JP5305193B2 - V溝形状測定方法および装置 - Google Patents
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Description
12…定盤
14…門形フレーム
16…スライダ
18…昇降軸
20…プローブホルダ
22…プローブ
24…測定子
30…回転テーブル
30A…穴
32…チャック
40…制御装置
40A…中央処理ユニット
40B…記憶装置
40C…ジョイスティック
40D…モニタ
40E…プリンタ
W…ワーク
θ…回転角
Claims (13)
- V溝が螺旋状に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、この回転テーブルにより前記被測定物を回転させながら三次元測定機の位置測定用の倣いプローブを用いて前記被測定物の前記V溝を倣い測定するV溝形状測定方法であって、
前記三次元測定機のマシン座標系から見て、前記被測定物の原点から前記倣いプローブの測定子までの方向ベクトルを前記回転テーブルのテーブル面に投影してなるベクトルを一定に保つように制御する測定子方向一定制御工程と、
前記回転テーブルの軸心と、この軸心からの距離である半径の指定で決定される円筒面内を、前記被測定物の輪郭に沿って倣うように制御する回転テーブル半径一定倣い制御工程と、
前記被測定物の前記V溝を構成する2面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御する2面接触倣い制御工程とを組み合わせることにより、
前記被測定物の前記V溝の前記2面に、常時前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御するV溝回転テーブル倣い制御工程を含み、
前記V溝回転テーブル倣い制御工程を行うに先立って、前記倣いプローブの仮倣い進行方向の指定を受け付ける仮倣い進行方向指定受付工程をさらに含み、
前記V溝回転テーブル倣い制御工程を、
前記倣いプローブの位置ベクトル、前記位置ベクトルの変位量、および前記回転テーブルの回転角をサンプリングして前記測定子の中心位置の軌跡を記憶する第1ステップと、
前記回転角に基づいて、前記被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトルを算出する第2ステップと、
前記回転テーブルが前記回転角で静止しているときの前記倣いプローブの速度ベクトルを算出する第3ステップと、
前記第1ステップにて記憶した前記倣いプローブの前記測定子の中心位置の軌跡に基づいて、前記倣いプローブの倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルを決定する第4ステップと、
前記被測定物の軸心から見た前記倣いプローブの前記速度ベクトルによる前記回転テーブルの角速度を算出する第5ステップと、
前記回転角と前記位置ベクトルとの位置関係から、制御誤差による前記回転角の目標値からの進みや遅れを調整して補正角速度を決定し、この補正角速度により前記角速度を補正する第6ステップと、
前記位置ベクトルおよび前記回転角によって、前記補正角速度の動きに追従する追従速度ベクトルを算出する第7ステップと、
前記追従速度ベクトルと前記速度ベクトルのベクトル和を前記倣いプローブの速度指令とするとともに、前記角速度を前記補正角速度によって補正した値を前記回転テーブルの速度指令とし、前記倣い進行方向ベクトルにより示される倣い進行方向に倣って前記倣いプローブを移動する第8ステップとにより行う
ことを特徴とするV溝形状測定方法。 - 前記第1ステップでは、前記測定子の中心位置の軌跡を、所定のサンプリング時間およびサンプルピッチにおける前記測定子の1点目の中心位置からN点目の中心位置までの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群として複数個記憶することを特徴とする請求項1記載のV溝形状測定方法。
- 前記第1ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ未満となる速度である場合は、前記移動量が前記サンプルピッチを超えた時点で前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項1または2記載のV溝形状測定方法。
- 前記第1ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ以上となる速度である場合は、前記サンプリング時間ごとに前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のV溝形状測定方法。
- 前記第4ステップでは、前記第1ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の1点目の中心位置からN点目の中心位置に向かう直線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載のV溝形状測定方法。
- 前記第4ステップでは、前記第1ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の1点目からN点目のすべての中心位置から3次曲線による近似を行い、前記N点目における前記3次曲線の接線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載のV溝形状測定方法。
- 前記V溝回転テーブル倣い制御工程は、前記仮倣い進行方向指定受付工程にて前記仮倣い進行方向の指定が受け付けられてから所定時間経過後に行われることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のV溝形状測定方法。
- 前記V溝回転テーブル倣い制御工程を開始する前に、前記被測定物の前記V溝の前記2面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるためのアプローチ処理工程を行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のV溝形状測定方法。
- 前記アプローチ処理工程を、
前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルと、前記測定子を前記V溝の前記2面に接触させるための2面接触ベクトルとの和により求めた相対速度ベクトルによって、前記被測定物と前記倣いプローブを相対移動させ、
前記倣いプローブの前記被測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルと前記被測定物の軸心に対応するベクトルとで作られる平面に、プローブ法線ベクトルを投影したベクトルと、前記アプローチ逆方向ベクトルとのなす角度が所定値以内となったときに、前記2面が接触したと判定して前記倣いプローブを停止することにより行うようにしたことを特徴とする請求項8記載のV溝形状測定方法。 - 前記アプローチ処理工程時における前記倣いプローブの前記アプローチ方向の処理と、前記V溝回転テーブル倣い制御工程時における前記倣いプローブのアプローチ方向の処理とを共通としたことを特徴とする請求項9記載のV溝形状測定方法。
- V溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回転テーブルと、
前記被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブと、
この倣いプローブを前記被測定物の表面に沿って移動させるための駆動機構と、
前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段と、
請求項1〜10のいずれか1項記載の方法によって、前記倣いプローブの移動速度および進行方向、ならびに前記回転テーブルの回転状態を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするV溝形状測定装置。 - 前記倣いプローブは、並設された径の異なる複数の測定子を備え、前記V溝の大きさに合わせて各測定子が選択可能に設けられていることを特徴とする請求項11記載のV溝形状測定装置。
- 前記回転テーブルは、三次元座標測定機に組み込まれており、前記三次元座標測定機に備えられた座標測定用プローブが、前記倣いプローブであることを特徴とする請求項11または12記載のV溝形状測定装置。
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JP2008176498A JP5305193B2 (ja) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | V溝形状測定方法および装置 |
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JP2008176498A JP5305193B2 (ja) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | V溝形状測定方法および装置 |
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