JP2909374B2 - 測定物の方向決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手動３次元測定機等に
おいて、タッチ信号プローブで検出された測定点に対し
て測定物がいずれの方向に存在しているかを決定するた
めの測定物の方向決定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タッチ信号プローブを使用して円の半径
や面の角度等を測定する場合、プローブを手動操作して
測定物の必要箇所に接触させ、必要な数の測定点の位置
情報を取得し、これらの位置情報から必要な計測値を算
出する。測定点の位置情報は、プローブ中心の位置情報
として求められるので、計測値の算出には測定物がプロ
ーブに対していずれの方向に存在するかを決定しておか
なくてはならない。

【０００３】従来、測定点に対して測定物がいずれの方
向に存在しているかを決定する方法としては、図７に示
すように、プローブ先端１１が測定物１２に接触してタ
ッチ信号が出力された後、プローブ先端１１が測定物１
２から離れ、その距離が所定の距離ｄに達したら、その
プローブ位置Ｐａから測定点Ｐｂに至る方向を測定方向
と決定するという方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、次のような問題がある。即ち、一般に作業者
は、測定物にプローブを接触させたのち、次の測定箇所
にできるだけ速やかにプローブを移動させるため、図７
の点線矢印で示すように、タッチ後のプローブを測定物
１２の測定面に沿って移動させることが多い。特に、測
定面が円弧等の場合、極端なケースでは、測定箇所への
入る角度と測定箇所から出る角度とが９０°を超えるこ
とがある。また、プローブを測定物に接触させたときの
勢いが大きいと、プローブが測定物を乗り越えしまうこ
ともある。この場合、プローブに対する測定物の正しい
方向を決定することができない。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、タッチ後のプローブの軌道に拘ら
ず、常に測定点に対する測定物の方向を正しく決定する
ことができる測定物の方向決定方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る測定物の方
向決定方法は、タッチ信号プローブの位置を所定の間隔
でサンプリングする第１のステップと、このステップで
サンプリングされた点ＰＳと過去にサンプリングされて
記憶されている第１の点Ｐ１との距離が所定の距離ｄを
超えたら前記第１の点Ｐ１を第２の点Ｐ２として記憶
し、前記サンプリング点ＰＳを第１の点Ｐ１として記憶
する第２のステップと、前記タッチ信号プローブからタ
ッチ信号が入力されたら前記タッチ信号プローブの位置
Ｐを検出し、前記第２の点Ｐ２から前記プローブの位置
Ｐの方向を測定方向として決定する第３のステップとを
備えたことを特徴とする。

【０００７】本発明の好ましい態様においては、前記第
３のステップが、前記タッチ信号プローブからタッチ信
号が入力されたら前記タッチ信号プローブの位置Ｐと前
記第１の点Ｐ１との距離を判定し、この距離が所定の距
離ｄを超えている場合には、前記第１の点Ｐ１から前記
プローブの位置Ｐの方向を測定方向として決定すること
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、タッチ信号プローブの位置を
所定の間隔でサンプリングしておき、過去のサンプリン
グ点として第１及び第２の点Ｐ１，Ｐ２を記憶する。点
Ｐ１，Ｐ２は、予め決められた距離ｄよりもやや大きな
距離だけ離れ、点Ｐ１と現サンプリング点ＰＳとの距離
がｄより大きくなると、Ｐ２がＰ１に、Ｐ１がＰＳに更
新される。そして、タッチ信号が入力されると、点Ｐ２
からプローブ位置Ｐの方向が測定方向として決定され
る。このような処理を行うことにより、測定方向をタッ
チ後のプローブの軌跡からではなく、タッチ前のプロー
ブの軌跡から決定することができる。

【０００９】一般に、測定物にプローブを手動操作によ
って接触させる場合、接触前では、接触面に対してほぼ
直角にプローブを移動させるため、このような接触前の
軌跡によって測定物の方向を決定すれば、常に測定点に
対する測定物の方向を正しく決定することができる。

【００１０】距離ｄが余り長すぎると、接触直前の方向
が正しく検出できず、短すぎると測定機の最小の読みが
１つ誤ったときの方向検出誤差が大きい。これを考慮し
て距離ｄを決定する。

【００１１】タッチ信号プローブからタッチ信号が入力
されたときに、サンプリングのタイミングによっては、
プローブ位置Ｐと第１の点Ｐ１との距離が所定の距離ｄ
を超えていて、まだＰ１，Ｐ２が更新されていない場合
が発生し得る。こような場合には、Ｐ１からＰの方向を
測定方向として決定することにより、常に距離ｄをわず
か超える長さで方向判定を行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明の実施
例に係る測定物の方向決定方法について説明する。図１
は、本発明の実施例に係る３次元測定機の機能ブロック
図である。測定物１の必要箇所を手動操作によって接触
させるタッチ信号プローブ２の移動は、エンコーダ３に
よって検出され、その位置は、ＸＹＺカウンタ４によっ
て計数される。ＸＹＺカウンタ４で求められるプローブ
２の位置情報は、サンプリング部５によってサンプリン
グされる。サンプリング部５は、タイマー６からの一定
時間間隔、例えば２０μsec 間隔のサンプリング信号に
よって位置情報をサンプリングする。

【００１３】サンプリング部５でサンプリングされた位
置情報は、Ｐ１，Ｐ２更新部７に供給される。Ｐ１，Ｐ
２更新部７は、サンプリング点ＰＳに応じて過去のサン
プリング点Ｐ１，Ｐ２を適宜更新し、メモリ８に格納す
る。方向決定部９は、タッチ信号プローブ２から出力さ
れるタッチ信号を入力すると、メモリ８に格納された過
去のサンプリング点Ｐ１，Ｐ２に基づいて測定物の方向
を決定する。

【００１４】次に、このように構成された３次元測定機
の測定物の方向決定処理について説明する。いま、プロ
ーブ２の先端位置が、図２の点線矢印のように移動した
場合、サンプリング部５は、タイマー６から一定の時間
間隔で入力されるサンプリング信号に従ってその位置情
報をサンプリングする。サンプリング点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐ
ｃ，…間の距離は、プローブ２の移動速度によって変化
する。点Ｐａが第１の点Ｐ１であるとして、点Ｐｃがサ
ンプリング点ＰＳとしてサンプリングされると、Ｐｃ−
Ｐａが距離ｄを超えるので、Ｐ１がＰ２に更新され、Ｐ
ＳがＰ１に更新される。同じく、点Ｐｆがサンプリング
点ＰＳとしてサンプリングされた場合にも、Ｐｆ−Ｐｃ
が距離ｄを超えるので、Ｐ１がＰ２に更新され、ＰＳが
Ｐ１に更新される。

【００１５】この処理は、サンプリング信号が入力され
る度に図３に示す処理をサンプリング部５及びＰ１，Ｐ
２更新部７で実行することによって実現される。即ち、
先ずＰＳをサンプリングし（Ｓ１）、Ｐ１−ＰＳ≦ｄで
ある場合にはなにも処理を行わず（Ｓ２）、Ｐ１−ＰＳ
＞ｄである場合には、Ｐ２にＰ１を格納し、Ｐ１にＰＳ
を格納する（Ｓ２，Ｓ３）。

【００１６】また、タッチ信号が入力されたら、方向決
定部９を起動し、図４に示すような処理を実行する。即
ち、タッチ信号を検出したときのプローブの位置Ｐを検
出する（Ｓ１１）。次に、Ｐ−Ｐ１がｄよりも大きいか
どうかを判定し（Ｓ１２）、小さい場合には、Ｐ２から
Ｐの方向を測定方向とし（Ｓ１３）、大きい場合には、
Ｐ１からＰの方向を測定方向とする（Ｓ１４）。

【００１７】図５（ａ）に示すように、測定点ＰとＰ１
との距離がｄより短い場合には、Ｐ１からＰへの方向検
出の精度が低下するので、Ｐ２からＰを測定方向とし、
同図（ｂ）のように、測定点ＰとＰ１との距離がｄより
長い場合には、方向検出の精度は十分であるため、Ｐ１
からＰを測定方向とする。これにより、測定方向を決定
する測定長を短すぎず且つ長すぎない適度な距離に維持
することができる。

【００１８】距離ｄを、図６に示すように、測定機の目
量（digit） の６倍程度に設定すれば、目量が１つ誤っ
たときの方向検出誤差を０．１ｒａｄ程度に抑えること
ができる。より具体的には、距離ｄは目量の１０倍程度
（１０μm 程度）が好ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、測
定方向をタッチ後のプローブの軌跡からではなく、タッ
チ前のプローブの軌跡から決定するようにしているの
で、タッチ後のプローブの軌道に拘らず、常に測定点に
対する測定物の方向を正しく決定することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る３次元測定システムの
機能ブロック図である。

【図２】 同システムにおけるサンプリング及びＰ１，
Ｐ２更新処理を説明するための図でる。

【図３】 同処理のフローチャートである。

【図４】 同システムにおける方向決定部の処理を示す
フローチャートである。

【図５】 同方向決定処理を説明するための図である。

【図６】 同システムにおける最適距離ｄの決め方を説
明するための図である。

【図７】 従来の方向決定方法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…測定物、２…タッチ信号プローブ、３…エンコー
ダ、４…ＸＹＺカウンタ、５…サンプリング部、６…タ
イマー、７…Ｐ１，Ｐ２更新部、８…メモリ、９…方向
決定部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タッチ信号プローブの位置を所定の間隔
   でサンプリングする第１のステップと、 このステップでサンプリングされた点ＰＳと過去にサン
   プリングされて記憶されている第１の点Ｐ１との距離が
   所定の距離ｄを超えたら前記第１の点Ｐ１を第２の点Ｐ
   ２として記憶し、前記サンプリング点ＰＳを第１の点Ｐ
   １として記憶する第２のステップと、 前記タッチ信号プローブからタッチ信号が入力されたら
   前記タッチ信号プローブの位置Ｐを検出し、前記第２の
   点Ｐ２から前記プローブの位置Ｐの方向を測定方向とし
   て決定する第３のステップとを備えたことを特徴とする
   測定物の方向決定方法。
2. 【請求項２】 前記第３のステップは、前記タッチ信号
   プローブからタッチ信号が入力されたら前記タッチ信号
   プローブの位置Ｐと前記第１の点Ｐ１との距離を判定
   し、この距離が所定の距離ｄを超えている場合には、前
   記第１の点Ｐ１から前記プローブの位置Ｐの方向を測定
   方向として決定するステップであることを特徴とする請
   求項１記載の測定物の方向決定方法。