DE102020004572A1

DE102020004572A1 - Verfahren für ein kalibrieren von parametern eines oberflächentextur-messapparats, computerprogrammprodukt und kalibriersystem

Info

Publication number: DE102020004572A1
Application number: DE102020004572.3A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Omori
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2021-02-04
Also published as: JP7280772B2; US20210033392A1; JP2021021650A; US11536563B2; CN112304209A

Abstract

Ein Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern beinhaltet einen Messschritt, welcher Messdaten durch ein Abtasten einer definierten Oberfläche erhält; einen Korrekturschritt, welcher korrigierte Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf den Parametern erhält; einen Bestimmungsschritt, welcher eine Rundheit der korrigierten Daten berechnet und bestimmt, ob die berechnete Rundheit gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist; und einen Einstellschritt, welcher wenigstens einen der Parameter erhöht oder reduziert, wenn für die Rundheit bestimmt wird, größer als der vorbestimmte Wert zu sein, und es werden der Korrekturschritt, der Bestimmungsschritt und der Einstellschritt wiederholt, bis für die Rundheit bestimmt wird, gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert zu sein. Weiters werden ein Computerprogrammprodukt und ein Kalibriersystem geoffenbart.

Description

BEZUGNAHME AUF KORRESPONDIERENDE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität der Japanischen Anmeldung Nr. 2019-138771 , eingereicht am 29. Juli 2019, deren Offenbarung ausdrücklich durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern eines Oberflächentextur-Messapparats, auf ein Computerprogrammprodukt und auf ein Kalibriersystem.
Beschreibung des Standes der Technik
Konventionellerweise ist ein Oberflächentextur-Messapparat bekannt, welcher eine Oberflächentextur eines gemessenen Gegenstands bzw. messbaren Gegenstands durch ein Profilieren bzw. Nachformen und ein Scannen bzw. Abtasten der Oberfläche des gemessenen Gegenstands bzw. Objekts misst. Der Oberflächentextur-Messapparat beinhaltet einen Stift, welcher den gemessenen Gegenstand kontaktiert, einen Arm, welcher den Stift abstützt bzw. trägt, um zu einem Verschieben bzw. Verlagern in einer Aufwärts/AbwärtsRichtung fähig zu sein, eine Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein Verlagerungsausmaß bzw. eine Verlagerungsgröße des Stifts detektiert, einen Bewegungsmechanismus, welcher den Stift relativ zu dem gemessenen Gegenstand in einer Messrichtung bewegt, und eine Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein relatives Bewegungsausmaß bzw. eine Größe einer relativen Bewegung des Stifts detektiert. Das Verlagerungsausmaß und das relative Bewegungsausmaß des Stifts zu der Zeit eines Profilierens und Abtastens einer Oberfläche des gemessenen Gegenstands werden als Messdaten erhalten.
Da ein Messfehler aufgrund einer kreisförmigen Bewegung des Stifts in dem oben erwähnten Oberflächentextur-Messapparat auftritt, wird eine Korrektur, um den Messfehler in den Messdaten zu reduzieren, durchgeführt. Beispielsweise offenbart die Japanische Patentoffenlegung Veröffentlichung Nr. 2004-286457 ein Korrekturverfahren, welches einen Gewinn- bzw. Verstärkungskoeffizient der Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung (Parameter g), eine Armlänge (Parameter L) und eine Stiftlänge (Parameter H) als jeweilige Parameter verwendet.
Um ordnungsgemäß bzw. entsprechend die obige Korrektur durchzuführen, ist ein Kalibrieren der jeweiligen Parameter wichtig bzw. wesentlich. Beispielsweise offenbart die oben erwähnte Japanische Patentoffenlegung Veröffentlichung Nr. 2004-286457 ein Verfahren für eine Chargenkalibrierung, welche jeden Parameter basierend auf Messresultaten kalibriert, welche durch ein Messen einer vorbestimmten Kalibriervorrichtung bzw. -schablone erhalten werden. Das Verfahren für eine Chargenkalibrierung kalibriert den Parameter g basierend auf den Messresultaten eines Stufenabschnitts mit einer bekannten Höhe und kalibriert den Parameter H basierend auf den Messresultaten eines Halbkugelabschnitts, welcher einen Abschnitt einer sphärischen bzw. kugelförmigen Form bzw. Gestalt aufweist. Gemäß einem derartigen Kalibrierverfahren können der Parameter g und der Parameter H individuell bzw. einzeln kalibriert werden, und daher gibt es keine Ungenauigkeit aufgrund einer Abhängigkeit von jedem Parameter und es kann das Verfahren eine große Vielzahl von Messungen handhaben.
Jedoch sind die folgenden Umstände in dem oben erwähnten konventionellen Verfahren für eine Chargenkalibrierung vorhanden. Zuerst findet das konventionelle Verfahren für eine Chargenkalibrierung einen Wert für den Parameter H durch ein Konvergieren von Auswertungs- bzw. Evaluierungsformeln, in welchen die Messdaten des Halbkugelabschnitts substituiert sind bzw. werden. Jedoch sind, um die Beurteilungs- bzw. Evaluierungsformel zu konvergieren bzw. konvergieren zu lassen, Messdaten, welche durch ein Messen des Halbkugelabschnitts über einen relativ breiten Bereich erhalten werden, erforderlich. Jedoch ist es, wenn der Messbereich des Halbkugelabschnitts breiter bzw. weiter ist, für den Arm wahrscheinlich, mit dem Halbkugelabschnitt zusammenzutreffen, wobei dies schwierig macht, ausreichende Messdaten für eine Kalibrierung vorzubereiten. Zweitens ist das konventionelle Verfahren für eine Chargenkalibrierung nicht fähig, den Parameter L zu kalibrieren, und verwendet einen Parameter L, welcher bei einem nominellen bzw. Nennwert fixiert ist. Demgemäß ist bei einem Herstellen eines Oberflächentextur-Messapparats eine aufwendige bzw. mühsame Arbeit für ein Zuordnen des Nennwerts des Parameters L erforderlich und Herstellungskosten steigen an. Zusätzlich kann eine Korrekturgenauigkeit reduziert sein bzw. werden, indem der Parameter L auf den Nennwert fixiert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann wenigstens einen der oben erwähnten Umstände lösen und stellt ein Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern eines Oberflächentextur-Messapparats zur Verfügung, welches leicht wenigstens einen von jeweiligen Parametern entsprechend einer Stiftlänge oder einer Armlänge kalibrieren kann.
Dieser Gegenstand wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Kalibrierung von Parametern zur Verfügung gestellt, welches wenigstens einen eines Parameters L entsprechend einer Armlänge und eines Parameters H entsprechend einer Stiftlänge kalibriert, wobei das Verfahren einen Oberflächentextur-Messapparat verwendet, welcher versehen ist mit einem Stift, welcher einen gemessenen Gegenstand kontaktiert, einem Arm, welcher mit dem Stift versehen und durch eine rotierende Welle abgestützt ist, um frei zu rotieren, einer Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein Verlagerungsausmaß des Stifts in einer ersten Richtung detektiert, welche mit einem Rotieren des Arms assoziiert ist, einem relativen Bewegungsmechanismus bzw. Relativbewegungsmechanismus, welcher den Stift relativ zu dem gemessenen Gegenstand bzw. Objekt derart bewegt, dass der Stift den gemessenen Gegenstand in einer zweiten Richtung abtastet bzw. scannt, welche orthogonal auf die erste Richtung ist, einer Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein relatives Bewegungsausmaß bzw. eine Größe einer relativen Bewegung des Stifts relativ zu dem gemessenen Gegenstand detektiert, und einer Messeinrichtung, welche Messdaten basierend auf dem Verlagerungsausmaß und dem relativen Bewegungsausmaß erhält. Das Verfahren beinhaltet einen Messschritt, welcher die Messdaten durch ein Abtasten bzw. Scannen einer definierten Oberfläche erhält, welche eine planare bzw. ebene Form bzw. Gestalt oder eine Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, welche sich in jeder der ersten Richtung und der zweiten Richtung ändert; einen Korrekturschritt, welcher korrigierte Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf dem Parameter L und/oder dem Parameter H erhält; einen Bestimmungsschritt, um eine Rundheit oder Geradheit der korrigierten Daten zu berechnen und zu bestimmen, ob die berechnete Rundheit oder Geradheit gleich wie oder geringer als ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert ist; und einen Einstellschritt, welcher wenigstens einen des Parameters L und/oder des Parameters H erhöht oder reduziert, wenn für die Rundheit oder die Geradheit bestimmt wird, größer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert zu sein, und es werden der Korrekturschritt, der Bestimmungsschritt und der Einstellschritt wiederholt, bis für die Rundheit oder die Geradheit bestimmt wird, gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert in dem Bestimmungsschritt zu sein.
Demgemäß wird wenigstens einer der Parameter L und H kalibriert, indem die Messdaten verwendet werden, welche von einer Runde einer Messung erhalten werden, wenn die definierte Oberfläche abgetastet wird, und wenigstens einer der Parameter L und H eingestellt wird, bis der Parameter L und der Parameter H im Wesentlichen einen ordnungsgemäßen bzw. entsprechenden Wert erreichen. Demgemäß kann bzw. können der (die) Parameter L und/oder H leicht kalibriert werden, da der Messvorgang nur einmal durchgeführt werden muss.
Zusätzlich werden die Messdaten, welche durch ein Abtasten bzw. Scannen der definierten Oberfläche erhalten werden, verwendet, um den Parameter H zu kalibrieren, wobei dies insbesondere jedoch nicht einen Messbereich so breit bzw. weit wie den Messbereich erfordert, welcher für ein Kalibrieren des Parameters H in der konventionellen Technologie erforderlich war. Daher trifft selbst in einem Fall, wo die definierte Oberfläche die Form bzw. Gestalt eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, der Arm nicht mit der definierten Oberfläche zusammen und es können ausreichend Messdaten für ein Kalibrieren des Parameters H erhalten werden.
Weiters ist es möglich, eine Kalibrierung des Parameters L durchzuführen, welches nicht in der konventionellen Technologie möglich ist. Demgemäß gibt es bei einem Herstellen eines Oberflächentextur-Messapparats keine Notwendigkeit, einen nominellen bzw. Nennwert für den Parameter L zuzuordnen, und es können Herstellungskosten reduziert werden.
Zusätzlich kann die Korrekturgenauigkeit durch ein ordnungsgemäßes bzw. entsprechendes Kalibrieren ohne ein Fixieren des Parameters L verbessert werden. Daher kann gemäß dem Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern der vorliegenden Erfindung wenigstens einer der Parameter L und H leicht kalibriert werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern vorzugsweise weiters einen aufzeichnenden Schritt, welcher die korrigierten Daten in einen zweidimensionalen Graph aufzeichnet, und es erhöht oder reduziert der Einstellschritt wenigstens einen des Parameters L und des Parameters H basierend auf einer Musterform bzw. -gestalt, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Graph gezeigt wird.
In der vorliegenden Offenbarung wird die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Kalibriergraph gezeigt wird, insbesondere durch die Parameter L und H beeinflusst, und daher können ein Einstellausmaß bzw. eine Einstellgröße, eine Richtung eines Erhöhens/Absenkens und dgl. für die Parameter L und H basierend auf der Musterform bestimmt werden. Gemäß dem Obigen kann ein Ausmaß an Zeit für ein Einstellen der Parameter L und H verglichen damit verkürzt werden, wenn die Parameter L und H in einer zufälligen Weise eingestellt werden.
Vorzugsweise weist die definierte Oberfläche die Form bzw. Gestalt eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche auf und eine vertikale Achse und eine horizontale Achse des zweidimensionalen Graphen entsprechen jeweiligen Werten in den korrigierten Daten, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt werden. Demgemäß wird die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Graph gezeigt wird, eine flache gerade Linie, wenn sich die Parameter L und H in dem normalen Bereich befinden. Demgemäß wird durch ein Einstellen der Parameter L und H, während die Musterform überprüft wird, ein Abstimmen bzw. Abgleichen der Parameter L und H auf einen normalen Wert erleichtert. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches computerlesbare Instruktionen umfasst, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens für ein Kalibrieren von Parametern gemäß dem obigen Aspekt oder einer besonderen Ausführungsform davon durchführen. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kalibriersystem für ein Kalibrieren von Parametern zur Verfügung gestellt, welches wenigstens einen eines Parameters L entsprechend einer Armlänge und eines Parameters H entsprechend einer Stiftlänge kalibriert, wobei das Kalibriersystem umfasst:

einen Oberflächentextur-Messapparat, welcher versehen ist mit: einem Stift, welcher einen gemessenen Gegenstand kontaktieren kann; einem Arm, welcher mit dem Stift versehen und durch eine rotierende Welle abgestützt ist, um frei zu rotieren; einer Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein Verlagerungsausmaß des Stifts in einer ersten Richtung detektiert, welche mit einem Rotieren des Arms assoziiert ist; einem relativen Bewegungsmechanismus, welcher den Stift relativ zu dem gemessenen Gegenstand bzw. Objekt derart bewegt, dass der Stift den gemessenen Gegenstand in einer zweiten Richtung abtastet, welche orthogonal auf die erste Richtung ist; einer Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung, welche ein relatives Bewegungsausmaß des Stifts relativ zu dem gemessenen Gegenstand detektiert; und einer Messeinrichtung, welche Messdaten basierend auf dem Verlagerungsausmaß und dem relativen Bewegungsausmaß erhält; und
wobei eine Regel- bzw. Steuereinrichtung konfiguriert ist für ein Erhalten der Messdaten durch ein Abtasten bzw. Scannen einer Oberfläche, welche eine einer planaren Form oder einer Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, welche sich in jeder der ersten Richtung und der zweiten Richtung ändert; ein Erhalten von korrigierten Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf dem Parameter L und/oder dem Parameter H; ein Berechnen von einer einer Rundheit oder Geradheit der korrigierten Daten, und um zu bestimmen, ob die berechnete eine einer Rundheit oder Geradheit geringer als oder gleich wie ein bestimmter Wert ist; und eines eines Erhöhens oder Reduzierens von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H, wenn für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, größer als der bestimmte Wert zu sein, und ein Wiederholen des Erhaltens von korrigierten Daten, des Berechnens von einer einer Rundheit oder Geradheit, und des einen eines Erhöhens oder Reduzierens, bis für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, geringer als oder gleich wie der bestimmte Wert bei dem Berechnen von einer einer Rundheit oder Geradheit zu sein.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller weiters konfiguriert, um die korrigierten Daten in einen zweidimensionalen Graph aufzuzeichnen, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung das eine eines Erhöhens oder Reduzierens durch eines eines Erhöhens oder Reduzierens von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H basierend auf einer Musterform durchführt, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Graph gezeigt ist.
Weiters weist vorzugsweise die definierte Oberfläche eine Form bzw. Gestalt eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche auf und eine vertikale Achse und eine horizontale Achse des zweidimensionalen Graphen entsprechen jeweiligen Werten in den korrigierten Daten, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt sind.

Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird weiter in der detaillierten nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angemerkte Vielzahl von Zeichnungen anhand von nicht-beschränkenden Beispielen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen repräsentieren. Es sollte verstanden werden, dass, selbst obwohl Ausführungsformen getrennt beschrieben werden, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.

1 ist eine schematische Ansicht, welche einen Oberflächentextur-Messapparat gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 ist eine schematische Ansicht, welche einen Detektor der ersten Ausführungsform illustriert;
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller gemäß der ersten Ausführungsform illustriert;
4 ist eine schematische Ansicht, welche Messfehler der ersten Ausführungsform illustriert;
5 ist eine schematische Ansicht, welche Parameter L und H der ersten Ausführungsform illustriert;
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Kalibriervorrichtung illustriert, welche in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Kalibrierprozess gemäß der ersten Ausführungsform illustriert;
8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Teil des Kalibrierprozesses gemäß der ersten Ausführungsform illustriert;
9 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen den Parametern L und H und einen ersten Kalibriergraph der ersten Ausführungsform illustriert;
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs einer vertikalen Achse der ersten Kalibriergraphen in 9;
11 ist eine schematische Ansicht, welche ein Prisma illustriert, welches in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Kalibrierprozess gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert;
13 illustriert eine Musterform, welche durch korrigierte Daten der zweiten Ausführungsform gezeigt wird; und
14 illustriert eine Musterform, welche durch die korrigierten Daten in der zweiten Ausführungsform gezeigt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Einzel- bzw. Besonderheiten, welche hierin gezeigt werden, sind lediglich beispielhaft und für Zwecke einer illustrativen Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden aus dem Grund eines Bereitstellens präsentiert, wovon angenommen wird, dass es die nützlichste und am leichtesten verständliche Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung ist. In diesem Hinblick wird kein Versuch gemacht, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung in größerem Detail zu zeigen, als dies für das fundamentale Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, wobei die Beschreibung, genommen mit den Zeichnungen, es Fachleuten ersichtlich machen wird, wie die Formen bzw. Arten der vorliegenden Erfindung in der Praxis verkörpert werden können.
Erste Ausführungsform
Eine erste besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 misst oder bestimmt ein Oberflächentextur-Messapparat 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Oberflächentextur eines gemessenen Objekts bzw. Gegenstands bzw. messbaren Gegenstands durch ein Profilieren und Scannen bzw. Abtasten einer Oberfläche des gemessenen Gegenstands, und beinhaltet einen Apparatehauptkörper 10, wo der gemessene Gegenstand angeordnet wird oder anordenbar ist, eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller 40, welche(r) den Apparatehauptkörper 10 regelt bzw. steuert, und dgl. 1 zeigt ein Werkstück W, welches ein beispielhafter gemessener Gegenstand ist.
Apparatehauptkörper
Der Apparatehauptkörper 10 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich zu derjenigen eines konventionellen Apparats bzw. Geräts auf. Nachfolgend wird eine Konfiguration bzw. ein Aufbau des Apparatehauptkörpers 10 kurz unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Aufwärts/Abwärts-Richtung des Apparatehauptkörpers 10 eine Z-Achsen-Richtung (erste Richtung), eine einzelne bzw. einzige Richtung orthogonal auf die Z Achse ist eine X-Achsen-Richtung (zweite Richtung), und eine Richtung orthogonal auf jede der Z-Achsen-Richtung und der X-Achsen-Richtung ist eine Y-Achsen-Richtung.
Wie dies in 1 gezeigt ist, beinhaltet der Apparatehauptkörper 10 insbesondere eine Basis 11, eine Bühne 12, welche auf der Basis 11 angeordnet ist, einen Detektor 20 und/oder einen relativen Bewegungsmechanismus 30 bzw. Mechanismus einer relativen Bewegung, welcher die Bühne 12 und/oder den Detektor 20 relativ zueinander bewegt.
Der relative Bewegungsmechanismus 30 beinhaltet insbesondere eine Säule 31, welche aufrecht auf einer oberen Oberfläche der Basis 11 steht, einen Schieber bzw. eine Gleiteinrichtung 32, welche(r) auf der Säule 31 abgestützt ist, einen Z-Achsen-Antriebsmechanismus 33, welcher den Schieber 32 in der Z-Achsen-Richtung relativ zu der Säule 31 anhebt und absenkt, und/oder einen X-Achsen-Antriebsmechanismus 34, welcher den Detektor 20 in der X-Achsen-Richtung relativ zu dem Schieber 32 bewegt. Spezifisch ist bzw. sind der Z-Achsen-Antriebsmechanismus 33 und/oder der X-Achsen-Antriebsmechanismus 34 (jeweils) durch ein Stellglied bzw. eine Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise einen Vorschubspindelmechanismus, konfiguriert bzw. aufgebaut. Auch beinhaltet der relative Bewegungsmechanismus 30 (spezifisch der X-Achsen-Antriebsmechanismus 34) eine Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341, um ein Bewegungsausmaß des Detektors 20 insbesondere in der X-Achsen-Richtung (als einer besonderen zweiten Richtung) zu detektieren. Beispielsweise ist die Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341 eine Codiereinrichtung von einem photoelektrischen Typ, einem kapazitiven Typ oder einem magnetischen Typ.
Wie dies in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Detektor 20 einen Träger bzw. Balken 22, welcher hängend durch den X-Achsen-Antriebsmechanismus 34 abgestützt bzw. getragen ist, einen Arm 24, welcher abgestützt ist, um frei durch eine rotierende Welle 23 zu rotieren, welche an dem Träger 22 vorgesehen ist, einen Stift 26, welcher an einem vordersten Endabschnitt 241 des Arms 24 angeordnet ist, und/oder eine Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27, welche ein Verlagerungsausmaß des Stifts 26 insbesondere in der Z-Achsen-Richtung (als einer besonderen ersten Richtung) detektiert. Der Stift 26 ragt nach unten von dem vordersten Endabschnitt 241 des Arms 24 vor und beinhaltet einen Stiftkopf 261, welcher an dem Stift 26 (insbesondere einem vordersten Ende davon) vorgesehen ist und den gemessenen Gegenstand W kontaktiert oder kontaktieren kann. Der Stiftkopf 261 weist insbesondere beispielsweise eine Form einer extrem kleinen Kugel auf. Die Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27 ist beispielsweise eine Codiereinrichtung und beinhaltet eine Elektrode 271, welche sich integral oder einstückig mit einem Basisendabschnitt 242 des Arms 24 (einer Stelle auf der gegenüberliegenden Seite von dem vordersten Endabschnitt 241) verschiebt bzw. verlagert, und eine Skala bzw. einen Maßstab 272, welche(r) die Verlagerung bzw. Verschiebung der Elektrode in der Z-Achsen-Richtung detektiert.
In dem Apparatehauptkörper 10 der vorliegenden Ausführungsform profiliert bzw. erstellt ein Profil und tastet, wenn der X-Achsen-Antriebsmechanismus 34 den Detektor 20 im Wesentlichen in der X-Achsen-Richtung verschiebt bzw. verlagert, während sich der Stift 26 in Kontakt mit dem gemessenen Gegenstand W befindet, der Stift 26 den gemessenen Gegenstand W in der X-Achsen-Richtung ab, während der Stift 26 in der Z-Achsen-Richtung gemäß einer Oberflächenhöhe des gemessenen Gegenstands verlagert wird. Während des Scans bzw. der Abtastung detektiert die Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341 das Bewegungsausmaß des Detektors 20 in der X-Achsen-Richtung (insbesondere ein relatives Bewegungsausmaß bzw. ein Ausmaß bzw. eine Größe einer relativen Bewegung des Stifts 26 relativ zu dem gemessenen Gegenstand W) und gibt ein Detektionssignal an die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 aus. Zusätzlich detektiert die Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27 das Verlagerungsausmaß des Stifts 26 in der Z-Achsen-Richtung und gibt ein Detektionssignal an die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 aus.
Regel- bzw. Steuereinrichtung
Als nächstes wird die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller 40 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 ist bzw. wird konfiguriert durch oder umfasst einen Computer, wie beispielsweise einen Personal Computer, und beinhaltet einen Speicher 41, welcher durch einen Speicher und dgl. konfiguriert ist, eine Berechnungseinrichtung 42, welche durch eine zentrale Be- bzw. Verarbeitungseinheit (CPU) und dgl. konfiguriert bzw. aufgebaut ist, eine Anzeige-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 43, welche auf einer Anzeige bzw. einem Display 50 Information anzeigt bzw. darstellt, welche durch die Berechnungseinrichtung 42 be- bzw. verarbeitet wird, und/oder eine Eingabe-Empfangseinrichtung 44, welche eingegebene bzw. Eingabeinformation von einer Konsole 60 erhält bzw. empfängt. Zusätzlich dient die Berechnungseinrichtung 42 insbesondere als eine oder mehrere Funktion(en) einer Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 421, einer Messeinrichtung 422, einer Korrektureinrichtung 423 und/oder einer Kalibriereinrichtung 424 oder führt diese durch, indem insbesondere ein Computerprogrammprodukt gelesen und ausgeführt wird, welches in dem Speicher 41 gespeichert ist.
Die Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 421 regelt bzw. steuert eine Bewegung des Detektors 20 relativ zu der Bühne 12 durch ein Regeln bzw. Steuern des Antriebs des relativen Bewegungsmechanismus 30. Die Messeinrichtung 422 erhält Messdaten (X_m und Z_m) bei einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Abstand in der X-Achsen-Richtung basierend auf den Detektionssignalen, welche jeweils von der Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341 und der Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27 eingegeben werden. Die Korrektureinrichtung 423 korrigiert die Messdaten basierend auf verschiedenen Parametern, welche in dem Speicher 41 gespeichert sind. Auf die Messdaten, welche korrigiert sind bzw. werden, kann in einigen Fällen als korrigierte Daten unten Bezug genommen werden. Die Kalibriereinrichtung 424 führt einen Kalibrierprozess an den Parametern durch, welche in dem Speicher 41 gespeichert sind. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 ist mit der Anzeige 50, der Konsole 60 und dgl. verbunden. Die Anzeige 50 ist ein beliebiger gewünschter Anzeigeschirm und die Konsole 60 ist beispielsweise eine Tastatur oder ein Joystick.
Korrektur von Messdaten
Wie dies in 4 gezeigt ist, können die Messdaten (X_m und Z_m) der vorliegenden Ausführungsform Fehler aufgrund einer kreisförmigen Bewegung des Stifts 26 beinhalten. Daher verwendet die Korrektureinrichtung 423 einen bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Parameter und/oder führt einen Berechnungsprozess durch, um die Messfehler aufgrund der kreisförmigen Bewegung des Stifts 26 zu entfernen. Dementsprechend werden die korrigierten Daten (X_r und Z_r) berechnet. Für ein Korrekturverfahren der Messdaten wird beispielsweise auf das Verfahren Bezug genommen, welches in der Japanischen Patentoffenlegung Veröffentlichung Nr. 2004-286457 geoffenbart ist, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Spezifisch können, basierend auf den Messdaten (X_m und Z_m) und den Parametern L, H und g, die korrigierten Messdaten (X_r und Z_r) unter Verwendung der Formel 1 unten berechnet werden. $\begin{array}{l} X_{r} = X_{m} + L (1 - \sqrt{1 - (\frac{g Z m}{L})^{2})} - H \frac{g Z m}{L} \\ Z_{r} = g Z_{m} + H (1 - \sqrt{1 - (\frac{g Z m}{L})^{2})} \end{array}$
In diesem Beispiel ist der Parameter L ein Wert, welcher einer Länge des Arms 24 entspricht, ist der Parameter H ein Wert, welcher einer Länge des Stifts 26 entspricht, und ist der Parameter g ein Verstärkungskoeffizient der Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27.
Die Parameter L und H sind bzw. werden insbesondere definiert, wie dies in 5 illustriert ist. In 5 ist eine zentrale Achsenlinie bzw. Linie einer zentralen bzw. mittigen Achse des Arms 24, welche durch die rotierende Welle 23 hindurchtritt, eine Basislinie A, und wenn die Basislinie A parallel zu der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, ist eine Linie, welche durch den Stiftkopf 261 hindurchtritt und parallel zu der Z-Achsen-Richtung (zentralen Achsenlinie bzw. Linie der zentralen Achse des Stifts 26) ist, eine Basislinie B. Zusätzlich ist ein Schnitt- bzw. Kreuzungspunkt der Basislinie A und der Basislinie B ein Basispunkt P. In 5, welche diese Konfiguration illustriert, ist der Parameter L ein Wert, welcher der Länge des Arms 24 entspricht, und ist bzw. wird als ein Abstand von einer zentralen Achse C der rotierenden Welle 23, welche den Arm 24 abstützt, zu dem Basispunkt P definiert. Der Parameter H ist ein Wert, welcher der Länge des Stifts 26 entspricht, und ist bzw. wird als ein Abstand von dem Basispunkt P zu dem Zentrum bzw. Mittelpunkt des Stiftkopfs 261 definiert.
Kalibriervorrichtung
Wie dies in 6 gezeigt ist, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform jeder der Parameter L, H und g kalibriert oder kann kalibriert werden, indem eine Kalibriervorrichtung bzw. ein Kalibrierwerkzeug 100 gemessen wird, welche(s) in einem konventionellen Verfahren für eine Batch-Kalibrierung verwendet wird. Die Kalibriervorrichtung 100 beinhaltet eine Basis 101, einen Stufenabschnitt 102 mit einer bekannten Höhe h relativ zu der Basis 101, einen Halbkugelabschnitt 103 und/oder einen Kugelabschnitt 104, welcher einen Durchmesser kleiner als der Halbkugelabschnitt 103 aufweist. In diesem Beispiel beinhaltet der Halbkugelabschnitt 103 auch eine sphärische Oberfläche 103A, welche insbesondere äquivalent zu einer Form bzw. Gestalt eines Abschnitts einer sphärischen bzw. kugelförmigen Oberfläche ist, und/oder insbesondere äquivalent zu einer definierten Oberfläche ist, welche sich in jeder der Z-Achsen-Richtung und der X-Achsen-Richtung ändert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Parameter g kalibriert oder kann kalibriert werden, indem die Messresultate der Höhe h des Stufenabschnitts 102 verwendet werden, und es werden der Parameter L (als ein besonderer Parameter L der vorliegenden Erfindung) und der Parameter H (Parameter H der vorliegenden Erfindung) unter Verwendung der Messresultate der sphärischen Oberfläche 103A des Halbkugelabschnitts 103 kalibriert. Eine Beschreibung wird in der vorliegenden Ausführungsform weggelassen, wobei jedoch ein Radius (Parameter r) des Stiftkopfs 261 basierend auf den Messdaten des Kugelabschnitts 104 kalibriert werden kann.
Kalibrierverfahren
Das Verfahren für ein Kalibrieren der Parameter L, H und/oder g gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 7 beschrieben. Der Speicher 41 speichert insbesondere Ausgangs- bzw. Anfangswerte (beispielsweise Designwerte) und/oder Kalibrierwerte von einer vorangehenden Kalibrierung für die Parameter L, H und/oder g.
Als eine einleitende Vorbereitung baut ein Verwender insbesondere die Kalibriervorrichtung bzw. das Kalibrierwerkzeug 100 auf der Bühne 12 auf und initiiert einen Kalibrierprozess des Oberflächentextur-Messapparats 1. Zuerst regelt bzw. steuert die Bewegungs-Regel- bzw. - Steuereinrichtung 421 den X-Achsen-Antriebsmechanismus 34 derart, dass der Stift 26 die jeweilige(n) obere(n) Oberfläche(n) des Stufenabschnitts 102 und/oder der Basis 101 und/oder die sphärische Oberfläche 103A des Halbkugelabschnitts 103 insbesondere in dieser Reihenfolge in der X-Achsen-Richtung abtastet bzw. scannt. Die Messeinrichtung 422 erhält die Koordinaten (X_m und Z_m) des Stiftkopfs 261 während eines Abtastens bzw. Scannens bei dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Abstand in der X-Achsen-Richtung, insbesondere basierend auf jedem Signal, welches von der Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27 und der Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341 eingegeben wird. Demgemäß werden die Messdaten erhalten (Schritt S1). Der Messbereich des Halbkugelabschnitts 103 ist vorzugsweise ein Bereich auf einer Seite in der X-Achsen-Richtung (beispielsweise ein Bereich eines zentralen Winkels von 45°) relativ zu einem Scheitel des Halbkugelabschnitts 103.
Als nächstes korrigiert die Korrigiereinrichtung 423 die Messdaten basierend auf den Parametern L, H und/oder g (Schritt S2), und die Kalibriereinrichtung 424 kalibriert den Parameter g basierend auf den korrigierten Daten für die jeweiligen oberen Oberflächen des Stufenabschnitts 102 und der Basis 101 (Schritt S3). Spezifisch wird eine Differenz zwischen einer Z Koordinate Z_r, wenn die obere Oberfläche des Stufenabschnitts 102 gemessen wird, und der Z Koordinate Z_r berechnet, wenn die obere Oberfläche der Basis 101 gemessen wird, wird der Parameter g berechnet, um die Differenz gleich wie die Höhe h des Stufenabschnitts 102 zu bringen, und wird der Wert des Parameters g, welcher in dem Speicher 41 gespeichert ist, auf den berechneten Wert aktualisiert.
Als nächstes korrigiert die Korrigiereinrichtung 423 die Messdaten basierend auf den Parametern L, H und/oder g (der Parameter g ist der Wert, welcher in dem Schritt S3 kalibriert wurde) (Schritt S4). Dann berechnet die Kalibriereinrichtung 424 eine Rundheit basierend auf wenigstens einem Teil der korrigierten Daten der sphärischen Oberfläche 103A und bestimmt, ob die berechnete Rundheit gleich wie oder geringer als ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert t1 ist (Schritt S5). In diesem Beispiel ist der vorbestimmte Wert t1 ein beliebiger Wert, welcher vorab definiert ist bzw. wird, und ist bzw. wird insbesondere auf einen oberen Grenzwert eines Falls eingestellt bzw. festgelegt, wo sich die Musterform der korrigierten Daten eines ersten Kalibriergraphs, welcher nachfolgend beschrieben wird, beispielsweise in einem normalen Bereich befindet.
Wenn für die berechnete Rundheit bestimmt wird, dass sie größer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t1 ist (Schritt S5: NEIN), führt die Kalibriereinrichtung 424 einen Einstellprozess durch, um einen der Parameter L und H zu erhöhen bzw. anzuheben oder zu reduzieren (Schritt S6). Der Schritt S6 ist bzw. wird konkret unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 8 beschrieben.
Zuerst führt die Kalibriereinrichtung 424 eine Polarkoordinaten-Expansion der korrigierten Daten der sphärischen Oberfläche 103A durch. Spezifisch konvertiert die Kalibriereinrichtung 424 die korrigierten Daten von rechtwinkeligen Koordinaten, welche durch (X_r und Z_r) ausgedrückt sind bzw. werden, zu den korrigierten Daten von Polarkoordinaten, welche durch (θ und r) ausgedrückt sind bzw. werden, und zeichnet die korrigierten Daten in einen bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) zweidimensionalen Graph ein (nachfolgend als ein „erster Kalibriergraph“ bezeichnet) (Schritt S7: Aufzeichnungsschritt) . In diesem Beispiel entspricht die horizontale Achse des ersten Kalibrier- bzw. Kalibrationsgraphs einem Wert θ der korrigierten Daten und es entspricht die vertikale Achse einem Wert r der korrigierten Daten. Der Wert θ und der Wert r gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden als Reste eines Fittens bzw. Anpassens eines Kreises an die korrigierten Daten durch kleinste Quadrate berechnet. In dem Schritt S7 zeigt die Anzeige-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 43 auf der Anzeige 50 den ersten Kalibriergraph an, welcher durch die Kalibriereinrichtung 424 vorbereitet ist bzw. wird.
Als nächstes überprüft der Benutzer den ersten Kalibriergraph, welcher auf der Anzeige 50 angezeigt bzw. dargestellt ist bzw. wird, und kann einen der Parameter L und H basierend auf der Musterform einstellen, welche durch die korrigierten Daten gezeigt wird (Schritte S8 bis S15). Hier wird die Musterform bzw. -gestalt, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt wird, durch die Parameter L und H beeinflusst. 9 und 10 zeigen den Zusammenhang der Musterform und der Parameter L und H. 9 zeigt erste Kalibriergraphen, welche basierend darauf klassifiziert sind bzw. werden, ob sich die Werte der Parameter L und H innerhalb eines ordnungsgemäßen bzw. entsprechenden Bereichs befinden. 10 zeigt eine Vergrößerung des Bereichs der vertikalen Achse eines Abschnitts der ersten Kalibriergraphen von 9.
Wie dies in 9 gezeigt ist, zeigt, wenn sich der Parameter H außerhalb des normalen Bereichs befindet, die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt wird, eine S-Form oder eine umgekehrte S-Form. Spezifisch zeigt, wenn der Wert des Parameters H kleiner als der normale Bereich ist, die Musterform die S-Form, und es zeigt, wenn der Wert des Parameters H größer als der normale Bereich ist, die Musterform die umgekehrte S-Form.
Zusätzlich zeigt, wie dies in 10 gezeigt ist, wenn sich der Parameter H innerhalb des normalen Bereichs befindet, die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt bzw. dargestellt wird, unterschiedliche Formen bzw. Gestalten, wenn der Parameter L innerhalb des normalen Bereichs ist bzw. liegt und wenn der Parameter L außerhalb des normalen Bereichs liegt bzw. sich befindet.
In der vorliegenden Ausführungsform nimmt bzw. sinkt in einem Bereich des Messbereichs weiter entfernt von dem Scheitel des Halbkugelabschnitts 103 (Bereich, welcher durch D in 10 angedeutet bzw. angezeigt ist) die Musterform insbesondere in Richtung nach rechts ab, wenn der Wert des Parameters L größer als der normale Bereich ist, und steigt in Richtung nach rechts an, wenn der Wert des Parameters L kleiner als der normale Bereich ist.
Demgemäß kann (z.B. durch den Benutzer) bestimmt werden, ob die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt wird, auf einen der oben erwähnten Fälle anwendbar ist bzw. dafür zutrifft, und stellt einen der Parameter L und H basierend auf den Bestimmungsresultaten ein. Beispielsweise wird, wenn (z.B. durch den Benutzer) bestimmt wird, dass die Musterform nicht flach ist (Schritt S8: NEIN) und eine regelmäßige S-Form zeigt (Schritt S9: JA), der Parameter H in einer ansteigenden bzw. erhöhenden Richtung über die Konsole 60 eingestellt (Schritt S10). Auch wird, wenn (z.B. durch den Benutzer) bestimmt wird, dass die Musterform nicht flach ist (Schritt S8: NEIN) und die umgekehrte S-Form zeigt (Schritt S9: NEIN), der Parameter H in einer abnehmenden Richtung über die Konsole 60 eingestellt (Schritt S11).
Wenn die Musterform oberflächlich flach bzw. glatt ist (Schritt S8: JA), kann der Benutzer die Ansicht eines r-Achsen-Bereichs des Kalibriergraphs über die Konsole 60 vergrößern (Schritt S12). Dann wird, wenn der Benutzer bestimmt, dass die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Bereich des Messbereichs gezeigt wird, in Richtung nach rechts abnimmt (Schritt S13: JA), der Parameter L in der abnehmenden Richtung über die Konsole 60 eingestellt. Andererseits wird, wenn der Benutzer bestimmt, dass die Form in Richtung nach rechts ansteigt (Schritt S13: NEIN), der Parameter L insbesondere in der ansteigenden Richtung über die Konsole 60 eingestellt.
Jeweilige Einstellgrößen bzw. -ausmaße für die Parameter L und H in den Schritten S10, S11, S14 und S15, welche oben erwähnt sind, können ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert sein. Zusätzlich kann, wenn die Musterform während eines Wiederholens des Schritts S6 ersetzt wird, die Einstellgröße reduziert werden. Alternativ kann, je mehr sich die Musterform von der flachen Form ändert bzw. davon abweicht, umso mehr die Einstellgröße erhöht werden. Wenn einer der oben erwähnten Schritte S10, S11, S14 und S15 ausgeführt wird, aktualisiert die Kalibriereinrichtung 424 den Parameter L oder den Parameter H in dem Speicher 41 auf den Wert nach einer Einstellung. Das Obige schließt den Schritt S6 ab.
Nach einem Abschließen bzw. Vollenden des oben erwähnten Schritts S6 kehrt der Prozess zu dem Schritt S2 in 7 zurück und führt die Schritte S2 bis S5 wiederum durch. Wenn der Schritt S5 NEIN ist, wird der Schritt S6 wieder durchgeführt. Mit anderen Worten wiederholt das Kalibrierverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform insbesondere die Schritte S2 bis S6, bis die Rundheit gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t1 ist.
Wenn die Rundheit gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t1 ist (Schritt S5: JA), bestimmt die Kalibriereinrichtung 424, dass die Parameter L und H, welche in dem Speicher 41 gespeichert sind, innerhalb des normalen Bereichs sind bzw. liegen. Mit anderen Worten wird bestimmt, dass die Parameter L und H kalibriert sind, und es endet der Ablauf.
Eine Beschreibung ist in dem Obigen weggelassen, wobei jedoch der Wert des Radius (Parameter r) des Stiftkopfs 261 basierend auf den Messdaten kalibriert werden kann, welche erhalten werden, wenn der Kugelabschnitt 104 der Kalibriervorrichtung 100 abgetastet wird. Das Verfahren für ein Kalibrieren des Parameters r kann unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in der konventionellen Technologie durchgeführt werden.
Effekt der ersten Ausführungsform
Das Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet einen Messschritt, welcher die Messdaten durch ein Scannen bzw. Abtasten der sphärischen bzw. kugelförmigen Oberfläche 103A des Halbkugelabschnitts 103 (definierte Oberfläche) erhält (Schritt S1); einen Korrekturschritt, welcher die korrigierten Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf den Parametern L und H erhält (Schritt S4); einen Bestimmungsschritt, um die Rundheit der korrigierten Daten zu berechnen und zu bestimmen, ob die berechnete Rundheit gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t1 ist (Schritt S5); und einen Einstellschritt, welcher wenigstens einen der Parameter L und H erhöht oder reduziert, wenn für die Rundheit bestimmt wird, größer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t1 zu sein (Schritt S6), und es werden der Korrekturschritt, der Bestimmungsschritt und der Einstellschritt wiederholt, bis für die Rundheit bestimmt wird, gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert t1 zu sein.
In dem Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Parameter L und H insbesondere eingestellt, bis die Parameter L und H im Wesentlichen einen ordnungsgemäßen bzw. entsprechenden Wert erreichen, indem die Messdaten verwendet werden, welche von einer Runde einer Messung erhalten werden, wenn die sphärische Oberfläche 103A des Halbkugelabschnitts 103 abgetastet wird. Mit anderen Worten können die Parameter L und H leicht kalibriert werden, da der Messvorgang nur einmal durchgeführt werden muss. Zusätzlich verwendet die vorliegende Ausführungsform die Messdaten, welche durch ein Scannen bzw. Abtasten der sphärischen Oberfläche 103A des Halbkugelabschnitts 103 erhalten werden, ähnlich zu der konventionellen Technologie, wobei sie jedoch nicht einen Messbereich erfordert, welcher so breit bzw. weit wie der Messbereich ist, welcher für ein Kalibrieren des Parameters H in der konventionellen Technologie erforderlich ist.
Daher trifft der Arm 24 nicht mit dem Halbkugelabschnitt 103 zusammen und es können ausreichende Messdaten für ein Kalibrieren des Parameters H erhalten werden.
Zusätzlich kann die vorliegende Ausführungsform eine Kalibrierung des Parameters L durchführen, welche nicht in der konventionellen Technologie möglich ist. Demgemäß gibt es bei einem Herstellen des Oberflächentextur-Messapparats 1 insbesondere keine Notwendigkeit für ein Zuordnen eines nominellen bzw. Nennwerts für den Parameter L und es können die Herstellungskosten reduziert werden.
Zusätzlich kann die Korrekturgenauigkeit verbessert werden, indem ordnungsgemäß bzw. entsprechend kalibriert wird, ohne den Parameter L zu fixieren. Der Parameter g kann ähnlich zu der konventionellen Technologie durch ein Verwenden derselben Kalibriervorrichtung 100 wie in der konventionellen Technologie kalibriert werden. Daher können gemäß dem Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern der vorliegenden Ausführungsform die Parameter L und H leicht kalibriert werden, insbesondere ohne den Vorteil des konventionellen Verfahrens für eine Batch-Kalibrierung zu verlieren.
Das Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet weiters den Aufzeichnungsschritt, um die korrigierten Daten der sphärischen Oberfläche 103A in den ersten Kalibriergraph einzuzeichnen (Schritt S7), und der Einstellschritt stellt wenigstens einen der Parameter L und H basierend auf der Musterform bzw. -gestalt ein, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt bzw. dargestellt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist bzw. wird die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt wird, durch die Parameter L und H beeinflusst, und daher können eine Richtung einer Zunahme/Abnahme, eine Einstellgröße und dgl. für die Parameter L und H basierend auf der Musterform bestimmt werden. Gemäß diesem Verfahren kann, verglichen damit, wenn die Parameter L und H in einer zufälligen Weise eingestellt werden, ein Zeitausmaß für ein Einstellen der Parameter L und H verkürzt werden.
In dem Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die vertikale Achse und die horizontale Achse des ersten Kalibriergraphs dem Wert r und dem Wert θ der korrigierten Daten, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt werden. Gemäß diesem Verfahren wird die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph gezeigt wird, eine flache gerade Linie, wenn sich die Parameter L und H in dem normalen Bereich befinden. Daher ist bzw. wird durch ein Einstellen der Parameter L und H, während die Musterform überprüft wird, ein Abstimmen der Parameter L und H auf einen normalen Wert erleichtert. Der Wert θ und der Wert r der korrigierten Daten werden als die Reste eines Anpassens eines Kreises an die korrigierten Daten durch kleinste Quadrate berechnet. Daher können der Radius der sphärischen Oberfläche 103A und dgl. unbekannt sein.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich zu der ersten Ausführungsform oder dieselbe wie diese mit Ausnahme davon, dass die verwendete Kalibriervorrichtung und das Verfahren für ein Kalibrieren der Parameter L und H verschieden sind.
Kalibriervorrichtung
Eine Kalibriervorrichtung bzw. ein Kalibrierwerkzeug der zweiten Ausführungsform beinhaltet ein Prisma 105, welches in 11 gezeigt ist, zusätzlich zu der Konfiguration der Kalibriervorrichtung 100 (Basis 101, Stufenabschnitt 102, Halbkugelabschnitt 103) gemäß der ersten Ausführungsform. Das Prisma 105 beinhaltet eine erste Oberfläche 105A und eine zweite Oberfläche 105B, welche mit einem Winkel dazwischen angeordnet sind. In der zweiten Ausführungsform sind die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B insbesondere jeweils äquivalent zu der definierten Oberfläche der vorliegenden Erfindung.
Spezifisch weisen die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B jeweils eine planare bzw. ebene Form auf, welche sich in jeder der Z-Achsen-Richtung und der X-Achsen-Richtung ändert. Die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B tragen eine symmetrische Beziehung zu virtuellen Flächen parallel zu jeder der Z-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung.
Kalibrierverfahren
Ein Verfahren für ein Kalibrieren der Parameter L, H und g gemäß der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 12 beschrieben. Der Speicher 41 speichert Anfangs- bzw. Ausgangswerte (beispielsweise Designwerte) oder Kalibrierwerte von einer vorangehenden Kalibrierung für die Parameter L, H und g.
Als eine einleitende Vorbereitung legt der Benutzer die Kalibriervorrichtung 100 und/oder das Prisma 105 auf der Bühne 12 fest und initiiert den Kalibrierprozess des Oberflächentextur-Messapparats 1. Zuerst regelt bzw. steuert die Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 421 den X-Achsen-Antriebsmechanismus 34 derart, dass der Stift 26 die Kalibriervorrichtung 100 (spezifisch den Stufenabschnitt 102, die Basis 101, den Halbkugelabschnitt 103 und/oder den Kugelabschnitt 104) (insbesondere jeden davon) und/oder das Prisma 105 in der X-Achsen-Richtung abtastet. Die Messeinrichtung 422 erhält, basierend auf jedem Signal, welches von der Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung 27 und der Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung 341 eingegeben wird, die Koordinaten (X_m und Z_m) des Stiftkopfs 261 während eines Scannens bzw. Abtastens bei dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Abstand bzw. der vorbestimmten Schrittweite in der X-Achsen-Richtung. Demgemäß werden die Messdaten der Kalibriervorrichtung 100 und die Messdaten des Prismas 105 erhalten (Schritt S21 und S22). In dem Schritt S22 werden, wie dies in 11 gezeigt ist, die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B des Prismas 105 jeweils abgetastet.
Als nächstes korrigiert, ähnlich zu der ersten Ausführungsform, die Korrektureinrichtung 423 die Messdaten basierend auf den Parametern L, H und/oder g (Schritt S23), und die Kalibriereinrichtung 424 kalibriert den Parameter g basierend auf den korrigierten Daten für jeden des Stufenabschnitts 102 und der Basis 101 (Schritt S24).
Als nächstes korrigiert die Korrigiereinrichtung 423 die Messdaten basierend auf den Parametern L, H und/oder g (der Parameter g ist der Wert, welcher in dem Schritt S24 kalibriert wurde) (Schritt S25), und die Kalibriereinrichtung 424 kalibriert die Parameter H und r basierend auf den korrigierten Daten für jeden des Halbkugelabschnitts 103 und/oder des Kugelabschnitts 104 (Schritt S26). In diesem Beispiel verwendet, im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, das Verfahren für ein Kalibrieren der Parameter H und r ein ähnliches Verfahren wie in der konventionellen Technologie. Beispielsweise soll auf die Japanische Patentoffenlegung Veröffentlichung Nr. 2004-286457 für ein spezifisches Verfahren Bezug genommen werden, welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist bzw. wird. Die Parameter H und r werden insbesondere auf die kalibrierten Werte aktualisiert.
Als nächstes korrigiert die Korrigiereinrichtung 423 die Messdaten des Prismas 105 basierend auf den Parametern L, H und/oder g (der Parameter H ist der Wert, welcher in dem Schritt S26 kalibriert wurde) (Schritt S27). Dann berechnet die Kalibriereinrichtung 424 eine Geradheit basierend auf den korrigierten Daten des Prismas 105 und bestimmt, ob die berechnete Geradheit gleich wie oder kleiner als ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert t2 ist (Schritt S28). Hier kann die Geradheit basierend auf den korrigierten Daten der ersten Oberfläche 105A oder den korrigierten Daten der zweiten Oberfläche 105B des Prismas 105 berechnet werden. Alternativ kann ein durchschnittlicher Wert der Geradheit entsprechend der ersten Oberfläche 105A und der Geradheit entsprechend der zweiten Oberfläche 105B berechnet werden und es kann der durchschnittliche Wert mit dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Wert t2 verglichen werden. Der vorbestimmte Wert t2 ist ein beliebiger Wert, welcher vorab definiert ist bzw. wird, und wird auf einen oberen Grenzwert eines Falls eingestellt bzw. festgelegt, wo sich die Musterform der korrigierten Daten für einen zweiten Kalibriergraph, welcher nachfolgend beschrieben wird, beispielsweise in einem normalen Bereich befindet.
Als nächstes führt, wenn für die berechnete Geradheit bestimmt wird, größer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t2 zu sein (Schritt S28: NEIN), die Kalibriereinrichtung 424 einen Einstellprozess durch, um den Parameter L zu erhöhen oder zu reduzieren (Schritt S29) .
Nachfolgend wird der Schritt S29 konkret beschrieben. Zuerst zeichnet die Kalibriereinrichtung 424 insbesondere die korrigierten Daten der ersten Oberfläche 105A und der zweiten Oberfläche 105B des Prismas 105 in einen bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) zweidimensionalen Graph (nachfolgend als „zweiter Kalibriergraph“ bezeichnet). In diesem Beispiel entspricht die horizontale Achse des zweiten Kalibriergraphs dem Wert X_r der korrigierten Daten und es entspricht die vertikale Achse des zweiten Kalibriergraphs dem Wert Z_r der korrigierten Daten. Zusätzlich zeigt die Anzeige-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 43 auf der Anzeige 50 den zweiten Kalibriergraph an, welcher durch die Kalibriereinrichtung 424 erzeugt wird.
Als nächstes ist es möglich, (z.B. durch den Benutzer) den zweiten Kalibriergraph zu überprüfen, welcher auf der Anzeige 50 angezeigt bzw. dargestellt wird, und den Parameter L basierend auf der Musterform bzw. -gestalt einzustellen, welche durch die korrigierten Daten gezeigt wird. Hier ist bzw. wird die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem zweiten Kalibriergraph gezeigt wird, durch den Parameter L beeinflusst. 13 und 14 zeigen Zusammenhänge der Musterform unter Bezugnahme auf die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B. Wenn der Parameter L kleiner als der normale Bereich ist, wird die Musterform eine sich wölbende Musterform S, wie dies in 13 gezeigt ist. Andererseits wölbt sich, wenn der Parameter L größer als der normale Bereich ist, wie dies in 14 gezeigt ist, die Musterform S in einer entgegengesetzten Richtung zu 13. In beiden Fällen wölben sich die Musterform entsprechend der ersten Oberfläche 105A und die Musterform entsprechend der zweiten Oberfläche 105B in Richtung zu derselben Seite.
Demgemäß kann (z.B. durch den Benutzer) bestimmt werden, ob sich die Musterform, welche durch die korrigierten Daten in dem zweiten Kalibriergraph gezeigt bzw. dargestellt wird, auf einen der oben erwähnten Fälle bezieht, und er stellt den Parameter L basierend auf dem Bestimmungsresultat ein. Beispielsweise wird, wenn (z.B. durch den Benutzer) bestimmt wird, dass sich die Musterform wölbt, wie dies in 13 gezeigt wird, der Parameter L in der ansteigenden Richtung eingestellt. Andererseits wird, wenn (z.B. durch den Benutzer) bestimmt wird, dass sich die Musterform wölbt, wie dies in 14 gezeigt ist, der Parameter L in der abnehmenden Richtung eingestellt. Das Einstellausmaß bzw. die Einstellgröße für den Parameter L kann ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert sein. Zusätzlich kann das Einstellausmaß reduziert werden, wenn die Wölbungsrichtung der Musterform getauscht bzw. gewechselt wird, während das Flussdiagramm des Kalibrierprozesses wiederholt wird. Alternativ kann die Einstellgröße erhöht werden, wenn sich die Musterform stark wölbt, und es kann die Einstellgröße verringert werden, wenn sich die Musterform gering wölbt.
Nach einem Abschließen des Schritts S29 kehrt der Prozess zu dem Schritt S23 zurück und führt die Schritte S23 bis S28 wiederum durch. Wenn der Schritt S28 NEIN ist, wird der Schritt S29 wiederum durchgeführt. Demgemäß werden die Schritte S23 bis S29 wiederholt, insbesondere bis die Geradheit gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t2 ist. Wenn die Geradheit gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t2 ist (Schritt S28: JA), bestimmt die Kalibriereinrichtung 424, dass sich der Wert des Parameters L innerhalb des normalen Bereichs befindet. Mit anderen Worten wird bestimmt, dass der Parameter L kalibriert ist und es endet der Ablauf.
In der zweiten Ausführungsform können die Wölbungsrichtungen der Musterform entgegengesetzt in der Musterform gemäß der ersten Oberfläche 105A und der Musterform gemäß bzw. entsprechend der zweiten Oberfläche 105B sein. In diesem Fall kann, da eine Einstellung des Parameters L nicht fortgesetzt werden kann, der Wert des Parameters L mit der kleinsten Geradheit in den korrigierten Daten aus vergangenen Parametern L als der Wert des letzten Parameters L gespeichert werden.
Effekt der zweiten Ausführungsform
Das Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet einen Messschritt, welcher Messdaten durch ein Abtasten bzw. Scannen der ersten Oberfläche 105A und der zweiten Oberfläche 105B des Prismas 105 erhält (Schritt S22); einen Korrekturschritt, welcher korrigierte Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf den Parametern L und H erhält (Schritt S27); einen Bestimmungsschritt, um die Geradheit der korrigierten Daten zu berechnen und zu bestimmen, ob die Geradheit gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert t2 ist (Schritt S28); und einen Einstellschritt, welcher den Parameter L erhöht oder reduziert, wenn für die Geradheit bestimmt wird, größer als der vorbestimmte Wert t2 zu sein (Schritt S29), und es werden der Korrekturschritt, der Bestimmungsschritt und der Einstellschritt wiederholt, bis für die Geradheit bestimmt wird, gleich wie oder geringer als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert t2 zu sein.
In der oben erwähnten zweiten Ausführungsform wird der Parameter L eingestellt, bis der Parameter L einen ordnungsgemäßen bzw. entsprechenden Bereich erreicht, indem die Messdaten verwendet werden, welche von einer Runde einer Messung erhalten werden, wenn die erste Oberfläche 105A und die zweite Oberfläche 105B des Prismas 105 abgetastet werden. Mit anderen Worten kann der Parameter L leicht kalibriert werden, da der Messvorgang nur einmal durchgeführt werden muss.
Zusätzlich kann, ähnlich zu der ersten Ausführungsform, die zweite Ausführungsform die Kalibrierung des Parameters L durchführen, welche in der konventionellen Technologie nicht möglich war. Demgemäß gibt es bei einem Herstellen des Oberflächentextur-Messapparats 1 keine Notwendigkeit für ein Zuordnen eines Nennwerts für den Parameter L und es können die Herstellungskosten reduziert werden. Zusätzlich kann die Korrekturgenauigkeit durch ein ordnungsgemäßes bzw. entsprechendes Kalibrieren verbessert werden, ohne den Parameter L zu fixieren.
Die Parameter H und/oder g können insbesondere ähnlich zu der konventionellen Technologie unter Verwendung derselben Kalibriervorrichtung 100 wie in der konventionellen Technologie kalibriert werden. Daher kann gemäß dem Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern der zweiten Ausführungsform der Parameter L leicht kalibriert werden, ohne den Vorteil des konventionellen Verfahrens für eine Batch-Kalibrierung zu verlieren.
Modifikationen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt bzw. begrenzt und beinhaltet Modifikationen bzw. Abwandlungen innerhalb eines Rahmens bzw. Geltungsbereichs, welcher zu einem Erzielen der Vorteile der vorliegenden Erfindung fähig ist.
Das Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern gemäß der vorliegenden Erfindung kann an einem Oberflächentextur-Messapparat angewandt werden, welcher wenigstens einen eines aufwärts gerichteten Stifts und eines abwärts gerichteten Stifts aufweist. Beispielsweise kann ein Oberflächentextur-Messapparat eines vertikalen Messtyps bzw. Typs einer vertikalen Messung zwei Typen bzw. Arten des Parameters H einstellen bzw. festlegen, welche jweils dem aufwärts gerichteten Stift und dem abwärts gerichteten Stift entsprechen. In dem Oberflächentextur-Messapparat des vertikalen Messtyps ist, da jede Abmessung des aufwärts gerichteten Stifts und des abwärts gerichteten Stifts kurz ist, allgemein der Effekt der ersten Ausführungsform augenscheinlicher.
In jeder der Ausführungsformen überprüft der Benutzer den ersten Kalibriergraph oder den zweiten Kalibriergraph, welche auf der Anzeige 50 angezeigt bzw. dargestellt werden, und stellt manuell die Parameter L und H ein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wenn die Berechnungseinrichtung 42 als eine Analysiereinrichtung dient, welche die Musterform bzw. -gestalt analysiert, welche durch die korrigierten Daten in dem ersten Kalibriergraph oder dem zweiten Kalibriergraph gezeigt wird, die Analysiereinrichtung den Einstellschritt jeder Ausführungsform durchführen.
In jeder der Ausführungsformen werden die Parameter L und/oder H basierend auf dem ersten Kalibriergraph oder dem zweiten Kalibriergraph eingestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Mit anderen Worten ist das Verfahren für ein Einstellen der Parameter L und/oder H nicht auf ein Verfahren basierend auf dem ersten Kalibriergraph oder dem zweiten Kalibriergraph beschränkt, und kann ein Verfahren sein, um die Rundheit oder Geradheit jedes Mal zu überprüfen, wenn der Parameter H oder der Parameter L um einen vorbestimmten Wert erhöht oder abgesenkt wird.
Zusätzlich werden in den oben erwähnten Ausführungsformen beide Parameter L und H kalibriert, wobei jedoch, wenn sich einer der Parameter innerhalb des normalen Bereichs befindet, das Verfahren nur den anderen Parameter kalibrieren kann.
In der ersten Ausführungsform wird bzw. werden die Parameter L und/oder H basierend auf den Messdaten des Halbkugelabschnitts 103 kalibriert, wobei jedoch die Parameter L und/oder H basierend auf den Messdaten kalibriert werden können, welche durch ein Abtasten der sphärischen Oberfläche des Kugelabschnitts 104 erhalten werden.
Zusätzlich entsprechen in der ersten Ausführungsform die horizontale Achse und die vertikale Achse des ersten Kalibriergraphs jeweils dem Wert θ und dem Wert r der korrigierten Daten, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt werden, wobei sie jedoch dem Wert X_r und dem Wert Z_r entsprechen können, welche durch rechtwinkelige Koordinaten ausgedrückt werden.
In der zweiten Ausführungsform wird bzw. werden die erste Oberfläche 105A und/oder die zweite Oberfläche 105B des Prismas 105 jeweils als eine Referenz- bzw. Bezugsoberfläche abgetastet, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist und der Parameter L basierend auf den Messdaten eingestellt werden kann, welche durch ein Scannen bzw. Abtasten von einer der ersten Oberfläche 105A und der zweiten Oberfläche 105B erhalten werden.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Kalibrieren von Parametern beschrieben, welches einen Messschritt, welcher Messdaten durch ein Scannen bzw. Abtasten einer definierten Oberfläche erhält; einen Korrekturschritt, welcher korrigierte Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf den Parametern erhält; einen Bestimmungsschritt, welcher eine Rundheit der korrigierten Daten berechnet und bestimmt, ob die berechnete Rundheit gleich wie oder geringer als ein bestimmter (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Wert ist; und einen Einstellschritt beinhaltet, welcher wenigstens einen der Parameter erhöht oder reduziert, wenn für die Rundheit bestimmt wird, größer als der vorbestimmte Wert zu sein, und es werden der Korrekturschritt, der Bestimmungsschritt und der Einstellschritt wiederholt, bis für die Rundheit bestimmt wird, gleich wie oder kleiner als der bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wert zu sein.
Es wird festgehalten bzw. angemerkt, dass die vorangehenden Beispiele lediglich für den Zweck einer Erläuterung zur Verfügung gestellt wurden und in keiner Weise als die vorliegende Erfindung beschränkend auszulegen sind. Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Worte, welche hierin verwendet wurden, Worte einer Beschreibung und Illustration, eher als Worte einer Beschränkung sind. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der beigeschlossenen Ansprüche, wie sie gegenwärtig formuliert sind und auch in geänderter Form, durchgeführt werden, ohne von dem Rahmen und Geist bzw. Wesen der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hierin unter Bezugnahme auf besondere Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für die vorliegende Erfindung nicht beabsichtigt, auf die hierin geoffenbarten Einzel- bzw. Besonderheiten beschränkt bzw. begrenzt zu sein; eher erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie innerhalb des Rahmens bzw. Geltungsbereichs der beigeschlossenen Ansprüche liegen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt bzw. begrenzt, und verschiedene Abänderungen und Modifikationen bzw. Abwandlungen können möglich sein, ohne von dem Rahmen bzw. Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019138771 [0001]

Claims

Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern, welches wenigstens einen eines Parameters L entsprechend einer Armlänge und eines Parameters H entsprechend einer Stiftlänge unter Verwendung eines Oberflächentextur-Messapparats (1) kalibriert, welcher versehen ist mit: einem Stift (26), welcher einen gemessenen Gegenstand (W) kontaktieren kann; einem Arm (24), welcher mit dem Stift (26) versehen und durch eine rotierende Welle (23) abgestützt ist, um frei zu rotieren; einer Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung (27), welche ein Verlagerungsausmaß des Stifts (26) in einer ersten Richtung (Z) detektiert, welche mit einem Rotieren des Arms (24) assoziiert ist; einem Relativbewegungsmechanismus (30), welcher den Stift (26) relativ zu dem gemessenen Gegenstand (W) derart bewegt, dass der Stift (26) den gemessenen Gegenstand (W) in einer zweiten Richtung (X) abtastet, welche orthogonal auf die erste Richtung (Z) ist; einer Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung (341), welche ein relatives Bewegungsausmaß des Stifts (26) relativ zu dem gemessenen Gegenstand (W) detektiert; und einer Messeinrichtung (432), welche Messdaten basierend auf dem Verlagerungsausmaß und dem relativen Bewegungsausmaß erhält, wobei das Verfahren umfasst: ein Erhalten (S1; S21, S22) der Messdaten durch ein Abtasten bzw. Scannen einer Oberfläche, welche eine einer planaren Form oder einer Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, welche sich in jeder der ersten Richtung (Z) und der zweiten Richtung (X) ändert; ein Erhalten (S4; S25) von korrigierten Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf dem Parameter L und/oder dem Parameter H; ein Berechnen (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit der korrigierten Daten, und um zu bestimmen, ob die berechnete eine einer Rundheit oder Geradheit geringer als oder gleich wie ein bestimmter Wert (t₁; t₂) ist; und eines eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29) von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H, wenn für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, größer als der bestimmte Wert (t₁; t₂) zu sein, und ein Wiederholen des Erhaltens (S1; S21, S22) von korrigierten Daten, des Berechnens (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit, und des einen eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29), bis für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, geringer als oder gleich wie der bestimmte Wert (t₁; t₂) bei dem Berechnen (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit zu sein.
Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern des Oberflächentextur-Messapparats nach Anspruch 1, weiters umfassend ein Aufzeichnen (S7) der korrigierten Daten in einen zweidimensionalen Graph, wobei: das eine eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29) eines eines Erhöhens oder Reduzierens von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H basierend auf einer Musterform umfasst, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Graph gezeigt wird.
Verfahren für ein Kalibrieren von Parametern des Oberflächentextur-Messapparats nach Anspruch 2, wobei: die definierte Oberfläche eine Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, und eine vertikale Achse und eine horizontale Achse des zweidimensionalen Graphen jeweiligen Werten in den korrigierten Daten entsprechen, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt werden.
Computerprogrammprodukt, umfassend computerlesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens für ein Kalibrieren von Parametern nach einem der vorangehenden Ansprüche durchführen.
Kalibriersystem für ein Kalibrieren von Parametern, welches wenigstens einen eines Parameters L entsprechend einer Armlänge und eines Parameters H entsprechend einer Stiftlänge kalibriert, wobei das Kalibriersystem umfasst: einen Oberflächentextur-Messapparat (1), welcher versehen ist mit: einem Stift (26), welcher einen gemessenen Gegenstand (W) kontaktieren kann; einem Arm (24), welcher mit dem Stift (26) versehen und durch eine rotierende Welle (23) abgestützt ist, um frei zu rotieren; einer Verlagerungsausmaß-Detektionsvorrichtung (27), welche ein Verlagerungsausmaß des Stifts (26) in einer ersten Richtung (Z) detektiert, welche mit einem Rotieren des Arms (24) assoziiert ist; einem Relativbewegungsmechanismus (30), welcher den Stift (26) relativ zu dem gemessenen Gegenstand (W) derart bewegt, dass der Stift (26) den gemessenen Gegenstand (W) in einer zweiten Richtung (X) abtastet, welche orthogonal auf die erste Richtung (Z) ist; einer Bewegungsausmaß-Detektionsvorrichtung (341), welche ein relatives Bewegungsausmaß des Stifts (26) relativ zu dem gemessenen Gegenstand (W) detektiert; und einer Messeinrichtung (432), welche Messdaten basierend auf dem Verlagerungsausmaß und dem relativen Bewegungsausmaß erhält; und wobei eine Regel- bzw. Steuereinrichtung (40) konfiguriert ist für ein Erhalten (S1; S21, S22) der Messdaten durch ein Abtasten bzw. Scannen einer Oberfläche, welche eine einer planaren Form oder einer Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, welche sich in jeder der ersten Richtung (Z) und der zweiten Richtung (X) ändert; ein Erhalten (S4; S25) von korrigierten Daten durch ein Korrigieren der Messdaten basierend auf dem Parameter L und/oder dem Parameter H; ein Berechnen (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit der korrigierten Daten, und um zu bestimmen, ob die berechnete eine einer Rundheit oder Geradheit geringer als oder gleich wie ein bestimmter Wert (t₁; t₂) ist; und eines eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29) von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H, wenn für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, größer als der bestimmte Wert (t₁; t₂) zu sein, und ein Wiederholen des Erhaltens (S1; S21, S22) von korrigierten Daten, des Berechnens (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit, und des einen eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29), bis für die eine einer Rundheit oder der Geradheit bestimmt wird, geringer als oder gleich wie der bestimmte Wert (t₁; t₂) bei dem Berechnen (S5; S28) von einer einer Rundheit oder Geradheit zu sein.
Kalibriersystem nach Anspruch 5, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (40) weiters konfiguriert ist, um die korrigierten Daten in einen zweidimensionalen Graph aufzuzeichnen (S7), wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (40) das eine eines Erhöhens oder Reduzierens (S6; S29) durch eines eines Erhöhens oder Reduzierens von wenigstens einem des Parameters L und/oder des Parameters H basierend auf einer Musterform durchführt, welche durch die korrigierten Daten in dem zweidimensionalen Graph gezeigt ist.
Kalibriersystem nach Anspruch 6, wobei: die definierte Oberfläche eine Form eines Abschnitts einer sphärischen Oberfläche aufweist, und eine vertikale Achse und eine horizontale Achse des zweidimensionalen Graphen jeweiligen Werten in den korrigierten Daten entsprechen, welche durch Polarkoordinaten ausgedrückt sind.