JPH0560543A - Device for three-dimensional comparison and measurement - Google Patents

Device for three-dimensional comparison and measurement

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JPH0560543A
JPH0560543A JP29861791A JP29861791A JPH0560543A JP H0560543 A JPH0560543 A JP H0560543A JP 29861791 A JP29861791 A JP 29861791A JP 29861791 A JP29861791 A JP 29861791A JP H0560543 A JPH0560543 A JP H0560543A
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Abstract

PURPOSE:To promptly determine whether a subject to be measured is good or bad and to maintain high accuracy against changes in environmental temperature by comparing with tolerance a subtraction value obtained by comparison of data on a master measured and stored in advance with data on measurement of each work. CONSTITUTION:A multiaxis controller 12 comprises a three-axis servo driver 16, a CPU 17, a ROM 18, a RAM 19, an interface 20, a power source portion 21 and the like and required data are input from a teaching box 22 and stored in the controller 12. The dimensional tolerance of each measuring point is input from the tolerance setting portion 49 of a control board 36 according to data on the size measurement of a master and to a specified tolerance value. A predetermined measuring point of a work corresponding to the measuring point of the master is measured and data on measurements obtained are compared with the reference data of the master and arithmetic is performed to calculate a value obtained by subtraction between those data and the value is compared with preset dimensional tolerance to determine whether the value is within the tolerance and display the result, thus determining whether the work is good or bad.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、予め測定、記憶されて
いるマスターの測定データと、各ワークの測定データと
を比較、演算して、その減算値と、予め設定されている
公差とを比較、判別し、測定ワークの良否を判別する比
較測定法に於いて、各ワーク計測時の温度変化を検知ま
たは予測して、その指令によりマスターの座標値を計測
し直し、記憶済みの基準データを更新して行く温度較正
機能を有する三次元比較測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention compares and calculates the measured data of a master, which is measured and stored in advance, with the measured data of each work, and calculates the subtracted value and a preset tolerance. Comparison, judgment, and measurement In the comparative measurement method that judges the quality of the work, the temperature change during measurement of each work is detected or predicted, the coordinate value of the master is measured again by the command, and the stored reference data The present invention relates to a three-dimensional comparative measuring device having a temperature calibration function that updates

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から各種の三次元測定機が知られて
おり、例えば次に述べる様な測定装置がある。先ず計測
台上に保持した測定対象物に対して、測定装置本体に装
備したプローブを三次元的に相対移動させながら、前記
測定対象物の予め設定された所定の測定点にプローブ測
定子を当接させて行く。次にこの当接時に於ける測定対
象物の測定点と、プローブ測定子との相対移動量を検出
してデータ処理を行い、これによって測定対象物の形状
あるいは寸法等を測定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, various three-dimensional measuring machines have been known, and for example, there are measuring devices as described below. First, while moving the probe equipped in the measuring device main body three-dimensionally with respect to the measurement object held on the measuring table, the probe probe is applied to a predetermined measurement point of the measurement object. I will contact you. Next, the relative movement amount between the measurement point of the measurement object and the probe probe at the time of this contact is detected and data processing is performed, thereby measuring the shape or dimension of the measurement object.

【0003】上記構成の装置は、三次元的な絶対値デー
タを採取するものであり、この絶対値データと基準デー
タとを比較して測定物の良否を判定する様にした装置も
考えられているが、この場合の基準データは、測定物の
製作図などに示された数値で、例えば20°± 2℃な
どと予め規定された基準温度条件でのデータである。
The apparatus having the above-mentioned configuration is for collecting three-dimensional absolute value data, and an apparatus in which the absolute value data and reference data are compared to judge the quality of the measured object is also considered. However, the reference data in this case is a numerical value shown in the manufacturing drawing of the measurement object, for example, data under a predetermined reference temperature condition such as 20 ° ± 2 ° C.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の構成によると、
通常の三次元測定装置は、測定対象物の絶対値を三次元
的に測定するもので、このデータだけからでは、測定対
象物の良否を迅速に判断することができない。また測定
対象物の三次元的な絶対寸法を正碓に測定するために
は、互に直交する三軸の移動機構として、気体スライド
や永久磁石などを組み合わせた精密移動機構が必要とな
り、且つプローブを高い精度で円滑に移動させるために
は、夫々に剛性度が高く、熱変形を起し難い構造のスラ
イダ機構を合理的に集積する必要がある。しかしこのた
め移動機構部の質量が大きくなり、これに伴って慣性量
も増大するので、スピーディな移動と、計測点に対する
プローブ測定子の定圧追従性とは相反するという問題が
あった。
According to the conventional configuration,
An ordinary three-dimensional measuring device measures the absolute value of a measuring object three-dimensionally, and the quality of the measuring object cannot be promptly judged from only this data. Further, in order to accurately measure the three-dimensional absolute dimensions of the measurement object, a precise movement mechanism combining a gas slide, a permanent magnet, etc. is required as a movement mechanism of three axes orthogonal to each other, and the probe In order to smoothly move the sliders with high accuracy, it is necessary to rationally integrate slider mechanisms each having a high degree of rigidity and a structure that is resistant to thermal deformation. However, because of this, the mass of the moving mechanism becomes large, and the amount of inertia also increases accordingly, and there is a problem that speedy movement and the constant pressure followability of the probe stylus with respect to the measuring point conflict with each other.

【0005】また三次元的な絶対値データを単に計測す
るだけでなく、これを基準データと比較して測定対象物
の良否を判別する装置の場合は、基準データとして製作
図などから得られる固定的な数値を使用しているので、
測定作業の環境温度が変化すると、比較測定精度が低下
してしまう。即ち測定時の環境温度が変化した場合に
は、当然測定対象物の温度も変化するから、この計測に
よって得られたデータは、基準データと比較条件が異な
り、温度変化に応じた計測データの補正か、あるいは基
準データの補正が必要となる。
Further, in the case of an apparatus which not only simply measures the three-dimensional absolute value data but also compares it with the reference data to judge the quality of the object to be measured, it is a fixed data obtained from the manufacturing drawing as the reference data. Since I am using a numerical value,
If the environmental temperature of the measurement work changes, the comparative measurement accuracy will decrease. That is, when the environmental temperature at the time of measurement changes, the temperature of the measurement object also changes, so the data obtained by this measurement differs from the reference data in the comparison conditions, and the measurement data is corrected according to the temperature change. Or, it is necessary to correct the reference data.

【0006】しかし環境温度の変化は、測定対象物の温
度だけでなく、測定装置全体にも及ぼされ、且つ測定装
置各部の温度変化は、測定対象物の温度変化と同一では
ないから、データの補正方法は容易でない。その様な煩
雑な補正作業が行われない場合は、当然比較測定精度が
低下し、安易な補正手段では、温度変化に対応する精密
な比較測定は不可能となる。本発明はこの様な点に基づ
いてなされたもので、その目的とする処は、測定対象物
の良否を迅速に判別する機能を有し、且つ測定作業の環
境温度が変化した場合にも常に高い測定精度が得られる
三次元比較測定装置を提供することにある。
However, the change in the ambient temperature affects not only the temperature of the measuring object but also the entire measuring device, and the temperature change of each part of the measuring device is not the same as the temperature change of the measuring object. The correction method is not easy. If such a complicated correction work is not performed, the comparative measurement accuracy naturally lowers, and the precise correction measurement corresponding to the temperature change cannot be performed by the easy correction means. The present invention has been made on the basis of such a point, and the purpose thereof is to have a function of rapidly determining the quality of a measurement object, and even when the environmental temperature of the measurement work changes. An object of the present invention is to provide a three-dimensional comparison measuring device that can obtain high measurement accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の三次元比較測定装置は、計測台上に保持した測
定対象物と、測定装置のスライダに支持されたプローブ
とを、互に直交するX・Y・Z軸方向に相対移動させる
三次元測定法に於いて、ワークの所定測定点にプローブ
の測定子を当接し、この当接点に於けるX・Y・Z座標
値を、予め測定して記憶されているマスターの対応測定
点に於けるX・Y・Z座標値と比較して、その減算値を
求める比較、演算手段と、この判別結果を任意の形態で
記録表示する手段を有し、更に計測時の温度変化を検
知、または予測して、マスターの所定測定点に於けるX
・Y・Z座標値を計測し直し、前記記憶済みのマスター
座標値を適宜更新するマスター座標値更新手段とを具備
したことを特徴とする。
In order to achieve this object, a three-dimensional comparative measuring apparatus according to the present invention includes a measuring object held on a measuring table and a probe supported by a slider of the measuring apparatus, which are mutually connected. In the three-dimensional measuring method in which relative movement is performed in the orthogonal X, Y, and Z axis directions, the probe head of the probe is brought into contact with a predetermined measurement point of the workpiece, and the X, Y, and Z coordinate values at this contact point are Comparison and calculation means for comparing the X, Y, Z coordinate values at corresponding measurement points of the master, which are measured and stored in advance, to obtain the subtraction value, and the discrimination result are recorded and displayed in an arbitrary form. With a means for detecting or predicting temperature change during measurement, X at the predetermined measurement point of the master
A master coordinate value updating means for re-measurement of the Y and Z coordinate values and updating the stored master coordinate value appropriately.

【0008】[0008]

【作用】即ち本発明による三次元比較測定装置は、従来
のこの種測定機の様に、測定対象物の三次元的な寸法を
絶対値として測定するものではなく、予め測定し、記憶
されているマスターのデータと、各ワークの測定データ
とを比較してその減算値を演算し、これを予め設定され
ている各測定点の公差と比較することによって、ワーク
の良否を判別する様にしている。このためワークの良否
判定が正確且つ容易で、その判別結果を使用し、他の関
連機器を迅速に連動させることができる。また測定作業
の環境温度が変化した場合に対応して、温度較正機能を
装備し、この装置から指示される更新指令に基づいてモ
デルのX・Y・Z座標値を計測し直し、メモリーに記憶
されている基準データを更新して行くので、常に精度の
高い比較測定結果を得ることが可能となる。
That is, the three-dimensional comparison measuring device according to the present invention does not measure the three-dimensional dimensions of the measuring object as an absolute value like the conventional measuring machine of this kind, but measures and stores them in advance. By comparing the master data and the measured data of each work, calculating the subtraction value and comparing it with the preset tolerance of each measurement point, the quality of the work can be determined. There is. Therefore, the quality of the work can be accurately and easily determined, and the result of the determination can be used to quickly interlock other related devices. In addition, it is equipped with a temperature calibration function in response to changes in the environmental temperature of the measurement work, re-measures the XYZ coordinate values of the model based on the update command instructed from this device, and stores it in memory. Since the reference data being updated is updated, it is possible to always obtain highly accurate comparative measurement results.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の一実施例を示すに当り図面について
説明すると、機台のベース1上をX軸方向に移動自在と
したX軸スライダとしてのテーブル2を装備し、上部に
測定対象物3を保持する定盤4を固定する。ベース1の
中央部後方にはテーブル2に対応するコラム5を立設
し、その上部に前記X軸と直交するY軸方向への移動を
自在としたY軸スライダ6を架設する。Y軸スライダ6
の前側には、支持フレーム7を介して前記X軸及びY軸
と夫々直交するZ軸方向への移動を自在としたZ軸スラ
イダ8の保持体9を設ける。Z軸スライダ8の延長下端
には、プローブ10を装着して、その測定子11を前記
測定対象物3に対応させ、この測定面に当接する測定子
11の三次元的な移動を可能とさせる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings for showing an embodiment of the present invention, a table 2 as an X-axis slider, which is movable on a base 1 of a machine base in the X-axis direction, is provided, and an object to be measured is provided above the table 2. The surface plate 4 holding 3 is fixed. A column 5 corresponding to the table 2 is erected on the rear side of the center of the base 1, and a Y-axis slider 6 which is freely movable in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis is installed above the column 5. Y-axis slider 6
A holding body 9 of a Z-axis slider 8 is provided on the front side of the Z-axis slider 8 so as to be freely movable in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis via the support frame 7. A probe 10 is attached to the lower end of the extension of the Z-axis slider 8 so that the probe 11 is made to correspond to the measurement object 3 and the probe 11 in contact with this measurement surface can be moved three-dimensionally. ..

【0010】またベース1に対するテーブル2のX軸方
向への駆動と、コラム5に対するY軸スライダ6のY軸
方向への駆動、及び保持体9に対するZ軸スライダ8の
Z軸方向への駆動は、リニア・アクチュエータやモータ
及びエンコーダなどによって構成され、且つサーボ機能
を有する多軸コントローラ12と接続された夫々のX軸
駆動装置13、Y軸駆動装置14、Z軸駆動装置15に
よって行われる。上記の多軸コントローラ12は、例え
ば三軸サーボドライバ16、中央処理装置(CPU)1
7、ROM装置18、RAM19、インターフェース2
0及び電源部21などから構成されており、ティーチン
グ・ボックス22からの必要データが入力、記憶される
様になっている。
Driving of the table 2 in the X-axis direction with respect to the base 1, driving of the Y-axis slider 6 with respect to the column 5 in the Y-axis direction, and driving of the Z-axis slider 8 with respect to the holding body 9 in the Z-axis direction are performed. , An X-axis driving device 13, a Y-axis driving device 14, and a Z-axis driving device 15, each of which is composed of a linear actuator, a motor, an encoder, and the like, and is connected to a multi-axis controller 12 having a servo function. The multi-axis controller 12 is, for example, a three-axis servo driver 16, a central processing unit (CPU) 1
7, ROM device 18, RAM 19, interface 2
0 and a power supply unit 21 and the like, and the necessary data from the teaching box 22 is input and stored.

【0011】プローブ10の測定対象物3に対するX軸
方向への相対移動量は、ベース1とテーブル2とに係設
したX軸移動量読み取り装置としてのX軸スケール23
により検出され、またプローブ10のY軸方向及びZ軸
方向への相対移動量は、コラム5とY軸スライダ6とに
係設したY軸スケール24、及び保持体9とZ軸スライ
ダ8とに係設したZ軸スケール25によって夫々検出さ
れる。これ等X軸スケール23、Y軸スケール24及び
Z軸スケール25からの検出信号は、図3に示す夫々の
X軸アンプ26、Y軸アンプ27、Z軸アンプ28を介
して、X軸カウンタ29、Y軸カウンタ30、Z軸カウ
ンタ31に入力され、こゝでカウントされるが、前記プ
ローブ10からの測定子タッチ信号が、プローブアンプ
32及びインターフェース33を介して各カウンタを装
備するマザー・ボード34に入力されるため、各カウン
タ29、30、31は、この信号を受けた時点でのX、
Y、Z軸移動量読み取り値をラッチすることができる。
The relative movement amount of the probe 10 in the X-axis direction with respect to the object 3 to be measured is an X-axis scale 23 as an X-axis movement amount reading device provided on the base 1 and the table 2.
The amount of relative movement of the probe 10 in the Y-axis direction and the Z-axis direction is detected by the Y-axis scale 24 associated with the column 5 and the Y-axis slider 6, and the holder 9 and the Z-axis slider 8. It is detected by the Z-axis scales 25 provided in association with each other. Detection signals from the X-axis scale 23, the Y-axis scale 24, and the Z-axis scale 25 are sent to the X-axis counter 29 via the X-axis amplifier 26, the Y-axis amplifier 27, and the Z-axis amplifier 28 shown in FIG. , A Y-axis counter 30 and a Z-axis counter 31 are counted and are counted here, a probe contact signal from the probe 10 is equipped with each counter via a probe amplifier 32 and an interface 33. Since it is input to the counter 34, each of the counters 29, 30, 31 receives X,
The Y-axis and Z-axis movement amount readings can be latched.

【0012】また上記のマザー・ボード34や多軸コン
トローラ12と接続されたコンピュータ35があり、更
にこれに接続する操作盤36が装備されている。コンピ
ュータ35は例えば、入力部37、出力部38、インタ
ーフェース(I/F)39、40、記憶装置41、制御
装置42、演算装置43、電源部44などから構成され
ており、入力部37には必要によってキーボード45
が、出力部38にはディスプレイ46やプリンタ47が
接続される。一方操作盤36には、測定装置の動作を指
令する入力部48があり、また測定点の寸法公差を入力
する公差設定部49と、比較、判定結果を表示する個別
判定表示部50、総合判定表示部51と公差表示部52
などが設けられている。また操作盤36やディスプレイ
46は、例えば図1に示す様に配置される。
There is also a computer 35 connected to the mother board 34 and the multi-axis controller 12 described above, and an operation panel 36 connected to this is also provided. The computer 35 includes, for example, an input unit 37, an output unit 38, interfaces (I / F) 39 and 40, a storage device 41, a control device 42, a calculation device 43, a power supply unit 44, etc. Keyboard 45 if necessary
However, a display 46 and a printer 47 are connected to the output unit 38. On the other hand, the operation panel 36 has an input unit 48 for instructing the operation of the measuring device, a tolerance setting unit 49 for inputting the dimensional tolerance of the measurement point, an individual determination display unit 50 for displaying the comparison and determination results, and a comprehensive determination. Display 51 and tolerance display 52
Etc. are provided. Further, the operation panel 36 and the display 46 are arranged as shown in FIG. 1, for example.

【0013】この様に構成された本実施例の場合は、先
ず製作図に基づいて正確に作られたマスターを準備し、
この必要部寸法を予め正確に計測してそのデータを採取
した後、本装置によって予め指定した所定の測定点を計
測し、この基準データを装置に記憶させる。次に各測定
点に於ける寸法公差を、マスターの寸法計測データと製
作図の指定公差値に基づき、操作盤36の公差設定部4
9から入力して置く。そしてマスターの測定点と対応す
るワークの所定測定点を計測し、これによって得られた
測定データと前記マスターの基準データとを比較、演算
して、その減算値を算出し、この値が先に設定した寸法
公差と比較して、公差内にあるか否かを判定、表示し、
ワークの良否を判別する様にしている。
In the case of the present embodiment having the above-described structure, first, a master accurately made based on the manufacturing drawing is prepared,
After accurately measuring the required part size in advance and collecting the data, a predetermined measurement point designated in advance by this device is measured, and this reference data is stored in the device. Next, the dimensional tolerance at each measurement point is calculated based on the dimensional measurement data of the master and the specified tolerance value of the manufacturing drawing, and the tolerance setting unit 4 of the operation panel 36
Input from 9 and put. Then, the predetermined measurement point of the workpiece corresponding to the measurement point of the master is measured, the measurement data obtained by this is compared with the reference data of the master, and the subtraction value is calculated, and this value is calculated first. Compared with the set dimensional tolerance, it judges and displays whether it is within the tolerance,
The quality of the work is determined.

【0014】この際測定作業の環境温度が変化すること
によって生ずる測定精度の低下を防止するため、次の様
な手段を採用する。先ず測定ワークの温度を温度センサ
53によって常時計測すると共に、この温度が所定の時
点よりどの程度変化したかを温度演算部54でチェック
し、この値を温度比較部55により、予め温度差設定器
56にセットした値と比較して、温度演算部54の値が
設定値を超えた場合には、測定値更新指令部57へ起動
信号を出す。一方測定時間の経過を検出する時間計測器
58を設けて、この所定時点からの時間を時間演算部5
9により積算し、この値を時間比較部60により、予め
時間差設定器61にセットした値と比較して、時間演算
部59の値が設定を超えた場合に、前記測定値更新指令
部57へ起動信号を出す様にする。
At this time, in order to prevent the deterioration of the measurement accuracy caused by the change of the environmental temperature of the measurement work, the following means are adopted. First, the temperature of the work to be measured is constantly measured by the temperature sensor 53, and the temperature calculation unit 54 checks how much the temperature has changed from a predetermined time point, and the temperature comparison unit 55 uses the temperature difference setter in advance. In comparison with the value set in 56, if the value of the temperature calculation unit 54 exceeds the set value, an activation signal is output to the measurement value update command unit 57. On the other hand, a time measuring device 58 for detecting the lapse of the measuring time is provided, and the time from the predetermined time point is calculated by the time calculating unit 5
9, the time comparison unit 60 compares this value with the value set in the time difference setting unit 61 in advance, and when the value of the time calculation unit 59 exceeds the setting, the measured value update command unit 57 is notified. Make the start signal.

【0015】こゝで測定値更新指令部57は、温度比較
部55あるいは時間比較部60の何れか一方から起動信
号を受けた時点で、基準データの更新指令を出すが、こ
の指令信号により前記温度演算部54と時間演算部59
のカウント値は、同時に零クリアされるので、マスター
の測定値更新指令が、温度差インターバルと時間差イン
ターバルとで重複することはない。
At this point, the measured value update command unit 57 issues a command to update the reference data when it receives a start signal from either the temperature comparison unit 55 or the time comparison unit 60. Temperature calculation unit 54 and time calculation unit 59
Since the count value of is simultaneously cleared to zero, the master measurement value update command does not overlap between the temperature difference interval and the time difference interval.

【0016】以上の構成は、図4のブロック図で示すこ
とができる。即ち通常の測定では、ワークのX・Y・Z
座標値と、マスターのX・Y・Z座標値とを比較演算部
62により比較してその減算値を算出し、次にこの減算
値と、公差設定部49から入力されている寸法公差とを
比較判別部63により判定する。この結果は記録表示部
64を介して記録あるいは表示される。また温度変化に
対する較正は、マスター座標値更新手段65によって行
われる。即ち前述のワーク温度センサ53系からの信号
と、時間計測器58系からの信号とにより、マスターの
測定値更新指令部57が起動し、基準データを更新する
様にしている。
The above configuration can be shown in the block diagram of FIG. That is, in normal measurement, X, Y, Z of the workpiece
The coordinate value and the X, Y, Z coordinate values of the master are compared by the comparison operation unit 62 to calculate the subtraction value, and then the subtraction value and the dimensional tolerance input from the tolerance setting unit 49 are calculated. The comparison determination unit 63 determines. This result is recorded or displayed via the record display unit 64. The calibration with respect to the temperature change is performed by the master coordinate value updating means 65. That is, the master measurement value update command unit 57 is activated by the signal from the work temperature sensor 53 system and the signal from the time measuring device 58 system to update the reference data.

【0017】この様に構成された本装置の作用を図5に
示すフローチャートにより説明すると、通常の測定手順
は、先ずマスターをテーブル2の定盤4上に適切な治具
を使って保持する(工程a)。この動作は測定ラインの
自動化により搬送ロボットなどによって自動的に行わ
れ、ロボット・アームが退避すると、測定動作がスター
トする(工程b)。次にサンプリング(工程c)が行わ
れるが、このサンプリングとは、定盤4上に保持された
マスターの、予め設定された所定数の測定点に対して、
プローブ10の測定子11を複数回(例えば3回)当接
させて、その時のX・Y・Z座標値を読み取り、これら
の平均値を基準データとして登録する(記憶させる)こ
とを意味している。この作業はマスターの各測定点に於
けるデータを取り込み(工程d)、それを演算(工程
e)して、記億(工程f)する工程を経ることにより、
基準データの取り込みを完了する
The operation of the thus constructed apparatus will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 5. In the normal measurement procedure, first, the master is held on the surface plate 4 of the table 2 by using an appropriate jig ( Step a). This operation is automatically performed by a transfer robot or the like due to automation of the measurement line, and when the robot arm retracts, the measurement operation starts (step b). Next, sampling (step c) is performed, and this sampling is performed with respect to a predetermined number of preset measurement points of the master held on the surface plate 4.
This means that the probe 11 of the probe 10 is contacted a plurality of times (for example, three times), the X, Y, Z coordinate values at that time are read, and the average value of these is registered (stored) as reference data. There is. This work takes in data at each measurement point of the master (step d), calculates it (step e), and stores it (step f).
Complete the acquisition of reference data

【0018】次にワーク3の測定を開始する。先ずマス
ターを定盤4から取り外し、これに換えてワーク3を保
持(工程g)させるが、これらの動作も実際には搬送ロ
ボットによって自動的に行われ、取り外されたマスター
は、測定作業と環境温度条件が同一な指定場所に置かれ
る。この状態で測定動作がスタート(工程h)され、プ
ロービング(工程i)が行われる。このプロービングと
は、プローブ10がその測定子11を各測定点に(一回
づつ)タッチして移動する動作のことで、既に述べたマ
スター計測時のサンプリングに相当するものであり、ワ
ークの各測定点に於けるX・Y・Z座標値のデータを取
り込む(工程j)。取り込まれたデータは記憶(工程
k)されると同時に演算処理(工程l)の対象となる。
即ち既に記憶されているマスターの基準データを選択的
に取り出して(工程m)、このデータとワークの測定に
より得られたデータとを比較、演算(工程l)し、その
減算値を算出する。この時点で操作盤36の個別判定表
示部50に、各軸に於ける減算値が表示される。
Next, the measurement of the work 3 is started. First, the master is removed from the surface plate 4 and the work 3 is held instead (step g). However, these operations are actually performed automatically by the transfer robot, and the removed master is used for the measurement work and the environment. They are placed in designated places with the same temperature conditions. In this state, the measurement operation is started (step h) and probing (step i) is performed. The probing is an operation in which the probe 10 touches the measuring element 11 to each measuring point (once a time) and moves, and corresponds to the sampling at the time of the master measurement described above. The data of the X, Y, Z coordinate values at the measurement point is loaded (step j). The data taken in is stored (step k) and, at the same time, is subjected to arithmetic processing (step l).
That is, the already stored master reference data is selectively taken out (step m), this data and the data obtained by the measurement of the work are compared and calculated (step l), and the subtracted value is calculated. At this point, the subtraction value for each axis is displayed on the individual determination display section 50 of the operation panel 36.

【0019】また上記の比較、演算に対応して測定点の
寸法公差(基準データに対する許容差)が予め設定され
ており、これが記憶されている。即ち公差設定(工程
n)は、ポジション選択(工程p)、軸選択(工程
q)、上下限値選択(工程r)の条件下で入力され、記
憶(工程s)される。この記憶公差は既に述べた演算処
理(工程l)中に、記憶済み公差の中から、所望の測定
点に於ける軸選択が行われた公差を取り出し(工程
t)、上記の減算値(ワークの測定データと基準データ
との差)と比較(工定u)される。この比較結果により
減算値が公差内にある場合は、良品として各軸毎にOK
表示(緑色)が点灯(工程v)され、逆に減算値が公差
外の場合は、不良品としてNG表示灯(赤色)が点灯
(工程w)される。この様な各測定点毎の判定が個別判
定であり、夫々の表示灯は、操作盤36の個別判定表示
部50に設置されている。
Further, the dimensional tolerance of the measurement point (tolerance to the reference data) is set in advance in correspondence with the above comparison and calculation, and this is stored. That is, the tolerance setting (step n) is input and stored (step s) under the conditions of position selection (step p), axis selection (step q), and upper and lower limit value selection (step r). This stored tolerance is taken out from the stored tolerances during the above-described arithmetic processing (step 1), and the tolerance for which the axis has been selected at the desired measurement point is taken out (step t). (Difference between the measurement data and the reference data) is compared (construction u). If the subtraction value is within the tolerance as a result of this comparison, OK for each axis as a good product.
The display (green) is turned on (step v), and when the subtracted value is outside the tolerance, the NG indicator (red) is turned on as a defective product (step w). Such determination for each measurement point is the individual determination, and the respective indicator lights are installed on the individual determination display unit 50 of the operation panel 36.

【0020】上記個別判定の次に総合判定(工程x)が
行われる。この工程では各測定点に於ける各軸の演算値
が全て公差内にある場合に初めて「OK」表示(工程
y)がなされ、全測定点での全ての条件で、一箇所でも
公差を満足しない値が検出された場合には「NG」表示
(工程z)がなされる。以上の工程を経過することによ
って一個のワークに対する測定が終了し(工程A)、各
作動部が原点に復帰(工程B)した後、ワークを取り外
して(工程C)次の測定に備えることになる。この様な
一連の工程途中に於いて、必要によりデータの出力が可
能であり、例えばディスプレイ46上に表示したり、プ
リンタ47によって印字することができる。また総合判
定の結果を搬送ロボットなどに出力する構成とすれば、
例えば良品ワークを任意の良品ラインに搬送し、不良品
ワークは別の処理ラインに搬送するなど、良品と不良品
とを自動選別したり区分けして収納することもできる。
After the above individual determination, a comprehensive determination (step x) is performed. In this process, "OK" is displayed (process y) only when the calculated values of each axis at each measurement point are within the tolerance, and the tolerance is satisfied even at one place under all conditions at all measurement points. If a value not to be detected is detected, "NG" is displayed (step z). After the above steps have been completed, the measurement for one work is completed (step A), and after each operating part returns to the origin (step B), the work is removed (step C) to prepare for the next measurement. Become. In the course of such a series of steps, data can be output if necessary, and can be displayed on the display 46 or printed by the printer 47, for example. In addition, if it is configured to output the result of comprehensive judgment to a transfer robot,
For example, a non-defective product may be conveyed to an arbitrary non-defective product line, and a defective product work may be conveyed to another processing line. For example, the non-defective product and the defective product may be automatically sorted or sorted and stored.

【0021】次に温度変化に伴う較正について説明する
と、測定作業の開始時には必ずマスターのサンプリング
が実行される。そして計測作業中はワークの温度を温度
センサ53が常に計測しており、初回または前回のマス
ター・サンプリング時に於けるワーク温度からの変化値
を温度演算部54がチェックしている。一方温度差設定
器56に予め所定の指令温度を設定して置き、この値と
温度演算部54との値を温度比較部55で判定させた結
果、ワークの温度変化値が大きい場合には、測定値更新
指令部57へ信号が出され、これによってマスター座標
値の更新指令(工程D)が、測定値更新指令部57から
出力される。
The calibration associated with the temperature change will be described below. Sampling of the master is always executed at the start of the measurement work. The temperature sensor 53 constantly measures the temperature of the work during the measurement work, and the temperature calculation unit 54 checks the change value from the work temperature at the first or previous master sampling. On the other hand, a predetermined command temperature is set in advance in the temperature difference setter 56, and as a result of the temperature comparing unit 55 determining the value of this value and the value of the temperature calculating unit 54, if the temperature change value of the work is large, A signal is output to the measurement value update command unit 57, and the master coordinate value update command (step D) is thereby output from the measurement value update command unit 57.

【0022】またこれとは別に時間計測器58があり、
サンプリング作業が終了してからの経過時間を時間演算
部59がチェックしており、この積算値が時間設定器6
1にセットした所定の値を超過した場合には、これを時
間比較部60が判定して測定値更新指令部57に伝える
ので、この信号によってもマスター座標値の更新指令
(工程D)が行われる。この時間差温度較正の目的は、
ワークの温度変化が緩やかになった場合、ワークと各軸
スケールとの温度差の変化から生ずる測定誤差を減少す
るためのものであるが、前述の様に温度差による更新指
令と、時間差による更新指令とは重複しないので、必要
以上のサンプリングは行われず、測定作業の能率が低下
することはない。
In addition to this, there is a time measuring device 58,
The time calculation unit 59 checks the elapsed time from the end of the sampling work, and this integrated value is used as the time setter 6
When the predetermined value set to 1 is exceeded, the time comparison unit 60 makes a determination and notifies the measurement value update command unit 57, so that the master coordinate value update command (process D) is also performed by this signal. Be seen. The purpose of this time difference temperature calibration is
When the temperature change of the work becomes gradual, this is to reduce the measurement error caused by the change of the temperature difference between the work and each axis scale. Because it does not overlap with the command, unnecessary sampling is not performed and the efficiency of measurement work does not decrease.

【0023】上記の更新指令(工程D)が出された場合
は、ワークの測定が途中であっても、この作業は中断さ
れ(工程E)、各移動部が原点に復帰(工程F)して、
ワークは測定定盤から取り外される(工程G)。そして
基準データの取り込みが再度行われることになる。即ち
ワークと同一の環境下に置かれていたマスターに対し
て、既に説明した「工程a」より「工程f」迄の動作が
行われ、基準データが更新される。更新作業の終了後は
再度通常のワーク測定が続行されることになる。
When the above-mentioned update command (process D) is issued, this work is interrupted (process E) even if the measurement of the work is in progress, and each moving part returns to the origin (process F). hand,
The work is removed from the measurement surface plate (process G). Then, the reference data is captured again. That is, the operations from “process a” to “process f” already described are performed on the master placed in the same environment as the work, and the reference data is updated. After the update work is completed, normal work measurement will be continued again.

【0024】尚本発明は前記の実施例に限定されるもの
ではない。例えばマスター座標値更新手段65として、
前述の温度差検出と時間差検出とを組み合わせた装置以
外に図4及び図5に示す時刻設定器66を使用する方法
が考えられる。即ち測定の過程に於いて、環境温度の変
化と測定作業に伴い、ワークと測定装置各部の温度がど
の様に変化するかを予め測定、分析しておき、このデー
タに基づいて基準データを更新するタイミングを時刻設
定器66にプログラミングする方法である。その具体例
は、「適切な設定時間が経過する毎に基準データを更新
する」方式とか、「基準データを更新するのに適した時
刻を設定する」方式などであり、この様に構成しても温
度変化による測定精度の低下を減少することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as the master coordinate value updating means 65,
A method of using the time setting device 66 shown in FIGS. 4 and 5 is conceivable in addition to the above-described apparatus that combines the temperature difference detection and the time difference detection. In other words, in the process of measurement, how the temperature of the work and each part of the measuring device changes according to the change of the environmental temperature and the measuring work is measured and analyzed in advance, and the reference data is updated based on this data. This is a method of programming the timing to be performed in the time setting device 66. Specific examples are the "update reference data every time an appropriate set time elapses" method and the "set a suitable time for updating the reference data" method. Can also reduce the decrease in measurement accuracy due to temperature changes.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明した様に本発明による三次元比
較測定装置は、単にワークの三次元的な絶対値測定を行
うものではなく、予め測定、記憶されているマスターの
基準データと、各ワークの測定データとを比較演算し
て、その減算値と、予め設定された公差値とを比較する
ことにより、ワークの良否を判別する様にしているの
で、加工ワークの良否を正確且つ迅速に判定することが
できる。また判定結果の信号を使用して、他の連動機器
(例えば搬送ロボット、コンベア、パレタイザーなど)
を制御することも可能であり、良品、不良品の区分け処
理を自動化することができる。
As described above, the three-dimensional comparative measuring apparatus according to the present invention does not simply measure the three-dimensional absolute value of the work, but the reference data of the master previously measured and stored and By comparing and calculating the measured data of the work, and comparing the subtracted value with the preset tolerance value, the quality of the work can be determined. Can be determined. In addition, other interlocking devices (eg, transfer robot, conveyor, palletizer, etc.) can be used by using the signal of the judgment result.
It is also possible to control, and it is possible to automate the process of classifying good products and defective products.

【0026】殊に本発明装置の特徴とする処は、マスタ
ーを使用して温度較正を目的とする基準データの更新を
行うことである。これはマスターを測定ワークと同じ材
質で、また各部の形状、寸法、肉厚迄も全く同一に製作
して、熱変動特性を同じとし、且つマスターを測定ワー
クと同一温度環境下に置くことによって、熱膨張による
両者の寸法変化分を相殺しようとするもので、温度変化
による基準データの補正を正確且つ容易にする。またマ
スター座標値更新手段として作動時間演算比較系の装置
を組み入れたことは、測定装置各部の(特に各軸スケー
ルの)温度変化が環境温度やワーク温度の変化に対して
遅れて追従することを考慮したものであり、これらに基
づいたマスター基準データの更新は、温度変化による測
定精度の低下を効果的に防止することができる。
In particular, the feature of the device of the present invention is that the master is used to update the reference data for the purpose of temperature calibration. This is because the master is made of the same material as the work to be measured, and the shape, dimensions, and thickness of each part are made identical so that the thermal fluctuation characteristics are the same and the master is placed in the same temperature environment as the work to be measured. In order to cancel the dimensional change of both due to thermal expansion, the correction of the reference data due to temperature change is made accurate and easy. In addition, the incorporation of an operating time calculation / comparison system as the master coordinate value updating means means that the temperature change of each part of the measuring device (especially of each axis scale) follows the changes of the environmental temperature and the work temperature with a delay. This is a consideration, and updating the master reference data based on these can effectively prevent a decrease in measurement accuracy due to a temperature change.

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

【図1】本発明の一実施例を示す三次元比較測定装置の
正面図である。
FIG. 1 is a front view of a three-dimensional comparative measuring device showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の側面図である。FIG. 2 is a side view of FIG.

【図3】本発明の一実施例を示す三次元比較測定装置の
ブロック回路図である。
FIG. 3 is a block circuit diagram of a three-dimensional comparative measuring device showing an embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す装置の機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of the apparatus shown in FIG.

【図5】図3に示す装置のフローチャートである。5 is a flow chart of the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 テーブル(X軸スライダ) 3 測定対象物 6 Y軸スライダ 8 Z軸スライダ 10 プローブ 11 測定子 12 多軸コントローラ 23 X軸スケール 24 Y軸スケール 25 Z軸スケール 35 コンピュータ 36 操作盤 46 ディスプレイ 47 プリンタ 53 温度センサ 56 温度差設定器 58 時間計測器 61 時間差設定器 66 時刻設定器 2 table (X-axis slider) 3 measurement object 6 Y-axis slider 8 Z-axis slider 10 probe 11 probe 12 multi-axis controller 23 X-axis scale 24 Y-axis scale 25 Z-axis scale 35 computer 36 operation panel 46 display 47 printer 53 Temperature sensor 56 Temperature difference setting device 58 Time measuring device 61 Time difference setting device 66 Time setting device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計測台上に保持した計測対象物と、測定
装置のスライダに支持されたプローブとを、互に直交す
るX・Y・Z軸方向に相対移動させる三次元測定法に於
いて、各測定対象物(以下ワークと云う)の所定測定点
にプローブの測定子を当接し、この当接点に於けるX・
Y・Z座標値を、予め測定して記憶されているモデル測
定物(以下マスターと云う)の対応測定点に於けるX・
Y・Z座標値と比較して、その減算値を求める比較演算
手段と、予め設定されている各測定点の許容公差内に前
記減算値があるかどうかを判別する比較判別手段と、こ
の判別結果を任意の形態で記録、表示する手段を有し、
更に計測時の温度変化を検知または予測して、マスター
の所定測定点に於けるX・Y・Z座標値を計測し直し、
前記記憶済みのマスター座標値を適宜更新するマスター
座標値更新手段とを具備したことを特徴とする三次元比
較測定装置。
1. A three-dimensional measuring method in which a measuring object held on a measuring table and a probe supported by a slider of a measuring device are relatively moved in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other. , The probe head is brought into contact with a predetermined measuring point of each measuring object (hereinafter referred to as a workpiece), and X.
The Y and Z coordinate values are measured in advance and stored at the corresponding measurement points of the model measurement object (hereinafter referred to as the master).
Comparison calculation means for comparing the Y and Z coordinate values to obtain the subtraction value, comparison determination means for determining whether or not the subtraction value is within the preset tolerance of each measuring point, and this determination It has a means to record and display the results in any form,
Furthermore, by detecting or predicting the temperature change during measurement, the X, Y, Z coordinate values at the predetermined measurement points of the master are measured again,
A three-dimensional comparative measuring apparatus comprising: a master coordinate value updating unit that appropriately updates the stored master coordinate value.
【請求項2】 ワーク温度検出センサの温度変化値が、
予め設定した値を超えた場合、または測定作業の経過時
間が設定値を超えた場合の何れかの時点で、マスターの
X・Y・Z座標値を再計測し、記憶済みの基準データを
更新して行く手段を有する請求項1記載の三次元比較測
定装置。
2. The temperature change value of the workpiece temperature detection sensor is
At any time when the value exceeds the preset value or when the elapsed time of measurement work exceeds the set value, the X, Y, Z coordinate values of the master are remeasured and the stored reference data is updated. The three-dimensional comparative measuring device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 マスターの座標値更新手段として、計測
作業時刻の指定点を予めプログラミングした時刻設定器
により、基準データの更新を指令する機能を装備した請
求項1記載の三次元比較測定装置。
3. The three-dimensional comparison measuring apparatus according to claim 1, further comprising a function as a master coordinate value updating means for instructing an update of the reference data by a time setter in which a designated point of the measurement work time is programmed in advance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017032339A (en) * 2015-07-30 2017-02-09 株式会社キーエンス Three-dimensional image inspection device, three-dimensional image inspection method, three-dimensional image inspection program, and computer readable recording medium

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