JPH0317082B2 - - Google Patents

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JPH0317082B2
JPH0317082B2 JP57092301A JP9230182A JPH0317082B2 JP H0317082 B2 JPH0317082 B2 JP H0317082B2 JP 57092301 A JP57092301 A JP 57092301A JP 9230182 A JP9230182 A JP 9230182A JP H0317082 B2 JPH0317082 B2 JP H0317082B2
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Japan
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Fanuc Corp
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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    • G05B19/232—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • G—PHYSICS
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    • G05D3/20—Control of position or direction using feedback using a digital comparing device
    • G—PHYSICS
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測定方法および測定装置に係り、特に
被測定物の座標値或いは被測定物迄の距離を測定
する測定方法および測定装置に関する。
被測定物表面に測定子を接触させることにより
該被測定物表面の座標値或いは被測定物迄の距離
を測定する方法がある。この方法は、たとえば深
さを測定する場合、(イ)実際の深さ以上の移動量を
指令し、(ロ)該移動量に基いてパルス分配演算を行
なつて分配パルスを発生し、(ハ)該分配パルスによ
りサーボモータを駆動して測定子を移動させ、(ニ)
該測定子が被測定物に接触したときこれを停止さ
せ、停止する迄に測定子が実際に移動した量を用
いて深さを測定する。
ところで、サーボモータを駆動するサーボ系
は、分配パルス数と測定子が所定量移動する毎に
発生する検出パルスの数との差分（たまり量）
Erが零になるようにサーボモータを制御する。
即ち、サーボモータは通常分配パルスのパルス速
度をFiサーボ系のゲインをｋとすれば定常時 Er＝Fi／ｋ に等しい遅れをもつて且つ該遅れが零となるよう
に制御されて回転している。この遅れFi／ｋ（パ
ルス）は分配パルス数と検出パルス数との差分で
あり、後述するエラーカウンタに記憶され、分配
パルスが停止後、該差分（留り量）に相当する量
だけサーボモータは回転して停止する。
このため、従来の測定方法では第１図に示すよ
うに測定子MEが被測定物MWの表面に接触して
分配パルスの発生を停止しても接触後該測定子は
Fi／ｋ（パルス）相当分更に移動する（くい込む）
ため正確な位置測定をすることができなかつた。
そこで、たまり量Fi／ｋを小さくするために測定
子MEの送り速度Fiを極力小さくすることが考え
られるが、測定時間が長くなる欠点がある。
以上から、本発明は測定時間を長くしなくても
高精度で被測定物の座標値や被測定物迄の距離を
測定することができる測定方法および測定装置を
提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
第２図は本発明の測定方法を実現する回路ブロ
ツク図である。PDCは指令移動量データZcに基
づいてＺ軸成分のパルス分配演算を実行し、分配
パルスZdpを出力するパルス分配器である。ERC
はエラーカウンタであり分配パルスZdp及びＺ軸
駆動用のサーボモータが所定量回転する毎に発生
するフイードバツクパルスFpを移動方向に応じ
てカウントアツプ／ダウンし、分配パルス数とフ
イードバツクパルス数の差、換言すれば位置偏差
を記憶する。即ち、エラーカウンタERCは指令
移動方向が正方向ならば該指令された分配パルス
Zdpがパルス発生器PDCから発生する毎にその内
容をカウントアツプし、又負方向ならば分配パル
スZdpをカウントダウンし、一方フイードバツク
パルスFpについては移動方向が正方向ならばカ
ウントダウンし、負方向ならばカウントアツプす
る。DACはデイジタル・アナログ変換器（DA変
換器という）であり、位置偏差Erに比例したア
ナログの速度指令値Veを出力する。SMは測定子
をＺ軸方向に移動させるサーボモータであり、た
とえばDCモータにより構成されている。REはロ
ータリエンコーダ、レゾルバなどの位置検出器で
あり、サーボモータSMが所定量回転する毎に１
個のフイードバツクパルスFpを発生する。TM
はモータ速度に比例した実速度電圧Vsを出力す
るタコジエネレータ、ADDは速度指令値Veと実
速度電圧Vsとの差電圧Viを演算する演算部、
VCCは差電圧Viが零となるようにサーボモータ
SMの回転速度を制御する速度制御回路である。
PREは分配パルスZdpが発生する毎に移動方向に
応じてその内容をカウントアツプ或いはカウント
ダウンして常時、Ｚ軸方向の指令位置Zsを記憶
する指令現在位置カウンタ、SBTは測定子が被
測定物に接触したとき発生する接触信号CTSに
より指令位置Zsと留り量Erの差分ZP、すなわち
次式 ZP＝Zs−Er (1) を演算する演算部である。
さて、測定に際して図示しない制御部よりＺ軸
方向の指令移動量Zcがパルス分配器PDCに入力
されるとパルス分配器PDCはパルス分配演算を
行ない分配パルスZdpを出力する。この分配パル
スZdpはエラーカウンタERCに移動方向に応じて
正又は負方向に累積される。たとえば、移動方向
が−ＺであればエラーカウンタERCの内容は分
配パルスZdpが発生する毎に１づつ減少する。エ
ラーカウンタERCの内容はDA変換器DACにより
速度指令値Veに変換され、演算部ADDにて実速
度電圧Vsとの差をとられ、該差に応じてサーボ
モータSMを回転駆動する。これにより、測定子
は−Ｚ軸方向に移動する。サーボモータSMが回
転すれば所定回転角毎に位置検出器REから１個
のフイードバツクパルスFpが発生し、このフイ
ードバツクパルスFpはエラーカウンタERCに入
力されその内容をカウントアツプする。以後、各
部は前述の通り動作し、測定子は被測定物に接触
する。測定子が被測定物に接触すれば接触信号
CTSが発生し、パルス分配演算は直ちに停止す
ると共に、演算部SBTは(1)式の演算を行ない、
且つエラーカウンタERCの内容をクリアし、測
定子の移動を停止する。尚、位置レジスタPRE
は分配パルスZdpが発生する毎にその内容を移動
方向に応じて１づつ更新している。さて、演算部
SBTにより(1)式の演算が実行されれば、該演算
結果Zpが被測定物の測定点座標となる。
以上、本発明によれば、測定子が被測定物に接
触したとき、直ちに測定子の移動を停止させると
共に(1)式の演算を行なうようにしているから、測
定子の送り速度を極力小さくする必要がなく、測
定時間は長くかからず、且つ高精度の測定が可能
となつた。
尚、以上は被測定物の測定点座標を測定する場
合であるが、測定点迄の距離を測定することもで
きる。
又、以上は接触信号の発生により(1)式の演算を
実行する場合であるが測定子を球形（たとえばな
らい装置のスタイラス）にし、被測定物と測定子
との相対変位ベクトル値が予め定められた値にな
つたとき(1)式の演算を実行するようにもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の測定方法説明図、第２図は本発
明の測定方法を実現するブロツク図である。 PDC……パルス分配器、ERC……エラーカウ
ンタ、DAC……DA変換器、SM……サーボモー
タ、PRE……指令現在位置レジスタ、SBT……
演算部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 位置帰還及び速度帰還制御されるサーボモー
    タにて測定子を移動させ、被測定部までの距離を
    測定する測定方法において、上記測定子に対する
    指令移動量信号と上記サーボモータから発生し上
    記測定子の実際の移動に対応するフイードバツク
    信号との差を演算するステツプと、上記指令移動
    量信号を累積記憶するステツプと、上記接触子が
    被測定部に接触した時点にて該測定子を停止させ
    ると共に該接触時における上記累積記憶値と上記
    演算された差との差を測定距離として出力するス
    テツプとからなることを特徴とする測定方法。 ２ 位置帰還及び速度帰還制御されるサーボモー
    タにて測定子を移動させ、被測定部までの距離を
    測定する測定装置において、上記測定子に対する
    指令移動量信号と上記サーボモータから発生し上
    記測定子の実際の移動に対応するフイードバツク
    信号との差を演算する演算手段と、上記指令移動
    量信号を累積記憶する記憶手段と、上記接触子と
    被測定部との接触を検知する接触検知手段と、該
    接触が検知された時点にて該測定子を停止させる
    と共に該接触時における上記記憶手段の記憶内容
    と上記演算手段による演算結果との差を測定距離
    として出力する出力手段とを具備することを特徴
    とする測定装置。
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