JP2000074661A - 測定機における測定経路選定方法 - Google Patents
測定機における測定経路選定方法Info
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Abstract
とができ、測定時間の短縮化に寄与できる測定機におけ
る測定経路選定方法を提供する。 【解決手段】 検出子と被測定物とを相対移動させなが
ら、被測定物の各測定点で測定を行い、かつ、その相対
移動経路に基づく測定点における測定手順情報を作成、
記憶したのち、これらの測定点を含む測定領域MEを複
数の区画C11〜C 54に分割し、この複数の分割区画C11
〜C54を予め定めた順番で結ぶ複数種の順路R1、R2に
従った順番で前記測定点P1〜P7を順次連結して複数の
測定経路候補を想定し、この複数の測定経路候補に対し
てシミュレーション時間分析を行って測定時間が最も短
い測定経路候補を前記測定領域内の測定経路として選定
する。
Description
定経路選定方法に関する。詳しくは、プローブなどの検
出子と被測定物との相対移動経路(測定経路)および測
定手順を予め登録したのち、その登録した測定経路およ
び測定手順に従って検出子と被測定物とを自動的に相対
移動させながら測定を行う、いわゆる、ティーチング・
プレイバック方式において、最適な測定経路を選定する
測定経路選定方法に関する。
数測定する場合、最初に手動操作によって、プローブと
被測定物とを相対移動させながら、被測定物の各測定点
で測定を行い、この相対移動経路(測定経路)および測
定手順を予め登録しておき、2個目からは予め登録して
おいた測定経路および測定手順に基づいて、自動的にプ
ローブと被測定物とを相対移動させながら測定を行う、
いわゆる、ティーチング・プレイバック方式が採用され
る。
式において、測定経路を設定するには、作業者の経験や
熟練などに依存することが多く、また、具体的作業に際
しては、面、穴、軸などといった測定要素毎に測定経路
を連結して作成していた。つまり、ティーチング・プレ
イバック方式の基本的な考え方として、ジョイスティッ
ク操作などにより、測定対象毎に順番に測定し、かつ、
その測定手順を登録(ティーチング)し、同一物を複数
測定する場合に、その測定手順に沿ってリピート(プレ
イバック)測定を行っていた。
法では、測定経路を設定するには、作業者の経験や熟練
などに依存することが多いうえ、測定要素毎に測定経路
を連結して作成していたため、測定時間の短縮の観点か
らは、無駄な測定経路が含まれていた。つまり、ティー
チングのしやすさ、測定結果の印字順番などの制約か
ら、測定の順番は測定要素に依存しており、測定時間の
短縮化が考慮されない測定経路となっていた。また、従
来は、各測定要素の演算処理に必要な測定点の入力が全
部完了した後に、次の処理を実行することが基本であっ
た。
解消し、誰でもが簡単に最適な測定経路を選定すること
ができ、測定時間の短縮化に寄与できる測定機における
測定経路選定方法を提供することにある。
機における測定経路選定方法は、検出子と被測定物とを
予め選定した測定経路に沿って相対移動させながら、被
測定物の各測定点で測定を行う測定機における測定経路
選定方法において、前記検出子と被測定物とを相対移動
させながら、被測定物の各測定点で測定を行い、かつ、
その相対移動経路に基づく測定点における測定手順情報
を作成、記憶したのち、これらの測定点を含む測定領域
を複数の区画に分割し、この複数の分割区画を予め定め
た順番で結ぶ複数種の順路に従った順番で前記測定点を
順次連結して複数の測定経路候補を想定し、この複数の
測定経路候補に対してシミュレーション時間分析を行っ
て測定時間が最も短い測定経路候補を前記測定領域内の
測定経路として選定する、ことを特徴とする。
子と被測定物とを相対移動させながら、被測定物の各測
定点で測定を行い、かつ、その相対移動経路に基づく測
定点における測定手順情報を作成、記憶すれば、以後の
測定時において、まず、全ての測定点を含む測定領域内
が複数の区画に分割される。次に、この複数の分割区画
を予め定めた順番で結ぶ複数種の順路に従った順番で、
前記測定点が順次連結されて複数の測定経路候補が想定
されたのち、この複数種の測定経路候補に対してシミュ
レーション時間分析が行われ、測定時間が最も短い測定
経路候補が測定領域内の測定経路として選定される。従
って、誰でもが簡単に最適な測定経路を選定することが
でき、つまり、無駄のない測定経路を選定することがで
きるから、測定時間を短縮することができる。
触によってタッチ信号を発するタッチ信号プローブのよ
うな接触式検出子に限らず、被測定物の像を撮像するカ
メラなどの非接触式検出子などでもよい。
るにあたって、どのような形状、大きさの区画に分割す
るかは任意であるが、たとえば、各区画の直交する辺を
列および行の幅として前記測定領域内を列分割および行
分割するのが望ましい。この場合、前記列分割の各分割
区画を交互に逆方向へ向かう順路に従った順番で前記測
定点を順次連結して第1の測定経路候補を想定し、前記
行分割の各分割区画を交互に逆方向へ向かう順路に従っ
た順番で前記測定点を順次連結して第2の測定経路候補
を想定し、この第1および第2の測定経路候補に対して
シミュレーション時間分析を行い、測定時間が小さい方
を前記測定領域内の測定経路として選定することが望ま
しい。このようにすれば、比較的短時間で最適な測定経
路を選定することができる。
な測定経路を選定するようにするのが望ましい。これに
は、前記列分割および行分割と同じ方向に沿って前記各
分割区画内を列分割および行分割し、前記列分割の各列
分割部分を交互に逆方向へ向かう順路に従った順番で前
記測定点を順次連結して第1の区画内測定経路候補を想
定し、前記行分割の各行分割部分を交互に逆方向へ向か
う順路に従った順番で前記測定点を順次連結して第2の
区画内測定経路候補を想定し、この第1および第2の区
画内測定経路候補に対してシミュレーション時間分析を
行い、測定時間が小さい方を前記各区画内の測定経路と
して選定するようにすればよい。このようにすれば、各
分割区画内においても、最適な測定経路を選定すること
ができるので、更なる測定時間の短縮が期待できる。
前記各分割区画毎に、被測定物と干渉しないための測定
経路を作成することが望ましい。これによれば、被測定
物との干渉が回避されるため、検出子や被測定物の破損
を未然に回避できる。また、測定時において、残りの測
定時間および測定完了比率の少なくとも一方を表示する
ことが望ましい。これによれば、作業者に作業状況を知
らせることができるから、使い勝手の向上に寄与でき
る。
に基づいて説明する。図1は本発明の測定経路選定方法
を適用した測定システムの全体構成を示す斜視図であ
る。本実施形態の測定システムは、接触時にタッチ信号
を発するプローブ1と被測定物2とを三次元方向へ相対
移動させる移動機構としてのCNC三次元測定機Aと、
操作盤Bと、前記三次元測定機Aの駆動を制御するとと
もに三次元測定機Aから与えられるプローブ1と被測定
物2との相対移動データなどを取り込むコントローラC
と、このコントローラCを介して三次元測定機Aを動作
させるとともに三次元測定機Aからのプローブ1と被測
定物2との相対移動データなどを処理して被測定物2の
寸法や形状などを求めるホストシステムDとから構成さ
れている。
のベース21上に設置され上面に被測定物2を載置する
テーブル22と、このテーブル22に前後方向(Y軸方
向)へ移動可能に設けられた門形フレーム23と、この
門形フレーム23のXビーム23Aに沿って左右方向
(X軸方向)へ移動可能に設けられたスライダ24と、
このスライダ24に上下方向(Z軸方向)へ昇降可能に
設けられかつ下端に前記プローブ1を有するZ軸スピン
ドル25とから構成されている。また、図2に示すよう
に、三次元測定機Aには、門形フレーム23をY軸方向
へ、スライダ24をX軸方向へ、Z軸スピンドル25を
Z軸方向へそれぞれ移動させるXYZ軸モータ26と、
これら各軸方向における移動位置に対応する信号を出力
するXYZ軸エンコーダ27とがそれぞれ設けられてい
る。
次元測定機Aのプローブ1をXYZ軸方向へ手動操作に
より駆動するためのジョイスティック11と、プローブ
1の現在座標値をコントローラCに入力するための座標
値入力スイッチ12とがそれぞれ設けられている。
に、プローブ1の駆動制御や計数値の取り込み制御など
を行うCPU31を備える。CPU31には、三次元測
定機AのXYZ軸モータ26を駆動するためのXYZ軸
駆動制御部32と、三次元測定機AのXYZ軸エンコー
ダ27からの各軸に対応した信号をカウントしCPU3
1にフィードバックするためのXYZ軸カウンタ33
と、操作盤Bのジョイスティック11の傾斜方向および
傾斜角に応じて出力される各軸に対応するポテンショメ
ータの電圧値に応じてプローブ1の移動方向、速度を決
定する移動方向速度決定部34とがそれぞれ接続されて
いる。
に、測定プログラムやデータ処理プログラムなどを実行
するホストコンピュータ44を備える。ホストコンピュ
ータ44には、入力手段としてのキーボード45、表示
装置としてのモニタ46およびプリンタ47などが接続
されているとともに、前記コントローラCのCPU31
が接続されている。
図11を参照しながら説明する。三次元測定機Aのテー
ブル22上に被測定物2をセットしたのち、ホストコン
ピュータ44のティーチング機能により、ジョイスティ
ック11を使用してコントローラCにより三次元測定機
Aを駆動し、まず、従来と同様にして、測定経路に基づ
く被測定物2の測定手順を作成し、それをホストコンピ
ュータ44に登録する。
定時に、被測定物の図面情報と登録済の測定手順より、
測定時間を極力短縮する測定経路と測定手順を選定し、
それをコントローラCへ指令して測定を行う。この場
合、まず、パートプログラムの先頭から最初の座標系構
築コマンドまでを読み込み、その測定経路の最適化(処
理A)を図3の手順で行い、測定を開始する。
と印字処理)および図5に示す処理Cを行う。従って、
これらが同時処理されるから、測定時間の更なる短縮が
期待できる。処理Cでは、次の座標系構築コマンドまで
を先読みし先行処理し、前の座標系構築のためのデータ
が入力(測定またはファイル)されたときに、測定経路
の数値データを瞬時に置き換えて測定を継続する。これ
は、実際の被測定物は図面情報と異なるため、実際の被
測定物を測定しなければ、被測定物と干渉しない適切な
測定経路の導出が不可能なためである。以後、同様な処
理を繰り返す。また、リピート測定時には、残りの測定
時間と測定完了比率(%)がモニタ46に表示される。
従って、使い勝手を向上させることができる。
について、詳細に説明する。 [処理A] (S1)座標系毎の測定経路の最適化 従来の考え方の旧測定経路を、パートプログラム中で構
築するワーク座標系毎に分割して考える。まず、パート
プログラム先頭から最初の座標系構築コマンドまでを読
み込み(パートプログラム先頭では、マシン座標系とワ
ーク座標系は同一)、次の(S2)〜(S8)の手順で
測定経路の最適化を行い、測定を開始する。
点が第1象限内に収まるように、仮の座標系XYを設定
する。たとえば、図6のように、全測定点が第1象限内
に収まるように、仮の座標系XY(測定領域ME)を設
定する。
の正方形の区画に分割する。たとえば、図7に示すよう
に、測定領域MEをX軸方向へ5つに、Y軸方向へ4つ
に分割し、合計20個の正方形の区画C11〜C54に分割
する。このとき、測定点が区画C11〜C54の線上に位置
した場合は、X軸の左(−)側、または、Y軸の下
(−)側の区画に含める。X軸の右側とY軸の上側の上
限は、測定点がその区画内に存在するところまでとす
る。また、正方形の大きさについては、全体の長方形
(正方形の場合も含む)の面積をSとしたとき、Sに3
段階(S1<S2<S3)のレベルを設けて、S1では
一辺を5mm,10mmのいずれか、S2では一辺を5
mm,10mm,20mmの中のいずれか、S3では一
辺を5mm,10mm,20mm,40mmの中のいず
れかを選択できるようにしておく。
ないための逃げ高さを設定する。被測定物2の図面情報
および旧測定経路と逃げ高さより、被測定物2と干渉し
ないための測定経路を各区画C11〜C54毎に作成する。
これには、区画毎に仮座標系を設定して、たとえば、基
準となる面がXYで、測定対象に軸などの突起物がある
場合(図8参照)、Z軸方向へ突起物の最大高さZ1以
上の高さZ1+α(ただし、α=1〜2mm程度)に一
度逃げてから、XYと平行面内で次の測定点のZ方向上
部(高さがZ1+α)に移動し、その点から測定点手前
の経過点Pxに移動したのち、測定を行うような測定経
路を作成する。これにより、被測定物2とプローブ1と
が干渉しない測定経路を作成することができる。なお、
図面情報から測定対象が穴のみのときの逃げ高さはαで
ある。
(A)に示すように、区画をX軸方向に所定幅(たとえ
ば、1mm)毎の長方形列分割部分X1〜X5に分割し、
これらの列分割部分X1〜X5を交互に逆方向へ向かう順
路、たとえば、X軸の最左列の列分割部分X1を1とし
て、奇数列部分は下から上へ、偶数列部分は上から下へ
向かう順路Rxに従った順番で測定点を順次連結して第
1の区画内測定経路候補を想定する。
軸方向に所定幅(たとえば、1mm)毎の長方形行分割
部分Y1〜Y5に分割し、これらの行分割部分Y1〜Y5を
交互に逆方向へ向かう順路、たとえば、Y軸の最下行の
行分割部分Y1を1として、奇数行部分は左から右は、
偶数行部分は右から左へ向かう順路Ryに従った順番で
測定点を順次連結して第2の区画内測定経路候補を想定
する。
Ryによる第1、第2の区画内測定経路候補に対して、
シミュレーション時間分析を行い、測定時間が小さい方
を各区画内の測定経路とする。たとえば、図9(C)に
示すように、列分割の順路Rxに従った順番で測定点P
a,Pc,Pbを順次連結して得られた第1の区画内測
定経路候補(Po,Pa,Pc,Pb)と、行分割の順
路Ryに従った順番で測定点Pb,Pc,Paを順次連
結して得られた第2の区画内測定経路候補(Po,P
b,Pc,Pa)とに対して、シミュレーション時間分
析を行い、測定時間が小さい方を各区画内の測定経路と
する。
いては、既に提案されている手法を用いることができる
が、たとえば、次の手順によって行うことができる。こ
れは、1)測定パートプログラムの作成、2)シミュレ
ーション時間分析、からなる。シミュレーション時間分
析は次の通りである。 シミュレーションソフトの起動 ・上記1)の測定パートプログラムを指定する。 移動および測定関連のパラメータ指定 ・移動速度、移動加減速度、移動加減速パターンを指定
する。 ・測定速度、測定加速度、測定加速パターンを指定す
る。 移動および測定コマンドの時間分析 ・のパラメータを使用して、コントローラにおける実
際の移動および測定指令時間を累積演算して、シミュレ
ーション時間分析を行う。 演算処理コマンドの時間分析 ・移動や測定コマンドをコントローラが実行中に、ホス
トコンピュータで併行 処理可能な演算処理コマンドは無視する。 ・座標系構築コマンド、特殊演算(円錐、円筒など)コ
マンドなどで、移動や測定コマンドと併行処理ができな
いコマンドの時間分析を行う。 その他のコマンドの時間分析 ・測定子交換、プローブヘッド回転などで、移動や測定
と併行処理不可能なコマンドの時間分析を行う。 ・プリンタやプロッタ出力、外部通信などで、移動や測
定と併行処理不可能なコマンドの時間分析を行う。 最後に、〜の合計時間を算出表示する。
付けを行う。
限内で、各区画幅を列と行の幅として、(S4)と同様
に列分割および行分割し、列分割の順路と行分割の順路
による第1、第2の測定経路候補を想定する。たとえ
ば、図10(A)に示すように、列分割の各分割区画を
交互に逆方向へ向かう順路にR1に従った順番で前記測
定点を順次連結して第1の測定経路候補を想定するとと
もに、前記行分割の各分割区画を交互に逆方向へ向かう
順路R2に従った順番で前記測定点を順次連結して第2
の測定経路候補を想定する。
対して、シミュレーション時間分析を行い、測定時間が
小さい方を各区画内の測定経路とする。たとえば、図1
0(B)に示すように、列分割の順路R1に従った順番
で測定点P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7を順次連
結して得られた第1の測定経路候補(P0→P1→P2→
P3→P4→P5→P6→P7)と、行分割の順路R2に従っ
た順番で測定点P2,P5,P3,P6,P7,P4,P1を
順次連結して得られた第2の測定経路候補(P0→P2→
P5→P3→P6→P7→P4→P1)に対して、シミュレー
ション時間分析を行い、測定時間が小さい方を各区画内
の測定経路とする。
渉しない測定面上方の逃げ高さ位置を経過点とするよう
に調整する。ちなみに、区画間の逃げ高さに関しては、
区画内を区間間に拡張して、S4と同様な処理を行うこ
とで対応できる。つまり、区画にまたがる場合は、両方
の区画に共通の仮座標系で、突起物の最大高さZ2以上
の高さ(Z2+α)以上に逃げるようにすればよい。
令
ておき、必要な測定点の入力が完了した瞬間に、演算と
印字処理を実行する。たとえば、図11に示すような場
合を考えてみる。同図において、円Q1は点Q11,
Q12,Q13が入力されれば演算可能であり、円Q2は点
Q21,Q22,Q23が入力されれば演算可能、円Q3は点
Q31,Q32,Q33が入力されれば演算可能である。
11(Q11)→P12(Q12)→P13(Q21)→P
14(Q22)→P15(Q31)→P16(Q32)→P
17(Q33)→P18(Q23)→P19(Q13)であれば、円
Q1はP19(Q13)が測定された時点で、円Q2はP
18(Q23)が測定された時点で初めて演算が可能にな
る。S9では、Q11測定時に円Q1の演算および印字処
理を登録し、また、Q21測定時に円Q2の演算および印
字処理を登録し、P18(Q23)入力時に円Q2の演算お
よび印字処理を、P19(Q13)入力時に円Q1の演算お
よび印字処理を行う。この場合の印字内容例としては、
円の中心位置および直径などがある。もし、印字順番が
問題となる場合は、該当要素前の印字が全て終了するま
で、S9で印字待ちを行う。
次の座標系構築コマンドまでを先読みし、図面情報の数
値データを使用して、(S2)〜(S7)の処理を先行
処理する。現在実行中の測定で座標系構築に必要なデー
タが入力されたときに、測定経路の数値データを瞬時に
置き換えて、測定を継続する。
表示 同時に、パートプログラムの残りの測定時間(時分秒)
と測定完了比率(%)の表示を行う。これは、最短測定
経路を求める場合のシミュレーション時間分析時に、パ
ートプログラムの各要素に対して、残りの測定時間と測
定完了比率を求め、パートプログラムの付属情報として
登録しておき、パートプログラム実行時に、それらを表
示する。
接触時にタッチ信号を発するプローブを用いたが、被測
定物の画像を撮影するカメラなどの非接触式検出子でも
よい。また、上記実施形態では、被測定物Wに対してプ
ローブPがX,Y,Z軸方向へ移動する構造の三次元測
定機Aを用いたが、これとは逆に、プローブPに対して
被測定物WがX,Y,Z軸方向へ移動する構造の三次元
測定機でもよい。要するに、プローブPと被測定物Wと
が三次元(あるいは、二次元)方向へ相対移動可能な移
動機構であれば、何れでもよい。
法によれば、誰でもが簡単にかつ迅速に最適な測定経路
を選定することができ、測定時間の短縮化に寄与するこ
とができる。
体の斜視図である。
コントローラおよびホストシステムのブロック図であ
る。
定経路の最適化方法)を実行するフローチャートであ
る。
と印字処理)を実行するフローチャートである。
間と測定完了比率表示)を実行するフローチャートであ
る。
図である。
割を説明する図である。
合を説明するための図である。
部分を結ぶ順路および区間内測定経路候補を選定する方
法を説明する図である。
よび測定経路候補を説明する図である。
および印字処理を説明するための図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 検出子と被測定物とを予め選定した測定
経路に沿って相対移動させながら、被測定物の各測定点
で測定を行う測定機における測定経路選定方法におい
て、 前記検出子と被測定物とを相対移動させながら、被測定
物の各測定点で測定を行い、かつ、その相対移動経路に
基づく測定点における測定手順情報を作成、記憶したの
ち、 これらの測定点を含む測定領域を複数の区画に分割し、 この複数の分割区画を予め定めた順番で結ぶ複数種の順
路に従った順番で前記測定点を順次連結して複数の測定
経路候補を想定し、 この複数の測定経路候補に対してシミュレーション時間
分析を行って測定時間が最も短い測定経路候補を前記測
定領域内の測定経路として選定する、 ことを特徴とする測定機における測定経路選定方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の測定機における測定経
路選定方法において、 前記各区画の直交する辺を列および行の幅として前記測
定領域内を列分割および行分割し、 前記列分割の各分割区画を交互に逆方向へ向かう順路に
従った順番で前記測定点を順次連結して第1の測定経路
候補を想定し、 前記行分割の各分割区画を交互に逆方向へ向かう順路に
従った順番で前記測定点を順次連結して第2の測定経路
候補を想定し、 この第1および第2の測定経路候補に対してシミュレー
ション時間分析を行い、測定時間が小さい方を前記測定
領域内の測定経路として選定する、 ことを特徴とする測定機における測定経路選定方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の測定機における測定経
路選定方法において、 前記列分割および行分割と同じ方向に沿って前記各分割
区画内を列分割および行分割し、 前記列分割の各列分割部分を交互に逆方向へ向かう順路
に従った順番で前記測定点を順次連結して第1の区画内
測定経路候補を想定し、 前記行分割の各行分割部分を交互に逆方向へ向かう順路
に従った順番で前記測定点を順次連結して第2の区画内
測定経路候補を想定し、 この第1および第2の区画内測定経路候補に対してシミ
ュレーション時間分析を行い、測定時間が小さい方を前
記各区画内の測定経路として選定する、 ことを特徴とする測定機における測定経路選定方法。 - 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
測定機における測定経路選定方法において、 前記各分割区画毎に、被測定物と干渉しないための測定
経路を作成することを特徴とする測定機における測定経
路選定方法。 - 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
測定機における測定経路選定方法において、 測定時において、残りの測定時間および測定完了比率の
少なくとも一方を表示することを特徴とする測定機にお
ける測定経路選定方法。
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JP24166998A JP3927699B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 測定機における測定経路選定方法 |
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JP3927699B2 JP3927699B2 (ja) | 2007-06-13 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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