[发明专利]表面构造测量装置

说明书

相关申请引用

本申请根据35U.S.C.§119的规定要求于2016年2月25日提交的日本专利申请2016-034436的优先权，该专利申请的公开内容通过完整引用结合在此。

技术领域

本发明涉及一种使用非接触型测量传感器测量可测物体的内壁的表面构造的表面构造测量装置。

背景技术

通常使用表面构造测量装置测量可测物体的表面构造。例如，日本公开专利2006-064512中公开的一种表面构造测量装置检测可测物体表面上的凹凸的位置变化，以测量可测物体的内径和外径。

近年来，一直有对可测物体的内壁的详细表面构造进行自动测量的需求。例如，在开发汽车发动机时，从提高发动机性能和延长发动机寿命的角度来说，需要对发动机气缸的内壁进行精确检测。因此，需要对气缸内壁表面的状态进行更精确的观测。

发明内容

鉴于这些情况，本发明提供一种能够高精度地测量可测物体的内壁的详细表面构造的表面构造测量装置。

在本发明的一个方面中，提供一种表面构造测量装置，该表面构造测量装置包括：使具有内壁的可测物体沿第一平面位移的第一位移机构；以非接触方式测量内壁的表面构造的测量传感器；使测量传感器沿与第一平面正交的正交方向位移并使测量传感器面向内壁的第二位移机构；使面向内壁的测量传感器沿内壁的法向位移的第三位移机构；以及使面向内壁的测量传感器沿内壁位移的第四位移机构。

另外，上述测量传感器可为使用与通过光学干涉形成的干涉条纹的亮度有关的数据测量表面构造的光学干涉传感器。

另外，上述测量传感器可为通过捕获内壁的图像来测量表面构造的图像传感器。

另外，上述测量传感器可为通过使光聚焦在内壁上来测量表面构造的共焦传感器。

另外，上述测量传感器可为通过检测与捕获的内壁图像对比的峰值来测量表面构造的传感器。

另外，上述表面构造测量装置可配置为还包括与可测物体接触以测量可测物体的坐标的接触式测头。

另外，上述接触式测头可配置为能够在测量位置和备用位置之间位移，在所述测量位置，接触式测头在正交方向上比测量传感器更靠近可测物体，在所述备用位置，接触式测头在正交方向上比测量传感器更远离可测物体。

另外，上述表面构造测量装置还可包括安装有所述测量传感器的测量器，该测量器具有沿所述正交方向延伸的长度方向。所述测量器可包括检测与可测物体的碰撞的碰撞检测传感器。

另外，上述表面构造测量装置还可包括锁定机构，在测量内壁的表面构造时，该锁定机构锁定第一位移机构和第二位移机构的驱动，而第三位移机构使测量传感器位移。

第四位移机构可配置为包括使测量传感器沿具有作为内壁的圆筒状内壁的可测物体的周向转动的驱动源，并且上述表面构造测量装置可配置为还包括具有联接至所述驱动源的第一轴向端的转动构件，该转动构件支撑测量传感器，并沿周向转动；以及位于所述转动构件的第二轴向端的轴承，在转动期间，该轴承支撑所述转动构件。

另外，第四位移机构可配置为使测量传感器沿具有作为内壁的圆筒状内壁的可测物体的周向转动，并且上述表面构造测量装置可配置为还包括支撑构件，该支撑构件支撑连接至所述测量传感器的电缆。上述支撑构件可配置为在所述支撑构件支撑所述电缆的状态中随着测量传感器的周向转动而沿周向转动。

根据本发明，可高精度地测量可测物体的内壁的详细表面构造。

附图说明

下面将参照多张附图通过本发明的示例性实施方式的非限定性实例来进一步详细说明本发明，在附图中，相似的标号在多个视图中代表相似的部件，其中：

图1是根据本发明的一种实施方式的表面构造测量装置的示例性外部结构的透视图；

图2是表面构造测量装置的结构框图；

图3是接触式测头和测量传感器的说明性示意图；

图4示出了接触式测头正在与可测物体接触的状态；

图5(a)至5(c)是测量器的位移方向的说明性示意图；

图6是沿内壁表面的周向布置的多个测量区域的说明性示意图；

图7(a)和7(b)是测量传感器在θ轴方向上的位置的示意图；

图8示出了Z滑架的结构；

图9是图8中所示的Z滑架的一部分的透视图；和

图10是制动机构的一种示例性结构的说明性示意图。

具体实施方式