JPH07111339B2 - Measuring method - Google Patents

Measuring method

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JPH07111339B2
JPH07111339B2 JP61277923A JP27792386A JPH07111339B2 JP H07111339 B2 JPH07111339 B2 JP H07111339B2 JP 61277923 A JP61277923 A JP 61277923A JP 27792386 A JP27792386 A JP 27792386A JP H07111339 B2 JPH07111339 B2 JP H07111339B2
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Japan
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stylus
measured
probe
coordinates
displacement
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英夫 森田
孝 野田
直也 菊池
賢二 安孫子
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Mitutoyo Corp
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Mitutoyo Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プローブと被測定物とを互いに接触させた状
態で被測定物の表面に倣って相対移動させ、被測定物表
面の座標を求める測定方法に関する。特に、三次元曲面
を有する被測定物表面の座標や形状を高精度に求める測
定方法に利用できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention moves the coordinates of the measured object surface by moving the probe and the measured object relative to each other along the surface of the measured object while they are in contact with each other. Regarding the required measurement method. In particular, it can be used for a measuring method for highly accurately obtaining the coordinates and shape of the surface of a measured object having a three-dimensional curved surface.

〔背景技術とその問題点〕[Background technology and its problems]

被測定物表面の座標や形状、特に、三次元曲面を有する
被測定物表面の座標や形状を測定する装置として、例え
ば第3図に示すように、プローブ本体1に球状のスタイ
ラス2を三次元方向へ変位可能に保持し、つまり、プロ
ーブ本体1に対してZ軸方向へ変位可能な一対の平行ば
ね5、Y軸方向へ変位可能な一対の平行ばね6およびX
軸方向へ変位可能な一対の平行ばね7を介してスタイラ
ス2を保持し、この各平行ばね5,6,7の変位量つまりス
タイラス2のX,Y,Z軸方向への変位量をそれぞれ差動ト
ランス等の変位検出器22(ただし、第3図ではY,Z軸方
向の検出器を省略してある。)で検出するように構成し
たプローブ8を備え、このプローブ8を予め設定された
プログラムに従って被測定物の表面に倣って移動させな
がら被測定物の座標や形状を測定する、いわゆる座標測
定機が知られている。
As a device for measuring the coordinates and the shape of the surface of the object to be measured, particularly the coordinates and the shape of the surface of the object to be measured having a three-dimensional curved surface, for example, as shown in FIG. Direction, that is, a pair of parallel springs 5 displaceable in the Z-axis direction with respect to the probe body 1, and a pair of parallel springs 6 and X displaceable in the Y-axis direction.
The stylus 2 is held via a pair of parallel springs 7 which can be displaced in the axial direction, and the displacement amount of each of the parallel springs 5, 6, 7 or the displacement amount of the stylus 2 in the X, Y and Z axial directions is different. A displacement detector 22 such as a dynamic transformer (however, the detectors in the Y- and Z-axis directions are omitted in FIG. 3) is provided with a probe 8 configured to detect, and the probe 8 is preset. There is known a so-called coordinate measuring machine that measures coordinates and a shape of an object to be measured while moving along the surface of the object to be measured according to a program.

この種の測定機で三次元曲面を有する被測定物表面の座
標や形状を測定する場合、プローブ本体1に対してスタ
イラス2が変位するように、プローブ本体1を被測定物
側に押し込んだ状態でプローブ8を被測定物表面に倣っ
て移動させる。
When measuring the coordinates and shape of the surface of the object to be measured having a three-dimensional curved surface with this type of measuring machine, the probe body 1 is pushed into the object to be measured so that the stylus 2 is displaced with respect to the probe body 1. Then, the probe 8 is moved along the surface of the object to be measured.

もし、スタイラス2と被測定物との間に摩擦が生じなけ
れば、スタイラス2の変位方向つまりスタイラス2に働
く変位ベクトルの方向は、被測定物表面の法線方向にほ
かならない。従って、スタイラス2と接触する被測定物
表面の接点位置(Cx,Cy,Cz)は、スタイラス2の中心位
置を原点とすると、 で表される。ただし、rはスタイラス2の半径、Px,Py,
Pzはプローブ本体1に対するスタイラス2の各軸方向変
位量、eは である。
If friction does not occur between the stylus 2 and the object to be measured, the displacement direction of the stylus 2, that is, the direction of the displacement vector acting on the stylus 2 is nothing but the normal direction of the surface of the object to be measured. Therefore, the contact position (Cx, Cy, Cz) on the surface of the object to be measured that comes into contact with the stylus 2 is the origin of the center position of the stylus 2. It is represented by. Where r is the radius of stylus 2, Px, Py,
Pz is the axial displacement of the stylus 2 relative to the probe body 1, and e is Is.

従って、プローブ8(プローブ本体1)の各軸方向変位
量(座標)をMx,My,Mzとすると、測定機全体の座標から
みた場合の接点座標(Tx,Ty,Tz)は、 で表すことができる。
Therefore, if the axial displacement (coordinates) of the probe 8 (probe body 1) is Mx, My, Mz, the contact coordinates (Tx, Ty, Tz) when viewed from the coordinates of the entire measuring machine are: Can be expressed as

しかし、このような考え方は、被測定物表面とスタイラ
ス2の表面との間に摩擦が生じない場合にのみ成り立つ
ものであって、現実には摩擦の影響によってスタイラス
2に働く変位ベクトルの方向が被測定物表面の法線方向
からずれてしまうので、測定誤差を生じる。
However, such an idea holds only when friction does not occur between the surface of the object to be measured and the surface of the stylus 2, and in reality, the direction of the displacement vector acting on the stylus 2 due to the influence of friction is Since it deviates from the direction normal to the surface of the object to be measured, a measurement error occurs.

そこで、摩擦の影響を取り除く方法として、例えばスタ
イラスに振動を与えながら測定するか、あるいは被測定
物表面に対して直交方向からプローブを当接させる方法
などが考えられるが、いずれの方法にしろ、被測定物の
測定面が三次元曲面の場合には高精度な測定を行うこと
ができなかった。
Therefore, as a method of removing the influence of friction, for example, it is possible to measure while applying vibration to the stylus, or to bring the probe into contact with the surface of the object to be measured from a direction orthogonal to it, but in any method, When the measurement surface of the object to be measured is a three-dimensional curved surface, highly accurate measurement cannot be performed.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

ここに、本発明の目的は、このようなプローブと被測定
物との間に発生する摩擦に伴う誤差を解消し、三次元曲
面を有する被測定物表面の座標を高精度に測定する測定
方法を提供することにある。
Here, an object of the present invention is to eliminate the error caused by the friction generated between the probe and the object to be measured, and to measure the coordinates of the surface of the object to be measured having a three-dimensional curved surface with high accuracy. To provide.

〔問題点を解決するための手段および作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

そのため、本発明の構成は、プローブ本体に球状のスタ
イラスを三次元方向へ変位可能に保持したプローブと被
測定物とを、スタイラスが被測定物に接触しかつプロー
ブ本体に対して変位した状態で被測定物の表面に倣って
相対移動させ、前記プローブ本体の相対変位量、プロー
ブ本体に対するスタイラスの変位量およびスタイラスの
原点から被測定物表面と接触する接点までの測定方向に
おける距離から被測定物表面の接点座標を求める測定方
法において、 現在のスタイラスの原点座標値およびそれ以前のスタイ
ラスの原点座標値を(x1,y1,z1),(x0,y0,z0)、プロ
ーブ本体に対するスタイラスの各軸方向の変位量を(P
x,Py,Pz)として、被測定物表面の法線方向ベクトルの
各軸成分Nx,Ny,Nzを、 から求め、この各軸成分Nx,Ny,Nzを次式に代入して Tx=Mx+Px−(r/e′)Nx Ty=My+Py−(r/e′)Ny Tz=Mz+Pz−(r/e′)Nz (ただし、Mx,My,Mz;プローブ本体の各軸方向の相対変
位量 r;スタイラスの半径 接点座標Tx,Ty,Tzを求めることを特徴とする。
Therefore, the configuration of the present invention, the probe and the object to be measured, which holds the spherical stylus in the probe body displaceably in the three-dimensional direction, in a state in which the stylus is in contact with the object to be measured and displaced with respect to the probe body. The relative displacement of the probe body, the relative displacement of the probe body, the displacement of the stylus with respect to the probe body, and the distance from the origin of the stylus to the contact point in contact with the surface of the measurement object in the measurement direction In the measurement method for obtaining the contact coordinates on the surface, the origin coordinate value of the current stylus and the origin coordinate values of the stylus before that are (x 1 , y 1 , z 1 ), (x 0 , y 0 , z 0 ), Displace the stylus with respect to the main unit in each axial direction (P
x, Py, Pz), each axial component Nx, Ny, Nz of the normal direction vector of the DUT surface is Substituting each axis component Nx, Ny, Nz into the following equation, Tx = Mx + Px− (r / e ′) Nx Ty = My + Py− (r / e ′) Ny Tz = Mz + Pz− (r / e ′ ) Nz (However, Mx, My, Mz; Relative displacement of probe body in each axial direction r; Stylus radius The feature is that contact point coordinates Tx, Ty, Tz are obtained.

そこで、本発明の測定方法を具体的に説明する。Therefore, the measuring method of the present invention will be specifically described.

本発明では、プローブのスタイラスを被測定物表面に押
し付け、スタイラスとプローブ本体との間に変位が生じ
た状態でプローブと被測定物とを被測定物の表面に倣っ
て相対移動させながら測定を行う。このような測定で
は、プローブのスタイラスと被測定物との間に摩擦力が
発生し、これによってスタイラスに働く変位ベクトルの
方向が被測定物表面の法線方向に対してずれるので、結
局前記(2)式をそのまま用いると誤差を生じる。摩擦
力はプローブと被測定物との相対移動方向に対して反対
方向に発生するので、スタイラスに働く変位ベクトルは
その相対移動方向へずれる。本発明では、スタイラスに
働く変位ベクトルを被測定物に接触しない状態でのスタ
イラスの原点から相対移動方向に対して直交する面上に
投影したベクトルを求め、このベクトルを被測定物表面
の法線方向ベクトルとして用いることにより、プローブ
の反移動方向に発生する摩擦力の影響を除去し、高精度
な測定を達成させる。
In the present invention, the stylus of the probe is pressed against the surface of the object to be measured, and while the displacement between the stylus and the probe body occurs, the probe and the object to be measured are moved relative to the surface of the object to be measured. To do. In such a measurement, a frictional force is generated between the stylus of the probe and the object to be measured, which causes the direction of the displacement vector acting on the stylus to deviate from the direction normal to the surface of the object to be measured. If equation (2) is used as it is, an error will occur. Since the frictional force is generated in the direction opposite to the relative movement direction between the probe and the object to be measured, the displacement vector acting on the stylus shifts in the relative movement direction. In the present invention, the displacement vector acting on the stylus is obtained by projecting a vector projected from the origin of the stylus on the surface orthogonal to the relative movement direction in the state where it does not contact the object to be measured, and this vector is the normal line to the surface of the object to be measured. By using it as a direction vector, the influence of the frictional force generated in the counter-moving direction of the probe is eliminated, and highly accurate measurement is achieved.

すなわち、摩擦力が発生する場合でも、被測定物表面の
法線方向がある程度正確に求められれば、前記(2)式
を準用できる。いま、被測定物表面の法線方向ベクトル
をNx,Ny,Nzとすると、プローブと接する被測定物の接点
座標(Tx,Ty,Tz)は、 で表される。ただし、e′は である。なお、e′=1となるように、Nx,Ny,Nzを決め
れば、上記(3)式は、 のように簡略化できる。
That is, even when a frictional force is generated, the above equation (2) can be applied mutatis mutandis if the normal direction of the surface of the object to be measured can be obtained to some extent. Now, assuming that the normal vector of the surface of the measured object is Nx, Ny, Nz, the contact coordinates (Tx, Ty, Tz) of the measured object in contact with the probe are It is represented by. However, e'is Is. If Nx, Ny, and Nz are determined so that e ′ = 1, the above equation (3) becomes Can be simplified as follows.

本発明は、このような考え方を前提とするものである
が、それでは如何にしてNx,Ny,Nzを求めるかを次に述べ
る。
The present invention is premised on such an idea, and how to obtain Nx, Ny, and Nz will be described below.

いま、第1図のように、現在のスタイラス2の中心位置
を0(x1,y1,z1)、プローブ原点つまりスタイラス2が
被測定物に接触していない状態でのスタイラス2の中心
位置をC、適当なサンプリング時間前のスタイラス2の
中心位置を0′(x0,y0,z0)とする。このとき、中心位
置0,0′を結ぶベクトル は、 で表せる。
Now, as shown in FIG. 1, the current center position of the stylus 2 is 0 (x 1 , y 1 , z 1 ) and the probe origin, that is, the center of the stylus 2 when the stylus 2 is not in contact with the object to be measured. The position is C, and the center position of the stylus 2 before an appropriate sampling time is 0 '(x 0 , y 0 , z 0 ). At this time, the vector connecting the center positions 0 and 0 ' Is Can be expressed as

次に、プローブ原点Cから直線 に垂直に下ろした垂線の足をQとすると、ベクトル▲
▼は倣い方向に直角な平面上にある。すなわち、被測
定物表面の法線方向にほかならない。
Next, straight line from probe origin C Let Q be the perpendicular leg that is dropped vertically to the vector ▲
▼ is on a plane perpendicular to the scanning direction. That is, it is nothing but the direction of the normal to the surface of the object to be measured.

ベクトル▲▼は、 ▲▼=(Nx,Ny,Nz) ……(5) =▲▼+▲▼ で表せる。The vector ▲ ▼ can be expressed as ▲ ▼ = (Nx, Ny, Nz) …… (5) = ▲ ▼ + ▲ ▼.

ここで、ベクトル▲▼は、 ▲▼=(Px,Py,Pz) ……(6) である。また、ベクトル▲▼は、 である。(7)式における右辺の の係数のみを計算すると、(4)(6)式から、 となる。Here, the vector ▲ ▼ is ▲ ▼ = (Px, Py, Pz) (6). The vector ▲ ▼ is Is. On the right side of equation (7) If only the coefficient of is calculated, from equations (4) and (6), Becomes

よって、上記(5)(6)(7)(8)式から、 と表される。Therefore, from the above equations (5), (6), (7) and (8), Is expressed as

従って、スタイラス2の中心位置0,0′の座標(x1,y1,z
1)(x0,y0,z0)およびプローブ本体1に対するスタイ
ラス2の各軸方向の変位量(Px,Py,Pz)を求めれば、
(9A)(9B)(9C)式からNx,Ny,Nzが求まるので、これ
を(3)式に代入すれば、被測定物表面の座標を高精度
に求めることができる。
Therefore, the coordinates of the center position 0,0 'of the stylus 2 (x 1 , y 1 , z
1 ) (x 0 , y 0 , z 0 ) and the displacement amount (Px, Py, Pz) of the stylus 2 with respect to the probe body 1 in each axial direction,
Since Nx, Ny, and Nz are obtained from the equations (9A), (9B), and (9C), by substituting these into the equation (3), the coordinates of the surface of the object to be measured can be obtained with high accuracy.

さらに、被測定物表面を複数点についてそれぞれの座標
を求めれば、これらの座標点から被測定物表面の形状を
も高精度に求めることができる。
Furthermore, by obtaining the coordinates of a plurality of points on the surface of the object to be measured, the shape of the surface of the object to be measured can also be obtained with high accuracy from these coordinate points.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の測定方法を適用した測定装置を第2図に
ついて説明する。
Hereinafter, a measuring device to which the measuring method of the present invention is applied will be described with reference to FIG.

同図において、21x,21y,21zは測定機本体に対するプロ
ーブ8の各軸方向の移動変位量を検出する変位検出器、
22x,22y,22zはプローブ本体1に対するスタイラス2の
各軸方向の変位量を検出する変位検出器である。変位検
出器21x,21y,21zからの信号は、A/D変換回路23でデジタ
ル信号に変換された後、加算回路24へ入力されている。
また、変位検出器22x,22y,22zからの信号は、同様に、A
/D変換回路25でデジタル信号に変換された後、前記加算
回路24および演算回路26へ入力されている。
In the figure, 21x, 21y and 21z are displacement detectors for detecting the displacement amount of the probe 8 in each axial direction relative to the measuring machine main body,
22x, 22y, and 22z are displacement detectors that detect the amount of displacement of the stylus 2 with respect to the probe body 1 in each axial direction. The signals from the displacement detectors 21x, 21y, 21z are converted into digital signals by the A / D conversion circuit 23 and then input to the addition circuit 24.
Also, the signals from the displacement detectors 22x, 22y, 22z are
After being converted into a digital signal by the / D conversion circuit 25, it is input to the adder circuit 24 and the arithmetic circuit 26.

加算回路24は、予め設定されたサンプリング間隔毎に、
A/D変換回路23から与えられるプローブ8の変位量(Mx,
My,Mz)と前記A/D変換回路25を通じて与えられるスタイ
ラス2の変位量(Px,Py,Pz)とを加算し、この和(スタ
イラス2の中心位置座標値)を記憶回路27に更新記憶さ
せ、かつ演算回路26へ与える。
The adding circuit 24, at each preset sampling interval,
Displacement amount of the probe 8 given from the A / D conversion circuit 23 (Mx,
(My, Mz) and the displacement amount (Px, Py, Pz) of the stylus 2 given through the A / D conversion circuit 25 are added, and this sum (coordinate value of the center position of the stylus 2) is updated and stored in the storage circuit 27. And to the arithmetic circuit 26.

演算回路26は、前記記憶回路27に更新記憶された1サン
プリング前の座標値(x0,y0,z0)、加算回路24から与え
られる現在の座標値(x1,y1,z1)およびスタイラス2の
変位量(Px,Py,Pz)を基に(9A)〜(9C)式に従って
(Nx,Ny,Nz)を求め、さらにこれを(3)式に代入して
接点座標(Tx,Ty,Tz)を求めた後、比較回路28へ送る。
The arithmetic circuit 26 updates the coordinate value (x 0 , y 0 , z 0 ) before one sampling updated and stored in the storage circuit 27 and the current coordinate value (x 1 , y 1 , z 1 ) given from the adder circuit 24. ) And the stylus 2 displacement amount (Px, Py, Pz) based on equations (9A) to (9C), (Nx, Ny, Nz) is calculated, and this is substituted into equation (3) to obtain the contact coordinates ( Tx, Ty, Tz) is then sent to the comparison circuit 28.

比較回路28は、ホストコンピュータ31から与えられる目
標値に対して演算回路26で求められた接点座標(Tx,Ty,
Tz)が許容範囲から外れているときホストコンピュータ
31に警報信号を送る一方、前記接点座標(Tx,Ty,Tz)を
計数回路29を通じて表示器30に表示させる。
The comparison circuit 28 uses the contact coordinates (Tx, Ty,
Tz) is outside the allowable range Host computer
While sending an alarm signal to 31, the contact coordinates (Tx, Ty, Tz) are displayed on the display 30 through the counting circuit 29.

ホストコンピュータ31は、予め設定されたプログラムに
従って、制御回路32および駆動回路33を介して測定機本
体の各軸のモータ34x,34y,34zを駆動させる。そして、
比較回路28からの警報信号が与えられると、各モータ34
x,34y,34zの駆動を停止させる。
The host computer 31 drives the motors 34x, 34y, 34z of the respective axes of the measuring machine main body through the control circuit 32 and the drive circuit 33 according to a preset program. And
When the alarm signal from the comparison circuit 28 is given, each motor 34
Stop driving x, 34y, 34z.

次に、この装置の作用を説明する。ホストコンピュータ
31からの駆動指令によって各モータ34x,34y,34zが駆動
されると、それらの駆動によってプローブ8が被測定物
表面に接触した状態でX,Y,Z軸方向へ倣い移動される。
すると、プローブ8のX,Y,Z軸方向の移動変位量(Mx,M
y,Mz)が変位検出器21x,21y,21zでそれぞれ検出された
後、A/D変換回路23を介して加算回路24へ入力される。
同時に、プローブ本体1に対するスタイラス2の変位量
(Px,Py,Pz)が変位検出器22x,22y,22zで検出された
後、A/D変換回路25を介して加算回路24および演算回路2
6へ入力される。
Next, the operation of this device will be described. Host computer
When each of the motors 34x, 34y, 34z is driven by the drive command from 31, the probe 8 is moved in the X, Y, Z-axis directions while being in contact with the surface of the object to be measured by the drive.
Then, the displacement amount of the probe 8 in the X, Y, and Z axis directions (Mx, M
y, Mz) are respectively detected by the displacement detectors 21x, 21y, 21z, and then input to the adder circuit 24 via the A / D conversion circuit 23.
At the same time, after the displacement amount (Px, Py, Pz) of the stylus 2 with respect to the probe body 1 is detected by the displacement detectors 22x, 22y, 22z, the addition circuit 24 and the arithmetic circuit 2 are passed through the A / D conversion circuit 25.
Input to 6.

すると、加算回路24は、サンプリング間隔毎に、A/D変
換回路23から与えられるプローブ8の変位量(Mx,My,M
z)と前記A/D変換回路25を通じて与えられるスタイラス
2の変位量(Px,Py,Pz)とを加算し、この和(スタイラ
ス2の中心位置座標値)を記憶回路27に更新記憶させ、
かつ演算回路26へ与える。
Then, the adder circuit 24 causes the displacement amount (Mx, My, M) of the probe 8 given from the A / D conversion circuit 23 to be provided at each sampling interval.
z) and the displacement amount (Px, Py, Pz) of the stylus 2 given through the A / D conversion circuit 25 are added, and the sum (center position coordinate value of the stylus 2) is updated and stored in the storage circuit 27,
And it gives to the arithmetic circuit 26.

演算回路26は、前記記憶回路27に更新記憶された1サン
プリング前の座標値(x0,y0,z0)、加算回路24から与え
られる現在の座標値(x1,y1,z1)およびスタイラス2の
変位量(Px,Py,Pz)を基に(8A)〜(8C)式に従って
(Nx,Ny,Nz)を求め、さらにこれを(3)式に基づいて
接点座標(Tx,Ty,Tz)を求めた後、比較回路28へ送る。
The arithmetic circuit 26 updates the coordinate value (x 0 , y 0 , z 0 ) before one sampling updated and stored in the storage circuit 27 and the current coordinate value (x 1 , y 1 , z 1 ) given from the adder circuit 24. ) And the stylus 2 displacement (Px, Py, Pz) based on the equations (8A) to (8C), (Nx, Ny, Nz) is obtained, and this is further calculated based on the equation (3). , Ty, Tz) and then sends it to the comparison circuit 28.

比較回路28は、ホストコンピュータ31から与えられる目
標値に対して演算回路26からの接点座標(Tx,Ty,Tz)が
許容範囲から外れているときホストコンピュータ31に警
報信号を送る一方、前記接点座標(Tx,Ty,Tz)を計数回
路29を通じて表示器30に表示させる。
The comparator circuit 28 sends an alarm signal to the host computer 31 when the contact coordinates (Tx, Ty, Tz) from the arithmetic circuit 26 with respect to the target value given from the host computer 31 are out of the allowable range, while the contact point The coordinates (Tx, Ty, Tz) are displayed on the display 30 through the counting circuit 29.

従って、これらの接点座標(Tx,Ty,Tz)にはプローブ8
と被測定物との摩擦に伴う誤差が消去されているから、
被測定物表面の座標を高精度に測定することができる。
Therefore, the probe 8 is attached to these contact coordinates (Tx, Ty, Tz).
Since the error due to the friction with the measured object has been eliminated,
The coordinates of the surface of the object to be measured can be measured with high accuracy.

なお、上記実施例は、プローブ8を被測定物表面に接触
させたまま移動させるようにしたが、これとは逆にプロ
ーブ8に対して被測定物を移動させるようにしてもよ
く、要するに、プローブ8と被測定物との少なくとも一
方が他方に対して移動できればよい。
Although the probe 8 is moved while being in contact with the surface of the object to be measured in the above-described embodiment, the object to be measured may be moved with respect to the probe 8 on the contrary. It is sufficient that at least one of the probe 8 and the object to be measured can move with respect to the other.

また、プローブ8と被測定物との相対移動方向を求める
に当たって、必ずしもスタイラス2の中心位置座標0
(x1,y1,z1)、0′(x0,y0,z0)でなくてもよく、それ
に代わる位置を表す座標位置でもよい。また、0′は0
の1サンプリング前の測定点の座標に限られるものでな
く、要は、方向成分を求めるための現測定点以前の点の
座標であればよい。要するに、 に代わるものを使用できればよい。
Further, when obtaining the relative movement direction between the probe 8 and the object to be measured, the center position coordinate of the stylus 2 is not always 0.
It may not be (x 1 , y 1 , z 1 ), 0 '(x 0 , y 0 , z 0 ), but may be a coordinate position representing a position in place of it. Also, 0'is 0
It is not limited to the coordinates of the measurement point one sampling before, but the point is that the coordinates of the point before the current measurement point for obtaining the direction component may be used. in short, Anything that can be used instead of

また、倣い測定駆動の場合には、予めプログラムされた
相対移動方向に関する2点または数点の指令座標位置デ
ータを用いてプローブ8と被測定物との相対移動方向を
算出し、この方向成分を用いるようにしてもよい。
Further, in the case of scanning measurement drive, the relative movement direction between the probe 8 and the object to be measured is calculated using the command coordinate position data of two or several points related to the preliminarily programmed relative movement direction, and this direction component is calculated. You may use it.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の通り、本発明によれば、プローブと被測定物との
摩擦に伴う誤差を解消し、三次元曲面を有する被測定物
表面の座標を高精度に測定できる測定方法を提供するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a measuring method which eliminates an error caused by friction between a probe and a measured object and can measure the coordinates of the measured object surface having a three-dimensional curved surface with high accuracy. .

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

第1図は本発明の測定原理を示す図、第2図は本発明の
方法を適用した測定装置の一実施例を示すブロック図、
第3図はプローブの構成を示す図である。 1……プローブ本体、2……スタイラス、8……プロー
ブ。
FIG. 1 is a diagram showing the measuring principle of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a measuring apparatus to which the method of the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing the structure of the probe. 1 ... Probe body, 2 ... Stylus, 8 ... Probe.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安孫子 賢二 神奈川県川崎市高津区坂戸165番地 株式 会社三豊製作所マイクロコード本部内 (56)参考文献 特開 昭56−7008(JP,A) 特開 昭60−233512(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Abiko Kenji, 165 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Mito Works Ltd. Microcode Headquarters (56) Reference JP-A-56-7008 (JP, A) JP-A-SHO 60-233512 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プローブ本体に球状のスタイラスを三次元
方向へ変位可能に保持したプローブと被測定物とを、ス
タイラスが被測定物に接触しかつプローブ本体に対して
変位した状態で被測定物の表面に倣って相対移動させ、
前記プローブ本体の相対変位量、プローブ本体に対する
スタイラスの変位量およびスタイラスの原点から被測定
物表面と接触する接点までの測定方向における距離から
被測定物表面の接点座標を求める測定方法において、 現在のスタイラスの原点座標値およびそれ以前のスタイ
ラスの原点座標値を(x1,y1,z1),(x0,y0,z0)、プロ
ーブ本体に対するスタイラスの各軸方向の変位量を(P
x,Py,Pz)として、被測定物表面の法線方向ベクトルの
各軸成分Nx,Ny,Nzを、 から求め、この各軸成分Nx,Ny,Nzを次式に代入して Tx=Mx+Px−(r/e′)Nx Ty=My+Py−(r/e′)Ny Tz=Mz+Pz−(r/e′)Nz (ただし、Mx,My,Mz;プローブ本体の各軸方向の相対変
位量 r;スタイラスの半径 接点座標Tx,Ty,Tzを求めることを特徴とする測定方法。
1. A probe having a spherical stylus movably held in a probe body in a three-dimensional direction and an object to be measured, the object being measured in a state where the stylus is in contact with the object to be measured and displaced with respect to the probe body. Move relative to the surface of
The relative displacement of the probe body, the displacement of the stylus with respect to the probe body, and the distance in the measurement direction from the origin of the stylus to the contact point that contacts the surface of the object to be measured, in the measuring method for obtaining the contact coordinates of the surface of the object to be measured, The coordinates of the origin of the stylus and the coordinates of the origin of the stylus before that are (x 1 , y 1 , z 1 ), (x 0 , y 0 , z 0 ), and the displacement of the stylus with respect to the probe body in each axial direction ( P
x, Py, Pz), each axial component Nx, Ny, Nz of the normal direction vector of the DUT surface is Substituting each axis component Nx, Ny, Nz into the following equation, Tx = Mx + Px− (r / e ′) Nx Ty = My + Py− (r / e ′) Ny Tz = Mz + Pz− (r / e ′ ) Nz (However, Mx, My, Mz; Relative displacement of probe body in each axial direction r; Stylus radius A measuring method characterized by obtaining contact point coordinates Tx, Ty, Tz.
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