(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面粗さ形状を測定する表面粗さ形状測定装置において、
前記被測定物の所定の測定領域で表面形状を測定し、該測定によって前記測定領域の表面形状を示す測定データを取得する測定手段と、
前記測定手段により取得された測定データに基づいて前記測定領域の表面形状を等高線図により画面上にグラフィック表示させる表示手段と、
前記測定領域の範囲内において表面粗さ形状の解析を行う領域を指定する領域指定手段であって、前記表示手段によりグラフィック表示された画面上において、表面粗さ形状の解析を行う領域を指定する領域指定手段と、
前記測定手段によって取得した測定データから前記領域指定手段によって指定された領域の測定データを抽出する測定データ抽出手段と、
前記測定データ抽出手段によって抽出した測定データに基づいて表面粗さ形状の解析を行う解析手段と、
を備えたことを特徴とする表面粗さ形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面粗さ形状測定装置に係り、特に測定データに基づいて各種解析を行う表面粗さ形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面粗さ形状測定装置は、例えば、テーブル上に載置されたワークの表面にピックアップの接触子を摺動させ、その接触子の変動を検出してワークの表面形状を測定するというものである。従来、このような測定装置において、ワークの２次元的な形状、即ち、断面曲線（ワークの表面に直角な平面で測定面を切断したときにその切り口に現れる輪郭）を測定するのみでなく、ワークの表面に対して接触子の摺動位置を少しずつずらしてワークの面に関する３次元的な形状を自動で測定できるようにしたものも知られている。これによれば、ワークの表面粗さ形状を面で評価することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、上述のような表面粗さ形状測定装置でワーク表面を３次元的に解析、評価しようとした場合に、測定領域は矩形状にならざるを得ず、評価したい領域が複雑な形状の場合にはその領域に最大に内接する矩形の範囲でしか評価することができないという問題があった。仮にこのように必要な評価範囲を網羅しない領域で測定を行い、解析、評価を行ったとしても、現実には意味を成さない。
【０００４】
また、評価範囲に合わせて接触子の移動範囲を制御することもできるが、このように制御するには高度な機構が要求されるため機構が複雑になり好ましくない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、表面粗さ形状の解析、評価を行うための領域が複雑な形状である場合においても、不必要な領域を含まず、且つ、必要な領域を全て網羅した測定データにより各種解析、評価を行うことができる表面粗さ形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、被測定物の表面粗さ形状を測定する表面粗さ形状測定装置において、前記被測定物の所定の測定領域で表面形状を測定し、該測定によって前記測定領域の表面形状を示す測定データを取得する測定手段と、前記測定手段により取得された測定データに基づいて前記測定領域の表面形状を等高線図により画面上にグラフィック表示させる表示手段と、前記測定領域の範囲内において表面粗さ形状の解析を行う領域を指定する領域指定手段であって、前記表示手段によりグラフィック表示された画面上において、表面粗さ形状の解析を行う領域を指定する領域指定手段と、前記測定手段によって取得した測定データから前記領域指定手段によって指定された領域の測定データを抽出する測定データ抽出手段と、前記測定データ抽出手段によって抽出した測定データに基づいて表面粗さ形状の解析を行う解析手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、所定の測定領域の測定データを取得した後、測定領域に対して解析、評価を行う領域を指定してその領域の測定データのみを抽出し、該抽出した測定データに基づいて表面粗さ形状に関する解析、評価を行うようにしたため、測定領域については従来と変更なく、少なくとも表面粗さ形状の解析、評価に必要な領域を含む範囲で設定してその範囲で測定データを取得すればよく、表面粗さ形状の解析、評価を行う範囲については、測定データを取得した後に画面上等において指定することができることからその指定を簡単に行うことができるようになる。従って、測定領域に関係なく、所望の領域（複雑な形状の領域）について表面粗さ形状の解析、評価を簡易且つ正確に行うことができるようになる
【０００７】
。
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る表面粗さ形状測定装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係る表面粗さ形状測定装置の全体構成を示した斜視図であり、図２はこの表面粗さ形状測定装置の内部構成を示した構成図である。図１に示すように、表面粗さ形状測定装置は測定部２、制御部４、演算部６から構成される。測定部２は、主として、ベース８、ベース８上の溝８Ａに沿ってベース８上の所望位置に設置されるテーブル駆動部９、ベース８に鉛直方向に設置されたコラム１８、コラム１８に沿って上下方向に移動する駆動部１２、駆動部１２のホルダー１２Ａに保持されたピックアップ１０とから構成される。
【０００８】
前記ピックアップ１０は、先端に接触子１０Ａを備え、この接触子１０Ａの変位量を内部の差動トランスによって電圧に変換し、図２に示すようにこの電圧を信号変換回路（Ａ／Ｄ変換器）１４によってＡ／Ｄ変換した後、演算部６のＣＰＵ回路１６に入力する。
前記駆動部１２の内部には、駆動部１２を上下方向（図１矢印ａ−ｂ方向）に移動させるモータ（図示せず）と、ピックアップ１０を保持するホルダー１２Ａを左右方向（図１矢印ｃ−ｄ方向）に移動させるモータ（図示せず）とが搭載されている。これらのモータは、図２に示すように演算部６のＣＰＵ回路１６からの制御信号に基づいて制御部４内の駆動部制御回路２０によって駆動されるようになっている。尚、ベース８の前面に装着されたジョイスティック２２の操作によっても駆動部１２を操作することが可能である。
【０００９】
また、テーブル駆動部９の内部にはワークが載置されるテーブル９Ａを前後方向（図１矢印ｅ−ｆ方向）に移動させるモータが搭載され、このモータは、図２に示すように演算部６のＣＰＵ回路１６からの制御信号に基づいて制御部４内のテーブル制御回路２１によって駆動されるようになっている。
表面粗さ形状測定時においてこのホルダー１２Ａが左右方向（図１矢印ｃ−ｄ方向）に移動すると共に、テーブル９Ａが前後方向（同図矢印ｅ−ｆ方向）に移動することによりピックアップ１０の接触子１０Ａがワーク表面の矩形状の範囲内で移動し、この範囲内の表面形状を示す測定データが取得されるようになっている。
【００１０】
演算部６は、いわゆるパソコンであり、図１に示すように各種演算を行うパソコン本体６Ａ、演算結果等を表示するモニタ６Ｂ、各種データを入力するキーボード６Ｃ等から構成される。パソコン本体６Ａは、図２に示すように主としてＣＰＵ回路１６を備え、このＣＰＵ回路１６には演算を実行するＣＰＵ１６Ａの他、各種データを記憶するメモリ（ＲＡＭ１６Ｂ、ＲＯＭ等）や図示しないインターフェース回路等が搭載される。このＣＰＵ回路１６は、上記モニタ６Ｂに各種情報を表示させると共に、キーボード６Ｃの操作を入力し、また、上述のように、測定部２の駆動部１２内のモータや、テーブル駆動部９内のモータを制御する制御信号を出力し、ピックアップ１０やテーブル９Ａの移動を制御すると共に、ピックアップ１０から入力される測定データに基づいて表面粗さ形状に関する解析、評価等を行う。尚、ＣＰＵ回路１６には、フロッピーディスク等の外部記憶媒体（図示せず）や必要に応じてマウスやプリンター等（図示せず）も接続されるようになっており、これらの装置との信号のやり取りも行われるようになっている。
【００１１】
次に、上述の如く構成された表面粗さ形状測定装置において、ワークの表面粗さ形状の解析、評価を所望形状の領域について行う場合の処理手順について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、テーブル９Ａに載置されたワークの表面形状をピックアップ１０の接触子１０Ａで測定し、その測定データを取得する（ステップＳ１０）。即ち、上記演算部６のＣＰＵ回路１６は、制御部４の駆動部制御回路２０及びテーブル制御回路２１に制御信号を出力してピックアップ１０の接触子１０Ａを左右方向（図１矢印ｃ−ｄ方向）に摺動させると共に、テーブル９Ａを前後方向（図１矢印ｅ−ｆ方向）に少しずつ移動させる。これにより、矩形状の測定領域内で接触子１０Ａを移動させ、その矩形状の測定領域内での表面形状を示す測定データをピックアップ１０から取り込み、ＣＰＵ回路１６のＲＡＭ１６Ｂに記録する。
【００１２】
測定データを取得すると、次に、ＣＰＵ回路１６は、ＲＡＭ１６Ｂに記録した測定データを読み出し、この測定データに基づいて図４に示すような等高線図によって測定領域の表面形状を示す画像をモニタ６Ｂにグラフィック表示させる（ステップＳ１２）。
次に、ユーザは表面粗さ形状の解析、評価を行う領域（評価領域）をモニタ６Ｂの画面上において指定する（ステップＳ１４）。この評価領域の指定は、図４に示すように画面上で四角形５０、円形５２、任意の多角形５４を描画することにより行えるようになっている。線で囲まれた範囲が評価領域となり、それ以外の領域は除外される。例えば、円形を描くコマンドを選択してマウス等にポインティングデバイスで円の中心位置を指定すると共に、円の半径を指定すればその位置に円形の評価領域を設定することができる。指定した評価領域は確認のために同図のように等高線図に重ねて表示されるようになっている。尚、評価領域の指定の方法については、どのような方法を採用してもよい。
【００１３】
以上のようにして評価領域の設定が終了すると、次に、ＣＰＵ回路１６（ＣＰＵ１６Ａ）はＲＡＭ１６Ｂから上述のように設定された評価領域の測定データのみを抽出し（ステップＳ１６）、その評価領域の測定データを使用して表面粗さ形状の解析、評価を行う。尚、評価領域の設定が終了すると、モニタ６Ｂには評価領域のみの表面形状を示した画像が図５の様に表示される。
【００１４】
上記表面粗さ形状の解析、評価は、特定のものに限られないが、例えば、評価領域における平均粗さ、最大高さ、負荷曲線、振幅分布曲線、パワースペクトラム等の解析、評価が行われるようになっている。評価結果は、モニタ６Ｂやプリンタ等に出力される。
以上の説明した処理により、ピックアップ１０の接触子１０Ａによって測定データを取得する測定領域については従来通り簡易な形状（矩形）とすることができ、また、測定データを取得した測定領域において任意に評価領域を設定できるため、複雑な形状の評価領域に対して容易且つ正確に表面粗さ形状の解析、評価を行うことができる。
【００１５】
尚、上記実施の形態では矩形状の測定領域において測定データを取得するようにしたが、測定領域はこれに限らず、少なくとも評価領域を含む範囲であればどのような形状、大きさでもよい。
また、上記実施の形態では、ピックアップ１０の接触子１０Ａによって表面形状を測定する表面粗さ形状測定装置について説明したが、本発明はこれに限らず干渉計を用いて画像解析により表面形状を測定する非接触型の表面粗さ形状測定装置等、他の種類のものについても測定領域の一部に評価領域に限定して表面粗さ形状の解析、評価を行う場合に適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る表面粗さ形状測定装置によれば、所定の測定領域の測定データを取得した後、測定領域に対して解析、評価を行う領域を指定してその領域の測定データのみを抽出し、該抽出した測定データに基づいて表面粗さ形状に関する解析、評価を行うようにしたため、測定領域については従来と変更なく、少なくとも表面粗さ形状の解析、評価に必要な領域を含む範囲で設定してその範囲で測定データを取得すればよく、表面粗さ形状の解析、評価を行う範囲については、測定データを取得した後に画面上等において指定することができることからその指定を簡単に行うことができるようになる。従って、測定領域に関係なく、所望の領域（複雑な形状の領域）について表面粗さ形状の解析、評価を簡易且つ正確に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る表面粗さ形状測定装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る表面粗さ形状測定装置の内部構成を示した構成図である。
【図３】図３は、本発明に係る表面粗さ形状測定装置の作用を示したフローチャートである。
【図４】図４は、測定結果を表示した画面を示した図である。
【図５】図５は、評価領域の設定によって抽出された範囲の形状のみを表示した画面の図である。
【符号の説明】
２…測定部
４…制御部
６…演算部
１０…ピックアップ
１２…駆動部
１６…ＣＰＵ回路
１６Ａ…ＣＰＵ
１６Ｂ…ＲＡＭ
【図１】
0004117584.tif 000002
【図２】
0004117584.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004117584.tif 000005
【図５】
0004117584.tif 000006