JP2004163296A - パートプログラム編集時の座標系再現方法及びその装置 - Google Patents

パートプログラム編集時の座標系再現方法及びその装置 Download PDF

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彰 高田
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幸三 有我
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Abstract

【課題】本発明の目的は、座標測定機用パートプログラム編集の正確性と保守性を向上できるパートプログラム編集時の座標系再現方法を提供することにある。
【解決手段】各座標系の位置がそれぞれ被測定物上の所望位置に設定された座標系の位置を基準に設定されている座標測定機用パートプログラム50の編集時に、その編集予定箇所52の座標系を該測定機上の座標系に再現する座標系再現方法であって、該編集予定箇所52の座標系に関係する命令56のみを収集する収集工程と、該収集工程により収集された命令56のみを先頭から該編集予定箇所52まで順に該測定機上で実行させ、その終了時点の座標系を該編集予定箇所52の座標系とする実行工程(S14)と、を備え、該編集予定箇所52の編集(S16)を該実行工程(S14)の終了時点の座標系上で行うことを特徴とするパートプログラム編集時の座標系再現方法。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパートプログラム編集時の座標系再現方法及びその装置、特に座標測定機用パートプログラム編集時の座標系再現手法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、測定によって得られたワーク上の座標値から、必要とする例えば穴径や穴位置・段差などの寸法測定を行うため、画像測定機等の座標測定機が用いられている。座標測定機の中でも、各軸の移動及び測定の操作をコンピュータによる数値制御で行うCNC式が特に注目されている。
座標測定機のほとんどは座標系を持ち、測定箇所(ターゲット点)や座標測定機の移動命令は、現在設定されている座標系を基準に記録されている。座標系には、不変である機械座標系(MCS)と、可変であるワーク座標系(PCS)があり、測定方法やオペレータの経験によって座標系の設定方法は無限にあるが、一般的に各座標系の位置は、MCSを基準に設定されるのではなく、それぞれ被測定物上の所望位置に設定されているPCSの位置を基準に設定されている。
【0003】
ここで、同様なワークの測定を行うのに毎回、手動で座標測定機の各軸の移動及び測定の操作を行っていたのでは面倒なので、通常は、予め測定手順のファイル(パートプログラム)を作っておく。座標測定機の移動及び測定の操作をパートプログラムの測定手順に従って自動に行っている(例えば特許文献1参照)。
そして、パートプログラムに、前記測定手順と共に座標系設定命令を含ませることにより、座標系を変化させながら自動計測が行える。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−274028号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パートプログラムは過去の資産を流用するため一回作ったものを後で修正し再利用することが多い。
しかしながら、パートプログラムの編集方法については、グラフィカルツール等の開発により簡単になってきているが、その編集の準備(編集までのプロセス)、特に座標系の再現方法については、より一層の改善が望まれていた。
すなわち、パートプログラム内に座標系設定命令を含ませると、座標系を変化させながら自動計測が行えるので、オペレータの所望の座標系基準で測定結果が得られる点で優れている。しかしながら、パートプログラム作成後のプログラム編集においては、その正確性と保守性は改善の余地が残されていた。
【0006】
つまり、測定箇所(ターゲット点)或いは移動命令が現在の座標系基準でパートプログラムに記憶されると、座標系を考慮しながら数値を変更しなければならない。パートプログラム中に測定箇所や移動命令を追加するには、適切な座標系を設定する必要がある。パートプログラム編集は、常に座標系の関係を意識しながら行う必要があり、その正確性が要求される。
【0007】
このパートプログラムが自分で作成したものであると、比較的座標系を考慮しながらパートプログラムを解析することは可能である。しかしながら、そのパートプログラムが他人が作成したものであったり、座標系が複数回変化するものであったりすると、座標系を考慮しながらの解析には多くの経験が必要とされる。このため経験不足なオペレータは、座標系の変化を読み取ることができず、結果的にはパートプログラムの編集を断念し、新たに作り直す状況に至りやすいので、パートプログラム編集などの保守性は改善の余地が残されていた。
【0008】
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は座標測定機用パートプログラム編集の正確性と保守性を向上することのできるパートプログラム編集時の座標系再現方法及びその装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかるパートプログラム編集時の座標系再現方法は、複数の座標系情報を含み、該各座標系の位置が、それぞれ被測定物上の所望位置に設定された座標系の位置を基準に設定されている座標測定機用パートプログラムの編集時に、その編集予定箇所の座標系を該座標測定機上の座標系に再現する座標系再現方法であって、収集工程と、実行工程と、を備え、前記パートプログラムの編集予定箇所の編集を前記実行工程の終了時点の座標系上で行うことを特徴とする。
【0010】
ここで、前記収集工程は、前記パートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集する。
また前記実行工程は、前記収集工程により収集された命令のみを、その先頭から編集予定箇所まで順に座標測定機上で実行させ、その終了時点の座標測定機上の座標系を前記編集予定箇所の座標系とする。
なお、本発明において、前記収集工程は、前記編集予定箇所の座標系に関係する命令を、該パートプログラムの編集予定箇所から先頭に向かって収集することが好適である。
【0011】
また前記目的を達成するために本発明にかかるパートプログラム編集時の座標系再現装置は、複数の座標系情報を含み、該各座標系の位置が、それぞれ被測定物上の所望位置に設定された座標系の位置を基準に設定されている座標測定機用パートプログラムの編集時に、その編集予定箇所の座標系を該座標測定機上の座標系に再現する座標系再現装置であって、パートプログラム記憶手段と、収集手段と、実行手段と、を備え、前記パートプログラムの編集予定箇所の編集を前記実行手段による実行終了時点の座標系上で行うことを特徴とする。
【0012】
ここで、前記パートプログラム記憶手段は、前記パートプログラムを編集可能に記憶している。
また前記収集手段は、前記パートプログラム記憶手段に記憶されているパートプログラムの前記編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集する。
前記実行手段は、前記収集手段により収集された命令のみを、その先頭から編集予定箇所まで順に座標測定機上で実行させ、その終了時点の座標測定機上の座標系を前記編集予定箇所の座標系とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1には本発明の一実施形態にかかるパートプログラム編集時の座標系再現方法を行うための座標系再現装置の概略構成が示されている。なお、本実施形態においては、座標測定機上で現在有効な座標系は複数ある設定済み座標系の内の、一の座標系のみである。この各座標系の位置は、MCS基準で設定されたり、それぞれ独立に設定されているのではなく、それぞれワーク(被測定物)上の所望位置に設定されている座標系の位置を基準に設定されているものを想定している。過去の資産を流用するために、一回作ったパートプログラムを後で修正し再利用する例について説明する。
【0014】
同図に示すCNC画像測定機(座標測定機)10は、測定機本体12と、コンピュータ14を備え、測定機本体12とコンピュータ14は、コントローラ16を介して接続されている。
測定機本体12は、ワーク(被測定物)18が載置され、XY方向に移動するガラス製ステージ20と、ワーク18を撮像し、Z方向に移動するCCDカメラ22と、CCDカメラ22のXYZ方向それぞれの移動量から座標値を得るためのスケール(図示省略)を備える。
【0015】
コンピュータ14は、メモリ24と、CPU26を備え、測定時は、CCDカメラ22により得られるワーク18の映像から、画像位置検出による寸法測定等を行う。パートプログラムの編集時は、画像測定機10用パートプログラムの編集予定箇所の座標系を、画像測定機10上の座標系に再現する。
メモリ24は、パートプログラム記憶手段28を備える。
CPU26は、収集手段30と、実行手段32と、編集手段34を備える。
パートプログラム記憶手段28は、画像測定機10の各軸の移動及び測定の操作を制御するためのパートプログラムを編集可能に記憶している。
【0016】
収集工程として、収集手段30により、パートプログラム記憶手段28に記憶されているパートプログラムの編集予定箇所の座標系に関する命令のみを収集する。
実行工程として、実行手段32により、収集手段34により収集された命令のみを、その先頭から編集予定箇所まで順に画像測定機10上で実行させる。その終了時点の画像測定機10上の座標系を、パートプログラムの編集予定箇所の座標系とする。
【0017】
編集工程として、オペレータは、編集手段34により、実行工程の終了時点の座標系上で、パートプログラムの編集予定箇所の編集を行う。
なお、本実施形態においては、入力手段36と、ディスプレイ38を備え、オペレータは、ディスプレイ38の画面40上に表示されたパートプログラムのリストより、編集予定箇所を、入力手段36により選択する。
【0018】
このディスプレイ38の画面40にはビデオウインドウ42、カウンタウインドウ44等も表示される。ビデオウインドウ42にはCCDカメラ22により得られるワーク18の映像(現在の視野)が表示される。カウンタウインドウ44にはビデオウインドウ42の中心位置の三次元座標値が現在有効な座標系基準で表示される。
本実施形態にかかる画像測定機10は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
【0019】
パートプログラムは、過去の資産を流用するために、一回作ったものを後で修正し再利用することが多い。パートプログラムの移動制御命令を編集するには、編集する命令が実際に実行される時の座標系を再現する必要がある。座標系の再現方法として、従来は、パートプログラムを解析する或いは図面から判断する必要があるが、パートプログラムに不慣れなオペレータは、座標系の部分でつまずくことが多い。
【0020】
そこで、本実施形態において特徴的なことは、パートプログラム編集の正確性と保守性を向上するため、オペレータが、パートプログラムの編集前に、その編集予定箇所を装置に指示してやれば、装置が自動的にパートプログラムを解析し、その編集予定箇所の座標系を実際の座標測定機上に再現している。
この結果、本実施形態においては、誰でも座標系の再現が簡単にできるので、オペレータはパートプログラムの編集予定箇所の編集が正確に及び簡単に行える。
【0021】
次に前記各工程の内容を図2〜6に基づき具体的に説明する。
パートプログラム記憶手段に予め、例えば図2に示されるようなワーク18の円#,#の位置測定するためのパートプログラムが記憶されているとする。このパートプログラムの移動制御命令を編集する際には、まず編集する命令が実際に実行される時の座標系を再現する必要がある。
【0022】
例えば同図に示すパートプログラム中の命令▲2▼,▲3▼を編集するには、座標系C基準の値で編集する必要があるのに対し、命令▲5▼,▲6▼を編集するには、座標系C基準の値で編集する必要がある。ワーク18上の座標系Cの位置は、MCS基準ではなく、ワーク18上の座標系Cの位置を基準に設定されている。
例えばCCDカメラにより得られる前記円#の映像#´を図3に示す。
同図に示されるような映像#´から、その円#の位置を検出するため、円#´上には少なくとも三のエッジ検出のためのツールT〜Tを配置する。このツールT〜Tは、線で囲まれた範囲内で一番鮮明なエッジを自動的に検出する。
【0023】
この内のツールTの位置を、図中矢印I方向へ移動する編集を行うため、パートプログラムのリスト画面上のその箇所をダブルクリックすると、その編集箇所に記載された座標値に基づいて画像測定機のステージが動き、カメラの視野位置も動く。
ここで、パートプログラムは座標値(指令値)がワーク18上の各座標系基準で記述されており、ツールTの位置も、その直前に設定されている座標系C基準で入っている。つまり各座標系の位置は、MCS基準で設定されたり、それぞれ独立に設定されているのではなく、それぞれワーク18上の所望位置に設定されている何れかのPCSの位置を基準に設定されている。
【0024】
一方、現在有効な画像測定機10上の座標系が、例えば座標系Cであり、画像測定機の現在有効な座標系CとツールTの座標系Cが異なると、例えばパートプログラムの編集予定箇所をダブルクリックしても、ツールTが所望の位置に移動しなかったり、CCDカメラで写らない箇所で止まったり、また障害物があるとそれにCCDカメラがぶつかることもある。
このためパートプログラムの編集前には、必ず画像測定機上の現在有効な座標系をツールの座標系に設定する必要がある。
【0025】
ここで、従来は、オペレータは、実際にパートプログラムの編集予定箇所を見て、その編集予定箇所がどの座標系基準なのかを判断したうえで、画像測定機上の座標系に再現することも考えられるが、非常に困難である。
このため、従来は、パートプログラム中の各座標系の関係を無視しパートプログラムの途中に、いきなり座標系を作ることも考えられるが、各座標系の位置は、MCS基準やそれぞれ独立して設定されているのではなく、ワーク18上の必ずどこかの座標系の位置を基準に設定されているので、編集予定箇所の座標系を正確には再現できない。
【0026】
また従来は座標系を設計値で作ることも考えられたが、ワークに微妙な誤差を含んでいたり、画像測定機ではワークに例えばごみ、ばり等がついていても、わからなかったりする。このため座標系を設計値で作ってしまうと、これらが誤差になって累積してしまうので、本実施形態では採用するに至らなかった。
これに対し、本実施形態においては、各座標系の位置が、それぞれワーク上の何れかの座標系の位置を基準に設定されている点に着目し、実際に画像測定機を動かしながら編集予定箇所まで各座標系を一つずつ再現していくことにより、編集予定箇所の座標系を一番確実に再現することができるのである。
【0027】
このために本実施形態においては、まずオペレータは図4に示すようなディスプレイの画面に表示されているパープログラム50のリスト中より編集予定箇所を選択する。例えばオペレータは、ステージ移動等の編集予定箇所52をマウス等の入力手段で選択する。前記編集予定箇所の選択後にオペレータは、座標系再現ボタン54をクリック(指示)し、装置に座標系再現開始を指示する。(S10)。
すると、収集手段は、図5に示すような収集工程(S12)を自動的に行う。
【0028】
すなわち、パートプログラム50の各命令には見出し(タグ)がついているので、収集手段は、オペレータが選択した編集予定箇所52から、その先頭に向かってパートプログラム50を走査する(図中矢印A方向)。
このとき、収集手段は、編集予定箇所52に関係する座標系命令と座標系を設定するための測定命令56を、各命令の見出しに基づき全て収集するが、座標系設定に無関係な命令は、収集しない。
【0029】
そして、パートプログラムの走査終了後に、実行手段は、収集した座標系設定に関係する命令56だけを画像測定機に送り、図6に示すような順序で実行工程(S14)を自動的に行う。
すなわち、実行工程(S14)では、座標系設定に関係する命令56のみを、図中矢印B方向に画像測定機上で順次実行させる。その実行の終了時点を編集予定箇所52に設定すべき座標系とする。
【0030】
このようにオペレータはパートプログラムの編集予定箇所を選択し、座標系再現の開始を指示してやるだけで、装置が自動的にその編集箇所の座標系を再現してくれるので、オペレータは、従来極めて困難であった座標系の関係を一切意識することなく、その編集予定箇所52の編集工程(S16)を行うことができる。
すなわち、編集工程(S16)では、前述のようにして再現された座標系上で、オペレータがツールの位置の移動、大きさの変更等を例えばグラフィカルに編集すれば、必要な座標系基準でツールを追加することができる。そして、その座標系基準での測定結果を得ることもできる。
【0031】
このように本実施形態においては、座標系の設定を、パートプログラムの先頭から編集予定箇所に向かって時系列に再現していくため、確実に必要な座標系を設定することができる。
ここで、座標系を再現するのに、パートプログラムの全ての命令(座標系設定に無関係な命令、例えば照明装置の照射角度、光量、レンズ倍率の変更等に関係する命令までも)を画像測定機に実行させていたのでは、時間がかかる。
【0032】
そこで、本実施形態においては、座標系設定に関する命令のみを収集し、画像測定機上で実行し、実行が終了した時点で設定すべき座標系が自動的に設定されるようにしており、座標系設定時に、座標系に無関係な測定命令を読み飛ばすため、最短時間で座標系を設定することができる。
また前記正確性と保守性に優れたパートプログラム編集により、パートプログラムを一から作り直すこともないので、該作り直すものに比較し、過去の資産である一回作ったパートプログラムを流用することができると共に、その作成時間の大幅な短縮化が図られる。
【0033】
<プログラムの走査方向>
ところで、本実施形態にかかる収集工程において、パートプログラムの走査を、その先頭から編集予定箇所に向かって行うか、或いは編集予定箇所から先頭に向かって行うかの設計は非常に重要である。
すなわち、パートプログラム中の座標系生成命令は、通常は、例えば下記▲1▼〜▲5▼に示す順序で書かれている。
▲1▼線:1
▲2▼線:2
▲3▼交点(線:1,線:2)
▲4▼原点設定(直前の交点を呼出す)
▲5▼軸設定(線:1を呼出)
ここで、収集工程においてパートプログラムの走査を、例えば前記命令▲1▼〜▲5▼の順のように、その先頭から編集予定箇所に向かって行っても、座標系がどういう要素で、どういう基準で作られているのかがわかりにくい。
【0034】
そこで、本実施形態においては、収集工程においてパートプログラムの走査を、例えば前記命令▲5▼〜▲1▼の順のように、編集予定箇所から先頭に向かって行うことが特に好ましい。これによりパートプログラムの先頭から編集予定箇所に向かって走査を行うものに比較し、座標系がどういう要素で、どういう基準で作られているのかがわかりやすくなるので、収集工程における、編集予定箇所の座標系に関係する命令の収集が、より容易に行える。
【0035】
以上のように本実施形態にかかる座標系再現装置によれば、各座標系の位置がそれぞれワーク上の何れかの座標系の位置を基準に設定されている点に着目し、編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを一つずつ実際に実行している。すなわち、本実施形態においては、収集手段により、パートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集し、実行手段により、収集された座標系に関係する命令のみをその先頭から編集予定箇所まで順に画像測定機上で実行させ、その終了時点の座標系を編集予定箇所の座標系とし、パートプログラムの編集予定箇所の編集を実行工程の終了時点の座標系上で行っている。
【0036】
このように本実施形態においては、オペレータがパートプログラムの編集予定箇所を装置に指示してやれば、装置が自動的にパートプログラムを解析し、その編集予定箇所の座標系を測定機上の座標系に自動的に再現してくれる。したがって、本実施形態においては、誰でも、パートプログラム編集の正確性の向上と、保守性の向上が図られる。これによりパートプログラム編集時のオペレータの負担を軽減することができる。
なお、本発明は前記構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【0037】
<座標測定機>
前記構成では座標測定機として画像測定機を用いた例について説明したが、本発明は、その他、三次元座標測定機などの任意の座標測定機に適用することができる。
<編集>
前記構成では、パートプログラムを修正した例について説明したが、本発明の編集はこれに限定されるものではなく、追加することもできる。
追加の場合は、パートプログラムのリスト表示中に、追加したい箇所の直前を選択し、前述のように座標系を再現した後に、追加することができる。これによっても、前記修正の場合と同様、パートプログラム編集の正確性と保守性の向上を図ることができる。
【0038】
<プログラミング言語>
パートプログラムの各命令のプログラミングは、テキストで行うことも可能であるが、本実施形態においては、データベース化されていることが、より好ましい。
すなわち、テキストの場合は、収集工程における編集予定箇所の座標系に関係する命令の収集時に、文字解析が必要なので、時間と手間(負荷)がかかる。
これに対し、データベース化の場合は、テキストの場合に比較し、プログラム中のデータの扱いが楽である、レスポンスがよい等の利点があるので、収集工程が容易かつ高速に行える。
【0039】
<座標系生成命令>
パートプログラム中における座標系生成には、例えば原点設定命令、軸設定命令、原点移動命令、軸回転命令、MSC復帰命令を用いることができる。
前記原点設定命令において、その原点設定は、現在の座標系(機械座標系(MCS)又はワーク座標系(PCS))の原点を測定済み要素(対象要素は点)に移動し、現在の座標系に設定する。
前記軸設定命令において、その軸設定は、現在の座標系(MCS又はPCS)の指定軸(X軸またはY軸)を測定済み要素(対象要素は点要素と線要素)に合わせて回転し、現在の座標系に設定する。
【0040】
前記原点移動命令において、その原点移動は、現在の座標系(MCS又はPCS)の頂点を指定した位置に移動する。位置の指定は現在のPCSからの移動量(X,Y,Z(直交座標系の場合)又はL,A,Z(円柱座標系の場合))をキーボードから入力する。
前記軸回転命令において、その軸回転は、現在の座標系(MCS又はPCS)を指定した角度分回転する。回転角度の指定は、現在のPCSからの移動量(X,Y,Z又はL,A,Z)をキーボードから入力する。
【0041】
<MCS復帰命令>
MCSを呼出し、現在のPCSにする。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるパートプログラム編集時の座標系再現方法及びその装置によれば、座標測定機用パートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集する収集工程(手段)と、収集された命令のみをその先頭から編集予定箇所まで順に座標測定機上で実行させ、その終了時点の座標系を編集予定箇所の座標系とする実行工程(手段)を備えることとしたので、パートプログラム編集の正確性と保守性を向上することができる。
また本発明においては、前記パートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令を、編集予定箇所からパートプログラム先頭に向かって収集することにより、パートプログラム編集の正確性と保守性を、より向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる座標系再現方法を行うための座標系再現装置の概略構成の説明図である。
【図2】ワークの座標系設定方法の説明図である。
【図3】パートプログラムの編集方法の説明図である。
【図4】本実施形態にかかる編集予定箇所の選択、座標系再現開始の指示を行う画面の説明図である。
【図5】本実施形態にかかる収集工程の説明図である。
【図6】本実施形態にかかる実行工程の説明図である。
【符号の説明】
10 画像測定機(座標測定機)
14 コンピュータ
28 パートプログラム記憶手段
30 収集手段
32 実行手段

Claims (3)

  1. 複数の座標系情報を含み、該各座標系の位置が、それぞれ被測定物上の所望位置に設定された座標系の位置を基準に設定されている座標測定機用パートプログラムの編集時に、その編集予定箇所の座標系を該座標測定機上の座標系に再現する座標系再現方法であって、
    前記パートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集する収集工程と、
    前記収集工程により収集された命令のみを、その先頭から編集予定箇所まで順に座標測定機上で実行させ、その終了時点の座標測定機上の座標系を編集予定箇所の座標系とする実行工程と、
    を備え、前記パートプログラムの編集予定箇所の編集を前記実行工程の終了時点の座標系上で行うことを特徴とするパートプログラム編集時の座標系再現方法。
  2. 請求項1記載のパートプログラム編集時の座標系再現方法において、
    前記収集工程は、前記編集予定箇所の座標系に関係する命令を、該パートプログラムの編集予定箇所から先頭に向かって収集することを特徴とするパートプログラム編集時の座標系再現方法。
  3. 複数の座標系情報を含み、該各座標系の位置が、それぞれ被測定物上の所望位置に設定された座標系の位置を基準に設定されている座標測定機用パートプログラムの編集時に、その編集予定箇所の座標系を該座標測定機上の座標系に再現する座標系再現装置であって、
    前記パートプログラムを編集可能に記憶しているパートプログラム記憶手段と、
    前記パートプログラム記憶手段に記憶されているパートプログラムの編集予定箇所の座標系に関係する命令のみを収集する収集手段と、
    前記収集手段により収集された命令のみを、その先頭から編集予定箇所の直前まで順に座標測定機上で実行させ、その終了時点の座標測定機上の座標系を前記編集予定箇所の座標系とする実行手段と、
    を備え、前記パートプログラムの編集予定箇所の編集を前記実行手段による実行終了時点の座標系上で行うことを特徴とするパートプログラム編集時の座標系再現装置。
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