JP2585992B2 - Probe angle control device for electric probe - Google Patents
Probe angle control device for electric probeInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プローブの向きをモーター制御により変え
られる電動プローブのプローブ角度制御装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe angle control device for an electric probe that can change the direction of a probe by motor control.
従来、３次元測定機では、Ｚ軸スピンドルの先端に種
々のプローブを交換して取付られるようになっている。
そして、これらのプローブの中には、プローブの向きを
モータ制御により変えられる電動プローブと呼ばれてい
るものがある。Conventionally, in a three-dimensional measuring machine, various probes can be exchanged and attached to the tip of a Z-axis spindle.
Some of these probes are called electric probes that can change the direction of the probe by motor control.
このような電動プローブは、例えば、プローブ本体に
対しＺ軸スピンドルの軸を回転中心として回転する第１
部材と、第１部材にＺ軸スピンドルの軸に直交する回転
軸によって回転自在に設けられた第２部材（スタイラス
を有する）と、を有し、第１部材と第２部材とは、それ
ぞれステッピングモータにより所定角度毎に位置決めが
行なわれるよう構成されている。Such an electric probe is, for example, a first probe that rotates around the axis of a Z-axis spindle with respect to the probe body.
A first member and a second member (having a stylus) rotatably provided on the first member by a rotation axis orthogonal to the axis of the Z-axis spindle, wherein the first member and the second member are each stepped. The motor is configured to perform positioning at predetermined angles.
そして、第１部材、第２部材の回転角を制御するため
にドライブユニットが設けられている。ドライブユニッ
トは第１部材と第２部材とを回転するステッピングモー
タに接続され、オペレータがマニュアルで第１部材と第
２部材の回転角を制御できるように構成されている。A drive unit is provided to control the rotation angles of the first member and the second member. The drive unit is connected to a stepping motor that rotates the first member and the second member, and is configured so that an operator can manually control the rotation angles of the first member and the second member.
従って、オペレータは、ワークの測定要素に応じて、
スタイラスの向きを所望の方向にするように、ドライブ
ユニットを用いてプローブの角度制御を行なっている。Therefore, the operator, depending on the measurement element of the workpiece,
The drive unit is used to control the angle of the probe so that the stylus is oriented in a desired direction.
しかしながら、プローブの角度は、ワークの測定要素
に応じて選定する必要があるため、測定要素の形状、向
き等によっては、オペレータの角度制御操作が煩雑で操
作性が悪い、という欠点があった。However, since the angle of the probe needs to be selected according to the measurement element of the workpiece, there is a disadvantage that the angle control operation by the operator is complicated and the operability is poor depending on the shape, orientation, and the like of the measurement element.
本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、プローブの角度制御の操作性を良くすることを目的
とする。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to improve the operability of controlling the angle of a probe.
（問題点を解決するための手段） 上記問題点の解決のために本発明では、指令信号に応
じた角度に回転されるプローブの回転角度を制御する装
置において、ワークの設計形状を表す図面データを有
し、該図面データから前記ワークの設計形状の視覚表示
をディスプレイ上に行なう表示手段と、測定要素を指定
する指定手段を有し、指定された要素を前記ディスプレ
イ上に表示する指定手段と、載物台上に置かれた前記ワ
ークの座標系を入力する座標系入力手段と、前記図面デ
ータと前記ワークの座標系とから、前記指定された測定
要素の方向を演算する第１演算手段と、該演算手段の出
力に応じた前記プローブの角度を演算し、前記指令信号
を出力する第２演算手段と、を設けたことを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, according to the present invention, in an apparatus for controlling a rotation angle of a probe rotated to an angle corresponding to a command signal, drawing data representing a design shape of a work. Display means for visually displaying the design shape of the workpiece from the drawing data on a display, and designation means for designating a measurement element, and designation means for displaying the designated element on the display. A coordinate system inputting means for inputting a coordinate system of the work placed on the stage, and a first calculating means for calculating a direction of the specified measuring element from the drawing data and the coordinate system of the work And second calculation means for calculating the angle of the probe according to the output of the calculation means and outputting the command signal.
本発明においては、オペレータは測定要素とワーク座
標系とを入力するのみで、電動プローブの向きが最適な
方向に角度設定される。In the present invention, the operator simply inputs the measurement element and the work coordinate system, and the direction of the electric probe is set to an optimal direction.
第１図は本発明の一実施例のブロック図である。表示
手段１は、図面データを記憶する記憶部10とディスプレ
イ部11を有し、図面データに応じてディスプレイ部にワ
ークの３次元図形を表示する。記憶部10としては、いわ
ゆるCADを用いることができる。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. The display means 1 has a storage unit 10 for storing drawing data and a display unit 11, and displays a three-dimensional figure of the work on the display unit according to the drawing data. A so-called CAD can be used as the storage unit 10.
指定手段２はダブレットなどの指定部材を有し、ディ
スプレイ部11の３次元図形上の測定要素を指定していく
ものである。すなわち、オペレータはタブレットを用い
てディスプレイ部11上のカーソルを測定対象とする測定
要素（面と円等）上に移動し、測定要素である旨指定す
ることにより、ディスプレイ部11上に測定要素である旨
表示されると共に、指定した測定要素の図面データが第
１演算手段４に出力される。The designation means 2 has a designation member such as a doublet, and designates a measurement element on the three-dimensional figure of the display unit 11. That is, the operator moves the cursor on the display unit 11 onto a measurement element (a surface, a circle, or the like) to be measured using a tablet, and designates the measurement element. In addition to displaying the fact, the drawing data of the designated measurement element is output to the first calculation means 4.
座標系入力手段３は、３次元測定機の載物台上に置か
れたワーク（ディスプレイ部11に表示されているものに
対応する）の座標系を入力し、第１演算手段に出力す
る。すなわち、記憶部10の図面データは、所定の座標系
に基づくものであるから、実際の測定対象であるワーク
との整合性を必要とする。従って、ワークの座標系を知
ることが必要となる。The coordinate system input means 3 inputs a coordinate system of a work (corresponding to that displayed on the display unit 11) placed on the stage of the three-dimensional measuring machine, and outputs the coordinate system to the first calculating means. That is, since the drawing data in the storage unit 10 is based on the predetermined coordinate system, it needs to be consistent with the work to be actually measured. Therefore, it is necessary to know the coordinate system of the work.
第１演算手段４は、記憶部10、指定手段２からの信号
によって、測定要素の図面データを選択すると共に、得
られた図面データを、座標系入力手段３からのワークの
座標系によるデータに座標変換する。その後、このよう
にして得られた測定要素のデータを３次元測定機の有す
る機械座標系のデータに再変換し、測定要素の方向を演
算して第２演算手段５に出力する。測定要素の方向とし
ては、例えば測定要素が平面の場合には、法線の方向、
測定要素が円筒の場合には軸方向等が選ばれる。The first calculating means 4 selects the drawing data of the measurement element according to the signal from the storage unit 10 and the specifying means 2 and converts the obtained drawing data into data based on the coordinate system of the workpiece from the coordinate system input means 3. Perform coordinate transformation. After that, the data of the measurement element obtained in this way is re-converted into data of the machine coordinate system of the three-dimensional measuring machine, the direction of the measurement element is calculated and output to the second calculation means 5. As the direction of the measurement element, for example, when the measurement element is a plane, the direction of the normal,
When the measuring element is a cylinder, the axial direction or the like is selected.
第２演算手段５は、第１演算手段４から出力された測
定要素の方向に応じて、あらかじめ定めた関係から測定
に最適なプローブ６の角度を演算し、プローブ６の角度
を決定する指令信号を出力する。この指令信号は、例え
ばプローブ６がステッピングモータで角度制御されるも
のでは、パルスの数となる。The second computing means 5 computes an optimum angle of the probe 6 for measurement from a predetermined relationship in accordance with the direction of the measurement element output from the first computing means 4, and issues a command signal for determining the angle of the probe 6. Is output. This command signal is, for example, the number of pulses when the angle of the probe 6 is controlled by a stepping motor.
第２図（ａ）、（ｂ）は、電動プローブ６の一例を示
す図であって、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は
第２図（ａ）のＡ矢視図である。2 (a) and 2 (b) are views showing an example of the electric probe 6, wherein FIG. 2 (a) is a front view, and FIG. 2 (b) is an arrow A in FIG. 2 (a). FIG.
３次元測定機のＺ軸スピンドル20にはクランプ21が設
けられ、プローブ本体61のシャンク60を押圧固定する。
プローブ本体61には第１部材62がＺ軸スピンドル20の軸
l1を回転中心として回転するようになっている。この回
転は、例えばステッピングモータによる。第１部材62に
は、軸l1に直交する方向l2に回転軸63を備えた第２部材
64が、第２図（ｂ）の範囲Ｂで回転自在に設けられてい
る。第２部材64の回転も例えばステッピングモータによ
り行なわれる。第２部材64にはスタイラス65が設けられ
ている。A clamp 21 is provided on the Z-axis spindle 20 of the three-dimensional measuring machine, and presses and fixes the shank 60 of the probe main body 61.
The first member 62 has the axis of the Z-axis spindle 20
It is designed to rotate around l 1 as the center of rotation. This rotation is performed by, for example, a stepping motor. The first member 62, second member having a rotational axis 63 in the direction l 2 perpendicular to the axis l 1
64 is provided rotatably in a range B of FIG. 2 (b). The rotation of the second member 64 is also performed by, for example, a stepping motor. A stylus 65 is provided on the second member 64.
このような構造であるから、オペレータはディスプレ
イ11を見ながら指定手段２によって測定要素を指定し、
座標系入力手段３によって載物台上のワークの座標系を
入力するのみで、電動プローブの向きが最適な方向に角
度設定される。With such a structure, the operator designates the measurement element by the designation means 2 while looking at the display 11,
Only by inputting the coordinate system of the work on the stage by the coordinate system input means 3, the angle of the direction of the electric probe is set to the optimal direction.
次に、第１図の第１演算手段４と第２演算手段５とを
コンピュータで構成した場合のフローチャートを第３図
に示し、以下に説明する。Next, a flowchart in the case where the first arithmetic means 4 and the second arithmetic means 5 in FIG. 1 are constituted by a computer is shown in FIG. 3 and will be described below.
まず、表示手段１の図面データのうち、指定手段２で
指定された測定要素のデータを入力し（ステップ30）、
座標系入力手段２からもワーク座標系を入力する（ステ
ップ31）。次いでステップ30で入力したデータをステッ
プ31で入力したワーク座標系のデータに変換する（ステ
ップ32）。そしてステップ33で測定要素が平面か円筒か
を判別する（実際には他の要素も考慮する必要がある
が、ここでは説明を簡単にするために省略する）。平面
であれば、機械座標系のＸ−Ｙ面に対する傾きが45度以
下か否かを判断し（ステップ34）、45度以下であれば、
プローブ６の角度は基準方向（Ｚ軸方向）とする（ステ
ップ35）。一方、機械座標系のＸ−Ｙ面に対する傾きが
45度より大きい場合には、面の法線方向にプローブ６の
角度を決定する（ステップ36）。ステップ35、36で決定
された角度は、プローブ６を駆動する指令信号に変換さ
れて、プローブ６に送出される（ステップ45）。First, of the drawing data of the display means 1, data of the measurement element designated by the designation means 2 is inputted (step 30),
The work coordinate system is also input from the coordinate system input means 2 (step 31). Next, the data input in step 30 is converted into the data of the work coordinate system input in step 31 (step 32). Then, in step 33, it is determined whether the measurement element is a plane or a cylinder (actually, other elements need to be considered, but are omitted here for the sake of simplicity). If it is a plane, it is determined whether or not the inclination of the machine coordinate system with respect to the XY plane is 45 degrees or less (step 34).
The angle of the probe 6 is set to the reference direction (Z-axis direction) (step 35). On the other hand, the inclination of the machine coordinate system with respect to the XY plane is
If it is larger than 45 degrees, the angle of the probe 6 is determined in the direction normal to the surface (step 36). The angles determined in steps 35 and 36 are converted into command signals for driving the probe 6 and sent to the probe 6 (step 45).
一方、ステップ33で、測定要素が円筒であると判断す
ると、ステップ37で円筒の深さが所定深さ以上であるか
否かを判断する。ここで定める所定深さは、プローブ６
の第１部材62から突出している第２部材64の長さを基準
とする。所定深さより小さければ、プローブ６の角度を
円筒の軸方向に設定する（ステップ38）。通常、円筒
は、軸方向位置の異なる断面において第１円及び第２円
が測定される。しかしながら、円筒が短い（浅い）場合
は所定の平面内の円（平面図形）として処理するので上
側（浅い位置）にある第２円のみ測定される。従って、
上記の如くプローブ６を設定すれば、プローブ６はワー
クと干渉しない。また、所定深さ以上の場合には、円筒
の軸方向を検査し（ステップ39）、機械座標系のＺ方向
であれば、円筒の径を検査し（ステップ40）、この径が
プローブ61の径以下のとき、第２部材64の角度を第２円
の軸方向に設定し（ステップ41）、さらに第２円よりも
深い位置に設定した第１円をプローブ６の第２部材64が
ワークに干渉せずに測定できる角度に設定する（ステッ
プ42）。ステップ40で円筒の径がプローブ本体61の径よ
り大きいときは、第２部材64の角度を第２円の軸方向に
設定し（ステップ43）、円筒内にプローブ本体61を投入
した時に本体61が円筒と干渉しないような角度を設定す
る（ステップ44）。ステップ38、42、44が終了するとス
テップ45に入る。On the other hand, if it is determined in step 33 that the measurement element is a cylinder, it is determined in step 37 whether the depth of the cylinder is equal to or greater than a predetermined depth. The predetermined depth determined here is the probe 6
The length of the second member 64 protruding from the first member 62 is used as a reference. If the depth is smaller than the predetermined depth, the angle of the probe 6 is set in the axial direction of the cylinder (step 38). Usually, a cylinder measures a first circle and a second circle in cross sections at different axial positions. However, when the cylinder is short (shallow), it is processed as a circle (planar figure) in a predetermined plane, so that only the second circle on the upper side (shallow position) is measured. Therefore,
If the probe 6 is set as described above, the probe 6 does not interfere with the work. If the depth is equal to or more than the predetermined depth, the axial direction of the cylinder is inspected (step 39), and if it is the Z direction of the machine coordinate system, the diameter of the cylinder is inspected (step 40). When the diameter is equal to or less than the diameter, the angle of the second member 64 is set in the axial direction of the second circle (step 41), and the second member 64 of the probe 6 sets the first circle set at a position deeper than the second circle. The angle is set so that it can be measured without interference (step 42). If the diameter of the cylinder is larger than the diameter of the probe body 61 in step 40, the angle of the second member 64 is set in the axial direction of the second circle (step 43), and when the probe body 61 is inserted into the cylinder, Is set such that does not interfere with the cylinder (step 44). When steps 38, 42 and 44 are completed, step 45 is entered.
なお、ステップ44における設定角度について詳述する
に、設定角度は円筒の内部にプローブ本体61が楽に入れ
る所定値である。それによって、プローブ６はスタイラ
ス65の先端を曲げたままで、プローブ本体61が没入する
まで円筒内に入り込むことができる。Note that the set angle in step 44 will be described in detail. The set angle is a predetermined value that the probe main body 61 easily fits inside the cylinder. Thereby, the probe 6 can enter the cylinder until the probe main body 61 is immersed, with the tip of the stylus 65 being bent.
以上の説明で明らかなように、プローブの角度が変化
するから、キャリブレーションが必要となる。そのた
め、載物台上にリファレンスボールを固定しておき、プ
ローブの傾きが変化する毎に、リファレンスボールを測
定するようなプログラムを３次元測定機の動作シーケン
スに入れておけば、ワークの測定に先立ってキャリブレ
ーションを行なうことができる。しかしながら、このキ
ャリブレーションは従来も行なわれていることであるか
ら詳述はしない。As is clear from the above description, since the angle of the probe changes, calibration is required. Therefore, if a reference ball is fixed on the stage and a program for measuring the reference ball is included in the operation sequence of the three-dimensional measuring machine every time the inclination of the probe changes, it can be used for workpiece measurement. Calibration can be performed in advance. However, since this calibration has been performed conventionally, it will not be described in detail.
以上述べたように本発明によれば、測定要素とワーク
座標系とを入力するのみで、電動プローブの向きが最適
な方向に角度設定されるので、きわめて操作性の良いプ
ローブ角度制御装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, the angle of the electric probe is set to the optimal direction only by inputting the measurement element and the work coordinate system, so that a probe angle control device with extremely high operability is obtained. be able to.
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図
（ａ）、（ｂ）は電動プローブの一例を示す図、第３図
は第１図の演算手段をコンピュータで構成した場合のフ
ローチャート、である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……表示手段 ２……指定手段 ３……座標系入力手段 ４……第１演算手段 ５……第２演算手段FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are views showing an example of an electric probe, and FIG. 3 is a diagram in the case where the calculating means of FIG. It is a flowchart. [Description of Signs of Main Parts] 1... Display means 2... Designation means 3... Coordinate system input means 4... First calculation means 5.
フロントページの続き (72)発明者 佐野 雄一 東京都品川区西大井１丁目６番３号 日 本光学工業株式会社大井製作所内 (56)参考文献 実開 昭62−168419（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (72) Inventor Yuichi Sano 1-6-3 Nishioi, Shinagawa-ku, Tokyo Nihon Kogaku Kogyo Co., Ltd. Oi Works (56) References Japanese Utility Model 1987-168419 (JP, U)
Claims (1)
ブの回転角度を制御する装置において、 ワークの設計形状を表す図面データを有し、該図面デー
タから前記ワークの視覚表示をディスプレイ上に行う表
示手段と、 測定要素を指定する指定部材を有し、指定された要素を
前記ディスプレイ上に表示する指定手段と、 載物台上に置かれた前記ワークの座標系を入力する座標
系入力手段と、 前記図面データと前記ワークの座標系とから、前記指定
された測定要素の方向を演算する第１演算手段と、 該演算手段の出力に応じた前記プローブの角度を演算
し、前記指令信号を出力する第２演算手段と、を有する
ことを特徴とする角度制御装置。An apparatus for controlling a rotation angle of a probe which is rotated to an angle corresponding to a command signal, comprising drawing data representing a design shape of a work, and displaying a visual display of the work from the drawing data on a display. Display means for performing the measurement, a designation member for designating a measurement element, and designation means for displaying the designated element on the display; and a coordinate system input for inputting a coordinate system of the work placed on a stage. Means, first calculating means for calculating the direction of the specified measuring element from the drawing data and the coordinate system of the workpiece, and calculating the angle of the probe according to the output of the calculating means, An angle control device, comprising: a second calculating unit that outputs a signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62121784A JP2585992B2 (en) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | Probe angle control device for electric probe |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62121784A JP2585992B2 (en) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | Probe angle control device for electric probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285610A JPS63285610A (en) | 1988-11-22 |
| JP2585992B2 true JP2585992B2 (en) | 1997-02-26 |
Family
ID=14819808
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62121784A Expired - Fee Related JP2585992B2 (en) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | Probe angle control device for electric probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585992B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099875A (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 卡尔·马尔控股有限公司 | For measuring instrument without rocking bar measuring system |
| US10962347B2 (en) | 2017-06-21 | 2021-03-30 | Carl Mahr Holding Gmbh | Measuring system with a ball bearing guide unit for a measuring instrument |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0501690D0 (en) | 2005-01-27 | 2005-03-02 | Renishaw Plc | Articulating device |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62121784A patent/JP2585992B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099875A (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 卡尔·马尔控股有限公司 | For measuring instrument without rocking bar measuring system |
| CN109099875B (en) * | 2017-06-21 | 2020-08-07 | 卡尔·马尔控股有限公司 | Rocker-free measuring system for measuring instrument |
| US10962343B2 (en) | 2017-06-21 | 2021-03-30 | Carl Mahr Holding Gmbh | Rocker-free measuring system for a measuring instrument |
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Also Published As
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| JPS63285610A (en) | 1988-11-22 |
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|---|---|---|---|
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