[發明專利]表面形狀測定方法及表面形狀測定裝置

有效

• 申請號: 201380028544.2
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104350358B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 梅垣嘉之;原園學
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22;G01B11/24
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 高培培,車文

技術領域

本發明涉及一種測定在物體的表面上加工的槽(groove)的尺寸的表面形狀測定方法及表面形狀測定裝置。

背景技術

對物體的表面實施凹凸圖案的加工并通過該凹凸圖案來提高物體具有的功能的手法存在多個。例如，已知有在電磁鋼板(electrical?steel?sheet)中，通過在表面進行微小的槽加工來實現該電磁鋼板的鐵損(iron?loss)的減少化的手法。在這樣的為了提高物體具有的功能而進行的物體的表面加工中，在表面加工的凹凸圖案的形狀會直接影響該物體的品質。因此，高精度地測定在表面加工的凹凸圖案的形狀的情況在進行制造工序的管理及產品品質的保證時非常重要。

例如在專利文獻1中記載有在制造生產線上連續地測定物體表面的凹凸形狀的表面形狀測定方法。該表面形狀測定方法通過配置成相對于物體相對移動的位移計(displacement?meter)，測定位移計與物體之間的位移量來取得截面形狀，根據這樣取得的截面形狀來算出凹凸的深度(或高度)及寬度。

另外，在專利文獻2中記載了如下的技術：在使用光學式位移計(optical?displacement?meter)(激光位移計)的表面形狀測定方法中，除了位移信號(signal?of?displacement)之外，還基于反射光強度信號(signal?of?reflection?intensity)進行槽的深度及寬度的測定。專利文獻2記載的技術是基于反射光強度信號將由槽的傾斜部檢測到的位移信號的異常值排除，來進行槽的深度及寬度的測定。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平10-89939號公報

【專利文獻2】日本特開2011-99729號公報

發明內容

【發明要解決的課題】

然而，專利文獻2記載的表面形狀測定方法作為從光學式位移計得到的信息，除了位移信號之外，還需要反射光強度信號。因此，專利文獻2記載的表面形狀測定方法無法適用于沒有反射光強度信號的輸出的光學式位移計、或具有調整照射光的強度、受光增益(photodetector?gain)來得到充分的反射光強度的功能的類型的光學式位移計。

而且，在利用三角測距(triangulation)式的光學式位移計來測定微小的槽的形狀的情況下，在槽的傾斜部有受光量不足而測定值容易變得不穩定這樣的問題，而且在進行照射光、受光增益的調整的類型的位移計中，取代難以成為受光量不足的情況，也受到向槽的傾斜部的照射光在槽的內部進行多重反射的二維的反射光，因此產生槽傾斜部的形狀被誤識別的現象。在這樣的誤識別發生的情況下，多觀測到比實際的槽的深度更深的異常的位移，在專利文獻1記載的表面形狀測定方法中，存在直接成為槽的深度的誤測定的問題。

另外，在利用光學式位移計來測定鋼板的表面的情況下，相對于在表面加工的槽的尺寸，有時會產生比較大的噪聲。這種情況下，在專利文獻1記載的表面形狀測定方法中，由于在與槽形狀(凹形狀)相反的凸方向產生的噪聲而存在槽的位置的檢測容易出錯的問題。

本發明鑒于上述情況而作出，其目的在于提供一種僅使用由位移計測定到的物體表面的位移數據，將該位移數據中的干擾排除，能夠高精度地測定在物體表面加工的槽的尺寸的表面形狀測定方法及表面形狀測定裝置。

【用于解決課題的方案】

為了解決上述的課題，實現目的，本發明的表面形狀測定方法的特征在于，包括如下步驟：位移數據取得步驟，通過向物體表面照射光線而進行測定的光學式位移計對所述物體表面進行掃描，取得所述物體表面相對于所述光學式位移計的位移數據；槽概略范圍檢測步驟，搜索所述位移數據來檢測包含加工在所述物體表面上的槽的物體表面的概略范圍；槽寬算出步驟，算出包含在所述概略范圍內的所述槽的槽起點及槽終點；最深位置檢測步驟，算出從所述槽起點與所述槽終點的中央位置限定在所述槽寬的規定比例的寬度的范圍內的所述位移數據的最小值；以及槽深算出步驟，算出在所述最深位置檢測步驟中算出的所述位移數據的最小值與所述物體表面的高度之差作為加工在所述物體表面上的槽的深度。