JPH07104153B2 - 駆動装置 - Google Patents

駆動装置

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JPH07104153B2
JPH07104153B2 JP60210745A JP21074585A JPH07104153B2 JP H07104153 B2 JPH07104153 B2 JP H07104153B2 JP 60210745 A JP60210745 A JP 60210745A JP 21074585 A JP21074585 A JP 21074585A JP H07104153 B2 JPH07104153 B2 JP H07104153B2
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drive
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徹志 野本
雅人 吉田
治 荒井
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、少なくとも2次元的に相対移動可能な装置、
例えば十字動載物台や3次元測定機の駆動装置に関す
る。
(発明の背景) 代表的構造の3次元測定機は、機械座標系(直角座標
系)の3つの座標軸(X軸、Y軸、Z軸)に沿って案内
部材、駆動部材等を有し、操作ボックスに設けられたジ
ョイスティックの操作により被駆動部材としてのプロー
ブの各軸方向への移動を指令する。ジョイスティックは
駆動指令を与えるための入力装置として良く使用されて
おり、常時は中立位置にある操作レバーの傾斜方向と傾
斜角により、プローブの移動方向と移動速度を指令する
のが通例である。3次元測定機では、通常2つのジョイ
スティックの操作レバーによって3軸の指令を行なって
いる。すなわち、第1のジョイスティックの操作レバー
によってX軸、Y軸に沿った駆動を、第2のジョイステ
ィックの操作レバーによってZ軸に沿った駆動を指令す
る。例えば第1のジョイスティックの操作レバーを左右
へ傾せばX軸に沿った駆動指令がプローブに与えられ、
このときの操作レバーの傾き角がプローブの移動速度に
対応する。また、第1のジョイスティックの操作レバー
を前後へ傾せばY軸に沿った駆動指令がプローブに与え
られる如くである。そして、第1のジョイスティックの
操作レバーを任意の方向へ傾斜させれば、その傾斜角の
左右、前後方向の成分がプローブの駆動指令として用い
られ、その結果、プローブはX−Y平面の任意の方向へ
移動することになる。
このようにしてプローブを移動してワークに当接し、そ
の時々のプローブの座標値をエンコーダ等で読み取るこ
とによって、ワークの幾何学的形状を測定するわけであ
る。そして測定した座標値に基づいたデータ処理のため
に操作ボックスには操作キーが設けられている。
この操作キーを適宜選択することにより、測定点の座標
値から測定対象の幾何学的形状(点円、球、円筒、平面
直線等)の寸法、位置、姿勢、相対関係を算出したり上
記で求めた点や線を用いて被測定物上にワーク座標系を
構築する等のデータ処理演算がなされる。演算の結果は
操作ボックスの表示部に表示すると共に、演算装置に記
憶し以後のデータとして使用できる。
ところが、被測定物のなかには寸法を直角座標系以外の
座標系に基づいて表示した方が適当なものがある。例え
ば、円筒カムのリフト量は円柱座標系により表示するの
が適当である。
従来装置による前記円筒カムのリフト量の測定は、カム
上に円柱座標系を設定し、プローブの現在位置を円柱座
標系でカウンタに表示するようにし、プローブをX軸及
びY軸方向に適切量移動させ一定半径の円周上に位置決
めした後、Z軸移動によりプローブをカム面に当接さ
せ、その瞬間のプローブの機械座標系の座標値をコンピ
ュータに転送し、適当な演算を加えてその点の円柱座標
値(R,θ,H)を求めることの繰返しで実行される。この
時、ジョイスティックによるプローブの移動方向は直角
座標系の座標軸方向であるので、所定の円周上にプロー
ブを位置決めすることは容易なことではないという欠点
があった。
(発明の目的) 本発明はこのような欠点を解決し、直交座標系以外の座
標系に基いて表示された寸法の測定を容易にすることを
目的とする。
(発明の概要) 本発明は、装置に固有な機械座標系の第1座標軸に沿っ
て被駆動部材を移動させる第1駆動手段と、装置に固有
で、かつ前記第1座標軸と直交する前記機械座標系の第
2座標軸に沿って前記被駆動部材を移動させる第2駆動
手段と、第1方向と、前記第1方向と直交する第2方向
とに傾斜可能で、前記第1方向に傾斜して第1信号を発
生すると共に、前記第2方向に傾斜して第2信号を発生
する操作部材と、前記第1座標軸と前記第1方向とを対
応させ、かつ前記第2座標軸と前記第2方向とを対応さ
せ、前記操作部材で発生した前記第1信号に基づいて前
記第1駆動手段を駆動させると共に、前記操作部材で発
生した前記第2信号に基づいて前記第2駆動手段を駆動
させる駆動制御手段と、を備える駆動装置において、前
記駆動制御手段は、前記機械座標系とは種類の異なる異
種座標系の座標軸に沿って前記被駆動部材を移動させる
時、前記操作部材の前記第1方向を前記異種座標系の座
標軸に対応させ、前記操作部材で発生した前記第1信号
に基づいて、前記被駆動部材が前記異種座標系の座標軸
に沿って移動するように前記第1駆動手段と前記第2駆
動手段との両方を駆動させることを特徴とする駆動装置
である。
(実施例) 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。
第1図は本発明の一実施例のブロック図であり、第2図
は第1図のマイクロコンピュータの動作を説明するため
のフローチャートである。
ジョイスティック1は不図示の操作レバーを有し、操作
レバーの傾け方向φ、傾け角Ψ及び操作レバーの先端の
回転つまみの回転角γに応じたX軸とY軸とZ軸との指
令値Vx=V(Ψ)・cosφ、VY=V(Ψ)・sirφ、VZ
V(γ)を出力する(勿論、操作レバーの先端の回転つ
まみの回転角γによってZ軸の指令値を与える代わりに
(発明の背景)でも述べたように別にもう一つのジョイ
スティックを設けてもよい。)A/Dコンバータ2a,2b,2c
は指令値VX,VY,VZを夫々アナログ・デジタル変換し、デ
ジタル指令値VXD,VYD,VZDを出力する。マイクロコンピ
ュータ3はA/Dコンバータ2a,2b,2cからのデジタル指令
値VXD,VYD,VZDを入力し、操作ボックス4からの指令に
よって各種演算処理を実行する。
マイクロコンピュータ3から出力された指令値VxD,VyD,
VzDはD/Aコンバータ5a,5b,5cによってアナログ指令値
Vx,Vy,Vzに変換される。アナログ指令値Vx,Vy,Vzは夫々
モータ駆動回路6a,6b,6cに入力される。モータ駆動回路
6a,6b,6cは夫々プローブ8をX方向へ駆動するX軸モー
タ7a、Y方向へ駆動するY軸モータ7b、Z方向へ駆動す
るZ軸モータ7Cによって駆動する。プローブ8の位置
は、X軸エンコーダ9a、Y軸エンコーダ9b、Z軸エンコ
ーダ9cによって検出され、マイクロコンピュータ3を介
して表示器10に直交座標表示される。
また、表示器10には、操作ボックス4からの指令によ
り、マイクロコンピュータ3が前記直交座標を入力と
し、直交座標→円柱座標変換をした結果、即ち、プロー
ブ8の位置の円柱座標値(R,θ,H)を表示させることも
できる。
次に第2図に示したマイクロコンピュータ3のフローチ
ャートを参照しつつ装置の動作を説明するに、まず、操
作ボックス4において、プローブ8の駆動指令として直
交座標系が入力されているとすれば、マイクロコンピュ
ータ3は第2図のステップ20で円柱座標系が指令されて
いないから、A/Dコンバータ2a,2b,2cからのデジタル指
令値VXD,VYD,VZDをステップ21で入力した後、各指令値
に対応する機械座標系の指令値VxD,VyD,VzDに変換する
(ステップ22)。すなわち、適当な非線型関数をfとし
て、VxD=f(VxD)、VyD=f(VYD)、VZD=f(VzD
なる如くに変換して出力する(ステップ23)。従って、
ジョイスティック1の操作レバーで操作レバーの傾け方
向φを0゜もしくは180゜とし(例えば操作レバーを左
右へ傾すことに対応する)、傾け角Ψを変化させて行け
ば、X軸モータ7aのみが駆動され、プローブ8は機械座
標系のX軸に沿って移動する。操作レバーの傾け方向φ
を90゜もしくは270゜とし(例えば操作レバーを前後へ
傾すことに対応する)、傾け角Ψを変化させて行けば、
Y軸モータ7bのみが駆動され、プローブ8は機械座標系
のY軸に沿って移動する。操作レバー先端の回転つまみ
を回転すれば、Z軸モータ7Cのみが駆動され、プローブ
8は機械座標系のZ軸に沿って移動する。
操作ボックス4において、プローブ8の駆動指令として
円柱座標系が入力されているとすれば、ステップ20から
ステップ24に進み、円柱座標系の座標設定の要否を操作
ボックス4からの設定信号の存否によって判別し、要の
場合はステップ25へ進む。ステップ25では、コンピュー
タ3は、X軸エンコーダ9a、Y軸エンコーダ9b、Z軸エ
ンコーダ9cから、円柱座標系決定のための座標値を入力
し、円柱座標系を決定する。
すなわち例えば操作者が、表示器10に表示されるメッセ
ージ等によってプローブ8を移動し、円柱座標系の原点
に持ってきて、操作ボックス4にて原点指令を行なえ
ば、マイクロコンピュータ3は原点指令の行なわれたと
きの各軸エンコーダ9a,9b,9cの読みを円柱座標系の原点
座標として取り込む。同様に動径の回転面の方向を決定
する座標値の取り込み、高さ方向を決定する座標値の取
り込みが行なわれる。
その結果、円柱座標系が決定されるので、例えば操作レ
バーを左右へ傾すと、コンピュータ3はそれによって生
じたデジタル指令値VXDを上述の如く決定した円柱座標
系における動径の大きさRの方向の指令値VRに対応させ
る(ステップ26,27)。そのため、コンピュータ3は、
指令値VXDによって対応した指令値VxD、VyD、VzDを出力
する(ステップ28)。また、操作レバーを前後へ傾す
と、コンピュータ3はそれによって生じたデジタル指令
値VYDを上述の如く決定した円柱座標系における回転角
の大きさθの方向の指令値Vθに対応させる(ステップ
26,27)。そのため、コンピュータ3は、指令値VYDによ
って対応した指令値VxD、VyD、VzDを出力する(ステッ
プ28)。操作レバーの回転つまみを回転したときは、同
様に円柱座標系における基準軸方向の大きさHの方向の
指令値VHに対応させる(ステップ26,27)。そのため、
コンピュータ3は、指令値VZDによって対応した指令値V
xD、VyD、VzDを出力する(ステップ28)。
マイクロコンピュータ3は、X軸エンコーダ9a、Y軸エ
ンコーダ9b、Z軸エンコーダ9cからの直交座標系の座標
値(X,Y,Z)を入力し、上述の円柱座標系の座標値(R,
θ,H)に変換し、表示器10に表示せしめる。この表示さ
れた座標値は、プローブ8の位置を上述の円柱座標系で
現わしたものに他ならない。
なお、ステップ25は操作ボックス4に座標変換を指令し
ない場合にはバイパスされて、前に求めた円柱座標系へ
の変換を行なう。
また、多関節型三次元測定機に於いてもマイクロコンピ
ュータ3による演算内容を適当に変更しプローブ8を被
測定物上に設定された座標系例えば直角座標系の座標軸
に沿って移動する為に必要な、各関節部分の駆動方向、
駆動速度を算出し、各関節部を駆動するモータへの駆動
指令とすれば、プローブの該座標系の座標軸に沿った移
動をジョイスティックの1軸操作により容易に実現でき
る。
これまで述べたいずれの実施例に於いても被測定物上に
設定された座標軸に沿ってプローブを移動するにはジョ
イスティックを1軸方向に操作すれば良いが不用意に他
の軸方向に操作すると、又は、そのような成分を生じさ
せるような操作を行なうと、プローブが予定した移動線
からズレてしまい不都合を生ずる。そこで操作ボックス
4に3ヶのクランプスイッチA、B、Cを設け、クラン
プスイッチAがオンの時にはコンピュータ3は動径Rの
値にかかわらずR=Oと見なして所定の処理を行なう。
クランプスイッチB、Cがオンの時も同様に、コンピュ
ータ3は回転角θ、基準軸Hを夫々θ=0、H=0と見
なして所定の処理を実行する。即ち、軸に沿ったプロー
ブ移動を禁止したい軸に対応したクランプスイッチをオ
ンにすることにより、不用意なジョイスティック操作を
しても望ましくないプローブの動きを避けることができ
る。各クランプスイッチをオフにすると、前述の状態に
復帰する。
なお、以上の実施例では第2図のステップ25として円柱
座標系決定のための座標値取込・演算を行なっている
が、あらかじめ決まった座標系を持たせておき、この座
標系によって変換を行なうようにしても良い。これは例
えば所定の原点まわりの回転運動を被駆動部材に行なわ
せる場合に都合が良い。
さらに、数種類の座標系の選択、指令を行なえるように
なしても良いことは勿論である。
また、以上の説明では、主として機械座標系を直角座標
系、被測定物上に設定された座標系を円柱座標系として
いるが、この組合せに限定されるものではなく種々の座
標系の組合せが可能である。
更に、装置は三次元測定機だけでなく、投影機や工具顕
微鏡等の十字動載物台をはじめ、2軸以上の駆動軸を有
する装置全般に応用可能である。
また、マイクロコンピュータに於ける演算内容を適当に
選択することにより、あらかじめ数式や数表によって与
えられた任意の曲線例えばアルキメデスの螺線に沿った
プローブ移動をジョイスティックの1軸操作より容易に
行なうことができる。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、操作部材の第1方向
を異種座標系の座標軸に対応させ、前記操作部材で発生
した第1信号に基づいて、被駆動部材が前記異種座標系
の座標軸に沿って移動するように第1駆動手段と第2駆
動手段との両方を駆動させるようにしたので、前記異種
座標系の座標軸に沿った前記被駆動部材の移動を、操作
部材の第1方向へ傾斜させることにより容易に実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のブロック図、第2図は第
1図のマイクロコンピュータ3の動作を説明するための
フローチャート、である。 (主要部分の符号の説明) 1……ジョイスティック(操作部材)、3……マイクロ
コンピュータ(駆動指令手段)、8……プローブ(被駆
動部材)。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−90105(JP,A) 特開 昭52−67355(JP,A) 特開 昭50−91346(JP,A) 特開 昭54−10765(JP,A) 実開 昭57−132015(JP,U) 実開 昭59−31008(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】装置に固有な機械座標系の第1座標軸に沿
    って被駆動部材を移動させる第1駆動手段と、 装置に固有で、かつ前記第1座標軸と直交する前記機械
    座標系の第2座標軸に沿って前記被駆動部材を移動させ
    る第2駆動手段と、 第1方向と、前記第1方向と直交する第2方向とに傾斜
    可能で、前記第1方向に傾斜して第1信号を発生すると
    共に、前記第2方向に傾斜して第2信号を発生する操作
    部材と、 前記第1座標軸と前記第1方向とを対応させ、かつ前記
    第2座標軸と前記第2方向とを対応させ、前記操作部材
    で発生した前記第1信号に基づいて前記第1駆動手段を
    駆動させると共に、前記操作部材で発生した前記第2信
    号に基づいて前記第2駆動手段を駆動させる駆動制御手
    段と、 を備える駆動装置において、 前記駆動制御手段は、前記機械座標系とは種類の異なる
    異種座標系の座標軸に沿って前記被駆動部材を移動させ
    る時、前記操作部材の前記第1方向を前記異種座標系の
    座標軸に対応させ、前記操作部材で発生した前記第1信
    号に基づいて、前記被駆動部材が前記異種座標系の座標
    軸に沿って移動するように前記第1駆動手段と前記第2
    駆動手段との両方を駆動させることを特徴とする駆動装
    置。
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