JP2002131041A - 輪郭形状測定方法及び装置 - Google Patents
輪郭形状測定方法及び装置Info
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- JP2002131041A JP2002131041A JP2000327468A JP2000327468A JP2002131041A JP 2002131041 A JP2002131041 A JP 2002131041A JP 2000327468 A JP2000327468 A JP 2000327468A JP 2000327468 A JP2000327468 A JP 2000327468A JP 2002131041 A JP2002131041 A JP 2002131041A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プローブチップ半径補正の際の法線方向に多
少の誤差が発生した場合でも、適正な輪郭形状を求める
ことを可能にする。 【解決手段】 ワーク２に接触するプローブチップ１０
の中心位置をサンプリングするサンプリング部６と、こ
のサンプリング部６でサンプリングされたプローブチッ
プ１０の中心位置の測定点列を記憶するメモリ部７と、
このメモリ部７に記憶された測定点列からプローブチッ
プ１０の半径分だけ補正したオフセット輪郭をワーク２
の輪郭形状として求める演算部８とを備える。演算部８
は、メモリ部６に記憶された測定点列を、各測定点を通
る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構
成する各図形要素をプローブチップ１０の半径分だけオ
フセットさせ、これらオフセット図形要素に対して所定
の方向の追跡を行いながらオフセット図形要素同士の交
点を求め、このステップで求められた交点で元輪郭から
離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰
り返しながらオフセット輪郭を求める。
少の誤差が発生した場合でも、適正な輪郭形状を求める
ことを可能にする。 【解決手段】 ワーク２に接触するプローブチップ１０
の中心位置をサンプリングするサンプリング部６と、こ
のサンプリング部６でサンプリングされたプローブチッ
プ１０の中心位置の測定点列を記憶するメモリ部７と、
このメモリ部７に記憶された測定点列からプローブチッ
プ１０の半径分だけ補正したオフセット輪郭をワーク２
の輪郭形状として求める演算部８とを備える。演算部８
は、メモリ部６に記憶された測定点列を、各測定点を通
る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構
成する各図形要素をプローブチップ１０の半径分だけオ
フセットさせ、これらオフセット図形要素に対して所定
の方向の追跡を行いながらオフセット図形要素同士の交
点を求め、このステップで求められた交点で元輪郭から
離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰
り返しながらオフセット輪郭を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、三次元測定機に
使用されるタッチシグナルプローブ等で検出されたプロ
ーブ中心の測定点列を、ワークの輪郭形状を算出するた
めにプローブのチップ半径分だけ補正することにより被
測定対象の輪郭形状を測定する輪郭形状測定方法及び装
置に関する。
使用されるタッチシグナルプローブ等で検出されたプロ
ーブ中心の測定点列を、ワークの輪郭形状を算出するた
めにプローブのチップ半径分だけ補正することにより被
測定対象の輪郭形状を測定する輪郭形状測定方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】三次元測定機のタッチシグナルプローブ
等を用いてワークの輪郭形状を測定する場合、プローブ
を操作して例えば球状のプローブチップをワークの必要
箇所に接触させ、必要な数の測定点列データを取得し、
この測定点列データから必要な計測値を算出する。測定
点列データは、プローブチップの中心位置の座標情報と
して求められるので、ワークの輪郭形状を求めるには、
プローブチップ中心の測定点列をプローブ半径分だけオ
フセットさせる必要がある。
等を用いてワークの輪郭形状を測定する場合、プローブ
を操作して例えば球状のプローブチップをワークの必要
箇所に接触させ、必要な数の測定点列データを取得し、
この測定点列データから必要な計測値を算出する。測定
点列データは、プローブチップの中心位置の座標情報と
して求められるので、ワークの輪郭形状を求めるには、
プローブチップ中心の測定点列をプローブ半径分だけオ
フセットさせる必要がある。
【０００３】従来のプローブチップ半径補正方法を用い
たワークの輪郭形状測定方法は、図７に示すように、チ
ップ半径補正したいプローブのチップ１０の中心座標と
して求められる測定点列Ｓ１，Ｓ２，…の近傍数点か
ら、何らかの方法で各測定点Ｓ１，Ｓ２，…の法線方向
を推定し、その方向にチップ半径ｒ分だけ測定点Ｓ１，
Ｓ２，…を移動させることにより、プローブ半径補正さ
れた測定点列Ｓ１′，Ｓ２′，…を求め、これをワーク
の輪郭形状に沿った測定点列とすることを基本としてい
る。
たワークの輪郭形状測定方法は、図７に示すように、チ
ップ半径補正したいプローブのチップ１０の中心座標と
して求められる測定点列Ｓ１，Ｓ２，…の近傍数点か
ら、何らかの方法で各測定点Ｓ１，Ｓ２，…の法線方向
を推定し、その方向にチップ半径ｒ分だけ測定点Ｓ１，
Ｓ２，…を移動させることにより、プローブ半径補正さ
れた測定点列Ｓ１′，Ｓ２′，…を求め、これをワーク
の輪郭形状に沿った測定点列とすることを基本としてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の輪郭形状測定方法におけるプローブチップ半径
補正方法では、例えば図８の測定点Ｓ13，Ｓ14で示すよ
うに、微小な測定誤差のために、推定された法線方向が
真の方向からズレを起こすと、補正後の測定点Ｓ13′，
Ｓ14′のように、そのようなずれた方向に測定点が移動
するため、測定誤差がチップ半径ｒに応じて拡大されて
しまい、輪郭形状がクロスするような不正な測定結果が
得られてしまうという問題がある。
た従来の輪郭形状測定方法におけるプローブチップ半径
補正方法では、例えば図８の測定点Ｓ13，Ｓ14で示すよ
うに、微小な測定誤差のために、推定された法線方向が
真の方向からズレを起こすと、補正後の測定点Ｓ13′，
Ｓ14′のように、そのようなずれた方向に測定点が移動
するため、測定誤差がチップ半径ｒに応じて拡大されて
しまい、輪郭形状がクロスするような不正な測定結果が
得られてしまうという問題がある。
【０００５】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、プローブチップ半径補正の際の法線方向に
多少の誤差が発生した場合でも、適正な輪郭形状を求め
ることができる輪郭形状測定方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、プローブチップ半径補正の際の法線方向に
多少の誤差が発生した場合でも、適正な輪郭形状を求め
ることができる輪郭形状測定方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る輪郭形状
測定方法は、被測定対象にプローブチップを接触させな
がらプローブチップの中心位置をサンプリングして測定
点列を取得するステップと、このステップで取得された
測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭
を生成するステップと、この元輪郭を構成する各図形要
素をプローブチップの半径分だけオフセットさせるステ
ップと、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形
要素に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセ
ット図形要素同士の交点を求め、このステップで求めら
れた交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセッ
ト図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭
を求めるステップとを備えてなることを特徴とする。
測定方法は、被測定対象にプローブチップを接触させな
がらプローブチップの中心位置をサンプリングして測定
点列を取得するステップと、このステップで取得された
測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭
を生成するステップと、この元輪郭を構成する各図形要
素をプローブチップの半径分だけオフセットさせるステ
ップと、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形
要素に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセ
ット図形要素同士の交点を求め、このステップで求めら
れた交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセッ
ト図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭
を求めるステップとを備えてなることを特徴とする。
【０００７】また、この発明に係る輪郭形状測定装置
は、被測定対象に接触するプローブチップの中心位置を
サンプリングするサンプリング手段と、このサンプリン
グ手段でサンプリングされたプローブチップの中心位置
の測定点列を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶
された前記測定点列から前記プローブチップの半径分だ
け補正したオフセット輪郭を前記被測定対象の輪郭形状
として求める演算手段とを備え、前記演算手段が、前記
記憶手段に記憶された測定点列を、各測定点を通る図形
要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する
各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさ
せ、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素
に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセット
図形要素同士の交点を求め、このステップで求められた
交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセット図
形要素に移ることを繰り返しながら前記オフセット輪郭
を求めるものであることを特徴とする。
は、被測定対象に接触するプローブチップの中心位置を
サンプリングするサンプリング手段と、このサンプリン
グ手段でサンプリングされたプローブチップの中心位置
の測定点列を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶
された前記測定点列から前記プローブチップの半径分だ
け補正したオフセット輪郭を前記被測定対象の輪郭形状
として求める演算手段とを備え、前記演算手段が、前記
記憶手段に記憶された測定点列を、各測定点を通る図形
要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する
各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさ
せ、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素
に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセット
図形要素同士の交点を求め、このステップで求められた
交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセット図
形要素に移ることを繰り返しながら前記オフセット輪郭
を求めるものであることを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、オフセット輪郭を求める
際に、プローブチップの中心座標として求められた測定
点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生
成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチッ
プの半径分だけオフセットさせ、このオフセット図形要
素に対して所定の方向の追跡を行いながら、オフセット
図形要素同士の交点を求め、求められた交点で元輪郭か
ら離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを
繰り返しながらオフセット輪郭を求めていくようにして
いるので、測定点からの法線方向に多少の誤差が生じ
て、オフセット輪郭が交差するような場合でも、オフセ
ット輪郭の交点で適切なルートが選択されることによ
り、適切なオフセット輪郭を求めることができる。
際に、プローブチップの中心座標として求められた測定
点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生
成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチッ
プの半径分だけオフセットさせ、このオフセット図形要
素に対して所定の方向の追跡を行いながら、オフセット
図形要素同士の交点を求め、求められた交点で元輪郭か
ら離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを
繰り返しながらオフセット輪郭を求めていくようにして
いるので、測定点からの法線方向に多少の誤差が生じ
て、オフセット輪郭が交差するような場合でも、オフセ
ット輪郭の交点で適切なルートが選択されることによ
り、適切なオフセット輪郭を求めることができる。
【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
求められたオフセット輪郭を点列に再分割してプローブ
チップ半径補正後の測定点列とするステップが更に備え
られる。これにより、新たに求められた測定点列間を滑
らかな曲線で補間することにより、更に適切な輪郭形状
を求めることができる。
求められたオフセット輪郭を点列に再分割してプローブ
チップ半径補正後の測定点列とするステップが更に備え
られる。これにより、新たに求められた測定点列間を滑
らかな曲線で補間することにより、更に適切な輪郭形状
を求めることができる。
【００１０】なお、本発明の更に好ましい実施形態にお
いては、オフセット輪郭を求めるステップは、例えばｎ
番目（ｎ＝１，２，…）の図形要素とｎ＋１番目の図形
要素との交点を求めるステップと、このステップで交点
が求められたとき、その点を終点としてｎ番目の図形要
素を確定するステップと、前記交点を求めるステップで
交点が求められなかったとき、ｎ＋１番目の図形要素に
対してｎ−１，ｎ−２，…と順番に前の図形要素に遡っ
て交点を求め、交点が求まった時点でｎ−ｊ番目の図形
要素を確定するステップとをｎを歩進させながら全ての
図形要素について実行するステップである。
いては、オフセット輪郭を求めるステップは、例えばｎ
番目（ｎ＝１，２，…）の図形要素とｎ＋１番目の図形
要素との交点を求めるステップと、このステップで交点
が求められたとき、その点を終点としてｎ番目の図形要
素を確定するステップと、前記交点を求めるステップで
交点が求められなかったとき、ｎ＋１番目の図形要素に
対してｎ−１，ｎ−２，…と順番に前の図形要素に遡っ
て交点を求め、交点が求まった時点でｎ−ｊ番目の図形
要素を確定するステップとをｎを歩進させながら全ての
図形要素について実行するステップである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発
明の一実施例に係る輪郭形状測定システムの構成を示す
図である。三次元測定機１は、測定対象物であるワーク
２を載置するテーブル３と、このテーブル３に対してプ
ローブ４をＸＹＺ軸方向に移動自在に支持する三次元支
持機構５と、この三次元支持機構５によって支持され
て、ワーク２に接触する接触式のプローブ４とを備えて
構成されている。プローブ４は、先端に球状のプローブ
チップ１０を備え、ワーク２に接触することにより接触
信号を出力する。
の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発
明の一実施例に係る輪郭形状測定システムの構成を示す
図である。三次元測定機１は、測定対象物であるワーク
２を載置するテーブル３と、このテーブル３に対してプ
ローブ４をＸＹＺ軸方向に移動自在に支持する三次元支
持機構５と、この三次元支持機構５によって支持され
て、ワーク２に接触する接触式のプローブ４とを備えて
構成されている。プローブ４は、先端に球状のプローブ
チップ１０を備え、ワーク２に接触することにより接触
信号を出力する。
【００１２】三次元測定機１のプローブ４をワーク２の
外形に沿って移動させることにより得られる各測定点の
データは、サンプリング部６で所定の間隔でサンプリン
グされる。各サンプリング点のデータ（測定点列デー
タ）は、一旦、メモリ部７に記憶される。演算部８は、
メモリ部７から測定点列データを読み出して、プローブ
チップ半径補正を行って、オフセット輪郭図形を算出す
る。算出されたオフセット輪郭図形は、必要に応じて出
力部９を介して表示出力又は印刷出力される。
外形に沿って移動させることにより得られる各測定点の
データは、サンプリング部６で所定の間隔でサンプリン
グされる。各サンプリング点のデータ（測定点列デー
タ）は、一旦、メモリ部７に記憶される。演算部８は、
メモリ部７から測定点列データを読み出して、プローブ
チップ半径補正を行って、オフセット輪郭図形を算出す
る。算出されたオフセット輪郭図形は、必要に応じて出
力部９を介して表示出力又は印刷出力される。
【００１３】次に、このシステムの動作について説明す
る。図２は、このシステムによる輪郭形状測定処理につ
いて説明する。まず、プローブチップ１０の中心座標と
して求められた測定点列を、各測定点を通る線分と円弧
とで補間して元輪郭を生成する（Ｓ１）。次に、元輪郭
をチップ半径分だけオフセットさせたオフセット輪郭を
求める（Ｓ２）。最後に、オフセット輪郭を点列に再分
割してプローブチップ半径補正後の点列とする（Ｓ
３）。図３（ａ）は、元輪郭の例である。この元輪郭に
対して、従来のように各測定点Ｓ21，Ｓ22，…を法線方
向へ移動させることによりオフセット輪郭を求めると、
同図（ｂ）のようにオフセット輪郭が一部交差するよう
な不適正な輪郭形状が得られてしまうが、本発明では、
元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対して
所定の方向の追跡を行いながら、オフセット図形要素同
士の交点を求め、この交点で元輪郭から離れる側に存在
するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオ
フセット輪郭を求めていく。即ち、輪郭をつなぎ合わせ
て整合性のある状態にする。この処理により、同図
（ｂ）のようにオフセット図形要素の一部が交差するよ
うな状況であっても、同図（ｃ）のように、交点Ｓ23″
で元輪郭から遠い部分要素のみが選択されて追跡が移っ
ていくので、そのような交差部分が発生することがなく
なる。
る。図２は、このシステムによる輪郭形状測定処理につ
いて説明する。まず、プローブチップ１０の中心座標と
して求められた測定点列を、各測定点を通る線分と円弧
とで補間して元輪郭を生成する（Ｓ１）。次に、元輪郭
をチップ半径分だけオフセットさせたオフセット輪郭を
求める（Ｓ２）。最後に、オフセット輪郭を点列に再分
割してプローブチップ半径補正後の点列とする（Ｓ
３）。図３（ａ）は、元輪郭の例である。この元輪郭に
対して、従来のように各測定点Ｓ21，Ｓ22，…を法線方
向へ移動させることによりオフセット輪郭を求めると、
同図（ｂ）のようにオフセット輪郭が一部交差するよう
な不適正な輪郭形状が得られてしまうが、本発明では、
元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対して
所定の方向の追跡を行いながら、オフセット図形要素同
士の交点を求め、この交点で元輪郭から離れる側に存在
するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオ
フセット輪郭を求めていく。即ち、輪郭をつなぎ合わせ
て整合性のある状態にする。この処理により、同図
（ｂ）のようにオフセット図形要素の一部が交差するよ
うな状況であっても、同図（ｃ）のように、交点Ｓ23″
で元輪郭から遠い部分要素のみが選択されて追跡が移っ
ていくので、そのような交差部分が発生することがなく
なる。
【００１４】図４は、上記オフセット輪郭算出処理（Ｓ
２）のより具体的な処理手順を説明するためのフローチ
ャートであり、図５は、その具体的処理を説明するため
の図である。まず、元輪郭を構成するそれぞれの線分、
円弧を所定量（プローブチップ半径ｒ）オフセットさせ
て、オフセット図形要素を生成する（Ｓ１１）。図５の
例の場合、プローブチップ１０の中心軌跡がＡ→Ｂ→Ｃ
→Ｄのように形成されるものであるとすると、輪郭Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに対するオフセット図形要素は、次のように
なる。
２）のより具体的な処理手順を説明するためのフローチ
ャートであり、図５は、その具体的処理を説明するため
の図である。まず、元輪郭を構成するそれぞれの線分、
円弧を所定量（プローブチップ半径ｒ）オフセットさせ
て、オフセット図形要素を生成する（Ｓ１１）。図５の
例の場合、プローブチップ１０の中心軌跡がＡ→Ｂ→Ｃ
→Ｄのように形成されるものであるとすると、輪郭Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに対するオフセット図形要素は、次のように
なる。
【００１５】Ａ→直線と円弧 Ｂ→直線 Ｃ→直線と円弧 Ｄ→直線
【００１６】各オフセット図形要素は、この例では、図
中矢印に示すように、元輪郭を構成する図形要素Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの生成方向に向かって常に左側に生成され、
左側に凸であるコーナ部には、時計回りに定義された円
弧が挿入される。また、各オフセット図形要素は、直線
については、元輪郭と同一方向に追跡処理され、円弧に
ついては時計回りに追跡される。なお、これはワーク２
が元輪郭の生成方向に対して左側に存在する場合であ
り、もし元輪郭の生成方向に対して右側にワーク２が存
在する場合には、オフセット図形要素は、元輪郭の生成
方向に対して右側に生成され、右側に凸であるコーナ部
には、反時計回りの円弧が挿入されることになる。この
ような追跡を行いながら、ｎ番目のオフセット図形要素
とｎ＋１番目のオフセット図形要素との交点を求め（Ｓ
１２）、交点がある場合には（Ｓ１３）、その点を終点
としてｎ番目のオフセット図形要素を確定処理し（Ｓ１
４）、交点が無い場合には（Ｓ１３）、ｎ＋１番目のオ
フセット図形要素に対してｎ−１，ｎ−２，…と前の図
形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でｎ−
ｊ番目の図形要素を確定させる（Ｓ１５）。以上の処理
を全てのオフセット図形要素について実行する（Ｓ１
７）。
中矢印に示すように、元輪郭を構成する図形要素Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの生成方向に向かって常に左側に生成され、
左側に凸であるコーナ部には、時計回りに定義された円
弧が挿入される。また、各オフセット図形要素は、直線
については、元輪郭と同一方向に追跡処理され、円弧に
ついては時計回りに追跡される。なお、これはワーク２
が元輪郭の生成方向に対して左側に存在する場合であ
り、もし元輪郭の生成方向に対して右側にワーク２が存
在する場合には、オフセット図形要素は、元輪郭の生成
方向に対して右側に生成され、右側に凸であるコーナ部
には、反時計回りの円弧が挿入されることになる。この
ような追跡を行いながら、ｎ番目のオフセット図形要素
とｎ＋１番目のオフセット図形要素との交点を求め（Ｓ
１２）、交点がある場合には（Ｓ１３）、その点を終点
としてｎ番目のオフセット図形要素を確定処理し（Ｓ１
４）、交点が無い場合には（Ｓ１３）、ｎ＋１番目のオ
フセット図形要素に対してｎ−１，ｎ−２，…と前の図
形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でｎ−
ｊ番目の図形要素を確定させる（Ｓ１５）。以上の処理
を全てのオフセット図形要素について実行する（Ｓ１
７）。
【００１７】上記の追跡処理を、図５の例に基づいて説
明すれば、次の通りである。 （１）いま、オフセット図形要素の始点Ｐが確定して
いるものとし、Ｐから追跡方向にオフセット図形要素
を追跡すると、やがてオフセット図形要素との交点Ｑ
が求まるので、オフセット図形要素が確定する。 （２）次に、始点をＱとしてオフセット図形要素を追
跡すると、次のオフセット要素との交点Ｒが求まるの
で、オフセット図形要素が確定する。 （３）続いて、始点をＲとしてオフセット図形要素を
追跡すると、この場合には、交点が存在しないので、オ
フセット図形要素を保留し、先に確定したオフセット
図形要素を不確定要素に戻して、この図形要素と次
の図形要素との交点を求める。この結果、図形要素
との交点Ｓが求まるので、図形要素を交点Ｓを終点
とするオフセット図形要素として再度確定させる。
明すれば、次の通りである。 （１）いま、オフセット図形要素の始点Ｐが確定して
いるものとし、Ｐから追跡方向にオフセット図形要素
を追跡すると、やがてオフセット図形要素との交点Ｑ
が求まるので、オフセット図形要素が確定する。 （２）次に、始点をＱとしてオフセット図形要素を追
跡すると、次のオフセット要素との交点Ｒが求まるの
で、オフセット図形要素が確定する。 （３）続いて、始点をＲとしてオフセット図形要素を
追跡すると、この場合には、交点が存在しないので、オ
フセット図形要素を保留し、先に確定したオフセット
図形要素を不確定要素に戻して、この図形要素と次
の図形要素との交点を求める。この結果、図形要素
との交点Ｓが求まるので、図形要素を交点Ｓを終点
とするオフセット図形要素として再度確定させる。
【００１８】（４）続いて、始点をＳとしてオフセット
図形要素を追跡すると、次のオフセット図形要素と
の交点Ｔが求まるので、交点Ｔを終点として図形要素
を確定する。 （５）更に、始点をＴとしてオフセット図形要素を追
跡すると、次のオフセット図形要素との交点Ｕが求ま
るので、交点Ｕを終点として図形要素を確定する。 以下同様の処理を繰り返す。この結果、確定したオフセ
ット図形要素は、（ＰＱ）→（ＱＳ）→（ＳＴ）
→（ＴＵ）→…のようになり、交差した不適当な輪郭
形状部分は排除され、適切なオフセット輪郭を算出する
ことが可能になる。
図形要素を追跡すると、次のオフセット図形要素と
の交点Ｔが求まるので、交点Ｔを終点として図形要素
を確定する。 （５）更に、始点をＴとしてオフセット図形要素を追
跡すると、次のオフセット図形要素との交点Ｕが求ま
るので、交点Ｕを終点として図形要素を確定する。 以下同様の処理を繰り返す。この結果、確定したオフセ
ット図形要素は、（ＰＱ）→（ＱＳ）→（ＳＴ）
→（ＴＵ）→…のようになり、交差した不適当な輪郭
形状部分は排除され、適切なオフセット輪郭を算出する
ことが可能になる。
【００１９】なお、輪郭のオフセット図形がコーナ部で
円弧要素を持つか持たないかは、元輪郭のコーナがオフ
セット方向に凸であるかどうかによって決定され、これ
はコーナを生成する２要素の外積ベクトルを求め、その
符号で判断すればよい。即ち外積ベクトルが正であれ
ば、追跡方向に対して左に曲がっているコーナであり、
負であれば、追跡方向に対して右に曲がっているコーナ
であると判断することができる。その際、輪郭の要素が
円弧であれば、２要素の交点における接続に置き換えて
判断する。輪郭の追跡方向が元輪郭とオフセット輪郭と
で異なる場合には、以上述べた追跡方向を全て逆にして
考えれば良い。
円弧要素を持つか持たないかは、元輪郭のコーナがオフ
セット方向に凸であるかどうかによって決定され、これ
はコーナを生成する２要素の外積ベクトルを求め、その
符号で判断すればよい。即ち外積ベクトルが正であれ
ば、追跡方向に対して左に曲がっているコーナであり、
負であれば、追跡方向に対して右に曲がっているコーナ
であると判断することができる。その際、輪郭の要素が
円弧であれば、２要素の交点における接続に置き換えて
判断する。輪郭の追跡方向が元輪郭とオフセット輪郭と
で異なる場合には、以上述べた追跡方向を全て逆にして
考えれば良い。
【００２０】なお、上記実施例では、元輪郭の凸コーナ
部の補間方法として円弧を挿入する方法を用いたが、図
６（ａ）に示す円弧の挿入の他に、同図（ｂ）のよう
に、コーナを形成する２要素を交点まで延長したり、同
図（ｃ）に示すように、コーナを形成する２要素を交点
の方向に延長し、且つ円弧を挿入する等の方法を用いる
ようにしても良い。
部の補間方法として円弧を挿入する方法を用いたが、図
６（ａ）に示す円弧の挿入の他に、同図（ｂ）のよう
に、コーナを形成する２要素を交点まで延長したり、同
図（ｃ）に示すように、コーナを形成する２要素を交点
の方向に延長し、且つ円弧を挿入する等の方法を用いる
ようにしても良い。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、オ
フセット輪郭を求める際に、プローブチップの中心座標
として求められた測定点列を、各測定点を通る図形要素
で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図
形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせ、
このオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行
いながら、オフセット図形要素同士の交点を求め、求め
られた交点で元輪郭から離れる側に存在するオフセット
図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を
求めていくようにしているので、測定点からの法線方向
に多少の誤差が生じて、オフセット輪郭が交差するよう
な場合でも、オフセット輪郭の交点で適切なルートが選
択されることにより、適切なオフセット輪郭を求めるこ
とができるという効果を奏する。
フセット輪郭を求める際に、プローブチップの中心座標
として求められた測定点列を、各測定点を通る図形要素
で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図
形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせ、
このオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行
いながら、オフセット図形要素同士の交点を求め、求め
られた交点で元輪郭から離れる側に存在するオフセット
図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を
求めていくようにしているので、測定点からの法線方向
に多少の誤差が生じて、オフセット輪郭が交差するよう
な場合でも、オフセット輪郭の交点で適切なルートが選
択されることにより、適切なオフセット輪郭を求めるこ
とができるという効果を奏する。
【図１】 この発明の一実施例に係る輪郭形状測定シス
テムの構成を示すブロック図である。
テムの構成を示すブロック図である。
【図２】 同輪郭形状測定処理のフローチャートであ
る。
る。
【図３】 同輪郭形状測定処理を説明するための図であ
る。
る。
【図４】 同輪郭形状測定処理におけるオフセット輪郭
の生成処理を示すフローチャートである。
の生成処理を示すフローチャートである。
【図５】 同オフセット輪郭生成処理の具体例を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】 同オフセット輪郭生成時のコーナ処理方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図７】 従来の一般的なプローブチップ半径補正処理
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図８】 同従来のプローブチップ半径補正処理におけ
る問題点を説明するための図である。
る問題点を説明するための図である。
１…三次元測定機、２…ワーク、３…テーブル、４…プ
ローブ、５…三次元支持機構、６…２1，２2…カメラ、
３…画像メモリ、４…演算処理装置、５…ワークメモ
リ、６…サンプリング部、７…メモリ部、８…演算部、
９…出力部、１０…プローブチップ。
ローブ、５…三次元支持機構、６…２1，２2…カメラ、
３…画像メモリ、４…演算処理装置、５…ワークメモ
リ、６…サンプリング部、７…メモリ部、８…演算部、
９…出力部、１０…プローブチップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA66 DD19 DD30 EE07 EE23 GG01 GG06 GG39 GG52 GG56 GG62 HH01 JJ08 JJ25 LL02 MM32 NN16 NN21 PP02 QQ05
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定対象にプローブチップを接触させ
ながらプローブチップの中心位置をサンプリングして測
定点列を取得するステップと、 このステップで取得された測定点列を、各測定点を通る
図形要素で補間して元輪郭を生成するステップと、 この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半
径分だけオフセットさせるステップと、 前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対
して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセット図形
要素同士の交点を求め、このステップで求められた交点
で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要
素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を求める
ステップとを備えてなることを特徴とする輪郭形状測定
方法。 - 【請求項２】 前記求められたオフセット輪郭を点列に
再分割してプローブチップ半径補正後の測定点列とする
ステップを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の
輪郭形状測定方法。 - 【請求項３】 前記オフセット輪郭を求めるステップ
は、 ｎ番目（ｎ＝１，２，…）の図形要素とｎ＋１番目の図
形要素との交点を求めるステップと、 このステップで交点が求められたとき、その点を終点と
してｎ番目の図形要素を確定するステップと、 前記交点を求めるステップで交点が求められなかったと
き、ｎ＋１番目の図形要素に対してｎ−１，ｎ−２，…
と順番に前の図形要素に遡って交点を求め、交点が求ま
った時点でｎ−ｊ番目の図形要素を確定するステップと
をｎを歩進させながら全ての図形要素について実行する
ステップであることを特徴とする請求項１又は２記載の
輪郭形状測定方法。 - 【請求項４】 被測定対象に接触するプローブチップの
中心位置をサンプリングするサンプリング手段と、 このサンプリング手段でサンプリングされたプローブチ
ップの中心位置の測定点列を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記測定点列から前記プロー
ブチップの半径分だけ補正したオフセット輪郭を前記被
測定対象の輪郭形状として求める演算手段とを備え、 前記演算手段は、 前記記憶手段に記憶された測定点列を、各測定点を通る
図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成
する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセッ
トさせ、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形
要素に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセ
ット図形要素同士の交点を求め、このステップで求めら
れた交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセッ
ト図形要素に移ることを繰り返しながら前記オフセット
輪郭を求めるものであることを特徴とする輪郭形状測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327468A JP4253112B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 輪郭形状測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327468A JP4253112B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 輪郭形状測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131041A true JP2002131041A (ja) | 2002-05-09 |
| JP4253112B2 JP4253112B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
ID=18804478
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327468A Expired - Fee Related JP4253112B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 輪郭形状測定方法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4253112B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1818647A2 (en) | 2006-02-10 | 2007-08-15 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument, form measuring method and form measuring program |
| JP2009121918A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置、形状測定方法及び形状測定プログラム |
| EP2128562A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-02 | Mitutoyo Corporation | Profile measuring device, method for profile measuring, and profile measuring program |
| JP2010210560A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機、及び形状測定方法 |
| JP2011230238A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置およびロボットを制御する方法 |
| DE102017207027A1 (de) | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Mitutoyo Corporation | Verfahren und Gerät zur Erkennung einer Fehlstelle in einem transparenten Körper |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327468A patent/JP4253112B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1818647A2 (en) | 2006-02-10 | 2007-08-15 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument, form measuring method and form measuring program |
| EP1818647A3 (en) * | 2006-02-10 | 2009-01-21 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument, form measuring method and form measuring program |
| US7542872B2 (en) | 2006-02-10 | 2009-06-02 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument, form measuring method and form measuring program |
| JP2009121918A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置、形状測定方法及び形状測定プログラム |
| EP2128562A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-02 | Mitutoyo Corporation | Profile measuring device, method for profile measuring, and profile measuring program |
| JP2010210560A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機、及び形状測定方法 |
| JP2011230238A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置およびロボットを制御する方法 |
| DE102017207027A1 (de) | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Mitutoyo Corporation | Verfahren und Gerät zur Erkennung einer Fehlstelle in einem transparenten Körper |
| US9885673B2 (en) | 2016-04-26 | 2018-02-06 | Mitutoyo Corporation | Method and apparatus for detecting defect in transparent body |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4253112B2 (ja) | 2009-04-08 |
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