JP7211805B2 - 位置測定デバイス、寸法計測測定システムの動作方法及び位置測定デバイスの動作方法 - Google Patents

位置測定デバイス、寸法計測測定システムの動作方法及び位置測定デバイスの動作方法 Download PDF

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Description

本開示は、精密計測に関し、より具体的には、測定値を生成するよう構成された位置測定デバイスを含むシステムに関する。
フライス盤や旋盤等の様々な製造装置には、工作機械やワークピース(加工対象物)の位置を計測するためのリニアスケール又は他の位置測定デバイス等の測定ゲージが設けられている。例えば、ミツトヨ製AT116又はAT715モデルのリニアスケールは、誘導センサを用いて絶対位置を検出し、絶対位置を示す信号を出力可能である。この種のリニアスケールは、DRO(デジタル読出、Digital Read Out)システムを介して、複数の位置計測値を通信可能である。典型的なDROシステムには、計測位置を示すデジタルディスプレイを有するものもある。例えば、ミツトヨ製KAカウンタシステムは、DROパッケージの一部として構成され、フライス盤又は旋盤に接続されたリニアスケールの位置を表示可能である。
市販の様々なタイプの測定ゲージ(例えば、手持ち式又は携帯型位置測定デバイス)(例えば、ノギス、マイクロメータ又はデジタル「ダイヤル」インジケータ等)は、例えば、外部コンピュータに、データを出力可能である。RS-232C通信等の有線システムや、Bluetooth(登録商標)を利用した無線システムその他の無線通信技術を介して、測定データを出力可能である。例えば、ミツトヨ製ABSデジマチックノギスCD-15CXモデル等のノギスは、ミツトヨ製U-WAVE無線データ通信システムを使用して、ミツトヨ製MeasurLinkソフトウェアがインストールされたコンピュータと通信可能である。手持ち式又は携帯型位置測定デバイスに装着された外部送信機ユニットにより、無線接続機能を実現可能である。この種のシステムの例が、特許文献1及び特許文献2に開示される。
米国特許第4,930,096号 米国特許第6,502,057号
測定システムの設定に当たり、操作者にとっての利便性、スピード及び自由度をさらに向上する(例えば、ワークピースの製造時に寸法検査を行う)ため、システムの能力を向上したり、加えて/あるいは、各位置測定デバイスと通信して、加えて/あるいは、各位置測定デバイスから得た測定値を表示するモードを改善することが望まれる。とりわけ、既存のタイプの「スタンドアロン」測定デバイスを結合して、ワークピースをより複雑又は包括的に測定する場合に、各位置測定デバイスから得た測定値を表示するモードを改善することが望まれる。
この「課題を解決するための手段」では、以下の「発明を実施するための形態」に詳細に記載された各構想のなかから選択した構想を単純化したものを紹介する。この「課題を解決するための手段」は、「特許請求の範囲」の主題の重要な特徴を特定するためのものではなく、「特許請求の範囲」の範囲を特定するのに用いられるものでもない。
第1の位置測定デバイスは、第1のデバイス筐体に収容された第1の位置センサと、前記第1のデバイス筐体に収容された第1の信号処理及び制御部とを含む。前記第1の位置センサは、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第1の測定軸に沿った、第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成される。前記第1の信号処理及び制御部は、結合デバイス動作モードを実行するのに使用される第1の測定サンプル連携部を有する。前記第1の位置測定デバイスは、スタンドアロン動作期間中にスタンドアロン動作モードで動作し、結合デバイス動作期間中に前記結合デバイス動作モードで動作するよう構成される。
前記第1の位置測定デバイスは、前記結合デバイス動作モードでは、対応する第2のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第2の測定軸に沿った、第2の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第2の位置センサを有する、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立する。前記結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構において前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスの関係が固定的に保持され、前記第1の測定軸及び前記第2の測定軸が固定的な軸関係に配置されたときに、使用可能である。
前記第1の位置測定デバイスは、前記結合デバイス動作モードでは、前記第1の位置センサにより供給される前記第1のデバイス測定サンプル出力を入力し、前記デバイス間の通信接続を介して、前記第2の位置センサにより供給される前記第2のデバイス測定サンプル出力を入力する。同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力を少なくとも含む同時測定データセットを決定する。各同時測定データセットは、前記ワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する。前記対応する同時測定データセットに基づいて、前記ワークピースの現在の測定サンプル領域の結合測定データ出力を供給する。
前記第1の位置測定デバイスは、結合デバイス動作モードとは異なり、前記スタンドアロン動作モードの動作では、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立しない。前記第1の位置測定デバイスは、前記スタンドアロン動作モード中、スタンドアロン測定データ出力を供給する。前記スタンドアロン測定データ出力は、ワークピースの現在の測定サンプル領域の前記第1の測定軸に沿った前記第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を含む。
各実施形態において、前記第1の位置測定デバイスは、第1のデバイス制御エレメントを有する第1のユーザインタフェースをさらに具備する。前記第1の位置測定デバイスは、前記第1の信号処理及び制御部と信号を送受信するよう接続された、第1のデバイスディスプレイをさらに具備する。各実施形態において、前記第1のデバイス制御エレメント及び前記第1のデバイスディスプレイは、前記第1のデバイス筐体に収容される(例えば、デジタルダイヤルゲージ又はデジタルハイトゲージ等のように。)各実施形態において、前記第1のデバイスディスプレイは、前記第1の信号処理及び制御部に制御され、前記スタンドアロン動作モード中、1軸座標測定値のみが前記第1のデバイスディスプレイに表示され、前記結合デバイス動作モード中、前記第1のデバイスディスプレイの結合モードディスプレイフォーマットは、2軸座標測定値を表示する。
各応用形態において、上に概説した各種特徴とすることで、ハードウェア及び/又はソフトウェアコンポーネントを、大幅に削減したり、簡略化できる。加えて/あるいは、様々なスタンドアロン可能なデバイスを結合測定システムに組み込むために、ユーザがシステム構成に掛ける労力を、大幅に削減したり、簡略化できる。すなわち、「スタンドアロン」でワークピースを測定するのに適した従来のデバイスを、結合デバイス動作モードに基づいて容易に結合し、測定システムを形成することができる。結合デバイス動作モードは、第1の位置測定デバイスに組み込まれており、常時利用可能である。測定システムは、ワークピースの測定値を、より複雑又は包括的に組み合わせて、供給することができる。ユーザは、比較的不慣れであっても、所望のシステムを構築することができる。追加的なコンピュータ又はソフトウェアシステムを使用することにより生じる不便さ、複雑さ及び出費は必要無い。
第1の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第1の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第1の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第2の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第2の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第2の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第3の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第3の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第3の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第4の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第4の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第4の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第5の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第5の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 第5の実施形態に係る寸法計測測定システムを示す図。 寸法計測測定システムに含まれる第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスを示すブロック図。 第1の位置測定デバイスのユーザインタフェース、信号処理及び制御部及び通信部を示すブロック図。 第1の位置測定デバイスを動作させるための一実施形態に係るルーチンを示すフローチャート。
図1A乃至1Cは、第1の実施形態に係る寸法計測測定システム100を示す図である。図1Aに示すように、寸法計測測定システム100は、システム構成要素として、第1の位置測定デバイス110-1と、第2の位置測定デバイス110-2とを有する。図1Aの例において、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス110-2とともに、結合デバイス動作モードで動作する。図1B及び1Cの例において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、スタンドアロン動作モードでそれぞれ動作する。
図6を参照し後で詳細に説明するように、各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、それぞれ、位置センサを有する。図1Aの例において、第1の位置測定デバイス110-1(例えば、ダイヤルインジケータを含む)は、第1の位置センサ及び第1の信号処理及び制御部115-1を含む。第1の位置センサ及び第1の信号処理及び制御部115-1は、それぞれ、第1のデバイス筐体119-1に含まれる又は収容される。第1の位置センサは、第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成される。第1のデバイス測定サンプル出力は、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースWPの測定サンプル領域MSRに対応して、少なくとも第1の測定軸(例えば、図1Aの例においてZ軸に沿う軸)に沿った、第1の位置測定デバイス110-1に関するワークピース表面座標測定値を示す。一実施形態例において、第1の位置測定デバイス110-1のセンサは、プローブに接続されてもよく、プローブのプローブティップPTは、ワークピースWPの表面に沿って移動する(当業者に理解されるように)。第2の位置測定デバイス110-2(例えば、画像相関センサや非接触センサ等の平行移動センサを含む)は、第2の位置センサを含む。第2の位置センサは、第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成される。第2のデバイス測定サンプル出力は、対応する第2のデバイスサンプル期間中の、ワークピースWPの測定サンプル領域MSRに対応して、少なくとも第2の測定軸(例えば、図1Aの例においてX軸及びY軸に沿う軸)に沿った、第2の位置測定デバイス110-2に関するワークピース表面座標測定値を示す。
後で詳細に説明するように、結合デバイス動作モードにおいて、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス110-2とのデバイス間の通信接続を確立すればよい。これにより、第1の位置測定デバイス110-1は、結合測定データ出力(即ち、両方のデバイスからの測定データを含む)を表示したり、別の方法で供給することが可能となる。各実施形態において、結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構WPMAにおいて、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2の関係が固定的に保持されているときに使用可能である。このとき、第1の位置測定デバイス110-1の少なくとも第1の測定軸(例えば、Z軸に沿う)と、第2の位置測定デバイス110-2の少なくとも第2の測定軸(例えば、X軸又はY軸に沿う)は、固定的な軸関係に配置される。各実施形態において、取付機構130の一部として、第1の位置測定デバイス110-1は、第1の取付部131-1を含む。第1の取付部131-1は、取付デバイス135の第1の接続部136-1に機械的に接続される。取付デバイス135は、第2の接続部136-2をさらに有する。第2の接続部136-2は、第2の位置測定デバイス110-2の第2の取付部131-2に機械的に接続される。図1Aの例において、取付デバイス135は、第3の接続部136-3をさらに有する。第3の接続部136-3は、第1の位置測定デバイス110-1の第3の接続部131-3に機械的に接続される。各実施形態において、取付デバイス135は、第1の位置測定デバイス110-1の向きを、第2の位置測定デバイス110-2の向きに対して固定すればよい。例えば、固定的な軸関係に応じて、第1の測定軸(例えば、Z軸に沿う)が第2の測定軸(例えば、X軸又はY軸に沿う)の交軸となるように、固定すればよい。
各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1と、第2の位置測定デバイス110-2と、取付機構130とは、ワークピース測定機構WPMA内でワークピースWPに対して配置される。これにより、ワークピースWPの複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を供給するよう動作可能となる。例えば、一実施形態において、取付デバイス135は、第4の接続部136-4をさらに有してもよい。第4の接続部136-4は、支持部材139に接続される。(例えば、ワークピースWP及び/又はワークピース載置台141等の上方又は他の相対位置に、取付デバイス135、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材139である。)各実施形態において、ワークピース載置台構造140は、ワークピース載置台141と、ワークピース載置台移動機構148とを有してもよい。支持部材139は、特定の位置に固定してもよい。これにより、例えば、ワークピース載置台移動機構ワークピース載置台移動機構148を動作させることで、ワークピースWPと取付機構130とが相対的に移動するように、支持部材139を固定してもよい。例えば、ワークピース載置台移動機構148(例えば、ローラ及び他の移動メカニズムを含む)は、ワークピース載置台141をX軸及びY軸に沿って移動させることができる。通常、このX軸及びY軸は、ワークピースWPが位置するワークピース載置台141の表面に平行な平面上に位置する。各実施形態において、取付機構130は、測定デバイス移動機構138を、ワークピース載置台移動機構148に代えて有してもよい、あるいは、さらに有してもよい。測定デバイス移動機構138は、取付機構130を移動させることができる。(例えば、X軸及びY軸に沿って。通常、このX軸及びY軸は、ワークピースWPが位置するワークピース載置台141の表面に平行な平面上に位置する。)勿論、取付機構130がワークピースWPの表面に対して移動することにより、ワークピースWPの表面の複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を取得することが可能となる。
各実施形態において、現在の測定サンプル領域MSRは、第1の位置測定デバイス110-1のセンサにより検知された変位又は位置で第1の位置測定デバイス110-1により測定中の領域に対応してもよい。より具体的には、図1Aの例において、現在の測定サンプル領域MSRは、第1の位置測定デバイス110-1のプローブティップPTの下方に位置し、物理的に接触する。これに対して、各実施形態において、現在の測定サンプル領域MSRは、第2の位置測定デバイス110-2の第2の位置センサの直下に位置しなくてもよいし、第2の位置センサにより直接検知されなくてもよい。しかしながら、第2の位置測定デバイス110-2によるX軸及びY軸に沿った平行移動の検知は、第1の位置測定デバイス110-1のプローブティップPTの対応するX軸及びY軸に沿った平行移動に関連する。何故なら、取付機構130が、第2の位置測定デバイス110-2の位置を、第1の位置測定デバイス110-1の位置に対して固定するからである。図1Aの例に示すように、第2の位置測定デバイス110-2は、ワークピースの表面に沿った平行移動を検知してもよい。あるいは、図2A及び3Aを参照し後で詳細に説明するように、別の各実施形態例によれば、第2の位置測定デバイス110-2は、異なる表面に沿った平行移動を検知してもよい。(例えば、ワークピース載置台141の表面、ワークピースWPが位置する別の表面、あるいは、ワークピースWPが位置しない別の表面等。)
各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2と、取付デバイス135とを、接触作動式スイッチを用いて接続してもよい。これにより、デバイス間の通信接続を自動的に確立したり、加えて/あるいは、第1の位置測定デバイス110-1の結合デバイス動作モードを自動的に起動したりすることができる。各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2が特定の距離に接近して置かれたとき、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2(及び/又は、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2のコンポーネント)は、互いを自動的に認識してデバイス間の通信接続を開始してもよい。各実施形態において、2以上の位置測定デバイスがデバイス間の通信接続を確立したとき、あるいは、2以上の位置測定デバイスが測定システムに存在するとき、どちらの位置測定デバイスが第1の位置測定デバイスとして機能するかを判断してもよい。より具体的には、第1の位置測定デバイスとして指定されたスタンドアロン可能なデバイスが結合デバイス動作モードを実行するため、各デバイスの能力に少なくとも部分的に基づいて、どのデバイスが第1の位置測定デバイスとして機能するかを判断すればよい。例えば、2つのデバイスがそれぞれ第1の位置測定デバイスとして機能することが可能である場合、場合によっては、2つのデバイスのディスプレイ能力に少なくとも部分的に基づいて、判断すればよい。より具体的には、結合測定データ出力(即ち、両方のデバイスからの測定データを含む)を表示するにあたり、一方のデバイスのディスプレイ能力が優れているとする。(例えば、ディスプレイ制御能力、及び/又は、ディスプレイの複雑さ若しくはサイズ、及び/又は、他のディスプレイ能力が優れているとする。)この場合、このデバイスを、システムの第1の位置測定デバイスとして機能するよう選択又は指定すればよい。一方、別のデバイスを、第2の位置測定デバイスとして機能するよう選択又は指定すればよい。
各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1は、第1のユーザインタフェース112を有してもよい。一実施形態において、図1Aに示すように、第1のユーザインタフェース112は、第1のデバイス筐体119-1に収容された第1のデバイス制御エレメント113及び第1のデバイスディスプレイ114を有する。第1のデバイス制御エレメント113及び第1のデバイスディスプレイ114は、第1のデバイス筐体119-1に収容された第1の信号処理及び制御部115-1と接続されて信号を送受信し、制御されてもよい。しかしながら、この実施形態は単に例示であり、限定ではない。勿論、ディスプレイアクセサリ(例えば、スマートフォンや、より簡素な専用アクセサリ)が、電子測定デバイスと密接に連携し、電子測定デバイスと接続して信号を送受信し、電子測定デバイスにより無線で制御されてもよい(例えば、公知の方法に従って、Bluetooth(登録商標)又はWi-Fi(登録商標)信号を使用し、適当な専用のソフトウェアルーチンを使用する)。図1Aには、このような別の実施形態も示す。図1Aは、無線信号112Cと、第1のユーザインタフェース112'とを示す。第1のユーザインタフェース112'は、第1のデバイス制御エレメント113'と、第1のデバイスディスプレイ114'とを有する。勿論、第1のユーザインタフェース112'及びこれが有するエレメントは、第1のデバイス筐体119-1に収容された第1の信号処理及び制御部115-1と接続されて信号を送受信し、制御されてもよい。第1のユーザインタフェース112'等を使用する実施形態において、第1のユーザインタフェース112及びこれが連携するエレメントは、第1の位置測定デバイス110-1の筐体119-1に収容されない。
勿論、第1の位置測定デバイス110-1の筐体119-1が第1の信号処理及び制御部115-1を収容してもよい。このとき、第1の信号処理及び制御部115-1は、本実施形態で開示する原理に従って動作することにより、スタンドアロン動作期間中はスタンドアロン動作モードを管理又は実行し、結合デバイス動作期間中は結合デバイス動作モードを管理又は実行する。第1のユーザインタフェース112(112')の動作を管理することで、第1の位置測定デバイス110-1のユーザや所有者に有利な効果をもたらす。とりわけ、このようなデバイス構成とすることで、ハードウェア及び/又はソフトウェアコンポーネントを、大幅に削減したり、簡略化できる。加えて/あるいは、ユーザがシステム構成に掛ける労力を大幅に削減又は簡略化して、様々なデバイスを結合測定システムに組み込むことができる。すなわち、「スタンドアロン」でワークピースを測定するのに適した従来のデバイスを、結合デバイス動作モードに基づいて容易に結合し、測定システムを形成することができる。結合デバイス動作モードは、第1の位置測定デバイスに組み込まれており、常時利用可能である。測定システムは、ワークピースの測定値を、より複雑又は包括的に組み合わせて、供給することができる。ユーザは、比較的不慣れであっても、所望のシステムを構築することができる。追加的なコンピュータ又はソフトウェアシステムを使用することにより生じる不便さ、複雑さ及び出費は必要無い。
各実施形態において、第1のデバイスディスプレイ114(又は114')は、ユーザインタフェースディスプレイ122を有してもよい。ユーザインタフェースディスプレイ122は、場合によっては、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2からの測定サンプル出力123(例えば、リアルタイムの測定サンプル出力に対応する)を表示してもよい。図1の例において、ユーザインタフェースディスプレイ122は、ディスプレイエリア122-1及び122-2に、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2からの数値測定サンプル出力123-1及び123-2を、それぞれ表示する。ディスプレイエリア122-1及び122-2は、それぞれ、測定値をゼロにセットするよう構成されたゼロセッティング選択エレメント125-1及び125-2を含む。ゼロセッティング選択エレメント125は、ワークピース測定時に、ユーザが相対位置を判断するのを補助することができる。各実施形態において、結合デバイス動作モード中、1つのゼロセッティング選択エレメント(例えば、選択エレメント125-1)を使用して、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2両方を同時にゼロセッティングしてもよい。各実施形態において、第1のデバイス制御エレメント113(113')は、デバイス本体に設けられたマニュアル制御ボタン113A及び113B(113A'及び113B')等のエレメントを有してもよいし、加えて/あるいは、タッチスクリーンユーザインタフェースディスプレイ122に設けられたバーチャルボタンを有してもよい。タッチスクリーンユーザインタフェースディスプレイ122は、ゼロセッティング選択エレメント125-1及び125-2等のエレメントをさらに有してもよい。各実施形態において、第1のデバイス制御エレメント113(113')は、各種の機能を実行可能でもよい。(例えば、ユーザインタフェースディスプレイ122に表示された各種のオプションをトグルやスクロールしたり、加えて/あるいは、選択したりする。例えば、異なる測定デバイスを選択したり、異なるモードを選択したりする。例えば、結合デバイス動作モードを起動したり、加えて/あるいは、スタンドアロン動作モードを起動したりする等。)
各実施形態において、ユーザインタフェースディスプレイ122は、モード選択エレメント127及び測定デバイス選択エレメント128をさらに有してもよい。モード選択エレメント127は、第1の位置測定デバイス110-1が動作するモードを選択するのに使用すればよい(例えば、スタンドアロン動作モード、結合デバイス動作モード等)。これは、図7を参照し後で詳細に説明する。図1Aの実施形態において、ユーザインタフェースディスプレイ122の一部または全体は、モード選択エレメント127に使用され、左右へのスワイプジェスチャに応じて、選択可能なモード間をスクロールする。勿論、本例は単に例示を意図し、限定ではない。モード選択エレメント127は、他の多くの選択構造(ドロップダウンメニュー又はリストボックス等)を使用可能である。
各実施形態において、測定デバイス選択エレメント128を、1以上の測定デバイス(例えば、結合デバイス動作モードの一部として使用される測定デバイス)を選択するのに使用してもよい。各実施形態において、測定デバイス選択エレメント128は、「デバイス」とマークされたエリアを有してもよい。ユーザがこのエリアをホールドすると、デバイス選択メニューが先に進むようにすればよい。デバイス選択メニューは、選択可能な測定デバイス(例えば、結合デバイス動作モードの一部として使用される測定デバイス)を示す。各実施形態において、ユーザは、選択エレメントを用いて、測定値表示の順序及び/又はフォーマットを選択することが可能であればよい。例えば、ユーザは、ユーザインタフェースディスプレイ122を使用して、第1のデバイスディスプレイ114-1上の測定値の表示順序の変更を選択してもよい。例えば、ディスプレイの1行にX値、Y値及びZ値を順に表示するための順序に変更してもよい(例えば、データテーブル175Dの図示と同様)。あるいは、1行目にZ値(第1の位置測定デバイス110-1)を表示し、2行目にX値及びY値(第2の位置測定デバイス110-2)を表示するための順序に変更してもよい。
上述のように、第1の位置測定デバイス110-1の第1の位置センサは、第1のデバイス測定サンプル出力123-1を供給するよう構成される。第1のデバイス測定サンプル出力123-1は、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースWPの測定サンプル領域MSRに対応して、少なくとも第1の測定軸(例えば、Z軸に沿う軸)に沿った、第1の位置測定デバイス110-1に関するワークピース表面座標測定値を示す。各実施形態において、結合デバイス動作モードは、第1の信号処理及び制御部115-1を有する。第1の位置測定デバイス110-1は、第1の位置センサから供給される第1のデバイス測定サンプル出力123-1を入力し、デバイス間の通信接続を介して第2の位置測定デバイス110-2から供給される第2のデバイス測定サンプル出力123-2を入力する。各同時測定データセットCMDSを決定する。各同時測定データセットCMDSは、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する少なくとも第1のデバイス測定サンプル出力123-1及び少なくとも第2のデバイス測定サンプル出力123-2を含む。各同時測定データセットCMDSは、ワークピースWPの対応する測定サンプル領域MSRに関する。各実施形態において、対応する同時測定データセットCMDSに基づいて、ワークピースWPの現在の測定サンプル領域MSRの結合測定データ出力が供給される。
図1Aの例において、対応する同時測定データセットCMDS1に基づいて、ワークピースWPの現在の測定サンプル領域MSRの結合測定データ出力が供給される。この結合測定データ出力は、第1のデバイスディスプレイ114-1のユーザインタフェースディスプレイ122が示す値に対応する。より具体的には、同時測定データセットCMDS1が決定される。同時測定データセットCMDS1は、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力123-1(例えば、Z値=9.0000の表示に対応)及び第2のデバイス測定サンプル出力123-2(例えば、X値=0.1581及びY値=0.5075の表示に対応)を含めばよい。図1Aの例において、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間は、タイミング的に十分近い。このため、第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間は、「サンプル期間1」中に発生することに相当し、通常その様に記載する。
各実施形態において、結合測定データ出力を、ユーザインタフェースディスプレイ122に表示する。あるいは又はさらに、第1の位置測定デバイス110-1は、結合測定データ出力を、外部デバイス(例えば、リモートコンピュータ180)に送信又は供給してもよい。図1Aの例において、図示のように、第1の位置測定デバイス110-1とリモートコンピュータ180との間のリモートデバイス通信接続175が確立する。各実施形態において、デバイス間の通信接続及び/又はリモートデバイス通信接続175は、有線接続、無線接続、Bluetooth(登録商標)接続、Wi-Fi(登録商標)接続等の少なくとも何れか1つを含む。勿論、図1Aの構成のように、リモートコンピュータ180が要するリモートデバイス通信接続175は、1つだけでもよい。(例えば、これに対して、別の構成によれば、リモートコンピュータ180は、異なる接続方式により、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2とそれぞれ接続してもよい。)勿論、リモートデバイス通信接続175が1つだけの構成とすれば、様々な利点がある(例えば、接続の必要性及び接続のプロセスをシンプルにする等)。
データテーブル175Dは、第1の位置測定デバイス110-1からリモートコンピュータ180に供給(例えば、送信)される経時的な結合測定データ出力を示す。加えて/あるいは、経時的な結合測定データ出力は、ユーザインタフェースディスプレイ122に表示される。データテーブル175Dに示すように、同時測定データセットCMDS1は、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間(例えば、両方とも、「サンプル期間1」に対応する)に対応する第1のデバイス測定サンプル出力123-1(例えば、Z値=9.0000の表示に対応)及び第2のデバイス測定サンプル出力123-2(例えば、X値=0.1581及びY値=0.5075の表示に対応)を含む。同様に、同時測定データセットCMDS2は、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間(例えば、両方とも、「サンプル期間2」に対応する)に対応する第1のデバイス測定サンプル出力123-1(例えば、Z値=8.0000の表示に対応)及び第2のデバイス測定サンプル出力123-2(例えば、X値=0.2000及びY値=0.5075の表示に対応)を含む。同様に、同時測定データセットCMDS3(例えば、「サンプル期間3」に対応するX値=0.3000、Y値=0.5075及びZ値=8.5000の表示に対応する)が表示される。同様に、同時測定データセットCMDS4(例えば、「サンプル期間4」に対応するX値=0.4000、Y値=0.7000及びZ値=7.5000の表示に対応する)が表示される。
各実施形態において、同時測定データセット(例えば、CMDS1乃至CMDS4)を決定するために、第1の位置測定デバイス110-1は、同時に生じる第1の位置測定デバイス110-1の第1のデバイス測定サンプル出力とほぼ同時に、デバイス間の通信接続を介して、同時に生じる第2の位置測定デバイス110-2の第2のデバイス測定サンプル出力をトリガする。一実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1は(例えば、デバイス間の通信接続を使用して)、同時に生じる第2の位置測定デバイス110-2の第2のデバイス測定サンプル出力123-2と、同時に生じる第1の位置測定デバイス110-1の第1のデバイス測定サンプル出力123-1とを、同時にトリガする。あるいは、各実施形態において、同時測定データセットを決定するために、デバイス間の通信接続を介して第2の位置測定デバイス110-2の複数の第2のデバイス測定サンプル出力123-2を入力し、これと同時に生じるサンプルとして、第1の位置測定デバイス110-1の第1のデバイス測定サンプル出力123-1と時間的に最も近い第2のデバイス測定サンプル出力123-2を選択してもよい。これにより、対応する同時測定データセットを決定する。例えば、2つの第2のデバイス測定サンプル出力が入力され、時間t1=1.0001及び時間t2=2.0001にそれぞれ対応し、第1のデバイス測定サンプル出力が時間t=2.0000に対応すると仮定する。この場合、時間t2=2.0001(時間t=2.0000により近い)に対応する第2のデバイス測定サンプル出力を、同時に生じるサンプルとして選択すればよい。
結合デバイス動作モードとは異なり、スタンドアロン動作モードでは、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス(例えば、第2の位置測定デバイス110-2)とデバイス間の通信接続を確立しない。図1Bに示すように、第1の位置測定デバイス110-1のスタンドアロン動作モード中、スタンドアロン測定データ出力123-1'(例えば、8.9000の値に対応)は、(例えば、第1のデバイスディスプレイ114-1に)供給される。スタンドアロン測定データ出力123-1'は、ワークピースWPの現在の測定サンプル領域MSR'の少なくとも第1の測定軸に沿う、第1の位置測定デバイス110-1に関するワークピース表面座標測定値を含む。同様に、図1Cに示すように、第2の位置測定デバイス110-2のスタンドアロン動作モード中、スタンドアロン測定データ出力123-2'(例えば、1.1581及び0.5075の値に対応)は、(例えば、第2の位置測定デバイス110-2から送信されて)供給される。スタンドアロン測定データ出力123-2'は、少なくとも第2の測定軸(例えば、本例では、2つの測定軸に対応)に沿う、第2の位置測定デバイス110-2に関する座標測定値を含む。勿論、図1B及び1Cの構成において、測定軸の相対的な向き(例えば、X軸、Y軸又はZ軸に対する向き)は問わない。図1Aにおいて、データテーブル175Dの組み合わせの値は、同時測定データセット(例えば、CMDS1乃至CMDS4)に対応した。勿論、図1Aのデータテーブル175Dの組み合わせの値とは異なり、スタンドアロン測定データ出力123-1'及び123-2'は、同様の組み合わせでなくてもよい。(例えば、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2の相対的な向き及び位置を問わないため。加えて/あるいは、位置に対応して測定データ出力123-1'及び123-2'を取得した相対的なタイミングを問わないため等。)
図7を参照し後で詳細に説明するように、各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2の向きについて、特定のキャリブレーション及び/又はアラインメント機能を実行してもよい。例えば、キャリブレーション機能(例えば、キャリブレーションオブジェクト又は他のキャリブレーション技術を使用する)を実行して、測定データ出力に対応して、例えば、より精密に補正/キャリブレーションしてもよい。別の例によれば、取付機構130(例えば、可能ならアラインメント調整等を含んでもよい)に対してアラインメント機能を実行してもよい。これにより、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2の相対的な向き(例えば、交軸の向き)を、確実に、期待値通りの向きにできる。
各実施形態において、スタンドアロン動作モードは、第1の位置測定デバイス110-1(一例では、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2)のデフォルトの動作モードである。第1のユーザインタフェース112の第1のデバイス制御エレメント113は、結合デバイス動作モード起動エレメント113Aを有してもよい。加えて/あるいは、モード選択エレメント127を使用して、モード等を選択してもよい(例えば、第1の位置測定デバイス110-1の筐体119-1に収容された信号処理及び制御部115-1において結合デバイス動作モードを起動するために)。各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、通常、それぞれ、スタンドアロン測定デバイスの特徴を有する。スタンドアロン測定デバイスは、リモートコンピュータ(例えば、リモートコンピュータ180)に制御されず、それぞれ独立してワークピース測定値を供給するよう動作可能である。スタンドアロン測定デバイスは、リモートコンピュータに制御されず、結合デバイス動作モードを起動すればよい。勿論、各実施形態において、測定システム100は、リモートコンピュータ180を含まなくてもよい(例えば、結合測定データ出力を、ユーザインタフェースディスプレイ122のみに表示してもよい等)。
勿論、図1A乃至1Cの例において、スタンドアロン動作モード中、第1の位置測定デバイス110-1は、第1のデバイスディスプレイ114-1に1軸座標測定値のみを表示してもよい。結合デバイス動作モード中、第1の位置測定デバイス110-1は、結合モード出力フォーマットを提供すればよい。結合モード出力フォーマットは、多軸結合測定データ出力フォーマット(例えば、X軸、Y軸及びZ軸の値を含む)を含む。多軸結合測定データ出力フォーマットは、固定的な軸関係が交軸に対応するときに使用可能である。この構成において、多軸結合測定データ出力フォーマットは、異なる測定軸(例えば、X軸、Y軸及びZ軸に対応)について同時に生じる複数の座標測定値を、1つの出力ストリング(例えば、リモートコンピュータ180に送信される)として出力することができる。この構成において、多軸結合測定データ出力フォーマットは、ワークピースWPの表面に対応する3次元の表面プロファイルデータに対応してもよい。上述のように、ワークピースWPを、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2に対して平行移動し(例えば、測定デバイス移動機構138又はワークピース載置台移動機構148を使用して)、ワークピースWPの表面の複数の異なる測定サンプル領域MSRに対応する同時測定データセット(例えば、CMDS1乃至CMDS4)を取得することにより、データを取得すればよい。
図2A乃至2Cは、第2の実施形態に係る寸法計測測定システム200を示す図である。測定システム200は、第1の位置測定デバイス110-1と、第2の位置測定デバイス110-2とを有する。図2Aの例において、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス110-2とともに、結合デバイス動作モードで動作する。図2B及び2Cの例において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、スタンドアロン動作モードでそれぞれ動作する。測定システム200は、図1の測定システム100と類似し、同一又は同様の参照符号を付したコンポーネントは、以下に特記しない限り、同様に動作すると理解されたい。通常、添付の各図において、特記しない限り、同様の末尾を有する参照符号(例えば、末尾のXXを有する参照符号1XX及び2XX)は、通常、類似するエレメントを意味する。通常、エレメント2XXの動作の説明は省略する。しかしながら、類似するエレメント1XXの既出の説明との類似性に基づいて、エレメント2XXの動作は当業者に理解される。
測定システム100との具体的な違いを説明する。測定システム200は、取付機構230を有する。取付機構230において、第1の位置測定デバイス110-1は、第1の支持部材部239Aに接続され、第2の位置測定デバイス110-2は、第2の支持部材部239Bに接続される。取付機構230と、測定システム100の取付機構130とが異なるのは、以下の点である。第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、より直接的に接続している。取付機構230の一部として、第1の位置測定デバイス110-1は、第1の取付部131-1を含む。第1の取付部131-1は、第1の位置測定デバイス110-1を、取付デバイス部235Aの第1の接続部236-1に機械的に接続する。さらに、取付デバイス部235Bは、第2の接続部236-2を有する。第2の接続部236-2は、取付デバイス部235Bを、第2の位置測定デバイス110-2の第2の取付部131-2に機械的に接続する。
取付デバイス部235Aは、第3の接続部236-3をさらに有する。第3の接続部236-3は、取付デバイス部235Aを、支持部材部239Aに接続する。(例えば、ワークピースWP及びワークピース載置台構造140等の上方又は他の相対位置に、取付デバイス部235A及び第1の位置測定デバイス110-1を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材部239Aである。)取付デバイス部235Bは、第4の接続部236-4をさらに有する。第4の接続部236-4は、取付デバイス部235Bを、支持部材部239Bに接続する。(例えば、ワークピースWP及びワークピース載置台構造140等の上方又は他の相対位置に、取付デバイス部235B及び第2の位置測定デバイス110-2を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材部239Bである。)各実施形態において、取付機構230は、第1の位置測定デバイス110-1の向きを、第2の位置測定デバイス110-2の向きに対して固定すればよい。例えば、固定的な軸関係に応じて、第1の測定軸(例えば、Z軸に沿う)が第2の測定軸(例えば、X軸又はY軸に沿う)の交軸となるように、固定する。
各実施形態において、図1Aの例と同様に、支持部材部239A及び239Bは、特定の位置(例えば、共通の支持フレームの一部)に固定してもよい。これにより、例えば、ワークピース載置台移動機構148を動作させることで、ワークピースWPと取付機構230とが相対的に移動するように、支持部材部239A及び239Bを固定してもよい。各実施形態において、取付機構230は、1以上の測定デバイス移動機構(例えば、図1Aの測定デバイス移動機構138と同様の測定デバイス移動機構)を、ワークピース載置台移動機構148に代えて有してもよい、あるいは、さらに有してもよい。測定デバイス移動機構は、支持部材部239A及び239Bを移動することにより、ワークピースWPに対して取付機構230を移動させることができる。(例えば、X軸及びY軸に沿って。通常、このX軸及びY軸は、ワークピースWPが位置するワークピース載置台141の表面に平行な平面上に位置する。)勿論、取付機構230がワークピースWPの表面に対して移動することにより、ワークピースWPの表面の複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を取得することが可能となる。
図3A乃至3Cは、第3の実施形態に係る寸法計測測定システム300を示す図である。測定システム300は、第1の位置測定デバイス110-1と、第2の位置測定デバイス110-2とを有する。図3Aの例において、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス110-2とともに、結合デバイス動作モードで動作する。図3B及び3Cの例において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、スタンドアロン動作モードでそれぞれ動作する。測定システム300は、測定システム100及び200と類似し、同様の参照符号を付したコンポーネントは、以下に特記しない限り、同様に動作すると理解されたい。
測定システム100との具体的な違いを説明する。測定システム300は、取付機構330を有する。取付機構330において、第2の位置測定デバイス110-2は、通常、表面SRFの上方に位置する。(即ち、比較対象として、測定システム100の取付機構130においては、第2の位置測定デバイス110-2は、ワークピースWPの表面の一部の上方に位置する。)各実施形態において、表面SRFは、載置台(例えば、図1Aの載置台141)の表面を示してもよいし、あるいは、別の表面(例えば、ワークピースWPが位置する表面又は位置しない表面)を示してもよい。各実施形態において、表面SRFは、比較的平面度が高くてもよく、及び/又は、第2の位置測定デバイス110-2により比較的精密に位置を判断できるための他の特性を有してもよい。例えば、一実施形態によれば、第2の位置測定デバイス110-2は、画像相関を用いて位置を判断する。この場合、表面SRFは、画像相関技術を使用して位置を精密に判断することが可能となるような特性(例えば、テクスチャ、平面度等)を有してもよい。特定の実施形態によれば、これは、測定システム100の構成と対照的でもよい。測定システム100において、ワークピースWPの表面は、第2の位置測定デバイス110-2により位置を精密に判断するために、容易に変更できなくてもよい。各実施形態において、取付機構330は、システム構成要素を分離する必要があるため、取付機構130より大きくてもよい。これにより、測定動作中、第2の位置測定デバイス110-2は表面SRFの上方に留まり、同時に、第1の位置測定デバイス110-1はワークピースWPの表面の上方に留まる。
各実施形態において、取付機構330の一部として、第1の位置測定デバイス110-1は、第1の取付部131-1を有する。第1の取付部131-1は、第1の位置測定デバイス110-1を、取付デバイス335の取付デバイス部335Aの第1の接続部136-1に機械的に接続する。各実施形態において、取付デバイス335は、取付デバイス部335Bをさらに有する。取付デバイス部335Bは、第2の接続部336-2を有する。第2の接続部336-2は、取付デバイス部335Bを、第2の位置測定デバイス110-2の第2の取付部131-2に機械的に接続する。図1Aの例において、取付デバイス335は、第3の取付デバイス部335Cをさらに有する。第3の取付デバイス部335Cは、第3の接続部336-3を有する。第3の接続部336-3は、第3の取付デバイス部335Cを、第1の位置測定デバイス110-1の第3の接続部131-3に機械的に接続する。各実施形態において、取付デバイス部335Cは、第4の接続部336-4をさらに有してもよい。第4の接続部336-4は、取付デバイス部335Cを、支持部材139に接続する。(例えば、ワークピースWP及び表面SRF等の上方又は他の相対位置に、取付デバイス335、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス110-2を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材139である。)各実施形態において、取付デバイス335は、第1の位置測定デバイス110-1の向きを、第2の位置測定デバイス110-2の向きに対して固定すればよい。例えば、固定的な軸関係に応じて、第1の測定軸(例えば、Z軸に沿う)が第2の測定軸(例えば、X軸又はY軸に沿う)の交軸となるように、固定すればよい。
各実施形態において、図1Aの例と同様に、モーションメカニズム(例えば、図1Aのワークピース載置台移動機構148)は、表面SRFをX軸及びY軸に沿って移動させることができる。このX軸及びY軸は、通常、ワークピースWPが位置する表面SRFに平行な平面上に位置する。各実施形態において、取付機構330は、測定デバイス移動機構(例えば、図1Aの測定デバイス移動機構138)を、モーションメカニズムに代えて有してもよい、あるいは、さらに有してもよい。測定デバイス移動機構は、取付機構330を移動させることができる。(例えば、X軸及びY軸に沿って。通常、このX軸及びY軸は、ワークピースWPが位置する表面SRFに平行な平面上に位置する。)勿論、取付機構330がワークピースWPの表面に対して移動することにより、ワークピースWPの表面の複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を取得することが可能となる。
図4A乃至4Cは、第4の実施形態に係る寸法計測測定システム400を示す図である。後で詳細に説明するように、測定システム400は、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス410-2(例えば、電子ノギス)を有する。図4Aの例において、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス410-2とともに、結合デバイス動作モードで動作する。図4B及び4Cの例において、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス410-2は、スタンドアロン動作モードでそれぞれ動作する。測定システム400は、測定システム100、200及び300と類似し、同様の参照符号を付したコンポーネントは、以下に特記しない限り、同様に動作すると理解されたい。
測定システム100との具体的な違いを説明する。測定システム400は、第2の位置測定デバイス410-2(例えば、電子ノギス)を有する。第2の位置測定デバイス410-2は、第1の位置測定デバイス110-1に接続される。図4A及び4Cに示すように、第2の位置測定デバイス410-2は、読取ヘッドRHの一部として、第2のデバイスディスプレイ414-2を有する。測定動作の一部として、読取ヘッドRHは、スケールSCに沿ってスライドする。読取ヘッドRHに設けられたセンサ(例えば、リニア変換器を使用する)は、スケールSCの対応する位置測定値を判断する(即ち、スケールSCに沿った読取ヘッドRHの位置を示す)。第2のデバイスディスプレイ414-2は、判断された位置測定値を表示してもよい。図4Cを参照し、スタンドアロン動作モードの一例を説明する。測定ジョー491(即ち、読取ヘッドRHに取り付けられる)と測定ジョー492(即ち、スケールSCの終端に取り付けられる)との間に、ワークピース(図示せず)を置けばよい。その結果、ジョー491及び492の間に置かれたワークピースの外寸を示す測定値が得られればよい。
図4Aに示すように、測定システム400は、取付機構430を有する。取付機構430において、第1の位置測定デバイス110-1は、第2の位置測定デバイス410-2に接続される。取付機構430の一部として、第1の位置測定デバイス110-1は、第1の取付部131-1を含む。第1の取付部131-1は、第1の位置測定デバイス110-1を、第2の位置測定デバイス410-2の第2の取付部431-1に機械的に接続する。各実施形態において、第1の位置測定デバイス110-1が読取ヘッドRHと共に移動するように、第2の取付部431-1は、読取ヘッドRH及び/又は連携する測定ジョー491に設置又は接続される。この構成において、勿論、第2の測定軸(即ち、第2の位置測定デバイス410-2の測定軸)に沿った読取ヘッドRHの位置は、第2の測定軸に沿った第1の位置測定デバイス110-1(及び対応するプローブティップPT)の位置を示す。各実施形態において、取付デバイス(図示せず)は、第1の位置測定デバイス110-1を第2の位置測定デバイス410-2に接続するのを補助するのに使用でき、取付部131-1及び431-1の間に位置すればよく、取付部131-1及び431-1に接続されればよい。第1の位置測定デバイス110-1は、支持部材139に接続するための第3の取付部131-3をさらに有する。各実施形態において、取付デバイス(図示せず)は、第1の位置測定デバイス110-1を支持部材139に接続するのを補助するのに使用でき、取付部131-3及び支持部材139の間に位置すればよく、取付部131-3及び支持部材139に接続されればよい。
各実施形態において、ワークピースWP及び/又はワークピース載置台141等の上方又は他の相対位置に、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス410-2を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材139である。各実施形態において、支持部材139は、特定の位置に固定してもよい。このとき、ワークピース載置台移動機構148を動作させることで、ワークピースWPと取付機構130とが相対的に移動する。あるいは、各実施形態において、読取ヘッドRHが第2の位置測定デバイス410-2のスケールSCに沿ってスライド動作することで、第1の位置測定デバイス110-1がワークピースWPに対して相対的に移動してもよい。勿論、第1の位置測定デバイス110-1がワークピースWPの表面に対して移動することにより、ワークピースWPの表面の複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を取得することが可能となる。
勿論、図4Aの例において、対応する同時測定データセットCMDS1乃至CMDS4(例えば、データテーブル475Dに示す)に基づき、結合測定データ出力が供給される。結合測定データ出力は、2軸結合測定データ出力を含む。2軸結合測定データ出力は、固定的な軸関係が交軸に対応するときに使用可能である。(即ち、Z軸に沿った第1の位置測定デバイス110-1の第1の測定軸は、X軸に沿った第2の位置測定デバイス410-2の第2の測定軸に対する交軸である。)この構成において、ワークピースの表面に対応する2次元の表面プロファイルデータは、ワークピースの複数の異なる測定サンプル領域に対応する結合測定データ出力の複数の段階により供給されてもよい。これに対して、それぞれのスタンドアロン動作モード中(例えば、図4B及び4Cに示すように)、第1の位置測定デバイス110-1及び第2の位置測定デバイス410-2は、それぞれ、第1のデバイスディスプレイ114-1及び第2のデバイスディスプレイ414-2に、1軸座標測定値のみを表示する。図4Aに示すように、結合デバイス動作モード中、第1の位置測定デバイス110-1は、第1のデバイスディスプレイ114-1に表示する結合モードディスプレイフォーマットを、リモートコンピュータ180に送信及び/又は供給する。結合モードディスプレイフォーマットは、2軸座標測定値(例えば、X軸値及びZ軸値に対応)を表示する/含む。
図5A乃至5Cは、第5の実施形態に係る寸法計測測定システム500を示す図である。後で詳細に説明するように、測定システム500は、第1の位置測定デバイス510-1(例えば、コントレーサ)及び第2の位置測定デバイス110-2を有する。図5Aの例において、第1の位置測定デバイス510-1は、第2の位置測定デバイス110-2とともに、結合デバイス動作モードで動作する。図5B及び5Cの例において、第1の位置測定デバイス510-1及び第2の位置測定デバイス110-2は、スタンドアロン動作モードでそれぞれ動作する。測定システム500は、測定システム100、200、300及び400と類似し、同様の参照符号を付したコンポーネントは、以下に特記しない限り、同様に動作すると理解されたい。
測定システム100との具体的な違いを説明する。測定システム500は、第1の位置測定デバイス510-1(例えば、コントレーサ)を有する。第2の位置測定デバイス110-2は、第1の位置測定デバイス510-1に接続される。第1の位置測定デバイス510-1は、プローブ及び対応するプローブティップPT'と、第1のデバイスディスプレイ514-1とを有する。プローブティップPT'は、ワークピースWPの表面に接触し、加えて/あるいは、ワークピースWPの表面に沿って移動する。第1のデバイスディスプレイ514-1は、測定結果である測定サンプル出力523-1を表示する。図5Aの実施形態において、第1の位置測定デバイス510-1は、プローブティップPT'がワークピースWPの表面に接触するとき、プローブティップPT'の垂直位置に応じたZ軸測定サンプル出力を出力する。加えて、第1の位置測定デバイス510-1は、限られた範囲内の特定のX軸測定サンプル出力を、さらに出力することができる。より具体的には、第1の位置測定デバイス510-1は、内部移動メカニズムIMMを含む。内部移動メカニズムIMMは、限られた範囲内に亘って(例えば、第1の位置測定デバイス510-1が内蔵する内部移動メカニズムIMMの最大移動範囲に限られる)、X軸に沿ってプローブ及びプローブティップPTを移動させることができる。
各実施形態において、第1の位置測定デバイス510-1のみから供給されるX軸測定範囲よりも大きなX軸測定範囲を持つ測定システムを提供することが望まれる(例えば、より大きなワークピースや他の測定表面等を測定するため)。勿論、第2の位置測定デバイス110-2を第1の位置測定デバイス510-1に接続して結合デバイス動作モードを使用することにより、第1の位置測定デバイス510-1及び第2の位置測定デバイス110-2両方からのX軸測定サンプル出力が組み合わせられる、あるいは、利用される。これにより、第1の位置測定デバイス510-1のみのX軸測定範囲よりも、大きなX軸測定範囲が実現される。図5Aの例において、同時測定データセットCMDS1が決定される。同時測定データセットCMDS1は、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間(例えば、両方とも、データテーブル575Dの「サンプル期間1」に対応する)に対応する第1のデバイス測定サンプル出力523-1(例えば、X2値=0.0020及びZ値=9.0000の表示に対応)及び第2のデバイス測定サンプル出力123-2(例えば、X1値=0.1581及びY=0.5075の表示に対応)を含めばよい。同様に、同時測定データセットCMDS2(例えば、「サンプル期間2」に対応するX1値=0.3000、Y値=0.5075、Z値=8.0000、X2値=0.0020、X1+X2値=0.2030に対応する)を示す。同時測定データセットCMDS3(例えば、「サンプル期間3」に対応するX1値=0.3000、Y値=0.5075、Z値=8.5000、X2値=0.0040、X1+X2値=0.3040「サンプル期間3」)を示す。同時測定データセットCMDS4(例えば、「サンプル期間4」に対応するX1値=0.4000、Y値=0.7000、Z値=7.5000、X2値=0.050、X1+X2値=0.4050に対応する)を示す。
各実施形態において、第1のデバイスディスプレイ514-1及び/又はデータテーブル575Dは、X1及びX2の両方に相当する値を表示してもよい/含んでもよい。追加的に、あるいは、代わりに、第1のデバイスディスプレイ514-1及び/又はデータテーブル575Dは、X1+X2に相当する値を表示してもよい/含んでもよい。例えば、別の実施形態によれば、結合デバイス動作モード中、第1のデバイスディスプレイ514-1は、X1値及びX2値を個別に表示するのではなく、X1+X2値(即ち、同時測定データセットCMDS1の0.1601。全体のX軸位置に対応)のみを表示してもよい。同様に、各実施形態において、第1の位置測定デバイス510-1からリモートコンピュータ180に送信される同時測定データセットCMDS1に対応するデータは、X1+X2値(即ち、0.1601)を含んでもよい。追加的に、あるいは、代わりに、X1値及びX2値を個別に含んでもよい。
図5Aに示すように、測定システム500は、取付機構530を有する。これにより、第1の位置測定デバイス510-1が第2の位置測定デバイス110-2に接続される。取付機構530の一部として、第1の位置測定デバイス510-1は、第2の位置測定デバイス110-2の第2の取付部131-2に機械的に接続するための第1の取付部531-1を有する。各実施形態において、取付デバイス(図示せず)は、第1の位置測定デバイス510-1を第2の位置測定デバイス110-2に接続するのを補助するのに使用でき、取付部531-1及び131-2の間に位置すればよく、取付部531-1及び131-2に接続されればよい。第2の位置測定デバイス110-2は、支持部材139に接続するための第3の取付部131-3をさらに有する。各実施形態において、取付デバイス(図示せず)は、第2の位置測定デバイス110-2を支持部材139に接続するのを補助するのに使用でき、取付部131-3及び支持部材139の間に位置すればよく、取付部131-3及び支持部材139に接続されればよい。
各実施形態において、ワークピースWP及び/又はワークピースWPが設置される表面SRF等の上方又は他の相対位置に、第1の位置測定デバイス510-1及び第2の位置測定デバイス110-2を保持する支持構造又は他のメカニズムの一部が、支持部材139である。各実施形態において、支持部材139は、特定の位置に固定してもよい。このとき、モーションメカニズム(例えば、図1Aのワークピース載置台移動機構148)を動作させることで、ワークピースWPと取付機構530とが相対的に移動する。各実施形態において、取付機構530は、このモーションメカニズムに代えて、あるいは、加えて、ワークピースWPに対して取付機構530を移動することが可能な測定デバイス移動機構(例えば、図1Aの測定デバイス移動機構138)を有してもよい。勿論、取付機構530がワークピースWPの表面に対して移動することにより、ワークピースWPの表面の複数の測定サンプル領域MSRのワークピース表面座標測定値を取得することが可能となる。
勿論、図5Aの例において、対応する同時測定データセットCMDS1乃至CMDS4(例えば、データテーブル575Dに示す)に基づき、結合測定データ出力が供給される。結合測定データ出力は、平行結合測定データ出力を含む。平行結合測定データ出力は、固定的な軸関係が平行軸に対応するときに使用可能である。(即ち、第1の位置測定デバイス510-1の測定軸のX2値と、第2の位置測定デバイス110-2の測定軸のX1値。)この構成において、結合測定データ出力は、第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力の合計に基づく座標測定値を含んでもよい(即ち、データテーブル575Dに示すように、X1値及びX2値の合計)。各実施形態において、第1の位置測定デバイス510-1の第1のユーザインタフェースの第1のデバイス制御エレメントは、平行軸選択エレメント起動エレメントを有してもよい。平行軸選択エレメント起動エレメントは、第1の位置測定デバイス510-1が結合デバイス動作モードで動作中に、平行結合測定データ出力の使用を開始する。
図6は、寸法計測測定システム600に含まれる第1の位置測定デバイス610-1及び第2の位置測定デバイス610-2を示すブロック図である。勿論、各実施形態において、第1の位置測定デバイス610-1及び第2の位置測定デバイス610-2の各種のコンポーネントは、図1乃至5を参照して上述したそれぞれの第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスの各種のコンポーネントを表せばよい。図1乃至5の例の一部に部分的に図示したように、各実施形態において、第1の位置測定デバイス610-1は、ダイヤルインジケータ、ハイトゲージ、コントレーサ等の測定デバイスとすればよい。第2の位置測定デバイス610-2は、平行移動センサ(例えば、画像相関センサ)、ノギス等の測定デバイスとすればよい。
図6に示すように、第1の位置測定デバイス610-1は、第1の位置センサ611-1、第1のユーザインタフェース612-1、第1の信号処理及び制御部615-1及び第1の通信部618-1を有する。第1の位置センサ611-1は、対応する第1のデバイスサンプル期間中、ワークピース上の対応する測定サンプル領域の、少なくとも第1の測定軸に沿った、第1の位置測定デバイス610-1に関するワークピース表面座標測定値を示す第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成される。第1のユーザインタフェース612-1は、第1のデバイス制御エレメント613-1及び第1のデバイスディスプレイ614-1を有する。第1の信号処理及び制御部615-1は、結合デバイス動作モードを実行するのに使用される第1の測定サンプル連携部616-1を有する。第1の測定サンプル連携部616-1は、第1のデバイス制御部617-1を含む。各実施形態において、第1の測定サンプル連携部616-1を有する第1の信号処理及び制御部615-1は、第1の位置測定デバイス610-1の筐体内に実装されればよい。第1の位置測定デバイス610-1は、スタンドアロン動作期間中にスタンドアロン動作モードで動作し、結合デバイス動作期間中に結合デバイス動作モードで動作するよう構成される。
第1の位置測定デバイス610-1は、第2の位置測定デバイス610-2とのデバイス間の通信接続620が確立すると、結合デバイス動作モードを開始すればよい。各実施形態において、デバイス間の通信接続620は、有線接続、無線接続、Bluetooth(登録商標)接続及びWi-Fi(登録商標)接続の少なくともいずれか1つを含めばよい。各実施形態において、第2の位置測定デバイス610-2は、第2の位置センサ611-2を有する。第2の位置センサ611-2は、対応する第2のデバイスサンプル期間中、ワークピース上の対応する測定サンプル領域の、少なくとも第2の測定軸に沿った、第2の位置測定デバイス610-2に関するワークピース表面座標測定値を示す第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成される。各実施形態において、第2の位置センサ611-2は、非接触センサ又は画像相関センサ等を有してもよい。各実施形態において、第2の位置測定デバイス610-2は、第2のユーザインタフェース612-2と、第2の信号処理及び制御部615-2と、第2の通信部618-2とをさらに有してもよい。第2のユーザインタフェース612-2は、第2のデバイス制御エレメント613-2及び第2のデバイスディスプレイ614-2を有してもよい。第2の信号処理及び制御部615-2は、第2の測定サンプル連携部616-2を有してもよい。第2の測定サンプル連携部616-2は、第2のデバイス制御部617-2を含む。第2の測定サンプル連携部616-2は、第1の位置測定デバイス610-1の第1の測定サンプル連携部616-1と通信するのに用いられる、あるいは、第2の位置測定デバイス610-2の結合デバイス動作モードを実行するのに用いられる。
各実施形態において、ワークピース測定機構内で、第1の位置測定デバイス610-1及び第2の位置測定デバイス610-2の関係が固定的に保持され、第1の測定軸及び第2の測定軸が固定的な軸関係(例えば、第1の測定軸と第2の測定軸とが交軸等)に配置されたとき、結合デバイス動作モードを使用可能である。各実施形態において、結合デバイス動作モードでは、第1の信号処理及び制御部615-1は、第1の位置センサ611-1から供給された第1のデバイス測定サンプル出力を入力し、デバイス間の通信接続620(例えば、第1及び第2の通信部618-1及び618-2の間の通信)を介して、第2の位置測定デバイス610-2から供給された第2のデバイス測定サンプル出力を入力する。図1乃至5を参照して上に説明したように、同時測定データセットが決定される。同時測定データセットは、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する少なくとも第1のデバイス測定サンプル出力及び少なくとも第2のデバイス測定サンプル出力を含む。各同時測定データセットは、測定中のワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する。対応する同時測定データセットに基づいて、ワークピース上の対応する測定サンプル領域の結合測定データ出力が供給される。
各実施形態において、結合デバイス動作モード中、同時測定データセットを決定するために、第1の位置測定デバイス610-1は、同時に生じる第1の位置測定デバイス610-1の第1のデバイス測定サンプル出力とほぼ同時に、デバイス間の通信接続620を介して、同時に生じる第2の位置測定デバイス610-2の第2のデバイス測定サンプル出力をトリガする。各実施形態において、第1の位置測定デバイス610-1は、同時に生じる第2の位置測定デバイス610-2の第2のデバイス測定サンプル出力と、同時に生じる第1の位置測定デバイス610-1の第1のデバイス測定サンプル出力とを、同時にトリガする。別の各実施形態において、同時測定データセットを決定するために、デバイス間の通信接続を介して第2の位置測定デバイス610-2の複数の第2のデバイス測定サンプル出力を入力し、これと同時に生じるサンプルとして、第1の位置測定デバイス610-1の第1のデバイス測定サンプル出力と時間的に最も近い第2のデバイス測定サンプル出力を選択してもよい。
結合デバイス動作モードとは異なり、スタンドアロン動作モードでは、第1の位置測定デバイス610-1は、第2の位置測定デバイス(例えば、第2の位置測定デバイス610-2)とデバイス間の通信接続を確立しない。スタンドアロン動作モード中、スタンドアロン測定データ出力が供給される。スタンドアロン測定データ出力は、ワークピースWPの対応する測定サンプル領域MSRの少なくとも第1の測定軸に沿う、第1の位置測定デバイス610-1に関するワークピース表面座標測定値を含む。各実施形態において、スタンドアロン動作モードは、第1の位置測定デバイス610-1のデフォルトの動作モードである。第1のユーザインタフェース612-1の第1のデバイス制御エレメント613-1は、結合デバイス動作モード起動エレメントを有する。各実施形態において、第1の位置測定デバイス610-1及び第2の位置測定デバイス610-2は、通常、それぞれ、スタンドアロン測定デバイスである。スタンドアロン測定デバイスは、リモートコンピュータ680に制御されず、それぞれ独立してワークピース測定値を供給するよう動作可能である。第1の測定サンプル連携部616-1を有する第1の信号処理及び制御部615-1は、スタンドアロン測定デバイスは、リモートコンピュータ680に制御又は接続されず、結合デバイス動作モードを起動及び実行するよう構成される。
図7は、第1の位置測定デバイス710-1のユーザインタフェース712、信号処理及び制御部715及び通信部718のコンポーネントを示すブロック図である。勿論、各実施形態において、第1の位置測定デバイス710-1の各種のコンポーネントは、図1乃至6を参照して上述した、第1の位置測定デバイスのユーザインタフェース、信号処理及び制御部及び通信部の対応するコンポーネントを表せばよい。図7に示すように、信号処理及び制御部715は、スタンドアロン動作モード部730、結合デバイス動作モード部740、セットアップ制御モード部750、メモリ770、及びプロセッサ780を有する。スタンドアロン動作モード部730は、スタンドアロン動作モード処理部731を含む。結合デバイス動作モード部740は、結合デバイス動作モード処理部741を含む。セットアップ制御モード部750は、セットアップ制御モード処理部751を含む。
ユーザ入力インタフェース部712は、スタンドアロン動作モードディスプレイ732、結合デバイス動作モードディスプレイ742及びセットアップ制御モードディスプレイ752を含む。スタンドアロン動作モードディスプレイ732は、スタンドアロン動作モード表示及び選択エレメント733を含む。結合デバイス動作モードディスプレイ742は、結合デバイス動作モード表示及び選択エレメント743を含む。セットアップ制御モードディスプレイ752は、セットアップ制御モード表示及び選択エレメント753を含む。
各実施形態において、スタンドアロン動作モード部730乃至733は、スタンドアロン動作モードを実行するのに使用されてもよい(例えば、図1B、2B、3B、4B及び5Bを参照して上述したように)。各実施形態において、結合デバイス動作モード部740乃至743は、結合デバイス動作モードを実行するのに使用されてもよい(例えば、図1A、2A、3A、4A及び5Aを参照して上述したように)。例えば、スタンドアロン動作モード処理部731は、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力からの入力及びこれに関する入力を処理するのに使用されてもよい。これに対して、結合デバイス動作モード処理部741は、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力と、デバイス間の通信接続を介して第2の位置測定デバイスから受信された測定サンプル出力との両方からの入力及びこれに関する入力を処理するのに使用されてもよい。各実施形態において、結合デバイス動作モード処理部741は、同時測定データセットの決定、測定サンプル出力の結合(例えば、図5Aの例において、X1+X2を判断)等の動作を実行すればよい。
各実施形態において、結合デバイス動作モード処理部741の一部として、又は、結合デバイス動作モード処理部741とは独立して、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスの向きについて、特定のキャリブレーション及び/又はアラインメント機能を実行してもよい。例えば、取付機構(例えば、可能ならアラインメント調整等を含んでもよい)に対してアラインメント機能を実行してもよい。これにより、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスの相対的な向き(例えば、交軸の測定軸の向き)を、確実に、期待値通りの向きにできる。別の例によれば、キャリブレーション機能を実行して、測定データ出力に対応して、例えば、より精密に補正/キャリブレーションしてもよい(例えば、交軸の測定軸の向きにより近づくように等)。一実施形態例において、キャリブレーションプロセスの一部として、既知の寸法(例えば、既知のステップ高及び寸法)のキャリブレーションオブジェクトを使用してもよい。より具体的には、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスを共に取付機構に接続した後、結合デバイス動作モードの一部として、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスがキャリブレーションオブジェクトを測定すればよい。結果として生じた測定値/寸法は、キャリブレーションオブジェクトの既知の値/寸法と比較される。測定値と既知の値/寸法との間の差が判断及び記憶される。加えて/あるいは、この差は、キャリブレーション動作(例えば、取付機構を調整する、加えて/あるいは、将来的に、測定値をより精密に調整する)を実行するのに使用される。
スタンドアロン動作モードディスプレイ732は、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力に関する値をフォーマットしたり表示したりするのに使用すればよい(例えば、図1B、2B、3B、4B及び5Bの第1のデバイスディスプレイ114に示す)。これに対して、結合デバイス動作モードディスプレイ742は、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力と、第2の位置測定デバイスデバイス間の通信接続を介して受信した測定サンプル出力との両方に関する値をフォーマットしたり表示したりするのに使用すればよい(例えば、図1A、1B、1C、1D及び1Eの第1のデバイスディスプレイ114-1に示す)。各実施形態において、結合デバイス動作モードディスプレイ742は、このような処理/表示として、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスの両方からの測定サンプル出力に関する値を表示するために、表示をフォーマットしたり、新しい値に基づき表示を更新する等してもよい。
スタンドアロン動作モード表示及び選択エレメント733は、スタンドアロン動作モード中に、第1の位置測定デバイスの動作と、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力に関する表示及び選択エレメントを供給するのに使用されればよい(例えば、図1B、2B、3B、4B及び5Bに示すように)。各実施形態において、この表示及び選択エレメントは、測定動作の一部としてゼロセット機能を実行したり、表示モードを切り替える(例えば、測定値の表示を、インチとミリメートルとの間でトグルする等)ためのエレメントを有してもよい。これに対して、結合デバイス動作モード表示及び選択エレメント743は、結合デバイス動作モード中に、第1の位置測定デバイスの動作と、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサ測定サンプル出力及びデバイス間の通信接続を介して第2の位置測定デバイスから受信した測定サンプル出力の両方に関する表示及び選択エレメントを供給するのに使用されればよい
(例えば、図1A、1B、1C、1D及び1Eのユーザインタフェースディスプレイ122に示すように)。各実施形態において、この表示及び選択エレメントは、デバイス本体に設けられたマニュアル制御ボタン及び/又はユーザインタフェースディスプレイ122に設けられたバーチャルボタン等の第1のデバイス制御エレメント113を有してもよい。表示及び選択エレメントは、ゼロセッティング選択エレメント125-1及び125-2、測定デバイス選択エレメント128等のエレメントをさらに有してもよい。各実施形態において、この表示及び選択エレメントは、各種の機能を実行するのに使用されればよい(例えば、ユーザインタフェースディスプレイ122に表示された各種のオプションをトグル若しくはスクロール及び/又は選択する等)。各実施形態において、ユーザは、表示される測定値の順序及び/又はフォーマットに関して、結合デバイス動作モード表示及び選択エレメント743について選択してもよい。例えば、ユーザは、ユーザインタフェースディスプレイ122を使用して、第1のデバイスディスプレイ114-1上の測定値の表示順序の変更を選択してもよい。例えば、ディスプレイの1行にX値、Y値及びZ値を順に表示するための順序に変更してもよい(例えば、データテーブル175Dの図示と同様)。あるいは、1行目にZ値(第1の位置測定デバイス)を表示し、2行目にX値及びY値(第2の位置測定デバイス)を表示するための順序に変更してもよい。
各実施形態において、セットアップ制御モード部750乃至753は、選択可能なモードを選択するために使用可能でもよい(例えば、スタンドアロン動作モード部730、結合デバイス動作モード部740等)。例えば、セットアップ制御モード表示及び選択エレメント753は、動作モードの選択に関する表示及び選択エレメントを供給するのに使用すればよい。各実施形態において、図1Aの実施形態を参照して上述したように、ユーザインタフェースディスプレイ122の一部または全体は、モード選択エレメント127に使用され、左右へのスワイプジェスチャに応じて、選択可能なモード間をスクロールする。勿論、本例は単に例示を意図し、限定ではない。モード選択エレメント127は、他の多くの選択構造(ドロップダウンメニュー又はリストボックス等)を使用可能である。
各実施形態において、セットアップ制御モード部750乃至753は、各種のアクション及び/又はイベントにより、結合デバイス動作モードを自動的に開始するよう構成されてもよい。あるいは、セットアップ制御モード部750乃至753は、各種のアクション及び/又はイベントにより、結合デバイス動作モードを起動するか、スタンドアロン動作モードを維持するかを、ユーザが選択するためのオプションを自動的に提示するよう構成されてもよい。例えば、各実施形態において、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスと、取付デバイスとを接続したり、デバイス間の通信接続を確立したり、あるいは、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスを特定の距離に接近して置くことにより、結合デバイス動作モードを自動的に開始してもよいし、あるいは、対応するモード選択オプションを自動的にユーザに提示してもよい。
通信部718は、各種の無線通信手段(Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)、クラウドベースのデータインフラストラクチャ等)を介して、複数のタイプの測定デバイス及び他のタイプのデバイスと通信可能に構成されてもよい。上述のように、結合デバイス動作モード中、通信部718は、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立するのに使用されればよい。通信部718は、さらに、リモートコンピュータとの通信接続を確立するのに使用されればよい。
図8は、第1の位置測定デバイスを動作させるための一実施形態に係るルーチン800を示すフローチャートである。判断ブロック810において、結合デバイス動作モードを開始するかどうかを判断する。結合デバイス動作モードを開始しない場合、ルーチンはブロック850に進む。ブロック850において、第1の位置測定デバイスは、スタンドアロン動作モードで動作する(後でに詳述)。結合デバイス動作モードを開始する場合、ルーチンはブロック820に進む。ブロック820において、第2の位置測定デバイスと、デバイス間の通信接続を確立する。各実施形態において、結合デバイス動作モードを開始するかどうかを判断する前に、デバイス間の通信接続を確立してもよい。また、各実施形態においてデバイス間の通信接続を確立すると、結合デバイス動作モードを自動的に開始してもよい。各実施形態において、結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構において、第1の位置測定デバイス及び第2の位置測定デバイスの関係が固定的に保持されているときに使用可能である。このとき、第1の位置測定デバイスの少なくとも第1の測定軸と、第2の位置測定デバイスの少なくとも第2の測定軸は、固定的な軸関係に配置される。
ブロック825において、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサにより供給される第1のデバイス測定サンプル出力を入力する。例えば、第1の位置測定デバイスの信号処理及び制御部は、ワークピースの表面の測定値として、第1の位置測定デバイスの第1の位置センサからの測定サンプル出力を入力すればよい。ブロック830において、デバイス間の通信接続を介して、第2の位置測定デバイスから供給された第2のデバイス測定サンプル出力を入力する。ブロック835において、同時測定データセットを決定する。各同時測定データセットは、同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力を少なくとも含む。各同時測定データセットは、ワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する。ブロック840において、対応する同時測定データセットに基づいて、ワークピースの現在の測定サンプル領域の結合測定データ出力を供給する。
判断ブロック810で結合デバイス動作モードを開始しないと判断した場合、ルーチンはブロック850に進む。ブロック850で、ルーチンはスタンドアロン動作モードに進む。スタンドアロン動作モード中、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続は確立しない。ブロック855において、スタンドアロン測定データ出力を供給する。スタンドアロン測定データ出力は、ワークピースの現在の測定サンプル領域の少なくとも第1の測定軸に沿った第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を含む。
上述の様々な各実施形態は、さらに別の実施形態と組み合わせることができる。本明細書に記載した全ての米国特許及び米国特許出願を参照することにより、本発明の一部を構成する。必要に応じて、各特許文献の構想を採用して本実施形態の各態様を変更することができる。これにより、さらに別の実施形態を提供することができる。
上記説明に照らして本実施形態を多様に変更することが可能である。一般に、特許請求の範囲において使用する語句は、特許請求の範囲を、明細書及び特許請求の範囲に開示される具体的な実施形態に限定するものであると解釈されるべきでない。むしろ、考え得る全ての実施形態に加えて、特許請求の範囲の均等物の全範囲をも含むと解釈されるべきである。
寸法計測測定システム600
第1の位置測定デバイス610-1
第1の位置センサ611-1
第1のユーザインタフェース612-1
第1のデバイス制御エレメント613-1
第1のデバイスディスプレイ614-1
第1の信号処理及び制御部615-1
第1の測定サンプル連携部616-1
第1のデバイス制御部617-1
第1の通信部618-1
第2の位置測定デバイス610-2
第2の位置センサ611-2
第2のユーザインタフェース612-2
第2のデバイス制御エレメント613-2
第2のデバイスディスプレイ614-2
第2の信号処理及び制御部615-2
第2の測定サンプル連携部616-2
第2のデバイス制御部617-2
第2の通信部618-2
測定デバイス移動機構638
ワークピース載置台移動機構648
リモートコンピュータ680

Claims (22)

  1. 第1の位置測定デバイスであって、
    第1のデバイス筐体に収容され、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第1の測定軸に沿った、第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第1の位置センサと、
    前記第1のデバイス筐体に収容され、結合デバイス動作モードを実行するのに使用される第1の測定サンプル連携部を有する第1の信号処理及び制御部
    とを具備し、
    前記第1の位置測定デバイスは、スタンドアロン動作期間中にスタンドアロン動作モードで動作し、結合デバイス動作期間中に前記結合デバイス動作モードで動作するよう構成され、
    前記第1の位置測定デバイスは、前記結合デバイス動作モードでは、
    対応する第2のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第2の測定軸に沿った、第2の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第2の位置センサを有する、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立し、
    前記第1の位置センサにより供給される前記第1のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    前記デバイス間の通信接続を介して、前記第2の位置センサにより供給される前記第2のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力を少なくとも含む、前記ワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する同時測定データセットを決定し、
    前記対応する同時測定データセットに基づいて、前記ワークピースの現在の測定サンプル領域の結合測定データ出力を供給し、
    前記第1の位置測定デバイスは、前記スタンドアロン動作モードでは、
    第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立せず、
    ワークピースの現在の測定サンプル領域の前記第1の測定軸に沿った前記第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を含むスタンドアロン測定データ出力を供給し、
    前記結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構において前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスの関係が固定的に保持され、前記第1の測定軸及び前記第2の測定軸が固定的な軸関係に配置されたときにのみ、使用可能になり
    前記スタンドアロン動作モードは、前記第1の位置測定デバイスと前記第2の位置測定デバイスとの位置関係によらず使用可能である、
    第1の位置測定デバイス。
  2. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記スタンドアロン動作モードは、前記第1の位置測定デバイスのデフォルトの動作モードであり、
    前記第1の位置測定デバイスは、結合デバイス動作モード起動エレメントを有する第1のデバイス制御エレメントを有する第1のユーザインタフェースをさらに具備する
    第1の位置測定デバイス。
  3. 請求項2に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1の信号処理及び制御部と信号を送受信するよう接続された、前記第1のユーザインタフェース及び第1のデバイスディスプレイをさらに具備する
    第1の位置測定デバイス。
  4. 請求項3に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1のデバイス制御エレメント及び前記第1のデバイスディスプレイは、前記第1のデバイス筐体に収容される
    第1の位置測定デバイス。
  5. 請求項4に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1の位置測定デバイスは、ダイヤルインジケータ又はハイトゲージを有する
    第1の位置測定デバイス。
  6. 請求項3に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1のデバイスディスプレイは、前記第1の信号処理及び制御部に制御され、
    前記スタンドアロン動作モード中、1軸座標測定値のみが前記第1のデバイスディスプレイに表示され、
    前記結合デバイス動作モード中、前記第1のデバイスディスプレイの結合モードディスプレイフォーマットは、2軸座標測定値を表示する
    第1の位置測定デバイス。
  7. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記結合測定データ出力は、前記固定的な軸関係が平行軸に対応するときに使用可能な平行結合測定データ出力を含み、
    前記結合測定データ出力は、前記第1のデバイス測定サンプル出力及び前記第2のデバイス測定サンプル出力の合計に基づく座標測定値を含む
    第1の位置測定デバイス。
  8. 請求項7に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    第1のデバイス制御エレメントを含む第1のユーザインタフェースをさらに具備し、
    前記第1のデバイス制御エレメントは、前記第1の位置測定デバイスが前記結合デバイス動作モードで動作中に、前記平行結合測定データ出力の使用を起動する平行軸選択エレメント起動エレメントを含む
    第1の位置測定デバイス。
  9. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記結合測定データ出力は、前記固定的な軸関係が交軸に対応するときに使用可能な2軸結合測定データ出力を含み、
    前記結合測定データ出力は、異なる座標軸に対応する2つの座標測定値を含む
    第1の位置測定デバイス。
  10. 請求項9に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記固定的な軸関係が交軸に対応するとき、前記ワークピースの表面に対応する2次元の表面プロファイルデータが、前記ワークピースの複数の異なる測定サンプル領域に対応する前記結合測定データ出力の複数の段階により、供給される
    第1の位置測定デバイス。
  11. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記デバイス間の通信接続は、有線接続、無線接続、Bluetooth(登録商標)接続又はWi-Fi(登録商標)接続の少なくとも何れか1つを含む
    第1の位置測定デバイス。
  12. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記同時測定データセットを前記決定する動作は、前記第1の位置測定デバイスが、同時に生じる前記第1の位置測定デバイスの第1のデバイス測定サンプル出力とほぼ同時に、前記デバイス間の通信接続を介して、同時に生じる前記第2の位置測定デバイスの第2のデバイス測定サンプル出力をトリガする動作を含む
    第1の位置測定デバイス。
  13. 請求項12に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1の位置測定デバイスは、
    前記第2の位置測定デバイスの前記に生じる第2のデバイス測定サンプル出力と、
    前記第1の位置測定デバイスの前記に生じる第1のデバイス測定サンプル出力と
    を同時にトリガする
    第1の位置測定デバイス。
  14. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記同時測定データセットを前記決定する動作は、
    前記デバイス間の通信接続を介して、前記第2の位置測定デバイスの複数の第2のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    前記第1の位置測定デバイスの第1のデバイス測定サンプル出力と時間的に最も近い第2のデバイス測定サンプル出力を、前記第1のデバイス測定サンプル出力と同時に生じるサンプルとして選択し、同時測定データセットを決定する
    動作を含む
    第1の位置測定デバイス。
  15. 請求項1に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスは、リモートコンピュータに制御されず、それぞれ独立してワークピース測定値を供給するよう動作可能なスタンドアロン測定デバイスであり、
    前記第1の信号処理及び制御部は、前記第1の測定サンプル連携部を有し、前記第1の測定サンプル連携部は、リモートコンピュータに制御されず、前記結合デバイス動作モードを起動するよう構成される
    第1の位置測定デバイス。
  16. 請求項15に記載の第1の位置測定デバイスであって、
    前記スタンドアロン動作モード中、前記第1の信号処理及び制御部は、1軸測定データ出力フォーマットを含むスタンドアロンモード出力フォーマットを供給し、前記1軸測定データ出力フォーマットは、リモートコンピュータに送信される1つの出力ストリングとして、1軸座標測定値を出力するよう動作可能であり、
    前記結合デバイス動作モード中、前記第1の信号処理及び制御部は、2軸結合測定データ出力フォーマットを含む結合モード出力フォーマットを供給し、前記2軸結合測定データ出力フォーマットは、前記固定的な軸関係が交軸に対応するときに使用可能であり、前記2軸結合測定データ出力フォーマットは、リモートコンピュータに送信される1つの出力ストリングとして、異なる測定軸の2つの同時に生じる座標測定値を出力するよう動作可能である
    第1の位置測定デバイス。
  17. 複数のシステム構成要素を含む寸法計測測定システムの動作方法であって、
    前記寸法計測測定システムは、第1の位置測定デバイスを有し、
    第1の位置測定デバイスは、
    第1のデバイス筐体に収容され、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第1の測定軸に沿った、第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第1の位置センサと、
    前記第1のデバイス筐体に収容され、結合デバイス動作モードを実行するのに使用される第1の測定サンプル連携部を有する第1の信号処理及び制御部
    とを有し、
    前記第1の位置測定デバイスは、スタンドアロン動作期間中にスタンドアロン動作モードで動作し、結合デバイス動作期間中に前記結合デバイス動作モードで動作するよう構成され、
    前記第1の位置測定デバイスは、前記結合デバイス動作モードの動作では、
    a)対応する第2のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第2の測定軸に沿った、第2の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第2の位置センサを有する、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立し、
    b)前記第1の位置センサにより供給される前記第1のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    c)前記デバイス間の通信接続を介して、前記第2の位置センサにより供給される前記第2のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    d)同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力を含む、前記ワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する同時測定データセットを決定し、
    e)前記対応する同時測定データセットに基づいて、前記ワークピースの現在の測定サンプル領域の結合測定データ出力を供給し、
    前記第1の位置測定デバイスは、前記スタンドアロン動作モードの動作では、
    f)第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立せず、
    g)ワークピースの現在の測定サンプル領域の前記第1の測定軸に沿った前記第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を含むスタンドアロン測定データ出力を供給し、
    前記結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構において前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスの関係が固定的に保持され、前記第1の測定軸及び前記第2の測定軸が固定的な軸関係に配置されたときにのみ、使用可能となり
    前記スタンドアロン動作モードは、前記第1の位置測定デバイスと前記第2の位置測定デバイスとの位置関係によらず使用可能であり、
    前記方法は、
    取付機構を用いて前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスを取り付けて、前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスの関係を固定的に保持し、前記第1の測定軸及び前記第2の測定軸を固定的な軸関係に配置し、
    前記ワークピース測定機構において前記ワークピースに対して前記第1の位置測定デバイス、前記第2の位置測定デバイス及び前記取付機構を配置し、前記ワークピース測定機構は、前記ワークピースの複数の測定サンプル領域のワークピース表面座標測定値を供給するよう動作可能であり、
    前記第1の測定サンプル連携部を有する前記第1の信号処理及び制御部を動作させて、前記結合デバイス動作モードを起動し、
    前記第1の測定サンプル連携部を有する前記第1の信号処理及び制御部を動作させて、前記結合デバイス動作モードの前記a)乃至e)の動作を実行する
    方法。
  18. 請求項17に記載の方法であって、
    前記第2の位置センサは、非接触センサ及び画像相関センサの少なくとも何れか一方を含む
    方法。
  19. 請求項17に記載の方法であって、
    前記第1の測定サンプル連携部を有する前記第1の信号処理及び制御部を動作させて、前記結合デバイス動作モードを起動するステップは、リモートコンピュータを用いて前記結合デバイス動作モードを起動することを含まない
    方法。
  20. 請求項19に記載の方法であって、
    前記複数のシステム構成要素は、リモートコンピュータを含まない
    方法。
  21. 請求項17に記載の方法であって、
    前記固定的な軸関係は、交軸の軸関係であり、
    前記方法は、さらに、
    前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスに対して前記ワークピースを平行移動させることにより、前記ワークピースの表面に対応する2次元の表面プロファイルデータを供給し、
    前記第1の測定サンプル連携部を有する前記第1の信号処理及び制御部を動作させて、前記結合デバイス動作モードの前記b)乃至e)の動作を複数回実行し、前記複数回は、前記ワークピースの複数の異なる測定サンプル領域に対応する
    方法。
  22. 第1の位置測定デバイスの動作方法であって、
    前記第1の位置測定デバイスは、
    第1のデバイス筐体に収容され、対応する第1のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第1の測定軸に沿った、第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第1のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第1の位置センサと、
    前記第1のデバイス筐体に収容され、結合デバイス動作モードを実行するのに使用される第1の測定サンプル連携部を有する第1の信号処理及び制御部
    とを有し、
    前記方法は、
    結合デバイス動作期間中に、前記結合デバイス動作モードを実行するよう前記第1の信号処理及び制御部を動作させ、
    前記結合デバイス動作モードは、
    対応する第2のデバイスサンプル期間中の、ワークピースの測定サンプル領域に対応して、第2の測定軸に沿った、第2の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を示す第2のデバイス測定サンプル出力を供給するよう構成された第2の位置センサを有する、第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立し、
    前記第1の位置センサにより供給される前記第1のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    前記デバイス間の通信接続を介して、前記第2の位置センサにより供給される前記第2のデバイス測定サンプル出力を入力し、
    同時である第1のデバイスサンプル期間及び第2のデバイスサンプル期間に対応する第1のデバイス測定サンプル出力及び第2のデバイス測定サンプル出力を含む、前記ワークピース上の対応する測定サンプル領域に関する同時測定データセットを決定し、
    前記対応する同時測定データセットに基づいて、前記ワークピースの現在の測定サンプル領域の結合測定データ出力を供給し、
    スタンドアロン動作期間中に、スタンドアロン動作モードを実行するよう前記第1の信号処理及び制御部を動作させ、
    前記スタンドアロン動作モードは、
    第2の位置測定デバイスとのデバイス間の通信接続を確立せず、
    ワークピースの現在の測定サンプル領域の前記第1の測定軸に沿った前記第1の位置測定デバイスに関するワークピース表面座標測定値を含むスタンドアロン測定データ出力を供給し、
    前記結合デバイス動作モードは、ワークピース測定機構において前記第1の位置測定デバイス及び前記第2の位置測定デバイスの関係が固定的に保持され、前記第1の測定軸及び前記第2の測定軸が固定的な軸関係に配置されたときにのみ、使用可能になり
    前記スタンドアロン動作モードは、前記第1の位置測定デバイスと前記第2の位置測定デバイスとの位置関係によらず使用可能である、
    方法。
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