2A的臺(tái)，該容納用凹部52A用于暫時(shí)容納并支承從球保持機(jī)構(gòu)50釋放的球。期望在球保持機(jī)構(gòu)50吸附被測(cè)定球10的期間，通過(guò)Z升降軸54使球支承臺(tái)52退避使得不會(huì)碰觸被測(cè)定球10。另外，期望在釋放了球的期間，通過(guò)R調(diào)整軸60使球保持機(jī)構(gòu)50也能夠退避使得不會(huì)碰觸被測(cè)定球10。
[0017]此外，為了將球10轉(zhuǎn)換，Φ旋轉(zhuǎn)軸44能夠旋轉(zhuǎn)例如±90度=180度。
[0018]以下，參照?qǐng)D6說(shuō)明對(duì)球整體的形狀進(jìn)行測(cè)定的過(guò)程。
[0019]首先，在步驟100中將被測(cè)定球10吸附于球保持機(jī)構(gòu)50，在步驟110中使Φ旋轉(zhuǎn)軸44旋轉(zhuǎn)并設(shè)定為規(guī)定角度，重復(fù)步驟120的Θ旋轉(zhuǎn)軸42的旋轉(zhuǎn)以及步驟130的單個(gè)測(cè)定區(qū)域的測(cè)定直到在步驟140中判定為進(jìn)行了覆蓋規(guī)定瑋線上的測(cè)定為止。
[0020]接著，通過(guò)在步驟110中使Φ旋轉(zhuǎn)軸44旋轉(zhuǎn)來(lái)改變瑋線，并重復(fù)步驟120?140直到在步驟150中判定為進(jìn)行了覆蓋第一半球的測(cè)定。
[0021]在步驟150中判定為結(jié)束了第一半球的測(cè)定時(shí)，在步驟160中將被測(cè)定球10轉(zhuǎn)換。具體地說(shuō)，如圖7中所示，在被測(cè)定球10被吸附于球保持機(jī)構(gòu)50的狀態(tài)下使Z升降軸54上升，并使球支承臺(tái)52與被測(cè)定球10接觸(步驟162)。接著，使被測(cè)定球10從球保持機(jī)構(gòu)50釋放，并通過(guò)球支承臺(tái)52支承被測(cè)定球10 (步驟164)。接著，通過(guò)使R調(diào)整軸60進(jìn)行動(dòng)作(向圖的右方后退)來(lái)使球保持機(jī)構(gòu)50退避以不碰觸被測(cè)定球10(步驟166)。在該狀態(tài)下，位置變更機(jī)構(gòu)40能夠通過(guò)Φ旋轉(zhuǎn)軸44的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)到任意的旋轉(zhuǎn)位置(步驟168)。在移動(dòng)了旋轉(zhuǎn)位置之后，使R調(diào)整軸60進(jìn)行動(dòng)作(向圖的左方前進(jìn))來(lái)使球保持機(jī)構(gòu)50緊貼于被測(cè)定球10 (步驟170)，并再次吸附(步驟172)。之后，使Z升降軸54進(jìn)行動(dòng)作來(lái)使球支承臺(tái)52下降(步驟174)。
[0022]通過(guò)這一系列的操作能夠變更對(duì)球進(jìn)行保持的位置，來(lái)將球轉(zhuǎn)換。具體地說(shuō)，通過(guò)使Φ旋轉(zhuǎn)軸44從圖2所示的Θ旋轉(zhuǎn)軸42與測(cè)定光軸正交的位置旋轉(zhuǎn)180度，能夠轉(zhuǎn)換為被測(cè)定球10的反轉(zhuǎn)180度后的位置。
[0023]在轉(zhuǎn)換后，通過(guò)與步驟110?150對(duì)應(yīng)的步驟210?250來(lái)進(jìn)行第二半球的測(cè)定。由此，能夠使非專利文獻(xiàn)1所示的裝置無(wú)法測(cè)定的對(duì)球進(jìn)行保持的部位朝向激光干涉儀20來(lái)進(jìn)行測(cè)定，從而能夠收集覆蓋球整體的單個(gè)測(cè)定區(qū)域的測(cè)定結(jié)果。如果將進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前的測(cè)定設(shè)為第一半球，將轉(zhuǎn)換后進(jìn)行的測(cè)定設(shè)為第二半球，則通過(guò)將這兩個(gè)半球在步驟300中進(jìn)行拼接運(yùn)算，能夠測(cè)定球整體的形狀。對(duì)第一半球和第二半球分別進(jìn)行測(cè)定的流程與非專利文獻(xiàn)1相同。是在這兩個(gè)測(cè)定之間進(jìn)行被測(cè)定球10的轉(zhuǎn)換并在測(cè)定的最后進(jìn)行將兩個(gè)半球連接的拼接運(yùn)算的流程。
[0024]在此，將球10進(jìn)行轉(zhuǎn)換的動(dòng)作中的Φ旋轉(zhuǎn)軸44的動(dòng)作范圍不限于180度，可以在任意的角度位置進(jìn)行，但是通過(guò)以180度的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)行每個(gè)半球的測(cè)定是對(duì)于測(cè)定球整體的形狀最有效的方法。
[0025]然而，在使用該參考例的測(cè)定的過(guò)程中，通過(guò)球的轉(zhuǎn)換而將位置變更機(jī)構(gòu)40和被測(cè)定球10分開(kāi)一次，因此在轉(zhuǎn)換前后，單個(gè)測(cè)定區(qū)域在球面上的位置與Θ旋轉(zhuǎn)軸42和Φ旋轉(zhuǎn)軸44的位置失去連續(xù)性。因此，為了盡可能地避免產(chǎn)生位置偏移等誤差而需要慎重地進(jìn)行被測(cè)定球10的轉(zhuǎn)換。在存在支承軸12的偏心、Φ旋轉(zhuǎn)軸44存在離心旋轉(zhuǎn)等機(jī)械性的誤差的情況下，位置變更機(jī)構(gòu)40的旋轉(zhuǎn)中心與被測(cè)定球10的中心未必一致，從而存在產(chǎn)生轉(zhuǎn)換中的誤差的危險(xiǎn)性。
[0026]例如也考慮通過(guò)追加由能夠使球支承臺(tái)52旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的將球轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)來(lái)降低轉(zhuǎn)換時(shí)的誤差。但是，在使用這樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，也可能在存在所追加的旋轉(zhuǎn)軸的偏心的情況、構(gòu)成裝置的部件的尺寸與設(shè)計(jì)值不同、或調(diào)整不充分的情況下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)換中的誤差。因此，產(chǎn)生球的轉(zhuǎn)換中的誤差的危險(xiǎn)性仍然沒(méi)有被完全去除。
[0027]因此，期望一種降低這樣的球的轉(zhuǎn)換中的誤差的影響并將測(cè)定結(jié)果高精度地接合的計(jì)算方法。
[0028]本發(fā)明是為了克服上述以往的問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其課題在于降低球的轉(zhuǎn)換中的誤差的影響來(lái)高精度地測(cè)定單個(gè)球的整體形狀。
[0029]本發(fā)明通過(guò)下面的球形狀測(cè)定方法來(lái)解決上述課題，該球形狀測(cè)定方法使被測(cè)定球能夠自如地旋轉(zhuǎn)，在各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置針對(duì)以彼此相鄰的測(cè)定區(qū)域之間具有重復(fù)區(qū)域的方式設(shè)定的每個(gè)測(cè)定區(qū)域測(cè)定局部的球面形狀，基于這些重復(fù)區(qū)域的形狀來(lái)通過(guò)拼接運(yùn)算將各個(gè)局部的球面形狀接合，由此測(cè)定表面形狀，在該球形狀測(cè)定方法中，包括以下步驟:使得能夠轉(zhuǎn)換對(duì)被測(cè)定球進(jìn)行保持的位置；以及將由于球的轉(zhuǎn)換中的誤差的影響而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換前后的半球的位置的偏移擬合成三個(gè)旋轉(zhuǎn)分量，利用圖像相關(guān)將這三個(gè)旋轉(zhuǎn)分量的大小進(jìn)行定量化，在校正了位置的偏移之后，進(jìn)行拼接運(yùn)算，從而測(cè)定出單個(gè)球的整體形狀。
[0030]在此，能夠?qū)⑸鲜鰣D像相關(guān)設(shè)為僅平移的圖像相關(guān)。
[0031]另外，能夠?qū)⑸鲜鋈齻€(gè)旋轉(zhuǎn)分量設(shè)為圍繞包含轉(zhuǎn)換前后的半球的極軸的相正交的三軸旋轉(zhuǎn)的偏移。
[0032]另外，能夠設(shè)為上述圖像相關(guān)包含用于對(duì)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行校正的圖像相關(guān)。
[0033]本發(fā)明還提供一種球形狀測(cè)定裝置，具備:表面形狀測(cè)定單元，其測(cè)定球面的局部形狀；以及位置變更單元，其使被測(cè)定球相對(duì)于上述表面形狀測(cè)定單元自如地旋轉(zhuǎn)，其中，在各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置針對(duì)以彼此相鄰的測(cè)定區(qū)域之間具有重復(fù)區(qū)域的方式設(shè)定的每個(gè)測(cè)定區(qū)域測(cè)定局部的球面形狀，基于這些重復(fù)區(qū)域的形狀來(lái)通過(guò)拼接運(yùn)算將各個(gè)局部的球面形狀接合，由此測(cè)定表面形狀，在該球形狀測(cè)定裝置中，還具備球形狀測(cè)定單元，該球形狀測(cè)定單元具有能夠自由地保持或釋放被測(cè)定球的球保持機(jī)構(gòu)、在從該球保持機(jī)構(gòu)釋放了被測(cè)定球的狀態(tài)下對(duì)球進(jìn)行保持的球支承臺(tái)以及轉(zhuǎn)換對(duì)球進(jìn)行保持的位置的單元，將由于球的轉(zhuǎn)換中的誤差的影響而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換前后的半球的位置的偏移擬合成三個(gè)旋轉(zhuǎn)分量，利用圖像相關(guān)將這三個(gè)旋轉(zhuǎn)分量的大小進(jìn)行定量化，在校正了位置的偏移之后，進(jìn)行拼接運(yùn)算，從而測(cè)定出單個(gè)球的整體形狀。
[0034]在此，能夠設(shè)為上述表面形狀測(cè)定單元是激光干涉儀，上述位置變更單元用于使被測(cè)定球繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以及使被測(cè)定球繞與該第一旋轉(zhuǎn)軸正交的第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0035]另外，上述球支承臺(tái)能夠在上表面具有容納用凹部，該容納用凹部用于容納并支承從上述球保持機(jī)構(gòu)釋放的球。
[0036]另外，能夠還具備使上述球支承臺(tái)升降的機(jī)構(gòu)。
[0037]另外，能夠還具備在釋放了被測(cè)定球的期間使上述球保持機(jī)構(gòu)退避的機(jī)構(gòu)。
[0038]另外，能夠還具備使上述球支承臺(tái)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
[0039]另外，能夠?qū)⑹股鲜銮蛑С信_(tái)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸和上述位置變更單元的第二旋轉(zhuǎn)軸設(shè)為同軸。
[0040]另外，能夠還具備用于調(diào)整被測(cè)定球與表面形狀測(cè)定單元的相對(duì)位置的在正交三軸方向上平移的平移機(jī)構(gòu)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，能夠降低球的轉(zhuǎn)換中的誤差的影響來(lái)高精度地測(cè)定單個(gè)球的整體形狀。
[0042]通過(guò)以下針對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些以及其它新穎特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0043]將參考附圖來(lái)說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，其中在整個(gè)附圖中，利用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的元件，其中:
[0044]圖1是表示非專利文獻(xiàn)1所示的球形狀測(cè)定裝置的側(cè)視圖。
[0045]圖2是表示該球形狀測(cè)定裝置的俯視圖。
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