JP2008082745A - Workpiece measuring method and its apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はワーク測定方法及びその装置、特に倣いプローブによるポイント測定の精度改善に関する。 The present invention relates to a workpiece measurement method and apparatus, and more particularly to improvement in accuracy of point measurement using a scanning probe.
従来より、例えばワークの形状や位置等を測定するため、倣いプローブ(例えば、特許文献1参照)を用いて、ワーク上の点の座標値情報を検出している。
ところで、最近は、倣いプローブによるポイント測定が注目されている。従来のものは、ワーク測定面上の点を含む面を平面と仮定しており、最初にワーク測定面上の3点以上の測定を行い、これらの測定点を含む平面を求めている。そして、求められた平面の法線方向から倣いプローブをワーク測定面上に接触させ、測定を行っている。このようにして得られた測定点の測定値を求めることにより、ワーク測定面の形状や位置等を把握している。
Conventionally, in order to measure, for example, the shape and position of a workpiece, coordinate value information of points on the workpiece is detected using a scanning probe (see, for example, Patent Document 1).
By the way, recently, point measurement using a scanning probe has attracted attention. In the prior art, a plane including points on the workpiece measurement surface is assumed to be a plane. First, three or more points on the workpiece measurement surface are measured, and a plane including these measurement points is obtained. Then, the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface from the normal direction of the obtained plane to perform measurement. By obtaining the measurement values of the measurement points obtained in this way, the shape, position, etc. of the workpiece measurement surface are grasped.
ところで、前記従来方式にあっても、測定精度に関しては、より一層の改善が求められていたものの、従来は、これを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。また従来は、その原因も未だ不明であった。
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、倣いプローブによるポイント測定の精度向上を図ることのできるワーク測定方法及びその装置を提供することにある。
By the way, even with the conventional method, although further improvement has been demanded with respect to measurement accuracy, there has been no appropriate technique that can solve this problem. In the past, the cause was still unknown.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a workpiece measuring method and apparatus capable of improving the accuracy of point measurement using a scanning probe.
本発明者らが、倣いプローブによるポイント測定に関して鋭意検討した結果、測定精度を向上する際のボトルネックが、従来方式では倣いプローブをワーク測定面の法線方向からアプローチさせているつもりでも、実際は正確に法線方向からアプローチさせるのが困難な点にあることがわかった。本発明者らは、このような原因の解明に基づき、倣いプローブをワーク測定面上に接触させた際の1点の変位量情報に基づきワーク測定面へのアプローチ方向を修正していき、これを十分に修正した上で測定点の測定値を算出することにより、測定精度の向上が図られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on the point measurement by the scanning probe by the present inventors, the bottleneck in improving the measurement accuracy is actually the fact that the scanning probe is approached from the normal direction of the workpiece measurement surface in the conventional method. It was found that it was difficult to make it approach from the normal direction accurately. Based on the elucidation of the cause, the inventors have corrected the approach direction to the workpiece measurement surface based on the displacement information at one point when the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface. The present inventors have found that the measurement accuracy can be improved by calculating the measurement value at the measurement point after sufficiently correcting the above, and have completed the present invention.
すなわち、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、倣いプローブと、移動手段と、座標値検出手段と、を備えたワーク測定装置を用いて、該倣いプローブによるポイント測定を行うワーク測定方法において、測定工程と、法線算出工程と、判定工程と、指示工程と、測定値算出工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記倣いプローブは、プローブ本体が有する基準点を基準に相対変位可能なスタイラスの先端に測定子を持ち、該測定子がワーク測定面に接触した際に該基準点に対する該スタイラスの相対変位量情報を出力する。
また、前記移動手段は、前記倣いプローブによるポイント測定を行うため、前記ワークと倣いプローブとの相対移動を行う。
前記座標値検出手段は、前記ワークに対する倣いプローブの相対座標値情報を出力する。
That is, in order to achieve the above object, a workpiece measuring method according to the present invention performs point measurement using a scanning probe using a workpiece measuring apparatus including a scanning probe, a moving unit, and a coordinate value detecting unit. The workpiece measurement method includes a measurement process, a normal calculation process, a determination process, an instruction process, and a measurement value calculation process.
Here, the scanning probe has a probe at the tip of a stylus that can be displaced relative to a reference point of the probe body, and the stylus is relative to the reference point when the probe contacts the workpiece measurement surface. Output displacement information.
The moving means performs relative movement between the workpiece and the scanning probe in order to perform point measurement using the scanning probe.
The coordinate value detection means outputs relative coordinate value information of the scanning probe with respect to the workpiece.
前記測定工程は、ワーク測定面に対し前記倣いプローブを、予め設定されたアプローチ方向から接触させた際に、該倣いプローブからの相対変位量情報、及び前記座標値検出手段からの相対座標値情報を収集する。
前記法線算出工程は、前記測定工程で得られた相対変位量情報に基づき、前記ワーク測定面の法線方向を算出する。
前記判定工程は、前記法線算出工程で求められた法線方向と前記アプローチ方向との角度差が閾値よりも大の場合は前記アプローチ方向が不適切と判断し、該角度差が該閾値よりも小の場合はアプローチ方向が適切と判断する。
前記指示工程は、前記判定工程でアプローチ方向が不適切と判断された場合は前記角度差に基づき前記倣いプローブの前記ワーク測定面へのアプローチ方向が該ワーク測定面の法線方向となるように前記アプローチ方向の設定を修正し、該修正されたアプローチ方向の設定に基づき前記測定工程、前記法線算出工程及び前記判定工程の再実行を指示する。また、該指示工程は、該判定工程でアプローチ方向が適切と判断された場合は測定値の算出を指示する。
前記測定値算出工程は、前記判定工程でアプローチ方向が適切と判断された相対変位量情報及び相対座標値情報に基づき、測定点の測定値を求める。
In the measurement step, when the scanning probe is brought into contact with a workpiece measurement surface from a preset approach direction, relative displacement amount information from the scanning probe and relative coordinate value information from the coordinate value detection unit To collect.
In the normal line calculation step, a normal direction of the workpiece measurement surface is calculated based on the relative displacement information obtained in the measurement step.
The determination step determines that the approach direction is inappropriate when the angle difference between the normal direction obtained in the normal calculation step and the approach direction is greater than a threshold value, and the angle difference is less than the threshold value. If it is too small, it is judged that the approach direction is appropriate.
In the instruction step, when the approach direction is determined to be inappropriate in the determination step, the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface is a normal direction of the workpiece measurement surface based on the angle difference. The approach direction setting is corrected, and re-execution of the measurement step, the normal calculation step, and the determination step is instructed based on the corrected approach direction setting. In addition, the instruction step instructs the calculation of the measurement value when the approach direction is determined to be appropriate in the determination step.
In the measurement value calculation step, a measurement value at a measurement point is obtained based on the relative displacement amount information and the relative coordinate value information for which the approach direction is determined to be appropriate in the determination step.
なお、本発明においては、前記判定工程が、前記測定工程で得られた前記倣いプローブからの相対変位量情報に基づき、前記法線方向とアプローチ方向との角度差を推定することが好適である。
また、本発明においては、前記測定値算出工程が、前記測定点の測定値として前記測定子中心位置の座標値を求め、該測定子中心位置の座標値に対して、さらに、該アプローチ方向が適切と判断された際のアプローチ方向に、該測定子のサイズに応じたオフセット処理を行い、前記ワーク測定面と前記倣いプローブとの接触位置の座標値を求めることが好適である。
In the present invention, it is preferable that the determination step estimates an angular difference between the normal direction and the approach direction based on relative displacement amount information from the scanning probe obtained in the measurement step. .
Further, in the present invention, the measurement value calculating step obtains a coordinate value of the probe center position as a measurement value of the measurement point, and the approach direction is further set to the coordinate value of the probe center position. It is preferable to perform an offset process according to the size of the measuring element in the approach direction when it is determined to be appropriate, and obtain the coordinate value of the contact position between the workpiece measurement surface and the scanning probe.
また、前記目的を達成するために本発明にかかるワーク測定装置は、倣いプローブと、移動手段と、座標値検出手段と、を備え、該倣いプローブによるポイント測定を行うワーク測定装置において、測定制御手段と、法線算出手段と、判定手段と、指示手段と、測定値算出手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記倣いプローブは、プローブ本体が有する基準点を基準に相対変位可能なスタイラスの先端に測定子を持ち、該測定子をワークに接触させた際に該基準点に対するスタイラスの相対変位量情報を出力する。
また、前記移動手段は、前記倣いプローブによるポイント測定を行うため、前記ワークと倣いプローブとの相対移動を行う。
前記座標値検出手段は、前記ワークに対する倣いプローブの相対座標値情報を出力する。
In order to achieve the above object, a workpiece measuring apparatus according to the present invention includes a scanning probe, a moving unit, and a coordinate value detecting unit. In the workpiece measuring apparatus that performs point measurement using the scanning probe, measurement control is performed. Means, normal calculation means, determination means, instruction means, and measurement value calculation means.
Here, the scanning probe has a probe at the tip of a stylus that can be displaced relative to a reference point of the probe body, and the relative displacement of the stylus with respect to the reference point when the probe is brought into contact with a workpiece. Output information.
The moving means performs relative movement between the workpiece and the scanning probe in order to perform point measurement using the scanning probe.
The coordinate value detection means outputs relative coordinate value information of the scanning probe with respect to the workpiece.
前記測定制御手段は、前記ワーク測定装置の動作を制御し、前記ワーク測定面に対し倣いプローブを、予め設定されたアプローチ方向から接触させた際に、前記倣いプローブからの相対変位量情報、及び前記座標値検出手段からの相対座標値情報を収集させる。
前記法線算出手段は、前記測定で得られた相対変位量情報に基づき、前記ワーク測定面の法線方向を算出する。
前記判定手段は、前記法線算出手段で求められた法線方向と前記アプローチ方向との角度差が閾値よりも大の場合は前記倣いプローブのワーク測定面へのアプローチ方向が不適切と判断し、該角度差が該閾値よりも小の場合は該アプローチ方向が適切と判断する。
前記指示手段は、前記判定手段でアプローチ方向が不適切と判断された場合は前記角度差に基づき前記倣いプローブの前記ワーク測定面へのアプローチ方向が該ワーク測定面の法線方向となるように前記アプローチ方向の設定を修正し、該修正されたアプローチ方向の設定に基づき、前記測定制御手段による制御、前記法線算出手段による算出及び前記判定手段による判定の再実行を指示する。また、前記指示手段は、前記判定手段でアプローチ方向が適切と判断された場合は測定値の算出を指示する。
前記測定値算出手段は、前記判定手段でアプローチ方向が適切と判断された際の倣いプローブからの相対変位量情報、及び座標値検出手段からの相対座標値情報に基づき、測定点の測定値を求める。
The measurement control means controls the operation of the workpiece measuring device, and when the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface from a preset approach direction, information on relative displacement from the scanning probe, and Relative coordinate value information from the coordinate value detection means is collected.
The normal calculation means calculates a normal direction of the workpiece measurement surface based on the relative displacement information obtained by the measurement.
The determination means determines that the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface is inappropriate when the angle difference between the normal direction obtained by the normal calculation means and the approach direction is larger than a threshold value. When the angle difference is smaller than the threshold value, it is determined that the approach direction is appropriate.
The indicating means is configured so that, when the determination means determines that the approach direction is inappropriate, the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface is a normal direction of the workpiece measurement surface based on the angle difference. The approach direction setting is corrected, and based on the corrected approach direction setting, control by the measurement control unit, calculation by the normal calculation unit, and re-execution of determination by the determination unit are instructed. The instructing unit instructs the measurement value to be calculated when the determining unit determines that the approach direction is appropriate.
The measurement value calculation means calculates the measurement value at the measurement point based on the relative displacement information from the scanning probe and the relative coordinate value information from the coordinate value detection means when the determination means determines that the approach direction is appropriate. Ask.
ここにいうポイント測定とは、倣いプローブを用いたタッチ測定、つまりスタイラス先端の測定子をワーク測定面に接触させた際に、該ワーク測定面上の1点の座標値情報を収集することをいう。該座標値情報の収集のタイミングとしては、例えば倣いプローブに内蔵されたエンコーダからの変位量が閾値を超えた時点、あるいは倣いプローブが停止した時点が一例として挙げられる。 Point measurement here refers to touch measurement using a scanning probe, that is, collecting coordinate value information of one point on the workpiece measurement surface when the stylus tip contactor is brought into contact with the workpiece measurement surface. Say. As an example of the timing of collecting the coordinate value information, for example, a point in time when a displacement amount from an encoder built in the scanning probe exceeds a threshold value, or a point in time when the scanning probe stops.
本発明にかかるワーク測定方法(装置)によれば、前記測定と、前記判定と、前記指示とを行うこととしたので、倣いプローブのワーク測定面へのアプローチ方向誤差を確実に低減することができるので、倣いプローブによるポイント測定の精度向上を図ることができる。
また、本発明においては、前記判定で得られた適切なアプローチ方向にオフセット処理を行うことにより、ワーク測定面と倣いプローブとの接触位置を正確に求めることができるので、前記測定精度の向上を、さらに図ることができる。
According to the workpiece measurement method (apparatus) according to the present invention, since the measurement, the determination, and the instruction are performed, the approach direction error of the scanning probe to the workpiece measurement surface can be reliably reduced. Therefore, it is possible to improve the accuracy of point measurement using the scanning probe.
Further, in the present invention, by performing the offset process in the appropriate approach direction obtained by the determination, the contact position between the workpiece measurement surface and the scanning probe can be accurately obtained, so that the measurement accuracy can be improved. Can be further planned.
以下、図面に基づき本発明の好適な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ワーク測定方法を行うためのワーク測定装置の概略構成が示されている。
同図に示すワーク測定装置10は、例えば三次元測定機等よりなり、倣いプローブ12と、移動手段14と、座標値検出手段16と、を備え、テーブル18上に載置されたワーク測定面20上のX・Y・Z座標値を、倣いプローブ12でポイント測定する。
このために本実施形態においては、測定装置本体22に本発明の測定工程を行わせるための測定制御手段24と、本発明の法線算出工程を行うための法線算出手段26と、本発明の判定工程を行うための判定手段28と、本発明の指示工程を行うための指示手段30と、本発明の測定値算出工程を行うための測定値算出手段32とを備える。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a workpiece measuring apparatus for performing a workpiece measuring method according to an embodiment of the present invention.
A
Therefore, in the present embodiment, the measurement control means 24 for causing the measurement apparatus
ここで、倣いプローブ12は、プローブ本体40と、スタイラス42と、エンコーダ44と、を備える。プローブ本体40は、移動手段14によりX・Y・Z方向に移動自在とされる。スタイラス42は、その先端に接触球(測定子)46を持ち、プローブ本体40の有する基準点48を基準にX・Y・Z方向に相対変位自在に保持されている。エンコーダ44は、接触球46とワーク測定面20とが接触した際に、基準点48を基準にスタイラス42の変位量(Δx,Δy,Δz)を出力する。
移動手段14は、倣いプローブ14によるポイント測定を行うため、テーブル18上のワーク測定面20に対し倣いプローブ12をX・Y・Z方向に移動自在とする。
座標値検出手段16は、倣いプローブ12の基準点48のワーク測定面20に対する座標値(x1,y1,z1)を出力する。
Here, the
The moving means 14 makes the
The coordinate value detection means 16 outputs the coordinate values (x 1 , y 1 , z 1 ) of the
測定制御手段24は、測定装置本体22に、倣いプローブ12によるポイント測定を行わせる。すなわち、測定制御手段24は、測定装置本体10の動作を制御し、ワーク測定面20に対し倣いプローブ12を、設定値記憶手段50の設定値に基づき決定されるアプローチ方向からアプローチさせる。そして、ワーク測定面20に倣いプローブ12の接触球46が接触した際に、倣いプローブ12に内蔵されたエンコーダ44からの変位量(Δx,Δy,Δz)、及び測定装置本体22に内蔵の座標値検出手段16からの座標値(x1,y1,z1)を収集させる。
法線算出手段26は、前記測定で得られた変位量(Δx,Δy、Δz)に基づき、ワーク測定面20の法線方向を算出する。
判定手段28は、法線算出手段26で求められた法線方向と、設定値記憶手段50の設定値に基づくアプローチ方向との角度差が閾値よりも大の場合はアプローチ方向が不適切と判断する。判定手段28は、該角度差が該閾値よりも小の場合はアプローチ方向が適切と判断する。本実施形態においては、判定手段28が、倣いプローブ12からの変位量(Δx,Δy,Δz)に含まれる各成分の二乗和平方根SQRT(Δx×Δx+Δy×Δy+Δz×Δz)に基づき、前記法線方向とアプローチ方向との角度差を推定している。本実施形態では、該二乗和平方根をE値といい、該E値と閾値とを比較している。
The
The normal calculation means 26 calculates the normal direction of the
The
指示手段30は、判定手段28でアプローチ方向が不適切と判断された場合は、法線方向を得た際の変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、倣いプローブ12のワーク測定面20へのアプローチ方向がワーク測定面20の法線方向となるように、設定値記憶手段50の設定値を修正し、該修正された設定値に基づき決定されるアプローチ方向で、測定制御手段24による測定工程、法線算出手段26による法線算出工程、及び判定手段28による判定工程の再実行を指示する。また、指示手段30は、判定手段28でアプローチ方向が適切と判断された場合は測定値算出工程の実行を指示する。
測定値算出手段32は、判定手段28でアプローチ方向が適切と判断された際の変位量(Δx,Δy,Δz)、及び座標値(x1,y1,z1)に基づき、ワーク測定面20に対する接触球46の中心位置の座標値(x2,y2,z2)を求める。さらに、測定値算出手段32は、接触球46の中心位置の座標値(x2,y2,z2)に対して、アプローチ方向が適切と判断された際のアプローチ方向に、接触球46の半径分のオフセット処理を行い、ワーク測定面20と倣いプローブ12との接触位置の座標値(x3,y3,z3)を求めている。求められた座標値(x3,y3,z3)から、必要とする穴径や穴位置・段差などの寸法が、コンピュータ52によるデータ処理によって求められる。
When the
The measurement value calculation means 32 is based on the displacement (Δx, Δy, Δz) and the coordinate values (x 1 , y 1 , z 1 ) when the determination means 28 determines that the approach direction is appropriate. The coordinate value (x 2 , y 2 , z 2 ) of the center position of the
なお、本実施形態においては、位置決め制御手段54と、離脱制御手段56と、姿勢偏光手段58と、を備えている。
ここで、位置決め制御手段54は、測定装置本体22に、後述する位置決め工程を行わせるためのものとする。
また、離脱制御手段56は、測定装置本体22に、後述する離脱工程を行わせるためのものとする。
姿勢変更手段58は、倣いプローブ12のワーク測定面20へのアプローチ方向が、ワーク測定面20の法線方向となるように、倣いプローブ12の姿勢を変更するためのものであり、設定値記憶手段50に記憶されている設定値に基づき、倣いプローブ12の姿勢を決定している。本実施形態において、設定値記憶手段50に記憶されている設定値は、判定手段28でアプローチ方向が不適切と判断されると、指示手段30よりの指示で修正されており、移動手段14ないし姿勢変更手段58が、設定値記憶手段50の設定値に基づき、倣いプローブ12のアプローチ方向を設定している。
In the present embodiment, a positioning control means 54, a separation control means 56, and a posture polarization means 58 are provided.
Here, the positioning control means 54 is used to cause the measuring
Further, the detachment control means 56 is for causing the measurement apparatus
The posture changing means 58 is for changing the posture of the
本実施形態にかかるワーク測定装置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。
本実施形態においては、倣いプローブをワーク測定面に接触させた際に1点から得られるスタイラス変位量に基づき、倣いプローブのワーク測定面へのアプローチ方向とワーク測定面の法線方向とのなす角度差を推定することができる。この角度差が所望の測定精度に基づき定められた閾値以下となるように前記各工程を繰り返すことで、ワーク測定面へのアプローチ方向が修正されていくので、アプローブ方向が十分に修正された上で測定点の測定値を算出することにより、高精度な測定値を得ることができる。
本実施形態においては、最初に決定されるアプローチ方向があまり正確でなくても、倣いプローブのアプローチ方向が自動に修正された上で、測定値の算出が行われるので、従来方式に比較し、極めて簡単に及び確実に、ワーク測定面の法線方向からのポイント測定を行うことができる。
The
In this embodiment, the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface and the normal direction of the workpiece measurement surface are based on the stylus displacement obtained from one point when the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface. The angle difference can be estimated. The approach direction to the workpiece measurement surface is corrected by repeating the above steps so that this angle difference is less than or equal to a threshold value determined based on the desired measurement accuracy, so that the probe direction is sufficiently corrected. By calculating the measurement value at the measurement point, a highly accurate measurement value can be obtained.
In the present embodiment, even if the approach direction initially determined is not very accurate, the approach value of the scanning probe is automatically corrected and the measurement value is calculated. Point measurement from the normal direction of the workpiece measurement surface can be performed very easily and reliably.
すなわち、本実施形態においては、図2に示されるように位置決め工程(S10)と、測定工程(S12)と、離脱工程(S14)と、法線算出工程(S16)と、判定工程(S18)と、指示工程(S20)と、測定値算出工程(S22)と、を備える。
すなわち、位置決め工程(S10)では、予め設定されたアプローチ開始位置に倣いプローブの基準点が一致するように、移動手段により倣いプローブが移動され、移動手段ないし姿勢変更手段により、倣いプローブのアプローチ角度が設定される。
測定工程(S12)では、倣いプローブの接触球をワーク測定面へ接触させてポイント測定する。すなわち、測定工程(S12)では、ワーク測定面に対し倣いプローブをアプローチ開始位置から、予め設定されたアプローチ方向から接近させ、ワーク測定面に倣いプローブが接触した際に、倣いプローブからの変位量(Δx,Δy,Δz)、及び座標値検出手段からの座標値(x3,y3,z3)を収集する。接触球がワークと接触した時にエンコーダは、プローブ本体に対するスタイラスの変位量(Δx,Δy,Δz)を出力する。
離脱工程(S14)では、測定工程(S12)の終了後、接触球がワーク測定面から離れ、アプローチ開始位置に倣いプローブの基準点が一致するように、倣いプローブを戻す。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a positioning step (S10), a measurement step (S12), a separation step (S14), a normal calculation step (S16), and a determination step (S18). And an instruction step (S20) and a measurement value calculation step (S22).
That is, in the positioning step (S10), the scanning probe is moved by the moving means so that the reference point of the scanning probe coincides with a preset approach start position, and the approach angle of the scanning probe by the moving means or posture changing means. Is set.
In the measurement step (S12), the contact ball of the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface to perform point measurement. That is, in the measurement step (S12), when the scanning probe approaches the workpiece measurement surface from the approach start position from a preset approach direction, and the scanning probe contacts the workpiece measurement surface, the displacement amount from the scanning probe (Δx, Δy, Δz) and coordinate values (x 3 , y 3 , z 3 ) from the coordinate value detecting means are collected. When the contact ball comes into contact with the workpiece, the encoder outputs a stylus displacement amount (Δx, Δy, Δz) with respect to the probe body.
In the separation step (S14), after the measurement step (S12) is completed, the scanning probe is returned so that the contact ball is separated from the workpiece measurement surface and the reference point of the scanning probe coincides with the approach start position.
法線算出工程(S16)では、測定工程(S12)で得られた変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、ワーク測定面の法線方向を算出する。
判定工程(S18)では、法線算出工程(S16)で求められた法線方向と、測定工程(S12)でのアプローチ方向との角度差、つまり該変位量(Δx,Δy,Δz)に基づくE値が閾値よりも大の場合は、測定工程(S12)でのアプローチ方向が不適切と判断する。また、判定工程(S18)では、該変位量(Δx,Δy,Δz)に基づくE値が該閾値よりも小の場合は、測定工程(S12)でのアプローチ方向が適切と判断する。この結果、倣いプローブによるポイント測定時、倣いプローブに内蔵されたエンコーダからの変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、ワーク測定面の法線方向、ないし該ワーク測定面と接触球との滑りの有無を把握することができる。
In the normal calculation step (S16), the normal direction of the workpiece measurement surface is calculated based on the displacement amounts (Δx, Δy, Δz) obtained in the measurement step (S12).
In the determination step (S18), based on the angular difference between the normal direction obtained in the normal calculation step (S16) and the approach direction in the measurement step (S12), that is, based on the displacements (Δx, Δy, Δz). When the E value is larger than the threshold value, it is determined that the approach direction in the measurement step (S12) is inappropriate. In the determination step (S18), when the E value based on the displacement (Δx, Δy, Δz) is smaller than the threshold value, it is determined that the approach direction in the measurement step (S12) is appropriate. As a result, during the point measurement by the scanning probe, based on the displacement amount (Δx, Δy, Δz) from the encoder built in the scanning probe, the normal direction of the workpiece measurement surface or the slip between the workpiece measurement surface and the contact ball The presence or absence can be grasped.
指示工程(S20)では、判定工程(S18)でアプローチ方向が不適切と判断された場合は該法線方向の算出に用いた変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、倣いプローブのワーク測定面へのアプローチ方向がワーク測定面の法線方向となるように、設定値記憶手段の設定値を修正し、修正された設定値に基づきアプローチ方向の設定を修正した上で、このワーク測定面に対する位置決め工程(S10)、測定工程(S12)、離脱工程(S14)、法線算出工程(S16)及び判定工程(S18)の再実行を指示する。この結果、本実施形態のワーク測定装置10は、判定手段(S18)でアプローチ方向が適切と判断されるまで、このワーク測定面に対するに対する各工程を繰り返す。また、指示工程(S20)では、判定工程(S18)でアプローチ方向が適切と判断された場合は、後段の測定値算出工程(S22)の実行を指示する。
In the instruction step (S20), when the approach direction is determined to be inappropriate in the determination step (S18), the workpiece measurement of the scanning probe is performed based on the displacement amounts (Δx, Δy, Δz) used for calculating the normal direction. The setting value of the setting value storage means is corrected so that the approach direction to the surface is the normal direction of the workpiece measurement surface, and the approach direction setting is corrected based on the corrected setting value. Is instructed to re-execute the positioning step (S10), the measuring step (S12), the leaving step (S14), the normal calculation step (S16), and the determining step (S18). As a result, the
測定値算出工程(S22)では、判定工程(S18)でアプローチ方向が適切と判断された変位量(Δx,Δy,Δz)及び座標値(x1,y1,z1)に基づき、接触球の中心位置の座標値(x2,y2,z2)を求める。測定値算出工程(S22)では、さらに、接触球の中心位置の座標値(x2,y2,z2)に、適切なアプローチ方向に接触球半径分のオフセット処理を行い、ワーク測定面と倣いプローブとの接触位置の座標値(x3,y3,z3)を求めることができる。 In the measurement value calculation step (S22), the contact ball is based on the displacement amounts (Δx, Δy, Δz) and the coordinate values (x 1 , y 1 , z 1 ) for which the approach direction is determined to be appropriate in the determination step (S18). The coordinate values (x 2 , y 2 , z 2 ) of the center position of are obtained. In the measurement value calculation step (S22), the coordinate value (x 2 , y 2 , z 2 ) of the center position of the contact sphere is further offset by the contact sphere radius in an appropriate approach direction, The coordinate values (x 3 , y 3 , z 3 ) of the contact position with the scanning probe can be obtained.
このように本実施形態によれば、倣いプローブのポイント測定機能を使用して、接触球をワーク測定面へ接触させてポイント測定した後に倣いプローブからの変位量を閾値と比較し、該変位量が閾値を超えた場合には該変位量に基づき倣いプローブのアプローチ方向の設定を修正し再度、ワーク測定面のポイント測定を行っている。
この結果、本実施形態においては、最初に決定されるアプローチ方向があまり正確でなくても、倣いプローブのアプローチ方向が自動に修正されるので、従来方式に比較し、極めて簡単に及び確実に、ワーク測定面の法線方向からのポイント測定を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the point measurement function of the scanning probe is used to measure the point by bringing the contact ball into contact with the workpiece measurement surface, and then the displacement amount from the scanning probe is compared with the threshold value. When the value exceeds the threshold value, the setting of the approach direction of the scanning probe is corrected based on the amount of displacement, and point measurement on the workpiece measurement surface is performed again.
As a result, in the present embodiment, the approach direction of the scanning probe is automatically corrected even if the approach direction initially determined is not very accurate. Therefore, compared with the conventional method, it is extremely simple and reliable. Point measurement from the normal direction of the workpiece measurement surface can be performed.
ところで、従来においても、倣いプローブによるポイント測定が考えられるが、以下の問題点が明らかになった。
(1)アプローチ方向
すなわち、従来方式では、ワーク測定面の位置ないし傾斜等が不明なため、おおよその見当で3点測定せざるを得ないので、倣いプローブをワーク測定面の法線方向に正確にアプローチさせることが困難である。
(2)法線方向
従来方式では、3点測定で決定される仮想上のワーク測定面と、実際にポイント測定しようとするワーク測定面とでは、法線方向が異なる場合がある。
(3)オフセット処理
従来方式では、アプローチ方向と実際のワーク測定面の法線方向とが異なる場合があるので、ワーク測定面と倣いプローブとの接触位置を求めるため、接触球中心位置の座標位置から接触球半径分のオフセット処理を行う際に、オフセット処理方向にも誤差が生じてしまうので、正確な接触位置も求まらない。
(4)すべり
従来方式では、ポイント測定時に接触球の滑りが生じることがあり、これによりポイント測定したい位置(例えばXY位置)と実際に測定した位置との間にずれを生じるので、本来ポイント測定したい位置における高さ(例えばZ位置)を正確に求めることができない。
By the way, although point measurement with a scanning probe can be considered in the past, the following problems have been clarified.
(1) Approach direction In other words, in the conventional method, since the position or inclination of the workpiece measurement surface is unknown, it is necessary to measure three points with an approximate register, so the scanning probe is accurately in the normal direction of the workpiece measurement surface. Is difficult to approach.
(2) Normal line direction In the conventional method, the normal line direction may be different between a virtual workpiece measurement surface determined by three-point measurement and a workpiece measurement surface to be actually subjected to point measurement.
(3) Offset processing In the conventional method, since the approach direction and the normal direction of the actual workpiece measurement surface may be different, the coordinate position of the contact sphere center position is used to determine the contact position between the workpiece measurement surface and the scanning probe. When the offset processing for the radius of the contact sphere is performed, an error also occurs in the offset processing direction, so that an accurate contact position cannot be obtained.
(4) Slip In the conventional method, slipping of the contact ball may occur during point measurement, which causes a deviation between the position where the point measurement is desired (for example, the XY position) and the actual measurement position. The height at the desired position (for example, the Z position) cannot be obtained accurately.
これに対し、本実施形態においては、前記問題点を確実に解決することができる。
(1)アプローチ方向
すなわち、本実施形態においては、最初に決定されるアプローチ方向があまり正確でなくても、前記各工程を繰り返すことで、倣いプローブのアプローチ方向が自動に修正されるので、倣いプローブをワーク測定面の法線方向に、より正確にアプローチさせることが容易となる。
(2)法線方向
本実施形態においては、ワーク測定面の法線方向を推定するのに、ワーク測定面に接触球が接触した際の、1点に関するスタイラス変位量を用いているので、従来方式、つまり3点測定で決定される仮想上のワーク測定面から法線方向を求めるものに比較し、実際にポイント測定しようとするワーク測定面の法線方向を正確に把握することができる。
(3)オフセット処理
本実施形態においては、前述のように最初に決定されるアプローチ方向があまり正確でなくても、前記各工程を繰り返すことで、倣いプローブのアプローチ方向が自動に修正されるので、アプローチ方向と実際のワーク測定面の法線方向とを、より正確に一致させることができる。このため、オフセット処理の方向も正確に決定することができるので、ワーク測定面と倣いプローブとの接触位置を、より正確に求めることができる。
(4)すべり
本実施形態においては、前述のように最初に決定されるアプローチ方向があまり正確でなくても、前記各工程を繰り返すことで、倣いプローブのアプローチ方向が法線方向に自動に修正されるので、ワーク測定面に対し、より正確な法線方向から接触球を接触させることができる。これにより、ポイント測定時に接触球の滑りも確実に低減することができるので、ポイント測定したい位置における高さ(例えばZ位置)も正確に求めることができる。
さらに、従来方式では、ワーク測定面を平面として扱うので、ワーク測定面が実際に平面でないものは、正確に測定することが困難であったのに対し、本実施形態は、ワーク測定面に接触球が接触した際の1点に関するスタイラス変位量を用いているので、実際のワーク測定面が平面以外であっても、正確に測定することができる。
On the other hand, in this embodiment, the said problem can be solved reliably.
(1) Approach direction In other words, in this embodiment, even if the approach direction initially determined is not very accurate, the approach direction of the scanning probe is automatically corrected by repeating the above steps. It becomes easy to approach the probe more accurately in the normal direction of the workpiece measurement surface.
(2) Normal line direction In this embodiment, since the normal line direction of the workpiece measurement surface is estimated, the stylus displacement amount for one point when the contact ball contacts the workpiece measurement surface is used. Compared with a method, that is, a method for obtaining a normal direction from a virtual workpiece measurement surface determined by three-point measurement, it is possible to accurately grasp the normal direction of the workpiece measurement surface to be actually measured.
(3) Offset processing In this embodiment, even if the approach direction initially determined is not very accurate as described above, the approach direction of the scanning probe is automatically corrected by repeating the above steps. Thus, the approach direction and the normal direction of the actual workpiece measurement surface can be matched more accurately. For this reason, since the direction of the offset process can also be determined accurately, the contact position between the workpiece measurement surface and the scanning probe can be determined more accurately.
(4) Slip In this embodiment, the approach direction of the scanning probe is automatically corrected to the normal direction by repeating the above steps even if the approach direction initially determined is not very accurate as described above. Therefore, the contact ball can be brought into contact with the workpiece measurement surface from a more accurate normal direction. Thereby, since the sliding of the contact ball can be surely reduced at the time of point measurement, the height (for example, Z position) at the position where the point measurement is desired can be accurately obtained.
Furthermore, in the conventional method, since the workpiece measurement surface is treated as a flat surface, it is difficult to accurately measure a workpiece measurement surface that is not actually a flat surface, whereas this embodiment is in contact with the workpiece measurement surface. Since the stylus displacement amount for one point when the sphere is in contact is used, even if the actual workpiece measurement surface is other than a flat surface, it can be measured accurately.
以下に、本実施形態を用いて、XY平面に略平行なのワーク測定面のZ方向の高さを測定する場合について、図3を参照しつつ説明する。
同図では、ワーク測定面がXY平面に略平行なものを想定しているので、ワーク測定面20の法線方向66はZ方向に決定される。
まず、同図(A)に示されるような位置決め工程(S10)では、アプローチ開始位置の初期値(設定値)60に基準点48が一致するように、倣いプローブ12を位置決めする。そして、同図(B)に示されるように、ワーク測定面20に対し倣いプローブ12をZ方向からアプローチさせると、同図(C)に示されるようにワーク測定面20に倣いプローブ12の接触球46が接触する。その時、接触球46はワーク測定面20の段差により同図(C)に示されるようなすべりを生じ、接触位置62で停止するが、これは、倣いプローブ12からの変位量(Δx,Δy)を収集することにより把握することができる。同図では、接触球46の変位量(Δx,Δy)に基づくE値、つまりSQRT(Δx×Δx+Δy×Δy)を算出しており、これによりアプローチ方向64とZ方向(法線方向66)との角度差を把握することができる。
Hereinafter, a case where the height in the Z direction of a workpiece measurement surface substantially parallel to the XY plane is measured using this embodiment will be described with reference to FIG.
In the figure, since it is assumed that the workpiece measurement surface is substantially parallel to the XY plane, the
First, in the positioning step (S10) as shown in FIG. 9A, the
ここで、E値が閾値0.01mm以上の場合は、同図(D)に示されるような離脱及び位置決めを行う。つまり同図では、同図(C)でのワーク測定面20から同図(A)でのアプローチ開始位置60まで倣いプローブ12を戻した後に、移動手段によりアプローチ開始位置60を変位量(Δx,Δy)だけ修正している。これを設定値60´とする。これにより同図では、移動手段を用いて、倣いプローブ12のワーク測定面20へのアプローチ方向64が、ワーク測定面20のZ方向となるように、倣いプローブ12の姿勢を修正することができる。例えば接触球35とワーク測定面20とのアプローチ距離が5mmの場合、閾値0.01mmとすると、アプローチ方向64とZ方向との角度差θ=tan−1(0.01/5)=0.11°となる。アプローチ方向の修正後、同図(E)に示されるようなポイント測定の再実行を指示する。同図(E)では、同図(C)に示されるような接触球46のすべりを生じることなく、アプローチ方向64が正確にZ方向に一致している。このような状態ではE値が閾値0.01mm未満となるので、ポイント測定を終了し、測定値の算出を行う。
本実施形態によれば、同図に示されるようなワーク測定面のポイント測定においても、倣いプローブをワーク測定面に接触させた際の1点に関するスタイラス変位量に基づき、アプローチ方向と法線方向であるZ方向との角度差を推定し、この角度差が閾値以下となるように各工程を繰り返すので、確実に法線方向からのポイント測定を行うことができる。
Here, when the E value is equal to or greater than the threshold value of 0.01 mm, separation and positioning as shown in FIG. That is, in the same figure, after the
According to the present embodiment, even in the point measurement on the workpiece measurement surface as shown in the figure, the approach direction and the normal direction are based on the stylus displacement amount for one point when the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface. Since the angle difference from the Z direction is estimated and each step is repeated so that the angle difference is equal to or less than the threshold value, the point measurement from the normal direction can be reliably performed.
なお、前記構成では、ワーク測定面がXY平面に略一致しているものを想定し、Z方向の高さポイント測定を行った例について説明したが、本発明はこれに限定されず、アプローチ方向が任意方向、たとえば図4に示される方向であっても適用することが好ましい。
同図に示されるようなワーク測定面では、まず最初のアプローチ方向を、例えばCADデータ等から求めることができるので、ワーク測定面に対して略法線方向とすることができる。そして、1回目のポイント測定の終了後は、ポイント測定時に得られた倣いプローブからの変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、ワーク測定面の法線方向ないし接触球の滑りの有無を把握することができる。求められた法線方向とアプローチ方向との角度差から、アプローチ方向を修正し、再度ポイント測定を行うことにより、正確に法線方向からのポイント測定を行うことができる。この2回目のポイント測定においても角度差がある場合は、さらに修正、ポイント測定を繰り返す。
In the above configuration, the example in which the height measurement in the Z direction is performed on the assumption that the workpiece measurement surface substantially coincides with the XY plane has been described, but the present invention is not limited to this, and the approach direction Is preferably applied in any direction, for example, the direction shown in FIG.
In the workpiece measurement surface as shown in the figure, the first approach direction can be obtained from, for example, CAD data, etc., so that it can be substantially normal to the workpiece measurement surface. After the first point measurement is completed, the normal direction of the workpiece measurement surface or the presence or absence of slippage of the contact ball is grasped based on the displacements (Δx, Δy, Δz) from the scanning probe obtained at the point measurement. can do. By correcting the approach direction from the obtained angle difference between the normal direction and the approach direction, and performing point measurement again, the point measurement from the normal direction can be accurately performed. If there is an angle difference in the second point measurement, correction and point measurement are repeated.
すなわち、同図(A)に示されるように、ワーク測定面20に対し倣いプローブ12を最初のアプローチ方向64からアプローチさせる。同図(B)に示されるように、ワーク測定面20に倣いプローブ12が接触した際に、接触球46とワーク測定面20との間にすべりが生じても、倣いプローブ12からの変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、法線方向66を求めることができる。法線方向66としては、例えばXZ平面内角度θxz=tan−1(Δz/Δx)、XY平面内角度θxy=tan−1(Δy/Δx)から求められる。求められた法線方向66と同図(B)でのアプローチ方向64との角度差が閾値よりも大の場合は、変位量(Δx,Δy,Δz)に基づき、ワーク測定面20へのアプローチ方向64が、同図(C)に示されるような法線方向66となるように、姿勢変更手段により倣いプローブ12の姿勢を修正する。姿勢変更手段による倣いプローブ12の姿勢の修正後、同図(D)に示されるようなポイント測定の再実行を指示する。同図(D)では、アプローチ方向64が法線方向66に一致しているので、同図(B)での接触球46のすべりを発生することなく、ポイント測定を行うことができる。
本実施形態によれば、同図に示されるようなワーク測定面の測定においても、倣いプローブをワーク測定面に接触させた際の1点から得られるスタイラス変位量に基づき、アプローチ方向と法線方向とのなす角度差を推定し、この角度差が閾値以下となるように各工程を繰り返すので、確実に法線方向からのポイント測定を行うことができる。
なお、アプローチ方向の修正の際には限界値を設けることも好ましく、これにより、必要以上の修正、及び測定を行わないようにすることもできる。
That is, as shown in FIG. 6A, the
According to the present embodiment, even in the measurement of the workpiece measurement surface as shown in the figure, the approach direction and the normal line are based on the stylus displacement obtained from one point when the scanning probe is brought into contact with the workpiece measurement surface. Since the angle difference with the direction is estimated and each step is repeated so that the angle difference is equal to or less than the threshold value, the point measurement from the normal direction can be reliably performed.
Note that it is also preferable to provide a limit value when correcting the approach direction, so that unnecessary correction and measurement can be prevented.
以上、本実施形態においては、倣いプローブによるポイント測定を、より確実にワーク測定面の法線方向からアプローチして行うことができるので、高精度化が図られる。
また、本実施形態においては、接触球の中心位置の座標値に対して、適切なアプローチ方向に接触球半径分のオフセット処理を行うことにより、ワーク測定面と接触球との接触位置を高精度に算出することもできる。
さらに、本実施形態においては、ワーク測定面が例えば球のような曲面であっても、倣いプローブを正確に球の中心方向に向けてアプローチさせることができるので、測定を正確に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, since the point measurement by the scanning probe can be more reliably approached from the normal direction of the workpiece measurement surface, high accuracy can be achieved.
In this embodiment, the contact position between the workpiece measurement surface and the contact sphere is highly accurate by performing offset processing for the contact sphere radius in the appropriate approach direction with respect to the coordinate value of the center position of the contact sphere. Can also be calculated.
Furthermore, in the present embodiment, even if the workpiece measurement surface is a curved surface such as a sphere, the scanning probe can be approached accurately toward the center of the sphere, so that the measurement can be performed accurately. .
10 ワーク測定装置
12 倣いプローブ
14 移動手段
16 相対座標値検出手段
24 測定制御手段
26 法線算出手段
28 判定手段
30 指示手段
32 測定値算出手段
58 姿勢変更手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ワーク測定面に対し前記倣いプローブを、予め設定されたアプローチ方向から接触させた際に、該倣いプローブからの相対変位量情報、及び該座標値検出手段からの相対座標値情報を収集する測定工程と、
前記測定工程で得られた相対変位量情報に基づき前記ワーク測定面の法線方向を算出する法線算出工程と、
前記法線算出工程で求められた法線方向と前記アプローチ方向との角度差が閾値よりも大の場合は前記アプローチ方向が不適切と判断し、該角度差が該閾値よりも小の場合は該アプローチ方向が適切と判断する判定工程と、
前記判定工程でアプローチ方向が不適切と判断された場合は前記角度差に基づき、前記倣いプローブのワーク測定面へのアプローチ方向が該ワーク測定面の法線方向となるように前記アプローチ方向の設定を修正し、該修正されたアプローチ方向の設定に基づき前記測定工程、前記法線算出工程及び前記判定工程の再実行を指示し、また、該判定工程でアプローチ方向が適切と判断された場合は測定値の算出を指示する指示工程と、
前記判定工程でアプローチ方向が適切と判断された際の相対変位量情報及び相対座標値情報に基づき、測定点の測定値を求める測定値算出工程と、
を備えたことを特徴とするワーク測定方法。 A probe that has a probe at the tip of a stylus that can be displaced relative to the reference point of the probe body, and outputs information on the relative displacement of the stylus relative to the reference point when the probe contacts the workpiece measurement surface. In order to perform point measurement with the probe and the scanning probe, a moving unit that performs relative movement between the workpiece and the scanning probe, and a coordinate value detection unit that outputs relative coordinate value information of the scanning probe with respect to the workpiece are provided. In a workpiece measurement method for measuring points using the scanning probe using a workpiece measurement device,
A measurement step of collecting relative displacement amount information from the scanning probe and relative coordinate value information from the coordinate value detection means when the scanning probe is brought into contact with a workpiece measurement surface from a preset approach direction. When,
A normal calculation step of calculating a normal direction of the workpiece measurement surface based on the relative displacement information obtained in the measurement step;
When the angle difference between the normal direction obtained in the normal calculation step and the approach direction is larger than a threshold, the approach direction is determined to be inappropriate, and when the angle difference is smaller than the threshold A determination step of determining that the approach direction is appropriate;
If the approach direction is determined to be inappropriate in the determination step, the approach direction is set based on the angle difference so that the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface is the normal direction of the workpiece measurement surface. And instructing re-execution of the measurement step, the normal calculation step, and the determination step based on the setting of the corrected approach direction, and when the approach direction is determined to be appropriate in the determination step An instruction process for instructing the calculation of the measured value;
Based on the relative displacement amount information and relative coordinate value information when the approach direction is determined to be appropriate in the determination step, a measurement value calculation step for obtaining a measurement value of the measurement point;
A workpiece measuring method characterized by comprising:
前記判定工程は、前記測定工程で得られた倣いプローブからの相対変位量情報に基づき、前記法線方向とアプローチ方向との角度差を推定することを特徴とするワーク測定方法。 The work measuring method according to claim 1,
The determination step estimates the angular difference between the normal direction and the approach direction based on relative displacement amount information from the scanning probe obtained in the measurement step.
前記測定値算出工程は、前記測定点の測定値として前記測定子中心位置の座標値を求め、該測定子中心位置の座標値に対し、さらに、前記アプローチ方向が適切と判断された際のアプローチ方向に、該測定子のサイズに応じたオフセット処理を行い、前記ワーク測定面と前記倣いプローブとの接触位置の座標値を求めることを特徴とするワーク測定方法。 In the work measuring method according to claim 1 or 2,
The measurement value calculation step obtains a coordinate value of the probe center position as a measurement value of the measurement point, and further approaches the coordinate value of the probe center position when the approach direction is determined to be appropriate. A workpiece measurement method, wherein an offset process is performed in the direction according to the size of the probe to obtain a coordinate value of a contact position between the workpiece measurement surface and the scanning probe.
前記ワーク測定装置の動作を制御し、ワーク測定面に対し倣いプローブを、予め設定されたアプローチ方向から接触させた際に、該倣いプローブからの相対変位量情報、及び前記座標値検出手段からの相対座標値情報を収集させる測定制御手段と、
前記測定で得られた相対変位量情報に基づき、前記ワーク測定面の法線方向を算出する法線算出手段と、
前記法線算出手段で求められた法線方向と前記設定値に基づくアプローチ方向との角度差が閾値よりも大の場合は前記アプローチ方向が不適切と判断し、該角度差が該閾値よりも小の場合は前記アプローチ方向が適切と判断する判定手段と、
前記判定手段でアプローチ方向が不適切と判断された場合は前記角度差に基づき前記倣いプローブの前記ワーク測定面へのアプローチ方向が法線方向となるように前記アプローチ方向の設定を修正し、該修正されたアプローチ方向の設定に基づき前記測定制御手段による制御、前記法線算出手段による法線算出及び前記判定手段による判定の再実行を指示し、また、該判定手段でアプローチ方向が適切と判断された場合は測定値の算出を指示する指示手段と、
前記判定手段でアプローチ方向が適切と判断された際の相対変位量情報及び相対座標値情報に基づき、測定点の測定値を求める測定値算出手段と、
を備えたことを特徴とするワーク測定装置。 A scanning probe that has a probe at the tip of a stylus that can be displaced relative to a reference point of the probe body, and outputs information on the relative displacement of the stylus with respect to the reference point when the probe contacts the workpiece measurement surface; A moving means for performing a relative movement between the workpiece and the scanning probe and a coordinate value detecting means for outputting relative coordinate value information of the scanning probe with respect to the workpiece in order to perform point measurement by the scanning probe. In a workpiece measuring device that performs point measurement with a probe,
When controlling the operation of the workpiece measuring apparatus and bringing the scanning probe into contact with the workpiece measurement surface from a preset approach direction, the relative displacement amount information from the scanning probe and the coordinate value detection means Measurement control means for collecting relative coordinate value information;
Based on the relative displacement information obtained by the measurement, normal calculation means for calculating the normal direction of the workpiece measurement surface;
If the angle difference between the normal direction obtained by the normal calculation means and the approach direction based on the set value is larger than a threshold value, the approach direction is determined to be inappropriate, and the angle difference is smaller than the threshold value. A determination means for determining that the approach direction is appropriate if small,
When the determination unit determines that the approach direction is inappropriate, the approach direction setting is corrected so that the approach direction of the scanning probe to the workpiece measurement surface is a normal direction based on the angle difference, Based on the setting of the corrected approach direction, the control by the measurement control unit, the normal calculation by the normal calculation unit, and the re-execution of the determination by the determination unit are instructed, and the determination unit determines that the approach direction is appropriate. If so, instruction means for instructing the calculation of the measured value;
Based on the relative displacement amount information and the relative coordinate value information when the approach direction is determined to be appropriate by the determination means, a measurement value calculation means for obtaining a measurement value of the measurement point;
A workpiece measuring apparatus comprising:
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