[go: up one dir, main page]

JP7565488B2 - Shape measuring instrument and measuring force adjustment method - Google Patents

Shape measuring instrument and measuring force adjustment method Download PDF

Info

Publication number
JP7565488B2
JP7565488B2 JP2023129802A JP2023129802A JP7565488B2 JP 7565488 B2 JP7565488 B2 JP 7565488B2 JP 2023129802 A JP2023129802 A JP 2023129802A JP 2023129802 A JP2023129802 A JP 2023129802A JP 7565488 B2 JP7565488 B2 JP 7565488B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
measuring
measuring force
tip
detection value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023129802A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023138722A (en
Inventor
幸宏 寺門
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2023129802A priority Critical patent/JP7565488B2/en
Publication of JP2023138722A publication Critical patent/JP2023138722A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7565488B2 publication Critical patent/JP7565488B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

本発明は、被測定物の形状を測定する形状測定機及び測定力調整方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring instrument that measures the shape of an object to be measured and a method for adjusting the measuring force.

測定子を備えた検出器を被測定物の表面に沿って移動させ、測定子の先端部の変位量を電気信号に変換してコンピュータ等の演算処理装置に読み取ることで、被測定物の表面粗さ、及び被測定物の輪郭等の形状を測定する形状測定機が知られている。形状測定機では、先端部に測定子を備えるスタイラスを付勢して、測定子の先端部の触針を被測定部の表面に接触させる。 There is known a shape measuring machine that measures the surface roughness and shape of the object, such as the outline, by moving a detector equipped with a measuring element along the surface of the object, converting the amount of displacement of the tip of the measuring element into an electrical signal and reading it into a processing device such as a computer. In a shape measuring machine, a stylus equipped with a measuring element at its tip is biased to bring the stylus at the tip of the measuring element into contact with the surface of the part to be measured.

従来の測定力を調整する機構を備えていない検出器では、測定力はスタイラスの質量、及びスタイラスの長さに依存する。そうすると、スタイラスを交換した場合、スタイラスの交換前後で測定力が変化してしまう。また、従来の検出器は測定力を測定する機構を備えていないため、測定力を測定する場合、別途、加重計等を準備する必要がある。 In conventional detectors that do not have a mechanism for adjusting the measuring force, the measuring force depends on the mass and length of the stylus. This means that when the stylus is replaced, the measuring force changes before and after the stylus replacement. In addition, because conventional detectors do not have a mechanism for measuring the measuring force, a separate load gauge or the like must be prepared when measuring the measuring force.

特許文献1は、測定子に付与される測定力を検出する測定力検出手段を備える表面追従型測定機が記載されている。同文献に記載の表面追従型測定機は、測定子の先端部の変位量を検出する変位検出手段とは別に、測定力を検出する測定力検出手段を備える。測定力検出手段は、歪みゲージの検出信号に基づいて測定力を検出している。 Patent Document 1 describes a surface-following measuring instrument equipped with a measuring force detection means for detecting the measuring force applied to the measuring probe. The surface-following measuring instrument described in the same document is equipped with a measuring force detection means for detecting the measuring force in addition to a displacement detection means for detecting the amount of displacement of the tip of the measuring probe. The measuring force detection means detects the measuring force based on the detection signal of a strain gauge.

特許文献2は、測定力を検出する手段を備えた表面追従型測定機が記載されている。同文献に記載の表面追従型測定機は、スタイラスと触針との間に圧電素子を挿入し、圧電素子の出力電圧に基づいて、測定力を検出している。 Patent Document 2 describes a surface-following measuring machine equipped with a means for detecting the measuring force. The surface-following measuring machine described in this document has a piezoelectric element inserted between the stylus and the contact needle, and detects the measuring force based on the output voltage of the piezoelectric element.

特許第3273026号公報Patent No. 3273026 特許第5009564号公報Patent No. 5009564

しかしながら、特許文献1、及び特許文献2に記載の表面追従型測定機はいずれも、測定子の先端部の変位量を検出する機構とは別に、測定力を検出する機構を備えている。そうすると、検出器の大型化、及び検出信号を処理する回路の複雑化などに起因するコストアップが問題となる。 However, both of the surface tracking measuring instruments described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are equipped with a mechanism for detecting the measuring force in addition to the mechanism for detecting the amount of displacement of the tip of the measuring probe. This leads to problems such as increased costs due to the larger size of the detector and the more complex circuitry for processing the detection signals.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測定子の先端部の変位量を測定するセンサを用いて測定力を測定し得る、形状測定機を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a shape measuring instrument that can measure the measuring force using a sensor that measures the amount of displacement at the tip of the measuring probe.

上記目的を達成するために、次の発明態様を提供する。 To achieve the above objective, the following aspects of the invention are provided:

第1態様に係る形状測定機は、回転支点を用いて回転可能に支持された第一アームの先端側に備えられた測定子を被測定物に対して移動させて、被測定物の形状を測定する形状測定機であって、第一アームに取り付けられ、測定子の変位量に対応する検出信号を出力するセンサと、第一アームの回転方向へ第一アームを付勢して、測定子へ測定力を付与する測定力付与部と、第一アームのセンサの取付位置よりも第一アームの基端側の位置において、第一アームと連結される第二アームと、第一アームを付勢した際に、第一アームに連結された第二アームの回転を規制する規制部と、規制部を用いて第二アームの位置を規制し、第一アームを付勢して第二アームを撓ませた状態において導出された基準測定力とセンサの検出値との関係を記憶する記憶部と、記憶部を参照して、センサの検出値に基づいて測定対象の測定力を算出する測定力算出部と、測定力算出部を用いて算出された測定対象の測定力の情報を出力する測定力情報出力部と、を備えた形状測定機である。 The shape measuring machine according to the first aspect is a shape measuring machine that measures the shape of an object to be measured by moving a measuring probe provided at the tip side of a first arm rotatably supported by a rotation fulcrum relative to the object to be measured, and is equipped with a sensor attached to the first arm and outputting a detection signal corresponding to the displacement of the measuring probe, a measuring force applying unit that biases the first arm in the rotation direction of the first arm to apply a measuring force to the measuring probe, a second arm that is connected to the first arm at a position on the base end side of the first arm relative to the mounting position of the sensor on the first arm, a regulating unit that regulates the rotation of the second arm connected to the first arm when the first arm is biased, a memory unit that regulates the position of the second arm using the regulating unit and stores the relationship between the reference measuring force derived when the first arm is biased to deflect the second arm and the detection value of the sensor, a measuring force calculation unit that refers to the memory unit and calculates the measuring force of the object to be measured based on the detection value of the sensor, and a measuring force information output unit that outputs information on the measuring force of the object to be measured calculated using the measuring force calculation unit.

第1態様によれば、第二アームの位置を規制し、第二アームを撓ませた状態において、センサの検出信号を取得する。基準測定力とセンサの検出値との関係を参照して、測定子の変位量を検出するセンサの検出値から測定子に付与される測定対象の測定力を算出し、測定対象の測定力の情報を出力する。これにより、測定子の変位量を検出するセンサを用いて、測定子に付与される測定力を測定し得る。 According to the first aspect, the position of the second arm is regulated, and the detection signal of the sensor is acquired while the second arm is bent. With reference to the relationship between the reference measurement force and the detection value of the sensor, the measurement force of the measurement object applied to the measurement probe is calculated from the detection value of the sensor that detects the displacement amount of the measurement probe, and information on the measurement force of the measurement object is output. In this way, the measurement force applied to the measurement probe can be measured using the sensor that detects the displacement amount of the measurement probe.

測定子の構成例として、被測定物に接触させる触針、及び触針が取り付けられるスタイラスを備える構成が挙げられる。 An example of a probe configuration is one that includes a probe that is brought into contact with the object to be measured, and a stylus to which the probe is attached.

センサの構成例として、第一アームに取り付けられ、第一アームの変位に応じて可動する可動子、及び可動子の変位を電気信号に変換する電気信号変換部を備える構成が挙げられる。 An example of the sensor configuration is one that includes a mover that is attached to a first arm and moves in response to the displacement of the first arm, and an electrical signal conversion unit that converts the displacement of the mover into an electrical signal.

第2態様は、第1態様の形状測定機において、第二アームの先端部は、第一アームの基端部に連結され、規制部は、第二アームの基端部を規制する位置に配置される構成としてもよい。 In a second aspect, in the shape measuring machine of the first aspect, the tip of the second arm may be connected to the base end of the first arm, and the restricting part may be arranged in a position that restricts the base end of the second arm.

第2態様において、測定子の移動範囲の端に第一アームを停止させた状態で第二アームの位置を規制する規制部を配置し得る。 In the second embodiment, a regulating part may be disposed at the end of the movement range of the probe to regulate the position of the second arm when the first arm is stopped.

第3態様は、第1態様又は第2態様の形状測定機において、センサは、第一アームにおける回転支点の位置よりも、第一アームの基端側の位置に取り付けられる構成としてもよい。 In a third aspect, in the shape measuring machine of the first or second aspect, the sensor may be attached to a position closer to the base end of the first arm than the position of the rotation fulcrum of the first arm.

第3態様によれば、センサは、第一アームの基端側の位置の変位量に応じた検出信号を出力し得る。 According to the third aspect, the sensor can output a detection signal according to the amount of displacement of the base end position of the first arm.

第4態様は、第1態様から第3態様のいずれか一態様の形状測定機において、センサは、差動変圧器型センサである構成としてもよい。 In a fourth aspect, in a shape measuring machine according to any one of the first to third aspects, the sensor may be a differential transformer type sensor.

第4態様によれば、差動変圧器型センサを用いて、測定子の変位量を電気信号に変換し得る。 According to the fourth aspect, the displacement of the probe can be converted into an electrical signal using a differential transformer type sensor.

第5態様は、第1態様から第4態様のいずれか一態様の形状測定機において、規制部は、第二アームと接触して第二アームの位置を規制するストッパ部材を備える構成としてもよい。 In a fifth aspect, in the shape measuring machine of any one of the first to fourth aspects, the regulating unit may be configured to include a stopper member that contacts the second arm to regulate the position of the second arm.

第5態様によれば、第二アームをストッパ部材と接触させることで、第二アームの位置を規制し得る。 According to the fifth aspect, the position of the second arm can be regulated by contacting the second arm with the stopper member.

第6態様は、第1態様の形状測定機において、センサは、第一アームにおける回転支点の位置よりも、第一アームの先端側の位置に取り付けられるスケール型センサである構成としてもよい。 In a sixth aspect, in the shape measuring machine of the first aspect, the sensor may be a scale-type sensor attached to a position closer to the tip of the first arm than the position of the rotation fulcrum of the first arm.

第6態様によれば、スケール型センサを用いて、第二アームの撓みに応じた検出信号を出力し得る。 According to the sixth aspect, a scale-type sensor can be used to output a detection signal corresponding to the deflection of the second arm.

第7態様は、第6態様の形状測定機において、第二アームは、第一アームにおけるスケール型センサと回転支点との間に連結される取付部材を介して、第一アームと連結される構成としてもよい。 In a seventh aspect, in the shape measuring machine of the sixth aspect, the second arm may be connected to the first arm via an attachment member that is connected between the scale-type sensor on the first arm and the rotation fulcrum.

第7態様において、第一アームと同様の剛性を有する取付部材が好ましい。取付部材は、同一の材料を適用し得る。 In the seventh aspect, it is preferable for the mounting member to have the same rigidity as the first arm. The mounting member may be made of the same material.

第8態様は、第7態様の形状測定機において、第二アームは、取付部材から第一アームの先端側に向かう方向に沿って配置され、規制部は、第二アームの先端部を規制する位置に配置される構成としてもよい。 In an eighth aspect, in the shape measuring machine of the seventh aspect, the second arm may be arranged along a direction from the mounting member toward the tip side of the first arm, and the restricting portion may be arranged in a position that restricts the tip of the second arm.

第8態様において、第一アームと第二アームとを平行に配置してもよい。 In the eighth embodiment, the first arm and the second arm may be arranged in parallel.

平行は、非平行のうち、平行とみなし得る実質的な平行が含まれてもよい。 Parallel may include non-parallel but essentially parallel, which can be considered parallel.

第9態様は、第1態様から第8態様のいずれか一態様の形状測定機において、測定力算出部を用いて算出された測定対象の測定力を表示する表示部を備え、測定力情報出力部は、測定対象の測定力の情報を表示部へ出力する構成としてもよい。 In a ninth aspect, in a shape measuring instrument according to any one of the first to eighth aspects, a display unit is provided that displays the measuring force of the object to be measured calculated using the measuring force calculation unit, and the measuring force information output unit may be configured to output information on the measuring force of the object to the display unit.

第9態様によれば、オペレータ等は、表示部に表示された測定力を把握し得る。 According to the ninth aspect, the operator or the like can understand the measurement force displayed on the display unit.

第10態様は、第9態様の形状測定機において、測定力算出部を用いて測定された測定力に基づき、測定子に付与される測定力を調整する測定力調整部を備えた構成としてもよい。 In the tenth aspect, the shape measuring instrument of the ninth aspect may be configured to include a measuring force adjustment unit that adjusts the measuring force applied to the probe based on the measuring force measured using the measuring force calculation unit.

第10態様によれば、測定力を目標の測定力に調整し得る。 According to the tenth aspect, the measurement force can be adjusted to a target measurement force.

本発明によれば、第二アームの位置を規制し、第二アームを撓ませた状態において、センサの検出信号を取得する。基準測定力とセンサの検出値との関係を参照して、測定子の変位量を検出するセンサの検出値から測定子に付与される測定力を算出し、測定力の情報を出力する。これにより、測定子の変位量を検出するセンサを用いて、測定子に付与される測定力を測定し得る。 According to the present invention, the position of the second arm is regulated, and the detection signal of the sensor is acquired while the second arm is bent. With reference to the relationship between the reference measurement force and the detection value of the sensor, the measurement force applied to the probe is calculated from the detection value of the sensor that detects the amount of displacement of the probe, and information on the measurement force is output. In this way, the measurement force applied to the probe can be measured using the sensor that detects the amount of displacement of the probe.

図1は粗さ測定機の全体構成図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a roughness measuring instrument. 図2は測定子、及び変位検出器の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the gauge head and the displacement detector. 図3は基準測定力測定の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the reference measuring force measurement. 図4は下限検出値測定の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of the measurement of the lower detection limit. 図5は下限検出値と測定力との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the lower limit detection value and the measuring force. 図6は信号処理部の構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the signal processing unit. 図7はスタイラスを交換した際の測定力調整方法の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart showing the steps of the measuring force adjustment method when the stylus is replaced. 図8はストッパの変形例に係る変位検出器の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a displacement detector according to a modified example of the stopper. 図9はセンサの変形例に係る変位検出器の概略構成図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a displacement detector according to a modified example of the sensor.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。本明細書では、先に説明した構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を適宜省略することとする。 A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. In this specification, the same components as those previously described will be designated by the same reference numerals, and the description will be omitted as appropriate.

[粗さ測定機の全体構成]
図1は粗さ測定機の全体構成図である。同図に示した粗さ測定機10は、定盤12、支柱14、X軸駆動部16、変位検出器18、測定子20、入力装置22、及び表示装置24を備える。また、粗さ測定機10は図示しない制御装置を備える。図1に図示した符号52は係合機構を表す。なお、粗さ測定機10は、形状測定機の一例に相当する。
[Overall configuration of roughness measuring instrument]
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a roughness measuring instrument. The roughness measuring instrument 10 shown in the figure comprises a surface plate 12, a support 14, an X-axis drive unit 16, a displacement detector 18, a probe 20, an input device 22, and a display device 24. The roughness measuring instrument 10 also comprises a control device (not shown). Reference numeral 52 shown in Fig. 1 denotes an engagement mechanism. The roughness measuring instrument 10 corresponds to an example of a form measuring instrument.

定盤12は、被測定物であるワークが載置される。定盤12のワークが載置される面は、X軸方向、及びY軸方向と平行なXY平面である。定盤12はZ軸方向に伸びる支柱14が立設される。 The workpiece to be measured is placed on the surface plate 12. The surface of the surface plate 12 on which the workpiece is placed is an XY plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction. Support columns 14 extending in the Z-axis direction are erected on the surface plate 12.

支柱14は、X軸駆動部16がZ軸方向に移動自在に取り付けられる。X軸駆動部16は、変位検出器18がX軸方向に移動自在に取り付けられる。変位検出器18は、測定子20が着脱自在に取り付けられる。 The X-axis drive unit 16 is attached to the support 14 so that it can move freely in the Z-axis direction. The X-axis drive unit 16 is attached to a displacement detector 18 so that it can move freely in the X-axis direction. The displacement detector 18 is attached to a probe 20 so that it can be attached and detached freely.

入力装置22は、制御装置へ指示を表す信号を送信する。図1には、入力装置22としてキーボードを図示する。表示装置24は、制御装置から送信される表示信号が表す測定結果等を表示する。 The input device 22 transmits signals representing instructions to the control device. FIG. 1 illustrates a keyboard as the input device 22. The display device 24 displays the measurement results, etc., represented by the display signal transmitted from the control device.

図示しない制御装置は、規定のインターフェイスを介して入力装置22と接続される。また、制御装置は、規定のインターフェイスを介して表示装置24と接続される。制御装置は、コンピュータを適用し得る。すなわち、制御装置は、プロセッサ、メモリ、記憶装置、及び入出力コントローラを備え得る。 The control device (not shown) is connected to the input device 22 via a specified interface. The control device is also connected to the display device 24 via a specified interface. The control device may be a computer. That is, the control device may include a processor, a memory, a storage device, and an input/output controller.

[変位検出器の構成]
図2は測定子、及び変位検出器の概略構成図である。図2に示した変位検出器18は、検出アーム42、スタイラス44、及び差動変圧器型センサ46を備える。検出アーム42は、筐体48に係合されるアーム回転支点40に回転可能に支持される。なお、図2では、筐体48を模式的に図示した。
[Configuration of the Displacement Detector]
Fig. 2 is a schematic diagram of the gauge head and the displacement detector. The displacement detector 18 shown in Fig. 2 includes a detection arm 42, a stylus 44, and a differential transformer type sensor 46. The detection arm 42 is rotatably supported by an arm rotation fulcrum 40 that is engaged with a housing 48. Note that Fig. 2 shows the housing 48 in a schematic manner.

図2に示した矢印線は、検出アーム42の回転方向を表す。また、検出アーム42は第一アームの一例に相当する。 The arrow in FIG. 2 indicates the direction of rotation of the detection arm 42. The detection arm 42 is an example of a first arm.

検出アーム42の先端部42Aは、スタイラス44の基端部44Bが連結される。検出アーム42とスタイラス44とは図1に示した係合機構52を用いて連結される。図2では、係合機構52の図示を省略する。 The tip 42A of the detection arm 42 is connected to the base end 44B of the stylus 44. The detection arm 42 and the stylus 44 are connected using the engagement mechanism 52 shown in FIG. 1. The engagement mechanism 52 is not shown in FIG. 2.

なお、本明細書における先端部は、先端から一定距離の領域を表す。本明細書における基端部は、基端から一定距離の領域を表す。一定距離の例として全長の四分の一以下の距離が挙げられる。先端は、触針50の側の端としてもよい。基端は先端の反対側の端とし得る。 In this specification, the tip portion refers to an area that is a certain distance from the tip. In this specification, the base end portion refers to an area that is a certain distance from the base end. An example of a certain distance is a distance of less than one-quarter of the total length. The tip may be the end on the stylus 50 side. The base end may be the end opposite the tip.

スタイラス44の先端部44Aは、触針50が取り付けられる。スタイラス44、及び触針50は、図1に示した測定子20を構成する。 A contact needle 50 is attached to the tip 44A of the stylus 44. The stylus 44 and the contact needle 50 constitute the probe 20 shown in Figure 1.

変位検出器18は、付勢部材54、及び測定力調整機構56を備える。図2では、付勢部材54としてコイルばねを図示した。付勢部材54の一方の端は、検出アーム42に取り付けられる。付勢部材54の他方の端は、測定力調整機構56に取り付けられる。付勢部材54は測定力付与部の一例に相当する。 The displacement detector 18 includes a biasing member 54 and a measuring force adjustment mechanism 56. In FIG. 2, a coil spring is illustrated as the biasing member 54. One end of the biasing member 54 is attached to the detection arm 42. The other end of the biasing member 54 is attached to the measuring force adjustment mechanism 56. The biasing member 54 corresponds to an example of a measuring force application section.

測定力調整機構56は、検出アーム42に取り付けられた付勢部材54の伸び量を可変させる機構である。測定力調整機構56は、付勢部材54の張力を可変させて、測定力を可変させる。 The measuring force adjustment mechanism 56 is a mechanism that varies the amount of extension of the biasing member 54 attached to the detection arm 42. The measuring force adjustment mechanism 56 varies the tension of the biasing member 54 to vary the measuring force.

測定力調整機構56は、付勢部材54の基端位置を昇降させる昇降機構、及び昇降機構を駆動するモータを備えてもよい。測定力調整機構56は、昇降機構、及びモータを一体化したリニアアクチュエータを備えてもよい。モータ、及リニアアクチュエータは制御装置から送信される指令信号に基づいて制御し得る。測定力調整機構56は、測定力調整部の一例に相当する。 The measuring force adjustment mechanism 56 may include a lifting mechanism that raises and lowers the base end position of the biasing member 54, and a motor that drives the lifting mechanism. The measuring force adjustment mechanism 56 may include a linear actuator that integrates the lifting mechanism and the motor. The motor and the linear actuator may be controlled based on a command signal transmitted from the control device. The measuring force adjustment mechanism 56 corresponds to an example of a measuring force adjustment unit.

変位検出器18は、検出器アーム60、及びストッパ62を備える。検出アーム42の基端部42Bは、検出器アーム60が連結される。ストッパ62は、スタイラス44の下限位置までスタイラス44を下ろした際に、撓みが生じていない検出器アーム60と接触する位置に配置される。検出器アーム60は第二アームの一例に相当する。ストッパ62は規制部の一例、及びストッパ部材の一例に相当する。 The displacement detector 18 includes a detector arm 60 and a stopper 62. The detector arm 60 is connected to the base end 42B of the detection arm 42. The stopper 62 is positioned so that it comes into contact with the unbent detector arm 60 when the stylus 44 is lowered to its lowest position. The detector arm 60 corresponds to an example of a second arm. The stopper 62 corresponds to an example of a regulating portion and an example of a stopper member.

[表面粗さの測定]
粗さ測定機10を用いてワークの表面粗さの測定を行う場合、定盤12の上に載置されたワークの表面に、一定の測定力を付与した触針50を接触させる。この状態で、X軸駆動部16を用いてX軸方向に沿って測定子20を移動させる。ワークの表面の形状に応じて触針50がZ軸方向に変位する。変位検出器18は、触針50の変位に応じた電気信号を出力する。
[Surface roughness measurement]
When measuring the surface roughness of a workpiece using the roughness measuring instrument 10, the probe 50, to which a certain measuring force is applied, is brought into contact with the surface of the workpiece placed on the surface plate 12. In this state, the probe 20 is moved along the X-axis direction using the X-axis drive unit 16. The probe 50 is displaced in the Z-axis direction according to the shape of the workpiece surface. The displacement detector 18 outputs an electrical signal according to the displacement of the probe 50.

図示しない制御装置は、変位検出器18から出力された電気信号に基づいて、ワークの表面粗さの測定値を算出する。制御装置は、表示装置24を用いて測定値を表示し得る。表示装置24は表示部の一例に相当する。 The control device (not shown) calculates the measurement value of the surface roughness of the workpiece based on the electrical signal output from the displacement detector 18. The control device can display the measurement value using the display device 24. The display device 24 corresponds to an example of a display unit.

[基準測定力と下限検出値との関係の導出]
以下の手順に従い、基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を導出する。基準測定力Fは基準となるスタイラス44を用いて測定される。基準となるスタイラス44は、使用頻度が最も高いスタイラス44など、任意のスタイラス44を適用し得る。
[Derivation of the relationship between the reference measuring force and the lower limit detection value]
The relationship between the reference measuring force F 0 and the lower limit detection value D t is derived according to the following procedure. The reference measuring force F 0 is measured using a reference stylus 44. The reference stylus 44 may be any stylus 44, such as the stylus 44 that is most frequently used.

〔基準測定力Fの測定〕
図3は測定力測定の模式図である。図3に示すように、検出器アーム60とストッパ62とが非接触の状態で、荷重計70を用いて触針50の先端の荷重を測定する。荷重計の測定値を力に換算した値が基準測定力Fである。
[Measurement of reference measuring force F0 ]
Fig. 3 is a schematic diagram of measuring the measuring force. As shown in Fig. 3, the load at the tip of the stylus 50 is measured using a load meter 70 while the detector arm 60 and the stopper 62 are in a non-contact state. The measured value of the load meter converted into a force is the reference measuring force F0 .

基準測定力Fは、検出器アーム60がストッパ62と接触し、かつ検出器アーム60が撓んでいない状態で測定してもよい。 The reference measuring force F 0 may be measured when the detector arm 60 is in contact with the stopper 62 and the detector arm 60 is not deflected.

図3に示した符号Lは、基準測定力Fの測定に使用されるスタイラス44の全長を表す。スタイラス44の全長は、スタイラス44の触針50の取付位置からアーム回転支点40までの距離が適用される。後述する任意のスタイラス44の全長も同様である。 3 indicates the overall length of the stylus 44 used to measure the reference measuring force F 0. The overall length of the stylus 44 refers to the distance from the attachment position of the contact needle 50 of the stylus 44 to the arm rotation fulcrum 40. The same applies to the overall length of any stylus 44 described later.

〔下限検出値の測定〕
図4は下限検出値測定の模式図である。下限検出値Dは、スタイラス44の下限位置における差動変圧器型センサ46の検出値である。
[Measurement of the lower detection limit]
4 is a schematic diagram of the measurement of the lower limit detection value Dt. The lower limit detection value Dt is the detection value of the differential transformer type sensor 46 when the stylus 44 is in the lower limit position.

基準測定力Fを測定した後に、スタイラス44の下限位置へスタイラス44を移動させる。検出器アーム60がストッパ62に当たり、基準測定力Fに応じて検出器アーム60が撓む。差動変圧器型センサ46の検出値は、検出器アーム60の撓み量に応じ変化する。この状態における差動変圧器型センサ46の検出値を下限検出値Dとする。基準測定力Fと下限検出値Dとを測定データとして記憶する。 After measuring the reference measuring force F0 , the stylus 44 is moved to its lower limit position. The detector arm 60 hits the stopper 62 and bends in response to the reference measuring force F0 . The detection value of the differential transformer sensor 46 changes in response to the amount of bending of the detector arm 60. The detection value of the differential transformer sensor 46 in this state is set as the lower limit detection value Dt . The reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt are stored as measurement data.

次に、測定力調整機構56を用いて基準測定力Fを変える。図3に示すように荷重計70を用いて基準測定力Fを測定する。その後、スタイラス44の下限位置へスタイラス44を移動させて、下限検出値Dを測定する。基準測定力Fと下限検出値Dとを測定データとして記憶する。 Next, the reference measuring force F0 is changed using the measuring force adjustment mechanism 56. The reference measuring force F0 is measured using a load meter 70 as shown in Fig. 3. Thereafter, the stylus 44 is moved to its lower limit position and a lower limit detection value Dt is measured. The reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt are stored as measurement data.

この手順を繰り返して、規定数の基準測定力Fと下限検出値Dとの測定データを取得し、記憶する。規定数の基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を導出するにあたり、規定数は3以上の整数が適用される。 This procedure is repeated to obtain and store a specified number of measurement data of the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt . In deriving the relationship between the specified number of reference measuring forces F0 and the lower limit detection value Dt , an integer of 3 or more is applied as the specified number.

図4における二点鎖線は、スタイラス44の下限位置にスタイラス44に下げた状態において、検出器アーム60がストッパ62と接触し、かつ検出器アーム60が撓んでいない状態を表す。 The dashed double-dashed line in FIG. 4 represents the state in which the detector arm 60 is in contact with the stopper 62 and is not bent when the stylus 44 is lowered to its lowest position.

また、図4における実線は、スタイラス44の下限位置にスタイラス44に下げた状態において、検出器アーム60がストッパ62と接触し、かつ検出器アーム60が撓んでいる状態を表す。なお、図4では、図2、及び図3に図示した、符号42A、符号42B、符号44A、及び符号44Bの図示を省略した。 The solid line in FIG. 4 indicates the state in which the detector arm 60 is in contact with the stopper 62 and is bent when the stylus 44 is lowered to its lowest position. Note that in FIG. 4, the reference numerals 42A, 42B, 44A, and 44B shown in FIG. 2 and FIG. 3 are omitted.

図5は測定力と下限検出値との関係を示すグラフである。図5に図示した符号100、符号102、符号104、符号106、符号108、及び符号110は、基準測定力Fごとの下限検出値Dを表す。 5 is a graph showing the relationship between the measuring force and the lower limit detection value. Reference numerals 100, 102, 104, 106, 108, and 110 shown in FIG. 5 represent the lower limit detection value Dt for each reference measuring force F0 .

図5に示すように、基準測定力Fごとの下限検出値Dの測定データを用いて、基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を示す直線112が導出される。図5に示した直線112に代わり、下限検出値Dをパラメータとする基準測定力Fのテーブルを導出してもよいし、下限検出値Dをパラメータとする基準測定力Fの関数を導出してもよい。 As shown in Fig. 5, a straight line 112 showing the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt is derived using the measurement data of the lower limit detection value Dt for each reference measuring force F0 . Instead of the straight line 112 shown in Fig. 5, a table of the reference measuring force F0 with the lower limit detection value Dt as a parameter may be derived, or a function of the reference measuring force F0 with the lower limit detection value Dt as a parameter may be derived.

〔信号処理部の構成〕
図6は信号処理部の構成例を示すブロック図である。図5に示した基準測定力Fと下限検出値Dとの関係は、図6に示した信号処理部200を用いて導出し、記憶することが可能である。信号処理部200は測定力算出部の一例に相当する。
[Configuration of the signal processing section]
Fig. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing unit. The relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt shown in Fig. 5 can be derived and stored using a signal processing unit 200 shown in Fig. 6. The signal processing unit 200 corresponds to an example of a measuring force calculation unit.

信号処理部200は、センサ信号入力部202、測定力入力部204、演算部206、記憶部208、及び出力部210を備える。センサ信号入力部202は差動変圧器型センサ46から検出値を表すセンサ信号を取得する。センサ信号入力部202は差動変圧器型センサ46から出力されるセンサ信号を入力可能な電気回路を適用可能である。 The signal processing unit 200 includes a sensor signal input unit 202, a measuring force input unit 204, a calculation unit 206, a memory unit 208, and an output unit 210. The sensor signal input unit 202 acquires a sensor signal representing a detection value from the differential transformer type sensor 46. The sensor signal input unit 202 can be an electrical circuit capable of inputting the sensor signal output from the differential transformer type sensor 46.

測定力入力部204は、基準測定力Fを表す電気信号を取得する。測定力入力部204は、基準測定力Fを表す信号を入力可能な電気回路を適用可能である。演算部206は、センサ信号と、基準測定力Fを表す電気信号とを信号処理して、例えば、図5に示した直線112等の基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を導出する。 The measuring force input unit 204 acquires an electrical signal representing the reference measuring force F 0. The measuring force input unit 204 can be an electrical circuit capable of inputting a signal representing the reference measuring force F 0. The calculation unit 206 processes the sensor signal and the electrical signal representing the reference measuring force F 0 to derive, for example, a relationship between the reference measuring force F 0 and the lower limit detection value D t, such as the straight line 112 shown in FIG. 5 .

演算部206は、基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を参照し、検出器アーム60の撓み量に応じた差動変圧器型センサ46の検出値を用いて、測定対象の測定力Fを導出し得る。演算部206は、基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を導出する導出処理部、及び測定対象の測定力Fを算出する測定力算出部を備えてもよい。演算部206は、測定力算出部の構成要素の一例に相当する。 The calculation unit 206 can refer to the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt , and derive the measuring force F of the object to be measured using the detection value of the differential transformer sensor 46 according to the amount of deflection of the detector arm 60. The calculation unit 206 may include a derivation processing unit that derives the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt , and a measuring force calculation unit that calculates the measuring force F of the object to be measured. The calculation unit 206 corresponds to an example of a component of the measuring force calculation unit.

演算部206は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含む構成を適用可能である。 The calculation unit 206 can be configured to include a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a RAM (Random Access Memory).

記憶部208は、演算部206を用いて導出された基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を記憶する。記憶部208は、半導体メモリ等の各種データを非一時的に記憶する記憶素子を適用可能である。 The storage unit 208 stores the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt derived using the calculation unit 206. The storage unit 208 can be a storage element that non-temporarily stores various data, such as a semiconductor memory.

出力部210は、記憶部208に記憶されている基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を参照して導出された測定対象の測定力Fの情報を出力する。出力部210は、記憶部208に記憶されている基準測定力Fと下限検出値Dとの関係の情報を出力してもよい。基準測定力Fと下限検出値Dとの関係の情報の例として、図5に示したグラフが挙げられる。 The output unit 210 outputs information on the measuring force F of the measurement object derived by referring to the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt stored in the storage unit 208. The output unit 210 may output information on the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt stored in the storage unit 208. An example of the information on the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt is the graph shown in FIG.

出力部210は、測定対象の測定力Fを表す電気信号を出力する電気回路を適用可能である。例えば、出力部210を介して、表示装置24へ測定対象の測定力Fを表す映像信号を送信してもよい。表示装置24は、送信された映像信号に基づき、測定対象の測定力Fを表示し得る。出力部210は、測定力情報出力部の一例に相当する。 The output unit 210 can be an electrical circuit that outputs an electrical signal that represents the measuring force F of the object to be measured. For example, a video signal that represents the measuring force F of the object to be measured may be transmitted to the display device 24 via the output unit 210. The display device 24 can display the measuring force F of the object to be measured based on the transmitted video signal. The output unit 210 corresponds to an example of a measuring force information output unit.

図6に示した信号処理部200は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インターフェイスを備えたコンピュータを適用可能である。 The signal processing unit 200 shown in FIG. 6 can be implemented as a computer equipped with a processor, memory, and an input/output interface.

図1に示した粗さ測定機10は、基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を記憶する記憶部を備える。粗さ測定機10は、信号処理部200を備えてもよい。信号処理部200は図示しない制御装置に具備されてもよい。測定力と下限検出値との関係は、変位検出器18の製造検査の際に導出され、記憶されてもよい。 The roughness measuring instrument 10 shown in Fig. 1 includes a storage unit that stores the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt . The roughness measuring instrument 10 may include a signal processing unit 200. The signal processing unit 200 may be provided in a control device (not shown). The relationship between the measuring force and the lower limit detection value may be derived and stored during manufacturing inspection of the displacement detector 18.

[スタイラス交換後の測定力の調整方法]
上記した基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を用いて、スタイラス44が交換された後のスタイラス44について、目的の測定力を得ることが可能である。以下に、スタイラス交換後の測定力の調整方法を示す。
[How to adjust the measuring force after replacing the stylus]
Using the above-mentioned relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt , it is possible to obtain a target measuring force for the stylus 44 after the stylus 44 has been replaced. A method for adjusting the measuring force after the stylus has been replaced will be described below.

図7はスタイラスを交換した際の測定力調整方法の手順を示すフローチャートである。図7に手順を示す測定力測定方法は、制御装置を用いて測定力測定プログラムを実行して実現し得る。 Figure 7 is a flow chart showing the steps of the measuring force adjustment method when replacing the stylus. The measuring force measurement method shown in Figure 7 can be realized by executing a measuring force measurement program using a control device.

スタイラス変更工程S10では、スタイラス44が交換される。スタイラス変更工程S10の後に、下限検出値測定工程S12へ進む。 In the stylus changing process S10, the stylus 44 is replaced. After the stylus changing process S10, the process proceeds to the lower limit detection value measuring process S12.

下限検出値測定工程S12では、下限検出値Dを測定する。すなわち、スタイラス44を下限位置へ移動させ、差動変圧器型センサ46の検出値を取得する。下限検出値測定工程S12の後に、測定力算出工程S14へ進む。 In the lower limit detection value measuring step S12, the lower limit detection value Dt is measured. That is, the stylus 44 is moved to the lower limit position, and the detection value of the differential transformer type sensor 46 is obtained. After the lower limit detection value measuring step S12, the process proceeds to a measuring force calculation step S14.

測定力算出工程S14では、交換後のスタイラス44における測定力Fが算出される。まず、図5に示した基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を用いて、下限検出値測定工程S12において測定された下限検出値Dを基準測定力Fに変換する。下限検出値Dに対応する基準測定力Fを用いて、交換後のスタイラス44における測定対象の測定力Fが算出される。 In the measuring force calculation step S14, the measuring force F of the replaced stylus 44 is calculated. First, the lower limit detection value Dt measured in the lower limit detection value measurement step S12 is converted to a reference measuring force F0 using the relationship between the reference measuring force F0 and the lower limit detection value Dt shown in Fig. 5. The measuring force F of the measurement target of the replaced stylus 44 is calculated using the reference measuring force F0 corresponding to the lower limit detection value Dt .

交換後のスタイラス44の全長をLとした場合の、交換後のスタイラス44における測定対象の測定力Fは、以下の式1を用いて表される。 When the total length of the replaced stylus 44 is L, the measurement force F of the measurement object of the replaced stylus 44 is expressed by the following formula 1.

F=(L/L)×F …式1
測定力算出工程S14の後に、判定工程S16へ進む。測定力算出工程S14の後に、表示装置24を用いて測定力を表示する表示工程を実行してもよい。判定工程S16では、測定力算出工程S14において算出された測定対象の測定力Fが、交換後のスタイラス44の測定力の目標値と一致しているか否かを判定する。
F=(L 0 /L)×F 0 ...Formula 1
After the measuring force calculation step S14, the process proceeds to a determination step S16. After the measuring force calculation step S14, a display step of displaying the measuring force using the display device 24 may be executed. In the determination step S16, It is determined whether the measuring force F of the measurement object calculated in step S14 matches the target value of the measuring force of the replaced stylus 44.

判定工程S16において、測定力算出工程S14において算出された測定対象の測定力Fが、交換後のスタイラス44の測定力の目標値と一致していない場合はNo判定となる。なお、ここでいう一致とは、規定の範囲内の誤差を有する場合が含まれてもよい。 In the judgment step S16, if the measuring force F of the measurement object calculated in the measuring force calculation step S14 does not match the target value of the measuring force of the replaced stylus 44, the result is No. Note that the term "match" here may include cases where there is an error within a specified range.

すなわち、判定工程S16において、測定力算出工程S14において算出された測定対象の測定力Fが、交換後のスタイラス44の測定力の目標範囲から外れている場合にNo判定としてもよい。No判定の場合、測定力調整工程S18へ進む。 In other words, in the judgment step S16, if the measuring force F of the measurement object calculated in the measuring force calculation step S14 is outside the target range of the measuring force of the replaced stylus 44, a No judgment may be made. If the judgment is No, the process proceeds to the measuring force adjustment step S18.

測定力調整工程S18では、測定力の目標値に対応する下限検出値Dとなるように、図2に示した測定力調整機構56を用いて測定対象の測定力Fが調整される。測定力調整工程S18の後に、下限検出値測定工程S12へ進み、判定工程S16においてYes判定となるまで、下限検出値測定工程S12から測定力調整工程S18までの各工程が繰り返し実行される。 In the measuring force adjustment step S18, the measuring force F of the object to be measured is adjusted using the measuring force adjustment mechanism 56 shown in Fig. 2 so as to become the lower limit detection value Dt corresponding to the target value of the measuring force. After the measuring force adjustment step S18, the process proceeds to the lower limit detection value measurement step S12, and each step from the lower limit detection value measurement step S12 to the measuring force adjustment step S18 is repeatedly executed until the judgment step S16 is judged as Yes.

一方、判定工程S16において、測定力算出工程S14において算出された測定対象の測定力Fが、交換後のスタイラス44の測定力の目標値と一致している場合は、Yes判定となる。Yes判定の場合は、測定力測定方法は終了される。 On the other hand, in the judgment step S16, if the measuring force F of the measurement object calculated in the measuring force calculation step S14 matches the target value of the measuring force of the replaced stylus 44, the judgment is Yes. If the judgment is Yes, the measuring force measurement method is terminated.

[作用効果]
上記の如く構成された粗さ測定機10、及び測定力測定方法によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
[Action and Effect]
According to the roughness measuring instrument 10 and the measuring force measuring method configured as above, the following advantageous effects can be obtained.

〔1〕
検出アーム42の基端部に連結された検出器アーム60、及びスタイラス44の下端位置において、検出器アーム60の位置を規制するストッパ62を備える。検出器アーム60の撓みに応じた差動変圧器型センサ46の検出値を取得する。予め記憶されている基準測定力Fと下限検出値Dとの関係を参照して測定対象の測定力Fが導出される。これにより、測定子20の変位量を検出する差動変圧器型センサ46を用いて、測定子20に付与される測定力の測定が可能である。
[1]
The device includes a detector arm 60 connected to the base end of the detection arm 42, and a stopper 62 that regulates the position of the detector arm 60 at the lower end position of the stylus 44. A detection value of the differential transformer sensor 46 corresponding to the deflection of the detector arm 60 is obtained. The measuring force F of the measurement object is derived by referring to a relationship between a reference measuring force F0 and a lower limit detection value Dt that is stored in advance. This makes it possible to measure the measuring force applied to the measuring point 20 using the differential transformer sensor 46 that detects the amount of displacement of the measuring point 20.

〔2〕
表示装置24を用いて測定された測定対象の測定力Fを表示する。これにより、オペレータ等はスタイラス44ごとの測定力を把握し得る。
[2]
The measuring force F of the measured object is displayed using the display device 24. This allows an operator or the like to grasp the measuring force for each stylus 44.

〔3〕
測定力調整機構56を備える。下限検出値Dを測定しながら測定対象の測定力Fを調整する。これにより、測定対象の測定力Fを目標とする測定力に調整することが可能であ
る。
[3]
A measuring force adjustment mechanism 56 is provided. The measuring force F of the measurement object is adjusted while measuring the lower limit detection value Dt . This makes it possible to adjust the measuring force F of the measurement object to a target measuring force.

[検出器アームの変形例]
図2に示した検出器アーム60は、検出アーム42と同一の材料を適用可能である。すなわち、検出器アーム60は、検出アーム42の基端部42Bを延長して構成することが可能である。検出アーム42の基端部42Bを延長する場合、差動変圧器型センサ46との接続部よりも基端側が検出器アーム60として機能する。
[Modifications of the detector arm]
2 can be made of the same material as the detection arm 42. That is, the detector arm 60 can be configured by extending the base end 42B of the detection arm 42. When the base end 42B of the detection arm 42 is extended, the base end side of the connection part with the differential transformer type sensor 46 functions as the detector arm 60.

検出器アーム60は、検出アーム42と異なる材料を用いてもよい。検出器アーム60は、検出アーム42と比較して、撓みやすい材料を適用し得る。検出アーム42と検出器アーム60との連結は連結部材を用いてもよい。 The detector arm 60 may be made of a material different from that of the detection arm 42. The detector arm 60 may be made of a material that is more flexible than the detection arm 42. A connecting member may be used to connect the detection arm 42 and the detector arm 60.

検出器アーム60は、部分的に撓みやすい材料を用いてもよい。例えば、検出アーム42との連結部分側に撓み易い材料を用いてもよい。 The detector arm 60 may be made of a material that is partially flexible. For example, a flexible material may be used on the side where it is connected to the detection arm 42.

検出器アーム60は、検出アーム42と同一の形状を適用してもよい。同様の形状とは、厳密には異なる形状であるものの、実質的に同一の形状とみなし得る場合が含まれてもよい。検出アーム42と異なる形状を適用してもよい。検出器アーム60の形状の一例として、円柱、及び四角柱等が挙げられる。 The detector arm 60 may have the same shape as the detection arm 42. A similar shape may include a case where the shape is different in the strict sense, but can be considered to be substantially the same shape. A shape different from the detection arm 42 may be used. Examples of the shape of the detector arm 60 include a cylinder and a square prism.

[ストッパの変形例]
図8はストッパの変形例に係る変位検出器の概略構成図である。図8に示した変位検出器18Aは、図2に示した検出器アーム60に代わり、検出器アーム60Aを備える。また、ストッパ62に代わり、ストッパ62Aを備える。
[Modification of the stopper]
Fig. 8 is a schematic diagram of a displacement detector according to a modified example of the stopper. The displacement detector 18A shown in Fig. 8 includes a detector arm 60A instead of the detector arm 60 shown in Fig. 2. Also, the stopper 62 is replaced by a stopper 62A.

図8に示した検出器アーム60Aは、磁性体が適用される。また、ストッパ62Aは、コイルを用いた電磁石が適用される。すなわち、図8に示した変位検出器18Aは、磁力を用いて検出器アーム60Aがストッパ62Aの位置に固定される。換言すると、ストッパ62Aは、検出器アーム60Aの位置を規制する。 A magnetic material is applied to the detector arm 60A shown in FIG. 8. An electromagnet using a coil is applied to the stopper 62A. That is, in the displacement detector 18A shown in FIG. 8, the detector arm 60A is fixed to the position of the stopper 62A using magnetic force. In other words, the stopper 62A regulates the position of the detector arm 60A.

図8に示した変位検出器18Aは、スタイラス44の上限位置にスタイラス44を移動させて、差動変圧器型センサ46の検出値を取得する。 The displacement detector 18A shown in FIG. 8 moves the stylus 44 to its upper limit position and obtains the detection value of the differential transformer sensor 46.

ストッパ62Aを移動させるストッパ移動部を備え、スタイラス44の上限位置から下限位置の間の任意の位置において検出器アーム60の位置を規制し、検出器アーム60を撓ませた状態の差動変圧器型センサ46の検出信号を取得してもよい。 A stopper moving unit may be provided to move the stopper 62A, and the position of the detector arm 60 may be restricted at any position between the upper limit position and the lower limit position of the stylus 44, and a detection signal from the differential transformer sensor 46 may be obtained when the detector arm 60 is deflected.

[センサの変形例]
図9はセンサの変形例に係る変位検出器の概略構成図である。図9は、輪郭形状測定機への適用例である。図9に示した変位検出器18Bは、図2に示した差動変圧器型センサ46に代わり、スケール型センサ46Bを備える。
[Modification of the sensor]
Fig. 9 is a schematic diagram of a displacement detector according to a modified example of the sensor. Fig. 9 shows an example of application to a contour measuring machine. The displacement detector 18B shown in Fig. 9 includes a scale type sensor 46B instead of the differential transformer type sensor 46 shown in Fig. 2.

また、変位検出器18Bは、図2に示した検出器アーム60に代わり検出器アーム60Bを備え、かつ、ストッパ62に代わりストッパ62Bを備える。 In addition, the displacement detector 18B has a detector arm 60B instead of the detector arm 60 shown in FIG. 2, and has a stopper 62B instead of the stopper 62.

スケール型センサ46Bは、アーム回転支点40よりも検出アーム42の先端側の位置に取り付けられる。検出器アーム60Bは、取付部材63を介して検出アーム42に取り付けられる。取付部材63は、検出器アーム60Bの基端部に連結される。 The scale-type sensor 46B is attached to a position closer to the tip of the detection arm 42 than the arm rotation fulcrum 40. The detector arm 60B is attached to the detection arm 42 via an attachment member 63. The attachment member 63 is connected to the base end of the detector arm 60B.

検出アーム42における検出器アーム60Bの取付位置は、アーム回転支点40よりも検出アーム42の先端側の位置であり、かつ、スケール型センサ46Bの位置よりも検出アーム42の基端側の位置である。 The attachment position of the detector arm 60B on the detection arm 42 is a position closer to the tip of the detection arm 42 than the arm rotation fulcrum 40, and is a position closer to the base end of the detection arm 42 than the position of the scale-type sensor 46B.

取付部材63は、検出アーム42と同様の剛性を有することが好ましい。同様の剛性は、同一の作用効果を得ることが可能な範囲を表す。例えば、検出アーム42と同一の材料を適用し得る。検出アーム42と検出器アーム60Bとは平行に配置してもよい。平行は、非平行のうち、平行とみなし得る実質的な平行を含み得る。 The mounting member 63 preferably has the same rigidity as the detection arm 42. Similar rigidity indicates the range in which the same action and effect can be obtained. For example, the same material as the detection arm 42 may be used. The detection arm 42 and the detector arm 60B may be arranged in parallel. Parallel may include substantially parallel, which can be considered as parallel, among non-parallel.

ストッパ62Bは、検出器アーム60Bの先端部と接触する位置に配置される。ストッパ62Bは、スケール型センサ46Bを固定する固定部材47に取り付けられる。 The stopper 62B is positioned so that it comes into contact with the tip of the detector arm 60B. The stopper 62B is attached to the fixing member 47 that fixes the scale-type sensor 46B.

変位検出器18Bは、図2に示した測定力調整機構56に代わり、測定力調整機構56Bを備える。測定力調整機構56Bは、錘57A、ネジ57B、及びフレーム57Cを備える。錘57Aは、ネジ57Bを用いて、検出アーム42に沿って移動自在に支持される。ネジ57Bは、フレーム57Cを用いて検出アーム42に取り付けられる。 The displacement detector 18B has a measuring force adjustment mechanism 56B instead of the measuring force adjustment mechanism 56 shown in FIG. 2. The measuring force adjustment mechanism 56B has a weight 57A, a screw 57B, and a frame 57C. The weight 57A is supported by the screw 57B so as to be freely movable along the detection arm 42. The screw 57B is attached to the detection arm 42 by the frame 57C.

測定力調整機構56Bは、ネジ57Bを動作させて錘57Aの位置を調整可能である。測定力調整機構56Bは、錘57Aの位置に応じて検出アーム42、及びスタイラス44の全体の重心位置を変化させることで、測定力の調整が可能となっている。測定力調整機構56Bは、測定力付与部の一例、及び測定力調整部の一例に相当する。 The measuring force adjustment mechanism 56B can adjust the position of the weight 57A by operating the screw 57B. The measuring force adjustment mechanism 56B can adjust the measuring force by changing the overall center of gravity position of the detection arm 42 and the stylus 44 according to the position of the weight 57A. The measuring force adjustment mechanism 56B corresponds to an example of a measuring force applying section and an example of a measuring force adjusting section.

以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者により、多くの変形が可能である。 The above-described embodiment of the present invention may have its constituent elements modified, added, or deleted as appropriate without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications may be made by a person having ordinary knowledge in the relevant field within the technical concept of the present invention.

10…粗さ測定機、18…変位検出器、18A…変位検出器、18B…変位検出器、20…測定子、24…表示装置、40…アーム回転支点、42…検出アーム、42A…先端部、42B…基端部、44…スタイラス、46…差動変圧器型センサ、46B…スケール型センサ、50…触針、54…付勢部材、56…測定力調整機構、60…検出器アーム、60A…検出器アーム、60B…検出器アーム、62…ストッパ、62A…ストッパ、62B…ストッパ、200…信号処理部、206…演算部、208…記憶部 10...Roughness measuring instrument, 18...Displacement detector, 18A...Displacement detector, 18B...Displacement detector, 20...Probe, 24...Display device, 40...Arm rotation fulcrum, 42...Detection arm, 42A...Tip, 42B...Base, 44...Stylus, 46...Differential transformer type sensor, 46B...Scale type sensor, 50...Sensor, 54...Pressing member, 56...Measuring force adjustment mechanism, 60...Detector arm, 60A...Detector arm, 60B...Detector arm, 62...Stopper, 62A...Stopper, 62B...Stopper, 200...Signal processing unit, 206...Calculation unit, 208...Storage unit

Claims (5)

回転支点で回転可能に支持されたアームのアーム先端部側に取り付けられた測定子を被測定物に対して移動させて、前記被測定物の形状を測定する形状測定機であって、
前記アームに取り付けられ、前記測定子の測定子先端部の変位量に対応する検出値を取得するセンサと、
前記アームに取り付けられ、前記アームを付勢して、前記測定子先端部に測定力を付与する測定力付与部と、
前記アーム先端部と反対側の前記アームのアーム基端部を規制する規制部と、
を備え、
前記センサは、前記アームを付勢することにより前記アーム基端部の位置を前記規制部で規制した状態で前記測定力に対応する前記検出値を取得する、形状測定機。
1. A shape measuring machine for measuring a shape of a workpiece by moving a measuring element attached to a tip end side of an arm rotatably supported on a rotation fulcrum relative to the workpiece, comprising:
a sensor attached to the arm for obtaining a detection value corresponding to a displacement amount of a tip of the measuring element;
a measuring force applying unit attached to the arm and biasing the arm to apply a measuring force to the tip of the probe;
a restricting portion that restricts a base end portion of the arm on the opposite side to the arm tip portion;
Equipped with
The sensor obtains the detection value corresponding to the measuring force in a state in which the position of the base end of the arm is regulated by the regulating portion by biasing the arm.
前記センサは、前記アーム基端部が撓んだ状態で前記測定力に対応する前記検出値を取得する、請求項1に記載の形状測定機。 The shape measuring machine according to claim 1, wherein the sensor obtains the detection value corresponding to the measuring force when the base end of the arm is bent. 前記測定力付与部において前記アームに取り付けられた一端と反対側の他端に取り付けられ、前記測定子先端部に付与する測定力を調整する測定力調整機構を備える、請求項1又は2に記載の形状測定機。 The shape measuring instrument according to claim 1 or 2, further comprising a measuring force adjustment mechanism attached to the other end of the measuring force applying section opposite to the end attached to the arm, for adjusting the measuring force applied to the tip of the measuring probe. 前記測定力調整機構は、前記検出値と前記測定力との関係に基づいて、前記測定力を前記測定子先端部の目標測定力に調整する、請求項3に記載の形状測定機。 The shape measuring instrument according to claim 3, wherein the measuring force adjustment mechanism adjusts the measuring force to a target measuring force of the tip of the probe based on the relationship between the detection value and the measuring force. 回転支点で回転可能に支持され、アーム先端部と反対側のアーム基端部とを有するアームを備え、前記アーム先端部側に取り付けられた測定子を被測定物に対して移動させて、前記被測定物の形状を測定する形状測定機に適用される前記測定子の測定子先端部に付与する測定力の調整方法であって、
前記測定子を交換し、
前記アームを付勢することにより前記アーム基端部の位置を規制して検出値を取得し、
前記検出値と前記測定力との関係と取得した前記検出値とに基づいて前記測定力を算出し、
前記測定子先端部に付与する前記測定力を前記測定子先端部の目標測定力に調整する、測定力調整方法。
1. A method for adjusting a measuring force applied to a tip end of a measuring probe applied to a shape measuring machine comprising: an arm rotatably supported on a rotation fulcrum, the arm having an arm tip and an arm base end opposite the arm tip, the measuring probe attached to the arm tip side being moved relative to a workpiece to measure the shape of the workpiece, the method comprising:
Replace the probe,
The arm is biased to regulate the position of the base end of the arm and obtain a detection value.
calculating the measuring force based on the relationship between the detection value and the measuring force and the obtained detection value;
A measuring force adjusting method for adjusting the measuring force applied to the tip of the probe to a target measuring force of the tip of the probe.
JP2023129802A 2018-03-29 2023-08-09 Shape measuring instrument and measuring force adjustment method Active JP7565488B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023129802A JP7565488B2 (en) 2018-03-29 2023-08-09 Shape measuring instrument and measuring force adjustment method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018064819A JP7121895B2 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Shape measuring instruments
JP2022119229A JP7339577B2 (en) 2018-03-29 2022-07-27 Shape measuring machine and measuring force adjustment method
JP2023129802A JP7565488B2 (en) 2018-03-29 2023-08-09 Shape measuring instrument and measuring force adjustment method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022119229A Division JP7339577B2 (en) 2018-03-29 2022-07-27 Shape measuring machine and measuring force adjustment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023138722A JP2023138722A (en) 2023-10-02
JP7565488B2 true JP7565488B2 (en) 2024-10-11

Family

ID=68170261

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018064819A Active JP7121895B2 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Shape measuring instruments
JP2022119229A Active JP7339577B2 (en) 2018-03-29 2022-07-27 Shape measuring machine and measuring force adjustment method
JP2023129802A Active JP7565488B2 (en) 2018-03-29 2023-08-09 Shape measuring instrument and measuring force adjustment method

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018064819A Active JP7121895B2 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Shape measuring instruments
JP2022119229A Active JP7339577B2 (en) 2018-03-29 2022-07-27 Shape measuring machine and measuring force adjustment method

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP7121895B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114930241A (en) 2020-01-24 2022-08-19 松下知识产权经营株式会社 Optical device and optical detection system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000111334A (en) 1998-09-30 2000-04-18 Mitsutoyo Corp Surface follow-up type measuring machine
JP2001133248A (en) 1999-11-01 2001-05-18 Mitsutoyo Corp Detector for surface property measuring instrument
JP2008026128A (en) 2006-07-20 2008-02-07 Mitsutoyo Corp Surface following type measuring instrument
US20120266475A1 (en) 2011-04-19 2012-10-25 Mitutoyo Corporation Surface texture measuring instrument
JP2013113715A (en) 2011-11-29 2013-06-10 Mitsutoyo Corp Surface quality measuring machine
JP2015200589A (en) 2014-04-09 2015-11-12 株式会社ミツトヨ Shape measuring instrument

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2853795B2 (en) * 1993-03-04 1999-02-03 株式会社東京精密 Surface profile measuring machine
JP2556550Y2 (en) * 1993-06-10 1997-12-03 株式会社東京精密 Surface profile measuring machine
JP3273026B2 (en) * 1998-09-02 2002-04-08 株式会社ミツトヨ Surface tracking type measuring machine
JP3967274B2 (en) * 2003-02-27 2007-08-29 株式会社ミツトヨ measuring device
CN104040288B (en) * 2012-01-04 2016-12-14 株式会社东京精密 Contour shape surface roughness measurement device and contour shape surface roughness measurement method
EP2990754B1 (en) * 2013-04-26 2017-10-11 Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Shape measurement machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000111334A (en) 1998-09-30 2000-04-18 Mitsutoyo Corp Surface follow-up type measuring machine
JP2001133248A (en) 1999-11-01 2001-05-18 Mitsutoyo Corp Detector for surface property measuring instrument
JP2008026128A (en) 2006-07-20 2008-02-07 Mitsutoyo Corp Surface following type measuring instrument
US20120266475A1 (en) 2011-04-19 2012-10-25 Mitutoyo Corporation Surface texture measuring instrument
JP2013113715A (en) 2011-11-29 2013-06-10 Mitsutoyo Corp Surface quality measuring machine
JP2015200589A (en) 2014-04-09 2015-11-12 株式会社ミツトヨ Shape measuring instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019174358A (en) 2019-10-10
JP7339577B2 (en) 2023-09-06
JP7121895B2 (en) 2022-08-19
JP2022136218A (en) 2022-09-15
JP2023138722A (en) 2023-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2075566B1 (en) Indentation testing instrument and indentation testing method
US6874243B2 (en) Measuring instrument
US8096061B2 (en) Instrument for measuring dimensions and height gauge
US6539809B1 (en) Test apparatus for measuring stresses and strains
JP7565488B2 (en) Shape measuring instrument and measuring force adjustment method
WO2010084662A1 (en) Load measuring apparatus
JP6011486B2 (en) Material testing machine
EP2669653A1 (en) Indentation tester
JP3739314B2 (en) Material surface mechanical property testing equipment
KR101699111B1 (en) Scanning probe microscope having support stage incorporating a kinematic flexure arrangement
JP4344850B2 (en) Micro material testing equipment
JP6361757B1 (en) Detector for surface measuring machine
JP5986880B2 (en) Measuring machine and measuring force adjusting method
JP4376858B2 (en) Measuring device and measuring method for ultra-fine hardness etc.
Niehe A new force measuring facility for the range of 10 mN to 10 N
US8865989B1 (en) Kinetic measurement of piano key mechanisms for inertial properties and keystroke characteristics
JP7259198B2 (en) Surface shape measuring device
JP4671045B2 (en) Material testing machine
JP2006194604A (en) Mechanical characteristic calculating program and mechanical characteristic measuring instrument
JP4659529B2 (en) Stylus type step gauge for surface shape measurement and automatic calibration method thereof
JP2001249018A (en) Surface mechanical characteristic measuring apparatus and method thereof
CN108027389B (en) Positioning arm and method for placing a scanning head on a support surface
JP2005098898A (en) Thread tension measuring method and its device
JP2000042973A (en) Microforce impressing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7565488

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150