專利名稱：非球面工件的水平測定方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于具有傾斜校正臺的輪廓形狀測量器等，進行非球面工件水平測定的方法及程序。
背景技術(shù)：
以往，作為測量非球面透鏡這樣的非球面形狀的面形狀測量裝置，公知有以下的裝置。即，通過形成規(guī)定角度的第1轉(zhuǎn)動裝置和第2轉(zhuǎn)動裝置使光學測量探頭轉(zhuǎn)動，而可使測量探頭的光軸與被測量面的所有的法線方向一致，即使是復雜的非球面也可高精度地測量面形狀的面形狀測量裝置(日本專利公開11-211426，文獻1)。
另外，在由接觸頭掃描被測量面而測量被測量面的表面性狀的表面性狀測量裝置中，為進行圓筒形狀或圓錐形狀等的找中心，公知有設(shè)置在測量臺上的傾斜調(diào)整裝置的技術(shù)(日本專利公開2000-266534，文獻2a，USP6,745,616，文獻2b)。
但是，上述文獻1中所公開的裝置，需要使測量探頭以具有規(guī)定角度的2個軸為中心轉(zhuǎn)動，因此存在裝置規(guī)模變大的問題。另外，在文獻2中，并沒有公開對于設(shè)計值未知的非球面工件進行水平測定的適當?shù)姆椒ā＜?，文獻2中所公開的裝置，例如對設(shè)置工件的臺上進行測量而進行水平測定，但工件與臺的關(guān)系是不清楚的。也就是說，不能總是排除由于工件的安裝誤差而產(chǎn)生的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方案所涉及的非球面工件的水平測定方法，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其包括以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；根據(jù)得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；調(diào)整所述傾斜校正臺以使所求出的平面水平的步驟。
本發(fā)明的另一方案所涉及的非球面工件的水平測定方法，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其包括以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；利用得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；判定所述求出的平面與水平面的誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，如果誤差在規(guī)定范圍內(nèi)則結(jié)束處理的步驟，如果所述誤差在規(guī)定范圍外，則調(diào)整所述傾斜校正臺以使所述求出的平面水平，并使所述非球面工件返回到三維測量步驟，重復上述步驟直至所述誤差進入到規(guī)定范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一方案所涉及的非球面工件的水平測定程序，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其在計算機中進行以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；利用得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；調(diào)整所述傾斜校正臺以使所求出的平面水平的步驟。


圖1是表示本發(fā)明的一實施例的輪廓形狀測量儀的結(jié)構(gòu)的外觀立體圖；圖2是表示由同一測量儀進行非球面工件的水平測定處理的流程圖；圖3是進行同一水平測定的非球面工件的立體圖；圖4是說明同一水平測定處理的內(nèi)容的工件平面圖；圖5是說明同一水平測定處理的內(nèi)容的工件平面圖；圖6是說明同一水平測定處理的內(nèi)容的工件平面圖；圖7是說明同一水平測定處理的內(nèi)容的工件側(cè)面圖；圖8是說明同一水平測定處理的內(nèi)容的工件側(cè)面圖；圖9是表示本發(fā)明的另一實施例的非球面工件水平測定處理的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖1是本發(fā)明的第一實施例的形狀測量儀100的外觀立體圖。另外，在該例中，形狀測量儀使用輪廓形狀測量儀，但也可以使用三維測量儀或非接觸圖像測量儀等其它的形狀測量器。
在載置裝置100的主要部分的臺1上，設(shè)有用于載置工件2的工件載置臺3。工件載置臺3由基板4與移動臺5構(gòu)成，該移動臺5在該基板4上向圖中X方向(左右方向)移動，并且，使工件2向圖中Y方向(與紙面垂直的方向)移動。另外，移動臺5成為具有可將工件2的載置面調(diào)整到任意姿態(tài)的附帶傾斜調(diào)整功能的臺。在臺1上固定有沿垂直方向延伸的立柱6，該立柱6上安裝有可上下移動的滑塊7。滑塊7上安裝有觸針臂8。通過操作桌10的操作將觸針臂8在水平(X)方向驅(qū)動，由設(shè)置在其前端的觸針9探測工件2的表面，可將X軸方向的各位置上的表面高度Z作為測量數(shù)據(jù)而求出。另外，通過由移動臺5使工件2向Y軸方向移動可轉(zhuǎn)換向X軸方向延伸的掃描線。
將測量數(shù)據(jù)存儲于計算機200中，供形狀分析使用。當工件2為非球面工件時，在該形狀分析之前進行非球面工件的水平測定處理。計算機200通過規(guī)定的非球面工件的水平測定程序，進行如圖2所示的處理。
首先，進行三維測量(S1)。該實施例所測量的非球面工件例如為如圖3所示的在距頂點等距離的位置上的傾斜均勻的工件2。在輪廓形狀測量儀的情況下，如圖4所示，將這樣的非球面工件2的表面，通過沿向Y軸方向的每個間隔規(guī)定距離的多條掃描線L1、L2、L3......進行掃描，采樣各點的Z方向的高度并且取得該值而作為三維測量數(shù)據(jù)。
下面，從取得的三維測量數(shù)據(jù)求二次曲面，如圖4所示，作為臨時的峰值點(或谷值點)P0求該二次曲面的極值(S2)。即，在該階段中，由于還沒有進行工件2的水平測定，所以P0一直作為臨時的峰值。
接下來，如圖5所示，以臨時的峰值點P0為中心，測量大于或等于三點的半徑r的圓周上的點(S3)。該例中，測量四點P1、P2、P3、P4。最好盡量均勻地選擇四點。另外，雖然測量點P1～P4需要使觸針9逐點移動而測量，但并不是逐點測量測量點，也可以如圖6所示，夾著臨時的峰值點P0在從峰值點P0分別向Y方向只離開距離d的位置設(shè)定互相平行的掃描線L4、L5，將這些掃描線L4、L5與半徑為r的圓的交點P5、P6、P7、P8分別作為測量點而求出。
下面，如圖7所示，從所求出的大于或等于三點的測量點決定平面Sa(S4)。在測量點為三點時，平面Sa被單一地決定，在為四點時，平面例如成為最小二乘平面。根據(jù)其法線方向與基準軸(Z軸)方向的誤差是否在規(guī)定范圍內(nèi)(例如±1°)判定是否將所求出的平面Sa看作大致水平面(S5)。如果所求出的平面Sa看作大致水平面，則將臨時的峰值P0作為真正的峰值P0′進而進行曲面的解析處理，若不被看作水平面時，則如圖8所示，對附帶傾斜校正功能的移動臺5進行傾斜校正，為使平面Sa成為大致水平面(S2)而對工件2進行傾斜校正(S6)。由此，由于峰值P0也向P0′移動，所以再次重復始于步驟S1的處理。對其反復進行直至在步驟5能看作大致水平面為止，非球面工件2的水平測定結(jié)束。
圖9是表示本發(fā)明的另一實施例的工件水平測定處理的流程圖。
在該實施例中，若在步驟4中平面被決定，則求出平面與水平面的誤差(S15)，只利用所求出的誤差控制傾斜校正臺而找水平(S16)。由此，與前面的實施例相比，可以在更短的時間內(nèi)水平測定非球面工件。
另外，以上是根據(jù)工件的峰值進行水平測定的，但也可以以工件的另一個的極值即谷值來進行水平測定。
本發(fā)明是基于并且要求在2005年3月7日申請的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，其申請?zhí)枮镹o.2005-062700。在先申請的全部內(nèi)容作為參考而被引用。
權(quán)利要求
1.一種非球面工件的水平測定方法，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其包括以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；根據(jù)得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；調(diào)整所述傾斜校正臺以使所求出的平面水平的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的非球面工件的水平測定程序，其特征在于，得到所述大于或等于三點的三維測量值的步驟為得到距所述求出的臨時的極值等距離的三維測量值的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的非球面工件的水平測定程序，其特征在于，得到所述大于或等于三點的三維測量值的步驟為得到將所述求出的臨時的極值位于內(nèi)側(cè)、距離所述臨時的極值等距離且相互平行的掃描線上的點的三維測量值。
4.如權(quán)利要求1所述的非球面工件水平測定方法，其特征在于，所述非球面工件在距頂點等距離的位置上的傾斜是均勻的。
5.一種非球面工件的水平測定方法，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其包括以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；利用得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；判定所述求出的平面和水平面的誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，如果誤差在規(guī)定范圍內(nèi)則結(jié)束處理的步驟，如果所述誤差在規(guī)定范圍外，則調(diào)整所述傾斜校正臺以使所述求出的平面水平，并使所述非球面工件返回到三維測量的步驟，重復上述步驟直至所述誤差進入到規(guī)定范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的非球面水平測定方法，其特征在于，得到所述大于或等于三點的三維測量值的步驟為得到距所述求出的臨時的極值等距離的三維測量值的步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的非球面水平測定方法，其特征在于，得到所述大于或等于三點的三維測量值的步驟為得到將所述求出的臨時的極值位于內(nèi)側(cè)、距離所述臨時的極值等距離且相互平行的掃描線上的點的三維測量值。
8.如權(quán)利要求5所述的非球面水平測定方法，其特征在于，所述非球面工件在距頂點等距離的位置上的傾斜是均勻的。
9.一種非球面工件的水平測定程序，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其在計算機中進行以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；利用得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；調(diào)整所述傾斜校正臺以使所求出的平面水平的步驟。
全文摘要
一種非球面工件的水平測定方法，對載置于傾斜校正臺上的非球面工件進行水平測定，其特征在于，其包括以下的步驟三維測量包含非球面工件的極值的面的步驟；從所求出的三維測量值求出二次曲面，將其極值作為臨時的極值而求出的步驟；以所求出的臨時的極值為中心從其周圍得到大于或等于三點的三維測量值的步驟；根據(jù)得到的大于或等于三點的三維測量值求出規(guī)定的平面的步驟；調(diào)整所述傾斜校正臺以使所求出的平面水平的步驟。
文檔編號G01B21/20GK1831472SQ20061005889
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者坂田幸寬, 竹村文宏 申請人:三豐株式會社