DE102018215294A1

DE102018215294A1 - Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts

Info

Publication number: DE102018215294A1
Application number: DE102018215294.2A
Authority: DE
Inventors: Takashi Noda
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2019-03-14
Also published as: JP2019049464A; CN109470193A; JP7002892B2; US20190078866A1; CN109470193B; US10746523B2

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts wird bereitgestellt, das ein Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung in einem Geschwindigkeitsmuster mit einem Steuerabtastzyklus synchronisiert und eine Steuerverzögerung verhindert.Aufgrund einer Form einer Bewegungsbahn, die aufgrund vorläufig erlangter Formdaten eines zu messenden Gegenstands eingestellt wurde, eines Geschwindigkeitsmusters für einen Tastkopf, der sich entlang der Bewegungsbahn bewegt.Es wird festgestellt, ob ein Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit einem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist.Wenn das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist, wird das Geschwindigkeitsmuster so korrigiert, dass das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem Steuerabtastzyklus des Formmessgerats synchronisiert ist.

Description

AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht den Vorteil der Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-173576 , eingereicht am 8. September 2017, deren Offenbarung hierin in vollem Umfang durch Bezugnahme aufgenommen ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts.
Beschreibung des Standes der Technik
Formmessgerate, die die Form eines zu messenden Gegenstands messen, indem ein Tastkopf entlang einer Oberfläche des zu messenden Gegenstands bewegt wird, während die Oberfläche gescannt wird, sind bekannt (beispielsweise JP 2008-241420 A , JP 2013-238573 A , JP 2014 - 21004 A ).
Zum Durchführen einer Scan-Messungen muss eine Bahn für die Scan-Messung vorbereitet werden.
Die in JP 2008-241420 A offenbarte Vorrichtung wandelt Designdaten aufgrund von CAD-Daten (beispielsweise NURBS-Daten (Daten eines nicht-uniformen rationalen B-Splines)) in eine Gruppe von Polynomkurven eines vorgegebenen Grads um.
Dieses Verfahren wird kurz beschrieben.
Zuerst werden CAD-Daten (beispielsweise NURBS-Daten), die Bahninformationen enthalten, von einem externen CAD-System oder dergleichen empfangen und in Daten einer Gruppe von Punkten umgewandelt.
Die Daten für jeden Punkt sind eine Kombination aus Koordinaten, (x, y, z) und Normallinienrichtungen (P, Q, R) (das heißt (x, y, z, P, Q, R) ).
Nachstehend werden die Daten der Gruppe von Punkten, die die Informationen (x, y, z, P, Q, R) umfassen, zum Zweck der Erläuterung unten als „Konturpunktdaten“ bezeichnet.
Danach werden die Koordinaten von jedem Punkt in der Normallinienrichtung um einen vorgegebenen Betrag versetzt.
(Insbesondere ist der vorgegebene Betrag ein Taststiftspitzenradius r - ein Bezugsbetrag der Auslenkung E0.)
Die Daten der Gruppe von Punkten, die auf diese Weise erlangt werden, werden als „versetzte Konturpunktdaten“ bezeichnet.
Dann werden die versetzten Konturpunktdaten in eine Gruppe von Polynomkurven eines vorgegebenen Grads umgewandelt.
Hier wird angenommen, dass das Polynom eine kubische Funktion ist und die Kurven parametrische kubische Kurven (PCC) sind.
Aufgrund einer PCC-Kurve wird eine Bahn zur Scan-Messung erzeugt. Außerdem ist die PCC-Kurve in eine Gruppe geteilter PCC-Kurven geteilt.
Durch Berechnen einer Geschwindigkeitskurve aus der Gruppe geteilter PCC-Kurven wird eine Bewegungsgeschwindigkeit (ein Bewegungsvektor) eines Tastkopfs berechnet.
Beispielsweise wird die Bewegungsgeschwindigkeit (der Bewegungsvektor) des Tastkopfs aufgrund der Krummung oder dergleichen von jedem Segment der Gruppe geteilter PCC-Kurven eingestellt.
Durch Bewegen des Tastkopfs aufgrund der auf diese Weise berechneten Bewegungsgeschwindigkeit wird der Tastkopf entlang der Oberflache des zu messenden Gegenstands bewegt (passive nominale Scan-Messung: es ist zu beachten, dass der Begriff „nominal“ in dieser Beschreibung ein Scannen entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn bedeutet, die im Voraus aufgrund der Designdaten eines Gegenstands berechnet wurde).
Es ist auch ein Verfahren zum Durchführen von Scan-Messung bekannt, wahrend eine Bewegungsbahn korrigiert wird, indem kontinuierlich ein Auslenkungskorrekturvektor berechnet wird, um einen Auslenkungsbetrag eines Tastkopfs konstant zu halten (aktive nominale Scan-Messung).
Die in JP 2013-238573 A offenbarte aktive nominale Scan-Messung wird kurz beschrieben.
Bei der aktiven nominalen Scan-Messung ist ein resultierender Vektor V, der durch den folgenden Ausdruck 1 ausgedrückt wird, ein Bewegungsbefehl für einen Tastkopf.
Der Tastkopf wird aufgrund des resultierenden Vektors V bewegt, und infolgedessen ist die Scan-Messung an einer Werkstückoberfläche, bei der der Tastkopf (die Taststiftspitze) entlang der PCC-Kurve bewegt wird, und der Auslenkungsbetrag konstant, das heißt, aktive nominale Scan-Messung wurde angewendet. $V = Gf \times Vf + Ge \times Ve + Gc \times Vc$
Ausdruck 1 wird mit Bezug auf 1 kurz beschrieben.
In 1 liegt eine PCC-Kurve (das heißt eine Scan-Bahn) an der Position vor, die von den Designdaten (Konturpunktdaten) um einen vorgegeben Betrag (einen Taststiftspitzenradius r - ein Bezugsbetrag der Auslenkung E0) versetzt ist.
Außerdem ist das Werkstück selbst leicht von den Designdaten in 1 verschoben.
Der Vektor Vf ist ein Bahngeschwindigkeitsvektor.
Der Bahngeschwindigkeitsvektor Vf weist eine Richtung von einem Interpolationspunkt (i) auf der PCC-Kurve zum nächsten Interpolationspunkt (i+1) auf.
Es ist zu beachten, dass die Größenordnung des Bahngeschwindigkeitsvektors Vf aufgrund von beispielsweise der Krümmung der PCC-Kurve am Interpolationspunkt (i) bestimmt wird (beispielsweise JP 2014-21004 A ).
Der Vektor Ve ist ein Auslenkungskorrekturvektor um den Betrag der Auslenkung Ep des Tastkopfs auf einem vorgegebenen Bezugsbetrag der Auslenkung E0 zu halten (beispielsweise 0,3 mm).
(Der Auslenkungskorrekturvektor Ve verläuft notwendigerweise parallel zur Normallinie der Werkstückoberfläche.)
Der Vektor Vc ist ein die Bewegungsbahn korrigierender Vektor.
Der die Bewegungsbahn korrigierende Vektor Vc verläuft parallel zu einer Senkrechten von der Tastkopfposition zur PCC-Kurve.
In Ausdruck 1, sind Gf, Ge und Gc eine Scan-Antriebsverstärkung, eine Verstärkung, die die Auslenkungsrichtung korrigiert und eine Verstärkung, die eine Bewegungsbahn korrigiert.
In 2 ist eine PCC-Kurve beispielhaft dargestellt.
2 zeigt eine PCC-Kurve L_PCC von einem Punkt P1 zu einem Punkt P7, die PCC-Kurve L_PCC ist durch Punkte P in mehrere Segmente geteilt.
(Jedes Segment ist ebenfalls eine PCC-Kurve.)
Der Endpunkt von jedem Segment ist der Anfangspunkt des nächsten Segments (PCC-Kurve).
Es wird angenommen, dass die Koordinaten des Anfangspunkts von jedem Segment durch (K_X0, K_Y0, K_Z0) dargestellt wird, und dass die Länge der geraden Linie zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt von jeder PCC-Kurve D ist.
Mit dieser Definition werden die Koordinaten {X(S), Y(S), Z(S)} einer willkürlich Position auf der PCC-Kurve durch die folgenden Ausdrücke anhand von Koeffizienten (K_X3, K_X2, ..., K_Z1 und K_Z0) ausgedrückt, die eine kubische Kurve darstellen. $X (S) = K_{X3} S^{3} + K_{X2} S^{2} + K_{X1} S + K_{X0}$
$Y (S) = K_{Y3} S^{3} + K_{Y2} S^{2} + K_{Y1} S + K_{Y0}$
$Z (S) = K_{Z3} S^{3} + K_{Z2} S^{2} + K_{Z1} S + K_{Z0}$
Wenn ein Werkstuck eine einfache Form wie eine Ebene oder einen Kreis mit einer konstanten Krümmung aufweist, ist die Bahn für die Scan-Messung ebenfalls eine einfache Form wie eine gerade Linie oder ein Kreis, und es ist nicht notwendig, eine PCC-Kurve in mehrere Segmente zu teilen.
Weist ein Messabschnitt eines Werkstücks jedoch eine komplizierte Form auf, muss eine PCC-Kurve fein zerteilt werden, um die Anzahl der Segmente zu erhöhen, damit die Scan-Messung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann, während ein Tastkopf dem Messabschnitt genau folgt.
Um beispielsweise die Scan-Messung an einer Konturform mit einer wie in 3 gezeigten Kurve durchzuführen, wird die Kurve an Punkten, an denen sich die Krümmung ändert, in Segmente geteilt, wie es in 4 beispielhaft dargestellt ist.
Dann wird für jedes Segment ein geeignetes Geschwindigkeitsmuster eingestellt ( JP 2014-21004 A ).
Mit anderen Worten wird ein Geschwindigkeitsmuster entsprechend jedem Segment eingestellt, damit der Tastkopf der Kurve genau folgen und sich mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit bewegen kann.
5 zeigt ein Beispiel des Geschwindigkeitsmusters.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Beispielsweise ist die Beschleunigung/Verlangsamung der Bewegungsgeschwindigkeit entsprechend dem erlangten Geschwindigkeitsmuster zu steuern, wie in 5 gezeigt, in der Praxis trat jedoch das folgende Problem auf.
Das Geschwindigkeitsmuster in 5 wird durch Anpassen eines Geschwindigkeitsmusters an die Form, etwa eine Krummung einer PCC-Kurve, und Durchführen arithmetischer Verarbeitung erlangt.
Wenn jedoch der Antrieb eines Formmessgerät gesteuert wird, wird ein Befehl auf der Basis eines Steuerabtastzyklus durchgeführt.
Als Beispiel wird auf 6 Bezug genommen.
6 zeigt ein Geschwindigkeitsmuster mit einer Einteilung pro Steuerabtastzyklus (T) auf der Zeitachse.
6 zeigt ein Beispiel, in dem das Geschwindigkeitsmuster zufällig perfekt mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist.
Zuerst beschleunigt sich ein Tastkopf von einer Anfangsgeschwindigkeit Vs, erreicht eine gleichbleibende Geschwindigkeit V, bewegt sich mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit V und verlangsamt sich auf eine Endgeschwindigkeit Ve.
Solange sich der Tastkopf zu den Zeiten beschleunigt und verlangsamt, die im Geschwindigkeitsmuster eingestellt sind, erreicht der Tastkopf Zielpunkt erreichen.
Andererseits zeigt 7 ein Beispiel, in dem ein Geschwindigkeitsmuster mit einem Steuerabtastzyklus nicht synchronisiert ist.
Obwohl sich ein Tastkopf von der Anfangsgeschwindigkeit Vs beschleunigt und die gleichbleibende Geschwindigkeit V im Geschwindigkeitsmuster erreicht, ist die Endzeit der Beschleunigung nicht mit dem Ende des Steuerabtastzyklus synchronisiert.
Daher beschleunigt sich der Tastkopf weiter bis zum Ende des Steuerabtastzyklus.
Dann uberschreitet der Tastkopf die gleichbleibende Zielgeschwindigkeit V und die Position des Tastkopfs überschreitet den berechneten Zielpunkt.
Außerdem bewegt sich der Tastkopf mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit V und beginnt dann, sich in einem Verlangsamungsabschnitt zu verlangsamen. Der Beginn der Verlangsamung ist jedoch nicht mit dem Beginn des Steuerabtastzyklus synchronisiert.
Daher bewegt sich der Tastkopf mit gleichbleibender Geschwindigkeit V bis zum Ende des Steuerabtastzyklus weiter.
Wenn das Timing der Verlangsamung verzögert wird, hat die Endposition des Tastkopfs den berechneten Zielpunkt überschritten.
Jedes Mal, wenn das Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung derartig vom Steuerabtastzyklus verschoben wird, sammeln sich Steuerfehler an.
Bei der herkömmlichen Antriebssteuerung eines Formmessgeräts ist die Größenordnung der Maximalgeschwindigkeit und der Maximalbeschleunigung nicht so groß, und eine Steuerverzögerung verursacht keinen großen unbehebbaren Fehler.
(Alternativ werden die Maximalgeschwindigkeit und die Maximalbeschleunigung unterdrückt, um keine große Steuerungsverzögerung zu verursachen.)
Da jedoch in letzter Zeit die Verbesserung des Messeffizienz erwünscht ist, sollte das Problem einer Steuerverzögerung gelöst werden, um die Maximalgeschwindigkeit und die Maximalbeschleunigung zu erhohen.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Steuern eines Formmessgeräts, das ein Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung in einem Geschwindigkeitsmuster mit einem Steuerabtastzyklus synchronisiert und eine Steuerverzögerung verhindert.
Ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, das einen Tastkopf entlang einer Oberfläche eines zu messenden Gegenstands bewegt, um eine Form des zu messenden Gegenstands zu messen, das Verfahren umfassend:

Erzeugen, aufgrund einer Form einer Bewegungsbahn, die aufgrund vorläufig erlangter Formdaten des zu messenden Gegenstands eingestellt wurde, eines Geschwindigkeitsmusters für den Tastkopf, der sich entlang der Bewegungsbahn bewegt;
Feststellen, ob ein Timing der Geschwindigkeitsanderung des Geschwindigkeitsmusters mit einem Steuerabtastzyklus des Formmessgerats synchronisiert ist; und
wenn das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist, Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters, sodass das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist.

In einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird das Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters vorzugsweise mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert, umfassend:

wenn eine Anfangsgeschwindigkeit und eine Endgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsmusters null sind, und wenn das Geschwindigkeitsmuster ein trapezförmiges Muster ist,
Berechnen eines Werts Nm durch Hinzufügen der Anzahl von Malen der Steuerabtastung in einem Beschleunigungsabschnitt Na zu der Anzahl der Male der Steuerabtastung in einem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit Nf und Aufrunden der Summe hinter dem Dezimalzeichen;
Berechnen einer Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm, die eine Geschwindigkeit im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit ist, mit S/(T × Nm), wobei S eine Gesamtbewegungsentfernung und T ein Steuerabtastzyklus ist;
Berechnen eines Werts Nam, der ein gerundeter Wert der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na ist, mit AUFGERUNDET (Na', 0) wobei Na' = Vm/(T × α) und α die Beschleunigung vor der Korrektur ist; und
Einstellen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit als Nfm = Nm - Nam.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters vorzugsweise mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert, umfassend:

wenn eine Anfangsgeschwindigkeit und eine Endgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsmusters null sind, und wenn das Geschwindigkeitsmuster ein Dreiecksmuster aufweist,
wird die gerundete Anzahl der Male einer Steuerabtastung in einem Beschleunigungsabschnitt Nan mit dem folgenden Ausdruck berechnet;
Nan = Aufgerundet (Na, 0)
wobei Na S = α × (Na × T)² ist, S eine Gesamtbewegungsentfernung ist, α Beschleunigung vor der Korrektur ist, und T ein Steuerabtastzyklus ist.

Ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, das einen Tastkopf entlang einer Oberfläche eines zu messenden Gegenstands bewegt, um eine Form des zu messenden Gegenstands zu messen, das Verfahren umfassend:

Erzeugen, aufgrund einer Form einer Bewegungsbahn, die aufgrund vorläufig erlangter Formdaten des zu messenden Gegenstands eingestellt wurde, eines Geschwindigkeitsmusters für den Tastkopf, der sich entlang der Bewegungsbahn bewegt;
Feststellen, ob ein Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit einem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist; und
wenn das Timing der Geschwindigkeitsanderung des Geschwindigkeitsmusters nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist, Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters, sodass das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist.

wenn das Geschwindigkeitsmuster trapezförmig ist,
Einstellen der Anzahl von Malen der Steuerabtastung in einem Beschleunigungsabschnitt vor der Korrektur als Na, der Anzahl der Male der Steuerabtastung in einem Verlangsamungsabschnitt vor der Korrektur als Nd, der Anzahl der Male der Steuerabtastung in einem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit vor der Korrektur als Nf und die Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung vor der Korrektur als Nt;
Berechnen der Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung nach der Korrektur Ntm durch Aufrunden der Gesamtanzahl von Malen der Steuerabtastung vor der Korrektur Nt hinter dem Dezimalzeichen;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt nach der Korrektur Nam durch Aufrunden des Werts Na;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt nach der Korrektur Ndm durch Aufrunden des Werts Nd;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit nach der Korrektur Nft mit Ntm - (Nam + Ndm) - 2; und
Einfügen eines Anpassungsabschnitts fur einen Steuerabtastzyklus zwischen dem Beschleunigungsabschnitt und dem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit und zwischen dem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit und dem Verlangsamungsabschnitt.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn jeweilige Vorzechen der Beschleunigung im Anpassungsabschnitt und der Beschleunigung vor der Korrektur umgekehrt sind, vorzugsweise „1“vom Wert Nam subtrahiert und „1“ vom Wert Ndm subtrahiert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters vorzugsweise mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert, umfassend:

wenn das Geschwindigkeitsmuster ein Dreiecksmuster ist,
Einstellen der Anzahl von Malen der Steuerabtastung in einem Beschleunigungsabschnitt vor der Korrektur als Na, der Anzahl der Male der Steuerabtastung in einem Verlangsamungsabschnitt vor der Korrektur als Nd und die Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung vor der Korrektur als Nt;
Berechnen der Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung nach der Korrektur Ntm durch Aufrunden der Gesamtanzahl von Malen der Steuerabtastung vor der Korrektur Nt hinter dem Dezimalzeichen;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt nach der Korrektur Nam durch Subtrahieren von 1 von dem Wert, der durch Aufrunden des Werts Na erlangt wird;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt nach der Korrektur Ndm durch Subtrahieren von 1 von dem Wert, der durch Aufrunden des Werts Nd erlangt wird;
Berechnen der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit nach der Korrektur Nft mit Ntm - (Nam + Ndm) - 2; und
Einfügen eines Anpassungsabschnitts für einen Steuerabtastzyklus zwischen dem Beschleunigungsabschnitt und dem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit und zwischen dem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit und dem Verlangsamungsabschnitt.

Ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgerats in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, das einen Tastkopf entlang einer Oberfläche eines zu messenden Gegenstands bewegt, um eine Form des zu messenden Gegenstands zu messen, das Verfahren umfassend:

Erzeugen, aufgrund einer Form einer Bewegungsbahn, die aufgrund vorläufig erlangter Formdaten des zu messenden Gegenstands eingestellt wurde, eines Geschwindigkeitsmusters für den Tastkopf, der sich entlang der Bewegungsbahn bewegt;
Feststellen, ob ein Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit einem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist;
wenn das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist, Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters, sodass das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist;
Berechnen vorläufiger S-förmiger Geschwindigkeitskurven eines Beschleunigungsabschnitts und eines Verlangsamungsabschnitts im Geschwindigkeitsmuster nach der Korrektur unter der Annahme, dass sich der Tastkopf von einer Anfangsgeschwindigkeit Vs im Beschleunigungsabschnitt gleichmäßig beschleunigt, eine Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm erreicht, sich von der Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm im Verlangsamungsabschnitt gleichmäßig verlangsamt und eine Endgeschwindigkeit Ve erreicht;
Berechnen einer unzureichenden Entfernung Da der Bewegung gemäß jeder vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve;
Berechnen eines Geschwindigkeitskompensationsbetrags ΔV um für die unzureichende Entfernung Da zu kompensieren, mit der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt oder dem Verlangsamungsabschnitt; und
Einstellen eines Werts, der durch Hinzufügen des Geschwindigkeitskompensationsbetrags ΔV zur vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve an jedem Timing der Steuerabtastung als eine Geschwindigkeit nach der Korrektur erlangt wird.

Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Designdaten (Kontourpunktdaten), einer PCC-Kurve und einem tatsächlichen Werkstück beispielhaft darstellt;
2 ein Diagramm, das eine PCC-Kurve beispielhaft darstellt;
3 ein Diagramm, das eine gekrümmte Kontur (PCC-Kurve) beispielhaft darstellt;
4 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine PCC-Kurve darstellt, die in Segmente aufgeteilt ist;
5 ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmuster darstellt;
6 ein Diagramm, das ein Geschwindigkeitsmuster mit einer Einteilung pro Steuerabtastzyklus (T) auf der Zeitachse darstellt, und ein Beispiel zeigt, in dem das Geschwindigkeitsmuster mit dem Steuerabtastzyklus perfekt synchronisiert ist;
7 ein Diagramm, das ein Geschwindigkeitsmuster mit einer Einteilung pro Steuerabtastzyklus (T) auf der Zeitachse darstellt, und ein Beispiel zeigt, in dem das Geschwindigkeitsmuster nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist;
8 ein Diagramm, das eine Konfiguration eines vollständigen Formmesssystems darstellt;
9 ein Funktionsblockdiagramm einer Bewegungssteuereinheit und eines Hauptrechners;
10 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bewegungsbefehle erzeugenden Einheit darstellt;
11 ein Diagramm, das ein Beispiel fur ein trapezförmiges Muster zeigt, in dem eine Anfangsgeschwindigkeit Vs und eine Endgeschwindigkeit Ve null sind;
12 ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Dreiecksmuster zeigt, in dem eine Anfangsgeschwindigkeit Vs und eine Endgeschwindigkeit Ve null sind;
13 vollständiges Flussdiagramm der Steuerbewegung der Bewegungssteuereinheit;
14 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierenden Verarbeitung des Geschwindigkeitsmusters einer Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit erläutert;
15 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierenden Verarbeitung des Geschwindigkeitsmusters erläutert;
16 ein Diagramm, das ein korrigiertes Geschwindigkeitsmuster darstellt;
17 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierende Verarbeitung von Geschwindigkeitsmustern erläutert;
18 ein Diagramm, das ein korrigiertes Geschwindigkeitsmuster darstellt;
19 ein Diagramm, das ein Beispiel für ein trapezförmiges Muster zeigt, in dem eine Anfangsgeschwindigkeit Vs und a Endgeschwindigkeit Ve nicht null sind;
20 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierenden Verarbeitung von Geschwindigkeitsmustern erläutert;
21 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur Ganzzahlverarbeitung erläutert;
22 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur Ganzzahlverarbeitung erläutert;
23 ein Diagramm, das ein korrigiertes Geschwindigkeitsmuster darstellt;
24 ein Diagramm, das ein Beispiel fur ein Dreiecksmuster zeigt, in dem eine Anfangsgeschwindigkeit Vs und eine Endgeschwindigkeit Ve nicht null sind;
25 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierenden Verarbeitung von Geschwindigkeitsmustern erläutert;
26 ein Diagramm, das ein korrigiertes Geschwindigkeitsmuster darstellt;
27 ein Flussdiagramm, das Verfahren zur Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung erläutert;
28 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine vorläufige S-förmige Geschwindigkeitskurve im Gegensatz zu einem vereinfachten Korrekturgeschwindigkeitsmuster darstellt;
29 ein Diagramm, das ein Verfahren zum Erlangen einer S-förmigen Geschwindigkeitskurve aus einem linearen Beschleunigungs-/Verlangsamungsmuster durch Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung erläutert;
30 ein Diagramm, das ein Verfahren zum Erlangen einer S-förmigen Geschwindigkeitskurve aus einem linearen Beschleunigungs-/Verlangsamungsmuster durch Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung erläutert;
31 ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Entfernungskompensationsbetrag darstellt; und
32 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Geschwindigkeitskompensationsbetrag darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Bezugszeichen dargestellt und beschrieben, die den Elementen in den Zeichnungen beigefügt sind.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines vollstandigen Formmesssystems 100 darstellt.
Das Formmesssystem 100 umfasst ein Koordinatenmessgerät 200, eine Bewegungssteuereinheit 300, die den Antrieb des Koordinatenmessgeräts 200 steuert, und einen Hauptrechner 500, der die Bewegungssteuereinheit 300 steuert und notwendige Datenverarbeitung vornimmt.
Das Koordinatenmessgerät 200 selbst ist gut bekannt, wird jedoch kurz beschrieben.
Das Koordinatenmessgerat 200 umfasst ein Unterteil 210, einen Bewegungsmechanismus 220 und einen Tastkopf 230.
Ein Antriebsmotor (nicht dargestellt) und ein Kodiergerat (nicht dargestellt) sind an sowohl dem Y-Schlitten 221, dem X-Schlitten 222 als auch der Z-Spindel 224 befestigt.
Der Antrieb der Antriebsmotoren wird von Antriebssteuersignalen von der Bewegungssteuereinheit 300 gesteuert.
Die Kodiergeräte stellen die jeweiligen Bewegungsbeträge des Y-Schlittens 221, des X-Schlittens 222 und der Z-Spindel 224 fest und geben die festgestellten Werte an die Bewegungssteuereinheit 300 aus.
Der Tastkopf 230 ist am unteren Ende der Z-Spindel 224 angebracht.
Der Tastkopf 230 umfasst einen Taststift 231 und einen Trägerabschnitt 233. Der Taststift 231 weist eine Taststiftspitze 232 auf der Spitzenseite (-Seitenrichtung der Z-Achse) auf. Der Trägerabschnitt 233 trägt die Unterteilseite (+Seitenrichtung der Z-Achse) des Taststifts 231.
Die Taststiftspitze 232 weist eine Kugelform auf und wird mit einem zu messenden Gegenstand W in Kontakt gebracht.
Wenn eine externe Kraft auf den Taststift 231 angewendet wird, das heißt, wenn die Taststiftspitze 232 in Kontakt mit dem zu messenden Gegenstand W gebracht wird, trägt der tragende Abschnitt 233 den Taststift 231, sodass der Taststift 231 in Richtung der X-, Y- und Z-Achse innerhalb eines bestimmten Bereichs bewegbar ist.
Der tragende Abschnitt 233 umfasst ferner einen Tastkopfsensor (nicht dargestellt), der eine Position des Taststifts 231 in jeder Achsenrichtung feststellt. Der Tastkopfsensor gibt den festgestellten Wert an die Bewegungssteuereinheit 300 aus.
(Konfiguration der Bewegungssteuereinheit 300)
9 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Bewegungssteuereinheit 300 und des Hauptrechners 500.
Die Bewegungssteuereinheit 300 umfasst eine Messbefehle erwerbende Einheit 310, eine Zählereinheit 330, eine Bewegungsbefehle erzeugende Einheit 340 und eine Antriebssteuereinheit 350.
Die Messbefehle erwerbende Einheit 310 erwirbt PCC-Kurvendaten vom Hauptrechner 500.
Die Zahlereinheit 330 misst den Verschiebungsbetrag von jedem Schlitten, indem vom Kodiergerät ausgegebene Detektionssignale gezählt werden, und misst den Verschiebungsbetrag des Tastkopfs 230 (des Taststifts 231), indem vom Tastkopfsensor ausgegebene Detektionssignale gezählt werden.
Aus den gemessenen Verschiebungsbeträgen von jedem Schlitten und dem Tastkopf 230 wird eine Koordinatenposition PP (nachstehend als Tastkopfposition PP bezeichnet) der Taststiftspitze 232 erlangt.
Außerdem wird aus dem Verschiebungsbetrag des Taststifts 231 (dem festgestellten Wert des Tastkopfsensors (Px, Py, Pz)), der vom Zähler 330 gemessen wird, der Auslenkungsbetrag (ein absoluter Wert eines Vektors Ep) der Taststiftspitze 232 erlangt.
Die Bewegungsbefehle erzeugende Einheit 340 berechnet eine Bewegungsbahn fur den Tastkopf 230 (die Taststiftspitze 232), um die Oberfläche des zu messenden Gegenstands W mit dem Tastkopf 230 (der Taststiftspitze 232) zu messen und berechnet einen Geschwindigkeitsvektor entlang der Bewegungsbahn.
Die Konfiguration der Bewegungsbefehle erzeugenden Einheit 340 ist in 10 gezeigt.
Die Bewegungsbefehle erzeugende Einheit 340 umfasst eine Geschwindigkeitsmuster planende Einheit 341 und eine Vektorbefehle erzeugende Einheit 348.
Die Geschwindigkeitsmuster planende Einheit 341 umfasst eine Geschwindigkeitsmuster berechnende Einheit 342, eine Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit 343 und eine die Beschleunigung/Verlangsamung anpassende Einheit 344.
Die Bewegung jeder funktionellen Einheit wird später mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben.
Die Antriebssteuereinheit 350 steuert den Antrieb von jedem Schlitten aufgrund des Bewegungsvektors, der von der Bewegungsbefehle erzeugenden Einheit 340 berechnet wird.
Es ist zu beachten, dass eine manuelle Steuereinheit 400 mit der Bewegungssteuereinheit 300 verbunden ist.
Die manuelle Steuereinheit 400 umfasst einen Joystick und verschiedene Knöpfe, empfängt einen manuellen Eingabebetrieb von einem Benutzer und sendet die Betriebsbefehle des Benutzers an die Bewegungssteuereinheit 300.
In diesem Fall steuert die Bewegungssteuereinheit 300 (die Antriebssteuereinheit 350) den Antrieb von jedem Schlitten als Reaktion auf die Betriebsanweisungen des Benutzers.
(Konfiguration des Hauptrechners 500)
Der Hauptrechner 500 umfasst eine zentrale Rechnereinheit (CPU) 511 und einen Speicher und steuert das Koordinatenmessgerat 200 über die Bewegungssteuereinheit 300.
Der Hauptrechner 500 umfasst ferner eine Speichereinheit 520 und eine Formanalyseeinheit 530.
Die Speichereinheit 520 speichert Designdaten wie CAD-Daten oder NURBS-Daten bezüglich der Form des zu messenden Gegenstands (Werkstücks) W, Messdaten, die durch Messen erlangt werden, und ein Messsteuerprogramm zum Steuern eines allgemeinen Messbetriebs.
Die Formanalyseeinheit 530 berechnet Oberflächenformdaten des zu messenden Gegenstands W aufgrund der Messdaten, die von der Bewegungssteuereinheit 300 ausgegeben werden, und führt Formanalyse aus, um einen Fehler oder eine Verzerrung der berechneten Oberflächenformdaten des zu messenden Gegenstands W zu berechnen.
Die Formanalyseeinheit 530 führt ferner arithmetische Verarbeitung durch, etwa Umwandlung der Designdaten (CAD-Daten, NURBS-Daten oder dergleichen) in eine PCC-Kurve.
Die CPU 511 führt das Messsteuerprogramm aus, und dadurch wird der Messbetrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels umgesetzt.
Der Hauptrechner 500 ist nach Bedarf mit Ausgabevorrichtungen (einer Anzeige und einem Drucker) und Eingabevorrichtungen (einer Tastatur und einer Maus) verbunden.
(Steuerverfahren)
Mit Bezug auf ein Flussdiagramm wird ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgerats gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie oben beschrieben ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung das Synchronisieren eines Timings der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung eines Geschwindigkeitsmusters mit einem „Steuerabtastzyklus“, um eine Steuerverzögerung zu verhindern.
Ein Geschwindigkeitsmuster, in dem ein Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung nicht mit einem Steuerabtastzyklus synchronisiert (beispielsweise in 7) wird, wird korrigiert, um das Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsanderung mit dem Steuerabtastzyklus zu synchronisieren.
Im ersten Ausfuhrungsbeispiel wird ein Geschwindigkeitsmuster beschrieben, in dem sowohl eine Anfangsgeschwindigkeit Vs und eine Endgeschwindigkeit Ve null sind, wie in 11 und 12 gezeigt.
(Ein Geschwindigkeitsmuster, in dem eine aus der Anfangsgeschwindigkeit Vs oder der Endgeschwindigkeit Ve nicht null ist, wird in einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben.)
13 ist ein vollständiges Flussdiagramm der Steuerbewegung der Bewegungssteuereinheit 300.
Die Bewegungssteuereinheit 300 empfängt PCC-Kurvendaten, die vom Hauptrechner 500 erzeugt werden, als einen Messbefehl (ST110).
Die Geschwindigkeitsmuster planende Einheit 341 erzeugt ein Geschwindigkeitsmuster für den Tastkopf 230, um eine Scan-Bewegung gemaß den PCC-Kurvendaten (ST120) durchzufuhren.
Die Geschwindigkeitsmuster berechnende Einheit 342 erzeugt für jedes Segment das Geschwindigkeitsmuster, damit der Tastkopf 230 der PCC-Kurve genau folgen und sich mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit bewegen kann (ST130).
Diese Verarbeitung ist die gleiche wie die einer herkömmlichen Methode, und es wird beispielsweise das Geschwindigkeitsmuster in 5 erzeugt, wie es in der Beschreibung des Standes der Technik beschrieben wurde. Im ersten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass ein Geschwindigkeitsmuster erzeugt wird, in dem sowohl die Anfangsgeschwindigkeit Vs als auch die Endgeschwindigkeit Ve null sind, wie in 11 oder 12 dargestellt.
Beispielsweise wird angenommen, dass das Geschwindigkeitsmuster eine PCC-Kurve (ein Segment einer PCC-Kurve) ist, die eine einfache Figur aufweist (beispielsweise eine gerade Linie oder eine Kurve mit einer konstanten Krummung).
Im Geschwindigkeitsmuster in 11 beginnt der Tastkopf 230 von dem Zustand, in dem die Anfangsgeschwindigkeit Vs null ist, beschleunigt sich mit gleichmäßiger Beschleunigung, erreicht die Maximalgeschwindigkeit Vmax, bewegt sich mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit der Maximalgeschwindigkeit Vmax über einen gewissen Zeitraum, verlangsamt sich mit gleichmaßiger Verlangsamung und hält mit der Endgeschwindigkeit Ve = 0 an.
Zu diesem Zeitpunkt wird angenommen, dass die Höhe der Beschleunigung gleich der der Verlangsamung ist.
Das bedeutet, dass die Beschleunigungszeit gleich der Verlangsamungszeit ist.
Wie im Beispiel in 11 gezeigt, wird ein Geschwindigkeitsmuster mit einem Abschnitt, in dem sich der Tastkopf 230 mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit der Maximalgeschwindigkeit Vmax bewegt, als trapezförmiges Muster bezeichnet.
Die Höhe der Beschleunigung (oder der Verlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder im Verlangsamungsabschnitt) wird gemäß dem Beschleunigungswiderstand eines Geräts (eines Koordinatenmessgeräts) eingestellt.
Maximalbeschleunigung (oder die Maximalverlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder im Verlangsamungsabschnitt) kann der gleiche Wert wie der Beschleunigungswiderstand eines Geräts (Koordinatenmessgeräts) sein.
In der Praxis ist die Beschleunigung (oder die Verlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder im Verlangsamungsabschnitt) unter Berücksichtigung der Sicherheit und der sanften Beschleunigungs-/Verlangsamungsbewegung (insbesondere Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung) vorzugsweise auf den halben Wert des Beschleunigungswiderstands des Geräts (Koordinatenmessgerät) eingestellt.
In diesem Fall ist, wenn die Höhe des Beschleunigungswiderstands des Geräts (Koordinatenmessgerät) β ist, die Höhe α der Beschleunigung (oder der Verlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder im Verlangsamungsabschnitt) α = β/2.
Die Maximalgeschwindigkeit Vmax im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit wird gemäß dem Beschleunigungswiderstand des Gerats (Koordinatenmessgeräts) eingestellt.
Die Maximalgeschwindigkeit im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit kann der gleiche Wert wie der Beschleunigungswiderstand des Geräts (Koordinatenmessgerät) am Maximum sein, oder kann mit einem Sicherheitsfaktor Q (einem Wert kleiner als 1,0, beispielsweise 0,9) unter Berücksichtigung eines Overrides multipliziert werden.
Im Geschwindigkeitsmuster in 12 beginnt der Tastkopf 230 von einem Zustand, in dem die Anfangsgeschwindigkeit Vs null ist, beschleunigt sich mit gleichmäßiger Beschleunigung, beginnt sich zu verlangsamen, bevor er die Maximalgeschwindigkeit Vmax erreicht, verlangsamt sich mit gleichmaßiger Verlangsamung und hält mit der Endgeschwindigkeit Ve = 0 an.
In diesem Fall wird auch angenommen, dass die Höhe der Beschleunigung gleich der der Verlangsamung ist.
Das bedeutet, dass die Beschleunigungszeit gleich der Verlangsamungszeit ist.
Wie im Beispiel in 12 gezeigt, wird ein Geschwindigkeitsmuster, das keinen Abschnitt aufweist, in dem sich der Tastkopf 230 mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt, und das unmittelbar nach dem Beschleunigungsabschnitt in den Verlangsamungsabschnitt wechselt, als Dreiecksmuster bezeichnet.
Im Geschwindigkeitsmuster in 11 oder 12 ist das Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung nicht mit einem Steuerabtastzyklus synchronisiert.
Daher nimmt die Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit 343 eine Feineinstellung an dem Geschwindigkeitsmuster (11 oder 12) vor, sodass es mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist (ST200).
Im ersten Ausführungsbeispiel bewegt sich der Tastkopf 230 im Geschwindigkeitsmuster nach der Korrektur ähnlich wie im Geschwindigkeitsmuster vor der Korrektur mit gleichmäßiger Beschleunigung (gleichmäßiger Verlangsamung).
Das heißt, das angenommen wird, dass die Beschleunigung (oder die Verlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder dem Verlangsamungsabschnitt) konstant ist.
Mit anderen Worten wird die Beschleunigung (oder die Verlangsamung) im Beschleunigungsabschnitt (oder dem Verlangsamungsabschnitt) nicht geändert.
Außerdem wird angenommen, dass die Höhe der Beschleunigung gleich der der Verlangsamung im Geschwindigkeitsmuster nach der Korrektur ist.
Das bedeutet, dass im Geschwindigkeitsmuster nach der Korrektur die Beschleunigungszeit gleich der Verlangsamungszeit ist.
(Das Konzept des Änderns der Beschleunigung und der Verlangsamung in der Mitte der jeweiligen Abschnitte wird im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.)
14 ist ein Flussdiagramm, das Verfahren zur korrigierenden Verarbeitung des Geschwindigkeitsmuster der Geschwindigkeitsmuster korrigierenden Einheit 343 erläutert.
Da sich die Verfahren in dem Fall, in dem das Geschwindigkeitsmuster das trapezförmige Muster ist, und dem Fall, in dem das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster ist, leicht unterscheiden, bestimmt die Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit 343, ob das Geschwindigkeitsmuster das trapezförmige Muster oder das Dreiecksmuster ist (ST210).
Wenn die Maximalentfernung, die sich der Tastkopf 230 im Dreiecksmuster ohne trapezförmiges Muster bewegt, durch St dargestellt wird, wird die Maximalentfernung als St = Vmax²/α ausgedrückt.
Somit wird abhängig davon, ob eine Bewegungsentfernung S zwischen dem Startpunkt und der Zielposition größer oder kleiner als die Maximalentfernung St ist, festgestellt, ob das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster oder das trapezförmige Muster ist.
Wird als einfacher Fall angenommen, dass die Bewegungsbahn eine gerade Linie ist, und dass die Bewegungsentfernung vom Startpunkt Ps (Xs, Ys, Zs) zur Zielposition Pe (Xe, Ye, Ze) durch S dargestellt wird, die Bewegungsentfernung S mit dem folgenden Ausdruck erlangt. $S^{2} = {(Xe - Xs)}^{2} + {(Ye - Ys)}^{2} + {(Ze - Zs)}^{2}$
Wenn S ≤ St gilt, ist das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster (ST220: NEIN), und wenn S > St gilt, ist das Geschwindigkeitsmuster das trapezförmige Muster (ST220: JA).
Nun wird der Fall beschrieben, in dem das Geschwindigkeitsmuster das trapezförmige Muster (11) ist (ST220: JA) .
Die Verfahren in diesem Fall werden der Reihe nach mit Bezug auf das Flussdiagramm in 15 beschrieben.
Es wird angenommen, dass die Anzahl der Male der Steuerabtastungen im Beschleunigungsabschnitt durch Na dargestellt wird, und dass die Anzahl der Male der Steuerabtastungen im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch Nf dargestellt wird.
Da die Beschleunigungszeit gleich der Verlangsamungszeit ist, ist die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd auch Na.
Der Steuerabtastzyklus wird durch T dargestellt.
Dann gilt der folgende Ausdruck. $(Na + Nf) = S/ (T \times Vmax)$
Ausdruck 1 ist aus den folgenden Vergleichsausdrücken abgeleitet; $Vmax = α \times Na \times T,$
$2 \times α \times Sa = {Vmax}^{2},$
wobei Sa der Entfernung des Beschleunigungsabschnitts ist, $Sf = Nf \times T \times Vmax,$
wobei Sf die Entfernung des Abschnitts mit gleichbleibender Geschwindigkeit ist, und $S = 2 \times Sa + Sf .$
Die Anzahl der Male der Steuerabtastungen wird auf einen ganzzahligen Wert gerundet, und gemäß dem Wert wird eine Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm berechnet (ST221).
Hier ist „Na+Nf“ in Ausdruck 1 einem Wert äquivalent, der durch Addieren der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt mit der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit erlangt wird.
Somit wird durch Aufrunden des Werts hinter dem Dezimalzeichen ein ganzzahliger Wert Nm erlangt, Nm = AUFGERUNDET{(Na + Nf), 0}.
Dann wird eine Geschwindigkeit Vm berechnet, die dem ganzzahligen Wert Nm entspricht.
Da (Na+Nf) hinter dem Dezimalzeichen aufgerundet wurde, um den Wert Nm zu erlangen, muss der Wert Vm kleiner als Vmax sein. $\begin{matrix} Nm = S/ (T \times Vm) \\ Vm = S/ (T \times Nm) \end{matrix}$
(Es ist leicht zu verstehen, warum Ausdruck 1-1 gilt, wenn das Dreieck für die Entfernung des Verlangsamungsabschnitts zum Beschleunigungsabschnitt bewegt wird, beispielsweise Fig. 11.)
Die Geschwindigkeit Vm, die auf diese Weise berechnet wird, ist als die Geschwindigkeit im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit eingestellt.
Die Geschwindigkeit Vm wird als Korrekturmaximalgeschwindigkeit eingestellt (ST221).
Die Geschwindigkeit im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit ist die Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm.
Hier wird angenommen, dass die Beschleunigung α bleibt, und die Anzahl der Male der Beschleunigung Na' zum Erreichen der Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm wird zurückgerechnet.
Dann gilt Na' = Vm/(T × α).
Die Anzahl der Male der Beschleunigung Na' wird auf eine Ganzzahl gerundet (ST222).
Nam = AUFGERUNGDET{Na', 0}
Der ganzzahlige Wert Nam ist die gerundete Anzahl der Male der Beschleunigung.
Der gleiche Wert Nam wir fur die Anzahl der Male der Verlangsamung verwendet.
Nachdem die Anzahl der Male der Beschleunigung Nam erlangt wurde, wird nun die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit gemäß dem Wert mit dem folgenden Ausdruck ermittelt. $Nfm = Nm - Nam$
Somit wird die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit als ein ganzzahliger Wert Nfm erlangt (ST223).
Da die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Nam ist, und die Geschwindigkeit im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit die Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm ist, wird die Beschleunigung am, die die Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm wird, mit der Anzahl der Male der Beschleunigung Nam berechnet (ST224). $α m = Vm/ (T \times Nam)$
Die auf diese Weise berechnete Beschleunigung αm ist die Korrekturbeschleunigung.
Wenn das Geschwindigkeitsmuster anhand der Korrekturbeschleunigung am und der Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm (11) korrigiert wird, wird ein Korrekturgeschwindigkeitsmuster in 16 erlangt.
(Korrigierende Verarbeitung, wenn das Geschwindigkeitsmuster ein Dreiecksmuster ist)
Nun wird, zurückkehrend zum Flussdiagramm in 14 der Fall beschrieben, in dem das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster ist (ST220: NEIN).
Die korrigierende Verarbeitung, wenn ein Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster ist, wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 17 beschrieben.
In diesem Fall wird die Beziehung zwischen der Bewegungsentfernung S und der Beschleunigung (Verlangsamung) α als der folgende Ausdruck ausgedrückt, wenn die Anzahl der Male der Steuerabtastung in Beschleunigungsabschnitt Na ist. $S = α \times {(Na \times T)}^{2}$
Zuerst wird die Anzahl der Male der Beschleunigung Na mit dem folgenden Ausdruck auf einen ganzzahligen Wert gerundet (ST231).
Nan = Aufgerundet(Na, 0)
Der ganzzahlige Wert Nan ist die gerundete Anzahl der Male der Beschleunigung.
(Der gleiche Wert Nan wir für die Anzahl der Male der Verlangsamung verwendet.)
Somit wird die Beschleunigung an, die dem ganzzahligen Wert Nan entspricht, berechnet (ST232). $S = α n \times {(Nan \times T)}^{2}$
$α n = S/ {(Nan \times T)}^{2}$
Diese Beschleunigung an ist eine Korrekturbeschleunigung.
Wenn das Geschwindigkeitsmuster anhand der Korrekturbeschleunigung korrigiert wird, wird das in 18 gezeigte Geschwindigkeitsmuster erlangt (ST233).
Wenn die intermediäre Maximalgeschwindigkeit, die der Korrekturbeschleunigung an entspricht, durch Vn dargestellt wird, gilt im Übrigen Vn = αn × Nan × T.
Wie in 16 und 18 beispielhaft dargestellt, wurde das Geschwindigkeitsmuster korrigiert, um das Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem „Steuerabtastzyklus“ zu synchronisieren (ST200).
Dann muss nur der Tastkopf 230 mit der Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem korrigierten Geschwindigkeitsmuster bewegt werden.
Ein resultierender Vektorbefehl wird von der Vektorbefehle erzeugenden Einheit 348 erzeugt (ST140), und der Antrieb des Tastkopfs wird gesteuert (ST150).
Zu diesem Zeitpunkt wird das Geschwindigkeitsmuster so korrigiert, dass es mit dem „Steuerabtastzyklus“ synchronisiert ist, und Scan-Messbewegung kann ohne Steuerverzögerung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wird, obwohl eine oder beide von einer Anfangsgeschwindigkeit Vs und einer Endgeschwindigkeit Ve eines Geschwindigkeitsmusters nicht null sind, das Geschwindigkeitsmuster so korrigiert, dass es mit einem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist.
Im Konzept des zweiten Ausfuhrungsbeispiels, wird der Wert der Beschleunigung (oder Verlangsamung) nicht so stark wie möglich geändert.
Stattdessen wird ein Anpassungsabschnitt an dem Punkt, der von einem Beschleunigungsabschnitt zu einem Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit wechselt, und dem Punkt, der vom Abschnitt gleichbleibender Geschwindigkeit zu einem Verlangsamungsabschnitt wechselt, eingefügt.
Die Flussdiagramme in 13 und 14 im ersten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen die gleichen, wie die im zweiten Ausführungsbeispiel.
Es wird der Fall beschrieben, in dem ein Geschwindigkeitsmuster, das von einer Geschwindigkeitsmuster berechnenden Einheit 342 erzeugt wird, ein trapezförmiges Muster ist, wie beispielsweise in 19 gezeigt.
Im Geschwindigkeitsmuster in 19 sind die Anfangsgeschwindigkeit Vs und die Endgeschwindigkeit Ve nicht null.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm in 20 wird die Verarbeitung zum Anpassen eines Geschwindigkeitsmusters, das mit einem Steuerabtastzyklus zu synchronisieren ist, der Reihe nach beschrieben.
Eine Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit 343 berechnet die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na, die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit nf und die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd (ST310). $Na = (Vmax - Vs) / (α \times T)$
$Nd = (Vmax - Ve) / (α \times T)$
Die Entfernung des Abschnitts mit gleichbleibender Geschwindigkeit wird durch Sf dargestellt. $Nf = Sf/Vmax$
Die Entfernung des Abschnitts mit gleichbleibender Geschwindigkeit Sf wird durch Subtrahieren der Entfernung des Beschleunigungsabschnitts Sa und der Entfernung des Verlangsamungsabschnitts Sd von der Gesamtbewegungsentfernung S erlangt. $\begin{array}{l} Sf = S - (Sa + Sd) \\ 2 \times α \times Sa = {Vmax}^{2} - {Vs}^{2} \\ 2 \times α \times Sd = {Vmax}^{2} - {Ve}^{2} \end{array}$
Es wird ermittelt, ob alle von der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na, der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit Nf und der Anzahl der Male der Steuerungsabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd ganzzahlige Werte sind (ST320).
Wenn Na, Nf und Nd alle ganzzahlige Werte sind (oder in einem zulässigen Bereich liegen, in dem die Werte als ganzzahlige Werte behandelt werden können) muss das Geschwindigkeitsmuster nicht korrigiert werden (ST320: JA).
Ist einer von Na, Nf und Nd kein ganzzahliger Wert (ST320: NEIN), wird die folgende Ganzzahlverarbeitung durchgeführt (ST330).
Die Ganzzahlverarbeitung (ST330) wird der Reihe nach mit Bezug auf die Flussdiagramme in 21 und 22 beschrieben.
Zuerst wird die Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung Nt berechnet und der ganzzahlige Wert Ntm wird durch Aufrunden der Gesamtanzahl von Malen der Steuerabtastung Nt berechnet (ST331). $\begin{matrix} Ntm = Aufgerundet (Nt, 0) \\ Nt = Na + Nf + Nd \end{matrix}$
Danach werden die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na und die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd auf ganzzahlige Werte (ST332) abgerundet. $Nam = INT (Na)$
$Ndm = INT (Nd)$
Dann wird die gerundete Anzahl der Male der Steuerabtastung im Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit Nfm mit dem folgenden Ausdruck berechnet (ST333). $Nfm = Ntm - (Nam + Ndm) - 2$
In Ausdruck 2, wird zuletzt „2“ subtrahiert.
19 zeigt schematisch die Beziehung zwischen Nfm, Nam und Ndm.
Wie in 19 gezeigt beim Vergleich der gerundeten Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung Ntm mit der Summe von Nfm, Nam und Ndm, die Summe von Nfm, Nam und Ndm halb so groß wie die Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung Ntm.
Um für die Anzahl der Male zu kompensieren wird ein Anpassungsabschnitt für einen Steuerabtastzyklus an sowohl dem Punkt, der vom Beschleunigungsabschnitt zum Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit wechselt, als auch dem Punkt eingefügt, der vom Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit zum Verlangsamungsabschnitt wechselt (ST334) (siehe auch 23).
Der Anpassungsabschnitt, der an dem Punkt einzufügen ist, der vom Beschleunigungsabschnitt zum Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit wechselt, wird als erster Anpassungsabschnitt bezeichnet.
Der Anpassungsabschnitt, der an dem Punkt einzufügen ist, der vom Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit zum Verlangsamungsabschnitt wechselt, wird als zweiter Anpassungsabschnitt bezeichnet.
Dann werden die Beschleunigung αc1 und αc2 in den jeweiligen Anpassungsabschnitten erlangt (ST335).
Die Beschleunigung im ersten Anpassungsabschnitt ist durch αc1 dargestellt.
Die Beschleunigung αc1 wird als erste Korrekturbeschleunigung bezeichnet.
Die zweite Korrekturbeschleunigung im zweiten Anpassungsabschnitt wird durch ac2 dargestellt.
Die gerundete Bewegungsentfernung des Beschleunigungsabschnitts wird durch Sam dargestellt.
Die gerundete Bewegungsentfernung des Abschnitt mit gleichbleibender Geschwindigkeit wird durch Sfm dargestellt.
Die gerundete Bewegungsentfernung des Verlangsamungsabschnitts wird durch Sdm dargestellt.
Außerdem wird die Bewegungsentfernung des ersten Anpassungsabschnitts durch S1m dargestellt, und die Bewegungsentfernung des zweiten Anpassungsabschnitts wird durch S2m dargestellt. $Sam = Vs \times Nam \times T + α \times {(Nam \times T)}^{2} /2$
$Sfm = Vc \times Ndm \times T$
wobei Vc = Vs + α × Nam × T + αc × T $Sdm = Ve \times Ndm \times T + α \times {(Ndm \times T)}^{2} /2$
$S1m = (Vs + α \times Nam \times T) \times T + α c1 \times T^{2} /2$
$S2m = (Ve + α \times Ndm \times T) \times T + α c2 \times T^{2} /2$
Die Gesamtbewegungsentfernung S wird als der folgende Ausdruck berechnet. $S = Sam + Sfm + Sdm + S1m + S2m$
Die Maximalgeschwindigkeit des korrigierten Geschwindigkeitsmusters wird durch Vm dargestellt.
Da die Geschwindigkeitsanderung vollständig verknüpft sein muss, ist die folgende Beziehung erforderlich. $Vm = Vs + α \times Nam \times T + α c1 \times T$
$Vm = Ve + α \times Ndm \times T + α c2 \times T$
Mit den Vergleichsausdrücken oben können die Korrekturbeschleunigung (-verlangsamung) αc1 und αc2 in den jeweiligen Anpassungsabschnitten rückberechnet werden (ST335).
Wenn die Korrekturbeschleunigung αc1 und αc2 die Maximalbeschleunigung α überschreitet (ST336), wird ein Fehlersignal erzeugt, um Abbruchverarbeitung durchzuführen.
(Jedoch sollte die mit dem Ausdruck oben berechnete (Höhe der) Korrekturbeschleunigung αc1 und αc2, die (Höhe der) Beschleunigung α theoretisch nie überschreiten.)
Daraufhin wird ermittelt, ob die erste Korrekturbeschleunigung αc1 größer als null ist (ST337).
Wenn die erste Korrekturbeschleunigung αc1 kleiner als null ist, bedeutet dies, dass die Geschwindigkeitsänderung im Anpassungsabschnitt zu groß ist.
In diesem Fall (ST337: NEIN) wird, da sich der Tastkopf im Beschleunigungsabschnitt zu stark beschleunigt, der Beschleunigungsabschnitt gekürzt (ST338) und eine neue Berechnung durchgeführt.
Das heißt, Nam = INT(Na) - 1.
Ähnlich ist Ndm = INT(Nd) - 1.
Es ist darauf hinzuweisen, dass beschrieben wurde, dass die erste Korrekturbeschleunigung αc1 in ST337 größer als null sein sollte, dazu muss jedoch eine Bedingung erfüllt sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein vorgegebenes Muster, wie ein Muster aus Beschleunigung -> gleichbleibende Geschwindigkeit -> Verlangsamung oder ein Muster von nur gleichbleibender Geschwindigkeit, als ein Geschwindigkeitsmuster angewendet, wie in 5 ( JP 6063161 B ) beispielhaft dargestellt, das Geschwindigkeitsmuster wird jedoch so erzeugt, dass es keinen Abschnitt aufweist, in dem sich der Tastkopf plötzlich verlangsamt, das heißt, um kein Muster aus „Verlangsamung -> gleichbleibende Geschwindigkeit -> Beschleunigung“ zu sein.
Wenn die erste Korrekturbeschleunigung im ersten Anpassungsabschnitt daher kleiner als null ist, bedeutet dies, dass sich der Tastkopf im ersten Beschleunigungsabschnitt zu stark beschleunigt und im ersten Anpassungsabschnitt unwirtschaftlich verlangsamt.
Um ein Geschwindigkeitsmuster zu erzeugen, kann jedoch ein Muster aus „Verlangsamung -> gleichbleibende Geschwindigkeit -> Beschleunigung“ erlaubt sein.
In diesem Fall, muss bestätigt werden, dass die Vorzeichen der Beschleunigung im ersten Beschleunigungsabschnitt und der Beschleunigung im ersten Anpassungsabschnitt nicht umgekehrt sind.
Wenn die Korrekturbeschleunigung αc1 und αc2 in den jeweiligen Anpassungsabschnitten auf diese Weise berechnet wird, bedeutet dies, dass die Ganzzahlverarbeitung erfolgreich war und das Geschwindigkeitsmuster korrigiert wurde (ST340 in 20).
Zurückkehrend zum Flussdiagramm in 14 wird der Fall beschrieben, in dem das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster (24) ist (ST220: NEIN).
Das Korrekturverfahren, wenn das Geschwindigkeitsmuster das Dreiecksmuster ist (24), ist im Wesentlichen das gleiche, wie das im Fall des trapezförmigen Musters, es muss jedoch ein Punkt erwähnt werden, und der Punkt wird unten beschrieben.
Es wird auf das Flussdiagramm in 25 verwiesen.
Zuerst berechnet die Geschwindigkeitsmuster korrigierende Einheit 343 die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na und die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd (ST310A).
Die Werte Na und Nd werden mit den folgenden Vergleichsausdrücken berechnet.
Hier ist Vu die Maximalgeschwindigkeit Vu des dreieckigen Geschwindigkeitsmusters, ta ist eine Beschleunigungszeit (Sekunde) und td ist eine Verlangsamungszeit (Sekunde). ${Vu}^{2} - {Vs}^{2} = 2 \times α \times S$
${Vu}^{2} - {Vs}^{2} = 2 \times α \times S$
$S = Sa + Sd$
$Sa = Vs \times ta + α \times {ta}^{2} /2$
$Sd = Ve \times td + α \times {td}^{2} /2$
$Na = ta/T$
$Nd = td/T$
Wenn entweder Na oder Nd kein ganzzahliger Wert ist, wird der Wert gerundet (ST320A: NEIN).
Die Gesamtanzahl der Male der Steuerabtastung Nt wird berechnet, und der ganzzahlige Wert Ntm wird ferner durch Aufrunden der Gesamtanzahl von Malen der Steuerabtastung Nt berechnet (ST331A). $\begin{matrix} Ntm = Aufgerundet (Nt, 0) \\ Nt = Na + Nd \end{matrix}$
Die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt Na und die Anzahl der Male der Steuerabtastung im Verlangsamungsabschnitt Nd werden auf ganzzahlige Werte abgerundet und von jedem Wert wird „1“ subtrahiert (ST332A).
Dies geschieht, um Margen zum Einfügen von Anpassungsabschnitten zu sichern.
Dieser Punkt ist der Unterschied von dem Fall mit trapezförmigem Muster (ST332 in 21). $Nam = INT (Na) - 1$
$Ndm = INT (Nd) - 1$
Die anschließende Ganzzahlverarbeitung ist die gleiche wie die im Fall des trapezformigen Musters, und die anschließenden Schritte werden in 21 und 22 gezeigt.
Die Anpassungsabschnitte werden eingefugt (ST334), und die Korrekturbeschleunigung αc1 und ac2 werden berechnet (ST335).
Dann wird das mit dem Steuerabtastzyklus synchronisierte Geschwindigkeitsmuster erlangt, wie beispielhaft in 26 dargestellt.
Wie in 23 und 26 beispielhaft dargestellt, wurde das Geschwindigkeitsmuster korrigiert, sodass das Timing der Beschleunigungs-/Verlangsamungsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem „Steuerabtastzyklus“ (ST200) synchronisiert ist, und dann ist nur erforderlich, dass sich der Tastkopf mit der Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem korrigierten Geschwindigkeitsmuster bewegt.
Ein resultierender Vektorbefehl wird von der Vektorbefehle erzeugenden Einheit 348 erzeugt (ST140 in 13), und der Antrieb des Bewegungsmechanismus 220 wird gesteuert, sodass der Tastkopf 230 die Scan-Bewegung vornimmt (ST150).
Zu diesem Zeitpunkt kann, da das Geschwindigkeitsmuster so korrigiert wurde, dass es mit dem „Steuerabtastzyklus“ synchronisiert ist, die Scan-Messbewegung mit hoher Genauigkeit ohne Steuerverzögerung durchgeführt werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein Geschwindigkeitsmuster, in dem die Anfangsgeschwindigkeit oder die Endgeschwindigkeit nicht null ist, so korrigiert werden, dass es mit dem „Steuerabtastzyklus“ synchronisiert ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung beschrieben.
In der Berechnung eines Geschwindigkeitsmuster oben wird die Beschleunigung als konstant angenommen, und somit wird Geschwindigkeit bezuglich der Zeit durch eine lineare Funktion ausgedrückt.
Die tatsächliche Antriebssteuerung eines Geräts wird jedoch sanft durchgeführt, sodass sich der Tastkopf nach und nach beschleunigt und nach und nach verlangsamt.
Das heißt, dass Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung durchgeführt wird.
Nach dem in 19 oder 24 gezeigten Geschwindigkeitsmuster wurde vom Anmelder (beispielsweise, JP 6050636 B ) das Verfahren zum Durchführen der Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung, synchronisiert mit dem Geschwindigkeitsmuster, vorgeschlagen.
Im dritten Ausführungsbeispiel wird Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung mit Bezug auf das Flussdiagramm in 27 beschrieben, wenn die Anzahl der Male der Steuerabtastung ähnlich wie im zweiten Ausführungsbeispiel (23 oder 26) gerundet wird.
Beschleunigungs-/Verlangsamungsverarbeitung im dritten Ausführungsbeispiel wird von einer die Beschleunigung/Verlangsamung anpassenden Einheit 344 (10) durchgeführt.
Es wird angenommen, dass das in 23 gezeigte Korrekturgeschwindigkeitsmuster erlangt wird, nachdem das Geschwindigkeitsmuster in 19 durch die Verarbeitung im zweiten Ausführungsbeispiel korrigiert wurde.
Zuerst wird der einfache Fall betrachtet, in dem sich ein Tastkopf 230 von einer Anfangsgeschwindigkeit Vs im Beschleunigungsabschnitt gleichmäßig beschleunigt, eine Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm erreicht, sich von der korrigierten Maximalgeschwindigkeit Vm in einem Verlangsamungsabschnitt gleichmäßig verlangsamt und eine Endgeschwindigkeit Ve erreicht (siehe 28).
Eine vorläufige S-förmige Geschwindigkeitskurve für das vereinfachte Korrekturgeschwindigkeitsmuster wird berechnet (ST410).
Das Verfahren zum Umwandeln eines solchen einfachen linearen Beschleunigungs-/Verlangsamungsmuster in eine S-förmige Geschwindigkeitskurve durch Verarbeitung S-förmiger Beschleunigung/Verlangsamung ist bekannt.
Beispielsweise wird auf 29 und 30 Bezug genommen, damit das Verfahren verstanden werden kann.
Zuerst wird die Beschleunigung, wenn sich der Tastkopf 230 von der Anfangsgeschwindigkeit Vs auf die Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm während der Zeit von (Nam + 1) × T gemäß einem von einem linearen ausgedrückten Muster beschleunigt, durch αa dargestellt.
Außerdem wird die Zeit tha durch 2 × tha = (Nam + 1) × T dargestellt, um den Ausdruck zu vereinfachen.
Dann wird angenommen, dass die Geschwindigkeitskurve eine quadratische Kurve ist, und die Geschwindigkeit v(t) zur Zeit t in 0 < t < tha durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt (29). $V (t) = Vs + (α a/tha) \times t^{2}$
Ähnlich wird die Geschwindigkeit V(t) zur Zeit t in tha < t < 2tha durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt (30). $V (t) = Vm - (α a/tha) \times {(2tha - t)}^{2}$
Die Geschwindigkeit in der S-förmigen Geschwindigkeitskurve zu jeder Zeit t wird berechnet.
Danach werden Entfernungskompensationsbeträge Da und Dd berechnet.
In ST410 wird die vorlaufige S-förmige Geschwindigkeitskurve für das vereinfachte Korrekturgeschwindigkeitsmuster berechnet.
So werden ausgelassene Abschnitte erzeugt (31).
Der Beschleunigungsabschnitt und der erste Anpassungsabschnitt werden berücksichtigt, und der Entfernungskompensationsbetrag Da wird durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt. $Da = {(α−α a) \times {(Nam \times T)}^{2} + (α c1 - α a) \times T^{2}} /2$
Wie oben beschrieben, stellt αa die Beschleunigung gemäß einem Muster dar, das durch eine lineare Funktion ausgedruckt wird, wenn sich der Tastkopf 230 von der Anfangsgeschwindigkeit Vs auf die Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm beschleunigt.
Ähnlich werden der Verlangsamungsabschnitt und der zweite Anpassungsabschnitt berücksichtigt, und der Entfernungskompensationsbetrag Dd wird durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt. $Dd = {- (α−α d) \times {(Ndm \times T)}^{2} + (α c2 - α a) \times T^{2}} /2$
Es ist zu beachten, dass αd die Verlangsamung darstellt, wenn sich der Tastkopf 230 von der Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm auf die Endgeschwindigkeit Ve gemäß dem Muster beschleunigt, das durch die lineare Funktion ausgedrückt wird.
Die Geschwindigkeit für diese Kompensationsbeträge Da und Dd ist unzureichend und diese Beträge werden mit der vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve addiert (32).
Beispielsweise wird im Beschleunigungsabschnitt die aus dem Geschwindigkeitskompensationsbetrag ΔVa = Da/(Nam × T) erlangte Geschwindigkeit mit der vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve durch Steuerabtastung addiert.
Ähnlich wird im Verlangsamungsabschnitt die aus dem Geschwindigkeitskompensationsbetrag ΔVd = Dd/(Ndm × T) erlangte Geschwindigkeit mit der vorläufigen S-formigen Geschwindigkeitskurve durch Steuerabtastung addiert.
(Die auf diese Weise erlangte Geschwindigkeitskurve ist keine quadratische Kurve mehr.)
Die Geschwindigkeitskurve der vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve wurde auf diese Weise berechnet und es muss nur der Tastkopf 230 mit der Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem Geschwindigkeitsmuster bewegt werden.
Das Geschwindigkeitsmuster wird so korrigiert, dass es mit dem „Steuerabtastzyklus“ synchronisiert ist, und Scan-Messbewegung mit sanfter Beschleunigung/Verlangsamung kann mit hoher Genauigkeit gemäß der Geschwindigkeitskurve der vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve ohne Steuerverzögerung ausgeführt werden.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen oben beschränkt ist und auf geeignete Weise geändert werden kann, ohne vom Umfang abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017173576 [0001]
JP 2008241420 A [0003, 0005]
JP 2013238573 A [0003, 0019]
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JP 2014021004 A [0027, 0040]
JP 6063161 B [0222]
JP 6050636 B [0249]

Claims

Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, das einen Tastkopf entlang einer Oberfläche eines zu messenden Gegenstands bewegt, um eine Form des zu messenden Gegenstands zu messen, das Verfahren umfassend: Erzeugen, aufgrund einer Form einer Bewegungsbahn, die aufgrund vorläufig erlangter Formdaten des zu messenden Gegenstands eingestellt wurde, eines Geschwindigkeitsmusters für den Tastkopf, der sich entlang der Bewegungsbahn bewegt; Feststellen, ob ein Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit einem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist; wenn das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters nicht mit dem Steuerabtastzyklus synchronisiert ist, Korrigieren des Geschwindigkeitsmusters, sodass das Timing der Geschwindigkeitsänderung des Geschwindigkeitsmusters mit dem Steuerabtastzyklus des Formmessgeräts synchronisiert ist; Berechnen vorläufiger S-förmiger Geschwindigkeitskurven eines Beschleunigungsabschnitts und eines Verlangsamungsabschnitts im Geschwindigkeitsmuster nach der Korrektur unter der Annahme, dass sich der Tastkopf von einer Anfangsgeschwindigkeit Vs im Beschleunigungsabschnitt gleichmäßig beschleunigt, eine Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm erreicht, sich von der Korrekturmaximalgeschwindigkeit Vm im Verlangsamungsabschnitt gleichmäßig verlangsamt und eine Endgeschwindigkeit Ve erreicht; Berechnen einer unzureichenden Entfernung Da der Bewegung gemaß jeder vorläufigen S-förmigen Geschwindigkeitskurve; Berechnen eines Geschwindigkeitskompensationsbetrags ΔV um für die unzureichende Entfernung Da zu kompensieren, mit der Anzahl der Male der Steuerabtastung im Beschleunigungsabschnitt oder dem Verlangsamungsabschnitt; und Einstellen eines Werts, der durch Hinzufügen des Geschwindigkeitskompensationsbetrags ΔV zur vorläufigen S-formigen Geschwindigkeitskurve an jedem Timing der Steuerabtastung als eine Geschwindigkeit nach der Korrektur erlangt wird.