JPH03167410A - Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method - Google Patents

Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method

Info

Publication number
JPH03167410A
JPH03167410A JP30684389A JP30684389A JPH03167410A JP H03167410 A JPH03167410 A JP H03167410A JP 30684389 A JP30684389 A JP 30684389A JP 30684389 A JP30684389 A JP 30684389A JP H03167410 A JPH03167410 A JP H03167410A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
sensors
output
scanning
calibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30684389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Takesawa
武沢 勲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP30684389A priority Critical patent/JPH03167410A/en
Publication of JPH03167410A publication Critical patent/JPH03167410A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve scanning efficiency by combining two sets of sensors so that two sensors are inclined in the forward and backward sides of the moving direction as one set in correspondence with the movements in the two-dimensional directions, and selecting one normal sensor when the light from one sensor hits a wall during scanning. CONSTITUTION:A model table 3 to which a model 2 is attached is movably mounted on a bed 1 and controlled by NC along the X axis. A main shaft head 6 is movably mounted on a cross girder 5 which is attached on columns 4 on both sides of the bed 1 and controlled along the U axis. Two pieces of optical sensors 10 (10A - 10D) are inclined at an angle theta and attached to the forward and backward parts in the directions of the X and Y axes, respectively. The output signals from the sensors 10 are sent into a digitization controlling device 11. Then, the output signals of the sensors 10 are selected in the device 11. When there is step part on the surface in the advancing direction and the emitted light from one sensor is screened, it is switched to the other sensor through a selecting and switching circuit 12. An analog voltage corresponding to the amount of displacement is outputted by operation based on the output signal from the sensor selected with the circuit 12.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モデル形状を数値化し、NCプログラムを作
成するセンサヘソドに、複数個のセンサを備えるデジタ
イザに関するものである.従来の技術 半導体レーザ或いは赤外LEDの光束を対象物に照射し
、その反射光を受光レンズにより位置検出素子上に集光
させて信号を出力させる光学式センサにおいては、セン
サを測定に最適な角度に傾けて取付けねばならない。こ
のため影となる領域ができ、1個のセンサでは必ず不感
帯が存在し、測定する斜面角度に制限が生じる.従来は
これを解決するためにセンサヘソドを2軸制御して、セ
ンサの傾斜角度を変更するための旋回と、この旋回平面
を進行方向と平行にするための回転とを行って二次元(
X,Y) 方向のスキャニングを行いモデル形状の全てを測定する
ようにしていた. このようなセンサヘッドを2軸*Imする方法は、制御
が複雑で、切換えに時間がかかり、更に切換処理ソフト
が必要となる等の欠点を有している.このためセンサヘ
ッドの姿勢制御をすることなく同一姿勢で二次元方向の
スキャニングを行うことのできるものに、特開昭61−
108484号公報に示されているようなレーザ加工機
のセンサがある。このものは加エヘフドノズルの先端部
に、光スボソトを照射する複数の投光手段とこの光スボ
7}を撮像する複数の検出素子とを有し、この複数の検
出素子からの出力信号を演算により平均化して、レーザ
加エビームの焦点を対象ワーク表面の所定加工部に位置
させるようになしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a digitizer equipped with a plurality of sensors in a sensor head for digitizing a model shape and creating an NC program. Conventional Technology Optical sensors that irradiate a target with a beam of light from a semiconductor laser or an infrared LED, and then focus the reflected light onto a position detection element using a light receiving lens to output a signal, are designed so that the sensor is optimized for measurement. It must be installed at an angle. This creates a shadow area, and a single sensor always has a dead zone, which limits the slope angle that can be measured. Conventionally, to solve this problem, the sensor head was controlled on two axes to rotate to change the inclination angle of the sensor and rotate to make this turning plane parallel to the direction of travel.
The entire model shape was measured by scanning in the X, Y) directions. This method of controlling the sensor head in two axes*Im has drawbacks such as complicated control, time-consuming switching, and the need for switching processing software. For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1999 has developed a device that can perform scanning in two-dimensional directions with the same attitude without controlling the attitude of the sensor head.
There is a sensor for a laser processing machine as shown in Japanese Patent No. 108484. This device has, at the tip of the processing nozzle, a plurality of light emitting means for irradiating a light beam and a plurality of detection elements for imaging the light beam 7, and output signals from the plurality of detection elements are calculated by calculation. By averaging, the focus of the laser processing beam is positioned at a predetermined processing portion on the surface of the target workpiece.

発明が解決しようとするyA題 従来の技術で述べた特開昭61−108484号の技術
は、複数の投光手段により対象ワークの表面に照射され
る光スポットを、対応する複数の検出素子上に撮像する
ことにより得られる複数の検出出力を、平均化して位置
制御するようになっているので、例えば本例のレーザ加
工機のように、加工ビームの焦点が対象ワーク表面より
僅かにずれても大きな支障がないものに限り使用できる
方法であり、計測面に垂直壁若しくは垂直に近い斜面が
ある場合には、照射光が遮られるセンサが出来て、平均
値が大幅に乱れることになるため使用できないという問
題点を有している. また複数個のセンサを用いる場合、各センサの・光学的
倍率の違いや、レーザヘッドに取付けたときの取付誤差
等により、測定変位とセンサ出力値との関係がセンサご
とに異なり、測定精度が低下するという問題点を有して
いる。
yA Problem to be Solved by the Invention The technology of JP-A No. 108484/1984 described in the prior art section focuses light spots irradiated onto the surface of a target workpiece by a plurality of light projecting means onto a plurality of corresponding detection elements. Since multiple detection outputs obtained by imaging are averaged and position control is performed, for example, as in the case of the laser processing machine in this example, the focus of the processing beam is slightly shifted from the target workpiece surface. This method can only be used if there are no major hindrances, and if there is a vertical wall or near-vertical slope on the measurement surface, the irradiated light will be blocked by the sensor, and the average value will be greatly disturbed. The problem is that it cannot be used. Furthermore, when using multiple sensors, the relationship between the measured displacement and the sensor output value will differ depending on the sensor due to differences in optical magnification of each sensor and installation errors when attached to the laser head, resulting in measurement accuracy. There is a problem that it decreases.

本発明は、従来の技術の有するこれらの問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、センサヘ
ッドが同一姿勢で二次元方向のスキャニングができる非
接触式デジタイザ及び、初期セント時或いは異常チェッ
ク時に簡単でしかも精度の良い測定変位の較正ができる
較正方法並びに測定方法を提供しようとするものである
.課題を解決するための手段 上記目的を達戒するために、本発明における非接触式デ
ジタイザ及びその較正方法並びに測定方法は、移動方向
の前後に同一角度に傾けた少なくとも2個を一組とする
非接触式センサを、二次元方向の移動に対応させて少な
くとも二組組み合わせて、計測面の一点を検出するセン
サヘンドと、移動方向に対応する一組のセンサ出力を選
択するとともに計測中計測面に一方のセンサの光束を返
る壁があるあいだ他方のセンサ出力のみに切り換える選
択切換回路と、該選択切換回路により選択された前記一
組のセンサ及び切換えられた前記他方のセンサの出力に
よるスキャニングデータによりNG形状データを作或す
るデジタイズ制御装置とを含んでなるものである。
The present invention has been made in view of these problems of the conventional technology, and its objects are to provide a non-contact digitizer capable of scanning in two-dimensional directions with the sensor head in the same posture, and Alternatively, the present invention aims to provide a calibration method and a measurement method that can easily and accurately calibrate measured displacement when checking for abnormalities. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the non-contact digitizer and its calibration method and measurement method in the present invention include a set of at least two digitizers tilted at the same angle in the front and back of the moving direction. At least two sets of non-contact sensors are combined to correspond to movement in two-dimensional directions, and a sensor hand that detects one point on the measurement surface and one set of sensor output corresponding to the direction of movement are selected, and a sensor hand that detects one point on the measurement surface is selected, and a sensor head that detects one point on the measurement surface is selected, and a sensor output is selected that corresponds to the direction of movement. A selection switching circuit that switches only to the output of the other sensor while there is a wall that returns the luminous flux of one sensor, and scanning data based on the set of sensors selected by the selection switching circuit and the output of the other sensor that has been switched. and a digitizing control device that creates NG shape data.

またモデルテーブル上の正確な段差寸法が分かっている
較正用ゲージを前記複数個のセンサでそれぞれ測定し、
各センサごとに較正係数を算出して記憶させ、対応する
センサの測定変位量を較正するものである. またモデルテーブル上の正確な段差寸法が分かっている
較正用ゲージを、前記複数個のセンサでそれぞれ測定し
、各センサごとに較正係数を算出して記憧させ、対応す
るセンサの出力値を較正して変位量に換算して測定する
ものである.作用 移動方向の前後に傾けた2個を一組とするセンサを、直
交する二方向に対応させて二&II(計4個)組み合わ
せ、この4個のセンサ出力信号のうち移動方向に対応す
る一&ll(2個)のセンサ出力を選択してスキャニン
グを行っているうちに壁に当たって一方のセンサが影に
なると正常な他方の1個のセンサ出力を選択してスキャ
ニングを行う.またモデルテーブル上にitした較正用
ゲージにより各センサ出力の較正係数を求めて、センサ
出力の較正若しくは変位量の較正を行う.実施例 第1実施例について第1図.第2図を参照して説明する
Also, each of the plurality of sensors measures a calibration gauge whose exact step size on the model table is known,
Calibration coefficients are calculated and stored for each sensor, and the measured displacement amount of the corresponding sensor is calibrated. In addition, each of the plurality of sensors measures a calibration gauge whose exact step size on the model table is known, calculates and memorizes a calibration coefficient for each sensor, and calibrates the output value of the corresponding sensor. It is measured by converting it into the amount of displacement. A set of two sensors tilted forward and backward in the working direction of movement are combined 2 & II (4 in total) in two orthogonal directions, and one of these four sensor output signals corresponding to the direction of movement is While scanning is performed by selecting the sensor outputs of &ll (2), if one sensor is in the shadow due to hitting a wall, the other sensor output which is normal is selected and scanning is performed. In addition, the calibration coefficient for each sensor output is determined using a calibration gauge placed on the model table, and the sensor output or displacement amount is calibrated. Embodiment 1 About the first embodiment Fig. 1. This will be explained with reference to FIG.

周知のデジタイザにおいて、ベッド1に削設されたX軸
方向の案内面上に、モデル2を取付けるモデルテーブル
3が移動可能にS!置され、NCによりX軸制御される
.ベッド1の両側に角形コラム4が立設され、コラム4
上に取付けられた横桁5のY軸方向の案内面上に主軸!
Ilt6が移動可能に載置され、.N CによりYM制
御される。主軸頭6にはトレーサヘッド用クイル7がZ
軸方向に移動可能に設けられNC制御される.クィル7
先端に装着されるトレーサヘッド9には第2図に示すよ
うに、X軸及びY軸方向の前後に受光に最適な角度θに
傾けられて、モデル2上の一点を検出する計4個の光学
式センサIOA〜10Dが、X軸方向に2個、y軸方向
に2個それぞれ取付けられている.センサIOA〜10
Dは、例えば光学式距離センサ等を使用することができ
、このものはパルス点灯させた赤外LEDの光束を受光
レンズを通して対象物に照射させ、その反射光を受光レ
ンズにより位置検出素子上に集光させて、、対象物まで
の距離情報に相当する信号を出力するもので、センサ1
0A〜100の出力fs号は、デジタイズ制御装置l1
に送られる.制御装置llは、スキャニング方向がX軸
方向の場合、センサIOA10Bの出力信号を、またY
軸方向の場合、センサIOc、10Dの出力信号を選択
するとともにスキャニング中において進行方向前面に段
差部があって一方のセンサの照射光が遮られたとき、正
常に作動している他方のセンサ出力に切り換える選択切
換回路12を内蔵している.そしてこの選択切換回路l
2により選択されたセンサ出力信号を基に演算により変
位量に対応したアナグr:I1t圧を出力する.この制
御装filからの出力電圧が常時一定値(例えばゼロボ
ルト〉になるようZ軸をNC制御して、このときの移動
軸とトレーサヘッド用タイルの刻々に変化するスキャニ
ングデータからNC形状データを作成するようになって
いる。
In the well-known digitizer, the model table 3 on which the model 2 is attached is movable on the guide surface in the X-axis direction cut into the bed 1. The X-axis is controlled by the NC. Square columns 4 are erected on both sides of the bed 1, and the columns 4
The main shaft is on the guide surface in the Y-axis direction of the crossbeam 5 installed above!
Ilt6 is movably mounted, . YM control is performed by NC. A tracer head quill 7 is attached to the spindle head 6.
It is movable in the axial direction and is NC controlled. Quill 7
As shown in Fig. 2, the tracer head 9 attached to the tip has a total of four pieces tilted back and forth in the X-axis and Y-axis directions at an angle θ that is optimal for light reception, and detects a single point on the model 2. Two optical sensors IOA to 10D are installed in the X-axis direction and two in the Y-axis direction. Sensor IOA~10
D can be, for example, an optical distance sensor, etc., which irradiates the object with the light flux of a pulse-lit infrared LED through a light-receiving lens, and directs the reflected light onto a position detection element using the light-receiving lens. It focuses light and outputs a signal corresponding to distance information to the target object.Sensor 1
The output fs number from 0A to 100 is output from the digitizing control device l1.
Sent to. When the scanning direction is the X-axis direction, the control device 11 outputs the output signal of the sensor IOA10B,
In the case of the axial direction, the output signals of sensors IOc and 10D are selected, and when the irradiation light of one sensor is blocked by a step in the front in the direction of movement during scanning, the output signal of the other sensor that is operating normally is selected. It has a built-in selection switching circuit 12 that switches to. And this selection switching circuit l
Based on the sensor output signal selected by 2, the anag r:I1t pressure corresponding to the amount of displacement is output by calculation. The Z-axis is NC-controlled so that the output voltage from this control device fil is always a constant value (for example, zero volts), and NC shape data is created from the ever-changing scanning data of the moving axis and tracer head tile at this time. It is supposed to be done.

続いて第1実施例の作用について第3図のフローチャー
トを参照して説明する. ステップS1において、モデルテーブル3のX軸方向移
動によるスキャニングかが判断され、イエスであればス
テップS2において、センサ10A、10Bの出力を選
択し、ノーであれば、ステップS3において主軸頭6の
Y軸移動によるスキャニングかがIiIILzされ、イ
エスであればステップS4において、センサ10C、1
0Dの出力が選訳される. 次いでステップS5において、スキャニング中は常時X
軸方向位置に壁が有るかが確認され、照射光が遮られな
い場合はノーで、ステソプs6において、センサIOA
、10Bの出力信号がインプットされ、ステップs7に
おいて座標変換される。またステップS5において、X
軸スキャニング位置に壁が来ると、イエスとなり、ステ
ップS8において進行方向前側のセンサIOA又は10
Bの照射光が壁に遮られて出カ信号に異状が発生するの
を検知して、異状のある方はセンサIO8側かが判断さ
れる。そしてイエスであればステップS9において、セ
ンサIOAの出カのみに切換えられ、またノーであれば
ステップSIOにおいて、壁はセンサIOA側がか判断
され、ノーであればステップs5に戻され、またイエス
であればステップ311において、センサIOBの出力
にのみ切換えられる。ステソプs6において、こうして
切換えられたセンサIOA又はIOBの何れか一方の出
力信号がインプットされ、ステンプS7において座a!
変換される.次いでステップSl2において、lライン
スキャニング完了かがli! !2され、ノーの場合は
ステップS5に戻され、イエスの場合はステップS1に
戻されて次のラインスキャニングを前述の方法で続行す
る. 一方ステップS4において、選択されたセンサ10C,
10DによるY軸方向のスキャニングの場合、ステソブ
513において、スキャニング中常時Y軸方向位置に壁
があるかがli!認され、照射光が遮られない場合は、
ノーで、ステップS14において、センサ10C、10
Dの出力信号がインプットされ、ステップ315におい
て座標変換される。またステップS13においてY軸ス
キャニング位置に壁が来るとイエスとなり、ステンブS
I6において出力の異状はセンサ100(@かが判断さ
れ、イエスであればステップSITにおいてセンサlO
Cの出力のみに切換えられる.またノーであれば、ステ
ップ318において、壁はセンサIOC側かが確認され
、ノーであればステップ313に戻され、またイエスで
あればステンプ519においてセンサIODの出力のみ
に切換えられる.ステップS14においてこうして切換
えられたセンサIOC又は100の何れか一方の出力信
号がインプットされ、ステップSl5において座標変換
される.次いでステップ520においてlラインスキャ
ニング終了かが確認され、ノーの場合にはステノプ31
3に戻され、イエスの場合にはステップS1に戻されて
次のラインスキャニングが続行される. 続いて第2実施例について第l図.第2図を参照して説
明する. 第1実施例と異なるところはモデルテーブル3上に較正
用ゲージ13が載置されているところであり、同一個所
は重複を避けるため説明を省略する.較正用ゲージ13
は、正確に同一寸法の段差a,a’ が形成された上段
面13a,中段面I3b,下段面13cを有する角形ブ
ロックである。
Next, the operation of the first embodiment will be explained with reference to the flowchart in FIG. In step S1, it is determined whether scanning is performed by moving the model table 3 in the IiIILz is checked as to whether the scanning is based on axis movement, and if yes, in step S4, the sensors 10C, 1
The output of 0D is selected and translated. Next, in step S5, X is always set during scanning.
It is confirmed whether there is a wall in the axial position, and if the irradiation light is not blocked, the answer is NO, and in the stethop s6, the sensor IOA
, 10B are input, and undergo coordinate transformation in step s7. Further, in step S5,
When the wall comes to the axis scanning position, the answer is YES, and in step S8, the sensor IOA or 10 on the front side in the traveling direction is
It is detected that the irradiated light B is blocked by the wall and an abnormality occurs in the output signal, and it is determined whether the abnormality is on the sensor IO8 side. If YES, the output is switched to only the sensor IOA in step S9; if NO, it is determined in step SIO whether the wall is on the sensor IOA side; if NO, the process returns to step s5; If so, in step 311, it is switched only to the output of sensor IOB. At the step S6, the output signal of either the sensor IOA or IOB thus switched is input, and at the step S7, the output signal of the sensor a!
It will be converted. Next, in step Sl2, it is determined whether l line scanning is completed or not! ! If the answer is NO, the process returns to step S5, and if the answer is yes, the process returns to step S1 to continue scanning the next line in the manner described above. On the other hand, in step S4, the selected sensor 10C,
In the case of scanning in the Y-axis direction using the 10D, whether there is a wall at the position in the Y-axis direction at all times during scanning in the SteSob 513 is li! If the irradiation light is not blocked,
If no, in step S14, the sensors 10C, 10
The output signal of D is input and undergoes coordinate transformation in step 315. In addition, if the wall comes to the Y-axis scanning position in step S13, the answer is YES, and the stencil S
In I6, it is determined whether there is an abnormality in the output of sensor 100 (@), and if yes, sensor lO is detected in step SIT.
It can be switched to only the output of C. If no, it is confirmed in step 318 whether the wall is on the sensor IOC side, and if no, the process returns to step 313, and if YES, the process is switched to only the output of the sensor IOD in step 519. In step S14, the output signal of either the sensor IOC or 100 thus switched is input, and the coordinates are transformed in step S15. Next, in step 520, it is confirmed whether the l line scanning is completed, and if no, the stenoprop 31
If the answer is YES, the process returns to step S1 to continue scanning the next line. Next, Fig. 1 shows the second embodiment. This will be explained with reference to Figure 2. The difference from the first embodiment is that a calibration gauge 13 is placed on the model table 3, and a description of the same parts will be omitted to avoid duplication. Calibration gauge 13
is a square block having an upper step surface 13a, a middle step surface I3b, and a lower step surface 13c on which steps a and a' of exactly the same size are formed.

続いて第2実施例の複数個のセンサを有するデジタイザ
の較正用ゲージによる較正方法の手順について、第4図
のフローチャートを参照して説明する. ステップ321において、センサ較正かが判断され、イ
エスであればステップS22においてX軸及びY軸移動
を行って較正用ゲージ13の中段而13b上方位置にセ
ンサヘンド9を位置決めする。 ステップS23におい
て、クイル7をZ軸方向下側に移動して、センサIOA
〜10Dがゲージ13の中段面13bの上方所定の測定
距離になるよう位置決めし、ステップ324において、
各センサを作動させて信号を出力させる.ステップS2
5において、センサ出力が測定範囲内かが確認され、ノ
ーであればステップ323に戻され、イエスであればス
テフプ326において、各センサIOA〜10Dの出力
値を基準値NOとする.ステップS27において、ゲー
ジ13を上段面13aがセンサの真下に来るように移動
して計測面を+a mmとする.ステンプ328におい
て、4個のセンサ出力のうち1個のセンサIOAの出力
値を選択してこの出力値をN+aとする.ステンプS2
9において、較正係数Kpi(この場合はセンサ10A
の係数K p + )を演算a / (N+a − N
 o )により求める.ここでaはゲージの段差寸法.
ステップS30において、各センサ終了かが&[され、
この場合はノーで、ステップ328において、再び較正
係数Kptが求められる.このように4個のセンサIO
A〜IODのすべての係数Kpiが求められると、ステ
ノプS30においてイエスとなる。
Next, the procedure of a calibration method using a calibration gauge for a digitizer having a plurality of sensors according to the second embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. In step 321, it is determined whether the sensor calibration is to be performed, and if yes, in step S22, the sensor hand 9 is positioned above the middle stage 13b of the calibration gauge 13 by moving along the X and Y axes. In step S23, the quill 7 is moved downward in the Z-axis direction, and the sensor IOA
~10D is positioned at a predetermined measurement distance above the middle surface 13b of the gauge 13, and in step 324,
Activate each sensor and output a signal. Step S2
5, it is confirmed whether the sensor output is within the measurement range, and if NO, the process returns to step 323; if YES, in step 326, the output values of the sensors IOA to 10D are set as the reference value NO. In step S27, the gauge 13 is moved so that the upper surface 13a is directly below the sensor, and the measurement surface is set to +a mm. In step 328, the output value of one sensor IOA is selected from among the four sensor outputs, and this output value is set as N+a. Stemp S2
9, the calibration coefficient Kpi (in this case sensor 10A
Calculate the coefficient K p + ) of a / (N+a − N
o). Here, a is the step size of the gauge.
In step S30, it is determined whether each sensor has finished &[,
In this case, the answer is no, and in step 328, the calibration coefficient Kpt is determined again. In this way, 4 sensors IO
When all the coefficients Kpi of A to IOD are determined, the answer is YES in Stenop S30.

次いでステップS31において、ゲージ13の下段面1
3c位置がセンサIOA〜10Dの真下に来るようゲー
ジ13を移動して計測面を−a’lllとし、ステップ
S32において、1個のセンサ10Aの出力を選択して
これをN −a’  とする.ステップS33において
較正係数Kmi(この場合はセンサIOAの係数Kmi
)を演算 一a’/(N−a−No)により求める.こ
こで一a゛はゲージの段差寸法. ステップ334にお
いて各センサ終了かが確認され、この場合はノーで、ス
テップs32に戻され、センサIOBの出力−a′によ
り、ステップS33において、センサIOBの係数Km
*が求められる.このようにして4個の係数Kmiがす
べて求められるとステップS34において、イエスとな
り、ステップS35において、較正係数Kpi,  K
niが記憶される. 次いでモデルテーブル3上にモデル2がe置されて通常
のモデル測定が開始されると、ステソブ336−1〜S
36−4において、各センサlOA〜10D出力に対し
て、ステップ337−1〜S37−4において、基準値
に対して十側にある出力には係n K p+ ”’ K
 paを、また一側にある出力には係数Km+〜Kma
をそれぞれの出力に乗じて較正を行い、ステソプ33B
−1−338−4において較正された出力を変位量に換
算し、ステップS39においてこの変位量に基づいてデ
ジタイジング処理が行われる. 尚センサ出力が非直線形の場合は、数多くの係数を持つ
ことができる。
Next, in step S31, the lower surface 1 of the gauge 13
The gauge 13 is moved so that the position 3c is directly below the sensors IOA to 10D to set the measurement surface to -a'llll, and in step S32, the output of one sensor 10A is selected and set as N -a'. .. In step S33, the calibration coefficient Kmi (in this case, the coefficient Kmi of the sensor IOA)
) is calculated using the operation 1a'/(N-a-No). Here, 1a is the gauge step size. In step 334, it is confirmed whether each sensor is finished. In this case, the answer is NO, and the process returns to step s32. Based on the output -a' of sensor IOB, in step S33, the coefficient Km of sensor IOB is determined.
* is required. When all four coefficients Kmi are obtained in this way, the answer is YES in step S34, and the calibration coefficients Kpi, K are determined in step S35.
ni is memorized. Next, when the model 2 is placed on the model table 3 and normal model measurement is started, the SteSob 336-1 to S
36-4, for each sensor lOA to 10D output, in steps 337-1 to S37-4, for the output on the tenth side with respect to the reference value, n K p+ "' K
pa, and the output on one side has a coefficient Km+~Kma
Calibrate by multiplying each output by
-1-338-4, the calibrated output is converted into a displacement amount, and in step S39, digitizing processing is performed based on this displacement amount. Note that if the sensor output is non-linear, it can have many coefficients.

続いて第3実施例として非接触的デジタイザ始業時のチ
ェック方法について説明する.第1実施例と異なるとこ
ろは、第5図に示す上端(退避)位置にあるクイール7
に、取付けられているセンサIOA〜10Dの、下端面
からテーブル3上面までのZ軸方向距離L,と、センサ
固有のスタンドオフ量(計測距M)Lt との差L0が
制御装Itll内に記憶されていることであり、以下直
接第6図のフローチャート図を参照とし作用説明に入る
.ステップS41において、テーブル3,主軸頭6.ク
イール7がそれぞれX,Y,Z軸方向に移動して退避位
置に位置決めされ、ステップ342において、先端にセ
ンサIOA〜10Dを有するクイール7がZ軸方向下側
へ移動され、ステソブ343においてこのときの退避位
置からの移動量Lが読み取られてL=LOかが確認さ、
ノーの場合には、ステップS42に戻されて2軸移動が
続行される.そしてL ”” L oになるとイエスと
なりステップ344において、センサlOAの出力チェ
ックを行い、出力が正常に出ていなければノーとなって
、ステップS45において、アラーム停止となり、同時
に光または音によるオペレータコールが行われる.ステ
ップS44でイエスとなると、次いでステップS46に
おいてセンサIOBの出力チェックを行い、ノーの場合
にはステップ345においてアラームとなる.このよう
にして次々に各センサの出力チェックが行われ、ステッ
プS47において最後のセンサIODの出力チェックが
終わってイエスとなると、チェノク完了となり、ステソ
プ34Bにおいて、通常のモデル計測運転に入る. 尚このチェソク方法は、朝の起動時に限らず、必要時に
簡単に行うことができ、1個でも出力が異状又は出ない
センサがある場合、アラーム停止するので、安心してス
キャニング速度を上げることができ稼働率の向上が計れ
る. 発明の効果 本発明は、上述のとおり構威されているので、次に記載
する効果を奏する. 請求項lの非接触式デジタイザにおいては、移動方向の
前後に傾けた2個を一組とするセンサを、二次元方向の
移動に対応して二&II組合わせ、移動方向の2個一組
のセンサ出力を選択してスキャニングするとともに、ス
キャニング中に壁が来る正常な1個のセンサを選択して
スキャニングを行うようになしたので、同一姿勢のセン
サで二次元方向のスキャニングが可能となり、従来のよ
うにセンサヘソドの姿勢変換に要する時間や、切換え処
理ソフト等が不要となりスキャニング効率が向上する. 請求項2.3の非接触式デジタイズの較正方法並びに測
定方法においては、正確な段差寸法が分かっている較正
用ゲージによりそれぞれの較正係数を算出して記憶させ
、この係数により対応するセンサの測定変位量の較正、
若しくはセンサ出力の較正をするようになしたので、多
数のセンサを有していても短時間に高精度な較正ができ
る.また定期的な精度チェソクで精度変化が’J−IM
でき常時高精度を維持することができる。
Next, as a third example, we will explain a method of checking when the non-contact digitizer starts working. The difference from the first embodiment is that the quill 7 is located at the upper end (retracted) position shown in FIG.
The difference L0 between the distance L in the Z-axis direction from the lower end surface of the installed sensors IOA to 10D to the top surface of the table 3 and the sensor-specific standoff amount (measured distance M) Lt is determined in the control device Itll. This has been memorized, and the operation will be explained below with direct reference to the flowchart in Figure 6. In step S41, the table 3, the spindle head 6. The quills 7 are moved in the X, Y, and Z axis directions and positioned at the retracted position, and in step 342, the quill 7 having the sensors IOA to 10D at its tips is moved downward in the Z axis direction, and at this time, the quill 7 is moved in the Z axis direction. The amount of movement L from the evacuation position is read and it is confirmed whether L = LO,
If no, the process returns to step S42 and the two-axis movement is continued. Then, when it becomes L "" Lo, the result is YES, and in step 344, the output of the sensor lOA is checked. If the output is not output normally, the result is NO, and in step S45, the alarm is stopped, and at the same time, an operator call is made by light or sound. will be held. If YES in step S44, then the output of the sensor IOB is checked in step S46, and if NO, an alarm is generated in step 345. In this way, the output of each sensor is checked one after another, and when the output of the last sensor IOD is checked and the result is YES in step S47, the check is completed, and normal model measurement operation begins in the step S47. This checking method can be easily performed not only when starting up in the morning, but also when necessary. If even one sensor has an abnormal output or does not output, the alarm will stop, so you can increase the scanning speed with peace of mind. Improved operating rate can be measured. Effects of the Invention Since the present invention is structured as described above, it produces the following effects. In the non-contact digitizer of claim 1, a set of two sensors tilted forward and backward in the direction of movement are combined 2&II in response to movement in two-dimensional directions, and a set of two sensors in the direction of movement are combined. In addition to selecting the sensor output for scanning, it also selects one normal sensor where the wall is located during scanning, making it possible to scan in two-dimensional directions with the sensor in the same orientation, which is different from conventional methods. As shown in the figure, the time required to change the sensor head position and switching processing software are no longer required, improving scanning efficiency. In the non-contact digitizing calibration method and measurement method of claim 2.3, each calibration coefficient is calculated and stored using a calibration gauge whose exact step size is known, and the measurement of the corresponding sensor is performed using this coefficient. Calibration of displacement,
Alternatively, since the sensor output is calibrated, highly accurate calibration can be performed in a short time even if there are a large number of sensors. In addition, regular accuracy checks will reduce accuracy changes.
It is possible to maintain high accuracy at all times.

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

第1図は本実施例のデジタイザと制御装置及びモデルを
示す説明図、第2図は4個のセンサを有するセンサヘソ
ドと較正用ゲージを示す斜視図、第3図は第1実施例の
作用説明用フローチャート図、第4図は第2実施例の作
用説明用フローチャート図、第5図は第3実施例のセン
サ移動距離の説明図、第6図は第3実施例の作用説明用
フローチャート図である. 3・・モデルテーブル 9・・センサヘソド10A〜1
0D・.・非接触式センサ l1・・デジタイズ制御装置
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the digitizer, control device, and model of this embodiment, Fig. 2 is a perspective view showing a sensor head having four sensors and a calibration gauge, and Fig. 3 is an explanation of the operation of the first embodiment. 4 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment, FIG. 5 is a flowchart for explaining the sensor movement distance of the third embodiment, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment. be. 3...Model table 9...Sensor head 10A~1
0D・.・Non-contact sensor l1...Digitization control device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)移動方向の前後に同一角度(θ)に傾けた少なく
とも2個を一組とする非接触式センサ(10A、10B
又は10C、10D)を二次元方向(X、Y)の移動に
対応させて少なくとも二組組み合わせて計測面の一点を
検出するセンサヘッド(9)と、移動方向に対応する前
記一組のセンサ出力を選択するとともに計測中計測面に
一方のセンサの光束を遮る壁があるあいだ他方のセンサ
出力のみに切り換える選択切換回路(12)と、該選択
切換回路により選択された前記一組のセンサ及び切換え
られた前記他方のセンサの出力によるスキャニングデー
タによりNC形状データを作成するデジタイズ制御装置
(11)とを含んでなり、同一姿勢のセンサヘッドで二
次元方向のスキャニングができることを特徴とする非接
触式デジタイザ。
(1) Non-contact type sensors (10A, 10B
or 10C, 10D) corresponding to movement in two-dimensional directions (X, Y) and detecting one point on the measurement surface by combining at least two sensor heads (9), and the sensor output of the one set corresponding to the movement direction. a selection switching circuit (12) that selects the sensor and switches only to the output of the other sensor while there is a wall blocking the light flux of one sensor on the measurement surface during measurement; and the set of sensors selected by the selection switching circuit and the switching circuit. a digitizing control device (11) that creates NC shape data from scanning data output from the other sensor, and is capable of scanning in two-dimensional directions with a sensor head in the same posture. Digitizer.
(2)計測面の一点を検出する複数個のセンサ(10A
〜10D)を有する非接触式デジタイザにおいて、モデ
ルテーブル(3)上の正確な段差寸法(a、a′)が分
かっている較正用ゲージ(13)を前記複数個のセンサ
でそれぞれ測定し、各センサごとに較正係数(Kpi、
Kmi)を算出して記憶させ、対応するセンサの測定変
位量を較正することを特徴とする非接触式デジタイザの
較正方法。
(2) Multiple sensors (10A
~10D), each of the calibration gauges (13) whose exact step dimensions (a, a') on the model table (3) are known are measured by the plurality of sensors, and each Calibration coefficient (Kpi,
A method for calibrating a non-contact digitizer, comprising calculating and storing Kmi) and calibrating a measured displacement amount of a corresponding sensor.
(3)計測面の一点を検出する複数個のセンサ(10A
〜10D)を有する非接触式デジタイザにおいて、モデ
ルテーブル(3)上の正確な段差寸法(a、a′)が分
かっている較正用ゲージ(13)を前記複数個のセンサ
でそれぞれ測定し、各センサごとに較正係数(Kpi、
Kmi)を算出して記憶させ、対応するセンサの出力値
を較正して変位量に換算して測定することを特徴とする
非接触式デジタイザの測定方法。
(3) Multiple sensors (10A
~10D), each of the calibration gauges (13) whose exact step dimensions (a, a') on the model table (3) are known are measured by the plurality of sensors, and each Calibration coefficient (Kpi,
A method for measuring a non-contact digitizer, characterized by calculating and storing Kmi), calibrating the output value of a corresponding sensor, converting it into an amount of displacement, and measuring the amount.
JP30684389A 1989-11-27 1989-11-27 Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method Pending JPH03167410A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30684389A JPH03167410A (en) 1989-11-27 1989-11-27 Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30684389A JPH03167410A (en) 1989-11-27 1989-11-27 Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03167410A true JPH03167410A (en) 1991-07-19

Family

ID=17961925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30684389A Pending JPH03167410A (en) 1989-11-27 1989-11-27 Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03167410A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020187017A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 住友ゴム工業株式会社 Tire outer surface shape measuring device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020187017A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 住友ゴム工業株式会社 Tire outer surface shape measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4907169A (en) Adaptive tracking vision and guidance system
RU2404036C2 (en) Laser welding head
US6545250B2 (en) Method and apparatus for the laser machining of workpieces
US20030184765A1 (en) Apparatus for measuring a measurement object
JP2019063954A (en) Robot system, calibration method and calibration program
KR20220119507A (en) Method, processing machine and computer program for detecting workpiece position using OTC
US20060007449A1 (en) Method for measuring a contour of a workpiece by scanning
JP4281056B2 (en) Displacement measuring method for long distance object and displacement measuring device for long distance object
JP4571256B2 (en) Shape accuracy measuring device by sequential two-point method and laser displacement meter interval measuring method for shape accuracy measurement by sequential two-point method
EP0262646A2 (en) Shape measuring instrument
JPH11351841A (en) Noncontact type three-dimensional measuring method
US6861616B1 (en) Depth measurement and depth control or automatic depth control for a hollow to be produced by a laser processing device
JPH03167410A (en) Non-contact type digitizer and its calibrating and measuring method
JPH1058175A (en) Calibration method for optical axis of laser beam machine
JP2007248473A (en) Bonding device
JPH07253304A (en) Multi-axial positioning unit and length measuring method therefor
JPS5991308A (en) Method for detecting surface configuration
JP3071271B2 (en) Object shape 3D measuring device
JPH07332927A (en) Work-position detector
JPH08327336A (en) Three dimensional shape-measuring apparatus
JPH0996506A (en) Adjusting method for position by three-dimensional visual sensor and recognition apparatus for three-dimensional image
JP4159809B2 (en) Non-contact measuring method and measuring apparatus
JP2726658B2 (en) Processing line teaching method
JP2753342B2 (en) Work position detector
JPH0280905A (en) Height measuring method