JPH07210586A - 三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置 - Google Patents
三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置Info
- Publication number
- JPH07210586A JPH07210586A JP6001838A JP183894A JPH07210586A JP H07210586 A JPH07210586 A JP H07210586A JP 6001838 A JP6001838 A JP 6001838A JP 183894 A JP183894 A JP 183894A JP H07210586 A JPH07210586 A JP H07210586A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- path
- optimum
- probe path
- coordinate measuring
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】三次元座標測定機の性能の向上以外の手段でテ
ィーチングプレイバックの時間を短縮する。 【構成】プローブパスデータを入力する入力手段1と、
前記プローブパスデータにより複数の通過点データを抽
出する抽出手段5と、前記複数の通過点データより各通
過点間のプローブ移動時間を算出する算出手段6と、算
出された前記プローブ移動時間により、最適プローブパ
スを求める最適パス算出手段7とを備える。
ィーチングプレイバックの時間を短縮する。 【構成】プローブパスデータを入力する入力手段1と、
前記プローブパスデータにより複数の通過点データを抽
出する抽出手段5と、前記複数の通過点データより各通
過点間のプローブ移動時間を算出する算出手段6と、算
出された前記プローブ移動時間により、最適プローブパ
スを求める最適パス算出手段7とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、三次元座標測定機のプ
ローブパスの最適化装置に関する。
ローブパスの最適化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、市場では見られ
なかった。
なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、CNC式三
次元座標測定機(Coordinate Measuring Machine:以
下、CMMと略す)においては、測定のための準備とし
て、ティーチングと呼ばれる作業を行う。ティーチング
とは、測定者が、ワークの実物と図面をもとに測定手順
を、三次元座標測定機上で教示し、その測定手順を記憶
装置に覚えこませることである。
次元座標測定機(Coordinate Measuring Machine:以
下、CMMと略す)においては、測定のための準備とし
て、ティーチングと呼ばれる作業を行う。ティーチング
とは、測定者が、ワークの実物と図面をもとに測定手順
を、三次元座標測定機上で教示し、その測定手順を記憶
装置に覚えこませることである。
【0004】このようなティーチングによって記憶され
た測定手順にもとづいてCMMは測定を行う(以下、テ
ィーチングプレイバックという)。ティーチングプレイ
バックの時間は、CMMの性能(たとえば、プローブの
最大移動速度及び最大加速度)に依存する。すなわち、
ティーチングプレイバックの時間を短縮するためには、
CMMの性能を向上させなければならなかった。
た測定手順にもとづいてCMMは測定を行う(以下、テ
ィーチングプレイバックという)。ティーチングプレイ
バックの時間は、CMMの性能(たとえば、プローブの
最大移動速度及び最大加速度)に依存する。すなわち、
ティーチングプレイバックの時間を短縮するためには、
CMMの性能を向上させなければならなかった。
【0005】本発明は、三次元座標測定機の性能の向上
以外の手段でティーチングプレイバックの時間を短縮す
ることができる三次元座標測定機のプローブパスの最適
化装置を提供することを目的とする。
以外の手段でティーチングプレイバックの時間を短縮す
ることができる三次元座標測定機のプローブパスの最適
化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明の三次元座標測定機のプローブパス最適化装置
は、プローブパスデータを入力する入力手段と、前記プ
ローブパスデータにより複数の通過点データを抽出する
抽出手段と、前記複数の通過点データより各通過点間の
プローブ移動時間を算出する算出手段と、算出された前
記プローブ移動時間により、最適プローブパスを求める
最適パス算出手段とを備える構成とした。
本発明の三次元座標測定機のプローブパス最適化装置
は、プローブパスデータを入力する入力手段と、前記プ
ローブパスデータにより複数の通過点データを抽出する
抽出手段と、前記複数の通過点データより各通過点間の
プローブ移動時間を算出する算出手段と、算出された前
記プローブ移動時間により、最適プローブパスを求める
最適パス算出手段とを備える構成とした。
【0007】また、前記最適パス算出手段で得られた最
適プローブパスを表示する表示手段を備えることが好ま
しい。また、前記最適パス算出手段で得られた前記最適
プローブパスにより、測定手順を示すプログラムを作成
し、そのプログラムを三次元座標測定機に転送するプロ
グラム作成手段を備えることが好ましい。
適プローブパスを表示する表示手段を備えることが好ま
しい。また、前記最適パス算出手段で得られた前記最適
プローブパスにより、測定手順を示すプログラムを作成
し、そのプログラムを三次元座標測定機に転送するプロ
グラム作成手段を備えることが好ましい。
【0008】
【作用】上記のような構成により、各通過点間のプロー
ブ移動時間を算出し、そのプローブ移動時間により、最
適なプローブパスを得ることができる。
ブ移動時間を算出し、そのプローブ移動時間により、最
適なプローブパスを得ることができる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の実施例によるプローブパス
の最適化装置の構成を示すブロック図である。以下、図
1を参照して、本装置の構成と動作を説明する。ハード
ウェア構成としては、表示部、コンピュータ本体とから
なり、三次元測定機が接続されている。表示部は、ディ
スプレイ2からなり、コンピュータ本体は、入力部1、
プローブパスデータ作成部4、通過点抽出部5、移動時
間算出部6、最適パス算出部7からなる。
の最適化装置の構成を示すブロック図である。以下、図
1を参照して、本装置の構成と動作を説明する。ハード
ウェア構成としては、表示部、コンピュータ本体とから
なり、三次元測定機が接続されている。表示部は、ディ
スプレイ2からなり、コンピュータ本体は、入力部1、
プローブパスデータ作成部4、通過点抽出部5、移動時
間算出部6、最適パス算出部7からなる。
【0010】CAD図面データは、CADシステムを用
いて設計時に作成される。このCAD図面データを入力
部1で読み込む。そして、ディスプレイ2にその内容
(すなわち設計図面)を表示する。操作者は、ディスプ
レイ2に表示された設計図面を見ながら、入力装置3を
用いて測定箇所の指示を行う。この作業を測定作業教示
という。プローブパスデータ作成部4では、指示された
図面要素から測定のためのプローブパスデータ(プロー
ブの経路データ)を自動作成する。プローブパスとは、
三次元座標測定機を駆動させる際にプローブが通過する
経路のことである。
いて設計時に作成される。このCAD図面データを入力
部1で読み込む。そして、ディスプレイ2にその内容
(すなわち設計図面)を表示する。操作者は、ディスプ
レイ2に表示された設計図面を見ながら、入力装置3を
用いて測定箇所の指示を行う。この作業を測定作業教示
という。プローブパスデータ作成部4では、指示された
図面要素から測定のためのプローブパスデータ(プロー
ブの経路データ)を自動作成する。プローブパスとは、
三次元座標測定機を駆動させる際にプローブが通過する
経路のことである。
【0011】次に、通過点抽出部5では、測定作業教示
によりプローブパスデータ作成部4で作成されたプロー
ブパスデータから最適化計算に必要な通過点を複数個抽
出する。通過点とは、プローブが測定経路を移動中に通
過すべき点のことで、三次元座標測定機の座標系で表さ
れる。
によりプローブパスデータ作成部4で作成されたプロー
ブパスデータから最適化計算に必要な通過点を複数個抽
出する。通過点とは、プローブが測定経路を移動中に通
過すべき点のことで、三次元座標測定機の座標系で表さ
れる。
【0012】次に、移動時間算出部6で、抽出された通
過点の座標値から通過点間の移動距離を求め、その移動
距離とCMMの移動時間及び加減速の制御関数を用い
て、通過点間のプローブ移動時間を求める。このとき、
複数の通過点のうちから2つの通過点を選ぶ組み合わせ
すべてについて、2つの通過点間のプローブ移動時間を
求める。
過点の座標値から通過点間の移動距離を求め、その移動
距離とCMMの移動時間及び加減速の制御関数を用い
て、通過点間のプローブ移動時間を求める。このとき、
複数の通過点のうちから2つの通過点を選ぶ組み合わせ
すべてについて、2つの通過点間のプローブ移動時間を
求める。
【0013】最適パス算出手段7では、算出された通過
点間のプローブ移動時間を用いて、最適化されたプロー
ブパス(すなわち、すべての通過点を通る経路のうち、
できるだけ移動時間が短くなる経路)を算出する。ま
た、最適パス算出手段7で算出されたは、ディスプレイ
に設計図面の形状とともに、プローブパスの軌跡を表示
する。それにより、測定時間の短縮が施されたプローブ
パスの確認ができる。
点間のプローブ移動時間を用いて、最適化されたプロー
ブパス(すなわち、すべての通過点を通る経路のうち、
できるだけ移動時間が短くなる経路)を算出する。ま
た、最適パス算出手段7で算出されたは、ディスプレイ
に設計図面の形状とともに、プローブパスの軌跡を表示
する。それにより、測定時間の短縮が施されたプローブ
パスの確認ができる。
【0014】ポストプロセッサ8は、最適パス算出手段
7で算出された、最適化されたプローブパスから、三次
元測定機用のパートプログラムを作成する。パートプロ
グラムとは、同じ形状の複数のワークを同じ手順で自動
測定するために、測定手順を書き込んだものである。通
常、プロービング点、及び中間点の座標値、計算処理の
結果出力項目、設計値などの情報が書き込まれている。
7で算出された、最適化されたプローブパスから、三次
元測定機用のパートプログラムを作成する。パートプロ
グラムとは、同じ形状の複数のワークを同じ手順で自動
測定するために、測定手順を書き込んだものである。通
常、プロービング点、及び中間点の座標値、計算処理の
結果出力項目、設計値などの情報が書き込まれている。
【0015】ポストプロセッサ8で作成されたパートプ
ログラムをCMM9に転送することにより、CMM9で
ティーチングプレイバックを行う。CMM9では測定時
間の短縮を施された測定を行うことができる。次に、最
適パス算出手段7における最適プローブパスの算出方法
について説明する。
ログラムをCMM9に転送することにより、CMM9で
ティーチングプレイバックを行う。CMM9では測定時
間の短縮を施された測定を行うことができる。次に、最
適パス算出手段7における最適プローブパスの算出方法
について説明する。
【0016】出願人は、先に出願した特願平4ー277
274において、ニューラルネットワークによる動的情
報処理モデルについて記載した。その動的情報処理モデ
ルによるアプリケーションの例も記載したが、その例の
中で、トラベリングセールスマン問題の解法は、本実施
例における最適プローブパスの算出に応用できる。ま
ず、特願平4ー277274に記載したトラベリング・
セ−ルスマン問題の解法について説明する。
274において、ニューラルネットワークによる動的情
報処理モデルについて記載した。その動的情報処理モデ
ルによるアプリケーションの例も記載したが、その例の
中で、トラベリングセールスマン問題の解法は、本実施
例における最適プローブパスの算出に応用できる。ま
ず、特願平4ー277274に記載したトラベリング・
セ−ルスマン問題の解法について説明する。
【0017】トラベリング・セ−ルスマン問題(travel
ing salesman problem,以下TSPという)は、セ−ル
スマンがN個の都市のすべてを訪れるにあたって、でき
るだけ短い距離で旅行して出発地点に戻ってくるという
課題として定義される。これは、古典的な組合せ最適化
問題である。数式の番号((3)(4)等)は、特願平4ー2
77274の明細書中で使っている番号をそのまま使用
する。
ing salesman problem,以下TSPという)は、セ−ル
スマンがN個の都市のすべてを訪れるにあたって、でき
るだけ短い距離で旅行して出発地点に戻ってくるという
課題として定義される。これは、古典的な組合せ最適化
問題である。数式の番号((3)(4)等)は、特願平4ー2
77274の明細書中で使っている番号をそのまま使用
する。
【0018】特願平4ー277274に記載されている
ように、代表的なニュ−ラルネットワ−クの数学的モデ
ルは、J.J.Hopfield, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81(198
4)3088.に記載されている。このモデルは次式で与えら
れる。
ように、代表的なニュ−ラルネットワ−クの数学的モデ
ルは、J.J.Hopfield, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81(198
4)3088.に記載されている。このモデルは次式で与えら
れる。
【0019】
【数1】
【0020】ここで、uiは、連続した時間tにおける
ニュ−ロンi(i=1,・・・,M)の入力であり、v
i(0<vi<1)は、ニュ−ロンiの出力である。Ii
はュ−ロンiのしきい値であり、Tijはニュ−ロンj
(j=1,・・・,M)とニュ−ロンiのシナプス結合
である。R(>0)は、入力の減衰定数であり、α(>
0)は、関数gの利得定数である。
ニュ−ロンi(i=1,・・・,M)の入力であり、v
i(0<vi<1)は、ニュ−ロンiの出力である。Ii
はュ−ロンiのしきい値であり、Tijはニュ−ロンj
(j=1,・・・,M)とニュ−ロンiのシナプス結合
である。R(>0)は、入力の減衰定数であり、α(>
0)は、関数gの利得定数である。
【0021】式(1) 及び(2) が、負の自己結合Tii(=
−T,T>0)を有していると仮定すれば、Euler の方
法により、Δtの差分ステップで差分方程式をとるなら
ば、GCM形式のニュ−ラルネットワ−クモデルを得る
ことができる。そのモデルは次式で定義される。
−T,T>0)を有していると仮定すれば、Euler の方
法により、Δtの差分ステップで差分方程式をとるなら
ば、GCM形式のニュ−ラルネットワ−クモデルを得る
ことができる。そのモデルは次式で定義される。
【0022】
【数2】
【0023】ここで、pi(n) (0<pi(n) <1)は、
離散的時間nにおけるニュ−ロンの内部バッファであ
る。パラメ−タr(0<r<1)及びβ(>0)は次式
で与えられる。 r=(1−Δt/R) (8) β=α/RT (9) 離散的時間nにおけるニュ−ロンiの入力と出力は次式
で求めることができる。 ui(n) =RT〔qi(n) −pi(n) 〕 (6) vi(n) =g〔ui(n) 〕 (7) シナプス結合Tijが、−Tδij(δijはKronecker のデ
ルタ)で与えられるとき、qi(n) は次のようになる。 qi(n) =Ii/T=qi (10) 式(10),式(3) は、次のような簡単な1次元写像に変換
される。 pi(n) =Fqi〔pi(n) 〕 (11) ここで、qiは制御パラメ−タである。単一ニュ−ロン
iの特性は、式(11)の1次元写像で表現することができ
る。
離散的時間nにおけるニュ−ロンの内部バッファであ
る。パラメ−タr(0<r<1)及びβ(>0)は次式
で与えられる。 r=(1−Δt/R) (8) β=α/RT (9) 離散的時間nにおけるニュ−ロンiの入力と出力は次式
で求めることができる。 ui(n) =RT〔qi(n) −pi(n) 〕 (6) vi(n) =g〔ui(n) 〕 (7) シナプス結合Tijが、−Tδij(δijはKronecker のデ
ルタ)で与えられるとき、qi(n) は次のようになる。 qi(n) =Ii/T=qi (10) 式(10),式(3) は、次のような簡単な1次元写像に変換
される。 pi(n) =Fqi〔pi(n) 〕 (11) ここで、qiは制御パラメ−タである。単一ニュ−ロン
iの特性は、式(11)の1次元写像で表現することができ
る。
【0024】式(3)(11) と式(4)(10) を比べると、式
(3)-(5) のモデルは、ある種のGCMシステムであると
認められる。このGCMシステムの特徴は、ロ−カル変
数が非線型な写像によって変換され、その写像の制御パ
ラメ−タを通して他の変数に結合されることである。す
なわち、式(3)-(5) のニュ−ラルネットワ−クモデルに
おいては、pi(n) からpi(n+1) への非線型変換をする
写像Fqi(n) は、それぞれの離散的時間nにおけるpj
(n) によって表現される。
(3)-(5) のモデルは、ある種のGCMシステムであると
認められる。このGCMシステムの特徴は、ロ−カル変
数が非線型な写像によって変換され、その写像の制御パ
ラメ−タを通して他の変数に結合されることである。す
なわち、式(3)-(5) のニュ−ラルネットワ−クモデルに
おいては、pi(n) からpi(n+1) への非線型変換をする
写像Fqi(n) は、それぞれの離散的時間nにおけるpj
(n) によって表現される。
【0025】特願平4ー277274では、式(3)-(5)
のモデルでTSPを解いている。TSPの解法のため
に、N×Nの格子状に配置されたニュ−ロン、横方向に
表示された訪問順序N、縦方向に表示された都市名N、
都市名の添字i,j=1,....,N及び訪問順序の添字
k,l=1,....,Nによって各ニュ−ロンは表現す
る。
のモデルでTSPを解いている。TSPの解法のため
に、N×Nの格子状に配置されたニュ−ロン、横方向に
表示された訪問順序N、縦方向に表示された都市名N、
都市名の添字i,j=1,....,N及び訪問順序の添字
k,l=1,....,Nによって各ニュ−ロンは表現す
る。
【0026】次に、評価関数E(n) は、制約項E1(n)
と道のりの合計の示す項E2(n) で次のように決定され
る。 E(n) ={AE1(n) +BE2(n) }/2 (22) ここで、AとBは正の定数であり、制約項E1(n) は次
のように定義される。
と道のりの合計の示す項E2(n) で次のように決定され
る。 E(n) ={AE1(n) +BE2(n) }/2 (22) ここで、AとBは正の定数であり、制約項E1(n) は次
のように定義される。
【0027】
【数3】
【0028】そして、道のりの合計の示す項E2(n) は
次のように定義される。
次のように定義される。
【0029】
【数4】
【0030】ここで、vik(n) は離散的時間nにおける
それぞれのニュ−ロンikの出力であり、dijは都市jか
ら都市iまでの距離であり、定数である。また、vi0
(n) =viN(n) 、viN+1(n) =vi1(n) である。式(22)
-(24) より、TSPを解くための式(3)-(5) のモデルの
シナプス結合Tikj1としきい値Iikは次のようにして決
定される。 Tikj1=-A{δ(1-δk1)+δk1(1-δij)}-Bdij(δlk+1-δlk-1) Iik=A (26) M=100 ニュ−ロンで構成された式(3)-(5) のモデル
で、自己結合Tを制御することにより、N=10都市のT
SPを解く。
それぞれのニュ−ロンikの出力であり、dijは都市jか
ら都市iまでの距離であり、定数である。また、vi0
(n) =viN(n) 、viN+1(n) =vi1(n) である。式(22)
-(24) より、TSPを解くための式(3)-(5) のモデルの
シナプス結合Tikj1としきい値Iikは次のようにして決
定される。 Tikj1=-A{δ(1-δk1)+δk1(1-δij)}-Bdij(δlk+1-δlk-1) Iik=A (26) M=100 ニュ−ロンで構成された式(3)-(5) のモデル
で、自己結合Tを制御することにより、N=10都市のT
SPを解く。
【0031】TSPの解は、仮想レベルにおいて想起さ
れた次のようなベクトルパタ−ンφ(n) (={φ11(n)
,....,φNM(n) })から得られる。
れた次のようなベクトルパタ−ンφ(n) (={φ11(n)
,....,φNM(n) })から得られる。
【0032】
【数5】
【0033】ここで、q*(n) は、それぞれの時間nに
おいて、qik(n) を大きいもの順に並べかえた10番目の
値である。以上のようなTSPの解法において、「都
市」を通過点に置き換え、「訪問順序」を通過点を結ぶ
プローブパスに置き換えて適用すれば、最適なプローブ
パスを求めることができる。
おいて、qik(n) を大きいもの順に並べかえた10番目の
値である。以上のようなTSPの解法において、「都
市」を通過点に置き換え、「訪問順序」を通過点を結ぶ
プローブパスに置き換えて適用すれば、最適なプローブ
パスを求めることができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ティーチ
ングの測定順序の決定を自動化することができるので、
ティーチング作業の省力化が可能となる。また、プロー
ブパスの最適化が行えるので、三次元座標測定機のティ
ーチングプレイバック時間の短縮が可能となる。
ングの測定順序の決定を自動化することができるので、
ティーチング作業の省力化が可能となる。また、プロー
ブパスの最適化が行えるので、三次元座標測定機のティ
ーチングプレイバック時間の短縮が可能となる。
【図1】本発明の実施例によるプローブパスの最適化装
置の構成を示すブロック図。
置の構成を示すブロック図。
1 入力部 2 ディスプレイ 3 入力装置 4 プローブパスデータ作成部 5 通過点抽出部 6 移動時間算出部 7 最適パス算出部 8 ポストプロセッサ 9 三次元座標測定機
Claims (3)
- 【請求項1】プローブパスデータを入力する入力手段
と、 前記プローブパスデータにより複数の通過点データを抽
出する抽出手段と、 前記複数の通過点データより各通過点間のプローブ移動
時間を算出する算出手段と、 算出された前記プローブ移動時間により、最適プローブ
パスを求める最適パス算出手段とを備えたことを特徴と
する三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置。 - 【請求項2】前記最適パス算出手段で得られた最適プロ
ーブパスを表示する表示手段を備えたことを特徴とする
請求項1記載の三次元座標測定機のプローブパスの最適
化装置。 - 【請求項3】前記最適パス算出手段で得られた前記最適
プローブパスにより、測定手順を示すプログラムを作成
し、そのプログラムを三次元座標測定機に転送するプロ
グラム作成手段を備えたことを特徴とする請求項1記載
の三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6001838A JPH07210586A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6001838A JPH07210586A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07210586A true JPH07210586A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11512707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6001838A Pending JPH07210586A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 三次元座標測定機のプローブパスの最適化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07210586A (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN102419911A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-04-18 | 成都智汇科技有限公司 | 基于gis的新闻报道指挥调度管理系统 |
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JP2015010948A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | キヤノン株式会社 | 物品処理装置、生成方法、およびプログラム |
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