JPH0525046B2 - - Google Patents
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- JPH0525046B2 JPH0525046B2 JP60077276A JP7727685A JPH0525046B2 JP H0525046 B2 JPH0525046 B2 JP H0525046B2 JP 60077276 A JP60077276 A JP 60077276A JP 7727685 A JP7727685 A JP 7727685A JP H0525046 B2 JPH0525046 B2 JP H0525046B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明はジヨイステイツク等の指令によつてモ
ーター駆動されるＸ−Ｙテーブルや三次元座標測
定機の駆動装置に関するものである。
ーター駆動されるＸ−Ｙテーブルや三次元座標測
定機の駆動装置に関するものである。
（発明の背景）
Ｘ方向モータとＹ方向モータによつて駆動され
るＸ−Ｙステージを備えた投影機や工具顕微鏡に
よるワーク（被測定物）の測定は、該測定機の観
察装置によりワークを観察しつつステージの駆動
装置を操作し、ワーク上の測定点を観察装置の基
準点、例えば投影スクリーンやレチクルの十字線
に順次合致させ、それらの点の座標値をＸ−Ｙス
テージに備えたリニアエンコーダ等によつて読み
取ることにより実行される。駆動装置にはステー
ジをＸ，Ｙ任意の方向に駆動する為の操作部材を
有する入力装置（例えばジヨイステイツク）が具
備されている。
るＸ−Ｙステージを備えた投影機や工具顕微鏡に
よるワーク（被測定物）の測定は、該測定機の観
察装置によりワークを観察しつつステージの駆動
装置を操作し、ワーク上の測定点を観察装置の基
準点、例えば投影スクリーンやレチクルの十字線
に順次合致させ、それらの点の座標値をＸ−Ｙス
テージに備えたリニアエンコーダ等によつて読み
取ることにより実行される。駆動装置にはステー
ジをＸ，Ｙ任意の方向に駆動する為の操作部材を
有する入力装置（例えばジヨイステイツク）が具
備されている。
測定すべき寸法の多くはワーク上の基準点や基
準面により設定されるワーク座標系の座標軸と平
行である。
準面により設定されるワーク座標系の座標軸と平
行である。
測定すべき寸法をリニアエンコーダの読みから
直接又は、２点での読みの差と言う簡単な計算で
求める為には、測定すべき長さがステージの移動
方向、すなわち機械座標系の座標軸であるＸ軸又
はＹ軸と平行でなければならないので、測定に先
立ちワーク座標系の座標軸（ｘ軸又はｙ軸）が、
ステージの移動方向、すなわち機械座標系の座標
軸と平行になるようワークの向きを調整する。第
５図はこのように調整された状態を示している。
ステージ１２の機械座標系の座標軸と、ワーク１
３上に設定されたワーク座標系の座標軸とは平行
である。従つてワーク座標系の座標軸と平行な寸
法Δx，Δyの測定の為のステージ移動は、寸法
Δxに関してはＸ軸方向のみ、寸法Δyに関しては
Ｙ軸方向のみで良い。
直接又は、２点での読みの差と言う簡単な計算で
求める為には、測定すべき長さがステージの移動
方向、すなわち機械座標系の座標軸であるＸ軸又
はＹ軸と平行でなければならないので、測定に先
立ちワーク座標系の座標軸（ｘ軸又はｙ軸）が、
ステージの移動方向、すなわち機械座標系の座標
軸と平行になるようワークの向きを調整する。第
５図はこのように調整された状態を示している。
ステージ１２の機械座標系の座標軸と、ワーク１
３上に設定されたワーク座標系の座標軸とは平行
である。従つてワーク座標系の座標軸と平行な寸
法Δx，Δyの測定の為のステージ移動は、寸法
Δxに関してはＸ軸方向のみ、寸法Δyに関しては
Ｙ軸方向のみで良い。
最近は、ステージ移動量読み取りのデイジタル
化及びコンピユータの発達により各測定点の機械
座標系の座標値を直接コンピユータに取り込み、
処理させることによつて必要なワーク上の寸法を
求めることがなされている。この場合、複雑な計
算も容易であるから、測定すべき長さがステージ
の移動方向と平行であることはもはや必要ではな
い。このような状態を第６図に示す。ここではス
テージ１の機械座標系の座標軸とワーク座標系の
座標軸とは角θだけ傾斜している。例えば寸法
Δxは、点Ａと点Ｂの機械座標系の座標値（XA，
YA），（XB，YB）からΔx＝√（B−A）2＋（B−
YA）2cosθを計算することにより求められる。従
つてワーク座標系を機械座標系に合わせるという
調整作業は不要となるが、ワーク座標系の座標軸
に平行な寸法を測定する為にはステージをＸ軸方
向及びＹ軸方向へ移動させる必要がある。そこで
ステージをＸ軸方向とＹ軸方向とで交互に移動さ
せても良いが、ステージをワーク座標系の座標軸
方向へ移動した方が測定時間を短縮でき有利であ
り、その為にはステージをＸ軸方向とＹ軸方向へ
同時に駆動しなければならない。
化及びコンピユータの発達により各測定点の機械
座標系の座標値を直接コンピユータに取り込み、
処理させることによつて必要なワーク上の寸法を
求めることがなされている。この場合、複雑な計
算も容易であるから、測定すべき長さがステージ
の移動方向と平行であることはもはや必要ではな
い。このような状態を第６図に示す。ここではス
テージ１の機械座標系の座標軸とワーク座標系の
座標軸とは角θだけ傾斜している。例えば寸法
Δxは、点Ａと点Ｂの機械座標系の座標値（XA，
YA），（XB，YB）からΔx＝√（B−A）2＋（B−
YA）2cosθを計算することにより求められる。従
つてワーク座標系を機械座標系に合わせるという
調整作業は不要となるが、ワーク座標系の座標軸
に平行な寸法を測定する為にはステージをＸ軸方
向及びＹ軸方向へ移動させる必要がある。そこで
ステージをＸ軸方向とＹ軸方向とで交互に移動さ
せても良いが、ステージをワーク座標系の座標軸
方向へ移動した方が測定時間を短縮でき有利であ
り、その為にはステージをＸ軸方向とＹ軸方向へ
同時に駆動しなければならない。
すなわち、前者（第５図）ではステージに駆動
指令を与える操作はＸ軸方向又はＹ軸方向へ択一
的であるので容易であるが、後者（第６図）の場
合には、ステージのＸ軸方向とＹ軸方向へ角θに
応じた速度比VY／VX＝tanθの駆動指令を与えな
ければならない。
指令を与える操作はＸ軸方向又はＹ軸方向へ択一
的であるので容易であるが、後者（第６図）の場
合には、ステージのＸ軸方向とＹ軸方向へ角θに
応じた速度比VY／VX＝tanθの駆動指令を与えな
ければならない。
ステージに駆動指令を与える為の入力装置とし
てジヨイステイツクが良く使用される。ジヨイス
テイツクは、常時は中立位置にある操作レバーの
傾斜方向と傾斜角により、移動方向と移動速度を
指令するのが通例である。１つのジヨイステイツ
クでステージのＸ軸方向又はＹ軸方向への移動を
制御する駆動装置では、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に
対応した２つのジヨイステイツクが必要であり、
２つのジヨイステイツクをそれらの傾斜角の比が
tanθとなるよう操作することになり、細かなステ
ージ制御は困難である。１つのジヨイステイツク
でＸ軸方向とＹ軸方向とを制御できるジヨイステ
イツクを有する駆動装置では、ジヨイステイツク
の操作レバーは任意の方向に倒すことができ、角
度φの方向に角度Ψだけ操作レバーを傾斜させた
時ステージのＸ軸方向とＹ軸方向には夫々VX＝
Ｖ（Ψ）cosφ，VY＝Ｖ（Ψ）sinφの指令値が与え
られる。すなわち、Ｘ軸方向駆動装置には指令値
VX、Ｙ軸方向駆動部材には指令値VYが入力され
る。ここでＶ（Ψ）はΨの値で決まる指令速度で
ある。
てジヨイステイツクが良く使用される。ジヨイス
テイツクは、常時は中立位置にある操作レバーの
傾斜方向と傾斜角により、移動方向と移動速度を
指令するのが通例である。１つのジヨイステイツ
クでステージのＸ軸方向又はＹ軸方向への移動を
制御する駆動装置では、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に
対応した２つのジヨイステイツクが必要であり、
２つのジヨイステイツクをそれらの傾斜角の比が
tanθとなるよう操作することになり、細かなステ
ージ制御は困難である。１つのジヨイステイツク
でＸ軸方向とＹ軸方向とを制御できるジヨイステ
イツクを有する駆動装置では、ジヨイステイツク
の操作レバーは任意の方向に倒すことができ、角
度φの方向に角度Ψだけ操作レバーを傾斜させた
時ステージのＸ軸方向とＹ軸方向には夫々VX＝
Ｖ（Ψ）cosφ，VY＝Ｖ（Ψ）sinφの指令値が与え
られる。すなわち、Ｘ軸方向駆動装置には指令値
VX、Ｙ軸方向駆動部材には指令値VYが入力され
る。ここでＶ（Ψ）はΨの値で決まる指令速度で
ある。
Ｘ軸方向とＹ軸方向との速度比はVY／VX＝
tanφなので、ステージをワーク座標系のｘ軸と
平行に移動させるにはジヨイステイツクの操作レ
バーを角θ方向に傾斜させれば良いが、これも容
易ではない。更に、ステージの細かな送り制御を
容易とする為、ジヨイステイツクの操作レバーの
傾斜角に対し非線形な速度特性を与えることが多
いが、この場合にはジヨイステイツクの操作レバ
ーの傾斜方向とステージの移動方向とは必ずしも
一致しないので一層困難となる。
tanφなので、ステージをワーク座標系のｘ軸と
平行に移動させるにはジヨイステイツクの操作レ
バーを角θ方向に傾斜させれば良いが、これも容
易ではない。更に、ステージの細かな送り制御を
容易とする為、ジヨイステイツクの操作レバーの
傾斜角に対し非線形な速度特性を与えることが多
いが、この場合にはジヨイステイツクの操作レバ
ーの傾斜方向とステージの移動方向とは必ずしも
一致しないので一層困難となる。
また、機械座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿つて
移動可能なプローブの三次元座標値を、プローブ
の接触子がワークに接触することによつて発せら
れる電気信号によつてコンピユータに読み取ら
せ、求める寸法を算出する三次元測定機において
も、これまでに述べたと同様の事情がある。ただ
し三次元測定機では座標軸が３つあるためジヨイ
ステイツクの操作レバーの前後、左右への操作に
加え、第３軸（Ｚ軸）への駆動指令を与えるた
め、ジヨイステイツクの操作レバーのつまみを回
転させて指令出力を行う構造のものを使用する
か、別のジヨイステイツクを第３軸の指令のため
に追加しなければならない。
移動可能なプローブの三次元座標値を、プローブ
の接触子がワークに接触することによつて発せら
れる電気信号によつてコンピユータに読み取ら
せ、求める寸法を算出する三次元測定機において
も、これまでに述べたと同様の事情がある。ただ
し三次元測定機では座標軸が３つあるためジヨイ
ステイツクの操作レバーの前後、左右への操作に
加え、第３軸（Ｚ軸）への駆動指令を与えるた
め、ジヨイステイツクの操作レバーのつまみを回
転させて指令出力を行う構造のものを使用する
か、別のジヨイステイツクを第３軸の指令のため
に追加しなければならない。
二次元的なステージ等と異なり三次元測定機で
の測定対象は水平面（Ｘ−Ｙ面）内にあるとは限
らず、Ｚ軸が加わる事によりしばしばＹ−Ｚ面、
Ｚ−Ｘ面等のほぼ鉛直な側面上の測定を行う場合
があり、さらに時としてワーク上に設定されるｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸のうちの１つの軸には平行である
が、他の軸とは平行でない面や３つの座標軸のい
ずれに対しても平行でない斜面上での測定を行う
場合もある。これらのような場合には測定対象と
なる面に沿つた動きや、面に垂直な動きを行わせ
るためには一般に３軸同時に適切な比をもつて制
御しなければならず、現実的には不可能といわな
ければならないという欠点があつた。
の測定対象は水平面（Ｘ−Ｙ面）内にあるとは限
らず、Ｚ軸が加わる事によりしばしばＹ−Ｚ面、
Ｚ−Ｘ面等のほぼ鉛直な側面上の測定を行う場合
があり、さらに時としてワーク上に設定されるｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸のうちの１つの軸には平行である
が、他の軸とは平行でない面や３つの座標軸のい
ずれに対しても平行でない斜面上での測定を行う
場合もある。これらのような場合には測定対象と
なる面に沿つた動きや、面に垂直な動きを行わせ
るためには一般に３軸同時に適切な比をもつて制
御しなければならず、現実的には不可能といわな
ければならないという欠点があつた。
なお、これらの欠点はジヨイステイツクによつ
て速度指令を行うかわりに、エンコーダーを内蔵
したトラツクボールや、または単にエンコーダー
に手動用ノブをつけて移動量を指令するように構
成した場合も同様である。
て速度指令を行うかわりに、エンコーダーを内蔵
したトラツクボールや、または単にエンコーダー
に手動用ノブをつけて移動量を指令するように構
成した場合も同様である。
（発明の目的）
本発明はこれまで述べてきたような問題点を解
決し、ワーク上に任意に設定されているワーク座
標系の軸に平行な移動指令を容易に与えられる駆
動装置を実現し、測定操作を容易にすることを目
的とする。
決し、ワーク上に任意に設定されているワーク座
標系の軸に平行な移動指令を容易に与えられる駆
動装置を実現し、測定操作を容易にすることを目
的とする。
（発明の概要）
本発明は、ワーク上に測定座標位置を決定する
ための位置決定手段と、ワークと前記位置決定手
段とを相対移動させる駆動手段と、前記駆動手段
の駆動方向によつて定めた機械座標系における座
標値を出力する座標値測定手段と、前記位置決定
手段により決定されたワーク上の測定座標位置に
おける前記座標値測定手段の座標値を出力する選
択手段と、ワーク座標系の各軸に対応して速度指
令信号を出力する速度指令手段と、前記選択手段
から出力された座標値に基づいて、前記速度指令
信号を機械座標系における各軸方向への指令信号
に変換し、変換信号を出力する変換手段と、前記
変換信号によつて前記駆動手段を駆動する制御手
段と、を有することを特徴とするワーク座標系に
よる駆動装置であつて、ワーク座標系の軸に平行
な移動指令を容易に得ることができる。
ための位置決定手段と、ワークと前記位置決定手
段とを相対移動させる駆動手段と、前記駆動手段
の駆動方向によつて定めた機械座標系における座
標値を出力する座標値測定手段と、前記位置決定
手段により決定されたワーク上の測定座標位置に
おける前記座標値測定手段の座標値を出力する選
択手段と、ワーク座標系の各軸に対応して速度指
令信号を出力する速度指令手段と、前記選択手段
から出力された座標値に基づいて、前記速度指令
信号を機械座標系における各軸方向への指令信号
に変換し、変換信号を出力する変換手段と、前記
変換信号によつて前記駆動手段を駆動する制御手
段と、を有することを特徴とするワーク座標系に
よる駆動装置であつて、ワーク座標系の軸に平行
な移動指令を容易に得ることができる。
（実施例）
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を
説明する。第１図は本発明の第１実施例のブロツ
ク図である。Ｘ軸エンコーダ１とＹ軸エンコーダ
２はＸ−Ｙステージ１２の駆動方向によつて定め
た機械座標系のＸ，Ｙ座標値に対応した座標信号
を出力する。座標取込スイツチ３はワーク上の測
定点を不図示の観察装置の基準点、例えば投影ス
クリーンやレチクルの十字線に合致させて後、オ
ンされるものであり、位置測定手段として機能す
る。スイツチ回路４は座標取込スイツチ３から座
標取込信号（座標取込スイツチがオンされたこと
により生ずる）が入力されたときのＸ軸エンコー
ダ１、Ｙ軸エンコーダ２からの座標信号をマイク
ロコンピユータ６に入力せしめる選択手段として
機能する。以上のＸ軸エンコーダ１、Ｙ軸エンコ
ーダ２、座標取込スイツチ３、スイツチ回路４に
よつて２次元座標値入力装置５を形成する。マイ
クロコンピユータ６は入力された座標信号から座
標変換マトリツクスを演算する。
説明する。第１図は本発明の第１実施例のブロツ
ク図である。Ｘ軸エンコーダ１とＹ軸エンコーダ
２はＸ−Ｙステージ１２の駆動方向によつて定め
た機械座標系のＸ，Ｙ座標値に対応した座標信号
を出力する。座標取込スイツチ３はワーク上の測
定点を不図示の観察装置の基準点、例えば投影ス
クリーンやレチクルの十字線に合致させて後、オ
ンされるものであり、位置測定手段として機能す
る。スイツチ回路４は座標取込スイツチ３から座
標取込信号（座標取込スイツチがオンされたこと
により生ずる）が入力されたときのＸ軸エンコー
ダ１、Ｙ軸エンコーダ２からの座標信号をマイク
ロコンピユータ６に入力せしめる選択手段として
機能する。以上のＸ軸エンコーダ１、Ｙ軸エンコ
ーダ２、座標取込スイツチ３、スイツチ回路４に
よつて２次元座標値入力装置５を形成する。マイ
クロコンピユータ６は入力された座標信号から座
標変換マトリツクスを演算する。
ジヨイステイツク７は不図示の操作レバーを有
し、操作レバーの傾け方向φ及び傾け角Ψに応じ
たＸ軸とＹ軸との速度指令値VX＝Ｖ（Ψ）・
cosθVY＝Ｖ（Ψ）・sinθを出力する速度指令手段
として機能する。アナログ・デジタルコンバータ
（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）８ａ，８ｂは
指令値VX，VYを夫々アナログ・デジタル変換し、
デジタル指令値VXD，VYDを出力する。マイクロ
コンピユータ６はデジタル指令値VXD，VYDを先
に求めた座標変換マトリツクスによつてワーク座
標系の指令値VxD，VyDに変換して出力する変換
手段として機能する。
し、操作レバーの傾け方向φ及び傾け角Ψに応じ
たＸ軸とＹ軸との速度指令値VX＝Ｖ（Ψ）・
cosθVY＝Ｖ（Ψ）・sinθを出力する速度指令手段
として機能する。アナログ・デジタルコンバータ
（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）８ａ，８ｂは
指令値VX，VYを夫々アナログ・デジタル変換し、
デジタル指令値VXD，VYDを出力する。マイクロ
コンピユータ６はデジタル指令値VXD，VYDを先
に求めた座標変換マトリツクスによつてワーク座
標系の指令値VxD，VyDに変換して出力する変換
手段として機能する。
指令値VxD，VyDはデジタル・アナログコンバ
ータ（以下Ｄ／Ａコンバータと称す）９ａ，９ｂ
に入力され、アナログ指令値Vx，Vyに変換され
る。アナログ指令値Vx，Vyは夫々モータ駆動回
路１０ａ，１０ｂに入力される。モータ駆動回路
１０ａ，１０ｂは夫々Ｘ−Ｙステージ１２をＸ方
向へ駆動するＸ軸モータ１１ａ、Ｙ方向へ駆動す
るＹ軸モータ１１ｂを駆動する。
ータ（以下Ｄ／Ａコンバータと称す）９ａ，９ｂ
に入力され、アナログ指令値Vx，Vyに変換され
る。アナログ指令値Vx，Vyは夫々モータ駆動回
路１０ａ，１０ｂに入力される。モータ駆動回路
１０ａ，１０ｂは夫々Ｘ−Ｙステージ１２をＸ方
向へ駆動するＸ軸モータ１１ａ、Ｙ方向へ駆動す
るＹ軸モータ１１ｂを駆動する。
Ｘ軸モータ１１ａとＹ軸モータ１１ｂは協同し
てＸ−Ｙステージ１をワーク座標系に基づいて移
動するから、結局ジヨイステイツク７は、機械座
標系に従つた駆動装置から、座標値入力装置５に
より求められたワーク座標系に従つた駆動装置に
変換されたことになる。
てＸ−Ｙステージ１をワーク座標系に基づいて移
動するから、結局ジヨイステイツク７は、機械座
標系に従つた駆動装置から、座標値入力装置５に
より求められたワーク座標系に従つた駆動装置に
変換されたことになる。
それ故、ジヨイステイツク７の操作レバーをＸ
軸方向へ傾ければ、ステージはワーク座標系のｘ
軸方向へ移動し、また操作レバーをＹ軸方向へ傾
ければ、ステージはワーク座標系のｙ軸方向へ移
動する。
軸方向へ傾ければ、ステージはワーク座標系のｘ
軸方向へ移動し、また操作レバーをＹ軸方向へ傾
ければ、ステージはワーク座標系のｙ軸方向へ移
動する。
次に、第２図のフローチヤートによつてマイク
ロコンピユータ６の動作を詳述する。このフロー
チヤートによる処理は連続にまたは一定時間毎に
繰り返し実行される。
ロコンピユータ６の動作を詳述する。このフロー
チヤートによる処理は連続にまたは一定時間毎に
繰り返し実行される。
第２図に示したように、マイクロコンピユータ
６はマトリツクス決定のための座標値を座標値入
力装置５より入力する（ステツプ61）。そして、
ステツプ61で入力した座標値からマトリツクス〓
を決定する（ステツプ62）。本例の場合には機械
座標系に対するワーク座標系の回転角をθとすれ
ばマトリツクス〓は以下の如くである。
６はマトリツクス決定のための座標値を座標値入
力装置５より入力する（ステツプ61）。そして、
ステツプ61で入力した座標値からマトリツクス〓
を決定する（ステツプ62）。本例の場合には機械
座標系に対するワーク座標系の回転角をθとすれ
ばマトリツクス〓は以下の如くである。
〓＝cosθ sinθ
−sinθ cosθ
次に、ステツプ63においてＡ／Ｄコンバータ８
ａ，８ｂより指令値VXD，VYDを入力する。そし
て入力した指令値VXD，VYDは先に求めたマトリ
ツクス〓を用いてワーク座標系の指令値VxD，
VyDに変換される（ステツプ64）。すなわち、 VxD VyD＝〓・VXD VYD である。
ａ，８ｂより指令値VXD，VYDを入力する。そし
て入力した指令値VXD，VYDは先に求めたマトリ
ツクス〓を用いてワーク座標系の指令値VxD，
VyDに変換される（ステツプ64）。すなわち、 VxD VyD＝〓・VXD VYD である。
そして得られた指令値VxD，VyDはＤ／Ａコン
バータ９ａ，９ｂに出力される（ステツプ65）。
以後、ステツプ63，64，65を連続的に実行する。
バータ９ａ，９ｂに出力される（ステツプ65）。
以後、ステツプ63，64，65を連続的に実行する。
以上の実施例では、ワークを２次元的に測定す
るとき、ワーク上に設定したワーク座標系とステ
ージの機械座標系とを平行に合わせることなく、
機械座標系に対するワーク座標系の回転角θを、
座標値入力装置からの座標値によつて求める事に
より、以後はこの回転角θによつてジヨイステイ
ツク７の機械座標系の座標軸方向への速度指令値
VX，VYにマトリツクス〓による座標回転の変換
を施し、ワーク座標系の座標軸方向への速度指令
値Vx，Vyによるステージ制御が行なえる、とい
う利点を有する。
るとき、ワーク上に設定したワーク座標系とステ
ージの機械座標系とを平行に合わせることなく、
機械座標系に対するワーク座標系の回転角θを、
座標値入力装置からの座標値によつて求める事に
より、以後はこの回転角θによつてジヨイステイ
ツク７の機械座標系の座標軸方向への速度指令値
VX，VYにマトリツクス〓による座標回転の変換
を施し、ワーク座標系の座標軸方向への速度指令
値Vx，Vyによるステージ制御が行なえる、とい
う利点を有する。
なお、測定の内容によつては、ワーク上に設定
されたワーク座標系の一方の座標軸方向へのみス
テージを可動とし、他方の座標軸方向へのステー
ジの動きを禁止したいことがある。このような場
合、ワーク座標系の各座標軸に対応させて設けた
不図示のクランプスイツチのいずれかをオンする
ことにより、ジヨイステイツクからの対応する座
標軸方向への速度指令値を無視し、その方向への
速度指令値を零と見なすことにより、ワーク上に
設定された座標軸の任意に選択された方向への動
きを禁止することもできる。
されたワーク座標系の一方の座標軸方向へのみス
テージを可動とし、他方の座標軸方向へのステー
ジの動きを禁止したいことがある。このような場
合、ワーク座標系の各座標軸に対応させて設けた
不図示のクランプスイツチのいずれかをオンする
ことにより、ジヨイステイツクからの対応する座
標軸方向への速度指令値を無視し、その方向への
速度指令値を零と見なすことにより、ワーク上に
設定された座標軸の任意に選択された方向への動
きを禁止することもできる。
第３図は本発明の第２実施例のブロツク図であ
る。第２実施例は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する三
次元測定機に本発明を適用したものである。第３
図において第１図と同一機能のものには同一の図
番を付する。
る。第２実施例は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する三
次元測定機に本発明を適用したものである。第３
図において第１図と同一機能のものには同一の図
番を付する。
Ｘ軸エンコーダ１とＹ軸エンコーダ２及びＺ軸
エンコーダ３０は三次元測定機におけるプローブ
３′の接触子の位置に対応した座標値である機械
座標系のＸ，Ｙ，Ｚ座標値に対応した座標信号を
出力する。プローブ３′は接触子がワークに当接
すると接触信号を出力する。スイツチ回路４はプ
ローブ３′から接触信号が入力されたときのＸ軸
エンコーダ１、Ｙ軸エンコーダ２、Ｚ軸エンコー
ダ３０からの座標信号をマイクロコンピユータ６
０に入力せしめる。以上のＸ軸エンコーダ１、Ｙ
軸エンコーダ２、Ｚ軸エンコーダ３０、プローブ
３′、スイツチ回路４によつて三次元座標値入力
装置５０を形成する。マイクロコンピユータ６０
は入力された座標信号から座標変換マトリツクス
を演算する。
エンコーダ３０は三次元測定機におけるプローブ
３′の接触子の位置に対応した座標値である機械
座標系のＸ，Ｙ，Ｚ座標値に対応した座標信号を
出力する。プローブ３′は接触子がワークに当接
すると接触信号を出力する。スイツチ回路４はプ
ローブ３′から接触信号が入力されたときのＸ軸
エンコーダ１、Ｙ軸エンコーダ２、Ｚ軸エンコー
ダ３０からの座標信号をマイクロコンピユータ６
０に入力せしめる。以上のＸ軸エンコーダ１、Ｙ
軸エンコーダ２、Ｚ軸エンコーダ３０、プローブ
３′、スイツチ回路４によつて三次元座標値入力
装置５０を形成する。マイクロコンピユータ６０
は入力された座標信号から座標変換マトリツクス
を演算する。
ジヨイステイツク７１は不図示の操作レバーを
有し、操作レバーの傾け方向φ、傾け角Ψ及び先
端の回転つまみの回転角γに応じたＸ軸とＹ軸と
Ｚ軸との指令値VX＝Ｖ（Ψ）・cosφ，VY＝Ｖ
（Ψ）・sinφ，VZ＝Ｖ（γ）を出力する。Ａ／Ｄコ
ンバータ８ａ，８ｂ，８ｃは指令値VX，VY，VZ
を夫々アナログ・デジタル変換し、デジタル指令
値VXD，VYD，VZDを出力する。マイクロコンピユ
ータ６０はデジタル指令値VXD，VYD，VZDを先に
求めた座標変換マトリツクスによつてワーク座標
系の指令値VxD，VyD，VzDに変換して出力する。
有し、操作レバーの傾け方向φ、傾け角Ψ及び先
端の回転つまみの回転角γに応じたＸ軸とＹ軸と
Ｚ軸との指令値VX＝Ｖ（Ψ）・cosφ，VY＝Ｖ
（Ψ）・sinφ，VZ＝Ｖ（γ）を出力する。Ａ／Ｄコ
ンバータ８ａ，８ｂ，８ｃは指令値VX，VY，VZ
を夫々アナログ・デジタル変換し、デジタル指令
値VXD，VYD，VZDを出力する。マイクロコンピユ
ータ６０はデジタル指令値VXD，VYD，VZDを先に
求めた座標変換マトリツクスによつてワーク座標
系の指令値VxD，VyD，VzDに変換して出力する。
指令値VxD，VyD，VzDＤ／Ａコンバータ９ａ，
９ｂ，９ｃに入力され、アナログ指令値Vx，
Vy，Vzに変換される。アナログ指令値Vx，
Vy，Vzは夫々モータ駆動回路１０ａ，１０ｂ，
１０ｃに入力される。モータ駆動回路１０ａ，１
０ｂ，１０ｃは夫夫プローブ３′をＸ方向へ駆動
するＸ軸モータ１１ａ、Ｙ方向へ駆動するＹ軸モ
ータ１１ｂ、Ｚ方向へ駆動するＺ軸モータ１１ｃ
によつて駆動する。
９ｂ，９ｃに入力され、アナログ指令値Vx，
Vy，Vzに変換される。アナログ指令値Vx，
Vy，Vzは夫々モータ駆動回路１０ａ，１０ｂ，
１０ｃに入力される。モータ駆動回路１０ａ，１
０ｂ，１０ｃは夫夫プローブ３′をＸ方向へ駆動
するＸ軸モータ１１ａ、Ｙ方向へ駆動するＹ軸モ
ータ１１ｂ、Ｚ方向へ駆動するＺ軸モータ１１ｃ
によつて駆動する。
Ｘ軸モータ１１ａ、Ｙ軸モータ１１ｂ、Ｚ軸モ
ータ１１ｃは協同してプローブ３′をワーク座標
系に基づいて移動するから、結局ジヨイステイツ
ク７１は、機械座標系に従つた駆動装置から、座
標値入力装置５０により求められたワーク座標系
に従つた駆動装置に変換されたことになる。
ータ１１ｃは協同してプローブ３′をワーク座標
系に基づいて移動するから、結局ジヨイステイツ
ク７１は、機械座標系に従つた駆動装置から、座
標値入力装置５０により求められたワーク座標系
に従つた駆動装置に変換されたことになる。
次に、第４図のフローチヤートによつてマイク
ロコンピユータ６０の動作を詳述する。
ロコンピユータ６０の動作を詳述する。
第４図に示したように、マイクロコンピユータ
６０はマトリツクス決定のための座標値を座標値
入力装置５０より入力する（ステツプ66）。そし
て、ステツプ66で入力した座標値からマトリツク
ス〓を決定する（ステツプ67）。このマトリツク
ス〓は以下のように決定する。ある平面（ワーク
上のある面）上にジヨイステイツク７１により定
まるＸ軸とＹ軸とに対応させるべき座標軸を設定
し、この平面に垂直な向きをジヨイステイツク７
１により定まるＺ軸に対応させるものとする。こ
のとき、まず目的とする平面（ワーク上のある
面）上の同一直線上にない３点の座標値と、この
平面上のｘ軸となるべき軸上の２点の座標値と、
が座標値入力装置５０より入力されると（ステツ
プ66）、前者の座標値からこの平面の法線ベクト
ル3を求め、後者の座標値からこの直線の空間
的方向ベクトル1を求め、さらにベクトル1，
3の外積2（＝3×1）を求める。ここでベ
クトル1，2，3の単位ベクトルをE1（l1，
m1，n1），E2（l2，m2，n2），E3（l3，m3，n3）と
するとき、座標変換マトリツクス〓は 〓＝l1 m1 n1 l2 m2 n2 l3 m3 n3 で与えられる（ステツプ67）。
６０はマトリツクス決定のための座標値を座標値
入力装置５０より入力する（ステツプ66）。そし
て、ステツプ66で入力した座標値からマトリツク
ス〓を決定する（ステツプ67）。このマトリツク
ス〓は以下のように決定する。ある平面（ワーク
上のある面）上にジヨイステイツク７１により定
まるＸ軸とＹ軸とに対応させるべき座標軸を設定
し、この平面に垂直な向きをジヨイステイツク７
１により定まるＺ軸に対応させるものとする。こ
のとき、まず目的とする平面（ワーク上のある
面）上の同一直線上にない３点の座標値と、この
平面上のｘ軸となるべき軸上の２点の座標値と、
が座標値入力装置５０より入力されると（ステツ
プ66）、前者の座標値からこの平面の法線ベクト
ル3を求め、後者の座標値からこの直線の空間
的方向ベクトル1を求め、さらにベクトル1，
3の外積2（＝3×1）を求める。ここでベ
クトル1，2，3の単位ベクトルをE1（l1，
m1，n1），E2（l2，m2，n2），E3（l3，m3，n3）と
するとき、座標変換マトリツクス〓は 〓＝l1 m1 n1 l2 m2 n2 l3 m3 n3 で与えられる（ステツプ67）。
次に、ステツプ68においてＡ／Ｄコンバータ８
ａ，８ｂ，８ｃより指令値VXD，VYD，VZDを入力
する。そして入力した指令値VXD，VYD，VZDは先
に求めたマトリツクス〓を用いてワーク座標系の
指令値VxD，VyD，VzDに変換される（ステツプ
69）。
ａ，８ｂ，８ｃより指令値VXD，VYD，VZDを入力
する。そして入力した指令値VXD，VYD，VZDは先
に求めたマトリツクス〓を用いてワーク座標系の
指令値VxD，VyD，VzDに変換される（ステツプ
69）。
そして得られた指令値VxD，VyD，VzDはＤ／
Ａコンバータ９ａ，９ｂ，９ｃに出力される（ス
テツプ70）。以後ステツプ68，69，70を連続的に
実行する。
Ａコンバータ９ａ，９ｂ，９ｃに出力される（ス
テツプ70）。以後ステツプ68，69，70を連続的に
実行する。
従つて以上の構成により、三次元的なワークを
測定するとき、ワーク上に設定されるワーク座標
系と三次元測定機の機械座標系とを平行に合わせ
る事なく、ジヨイステイツク７１のＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸方向への速度指令値に座標回転の変換を施
し、ワーク上に設定されたワーク座標系のｘ軸、
ｙ軸、ｚ軸に対応させることができる。
測定するとき、ワーク上に設定されるワーク座標
系と三次元測定機の機械座標系とを平行に合わせ
る事なく、ジヨイステイツク７１のＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸方向への速度指令値に座標回転の変換を施
し、ワーク上に設定されたワーク座標系のｘ軸、
ｙ軸、ｚ軸に対応させることができる。
さらに三次元測定機では、機械座標系Ｘ−Ｙ−
ＺのＸ−Ｙ平面に平行な面を基準とする測定のみ
ならず、Ｙ−Ｚ面やＺ−Ｘ面に平行な面を基準と
する測定が必要となる場合も多い。本実施例で
は、このようにワークの側面を測定するとき、測
定の対象となる面に垂直な方向をジヨイステイツ
ク７１のＺ軸に対応させるように、座標変換マト
リツクス〓を決定しているので、ワークの側面に
沿つたプローブ３′の動きをジヨイステイツク７
１における操作レバーのＸ軸、Ｙ軸操作、側面に
垂直方向のプローブ３′の動きをジヨイステイツ
ク７１における操作レバーのＺ軸操作で行う事が
できる。
ＺのＸ−Ｙ平面に平行な面を基準とする測定のみ
ならず、Ｙ−Ｚ面やＺ−Ｘ面に平行な面を基準と
する測定が必要となる場合も多い。本実施例で
は、このようにワークの側面を測定するとき、測
定の対象となる面に垂直な方向をジヨイステイツ
ク７１のＺ軸に対応させるように、座標変換マト
リツクス〓を決定しているので、ワークの側面に
沿つたプローブ３′の動きをジヨイステイツク７
１における操作レバーのＸ軸、Ｙ軸操作、側面に
垂直方向のプローブ３′の動きをジヨイステイツ
ク７１における操作レバーのＺ軸操作で行う事が
できる。
また時にはワーク上に一度設定されたｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸のどれとも平行でない斜面上の測定を行
う場合がある。このような場合にはプローブ３を
斜面に沿つて動かすにも、斜面に垂直に動かすに
も常にジヨイステイツクの操作レバーによつてＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸を同時に操作しなければならず極
めて困難である。本実施例ではワーク上に一度設
定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とは別に、斜面を測定し
て得られる面に垂直な軸をジヨイステイツク７の
Ｚ軸に対応させ、ジヨイステイツク７の他の２つ
の軸は適切な斜面上の直交する軸に対応させる事
によつて斜面上の測定を容易にする事ができると
いう利点がある。
軸、ｚ軸のどれとも平行でない斜面上の測定を行
う場合がある。このような場合にはプローブ３を
斜面に沿つて動かすにも、斜面に垂直に動かすに
も常にジヨイステイツクの操作レバーによつてＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸を同時に操作しなければならず極
めて困難である。本実施例ではワーク上に一度設
定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とは別に、斜面を測定し
て得られる面に垂直な軸をジヨイステイツク７の
Ｚ軸に対応させ、ジヨイステイツク７の他の２つ
の軸は適切な斜面上の直交する軸に対応させる事
によつて斜面上の測定を容易にする事ができると
いう利点がある。
なお、以上の実施例では、駆動指令を行うため
にジヨイステイツクを用いる場合を例に上げた
が、トラツクボールや手動ノブに取り付けたエン
コーダのパルスによつて駆動司令を行うような場
合にも有効である。
にジヨイステイツクを用いる場合を例に上げた
が、トラツクボールや手動ノブに取り付けたエン
コーダのパルスによつて駆動司令を行うような場
合にも有効である。
（発明の効果）
以上述べた如く、本発明によれば、ステージ等
の移動方向即ち機械座標軸に対し傾斜した方向へ
の移動が、容易な操作で、かつ正確に実現するこ
とができるので測定作業の能率向上を図ることが
できる。特に、各種の寸法測定用データ処理装置
との併用により飛躍的効果をあげることができ
る。
の移動方向即ち機械座標軸に対し傾斜した方向へ
の移動が、容易な操作で、かつ正確に実現するこ
とができるので測定作業の能率向上を図ることが
できる。特に、各種の寸法測定用データ処理装置
との併用により飛躍的効果をあげることができ
る。
第１図は本発明の第１実施例のブロツク図、第
２図は第１図で用いられるマイクロコンピユータ
のフローチヤート、第３図は本発明の第２実施例
のブロツク図、第４図は第３図で用いられるマイ
クロコンピユータのフローチヤート、第５図はス
テージの移動方向によつて定まる機械座標系の座
標軸Ｘ−Ｙとワーク上のワーク座標系の座標軸ｘ
−ｙとが平行な場合を示す平面図、第６図は機械
座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク座標系の座標軸ｘ
−ｙとが角度θを有する場合を示す平面図、であ
る。 主要部分の符号の説明、 １……Ｘ軸エンコーダ、２……Ｙ軸エンコー
ダ、３０……Ｚ軸エンコーダ、３′……プローブ、
４……スイツチ回路、３……座標取込スイツチ、
６，６０……マイクロコンピユータ、７，７１…
…ジヨイステイツク、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…
…モータ駆動回路、１１ａ……Ｘ軸モータ、１１
ｂ……Ｙ軸モータ、１１ｃ……Ｚ軸モータ、１２
……Ｘ−Ｙステージ。
２図は第１図で用いられるマイクロコンピユータ
のフローチヤート、第３図は本発明の第２実施例
のブロツク図、第４図は第３図で用いられるマイ
クロコンピユータのフローチヤート、第５図はス
テージの移動方向によつて定まる機械座標系の座
標軸Ｘ−Ｙとワーク上のワーク座標系の座標軸ｘ
−ｙとが平行な場合を示す平面図、第６図は機械
座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク座標系の座標軸ｘ
−ｙとが角度θを有する場合を示す平面図、であ
る。 主要部分の符号の説明、 １……Ｘ軸エンコーダ、２……Ｙ軸エンコー
ダ、３０……Ｚ軸エンコーダ、３′……プローブ、
４……スイツチ回路、３……座標取込スイツチ、
６，６０……マイクロコンピユータ、７，７１…
…ジヨイステイツク、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…
…モータ駆動回路、１１ａ……Ｘ軸モータ、１１
ｂ……Ｙ軸モータ、１１ｃ……Ｚ軸モータ、１２
……Ｘ−Ｙステージ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ワーク上に測定座標位置を決定するための位
置決定手段と、 ワークと前記位置決定手段とを相対移動させる
駆動手段と、 前記駆動手段の駆動方向によつて定めた機械座
標系における座標値を出力する座標値測定手段
と、 前記位置決定手段により決定されたワーク上の
測定座標位置における前記座標値測定手段の座標
値を出力する選択手段と、 ワーク座標系の各軸に対応して速度指令信号を
出力する速度指令手段と、 前記選択手段から出力された座標値に基づい
て、前記速度指令信号を機械座標系における各軸
方向への指令信号に変換し、変換信号を出力する
変換手段と、 前記変換信号によつて前記駆動手段を駆動する
制御手段と、 を有することを特徴とするワーク座標系による駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7727685A JPS61235714A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7727685A JPS61235714A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235714A JPS61235714A (ja) | 1986-10-21 |
| JPH0525046B2 true JPH0525046B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=13629335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7727685A Granted JPS61235714A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235714A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0830652B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1996-03-27 | 株式会社ニコン | 座標測定機 |
| JPH0375515A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nikon Corp | 駆動装置 |
| JP4053642B2 (ja) * | 1998-01-12 | 2008-02-27 | 株式会社ミツトヨ | 座標系設定方法及び画像測定装置 |
| JP7008930B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2022-01-25 | 株式会社東京精密 | 三次元測定機、測定方法、及び測定プログラム |
| JP6956362B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2021-11-02 | 株式会社東京精密 | 三次元測定機、測定方法、及び測定プログラム |
| JP7458579B2 (ja) * | 2020-03-30 | 2024-04-01 | 株式会社東京精密 | 三次元測定機、及び三次元測定機の測定方法、 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348461A (en) * | 1976-10-15 | 1978-05-01 | Hitachi Ltd | Wire bonder |
| JPS5557911A (en) * | 1978-10-26 | 1980-04-30 | Fanuc Ltd | Positioning control system |
| JPS5886739A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ウエハの自動位置決め方法 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP7727685A patent/JPS61235714A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348461A (en) * | 1976-10-15 | 1978-05-01 | Hitachi Ltd | Wire bonder |
| JPS5557911A (en) * | 1978-10-26 | 1980-04-30 | Fanuc Ltd | Positioning control system |
| JPS5886739A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ウエハの自動位置決め方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61235714A (ja) | 1986-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |