JP7256389B2

JP7256389B2 - Shape measuring device

Info

Publication number: JP7256389B2
Application number: JP2019152950A
Authority: JP
Inventors: 克文森山
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2023-04-12
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: JP2023068200A; JP2021032688A

Description

本発明は形状測定装置に係り、被測定物（ワーク）の表面の粗さを測定するための形状測定装置に関する。 The present invention relates to a shape measuring apparatus, and more particularly to a shape measuring apparatus for measuring surface roughness of an object (work) to be measured.

形状測定装置は、触針を先端に有する検出器を有し、被測定物の表面に触針を接触させながら移動させたときの触針の変位量を、演算処理装置を用いて読み取ることにより、被測定物の表面粗さ、うねり、形状等の表面性状を測定する。 The shape measuring device has a detector having a stylus at its tip, and uses an arithmetic processing unit to read the amount of displacement of the stylus when the stylus is moved while being in contact with the surface of the object to be measured. , surface properties such as surface roughness, waviness, and shape of the object to be measured are measured.

形状測定装置としては、スキッドと呼ばれるブロックを検出器に固定して測定を行うスキッド測定（スキッド付き測定ともいう。）と、スキッドを検出器から取り外して測定を行うスキッドレス測定とを切り替えて行うものがある。例えば、特許文献１には、表面性状測定用の触針と、検出器から着脱可能なスキッドとを先端に有する検出器（粗さ検出器ともいう。）を有する表面性状測定機が開示されている。特許文献１に記載の表面性状測定機では、スキッドを検出器から着脱可能にすることにより、スキッド測定とスキッドレス測定とを切り替えて行うことが可能となっている。 As a shape measuring device, skid measurement (also called measurement with skid) is performed by fixing a block called a skid to the detector, and skidless measurement is performed by removing the skid from the detector. there is something For example, Patent Document 1 discloses a surface texture measuring instrument having a detector (also called a roughness detector) having a stylus for surface texture measurement and a skid detachable from the detector at its tip. there is In the surface texture measuring instrument described in Patent Literature 1, the skid can be detachably attached to the detector, so that skid measurement and skidless measurement can be switched.

特開２００１－１３３２４７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-133247

スキッドレス測定では、触針がワークに接触したことを検出すると、粗さ検出器の触針のゼロ点（例えば、触針のストロークの中心となる点）の設定のためのオートストップ（自動ゼロレベル調整）動作が行われる。オートストップ動作では、粗さ検出器が取り付けられたコラムとワークの相対位置（高さ）が調整されて、粗さ検出器の高さと触針のゼロ点との関係が調整される（一致させる）。このオートストップ動作により、ゼロ点における触針のワークに対する角度を略垂直にする。これにより、ワークの表面粗さを測定するときに、触針のワークに対する角度の変化を小さく（略垂直に）することができるので、測定精度を確保することが可能になる。 In skidless measurement, when the contact of the stylus with the workpiece is detected, an automatic stop (automatic zero level adjustment) action is performed. In the auto-stop operation, the relative position (height) between the column on which the roughness detector is attached and the workpiece is adjusted, and the relationship between the height of the roughness detector and the zero point of the stylus is adjusted (matched). . By this auto-stop operation, the angle of the stylus at the zero point to the workpiece is made substantially vertical. As a result, when measuring the surface roughness of the work, the change in the angle of the stylus with respect to the work can be reduced (substantially perpendicularly), so that the measurement accuracy can be ensured.

しかしながら、従来の形状測定装置（粗さ検出器）は、スキッドがワークに接触したかどうかを判定する機能を備えていないため、粗さ検出器の触針のゼロ点を調整するためのオートストップ動作を行うことができなかった。 However, conventional shape measuring devices (roughness detectors) do not have a function to determine whether the skid has come into contact with the workpiece. could not do

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スキッド測定を行う場合にも、粗さ検出器のゼロ点を調整することが可能な形状測定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shape measuring apparatus capable of adjusting the zero point of a roughness detector even when performing skid measurement.

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る形状測定装置は、被測定物の輪郭形状を測定するための測定子が着脱自在に取付可能な取付部と、測定子の変位を読み取る変位読取部とを備える変位検出器と、被測定物に対する変位検出器の高さを調整する高さ調整部と、被測定物の表面粗さを測定するための粗さ検出器であって、アームと、アームに取り付けられた触針とを備え、変位検出器の取付部に着脱自在に取付可能な粗さ検出器と、粗さ検出器に固定されたスキッドと、高さ調整部を制御して、変位検出器の高さを調整する制御装置とを備え、変位読取部は、スキッドが被測定物の表面に接触した状態を維持しながら被測定物の表面粗さの測定を行うスキッド測定を行う場合に、スキッドが被測定物の表面に接触したか否かを検出し、制御装置は、変位読取部からの検出信号に基づいて、変位検出器の高さを調整することにより、粗さ検出器の被測定物に対する姿勢を制御する。 In order to solve the above problems, a shape measuring apparatus according to a first aspect of the present invention includes a mounting portion to which a probe for measuring the contour shape of an object to be measured can be detachably attached; a height adjusting unit for adjusting the height of the displacement detector with respect to the object to be measured; and a roughness detector for measuring the surface roughness of the object to be measured. a roughness detector which comprises an arm and a stylus attached to the arm and which can be detachably attached to the mounting portion of the displacement detector; a skid fixed to the roughness detector; and a control device that adjusts the height of the displacement detector by controlling the When skid measurement is performed, it is detected whether or not the skid has come into contact with the surface of the object to be measured, and the controller adjusts the height of the displacement detector based on the detection signal from the displacement reading unit. controls the attitude of the roughness detector with respect to the object to be measured.

第１の態様によれば、スキッド測定時においても粗さ検出器の触針のゼロ点を調整するためのオートストップ動作を行うことができる。 According to the first aspect, it is possible to perform an auto-stop operation for adjusting the zero point of the stylus of the roughness detector even during skid measurement.

本発明の第２の態様に係る形状測定装置は、第１の態様において、変位検出器は、取付部の可動域を一定の範囲に規制する規制手段をさらに備え、制御装置は、スキッドを被測定物に接触させずに被測定物の表面粗さの測定を行うスキッドレス測定を行う場合に、規制手段を制御して、スキッドが被測定物に非接触となるように粗さ検出器の可動域を規制する。 In a shape measuring apparatus according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the displacement detector further includes restricting means for restricting the movable range of the mounting portion to a certain range, and the control device comprises: When performing skidless measurement in which the surface roughness of the object to be measured is measured without contacting the object to be measured, the control means is controlled so that the skid does not come into contact with the object to be measured. Regulate range of motion.

本発明によれば、スキッド測定時においても粗さ検出器の触針のゼロ点を調整するためのオートストップ動作を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform an auto-stop operation for adjusting the zero point of the stylus of the roughness detector even during skid measurement.

図１は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示す外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view showing a shape measuring device according to one embodiment of the present invention. 図２は、変位検出器に粗さ検出器を取り付けた状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the roughness detector is attached to the displacement detector. 図３は、変位検出器に粗さ検出器を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing an enlarged engagement member when the roughness detector is attached to the displacement detector. 図４は、スキッド測定時における変位検出器を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the displacement detector during skid measurement. 図５は、スキッドレス測定時における変位検出器を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing the displacement detector during skidless measurement. 図６は、粗さ検出器を示す一部断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a roughness detector. 図７は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a shape measuring device according to one embodiment of the present invention. 図８は、スキッドレス測定時におけるオートストップ動作を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an auto-stop operation during skidless measurement. 図９は、スキッド測定時におけるオートストップ動作を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an auto-stop operation during skid measurement. 図１０は、スキッド測定時におけるオートストップ動作を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an auto-stop operation during skid measurement.

以下、添付図面に従って本発明に係る形状測定装置の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

［形状測定装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示す外観斜視図である。以下の説明では、ＸＹ平面を水平面とし、Ｚ方向を鉛直方向とする３次元直交座標系を用いて説明する。 [Shape measuring device]
FIG. 1 is an external perspective view showing a shape measuring device according to one embodiment of the present invention. In the following description, a three-dimensional orthogonal coordinate system in which the XY plane is the horizontal plane and the Z direction is the vertical direction will be used.

図１に示すように、形状測定装置１０は、定盤１２、コラム１４、Ｘ軸駆動部１６Ｘ、変位検出器１８、測定子２０、入力装置２２及び表示装置２４を備えている。 As shown in FIG. 1, the shape measuring apparatus 10 includes a surface plate 12, a column 14, an X-axis driving section 16X, a displacement detector 18, a stylus 20, an input device 22 and a display device 24.

形状測定装置１０は、変位検出器１８に取り付けられた輪郭形状の測定用の測定子２０を粗さ検出器１００と交換して取付可能となっており、被測定物（ワーク）の輪郭形状の測定と、ワーク表面の粗さの測定とを行うことが可能である。ここで、輪郭形状の測定は、ワーク表面における比較的長い周期の変位を検出するものであり、表面粗さの測定は、ワーク表面におけるより短い周期の変位を検出するものである。輪郭形状の測定における測定分解能は一例で０．０１μｍオーダーであるのに対して、表面粗さの測定における測定分解能は一例で０．１ｎｍ～１０ｎｍオーダーである。 The shape measuring apparatus 10 can replace the contour measuring probe 20 attached to the displacement detector 18 with the roughness detector 100, and can be attached to measure the contour of the object (work) to be measured. It is possible to take measurements and measure the roughness of the work surface. Here, the contour shape measurement detects relatively long period displacements on the work surface, and the surface roughness measurement detects shorter period displacements on the work surface. An example of measurement resolution in contour shape measurement is on the order of 0.01 μm, while an example of measurement resolution in surface roughness measurement is on the order of 0.1 nm to 10 nm.

定盤１２は、その上面が略水平となるように配置されている。定盤１２の上面には、測定対象のワークが載置される。 The surface plate 12 is arranged such that its upper surface is substantially horizontal. A workpiece to be measured is placed on the upper surface of the surface plate 12 .

コラム１４は、定盤１２の上面に略垂直に立設されている。コラム１４には、Ｘ軸駆動部１６Ｘが取り付けられている。コラム１４には、Ｘ軸駆動部１６Ｘを移動させるためのＺ軸駆動部（図１では省略。図７の符号１６Ｚ）が設けられており、Ｘ軸駆動部１６Ｘは、このＺ軸駆動部１６Ｚにより、コラム１４に沿って±Ｚ方向に移動可能となっている。ここで、Ｚ軸駆動部１６Ｚは、高さ調整部として機能する。 The column 14 is erected substantially vertically on the upper surface of the surface plate 12 . An X-axis drive unit 16X is attached to the column 14 . The column 14 is provided with a Z-axis driving portion (not shown in FIG. 1; reference numeral 16Z in FIG. 7) for moving the X-axis driving portion 16X. Therefore, it is possible to move along the column 14 in the ±Z direction. Here, the Z-axis driving section 16Z functions as a height adjusting section.

Ｘ軸駆動部１６Ｘの下側（－Ｚ側）には変位検出器１８が取り付けられている。Ｘ軸駆動部１６Ｘは、変位検出器１８を±Ｘ方向に移動可能に保持する。 A displacement detector 18 is attached to the lower side (-Z side) of the X-axis drive section 16X. The X-axis drive unit 16X holds the displacement detector 18 movably in the ±X directions.

また、本実施形態に係る形状測定装置１０は、定盤１２とコラム１４とを±Ｙ方向に相対移動させるＹ軸駆動部（不図示）を備えていてもよい。 Further, the shape measuring apparatus 10 according to the present embodiment may include a Y-axis driving section (not shown) that relatively moves the surface plate 12 and the column 14 in the ±Y directions.

Ｘ軸駆動部１６Ｘ、Ｙ軸駆動部及びＺ軸駆動部１６Ｚとしては、例えば、ボールねじと、このボールねじに螺合されたナット部材と、ボールねじを回転させるモーターとを有する送りねじ機構を用いることができる。なお、Ｘ軸駆動部１６Ｘ、Ｙ軸駆動部及びＺ軸駆動部１６Ｚとしては、送りねじ機構以外の機構（例えば、モーターの回転力を往復直線運動に変換するための機構、ラック・アンド・ピニオン機構等）を用いてもよい。 As the X-axis drive section 16X, the Y-axis drive section, and the Z-axis drive section 16Z, for example, a feed screw mechanism having a ball screw, a nut member screwed to the ball screw, and a motor for rotating the ball screw is used. can be used. As the X-axis drive unit 16X, the Y-axis drive unit, and the Z-axis drive unit 16Z, a mechanism other than the feed screw mechanism (for example, a mechanism for converting the rotational force of a motor into reciprocating linear motion, a rack and pinion mechanism, etc.) may be used.

変位検出器１８は、ハウジング５０と、取付部４４とを有している（図２等参照）。ハウジング５０は、Ｘ方向に伸びる略直方体状であり、検出制御部（図７の符号５４）及び測定子２０の変位を読み取るための変位読取部（図７の符号５６）等を内蔵している。ハウジング５０の上面には、嵌合部材５０Ａが設けられている。変位検出器１８は、嵌合部材５０Ａを、Ｘ軸駆動部１６Ｘの下面に形成されたアリ溝（不図示）と嵌合することにより、Ｘ軸駆動部１６Ｘに固定される。 The displacement detector 18 has a housing 50 and a mounting portion 44 (see FIG. 2, etc.). The housing 50 has a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the X direction, and incorporates a detection control section (reference numeral 54 in FIG. 7), a displacement reading section (reference numeral 56 in FIG. 7) for reading the displacement of the stylus 20, and the like. . A fitting member 50A is provided on the upper surface of the housing 50 . The displacement detector 18 is fixed to the X-axis driving portion 16X by fitting the fitting member 50A into a dovetail groove (not shown) formed on the bottom surface of the X-axis driving portion 16X.

取付部４４は、ハウジング５０の－Ｘ側の側面から突出している。取付部４４は、回転軸（不図示）を支点として上下方向（±Ｚ方向）に揺動可能となっている。取付部４４には、輪郭形状測定用の測定子２０又は粗さ検出器（図２等の符号１００）が取り付けられる。 The mounting portion 44 protrudes from the side surface of the housing 50 on the -X side. The mounting portion 44 can swing vertically (±Z directions) about a rotating shaft (not shown) as a fulcrum. The attachment portion 44 is attached with the probe 20 for measuring the contour shape or the roughness detector (reference numeral 100 in FIG. 2, etc.).

図１に示す例では、変位検出器１８の取付部４４には、輪郭形状測定用の測定子２０が取り付けられている。測定子２０は、測定子アーム３０と、測定子アーム３０の先端側に取り付けられた触針３２とを含んでいる。触針３２は、測定子アーム３０の長さ方向に対して略垂直に設けられる。 In the example shown in FIG. 1, the attachment portion 44 of the displacement detector 18 is attached with a probe 20 for contour shape measurement. The probe 20 includes a probe arm 30 and a stylus 32 attached to the distal end side of the probe arm 30 . The stylus 32 is provided substantially perpendicular to the length direction of the stylus arm 30 .

変位検出器１８に測定子２０を取り付けた場合には、形状測定装置１０は、ワークの輪郭形状の測定を行うことが可能になる。一方、測定子２０に代えて、変位検出器１８に粗さ検出器１００を取り付けた場合には、形状測定装置１０は、ワーク表面の粗さの測定を行うことが可能になる。 When the probe 20 is attached to the displacement detector 18, the shape measuring device 10 can measure the contour shape of the workpiece. On the other hand, when a roughness detector 100 is attached to the displacement detector 18 instead of the stylus 20, the shape measuring device 10 can measure the roughness of the work surface.

入力装置２２は、オペレータからの操作入力を受け付けるための装置であり、例えば、キーボード、マウス等を備えている。入力装置２２は、オペレータからの操作入力に応じた制御信号を制御装置（図７の符号２００）に入力する。なお、入力装置２２としては、例えば、表示装置２４の表示画面にタッチパネルを設けてもよい。 The input device 22 is a device for receiving operation input from an operator, and includes, for example, a keyboard and a mouse. The input device 22 inputs a control signal corresponding to the operation input from the operator to the control device (reference numeral 200 in FIG. 7). As the input device 22, for example, a touch panel may be provided on the display screen of the display device 24. FIG.

表示装置２４は、測定結果等を表示するための装置であり、例えば、液晶モニタ等である。 The display device 24 is a device for displaying measurement results and the like, and is, for example, a liquid crystal monitor.

［粗さ検出器］
次に、本実施形態に係る粗さ検出器について説明する。図２は、変位検出器に粗さ検出器を取り付けた状態を示す斜視図である。 [Roughness detector]
Next, the roughness detector according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the roughness detector is attached to the displacement detector.

図２に示すように、粗さ検出器１００は、変位検出器１８の取付部４４に着脱自在に取り付けられる。取付部４４は、Ｙ軸に平行な軸（図４等の回転軸４２）の周りに回動可能となっており、粗さ検出器１００は、ＺＸ平面に沿ってＺ１方向（図４等参照）に移動可能となっている。 As shown in FIG. 2, the roughness detector 100 is detachably attached to the mounting portion 44 of the displacement detector 18 . The mounting portion 44 is rotatable around an axis (rotating shaft 42 in FIG. 4 etc.) parallel to the Y-axis, and the roughness detector 100 moves along the ZX plane in the Z1 direction (see FIG. 4 etc.). ).

図２に示すように、粗さ検出器１００は、アーム１０２と、触針１０４と、検出器本体１０６と、ノーズピース１０８とを含んでいる。 As shown in FIG. 2, roughness detector 100 includes arm 102 , stylus 104 , detector body 106 and nosepiece 108 .

アーム１０２は、略棒状の部材であり、粗さ検出器１００が変位検出器１８の取付部４４に取り付けられたときにＸ軸に対して略平行になるように配置される。 The arm 102 is a substantially bar-shaped member and is arranged so as to be substantially parallel to the X-axis when the roughness detector 100 is attached to the mounting portion 44 of the displacement detector 18 .

アーム１０２の先端には、触針１０４が取り付けられる。触針１０４は、アーム１０２に対して略直角に図中下方（－Ｚ方向）に向けて取り付けられている。触針１０４は、粗さ測定を行うときにワークの表面に当接され、ワークの表面の粗さに倣って上下方向（以下、Ｚ１方向という。）に移動可能となっている。 A stylus 104 is attached to the tip of the arm 102 . The stylus 104 is mounted substantially perpendicular to the arm 102 and directed downward (-Z direction) in the figure. The stylus 104 is brought into contact with the surface of the workpiece when performing roughness measurement, and is movable in the vertical direction (hereinafter referred to as Z1 direction) following the roughness of the surface of the workpiece.

検出器本体１０６は、触針１０４の変位（Ｚ１方向の変位）を検出するための変位センサ（図６の符号１２０）を含んでいる。 The detector body 106 includes a displacement sensor (120 in FIG. 6) for detecting displacement of the stylus 104 (displacement in the Z1 direction).

ノーズピース１０８は、略棒状の部材であり、アーム１０２と略平行に取り付けられる。ノーズピース１０８の基端部は、例えば、ボルト等を用いて検出器本体１０６に固定される。 The nosepiece 108 is a substantially bar-shaped member and is attached substantially parallel to the arm 102 . The proximal end of the nosepiece 108 is fixed to the detector main body 106 using, for example, bolts.

ノーズピース１０８の先端部は、図中下方（－Ｚ側方向）に伸びており、スキッド１０８Ａが形成されている。スキッド１０８Ａは、触針１０４の前方（－Ｘ側）を覆うように配置される。スキッド１０８Ａの接触面１０８Ｂ（図６における下面、－Ｚ側の端面）は、例えば、平面、円筒面又は球面状に形成されており、鏡面仕上げされていてもよい。スキッド測定時には、スキッド１０８Ａの接触面１０８Ｂがワークの表面に接触した状態を維持しながら表面粗さの測定を行う。一方、スキッドレス測定時には、ノーズピース１０８を検出器本体１０６から取り外して表面粗さの測定を行う。なお、本実施形態では、ノーズピース１０８を検出器本体１０６から着脱可能としたが、スキッド測定用とスキッドレス測定用の粗さ検出器を別々に設けてもよい。 The tip of the nosepiece 108 extends downward (-Z side direction) in the drawing and forms a skid 108A. Skid 108A is arranged to cover the front (−X side) of stylus 104 . The contact surface 108B of the skid 108A (the lower surface in FIG. 6, the end surface on the -Z side) is, for example, formed in a flat, cylindrical or spherical shape, and may be mirror-finished. During skid measurement, the surface roughness is measured while the contact surface 108B of the skid 108A is kept in contact with the surface of the workpiece. On the other hand, during skidless measurement, the nosepiece 108 is removed from the detector body 106 to measure the surface roughness. In this embodiment, the nosepiece 108 is detachable from the detector main body 106, but separate roughness detectors for skid measurement and skidless measurement may be provided.

なお、触針１０４及びスキッド１０８Ａの材料は、測定対象のワークの種類に応じて選択可能である。また、図２に示す例では、スキッド１０８Ａは、触針１０４の前方（－Ｘ側）に配置されているが、後方（＋Ｘ側）に配置されていてもよい。 The materials for the stylus 104 and the skid 108A can be selected according to the type of workpiece to be measured. Also, in the example shown in FIG. 2, the skid 108A is arranged in front (-X side) of the stylus 104, but may be arranged behind (+X side).

なお、本実施形態では、スキッドレス測定時にノーズピース１０８を検出器本体１０６から取り外すようにしたが、ノーズピース１０８を取り付けたままで、スキッドレス測定を行うことも可能である。例えば、形状測定装置１０は、スキッド測定を行う場合とスキッドレス測定を行う場合との間で、触針１０４の先端部が移動する範囲として設定される触針１０４のストローク（使用域）を変更する。具体的には、スキッドレス測定を行う場合、触針１０４のストロークを、スキッド１０８Ａの接触面よりも下方側に設定し、スキッド１０８ＡとワークＷの表面とが非接触となる状態を維持可能とする。一方、スキッド測定を行う場合、触針１０４のストロークをスキッド１０８Ａの接触面の近傍に設定する。そして、スキッドレス測定及びスキッド測定を行うときには、制御装置２００は、それぞれについて設定したストロークの範囲内の測定値のみを測定対象として記録する。これにより、ノーズピース１０８を検出器本体１０６から取り外すことなく、スキッド測定とスキッドレス測定とを切り替えることが可能となる。 In this embodiment, the nosepiece 108 is detached from the detector body 106 during skidless measurement, but it is also possible to perform skidless measurement with the nosepiece 108 attached. For example, the shape measuring apparatus 10 changes the stroke (usage range) of the stylus 104, which is set as the range in which the tip of the stylus 104 moves, between when performing skid measurement and when performing skidless measurement. do. Specifically, when skidless measurement is performed, the stroke of the stylus 104 is set below the contact surface of the skid 108A so that the non-contact state between the skid 108A and the surface of the workpiece W can be maintained. do. On the other hand, when performing skid measurement, the stroke of the stylus 104 is set near the contact surface of the skid 108A. When performing the skidless measurement and the skid measurement, the control device 200 records only the measurement values within the stroke range set for each as the measurement target. This makes it possible to switch between skid measurement and skidless measurement without removing the nosepiece 108 from the detector main body 106 .

次に、粗さ検出器１００が取り付けられる取付部について、図３を参照して説明する。図３は、変位検出器に粗さ検出器を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。 Next, an attachment portion to which the roughness detector 100 is attached will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing an enlarged engagement member when the roughness detector is attached to the displacement detector.

図３に示すように、粗さ検出器１００の検出器本体１０６の基端側には、粗さ検出器側係合部材１６０が設けられている。また、変位検出器１８の取付部４４の先端側には、変位検出器側係合部材８０が設けられている。粗さ検出器側係合部材１６０の係合面１６２と変位検出器側係合部材８０の係合面８２には、それぞれ着磁部材１６８及び磁石９０が取り付けられている。係合面１６２と係合面８２とは、この着磁部材１６８及び磁石９０からなるマグネットキャッチにより着脱自在に吸着される。これにより、変位検出器１８に粗さ検出器１００が取り付けられる。 As shown in FIG. 3 , a roughness detector side engaging member 160 is provided on the base end side of the detector main body 106 of the roughness detector 100 . A displacement detector side engaging member 80 is provided on the distal end side of the mounting portion 44 of the displacement detector 18 . A magnetizing member 168 and a magnet 90 are attached to the engaging surface 162 of the roughness detector side engaging member 160 and the engaging surface 82 of the displacement detector side engaging member 80, respectively. The engaging surface 162 and the engaging surface 82 are detachably attracted to each other by a magnet catch composed of the magnetizing member 168 and the magnet 90 . Thereby, the roughness detector 100 is attached to the displacement detector 18 .

粗さ検出器側係合部材１６０及び変位検出器側係合部材８０は、例えば、金属製であり、略直方体状である。図３に示す例では、変位検出器側係合部材８０は、粗さ検出器側係合部材１６０と比較して、Ｙ方向の厚みが薄くなっている。粗さ検出器側係合部材１６０及び変位検出器側係合部材８０は、着磁部材１６８と磁石９０の吸着を阻害しないよう非磁性体であることが好ましい。 The roughness detector side engaging member 160 and the displacement detector side engaging member 80 are, for example, made of metal and have a substantially rectangular parallelepiped shape. In the example shown in FIG. 3 , the displacement detector side engaging member 80 is thinner in the Y direction than the roughness detector side engaging member 160 . The roughness detector-side engaging member 160 and the displacement detector-side engaging member 80 are preferably non-magnetic so as not to interfere with attraction between the magnetizing member 168 and the magnet 90 .

粗さ検出器側係合部材１６０の係合面１６２には、第１溝１６４及び第２溝１６６が形成されている。第１溝１６４は、粗さ検出器１００のアーム１０２の軸方向に平行に伸びる直線状の溝である。第２溝１６６は、粗さ検出器１００のアーム１０２の軸方向に直交する方向、すなわち、第１溝１６４に直交する方向に伸びる直線状の溝である。第１溝１６４及び第２溝１６６の断面形状は、例えば、略Ｖ字状である。第１溝１６４は、粗さ検出器１００のアーム１０２に平行（換言すれば、触針１０４がワークの表面に接触したときの垂直抗力の向きに略垂直な方向）に形成される。 A first groove 164 and a second groove 166 are formed in the engagement surface 162 of the roughness detector side engagement member 160 . The first groove 164 is a linear groove extending parallel to the axial direction of the arm 102 of the roughness detector 100 . The second groove 166 is a linear groove extending in a direction orthogonal to the axial direction of the arm 102 of the roughness detector 100 , that is, a direction orthogonal to the first groove 164 . The cross-sectional shapes of the first groove 164 and the second groove 166 are, for example, substantially V-shaped. The first groove 164 is formed parallel to the arm 102 of the roughness detector 100 (in other words, substantially perpendicular to the direction of normal force when the stylus 104 contacts the work surface).

なお、図３では、第１溝１６４と第２溝１６６とが交差しているが、第１溝１６４と第２溝１６６とは交差していなくてもよい。 Although the first groove 164 and the second groove 166 intersect in FIG. 3, the first groove 164 and the second groove 166 do not have to intersect.

変位検出器側係合部材８０の係合面８２には、第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８が取り付けられている。第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８は、それぞれ略球状、円錐状又は円錐台状である。第１位置決めピン８４及び第２位置決めピン８６と第１溝１６４とは、係合面１６２と係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。また、第３位置決めピン８８と第２溝１６６とは、係合面１６２と係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。 A first positioning pin 84 , a second positioning pin 86 and a third positioning pin 88 are attached to the engaging surface 82 of the displacement detector side engaging member 80 . The first locating pin 84, the second locating pin 86 and the third locating pin 88 are each generally spherical, conical or frustoconical. The first positioning pin 84 and the second positioning pin 86 and the first groove 164 are arranged so as to face each other when the engaging surface 162 and the engaging surface 82 face each other. In addition, the third positioning pin 88 and the second groove 166 are arranged so as to face each other when the engaging surface 162 and the engaging surface 82 face each other.

着磁部材１６８は、係合面１６２において、第２溝１６６に対して略線対称の位置に１つずつ取り付けられている。着磁部材１６８は、後述する磁石９０に吸着される磁性体であれば、その素材については限定されない。 The magnetized members 168 are attached to the engagement surface 162 one by one at substantially line-symmetrical positions with respect to the second groove 166 . The material of the magnetized member 168 is not limited as long as it is a magnetic material that can be attracted to the magnet 90 described later.

磁石９０は、係合面８２に２つ取り付けられている。磁石９０は、係合面１６２と係合面８２とを対向させた場合に、係合面１６２に取り付けられた２つの着磁部材１６８とそれぞれ対向するように配置されている。 Two magnets 90 are attached to the engagement surface 82 . The magnet 90 is arranged so as to face two magnetized members 168 attached to the engaging surface 162 when the engaging surface 162 and the engaging surface 82 face each other.

図３に示す例では、着磁部材１６８及び磁石９０は、その平面形状が略円形で、略同じサイズである。なお、着磁部材１６８及び磁石９０の形状及びサイズはこれに限定されない。例えば、着磁部材１６８及び磁石９０は、その平面形状を略合同として、相互に重なり合うように配置するようにしてもよい。また、着磁部材１６８及び磁石９０の個数は２つに限定されるものではなく、例えば、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。 In the example shown in FIG. 3, the magnetizing member 168 and the magnet 90 have substantially circular planar shapes and substantially the same size. Note that the shape and size of the magnetizing member 168 and the magnet 90 are not limited to these. For example, the magnetizing member 168 and the magnet 90 may have substantially the same planar shape and may be arranged so as to overlap each other. Also, the number of magnetizing members 168 and magnets 90 is not limited to two, and may be, for example, one or three or more.

変位検出器１８に粗さ検出器１００を取り付ける場合には、図３の白抜き矢印に示すように、粗さ検出器側係合部材１６０の係合面１６２と変位検出器側係合部材８０の係合面８２とを対向させて重ね合わせる。すると、着磁部材１６８と磁石９０とが磁力により吸着する。このとき、第１位置決めピン８４及び第２位置決めピン８６と第１溝１６４とが係合し、かつ、第３位置決めピン８８と第２溝１６６とが係合する。これにより、粗さ検出器側係合部材１６０と変位検出器側係合部材８０の相対位置が固定される。 When the roughness detector 100 is attached to the displacement detector 18, as indicated by the white arrow in FIG. are overlapped with the engaging surface 82 of . Then, the magnetized member 168 and the magnet 90 are attracted by magnetic force. At this time, the first positioning pin 84 and the second positioning pin 86 are engaged with the first groove 164, and the third positioning pin 88 and the second groove 166 are engaged. Thereby, the relative positions of the roughness detector side engaging member 160 and the displacement detector side engaging member 80 are fixed.

変位検出器１８から粗さ検出器１００を取り外す場合には、粗さ検出器側係合部材１６０を＋Ｙ方向に引っ張って着磁部材１６８と磁石９０とを引き離す。これにより、粗さ検出器１００を変位検出器１８から容易に取り外すことができる。 When removing the roughness detector 100 from the displacement detector 18 , the roughness detector-side engaging member 160 is pulled in the +Y direction to separate the magnetized member 168 and the magnet 90 . This allows the roughness detector 100 to be easily removed from the displacement detector 18 .

図３に示す例では、係合面１６２及び係合面８２が、触針１０４がワークの表面に接触したときの垂直抗力の向きに対して平行であり、かつ、第１溝１６４が垂直抗力の向きに対して垂直な方向に形成される。このため、触針１０４に垂直抗力が作用した場合にも、粗さ検出器１００の位置がずれにくく安定する。また、第１溝１６４及び第２溝１６６の断面形状が、加工精度を容易に確保することが可能なＶ字状であるため、取付精度を容易に確保することが可能である。 In the example shown in FIG. 3, the engaging surface 162 and the engaging surface 82 are parallel to the direction of the normal force when the stylus 104 contacts the work surface, and the first groove 164 is parallel to the direction of the normal force. is formed in a direction perpendicular to the orientation of Therefore, even when a normal force acts on the stylus 104, the position of the roughness detector 100 is not easily displaced and stabilized. In addition, since the cross-sectional shapes of the first groove 164 and the second groove 166 are V-shaped, which can easily ensure machining accuracy, it is possible to easily ensure mounting accuracy.

なお、測定子２０の係合部材６０は、粗さ検出器側係合部材１６０と同様であるため、説明を省略する。 Note that the engaging member 60 of the probe 20 is the same as the roughness detector side engaging member 160, and thus the description thereof is omitted.

ここで、粗さ検出器側係合部材１６０及び変位検出器側係合部材８０は、その全体が剛体である必要はない。粗さ検出器側係合部材１６０は、粗さ検出器１００の着脱を繰り返しても、少なくとも第１溝１６４と第２溝１６６の変形が無視できる程度の剛性を有していればよい。例えば、粗さ検出器側係合部材１６０は、第１溝１６４と第２溝１６６を形成した金属と、カーボンとを接合した複合材であってもよい。変位検出器側係合部材８０は、粗さ検出器側係合部材１６０と同様に、粗さ検出器１００及び測定子２０の着脱を繰り返しても、少なくとも係合面８２の変形が無視できる程度の剛性を有していればよく、上記のような複合材であってもよい。 Here, the roughness detector-side engaging member 160 and the displacement detector-side engaging member 80 need not be wholly rigid. The roughness detector-side engaging member 160 may have such rigidity that deformation of at least the first groove 164 and the second groove 166 can be ignored even if the roughness detector 100 is repeatedly attached and detached. For example, the roughness detector-side engaging member 160 may be a composite material in which the metal forming the first groove 164 and the second groove 166 is joined with carbon. Similar to the roughness detector side engaging member 160, the displacement detector side engaging member 80 has at least a negligible degree of deformation of the engaging surface 82 even when the roughness detector 100 and the stylus 20 are repeatedly attached and detached. , and may be a composite material as described above.

第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８も同様に、粗さ検出器１００及び測定子２０の着脱を繰り返しても変形が無視できる程度の剛性を有していればよい。 Similarly, the first positioning pin 84, the second positioning pin 86, and the third positioning pin 88 need only have such rigidity that deformation can be ignored even if the roughness detector 100 and the stylus 20 are repeatedly attached and detached. .

図３に示すように、本実施形態に係る形状測定装置１０では、変位検出器側係合部材８０の係合面８２に、第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂが並べて配置されている。第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂは、それぞれの検出面に加えられる圧力を検出して電気信号（検出信号）を出力する押圧センサであり、例えば、圧電センサである。 As shown in FIG. 3, in the shape measuring apparatus 10 according to the present embodiment, a first seating sensor 92A and a second seating sensor 92B are arranged side by side on the engaging surface 82 of the displacement detector side engaging member 80. . The first seating sensor 92A and the second seating sensor 92B are pressure sensors that detect pressure applied to their detection surfaces and output electric signals (detection signals), and are, for example, piezoelectric sensors.

粗さ検出器１００の粗さ検出器側係合部材１６０の係合面１６２には、作動ピン１７０が取り付けられている。作動ピン１７０と第２着座センサ９２Ｂの検出面とは、係合面１６２と係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。 An operating pin 170 is attached to the engaging surface 162 of the roughness detector-side engaging member 160 of the roughness detector 100 . The operating pin 170 and the detection surface of the second seating sensor 92B are arranged so as to face each other when the engaging surface 162 and the engaging surface 82 face each other.

作動ピン１７０は、係合面１６２から突出しており、粗さ検出器側係合部材１６０と変位検出器側係合部材８０とが係合すると、第２着座センサ９２Ｂの検出面に接触して押圧する。第２着座センサ９２Ｂは、作動ピン１７０により押圧されると、検出信号を制御装置２００に出力する。制御装置２００は、第２着座センサ９２Ｂから検出信号が入力されると、粗さ検出器１００が取付部４４に取り付けられたと判定し、形状測定装置１０の測定モードを粗さ測定モードに切り替える。 The operating pin 170 protrudes from the engaging surface 162, and when the roughness detector-side engaging member 160 and the displacement detector-side engaging member 80 are engaged with each other, the operating pin 170 comes into contact with the detection surface of the second seating sensor 92B. press. The second seating sensor 92B outputs a detection signal to the control device 200 when pressed by the operating pin 170 . When the detection signal is input from the second seating sensor 92B, the control device 200 determines that the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44, and switches the measurement mode of the shape measuring device 10 to the roughness measurement mode.

同様に、測定子２０の係合面には、係合面８２と対向させた場合に、第１着座センサ９２Ａと対向する位置に突出する作動ピン（不図示）が取り付けられている。第１着座センサ９２Ａは、作動ピンにより押圧されると、検出信号を制御装置２００に出力する。制御装置２００は、第１着座センサ９２Ａから検出信号が入力されると、測定子２０が取付部４４に取り付けられたと判定し、輪郭測定モードに切り替える。 Similarly, the engaging surface of the tracing stylus 20 is provided with an operating pin (not shown) that protrudes to a position facing the first seating sensor 92A when facing the engaging surface 82 . The first seating sensor 92A outputs a detection signal to the control device 200 when pressed by the operating pin. When the detection signal is input from the first seating sensor 92A, the control device 200 determines that the tracing stylus 20 is attached to the attachment portion 44, and switches to the contour measurement mode.

なお、本実施形態では、第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂにより、測定子２０及び粗さ検出器１００の識別を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定子２０の係合部材及び粗さ検出器側係合部材１６０に、それぞれ測定子２０及び粗さ検出器１００の識別情報が格納されたＩＣ（Integrated Circuit）タグを取り付け、変位検出器側係合部材８０にＩＣタグリーダーを取り付けて、測定子２０及び粗さ検出器１００の識別を行うようにしてもよい。この場合、着座センサとして機能するＩＣタグリーダーは１つでよい。 In this embodiment, the first seating sensor 92A and the second seating sensor 92B are used to identify the stylus 20 and the roughness detector 100, but the present invention is not limited to this. For example, an IC (Integrated Circuit) tag storing identification information of the probe 20 and the roughness detector 100 is attached to the engagement member of the probe 20 and the roughness detector side engagement member 160, respectively, and the displacement detector An IC tag reader may be attached to the side engaging member 80 to identify the stylus 20 and the roughness detector 100 . In this case, only one IC tag reader may function as a seating sensor.

［変位検出器］
次に、変位検出器１８の内部構成について図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、それぞれスキッド測定時及びスキッドレス測定時における変位検出器を示す側面図である。なお、図示の便宜上、図４では、ノーズピース１０８の輪郭を破線で示している。 [Displacement detector]
Next, the internal configuration of the displacement detector 18 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 and 5 are side views showing the displacement detector during skid measurement and skidless measurement, respectively. For convenience of illustration, FIG. 4 shows the outline of the nosepiece 108 with a dashed line.

図４及び図５に示すように、スキッド測定時には、ノーズピース１０８が検出器本体１０６に取り付けられる。一方、スキッドレス測定時には、ノーズピース１０８が検出器本体１０６から取り外される。 As shown in FIGS. 4 and 5, the nosepiece 108 is attached to the detector body 106 during skid measurement. On the other hand, during skidless measurement, the nosepiece 108 is removed from the detector body 106 .

図４及び図５に示すように、本実施形態に係る変位検出器１８は、駆動部連結部４０、取付部４４、カウンターウェイト４８及びリトラクト機構５２を含んでいる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the displacement detector 18 according to the present embodiment includes a drive connecting portion 40, a mounting portion 44, a counterweight 48 and a retraction mechanism 52. As shown in FIG.

駆動部連結部４０は、嵌合部材５０Ａを介してＸ軸駆動部１６Ｘに連結して固定される部材である。駆動部連結部４０には、Ｙ方向に伸びる回転軸４２が設けられている。 The driving section connecting section 40 is a member that is connected and fixed to the X-axis driving section 16X via a fitting member 50A. A rotary shaft 42 extending in the Y direction is provided in the drive unit connection unit 40 .

アーム４６は、回転軸４２に回転可能に指示されている棒状の部材である。アーム４６の図中左方（－Ｘ側）の端部には、取付部４４が設けられており、変位検出器側係合部材８０が設けられている。アーム４６は、回転軸４２に対して図中右方（＋Ｘ側）に伸びている。アーム４６の図中右方（＋Ｘ側）には、カウンターウェイト４８が取り付けられている。 The arm 46 is a rod-shaped member rotatably directed to the rotating shaft 42 . A mounting portion 44 is provided at the left (−X side) end of the arm 46 in the drawing, and a displacement detector side engaging member 80 is provided. The arm 46 extends to the right (+X side) of the rotating shaft 42 in the figure. A counterweight 48 is attached to the right side (+X side) of the arm 46 in the figure.

カウンターウェイト４８は、不図示のスライダーを介して、アーム４６上をスライド可能に取り付けられている。カウンターウェイト４８の位置を調整することにより、測定子２０を用いて輪郭測定を行う場合の測定力（押圧力）が調整される。 The counterweight 48 is slidably mounted on the arm 46 via a slider (not shown). By adjusting the position of the counterweight 48, the measuring force (pressing force) when performing contour measurement using the tracing stylus 20 is adjusted.

リトラクト機構（規制手段）５２は、スライド軸５２Ａ、アームストッパ５２Ｂ及びピン５２Ｃを含んでいる。 The retraction mechanism (restriction means) 52 includes a slide shaft 52A, an arm stopper 52B and a pin 52C.

スライド軸５２Ａは、Ｚ軸方向に伸びる棒状の部材であり、駆動部連結部４０に連結されている。 The slide shaft 52A is a rod-shaped member that extends in the Z-axis direction and is connected to the driving section connecting section 40 .

アームストッパ５２Ｂは、側面視で（＋Ｙ方向から見て）略Ｃ字状の部材である。アームストッパ５２Ｂは、変位検出器１８のアーム４６とは独立して、スライド軸５２Ａに沿って±Ｚ方向にスライド可能に取り付けられている。アームストッパ５２Ｂをスライドさせる機構としては、例えば、ボールねじ又はラック・アンド・ピニオン機構等の往復直線運動を行うための機構を用いることができる。 The arm stopper 52B is a substantially C-shaped member in a side view (viewed from the +Y direction). The arm stopper 52B is attached independently of the arm 46 of the displacement detector 18 so as to be slidable in the ±Z directions along the slide shaft 52A. As a mechanism for sliding the arm stopper 52B, for example, a mechanism for performing reciprocating linear motion such as a ball screw or a rack and pinion mechanism can be used.

ピン５２Ｃは、アーム４６から＋Ｙ方向に突出する棒状の部材である。Ｃ字状のアームストッパ５２Ｂは、ピン５２Ｃを囲むように配置される。図４に示すように、ピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂの上下の部分の中間にある場合には、ピン５２Ｃは、アーム４６の上下動に伴って上下動可能となっている。アームストッパ５２Ｂは、ピン５２Ｃの可動域を規制する。これにより、取付部４４及びアーム４６の可動域が一定範囲に規制される。 The pin 52C is a rod-shaped member that protrudes from the arm 46 in the +Y direction. The C-shaped arm stopper 52B is arranged to surround the pin 52C. As shown in FIG. 4, when the pin 52C is located between the upper and lower portions of the arm stopper 52B, the pin 52C can move up and down as the arm 46 moves up and down. Arm stopper 52B regulates the range of motion of pin 52C. As a result, the movable ranges of the mounting portion 44 and the arm 46 are restricted to a certain range.

輪郭測定を行う場合、ワークの表面に沿って触針３２がＺ１方向に上下動すると、触針３２の上下動に応じてアーム４６が上下動する。ピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂの上及び下の部分に接触するまでアーム４６が回動すると、アームストッパ５２Ｂによりアーム４６の上昇及び下降がそれぞれ規制される。 When performing contour measurement, when the stylus 32 moves up and down along the surface of the workpiece in the Z1 direction, the arm 46 moves up and down in accordance with the up and down movement of the stylus 32 . When the arm 46 rotates until the pin 52C contacts the upper and lower portions of the arm stopper 52B, the arm stopper 52B restricts the arm 46 from ascending and descending.

一方、粗さ測定を行う場合、粗さ検出器１００がマグネットキャッチ機構により取付部４４に取り付けられる。すると、粗さ検出器１００の重量により、変位検出器１８のアーム４６が押し下げられ、リトラクト機構５２のピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂの下端部に押し付けられて固定される。これにより、粗さ検出器１００の触針１０４を用いた粗さ測定を行うことが可能になる。 On the other hand, when performing roughness measurement, the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44 by a magnet catch mechanism. Then, the arm 46 of the displacement detector 18 is pushed down by the weight of the roughness detector 100, and the pin 52C of the retract mechanism 52 is pressed against the lower end of the arm stopper 52B and fixed. This enables roughness measurement using the stylus 104 of the roughness detector 100 .

上記のように、スキッド１０８Ａは、リトラクト機構５２により規定される可動域の範囲内で移動可能である。スキッド測定を行うときには、粗さ検出器１００の重量を利用してスキッド１０８Ａの接触面１０８Ｂをワークに押し付けた状態を維持しながら粗さ測定を行う。ここで、スキッド１０８Ａからワークの表面に加えられる測定力は、カウンターウェイト４８を用いて調整することが可能である。一方、スキッドレス測定を行うときには、リトラクト機構５２を制御して、粗さ検出器１００（具体的には、アーム１０２）を水平に（ＸＹ平面に対して平行）して粗さ測定を行う。 As described above, skid 108A is movable within the range of motion defined by retraction mechanism 52 . When performing the skid measurement, the weight of the roughness detector 100 is used to keep the contact surface 108B of the skid 108A pressed against the work while measuring the roughness. Here, the measuring force applied from the skid 108A to the workpiece surface can be adjusted using the counterweight 48. FIG. On the other hand, when skidless measurement is performed, the retraction mechanism 52 is controlled to horizontally position the roughness detector 100 (specifically, the arm 102) (parallel to the XY plane) to perform roughness measurement.

なお、図４及び図５に示す例では、リトラクト機構５２は、アーム４６の＋Ｙ側に設けられているが、－Ｙ側に設けられていてもよいし、アーム４６の両側に設けられていてもよい。 4 and 5, the retraction mechanism 52 is provided on the +Y side of the arm 46, but may be provided on the -Y side, or may be provided on both sides of the arm 46. good too.

また、リトラクト機構５２は、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、特開２０１８－１６３０９４号公報に記載のリトラクト板を含む構成を適用することも可能である。なお、リトラクト機構５２に代えて、アーム４６（及び取付部４４に取り付けられた測定子２０又は粗さ検出器１００）の可動域を規制するための機構（例えば、機械的な規制手段）を設けてもよい。 Further, the retract mechanism 52 is not limited to the present embodiment, and for example, a configuration including a retract plate described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-163094 can be applied. Instead of the retraction mechanism 52, a mechanism (for example, mechanical regulation means) for regulating the movable range of the arm 46 (and the stylus 20 or the roughness detector 100 attached to the mounting portion 44) is provided. may

［粗さ検出器］
次に、粗さ検出器１００の内部構成について図６を参照して説明する。図６は、粗さ検出器を示す一部断面図である。 [Roughness detector]
Next, the internal configuration of roughness detector 100 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a roughness detector.

粗さ検出器１００は、アーム１０２、ねじ１１２、ばね１１４及び変位センサ１２０を備えている。 Roughness detector 100 comprises arm 102 , screw 112 , spring 114 and displacement sensor 120 .

アーム１０２は、Ｙ方向に伸びる回転軸１１０の周りに回動可能に取り付けられている。アーム１０２の先端には、触針１０４がアーム１０２の長さ方向に対して略垂直に取り付けられている。アーム１０２の基端部１０２Ａには、ザグリ部（凹部）１０２Ｂが形成されている。 The arm 102 is rotatably mounted around a rotating shaft 110 extending in the Y direction. A stylus 104 is attached to the tip of the arm 102 substantially perpendicular to the length direction of the arm 102 . A base end portion 102A of the arm 102 is formed with a counterbore portion (recess) 102B.

ばね１１４としては、例えば、圧縮ばね（圧縮コイルばね）等の付勢手段を用いることができるが、アーム１０２の基端部１０２Ａを図中上方（＋Ｚ方向）に付勢できるものであれば、その種類については限定されない。ばね１１４の一端は、ザグリ部１０２Ｂに嵌め込まれており、他端は、ねじ１１２の先端に係合している。 As the spring 114, for example, an urging means such as a compression spring (compression coil spring) can be used. The type is not limited. One end of the spring 114 is fitted into the counterbore 102B and the other end is engaged with the tip of the screw 112 .

ねじ１１２は、例えば、先端が円錐又は角錐形状に形成されたトガリ先タイプのねじである。ねじ１１２は、粗さ検出器１００のＺ方向に設けられたねじ穴に螺合している。触針１０４の測定力は、ねじ１１２のねじ込み量によりあらかじめ設定される。ここで、測定力は、触針式表面粗さ測定機の特性に関するJIS B 0651:2001 (ISO 3274:1996)等の規格に基づいて設定される。なお、ＪＩＳは、日本産業規格（Japanese Industrial Standards）を意味し、ＩＳＯは、国際標準化機構（International Organization for Standardization）を意味する。 The screw 112 is, for example, a point-type screw with a conical or pyramidal tip. The screw 112 is screwed into a threaded hole provided in the roughness detector 100 in the Z direction. The measuring force of the stylus 104 is preset by the screwing amount of the screw 112 . Here, the measuring force is set based on standards such as JIS B 0651:2001 (ISO 3274:1996) relating to the characteristics of stylus type surface roughness measuring instruments. JIS means Japanese Industrial Standards, and ISO means International Organization for Standardization.

アーム１０２の基端部には、変位センサ１２０が配置されている。変位センサ１２０は、触針１０４の変位量を計測する。制御装置２００は、変位センサ１２０から検出信号を受信して、触針１０４の変位量を算出する。変位センサ１２０としては、例えば、コア１１６とコイル１１８からなる差動トランスを用いることができる。 A displacement sensor 120 is arranged at the proximal end of the arm 102 . A displacement sensor 120 measures the amount of displacement of the stylus 104 . The control device 200 receives the detection signal from the displacement sensor 120 and calculates the amount of displacement of the stylus 104 . As the displacement sensor 120, for example, a differential transformer composed of a core 116 and a coil 118 can be used.

［形状測定装置の制御系］
次に、形状測定装置１０の制御系について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示すブロック図である。 [Control system of shape measuring device]
Next, a control system of the shape measuring device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a shape measuring device according to one embodiment of the present invention.

図７に示す制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでおり、入力装置２２を介してオペレータから操作入力を受け付けて、形状測定装置１０の各部に制御信号を送信し、各部の動作を制御する。 The control device 200 shown in FIG. 7 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc., and receives an operation input from an operator via an input device 22 to generate a shape. A control signal is transmitted to each part of the measuring device 10 to control the operation of each part.

制御装置２００は、測定子２０と粗さ検出器１００のどちらが取付部４４に取り付けられたかを検出し、測定モード（輪郭測定モード及び粗さ測定モード）の切り替えを行う。 The control device 200 detects which of the stylus 20 and the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44, and switches the measurement modes (contour measurement mode and roughness measurement mode).

図７に示すように、変位検出器１８は、検出制御部５４と、変位読取部５６とを含んでいる。 As shown in FIG. 7 , the displacement detector 18 includes a detection control section 54 and a displacement reading section 56 .

検出制御部５４は、変位検出器１８の各部を制御する。検出制御部５４は、リトラクト機構５２及びカウンターウェイト４８の位置を制御する。 The detection control section 54 controls each section of the displacement detector 18 . The detection control section 54 controls the positions of the retraction mechanism 52 and the counterweight 48 .

変位読取部５６は、ワークの輪郭形状の測定を行うときに、測定子２０の変位を読み取るための装置であり、例えば、リニアスケール、円弧スケール、ＬＶＤＴ（Linear Variable Differential Transformer：差動変圧器）等である。 The displacement reading unit 56 is a device for reading the displacement of the stylus 20 when measuring the contour shape of the work. etc.

（輪郭測定モード）
制御装置２００は、第１着座センサ９２Ａからの検出信号により、取付部４４に測定子２０が取り付けられたことを検出する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを輪郭測定モードに切り替える。ここで、制御装置２００は、輪郭形状の測定用のアプリケーションを起動させ、輪郭測定モードへの切り替え指示を検出制御部５４に送信する。 (contour measurement mode)
The control device 200 detects that the stylus 20 is attached to the attachment portion 44 based on the detection signal from the first seating sensor 92A. Then, the control device 200 switches the measurement mode of the shape measurement device 10 to the contour measurement mode. Here, the control device 200 activates an application for contour shape measurement and transmits an instruction to switch to the contour measurement mode to the detection control unit 54 .

検出制御部５４は、制御装置２００から輪郭測定モードへの切り替え指示を受信すると、リトラクト機構５２及び変位読取部５６を制御して輪郭測定を行う。 Upon receiving an instruction to switch to the contour measurement mode from the control device 200, the detection control section 54 controls the retraction mechanism 52 and the displacement reading section 56 to perform contour measurement.

変位読取部５６は、測定子２０の測定子アーム３０の先端側に取り付けられた触針３２がワークの表面に接触したときの変位（Ｚ１方向の変位）を読み取る。 The displacement reading unit 56 reads displacement (displacement in the Z1 direction) when the stylus 32 attached to the tip side of the probe arm 30 of the probe 20 contacts the surface of the workpiece.

制御装置２００は、検出制御部５４を介してＸ軸駆動部１６Ｘから変位検出器１８のＸ座標を取得して、測定子２０のサイズ情報等から触針３２の位置を算出する。そして、制御装置２００は、触針３２の位置と、変位読取部５６から取得した触針３２のＺ１方向の変位に基づいてワークの輪郭形状を算出し、その結果を表示装置２４に出力する。 The control device 200 acquires the X coordinate of the displacement detector 18 from the X-axis drive section 16X via the detection control section 54, and calculates the position of the stylus 32 from the size information of the stylus 20 and the like. Then, the control device 200 calculates the contour shape of the workpiece based on the position of the stylus 32 and the displacement of the stylus 32 in the Z1 direction obtained from the displacement reading section 56, and outputs the result to the display device 24.

（粗さ測定モード）
一方、ワーク表面の粗さの測定を行う場合、取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられる。粗さ検出器１００が取り付けられると、粗さ検出器１００の重量により、変位検出器１８のアーム４６が押し下げられ、リトラクト機構５２のピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂの下端部に押し付けられて固定される。 (roughness measurement mode)
On the other hand, when measuring the roughness of the work surface, a roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44 . When the roughness detector 100 is attached, the arm 46 of the displacement detector 18 is pushed down by the weight of the roughness detector 100, and the pin 52C of the retraction mechanism 52 is pressed against the lower end of the arm stopper 52B and fixed. .

制御装置２００は、第２着座センサ９２Ｂからの検出信号により、取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられたことを検出する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを粗さ測定モードに切り替える。ここで、制御装置２００は、粗さ測定用のアプリケーションを起動させる。 The control device 200 detects that the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44 based on the detection signal from the second seating sensor 92B. Then, the control device 200 switches the measurement mode of the shape measurement device 10 to the roughness measurement mode. Here, the control device 200 activates an application for roughness measurement.

そして、制御装置２００は、スキッド測定及びスキッドレス測定のどちらを行うのかについての指示入力を受け付けて、指示入力に応じてオートストップ動作を行う。 Then, control device 200 receives an instruction input as to which of skid measurement and skidless measurement is to be performed, and performs an auto-stop operation in accordance with the instruction input.

［オートストップ動作］
次に、オートストップ動作について、図８及び図９等を参照して説明する。 [Auto stop operation]
Next, the automatic stop operation will be described with reference to FIGS. 8 and 9 and the like.

（スキッドレス測定）
図８は、スキッドレス測定時におけるオートストップ動作を説明するための図である。 (Skidless measurement)
FIG. 8 is a diagram for explaining an auto-stop operation during skidless measurement.

図８に示すストロークＲは、触針１０４のストロークの全体を示している。以下の説明では、ストロークＲの上限、下限及び上限と下限の中間のゼロ点の座標をそれぞれＺ１_Ｕ、Ｚ１_Ｌ及びＺ１_Ｏとする。ここで、Ｚ１_Ｏ＝（Ｚ１_Ｕ－Ｚ１_Ｌ）／２であり、Ｚ１_Ｏは、スキッド１０８Ａの接触面１０８Ｂよりも図中下方（－Ｚ側）である。ストロークＲは、例えば、検出器本体１０６におけるアーム１０２用の開口の大きさ、検出器本体１０６内部におけるアーム１０２の可動域等により規定される。 A stroke R shown in FIG. 8 indicates the entire stroke of the stylus 104 . In the following description, the coordinates of the upper limit, the lower limit, and the zero point between the upper limit and the lower limit of the stroke R are Z1 _U , Z1 _L , and Z1 _O , respectively. Here, Z1 _O =(Z1 _U -Z1 _L )/2, and Z1 _O is below the contact surface 108B of the skid 108A (-Z side) in the figure. The stroke R is defined, for example, by the size of the opening for the arm 102 in the detector body 106, the movable range of the arm 102 inside the detector body 106, and the like.

上記のように、粗さ検出器１００が取付部４４に取り付けられると、粗さ検出器１００の重量により、リトラクト機構５２のピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂの下端部に押し下げられた状態になる。このため、オートストップ動作を行う前の状態（以下、初期状態という。）では、アーム１０２は、ばね１１４の付勢力によって押し下げられるため、触針１０４は、ストロークＲの下限Ｚ１_Ｌに位置する。 As described above, when the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44, the weight of the roughness detector 100 pushes the pin 52C of the retract mechanism 52 downward to the lower end of the arm stopper 52B. Therefore, in a state before the automatic stop operation (hereinafter referred to as an initial state), the arm 102 is pushed down by the biasing force of the spring 114, so the stylus 104 is positioned at the lower limit _Z1L of the stroke R.

スキッドレス測定時におけるオートストップ動作では、まず、制御装置２００は、Ｚ軸駆動部１６Ｚを制御して、変位検出器１８を－Ｚ方向に移動させてワークＷに触針１０４の先端を接触させる。ここで、ワークＷに触針１０４の先端を接触させるときには、触針１０４がワークＷの表面に対して略垂直となるように、粗さ検出器１００とワークＷとを相対移動させる。触針１０４のワークＷに対する角度の調整は、例えば、リトラクト機構５２を動作させて粗さ検出器１００の姿勢（傾き）を調節することにより行うことが可能である。そして、制御装置２００は、変位読取部５６からの検出信号に基づいて、アーム１０２が水平になる位置に到達したことを検出すると、Ｚ軸駆動部１６Ｚによる変位検出器１８のＺ方向の移動を停止させる。なお、ワークＷを保持するクランプ機構（不図示）等の姿勢をアクチュエータ（不図示）等を用いて調整することにより、触針１０４がワークＷの表面に対する角度を調整するようにしてもよい。 In the auto-stop operation during skidless measurement, first, the control device 200 controls the Z-axis driving section 16Z to move the displacement detector 18 in the -Z direction to bring the tip of the stylus 104 into contact with the work W. FIG. Here, when the tip of the stylus 104 is brought into contact with the work W, the roughness detector 100 and the work W are relatively moved so that the stylus 104 is substantially perpendicular to the surface of the work W. The angle of the stylus 104 with respect to the workpiece W can be adjusted, for example, by operating the retraction mechanism 52 to adjust the attitude (inclination) of the roughness detector 100 . When the control device 200 detects that the arm 102 has reached the horizontal position based on the detection signal from the displacement reading section 56, the Z-axis driving section 16Z moves the displacement detector 18 in the Z direction. stop. The angle of the stylus 104 with respect to the surface of the work W may be adjusted by adjusting the posture of a clamp mechanism (not shown) that holds the work W using an actuator (not shown) or the like.

制御装置２００は、変位センサ（差動トランス）１２０からの検出信号に基づいて、触針１０４がワークＷの表面に接触したか否かを検出する。 The control device 200 detects whether or not the stylus 104 has come into contact with the surface of the work W based on the detection signal from the displacement sensor (differential transformer) 120 .

制御装置２００は、触針１０４がワークＷの表面に接触したことを検出すると、Ｚ軸駆動部１６Ｚを制御して変位検出器１８を－Ｚ方向に移動させて、触針１０４のゼロ点を設定するためのオートストップ動作を行う。そして、制御装置２００は、変位センサ１２０からの検出信号に基づいて、触針１０４の先端がゼロ点Ｚ１_Ｏに到達（一致）したことを検出すると、Ｚ軸駆動部１６Ｚによる変位検出器１８のＺ方向の移動を停止させる。なお、制御装置２００は、触針１０４の先端が上限Ｚ１_Ｕ、下限Ｚ１_Ｌ及びゼロ点Ｚ１_Ｏに位置するときの変位センサ１２０の検出信号の出力値をあらかじめ記憶しておき、あらかじめ記憶した出力値に基づいて、触針１０４の先端の位置を検出するようにしてもよい。 When the control device 200 detects that the stylus 104 has come into contact with the surface of the workpiece W, the control device 200 controls the Z-axis driving section 16Z to move the displacement detector 18 in the -Z direction, thereby setting the zero point of the stylus 104. Perform auto stop operation for setting. Then, when the control device 200 detects that the tip of the stylus 104 has reached (coincided with) the zero point _Z1O based on the detection signal from the displacement sensor 120, the displacement detector 18 is detected by the Z-axis driving section 16Z. Stop moving in the Z direction. The control device 200 stores in advance the output values of the detection signals of the displacement sensor 120 when the tip of the stylus 104 is positioned at the upper limit Z1 _U , the lower limit Z1 _L and the zero point Z1 _O , and the pre-stored output The position of the tip of the stylus 104 may be detected based on the value.

次に、制御装置２００は、Ｘ軸駆動部１６Ｘを制御して、変位検出器１８をＸ方向に走査させてワークＷの表面粗さの測定を行う。これにより、粗さ測定時における触針１０４の動作範囲をゼロ点Ｚ１_Ｏを中心とした近傍領域に限定することができるので、触針１０４のワークＷの表面に対する角度の変化を小さくすることができる。 Next, the control device 200 controls the X-axis driving section 16X to scan the displacement detector 18 in the X direction to measure the surface roughness of the workpiece W. FIG. As a result, the operating range of the stylus 104 during roughness measurement can be limited to the vicinity area centered on the zero point _Z1O , so that the change in the angle of the stylus 104 with respect to the surface of the workpiece W can be reduced. can.

（スキッド測定）
図９及び図１０は、スキッド測定時におけるオートストップ動作を説明するための図である。 (skid measurement)
9 and 10 are diagrams for explaining the auto-stop operation during skid measurement.

上記のように、初期状態では、触針１０４は、ストロークＲの下限Ｚ１_Ｌに位置する。 As described above, the stylus 104 is positioned at the lower limit _Z1L of the stroke R in the initial state.

スキッド測定時におけるオートストップ動作では、まず、図９に示すように、制御装置２００は、Ｚ軸駆動部１６Ｚを制御して、変位検出器１８を－Ｚ方向に移動させてワークＷに触針１０４の先端を接触させる。ここで、触針１０４がワークＷの表面に対して略垂直となるように、粗さ検出器１００とワークＷとを相対移動させることが好ましい。 In the auto stop operation during skid measurement, first, as shown in FIG. the tip of the Here, it is preferable to relatively move the roughness detector 100 and the work W so that the stylus 104 is substantially perpendicular to the surface of the work W. FIG.

スキッド１０８ＡがワークＷの表面に接触すると、粗さ検出器１００が＋Ｚ側に押し上げられる。 When skid 108A contacts the surface of work W, roughness detector 100 is pushed up to the +Z side.

制御装置２００は、変位読取部５６からの検出信号に基づいて、スキッド１０８ＡがワークＷの表面に接触したか否かを判定する。なお、本実施形態では、変位検出器１８の変位読取部５６からの検出信号に基づいて、スキッド１０８ＡがワークＷの表面に接触したか否かを判定するようにしたが、例えば、リトラクト機構５２のピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂに加える押圧力を検出するための押圧センサ等を設けてもよい。 The control device 200 determines whether or not the skid 108A has come into contact with the surface of the work W based on the detection signal from the displacement reading section 56 . In this embodiment, it is determined whether or not the skid 108A has come into contact with the surface of the work W based on the detection signal from the displacement reading section 56 of the displacement detector 18. However, for example, the retraction mechanism 52 A pressing sensor or the like may be provided for detecting the pressing force applied by the pin 52C to the arm stopper 52B.

制御装置２００は、変位読取部５６からの検出信号に基づいてスキッド１０８ＡがワークＷの表面に接触したことを検出すると、Ｚ軸駆動部１６Ｚを制御して変位検出器１８を－Ｚ方向にさらに移動させる。そして、制御装置２００は、変位読取部５６からの検出信号に基づいて、アーム１０２が水平になる位置（アーム１０２がワークＷの表面に対して平行になる位置）に到達したことを検出すると、Ｚ軸駆動部１６Ｚによる変位検出器１８のＺ方向の移動を停止させる。これにより、リトラクト機構５２は、ピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂから離れたフリーな状態になり、スキッド１０８Ａは、リトラクト機構５２により規制された粗さ検出器１００の可動域の範囲内で、ワークＷの表面に倣って移動可能となる。 When the control device 200 detects that the skid 108A has come into contact with the surface of the workpiece W based on the detection signal from the displacement reading section 56, the control device 200 controls the Z-axis driving section 16Z to move the displacement detector 18 further in the -Z direction. move. When the control device 200 detects that the arm 102 has reached the horizontal position (the position where the arm 102 is parallel to the surface of the workpiece W) based on the detection signal from the displacement reading section 56, The Z-direction movement of the displacement detector 18 by the Z-axis drive unit 16Z is stopped. As a result, the retract mechanism 52 is in a free state in which the pin 52C is separated from the arm stopper 52B, and the skid 108A moves the workpiece W within the movable range of the roughness detector 100 regulated by the retract mechanism 52. It becomes possible to move along the surface.

なお、リトラクト機構５２のアームストッパ５２Ｂを＋Ｚ方向に移動させることにより、ピン５２Ｃがアームストッパ５２Ｂから離れたフリーな状態にしてもよい。 By moving the arm stopper 52B of the retraction mechanism 52 in the +Z direction, the pin 52C may be put in a free state away from the arm stopper 52B.

次に、制御装置２００は、Ｘ軸駆動部１６Ｘを制御して、変位検出器１８をＸ方向に走査させてワークＷの表面粗さの測定を行う。なお、スキッド１０８ＡからワークＷの表面に加えられる押圧力は、粗さ検出器１００の重量とカウンターウェイト４８の位置との関係により調整される。 Next, the control device 200 controls the X-axis driving section 16X to scan the displacement detector 18 in the X direction to measure the surface roughness of the workpiece W. FIG. The pressing force applied from the skid 108</b>A to the surface of the work W is adjusted by the relationship between the weight of the roughness detector 100 and the position of the counterweight 48 .

なお、本実施形態では、触針１０４の先端がスキッド１０８Ａの接触面１０８Ｂと同じ高さの場合に、アーム１０２とノーズピース１０８とは略平行になるように、触針１０４の長さ等が調整されていることが好ましい。 In this embodiment, when the tip of the stylus 104 is at the same height as the contact surface 108B of the skid 108A, the length of the stylus 104 is adjusted so that the arm 102 and the nosepiece 108 are substantially parallel to each other. preferably adjusted.

本実施形態によれば、スキッド測定時においても粗さ検出器１００の触針のゼロ点Ｚ１_Ｏを調整するためのオートストップ動作を行うことができる。 According to this embodiment, the auto-stop operation for adjusting the zero point _Z1O of the stylus of the roughness detector 100 can be performed even during skid measurement.

また、本実施形態によれば、粗さ検出器１００が取付部４４に取り付けられると、変位検出器１８のアーム４６のピン５２Ｃが粗さ検出器１００の重量によりアームストッパ５２Ｂに押し付けられて固定される。このため、特許文献１のような補助付勢手段が不要となる。 Further, according to this embodiment, when the roughness detector 100 is attached to the attachment portion 44, the pin 52C of the arm 46 of the displacement detector 18 is pressed against the arm stopper 52B by the weight of the roughness detector 100 and fixed. be done. Therefore, the auxiliary urging means as disclosed in Patent Document 1 is not required.

また、本実施形態では、粗さ検出器１００は、変位検出器１８に対して、粗さ検出器１００の重量により位置決めされる。このため、例えば、＋Ｚ向きの成分を含む衝撃が触針１０４に加えられた場合であっても、粗さ検出器１００が＋Ｚ側に移動可能であるため、触針１０４の損傷を回避することができる。 Further, in this embodiment, the roughness detector 100 is positioned with respect to the displacement detector 18 by the weight of the roughness detector 100 . Therefore, for example, even if an impact including a component in the +Z direction is applied to the stylus 104, since the roughness detector 100 can move to the +Z side, damage to the stylus 104 can be avoided. can be done.

なお、上記の実施形態では、輪郭測定用の変位検出器１８に粗さ検出器１００を取り付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、粗さ検出器１００を制御するためのリトラクト機構５２及びカウンターウェイト４８を備える構成であれば、本発明を実現することが可能である。 In the above embodiment, the case where the roughness detector 100 is attached to the displacement detector 18 for contour measurement has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be realized with a configuration including the retraction mechanism 52 and the counterweight 48 for controlling the roughness detector 100 .

１０…形状測定装置、１２…定盤、１４…コラム、１６Ｘ…Ｘ軸駆動部、１６Ｚ…Ｚ軸駆動部、１８…変位検出器、２０…測定子、２２…入力装置、２４…表示装置、３０…測定子アーム、４０…駆動部連結部、４２…回転軸、４４…取付部、４６…アーム、４８…カウンターウェイト、５０…ハウジング、５２…リトラクト機構、５４…検出制御部、５６…変位読取部、８０…変位検出器側係合部材、８２…係合面、８４…第１位置決めピン、８６…第２位置決めピン、８８…第３位置決めピン、９０…磁石、９２Ａ…第１着座センサ、９２Ｂ…第２着座センサ、１００…粗さ検出器、１０２…アーム、１０２Ａ…基端部、１０２Ｂ…ザグリ部、１０４…触針、１０６…検出器本体、１０８…ノーズピース、１０８Ａ…スキッド、１０８Ｂ…接触面、１１０…回転軸、１１２…ねじ、１１４…ばね、１１６…コア、１１８…コイル、１２０…変位センサ、１６０…粗さ検出器側係合部材、１６２…係合面、１６４…第１溝、１６６…第２溝、１６８…着磁部材、１７０…作動ピン、２００…制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Shape measuring apparatus, 12... Surface plate, 14... Column, 16X... X-axis drive part, 16Z... Z-axis drive part, 18... Displacement detector, 20... Measuring element, 22... Input device, 24... Display device, 30... Probe arm, 40... Drive unit connection part, 42... Rotating shaft, 44... Mounting part, 46... Arm, 48... Counter weight, 50... Housing, 52... Retract mechanism, 54... Detection control part, 56... Displacement Reading unit 80 Displacement detector side engaging member 82 Engaging surface 84 First positioning pin 86 Second positioning pin 88 Third positioning pin 90 Magnet 92A First seating sensor , 92B... Second seating sensor, 100... Roughness detector, 102... Arm, 102A... Base end, 102B... Counterbore, 104... Stylus, 106... Detector body, 108... Nosepiece, 108A... Skid, 108B... Contact surface 110... Rotating shaft 112... Screw 114... Spring 116... Core 118... Coil 120... Displacement sensor 160... Roughness detector side engaging member 162... Engaging surface 164... First groove 166 Second groove 168 Magnetizing member 170 Operation pin 200 Control device

Claims

被測定物の輪郭形状を測定するための測定子が着脱自在に取付可能な取付部と、前記測定子の変位を読み取る変位読取部とを備える変位検出器と、
前記被測定物に対する前記変位検出器の高さを調整する高さ調整部と、
前記被測定物の表面粗さを測定するための粗さ検出器であって、アームと、前記アームに取り付けられた触針とを備え、前記変位検出器の前記取付部に着脱自在に取付可能な粗さ検出器と、
前記粗さ検出器に固定されたスキッドと、
前記高さ調整部を制御して、前記変位検出器の高さを調整する制御装置とを備え、
前記変位読取部は、前記スキッドが前記被測定物の表面に接触した状態を維持しながら前記被測定物の表面粗さの測定を行うスキッド測定を行う場合に、前記スキッドが前記被測定物の表面に接触したか否かを検出し、
前記制御装置は、前記変位読取部からの検出信号に基づいて、前記変位検出器の高さを調整することにより、前記粗さ検出器の前記被測定物に対する姿勢を制御する、
形状測定装置。 a displacement detector comprising a mounting portion to which a stylus for measuring the contour shape of an object to be measured can be detachably attached; and a displacement reading portion for reading the displacement of the stylus;
a height adjustment unit that adjusts the height of the displacement detector with respect to the object to be measured;
A roughness detector for measuring the surface roughness of the object to be measured, comprising an arm and a stylus attached to the arm, detachably attachable to the attachment portion of the displacement detector. a roughness detector,
a skid fixed to the roughness detector;
A control device that controls the height adjustment unit to adjust the height of the displacement detector,
The displacement reading unit is configured to measure the surface roughness of the object to be measured while the skid is kept in contact with the surface of the object to be measured, and the skid is positioned on the surface of the object to be measured. detect whether it touches the surface,
The control device adjusts the height of the displacement detector based on the detection signal from the displacement reading unit, thereby controlling the attitude of the roughness detector with respect to the object to be measured.
Shape measuring device.

前記変位検出器は、前記取付部の可動域を一定の範囲に規制する規制手段をさらに備え、
前記制御装置は、前記スキッドを前記被測定物に接触させずに前記被測定物の表面粗さの測定を行うスキッドレス測定を行う場合に、前記規制手段を制御して、前記スキッドが前記被測定物に非接触となるように前記粗さ検出器の可動域を規制する、請求項１記載の形状測定装置。 The displacement detector further comprises restricting means for restricting the range of motion of the mounting portion to a certain range,
When performing skidless measurement in which the surface roughness of the object to be measured is measured without bringing the skid into contact with the object to be measured, the control device controls the regulating means so that the skid is aligned with the object to be measured. 2. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the range of motion of said roughness detector is regulated so as not to contact the object to be measured.