JP2007040822A - ワーク測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、倣いプローブを用いて穴軸心などを測定する際に、高精度な測定を容易に行えるワーク測定方法を提供する。
【解決手段】 倣いプローブと移動手段とを備えた表面性状測定機を用い、測定部位近傍に位置決めする位置決めステップと、測定子がワークの測定部位に多点接触して測定する測定ステップと、離脱ステップと、測定ステップにおける変位成分が所定値以下となるまで測定を繰り返す再実行ステップと、測定値算出ステップと、を備えた。
【選択図】 図2
【解決手段】 倣いプローブと移動手段とを備えた表面性状測定機を用い、測定部位近傍に位置決めする位置決めステップと、測定子がワークの測定部位に多点接触して測定する測定ステップと、離脱ステップと、測定ステップにおける変位成分が所定値以下となるまで測定を繰り返す再実行ステップと、測定値算出ステップと、を備えた。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ワークの測定部位の測定方法に関し、特に測定部位が穴形状や円錐穴形状などの場合に表面性状測定機と倣いプローブを用いて簡便に高い精度で測定部位の測定が行えるワーク測定方法に関する。
一般的に、ワークの穴形状の中心位置やその半径を測定するニーズは高く、そのために各種の測定機や測定方法が提案されている。
例えば、ねじ穴の中心座標を測定するために、三次元測定機の接触式プローブを、ねじ穴内に挿入したのち、ねじ穴 の3以上の測定点に当接させ、その座標値を読み取る。このとき、プローブを第2測定点および第3測定点に当接させる際、プローブをねじ穴
の軸線方向へp/3(pはねじ穴 のねじピッチ)だけ移動させたのちプローブを各測定点に当接させると、各測定点からねじ穴 の中心軸線までの距離が全て同じになることを利用して、ねじ穴
の中心座標を求めるねじ穴中心測定方法がある(例えば、特許文献1)。
例えば、ねじ穴の中心座標を測定するために、三次元測定機の接触式プローブを、ねじ穴内に挿入したのち、ねじ穴 の3以上の測定点に当接させ、その座標値を読み取る。このとき、プローブを第2測定点および第3測定点に当接させる際、プローブをねじ穴
の軸線方向へp/3(pはねじ穴 のねじピッチ)だけ移動させたのちプローブを各測定点に当接させると、各測定点からねじ穴 の中心軸線までの距離が全て同じになることを利用して、ねじ穴
の中心座標を求めるねじ穴中心測定方法がある(例えば、特許文献1)。
また、測定の対象とする穴の上に球体をのせ、この球体の中心軸を測定することで、この穴の中心位置を測定する穴の中心位置測定方法がある(例えば、特許文献2)。
特開平6−341826号公報
特開平5−10747号公報
ところが、特許文献1に記載のねじ穴中心測定方法では、前もってねじ穴のねじピッチが正確にわかっていることが必要であり、測定にあたって測定子がねじ山斜面に対応する位置で測定出来るように位置決めすると共に、プローブをねじ穴
の軸線方向へp/3だけ移動させるなどの精密な位置決めを必要とする上、測定点数も最低でも3点以上を必要とし、測定時間、測定段取りの点で能率が悪いという問題があった。
の軸線方向へp/3だけ移動させるなどの精密な位置決めを必要とする上、測定点数も最低でも3点以上を必要とし、測定時間、測定段取りの点で能率が悪いという問題があった。
また、特許文献2に記載の穴の中心位置測定方法では、穴の上に球体をのせる必要から、穴の軸心は略垂直である必要があり、ワーク側面に設けられた穴の測定にあたっては、ワークの載置姿勢を変える必要があるが、ワーク形状によっては、必ずしもワークのセッティングが容易ではないという問題があった。
さらに、測定の対象とする穴の上に球体をのせ、この球体の中心軸を測定するためには、球体が穴から離脱あるいは脱落を防止する必要から、非接触式の測定装置あるいは極低測定力の接触式測定装置を用いる必要があり、高精度の測定を行うには、測定装置自体が高価となって、極めて不経済であった。
また、多数の穴について測定を行うためには、各々の穴に球体をのせる必要があり、測定段取りが非能率的であることに加え、多数の球体の真球度を維持、管理する必要から、間接的な測定経費の点でも不経済であった。
また、多数の穴について測定を行うためには、各々の穴に球体をのせる必要があり、測定段取りが非能率的であることに加え、多数の球体の真球度を維持、管理する必要から、間接的な測定経費の点でも不経済であった。
本願発明は、このような問題を解決するために、倣いプローブを用いてワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定を行えるワーク測定方法を提供する。
前記目的を達成するために、本発明にかかるワーク測定方法は、プローブ本体に対して相対変位可能に設けられたスタイラスの先端に測定子を備え、この測定子がワークと接触した際の前記スタイラスの相対変位量を出力する倣いプローブと、載置台に載置された前記ワークを測定するために、前記倣いプローブを前記ワークに対して相対移動させる移動手段と、前記倣いプローブの前記ワークに対する相対座標値を検出する相対座標値検出手段とを備えた表面性状測定機を用い、前記移動手段によって前記倣いプローブを前記ワークの測定部位に対応する位置決め点へ位置決めする位置決めステップと、前記倣いプローブの測定子を前記ワークの測定部位へ少なくとも2点以上で多点接触して測定する測定ステップと、前記倣いプローブの測定子を前記ワークの測定部位から離脱させる離脱ステップと、前記測定ステップにおいて前記測定子が前記ワークの測定部位へ多点接触した際の前記相対変位量を所定値と比較し、前記相対変位量が所定値を超えた場合に、前記位置決め点における相対座標値と前記相対変位量とに基づいて新たな位置決め点を決定し、前記位置決めステップと前記測定ステップと前記離脱ステップとを再実行させる再実行ステップと、前記測定ステップにおいて前記測定子が前記ワークの測定部位へ多点接触した際の前記相対変位量を前記所定値と比較し、前記相対変位量が前記所定値を超えない場合に、前記位置決め点における相対座標値と前記相対変位量とに基づいて前記測定部位の測定値を算出する測定値算出ステップと、を備えたことを特徴とする。
ここで、プローブ本体に対してスタイラスは、直交3軸方向の直線的な相対変位に限らず、スタイラスがプローブ本体に対して回動して相対変位するものも含み、倣いプローブが出力する相対変位量は、プローブ本体に対してスタイラスが変位した直交変位量(xp、yp、zp)あるいは回動変位量(θxzp、θxyp)を含む。また、移動手段は、自動、手動、半自動のいずれでも良い。さらに、多点接触とは、接触子と測定部位が2点以上で接触することをいい、複数の接触点が直線あるいは円弧を含む線状であっても良い。また、相対座標値検出手段は倣いプローブのワークに対する相対的な空間座標値を検出し、直交移動量(x、y、z)あるいは回動移動量(θxz、θxy)を含む。従って、測定子のワークに対する空間的な座標値は、相対座標値検出手段が検出する相対座標値と相対移動量とから求めることが出来る。
また、表面性状測定機とは、三次元座標測定機、輪郭形状測定機、真円度測定機など、ワークの座標値や寸法などを測定する測定機をいう。
また、表面性状測定機とは、三次元座標測定機、輪郭形状測定機、真円度測定機など、ワークの座標値や寸法などを測定する測定機をいう。
この発明によれば、倣いプローブをワークの測定部位近傍へ位置決めし、測定子を測定部位へ多点接触させて測定した後に相対変位量を所定値と比較して、この相対変位量が所定値を超えた場合には位置決め点を相対変位量に基づいて修正した上で再測定を行い、相対変位量が所定値を超えない場合には相対座標値と相対変位量に基づいて測定部位の測定値を算出する。
このような測定方法によれば、例えば、測定部位が穴形状であり、測定子が球状である場合、球状測定子が穴形状の略中心軸線に沿って測定を行うことになるので、球状測定子が穴形状の外縁部位(ワーク表面と穴形状の交差部位)において均一に多点接触することになり、穴周囲に均一の測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
このような測定方法によれば、例えば、測定部位が穴形状であり、測定子が球状である場合、球状測定子が穴形状の略中心軸線に沿って測定を行うことになるので、球状測定子が穴形状の外縁部位(ワーク表面と穴形状の交差部位)において均一に多点接触することになり、穴周囲に均一の測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
従って、ワークの測定部位の座標値が正確でなくとも測定部位の中心軸線に略一致するように位置決め点が修正されるので、格別の段取りを必要とせず、正確な測定が行える。また、従来技術による倣いプローブを備えた三次元座標測定機においても本願発明を実施できるので、必ずしも高価な測定装置を用いなくとも、ワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定することができる。
本発明において、前記相対変位量は、前記測定部位近傍における前記ワークの表面方向変位量であることが好ましい。
ここで、例えばプローブ本体に対してスタイラスが、直交3軸方向の直線的な相対変位を行うものである場合、この直交3軸方向のいずれかとワークの表面方向が一致している必要はなく、直交変位量(xp、yp、zp)から、ワーク表面方向の相対変位量を計算によって求めるものでも良い。この際、ワークの表面方向は、測定部位近傍のワーク表面の3箇所の座標値を測定して容易に求めることができる。
このようにすれば、再測定を行う際の新たな位置決め点が容易に決定できる。
ここで、例えばプローブ本体に対してスタイラスが、直交3軸方向の直線的な相対変位を行うものである場合、この直交3軸方向のいずれかとワークの表面方向が一致している必要はなく、直交変位量(xp、yp、zp)から、ワーク表面方向の相対変位量を計算によって求めるものでも良い。この際、ワークの表面方向は、測定部位近傍のワーク表面の3箇所の座標値を測定して容易に求めることができる。
このようにすれば、再測定を行う際の新たな位置決め点が容易に決定できる。
また、本発明において、前記測定子は半径Rの球状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの穴形状であり、R>rであることが好ましい。
このようにすれば、穴周囲の多点接触点に均一の測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
このようにすれば、穴周囲の多点接触点に均一の測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
さらに、本発明において、前記測定子は半径Rの球状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの円錐穴形状であり、R<rであることが好ましい。
ここで、半径rは円錐穴形状の開口部半径を示す。
このようにすれば、円錐斜面の多点接触点に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
ここで、半径rは円錐穴形状の開口部半径を示す。
このようにすれば、円錐斜面の多点接触点に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
また、本発明において、前記測定子は半径Rの円錐状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの穴形状であり、R>rであることが好ましい。
ここで、半径Rは円錐状測定子の斜面の最も太い箇所の半径を示す。
このようにすれば、測定子の円錐斜面が穴形状の外縁部位に均一に多点接触することになり、外縁部位に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
ここで、半径Rは円錐状測定子の斜面の最も太い箇所の半径を示す。
このようにすれば、測定子の円錐斜面が穴形状の外縁部位に均一に多点接触することになり、外縁部位に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
さらに、本発明において、前記測定子は半径Rの円錐穴形状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの凸形状であり、R>rであることが好ましい。
ここで、半径Rは円錐穴形状測定子の開口半径を示す。
このようにすれば、測定子の円錐斜面がワークの測定部位である凸形状の外縁部位に均一に多点接触することになり、外縁部位に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
ここで、半径Rは円錐穴形状測定子の開口半径を示す。
このようにすれば、測定子の円錐斜面がワークの測定部位である凸形状の外縁部位に均一に多点接触することになり、外縁部位に均一な測定力がかかって、正確な測定を行うことができる。
この発明によれば、倣いプローブの測定子がワークを測定する際に、格別の段取りを行わなくとも測定部位に対して多点接触の各点に均一に測定圧が印加されるようになるため、高精度の測定が行える。
また、従来技術による倣いプローブを備えた三次元座標測定機においても本願発明を実施できるので、必ずしも高価な測定装置を用いなくとも、ワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定することができる。
また、従来技術による倣いプローブを備えた三次元座標測定機においても本願発明を実施できるので、必ずしも高価な測定装置を用いなくとも、ワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定することができる。
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は本発明の実施例1にかかるワーク測定方法を三次元座標測定機100(表面性状測定機)を用いて実施する例を示す。
この三次元座標測定機100は、測定テーブル11(載置台)の両端に立設されたコラム12とサポータ13との間に架け渡されたX軸ビーム14を備えている。このX軸ビーム14に対して空気軸受けによって支持されX軸方向に移動可能なX軸スライダ16(X軸移動機構)と、このX軸スライダ16に対して空気軸受けによって支持されZ軸方向に移動可能なZ軸スピンドル17(Z軸移動機構)とを備えている。
この三次元座標測定機100は、測定テーブル11(載置台)の両端に立設されたコラム12とサポータ13との間に架け渡されたX軸ビーム14を備えている。このX軸ビーム14に対して空気軸受けによって支持されX軸方向に移動可能なX軸スライダ16(X軸移動機構)と、このX軸スライダ16に対して空気軸受けによって支持されZ軸方向に移動可能なZ軸スピンドル17(Z軸移動機構)とを備えている。
コラム12とサポータ13も空気軸受けによって測定テーブル11から浮上して支持されており、コラム12は測定テーブル11の一端に設けられたY軸ガイド機構15によってY軸方向に空気軸受けによりガイドされているので、コラム12とサポータ13は一体となってY軸方向に移動可能となっている(Y軸移動機構)。
X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構(移動手段)は、各々の移動量がリニヤスケールなど(相対座標値検出手段)によって検出可能となっている。ここで、X軸、Y軸、Z軸は各々直交関係にあり、直交三次元の機械座標系を構成する。
X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構(移動手段)は、各々の移動量がリニヤスケールなど(相対座標値検出手段)によって検出可能となっている。ここで、X軸、Y軸、Z軸は各々直交関係にあり、直交三次元の機械座標系を構成する。
Z軸スピンドル17の下端には倣いプローブ10(図2参照)が設置され、測定テーブル11上に載置されたワークWの測定部位へ倣いプローブ10の測定子3を多点接触させることによって倣いプローブ10から相対変位量が出力されて測定が行われる。
各移動機構は、図示しないX軸駆動機構、Y軸駆動機構、Z軸駆動機構によって駆動される。
この三次元座標測定機の自動測定は、図示しない計算機に格納された測定用のパートプログラムを解析して各軸の駆動命令を抽出し、軸移動指令としてこれらの駆動機構へ指令を順次与えることによって行われる。
各移動機構は、図示しないX軸駆動機構、Y軸駆動機構、Z軸駆動機構によって駆動される。
この三次元座標測定機の自動測定は、図示しない計算機に格納された測定用のパートプログラムを解析して各軸の駆動命令を抽出し、軸移動指令としてこれらの駆動機構へ指令を順次与えることによって行われる。
倣いプローブ10は、プローブ本体1と、このプローブ本体1に対して相対変位可能に設けられたスタイラス2とを備えている。スタイラス2の一端にはワークと接触して測定を行う測定子3が設けられている。
移動手段によって倣いプローブ10が移動され、測定子3がワークWに多点接触してスタイラス2がプローブ本体1に対して変位すると、その変位量が相対変位量として図示しない計算機へ出力される。
移動手段によって倣いプローブ10が移動され、測定子3がワークWに多点接触してスタイラス2がプローブ本体1に対して変位すると、その変位量が相対変位量として図示しない計算機へ出力される。
スタイラス2はプローブ本体1に対して直交3軸方向に変位可能であり、その変位量は相対変位量(xp、yp、zp)として出力され、測定子1がワークWに接触していない時は、ばねによってスタイラス2は中立位置へ戻され、相対変位量としては(0、0、0)が出力される。この状態において、スタイラス2の軸心C1はプローブ本体1の軸心と一致している。倣いプローブ10は、仮想的な基準点Rを備えており、スタイラス2が中立位置にある時は、この基準点Rは軸心C1上に位置する。
ここで、説明の便宜上、三次元座標測定機の直交三次元の機械座標系(X、Y、Z)の各軸方向は、倣いプローブ10の相対変位量(xp、yp、zp)の各軸方向と一致しており、測定部位Hが設けられたワークWの表面方向WsはXY平面に平行であるものとして説明する。
図6は、この三次元座標測定機100を用いて、ワークWに設けられた測定部位Hを測定する手順を示すフローチャートである。図2は測定部位H1(穴形状で、その半径はr)と倣いプローブ10の位置関係を示しており、ここで、測定子3の半径はRであり、R>rの関係がある。
図6は、この三次元座標測定機100を用いて、ワークWに設けられた測定部位Hを測定する手順を示すフローチャートである。図2は測定部位H1(穴形状で、その半径はr)と倣いプローブ10の位置関係を示しており、ここで、測定子3の半径はRであり、R>rの関係がある。
まず、ワークWを測定テーブル11へ載置、固定すると共に、倣いプローブ10をZ軸スピンドル17へ取り付け、計算機に格納された測定用のパートプログラムを選択して測定処理を開始する(開始ステップS10)。
パートプログラムの実行が開始されると、ワークWの測定部位H1の近傍に設定された位置決め点Q(xq、yq、zq)と倣いプローブの基準点Rが一致するように位置決めされる(図2(A)参照:位置決めステップS20)。
パートプログラムの実行が開始されると、ワークWの測定部位H1の近傍に設定された位置決め点Q(xq、yq、zq)と倣いプローブの基準点Rが一致するように位置決めされる(図2(A)参照:位置決めステップS20)。
次に、Z軸スピンドル17が−方向(図2の下降方向)に駆動されて倣いプローブ10の測定子3がワークWの測定部位H1(半径rで軸心がC2である穴)の穴外縁部と接触を開始する。そのままZ軸スピンドル17は下降を継続し、相対変位量のzp成分が所定値z0(押込量)を超えた所でZ軸スピンドル17の下降を停止して、相対変位量(x1、y1、z1)を読み取り、図示しない記憶装置に記憶する。この状態において、測定子3は測定部位H1の穴に、はまり込んで穴外縁部は測定子3と多点(この場合、円弧状)で接触し、スタイラス2の軸心C1と穴の軸心C2は略一致する(図2(B)参照:測定ステップS30)。
その後、Z軸スピンドル17を上昇させて、倣いプローブ10の基準点Rが位置決め点Qに一致する位置まで、倣いプローブ10を測定部位H1から離脱させる(離脱ステップS40)。
記憶装置に記憶した相対変位量(x1、y1、z1)から、x1とy1の二乗和平方根Lを求め、この値が所定値L0(一例として、0.1mm)を超えた場合は、位置決め点Q(xq、yq、zq)を新たな位置決め点Q1(xq+x1、yq+y1、zq)に変更し、再度位置決めステップS20、測定ステップS30、離脱ステップS40を再実行して再測定を行う(再実行ステップS50)。
記憶装置に記憶した相対変位量(x1、y1、z1)から、x1とy1の二乗和平方根Lを求め、この値が所定値L0(一例として、0.1mm)を超えた場合は、位置決め点Q(xq、yq、zq)を新たな位置決め点Q1(xq+x1、yq+y1、zq)に変更し、再度位置決めステップS20、測定ステップS30、離脱ステップS40を再実行して再測定を行う(再実行ステップS50)。
記憶装置に記憶した相対変位量(x1、y1、z1)から、x1とy1の二乗和平方根Lを求め、この値が所定値L0を超えていない場合は、測定部位H1の穴のXY平面における軸心座標をQxy((xq+x1、yq+y1)を求め、測定値とする(測定値算出ステップS60)。
測定部位H1が1箇所の場合は、これで測定処理を終了するが(終了ステップS70)、測定部位Hが複数ある場合に、各々の測定部位H毎に位置決めステップS20〜測定値算出ステップS60を実行しても良いことは当然である。
測定部位H1が1箇所の場合は、これで測定処理を終了するが(終了ステップS70)、測定部位Hが複数ある場合に、各々の測定部位H毎に位置決めステップS20〜測定値算出ステップS60を実行しても良いことは当然である。
ここで、測定部位Hが設けられたワークWの表面方向WsはXY平面に平行であるという仮定から、ワークWの表面方向Wsへ測定子3を接触させて、そのZ方向位置を測定しておけば、測定ステップS30におけるz1と、その時のZ軸スピンドルのZ軸位置に基づいて、穴の半径rを算出可能なことは言うまでもない。
この実施例1においては、測定ステップ30における倣いプローブ10のスタイラス2の相対変位量(x1、y1、z1)のうち、XY平面方向の変位成分Lが所定値L0以下となるまで、位置決めステップS20〜再実行ステップS50が繰り返される。従って、スタイラス2の軸心C1と穴の軸心C2との位置ずれが所定値L0以下とされるので、測定子3による測定が、穴のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子3による測定圧が、穴の外縁部(ワーク表面Wsにおける測定部位H1の開口部)に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で穴の測定(軸心位置、半径)が行える。
なお、この場合、測定子3と穴の外縁部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
なお、この場合、測定子3と穴の外縁部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
図3は本発明に係る実施例2を示す。
この実施例2が実施例1と異なる点は、ワークWの測定部位H2が円錐穴形状であり、その開口部半径がrであって、測定子3の半径Rとの関係において、R<rである点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例2が実施例1と異なる点は、ワークWの測定部位H2が円錐穴形状であり、その開口部半径がrであって、測定子3の半径Rとの関係において、R<rである点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例2ではR<rであるから、測定子3は円錐穴の円錐部に接触する。
この場合においても、測定子3による測定が、円錐穴のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子3による測定圧が、円錐穴の円錐部に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で円錐穴の測定(軸心位置)が行える。
なお、この場合も、測定子3と円錐穴の円錐部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
この場合においても、測定子3による測定が、円錐穴のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子3による測定圧が、円錐穴の円錐部に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で円錐穴の測定(軸心位置)が行える。
なお、この場合も、測定子3と円錐穴の円錐部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
図4は本発明に係る実施例3を示す。
この実施例3が実施例1と異なる点は、倣いプローブ10の測定子4が円錐状であり、その最太部半径がRであって、測定部位H1の穴の半径rとの関係において、R>rである点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例3が実施例1と異なる点は、倣いプローブ10の測定子4が円錐状であり、その最太部半径がRであって、測定部位H1の穴の半径rとの関係において、R>rである点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例3ではR>rであるから、測定子4の円錐部は円の外縁部に接触する。
この場合においても、測定子4による測定が、穴のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子4による測定圧が、円の外縁部に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で円の測定(軸心位置、半径)が行える。(実施例3において測定子4の円錐角度が既知であれば、測定部位H1の半径rを算出可能な点も実施例1と同様である。)
なお、この場合も、測定子4の円錐部と円の外縁部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
この場合においても、測定子4による測定が、穴のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子4による測定圧が、円の外縁部に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で円の測定(軸心位置、半径)が行える。(実施例3において測定子4の円錐角度が既知であれば、測定部位H1の半径rを算出可能な点も実施例1と同様である。)
なお、この場合も、測定子4の円錐部と円の外縁部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
図5は本発明に係る実施例4を示す。
この実施例4が実施例1と異なる点は、倣いプローブ10の測定子5の内面が円錐状であり、その開口部半径がRである。また、ワークWの測定部位H3は、半径rの凸円柱形状であって、R>rの関係である点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例4ではR>rであるから、測定子5の内側円錐部は測定部位H3の凸円柱形状の上部に接触する。
この実施例4が実施例1と異なる点は、倣いプローブ10の測定子5の内面が円錐状であり、その開口部半径がRである。また、ワークWの測定部位H3は、半径rの凸円柱形状であって、R>rの関係である点のみで、その他は、実施例1と同一である。
この実施例4ではR>rであるから、測定子5の内側円錐部は測定部位H3の凸円柱形状の上部に接触する。
この場合においても、測定子5による測定が、凸円柱形状のほぼ真上から行われることになり、その結果、測定子5による測定圧が、凸円柱形状の上部に均一に加えられることになるので、極めて高い測定精度で凸円柱形状の測定(軸心位置)が行える。
なお、この場合も、測定子5の内側円錐部と凸円柱形状の上部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
なお、この場合も、測定子5の内側円錐部と凸円柱形状の上部との接触部位は円状となり、無数の接触点で相互に接触することになる。
本発明はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例1(図2)、実施例3(図4)における測定部位Hの穴形状は、ねじ穴などであっても良く、さらに穴外縁部に面取りなどのテーパ形状あるいは角R形状が設けられていても良い。また、穴形状が円形状である必要もなく、三角穴、四角穴などであっても良く、要は測定子と測定部位が2点以上の多点で接触するものであれば、測定部位の形状に限定されない。さらに、測定部位が溝形状であって、溝直交方向の相対変位量に基づいて、溝中央部のほぼ真上から測定を行うことによって、測定圧を均一化して測定精度を向上するものであっても良い。
例えば、実施例1(図2)、実施例3(図4)における測定部位Hの穴形状は、ねじ穴などであっても良く、さらに穴外縁部に面取りなどのテーパ形状あるいは角R形状が設けられていても良い。また、穴形状が円形状である必要もなく、三角穴、四角穴などであっても良く、要は測定子と測定部位が2点以上の多点で接触するものであれば、測定部位の形状に限定されない。さらに、測定部位が溝形状であって、溝直交方向の相対変位量に基づいて、溝中央部のほぼ真上から測定を行うことによって、測定圧を均一化して測定精度を向上するものであっても良い。
また、実施例2(図3)においては、円錐穴を示したが、測定部位Hはこれに限らず、三角錐、四角錐などであっても良く、要は測定子と測定部位が2点以上の多点で接触するものであれば、測定部位の形状に限定されない。さらに、測定部位がV溝形状であって、V溝直交方向の相対変位量に基づいて、V溝中央部のほぼ真上から測定を行うことによって、測定圧を均一化して測定精度を向上するものであっても良い。
また、実施例4(図5)における凸形状は円柱形状に限らず、雄ねじ形状などでも良い。さらに測定部位Hはこれに限らず、三角柱、四角柱などであっても良く、要は測定子と測定部位が2点以上の多点で接触するものであれば、測定部位の形状に限定されない。
さらに、実施例1(図2)、実施例2(図3)における測定子3は、球状測定子を示したが、これに限らず、測定部位と2点以上で接触するものであれば、断面円状の測定子でも良い。
さらに、実施例1(図2)、実施例2(図3)における測定子3は、球状測定子を示したが、これに限らず、測定部位と2点以上で接触するものであれば、断面円状の測定子でも良い。
また、実施例3(図4)、実施例4(図5)における測定子4、5は円錐状あるいは内側円錐形状の測定子を示したが、これに限らず、測定部位と2点以上で接触するものであれば、断面三角状の測定子でも良い。
さらに、実施例1において、ワークWの表面方向WsがXY平面に平行である場合について説明したが、必ずしもこれに限定する必要はない。ワークWの表面方向Wsを前もって測定して、その傾きを求めておけば、相対変位量(x1、y1、z1)から、表面方向Wsにおける変位成分Lを求めることが出来る。この場合、測定ステップS30における測定方向(実施例1では下降方向)は、表面方向Wsの法線方向であることが好ましい。さらに、この場合、測定方向とスタイラス2の軸心方向とは必ずしも一致している必要はない。
さらに、実施例1において、ワークWの表面方向WsがXY平面に平行である場合について説明したが、必ずしもこれに限定する必要はない。ワークWの表面方向Wsを前もって測定して、その傾きを求めておけば、相対変位量(x1、y1、z1)から、表面方向Wsにおける変位成分Lを求めることが出来る。この場合、測定ステップS30における測定方向(実施例1では下降方向)は、表面方向Wsの法線方向であることが好ましい。さらに、この場合、測定方向とスタイラス2の軸心方向とは必ずしも一致している必要はない。
また、実施例1において、三次元座標測定機の直交三次元の機械座標系(X、Y、Z)の各軸方向と、倣いプローブ10の相対変位量(xp、yp、zp)の各軸方向とが一致している場合の例について説明したが、これに限定する必要はない。両者の座標系の相互関係が前もって校正されていれば、機械座標系(X、Y、Z)の相対座標値と相対変位量(xp、yp、zp)に基づいて表面方向Wsにおける変位成分Lを求めることが出来るので、本発明を実施できる。
さらに、実施例1においては、Z軸スピンドル17の下端に倣いプローブ10を設置する例を示したが、Z軸スピンドル17の上部や、中間部であっても本発明の実施には全く支障がない。
また、倣いプローブ10はZ軸スピンドル17に固定する例を示したが、倣いプローブ10の姿勢を変更できるものであっても、本発明を実施できる。
さらに、実施例1においては、三次元座標測定機100の機械座標系に基づいて変位成分Lを求める例を示したが、これに限らずワーク座標系を用いても良く、座標系の特定の性質には限定されない。要は、変位成分Lが求まれば良い。
さらに、表面性状測定機として直交座標型の三次元座標測定機100を示したが、これに限らず、極座標型の測定機であっても本発明を実施できる。
また、倣いプローブ10はZ軸スピンドル17に固定する例を示したが、倣いプローブ10の姿勢を変更できるものであっても、本発明を実施できる。
さらに、実施例1においては、三次元座標測定機100の機械座標系に基づいて変位成分Lを求める例を示したが、これに限らずワーク座標系を用いても良く、座標系の特定の性質には限定されない。要は、変位成分Lが求まれば良い。
さらに、表面性状測定機として直交座標型の三次元座標測定機100を示したが、これに限らず、極座標型の測定機であっても本発明を実施できる。
以上説明したように、この発明によれば、倣いプローブの測定子がワークを測定する際に、格別の段取りを行わなくとも測定部位に対して多点接触の各点に均一に測定圧が印加されるようになるため、高精度の測定が容易に行える。
また、従来技術による倣いプローブを備えた三次元座標測定機においても本願発明を実施できるので、必ずしも高価な測定装置を用いなくとも、ワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定することができる。
また、従来技術による倣いプローブを備えた三次元座標測定機においても本願発明を実施できるので、必ずしも高価な測定装置を用いなくとも、ワークの測定部位を能率的かつ経済的に測定することができる。
1 プローブ本体
2 スタイラス
3、4、5 測定子
11 測定テーブル11(載置台)
100 三次元座標測定機(表面性状測定機)
W ワーク
Ws ワーク表面方向
2 スタイラス
3、4、5 測定子
11 測定テーブル11(載置台)
100 三次元座標測定機(表面性状測定機)
W ワーク
Ws ワーク表面方向
Claims (6)
- プローブ本体に対して相対変位可能に設けられたスタイラスの先端に測定子を備え、この測定子がワークと接触した際の前記スタイラスの相対変位量を出力する倣いプローブと、
載置台に載置された前記ワークを測定するために、前記倣いプローブを前記ワークに対して相対移動させる移動手段と、
前記倣いプローブの前記ワークに対する相対座標値を検出する相対座標値検出手段とを備えた表面性状測定機を用い、
前記移動手段によって前記倣いプローブを前記ワークの測定部位に対応する位置決め点へ位置決めする位置決めステップと、
前記倣いプローブの測定子を前記ワークの測定部位へ少なくとも2点以上で多点接触して測定する測定ステップと、
前記倣いプローブの測定子を前記ワークの測定部位から離脱させる離脱ステップと、
前記測定ステップにおいて前記測定子が前記ワークの測定部位へ多点接触した際の前記相対変位量を所定値と比較し、前記相対変位量が所定値を超えた場合に、前記位置決め点における相対座標値と前記相対変位量とに基づいて新たな位置決め点を決定し、前記位置決めステップと前記測定ステップと前記離脱ステップとを再実行させる再実行ステップと、
前記測定ステップにおいて前記測定子が前記ワークの測定部位へ多点接触した際の前記相対変位量を前記所定値と比較し、前記相対変位量が前記所定値を超えない場合に、前記位置決め点における相対座標値と前記相対変位量とに基づいて前記測定部位の測定値を算出する測定値算出ステップと、
を備えたことを特徴とするワーク測定方法。 - 前記相対変位量は、前記測定部位近傍における前記ワークの表面方向変位量であることを特徴とする請求項1に記載のワーク測定方法。
- 前記測定子は半径Rの球状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの穴形状であり、R>rであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のワーク測定方法。
- 前記測定子は半径Rの球状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの円錐穴形状であり、R<rであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のワーク測定方法。
- 前記測定子は半径Rの円錐状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの穴形状であり、R>rであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のワーク測定方法。
- 前記測定子は半径Rの円錐穴形状測定子であると共に、前記測定部位は半径rの凸形状であり、R>rであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のワーク測定方法。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008216122A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定装置 |
JP2012202823A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Ihi Corp | 三次元計測治具及びこれを用いた三次元計測方法 |
JP2016085106A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | ファナック株式会社 | 対象物の位置を検出する位置検出システム |
JP2016517957A (ja) * | 2013-04-02 | 2016-06-20 | カール ザイス インダストリエル メステクニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測定対象物の形状輪郭を割り出す方法 |
JP2017151069A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
CN108290598A (zh) * | 2015-11-12 | 2018-07-17 | 日本精工株式会社 | 转向装置和转向装置的装配方法 |
CN108413911A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-08-17 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种非接触式调速器主配阀芯位移测量方法及装置 |
US10393495B2 (en) | 2016-02-26 | 2019-08-27 | Mitutoyo Corporation | Measuring probe |
CN112033282A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-04 | 上海航天精密机械研究所 | 孔位置精密测量及评定方法及系统 |
CN113028954A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-25 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 风洞测压试验模型测压底孔的垂直度检测装置及检测方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06174456A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-24 | Fanuc Ltd | ならい制御方式 |
JP2001082903A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Denso Corp | 穴位置測定用補助具 |
JP2004093359A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Nsk Ltd | ゴシックアーク溝の形状測定方法及び装置 |
-
2005
- 2005-08-03 JP JP2005225118A patent/JP2007040822A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06174456A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-24 | Fanuc Ltd | ならい制御方式 |
JP2001082903A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Denso Corp | 穴位置測定用補助具 |
JP2004093359A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Nsk Ltd | ゴシックアーク溝の形状測定方法及び装置 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008216122A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定装置 |
JP2012202823A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Ihi Corp | 三次元計測治具及びこれを用いた三次元計測方法 |
JP2016517957A (ja) * | 2013-04-02 | 2016-06-20 | カール ザイス インダストリエル メステクニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測定対象物の形状輪郭を割り出す方法 |
JP2016085106A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | ファナック株式会社 | 対象物の位置を検出する位置検出システム |
US9574873B2 (en) | 2014-10-24 | 2017-02-21 | Fanuc Corporation | Position detection system for detecting position of object |
DE102015013498B4 (de) * | 2014-10-24 | 2017-07-06 | Fanuc Corporation | Positionserfassungssystem zum Erfassen einer Position eines Gegenstands |
CN108290598A (zh) * | 2015-11-12 | 2018-07-17 | 日本精工株式会社 | 转向装置和转向装置的装配方法 |
JPWO2017082325A1 (ja) * | 2015-11-12 | 2018-09-27 | 日本精工株式会社 | ステアリング装置及びステアリング装置の組立方法 |
CN107131853A (zh) * | 2016-02-26 | 2017-09-05 | 株式会社三丰 | 测定探头 |
JP2017151069A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
US10393495B2 (en) | 2016-02-26 | 2019-08-27 | Mitutoyo Corporation | Measuring probe |
US10415949B2 (en) | 2016-02-26 | 2019-09-17 | Mitutoyo Corporation | Measuring probe |
CN107131853B (zh) * | 2016-02-26 | 2020-02-07 | 株式会社三丰 | 测定探头 |
CN108413911A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-08-17 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种非接触式调速器主配阀芯位移测量方法及装置 |
CN112033282A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-04 | 上海航天精密机械研究所 | 孔位置精密测量及评定方法及系统 |
CN113028954A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-25 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 风洞测压试验模型测压底孔的垂直度检测装置及检测方法 |
CN113028954B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-09-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 风洞测压试验模型测压底孔的垂直度检测装置及检测方法 |
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