JPS62177409A

JPS62177409A - 非接触真直度測定器

Info

Publication number: JPS62177409A
Application number: JP1813586A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Takahashi; 高橋　光之; Takashi Sato; 隆佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1987-08-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、被測定物の直線形体の幾可学的直線からの狂
いの大きさを非接触で測定する非接触真直度測定器に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

真直度は、工作物の直線形体の幾町学的直線からの狂い
の大きさをさし、平面度、真円度などの他の形状測定と
同様に、加工方法、加工条件の良否の判定、加工面の機
能を評価するために重要な役割をもっている。

従来、このような真直度測定法の多くは、測定子、触針
を用いる接触式の測定器か用いられている。また、非接
触の真直度の測定法としては、光学定盤と測定面の薄い
空気層に対応する干渉縞から真直度を求める方式がある
。その他ｌこも、現場的にはナイフ形（または四角形）
直定規を当てて。

Ｌ／ｒＩＩＮｕ　ｒｒ　ルＩｓア−Ｊ−、ＪＬ　Ｊ　ｆ
圧＋　Ｊ、　、”　ｌ１ｌｌａ　ＩＩＬＩ　ｌ　ｆ　＋
４　＋　Ｊ−る方法がある。

しかるｉこ、測定子、触針を用いる接触式の真直度測定
器では、取扱いが容易で精度が高＜、シかも測定範囲が
広いという利点をもつ反面、軟質金属などの測定に際し
ては表面に傷をつけてしまう欠点がある。

また、光学定盤と測定面の薄い空気層に対応する干接縞
から真直度を求める方法では、測定面を傷つける恐れが
ない反面、干渉縞の曲がりから被測定物の測定面が、中
筒または中低かの判断に熟練を要する。

また、ナイフ形（または四角形）直定規を当てて、その
間に生じるすきまから真直度を検査する方法は、熟練し
た観測者ならば１２ａ程度の光隙を肉眼でもわかるとい
われているが、定量的な判断ができない欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被測定物の真直度を非接触でしかも定
量的に評価できる非接触真直度測定器を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明の非接触真直度測定器は、被測定物を取り付け、
かつ直進移動をする精密駆動テーブル部と、上記被測定
物の上面の真直度を非接触で検出する非接触センナ部と
、上記非接触センサ部からの電気信号を長さの変位量に
変換する変換部と。

上記変換部からの電気的な変位量を帯状記録紙に記録す
る記録部と、上記非接触センサを固定し。

かつ上下動が可能なコラム部と、上記コラム部。

上記精密駆動テーブル部、上記変換部、上記記録部を載
物する載物台を具備することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下２本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の非接触真直度測定器を示してい
る。本体（１）は、鋳鉄製の載物台（２）と、柱状のコ
ラム部（３）とから構成されている。上記載物台（２）
の上には、空気軸受精密駆動テーブル（４）と。

変！ｉ１．５　（５）が載っており、上記変換器（５）
の上には記録計（６）が載っている。上記コラム部（３
）には、ノ・ンドル（３ａ）とねじ（３ｂ）によって上
下動するアーム部（７）およびホルダ（７ａ）を介して
、光フアイバセンナ（８）が、ホルダー（７ｂ）により
て固定されている。

一方、空気軸受精密駆動テーブル（４）の基準面（４ａ
）は、花融岩（４ｂ）を用いてセリ、上記花省岩（４ｂ
）の内部ｌこは、エアスライダー（４Ｃ）と、傾斜調整
台（４ｄ）と、被測定物（９）を直進運動させるための
駆動モータ（４Ｃ）と、駆動ベル）　（４ｆ）が内蔵さ
れている。

しかして、エアスライダ（４Ｃ）は、外部から供給され
るエアによりて、基漁面（４ａ）かられずかに浮上し、
駆動モータ（４ｅ）と駆動ベル）　（４ｆ）によって。

矢印（Ａ）方向に滑らかに直進運動を行なう。エアスラ
イダ（４Ｃ）の上には、傾斜調整台（４ｄ）が載物され
ており、上記傾斜調整台（４ｄ）には被測定物（９）の
傾きを調整するための調整ねじ（４ｆ）が取り付けられ
ている。さらに、前記光ファイバセンサ（８）からの電
気信号はケーブル（８ａ）を介して変換部（５）に接続
され、上記変換部（５）で電気信号を長さの変位量に変
換後、記録部（６）の帯状記録紙（６ａ）に被測定物（
９）の真直度を例えば感熱ペン方式によって記録する。

つぎに１本実施例の光フアイバセンナ（８）の測定原理
と特性について説明する。

まず、光フアイバセンナ（８）は、第２図に示すように
、投光エレメント（１ｏａ）と受光エレメント（１０ｂ
）から成りたっており、投光ニレメン）（１０ａ）より
投射された光が、被測定物（９）から反射して戻ってく
る光ｔ　（ＩＯＣ）を検出することにより、非接触で被
測定物（９）の微小変位量を検出でき、その時の受光ニ
レメン）　（ｉｏｂ）の受光感度と被測定面の距離の関
係は、第３図に示すような関係になっている。すなわち
、光フアイバセンナ（８）と被測定物（９）を密着した
状態から徐々に光フアイバセンナ（８）を離して行くと
、受光感度は徐々に増加し、測定面との距離２．２翼冨
付近で飽和状態に達し、それ以降の受光感度は距離の２
乗に比例して減少する。本実施例の真直度の測定におい
ては、受光感度が高く、シかも比例関係ｉこある１〜１
，５１１の部分を利用している。第４図には、光ファイ
バセンサ（８）の測定精度を倍率校正器によってチェッ
クした結果を示しており、±１００μｍの測定範囲内で
測定誤差はたかだか１％程度である。

つぎに１本実施例の非接舷真直度測定器の使い方につい
て説明する。

まず、被測定物（９）を空気軸受精密駆動テーブル（４
）上に載せ０次にコラム部（３）上部のハンドル（３ａ
）によって光ファイバセンサ（８）を被測定面に接近さ
せ、被測定面との距離が第３図の１．０〜１．５正の中
間点、すなわち１．２５１１１１の位置にくるように変
換部（５）のディジタル表示（５ａ）を見ながら調整す
る。このとき、変換部（５）のディジタル表示（５ａ）
は、光ファイバセンサ（８）と被測定面の距離が１．２
５ｍｍの場合は０．０μｍ、１．２５朋より大きい場合
はプラス表示、小さい場合はマイナス表示を示し、微調
整はつまみ（５ｂ）によって行なうことができる。つぎ
次に、空気軸受精密駆動テーブル（４）を移動させなが
ら、被測定物（９）の傾きを、調整ねじ（４Ｆ）によっ
て修正した後、空気軸受精密駆動テーブル（４）にある
一定の速度で直進運動を与える。このときの被測定物（
９）の上面の真直度は変換部（５）を経て記録部（６）
の帯状記録紙（６ａ）に記録される。その結果２作業者
は。

記録図形から真直度を読み取ることができる。なお、記
録部（６）には、縦倍率切換つまみ（６ｂ）、横倍率切
換つまみ（６Ｃ）、零点調整つまみ（６ｄ）がついてい
て、被測定物（９）の被測定面の態様に応じて、適宜倍
率切換可能となっている。ちなみに第５図と第６図は、
この装置によって軟質金属凹面ミラーおよび半導体ウェ
ハの真直度の記録図形例を示しているが、縦倍率が異な
っている。

かくして１本実施例の、非接触真直度測定器は。

従来の触針式の真直度測定器では不可能であったアルミ
ニウムや銅などの軟質金属ミラー、あるいは触針の接触
による汚れをきらう半導体ウェノ・の測、定が可能とな
りた。また、干渉縞式の６１＋１定器では、干渉縞の曲
がりから被測定物の中高または中低の判断が、＃ｌしか
ったのに対して１本装置では記録図形から一目瞭然であ
る。

なお、上記実施例においては、検出部に光ファイバセン
サを用いたがレーザ光でも電磁誘導形センナ（静電容量
形、渦電流形など）でも超音波センサでも磁気センサで
も流量センサでもよい。要はセンナが非接触でしかも測
定面に損傷を与えなければよい。また、上記実施例にお
いては、精密駆動テーブル部にエアーテーブルを用いた
が１機械的なねじ駆動テーブルを用いてもよい。要は。

テーブルがスムーズかつ高精度な直進移動をするもので
あればよい。

〔発明の効果〕

この発明の非捩触真度測定器は、従来の触針式測定では
不可能であった軟質部材、あるいは、触針の接触による
汚れをきらう半導体ウェノ・の真直度測定が可能となっ
た。また、干渉縞の真直度測定器では、干渉縞の曲がり
から、被測定物の中高または中低の判断が雌かしかった
の番こ対して、この発明の装装置では、記録図形から一
目瞭然である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の非接触真夏測定器の全体
構成図、第２図は第１図の光ファイバセンサの要部拡大
図、第３図は被測定面との距離と受光感度との関係を示
すグラフ、第４図は光ファイバセンサの指示値と誤差と
の関係を示すグラフ。第５図および第６図は第１図に示す装置による測定例を
示す図である。（４）：精密駆動テーブル。（５）：変　換　器。（６）：記録部（表示部）。（８）二元ファイバセンサ。（９）：被測定物。代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　竹　花　喜久男第１図距離（＊７ｎ）第五図＋ｏｍｍ第６ｒ１：ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真直度測定される被測定面を有する被測定物を保
持して直進移動する駆動テーブル部と、この駆動テーブ
ル部に保持された被測定物の移動路に沿って配設された
非接触検出子を有しこの非接触検出子と上記被測定面と
の距離を非接触で検出し電気信号に変換する非接触セン
サ部と、上記非接触センサ部にて検出された変位量と上
記駆動テーブル部による上記被測定物の移動量との関係
を表示する表示部とを具備することを特徴とする非接触
真直度測定器。
（２）非接触検出子は、光ファイバセンサであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接触真直度測
定器。
（３）非接触センサ部から出力された電気信号は、非接
触センサ部と表示部との間に接続されている変換部によ
り長さの変位量に変換されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の非接触真度測定器。