JP2021156714A - 真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 - Google Patents
真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021156714A JP2021156714A JP2020056729A JP2020056729A JP2021156714A JP 2021156714 A JP2021156714 A JP 2021156714A JP 2020056729 A JP2020056729 A JP 2020056729A JP 2020056729 A JP2020056729 A JP 2020056729A JP 2021156714 A JP2021156714 A JP 2021156714A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- displacement sensors
- calibration reference
- sensing unit
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B21/24—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
3個の変位センサを含むセンシングユニットと、
校正基準面を有する校正基準器と
を備え、
前記3個の変位センサに前記校正基準面を対向させたとき、前記3個の変位センサの被測定点が前記校正基準面の表面上に第1方向に並んで配置され、前記3個の変位センサは前記校正基準面の高さ方向の変位を測定し、
さらに、
前記3個の変位センサに前記校正基準面を対向させたとき、前記校正基準面と前記センシングユニットとの一方を他方に対して前記第1方向に傾斜させる傾斜機構と、
前記センシングユニットに対する前記校正基準面の傾斜角が異なる複数の状態で、前記3個の変位センサの測定値を取得し、前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を計測する処理装置と
を有する真直度計測システムが提供される。
校正基準面の表面上で第1方向に並んで配置された被測定点の高さ方向の変位を測定する3個の変位センサを含むセンシングユニットで、前記校正基準面の高さ方向の変位量を測定する手順を、前記センシングユニットに対する前記校正基準面の前記第1方向に関する傾斜角を異ならせて、前記傾斜角ごとに実行し、
前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を求める変位センサ校正方法が提供される。
校正基準面の表面上で第1方向に並んで配置された被測定点の高さ方向の変位を測定する3個の変位センサを含むセンシングユニットで、前記校正基準面の高さ方向の変位量を測定する手順を、前記センシングユニットに対する前記校正基準面の前記第1方向に関する傾斜角を異ならせて、前記傾斜角ごとに実行し、
前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を求め、
前記センシングユニットを用いて三点法により対象物の表面の真直度を計測する際に、前記ずれ量を加味して曲率算出する真直度計測方法が提供される。
図1は、3個の変位センサ21A、21B、21Cを備えたセンシングユニット20と、計測対象表面50とを示す模式図である。x軸方向が曲率を計測すべき方向に相当し、y軸方向が計測対象物の表面の高さ方向に相当するxyz直交座標系を定義する。変位センサ21A、21B、21Cは、対象物のy軸方向の変位量を測定する。変位センサ21A、21B、21Cとして、非接触型の変位センサ、例えばレーザ変位センサを用いることができる。
図2は、三点法を説明するための計測対象表面50とセンシングユニット20との相対的な位置関係を示す図である。センシングユニット20を計測対象表面50に対向させてx軸方向にある刻み幅(以下、積分ピッチという。)で移動させながら、被測定点A、B、Cのy軸方向の変位を測定する。各位置で取得された測定値から、式(1)を用いて曲率ギャップgを求める。曲率ギャップgが求まると、式(2)を用いて被測定点Bにおける計測対象表面50の2階微分(曲率)を求める。被測定点Bごとの2階微分値を積分ピッチで2階積分することにより、被測定点Bのy軸方向の変位、すなわち計測対象表面50の形状を求める。
傾斜角Δθが十分小さい場合に、変位量の差Δhは、以下の式で近似される。
ずれ量Δxは、傾斜角Δθを横軸とし、ゼロ点偏差Δhを縦軸としたグラフの傾きに相当することがわかる。ゼロ点偏差Δhは、3個の変位センサ21A、21B、21Cの測定値から、以下の式で求めることができる。
すなわち、ゼロ点偏差Δhは、両端の変位センサ21A、21Cの測定値a、cの平均値と中央の変位センサ21Bの測定値bとの差である。傾斜角Δθを変化させ、傾斜角Δθごとにゼロ点偏差Δhを、式(5)を用いて計算する。計算によって得られた傾斜角Δθとゼロ点偏差Δhと値に基づいて散布図を作成する。
図8は、実施例による変位センサ校正方法の手順を示すフローチャートである。以下の説明において、必要に応じて図7を参照する。
上記実施例によると、変位センサ21Bのx軸方向へのずれ量Δx(図4A、図4B)を、許容範囲に収まるまで小さくすることができる。その結果、真直度の計測を高精度に行うことが可能になる。
図9は、本変形例において、センシングユニット20のゼロ点校正が完了した状態の3個の変位センサ21A、21B、21C、及び校正基準器60の位置関係を示す図である。図4A、図4Bでは、変位センサ21Bの位置がx軸方向にずれている場合を示したが、図9に示すように、変位センサ21Bの姿勢が正規の姿勢からずれているために、被測定点Bがギャップ原点Oからずれる場合もある。この場合にも、上記実施例と同様の方法で、ギャップ原点Oから被測定点Bまでのずれ量Δxを求めることができる。
図11は、本実施例で用いる3個の変位センサ21A、21B、21Cを備えたセンシングユニット20と、計測対象表面50とを示す模式図である。中央の変位センサ21Bが、x軸方向にずれ量Δxだけずれている。線分ACと、線分B0Bとの交点が現実のギャップ原点O’となる。現実のギャップ原点O’は、線分ACの中点に位置する本来のギャップ原点Oから線分ACに沿ってずれている。現実のギャップ原点O’は、図4Bに示した校正基準面61上の被測定点Bの位置に一致する。
曲率ギャップgは、以下の式で算出される。
本実施例では、式(1)に代えて式(8)を用いて曲率ギャップgを計算する。この曲率ギャップgに基づいて、式(2)を用いて曲率を計算することができる。式(8)では、式(1)に対して右辺の第3項が新たに追加されている。この右辺の第3項が、変位センサ21Bのずれに起因する補正項に相当する。
本実施例では、変位センサ21Bの位置または姿勢のずれに基づいて曲率ギャップgの計算値を補正している。これにより、変位センサ21Bの位置または姿勢のずれに起因する曲率の計算精度の低下を抑制することができる。その結果、より高精度に真直度を求めることができる。
21A、21B、21C 変位センサ
30 処理装置
31 入出力装置
40 可動テーブル
41 テーブル案内機構
45 砥石ヘッド
46 砥石
48 案内レール
50 計測対象表面
60 校正基準器
61 校正基準面
65 傾斜機構
A、B、C 被測定点
A0、B0、C0 ゼロ点
g 曲率ギャップ
O 本来のギャップ原点
O’ 実際のギャップ原点
Claims (7)
- 3個の変位センサを含むセンシングユニットと、
校正基準面を有する校正基準器と
を備え、
前記3個の変位センサに前記校正基準面を対向させたとき、前記3個の変位センサの被測定点が前記校正基準面の表面上に第1方向に並んで配置され、前記3個の変位センサは前記校正基準面の高さ方向の変位を測定し、
さらに、
前記3個の変位センサに前記校正基準面を対向させたとき、前記校正基準面と前記センシングユニットとの一方を他方に対して前記第1方向に傾斜させる傾斜機構と、
前記センシングユニットに対する前記校正基準面の傾斜角が異なる複数の状態で、前記3個の変位センサの測定値を取得し、前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を計測する処理装置と
を有する真直度計測システム。 - 前記3個の変位センサの被測定点の規定相対位置関係は、前記第1方向に関して前記3個の変位センサの被測定点が等ピッチで並んでいる状態である請求項1に記載の真直度計測システム。
- 前記処理装置は、
前記傾斜角ごとに、両端の変位センサの測定値の平均値と中央の変位センサの測定値と差であるゼロ点偏差を求め、前記傾斜角の変化量に対するゼロ点偏差の変化量の比に基づいて、前記ずれ量を求める請求項1または2に記載の真直度計測システム。 - 前記処理装置は、前記センシングユニットを用いて三点法により対象物の表面の真直度を計測する際に、前記ずれ量を加味して真直度を求める請求項1乃至3のいずれか1項に記載の真直度計測システム。
- 校正基準面の表面上で第1方向に並んで配置された被測定点の高さ方向の変位を測定する3個の変位センサを含むセンシングユニットで、前記校正基準面の高さ方向の変位量を測定する手順を、前記センシングユニットに対する前記校正基準面の前記第1方向に関する傾斜角を異ならせて、前記傾斜角ごとに実行し、
前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を求める変位センサ校正方法。 - さらに、前記ずれ量に基づいて、前記3個の変位センサの被測定点が前記第1方向に等ピッチで並ぶように、前記3個の変位センサの少なくとも1つの位置または姿勢を修正する請求項5に記載の変位センサ校正方法。
- 校正基準面の表面上で第1方向に並んで配置された被測定点の高さ方向の変位を測定する3個の変位センサを含むセンシングユニットで、前記校正基準面の高さ方向の変位量を測定する手順を、前記センシングユニットに対する前記校正基準面の前記第1方向に関する傾斜角を異ならせて、前記傾斜角ごとに実行し、
前記傾斜角と、前記3個の変位センサの前記傾斜角ごとの測定値とに基づいて、前記3個の変位センサの被測定点の前記第1方向に関する相対位置関係と、規定相対位置関係とのずれ量を求め、
前記センシングユニットを用いて三点法により対象物の表面の真直度を計測する際に、前記ずれ量を加味して曲率算出する真直度計測方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020056729A JP7296334B2 (ja) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 |
KR1020210015110A KR20210120826A (ko) | 2020-03-26 | 2021-02-03 | 진직도계측시스템, 변위센서교정방법, 및 진직도계측방법 |
CN202110166753.XA CN113446980B (zh) | 2020-03-26 | 2021-02-04 | 直线度测量***、位移传感器校正方法及直线度测量方法 |
TW110104689A TWI801807B (zh) | 2020-03-26 | 2021-02-08 | 真直度計測系統、位移感測器校正方法及真直度計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020056729A JP7296334B2 (ja) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021156714A true JP2021156714A (ja) | 2021-10-07 |
JP7296334B2 JP7296334B2 (ja) | 2023-06-22 |
Family
ID=77808819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020056729A Active JP7296334B2 (ja) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7296334B2 (ja) |
KR (1) | KR20210120826A (ja) |
CN (1) | CN113446980B (ja) |
TW (1) | TWI801807B (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113819875A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-21 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 玻璃幕墙的弯曲度检测装置及其检测方法 |
CN114509040A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-17 | 上海工程技术大学 | 一种车轮周不圆度的测量方法及测量机构 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031120A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Jfe Steel Kk | 厚さ計測装置の調整方法及びその装置 |
JP2009063541A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 幾何学量計測方法及び幾何学量計測装置 |
JP2014137274A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 幾何学量取得装置及び幾何学量取得方法 |
JP2015169451A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 住友重機械工業株式会社 | 真直形状測定方法及び真直形状測定装置 |
JP2016166873A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-15 | 住友重機械工業株式会社 | 形状計測装置、加工装置及び形状計測装置の校正方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4705792B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2011-06-22 | 株式会社ミツトヨ | 軸間角度補正方法 |
TW200944749A (en) * | 2008-04-21 | 2009-11-01 | Jing-Heng Chen | Vertical reflective type moire measurement structure for measuring the surface curvature of an object |
JP5100613B2 (ja) * | 2008-10-29 | 2012-12-19 | 住友重機械工業株式会社 | 真直度測定方法及び真直度測定装置 |
JP2012083275A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Okamoto Machine Tool Works Ltd | 被加工物の真直度校正方法 |
JP5260703B2 (ja) * | 2011-06-10 | 2013-08-14 | パナソニック株式会社 | 3次元測定方法 |
TWI472712B (zh) * | 2012-12-07 | 2015-02-11 | Univ Nat Formosa | Vertical and parallelism detection system and its detection method |
TWI599757B (zh) * | 2012-12-19 | 2017-09-21 | 巴斯夫歐洲公司 | 用於偵測至少一物件之偵測器、其用途、用於偵測至少一物件之方法、人機介面、娛樂器件、追蹤系統及攝影機 |
WO2018077873A1 (en) * | 2016-10-27 | 2018-05-03 | Asml Netherlands B.V. | System and method for determining and calibrating a position of a stage |
-
2020
- 2020-03-26 JP JP2020056729A patent/JP7296334B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-03 KR KR1020210015110A patent/KR20210120826A/ko active Search and Examination
- 2021-02-04 CN CN202110166753.XA patent/CN113446980B/zh active Active
- 2021-02-08 TW TW110104689A patent/TWI801807B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031120A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Jfe Steel Kk | 厚さ計測装置の調整方法及びその装置 |
JP2009063541A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 幾何学量計測方法及び幾何学量計測装置 |
JP2014137274A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 幾何学量取得装置及び幾何学量取得方法 |
JP2015169451A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 住友重機械工業株式会社 | 真直形状測定方法及び真直形状測定装置 |
JP2016166873A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-15 | 住友重機械工業株式会社 | 形状計測装置、加工装置及び形状計測装置の校正方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7296334B2 (ja) | 2023-06-22 |
TWI801807B (zh) | 2023-05-11 |
CN113446980B (zh) | 2023-05-30 |
KR20210120826A (ko) | 2021-10-07 |
TW202136714A (zh) | 2021-10-01 |
CN113446980A (zh) | 2021-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0866945A1 (en) | Surface form measurement | |
JP7296334B2 (ja) | 真直度計測システム、変位センサ校正方法、及び真直度計測方法 | |
KR101169575B1 (ko) | 진직도 측정 방법 및 진직도 측정 장치 | |
US10054431B2 (en) | Shape measurement apparatus and shape measurement method | |
KR20100047800A (ko) | 진직도 측정 방법 및 진직도 측정 장치 | |
TWI609171B (zh) | Shape measuring device, processing device, and shape measuring device calibration method | |
Xi et al. | Calibration of beam vector deviation for four-axis precision on-machine measurement using chromatic confocal probe | |
JP7045194B2 (ja) | レンズ測定装置およびレンズ測定方法 | |
JP2018030195A (ja) | 工作機械の熱変位補正方法及び基準ゲージ | |
KR102035334B1 (ko) | 4축 공작기계의 기하학적 오차 측정 방법 | |
JP2009281768A (ja) | 測定装置 | |
CN112304209A (zh) | 表面性质测定装置的参数校准方法 | |
KR102040979B1 (ko) | 3d 계측장비의 캘리브레이션 자동화 장치 | |
JP4875409B2 (ja) | 被平面研削加工物の平面研削方法 | |
US9664604B2 (en) | Measurement apparatus, measurement method, and method of manufacturing article | |
JP5690549B2 (ja) | 測定用長尺状物の位置決め治具 | |
JP5051567B2 (ja) | 表面形状変位量の測定装置及び測定方法 | |
TWI777205B (zh) | 形狀測量裝置、基準器及檢測儀的校正方法 | |
JP4494189B2 (ja) | 非接触画像測定機の精度測定方法及び校正方法 | |
JP4779448B2 (ja) | 形状測定器 | |
KR20230097890A (ko) | 시편의 2차원 기울기 오차 보상 기법을 이용한 시편의 두께측정장치 | |
JP2003232625A (ja) | 真直度測定法 | |
JP2003227713A (ja) | 3次元形状測定機及びその誤差校正方法 | |
JP2021092432A (ja) | 三次元測定機 | |
JPH02253112A (ja) | 形状測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230531 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230612 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7296334 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |