JPH0370196B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0370196B2
JPH0370196B2 JP4989387A JP4989387A JPH0370196B2 JP H0370196 B2 JPH0370196 B2 JP H0370196B2 JP 4989387 A JP4989387 A JP 4989387A JP 4989387 A JP4989387 A JP 4989387A JP H0370196 B2 JPH0370196 B2 JP H0370196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
axis
turntable
support
drive means
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.)
Expired
Application number
JP4989387A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62272186A (en
Inventor
Buruusu Baanabii Ansonii
Uorutaa Miruzu Maikeru
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.)
Rank Taylor Hobson Ltd
Original Assignee
Rank Taylor Hobson 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 Rank Taylor Hobson Ltd filed Critical Rank Taylor Hobson Ltd
Publication of JPS62272186A publication Critical patent/JPS62272186A/en
Publication of JPH0370196B2 publication Critical patent/JPH0370196B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004Supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • B23Q1/545Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces
    • B23Q1/5462Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces with one supplementary sliding pair
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B7/282Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures for measuring roundness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はワークピースの位置制御に関し、か
つ特定的には、特に測定装置においてターンテー
ブル上にワークピースをセンタリングしかつレベ
リングするための方法および装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to workpiece position control, and in particular to a method and apparatus for centering and leveling a workpiece on a turntable, particularly in a measuring device.

ワークピースがターンテーブル上に位置決めさ
れかつ変換器がワークピースの表面を感知する間
に、ターンテーブルを回転させることにより大き
さが計られる測定装置が知られている。センタリ
ングおよびレベリングとして既知の動作を行なう
ことが一般に必要であり、この動作では、典型的
にはワークピースの所要の軸をターンテーブルの
回転軸と一致させるためにターンテーブルが水平
方向に変位され、かつ傾けられてワークピースを
所望の位置にする。さらに、センタリングおよび
レベリング動作は効率的にかつ迅速に実行され得
るように自動的に行なわれるべきであることが大
いに望ましい。
Measuring devices are known in which the size is measured by rotating the turntable while the workpiece is positioned on the turntable and a transducer senses the surface of the workpiece. It is generally necessary to perform an operation known as centering and leveling, in which the turntable is typically displaced horizontally in order to align the desired axis of the workpiece with the axis of rotation of the turntable; and tilted to bring the workpiece to the desired position. Furthermore, it is highly desirable that centering and leveling operations should be performed automatically so that they can be performed efficiently and quickly.

センタリングおよびレベリングが自動的に行な
われ得る測定装置は、既に知られておりかつ商業
的に入手可能である。既知の装置では、円形のタ
ーンテーブルが支持構造上に装着され、それはタ
ーンテーブルのワーク表面上にありかつ既知の水
平平面にある点のまわりでのターンテーブルの自
在傾斜移動を可能にする球状のベアリング表面を
含む。互いに90゜だけ間隔をおかれた位置でター
ンテーブルの下方に置かれた2個のジヤツキが、
上記の水平平面に置かれたそれぞれの直交軸のま
わりに傾斜移動をもたらすために設けられる。タ
ーンテーブルがジヤツキと係合し、かつ1つの構
造において支持構造に設定されるボールのリング
を含むかみ合い台と球状のベアリング表面が係合
するように、ばねはターンテーブルを下方に駆動
する。支持構成は支持構造の水平移動に備えるさ
らなるベアリングによりターンテーブルを回転さ
せるためにスピンドル上に装着され、それによつ
てセンタリング動作が行なわれ得る。
Measuring devices in which centering and leveling can take place automatically are already known and commercially available. In the known device, a circular turntable is mounted on a support structure, which includes a spherical turntable that is on the work surface of the turntable and allows free tilting movement of the turntable around a point in a known horizontal plane. Including bearing surfaces. Two jacks placed below the turntable are spaced 90 degrees from each other.
Provided for providing tilting movement about respective orthogonal axes placed in the horizontal plane. The spring drives the turntable downwardly so that the turntable engages the jack and the spherical bearing surface engages a mating platform that includes a ring of balls set in the support structure in one configuration. The support arrangement is mounted on a spindle for rotating the turntable with further bearings providing for horizontal movement of the support structure, whereby a centering movement can be performed.

この従来の装置では、ターンテーブルが傾斜可
能な点を含む水平平面に置かれたワークピース表
面のその部分の中心の場所を最初に決定すること
により、テストされるべきワークピースがターン
テーブル上に置かれた後、センタリングおよびレ
ベリングが行なわれる。装置に含まれたスタイラ
スがこの水平平面におけるワークピース表面と接
触しかつスピンドル軸のまわりをワークピースが
回転するようにスピンドルを駆動することによ
り、この決定がなされ得る。ワークピースの回転
軸(またはスピンドルの軸)とこの平面における
ワークピース表面の中心の位置との間の偏心率の
度合は、スタイラスが関連する変換器による信号
出力からそのとき決定され得る。その後、ターン
テーブルのための支持構造はワークピース表面の
決定された中心をスピンドルの軸と一致させるた
めにスピンドルに関して水平に置かれる。こうし
て、センタリング動作はその平面に対して完了さ
れる。スタイラスを異なる水平平面に移動させ、
ワークピースを回転させるようにスピンドルを駆
動し、かつ変換器による信号出力を利用するスピ
ンドル軸に関してこの水平平面におけるワークピ
ース表面の中心の偏心率を決定することによりレ
ベリングが行なわれる。この偏心率が決定された
後、第2の水平平面におけるワークピース表面の
中心をターンテーブルの回転軸(スピンドル軸)
と一致させるように必要に応じてジヤツキが駆動
される。これはレベリング動作を完了し、かつこ
うしてセンタリングおよびレベリングが完了す
る。
In this conventional equipment, the workpiece to be tested is placed on the turntable by first determining the location of the center of that part of the workpiece surface, which is placed in a horizontal plane containing the point at which the turntable can tilt. After placement, centering and leveling is performed. This determination can be made by driving the spindle such that a stylus included in the device contacts the workpiece surface in this horizontal plane and rotates the workpiece about the spindle axis. The degree of eccentricity between the axis of rotation of the workpiece (or axis of the spindle) and the position of the center of the workpiece surface in this plane can then be determined from the signal output by the transducer with which the stylus is associated. The support structure for the turntable is then placed horizontally with respect to the spindle in order to align the determined center of the workpiece surface with the axis of the spindle. The centering operation is thus completed for that plane. Move the stylus to different horizontal planes,
Leveling is accomplished by driving the spindle to rotate the workpiece and determining the eccentricity of the center of the workpiece surface in this horizontal plane with respect to the spindle axis using a signal output by a transducer. After this eccentricity is determined, the center of the workpiece surface in the second horizontal plane is aligned with the rotation axis of the turntable (spindle axis).
The jack is driven as necessary to match the . This completes the leveling operation and thus completes the centering and leveling.

このレベリング動作の間起こるターンテーブル
の傾斜移動が第1の水平平面における点にセンタ
リングされ、この点がセンタリング動作によりス
ピンドル軸と一致されるので、レベリング動作は
この一致をくつがえすことはない。
Since the tilting movement of the turntable that occurs during this leveling operation is centered on a point in the first horizontal plane, and this point is brought into alignment with the spindle axis by the centering action, the leveling action does not disrupt this alignment.

この装置には、多くの不利な点がある。第1
に、ターンテーブルの傾斜の中心を含む同一の固
定された水平平面に置かれたワークピース表面を
感知することにより、あらゆるセンタリング動作
が行なわれなければならず、かついくつかの場合
には、ワークピースは感知され得るその平面に表
面を有さない。これは、クランク軸のような複雑
な形のワークピースについてはかなり不利な点で
ある。第2に、ワークピースの質量中心は2つの
ジヤツキの位置により規定されたターンテーブル
の90゜のセクタ内に常に置かれなければならない、
なぜならこのセクタ外に質量中心を置くと、これ
らのジヤツキと接触しないでターンテーブルを移
動させる回しモーメントをターンテーブル上に生
じるからである。第3に、ターンテーブルを支持
する球状のベアリングを所定の精度まで製造する
のは困難でありかつ費用がかかる。
This device has many disadvantages. 1st
In some cases, any centering motion must be performed by sensing the workpiece surface located in the same fixed horizontal plane that includes the center of tilt of the turntable, and in some cases The piece has no surface in its plane that can be sensed. This is a considerable disadvantage for complex shaped workpieces such as crankshafts. Second, the center of mass of the workpiece must always be located within the 90° sector of the turntable defined by the positions of the two jacks;
This is because placing the center of mass outside this sector creates a turning moment on the turntable that moves the turntable without contacting these jacks. Third, the spherical bearings that support the turntable are difficult and expensive to manufacture to a certain degree of precision.

この発明は、これらの問題の1つまたはそれ以
上が除去され得る装置を提供する。
This invention provides an apparatus in which one or more of these problems may be eliminated.

1つの局面では、この発明はワークピースおよ
びコンピユータ手段を支持するためのターンテー
ブルを有するワークピース位置決め装置を提供
し、それはレベリングの目的のためにターンテー
ブルの傾斜の結果として起こるワークピースの任
意の脱センタリングが補償されるセンタリングお
よびレベリング動作を行なうように動作可能であ
る。こうして、この発明のこの局面に従つて構成
された装置では、センタリングおよびレベリング
が上記の先行技術でのようにターンテーブルの傾
斜の中心を含む独特な水平平面に制限されること
なく任意の水平平面に関して、センタリングおよ
びレベリングが行なわれ得る。
In one aspect, the invention provides a workpiece positioning device having a turntable for supporting a workpiece and computer means, which provides for any positioning of the workpiece that occurs as a result of tilting of the turntable for leveling purposes. It is operable to perform centering and leveling operations in which decentering is compensated for. Thus, in a device constructed according to this aspect of the invention, centering and leveling can be performed in any horizontal plane, rather than being restricted to a unique horizontal plane containing the center of tilt of the turntable as in the prior art described above. Regarding, centering and leveling can be performed.

他の局面では、この発明はワークピースのため
のターンテーブルを有するワークピース位置決め
装置を提供し、ターンテーブルは三角形、好まし
くは正三角形の頂点に置かれた3個の点で支持さ
れ、その中にターンテーブルの中心が置かれ、前
記点の少なくとも2個は高さが調整可能であり、
かつ前記ワークピース位置決め装置は、前記点の
1個またはそれ以上の高さの調整が行なわれる、
センタリングおよびレベリング動作を行なうため
のコンピユータ手段を有する。
In another aspect, the invention provides a workpiece positioning device having a turntable for a workpiece, the turntable being supported at three points located at the vertices of a triangle, preferably an equilateral triangle; the turntable is centered at, and at least two of said points are adjustable in height;
and the workpiece positioning device is configured to adjust the height of one or more of the points.
It has computer means for performing centering and leveling operations.

さらなる局面では、この発明はセンタリングお
よび/またはレベリング動作を行なうための方法
または装置を提供し、そこでワークピースは感知
手段により感知され、かつ動作は予め定められた
アルゴリズムに従つて電子制御手段の制御の下で
行なわれる。
In a further aspect, the invention provides a method or apparatus for performing a centering and/or leveling operation, in which the workpiece is sensed by a sensing means and the movement is controlled by an electronic control means according to a predetermined algorithm. It is carried out under

他の局面では、この発明はワークピースを支持
するためのターンテーブルを有する装置を提供
し、ターンテーブルはレベリングをもたらすため
にその表面下の点または軸のまわりで枢軸的であ
り、かつ前記装置はさらに前記枢軸移動をもたら
すために設けられる電子制御手段を有する。軸の
点または交点は好ましくは、ターンテーブルの回
転軸からずらされる。
In another aspect, the invention provides an apparatus having a turntable for supporting a workpiece, the turntable being pivoted about a subsurface point or axis thereof to provide leveling, and the apparatus further comprises electronic control means provided for effecting said pivot movement. The point or intersection of the axes is preferably offset from the rotation axis of the turntable.

この発明の他の局面は、以下の説明および特許
請求の範囲から明らかとなる。
Other aspects of the invention will be apparent from the following description and claims.

この発明は、添付の図面を参照して例としてさ
らに述べられる。
The invention will be further described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

第1図を参照すると、測定装置はフレーム3
(その脚部のみが第1図で可視的である)により
支持された作業台2を含む。フレーム3はワーク
ピースが装着され得るターンテーブル4を保持す
る。垂直柱6は、モータ駆動の垂直に移動可能な
キヤリツジ8を支持する。スタイラス10は枢軸
アーム12の端部上に装着され、それはスタイラ
スの姿勢が変化されるのを可能にし、キヤリツジ
8により支持された水平に(半径方向に)移動可
能なアーム14の端部で順に保持される。ワーク
ピースについて測定動作は、ターンテーブルを回
転させることによりかつ/またはスタイラスを半
径方向に移動させかつ/もしくはスタイラスを垂
直方向に移動させることによりスタイラス10が
ターンテーブルの表面を横切るようにさせること
によつて行なわれる。
Referring to FIG.
It includes a workbench 2 supported by (only the legs of which are visible in Figure 1). The frame 3 holds a turntable 4 on which workpieces can be mounted. The vertical column 6 supports a motor-driven vertically movable carriage 8. The stylus 10 is mounted on the end of a pivot arm 12, which allows the orientation of the stylus to be changed, in turn on the end of a horizontally (radially) movable arm 14 supported by a carriage 8. Retained. The measuring operation on the workpiece is performed by causing the stylus 10 to traverse the surface of the turntable by rotating the turntable and/or by moving the stylus radially and/or by moving the stylus vertically. It is done by twisting.

第2図および第3図で示されるように、ターン
テーブル4のための支持構造はモータ駆動スピン
ドル20に固定されたデイスク18により保持さ
れるベース16を含む。第3図で破線により略図
的に示されたベアリング配置21は、垂直である
それ自体の軸23のまわりを回転するためにスピ
ンドル20を支持する。ベアリング配置21はフ
レーム3に装着され、かつ好ましくは英国発行の
特許出願第2178805A号に述べられる。デイスク
型の保持器24における1組のボールベアリング
22は、デイスク18に関してベース16の水平
移動に備えるように、ベース16とデイスク18
との間に挾まれる。この移動はベース16上に固
定されたモータ26x,26yにより直交軸xお
よびyに沿つてもたらされ、かつたとえばウオー
ムおよび車輪アセンブリを含んでもよいギヤボツ
クス30xおよび30yを介して往復運動可能な
駆動ロツド28xおよび28yをそれぞれ駆動す
る。駆動ロツド28xおよび28yは、それぞれ
のモータが駆動されるときx軸およびy軸に沿つ
てそれぞれ駆動される。ボス32はスピンドル2
0の上端部に固定され、ベース16における中央
開口34を介して突き出し、駆動ロツド28xお
よび28yの両端部によりそれぞれ係合されかつ
x軸およびy軸に対して直角の平面にそれぞれ置
かれた平面32xおよび32yを有する。一方の
端部がボス32に接続されかつ他方の端部がポス
ト38に接続された引張りばね36はベース16
に固定され、平面32xおよび32yをそれぞれ
の駆動ロツド28xおよび28yの両端部に係合
させたままである。こうして、モータ26xおよ
び26yの援助でかつばね36の力で、ベース1
6はx軸およびy軸に沿つたいずれかの方向に正
確に決定された距離を移動され得る。駆動ロツド
28xおよび28yがそれぞれ通過するガイドプ
レート40xおよび40yは、ギヤボツクス30
xおよび30yにより保持されるガイドピン44
を受取るスロツト42を有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the support structure for turntable 4 includes a base 16 held by a disk 18 secured to a motor drive spindle 20. As shown in FIGS. A bearing arrangement 21, shown schematically by dashed lines in FIG. 3, supports the spindle 20 for rotation about its own axis 23, which is vertical. The bearing arrangement 21 is mounted on the frame 3 and is preferably described in British published patent application no. 2178805A. A set of ball bearings 22 in a disc-shaped retainer 24 connect base 16 and disc 18 to provide for horizontal movement of base 16 with respect to disc 18.
caught between. This movement is provided along orthogonal axes x and y by motors 26x, 26y fixed on base 16 and reciprocably movable drive rods via gearboxes 30x and 30y, which may include, for example, worm and wheel assemblies. 28x and 28y, respectively. Drive rods 28x and 28y are driven along the x and y axes, respectively, when their respective motors are driven. Boss 32 is spindle 2
0, projecting through the central opening 34 in the base 16, respectively engaged by the ends of the drive rods 28x and 28y, and lying in planes perpendicular to the x and y axes, respectively. It has 32x and 32y. A tension spring 36 connected to the base 16 at one end and connected to the post 38 at the other end.
, leaving flat surfaces 32x and 32y engaged with opposite ends of respective drive rods 28x and 28y. Thus, with the aid of motors 26x and 26y and under the force of spring 36, base 1
6 can be moved a precisely determined distance in either direction along the x and y axes. Guide plates 40x and 40y, through which drive rods 28x and 28y respectively pass, are connected to gearbox 30.
Guide pin 44 held by x and 30y
It has a slot 42 for receiving.

ボスト38の上端部における凹所に装着された
ボール46は、点Pのまわりの自在枢軸移動のた
めにターンテーブル4を支持する。
A ball 46 mounted in a recess at the upper end of the post 38 supports the turntable 4 for free pivoting about point P.

点AおよびBでは、ターンテーブル4はスペー
サ52(第3図のみ)を介してボール50bおよ
び50b上にそれぞれ支持され、それはターンテ
ーブル4の下側に固定されかつボール50a,5
0b上に載つて支えられている。(第3図の紙の
平面に対して直角の)水平軸58のまわりの枢軸
移動のためにブラケツト56上に装着されたレバ
ープレート54a,54bは凹部60a,60b
を含み、そこでボール50a,50bがそれぞれ
受取られる。モータ62a,62bは、その枢軸
58のまわりを上方にかつ下方にレバープレート
54a,54bを旋回させるためにギヤボツクス
66a,66bを介してジヤツキ64a,64b
(第3図のみ)を駆動する。こうして、モータ6
2aの駆動によりターンテーブルが点PおよびB
を接合する軸のまわりで傾斜し、かつモータ62
bの駆動によりターンテーブル4が点PおよびA
を接合する軸のまわりで傾斜する。これらの軸
は、ボール46,50aおよび50bの中心を通
過する。
At points A and B, the turntable 4 is supported on the balls 50b and 50b, respectively, via a spacer 52 (FIG. 3 only), which is fixed to the underside of the turntable 4 and on the balls 50a, 5
It is supported by resting on 0b. Lever plates 54a, 54b mounted on bracket 56 for pivoting about a horizontal axis 58 (perpendicular to the plane of the paper in FIG. 3) have recesses 60a, 60b.
, where balls 50a and 50b are each received. The motors 62a, 62b are coupled to jacks 64a, 64b via gearboxes 66a, 66b for pivoting the lever plates 54a, 54b upwardly and downwardly about their pivots 58.
(Figure 3 only). In this way, motor 6
2a causes the turntable to move to points P and B.
and the motor 62
The turntable 4 is moved to points P and A by the drive of b.
Tilt around the axis that joins. These axes pass through the centers of balls 46, 50a and 50b.

点ABPは正三角形の頂点に置かれ、その中心
Cはターンテーブル4の中心に一致し、すなわち
点ABPは点Cに関して対称的に置かれる。これ
は、ワークピースがターンテーブルの不安定性を
引き起こすことなく置かれ得るターンテーブルの
最大区域を提供する。しかしながら、結果として
ターンテーブルが傾斜可能である軸PAおよびPB
は互いに60゜である。
Point ABP is placed at the vertex of an equilateral triangle, whose center C coincides with the center of the turntable 4, that is, point ABP is placed symmetrically with respect to point C. This provides the maximum area of the turntable on which workpieces can be placed without causing instability of the turntable. However, as a result the turntable is tiltable axes PA and PB
are 60° from each other.

引張りばね68は、スペーサ52がボール50
aおよび50bと係合したままであるようにター
ンテーブルを下方に駆動し、かつ引張りばね70
はレバープレート54aおよび54bがジヤツキ
64a,64bと係合したままであるようにそれ
を下方に駆動する。
The tension spring 68 has a spacer 52 connected to the ball 50.
a and 50b, and tension spring 70.
drives lever plates 54a and 54b downwardly so that they remain engaged with jacks 64a, 64b.

デイスク18に固定された円筒形壁面69は、
上記の支持構造を包囲する。
The cylindrical wall surface 69 fixed to the disk 18 is
Surrounding the support structure described above.

第4図の簡単なブロツク図で示されるように、
センタリングのためのモータ26x,26yおよ
びレベリングのためのモータ62a,62bはス
タイラス10に応答する変換器73からの入力を
受取るコンピユータシステム72により制御され
る。オペレータ制御のキーボード75は、コンピ
ユータシステム72に命令を与えるために設けら
れる。コンピユータシステム72はまた、ターン
テーブルを回転させるためのスピンドル20を駆
動するモータ74(θ軸)、柱6上のキヤリツジ
8を上げたり下げたりするためのモータ76(z
軸)、およびスタイラス10をワークピース表面
に接触させたり接触させないようにするために半
径方向のアーム14を駆動するモータ78(r
軸)を制御する。さらなる変換器80、82およ
び84は、ターンテーブル4の角位置、キヤリツ
ジ8の垂直位置およびアーム14の半径方向の位
置を表わすデータをコンピユータシステム72に
与える。VDU86およびメモリ88はまたコン
ピユータシステム72に接続され、メモリ88は
受取られたデータをストアしかつそれに従つてコ
ンピユータシステム72が動作するプログラムを
ストアする。コンピユータシステム72は、1個
またはそれ以上のコンピユータを含んでもよい。
As shown in the simple block diagram of Figure 4,
Motors 26x, 26y for centering and motors 62a, 62b for leveling are controlled by a computer system 72 which receives input from a transducer 73 responsive to stylus 10. An operator-controlled keyboard 75 is provided for providing commands to the computer system 72. The computer system 72 also has a motor 74 (theta axis) driving the spindle 20 for rotating the turntable, a motor 76 (z axis) for raising and lowering the carriage 8 on the column 6.
shaft), and a motor 78 (r
axis). Further transducers 80, 82 and 84 provide data to computer system 72 representing the angular position of turntable 4, the vertical position of carriage 8 and the radial position of arm 14. VDU 86 and memory 88 are also connected to computer system 72, with memory 88 storing received data and storing programs on which computer system 72 operates. Computer system 72 may include one or more computers.

ターンテーブル4がワークピースのセンタリン
グおよびレベリングを達成するのに受ける移動
は、第5a図ないし第5d図を参照することによ
り理解される。簡単にするために、第5図は三角
形ABP内のターンテーブル4上に位置決めされ
た円芯形ワークピース100を例示する。ワーク
ピース100は一方の端部102上に位置し、そ
れは平面であるが半径方向の平面に対してわずか
な角度をなすように(第5図ではより誇張されて
いる)仮定され、そのためワークピース100の
軸104はスピンドル20の垂直な回転軸23に
対して或る角度をなす。第5図で例示されたセン
タリングおよびレベリング動作で行なわれる段階
のシーケンスは、スタイラス10が水平平面10
8におけるワークピース100の表面を感知する
ように配置されたターンテーブル4をまず回転さ
せることを含む。コンピユータシステム72は変
換器80,73,84からの出力を受取り、かつ
形態適合アルゴリズムを利用して平面108にお
けるワークピースの中心110と軸23との間の
変位の大きさおよび方向を計算する。変換器によ
る極性パラメータ出力は概念的デカルト系(u,
v)に変形され、かつ座標(ui,vi)を有する表
面上でN個の点が感知されたと仮定すれば、表面
の中心(up,vp)および半径Rが合計、すなわち Ni=1 [(ui−up2+(vi−vp2−R22 を最小にすることにより、変形最小二乗誤差基準
を用いて計算される。中心を計算すると、コンピ
ユータはそれから第5b図で示されるように点1
10が軸23と一致するように必要に応じてモー
タ26xおよび26yを駆動する。次の段階で
は、ターンテーブル4が平面108から間隔をお
かれた異なる水平平面112においてワークピー
スの表面を感知するように配置されたスタイラス
10とともに回転され、この例では平面112は
平面108の上方にある。形態適合アルゴリズム
を再度利用して、コンピユータシステム72は平
面112におけるワークピースの中心の位置を決
定する。その後、コンピユータシステム72はワ
ークピースを第5b図で示される位置から第5c
図で示される位置まで移動させるのに必要な、タ
ーンテーブル4およびワークピース100の角移
動を計算し、そこではワークピースの軸104は
スピンドルの軸23に対して平行である。この計
算は、さらに以下で述べられる。第5c図で見ら
れ得るように、この角移動または傾斜の結果とし
て、点110が軸23から再度変位される。最後
の段階は第2のセンタリング動作の実行であり、
軸23に関するワークピースの軸104の位置が
上記の形態適合アルゴリズムを再度利用して決定
され、かつ第5d図で示されるように軸104を
軸23と一致させるためにモータ26xおよび2
6yが再度駆動される。簡単にするために第5図
の前記の説明は種々の段階が特定のシーケンスで
実行されることに基づいているが、これは本質で
はなくかつ実際にセンタリングおよびレベリング
が第5a図で示される位置におけるワークピース
100およびターンテーブル4を用いて平面11
0および112をまず測定することにより達成さ
れ得て、かつその後モータ26xおよび26yな
らびに62aおよび62bが同時にまたは任意の
所望のシーケンスで、しかし好ましくはワークピ
ースをセンタリングするために駆動され、かつそ
れから第5d図で示される状態を達成するために
それをレベリングする。
The movements that the turntable 4 undergoes in achieving centering and leveling of the workpiece can be understood by reference to Figures 5a to 5d. For simplicity, FIG. 5 illustrates a conical workpiece 100 positioned on a turntable 4 within a triangle ABP. The workpiece 100 is located on one end 102, which is assumed to be plane but at a slight angle to the radial plane (more exaggerated in FIG. 5), so that the workpiece The axis 104 of 100 is at an angle with respect to the vertical axis of rotation 23 of the spindle 20. The sequence of steps performed in the centering and leveling operation illustrated in FIG.
8 includes first rotating a turntable 4 arranged to sense the surface of the workpiece 100 at 8. Computer system 72 receives the output from transducers 80, 73, 84 and utilizes a form fitting algorithm to calculate the magnitude and direction of displacement between workpiece center 110 in plane 108 and axis 23. The polarity parameter output by the converter is a conceptual Cartesian system (u,
v) and has coordinates (u i , v i ), then the center (u p , v p ) and radius R of the surface are summed, i.e. Ni=1 [(u i −u p ) 2 + (v i −v p ) 2 −R 2 ] 2 is calculated using a modified least squares error criterion by minimizing 2. Having calculated the center, the computer then calculates the point 1 as shown in Figure 5b.
The motors 26x and 26y are driven as necessary so that the axis 10 is aligned with the axis 23. In the next step, the turntable 4 is rotated with the stylus 10 arranged to sense the surface of the workpiece in different horizontal planes 112 spaced from the plane 108, in this example the plane 112 being above the plane 108. It is in. Again utilizing the form fitting algorithm, computer system 72 determines the location of the workpiece center in plane 112. Thereafter, computer system 72 moves the workpiece from the position shown in Figure 5b to position 5c.
Calculate the angular movement of the turntable 4 and workpiece 100 required to move it to the position shown in the figure, where the workpiece axis 104 is parallel to the spindle axis 23. This calculation is discussed further below. As a result of this angular movement or tilting, point 110 is again displaced from axis 23, as can be seen in FIG. 5c. The final stage is the execution of a second centering movement,
The position of the workpiece axis 104 with respect to the axis 23 is determined again utilizing the form matching algorithm described above and the motors 26x and 2 are activated to align the axis 104 with the axis 23 as shown in Figure 5d.
6y is driven again. Although, for simplicity, the foregoing description of FIG. 5 is based on the various steps being carried out in a particular sequence, this is not essential and in fact the centering and leveling is performed in the position shown in FIG. 5a. Using the workpiece 100 and the turntable 4 in the plane 11
0 and 112, and then motors 26x and 26y and 62a and 62b are driven simultaneously or in any desired sequence, but preferably to center the workpiece, and then the first Level it to achieve the state shown in Figure 5d.

センタリングおよびレベリングを達成するため
にターンテーブル4によりもたらされるべき所要
の水平および傾斜移動の計算が、これから述べら
れる。以下の説明では、モータ26xおよび26
yはxモータおよびyモータと呼ばれ、かつモー
タ62aおよび62bはaモータおよびbモータ
と呼ばれる。再度簡単にするために、もし査定さ
れている表面が規則的なプロフアイルを有するな
らば構成要素は任意の形態を有してもよいが、円
筒の軸が容易に規定されるので、第5図で示され
るワークピース100のような円筒形ワークピー
スをセンタリングしかつレベリングする場合を考
慮することが都合良い。
Calculations of the required horizontal and tilt movements to be provided by the turntable 4 to achieve centering and leveling will now be described. In the following description, motors 26x and 26
y is called an x motor and a y motor, and motors 62a and 62b are called an a motor and a b motor. Again for simplicity, the component may have any shape if the surface being assessed has a regular profile, but since the cylindrical axis is easily defined, the fifth It is convenient to consider the case of centering and leveling a cylindrical workpiece, such as the workpiece 100 shown in the figures.

以下の説明では、すべての運動が単位ベクトル
i,j,kを有する右側のデカルト座標系X,Y
およびZにあるとみなすことが都合良い。座標系
の原点は、固定された点Pと一致するように選択
され、かつX軸は2つの点AおよびBを接合する
ラインを2等分するように選択される。座標系は
第6図で示され、そこではZ軸が紙の平面に対し
て直角でありかつまた第2図でも示される。
In the following description, all motions are expressed in the right-hand Cartesian coordinate system X, Y with unit vectors i, j, k.
It is convenient to regard it as being at and Z. The origin of the coordinate system is chosen to coincide with a fixed point P, and the X-axis is chosen to bisect the line joining the two points A and B. The coordinate system is shown in FIG. 6, where the Z axis is perpendicular to the plane of the paper and is also shown in FIG.

テーブルのセンタリングはX軸およびY軸によ
り所要の運動をxモータおよびyモータの作用ラ
インに対して平行な運動に分析することにより達
成される。
Centering of the table is achieved by resolving the required motion by the X and Y axes into motions parallel to the lines of action of the x and y motors.

所要のセンタリングベクトルをc1i+c2jとし、
かつxモータおよびyモータの作用ラインに対し
て平行な単位ベクトルをそれぞれexおよびeyとし
よう。ジオメトリから、その時それは以下のよう
になり得る、すなわち c1i+c2j=−k[(c1-c2)ex+(c1+c2)ey] (1) となり、そこではk=2-1/2である。
Let the required centering vector be c 1 i + c 2 j,
And let e x and e y be unit vectors parallel to the lines of action of the x and y motors, respectively. From the geometry, it can then be c 1 i+c 2 j=−k[(c 1 -c 2 )e x +(c 1 +c 2 )e y ] (1) where k =2 -1/2 .

テーブル上に置かれた構成要素のレベリングを
述べる際に、あと2つの変数θ1およびθ2を導入す
ることが都合良く、ここではθ1はX軸のまわりの
テーブル上部の傾斜の角度であり、かつθ2はY軸
のまわりの対応する角度である。このように、テ
ーブルの表面上の任意の点X1,Y1の高さはその
高さに関して、表面が水平であるとき以下のよう
にして得られる、すなわち Z1=X1tanθ1+Y1tanθ2 (2) となる。
When describing the leveling of components placed on a table, it is convenient to introduce two more variables θ 1 and θ 2 , where θ 1 is the angle of inclination of the table top about the X axis and , and θ 2 is the corresponding angle about the Y axis. Thus, the height of any point X 1 , Y 1 on the surface of the table, with respect to that height, when the surface is horizontal, can be obtained as follows: Z 1 = X 1 tanθ 1 + Y 1 tanθ 2 (2).

さて、第6図に示されたパラメータT1および
T2を導入しかつ点AおよびBの増分した高さを
ZA,ZBと表わすならば、これは以下の式を与え
る、すなわち ZA=T1tanθ1+T2tanθ2 (3a) ZB=T1tanθ1+T2tanθ2 (3b) となる。これらの方程式から傾斜θ1およびθ2の角
度によりPを介する水平平面上のAおよびBの増
分した高さを計算することが可能である。
Now, the parameters T 1 and
Introducing T 2 and the incremental heights of points A and B
If expressed as Z A and Z B , this gives the following equations: Z A = T 1 tan θ 1 + T 2 tan θ 2 (3a) Z B = T 1 tan θ 1 + T 2 tan θ 2 (3b). From these equations it is possible to calculate the incremental heights of A and B on the horizontal plane through P by the angles of inclination θ 1 and θ 2 .

第6図からわかるように、T1およびT2の大き
さはターンテーブルが傾斜可能である軸APと軸
BPとの間の角度APBに依存する。こうして、レ
ベリング動作を実行する際にコンピユータ72に
より行なわれる計算は角度APBに依存する。
As can be seen from Figure 6, the magnitudes of T 1 and T 2 are the same as the axis AP and the axis on which the turntable can tilt.
The angle between BP and APB depends. Thus, the calculations performed by computer 72 in performing the leveling operation are dependent on angle APB.

続けていく前に、点AおよびBが好ましい実施
例ではaモータおよびbモータにより垂直平面に
おいて移動される実際の機構をさらに考慮するこ
とが必要である。
Before continuing, it is necessary to further consider the actual mechanism by which points A and B are moved in the vertical plane by the a and b motors in the preferred embodiment.

例として第7図で示されるように、軸58とボ
ールベアリング50aまたは50bの中心51と
の間の距離は12ミリメータであり、かつ軸58
と、ジヤツキ64aまたは64bのレバー54a
または54bとの接触点55との間は36ミリメー
タである。
As shown in FIG. 7 by way of example, the distance between the shaft 58 and the center 51 of the ball bearing 50a or 50b is 12 mm, and
and the lever 54a of the jack 64a or 64b.
or 36 millimeters between contact point 55 and 54b.

第8図を参照すると、もしねじジヤツキ64a
または64bが高さzだけ上げられるならば、そ
のときボール50aまたは50bの中心は高さδz
を介して移動することがわかる。すなわち、 z=36tanα (4) δz=12sinα であることがわかり、そこから z=36δz/(122−δz21/2 (5a) または z=3δz+3δz3/(2x122)+32δz5/(23x124)+…
(5b) となる。
Referring to FIG. 8, if the screw jack 64a
or if 64b is raised by height z, then the center of ball 50a or 50b is at height δz
You can see that it moves through. That is, we know that z=36tanα (4) δz=12sinα, and from there, z=36δz/(12 2 −δz 2 ) 1/2 (5a) or z=3δz+3δz 3 /(2x12 2 )+3 2 δz 5 /(2 3 x12 4 )+…
(5b) becomes.

テーブル4が最初は水平でありかつ円筒が2つ
の高さ(z1,z2)で測定されるものと仮定すれ
ば、2つの平面の中心が第9図で示されるように
(a1,b1,z1)および(a2,b2,z2)であること
がわかる。高さZにおけるかつ円筒軸上の任意の
点は選択されたシステムにおいて以下の式によつ
て与えられる座標を有することがわかる、すなわ
ち X=[(a2−a1)/(z2−z1)]Z+a1 Y=[(b2−b1)/(z2−z1)]z+b1 となる。
Assuming that the table 4 is initially horizontal and that the cylinder is measured at two heights (z 1 , z 2 ), the centers of the two planes are located at (a 1 , z 2 ) as shown in FIG. b 1 , z 1 ) and (a 2 , b 2 , z 2 ). It can be seen that any point at height Z and on the cylinder axis has coordinates in the chosen system given by the following formula , namely: 1 )]Z+ a1Y =[( b2 - b1 )/( z2 - z1 )]z+ b1 .

h=(z2−z1)で表わしかつこれらの方程式を
方程式(2)と比較する。
Let h=( z2 - z1 ) and compare these equations with equation (2).

tanθ1=(a2−a1)/h tanθ2=(b2−b1)/h となる。 tanθ 1 =(a 2 −a 1 )/h tanθ 2 =(b 2 −b 1 )/h.

これらの角度を補償するために点AおよびBが
移動されなければならない増分した高さδZA
δZBが以下のように方程式(3)により与えられる、
すなわち δZA=T1tanθ1+T2tanθ2 δZB=T1tanθ1−T2tanθ2 となり、かつ方程式(5)からねじジヤツキが上げら
れなければならない高さが以下のように与えられ
る、すなわち ZA=3δZA/(122−δZA 21/2 ZB=3δZB/(122−δZB 21/2 となる。
The incremental height δZA , by which points A and B must be moved to compensate for these angles,
δZ B is given by equation (3) as follows,
That is, δZ A =T 1 tanθ 1 +T 2 tanθ 2 δZ B =T 1 tanθ 1 −T 2 tanθ 2 , and from equation (5) the height to which the screw jack must be raised is given as: That is, Z A = 3δZ A / (12 2 - δZ A 2 ) 1/2 Z B = 3δZ B / (12 2 - δZ B 2 ) 1/2 .

これらの方程式の2項式展開を用いて第2の項
で級数を切り捨てると、以下の式が得られる、す
なわち ZA=3δZA+PδZA 3 ZB=3δZB+PδZB 3 となり、ここではP=1.1331161×10-2となり、
かつ級数の切り捨てに対する修正を含む。
Using the binomial expansion of these equations and truncating the series in the second term, we obtain the following equation: Z A =3δZ A +PδZ A 3 Z B =3δZ B +PδZ B 3 , where P = 1.1331161×10 -2 ,
and includes corrections for series truncation.

このように、レベリングを達成するのに必要な
aモータおよびbモータの回転数は上の計算を利
用して容易に決定され得る。さらに、センタリン
グを達成するのに必要なxモータおよびyモータ
の回転数もまた容易に計算され得る。両方の計算
はコンピユータシステム72により行なわれ、か
つ利用された結果はaモータ、bモータ、xモー
タおよびyモータを駆動する。
Thus, the number of rotations of the a and b motors required to achieve leveling can be easily determined using the above calculations. Additionally, the number of rotations of the x and y motors required to achieve centering can also be easily calculated. Both calculations are performed by computer system 72 and the results are utilized to drive the a, b, x and y motors.

このように、例示された実施例は以下の実質的
利点を有する、すなわちセンタリングおよびレベ
リングの目的のためにワークピースの表面が測定
される、第5図で示された平面108および11
2は変換器73および84の動作の範囲内の任意
の場所に置かれてもよく、ワークピースは三角形
ABP内の任意の場所にその質量中心で位置決め
されてもよく、それは先行技術の装置における対
応する区域よりも実質的に大きく、かつターンテ
ーブルの中心に対して対称的であるとき、よりず
つと都合良く配置され、かつターンテーブルが3
個の点で支持され、そのうちの2個がレベリング
の目的のために傾斜移動を与えるために調整可能
な高さであるので、先行技術における費用のかか
る大きな球状のベアリングの必要性がなくなると
いう実質的利点を有する。
Thus, the illustrated embodiment has the following substantial advantages: the planes 108 and 11 shown in FIG.
2 may be placed anywhere within the range of motion of transducers 73 and 84, and the workpiece is triangular
It may be positioned with its center of mass anywhere within the ABP, and when it is substantially larger than the corresponding area in prior art devices and symmetrical about the center of the turntable, the Conveniently placed and with 3 turntables
This effectively eliminates the need for the costly large spherical bearings of the prior art, as it is supported at several points, two of which are of adjustable height to provide tilting movement for leveling purposes. It has several advantages.

上記の装置はセンタリングおよびレベリング動
作が自動的に行なわれ得て、ターンテーブルの機
械的構造およびその駆動手段が比較的簡単にな
り、ターンテーブルが高度の安定性を有し、かつ
査定され得るワークピースの型がより大きく変化
するという組合わされた利点を有する。
The above device is characterized in that the centering and leveling movements can be carried out automatically, the mechanical structure of the turntable and its driving means are relatively simple, the turntable has a high degree of stability, and the workpiece that can be assessed is It has the combined advantage of greater variation in the shape of the pieces.

さらに、傾斜の中心または軸から間隔をおかれ
た平面で測定することに関する、この発明の局面
は、ワークピースがワークテーブル上に支持され
ず、むしろ垂直軸以外の軸、たとえば水平軸のま
わりを回転され得るチヤツクまたはその他同種類
のものに保持される測定装置に適用されてもよ
い。
Additionally, aspects of the invention relating to measuring in a plane spaced from the center or axis of the inclination provide that the workpiece is not supported on a worktable, but rather rotates around an axis other than the vertical axis, such as a horizontal axis. It may also be applied to measuring devices held in chucks or the like which can be rotated.

この発明は(クランク軸のベアリング表面のよ
うな)ワークピースの外部表面を感知することに
制限されないが、また(ギヤボツクスハウジング
の入力および出力ベアリング台のような)内部表
面が検出されるべきであるとき応用可能である。
The invention is not limited to sensing external surfaces of workpieces (such as the bearing surfaces of a crankshaft), but internal surfaces (such as the input and output bearing pedestals of a gearbox housing) should also be detected. Applicable in some cases.

いくつかの例では、(クランク軸の2つのベア
リング表面のような)ワークピースの2つの部分
を中心を整列させるよりもむしろ、ターンテーブ
ルの軸上のワークピースの一点をセンタリングし
かつそれを軸に対して直交させることによりワー
クピースの他の平面上の表面をレベリングするこ
とが望ましい。たとえば、エンジンピストンはピ
ストンクラウンをセンタリングしかつピストンス
カートのより低い端縁を軸に対して直角に設定す
ることによりセンタリングされかつレベリングさ
れることが望ましいかもしれない。この場合、ワ
ークピースの第2の部分の中心を決定するよりも
むしの、ワークピースの第2の部分の傾斜または
(ピストンが静止するターンテーブル表面のよう
な)そこに静止した基準表面が決定される。それ
から、決定された中心がセンタリングされ、傾斜
が調整され得て、かつ中心が傾斜調整から起こる
任意の脱センタリングの補償として再センタリン
グされ得る。
In some instances, rather than center aligning two parts of a workpiece (such as the two bearing surfaces of a crankshaft), it is preferable to center a point on the workpiece on the turntable's axis and align it with the axis. It is desirable to level other planar surfaces of the workpiece by making them orthogonal to the surface of the workpiece. For example, it may be desirable for engine pistons to be centered and leveled by centering the piston crown and setting the lower edge of the piston skirt at right angles to the axis. In this case, rather than determining the center of the second part of the workpiece, the slope of the second part of the workpiece or a reference surface resting thereon (such as the turntable surface on which the piston rests) is determined. be done. The determined center can then be centered, the tilt adjusted, and the center re-centered as compensation for any decentering resulting from the tilt adjustment.

この発明は、感知されるべき円形部分を有する
ワークピースを用いる利用に制限されないが、感
知されるべき長方形、三角形、楕円形および六角
形のような他の型の部分を有するワークピースを
用いて利用されてもよい。
The invention is not limited to use with workpieces having circular portions to be sensed, but may also be used with workpieces having other types of portions such as rectangular, triangular, oval, and hexagonal portions to be sensed. May be used.

たとえばワークピースが円筒形である場合、2
つの間隔をあけられた平面におけるワークピース
の円形プロフアイルを感知する必要はないが、そ
の代わりセンサがワークピース表面に関する螺旋
形経路に沿つて探知され得て、かつ横方向のかつ
傾斜の調整の量がそのとき決定され得る。
For example, if the workpiece is cylindrical, 2
It is not necessary to sense the circular profile of the workpiece in two spaced planes, but instead the sensor can be tracked along a helical path with respect to the workpiece surface, and The amount can then be determined.

好ましくは、変換器10の配置、その支持構造
12,14および第4図で示される制御システム
は、1986年3月4日に出願される制御システム
は、986年3月4日に出願されかつ発明者ヒユ
ー・ロジヤーズ・レイン(HUGH ROGERS
LANE)およびピーター・デイーン・オンヨン
(PETER DEAN ONYON)の英国特許出願番
号第8605324号から優先権を主張する、これと同
時に出願された同時係属中の出願にすべて述べら
れる。その配置では、狭い動作範囲を有する高い
分解能変換器が半径方向に移動可能なアーム上に
装着され、それは変換器の出力に応答してコンピ
ユータ制御のもとで駆動されるモータであり、そ
のため変換器は形態が大きく変化するワークピー
ス表面に自動的に追従することが可能である。特
に、変換器は約0.4MMの範囲にわたり約12ナノ
メータまでの分解能を有してもよく、かつ半径方
向に移動可能なアームは約200MMの移動範囲を
有しかつ約200ナノメータの分解能を有する位置
感知システムを設けられてもよい。ターンテーブ
ル上のワークピースを目分量で正確に予め位置決
めすることが必要でないためにこの配置はセンタ
リングおよびレベリング動作を簡単にする、なぜ
なら上記の同時係属中の出願の変換器システムは
ターンテーブルの利用可能なセンタリングおよび
レベリング調整の範囲内の任意のセンタリングお
よびレベリング誤差を調整し得るからである。
Preferably, the arrangement of transducer 10, its support structures 12, 14 and the control system shown in FIG. Inventor: HUGH ROGERS
LANE) and PETER DEAN ONYON, a co-pending application which claims priority from UK Patent Application No. 8605324, filed at the same time. In that arrangement, a high resolution transducer with a narrow working range is mounted on a radially movable arm, which is a motor driven under computer control in response to the output of the transducer, thus converting The device is able to automatically follow workpiece surfaces that vary greatly in morphology. In particular, the transducer may have a resolution of up to about 12 nanometers over a range of about 0.4 MM, and the radially movable arm has a range of movement of about 200 MM and a position having a resolution of about 200 nanometers. A sensing system may be provided. This arrangement simplifies centering and leveling operations since it is not necessary to pre-position the workpiece on the turntable accurately by eye, since the transducer system of the above-mentioned co-pending application does not require the use of a turntable. This is because any centering and leveling errors within the range of possible centering and leveling adjustments can be adjusted.

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

第1図は、この発明を実施する装置の透視図で
ある。第2図は、第1図の装置に含まれるターン
テーブルの支持構造の透視図である。第3図は、
第2図の支持構造部分を介するセクシヨンである
が、ターンテーブルも示す。第4図は、第1図の
装置に含まれる制御システムの簡単なブロツク図
である。第5a図ないし第5d図は、センタリン
グおよびレベリング動作を図解的に例示する。第
6図ないし第9図は、第6図で例示されたセンタ
リングおよびレベリング動作を行なうための制御
システムにより行なわれる計算を理解するのを援
助する図面である。 図において、4はターンテーブル、10はスタ
イラス、20はスピンドル、22はベアリング、
23は軸、26x,26y,62a,62b,7
4,76,78はモータ、46,50a,50b
はボール、72はコンピユータシステムである。
FIG. 1 is a perspective view of an apparatus implementing the invention. 2 is a perspective view of a support structure for a turntable included in the apparatus of FIG. 1; FIG. Figure 3 shows
The section through the support structure portion of FIG. 2 also shows the turntable. FIG. 4 is a simplified block diagram of the control system included in the apparatus of FIG. Figures 5a-5d diagrammatically illustrate centering and leveling operations. FIGS. 6-9 are drawings to assist in understanding the calculations performed by the control system for performing the centering and leveling operations illustrated in FIG. In the figure, 4 is a turntable, 10 is a stylus, 20 is a spindle, 22 is a bearing,
23 is the axis, 26x, 26y, 62a, 62b, 7
4, 76, 78 are motors, 46, 50a, 50b
is a ball, and 72 is a computer system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ワークピースについて動作を行なうための装
置であつて、予め定められた軸23のまわりで回
転可能な支持20と、それとともに回転するため
に前記回転可能な支持20上に装着されたワーク
ピース受け部材4と、前記受け部材を支持し前記
回転可能な支持20に関する任意の方向の傾斜移
動のための第1の手段46,50a,50bと、
前記受け部材4を支持し前記回転可能な支持20
に関する横方向移動のための第2の手段22と、
前記傾斜および横方向移動をそれぞれもたらすた
めの第1のおよび第2の駆動手段62a,62
b;26x,26yと、前記回転可能な支持20
を回転させるための第3の駆動手段74と、前記
軸23に対して実質的に平行に、かつそれに向け
てかつそれから離れて移動するために装着された
表面センサ10と、前記センサの前記移動をもた
らすための第4の駆動手段76,78とを含み、
前記表面センサ10がセンサ10とワークピース
との間の相対的移動の間ワークピース表面を横切
りかつ感知するように適合され、さらに前記セン
サ10に応答しかつセンタリングおよびレベリン
グ修正動作を行なうようにセンタリングおよびレ
ベリング誤差を検出しかつ前記第1のおよび第2
の駆動手段62a,62b;26x,26yを駆
動させるためのプログラム手段を含むコンピユー
タ手段72を備え、 前記第1の支持手段が、ワークピース受け部材
4の中心Cがその中にある三角形A,B,Bの頂
点における3個の点A,B,Pのみで前記受け部
材4を支持する3個の支持要素46,50a,5
0bを含み、前記第1の駆動手段62a,62b
が少なくとも2個の前記支持要素50a,50b
を調整するように動作し、そのため前記支持要素
50a,50bのうちの1個の調整が他の2個の
前記要素46および50bまたは50a間で実質
的に延びるそれぞれの傾斜軸PBまたはPAに対し
て受け部材4を傾斜させることを特徴とし、かつ
前記プログラム手段が前記傾斜軸PB,PA間で角
度PABに依存して前記第1の駆動手段62a,
62bを制御しかつ任意の前記レベリング誤差に
依存して前記第2の駆動手段26x,26yを制
御するように動作することを特徴とする、ワーク
ピースについて動作を行なうための装置。 2 前記傾斜軸PA,PB間の前記角度PABが直
角以外であることを特徴とする、特許請求の範囲
第1項に記載の装置。 3 前記点P,A,Bが正三角形の頂点に置か
れ、前記角度PABがそれによつて60゜であること
を特徴とする、特許請求の範囲第2項記載の装
置。 4 前記点P,A,Bが前記ワークピース受け部
材4の中心Cに関して対称的に置かれることを特
徴とする、特許請求の範囲第3項記載の装置。 5 前記3個の支持要素のうちの2個50a,50b
のみが調整可能であり、前記3個の支持要素のう
ちの第3の46が固定されることを特徴とする、
特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 前記第1の駆動手段が前記第1のおよび第2
の傾斜軸PB,PAのそれぞれに対する前記傾斜を
もたらすために第1のおよび第2のモータ62
a,62bを含むことを特徴とする、特許請求の
範囲第5項に記載の装置。 7 前記第2の駆動手段がそれぞれの直交方向
x,yに前記横方向移動をもたらすための第1の
および第2のモータ26x,26yを含むことを
特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第6項
のいずれかに記載の装置。 8 前記直交方向x,yが前記少なくとも2個の
支持要素50a,50bから等距離でありかつ前
記第3の支持要素46を通過するラインにより2
等分されることを特徴とする、特許請求の範囲第
7項に記載の装置。 9 前記予め定められた軸23が垂直であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第8
項のいずれかに記載の装置。 10 前記ワークピース受け部材4がターンテー
ブルであることを特徴とする、特許請求の範囲第
9項に記載の装置。 11 前記プログラム手段が、前記予め定められ
た軸23に対して垂直でありかつそれに沿つて間
隔を置かれた位置での第1のおよび第2の平面1
08,112におけるワークピース100の中心
が決定され、かつ前記第1のおよび第2の駆動手
段62a,62b;26x,26yが前記決定に
依存して駆動される、そのようなセンタリングお
よびレベリング修正動作を行なうために動作可能
であることを特徴とする、特許請求の範囲第1項
ないし第10項のいずれかに記載の装置。 12 前記ワークピースの中心の第1のものが前
記軸23と一致するのに必要なワークピース受け
部材4の横方向移動が決定される第1の計算、前
記ワークピースの中心を接合するラインが前記予
め定められた軸23と平行するのに必要な部材4
の傾斜が決定される第2の計算、および前記傾斜
の結果として前記第1のワークピースの中心の変
位を補償するのに必要な部材4の横方向移動が決
定される第3の計算に依存して、前記第1のおよ
び第2の駆動手段62a,62b;26x,26
yを制御するために前記プログラム手段が動作可
能であることを特徴とする、特許請求の範囲第1
1項に記載の装置。 13 前記プログラム手段が、前記第1の計算が
行なわれ、かつ前記第1のワークピースの中心が
前記予め定められた軸23と一致するようにそれ
に従つて前記第2の駆動手段26x,26yが駆
動され、かつその後前記第2の中心の位置が決定
され、前記第2のおよび第3の計算が行なわれか
つ前記第2のおよび第3の計算に従つて前記第1
のおよび第2の駆動手段62a,62b;26
x,26yが駆動される、センタリングおよびレ
ベリングシーケンスを行なうように動作可能であ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第12項に
記載の装置。 14 前記第1の駆動手段62a,62bの駆動
の完了に続く前記第2の計算に従つて前記第2の
駆動手段26x,26yが駆動されるように前記
プログラム手段が配置されることを特徴とする、
特許請求の範囲第13項に記載の装置。 15 第2の計算に従つた第1の駆動手段62
a,62bの駆動と同時に前記第2の駆動手段2
6x,26yが前記第3の計算に従つて駆動され
るように前記プログラム手段が配置されることを
特徴とする、特許請求の範囲第13項に記載の装
置。 16 前記第1の、第2のおよび第3の計算の前
記実行および前記第1のおよび第2の駆動手段の
前記駆動が行なわれ、そのため前記第1のおよび
第2の駆動手段62a,62b;26x,26y
が前記ワークピースの中心の両方を前記予め定め
られた軸23と一致させるために同時に駆動され
るように前記プログラム手段が配置されることを
特徴とする、特許請求の範囲第13項に記載の装
置。 17 前記プログラム手段がさらに、前記第3の
および第4の駆動手段74,76,78を駆動す
ることにより前記ワークピース上で測定動作を行
なうために配置され、それによつて前記センサが
前記ワークピースの表面を横切り、前記センサか
らの出力信号が前記表面に関するデータを与える
ようにストアされることを特徴とする、特許請求
の範囲第1項ないし第16項のいずれかに記載の
装置。
Claims: 1. An apparatus for performing an operation on a workpiece, comprising a support 20 rotatable about a predetermined axis 23 and a support 20 mounted on said rotatable support 20 for rotation therewith. a mounted workpiece receiving member 4 and first means 46, 50a, 50b for supporting said receiving member and for tilting movement in any direction with respect to said rotatable support 20;
The rotatable support 20 supports the receiving member 4
second means 22 for lateral movement with respect to;
first and second drive means 62a, 62 for effecting said tilting and lateral movement, respectively;
b; 26x, 26y and the rotatable support 20
a third drive means 74 for rotating a surface sensor 10 mounted for movement substantially parallel to and towards and away from said axis 23; said movement of said sensor; and fourth drive means 76, 78 for bringing about the
said surface sensor 10 is adapted to traverse and sense a workpiece surface during relative movement between sensor 10 and the workpiece; and detecting a leveling error and detecting the leveling error of the first and second
drive means 62a, 62b; , B, three supporting elements 46, 50a, 5 that support the receiving member 4 only at three points A, B, P at the vertices of
0b, the first driving means 62a, 62b
are at least two of the support elements 50a, 50b.
so that the adjustment of one of said support elements 50a, 50b is relative to the respective tilt axis PB or PA extending substantially between the other two said elements 46 and 50b or 50a. characterized in that the receiving member 4 is tilted by the programming means depending on the angle PAB between the tilting axes PB, PA, the first drive means 62a,
62b and, depending on any said leveling error, said second drive means 26x, 26y. 2. Device according to claim 1, characterized in that the angle PAB between the tilt axes PA, PB is other than a right angle. 3. Device according to claim 2, characterized in that said points P, A, B are located at the vertices of an equilateral triangle and said angle PAB is thereby 60°. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that said points P, A, B are located symmetrically with respect to the center C of said workpiece receiving member 4. 5 Two of the three support elements 50a, 50b
characterized in that only the third support element 46 is adjustable and the third 46 of said three support elements is fixed,
An apparatus according to claim 4. 6 the first driving means is connected to the first and second driving means;
first and second motors 62 for effecting said tilting relative to each of the tilting axes PB, PA.
6. Device according to claim 5, characterized in that it comprises: a, 62b. 7. Claim 1, characterized in that said second drive means comprises first and second motors 26x, 26y for effecting said lateral movement in respective orthogonal directions x, y. The device according to any one of Items 1 to 6. 8 by a line in which the orthogonal directions x, y are equidistant from the at least two support elements 50a, 50b and pass through the third support element 46;
8. Device according to claim 7, characterized in that it is divided into equal parts. 9. Claims 1 to 8, characterized in that the predetermined axis 23 is vertical.
Apparatus according to any of paragraphs. 10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the workpiece receiving member 4 is a turntable. 11 said programming means in said first and second planes 1 at positions perpendicular to and spaced apart from said predetermined axis 23;
Such a centering and leveling correction operation in which the center of the workpiece 100 at 08, 112 is determined and said first and second drive means 62a, 62b; 26x, 26y are driven depending on said determination. 11. Apparatus according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is operable to carry out. 12 a first calculation in which the lateral movement of the workpiece receiving member 4 required for a first of said workpiece centers to coincide with said axis 23 is determined, the line joining said workpiece centers being A member 4 necessary to be parallel to the predetermined axis 23
a second calculation in which the inclination of the workpiece is determined, and a third calculation in which the lateral movement of the member 4 necessary to compensate for the displacement of the center of said first workpiece as a result of said inclination is determined and the first and second driving means 62a, 62b; 26x, 26
Claim 1, characterized in that said programming means are operable to control y.
The device according to item 1. 13 said programming means cause said first calculation to be carried out and said second drive means 26x, 26y to be adapted accordingly such that said first workpiece center coincides with said predetermined axis 23; and then determining the position of the second center, performing the second and third calculations and determining the position of the first center according to the second and third calculations.
and second drive means 62a, 62b; 26
13. Apparatus according to claim 12, characterized in that it is operable to perform a centering and leveling sequence in which the x, 26y are driven. 14. The programming means is arranged such that the second driving means 26x, 26y are driven in accordance with the second calculation following the completion of driving the first driving means 62a, 62b. do,
Apparatus according to claim 13. 15 First driving means 62 according to the second calculation
a, 62b and at the same time the second driving means 2
14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the programming means are arranged such that 6x, 26y are driven according to the third calculation. 16 said execution of said first, second and third calculations and said driving of said first and second driving means, so that said first and second driving means 62a, 62b; 26x, 26y
as claimed in claim 13, characterized in that the programming means are arranged such that the two centers of the workpiece are driven simultaneously to align both centers of the workpiece with the predetermined axis (23). Device. 17. said programming means is further arranged to perform a measuring operation on said workpiece by driving said third and fourth drive means 74, 76, 78, thereby causing said sensor to act on said workpiece; 17. A device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the output signal from the sensor is stored to give data about the surface.
JP4989387A 1986-03-04 1987-03-04 Device for conducting operation regarding workpiece Granted JPS62272186A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB868605325A GB8605325D0 (en) 1986-03-04 1986-03-04 Workpiece position control
GB8605325 1986-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62272186A JPS62272186A (en) 1987-11-26
JPH0370196B2 true JPH0370196B2 (en) 1991-11-06

Family

ID=10594022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4989387A Granted JPS62272186A (en) 1986-03-04 1987-03-04 Device for conducting operation regarding workpiece

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS62272186A (en)
DD (2) DD254771A5 (en)
GB (2) GB8605325D0 (en)
IN (1) IN169361B (en)
SU (2) SU1672934A3 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3714862A1 (en) * 1987-05-05 1988-11-17 Mauser Werke Oberndorf FLEXIBLE CNC MULTIPLE-POINT MEASURING DEVICE
DE3907656A1 (en) * 1989-03-09 1990-09-13 Bhs Hoefler Maschbau Method and device for stabilising the position of a supporting structure relative to a work table in a precision machine tool
JP2523177B2 (en) * 1989-04-28 1996-08-07 日本写真印刷株式会社 Positioning table
DE4005292A1 (en) * 1990-02-20 1991-08-22 Zeiss Carl Fa COORDINATE MEASURING DEVICE
JPH0830743B2 (en) * 1991-03-07 1996-03-27 株式会社ミツトヨ Leveling device
GB2291193B (en) * 1994-07-07 1997-12-03 Eastman Machine Co Co-ordinate measuring machine
ITBO20000427A1 (en) * 2000-07-14 2002-01-14 Primula Di Perrella Agostino EQUIPMENT FOR DIMENSIONAL AND / OR GEOMETRIC CONTROL OF PIECES OF MACHINES WITH ROTATION SYMMETRY.
JP3738844B2 (en) * 2002-09-04 2006-01-25 株式会社東京精密 Roundness measuring machine
GB2464509C (en) * 2008-10-17 2014-05-21 Taylor Hobson Ltd Surface measurement instrument and method
US8650939B2 (en) 2009-10-13 2014-02-18 Mitutoyo Corporation Surface texture measuring machine and a surface texture measuring method
JP2011085402A (en) * 2009-10-13 2011-04-28 Mitsutoyo Corp Surface property measuring instrument
GB2474893A (en) 2009-10-30 2011-05-04 Taylor Hobson Ltd Surface measurement instrument and method
GB2478303B (en) 2010-03-02 2018-03-07 Taylor Hobson Ltd Surface measurement instrument and calibration thereof
GB201202456D0 (en) * 2012-02-13 2012-03-28 Taylor Hobson Ltd Measurement apparatus and method
GB2499660B (en) 2012-02-27 2018-10-03 Taylor Hobson Ltd Surface measurement apparatus and method
CN102607482B (en) * 2012-03-26 2013-12-11 西安交通大学 Aligning and levelling device for rotating platform of ultra-precise measuring machine
JP6113998B2 (en) 2012-10-18 2017-04-12 株式会社ミツトヨ Shape measuring machine, method for adjusting shape measuring machine, and shape measuring method
GB2508737B (en) * 2012-12-06 2017-03-22 Canon Kk Contour shape measurement method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3270423A (en) * 1963-09-30 1966-09-06 Sheffield Corp Positioning device
US3839800A (en) * 1968-08-29 1974-10-08 Ibm Method and apparatus for precisely contouring a work-piece imprecisely positioned on a fixture
GB1350566A (en) * 1972-09-27 1974-04-18 Bjoro Vzaimozameny Aemosti V M Worktable for positioning workpieces in measuring devices for checking linear dimensions
GB1452280A (en) * 1973-03-02 1976-10-13 British United Shoe Machinery Measuring machines
GB1479621A (en) * 1974-08-07 1977-07-13 Rank Organisation Ltd Measuring apparatus
CH595941A5 (en) * 1976-03-02 1978-02-28 Fischer Ag Georg

Also Published As

Publication number Publication date
IN169361B (en) 1991-10-05
JPS62272186A (en) 1987-11-26
DD254771A5 (en) 1988-03-09
SU1718735A3 (en) 1992-03-07
SU1672934A3 (en) 1991-08-23
GB2189604A (en) 1987-10-28
DD255300A5 (en) 1988-03-30
GB8624396D0 (en) 1986-11-12
GB8605325D0 (en) 1986-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4731934A (en) Workpiece position control
JPH0370196B2 (en)
US4571847A (en) Method and apparatus for use in co-ordinate measuring machines
JP3467063B2 (en) Coordinate measuring device
JP6784539B2 (en) Roundness measuring machine
CN103776346A (en) Profile measuring instrument, adjusting method for profile measuring instrument, and profile measuring method
JPH09503973A (en) Method and apparatus for treating the surface of a large object
JP2000266534A (en) Surface profile measuring apparatus, inclination adjuster therefor and method for adjusting attitude of object
CN113733102B (en) Error calibration device for industrial robot
US5144561A (en) Apparatus for sensing a lens blank and a machine including such apparatus
JP2004205288A (en) Measuring instrument and accuracy analyzer equipped with the same
JP3880030B2 (en) V-groove shape measuring method and apparatus
CN87101750A (en) Workpiece position controller
JP3299359B2 (en) Tilt angle positioning device
CN111272095B (en) High-precision two-dimensional position sensor centering detection device and method
JP2569390B2 (en) Roundness measuring machine
JPH05231864A (en) Roundness measuring machine
JP2001133239A (en) Method and apparatus for measurement of inclination and decentering of lens mold
JP2838170B2 (en) Leveling device
KR100439564B1 (en) Surface grinding method and apparatus
JP2000176791A (en) Work positioning device and work positioning method
JP2991558B2 (en) Cylindricity measurement method by minimum area method
JP3478387B2 (en) Edge position detecting method and device, and edge distance measuring method and device
JP2863070B6 (en) Roundness measuring device
JP2863070B2 (en) Roundness measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees