JP2000180106A - ワーク加工装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工装置の機械構造や加工工具の加工特性に
起因する加工誤差を補完することができる加工技術を提
供し、また、ワークの形状測定に際しては高精度で、し
かも、迅速かつ汎用性の高い形状測定技術を提供し、さ
らに、これらの技術によって種々ののワークを高精度
に、かつ、迅速に製造することのできるシステムを構築
する。 【解決手段】 設計された形状データＰＰに基づいて、
汎用性のある形状面データなどとして汎用形状データＰ
Ｄが形成される。次に、汎用形状データＰＤに基づいて
測定制御用データＱＤが生成される。形状データＰＰは
ＮＣ加工制御用データＮＤに変換され、ＮＣ加工装置１
００のＮＣ制御部１１０に出力され、ＮＣ加工機構１２
０により加工を行い、その後、ワークの形状測定を行
う。この形状測定においては上記の測定制御用データＱ
Ｄが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワーク形状測定装
置、ワーク加工装置及びコンピュータにより読み取り可
能な記録媒体に係り、特に、ワーク形状を測定するため
の構成部分を有する装置並びにワーク形状を測定するた
めの機能を有する実行プログラムを格納した記録媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、種々のワークを加工するためのＮ
Ｃ加工装置が様々な製造分野において用いられている
が、新製品を開発する頻度の増大や開発期間の短縮が要
求されている昨今では、複雑な３次元形状を高精度かつ
迅速に加工する技術が必要とされている。現時点では、
ワークの３次元形状を設計するための３次元ＣＡＤ（コ
ンピュータ支援デザインソフトウェア）や、３次元ＣＡ
Ｍ（コンピュータ支援設計ソフトウェア）などが盛んに
使用されてきており、これらのソフトウェアによって設
計の期間短縮、設計作業の効率化などが図られている。

【０００３】しかしながら、上記の設計によって確定さ
れた形状データに基づいて加工データを導出するには、
加工装置の機械構造、加工工具などの加工特性を考慮す
る必要があり、加工現場のノウハウによって加工装置の
設定を手動で行いながら製品を作り出しているのが現状
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の精密
かつ複雑なＮＣ加工装置においても、上述の形状データ
に合致した高精度の形状加工を行うことは非常に困難で
ある。たとえば、上述のように加工装置の機械構造や加
工工具などの加工特性によって同じ形状データに基づい
て加工を行っても細部形状が微妙に異なり、形状データ
通りの高精度な加工を実現することは難しい。また、加
工装置の機械構造に関して、たとえば駆動軸のわずかな
軸ずれによって加工形状が大きく変化してしまうなど、
構造的な精度不足が加工精度に影響することがあるが、
構造的な軸ずれなどの影響を機械的に修正することは非
常に困難である。

【０００５】また、上記のワーク加工に際しては、ワー
ク形状の正確な把握が必要であり、このために近年種々
の３次元形状測定装置が提供されている。この３次元形
状測定装置においては、高精度な形状測定を迅速、か
つ、汎用性を持って測定する機能が要求されるが、高精
度な形状測定は測定情報の増大を招いて測定時間を増大
させるとともに種々の複雑な形状測定の可能な複雑な機
構を嫌うため、これらの機能を並立させることがきわめ
て困難であるという問題点がある。

【０００６】そこで本発明には上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、加工装置の機械構造や加工工具
の加工特性に起因する加工誤差を補完することができる
加工技術を提供することにあり、また、ワークの形状測
定に際しては高精度で、しかも、迅速かつ汎用性の高い
形状測定技術を提供することにあり、さらに、これらの
技術によって種々ののワークを高精度に、かつ、迅速に
製造することのできるシステムを構築することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、ワーク形状を測定するための
測定手段と、該測定手段をワークに対して相対的に動作
させる相対的駆動手段と、前記測定手段によるワーク形
状の測定中に前記相対的駆動手段を制御する測定動作制
御手段とを有し、前記測定動作制御手段は、ワーク形状
に対応した基準形状を表す形状データに基づいて前記相
対的駆動手段を制御して前記測定手段を相対的に動作さ
せるように構成されているワーク形状測定装置である。
この手段によれば、形状データに基づいて測定手段を動
作させることにより、測定手段の不要な、かつ、精度悪
化に繋がる動作を低減することができるため、測定時間
の短縮や測定精度の向上を図ることができる。なお、形
状データとしてはワークの設計形状又は目標形状を表す
もの、ワークの概略形状を表すものなどがあり、後述す
る実施形態における形状データＰＰや汎用形状データＰ
Ｄがこれに相当する。また、ＣＡＤデータなどが予め存
在する場合にはそのデータそのもの若しくはそのデータ
を変換したデータを形状データとして用いることができ
るが、後述のようにより簡易な手段にてワーク形状を計
測した結果を示すデータでもよい。

【０００８】請求項１において、前記相対的駆動手段
は、前記測定動作制御手段によって制御される、前記測
定手段を動作させる測定側駆動手段及びワーク姿勢を変
更するワーク姿勢変更手段を含み、前記測定動作制御手
段は、前記形状データに基づいて、測定すべきワーク表
面が前記測定手段に対して所定の位置関係及び／又は姿
勢範囲内に保持されるように制御してワーク姿勢を変化
させることが好ましい。形状データに基づいて測定手段
を動作させながらワーク姿勢を変化させることにより、
ワーク表面が測定手段に対して所定の位置関係及び／又
は姿勢関係に保持されるようにより容易に制御すること
ができる。

【０００９】請求項２において、前記測定動作制御手段
によって制御され、保持される位置関係及び／又は姿勢
関係の範囲は、前記測定手段の測定方向に対するワーク
表面の角度範囲であることが好ましい。測定手段の測定
方向に対するワーク表面の角度を所定範囲内に保持する
ことによって測定手段の測定精度を向上させることがで
きるとともに測定手段によるワーク形状に対する対応性
を高めることができる。例えば、測定手段としてはレー
ザ光のワーク表面からの反射光をとらえてワーク表面ま
での距離を測定するレーザプローブを用いる方法、接触
プローブによりワーク表面の高さを測る方法、ワーク表
面を撮像して干渉縞や投影縞などを参照して表面形状を
測る方法などがあるが、いずれの方法においても、測定
方向はワーク表面に直交する方向に近い方向とすること
が好ましく、ワーク表面に直交する方法とすることが最
も望ましい。

【００１０】請求項１から請求項３までのいずれか１項
において、前記形状データと前記測定手段により測定さ
れたワークの測定形状との間の形状誤差データを導出す
るように構成されていることが好ましい。形状データと
ワークの測定形状との間の形状誤差データを導出するこ
とにより、ワークの形状誤差を把握して修正加工の目安
として用いることができる。

【００１１】請求項１から請求項４までのいずれか１項
において、前記形状データを、ワーク画像を取得するこ
とによって得られた概略のワーク形状を示すものとして
求める概略形状取得手段を備えていることが好ましい。
ワーク形状測定装置として未知の形状を備えたワークを
測定する場合には測定時に用いる形状データを取得する
ための何らかの手段が必要となるが、本項によれば、ワ
ーク画像を取得することによって概略のワーク形状を示
す形状データが得られる。ワーク画像に基づいて形状デ
ータを求めるため、形状データの取得のための時間を短
縮することができる。ワーク画像に基づいて形状データ
を求める方法としては、複数の方向や距離からワークを
計測した結果を方向や距離を参照して合成処理する方
法、ワーク表面に干渉縞を形成したり、縞模様、格子模
様などを投影したりして、これらの模様に基づいてワー
ク表面の形状を算出する方法などがある。

【００１２】次に、ワーク形状に対応した基準形状を示
す形状データに基づいて加工データを生成する加工デー
タ生成手段と、ワークを加工する加工手段と、該加工手
段を前記加工データに基づいて制御する加工制御手段
と、前記加工されたワーク形状を測定する測定手段と、
該測定手段をワークに対して相対的に動作させる相対的
駆動手段と、前記形状データに基づいて前記相対的駆動
手段を制御する測定動作制御手段とを有することを特徴
とするワーク加工装置である。この手段によれば、形状
データに基づいてワークを加工することができるととも
に、形状データを用いて迅速かつ正確に加工後のワーク
の形状を測定することができる。

【００１３】請求項６において、前記測定動作制御手段
は、測定すべきワーク表面が前記測定手段に対して所定
の位置関係及び／又は姿勢範囲内に保持されるように前
記相対的駆動手段を制御して前記測定手段の相対的位置
及び／又は姿勢を変更させることが好ましい。

【００１４】請求項６又は請求項７において、前記形状
データと、前記測定手段により測定されたワーク測定形
状との間の形状誤差データを導出し、該形状誤差データ
に基づいて前記加工データ生成手段により再度前記加工
データを生成するように構成されていることが好まし
い。

【００１５】請求項８において、前記形状誤差データに
基づいて修正加工の必要なワーク部分を限定した部分加
工データを生成する修正加工限定手段を備え、該部分加
工データに基づいて前記加工制御手段が前記加工手段を
制御するように構成されていることが望ましい。このよ
うにすれば、形状誤差データに基づく修正加工を必要部
位のみに限定して行うことができるので、迅速に修正加
工を実施することができる。

【００１６】請求項１から請求項９までのいずれかに記
載された前記測定動作制御手段又は装置全体の動作手順
をコンピュータで実行可能にするための実行プログラム
を格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であ
る。測定動作制御手段は、ワーク形状測定装置としての
動作の主要部を実行可能にするための実行プログラムに
より実現可能に構成することが可能であり、また、装置
全体の動作手順は、それぞれ、ワーク形状測定装置或い
はワーク加工装置としての作業手順を順次自動的に実行
していくように実行プログラムにより実現可能に構成す
ることが可能である。なお、測定動作制御手段は、後述
する実施形態において、測定用制御データ生成プログラ
ム１２、測定データ処理プログラム１３及びＮＣ制御プ
ログラム１１２によって実現される機能実現手段に相当
するものであり、一体的に構成されていても、或いはま
た、複数のユニットプログラム部に分割されて構成され
ていても構わない。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係るワーク形状測定装置、ワーク加工装置及びコンピ
ュータにより読み取り可能な記録媒体の実施形態につい
て説明する。図１は本発明に係る第１実施形態を用いた
ワーク加工の手順を示す概略フローチャートである。３
次元ＣＡＤ／ＣＡＭ１１によって設計された形状データ
ＰＰは、たとえば３次元の点群データなどとして出力さ
れ、この形状データＰＰに基づいてコンピュータ処理に
より形状面生成などの処理が行われ、汎用性のある形状
面データなどとして汎用形状データＰＤが形成される。
次に、汎用形状データＰＤに基づいて形状測定に用いら
れる、測定プローブの駆動制御用データやワーク台の駆
動制御用データなどを導出するための基礎となる測定制
御用データＱＤが生成される。

【００１８】一方、上記の形状データＰＰはＮＣ加工装
置１００のＮＣ制御部１１０に出力され、通常の加工方
法と同様に、ＮＣ加工制御用データＮＤに変換される。
ここで、ＮＣ加工を行う場合にはＮＣ加工機構１２０の
処理ヘッドに加工工具を装着してＮＣ加工機構１２０に
より加工を行い、その後、必要に応じて処理ヘッドに測
定プローブを装着してワークの形状測定を行う。また、
加工を行わずに直接測定を行うことも可能である。この
形状測定においては、上記の形状データＰＰや汎用形状
データＰＤに基づいて生成された上記の測定制御用デー
タＱＤが用いられる。

【００１９】ＮＣ加工機構１２０は種々の機構を用いる
ことができるが、その一例としては、図３に示すように
処理ヘッド１２１とワーク台１２２とを備えたものがあ
る。この場合、処理ヘッド１２１は測定側駆動手段であ
るヘッド駆動機構１２３によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸
方向にそれぞれ直線的に移動可能に構成され、ワーク台
１２２はワーク姿勢変更手段である台駆動機構１２４に
よりＨ軸及びＶ軸の周りにそれぞれ回動可能に構成さ
れ、全体として５軸の動作機構を構成している。処理ヘ
ッド１２１には、図示の複数の加工工具１２５又は測定
プローブ１２６の中のいずれか一つを装着することが可
能である。ヘッド駆動機構１２３及び台駆動機構１２４
は共にＮＣ制御部１１０によって制御される。

【００２０】ワーク形状の測定は、たとえば、まずレー
ザ光を照射してその反射光を検知することによりワーク
表面位置を検出するレーザプローブなどの非接触プロー
ブを用いた非接触測定を実施し、その後、非接触測定で
は測定不可能な部分をタッチプローブなどの接触式プロ
ーブにより接触測定を行う。このとき、上述の形状デー
タＰＰ若しくは汎用形状データＰＤに対応する形状がワ
ーク２０に既に存在する場合には、処理ヘッド１２１及
びワーク台１２２を形状データＰＰ又は汎用形状データ
ＰＤに基づいて相対的に駆動することによって測定を最
適化することができる。たとえば、いずれの測定方法に
おいても測定プローブ１２１はワーク台１２２上に固定
されたワーク２０に対して直線的に作用するので、測定
プローブ１２１と、この測定プローブ１２１が作用する
ワーク２０の表面との姿勢関係を所定角度範囲内に保持
する、好ましくは一定角度にすることによって、確実に
測定を行うことができるとともに高精度に測定すること
ができる。すなわち、レーザプローブではワーク表面か
らの反射光を検出するためにレーザ照射方向に対してワ
ーク表面の面方位が一致するか若しくはその近傍に向い
ている必要があり、また、接触プローブでもプローブの
検出精度を保持するには接触方向に対してワーク表面の
面方位が一致するか若しくはその近傍に向いている必要
がある。さらに、いずれの測定プローブ１２６において
も、たとえば、プローブの走査軌道を、上記の形状デー
タＰＰ又は汎用形状データＰＤに沿って、或いは、これ
らのデータを前提として、処理ヘッド１２１とワーク台
１２２との相対的動作により決定し、動作させることに
より、測定に要する時間の短縮及び測定精度の向上を図
ることが可能になる。なお、プローブの走査軌道を上記
の形状データＰＰ又は汎用形状データＰＤに沿って動作
させることにより、後述するように、測定データそのも
のにより形状データと測定結果との差を直接に得ること
ができ、形状データと測定結果との比較処理が不要にな
るという利点もある。

【００２１】上記の方法によって実施された測定により
ワーク形状を示す測定データＤＴが点群データ、走査線
データ、面データなどとして導出され、この測定データ
ＤＴは、上記の形状データＰＰ若しくは汎用形状データ
ＰＤと比較されて、両者の形状の差異を表す形状誤差デ
ータＡＭが出力される。なお、上述のように測定プロー
ブ１２６により検出された測定データが形状データＰＰ
又は汎用形状データＰＤとワーク形状との差異を表す形
状誤差データＡＭそのものとなっている場合にはこのよ
うな処理は不要となるか、或いは、スムージング処理な
どのノイズ除去やデータ形式の変換などのような単なる
データの簡易処理のみで足りることとなる。なお、形状
データが目標形状を表す場合には、この処理において形
状データに対してワークの測定形状が削りすぎなど回復
不可能な状態に至っている場合には警報を鳴らすなど、
操作者に報知する手段が設けられており、それ以降の動
作は中止される。

【００２２】上記のようにして導出された形状誤差デー
タＡＭは、ＮＣ加工装置１００内にて上記の加工データ
ＮＤに変換され、再び加工が実施される。ただし、この
加工後においては、再び上述のように測定を実施して再
度の形状誤差データを導出してもよく、或いは、測定を
実施してからその最終形状の測定データを導出するだけ
でもよく、さらには、加工後に作業をそのまま終了させ
てもよい。

【００２３】図８には、本実施形態のハード構成例の概
略を示す。この構成例では、パーソナルコンピュータな
どのデータ処理装置１０に、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ１
１、測定用制御データ生成プログラム１２及び測定デー
タ処理プログラム１３をインストールしてある。３次元
ＣＡＤ／ＣＡＭ１１は設計者の意図に基づいて３次元の
形状データＰＰや汎用形状データＰＤを生成するもので
ある。なお、この３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ１１がコンピュ
ータ１０にインストールされていなくても、外部から形
状データＰＰや汎用形状データＰＤを取り込むようにす
ればよい。

【００２４】測定用制御データ生成プログラム１２は、
形状データＰＰや汎用形状データＰＤから測定用制御デ
ータＱＤを導出するものである。形状データＰＰとして
は、点群データ、走査線データ、面データ、各種形式の
ＣＡＤデータなどのいずれでもよいが、汎用形状データ
ＰＤは、形状データＰＰに基づいて形成された情報を備
えた、本実施形態における他のデータ処理に共通する所
定形式の形状データである。形状データＰＰが供給され
た場合には一旦内部処理によって汎用形状データＰＤに
変換され、この汎用形状データＰＤから測定用制御デー
タＱＤが生成される。測定用制御データＱＤは、ＮＣ加
工装置１００のＮＣ制御部１１０において実行される後
述するＮＣ制御プログラム１１２を動作させるためのデ
ータであり、測定プローブ１２６とワーク２０との間の
相対的動作における動作速度や動作軌跡などを導出する
ための基礎データとなる。

【００２５】測定データ処理プログラム１３は、ＮＣ加
工装置１００により測定されたワーク形状からワーク形
状の測定データＤＴ及び／又は形状誤差データＡＭを導
出するものである。ワーク形状の測定データＤＴとして
は、点群データ、走査線データ、面データなど、ワーク
形状を表すものであればどのような形式であっても構わ
ない。また、測定データＤＴを導出することなく、直接
形状誤差データＡＭを求めるものであってもよい。この
測定データ処理プログラム１３は、測定されたワーク形
状から測定データＤＴを導出する過程で、上記の測定用
制御データ生成プログラム１２と同様のデータ変換など
のデータ処理を用いる場合があり、この場合には当該デ
ータ処理部分を測定用制御データ生成プログラム１２と
機能実現部分を共有するなどの態様で、プログラムとし
て一部融合していたり、一体化していても構わない。

【００２６】ＮＣ加工装置１００は、上記の形状データ
ＰＰや汎用形状データＰＤから加工用制御データＮＤを
形成する加工用制御データ生成プログラム１１１と、加
工用制御データＮＤや上記の測定用制御データＱＤを用
いてＮＣ加工機構１２０を制御するためのＮＣ制御プロ
グラム１１２とを格納し、ＮＣ加工装置１００の全体を
制御するＮＣ制御部１１０と、上記のように実際の駆動
動作部を構成するＮＣ加工機構１２０とから構成され
る。なお、上記の測定用制御データ生成プログラム１
２、測定データ処理プログラム１３及び加工用制御デー
タ生成プログラム１１１は、データ処理装置１０と、Ｎ
Ｃ制御部１１０のいずれにおいて実行されるように構成
されていても構わない。なお、ＮＣ制御プログラム１１
２は、加工制御を行う加工制御プログラムと、測定制御
を行う測定制御プログラムとに分かれていてもよい。

【００２７】上記の実施形態では、当初はワークの初期
形状と形状データＰＰとから所定の加工データＮＤ
（０）を形成し、この加工データＮＤ０に基づいてワー
クの第１次加工を行う。次に、上述の形状測定を実施
し、形状誤差データＡＭ（０）から加工データＮＤ
（１）を形成し、第２次加工を実施する。その後、再
度、形状測定を実施した場合には、再び形状補正データ
ＡＭ（１）を導出する。このような繰り返し動作は、従
来の粗加工、中仕上げ、最終仕上げのような手順にて順
次実施してもよい。

【００２８】上記の実施形態において、形状が未知のワ
ーク（目標とする形状データがないものという意味であ
る。）の形状を測定する場合には、まず、図５に示すよ
うに撮像装置１２７を処理ヘッド１２１に装着してワー
ク２１の表面部分を撮影する。撮像装置１２７には、Ｃ
ＣＤカメラなどの撮影カメラ１２８と、補助光源１２９
が装備されている。このとき、補助光源１２８からは、
平行な多数の輝線若しくは暗線又は輝線からなる縞模様
若しくは暗線からなる格子模様がワーク２１の表面に投
影される。撮影カメラ１２８は投影された縞模様又は格
子模様を取り込み、ワーク表面の立体形状を算出する。
この撮像装置１２７によってワーク表面を複数箇所にお
いて撮影し、これらの画像から算出された立体形状をつ
なぎ合わせて立体的な形状データを合成する。この場合
には、所定面積に設定された撮影カメラ１２８の撮像範
囲がワーク２１の表面の全てをカバーするように適宜に
撮像装置１２７とワーク台１２２を動かす。ＮＣ制御部
１１０は、処理ヘッド１２１とワーク台１２２の位置及
び姿勢を検出し、これを用いて画像から立体形状の位置
や姿勢を決定する。ただし、撮像装置１２７にワーク２
１との距離や方向を検出するための検出センサを設けて
も良い。

【００２９】上記のようにして検出されたワーク２１の
形状データは、上記の形状データＰＰや汎用形状データ
ＰＤと同様に用いられて上述のように測定や加工が実施
される。なお、撮像装置による画像データから形状デー
タを求める方法としては、上記のような縞模様や格子模
様などを用いることなく、カメラの方向や距離を撮影条
件データとして記録しながら複数の方面及び距離から撮
影した複数の画像データを撮影条件データによって合成
処理する方法でもよい。

【００３０】次に、図６を参照して、上記実施形態にお
いて用いられるＮＣ駆動機構１２０の機械的動作の誤差
を補償する方法について説明する。この方法は、処理ヘ
ッド１２１に光学センサなどからなる検出装置１３０を
装着するとともに台駆動機構１２４の表面部位にＨ軸の
軸線方向に離れた複数の被検出部１３１，１３２を形成
する。そして、検出装置１３０によって被検出部１３
１，１３２の位置を測定する。このとき、Ｈ軸まわりに
台駆動機構１２４を回動させながら、若しくは、回動
後、測定時に停止するといった間欠的動作を行いなが
ら、検出装置１３０による被検出部１３１，１３２の位
置測定を繰り返し行い、その結果をＮＣ制御部１１０の
内部に記録されている設定値（回動半径、回動角）と比
較し、Ｈ軸の軸ずれを算出する。この軸ずれの算出値に
よってＮＣ制御部１１０の内部処理において軸ずれ量を
補償し、加工時には正確な加工が実施され、測定時には
正確な測定データが得られるようにする。なお、非検出
部を３点計測して当該３点が含まれる平面を形成し、こ
の平面データが軸回転によってどのように変化するかを
測定して軸ずれ補正値を導出してもよい。非検出部は常
に上方から正確に観測され得るように、例えば、透明容
器内に液体を入れ、液体上にマーキング材が浮いた構造
として当該マーキング材が検出装置によって検出される
ように構成することが好ましい。

【００３１】上記方法はＨ軸の軸ずれを検出する方法を
示したが、同様にＶ軸の軸ずれを検出することもでき
る。また、Ｈ軸、Ｖ軸のいずれの軸ずれの測定時におい
ても、処理ヘッド１２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の駆動軸の
軸ずれも測定値に含まれているため、ワーク台１２２の
動作ずれを測定すれば処理ヘッド１２１の動作ずれを別
途測定する必要はない。

【００３２】図７には、上記実施形態における測定時の
測定データの処理に関する説明図を示す。ワーク２０の
形状測定に際しては、ワーク表面２０ａを測定プローブ
１２６や撮像装置１２７によって走査して表面形状を測
定していくが、ワーク表面２０ａから穿孔された深穴２
０ｂなどの陥没部分など、正確に検出することができな
い部位が発生する場合がある。このような場合には、検
出可能な範囲のワーク表面に対応する形状データ２０ｃ
に対して、深穴２０ｂなどの陥没部分の形状をワーク表
面２０ａと連続した平面若しくはワーク表面２０ａから
僅かに引き込まれた穴底面２０ｄを有するものと仮定し
てワーク形状をデータ化する。

【００３３】次に、図２を参照して上記実施形態の変形
例について説明する。この変形例においては、基本的な
処理過程は上記実施形態と同様であるが、形状誤差デー
タＡＭを導出した後に、形状誤差データＡＭが所定のし
きい値よりも小さい部分を修正加工範囲から除去し、修
正加工範囲を限定することによって、部分誤差データＢ
Ｍを形成する。ＮＣ加工装置１００内の加工用制御デー
タ生成プログラム１１１は、この部分誤差データＢＭに
基づき、限定された修正加工範囲においてワークに対し
て修正加工を施すための加工データＮＤを導出し、ＮＣ
加工機構１２０はＮＣ制御部１１０の制御に基づいてワ
ークを限定された修正加工範囲において修正加工する。

【００３４】このように構成することによって、ワーク
表面に形状誤差がきわめて小さい領域が存在して、当該
領域においては、要求精度上問題とならない誤差である
場合や加工精度上修正が無意味になる場合などにおい
て、いたずらにワーク表面の全面に亘って修正加工を施
すことによる加工時間の増大を回避することができる。
また、図示点線で示すように、限定された修正加工範囲
を示す範囲データＣＭを上記の測定用制御データ生成プ
ログラム１２に与えることによって、その後の形状測定
を当該修正加工範囲内に限定し、測定時間やデータ処理
時間を短縮化することができる。

【００３５】なお、上述の測定用制御データ生成プログ
ラム１２及び測定データ処理プログラム１３は、それぞ
れ、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気デ
ィスクなどの形態を取る、着脱式若しくは固定式の記録
媒体に格納される。また、測定用制御データ生成プログ
ラム１２と測定データ処理プログラム１３とは一体化さ
れたものであってもよく、さらに、３次元ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ１１と一体化されたものであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、形
状データに基づいて測定手段を動作させることにより、
測定手段の不要な、かつ、精度悪化に繋がる動作を低減
することができるため、測定時間の短縮や測定精度の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワーク形状測定装置、ワーク加工
装置及び記録媒体の実施形態を示す概略フローチャート
である。

【図２】上記実施形態の変形例を示す概略フローチャー
トである。

【図３】ＮＣ加工装置の概略構成を示す概略構成図であ
る。

【図４】ワーク形状の測定時の状況を示す概略図であ
る。

【図５】撮像装置を用いたワーク形状の測定時の状況を
示す概略図である。

【図６】ＮＣ駆動機構の軸ずれの検出方法を示す概略説
明図である。

【図７】ワーク形状の測定時における測定データの構成
例を示す概念図である。

【図８】上記実施形態のハード構成を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１０ パーソナルコンピュータ １１ ３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ １２ 測定用制御データ生成プログラム １３ 測定データ処理プログラム ２０，２１ ワーク ２０ａ ワーク表面 １００ ＮＣ加工装置 １１０ ＮＣ制御部 １１１ 加工用制御データ生成プログラム １１２ ＮＣ制御プログラム １２０ ＮＣ加工機構

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１４日（２０００．２．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 ワーク加工装置及びコンピュータ読み
取り可能な記録媒体

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F062 AA04 AA51 CC23 CC27 DD03 EE01 EE09 EE62 EE66 FF05 GG71 HH01 JJ04 LL11 2F069 AA04 AA51 DD15 DD16 EE04 GG01 GG04 GG07 GG62 GG65 HH01 JJ08 3C001 KA01 KB10 TA02 TB03 3C029 BB01 9A001 BB06 EE02 HH34 JJ49 JJ50 KK31 KK54 LL08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク形状を測定するための測定手段
   と、該測定手段をワークに対して相対的に動作させる相
   対的駆動手段と、前記測定手段によるワーク形状の測定
   中に前記相対的駆動手段を制御する測定動作制御手段と
   を有し、前記測定動作制御手段は、ワーク形状に対応し
   た基準形状を表す形状データに基づいて前記相対的駆動
   手段を制御して前記測定手段を相対的に動作させるよう
   に構成されていることを特徴とするワーク形状測定装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記相対的駆動手段
   は、前記測定動作制御手段によって制御される、前記測
   定手段を動作させる測定側駆動手段及びワーク姿勢を変
   更するワーク姿勢変更手段を含み、前記測定動作制御手
   段は、前記形状データに基づいて、測定すべきワーク表
   面が前記測定手段に対して所定の位置関係及び／又は姿
   勢範囲内に保持されるように制御してワーク姿勢を変化
   させることを特徴とするワーク形状測定装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記測定動作制御手
   段によって制御され、保持される位置関係及び／又は姿
   勢関係の範囲は、前記測定手段の測定方向に対するワー
   ク表面の角度範囲であることを特徴とするワーク形状測
   定装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項において、前記形状データと前記測定手段により測定
   されたワークの測定形状との間の形状誤差データを導出
   するように構成されていることを特徴とするワーク形状
   測定装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   項において、前記形状データを、ワーク画像を取得する
   ことによって得られた概略のワーク形状を示すものとし
   て求める概略形状取得手段を備えていることを特徴とす
   るワーク形状測定装置。
6. 【請求項６】 ワーク形状に対応した基準形状を示す形
   状データに基づいて加工データを生成する加工データ生
   成手段と、ワークを加工する加工手段と、該加工手段を
   前記加工データに基づいて制御する加工制御手段と、前
   記加工されたワーク形状を測定する測定手段と、該測定
   手段をワークに対して相対的に動作させる相対的駆動手
   段と、前記形状データに基づいて前記相対的駆動手段を
   制御する測定動作制御手段とを有することを特徴とする
   ワーク加工装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記測定動作制御手
   段は、測定すべきワーク表面が前記測定手段に対して所
   定の位置関係及び／又は姿勢範囲内に保持されるように
   前記相対的駆動手段を制御して前記測定手段の相対的位
   置及び／又は姿勢を変更させることを特徴とするワーク
   加工装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７において、前記形
   状データと、前記測定手段により測定されたワーク測定
   形状との間の形状誤差データを導出し、該形状誤差デー
   タに基づいて前記加工データ生成手段により再度前記加
   工データを生成するように構成されていることを特徴と
   するワーク加工装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記形状誤差データ
   に基づいて修正加工の必要なワーク部分を限定した部分
   加工データを生成する修正加工限定手段を備え、該部分
   加工データに基づいて前記加工制御手段が前記加工手段
   を制御するように構成されていることを特徴とするワー
   ク加工装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９までのいずれか
    に記載された前記測定動作制御手段又は装置全体の動作
    手順をコンピュータにより実行可能にするための実行プ
    ログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒
    体。