JP2005127825A - 座標測定機の簡易精度評価プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 マスタブロック2に設けられた12個のブッシュB1〜B12の端面C1位置での穴C2中心の座標(X、Y、Z)、及び、それぞれのブッシュ穴径寸法の測定を、基準位置と、マスタブロック2の垂直軸(Z軸)線回りに180度反転した反転位置で行い、測定データに基づいて、測定に用いた座標測定機2の幾何学精度(真直度上下・左右、直角度、指示誤差)を自動的に計算するプログラムあって、コンピュータに入力されたブッシュB1〜B12の位置データを解析してマスタブロック自体の精度誤差を補償する計算プロセスと、前記補償された位置データに基づいて、座標測定機の誤差評価を行う計算プロセスとをコンピュータに実行させる。
【選択図】 図2
Description
マスタブロックは、測定機のプローブが接触する複数の測定基準面を備えており、測定機による各測定基準面の実測データをマスタブロックの基準値と比較することにより、測定機のプローブが移動する各軸の方向の真直度、軸間の直角度、各軸方向の表示誤差等の評価が行われる。
Eyfi=Yfi−Ysiと、
Eyri=Yri+Ysi、および、
これらの平均値Eymi=(Eyfi+Eyri)/2を計算させ、X軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Eymiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEymiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のX方向機械軸の左右方向に対する真直度として出力装置に出力させる。
Ezfi=Zfi−Zsiと、
Ezri=Zri−Zsi、および
これらの平均値Ezmi=(Ezfi+Ezri)/2を計算させ、X軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Ezmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEzmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のX方向機械軸の上下方向に対する真直度として出力装置に出力させる。
Exfi=Xfi−Xsiと、
Exri=Xri+Xsi、および、
これらの平均値Exmi=(Exfi+Exri)/2を計算させ、Y軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Exmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのExmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のY方向機械軸の前後方向に対する真直度として出力装置に出力させる。
Ezfi= Zfi−Zsiと、
Ezri= Zri−Zsi、および
これらの平均値Ezmi=(Ezfi+Ezri)/2を計算させ、Y軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Ezmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEzmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のY方向機械軸の上下方向に対する真直度として出力装置に出力させる。
YfiとYfjの平均値Eyfij=(Yfi+Yfj)/2を計算させるとともに、
YriとYrjの平均値Eyrij=(Yri+Yrj)/2を計算させ、
さらに、上記EyfjjとEyrijの平均値Eymij=(Eyfij+Eyrij)/2を計算させ、Z軸に対してX方向に互いに対称的に配置されている3対のブッシュの各対の中間点のうち、Z軸方向に並んだ中間点の両端の2つの座標値Eymijを結ぶ直線に対して、これらの間の中間点のEymijの値の振れ幅を、前記両端の中間点間のプローブ移動距離に対する座標測定機のZ方向機械軸の左右方向の真直度として出力装置に出力させる。
XfiとXfjの平均値Exfij=(Xfi+Xfj)/2を計算させるとともに、
XriとXrjの平均値Exrij=(Xfi+Xfj)/2を計算させ、
上記ExfijとExrijの平均値Exmij=(Eyfij+Eyrij)/2を計算させ、Z軸に対してY方向に互いに対称的に配置されている3対のブッシュの各対の中間点のうち、Z軸方向に並んだ中間点の両端の2つの座標値Exmijを結ぶ直線に対して、これらの間の中間点のExmijの値の振れ幅を、前記両端の中間点間のプローブ移動距離に対する座標測定機のZ方向機械軸の前後方向の真直度として出力装置に出力させる
本発明のプログラムを用いて座標測定機2の精度評価を実施するための準備として、マスタブロック1の各ブッシュB1〜B12の端面上の穴中心の位置、及び、穴径の基準値の実測を行う。
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のX座標(平均値):Xf1 基準値:Xs1
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yf1 基準値:Ys1
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zf1 基準値:Zs1
ブッシュB1の穴径(平均値) :Df1 基準値:Ds1
ブッシュB2端面と、穴の中心軸との交点のX座標(平均値):Xf2 基準値:Xs2
ブッシュB2端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yf2 基準値:Ys2
ブッシュB2端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zf2 基準値:Zs2
ブッシュB2の穴径(平均値) :Df2 基準値:Ds2
・ ・
・ ・
・ ・
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のX座標(平均値):Xf12 基準値:Xs12
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yf12 基準値:Ys12
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zf12 基準値:Zs12
ブッシュB12の穴径(平均値) :Df12 基準値:Ds12
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のX座標(平均値):Xr1
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yr1
ブッシュB1端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zr1
ブッシュB1の穴径(平均値) :Dr1
ブッシュB2端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yr2
ブッシュB2端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zr2
ブッシュB2の穴径(平均値) :Dr2
・
・
・
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のX座標(平均値):Xr12
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のY座標(平均値):Yr12
ブッシュB12端面と、穴の中心軸との交点のZ座標(平均値):Zr12
ブッシュB12の穴径(平均値) :Dr12
ここでは、プローブ8がX軸方向に移動して測定する際のY軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB1、B3、B5、B9のY座標実測データYf1、Yf3、Yf5、Yf9、Yr1、Yr3、Yr5、Yr9、及び、Y座標基準値、Ys1、Ys3、Ys5、Ys9を選定する。
マスタブロック1の0°位置で求めた、これらのブッシュB1、B3、B5、B9の実測データについて、コンピュータ上で下記の値を算出する。
ブッシュB1の実測値と基準値の差:Eyf1=Yf1−Ys1
ブッシュB3の実測値と基準値の差:Eyf3=Yf3−Ys3
ブッシュB5の実測値と基準値の差:Eyf5=Yf5−Ys5
ブッシュB9の実測値と基準値の差:Eyf9=Yf9−Ys9
次に、マスタブロック1の180°位置で求めた、これらのブッシュB1、B3、B5、B9の実測データについて、コンピュータ上で下記の値を算出する。
ブッシュB1の実測値と基準値の差:Eyr1=Yr1+Ys1
ブッシュB3の実測値と基準値の差:Eyr3=Yr3+Ys3
ブッシュB5の実測値と基準値の差:Eyr5=Yr5+Ys5
ブッシュB9の実測値と基準値の差:Eyr9=Yr9+Ys9
次に、コンピュータ上で、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値をそれぞれのブッシュB1、B3、B5、B9について計算する。
すなわち、
ブッシュB1の前記差の平均値:Eym1=(Eyf1+Eyr1)/2
ブッシュB3の前記差の平均値:Eym3=(Eyf3+Eyr3)/2
ブッシュB5の前記差の平均値:Eym5=(Eyf5+Eyr5)/2
ブッシュB9の前記差の平均値:Eym9=(Eyf9+Eyr9)/2
前記ステップ3の演算により、マスタブロック1自体の有している誤差は排除され、Exym1、Exym3、Exym5、Exym9は、X軸の左右方向真直度計算の基準データとなる。
ここでは、基準座標系のX軸方向に沿って、ブッシュB5、ブッシュB1、ブッシュB3、ブッシュB9の順に並んでいるので、ブッシュB5のEym5を基準(=0)として、プローブ8がブッシュB9まで移動する間のY軸方向の振れを求め、振れ幅の最大値Δyを真直度とする。
ブッシュB5におけるY軸方向の振れ:δY5=Eym5−Eym5=0
ブッシュB1におけるY軸方向の振れ:δY1=Eym1−Eym5
ブッシュB3におけるY軸方向の振れ:δY3=Eym3−Eym5
ブッシュB9のおけるY軸方向の振れ:δY9=Eym9−Eym5
θ=arctan(δY9/250mm)
α=arctan(δY3/200mm)
β=arctan(δY1/50mm)
H1(mm)=50mm×sin(θ−β)
H3(mm)=200mm×sin(θ−α)
上記の計算式により、図4〜図6の各ケースについて、真直度Δxyは、H1、H3、δY5(=0)、δY3のそれぞれの絶対値どうしを比較して、その最小値と最大値の和によって求められる。
ここでは、プローブ8がX軸方向に移動して測定する際のZ軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB1、B3、B5、B9のZ座標実測データZf1、Zf3、Zf5、Zf9、Zr1、Zr3、Zr5、Zr9、及び、Z座標基準値、Zs1、Zs3、Zs5、Zs9を選定する。
マスタブロック1の0°位置で求めた、これらのブッシュB1、B3、B5、B9の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB1の実測値と基準値の差:Ezf1=Zf1−Zs1
ブッシュB3の実測値と基準値の差:Ezf3=Zf3−Zs3
ブッシュB5の実測値と基準値の差:Ezf5=Zf5−Zs5
ブッシュB9の実測値と基準値の差:Ezf9=Zf9−Zs9
次に、マスタブロック1の180°位置で求めた、これらのブッシュB1、B3、B5、B9の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB1の実測値と基準値の差:Ezr1=Zr1−Zs1
ブッシュB3の実測値と基準値の差:Ezr3=Zr3−Zs3
ブッシュB5の実測値と基準値の差:Ezr5=Zr5−Zs5
ブッシュB9の実測値と基準値の差:Ezr9=Zr9−Zs9
次に、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値をそれぞれのブッシュB1、B2、B3、B4について計算する。
すなわち、
ブッシュB1の前記差の平均値:Ezm1=(Ezf1+Ezr1)/2
ブッシュB3の前記差の平均値:Ezm3=(Ezf3+Ezr3)/2
ブッシュB5の前記差の平均値:Ezm5=(Ezf5+Ezr5)/2
ブッシュB9の前記差の平均値:Ezm9=(Ezf9+Ezr9)/2
ここでは、基準座標系のX軸方向に沿って、ブッシュB5、ブッシュB1、ブッシュB3、ブッシュB9の順に並んでいるので、ブッシュB5のEzm5を基準(=0)として、プローブ8がブッシュB9まで移動する間のZ軸方向の振れを求め、振れ幅の最大値Δxzを真直度とする。
ブッシュB5におけるZ軸方向の振れ:δZ5=Ezm5−Ezm5=0
ブッシュB1におけるZ軸方向の振れ:δZ1=Ezm1−Ezm5
ブッシュB3におけるZ軸方向の振れ:δZ3=Ezm3−Ezm5
ブッシュB9のおけるZ軸方向の振れ:δZ9=Ezm9−Ezm5
ここでは、プローブ8がY軸方向に移動して測定する際のX軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB2、B4、B7、B11のX座標実測データXf2、Xf4、Xf7、Xf11、Xr2、Yr4、Yr7、Yr11、及び、X座標基準値、Xs2、Xs4、Xs7、Xs11を選定する。
マスタブロック1の0°位置で求めた、これらのブッシュB2、B4、B7、B11の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB2の実測値と基準値の差:Exf2=Xf2−Xs2
ブッシュB4の実測値と基準値の差:Exf4=Xf4−Xs4
ブッシュB7の実測値と基準値の差:Exf7=Xf7−Xs7
ブッシュB11の実測値と基準値の差:Exf11=Xf11−Xs11
次に、マスタブロック1の180°位置で求めた、これらのブッシュB2、B4、B7、B11の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB2の実測値と基準値の差:Exr2=Xr2+Xs2
ブッシュB4の実測値と基準値の差:Exr4=Xr4+Xs4
ブッシュB7の実測値と基準値の差:Exr7=Xr7+Xs7
ブッシュB11の実測値と基準値の差:Exr11=Xr11+Xs11
次に、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値をそれぞれのブッシュB2、B4、B7、B11について計算する。
すなわち、
ブッシュB2の前記差の平均値:Exm2=(Exf2+Exr2)/2
ブッシュB4の前記差の平均値:Exm4=(Exf4+Exr4)/2
ブッシュB7の前記差の平均値:Exm7=(Exf7+Exr7)/2
ブッシュB11の前記差の平均値:Exm11=(Exf11+Exr11)/2
ここでは、基準座標系のY軸方向に沿って、ブッシュB7、ブッシュB2、ブッシュB4、ブッシュB11の順に並んでいるので、ブッシュB7のExm7を基準(=0)として、プローブ8がブッシュB11まで移動する間のX軸方向の振れを求め、振れ幅の最大値Δyxを真直度とする。
ブッシュB7におけるX軸方向の振れ:δX7=Exm7−Exm7=0
ブッシュB2におけるX軸方向の振れ:δX2=Exm2−Exm7
ブッシュB4におけるX軸方向の振れ:δX4=Exm4−Exm7
ブッシュB11のおける軸X方向の振れ:δX11=Exm11−Exm7
ここでは、プローブ8がY軸方向に移動して測定する際のZ軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB2、B4、B7、B11のZ座標実測データZf2、Zf4、Zf7、Zf11、Zr2、Zr4、Zr7、Zr11、及び、Z座標基準値、Zs2、Zs4、Zs7、Zs11を選定する。
マスタブロック1の0°位置で求めた、これらのブッシュB2、B4、B7、B11の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB2の実測値と基準値の差:Ezf2=Zf2−Zs2
ブッシュB4の実測値と基準値の差:Ezf4=Zf4−Zs4
ブッシュB7の実測値と基準値の差:Ezf7=Zf7−Zs7
ブッシュB11の実測値と基準値の差:Ezf11=Zf11−Zs11
次に、マスタブロック1の180°位置で求めた、これらのブッシュB2、B4、B7、B11の実測データについて、下記の演算を行う。
ブッシュB2の実測値と基準値の差:Ezr2=Zr2−Zs2
ブッシュB4の実測値と基準値の差:Ezr4=Zr4−Zs4
ブッシュB7の実測値と基準値の差:Ezr7=Zr7−Zs7
ブッシュB11の実測値と基準値の差:Ezr11=Zr11−Zs11
次に、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値をそれぞれのブッシュB2、B4、B7、B11について計算する。
すなわち、
ブッシュB2の前記差の平均値:Ezm2=(Ezf2+Ezr2)/2
ブッシュB4の前記差の平均値:Ezm4=(Ezf4+Ezr4)/2
ブッシュB7の前記差の平均値:Ezm7=(Ezf7+Ezr7)/2
ブッシュB11の前記差の平均値:Ezm11=(Ezf11+Ezr11)/2
ここでは、基準座標系のY軸方向に沿って、ブッシュB7、ブッシュB2、ブッシュB4、ブッシュB11の順に並んでいるので、ブッシュB7のEzm7を基準(=0)として、プローブ8がブッシュB11まで移動する間のZ軸方向の振れを求め、振れ幅の最大値Δyzを真直度とする。
ブッシュB7におけるZ軸方向の振れ:δZ7=Ezm7−Ezm7=0
ブッシュB2におけるZ軸方向の振れ:δZ2=Ezm2−Ezm7
ブッシュB4におけるZ軸方向の振れ:δZ4=Ezm4−Ezm7
ブッシュB11のおけるZ軸方向の振れ:δZ11=Ezm11−Ezm7
ここでは、プローブ8がZ軸方向に移動して測定する際のY軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB2とブッシュB4、ブッシュB7とブッシュB11、ブッシュB8とブッシュ12のY座標実測データYf2、Yf4、Yf7、Yf11、Yf8、Yf12、Yr2、Yr4、Yr7、Yr11、Yr8、Yr12を選定する。
マスタブロック1の垂直中心軸線に対して互いに対称的に配置されているブッシュB2とブッシュB4、ブッシュB7とブッシュB11、ブッシュB8とブッシュ12の、マスタブロック1の0°位置(基準位置)で求めた実測データについて、下記の演算を行なって、中点Y座標値を計算する。
ブッシュB7とブッシュB11の中点Y座標値:Eyf711=(Yf7+Yf11)/2
ブッシュB8とブッシュB12の中点Y座標値:Eyf812=(Yf8+Yf12)/2
マスタブロック1の垂直中心軸線に対して互いに対称的に配置されているブッシュB2とブッシュB4、ブッシュB7とブッシュB11、ブッシュB8とブッシュ12の、マスタブロック1の180°位置(反転位置)で求めた実測データについて、下記の演算を行なって、中点Y座標値を計算する。
ブッシュB7とブッシュB11の中点Y座標値:Eyr711=(Yr7+Yr11)/2
ブッシュB8とブッシュB12の中点Y座標値:Eyr812=(Yr8+Yr12)/2
次に、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値を下記のようにそれぞれの計算する。
ブッシュB2とブッシュB4の中点Y座標値の平均値:Eym24=(Eyf24+Eyr24)/2
ブッシュB7とブッシュB11の中点Y座標値の平均値:Eym711=(Eyf711+Eyr711)/2
ブッシュB8とブッシュB12の中点Y座標値の平均値:Eym812=(Eyf812+Eyr812)/2
ここでは、基準座標系のZ軸方向に沿って、ブッシュB2及びブッシュB4の中点、ブッシュB7とブッシュB11の中点、ブッシュB8とブッシュB12の中点の順に並んでいるので、ブッシュB2とブッシュB4の中点Y座標値の平均値Eym24を基準(=0)としたときに、これらの各中点における振れを下記のように計算する。
δY711=Eym711−Eym24
δY812=Eym812−Eym24
ここで、真直度Δzyは、中点Ey24とEy812を結んだ直線長(この実施例においては、150mm)に対しての最大振れ幅として求められる。
ここでは、プローブ8がZ軸方向に移動して測定する際のX軸方向への振れ量を計算するため、前述したブッシュB1とブッシュB3、ブッシュB5とブッシュB9、ブッシュB6とブッシュ10の
X座標実測データXf1、Xf3、Xf5、Xf9、Xf6、Xf10、Xr1、Xr3、Xr5、Xr9、Xr6、Xr10を選定する。
マスタブロック1の垂直中心軸線に対して互いに対称的に配置されているブッシュB1とブッシュB3、ブッシュB5とブッシュB9、ブッシュB6とブッシュ10の、マスタブロック1の0°位置で求めた実測データについて、下記の演算を行なって、中点X座標値を計算する。
ブッシュB5とブッシュB9の中点X座標値:Exf59=(Xf5+Xf9)/2
ブッシュB6とブッシュB10の中点X座標値:Exf610=(Xf6+Xf10)/2
マスタブロック1の垂直中心軸線に対して互いに対称的に配置されているブッシュB1とブッシュB3、ブッシュB5とブッシュB9、ブッシュB6とブッシュ10の、マスタブロック1の180°位置で求めた実測データについて、下記の演算を行なって、中点X座標値を計算する。
ブッシュB5とブッシュB9の中点X座標値:Exr59=(Xr5+Xr9)/2
ブッシュB6とブッシュB10の中点X座標値:Exr610=(Xr6+Xr10)/2
次に、前記ステップ1とステップ2で求めた値の平均値を下記のようにそれぞれの計算する。
ブッシュB1とブッシュB3の中点X座標値の平均値:Exm13=(Exf13+Exr13)/2
ブッシュB5とブッシュB9の中点X座標値の平均値:Exm59=(Exf59+Exr59)/2
ブッシュB6とブッシュB10の中点X座標値の平均値:Exm610=(Exf610+Exr610)/2
ここでは、基準座標系のZ軸方向に沿って、ブッシュB1及びブッシュB3の中点、ブッシュB5とブッシュB9の中点、ブッシュB6とブッシュB10の中点の順に並んでいるので、ブッシュB1とブッシュB3の中点X座標値の平均値Exm13を基準(=0)としたときに、これらの各中点における振れはそれぞれ、
δX13=Exm13−Exm13=0
δX59=Exm59−Exm13
δX610=Exm610−Exm13
となる。
座標測定機の機械軸における、X軸とY軸間の直角度は、図8に示すように、基準座標系のXY平面内において、ブッシュB1の中心とブッシュB3の中心を結ぶ直線と、ブッシュB2の中心とブッシュB4の中心を結ぶ直線がなす角度の直角からのずれの度合いを示すものである。
ブッシュB1、ブッシュB2、ブッシュB3、ブッシュB4の中心の0°側(基準位置側)で求めた各座標値(Xf1、Yf1)、(Xf2、Yf2)、(Xf3、Yf3)、(Xf4、Yf4)のデータから、下記の値を算出する。
ブッシュB1、ブッシュB2、ブッシュB3、ブッシュB4の中心の180°側(反転位置側)で求めた各座標値(Xr1、Yr1)、(Xr2、Yr2)、(Xr3、Yr3)、(Xr4、Yr4)のデータから、下記の値を算出する。
次に、0°側(基準位置側)で算出した角度Rxyfと180°側(反転位置側)で算出した角度Rxyrの平均値:Rxym=(Rxyf+Rxyr)/2を算出する。
Rxymに基づく見かけ上の直角度δxyaを下記の式で算出する。
δxya=L1×tan(Rxym−90°)
ここで、L1は、ブッシュB1、ブッシュB3間、及び、ブッシュB2、ブッシュB4間の中心間距離であり、本実施例においては、これらの距離は150mmとしている。
マスタブロック自体の基準値によるブッシュB1の中心とブッシュB3の中心を結ぶ直線と、ブッシュB2の中心とブッシュB4の中心を結ぶ直線がなす角度:Rxys=90°−arctan((Ys1−Ys3)/(Xs1−Xs3))−arctan((Xs2−Xs4)/(Ys2−Ys4))を算出する。
Rxysに基づくマスタブロックのブッシュB1の中心とブッシュB3の中心を結ぶ直線と、ブッシュB2の中心とブッシュB4の中心を結ぶ直線との間の直角度δxysを下記の式で算出する。
δxys=L1×tan(Rxys−90°)
これから、マスタブロック自体の角度誤差を排除した真のX軸とY軸間の直角度δxyを下記の式で算出する。
δxy=δxya−δxys=L1×(tan(Rxym−90°)−tan(Rxys−90°))
座標測定機の機械軸における、X軸とZ軸間の直角度は、基準座標系のXZ平面内において、ブッシュB1とブッシュB3の中心を結ぶ直線と、ブッシュB5、ブッシュB6の中心を結ぶ直線または、ブッシュB9、ブッシュB10の中心を結ぶ直線がなす角度の直角からのずれの度合いを示すものであって、以下のステップ1〜ステップ8の手順にしたがって算出することができる。
ブッシュB1、ブッシュB3とブッシュB5、ブッシュB6の中心の0°側(基準位置側)で求めた各座標値(Xf1、Zf1)、(Xf3、Zf3)、(Xf5、Zf5)、(Xf6、Zf6)のデータから、下記の値を算出する。
ブッシュB1、ブッシュB3とブッシュB5、ブッシュB6の中心の180°側(反転位置側)で求めた各座標値(Xr1、Zr1)、(Xr3、Zr3)、(Xr5、Zr5)、(Xr6、Zr6)のデータから、下記の値を算出する。
次に、0°側(基準位置側)で算出した角度Rxzfと180°側(反転位置側)で算出した角度Rxzrの平均値:Rxzm=(Rxzf+Rxzr)/2を算出する。
次に、ブッシュB1、ブッシュB3、ブッシュB9、ブッシュB10の中心の0°側(基準位置側)で求めた各座標値(Xf1、Zf1)、(Xf3、Zf3)、(Xf9、Zf9)、(Xf10、Zf10)のデータから、下記の値を算出する。
次に、ブッシュB1、ブッシュB3、ブッシュB9、ブッシュB10の中心の180°側(反転位置側)で求めた各座標値(Xf1、Zf1)、(Xf3、Zf3)、(Xf9、Zf9)、(Xf10、Zf10)のデータから、下記の値を算出する。
R’xzr=90°−arctan(Zr1−Zr3)/(Xr1−Xr3))−arctan((Xr9−Xr10)/(Zr9−Zr10))
次に、0°側(基準位置側)で算出した角度R’xzfと180°側(反転位置側)で算出した角度R’xzrの平均値:R’xzm=(R’xzf+R’xzr)/2を算出する。
次に、先に算出したRxzmとR’xzmとの平均値Rxz=(Rxzm+R’xzm)/2を算出する。
この演算により、マスタブロック自体の誤差は排除される。
以上の結果に基づいて、X軸とZ軸間の直角度δxzを下記の式に基づいて算出する。
δxz=L1tan(Rxz−90°)
ここで、L1は、ブッシュB1、ブッシュB3間、ブッシュB5、ブッシュB6間、ブッシュB9、ブッシュB10間のそれぞれの距離であって、本実施例においては、L1=150mmである。
座標測定機の機械軸における、Y軸とZ軸間の直角度は、基準座標系のYZ平面において、ブッシュB2とブッシュB4の中心を結ぶ直線と、ブッシュB7、ブッシュB8の中心を結ぶ直線または、
ブッシュB11、ブッシュB12の中心を結ぶ直線がなす角度の直角からのずれの度合いを示すものであって、以下のステップ1〜ステップ8の手順に従って算出することができる。
ブッシュB2、ブッシュB4とブッシュB7、ブッシュB8の中心の0°側(基準位置側)で求めた各座標値(Yf2、Zf2)、(Yf4、Zf4)、(Yf7、Zf7)、(Yf8、Zf8)のデータから、下記の値を算出する。
ブッシュB2、ブッシュB4とブッシュB7、ブッシュB8の中心の180°側(反転位置側)で求めた各座標値(Yr2、Zr2)、(Yr4、Zr4)、(Yr7、Zr7)、(Yr8、Zr8)のデータから、下記の値を算出する。
次に、0°側(基準位置側)で算出した角度Ryzfと180°側(反転位置側)で算出した角度Ryzrの平均値:Ryzm=(Ryzf+Ryzr)/2を算出する。
次に、ブッシュB2、ブッシュB4、ブッシュB11、ブッシュB12の中心の0°側(基準位置側)で求めた各座標値(Yf2、Zf2)、(Yf4、Zf4)、(Yf11、Zf11)、(Yf12、Zf12)のデータから、下記の値を算出する。
ブッシュB2、ブッシュB4とブッシュB11、ブッシュB12の中心の180°側(反転位置側)で求めた各座標値(Yr2、Zr2)、(Yr4、Zr4)、(Yr11、Zr11)、(Yr12、Zr12)のデータから、下記の値を算出する。
次に、0°側(基準位置側)で算出した角度R’yzfと180°側(反転位置側)で算出した角度R’yzrの平均値:R’yzm=(R’yzf+R’yzr)/2を算出する。
次に、先に算出したRyzmとR’yzmとの平均値Ryz=(Ryzm+R’yzm)/2を算出する。
この演算により、マスタブロック自体の誤差は排除される。
以上の結果に基づいて、Y軸とZ軸間の直角度δyzを下記の式に基づいて算出する。
δyz=L1tan(Ryz−90°)
ここで、L1は、ブッシュB2、ブッシュB4間、ブッシュB7、ブッシュB8間、ブッシュB11、ブッシュB12間のそれぞれの距離であって、本実施例においては、L1=150mmである。
(ステップ1)
ブッシュB1〜B12の0°位置と180°反転位置において測定した座標値の平均値X1・・X12,Y1・・Y12,Z1・・Z12と、それぞれの穴径D1・・D12をそれぞれ計算する。
X1=(Xf1+Xr1)/2, Y1=(Yf1+Yr1)/2, Z1=(Zf1+Zr1)
X2=(Xf2+Xr2)/2, Y2=(Yf2+Yr2)/2, Z2=(Zf2+Zr2)
・
・
X12=(Xf12+Xr12)/2,Y12=(Yf12+Yr12)/2,Z12=(Zf12+Zr12)/2
D1=(Df1+Dr2)/2
D2=(Df2+Dr2)/2
・
・
D12=(Df12+Dr12)/2
Xmi=Xi−Xsi,Ymi=Yi−Ysi,Zmi=Zi−Zsi,Dmi=Di−Dsi(ただし、i=1,2,・・12)をそれぞれ計算し、
Xmi、Dmiの絶対値の中で最大のものを選択し、これをX軸最大指示誤差とする。
Ymi、Dmiの絶対値の中で最大のものを選択し、これをY軸最大指示誤差とする。
Zmi、Dmiの絶対値の中で最大のものを選択し、これをZ軸最大指示誤差とする。
1A ブロック本体
2 座標測定機
3 測定テーブル
4 治具パレット
5 可動フレーム、
6 ヘッド部
7 昇降軸
8 プローブ
B1〜B12 ブッシュ
Claims (3)
- 前後、左右、上下の互い直交する3つの機械軸方向に移動可能なプローブを備えた座標測定機における、各機械軸方向の真直度をマスタブロックの測定データから評価するための簡易精度評価プログラムであって、
前記マスタブロックは、座標測定機に保持されるブロック本体と複数のブッシュによって構成され、
これらのブッシュは、測定基準面である端面と、前記端面に垂直に開口され、内周面が測定基準面である横断面円形の穴を有し、それぞれ端面を外向きにしてブロック本体の上面と側面に固定され、
ブロック本体上面のブッシュは、前記上面に近接した基準平面内に各端面が配置され、且つ、前記基準平面内で互いに直交するX軸とY軸上で、それぞれ、これらの軸が交差する原点に対して互いに反対側の対称な位置に2つずつ、合計4個配置され、
ブロック本体側面のブッシュのうち4個は、X軸を含む垂直面内で、X軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに、且つ基準平面と原点で直交する垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置され、
残りの4個のブッシュは、Y軸を含む垂直面内で、Y軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに前記垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置されたものであり、
前記垂直軸線をZ軸とし、前記基準平面をZ=0の面としてマスタブロック上に設定した基準座標系(X、Y、Z)の各座標軸が、座標測定機の各機械軸と平行になる基準位置に、マスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュにおける端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xfi,Yfi,Zfiと、
前記マスタブロックの基準位置でのi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系における基準値Xsi,Ysi、Zsiと、
前記基準位置からZ軸回りに180°反転した反転位置にマスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xri,Yri,Zriとを基礎入力データとし、
X軸方向に並べて配列されたブロック本体の上面と前後の側面の合計4つのブッシュに対してそれぞれ、コンピュータに、
Eyfi=Yfi−Ysiと、
Eyri=Yri+Ysi、および、
これらの平均値Eymi=(Eyfi+Eyri)/2を計算させ、
X軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Eymiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEymiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のX方向機械軸の左右方向に対する真直度として出力装置に出力させ、
X軸方向に並べて配列されたブロック本体の上面と前後の側面の合計4つのブッシュに対してそれぞれ、前記コンピュータに、
Ezfi=Zfi−Zsiと、
Ezri=Zri−Zsi、および
これらの平均値Ezmi=(Ezfi+Ezri)/2を計算させ、
X軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Ezmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEzmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のX方向機械軸の上下方向に対する真直度として出力装置に出力させ、
また、Y軸方向に並べて配列されたブロック本体の上面と左右の側面の合計4つのブッシュに対してそれぞれ、前記コンピュータに、
Exfi=Xfi−Xsiと、
Exri=Xri+Xsi、および、
これらの平均値Exmi=(Exfi+Exri)/2を計算させ、
Y軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Exmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのExmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のY方向機械軸の前後方向に対する真直度として出力装置に出力させ、
また、Y軸方向に並べて配列されたブロック本体の上面と左右の側面の合計4つのブッシュに対してそれぞれ、前記コンピュータに、
Ezfi= Zfi−Zsiと、
Ezri= Zri−Zsi、および
これらの平均値Ezmi=(Ezfi+Ezri)/2を計算させ、
Y軸方向に並んだ4つのブッシュの両端の2つの座標値Ezmiを結ぶ直線に対して、内側の2つのブッシュのEzmiの値の振れ幅を、前記両端のブッシュ間のプローブ移動距離に対する座標測定機のY方向機械軸の上下方向に対する真直度として出力装置に出力させ、
また、ZX面内において、並べて配列され、Z軸に対してX方向に互いに対称的に配置されているi番目とj番目のブッシュの対に対して、前記コンピュータに、
YfiとYfjの平均値Eyfij=(Yfi+Yfj)/2を計算させるとともに、
YriとYrjの平均値Eyrij=(Yri+Yrj)/2を計算させ、
さらに、上記EyfjjとEyrijの平均値Eymij=(Eyfij+Eyrij)/2を計算させ、
Z軸に対してX方向に互いに対称的に配置されている3対のブッシュの各対の中間点のうち、Z軸方向に並んだ中間点の両端の2つの座標値Eymijを結ぶ直線に対して、これらの間の中間点のEymijの値の振れ幅を、前記両端の中間点間のプローブ移動距離に対する座標測定機のZ方向機械軸の左右方向の真直度として出力装置に出力させ、
また、YZ面内において、並べて配列され、Z軸に対してY方向に互いに対称的に配置されているi番目とj番目のブッシュの対に対して、前記コンピュータに、
XfiとXfjの平均値Exfij=(Xfi+Xfj)/2を計算させるとともに、
XriとXrjの平均値Exrij=(Xfi+Xfj)/2を計算させ、
上記ExfijとExrijの平均値Exmij=(Eyfij+Eyrij)/2を計算させ、
Z軸に対してY方向に互いに対称的に配置されている3対のブッシュの各対の中間点のうち、Z軸方向に並んだ中間点の両端の2つの座標値Exmijを結ぶ直線に対して、これらの間の中間点のExmijの値の振れ幅を、前記両端の中間点間のプローブ移動距離に対する座標測定機のZ方向機械軸の前後方向の真直度として出力装置に出力させることを特徴とする座標測定機の簡易精度評価プログラム。 - 前後、左右、上下の互い直交する3つの機械軸方向に移動可能なプローブを備えた座標測定機における、各機械軸間の直角度をマスタブロックの測定データから評価するための簡易精度評価プログラムであって、
前記マスタブロックは、座標測定機に保持されるブロック本体と複数のブッシュによって構成され、
これらのブッシュは、測定基準面である端面と、前記端面に垂直に開口され、内周面が測定基準面である横断面円形の穴を有し、それぞれ端面を外向きにしてブロック本体の上面と側面に固定され、
ブロック本体上面のブッシュは、前記上面に近接した基準平面内に各端面が配置され、且つ、前記基準平面内で互いに直交するX軸とY軸上で、それぞれ、これらの軸が交差する原点に対して互いに反対側の対称な位置に2つずつ、合計4個配置され、
ブロック本体側面のブッシュのうち4個は、X軸を含む垂直面内で、X軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに、且つ基準平面と原点で直交する垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置され、
残りの4個のブッシュは、Y軸を含む垂直面内で、Y軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに前記垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置されたものであり、
前記垂直軸線をZ軸とし、前記基準平面をZ=0の面としてマスタブロック上に設定した基準座標系(X、Y、Z)の各座標軸が、座標測定機の各機械軸と平行になる基準位置に、マスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュにおける端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xfi,Yfi,Zfiと、
前記マスタブロックの基準位置でのi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系における基準値Xsi,Ysi、Zsiと、
前記基準位置からZ軸回りに180°反転した反転位置にマスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xri,Yri,Zriとを基礎入力データとし、
基準位置におけるブロック本体上面のX軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Y座標の実測値をそれぞれ(Xf1,Yf1)、(Xf3,Yf3)、Y軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Y座標をそれぞれ(Xf2,Yf2)、(Xf4,Yf4)とするとき、コンピュータに、
Rxyf=90°−arctan((Yf1−Yf3)/(Xf1−Xf3))−arctan((Xf2−Xf4)/(Yf2−Yf4))を計算させ、
反転位置におけるブロック本体上面のX軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Y座標の実測値をそれぞれ(Xr1,Yr1)、(Xr3,Yr3)、Y軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Y座標をそれぞれ(Xr2,Yr2)、(Xr4,Yr4)とするとき、前記コンピュータに、
Rxyr=90°−arctan((Yr1−Yr3)/(Xr1−Xr3))−arctan((Xr2−Xr4)/(Yr2−Yr4))を計算させ、
次いで、RxyfとRxyrの平均値Rxym=(Rxyf+Rxyr)/2を計算させ、
さらに、これらのブッシュに対応するX、Y座標の基準値をそれぞれ(Xs1,Ys1)、(Xs3,Ys3)、(Xs2,Ys2)、(Xs4,Ys4)とするとき、前記コンピュータに、
Rxys=90°−arctan((Ys1−Ys3)/(Xs1−Xs3))−arctan((Xs2−Xs4)/(Ys2−Ys4))を計算させ、プローブ移動距離Lに対して、 機械軸Xと機械軸Y間の直角度δxyを、
δxy=L(tan(Rxym−90°)−tan(Rxys−90°))として計算させてその結果を出力装置に出力させ、
また、基準位置におけるブロック本体上面のX軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Z座標の実測値をそれぞれ(Xf1,Zf1)、(Xf3,Zf3)、X軸正側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのX、Z座標をそれぞれ、(Xf5,Zf5)、(Xf6,Zf6)、X軸負側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのX、Z座標をそれぞれ、(Xf9,Zf9)、(Xf10,Zf10)とするとき、前記コンピュータに、
Rxzf=90°−arctan((Zf1−Zf3)/(Xf1−Xf3))−arctan((Xf5−Xf6)/(Zf5−Zf6))を計算させ、
反転位置におけるブロック本体上面のX軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのX、Z座標の実測値をそれぞれ(Xr1,Zr1)、(Xr3,Zr3)、X軸正側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのX、Z座標をそれぞれ、(Xr5,Zr5)、(Xr6,Zr6)、X軸負側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのX、Z座標をそれぞれ、(Xr9,Zr9)、(Xr10,Zr10)とするとき、前記コンピュータに、
Rxzr=90°−arctan((Zr1−Zr3)/(Xr1−Xr3))−arctan((Xr5−Xr6)/(Zr5−Zr6))を計算させ、
次いで、RxzfとRxzrの平均値Rxzm=(Rxzf+Rxzr)/2を計算させ、
また、前記コンピュータに、
R’xzf=90°−arctan((Zf1−Zf3)/(Xf1−Xf3))−arctan((Xf9−Xf10)/(Zf9−Zf10))を計算させ、
R’xzr=90°−arctan((Zr1−Zr3)/(Xr1−Xr3))−arctan((Xr9−Xr10)/(Zr9−Zr10))を計算させ、
次いで、R’xzfとR’xzrの平均値R’xzm=(R’xzf+R’xzr)/2を計算させ、さらに、Rxzm
とR’xzmとの平均値Rxz=(Rxzm+R’xzm)/2を計算させ、プローブ移動距離Lに対して、機械軸Xと機械軸Z間の直角度δxzを
δxz=L(tan(Rxz−90°)として計算させてその結果を出力装置に出力させ、
また、基準位置におけるブロック本体上面のY軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのY、Z座標の実測値をそれぞれ(Yf2,Zf2)、(Yf4,Zf4)、Y軸正側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのY、Z座標をそれぞれ、(Yf7,Zf7)、(Yf8,Zf8)、Y軸負側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのX、Z座標をそれぞれ、(Yf11,Zf11)、(Yf12,Zf12)とするとき、前記コンピュータに、
Ryzf=90°−arctan((Zf2−Zf4)/(Yf2−Yf4))−arctan((Yf7−Yf8)/(Zf7−Zf8))を計算させ、
反転位置におけるブロック本体上面のY軸上の正側と負側に並んだ2つのブッシュのY、Z座標の実測値をそれぞれ(Yr2,Zr2)、(Yr4,Zr4)、Y軸正側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのY、Z座標をそれぞれ、(Yr7,Zr7)、(Yr8,Zr8)、X軸負側に向いたブロック本体側面の上下に並んだ2つのブッシュのY、Z座標をそれぞれ、(Yr11,Zr11)、(Yr12,Zr12)とするとき、前記コンピュータに、
Ryzr=90°−arctan((Zr2−Zr4)/(Yr2−Yr4))−arctan((Yr7−Yr8)/(Zr7−Zr8))を計算させ、
次いで、RyzfとRyzrの平均値Ryzm=(Ryzf+Ryzr)/2を計算させ、
また、前記コンピュータに、
R’yzf=90°−arctan((Zf2−Zf4)/(Yf2−Yf4))−arctan((Yf11−Yf12)/(Zf11−Zf12))を計算させ、
R’yzr=90°−arctan((Zr2−Zr4)/(Yr2−Yr4))−arctan((Yr11−Yr12)/(Zr11−Zr12))を計算させ、
次いで、R’yzfとR’yzrの平均値R’yzm=(R’yzf+R’yzr)/2を計算させ、さらに、RyzmとR’yzmとの平均値Ryz=(Ryzm+R’yzm)/2を計算させ、プローブ移動距離Lに対して、機械軸Yと機械軸Z間の直角度δyzを
δyz=L(tan(Ryz−90°)として計算させて、その結果を出力装置に出力させることを特徴とする座標測定機の簡易精度評価プログラム。 - 前後、左右、上下の互い直交する3つの機械軸方向に移動可能なプローブを備えた座標測定機における、各機械軸方向の指示誤差をマスタブロックの測定データから評価するための簡易精度評価プログラムであって、
前記マスタブロックは、座標測定機に保持されるブロック本体と複数のブッシュによって構成され、
これらのブッシュは、測定基準面である端面と、前記端面に垂直に開口され、内周面が測定基準面である横断面円形の穴を有し、それぞれ端面を外向きにしてブロック本体の上面と側面に固定され、
ブロック本体上面のブッシュは、前記上面に近接した基準平面内に各端面が配置され、且つ、前記基準平面内で互いに直交するX軸とY軸上で、それぞれ、これらの軸が交差する原点に対して互いに反対側の対称な位置に2つずつ、合計4個配置され、
ブロック本体側面のブッシュのうち4個は、X軸を含む垂直面内で、X軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに、且つ基準平面と原点で直交する垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置され、
残りの4個のブッシュは、Y軸を含む垂直面内で、Y軸下方に平行に離間した2つの直線上に穴の中心軸線が一致するように横向きに前記垂直軸線に対して互いに反対側の側面の対称位置に、それぞれ上下2個ずつ配置されたものであり、
前記垂直軸線をZ軸とし、前記基準平面をZ=0の面としてマスタブロック上に設定した基準座標系(X、Y、Z)の各座標軸が、座標測定機の各機械軸と平行になる基準位置に、マスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュにおける端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xfi,Yfi,Zfiと、
前記マスタブロックの基準位置でのi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系における基準値Xsi,Ysi、Zsiと、
前記基準位置からZ軸回りに180°反転した反転位置にマスタブロックをセッティングして測定したi番目のブッシュの端面を含む平面内の穴中心位置の前記基準座標系に対する座標の実測値Xri,Yri,Zriと、
マスタブロックの基準位置におけるi番目のブッシュの穴径の実測値Dfiと、
マスタブロックの反転位置におけるi番目のブッシュの穴径の実測値Driと、
i番目のブッシュの穴径の基準値Dsiとを基礎入力データとし、
コンピュータに、各ブッシュの基準位置と反転位置における、各座標値の平均値Xi=(Xfi+Xri)/2、Yi=(Yfi+Yri)/2、Zi=(Zfi+Zri)/2、及び、穴径の平均値Di=(Dfi+Dri)/2
を計算させ、
次いで、これらの座標値及び穴径の平均値と基準値との差、δXi=Xi−Xsi、δYi=Yi−Ysi、δZi=Zi−Zsi、δDi=Di−Dsiを計算させて、前記コンピュータに、
δXiの絶対値の最大値とδDiの絶対値の最大値の何れか大きい方をX軸方向の最大指示誤差として出力装置に出力させ、
δYiの絶対値の最大値とδDiの絶対値の最大値の何れか大きい方をY軸方向の最大指示誤差として出力装置に出力させ、
δZiの絶対値の最大値とδDiの絶対値の最大値の何れか大きい方をZ軸方向の最大指示誤差として出力装置に出力させることを特徴とする座標測定機の簡易精度評価プログラム。
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