JP5441429B2 - 3D magnetometer - Google Patents
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Description
本発明は、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を測定する三次元磁気測定装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional magnetic measurement apparatus for measuring a field magnetic field distribution of a magnetic field generation target.
従来より、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を三次元的に測定するために、三次元磁気測定装置が用いられている。例えば、特許文献１に示させる磁界測定装置は、測定対象物の周囲を三次元方向に相対的に移動可能に支持された磁気センサを備えた測定器と、測定器により測定された測定対象物の三次元磁力データに基づき、その磁界の状態を可視化表示できるように加工するデータ加工手段を含むコンピュータと、データ加工手段で加工された結果を出力する出力手段としてのディスプレイとを備えている。 Conventionally, a three-dimensional magnetic measurement apparatus has been used to three-dimensionally measure a field magnetic field distribution of a magnetic field generation target. For example, a magnetic field measuring apparatus shown in Patent Document 1 includes a measuring device including a magnetic sensor supported so as to be relatively movable in a three-dimensional direction around a measuring object, and a measuring object measured by the measuring instrument. Based on the three-dimensional magnetic force data, a computer including data processing means for processing so that the state of the magnetic field can be visualized and displayed, and a display as output means for outputting the result processed by the data processing means.
しかしながら、従来の磁界測定装置では、測定対象物の周囲を三次元方向に相対的に移動可能に支持された磁気センサを備えた測定器で磁気センサの移動を制御し、コンピュータで別途磁界のデータを加工するようにしていることから、磁気センサの制御とデータ加工が一元的に行えず、磁界の精度の高い測定が困難であった。 However, in the conventional magnetic field measuring apparatus, the movement of the magnetic sensor is controlled by a measuring instrument including a magnetic sensor supported so as to be relatively movable in the three-dimensional direction around the measurement object, and the magnetic field data is separately obtained by a computer. Therefore, the control of the magnetic sensor and the data processing cannot be performed in a unified manner, and it is difficult to measure the magnetic field with high accuracy.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、制御手段で、３次元プローブの移動制御、ガウスメータからのデータの解析及び解析された情報を３次元で可視化して表示を一元的に行うことで、精度の高い磁界の測定や表示が可能な三次元磁気測定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the control means controls the movement of the three-dimensional probe, analyzes the data from the gauss meter, visualizes the analyzed information in three dimensions, and displays the display centrally. This is to provide a three-dimensional magnetic measurement apparatus capable of measuring and displaying a magnetic field with high accuracy.
請求項１記載の三次元磁気測定装置は、３次元プローブの先端が磁場発生対象体に接触したか否かを検出するタッチセンサを備え、制御装置が、３軸アクチュエータを制御するマシン制御手段と、ガウスメータからのデータを解析する数値解析手段と、数値解析手段で解析された情報を３次元で可視化して表示する３次元可視化手段とを有すると共に、制御装置が、タッチセンサが３次元プローブの先端が磁場発生対象体に接触したときの３次元プローブの座標位置を把握することを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 1, further comprising: a touch sensor that detects whether or not the tip of the three-dimensional probe has contacted the magnetic field generation object, and the control device includes machine control means that controls the three-axis actuator; , A numerical analysis means for analyzing data from the gauss meter, and a three-dimensional visualization means for visualizing and displaying the information analyzed by the numerical analysis means in three dimensions. It is characterized by grasping the coordinate position of the three-dimensional probe when the tip contacts the magnetic field generation target .
請求項２記載の三次元磁気測定装置は、制御装置が、３次元プローブの中のセンサが埋め込まれている位置の情報を入力するセンサオフセット入力手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 2 is characterized in that the control device includes sensor offset input means for inputting information on a position where the sensor in the three-dimensional probe is embedded .
請求項３記載の三次元磁気測定装置は、制御装置が、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を粗測定し、ガウスメータの測定レンジを決定するための磁界分布を表示するオーバーレンジ検索手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 3, wherein the control device includes overrange search means for roughly measuring the field magnetic field distribution of the magnetic field generation target object and displaying the magnetic field distribution for determining the measurement range of the gauss meter. It is characterized by.
請求項４記載の三次元磁気測定装置は、制御装置が、予めフィールド磁界分布が明らかな磁場発生対象体の磁界分布を３次元的に測定し、予めわかっているフィールド磁界分布から、３次元プローブの中のセンサが埋め込まれている位置を解析するセンサ埋め込み位置解析手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 4, wherein the control device measures the magnetic field distribution of the magnetic field generating object whose field magnetic field distribution is known in advance three-dimensionally, and determines the three-dimensional probe from the known field magnetic field distribution. Sensor embedded position analyzing means for analyzing the position where the sensor is embedded .
請求項５記載の三次元磁気測定装置は、３次元プローブとガウスメータと制御装置とを接続した状態で、３次元プローブとガウスメータと制御装置との各信号レベルのオフセットを調整する初期オフセット調整手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 5 , further comprising an initial offset adjustment unit that adjusts an offset of each signal level of the three-dimensional probe, the gauss meter, and the control device in a state where the three-dimensional probe, the gauss meter, and the control device are connected. It is characterized by providing.
請求項６記載の三次元磁気測定装置は、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布を、３次元立体表示、ＸＹ方向表示、ＸＺ方向表示、ＹＺ方向表示等、表示方向を任意に変えて表示する表示方向選択手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetism measuring apparatus according to claim 6, wherein the three- dimensional visualization means of the control device arbitrarily changes the display direction of the field magnetic field distribution, such as three-dimensional stereoscopic display, XY direction display, XZ direction display, and YZ direction display. Display direction selection means for displaying the image .
請求項７記載の三次元磁気測定装置は、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の３次元表示の角度や表示倍率を任意に変更可能で、変更過程を動画として記録し再生する動画記録再生手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 7, wherein the three- dimensional visualization means of the control device can arbitrarily change the angle and display magnification of the three-dimensional display of the field magnetic field distribution, and the change process is recorded and reproduced as a moving image. It comprises a recording / reproducing means .
請求項８記載の三次元磁気測定装置は、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の表示単位を変換して表示する磁気単位変換切換手段を備えることを特徴とする。 The three-dimensional magnetism measuring apparatus according to claim 8 is characterized in that the three-dimensional visualization means of the control device includes magnetic unit conversion switching means for converting and displaying the display unit of the field magnetic field distribution .
請求項９記載の三次元磁気測定装置は、制御装置の３次元可視化手段が、磁場発生対象体の外形形状を入力し表示するワーク形状可視手段を備え、フィールド磁界分布と磁場発生対象体の外形形状とを同時に表示することを特徴とする。 The three-dimensional magnetic measurement apparatus according to claim 9, wherein the three-dimensional visualization means of the control device includes a work shape visualizing means for inputting and displaying the outer shape of the magnetic field generation target object, and the field magnetic field distribution and the outer shape of the magnetic field generation target object. The shape is displayed simultaneously .
請求項１の発明によれば、制御装置で、３次元プローブの移動制御、ガウスメータからのデータの解析及び解析された情報を３次元で可視化して表示を一元的に行うことで、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。また、３次元プローブの先端が磁場発生対象体に接触したか否かを検出するタッチセンサを備え、制御装置が、タッチセンサが３次元プローブの先端が磁場発生対象体に接触したときの３次元プローブの座標位置を把握することから、高精度に３次元プローブと磁場発生対象体とのギャップを把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 According to the first aspect of the present invention, the control device controls the movement of the three-dimensional probe, analyzes the data from the gauss meter, and visualizes the analyzed information in a three-dimensional manner so as to display the information in a unified manner. Magnetic field can be measured and displayed. In addition, a touch sensor that detects whether or not the tip of the three-dimensional probe has contacted the magnetic field generation target object is provided, and the control device performs three-dimensional processing when the tip of the three-dimensional probe contacts the magnetic field generation target object. Since the coordinate position of the probe is grasped, the gap between the three-dimensional probe and the magnetic field generation object can be grasped with high accuracy, and the magnetic field can be measured and displayed with high accuracy.
請求項２の発明によれば、制御装置が、３次元プローブの中のセンサが埋め込まれている位置の情報を入力するセンサオフセット入力手段を備えることで、３次元プローブの中のセンサの位置を正確に把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 According to the invention of claim 2, the control device includes sensor offset input means for inputting information on a position where the sensor in the three-dimensional probe is embedded, thereby determining the position of the sensor in the three-dimensional probe. Accurately grasp and measure and display magnetic fields with high accuracy.
請求項３の発明によれば、制御装置が、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を粗測定し、ガウスメータの測定レンジを決定するための磁界分布を表示するオーバーレンジ検索手段を備えることで、精度の高い磁界の測定や表示をするためのガウスメータの適切な設定を容易に行うことができる。 According to the invention of claim 3, the control device includes an overrange search unit that roughly measures the field magnetic field distribution of the magnetic field generation target object and displays the magnetic field distribution for determining the measurement range of the gauss meter. It is possible to easily set an appropriate Gauss meter for measuring and displaying a high magnetic field.
請求項４の発明によれば、制御装置が、予めフィールド磁界分布が明らかな磁場発生対象体の磁界分布を３次元的に測定し、予めわかっているフィールド磁界分布から、３次元プローブの中のセンサが埋め込まれている位置を解析するセンサ埋め込み位置解析手段を備えることで、３次元プローブの中のセンサの位置を正確に把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 According to the invention of claim 4, the control device three-dimensionally measures the magnetic field distribution of the magnetic field generating object whose field magnetic field distribution is clear in advance, and from the previously known field magnetic field distribution, By providing sensor embedded position analysis means for analyzing the position where the sensor is embedded, the position of the sensor in the three-dimensional probe can be accurately grasped, and the magnetic field can be measured and displayed with high accuracy.
請求項５の発明によれば、３次元プローブとガウスメータと制御装置とを接続した状態で、３次元プローブとガウスメータと制御装置との各信号レベルのオフセットを調整する初期オフセット調整手段を備えることで、３次元プローブとガウスメータと制御装置との間の基準のズレを抑え、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 According to the fifth aspect of the present invention, by providing the initial offset adjusting means for adjusting the offset of each signal level of the three-dimensional probe, the gauss meter, and the control device in a state where the three-dimensional probe, the gauss meter, and the control device are connected. The reference deviation among the three-dimensional probe, the gauss meter, and the control device is suppressed, and the magnetic field can be measured and displayed with high accuracy.
請求項６の発明によれば、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布を、３次元立体表示、ＸＹ方向表示、ＸＺ方向表示、ＹＺ方向表示等、表示方向を任意に変えて表示する表示方向選択手段を備えることで、自由な角度でフィールド磁界分布を視認でき、目視によりフィールド磁界分布の解析が容易になる。 According to the invention of claim 6, the three-dimensional visualization means of the control device displays the field magnetic field distribution by arbitrarily changing the display direction such as three-dimensional stereoscopic display, XY direction display, XZ direction display, YZ direction display, etc. By providing the display direction selection means, the field magnetic field distribution can be visually recognized at any angle, and the field magnetic field distribution can be easily analyzed by visual observation.
請求項７の発明によれば、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の３次元表示の角度や表示倍率を任意に変更可能で、変更過程を動画として記録し再生する動画記録再生手段を備えることで、フィールド磁界分布をいろいろな角度で解析可能であると共に、角度を変えつつ行った解析を再現可能で、目視によりフィールド磁界分布の解析が容易になる。 According to the invention of claim 7, the three-dimensional visualization means of the control device can arbitrarily change the angle and display magnification of the three-dimensional display of the field magnetic field distribution, and record and reproduce the change process as a moving picture. The field magnetic field distribution can be analyzed at various angles, the analysis performed while changing the angle can be reproduced, and the field magnetic field distribution can be easily analyzed visually.
請求項８の発明によれば、制御装置の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の表示単位を変換して表示する磁気単位変換切換手段を備えることで、フィールド磁界分布の解析が容易になる。 According to the invention of claim 8, the three-dimensional visualization means of the control device includes the magnetic unit conversion switching means for converting and displaying the display unit of the field magnetic field distribution, thereby facilitating the analysis of the field magnetic field distribution.
請求項９の発明によれば、制御装置の３次元可視化手段が、磁場発生対象体の外形形状を入力し表示するワーク形状可視手段を備え、フィールド磁界分布と磁場発生対象体の外形形状とを同時に表示することから、磁場発生対象体に対するフィールド磁界分布の目視による把握が容易となる。 According to invention of Claim 9, the three-dimensional visualization means of a control apparatus is provided with the workpiece | work shape visualizing means which inputs and displays the external shape of a magnetic field generation | occurrence | production object, and shows field magnetic field distribution and the external shape of a magnetic field generation | occurrence | production object. Since the images are displayed at the same time, it is easy to visually grasp the field magnetic field distribution with respect to the magnetic field generation target.
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態における三次元磁気測定装置は、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を測定するものである。図１は、本発明に係る三次元磁気測定装置の一例を示す構成図である。図２は、同三次元磁気測定装置のＺ軸ギャップ調整に係る画面を示す説明図である。図３は、同三次元磁気測定装置のＸＹ平面・原点調整に係る画面を示す説明図である。図４は、同三次元磁気測定装置のセンサオフセットに係る画面を示す説明図である。図５は、同三次元磁気測定装置のフィールド磁界分布に係る画面を示す説明図である。図６は、同三次元磁気測定装置の三次元可視表現に係る画面を示す説明図である。図７は、同三次元磁気測定装置のＸＹ可視表現に係る画面を示す説明図である。図８は、同三次元磁気測定装置のＸＺ可視表現に係る画面を示す説明図である。図９は、同三次元磁気測定装置のフィールド磁界分布と磁場発生対象体に係る画面を示す説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The three-dimensional magnetic measurement apparatus in the embodiment of the present invention measures a field magnetic field distribution of a magnetic field generation target. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a three-dimensional magnetic measurement apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a screen relating to Z-axis gap adjustment of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a screen related to XY plane / origin adjustment of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 4 is an explanatory view showing a screen relating to a sensor offset of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 5 is an explanatory view showing a screen relating to the field magnetic field distribution of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 6 is an explanatory view showing a screen related to the three-dimensional visual representation of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a screen related to XY visual representation of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 8 is an explanatory view showing a screen related to XZ visual representation of the three-dimensional magnetic measurement apparatus. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a screen related to the field magnetic field distribution and the magnetic field generation target of the three-dimensional magnetic measurement apparatus.
図１において、三次元磁気測定装置１は、磁界を検出する３次元プローブ８と、３次元プローブ８の信号から磁界分布を測定するガウスメータ２０と、３次元プローブ８を支持し移動させる３軸アクチュエータ１０と、ガウスメータ２０や３軸アクチュエータ１０を制御する制御装置としてのコンピュータ３０等から構成されている。コンピュータ３０は、コンピュータ本体３４と表示装置３２とによって構成されたパーソナルコンピュータを図示したが、三次元磁気測定装置１の制御装置で機能させることが可能であれば、その形態により限定されるものではなく、電子計算機であればノート側コンピュータ等であってもよい。 In FIG. 1, a three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes a three-dimensional probe 8 that detects a magnetic field, a gauss meter 20 that measures a magnetic field distribution from a signal from the three-dimensional probe 8, and a three-axis actuator that supports and moves the three-dimensional probe 8. 10 and a computer 30 as a control device for controlling the gauss meter 20 and the three-axis actuator 10. The computer 30 is a personal computer constituted by a computer main body 34 and a display device 32. However, the computer 30 is not limited by the form as long as the computer 30 can function with the control device of the three-dimensional magnetic measurement device 1. Alternatively, a notebook computer or the like may be used as long as it is an electronic computer.
３次元プローブ８は、１本の棒状のもので、先端部に、Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｚ軸センサと、磁界を測定するセンサが、３次元的に３つ組み込まれている。３軸アクチュエータ１０は、磁場発生対象体（図示せず）を載置する基台１２と、基台１２上に設けられ、３次元プローブ８を支持した状態で３次元プローブ８をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させる３次元アーム１４から構成されている。３次元プローブ８は、ガウスメータ２０と接続され、ガウスメータ２０及び３軸アクチュエータ１０はそれぞれコンピュータ３０に接続されている。尚、コンピュータ３０への接続は、シリアル接続、パラレル接続、アナログ信号レベル接続等、特に限定されるものではない。 The three-dimensional probe 8 has a single rod shape, and three X-dimensional sensors, a Y-axis sensor, a Z-axis sensor, and a sensor for measuring a magnetic field are incorporated three-dimensionally at the tip. The three-axis actuator 10 is provided on a base 12 on which a magnetic field generation target (not shown) is placed, and is supported on the three-dimensional probe 8 in the X direction and Y It is comprised from the three-dimensional arm 14 moved to a direction and a Z direction. The three-dimensional probe 8 is connected to a gauss meter 20, and the gauss meter 20 and the three-axis actuator 10 are each connected to a computer 30. The connection to the computer 30 is not particularly limited, such as serial connection, parallel connection, analog signal level connection, and the like.
制御装置であるコンピュータ３０は、ソフトウエアの機能として、３軸アクチュエータ１０を制御するマシン制御手段と、ガウスメータ２０からのデータを解析する数値解析手段と、数値解析手段で解析された情報を３次元で可視化して表示する３次元可視化手段とを備えている。 As a software function, the computer 30 serving as a control device three-dimensionally displays machine control means for controlling the three-axis actuator 10, numerical analysis means for analyzing data from the gauss meter 20, and information analyzed by the numerical analysis means. And three-dimensional visualization means for visualizing and displaying.
次に、三次元磁気測定装置１の動作及び機能を説明する。まず、被検査対象である磁場発生対象体を測定するにあたり、３次元プローブ８、ガウスメータ２０及び３軸アクチュエータ１０の原点やレベル調整を行う必要がある。尚、３次元プローブ８を別のものに交換したり、取付位置がずれてしまったような場合には、３次元プローブ８に係る部分の調整が必要になる。 Next, the operation and function of the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 will be described. First, it is necessary to adjust the origin and level of the three-dimensional probe 8, the gauss meter 20, and the three-axis actuator 10 when measuring a magnetic field generation target object to be inspected. If the three-dimensional probe 8 is replaced with another one or the mounting position is shifted, adjustment of the portion related to the three-dimensional probe 8 is necessary.
まず、図４に示すセンサオフセットに係る画面（パラメータ設定画面）で、３次元プローブ８の中の各センサが埋め込まれている位置の情報であるオフセット情報を、入力する（センサオフセット入力手段）。この入力すべきオフセット情報は、各３次元プローブ８ごとのロットで管理され、３次元プローブ８ごとの検査報告書等に示されている値である。また、Ｚ軸のセンサの埋め込み位置に関しては、図２に示すＺ軸ギャップ調整に係る画面（測定原点の調整画面）で、Ｚ軸センサ埋め込み位置として、数値入力する。尚、コンピュータ３０に、３次元プローブ８のロットごとの情報を保存や読み出しを可能にすることで、３次元プローブ８を交換する場合に、かつて入力した値を読み出して効率的に交換を行うことも可能となる。 First, on the screen relating to sensor offset shown in FIG. 4 (parameter setting screen), offset information which is information on the position where each sensor in the three-dimensional probe 8 is embedded is input (sensor offset input means). The offset information to be input is a value that is managed in a lot for each three-dimensional probe 8 and is shown in an inspection report for each three-dimensional probe 8 or the like. As for the Z-axis sensor embedding position, a numerical value is input as the Z-axis sensor embedding position on the screen related to Z-axis gap adjustment (measurement origin adjustment screen) shown in FIG. In addition, by enabling the computer 30 to store and read out information for each lot of the three-dimensional probe 8, when replacing the three-dimensional probe 8, the input value can be read out and exchanged efficiently. Is also possible.
次に、３次元プローブ８と３軸アクチュエータ１０との位置関係を正確に把握するための３次元プローブ８と磁場発生対象体とのギャップ調整について説明する。まず、三次元磁気測定装置１は、３次元プローブ８の先端が磁場発生対象体に接触したか否かを検出するタッチセンサ（図示せず）を備えている。そして、まず、３軸アクチュエータ１０の基台１２の原点になる位置に、基準となる磁場発生対象体を載置する。次に、コンピュータ３０が、作業者によってギャップ調整を指示されると、３次元アーム１４を制御して、予め基台１２の原点として設定された位置に、３次元プローブ８を移動させる。そして、コンピュータ３０が、タッチセンサが３次元プローブ８の先端が磁場発生対象体に接触したときの３次元プローブ８の座標位置を把握・記憶する。 Next, the gap adjustment between the three-dimensional probe 8 and the magnetic field generation object for accurately grasping the positional relationship between the three-dimensional probe 8 and the three-axis actuator 10 will be described. First, the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes a touch sensor (not shown) that detects whether or not the tip of the three-dimensional probe 8 has contacted the magnetic field generation target object. First, a reference magnetic field generation target object is placed at a position that becomes the origin of the base 12 of the triaxial actuator 10. Next, when the operator instructs the gap adjustment by the operator, the computer 30 controls the three-dimensional arm 14 to move the three-dimensional probe 8 to a position set in advance as the origin of the base 12. Then, the computer 30 grasps and stores the coordinate position of the three-dimensional probe 8 when the tip of the three-dimensional probe 8 contacts the magnetic field generation target body.
次に、３次元プローブ８と３軸アクチュエータ１０とのＸＹ方向の位置関係を正確に把握するための３次元プローブ８と磁場発生対象体との位置調整を説明する。上記と同様に、基準となる磁場発生対象体を３軸アクチュエータ１０の基台１２の原点となるべき位置に配置する。そして、コンピュータ３０の制御により、３次元アーム１４を制御して３次元プローブ８をＸ方向及びＹ方向に移動させつつ基準となる磁場発生対象体の磁界分布を測定する（測定結果を示す画面が図３）。測定された磁界分布で検出したＸ方向及びＹ方向における磁界ピークから、３次元アーム１４のＸ方向及びＹ方向の原点を把握するようにする。 Next, positional adjustment between the three-dimensional probe 8 and the magnetic field generation target for accurately grasping the positional relationship between the three-dimensional probe 8 and the three-axis actuator 10 in the X and Y directions will be described. In the same manner as described above, the reference magnetic field generation target object is disposed at a position to be the origin of the base 12 of the three-axis actuator 10. Then, the computer 30 controls the three-dimensional arm 14 to measure the magnetic field distribution of the reference magnetic field generation target object while moving the three-dimensional probe 8 in the X direction and the Y direction (a screen showing the measurement result). FIG. 3). The origin of the three-dimensional arm 14 in the X and Y directions is grasped from the magnetic field peaks detected in the measured magnetic field distribution in the X and Y directions.
次に、三次元磁気測定装置１が備えるオーバーレンジ検索手段を説明する。オーバーレンジ検索手段は、実際の測定を行う前に、コンピュータ３０の制御により、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を粗測定する。この粗測定で、測定レンジが不適切で値が頭打ちになってしまったり、逆に磁界分布が読み切れないような小さな値になってしまった場合には、ガウスメータ２０の測定レンジを適切なものに設定し直すようにする。 Next, the overrange search means provided in the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 will be described. The overrange search means roughly measures the field magnetic field distribution of the magnetic field generation object under the control of the computer 30 before performing actual measurement. In this rough measurement, if the measurement range is inappropriate and the value reaches its peak, or if the magnetic field distribution is too small to be read, the measurement range of the gauss meter 20 is made appropriate. Try to set again.
また、三次元磁気測定装置１は、センサ埋め込み位置解析手段を備えている。センサ埋め込み位置解析手段は、コンピュータ３０による制御で、予めフィールド磁界分布が明らかな磁場発生対象体の磁界分布を３次元的に測定し、予めわかっているフィールド磁界分布から、３次元プローブ８の中のセンサが埋め込まれている位置を解析するものである。また、三次元磁気測定装置１は、初期オフセット調整手段を備えている。初期オフセット調整手段は、３次元プローブ８とガウスメータ２０とコンピュータ３０とを接続した状態で、３次元プローブ８とガウスメータ２０とコンピュータ３０との各信号レベルのオフセットを調整する機能である。このような各種手段により実際に測定され表示されるものが、図５に示す画面である。 In addition, the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes sensor embedded position analysis means. The sensor embedding position analyzing means measures the magnetic field distribution of the magnetic field generating object whose field magnetic field distribution is known in advance three-dimensionally under the control of the computer 30, and determines the inside of the three-dimensional probe 8 from the known field magnetic field distribution. The position where the sensor is embedded is analyzed. The three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes an initial offset adjusting unit. The initial offset adjusting means is a function of adjusting the offset of each signal level of the three-dimensional probe 8, the gauss meter 20, and the computer 30 in a state where the three-dimensional probe 8, the gauss meter 20, and the computer 30 are connected. What is actually measured and displayed by such various means is the screen shown in FIG.
表示装置３２におけるフィールド磁界分布の３次元表示に関しても、本実施の形態の三次元磁気測定装置１は、いくつかの機能を有している。まず、三次元磁気測定装置１は、表示方向選択手段を備えている。表示方向選択手段は、制御装置であるコンピュータ３０の３次元可視化手段である表示装置３２が、フィールド磁界分布を、３次元立体表示、ＸＹ方向表示、ＸＺ方向表示、ＹＺ方向表示等、表示方向を任意に変えて表示する機能である。具体的には、図６が３次元立体表示であり、図７がＸＹ方向表示であり、図８がＸＺ方向表示又はＹＺ方向表示である。 Also regarding the three-dimensional display of the field magnetic field distribution on the display device 32, the three-dimensional magnetic measurement device 1 of the present embodiment has several functions. First, the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes display direction selection means. The display direction selection means includes a display device 32 that is a three-dimensional visualization means of the computer 30 that is a control device, and displays the field magnetic field distribution, such as three-dimensional stereoscopic display, XY direction display, XZ direction display, and YZ direction display. It is a function that displays it arbitrarily. Specifically, FIG. 6 shows three-dimensional stereoscopic display, FIG. 7 shows XY direction display, and FIG. 8 shows XZ direction display or YZ direction display.
また、三次元磁気測定装置１は、動画記録再生手段を備えている。動画記録再生手段は、表示装置３２で表示されるフィールド磁界分布の３次元表示の角度や表示倍率を任意に変更可能で、変更過程を動画として記録し再生するものである。 The three-dimensional magnetism measuring apparatus 1 includes moving image recording / reproducing means. The moving image recording / reproducing means can arbitrarily change the angle and display magnification of the three-dimensional display of the field magnetic field distribution displayed on the display device 32, and records and reproduces the changing process as a moving image.
さらに、三次元磁気測定装置１は、磁気単位変換切換手段を備えている。磁気単位変換切換手段は、表示装置３２で表示されるフィールド磁界分布の表示単位を変換して表示するものである。 Further, the three-dimensional magnetism measuring apparatus 1 includes magnetic unit conversion switching means. The magnetic unit conversion switching means converts the display unit of the field magnetic field distribution displayed on the display device 32 and displays it.
さらに、三次元磁気測定装置１は、ワーク形状可視手段を備えている。ワーク形状可視手段は、磁場発生対象体の外形形状を入力し、図９に示すように、表示装置３２に、フィールド磁界分布と磁場発生対象体の外形形状とを同時に表示するものである。 Furthermore, the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 includes a workpiece shape visualizing unit. The workpiece shape visualizing means inputs the outer shape of the magnetic field generation target object, and simultaneously displays the field magnetic field distribution and the outer shape of the magnetic field generation target object on the display device 32 as shown in FIG.
以上のように、本実施の形態における三次元磁気測定装置１は、制御手段であるコンピュータ３０が、３次元プローブ８の移動制御、ガウスメータ２０からのデータの解析及び解析された情報を３次元で可視化して表示を一元的に行うことで、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 As described above, in the three-dimensional magnetic measurement apparatus 1 according to the present embodiment, the computer 30 serving as the control means controls the movement of the three-dimensional probe 8, analyzes the data from the gauss meter 20, and analyzes the analyzed information in three dimensions. It is possible to measure and display a magnetic field with high accuracy by visualizing and displaying them in a unified manner.
また、３次元プローブ８の先端が磁場発生対象体に接触したか否かを検出するタッチセンサを備え、コンピュータ３０が、タッチセンサが３次元プローブ８の先端が磁場発生対象体に接触したときの３次元プローブ８の座標位置を把握することから、高精度に３次元プローブ８と磁場発生対象体とのギャップを把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 The touch sensor detects whether or not the tip of the three-dimensional probe 8 is in contact with the magnetic field generation target object, and the computer 30 is used when the touch sensor touches the magnetic field generation target object of the three-dimensional probe 8. Since the coordinate position of the three-dimensional probe 8 is grasped, the gap between the three-dimensional probe 8 and the magnetic field generation target can be grasped with high accuracy, and the magnetic field can be measured and displayed with high accuracy.
さらに、基準となる磁場発生対象体を３軸アクチュエータ１０の原点となるべき位置に配置し、３軸アクチュエータ１０を操作して３次元プローブ８をＸ方向及びＹ方向に移動させつつ磁場発生対象体の磁界分布を測定し、磁界分布から検出したＸ方向及びＹ方向における磁界ピークから、３軸アクチュエータ１０のＸ方向及びＹ方向の原点を把握することから、３軸アクチュエータ１０のＸ方向及びＹ方向の位置を正確に把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 Further, a magnetic field generation target object serving as a reference is arranged at a position to be the origin of the three-axis actuator 10, and the three-axis actuator 10 is operated to move the three-dimensional probe 8 in the X direction and the Y direction. Since the origin of the X-axis and Y-direction of the triaxial actuator 10 is grasped from the magnetic field peaks in the X-direction and Y-direction detected from the magnetic field distribution, the X-direction and Y-direction of the triaxial actuator 10 are measured. It is possible to accurately grasp the position of the magnetic field and to measure and display the magnetic field with high accuracy.
さらに、コンピュータ３０が、３次元プローブ８の中のセンサが埋め込まれている位置の情報を入力するセンサオフセット入力手段を備えることで、３次元プローブ８の中のセンサの位置を正確に把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 Furthermore, the computer 30 can accurately grasp the position of the sensor in the three-dimensional probe 8 by providing sensor offset input means for inputting information on the position where the sensor in the three-dimensional probe 8 is embedded, It is possible to measure and display magnetic fields with high accuracy.
さらに、コンピュータ３０が、磁場発生対象体のフィールド磁界分布を粗測定し、ガウスメータ２０の測定レンジを決定するための磁界分布を表示するオーバーレンジ検索手段を備えることで、精度の高い磁界の測定や表示をするためのガウスメータ２０の適切な設定を容易に行うことができる。 Further, the computer 30 is provided with overrange search means for roughly measuring the field magnetic field distribution of the magnetic field generation target object and displaying the magnetic field distribution for determining the measurement range of the gauss meter 20, so that the magnetic field measurement with high accuracy can be performed. Appropriate setting of the Gauss meter 20 for display can be easily performed.
さらに、予めフィールド磁界分布が明らかな磁場発生対象体の磁界分布を３次元的に測定し、予めわかっているフィールド磁界分布から、３次元プローブ８の中のセンサが埋め込まれている位置を解析するセンサ埋め込み位置解析手段を備えることで、３次元プローブ８の中のセンサの位置を正確に把握でき、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 Further, the magnetic field distribution of the magnetic field generating object whose field magnetic field distribution is clear is measured in three dimensions, and the position where the sensor is embedded in the three-dimensional probe 8 is analyzed from the known field magnetic field distribution. By providing the sensor embedded position analyzing means, the position of the sensor in the three-dimensional probe 8 can be accurately grasped, and the magnetic field can be measured and displayed with high accuracy.
さらに、３次元プローブ８とガウスメータ２０とコンピュータ３０とを接続した状態で、３次元プローブ８とガウスメータ２０とコンピュータ３０との各信号レベルのオフセットを調整する初期オフセット調整手段を備えることで、３次元プローブ８とガウスメータ２０とコンピュータ３０との間の基準のズレを抑え、精度の高い磁界の測定や表示が可能である。 Furthermore, by providing an initial offset adjusting means for adjusting the offset of each signal level of the three-dimensional probe 8, the gauss meter 20, and the computer 30 in a state where the three-dimensional probe 8, the gauss meter 20, and the computer 30 are connected. A reference deviation among the probe 8, the gauss meter 20, and the computer 30 is suppressed, and measurement and display of a magnetic field with high accuracy is possible.
さらに、コンピュータ３０の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布を、３次元立体表示、ＸＹ方向表示、ＸＺ方向表示、ＹＺ方向表示等、表示方向を任意に変えて表示する表示方向選択手段を備えることで、自由な角度でフィールド磁界分布を視認でき、目視によりフィールド磁界分布の解析が容易になる。 Furthermore, the three-dimensional visualization means of the computer 30 includes display direction selection means for displaying the field magnetic field distribution by arbitrarily changing the display direction, such as three-dimensional stereoscopic display, XY direction display, XZ direction display, and YZ direction display. Thus, the field magnetic field distribution can be visually recognized at any angle, and the field magnetic field distribution can be easily analyzed by visual observation.
さらに、コンピュータ３０の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の３次元表示の角度や表示倍率を任意に変更可能で、変更過程を動画として記録し再生する動画記録再生手段を備えることで、フィールド磁界分布をいろいろな角度で解析可能であると共に、角度を変えつつ行った解析を再現可能で、目視によりフィールド磁界分布の解析が容易になる。 Further, the three-dimensional visualization means of the computer 30 can arbitrarily change the three-dimensional display angle and display magnification of the field magnetic field distribution, and includes a moving image recording / reproducing means for recording and reproducing the change process as a moving image. The distribution can be analyzed at various angles, the analysis performed while changing the angle can be reproduced, and the field magnetic field distribution can be easily analyzed visually.
さらに、コンピュータ３０の３次元可視化手段が、フィールド磁界分布の表示単位を変換して表示する磁気単位変換切換手段を備えることで、フィールド磁界分布の解析が容易になる。 Furthermore, the three-dimensional visualization means of the computer 30 includes magnetic unit conversion switching means for converting and displaying the display unit of the field magnetic field distribution, thereby facilitating the analysis of the field magnetic field distribution.
さらに、コンピュータ３０の３次元可視化手段が、磁場発生対象体の外形形状を入力し表示するワーク形状可視手段を備え、フィールド磁界分布と磁場発生対象体の外形形状とを同時に表示することから、磁場発生対象体に対するフィールド磁界分布の目視による把握が容易となる。 Further, since the three-dimensional visualization means of the computer 30 is provided with a work shape visualizing means for inputting and displaying the outer shape of the magnetic field generation object, and displays the field magnetic field distribution and the outer shape of the magnetic field generation object at the same time. It is easy to visually grasp the field magnetic field distribution with respect to the generation target.
以上のように、本発明によれば、制御手段で、３次元プローブの移動制御、ガウスメータからのデータの解析及び解析された情報を３次元で可視化して表示を一元的に行うことで、精度の高い磁界の測定や表示が可能な三次元磁気測定装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the control means controls the movement of the three-dimensional probe, analyzes the data from the gauss meter, visualizes the analyzed information in three dimensions, and displays the information in a unified manner. It is possible to provide a three-dimensional magnetic measurement apparatus capable of measuring and displaying a high magnetic field.
１・・・・三次元磁気測定装置
８・・・・３次元プローブ
１０・・・３軸アクチュエータ
１２・・・基台
１４・・・３次元アーム
２０・・・ガウスメータ
３０・・・コンピュータ
３２・・・表示装置
３４・・・コンピュータ本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 3D magnetic measuring apparatus 8 ... 3D probe 10 ... 3 axis actuator 12 ... Base 14 ... 3D arm 20 ... Gauss meter 30 ... Computer 32 ..Display device 34 ... computer main body
Claims (9)
該３次元プローブの先端が該磁場発生対象体に接触したか否かを検出するタッチセンサを備え、
該制御装置が、該３軸アクチュエータを制御するマシン制御手段と、該ガウスメータからのデータを解析する数値解析手段と、該数値解析手段で解析された情報を３次元で可視化して表示する３次元可視化手段とを有すると共に、
該制御装置が、該タッチセンサが該３次元プローブの先端が該磁場発生対象体に接触したときの該３次元プローブの座標位置を把握することを特徴とする三次元磁気測定装置。 A three-dimensional probe for detecting a magnetic field, a gauss meter for measuring a magnetic field distribution from a signal of the three-dimensional probe, a three-axis actuator for supporting and moving the three-dimensional probe, and a control device for controlling the gauss meter and the three-axis actuator In a three-dimensional magnetic measurement apparatus for measuring a field magnetic field distribution of a magnetic field generation object,
A touch sensor for detecting whether or not the tip of the three-dimensional probe is in contact with the magnetic field generation object;
The control device is a machine control means for controlling the three-axis actuator, a numerical analysis means for analyzing data from the gauss meter, and a three-dimensional display that visualizes and displays information analyzed by the numerical analysis means in three dimensions. And a visualization means ,
The three-dimensional magnetic measurement apparatus , wherein the control device grasps the coordinate position of the three-dimensional probe when the tip of the three-dimensional probe contacts the magnetic field generation target object .
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