[发明专利]计测装置

说明书

提供在机床所使用的机载测定装置中能精密测定计测对象的表面微细构造的深度方向的形状的结构。机载计测装置具备：使计测对象的被切削材料相对于激光光源相对地移动来进行激光的扫描照射的移动机构；使来自激光光源的光垂直入射至被切削材料的半透半反镜；将在被切削材料散射、衍射、反射后的光进行聚光的透镜；透镜的透射光的聚焦图像的投影面；将投影面的光信号变换成电信号并输出模拟信号的受光元件阵列；及计算机，其以时间序列存储基于由来自受光元件阵列的模拟信号变换而得的数字信号并由激光的扫描照射而用受光元件阵列得到的受光信息，并将以时间序列所存储的受光信息变换成空间信息生成光学衍射像，根据所生成的光学衍射像获取光强度分布。

技术领域

本发明涉及将机床的加工对象物作为计测对象进行计测的计测装置。

背景技术

现今，公知对照射至计测对象的表面的激光的反射光进行解析来测定表面形状的技术。例如在专利文献1～3中公开这种技术。在专利文献1中记载有如下技术：对数控机床的加工物照射激光，并根据散射光来测定表面特性。在专利文献2中记载有如下技术：由照明光的反射光获取光的强度分布来得到检查对象物的表面信息。在专利文献3中记载有如下技术：利用反射光来检测被检查物的内表面的表面缺陷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-166214号公报

专利文献2：日本特开2013-29350号公报

专利文献3：日本特开平1-193631号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在进行切削作业等的机床所使用的计测装置中，难以通过基于图像的直接观察来进行表面计测，从而需要使用不会受到切削液的物理化学性质所引起的影响便能够观察加工物表面的计测装置。并且，计测对象的表面的微细构造的平滑性评价重要，但在沿深度方向精密地计测表面整个区域的状态的方面，还有改善的余地。

本发明的目的在于提供一种机床所使用的机载测定装置，其构成为能够精密地测定计测对象的表面微细构造的深度方向上的形状。

用于解决问题的方案

(1)本发明涉及计测装置，是将机床的加工对象物作为计测对象(例如后述的被切削材料51)来进行计测的计测装置(例如后述的机载计测装置1)，具备：激光光源(例如后述的激光光源20)，其照射激光；移动机构(例如后述的移动机构30、进给轴10)，其使上述计测对象相对于上述激光光源相对地移动来进行激光的扫描照射；半透半反镜(例如后述的半透半反镜31)，其使来自上述激光光源的光垂直入射至上述计测对象；透镜(例如后述的透镜32)，其将在上述计测对象散射、衍射、反射后的光进行聚光；上述透镜的透射光的聚焦图像(焦点像)的投影面(例如后述的投影面33)；受光元件部(例如后述的受光元件阵列41)，其将上述投影面的光信号变换成电信号并输出模拟信号；A/D变换部(例如后述的A/D转换器阵列42)，其将来自上述受光元件部的模拟信号变换成数字信号；以及计算机(例如后述的计算机43)，其与A/D变换部连接，上述计算机构成为，以时间序列存储由激光的扫描照射而用上述受光元件部得到的受光信息，并将以时间序列存储的受光信息变换成空间信息来生成光学衍射像，并根据生成的光学衍射像来获取光强度分布。

(2)在(1)所记载的计测装置中，也可以是上述移动机构构成为，能够使上述半透半反镜、上述激光光源、上述透镜以及上述投影面的位置相对地移动，以便能够保持所设定的焦距。

(3)在(1)或者(2)所记载的计测装置中，也可以是上述激光光源能够照射脉冲波或者相干连续波。

(4)在(1)至(3)任一项中所记载的计测装置中，也可以是上述计算机根据所获取到的光强度分布来计算微细构造的几何尺寸以及表面粗糙度。

发明的效果如下。