JP2009271030A - Shape measuring apparatus and shape measuring method - Google Patents

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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape measuring apparatus and a shape measuring method for determining a coordinate system of a rotating table while suppressing errors. <P>SOLUTION: The shape measuring apparatus includes the rotating table 50, a reference sphere 61b located at a distance h1 in a first direction from the surface of the rotating table 50, and a reference sphere 61c located at a distance h2 (h2>h1) in the first direction from the surface of the rotating table 50. A controller 31 rotates the rotating table 50 by 120° each time around a rotating shaft three times, and makes a contact 17a follow the reference spheres 61b, 61c at each 120° rotation. The controller 31 finds the center position O1 of a circle C1 passing the center positions Ma11-Ma13 of the reference sphere 61b, and the center position O2 of a circle C2 passing the center positions Ma21-Ma23 of the reference sphere 61c, to calculate a straight line A1 passing each center position O1, O2 as a Z<SB>T</SB>axis. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、接触子を用いて変位測定を行う3次元測定装置などの形状測定装置、及び形状測定方法に関する。   The present invention relates to a shape measuring device such as a three-dimensional measuring device that performs displacement measurement using a contact, and a shape measuring method.

従来、接触子を被測定物(以下、ワーク)に追従させて、その接触子とワークとの接触に基づき、ワークの形状を測定する3次元測定装置が知られている。さらに、回転テーブル(ロータリーテーブル)を設けた3次元測定装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。回転テーブルは、ワークを載置可能に且つ回転軸を中心にワークを回転可能に構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a three-dimensional measuring apparatus that causes a contact to follow an object to be measured (hereinafter referred to as a workpiece) and measures the shape of the workpiece based on the contact between the contact and the workpiece. Furthermore, a three-dimensional measuring apparatus provided with a rotary table (rotary table) is also known (for example, see Patent Document 1). The rotary table is configured such that the work can be placed and the work can be rotated about the rotation axis.

上記回転テーブルを使用して測定を行なう場合には、事前に回転テーブルの座標系の設定を行なう必要がある。回転テーブルの座標系の登録には、通常、回転テーブルの上面端に固定した基準球(マスタボール)が用いられる。例えば、3次元測定装置は、回転テーブルを所定角度から0°、120°、240°回転させ、各々の回転角における基準球の中心位置を測定する。続いて、3次元測定装置は、それら測定された基準球の中心位置を通る円平面、その円平面の中心を算出する。そして、3次元測定装置は、円平面の中心を通り且つ円平面に直交する法線を計算し、その法線を回転テーブルの座標系のZ軸として使用する。   When performing measurement using the rotary table, it is necessary to set the coordinate system of the rotary table in advance. For registration of the coordinate system of the rotary table, a reference sphere (master ball) fixed to the upper end of the rotary table is usually used. For example, the three-dimensional measuring apparatus rotates the rotary table from a predetermined angle by 0 °, 120 °, and 240 °, and measures the center position of the reference sphere at each rotation angle. Subsequently, the three-dimensional measuring apparatus calculates a circular plane passing through the measured center position of the reference sphere and the center of the circular plane. The three-dimensional measuring apparatus calculates a normal passing through the center of the circular plane and perpendicular to the circular plane, and uses the normal as the Z axis of the coordinate system of the rotary table.

特開2001−264048号公報JP 2001-264048 A

しかしながら、回転テーブルの回転軸が振れ回る場合、上記座標系の設定方法を用いると、回転テーブルの上面から所定長さ離れた位置において測定された円筒軸の直径値は、回転テーブルの上面近くの直径値より大きく求まる。つまり、従来の回転テーブルの座標系の設定方法は、回転軸の振れ回りに対応しておらず、誤差が大きく信頼性に欠ける。   However, when the rotation axis of the rotary table swings around, using the above coordinate system setting method, the diameter value of the cylindrical axis measured at a position away from the upper surface of the rotary table by a predetermined length is It is obtained larger than the diameter value. That is, the conventional method for setting the coordinate system of the rotary table does not support the rotation of the rotary shaft, and has a large error and lacks reliability.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、誤差を抑制して回転テーブルの座標系を定める形状測定装置、及び形状測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a shape measuring device and a shape measuring method for determining a coordinate system of a rotary table while suppressing errors.

本発明に係る形状測定装置は、被測定物の表面形状を測定する形状測定装置であって、接触子と前記被測定物との接触に基づき位置情報を取得する位置情報取得部と、前記被測定物を載置可能に構成され且つ回転軸を中心に回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第1情報提供部と、前記回転テーブルの表面から前記第1方向に前記第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第2情報提供部と、前記接触子及び前記回転テーブルの駆動を制御する駆動制御部と、前記回転テーブル上の座標系を構成する座標軸を算出する座標系算出部とを備え、前記駆動制御部は、前記回転テーブルを前記回転軸周りに(360/n)度(n:3以上の整数)ずつn回にわたって回転させ、前記(360/n)度回転させる毎に前記接触子を前記第1情報提供部及び前記第2情報提供部に追従させ、前記座標系算出部は、前記第1情報提供部にて取得した前記第1の位置を通る第1の円の第1の中心を求め、前記第2情報提供部にて取得した前記第2の位置を通る第2の円の第2の中心を求め、前記第1の中心及び前記第2の中心を通る直線を前記座標軸として算出することを特徴とする。   A shape measuring apparatus according to the present invention is a shape measuring apparatus for measuring a surface shape of an object to be measured, the position information acquiring unit acquiring position information based on contact between a contact and the object to be measured, and the object to be measured. The position information acquisition unit acquires a rotary table configured to be able to place a measurement object and rotating about a rotation axis, and a first position located at a first distance in a first direction from the surface of the rotary table. A first information providing unit configured to be capable of acquiring a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction from the surface of the turntable by the position information acquiring unit. A second information providing unit configured as described above, a drive control unit that controls driving of the contactor and the rotary table, and a coordinate system calculation unit that calculates coordinate axes constituting a coordinate system on the rotary table, The drive control unit The rotary table is rotated n times (360 / n) degrees (n: an integer of 3 or more) around the rotation axis, and the contact is provided with the first information each time the rotation table is rotated (360 / n) degrees. The coordinate system calculating unit obtains a first center of a first circle passing through the first position acquired by the first information providing unit, and the coordinate system calculating unit is configured to follow the second information providing unit and the second information providing unit. 2 Finding a second center of a second circle passing through the second position acquired by the information providing unit, and calculating a straight line passing through the first center and the second center as the coordinate axis. And

上記構成により、形状測定装置は、回転テーブル上の座標系を構成する座標軸を算出することができる。   With the above configuration, the shape measuring apparatus can calculate the coordinate axes that constitute the coordinate system on the rotary table.

前記第1情報提供部は、前記回転テーブルの表面から前記第1方向に延びる第1柱状部と、前記回転テーブルの表面から前記第1長さをもって前記第1柱状部に中心を設け球状に形成された第1球状部とを備え、前記第2情報提供部は、前記回転テーブルの表面から前記第1方向に延びる第2柱状部と、前記回転テーブルの表面から前記第2長さをもって前記第2柱状部に中心を設け球状に形成された第2球状部とを備える構成としてもよい。   The first information providing unit is formed in a spherical shape with a first columnar part extending in the first direction from the surface of the rotary table and a first length from the surface of the rotary table with the first length at the center of the first columnar part. The second information providing unit includes a second columnar part extending in the first direction from the surface of the rotary table, and the second length from the surface of the rotary table. It is good also as a structure provided with the 2nd spherical part which provided the center in the 2 columnar part and was formed in the spherical shape.

本発明に係る形状測定方法は、接触子と被測定物との接触に基づき位置情報を取得する位置情報取得部と、前記被測定物を載置可能に構成され且つ回転軸を中心に回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第1情報提供部と、前記回転テーブルの表面から前記第1方向に前記第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第2情報提供部と、前記接触子及び前記回転テーブルの駆動を制御する駆動制御部と、前記回転テーブル上の座標系を構成する座標軸を算出する座標系算出部とを備える形状測定装置を用いて、前記被測定物の表面形状を測定する形状測定方法であって、前記駆動制御部にて前記回転テーブルを前記回転軸周りに(360/n)度(n:3以上の整数)ずつn回にわたって回転させ、前記(360/n)度回転させる毎に前記接触子を前記第1情報提供部及び前記第2情報提供部に追従させる工程と、前記第1情報提供部にて取得した前記第1の位置を通る第1の円の第1の中心を求め、前記第2情報提供部にて取得した前記第2の位置を通る第2の円の第2の中心を求め、前記第1の中心及び前記第2の中心を通る直線を前記座標軸として算出させる工程とを備えることを特徴とする。   The shape measuring method according to the present invention includes a position information acquisition unit that acquires position information based on contact between a contact and the object to be measured, and is configured to be able to place the object to be measured and rotates about a rotation axis. A rotary table, a first information providing unit configured to be able to acquire a first position located at a first distance in a first direction from the surface of the rotary table by the position information acquiring unit, and a surface of the rotary table A second information providing unit configured to be able to acquire a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction by the position information acquiring unit, the contact and the rotation A shape that measures the surface shape of the object to be measured using a shape measuring device that includes a drive control unit that controls driving of the table and a coordinate system calculation unit that calculates coordinate axes that constitute the coordinate system on the rotary table. Measurement method , The drive control unit rotates the rotary table around the rotation axis by (360 / n) degrees (n: integer of 3 or more) n times, and every time the rotation table is rotated (360 / n) degrees, the contact is performed. Obtaining the first center of the first circle passing through the first position acquired by the first information providing unit, the step of causing the child to follow the first information providing unit and the second information providing unit, Obtaining a second center of a second circle passing through the second position acquired by the second information providing unit, and calculating a straight line passing through the first center and the second center as the coordinate axis; It is characterized by providing.

本発明によれば、誤差を抑制して回転テーブルの座標系を定める形状測定装置、及び形状測定方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shape measuring apparatus and shape measuring method which suppress an error and determine the coordinate system of a rotary table can be provided.

以下、本発明の実施形態に係る形状測定装置を図面と共に説明する。   Hereinafter, a shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態に係る形状測定装置の構成)
図1は、本発明の実施形態に係る形状測定装置の概略構成を示す斜視図である。この形状測定装置は、3次元測定機1と、この3次元測定機1を駆動制御して必要な測定値を取り込むと共に形状処理に必要な演算処理を実行するコンピュータ2とから構成されている。
(Configuration of the shape measuring apparatus according to the embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. This shape measuring apparatus includes a three-dimensional measuring machine 1 and a computer 2 that drives and controls the three-dimensional measuring machine 1 to take in necessary measurement values and execute arithmetic processing necessary for shape processing.

3次元測定機1は、例えば図1に示すように構成されており、除震台10の上には、定盤11がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、この定盤11の両端側から立設されたビーム支持体12a,12bの上端でX軸方向に延びるビーム13を支持している。ビーム支持体12aは、その下端がY軸駆動機構14によってY軸方向に駆動される。また、ビーム支持体12bは、その下端がエアーベアリングによって定盤11にY軸方向に移動可能に支持されている。ビーム13は、垂直方向(Z軸方向)に延びるコラム15を支持する。コラム15は、ビーム13に沿ってX軸方向に駆動される。コラム15には、スピンドル16がコラム15に沿ってZ軸方向に駆動されるように設けられている。スピンドル16の下端には、接触式のプローブ17が装着されている。また、プローブ17の先端には、任意形状、例えば楕円球形状の接触子17aが形成されている。この接触子17aにてワーク71に対して倣い測定が行われ、その測定に伴うXYZ座標値をコンピュータ2が取り込むように構成されている。   The coordinate measuring machine 1 is configured as shown in FIG. 1, for example, and a surface plate 11 is placed on the base table 10 so as to coincide with a horizontal plane with the upper surface as a base surface. A beam 13 extending in the X-axis direction is supported by the upper ends of beam supports 12a and 12b which are erected from both ends of the board 11. The lower end of the beam support 12 a is driven in the Y-axis direction by the Y-axis drive mechanism 14. Further, the lower end of the beam support 12b is supported on the surface plate 11 by an air bearing so as to be movable in the Y-axis direction. The beam 13 supports a column 15 extending in the vertical direction (Z-axis direction). The column 15 is driven along the beam 13 in the X-axis direction. The column 15 is provided with a spindle 16 so as to be driven along the column 15 in the Z-axis direction. A contact type probe 17 is attached to the lower end of the spindle 16. In addition, a contact 17 a having an arbitrary shape, for example, an elliptical sphere shape, is formed at the tip of the probe 17. The contact 17a is used to measure the workpiece 71, and the computer 2 takes in the XYZ coordinate values associated with the measurement.

定盤11上の所定位置には、後述するマシン座標系を設定するために用いられる定盤用基準球61aが装着されている。この定盤用基準球61aは、鋼球やセラミック球等である。定盤用基準球61aの半径は、既知である。つまり、3次元測定機1は、接触子17aの倣い測定により、定盤用基準球61aの中心位置を一意に特定することができる。   At a predetermined position on the surface plate 11, a surface plate reference sphere 61a used for setting a machine coordinate system described later is mounted. The surface plate reference sphere 61a is a steel ball, a ceramic sphere, or the like. The radius of the reference sphere 61a for the surface plate is known. That is, the three-dimensional measuring machine 1 can uniquely identify the center position of the reference sphere 61a for the platen by measuring the contact 17a.

定盤用基準球61aは、定盤用柱状部62aを介して、定盤11の上面から回定盤11の上面に直交する方向に所定高さh0をもって設けられている。定盤用柱状部62aは、定盤用チャック63aにより定盤11に固定されている。   The reference sphere 61a for the surface plate is provided with a predetermined height h0 in a direction orthogonal to the upper surface of the turntable 11 from the upper surface of the surface plate 11 via the columnar portion 62a for the surface plate. The platen portion 62a for the surface plate is fixed to the surface plate 11 by the surface plate chuck 63a.

図2は、3次元測定機1の定盤11の断面図である。図1及び図2に示すように、定盤11は、その上面に凹部11Aを有する。その凹部11Aの中には、回転テーブル50が設けられている。回転テーブル50は、ワーク71を載置可能に且つワーク71が回転軸Hを中心に回転可能に構成されている。回転テーブル50は、その中心に貫通孔50Aを有する。貫通孔50Aは、長尺のワーク71を回転テーブル50に載置するために設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface plate 11 of the three-dimensional measuring machine 1. As shown in FIG.1 and FIG.2, the surface plate 11 has the recessed part 11A in the upper surface. A rotary table 50 is provided in the recess 11A. The rotary table 50 is configured such that the work 71 can be placed and the work 71 can rotate about the rotation axis H. The turntable 50 has a through hole 50A at the center thereof. The through hole 50 </ b> A is provided for placing the long work 71 on the turntable 50.

回転テーブル50上には、第1基準球61b、及び第2基準球61cが設けられている。第1基準球61b、及び第2基準球61cは、鋼球やセラミック球等である。第1基準球61b及び第2基準球61cの半径は、既知である。つまり、3次元測定機1は、接触子17aの倣い測定により、第1基準球61b及び第2基準球61cの中心位置を一意に決定することができる。   On the turntable 50, a first reference sphere 61b and a second reference sphere 61c are provided. The first reference sphere 61b and the second reference sphere 61c are steel balls, ceramic balls, or the like. The radii of the first reference sphere 61b and the second reference sphere 61c are known. That is, the three-dimensional measuring machine 1 can uniquely determine the center positions of the first reference sphere 61b and the second reference sphere 61c by measuring the scanning of the contact 17a.

第1基準球61bは、第1柱状部62bを介して、回転テーブル50の上面から回転テーブル50の上面に直交する方向に第1の高さh1をもって設けられている。第1柱状部62bは、第1チャック63bにより回転テーブル50に固定されている。第1基準球61b(第1情報提供部)は、回転テーブル50の表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を制御部31(後述するCPU31)にて取得可能に構成されている。   The first reference sphere 61b is provided with a first height h1 in a direction perpendicular to the upper surface of the turntable 50 from the upper surface of the turntable 50 via the first columnar portion 62b. The first columnar part 62b is fixed to the rotary table 50 by the first chuck 63b. The first reference sphere 61b (first information providing unit) is configured to be able to acquire a first position located at a first distance in the first direction from the surface of the rotary table 50 by the control unit 31 (CPU 31 described later). ing.

第2基準球61cは、第2柱状部62cを介して、回転テーブル50の上面から回転テーブル50の上面に直交する方向に第2の高さh2をもって設けられている。第2の高さh2は、第1の高さよりh1より高い。第2柱状部62cは、第2チャック63cにより回転テーブル50に固定されている。第2基準球61c(第2情報提供部)は、回転テーブル50の表面から第1方向に第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を制御部31(後述するCPU31)にて取得可能に構成されている。   The second reference sphere 61c is provided with a second height h2 in a direction orthogonal to the upper surface of the turntable 50 from the upper surface of the turntable 50 via the second columnar portion 62c. The second height h2 is higher than h1 than the first height. The second columnar part 62c is fixed to the rotary table 50 by the second chuck 63c. The second reference sphere 61c (second information providing unit) gives the control unit 31 (a CPU 31 to be described later) a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction from the surface of the turntable 50. It is configured to be obtainable.

第1基準球61b(第1柱状部62b、第1チャック63b)及び第2基準球61c(第2柱状部62c、第2チャック63c)は、回転テーブル50の中心(回転軸H)から所定長さ離れた位置に設けられている。第2基準球61c(第2柱状部62c、第2チャック63c)は、第1基準球61b(第1柱状部62b、第1チャック63b)と回転テーブル50の中心(回転軸H)から180°反対側の位置に設けられている。   The first reference sphere 61b (first columnar portion 62b, first chuck 63b) and the second reference sphere 61c (second columnar portion 62c, second chuck 63c) have a predetermined length from the center (rotation axis H) of the rotary table 50. It is provided at a remote location. The second reference sphere 61c (second columnar portion 62c, second chuck 63c) is 180 ° from the center (rotation axis H) of the first reference sphere 61b (first columnar portion 62b, first chuck 63b) and the rotary table 50. It is provided at the opposite position.

続いて、コンピュータ2の構成を説明する。コンピュータ2は、図1に示すように、コンピュータ本体21、キーボード22、マウス23、CRT24及びプリンタ25を備えて構成されている。   Next, the configuration of the computer 2 will be described. As shown in FIG. 1, the computer 2 includes a computer main body 21, a keyboard 22, a mouse 23, a CRT 24, and a printer 25.

コンピュータ本体21は、図3に示すように構成されている。図3は、本発明の実施形態に係るコンピュータ本体21の構成を示すブロック図である。   The computer main body 21 is configured as shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the computer main body 21 according to the embodiment of the present invention.

コンピュータ本体21は、主に、CPU(制御部)31、RAM32、ROM33、HDD(記憶部)34、表示制御部35を有する。コンピュータ本体21において、キーボード22、及びマウス23から入力されるコード情報及び位置情報は、I/F36aを介してCPU31に入力される。CPU31は、ROM33に格納されたマクロプログラム及びHDD34からI/F36bを介してRAM32に格納された各種プログラムに従って、測定実行処理、及び後述する回転テーブル座標系算出処理等を実行する。   The computer main body 21 mainly includes a CPU (control unit) 31, a RAM 32, a ROM 33, an HDD (storage unit) 34, and a display control unit 35. In the computer main body 21, code information and position information input from the keyboard 22 and the mouse 23 are input to the CPU 31 via the I / F 36a. The CPU 31 executes a measurement execution process, a rotation table coordinate system calculation process, which will be described later, and the like according to a macro program stored in the ROM 33 and various programs stored in the RAM 32 from the HDD 34 via the I / F 36b.

CPU31は、測定実行処理に従って、I/F36cを介して3次元測定機1を制御する。HDD34は、各種制御プログラムを格納する記録媒体である。RAM32は、各種プログラムを格納する他、各種処理のワーク領域を提供する。また、CPU31は、表示制御部35を介してCRT24に測定結果等を表示する。   The CPU 31 controls the three-dimensional measuring machine 1 through the I / F 36c according to the measurement execution process. The HDD 34 is a recording medium that stores various control programs. The RAM 32 stores various programs and provides a work area for various processes. Further, the CPU 31 displays the measurement result and the like on the CRT 24 via the display control unit 35.

CPU(制御部)31は、HDD34から各種プログラムを読み出し、そのプログラムを実行することにより各種機能を有する。CPU(制御部)31は、接触子17aとワーク71との接触に基づき位置情報を取得する位置情報取得部として機能する。CPU(制御部)31は、接触子17a及び回転テーブル50の駆動を制御する駆動制御部として機能する。CPU31(制御部)は、回転テーブル50上の座標系(回転テーブル座標系(X、Y、Z))を構成するZ軸(座標軸)を算出する座標系算出部として機能する。 The CPU (control unit) 31 has various functions by reading various programs from the HDD 34 and executing the programs. The CPU (control unit) 31 functions as a position information acquisition unit that acquires position information based on the contact between the contact 17 a and the work 71. The CPU (control unit) 31 functions as a drive control unit that controls driving of the contact 17 a and the rotary table 50. The CPU 31 (control unit) functions as a coordinate system calculation unit that calculates a Z T axis (coordinate axis) constituting a coordinate system (rotation table coordinate system (X T , Y T , Z T )) on the rotation table 50.

さらに、CPU31(制御部)は、回転テーブル50を回転軸H周りに120°ずつ3回にわたって回転させ、120°回転させる毎に接触子17aを第1基準球61b及び第2基準球61cに追従させる。さらに、CPU31(制御部)は、取得した複数の第1基準球61bの中心位置を通る第1の円の第1の中心を求め、取得した複数の第2基準球61cの中心位置を通る第2の円の第2の中心を求め、第1の中心及び第2の中心を通る直線AをZ軸(座標軸)として算出する。 Further, the CPU 31 (control unit) rotates the rotary table 50 around the rotation axis H by 120 ° three times, and the contact 17a follows the first reference sphere 61b and the second reference sphere 61c each time the rotary table 50 is rotated by 120 °. Let Further, the CPU 31 (control unit) obtains the first center of the first circle passing through the center position of the acquired plurality of first reference spheres 61b, and passes through the center position of the acquired plurality of second reference spheres 61c. obtains a second center of the second circle, it calculates the straight line a passing through the first center and the second center as Z T axis (axes).

(座標系の説明)
次に、図4を参照して、本実施形態にて用いられる座標系について説明する。図4は、本実施形態に係る座標系を説明する図である。
(Explanation of coordinate system)
Next, a coordinate system used in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a coordinate system according to the present embodiment.

本実施形態においては、スケール座標系(X、Y、Z)、マシン座標系(X、Y、Z)、回転テーブル座標系(X、Y、Z)、回転時テーブル座標系(XTθ、YTθ、ZTθ)、ワーク座標系(X、Y、Z)が設定されている。 In the present embodiment, the scale coordinate system (X S , Y S , Z S ), machine coordinate system (X M , Y M , Z M ), rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ), rotation A time table coordinate system (X , Y , Z ) and a work coordinate system (X W , Y W , Z W ) are set.

スケール座標系(X、Y、Z)は、予め設定された絶対位置を原点Oとする3次元測定機1(機械)の座標系である。マシン座標系(X、Y、Z
は、定盤用基準球61aの中心位置を原点Oとなるようにスケール座標系(X、Y、Z)を平行移動させた座標系である。
Scale coordinate system (X S, Y S, Z S) is the coordinate system of the three-dimensional measuring machine 1 (machine) for a preset absolute position as the origin O S. Machine coordinate system (X M , Y M , Z M )
Is a scale coordinate system as the center position of the surface plate reference sphere 61a the origin O M (X S, Y S , Z S) coordinate system is moved parallel.

回転テーブル座標系(X、Y、Z)は、回転角度が0°の時の回転テーブル50の上面の中心を原点Oとする座標系である。回転テーブル座標系(X、Y、Z)は、回転テーブル50が回転した場合であっても変化しない。回転テーブル座標系(X、Y、Z)は、回転テーブル50の中心を原点Oとして、回転テーブル50の中心軸方向をZとする直交座標系である。 Rotating table coordinate system (X T, Y T, Z T) is a coordinate system in which the center of the upper surface of the rotary table 50 when the rotation angle is 0 ° as the origin O T. The rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ) does not change even when the rotary table 50 rotates. Rotating table coordinate system (X T, Y T, Z T) is the center of the rotary table 50 as the origin O T, the central axis of the rotary table 50 is an orthogonal coordinate system with Z T.

回転時テーブル座標系(XTθ、YTθ、ZTθ)は、回転テーブル50を回転角θだけ回転させた時の回転テーブル50の中心を原点Oとする座標系である。回転時テーブル座標系(XTθ、YTθ、ZTθ)は、回転テーブル50が回転する度に変化する。 During rotation table coordinate system (X Tθ, Y Tθ, Z Tθ) is a coordinate system in which the center of the rotating table 50 when rotating the rotary table 50 by the rotation angle θ as the origin O T. The rotating table coordinate system (X , Y , Z ) changes each time the rotating table 50 rotates.

ワーク座標系(X、Y、Z)は、ワーク71の上面をX平面、ワーク71の上面の所定位置を原点Oとする座標系である。 Work coordinate system (X W, Y W, Z W) is a coordinate system in which the upper surface of the workpiece 71 X W Y W plane, the predetermined position of the upper surface of the workpiece 71 as the origin O W.

つまり、図4に示すように、定盤11の上方に位置する任意の点Pは、以下に示す数式1のように各種座標系にて表すことができる。   That is, as shown in FIG. 4, an arbitrary point P positioned above the surface plate 11 can be expressed in various coordinate systems as shown in Equation 1 below.

Figure 2009271030
Figure 2009271030

続いて、各座標系の原点から、各座標系の軸に沿ってその正方向に延びるベクトルの算出方法について説明する。なお、以下において、スケール座標系(X、Y、Z)におけるベクトルXは、以下に示す(数式2)のように表す。マシン座標系(X、Y、Z)におけるベクトルXは、以下に示す(数式3)のように表す。回転テーブル座標系(X、Y、Z)におけるベクトルXは、以下に示す(数式4)のように表す。回転時テーブル座標系(XTθ、YTθ、ZTθ)におけるベクトルXTθは、以下に示す(数式5)のように表す。ワーク座標系(X、Y、Z)におけるベクトルXは、以下に示す(数式6)のように表す。 Next, a method of calculating a vector extending in the positive direction along the axis of each coordinate system from the origin of each coordinate system will be described. In the following, the vector X S in the scale coordinate system (X S , Y S , Z S ) is expressed as (Equation 2) shown below. A vector X M in the machine coordinate system (X M , Y M , Z M ) is expressed as (Equation 3) shown below. Rotating table coordinate system (X T, Y T, Z T) vector X T in is represented as shown below (Equation 4). A vector X in the rotating table coordinate system (X , Y , Z ) is expressed as (Formula 5) shown below. A vector X W in the workpiece coordinate system (X W , Y W , Z W ) is expressed as (Equation 6) shown below.

Figure 2009271030
Figure 2009271030

また、原点Oから原点Oへ向かうベクトルOは、以下に示す(数式7)のように表す。原点Oから原点Oへ向かうベクトルOは、以下に示す(数式8)のように表す。原点Oから原点Oへ向かうベクトルOは、以下に示す(数式9)のように表す。 Furthermore, the vector O M directed from the origin O S to the origin O M is represented as shown below (Equation 7). Vector O T directed from the origin O M to the origin O T is represented as shown below (Equation 8). Vector O W extending from the origin O T to the origin O W is expressed as shown below (Equation 9).

Figure 2009271030
Figure 2009271030

ベクトルXは、以下に示す(数式10)のように表すことができる。 Vector X M can be expressed as shown below (Equation 10).

Figure 2009271030
Figure 2009271030

ベクトルXは、以下に示す(数式11)のように表すことができる。 Vector X T can be expressed as shown below (Equation 11).

Figure 2009271030
Figure 2009271030

変換マトリクスMは、以下に示す(数式12)のように表される。(数式12)において、1行目は、X軸の単位ベクトル成分を示し、2行目は、Y軸の単位ベクトル成分を示し、3行目は、Z軸の単位ベクトル成分を示す。座標系は、右手系であるので、変換マトリクスMの行列式の値は、「+1」でなくてはならない。 Transformation matrix M 1 is represented as shown below (Equation 12). In (Equation 12), the first line shows the unit vector component of the XT axis, the second line shows the unit vector component of the YT axis, and the third line shows the unit vector component of the ZT axis. . Coordinate system, because it is right-handed, the value of the determinant of the transformation matrix M 1 is, must be a "+ 1".

Figure 2009271030
Figure 2009271030

ベクトルXTθは、以下に示す(数式13)のように表すことができる。 The vector XTθ can be expressed as (Formula 13) shown below.

Figure 2009271030
Figure 2009271030

回転マトリクスMは、以下に示す(数式14)のように表される。座標系は、右手系であるので、回転マトリクスMの行列式の値は、「+1」でなくてはならない。 Rotation matrix M 2 can be expressed as shown below (Equation 14). Coordinate system, because it is right-handed, the value of the determinant of the rotation matrix M 2 is, must be a "+ 1".

Figure 2009271030
Figure 2009271030

ベクトルXは、以下に示す(数式15)のように表すことができる。 Vector X W can be expressed as shown below (Equation 15).

Figure 2009271030
Figure 2009271030

変換マトリクスMは、以下に示す(数式16)のように表される。(数式16)において、1行目は、X軸の単位ベクトル成分を示し、2行目は、Y軸の単位ベクトル成分を示し、3行目は、Z軸の単位ベクトル成分を示す。座標系は、右手系であるので、変換マトリクスMの行列式の値は、「+1」でなくてはならない。 Transformation matrix M 3 represents, expressed as shown below (Equation 16). In (Equation 16), the first line shows the unit vector component of the XW axis, the second line shows the unit vector component of the YW axis, and the third line shows the unit vector component of the ZW axis. . Coordinate system, because it is right-handed, the value of the determinant of the transformation matrix M 3 is, must be a "+ 1".

Figure 2009271030
Figure 2009271030

上記の(数式10)〜(数式16)より、ベクトルXは、以下に示す(数式17)のように表すことができる。 From above (Equation 10) to (Equation 16), the vector X W can be expressed as shown below (Equation 17).

Figure 2009271030
Figure 2009271030

(実施形態における回転テーブル座標系(X、Y、Z)の算出処理)
次に、図5を参照して、実施形態における回転テーブル座標系(X、Y、Z)の算出処理について説明する。図5は、実施形態における回転テーブル座標系(X、Y、Z)の算出処理を示すフローチャートである。なお、図5に示す処理は、記憶部に格納されたプログラム等を制御部31により実行してなされるものである。
(Calculation processing of rotation table coordinate system (X T , Y T , Z T ) in the embodiment)
Next, with reference to FIG. 5, the calculation process of the rotation table coordinate system (X T , Y T , Z T ) in the embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process of the rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ) in the embodiment. Note that the processing shown in FIG. 5 is performed by the control unit 31 executing a program or the like stored in the storage unit.

図5に示すように、先ず、制御部31は、回転テーブル50の回転角を所定角度に設定する(ステップS101)。   As shown in FIG. 5, first, the control unit 31 sets the rotation angle of the turntable 50 to a predetermined angle (step S101).

次に、制御部31は、図6の第1状態Iに示すように接触子17aにて第1基準球61bを追従させ、その第1基準球61bの球心位置を測定する(ステップS102)。続いて、制御部31は、図6の第2状態IIに示すように接触子17aにて第2基準球61cを追従させ、その第2基準球61cの球心位置を測定する(ステップS103)。   Next, the controller 31 causes the contact 17a to follow the first reference sphere 61b as shown in the first state I of FIG. 6, and measures the position of the sphere center of the first reference sphere 61b (step S102). . Subsequently, as shown in the second state II of FIG. 6, the control unit 31 causes the contact 17a to follow the second reference sphere 61c, and measures the center of the second reference sphere 61c (step S103). .

次に、制御部31は、回転テーブル50を360°回転させたか否かを判断する(ステップS104)。ここで、制御部31は、回転テーブル50を360°回転させていないと判断すると(ステップS104、N)、回転テーブル50を120°回転させ(ステップS105)、再びステップS102からの処理を繰り返し実行する。一方、制御部31は、回転テーブル50を360°回転させたと判断すると(ステップS104、Y)、後述するステップS106の処理を実行する。   Next, the control unit 31 determines whether or not the rotary table 50 has been rotated 360 ° (step S104). If the control unit 31 determines that the rotary table 50 is not rotated 360 ° (step S104, N), the control unit 31 rotates the rotary table 50 by 120 ° (step S105), and repeats the processing from step S102 again. To do. On the other hand, when determining that the rotary table 50 has been rotated 360 ° (step S104, Y), the control unit 31 executes a process of step S106 described later.

ここで、図7は、回転テーブル50の回転及びその回転に伴う第1、第2基準球61b、61cの測定の概略を示す上面図である。ステップS101〜ステップS105の工程を経て、図7(a)〜図7(c)に示すように第1基準球61bの球心位置及び第2基準球61cの球心位置は、回転テーブル50が0°、120°、240°回転した3箇所にて測定される。なお、球心位置は、少なくとも4点以上の位置情報から決定される。   Here, FIG. 7 is a top view schematically showing the rotation of the turntable 50 and the measurement of the first and second reference balls 61b and 61c accompanying the rotation. Through the steps S101 to S105, as shown in FIGS. 7A to 7C, the rotary table 50 determines the position of the first reference sphere 61b and the position of the second reference sphere 61c. It is measured at three points rotated by 0 °, 120 °, and 240 °. The ball center position is determined from position information of at least four points.

図8は、図7の矢印C1方向からみた第1基準球61bの球心位置及び第2基準球61cの球心位置を示す図である。図8(a)〜図8(c)に示すように、回転テーブル50の回転角の変化(0°、120°、240°)に伴い、回転テーブル50の回転軸Hと理想的な軸心Hoとの間は、角度φ1〜φ3に亘って変化する。つまり、回転テーブル50の回転軸Hに振れ回り誤差が生じる。なお、図8(a)に示すように、回転テーブル50が0°回転時、第1基準球61bの球心位置Ma11が測定され、第2基準球61cの球心位置Ma21が測定される。同様に図8(b)に示すように、回転テーブル50が120°回転時、第1基準球61bの球心位置Ma12が測定され、第2基準球61cの球心位置Ma22が測定される。同様に図8(c)に示すように、回転テーブル50が240°回転時、第1基準球61bの球心位置Ma13が測定され、第2基準球61cの球心位置Ma23が測定される。   FIG. 8 is a diagram illustrating the position of the center of the first reference sphere 61b and the position of the center of the second reference sphere 61c as viewed from the direction of the arrow C1 in FIG. As shown in FIGS. 8A to 8C, the rotation axis H of the rotary table 50 and the ideal axis center with changes in the rotation angle (0 °, 120 °, 240 °) of the rotary table 50. Between Ho, it changes over the angles φ1 to φ3. That is, a swinging error occurs on the rotation axis H of the rotary table 50. As shown in FIG. 8A, when the rotary table 50 is rotated by 0 °, the center position Ma11 of the first reference sphere 61b is measured, and the center position Ma21 of the second reference sphere 61c is measured. Similarly, as shown in FIG. 8B, when the rotary table 50 rotates by 120 °, the spherical center position Ma12 of the first reference sphere 61b is measured, and the spherical center position Ma22 of the second reference sphere 61c is measured. Similarly, as shown in FIG. 8C, when the rotary table 50 rotates by 240 °, the center position Ma13 of the first reference sphere 61b is measured, and the center position Ma23 of the second reference sphere 61c is measured.

ステップS104に続いて、制御部31は、図9に示すように、測定された第1基準球61bの3つの球心位置Ma11〜Ma13に基づき、それら球心位置Ma11〜Ma13を通る第1の円C1を算出する。さらに、制御部31は、第1の円C1の第1の中心位置O1を算出する(ステップS106)。   Subsequent to step S104, the control unit 31, as shown in FIG. 9, is based on the measured three ball center positions Ma11 to Ma13 of the first reference sphere 61b, and passes the first ball center positions Ma11 to Ma13. A circle C1 is calculated. Further, the control unit 31 calculates the first center position O1 of the first circle C1 (step S106).

続いて、制御部31は、図9に示すように、測定された第2基準球61cの3つの球心位置Ma21〜Ma23に基づき、それら球心位置Ma21〜Ma23を通る第2の円C2を算出する。さらに、制御部31は、第2の円C2の第2の中心位置O2を算出する(ステップS107)。   Subsequently, as illustrated in FIG. 9, the control unit 31 moves the second circle C2 passing through the center positions Ma21 to Ma23 based on the measured three center positions Ma21 to Ma23 of the second reference sphere 61c. calculate. Further, the control unit 31 calculates the second center position O2 of the second circle C2 (step S107).

次に、制御部31は、図9に示すように、第1の円C1の第1の中心位置O1及び第2の円C2の第2の中心位置O2を通る回転テーブル50の直線Aを算出する(ステップS108)。   Next, as shown in FIG. 9, the control unit 31 calculates a straight line A of the turntable 50 that passes through the first center position O1 of the first circle C1 and the second center position O2 of the second circle C2. (Step S108).

そして、制御部31は、回転テーブル50の直線Aに基づき回転テーブル座標系(X、Y、Z)を算出する(ステップS109)。ステップS109において、制御部31は、第1の中心位置O1を原点Oとする。制御部31は、原点O(中心位置O1)から第2の中心位置O2へと向かう直線Aに沿った方向をZ軸(座標軸)とする。例えば、制御部31は、原点O(第1の中心位置O1)から方向Bに平行な方向をX軸とする。ここで、方向Bは、回転テーブル50の回転角を0°とした時の第1基準球61bの球心位置Ma11から、回転テーブル50の回転角を120°とした時の第1基準球61bの球心位置Ma12へと向かう方向である。また、制御部31は、Z軸、及びX軸に直交する軸をY軸とする。 Then, the control unit 31 calculates the rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ) based on the straight line A of the rotary table 50 (step S109). In step S109, the control unit 31, a first center position O1 and origin O T. The control unit 31 sets the direction along the straight line A from the origin O T (center position O1) to the second center position O2 as the Z T axis (coordinate axis). For example, the control unit 31, and X T axis parallel to the direction B from the origin O T (first center position O1). Here, the direction B refers to the first reference sphere 61b when the rotation angle of the rotary table 50 is 120 ° from the spherical center position Ma11 of the first reference sphere 61b when the rotation angle of the rotary table 50 is 0 °. This is the direction toward the ball center position Ma12. The control unit 31, Z T axis, and an axis orthogonal to the X T axis and Y T axis.

回転テーブル座標系(X、Y、Z)の算出の後、図10に示すように、回転テーブル50上から、第1基準球61b(第1柱状部62b、第1チャック63b)及び第2基準球61c(第2柱状部62c、第2チャック63c)を取り除く。続いて、回転テーブル50の貫通孔50Aにワーク71を挿入し、回転テーブル50の上面にてワーク71をチャック81により固定する。そして、図10の第3状態IIIに示すように、接触子17aにてワーク71の形状を測定する。 After calculation of the rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ), as shown in FIG. 10, from the rotary table 50, the first reference sphere 61b (first columnar part 62b, first chuck 63b) and The second reference sphere 61c (second columnar part 62c, second chuck 63c) is removed. Subsequently, the work 71 is inserted into the through hole 50 </ b> A of the turntable 50, and the work 71 is fixed by the chuck 81 on the upper surface of the turntable 50. Then, as shown in the third state III of FIG. 10, the shape of the work 71 is measured by the contact 17a.

(実施形態に係る形状測定装置の効果)
次に、実施形態に係る形状測定装置の効果について説明する。実施形態に係る形状測定装置は、振れ回り誤差を考慮して、上記のように回転テーブル座標系(X、Y、Z)を算出する。したがって、実施形態に係る形状測定装置は、回転テーブル50に振れ回り誤差が生じた場合であっても、誤差を抑制して回転テーブル座標系(X、Y、Z)を算出することができる。
(Effect of the shape measuring apparatus according to the embodiment)
Next, the effect of the shape measuring apparatus according to the embodiment will be described. The shape measuring apparatus according to the embodiment calculates the rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ) as described above in consideration of the run-out error. Therefore, the shape measuring apparatus according to the embodiment calculates the rotary table coordinate system (X T , Y T , Z T ) while suppressing the error even when a swing error occurs in the rotary table 50. Can do.

(その他の実施形態)
以上、発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、追加、置換等が可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of invention was described, this invention is not limited to these, A various change, addition, substitution, etc. are possible within the range which does not deviate from the meaning of invention.

例えば、本発明に係る形状測定装置は、第1基準球61bを有する構成に限られるものではない。本発明に係る形状測定装置は、第1基準球61bの代わりに、回転テーブル50の表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を制御部31にて取得可能な構成を有していれば良い。   For example, the shape measuring apparatus according to the present invention is not limited to the configuration having the first reference sphere 61b. The shape measuring apparatus according to the present invention has a configuration in which the controller 31 can acquire a first position located at a first distance in the first direction from the surface of the rotary table 50, instead of the first reference sphere 61b. If you do.

例えば、本発明に係る形状測定装置は、第2基準球61cを有する構成に限られるものではない。本発明に係る形状測定装置は、第2基準球61cの代わりに、回転テーブル50の表面から第1方向に第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を制御部31にて取得可能な構成を有していれば良い。   For example, the shape measuring apparatus according to the present invention is not limited to the configuration having the second reference sphere 61c. In the shape measuring apparatus according to the present invention, instead of the second reference sphere 61c, the control unit 31 sets a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction from the surface of the turntable 50. What is necessary is just to have the structure which can be acquired.

例えば、本発明に係る形状測定装置は、回転テーブル50を120°ずつ回転させる構成に限られるものではない。本発明に係る形状測定装置は、回転テーブル50を回転軸H周りに(360/n)度(n:3以上の整数)ずつn回にわたって回転させ、(360/n)度回転させる毎に接触子17aを第1基準球61b及び第2基準球61cに追従させる構成であれば良い。   For example, the shape measuring apparatus according to the present invention is not limited to the configuration in which the rotary table 50 is rotated by 120 °. The shape measuring apparatus according to the present invention rotates the rotary table 50 around the rotation axis H by (360 / n) degrees (n: integer of 3 or more) n times, and contacts each time it is rotated (360 / n) degrees. Any configuration may be used as long as the child 17a follows the first reference sphere 61b and the second reference sphere 61c.

例えば、本発明に係る形状測定装置は、回転テーブル50を360°回転させて第1基準球61bに係る球心位置Ma11〜Ma13を測定し、その後にさらに回転テーブル50を360°回転させて第2基準球61cに係る球心位置Ma21〜Ma23を測定する構成であってもよい。   For example, the shape measuring apparatus according to the present invention rotates the rotary table 50 360 degrees to measure the ball center positions Ma11 to Ma13 related to the first reference sphere 61b, and then further rotates the rotary table 50 360 degrees. The structure which measures the ball | bowl center position Ma21-Ma23 which concerns on the 2 reference sphere 61c may be sufficient.

本発明の実施形態に係る形状測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the shape measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 実施形態に係る3次元測定機1の定盤11の断面図である。It is sectional drawing of the surface plate 11 of the three-dimensional measuring machine 1 which concerns on embodiment. 実施形態に係るコンピュータ本体21の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the computer main body 21 which concerns on embodiment. 各座標系を説明する図である。It is a figure explaining each coordinate system. 実施形態に係る回転テーブル座標系(X、Y、Z)の算出処理を示すフローチャートである。Rotating table coordinate system of the embodiment (X T, Y T, Z T) is a flowchart illustrating a process for calculating. 実施形態に係る接触子17aの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the contactor 17a which concerns on embodiment. 実施形態の回転テーブル50の回転及びその回転に伴う第1、第2基準球61b、61cの測定の概略を示す上面図である。It is a top view which shows the outline of the measurement of 1st, 2nd reference ball | bowl 61b, 61c accompanying rotation of the turntable 50 of embodiment, and its rotation. 図7の矢印C1方向からみた第1基準球61bの球心位置及び第2基準球61cの球心位置を示す図である。It is a figure which shows the ball | bowl center position of the 1st reference ball | bowl 61b seen from the arrow C1 direction of FIG. 実施形態に係る回転テーブル座標系(X、Y、Z)を算出する概略を説明する図である。Rotating table coordinate system of the embodiment (X T, Y T, Z T) is a diagram for explaining the outline calculated. 実施形態に係るワーク71の形状測定の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the shape measurement of the workpiece | work 71 which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…3次元測定機、2…コンピュータ、10…除震台、11…定盤、12a,12b…ビーム支持体、13…ビーム、14…Y軸駆動機構、15…コラム、16…スピンドル、17…プローブ、17a…接触子、21…コンピュータ本体、22…キーボード、23…マウス、24…CRT、25…プリンタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional measuring machine, 2 ... Computer, 10 ... Isolation table, 11 ... Surface plate, 12a, 12b ... Beam support, 13 ... Beam, 14 ... Y-axis drive mechanism, 15 ... Column, 16 ... Spindle, 17 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Probe, 17a ... Contact, 21 ... Computer main body, 22 ... Keyboard, 23 ... Mouse, 24 ... CRT, 25 ... Printer.

Claims (3)

被測定物の表面形状を測定する形状測定装置であって、
接触子と前記被測定物との接触に基づき位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記被測定物を載置可能に構成され且つ回転軸を中心に回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第1情報提供部と、
前記回転テーブルの表面から前記第1方向に前記第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第2情報提供部と、
前記接触子及び前記回転テーブルの駆動を制御する駆動制御部と、
前記回転テーブル上の座標系を構成する座標軸を算出する座標系算出部と
を備え、
前記駆動制御部は、
前記回転テーブルを前記回転軸周りに(360/n)度(n:3以上の整数)ずつn回にわたって回転させ、前記(360/n)度回転させる毎に前記接触子を前記第1情報提供部及び前記第2情報提供部に追従させ、
前記座標系算出部は、
前記第1情報提供部にて取得した前記第1の位置を通る第1の円の第1の中心を求め、前記第2情報提供部にて取得した前記第2の位置を通る第2の円の第2の中心を求め、前記第1の中心及び前記第2の中心を通る直線を前記座標軸として算出する
ことを特徴とする形状測定装置。
A shape measuring device for measuring the surface shape of an object to be measured,
A position information acquisition unit that acquires position information based on contact between the contact and the measurement object;
A rotary table configured to be capable of placing the object to be measured and rotating about a rotation axis;
A first information providing unit configured to be able to acquire a first position located at a first distance in a first direction from the surface of the rotary table by the position information acquiring unit;
A second information providing unit configured to be able to acquire a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction from the surface of the rotary table;
A drive controller for controlling the drive of the contact and the rotary table;
A coordinate system calculation unit for calculating coordinate axes constituting a coordinate system on the rotation table,
The drive control unit
The rotary table is rotated n times (360 / n) degrees (n: an integer of 3 or more) around the rotation axis, and the first information is provided to the contact each time the rotary table is rotated (360 / n) degrees. Follow the second information providing unit,
The coordinate system calculation unit
A second circle passing through the second position acquired by the second information providing unit by obtaining a first center of the first circle passing through the first position acquired by the first information providing unit. The shape measuring device is characterized in that a second center is obtained and a straight line passing through the first center and the second center is calculated as the coordinate axis.
前記第1情報提供部は、
前記回転テーブルの表面から前記第1方向に延びる第1柱状部と、
前記回転テーブルの表面から前記第1長さをもって前記第1柱状部に中心を設け球状に形成された第1球状部と
を備え、
前記第2情報提供部は、
前記回転テーブルの表面から前記第1方向に延びる第2柱状部と、
前記回転テーブルの表面から前記第2長さをもって前記第2柱状部に中心を設け球状に形成された第2球状部と
を備えることを特徴とする請求項1記載の形状測定装置。
The first information providing unit includes:
A first columnar portion extending in the first direction from the surface of the rotary table;
A first spherical portion formed in a spherical shape with a center on the first columnar portion having the first length from the surface of the rotary table;
The second information providing unit includes:
A second columnar portion extending in the first direction from the surface of the turntable;
The shape measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a second spherical portion that is formed in a spherical shape with a center at the second columnar portion having the second length from the surface of the rotary table.
接触子と被測定物との接触に基づき位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記被測定物を載置可能に構成され且つ回転軸を中心に回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの表面から第1方向に第1距離をもって位置する第1の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第1情報提供部と、
前記回転テーブルの表面から前記第1方向に前記第1距離よりも長い第2距離をもって位置する第2の位置を前記位置情報取得部にて取得可能に構成された第2情報提供部と、
前記接触子及び前記回転テーブルの駆動を制御する駆動制御部と、
前記回転テーブル上の座標系を構成する座標軸を算出する座標系算出部と
を備える形状測定装置を用いて、前記被測定物の表面形状を測定する形状測定方法であって、
前記駆動制御部にて前記回転テーブルを前記回転軸周りに(360/n)度(n:3以上の整数)ずつn回にわたって回転させ、前記(360/n)度回転させる毎に前記接触子を前記第1情報提供部及び前記第2情報提供部に追従させる工程と、
前記第1情報提供部にて取得した前記第1の位置を通る第1の円の第1の中心を求め、前記第2情報提供部にて取得した前記第2の位置を通る第2の円の第2の中心を求め、前記第1の中心及び前記第2の中心を通る直線を前記座標軸として算出させる工程と
を備えることを特徴とする形状測定方法。
A position information acquisition unit that acquires position information based on contact between the contact and the object to be measured;
A rotary table configured to be capable of placing the object to be measured and rotating about a rotation axis;
A first information providing unit configured to be able to acquire a first position located at a first distance in a first direction from the surface of the rotary table by the position information acquiring unit;
A second information providing unit configured to be able to acquire a second position located at a second distance longer than the first distance in the first direction from the surface of the rotary table;
A drive controller for controlling the drive of the contact and the rotary table;
A shape measuring method for measuring a surface shape of the object to be measured using a shape measuring device comprising: a coordinate system calculating unit that calculates a coordinate axis constituting a coordinate system on the rotating table,
Each time the drive control unit rotates the rotary table around the rotation axis by (360 / n) degrees (n: integer of 3 or more) n times, and each time the rotary table is rotated (360 / n) degrees, the contactor Following the first information providing unit and the second information providing unit,
A second circle passing through the second position obtained by the second information providing unit by obtaining a first center of the first circle passing through the first position obtained by the first information providing unit. And calculating a straight line passing through the first center and the second center as the coordinate axis. A shape measuring method comprising:
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