JPH02114109A - Method for detecting sudden change of shape - Google Patents

Method for detecting sudden change of shape

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JPH02114109A
JPH02114109A JP26756488A JP26756488A JPH02114109A JP H02114109 A JPH02114109 A JP H02114109A JP 26756488 A JP26756488 A JP 26756488A JP 26756488 A JP26756488 A JP 26756488A JP H02114109 A JPH02114109 A JP H02114109A
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distance
optical axis
rotation
probe
axis
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JP26756488A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Matsuura
仁 松浦
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To establish a detection method capable of detecting in advance a sudden change in the shape of a model by allowing the optical axis of a distance measuring probe capable of measuring a distance in a non-contact state to be eccentric from a center-of-rotation axis. CONSTITUTION:The optical axis of a distance measuring probe 1 capable of measuring a distance in a non-contact state is made eccentric from a center-of- rotation axis and the distance measuring probe 1 is moved in a predetermined direction while the optical axis 1a is rotated around a center-of-rotation axis 2a and the position data of the point on the surface of a model are measured at a plurality of set angle-of-rotation positions. When the measurement of a distance becomes impossible at either one of a plurality of the measuring positions per one rotation, it is confirmed that a shape sudden change part is present. By this method, when the measurement of a distance becomes impossible at either one of a plurality of the measuring positions per one rotation, it can be previously confirmed that the shape sudden change part is present and, for example, digitizing can be accurately performed to a position to this side of the shape sudden change part by changing over a probe feed speed to a low speed.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は形状急変検出方法に係り、特にレーザ光を用い
て非接触で距離を測定できる距離測定プローブによりモ
デル面を倣わせて該モデル面上のポイントの座標値を求
める非接触デシタイジングにおける形状急変検出方法に
関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for detecting sudden changes in shape, and in particular, detects a model surface by tracing the model surface with a distance measuring probe that can measure distance without contact using a laser beam. This invention relates to a method for detecting sudden changes in shape in non-contact digitizing for determining the coordinate values of points above.

〈従来技術〉 レーザ4111長プローブのような非接触で距離の測定
ができるプローブセンサ(距離測定プローブ)によりモ
デル面を倣わせてモデル面データをデシタイジングする
非接触デシタイジング方法がある。
<Prior Art> There is a non-contact decimating method in which model surface data is digitized by tracing a model surface with a probe sensor (distance measuring probe) capable of non-contact distance measurement such as a laser 4111 long probe.

尚、非接触デシタイジングにおいて用いられる距離測定
プローブは一般に基準距離り。を持っており、実際の測
定距離りと基準距離L0の差を誤差量ΔLとして出力で
きるようになっている。
In addition, the distance measurement probe used in non-contact digitizing generally has a reference distance. The difference between the actual measured distance and the reference distance L0 can be output as the error amount ΔL.

第7図は非接触倣いの説明図であり、モデルMDLを倣
うものとし、又A、B、C点を適当に選ばれたサンプル
点とした場合、まずA点での距離L、(=L、+ΔL 
1 )を測定しこれが基準距離り。
FIG. 7 is an explanatory diagram of non-contact copying. When model MDL is copied and points A, B, and C are appropriately selected sample points, first, distance L at point A, (=L , +ΔL
Measure 1) and this is the standard distance.

に比べてΔL1だけ誤差がある時、その誤差分だけ測定
軸方向(光軸方向)に補正動作を掛けながら次のサンプ
リング点Bに向かう。そして、B点における誤差量ΔL
2を求めて同様に誤差分だけ補正するように0点に向い
、以後同様な処理を行うことによりモデル面を非接触で
倣う。
When there is an error by ΔL1 compared to , the correction operation is applied in the measurement axis direction (optical axis direction) by the amount of error while moving toward the next sampling point B. Then, the error amount ΔL at point B
2 and similarly correct the error by pointing to the 0 point, and thereafter performing the same process to trace the model surface without contact.

ところで、距i!li潤定プローブPBには正確に距離
を測定できる範囲があり、第8図において基準距離をL
oとするとり。±1の範囲が測定可能範囲M S Rと
なる。
By the way, distance i! The li constant probe PB has a range in which it can accurately measure distances, and in Figure 8, the reference distance is set to L.
o and tori. The range of ±1 becomes the measurable range MSR.

このため、第9図に示すようにモデルに形状急変部WA
Lが存在する場合において、距離測定プローブPBがA
−*Bと移動するとコーナ部Pで距離が測定できなくな
る。そして、距離測定が不可能になると従来は、逆方向
に距ft1lllll定プローブPBを戻し、極端に速
度を落して再びA→B方向に距ivi:6FI定プロー
ブPBを移動させ、かつ距ハ81り定年能になったら距
!1i1B定プローブPBを下降又は、上昇させて測定
可能になる位置を捜し、測定可能位置が求まれば該位置
から通常の非接触デシタイジングを再開するようになっ
ている。
For this reason, as shown in Fig. 9, there is a sudden shape change part WA in the model.
When L exists, the distance measuring probe PB is A
-*B, the distance cannot be measured at the corner P. When distance measurement becomes impossible, conventionally, the distance ft1lllll constant probe PB is returned in the opposite direction, the speed is extremely reduced, and the distance ivi:6FI constant probe PB is moved again in the A→B direction, and the distance is 81 When I reach retirement age, I will leave! The 1i1B fixed probe PB is lowered or raised to search for a measurable position, and when a measurable position is found, normal non-contact decimating is resumed from that position.

〈発明が解決しようとしている課題〉 しかし、かかる従来の非接触デシタイジング方法におい
ては、形状急変部におけるall定距煎誤差が生じ、し
かも距離測定不能になると距離fllll定プローブを
戻して低速送りする必要があるため、正常の非接触デシ
タイジングが再開される迄に相当の時間がかかるという
問題がある。
<Problem to be Solved by the Invention> However, in such a conventional non-contact decisizing method, when an all-distance decoupling error occurs in a part where the shape suddenly changes, and furthermore, it becomes impossible to measure the distance, the constant-distance probe is returned and sent at low speed. Therefore, there is a problem in that it takes a considerable amount of time until normal non-contact decimating is resumed.

以上から本発明の目的は、モデル形状急変を先行して検
出することができる形状急変検出方法を提供することで
ある。
From the above, it is an object of the present invention to provide a sudden shape change detection method that can detect sudden changes in model shape in advance.

また1本発明の別の目的は、モデル形状急変を先行検出
できると共に、形状急変部手前迄正確にデシタイジング
でき、しかも距離測定プローブを戻す必要がない形状急
変検出方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a sudden shape change detection method that can detect sudden changes in model shape in advance, can accurately digitize up to just before the sudden shape change, and does not require returning the distance measuring probe.

く課題を解決するための手段〉 上記課題は本発明において、距i!!測定プローブの光
軸を回転中心軸から偏心させ、距離測定プローブを所定
方向に移動させると共に該光軸を回転中心軸の回りに回
転させる手段と、予め複数設定された複数の回転角位置
でモデル面上のポイントの位置データを泪り定する手段
と、前記1回転当り複数の測定位置のうちどれか1点で
距離測定不能になった時、形状急変部が存在すると認識
する手段により解決される。
Means for Solving the Problem> In the present invention, the above problem is solved by the distance i! ! Means for eccentrically centering the optical axis of the measuring probe from the central axis of rotation, moving the distance measuring probe in a predetermined direction, and rotating the optical axis around the central axis of rotation; This problem is solved by a means for determining the position data of a point on a surface, and a means for recognizing that a sudden change in shape exists when distance measurement becomes impossible at any one of the plurality of measurement positions per rotation. Ru.

く作用〉 非接触で距離を測定できる距離測定プローブ1(第1図
、参照)の光軸1aを回転中心軸2aから偏心させ、距
離測定プローブ1を所定方向に移動させると共に該光軸
を回転中心軸の回りに回転させ、予め設定された複数の
回転角位置(0゜90°  180°、270”の位置
)でモデル面上のポイントの位置データを測定し、1回
転当り複数の測定位置のうちどれか1点で距離測定不能
になった時、形状急変部WALが存在すると認識する。
Effect> The optical axis 1a of the distance measuring probe 1 (see Fig. 1) that can measure distance without contact is eccentric from the rotation center axis 2a, and the distance measuring probe 1 is moved in a predetermined direction and the optical axis is rotated. Rotate around the central axis and measure position data of points on the model surface at multiple preset rotation angle positions (0°90°180°, 270” positions), and measure multiple measurement positions per rotation. When it becomes impossible to measure the distance at any one of these points, it is recognized that a sudden shape change part WAL exists.

〈実施例〉 第2図は本発明にかかる距離測定不能の構成図である。<Example> FIG. 2 is a block diagram of a system in which distance measurement is not possible according to the present invention.

1は距離測定プローブ、1aは光軸、2は距渭測定プロ
ーブ1を回転させるための回転部(モータを含む)、2
aは回転中心軸である。距!t 1ilII定プローブ
1は光軸1aが回転中心軸2aからRだけ偏心するよう
に回転部2に取付けられている。
1 is a distance measuring probe, 1a is an optical axis, 2 is a rotating part (including a motor) for rotating the distance measuring probe 1, 2
a is the center axis of rotation. Distance! The t1ilII constant probe 1 is attached to the rotating part 2 so that the optical axis 1a is eccentric by an amount R from the rotation center axis 2a.

距離測定プローブ1としては、例えば光学的三角測距方
式を採用したものがあり、かかるプローブでは発光素子
(半導体レーザ)から出たレーザ光が投光レンズを介し
てモデル表面に照射され、その際に拡散反射した光線の
一部が受光レンズを介して位置検出素子上にスポットを
つくり、該スポット位置がモデル表面までの距離に応じ
て変化することにより距離が測定されるようになってお
り、距離測定不能になると距離測定不能信号MIMを発
生する。
As the distance measurement probe 1, for example, there is a probe that employs an optical triangulation method. A part of the light beam diffusely reflected by the lens creates a spot on the position detection element through the light receiving lens, and the distance is measured by changing the spot position according to the distance to the model surface. When distance measurement becomes impossible, a distance measurement impossible signal MIM is generated.

3は回転方向位置検出器であり、回転軸に取り付けられ
、距離測定プローブ1の1回転当りN個のパルスPrを
発生するロータリーエンコーダ3aと、該パルスを計数
する容量Nのカウンタ3bで構成されている。
Reference numeral 3 denotes a rotational direction position detector, which is attached to the rotating shaft and is composed of a rotary encoder 3a that generates N pulses Pr per one rotation of the distance measuring probe 1, and a counter 3b with a capacity of N that counts the pulses. ing.

4は判定部であり、距離を測定すべき光軸回転位置(0
°、90’ 、180°、270°位置)を予め設定す
る設定部4a、4b・・、4cl、光軸の回転位置が設
定位置に一致したことを判定する比較部4e、4f・・
、4h、一致した時、距離測定プローブ1により測定さ
れた距離48号SLを通過させるスイッチ部4i、4j
・・、4mを有している。例えば、光軸の回転方向角度
O。
4 is a determination unit, which determines the optical axis rotation position (0
setting units 4a, 4b, . . . , 4cl that preset the rotational position of the optical axis (positions of 180°, 90', 180°, 270°), and comparison sections 4e, 4f, . . . that determine that the rotational position of the optical axis matches the set position.
, 4h, switch parts 4i and 4j that pass the distance No. 48 SL measured by the distance measuring probe 1 when they match.
..., 4m. For example, the rotation direction angle O of the optical axis.

90°、180°、270” (7)4点の位置p 、
90°, 180°, 270” (7) Positions of 4 points p,
.

P2・・、P4(第3図参照)においてモデルMDr、
迄の距離を411定するものとすれば、設定部4aには
数値Oが設定され、設定部4bには数値N/4が設定さ
れ、設定部4cには数値N/2が設定され、設定部4d
には数値3N/4が設定される。
In P2..., P4 (see Figure 3), the model MDr,
If the distance up to 411 is set, a numerical value O is set in the setting part 4a, a numerical value N/4 is set in the setting part 4b, a numerical value N/2 is set in the setting part 4c, and Part 4d
is set to the numerical value 3N/4.

そして、比較部4eはカウンタ3bの計数値が0になる
とハイレベルの信−号Saを出力してスイッチ41を閉
じ、比較部4fはカウンタ3bの計数値がN/4になる
とハイレベルの信号sbを出力してスイッチ4jを閉じ
、以下同様にしてハイレベルの信号Sc、Sdを出力し
て、その時のモデル面までの距離信号SL を通過させ
る1、尚、デシタイジングに際しては距離測定プローブ
]−を所定方向に非接触倣いに従って移動させると共に
回転中心軸2aの回りに回転させる、従って、0゛90
’ 、180°、270’位置テ距離& III定する
ものとすると、第1図(a)に示す光軸軌跡I)1゛l
く上のポイントP□ 、1〕、・・+P4における距離
が測定されて出力される。
When the count value of the counter 3b reaches 0, the comparator 4e outputs a high-level signal Sa and closes the switch 41, and when the count value of the counter 3b reaches N/4, the comparator 4f outputs a high-level signal Sa. sb and closes the switch 4j, and in the same manner, high-level signals Sc and Sd are outputted, and the distance signal SL to the model surface at that time is passed. - is moved in a predetermined direction according to non-contact tracing and rotated around the rotation center axis 2a. Therefore, 0゛90
' , 180°, 270' position distance & III Assuming that the optical axis trajectory I) 1゛l shown in Fig. 1(a) is
The distances at the upper points P□, 1], . . . +P4 are measured and output.

第2図に戻って、5はスイッチ出力を合成して出力する
合成部、6はサンプリングホールド部。
Returning to FIG. 2, 5 is a synthesis section that synthesizes and outputs the switch outputs, and 6 is a sampling and hold section.

7は距離信号SLをデジタルの距離データLに変換して
出力するA/D変換器、8は光軸1aがいずれかの設定
位置(0°、90’   180°、270°位置)に
到来した時にハイレベルのイネーブル信号PESを発生
するオアゲートである。
7 is an A/D converter that converts the distance signal SL into digital distance data L and outputs it, and 8 is an A/D converter that converts the distance signal SL into digital distance data L and outputs it, and 8 indicates that the optical axis 1a has arrived at one of the set positions (0°, 90' 180°, 270° position). This is an OR gate that sometimes generates a high-level enable signal PES.

以下、非接触デシタイジングする場合における本発明の
形状急変検出方法について説明する。
Hereinafter, a method for detecting a sudden change in shape according to the present invention in the case of non-contact digitizing will be explained.

第4図は非接触デシタイジング装置のブロック図であり
、倣い平面をX −7,、ビックフィード方向をY軸と
して説明する。尚、第2図と同一部分には同一符号を付
している、 1は距離測定プローブ、2は回転部(モータを含む)、
3aはロータリエンコーダ、9は光軸回転位置監視部(
第2図における符号3b〜8で示す部分に相当する)、
10は非接触距離測定siである。この距rnq定装置
10は距fIf測定プローブ1がいずれかの設定位置に
到来する毎に距ILを出力すると共にイネーブル信号P
ESを発生する。従ってデシタイジングに際しては、第
1図(a)に示す光軸先端の軌跡PTR上の4つのポイ
ントPよ、P2・・j P 4迄の距離が周期的に出力
される。尚、第1図(a)におけるA T Rは回転中
心軸2aとモデルMDLとの交点の軌跡である。
FIG. 4 is a block diagram of the non-contact decitizing device, and the description will be made assuming that the scanning plane is the X-7 axis and the big feed direction is the Y axis. The same parts as in Fig. 2 are given the same symbols. 1 is the distance measuring probe, 2 is the rotating part (including the motor),
3a is a rotary encoder, 9 is an optical axis rotation position monitoring unit (
(corresponds to the parts indicated by numerals 3b to 8 in FIG. 2),
10 is a non-contact distance measurement si. This distance rnq determining device 10 outputs a distance IL and an enable signal P every time the distance fIf measuring probe 1 arrives at any set position.
Generates ES. Accordingly, during digitizing, the distances from four points P on the trajectory PTR of the tip of the optical axis shown in FIG. 1(a) to P2 . . . j P 4 are periodically output. Note that ATR in FIG. 1(a) is the locus of the intersection of the rotation center axis 2a and the model MDL.

11は非接触デシタイジング装置、122,12Xは非
接触デシタイジング装置11から発生するデジタルの各
軸速度信号Vx、VzをD/A変換するD/A変換器、
132,13Xは各軸のサーボ回路、14Z、14Xは
Z軸及びX軸陣動用ノモータ、15Z、15Xは対応す
るモータが所定角度回転する毎にパルスPz、Pxを発
生する位置検出用のパルスコーダ(以上Ym分の図示は
省略している)、16Z、16X、16Yは対応するパ
ルスコーダから発生するパルスを移動方向に応じて可逆
計数して回転中心軸・モデル交点Qにおける現在位置(
Xn+、l、Yn+I、Zn+1)を監視する現在位置
レジスタである。
11 is a non-contact decimating device; 122 and 12X are D/A converters that D/A convert the digital axis velocity signals Vx and Vz generated from the non-contact deciticing device 11;
132 and 13X are servo circuits for each axis, 14Z and 14X are Z-axis and 16Z, 16X, and 16Y reversibly count the pulses generated from the corresponding pulse coders according to the moving direction, and calculate the current position at the rotation center axis/model intersection Q (
This is a current position register that monitors Xn+, l, Yn+I, Zn+1).

非接触デシタイジング装置11において、11aは倣い
方向oni1を割り出すならい方向演算部。
In the non-contact digitizing device 11, 11a is a tracing direction calculation unit that determines the tracing direction oni1.

1 l bハ2点P、、 P、迄(7)i%alILI
I L:+ヲ用イテ次式 (L、+L、)/2  → L、’      (1)
により回転中心軸・モデル交点Q□迄の距離L1′を算
出する距離補正部である。尚、形状急変のため、点P3
において距離測定不能であれば、次に180°回転した
点P□′ において測定した距離をL3として使用する
。このため、点P□ で距離測定が不能とならないよう
に距離測定プローブ1の送り速度Vを決定する。この送
り速度Vの決定方法については後述する。
1 l b C 2 points P,, P, (7) i%alILI
I L:+ite formula (L, +L,)/2 → L,' (1)
This is a distance correction unit that calculates the distance L1' between the rotation center axis and the model intersection point Q□. In addition, due to the sudden change in shape, point P3
If the distance cannot be measured at then, the distance measured at the next point P□' rotated by 180 degrees is used as L3. For this reason, the feed speed V of the distance measuring probe 1 is determined so that distance measurement will not become impossible at point P□. The method for determining this feed rate V will be described later.

11cは距離L□′と基準距離り。との差分ΔLを演算
する加算器、11dは法線方向速度信号■nを発生する
速度信号発生部、lieは接線方向速度信号Vtを発生
する速度信号発生部、11fは速度信号Vn、Vt及び
倣い方向on+1を用いて各軸方向速度信号Vx、Vz
を発生する速度信号発生部、l1gは軌跡PTR上の点
P工から点P、までの軸成分を(ΔX、Δy、Δ2)、
点P2から点P、までの軸成分を(Δx′、ΔY’+Δ
Z′)とする時、該軸成分を用いて回転中心軸・モデル
交点Q、における法線ベクトルを演算する法線ベクトル
演算部、llhはモデル面上の各ポイントの座標値と法
線ベクトルを組にして記憶するメモリである。
11c is the distance L□' and the reference distance. 11d is a speed signal generation section that generates a normal velocity signal n, lie is a speed signal generation section that generates a tangential velocity signal Vt, and 11f is a velocity signal generation section that generates a tangential velocity signal Vt. Each axis direction velocity signal Vx, Vz using the copying direction on+1
The speed signal generator l1g generates the axis component from point P to point P on the trajectory PTR (ΔX, Δy, Δ2),
The axis components from point P2 to point P are (Δx', ΔY'+Δ
Z'), the normal vector calculation unit calculates the normal vector at the rotation center axis/model intersection point Q using the axis component, and llh calculates the coordinate value and normal vector of each point on the model surface. This is a memory that stores data in pairs.

図示しない操作パネルから倣い速度、倣い範囲、倣い方
法(表面倣いとする)等種々の倣い制御に必要なデータ
を入力する。但し、偏心半径をR1光軸の回転速度をω
とするとき、関係式 %式%(2) を満足する送り速度■とする。このように、(2)式に
従って送り速度Vを決定しなければならない理由は次の
通りである。即ち、点P ) (第1図参照)で距離測
定不能になると、該点P、での距離データ及び位置デー
タは取り込まず、光軸1aが更に180°回転した位f
f1P□′ 点での距離データ及び位置データを取り込
み、P工l PtI PI3 pt(P 3点とみなす
)の4点の距離データ及び位置データを用いて回転中心
軸・モデル交点の座標値と法線ベクトルを演算するよう
にしている。しかし、(2)式が成立しないと点P1′
  で距離測定不能となり、P□〜P、の広範囲でデシ
タイジングデータが存在しなくなってしまう。一方、(
2)式が成立していれば、P□〜P1′間のデシタイジ
ングは可能であり、デシタイジングデータが存在しない
範囲はP□′〜P、と狭くなり、形状急変部直前迄のデ
シタイジングが可能となる。特に、送り速度■が低い程
デシタイジングできない範囲P。
Various data necessary for copying control, such as copying speed, copying range, copying method (surface copying), etc., are input from an operation panel (not shown). However, the eccentric radius is R1, and the rotational speed of the optical axis is ω
When , the feed rate is set to satisfy the relational expression % (2). The reason why the feed rate V must be determined according to equation (2) is as follows. In other words, if distance measurement becomes impossible at point P (see Figure 1), distance data and position data at that point P will not be captured, and the optical axis 1a will be rotated by a further 180 degrees f.
Take in the distance data and position data at point f1P□', and use the distance data and position data of the four points P, PtI, PI3, pt (regarded as 3 points) to calculate the coordinate values and method of the rotation center axis and model intersection point. I am trying to calculate line vectors. However, if equation (2) does not hold, point P1'
, it becomes impossible to measure the distance, and digitizing data no longer exists in a wide range from P□ to P. on the other hand,(
2) If the formula holds, decimation between P□ and P1' is possible, and the range where no decimating data exists becomes narrow from P□' to P, and decimation immediately before the sudden shape change part is possible. becomes possible. In particular, the lower the feed speed ■, the lower the range P in which digitizing cannot be performed.

〜P、は小さくなる。従って、距離測定が不可能になっ
た時、送り速度Vを低速に切り換えるようにすることも
できる。
~P becomes smaller. Therefore, when distance measurement becomes impossible, the feed speed V can be switched to a low speed.

上記データ入力後、非接触デシタイジングの起動を掛け
ると、非接触デシタイジング装置11は距離測定プロー
ブ1を回転中心軸2aの回りに一定速度で回転させると
共に、非接触倣い動作を開始する。
After inputting the above data, when non-contact decitizing is activated, the non-contact decitizing device 11 rotates the distance measuring probe 1 around the rotation center axis 2a at a constant speed and starts a non-contact tracing operation.

さて、光軸回転位置監視部9は光軸1aが0゜90°、
180’ 、270’の4点の位置に到来する毎に距離
りを出力すると共にイネーブル信号PESを発生する。
Now, the optical axis rotation position monitoring unit 9 has an optical axis 1a of 0°90°,
Each time it reaches the four points 180' and 270', it outputs the distance and generates an enable signal PES.

距離補正部11b及び倣い方向演算部ILaは、それぞ
れイネーブル信号PESが発生する毎に距離データ及び
回転中心軸・モデル交点の位置データ(現在位置レジス
タ16X〜162の内容)ヲ読み取る。即ち、距離補正
部11bは光軸軌跡PTR(第1図(a))上の点p□
、p3迄の距#IL2.L、を順次読み取り、倣い方向
演算部11aは回転中心軸・モデル交点Q、、Q2.Q
3.Q、における座標値を順次読み取る4但し、点P、
において距離測定不能信号MIMが発生していれば、形
状急変部が存在すると認識し、イネーブル信号PESが
発生しても距離データ、位置データの取り込みは行われ
ず、光軸が更に180°回転した点Pにおいて測定した
距はと位置データの読み取りが行われる。
The distance correction section 11b and the scanning direction calculation section ILa each read distance data and position data of the rotation center axis/model intersection (contents of the current position registers 16X to 162) each time the enable signal PES is generated. That is, the distance correction unit 11b corrects the point p□ on the optical axis trajectory PTR (FIG. 1(a)).
, distance to p3 #IL2. L, are sequentially read, and the scanning direction calculation unit 11a calculates rotation center axis/model intersection points Q, , Q2 . Q
3. Sequentially read the coordinate values at Q.4However, points P,
If the distance measurable signal MIM is generated at , it is recognized that there is a sudden change in shape, and even if the enable signal PES is generated, no distance data or position data is captured, and the optical axis is further rotated by 180 degrees. The distance measured at P is read as position data.

距離補正部11bは(1)式の演算を行って、回転中心
軸・モデル交点Q、における距離し、′を演算して加算
器lieに入力する。距MLよ′ が入力されると、加
算器11cは基準距MLoと測定距RLx’  との誤
差量ΔLを計算して速度信号発生部lid、lieに入
力する。
The distance correction unit 11b calculates the distance at the rotation center axis/model intersection Q by calculating equation (1), calculates ', and inputs it to the adder lie. When the distance ML' is input, the adder 11c calculates the error amount ΔL between the reference distance MLo and the measured distance RLx' and inputs it to the speed signal generators lid and lie.

速度信号発生部lid、lieは第5図及び第6図に示
すΔL−Vn特性、ΔL−Vt特性に従って法線方向速
度信号Vnと接線方向速度信号Vtを発生する。
The speed signal generators lid and lie generate a normal speed signal Vn and a tangential speed signal Vt according to the ΔL-Vn characteristics and ΔL-Vt characteristics shown in FIGS. 5 and 6.

法線ベクトル演算部11gは、イネーブル信号PESが
発生する毎に距離測定プローブ1から距離データ及び現
在位置レジスタ16Xから回転中心軸・モデル交点のX
軸方向座標値を読み取る。
The normal vector calculation unit 11g obtains the distance data from the distance measuring probe 1 and the rotation center axis/model intersection point X from the current position register 16X every time the enable signal PES is generated.
Read the axial coordinate value.

即ち、法線ベクトル演算部11gは光軸軌跡PTR上の
点、P、〜P4迄の距離L工〜L4を読み取ると共に1
回転中心軸・モデル交点Q4〜Q4におけるX軸方向座
標値Xi (i=1〜4)を読み取る。
That is, the normal vector calculation unit 11g reads the distance L~L4 from the point P to ~P4 on the optical axis trajectory PTR, and
Read the X-axis direction coordinate values Xi (i=1 to 4) at the rotation center axis/model intersection points Q4 to Q4.

そして、次式 %式% により、点P□から点P、を見たときの軸成分(Δx、
O,ΔZ1)を計算し、又次式 2式% (ただし、Rは回転中心軸から光軸までの半径)により
、点P2から点P4を見たときの軸成分(0゜Δy、Δ
za)を計算する。
Then, by the following formula % formula %, the axis component (Δx,
O, ΔZ1), and using the following formula 2% (where R is the radius from the rotation center axis to the optical axis), the axis component (0°Δy, Δ
Calculate za).

ついで、法線ベクトル演算部11gは。Next, the normal vector calculation unit 11g.

(Δx、0.Δ2□)を進行方向ベクトル、(0,Δy
、Δz2)を進行方向に垂直な断面方向ベクトルとし、
法線ベクトルをこれら2つのベクトルの外積として求め
てメモリllhに出力する。
(Δx, 0.Δ2□) is the traveling direction vector, (0, Δy
, Δz2) is the cross-sectional direction vector perpendicular to the traveling direction,
A normal vector is obtained as the outer product of these two vectors and is output to memory llh.

メモリllhは各軸現在位置レジスタの内容(回転中心
軸・モデル交点Q□の座標値)と法線ベクトル演算部で
演算された交点Qよにおける法線ベクトルを組にして記
憶する。以後同様な処理が行われてメモリllhにモデ
ル面上の全ポイントの座標値が法線ベクトルと対になっ
て記憶されることになる。
The memory llh stores the contents of each axis current position register (rotation center axis/coordinate value of the model intersection Q□) and the normal vector at the intersection Q calculated by the normal vector calculation unit as a set. Thereafter, similar processing is performed, and the coordinate values of all points on the model surface are stored in pairs with the normal vector in the memory llh.

一方、点P、においで距離測定不能になり、更に光軸が
180°回転した点P□′ においても距離測定不能と
なれば、デシタイジング不可能とみなし、以後距離測定
プローブを下降又は上昇させて距離測定可能になったら
デシタイジングを再開する。尚、デシタイジング不可能
となったら、光軸を所定角度傾け、しかる後、非接触倣
いを再開する等の形状急変処理を実行してもよい(特願
昭62−312913号明細書参照)。
On the other hand, if it becomes impossible to measure the distance at point P, and also at point P□' where the optical axis has rotated 180 degrees, it is assumed that decimating is impossible, and the distance measuring probe is lowered or raised from then on. When it becomes possible to measure the distance, resume digitizing. If digitizing becomes impossible, sudden shape change processing may be performed, such as tilting the optical axis at a predetermined angle and then restarting non-contact copying (see Japanese Patent Application No. 62-312913).

又、距離測定不能になったときにプローブ送り速度を更
に低速にしてデシタイジングを継続し、デシタイジング
が不可能になったら、プローブを上下させ、距離測定可
能になった時、送り速度を上昇させてデシタイジングを
再開するようにしてもよい。
Also, when it becomes impossible to measure distance, the probe feed speed is further slowed down to continue digitizing, when digitizing becomes impossible, the probe is moved up and down, and when distance measurement becomes possible, the feed speed is increased. Alternatively, the digitizing may be restarted.

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、1回転当り複数の測定位置のうち
どれか1点で距離測定不能になった時、形状急変部が存
在すると先行認識することができ、例えば、プローブ送
り速度を低速に切り換えることにより形状急変部手前迄
精度よくデシタイジングでき、しかもデシタイジング不
可能になった時プローブを戻して低速送りする必要がな
くデシタイジングの再開も短時間でできる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, when it becomes impossible to measure distance at any one of a plurality of measurement positions per rotation, it is possible to recognize in advance that there is a sudden change in shape. By switching the feed speed to a low speed, it is possible to accurately digitize up to just before the sudden change in shape, and when decimating becomes impossible, there is no need to return the probe and feed at a low speed, and decimating can be restarted in a short time.

また、本発明によれば、次式 %式%) を満足する送り速度Vにて距離測定プローブを移動させ
るように構成したから、モデル形状急変部直前迄精度よ
くデシタイジングでき、デシタイジングの再開時間も短
縮することができる。
In addition, according to the present invention, since the distance measuring probe is configured to move at a feed rate V that satisfies the following formula (%), digitizing can be performed with high precision up to just before a sudden change in the model shape, and digitizing can be restarted. Time can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の概略説明図。 第2図は本発明にかかる距離測定位置の構成図、第3図
は距離測定位置の説明図、 第4図は非接触デシタイジング装置のブロック図、 第5図及び第6図は非接触倣いの説明図、第7図乃至第
9図は従来例の説明図である。 1・・距離測定プローブ、 1a・・光軸、 2・・回転部、 2a・・回転中心軸 特許出願人        ファナック株式会社代理人
          弁理士  齋藤千幹第3 図 第5図 第6図 第7図
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the present invention. Fig. 2 is a configuration diagram of the distance measurement position according to the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of the distance measurement position, Fig. 4 is a block diagram of the non-contact decimating device, and Figs. 5 and 6 are non-contact profiling. FIGS. 7 to 9 are explanatory diagrams of conventional examples. 1...Distance measurement probe, 1a...Optical axis, 2...Rotating part, 2a...Rotation center axis Patent applicant Chiki Saito, agent, patent attorney, FANUC CORPORATION 3 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)非接触で距離を測定できる距離測定プローブによ
りモデル面を倣わせて該モデル面上のポイントの座標値
を求める非接触デシタイジングにおける形状急変検出方
法において、 非接触で距離を測定できる距離測定プローブの光軸を回
転中心軸から偏心させ、距離測定プローブを所定方向に
移動させると共に該光軸を回転中心軸の回りに回転させ
、予め設定された複数の回転角位置でモデル面上のポイ
ントの位置データを測定し、 前記1回転当り複数の測定位置のうちどれか1点で距離
測定不能になった時、形状急変部が存在すると認識する
ことを特徴とする形状急変検出方法。
(1) In a sudden shape change detection method in non-contact digitizing, in which a distance measuring probe that can measure distance without contact traces a model surface and the coordinate values of points on the model surface are obtained, the distance that can be measured without contact is The optical axis of the measurement probe is eccentric from the rotation center axis, the distance measurement probe is moved in a predetermined direction, and the optical axis is rotated around the rotation center axis, and the distance measurement probe is moved on the model surface at a plurality of preset rotation angle positions. A method for detecting a sudden shape change, characterized in that position data of a point is measured, and when distance measurement becomes impossible at any one of the plurality of measurement positions per rotation, it is recognized that a sudden shape change part exists.
(2)距離測定プローブの進行方向を基準にして光軸の
0°位置、180°位置を含む複数の位置でモデル面上
のポイントの位置データを測定し、該位置データを用い
て法線方向を演算して位置座標値と組にして出力すると
共に、 前記距離測定プローブの光軸と回転中心軸との偏心半径
をR、光軸の回転速度をω、回転中心軸の送り速度をv
とするとき、関係式 v<(ω/π)・R を満足する送り速度vにて距離測定プローブを移動させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の形
状急変検出方法。
(2) Measure the position data of points on the model surface at multiple positions including the 0° position and 180° position of the optical axis based on the traveling direction of the distance measurement probe, and use the position data to is calculated and output as a pair with the position coordinate value, and the eccentric radius between the optical axis and the rotation center axis of the distance measurement probe is R, the rotation speed of the optical axis is ω, and the feed rate of the rotation center axis is v.
The sudden shape change detection method according to claim 1, wherein the distance measuring probe is moved at a feed rate v that satisfies the relational expression v<(ω/π)·R.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009198303A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Mitsutoyo Corp Profile measurement apparatus
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