测量装置和测量方法制造方法及图纸

提供了能够以高精度且在短时间内测量物体表面的测量装置和测量方法。本发明专利技术的一个方面是用于测量物体表面在第一方向和与第一方向正交的第二方向上的位置的测量装置。该测量装置包括：可移动体，其具有供物体安装的安装部、彼此不共面的第一表面和第二表面；第一标尺部，其被设置为对第一表面加压并沿着与第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线测量第一标尺位置；第二标尺部，其被设置为对第二表面加压并沿着与第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线测量第二标尺位置；第一探针，其具有设定在与第二方向平行的探针轴线上且设定在第一标尺轴线和第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其测量沿着探针轴线的位置。

Measuring devices and methods

【技术实现步骤摘要】
测量装置和测量方法
本专利技术涉及测量装置和测量方法，更特别地涉及能够以高精度且在短时间内测量物体表面位置的测量装置和测量方法。
技术介绍
用于测量物体表面形状的测量装置例如通过使设置在探针顶端的触针球(stylusball)与测量点接触来获得测量点的三维坐标。例如，欧洲专利No.2244052公开了根据阿贝原理(Abbe’sprinciple)的测量装置。阿贝原理意味着被测物体和标准标尺在测量方向上对准。根据该原理，可以提高测量精度。此外，在日本专利No.4260180和日本专利No.3486546中公开了能够对物体的上表面和下表面中的每一者进行测量的测量装置。在该测量装置中，两个测量探针以隔着测量物体面对彼此的方式配置。利用这种构造，可以在不翻转物体的情况下在短时间内测量物体的上表面和下表面。日本专利No.3827493、日本专利No.4584029和日本专利No.4986530公开了一种通过测量三个基准球来进行高精度校准的测量装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在获取物体表面的形状(坐标)时，可以通过根据阿贝原理的测量获得高度准确的测量结果。另一方面，需要足够的测量时间来对物体表面的多个点进行高度准确的测量。在测量装置中，测量精度和短的测量时间也是重要因素。本专利技术的目的是提供能够以高精度且在短时间内测量物体表面的测量装置和测量方法。解决问题的手段本专利技术的一个方面是一种测量装置，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置。所述测量装置包括：可移动体，其具有供所述物体安装的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；第一标尺部，其被设置为对所述第一表面加压并且用于测量第一标尺位置，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；第二标尺部，其被设置为对所述第二表面加压并且用于测量第二标尺位置，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；第一探针，其具有设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其测量沿着所述探针轴线的位置。在测量装置中，通过所述第一标尺部和所述第二标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，当所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，通过所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值。根据这种构造，可以通过第一探针测量物体的位于一侧的表面的位置，并且可以通过第二探针测量物体的位于另一侧的表面的位置。此时，由于第一探针的位置测量的基准点被设定在第一标尺轴线和第二标尺轴线的交点处，所以可以根据阿贝原理通过第一探针的基准点以高精度进行位置测量。另外，由于通过第二探针测量沿着探针轴线的位置，所以可以参照第一探针的基准点进行高度准确的位置测量。也就是，对于根据阿贝原理的高度准确的位置测量，可以通过第一探针和第二探针在短时间内测量物体的一侧和另一侧两者。在测量装置中，所述可移动体的所述安装部可以设置有通孔，并且所述第二探针可以被设置为穿过所述通孔测量所述物体的位于另一侧的表面的位置。因此，可以通过第一探针在物体安装于安装部的状态下测量物体的位于一侧的表面的位置，并且可以通过第二探针在不更换物体的情况下穿过通孔测量物体的位于另一侧的表面的位置。另外，可移动体还可以包括与第一表面和第二表面不平行的第三表面，并且测量装置可以包括被设置为对第三表面加压的第三标尺部，并测量第三标尺位置，第三标尺位置是沿着与第三表面的法线方向平行的第三标尺轴线的位置，其中与第一方向和第二方向正交的方向作为第三方向。在该测量装置中，所述第一探针的所述基准点被设定在所述第一标尺轴线、所述第二标尺轴线和所述第三标尺轴线的交点处。然后，通过所述第一标尺部、所述第二标尺部和所述第三标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动，当所述基准点与所述第一测量点对准时能够基于所述第一标尺位置、所述第二标尺位置和所述第三标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值，并且能够基于通过所述第二探针测量的结果获得所述物体的位于另一侧的表面的所述第二测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值。在测量装置中，所述第二探针可以沿着所述探针轴线可移动地设置。利用这种构造，可以利用第一探针的位置作为基准，通过使第二探针与物体的测量点对准来获得坐标值。测量装置还可包括：固定框架，其用于固定所述第一探针；和可移动框架，其相对于所述固定框架沿着所述探针轴线可移动地设置。在该测量装置中，所述第二探针安装于所述可移动框架并且与所述可移动框架一起以可移动的方式设置在所述探针轴线上。利用这种构造，可移动框架被固定有第一探针的固定框架稳定地支撑，并且改善了通过第二探针进行位置测量的准确度。本专利技术的另一方面是一种测量方法，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置。所述测量方法使用测量装置，该测量装置包括：可移动体，其具有用于将所述物体安装于所述可移动体的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；第一标尺部，其被设置为对所述第一表面加压并且用于测量第一标尺位置，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；第二标尺部，其被设置为对所述第二表面加压并且用于测量第二标尺位置，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；第一探针，其具有设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其用于测量沿着所述探针轴线的位置。测量方法包括：将所述物体安装于所述安装部的步骤；通过驱动所述第一标尺部和所述第二标尺部使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，以将所述第一探针的所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准的步骤；以及当所述基准点与所述第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，利用所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值的步骤。根据这种构造，可以使用第一探针的基准点、根据阿贝原理进行高度准确的位置测量，并且在不更换物体的情况下使用第二探针以高精度测量在第二方向上相对于第一探针的基准点的位置。本专利技术的另一方面是一种测量方法，其用于测量物体的表面在第一方向、与所述第一方向正交的第二方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量装置，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置，所述测量装置包括：/n可移动体，其具有用于安装所述物体的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；/n第一标尺部，其用于测量第一标尺位置并且被设置为对所述第一表面加压，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；/n第二标尺部，其用于测量第二标尺位置并且被设置为对所述第二表面加压，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；/n第一探针，在所述第一探针中，位置测量的基准点被设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且被设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处；以及/n第二探针，其用于测量沿着所述探针轴线的位置，/n其中，通过所述第一标尺部和所述第二标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，当所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，通过所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值。/n...

【技术特征摘要】
20180622 JP 2018-1191271.一种测量装置，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置，所述测量装置包括：
可移动体，其具有用于安装所述物体的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；
第一标尺部，其用于测量第一标尺位置并且被设置为对所述第一表面加压，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；
第二标尺部，其用于测量第二标尺位置并且被设置为对所述第二表面加压，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；
第一探针，在所述第一探针中，位置测量的基准点被设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且被设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处；以及
第二探针，其用于测量沿着所述探针轴线的位置，
其中，通过所述第一标尺部和所述第二标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，当所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，通过所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述可移动体的所述安装部设置有通孔，并且
所述第二探针被设置为穿过所述通孔测量所述物体的位于另一侧的表面的位置。


3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，
与所述第一方向和所述第二方向正交的方向被定义为第三方向，
所述可移动体具有与所述第一表面和所述第二表面不平行的第三表面，
所述测量装置还包括第三标尺部，该第三标尺部用于测量第三标尺位置并且被设置为对所述第三表面加压，所述第三标尺位置是沿着与所述第三表面的法线方向平行的第三标尺轴线的位置，
所述第一探针的所述基准点被设定为所述第一标尺轴线、所述第二标尺轴线和所述第三标尺轴线的交点，
通过所述第一标尺部、所述第二标尺部和所述第三标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动，当所述基准点与所述第一测量点对准时基于所述第一标尺位置、所述第二标尺位置和所述第三标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述第二探针沿着所述探针轴线可移动地设置。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：
固定框架，其用于固定所述第一探针；和
可移动框架，其相对于所述固定框架沿着所述探针轴线可移动地设置，
其中，所述第二探针安装于所述可移动框架并且与所述可移动框架一起可移动地设置在所述探针轴线上。


6.一种测量方法，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置，
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：川端武史，日高和彦，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP