JP7296279B2 - 形状計測装置、及び検出器の校正方法 - Google Patents
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Description
一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正用の基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器は、前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で前記支持部材の上に支持される支持構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計に前記基準面を対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置が提供される。
一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正を行うための基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器を前記支持部材の上に支持した状態で、自重によって撓みが生じ、撓みが生じた状態の前記基準面の形状が、前記支持部材の上面の凹凸の影響を受けない構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置が提供される。
一列に配列した少なくとも3個の変位計を、計測対象物に対向して配置させることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器の校正方法であって、
前記少なくとも3個の変位計に基準器の基準面を対向させた姿勢で、前記基準器を前記少なくとも3個の変位計は配列する方向に関して2箇所で支持部材の上に支持させ、
前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う校正方法が提供される。
図1Aは、本実施例による形状計測装置が組み込まれた研削装置の斜視図である。研削装置は、可動テーブル10、テーブル案内機構11、砥石ヘッド15、砥石16、案内レール18、制御装置20、入出力装置21、基準器30、及び検出器40を含む。可動テーブル10はテーブル案内機構11によって水平面内の一方向に往復移動する。可動テーブル10の上に被研削物であるワーク12が支持される。このワーク12が、形状計測装置によって真直度を計測される計測対象物に相当する。
図2は、計測対象であるワーク12の上面、及び検出器40を示す模式図である。ワーク12の上面がxy面にほぼ平行に配置されている。なお、図2では、ワーク12の上面の微小な凹凸を誇張して示している。検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cがx軸方向にピッチPで一列に配列している。
図3は、検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、第3変位計42cと基準器30との位置関係を示す模式図である。
ワーク12の研削が終了すると、オペレータが砥石ヘッド15に検出器40を取り付け(ステップSA01)、ワーク12の上に基準器30を設置する(ステップSA02)。その後、基準器30の基準面31を利用して検出器40のゼロ点校正を行う。検出器40のゼロ点校正が終了すると、基準器30をワーク12の上から撤去する。
上記実施例では、ゼロ点校正時に基準器30を設置するワーク12上の位置に依らず、基準器30の撓み形状が一定になる。このため、3つのゼロ点A0、B0、C0の相対的な位置関係を一定にすることができる。さらに、上記実施例では、第1変位計42aのゼロ点A0、第2変位計42bの真のゼロ点B01、及び第3変位計42cのゼロ点C0が一直線上に位置する。一直線上に位置する3個のゼロ点A0、B01、C0を基準としてワーク12の上面の真直度を計測することにより、真直度の計測精度を高めることができる。
図10に示した実施例では、ワーク12の上面の、1本のラインに沿う真直度の計測を行う(ステップSA06)ごとに、計測前に検出器40のゼロ点校正(ステップSA03)を行う。これに対して図12に示した実施例では、温度センサ45(図1B)による現時点の温度の測定値と、直前にゼロ点校正を行ったときの温度の測定値との差が閾値以下である場合、ゼロ点校正の処理(ステップSA02~SA04)省略する(ステップSA10)。温度センサ45(図1B)による現時点の温度の測定値と、直前にゼロ点校正を行ったときの温度の測定値との差が閾値を超えている場合のみ、ゼロ点校正の処理(ステップSA02~SA04)を再度実行する。
第1に、検出器40の周囲の温度に変動がなければ、ゼロ点校正を行わなくて真直度を高精度に計測することができる。第2に、検出器40の周囲の温度がある程度変化した場合、真直度の計測精度が低下するが、ゼロ点校正を再度実行することにより、真直度の計測精度を元の高い精度に戻すことができる。
本実施例では図13に示したように、入出力装置21(図1A)のディスプレイに、直近のゼロ点校正時の温度、及び現時点の温度が表示される。オペレータは、この温度表示を見て、ゼロ点校正を再度行うか否かを容易に判断することができる。具体的には、温度変化が閾値を超えたら、ゼロ点校正を再度実行するようにするとよい。この閾値は、真直度の計測に要求される精度に応じて、予め決定しておくとよい。例えば、閾値として0.5℃を設定しておくとよい。また、ゼロ点校正を行うように促すメッセージ28が表示されることにより、オペレータがゼロ点校正を実行し忘れてしまう事態の発生を予防することができる。
本実施例では、オペレータは、現時点に計測したワーク12の上面の真直度と、過去に計測したワーク12の上面の真直度とを容易に比較することができる。例えば、1つのワーク12に対して1回目の研削加工を行い、その後砥石16の切込深さを深くして2回目の研削加工を行った場合、1回目の研削加工後の真直度と、2回目の研削加工後の真直度とを容易に比較することができる。この比較結果は、追加の研削加工の必要性や、追加の研削加工を行う場合の加工条件、例えば砥石16の追加の切込深さを推定する基礎となる情報として有益である。
11 テーブル案内機構
12 ワーク
15 砥石ヘッド
16 砥石
18 案内レール
20 制御装置
21 入出力装置
22 測定表示のペイン
23 基本設定のペイン
24 校正のペイン
25 校正開始ボタン
26 測定開始ボタン
27 温度測定ボタン
28 ゼロ点校正を促すメッセージ
29 過去の計測結果のペイン
30 基準器
31 基準面
32 主部材
33 脚部
40 検出器
41 支持ベース
42a 第1変位計
42b 第2変位計
42c 第3変位計
45 温度センサ
Claims (9)
- 一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正用の基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器は、前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で前記支持部材の上に支持される支持構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計に前記基準面を対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置。 - 前記基準器は一方向に長い形状を有し、
前記支持構造は、前記基準面とは反対側の底面から突出する3個の脚部を含み、前記3個の脚部のうち2個の脚部は、前記基準器の長さ方向に関して同じ位置に配置されている請求項1に記載の形状計測装置。 - 一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正を行うための基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器を前記支持部材の上に支持した状態で、自重によって撓みが生じ、撓みが生じた状態の前記基準面の形状が、前記支持部材の上面の凹凸の影響を受けない構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置。 - 前記制御装置は、前記基準器を支持部材の上に置いたときに前記基準面に生じる撓みの形状を記憶しており、記憶されている撓みの形状に基づいて前記検出器の校正を行う請求項1乃至3のいずれか1項に記載の形状計測装置。
- さらに、
前記制御装置への指令の入力、及び前記制御装置による計測結果の出力が行われる入出力装置と、
前記検出器の温度が反映される箇所の温度を測定する温度センサと
を有し、
前記制御装置は、直近の校正時における前記温度センサによる測定値、及び現時点の前記温度センサによる測定値を前記入出力装置に出力する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の形状計測装置。 - 前記制御装置は、直近の校正時における前記温度センサによる測定値、及び現時点の前記温度センサによる測定値との差が閾値を超えたら、前記入出力装置から前記検出器の校正を促す注意喚起情報を出力させる請求項5に記載の形状計測装置。
- 前記制御装置は、
計測対象物及び前記検出器の一方を他方に対して前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に移動させながら、計測対象物の表面の真直度を計測して記憶し、
計測対象物の表面の真直度の複数の計測結果を比較可能な態様で、前記入出力装置に出力する請求項5または6に記載の形状計測装置。 - 前記制御装置は、前記検出器の校正を行う際に、前記支持部材を前記検出器に対して移動させることにより、前記支持部材の上に支持されている前記基準器を前記検出器に対して移動させる請求項1乃至7のいずれか1項に記載の形状計測装置。
- 一列に配列した少なくとも3個の変位計を、計測対象物に対向して配置させることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器の校正方法であって、
前記少なくとも3個の変位計に基準器の基準面を対向させた姿勢で、前記基準器を前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で支持部材の上に支持させ、
前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う校正方法。
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