DE10020735A1

DE10020735A1 - Oberflächentexturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE10020735A1
Application number: DE10020735A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Kanematsu; Hideki Mishima; Masanobu Kataoka; Takafumi Kanou; Kazushige Ishibashi
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: GB2349698B; GB2349698A; JP2000310530A; JP4034906B2; US6357286B1; DE10020735B4; GB0010179D0

Abstract

Eine Oberflächentexturmessvorrichtung gewährleistet das Erfassen einer Oberflächentextur eines Werkstückes selbst dann, wenn die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist. Ein Detektiergerät mit einem Abtaststift wird in der X-Achsenrichtung entlang der Oberfläche des Werkstückes bewegt, und die Auslenkung in der Z-Achsenrichtung wird in elektrische Signale umgewandelt, um die Unebenheit der Oberfläche des Werkstückes zu erfassen. Wenn die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist und der Betrag der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung einen Schwellwert erreicht und diesen übersteigt, werden ein in diesem Moment erhaltener Z-Achsendetektierwert und ein X-Achsendetektierwert ausgegeben. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Detektiergeräts wird verringert, wenn die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist, wohingegen die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn die Oberfläche keine steile Unebenheit aufweist, wodurch es möglich ist, Folgeeigenschaften zu verbessern und die Messzeit zu verkürzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung zur Messung der Oberflächentextur, und betrifft insbesondere die Vermessung eines Objekts (Werkstück) mit einer steilen Un ebenheit.

Beschreibung des Standes der Technik

Allgemein bekannt sind Oberflächentexturmessvorrichtungen, die eine Oberfläche eines Werkstücks mit einem Detektor mit einem Abtaststift zur Messung der Unebenheit (oder Rauheit) der Oberfläche abtasten.

In einer derartigen Oberflächentexturmessvorrichtung wird der Abtaststift in einer festen Richtung (Richtung der X-Achse) bewegt und die Auslenkung des Abtaststiftes in der vertikalen Richtung (Richtung der Z-Achse), die durch die Unebenheit des Werkstückes verursacht wird, wird in elektrische Signale umgewandelt, die mit einem Maßsignal oder einem festen Zeitsignal abgetastet werden, so dass die Unebenheit auf einer Anzeige einheit angezeigt oder mittels eines Druckers als Funktion der zurückgelegten Entfer nung (in der X-Achsenrichtung) gedruckt wird.

Fig. 4 zeigt die Werte, die in Übereinstimmung mit einer bekannten Abtastmethode er fasst wurden. In Fig. 4 ist die horizontale Achse die X-Achse und kennzeichnet die zu rückgelegte Entfernung des Detektors in der X-Achsenrichtung (Position in der X- Achsenrichtung); die vertikale Achse bezeichnet die Auslenkung in der Z- Achsenrichtung, d. h. den Betrag der Unebenheit. Ein Punkt in der Figur bezeichnet den Wert, der in einer Abtastzeit erfasst wurde. Die Werte wurden in einem Intervall mit fest gelegtem Abstand L in der X-Achsenrichtung gemessen und als detektierte Werte (x, z) ausgegeben.

Andererseits werden in einer üblichen kommerziell erhältlichen Oberflächentexturmess vorrichtung die Werte durch Abtasten eines Detektionssignals in festen Zeitintervallen anstatt durch Abtasten in einem Intervall mit festgelegter Entfernung in der X- Achsenrichtung erfasst, da sich der Detektor mit einer festen Geschwindigkeit bewegt. Genauer betrachtet ist allerdings die Bewegungsgeschwindigkeit des Abtaststiftes nicht konstant und die genaue Kalibrierung der Bewegungsgeschwindigkeit ist schwierig. Da her ist eine Hochgenauigkeitsoberflächentexturmessvorrichtung mit einem Maßstab, der entlang der X-Achse angeordnet ist, versehen, um die Position des Abtaststiftes (oder des Detektors) in Bezug zum Werkstück zum Abtasten genau zu messen.

Wenn die Oberfläche des Werkstückes aufgrund lediglich leichter Unebenheiten relativ glatt ist, können die Daten mit im Wesentlichen gleichen Intervallen entlang der Bewe gungsrichtung (X-Achse) des Detektors entweder durch ein X-Achsenmaßstabssignal oder durch ein festes Zeitsignal erfasst werden. Wenn das Werkstück allerdings eine O berfläche mit einer steilen Unebenheit aufweist, sind die Abtastintervalle entlang der O berfläche des Werkstückes nicht immer konstant, wodurch die richtigen Daten für die Unebenheit der Oberfläche des Werkstückes nicht erhalten werden können.

Selbst bei dem Verfahren zur Datennahme mit Intervallen mit einem fest vorgegebenen Abstand L, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, werden beispielsweise die Daten, wenn ein steiler Anstieg an der Oberfläche des Werkstückes vorhanden ist, nicht ermittelt bis eine Position L2 nach einer Position L1 erreicht ist, und damit die Unebenheitsdaten zwi schen den Positionen L1 und L2 verloren. Daher kann die Oberflächenform des Werk stückes nicht genau ermittelt werden.

Ferner vermag, wenn eine derartige plötzliche Änderung in der Z-Achsenrichtung auftritt, der Abtaststift nicht genau der Oberfläche des Werkstückes aufgrund der Begrenztheit der folgenden Frequenzantwort des Abtaststiftes zu folgen, wenn der detektierende Ab taststift mit einer festen Geschwindigkeit bewegt wird.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächentexturmessvorrichtung bereitzustellen, die eine Erfassung der Unebenheit der Oberfläche eines Werkstückes gewährleistet, selbst wenn die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist.

Um die obige Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegenden Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Oberflächentexturmessvorrichtung bereit, die eine relative Bewegung eines Abtaststiftes in einer Achsenrichtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur der ersten Achsenrichtung infolge der Oberflächentextur des Werkstückes bewirkt, wobei die Vor richtung umfasst: eine Einrichtung zum Erfassen des Betrags der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, und eine Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung. Somit ist das Detektierintervall (Intervall zwischen L1 und L2 in Fig. 4) in der ersten Achsen richtung nicht festgelegt, sondern ändert sich in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, wodurch es möglich ist, eine steile Uneben heit zu handhaben. Vorzugsweise wird das Detektierintervall mit zunehmenden Betrag der Auslenkung verringert.

Die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls gibt vorzugsweise die Positionen der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, die er halten wird, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder über schreitet, aus. Folglich ist die Detektierzeit durch den Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung bestimmt, wenn die Oberfläche des Werkstückes eine steile Unebenheit aufweist.

Wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist, gibt die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls vorzugsweise die Position in der ersten Achsen richtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, die erhalten wird, wenn der Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht, aus. Folglich ist die Detektierzeit durch den Betrag der Bewegung in der ersten Achsen richtung bestimmt, wenn die Oberfläche des Werkstückes keine steile Unebenheit auf weist. Zusammengefasst: die Detektierzeit wird durch den Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung bestimmt, wenn die Oberfläche des Werkstückes eine steile Unebenheit aufweist, während die Detektierzeit durch den Betrag der Auslenkung in der ersten Achsenrichtung bestimmt ist, wenn keine steile Unebenheit vorhanden ist, wo durch es möglich ist, sowohl eine glatte als auch eine raue Oberfläche des Werkstückes zu handhaben. Wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist, ist es ebenfalls möglich, die Position in der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung zum Zeitpunkt des Erreichens einer vorbestimmten Abtastzeit auszugeben.

Alternativ gibt die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls vorzugsweise die Position der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung bei der früheren Gelegenheit, wenn der Betrag der Auslenkung den Schwellwert erreicht oder steigt, und den Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes aus. Wenn die Oberfläche des Werkstückes lediglich eine geringe Unebenheit aufweist, erreicht der Betrag der Bewegung in der ersten Achsen richtung den vorbestimmten Wert zur Bestimmung des Detektionszeitpunkts. Wenn an dererseits die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist, erreicht zuerst der Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung den Schwellwert, um damit den Detektions zeitpunkt zu bestimmen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung präsentiert die vorliegende Erfindung eine Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes, um die Auslenkung des Abtaststiftes in ei ner zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsenrichtung als Folge der Oberflä chentextur der Werkstückes zu erfassen, mit einer Einrichtung zum Erfassen des Betra ges der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, und einer Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Abtaststiftes in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung. Die Bewegungsgeschwindigkeit in der ersten Achsenrichtung ist nicht festgelegt, sondern variiert in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, um es damit dem Abtaststift zu ermöglichen, der Oberfläche des Werkstücks genau zu folgen. Vorzugsweise wird die Bewegungsgeschwindigkeit bei einem Anstieg eines Betrags der Auslenkung verringert. Alternativ kann die Bewegungsgeschwindigkeit verringert werden, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder übersteigt.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt präsentiert die vorliegende Erfindung eine Oberflä chentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsen richtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsenrichtung als Folge der Ober flächentextur des Werkstückes, mit einer Einrichtung zum Erfassen des Betrages der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, einer Einrichtung zum Ändern eines Detek tierintervalls in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Aus lenkung, und einer Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ab taststiftes in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslen kung. Das Detektierintervall in der ersten Achsenrichtung (Intervall zwischen den Positi onen L1 und L2 in Fig. 4) wird in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung geändert, und die relative Geschwindigkeit wird ebenfalls geändert, um damit das Antwortverhalten des Abtaststiftes und die Detektierauflösung zu verbessern und um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt die Außenansicht und den Aufbau einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt als Blockdiagramm eine Anordnung einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt Z-Achsen-Detektierwerte gemäß einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung.

Fig. 4 zeigt Z-Achsen-Detektierwerte gemäß einem Beispiel des Stands der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Außenansicht und den Aufbau einer Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Ein Befestigungstisch 12 ist an einer Boden platte 10 befestigt, und ein Werkstück 14 ist auf dem Befestigungstisch 12 fixiert. Ein Detektiergerät 16 mit einem Abtaststift ist an der Bodenplatte 10 in Form eines Antriebs elements 18 und eines Federbeins 20 vorgesehen. Das Detektiergerät 16 wird von der Antriebseinheit 18 in denen als X (X-Achsenrichtung)und Z (Z-Achsenrichtung) in der Figur bezeichneten Richtungen angetrieben. Die Spitze des Abtaststiftes wird mit einer Oberfläche des Werkstückes 14 durch Bewegen des Geräts 16 in der Z-Richtung in Be rührung gebracht, und die Unebenheit der Oberfläche des Werkstückes 14 wird als Auslenkung des Abtaststiftes in der Z-Richtung erfasst, während sich das Gerät 16 in der X-Richtung bewegt. Der erfasste Betrag der Unebenheit wird in elektrische Signale umgewandelt, an eine Anzeigeeinheit 22, etwa ein Computerdisplay oder dergleichen, gesendet und dort, wie oben beschrieben, angezeigt.

Wenn als die Anzeigeeinheit 22 ein Computerdisplay verwendet wird, kann eine Kon trolleinheit des Computers die Antriebseinheit 18 über ein Kommunikationselement steuern und antreiben und die Detektionssignale vom Detektiergerät 16 können verar beitet und auf dem Anzeigeelement 22 angezeigt werden.

Fig. 2 zeigt als Blockdiagramm eine Anordnung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Eine Z-Detektiereinheit 24 entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Detek tiergerät 16 und diese detektiert die Z-Achse, d. h. die Unebenheiten der Oberfläche des Werkstückes, die einer Z-Detektierwertspeichereinheit 26 und einer Z- Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 zugeführt wird.

Die Z-Detektierwertspeichereinheit 26 wird durch ein RAM oder dergleichen gebildet und speichert der Reihe nach den in der Z-Achsenrichtung erfassten Wert (im weiteren als der Z-Achsendetektierwert oder Z-Detektierwert bezeichnet). Die Z-Relativauslenkungs speichereinheit 28 vergleicht den momentanen Z-Achsendetektierwert mit dem Z-De tektierwert, der zuletzt in der Z-Detektierwertspeichereinheit 26 gespeichert wurde, d. h. der unmittelbar dem momentanen Wert vorhergehende Z-Detektierwert, wodurch der Betrag der Auslenkung in der Z-Richtung berechnet wird, um zu bestimmen, ob der Be trag der Auslenkung einen Schwellwert Lz übersteigt oder nicht. Die Einheit 28 gibt an schließend das Ergebnis an eine X-Z-Relativauslenkungsspeichereinheit 36 aus. Wenn der Betrag der Auslenkung größer oder gleich dem Schwellwert Lz ist, wird ein Kontroll signal zur Antriebseinheit 18 gesendet, um die Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Detek tiereinheit 24, d. h. des Detektiergeräts 16, in der X-Achsenrichtung zu verringern. Ein Geschwindigkeitskoeffizientenwert, der umgekehrt proportional zum Betrag der Auslen kung in der Z-Achsenrichtung ist, oder dergleichen wird als ein Kontrollsignal erzeugt und ausgesendet, so dass die Geschwindigkeit stärker reduziert wird als der Betrag der Auslenkung anwächst. Die Bewegungsgeschwindigkeit wird anschließend beschrieben.

Andererseits umfasst eine X-Detektiereinheit 30 einen Maßstab zum Erfassen der Posi tion der Z-Detektiereinheit 24, d. h. des Detektiergeräts 16, in der X-Achsenrichtung, und liefert diesen X-Achsen-Detektierwert an eine X-Detektierwertspeichereinheit 32 und an eine X-Relativauslenkungsvergleichseinheit 34.

Die X-Detektierwertspeichereinheit 32 umfasst einen RAM und dergleichen und spei chert der Reihe nach die in der X-Achsenrichtung detektierten Werte (im weiteren als die X-Achsen-Detektierwerte oder X-Detektierwerte bezeichnet).

Die X-Relativauslenkungsvergleichseinheit 34 vergleicht den momentanen X-Achsen- Detektierwert und den zuletzt in der X-Detektierwertspeichereinheit 32 gespeicherten X-Detektierwert, d. h. den unmittelbar dem augenblicklichen Wert vorhergehenden X- Achsen-Detektierwert, um den Betrag der Auslenkung zu berechnen. Die Einheit 34 be stimmt, ob der Betrag der Auslenkung einen vorbestimmten Wert Lx übersteigt oder nicht, und liefert das Ergebnis zu der X-Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 36.

Die X-Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 36 erzeugt auf der Grundlage der von der Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 und der X-Relativauslenkungsvergleichs einheit 34 zugeführten Ergebnisse ein Abtastsignal und liefert das Signal zu der Z-Detektierwertspeichereinheit 26 und der X-Detektierwertspeichereinheit 32. Genauer gesagt, die Einheit 36 produziert das Abtastsignal, wenn der Betrag der Auslenkung in der Z-Achse gleich oder größer als der Schwellwert Lz ist, oder wenn der Betrag der Auslenkung in der X-Achsenrichtung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert Lx ist. Anders ausgedrückt, die X-Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 36 erzeugt das Abtastsignal und sendet dieses aus, wenn der Betrag der Auslenkung in der Z- Achsenrichtung den Schwellwert Lz erreicht oder übersteigt, oder wenn der Betrag der Auslenkung in der X-Achsenrichtung den Wert Lx erreicht oder übersteigt, je nach dem was zuerst auftritt. Nimmt man an, dass der Wert Lx gleich dem in Fig. 4 gezeigten her kömmlichen Abtastintervall L ist, wird das Abtastsignal erzeugt, wenn der Betrag der Auslenkung in der X-Achsenrichtung den Wert Lx erreicht, wenn die Oberfläche des Werkstückes keine steile Unebenheit aufweist (dies ist gleich zur herkömmlichen Me thode). Wenn andererseits die Oberfläche des Werkstückes eine steile Unebenheit auf weist, erreicht der Betrag der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung den Schwellwert Lz bevor der Betrag der X-Achsenauslenkung den vorbestimmten Wert Lx erreicht, und das Abtastsignal wird erzeugt. Das heißt, der Abtast- bzw. Messzeitpunkt wird auf der Grundlage des Betrages der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung bestimmt, wenn die Oberfläche des Werkstückes eine steile Unebenheit aufweist, wohingegen der Mess zeitpunkt auf der Grundlage des Betrages der Auslenkung in der X-Achsenrichtung wie in konventionellen Verfahren, nicht auf der Grundlage des Betrages der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung bestimmt wird, wenn die Unebenheit der Oberfläche nicht so steil ist. Bei Empfangen des Abtastsignals speichern die Z-Detektierwertspeichereinheit 26 und die X-Detektierwertspeichereinheit 33 den Z-Detektierwert und den X-Detektierwert, die jeweils von der Z-Detektiereinheit 24 und der X Detektiereinheit 30 zugeführt wer den, unter Verwendung des Zeitpunkts des empfangenen Abtastsignals.

Die Antriebseinheit 18 bewirkt die relative Bewegung des Detektiergeräts 16 in der X- Achsenrichtung bezüglich zur Oberfläche des Werkstücks 14. Es ist anzumerken, das "relative Bewegung" sich nicht auf den Fall bezieht, in dem das Werkstück 14 fixiert und das Detektiergerät 16 bezüglich des Werkstückes bewegt ist, sondern ebenfalls auf den Fall, in dem das Detektiergerät 16 fixiert ist und das Werkstück 14 in der X- Achsenrichtung bewegt wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit während der Messung der Oberflächentextur wird berechnet, indem die Standardbewegungsgeschwindigkeit, die in einer Messbedingungsspeichereinheit 40 gespeichert ist, mit dem Geschwindigkeitsko effizientenwerten, der von der Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 zugeführt wird, multipliziert wird. Wenn somit der Betrag der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung groß ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit gegenüber der Standardgeschwindigkeit verrin gert, so dass der Abtaststift der Oberfläche des Werkstücks sogar dann folgen kann, wenn die Oberfläche eine steile Unebenheit aufweist. Wenn andererseits der Betrag der Z-Achsenauslenkung gering ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit gegenüber der Standardgeschwindigkeit vergrößert, um dadurch die Messzeit zu verringern.

Die Messbedingungsspeichereinheit 40 speichert diverse Messbedingungen und Analy sebedingungen, die von einem Anwender festgelegt sind.

Eine Oberflächentexturanalysiereinheit 38 verarbeitet die jeweils in den Z- und X-De tektierwertspeichereinheiten 26 und 32 gespeicherten Werte (die Detektierwerte, die durch das von der X-Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 36 zugeführt Abtastsignal gemessen wurden), um die Oberflächentextur des Werkstückes zu analysieren, etwa durch Berechnung der Werte Ra, Ry, Rz und Sm, wobei die in der Messbedingungs speichereinheit 40 gespeicherten Analysebedingungen verwendet werden, und wobei das Ergebnis an eine Anzeige-Druckverarbeitungseinheit 42, die eine Anzeigeeinheit 22, eine Tastatur, eine Maus, einen Drucker und dergleichen umfasst, zugeführt wird. Die Einheit 42 zeigt das analysierte Ergebnis der Oberflächentextur an und gibt dieses zu dem Anwender hin aus und legt ebenso die Messbedingungen fest und verändert diese.

Fig. 3 zeigt das Ergebnis, das durch Verwenden der Vorrichtung mit der oben beschrie benen Anordnung zur Messung des Werkstückes mit der in Fig. 4 gezeigten Oberflä chentextur erhalten wird. In der Figur bezeichnet die horizontale Achse die Position in der X-Achsenrichtung, während die vertikale Achse einen Detektierwert in der Z- Achsenrichtung bezeichnet. In Übereinstimmung mit dem herkömmlichen Verfahren aus Fig. 4 werden Daten lediglich an den Positionen L1 und L2 in der X-Achsenrichtung ge sammelt, und dazwischen werden keine Werte erfasst. Gemäß der vorliegenden Aus führungsform werden jedoch Daten gesammelt, wenn der Betrag der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung den Schwellwert Lz erreicht, sogar wenn der Betrag der X- Achsenauslenkung den vorbestimmten Wert Lx (= L) nicht erreicht. Daher werden, wie in der Figur gezeigt ist, Datenpunkte S1, S2, S3, S4 zwischen den Positionen L1 und L2 genommen und als Detektierwerte ausgegeben, so dass die Form der Oberfläche des Werkstückes genau bestimmt werden kann, selbst wenn die Oberfläche eine steile Un ebenheit aufweist.

Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel der Kombination eines Ver fahrens zur Erzeugung eines Abtastsignals, wenn der Betrag der Z-Achsenauslenkung gleich oder größer dem Schwellwert Lz ist, und ein Verfahren zur Verringerung der Be wegungsgeschwindigkeit des Detektiergeräts 16 (oder des Werkstückes), wenn der Be trag der Z-Achsenauslenkung gleich oder größer dem Schwellwert Lz ist, zuvor be schrieben wurde, ist es ebenfalls möglich, lediglich eines dieser Verfahren zu verwen den, und zwar ein Verfahren zur Erzeugung eines Abtastsignals, wenn der Betrag der Z- Achsenauslenkung den Schwellwert Lz erreicht oder diesen übersteigt, oder ein Verfah ren zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Detektiergeräts 16, wenn je ner Betrag den Schwellwert Lz erreicht oder übersteigt. Zur Implementierung der Anord nung, die das zuerst genannte Verfahren verwendet, liefert die in Fig. 2 gezeigte Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 das Ergebnis des Bestimmens an die X-Z- Relativauslenkungsvergleichseinheit 36, ohne das Kontrollsignal der Antriebseinheit 18 zuzuführen. Zum Implementieren der Anordnung, die das zuletztgenannte Verfahren verwendet, liefert die in Fig. 2 gezeigte Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 ein Geschwindigkeitsinstruktionssignal (Geschwindigkeitskoeffizient) zur Antriebseinheit 18, um die relative Geschwindigkeit zu ändern, und die X-Z-Relativauslenkungsvergleichs einheit 36 gibt das Abtastsignal lediglich dann aus, wenn der Betrag der X-Achsenaus lenkung den vorbestimmten Wert L2 erreicht.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben wurden, können diverse Änderungen durchgeführt werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wenn beispielsweise ein analoges Gerät als das Detektiergerät 16 verwendet wird, kann ein A/D-Wandler zur Analog/Digital-Wandlung verwendet werden, so dass die Z-Rela tivauslenkungsvergleichseinheit 28 digitale Werte anstelle von analogen Spannungen vergleicht. Wenn ferner analoge Spannungen verglichen werden, kann ein unmittelbar zuvor in der Z-Detektierwertspeichereinheit 26 gespeicherter Z-Detektierwert durch eine Abtast- und Halteschaltung bewahrt werden, um damit eine Erhöhung der Geschwindig keit bei der Vergleichsverarbeitung mit einer einfachen Anordnung zu erreichen.

Obwohl der von der Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit 28 zur Antriebseinheit 18 ausgegebene Geschwindigkeitskoeffizientenwert umgekehrt proportional zum Betrag der Auslenkung entsprechend dem Z-Achsendetektierwert im obigen Beispiel ist, kön nen als Geschwindigkeitskoeffizientenwert festgelegte Werte verwendet werden, die je weils dem Fall zugeordnet sind, in dem Betrag der Auslenkung entsprechend dem Z- Achsendetektierwert kleiner als der Schwellwert ist, und dem Fall, in dem der Betrag gleich dem Schwellwert ist oder diesen übersteigt. Mit dieser Option wird die Geschwin digkeit, mit der die Antriebseinheit 18 das Detektiergerät 16 bewegt, in zwei Bereiche umgeschaltet. Alternativ kann eine Vielzahl an Schwellwerten vorgesehen sein, und ein fester Wert kann als der Geschwindigkeitskoeffizientenwert zum Vergleich mit jedem Schwellwert ausgegeben werden. Der Geschwindigkeitskoeffizientenwert kann im All gemeinen als eine Funktion (oder negativ korreliert mit) des bzw. dem Betrag der Z- Achsenauslenkung bestimmt sein, und die spezielle Funktion kann in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Detektiergeräts 16 und der Messvorrichtung festgelegt sein.

Obwohl die Abtast- bzw. Messzeit in der vorliegenden Ausführungsform durch Verglei chen des Betrags der Z-Achsenauslenkung mit dem Schwellwert Lz bestimmt wird, kann die Abast- bzw. Messzeit durch Vergleichen der zeitlichen Änderung des Betrags der Z- Achsenauslenkung, d. h. der Geschwindigkeit der Z-Achsenauslenkung, mit dem Schwellwert bestimmt werden, und die Bewegungsgeschwindigkeit kann ebenfalls in dieser Art festgelegt werden. Ein Verfahren zum Vergleichen des Betrages der Auslen kung mit einem Schwellwert ist gleichbedeutend zu einem Verfahren zum Vergleichen der Geschwindigkeit der Auslenkung mit einem Schwellwert, das ebenfalls im Schutzbe reich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist.

Obwohl die Position in der X-Achsenrichtung in der oben beschriebenen Ausführungs form mittels eines Maßstabs erfasst wird, kann anstelle des Maßstabs ein Signalgene rator mit fester Zeitbasis (etwa eine Uhr oder ein Zeitgeber) verwendet werden, wenn eine derartige hohe Messgenauigkeit nicht benötigt wird. In dieser Option berechnet die X-Relativauslenkungsvergleichseinheit 34 den Betrag der X-Achsenauslenkung durch Vergleichen der augenblicklichen X-Achsenzeit mit der zuletzt in der X-Detektierwert speichereinheit 32 gespeicherten Zeit. Anders ausgedrückt, der Betrag der X- Achsenauslenkung enthält zusätzlich zur Auslenkung in der X-Achsenposition die zeitli che Verschiebung bzw. die Zeitdauer.

Da der Abtast- bzw. Messzeitpunkt für den Z-Achsendetektierwert in der vorliegenden Ausführungsform abhängig von dem Schwellwert Lz bestimmt ist, muß der Schwellwert Lz nicht fest sein und kann geeignet in Übereinstimmung mit dem zu messenden Werk stück geändert werden.

Figurenbeschreibung Fig. 2

24

Z-Detektiereinheit .

26

Z-Detektierwertspeichereinheit

18

Antriebseinheit

28

Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit

40

Messbedingungsspeichereinheit

42

Anzeige/Druckerverarbeitungseinheit

38

Oberflächentexturanalysiereinheit

36

X-Z-Relativauslenkungsvergleichseinheit

34

X-Relativauslenkungsvergleichseinheit

32

X-Detektierwertspeichereinheit

30

X-Detektiereinheit

100

Oberflächentexturmessvorrichtung

Fig. 3

1

Z-Achse

2

X-Achse

3

Oberfläche des Werkstücks

Fig. 4

1

Z-Achse

2

X-Achse

3

Oberfläche des Werkstücks

Claims

1. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Hervorrufen einer Relativbewegung ei nes Abtaststifts in einer ersten Achsenrichtung entlang eine Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsenrichtung als Folge der Oberflächentextur der Werk stückes, mit:
einer Einrichtung zum Erfassen des Betrags der Auslenkung in der zweiten Ach senrichtung; und
einer Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls in der ersten Achsenrich tung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung.

2. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls das Detektierintervall verkleinert, wenn der Betrag der Auslenkung sich vergrößert.

3. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls die Position in der ersten Achsenrichtung und die erhaltene Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder diesen übersteigt, ausgibt.

4. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls die Positionen in der ersten Achsenrichtung und die erhaltene Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung, wenn der Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht, wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist, ausgibt.

5. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls die Positionen in der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung zum Zeitpunkt des Erreichens einer vorbestimmten Abtastzeit ausgibt, wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist.

6. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls die Positionen in der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung ausgibt, entweder wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder diesen übersteigt, oder, wenn der Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung einen vorbestimm ten Wert erreicht, je nach dem was zuerst eintritt.

7. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht: zur ersten Achsen richtung als Folge der Oberflächentextur des Werkstückes, mit:
einer Einrichtung zum Erfassen des Betrages der Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung; und
einer Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Abtaststifts in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslen kung.

8. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit die Bewegungsgeschwindigkeit verringert, wenn der Betrag der Auslenkung ansteigt.

9. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit die Bewegungsgeschwindigkeit verringert, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder die sen übersteigt.

10. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsen richtung als Folge der Oberflächentextur des Werkstückes, mit:
einer Einrichtung zum Erfassen des Betrags der Auslenkung in der zweiten Ach senrichtung;
einer Einrichtung zum Ändern eines Detektierintervalls in der ersten Achsenrich tung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslenkung; und
einer Einrichtung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Abtaststifts in der ersten Achsenrichtung in Übereinstimmung mit dem Betrag der Auslen kung.

11. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Einrich tung zum Ändern eines Detektierintervalls das Detektierintervall verkleinert, wenn der Betrag der Auslenkung ansteigt.

12. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Einrich tung zum Ändern eines Detektierintervalls die Position in der ersten Achsenrich tung und die erhaltene Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung ausgibt, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder diesen übersteigt.

13. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Einrich tung zum Ändern eines Detektierintervalls die Position in der ersten Achsenrich tung und die erhaltene Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung ausgibt, wenn der Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht, wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist.

14. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Einrich tung zum Ändern eines Detektierintervalls die Position in der ersten Achsenrich tung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung zur Zeit des Erreichens einer vorbestimmten Abtastzeit ausgibt, wenn der Betrag der Auslenkung kleiner als der Schwellwert ist.

15. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Einrich tung zum Ändern eines Detektierintervalls die Position der ersten Achsenrichtung und die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung ausgibt, entweder, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder diesen übersteigt, oder, wenn der Betrag der Bewegung in der ersten Achsenrichtung einen vorbestimm ten Wert erreicht, je nach dem was früher eintritt.

16. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Einrich tung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit die Bewegungsgeschwindig keit verringert, wenn der Betrag der Auslenkung ansteigt.

17. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Einrich tung zum Ändern einer Bewegungsgeschwindigkeit die Bewegungsgeschwindig keit ändert, wenn der Betrag der Auslenkung einen Schwellwert erreicht oder diesen übersteigt.