。したがって、上側開口ＯＵの観察時に対して、下側開口ＯＤの観察時に光量を増やす仕組みを有してもよい。
　図１６の２１６Ｂは、下側開口ＯＤ側に細穴Ｈを照射する光源７０を配置した様子を示している。２１６Ｂでは、ワークＷを断面で示している。光源７０は、下側開口ＯＤ（直動傾斜ステージ側の開口の一例）から細穴Ｈを照射する。光源７０は、スペックルノイズ低減のため、低コヒーレンスなものが好ましい。光源７０としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、又はＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源を用いることができる。光源７０の中心が回転体１４の回転軸ＡＲと一致しているとより好ましい。
　このように、下側開口ＯＤ側に光源を配置することで、下側開口ＯＤの形状エッジを強調することができるので、下側開口ＯＤの観察が容易となり、より高精度なアライメントが可能となる。
　＜反射体の挿入＞
　ワークＷの形状によっては、下側開口ＯＤの観察が困難となる場合がある。図１７は、カメラ３４によるワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤの観察の様子を示す図である。図１７では、ワークＷを断面で示している。図１７に示すワークＷは、細穴Ｈの下側開口ＯＤ側にワークＷの他の部分が下側開口ＯＤの中心に対して非対称に配置されている。このため、図１７の２１７Ａに示すように、ワークＷの下側開口ＯＤは位置によって反射光量が異なり、下側開口ＯＤの観察が困難である。
　また、図１７に示すワークＷは、細穴Ｈの下側開口ＯＤ側の空間が狭い。このため、図１７の２１７Ｂに示すように、光源７０を挿入するスペースが不足しており、下側開口ＯＤ側に光源７０を配置することができない。
　また、図１７の２１７Ｃに示すように、下側開口ＯＤ側に反射体７２を挿入することは可能である。しかしながら、下側開口ＯＤ側の空間が狭いために精密な位置決めが必要となる。また、反射体７２とワークＷとが衝突し、ワークＷを傷つけてしまう可能性がある。
　このような課題に対し、ワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤ側に柔軟性を有する反射体を挿入することで、下側開口ＯＤの観察時の光量を増やしてもよい。
　図１８は、ワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤ側へのスポンジ状の反射体８０の挿入を示す図である。図１８では、ワークＷを断面で示している。図１８の２１８Ａはスポンジ状の反射体８０の挿入前を示し、図１８の２１８Ｂは挿入後を示している。
　スポンジ状の反射体８０は、弾性及び柔軟性を有する光反射部材である。スポンジ状の反射体８０は、細穴Ｈの上側開口ＯＵ（カメラ側の開口の一例）から入射した光を下側開口ＯＤ側（直動傾斜ステージ側の一例）において細穴Ｈに反射させる。スポンジ状の反射体８０は、光の反射率の高い、白色等の色を有することが望ましい。スポンジ状の反射体８０は柔軟性を有するので、下側開口ＯＤ側の狭いスペースに挿入することができる。
　このようなスポンジ状の反射体８０を下側開口ＯＤ側へ挿入することで、下側開口ＯＤの観察時の光量を増加させることができるので、下側開口ＯＤの観察が容易となり、より高精度なアライメントが可能となる。また、スポンジ状の反射体８０は、下側開口ＯＤ側のワークＷの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、スポンジ状の反射体８０は、柔軟性を有するためにワークＷを傷つける懸念がないという効果がある。
　また、図１９は、ワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤ側への粘土状の反射体８２の挿入を示す図である。図１９では、ワークＷを断面で示している。図１９の２１９Ａは粘土状の反射体８２の挿入前を示し、図１９の２１９Ｂは挿入後を示している。
　粘土状の反射体８２は、可塑性及び柔軟性を有する光反射部材である。粘土状の反射体８２は、細穴Ｈの上側開口ＯＵ（カメラ側の開口の一例）から入射した光を下側開口ＯＤ（直動傾斜ステージ側の開口の一例）において細穴Ｈに反射させる。粘土状の反射体８２は、光の反射率の高い、白色等の色を有することが望ましい。粘土状の反射体８２は柔軟性を有するので、下側開口ＯＤ側の狭いスペースに挿入することができる。
　このような粘土状の反射体８２を下側開口ＯＤ側へ挿入することで、下側開口ＯＤの観察時の光量を増加させることができるので、下側開口ＯＤの観察が容易となり、より高精度なアライメントが可能となる。また、粘土状の反射体８２は、下側開口ＯＤ側のワークＷの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、粘土状の反射体８２は、柔軟性を有するためにワークＷを傷つける懸念がないという効果がある。
　さらに、図２０は、ワークＷの細穴Ｈの下側開口ＯＤ側への散乱体８４の挿入を示す図である。図２０では、ワークＷを断面で示している。図２０の２２０Ａは散乱体８４の挿入前を示し、図２０の２２０Ｂは挿入後を示している。
　散乱体８４は、弾性及び柔軟性を有する連続気泡構造体のスポンジである。散乱体８４は、細穴Ｈの下側開口ＯＤ側（カメラ側とは反対側の一例）に配置される。散乱体８４は柔軟性を有するので、下側開口ＯＤ側の狭いスペースに挿入することができる。散乱体８４には、光源７０が取り付けられる。光源７０は、散乱体８４に光を入射させる。光源７０から散乱体８４に入射された光は、散乱体８４の内部を多重散乱し、下側開口ＯＤに入射される。
　このような散乱体８４を下側開口ＯＤ側に配置することで、散乱体８４が多重散乱による面光源を形成することができる。したがって、下側開口ＯＤの観察時の光量を増加させ
ることができ、下側開口ＯＤの観察が容易となり、より高精度なアライメントが可能となる。また、散乱体８４は、下側開口ＯＤ側のワークＷの形状に沿って変形するため、厳密な形状成形や位置決めが不要であり、低コストであるという効果がある。さらに、散乱体８４は、柔軟性を有するためにワークＷを傷つける懸念がないという効果がある。
　〈別の実施形態〉
　上記の実施形態では、ワークＷの内面形状を測定する際に、細穴Ｈの位置及び傾斜を毎回計算する例について説明したが、回転体１４の回転軸ＡＲの位置（図１５参照。以下、回転中心座標ともいう。）の位置をあらかじめ登録しておき、登録した回転中心座標を用いて、ワークＷのアライメントを行うことも可能である。
　図２１は、本発明の別の実施形態に係る内面形状測定機のアライメント方法の処理を示すフローチャートである。
　図２１に示すように、本実施形態では、基準ワークＷＲを用いて回転体１４の回転軸ＡＲの位置（回転中心座標）を測定して登録する（ステップＳ１００）。
　次に、ステップＳ１００で登録した回転中心座標を用いて、測定対象物であるワークＷのアライメントを行い（ステップＳ２００）、ワークＷの測定を行う（ステップＳ３００）。そして、すべてのワークＷの測定が終了するまで、ステップＳ２００からＳ３００を繰り返す（ステップＳ４００）。
　次に、本実施形態において、回転中心座標の位置を登録する工程（ステップＳ１００）について、図２２を参照して説明する。
　まず、ステップＳ１０２では、ワーク設置治具１８に基準ワークＷＲを設置する。ここで、基準ワークＷＲは、測定対象物であるワークＷと同様に細穴（例えば、円形）に相当する形状（穴状パターンの一例）を有しており、あらかじめ形状（例えば、外径寸法及び穴の寸法等）が正確に測定されて既知となっているワークである。基準ワークＷＲとしては、例えば、測定対象物であるワークＷと同一の材質で、かつ略同じ形状のものを用いることができる。
　次に、ステップＳ１０４では、測定制御部５２は、回転体１４の不図示のエンコーダの検出結果に応じて不図示のモータを駆動し、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝０°（第１の回転角度の一例）の位置へ移動（回転）させる。
　ステップＳ１０６では、測定制御部５２は、アーム２４の不図示のモータを駆動してカメラ３４を基準ワークＷＲのＺ方向の上方に移動させる。また、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＵ（第１の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ１０８（第１の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵを観察（撮影）する。さらに、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕを計算する。
　次に、ステップＳ１１０では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＤＵとはＺ方向の位置が異なる下側開口ＯＤ（第２の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ１１２（第１の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄを計算する。
　次に、ステップＳ１１４では、測定制御部５２は、回転体１４の不図示のエンコーダの検出結果に応じて不図示のモータを駆動し、回転体１４を回転角度が設定角度θ＝１８０°（第２の回転角度の一例）の位置へ移動させる。
　ステップＳ１１６では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を上側開口ＯＵに合わせる。
　続くステップＳ１１８（第１の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｕから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕを計算する。
　次に、ステップＳ１２０では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの下側開口ＯＤに合わせる。
　続くステップＳ１２２（第１の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、画像Ｉ１８０Ｄから設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄを計算する。
　ステップＳ１２４（回転中心座標計算工程の一例）では、位置傾斜計算部６０は、設定角度θ＝０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）０Ｄと、設定角度θ＝１８０°における細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）１８０Ｄとから、回転体１４の回転軸ＡＲの位置（回転中心座標）を計算する。そして、ステップＳ１２６では、位置傾斜計算部６０は、ステップＳ１２４で計算した回転中心座標を制御装置５０のストレージに保存する。
　次に、測定対象物であるワークＷのアライメント工程について、図２３を参照して説明する。
　まず、ステップＳ２０２では、測定対象物であるワークＷをワーク設置治具１８に設置する。
　ステップＳ２０４では、測定制御部５２は、アーム２４の不図示のモータを駆動してカメラ３４をワークＷのＺ方向の上方に移動させる。また、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＵ（第３の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ２０６（第２の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの上側開口ＯＵを観察（撮影）する。さらに、位置傾斜計算部６０は、細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）Ｕを計算する。
　次に、ステップＳ２０８では、測定制御部５２は、キャリッジ２２の不図示のモータを駆動してカメラ３４をＺ方向に移動させ、カメラ３４の焦点位置を細穴Ｈの上側開口ＯＤＵとはＺ方向の位置が異なる下側開口ＯＤ（第４の位置の一例）に合わせる。
　続くステップＳ２１０（第２の観察制御工程の一例）では、観察制御部５８は、カメラ３４によって細穴Ｈの下側開口ＯＤを観察する。さらに、位置傾斜計算部６０は、細穴Ｈの下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）Ｄを計算する。
　ステップＳ２１２（位置傾斜計算工程の一例）では、まず、位置傾斜計算部６０は、ステップＳ２０６及びＳ２１０でそれぞれ計算した細穴Ｈの上側開口ＯＵの中心座標（ｘ，ｙ）Ｕ及び下側開口ＯＤの中心座標（ｘ，ｙ）Ｄから、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜を計算する。次に、位置傾斜計算部６０は、図２２のステップＳ１２４で計算した回転体１４の回転軸ＡＲの位置（回転中心座標）を制御装置５０のストレージから読み出して、回転体１４の回転軸ＡＲの位置（回転中心座標）に対する基準ワークＷＲの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜を計算する。ここで、位置傾斜計算部６０は、回転中心座標計算部として機能する。
　ステップＳ２１４では、位置傾斜計算部６０は、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨの位置及び傾斜と回転軸ＡＲとのずれが目標値以内であるか否かを判定する。ずれが目標値より大きい場合は、制御装置５０は、ステップＳ２１６の処理を行う。ずれが目標値以内である場合は、本フローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ２１６では、位置傾斜計算部６０は、直動傾斜ステージ１６の移動量を計算する。
　ステップＳ２１８（ステージ制御工程の一例）は、ステージ制御部６２は、ステップＳ１３で計算された移動量に基づいて直動傾斜ステージ１６の不図示のモータを駆動し、直動傾斜ステージ１６を目標位置へ移動させる。その後、ステップＳ２０４へ移行し、制御装置５０は同様の処理を行う。この処理を繰り返すことで、内面形状測定機１０は、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨと回転体１４の回転軸ＡＲとのずれを目標値以内にする。
　本実施形態によれば、測定対象物であるワークＷのアライメントを行うごとに（図２３参照）、回転体１４を動作させる必要がない。したがって、ワークＷのアライメントを短時間で完了することができる。
　一般的に、ワークＷの細穴Ｈの中心軸ＡＨと回転体１４の回転軸ＡＲとのずれを目標値以内にするための追い込み動作は複数回の繰り返しを必要とする（図４及び図２３参照）。そして、アライメントの目標精度が高くなるほど（ずれの目標値が小さくなるほど）、繰り返し回数が増える傾向がある。
　本実施形態では、追い込み動作の中に回転体１４の動作が含まれないため、大きく所要時間を低減することができる。
　具体例として、追い込み動作の繰り返し回数をＮとし、一例でＮ＝平均４回とする。また、１回の追い込み動作で回転体１４の回転動作（θ＝０°→θ＝１８０°への回転動作）に要する時間をｔ１とする。回転体１４の回転動作は、上側開口と下側開口でそれぞれ一例で３０秒ずつかかるとした場合、ｔ１＝３０秒×２＝６０秒となる。そして、カメラの焦点位置の上下の位置決めと撮影及び軸移動に要する時間をｔ２とし、一例でｔ２＝３０秒とする。この場合、追い込み動作の中に回転体１４の動作が含まれる場合（図４）と、含まれない場合（図２３）に、アライメントに要する時間をそれぞれＴ１及びＴ２は下記のようになる。
　Ｔ１＝（ｔ１＋ｔ２）×Ｎ＝（６０＋３０）×４＝３６０秒
　Ｔ２＝ｔ２×Ｎ＝３０×４＝１２０秒
　上記の具体例では、追い込み動作の中に回転体１４の動作が含まれない場合には、含まれる場合と比較して、ワークＷのアライメントの所用時間を１／３に劇的に短縮することが可能となる。
　さらに、本実施形態によれば、基準ワークＷＲの形状及び寸法が既知であるため、高精度に回転中心座標を求めることができる。一般的に、測定対象物であるワークＷの穴は円形状とは限らず、楕円などの歪な円形状、又は内部に突起を持つ形状等の場合も考えられる。測定対象物であるワークＷの細穴の形状に基づいて撮影画像内の回転中心座標を計算する場合、ワークＷの細穴の形状の影響により、回転中心を高精度に算出することが困難となる場合がある。
　図２４は、ワークＷの細穴Ｈが内部に突起を持つ形状の場合の回転中心座標の算出の例を示す平面図であり、図２５は、基準ワークＷＲを用いた回転中心座標の算出の例を示す平面図である。
　図２４に示す例では、θ＝０°の場合、細穴Ｈ１０の突起部Ｐ０が明瞭に見えている。このため、細穴Ｈ１０の中心位置が真の位置Ｃ１から突起部Ｐ０の反対側にずれた位置Ｃ１ＥＲＲとして検出される。一方、θ＝１８０°の場合、細穴Ｈ１１８０の突起部Ｐ１８０が照明の影響等により潰れている。このため、細穴Ｈ１１８０の中心位置は円の中心と略一致する位置Ｃ２として検出される。したがって、この例では、回転中心座標が真の位置Ｃ０からずれた位置Ｃ０ＥＲＲとして検出されてしまう。
　一方、図２５に示す例では、θ＝０°とθ＝１８０°のいずれの場合も、細穴ＨＲ０とＨＲ１８０はいずれも既知の真円形状であるため、照明等の影響を受けることなく、細穴の形状を検出することができる。したがって、細穴ＨＲ０の中心ＣＲ１とＨＲ１８０の中心ＣＲ２を正確に検出することができ、回転中心座標Ｃの計算精度の向上を実現することができる。また、基準ワークＷＲの細穴の円直径等の形状情報をあらかじめ測定しておき、この形状情報を用いて細穴の検出及び中心座標の計算を行うことで、より高精度に回転中心座標Ｃの計算を行うことができる。
　（基準ワークＷＲについて）
　なお、上記の別の実施形態では、基準ワークＷＲとして、測定対象物であるワークＷと同様の細穴を有する立体形状を有するものを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、基準ワークＷＲとして、平面形状のものを用いてもよい。平面形状の基準ワークＷＲには、細穴に対応する中黒の円形状のパターン（穴状パターンの一例）が形成されていてもよい。この場合、細穴の位置を探索して計算するためのプログラムを上記の実施形態と共有することが可能になる。また、平面形状の基準ワークＷＲには、位置決め用の印刷パターン（レチクル。穴状パターンの一例）が印刷されていてもよい（例えば、図２６の平面形状の基準ワークＷＲ１参照）。位置決め用の印刷パターンには、細穴の中心位置を示すパターンが形成されていてもよい。この場合、回転中心座標等の計算を高精度で行うことが可能になる。
　また、平面形状の基準ワークを用いる場合、基準ワークをＺ方向に上下させる機構と併用することも可能である。この場合、図２６に示すように、平面形状の基準ワークＷＲ１をＺ方向に上下させることにより、Ｚ方向の位置ごとのレチクル（パターンＰａ）の中心ＣＲ１に基づいて回転中心座標を計算する。これにより、回転軸の傾斜をあらかじめ計算して登録することができるので、より高精度のアライメントを実現することができる。
　なお、基準ワークＷＲとして、立体的な形状（穴形状）を有するものを用いる場合には、上記の通り、平面形状の基準ワークＷＲを用いる場合と、細穴の位置を探索して計算するためのプログラムを共有することができる。更に、上側開口と下側開口のそれぞれについて回転中心を登録することで回転軸の傾斜もあらかじめ計算し登録することができる。
　また、基準ワークＷＲとして、高精度に作られた測定対象物であるワークＷ又はワークＷ類似の形状を有する物体を使用することもできる。この場合、基準ワークＷＲの把持のために測定対象物であるワークＷの把持機構を流用することができる。
　＜その他＞
　本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
　１０…内面形状測定機
　１２…本体ベース
　１４…回転体
　１６…直動傾斜ステージ
　１８…ワーク設置治具
　２０…コラム
　２２…キャリッジ
　２４…アーム
　２８…変位検出器
　３０…プローブ
　３４…カメラ
　３５…同軸落射照明光学系
　３８…光ファイバ
　４０…反射ミラー
　４２…接触子
　５０…制御装置
　５２…測定制御部
　５４…変位取得部
　５６…真円度計算部
　５８…観察制御部
　６０…位置傾斜計算部
　６２…ステージ制御部
　６３…出力部
　７０…光源
　７２…反射体
　８０…スポンジ状の反射体
　８２…粘土状の反射体
　８４…散乱体
　ＡＨ…中心軸
　ＡＲ…回転軸
　ＦＤ…焦点面
　ＦＵ…焦点面
　Ｈ…細穴
　Ｉ０Ｄ…画像
　Ｉ０Ｕ…画像
　Ｉ１８０Ｄ…画像
　Ｉ１８０Ｕ…画像
　ＯＤ…下側開口
　ＯＵ…上側開口
　Ｐ…光路
　Ｒ…撮影範囲
　Ｓ１～Ｓ１４…内面形状測定機のアライメント方法の処理の各ステップ
　ＴＵ…上側開口の中心座標の軌跡
　Ｗ…ワーク
　ＷＲ、ＷＲ１…基準ワーク

Claims (12)

  1. 　第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
    　前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
    　前記第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
    　前記第１の方向に平行な光軸を有するカメラと、
    　前記回転体の第１の回転角度における前記ワークの前記細穴の第１の位置及び前記第１の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第２の位置と、前記回転体の前記第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における前記ワークの前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置とを前記カメラにより観察する観察制御部と、
    　前記観察した前記回転体の第１の回転角度における前記細穴の第１の位置及び前記第２の位置と、前記回転体の前記第２の回転角度における前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置と、のそれぞれの座標から、前記細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算部と、
    　前記計算した前記細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報を出力する出力部と、
    　を備える内面形状測定機。
  2. 　前記細穴情報に基づいて前記直動傾斜ステージを制御し、前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備える請求項１に記載の内面形状測定機。
  3. 　前記カメラは、前記第１の直動機構により前記第１の方向に移動可能であり、
    　前記観察制御部は、前記第１の直動機構により前記カメラの焦点位置を前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置に移動させる請求項１又は２に記載の内面形状測定機。
  4. 　第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
    　前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
    　前記第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
    　前記第１の方向に平行な光軸を有するカメラと、
    　前記直動傾斜ステージに固定された、穴状パターンが形成された、形状が既知の基準ワークについて、前記回転体の第１の回転角度における前記基準ワークの前記穴状パターンの第１の位置及び前記第１の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第２の位置と、前記回転体の前記第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における前記基準ワークの前記穴状パターンの前記第１の位置及び前記第２の位置とを前記カメラにより観察する第１の観察制御部と、
    　前記観察した前記回転体の第１の回転角度における前記細穴の第１の位置及び前記第２の位置と、前記回転体の前記第２の回転角度における前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置と、のそれぞれの座標から、前記回転体の回転中心座標を計算する回転中心座標計算部と、
    　前記直動傾斜ステージに固定された測定対象の前記ワークについて、測定対象の前記ワークの前記細穴の第３の位置及び前記第３の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第４の位置を第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第２の観察制御部と、
    　前記回転体の回転中心座標と、前記回転体の前記細穴の前記第３の位置及び前記第４の位置から、前記細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算部と、
    　を備える内面形状測定機。
  5. 　前記細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報に基づいて前記直動傾斜ステージを制御し、前記細穴の中心軸と前記回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備える請求項４に記載の内面形状測定機。
  6. 　前記カメラは、前記第１の直動機構により前記第１の方向に移動可能であり、
    　前記第２の観察制御部は、前記第１の直動機構により前記カメラの焦点位置を前記細穴の前記第３の位置及び前記第４の位置に移動させる請求項４又は５に記載の内面形状測定機。
  7. 　前記第１の回転角度と前記第２の回転角度とは互いに１８０°異なる角度である請求項１から６のいずれか１項に記載の内面形状測定機。
  8. 　前記カメラの光軸と同軸の光を出射する同軸照明光学系を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の内面形状測定機。
  9. 　スポンジ状又は粘土状の反射体を備え、
    　前記反射体は、前記カメラと前記直動傾斜ステージとの間に配置される前記ワークの前記細穴の前記カメラ側の開口から入射した光を前記直動傾斜ステージ側において前記細穴に反射させる請求項１から８のいずれか１項に記載の内面形状測定機。
  10. 　柔軟性を有する連続気泡構造体と、
    　前記連続気泡構造体に光を入射させる光源と、
    　を備え、
    　前記連続気泡構造体は、前記カメラと前記直動傾斜ステージとの間に配置される前記ワークの前記細穴の前記直動傾斜ステージ側の開口から前記光源からの光を入射させる請求項１から８のいずれか１項に記載の内面形状測定機。
  11. 　第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
    　前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
    　前記第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
    　を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
    　前記回転体の第１の回転角度における前記ワークの前記細穴の第１の位置及び前記第１の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第２の位置と、前記回転体の前記第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における前記ワークの前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置とを第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する観察制御工程と、
    　前記観察した前記回転体の第１の回転角度における前記細穴の第１の位置及び前記第２の位置と、前記回転体の前記第２の回転角度における前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置と、のそれぞれの座標から、前記細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算工程と、
    　前記計算した前記細穴の位置及び傾斜を含む細穴情報を出力する出力工程と、
    　を備える内面形状測定機のアライメント方法。
  12. 　第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
    　前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
    　前記第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転する測定対象のワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
    　を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
    　穴状パターンが形成された、形状が既知の基準ワークを前記直動傾斜ステージに固定し、前記回転体の第１の回転角度における前記基準ワークの前記穴状パターンの第１の位置及び前記第１の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第２の位置と、前記回転体の前記第１の回転角度とは異なる第２の回転角度における前記基準ワークの前記穴状パターンの前記第１の位置及び前記第２の位置とを、第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第１の観察制御工程と、
    　前記観察した前記回転体の第１の回転角度における前記細穴の第１の位置及び前記第２の位置と、前記回転体の前記第２の回転角度における前記細穴の前記第１の位置及び前記第２の位置と、のそれぞれの座標から、前記回転体の回転中心座標を計算する回転中心座標計算工程と、
    　測定対象の前記ワークを前記直動傾斜ステージに固定し、測定対象の前記ワークの前記細穴の第３の位置及び前記第３の位置とは前記第１の方向の位置が異なる第４の位置を第１の方向に平行な光軸を有するカメラにより観察する第２の観察制御工程と、
    　前記回転体の回転中心座標と、前記回転体の前記細穴の前記第３の位置及び前記第４の位置から、前記細穴の位置及び傾斜を計算する位置傾斜計算工程と、
    　を備える内面形状測定機のアライメント方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10339623A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Nissan Motor Co Ltd 穴径，穴位置測定方法及び装置
JP2011174779A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Mitsutoyo Corp スタイラス観察装置
WO2016084638A1 (ja) * 2014-11-25 2016-06-02 並木精密宝石株式会社 光学式内面測定装置
JP2018084488A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社東京精密 三次元測定機の測定方法及び三次元測定機
JP2018163093A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社東京精密 検出器、表面性状測定機、及び真円度測定機

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5134781A (en) 1991-01-14 1992-08-04 Baker Stephen H Geometric simulator for coordinate measuring machine
US6519860B1 (en) 2000-10-19 2003-02-18 Sandia Corporation Position feedback control system
JP4582446B2 (ja) 2004-11-18 2010-11-17 株式会社東京精密 測定装置
JP5015660B2 (ja) 2007-05-25 2012-08-29 日本特殊陶業株式会社 ワーク検査方法
US20170003113A1 (en) 2011-12-06 2017-01-05 Hexagon Technology Center Gmbh Coordinate measuring machine having a camera
US10393505B2 (en) * 2013-12-06 2019-08-27 Werth Messtechnik Gmbh Device and method for measuring workpieces
EP3230683B1 (de) * 2014-12-12 2019-10-02 Werth Messtechnik GmbH Koordinatenmessgerät und verfahren zur messung von merkmalen an werkstücken
DE102015205738A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Bewegungsmesssystem einer Maschine und Verfahren zum Betreiben des Bewegungsmesssystems
WO2017116585A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Faro Technologies, Inc. Registration of three-dimensional coordinates measured on interior and exterior portions of an object
JP6434446B2 (ja) 2016-04-28 2018-12-05 ファナック株式会社 加工システム
DE102016118617B4 (de) 2016-09-30 2019-02-28 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Messsystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10339623A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Nissan Motor Co Ltd 穴径，穴位置測定方法及び装置
JP2011174779A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Mitsutoyo Corp スタイラス観察装置
WO2016084638A1 (ja) * 2014-11-25 2016-06-02 並木精密宝石株式会社 光学式内面測定装置
JP2018084488A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社東京精密 三次元測定機の測定方法及び三次元測定機
JP2018163093A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社東京精密 検出器、表面性状測定機、及び真円度測定機

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