JP4253112B2 - Contour shape measuring method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、三次元測定機に使用されるタッチシグナルプローブ等で検出されたプローブ中心の測定点列を、ワークの輪郭形状を算出するためにプローブのチップ半径分だけ補正することにより被測定対象の輪郭形状を測定する輪郭形状測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
三次元測定機のタッチシグナルプローブ等を用いてワークの輪郭形状を測定する場合、プローブを操作して例えば球状のプローブチップをワークの必要箇所に接触させ、必要な数の測定点列データを取得し、この測定点列データから必要な計測値を算出する。測定点列データは、プローブチップの中心位置の座標情報として求められるので、ワークの輪郭形状を求めるには、プローブチップ中心の測定点列をプローブ半径分だけオフセットさせる必要がある。
【0003】
従来のプローブチップ半径補正方法を用いたワークの輪郭形状測定方法は、図7に示すように、チップ半径補正したいプローブのチップ10の中心座標として求められる測定点列S1,S2,…の近傍数点から、何らかの方法で各測定点S1,S2,…の法線方向を推定し、その方向にチップ半径r分だけ測定点S1,S2,…を移動させることにより、プローブ半径補正された測定点列S1′,S2′,…を求め、これをワークの輪郭形状に沿った測定点列とすることを基本としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の輪郭形状測定方法におけるプローブチップ半径補正方法では、例えば図8の測定点S13,S14で示すように、微小な測定誤差のために、推定された法線方向が真の方向からズレを起こすと、補正後の測定点S13′,S14′のように、そのようなずれた方向に測定点が移動するため、測定誤差がチップ半径rに応じて拡大されてしまい、輪郭形状がクロスするような不正な測定結果が得られてしまうという問題がある。
【0005】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、プローブチップ半径補正の際の法線方向に多少の誤差が発生した場合でも、適正な輪郭形状を求めることができる輪郭形状測定方法及び装置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】
この発明に係る輪郭形状測定方法は、被測定対象にプローブチップを接触させながらプローブチップの中心位置をサンプリングして測定点列を取得するステップと、このステップで取得された測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成するステップと、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせるステップと、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセット図形要素同士の交点を求め、このステップで求められた交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を求めるステップとを備えてなることを特徴とする。
【0007】
また、この発明に係る輪郭形状測定装置は、被測定対象に接触するプローブチップの中心位置をサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段でサンプリングされたプローブチップの中心位置の測定点列を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記測定点列から前記プローブチップの半径分だけ補正したオフセット輪郭を前記被測定対象の輪郭形状として求める演算手段とを備え、前記演算手段が、前記記憶手段に記憶された測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせ、前記元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行いながら前記オフセット図形要素同士の交点を求め、このステップで求められた交点で前記元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながら前記オフセット輪郭を求めるものであることを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、オフセット輪郭を求める際に、プローブチップの中心座標として求められた測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせ、このオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行いながら、オフセット図形要素同士の交点を求め、求められた交点で元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を求めていくようにしているので、測定点からの法線方向に多少の誤差が生じて、オフセット輪郭が交差するような場合でも、オフセット輪郭の交点で適切なルートが選択されることにより、適切なオフセット輪郭を求めることができる。
【0009】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記求められたオフセット輪郭を点列に再分割してプローブチップ半径補正後の測定点列とするステップが更に備えられる。これにより、新たに求められた測定点列間を滑らかな曲線で補間することにより、更に適切な輪郭形状を求めることができる。
【0010】
なお、本発明の更に好ましい実施形態においては、オフセット輪郭を求めるステップは、例えばn番目(n=1,2,…)の図形要素とn+1番目の図形要素との交点を求めるステップと、このステップで交点が求められたとき、その点を終点としてn番目の図形要素を確定するステップと、前記交点を求めるステップで交点が求められなかったとき、n+1番目の図形要素に対してn−1,n−2,…と順番に前の図形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でn−j番目の図形要素を確定するステップとをnを歩進させながら全ての図形要素について実行するステップである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る輪郭形状測定システムの構成を示す図である。
三次元測定機1は、測定対象物であるワーク2を載置するテーブル3と、このテーブル3に対してプローブ4をXYZ軸方向に移動自在に支持する三次元支持機構5と、この三次元支持機構5によって支持されて、ワーク2に接触する接触式のプローブ4とを備えて構成されている。プローブ4は、先端に球状のプローブチップ10を備え、ワーク2に接触することにより接触信号を出力する。
【0012】
三次元測定機1のプローブ4をワーク2の外形に沿って移動させることにより得られる各測定点のデータは、サンプリング部6で所定の間隔でサンプリングされる。各サンプリング点のデータ(測定点列データ)は、一旦、メモリ部7に記憶される。演算部8は、メモリ部7から測定点列データを読み出して、プローブチップ半径補正を行って、オフセット輪郭図形を算出する。算出されたオフセット輪郭図形は、必要に応じて出力部9を介して表示出力又は印刷出力される。
【0013】
次に、このシステムの動作について説明する。図2は、このシステムによる輪郭形状測定処理について説明する。
まず、プローブチップ10の中心座標として求められた測定点列を、各測定点を通る線分と円弧とで補間して元輪郭を生成する(S1)。次に、元輪郭をチップ半径分だけオフセットさせたオフセット輪郭を求める(S2)。最後に、オフセット輪郭を点列に再分割してプローブチップ半径補正後の点列とする(S3)。図3(a)は、元輪郭の例である。この元輪郭に対して、従来のように各測定点S21,S22,…を法線方向へ移動させることによりオフセット輪郭を求めると、同図(b)のようにオフセット輪郭が一部交差するような不適正な輪郭形状が得られてしまうが、本発明では、元輪郭をオフセットさせたオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行いながら、オフセット図形要素同士の交点を求め、この交点で元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を求めていく。即ち、輪郭をつなぎ合わせて整合性のある状態にする。この処理により、同図(b)のようにオフセット図形要素の一部が交差するような状況であっても、同図(c)のように、交点S23″で元輪郭から遠い部分要素のみが選択されて追跡が移っていくので、そのような交差部分が発生することがなくなる。
【0014】
図4は、上記オフセット輪郭算出処理(S2)のより具体的な処理手順を説明するためのフローチャートであり、図5は、その具体的処理を説明するための図である。
まず、元輪郭を構成するそれぞれの線分、円弧を所定量(プローブチップ半径r)オフセットさせて、オフセット図形要素を生成する(S11)。図5の例の場合、プローブチップ10の中心軌跡がA→B→C→Dのように形成されるものであるとすると、輪郭A,B,C,Dに対するオフセット図形要素は、次のようになる。
【0015】
A→直線▲1▼と円弧▲2▼
B→直線▲3▼
C→直線▲4▼と円弧▲5▼
D→直線▲6▼
【0016】
各オフセット図形要素は、この例では、図中矢印に示すように、元輪郭を構成する図形要素A,B,C,Dの生成方向に向かって常に左側に生成され、左側に凸であるコーナ部には、時計回りに定義された円弧が挿入される。また、各オフセット図形要素は、直線については、元輪郭と同一方向に追跡処理され、円弧については時計回りに追跡される。なお、これはワーク2が元輪郭の生成方向に対して左側に存在する場合であり、もし元輪郭の生成方向に対して右側にワーク2が存在する場合には、オフセット図形要素は、元輪郭の生成方向に対して右側に生成され、右側に凸であるコーナ部には、反時計回りの円弧が挿入されることになる。このような追跡を行いながら、n番目のオフセット図形要素とn+1番目のオフセット図形要素との交点を求め(S12)、交点がある場合には(S13)、その点を終点としてn番目のオフセット図形要素を確定処理し(S14)、交点が無い場合には(S13)、n+1番目のオフセット図形要素に対してn−1,n−2,…と前の図形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でn−j番目の図形要素を確定させる(S15)。以上の処理を全てのオフセット図形要素について実行する(S17)。
【0017】
上記の追跡処理を、図5の例に基づいて説明すれば、次の通りである。
(1)いま、オフセット図形要素▲1▼の始点Pが確定しているものとし、Pから追跡方向にオフセット図形要素▲1▼を追跡すると、やがてオフセット図形要素▲2▼との交点Qが求まるので、オフセット図形要素▲1▼が確定する。
(2)次に、始点をQとしてオフセット図形要素▲2▼を追跡すると、次のオフセット要素▲3▼との交点Rが求まるので、オフセット図形要素▲2▼が確定する。
(3)続いて、始点をRとしてオフセット図形要素▲3▼を追跡すると、この場合には、交点が存在しないので、オフセット図形要素▲3▼を保留し、先に確定したオフセット図形要素▲2▼を不確定要素に戻して、この図形要素▲2▼と次の図形要素▲4▼との交点を求める。この結果、図形要素▲2▼と▲4▼の交点Sが求まるので、図形要素▲2▼を交点Sを終点とするオフセット図形要素として再度確定させる。
【0018】
(4)続いて、始点をSとしてオフセット図形要素▲4▼を追跡すると、次のオフセット図形要素▲5▼との交点Tが求まるので、交点Tを終点として図形要素▲4▼を確定する。
(5)更に、始点をTとしてオフセット図形要素▲5▼を追跡すると、次のオフセット図形要素▲6▼との交点Uが求まるので、交点Uを終点として図形要素▲5▼を確定する。
以下同様の処理を繰り返す。この結果、確定したオフセット図形要素は、▲1▼(PQ)→▲2▼(QS)→▲4▼(ST)→▲5▼(TU)→…のようになり、交差した不適当な輪郭形状部分は排除され、適切なオフセット輪郭を算出することが可能になる。
【0019】
なお、輪郭のオフセット図形がコーナ部で円弧要素を持つか持たないかは、元輪郭のコーナがオフセット方向に凸であるかどうかによって決定され、これはコーナを生成する2要素の外積ベクトルを求め、その符号で判断すればよい。即ち外積ベクトルが正であれば、追跡方向に対して左に曲がっているコーナであり、負であれば、追跡方向に対して右に曲がっているコーナであると判断することができる。その際、輪郭の要素が円弧であれば、2要素の交点における接続に置き換えて判断する。輪郭の追跡方向が元輪郭とオフセット輪郭とで異なる場合には、以上述べた追跡方向を全て逆にして考えれば良い。
【0020】
なお、上記実施例では、元輪郭の凸コーナ部の補間方法として円弧を挿入する方法を用いたが、図6(a)に示す円弧の挿入の他に、同図(b)のように、コーナを形成する2要素を交点まで延長したり、同図(c)に示すように、コーナを形成する2要素を交点の方向に延長し、且つ円弧を挿入する等の方法を用いるようにしても良い。
【0021】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、オフセット輪郭を求める際に、プローブチップの中心座標として求められた測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせ、このオフセット図形要素に対して所定の方向の追跡を行いながら、オフセット図形要素同士の交点を求め、求められた交点で元輪郭から離れる側に存在するオフセット図形要素に移ることを繰り返しながらオフセット輪郭を求めていくようにしているので、測定点からの法線方向に多少の誤差が生じて、オフセット輪郭が交差するような場合でも、オフセット輪郭の交点で適切なルートが選択されることにより、適切なオフセット輪郭を求め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】 この発明の一実施例に係る輪郭形状測定システムの構成を示すブロック図である。
【図2】 同輪郭形状測定処理のフローチャートである。
【図3】 同輪郭形状測定処理を説明するための図である。
【図4】 同輪郭形状測定処理におけるオフセット輪郭の生成処理を示すフローチャートである。
【図5】 同オフセット輪郭生成処理の具体例を説明するための図である。
【図6】 同オフセット輪郭生成時のコーナ処理方法を説明するための図である。
【図7】 従来の一般的なプローブチップ半径補正処理を説明するための図である。
【図8】 同従来のプローブチップ半径補正処理における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1…三次元測定機、2…ワーク、3…テーブル、4…プローブ、5…三次元支持機構、6…21,22…カメラ、3…画像メモリ、4…演算処理装置、5…ワークメモリ、6…サンプリング部、7…メモリ部、8…演算部、9…出力部、10…プローブチップ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention corrects a measurement point sequence at the center of a probe detected by a touch signal probe or the like used in a three-dimensional measuring machine by an amount corresponding to the tip radius of the probe in order to calculate the contour shape of the workpiece. The present invention relates to a contour shape measuring method and apparatus for measuring the contour shape of the above.
[0002]
[Prior art]
When measuring the contour shape of a workpiece using a touch signal probe of a coordinate measuring machine, etc., the probe is operated to bring a spherical probe tip into contact with the required location of the workpiece and obtain the required number of measurement point sequence data. Then, necessary measurement values are calculated from the measurement point sequence data. Since the measurement point sequence data is obtained as coordinate information of the center position of the probe tip, it is necessary to offset the measurement point sequence at the center of the probe tip by the probe radius in order to obtain the contour shape of the workpiece.
[0003]
As shown in FIG. 7, the conventional method for measuring the contour shape of a workpiece using the probe tip radius correction method is the number of neighbors of the measurement point sequence S1, S2,... Obtained as the center coordinates of the tip 10 of the probe whose tip radius is to be corrected. .. Is estimated from the point by some method, and the measurement points S1, S2,... Are moved in the direction by the tip radius r, thereby correcting the probe radius. Basically, the columns S1 ′, S2 ′,... Are obtained and used as measurement point sequences along the contour shape of the workpiece.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the probe tip radius correction method in the conventional contour shape measuring method described above, the estimated normal direction is the true direction due to a minute measurement error, for example, as shown by measurement points S13 and S14 in FIG. When the deviation is caused, the measurement point moves in such a shifted direction as the corrected measurement points S13 'and S14', so that the measurement error is enlarged according to the tip radius r, and the contour shape is increased. There is a problem that an incorrect measurement result such as crossing is obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and a contour shape measuring method capable of obtaining an appropriate contour shape even when a slight error occurs in the normal direction when correcting the probe tip radius, and An object is to provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the contour shape measuring method according to the present invention, the step of sampling the center position of the probe tip while bringing the probe tip into contact with the object to be measured to obtain the measurement point sequence, and the measurement point sequence obtained in this step, A step of generating an original contour by interpolating with a graphic element passing through a measurement point, a step of offsetting each graphic element constituting the original contour by a radius of the probe tip, and an offset graphic element obtained by offsetting the original contour On the other hand, an intersection between the offset graphic elements is obtained while tracking in a predetermined direction, and an offset contour is obtained by repeatedly moving to the offset graphic element existing on the side away from the original outline at the intersection obtained in this step. And a step.
[0007]
In addition, the contour shape measuring apparatus according to the present invention stores sampling means for sampling the center position of the probe tip that contacts the object to be measured, and a measurement point sequence of the center position of the probe tip sampled by the sampling means. Means for calculating an offset contour corrected by the radius of the probe tip from the measurement point sequence stored in the storage means as the contour shape of the measurement target, and the calculation means includes the storage means The original contour is generated by interpolating the measurement point sequence stored in the graph with the graphic elements that pass through each measurement point, and each graphic element constituting the original contour is offset by the radius of the probe tip, and the original contour is offset. The intersection of the offset graphic elements is obtained while tracking the offset graphic element in a predetermined direction. Characterized in that at the intersection obtained in step above and requests the offset contour while repeating to move to offset graphic elements present on the side away from the original outline.
[0008]
According to the present invention, when the offset contour is obtained, the original contour is generated by interpolating the measurement point sequence obtained as the center coordinates of the probe tip with the graphic element passing through each measurement point, and this original contour is formed. While offsetting each graphic element by the radius of the probe tip and tracking this offset graphic element in a predetermined direction, find the intersection of the offset graphic elements and exist on the side away from the original contour at the obtained intersection The offset contour is obtained while repeating the transition to the offset graphic element, so even if the offset contour intersects with some errors in the normal direction from the measurement point, By selecting an appropriate route at the intersection, an appropriate offset contour can be obtained.
[0009]
According to a preferred embodiment of the present invention, there is further provided a step of subdividing the obtained offset contour into a point sequence to obtain a measurement point sequence after the probe tip radius correction. Accordingly, a more appropriate contour shape can be obtained by interpolating between the newly obtained measurement point sequences with a smooth curve.
[0010]
In a further preferred embodiment of the present invention, the step of obtaining the offset contour includes, for example, a step of obtaining an intersection point of an nth (n = 1, 2,...) Graphic element and an (n + 1) th graphic element, and this step. When the intersection point is determined in step (i), the step of determining the nth graphic element with the point as the end point and the step of determining the intersection point do not determine the intersection point. Steps n-2,... are sequentially traced back to the previous graphic element, and when the intersection is found, the step of determining the njth graphic element is executed for all graphic elements while incrementing n. It is a step to do.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a contour shape measuring system according to an embodiment of the present invention.
The three-dimensional measuring machine 1 includes a table 3 on which a workpiece 2 as a measurement object is placed, a three-dimensional support mechanism 5 that supports the probe 4 movably in the XYZ axial directions, and the three-dimensional support. A contact-type probe 4 that is supported by the support mechanism 5 and contacts the workpiece 2 is provided. The probe 4 includes a spherical probe tip 10 at the tip, and outputs a contact signal by contacting the workpiece 2.
[0012]
Data of each measurement point obtained by moving the probe 4 of the coordinate measuring machine 1 along the outer shape of the workpiece 2 is sampled at a predetermined interval by the sampling unit 6. Data of each sampling point (measurement point sequence data) is temporarily stored in the memory unit 7. The calculation unit 8 reads the measurement point sequence data from the memory unit 7, performs probe tip radius correction, and calculates an offset contour graphic. The calculated offset contour graphic is displayed or printed out via the output unit 9 as necessary.
[0013]
Next, the operation of this system will be described. FIG. 2 explains the contour shape measurement processing by this system.
First, an original contour is generated by interpolating the measurement point sequence obtained as the center coordinates of the probe tip 10 with a line segment passing through each measurement point and an arc (S1). Next, an offset contour obtained by offsetting the original contour by the chip radius is obtained (S2). Finally, the offset contour is subdivided into a point sequence to obtain a point sequence after the probe tip radius correction (S3). FIG. 3A is an example of the original contour. When the offset contour is obtained by moving the measurement points S21, S22,... In the normal direction with respect to the original contour as in the prior art, the offset contour partially intersects as shown in FIG. However, in the present invention, the intersection of the offset graphic elements is obtained while tracking the offset graphic element obtained by offsetting the original contour in a predetermined direction. The offset contour is obtained while repeating the shift to the offset graphic element existing on the side away from the original contour. In other words, the contours are connected to achieve a consistent state. As a result of this processing, even if a part of the offset graphic elements intersects as shown in FIG. 8B, only the partial elements far from the original contour at the intersection S23 ″ are obtained as shown in FIG. Since it is selected and tracking moves, such an intersection will not occur.
[0014]
FIG. 4 is a flowchart for explaining a more specific processing procedure of the offset contour calculation processing (S2), and FIG. 5 is a diagram for explaining the specific processing.
First, an offset graphic element is generated by offsetting each line segment and arc constituting the original contour by a predetermined amount (probe tip radius r) (S11). In the case of the example of FIG. 5, if the center locus of the probe tip 10 is formed as A → B → C → D, the offset graphic elements for the contours A, B, C, and D are as follows: become.
[0015]
A → Line ▲ 1 ▼ and arc ▲ 2 ▼
B → Line ▲ 3 ▼
C → Line ▲ 4 ▼ and arc ▲ 5 ▼
D → Line ▲ 6 ▼
[0016]
In this example, each offset graphic element is always generated on the left side in the generation direction of the graphic elements A, B, C, and D constituting the original contour, as shown by an arrow in the figure, and a corner that is convex on the left side. A circular arc defined in the clockwise direction is inserted into the part. Each offset graphic element is traced in the same direction as the original contour for a straight line and traced clockwise for an arc. Note that this is a case where the workpiece 2 exists on the left side with respect to the original contour generation direction. If the workpiece 2 exists on the right side with respect to the original contour generation direction, the offset graphic element is the original contour. A counterclockwise circular arc is inserted into a corner portion that is generated on the right side with respect to the generation direction and is convex on the right side. While performing such tracking, the intersection of the nth offset graphic element and the (n + 1) th offset graphic element is obtained (S12). If there is an intersection (S13), the nth offset graphic is set with that point as the end point. The element is finalized (S14), and when there is no intersection (S13), the intersection is obtained by going back to the previous graphic element with n-1, n-2,. Is obtained, the njth graphic element is determined (S15). The above processing is executed for all offset graphic elements (S17).
[0017]
The above tracking process will be described as follows based on the example of FIG.
(1) Now, assuming that the starting point P of the offset graphic element {circle around (1)} is established, and tracing the offset graphic element {circle around (1)} in the tracking direction from P, the intersection point Q with the offset graphic element {circle around (2)} is obtained. Therefore, the offset graphic element (1) is determined.
(2) Next, when the offset graphic element {circle around (2)} is traced with Q as the starting point, the intersection R with the next offset element {circle around (3)} is obtained, and the offset graphic element {circle around (2)} is determined.
(3) Subsequently, when the offset graphic element (3) is traced with the starting point being R, in this case, since there is no intersection, the offset graphic element (3) is held and the offset graphic element (2) previously determined Returning ▼ to the uncertain element, the intersection of this graphic element (2) and the next graphic element (4) is obtained. As a result, the intersection point S between the graphic elements {circle around (2)} and {circle around (4)} is obtained, and the graphic element {circle around (2)} is determined again as an offset graphic element having the intersection point S as the end point.
[0018]
(4) Subsequently, when the offset graphic element (4) is traced with the start point as S, the intersection point T with the next offset graphic element (5) is obtained, so the graphic element (4) is determined with the intersection point T as the end point.
(5) Further, when the offset graphic element (5) is traced with the start point as T, the intersection point U with the next offset graphic element (6) is obtained, so the graphic element (5) is determined with the intersection point U as the end point.
Thereafter, the same processing is repeated. As a result, the determined offset graphic element becomes (1) (PQ) → (2) (QS) → (4) (ST) → (5) (TU) →... The shape portion is excluded, and an appropriate offset contour can be calculated.
[0019]
Whether or not the contour offset figure has an arc element at the corner is determined by whether or not the corner of the original contour is convex in the offset direction, which is to obtain a two-element outer product vector that generates a corner. The determination may be made with the sign. That is, if the outer product vector is positive, it can be determined that the corner is bent to the left with respect to the tracking direction, and if the outer product vector is negative, it can be determined that the corner is bent to the right with respect to the tracking direction. At this time, if the contour element is a circular arc, the determination is made by replacing it with the connection at the intersection of the two elements. When the contour tracking direction is different between the original contour and the offset contour, all the tracking directions described above may be reversed.
[0020]
In the above embodiment, the method of inserting an arc is used as an interpolation method for the convex corner portion of the original contour. However, in addition to the insertion of the arc shown in FIG. 6A, as shown in FIG. Extend the two elements that form the corner to the intersection, or extend the two elements that form the corner in the direction of the intersection and insert an arc as shown in FIG. Also good.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the offset contour is obtained, the original contour is generated by interpolating the measurement point sequence obtained as the center coordinates of the probe tip with the graphic element passing through each measurement point. While offsetting each figure element composing the original outline by the radius of the probe tip, tracing the offset figure element in a predetermined direction, the intersection of the offset figure elements is obtained, and the original outline at the obtained intersection point Since the offset contour is obtained while repeating the transition to the offset graphic element that exists on the side away from the case, there is a slight error in the normal direction from the measurement point, and the offset contour intersects However, an appropriate offset contour can be obtained by selecting an appropriate route at the intersection of the offset contours.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a contour shape measuring system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of the contour shape measurement process.
FIG. 3 is a diagram for explaining the contour shape measurement process;
FIG. 4 is a flowchart showing an offset contour generation process in the contour shape measurement process.
FIG. 5 is a diagram for explaining a specific example of the offset contour generation processing;
FIG. 6 is a diagram for explaining a corner processing method when generating the offset contour.
FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional general probe tip radius correction process;
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem in the conventional probe tip radius correction process.
[Explanation of symbols]
1 ... coordinate measuring machine, 2 ... workpiece, 3 ... table, 4 ... probe, 5 ... three-dimensional support mechanism, 6 ... 2 1, 2 2 ... camera, 3 ... image memory, 4 ... processing unit, 5 ... work Memory, 6 ... Sampling unit, 7 ... Memory unit, 8 ... Calculation unit, 9 ... Output unit, 10 ... Probe tip.

Claims (3)

被測定対象にプローブチップを接触させながらプローブチップの中心位置をサンプリングして測定点列を取得するステップと、
このステップで取得された測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成するステップと、
この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせてオフセット図形要素を生成するステップと、
n番目(n=1,2,…)のオフセット図形要素とn+1番目のオフセット図形要素との交点を求めるステップ、このステップで交点が求められたとき、その点を終点としてn番目の図形要素を確定するステップ、及び前記交点を求めるステップで交点が求められなかったとき、n+1番目のオフセット図形要素に対してn−1,n−2,…と順番に前のオフセット図形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でn−j番目のオフセット図形要素を確定するステップを、nを歩進させながら全てのオフセット図形要素について実行することによりオフセット輪郭を求めるステップと、
を備えてなることを特徴とする輪郭形状測定方法。
Sampling the center position of the probe tip while bringing the probe tip into contact with the object to be measured to obtain a measurement point sequence;
Interpolating the measurement point sequence acquired in this step with a graphic element passing through each measurement point, and generating an original contour;
A step that generates an offset graphic elements each graphic element constituting the original contour by offset radius of the probe tip,
a step of obtaining an intersection of an nth (n = 1, 2,...) offset graphic element and an (n + 1) th offset graphic element, and when an intersection is obtained in this step, the nth graphic element is determined using that point as an end point. When the intersection point is not obtained in the step of determining and the step of obtaining the intersection point, the intersection point is traced back to the previous offset graphic element in order of n−1, n−2,. Obtaining the offset contour by executing the step of determining the nj-th offset graphic element at the time when the intersection is obtained, by executing the step for all offset graphic elements while incrementing n ;
A contour shape measuring method comprising:
前記求められたオフセット輪郭を点列に再分割してプローブチップ半径補正後の測定点列とするステップを更に備えたことを特徴とする請求項1記載の輪郭形状測定方法。  2. The contour shape measuring method according to claim 1, further comprising a step of subdividing the obtained offset contour into a point sequence to obtain a measurement point sequence after correcting the probe tip radius. 被測定対象に接触するプローブチップの中心位置をサンプリングするサンプリング手段と、
このサンプリング手段でサンプリングされたプローブチップの中心位置の測定点列を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された前記測定点列から前記プローブチップの半径分だけ補正したオフセット輪郭を前記被測定対象の輪郭形状として求める演算手段と
を備え、
前記演算手段は、
前記記憶手段に記憶された測定点列を、各測定点を通る図形要素で補間して元輪郭を生成し、この元輪郭を構成する各図形要素をプローブチップの半径分だけオフセットさせてオフセット図形要素を生成し、nを歩進させながら全てのオフセット図形要素について、n番目(n=1,2,…)のオフセット図形要素とn+1番目のオフセット図形要素との交点を求め、交点が求められたときその点を終点としてn番目の図形要素を確定し、交点が求められなかったときn+1番目のオフセット図形要素に対してn−1,n−2,…と順番に前のオフセット図形要素に遡って交点を求め、交点が求まった時点でn−j番目のオフセット図形要素を確定する処理を繰り返すことにより前記オフセット輪郭を求めるものである
ことを特徴とする輪郭形状測定装置。
Sampling means for sampling the center position of the probe tip that contacts the object to be measured;
Storage means for storing a measurement point sequence of the center position of the probe tip sampled by the sampling means;
Calculating means for obtaining, as the contour shape of the object to be measured, an offset contour corrected by the radius of the probe tip from the measurement point sequence stored in the storage means,
The computing means is
The measurement point sequence stored in the storage means is interpolated with graphic elements passing through the respective measurement points to generate original contours, and each graphic element constituting the original contours is offset by the radius of the probe tip to create an offset graphic. An element is generated, and for every offset graphic element while incrementing n, the intersection of the nth (n = 1, 2,...) Offset graphic element and the (n + 1) th offset graphic element is obtained, and the intersection is obtained. The nth graphic element is determined with the point as the end point, and when the intersection cannot be obtained, the n + 1, n-2,... A contour characterized in that the offset contour is obtained by repeating the process of determining the intersection point retrospectively and determining the nj-th offset graphic element when the intersection is determined. Shape measuring device.
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