专利名称：校准表面结构测量装置的方法
技术领域：
本发明涉及校准表面结构测量装置的方法。特别地，本发明涉及校准表面结构测量装置的方法，该表面结构测量装置通过采用触针跟踪表面来測量被测物体的形状、粗糙
昨坐反寸。
背景技术：
众所周知，表面结构测量装置为在当触针与被测物体表面接触阶段沿着被测物体的表面移动触针，检测由于被测物体表面形状和表面粗糙度引起的触针的位移，以及由触针的位移測量被测物体的表面结构，例如形状和粗糙度。
这样的表面结构测量装置通常具有包括可摇摆支撑在作为支撑点的旋转轴的测量臂的检测器、装备在测量臂的端部的触针以及检测测量臂的摇摆量的检测单元；承载被测物体的平台；以及相对地移动检测器和平台的相对移动机构。对于測量，在当触针与被测物体的表面接触的阶段，相对移动机构相对地移动检测器和平台，然后检测器检测测量臂的摇摆量。装置基于摇摆量检测被测物体的表面结构。例如，为了使用这样的表面结构测量装置測量圆柱エ件内径的上部和下部表面，通常需要将在其端部具有向下的触针的臂附接到检测器主体，測量圆柱エ件内径的下表面，移除该臂，将触针的方向改变为向上，将该臂附接到检测器主体，然后测量圆柱エ件内径的上表面。測量因此由于该臂的移除和附接而费时。提出了允许圆柱エ件内径的上和下表面的測量而无需测量臂的移除和附接的结构(日本专利公开公布号S58-83201)。在该结构中，向上的触针和向下的触针装备在测量臂的端部。测量臂的端部向上推动从而允许向上的触针测量圆柱エ件内径的上表面。接着，测量臂的端部切换为向下推动从而允许向下的触针测量圆柱エ件内径的下表面。上述表面结构测量装置具有向上的触针和向下的触针，然而，由向上的触针提供的測量结果和由向下的触针提供的测量结果之间的相互关系不可能精确地估计，除非已经精确地知道向上的触针和向下的触针的相互位置关系。例如，为了测量被测物体的厚度，采用向上的触针测量被测物体的下表面的形状；采用向下的触针测量被测物体的上表面的形状；然后从下表面測量结果和上表面测量结果中获取被测物体的厚度。除非已经精确地知道向上的触针和向下的触针的相互位置关系，否则不肯能精确地估计被测物体的厚度。

发明内容
本发明的优点是提供校准具有向上的触针和向下的触针的表面结构测量装置的方法，该方法提供了向上的触针和向下的触针的精确的相互位置关系。本发明的ー个方面提供了包括检测器的校准表面结构测量装置的方法，该检测器包括以垂直方向摇摆支撑在作为支撑点的旋转轴的测量臂、向上的触针和向下的触针，每一个触针都装备在测量臂的端部且在测量臂的摇摆方向上伸出，以及检测测量臂的摇摆量的检测单元；承载被测物体的平台；以及相对地移动检测器和平台的相对移动机构。该方法包括通过当向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第一轴上部形状測量数据、以及通过当向上的触针与參考球的下表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第一轴下部形状測量数据从而获取第一轴形状測量数据；以及基于由第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和由第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标计算向上的触针和向下的触针的偏移量。根据上面的结构，在获取第一轴形状測量数据中，通过当向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台来获取第一轴上部形状測量数据。通过当向上的触针与參考球的下表面接触时在第一轴方向上相对地移动检测器和平台来获取第一轴下部形状測量数据。接着，在偏移量的计算中，向上的触针和向下的触针的偏移量基于由第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和由第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标来计算。因此，可在第一轴方向上精确地提供向上的触针和向下的触针之间的相互位置关系，从而允许精确的估计向上的触针的测量结果和向下的触针的测量结果的相互关系。在根据本发明的校准表面结构测量装置的方法中，获取第一轴形状測量数据可以 包括通过在与第一轴方向正交的第二轴方向上移动以获取多个第一轴上部形状測量数据和多个第一轴下部形状測量数据来获取最大直径，并且进而从所获取的多个第一轴上部形状測量数据获取參考球的上部最大直径部分、并从所获取的多个第一轴下部形状測量数据获取參考球的下部最大直径部分。根据本发明的校准表面结构测量装置的方法可以进一歩包括通过当向下的触针与參考球上部最大直径部分接触时在正交于第一轴方向上的第二轴方向上相对地移动检测器和平台以获取參考球的第二轴上部形状測量数据、以及当向上的触针与參考球的下部最大直径部分接触时在第二轴方向上相对地移动检测器和平台以获取第二轴下部形状测量数据，从而获取第二轴形状測量数据。可以基于第一中心坐标和第二中心坐标以及从第ニ轴上部形状測量数据获取的第三中心坐标和从第二轴下部形状測量数据获取的第四中心坐标而计算向上的触针和向下的触针的偏移量来计算偏移量。优选的是，本发明的校准表面结构测量装置的方法包括设定校正參数以获取用于包括在第二轴上部形状測量数据和第二轴下部形状測量数据中的测量误差的校正的最优校正參数。校正參数的设定同步地获取用于在测量范围内沿着测量臂的摇摆方向分成的多个区域中的每个区域的校正參数。在这样的结构中，对于沿着测量臂的摇摆方向分成的多个区域中的每ー个区域，同步地估计校正參数。因此可以以更高的精度校正通过执行摇摆运动的触针(測量臂)而测量的測量数据。优选的是，在本发明的校准表面结构测量装置的方法中，校正參数包括测量臂的臂长、向下的触针和向上的触针的每一个触针的边长以及増益系数。根据该结构，也获取测量臂的臂长、向下的触针和向上的触针的每一个触针的边长以及増益系数作为校正參数，从而确保高精度的測量。


在下面的详细的说明书中进ー步描述本发明，通过本发明的非限定的典型实施例參考多个附图，其中在附图的多个视图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中
图I是示出了根据本发明的第一实施例的表面结构测量装置的透视图；图2示出了根据第一实施例的X轴驱动机构和触针位移检测器；图3是示出了根据第一实施例的校准方法的过程的流程图；图4示出了根据第一实施例的校准方法中的获取第一轴形状測量数据和最大直径部分的过程；图5示出了根据第一实施例的校准方法中的获取第二轴形状測量数据的过程 ；图6示出了根据第一实施例的计算偏移量(Λ y)的过程；图7示出了根据第一实施例的计算偏移量(ΛΧ，Λζ)的过程；图8示出了表面结构测量装置的测量臂的弧形运动的测量误差；图9示出了根据本发明的第二实施例的校正机构；图10是示出了相据第二实施例的校准过程的流程图；图11示出了根据第二实施例的Z范围分配过程；以及图12示出了校准工具的例子。
具体实施例方式此处特别示出的是通过示例的方式且仅用于示例性的讨论本发明的实施例，且其出现是为了提供认为是本发明概念和原理方面最有用且容易理解的说明。在此考虑中，没有尝试示出比必要的用于基本理解本发明更详细的详细结构，带有附图的说明使得本领域技术人员明了本发明的形式如何在实践中具体化。第一实施例(表面结构测量装置的说明)參见图1，根据本实施例的表面结构测量装置具有基座I ;平台10位于基座I上，这样被测物体置于其上表面；触针位移检测器20具有与被测物体表面接触的触针26Α和26Β ；以及相对移动机构(也称作相对移动驱动器)40相对地移动触针位移检测器20和平台10。 相对移动机构40具有提供在基座I和平台10之间的Y轴驱动机构41，其将平台10移动到水平的ー个方向(Y轴方向);柱42立在基座I的上表面；Ζ滑动器43在垂直方向(Ζ轴方向)可移动地装备在柱42 ；Ζ轴驱动机构44上下移动Z滑动器43 ;并且X轴驱动机构45装备在Z滑动器43，并将在正交方向(X轴方向)上的触针位移检测器20移动到平台10的移动方向(Y轴方向)以及Z滑动器43上下移动的方向(Ζ轴方向)。因此，该相对移动机构40由包括在Y轴方向移动平台10的Y轴驱动机构41、在Z轴方向移动触针位移检测器20的Z轴驱动机构44以及在X轴方向移动触针位移检测器20的X轴驱动机构45的三维移动机构组成。该Y轴驱动机构41和Z轴驱动机构44由进给螺杆机构(在附图中未示出)组成，例如，包括球螺纹轴和螺旋进球螺纹轴的螺母元件。參见图2，该X轴驱动机构45具有固定到Z滑动器43的驱动机构主体46 ;导轨47与X轴方向平行地装备到驱动机构主体46 ；X滑动器48沿着导轨47在X轴方向可移动地装备；Χ轴位置检测器49检测滑动器48在X轴方向的位置；并且进给机构50沿着导轨47移动X滑动器48。进给机构50具有平行于导轨47提供到驱动机构主体46且螺旋进X滑动器48的进给螺纹轴51 ;电机52作为驱动源；以及旋转传动机构53将电机52的转动传送给进给螺纹轴51。旋转传动机构53由诸如例如，齿轮系、皮带和滑轮的机构组成。參见图2，触针位移检测器20具有通过螺栓21由X滑动器48悬吊及支撑的可附接及可拆卸的托架22 ;测量臂24由托架22摇摆地支撑在垂直方向(Z轴方向)上以旋转轴23作为支撑点；一对触针26A和26B装备在测量臂24的末端部分；Z轴位置检测器27检测测量臂24在Z轴方向上的摇摆量(位移量)；测量臂位置转换机构60在摆动方向(例如向上的方向)的一侧上的位置和摆动方向(向下的方向)的另ー侧的位置之间转换测量臂24 ；以及壳体28覆盖托架22、测量臂24、Z轴位置检测器27和测量臂位置转换机构60。测量臂24包括第一测量臂24A和第二测量臂24B，所述第一测量臂24A由托架22在垂直方向上摇摆地支撑在作为支撑点的旋转轴23上，第二测量臂24B通过附接/拆卸机构25可替换地附接到第一测量臂24A的端部。触针26A和26B装备到第二测量臂24B并且在摇摆方向上伸出。具体地，向上的触针26A和向下的触针26B分别在向上和向下方向 上伸出，正交于第二测量臂24B。Z轴位置检测器27根据测量臂24的摇摆范围提供，并且由输出对应于测量臂24的摇摆量的数量的脉冲信号的检测器组成。Z轴位置检测器27包括刻度27A以及检测头(在图中未示出)，例如刻度27A根据测量臂24的摇摆范围装备到壳体28，检测头附接到测量臂24与刻度27A的相对方向。(计算偏移量的方法的说明)为了获得向上的触针26A和向下的触针26B相互的位置关系(偏移量)，在图3中所示依次执行了获取Y轴形状測量数据作为第一轴和最大直径部分(Si)的过程、获取X轴形状測量数据作为第二轴(S2)的过程、以及计算偏移量(S3)的过程。在获取Y轴形状測量数据和最大直径部分的过程中(SI)，參考球100设置在平台10上，接着使向下的触针26B与參考球100的上表面接触，如图4所示。在此阶段，触针位移检测器20和平台10在Y轴方向相对移动。在此处平台10在Y轴方向移动。在当触针位移检测器20以预定节距在X轴方向移动时重复上述測量。因此获得參考球100的多个Y轴上部形状測量数据。在Y轴上部形状測量数据中的最高位置作为參考球100的上部最大直径部分而提供。接着，使向上的触针26A与參考球100的下表面接触。在此阶段，平台10在Y轴方向相对移动。上述測量在当触针位移检测器20以预定节距在X轴方向移动时重复。因此获得參考球100的多个Y轴下部形状測量数据。Y轴下部形状測量数据中的最低位置作为參考球100的下部最大直径部分而提供。在获得X轴形状測量数据的过程中(S2)，使向下的触针26B与參考球100的上部最大直径部分接触，如图5所示。在此阶段，触针位移检测器20以及平台10在与Y轴方向正交的X轴方向上相对移动。在此触针位移检测器20在X轴方向移动。因此获得參考球100的X轴上部形状测量数据。接着，使向上的触针26A与參考球100的下部最大直径部分接触。在此阶段，触针位移检测器20在X轴方向上相对移动。因此获得參考球100的X轴下部形状測量数据。在计算偏移量的过程中(S3)，向上的触针26A和向下的触针26B的偏移量基于从Y轴上部形状測量数据获得的第一中心坐标、从Y轴下部形状測量数据获得的第二中心坐标、从X轴上部形状測量数据获得的第三中心坐标以及从X轴下部形状測量数据获得的第四中心坐标来计算。參见图6，例如，向上的触针26A和向下的触针26B在Y轴方向上的偏移量Ay由从Y轴上部形状測量数据获得的第一中心坐标Ol和从Y轴下部形状測量数据获得的第二中心坐标02之间的差来计算。參见图7，在Z轴方向上的偏移量Λζ正交于Y轴和X轴，并且在X轴方向的偏移量ΛΧ由从X轴上部形状測量数据获得的第三中心坐标03与从X轴下部形状測量数据获得的第四中心坐标04之间的差来计算。因此，精确地提供了向上的触针26Α和向下的触针26Β之间的相互位置关系。因此，采用偏移量校正由向上的触针26Α测量的结果和由向下的触针26Β测量的结果可以精确地估计由向上的触针26Α测量的结果和由向下的触针26Β测量的结果之间的相互关系。例如，在測量被测物体厚度的例子中，被测物体的下表面形状由向上的触针26Α測量，并且因此被测物体上表面形状由向下的触针26Β測量。下表面測量结果和上表面測量结果采用偏移量校正。被测物体的厚度由校正的结果获得，因此可以精确地估计被测物体的厚度。同样地，在测量圆柱形被测物体的内径的上表面和下表面的例子中，圆柱形被测物体内径的上表面由向上的触针26Α測量，并且圆柱形被测物体内径的下表面由向下的触针26Β測量。測量结果采用偏移量校正，因此基于測量结果提供了圆柱内表面的上表面和下表面的精确估计。
在向上的触针26Α和向下的触针26Β视为没有在X轴方向或Y轴方向未对准(例如，在相同的方向上)的情况中，上部和下部形状測量数据仅可在其它方向中获得。在上述实施例中，例如，在Y轴方向视为没有未对准的情况中，排除获得Y轴形状数据和最大直径部分的过程(SI)并且执行将X轴作为第一轴的获取X轴形状数据的过程(S2)。在该过程中，可通过将触针接触上表面和下表面来获得X轴上部形状数据和X轴下部形状数据。没有必要使触针接触上部最大直径部分和下部最大直径部分。在计算偏移量的过程(S3)中，向上的触针26Α和向下的触针26Β的偏移量基于从X轴上部形状測量数据获得的作为第一中心坐标的中心坐标以及从X轴下部形状測量数据获得的作为第二中心坐标的中心坐标来计算。可选地，可执行获取Y轴形状数据和最大直径部分(SI)的过程来获取上部最大直径部分和下部最大直径部分。在获取X轴形状数据的过程(S2)中，可使触针与上部最大直径部分和下部最大直径部分接触。在这种情况下，Y轴是第一轴并且X轴是第二轴。在上面的实施例中，在其中视为X轴方向上没有未对准的情况下，获取Y轴形状数据和最大直径部分的过程(Si)采用Y轴作为第一轴来执行，并且获取X轴形状数据的过程
(S2)可以被忽略。在计算偏移量的过程(S3)中，向上的触针26Α和向下的触针26Β的偏移量基于从Y轴上部形状測量数据获取的作为第一中心坐标的中心坐标以及从Y轴下部形状測量数据获取的作为第二中心坐标的中心坐标来计算。在该过程中没有必要获取最大直径部分来获取Y轴形状数据和最大直径部分(SI)。关于參考球100，可以采用包括如图12中所示的參考球100的校准工具200。校准工具200具有台阶210、參考球100以及销规220，其布置在邻近位置并且由具有暴露其上下表面的支撑板230支撑。校准工具200通过将块规240安装到台阶210的侧表面以及将支撑板230安装到立在基座250的上表面的柱260上来保持支撑板230水平。通过将下部触针26Β与平台210的上表面接触来获取X轴上部形状数据；在接触阶段在X轴方向上相对地移动触针位移检测器20和平台10 ;并且采用向下的触针26Β依次扫描台阶210、參考球100以及销规220的上表面。接着，通过将向上的触针26Α与台阶210的下表面接触来获取X轴下部形状数据；在接触阶段在X轴方向上相对地移动触针位移检测器20以及平台10 ;并且采用向上的触针26A依次扫描台阶210、參考球100以及销规220的下表面。采用如上获取的X轴上部形状数据和X轴下部形状数据使得不仅可以校准偏移量，还可以同时校准Z増益、対称性(相同被测物体的向上倾斜表面和向下倾斜表面的測量中的相同测量值)以及触针半 径。第二实施例在第一实施例中说明的表面结构测量装置的结构中，测量臂24在垂直方向以旋转轴23为支撑点执行摇摆运动(弧形运动)，因此引起测量误差。例如，如图8所示，由向下的触针26B提供的測量数据(Xm，zm)与由测量臂24的弧形运动影响的校正測量位置(Xr，zr)不同。对于高精度測量，測量数据(xm，zm)应该被适当地校正。在第二实施例中，提供了校正机构来校正由测量臂24的弧形运动引起的测量误差。尽管校正机构在由本发明申请人提交的公开公布号为2007-316046的日本专利中详细说明，然而，在此简要描述了相同的概述。在下面的说明中，包括X轴驱动机构45和触针位移检测器20的机构指的是拾取机构。(校正机构的说明)參见图9,校正机构118具有Z范围分配器(测量范围分配器)130执行Z范围分配过程(測量范围分配过程)；校正參数设定器132执行校正參数设定过程；測量数据校正器134执行测量数据校正过程；形状分析器140由在測量数据校正器134中获取的校正数据分析被测物体的形状；校正程序142允许计算机70执行上述过程。对于由具有触针的测量臂24的弧形运动引起的测量误差的高精度校正，触针的Z轴测量范围分成多个区域，在本实施例中对每ー个区域设定最优的校正參数。因此，校正程序142允许计算机70执行在本发明实施例图10中所示的校准测量过程(Sll)、Z范围分配过程(S12)以及校正參数设定过程(S13)。校准测量过程(Sll)获取在第一个实施例中描述的获取X轴形状測量数据的过程中获取的X轴上部形状測量数据和X轴下部形状測量数据。具体地，由X轴位置检测器49提供的X轴方向上的位移和Z轴位置检测器27提供的Z轴方向上的位移来获取触针在X轴方向上的位移和在Z轴方向上的位移。由获取的X轴方向上的位移和Z轴方向上的位移计算触针的XZ坐标值，然后由XZ坐标值获取校准測量数据。Z范围分配过程(S12)将Z范围(在高度方向上的测量范围)分成多个由触针可测的区域。具体地，该过程采用了如图11所示的多层结构模型。触针可测量的Z范围分成多个区域(areal, area2, . . . areaN)。对甸个区域(areal, area2, . . . areaN)设定最优的校正參数。在其中应用拾取机构的弧形运动模型的情况中，校正參数包括测量臂24的臂长I、触针26A和26B的每个触针的边长h、以及增益系数g。对每个区域设定校正參数。在本实施例中，包括Z范围分配过程(S12)等允许甚至触针的实际弧形运动偏离理想的弧形运动的阶段的适当的建摸。因此，对于触针的实际弧形运动，可更精确地获取由于Z轴的未对准引起的测量误差，从而允许更适当的测量误差的校正。校正參数设定过程(S13)在XZ平面内将在校准测量过程(Sll)中获取的校准测量数据与作为參考球100的參考形状数据的圆周进行比较。对每个在Z范围分配过程(S12)中分成的区域的校正參数值和这些区域公用的校正參数值同时被估计并且设置为最佳地校正由触针的弧形运动引起的测量误差。在本实施例中，比较校准測量数据与參考球的參考形状数据，并且以非线性最小二乗法同时计算所有的用于由触针的弧形运动引起的測量误差的校正所必需的校正參数值。因此，參考球100的一次校准測量允许同时计算校正所必需的所有校正參数值，从而提高了校正的效率。在校正參数设定过程(S13)中，在对每个区域设定最优的校正參数后，測量被测物体。測量数据校正器134接着基于测量数据的Z坐标数据识别出測量数据所属的区域i。对识别出的区域i，測量数据校正器134从在校正參数设定过程中获取的校正參数中选择最优的校正參数值，并且采用选择的校正參数校正測量数据。形状分析器140从由测量数据校正器134校正的校正数据中获取被测物体的形状。因此，获取了其中校正了测量误差的測量結果，测量误差与测量臂24以旋转轴23作为支撑点的垂直弧形运动相关。在本实施例中，特别地，采用对于Z范围的每个区域最优的校正參数来校正测量的数据。因此，与将相同校正參数施加到Z范围所有区域的传统方 法相比，可以以更高程度的精度校正误差。这是通过多层结构算法实现的，其中，Z轴测量范围分成多个区域，对每ー个区域设定最优的校正參数值。下面说明根据本实施例应用多层结构算法的模型。在图8中所示的模型中，从触针获取的測量数据(Xm，Zffl)与由测量臂24的弧形运动影响的校正測量位置(\，Zr)不同。对于高精度測量，应该恰当地校正測量数据(xm，zm)。由触针获取的測量数据的Z坐标值zm由下面的表达式I提供，其中Z轴增益系数为g。[表达式I]
Iht I sin ΘZm =—=-
gl g真实的Z坐标值由下面的表达式2提供。[表达式2]zr = h-(hcos Θ -lsin) = h(Ι-cos Θ ) +Isin Θ測量数据的真实的X坐标值\和X坐标值Xm具有由下面的表达式3表示的关系。[表达式3]xr-xm = I-Icos Θ -hsin Θ = I (Ι-cos Θ ) -hsin Θ因此，正确的测量位置(Xy zr)由下面的表达式4表示。[表达式4]x,=xm+/(/-^-(^L)2Zr =^+^(/-^/-(^-)2)下面说明其中将根据本发明的多层结构算法应用到上述模型的例子。多层结构算法的基本概念是采用在图8中示出的模型中的如图11所示的多层结构模型。具体地，在本发明中，触针可测的Z范围分成多个区域(areal, area2, . . . arenN),对姆个区域都设定最优校正參数值。在由表达式4表示的应用拾取机构的弧形运动模型的情况下，例如，校正參数为测量臂24的臂长I、触针26A和26B的每ー个触针的边长h、以及增益系数g。对每个区域设定校正參数。
下面说明的例子中根据本发明图11中示出的多层结构算法应用到图8中示出的模型来估计校正參数。执行采用參考球100的校准測量来估计校正參数。具体地，执行在第一实施例中说明的获取X轴形状測量数据的过程。假定參考球100是具有精确加工表面和半径R的接近真实球的已知エ件，每个触针26A和26B的端部形状是圆的，并且Z范围分成N个区域(areal, area2, . ·· areaN)。然而这些区域不需要被等分。通过采用触针26A和26B测量參考球100获取的测量数据是.(Xmk，Zmk )，其中k = 1，2，... η。接着假定校正參数使得參考球100的差值的平方和最小。估计量沪由下面的表达式5表示，其中參考球100的半径为R，參考球100的中心坐标是(X。，zc)，并且触针26Α和26Β每ー个触针的端部半径为r。[表达式5]
权利要求
1.校准表面结构测量装置的方法，该装置具有 具有以旋转轴作为支撑点在垂直方向上可摇摆地支撑的测量臂的检测器，向上的触针和向下的触针，每个触针都装备在该测量臂的端部并且在该测量臂的摇摆方向上伸出，以及检测该测量臂的摇摆量的检测单元； 承载被测物体的平台；以及 相对地移动该检测器和平台的相对移动驱动器， 该方法包括 获取第一轴形状測量数据，通过 当该向下的触针与參考球的上表面接触时在第一轴方向上相对地移动该检测器和平台以获取第一轴上部形状測量数据；以及 当该向上的触针与该參考球的下表面接触时在该第一轴方向上相对地移动该检测器和平台以获取第一轴下部形状測量数据；以及 基于从该第一轴上部形状測量数据获取的第一中心坐标和从该第一轴下部形状測量数据获取的第二中心坐标计算该向上的触针和向下的触针的偏移量。
2.根据权利要求I的校准表面结构测量装置的方法，其中所述获取该第一轴形状測量数据包括通过在正交于该第一轴方向的第二轴方向上移动来获取多个该第一轴上部形状測量数据和多个该第一轴下部形状測量数据，以获取最大直径，因此从多个获取的第一轴上部形状測量数据获取该參考球的上部最大直径部分，以及从多个获取的第一轴下部形状測量数据获取该參考球的下部最大直径部分。
3.根据权利要求2的校准表面结构测量装置的方法，进ー步包括 获取第二轴形状測量数据，通过 当该向下的触针与该參考球的上部最大直径部分接触时，在正交于该第一轴方向的第ニ轴方向上相对地移动该检测器和平台，以获取该參考球的第二轴上部形状測量数据；并且 当该向上的触针与该參考球的下部最大直径部分接触时，在该第二轴方向上相对地移动该检测器和平台，以获取第二轴下部形状測量数据， 其中所述计算该向上的触针和向下的触针偏移量的偏移量的计算基于该第一中心坐标、第二中心坐标、从该第二轴上部形状測量数据获取的第三中心坐标、以及从该第二轴下部形状測量数据获取的第四中心坐标。
4.根据权利要求3的校准表面结构测量装置的方法，进ー步包括 设定校正參数以获取用于校正包括在该第二轴上部形状測量数据和第二轴下部形状測量数据中的测量误差的校正參数，其中所述校正參数的设定同步地获取用于测量范围内的沿着该测量臂的摇摆方向分成的多个区域中的每个区域的校正參数。
5.根据权利要求4的校准表面结构测量装置的方法，其中该校正參数包括该测量臂的臂长、每个向下的触针和向上的触针的边长、以及増益系数。
全文摘要
校准表面结构测量装置的方法，包括获取Y轴形状测量数据和最大直径部分，以从当向下的和向上的触针分别与参考球的上和下表面接触时通过在Y轴方向上相对移动而获取的Y轴上部和下部形状数据来获取参考球的上部和下部最大直径部分；获取X轴形状测量数据，从而当向下的触针与参考球的上部直径部分接触以及向上的触针与参考球的下部直径部分接触时，通过相对地在X轴方向移动来获取参考球的X轴上部和下部形状数据；以及由形状数据获取的中心坐标O3和O4计算向上的和向下的触针的偏移量Δx和Δz。
文档编号G01B21/20GK102692203SQ20121014938
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月19日 优先权日2011年3月18日
发明者三木章生, 大森义幸 申请人:株式会社三丰