JPH0639680A - 倣い曲面のデジタイジングデータ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 格別の演算装置を不要とし、かつ、倣い曲面
を適確に測定する。 【構成】 スタイラスを倣い曲面に当接させてトレース
開始点P0＝Q0における倣い曲面の傾きθxzを測定し、ト
レーサーヘッド６の移動方向M1が傾きθxzと一致するよ
うに所定の移動量Δｘに対するＺ軸方向の移動量z1を算
出し、移動目標位置P1にトレーサーヘッド６を移動させ
て偏差ε１を測定する。以下、Ｑi 点において、所定の
移動量Δｘに対するＺ軸方向の移動量ｚi+1 をｚi+1 ＝
Δｚi ＋２・εi −εi-1 により算出し、Δｘおよびｚ
i+1 の値に基いてトレーサーヘッドを次の目標位置Ｐi+
1 に移動させモデル実位置Ｑi+1 とトレーサーヘッド移
動位置Ｐi+1 との間の偏差εi+1 を解消する。送りに必
要とされる演算処理を単純化して高価な演算装置を不要
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、倣い曲面のデジタイジ
ングデータ測定方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】トレーサーヘッドのスタイラスを倣い曲
面に当接させ、スタイラスに発生している各軸方向の変
位量を逐次検出して倣い送り制御を行うことにより、ト
レーサーヘッドと倣い曲面との相対位置関係を一定に保
って倣い曲面のデジタイジングデータを収集する倣い曲
面のデジタイジングデータ測定方法が公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のデジタイジング
データ測定方法で使用されていた倣い送り制御では、ス
タイラスに発生している変位量のＸ軸成分，Ｙ軸成分，
Ｚ軸成分の各々を検出して所定周期毎に高速デジタル演
算を行うことにより自乗計算および平方根の計算等を含
む複雑な処理でスタイラスの合成変位量を算出し、スタ
イラスの合成変位量と予め設定された基準変位量との間
の偏差を解消するために必要とされる接線速度成分や法
線速度成分を求める。更に、これらの速度成分を三角関
数を用いた複雑な演算式でＸ，Ｙ，Ｚの各軸に割り付け
ることによりトレーサーヘッドを駆動してトレーサーヘ
ッドと倣い曲面との相対位置関係を一定に保つようにし
ていた。そのため、きめ細かな倣い制御を行うためには
高速処理専用の演算装置が必要となり、制御装置全体の
コストが割高となる欠点があった。また、処理能力の不
十分な演算装置を用いて複雑なデジタル処理を行わせよ
うとすると１周期の処理時間が増大して倣い制御が粗雑
化する。また、倣い制御の粗雑化を防止するために送り
速度に制限が設けられたりして、正確なデジタイジング
データを稠密に測定することが困難となる。そこで、本
発明の目的は、格別の演算装置を必要とすることなく、
倣い曲面のデジタイジングデータを適確に測定すること
のできる倣い曲面のデジタイジングデータ測定方法を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による倣い曲面の
デジタイジングデータ測定方法は、以下の工程（ａ）か
ら（ｅ）により倣い曲面のデジタイジングデータを測定
することにより前記目的を達成した。 （ａ）スタイラスを倣い曲面に当接させ、スタイラスの
合成変位量に基いてスタイラス当接位置における測定移
動方向に対する倣い曲面の傾きを測定すると共に、スタ
イラス位置とスタイラスの変位量より倣い面のデジタイ
ジングデータを求め記憶する工程、（ｂ）トレーサーヘ
ッドの移動方向が工程（ａ）で求めた傾きと一致するよ
うに、測定移動方向の所定の移動量に対する該測定移動
方向に直交する方向の移動量を算出し、移動目標位置を
求めてトレーサーヘッドを目標位置に移動させる工程、
（ｃ）トレーサーヘッドの目標位置への移動完了で、測
定移動方向に直交する検出方向のスタイラスの変位量か
ら倣い曲面の実位置とトレーサーヘッド現在位置との偏
差を求め、倣い曲面の実位置を倣い曲面のデジタイジン
グデータとして記憶する工程、（ｄ）直前に求めた２つ
の倣い曲面の位置を結ぶ直線上を測定移動方向に前記所
定移動量移動するときに該測定移動方向に直交する検出
方向の移動量を求め、該移動量に前記工程（ｃ）で求め
た偏差を加算して測定移動方向に直交する方向に対する
移動量を算出し、該算出された移動量と測定移動方向の
所定の移動量で移動目標位置を求めてトレーサーヘッド
を目標位置に移動させる工程、（ｅ）トレーサーヘッド
現在位置が測定移動方向の倣い完了位置に到達するまで
工程（ｃ）及び（ｄ）の工程を繰り返し実行する工程。

【０００５】また、前記工程（ｄ）の代りに、直前に移
動した測定移動方向の所定移動量に対する測定移動方向
に直交する方向の移動量に、前記工程（ｃ）で求めた偏
差の２倍の値を加算して、さらに、１つ前に求めた偏差
を減じて測定移動方向に直交する方向に対する移動量を
算出し、該算出された移動量と測定移動方向の所定の移
動量で移動目標位置を求めてトレーサーヘッドを目標位
置に移動させる工程を実施することにより、同様の目的
を達成した。

【０００６】

【作用】図３はＸ−Ｚ平面を倣い平面としてデジタイジ
ングデータを測定する場合を例にとって本発明による倣
い曲面のデジタイジングデータ測定方法の作用原理を説
明する作用原理図である。

【０００７】まず、スタイラスを倣い曲面に当接させ、
スタイラス位置とスタイラスの合成変位量に基いてスタ
イラス当接位置、即ち、トレース開始点であるＰ０＝Ｑ
０における倣い曲面の位置を求め、デジタイジングデー
タとして記憶すると共に、スタイラス変位量に基づい
て、Ｘ軸方向に対する倣い曲面の傾きθｘｚを測定し、
トレーサーヘッドの移動方向Ｍ１が傾きθｘｚと一致す
るように、Ｘ軸方向の所定の移動量Δｘに対するＺ軸方
向の移動量Ｚ１＝Δｘｔａｎθｘｚを算出し、移動目標
位置Ｐ１を求めてトレーサーヘッドを目標位置Ｐ１に移
動させる〔以上、工程（ａ），（ｂ）〕。

【０００８】次いで、トレーサーヘッドが目標位置Ｐ１
へ移動完了した時点で、トレーサーヘッド位置Ｐ１とＺ
軸方向のスタイラスの変位量ε１から倣い曲面の実位置
Ｑ１の位置を求め、この位置を実位置Ｑ１のデジタイジ
ングデータとして記憶する〔工程（ｃ）〕。次に、実位
置Ｑ０，Ｑ１を結ぶ線上をＸ軸方向に所定量Δｘ移動し
たときのＺ軸移動量ΔＺ２を求め該移動量ΔＺ２に前記
偏差ε１を加算して移動量Ｚ２（＝ΔＺ２＋ε１）を求
め、Ｘ軸方向にΔＸ、Ｚ軸方向にＺ２だけ移動させる目
標位置Ｐ２にトレーサヘッドを移動させる〔工程
（ｄ）〕。

【０００９】トレーサヘッドが目標位置Ｐ２に移動完了
したときのＺ軸方向のスタイラスの変位量である、倣い
曲面の実位置Ｑ２とトレーサーヘッド現在位置Ｐ２との
間の偏差ε２を求めて倣い曲面の実位置Ｑ２を求め、こ
の位置Ｑ２をデジタイジングデータとして記憶し〔工程
（ｃ）〕、実位置Ｑ１，Ｑ２を結ぶ線上をＸ軸方向に所
定量Δｘ移動したときのＺ軸移動量ΔＺ３を求め該移動
量ΔＺ３に前記偏差ε２を加算して移動量Ｚ３（＝ΔＺ
３＋ε２）を求め、Ｘ軸方向にΔＸ、Ｚ軸方向にＺ３だ
け移動させる目標位置Ｐ３にトレーサヘッドを移動させ
る〔工程（ｄ）〕。

【００１０】以下、工程（ｃ）及び工程（ｄ）をトレー
サーヘッド現在位置が測定移動方向の倣い完了位置に到
達するまで以下繰り返す。これにより、図３に示すよう
に、トレーサヘッドはＰ０よりＰ１，Ｐ２，Ｐ３…と移
動し、倣い曲面の実位置Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…がデ
ジタイジングデータとして記憶されることになる。以上
のように、本発明は、測定移動方向であるＸ軸方向にｉ
回目に所定量Δｘ移動させるとき、前回（ｉ−１）に所
定量Δｘ移動させたときの移動開始時と完了時の倣い曲
面の実位置Ｑi-2 ，Ｑi-1 を結ぶ線を倣い曲面のその時
の傾きとしてｉ回目における移動位置を求め、デジタイ
ジングデータを得るものである。

【００１１】また、図３において、三角形Ｐ２Ｑ１Ｃ２
と三角形Ｑ１Ｑ０Ｃ１は合同であるから、 Δｚ２＝Ｐ２Ｃ２＝Ｚ１＋ε１ 位置Ｐ１から位置Ｐ２への移動時のＺ軸方向の移動量Ｚ
２は、 Ｚ２＝Δｚ２＋ε１＝Ｚ１＋２ε１ また三角形Ｐ３Ｑ２Ｃ３と三角形Ｑ２Ｑ１Ｃ２は合同で
あるから、 Δｚ３＝Ｐ３Ｃ３＝Δｚ２＋ε２ 位置Ｐ２から位置Ｐ３への移動時のＺ軸方向の移動量Ｚ
３は、 Ｚ３＝Δｚ３＋ε２＝Δｚ２＋２ε２ ＝Ｚ２＋２ε２−ε１ よって位置Ｐi-1 からＰi の移動時のＺ軸方向の移動量
Ｚｉは、次の１式のようになる。

【００１２】 Ｚｉ＝Ｚi-1 ＋２εi-1 −εi-2 …（１） ただし、Ｚ１＝Δｘｔａｎθｘｚ、ε0 ＝０である。

【００１３】前記１式より、位置Ｐi-1 に移動した時の
移動量Ｚi-1 とその時のタイラスのＺ軸変位量（偏差）
εi-1 及びその１つ前に求めたタイラスのＺ軸変位量
（偏差）εi-2 により次の移動位置Ｐｉを求めることが
できるものである。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は一実施例の倣い制御装置の要部を示すブロ
ック図である。倣い制御装置は制御手段としてのマイク
ロプロセッサ１を有し、マイクロプロセッサ１には、測
定対象となるモデルを載置したテーブル（図示せず）の
駆動制御やトレーサーヘッド６による倣い制御等を実施
するためのシステムプログラムを格納したＲＯＭ３や、
測定結果の記憶および演算データの一時記憶等に用いら
れるＲＡＭ４、並びに、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の駆動源となる
サーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを駆動制御するための軸
制御器８，９，１０、および、手動データ入力装置２が
バス７を介して接続されている。トレーサーヘッド６
は、モデルの倣い曲面との接触によりスタイラスに発生
している各軸方向の変位量を検出するための差動トラン
スや、差動トランスからの出力をＡ／Ｄ変換するための
Ａ／Ｄ変換器等を備えた通常の接触型トレーサーヘッド
であり、Ａ／Ｄ変換された各軸方向の変位量Ｅｘ，Ｅ
ｙ，Ｅｚの値が入出力回路５を介してマイクロプロセッ
サ１に入力されるようになっている。

【００１５】図５および図６はＲＯＭ３に格納された
「デジタイジングデータ測定処理」のためのプログラム
の概略を示すフローチャートであり、以下、テーブルの
Ｘ−Ｙ平面上にモデルを載置してモデル上面の倣い曲面
の形状を測定する場合を例にとって本実施例における倣
い制御装置の処理動作を説明する。図２はモデル上面の
倣い曲面形状の輪郭の一例（より厳密にいえば、Ｙ＝Ｙ
ｓで規定される平面とモデル上面の倣い曲面との交線）
を示す概念図である。

【００１６】まず、オペレータは、Ｘ−Ｙ平面に対して
形状の測定範囲を規定するリミットの値Ｘｓ，Ｙｓ，Ｘ
ｅ，Ｙｅを手動データ入力装置２を介してＲＡＭ４に設
定し（図４参照）、更に、測定移動方向とピック方向な
らびにピックの刻み幅を設定入力して、マイクロプロセ
ッサ１に「デジタイジングデータ測定処理」を開始させ
る。なお、図２および図４に示す例では測定移動方向を
Ｘ軸の向き、また、ピック方向をＹ軸の向きとしてい
る。

【００１７】「デジタイジングデータ測定処理」を開始
したマイクロプロセッサ１は、まず、軸制御器８，９を
介し各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙを駆動してトレーサ
ーヘッド６を直線Ｘ＝Ｘｓと直線Ｙ＝Ｙｓの交点に移動
させた後、サーボモータＭｚに移動指令を出力してトレ
ーサーヘッド６をＺ軸方向に微小量だけ下降させ（ステ
ップＳ１）、スタイラスの各軸方向の変位量Ｅｘ，Ｅ
ｙ，Ｅｚの値を読み込んで合成変位量Ｅの値を求め、こ
の合成変位量Ｅが予め設定された所定の基準変位量に到
達しているか否かを判別する（ステップＳ２）。合成変
位量Ｅが基準変位量に到達していなければ、スタイラス
の先端がモデルの倣い曲面に当接していないか、もしく
は、当接していたとしても十分な当接力が確保されてい
ない状態を意味するので、マイクロプロセッサ１は再び
ステップＳ１の処理へと移行し、以下、合成変位量Ｅが
基準変位量に到達するまでの間、ステップＳ１およびス
テップＳ２の処理を繰り返し実行してトレーサーヘッド
６を徐々に下降させてゆく。

【００１８】そして、ステップＳ２の判別結果が真とな
ってスタイラスがモデルの倣い曲面に十分に当接したこ
とが確認されると、マイクロプロセッサ１は曲面実位置
記憶レジスタＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの各々に各軸の軸制御器
８，９，１０の現在位置記憶レジスタの値を設定すると
共に（ステップＳ３）、レジスタＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの値
の各々をトレース開始点Ｐ０＝Ｑ０のデジタイジングデ
ータとしてＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに保存する
（ステップＳ４）。次いで、マイクロプロセッサ１は現
時点で読み込まれているスタイラスの各軸方向の変位量
Ｅｘ，Ｅｚの値に基いてトレース開始点であるＰ０＝Ｑ
０におけるＸ軸方向に対する倣い曲面の傾きθｘｚに対
応する値ｔａｎθｘｚを求め（ステップＳ５）、トレー
サーヘッド６の移動方向Ｍ１が傾きθｘｚと一致するよ
うにＸ軸方向の所定の移動量Δｘ（設定値）に対するＺ
軸方向の移動量Δｘｔａｎθｘｚを算出し、この値を分
配量記憶レジスタＺCOM.に設定する一方、分配量記憶レ
ジスタＸCOM.には所定の移動量Δｘを設定し、１つ前に
求めた偏差を記憶する前回偏差記憶レジスタＲεを０に
初期化する（ステップＳ６）。そして、マイクロプロセ
ッサ１は分配量記憶レジスタＸCOM.およびＺCOM.の値に
基いて各軸の軸制御器８，１０を介してサーボモータＭ
ｘ，Ｍｚにパルス分配を実行し、目標位置Ｐ１までトレ
ーサーヘッド６を移動させる（ステップＳ７）。

【００１９】次いで、マイクロプロセッサ１はＺ軸方向
のスタイラスの変位量を読み込み、該変位量とＺ軸方向
の基準変位量との関係から倣い曲面の実位置Ｑ１とトレ
ーサーヘッド現在位置Ｐ１との間の偏差ε１を求め（ス
テップＳ８）、トレース開始点Ｐ０＝Ｑ０の位置を示す
Ｘ軸成分の値を記憶した曲面実位置記憶レジスタＲｘの
値に所定の移動量Δｘを加算する一方、トレース開始点
Ｐ０＝Ｑ０の位置を示すＺ軸成分の値を記憶した曲面実
位置記憶レジスタＲｚの値に分配量記憶レジスタＺCOM.
の値と偏差ε１を加算して各レジスタＲｘ，Ｒｚの値を
実位置Ｑ１を示す値に更新し（ステップＳ９）、各曲面
実位置記憶レジスタＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの現在値をトレー
ス点Ｑ１のデジタイジングデータとしてＲＡＭ４のデー
タ記憶ファイルに保存する（ステップＳ１０）。

【００２０】次いで、マイクロプロセッサ１は分配量記
憶レジスタＺCOM.の現在値に偏差ε１の２倍の値を加算
すると共に、前回偏差記憶レジスタＲεの値を減じて次
の移動Δｘのために必要とされるＺ軸方向の分配量を算
出し、この値を分配量記憶レジスタＺCOM.に再設定する
（ステップＳ１１）。そして、前回偏差記憶レジスタＲ
εに今回測定した偏差ε１を設定する（ステップＳ１
２）。

【００２１】作用の項でも説明したように、図２および
図３におけるトレース開始点Ｐ０＝Ｑ０から実位置Ｑ１
までの区間の倣い曲面の実際の傾きθは、Ｘ軸方向の所
定の移動量Δｘに対し、ステップＳ７におけるＺ軸方向
の変位ＺCOM.にステップＳ８で測定された偏差ε１を加
算した値によって示される。従って、トレース開始点Ｐ
０＝Ｑ０から実位置Ｑ１までの区間の倣い曲面の実際の
傾きθが次の移動区間である倣い曲面の実位置Ｑ１から
Ｑ２までの区間で継続しているものと仮定すれば、ステ
ップＳ７におけるＺ軸方向の変位ＺCOM.にステップＳ８
で測定された偏差ε１の２倍量を加算し、前回偏差記憶
レジスタＲεに記憶された１つ前の偏差（なお、前回偏
差記憶レジスタＲεは初期設定で初めは０に設定されて
いる）を減じた値を、分配量記憶レジスタＺCOM.に再設
定して次の区間Δｘに対する分配処理を行うことによっ
て、トレース点Ｑ１で生じた偏差ε１を次の移動区間の
終点Ｐ２で解消することができる。倣い曲面の実位置Ｑ
１がトレーサーヘッド現在位置Ｐ１よりも下に位置した
場合、および、倣い曲面の実位置Ｑ１とトレーサーヘッ
ド現在位置Ｐ１とが一致した場合もこれと同様である。

【００２２】次いで、マイクロプロセッサ１は軸制御器
８の現在位置記憶レジスタの値が測定移動方向であるＸ
軸に対して設定されたリミットの値に達しているか否か
を判別するが（ステップＳ１３）、達していなければ、
再びステップＳ７へと移行してステップＳ７〜ステップ
Ｓ１０までの処理を繰り返し実行し、分配量記憶レジス
タＸCOM.およびＺCOM.の値に基いて各軸のサーボモータ
Ｍｘ，Ｍｚにパルス分配を実行し、目標位置Ｐ２までト
レーサーヘッド６を移動させ、Ｚ軸方向のスタイラスの
変位量に基いて倣い曲面の実位置Ｑ２とトレーサーヘッ
ド現在位置Ｐ２との間の偏差ε２を求め、実位置Ｑ１の
位置を示すＸ軸成分の値を記憶した曲面実位置記憶レジ
スタＲｘの値に所定の移動量Δｘを加算する一方、実位
置Ｑ１の位置を示すＺ軸成分の値を記憶した曲面実位置
記憶レジスタＲｚの値に分配量記憶レジスタＺCOM.の値
と偏差ε２を加算して各レジスタＲｘ，Ｒｚの値を実位
置Ｑ２を示す値に更新し、各曲面実位置記憶レジスタＲ
ｘ，Ｒｙ，Ｒｚの現在値をトレース点Ｑ２のデジタイジ
ングデータとしてＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに保存
する。

【００２３】前述したように、トレース開始点Ｐ０＝Ｑ
０から実位置Ｑ１までの区間の倣い曲面の傾きθが実位
置Ｑ１からＱ２までの区間で継続していれば、この時点
で倣い曲面の実位置Ｑ２とトレーサーヘッド現在位置Ｐ
２との間の偏差ε２が０となるが、実際の倣い曲面はＸ
軸方向の位置変化により曲率が様々に変化するため、一
般には、実位置Ｑ１からＱ２までの区間の傾きがトレー
ス開始点Ｐ０＝Ｑ０から実位置Ｑ１までの区間の傾きθ
と一致することはなく、実位置Ｑ１からＱ２までの区間
の移動完了時点で新たな偏差ε２が生じることとなる。
そこで、マイクロプロセッサ１はステップＳ１１の処理
で再び前記と同様に式１の処理を行い、次の移動のため
に必要とされる分配量を算出して、この値を分配量記憶
レジスタＺCOM.に再設定し、前回偏差記憶レジスタＲε
の値を更新して（ステップＳ１２）、ステップＳ１３の
判別処理を実行した後、再びステップＳ７の処理へと移
行して分配処理を実行することとなる。即ち、ステップ
Ｓ７〜ステップＳ１２の処理は、トレーサーヘッド６を
Ｘ軸方向に所定の移動量Δｘだけ移動させた段階で、当
該移動区間Ｑi-1 からＱi における倣い曲面の実際の傾
きに対応するＺ軸方向の変位ＺCOM.＋εを検出し、当該
移動区間における倣い曲面の実際の傾きが次の移動区間
Ｑi からＱi+1 でも継続しているものと仮定して、次の
移動区間の終点における倣い曲面の実位置Ｑi+1 とトレ
ーサーヘッド６の移動完了位置Ｐi+1との間の偏差を０
とすべく、次の移動区間Ｑi からＱi+1 の所定の移動量
Δｘに対するＺ軸方向の変位量Ｚi+1 を式１で算出し、
εi およびＺi+1 の値に基いてトレーサーヘッド６を次
の目標位置Ｐi+1 に移動させるための処理である。

【００２４】以下、マイクロプロセッサ１は、軸制御器
８の現在位置記憶レジスタの値がＸ軸に対して設定され
たリミットの値に達するまでの間、ステップＳ７〜ステ
ップＳ１３の処理を繰り返し実行し、トレーサーヘッド
６をモデルの倣い曲面に沿ってＸ軸方向に移動させなが
ら所定の移動量Δｘ毎に倣い曲面の実位置を測定してＲ
ＡＭ４のデータ記憶ファイルに順次保存してゆく。

【００２５】そして、Ｘ軸に対して設定されたリミット
の値に軸制御器８の現在位置記憶レジスタの値が到達し
てステップＳ１３の判別結果が真となると、Ｙ軸に対し
て設定されたリミットの値に軸制御器９の現在位置記憶
レジスタの値が到達しているか否かを判別するが（ステ
ップＳ１４）、達していなければ、マイクロプロセッサ
１はスタイラスの各軸方向の変位量Ｅｙ，Ｅｚの値に基
いて、ピック方向であるＹ軸に対する倣い曲面の傾きθ
ｙｚに対応する値ｔａｎθｙｚを求め（ステップＳ１
５）、トレーサーヘッド６の移動方向が傾きθｙｚと一
致するようにＹ軸方向の所定の移動量Δｙ（設定値）に
対するＺ軸方向の移動量Δｙｔａｎθｙｚを算出し、こ
の値を分配量記憶レジスタＺCOM.に設定する一方、分配
量記憶レジスタＹCOM.には所定の移動量Δｙを設定して
（ステップＳ１６）、移動量記憶レジスタＹINC.および
前回偏差記憶レジスタＲεの値を初期化する（ステップ
Ｓ１７）。次いで、マイクロプロセッサ１は、分配量記
憶レジスタＹCOM.およびＺCOM.の値に基いて各軸のサー
ボモータＭｙ，Ｍｚにパルス分配を実行して目標位置ま
でトレーサーヘッド６を移動させ（ステップＳ１８）、
移動量記憶レジスタＹINC.に所定の移動量Δｙを加算し
て移動方向切り替え後の移動距離を更新記憶する（ステ
ップＳ１９）。

【００２６】次いで、マイクロプロセッサ１は、Ｚ軸方
向のスタイラスの変位量に基いて倣い曲面の実位置とト
レーサーヘッド現在位置との間の偏差εを求め（ステッ
プＳ２０）、曲面実位置記憶レジスタＲｙの値に所定の
移動量Δｙを加算する一方、曲面実位置記憶レジスタＲ
ｚの値に分配量記憶レジスタＺCOM.の値と偏差εを加算
して各レジスタＲｙ，Ｒｚの値をトレーサーヘッド現在
位置に対応する倣い曲面の位置を示す値に更新し（ステ
ップＳ２１）、各曲面実位置記憶レジスタＲｘ，Ｒｙ，
Ｒｚの現在値を倣い曲面のデジタイジングデータとして
ＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに保存し（ステップＳ２
２）、分配量記憶レジスタＺCOM.の現在値に偏差εの２
倍の値を加算すると共に、前回偏差記憶レジスタＲεの
値を減じて次の移動Δｘのために必要とされるＺ軸方向
の分配量を算出し、この値を分配量記憶レジスタＺCOM.
に再設定する（ステップＳ２３）。そして、前回偏差記
憶レジスタＲεに今回測定した偏差εを設定する（ステ
ップＳ２４）。

【００２７】次いで、マイクロプロセッサ１は、軸制御
器９の現在位置記憶レジスタの値がピック方向であるＹ
軸に対して設定されたリミットの値に達しているか否か
を判別するが（ステップＳ２５）、軸制御器９の現在位
置記憶レジスタの値がＹ軸に対して設定されたリミット
の値に達していなければ、更に、移動量記憶レジスタＹ
INC.の値が予め設定されたピックの刻み幅に達している
か否かを判別する（ステップＳ２６）。そして、移動量
記憶レジスタＹINC.の値がピックの刻み幅に達していな
ければ、マイクロプロセッサ１は再びステップＳ１８へ
と移行してステップＳ１８〜ステップＳ２６までの処理
を繰り返し実行し、分配量記憶レジスタＹCOM.およびＺ
COM.の値に基いて各軸のサーボモータＭｙ，Ｍｚにパル
ス分配を実行し、目標位置までトレーサーヘッド６を移
動させて移動量記憶レジスタＹINC.に移動方向切り替え
後の移動距離を更新記憶し、Ｚ軸方向のスタイラスの変
位量に基いて倣い曲面の実位置とトレーサーヘッド現在
位置との間の偏差εを求め、曲面実位置記憶レジスタＲ
ｙの値に所定の移動量Δｙを加算する一方、曲面実位置
記憶レジスタＲｚの値に分配量記憶レジスタＺCOM.の値
と偏差εを加算して各レジスタＲｙ，Ｒｚの値をトレー
サーヘッド現在位置に対応する倣い曲面の位置を示す値
に更新し、各曲面実位置記憶レジスタＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚ
の現在値を倣い曲面のデジタイジングデータとしてＲＡ
Ｍ４のデータ記憶ファイルに保存する。

【００２８】以下、マイクロプロセッサ１は、移動量記
憶レジスタＹINC.の値が予め設定されたピックの刻み幅
に達するまでの間、ステップＳ１８〜ステップＳ２６の
処理を繰り返し実行し、トレーサーヘッド６をモデルの
倣い曲面に沿ってピック方向であるＹ軸方向に移動させ
ながら所定の移動量Δｙ毎に倣い曲面の実位置を測定し
てＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに順次保存してゆく。

【００２９】次いで、移動量記憶レジスタＹINC.の値が
ピックの刻み幅に達したことがステップＳ２６の判別処
理で検出されるか、または、Ｙ軸に対して設定されたリ
ミットの値に軸制御器９の現在位置記憶レジスタの値が
到達していることがステップＳ２５の判別処理で検出さ
れると、マイクロプロセッサ１は、測定移動方向を反転
した後（ステップＳ２７）、再びステップＳ５の処理へ
と移行し、以下、トレーサーヘッド６をモデルの倣い曲
面に沿って測定移動方向であるＸ軸の負の方向に移動さ
せながら所定の移動量Δｘ毎に倣い曲面の実位置を測定
してＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに順次保存してゆ
く。

【００３０】以下、同様にして、マイクロプロセッサ１
は、軸制御器８の現在位置記憶レジスタの値がＸ軸に対
して設定されたリミットの値に到達する毎に（ステップ
Ｓ１３）、トレーサーヘッド６の移動方向を測定移動方
向からピック方向に切り替えて倣い曲面の実位置を測定
し、その結果をＲＡＭ４のデータ記憶ファイルに順次保
存すると共に（ステップＳ１５〜ステップＳ２６）、移
動量記憶レジスタＹINC.の値がピックの刻み幅に達した
ことを確認する毎に（ステップＳ２６）、測定移動方向
を反転して（ステップＳ２７）、同様の処理によりトレ
ーサーヘッド６を測定移動方向に沿って移動させて倣い
曲面の実位置を測定し、その結果をＲＡＭ４のデータ記
憶ファイルに順次保存してゆく（ステップＳ５〜ステッ
プＳ１３，図４参照）。

【００３１】最終的に、軸制御器９の現在位置記憶レジ
スタの値がピック方向であるＹ軸に対して設定されたリ
ミットの値に達してステップＳ１４の判別結果が真とな
ると、Ｘ＝Ｘｓ，Ｙ＝Ｙｓ，Ｘ＝Ｘｅ，Ｙ＝Ｙｅの４直
線によって規定された領域内の倣い曲面に対する形状デ
ータの測定が全て完了し、マイクロプロセッサ１は「デ
ジタイジングデータ測定処理」を終了する。

【００３２】以上に述べたように、本実施例におけるデ
ジタイジングデータ測定方法は、形状測定に必要とされ
る倣い送りの制御に際して自乗計算や平方根の計算およ
び三角関数等の複雑な演算処理を必要とすることなく、
単に、倣い曲面の実位置とトレーサーヘッド現在位置と
の間のＺ軸方向の偏差εおよび前回偏差記憶レジスタＲ
εの値に基いて分配処理を実行するだけで適確な倣い送
りを行うことができるので、倣い制御に必要とされる演
算処理を短時間の内に行うことができ、高速演算に格別
に適したマイクロプロセッサおよび周辺装置を用いなく
ても、通常のマイクロプロセッサにより倣い制御を行っ
て形状データを収集することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明による倣い曲面のデジタイジング
データ測定方法は、自乗計算や平方根の計算および三角
関数等の複雑な演算処理を排除し、倣い制御の送りに必
要とされる演算処理を単純な加減演算によって実現した
ので、高速処理に適した高価な演算装置を用いなくても
倣い曲面のデジタイジングデータを適確に、また、稠密
に測定することができ、倣い制御装置全体の製造コスト
を引き下げることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の倣い制御装置の要部を示すブロック
図である。

【図２】倣い曲面形状の輪郭の一例を示す概念図であ
る。

【図３】本発明による倣い曲面のデジタイジングデータ
測定方法の作用原理を説明する作用原理図である。

【図４】測定移動方向およびピック方向の一例を示す図
である。

【図５】倣い制御装置によるデジタイジングデータ測定
処理の概略を示すフローチャートである。

【図６】デジタイジングデータ測定処理の概略を示すフ
ローチャートの続きである。

【符号の説明】 １ マイクロプロセッサ ３ ＲＯＭ ４ ＲＡＭ ５ 入出力回路 ６ トレーサーヘッド ７ バス ８，９，１０ 軸制御器 Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ サーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の工程（ａ）から（ｅ）よりなる倣
   い曲面のデジタイジングデータ測定方法。 （ａ）スタイラスを倣い曲面に当接させ、スタイラスの
   合成変位量に基いてスタイラス当接位置における測定移
   動方向に対する倣い曲面の傾きを測定すると共に、スタ
   イラス位置とスタイラスの変位量より倣い面のデジタイ
   ジングデータを求め記憶する工程、（ｂ）トレーサーヘ
   ッドの移動方向が工程（ａ）で求めた傾きと一致するよ
   うに、測定移動方向の所定の移動量に対する該測定移動
   方向に直交する方向の移動量を算出し、移動目標位置を
   求めてトレーサーヘッドを目標位置に移動させる工程、
   （ｃ）トレーサーヘッドの目標位置への移動完了で、測
   定移動方向に直交する検出方向のスタイラスの変位量か
   ら倣い曲面の実位置とトレーサーヘッド現在位置との偏
   差を求め、倣い曲面の実位置を倣い曲面のデジタイジン
   グデータとして記憶する工程、（ｄ）直前に求めた２つ
   の倣い曲面の位置を結ぶ直線上を測定移動方向に前記所
   定移動量移動するときに該測定移動方向に直交する検出
   方向の移動量を求め、該移動量に前記工程（ｃ）で求め
   た偏差を加算して測定移動方向に直交する方向に対する
   移動量を算出し、該算出された移動量と測定移動方向の
   所定の移動量で移動目標位置を求めてトレーサーヘッド
   を目標位置に移動させる工程、（ｅ）トレーサーヘッド
   現在位置が測定移動方向の倣い完了位置に到達するまで
   工程（ｃ）及び（ｄ）の工程を繰り返し実行する工程。
2. 【請求項２】 前記工程（ｄ）の代りに、直前に移動し
   た測定移動方向の所定移動量に対する測定移動方向に直
   交する方向の移動量に、前記工程（ｃ）で求めた偏差の
   ２倍の値を加算して、さらに、１つ前に求めた偏差を減
   じて測定移動方向に直交する方向に対する移動量を算出
   し、該算出された移動量と測定移動方向の所定の移動量
   で移動目標位置を求めてトレーサーヘッドを目標位置に
   移動させる工程を実施する請求項１記載の倣い曲面のデ
   ジタイジングデータ測定方法。