JPH07260423A - 無接触距離計測方法 - Google Patents

無接触距離計測方法

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JPH07260423A
JPH07260423A JP4902194A JP4902194A JPH07260423A JP H07260423 A JPH07260423 A JP H07260423A JP 4902194 A JP4902194 A JP 4902194A JP 4902194 A JP4902194 A JP 4902194A JP H07260423 A JPH07260423 A JP H07260423A
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JP
Japan
Prior art keywords
measurement
model
sensor
measurement sensor
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4902194A
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English (en)
Inventor
Toshiro Kagawa
敏朗 香川
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モデルの表面性状及び計測センサの計測位置
による検出誤差を低減して、座標計測精度を向上する。 【構成】 レーザー光等を利用した無接触距離計測セン
サをNC指令によりモデルの表面から基準計測位置に移
動し、センサの移動距離と検出値とを比較して補正値を
算出する。基準計測位置でモデルの表面座標を計測し、
センサの検出値を補正値で補正して、基準計測位置での
計測値を求める。センサを基準計測位置から1計測ピッ
チ移動し、センサの移動距離と検出値とを記憶する。指
令計測終了後、センサの移動距離と検出値とを比較し、
各計測位置毎の補正値を算出する。各計測位置でモデル
の座標を計測し、センサの検出値を各計測位置毎の補正
値で補正し、補正データを総合してモデル全体の座標計
測値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、無接触式計測センサ
で距離を計測する方法に係り、特に、金型等の三次元自
由曲面を備えたモデルの座標計測に好適な無接触距離計
測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、レーザー光、赤外線、又は超
音波を利用した無接触式計測センサを用いて金型等のモ
デル表面までの距離を計測して座標値を得る技術が知ら
れている。ところが、無接触式計測センサによると、モ
デルの材質、表面粗さ、色等の表面性状の違いによって
検出値に差が生じ、座標の計測精度が劣化するという問
題点があった。また、計測センサのモデル表面からの距
離、つまり計測位置の違いによっても検出誤差が発生す
るという問題点も指摘されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は、モデルの表面性状及び計測センサの計測位置によ
る検出誤差を低減して、計測精度を向上できる新規な無
接触距離計測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】上記の課題を解決するた
めに、この発明では、無接触で距離を計測する計測セン
サをNC指令によりモデルの表面から基準計測位置に移
動し、計測センサの移動距離と計測センサの検出値とを
比較して補正値を算出し、計測センサを基準計測位置に
保持してモデルの座標を計測し、このときの計測センサ
の検出値を補正値で補正して基準計測位置での計測値を
求めるという無接触距離計測方法が提案される。
【0005】また、この発明では、上記方法に加え、計
測センサをNC指令により基準計測位置から第2計測位
置に移動し、計測センサの移動距離と計測センサの検出
値とを比較して第2補正値を算出し、計測センサを第2
計測位置に保持してモデルの座標を計測し、このときの
計測センサの検出値を第2補正値で補正して第2計測位
置での計測値を求めるという無接触距離計測方法が提案
される。さらに、無接触で距離を計測する計測センサを
NC指令によりモデルの表面から基準計測位置に移動
し、計測センサの移動距離と計測センサの検出値とを比
較して補正値を算出し、計測センサを前記基準計測位置
とモデル表面間の距離だけ離れた位置に保持してモデル
の座標を計測し、このときの計測値を補正値で補正し
て、モデル表面から基準計測位置とモデル表面間の距離
だけ離れた位置での計測値を求めることを特徴とする無
接触距離計測方法が提案される。
【0006】
【作用】この発明によれば、実際のモデルの一部が基準
計測位置の計測センサによって計測され、そのモデルの
表面性状特有の補正値が算出されて、この補正値で計測
センサの検出値が補正される。このため、表面性状の違
いによる検出誤差が低減され、モデル座標が高精度に計
測される。
【0007】また、この発明によれば、実際のモデルの
一部を基準計測位置で計測した後に、計測センサが基準
計測位置から第2計測位置に移動され、その計測位置特
有の第2補正値が算出されて、この補正値で計測センサ
の検出値が補正される。従って、表面性状の違いによる
検出誤差、及び、計測センサの計測位置の違いによる検
出誤差の何れもが低減され、モデル座標がさらに精度よ
く計測される。
【0008】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。図1はこの発明の計測方法が実施
されるCNC加工機を示すもので、床上に設置されたコ
ラム1の水平面には、テーブル2がサーボモータ(図示
略)によりX軸及びY軸方向へ移動位置決め可能に設け
られ、このテーブル2上に金型等のモデル3が載置され
ている。コラム1の垂直面には、主軸4を備えた主軸頭
5がサーボモータ(図示略)によりZ軸方向へ移動位置
決め可能に設けられ、主軸4の下端には、無接触でモデ
ル3の表面までの距離を計測する計測センサ6が着脱可
能に装着されている。
【0009】計測センサ6は、図2に示すように、主軸
4の回転によりC軸周りで任意の角度に位置決め可能
に、また、サーボモータ7によってθ方向へ任意の角度
で位置決め可能に設けられている。なお、計測センサ6
としては、レーザー光、赤外線、又は超音波を利用した
各種の無接触式計測センサを使用できるが、レーザー式
計測センサは検出波の直進性、集光性、及び干渉性が優
れているため、これを好ましく使用することができる。
【0010】次に、上記計測センサ6による無接触距離
計測方法について説明する。座標計測位置が一箇所のみ
である場合には、図3のフローチャートに示すプログラ
ムが開始され、このとき計測センサ6は図4に示すよう
に動作する。すなわち、ステップS1で、モデル3の一
部を指令計測するためのNCプログラムが設定され、こ
こでモデル3の表面から基準計測位置までの距離L(図
4参照)が設定される。そして、ステップS2で、実際
に座標を計測するモデル3がCNC加工機のテーブル2
上にセットされる。
【0011】セッティングが終了すると、ステップS3
で、計測センサ6がモデル3上のA点に移動して位置決
めされる。続いて、ステップS4で、主軸4がNC指令
によりZ軸プラス方向へ距離Lだけ上昇して、計測セン
サ6がモデル3の表面から基準計測位置に移動される。
そして、ステップS5で、計測センサ6によりA点まで
の距離が指令計測される。
【0012】次に、ステップS6で、計測センサ6のA
点から基準計測位置までの移動距離(NC指令値)と、
基準計測位置における計測センサ6の検出値とを比較し
て補正値が算出され、その値がメモリに記憶される。そ
の後、ステップS7で、計測センサ6を基準計測位置に
保持した状態で、計測センサ6によってモデル3の表面
座標が計測される。そして、ステップS8で、計測セン
サ6の検出値が前記補正値で補正され、その補正データ
が基準計測位置におけるモデル3の座標計測値として記
憶される。
【0013】従って、上記計測方法によれば、基準計測
位置の計測センサ6によって実際のモデル3の一部を指
令計測し、そのモデル3の表面性状特有の補正値を算出
して、この補正値で計測センサ6の検出値を補正するた
め、表面性状の違いによる検出誤差を低減できて、モデ
ル座標を高精度に計測することができる。
【0014】一方、座標計測位置が複数ある場合には、
図5のフローチャートに示すプログラムが開始され、こ
のとき計測センサ6は図6に示すように動作する。ま
ず、前述のステップS1〜S8の処理を実行して、基準
計測位置におけるモデル3の座標計測値が求められる。
なお、この場合、ステップS1で、基準計測位置までの
距離Lに加え、最大計測位置と最小計測位置との間の計
測範囲、及び計測センサ6の計測ピッチPが設定され
(図6参照)、ステップS6で、基準計測位置で算出し
た補正値が第1補正値として記憶され、ステップS8で
は、計測センサ6の検出値がその第1補正値で補正され
る。
【0015】次いで、ステップS9で、計測センサ6が
NC指令により基準計測位置を中心にしてZ軸プラスま
たはマイナス方向へ1計測ピッチP分だけ移動され、基
準計測位置から第2計測位置に配置される。そして、ス
テップS10で、計測センサ6によりA点までの距離が
指令計測される。続いて、ステップS11で、計測セン
サ6のA点から第2計測位置までの移動距離と、第2計
測位置における計測センサ6の検出値とがメモリに記憶
される。なお、このときの検出値はステップS6で求め
た第1補正値で補正済みの値である。
【0016】次のステップS12では、NCプログラム
で設定された全計測範囲における指令計測が終了したか
否かが判別され、終了してない場合には、ステップS9
に戻り、計測センサ6が第2計測位置から第3計測位置
に移動される。そして、ステップS9〜S12の処理を
繰り返し、全計測範囲における指令計測が終了すると、
ステップS13で、計測センサ6の基準計測位置から第
2計測位置までの移動距離(NC指令値)と、第2計測
位置における計測センサ6の検出値とを比較して第2補
正値が算出されるとともに、同様にして、各計測位置毎
の補正値が算出され、それらの値がメモリに記憶され
る。なお、図7は計測センサ6の移動距離と検出値との
関係を示すグラフであり、図中ハッチングで示す部分が
補正値に相当する。
【0017】その後、ステップS14で、計測センサ6
が第2計測位置を含む各計測位置に移動して保持され、
各計測位置に計測センサ6によってモデル3の表面座標
が計測される。そして、ステップS15で、計測センサ
6の検出値が第2補正値を含む各位置に対応する補正値
で補正され、これらの補正データを総合してモデル3全
体の座標計測値として記憶される。
【0018】従って、上記計測方法によれば、実際のモ
デル3の一部を基準計測位置で計測した後に、計測セン
サ6を基準計測位置から第2計測位置、第2計測位置か
ら第3計測位置等に順次移動し、各計測位置特有の第
2、第3補正値等を算出して、これらの補正値で計測セ
ンサ6の検出値を補正するので、表面性状の違いによる
検出誤差、及び、計測センサ6の計測位置の違いによる
検出誤差の何れをも低減できて、モデル座標をさらに精
度よく計測することができる。
【0019】また、座標計測位置が複数ある金型等のモ
デルにおいて、加工プログラム等からその形状が推測可
能な場合には、計測センサ6がモデル表面との距離を第
1基準計測位置からモデル表面までの距離と同一に保っ
てモデル計測を行うように、主軸頭4をテーブルのX,
Y軸方向移動に伴ってZ軸方向に移動せしめる計測プロ
グラムを作成し、その計測プログラムによりモデルの座
標を計測し、このときの計測センサの検出値を第1補正
値で補正することにより、計測を行なうことも可能であ
る。このときの動作は図3のフローチャートにおいてS
7の動作が基準計測位置ではなくモデル表面に沿って座
標を計測する点が異なるのみである。なお、モデル3の
傾斜面座標については、その傾斜角度が±30deg以
下であれば、計測センサ6を図2に示す垂下位置に保持
して上記実施例の方法により計測でき、それ以上の場合
は、計測センサ6をサーボモータ7でθ方向へ傾動して
上記実施例の方法で計測すればよい。
【0020】
【発明の効果】以上に詳述したように、請求項1の発明
によれば、実際のモデルの一部を指令計測し、そのモデ
ルの表面性状特有の補正値を算出して、この補正値で計
測センサの検出値を補正するので、表面性状の違いによ
る検出誤差を低減できて、モデル座標を高精度に計測で
きるという優れた効果を奏する。
【0021】請求項2の発明によれば、計測センサを基
準計測位置から移動し、異なる計測位置でその計測位置
特有の補正値を算出して、この補正値で計測センサの検
出値を補正するので、表面性状の違いによる検出誤差、
及び、計測センサの計測位置の違いによる検出誤差の何
れをも低減できて、モデル座標をさらに精度よく計測で
きるという効果がある。請求項3の発明によれば、異な
る計測位置が必要なモデルにおいては、計測センサを基
準計測位置とモデル表面間の距離だけ離れた位置に保持
してモデルの表面を計測するので、例えば同一形状のモ
デルが多数ある場合に、個々のモデルに対し請求項2の
発明で行う複数の計測位置に対応した補正値算出動作が
なくなるため、計測時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の計測方法が実施されるCNC加工機の
斜視図である。
【図2】図1のCNC加工機に装着された計測センサの
拡大図である。
【図3】本発明の計測方法を座標計測位置が一箇所であ
る場合の実施例で示すフローチャートである。
【図4】図3の計測方法を実施する際の計測センサの動
作を示す説明図である。
【図5】本発明の計測方法を座標計測位置が複数箇所で
ある場合の実施例で示すフローチャートである。
【図6】図5の計測方法を実施する際の計測センサの動
作を示す説明図である。
【図7】図5の計測方法において計測センサの移動距離
と検出値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1・・コラム、2・・テーブル、3・・モデル、4・・
主軸、5・・主軸頭、6・・計測センサ、7・・サーボ
モータ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無接触で距離を計測する計測センサをN
    C指令によりモデルの表面から基準計測位置に移動し、
    計測センサの移動距離と計測センサの検出値とを比較し
    て補正値を算出し、計測センサを基準計測位置に保持し
    てモデルの座標を計測し、このときの計測センサの検出
    値を補正値で補正して基準計測位置での計測値を求める
    ことを特徴とする無接触距離計測方法。
  2. 【請求項2】 無接触で距離を計測する計測センサをN
    C指令によりモデルの表面から基準計測位置に移動し、
    計測センサの移動距離と計測センサの検出値とを比較し
    て第1補正値を算出し、計測センサを基準計測位置に保
    持してモデルの座標を計測し、このときの計測センサの
    検出値を第1補正値で補正して基準計測位置での計測値
    を求め、計測センサをNC指令により基準計測位置から
    第2計測位置に移動し、計測センサの移動距離と計測セ
    ンサの検出値とを比較して第2補正値を算出し、計測セ
    ンサを第2計測位置に保持してモデルの座標を計測し、
    このときの計測センサの検出値を第2補正値で補正して
    第2計測位置での計測値を求めることを特徴とする無接
    触距離計測方法。
  3. 【請求項3】 無接触で距離を計測する計測センサをN
    C指令によりモデルの表面から基準計測位置に移動し、
    計測センサの移動距離と計測センサの検出値とを比較し
    て補正値を算出し、計測センサを前記基準計測位置とモ
    デル表面間の距離だけ離れた位置に保持してモデルの座
    標を計測し、このときの計測値を補正値で補正して、モ
    デル表面から基準計測位置とモデル表面間の距離だけ離
    れた位置での計測値を求めることを特徴とする無接触距
    離計測方法。
JP4902194A 1994-03-18 1994-03-18 無接触距離計測方法 Pending JPH07260423A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017521755A (ja) * 2014-07-10 2017-08-03 アクチエボラゲット エレクトロルックス ロボット型清掃装置における計測誤差を検出する方法
WO2023032053A1 (ja) * 2021-08-31 2023-03-09 株式会社ニコン 加工システム
WO2023032054A1 (ja) * 2021-08-31 2023-03-09 株式会社ニコン 移動誤差算出システム、工作機械、算出装置、較正方法、光計測装置

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WO2023032054A1 (ja) * 2021-08-31 2023-03-09 株式会社ニコン 移動誤差算出システム、工作機械、算出装置、較正方法、光計測装置

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