JPH0550364A - 非接触スキヤニングによるデイジタイジング方法 - Google Patents
非接触スキヤニングによるデイジタイジング方法Info
- Publication number
- JPH0550364A JPH0550364A JP23737491A JP23737491A JPH0550364A JP H0550364 A JPH0550364 A JP H0550364A JP 23737491 A JP23737491 A JP 23737491A JP 23737491 A JP23737491 A JP 23737491A JP H0550364 A JPH0550364 A JP H0550364A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor head
- scanning
- light receiving
- receiving element
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触センサヘッドによりモデル表面を比較
的速い送り速度でスキャニングしているときに発生する
測定範囲オーバによるアラーム停止をなくし、ディジタ
イジングデータを自動修正してスキャニングを続行す
る。 【構成】 非接触センサヘッド８の受光素子２４の両側
にオーバ用受光素子２５，２６を設けて、例えばモデル
３上面のＰ９点からＰ１０点間に急斜面３ａがある場
合、Ｐ１０´を目標にセンサヘッド８が移動し、Ｐ１０
点からの光像をオーバ用受光素子２５で受けて信号を出
力し、スキャニング方向の逆にセンサヘッド８を所定量
戻し、送り速度を遅くしてＰ９〜Ｐ１０間を数回に分け
て計測することで受光素子２４上に常に光像があるよう
にして再スキャニングをして、ディジタイジングデータ
の修正を行い、スキャニングを続行する。
的速い送り速度でスキャニングしているときに発生する
測定範囲オーバによるアラーム停止をなくし、ディジタ
イジングデータを自動修正してスキャニングを続行す
る。 【構成】 非接触センサヘッド８の受光素子２４の両側
にオーバ用受光素子２５，２６を設けて、例えばモデル
３上面のＰ９点からＰ１０点間に急斜面３ａがある場
合、Ｐ１０´を目標にセンサヘッド８が移動し、Ｐ１０
点からの光像をオーバ用受光素子２５で受けて信号を出
力し、スキャニング方向の逆にセンサヘッド８を所定量
戻し、送り速度を遅くしてＰ９〜Ｐ１０間を数回に分け
て計測することで受光素子２４上に常に光像があるよう
にして再スキャニングをして、ディジタイジングデータ
の修正を行い、スキャニングを続行する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触で距離を測定で
きる非接触センサヘッドによりモデル面をスキャニング
させてモデル面形状データをディジタイジングする非接
触スキャニングによるディジタイジング方法に関するも
のである。
きる非接触センサヘッドによりモデル面をスキャニング
させてモデル面形状データをディジタイジングする非接
触スキャニングによるディジタイジング方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】非接触スキャニングによるディジタイジ
ングに使用する非接触センサヘッド１０１は、図８に示
すように定められた基準距離Ｌｏと、計測距離Ｌとの誤
差ΔＬを出力する。そして図９に示すように非接触セン
サヘッド１０１が例えばモデル面１０２表面上の傾斜す
るＡ，Ｂ，Ｃ点をスキャニングするとき、最初にＡ点に
て基準距離Ｌｏと測定距離Ｌ１との誤差ΔＬが生じる
と、Ａ点からＢ点に向かう時に誤差ΔＬだけＺ軸方向上
向きに制御をかけながら動作し、以下同様にＢ点からＣ
点へ動作する。
ングに使用する非接触センサヘッド１０１は、図８に示
すように定められた基準距離Ｌｏと、計測距離Ｌとの誤
差ΔＬを出力する。そして図９に示すように非接触セン
サヘッド１０１が例えばモデル面１０２表面上の傾斜す
るＡ，Ｂ，Ｃ点をスキャニングするとき、最初にＡ点に
て基準距離Ｌｏと測定距離Ｌ１との誤差ΔＬが生じる
と、Ａ点からＢ点に向かう時に誤差ΔＬだけＺ軸方向上
向きに制御をかけながら動作し、以下同様にＢ点からＣ
点へ動作する。
【０００３】この非接触センサヘッド１０１は、光学的
三角測距方式であり、半導体レーザ１０３より放射され
た光を投光レンズ１０４で絞ってモデル１０２表面上に
光スポットをつくり、この光スポットから反射または散
乱した光を結像レンズ１０５で集光し、受光素子１０６
上に光の像をつくるもので、モデル表面が上下に移動す
ると、受光素子１０６上の光像も移動してこれに対応し
た信号を出力するものである。従って受光素子１０６か
ら像がはみ出すと信号が出なくなって計測が出来なくな
るので、計測出来る範囲を測定範囲ＭＲと定めている。
三角測距方式であり、半導体レーザ１０３より放射され
た光を投光レンズ１０４で絞ってモデル１０２表面上に
光スポットをつくり、この光スポットから反射または散
乱した光を結像レンズ１０５で集光し、受光素子１０６
上に光の像をつくるもので、モデル表面が上下に移動す
ると、受光素子１０６上の光像も移動してこれに対応し
た信号を出力するものである。従って受光素子１０６か
ら像がはみ出すと信号が出なくなって計測が出来なくな
るので、計測出来る範囲を測定範囲ＭＲと定めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた非
接触センサヘッドを用いたディジタイジング方法は、例
えば図１０のような急斜面を有するモデル１０７を高速
でスキャニングさせようとすると、サンプリングタイム
間の移動ピッチＰが長いためＰ１０地点で測定範囲ＭＲ
から外れてアラーム停止し、連続スキャニングが不可能
となるという問題点を有している。本発明は従来の技術
の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは非接触センサヘッドの測定範囲
から外れても、連続してスキャニングを続行することの
できるディジタイジング方法を提供しようとすものであ
る。
接触センサヘッドを用いたディジタイジング方法は、例
えば図１０のような急斜面を有するモデル１０７を高速
でスキャニングさせようとすると、サンプリングタイム
間の移動ピッチＰが長いためＰ１０地点で測定範囲ＭＲ
から外れてアラーム停止し、連続スキャニングが不可能
となるという問題点を有している。本発明は従来の技術
の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは非接触センサヘッドの測定範囲
から外れても、連続してスキャニングを続行することの
できるディジタイジング方法を提供しようとすものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における非接触スキャニングによるディジタイ
ジング方法は、非接触センサヘッドによりモデルの形状
をスキャニング中に発生する測定範囲オーバーを前記セ
ンサヘッド内のオーバー用受光素子により検出し、前記
スキャニング方向の逆に前記センサヘッドを所定距離戻
し、送り速度を遅くして再度前記方向にスキャニングを
行ってディジタイジングデータを修正するものである。
に本発明における非接触スキャニングによるディジタイ
ジング方法は、非接触センサヘッドによりモデルの形状
をスキャニング中に発生する測定範囲オーバーを前記セ
ンサヘッド内のオーバー用受光素子により検出し、前記
スキャニング方向の逆に前記センサヘッドを所定距離戻
し、送り速度を遅くして再度前記方向にスキャニングを
行ってディジタイジングデータを修正するものである。
【０００６】
【作用】高速スキャニングによるディジタイジング中に
急斜面等があって受光素子の計測面から光の像が外れる
とこの外れた光の像を受光素子の両側に設けたオーバ用
受光素子が検出して信号を出力し、非接触センサヘッド
をスキャニング方向の逆に所定距離戻し、急斜面を数回
計測するように送り速度を遅くして、再スキャニングを
行いディジタイジングを修正し、スキャニングを続行す
る。
急斜面等があって受光素子の計測面から光の像が外れる
とこの外れた光の像を受光素子の両側に設けたオーバ用
受光素子が検出して信号を出力し、非接触センサヘッド
をスキャニング方向の逆に所定距離戻し、急斜面を数回
計測するように送り速度を遅くして、再スキャニングを
行いディジタイジングを修正し、スキャニングを続行す
る。
【０００７】
【実施例】実施例について図１〜図７を参照して説明す
る。図５のデジタイザにおいて、床上に設置されたベッ
ド１上にＸ軸方向の案内が設けられており、この案内に
沿って移動可能なモデルテーブル２が、Ｘ軸サーボモー
タ１１により移動位置決めされ、テーブル１上にモデル
３が載置されている。ベッド１の両側にコラム４が立設
され、コラム４上にＹ軸方向の案内を有するトップビー
ム５が架設されている。このＹ軸方向の案内に沿って移
動頭６が移動可能に載架され、移動頭６にＹ軸サーボモ
ータ１２により移動位置決めされる。移動頭６にはラム
７がＺ軸方向に移動可能に設けられており、ラム７はＺ
軸サーボモータ１３により移動位置決めされ、ラム７の
先端に非接触センサヘッド８が着脱可能に取付けられて
いる。
る。図５のデジタイザにおいて、床上に設置されたベッ
ド１上にＸ軸方向の案内が設けられており、この案内に
沿って移動可能なモデルテーブル２が、Ｘ軸サーボモー
タ１１により移動位置決めされ、テーブル１上にモデル
３が載置されている。ベッド１の両側にコラム４が立設
され、コラム４上にＹ軸方向の案内を有するトップビー
ム５が架設されている。このＹ軸方向の案内に沿って移
動頭６が移動可能に載架され、移動頭６にＹ軸サーボモ
ータ１２により移動位置決めされる。移動頭６にはラム
７がＺ軸方向に移動可能に設けられており、ラム７はＺ
軸サーボモータ１３により移動位置決めされ、ラム７の
先端に非接触センサヘッド８が着脱可能に取付けられて
いる。
【０００８】図４は非接触スキャニングによるディジタ
イジング方式のシステム構成図で、プロセッサ（ＣＰ
Ｕ）９ａは、ＲＯＭ９ｂに記憶するシステムプログラム
を読み出し、このシステムプログラムに従って倣い制御
位置９全体の動作で制御する。ＲＡＭ９ｃは一時記憶装
置で、後述のレゾルバ１４〜１６等による検出器からの
測定値及び各種演算結果等の一時的なデータを記憶す
る。パラメータメモリ９ｄは操作盤等より入力された各
種のパラメータを記憶する部分である。インタフェース
９ｅは外部機器とこれらとの入出力の仲介を行う部分で
ある。サーボアンプ１０はＸ・Ｙ・Ｚ各軸のモータ１１
〜１３用のサーボ回路、レゾルバ１４〜１６は各サーボ
モータの回転角検出器である。操作装置１７は自動・手
動などの操作をする装置、光処理ユニット１８は非接触
センサヘッド８とともにレーザを用いてモデル３表面の
形状を非接触で測定するためのコントローラであり、測
定範囲オーバ処理回路を内蔵している。１９は表示装置
等の周辺機器である。
イジング方式のシステム構成図で、プロセッサ（ＣＰ
Ｕ）９ａは、ＲＯＭ９ｂに記憶するシステムプログラム
を読み出し、このシステムプログラムに従って倣い制御
位置９全体の動作で制御する。ＲＡＭ９ｃは一時記憶装
置で、後述のレゾルバ１４〜１６等による検出器からの
測定値及び各種演算結果等の一時的なデータを記憶す
る。パラメータメモリ９ｄは操作盤等より入力された各
種のパラメータを記憶する部分である。インタフェース
９ｅは外部機器とこれらとの入出力の仲介を行う部分で
ある。サーボアンプ１０はＸ・Ｙ・Ｚ各軸のモータ１１
〜１３用のサーボ回路、レゾルバ１４〜１６は各サーボ
モータの回転角検出器である。操作装置１７は自動・手
動などの操作をする装置、光処理ユニット１８は非接触
センサヘッド８とともにレーザを用いてモデル３表面の
形状を非接触で測定するためのコントローラであり、測
定範囲オーバ処理回路を内蔵している。１９は表示装置
等の周辺機器である。
【０００９】非接触センサヘッド８は図１に示すように
半導体２１より放射された光を、投光レンズ２２で細か
く絞ってモデル３上に光スポットを作り、結像レンズ２
３により測定範囲内用受光素子２４上にこの光スポット
の像を作り、モデル表面の上下動に応じて動く像の位置
に対応した電気信号を出力するもので、測定範囲内用受
光素子２４の両側に測定範囲ＭＲ以上の上下動で受光素
子２４から外れた像によりオーバ信号を出力する近距離
側のオーバ用受光素子２５と遠距離側オーバ用受光素子
２６がそれぞれ光軸に対して平行に取付けられている。
半導体２１より放射された光を、投光レンズ２２で細か
く絞ってモデル３上に光スポットを作り、結像レンズ２
３により測定範囲内用受光素子２４上にこの光スポット
の像を作り、モデル表面の上下動に応じて動く像の位置
に対応した電気信号を出力するもので、測定範囲内用受
光素子２４の両側に測定範囲ＭＲ以上の上下動で受光素
子２４から外れた像によりオーバ信号を出力する近距離
側のオーバ用受光素子２５と遠距離側オーバ用受光素子
２６がそれぞれ光軸に対して平行に取付けられている。
【００１０】続いて本実施例の作用について図７のフロ
ーチャートの順に説明する。ステップＳ１において、外
部によりパラメータメモリ９ｄに戻り量ＲＴと速度減速
係数ＤＦを記憶させる。この戻り量ＤＦは、例えば図６
に示すような急斜面３ａを有するモデル３を比較的高速
でスキャニングしているとき、急斜面３ａで非接触セン
サヘッド８の受光素子２４の計測面から光像が外れた
際、これをオーバ用受光素子２５が検知して再度測定す
るためにＰ１０点からＰ０点側にセンサヘッド８を戻す
距離であり、次式によって求められる。ＲＴ＝Ｆ・ＴＳ
・ＫＩ但しＦは機械の送り速度（ｍｍ／sec ）、ＴＳは
サンプルタイム、ＫＩは係数であり、ＫＬ＞１とする。
また速度減速係数ＤＦは、非接触センサヘッドが急斜面
３ａで測定範囲から外れるのは、機械の送り速度Ｆが早
すぎるためで、再スキャニングではこれを遅い送り速度
Ｆ１に変えるための係数で、次式によって求められる。
Ｆ１＝Ｆ・Ｋ２ 但しＫ２は係数であり、Ｋ２＜１とす
る。
ーチャートの順に説明する。ステップＳ１において、外
部によりパラメータメモリ９ｄに戻り量ＲＴと速度減速
係数ＤＦを記憶させる。この戻り量ＤＦは、例えば図６
に示すような急斜面３ａを有するモデル３を比較的高速
でスキャニングしているとき、急斜面３ａで非接触セン
サヘッド８の受光素子２４の計測面から光像が外れた
際、これをオーバ用受光素子２５が検知して再度測定す
るためにＰ１０点からＰ０点側にセンサヘッド８を戻す
距離であり、次式によって求められる。ＲＴ＝Ｆ・ＴＳ
・ＫＩ但しＦは機械の送り速度（ｍｍ／sec ）、ＴＳは
サンプルタイム、ＫＩは係数であり、ＫＬ＞１とする。
また速度減速係数ＤＦは、非接触センサヘッドが急斜面
３ａで測定範囲から外れるのは、機械の送り速度Ｆが早
すぎるためで、再スキャニングではこれを遅い送り速度
Ｆ１に変えるための係数で、次式によって求められる。
Ｆ１＝Ｆ・Ｋ２ 但しＫ２は係数であり、Ｋ２＜１とす
る。
【００１１】ステップＳ２において、非接触スキャニン
グによるディジタイジングが実行される。このディジタ
イジング動作をモデル３のＰ０からＰ１０地点までとし
て説明すると、図３に示すようにＰ０〜Ｐ９地点までは
比較的速い送り速度、サンプリングタイムＴＳごとの大
きいピッチで行われている。ステップＳ３において、こ
のサンプリング中に常時スキャニング終了信号がで出て
いないかが確認され、ノーの場合、ステップＳ４におい
て、測定範囲オーバかが確認される。この場合平坦部の
Ｐ０〜Ｐ９までの間はノーとなってステップＳ２に戻さ
れるが、センサヘッド８がＰ９からＰ１０側に１ピッチ
進む間に、急斜面３ａをまたいでＰ１０地点を目標に来
たセンサヘッド８は、オーバ用受光素子２５よりオーバ
信号が出力されてイエスとなり、ステップＳ５において
ディジタイジングが一時停止され、同時にこのオーバ位
置が記憶される。
グによるディジタイジングが実行される。このディジタ
イジング動作をモデル３のＰ０からＰ１０地点までとし
て説明すると、図３に示すようにＰ０〜Ｐ９地点までは
比較的速い送り速度、サンプリングタイムＴＳごとの大
きいピッチで行われている。ステップＳ３において、こ
のサンプリング中に常時スキャニング終了信号がで出て
いないかが確認され、ノーの場合、ステップＳ４におい
て、測定範囲オーバかが確認される。この場合平坦部の
Ｐ０〜Ｐ９までの間はノーとなってステップＳ２に戻さ
れるが、センサヘッド８がＰ９からＰ１０側に１ピッチ
進む間に、急斜面３ａをまたいでＰ１０地点を目標に来
たセンサヘッド８は、オーバ用受光素子２５よりオーバ
信号が出力されてイエスとなり、ステップＳ５において
ディジタイジングが一時停止され、同時にこのオーバ位
置が記憶される。
【００１２】ステップＳ６において、センサヘッドがス
キャニング方向の逆に戻り量ＲＴだけ例えばＰ７地点ま
で戻される。次いでステップＳ７において、機械の送り
速度ＦをＦ１に下げ、ステップＳ８において、この遅い
送り速度Ｆ１でディジタイジングが行われてデータが修
正される。そしてステップＳ９において、オーバ位置か
が確認されノーの場合は、ステップＳ８に戻され、イエ
スの場合はステップＳ２に戻されて、比較的速い送り速
度Ｆによりディジタイジングが続行される。
キャニング方向の逆に戻り量ＲＴだけ例えばＰ７地点ま
で戻される。次いでステップＳ７において、機械の送り
速度ＦをＦ１に下げ、ステップＳ８において、この遅い
送り速度Ｆ１でディジタイジングが行われてデータが修
正される。そしてステップＳ９において、オーバ位置か
が確認されノーの場合は、ステップＳ８に戻され、イエ
スの場合はステップＳ２に戻されて、比較的速い送り速
度Ｆによりディジタイジングが続行される。
【００１３】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。非接触センサヘッド内に
測定範囲オーバ用受光素子を設けて、非接触スキャニン
グによるディジタイジング中に発生する測定範囲オーバ
を検知し、センサヘッドをスキャニング方向の逆に戻し
て、再度スキャニングを行いディジタイジングデータの
修正をして連続スキャニングを続行するようにしたの
で、測定範囲オーバでアラーム停止することがなくなり
測定範囲オーバを心配して機械送りを遅くする必要がな
く、能率が向上する。
で次に記載する効果を奏する。非接触センサヘッド内に
測定範囲オーバ用受光素子を設けて、非接触スキャニン
グによるディジタイジング中に発生する測定範囲オーバ
を検知し、センサヘッドをスキャニング方向の逆に戻し
て、再度スキャニングを行いディジタイジングデータの
修正をして連続スキャニングを続行するようにしたの
で、測定範囲オーバでアラーム停止することがなくなり
測定範囲オーバを心配して機械送りを遅くする必要がな
く、能率が向上する。
【図１】本実施例の非接触センサヘッドの内部構造図で
ある。
ある。
【図２】本実施例のセンサヘッドの急斜面を高速スキャ
ニングする際の動作説明図である。
ニングする際の動作説明図である。
【図３】本実施例の動作の詳細説明図である。
【図４】本実施例の非接触スキャニングによるディジタ
イジング方法のシステム構成図である。
イジング方法のシステム構成図である。
【図５】ディジタイザーの斜視姿図である。
【図６】モデルの斜視図である。
【図７】本実施例の動作説明用フローチャート図であ
る。
る。
【図８】従来の技術の非接触センサヘッドの内部構造図
である。
である。
【図９】従来の技術のスキャニング動作の説明図であ
る。
る。
【図１０】従来の技術のスキャニング中測定範囲オーバ
でアラーム停止となる状態を示す説明図である。
でアラーム停止となる状態を示す説明図である。
３ モデル ８ 非接触セ
ンサヘッド ２４ 受光素子 ２５，２６
オーバ用受光素子 ＭＲ 測定範囲
ンサヘッド ２４ 受光素子 ２５，２６
オーバ用受光素子 ＭＲ 測定範囲
Claims (1)
- 【請求項１】 非接触センサヘッドによりモデルの形状
をスキャニング中に発生する測定範囲オーバーを前記セ
ンサヘッド内のオーバー用受光素子により検出し、前記
スキャニング方向の逆に前記センサヘッドを所定距離戻
し、送り速度を遅くして再度前記方向にスキャニングを
行ってディジタイジングデータを修正することを特徴と
する非接触スキャニングによるディジタイジング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23737491A JPH0550364A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 非接触スキヤニングによるデイジタイジング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23737491A JPH0550364A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 非接触スキヤニングによるデイジタイジング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550364A true JPH0550364A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17014442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23737491A Pending JPH0550364A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 非接触スキヤニングによるデイジタイジング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003009070A3 (de) * | 2001-07-16 | 2003-12-18 | Werth Messtechnik Gmbh | Verfahren zum messen eines objektes mit einem koordinatenmessgerät mit bildverarbeitungssensor |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP23737491A patent/JPH0550364A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003009070A3 (de) * | 2001-07-16 | 2003-12-18 | Werth Messtechnik Gmbh | Verfahren zum messen eines objektes mit einem koordinatenmessgerät mit bildverarbeitungssensor |
| EP2264557A1 (de) * | 2001-07-16 | 2010-12-22 | Werth Messtechnik GmbH | Verfahren zum Messen eines Objektes mit einem Koordinatenmessgerät mit Bildverarbeitungssenor |
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