JP3062412B2 - 倣い測定制御方法 - Google Patents

倣い測定制御方法

Info

Publication number
JP3062412B2
JP3062412B2 JP6334895A JP33489594A JP3062412B2 JP 3062412 B2 JP3062412 B2 JP 3062412B2 JP 6334895 A JP6334895 A JP 6334895A JP 33489594 A JP33489594 A JP 33489594A JP 3062412 B2 JP3062412 B2 JP 3062412B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
stylus
scanning measurement
scanning
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6334895A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08178646A (ja
Inventor
耕造 杉田
直也 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP6334895A priority Critical patent/JP3062412B2/ja
Publication of JPH08178646A publication Critical patent/JPH08178646A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3062412B2 publication Critical patent/JP3062412B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プローブ本体に対して
スタイラスが三次元方向に変位可能な倣いプローブとコ
ンピュータによる駆動制御可能な三次元測定機とを用い
た倣い測定の制御方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】被測定物表面の座標や形状、特に自由曲
面を有する被測定物表面の座標や形状を測定する装置と
して、倣いプローブを装着したコンピュータ駆動制御可
能な三次元測定機が周知である。この倣いプローブには
例えば特開平5−256640号に示されているよう
な、プローブ本体に対して先端に球状の測定子を設けた
スタイラスを三次元方向に変位可能に保持して、ばね等
により絶えずXYZ各軸の変位可能範囲の中心近傍に戻
すように作用させ、このスタイラスのXYZ各軸方向へ
の前記中心からの変位量をそれぞれリニアエンコーダ等
の変位検出器で検出するように構成されたものがある。
【0003】前記のようなコンピュータ駆動制御可能な
三次元測定機と倣いプローブの組み合わせで自由曲面を
倣い測定する方法は、特開昭63ー131016号およ
び特開昭63ー131017号に示されているように、
倣いプローブに装着されたスタイラス先端の球状の測定
子を被測定物表面に接触し続けながら制御目標軌道面に
沿って相対移動させ、所定時間間隔毎に球状の測定子の
中心座標値を被測定物表面の測定座標値として駆動制御
装置内の記憶回路に記録するようにしている。また、倣
い測定中はプローブ本体に対してスタイラスが三次元方
向のどちらに変位したのかを感知できるようにするた
め、常にスタイラスをプローブ本体に予め設定された一
定量押し込んだ状態となるように制御されている。この
予め設定された一定の変位量のことを以後、基準変位量
と呼ぶ。スタイラスが本体に押し込まれる量は、プロー
ブ本体内のXYZ各軸の変位検出器で読み取り、この3
つの値を成分とするベクトルの大きさが常に一定、すな
わち基準変位量に一致するように駆動制御装置により制
御され、同時に基準変位量に対して所定の許容範囲内に
前記ベクトルの大きさが入っているかどうかを監視しな
がら制御目標軌道面に沿って相対移動する、倣い測定制
御が行われている。
【0004】前記コンピュータ駆動制御可能な三次元測
定機、倣いプローブおよび倣い測定制御手法の組み合わ
せによる自由曲面の測定は、被測定物に接触した瞬間に
タッチ信号を出力するタッチプローブの測定子を1点毎
に接触と退避を繰り返しながら被測定物の形状に沿って
進むように制御する測定方法に比べ、より複雑な自由曲
面を高速に測定できるという利点を有している。このた
め自由曲面を有する金型を数百断面、自動昼夜運転等で
倣い測定するといった利用が三次元測定機ユーザーの間
で次第に増えてきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、予め駆動制
御装置に設定した倣い測定の移動速度が、三次元測定機
と駆動制御装置等を含めた装置全体の制御の応答速度の
能力に比べて速すぎると、プローブの駆動制御が被測定
物の形状の変化に追従しきれずに、被測定物からプロー
ブが離れてしまったり、スタイラスがプローブ本体に対
して押し込まれ過ぎたりすることがしばしば発生する。
このため、プローブに対して被測定物がどちら側にある
のかを正確に特定できず、この後の倣い測定を続けるこ
とが不可能となってしまい測定を中断せざるを得ない。
再測定する場合は作業者により倣い測定の移動速度を前
回より遅く設定し直す必要がある。このように被測定物
からプローブが離れたり、スタイラスを押し込み過ぎた
りすると以後の測定をスムーズに進めることができず、
倣い測定の効率および無人昼夜自動運転等の稼働率が低
下してしまう原因となっていた。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は倣い測定の際に、プローブが被
測定物の形状に追従制御しきれずに被測定物から離れた
り、スタイラスがプローブ本体に対して許容範囲を越え
て押し込まれ過ぎたりしても、測定を中断することなく
倣いプローブを自動で正常な倣い経路に復帰させて最後
まで確実に倣い測定が行えるようになり、倣い測定の効
率および無人昼夜自動運転等の稼働率が低下するのを防
止する制御方法を提供することである。
【0007】
【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、プローブに対して変位可能に取り付けら
れたスタイラスの先端部が常に被測定物の表面と接触す
る状態を保ちつつ、予めプログラムされた方向へ前記プ
ローブを所定速度で移動させ、一定時間間隔で前記スタ
イラスのプローブに対する変位量と三次元測定機の各軸
座標値を加算して前記スタイラス先端の座標値を求めて
記録する三次元測定機による倣い測定において、常に最
新のものに更新される一定個数のスタイラス先端の座標
を記憶しておき、途中でプローブの駆動を被測定物の
形状に追従させられなくなったときには、前記記憶され
た一定個数の前記スタイラス先端の座標値のいずれかの
位置へ前記プローブのスタイラスの先端部を移動させた
後、前記所定速度よりも遅い速度によって倣い測定を再
開することを特徴とする。
【0008】
【作用】倣いプローブ本体に対するスタイラスのXYZ
各軸の変位量を成分とするベクトルの大きさが基準変位
量に設定された許容範囲の中に入っているかどうかを絶
えず監視することにより、正常に倣い測定が行われてい
るかを確認できる。もしも前記ベクトルの大きさが基準
変位量に設定された許容範囲より大きい、あるいは小さ
い場合、プローブを移動させるべき正しい方向を特定で
きず、プローブ本体が被測定物等に衝突する危険性があ
るので倣い測定を一旦停止する。駆動制御装置内の記憶
回路には常に倣い測定で得られた最新の測定座標値が所
定の数百点分記憶されているので、この点列状の測定座
標値を用いてそれまでの経路をさかのぼって一定位置ま
でプローブを戻すことができる。この後で、より遅い速
度で確実な倣い測定を再開することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の倣い測定制御方法を適用した
装置について図を参照して説明する。図1は倣い測定装
置のブロック構成を示している。倣いプローブ1にはプ
ローブ本体に対して、先端に球状の測定子15を備えた
スタイラス14が三次元方向に変位可能となるように保
持されていて、通常、スタイラス14はばね等の作用
で、XYZ各軸の変位が略ゼロ、つまり変位可能範囲の
中心近傍に戻るようになっている。このスタイラス14
の変位量はプローブ本体内に内蔵されたX軸変位検出器
11、Y軸変位検出器12およびZ軸変位検出器13に
より検出され、駆動制御装置2内の加算回路22とCP
U21へ入力される。
【0010】一方、プローブ本体の移動を制御する三次
元測定機3の各軸座標値は各駆動軸に配設されたX軸エ
ンコーダ31、Y軸エンコーダ32およびZ軸エンコー
ダ33により計測され駆動制御装置2内の加算回路22
へ入力される。前記スタイラス14のプローブ本体に対
する変位量と前記三次元測定機3の各軸座標値は駆動制
御装置2内の加算回路22においてそれぞれ加算され、
この結果25を球状の測定子15の中心の座標値として
いる。この座標値は次にCPU21に入力され必要な演
算処理が施された後、必要に応じて駆動回路24に駆動
指令が出力されX軸駆動モータ34、Y軸駆動モータ3
5およびZ軸駆動モータ36を駆動させたり、記憶回路
23に格納されたり、あるいはホストコンピュータ4に
測定結果として出力されたりする。
【0011】次に倣い測定制御方法について簡単に説明
する。倣い測定制御中のスタイラス14のプローブ本体
に対する変位量と三次元測定機3の各軸座標値は、それ
ぞれ1秒間に50〜100回程度サンプリングされ駆動
制御装置2へ絶えず入力されている。前記入力された値
は加算回路22で加算演算処理され、その値25はCP
U21へ入力される。CPUではその値と予め設定され
ている倣い測定時の移動速度および予め設定されている
倣い測定目標経路を基に、次に倣いプローブ1をどちら
の方向へどれだけの速度で移動させるべきかを求め、そ
の結果を駆動指令として駆動回路24へ入力する。駆動
回路24は駆動指令を受けて三次元測定機3のX軸駆動
モータ34、Y軸駆動モータ35およびZ軸駆動モータ
36を駆動させ、被測定物5の表面に測定子15を常に
接触させながら倣い測定することができる。倣い測定速
度は、加速度の大きさまたは加速に要する時間の変更に
より調節される。加速に要する時間が固定であれば、加
速度の大きさにより倣い測定速度を調節され、逆に加速
度が固定であれば、加速に要する時間により調節され
る。または、加速度と加速に要する時間の両方により倣
い測定速度を調節される。
【0012】次に図2乃至4を用いて本発明の倣い測定
制御方法について説明する。被測定物5の表面に沿って
倣いプローブに装着されたスタイラス14の測定子15
を接触させ続けながら倣い測定する際、図2に示すよう
に被測定物の倣い測定軌道上に急激な曲率の変化がある
と、測定子15が被測定物5から離れてしまう。そのた
めスタイラス14の倣いプローブ1のプローブ本体に対
する変位量は、プローブ本体内のばね等の作用によりほ
ぼゼロとなり、予め設定されている許容範囲を越えてし
まう。この結果CPU21は三次元測定機の駆動を一旦
停止させる駆動指令を駆動回路24に出力する。これは
スタイラス14の変位量が許容範囲から外れてしまい、
例えばゼロになってしまうと、プローブに対してどの方
向に被測定物があるのか解らず、プローブの移動方向を
特定することができないためである。
【0013】記憶回路23には測定点、すなわち測定子
15の中心の位置座標値の軌跡を連続的に取り込み、常
に最新の所定の数百点分記憶してある。そこで次に図3
に示すように、記憶回路23に記憶されている最新の測
定点から順に古い測定点にさかのぼって読み出し、CP
Uに入力する。CPUはその点列の座標値へ倣いプロー
ブを移動制御して、記憶回路23に記憶されている最も
古い測定点の位置までプローブを戻す。
【0014】プローブを記憶回路23に記憶されている
最も古い測定点の位置まで戻す経路としては、測定点列
に一致する経路またはこの経路から被測定物表面より所
定距離だけ離れる方向にある経路等が考えられる。いず
れの経路も測定点列を基に求めるため、プローブを被測
定物等に衝突させることなく安全に戻すことができる。
【0015】次に図4に示すように倣い測定の速度を前
よりも遅くして、再度倣い測定をする。測定子15が被
測定物5から離れてしまう原因は、制御の応答速度が被
測定物の形状の変化に追い付かないためであるので、倣
い測定速度を遅くすることで、制御の応答速度の遅れを
カバーできるようになる。こうして測定子15は被測定
物5から離れることなく倣い測定ができるようになる。
【0016】次に図5乃至7に示すような被測定物の場
合について説明する。このような被測定物の場合は、急
激に曲率が変化する部分でスタイラス14をプローブ本
体に押し込み過ぎることがしばしば発生してしまう。そ
のためスタイラス14の倣いプローブ1のプローブ本体
に対する変位量は、予め設定されている許容範囲を越え
てしまう。この結果CPU21は三次元測定機の駆動を
一旦停止させる駆動指令を駆動回路24に出力する。こ
れはスタイラス14の変位量が許容範囲から外れてしま
い、プローブに対して正確にどの方向に被測定物がある
のか解らず、このまま移動を続ければプローブ本体が被
測定物等に衝突して破損等重大事故を起こす危険がある
からである。この後の動作は図6および図7に示す通り
であるが、制御の内容については図2乃至4を用いて説
明したものと全く同じであるので説明は省略する。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を適用した
倣い測定装置によれば、倣い測定の際にプローブの駆動
を被測定物の形状に追従させられずに、測定子が被測定
物から離れてしまったり、あるいはスタイラスをプロー
ブ本体に押し込み過ぎてしまっても、測定を中断するこ
となく倣いプローブを自動で倣い経路に復帰させて最後
まで確実に倣い測定が行えるようになり、倣い測定の効
率および無人昼夜自動運転等の稼働率が低下するのを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した倣い測定装置のブロック構成
図である。
【図2】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【図3】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【図4】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【図5】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【図6】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【図7】本発明に係る倣い測定制御におけるスタイラス
の動作説明図である。
【符号の説明】 1 倣いプローブ 2 駆動制御装置 3 三次元測定機 4 ホストコンピュータシステム 5 被測定物 11 X軸変位検出器 12 Y軸変位検出器 13 Z軸変位検出器 14 スタイラス 15 測定子 21 CPU 22 加算回路 23 記憶回路 24 駆動回路 25 測定座標値 31 X軸エンコーダ 32 Y軸エンコーダ 33 Z軸エンコーダ 34 X軸駆動モータ 35 X軸駆動モータ 36 X軸駆動モータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブに対して変位可能に取り付けら
    れたスタイラスの先端部が常に被測定物の表面と接触す
    る状態を保ちつつ、予めプログラムされた方向へ前記プ
    ローブを所定速度で移動させ、一定時間間隔で前記スタ
    イラスのプローブに対する変位量と三次元測定機の各軸
    座標値を加算して前記スタイラス先端の座標値を求めて
    記録する三次元測定機による倣い測定において、 常に最新のものに更新される一定個数のスタイラス先端
    の座標値を記憶しておき、途中でプローブの駆動を被測
    定物の形状に追従させられなくなったときには、前記記
    憶された一定個数の前記スタイラス先端の座標値のいず
    れかの位置へ前記プローブのスタイラスの先端部を移動
    させた後、前記所定速度よりも遅い速度によって倣い測
    定を再開することを特徴とする倣い測定制御方法。
  2. 【請求項2】 前記特許請求項1において、プローブ本
    体に対するスタイラスの前記変位量を絶えず監視して、
    該変位量が所定許容範囲を外れたときには、プローブの
    駆動を被測定物の形状に追従させられなくなったと判断
    することを特徴とする倣い測定制御方法。
JP6334895A 1994-12-20 1994-12-20 倣い測定制御方法 Expired - Fee Related JP3062412B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6334895A JP3062412B2 (ja) 1994-12-20 1994-12-20 倣い測定制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6334895A JP3062412B2 (ja) 1994-12-20 1994-12-20 倣い測定制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08178646A JPH08178646A (ja) 1996-07-12
JP3062412B2 true JP3062412B2 (ja) 2000-07-10

Family

ID=18282437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6334895A Expired - Fee Related JP3062412B2 (ja) 1994-12-20 1994-12-20 倣い測定制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3062412B2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10328993A (ja) * 1997-05-26 1998-12-15 Topcon Corp レンズ形状測定装置
JP3535974B2 (ja) * 1998-07-21 2004-06-07 株式会社ミツトヨ 倣い測定装置
JP4128338B2 (ja) * 2001-02-22 2008-07-30 株式会社リコー 測定装置、測定方法、測定装置の動作制御方法及び測定制御ユニット
JP4267228B2 (ja) * 2001-12-03 2009-05-27 株式会社トプコン レンズ枠形状測定装置
JP3961293B2 (ja) * 2002-01-07 2007-08-22 株式会社ミツトヨ 表面性状倣い測定方法、プログラムおよび記録媒体
JP3818928B2 (ja) * 2002-02-14 2006-09-06 株式会社ミツトヨ 表面形状測定方法および表面形状測定装置
JP2005009917A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 Mitsutoyo Corp 表面倣い測定装置、表面倣い測定方法、表面倣い測定プログラムおよび記録媒体
JP4085031B2 (ja) * 2003-07-17 2008-04-30 株式会社リコー 形状測定装置及びその制御方法
JP4782990B2 (ja) * 2004-05-31 2011-09-28 株式会社ミツトヨ 表面倣い測定装置、表面倣い測定方法、表面倣い測定プログラムおよび記録媒体
DE102006019382A1 (de) * 2006-04-24 2007-10-25 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Scanning einer Oberfläche mit einem Koordinatenmessgerät
JP5274782B2 (ja) 2007-03-27 2013-08-28 株式会社ミツトヨ 表面性状測定装置、表面性状測定方法及び表面性状測定プログラム
JP6219141B2 (ja) * 2013-11-27 2017-10-25 株式会社ミツトヨ 形状測定装置及び形状測定方法
JP6805732B2 (ja) * 2016-10-31 2020-12-23 オムロン株式会社 制御システム、その制御方法および記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08178646A (ja) 1996-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3062412B2 (ja) 倣い測定制御方法
JP3341933B2 (ja) 加工物表面の走査方法および走査装置
CN108733096B (zh) 驱动台装置的控制方法及形状测定装置的控制方法
US6434449B1 (en) Method and device for automated robot-cell calibration
US4835718A (en) Method and means for controlling a coordinate-measuring instrument
EP3402628B1 (en) Calibration method
KR20190079322A (ko) 로봇 제어 시스템
JP2000198047A (ja) 工作機械
JP2001141444A (ja) V溝形状測定方法及び装置
JP3402990B2 (ja) 三次元測定機
US6052628A (en) Method and system for continuous motion digital probe routing
JP7332682B2 (ja) 測定サイクル生成のための方法および装置
US4513646A (en) Numerically controlled machine tool
JPH0410568B2 (ja)
JP3405744B2 (ja) 工作機械におけるワーク及び経時変化の計測方法
JP4085031B2 (ja) 形状測定装置及びその制御方法
JPH09230922A (ja) 力制御ロボットの接触検出装置
JPH07195287A (ja) 力制御ロボットの接触式位置検出装置
JP7458579B2 (ja) 三次元測定機、及び三次元測定機の測定方法、
JP5121292B2 (ja) 形状測定方法及び装置
JPH0146275B2 (ja)
JP2964742B2 (ja) 駆動装置の速度制御装置
JPH08101031A (ja) 座標測定機のプローブ駆動方法及び装置
JPS63253213A (ja) 被測定物の形状測定方法
JPH0768481A (ja) ロボットにデータ教示を行なう方法及びロボット装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees