表面形状測定装置
【課題】ワークが比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされたワークを測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置可能とする。
【解決手段】 表面形状測定装置１が、測定時にワークＷが載置される測定用テーブル２と、ワークが仮置きされる仮置き用テーブル４と、仮置き用テーブル上のワークを測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構５とを備え、搬送機構は、ワークを支持する一対の支持アーム１５と、ワークと係合することにより、当該ワークと支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイドパネル１６とを有する構成とする。
【解決手段】 表面形状測定装置１が、測定時にワークＷが載置される測定用テーブル２と、ワークが仮置きされる仮置き用テーブル４と、仮置き用テーブル上のワークを測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構５とを備え、搬送機構は、ワークを支持する一対の支持アーム１５と、ワークと係合することにより、当該ワークと支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイドパネル１６とを有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物を測定位置まで搬送する搬送機構を備えた表面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリッシングプレートやラッピングプレート等の表面形状（平坦度等）を測定する装置が普及しており、例えば、被測定物が載置されるテーブルと、このテーブル上で被測定物を回転させる際のガイドとなる一対のロールと、一軸型のスライダに対し、その移動方向と直交する方向に取り付けられた接触型の変位センサと、この変位センサの移動位置を検出する位置検出機構と、変位センサから得た被測定物の表面の形状情報信号および位置検出機構から得た位置信号を演算する演算処理部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この表面形状測定装置によると、被測定物を所定角度ずつ回転させ、これにより測定位置を変更しながら変位センサを繰り返し走査することで、被測定物の表面形状を測定することが可能となる。
【０００３】
上記のような表面形状測定装置では、オペレータはテーブル上の測定位置に被測定物を正確にセットする必要があるが、作業効率の向上やワークへの異物の付着の防止等の観点から、人手を介さずに搬送ロボット等の搬送装置（特許文献２，３参照）を使用することも考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５４２０４号公報
【特許文献２】特開平９−８２７７６号公報
【特許文献３】特開２００３−１３０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２，３に記載された従来技術に開示された間接部を有するアームを備えた搬送ロボットは、シリコンウエハや液晶用ガラス等の比較的小型で軽量のワークの搬送には適するものの、比較的大型で大きな重量（例えば、１００ｋｇ以上）を有するワークの場合には、アーム強度や搬送の安定性・迅速性等の観点から適用が難しいという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、ワークが比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされたワークを測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置可能とした表面形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、測定時に被測定物（Ｗ）が載置される測定用テーブル（２）と、前記被測定物が仮置きされる仮置き用テーブル（４）と、前記仮置き用テーブル上の前記被測定物を前記測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構（５）とを備え、前記搬送機構は、前記被測定物を支持する一対の支持アーム（１５）と、前記被測定物と係合することにより、当該被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイド手段（１６）とを有する構成とする。
【０００８】
また、第２の発明として、前記ガイド手段は、前記各支持アームに対して着脱自在に設けられるとともに、大きさの異なる複数の前記被測定物にそれぞれ係合可能な係合部材を有する構成とすることができる。
【０００９】
また、第３の発明として、前記係合部材は、複数の対をなす分割片（１４１〜１４４）からなり、 前記対をなす分割片の各々は、大きさの異なる複数の前記被測定物の側面にそれぞれ当接することにより、前記被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定める構成とすることができる。
【００１０】
また、第４の発明として、前記仮置き用テーブルは、前記被測定物を摺動自在に支持する摺動支持手段（２５）を有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明によれば、被測定物が比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされた被測定物を測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置可能となる。また、上記第２の発明によれば、大きさの異なる複数の被測定物を測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置することが可能となる。また、上記第３の発明によれば、簡易な構成により係合部材を実現することができるとともに、支持アームに対する着脱分割片の着脱により、被測定物の大きさの変更に容易に対応することができる。また、上記第４の発明によれば、被測定物と支持アームとの水平方向の相対位置を容易に定めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、特に断り書きのない限り、方向を示す用語「上」，「下」は表面形状測定装置の上下方向に従い、「左」，「右」は、図２に示した表面形状測定装置の左右方向に従うものとする。また、「前」，「後」は、図２に示した表面形状測定装置の手前側および奥側に対応する。
【００１３】
図１および図２はそれぞれ本発明の実施形態に係る表面形状測定装置の斜視図および要部平面図である。
【００１４】
表面形状測定装置１は、ポリッシングプレートやラッピングプレート等のワーク（図示せず）を支持する回転自在の円盤状の測定用テーブル２と、この測定用テーブル２の上方において左右方向に直線移動するセンサ３と、ワークが仮置きされる仮置き用テーブル４と、この仮置き用テーブル４上に載置されたワークを測定用テーブル２上の所定位置まで搬送するワーク搬送機構５とを備える。
【００１５】
測定用テーブル２の上面には、ワークの測定位置（高さ）を調節する３つの高さ調節装置１０が周方向に等間隔で配置されている。センサ３は、その先端にワーク表面と接触するプローブ３ａを有する接触式の変位センサであり、測定用テーブル２の上方に配置されたガイドバー１１に直線移動可能に取り付けられたスライダ１２上に設置されている。これらガイドバー１１およびスライダ１２は、図示しないリニアモータで駆動される周知のエアスライドを構成する。また、スライダ１２には、センサ３（プローブ３ａ）の上下位置を変更する位置調節具１３が設けられている。
【００１６】
ワーク搬送機構５は、ワークを支持する左右一対の支持アーム１５と、ワークの非測定部位の少なくとも一部（ここでは、ワーク側面）と係合することにより、ワークと支持アーム１５との水平方向の相対位置を定める一対のガイドパネル１６とを有する。両支持アーム１５は、仮置き用テーブル４を挟み込むようにその左右に配置されている。また、後述するように、ワーク搬送機構５には、両支持アーム１５の昇降動作および前後方向への移動動作を実現するための装置が設けられている。
【００１７】
仮置き用テーブル４の上面には複数のフリーボールベアリング２５が配置されている。詳細は図示しないが、フリーボールベアリング２５は、半球状の凹部に複数の小径ボールを配した受容部材に樹脂製の大径ボール２５ａを回転自在に受容させた構成を有する。ワークを複数のフリーボールベアリング２５により支持させることで、比較的大きな重量（例えば、３００ｋｇ）のワークであっても、仮置き用テーブル４上で水平方向に容易に摺動させることが可能となる。従って、作業者は、仮置き用テーブル４上のワークを支持アーム１５に支持させる際に、ワークと支持アーム１５との水平方向の相対位置を容易に調整することができる。
【００１８】
図３は図１の測定用テーブルを示す斜視図であり、図４は測定用テーブルの回転支持構造を示す断面図である。
【００１９】
測定用テーブル２の回転支持構造は、測定用テーブル２の中心部から下方に延設された金属製の回転シャフト３１と、回転シャフト３１を回転自在に支持する支持ベース３２とから主として構成される。
【００２０】
支持ベース３２上には、測定用テーブル２の軸方向に作用する荷重を受けるべく、回転シャフト３１周囲に所定の間隔をおいて複数のエアパッド３３が設けられている。エアパッド３３は、図４に示すように、測定用テーブル２の下面に対向する上面３３ａに複数の吹出孔（図示せず）が設けられており、それら吹出孔から測定用テーブル２の下面に向けて加圧された空気を吐出することで、測定用テーブル２との間に薄い空気膜を形成し、測定用テーブル２を浮上させた状態で支持する。エアパッド３３から吐出される空気は、図示しないコンプレッサからフィルタおよびレギュレータを介してチューブでエアパッド３３に供給される。
【００２１】
回転シャフト３１は、その上端が、測定用テーブル２の中央に設けられた貫通孔２ａ内に挿入された状態で、板バネユニット３５を介して測定用テーブル２に連結されている。板バネユニット３５は、ドーナツ形の板バネ３６と、回転シャフト３１の上端部に取り付けられたハブ３７と、測定用テーブル２の貫通孔２ａに形成された段差部にボルト締結された環状の連結部材３８とを有している。板バネ３６は、その内周縁部が、ハブ３７のフランジ部３７ａと環状の固定部材３９との間に上下に挟持された状態でボルトにより固定される一方、その外周縁部が、連結部材３８と環状の固定部材４０との間に上下に挟持された状態でボルトにより固定されている。従って、板バネ３６は、固定された内外の周縁部を除く領域の変形が可能である。この板バネ３６の変形により、エアパッド３３により測定用テーブル２が浮上（即ち、回転シャフト３１に対して測定用テーブル２が上方に変位）した場合でも、回転シャフト３１と測定用テーブル２との連結状態が適切に保持される。
【００２２】
また、支持ベース３２に設けられた支持孔５０には、回転シャフト３１が挿入されるシャフトハウジング５１が取り付けられている。シャフトハウジング５１は、略円筒形状を呈しており、支持孔５０内に収容される拡径部５１ａと、支持孔５０から上方に延出する縮径部５１ｂと、拡径部５１ａとの境界に位置する縮径部５１ｂの外周に設けられたフランジ部５１ｃとを有する。
【００２３】
拡径部５１ａおよび縮径部５１ｂは、それぞれ回転シャフト３１の拡径部３１ａおよび縮径部３１ｂを囲繞するように形成されている。フランジ部５１ｃは、支持孔５０の開口縁にボルト締結された環状の固定部材５３を介して、支持ベース３２にボルト締結されている。また、シャフトハウジング５１の拡径部５１ａおよび縮径部５１ｂの内周壁に設けられた環状溝には、軸受５４および軸受５５がそれぞれ設置されており、これら軸受５４，５４は、回転シャフト３１の径方向に作用する荷重を受ける。
【００２４】
シャフトハウジング５１のフランジ部５１ｃの上側には、プーリベアリング５６がボルト締結され、さらに、プーリベアリング５６の外輪にはプーリ５７がボルト締結されている。プーリ５７には、図示しない駆動モータに接続された駆動ベルトが巻きかけられ、オルダム機構６１を介して回転シャフト３１に回転駆動力（駆動モータ出力）が伝達される。
【００２５】
オルダム機構６１は、プーリ５７と回転シャフト３１とを連結する。オルダム機構６１では、前後方向に延びる左右一対の前後ガイドキー６２が、上部スライダ６３に設けられた一対のガイド溝６３ａに対し、その延在方向に摺動可能な状態で嵌合するとともに、左右方向（即ち、前後ガイドキー６２と直交する方向）に延びる一対の左右ガイドキー６４が、下部スライダ６５に設けられた一対のガイド溝６５ａに対し、その延在方向に摺動可能な状態で嵌合する。
【００２６】
前後ガイドキー６２，左右ガイドキー６４は、環状をなすセンタプレート６６の上面および下面にそれぞれ固定されている。センタプレート６６は、略円板上を呈し、その中央には回転シャフト３１（またはシャフトハウジング５１）が挿入される挿入孔を有している。上部スライダ６３は、回転シャフト３１に取り付けられたハブ７１のフランジ部７１ａの下面にボルト締結される。また、下部スライダ６５は、プーリ５７の上面にボルト締結される。
【００２７】
このように、測定用テーブル２を回転自在に支持する回転シャフト３１が支持ベース３２の支持孔５０に挿入される構成としたことにより、簡易かつコンパクトな構成を維持しながら（回転シャフト３１を支持ベース３２から大きく突出させることなく）シャフト３２の長さを増大させることが可能となり、その結果、測定用テーブル２の回転振れの精度を向上させることができる。また、プーリ５７と回転シャフト３１とをオルダム機構６１を介して接続する構成としたため、シャフトハウジング５１に回転自在に支持されるプーリ５７と、回転シャフト３１との軸心のずれを吸収することが可能となり、回転振れの精度をより一層向上させることができる。
【００２８】
図５および図６はそれぞれ高さ調節装置の断面図および平面図であり、図７は高さ調節装置における昇降支持部材の斜視図である。図６は、ハウジングの上蓋を取り除いて昇降体８２周辺を露出させた状態を示している。
【００２９】
図５に示すように、高さ調節装置１０は、装置前方（図中に矢印で示す測定用テーブル２の中心方向）に向けて下方に傾斜した傾斜面８１ａを有するテーパブロック８１と、テーパブロック８１上に配置され、その傾斜面８１ａに沿って昇降動作する昇降体８２とを主として備える。
【００３０】
テーパブロック８１には、装置前後方向（測定用テーブル２の径方向）に貫通する貫通孔８１ｂが設けられており、この貫通孔８１ｂには、装置前後方向に延在するネジ軸８４に螺合するナット８６が嵌着されている。ネジ軸８４は、玉軸受が収容された軸受ユニット８７によって支持されており、装置後方（測定用テーブル２の反中心方向）側の端部がカップリング８８に接続されている。ネジ軸８４における軸受ユニット８７の後方には軸受に予圧を与えるべく固定ナット９１が取り付けられるととももに、ネジ軸８４における軸受ユニット８７の前方にはストッパ部９２が設けられている。
【００３１】
カップリング８８は、ネジ軸８４と減速機９３の出力軸とを連結しており、減速機９３の入力軸には、操作ノブ９４が設けられている。また、テーパブロック８１の下方には、テーパブロック８１を装置前後方向に摺動可能に支持するリニアフラットローラ９５が設けられている。昇降体８２の上部と操作ノブ９４とを除く上記各構成要素は、ハウジング９６内に収容されている。
【００３２】
図７にも示すように、昇降体８２は、その本体１０１の上部に設けられた溝１０１ａ（図５参照）にセラミックス製の球状部材１０２が嵌装されている。球状部材１０２は、ワークの下面に略点接触（頂部の狭い領域が接触）することで、ワークを支持する。この球状部材１０２により、ワークの下面を適切に支持することが可能となり、ワークの損傷等を防止しつつその撓み等の影響を抑制することができる。
【００３３】
また、本体１０１の下部に設けられた溝１０１ｂの上側に位置する縮幅部には、軸１０３ａを中心に回転可能に設けられたローラ１０３が収容されている。溝１０１ｂの下側に位置する拡幅部には、テーパブロック８１の上部が嵌装され、これにより、図５に示すように、ローラ１０３の周面が傾斜面８１ａと接触した状態となる。本体１０１は、図６に示すように、左右一対のサイドブロック１０４に設けられた溝１０４ａに嵌装されており、この溝１０４ａ内を上下方向に摺動自在である一方、装置前後方向の移動が規制されている。
【００３４】
測定用テーブル２上には、高さ調節装置１０におけるハウジング９６の左右の側縁に沿って、高さ調節装置１０の装置前後方向の移動をガイドする一対のサイドガイドプレート１１１が設置されている。また、高さ調節装置１０のハウジング９６には、装置前方に向けてセンタガイドプレート１１２が延設されている。センタガイドプレート１１２は装置前後方向に延びる長孔１１２ａを有する。
【００３５】
また、測定用テーブル２上には、センタガイドプレート１１２の固定具１１３が設置されている。固定具１１３は、センタガイドプレート１１２の長孔１１２ａに挿入された状態で測定用テーブル２に設けられたネジ孔（図示せず）に螺合するネジ軸１１５と、センタガイドプレート１１２の上下に配置された一対の円環状の固定リング１１６と、操作ハンドル１１７とを有している。高さ調節装置１０は、ネジ軸１１５が長孔１１２ａと係合可能な範囲で前後方向の位置調節が可能である。オペレータは、高さ調節装置１０を所望の位置にセットした後、操作ハンドル１１７を操作してネジ軸１１５をネジ孔に締め込むことで、両固定リング１１６の間にセンタガイドプレート１１２を挟持固定することができる。
【００３６】
上記構成の高さ調節装置１０では、オペレータが手動で操作ノブ９４を一方側に回転させることで、ネジ軸８４が回転し、テーパブロック８１が装置前方に移動する。これにより、テーパブロック８１の傾斜面８１ａと昇降体８２のローラ１０３との接触位置が装置後方に移動し、昇降体８２が上昇する。このとき、例えば、センサ３を用いてワークの表面形状を仮測定することで、高さ調節の良否を判断することができる。
【００３７】
また、操作ノブ９４の回転は、減速機９３によって減速されるため、昇降体８２の上昇量の微調整が可能となり、ワークの高さを正確に設定することができる。また、昇降体８２は、ローラ１０３を介して傾斜面８１ａと接触する構成であるため、摩擦による抵抗が小さくなり、操作ノブ９４の回転駆動力（操作力）が小さくて済むという利点がある。この場合、操作ノブ９４にモータ等の回転駆動力を発生する装置を接続し、手動によらずにネジ軸８４を回転させてもよい。なお、昇降体８２の下降は、操作ノブ９４を他方側に回転させることで行われる。
【００３８】
また、円板状のワークを測定対象とする場合、３つの球状部材１０２の径方向の位置は、それぞれワークの直径の６３〜７３％の範囲内（より好ましくは直径の６８％の位置）に配置するとよい。これにより、高さ調節装置１０に支持されるワークの自重による撓み量を最小とすることができ、測定精度を向上させることができる。
【００３９】
図８は図１のワーク搬送機構５の詳細を示す要部断面図である。
【００４０】
ワーク搬送機構５における両支持アーム１５は、ワークＷが載置される水平部１５ａと、水平部１５ａの外端から下方に延設された鉛直部１５ｂとを有する。水平部１５ａの上面には、ガイドパネル１６が設置されるとともに、その上面におけるガイドパネル１６の内側の領域でワークＷの下面が支持される。また、水平部１５ａの下側には、支持アーム１５の昇降を行う昇降装置１２０が設けられている。昇降装置１２１は、モータ１２１によって上下方向に伸縮駆動される伸縮シャフト１２２を有しており、伸縮シャフト１２２の先端に取り付けられた支持ブロック１２３が、水平部１５ａの下面にボルト締結されている。
【００４１】
また、ワーク搬送機構５は、ボールネジ１２５によって支持アーム１５の前後方向への直線移動を実現する移動台１２６を有している。移動台１２６の水平部１２６ａ上には、昇降装置１２０が設置されている。ボールネジ１２５は、前後方向に延びるネジ軸１２７（図２参照）と、移動台１２６の水平部１２６ａの下側に取り付けられたボールねじ用ナット１２８とからなる。ネジ軸１２７は、図示しないモータの出力を伝達するベルト１３０により回転駆動される。また、移動台１２６の水平部１２６ａの下面には、一対の前後スライダ１３１が設けられている。両前後スライダ１３１は、下面に設けられた溝１３１ａがベースプレート１３２上で前後方向に延びる一対の前後ガイドレール１３３にそれぞれ摺動可能に嵌合している。この前後スライダ１３１および前後ガイドレール１３３と、ボールネジ１２５とによって、移動台１２６は、前後方向に円滑に移動することが可能である。
【００４２】
また、移動台１２６の水平部１２６ａの外端側から上方に延設された鉛直部１２６ｂには、鉛直方向に延びる上下ガイドレール１３４が設けられている。この上下ガイドレール１３４には、支持アーム１５の鉛直部１５ｂに設けられた上下スライダ１３５が上下方向に摺動可能に係合しており、これにより、支持アーム１５の昇降動作が上下ガイドレール１３４にガイドされる。
【００４３】
両ガイドパネル１６は、図２にも示したように、複数（ここでは、４組）の対をなす樹脂製の分割片１４１〜１４４から構成されており、これら分割片１４１〜１４４は、それぞれ支持アーム１５に対して選択的に着脱可能なようにボルト締結されている。本実施形態では、測定対象として円板状のワークを想定しており、分割片１４１の内側縁１４１ａは、第１のサイズを有するワークＷの外周面（平面視における円弧状の側面）Ｗａに対応する円弧形状を有している。即ち、作業者は、ワークＷを仮置き用テーブル４上に仮置きする際に、ワークＷの外周面Ｗａを左右の分割片１４１の内側縁１４１ａに当接させることで、ワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を適切に定めることができる。
【００４４】
また、分割片１４１と同様に、分割片１４２〜１４４の内側縁１４２ａ〜１４４ａは、ワークＷよりも大きい外径（第２〜第４のサイズ）を有する異なる複数のワークの外周面にそれぞれ対応する円弧形状を有している。従って、例えば、第３のサイズのワークを測定する場合、対応する分割片１４３よりも内側の分割片１４１，１４２を取り外した状態で、ワークが支持アーム１５上に載置されることになる。なお、図２にも示すように、分割片１４１〜１４４の外側縁１４１ｂ〜１４３ｂは隣接する分割片の内側縁にそれぞれ対応する形状を有しており、これにより、各分割片の設置作業時の位置合わせ等が容易となる。
【００４５】
上記構成のワーク搬送機構５により、ワークが比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされたワークを測定用テーブル２上の測定位置に精度良く設置可能となる。また、ガイドパネル１６を設けることにより、ワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を適切に定めることで、大きさの異なる複数のワークを測定用テーブル２上の測定位置に精度良く設置することが可能となる。
【００４６】
なお、分割片の形状や数量は、測定対象となるワークのサイズや形状に応じて種々の変更が可能である。本実施形態では、分割片の内周縁の全域がワークの外周面に沿って接触する構成としたが、少なくともワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を定めることが可能であればよく、例えば、分割片の内周縁における複数の異なる部位がワークの外周面に接触する構成でもよい。
【００４７】
図９および図１０は図１のセンサ３周辺を示す要部平面図および要部側面図ある。表面形状測定装置１におけるガイドバー１１の後方には、サブガイドバー１５１およびサブスライダ１５２が設けられている。サブガイドバー１５１は、ガイドバー１１と略平行に配置されている。サブスライダ１５２は、スライダ１２と同期して左右方向に直線移動する。サブスライダ１５２の上面１５２ａには、センサ３の通信ケーブルやスライダ１２を駆動するリニアモータの電線等を含むハーネスＨが固定されている。ハーネスＨは、ケーブル保護管１５３に支持され、表面形状測定装置１の背面側に設置された図示しない電源および制御装置に接続される。
【００４８】
上記構成のワーク搬送機構５では、オペレータによって仮置き用テーブル４上に載置されたワークＷの位置決めがなされた後、昇降装置１２０を上昇動作させることにより、図８に示すように、支持アーム１５を所定位置（ここでは、支持アーム１５の前後方向への移動動作が可能な位置）まで上昇させる。その後、図示しないモータを作動させてネジ軸１２７を回転させることで、移動台１２６を測定用テーブル２方向に移動させる。これにより、支持アーム１５は、図２に２点鎖線で示すように、測定用テーブル２上に移動し、昇降装置１２０を下降動作させることにより、ワークＷが測定用テーブル２の測定位置にセットされる。円板状のワークの場合、その中心位置が測定用テーブル２の中心（軸心）と一致するようにセットされる。その後、上述のような高さ調節装置１０による高さ調節が実行されて、測定準備が完了する。
【００４９】
この場合、ワークＷは、仮置き用テーブル４において、支持アーム１５との位置決めがなされているため、ワーク搬送機構５に所定の動作を実行させるだけで、測定用テーブル２の測定位置にワークＷを正確に設置できるという利点がある。
【００５０】
ワークＷが測定用テーブル２の測定位置にセットされた後の表面形状測定は、周知の表面形状装置の測定方法と同様に実行される。例えば、静止したワークＷの表面にプローブ３ａを接触させた状態で、スライダ１２によりセンサ３をワークＷの直径方向に直線移動させ、ワーク表面の所定ラインにおけるプローブ３ａの変位量（即ち、表面形状）を検出する。このような変位量の検出を、測定用テーブル２を回転させてワークＷの測定部位を適宜変更しながら実行することで、ワークＷの表面全域にわたって変位量のデータを取得できる。
【００５１】
本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係る表面形状測定装置は、比較的重量の大きいワークの測定に好適であるが、種々の形状およびサイズを有するワークの測定に用いることが可能である。また、ワークの種類によっては、上述の接触式のセンサの代わりに、周知の非接触式のセンサを用いて測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態に係る表面形状測定装置の斜視図
【図２】実施形態に係る表面形状測定装置の要部平面図
【図３】図１の測定用テーブルを示す斜視図
【図４】図１の測定用テーブルの回転支持構造を示す断面図
【図５】図１の高さ調節装置の断面図
【図６】図１の高さ調節装置の平面図
【図７】図５の高さ調節装置における昇降支持部材の斜視図
【図８】図１のワーク搬送機構の要部断面図
【図９】図１の表面形状測定装置のセンサ周辺を示す要部平面図
【図１０】図１の表面形状測定装置のセンサ周辺を示す要部側面図
【符号の説明】
【００５３】
１ 表面形状測定装置
２ 測定用テーブル
３ センサ
４ 仮置き用テーブル
５ ワーク搬送機構
１０ 高さ測定装置
１１ ガイドバー
１２ スライダ
１５ 支持アーム
１６ ガイドパネル
２５ フリーボールベアリング
３１ シャフト
３２ 支持ベース
３３ エアパッド
３５ 板バネユニット
３６ 板バネ
５０ 支持孔
５１ シャフトハウジング
５３ 固定部材
５４ 軸受
５５ 軸受
５６ プーリベアリング
５７ プーリ
６１ オルダム機構
６２ 前後ガイドキー
６３ 上部スライダ
６４ 左右ガイドキー
６５ 下部スライダ
６６ センタプレート
８１ テーパブロック
８１ａ 傾斜面
８２ 昇降体
８４ ネジ軸
８６ ナット
８７ 軸受ユニット
８８ カップリング
９３ 減速機
９４ 操作ノブ
１０１ 本体（昇降体）
１０２ 球状部材
１０３ ローラ
１１１ サイドガイドプレート
１１２ センタガイドプレート
１１３ 固定具
１１７ 操作ハンドル
１２０ 昇降装置
１２３ 支持ブロック
１２５ ボールネジ
１２６ 移動台
１３１ 前後スライダ
１３２ ベースプレート
１３３ 前後ガイドレール
１３４ 上下ガイドレール
１３５ 上下スライダ
１４１〜１４４ 分割片
１５１ サブガイドバー
１５２ サブスライダ
Ｈ ハーネス
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物を測定位置まで搬送する搬送機構を備えた表面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリッシングプレートやラッピングプレート等の表面形状（平坦度等）を測定する装置が普及しており、例えば、被測定物が載置されるテーブルと、このテーブル上で被測定物を回転させる際のガイドとなる一対のロールと、一軸型のスライダに対し、その移動方向と直交する方向に取り付けられた接触型の変位センサと、この変位センサの移動位置を検出する位置検出機構と、変位センサから得た被測定物の表面の形状情報信号および位置検出機構から得た位置信号を演算する演算処理部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この表面形状測定装置によると、被測定物を所定角度ずつ回転させ、これにより測定位置を変更しながら変位センサを繰り返し走査することで、被測定物の表面形状を測定することが可能となる。
【０００３】
上記のような表面形状測定装置では、オペレータはテーブル上の測定位置に被測定物を正確にセットする必要があるが、作業効率の向上やワークへの異物の付着の防止等の観点から、人手を介さずに搬送ロボット等の搬送装置（特許文献２，３参照）を使用することも考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５４２０４号公報
【特許文献２】特開平９−８２７７６号公報
【特許文献３】特開２００３−１３０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２，３に記載された従来技術に開示された間接部を有するアームを備えた搬送ロボットは、シリコンウエハや液晶用ガラス等の比較的小型で軽量のワークの搬送には適するものの、比較的大型で大きな重量（例えば、１００ｋｇ以上）を有するワークの場合には、アーム強度や搬送の安定性・迅速性等の観点から適用が難しいという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、ワークが比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされたワークを測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置可能とした表面形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、測定時に被測定物（Ｗ）が載置される測定用テーブル（２）と、前記被測定物が仮置きされる仮置き用テーブル（４）と、前記仮置き用テーブル上の前記被測定物を前記測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構（５）とを備え、前記搬送機構は、前記被測定物を支持する一対の支持アーム（１５）と、前記被測定物と係合することにより、当該被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイド手段（１６）とを有する構成とする。
【０００８】
また、第２の発明として、前記ガイド手段は、前記各支持アームに対して着脱自在に設けられるとともに、大きさの異なる複数の前記被測定物にそれぞれ係合可能な係合部材を有する構成とすることができる。
【０００９】
また、第３の発明として、前記係合部材は、複数の対をなす分割片（１４１〜１４４）からなり、 前記対をなす分割片の各々は、大きさの異なる複数の前記被測定物の側面にそれぞれ当接することにより、前記被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定める構成とすることができる。
【００１０】
また、第４の発明として、前記仮置き用テーブルは、前記被測定物を摺動自在に支持する摺動支持手段（２５）を有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明によれば、被測定物が比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされた被測定物を測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置可能となる。また、上記第２の発明によれば、大きさの異なる複数の被測定物を測定用テーブル上の測定位置に精度良く設置することが可能となる。また、上記第３の発明によれば、簡易な構成により係合部材を実現することができるとともに、支持アームに対する着脱分割片の着脱により、被測定物の大きさの変更に容易に対応することができる。また、上記第４の発明によれば、被測定物と支持アームとの水平方向の相対位置を容易に定めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、特に断り書きのない限り、方向を示す用語「上」，「下」は表面形状測定装置の上下方向に従い、「左」，「右」は、図２に示した表面形状測定装置の左右方向に従うものとする。また、「前」，「後」は、図２に示した表面形状測定装置の手前側および奥側に対応する。
【００１３】
図１および図２はそれぞれ本発明の実施形態に係る表面形状測定装置の斜視図および要部平面図である。
【００１４】
表面形状測定装置１は、ポリッシングプレートやラッピングプレート等のワーク（図示せず）を支持する回転自在の円盤状の測定用テーブル２と、この測定用テーブル２の上方において左右方向に直線移動するセンサ３と、ワークが仮置きされる仮置き用テーブル４と、この仮置き用テーブル４上に載置されたワークを測定用テーブル２上の所定位置まで搬送するワーク搬送機構５とを備える。
【００１５】
測定用テーブル２の上面には、ワークの測定位置（高さ）を調節する３つの高さ調節装置１０が周方向に等間隔で配置されている。センサ３は、その先端にワーク表面と接触するプローブ３ａを有する接触式の変位センサであり、測定用テーブル２の上方に配置されたガイドバー１１に直線移動可能に取り付けられたスライダ１２上に設置されている。これらガイドバー１１およびスライダ１２は、図示しないリニアモータで駆動される周知のエアスライドを構成する。また、スライダ１２には、センサ３（プローブ３ａ）の上下位置を変更する位置調節具１３が設けられている。
【００１６】
ワーク搬送機構５は、ワークを支持する左右一対の支持アーム１５と、ワークの非測定部位の少なくとも一部（ここでは、ワーク側面）と係合することにより、ワークと支持アーム１５との水平方向の相対位置を定める一対のガイドパネル１６とを有する。両支持アーム１５は、仮置き用テーブル４を挟み込むようにその左右に配置されている。また、後述するように、ワーク搬送機構５には、両支持アーム１５の昇降動作および前後方向への移動動作を実現するための装置が設けられている。
【００１７】
仮置き用テーブル４の上面には複数のフリーボールベアリング２５が配置されている。詳細は図示しないが、フリーボールベアリング２５は、半球状の凹部に複数の小径ボールを配した受容部材に樹脂製の大径ボール２５ａを回転自在に受容させた構成を有する。ワークを複数のフリーボールベアリング２５により支持させることで、比較的大きな重量（例えば、３００ｋｇ）のワークであっても、仮置き用テーブル４上で水平方向に容易に摺動させることが可能となる。従って、作業者は、仮置き用テーブル４上のワークを支持アーム１５に支持させる際に、ワークと支持アーム１５との水平方向の相対位置を容易に調整することができる。
【００１８】
図３は図１の測定用テーブルを示す斜視図であり、図４は測定用テーブルの回転支持構造を示す断面図である。
【００１９】
測定用テーブル２の回転支持構造は、測定用テーブル２の中心部から下方に延設された金属製の回転シャフト３１と、回転シャフト３１を回転自在に支持する支持ベース３２とから主として構成される。
【００２０】
支持ベース３２上には、測定用テーブル２の軸方向に作用する荷重を受けるべく、回転シャフト３１周囲に所定の間隔をおいて複数のエアパッド３３が設けられている。エアパッド３３は、図４に示すように、測定用テーブル２の下面に対向する上面３３ａに複数の吹出孔（図示せず）が設けられており、それら吹出孔から測定用テーブル２の下面に向けて加圧された空気を吐出することで、測定用テーブル２との間に薄い空気膜を形成し、測定用テーブル２を浮上させた状態で支持する。エアパッド３３から吐出される空気は、図示しないコンプレッサからフィルタおよびレギュレータを介してチューブでエアパッド３３に供給される。
【００２１】
回転シャフト３１は、その上端が、測定用テーブル２の中央に設けられた貫通孔２ａ内に挿入された状態で、板バネユニット３５を介して測定用テーブル２に連結されている。板バネユニット３５は、ドーナツ形の板バネ３６と、回転シャフト３１の上端部に取り付けられたハブ３７と、測定用テーブル２の貫通孔２ａに形成された段差部にボルト締結された環状の連結部材３８とを有している。板バネ３６は、その内周縁部が、ハブ３７のフランジ部３７ａと環状の固定部材３９との間に上下に挟持された状態でボルトにより固定される一方、その外周縁部が、連結部材３８と環状の固定部材４０との間に上下に挟持された状態でボルトにより固定されている。従って、板バネ３６は、固定された内外の周縁部を除く領域の変形が可能である。この板バネ３６の変形により、エアパッド３３により測定用テーブル２が浮上（即ち、回転シャフト３１に対して測定用テーブル２が上方に変位）した場合でも、回転シャフト３１と測定用テーブル２との連結状態が適切に保持される。
【００２２】
また、支持ベース３２に設けられた支持孔５０には、回転シャフト３１が挿入されるシャフトハウジング５１が取り付けられている。シャフトハウジング５１は、略円筒形状を呈しており、支持孔５０内に収容される拡径部５１ａと、支持孔５０から上方に延出する縮径部５１ｂと、拡径部５１ａとの境界に位置する縮径部５１ｂの外周に設けられたフランジ部５１ｃとを有する。
【００２３】
拡径部５１ａおよび縮径部５１ｂは、それぞれ回転シャフト３１の拡径部３１ａおよび縮径部３１ｂを囲繞するように形成されている。フランジ部５１ｃは、支持孔５０の開口縁にボルト締結された環状の固定部材５３を介して、支持ベース３２にボルト締結されている。また、シャフトハウジング５１の拡径部５１ａおよび縮径部５１ｂの内周壁に設けられた環状溝には、軸受５４および軸受５５がそれぞれ設置されており、これら軸受５４，５４は、回転シャフト３１の径方向に作用する荷重を受ける。
【００２４】
シャフトハウジング５１のフランジ部５１ｃの上側には、プーリベアリング５６がボルト締結され、さらに、プーリベアリング５６の外輪にはプーリ５７がボルト締結されている。プーリ５７には、図示しない駆動モータに接続された駆動ベルトが巻きかけられ、オルダム機構６１を介して回転シャフト３１に回転駆動力（駆動モータ出力）が伝達される。
【００２５】
オルダム機構６１は、プーリ５７と回転シャフト３１とを連結する。オルダム機構６１では、前後方向に延びる左右一対の前後ガイドキー６２が、上部スライダ６３に設けられた一対のガイド溝６３ａに対し、その延在方向に摺動可能な状態で嵌合するとともに、左右方向（即ち、前後ガイドキー６２と直交する方向）に延びる一対の左右ガイドキー６４が、下部スライダ６５に設けられた一対のガイド溝６５ａに対し、その延在方向に摺動可能な状態で嵌合する。
【００２６】
前後ガイドキー６２，左右ガイドキー６４は、環状をなすセンタプレート６６の上面および下面にそれぞれ固定されている。センタプレート６６は、略円板上を呈し、その中央には回転シャフト３１（またはシャフトハウジング５１）が挿入される挿入孔を有している。上部スライダ６３は、回転シャフト３１に取り付けられたハブ７１のフランジ部７１ａの下面にボルト締結される。また、下部スライダ６５は、プーリ５７の上面にボルト締結される。
【００２７】
このように、測定用テーブル２を回転自在に支持する回転シャフト３１が支持ベース３２の支持孔５０に挿入される構成としたことにより、簡易かつコンパクトな構成を維持しながら（回転シャフト３１を支持ベース３２から大きく突出させることなく）シャフト３２の長さを増大させることが可能となり、その結果、測定用テーブル２の回転振れの精度を向上させることができる。また、プーリ５７と回転シャフト３１とをオルダム機構６１を介して接続する構成としたため、シャフトハウジング５１に回転自在に支持されるプーリ５７と、回転シャフト３１との軸心のずれを吸収することが可能となり、回転振れの精度をより一層向上させることができる。
【００２８】
図５および図６はそれぞれ高さ調節装置の断面図および平面図であり、図７は高さ調節装置における昇降支持部材の斜視図である。図６は、ハウジングの上蓋を取り除いて昇降体８２周辺を露出させた状態を示している。
【００２９】
図５に示すように、高さ調節装置１０は、装置前方（図中に矢印で示す測定用テーブル２の中心方向）に向けて下方に傾斜した傾斜面８１ａを有するテーパブロック８１と、テーパブロック８１上に配置され、その傾斜面８１ａに沿って昇降動作する昇降体８２とを主として備える。
【００３０】
テーパブロック８１には、装置前後方向（測定用テーブル２の径方向）に貫通する貫通孔８１ｂが設けられており、この貫通孔８１ｂには、装置前後方向に延在するネジ軸８４に螺合するナット８６が嵌着されている。ネジ軸８４は、玉軸受が収容された軸受ユニット８７によって支持されており、装置後方（測定用テーブル２の反中心方向）側の端部がカップリング８８に接続されている。ネジ軸８４における軸受ユニット８７の後方には軸受に予圧を与えるべく固定ナット９１が取り付けられるととももに、ネジ軸８４における軸受ユニット８７の前方にはストッパ部９２が設けられている。
【００３１】
カップリング８８は、ネジ軸８４と減速機９３の出力軸とを連結しており、減速機９３の入力軸には、操作ノブ９４が設けられている。また、テーパブロック８１の下方には、テーパブロック８１を装置前後方向に摺動可能に支持するリニアフラットローラ９５が設けられている。昇降体８２の上部と操作ノブ９４とを除く上記各構成要素は、ハウジング９６内に収容されている。
【００３２】
図７にも示すように、昇降体８２は、その本体１０１の上部に設けられた溝１０１ａ（図５参照）にセラミックス製の球状部材１０２が嵌装されている。球状部材１０２は、ワークの下面に略点接触（頂部の狭い領域が接触）することで、ワークを支持する。この球状部材１０２により、ワークの下面を適切に支持することが可能となり、ワークの損傷等を防止しつつその撓み等の影響を抑制することができる。
【００３３】
また、本体１０１の下部に設けられた溝１０１ｂの上側に位置する縮幅部には、軸１０３ａを中心に回転可能に設けられたローラ１０３が収容されている。溝１０１ｂの下側に位置する拡幅部には、テーパブロック８１の上部が嵌装され、これにより、図５に示すように、ローラ１０３の周面が傾斜面８１ａと接触した状態となる。本体１０１は、図６に示すように、左右一対のサイドブロック１０４に設けられた溝１０４ａに嵌装されており、この溝１０４ａ内を上下方向に摺動自在である一方、装置前後方向の移動が規制されている。
【００３４】
測定用テーブル２上には、高さ調節装置１０におけるハウジング９６の左右の側縁に沿って、高さ調節装置１０の装置前後方向の移動をガイドする一対のサイドガイドプレート１１１が設置されている。また、高さ調節装置１０のハウジング９６には、装置前方に向けてセンタガイドプレート１１２が延設されている。センタガイドプレート１１２は装置前後方向に延びる長孔１１２ａを有する。
【００３５】
また、測定用テーブル２上には、センタガイドプレート１１２の固定具１１３が設置されている。固定具１１３は、センタガイドプレート１１２の長孔１１２ａに挿入された状態で測定用テーブル２に設けられたネジ孔（図示せず）に螺合するネジ軸１１５と、センタガイドプレート１１２の上下に配置された一対の円環状の固定リング１１６と、操作ハンドル１１７とを有している。高さ調節装置１０は、ネジ軸１１５が長孔１１２ａと係合可能な範囲で前後方向の位置調節が可能である。オペレータは、高さ調節装置１０を所望の位置にセットした後、操作ハンドル１１７を操作してネジ軸１１５をネジ孔に締め込むことで、両固定リング１１６の間にセンタガイドプレート１１２を挟持固定することができる。
【００３６】
上記構成の高さ調節装置１０では、オペレータが手動で操作ノブ９４を一方側に回転させることで、ネジ軸８４が回転し、テーパブロック８１が装置前方に移動する。これにより、テーパブロック８１の傾斜面８１ａと昇降体８２のローラ１０３との接触位置が装置後方に移動し、昇降体８２が上昇する。このとき、例えば、センサ３を用いてワークの表面形状を仮測定することで、高さ調節の良否を判断することができる。
【００３７】
また、操作ノブ９４の回転は、減速機９３によって減速されるため、昇降体８２の上昇量の微調整が可能となり、ワークの高さを正確に設定することができる。また、昇降体８２は、ローラ１０３を介して傾斜面８１ａと接触する構成であるため、摩擦による抵抗が小さくなり、操作ノブ９４の回転駆動力（操作力）が小さくて済むという利点がある。この場合、操作ノブ９４にモータ等の回転駆動力を発生する装置を接続し、手動によらずにネジ軸８４を回転させてもよい。なお、昇降体８２の下降は、操作ノブ９４を他方側に回転させることで行われる。
【００３８】
また、円板状のワークを測定対象とする場合、３つの球状部材１０２の径方向の位置は、それぞれワークの直径の６３〜７３％の範囲内（より好ましくは直径の６８％の位置）に配置するとよい。これにより、高さ調節装置１０に支持されるワークの自重による撓み量を最小とすることができ、測定精度を向上させることができる。
【００３９】
図８は図１のワーク搬送機構５の詳細を示す要部断面図である。
【００４０】
ワーク搬送機構５における両支持アーム１５は、ワークＷが載置される水平部１５ａと、水平部１５ａの外端から下方に延設された鉛直部１５ｂとを有する。水平部１５ａの上面には、ガイドパネル１６が設置されるとともに、その上面におけるガイドパネル１６の内側の領域でワークＷの下面が支持される。また、水平部１５ａの下側には、支持アーム１５の昇降を行う昇降装置１２０が設けられている。昇降装置１２１は、モータ１２１によって上下方向に伸縮駆動される伸縮シャフト１２２を有しており、伸縮シャフト１２２の先端に取り付けられた支持ブロック１２３が、水平部１５ａの下面にボルト締結されている。
【００４１】
また、ワーク搬送機構５は、ボールネジ１２５によって支持アーム１５の前後方向への直線移動を実現する移動台１２６を有している。移動台１２６の水平部１２６ａ上には、昇降装置１２０が設置されている。ボールネジ１２５は、前後方向に延びるネジ軸１２７（図２参照）と、移動台１２６の水平部１２６ａの下側に取り付けられたボールねじ用ナット１２８とからなる。ネジ軸１２７は、図示しないモータの出力を伝達するベルト１３０により回転駆動される。また、移動台１２６の水平部１２６ａの下面には、一対の前後スライダ１３１が設けられている。両前後スライダ１３１は、下面に設けられた溝１３１ａがベースプレート１３２上で前後方向に延びる一対の前後ガイドレール１３３にそれぞれ摺動可能に嵌合している。この前後スライダ１３１および前後ガイドレール１３３と、ボールネジ１２５とによって、移動台１２６は、前後方向に円滑に移動することが可能である。
【００４２】
また、移動台１２６の水平部１２６ａの外端側から上方に延設された鉛直部１２６ｂには、鉛直方向に延びる上下ガイドレール１３４が設けられている。この上下ガイドレール１３４には、支持アーム１５の鉛直部１５ｂに設けられた上下スライダ１３５が上下方向に摺動可能に係合しており、これにより、支持アーム１５の昇降動作が上下ガイドレール１３４にガイドされる。
【００４３】
両ガイドパネル１６は、図２にも示したように、複数（ここでは、４組）の対をなす樹脂製の分割片１４１〜１４４から構成されており、これら分割片１４１〜１４４は、それぞれ支持アーム１５に対して選択的に着脱可能なようにボルト締結されている。本実施形態では、測定対象として円板状のワークを想定しており、分割片１４１の内側縁１４１ａは、第１のサイズを有するワークＷの外周面（平面視における円弧状の側面）Ｗａに対応する円弧形状を有している。即ち、作業者は、ワークＷを仮置き用テーブル４上に仮置きする際に、ワークＷの外周面Ｗａを左右の分割片１４１の内側縁１４１ａに当接させることで、ワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を適切に定めることができる。
【００４４】
また、分割片１４１と同様に、分割片１４２〜１４４の内側縁１４２ａ〜１４４ａは、ワークＷよりも大きい外径（第２〜第４のサイズ）を有する異なる複数のワークの外周面にそれぞれ対応する円弧形状を有している。従って、例えば、第３のサイズのワークを測定する場合、対応する分割片１４３よりも内側の分割片１４１，１４２を取り外した状態で、ワークが支持アーム１５上に載置されることになる。なお、図２にも示すように、分割片１４１〜１４４の外側縁１４１ｂ〜１４３ｂは隣接する分割片の内側縁にそれぞれ対応する形状を有しており、これにより、各分割片の設置作業時の位置合わせ等が容易となる。
【００４５】
上記構成のワーク搬送機構５により、ワークが比較的大きな重量を有する場合であっても、仮置きされたワークを測定用テーブル２上の測定位置に精度良く設置可能となる。また、ガイドパネル１６を設けることにより、ワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を適切に定めることで、大きさの異なる複数のワークを測定用テーブル２上の測定位置に精度良く設置することが可能となる。
【００４６】
なお、分割片の形状や数量は、測定対象となるワークのサイズや形状に応じて種々の変更が可能である。本実施形態では、分割片の内周縁の全域がワークの外周面に沿って接触する構成としたが、少なくともワークＷと支持アーム１５との水平方向の相対位置を定めることが可能であればよく、例えば、分割片の内周縁における複数の異なる部位がワークの外周面に接触する構成でもよい。
【００４７】
図９および図１０は図１のセンサ３周辺を示す要部平面図および要部側面図ある。表面形状測定装置１におけるガイドバー１１の後方には、サブガイドバー１５１およびサブスライダ１５２が設けられている。サブガイドバー１５１は、ガイドバー１１と略平行に配置されている。サブスライダ１５２は、スライダ１２と同期して左右方向に直線移動する。サブスライダ１５２の上面１５２ａには、センサ３の通信ケーブルやスライダ１２を駆動するリニアモータの電線等を含むハーネスＨが固定されている。ハーネスＨは、ケーブル保護管１５３に支持され、表面形状測定装置１の背面側に設置された図示しない電源および制御装置に接続される。
【００４８】
上記構成のワーク搬送機構５では、オペレータによって仮置き用テーブル４上に載置されたワークＷの位置決めがなされた後、昇降装置１２０を上昇動作させることにより、図８に示すように、支持アーム１５を所定位置（ここでは、支持アーム１５の前後方向への移動動作が可能な位置）まで上昇させる。その後、図示しないモータを作動させてネジ軸１２７を回転させることで、移動台１２６を測定用テーブル２方向に移動させる。これにより、支持アーム１５は、図２に２点鎖線で示すように、測定用テーブル２上に移動し、昇降装置１２０を下降動作させることにより、ワークＷが測定用テーブル２の測定位置にセットされる。円板状のワークの場合、その中心位置が測定用テーブル２の中心（軸心）と一致するようにセットされる。その後、上述のような高さ調節装置１０による高さ調節が実行されて、測定準備が完了する。
【００４９】
この場合、ワークＷは、仮置き用テーブル４において、支持アーム１５との位置決めがなされているため、ワーク搬送機構５に所定の動作を実行させるだけで、測定用テーブル２の測定位置にワークＷを正確に設置できるという利点がある。
【００５０】
ワークＷが測定用テーブル２の測定位置にセットされた後の表面形状測定は、周知の表面形状装置の測定方法と同様に実行される。例えば、静止したワークＷの表面にプローブ３ａを接触させた状態で、スライダ１２によりセンサ３をワークＷの直径方向に直線移動させ、ワーク表面の所定ラインにおけるプローブ３ａの変位量（即ち、表面形状）を検出する。このような変位量の検出を、測定用テーブル２を回転させてワークＷの測定部位を適宜変更しながら実行することで、ワークＷの表面全域にわたって変位量のデータを取得できる。
【００５１】
本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係る表面形状測定装置は、比較的重量の大きいワークの測定に好適であるが、種々の形状およびサイズを有するワークの測定に用いることが可能である。また、ワークの種類によっては、上述の接触式のセンサの代わりに、周知の非接触式のセンサを用いて測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態に係る表面形状測定装置の斜視図
【図２】実施形態に係る表面形状測定装置の要部平面図
【図３】図１の測定用テーブルを示す斜視図
【図４】図１の測定用テーブルの回転支持構造を示す断面図
【図５】図１の高さ調節装置の断面図
【図６】図１の高さ調節装置の平面図
【図７】図５の高さ調節装置における昇降支持部材の斜視図
【図８】図１のワーク搬送機構の要部断面図
【図９】図１の表面形状測定装置のセンサ周辺を示す要部平面図
【図１０】図１の表面形状測定装置のセンサ周辺を示す要部側面図
【符号の説明】
【００５３】
１ 表面形状測定装置
２ 測定用テーブル
３ センサ
４ 仮置き用テーブル
５ ワーク搬送機構
１０ 高さ測定装置
１１ ガイドバー
１２ スライダ
１５ 支持アーム
１６ ガイドパネル
２５ フリーボールベアリング
３１ シャフト
３２ 支持ベース
３３ エアパッド
３５ 板バネユニット
３６ 板バネ
５０ 支持孔
５１ シャフトハウジング
５３ 固定部材
５４ 軸受
５５ 軸受
５６ プーリベアリング
５７ プーリ
６１ オルダム機構
６２ 前後ガイドキー
６３ 上部スライダ
６４ 左右ガイドキー
６５ 下部スライダ
６６ センタプレート
８１ テーパブロック
８１ａ 傾斜面
８２ 昇降体
８４ ネジ軸
８６ ナット
８７ 軸受ユニット
８８ カップリング
９３ 減速機
９４ 操作ノブ
１０１ 本体（昇降体）
１０２ 球状部材
１０３ ローラ
１１１ サイドガイドプレート
１１２ センタガイドプレート
１１３ 固定具
１１７ 操作ハンドル
１２０ 昇降装置
１２３ 支持ブロック
１２５ ボールネジ
１２６ 移動台
１３１ 前後スライダ
１３２ ベースプレート
１３３ 前後ガイドレール
１３４ 上下ガイドレール
１３５ 上下スライダ
１４１〜１４４ 分割片
１５１ サブガイドバー
１５２ サブスライダ
Ｈ ハーネス
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定時に被測定物が載置される測定用テーブルと、
前記被測定物が仮置きされる仮置き用テーブルと、
前記仮置き用テーブル上の前記被測定物を前記測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構と
を備え、
前記搬送機構は、
前記被測定物を支持する一対の支持アームと、
前記被測定物と係合することにより、当該被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイド手段と
を有することを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、前記各支持アームに対して着脱自在に設けられるとともに、大きさの異なる複数の前記被測定物にそれぞれ係合可能な係合部材を有することを特徴とする、請求項１に記載の表面形状測定装置。
【請求項３】
前記係合部材は、複数の対をなす分割片からなり、
前記対をなす分割片の各々は、大きさの異なる複数の前記被測定物の側面にそれぞれ当接することにより、前記被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めることを特徴とする、請求項２に記載の表面形状測定装置。
【請求項４】
前記仮置き用テーブルは、前記被測定物を摺動自在に支持する摺動支持手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項３に記載の表面形状測定装置。
【請求項１】
測定時に被測定物が載置される測定用テーブルと、
前記被測定物が仮置きされる仮置き用テーブルと、
前記仮置き用テーブル上の前記被測定物を前記測定用テーブル上の所定位置まで搬送する搬送機構と
を備え、
前記搬送機構は、
前記被測定物を支持する一対の支持アームと、
前記被測定物と係合することにより、当該被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めるガイド手段と
を有することを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、前記各支持アームに対して着脱自在に設けられるとともに、大きさの異なる複数の前記被測定物にそれぞれ係合可能な係合部材を有することを特徴とする、請求項１に記載の表面形状測定装置。
【請求項３】
前記係合部材は、複数の対をなす分割片からなり、
前記対をなす分割片の各々は、大きさの異なる複数の前記被測定物の側面にそれぞれ当接することにより、前記被測定物と前記支持アームとの水平方向の相対位置を定めることを特徴とする、請求項２に記載の表面形状測定装置。
【請求項４】
前記仮置き用テーブルは、前記被測定物を摺動自在に支持する摺動支持手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項３に記載の表面形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３３８４８（Ｐ２０１０−１３３８４８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１０８６９（Ｐ２００８−３１０８６９）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]