平行出し装置および平行出し方法
【課題】被測定物の測定面と測定機の測定方向との平行出しを、効率よく行うことのできる平行出し装置、および、平行出し方法を提供すること。
【解決手段】被測定物に並列した移動案内体と、移動案内体に沿って移動するスライダとを備える。スライダの移動位置におけるスライダ移動位置、および、測定物の測定面位置を、スライダに備えられた光電式リニアスケール５、および、センサ６によって検出し、これらを基に、ＣＰＵ７１は、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算し、傾き直線から揺動支点の調整基準値を設定し、調整基準値をメモリ７２に記憶させ、記憶させた調整基準値、および、センサ６によって検出される測定面位置の差を調整量として算出する。調整量はモニタ８に表示され、作業者は、表示された調整量に従って移動案内体の姿勢を調整する。
【解決手段】被測定物に並列した移動案内体と、移動案内体に沿って移動するスライダとを備える。スライダの移動位置におけるスライダ移動位置、および、測定物の測定面位置を、スライダに備えられた光電式リニアスケール５、および、センサ６によって検出し、これらを基に、ＣＰＵ７１は、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算し、傾き直線から揺動支点の調整基準値を設定し、調整基準値をメモリ７２に記憶させ、記憶させた調整基準値、および、センサ６によって検出される測定面位置の差を調整量として算出する。調整量はモニタ８に表示され、作業者は、表示された調整量に従って移動案内体の姿勢を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真直度測定機や形状測定機など、被測定物の測定面の形状を評価する測定機を使用する際に、予めこれら測定機の測定方向と測定面とが平行となるように互いの姿勢を調整するための平行出し装置、および、平行出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物の測定面の真直度を測定する真直度測定機や、測定面の粗さ、うねり、輪郭形状等の表面形状測定を行う形状測定機は、測定面に基準となる基準線または基準面を定め、その基準線または基準面から、実際の測定面までの変位を求めることによって、測定面の形状の評価を数値化している。例えば、真直度測定機を用いて測定面の真直度を求める際には、測定面に沿って真直度測定機のセンサを関与させて測定面の形状を測定し、その形状を表す測定曲線の両端を結ぶ直線を基準線として、この基準線に平行で、かつ測定曲線に接する直線で挟んだ平行２直線の間隔を求めている。
【０００３】
しかし、このとき、測定面とセンサの測定方向の相対的な姿勢にずれがある場合、基準線を適切に定めることが難しく、測定結果に影響を及ぼす恐れがある。つまり、これらの測定を行うための必要条件として、測定面と測定機の測定方向とが、互いに平行な姿勢をとっていることが重要となる。そのため、これらの測定機を使用する際には、予め測定面と測定機の測定方向との平行出しが行われている。
【０００４】
従来、この測定面と測定方向の平行出しを行うには、例えば、以下のような例が知られている。いずれも、測定面の形状を姿勢基準線として設定し、測定を行って装置の測定方向の姿勢基準線に対する平行度のずれを求め、次に、測定方向が姿勢基準線に平行となるよう移動案内体の姿勢を調節することにより達成される。
【０００５】
従来の平行出しの１つの例として、装置は被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、移動案内体に移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動方向のスライダ移動位置、および、スライダ移動位置における被測定物の測定面位置を測定する位置検出センサと、移動案内体の両端に設けられ、その姿勢を調整する姿勢調整手段とを備えている。姿勢調整手段には、調整に用いる目盛が設けられている。
【０００６】
まず、測定面のなるべく一端寄りにスライダを移動させ、この第１の位置（支点）における測定面位置を位置検出センサによって検出する。次に、スライダを測定面のなるべく他端寄りに移動させて固定し、このスライダを固定した第２の位置（調整点）において位置検出センサが検出する測定面位置が、第１の位置で検出された測定面位置に可能な限り近づくように、左右の姿勢調整手段を操作して移動案内体の姿勢を調整する。その後、スライダを移動させて、スライダの各移動位置における測定面位置の変化を確認する。これらを繰り返し、位置検出センサによって検出される測定面位置の変化が最小になるよう姿勢調整手段を操作することで平行出しする。
【０００７】
さらに、もうひとつの例を挙げる（例えば、特許文献１）。特許文献１の装置は、前述の装置とほぼ同一の構成を持つ。測定面の測定開始点、および、測定終了点の２点の各スライダ移動位置および測定面位置を、位置検出センサによってそれぞれ測定し、次に、これら２点の測定データを結んだ直線を基に、スライダの移動方向、つまり、平行出し装置の測定方向に対する測定面の傾きを算出する。この傾きから測定開始点（支点）に対する測定終了点（調整点）の変位を、測定終了点における調整量として求め、これをモニタ等に表示する。そして、この調整値に達するまで、姿勢調整手段としてのつまみを目盛を見ながら手動で操作し、移動案内体の姿勢を調整することで平行出しする。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した従来例には、それぞれ次のような課題がある。
前者の方法では、第２の位置において姿勢調整手段の調整中に、スライダが第２の位置から動いてしまった場合、第２の位置を把握し直さなければいけないことや、平行出しが完了するまで、測定と左右の姿勢調整手段の操作を何度も繰り返し行わなければならないため、手間がかかるという課題が生じる。
【００１０】
後者の特許文献１の方法では、算出した調整量は測定終了点における値であるため、この調整量を用いて調整を行う調整点は、測定終了点と限定され、例えば、測定終了点の位置を見失った場合には、もう一度測定して、新たな測定終了点での調整量を計算し直さなければならない。また、測定面の傾きを、２点の測定データを結ぶ直線から求めるため、必ずしも正確に表現しているとは言えない。さらに、移動案内体の姿勢の調整は、つまみの目盛を見ながら行うが、微小な変位にも対応できるようつまみにかなり細かい目盛を設ける必要があり、また、つまみは手動で操作されるので、細かい手作業が強いられ、操作ミスが生じるおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、被測定物の測定面と測定機の測定方向の平行出しを効率よく行うことのできる平行出し装置、および、平行出し方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の平行出し装置は、被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、この移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、スライダに設けられ、被測定物の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置において、スライダの各移動位置において、スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を取り込み、スライダ移動位置と測定面位置とを基に、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算部と、この傾き直線演算部によって求められた傾き直線から揺動支点における測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する調整基準値設定部と、調整基準値、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出部と、この調整量算出部によって算出された調整量を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、算出される調整量は、調整基準値、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差であるため、表示手段に表示される調整量は、現在のスライダ移動位置、および、移動案内体の姿勢において、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置に連動している。そのため、移動案内体の姿勢の変化推移を確認しながら、姿勢の調整が行うことができる。調整量は、スライダの任意の位置における調整量を示しているので、調整点は限定されず、スライダの位置で表示される調整量に従って姿勢調整手段を操作すればよい。つまり、表示手段に表示される調整量が零となれば、測定面とスライダの移動方向が平行関係となる。これより、調整作業中にスライダが移動しても、調整点を把握し直す必要はなく、手間を少なくすることができる。また、作業者は、平行出しの完了時が分かりやすい。
【００１４】
また、上記のような作用により、表示手段に表示される調整量を手がかりに、移動案内体の姿勢を調整することができるので、姿勢調整手段に目盛が形成されていなくてもよく、また、移動案内体の姿勢の変化推移を読み取りすいので、操作ミスなども少なくすることができる。これより、精度の高い平行出しを行うことができる。
同様に、表示手段に表示された調整量を手がかりに、姿勢調整手段を操作すればよいので、測定および調整の操作を何度も繰り返す必要はなく、手間を少なくすることができる。
【００１５】
本発明の平行出し装置において、姿勢調整手段は、移動案内体を支持する少なくとも１本以上の支持脚であり、支持脚の少なくとも１本は、測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮可能な調整脚であることが好ましい。
このような構成によれば、姿勢調整手段が移動案内体を支持する支持脚であり、その少なくとも１本が、測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮することにより、移動案内体の姿勢を調整する機能も持つことから、移動案内体に姿勢の変化を与えやすく、また、支持脚の他に姿勢調整のための新たな構成を付加する必要はない。
【００１６】
本発明の平行出し装置において、支持脚は、スライダの移動方向に沿って移動案内体の両端に２本配置され、これら２本の支持脚のうち一方は調整脚であり、他方は揺動支点に配置された基準脚であることが好ましい。
このような構成によれば、調整脚および基準脚が、スライダの移動方向に沿って移動案内体の両端に配置され、さらに、基準脚の位置は揺動支点であるので、基準脚は伸縮させる必要はなく、揺動支点の位置の把握がしやすい。そのため、調整脚の操作のみで移動案内体の姿勢を調整することができる。つまり、移動案内体の姿勢の調整は、複数の構成の操作を必要としない。
【００１７】
本発明の平行出し装置は、傾き直線演算部は、スライダが移動案内体に沿って移動する際に、スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を一定間隔ごとに取り込み、スライダ移動位置および測定面位置から、最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うことが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、傾き直線演算部は、スライダが移動案内体に沿って移動する際に、一定間隔ごとにスライダ移動位置および測定面位置を取り込むので、これらスライダ移動位置および測定面位置を取り込むために、スライダ位置検出センサ、および、測定面位置検出センサに、検出値取り込み指令を作業者がその都度入力しなくとも自動的に取り込みが行われる。よって、作業中の手間を少なくすることができる。
【００１９】
また、傾き直線演算部は、取り込んだスライダ移動位置および測定面位置から最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うので、この傾き直線は、２点のスライダ移動位置および測定面位置を結んだ直線よりも正確に測定面の傾きを表すことができ、より精度の高い平行出しを行うことができる。さらに、この傾き直線によって、スライダ位置検出センサ、および、測定面位置検出センサによって検出されていない範囲の測定面のスライダ移動位置および測定面位置を算出することができるので、検出範囲に必ずしも揺動支点を含める必要はない。
【００２０】
本発明の平行出し方法は、被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、スライダに設けられ、被測定物の測定面の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置を用いて、被測定物の測定面とスライダの移動方向の平行出しを行う平行出し方法であって、スライダを移動案内体に沿って移動させながら、スライダの各移動位置における、スライダ移動位置をスライダ位置検出センサで、測定面位置を測定面位置検出センサで検出し、スライダ移動位置および測定面位置を基に、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算工程と、傾き直線から揺動支点における測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する基準値設定工程と、調整基準値、および、スライダの各移動位置において検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出工程と、調整量を表示する表示工程と、表示工程において表示された調整量に従って移動案内体の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
このような方法によれば、前述した平行出し装置で述べた効果と同様の効果を期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５には、本実施形態が示されている。
図１は、本実施形態の平行出し装置の機構部分を示す斜視図、図２は、図１の機構部分を示す正面図、図３は、平行出し装置の回路構成を示す図、図４は、平行出し方法の手順を示すフローチャート、図５は、平行出し装置による姿勢調整の原理を示す図である。
【００２３】
図１〜図３に示すように、本実施形態の平行出し装置は、被測定物を載置する載置台１と、被測定物に並列配置された移動案内体２と、移動案内体２の姿勢を、揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段としての２本の支持脚３と、移動案内体２に、その長手方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられたスライダ４と、スライダ４の移動案内体２に対するスライダ移動位置、つまり、Ｘ座標値Ｘを検出するスライダ位置検出センサとしての光電式リニアスケール５と、スライダ４に設けられ、被測定物の測定面Ｗ１の測定面位置、つまり、載置台１に対し垂直な方向（Ｙ軸方向）のＹ座標値Ｙを計測する測定面位置検出センサとしてのセンサ６と、検出されたＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込み、これらを基に移動案内体２の姿勢を調整するための調整量Ｄを算出する演算制御手段７と、算出された調整量Ｄを表示するモニタ８とから構成されている。
【００２４】
載置台１は、平面度の高い平面台であり、上面一端側に被測定物が載置される。
移動案内体２は、断面矩形状の長尺部材であり、載置台１の上面他端側に支持脚３を介して固定されている。
【００２５】
支持脚３は、図２に示すように、移動案内体２の下面両端に１本ずつ取付けられた脚であり、左端側の位置Ｐに取付けられた調整脚３１と、右端側の位置Ｑに取付けられた基準脚３２とがある。
調整脚３１は、Ｙ軸方向に伸縮可能であり、円盤状の軸部で載置台１に固定されるねじ軸３１１と、ねじ軸３１１のねじ部に螺合され、移動案内体２を支持する筒脚３１２と、ねじ軸３１１のねじ部に螺合され、筒脚３１２へ向かって螺合回転させることによって、ねじ軸３１１と筒脚３１２を一体化させるクランプナット３１３とから構成される。つまり、調整脚３１は、クランプナット３１３をゆるめ、ねじ軸３１１を回転させることによってＹ軸方向へ伸縮できる。
基準脚３２は、載置台１に固定され、かつ、中心に支持軸３２１を有する盤状の脚プレート３２２と、支持軸３２１の先端に揺動軸３２３を支点としてＹ軸方向に揺動可能に支持され、かつ、上部が移動案内体２に接合された筒脚３２４とから構成されている。基準脚３２は、Ｙ軸方向へ伸縮を行わないので、移動案内体２の揺動支点Ｎとなる。
これらの構成により、調整脚３１および基準脚３２は、移動案内体２の姿勢を、揺動支点Ｎ（位置Ｑ）を基準にしてＹ軸方向に変化させることができる。
【００２６】
スライダ４は、移動案内体２の内部に内蔵されたＸ軸駆動手段４１によって、移動案内体２に対し長手方向、つまり、Ｘ軸方向に沿って駆動される。
Ｘ軸駆動手段４１は、図は省略するが、Ｘ軸方向に伸びる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合され、かつ、スライダ４に結合された移動ナットと、送りねじ軸を回転させるモータとから構成される。なお、Ｘ軸駆動機構４１は、これに限らず、リニアモータ等で構成してもよい。
【００２７】
光電式リニアスケール５は、移動案内体２の一方の側面にＸ軸方向に沿って形成された光電式スケール５１と、光電式スケール５１に対向するスライダ４の内面に装着された検出器５２とから構成される。
【００２８】
センサ６は、一端がスライダ４の上面に固定され、Ｘ，Ｙ軸方向と直交する方向（Ｚ軸方向）に伸びる腕状のアーム６１と、アーム６１の他端に設けられたタッチプローブ６２とから構成される。アーム６１は、中央部に他端側をＹ軸方向に変位させることのできるヒンジ部を形成している。タッチプローブ６２は、測定面Ｗ１に所定の測定圧を持って接触し、測定面Ｗ１のＹ座標値Ｙの検出を行う。
【００２９】
演算制御手段７は、図３に示すように、演算を行うＣＰＵ７１と、ＣＰＵ７１が算出した値を記憶するメモリ７２とから構成されている。
ＣＰＵ７１には、Ｘ軸駆動手段４１と、光電式リニアスケール５と、センサ６とともに、モニタ８と、指令信号や数値の入力手段であるキーボード７３とが接続されている。
ＣＰＵ７１は、スライダ４の各移動位置において、光電式リニアスケール５およびセンサ６で検出されるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込み、これらを基に、スライダ４の移動方向（Ｘ軸方向）を基準とする測定面Ｗ１の傾き直線Ｆを演算する傾き直線演算部と、傾き直線Ｆから予め定めた揺動支点ＮのＹ座標値ＹＮを算出し、これを調整基準値ＹＮとする基準値設定部と、調整基準値ＹＮ、および、センサ６によって検出されるＹ座標値Ｙの差を、調整量Ｄとして算出する調整量算出部とを備えている。
メモリ７２は、ＣＰＵ７１の基準値設定部で算出された調整基準値ＹＮを記憶する。
モニタ８は、スライダ４の各移動位置において、ＣＰＵ７１で算出された調整量Ｄを表示する。
【００３０】
本実施形態の平行出し装置を用いて、測定面Ｗ１とスライダ４の移動方向の平行出しを行う平行出し方法の手順を、図１、図４および図５を用いて説明する。ここで、被測定物は直方体とし、測定面Ｗ１は平坦面とする。
まず、作業者は、図１のように、測定面Ｗ１を上面として、測定面Ｗ１の被測定方向がＸ軸方向と平行となるように、被測定物を載置台１に載置する。
センサ６のタッチプローブ６２が、測定面Ｗ１に所定の測定圧で接触するように、アーム６１の姿勢を手動で調節する。スライダ４は、移動案内体２のなるべく一端寄りに移動させておく。
キーボード７３のスタートボタンを押して、ＣＰＵ７１に作業開始指令を入力する。
【００３１】
すると、ＣＰＵ７１は、図４に示すフローチャートに従って処理を実行する。
ＳＴ１およびＳＴ２で、傾き直線演算工程を行う。
ＳＴ１で、Ｘ軸駆動手段４１のモータを駆動させスライダ４を他端側へ移動させるとともに、一定間隔ごとに光電式リニアスケール５およびセンサ６によってスライダ４の各移動位置におけるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込む。
【００３２】
ＳＴ２で、ＳＴ１で検出した各移動位置でのＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙの分散を、最小二乗法を用いて1本の傾き直線Ｆに近似する。すると、傾き直線Ｆは、傾きをＡ、切片をＢとして、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ
と表せる。この傾きＡは、スライダ４の移動方向（Ｘ軸方向）を基準とする測定面Ｗ１の傾きを近似して表している。図５は、この傾き直線Ｆを、原点を光電式スケール５１の零目盛、グラフの横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸としたＸＹ座標にプロットしたものである。図中の曲線Ｇは、ＳＴ１で検出されたＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙをそれぞれプロットし、連続するよう曲線で結んだものである。
【００３３】
ＳＴ３〜ＳＴ５で、基準値設定工程を行う。
ＳＴ３で、前述のように、揺動支点Ｎは、移動案内体２の基準脚３２が取付けられた位置Ｑである。この揺動支点ＮのＹ座標値ＹＮは、ＳＴ３で演算した傾き直線Ｆから算出する。まず、作業者は、既知である揺動支点Ｎ（位置Ｑ）のＸ座標値ＸＱを、キーボード７３から入力する。ここで、揺動支点Ｎ（位置Ｑ）のＸ座標値ＸＱが、既にメモリ７２に記憶されている場合は、キーボード７３からの入力は不要である。ＣＰＵ７１は、Ｘ座標値ＸＱを確認すると、ＳＴ４へ進む。
【００３４】
ＳＴ４で、ＣＰＵ７１は、ＳＴ３で入力された揺動支点ＮのＸ座標値ＸＱを、傾き直線Ｆに代入する。すると、
ＹＮ＝ＡＸＱ＋Ｂ
の計算により、揺動支点Ｎにおける傾き直線Ｆ上のＹ座標値ＹＮが算出される。このＹ座標値ＹＮが、移動案内体２の姿勢を調整するための調整基準値ＹＮとなる。
ＳＴ５で、ＳＴ４で算出した調整基準値ＹＮを、本平行出し作業が終了するまでメモリ７２で記憶する。
【００３５】
ＳＴ６およびＳＴ７で、調整量算出工程を行う。
ＳＴ６で、スライダ４の現在の位置（任意の位置）Ｒで検出されるＹ座標値Ｙを取り込む。
【００３６】
ＳＴ７で、メモリ７２に記憶されていた調整基準値ＹＮを呼び出し、この調整基準値ＹＮと、取り込んだＹ座標値Ｙとの差Ｄを、
Ｄ＝ＹＮ−Ｙ
の計算で算出する。差Ｄは、移動案内体２の姿勢を調整するために、位置Ｒが必要とされるＹ軸方向の変位量、つまり、調整量Ｄを示す。
【００３７】
ＳＴ８で、表示工程を行う。
ＳＴ８で、ＳＴ７で算出された調整量Ｄをモニタ８に送信し、モニタ８は調整量Ｄを表示する。
このようにして、調整量Ｄが算出され、作業者が確認しやすいようにモニタ８に表示される。また、光電式リニアスケール５およびセンサ６によってＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙが取り込まれるごとに、ＳＴ６〜ＳＴ８の作業が行われ、調整量Ｄが随時更新される。このＳＴ６〜ＳＴ８の作業は、平行出しが完了するまで繰り返される。
【００３８】
ここで、作業者は、移動案内体２の姿勢の調整を行う。作業者は、モニタ８に表示される調整量Ｄの変動を見ながら、調整量Ｄが零に近づくまで、調整脚３１のねじ軸３１１を操作し、調整脚３１をＹ軸方向に伸縮させる。調整量Ｄが正のときは、移動案内体２の揺動支点Ｎとは反対側端部を、Ｙ軸方向正の向きへ変位させ、調整量Ｄが負のときは、揺動支点Ｎとは反対側端部をＹ軸方向負の向きへ変位させる。このとき、スライダ４が位置Ｒから動いても、移動後の位置でモニタ８に表示される調整量Ｄを見ながら、調整脚の操作を続ければよい。
【００３９】
調整量Ｄを零に可能な限り近づけると、ＳＴ９で被測定物の測定面Ｗ１とスライダ４の移動方向の平行出しが完了する。
【００４０】
本実施形態によると、次のような効果を期待することができる。
（１）調整量Ｄは、調整基準値ＹＮ、およびセンサ６によって検出されるＹ座標値Ｙとの
差であるため、モニタ８に表示される調整量Ｄは、スライダ４の現在の位置ＲのＸ座標値Ｘ、および、移動案内体２の姿勢において、センサ６によって検出されるＹ座標値Ｙに連動している。そのため、移動案内体２の姿勢の変化推移を把握しながら、調整脚３１の操作を行うことができる。
【００４１】
（２）算出される調整量Ｄは、調整基準値ＹＮと、センサ６によって検出されるＹ軸方向
位置Ｙとの差であるため、調整量Ｄは、スライダ４の現在の位置Ｒにおける調整量Ｄを示している。つまり、調整点は限定されず、調整作業中にスライダ４が移動しても、移動後の位置で表示される調整量Ｄに従って調整脚３１を操作すればよいので、調整点を取り直す必要はなく、手間を少なくことができる。
（３）算出される調整量Ｄは、調整基準値ＹＮと、センサ６によって検出されるＹ軸方向
位置Ｙとの差であるため、移動案内体２の姿勢を調整し、モニタ８に表示される調整量Ｄが零となれば、測定面Ｗ１とスライダ３の移動方向が平行関係となる。そのため、作業者は、平行出しの完了時が分かりやすい。
【００４２】
（４）モニタ８に表示される調整量Ｄに従って、調整脚３１を操作すればよいので、測
定および調整を何度も繰り返す必要はなく、手間を少なくことができる。
（５）モニタ８に表示される調整量Ｄを手がかりに、移動案内体２の姿勢を調整するこ
とができるので、調整脚３１に目盛が形成されていなくてもよく、また、移動案内体２の姿勢の変化推移を読み取りやすく、操作ミスなども少なくすることができる。
（６）姿勢調整手段が移動案内体２を支持する支持脚３であり、調整脚３１が、Ｙ軸方
向に伸縮することにより、移動案内体２の姿勢を調整する機能も持つことから、移動案内体２に姿勢の変化を与えやすく、また、支持脚３の他に姿勢調整のための新たな構成を付加する必要はない。
【００４３】
（７）調整脚３１および基準脚３２が、移動案内体２の両端に配置され、さらに、基準
脚３２の位置Ｑは揺動支点Ｎであるので、基準脚３２は伸縮させる必要はなく、また、揺動支点Ｎの位置の把握がしやすい。よって、調整脚３１の操作のみで移動案内体２の姿勢を調整することができる。つまり、移動案内体２の姿勢の調整は、複数の構成の操作を必要としない。
（８）傾き直線演算工程で、スライダ４の各移動位置におけるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを基
に、最小二乗法を用いて傾き直線Ｆの演算を行うので、この傾き直線Ｆは、２点のＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを結んだ直線よりも正確に、測定面Ｗ１の傾きＡを表すことができる。これより、精度の高い平行出しを行うことができる。
【００４４】
（９）スライダ４を移動させるとともに、スライダ４が一定間隔移動するごとにＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込むので、これらＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込むために光電式リニアスケール５およびセンサ６に送る検出値取込指令を、作業者がその都度入力しなくとも、自動的に取り込みが行われるので、作業中の手間を少なくすることができる。
（１０）傾き直線Ｆによって、光電式リニアスケール５およびセンサ６によって検出されていない範囲の、測定面Ｗ１のＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを求めることができるので、検出範囲に必ずしも揺動支点Ｎを含める必要はない。
【００４５】
＜変形例＞
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。
例えば、前記実施形態では、揺動支点Ｎは基準脚３２の位置Ｑであったが、２本の支持脚３のいずれもがＹ軸方向に伸縮可能な機能、および、傾斜に対応する機能を持つならば、本発明では、調整脚３１の位置Ｐを揺動支点Ｎとし、基準脚３２をＹ軸方向に伸縮させて移動案内体２の姿勢の調整を行ってもよい。この場合では、ＳＴ３で、傾き直線Ｆに位置ＰのＸ座標値ＸＰを代入する。また、支持脚３がこのような機能を持つならば、任意の位置Ｒを揺動支点Ｎとすることも可能である。
【００４６】
前記実施形態では、調整脚３１の伸縮するための構成は、前述の例に限らない。例えば、調整脚３１に何らか駆動手段を接続し、調整脚３１の伸縮が電動で行われるようにしてもよい。
前記実施形態では、傾き直線Ｆは、最小二乗法を用いて演算するとしたが、他の近似法を用いてもよい。
前記実施形態では、揺動支点ＮのＸ座標値Ｘは既知としたが、これが未知である場合は、スライダ４をその揺動支点Ｎへ移動させ、光電式リニアスケール５が検出するＸ座標値Ｘを、揺動支点ＮのＸ座標値Ｘとして用いればよい。
前実施形態では、傾き直線Ｆを求めるにあたって、Ｘ軸座標値ＸおよびＹ座標値Ｙの取り込みを、スライダ４が一定間隔移動するごとに行うようにしたが、この間隔は、必ずしも一定でなくてもよい。
【００４７】
前記実施形態では、スライダ４の移動はＸ軸駆動手段４１のモータによって行われるとしたが、歯車やハンドルなどを備えて手動によって移動させてもよい。
前記実施形態では、移動案内体２に姿勢調整手段を備え、移動案内体２の姿勢を調整することで測定面Ｗ１との平行出しを行うとしたが、本発明では、載置台１に被測定物の姿勢を調整する構成を付加し、測定面Ｗ１の姿勢を移動案内体２に対して調整することで、平行出しを行ってもよい。
【００４８】
前記実施形態の光電式リニアスケール５およびセンサ６の構成は、前述の通りとは限らず、例えば静電式リニアスケールや、片手型のアームを持ち、プローブをＹ，Ｚ軸方向にも駆動できるセンサなどを用いてもよい。
前記実施形態では、接触式のタッチプローブ６２を用いたが、これに限らず、レーザ干渉式などの非接触式プローブを用いてもよい。
前記実施形態では、移動案内体２は、載置台１の上面に固定されているとしたが、載置台１に対し動かないように載置できればよく、載置台１から分離可能になっていてもよい。つまり、移動案内体２は、持ち運び可能で、被測定物と共に平坦な面に載置して使用するものであってもよい。
【００４９】
前記実施形態では、被測定物は平坦な測定面Ｗ１を持つ直方体としたが、本発明は、例えば、被測定物が円柱など、測定面Ｗ１が曲面である場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、真直度測定機や形状測定機など、測定面の形状を評価する測定機を使用する際に、予めこれら被測定物の測定面と測定機の測定方向とが平行となるように、互いの姿勢を調整するための平行出しに利用できる他、切削、研削などの加工機械を使用する際に、予め行う平行出しにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態にかかる平行出し装置の機構部分を示す斜視図。
【図２】同上の実施形態にかかる平行出し装置の機構部分を示す正面図
【図３】同上の実施形態にかかる平行出し装置の回路構成を示す図。
【図４】同上の実施形態にかかる平行出し方法の手順を示すフローチャート。
【図５】同上の実施形態にかかる平行出し装置による姿勢調整の原理を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１…載置台，２…移動案内体，３…支持脚，３１…調整脚，３２…基準脚，４…スライダ，５…光電式リニアスケール，６…センサ，７…演算制御手段，モニタ…８，Ｎ…揺動支点，Ｗ１…測定面，Ｘ…Ｘ座標値，Ｙ…Ｙ座標値，Ｆ…傾き直線，ＸＱ…揺動支点のＸ座標値，ＹＮ…調整基準値，Ｄ…調整量，Ｑ…基準脚が配置された位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真直度測定機や形状測定機など、被測定物の測定面の形状を評価する測定機を使用する際に、予めこれら測定機の測定方向と測定面とが平行となるように互いの姿勢を調整するための平行出し装置、および、平行出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物の測定面の真直度を測定する真直度測定機や、測定面の粗さ、うねり、輪郭形状等の表面形状測定を行う形状測定機は、測定面に基準となる基準線または基準面を定め、その基準線または基準面から、実際の測定面までの変位を求めることによって、測定面の形状の評価を数値化している。例えば、真直度測定機を用いて測定面の真直度を求める際には、測定面に沿って真直度測定機のセンサを関与させて測定面の形状を測定し、その形状を表す測定曲線の両端を結ぶ直線を基準線として、この基準線に平行で、かつ測定曲線に接する直線で挟んだ平行２直線の間隔を求めている。
【０００３】
しかし、このとき、測定面とセンサの測定方向の相対的な姿勢にずれがある場合、基準線を適切に定めることが難しく、測定結果に影響を及ぼす恐れがある。つまり、これらの測定を行うための必要条件として、測定面と測定機の測定方向とが、互いに平行な姿勢をとっていることが重要となる。そのため、これらの測定機を使用する際には、予め測定面と測定機の測定方向との平行出しが行われている。
【０００４】
従来、この測定面と測定方向の平行出しを行うには、例えば、以下のような例が知られている。いずれも、測定面の形状を姿勢基準線として設定し、測定を行って装置の測定方向の姿勢基準線に対する平行度のずれを求め、次に、測定方向が姿勢基準線に平行となるよう移動案内体の姿勢を調節することにより達成される。
【０００５】
従来の平行出しの１つの例として、装置は被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、移動案内体に移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動方向のスライダ移動位置、および、スライダ移動位置における被測定物の測定面位置を測定する位置検出センサと、移動案内体の両端に設けられ、その姿勢を調整する姿勢調整手段とを備えている。姿勢調整手段には、調整に用いる目盛が設けられている。
【０００６】
まず、測定面のなるべく一端寄りにスライダを移動させ、この第１の位置（支点）における測定面位置を位置検出センサによって検出する。次に、スライダを測定面のなるべく他端寄りに移動させて固定し、このスライダを固定した第２の位置（調整点）において位置検出センサが検出する測定面位置が、第１の位置で検出された測定面位置に可能な限り近づくように、左右の姿勢調整手段を操作して移動案内体の姿勢を調整する。その後、スライダを移動させて、スライダの各移動位置における測定面位置の変化を確認する。これらを繰り返し、位置検出センサによって検出される測定面位置の変化が最小になるよう姿勢調整手段を操作することで平行出しする。
【０００７】
さらに、もうひとつの例を挙げる（例えば、特許文献１）。特許文献１の装置は、前述の装置とほぼ同一の構成を持つ。測定面の測定開始点、および、測定終了点の２点の各スライダ移動位置および測定面位置を、位置検出センサによってそれぞれ測定し、次に、これら２点の測定データを結んだ直線を基に、スライダの移動方向、つまり、平行出し装置の測定方向に対する測定面の傾きを算出する。この傾きから測定開始点（支点）に対する測定終了点（調整点）の変位を、測定終了点における調整量として求め、これをモニタ等に表示する。そして、この調整値に達するまで、姿勢調整手段としてのつまみを目盛を見ながら手動で操作し、移動案内体の姿勢を調整することで平行出しする。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した従来例には、それぞれ次のような課題がある。
前者の方法では、第２の位置において姿勢調整手段の調整中に、スライダが第２の位置から動いてしまった場合、第２の位置を把握し直さなければいけないことや、平行出しが完了するまで、測定と左右の姿勢調整手段の操作を何度も繰り返し行わなければならないため、手間がかかるという課題が生じる。
【００１０】
後者の特許文献１の方法では、算出した調整量は測定終了点における値であるため、この調整量を用いて調整を行う調整点は、測定終了点と限定され、例えば、測定終了点の位置を見失った場合には、もう一度測定して、新たな測定終了点での調整量を計算し直さなければならない。また、測定面の傾きを、２点の測定データを結ぶ直線から求めるため、必ずしも正確に表現しているとは言えない。さらに、移動案内体の姿勢の調整は、つまみの目盛を見ながら行うが、微小な変位にも対応できるようつまみにかなり細かい目盛を設ける必要があり、また、つまみは手動で操作されるので、細かい手作業が強いられ、操作ミスが生じるおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、被測定物の測定面と測定機の測定方向の平行出しを効率よく行うことのできる平行出し装置、および、平行出し方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の平行出し装置は、被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、この移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、スライダに設けられ、被測定物の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置において、スライダの各移動位置において、スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を取り込み、スライダ移動位置と測定面位置とを基に、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算部と、この傾き直線演算部によって求められた傾き直線から揺動支点における測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する調整基準値設定部と、調整基準値、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出部と、この調整量算出部によって算出された調整量を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、算出される調整量は、調整基準値、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差であるため、表示手段に表示される調整量は、現在のスライダ移動位置、および、移動案内体の姿勢において、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置に連動している。そのため、移動案内体の姿勢の変化推移を確認しながら、姿勢の調整が行うことができる。調整量は、スライダの任意の位置における調整量を示しているので、調整点は限定されず、スライダの位置で表示される調整量に従って姿勢調整手段を操作すればよい。つまり、表示手段に表示される調整量が零となれば、測定面とスライダの移動方向が平行関係となる。これより、調整作業中にスライダが移動しても、調整点を把握し直す必要はなく、手間を少なくすることができる。また、作業者は、平行出しの完了時が分かりやすい。
【００１４】
また、上記のような作用により、表示手段に表示される調整量を手がかりに、移動案内体の姿勢を調整することができるので、姿勢調整手段に目盛が形成されていなくてもよく、また、移動案内体の姿勢の変化推移を読み取りすいので、操作ミスなども少なくすることができる。これより、精度の高い平行出しを行うことができる。
同様に、表示手段に表示された調整量を手がかりに、姿勢調整手段を操作すればよいので、測定および調整の操作を何度も繰り返す必要はなく、手間を少なくすることができる。
【００１５】
本発明の平行出し装置において、姿勢調整手段は、移動案内体を支持する少なくとも１本以上の支持脚であり、支持脚の少なくとも１本は、測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮可能な調整脚であることが好ましい。
このような構成によれば、姿勢調整手段が移動案内体を支持する支持脚であり、その少なくとも１本が、測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮することにより、移動案内体の姿勢を調整する機能も持つことから、移動案内体に姿勢の変化を与えやすく、また、支持脚の他に姿勢調整のための新たな構成を付加する必要はない。
【００１６】
本発明の平行出し装置において、支持脚は、スライダの移動方向に沿って移動案内体の両端に２本配置され、これら２本の支持脚のうち一方は調整脚であり、他方は揺動支点に配置された基準脚であることが好ましい。
このような構成によれば、調整脚および基準脚が、スライダの移動方向に沿って移動案内体の両端に配置され、さらに、基準脚の位置は揺動支点であるので、基準脚は伸縮させる必要はなく、揺動支点の位置の把握がしやすい。そのため、調整脚の操作のみで移動案内体の姿勢を調整することができる。つまり、移動案内体の姿勢の調整は、複数の構成の操作を必要としない。
【００１７】
本発明の平行出し装置は、傾き直線演算部は、スライダが移動案内体に沿って移動する際に、スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を一定間隔ごとに取り込み、スライダ移動位置および測定面位置から、最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うことが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、傾き直線演算部は、スライダが移動案内体に沿って移動する際に、一定間隔ごとにスライダ移動位置および測定面位置を取り込むので、これらスライダ移動位置および測定面位置を取り込むために、スライダ位置検出センサ、および、測定面位置検出センサに、検出値取り込み指令を作業者がその都度入力しなくとも自動的に取り込みが行われる。よって、作業中の手間を少なくすることができる。
【００１９】
また、傾き直線演算部は、取り込んだスライダ移動位置および測定面位置から最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うので、この傾き直線は、２点のスライダ移動位置および測定面位置を結んだ直線よりも正確に測定面の傾きを表すことができ、より精度の高い平行出しを行うことができる。さらに、この傾き直線によって、スライダ位置検出センサ、および、測定面位置検出センサによって検出されていない範囲の測定面のスライダ移動位置および測定面位置を算出することができるので、検出範囲に必ずしも揺動支点を含める必要はない。
【００２０】
本発明の平行出し方法は、被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、スライダの移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、スライダに設けられ、被測定物の測定面の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置を用いて、被測定物の測定面とスライダの移動方向の平行出しを行う平行出し方法であって、スライダを移動案内体に沿って移動させながら、スライダの各移動位置における、スライダ移動位置をスライダ位置検出センサで、測定面位置を測定面位置検出センサで検出し、スライダ移動位置および測定面位置を基に、スライダの移動方向を基準とする測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算工程と、傾き直線から揺動支点における測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する基準値設定工程と、調整基準値、および、スライダの各移動位置において検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出工程と、調整量を表示する表示工程と、表示工程において表示された調整量に従って移動案内体の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
このような方法によれば、前述した平行出し装置で述べた効果と同様の効果を期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５には、本実施形態が示されている。
図１は、本実施形態の平行出し装置の機構部分を示す斜視図、図２は、図１の機構部分を示す正面図、図３は、平行出し装置の回路構成を示す図、図４は、平行出し方法の手順を示すフローチャート、図５は、平行出し装置による姿勢調整の原理を示す図である。
【００２３】
図１〜図３に示すように、本実施形態の平行出し装置は、被測定物を載置する載置台１と、被測定物に並列配置された移動案内体２と、移動案内体２の姿勢を、揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段としての２本の支持脚３と、移動案内体２に、その長手方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられたスライダ４と、スライダ４の移動案内体２に対するスライダ移動位置、つまり、Ｘ座標値Ｘを検出するスライダ位置検出センサとしての光電式リニアスケール５と、スライダ４に設けられ、被測定物の測定面Ｗ１の測定面位置、つまり、載置台１に対し垂直な方向（Ｙ軸方向）のＹ座標値Ｙを計測する測定面位置検出センサとしてのセンサ６と、検出されたＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込み、これらを基に移動案内体２の姿勢を調整するための調整量Ｄを算出する演算制御手段７と、算出された調整量Ｄを表示するモニタ８とから構成されている。
【００２４】
載置台１は、平面度の高い平面台であり、上面一端側に被測定物が載置される。
移動案内体２は、断面矩形状の長尺部材であり、載置台１の上面他端側に支持脚３を介して固定されている。
【００２５】
支持脚３は、図２に示すように、移動案内体２の下面両端に１本ずつ取付けられた脚であり、左端側の位置Ｐに取付けられた調整脚３１と、右端側の位置Ｑに取付けられた基準脚３２とがある。
調整脚３１は、Ｙ軸方向に伸縮可能であり、円盤状の軸部で載置台１に固定されるねじ軸３１１と、ねじ軸３１１のねじ部に螺合され、移動案内体２を支持する筒脚３１２と、ねじ軸３１１のねじ部に螺合され、筒脚３１２へ向かって螺合回転させることによって、ねじ軸３１１と筒脚３１２を一体化させるクランプナット３１３とから構成される。つまり、調整脚３１は、クランプナット３１３をゆるめ、ねじ軸３１１を回転させることによってＹ軸方向へ伸縮できる。
基準脚３２は、載置台１に固定され、かつ、中心に支持軸３２１を有する盤状の脚プレート３２２と、支持軸３２１の先端に揺動軸３２３を支点としてＹ軸方向に揺動可能に支持され、かつ、上部が移動案内体２に接合された筒脚３２４とから構成されている。基準脚３２は、Ｙ軸方向へ伸縮を行わないので、移動案内体２の揺動支点Ｎとなる。
これらの構成により、調整脚３１および基準脚３２は、移動案内体２の姿勢を、揺動支点Ｎ（位置Ｑ）を基準にしてＹ軸方向に変化させることができる。
【００２６】
スライダ４は、移動案内体２の内部に内蔵されたＸ軸駆動手段４１によって、移動案内体２に対し長手方向、つまり、Ｘ軸方向に沿って駆動される。
Ｘ軸駆動手段４１は、図は省略するが、Ｘ軸方向に伸びる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合され、かつ、スライダ４に結合された移動ナットと、送りねじ軸を回転させるモータとから構成される。なお、Ｘ軸駆動機構４１は、これに限らず、リニアモータ等で構成してもよい。
【００２７】
光電式リニアスケール５は、移動案内体２の一方の側面にＸ軸方向に沿って形成された光電式スケール５１と、光電式スケール５１に対向するスライダ４の内面に装着された検出器５２とから構成される。
【００２８】
センサ６は、一端がスライダ４の上面に固定され、Ｘ，Ｙ軸方向と直交する方向（Ｚ軸方向）に伸びる腕状のアーム６１と、アーム６１の他端に設けられたタッチプローブ６２とから構成される。アーム６１は、中央部に他端側をＹ軸方向に変位させることのできるヒンジ部を形成している。タッチプローブ６２は、測定面Ｗ１に所定の測定圧を持って接触し、測定面Ｗ１のＹ座標値Ｙの検出を行う。
【００２９】
演算制御手段７は、図３に示すように、演算を行うＣＰＵ７１と、ＣＰＵ７１が算出した値を記憶するメモリ７２とから構成されている。
ＣＰＵ７１には、Ｘ軸駆動手段４１と、光電式リニアスケール５と、センサ６とともに、モニタ８と、指令信号や数値の入力手段であるキーボード７３とが接続されている。
ＣＰＵ７１は、スライダ４の各移動位置において、光電式リニアスケール５およびセンサ６で検出されるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込み、これらを基に、スライダ４の移動方向（Ｘ軸方向）を基準とする測定面Ｗ１の傾き直線Ｆを演算する傾き直線演算部と、傾き直線Ｆから予め定めた揺動支点ＮのＹ座標値ＹＮを算出し、これを調整基準値ＹＮとする基準値設定部と、調整基準値ＹＮ、および、センサ６によって検出されるＹ座標値Ｙの差を、調整量Ｄとして算出する調整量算出部とを備えている。
メモリ７２は、ＣＰＵ７１の基準値設定部で算出された調整基準値ＹＮを記憶する。
モニタ８は、スライダ４の各移動位置において、ＣＰＵ７１で算出された調整量Ｄを表示する。
【００３０】
本実施形態の平行出し装置を用いて、測定面Ｗ１とスライダ４の移動方向の平行出しを行う平行出し方法の手順を、図１、図４および図５を用いて説明する。ここで、被測定物は直方体とし、測定面Ｗ１は平坦面とする。
まず、作業者は、図１のように、測定面Ｗ１を上面として、測定面Ｗ１の被測定方向がＸ軸方向と平行となるように、被測定物を載置台１に載置する。
センサ６のタッチプローブ６２が、測定面Ｗ１に所定の測定圧で接触するように、アーム６１の姿勢を手動で調節する。スライダ４は、移動案内体２のなるべく一端寄りに移動させておく。
キーボード７３のスタートボタンを押して、ＣＰＵ７１に作業開始指令を入力する。
【００３１】
すると、ＣＰＵ７１は、図４に示すフローチャートに従って処理を実行する。
ＳＴ１およびＳＴ２で、傾き直線演算工程を行う。
ＳＴ１で、Ｘ軸駆動手段４１のモータを駆動させスライダ４を他端側へ移動させるとともに、一定間隔ごとに光電式リニアスケール５およびセンサ６によってスライダ４の各移動位置におけるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込む。
【００３２】
ＳＴ２で、ＳＴ１で検出した各移動位置でのＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙの分散を、最小二乗法を用いて1本の傾き直線Ｆに近似する。すると、傾き直線Ｆは、傾きをＡ、切片をＢとして、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ
と表せる。この傾きＡは、スライダ４の移動方向（Ｘ軸方向）を基準とする測定面Ｗ１の傾きを近似して表している。図５は、この傾き直線Ｆを、原点を光電式スケール５１の零目盛、グラフの横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸としたＸＹ座標にプロットしたものである。図中の曲線Ｇは、ＳＴ１で検出されたＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙをそれぞれプロットし、連続するよう曲線で結んだものである。
【００３３】
ＳＴ３〜ＳＴ５で、基準値設定工程を行う。
ＳＴ３で、前述のように、揺動支点Ｎは、移動案内体２の基準脚３２が取付けられた位置Ｑである。この揺動支点ＮのＹ座標値ＹＮは、ＳＴ３で演算した傾き直線Ｆから算出する。まず、作業者は、既知である揺動支点Ｎ（位置Ｑ）のＸ座標値ＸＱを、キーボード７３から入力する。ここで、揺動支点Ｎ（位置Ｑ）のＸ座標値ＸＱが、既にメモリ７２に記憶されている場合は、キーボード７３からの入力は不要である。ＣＰＵ７１は、Ｘ座標値ＸＱを確認すると、ＳＴ４へ進む。
【００３４】
ＳＴ４で、ＣＰＵ７１は、ＳＴ３で入力された揺動支点ＮのＸ座標値ＸＱを、傾き直線Ｆに代入する。すると、
ＹＮ＝ＡＸＱ＋Ｂ
の計算により、揺動支点Ｎにおける傾き直線Ｆ上のＹ座標値ＹＮが算出される。このＹ座標値ＹＮが、移動案内体２の姿勢を調整するための調整基準値ＹＮとなる。
ＳＴ５で、ＳＴ４で算出した調整基準値ＹＮを、本平行出し作業が終了するまでメモリ７２で記憶する。
【００３５】
ＳＴ６およびＳＴ７で、調整量算出工程を行う。
ＳＴ６で、スライダ４の現在の位置（任意の位置）Ｒで検出されるＹ座標値Ｙを取り込む。
【００３６】
ＳＴ７で、メモリ７２に記憶されていた調整基準値ＹＮを呼び出し、この調整基準値ＹＮと、取り込んだＹ座標値Ｙとの差Ｄを、
Ｄ＝ＹＮ−Ｙ
の計算で算出する。差Ｄは、移動案内体２の姿勢を調整するために、位置Ｒが必要とされるＹ軸方向の変位量、つまり、調整量Ｄを示す。
【００３７】
ＳＴ８で、表示工程を行う。
ＳＴ８で、ＳＴ７で算出された調整量Ｄをモニタ８に送信し、モニタ８は調整量Ｄを表示する。
このようにして、調整量Ｄが算出され、作業者が確認しやすいようにモニタ８に表示される。また、光電式リニアスケール５およびセンサ６によってＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙが取り込まれるごとに、ＳＴ６〜ＳＴ８の作業が行われ、調整量Ｄが随時更新される。このＳＴ６〜ＳＴ８の作業は、平行出しが完了するまで繰り返される。
【００３８】
ここで、作業者は、移動案内体２の姿勢の調整を行う。作業者は、モニタ８に表示される調整量Ｄの変動を見ながら、調整量Ｄが零に近づくまで、調整脚３１のねじ軸３１１を操作し、調整脚３１をＹ軸方向に伸縮させる。調整量Ｄが正のときは、移動案内体２の揺動支点Ｎとは反対側端部を、Ｙ軸方向正の向きへ変位させ、調整量Ｄが負のときは、揺動支点Ｎとは反対側端部をＹ軸方向負の向きへ変位させる。このとき、スライダ４が位置Ｒから動いても、移動後の位置でモニタ８に表示される調整量Ｄを見ながら、調整脚の操作を続ければよい。
【００３９】
調整量Ｄを零に可能な限り近づけると、ＳＴ９で被測定物の測定面Ｗ１とスライダ４の移動方向の平行出しが完了する。
【００４０】
本実施形態によると、次のような効果を期待することができる。
（１）調整量Ｄは、調整基準値ＹＮ、およびセンサ６によって検出されるＹ座標値Ｙとの
差であるため、モニタ８に表示される調整量Ｄは、スライダ４の現在の位置ＲのＸ座標値Ｘ、および、移動案内体２の姿勢において、センサ６によって検出されるＹ座標値Ｙに連動している。そのため、移動案内体２の姿勢の変化推移を把握しながら、調整脚３１の操作を行うことができる。
【００４１】
（２）算出される調整量Ｄは、調整基準値ＹＮと、センサ６によって検出されるＹ軸方向
位置Ｙとの差であるため、調整量Ｄは、スライダ４の現在の位置Ｒにおける調整量Ｄを示している。つまり、調整点は限定されず、調整作業中にスライダ４が移動しても、移動後の位置で表示される調整量Ｄに従って調整脚３１を操作すればよいので、調整点を取り直す必要はなく、手間を少なくことができる。
（３）算出される調整量Ｄは、調整基準値ＹＮと、センサ６によって検出されるＹ軸方向
位置Ｙとの差であるため、移動案内体２の姿勢を調整し、モニタ８に表示される調整量Ｄが零となれば、測定面Ｗ１とスライダ３の移動方向が平行関係となる。そのため、作業者は、平行出しの完了時が分かりやすい。
【００４２】
（４）モニタ８に表示される調整量Ｄに従って、調整脚３１を操作すればよいので、測
定および調整を何度も繰り返す必要はなく、手間を少なくことができる。
（５）モニタ８に表示される調整量Ｄを手がかりに、移動案内体２の姿勢を調整するこ
とができるので、調整脚３１に目盛が形成されていなくてもよく、また、移動案内体２の姿勢の変化推移を読み取りやすく、操作ミスなども少なくすることができる。
（６）姿勢調整手段が移動案内体２を支持する支持脚３であり、調整脚３１が、Ｙ軸方
向に伸縮することにより、移動案内体２の姿勢を調整する機能も持つことから、移動案内体２に姿勢の変化を与えやすく、また、支持脚３の他に姿勢調整のための新たな構成を付加する必要はない。
【００４３】
（７）調整脚３１および基準脚３２が、移動案内体２の両端に配置され、さらに、基準
脚３２の位置Ｑは揺動支点Ｎであるので、基準脚３２は伸縮させる必要はなく、また、揺動支点Ｎの位置の把握がしやすい。よって、調整脚３１の操作のみで移動案内体２の姿勢を調整することができる。つまり、移動案内体２の姿勢の調整は、複数の構成の操作を必要としない。
（８）傾き直線演算工程で、スライダ４の各移動位置におけるＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを基
に、最小二乗法を用いて傾き直線Ｆの演算を行うので、この傾き直線Ｆは、２点のＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを結んだ直線よりも正確に、測定面Ｗ１の傾きＡを表すことができる。これより、精度の高い平行出しを行うことができる。
【００４４】
（９）スライダ４を移動させるとともに、スライダ４が一定間隔移動するごとにＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込むので、これらＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを取り込むために光電式リニアスケール５およびセンサ６に送る検出値取込指令を、作業者がその都度入力しなくとも、自動的に取り込みが行われるので、作業中の手間を少なくすることができる。
（１０）傾き直線Ｆによって、光電式リニアスケール５およびセンサ６によって検出されていない範囲の、測定面Ｗ１のＸ，Ｙ座標値Ｘ，Ｙを求めることができるので、検出範囲に必ずしも揺動支点Ｎを含める必要はない。
【００４５】
＜変形例＞
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。
例えば、前記実施形態では、揺動支点Ｎは基準脚３２の位置Ｑであったが、２本の支持脚３のいずれもがＹ軸方向に伸縮可能な機能、および、傾斜に対応する機能を持つならば、本発明では、調整脚３１の位置Ｐを揺動支点Ｎとし、基準脚３２をＹ軸方向に伸縮させて移動案内体２の姿勢の調整を行ってもよい。この場合では、ＳＴ３で、傾き直線Ｆに位置ＰのＸ座標値ＸＰを代入する。また、支持脚３がこのような機能を持つならば、任意の位置Ｒを揺動支点Ｎとすることも可能である。
【００４６】
前記実施形態では、調整脚３１の伸縮するための構成は、前述の例に限らない。例えば、調整脚３１に何らか駆動手段を接続し、調整脚３１の伸縮が電動で行われるようにしてもよい。
前記実施形態では、傾き直線Ｆは、最小二乗法を用いて演算するとしたが、他の近似法を用いてもよい。
前記実施形態では、揺動支点ＮのＸ座標値Ｘは既知としたが、これが未知である場合は、スライダ４をその揺動支点Ｎへ移動させ、光電式リニアスケール５が検出するＸ座標値Ｘを、揺動支点ＮのＸ座標値Ｘとして用いればよい。
前実施形態では、傾き直線Ｆを求めるにあたって、Ｘ軸座標値ＸおよびＹ座標値Ｙの取り込みを、スライダ４が一定間隔移動するごとに行うようにしたが、この間隔は、必ずしも一定でなくてもよい。
【００４７】
前記実施形態では、スライダ４の移動はＸ軸駆動手段４１のモータによって行われるとしたが、歯車やハンドルなどを備えて手動によって移動させてもよい。
前記実施形態では、移動案内体２に姿勢調整手段を備え、移動案内体２の姿勢を調整することで測定面Ｗ１との平行出しを行うとしたが、本発明では、載置台１に被測定物の姿勢を調整する構成を付加し、測定面Ｗ１の姿勢を移動案内体２に対して調整することで、平行出しを行ってもよい。
【００４８】
前記実施形態の光電式リニアスケール５およびセンサ６の構成は、前述の通りとは限らず、例えば静電式リニアスケールや、片手型のアームを持ち、プローブをＹ，Ｚ軸方向にも駆動できるセンサなどを用いてもよい。
前記実施形態では、接触式のタッチプローブ６２を用いたが、これに限らず、レーザ干渉式などの非接触式プローブを用いてもよい。
前記実施形態では、移動案内体２は、載置台１の上面に固定されているとしたが、載置台１に対し動かないように載置できればよく、載置台１から分離可能になっていてもよい。つまり、移動案内体２は、持ち運び可能で、被測定物と共に平坦な面に載置して使用するものであってもよい。
【００４９】
前記実施形態では、被測定物は平坦な測定面Ｗ１を持つ直方体としたが、本発明は、例えば、被測定物が円柱など、測定面Ｗ１が曲面である場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、真直度測定機や形状測定機など、測定面の形状を評価する測定機を使用する際に、予めこれら被測定物の測定面と測定機の測定方向とが平行となるように、互いの姿勢を調整するための平行出しに利用できる他、切削、研削などの加工機械を使用する際に、予め行う平行出しにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態にかかる平行出し装置の機構部分を示す斜視図。
【図２】同上の実施形態にかかる平行出し装置の機構部分を示す正面図
【図３】同上の実施形態にかかる平行出し装置の回路構成を示す図。
【図４】同上の実施形態にかかる平行出し方法の手順を示すフローチャート。
【図５】同上の実施形態にかかる平行出し装置による姿勢調整の原理を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１…載置台，２…移動案内体，３…支持脚，３１…調整脚，３２…基準脚，４…スライダ，５…光電式リニアスケール，６…センサ，７…演算制御手段，モニタ…８，Ｎ…揺動支点，Ｗ１…測定面，Ｘ…Ｘ座標値，Ｙ…Ｙ座標値，Ｆ…傾き直線，ＸＱ…揺動支点のＸ座標値，ＹＮ…調整基準値，Ｄ…調整量，Ｑ…基準脚が配置された位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、この移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、前記移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、このスライダの前記移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、前記スライダに設けられ、被測定物の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置において、
前記スライダの各移動位置において、前記スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を取り込み、前記スライダ移動位置と前記測定面位置とを基に、前記スライダの移動方向を基準とする前記測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算部と、
この傾き直線演算部によって求められた傾き直線から、前記揺動支点における前記測定面の測定面位置を調整基準値として算出し設定する調整基準値設定部と、
前記調整基準値、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出部と、
この調整量算出部によって算出された調整量を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする平行出し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平行出し装置において、
前記姿勢調整手段は、前記移動案内体を支持する少なくとも１本以上の支持脚であり、
前記支持脚の少なくとも１本は、前記測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮可能な調整脚であることを特徴とする平行出し装置。
【請求項３】
請求項２に記載の平行出し装置において、
前記支持脚は、前記スライダの移動方向に沿って前記移動案内体の両端に２本配置され、これら２本の前記支持脚のうち一方は前記調整脚であり、他方は前記揺動支点に配置された基準脚であることを特徴とする平行出し装置。
【請求項４】
請求項１に記載の平行出し装置において、
前記傾き直線演算部は、前記スライダが前記移動案内体に沿って移動する際に、前記スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を一定間隔ごとに取り込み、前記スライダ移動位置および前記測定面位置から、最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うことを特徴とする平行出し装置。
【請求項５】
被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、前記移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、前記移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、前記スライダの前記移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、前記スライダに設けられ、被測定物の測定面の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置を用いて、被測定物の測定面と前記スライダの移動方向の平行出しを行う平行出し方法であって、
前記スライダを前記移動案内体に沿って移動させながら、前記スライダの各移動位置における、前記スライダ移動位置を前記スライダ位置検出センサで、前記測定面位置を前記測定面位置検出センサで検出し、前記スライダ移動位置および前記測定面位置を基に、前記スライダの移動方向を基準とする前記測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算工程と、
前記傾き直線から前記揺動支点における前記測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する基準値設定工程と、
前記調整基準値、および、前記スライダの各移動位置において検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出工程と、
前記調整量を表示する表示工程と、
前記表示工程において表示された調整量に従って前記移動案内体の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えることを特徴とする平行出し方法。
【請求項１】
被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、この移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、前記移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、このスライダの前記移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、前記スライダに設けられ、被測定物の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置において、
前記スライダの各移動位置において、前記スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を取り込み、前記スライダ移動位置と前記測定面位置とを基に、前記スライダの移動方向を基準とする前記測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算部と、
この傾き直線演算部によって求められた傾き直線から、前記揺動支点における前記測定面の測定面位置を調整基準値として算出し設定する調整基準値設定部と、
前記調整基準値、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出部と、
この調整量算出部によって算出された調整量を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする平行出し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平行出し装置において、
前記姿勢調整手段は、前記移動案内体を支持する少なくとも１本以上の支持脚であり、
前記支持脚の少なくとも１本は、前記測定面に対してほぼ直交する方向へ伸縮可能な調整脚であることを特徴とする平行出し装置。
【請求項３】
請求項２に記載の平行出し装置において、
前記支持脚は、前記スライダの移動方向に沿って前記移動案内体の両端に２本配置され、これら２本の前記支持脚のうち一方は前記調整脚であり、他方は前記揺動支点に配置された基準脚であることを特徴とする平行出し装置。
【請求項４】
請求項１に記載の平行出し装置において、
前記傾き直線演算部は、前記スライダが前記移動案内体に沿って移動する際に、前記スライダ位置検出センサによって検出されるスライダ移動位置、および、前記測定面位置検出センサによって検出される測定面位置を一定間隔ごとに取り込み、前記スライダ移動位置および前記測定面位置から、最小二乗法を用いて傾き直線の演算を行うことを特徴とする平行出し装置。
【請求項５】
被測定物を載置する載置台と、被測定物に並列配置された移動案内体と、前記移動案内体の姿勢を揺動支点を基準に揺動調整する姿勢調整手段と、前記移動案内体に沿って移動可能に設けられたスライダと、前記スライダの前記移動案内体に沿うスライダ移動位置を検出するスライダ位置検出センサと、前記スライダに設けられ、被測定物の測定面の測定面位置を計測する測定面位置検出センサとを備えた平行出し装置を用いて、被測定物の測定面と前記スライダの移動方向の平行出しを行う平行出し方法であって、
前記スライダを前記移動案内体に沿って移動させながら、前記スライダの各移動位置における、前記スライダ移動位置を前記スライダ位置検出センサで、前記測定面位置を前記測定面位置検出センサで検出し、前記スライダ移動位置および前記測定面位置を基に、前記スライダの移動方向を基準とする前記測定面の傾き直線を演算する傾き直線演算工程と、
前記傾き直線から前記揺動支点における前記測定面の測定面位置を、調整基準値として算出し設定する基準値設定工程と、
前記調整基準値、および、前記スライダの各移動位置において検出される測定面位置の差を調整量として算出する調整量算出工程と、
前記調整量を表示する表示工程と、
前記表示工程において表示された調整量に従って前記移動案内体の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えることを特徴とする平行出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１１９０９２（Ｐ２００６−１１９０９２Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０９８０６（Ｐ２００４−３０９８０６）
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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