JPH04115012U - 駆動装置 - Google Patents

駆動装置

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JPH04115012U
JPH04115012U JP2626791U JP2626791U JPH04115012U JP H04115012 U JPH04115012 U JP H04115012U JP 2626791 U JP2626791 U JP 2626791U JP 2626791 U JP2626791 U JP 2626791U JP H04115012 U JPH04115012 U JP H04115012U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチの切換操作を行わずに、2つの異な
る座標系にそれぞれ対応してプローブ等の被駆動部材を
駆動できる駆動装置を提供する。 【構成】 プローブを機械座標系で駆動する駆動手段2
と、駆動手段2に機械座標系に対応した駆動信号を与え
るジョイスティック20及びワーク座標系に対応した駆動
信号を与えるタッチパネルスイッチ30とを設ける。ワー
ク座標系のデータを記憶し、スイッチ30からの信号を機
械座標系の駆動データに変換するマイクロコンピュータ
40を設ける。スティック20を操作するとプローブを機械
座標系で移動でき、スイッチ30を操作するとその駆動信
号は機械座標系のデータに変換されてプローブを機械座
標系のデータでワーク座標系に対応して移動できるの
で、スイッチの切換操作を行うことなくプローブを2つ
の座標系で駆動できる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、少なくとも二次元的に相対移動可能な三次元測定機等の装置の駆動 装置に係り、特に互いに異なる2つの座標系のそれぞれに対応して移動される装 置の駆動装置に関する。
【0002】
【背景技術】
従来より、三次元測定機等では、コンピュータを用いた数値制御(CNC)等 でプローブを移動させるだけでなく、ワークの自動測定を行うためのティーチン グや、複雑な形状のワークを手動で測定することがある。この場合には、ジョイ スティック等で手動操作して機械座標系のX軸、Y軸、Z軸に沿ってプローブを 移動させてワークの測定を行っていた。すなわち、二次元方向に自由に傾く第1 のジョイスティックでプローブのX軸、Y軸方向の移動を指示し、一次元方向の みに傾く第2のジョイスティックでプローブのZ軸方向の移動を指示して手動操 作を行っていた。また、プローブの移動速度は各ジョイスティックの傾き角度に よって指示していた。
【0003】 ところで、三次元測定機でワークに形成された溝等を測定するときに、プロー ブを溝に沿って移動させる必要がある場合がある。この際、溝の方向、つまりプ ローブの移動方向が三次元測定機の機械座標系の何れかの座標軸に沿って設けら れていれば、ジョイスティックによる手動測定においても何れかのジョイスティ ックを一方向に傾ければよく、容易に測定することができた。
【0004】 しかしながら、ワークによっては、溝が機械座標系に沿っていない場合もあり 、この時には各ジョイスティックを適宜操作してプローブを溝に沿って移動させ なければならず、操作が困難であり、かつ正確な測定も難しいという問題があっ た。
【0005】 このため、機械座標系とは別にワークに対応したワーク座標系を設定し、切換 スイッチによりジョイスティックのレバー操作による駆動指令を、機械座標系に 対応したものと、ワーク座標系に対応したものとに切り換えて操作するようにし たものが特開昭61−235714号公報や特開昭62−69115号公報に記 載されている。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、切換スイッチで機械座標系とワーク座標系とに切り換えていた 従来例では、座標系を変更する度にスイッチの切換え操作を行わなければならず 、測定作業が煩雑になるという問題があった。
【0007】 本考案の目的は、スイッチの切換え操作等を行わずに、機械座標系およびワー ク座標系等の異なる2つの座標系のいずれにも対応して被駆動部材を駆動するこ とができる駆動装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本考案の駆動装置は、少なくとも2軸以上の第1座標系によって被駆動部材を 駆動する駆動手段と、この駆動手段に前記第1座標系に対応した駆動信号を与え る第1座標系駆動指令手段と、前記第1座標系とは異なる第2座標系を設定する 第2座標系設定手段と、前記第2座標系に対応した駆動信号を与える第2座標系 駆動指令手段と、この第2座標系駆動指令手段からの駆動信号を前記第1座標系 に対応した駆動信号に変換して前記駆動手段に出力する信号変換手段とを備える ことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】
このような本考案では、第1座標系駆動指令手段からの駆動信号により被駆動 部材は機械座標系等の第1座標系に対応して駆動される。一方、第2座標系駆動 指令手段から駆動信号が出されると、この駆動信号は信号変換手段によって第1 座標系に対応した駆動信号に変換され、この信号が駆動手段に与えられて被駆動 部材は第1座標系と異なるワーク座標系等の第2座標系に対応して駆動される。
【0010】 このため、第1座標系駆動指令手段および第2座標系駆動指令手段を適宜操作 することで、スイッチ切換え操作を行わなくても、被駆動部材は第1座標系およ び第2座標系のいずれにも対応して駆動される。
【0011】
【実施例】
以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実 施例は三次元測定機の被駆動部材としてのプローブを三次元的に移動させる駆動 装置1に本考案を適用したものである。
【0012】 駆動装置1は、被駆動部材である図示しない三次元測定機のプローブを三次元 的に移動させる駆動手段2と、この駆動手段2を制御するコントローラ(CMM C、コーディネイトメジャリングマシンコントローラ)3と、前記駆動手段2へ の駆動指令を入力する操作ボックス4とを備えている。なお、コントローラ3は 、ホストコンピュータ5に接続されており、コンピュータによる数値制御(CN C)により駆動手段2、つまりプローブを移動することも可能に構成されている 。
【0013】 駆動手段2は、水平面内で互いに直交するX軸およびY軸と、鉛直方向である Z軸とからなる第1座標系としての機械座標系に対応してプローブを移動させる X軸モータ11、Y軸モータ12、Z軸モータ13を備えている。これらのモー タ11,12,13はコントローラ3によって制御され、プローブを機械座標系 に対応して三次元方向に移動させるように構成されている。
【0014】 操作ボックス4は、プローブを機械座標系で移動させるために操作するジョイ スティック20と、プローブを機械座標系と異なる第2座標系としてのワーク座 標系で移動させるためのタッチパネルスイッチ30とを備えている。このジョイ スティック20により、本考案の第1座標系駆動指令手段が構成され、タッチパ ネルスイッチ30により第2座標系駆動指令手段が構成されている。
【0015】 ジョイスティック20は、X−Y軸方向の移動を指示する第1のジョイスティ ックと、Z軸方向の移動を指示する第2のジョイスティックとを備えて構成され ている。このジョイスティック20は、A/Dコンバータ21を介してマイクロ コンピュータ40に接続されている。A/Dコンバータ21は、ジョイスティッ ク20からの駆動信号、つまりジョイスティック20の傾斜方向および傾斜角度 のアナログ信号をデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ40に出力する ように構成されている。
【0016】 マイクロコンピュータ40は、入力された駆動信号に基づいて各モータ11, 12,13への駆動データをコントローラ3に送るとともに、駆動手段2で移動 されるプローブからのデータを検出、記録するように構成されている。また、コ ンピュータ40は、ワーク座標系の設定時にプローブからのデータによりワーク 座標系のX1 軸、Y1 軸、Z1 軸のデータを演算し、メモリに記憶するように構 成されている。このマイクロコンピュータ40により、本考案の第2座標系設定 手段が構成されている。
【0017】 一方、タッチパネルスイッチ30は、複数のキー31〜39が設けられるとと もに、その表面がLCD(液晶ディスプレイ)により構成され、マイクロコンピ ュータ40によって任意のイメージを表示できるように構成されている。本実施 例では、図1に示すように、「X−Y」,「Z」,「スピード」の各文字を表示 するとともに、キー31〜36に矢印を表示し、キー37〜39にそれぞれ「H 」,「M」,「L」の文字を表示するように制御されている。これらのキー31 ,32により、プローブのワーク座標系のX1 軸方向への移動が指示され、キー 33,34によりY1 軸方向への移動が指示され、キー35,36によりZ1 軸 方向への移動が指示されるように構成されている。また、スピードを指示するキ ー37〜39により、プローブの移動スピードが高速(H)、中速(M)、低速 (L)の3段階に切り換えられるように構成されている。
【0018】 タッチパネルスイッチ30は、マイクロコンピュータ40に接続され、これら のキー37〜39からの駆動信号をマイクロコンピュータ40に出力するように 構成されている。
【0019】 マイクロコンピュータ40は、ジョイスティック20およびタッチパネルスイ ッチ30からの駆動信号の入力をチェックし、入力された駆動信号に基づく駆動 データをコントローラ3に出力するように構成されている。この際、マイクロコ ンピュータ40は、タッチパネルスイッチ30から駆動信号が入力されると、記 憶されたワーク座標系のデータを用いてワーク座標系の駆動信号を機械座標系の 駆動信号に変換し、その駆動データをコントローラ3に出力するように構成され ている。このマイクロコンピュータ40により、本考案の信号変換手段が構成さ れている。
【0020】 次に、このような構成の三次元測定機を用いて、図2に示すようなワーク50 の上面51に形成された溝52を測定する手順の一例について、図3に示すフロ ーチャートをも参照して説明する。
【0021】 まず、ジョイスティック20を操作してワーク50を測定し(ステップ1)、 ワーク座標系の座標軸であるX1 軸、Y1 軸、Z1 軸を設定する(ステップ2) 。具体的には、ジョイスティック20を使用してプローブを上面51内の任意の 2点若しくは3点以上に当接させて機械座標系のXY平面に対する上面51の傾 斜角度を測定し、この上面51に直交するZ1 軸を設定する。次いで、上面51 上で溝52に平行な方向のX1 軸と、溝52に直交する方向のY1 軸とを設定す る。本実施例では、上面51の一辺53が溝52に平行に形成され、一辺54が 溝52に直交して形成されているので、ジョイスティック20を操作してプロー ブをこれらの辺53,54の任意の2点若しくは3点以上に当接させてX1 軸お よびY1 軸を設定する。なお、X1 軸およびY1 軸は測定者の所望の方向に設定 できるので、辺53をY1 軸に、辺54をX1 軸に設定してもよいし、X1 軸お よびY1 軸のベクトル方向を逆方向に設定してもよい。
【0022】 次に、設定したワーク座標系のデータをマイクロコンピュータ40のメモリに 記憶する(ステップ3)。
【0023】 次に、ジョイスティック20あるいはタッチパネルスイッチ30を操作し(ス テップ4)、駆動信号をマイクロコンピュータ40に出力する。マイクロコンピ ュータ40は、プローブの駆動信号がジョイスティック20から出力されたもの か、タッチパネルスイッチ30から出力されたものかをチェックして機械座標系 の駆動信号か、ワーク座標系の駆動信号かを判断する(ステップ5)。
【0024】 マイクロコンピュータ40は、駆動信号が機械座標系であればその信号に基づ いて移動データをコントローラ3に出力する(ステップ6)。一方、駆動信号が ワーク座標系であれば、マイクロコンピュータ40はメモリに記憶されたワーク 座標系のデータを利用してマトリクス演算等を行い、ワーク座標系の駆動信号を 対応する機械座標系の移動データに変換し(ステップ7)、その移動データをコ ントローラ3に出力する(ステップ6)。
【0025】 コントローラ3は、入力された移動データにより各モータ11,12,13を 駆動制御してプローブを移動させ、ワーク50の測定を行う(ステップ8)。例 えば、溝52の深さは、プローブをワーク50の上面51に当接させた後、キー 33,34を用いてプローブをY1 軸方向のみに移動して溝52上に配置し、そ の後キー35,36を用いてプローブをZ1 軸方向のみに移動して溝52の底面 に当接させ、プローブを上面51に当接させた時のZ1 軸方向の値と、プローブ を溝52の底面に当接させた時のZ1 軸方向の値の差から溝52の深さを算出す る。また、溝52の底面形状を測定する場合には、スイッチ31〜36を用いて プローブを溝52の底面に当接させた後、キー31,32を用いてプローブをX 1 軸方向のみに移動させ、その移動に伴い表面形状に応じて変位するZ1 軸方向 の変位を検出する。これらの測定により検出された信号は、マイクロコンピュー タ40に入力されて演算処理された後、そのデータや演算処理により求められた 底面形状等が図示しないCRTディスプレイ等に出力される。このようにして、 ワーク50の溝52の深さや表面形状等がタッチパネルスイッチ30を使用して 測定される。
【0026】 この後、電源スイッチ等をチェックして測定を終了するか否かを判断し(ステ ップ9)、測定を続行する場合にはステップ4に戻って上記の手順を繰り返す。 また、ワーク座標系を変更する場合には、ステップ1から再度実行すればよい。
【0027】 なお、タッチパネルスイッチ30を使用すれば、前述のようにプローブをワー ク座標系のX1 ,Y1 ,Z1 軸方向に移動させることができるが、このタッチパ ネルスイッチ30によってプローブを移動させる途中にジョイスティック20を 操作すれば、マイクロコンピュータ40が常時ジョイスティック20およびタッ チパネルスイッチ30からの信号をチェックしているため、プローブを機械座標 系のX,Y,Z軸方向に移動することも可能である。
【0028】 このような本実施例によれば、次のような効果がある。すなわち、機械座標系 と異なるワーク座標系をワーク等に応じて測定者が自由に設定でき、この設定さ れたワーク座標系の座標軸方向にタッチパネルスイッチ30を用いてプローブを 移動することができる。このため、測定箇所がワーク50の溝52のように、機 械座標系の座標軸のいずれとも平行でない箇所でも、その測定箇所に応じたワー ク座標系を設定することで、プローブをワーク形状に応じて移動することができ 、ティーチングや測定操作を容易にかつ短時間で行うことができる。
【0029】 また、機械座標系の操作を行うジョイスティック20の他に、ワーク座標系の 操作を行うためのタッチパネルスイッチ30を設けたので、従来のように座標系 の切換え操作を行わなくてもプローブの機械座標系およびワーク座標系の各移動 を行うことができる。特に、マイクロコンピュータ40がジョイスティック20 およびタッチパネルスイッチ30からの信号を常時チェックしているので、タッ チパネルスイッチ30によるワーク座標系の移動の間に、ジョイスティック20 による機械座標系の移動を行うこともでき、常に測定箇所に応じて適切な座標系 で測定でき、作業効率を向上することができる。
【0030】 さらに、タッチパネルスイッチ30は、移動方向を指示するキー31〜36を 各軸毎に独立して設け、移動速度を指示するキー37〜39も独立して設けてい るので駆動信号をデジタル信号にできる。このため、ジョイスティック20のよ うにスティックの傾斜方向と傾斜角度とで移動方向と移動速度とをアナログ信号 で出力することがなくてA/Dコンバータを不要にできるとともに、プローブを 所定の軸方向のみに正確に移動することができ、ジョイスティックを用いたとき のようにプローブが移動方向以外に振れることがなく、特に溝52の底面形状の ように軸方向に沿って移動させる測定を容易にかつ正確に行うことができる。
【0031】 また、ワーク座標系は測定者が自由に設定できるので、測定するワーク50に 応じた最適な座標系を設定でき、種々の形状のワーク50を効率的に測定するこ とができる。
【0032】 さらに、タッチパネルスイッチ30からのワーク座標系の駆動信号をマイクロ コンピュータ40で機械座標系の駆動信号に変換しているため、コントローラ3 は機械座標系の移動データによって駆動手段2を制御できる。このため、コント ローラ3は、ジョイスティック20のみが設けられた従来の駆動装置に使用して いたものが利用でき、ワーク座標系のコントローラを別個設ける必要もないこと から従来からの部材を利用できて部品点数も増えることがなく、駆動装置1の製 造コストを減少できて安価に提供できる。
【0033】 なお、本考案は前述の実施例に限定されるものではなく、本考案の目的を達成 できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。
【0034】 例えば、前記実施例では、タッチパネルスイッチ30からのワーク座標系の駆 動信号をマイクロコンピュータ40で機械座標系の移動データに変換していたが 、ワーク座標系の駆動信号をそのままコントローラ3に送り、コントローラ3で 機械座標系への変換を行ってもよい。また、ワーク座標系の駆動信号をコントロ ーラ3からさらにホストコンピュータ5に送り、ホストコンピュータ5で機械座 標系への変換を行ってもよい。
【0035】 また、前記実施例では、ジョイスティック20で機械座標系の移動を制御し、 タッチパネルスイッチ30でワーク座標系の移動を制御していたが、逆にジョイ スティック20でワーク座標系の移動を制御し、タッチパネルスイッチ30で機 械座標系の移動を制御してもよい。要するに、本考案は、ジョイスティック20 およびタッチパネルスイッチ30でそれぞれ異なる第1座標系と第2座標系の移 動を制御できればよい。なお、ジョイスティック20およびタッチパネルスイッ チ30に対応する座標系の切換えは、マイクロコンピュータ40等のワーク座標 系の駆動信号を機械座標系の移動データに変換する変換手段を、ワーク座標系と 設定された駆動指令手段からの信号に対して変換を行うように設定するだけで容 易に行うことができる。
【0036】 さらに、前記実施例では、第1座標系駆動指令手段としてジョイスティック2 0を用い、第2座標系駆動指令手段としてタッチパネルスイッチ30を用いてい たが、各指令手段の具体的構成は前記実施例の構成に限定されない。例えば、被 駆動部材等によっては各指令手段をそれぞれジョイスティック20を用いても構 成してもよいし、タッチパネルスイッチ30を用いて構成してもよく、各指令手 段の具体的構成は実施に応じて適宜設定すればよい
【0037】 また、タッチパネルスイッチ30の形状や各キー31〜39の配置も前記実施 例のものに限定されず、例えばX−Yテーブルの駆動装置であればZ軸方向の移 動を指示するキー35,36を設けなくてもよいし、スピード用のキー37〜3 9も3段階に分けずに2段階の場合には2つ設けるだけなどでもよく、これらの 形状、配置等は被駆動部材に応じて適宜設定すればよい。この際、タッチパネル スイッチ30の表面をLCDで形成しているので、キー配列は前記実施例と同様 なものとし、使用するキーの部分のみに矢印や各記号等を表示させて使用できる キーを設定してもよい。この場合には、被駆動部材に係わらず同一種類のタッチ パネルスイッチ30を使用できて部材の共通化が図れ、生産コストを低減できる という利点がある。
【0038】 さらに、前記実施例では、ワーク座標系のX1 軸、Y1 軸、Z1 軸は互いに直 交して設けられているが、ワークの形状や測定部位によってはこれらの各軸が直 交配置されていなくてもよい。要するに、本考案ではワーク座標は測定者がワー クの状況に応じて最適な方向に適宜設定すればよい。
【0039】 また、本考案は、前記実施例に示すように三次元測定機の駆動装置に限らず、 X−Yテーブル等の他の装置の駆動装置にも利用でき、要するに少なくとも二次 元以上に移動する装置の駆動装置に広範に利用できる。
【0040】
【考案の効果】
このような本考案によれば、スイッチの切換え操作等を行わずに、機械座標系 およびワーク座標系等の異なる2つの座標系のいずれにも対応して被駆動部材を 駆動することができるという効果がある。
【提出日】平成3年4月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】 ところで、三次元測定機でワークに形成された溝等を測定すると きに、プローブを溝に沿って移動させる必要がある場合がある。この際、溝の方 向、つまりプローブの移動方向が三次元測定機の機械座標系の何れかの座標軸に 沿って設けられていれば、ジョイスティックによる手動測定においても何れかの ジョイスティックを一方向に傾け、ロックボタンを押してその軸方向以外にプロ ーブが移動しないようにロックすることにより 測定することができた。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】 タッチパネルスイッチ30は、マイクロコンピュータ40に接続 され、これらのキー3〜39からの駆動信号をマイクロコンピュータ40に出 力するように構成されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】 まず、ジョイスティック20を操作してワーク50を測定し(ス テップ1)、ワーク座標系の座標軸であるX1 軸、Y1 軸、Z1 軸を設定する( ステップ2)。具体的には、ジョイスティック20を使用してプローブを上面5 1内の任意の点以上に当接させて機械座標系のXY平面に対する上面51の傾 斜角度を測定し、この上面51に直交するZ1 軸を設定する。次いで、上面51 上で溝52に平行な方向のX1 軸と、溝52に直交する方向のY1 軸とを設定す る。本実施例では、上面51の一辺53が溝52に平行に形成され、一辺54が 溝52に直交して形成されているので、ジョイスティック20を操作してプロー ブをこれらの辺53,54当接させてX1 軸およびY1 軸を設定する。例えば 、辺53の任意の2点若しくは3点以上にプローブを当接させてX1 軸を設定し 、辺54の任意の1点若しくは2点以上にプローブを当接させてY1 軸を設定す る。特に、X1 軸およびY1 軸が互いに直交するように設定されるならば、X1 軸を設定した後にY1 軸を設定する場合、辺54の任意の1点にプローブを当接 させるだけでY1 軸を設定することができる。 なお、X1 軸およびY1 軸は測定 者の所望の方向に設定できるので、辺53をY1 軸に、辺54をX1 軸に設定し てもよいし、X1 軸およびY1 軸のベクトル方向を逆方向に設定してもよい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】 さらに、前記実施例では、第1座標系駆動指令手段としてジョイ スティック20を用い、第2座標系駆動指令手段としてタッチパネルスイッチ3 0を用いていたが、各指令手段の具体的構成は前記実施例の構成に限定されない 。例えば、被駆動部材等によっては各指令手段をそれぞれジョイスティック20 を用いて構成してもよいし、タッチパネルスイッチ30を用いて構成してもよく 、各指令手段の具体的構成は実施に応じて適宜設定すればよい。但し、ジョイス ティック20にはロック機構が必要なため、ワーク座標系にはタッチパネルスイ ッチ30を用いることが好ましい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】 さらに、前記実施例では、ワーク座標系のX1 軸、Y1 軸、Z1 軸は互いに直交して設けられているが、ワークの形状や測定部位によってはこれ らの各軸が直交配置されていなくてもよく、極座標や円柱座標等を用いてもよい 。要するに、本考案ではワーク座標は測定者がワークの状況に応じて最適な方向 に適宜設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の三次元測定機の駆動装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】前記実施例の三次元測定機で測定するワークの
一例と座標系とを示す斜視図である。
【図3】前記実施例のワークの測定手順を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 駆動装置 2 駆動手段 3 コントローラ 4 操作ボックス 20 ジョイスティック 30 タッチパネルスイッチ 40 マイクロコンピュータ 50 ワーク 52 溝
【手続補正書】
【提出日】平成3年4月19日
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2軸以上の第1座標系によっ
    て被駆動部材を駆動する駆動手段と、この駆動手段に前
    記第1座標系に対応した駆動信号を与える第1座標系駆
    動指令手段と、前記第1座標系とは異なる第2座標系を
    設定する第2座標系設定手段と、前記第2座標系に対応
    した駆動信号を与える第2座標系駆動指令手段と、この
    第2座標系駆動指令手段からの駆動信号を前記第1座標
    系に対応した駆動信号に変換して前記駆動手段に出力す
    る信号変換手段と、を備えることを特徴とする駆動装
    置。
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