(57)【要約】【課題】表面性状測定機において検出器と測定対象物との相対位置を調整する機能と、検出器または測定対象物の傾斜角度を調整する機能とをコンパクトな構成で実現できる昇降傾斜調整装置を提供すること。【解決手段】ベース５１と、載置面５２１に平行な方向に沿った２箇所の作用点５２２を有し、ベース５１との間隔が可変となるように設けられたテーブル５２と、各作用点５２２を支持するとともに、各作用点５２２とベース５１との間隔が増減する方向へ、各作用点５２２をそれぞれ移動させる一対の移動手段５３と、移動手段５３を駆動する駆動源とを備える。移動手段５３が、各作用点５２２を同じ移動量、同じ方向に移動させた場合、載置面５２１が平行移動し、移動手段５３が、各作用点５２２のうちの一方を移動させた場合、各作用点５２２の間に設けられた支点５２３を中心として、載置面５２１が揺動する。【選択図】図４
2010032323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
載置面および前記載置面に平行な方向に沿った２箇所の作用点を有し、前記ベースとの間隔が可変となるように設けられたテーブルと、
前記ベースに設けられ、前記各作用点を支持するとともに、前記各作用点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記各作用点をそれぞれ移動させる一対の移動手段と、
前記一対の移動手段を駆動する駆動源と、を備え、
前記一対の移動手段が、前記各作用点を同じ移動量、同じ方向に移動させた場合、
前記載置面が平行移動し、前記載置面に載置された被載置物の昇降位置が調整され、
前記一対の移動手段が、前記各作用点のうちの一方を移動させた場合、
前記載置面に平行な方向において前記２箇所の作用点の間に設けられた支点を中心として、前記載置面が揺動し、前記載置面に載置された被載置物の傾斜角度が調整される
ことを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の昇降傾斜調整装置において、
前記支点を前記平行移動方向に沿って直線的に案内する支点案内手段を備え、
前記支点案内手段は、前記ベースに設けられたガイドと、前記ガイドによって前記載置面の前記平行移動方向に沿って直線的に案内され、かつ、前記テーブルの前記支点を中心として軸支されたアームと、を有することを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項３】
請求項１に記載の昇降傾斜調整装置において、
前記支点を前記平行移動方向に沿って直線的に案内する支点案内手段を備え、
前記支点案内手段は、前記テーブルの前記支点を中心として揺動可能に設けられた連結部材と、前記連結部材を前記載置面の前記平行移動方向に沿って直線的に案内し、かつ、前記ベースに設けられたパンタグラフ機構と、を有することを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の昇降傾斜調整装置において、
前記移動手段は、斜面を有するスライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向に直角な方向へ前記スライダを移動させるスライダ移動部材と、を有し、
前記テーブルには、前記斜面に当接する作用点部材が設けられ、これらの斜面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、前記スライダの移動によって、前記当接部が前記斜面に沿って移動することを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の昇降傾斜調整装置において、
前記移動手段は、前記テーブルに対向する対向面を有するスライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記スライダを移動させるスライダ移動部材と、を有し、
前記テーブルには、前記対向面に当接する作用点部材が設けられ、これら対向面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、
前記載置面が平行移動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴わずに、前記当接部が前記間隔増減方向に移動し、
前記載置面が前記支点を中心に揺動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴って、前記当接部が前記間隔増減方向に移動する
ことを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の昇降傾斜調整装置において、
前記作用点部材は、前記テーブルに回転自在に支持されたローラである
ことを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項７】
請求項１に記載の昇降傾斜調整装置において、
前記支点は、２箇所の前記作用点のいずれか一方と一致して形成され、
前記一対の移動手段のうちの一方は、前記支点を支持するとともに、前記支点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記支点を移動させる支点移動手段であり、
前記一対の移動手段のうちの他方は、前記作用点を支持するとともに、前記作用点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記作用点を移動させる作用点移動手段であることを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【請求項８】
請求項７に記載の昇降傾斜調整装置において、
前記支点移動手段は、前記テーブルの前記支点を軸支する支点スライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記支点スライダを移動させる支点スライダ移動部材と、を有し、
前記作用点移動手段は、前記テーブルに対向する対向面を有する作用点スライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記作用点スライダを移動させる作用点スライダ移動部材と、を有し、
前記テーブルには、前記対向面に当接する作用点部材が設けられ、これらの対向面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、
前記載置面が平行移動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴わずに、前記当接部が前記間隔増減方向に移動し、
前記載置面が前記支点を中心に揺動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴って、前記当接部が前記間隔増減方向に移動する
ことを特徴とする昇降傾斜調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗さ測定や輪郭測定等の形状測定を行う表面性状測定機に用いる昇降傾斜調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば円筒形状や円錐形状の稜線を有する測定対象物の粗さ測定を行う表面性状測定機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の表面性状測定機は、検出器に対して測定対象物を相対移動させる駆動機構を有するもので、本測定を行う前に仮測定を行い、テーブル上に載置された測定対象物の姿勢を、基準姿勢（本測定を行う際の姿勢）に全自動で修正し、測定対象物の位置決めを行うものであり、短時間で測定を行うことができる。ここで、測定対象物の位置決めには、例えば、検出器のＺ軸方向（検出器の測定方向に直交する方向）の昇降位置を調整（オートセット）したり、測定対象物の被測定面に対して検出器の測定方向が平行となるように測定対象物の傾斜角度を調整（オートレベリング）したりすることが含まれる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２９１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の表面性状測定機にて、測定対象物の位置決めを全自動にて行うためには、テーブルを傾斜させるテーブル傾斜装置、および、Ｚ軸方向に検出器を移動させる電動コラム装置を組み合わせて使用しなければならず、表面性状測定機が大掛かりなシステム構成となってしまい、広い設置スペースが必要となったり、装置費用が増大したりするという問題がある。
また、比較的小さな測定対象物の粗さ測定を行う場合、持ち運びが容易な可搬型の小型表面性状測定機が用いられている。小型表面性状測定機は、検出器を測定対象物の表面に沿って移動させて測定する駆動ユニットと、駆動ユニットの制御や検出器からの検出信号の処理を行う電装ユニットとから構成されている。このような小型表面性状測定機では、被測定物のレベル出しを手動で行っている場合が多く、手動によるレベル出しでは調整に要する時間が長くなり、同一箇所の測定における再現性が悪化する。また、ドーナツ状の測定対象物の両端を測定する場合、手動によるレベル出しでは２箇所目の測定位置に移動する際、検出器先端のスタイラスが穴に落ち込んで破損するおそれがあり、このような複数個所の測定が困難となる場合があった。そのため、小型表面性状測定機においても自動で位置決めできる装置の要求が高くなっている。
【０００５】
本発明の目的は、表面性状測定機において測定対象物の位置決めを行う際に用いることができ、検出器と測定対象物との相対位置を調整（オートセット）する機能と、検出器の測定方向と測定対象物の被測定面とが平行となるように検出器または測定対象物の傾斜角度を調整（オートレベリング）する機能とをコンパクトな構成で実現でき、かつ、従来、手動で行っていた調整の操作性を向上させることができる昇降傾斜調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の昇降傾斜調整装置は、ベースと、載置面および前記載置面に平行な方向に沿った２箇所の作用点を有し、前記ベースとの間隔が可変となるように設けられたテーブルと、前記ベースに設けられ、前記各作用点を支持するとともに、前記各作用点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記各作用点をそれぞれ移動させる一対の移動手段と、前記一対の移動手段を駆動する駆動源と、を備え、前記一対の移動手段が、前記各作用点を同じ移動量、同じ方向に移動させた場合、前記載置面が平行移動し、前記載置面に載置された被載置物の昇降位置が調整され、前記一対の移動手段が、前記各作用点のうちの一方を移動させた場合、前記載置面に平行な方向において前記２箇所の作用点の間に設けられた支点を中心として、前記載置面が揺動し、前記載置面に載置された被載置物の傾斜角度が調整されることを特徴とする。
【０００７】
ここで、一対の移動手段が、各作用点を異なる向きに移動させると載置面が平行移動し、あるいは、一方の作用点だけを移動させると、載置面が支点まわりに揺動する。言い換えれば、一対の移動手段は、各作用点の間隔増減方向への相対的な変化量がゼロとなるように、各作用点を移動させることで、あるいは、相対的な変化量が生じるように、各作用点を移動させることで、載置面の昇降位置および傾斜角度を調整することができる。
【０００８】
この構成によれば、一対の移動手段の一方または両方を駆動させることで、被載置物の昇降位置の調整および傾斜角度の調整の両方をコンパクトな構成で実現でき、表面性状測定機の測定対象物の位置決めを行う際に用いることができる。
具体的には、例えば、載置面に測定対象物または検出器を備えた測定装置を載置し、検出器を測定方向に移動させながら測定対象物の表面性状を測定する際に、本発明の昇降傾斜調整装置を用いれば、検出器と測定対象物との相対位置を調整（オートセット）する機能と、検出器の測定方向と測定対象物の被測定面とが平行となるように検出器または測定対象物の傾斜角度を調整（オートレベリング）する機能とをコンパクトに構成できる。
また、駆動源によって一対の移動手段を駆動させるので、従来、手動で行っていた調整の操作性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記支点を前記平行移動方向に沿って直線的に案内する支点案内手段を備え、前記支点案内手段は、前記ベースに設けられたガイドと、前記ガイドによって前記載置面の前記平行移動方向に沿って直線的に案内され、かつ、前記テーブルの前記支点を中心として軸支されたアームと、を有することが好ましい。
また、本発明の昇降傾斜調整装置では、前記支点を前記平行移動方向に沿って直線的に案内する支点案内手段を備え、前記支点案内手段は、前記テーブルの前記支点を中心として揺動可能に設けられた連結部材と、前記連結部材を前記載置面の前記平行移動方向に沿って直線的に案内し、かつ、前記ベースに設けられたパンタグラフ機構と、を有することが好ましい。
【００１０】
以上の構成によれば、ガイドおよびガイドに直線的に案内されるアームから構成され、または、パンタグラフ機構によって構成された支点案内手段によって、載置面の平行移動方向に沿って支点が直線的に案内されるので、支点がその他の方向には移動しないで、支点を基準にテーブルの傾斜角度を調整する際の精度を向上させることができる。
なお、パンタグラフ機構を用いる場合、支点案内手段の軽量化が図れる。
【００１１】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記移動手段は、斜面を有するスライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向に直角な方向へ前記スライダを移動させるスライダ移動部材と、を有し、前記テーブルには、前記斜面に当接する作用点部材が設けられ、これらの斜面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、前記スライダの移動によって、前記当接部が前記斜面に沿って移動することが好ましい。
【００１２】
この構成にて、作用点を構成する斜面と作用点部材との当接部は、スライダの斜面に沿って移動することで、ベースとの間隔が増減する方向に移動する。
この構成によれば、載置面の平行移動方向に直角な方向にスライダを移動させればよい。例えば、載置面の平行移動方向が垂直方向の場合には、スライダを水平方向に沿って移動させればよい。従って、スライダを垂直方向に移動させる場合よりも、移動手段の高さ方向の寸法を小さくすることができる。
【００１３】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記移動手段は、前記テーブルに対向する対向面を有するスライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記スライダを移動させるスライダ移動部材と、を有し、前記テーブルには、前記対向面に当接する作用点部材が設けられ、これら対向面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、前記載置面が平行移動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴わずに、前記当接部が前記間隔増減方向に移動し、前記載置面が前記支点を中心に揺動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴って、前記当接部が前記間隔増減方向に移動することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、対向面がテーブルに対向して設けられているので、載置面に載置される被載置物の荷重が作用点部材を介して対向面に略直交する方向に作用し、移動手段によるテーブルの支持を安定させることができる。
【００１５】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記作用点部材は、前記テーブルに回転自在に支持されたローラであることが好ましい。
この構成によれば、作用点部材がローラであるので、ローラが移動する際に、ローラが斜面または対向面を転動するので、ローラと斜面または対向面との当接部の消耗を抑えることができる。
【００１６】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記支点は、２箇所の前記作用点のいずれか一方と一致して形成され、前記一対の移動手段のうちの一方は、前記支点を支持するとともに、前記支点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記支点を移動させる支点移動手段であり、前記一対の移動手段のうちの他方は、前記作用点を支持するとともに、前記作用点と前記ベースとの間隔が増減する間隔増減方向へ、前記作用点を移動させる作用点移動手段であることが好ましい。
この構成によれば、支点が、２箇所の作用点の一方と一致して形成されているので、支点案内手段を省略することができ、部品点数の削減化を図ることができる。
【００１７】
本発明の昇降傾斜調整装置では、前記支点移動手段は、前記テーブルの前記支点を軸支する支点スライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記支点スライダを移動させる支点スライダ移動部材と、を有し、前記作用点移動手段は、前記テーブルに対向する対向面を有する作用点スライダと、前記駆動源に接続されるとともに前記載置面の前記平行移動方向へ前記作用点スライダを移動させる作用点スライダ移動部材と、を有し、前記テーブルには、前記対向面に当接する作用点部材が設けられ、これらの対向面および作用点部材の当接部によって前記作用点が構成され、前記載置面が平行移動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴わずに、前記当接部が前記間隔増減方向に移動し、前記載置面が前記支点を中心に揺動する場合には、前記当接部の前記対向面に沿った移動を伴って、前記当接部が前記間隔増減方向に移動することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、対向面がテーブルに対向して設けられているので、載置面に載置される被載置物の荷重が作用点部材を介して対向面に略直交する方向に作用し、作用点移動手段によるテーブルの支持を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、後述する第２実施形態以降において、以下に説明する第１実施形態での構成部材と同じ構成部材および同様な機能を有する構成部材には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の表面性状測定機１を示す全体構成図である。図２は、表面性状測定機１の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
図１にて、表面性状測定機１は、測定対象物Ｗの粗さ測定や輪郭測定等の形状測定を行うためのものであり、基台２と、測定対象物Ｗを載置する載物台３と、測定装置４と、測定装置４が載置される昇降傾斜調整装置（オートセット−オートレべリングテーブル）５と、測定対象物Ｗに対する測定装置４の位置決めを自動で実施する制御装置６と、を備え、測定装置４が昇降傾斜調整装置５により可動する構成となっている。
また、基台２には、載物台３および昇降傾斜調整装置５の他に、測定装置４と連動する外部装置としてのワーク供給装置７と、パーツボックス８とが載置されている。ＰＬＣや制御ＢＯＸにより構成され、ワーク供給装置７を制御する外部制御装置９は、制御装置６と接続されている。
【００２１】
ワーク供給装置７は、載物台３とパーツボックス８との間を伸縮自在に設けられたアーム７１を有し、アーム７１の先端に取り付けられたヘッド７２がパーツボックス８に収納された測定対象物Ｗを載物台３に載置可能に構成されている。
【００２２】
制御装置６には、外部制御装置９から測定開始／停止信号が入力され、外部制御装置９には、制御装置６からステータス信号（例えば、レディー信号、ＯＫ／ＮＧ信号、測定エラー信号、測定装置４の異常信号）が入力される。
制御装置６は、電装部６Ａおよび外部制御用Ｉ／ＯとしてのＩ／Ｏオプションボード６Ｂを備え、外部制御装置９からの信号は、Ｉ／Ｏオプションボード６Ｂを介して電装部６Ａに送られる。
【００２３】
図２に示すように、測定装置４は、昇降傾斜調整装置５に載置されるＸ軸移動機構４１と、このＸ軸移動機構４１に対してＸ軸方向に移動自在に取り付けられた検出器４２とを備える。ここで、Ｘ軸方向は検出器４２の測定方向と一致する。
検出器４２は、Ｘ軸方向に延設された測定アーム４３と、測定アーム４３の先端に取り付けられたスタイラス（接触子）４４とを有し、スタイラス４４が測定対象物Ｗと接触した際のＺ軸方向のスタイラス４４の変位量を検出可能に構成されている。このＺ軸方向は、測定方向であるＸ軸方向に直交する方向である。
このように測定装置４は、測定対象物Ｗにスタイラス４４を接触させた状態を保ちながら測定アーム４３をＸ軸方向に移動させることにより、スタイラス４４を測定対象物Ｗの表面輪郭形状の凹凸に従ってＺ軸方向に変位させ、この時のスタイラス４４の揺動量を検出し、その揺動量から測定対象物Ｗの輪郭形状や表面粗さ等を測定できるようになっている。
【００２４】
昇降傾斜調整装置５は、詳しくは後述するが、基台２に載置されるベース５１と、ベース５１に移動可能に支持されたテーブル５２と、テーブル５２を移動させる図示しない移動手段と、移動手段を駆動する一対の駆動源５４とを備え、テーブル５２に載置された測定装置４をＬ軸方向に沿って昇降させるとともに、測定装置４をＲ軸まわりに揺動させるためのものである。ここで、Ｌ軸方向を例えば垂直方向としてもよい。また、Ｒ軸は、測定装置４に関するＸ軸およびＺ軸を含む平面に直交する軸であり、本実施形態において測定装置４をＲ軸まわりに揺動させるとは、水平面に対して測定装置４を傾斜させることを示す。
【００２５】
図２において、制御装置６は、Ｘ軸駆動制御手段６１と、測定制御手段６２と、昇降傾斜駆動制御手段６３と、位置決め制御手段６４と、演算手段６５とを含んで構成されており、例えば、マイクロコンピュータやデータ処理装置、およびこれらに内蔵された各種のプログラム等によって構成されている。
Ｘ軸駆動制御手段６１は、測定装置４を用いて測定対象物Ｗの予備測定および本測定を実施する際にＸ軸移動機構４１を駆動制御する。測定制御手段６２は、Ｘ軸駆動制御手段６１に制御信号を送る。昇降傾斜駆動制御手段６３は、昇降傾斜調整装置５を用いて位置決めを実施する際に昇降傾斜調整装置５の一対の駆動源５４を駆動制御する。位置決め制御手段６４は、昇降傾斜駆動制御手段６３に制御信号を送るとともに位置決めの完了信号を測定制御手段６２に送る。演算手段６５は、測定制御手段６２からの測定実施信号を受けて検出器４２からの予備測定結果を取得し、測定対象物Ｗの姿勢の基準姿勢（本測定を行う際の姿勢）に対する誤差を算出して、算出結果に応じた信号を位置決め制御手段６４に送るとともに、検出器４２からの本測定結果を取得して解析処理する。
【００２６】
図３は、測定対象物Ｗの表面性状を測定する手順を説明するフローである。
まず、測定対象物Ｗを載物台３に載置し（ワークセット工程：Ｓ１）、測定を開始する（Ｓ２）。
次に、測定装置４の検出器４２が測定対象物Ｗを検出できる位置まで、検出器４２を垂直移動（オートセット）させて測定対象物Ｗに接近させる（第１のオートセット工程：Ｓ３）。ここでは、位置決め制御手段６４（図２）が昇降傾斜調整装置５を操作して、測定装置４を降下させる。そして、測定装置４により、測定対象物Ｗを予備測定する（予備測定工程：Ｓ４）。ここでは、測定制御手段６２（図２）により検出器４２をＸ軸方向に沿って移動させて、測定対象物Ｗの被測定部分の表面を走査させて、測定結果を演算手段６５（図２）に出力させる。予備測定工程Ｓ４の後、測定装置４を指定量だけ自動退避させる（自動退避工程：Ｓ５）。ここでは、後工程の自動傾斜工程Ｓ６にて測定装置４を傾斜させた際に、検出器４２が測定対象物Ｗと干渉しないように、位置決め制御手段６４が昇降傾斜調整装置５を操作して、測定装置４を指定量だけ上昇させる。
【００２７】
次に、予備測定の測定結果に基づいて演算手段６５により測定対象物Ｗの姿勢の基準姿勢に対する誤差を算出する。例えば、予備測定にて測定された被測定部分の断面曲線に基づいて、検出器４２の測定方向（Ｘ軸方向）に対する被測定部分の表面の傾斜角度を算出する。この演算手段６５の算出結果に基づき、位置決め制御手段６４が昇降傾斜調整装置５を操作して、検出器４２の測定方向と被測定部分の表面とが平行になるように、測定装置４を傾斜させる（自動傾斜工程：Ｓ６）。そして、本測定のために、測定装置４を降下させ（第２のオートセット工程：Ｓ７）、本測定を実施する（本測定工程：Ｓ８）。本測定工程Ｓ８では、予備測定工程Ｓ４と同様に、測定制御手段６２により検出器４２をＸ軸方向に沿って移動させて、測定対象物Ｗの被測定部分の表面性状を測定し、測定結果を演算手段６５に出力する。出力された測定結果は、適宜、解析されるようになっている（結果解析工程：Ｓ９）。
このようにして、測定開始Ｓ２の後、第１のオートセット工程Ｓ３から本測定工程Ｓ８までの一連の操作を全自動で実施することができる。
【００２８】
以上のような全自動測定が可能な表面性状測定機１は、図１に示すように、ワーク供給装置７および外部制御装置９を備え、自動検査システムを構成している。すなわち、ユーザが表面性状測定機１を外部にて制御でき、また、測定結果に基づく合否判断を容易に実施できる。例えば、ユーザは、測定対象物である製品の良品／不良品の選別、仕分け工程を自動的に行うシステムを容易に構築できる。
このように、図１にて制御装置６と外部制御装置９とをＩ/Ｏオプションボード６Ｂを介して接続することで、表面性状測定機１を製造ラインや検査ラインへ容易に組み入れることができる。
【００２９】
なお、表面性状測定機１の構成としては、図１に示す測定装置可動型に限られるものではない。例えば、測定対象物Ｗを昇降傾斜調整装置５に載置して、測定装置４を載物台３に載置して構成される測定対象物可動型としてもよい。この場合、制御装置６は、測定装置４に対する測定対象物Ｗの位置決めを自動で実施する。
【００３０】
以上のような表面性状測定機１を実現するために必須となる昇降傾斜調整装置５について図面に基づいて詳しく説明する。
図４は、昇降傾斜調整装置５の駆動機構を模式的に示す側面図である。
昇降傾斜調整装置５は、ベース５１と、ベース５１との間隔が可変となるように設けられたテーブル５２と、ベース５１に設けられてテーブル５２を昇降移動可能に支持する一対の移動手段５３と、一対の移動手段５３を駆動する駆動源（モータ）５４と、一対の移動手段５３の間に設けられた支点案内手段５５とを備える。
【００３１】
テーブル５２は、載置面５２１と、載置面５２１に平行な方向に沿った２箇所の作用点５２２と、載置面５２１に平行な方向において２箇所の作用点５２２の間に設けられた支点５２３とを有する。この支点５２３は、テーブル５２の中心軸上に設けられている。
【００３２】
移動手段５３は、テーブル５２の各作用点５２２を支持するとともに、各作用点５２２とベース５１との間隔が増減する方向（間隔増減方向）へ、各作用点５２２をそれぞれ移動させることができる。
具体的には、移動手段５３は、斜面５３１を有するスライダ５３２と、このスライダ５３２と螺合する送りねじ（スライダ移動部材）５３３とを有する。送りねじ５３３は、載置面５２１の平行移動方向に直角な方向に沿って設けられ、ベース５１に回転自在に軸支されている。送りねじ５３３は、駆動源５４に接続され、駆動源５４の回転駆動力によって回転するとともに、載置面５２１の平行移動方向に直角な方向へスライダ５３２を移動させる。
【００３３】
また、テーブル５２には、斜面５３１に当接するローラ（作用点部材）５２４が回転自在に支持されている。作用点５２２は、斜面５３１およびローラ５２４の当接部によって構成されており、スライダ５３２が移動すると、作用点５２２が斜面５３１に沿って移動する。
このように、一対の移動手段５３は、テーブル５２の中心軸を挟んで２箇所に設けられた作用点５２２をモータ駆動で垂直方向に移動させる機能を備えている。
なお、本実施形態では、作用点部材として、テーブル５２に回転自在に支持された転動体であるローラ５２４を用いているが、作用点部材としては、斜面を転動あるいは摺動可能な部材であればローラ以外の部材でもよい。
【００３４】
支点案内手段５５は、ベース５１に設けられたガイド５５１と、ガイド５５１によって載置面５２１の平行移動方向であるＬ軸方向（本実施形態では垂直方向）に沿って直線的に案内されるアーム５５２とを有する。アーム５５２の上端は、テーブル５２の支点５２３に軸支されている。
支点案内手段５５によって、支点５２３（傾斜回転中心）がＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３を基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度が向上される。なお、テーブル５２の昇降位置は、２箇所のローラ５２４の支持位置により決定される必要があるため、支点５２３の昇降方向の移動を拘束することができない。そこで本実施形態の支点案内手段５５を用いれば、支点５２３の昇降方向の移動を拘束することなく、支点５２３を直線的に案内できる。
【００３５】
このような構成において、図５に示すように、一対の移動手段５３が、各作用点５２２を同じ移動量、同じ方向に移動させた場合、載置面５２１が平行移動し、載置面５２１に載置された被載置物としての測定装置（不図示）の昇降位置が調整される。すなわち、水平面に直交するＬ軸に沿ってテーブル５２を垂直移動（オートセット）させることができる。ここで、オートセットとは、検出器４２と測定対象物Ｗとの相対位置を調整する機能を示す。
また、図６に示すように、一対の移動手段５３が、各作用点５２２のうちの一方を移動させた場合、支点５２３を中心として、載置面５２１が揺動し、載置面５２１に載置された測定装置の傾斜角度が調整される。すなわち、Ｌ軸に直交し、水平面に平行なＲ軸まわりにテーブル５２を傾斜移動（オートレベリング）させることができる。ここで、オートレベリングとは、検出器４２の測定方向と測定対象物Ｗの被測定面とが平行となるように検出器４２または測定対象物Ｗの傾斜角度を調整する機能を示す。
【００３６】
なお、図３に示すフロー中の自動傾斜工程Ｓ６において、検出器４２（図２）の測定方向に対する被測定部分の表面の傾斜角度が演算手段により算出された後、さらに、算出された傾斜角度に応じた２箇所の作用点５２２の相対高さを計算して、調整すべき各移動手段５３の移動量を制御信号として位置決め制御手段６４（図２）に送ればよい。これによって位置決め制御手段６４は、各移動手段５３をそれぞれ所定量だけ移動させて、テーブル５２を傾斜し、被測定部分の表面に対して検出器４２の測定方向を平行にすることができる。
【００３７】
［本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）一対の移動手段５３の一方または両方を駆動させることで、測定装置４の昇降位置の調整および傾斜角度の調整の両方をコンパクトな構成で実現でき、表面性状測定機１における測定対象物Ｗの位置決めを行うことができる。
（２）駆動源５４によって一対の移動手段５３を駆動させるので、従来、手動で行っていた調整の操作性を向上させることができる。
【００３８】
（３）支点案内手段５５によって、支点５２３（傾斜回転中心）がＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３を基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度を向上させることができる。
（４）スライダ５３２を水平方向に移動させればよいので、スライダ５３２を垂直方向に移動させる場合よりも、装置全体の高さ寸法を小さく抑えることができる。
【００３９】
（５）作用点部材がローラ５２４であるので、ローラ５２４が移動する際に、ローラ５２４が斜面５３１を転動するので、ローラ５２４と斜面５３１との当接部の消耗を抑えることができる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る昇降傾斜調整装置５Ａについて図７に基づいて説明する。
図７は、昇降傾斜調整装置５Ａの駆動機構を示す側面図である。昇降傾斜調整装置５Ａは、前述の第１実施形態の昇降傾斜調整装置５に対して移動手段５３Ａおよび支点案内手段５５Ａの各構成が相違するもので、その他の構成は略同様である。
【００４１】
すなわち、移動手段５３Ａは、テーブル５２に対向する水平な対向面５３４を有するスライダ５３２Ａと、駆動源５４に接続されるとともにＬ軸方向へスライダ５３２Ａを移動させる送りねじ（スライダ移動部材）５３３Ａとを有する。
具体的には、駆動源５４および送りねじ５３３Ａは、それぞれの回転軸が垂直となるようにベース５１に支持されている。駆動源５４の回転駆動力は、歯車によって送りねじ５３３Ａに伝達される。送りねじ５３３Ａに螺合されたスライダ５３２Ａは、送りねじ５３３Ａの回転によって、Ｌ軸方向に移動される。
【００４２】
また、テーブル５２には、対向面５３４に当接するローラ（作用点部材）５２４が設けられ、これら対向面５３４およびローラ５２４の当接部によって作用点５２２が構成される。
【００４３】
支点案内手段５５Ａは、テーブル５２の支点５２３Ａを中心として揺動可能に設けられた連結部材５５３と、連結部材５５３をＬ軸方向に沿って直線的に案内するとともに、ベース５１に設けられたパンタグラフ機構５５４とを有する。このような支点案内手段５５Ａを用いれば、支点５２３Ａの昇降方向の移動を拘束することなく、支点５２３ＡをＬ軸方向に沿って直線的に案内できる。
【００４４】
このような構成によって、載置面５２１が平行移動する場合には、作用点５２２が対向面５３４に沿って移動することなく、作用点５２２がＬ軸方向に移動される。
また、載置面５２１が支点５２３Ａを中心に揺動する場合には、作用点５２２が対向面５３４に沿って移動しながら、作用点５２２がＬ軸方向に移動される。
【００４５】
なお、支点５２３Ａおよび連結部材５５３の連結構造について図８に基づいて説明する。
支点５２３Ａは、テーブル５２下面に設けられた内部に略球状の収納部５２５を有して形成され、略球状の収納部５２５の下部は開口している。この略球状の収納部５２５の中心位置が、実質的な支点となっている。
連結部材５５３は、支点５２３Ａの略球状の収納部５２５に収納される球部を有し、支点５２３Ａに対して２方向の軸まわりに回転可能にジョイントされている。
【００４６】
このような連結構造を備える昇降傾斜調整装置５Ａは、図９に示すように、平面視で互いに直交する２方向に２組ずつ配置された４組の移動手段５３Ａを備えている。これによって、支点５２３Ａを中心にテーブル５２を２軸まわりに傾斜させることが可能となる。さらに、測定対象物ＷをＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブルを組み合わせることで、３次元表面粗さ測定に必要な被測定面のオートレベリングを実施することも可能となる。
【００４７】
このような本実施形態によれば、前記の効果と略同様の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（６）支点案内手段５５Ａによって、支点５２３ＡがＬ軸方向に沿って直線的に案内され、水平方向には移動しないで、支点５２３Ａを基準にテーブル５２の傾斜角度を調整する際の精度を向上させることができる。さらに、パンタグラフ機構５５４が用いられているので、支点案内手段５５Ａの軽量化が図れる。
（７）対向面５３４がＬ軸に直交して略水平に設けられているので、載置面５２１に載置される測定装置（不図示）の荷重がローラ５２４を介して対向面５３４に直交する方向に作用し、移動手段５３Ａによるテーブル５２の支持を安定させることができる。
【００４８】
（８）作用点部材がローラ５２４であるので、ローラ５２４が移動する際に、ローラ５２４が対向面５３４を転動するので、ローラ５２４と対向面５３４との当接部の消耗を抑えることができる。
【００４９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る昇降傾斜調整装置５Ｂについて図１０に基づいて説明する。
図１０は、昇降傾斜調整装置５Ｂの駆動機構を示す側面図である。昇降傾斜調整装置５Ｂは、前述の各実施形態の昇降傾斜調整装置に対して、支点５２３Ｂが、２箇所の作用点の一方と一致して形成されている点が大きく相違するもので、その他の構成は略同様である。
【００５０】
一対の移動手段５６，５７のうちの一方は、作用点５２２を支持するとともに、作用点５２２とベース５１との間隔が増減する間隔増減方向へ、作用点５２２を移動させる作用点移動手段５６である。
また、一対の移動手段５６，５７のうちの他方は、支点５２３Ｂを支持するとともに、支点５２３Ｂとベース５１との間隔が増減する間隔増減方向へ、支点５２３Ｂを移動させる支点移動手段５７である。
【００５１】
具体的には、作用点移動手段５６は、テーブル５２に対向する対向面５６４を有する作用点スライダ５６２と、駆動源５４に接続されるとともに載置面５２１のＬ軸方向へ作用点スライダ５６２を移動させる送りねじ（作用点スライダ移動部材）５６３と、作用点スライダ５６２を直線的に案内する直動ガイド５６５とを有する。
また、支点移動手段５７は、テーブル５２の支点５２３Ｂをベアリングによって軸支する支点スライダ５７２と、駆動源５４に接続されるとともにＬ軸方向へ支点スライダ５７２を移動させる送りねじ（支点スライダ移動部材）５７３と、支点スライダ５７２を直線的に案内する直動ガイド５７５とを有する。
テーブル５２には、対向面５６４に当接するローラ（作用点部材）５２４が設けられ、これら対向面５６４およびローラ５２４の当接部によって作用点５２２が構成される。ローラ５２４は、対向面５６４を転動し、対向面５６４上を移動可能に支持されている。
【００５２】
載置面５２１が平行移動する場合には、作用点５２２の対向面５６４に沿った移動を伴わずに、作用点５２２が間隔増減方向に移動される。
また、載置面５２１が支点５２３Ｂを中心に揺動する場合には、作用点５２２の対向面５６４に沿った移動を伴って、作用点５２２が間隔増減方向に移動される。
【００５３】
駆動源５４はエンコーダ付のＤＣサーボモータであり、各スライダ５６２，５７２の相対位置を検出できる。この場合、昇降傾斜調整装置５Ｂの電源を投入した際、各スライダ５６２，５７２の現状の位置を認識する必要がある。そのため、直動ガイド５６５，５７５には、各スライダ５６２，５７２の原点位置を検出する位置検出手段であるフォトセンサ５６６，５７６が設けられており、各スライダ５６２，５７２が原点位置まで移動した際に、フォトセンサ５６６，５７６が各スライダ５６２，５７２を検出するようになっている。
なお、例えば、各直動ガイド５６５，５７５に各スライダ５６２，５７２の絶対位置を検出可能なリニアエンコーダを設ければ、前述の原点位置を検出する作業を省略できる。
【００５４】
本実施形態において、駆動源の回転駆動力は、タイミングベルトによって送りねじに伝達されるが、この伝達機構としては、ベルト駆動に限らず、ウォームおよびウォームホイールによる伝達機構でもよい。例えば、駆動源の回転軸が水平方向となるように駆動源を配置して、駆動源でウォームを回転させ、送りねじの下端に設けられたウォームホイールに回転力を伝達させてもよい。これによって駆動源の回転軸を水平方向に配置することができ、装置全体の高さを低く抑えることができる。
【００５５】
このような本実施形態によれば、前記の効果と略同様の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（９）支点５２３Ｂが、２箇所の作用点の一方と一致して形成されているので、支点案内手段を省略することができ、部品点数の削減化を図ることができる。
【００５６】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、粗さ測定などをおこなう表面性状測定機の検出器と測定対象物との相対位置を調整するとともに、検出器の駆動方向と測定対象物の被測定面との平行調整をする際に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面性状測定機を示す全体構成図。
【図２】前記表面性状測定機の制御装置の構成を説明するためのブロック図。
【図３】前記表面性状測定機の測定手順を説明するフロー。
【図４】前記表面性状測定機の昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。
【図５】前記昇降傾斜調整装置の昇降位置の調整を説明する側面図。
【図６】前記昇降傾斜調整装置の傾斜角度の調整を説明する側面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。
【図８】前記昇降傾斜調整装置の支点案内手段を部分的に示す側面図。
【図９】前記昇降傾斜調整装置を示す平面図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る昇降傾斜調整装置の駆動機構を模式的に示す側面図。
【符号の説明】
【００５９】
５，５Ａ，５Ｂ…昇降傾斜調整装置
５１…ベース
５２…テーブル
５３，５３Ａ…移動手段
５４…駆動源
５５，５５Ａ…支点案内手段
５６…作用点移動手段
５７…支点移動手段
５２１…載置面
５２２…作用点
５２３，５２３Ａ，５２３Ｂ…支点
５２４…ローラ（作用点部材）
５３１…斜面
５３２，５３２Ａ…スライダ
５３３…送りねじ（スライダ移動部材）
５３４…対向面
５５１…ガイド
５５２…アーム
５５３…連結部材
５５４…パンタグラフ機構
５６２…作用点スライダ
５６３…送りねじ（作用点スライダ移動部材）
５６４…対向面
５７２…支点スライダ
５７３…送りねじ（支点スライダ移動部材）。
【図１】
2010032323.tif 000003
【図２】
2010032323.tif 000004
【図３】
2010032323.tif 000005
【図４】
2010032323.tif 000006
【図５】
2010032323.tif 000007
【図６】
2010032323.tif 000008
【図７】
2010032323.tif 000009
【図８】
2010032323.tif 000010
【図９】
2010032323.tif 000011
【図１０】
2010032323.tif 000012