校准表面结构测量装置的方法，包括：获取Y轴形状测量数据和最大直径部分，以从当向下的和向上的触针分别与参考球的上和下表面接触时通过在Y轴方向上相对移动而获取的Y轴上部和下部形状数据来获取参考球的上部和下部最大直径部分；获取X轴形状测量数据，从而当向下的触针与参考球的上部直径部分接触以及向上的触针与参考球的下部直径部分接触时，通过相对地在X轴方向移动来获取参考球的X轴上部和下部形状数据；以及由形状数据获取的中心坐标O3和O4计算向上的和向下的触针的偏移量Δx和Δz。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。特别地，本专利技术涉及，该表面结构测量装置通过采用触针跟踪表面来測量被测物体的形状、粗糙昨坐反寸。
技术介绍
众所周知，表面结构测量装置为在当触针与被测物体表面接触阶段沿着被测物体的表面移动触针，检测由于被测物体表面形状和表面粗糙度引起的触针的位移，以及由触针的位移測量被测物体的表面结构，例如形状和粗糙度。 这样的表面结构测量装置通常具有包括可摇摆支撑在作为支撑点的旋转轴的测量臂的检测器、装备在测量臂的端部的触针以及检测测量臂的摇摆量的检测单元；承载被测物体的平台；以及相对地移动检测器和平台的相对移动机构。对于測量，在当触针与被测物体的表面接触的阶段，相对移动机构相对地移动检测器和平台，然后检测器检测测量臂的摇摆量。装置基于摇摆量检测被测物体的表面结构。例如，为了使用这样的表面结构测量装置測量圆柱エ件内径的上部和下部表面，通常需要将在其端部具有向下的触针的臂附接到检测器主体，測量圆柱エ件内径的下表面，移除该臂，将触针的方向改变为向上，将该臂附接到检测器主体，然后测量圆柱エ件内径的上表面。測量因此由于该臂的移除和附接而费时。提出了允许圆柱エ件内径的上和下表面的測量而无需测量臂的移除和附接的结构(日本专利公开公布号S58-83201)。在该结构中，向上的触针和向下的触针装备在测量臂的端部。测量臂的端部向上推动从而允许向上的触针测量圆柱エ件内径的上表面。接着，测量臂的端部切换为向下推动从而允许向下的触针测量圆柱エ件内径的下表面。上述表面结构测量装置具有向上的触针和向下的触针，然而，由向上的触针提供的測量结果和由向下的触针提供的测量结果之间的相互关系不可能精确地估计，除非已经精确地知道向上的触针和向下的触针的相互位置关系。例如，为了测量被测物体的厚度，采用向上的触针测量被测物体的下表面的形状；采用向下的触针测量被测物体的上表面的形状；然后从下表面測量结果和上表面测量结果中获取被测物体的厚度。除非已经精确地知道向上的触针和向下的触针的相互位置关系，否则不肯能精确地估计被测物体的厚度。
技术实现思路
本专利技术的优点是提供校准具有向上的触针和向下的触针的表面结构测量装置的方法，该方法提供了向上的触针和向下的触针的精确的相互位置关系。本专利技术的ー个方面提供了包括检测器的，该检测器包括以垂直方向摇摆支撑在作为支撑点的旋转轴的测量臂、向上的触针和向下的触针，每一个触针都装备在测量臂的端部且在测量臂的摇摆方向上伸出，以及检测测量臂的摇摆量的检测单元；承载被测物体的平台；以及相对地移动检测器和平台的相对移动机构。该方法包括通过当向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第一轴上部形状測量数据、以及通过当向上的触针与參考球的下表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第一轴下部形状測量数据从而获取第一轴形状測量数据；以及基于由第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和由第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标计算向上的触针和向下的触针的偏移量。根据上面的结构，在获取第一轴形状測量数据中，通过当向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台来获取第一轴上部形状測量数据。通过当向上的触针与參考球的下表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台来获取第一轴下部形状測量数据。接着，在偏移量的计算中，向上的触针和向下的触针的偏移量基于由第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和由第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标来计算。因此，可在第一轴方向上精确地提供向上的触针和向下的触针之间的相互位置关系，从而允许精确的估计向上的触针的测量结果和向下的触针的测量结果的相互关系。在根据本专利技术的中，获取第一轴形状測量数据可以 包括通过在与第一轴方向正交的第二轴方向上移动以获取多个第一轴上部形状測量数据和多个第一轴下部形状測量数据来获取最大直径，并且进而从所获取的多个第一轴上部形状測量数据获取參考球的上部最大直径部分、并从所获取的多个第一轴下部形状測量数据获取參考球的下部最大直径部分。根据本专利技术的可以进一歩包括通过当向下的触针与參考球上部最大直径部分接触时在正交于第一轴方向上的第二轴方向上相对地移动检测器和平台以获取參考球的第二轴上部形状測量数据、以及当向上的触针与參考球的下部最大直径部分接触时在第二轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第二轴下部形状测量数据，从而获取第二轴形状測量数据。可以基于第一中心坐标和第二中心坐标以及从第ニ轴上部形状測量数据获取的第三中心坐标和从第二轴下部形状測量数据获取的第四中心坐标而计算向上的触针和向下的触针的偏移量来计算偏移量。优选的是，本专利技术的包括设定校正參数以获取用于包括在第二轴上部形状測量数据和第二轴下部形状測量数据中的测量误差的校正的最优校正參数。校正參数的设定同步地获取用于在测量范围内沿着测量臂的摇摆方向分成的多个区域中的每个区域的校正參数。在这样的结构中，对于沿着测量臂的摇摆方向分成的多个区域中的每ー个区域，同步地估计校正參数。因此可以以更高的精度校正通过执行摇摆运动的触针(測量臂)而测量的測量数据。优选的是，在本专利技术的中，校正參数包括测量臂的臂长、向下的触针和向上的触针的每一个触针的边长以及増益系数。根据该结构，也获取测量臂的臂长、向下的触针和向上的触针的每一个触针的边长以及増益系数作为校正參数，从而确保高精度的測量。附图说明在下面的详细的说明书中进ー步描述本专利技术，通过本专利技术的非限定的典型实施例參考多个附图，其中在附图的多个视图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中图I是示出了根据本专利技术的第一实施例的表面结构测量装置的透视图；图2示出了根据第一实施例的X轴驱动机构和触针位移检测器；图3是示出了根据第一实施例的校准方法的过程的流程图；图4示出了根据第一实施例的校准方法中的获取第一轴形状測量数据和最大直径部分的过程；图5示出了根据第一实施例的校准方法中的获取第二轴形状測量数据的过程 ；图6示出了根据第一实施例的计算偏移量(Λ y)的过程；图7示出了根据第一实施例的计算偏移量(ΛΧ，Λζ)的过程；图8示出了表面结构测量装置的测量臂的弧形运动的测量误差；图9示出了根据本专利技术的第二实施例的校正机构；图10是示出了相据第二实施例的校准过程的流程图；图11示出了根据第二实施例的Z范围分配过程；以及图12示出了校准工具的例子。具体实施例方式此处特别示出的是通过示例的方式且仅用于示例性的讨论本专利技术的实施例，且其出现是为了提供认为是本专利技术概念和原理方面最有用且容易理解的说明。在此考虑中，没有尝试示出比必要的用于基本理解本专利技术更详细的详细结构，带有附图的说明使得本领域技术人员明了本专利技术的形式如何在实践中具体化。第一实施例(表面结构测量装置的说明)參见图1，根据本实施例的表面结构测量装置具有基座I ;平台10位于基座I上，这样被测物体置于其上表面；触针位移检测器20具有与被测物体表面接触的触针26Α和26Β ；以及相对移动机构(也称作相对移动驱动器)40相对地移动触针位移检测器20和平台10。 相对移动机构40具有提供在基座I和平台10之间的Y轴驱动机构41，其将平台10移动到水平的ー个方向(Y轴方向);柱42立在基座I的上表面；Ζ滑动器43在垂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.18 JP 2011-060995;2012.01.20 JP 2012-010451.校准表面结构测量装置的方法，该装置具有 具有以旋转轴作为支撑点在垂直方向上可摇摆地支撑的测量臂的检测器，向上的触针和向下的触针，每个触针都装备在该测量臂的端部并且在该测量臂的摇摆方向上伸出，以及检测该测量臂的摇摆量的检测单元； 承载被测物体的平台；以及 相对地移动该检测器和平台的相对移动驱动器， 该方法包括 获取第一轴形状測量数据，通过 当该向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动该检测器和平台以获取第一轴上部形状測量数据；以及 当该向上的触针与该參考球的下表面接触时在该第一轴方向上相对地移动该检测器和平台以获取第一轴下部形状測量数据；以及 基于从该第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和从该第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标计算该向上的触针和向下的触针的偏移量。2.根据权利要求I的校准表面结构测量装置的方法，其中所述获取该第一轴形状測量数据包括通过在正交于该第一轴方向的第二轴方向上移动来获取多个该第一轴上部形状測量数据和多个该第一轴下部形状測量数据，以获取最...
【专利技术属性】
技术研发人员：大森义幸，三木章生，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：
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