CN114383548A - 误差确定设备、误差确定方法和记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及误差确定设备、误差确定方法和记录介质。误差确定设备(10)用于确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，误差确定设备包括：信息获取部(121)，用于获取指示坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息以及工件的设计信息；测量位置指定部(122)，用于基于设计信息来指定工件上的测量位置；误差确定部(123)，用于基于运动误差信息来确定由于运动误差而在测量位置处的测量中发生的测量误差；以及输出部(125)，用于输出误差确定部(123)所确定的测量误差。

Description

误差确定设备、误差确定方法和记录介质

技术领域

本发明涉及误差确定设备、误差确定方法和记录介质。

背景技术

已知用于计算由坐标测量机生成的运动误差的技术(例如，参见日本特开2015-152576)。

发明内容

发明要解决的问题

坐标测量机的用户有时估计坐标测量机的运动误差，并且使用所估计的运动误差作为指标来检查坐标测量机。然而，运动误差与在测量工件时发生的测量误差不同。因此，存在如下的问题：基于运动误差来判断坐标测量机的质量并不总是导致适当的判断。

本发明关注这些方面，并且本发明的目的是提高坐标测量机的可靠性的判断精度。

用于解决问题的方案

根据本发明的第一方面的误差确定设备是一种误差确定设备，用于确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述误差确定设备包括：信息获取部，用于获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；测量位置指定部，用于基于所述设计信息来指定工件上的测量位置；误差确定部，用于基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及输出部，用于输出所述误差确定部所确定的测量误差。

所述信息获取部还可以获取指示在所述坐标测量机测量工件时的多个测量条件的测量条件信息，以及所述误差确定部进一步可以基于所述测量条件信息所指示的多个测量条件中的影响所述测量位置处的测量的一个或多个测量条件，来确定所述测量误差。

所述测量条件信息可以包括指示用于接触工件的探测器的特性的特性信息，以及所述误差确定部可以基于所述探测器的特性来确定在所述探测器接触所述测量位置时发生的测量误差。

所述测量条件信息可以包括指示所述坐标测量机中的工件的定位的位置信息，以及所述误差确定部可以基于与所述位置信息所指示的定位相对应的运动误差来确定所述测量误差。

所述输出部与工件上的多个位置中的各个位置相关联地输出所述测量误差。

所述信息获取部还获取指示工件的公差的公差信息，以及所述输出部输出所述公差信息所指示的公差和所述测量误差的比较结果。

所述误差确定设备还包括判断部，用于在所述测量误差超过工件的公差的情况下，判断为所述测量误差不在可接受范围内，以及在所述测量误差等于或小于工件的公差的情况下，判断为所述测量误差在可接受范围内，其中，所述输出部输出所述判断部所作出的判断结果。

根据本发明的第二方面的误差确定方法是一种由计算机进行的误差确定方法，用于确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述误差确定方法包括以下步骤：获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；基于所述设计信息来确定工件上的测量位置；基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及输出所确定的测量误差。

根据本发明的第三方面的存储有程序的记录介质存储程序，所述程序用于使计算机确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述程序使计算机实现功能，所述功能包括：获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；基于所述设计信息来确定工件上的测量位置；基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及输出所确定的测量误差。

发明的效果

根据本发明，可以提高坐标测量机可靠性的判断精度。

附图说明

图1是用于说明根据本实施例的误差确定方法的概要的图。

图2是用于说明由误差确定设备10确定的示例性测量误差C1的图。

图3是用于说明误差确定设备10的配置的图。

图4是用于说明误差确定设备10的操作的流程图。

[附图标记的说明]

10 误差确定设备

11 存储装置

12 控制器

121 信息获取部

122 测量位置指定部

123 误差确定部

124 判断部

125 输出部

具体实施方式

<根据本实施例的误差确定方法的概要>

图1是用于说明根据本实施例的误差确定方法的概要的图。参考图1，描述如下的概要：a)用于使用误差确定设备10来确定在由坐标测量机测量工件时发生的测量误差的方法以及b)用于基于所确定的测量误差来判断该坐标测量机中是否存在异常的方法。

CMM模型A1是用于在输入利用坐标测量机测量工件所用的各种条件时输出该坐标测量机的测量误差的模型。当计算机执行程序时，其用作用于基于所输入的信息来输出测量误差的CMM模型A1。基于所输入的运动误差信息B1、设计信息B2和测量条件信息B3，CMM模型A1输出当坐标测量机进行与这些信息相对应的测量时发生的测量误差。

运动误差信息B1是指示与CMM模型A1相对应的坐标测量机(即，作为要确定测量误差的对象的坐标测量机)的运动误差的测量结果的信息。运动误差例如包括a)诸如标尺(scale)误差或垂直度误差等的平移误差和b)旋转误差。运动误差信息B1例如包括基于坐标测量机的日常检验的结果而确定的运动误差的值。

设计信息B2是工件的设计信息。设计信息是用于指定工件的几何形状、长度和厚度等的信息，并且是例如工件的计算机辅助设计(CAD)数据。

测量条件信息B3是指示当与CMM模型A1相对应的坐标测量机测量工件时的测量条件的信息。测量条件包括例如坐标测量机的结构、提供给坐标测量机的探测器的特性、工件的定位、测量期间工件的朝向以及工件上的测量点。

测量误差C1是当与CMM模型A1相对应的坐标测量机测量工件时由于运动误差和测量条件而发生的测量误差。测量误差C1是当在测量条件信息B3所指示的条件下测量工件时发生的测量误差。

在图1所示的误差确定方法中，在确定测量误差C1之后，判断处理部A2将测量误差C1与工件的公差信息B4所指示的公差进行比较，以判断坐标测量机是否正常。例如，在测量误差C1大于公差的情况下，误差确定设备10输出在坐标测量机中存在异常的判断结果C2。通过使用这样的误差确定设备10来提高坐标测量机的可靠性的判断精度，可以在测量之前把握在坐标测量机对需要测量的工件的几何形状进行测量的情况下是否能够获得可靠的测量结果。

图2是用于说明由误差确定设备10确定的示例性测量误差C1的图。图2(a)示出在没有发生运动误差的情况下对工件的测量。图2(b)示出在由于Y方向上的横摆而发生运动误差的情况下对工件的测量。应当注意，为了说明简单，图2示出使用包括X台(X-stage)XS、Y台(Y-stage)YS和探测器P的坐标测量机对方形工件W进行测量的示例。

如图2(a)所示，在没有运动误差的情况下测量工件W时，在估计利用坐标测量机测量工件W时的误差时不需要考虑运动误差。然而，如图2(b)所示，例如，在XY垂直度由于Y方向上的横摆而改变的情况下，工件W的测量结果将包含能够基于长度L和旋转误差θ的乘积而指定的运动误差。使用CMM模型A1来将测量误差C1确定为长度L和旋转误差θ的乘积。该乘积与探测器P和工件W彼此接触的位置处的运动误差相对应。

<误差确定设备10的配置>

图3是用于说明误差确定设备10的配置的图。误差确定设备10包括存储装置11和控制器12。存储装置11包括诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和硬盘等的存储介质。存储装置11存储要由控制器12执行的程序。

例如，控制器12是CPU(中央处理单元)。控制器12通过执行存储在存储装置11中的程序来用作信息获取部121、测量位置指定部122、误差确定部123、判断部124和输出部125。在信息获取部121、测量位置指定部122以及误差确定部123一起工作的情况下，控制器12用作图1所示的CMM模型A1。判断部124和输出部125用作图1所示的判断处理部A2。

信息获取部121获取确定测量误差C1和输出判断结果C2所需的信息。信息获取部121通过诸如LAN(局域网)等的通信网络来获取该信息。

例如，信息获取部121从存储有坐标测量机的日常检验的结果的计算机(图中未示出)获取指示该坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息B1。信息获取部121例如从存储有工件的CAD数据的计算机(图中未示出)获取工件的设计信息B2。信息获取部121将运动误差信息B1输出到误差确定部123，并且将设计信息B2输出到测量位置指定部122。

例如，信息获取部121还从测量工件的人员的计算机(图中未示出)获取指示坐标测量机测量工件时的多个测量条件的测量条件信息B3。测量条件信息B3包括：a)指示用于接触工件的探测器的特性的特性信息以及b)指示坐标测量机中的工件的定位的位置信息。探测器的特性包括例如探测器所设置有的触针的大小、长度、朝向和配置。信息获取部121将测量条件信息B3输出到误差确定部123。

例如，信息获取部121还从存储有工件的CAD数据的计算机获取指示该工件的公差的公差信息B4。公差信息B4所指示的公差例如包括工件的直线度、平面度、平行度和垂直度等的几何公差。信息获取部121将公差信息B4输出到判断部124。

应当注意，存储有坐标测量机的日常检验的结果的计算机、存储有工件的CAD数据的计算机以及测量工件的人员的计算机可能是相同的计算机，也可能是不同的计算机。

测量位置指定部122基于信息获取部121获取到的设计信息B2来指定工件上的测量位置。例如，测量位置是诸如顶点等的工件的特征点的位置。例如，工件上的测量位置由针对工件的基准位置的方向和距离来表示。测量位置指定部122可以利用设计信息B2基于由测量条件信息B3指示的测量点来指定测量位置。测量位置指定部122向误差确定部123通知所指定的工件上的测量位置。

基于运动误差信息B1，误差确定部123确定由于运动误差而在测量位置处的测量中发生的测量误差C1。例如，基于信息获取部121所获得的运动误差信息B1，误差确定部123确定测量误差C1(诸如在测量位置指定部122所指定的多个测量位置中的各个位置处发生的平移误差或旋转误差等)。

例如，由于探测器移动的距离和方向根据测量位置而改变，因此坐标测量机中所发生的运动误差根据测量位置而不同。误差确定部123基于测量位置来指定探测器移动的距离和方向，并且确定与所指定的方向和距离相对应的运动误差，由此以高计算精度确定测量误差C1。

误差确定部123进一步基于测量条件信息B3所指示的多个测量条件中的影响测量位置处的测量的一个或多个测量条件，来确定测量误差C1。例如，在测量条件信息B3包括指示用于接触工件的探测器的特性的特性信息的情况下，误差确定部123基于探测器的特性来确定在探测器接触测量位置时发生的测量误差C1。

例如，坐标测量机中所发生的运动误差根据触针与工件接触的位置而不同。通过基于探测器的特性信息指定测量位置处触针与工件接触的位置，误差确定部123通过考虑触针与工件接触的触针位置来确定测量位置处的测量误差C1。

在测量条件信息B3包括指示坐标测量机中的工件的定位的位置信息的情况下，误差确定部123可以基于与位置信息所指示的定位相对应的运动误差来确定测量误差。该定位通过可以由坐标测量机测量的空间的笛卡尔坐标系中的坐标来表示。误差确定部123基于测量位置指定部122所指定的测量位置和位置信息所指示的定位，指定可以由坐标测量机测量的空间的笛卡尔坐标系中的测量位置。

随后，误差确定部123基于所指定的测量位置来指定探测器移动的距离和方向。误差确定部123根据基于探测器移动的距离和方向而指定的多个测量位置中的各个位置处的探测器的长度等来确定该多个测量位置中的各个位置处的测量误差C1。误差确定部123可以以这种方式通过基于与工件的定位相对应的运动误差对测量误差进行测量，来确定测量位置处的测量误差C1。

判断部124将误差确定部123所确定的测量误差C1与信息获取部121获取到的公差信息B4所指示的工件的公差进行比较，并且基于该比较的结果来判断测量误差C1是否在可接受范围内。判断部124将测量误差C1中所包括的多个运动误差中的各个运动误差和分别与这些运动误差相对应的工件的公差进行比较。

具体地，在测量误差C1中所包括的多个运动误差中的一个或多个运动误差超过分别与该一个或多个运动误差相对应的工件的公差的情况下，判断部124判断为测量误差C1不在可接受范围内。另一方面，在测量误差C1中所包括的多个运动误差中的各个运动误差小于或等于分别与该多个运动误差相对应的工件的公差的情况下，判断部124判断为测量误差C1在可接受范围内。判断部124向输出部125通知判断结果。

输出部125输出误差确定部123所确定的测量误差C1。在这种情况下，输出部125输出与工件上的多个测量位置中的各个测量位置相关联的测量误差C1。输出部125输出将公差信息B4所指示的公差和测量误差C1进行比较的结果。该比较的结果是判断部124关于测量误差C1是否在可接受范围内的判断的结果，并且与判断结果C2相对应。

输出部125经由通信网络将测量误差C1和判断结果C2输出到诸如计算机或智能电话等的信息装置，或输出到坐标测量机。例如，在误差确定设备10由诸如计算机或智能电话等的信息装置构成的情况下，输出部125在信息装置中所包括的显示器上显示测量误差C1和判断结果C2。

例如，通过以这种方式输出或显示测量误差C1和判断结果C2，坐标测量机的用户可以获知在使用该坐标测量机测量工件时发生的测量误差，并且判断该坐标测量机的可靠性。具体地，坐标测量机的用户可以基于在测量工件时发生的测量误差的判断结果来判断是否维修该坐标测量机。

<误差确定设备10的流程图>

图4是用于说明误差确定设备10的操作的流程图。信息获取部121获取运动误差信息B1(步骤S11)。信息获取部121获取设计信息B2(步骤S12)。信息获取部121获取测量条件信息B3(步骤S13)。测量位置指定部122基于设计信息B2来指定测量位置(步骤S14)。误差确定部123基于测量位置指定部122所指定的测量位置来确定测量误差C1(步骤S15)。

信息获取部121获取公差信息B4(步骤S16)。在误差确定部123确定测量误差C1的情况下，判断部124将公差信息B4所指示的公差和测量误差C1进行比较。在测量误差C1所指示的多个运动误差中的各个运动误差等于或小于分别与这些运动误差相对应的公差的情况下(S17中的是)，判断部124判断为测量误差C1在可接受范围内，并且输出“OK”作为判断结果(步骤S18)。在测量误差C1所指示的多个运动误差中的一个或多个运动误差超过与这些运动误差相对应的公差的情况下(S17中的否)，判断部124判断为测量误差C1不在可接受范围内，并且输出“NG”作为判断结果(步骤S19)。

<误差确定设备10的效果>

如上所述，误差确定设备10包括用于基于设计信息来指定工件的测量位置的测量位置指定部122。然后，误差确定部123基于运动误差信息来确定在测量位置指定部122所指定的测量位置处的测量中发生的测量误差。误差确定设备10以这种方式操作，并且因此误差确定设备10能够在考虑根据工件上的测量位置而改变的运动误差的同时确定坐标测量机中的测量误差。然后，坐标测量机的用户能够基于误差确定设备10所确定的测量误差来确定该坐标测量机的可靠性。结果，使用该坐标测量机测量工件的用户能够a)在测量之前确认该坐标测量机是否能够适当地测量工件以及b)适当地判断该坐标测量机是否需要维修。

基于示例性实施例来说明本发明。本发明的技术范围不限于上述实施例中所说明的范围，并且可以在本发明的范围内进行各种改变和修改。例如，设备的全部或部分可以被配置成在功能上或物理上分布并集成在任意单元中。此外，本发明的示例性实施例中包括设备的全部或部分的任意组合所生成的新的示例性实施例。由该组合引起的新的实施例的效果具有原始实施例的效果。

Claims (9)

1.一种误差确定设备，用于确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述误差确定设备包括：

信息获取部，用于获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；

测量位置指定部，用于基于所述设计信息来指定工件上的测量位置；

误差确定部，用于基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及

输出部，用于输出所述误差确定部所确定的测量误差。

2.根据权利要求1所述的误差确定设备，其中，

所述信息获取部还获取指示在所述坐标测量机测量工件时的多个测量条件的测量条件信息，以及

所述误差确定部进一步基于所述测量条件信息所指示的多个测量条件中的影响所述测量位置处的测量的一个或多个测量条件，来确定所述测量误差。

3.根据权利要求2所述的误差确定设备，其中，

所述测量条件信息包括指示用于接触工件的探测器的特性的特性信息，以及

所述误差确定部基于所述探测器的特性来确定在所述探测器接触所述测量位置时发生的测量误差。

4.根据权利要求2或3所述的误差确定设备，其中，

所述测量条件信息包括指示所述坐标测量机中的工件的定位的位置信息，以及

所述误差确定部基于与所述位置信息所指示的定位相对应的运动误差来确定所述测量误差。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的误差确定设备，其中，

所述输出部与工件上的多个位置中的各个位置相关联地输出所述测量误差。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的误差确定设备，其中，

所述信息获取部还获取指示工件的公差的公差信息，以及

所述输出部输出所述公差信息所指示的公差和所述测量误差的比较结果。

7.根据权利要求6所述的误差确定设备，还包括：

判断部，用于在所述测量误差超过工件的公差的情况下，判断为所述测量误差不在可接受范围内，以及在所述测量误差等于或小于工件的公差的情况下，判断为所述测量误差在可接受范围内，其中，

所述输出部输出所述判断部所作出的判断结果。

8.一种由计算机进行的误差确定方法，用于确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述误差确定方法包括以下步骤：

获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；

基于所述设计信息来确定工件上的测量位置；

基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及

输出所确定的测量误差。

9.一种存储有程序的记录介质，所述程序用于使计算机确定在坐标测量机测量工件时发生的测量误差，所述程序使计算机实现功能，所述功能包括：

获取a)指示所述坐标测量机的运动误差的测量结果的运动误差信息和b)工件的设计信息；

基于所述设计信息来确定工件上的测量位置；

基于所述运动误差信息来确定由于所述运动误差而在所述测量位置处的测量中发生的测量误差；以及

输出所确定的测量误差。

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