JP2009156597A - 動的座標値表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、使い勝手の向上を図ることのできる座標値表示装置を提供することにある。
【解決手段】固定部２２に対し異なる速度で移動可能な移動部２４の移動量を計測するための測長ユニット２６より出力されてくる移動部２４の座標値情報が複数桁の数字で表示されるディスプレイ１６と、移動部２４が閾値よりも速い速度で移動している時と該移動部２４が該閾値よりも遅い速度で移動している時とで、該ディスプレイ１６に表示される座標値情報の更新周期を変える動的表示処理手段１８と、を備えたことを特徴とする動的座標値表示装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明は動的座標値表示装置、特に表示のちらつき防止機構の改良に関する。

従来より、被測定物上の点の座標値を得るため、座標測定機が用いられている。
座標測定機は、互いに直交する案内と、案内の移動量を求める測長ユニット（例えば特許文献１に記載のエンコーダ、スケール）及びプローブをもち、それぞれの移動量からプローブの座標値を求める。測定により得られるものは被測定物上の座標値であり、その座標値から被測定物の形状等が求められる。
座標測定機は、操作方式によって、マニュアル方式、モータドライブ式、ＣＮＣ式に分類される。
マニュアル方式の三次元測定機では、各軸の移動及び測定の操作を作業者の手で行う。その際、作業者は、座標値表示装置に表示される座標値を見ながら、操作を行う。

ところで、高精度、高信頼計測のためには、座標値表示装置に表示される座標値の高精度、高信頼表示が非常に重要である。
従来は、高精度、高信頼計測のため、ＣＰＵの処理速度をアップすることにより、座標値表示装置に表示される座標値の更新周期を短くするのが一般的である。

特開２００１−２９６１４８号公報

しかしながら、前記従来方式にあっても、座標値表示装置によっては、見易さは改善の余地が残されていた。
すなわち、液晶表示装置では、表示が切り替わる時、表示が薄くなるので、読み取りが難しくなる。
例えば、座標測定機において、移動部の動作部分に摩擦が少ない場合、外部振動等により、座標値表示装置に表示されている座標値が細かく振動することが多い。また、モータドライブ式でも、制御方法によっては、座標値表示装置に表示されている座標値が細かく振動する。座標値表示装置に表示されている座標値の更新が早いと、複数の数字が重なって見え、座標値が読み取り難くなるので、細かい位置決め操作が困難になる。
特に、表示の切り替えの遅い液晶表示装置の場合、表示の見え方の問題はより深刻となる。例えば、移動部の停止時、外部振動等により、液晶表示装置に、座標値０．９９９と１．０００とが交互に表示された場合、図５に示されるように０．９９９の表示と１．０００の表示とが重なって見えるので、読み取りが難しくなる。

また、従来は、読み取り易くするため、表示の更新周期を長くすることも考えられる。しかしながら、座標測定機の移動部の通常移動時、実際の座標値に対して、表示装置での表示値が遅れてしまい、迅速な操作が難しくなる。このため、本発明の解決手段として採用するに至らなかった。

このように前記従来方式にあっても、座標値表示装置における、表示の見易さと正確さという相反する要求性能の両立が困難なため、使い勝手は、より一層の改善の余地が残されていたものの、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。
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、使い勝手の向上を図ることのできる座標値表示装置を提供することにある。

本発明者らが、表示の見やすさと正確さとの両立について鋭意検討を重ねた結果、表示の更新周期を移動部の移動速度に応じて変えることにより、表示の切り替えの遅い液晶表示装置でも、通常移動時は表示が遅れることなく高精度な表示が得られ、微動操作時は表示が重なって読み辛くなるのを防ぐことができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、前記目的を達成するために本発明にかかる動的座標値表示装置は、ディスプレイと、動的表示処理手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記ディスプレイは、固定部に対し異なる速度で移動可能な移動部の移動量を計測するための測長ユニットより出力されてくる移動部の座標値情報が複数桁の数字で表示されるものとする。
また、前記動的表示処理手段は、前記移動部が閾値よりも速い速度で移動している時は、該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時に比較し、前記ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期が速く、かつ該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時は、該移動部が該閾値よりも速い速度で移動している時に比較し、該ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期が遅くなるように、該移動部が該閾値よりも速い速度で移動している時と該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時とで、該ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期を変える。

なお、本発明においては、前記移動部の速度情報が、前記ディスプレイに表示される座標値情報を該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）、及び該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）と前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）との距離（Ｌ）に基づいて得られる情報であり、
前記ディスプレイに表示される座標値情報を該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）を得るためのタイマーを備え、
また、前記動的表示処理手段は、距離算出部と、表示周期決定部と、表示値決定部と、を備えることが好適である。
ここで、前記距離算出部は、前記ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）と前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）との距離（Ｌ）を求める。
また、前記表示周期決定部は、前記距離算出部により得られた距離（Ｌ）に基づいて、前記ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期（Ｔ_Ｓ）を決定する。
前記表示値決定部は、前記タイマーで得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が前記表示周期決定部で決定された更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過している場合は、前記ディスプレイに表示される座標値情報を、該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）から前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）に更新する。一方、該表示値決定部は、該タイマーで得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が該表示周期決定部で決定された距離（Ｌ）に基づいて決定された更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過していない場合は、該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）を更新しないように、該ディスプレイに表示される座標値情報を決定する。

また、本発明において、前記固定部に対し異なる速度で移動可能な移動部は、被測定物上の点の座標値を検出するための座標測定機のプローブであり、
前記ディスプレイは、前記プローブの座標値情報を表示することが好適である。

本発明にかかる動的座標値表示装置によれば、移動部が閾値よりも速い速度で移動している時と移動部が閾値よりも遅い速度で移動している時とでディスプレイに表示される座標値情報の更新周期を変える動的表示処理手段を備えることとしたので、表示値の見易さと正確さとの両立を確実に図ることができるので、座標値表示装置の使い勝手の向上を図ることができる。

本発明においては、前記動的表示処理手段が、前記距離算出部と、前記表示周期決定部と、前記表示値決定部とを備えることにより、表示の見易さと正確さとの両立を、より確実に図ることができるので、座標値表示装置の使い勝手の更なる向上を図ることができる。

本発明においては、座標測定機の移動部の座標値情報を表示することにより、座標測定機の使い勝手の向上を図ることができる。

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座標値表示装置の概略構成が示されている。なお、本実施形態では、本発明の動的座標値表示装置を、マニュアル方式の三次元測定機のカウンタ表示装置に適用した例について説明する。
同図に示す動的カウンタ表示装置（動的座標値表示装置）１０は、三次元測定機（座標測定機）１２及びカウンタ１４の下段に接続される。
同図に示す動的カウンタ表示装置１０は、カウンタ値表示手段（ディスプレイ）１６と、動的表示処理手段１８と、タイマー２０と、を備える。

ここで、三次元測定機１２は、固定部２２と、固定部２２に対し異なる速度で移動可能な移動部２４と、移動部２４の移動量を計測するための測長ユニット２６とを備える。
本実施形態において、三次元測定機１２は、互いに直交する案内（移動部２４）と、該案内の移動量を求める測長ユニット２４及びプローブ（移動部２４）をもち、それぞれの移動量からプローブ（移動部２４）の三次元座標値を求めることのできる機械である。測定により得られるものは被測定物上の三次元座標値であり、その座標値から、被測定物の形状等が求められる。
測長ユニット２６は、固定部２２に対し異なる速度で移動可能な移動部２４の移動量を計測するためのものとする。本実施形態において、測長ユニット２４は、エンコーダ及びスケール等よりなり、移動部２４の移動量に比例した数のパルスを出力する。

また、カウンタ１４は、測長ユニット２４より出力されてくるパルス（移動部の座標値情報）をカウントして、移動部２４の移動量を計測する。

カウンタ値表示手段１６は、液晶表示装置よりなり、カウンタ１４によるパルス数のカウント値に基づく移動部２４の座標値を、複数桁の数字で表示する。

本発明において特徴的なことは、動的表示処理手段が、移動部が閾値よりも速い速度で移動している時（通常移動時）と、移動部が閾値よりも遅い速度で移動している時（微動操作時又は停止時）とで、座標値情報の表示周期を変えたことである。

このために本実施形態においては、移動部２４の速度情報として、カウンタ値表示手段１６に表示される座標値を、カウンタ値表示手段１６に現在表示されている座標値に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）、及びカウンタ値表示手段１６に現在表示されている座標値情報と、カウンタ１４よりのカウント値に基づく座標値（測長ユニットよりの座標値情報）との距離（Ｌ）に基づいて得られる情報を用いている。
また、本実施形態においては、カウンタ値表示手段１６に表示される座標値情報を、カウンタ値表示手段１６に現在表示されている座標値に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）を得るため、タイマー２０を備えている。

以下、前記各構成について、より具体的に説明する。
動的表示処理手段１８は、図２に示されるように、座標値読込部３０と、距離算出部３２と、距離判定部３４と、表示周期決定部３６と、経過時間判定部３８と、表示値決定部４０とを備える。
ここで、座標値読込部３０は、後述する座標値読込工程を行う。
また、距離算出部３２は、後述する距離算出工程を行う。
距離比較部３４は、後述する距離比較工程を行う。
表示周期決定部３６は、後述する表示周期決定工程を行う。
経過時間判定部３８は、後述する経過時間比較工程を行う。
表示値決定部４０は、後述する表示値決定工程を行う。

測長ユニット２６は、同図に示されるように、Ｘ軸センサ４２と、Ｙ軸センサ４４と、Ｚ軸センサ４６とを備える。
ここで、Ｘ軸センサ４２は、移動部のＸ軸方向の移動量に比例した数のパルスを出力する。
また、Ｙ軸センサ４４は、移動部のＹ軸方向の移動量に比例した数のパルスを出力する。
Ｚ軸センサ４６は、移動部のＺ軸方向の移動量に比例した数のパルスを出力する。

カウンタ１４は、同図に示されるように、Ｘ軸カウンタ４８と、Ｙ軸カウンタ５０と、Ｚ軸カウンタ５２とを備える。
ここで、Ｘ軸カウンタ４８は、Ｘ軸センサ４２よりのパルス数を計測する。
また、Ｙ軸カウンタ５０は、Ｙ軸センサ４４よりのパルス数を計測する。
Ｚ軸カウンタ５２は、Ｚ軸センサ４６よりのパルス数を計測する。

カウンタ値表示手段１６は、同図に示されるように、Ｘ座標値表示部５４と、Ｙ座標値表示部５６と、Ｚ座標値表示部５８とを備える。
ここで、Ｘ座標値表示部５４は、Ｘ軸カウンタ４８によるパルス数のカウント値に基づくＸ座標値を複数桁の数字で表示する。
また、Ｙ座標値表示部５６は、Ｙ軸カウンタ５０によるパルス数のカウント値に基づくＹ座標値を複数桁の数字で表示する。
Ｚ座標値表示部５８は、Ｚ軸カウンタ５２によるパルス数のカウント値に基づくＺ座標値を複数桁の数字で表示する。

本実施形態にかかる動的カウンタ表示装置１０を用いた三次元測定機１２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。
本発明において特徴的なことは、三次元測定機の動的カウンタ表示装置において、表示の見易さと正確さとを両立するため、カウンタ値に対する動的表示処理を採用したことである。
このために本実施形態においては、三次元測定機のカウンタ表示の際に、前回表示した座標値と、現在の座標値の距離、又は、軸ごとの差の絶対値の最大値を調べ、それが大きい時は短い時間（例えば０．５〜１秒よりも短い間隔）に、小さい時は、長い時間（例えば１秒間隔）に、表示周期を決めている。
そして、前回の表示からの経過時間を調べ、求めた表示周期より経過していた場合、現在の座標値をカウンタ表示する。経過していなかった場合、カウンタ表示は変更しない。
このようなカウンタ値に対する動的表示処理を採用することにより、三次元測定機の動的カウンタ表示装置において、表示の見易さと正確さとを確実に両立することができる。

以下、前記本実施形態の動的表示処理について、より具体的に説明する。
本実施形態の動的表示処理は、図３に示されるように、座標値読込工程（Ｓ１０）と、距離算出工程（Ｓ１２）と、距離判定工程（Ｓ１４）と、表示周期決定工程（Ｓ１６）と、タイマー読み込み工程（Ｓ１８）と、経過時間判定工程（Ｓ２０）と、表示値決定工程（Ｓ２２）とを備える。

ここで、座標値読込工程（Ｓ１０）では、カウンタよりのカウンタ値に基づく座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を読み込む。

また、距離算出工程（Ｓ１２）では、カウント値表示装置に現在表示されている座標値情報（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と、座標値読込工程（Ｓ１０）で読み込まれた座標値情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との距離（Ｌ）を求める。
Ｘ_Ｄ＝｜Ｘ−Ｘ_１｜
Ｙ_Ｄ＝｜Ｙ−Ｙ_１｜
Ｚ_Ｄ＝｜Ｚ−Ｚ_１｜
Ｌ＝（Ｘ_Ｄ、Ｙ_Ｄ、Ｚ_Ｄ）の最大値

そして、距離判定工程（Ｓ１４）では、距離算出工程（Ｓ１２）で得られた距離（Ｌ）が閾値、例えば０．０１ｍｍより大か小かを判定する。

表示周期決定工程（Ｓ１６）では、距離算出工程（Ｓ１２）により得られた距離（Ｌ）に基づいて、カウント値表示装置に表示される座標値情報の更新周期（Ｔ_Ｓ）を決定する。
本実施形態においては、距離算出工程（Ｓ１２）で得られた距離（Ｌ）が閾値（０．０１ｍｍ）以下の場合は、該距離（Ｌ）が閾値よりも大の場合に比較し、更新周期（Ｔ_Ｓ）を短く決定する。
すなわち、本実施形態においては、移動距離算出工程（Ｓ１２）で得られた距離（Ｌ）が閾値（０．０１ｍｍ）よりも大の場合は、更新周期（Ｔ_Ｓ）を０．５秒に決定する。また、本実施形態においては、移動距離算出手段（Ｓ１２）で得られた距離（Ｌ）が閾値（０．０１ｍｍ）以下の場合は、更新周期（Ｔ_Ｓ）を０．３秒に決定する。

タイマー読み込み工程（Ｓ１８）では、タイマーから現在の時間Ｔｃを読み込む。
この結果、カウンタ値表示装置に表示される座標値を、該カウンタ値表示装置に現在表示されている座標値（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）を得ることができる

経過時間判定工程（Ｓ２０）では、タイマー読み込み工程（Ｓ１８）で得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が、表示周期決定工程（Ｓ１６）で得られた更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過しているか否かを判定する。

表示値決定工程（Ｓ２２）では、表示周期決定工程（Ｓ１６）で得られた更新周期（Ｔ_Ｓ）及びタイマー読み込み工程（Ｓ１８）で得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）に基づき、座標値読込工程（Ｓ１０）で読み込まれた座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を表示するか否かを決定する。
すなわち、表示値決定工程（Ｓ２２）では、タイマー読み込み工程（Ｓ１８）で得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が、表示周期決定工程（Ｓ１６）で得られた更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過している場合は、カウンタ値表示手段に表示される座標値を、該カウンタ値表示手段に現在表示されている座標値（Ｘ_１，Ｙ_２，Ｚ_１）から、座標値読込工程（Ｓ１０）で読み込まれた座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に更新する。
一方、表示値決定工程（Ｓ２２）では、タイマー読み込み工程（Ｓ１８）で得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が、表示周期決定工程（Ｓ１６）で得られた更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過していない場合は、該カウンタ値表示手段に現在表示されている座標値情報（Ｘ_１，Ｙ_２，Ｚ_１）を座標値読込工程（Ｓ１０）で読み込まれた座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で更新しないように、該カウンタ値表示手段に表示される座標値情報（Ｘ_１，Ｙ_２，Ｚ_１）を決定する。

なお、本実施形態においては、他のデータ処理工程（Ｓ２４）を介して、次の座標値読込工程（Ｓ１０）を行う。

この結果、本実施形態の動的カウンタ表示装置では、微動送り時には、文字を表示している期間が長くなるので、文字が薄くなるのを防ぎ、また、重なって読み辛くなるのを防ぐことができる。これにより、微動送り時には、表示の見やすさを得ることができる。
また、本実施形態の動的カウンタ表示装置では、通常移動時には、表示周期が短くなるので、表示の後ろの方の桁は、重なって読み取れなくなるが、上の桁は読み取り易い。本実施形態では、通常移動時、上の桁がはっきり見えれば良く、上の方の桁の表示が、移動部の動きに対してすぐに変わる。これにより、通常移動時には、表示の正確さを得ることができる。

なお、本実施形態の効果、つまり表示の見やすさと正確さとの両立は、本実施形態の動的表示処理によりはじめて得られるものであり、従来方式では困難である。
すなわち、従来方式では、表示の見やすさを得るため、カウンタの表示数を適当な時間間隔で間引くことも考えられるが、表示の正確さは得られない。
これに対し、本実施形態は、表示の見やすさと正確さとの両立のため、通常移動時は表示周期が短く、微動操作時は表示周期が長くなるように、通常移動時と微動操作時とで、表示周期を変えている。
この結果、本実施形態は、通常移動時、表示の更新が速く、下の桁が速く変わるが、上の桁は下の桁に比較しゆっくり変わる。
ここで、通常移動時は、上の桁がはっきり見えれば良いので、精度の良い表示を得ることができる。例えば図４（Ａ）に示されるように、表示が切り替わっても、１０の桁、及び一の桁のカウンタ値がはっきり見える。
また、微動操作時又は停止時、表示の更新が遅くなるので、表示が混じることなく、はっきり見える。例えば同図（Ｂ）に示されるように表示が切り替わっても、四桁、全ての桁のカウンタ値がはっきり見える。
このようにして、本実施形態は、通常移動時のカウンタ値の正確な表示と、微動操作時のカウンタ値の見易さとを確実に両立することができる。

変形例
なお、前記構成では、本発明の座標値表示装置を、三次元測定機に用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、一次元、二次元等の座標測定機にも適用することが好適である。また、本発明の座標値表示装置は、座標値を表示するものであれば、座標測定機以外の装置、例えば精密測定装置、精密加工装置に適用することができる。
また、本発明のカウンタ値表示手段は、前記液晶以外の表示装置に用いることも可能である。

本実施形態の座標値情報は、カウンタによるパルス数のカウント値そのものの場合と、カウンタによるパルス数のカウント値を所望の座標値に変換したものの場合とを含む。

本発明の一実施形態にかかる動的座標値表示装置を用いた座標測定機の概略構成の説明図である。 図1に示した座標測定機のより具体的な構成の説明図である。 図1に示した動的座標値表示装置において特徴的な動的表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１に示した動的座標値表示装置による座標値の見え方の説明図である。 従来の座標値表示装置による座標値の見え方の説明図である。

符号の説明

１０ 動的カウンタ表示装置（動的座標値表示装置）
１２ 三次元測定機（座標測定機）
１４ カウンタ
１６ カウンタ値表示手段（ディスプレイ）
１８ 動的表示処理手段
２０ タイマー
３０ 座標値読込部
３２ 距離算出部
３４ 距離判定部
３６ 表示周期決定部
３８ 経過時間判定部
４０ 表示値決定部

Claims (3)

1. 固定部に対し異なる速度で移動可能な移動部の移動量を計測するための測長ユニットより出力されてくる移動部の座標値情報が複数桁の数字で表示されるディスプレイと、
   前記移動部が閾値よりも速い速度で移動している時は、該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時に比較し、前記ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期が速く、かつ該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時は、該移動部が該閾値よりも速い速度で移動している時に比較し、該ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期が遅くなるように、該移動部が該閾値よりも速い速度で移動している時と該移動部が該閾値よりも遅い速度で移動している時とで、該ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期を変える動的表示処理手段と、
   を備えたことを特徴とする動的座標値表示装置。
2. 請求項１記載の動的座標値表示装置において、
   前記移動部の速度情報は、前記ディスプレイに表示される座標値情報を該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）、及び該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）と前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）との距離（Ｌ）に基づいて得られる情報であり、
   前記ディスプレイに表示される座標値情報を、該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）に更新した時からの経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）を得るためのタイマーを備え、
   前記動的表示処理手段は、前記ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）と前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）との距離（Ｌ）を求める距離算出部と、
   前記距離算出部により得られた距離（Ｌ）に基づいて、前記ディスプレイに表示される座標値情報の更新周期（Ｔ_Ｓ）を決定する表示周期決定部と、
   前記タイマーで得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が、前記表示周期決定部で決定された更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過している場合は、前記ディスプレイに表示される座標値情報を、該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）から前記測長ユニットよりの座標値情報（Ｘ）に更新し、一方、該タイマーで得られた経過時間（Ｔ_ｃ−Ｔ_１）が該表示周期決定部で決定された更新周期（Ｔ_Ｓ）より経過していない場合は、該ディスプレイに現在表示されている座標値情報（Ｘ_１）を更新しないように、該ディスプレイに表示される座標値情報を決定する表示値決定部と、
   を備えたことを特徴とする動的座標値表示装置。
3. 請求項１又は２記載の動的座標値表示装置において、
   前記固定部に対し異なる速度で移動可能な移動部は、被測定物上の点の座標値を検出するための座標測定機のプローブであり、
   前記ディスプレイは、前記プローブの座標値情報を表示するものであることを特徴とする動的座標値表示装置。

Images