JP3056636B2 - 三次元座標測定機の測定座標設定方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三次元座標測定機での使
用に適した測定座標設定方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元座標測定機は予め設定した測定座
標（原点とＸ・Ｙ・Ｚの３基準軸で構成される空間座
標）に測定点を投影して演算し被測定物（以下、「ワー
ク」という。）の三次元寸法を算出する。測定座標は三
次元座標測定機が持っている機械座標そのものを使用す
る方法もあるがワークの姿勢を機械座標に厳密に合わせ
る必要があり作業能率がよくないため、通常はワークを
任意の姿勢にセットしワーク上に測定座標を設定する。

【０００３】図５は従来の測定座標設定装置の構成を示
すブロック図である。三次元座標測定機１０で測定され
た測定データはデータ入力部５３に取り込まれる。外部
入力部５２はキーボード等であり、測定項目信号・測定
座標設定信号・測定終了信号等各種の信号を手入力す
る。演算部５４ではデータ入力部５３に取り込まれた測
定データを外部入力部５２から出力された測定項目信号
に基づいて演算をするとともに、外部入力部５２から出
力された測定座標設定信号に基づいて測定座標を設定す
る。設定された測定座標は記憶部５６に記憶される。

【０００４】図６は従来の測定座標設定ステップを示す
フローチャートである。測定座標は後述するように基準
平面・原点・基準軸の３項目に分け、各項目ごとに次の
作業を行う。まず、作業者は測定座標が設定されている
か否か判断し（ステップ６１）、完了していなければ、
外部入力部５２から測定項目を入力して（ステップ６
２）、三次元座標測定機１０で基準取り測定を行い（ス
テップ６３）外部入力部５２から測定終了信号を入力す
る（ステップ６４）。これによって演算部５４で測定デ
ータを測定項目に沿って演算して測定部分の測定値を算
出し（ステップ６５）、さらに作業者が外部入力部５２
から測定座標設定信号を入力すると（ステップ６６）、
演算部５４では算出した測定値から測定座標を設定する
（ステップ６７）。こうして測定座標の設定が完了する
と通常のワーク測定に入る（ステップ６８）。

【０００５】次に測定座標設定の方法を例によって詳述
する。図４はワーク上に測定座標を設定する例を示した
図である。このワーク２０では上面と二つの穴２０ａと
２０ｂの各々の中心によって測定座標を設定し、各穴２
０ｃ・２０ｄ等を測定しようとしている。図４上が平面
図、図４下が正面図であり、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸は機械座
標を表している。座標を表す矢印以外の矢印は測定方向
を表している。

【０００６】まず、外部入力部５２から測定項目として
「平面測定」を入力し三次元座標測定機１０でワーク２
０の上面の４点Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄを測定し（平面測定であ
るので３点以上であればよい）、外部入力部５２から測
定終了信号を入力する。すると、この測定データはデー
タ入力部５３から演算部５４に送られ外部入力部５２か
らの平面測定信号に基づいて演算部５４ではＡ・Ｂ・Ｃ
・Ｄの４点から平面を演算する。次に外部入力部５２か
ら「平面補正」を入力し、さらに「原点指定」を入力す
ると演算された平面が基準平面として設定される。これ
によってこの平面に垂直な軸（図４の例ではＺ1 軸）の
方向が設定される。

【０００７】次に外部入力部５２から「穴測定」を入力
し三次元座標測定機１０でワーク２０の穴２０ａを測定
し、外部入力部５２から測定終了信号を入力すると、こ
の測定データはデータ入力部５３から演算部５４に送ら
れる。演算部５４では測定データを先程設定した基準平
面に投影し、外部入力部５２からの穴測定信号に基づい
て演算し２０ａの中心を算出する。次に外部入力部５２
から「原点指定」を入力すると穴２０ａの中心（基準平
面上の点）が原点として設定される。

【０００８】さらに外部入力部５２で「穴測定」を入力
し三次元座標測定機１０でワーク２０の穴２０ｂを測定
し、外部入力部５２から測定終了信号を入力すると、こ
の測定データはデータ入力部５３から演算部５４に送ら
れる。演算部５４では測定データを先程設定した基準平
面に投影し、外部入力部５２からの穴測定信号に基づい
て演算し２０ｂの中心を算出する。次に外部入力部５２
から「基準軸指定」を入力すると穴２０ｂの中心（基準
平面上の点）と先程設定された原点とを結ぶ直線が演算
され２番目の基準軸（図４の例ではＸ1 軸）として設定
される。同時に原点を通り２番目の基準軸に直角で基準
平面上の軸が３番の基準軸（図４の例ではＹ1 軸）とし
て設定される。以上から原点と３本の基準軸が設定され
測定座標が設定される。この後ワーク測定が行われると
測定データは設定された測定座標を基準にして演算され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定座
標を設定するには前述したように作業者は、測定座標の
全ての項目の設定が完了されているかどうかを確認し、
完了されていなければ外部入力部５２から未完了の測定
座標項目に該当する測定項目を手入力した後基準取り測
定を行い、測定が終わると外部入力部５２から測定終了
信号を入力するとともに再度外部入力部５２から測定座
標設定信号を入力するという作業を行わなければならな
い。従って、作業が煩わしく測定座標設定に時間がかか
るとともに測定座標の設定誤りが発生しやすいという問
題がある。また、同様な形状のワークを繰り返し測定す
る場合でも、毎回同様の測定座標設定手順を構築する必
要があり、測定作業能率が向上しないという問題があ
る。

【００１０】また、このような問題を解決する方法の一
つが、当出願人によって「特願平５−２９６０７２号」
として出願されている。この方法は概略次のようになっ
ている。作業者は外部入力部で既設定の測定座標を解除
した後、測定座標の設定方法を「自動」と入力すると、
自動的に測定座標の設定状態が判別され、測定座標の設
定が完了していないと表示部にその状態が表示される。
これによって作業者が基準取り測定を行い、外部入力部
から測定終了信号を入力すると、データ判別部で自動的
に基準取り測定のデータが有効かどうか判別される。有
効と判別された測定データは演算部に送られて演算され
測定座標が設定される。一つの測定座標項目が設定され
ると未完了の測定座標項目が表示部に表示されるので、
作業者は次の基準取り測定作業を行う。測定座標の全て
の項目の設定が完了すると表示部に測定座標が完了した
ことが表示されるので、通常のワーク測定に入る。

【００１１】すなわち、この方法では、測定座標の設定
状態を自動的に判別するとともに、作業者が測定した基
準取り測定のデータの有効性を自動的に判別し演算して
測定座標を設定するので、作業者による測定座標の設定
状態の判別が不要であるとともに、測定項目のキー入力
が不要となり前述した問題（作業が煩わしく測定座標設
定に時間がかかる。測定座標の設定誤りが発生しやす
い。同様な形状のワークでも毎回同様の測定座標設定手
順を構築する必要がある。）が解決される。

【００１２】しかしながら、この方法では測定座標設定
形式が予め決まっており、例えば、基準平面が設定され
た後に穴を測定するとその穴の中心が原点に設定され、
次に別の穴を測定するとその中心と原点とを結ぶ軸が基
準軸に設定されるようになっている。つまり、この方法
は特定の測定座標設定形式に用いる方法であり、各種の
測定座標設定形式が選択できない。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、測定座標の設定が容易で短時間で設定でき、測
定座標の設定誤りが発生しにくいとともに、同様な形状
のワークを繰り返し測定する場合に毎回同様の測定座標
設定手順を構築する必要がなく、さらに各種の測定座標
設定形式が選択できる三次元座標測定機の測定座標設定
方法及びその装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、三次元座標測定機の測定座標設定方法を （イ）各種の測定座標設定形式を予め設定し記憶してお
く。 （ロ）記憶された測定座標設定形式の中から作業者が該
当する測定座標設定形式を選択する。 （ハ）測定座標設定形式が選択されると、測定座標設定
状態が自動的に判別され、測定座標設定状態と次の基準
取り測定項目が表示される。 （ニ）作業者が表示された基準取り測定項目の測定を行
い、終了信号を入力する。（ホ）終了信号が入力される
と、自動的に測定データが演算されて測定部分の測定値
が算出されるとともに、選択された測定座標設定形式に
基づいて、算出された測定値から自動的に測定座標が設
定される。以上のようにした。

【００１５】また、本発明は前記目的を達成するため
に、三次元座標測定機の測定座標設定装置を、 （イ）ワークの三次元寸法の測定が可能な三次元座標測
定機１０ （ロ）各種の測定座標設定形式を記憶する設定形式記憶
部１１ （ハ）記憶された測定座標設定形式の中から該当する測
定座標設定形式を選択するとともに測定終了信号を入力
する外部入力部１２ （ニ）三次元座標測定機１０で測定したデータを取り込
むデータ入力部１３ （ホ）取り込まれたデータから測定部分の測定値を算出
する演算部１４ （ヘ）算出された測定値から選択された測定座標設定形
式に基づいて測定座標を設定する座標設定部１５ （ト）前記設定された測定座標を記憶する座標記憶部１
６ （チ）測定座標の設定状態を判別するとともに次の基準
取り測定項目を指示する判断部１７ （リ）判断部１７からの信号によって測定座標の設定状
態と次の基準取り測定項目を表示する表示部１８ 以上のように構成した。

【００１６】

【作用】本発明によれば、設定形式記憶部１１に予め記
憶された測定座標設定形式の中から外部入力部１２で作
業者が該当する測定座標設定形式を選択すると、判断部
１７で自動的に測定座標の設定状態が判別されるととも
に次の基準取り測定項目が指示されて、表示部１８に測
定座標の設定状態と次の基準取り測定項目が表示され
る。作業者が表示された基準取り測定項目を三次元座標
測定機１０で測定し、外部入力部１２から終了信号を入
力すると、測定データがデータ入力部１３から演算部１
４に送られる。演算部１４では測定データから測定部分
の測定値を算出し、座標設定部１５では選択された測定
座標設定形式に基づいて、算出された測定値から測定座
標を設定する。設定された測定座標は記憶部１６に記憶
される。

【００１７】

【実施例】本発明に係る測定座標設定装置の実施例の構
成を表すブロック図を図２に示す。図２において、設定
形式記憶部１１には予め各種の測定座標設定形式が記憶
されている。外部入力部１２は絵文字表示機能付きの操
作ボックスで測定座標設定形式の選択や測定終了信号の
入力をする。外部入力部１２では設定形式記憶部１１に
予め記憶された各種の測定座標設定形式（図３に例を示
す）を表示する。表示数は一度に１０程度であるが画面
を切り換えることによって多数の測定座標設定形式を表
示することができる。三次元座標測定機１０で測定され
た測定データはデータ入力部１３に取り込まれ、演算部
１４に送られる。演算部１４ではデータ入力部１３から
送られてきた測定データから測定部分の測定値を算出す
る。座標設定部１５は外部入力部１２で選択された測定
座標設定形式に基づいて、算出された測定値から測定座
標を設定する。設定された測定座標は座標記憶部１６に
記憶される。判断部１７では測定座標の設定状態を判別
するとともに次の基準取り測定項目を指示する。表示部
１８では判断部１７からの信号によって測定座標の設定
状態と次の基準取り測定項目を表示し作業者に知らせ
る。

【００１８】本発明に係る実施例の測定座標設定のフロ
ーチャートを図１に示す。作業者が外部入力部１２で設
定形式記憶部１１に予め記憶された各種の測定座標設定
形式の中から該当する測定座標設定形式を選択すると
（ステップ３１）、判断部１７で自動的に測定座標の設
定状態が判別され（ステップ３３）、表示部１８に測定
座標の設定状態と次の基準取り測定項目が表示される
（ステップ３４）。表示された基準取り測定項目を作業
者が三次元座標測定機１０で測定し（ステップ３５）、
外部入力部１２から終了信号を入力すると（ステップ３
６）、測定データがデータ入力部１３から演算部１４に
送られ、演算部１４では測定データから測定部分の測定
値が算出される（ステップ３７）。ステップ３１で選択
された測定座標設定形式に基づいて、算出された測定値
から座標設定部１５で一つの測定座標項目が設定される
（ステップ３８）。一つの測定座標項目が設定されると
次の測定座標項目の基準取り測定項目が表示部１８に表
示されるので、作業者はステップ３５からの作業を続け
る。測定座標の全ての項目の設定が完了すると表示部１
８に測定座標が完了したことが表示されるので（ステッ
プ４１）、通常のワーク測定に入る（ステップ４２）。

【００１９】次に測定座標設定の方法の例を従来の場合
と同様に図４によって詳述する。作業者が外部入力部１
２で設定形式記憶部１１に記憶された各種の測定座標設
定形式の中から該当する測定座標設定形式（この場合
は、図３に示した測定座標設定形式Ｈ）を選択すると、
表示部１８に全ての測定座標項目が設定されていない旨
表示されるとともに、測定座標設定のため最初の基準取
り測定項目である「平面測定」が表示されるので、三次
元座標測定機１０でワーク２０の上面の点Ａ・Ｂ・Ｃ・
Ｄを上方から測定し、外部入力部１２から測定終了信号
を入力する。すると、この測定データはデータ入力部１
３から演算部１４に送られ、Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの４点から
平面が算出される。次に、外部入力部１２で選択された
測定座標設定形式Ｈに基づいて、座標設定部１５で算出
された平面が基準平面として設定される。同時にこの平
面に垂直な軸（図４の例ではＺ1 軸）の方向が設定され
る。

【００２０】基準平面が設定されると表示部１８に基準
平面が設定された旨表示されるとともに、測定座標設定
のため次の基準取り測定項目である「穴測定」が表示さ
れるので、三次元座標測定機１０でワーク２０の穴２０
ａを測定し外部入力部１２から測定終了信号を入力す
る。すると、この測定データはデータ入力部１３から演
算部１４に送られ、先程設定された基準平面に投影され
て演算され穴２０ａの中心が算出される。次に、外部入
力部１２で選択された測定座標設定形式Ｈに基づいて、
座標設定部１５で算出された穴２０ａ中心（基準平面上
の点）が原点として設定される。

【００２１】基準平面と原点が設定されると表示部１８
に基準平面と原点が設定された旨表示されるとともに、
測定座標設定のため次の基準取り測定項目である「穴測
定」が表示されるので、三次元座標測定機１０でワーク
２０の穴２０ｂを測定し外部入力部１２から測定終了信
号を入力する。すると、データ入力部１３から演算部１
４に送られ、先程設定された基準平面に投影して演算し
穴２０ｂの中心が算出される。次に、外部入力部１２で
選択された測定座標設定形式Ｈに基づいて座標設定部１
５で穴２０ｂと先程設定された原点とを結ぶ直線が演算
されて２番目の基準軸（図４の例ではＸ1 軸）が設定さ
れる。同時に基準平面と原点を通り基準軸に直角な軸が
３番目の基準軸（図４の例ではＹ1 軸）として設定され
る。以上から原点と３本の基準軸が設定され測定座標が
設定される。この後ワーク測定が行われると測定データ
は設定された測定座標を基準にして演算される。

【００２２】前述の説明では測定座標設定形式Ｈの場合
について説明したが、次に、図３に示すその他の測定座
標設定形式について概説する。ただし、基準平面の設定
については説明を省略する。測定座標設定形式Ｉは穴２
１ａの中心と穴２１ｂの中心を結ぶ直線をＸ軸とし、穴
２１ａの中心と穴２１ｂの中心の中点を原点に設定する
場合で、穴２１ａの測定をした後穴２１ｂを測定する。
測定座標設定形式Ｊは穴２２ａの中心と穴２２ｂの中心
を結ぶ直線に平行で穴２２ｃを通る直線をＸ軸とし、穴
２２ｃの中心を原点に設定する場合で、穴２２ａ、穴２
２ｂ、穴２２ｃの順に測定する。測定座標設定形式Ｋは
穴２３ａの中心と穴２３ｂの中心を結ぶ直線に平行でｆ
だけオフセットした直線をＸ軸とし、穴２３ａの中心か
らｈだけオフセットしＸ軸に直角な直線をＹ軸（Ｘ軸と
Ｙ軸の交点が原点）に設定する場合で、穴２３ａ、穴２
３ｂの順に測定するとともにオフセット量ｆおよびｈを
外部入力部１２から入力する。測定座標設定形式Ｌは原
点の位置は測定座標設定形式Ｋの場合と同様であるが、
測定座標設定形式Ｋで設定したＸ軸とＹ軸に対してθだ
け傾いた直線をＸ軸とＹ軸に設定する場合で、穴２４
ａ、穴２４ｂの順に測定するとともにオフセット量ｆお
よびｈの他に傾き角度θを外部入力部１２から入力す
る。なお、測定座標設定形式は図３に示したものは一例
であり、これに限らず、各種の測定座標設定形式を設定
し記憶させておくことができることはいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、設
定形式記憶部１１に予め記憶された測定座標設定形式の
中から外部入力部１２で作業者が該当する測定座標設定
形式を選択すると、判断部１７で自動的に測定座標の設
定状態が判別されるとともに次の基準取り測定項目が指
示されて、表示部１８に測定座標の設定状態と次の基準
取り測定項目が表示される。作業者が表示された基準取
り測定項目を三次元座標測定機１０で測定し、外部入力
部１２から終了信号を入力すると、測定データがデータ
入力部１３から演算部１４に送られる。演算部１４では
測定データから測定部分の測定値を算出し、座標設定部
１５では選択された測定座標設定形式に基づいて、算出
された測定値から測定座標を設定する。したがって、測
定座標の設定が容易で短時間で設定でき、測定座標の設
定誤りが発生しにくいとともに、同様な形状のワークを
繰り返し測定する場合に毎回同様の測定座標設定手順を
構築する必要がなく、さらに各種の測定座標設定形式を
選択できる三次元座標測定機の測定座標の設定方法及び
その装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定座標設定方法の実施例のフロ
ーチャート

【図２】本発明に係る測定座標設定装置の実施例の構成
を示すブロック図

【図３】本発明に係る測定座標設定装置に使用される測
定座標設定形式の例を示す図

【図４】基準取り測定の例を示す図

【図５】従来例の測定座標設定装置の構成を示すブロッ
ク図

【図６】従来例の測定座標設定方法のフローチャート

【符号の説明】

１０……三次元座標測定機 １１……設定形式記憶部 １２……外部入力部 １３……データ入力部 １４……演算部 １５……座標設定部 １６……座標記憶部 １７……判断部 １８……表示部 ３１……測定座標設定形式選択ステップ ３２……測定座標設定状態判別ステップ ３４……表示ステップ ３５……基準取り測定ステップ ３６……測定終了入力ステップ ３７……測定データ演算ステップ ３８……測定座標設定ステップ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平面及び複数の穴等を有する被測定物上
   に、測定座標を設定する測定座標設定方法であって、 被測定物に想定される平面及び穴等の位置を基準にした
   各種の測定座標設定形式を予め設けて記憶しておき、 前記各種 の測定座標設定形式の中から該当する測定座標
   設定形式を選択する測定座標設定形式選択ステップと、 前記選択された測定座標設定形式に対応した測定座標の
   設定状態を判別する測定座標設定状態判別ステップと、前記判別された 測定座標の設定状態と次に測定すべき基
   準取り測定項目を表示する表示ステップと、 前記表示された基準取り測定項目の測定を行う基準取り
   測定ステップと、 前記基準取り測定の終了信号を入力する測定終了入力ス
   テップと、 前記測定されたデータを演算し測定部分の測定値を算出
   する演算ステップと、 前記選択された測定座標設定形式に基づいて、前記算出
   された測定値から設定可能な測定座標を設定する測定座
   標設定ステップと、 から成り、 必要な基準取り測定が終了するまで、前記測定座標設定
   状態判別ステップから前記測定座標設定ステップまでを
   繰り返す ことを特徴とする三次元座標測定機の測定座標
   設定方法。
2. 【請求項２】平面及び複数の穴等を有する被測定物上
   に、測定座標を設定する測定座標設定装置であって、 被測定物の三次元寸法の測定が可能な三次元座標測定機
   と、被測定物に想定される平面及び穴等の位置を基準にした
   各種の測定座標設定形式を記憶する設定形式記憶部と、 前記記憶された各種の測定座標設定形式の中から該当す
   る測定座標設定形式を選択するとともに測定終了信号を
   入力する外部入力部と、 前記三次元座標測定機で測定したデータを取り込むデー
   タ入力部と、 前記取り込まれたデータから測定部分の測定値を算出す
   る演算部と、 前記選択された測定座標設定形式に基づいて、前記算出
   された測定値から設定可能な測定座標を設定する座標設
   定部と、 前記設定された測定座標を記憶する座標記憶部と、 前記選択された測定座標設定形式に対応した測定座標の
   設定状態を判別するとともに次に測定すべき基準取り測
   定項目を指示する判断部と、 前記判断部からの信号によって前記測定座標の設定状態
   と前記基準取り測定項目を表示する表示部と、 から構成され、前記各種の測定座標設定形式の中から該当する測定座標
   設定形式を選択すると、前記選択された測定座標設定形
   式に対応した測定座標の設定状態を判別して、測定座標
   の設定状態と次に測定すべき基準取り測定項目を表示
   し、 前記表示された基準取り測定項目の測定を行った後、測
   定終了信号を入力すると、その測定されたデータを演算
   して測定部分の測定値を算出するとともに、前記選択さ
   れた測定座標設定形式に基づいて、前記算出された測定
   値から設定できる測定座標を設定し、 必要な基準取り測定が終了するまで、前記測定座標の設
   定状態を判別することから前記測定座標を設定するまで
   を繰り返す ことを特徴とする三次元座標測定機の測定座
   標設定装置。