特許 7592970 形状測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】形状測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/00 20060101AFI20241126BHJP

   G01B 5/28 20060101ALI20241126BHJP

   G01B 5/20 20060101ALI20241126BHJP

   G01B 5/012 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

G01B5/00 B

G01B5/28 102

G01B5/20 C

G01B5/012

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023118120

(22)【出願日】2023-07-20

(62)【分割の表示】P 2019131442の分割

【原出願日】2019-07-16

(65)【公開番号】P2023126611

(43)【公開日】2023-09-07

【審査請求日】2023-08-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】森山 克文

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２８９４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９７７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６９６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３８５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／００－ ５／３０

２１／００－２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物の輪郭形状を測定するための測定子が着脱自在に取り付けられる取付部を備え、前記測定子のアームの先端側に設けられた触針が前記被測定物に接触したときの変位を検出する変位検出器と、
被測定物の表面の粗さを測定するための粗さ検出器であって、前記取付部に着脱自在に取り付けられる粗さ検出器と、
前記測定子及び前記粗さ検出器のどちらが前記取付部に取り付けられたかを検出するためのセンサと、
前記取付部に前記粗さ検出器が取り付けられたことが前記センサで検出された場合に、前記変位検出器の前記取付部を固定状態にする制御部と、
を備える形状測定装置。

【請求項2】

前記変位検出器の側面に設けられた保持部をさらに備え、
前記保持部は、前記被測定物の輪郭形状を測定する場合に、前記粗さ検出器の保管場所となる、請求項１記載の形状測定装置。

【請求項3】

前記粗さ検出器と前記形状測定装置の制御装置とを接続するためのコネクタであって、前記粗さ検出器と前記取付部にそれぞれ設けられたコネクタをさらに備える、請求項１又は２記載の形状測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は形状測定装置に係り、被測定物（ワーク）の形状の測定に用いられる測定子を交換することが可能な形状測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被測定物の表面に沿って測定子を有する検出器を移動させ、測定子の先端部に設けられた触針の変位量を演算処理装置により読み取ることにより、ワークの表面粗さ及び輪郭等の表面性状を測定する形状測定装置が知られている。

【0003】

特許文献１には、ワークの形状を測定するための触針を備えた測定子を変位検出器に対して着脱自在にした形状測定装置が開示されている。特許文献１では、ワークの形状等に応じて、測定に用いる測定子を交換することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－０８５２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

形状測定装置では、ワークの輪郭形状の測定に用いられる測定子が取り付けられた変位検出器と、粗さ検出用のセンサ（以下、粗さ検出器という。）とを交換可能とすることにより、ワークの輪郭の測定と粗さの測定とを１台の形状測定装置により実施する場合がある。形状測定装置において、変位検出器と粗さ検出器とを交換可能にする場合、下記のような課題がある。

【0006】

まず、交換作業が煩雑になるという問題がある。形状測定装置から変位検出器を取り外して、粗さ検出器を取り付ける場合、粗さ検出器により検出された変位を示す信号を、形状測定装置の演算処理装置に送信するための配線をつなぎ直したり、ソフトウェア等により信号の送信経路を切り替えたり、輪郭形状の測定から粗さ測定にアプリケーションを切り替えるための作業が必要になる。

【0007】

さらに、ワークの測定精度を確保するためには、変位検出器等を形状測定装置に取り付けた後、測定の開始の前に校正作業を行うことが必要になる。

【0008】

上記のように、形状測定装置において、変位検出器と粗さ検出器とを交換可能にする場合、測定子及び変位検出器の取り外し、取り付け、校正等の作業が必要となるため、手間がかかるという問題がある。

【0009】

また、粗さ検出器を交換可能とした場合、形状測定装置から粗さ検出器を格納しておく場所が必要になる。形状測定装置から取り外した粗さ検出器を格納するために、専用の置き台又は格納スペースを設けると、形状測定装置の定盤及び架台のサイズが大きくなるという問題がある。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、検出器の交換作業を容易にすることができ、かつ、省スペース化が可能な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】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る形状測定装置は、被測定物の輪郭形状を測定するための測定子が着脱自在に取り付けられる取付部を備え、測定子のアームの先端側に設けられた触針が被測定物に接触したときの変位を検出する変位検出器と、被測定物の表面の粗さを測定するための粗さ検出器であって、取付部に着脱自在に取り付けられる粗さ検出器と、測定子及び粗さ検出器のどちらが取付部に取り付けられたかを検出するための着座センサと、着座センサにより測定子が取付部に取り付けられたことを検出された場合に測定モードを輪郭測定モードに切り替え、着座センサにより粗さ検出器が取付部に取り付けられたことを検出された場合に測定モードを粗さ測定モードに切り替える制御装置とを備える。

【0012】

本発明の第２の態様に係る形状測定装置は、第１の態様において、変位検出器の側面に設けられた保持部をさらに備え、保持部は、被測定物の輪郭形状を測定する場合に、粗さ検出器の保管場所となる。

【0013】

本発明の第３の態様に係る形状測定装置は、第１又は第２の態様において、粗さ検出器と制御装置を接続するためのコネクタであって、粗さ検出器と取付部にそれぞれ設けられたコネクタをさらに備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、測定子と粗さ検出器の取り付けを容易かつ安定的に行うことができ、かつ、測定子と粗さ検出器の交換に伴う作業を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置の外観斜視図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示すブロック図である。

【図3】図３は、変位検出器に輪郭形状測定用の測定子を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、変位検出器に粗さ検出器を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図5】図５は、変位検出器に輪郭形状測定用の測定子を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。

【図6】図６は、変位検出器に粗さ検出器を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。

【図7】図７は、本発明の変形例に係る形状測定装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面に従って本発明に係る形状測定装置の実施の形態について説明する。

【0017】

［形状測定装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置の外観斜視図である。以下の説明では、ＸＹ平面を水平面とし、Ｚ方向を鉛直方向とする３次元直交座標系を用いて説明する。

【0018】

図１に示すように、形状測定装置１０は、定盤１２、コラム１４、Ｘ軸駆動部１６、変位検出器１８、測定子２０、入力装置２２及び表示装置２４を備えている。

【0019】

形状測定装置１０は、変位検出器１８に取り付けられた輪郭形状の測定用の測定子２０を粗さ検出器１００と交換することが可能となっており、被測定物（ワーク）の輪郭形状の測定と、ワーク表面の粗さの測定とを行うことが可能である。ここで、輪郭形状の測定は、ワーク表面の比較的長い周期の変位を検出するものであり、表面粗さの測定は、ワーク表面のより短い周期の変位を検出するものである。輪郭形状の測定における測定分解能は一例で０．０１μｍオーダーであるのに対して、表面粗さの測定における測定分解能は一例で０．１～１０ｎｍオーダーである。

【0020】

定盤１２は、その上面が略水平となるように配置されている。定盤１２の上面には、測定対象のワークが載置される。

【0021】

コラム１４は、定盤１２の上面に略垂直に立設されている。コラム１４には、Ｘ軸駆動部１６が取り付けられている。コラム１４には、Ｘ軸駆動部１６を移動させるためのＺ軸駆動部（不図示）が設けられており、Ｘ軸駆動部１６は、このＺ軸駆動部により、コラム１４に沿って±Ｚ方向に移動可能となっている。

【0022】

Ｘ軸駆動部１６の下側（－Ｚ側）には変位検出器１８が取り付けられている。Ｘ軸駆動部１６は、変位検出器１８を±Ｘ方向に移動可能に保持する。

【0023】

また、本実施形態に係る形状測定装置１０は、定盤１２とコラム１４とを±Ｙ方向に相対移動させるＹ軸駆動部（不図示）を備えていてもよい。

【0024】

Ｘ軸駆動部１６、Ｙ軸駆動部及びＺ軸駆動部としては、例えば、ボールねじと、このボールねじに螺合されたナット部材と、ボールねじを回転させるモーターとを有する送りねじ機構を用いることができる。なお、Ｘ軸駆動部１６、Ｙ軸駆動部及びＺ軸駆動部としては、送りねじ機構以外の機構（例えば、モーターの回転力を往復直線運動に変換するための機構、ラック・アンド・ピニオン機構等）を用いてもよい。

【0025】

変位検出器１８は、ハウジング５０と、取付部４４とを有している（図３等参照）。ハウジング５０は、Ｘ方向に伸びる略直方体状であり、検出制御部（図２等の符号４６）及び測定子２０の変位を読み取るための変位読取部（図２等の符号４８）等を内蔵している。

【0026】

取付部４４は、ハウジング５０の－Ｘ側の側面から突出している。取付部４４は、回転軸（不図示）を支点として上下方向（±Ｚ方向）に揺動可能となっている。取付部４４には、輪郭形状測定用の測定子２０又は粗さ検出器（図２等の符号１００）が取り付けられる。

【0027】

図１に示す例では、変位検出器１８の取付部４４には、輪郭形状測定用の測定子２０が取り付けられている。測定子２０は、測定子アーム３０と、測定子アーム３０の先端側に取り付けられた触針３２とを含んでいる。触針３２は、測定子アーム３０の長さ方向に対して略垂直に設けられる。

【0028】

変位検出器１８に測定子２０を取り付けた場合には、形状測定装置１０は、ワークの輪郭形状の測定を行うことが可能になる。一方、測定子２０に代えて、変位検出器１８に粗さ検出器１００を取り付けた場合には、形状測定装置１０は、ワーク表面の粗さの測定を行うことが可能になる。

【0029】

入力装置２２は、オペレータからの操作入力を受け付けるための装置であり、例えば、キーボード、マウス等を備えている。入力装置２２は、オペレータからの操作入力に応じた制御信号を制御装置（図２等の符号２００）に入力する。なお、入力装置２２としては、例えば、表示装置２４の表示画面にタッチパネルを設けてもよい。

【0030】

表示装置２４は、測定結果等を表示するための装置であり、例えば、液晶モニタ等である。

【0031】

［形状測定装置の制御系］
図２は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示すブロック図である。

【0032】

図２に示す制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでおり、入力装置２２を介してオペレータから操作入力を受け付けて、形状測定装置１０の各部に制御信号を送信し、各部の動作を制御する。

【0033】

制御装置２００は、測定子２０と粗さ検出器１００のどちらが取付部４４に取り付けられたかを検出し、測定モード（輪郭測定モード及び粗さ測定モード）の切り替えを行う。

【0034】

図２に示すように、変位検出器１８は、検出制御部４６と、変位読取部４８とを含んでいる。

【0035】

検出制御部４６は、測定子２０を用いた輪郭形状の測定を制御する。検出制御部４６は、粗さの測定を行う際に取付部４４を機械的に固定するための手段（例えば、把持機構、グリッパ）を含んでいる。検出制御部４６は、制御装置２００からの指示に応じて、取付部４４を可動とする可動状態と、取付部４４を固定する固定状態とを切り替える。

【0036】

変位読取部４８は、ワークの輪郭形状の測定を行うときに、測定子２０の変位を読み取るための装置であり、例えば、リニアスケール、円弧スケール、ＬＶＤＴ（Linear Variable Differential Transformer：差動変圧器）等である。

【0037】

ワークの輪郭形状の測定を行う場合、取付部４４に測定子２０が取り付けられる。このとき、粗さ検出器１００は、変位検出器１８の第４係合部材１８０に保持される（図２及び図３参照）。このとき粗さ検出器１００と制御装置２００との間の配線１１０は接続されたままである（詳細後述）。

【0038】

制御装置２００は、第１着座センサ９２Ａからの検出信号により（詳細後述）、取付部４４に測定子２０が取り付けられたことを検出する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを輪郭測定モードに切り替える。ここで、制御装置２００は、輪郭形状の測定用のアプリケーションを起動させ、輪郭測定モードへの切り替え指示を検出制御部４６に送信する。

【0039】

検出制御部４６は、制御装置２００から輪郭測定モードへの切り替え指示を受信すると、取付部４４を可動状態とする。これにより、取付部４４は、測定子２０が取り付けられた状態で、回転軸（不図示）を支点として上下方向（以下、Ｚ１方向という。）に揺動可能となる。

【0040】

変位読取部４８は、測定子２０の測定子アーム３０の先端側に取り付けられた触針３２がワークの表面に接触したときの変位（Ｚ１方向の変位）を読み取る。

【0041】

制御装置２００は、Ｘ軸駆動部１６から変位検出器１８のＸ座標を取得して、測定子２０のサイズ情報等から触針３２の位置を算出する。そして、制御装置２００は、触針３２の位置と、変位読取部４８から取得した触針３２のＺ１方向の変位に基づいてワークの輪郭形状を算出し、その結果を表示装置２４に出力する。

【0042】

一方、ワーク表面の粗さの測定を行う場合、取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられる（図４参照）。このとき、測定子２０は、変位検出器１８の第４係合部材１８０に保持されるようにしてもよいし、別の場所に保管するようにしてもよい。一般に、測定子２０は、粗さ検出器１００と比べてサイズが小さく、また、制御装置２００との間に配線を設ける必要もないため、変位検出器１８から取り外して別の場所に保管してもよい。

【0043】

制御装置２００は、第２着座センサ９２Ｂからの検出信号により（詳細後述）、取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられたことを検出する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを粗さ測定モードに切り替える。ここで、制御装置２００は、粗さ測定用のアプリケーションを起動させ、粗さ測定モードへの切り替え指示を検出制御部４６に送信する。

【0044】

検出制御部４６は、制御装置２００から粗さ測定モードへの切り替え指示を受信すると、取付部４４を固定する。

【0045】

粗さ検出器１００は、アーム１０２と、その先端に取り付けられた触針１０４と、検出器本体１０６を含んでいる（図３及び図４参照）。検出器本体１０６は、触針１０４の変位（Ｚ１方向の変位）を検出するためのセンサを含んでいる。

【0046】

制御装置２００は、粗さ検出器１００から取得した触針１０４のＺ１方向の変位に基づいてワーク表面の粗さを算出し、その結果を表示装置２４に出力する。

【0047】

［測定モード］
図３は、変位検出器に輪郭形状測定用の測定子を取り付けた状態を示す斜視図であり、図４は、変位検出器に粗さ検出器を取り付けた状態を示す斜視図である。

【0048】

ワークの輪郭形状の測定を行う場合には、図３に示すように、変位検出器１８の取付部４４に測定子２０が取り付けられ、粗さ検出器１００が変位検出器１８の側面に取り付けられて保持される。一方、ワーク表面の粗さの測定を行う場合には、図４に示すように、変位検出器１８の取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられる。

【0049】

上記のように、本実施形態に係る形状測定装置１０は、測定子２０及び粗さ検出器１００を用いてワークの輪郭形状の測定（輪郭測定モード）と、ワーク表面の粗さの測定（粗さ測定モード）とを切り替えて実施することが可能となっている。

【0050】

（輪郭測定モード）
まず、ワークの輪郭形状の測定を行う場合（輪郭測定モード）について説明する。図５は、変位検出器に輪郭形状測定用の測定子を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。

【0051】

図５に示すように、測定子２０の測定子アーム３０の基端側には、第１係合部材６０が設けられている。また、変位検出器１８の取付部４４の先端側には、第２係合部材８０が設けられている。第１係合部材６０の第１係合面６２と第２係合部材８０の第２係合面８２には、それぞれ着磁部材６８及び磁石９０が取り付けられている。第１係合面６２と第２係合面８２とは、この着磁部材６８及び磁石９０からなるマグネットキャッチにより着脱自在に吸着される。これにより、変位検出器１８に輪郭形状測定用の測定子２０が取り付けられる。

【0052】

第１係合部材６０及び第２係合部材８０は、例えば、金属製であり、略直方体状である。図５に示す例では、第２係合部材８０は、第１係合部材６０と比較して、Ｙ方向の厚みが薄くなっている。第１係合部材６０及び第２係合部材８０は、着磁部材６８と磁石９０の吸着を阻害しないよう非磁性体であることが好ましい。

【0053】

第１係合部材６０の第１係合面６２には、第１溝６４及び第２溝６６が形成されている。第１溝６４は、測定子アーム３０の軸方向に平行に伸びる直線状の溝である。第２溝６６は、測定子アーム３０の軸方向に直交する方向に伸びる直線状の溝である。第１溝６４及び第２溝６６の断面形状は、例えば、略Ｖ字状である。第１溝６４は、測定子アーム３０に平行（換言すれば、触針３２がワークの表面に接触したときの垂直抗力の向きに略垂直な方向）に形成され、第２溝６６は、第１溝６４に垂直に形成される。

【0054】

なお、図５では、第１溝６４と第２溝６６とが交差しているが、第１溝６４と第２溝６６とは交差していなくてもよい。

【0055】

第２係合部材８０の第２係合面８２には、第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８が取り付けられている。第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８は、それぞれ略球状、円錐状又は円錐台状である。第１位置決めピン８４及び第２位置決めピン８６と第１溝６４とは、第１係合面６２と第２係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。また、第３位置決めピン８８と第２溝６６とは、第１係合面６２と第２係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。

【0056】

着磁部材６８は、第１係合面６２において、第２溝６６に対して略線対称の位置に１つずつ取り付けられている。着磁部材６８は、後述する磁石９０に吸着される磁性体であれば、その素材については限定されない。

【0057】

磁石９０は、第２係合面８２に２つ取り付けられている。磁石９０は、第１係合面６２と第２係合面８２とを対向させた場合に、第１係合面６２に取り付けられた２つの着磁部材６８とそれぞれ対向するように配置されている。

【0058】

図５に示す例では、着磁部材６８及び磁石９０は、その平面形状が略円形で、略同じサイズである。なお、着磁部材６８及び磁石９０の形状及びサイズはこれに限定されない。例えば、着磁部材６８及び磁石９０は、その平面形状を略合同として、相互に重なり合うように配置するようにしてもよい。また、着磁部材６８及び磁石９０の個数は２つに限定されるものではなく、例えば、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0059】

変位検出器１８に測定子２０を取り付ける場合には、図５の白抜き矢印に示すように、第１係合部材６０の第１係合面６２と第２係合部材８０の第２係合面８２とを対向させて重ね合わせる。すると、着磁部材６８と磁石９０とが磁力により吸着する。このとき、第１位置決めピン８４及び第２位置決めピン８６と第１溝６４とが係合し、かつ、第３位置決めピン８８と第２溝６６とが係合する。これにより、第１係合部材６０と第２係合部材８０の相対位置が固定される。

【0060】

本実施形態によれば、第１係合面６２及び第２係合面８２が、触針３２がワークの表面に接触したときの垂直抗力の向きに対して平行であり、かつ、第１溝６４が垂直抗力の向きに対して垂直な方向に形成される。このため、触針３２に垂直抗力が作用した場合にも、測定子２０の位置がずれにくく安定する。また、第１溝６４及び第２溝６６の断面形状が、加工精度を容易に確保することが可能なＶ字状であるため、取付精度を容易に確保することが可能である。

【0061】

変位検出器１８から測定子２０を取り外す場合には、第１係合部材６０を＋Ｙ方向に引っ張って着磁部材６８と磁石９０とを引き離す。これにより、測定子２０を変位検出器１８から容易に取り外すことができる。

【0062】

ここで、第１係合部材６０及び第２係合部材８０は、その全体が剛体である必要はない。第１係合部材６０は、測定子２０の着脱を繰り返しても、少なくとも第１溝６４と第２溝６６の変形が無視できる程度の剛性を有していればよい。例えば、第１係合部材６０は、第１溝６４と第２溝６６を形成した金属と、カーボンとを接合した複合材であってもよい。第２係合部材８０は、第１係合部材６０と同様に、測定子２０の着脱を繰り返しても、少なくとも第２係合面８２の変形が無視できる程度の剛性を有していればよく、上記のような複合材であってもよい。

【0063】

第１位置決めピン８４、第２位置決めピン８６及び第３位置決めピン８８も同様に、測定子２０の着脱を繰り返しても変形が無視できる程度の剛性を有していればよい。

【0064】

（粗さ測定モード）
次に、ワーク表面の粗さの測定を行う場合（粗さ測定モード）について説明する。図６は、変位検出器に粗さ検出器を取り付ける場合の係合部材を拡大して示す分解斜視図である。

【0065】

図６に示すように、粗さ検出器１００の検出器本体１０６の基端側には、第３係合部材１６０が設けられている。第３係合部材１６０の第３係合面１６２には、着磁部材１６８が取り付けられている。また、第３係合部材１６０の第３係合面１６２には、第１係合部材６０と同様の構成となっており、第１溝１６４及び第２溝１６６が形成されている。

【0066】

変位検出器１８に粗さ検出器１００を取り付ける場合には、図６の白抜き矢印に示すように、第３係合部材１６０の第３係合面１６２と第２係合部材８０の第２係合面８２とを対向させて重ね合わせる。すると、着磁部材１６８と磁石９０とが磁力により吸着する。このとき、第１位置決めピン８４及び第２位置決めピン８６と第１溝１６４とが係合し、かつ、第３位置決めピン８８と第２溝１６６とが係合する。これにより、第３係合部材１６０と第２係合部材８０の相対位置が固定される。

【0067】

変位検出器１８から粗さ検出器１００を取り外す場合には、第１係合部材６０を＋Ｙ方向に引っ張って着磁部材１６８と磁石９０とを引き離す。これにより、粗さ検出器１００を変位検出器１８から容易に取り外すことができる。

【0068】

（測定モードの切り替え）
次に、本実施形態に係る形状測定装置１０の測定モードの切り替えについて説明する。

【0069】

図５及び図６に示すように、本実施形態に係る形状測定装置１０では、第２係合部材８０の第２係合面８２に、第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂが並べて配置されている。第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂは、それぞれの検出面に加えられる圧力を検出して電気信号（検出信号）を出力する押圧センサであり、例えば、圧電センサである。

【0070】

測定子２０の第１係合部材６０の第１係合面６２には、第１作動ピン７０が取り付けられている。第１作動ピン７０と第１着座センサ９２Ａの検出面とは、第１係合面６２と第２係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。

【0071】

第１作動ピン７０は、第１係合面６２から突出しており、第１係合部材６０と第２係合部材８０とが係合すると、第１着座センサ９２Ａの検出面に接触して押圧する。

【0072】

第１着座センサ９２Ａは、第１作動ピン７０により押圧されると、検出信号を制御装置２００（図２参照）に出力する。

【0073】

制御装置２００は、第１着座センサ９２Ａから検出信号が入力されると、取付部４４に測定子２０が取り付けられたと判定する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを輪郭測定モードに切り替える。

【0074】

一方、粗さ検出器１００の第３係合部材１６０の第３係合面１６２には、第２作動ピン１７０が取り付けられている。第２作動ピン１７０と第２着座センサ９２Ｂの検出面とは、第３係合面１６２と第２係合面８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。

【0075】

第２作動ピン１７０は、第３係合面１６２から突出しており、第３係合部材１６０と第２係合部材８０とが係合すると、第２着座センサ９２Ｂの検出面に接触して押圧する。

【0076】

第２着座センサ９２Ｂは、第２作動ピン１７０により押圧されると、検出信号を制御装置２００に出力する。

【0077】

制御装置２００は、第２着座センサ９２Ｂから検出信号が入力されると、取付部４４に粗さ検出器１００が取り付けられたと判定する。そして、制御装置２００は、形状測定装置１０の測定モードを粗さ測定モードに切り替える。

【0078】

なお、本実施形態では、第１着座センサ９２Ａ及び第２着座センサ９２Ｂにより、測定子２０及び粗さ検出器１００の識別を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１係合部材６０及び第３係合部材１６０に、それぞれ測定子２０及び粗さ検出器１００の識別情報が格納されたＩＣ（Integrated Circuit）タグを取り付け、第２係合部材８０にＩＣタグリーダーを取り付けて、測定子２０及び粗さ検出器１００の識別を行うようにしてもよい。この場合、着座センサとして機能するＩＣタグリーダーは１つになる。

【0079】

［粗さ検出器の保管場所］
次に、粗さ検出器１００の保管場所について説明する。本実施形態に係る形状測定装置１０は、輪郭形状の測定を行う場合に、粗さ検出器１００が変位検出器１８の側面に取り付けられて保持される。

【0080】

図３及び図４に示すように、変位検出器１８のハウジング５０の＋Ｙ側の側面には、ワークの輪郭形状の測定を行う場合における粗さ検出器１００の保管場所（置き場）として、第４係合部材１８０（保持部）が取り付けられている。

【0081】

図４に示すように、第４係合部材１８０の第４係合面１８２には、第２係合部材８０と同様に、第１位置決めピン１８４、第２位置決めピン１８６及び第３位置決めピン１８８が取り付けられている。第１位置決めピン１８４、第２位置決めピン１８６及び第３位置決めピン１８８は、それぞれ略球状、円錐状又は円錐台状である。第１位置決めピン１８４及び第２位置決めピン１８６と、粗さ検出器１００の第１溝１６４とは、第３係合面１６２と第４係合面１８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。また、第３位置決めピン１８８と、粗さ検出器１００の第２溝１６６とは、第３係合面１６２と第４係合面１８２とを対向させた場合に、互いに対向するように配置されている。

【0082】

磁石１９０は、第４係合面１８２に２つ取り付けられている。磁石１９０は、第３係合面１６２と第４係合面１８２とを対向させた場合に、第３係合面１６２に取り付けられた２つの着磁部材１６８とそれぞれ対向するように配置されている。

【0083】

輪郭形状の測定を行う場合に、粗さ検出器１００の第３係合部材１６０と、変位検出器１８の第４係合部材１８０とを係合させることにより、粗さ検出器１００を変位検出器１８の側面に取り付ける。このとき、粗さ検出器１００と制御装置２００との間の配線１１０を取り外す必要はない（図３参照）。

【0084】

本実施形態によれば、マグネットキャッチを用いることにより、測定子２０と粗さ検出器１００の取り付けを容易かつ安定的に行うことができる。また、変位検出器１８の側面に粗さ検出器１００の保管場所を設けることにより、省スペース化を実現することができる。さらに、粗さ検出器１００と制御装置２００との間の配線をつないだままにしておくことができるので、測定子２０と粗さ検出器１００の交換に伴う作業を減らすことができる。

【0085】

上記の実施形態によれば、ワークの輪郭形状の測定のための変位検出器１８をＸ軸駆動部１６に取り付けたままにしておくことができる。粗さ測定モードで変位検出器１８を取り外すようにした場合、変位検出器１８をＸ軸駆動部１６に再度取り付けたときに、ＺＸ方向の位置の校正作業が必要になるが、本実施形態では、変位検出器１８の交換が不要であるため、変位検出器１８のＺＸ方向の位置のずれが生じる機会を減らすことができる。このため、粗さ測定モードから輪郭測定モードに移行する際の校正作業が不要になる。

【0086】

なお、本実施形態では、粗さ検出器１００を保持するときに、触針１０４を＋Ｘ側に向けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。粗さ検出器１００は、例えば、配線１１０の長さをより短くできる向きで保持可能なように、第４係合部材１８０の位置及び向きを調整することが好ましい。

【0087】

［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。

【0088】

図７は、本発明の変形例に係る形状測定装置を示すブロック図である。上記の実施形態では、粗さ検出器１００の着脱を行う際に、粗さ検出器１００と制御装置２００との間の配線１１０を取り外さないようにした。これに対して、変形例では、粗さ検出器１００と制御装置２００との間の接続のためのコネクタ１１２及び１１４を設けて、粗さ検出器１００の取り付けと同時に配線の接続を行う。

【0089】

図７に示すように、粗さ検出器１００の第３係合部材１６０の第３係合面１６２には、コネクタ１１２が取り付けられており、第２係合部材８０の第２係合面８２には、コネクタ１１４が取り付けられている。

【0090】

コネクタ１１２及び１１４は、接触式のコネクタであってもよいし、非接触式のコネクタ（例えば、無線通信等を利用したもの）であってもよい。

【0091】

本例によれば、粗さ検出器１００の取り付けと同時に配線の接続を行うことができるので、測定子２０と粗さ検出器１００の交換を容易に行うことができる。

【0092】

コネクタ１１２及び１１４を接触式とする場合には、第１位置決めピン８４又は第２位置決めピン８６と第１溝６４にそれぞれコネクタ１１４及び１１２を設けてもよいし、又は第３位置決めピン８８と第２溝６６にそれぞれコネクタ１１４及び１１２を設けてもよい。この場合、第３係合部材１６０と第２係合部材８０との間の接触箇所が増加しないので、粗さ検出器１００の取付精度を確保することができる。

【符号の説明】

【0093】

１０…形状測定装置、１２…定盤、１４…コラム、１６…Ｘ軸駆動部、１８…変位検出器、２０…測定子、２２…入力装置、２４…表示装置、３０…測定子アーム、４４…取付部、４６…検出制御部、４８…変位読取部、５０…ハウジング、６０…第１係合部材、６２…第１係合面、６４…第１溝、６６…第２溝、６８…着磁部材、７０…第１作動ピン、８０…第２係合部材、８２…第２係合面、８４…第１位置決めピン、８６…第２位置決めピン、８８…第３位置決めピン、９０…磁石、９２Ａ…第１着座センサ、９２Ｂ…第２着座センサ、１００…粗さ検出器、１０２…アーム、１０４…触針、１０６…検出器本体、１１０…配線、１１２、１１４…コネクタ、１６０…第３係合部材、１６２…第３係合面、１６４…第１溝、１６６…第２溝、１６８…着磁部材、１７０…第２作動ピン、１８０…第４係合部材、１８２…第４係合面、１８４…第１位置決めピン、１８６…第２位置決めピン、１８８…第３位置決めピン、１９０…磁石、２００…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】