JPH0379645B2 - - Google Patents

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JPH0379645B2
JPH0379645B2 JP56159912A JP15991281A JPH0379645B2 JP H0379645 B2 JPH0379645 B2 JP H0379645B2 JP 56159912 A JP56159912 A JP 56159912A JP 15991281 A JP15991281 A JP 15991281A JP H0379645 B2 JPH0379645 B2 JP H0379645B2
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Masakazu Kanemoto
Satoru Yoshida
Takao Manabe
Fumio Kamado
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/384,278 priority patent/US4484118A/en
Priority to DE8282107884T priority patent/DE3279538D1/en
Priority to EP82107884A priority patent/EP0073495B1/en
Publication of JPS58127110A publication Critical patent/JPS58127110A/en
Publication of JPH0379645B2 publication Critical patent/JPH0379645B2/ja
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    • 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
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/401Numerical 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 control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37207Verify, probe, workpiece

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定物と接する検知手段の移動位
置から例えば被測定物の孔径等を計測する計測方
法および計測装置に関するものである。 従来、マシニングセンタに自動計測機能を付加
する際に、検出器として接点型の検出器を使用し
た場合、その検出器が被測定物としてのワークに
接したときに発生する接触信号で機械に装着され
ている座標スケール、例えばインダクトシンやレ
ゾルバ等の値を読み取ることが必要である。この
接触信号は機械が移動中に発生するので、信号伝
達系の遅れ、(電気信号の遅れ、接触信号を演算
処理部へ取込むときの認識遅れ等)があると、機
械が行きすぎた点の座標を読みとることになる。
この誤差は、機械の送り速度が速くなるほど大き
くなる。 このようなことから、精度の高い計測を行うた
めには機械の送り速度をできるだけ遅くすればよ
いわけであるが、機械の送り速度を遅くすると、
計測に時間がかかりすぎ実用的でないという難点
が生じる。 一方、このようにワークと検出器との接触を伴
う計測方式の場合、ワークの計測位置に例えば切
粉等の異物が付着していると、大きな計測誤差を
生じる問題がある。従つて、このような問題を防
ぐためには計測する前にワークに付着している異
物を除去すればよいが、特に加工機械上での自動
計測では実際上困難な作業である。 本発明の目的は、前述のような異物による計測
誤差をなくすことができ、かつ計測精度を維持し
つつ計測能率を向上させることもできる計測方法
および計測装置を提供することにある。 本発明の計測方法は、被測定物との接離に伴い
検知信号を発生する検知手段と、この検知手段と
被測定物と相対移動させる駆動手段と、この駆動
手段に前記検知手段と被測定物との相対移動を指
令する指令値データを出力する指令手段と、前記
検知手段と被測定物との相対位置を検出しその相
対位置データを出力する位置検出手段と、前記検
知信号に基づき駆動手段を制御するとともに被測
定物と検知手段との接離位置を計測する制御手段
とを備えた計測装置を用いて計測を行う計測方法
において、前記駆動手段により被測定物と検知手
段とが相対移動され前記検知手段からそれらの接
触に伴う検知信号を受けたときの指令値データと
相対位置データとの差を記憶するとともに、その
差だけ同方向へ相対移動させてのち停止させ、す
なわち検知手段が被測定物に接した状態より更に
指令値データと相対位置データとの差(サーボエ
ラー量)だけ行きすぎた状態で停止させ、ついで
検知手段と被測定物とを逆方向へ前記サーボエラ
ー量だけ相対移動させたのち検知信号を判別し、
すなわち検知手段と被測定物との間に異物があれ
ば逆方向への相対移動により脱落した状態となる
ためそのときの状態を判別し、検知信号が接触に
伴う信号つまり元々異物が無い状態のときは検知
手段と被測定物とを離れる方向へ、検知信号が離
脱に伴う信号つまり異物が有つたが取れたる状態
のときは検知信号と被測定物とを接する方向へそ
れぞれ相対移動させることにより、異物による計
測誤差をなくし、この相対移動において検知手段
からの検知信号に基づいて検知手段と被測定物と
の接触位置を検知するようにして異物の影響がな
い高精度の計測を行う。併せて、これら相対移動
の各工程を区分けするとにより検知工程のみを低
速度に、他を高速度とすることを可能にし、計測
精度を維持しつつ計測能率の向上を達成しようと
するものである。 また、本発明の計測装置は、被測定物との接触
および離脱に伴い検知信号を発生する検知手段
と、この検知手段と被測定物とを相対移動させる
駆動手段と、この駆動手段に前記相対移動に関す
る指令値データを出力する指令手段と、前記検知
手段と被測定物との相対位置を検出しその相対位
置データを出力する位置検出手段と、前記検知信
号に基づき駆動手段を制御して被測定物と検知手
段との接触位置を計測する制御手段とを設ける。
そして、制御手段として、前記接触に伴う検知信
号を受けた際に接触状態信号を出力する接触状態
指示手段と、前記接触状態信号を受けた際に前記
指令値データと前記相対位置データとの差を制動
距離として記憶する制動距離記憶手段と、前記被
測定物と検知手段とを第一速度で近接方向に相対
移動させかつ前記接触状態信号を受けた際に同方
向に前記制動距離だけ相対移動させる第一移動指
令手段と、前記第一移動指令手段に続いて起動さ
れて前記被測定物と検知手段とを第二速度で逆方
向に前記制動距離だけ相対移動させる第二移動指
令手段と、前記第二移動指令手段に続いて起動さ
れて前記検知信号が接触状態ならば前記逆方向を
指定しかつ前記検知信号が離脱状態ならば前記近
接方向を指定する計測方向判定手段と、前記計測
方向判定手段に続いて起動されて指定された方向
に前記被測定物と検知手段とを前記第一速度およ
び第二速度よりも低速の第三速度で相対移動させ
る第三移動指令手段と、前記第三移動指令手段と
ともに起動されて前記検知信号が接触または離脱
の何れかに変化した際に前記相対位置データを計
測位置として出力する計測位置出力手段と、を設
ける。 このような構成により、被測定物と検知信号と
は、まず第一速度で近接され、接触したのち同方
向に所定距離行き過ぎ、それまでとは逆方向に第
二速度で所定距離戻される。そして、この時点で
の接触状態に応じて計測方向が選択され、接触し
ていれば逆方向つまり離脱する方向へ、離脱して
いれば近接方向つまり再度接触する方向へ、それ
ぞれ低速の第三速度で移動され、この移動の間に
離脱または再度接触した時点で接触位置が計測さ
れる。つまり、位置計測を行う際の第三速度を低
速にすることで精度を確保するとともに、第三速
度で移動する距離を短い区間に限定し、他の区間
での移動速度を高めて全体として迅速な動作を実
現し、さらに異物の有無による影響を自動的に回
避できるようにして前記目的を達成しようとする
ものである。 以下、本発明の一実施例を図面について説明す
る。 第1図は本実施例の全体のシステムを示してい
る。同システムは、被測定物としての工作物Wの
計測方向、つまり本実施例では穴Hの直径方向
(以下、x方向とする)に対して、例えばマシニ
ングセンタに装着された検知手段としての圧電素
子等からなる接触検出器1が駆動装置2の作動に
よつて往復移動できるようになつている。検出器
1は、先端に前記工作物Wと接するプローブ1A
を備え、このプローブ1Aが工作物Wに接してい
る間、信号検出回路3を通じて検知信号を本発明
の要部である制御手段としての制御部4へ与え
る。制御部4は、前記信号検出回路3を通じて与
えられる検知信号に基づき、予め設定された処理
手順に従つてNC装置5へ各種の制御信号を与え
るとともに、所定の条件下において、そのNC装
置5へ入力されているデータを取込むようになつ
ている。NC装置5は、指令手段および第一ない
し第三の移動指令手段を兼ねるものであり、前記
検出器1の移動位置を表わすところの駆動装置2
に取付けられた位置検出装置6からの測定値デー
タ(Position Feedback Signal,以下PFSとい
う)と指令値データXTとの差に基づき前記駆動
装置2を駆動させるとともに、前記制御部4から
の制御信号に従つてその駆動を制御する。 第2図は前記制御部4とNC装置5との回路構
成を示している。前記NC装置5は、所定の演算
を行うNC装置要部51と、第1、第2の記憶手
段52,53と、加算部54と、差レジスタ55
とが含まれている。前記NC装置要部51には、
シーケンス情報を扱うシーケンス部51A、テー
プ読取部7からのデータをデコードするデコード
部51BおよびクロツクタイムΔTに応じた一定
時間毎の移動指令値(Δx/ΔT)を出力する補間
演算部51C等が含まれている。また、前記第1
の記憶手段52は、前記位置検出装置6から逐次
入力される測定値データPFSを順次記憶するフイ
ードバツクカウンタで構成されている。また、前
記第2の移動手段53は、前記NC装置要部51
の補間演算部51Aから一定時間毎に送られてく
る移動指令値Δx/ΔTを積算して現在時点での指
令値データXT=ΣT(Δx/ΔT)として記憶する指
令値カウンタによつて構成されている。これら第
1,第2の記憶手段52,53の差は、前記加算
部54を介して差レジスタ55に、いわゆるサー
ボエラーSVEとして与えられる。このサーボエ
ラーSVEは、D/A変換部を含む前記駆動装置
2に与えられる。ちなみに、前記加算部54およ
び差レジスタ55は可逆カウンタとして構成する
ことができる。 前記制御部4は、前記信号検出回路3からの検
出信号がアンド回路21,22にそれぞれ入力さ
れるようになつているとともに、インバータ23
を介してアンド回路24に入力されるようになつ
ている。前記アンド回路21には、前記検知信号
のほかに、タイマ回路25から一定時間Δt毎に
出力されるクロツク信号およびフリツプフロツプ
26のセツト出力端Qからの信号がそれぞれ入力
されている。また、このアンド回路21からの出
力は、前記フリツプフロツプZ26をリセツト
し、かつ前記NC装置要部51にその指令値Δx/
ΔTの分配を停止させて指令値データXTを固定す
るための停止指令信号STPとして入力されてい
るとともに、ゲート回路27に与えられている。 ここにおいて、アンド回路21およびフリツプ
フロツプ26により接触状態指示手段が構成さ
れ、アンド回路21のH出力が接触状態信号とな
る。 ゲート回路27は、前記アンド回路21の出力
がHレベル(論理値1)になつたとき開放され、
前記差レジスタ55のサーボエラーSVEを制動
距離記憶手段である第3の記憶手段28へ取込
む。この第3の記憶手段28へ取込まれたデータ
は、前記差レジスタ55が一旦零にされた際、検
出器1を逆方向へ移動させるための制動距離
ΔXSVEとして、前記NC装置要部51に与えられ
る。 また、前記アンド回路22,24には、前記信
号検出回路3からの信号のほかに、前記NC装置
要部51から前記信号ΔXSVEに基づく動作終了後
出力される判別指令信号HSが入力されている。
そして、各アンド回路22,24の出力端にはそ
れぞれフリツプフロツプ29,30のセツト入力
端Sが接続されている。一方のフリツプフロツプ
29のセツト出力端Qからの信号は、前記NC装
置要部51に対して前記検出器1が工作物Wから
離れる方向へ前記駆動装置2を駆動させるための
順送り指令信号FSとして入力されているととも
に、アンド回路31に与えられている。また、前
記他方のフリツプフロツプ30のセツト出力端Q
からの信号は、前記NC装置要部51に対して前
記検出器1が工作物Wに接する方向へ前記駆動装
置2を駆動させるための逆送り指令信号RSとし
て出力されているとともに、アンド回路33に与
えられている。 ここにおいて、アンド回路22,24およびフ
リツプフロツプ29,30により計測方向判定手
段が構成され、順送り指令信号FSまたは逆送り
指令信号RSにより計測方向が指定される。 一方、アンド回路31には、順送り指令信号
FSの他に、信号検出回路3からの検知信号がイ
ンバータ32で反転された信号、およびタイマー
回路25からのクロツク信号がそれぞれ入力され
ている。また、アンド回路33には、逆送り指令
信号RSの他に、信号検出回路3からの検知信号、
およびタイマー回路25からのクロツク信号がそ
れぞれ入力されている。 これらのアンド回路31,33からの出力はオ
ア回路34を通つてゲート回路35に与えられて
いる。ゲート回路35は、前記アンド回路31,
33のいずれかの出力がHレベルになつたとき開
放され、前記第1の記憶手段52のデータを第4
の記憶手段36へ取込む。 ここにおいて、アンド回路31,33ないし第
4の記憶手段36により計測位置出力手段が構成
され、第4の記憶手段36に取込まれたデータ
は、計測値として例えば表示器等へ出力される。
なお、前記フリツプフロツプ26は前記NC装置
要部のシーケンス部51Aからの初期設定指令信
号SSによりセツト状態に設定される。また、前
記フリツプフロツプ29,30は、オア回路37
を介して与えられる前記NC装置要部51のシー
ケンス部51Aからの指令信号SSおよび前記オ
ア回路34からの出力により、それぞれリセツト
される。 次に、本実施例の作用を第3図、第4図および
第5図をも参照して説明する。 まず、NC装置要部51のシーケンス部51A
からの初期設定指令信号SSによりフリツプフロ
ツプ26をセツト状態に、フリツプフロツプ2
9,30をリセツト状態にそれぞれ初期設定した
後、NC装置要部51からの指令により、駆動装
置2を介して検出器1を測定開始点となる基準位
置P0から高速の第一速度V1で移動させると(第
3図参照)、位置フイードバツク信号PFSが駆動
装置2に取付けられた位置検出装置6から逐次与
えられ、その測定データが第1の記憶手段52に
記憶されていく。 一方、検出器1が速度V1で移動する過程にお
いて、プローブ1Aが工作物Wと接する位置Pに
達すると、信号検出回路3を通じてHレベルの検
知信号(接触信号)が制御部4のアンド回路21
へ与えられる。このとき、工作物Wの被測定面に
例えば切粉等の異物が付着していると、プローブ
1Aがその異物と接する位置P′、つまり工作物W
の真の被測定面と接する位置より手前の時点でH
レベルの検知信号がアンド回路21に与えられ
る。アンド回路21は、フリツプフロツプ26が
セツトされた状態つまりそのセツト出力端Qから
Hレベルの信号が与えられている状態にあるか
ら、タイマ回路25からのクロツク信号が与えら
れたとき、Hレベルの出力を発生する。すると、
そのアンド回路21からのHレベルの出力によ
り、フリツプフロツプ26がリセツトされると同
時に、NC装置要部51に対して停止指令信号
STPが与えられる。これにより、NC装置要部5
1は補間演算部51Cから第2の記憶手段53へ
の指令値Δx/ΔTの分配を停止し、第2の記憶手
段53の指令値データXTを固定する。更に、ア
ンド回路21からのHレベルの出力によりゲート
回路27が開放される。すると、第1の記憶手段
52の測定値データと第2の記憶手段53の指令
値データとの差(サーボエラー量SVE)、すなわ
ち差レジスタ55の値が制動距離ΔXSVEとして第
3の記憶手段28へ記憶される。この後、検出器
1はサーボエラー量が零になる位置P1、もしく
はP1′まで移動されて停止される(第3図参照)。 ここで、検出器1のプローブ1Aが工作物Wと
接し、それに伴う検知信号が出力されてから停止
するまでの検出器1の行きすぎ量lは、 l=サーボエラー量+V1・Δt1 ……(1) で表わされる。ここで、V1・Δt1は、制動にあた
つて生じる遅れ誤差Δt1に伴う停止位置のずれ量
であり、Δt1は、検出器1のプローブ1Aが工作
物Wに接して検知信号が出力された時点からタイ
マ回路25のクロツク信号が与えられるまでの時
間つまり制御部4が検知信号を認識するまでの遅
れで、少なくともクロツク信号の周期Δtより小
さい。 次に、検出器1が停止した位置P1、もしくは
P1′から検出器1を、前記第3の記憶手段28の
制動距離ΔXSVEだけ逆方向へ比較的高速の第二速
度V2で移動させる。この移動が停止すると、NC
装置要部51から判別指令信号HSが制御部4の
アンド回路22,24に与えられる。ここで、ア
ンド回路22,24は、信号検出回路3を通じて
与えられる検知信号がHレベルであるか、Lレベ
ルであるかを判別する。通常、はじめにプローブ
1Aが接触信号を出力したとき、工作物Wとプロ
ーブ1Aとの間に異物が介在されていない場合に
は、プローブ1Aが工作物Wに実際に接触してか
ら制御部4が接触を認識するまでの時間遅れがあ
るため、Hレベルの検知信号、つまりプローブ1
Aが工作物Wに接触している状態にあるが、工作
物Wとプローブ1Aとの間に異物が介在されてい
る場合には、そのプローブ1Aが異物に接触した
際その接触に伴つて異物が脱落するためLレベル
の検知信号、つまりプローブ1Aが工作物Wから
離れた状態にある。 いま、はじめにプローブ1Aが接触信号を出力
したとき異物が無かつたとすると、Hレベルの検
知信号がアンド回路22,24に与えられている
状態にあるから、アンド回路22からHレベルの
信号が出力される。すると、フリツプフロツプ2
9がセツトされるため、そのフリツプフロツプ2
9のセツト出力端QからのHレベルの信号がアン
ド回路31へ与えられるとともに、順送り指令信
号FSとしてNC装置要部51に与えられる。これ
により、NC装置要部51は、前行程で検出器1
をサーボエラー量だけ逆方向へ移動させた位置
P2から、検出器1を低もしくは微小速の第三速
度V3で同方向へ移動させる。 検出器1が速度V3で移動する過程において、
そのプローブ1Aが工作物Wから離脱する位置P
に達すると、信号検出回路3を通じてLレベルの
検知信号(離脱信号)が制御部4のインバータ3
2で反転された後、アンド回路31へ与えられ
る。アンド回路31は、フリツプフロツプ29が
セツトされた状態つまりセツト出力端QからHレ
ベルの信号が与えられている状態にあるから、タ
イマ回路25からのクロツク信号が与えられたと
き、Hレベルの出力を発生する。すると、このア
ンド回路31からのHレベルの出力により、ゲー
ト回路35が開放され、この時の第1の記憶手段
52の測定値データが第4の記憶手段36へ記憶
されると同時に、フリツプフロツプ29がリセツ
トされ、初期状態とされる。この後、第4の記憶
手段36に記憶されたデータは、計測値として例
えば表示器等に表示することができる。 ここで、検出器1のプローブ1Aが工作物Wか
ら離脱し、その際の検知信号が出力された時点か
ら、その検知信号を認識するまでの間Δt2(Δt)
における検出器1の行きすぎ量つまり誤差δは、 δ=V3・Δt2 ……(2) で表わされる。従つて、速度V3を低速もしくは
微小速度とするば、誤差δをきわめて小さくする
ことができる。また、速度V2については測定に
無関係であるから速い送りとし、速度V1につい
ては多少誤差があつてもよいので、最も速い検出
器1の許容速度とすれば、速度V3を低速もしく
は微小速度としたとしてもその移動距離が僅かな
範囲に限られるため、計測精度を落すことなく、
かつ計測能率を上げることが可能である。 例えば、検出器1の基準位置P0から検出器1
が工作物Wと接触するまでの距離0(実際には
不明)を10mm、Δt=5m secの条件において、 速度V1,V2,V3をともに2000mm/minのよ
うな高速度とすると、測定時間は1秒以下であ
るが、測定誤差は最大166μmとなる。 一方、速度V1,V2,V3をともに10mm/min
のような低速度とすると、測定誤差は約0.8μm
であるが、測定時間は1分以上となる。 さらに、速度V1を2000mm/min、速度V2
1000mm/min、速度V3を10mm/minとすると、
測定精度はと同じで約0.8μmであり、測定時
間は、前記行きすぎ量を2mmとしても約1.4秒
となる。 従つて、の条件で送り速度を制御すれば、計
測精度を落すことなく、計測時間を著しく短縮す
ることができる。 一方、前記アンド回路22,24における判別
において、はじめにプローブ1Aが接触信号を出
力したとき異物が有り、サーボエラー量だけの逆
方向移動時に落下したとすると、プローブ1Aが
工作物Wから離れてLレベルの検知信号がアンド
回路22,24に与えられている状態にあるか
ら、アンド回路24からHレベルの信号が出力さ
れる。すると、フリツプフロツプ30がセツトさ
れるため、このフリツプフロツプ30のセツト出
力端QからのHレベルの信号がアンド回路33に
与えられるとともに、逆送り指令信号RSとして
NC装置要部51に与えられる。これにより、
NC装置要部51は、前行程で検出器1をサーボ
エラー量だけ逆方向へ移動させた位置P2′から、
検出器1を低もしくは微小速度である速度V3
前行程とは逆方向、つまり、工作物Wに当接する
方向に移動させる。 検出器1が速度V3で移動する過程において、
そのプローブ1Aが工作物Wに接する位置Pに達
すると、信号検出回路3を通じてHレベルの検知
信号が制御部4のアンド回路33へ与えられる。
アンド回路33は、フリツプフロツプ30がセツ
トされた状態つまりセツト出力端QからHレベル
の信号が与えられている状態にあるから、タイマ
回路25からのクロツク信号が与えられたとき、
Hレベルの出力を発生する。すると、このアンド
回路33からのHレベルの出力により、前記と同
様にゲート回路35が開放され、この時の第1の
記憶手段53の測定値データが第4の記憶手段3
6へ記憶されると同時に、フリツプフロツプ29
がリセツトされ初期状態に設定される。 従つて、工作物Wに異物が付着している場合で
も、サーボエラー量だけ逆方向へ移動した時点
で、それを判別し、再びプローブ1Aが工作物W
に接する方向へ移動させて計測する結果、異物に
伴う計測誤差を防止できる。また、この場合の計
測能率については、異物の大きさにもよるが、工
作物Wに付着する程度の異物であることを考えれ
ば、前述した例と略同程度の高能率が達成でき
る。 なお、第4図では異物が無い場合における制御
部4の各種信号波形のタイムチヤートと検出器1
の速度変化を、第5図では異物が有つた場合にお
ける制御部4の各種信号波形のタイムチヤートと
検出器1の速度変化をそれぞれ示している。 以上の説明ではプローブ1Aの接触端の径を無
視したが、実際にはその接触端の径を補正する必
要がある。また、計測の対象としては、欠径の計
測のほか、穴芯の測定、自動芯出し、同芯穴加工
等に利用することができる。 なお、前記実施例における第2図では、制御部
4をハードウエアとしての論理回路による構成を
示したが、最近の如く、CNC(omputerized
Numerical ontrol device)タイプの数値制
御装置の場合には、制御部4を具体的な論理回路
の構成とする必要がなくなり、一群のプログラム
指令に置換えることができる。こうしたプログラ
ム指令群はCNC装置において、サブプログラム
としてΔtごとの割込み信号に応答して読み出さ
れ、実行される。 そこで、このプログラム指令の主なステツプを
説明する。 今、機械(検出器)が速度V1で移動中におい
て、割込み信号が与えられると、信号検出回路3
の出力の有無がチエツクされ、この信号検出回路
3の出力が“有”のときには、CNC装置内での
補間演算を停止させるとともに、このときのサー
ボエラー量をレジスタ(前記実施例における第3
の記憶手段28に相当する)にストアする。やが
て、機械がサーボエラー分だけ移動したあと停止
されると、前記レジスタの内容を機械の駆動系に
指令値として与え、機械を前記速度V1での移動
方向とは逆方向に速度V2で移動させるように指
令する。 ついで、サーボエラー分の移動が終ると、信号
検出回路3の出力の有無をチエツクし、それが
“有”のときには低(微)速度V3で速度V2と同一
方向への移動指令を、“無”のときには低(微)
速度V3で速度V2とは逆方向への移動指令を与え
る。この低速度V3での移動中に、信号検出回路
3の出力の変化をチエツクし、変化していたらコ
マンドパルス(Δx/ΔT)の供給を停止させる。
そして、このときの第1の記憶手段の内容をレジ
スタへ転送し、必要ならその値を表示させるよう
に指令する。 以上、プログラム指令の中の主なものを説明し
たが、熟練したプログラマーであれば、第2図を
参照することによつて、割込み指令に応答して作
動する一連のプログラムを作成することは容易で
ある。 また、前記実施例では、マシニングセンタに装
着するようにしたが、本発明はこれに限られるも
のではなく、例えばNC横中ぐり盤等でも可能で
あり、さらには工作機械に限らず一盤の計測装
置、例えば座標測定装置にも適用できる。 上述のように、本発明によれば、計測精度を維
持しつつ計測能率を向上させることができ、更に
異物による計測誤差をなくすことができる計測方
法および計測装置を提供できるという効果があ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring method and a measuring device for measuring, for example, a hole diameter of a workpiece from a moving position of a detection means in contact with the workpiece. Conventionally, when adding an automatic measurement function to a machining center, if a contact type detector was used as a detector, the contact signal generated when the detector came into contact with a workpiece to be measured would cause the sensor to be attached to the machine. It is necessary to read the values of the coordinate scale, such as inductosin and resolver. This contact signal is generated while the machine is moving, so if there is a delay in the signal transmission system (such as a delay in electrical signals or a delay in recognition when the contact signal is taken into the arithmetic processing unit), the machine may have gone too far. The coordinates of will be read.
This error increases as the machine feed speed increases. For this reason, in order to perform highly accurate measurements, it is sufficient to make the machine feed speed as slow as possible, but if the machine feed speed is slowed down,
The problem arises that measurement takes too much time and is not practical. On the other hand, in the case of a measurement method that involves contact between the workpiece and the detector, there is a problem in that large measurement errors occur if foreign matter such as chips is attached to the measurement position of the workpiece. Therefore, in order to prevent such problems, foreign matter adhering to the workpiece should be removed before measurement, but this is a difficult task in practice, especially when automatic measurement is performed on a processing machine. An object of the present invention is to provide a measuring method and a measuring device that can eliminate measurement errors caused by foreign objects as described above, and can also improve measurement efficiency while maintaining measurement accuracy. The measurement method of the present invention includes: a detection means that generates a detection signal as it approaches and separates from an object to be measured; a drive means that moves the detection means and the object relative to each other; command means for outputting command value data for commanding relative movement with an object; position detection means for detecting a relative position between the detection means and the object to be measured and outputting the relative position data; and driving based on the detection signal. In a measurement method that performs measurement using a measuring device that is equipped with a control means that controls the means and measures the contact and separation positions of the object to be measured and the detection means, the drive means moves the object to be measured and the detection means relative to each other. The difference between the command value data and the relative position data when the sensor is moved and receives a detection signal due to contact from the sensing means is stored, and the sensing means is relatively moved in the same direction by the difference and then stopped. The detection means is stopped when the object is in contact with the object to be measured by the difference between the command value data and the relative position data (servo error amount), and then the detection means and the object to be measured are moved in the opposite direction until the servo error amount is reached. After relatively moving, the detection signal is determined,
In other words, if there is a foreign object between the detection means and the object to be measured, it will fall off due to relative movement in the opposite direction, so the state at that time is determined, and the detection signal is a signal associated with contact, that is, a state in which there was no foreign object originally. When the detection signal is a signal associated with detachment, that is, when a foreign object is present but has been removed, the detection signal and the object to be measured are moved relative to each other in the direction in which they are in contact with each other. , measurement errors caused by foreign objects are eliminated, and the contact position between the sensing means and the object to be measured is detected during this relative movement based on the detection signal from the sensing means, thereby performing highly accurate measurement without the influence of foreign objects. In addition, by dividing each process of these relative movements, it is possible to make only the detection process slow and the others high speed, aiming to improve measurement efficiency while maintaining measurement accuracy. . Further, the measuring device of the present invention includes a detection means that generates a detection signal upon contact with and separation from an object to be measured, a drive means that relatively moves the detection means and the object to be measured, and a drive means that moves the detection means and the object relative to each other. a command means for outputting command value data related to movement; a position detection means for detecting a relative position between the detection means and the object to be measured and outputting the relative position data; A control means for measuring a contact position between the object to be measured and the detection means is provided.
The control means includes a contact state indicating means that outputs a contact state signal when receiving a detection signal associated with the contact, and a difference between the command value data and the relative position data when receiving the contact state signal. braking distance storage means for storing a braking distance as a braking distance; and a means for relatively moving the object to be measured and the detecting means in a proximal direction at a first speed, and relatively moving the object by the braking distance in the same direction when receiving the contact state signal. a second movement command means that is activated subsequent to the first movement command means and relatively moves the object to be measured and the detection means in opposite directions at a second speed by the braking distance; measurement direction determining means that is activated subsequent to the second movement command means and specifies the opposite direction if the detection signal is in a contact state, and specifies the approaching direction if the detection signal is in a detached state; a third movement command means that is activated subsequent to the determination means and relatively moves the object to be measured and the detection means in a specified direction at a third speed lower than the first speed and the second speed; 3. Measured position output means that is activated together with the movement command means and outputs the relative position data as a measured position when the detection signal changes to either contact or separation. With such a configuration, the object to be measured and the detection signal are first approached at a first speed, and after making contact, they travel a predetermined distance in the same direction, and are returned a predetermined distance in the opposite direction at a second speed. Then, the measurement direction is selected depending on the contact state at this point, and if it is in contact, it is in the opposite direction, that is, in the direction of separation, and if it is separated, it is in the approaching direction, that is, in the direction of contacting again. During this movement, the contact position is measured at the time of separation or contact again. In other words, accuracy is ensured by setting the third speed at a low speed when performing position measurements, and the distance traveled at the third speed is limited to short sections, increasing the moving speed in other sections to speed up the overall process. The purpose of the present invention is to achieve the above-mentioned object by realizing a flexible operation and automatically avoiding the influence of the presence or absence of a foreign object. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire system of this embodiment. The system uses a piezoelectric element as a detection means mounted on a machining center, for example, in the measurement direction of the workpiece W as the object to be measured, that is, in the diameter direction of the hole H (hereinafter referred to as the x direction) in this embodiment. A contact detector 1 consisting of a contact detector 1, etc., can be moved back and forth by the operation of a drive device 2. The detector 1 includes a probe 1A whose tip is in contact with the workpiece W.
While the probe 1A is in contact with the workpiece W, a detection signal is provided through the signal detection circuit 3 to a control section 4 serving as a control means, which is a main part of the present invention. The control unit 4 provides various control signals to the NC device 5 according to preset processing procedures based on the detection signal provided through the signal detection circuit 3, and also provides various control signals to the NC device 5 under predetermined conditions. It is designed to import the data that has been entered. The NC device 5 also serves as a commanding means and first to third movement commanding means, and is connected to a driving device 2 which indicates the movement position of the detector 1.
The driving device 2 is driven based on the difference between the measured value data (Position Feedback Signal, hereinafter referred to as PFS) from the position detection device 6 attached to the The drive is controlled according to the following. FIG. 2 shows the circuit configuration of the control section 4 and the NC device 5. The NC device 5 includes an NC device main section 51 that performs predetermined calculations, first and second storage means 52 and 53, an addition section 54, and a difference register 55.
and are included. The main part of the NC device 51 includes:
It includes a sequence section 51A that handles sequence information, a decode section 51B that decodes data from the tape reading section 7, and an interpolation calculation section 51C that outputs a movement command value (Δx/ΔT) at fixed time intervals according to a clock time ΔT. ing. In addition, the first
The storage means 52 is constituted by a feedback counter that sequentially stores the measured value data PFS sequentially inputted from the position detecting device 6. Further, the second moving means 53 includes the main part 51 of the NC device.
A command value counter integrates the movement command values Δx/ΔT sent from the interpolation calculation unit 51A at fixed time intervals and stores the current command value data as X TT (Δx/ΔT). It is configured. The difference between these first and second storage means 52, 53 is given to the difference register 55 via the adder 54 as a so-called servo error SVE. This servo error SVE is given to the drive device 2 including the D/A converter. Incidentally, the addition section 54 and the difference register 55 can be configured as reversible counters. The control section 4 is configured such that the detection signal from the signal detection circuit 3 is input to AND circuits 21 and 22, respectively, and also inputs the detection signal from the signal detection circuit 3 to an inverter 23.
The signal is inputted to the AND circuit 24 via. In addition to the detection signal, the AND circuit 21 receives a clock signal output from the timer circuit 25 at fixed time intervals Δt and a signal from the set output terminal Q of the flip-flop 26. Further, the output from the AND circuit 21 resets the flip-flop Z26 and sends the command value Δx/ to the NC device main section 51.
It is input as a stop command signal STP for stopping the distribution of ΔT and fixing the command value data X T , and is also given to the gate circuit 27. Here, the AND circuit 21 and the flip-flop 26 constitute contact state indicating means, and the H output of the AND circuit 21 becomes the contact state signal. The gate circuit 27 is opened when the output of the AND circuit 21 becomes H level (logical value 1),
The servo error SVE of the difference register 55 is taken into the third storage means 28 which is a braking distance storage means. The data taken into the third storage means 28 is stored as the braking distance ΔX SVE for moving the detector 1 in the opposite direction when the difference register 55 is once set to zero. given to. In addition to the signal from the signal detection circuit 3, the AND circuits 22 and 24 also receive a discrimination command signal HS outputted from the NC device main section 51 after the operation based on the signal ΔX SVE is completed. There is.
The set input terminals S of flip-flops 29 and 30 are connected to the output terminals of the AND circuits 22 and 24, respectively. A signal from the set output terminal Q of one flip-flop 29 is inputted to the NC device main section 51 as a forward feed command signal FS for driving the drive device 2 in the direction in which the detector 1 moves away from the workpiece W. and is also applied to the AND circuit 31. Also, the set output terminal Q of the other flip-flop 30
The signal from the AND circuit 33 is outputted to the NC device main section 51 as a reverse feed command signal RS for driving the drive device 2 in the direction in which the detector 1 contacts the workpiece W. is given to. Here, the AND circuits 22, 24 and the flip-flops 29, 30 constitute a measurement direction determining means, and the measurement direction is designated by the forward feed command signal FS or the reverse feed command signal RS. On the other hand, the AND circuit 31 receives a sequential feed command signal.
In addition to the FS, a signal obtained by inverting the detection signal from the signal detection circuit 3 by an inverter 32 and a clock signal from the timer circuit 25 are input. In addition to the reverse feed command signal RS, the AND circuit 33 also receives a detection signal from the signal detection circuit 3,
and a clock signal from the timer circuit 25 are respectively input. Outputs from these AND circuits 31 and 33 are given to a gate circuit 35 through an OR circuit 34. The gate circuit 35 includes the AND circuit 31,
33 is released when the output of one of them becomes H level, and the data of the first storage means 52 is stored in the fourth memory means 52.
The data is taken into the storage means 36 of. Here, the AND circuits 31, 33 and the fourth storage means 36 constitute a measured position output means, and the data taken into the fourth storage means 36 is outputted as a measurement value to, for example, a display.
The flip-flop 26 is set to the set state by an initial setting command signal SS from the sequence section 51A of the main part of the NC device. Further, the flip-flops 29 and 30 have an OR circuit 37
The command signal SS from the sequence section 51A of the NC device main section 51 and the output from the OR circuit 34 are respectively reset. Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 3, 4, and 5. First, the sequence section 51A of the NC device main section 51
The flip-flop 26 is placed in the set state by the initial setting command signal SS from the flip-flop 2.
9 and 30 are respectively initialized to the reset state, the detector 1 is moved from the reference position P 0 , which is the measurement starting point, to the high-speed first speed V 1 via the drive device 2 in response to a command from the NC device main section 51. When it is moved (see FIG. 3), a position feedback signal PFS is sequentially given from the position detection device 6 attached to the drive device 2, and the measured data is stored in the first storage means 52. On the other hand, in the process of the detector 1 moving at a speed V 1 , when the probe 1A reaches the position P where it contacts the workpiece W, an H level detection signal (contact signal) is transmitted through the signal detection circuit 3 to the AND circuit of the control unit 4. 21
given to. At this time, if a foreign object such as chips is attached to the surface to be measured of the workpiece W, the probe 1A is at a position P' where it comes into contact with the foreign object, that is, the workpiece W.
H at the point before the position in contact with the true surface to be measured.
A level detection signal is given to the AND circuit 21. Since the flip-flop 26 is in the set state, that is, the AND circuit 21 is in a state where an H level signal is applied from its set output terminal Q, when the clock signal from the timer circuit 25 is applied, the AND circuit 21 outputs an H level signal. occurs. Then,
The flip-flop 26 is reset by the H level output from the AND circuit 21, and at the same time, a stop command signal is sent to the main part of the NC device 51.
STP is given. As a result, the main part of the NC device 5
1 stops the distribution of the command value Δx/ΔT from the interpolation calculation unit 51C to the second storage means 53, and fixes the command value data X T in the second storage means 53. Further, the H level output from the AND circuit 21 opens the gate circuit 27. Then, the difference (servo error amount SVE) between the measured value data of the first storage means 52 and the command value data of the second storage means 53, that is, the value of the difference register 55, is stored as the braking distance ΔX SVE in the third storage means. 28. Thereafter, the detector 1 is moved to a position P 1 or P 1 ' where the servo error amount becomes zero and is stopped (see FIG. 3). Here, the overshoot amount l of the detector 1 from when the probe 1A of the detector 1 comes into contact with the workpiece W and the corresponding detection signal is output until it stops is: l=servo error amount +V 1 · Δt 1 ... ...(1) Here, V 1 ∆t 1 is the amount of deviation in the stop position due to the delay error ∆t 1 that occurs during braking, and ∆t 1 is the amount of deviation of the stop position due to the delay error ∆t 1 that occurs during braking, and ∆t 1 is the detection signal when the probe 1A of the detector 1 is in contact with the workpiece W. This is the time from when the clock signal is output to when the clock signal is applied to the timer circuit 25, that is, the delay until the control section 4 recognizes the detection signal, and is smaller than at least the cycle Δt of the clock signal. Next, the position P 1 where the detector 1 stopped, or
From P 1 ', the detector 1 is moved in the opposite direction by the braking distance ΔX SVE of the third storage means 28 at a relatively high second speed V 2 . When this movement stops, the NC
A discrimination command signal HS is given from the main part 51 of the apparatus to the AND circuits 22 and 24 of the control part 4. Here, the AND circuits 22 and 24 determine whether the detection signal provided through the signal detection circuit 3 is at H level or L level. Normally, when the probe 1A first outputs a contact signal, if there is no foreign object between the workpiece W and the probe 1A, the controller 4 is activated after the probe 1A actually contacts the workpiece W. Since there is a time delay until contact is recognized, the H level detection signal, that is, probe 1
A is in contact with the workpiece W, but if a foreign object is interposed between the workpiece W and the probe 1A, when the probe 1A comes into contact with the foreign object, the foreign object Since the probe 1A falls off, the detection signal is at L level, that is, the probe 1A is separated from the workpiece W. Now, assuming that there was no foreign object when the probe 1A first outputs the contact signal, the H level detection signal is being given to the AND circuits 22 and 24, so the AND circuit 22 outputs an H level signal. be done. Then flipflop 2
9 is set, so the flip-flop 2
An H level signal from the set output terminal Q of No. 9 is applied to the AND circuit 31, and is also applied to the main section of the NC device 51 as a forward feed command signal FS. As a result, the NC device main part 51 detects the detector 1 in the previous step.
The position where is moved in the opposite direction by the servo error amount
From P 2 , the detector 1 is moved in the same direction at a third speed V 3 that is low or very small. In the process of detector 1 moving at speed V 3 ,
Position P where the probe 1A leaves the workpiece W
When the detection signal reaches the inverter 3 of the control unit 4, an L level detection signal (disengagement signal) is transmitted through the signal detection circuit 3.
After being inverted in step 2, it is applied to the AND circuit 31. Since the flip-flop 29 is in the set state, that is, the AND circuit 31 is in the state where an H level signal is applied from the set output terminal Q, when the clock signal from the timer circuit 25 is applied, the AND circuit 31 outputs an H level output. Occur. Then, the gate circuit 35 is opened by the H level output from the AND circuit 31, and the measured value data of the first storage means 52 at this time is stored in the fourth storage means 36, and at the same time, the flip-flop 29 is reset to its initial state. Thereafter, the data stored in the fourth storage means 36 can be displayed as measured values on, for example, a display. Here, from the time when the probe 1A of the detector 1 detaches from the workpiece W and the detection signal at that time is output until the detection signal is recognized, Δt 2 (Δt)
The amount of overshoot, that is, the error δ of the detector 1 in is expressed as δ=V 3 ·Δt 2 (2). Therefore, if the speed V 3 is set to a low speed or a very small speed, the error δ can be made extremely small. In addition, the speed V 2 is unrelated to the measurement, so it is assumed to be a fast feed, and the speed V 1 may have some error, so if the allowable speed of the fastest detector 1 is set, then the speed V 3 is set to a slow or minute feed. Even if it is measured as speed, the distance traveled is limited to a small range, so without compromising measurement accuracy,
Moreover, it is possible to increase measurement efficiency. For example, from the reference position P 0 of detector 1 to detector 1
Under the conditions that the distance 0 (actually unknown) until contact with the workpiece W is 10 mm and Δt = 5 m sec, and the speeds V 1 , V 2 , and V 3 are all high speeds such as 2000 mm/min, Although the measurement time is less than 1 second, the measurement error is up to 166 μm. On the other hand, the speeds V 1 , V 2 , and V 3 are all 10 mm/min.
At a low speed like , the measurement error is about 0.8μm.
However, the measurement time is 1 minute or more. Furthermore, the speed V 1 is 2000 mm/min, and the speed V 2 is
Assuming 1000mm/min and speed V 3 of 10mm/min,
The measurement accuracy is the same as that of about 0.8 μm, and the measurement time is about 1.4 seconds even if the overshoot amount is 2 mm. Therefore, if the feed rate is controlled under the following conditions, the measurement time can be significantly shortened without reducing measurement accuracy. On the other hand, in the determination made by the AND circuits 22 and 24, if there is a foreign object when the probe 1A first outputs the contact signal and it falls while moving in the opposite direction by the amount of servo error, the probe 1A will be separated from the workpiece W and Since the level detection signal is being applied to the AND circuits 22 and 24, the AND circuit 24 outputs an H level signal. Then, since the flip-flop 30 is set, the H level signal from the set output terminal Q of the flip-flop 30 is given to the AND circuit 33 and is also used as the reverse feed command signal RS.
It is given to the main part 51 of the NC device. This results in
The main part of the NC device 51 moves the detector 1 from the position P 2 ′ where it was moved in the opposite direction by the servo error amount in the previous step.
The detector 1 is moved at a speed V3 , which is a low or very small speed, in the direction opposite to the previous stroke, that is, in the direction in which it comes into contact with the workpiece W. In the process of detector 1 moving at speed V 3 ,
When the probe 1A reaches a position P where it contacts the workpiece W, an H level detection signal is provided to the AND circuit 33 of the control section 4 through the signal detection circuit 3.
Since the flip-flop 30 is in the set state, that is, the AND circuit 33 is in the state where the H level signal is applied from the set output terminal Q, when the clock signal from the timer circuit 25 is applied,
Generates H level output. Then, the H level output from the AND circuit 33 opens the gate circuit 35 in the same manner as above, and the measured value data of the first storage means 53 at this time is transferred to the fourth storage means 3.
At the same time, the flip-flop 29
is reset and set to the initial state. Therefore, even if there is a foreign object attached to the workpiece W, it is determined when the workpiece W is moved in the opposite direction by the servo error amount, and the probe 1A moves to the workpiece W again.
As a result of measuring by moving it in a direction that touches the surface, it is possible to prevent measurement errors caused by foreign objects. Furthermore, the measurement efficiency in this case depends on the size of the foreign object, but considering that the foreign object is such that it adheres to the workpiece W, it is possible to achieve a high efficiency that is approximately the same as in the above-mentioned example. In addition, FIG. 4 shows a time chart of various signal waveforms of the control unit 4 and the detector 1 when there is no foreign object.
FIG. 5 shows a time chart of various signal waveforms of the control section 4 and a speed change of the detector 1 when a foreign object is present. Although the diameter of the contact end of the probe 1A has been ignored in the above description, it is actually necessary to correct the diameter of the contact end. In addition to measuring missing diameters, it can also be used for hole core measurement, automatic centering, concentric hole machining, etc. Although FIG. 2 in the above embodiment shows the configuration of the control unit 4 as a logic circuit as hardware, recently, CNC (Computerized
In the case of a numerical control device (Numerical Control Device) type, the control section 4 does not need to be configured as a specific logic circuit, and can be replaced with a group of program instructions. Such a program command group is read out and executed as a subprogram in the CNC device in response to an interrupt signal every Δt. Therefore, the main steps of this program command will be explained. Now, when the machine (detector) is moving at a speed of V 1 and an interrupt signal is given, the signal detection circuit 3
The presence or absence of the output of the signal detection circuit 3 is checked, and when the output of the signal detection circuit 3 is "present", the interpolation calculation within the CNC device is stopped, and the servo error amount at this time is stored in the register (the third register in the above embodiment).
(corresponding to the storage means 28). Eventually, when the machine is stopped after moving by the servo error, the contents of the register are given to the drive system of the machine as a command value, and the machine is moved at a speed V2 in the opposite direction to the moving direction at the speed V1 . Command it to move. Next, when the movement corresponding to the servo error is completed, the presence or absence of the output of the signal detection circuit 3 is checked, and if it is "present", a movement command is issued at a low (fine) speed V 3 in the same direction as the speed V 2 . Low (slight) when “no”
Give a movement command at speed V 3 in the opposite direction to speed V 2 . While moving at this low speed V3 , changes in the output of the signal detection circuit 3 are checked, and if there is a change, the supply of command pulses (Δx/ΔT) is stopped.
Then, the content of the first storage means at this time is transferred to the register, and if necessary, an instruction is given to display the value. The main program commands have been explained above, but a skilled programmer can easily create a series of programs that operate in response to interrupt commands by referring to Figure 2. It is. In addition, in the above embodiment, the present invention is mounted on a machining center, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to, for example, an NC horizontal boring machine, and is not limited to machine tools. It can also be applied to devices, for example coordinate measuring devices. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a measurement method and a measurement device that can improve measurement efficiency while maintaining measurement accuracy, and further eliminate measurement errors caused by foreign objects.

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

図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は
全体のシステムを示す説明図、第2図は制御部と
NC装置の回路構成を示す回路図、第3図は検出
器の移動を示す説明図、第4図および第5図は制
御部の各種信号波形のタイムチヤートである。 1……検知手段としての検出器、2……駆動手
段としての駆動装置、4……制御手段としての制
御部、5……NC装置、6……位置検出手段とし
ての位置検出装置、21,26……接触状態指示
手段であるアンド回路およびフリツプフロツプ、
22,24,29,30……計測方向判定手段で
あるアンド回路およびフリツプフロツプ、28…
…制動距離記憶手段である第3の記憶手段、3
1,33,36……計測位置出力手段を構成する
アンド回路および第4の記憶手段、51……指令
手段および第一ないし第三の移動指令手段を兼ね
るとしてのNC装置要部、52……第1の記憶手
段、53……第2の記憶手段。
The figures show one embodiment of the present invention; Fig. 1 is an explanatory diagram showing the entire system, and Fig. 2 is an explanatory diagram showing the control section.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the movement of the detector, and FIGS. 4 and 5 are time charts of various signal waveforms of the control section. 1...Detector as detection means, 2...Drive device as drive means, 4...Control section as control means, 5...NC device, 6...Position detection device as position detection means, 21, 26...AND circuit and flip-flop as contact state indicating means;
22, 24, 29, 30... AND circuit and flip-flop serving as measurement direction determining means, 28...
...Third storage means which is a braking distance storage means, 3
1, 33, 36...AND circuit and fourth storage means constituting measurement position output means, 51...Main part of NC device serving as command means and first to third movement command means, 52... First storage means, 53...second storage means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被測定物との接離に伴い検知信号を発生する
検知手段と、この検知手段と被測定物とを相対移
動させる駆動手段と、この駆動手段に前記検知手
段と被測定物との相対移動を指令する指令値デー
タを出力する指令手段と、前記検知手段と被測定
物との相対位置を検出しその相対位置データを出
力する位置検出手段と、前記検知信号に基づき駆
動手段を制御するとともに被測定物と検知手段と
の接離位置を計測する制御手段とを備えた計測装
置を用いて計測を行う計測方法において、 前記駆動手段により被測定物と検知手段とが相
対移動され前記検知手段からそれらの接触に伴う
検知信号を受けたときの前記指令値データと相対
位置データとの差を記憶すると共に、 前記駆動手段を駆動させ更に前記差だけ同方向
へ相対移動させて停止させ、ついでこの相対移動
の方向とは逆方向へ前記差だけ相対移動させた
後、 前記検知手段からの検知信号を判別し、検知信
号を接触に伴う信号のときは検知手段と被測定物
とを離れる方向へ、検知信号が離脱に伴う信号の
ときは検知信号と被測定物とを接する方向へそれ
ぞれ相対移動させ、 この相対移動中において前記検知手段からの検
知信号を受けたときの前記位置検出手段の接触位
置データを計測値として出力することを特徴とす
る計測方法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記検知手
段と被測定物とを前記逆方向へ前記接触時に記憶
した差だけ相対移動させる際の速度を高速度と
し、前記検出手段と被測定物とを前記検知信号を
判別した結果に基づき離れる方向または接する方
向へ相対移動させる際の速度を低速度としたこと
を特徴とする計測方法。 3 被測定物との接離に伴い検知信号を発生する
検知手段と、この検知手段と被測定物とを相対移
動させる駆動手段と、この駆動手段に前記検知手
段と被測定物との相対移動を指令する指令値デー
タを出力する指令手段と、前記検知手段と被測定
物との相対位置を検出しその相対位置データを出
力する位置検出手段と、前記検知信号に基づき駆
動手段を制御するとともに被測定物と検知手段と
の接離位置を計測する制御手段とを備え、この制
御手段は、 前記接触に伴う検知信号を受けた際に接触状態
信号を出力する接触状態指示手段と、 前記接触状態信号を受けた際に前記指令値デー
タと前記相対位置データとの差を制動距離として
記憶する制動距離記憶手段と、 前記被測定物と検知手段とを第一速度で近接方
向に相対移動させかつ前記接触状態信号を受けた
際に同方向に前記制動距離だけ相対移動させる第
一移動指令手段と、 前記第一移動指令手段に続いて起動されて前記
被測定物と検知手段とを第二速度で逆方向に前記
制動距離だけ相対移動させる第二移動指令手段
と、 前記第二移動指令手段に続いて起動されて前記
検知信号が接触状態ならば前記逆方向を指定しか
つ前記検知信号が離脱状態ならば前記近接方向を
指定する計測方向判定手段と、 前記計測方向判定手段に続いて起動されて指定
された方向に前記被測定物と検知手段とを前記第
一速度および第二速度よりも低速の第三速度で相
対移動させる第三移動指令手段と、 前記第三移動指令手段とともに起動されて前記
検知信号が接触または離脱の何れかに変化した際
に前記相対位置データを計測位置として出力する
計測位置出力手段と、 を備えていることを特徴とする計測装置。
[Scope of Claims] 1. A detection means that generates a detection signal upon contact with and separation from an object to be measured, a drive means that moves the detection means and the object relative to each other, and a drive means that connects the detection means and the object to be measured. a command means for outputting command value data for commanding relative movement with the object to be measured; a position detection means for detecting a relative position between the detection means and the object to be measured and outputting the relative position data; In a measurement method that performs measurement using a measuring device equipped with a control means that controls a driving means and measures a position of contact and separation between an object to be measured and a sensing means, the driving means moves the object to be measured and the sensing means. Stores the difference between the command value data and the relative position data when the sensor is relatively moved and receives a detection signal from the sensing means due to their contact, and drives the driving means to further move relative in the same direction by the difference. Then, after relatively moving by the difference in the direction opposite to the direction of the relative movement, the detection signal from the detection means is determined, and if the detection signal is a signal associated with contact, the detection means and the object are When the detection signal is a signal associated with detachment, the detection signal and the object to be measured are moved relative to each other in a direction away from the object to be measured, and when a detection signal from the detection means is received during this relative movement. A measuring method characterized by outputting contact position data of the position detecting means as a measured value. 2. In claim 1, the speed at which the detecting means and the object to be measured are relatively moved in the opposite direction by the difference memorized at the time of contact is high speed, and the detecting means and the object to be measured are moved at a high speed. A measuring method characterized in that, based on the result of determining the detection signal, the speed of relative movement in the direction away from or in the direction of contact is set at a low speed. 3. A detection means that generates a detection signal as it approaches and separates from an object to be measured, a drive means that moves the detection means and the object relative to each other, and a drive means that causes relative movement between the detection means and the object to be measured. a commanding means for outputting command value data for instructing; a position detecting means for detecting the relative position between the detecting means and the object to be measured and outputting the relative position data; and controlling the driving means based on the detection signal. A control means for measuring the contact/separation position between the object to be measured and the detection means, the control means comprising: a contact state indicating means for outputting a contact state signal when receiving a detection signal associated with the contact; braking distance storage means for storing the difference between the command value data and the relative position data as a braking distance when receiving a status signal; and relatively moving the object to be measured and the detection means in a proximal direction at a first speed. and a first movement command means for relatively moving the object by the braking distance in the same direction when receiving the contact state signal; and a second movement command means that is activated following the first movement command means and moves the object to be measured and the detection means a second movement command means for causing a relative movement by the braking distance in the opposite direction at a speed; and a second movement command means that is activated subsequent to the second movement command means and specifies the reverse direction if the detection signal is in a contact state, and the detection signal is measurement direction determining means for specifying the approaching direction if in the detached state; a third movement command means for relatively moving at a third speed, which is a low speed; A measuring device comprising: a measuring position output means for outputting a measured position;
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