JP2943948B2 - モデル面計測方法 - Google Patents
モデル面計測方法Info
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- JP2943948B2 JP2943948B2 JP3146903A JP14690391A JP2943948B2 JP 2943948 B2 JP2943948 B2 JP 2943948B2 JP 3146903 A JP3146903 A JP 3146903A JP 14690391 A JP14690391 A JP 14690391A JP 2943948 B2 JP2943948 B2 JP 2943948B2
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- displacement sensor
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- angle
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型等のモデル特に接触
によって変形する恐れのあるモデルに対して水平旋回，
傾斜可能な非接触計測装置を用いてモデル面を計測する
方法に関する。
によって変形する恐れのあるモデルに対して水平旋回，
傾斜可能な非接触計測装置を用いてモデル面を計測する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】倣いフライス，デイジタイジングマシン
等では、倣いトレーサはＸ軸又はＹ軸方向にトラバース
方向が指令され、順次指定されたピッチ（通常等ピッ
チ）の測定点でセンサを測定基準距離にＺ軸位置決めし
てその時のＺ軸方向の値を測定し、この測定値を記憶し
て表面の形状を求めるものである。この倣いトレーサが
接触式のものはモデルと一定接触圧で接するため、クレ
イモデルなどのように柔らかい材料に対してデイジタイ
ジングが不可能であった。このため非接触式のレーザ式
変位センサを使用する計測装置が研究開発されている。
等では、倣いトレーサはＸ軸又はＹ軸方向にトラバース
方向が指令され、順次指定されたピッチ（通常等ピッ
チ）の測定点でセンサを測定基準距離にＺ軸位置決めし
てその時のＺ軸方向の値を測定し、この測定値を記憶し
て表面の形状を求めるものである。この倣いトレーサが
接触式のものはモデルと一定接触圧で接するため、クレ
イモデルなどのように柔らかい材料に対してデイジタイ
ジングが不可能であった。このため非接触式のレーザ式
変位センサを使用する計測装置が研究開発されている。
【０００３】レーザ変位センサは測定面に照射したレー
ザ光の拡散反射光が集光レンズを通って入射し受光面に
投射されそのスポットは、測定面がセンサの基準距離よ
り離れた量に比例して受光面の出力Ｏｖの基準点より離
れた位置に結像し、離れた量に対応する出力電圧を検出
し換算してＺ軸方向距離として計測するため、測定面が
照射ビーム軸に対して大きく傾斜すると反射光が入射し
ないか、弱くなって計測不能となる。この問題を解決す
る手法にレーザ変位センサを被測定面に対して傾斜させ
る方法がある。
ザ光の拡散反射光が集光レンズを通って入射し受光面に
投射されそのスポットは、測定面がセンサの基準距離よ
り離れた量に比例して受光面の出力Ｏｖの基準点より離
れた位置に結像し、離れた量に対応する出力電圧を検出
し換算してＺ軸方向距離として計測するため、測定面が
照射ビーム軸に対して大きく傾斜すると反射光が入射し
ないか、弱くなって計測不能となる。この問題を解決す
る手法にレーザ変位センサを被測定面に対して傾斜させ
る方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この知られている方法
では測定面に対してトラバース方向の一方向の傾斜しか
対応できず変位センサ進行方向に対して多方向に傾斜す
る面に対しては満足できるものでないという問題があっ
た。
では測定面に対してトラバース方向の一方向の傾斜しか
対応できず変位センサ進行方向に対して多方向に傾斜す
る面に対しては満足できるものでないという問題があっ
た。
【０００５】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたもので、その目的とするところは３６
０°水平旋回と所定角度の割出しが可能で割出し位置で
垂直傾斜が可能な機構を有する変位センサを用い測定場
所において色々の方向に傾斜しその傾斜角が変位センサ
の測定限界を超える場合の計測を可能とするモデル面計
測方法を提供しようとするものである。
点に鑑みなされたもので、その目的とするところは３６
０°水平旋回と所定角度の割出しが可能で割出し位置で
垂直傾斜が可能な機構を有する変位センサを用い測定場
所において色々の方向に傾斜しその傾斜角が変位センサ
の測定限界を超える場合の計測を可能とするモデル面計
測方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で３６０°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をＸ軸，Ｙ軸制御で位置させて被測定面
のＺ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Ｚ軸方向計測値と前記多数点におけるＺ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をＸ，Ｙ，
Ｚ軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のＺ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のＺ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくも
のである。
めに本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で３６０°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をＸ軸，Ｙ軸制御で位置させて被測定面
のＺ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Ｚ軸方向計測値と前記多数点におけるＺ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をＸ，Ｙ，
Ｚ軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のＺ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のＺ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくも
のである。
【０００７】
【作用】上記の方法によって連続した計測が実行され広
範囲・高精度な計測値が得られる。
範囲・高精度な計測値が得られる。
【０００８】
【実施例】以下図１〜図３にもとづき先ずレーザ変位セ
ンサの構造を説明する。図示しない公知の三次元方向に
移動制御可能な工作機械の移動ヘッド１１の先端に以下
に示すトレーサヘッドが取付けられている。ヘッド１１
の中心と同心の軸受１２に旋回体１３が回転可能に軸承
され，この旋回体１３はヘッド１１のブラケット１４に
設けたロータリアクチュエータなどの水平回転モータ１
５によって３６０°旋回されるようになっている。この
ブラケット１４の下側の同心円上８等分位置にリミット
スイッチＬＳ１を基準位置として順次リミットスイッチ
ＬＳ１〜ＬＳ８が取付けられており旋回体１３の突起１
３ａでオンオフされる。旋回体１３の中心にはクランプ
シリンダ１６が形成されており、これに嵌装されるピス
トン１７のロッド１８の下端に水平旋回フレーム１９が
吊り下げられている。
ンサの構造を説明する。図示しない公知の三次元方向に
移動制御可能な工作機械の移動ヘッド１１の先端に以下
に示すトレーサヘッドが取付けられている。ヘッド１１
の中心と同心の軸受１２に旋回体１３が回転可能に軸承
され，この旋回体１３はヘッド１１のブラケット１４に
設けたロータリアクチュエータなどの水平回転モータ１
５によって３６０°旋回されるようになっている。この
ブラケット１４の下側の同心円上８等分位置にリミット
スイッチＬＳ１を基準位置として順次リミットスイッチ
ＬＳ１〜ＬＳ８が取付けられており旋回体１３の突起１
３ａでオンオフされる。旋回体１３の中心にはクランプ
シリンダ１６が形成されており、これに嵌装されるピス
トン１７のロッド１８の下端に水平旋回フレーム１９が
吊り下げられている。
【０００９】また旋回体１３にはクランプシリンダ１６
に対して左右対称位置に設けた案内シリンダ２１ａ，２
１ｂが設けられていて、シリンダに嵌装されたピストン
２２ａ，２２ｂのピストンロッド２３ａ，２３ｂの下端
が水平旋回フレーム１９と連結されており、ピストン２
２ａ，２２ｂの下側に介挿した圧縮ばね２４ａ，２４ｂ
によって常時吊り上げられた状態に保たれている。水平
旋回フレーム上端には所定角度本例では８等分４５°に
割出し可能な爪数を有する爪クラッチ２６が固設されて
おり、ヘッド１１に固定した相手側の同数の爪を有する
爪クラッチ２７と常時噛合い状態になされている。
に対して左右対称位置に設けた案内シリンダ２１ａ，２
１ｂが設けられていて、シリンダに嵌装されたピストン
２２ａ，２２ｂのピストンロッド２３ａ，２３ｂの下端
が水平旋回フレーム１９と連結されており、ピストン２
２ａ，２２ｂの下側に介挿した圧縮ばね２４ａ，２４ｂ
によって常時吊り上げられた状態に保たれている。水平
旋回フレーム上端には所定角度本例では８等分４５°に
割出し可能な爪数を有する爪クラッチ２６が固設されて
おり、ヘッド１１に固定した相手側の同数の爪を有する
爪クラッチ２７と常時噛合い状態になされている。
【００１０】水平旋回フレーム１９にその旋回軸心と直
交する軸心を有するクランプシリンダ体３０が軸受３１
で水平軸で旋回可能に軸承されており、旋回中心のシリ
ンダにピストン３２が嵌装されていてそのロッド３３に
は例えば４５°割出し可能な爪数を有する爪クラッチ３
４が取付けられており、水平旋回フレーム１９にクラン
プシリンダ体３０と同心に設けられた相手側の同数の爪
を有する爪クラッチ３５に噛合っている。また爪クラッ
チ３４には垂直旋回フレーム３７が固設されているとと
もにシリンダ体３０に螺設した複数本の回り止めボルト
３８が軸方向摺動可能に挿通されていてシリンダ体３０
と一体回転可能になされている。
交する軸心を有するクランプシリンダ体３０が軸受３１
で水平軸で旋回可能に軸承されており、旋回中心のシリ
ンダにピストン３２が嵌装されていてそのロッド３３に
は例えば４５°割出し可能な爪数を有する爪クラッチ３
４が取付けられており、水平旋回フレーム１９にクラン
プシリンダ体３０と同心に設けられた相手側の同数の爪
を有する爪クラッチ３５に噛合っている。また爪クラッ
チ３４には垂直旋回フレーム３７が固設されているとと
もにシリンダ体３０に螺設した複数本の回り止めボルト
３８が軸方向摺動可能に挿通されていてシリンダ体３０
と一体回転可能になされている。
【００１１】そして垂直旋回フレーム３７には水平旋回
フレーム１９の旋回中心と同心のレーザビームを発光す
る三角測距可能なレーザ変位センサ３９が取付けられて
いる。そして投射光と、反射光とを含む計測面の方向
（計測方向と称す）で基準位置のＬＳ１を作動するよう
旋回体１３の突起１３ａとが対応する関係にある。この
レーザ変位センサ３９は反射面角度により計測値が変化
する。 さらに水平旋回フレーム１９にはシリンダ体３０
の旋回中心と同心にロータリアクチュエータなどの垂直
旋回モータ４１が取付けられており、その出力軸に回り
止めボルト３８と連結するばね受体４２が取付けられて
おり、このばね受体４２と爪クラッチ３４との間に圧縮
ばね４３が介挿されていて、爪クラッチ３４が常時固定
の爪クラッチ３５と噛合い状態になされている。ばね受
体４２には突起４２ａが設けられていて水平旋回フレー
ム１９の内側にばね受体と同心円上４５°の位置に設け
た２個のリミットスイッチＬＳ１１，ＬＳ１２をオンオ
フする。
フレーム１９の旋回中心と同心のレーザビームを発光す
る三角測距可能なレーザ変位センサ３９が取付けられて
いる。そして投射光と、反射光とを含む計測面の方向
（計測方向と称す）で基準位置のＬＳ１を作動するよう
旋回体１３の突起１３ａとが対応する関係にある。この
レーザ変位センサ３９は反射面角度により計測値が変化
する。 さらに水平旋回フレーム１９にはシリンダ体３０
の旋回中心と同心にロータリアクチュエータなどの垂直
旋回モータ４１が取付けられており、その出力軸に回り
止めボルト３８と連結するばね受体４２が取付けられて
おり、このばね受体４２と爪クラッチ３４との間に圧縮
ばね４３が介挿されていて、爪クラッチ３４が常時固定
の爪クラッチ３５と噛合い状態になされている。ばね受
体４２には突起４２ａが設けられていて水平旋回フレー
ム１９の内側にばね受体と同心円上４５°の位置に設け
た２個のリミットスイッチＬＳ１１，ＬＳ１２をオンオ
フする。
【００１２】図４は制御図でＮＣ装置５１には指令部，
演算部，比較部，関数発生部，駆動部を有する送り軸制
御部５２を含み、ここからの指令でサーボモータ５３，
５６，５９によりＸ，Ｙ，Ｚ軸送りねじ５４，５７，６
０を駆動し、その送り現在位置がエンコーダ５５，５
８，６１より送り軸制御部５２にフイードバックされ
る。
演算部，比較部，関数発生部，駆動部を有する送り軸制
御部５２を含み、ここからの指令でサーボモータ５３，
５６，５９によりＸ，Ｙ，Ｚ軸送りねじ５４，５７，６
０を駆動し、その送り現在位置がエンコーダ５５，５
８，６１より送り軸制御部５２にフイードバックされ
る。
【００１３】また指令部，演算部，比較部，角度選択
部，駆動部を有する傾斜制御部６３を含み、ここからの
水平旋回指令でクランプシリンダ１６の切換弁６４，水
平回転モータ１５を作動させる。切換弁６４は４ポート
２位置制御切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁を介して
クランプシリンダ１６の両側の室に送るエアを切換え
る。傾斜指令でクランプシリンダ体３０のシリンダの切
換弁６５，垂直旋回モータ４１を作動させる。切換弁６
５は４ポート２位置切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁
を介してシリンダ体３０シリンダの両側に送るエアを切
換える。さらに選択した水平，垂直の角度位置を送り軸
制御部５２に出力して測定点位置の補正を行う。
部，駆動部を有する傾斜制御部６３を含み、ここからの
水平旋回指令でクランプシリンダ１６の切換弁６４，水
平回転モータ１５を作動させる。切換弁６４は４ポート
２位置制御切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁を介して
クランプシリンダ１６の両側の室に送るエアを切換え
る。傾斜指令でクランプシリンダ体３０のシリンダの切
換弁６５，垂直旋回モータ４１を作動させる。切換弁６
５は４ポート２位置切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁
を介してシリンダ体３０シリンダの両側に送るエアを切
換える。さらに選択した水平，垂直の角度位置を送り軸
制御部５２に出力して測定点位置の補正を行う。
【００１４】また読取り部，演算部，比較部，記憶部を
有する計測処理部６７を含み、レーザ変位センサ３９の
計測値を読み取り、またＸ，Ｙ，Ｚ軸のエンコーダの現
在値を入力して中心測定点に対して回りの８点のＺ軸距
離を測定して中心測定点との最大差に対する中心測定点
の水平面との傾斜角度を算出し且つその正負により前進
側傾斜か後退側傾斜かを判断するとともに中心に対する
測定点の方向を記憶し傾斜制御部６３に出力する。
有する計測処理部６７を含み、レーザ変位センサ３９の
計測値を読み取り、またＸ，Ｙ，Ｚ軸のエンコーダの現
在値を入力して中心測定点に対して回りの８点のＺ軸距
離を測定して中心測定点との最大差に対する中心測定点
の水平面との傾斜角度を算出し且つその正負により前進
側傾斜か後退側傾斜かを判断するとともに中心に対する
測定点の方向を記憶し傾斜制御部６３に出力する。
【００１５】図５において７１はレーザ変位センサ３９
の出力読取回路、７２は計測データのデータ記憶回路、
７３は記憶した８点Ｚ軸測定データと中心測定点のＺ軸
測定データとの最大差を判定する判定回路、７４は最大
差に対応する面の水平面に対する傾斜角を計算する角度
演算回路、７５はレーザ変位センサ３９の反射面角度に
よる変化の小さい角度限界値を設定値として最大差に対
応する角度と比較する比較回路、７６はデータ記憶回路
７２の中から最大差の方向を選定する旋回角度選定回
路、７７はモータ等のアクチュエータ，クラッチ等を作
動させる出力回路、７８はレーザ変位センサを旋回・傾
斜させることにより中心測定点に対する測定点の変位量
を補正値（＋側，−側を含む）として算出する演算回
路、７９はサーボモータ駆動回路である。
の出力読取回路、７２は計測データのデータ記憶回路、
７３は記憶した８点Ｚ軸測定データと中心測定点のＺ軸
測定データとの最大差を判定する判定回路、７４は最大
差に対応する面の水平面に対する傾斜角を計算する角度
演算回路、７５はレーザ変位センサ３９の反射面角度に
よる変化の小さい角度限界値を設定値として最大差に対
応する角度と比較する比較回路、７６はデータ記憶回路
７２の中から最大差の方向を選定する旋回角度選定回
路、７７はモータ等のアクチュエータ，クラッチ等を作
動させる出力回路、７８はレーザ変位センサを旋回・傾
斜させることにより中心測定点に対する測定点の変位量
を補正値（＋側，−側を含む）として算出する演算回
路、７９はサーボモータ駆動回路である。
【００１６】このように構成された測定手順を制御フロ
ーを示す図６にもとづき説明する。計測開始指令が出さ
れるとステップＳ１においてヘッド１１はＸ，Ｙ，Ｚ軸
移動制御されて垂直位置にあるレーザ変位センサ３９が
被測定面の測定開始点に位置決めされる。レーザ変位セ
ンサの計測方向はトラバース方向（Ｘ軸方向）を向きＬ
Ｓ１をオンしている状態とする。そしてレーザ変位セン
サを旋回しないでヘッド１１をＸ，Ｙ軸移動制御して例
えば測定開始点Ｐ1 を中心として半径数ｍｍの半径Ｒの
同心円上３６０°を、トラバース方向を基準として時計
方向に爪クラッチで割出し可能な４５°の８等分点Ｑ1
〜Ｑ8 に順次レーザ変位センサをＸ軸・Ｙ軸の制御移動
して、サンプリング点Ｑ 1 〜Ｑ 8 及び中心測定開始点Ｐ
1 の各Ｚ軸距離をレーザ変位センサで測定し出力読取り
回路７１で読取りデータ記憶回路７２に記憶するととも
に対応角度は、サンプリング点Ｑ１をトラバース方向
（Ｘ軸）０°とし、サンプリング点へのＸ軸，Ｙ軸の座
標値より演算して点Ｑ２を４ ５°、点Ｑ３を９０°……
点Ｑ８を３１５°を記憶する。なお測定点は位置決め点
Ｐ1 を中心に正方形として４５°の８等分点とすること
も自由である。
ーを示す図６にもとづき説明する。計測開始指令が出さ
れるとステップＳ１においてヘッド１１はＸ，Ｙ，Ｚ軸
移動制御されて垂直位置にあるレーザ変位センサ３９が
被測定面の測定開始点に位置決めされる。レーザ変位セ
ンサの計測方向はトラバース方向（Ｘ軸方向）を向きＬ
Ｓ１をオンしている状態とする。そしてレーザ変位セン
サを旋回しないでヘッド１１をＸ，Ｙ軸移動制御して例
えば測定開始点Ｐ1 を中心として半径数ｍｍの半径Ｒの
同心円上３６０°を、トラバース方向を基準として時計
方向に爪クラッチで割出し可能な４５°の８等分点Ｑ1
〜Ｑ8 に順次レーザ変位センサをＸ軸・Ｙ軸の制御移動
して、サンプリング点Ｑ 1 〜Ｑ 8 及び中心測定開始点Ｐ
1 の各Ｚ軸距離をレーザ変位センサで測定し出力読取り
回路７１で読取りデータ記憶回路７２に記憶するととも
に対応角度は、サンプリング点Ｑ１をトラバース方向
（Ｘ軸）０°とし、サンプリング点へのＸ軸，Ｙ軸の座
標値より演算して点Ｑ２を４ ５°、点Ｑ３を９０°……
点Ｑ８を３１５°を記憶する。なお測定点は位置決め点
Ｐ1 を中心に正方形として４５°の８等分点とすること
も自由である。
【００１７】ステップＳ２において判定回路７３により
測定点８点のＺ軸方向データＺｓｒと中心測定点のＺ軸
方向データＺ1 との最大差ΔＺｎ及びその正負を判定す
る。ステップＳ３において最大差と半径Ｒとより水平面
に対する傾斜角θ＝ｔａｎ-1（ΔＺｎ／Ｒ）を角度演算
回路７４で求める。ステップＳ４において、例えばレー
ザ変位センサの反射面角度による計測誤差の変化により
計測値の変化の小さい角度が±４５°とすれば設定値は
４５°で傾斜角｜θ｜≧４５°かを比較回路７５で判断
する。ＹＥＳであればステップＳ６において旋回角度選
定回路７６によりデータ記憶回路７２に記憶されたＺｓ
ｒとＺ１との差及びその対応角度の中から最大差ΔＺｎ
となった方向を選定して呼び出しレーザ変位センサ３９
をその位置に水平旋回割出させる。即ち出力回路７７に
よって切換弁６４を切換えクランプシリンダ１６の上室
にエアを送りピストン１７を下降させる。ピストンロッ
ド１８を介して水平旋回フレーム１９が下降される。こ
れによりクラッチ２６，２７の噛合いが外され、水平回
転モータ１５が旋回され最大差の方向のリミットスイッ
チをオンして水平回転モータ１５が停止されるととも
に、切換弁６４が切換えられエアがクランプシリンダ１
６の下室に送られピストン１７の上昇で水平旋回フレー
ム１９が上昇しクラッチ２６，２７が噛合い割出しが完
了し、レーザ変位センサの計測方向が最大差の方向を向
く。
測定点８点のＺ軸方向データＺｓｒと中心測定点のＺ軸
方向データＺ1 との最大差ΔＺｎ及びその正負を判定す
る。ステップＳ３において最大差と半径Ｒとより水平面
に対する傾斜角θ＝ｔａｎ-1（ΔＺｎ／Ｒ）を角度演算
回路７４で求める。ステップＳ４において、例えばレー
ザ変位センサの反射面角度による計測誤差の変化により
計測値の変化の小さい角度が±４５°とすれば設定値は
４５°で傾斜角｜θ｜≧４５°かを比較回路７５で判断
する。ＹＥＳであればステップＳ６において旋回角度選
定回路７６によりデータ記憶回路７２に記憶されたＺｓ
ｒとＺ１との差及びその対応角度の中から最大差ΔＺｎ
となった方向を選定して呼び出しレーザ変位センサ３９
をその位置に水平旋回割出させる。即ち出力回路７７に
よって切換弁６４を切換えクランプシリンダ１６の上室
にエアを送りピストン１７を下降させる。ピストンロッ
ド１８を介して水平旋回フレーム１９が下降される。こ
れによりクラッチ２６，２７の噛合いが外され、水平回
転モータ１５が旋回され最大差の方向のリミットスイッ
チをオンして水平回転モータ１５が停止されるととも
に、切換弁６４が切換えられエアがクランプシリンダ１
６の下室に送られピストン１７の上昇で水平旋回フレー
ム１９が上昇しクラッチ２６，２７が噛合い割出しが完
了し、レーザ変位センサの計測方向が最大差の方向を向
く。
【００１８】次いでステップＳ７でクランプシリンダ体
３０のエア回路の切換弁６５を切換えてシリンダの右室
（図１）にエアを送りピストン３２を左行させピストン
ロッド３３を介して爪クラッチ３４を移動させ噛合いを
外す。そして最大差の正負により前進側傾斜か後退側傾
斜かを判断して垂直旋回モータ４１を旋回させリミット
スイッチＬＳ１１又はＬＳ１２の信号で停止させてレー
ザ変位センサ３９を４５°傾斜させる。切換弁６５を切
換えてエアをシリンダの左室に送りピストン３２，爪ク
ラッチ３４を右行させてクラッチ３４，３５を噛合わせ
固定する。
３０のエア回路の切換弁６５を切換えてシリンダの右室
（図１）にエアを送りピストン３２を左行させピストン
ロッド３３を介して爪クラッチ３４を移動させ噛合いを
外す。そして最大差の正負により前進側傾斜か後退側傾
斜かを判断して垂直旋回モータ４１を旋回させリミット
スイッチＬＳ１１又はＬＳ１２の信号で停止させてレー
ザ変位センサ３９を４５°傾斜させる。切換弁６５を切
換えてエアをシリンダの左室に送りピストン３２，爪ク
ラッチ３４を右行させてクラッチ３４，３５を噛合わせ
固定する。
【００１９】ステップＳ８においてレーザ変位センサが
傾斜したことにより変位した測定点の中心測定点に対す
る変位量を補正値演算回路７８により算出する。ステッ
プＳ９によりモータ駆動回路７９によりサーボモータ５
３，５６，５９を回転してヘッド１１を移動制御してセ
ンサ測定点の変位量分を補正して測定点を中心測定点に
一致させる。ステップＳ１０において中心測定点のＺ軸
方向測定値を出力読取回路７１で読み取り被測定面のデ
ータとしてデータ記憶回路７２に記憶する。傾斜させた
レーザ変位センサの姿勢を立て直しクランプシンリダ１
６を作用させてクラッチを外し、水平旋回モータ１５で
旋回させてセンサの計測方向をトラバース方向としクラ
ッチを噛み合わせる。ステップＳ１１において指令され
たセンサトラバース方向に指定ピッチの所定量移動さ
せ、ステップＳ１に移行し順次この動作を繰り返し中心
測定点位置を計測して全測定範囲をトラバースする。ス
テップＳ４においてＮＯであれば、ステップＳ５におい
てセンサの旋回を行わずそのままステップＳ１０に移行
して中心測定点のＺ軸方向計測値を記憶して、ステップ
Ｓ１に移行するものである。
傾斜したことにより変位した測定点の中心測定点に対す
る変位量を補正値演算回路７８により算出する。ステッ
プＳ９によりモータ駆動回路７９によりサーボモータ５
３，５６，５９を回転してヘッド１１を移動制御してセ
ンサ測定点の変位量分を補正して測定点を中心測定点に
一致させる。ステップＳ１０において中心測定点のＺ軸
方向測定値を出力読取回路７１で読み取り被測定面のデ
ータとしてデータ記憶回路７２に記憶する。傾斜させた
レーザ変位センサの姿勢を立て直しクランプシンリダ１
６を作用させてクラッチを外し、水平旋回モータ１５で
旋回させてセンサの計測方向をトラバース方向としクラ
ッチを噛み合わせる。ステップＳ１１において指令され
たセンサトラバース方向に指定ピッチの所定量移動さ
せ、ステップＳ１に移行し順次この動作を繰り返し中心
測定点位置を計測して全測定範囲をトラバースする。ス
テップＳ４においてＮＯであれば、ステップＳ５におい
てセンサの旋回を行わずそのままステップＳ１０に移行
して中心測定点のＺ軸方向計測値を記憶して、ステップ
Ｓ１に移行するものである。
【００２０】
【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。レーザ変位センサを被測定面の測定点
における最大傾斜角並びにその正負に対応するように方
向を自動選択するので広範囲な計測角を得ることができ
るとともに高精度の計測が可能である。
の効果を奏する。レーザ変位センサを被測定面の測定点
における最大傾斜角並びにその正負に対応するように方
向を自動選択するので広範囲な計測角を得ることができ
るとともに高精度の計測が可能である。
【図１】本発明に用いるレーザ変位センサの取付構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】レーザ変位センサの水平旋回割出しを示す図で
ある。
ある。
【図４】制御図である。
【図５】制御ブロック線図である。
【図６】制御のフローを示す図である。
１１ ヘッド １３ 旋回体 １５ 水平回転モータ １６ クランプシリンダ １７，３２ ピストン １９ 水平旋回フレーム ２６，２７，３４，３５ 爪クラッチ ３０ クランプシリンダ体 ３７ 垂直旋回フレーム ３９ レーザ変位センサ ４１ 垂直旋回モータ ４２ ばね受体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23Q 33/00 - 35/48 B23Q 15/00 305 G01B 11/24
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ，Ｙ，Ｚ軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で３６０°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をＸ軸，Ｙ軸制御で位置させて被測定面
のＺ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Ｚ軸方向計測値と前記多数点におけるＺ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をＸ，Ｙ，
Ｚ軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のＺ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のＺ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくこ
とを特徴とするモデル面計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146903A JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146903A JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05318290A JPH05318290A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2943948B2 true JP2943948B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15418180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3146903A Expired - Lifetime JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943948B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009051242A1 (ja) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 倣い装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2542615B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1996-10-09 | 三菱電機株式会社 | 加工線テイ−チング方法 |
| JPH01188254A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Fanuc Ltd | 非接触倣いデジタイジング方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3146903A patent/JP2943948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009051242A1 (ja) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 倣い装置 |
| JP2009115782A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-28 | Toshiba Corp | 倣い装置 |
| EP2192406A1 (en) * | 2007-10-19 | 2010-06-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Profiling apparatus |
| EP2192406A4 (en) * | 2007-10-19 | 2011-05-04 | Toshiba Kk | PROFILE DEVICE |
| US8191422B2 (en) | 2007-10-19 | 2012-06-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Copying apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05318290A (ja) | 1993-12-03 |
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