JP2015102489A - 精密測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
精密測定装置は、固定部に対し所定の軸方向に移動する移動部と、移動部に設けられ、ワーク上の特定部位の位置を検出するためのプローブと、ワークに対するプローブの位置情報より、ワーク測定部位の位置情報を得る検出手段と、移動部を駆動する駆動手段とを備える。
そして、従来の精密測定装置では、駆動手段によりプローブをワークに沿って移動しながら、検出手段によりワーク上の各測定点の位置情報を検出している。そして、得られた各測定点の位置情報をコンピュータによりデータ処理することにより、ワークの形状や寸法等を求めている。
このため、精密測定装置では、精密測定の高速化が求められている。
そこで、従来は、駆動手段による移動部の駆動を、より高速化することが考えられる(例えば、特許文献1参照。)。
また、前記従来方式にあっても、移動部の駆動スピードを高速化し過ぎると、プローブがワークの形状を正確にトレースすることが難しくなるので、測定が正確に行えないことがある。
このため、前記従来方式にあっても、精密測定の更なる高速化は困難であったので、本発明の解決手段として採用するに至らなかった。
しかしながら、コンピュータの処理速度のアップによる測定の高速化にも、費用対効果の点で限界があるので、本発明の解決手段として採用するに至らなかった。
このように精密測定を行う分野では、測定の高速化が強く望まれていたものの、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、
前記複数の測定ユニットはそれぞれ、固定部に対し所定の軸方向に移動する移動部、該移動部に設けられ、ワーク上の所望部位の位置を検出するためのプローブ、該固定部に対する前記プローブの位置情報を得るための検出手段、及び該移動部を駆動する駆動手段を備え、該複数の測定ユニットにより、同一ワーク上の異なる所望部位の位置を測定して測定位置情報を出力し、
前記コントローラは、前記複数の測定ユニットにより同一ワーク上の異なる所望部位が測定されるように、該各測定ユニットの動作を制御し、
前記データ処理部は、前記各測定ユニットの相対位置情報及びプローブ位置情報に基づき、前記ワークの所望情報を求めており、
前記測定ユニットが、二以上の任意の数及び任意の位置に配置されたことを特徴とする。
ここで、前記共通座標系設定手段は、予め前記各測定ユニットにより同一の基準器を測定して得られた、該各測定ユニットよりの位置情報に基づき、該各測定ユニットよりの位置情報に対して共通の座標系を設定しており、
該共通座標系の設定後は、前記測定ユニットによりワークを測定して得られた、該各測定ユニットよりの位置情報を、該共通座標系上の位置情報とする。
一のコントローラ及び一のデータ処理部を有し、前記各測定ユニットの制御及び取得データ処理は該一のコントローラ及び一のデータ処理部で行われることが好適である。
また、前記精密測定装置において、
前記各測定ユニットに対応して、それぞれコントローラ及びデータ処理部が設置され、各測定ユニットに対応したデータ処理部は、他の測定ユニットに対応したデータ処理部と共通座標系及び測定データの授受を行うことが好適である。
また、本発明においては、監視手段と、駆動制御手段と、を備えることが好適である。
ここで、前記監視手段は、前記各測定ユニットのプローブの現在位置を常時監視している。
また、前記駆動制御手段は、前記監視手段により常時監視されている各プローブの現在位置が所定の距離内に接近しないように、該各測定ユニットの駆動手段によるプローブの駆動を制御する。
ここにいうユニットとは、一体として取り扱われる一単位のことをいう。ここにいう一のユニットとは、少なくとも移動部、プローブ、検出手段及び駆動手段をケーシングに入れて一のユニットを実際に構成する場合と、少なくとも移動部、プローブ、検出手段及び駆動手段をケーシングに入れなくても一のユニットとして取り扱う場合とを含めていう。
<ワークの所望情報>
また、ここにいうワークの所望情報とは、ワーク上の特定部位の位置情報(例えば座標)に基づき求められる、ワークの寸法や形状等をいう。
また、本発明においては、前記監視手段及び駆動制御手段を設け、前記各測定ユニットの動作を連携させることにより、前記精密測定の高速化を、より確実に図ることができる。
図1には本発明の第一実施形態にかかる精密測定装置の概略構成が示されている。
同図に示す精密測定装置10は、筐体12と、第一測定ユニット14a及び第二測定ユニット14b(複数の測定ユニット)と、コントローラ16と、データ処理部としてのコンピュータ18とを備える。
本発明において特徴的なことは、相対位置が特定される状態で配置される複数の測定ユニット、及びコントローラ、コンピュータを配置し、特に測定ユニットを、二以上の任意の数及び任意の位置で配置したことである。
このために本実施形態においては、一の筐体12に、二の測定ユニット14a,14bと、コントローラ16と、コンピュータ18とを納めている。
より具体的には、精密測定装置10が、小型の製品を大量に製造するライン20に組込まれている。このために本実施形態においては、第一測定ユニット14a及び第二測定ユニット14bが、ライン20の搬送装置22により順次、送られてくる製品をワーク24として間に挟み、対向配置されている。本実施形態においては、第一測定ユニット14a及び第二測定ユニット14bが、一の定盤25上に置かれている。
<測定ユニット>
第一測定ユニット14a及び第二測定ユニット14bは、それぞれ横型三次元測定機よりなる。
第一測定ユニット14aは、レール26a、スピンドル28a、プローブ30a、検出手段32a及び駆動手段34bを一のユニットとしている。
また、第二測定ユニット14bは、レール26b、スピンドル28b、プローブ30b、検出手段32b及び駆動手段34bを一のユニットとしている。
スピンドル28aは、X1Y1Z1軸(3軸)方向に駆動軸を有している。スピンドル28bは、X2Y2Z2軸(3軸)方向に駆動軸を有している。通常は一台の装置では駆動軸はXYZの3軸が上限であるが、本実施形態では、装置全体として6軸の駆動軸を有している。本実施形態では、通常の3軸よりも多い駆動軸を有するので、これを多軸化という。
プローブ30aは、スピンドル28aに設けられ、ワーク24上の位置を検出している。プローブ30bは、スピンドル28bに設けられ、ワーク24上の位置を検出している。
検出手段32aは、プローブ30aの位置情報に基づき該プローブ30aに対応するワーク測定部位の位置情報を得ている。検出手段32bも同様に、プローブ30bの位置情報に基づき該プローブ30bに対応する特定部位の位置情報を得ている。
駆動手段34aは、スピンドル28aをX1Y1Z1軸方向に駆動することにより、プローブ30aをX1Y1Z1軸方向に駆動している。駆動手段34bは、スピンドル28bをX2Y2Z2軸方向に駆動することにより、プローブ30bをX2Y2Z2軸方向に駆動している。
すなわち、第一測定ユニット14aは、プローブ30aをX1Y1Z1軸のうち所望の軸方向に駆動しながら、ワーク24上の特定部位の位置情報を得ている。
また、第二測定ユニット14bは、プローブ30bをX2Y2Z2軸のうち所望の軸方向に駆動しながら、ワーク24上の特定部位の位置情報を得ている。
また、コントローラ16は、ジョイスティック38が接続されている。オペレータはジョイスティック38よりの手動操作により、各測定ユニット14a,14bを動作させることもできる。
そして、コンピュータ18は、コントローラ16を介して、各測定ユニット14a,14bの動作を同時に制御している。
また、コンピュータ18は、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報を、コントローラ16を介して取得している。コンピュータ18は、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報をデータ処理し、ワーク24の寸法や形状等を求めている。
<多軸化>
本実施形態においては、一の筐体12に、二の測定ユニット14a,14b、コントローラ16、コンピュータ18が配置されている。
この結果、本実施形態においては、二の測定ユニット14a,14bにより、同一ワーク24上の異なる所望部位の位置情報を同時に取得することができる。
したがって、本実施形態においては、ワーク24の精密測定を高速に行うことができる。
本実施形態においては、レール26a、スピンドル28a、プローブ30a、検出手段32a及び駆動手段34aを一の測定ユニット14aとし、また、レール26b、スピンドル28b、プローブ30b、検出手段32b及び駆動手段34bを一の測定ユニット14bとし、測定ユニット14a,14bが所望の複数及び配置で筐体12に納められている。
本実施形態においては、筐体12に納められる測定ユニットの構成内容、及び配置の変更が容易となる。
したがって、本実施形態においては、制約の多いライン20に対しても、精密測定装置10の組込みを容易にしている。これにより、本実施形態においては、ライン20上を順次、流れてくるワーク24に対しても、精密測定を高速に行うことができる。
<共通座標系設定>
ところで、本実施形態においては、一の筐体12に二の測定ユニット14a,14bを設け、6軸方向よりの同時測定をしているが、多軸測定の効果を確実に得るためには、各測定ユニット14a,14bの座標系を共通化することが非常に重要である。
本実施形態においては、共通座標系設定手段40を、コントローラ16に設けている。
共通座標系設定手段40は、予め各測定ユニット14a,14bにより、同一の基準器を測定して得られた、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報に基づき、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報に対して共通の座標系を設定している。
共通座標系の設定後は、各測定ユニット14a,14bによりワーク24を測定して得られた、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報を、該共通座標系上の位置情報として得ることができる。
補正テーブルの取得後は、ワーク24を測定して得られた第二測定ユニット14bよりの、第二座標系(X2Y2Z2)上での位置情報(x2,y2,z2)を補正テーブルで補正し、第一座標系(X1Y1Z1)上での位置情報(x1,y1,z1)としている。
この結果、第一測定ユニット14aよりの位置情報(x1,y1,z1)と第二測定ユニット14bよりの位置情報(x2,y2,z2)とを、共通の第一座標系(X1Y1Z1)上での位置情報とすることができる。
したがって、本実施形態においては、各測定ユニット14a,14bよりの位置情報の座標系を共通化することにより、本実施形態の多軸測定による精密測定の高速化を確実に得ることができる。
また、本実施形態においては、一の筐体12内に複数の測定ユニット14a,14bを設け、6軸方向よりの同時測定をしているが、精密測定の更なる高速化のためには、プローブ30a,30b同士の接触等の干渉を防止することが非常に重要である。
このために本実施形態においては、図4に示されるような干渉防止機構48をコントローラ16に設けている。
同図に示す干渉防止機構48は、監視手段50と、駆動制御手段52とを備えている。
ここで、監視手段50は、各プローブ30a,30bの現在位置を常時監視している。
また、駆動制御手段52は、監視手段50により常時監視されている各プローブ30a,30bの現在位置が、所定の距離内に接近しないように、駆動手段34aによるプローブ30aの駆動及び駆動手段34bによるプローブ30bの駆動を制御する。
したがって、本実施形態においては、測定の高速化を確実に得ることができる。
例えばプローブ30aが特定位置に停止した状態で、プローブ30bが移動する例について説明する。
駆動制御手段は、同図(A)に示されるようにプローブ30aが特定の位置に停止していると判断すると、プローブ30aの現在位置の周囲に、接近禁止エリア54aを設定する。
また、駆動制御手段は、プローブ30bが特定位置で首を振った時にも、プローブ30bの現在位置が接近禁止エリア54に入らないように、プローブ30bの首振りを制御することもできる。
この結果、本実施形態においては、精密測定の多軸化を図りつつ、プローブ30a,30b同士の衝突等の干渉を確実に防ぐことができる。
したがって、本実施形態においては、精密測定の更なる高速化を図ることができる。
図6には本発明の第二実施形態にかかる精密測定装置110の概略構成が示されており、前記第一実施形態と対応する部分には符号100を加えて示し、説明を省略する。
本実施形態においては、第一測定ユニット114aに対応して第一コントローラ116a,第一コンピュータ118aが設置され、第二測定ユニット114bに対応して第二コントローラ116b,第二コンピュータ118bが設置されている。
そして、第一測定ユニット114aの動作制御は第一コントローラ116aにより行い、第二測定ユニット114bの動作制御は第二コントローラ116bにて行う。
一方、第一測定ユニット114aにより得られた測定データは、第一測定ユニット114aの座標系に従い得られるが、これは第一コンピュータ118aにより共通座標系に従ったデータに変換される。
このように第二実施形態にかかる装置によれば、第一測定ユニット114aの系統、及び第二測定ユニット114bの系統はいずれも単独で動作可能な独立系であるが、両者の相対位置を勘案した共通座標系を共有し、この共通座標系に基づく測定データを共有することにより、両測定ユニット114a,114bで得た情報を表示、検証することができる。
<測定ユニットの数>
なお、前記構成では、二の測定ユニットを用いて測定軸を6軸化し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、各測定ユニットの測定範囲が重複しないのであれば、任意のユニット数、例えば3ユニットによる9軸化、4ユニットによる12軸化、5ユニットによる15軸化等の更なる多軸化を図ることも好ましい。
また、本実施形態においては、精密測定の高速化を図るため、精密測定装置10の軽量化は非常に重要である。このために本実施形態においては、精密測定装置10の材質として、一般的な鉄に代えてアルミニウムを用いることが好適であり、特にアルミニウム製のレール26a,26bを用いることが特に好適である。
また、本実施形態においては、複数の測定ユニットにより、同一ワーク上の異なる所望部位を測定した例について説明したが、各測定ユニットがそれぞれ異なるワークを測定することも好ましい。
12 筐体
14a,14b,114a,114b 測定ユニット
16,116a,116b コントローラ
18,118a,118b コンピュータ
40 共通座標系設定手段
48 干渉防止機構
50 監視手段
52 駆動制御手段
Claims (5)
- 相対位置が特定された複数の測定ユニットと、該測定ユニットによるワーク測定部位の制御を行うコントローラと、前記測定ユニットにより得たワーク上の所望部位の位置情報を処理し該ワークの所望情報を求めるデータ処理部と、を備えた精密測定装置であって、
前記複数の測定ユニットはそれぞれ、固定部に対し所定の軸方向に移動する移動部、該移動部に設けられ、ワーク上の所望部位の位置を検出するためのプローブ、前記固定部に対する前記プローブの位置情報を得るための検出手段、及び前記移動部を駆動する駆動手段を備え、前記複数の測定ユニットにより、同一ワーク上の異なる所望部位の位置を測定して測定位置情報を出力し、
前記コントローラは、前記複数の測定ユニットにより同一ワーク上の異なる所望部位が測定されるように、該各測定ユニットの動作を制御し、
前記データ処理部は、前記各測定ユニットの相対位置情報及びプローブ位置情報に基づき、前記ワークの所望情報を求めており、
前記測定ユニットが、二以上の任意の数及び任意の位置で配置されたことを特徴とする精密測定装置。 - 請求項1記載の精密測定装置において、
予め前記各測定ユニットにより同一の基準器上の位置を測定して得られた、該各測定ユニットよりの測定位置情報に基づき、該各測定ユニットに対して共通の座標系を設定し、該共通座標系の設定後は、前記各測定ユニットによりワークを測定して得られた該各測定ユニットよりの位置情報を、該共通座標系上の位置情報とする共通座標系設定手段を備えたことを特徴とする精密測定装置。 - 請求項1または2記載の精密測定装置において、
一のコントローラ及び一のデータ処理部を有し、前記各測定ユニットの制御及び取得データ処理は該一のコントローラ及び一のデータ処理部で行われることを特徴とする精密測定装置。 - 請求項1または2記載の精密測定装置において、
前記各測定ユニットに対応して、それぞれコントローラ及びデータ処理部が設置され、各測定ユニットに対応したデータ処理部は、他の測定ユニットに対応したデータ処理部と共通座標系及び測定データの授受を行うことを特徴とする精密測定装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の精密測定装置において、
前記各測定ユニットのプローブの現在位置を常時監視している監視手段と、
前記監視手段により常時監視されている各プローブの現在位置が所定の距離内に接近しないように、該各測定ユニットの駆動手段によるプローブの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする精密測定装置。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06347256A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
JPH09257427A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nippon Steel Corp | 物体の寸法形状の計測方法及び装置 |
JPH09304003A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-28 | Hitachi Ltd | 接触式3次元計測方法およびそのシステム |
JP2009264839A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
JP2009264840A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
US20100281705A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-11-11 | Hexagon Metrology S.P.A. | Method of aligning arm reference system of a multiple-arm measurement machine |
JP2012107983A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Ihi Corp | ワーク寸法計測装置及びワーク寸法計測方法 |
-
2013
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06347256A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
JPH09257427A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nippon Steel Corp | 物体の寸法形状の計測方法及び装置 |
JPH09304003A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-28 | Hitachi Ltd | 接触式3次元計測方法およびそのシステム |
US20100281705A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-11-11 | Hexagon Metrology S.P.A. | Method of aligning arm reference system of a multiple-arm measurement machine |
JP2009264839A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
JP2009264840A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Mitsutoyo Corp | 形状測定装置 |
JP2012107983A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Ihi Corp | ワーク寸法計測装置及びワーク寸法計測方法 |
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