JP7137059B2 - 異常検出方法及び三次元測定機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る三次元測定機1を示す図(斜視図及びブロック図)である。三次元測定機1は、測定対象物であるワークの各測定ポイント(測定位置)の三次元座標(X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の座標値)を測定して、ワークの形状を演算する。ここでいうワークの形状とは、ワークの三次元形状、二次元形状、表面形状、輪郭形状、及び長さ又は径などの各種の寸法形状などが含まれる。
測定機本体10は、架台12と、架台12上に設けられたテーブル14(定盤)と、テーブル14の両端部に立設された右Yキャリッジ16R及び左Yキャリッジ16Lと、右Yキャリッジ16R及び左Yキャリッジ16Lの上部を連結するXガイド18と、を備える。右Yキャリッジ16Rと左Yキャリッジ16LとXガイド18とにより門型フレーム19が構成される。
コントローラ100は、データ処理装置110と測定機本体10との間で送受信するデータの変換処理を行う。コントローラ100は、データ処理装置110から測定機本体10に送信されるデジタルの指令をアナログ信号に変換するためのD/A(digital-to-analog)変換器と、測定機本体10からデータ処理装置110に送られる測定値等のデータをデジタルデータに変換するためのA/D(analog-to-digital)変換器とを含んでいてもよい。
データ処理装置110は、CPU(Central Processing Unit)112と、操作部114と、記憶装置116と、表示装置118とを備えている。データ処理装置110は、例えばパーソナルコンピュータにより構成される。
を用いることができる。図1は、記憶装置116に記憶されるプログラムの例として、汎用測定プログラム及び異常検出プログラムを示しており、記憶装置116に記憶されるデータの例として、校正データ情報、閾値情報及び設定情報を示している。
次に、三次元測定機1における異常検出方法について説明する。三次元測定機1は、スタイラス校正の履歴である校正データを用いて異常検出処理を行う。異常検出処理は、CPU112が記憶装置116に記憶された異常検出プログラムを実行することで行われる。
図3は、異常検出方法のメイン処理を示すフローチャートである。図3に示すように、異常検出方法は、閾値設定工程(ステップS1)と、校正工程(ステップS2)と、校正履歴取得工程(ステップS3)と、前回値差分ばらつき算出工程(ステップS4)と、第1算出工程(ステップS5)と、第2算出工程(ステップS6)と、判定工程(ステップS7)と、を有する。
ステップS3では、データ処理装置110は、記憶装置116(記憶部の一例)から今回校正を行っているスタイラス30の1回目~N回目までのN回分の校正データ(校正履歴の一例)を読み込む。Nは4以上であることが好ましい。
(条件2)|Dnx|>D、又は|Dny|>D、又は|Dnz|>D
(条件3)|D1x|>K×Sx×N1/2、又は|D1y|>K×Sy×N1/2、又は|D1z|>K×Sz×N1/2
即ち、条件1は第1差分(Dnx、Dny、Dnz)の絶対値が閾値(K×Sx、K×Sy、K×Sz)を超えている条件である。条件2は第1差分(Dnx、Dny、Dnz)の絶対値が閾値(D、D、D)を超えている条件である。条件3は第2差分(D1x、D1y、D1z)の絶対値が閾値(K×Sx×N1/2、K×Sy×N1/2、K×Sz×N1/2)を超えている条件である。
図4は、異常系動作処理を示すフローチャートである。
図5は、警告動作処理を示すフローチャートである。
図6は、三次元測定機1においてあるスタイラス30の校正を100回繰り返して取得した校正データの推移を示すグラフである。図6では、横軸をX軸方向、縦軸をY軸方向として100回分のX軸方向及びY軸方向の校正データをプロットしている。ここでは、Z軸方向の校正データは省略している。
〔異常1〕
スタイラスの相対位置が少しずつずれる異常(異常1)が発生する場合がある。異常1は、例えば、プローブヘッド24に装着するスタイラス30を交換する際に、スタイラス30がスタイラスチェンジャ34と接触することで、スタイラスシステムに予期せぬ力が加わり、スタイラス30の相対位置がずれることで発生する。
一方、測定スタイラスの相対位置が急激にずれる異常(異常2)が発生する場合がある。異常2は、例えばスタイラスシステム交換皿26の不良により、プローブヘッド24とスタイラスシステム交換皿26との接続に滑りが生じ、スタイラス30が回転してずれることで発生する。また、スタイラス30の校正の頻度が少ないために期待する精度が出ないことで発生する。また、図2に示すプローブヘッド24の場合には、2つの回転軸R1及び回転軸R2の回転精度の低下によっても発生する。
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
10…測定機本体
12…架台
14…テーブル
16L…キャリッジ
16R…キャリッジ
18…ガイド
19…門型フレーム
20…キャリッジ
22…キャリッジ
24…プローブヘッド
26…スタイラスシステム交換皿
30…スタイラス
32…測定子
34…スタイラスチェンジャ
34a…スタイラス支持部
36…校正球
100…コントローラ
110…データ処理装置
112…CPU
114…操作部
116…記憶装置
118…表示装置
Claims (5)
- スタイラスの校正履歴を用いて前記スタイラスの異常を検出する異常検出方法であって、
前記スタイラスを用いて校正用の測定対象物を測定し、Nを整数とすると(N+1)回目の校正データを取得する校正工程と、
前記スタイラスの過去の校正データを取得する校正履歴取得工程と、
前記(N+1)回目の校正データと前記(N+1)回目の1回前の校正データであるN回目の校正データとの第1差分を算出する第1算出工程と、
前記第1差分が第1閾値を超えている第1条件を満たすか否かを判定する第1比較工程と、
前記(N+1)回目の校正データと最初の校正データである1回目の校正データとの第2差分を算出する第2算出工程と、
前記第2差分が第2閾値を超えている第2条件を満たすか否かを判定する第2比較工程と、
前記第1条件及び前記第2条件の少なくとも一方を満たす場合に前記スタイラスの異常と判定する判定工程と、
を備える異常検出方法。 - 前記校正履歴取得工程は、前記1回目の校正データから前記N回目の校正データまでを取得し、
Mを整数とすると、Mが2からNまでについて、M回目の校正データと(M-1)回目の校正データの差分である前回値差分をそれぞれ算出し、前記前回値差分のばらつきを表す指標を算出する前回値差分ばらつき算出工程を備え、
前記第1閾値は、前記前回値差分のばらつきを表す指標に基づいた値を含む請求項1に記載の異常検出方法。 - 前記前回値差分のばらつきを表す指標は前記前回値差分の標準偏差である請求項2に記載の異常検出方法。
- ユーザがユーザ閾値を入力する閾値設定工程を備え、
前記第1閾値は前記ユーザ閾値を含む請求項1から3のいずれか1項に記載の異常検出方法。 - 測定対象物の表面に接触する接触子を支持するスタイラスと、
前記スタイラスの変位を検出する測定部と、
前記スタイラスの過去の校正データを記憶する記憶部と、
前記スタイラスを用いて校正用の測定対象物を測定し、Nを整数とすると(N+1)回目の校正データを取得する校正部と、
前記(N+1)回目の校正データと前記(N+1)回目の1回前の校正データであるN回目の校正データとの第1差分を算出する第1算出部と、
前記第1差分が第1閾値を超えている第1条件を満たすか否かを判定する第1比較部と、
前記(N+1)回目の校正データと最初の校正データである1回目の校正データとの第2差分を算出する第2算出部と、
前記第2差分が第2閾値を超えている第2条件を満たすか否かを判定する第2比較部と、
前記第1条件及び前記第2条件の少なくとも一方を満たす場合に前記スタイラスの異常と判定する判定部と、
を備える三次元測定機。
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