JP7486707B2 - Shape measuring instrument and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、接触子を用いて測定対象物の形状測定を行う形状測定機及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring instrument that uses a contact to measure the shape of an object to be measured, and a control method thereof.
ワーク（被測定物）の表面の輪郭形状及び表面粗さ等の表面形状を測定する表面形状測定機（形状測定機）が知られている。このような表面形状測定機では、接触子をワーク表面に接触させた状態で接触子とワークとを水平方向に相対移動させることで、接触子でワーク表面をトレースしながら接触子の揺動による変位を変位検出器により検出し、この変位検出器から出力される変位検出信号に基づきワーク表面の表面形状を測定する（特許文献１参照）。 Surface shape measuring machines (shape measuring machines) are known that measure the surface shape, such as the contour shape and surface roughness, of a workpiece (measured object). In such surface shape measuring machines, the contactor is brought into contact with the workpiece surface and the workpiece is moved relative to each other in the horizontal direction, and the displacement caused by the oscillation of the contactor is detected by a displacement detector while tracing the workpiece surface with the contactor, and the surface shape of the workpiece surface is measured based on the displacement detection signal output from this displacement detector (see Patent Document 1).
ところで、表面形状測定機を用いてワークの表面形状を測定する場合に、変位検出器から出力される変位検出信号の波形内に異常な波形が発生することがある。このような異常な波形が発生した場合に、この異常な波形がワーク表面の実形状に起因するのか、或いは外的な環境要因（ワーク表面に付着した埃、振動、環境温度変化等）に起因するのかを判別することは困難である。 However, when measuring the surface shape of a workpiece using a surface shape measuring machine, an abnormal waveform may occur in the waveform of the displacement detection signal output from the displacement detector. When such an abnormal waveform occurs, it is difficult to determine whether the abnormal waveform is caused by the actual shape of the workpiece surface or by external environmental factors (dust adhering to the workpiece surface, vibration, changes in environmental temperature, etc.).
そこで、例えば、表面形状測定の測定環境の測定を行うセンサ類（カメラ、振動計、温度計等）を表面形状測定機に設け、表面形状測定機によるワーク表面形状の測定と並行して測定環境を示す測定環境情報の取得を連続的に行うことが考えられる。しかしながら、この場合には、測定環境情報のデータ量が膨大になるので測定環境情報を記憶するために大容量のストレージを用意する必要が生じ、コストが増加するという問題が発生する。特に測定環境情報にカメラによる撮影画像が含まれている場合には、全ての測定環境情報を記憶（保存）することはコストの観点から現実的ではない。 Therefore, for example, it is conceivable to provide the surface profile measuring machine with sensors (camera, vibrometer, thermometer, etc.) that measure the measurement environment for surface profile measurement, and continuously acquire measurement environment information indicating the measurement environment in parallel with the measurement of the workpiece surface profile by the surface profile measuring machine. However, in this case, the amount of data for the measurement environment information becomes enormous, so it becomes necessary to prepare large-capacity storage to store the measurement environment information, which creates the problem of increased costs. Particularly when the measurement environment information includes images captured by a camera, storing (saving) all of the measurement environment information is not realistic from a cost perspective.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、測定対象物の形状測定時において形状測定の異常発生の原因を判別するための測定環境情報を低コストに記憶可能な形状測定機及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide a shape measuring instrument and a control method thereof that can store, at low cost, measurement environment information for determining the cause of shape measurement anomalies when measuring the shape of a measurement object.
本発明の目的を達成するための形状測定機は、測定対象物に接触する接触子を用いて測定対象物の形状測定を行う形状測定機において、形状測定が行われている間、形状測定の測定環境を示す測定環境情報の取得と、測定環境情報の一次記憶部への一時的な記憶と、を繰り返し行う測定環境情報取得部と、形状測定が行われている間、形状測定の異常の有無を判定する異常判定部と、異常判定部が異常有と判定するごとに、一次記憶部に記憶されている測定環境情報を二次記憶部に記憶させる第１記憶制御部と、を備える。 A shape measuring machine for achieving the object of the present invention is a shape measuring machine that measures the shape of a measurement object using a contact that comes into contact with the measurement object, and includes a measurement environment information acquisition unit that repeatedly acquires measurement environment information indicating the measurement environment of the shape measurement and temporarily stores the measurement environment information in a primary memory unit while the shape measurement is being performed, an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement while the shape measurement is being performed, and a first memory control unit that stores the measurement environment information stored in the primary memory unit in a secondary memory unit each time the abnormality determination unit determines that there is an abnormality.
この形状測定機によれば、形状測定に異常が発生した場合にのみ測定環境情報を二次記憶部に記憶させることができるので、形状測定中の全ての測定環境情報を記憶させておく必要がなくなる。 With this shape measuring device, measurement environment information can be stored in the secondary memory unit only if an abnormality occurs in the shape measurement, eliminating the need to store all measurement environment information during shape measurement.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、測定環境情報取得部が、測定環境情報をリングバッファ形式で一次記憶部に記憶させる。これにより、形状測定時に常に最新の一定時間の測定環境情報を一時的に一次記憶部に記憶させることができる。 In a shape measuring instrument according to another aspect of the present invention, the measurement environment information acquisition unit stores the measurement environment information in a ring buffer format in the primary storage unit. This makes it possible to always temporarily store the latest measurement environment information for a certain period of time in the primary storage unit during shape measurement.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、測定環境情報取得部が、測定環境情報として、接触子の撮影画像と、環境温度と、形状測定機の振動情報と、の少なくともいずれか１つを取得する。これにより、形状測定の異常の原因を確認することができる。 In a shape measuring instrument according to another aspect of the present invention, the measurement environment information acquisition unit acquires at least one of a photographed image of the contact, the environmental temperature, and vibration information of the shape measuring instrument as the measurement environment information. This makes it possible to confirm the cause of an abnormality in the shape measurement.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、接触子の変位を検出する変位検出器と、測定対象物に対して変位検出器を相対移動させて測定対象物の被測定面を接触子によりトレースさせる相対移動機構と、測定対象物に対する変位検出器の相対位置を検出する位置検出センサと、相対移動機構による相対移動が行われている間、位置検出センサの検出結果と変位検出器の検出結果とに基づき、相対位置ごとの接触子の変位を示す変位検出信号を出力する信号出力部と、を備え、異常判定部が、信号出力部から出力される変位検出信号に基づき、形状測定の異常の有無を判定する。これにより、形状測定に異常が発生した場合にのみ測定環境情報を二次記憶部に記憶させることができる。 In another aspect of the present invention, a shape measuring machine includes a displacement detector that detects the displacement of the contact, a relative movement mechanism that moves the displacement detector relative to the object to be measured to cause the contact to trace the measured surface of the object to be measured, a position detection sensor that detects the relative position of the displacement detector to the object to be measured, and a signal output unit that outputs a displacement detection signal indicating the displacement of the contact for each relative position based on the detection result of the position detection sensor and the detection result of the displacement detector while the relative movement is being performed by the relative movement mechanism, and an abnormality determination unit determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement based on the displacement detection signal output from the signal output unit. This allows measurement environment information to be stored in the secondary memory unit only when an abnormality occurs in the shape measurement.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、信号出力部から出力される変位検出信号に対してローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタを備え、異常判定部が、ローパスフィルタ処理が施されていない変位検出信号に基づき、形状測定の異常の有無を判定する。これにより、形状測定の測定結果から外的な環境要因に起因する偽形状をより高精度に排除することができるので、測定結果の信頼性及び精度をより高めることができる。 In another aspect of the present invention, a shape measuring instrument is provided that applies low-pass filtering to the displacement detection signal output from the signal output unit, and the abnormality determination unit determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement based on the displacement detection signal that has not been subjected to low-pass filtering. This makes it possible to more accurately eliminate false shapes caused by external environmental factors from the shape measurement results, thereby further improving the reliability and accuracy of the measurement results.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、第１記憶制御部が、変位検出信号の信号波形の中で異常判定部が異常有と判定した異常波形領域に対応する変位検出器の相対位置を示す検出器位置情報と、異常波形領域に対応する測定環境情報と、を関連付けて二次記憶部に記憶させる。これにより、異常波形領域の発生原因を容易に確認（検索）することができる。 In a shape measuring instrument according to another aspect of the present invention, a first storage control unit associates detector position information indicating the relative position of the displacement detector corresponding to an abnormal waveform region determined by the abnormality determination unit to have an abnormality in the signal waveform of the displacement detection signal with measurement environment information corresponding to the abnormal waveform region, and stores the information in the secondary storage unit. This makes it possible to easily confirm (search for) the cause of the occurrence of the abnormal waveform region.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、二次記憶部に記憶されている検出器位置情報に基づき、相対移動機構を駆動して、異常波形領域に対応する被測定面の測定領域を接触子によりトレースする再測定を実行する再測定制御部を備える。測定領域に限定して再測定を行うことで、被測定面の再測定に要する追加時間を最小にすることができる。 In another aspect of the present invention, a shape measuring instrument includes a remeasurement control unit that drives the relative movement mechanism based on detector position information stored in the secondary memory unit to perform a remeasurement in which the measurement area of the measurement surface corresponding to the abnormal waveform area is traced by the contacts. By performing the remeasurement only in the measurement area, the additional time required to remeasure the measurement surface can be minimized.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、再測定制御部が、再測定の間、測定環境情報取得部と異常判定部と第１記憶制御部とを作動させる。これにより、測定領域の再測定においても形状測定の異常が発生した場合には、測定環境情報を確認することで異常の発生原因を特定することができる。 In a shape measuring machine according to another aspect of the present invention, the remeasurement control unit operates the measurement environment information acquisition unit, the abnormality determination unit, and the first storage control unit during remeasurement. As a result, if an abnormality occurs in shape measurement even when the measurement area is remeasured, the cause of the abnormality can be identified by checking the measurement environment information.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、初回の形状測定において相対移動機構による相対移動が行われている間、信号出力部から出力される変位検出信号を取得して二次記憶部に記憶させる第２記憶制御部を備え、再測定において信号出力部から出力された変位検出信号である再検出信号に基づき、二次記憶部に記憶されている変位検出信号の信号波形内の異常波形領域を、再検出信号の波形に置換する置換制御部と、を備える。これにより、より正確な表面の形状測定の結果が得られる。 In another aspect of the present invention, a shape measuring machine includes a second memory control unit that acquires a displacement detection signal output from the signal output unit and stores it in a secondary memory unit while relative movement is being performed by the relative movement mechanism in the initial shape measurement, and a replacement control unit that replaces an abnormal waveform area in the signal waveform of the displacement detection signal stored in the secondary memory unit with the waveform of the redetection signal based on a redetection signal, which is the displacement detection signal output from the signal output unit in the remeasurement. This allows for more accurate surface shape measurement results.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、異常判定部が、測定環境情報取得部により繰り返し取得される測定環境情報に基づき、形状測定の異常の有無を判定する。これにより、形状測定に異常が発生した場合にのみ測定環境情報を二次記憶部に記憶させることができる。 In a shape measuring machine according to another aspect of the present invention, the abnormality determination unit determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement based on the measurement environment information repeatedly acquired by the measurement environment information acquisition unit. This allows the measurement environment information to be stored in the secondary storage unit only when an abnormality occurs in the shape measurement.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、第１記憶制御部が、異常判定部により異常有との判定がなされるごとに、予め定めた遅延時間が経過してから一次記憶部に記憶されている測定環境情報を二次記憶部へ出力する。これにより、形状測定の異常の発生原因の判別が容易になる。 In a shape measuring instrument according to another aspect of the present invention, the first memory control unit outputs the measurement environment information stored in the primary memory unit to the secondary memory unit after a predetermined delay time has elapsed each time the abnormality determination unit determines that an abnormality exists. This makes it easier to determine the cause of the shape measurement abnormality.
本発明の他の態様に係る形状測定機において、異常判定部が異常有と判定した場合に、一次記憶部に記憶されている測定環境情報又は警告情報を報知する報知部を備える。これにより、形状測定の異常の発生をオペレータに報知することができる。 In another aspect of the present invention, a shape measuring machine includes a notification unit that notifies the operator of measurement environment information or warning information stored in the primary storage unit when the abnormality determination unit determines that an abnormality exists. This makes it possible to notify the operator of the occurrence of an abnormality in shape measurement.
本発明の目的を達成するための形状測定機の制御方法は、測定対象物に接触する接触子を用いて測定対象物の形状測定を行う形状測定機の制御方法において、形状測定が行われている間、形状測定の測定環境を示す測定環境情報の取得と、測定環境情報の一次記憶部への一時的な記憶と、を繰り返し行う測定環境情報取得ステップと、形状測定が行われている間、形状測定の異常の有無を判定する異常判定ステップと、異常判定ステップで形状測定の異常有と判定するごとに、一次記憶部に記憶されている測定環境情報を二次記憶部に記憶させる記憶制御ステップと、を有する。 A control method for a shape measuring machine for achieving the object of the present invention is a control method for a shape measuring machine that measures the shape of a measurement object using a contact that contacts the measurement object, and includes a measurement environment information acquisition step that repeatedly acquires measurement environment information indicating the measurement environment of the shape measurement and temporarily stores the measurement environment information in a primary memory unit while the shape measurement is being performed, an abnormality determination step that determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement while the shape measurement is being performed, and a storage control step that stores the measurement environment information stored in the primary memory unit in a secondary memory unit each time it is determined in the abnormality determination step that there is an abnormality in the shape measurement.
本発明は、測定対象物の形状測定時において形状測定の異常発生の原因を判別するための測定環境情報を低コストに記憶することができる。 The present invention can store measurement environment information at low cost to determine the cause of abnormalities in shape measurement when measuring the shape of a measurement object.
［第１実施形態］
図１は、本発明の形状測定機に相当する第１実施形態の表面形状測定機１０の概略図である。図１に示すように、表面形状測定機１０は、ワークＷの表面Ｗａの形状測定、具体的には輪郭形状又は表面粗さ等を測定する。ここで、ワークＷは本発明の測定対象物に相当し、表面Ｗａは本発明の被測定面に相当する。また、図中のＸＹＺ方向は互いに直交し、さらに本実施形態ではＸＹ方向を含むＸＹ平面は水平方向に平行な面であり且つＺ方向は水平方向に対して垂直な上下方向である。
[First embodiment]
Fig. 1 is a schematic diagram of a surface
表面形状測定機１０は、平板状の測定台１２と、コラム１４と、検出器移動機構１６と、位置検出センサ１８と、変位検出器２０と、カメラ２２と、温度計２４と、振動計２６と、制御装置２８と、を備える。
The surface
測定台１２のＸＹ平面に平行な上面にはワークＷがセットされる。また、測定台１２の上面にはＺ方向に延びたコラム１４が設けられている。このコラム１４には、検出器移動機構１６がＺ方向に移動自在に取り付けられている。
The workpiece W is set on the upper surface of the measurement table 12, which is parallel to the XY plane. A
検出器移動機構１６は、本発明の相対移動機構に相当するものであり、ホルダ１７をＸ方向に移動自在に保持する公知のアクチュエータである。この検出器移動機構１６を駆動することで、ワークＷに対して変位検出器２０（接触子３４）をＸ方向に相対移動させることができる。また、検出器移動機構１６には位置検出センサ１８が設けられている。
The
位置検出センサ１８は、例えばＸ方向（左右方向）に延びたリニアスケール１８ａと、このリニアスケール１８ａを光学的又は磁気的等の各種方法で読み取る読取ヘッド１８ｂとを有する。位置検出センサ１８は、検出器移動機構１６によりＸ方向に移動されるホルダ１７のＸ方向の変位（変位方向及び変位量）を検出することで、後述の変位検出器２０のＸ方向の位置、すなわちワークＷに対する変位検出器２０のＸ方向の相対位置を検出する。そして、位置検出センサ１８よる変位検出器２０の位置検出結果Ｄ１は、位置検出センサ１８から制御装置２８へ出力される。なお、位置検出センサ１８として、スケール型検出器以外の公知の検出器を用いてもよい。
The
ホルダ１７には、変位検出器２０及びカメラ２２が設けられている。これにより、変位検出器２０は、ホルダ１７を介して検出器移動機構１６によりＸ方向に移動自在に保持される。また、変位検出器２０は、ホルダ１７及び検出器移動機構１６を介して、コラム１４によりＺ方向に位置調整自在に保持される。
The
変位検出器２０は、揺動支点３０と、アーム３２と、接触子３４と、変位検出センサ３６と、を備える。
The
揺動支点３０は、Ｙ方向に平行な回転軸（揺動軸）を中心としてアーム３２を揺動自在に支持する。
The
アーム３２は、揺動支点３０に揺動自在に支持されており、Ｘ方向の一方向側（コラム１４とは反対側）に延びたアーム先端部３２ａと、Ｘ方向の他方向側に延びたアーム基端部３２ｂと、を備える。
The
アーム先端部３２ａの先端側には、接触子３４（触針又は測定子ともいう）が設けられている。接触子３４は表面Ｗａに接触する。接触子３４は、アーム３２が揺動支点３０を中心として揺動することでＺ方向に変位する。また、接触子３４は、検出器移動機構１６により変位検出器２０がＸ方向に移動されることで、表面ＷａをＸ方向に沿ってトレース（走査）する。
A contactor 34 (also called a stylus or probe) is provided at the tip side of the
アーム基端部３２ｂは、不図示の付勢部材によりＺ方向上方側に付勢される。これにより、アーム先端部３２ａ及び接触子３４は、揺動支点３０を中心として、Ｚ方向下方側に付勢される。これにより、接触子３４が表面Ｗａに接触した状態が維持される。
The
変位検出センサ３６は、例えば線形可変差動変圧器（Linear Variable Differential Transformer：ＬＶＤＴ）が用いられる。この場合、変位検出センサ３６は、図示は省略するが、アーム基端部３２ｂに設けられたコアと、このコアが挿入されるコイルとを備える。変位検出センサ３６は、アーム３２及び接触子３４の揺動によるＺ方向の変位（変位方向及び変位量）を検出して、変位検出結果Ｄ２を制御装置２８へ出力する。なお、変位検出センサ３６として、ＬＶＤＴ以外の公知のセンサ（例えばスケール型のセンサ）を用いてもよい。
For example, a Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is used as the
カメラ２２、温度計２４、及び振動計２６は、後述の制御装置２８の各部（画像取得部４８、温度情報取得部５０、及び振動情報取得部５２）と共に本発明の測定環境情報取得部を構成するものであり、表面形状測定機１０が表面Ｗａの形状測定を行う際の測定環境を示す測定環境情報３８を取得する。
The
カメラ２２は、ホルダ１７に設けられており、接触子３４の先端部を連続撮影（動画撮影）し、測定環境情報３８として接触子３４の撮影画像３８Ａ（画像データ）を制御装置２８へ逐次出力する。撮影画像３８Ａに基づき、表面Ｗａへの埃等の異物の付着の有無の確認と、表面Ｗａの実形状の確認とを行うことができる。
The
温度計２４は、例えば測定台１２の上面に設置されており、環境温度（接触子３４の周囲環境温度等）を連続測定し、測定環境情報３８として環境温度の温度情報３８Ｂを制御装置２８へ逐次出力する。温度情報３８Ｂに基づき、環境温度に急激な変化が生じたか否かを確認することができる。なお、温度計２４の配置位置は測定台１２の上面に限定されるものではなく、変位検出器２０等に設けてもよい。
The
振動計２６は、例えば、測定台１２の内部に設けられており、表面形状測定機１０の振動（具体的にはワークＷに対する接触子３４の相対的な振動）を連続測定し、測定環境情報３８として表面形状測定機１０の振動情報３８Ｃを制御装置２８へ逐次出力する。振動情報３８Ｃに基づき、例えば外部から表面形状測定機１０に振動が加えられた否かを確認することができる。なお、振動計２６の配置位置は測定台１２の内部に限定されるものではなく、測定台１２の上面或いは変位検出器２０等に設けてもよい。
The
制御装置２８は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御装置２８の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
The
図２は、第１実施形態の制御装置２８の構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御装置２８には、既述の検出器移動機構１６、位置検出センサ１８、変位検出器２０の変位検出センサ３６、カメラ２２、温度計２４、振動計２６、及び不図示の操作部等が接続されており、表面形状測定機１０の各部の動作を統括制御する。また、制御装置２８は、位置検出センサ１８から出力される位置検出結果Ｄ１と、変位検出センサ３６から出力される変位検出結果Ｄ２とに基づき、表面Ｗａを接触子３４でトレースして得られた変位検出信号Ｄ３をデータストレージ５８に記憶させる。さらに制御装置２８は、詳しくは後述するが、表面Ｗａの形状測定の異常の有無を判定し、異常が発生した場合に測定環境情報３８をデータストレージ５８に記憶させる。
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the
制御装置２８には、駆動制御部４０、信号出力部４２、ローパスフィルタ４４（Low Pass Filter：LPF）、異常判定部４６、画像取得部４８、温度情報取得部５０、振動情報取得部５２、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ、記憶制御部５６、及びデータストレージ５８が設けられている。
The
駆動制御部４０は、検出器移動機構１６の駆動を制御する。この駆動制御部４０は、不図示の操作部に対する測定開始操作の入力に応じて、検出器移動機構１６を駆動して変位検出器２０等をＸ方向に移動させる。これにより、接触子３４によりＸ方向に沿って表面Ｗａがトレースされる、すなわち表面Ｗａの形状測定が実行される。
The
信号出力部４２は、検出器移動機構１６による変位検出器２０のＸ方向の移動が実行されている間、すなわち表面形状測定機１０による表面Ｗａの形状測定が行われている間（以下、単に「表面形状測定中」と略す）、位置検出センサ１８から出力された位置検出結果Ｄ１と、変位検出センサ３６から出力された変位検出結果Ｄ２とを連続的に取得する。そして、信号出力部４２は、連続的に取得した位置検出結果Ｄ１及び変位検出結果Ｄ２に基づき、変位検出器２０（接触子３４）のＸ方向の位置ごとの接触子３４のＺ方向の変位、すなわち表面Ｗａの表面形状を示す変位検出信号Ｄ３をローパスフィルタ４４へ連続的に出力する。
While the
ローパスフィルタ４４は、信号出力部４２から出力される変位検出信号Ｄ３に対し、予め設定されたカットオフ値に基づきローパスフィルタ処理を行い、変位検出信号Ｄ３から高周波ノイズを除去する。ローパスフィルタ４４から出力された変位検出信号Ｄ３は異常判定部４６と記憶制御部５６とに入力される。
The low-
異常判定部４６は、表面形状測定中において、信号出力部４２からローパスフィルタ４４を経て入力される変位検出信号Ｄ３に基づき、表面Ｗａの形状測定の異常の有無を判定する。
During surface shape measurement, the
図３は、異常判定部４６による判定方法の第１例を説明するための説明図である。図３に示すように、異常判定部４６は、変位検出信号Ｄ３に基づき、接触子３４のＺ方向の変位量が予め定められた異常判定閾値ＥＴよりも大きくなるか或いは正常範囲ＮＲ内（異常判定閾値ＥＴ内）に収まるかに基づき、表面Ｗａの形状測定の異常の有無を判定する。そして、異常判定部４６は、形状測定の異常有と判定した場合にその判定結果を示す保存トリガ信号ＴＳを記憶制御部５６へ出力する。
Figure 3 is an explanatory diagram for explaining a first example of a judgment method by the
図４は、異常判定部４６による判定方法の第２例を説明するための説明図である。図４に示すように、異常判定部４６は、変位検出信号Ｄ３に基づき、接触子３４のＺ方向の変位量が異常判定閾値ＥＴを超える状態が所定期間以上だけ連続した場合に形状測定の異常有と判定し、保存トリガ信号ＴＳを記憶制御部５６へ出力する。これにより、変位検出信号Ｄ３のノイズにより異常有との誤判定を行うことが防止される。
Figure 4 is an explanatory diagram for explaining a second example of a judgment method by the
図５は、異常判定部４６による判定方法の第３例を説明するための説明図である。図５に示すように、異常判定部４６は、変位検出信号Ｄ３に基づき、接触子３４のＺ方向の変位量の移動平均線ＭＡを演算する。そして、異常判定部４６は、移動平均線ＭＡからの変位量の偏差が異常判定閾値ＥＴを超えた状態から元の状態（異常判定閾値ＥＴ内の状態）に戻った場合に形状測定の異常有と判定し、保存トリガ信号ＴＳを記憶制御部５６へ出力する。これにより、変位検出信号Ｄ３のドリフトと形状測定の異常に伴う変化とを区別することができ、異常判定部４６の判定精度を向上させることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a third example of a judgment method by the
図２に戻って画像取得部４８は、表面形状測定中に、カメラ２２からの撮影画像３８Ａの取得とリングバッファメモリ５４Ａへの撮影画像３８Ａの一時的な記憶とを繰り返し行う。
Returning to FIG. 2, during surface shape measurement, the
温度情報取得部５０は、表面形状測定中に、温度計２４からの温度情報３８Ｂの取得とリングバッファメモリ５４Ｂへの温度情報３８Ｂの一時的な記憶とを繰り返し行う。
During surface shape measurement, the temperature
振動情報取得部５２は、表面形状測定中に、振動計２６からの振動情報３８Ｃの取得とリングバッファメモリ５４Ｃへの振動情報３８Ｃの一時的な記憶とを繰り返し行う。
During surface shape measurement, the vibration
図６は、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの説明図である。図６及び既述の図２に示すように、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃは、本発明の一次記憶部に相当するものであり、所謂リングバッファ形式でデータの記憶が可能な記憶媒体（メモリ、ストレージ等）である。
Figure 6 is an explanatory diagram of
リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃは、例えば８個（８以外でも可）の保存領域５５（リングバッファ長）を有している。画像取得部４８は、図中の括弧付き数字（１）～（８）に示すように、カメラ２２から新たな撮影画像３８Ａを取得するごとに、新たに取得した撮影画像３８Ａを第１番目の保存領域５５から第８番目の保存領域５５に向かって順番に記憶させていく。そして、画像取得部４８は、第８番目の保存領域５５に撮影画像３８Ａを記憶させた後、カメラ２２から新たな撮影画像３８Ａを取得するごとに、新たに取得した撮影画像３８Ａを図中の括弧付き数字（９）～（１２）、・・・に示すように各保存領域５５に順番に上書き記憶させる。以下、画像取得部４８は、カメラ２２から新たな撮影画像３８Ａを取得するごとに、新たな撮影画像３８Ａを各保存領域５５に順番且つ繰り返し上書き記憶させる。
The
また同様に、温度情報取得部５０は、温度計２４から新たな温度情報３８Ｂを取得するごとに、新たな温度情報３８Ｂをリングバッファメモリ５４Ｂの各保存領域５５に順番且つ繰り返し記憶（上書き記憶）させる。さらに、振動情報取得部５２は、振動計２６から新たな振動情報３８Ｃを取得するごとに、新たな振動情報３８Ｃをリングバッファメモリ５４Ｃの各保存領域５５に順番且つ繰り返し記憶（上書き記憶）させる。
Similarly, each time the temperature
このようにリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃを用いることで、表面Ｗａの形状測定時に常に最新の一定時間の測定環境情報３８（撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、振動情報３８Ｃ）を保存することができる。
By using the
図７は、記憶制御部５６によりデータストレージ５８に記憶される保存データ６０の概略図である。図７及び既述の図２に示すように、データストレージ５８は、本発明の二次記憶部に相当するものであり、データを永続的に記憶可能な記憶媒体（メモリ、ストレージ等）である。
Figure 7 is a schematic diagram of saved
記憶制御部５６は、表面形状測定中に、データストレージ５８に対する保存データ６０の記憶を行う。この保存データ６０は、ローパスフィルタ４４から入力される変位検出信号Ｄ３と、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに記憶されている測定環境情報３８と、後述の異常波形領域タグリスト６２と、を含む。
The
具体的には記憶制御部５６は、表面形状測定中に、ローパスフィルタ４４から連続的に入力される変位検出信号Ｄ３を保存データ６０の一部としてデータストレージ５８に連続的に記憶させる。この場合に記憶制御部５６は本発明の第２記憶制御部として機能する。
Specifically, during the surface shape measurement, the
また、記憶制御部５６は、異常判定部４６から保存トリガ信号ＴＳが入力されるごと（表面Ｗａの形状測定の異常有と判定するごと）に、本発明の検出器位置情報に相当する異常波形領域タグ６２ａを生成する。
In addition, the
具体的には記憶制御部５６は、異常判定部４６から入力される保存トリガ信号ＴＳに基づき、変位検出信号Ｄ３の信号波形の中で異常判定部４６が異常有と判定した異常波形領域ＥＲを判別する。次いで、記憶制御部５６は、異常波形領域ＥＲの判別結果に基づき、異常波形領域ＥＲに対応する変位検出器２０のＸ方向の位置（以下、検出器位置と略す）を判別する。また、記憶制御部５６は、異常波形領域ＥＲの波形の形状に基づき、異常波形領域ＥＲの異常内容（波形形状）を判別する。これにより、記憶制御部５６は、異常波形領域ＥＲごとに、「検出器位置」及び「異常内容」を含む異常波形領域タグ６２ａを生成する。そして、記憶制御部５６は、異常波形領域タグ６２ａを生成するごとに、異常波形領域タグ６２ａを保存データ６０の一部としてデータストレージ５８の異常波形領域タグリスト６２に記憶させる。
Specifically, the
さらに記憶制御部５６は、異常判定部４６から保存トリガ信号ＴＳが入力されるごとに、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃから測定環境情報３８（撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、振動情報３８Ｃ）を取得する。そして、記憶制御部５６は、測定環境情報３８を保存データ６０の一部として異常波形領域タグ６２ａに関連付けてデータストレージ５８に記憶させる。この場合に記憶制御部５６は本発明の第１記憶制御部として機能する。
Furthermore, each time a storage trigger signal TS is input from the
なお、本実施形態では、異常波形領域タグ６２ａに「検出器位置」の他に「異常内容」が登録されているが、少なくとも「検出器位置」が登録されていればその内容については特に限定はされない。また、保存データ６０の形式は、変位検出信号Ｄ３の他に「検出器位置」と「測定環境情報３８」とが関連付けて記憶されていれば図７に示した形式に限定はされない。
In this embodiment, in addition to the "detector position", the "abnormality content" is registered in the abnormal
［第１実施形態の作用］
図８は、本発明の形状測定機の制御方法に係る表面形状測定機１０によるワークＷの表面Ｗａの形状測定処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、測定台１２にワークＷがセットされ且つ接触子３４の先端を表面Ｗａに接触させた後、オペレータが測定開始操作を行うと、駆動制御部４０が検出器移動機構１６を駆動して、変位検出器２０をＸ方向に移動させる（ステップＳ１）。これにより、接触子３４によりＸ方向に沿って表面Ｗａがトレースされる。
[Operation of the First Embodiment]
8 is a flow chart showing the flow of the shape measurement process of the surface Wa of the workpiece W by the surface
変位検出器２０の移動が開始すると、信号出力部４２は、位置検出センサ１８から取得した位置検出結果Ｄ１と変位検出センサ３６から取得した変位検出結果Ｄ２とに基づき、変位検出信号Ｄ３をローパスフィルタ４４へ連続的に出力する（ステップＳ２）。これにより、ローパスフィルタ４４を経て変位検出信号Ｄ３が記憶制御部５６と異常判定部４６とにそれぞれ入力される。そして、記憶制御部５６は、ローパスフィルタ４４から入力された変位検出信号Ｄ３を保存データ６０としてデータストレージ５８内に逐次記憶させる（ステップＳ３）。
When the
また、変位検出器２０の移動開始に合わせて、画像取得部４８がカメラ２２からの撮影画像３８Ａの取得とリングバッファメモリ５４Ａへの撮影画像３８Ａの記憶とを繰り返し行う（ステップＳ４，Ｓ５）。さらに、温度情報取得部５０が温度計２４からの温度情報３８Ｂの取得とリングバッファメモリ５４Ｂへの温度情報３８Ｂの記憶とを繰り返し行い、且つ振動情報取得部５２が振動計２６からの振動情報３８Ｃの取得とリングバッファメモリ５４Ｃへの振動情報３８Ｃの記憶とを繰り返し行う（ステップＳ４，Ｓ５）。これにより、既述の図６に示したように、測定環境情報３８が各リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの各保存領域５５に順番且つ繰り返し記憶される。なお、ステップＳ４，Ｓ５は、本発明の測定環境情報取得ステップに相当する。
In addition, in synchronization with the start of movement of the
さらにまた、変位検出器２０の移動開始に合わせて、異常判定部４６がローパスフィルタ４４から入力される変位検出信号Ｄ３に基づき、既述の図３から図５に示したように形状測定の異常の有無の判定を開始する（ステップＳ６、本発明の異常判定ステップに相当）。そして、異常判定部４６が異常無と判定した場合には、変位検出器２０の移動が停止されるまでの間、既述のステップＳ２からステップＳ５までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ６でＮＯ、ステップＳ８でＮＯ）。この際に、測定環境情報３８を各リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに記憶させることで、大容量のストレージを用意する必要がなくなる。
Furthermore, in synchronization with the start of movement of the
一方、異常判定部４６が異常有と判定すると、異常判定部４６から記憶制御部５６に対して保存トリガ信号ＴＳが出力される（ステップＳ６でＹＥＳ）。この保存トリガ信号ＴＳを受けた記憶制御部５６は、既述の図７に示したように異常波形領域タグ６２ａを生成すると共に、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃから測定環境情報３８（撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、振動情報３８Ｃ）を取得する。そして、記憶制御部５６は、測定環境情報３８を異常波形領域タグ６２ａに関連付けてデータストレージ５８の保存データ６０内に記憶させる（ステップＳ７、本発明の記憶制御ステップに相当）。これにより、形状測定に異常が発生した場合にのみ測定環境情報３８をデータストレージ５８に記憶させることができる。
On the other hand, if the
以下、変位検出器２０の移動が終了するまで、すなわち表面形状測定機１０による表面Ｗａの形状測定が終了するまで、上述のステップＳ２からステップＳ８までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ８）。
The above-mentioned processes from step S2 to step S8 are repeated until the movement of the
［第１実施形態の効果］
以上のように本実施形態では、測定環境情報３８をリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに一時的に記憶させておき、異常波形領域ＥＲに対応する測定環境情報３８のみをデータストレージ５８に記憶させるので、表面形状測定中の全ての測定環境情報３８を記憶させておく必要がなくなる。その結果、大容量のストレージを用意する必要がなくなるので、低コストに測定環境情報３８の記憶を行うことができる。特に本実施形態のように測定環境情報３８に撮影画像３８Ａが含まれている場合に、データストレージ５８への測定環境情報３８の記憶量を減らすことができる。
[Effects of the First Embodiment]
As described above, in this embodiment, the
また本実施形態では、異常波形領域ＥＲに対応する測定環境情報３８をデータストレージ５８に記憶させることで、異常波形領域ＥＲが表面Ｗａの実形状に起因するのか或いは外的な環境要因（ワーク表面に付着した埃、振動、環境温度変化等）に起因するのかを容易に判別することができる。その結果、表面Ｗａの表面形状の測定結果（変位検出信号Ｄ３）から外的な環境要因に起因する偽形状を排除することができるので、測定結果の信頼性を高めることができる。さらに、ワークＷの加工工程で付いた傷等の異常波形領域ＥＲの発生の原因を確認することができるので、加工工程へのフィードバックが可能となる。
In addition, in this embodiment, by storing the
さらに本実施形態では、測定環境情報３８を異常波形領域タグ６２ａに関連付けた状態でデータストレージ５８（保存データ６０）に記憶させることにより、異常波形領域ＥＲの発生原因を容易に確認（検索）することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
さらにまた本実施形態では、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに一時的に記憶される測定環境情報３８のデータ量がリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの保存領域５５の数（リングバッファ長）に制限されるので、仮に情報漏洩が発生した場合でも最小限度の情報漏洩で済ませることができる。
Furthermore, in this embodiment, the amount of data of
［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の表面形状測定機１０の制御装置２８の構成を示したブロック図である。図１０は、第２実施形態の異常判定部４６による判定方法を説明するための説明図である。なお、第２実施形態の表面形状測定機１０は、異常判定部４６による判定方法が異なる点を除けば上記第１実施形態と基本的に同じ構成であるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
[Second embodiment]
Fig. 9 is a block diagram showing the configuration of the
上記第１実施形態の異常判定部４６は、ローパスフィルタ処理後の変位検出信号Ｄ３に基づき形状測定の異常の有無を判定しているが、この場合に、表面Ｗａに付着したゴミ等に起因する異常波形領域ＥＲを変位検出信号Ｄ３の波形から識別することが困難である（図１０参照）。
The
そこで、図９及び図１０に示すように第２実施形態の異常判定部４６は、ローパスフィルタ処理されていない変位検出信号Ｄ３に基づき形状測定の異常の有無を判定する。
As shown in Figures 9 and 10, the
以上のように第２実施形態では、ローパスフィルタ処理されていない変位検出信号Ｄ３に基づき形状測定の異常の有無を判定することで、ローパスフィルタ処理により発見が困難になる異常波形領域ＥＲを変位検出信号Ｄ３の波形から識別することができる。その結果、表面Ｗａの表面形状の測定結果から外的な環境要因に起因する偽形状をより高精度に排除することができるので、測定結果の信頼性及び精度をより高めることができる。 As described above, in the second embodiment, by determining whether or not there is an abnormality in the shape measurement based on the displacement detection signal D3 that has not been subjected to low-pass filter processing, it is possible to identify the abnormal waveform region ER, which becomes difficult to find due to low-pass filter processing, from the waveform of the displacement detection signal D3. As a result, it is possible to more accurately eliminate false shapes caused by external environmental factors from the measurement results of the surface shape of the surface Wa, thereby further improving the reliability and accuracy of the measurement results.
なお、第２実施形態では、異常判定部４６がローパスフィルタ処理されていない変位検出信号Ｄ３に基づき形状測定の異常の有無を判定しているが、例えば、ローパスフィルタ４４のカットオフ周波数を大きくする（カットオフ長を短くする）、すなわちローパスフィルタ４４の利きを弱めてもよい。この場合にも第２実施形態と同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the
［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態の制御装置２８の構成を示したブロック図である。上記各実施形態では、異常判定部４６が既述の図３に示した第１例の方法で表面Ｗａの形状測定の異常の有無を判定する場合において、接触子３４のＺ方向の変位量が異常判定閾値ＥＴを超えた時点で異常判定部４６による保存トリガ信号ＴＳの出力と記憶制御部５６による測定環境情報３８のデータストレージ５８への記憶とが実行される。これに対して第３実施形態では、接触子３４のＺ方向の変位量が異常判定閾値ＥＴを超えてから測定環境情報３８がデータストレージ５８に記憶されるまでの間に遅延（ディレイ）を生じさせる。
[Third embodiment]
Fig. 11 is a block diagram showing the configuration of the
図１１に示すように、第３実施形態の表面形状測定機１０は、制御装置２８に遅延部７０が設けられている点を除けば上記各実施形態と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
As shown in FIG. 11, the surface
第３実施形態の異常判定部４６は、既述の図３に示した第１例の方法で形状測定の異常の有無を判定し、接触子３４のＺ方向の変位量が異常判定閾値ＥＴを超えた場合に保存トリガ信号ＴＳを遅延部７０へ出力する。
The
図１２は、遅延部７０の機能を説明するための説明図である。図１２に示すように、遅延部７０は、公知の遅延回路が用いられ、異常判定部４６から出力された保存トリガ信号ＴＳに対して一定の遅延時間ΔＴを生じさせてから記憶制御部５６へ出力する。これにより、記憶制御部５６は、異常判定部４６から保存トリガ信号ＴＳが出力されるごとに、遅延時間ΔＴが経過してから異常波形領域タグ６２ａ及び測定環境情報３８をデータストレージ５８の保存データ６０に記憶させる。
Figure 12 is an explanatory diagram for explaining the function of the delay unit 70. As shown in Figure 12, the delay unit 70 uses a known delay circuit, and generates a certain delay time ΔT for the save trigger signal TS output from the
このように異常判定部４６から記憶制御部５６に入力される保存トリガ信号ＴＳを遅延させることで、より広範囲の異常波形領域ＥＲに対応した測定環境情報３８等をデータストレージ５８に記憶させることができる。その結果、異常波形領域ＥＲの発生原因の判別が容易になる。
By delaying the storage trigger signal TS input from the
上記実施形態では異常判定部４６と記憶制御部５６との間に遅延部７０を設けているが、異常判定部４６内又は記憶制御部５６内に遅延部７０を設けてもよい。また、遅延部７０の機能をソフトウェア的に実現してもよい。
In the above embodiment, the delay unit 70 is provided between the
［第４実施形態］
図１３は、第４実施形態の表面形状測定機１０の概略図である。図１３に示すように、第４実施形態の表面形状測定機１０は、異常判定部４６が形状測定の異常有と判定した場合にオペレータに対して異常の報知を行う。なお、第４実施形態の表面形状測定機１０は、制御装置２８に報知制御部７２が設けられ且つ制御装置２８にモニタ７４が接続されている点を除けば、上記各実施形態の表面形状測定機１０と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
[Fourth embodiment]
Fig. 13 is a schematic diagram of a surface
報知制御部７２は、モニタ７４と共に本発明の報知部を構成する。報知制御部７２は、異常判定部４６が形状測定の異常有と判定するごとに、記憶制御部５６を介してリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃから測定環境情報３８（撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、振動情報３８Ｃ）を取得すると共に、記憶制御部５６から異常波形領域タグ６２ａを取得する。そして、報知制御部７２は、測定環境情報３８と異常波形領域タグ６２ａとに基づき報知画面７６を生成してモニタ７４へ出力する。
The
図１４は、モニタ７４による報知画面７６の表示の一例を説明するための説明図である。図１４に示すように、モニタ７４は、報知制御部７２から入力された報知画面７６を表示する。この報知画面７６には、検出器位置、異常内容、及び測定環境情報３８が含まれる。これにより、形状測定の異常の発生をオペレータに報知することができる。その結果、オペレータが異常の発生をリアルタイムに認識して、その異常の発生要因の確認を速やかに実行することができる。なお、測定環境情報３８の中で温度情報３８Ｂ及び振動情報３８Ｃについては不図示のスピーカ（報知部に相当）から音声出力してもよい。
Figure 14 is an explanatory diagram for explaining an example of the display of a
図１５は、モニタ７４による警告情報７７の表示の一例を説明するための説明図である。図１５に示すように、報知制御部７２は、異常判定部４６が形状測定の異常有と判定するごとに、形状測定の異常を示す警告情報７７をモニタ７４に表示させてもよい。この場合においてもモニタ７４に報知画面７６を表示させるのと同様の効果が得られる。また、警告情報７７をスピーカから音声出力してもよい。
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining an example of the display of warning
［第５実施形態］
図１６は、第５実施形態の表面形状測定機１０の概略図である。図１６に示すように、第５実施形態の表面形状測定機１０は、変位検出信号Ｄ３の異常波形領域ＥＲに対応する表面Ｗａ上の測定領域８０（図１７参照）の形状の再測定を行う。なお、第５実施形態の表面形状測定機１０は、制御装置２８に再測定制御部７８が設けられている点を除けば、上記各実施形態の表面形状測定機１０と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
[Fifth embodiment]
Fig. 16 is a schematic diagram of a surface
図１７は、表面Ｗａの測定領域８０の形状の再測定を説明するための説明図である。図１７の符号XVIIAに示すように、再測定制御部７８は、表面Ｗａの形状測定後の完了後、データストレージ５８内の保存データ６０の異常波形領域タグリスト６２等を参照して、変位検出信号Ｄ３に異常波形領域ＥＲが含まれる否かを確認する。そして、再測定制御部７８は、変位検出信号Ｄ３に異常波形領域ＥＲが含まれる場合には、異常波形領域ＥＲに対応する異常波形領域タグ６２ａに基づき、異常波形領域ＥＲに対応する「検出器位置」を判別する。
Figure 17 is an explanatory diagram for explaining the remeasurement of the shape of the
次いで、再測定制御部７８は、図１７の符号XVIIBに示すように、判別した検出器位置に基づき、駆動制御部４０を介して検出器移動機構１６を駆動して変位検出器２０をＸ方向に移動させて異常波形領域ＥＲに対応する表面Ｗａ上の測定領域８０の形状の再測定を実行する。これにより、異常波形領域ＥＲごとに、異常波形領域ＥＲに対応する測定領域８０が接触子３４で再トレースされる。その結果、測定領域８０ごとその表面形状を示す変位検出信号Ｄ３（以下、再検出信号Ｄ３Ｒという）が信号出力部４２から出力される。
Next, as shown by reference symbol XVIIB in FIG. 17, the remeasurement control unit 78 drives the
再検出信号Ｄ３Ｒは、ローパスフィルタ４４でローパスフィルタ処理された後、異常判定部４６と記憶制御部５６とにそれぞれ入力される。これにより、上記各実施形態と同様に異常判定部４６による判定が実行される。
The redetection signal D3R is low-pass filtered by the low-
第５実施形態の記憶制御部５６は、再測定時には本発明の置換制御部として機能する。記憶制御部５６は、図１７の符号XVIICに示すように、ローパスフィルタ４４から入力された測定領域８０（異常波形領域ＥＲ）ごとの再検出信号Ｄ３Ｒに基づき、再測定前の初回の形状測定で保存データ６０内に記憶された変位検出信号Ｄ３内の異常波形領域ＥＲを、再検出信号Ｄ３Ｒの波形に置換する置換制御を行う。これにより、より正確な表面Ｗａの形状測定の結果が得られる。
The
また同時に、再測定制御部７８は、再測定の間、上記各実施形態と同様に画像取得部４８（カメラ２２）、温度情報取得部５０（温度計２４）、振動情報取得部５２（振動計２６）、及び記憶制御部５６を作動させる。これにより、上記各実施形態と同様に、リングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃによる測定環境情報３８（撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、振動情報３８Ｃ）の一時的な記憶と、異常波形領域ＥＲに対応する測定環境情報３８のデータストレージ５８による記憶とが実行される。これにより、測定領域８０の再測定においても形状測定の異常が発生した場合には、測定環境情報３８を確認することで異常の発生原因を特定することができる。
At the same time, during the remeasurement, the remeasurement control unit 78 operates the image acquisition unit 48 (camera 22), temperature information acquisition unit 50 (thermometer 24), vibration information acquisition unit 52 (vibration meter 26), and
以上のように、第５実施形態では、測定領域８０に限定して再測定を行うことで、表面Ｗａの再測定に要する追加時間を最小にすることができる。また、再測定を行うことで、異常波形領域ＥＲが表面Ｗａの実形状に起因するのか或いは外的な環境要因に起因するのかをより正確に判別することができる。
As described above, in the fifth embodiment, the remeasurement is limited to the
［第６実施形態］
図１８は、第６実施形態の表面形状測定機１０の概略図である。上記各実施形態の異常判定部４６は、変位検出信号Ｄ３に基づき形状測定の異常の有無を判定しているが、図１８に示すように第６実施形態の異常判定部４６は、測定環境情報３８に基づき形状測定の異常の有無を判定する。なお、第６実施形態の表面形状測定機１０は、異常判定部４６の判定方法が異なる点を除けば上記各実施形態の表面形状測定機１０と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
Sixth Embodiment
Fig. 18 is a schematic diagram of a surface
図１９は、第６実施形態の異常判定部４６の判定方法を説明するための説明図である。図１９及び既述の図１８に示すように、異常判定部４６は、撮影画像３８Ａを画像解析して表面Ｗａに異物８２が付着していたり或いは傷が付いていたりする場合には保存トリガ信号ＴＳを記憶制御部５６へ出力する。また、異常判定部４６は、温度情報３８Ｂ及び振動情報３８Ｃに基づき、上記図３から図５で説明した判定方法と同様の方法を用いて異常有と判定した場合には保存トリガ信号ＴＳを記憶制御部５６へ出力する。
Figure 19 is an explanatory diagram for explaining the judgment method of the
以上のように第６実施形態においても、上記各実施形態と同様に異常波形領域ＥＲに対応する測定環境情報３８のみをデータストレージ５８に記憶させることができる。その結果、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the sixth embodiment, as in the above embodiments, only the
［その他］
上記各実施形態では、制御装置２８にリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ及びデータストレージ５８が内蔵されているが、両者の少なくともいずれか一方（特にデータストレージ５８）が表面形状測定機１０と別体（例えば外部のサーバ或いはデータベース）に設けられていてもよい。
[others]
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、表面形状測定機１０による表面Ｗａの形状測定時に変位検出器２０をＸ方向に移動させているが、測定台１２及びワークＷをＸ方向に移動させてもよい。すなわち変位検出器２０とワークＷとをＸ方向に相対移動可能であればその移動方法は特に限定はされない。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態ではＸＹ平面が水平面に平行であるが、水平面に対して非平行であってもよい。 In each of the above embodiments, the XY plane is parallel to the horizontal plane, but it may be non-parallel to the horizontal plane.
上記各実施形態では、測定環境情報３８をリングバッファメモリ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに記憶させているが、常に最新の一定時間の測定環境情報３８を記憶可能であればその種類及び記憶形式は特に限定されず、各種の記憶部を用いてよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、測定環境情報３８として撮影画像３８Ａ、温度情報３８Ｂ、及び振動情報３８Ｃの取得及び記憶を行っているが、これらのうちの少なくともいずれか１つを取得及び記憶するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the captured
上記各実施形態では、据置型の表面形状測定機１０を例に挙げて説明したが、ハンディタイプの表面形状測定機１０にも本発明を適用可能である。
In each of the above embodiments, a stationary type surface
上記各実施形態では表面形状測定機１０を例に挙げて説明したが、回転テーブル上に載置された円柱状又は円筒状のワークの周面（被測定面）に対して検出器の接触子を接触させた状態でワークと検出器とを回転中心の周りに相対回転させる真円度測定機（円筒形状測定機）にも本発明を適用可能である。すなわち本発明は、ワーク（測定対象物）に接触する接触子を用いてワーク又はその各種被測定面の形状測定を行う各種の形状測定機に適用可能である。
In the above embodiments, the surface
１０ 表面形状測定機
１２ 測定台
１４ コラム
１６ 検出器移動機構
１７ ホルダ
１８ 位置検出センサ
１８ａ リニアスケール
１８ｂ 読取ヘッド
２０ 変位検出器
２２ カメラ
２４ 温度計
２６ 振動計
２８ 制御装置
３０ 揺動支点
３２ アーム
３２ａ アーム先端部
３２ｂ アーム基端部
３４ 接触子
３６ 変位検出センサ
３８ 測定環境情報
３８Ａ 撮影画像
３８Ｂ 温度情報
３８Ｃ 振動情報
４０ 駆動制御部
４２ 信号出力部
４４ ローパスフィルタ
４６ 異常判定部
４８ 画像取得部
５０ 温度情報取得部
５２ 振動情報取得部
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ リングバッファメモリ
５５ 保存領域
５６ 記憶制御部
５８ データストレージ
６０ 保存データ
６２ 異常波形領域タグリスト
６２ａ 異常波形領域タグ
７０ 遅延部
７２ 報知制御部
７４ モニタ
７６ 報知画面
７７ 警告情報
７８ 再測定制御部
８０ 測定領域
８２ 異物
Ｄ１ 位置検出結果
Ｄ２ 変位検出結果
Ｄ３ 変位検出信号
Ｄ３Ｒ 再検出信号
ＥＲ 異常波形領域
ＥＴ 異常判定閾値
ＭＡ 移動平均線
ＮＲ 正常範囲
ＴＳ 保存トリガ信号
Ｗ ワーク
Ｗａ 表面
ΔＴ 遅延時間
10 Surface shape measuring instrument 12 Measurement table 14
Claims (13)
前記接触子の変位を検出する変位検出器と、
前記測定対象物に対して前記変位検出器を相対移動させて前記測定対象物の被測定面を前記接触子によりトレースさせる相対移動機構と、
前記測定対象物に対する前記変位検出器の相対位置を検出する位置検出センサと、
前記相対移動機構による相対移動が行われている間、前記位置検出センサの検出結果と前記変位検出器の検出結果とに基づき、前記相対位置ごとの前記接触子の変位を示す変位検出信号を出力する信号出力部と、
を備え、前記変位検出信号に基づいて前記測定対象物の形状測定を行う形状測定機において、
前記形状測定が行われている間、前記形状測定の測定環境を示す測定環境情報の取得と、前記測定環境情報の一次記憶部への一時的な記憶と、を繰り返し行う測定環境情報取得部と、
前記形状測定が行われている間、前記形状測定の異常の有無を判定する異常判定部と、
前記異常判定部が異常有と判定するごとに、前記一次記憶部に記憶されている前記測定環境情報を二次記憶部に記憶させる第１記憶制御部と、
を備える形状測定機。 A contactor that comes into contact with the object to be measured ;
a displacement detector for detecting a displacement of the contact;
a relative movement mechanism for moving the displacement detector relative to the object to be measured so as to trace the measured surface of the object to be measured with the contact;
a position detection sensor that detects a relative position of the displacement detector with respect to the measurement object;
a signal output unit that outputs a displacement detection signal indicating a displacement of the contact for each relative position based on a detection result of the position detection sensor and a detection result of the displacement detector while the relative movement is being performed by the relative movement mechanism;
A shape measuring machine for measuring a shape of the measurement object based on the displacement detection signal ,
a measurement environment information acquisition unit that repeatedly acquires measurement environment information indicating a measurement environment of the shape measurement and temporarily stores the measurement environment information in a primary storage unit while the shape measurement is being performed;
an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement while the shape measurement is being performed;
a first storage control unit that stores the measurement environment information stored in the primary storage unit in a secondary storage unit every time the abnormality determination unit determines that an abnormality exists;
A shape measuring machine equipped with
前記異常判定部が、前記ローパスフィルタ処理が施されていない前記変位検出信号に基づき、前記形状測定の異常の有無を判定する請求項４に記載の形状測定機。 a low-pass filter that performs low-pass filtering on the displacement detection signal output from the signal output unit,
5. The shape measuring instrument according to claim 4, wherein the abnormality determination unit determines whether or not there is an abnormality in the shape measurement based on the displacement detection signal that has not been subjected to the low-pass filter processing.
前記再測定において前記信号出力部から出力された前記変位検出信号である再検出信号に基づき、前記二次記憶部に記憶されている前記変位検出信号の前記信号波形内の前記異常波形領域を、前記再検出信号の波形に置換する置換制御部と、
を備える請求項７又は８に記載の形状測定機。 a second memory control unit that acquires the displacement detection signal output from the signal output unit and stores the signal in the secondary memory unit while the relative movement is being performed by the relative movement mechanism in an initial shape measurement;
a replacement control unit that replaces the abnormal waveform area in the signal waveform of the displacement detection signal stored in the secondary storage unit with a waveform of the re-detection signal based on a re-detection signal that is the displacement detection signal output from the signal output unit in the re-measurement;
The shape measuring instrument according to claim 7 or 8, comprising:
前記接触子の変位を検出する変位検出器と、
前記測定対象物に対して前記変位検出器を相対移動させて前記測定対象物の被測定面を前記接触子によりトレースさせる相対移動機構と、
前記測定対象物に対する前記変位検出器の相対位置を検出する位置検出センサと、
前記相対移動機構による相対移動が行われている間、前記位置検出センサの検出結果と前記変位検出器の検出結果とに基づき、前記相対位置ごとの前記接触子の変位を示す変位検出信号を出力する信号出力部と、
を備え、前記変位検出信号に基づいて前記測定対象物の形状測定を行う形状測定機の制御方法において、
前記形状測定が行われている間、前記形状測定の測定環境を示す測定環境情報の取得と、前記測定環境情報の一次記憶部への一時的な記憶と、を繰り返し行う測定環境情報取得ステップと、
前記形状測定が行われている間、前記形状測定の異常の有無を判定する異常判定ステップと、
前記異常判定ステップで前記形状測定の異常有と判定するごとに、前記一次記憶部に記憶されている前記測定環境情報を二次記憶部に記憶させる記憶制御ステップと、
を有する形状測定機の制御方法。 A contactor that comes into contact with the object to be measured ;
a displacement detector for detecting a displacement of the contact;
a relative movement mechanism for moving the displacement detector relative to the object to be measured so as to trace the measured surface of the object to be measured with the contact;
a position detection sensor that detects a relative position of the displacement detector with respect to the measurement object;
a signal output unit that outputs a displacement detection signal indicating a displacement of the contact for each relative position based on a detection result of the position detection sensor and a detection result of the displacement detector while the relative movement is being performed by the relative movement mechanism;
A method for controlling a shape measuring machine for measuring a shape of the measurement object based on the displacement detection signal, comprising:
a measurement environment information acquisition step of repeatedly acquiring measurement environment information indicating a measurement environment of the shape measurement and temporarily storing the measurement environment information in a primary storage unit while the shape measurement is being performed;
an abnormality determination step of determining whether or not there is an abnormality in the shape measurement while the shape measurement is being performed;
a storage control step of storing the measurement environment information stored in the primary storage unit in a secondary storage unit every time it is determined in the abnormality determination step that there is an abnormality in the shape measurement;
A method for controlling a shape measuring machine having the above-mentioned features.
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