(57)【要約】【課題】被接触３次元測定装置をコンパクトにする。および、被接触３次元測定装置を工作機械の加工現場にｉｎ−ｓｉｔｕする。【解決手段】被検体２のｘ−ｙ平面からの反射光が光学顕微鏡５０の対物レンズ５４ａの光軸（ｚ軸）に直接入射してＣＣＤカメラ３６の受光手段より出力されるｘｙ座標出力信号と、被検体のｙ−ｚ平面からの反射光がプリズム５６を介して屈折されて前記光学顕微鏡の対物レンズ５４ｂの光軸に入射してＣＣＤカメラ３６の受光手段より出力されるｙｚ座標出力信号とからｘｙｚ位置座標演算部が合成・演算したｘｙｚ位置座標をテレビジョン表示器３２に表示する。ＣＣＤカメラと光学顕微鏡が１台で３次元位置測定可能である。【選択図】          図１
2005030813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右方向（ｘ軸方向）に移動可能な被検体を載置するＸ軸テ−ブル、
前後方向（ｙ軸方向）に移動可能なサドル上に前記Ｘ軸テ−ブルに対し垂直の方向に設けたコラム、
該コラムに昇降可能に設けた支持軸
該支持軸に対物レンズの光軸（ｚ軸）が平行となるように取り付けた光学顕微鏡であって、該光学顕微鏡の同焦レボルバには少なくとも２個の同倍率の対物レンズを設け、一方の対物レンズは被検体のｘ−ｙ平面からの反射光を前記光軸に受け、他方の対物レンズには対物レンズ取付側とは反対側の受光部近傍にプリズムを配置して被検体のｙ−ｚ平面からの反射光を屈折させて前記光軸に受けるようにし、この光学顕微鏡の結像レンズ側にＣＣＤカメラを結合させた光学顕微鏡、
光源より被検体に照射された光が反射して光学顕微鏡の対物レンズに入光し、ｘ軸テ−ブルに垂直な光軸（ｚ軸）経てＣＣＤカメラに結像し、この結像を撮影画像としてテレビジョン表示器に映し出す画像処理部およびｘｙｚ位置座標演算部、
ｘ軸−、ｙ軸−、ｚ軸−リニアスケ−ル
および、
操作盤、プログラムソフト記憶部、デ−タ記録部および制御部を備えるコンピュ−タ、
を備える非接触３次元測定装置。
【請求項２】
被検体のｘ−ｙ平面からの反射光が前記光学顕微鏡の対物レンズの光軸に直接入射してＣＣＤカメラの受光手段より出力されるｘｙ座標出力信号と、被検体のｙ−ｚ平面からの反射光がプリズムを介して屈折されて前記光学顕微鏡の対物レンズの光軸に入射してＣＣＤカメラの受光手段より出力されるｙｚ座標出力信号とからｘｙｚ位置座標演算部が合成・演算したｘｙｚ位置座標がテレビジョン表示器に表示可能であることを特徴とする、請求項１に記載の非接触３次元測定装置。
【請求項３】
左右方向（Ｘ軸方向）にサ−ボドライブ移動可能なＸ軸テ−ブル、該Ｘ軸テ−ブル上に設けられたワ−クを載置するチャック、前後方向（Ｙ軸方向）にサ−ボドライブ移動可能なサドル、該サドル上に垂直方向（Ｚ軸方向）に設けたコラム、該コラムの前面に設けた砥石軸、該砥石軸に軸承された回転砥石、砥石軸昇降機構、砥石軸回転機構、Ｘ軸テ−ブルの左右方向に備えられたＸ軸リニアスケ−ル、サドルの前後方向に備えられたＹ軸リニアスケ−ル、コラムの垂直方向に設けられたＺ軸リニアスケ−ル、操作盤、プログラムソフト記憶部、デ−タ記録部および制御部を備えるコンピュ−タを備えるＣＮＣ研削装置、
および
前記ＣＮＣ研削装置のコラムに前後方向（ｙ軸方向）および上下方向に移動可能に設けた支持軸をＺ軸に平行に設け、この支持軸に対物レンズの光軸（ｚ軸）が平行となるように取り付けた光学顕微鏡であって、該光学顕微鏡の同焦レボルバには少なくとも２個の同倍率の対物レンズを設け、一方の対物レンズは被検体のｘ−ｙ平面からの反射光を前記光軸に受け、他方の対物レンズには対物レンズ取付側とは反対側の受光部近傍にプリズムを配置して被検体のｙ−ｚ平面からの反射光を屈折させて前記光軸に受けるようにし、この光学顕微鏡の結像レンズ側にＣＣＤカメラを結合させ、光源よりワ−クに照射された光が反射してＣＣＤカメラ対物レンズに入光し、Ｘ軸テ−ブルに垂直な対物レンズの光軸（ｚ軸）経てＣＣＤカメラの受光手段に結像しこの結像を撮影画像としてテレビジョン表示器に映し出す非接触３次元測定装置、
を有するＣＮＣ精密研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＮＣ精密研削装置、ＣＮＣ精密切削装置、ＣＮＣ精密導光板金型溝加工機等の工作機械において、該工作機械に取り付けられて加工されたワ−ク（被検体）の診断をするためにテレビジョン表示器に撮影画像を投映でき、および加工されたワ−クの３次元位置座標をテレビジョン表示器に表示可能な非接触３次元測定装置に関する。本発明の他の目的は、該非接触３次元測定装置を研削装置に取り付け、ｉｎ−ｓｉｔｕでテレビジョン表示器に撮影画像を表示可能であり、加工されたワ−クの３次元位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）をテレビジョン表示器に表示できるＣＮＣ精密研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すＮＣ成形研削装置１を用い、Ｘ軸テ−ブル４上のチャック６にワ−ク２を載置し、研削液を供給ノズル１８よりワ−ク表面に供給しながらＸ軸テ−ブル４を左右方向に、該Ｘ軸テ−ブルに直交するサドル７に垂直な方向にコラム９を起立して設け、これに砥石軸頭１０を設け、この砥石軸に備えた回転砥石３を用い、操作盤８より指示されるプログラミングソフトにより砥石車とワ−クを相対的に移動させてワ−ク２に溝を加工することは知られている（特許文献１参照）。
図８中、８は制御ユニット、８ａはキ−ボ−ド、８ｂは主電源、８ｃはディスプレイ、１９はベッド、２０はタンク、２１はフィルタ−、２２はポンプ、２３は砥石軸モ−タ−、２５はＸ軸リニアスケ−ル、２６はＹ軸リニアスケ−ル、２８はＺ軸リニアスケ−ルである。
【０００３】
工作機械のワ−クの仕上がり寸法精度をより精密にするために、金属工作機械、導光板金型溝加工機、半導体製造装置などで加工されるワ−ク、導光板金型、ウエハおよびその加工工具（砥石、バイト、ダイヤモンドカッタ−）等の被検体の撮影画像を光学顕微鏡に結合したＣＣＤカメラを用い、テレビジョン表示器に投影し、診断もしくはモニタ−することは行われている。
【０００４】
例えば、バイト刃先を主軸ヘッドの進退方向であるＺ軸方向（水平方向）に向けた状態でバイト刃先に光を照射してバイト刃先の映像を光学顕微鏡に結合したテレビカメラを介してテレビジョン表示器に拡大像映し、前記主軸ヘッドをＺ軸方向に進退させてバイト刃先を前記テレビジョン表示器のモニタ画面における中心線に接する位置に合わせ、バイト刃先が中心線に接したＺ軸方向の座標値Ｚ１を読み取り、次に、バイト刃先を１８０度旋回させ、主軸ヘッドをＺ軸方向に進退させ、この１８０度旋回させたときのバイト刃先を前記テレビジョン表示器のモニタ画面における中心線に接する位置に合わせ、バイト刃先が中心線に接したＺ軸方向の座標値Ｚ２を読み取り、読み取ったＺ軸方向の座標値Ｚ１，Ｚ２より主軸回転軸回りに回転するバイト刃先のバイト刃先旋回半径Ｒ１を式Ｒ１＝（Ｚ１−Ｚ２）／２より算出し、つぎに、バイト刃先旋回半径Ｒ１とバイト刃先曲率半径Ｒ２より半径誤差ΔＲを式ΔＲ＝（Ｒ１−Ｒ２）により算出し、バイト刃先位置微調整機構により前記半径誤差ΔＲだけバイト刃先をＺ軸方向に移動させてバイト刃先旋回半径Ｒ１とバイト刃先曲率半径Ｒ２とを一致させる局面切削装置が提案されている（特許文献２参照。）。
【０００５】
また、棒状切削工具をその回転軸を軸線として該軸線回りに回転自在に保持するとともに、その回転角度位置を検知可能にされた工具保持手段と、
該工具保持手段を前記軸線回りに回転駆動するようにされた回転駆動手段と、
前記工具保持手段を載置し前記軸線の方向に動作可能にされるとともに、その変位量を検知可能にされたＹ軸テ−ブルと、
該Ｙ軸テ−ブルを前記軸線の方向に直線駆動するようにされたＹ軸テ−ブル駆動手段と、
動作動作前記軸線の方向に前記回転手段とは対向して配置された対物レンズを備えるＹ軸顕微鏡およびＹ軸顕微鏡に搭載されたＹ軸テレビカメラと、
前記工具保持手段により保持された棒状切削工具を前記軸線の垂直方向から観察可能となるように前記Ｙ軸テ−ブルに対して垂直な方向に配置された対物レンズを備えるＺ軸顕微鏡およびＹ軸顕微鏡に搭載されたＺ軸テレビカメラと、
該Ｚ軸顕微鏡を保持し前記Ｙ軸テ−ブルに対して垂直方向に動作可能にされるとともに、その変位量を検知可能にされたＺ軸テ−ブルと、
該Ｚ軸テ−ブルを前記Ｙ軸テ−ブルに対して垂直な方向に直線駆動するようにされたＺ軸テ−ブル駆動手段と、
前記２つのテレビカメラにより撮影された画像を処理することにより、前記棒状切削工具の寸法、形状精度に関する複数の測定項目を測定するようにされた画像処理装置と、を有する棒状切削工具の測定装置が提案されている（特許文献３参照。）。
【０００６】
さらに、テレビジョン表示器の画面上に測定デ−タ点列と、解析範囲を特定する解析範囲特定図形とが表示され、解析範囲特定図形の位置をマウスで調整することにより解析範囲を指定し、指定が完了すると結果表示欄に測定結果が表示される表面性状解析プログラムも提案（特許文献４参照。）されており、そのソフトウエアも株式会社ミツトヨより画像ユニットデ−タ処理ソフトＱＳＰＡＫの商品名で市販されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３４６８７９号公報（第２−３頁および図６）
【特許文献２】
特開平８−２２９７２１号公報（第３−７頁および図１、図４）
【特許文献３】
特開２０００−７４６４４号公報（第６−１０頁および図１、図２、図６）
【特許文献４】
特開２００３−１４４４８号公報（第３−５頁および図１、図２、図４、図７）
【０００８】
テレビカメラの光源として利用されるレ−ザ光は方向と波長と位相（１波長を３６０度で分割した途中の角度）が揃っており、その波長は短く（例えば、ヘリウムネオンレ−ザは１波長当たり０．６３２８μｍ）、１ナノメ−トル（ｎｍ）の計測ができるので、精密な観察およびワ−クの加工ができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献２および特許文献４で提案される２次元座標測定装置は２次元の平面状態で計測・補正等を行うので、１台の光学顕微鏡とこれに結合したテレビカメラを用いている。３次元測定装置は、特許文献３に記載されるようにＸ−Ｙ平面を撮像するＺ軸テレビカメラとＺ軸光学顕微鏡の結合と、Ｘ−Ｚ平面を撮像するＹ軸テレビカメラとＹ軸光学顕微鏡の結合を利用し、これら結合体をＺ軸方向およびＹ軸方向にを動作することにより得られた画像の発信信号を画像処理演算部で演算することにより基準点に対する被検体の３次元の位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が求められる。
【００１０】
本発明は、被検体の３次元の位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を測定するのに、特許文献３に記載されるような従来は各２台のテレビカメラと光学顕微鏡を用いていたのに対し、１台のテレビカメラと光学顕微鏡で被検体の３次元の位置座標を測定する装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、左右方向（ｘ軸方向）に移動可能な被検体を載置するＸ軸テ−ブル、
前後方向（ｙ軸方向）に移動可能なサドル上に前記Ｘ軸テ−ブルに対し垂直の方向に設けたコラム、
該コラムに昇降可能に設けた支持軸
該支持軸に対物レンズの光軸（ｚ軸）が平行となるように取り付けた光学顕微鏡であって、該光学顕微鏡の同焦レボルバには少なくとも２個の同倍率の対物レンズを設け、一方の対物レンズは被検体のｘ−ｙ平面からの反射光を前記光軸に受け、他方の対物レンズには対物レンズ取付側とは反対側の受光部近傍にプリズムを配置して被検体のｙ−ｚ平面からの反射光を屈折させて前記光軸に受けるようにし、この光学顕微鏡の結像レンズ側にＣＣＤカメラを結合させた光学顕微鏡、
光源より被検体に照射された光が反射して光学顕微鏡の対物レンズに入光し、ｘ軸テ−ブルに垂直な光軸（ｚ軸）経てＣＣＤカメラに結像し、この結像を撮影画像としてテレビジョン表示器に映し出す画像処理部およびｘｙｚ位置座標演算部、
ｘ軸−、ｙ軸−、ｚ軸−リニアスケ−ル
および、
操作盤、プログラムソフト記憶部（ＲＯＭ）、デ−タ記録部（ＲＡＭ）および制御部（ＣＰＵ）を備えるコンピュ−タ、
を備える非接触３次元測定装置を提供するものである。
【００１２】
予め、ＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡の一方の対物レンズを使用して被検体のｘ−ｙ平面の画像を撮像したのち、ＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡を左右方向（ｘ軸方向）に移動させ、ついで同焦レボルバを回転してプリズムを備えた対物レンズの軸芯を光軸（ｚ軸）に一致させ、さらにこのＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡を昇降させて被検体のｙ−ｚ平面の画像を撮像することができるので、１台の光学顕微鏡とＣＣＤカメラを省略でき、非接触３次元測定装置をコンパクトにすることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記非接触３次元測定装置において、被検体のｘ−ｙ平面からの反射光が前記光学顕微鏡の対物レンズの光軸に直接入射してＣＣＤカメラの受光手段より出力されるｘｙ座標出力信号と、被検体のｙ−ｚ平面からの反射光がプリズムを介して屈折されて前記光学顕微鏡の対物レンズの光軸に入射してＣＣＤカメラの受光手段より出力されるｙｚ座標出力信号とからｘｙｚ位置座標演算部が合成・演算したｘｙｚ位置座標がテレビジョン表示器に表示可能であることを特徴とする。
【００１４】
テレビジョン表示器にｘｙｚ位置座標を表示できるので、プログラミングされた所望の加工寸法と実際の加工されたワ−クの加工寸法を対比する欄をテレビジョン表示器に表示でき、加工ワ−クの診断が行える。
【００１５】
請求項３の発明は、左右方向（Ｘ軸方向）にサ−ボドライブ移動可能なＸ軸テ−ブル、該Ｘ軸テ−ブル上に設けられたワ−クを載置するチャック、前後方向（Ｙ軸方向）にサ−ボドライブ移動可能なサドル、該サドル上に垂直方向（Ｚ軸方向）に設けたコラム、該コラムの前面に設けた砥石軸、該砥石軸に軸承された回転砥石、砥石軸昇降機構、砥石軸回転機構、Ｘ軸テ−ブルの左右方向に備えられたＸ軸リニアスケ−ル、サドルの前後方向に備えられたＹ軸リニアスケ−ル、コラムの垂直方向に設けられたＺ軸リニアスケ−ル、操作盤、プログラムソフト記憶部、デ−タ記録部および制御部を備えるコンピュ−タを備えるＣＮＣ研削装置、
および
前記ＣＮＣ研削装置のコラムに前後方向（ｙ軸方向）および上下方向に移動可能に設けた支持軸をＺ軸に平行に設け、この支持軸に対物レンズの光軸（ｚ軸）が平行となるように取り付けた光学顕微鏡であって、該光学顕微鏡の同焦レボルバには少なくとも２個の同倍率の対物レンズを設け、一方の対物レンズは被検体のｘ−ｙ平面からの反射光を前記光軸に受け、他方の対物レンズには対物レンズ取付側とは反対側の受光部近傍にプリズムを配置して被検体のｙ−ｚ平面からの反射光を屈折させて前記光軸に受けるようにし、この光学顕微鏡の結像レンズ側にＣＣＤカメラを結合させ、光源よりワ−クに照射された光が反射してＣＣＤカメラ対物レンズに入光し、Ｘ軸テ−ブルに垂直な対物レンズの光軸（ｚ軸）経てＣＣＤカメラの受光手段に結像しこの結像を撮影画像としてテレビジョン表示器に映し出す非接触３次元測定装置、
を有するＣＮＣ精密研削装置を提供するものである。
【００１６】
ＣＮＣ精密研削装置に非接触３次元測定装置がｉｎ−ｓｉｔｕで設置されているので、ＣＮＣ精密研削装置上で加工ワ−クの仕上がりの診断を行うことができる。テレビジョン表示器にｘｙｚ位置座標またはＸＹＺ位置座標を表示できるので、プログラミングされた所望の加工寸法と実際の加工されたワ−クの加工寸法を対比し、加工不足の位置座標と補足加工する寸法を記載した欄をテレビジョン表示器に表示でき、該欄のデ−タを見ながら操作盤より再加工プログラムを選択し、加工条件を再入力し、ワ−クを再度加工すればナノ精度の加工ワ−クが得られる。。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。
図１はＣＮＣ精密研削装置の側面図、図２はＣＮＣ精密研削装置の平面図、図３はＣＮＣ精密研削装置の簡略正面図、図４はＣＮＣ精密研削装置のシステム図、図５はＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡の正面図、および図６はＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡の側面図である。
【００１８】
図１、図２および図３に示すＣＮＣ精密研削装置１において、２はワ−ク（被検体）、３は砥石車、４は水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なＸ軸テ−ブル、５は作業台、６は電磁チャック、７はサ−ボモ−タ７ａ駆動により前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能なサドル、８は制御ユニット、９はコラム、１０は砥石軸頭、１１は砥石軸、１２は砥石軸頭をサ−ボモ−タ１３駆動により垂直方向（Ｚ軸方向）に移動する昇降機構、１４は砥石車を回転駆動させるサ−ボモ−タ、１７は安全保護カバ−、２５はＸ軸リニアスケ−ル、２６はＹ軸リニアスケ−ル、２８はＺ軸リニアスケ−ル、３０は非接触３次元測定装置、３１はパ−ソナルコンピュ−タ、３２はテレビジョン表示器、３３はキィボ−ド、３４はマウス、３５は光源、３６はＣＣＤカメラ、３７は支持軸、３８はガイド、３８ａはレ−ル、３９はスライダ−、４０はｙ軸リニアスケ−ル、４１は支持軸昇降機構、４２はｚ軸リニアスケ−ル、５０は光学顕微鏡である。
【００１９】
前記Ｘ軸テ−ブル４は、ベッド１９上に設けられた一対の案内面を滑べるサドル７に設けられたＶ字型軌道部により位置決めされ、Ｘ軸テ−ブル４はその係合部（スライダ）により案内レ−ルに摺動自在に支えられる。このＸ軸テ−ブル４は図示されていないサ−ボモ−タとボ−ルネジと螺合体よりなるドライブ機構により左右方向に往復移動可能である。Ｘ軸テ−ブル４は、Ｘ−Ｙステ−ジと言える。
【００２０】
砥石軸の上下（Ｚ軸方向）送りおよび前後（Ｙ軸方向）送りが数値制御されるＣＮＣ成形研削装置１のＸ軸テ−ブル４上の電磁チャック６上にワ−ク２を固定し、前記砥石軸に備えられた砥石車３をモ−タ１４で回転させつつ前記ワ−ク面に対し直角方向に切り込み速度５〜１００ｍｍ／分、Ｘ軸テ−ブルの反転を５０〜４００ストロ−ク／分の反転速度、ストロ−ク幅１０〜７５ｍｍ幅で反転させてワ−ク２を成形（例えば溝研削）加工する。
【００２１】
非接触３次元測定装置３０の支持軸３７は、支持軸昇降機構４１の取付板４３垂直方向（ｚ軸方向）に固定され、この取付板４３はコラム９の側壁に一対設けられたガイド３８のレ−ル３８ａ上にＸ軸方向と平行の左右方向（ｘ軸方向）に移動可能なスライダ−３９に取り付けられ、このスライダ−３９は左右方向に平行に延びる一対の前記レ−ル３８ａ上を図示されていないサ−ボモ−タの駆動を受けたボ−ルネジの回転を受けて前後方向（ｙ軸方向）に移動可能である。
【００２２】
光学顕微鏡５０は、図５および図６に示すように図に示されてない結像レンズを内蔵する鏡筒本体５１下部に接続されている照明鏡筒部５２下部に内側に向けた調心・同焦マニュアルレボルバ５３を取り付け、この調心・同焦マニュアルレボルバ５３の下面に２個の同倍率の対物レンズ５４ａ，５４ｂを前記調心・同焦レボルバ５３を回動させることにより同一の光軸（ｚ軸）を共有することができるように設けられる。
【００２３】
光軸（ｚ軸）は、Ｘ−Ｙステ−ジであるＸ軸テ−ブル４のＸ−Ｙ平面に対し垂直である。前記対物レンズの一方５４ａは光源３５より照射された光（例えば、ハロゲン光、レ−ザ光）がワ−ク（被検体）のＸＹ平面からの反射光を前記光軸に受ける。他方の対物レンズ５４ｂには対物レンズ取付側（マウント側）５４ｃとは反対側の受光部近傍にプリズム５６をプリズム固定具５７で配置して被検体２のＹ−Ｚ平面からの反射光を屈折させて前記光軸（ｚ軸）に受ける。この光学顕微鏡の結像レンズ側にアダプタ５８を介してＣＣＤカメラ３６を結合し、前記光軸に入射した反射光をこのＣＣＤカメラ上に結像（中間像）し、この結像の発信信号をＡ／Ｄコンバ−タを介してコンピュ−タ３１の記憶部（ＲＡＭ）に送信し、画像処理部で発信信号を処理して撮影画像としてテレビジョン表示器３１ａに映し出す。前記照明鏡筒部５２にはファイバ照明機器が接続される光ファイバ取付具５５が備え付けられている。
光源３５は光源発生器を２基設けてもよいが、移動可能なマグネットスタンドに光源発生器を取り付け、移動可能としてもよい。
【００２４】
非接触３次元測定装置３０は、前述したパ−ソナルコンピュ−タ３１、テレビジョン表示器３２、キィボ−ド３３、マウス３４、光源３５、ＣＣＤカメラ３６、支持軸３７、案内レ−ル３８、スライダ−３９、ｘ軸リニアスケ−ル（Ｘ軸リニアスケ−ルと兼用）、ｙ軸リニアスケ−ル４０、支持軸昇降機構４１、ｚ軸リニアスケ−ル４２、Ｘ−Ｙステ−ジであるＸ軸テ−ブル４および前記光学顕微鏡５０よりなる。
【００２５】
Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は直交３軸系であり、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸も直交３軸系である。また、Ｘ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸およびＺ軸とｚ軸は平行である。
公知のように、ＣＮＣ研削装置のｘｙｚ座標は、Ｘ軸テ−ブル４に対して基準点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）＝（０，０，０）となる位置を定めれば、Ｘ軸テ−ブルの左右方向に備えられたＸ軸リニアスケ−ル２５、サドルの前後方向に備えられたＹ軸リニアスケ−ル２６、コラムの垂直方向に設けられたＺ軸リニアスケ−ル２８および位置センサである各サ−ボモ−タのエンコ−ダ（あるいはアクチュエ−タ）でＸＹＺ位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が読み取れる。
【００２６】
非接触３次元装置における位置座標は、ｙ軸リニアスケ−ル４０、ｚ軸リニアスケ−ル４２およびＸ軸テ−ブルの左右方向に備えられたＸ軸リニアスケ−ル６０と位置センサである各サ−ボモ−タのエンコ−ダ（あるいはアクチュエ−タ）およびＣＣＤカメラ３６でｘｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）、ｙｚ座標（ｙｉ，ｚｉ）を読み取り、同一ｙ座標ｙｉにおけるｘｉ座標およびｚｉ座標をコンピュ−タ３１のｘｙｚ位置座標演算部（画像処理コントロ−ラ）で算出・合成して３次元位置座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を求める。
【００２７】
Ｘ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸およびＺ軸とｚ軸は平行であり、Ｘ−Ｙステ−ジであるＸ軸テ−ブル４はＣＮＣ精密成形研削装置１のＸ−Ｙステ−ジと非接触３次元測定装置３０のｘ−ｙステ−ジを兼用としているので、座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を平行に移動して演算すればＣＮＣ精密研削装置１の基準点に対する位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を制御ユニット８のＸＹＺ位置座標演算部で演算して求めることができる（図４のシステム図参照）。
【００２８】
コンピュ−タ３１の記憶部ＲＯＭには画像処理プログラムが記憶され、テレビジョン表示器３２には画像処理プログラムに従って画像が映し出されたり、位置座標や加工ワ−クの寸法、溝深さ等を表示できる。
よって、プログラミングされた所望の加工寸法とテレビジョン表示器に表示された加工ワ−クの加工寸法を対比した欄をテレビジョン表示器３２に表示し、加工不足の部分およびその量を制御ユニット２４の操作盤８で入力し、補正の加工を行うこともでき、ワ−クの表面の仕上がりをナノ精度にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の３次元測定装置は、ＣＣＤカメラおよび光学顕微鏡が１台であっても、プリズムを利用してワ−ク（被検体）のｘ−ｙステ−ジおよびｙ−ｚステ−ジの拡大画像をテレビジョン表示器３２に表示し、ワ−クの診断を行うことができる。また、ｘｙ座標とｙｚ座標よりｘｙｚ座標を演算・合成することができ、ワ−クの寸法を計算・表示することができる。また、２つの２次元画像の出力信号より３次元画像を合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＮＣ精密研削装置の側面図である。
【図２】ＣＮＣ精密研削装置の平面図である。
【図３】ＣＮＣ精密研削装置の簡略正面図である。
【図４】ＣＮＣ精密研削装置のシステム図でる。
【図５】ＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡の正面図である。
【図６】ＣＣＤカメラを結合した光学顕微鏡の側面図である。
【図７】ＮＣ研削装置の斜視図である。（公知）
【符号の説明】
１        ＣＮＣ精密成形研削装置
２        ワ−ク（被検体）
３        砥石車
４        Ｘ軸テ−ブル
７        サドル
８        制御ユニット
９        コラム
３０        非接触３次元測定装置
３１        コンピュ−タ
３６        ＣＣＤカメラ
５０        光学顕微鏡
５４        対物レンズ
５６        プリズム
【図１】
2005030813.tif 000003
【図２】
2005030813.tif 000004
【図３】
2005030813.tif 000005
【図４】
2005030813.tif 000006
【図５】
2005030813.tif 000007
【図６】
2005030813.tif 000008
【図７】
2005030813.tif 000009