JPH0771933A - Method and device for measuring shape - Google Patents

Method and device for measuring shape

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JPH0771933A
JPH0771933A JP6149841A JP14984194A JPH0771933A JP H0771933 A JPH0771933 A JP H0771933A JP 6149841 A JP6149841 A JP 6149841A JP 14984194 A JP14984194 A JP 14984194A JP H0771933 A JPH0771933 A JP H0771933A
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JP
Japan
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measurement
measuring
shape
measured
point
Prior art date
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Application number
JP6149841A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Okazawa
泰夫 岡沢
Kenzo Sato
賢蔵 佐藤
Hideki Tanaka
秀規 田中
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable measurements in a temperature-varying environment while reducing waiting time by performing compensating operations on a measured value of the position of a point for measurement, according to the relation between a compensation constant and the position coordinates of a reference point as measured at the time of measurement. CONSTITUTION:A proportional (compensation) constant A for a measured value of a shape and the position coordinates of a reference point is inputted to an information processor 10 by a compensation constant input means 26 and stored 27. The constant A shows the proportion of changes in position coordinates of the reference point to changes in amount of thermal deformation. A shape measuring means 12 measures the position of one measuring point disposed along the contour of a subject for measurement. That is, the means 12 fetches an output voltage from a measuring terminal 9 and puts the voltage in storage 13. Simultaneously, a reference-point position coordinates measuring means 23 detects the position coordinates of the predetermined reference point and puts it in storage 24. A compensating operation means 14 performs compensating operations on the measured value of the shape at the measuring point using the constant A and from the proportion of the measured value of the shape to the position coordinates of the reference point, thereby determining the corrected measured value of the shape and putting the value in storage 15.

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、温度変化のある環境下
における被測定物の形状測定方法に係り、特に、NC加
工機等に使用できる形状測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the shape of an object to be measured under an environment where the temperature changes, and more particularly to a shape measuring method which can be used in an NC processing machine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ワークを加工した後、ワークの加工形状
の良否の判断や、引き続き行う補正加工に使用する補正
データを得るために、形状測定が行なわれる。この場
合、ワーク着脱に伴う時間の損失を無くすためと、ワー
ク取り付け状態の再現性が得にくく、補正加工の加工精
度が悪くなるため、ワークを加工機に取り付けたまま、
形状測定を行うことが行なわれる。
2. Description of the Related Art After machining a workpiece, shape measurement is performed in order to determine whether the machining shape of the workpiece is good or bad, and to obtain correction data used for subsequent correction processing. In this case, in order to eliminate the loss of time associated with attachment / detachment of the work, it is difficult to obtain the reproducibility of the work attachment state, and the machining accuracy of correction machining deteriorates.
Shape measurement is performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように加工機上で
ワークの形状を測定する場合、加工中、ワークを回転さ
せている主軸モータの発熱により、ワーク取り付け部が
温度上昇している。加工後、測定するために主軸モータ
を停止させると、ワーク取り付け部の温度が下降してい
く。ところで、形状測定は、温度変化の少ない安定した
状態になってからでないと正確な測定ができない。しか
し、温度が安定するまでの待ち時間が長い。このため、
従来は、実用的には待ち時間を少なくして、測定精度を
犠牲にして測定を行っていた。
When the shape of the work is measured on the processing machine as described above, the temperature of the work mounting portion rises due to the heat generated by the spindle motor rotating the work during the processing. After machining, when the spindle motor is stopped for measurement, the temperature of the work attachment part decreases. By the way, in the shape measurement, accurate measurement cannot be performed until a stable state with little temperature change is reached. However, the waiting time for the temperature to stabilize is long. For this reason,
Conventionally, in practice, the waiting time was reduced and the measurement accuracy was sacrificed to perform the measurement.

【0004】本発明の目的は、温度変化のある環境下に
おいて、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少
なくして、形状測定が行なえる形状測定方法および装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a shape measuring method and apparatus capable of performing shape measurement in an environment where temperature changes, without sacrificing measurement accuracy and reducing waiting time.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の一態様によれば、被測定物の外形に沿って配置
される複数の測定点の位置を測定して測定点の形状を測
定する形状測定方法において、被測定物の熱変形量と予
め定めた参照点の位置座標との比例関係に基づく補正定
数を予め記憶し、被測定物の各測定点についての位置の
測定と、各測定点についての位置測定時に、参照点の位
置座標の測定とを行ない、各測定値について、補正定数
と、測定時点の参照点の位置座標との関係により、補正
値を求めて補正演算を行なうことを特徴とする形状測定
方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the positions of a plurality of measurement points arranged along the outline of an object to be measured are measured to determine the shape of the measurement points. In the shape measuring method to be measured, the correction constant based on the proportional relationship between the thermal deformation amount of the measured object and the position coordinate of the predetermined reference point is stored in advance, and the measurement of the position for each measured point of the measured object, When measuring the position of each measurement point, the position coordinates of the reference point are measured, and for each measurement value, the correction value is calculated and the correction calculation is performed based on the relationship between the correction constant and the position coordinate of the reference point at the time of measurement. A shape measuring method is provided which is characterized by being performed.

【0006】また、本発明の他の態様によれば、被測定
物の外形に沿って配置される複数の測定点に対して相対
移動して、測定点との相対位置関係を検出する測定端子
と、各測定点での測定端子の出力およびその位置に基づ
いて、被測定物の形状を求める情報処理装置と、測定端
子を各測定点ごとの目標位置に移動させると共に、それ
ぞれの測定点に対して相対移動させる移動機構とを備え
る形状測定装置において、情報処理装置は、被測定物の
外形に沿って配置される複数の測定点のそれぞれについ
ての測定端子の出力を取り込んで、被測定物の形状の測
定を行なう形状測定手段と、形状測定値を記憶する形状
測定値記憶手段と、各測定点の位置測定時に、参照点に
ついての位置座標を測定する参照点位置座標測定手段
と、測定された位置座標を測定点対応に記憶する参照点
位置座標記憶手段と、被測定物の熱変形量と参照点の位
置座標との比例関係に基づく補正定数を外部から入力す
るための補正定数入力手段と、入力された補正定数を記
憶する補正定数記憶手段と、被測定物の形状の補正演算
を行なう補正演算処理手段と、演算された補正演算値を
記憶する補正演算値記憶手段と、外部からの測定指令の
受付、補正演算値記憶手段に記憶されている補正演算値
を出力する入出力手段とを備え、補正演算処理手段は、
被測定物の各測定点についての位置の測定値を測定値記
憶手段から読み出し、各測定点について、参照点位置座
標記憶手段からその測定位置座標を読み出し、さらに、
補正定数記憶手段から補正定数を読み出して、測定位置
座標と補正定数とから補正値を求め、この補正値により
測定値の補正を行なうことを特徴とする形状測定装置が
提供される。
According to another aspect of the present invention, a measuring terminal for moving relative to a plurality of measuring points arranged along the outer shape of the object to be measured to detect a relative positional relationship with the measuring points. And an information processing device that obtains the shape of the object to be measured based on the output and the position of the measurement terminal at each measurement point, and moves the measurement terminal to the target position for each measurement point, and In a shape measuring device including a moving mechanism that relatively moves the information processing device, the information processing device captures the output of a measurement terminal for each of a plurality of measurement points arranged along the outer shape of the measured object, and measures the measured object. Shape measuring means for measuring the shape of the object, shape measured value storing means for storing the shape measured value, reference point position coordinate measuring means for measuring the position coordinates of the reference point at the time of measuring the position of each measuring point, and Position Reference point position coordinate storage means for storing the mark corresponding to the measurement point, correction constant input means for externally inputting a correction constant based on the proportional relationship between the thermal deformation amount of the object to be measured and the position coordinates of the reference point, Correction constant storage means for storing the input correction constant, correction calculation processing means for correcting the shape of the object to be measured, correction calculation value storage means for storing the calculated correction calculation value, and external measurement The correction calculation processing means includes an input / output means for receiving a command and outputting the correction calculation value stored in the correction calculation value storage means.
The measurement value of the position of each measurement point of the object to be measured is read from the measurement value storage means, the measurement position coordinate of each measurement point is read from the reference point position coordinate storage means, and further,
There is provided a shape measuring apparatus characterized in that a correction constant is read from a correction constant storage means, a correction value is obtained from a measurement position coordinate and a correction constant, and the measurement value is corrected by this correction value.

【0007】[0007]

【作用】本発明では、被測定物の形状の温度変化による
熱変形量ついて、参照点の位置座標との比例関係に基づ
いて、それを補正するための補正定数を予め求めてお
き、これにより、測定値の補正を行なう。すなわち、各
測定点について、それぞれの位置測定の際の、参照点の
位置座標を知ることにより、この補正定数から補正量を
求め、それにより位置の測定値を補正することができ
る。
According to the present invention, the amount of thermal deformation due to the temperature change of the shape of the object to be measured is calculated in advance based on the proportional relationship with the position coordinates of the reference point, and the correction constant is calculated in advance. , Correct the measured value. That is, for each measurement point, by knowing the position coordinates of the reference point at the time of measuring each position, the correction amount can be obtained from this correction constant, and the position measurement value can be corrected accordingly.

【0008】このように、本発明によれば、熱変形量を
求めて補正することができるので、位置座標変化のある
環境下において、測定精度を犠牲にすることなく、待ち
時間を少なくして、形状測定が行なえる。すなわち、本
発明を加工機に適用すれば、高精度で高スループットの
ワークの形状測定ができる。
As described above, according to the present invention, since the amount of thermal deformation can be obtained and corrected, the waiting time can be reduced under the environment where the position coordinates change without sacrificing the measurement accuracy. The shape can be measured. That is, if the present invention is applied to a processing machine, it is possible to measure the shape of a work with high accuracy and high throughput.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1に、本発明の第1実施例を加工機1に
適用した状態の概要を示す。図2に、本実施例で用いら
れる情報処理装置のハードウエアシステム構成の一例を
示す。また、図3に、本実施例における情報処理装置の
機能の概要を示す。
FIG. 1 shows an outline of a state in which the first embodiment of the present invention is applied to a processing machine 1. FIG. 2 shows an example of the hardware system configuration of the information processing apparatus used in this embodiment. Further, FIG. 3 shows an outline of functions of the information processing apparatus in this embodiment.

【0011】図1において、本実施例は、被測定物50
に対して相対移動可能に設けられて、被測定物の相対位
置関係を検出する測定端子70と、予め定めた原点を基
準として、この測定端子70の位置を測定する位置測定
器90と、測定データの処理を行なう情報処理装置10
と、測定端子70と被測定物(ワーク)とを移動させる
移動機構80とを有する。測定端子70と位置測定器9
0(測長計91)とは、図2に示すように、加工機1に
搭載される。
In FIG. 1, an object to be measured 50 is used in this embodiment.
A measurement terminal 70 that is provided so as to be movable relative to each other and that detects the relative positional relationship of the object to be measured; a position measuring instrument 90 that measures the position of this measurement terminal 70 with a predetermined origin as a reference; Information processing device 10 for processing data
And a moving mechanism 80 for moving the measuring terminal 70 and the object to be measured (work). Measuring terminal 70 and position measuring device 9
0 (length measuring device 91) is mounted on the processing machine 1 as shown in FIG.

【0012】本実施例の形状測定装置は、加工機1に設
けられる。加工機1は、移動機構80として、被測定物
50であるワークを載置するステージ81と、ステージ
81を移動自在に支持するための支持台82と、ステー
ジ81を必要量移動させるためのステージ駆動装置83
と、工具台51および測定端子70を支持するためのス
テージ84と、ステージ84を移動自在に支持するため
の支持台85と、ステージ84を必要量移動させるため
のステージ駆動装置86とを有する。また、加工機1
は、ステージ駆動装置83,86の動作を制御するNC
コントローラ30と、このNCコントローラ30と情報
処理装置10とに接続されるホストコンピュータ40と
で、制御される。ホストコンピュータ40は、NCコン
トローラ30の制御プログラム、および、加工、測定等
のために必要な各種パラメータを作成して、これに出力
すると共に、情報処理装置10からの形状測定情報を取
り込んで、修正プログラム、パラメータ等を作成して、
NCコントローラ30に送る。
The shape measuring apparatus of this embodiment is provided in the processing machine 1. The processing machine 1 includes, as the moving mechanism 80, a stage 81 on which a workpiece, which is the object 50 to be measured, is placed, a support base 82 for movably supporting the stage 81, and a stage for moving the stage 81 by a necessary amount. Drive device 83
And a stage 84 for supporting the tool base 51 and the measurement terminal 70, a support base 85 for movably supporting the stage 84, and a stage drive device 86 for moving the stage 84 by a necessary amount. Also, the processing machine 1
Is an NC that controls the operation of the stage drive devices 83 and 86.
It is controlled by the controller 30 and the host computer 40 connected to the NC controller 30 and the information processing apparatus 10. The host computer 40 creates a control program for the NC controller 30 and various parameters necessary for machining, measurement, etc., outputs the parameters, and takes in the shape measurement information from the information processing device 10 to correct it. Create programs, parameters, etc.
Send to the NC controller 30.

【0013】測定端子(測定プローブ)70は、例え
ば、差動トランスにより構成され、中心位置から±の変
位量を示す信号を出力する。測定端子70は、本実施例
では、接触式の例を示すが、非接触式であってもよい。
The measuring terminal (measuring probe) 70 is composed of, for example, a differential transformer, and outputs a signal indicating a displacement amount of ± from the center position. In this embodiment, the measuring terminal 70 is of a contact type, but may be of a non-contact type.

【0014】位置測定器90は、本実施例では、光学式
の測長計91が用いられる。すなわち、ステージ81に
ミラー94が、ステージ84にミラー96がそれぞれ取
り付けられ、前者には、ミラー92および93を介し
て、また、後者には、ミラー95を介して、それぞれ光
線が入射される。本実施例の測長計91は、ミラー94
および96の変位を光学的に測定すると共に、予め定め
た原点を基準とする座標データを出力する。本実施例で
は、加工機に備え付けられているものを共用している
が、独自に設けてもよい。
As the position measuring device 90, an optical length measuring instrument 91 is used in this embodiment. That is, a mirror 94 is attached to the stage 81 and a mirror 96 is attached to the stage 84, and light rays are incident on the former via the mirrors 92 and 93 and on the latter via the mirror 95, respectively. The length measuring instrument 91 of this embodiment is provided with a mirror 94.
And 96 displacements are optically measured, and coordinate data based on a predetermined origin is output. In this embodiment, what is provided in the processing machine is shared, but it may be provided independently.

【0015】情報処理装置10は、図2に示すように、
中央処理ユニット(CPU)101と、CPU101の
プログラムおよび各固定データを記憶する第1のメモリ
(ROM)102と、外部から読み込んだデータ、演算
結果等を格納する第2のメモリ(RAM)103と、外
部のホストコンピュータ40との接続を行なうホストコ
ンピュータインタフェース104と、測長計91との接
続を行なう測長計インタフェース105と、測定端子7
0からの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器107とを有する。なお、入力装置、表示装置等
は、本実施例では、ホストコンピュータ40に設けられ
ているものを用いる。もちろん、情報処理装置10に、
入力装置および表示装置を接続する構成としてもよい。
The information processing apparatus 10 is, as shown in FIG.
A central processing unit (CPU) 101, a first memory (ROM) 102 for storing a program of the CPU 101 and each fixed data, and a second memory (RAM) 103 for storing data read from the outside, a calculation result and the like. , A host computer interface 104 for connecting to an external host computer 40, a length measuring interface 105 for connecting to a length measuring device 91, and a measuring terminal 7.
A / D converter 107 for converting the output signal from 0 into a digital signal. In this embodiment, the input device, the display device, etc. are provided in the host computer 40. Of course, in the information processing device 10,
The input device and the display device may be connected.

【0016】情報処理装置10は、CPU101および
第1、第2のメモリ102,103により、図3に示す
各種機能を実行する。
The information processing apparatus 10 executes various functions shown in FIG. 3 by the CPU 101 and the first and second memories 102 and 103.

【0017】すなわち、情報処理装置10は、ホストコ
ンピュータ40との間でデータの授受を行なうための外
部通信手段11と、外部通信手段11を介してホストコ
ンピュータ40から送られる測定指令を受けて測定端子
70からの出力信号を取り込んで、被測定物の形状を測
定する形状測定手段12と、各測定点についての測定値
を記憶する形状測定値記憶手段13と、上記測定指令を
受けて参照点の位置座標を測定する参照点位置座標測定
手段23と、参照点位置座標を測定点対応に記憶する参
照点位置座標記憶手段24と、形状測定値の温度変化を
補正する演算を行なう補正演算処理手段14と、補正演
算された測定値を記憶する補正演算値記憶手段15と、
補正演算で用いる補正定数を外部から入力するための補
正定数入力手段26と、入力された補正定数を記憶する
ための補正定数記憶手段27とを有する。
That is, the information processing apparatus 10 receives an external communication means 11 for exchanging data with the host computer 40, and a measurement command sent from the host computer 40 via the external communication means 11 for measurement. A shape measuring means 12 for taking the output signal from the terminal 70 to measure the shape of the object to be measured, a shape measured value storage means 13 for storing the measured value at each measuring point, and a reference point for receiving the above measurement command. Reference point position coordinate measuring means 23 for measuring the position coordinates of the reference point, reference point position coordinate storing means 24 for storing the reference point position coordinates corresponding to the measurement points, and correction calculation processing for performing calculation for correcting the temperature change of the shape measurement value. Means 14 and a correction calculation value storage means 15 for storing the corrected measurement value;
It has a correction constant input means 26 for externally inputting a correction constant used in the correction calculation, and a correction constant storage means 27 for storing the input correction constant.

【0018】参照点位置座標測定手段23は、本実施例
では、測長計25によって構成される。そして、図9、
10に示すように、被測定物(ワーク)50を取り付け
るためのワーク取付け部52に参照点を示す反射部52
aを設け、測長器21から反射部52aに測定光を照射
して、その反射光を受光することで、参照点の位置を測
定する。反射部52aは、図9に示すように、ワーク取
付け部52の表面に設けても良いし、図10のように、
ワーク取付け部52の内部に設けた測定光用の通路の先
端部に設けてもよい。
The reference point position coordinate measuring means 23 is composed of a length measuring instrument 25 in this embodiment. And in FIG.
As shown in FIG. 10, a reflection part 52 showing a reference point on a work attachment part 52 for attaching an object to be measured (workpiece) 50.
The position of the reference point is measured by providing a, irradiating the measuring light from the length measuring device 21 to the reflecting portion 52a, and receiving the reflected light. The reflecting portion 52a may be provided on the surface of the work attaching portion 52 as shown in FIG. 9, or as shown in FIG.
It may be provided at the tip of the passage for measuring light provided inside the work attachment portion 52.

【0019】形状測定手段12は、被測定物50の外形
に沿って配置される複数の測定点のそれぞれについての
測定端子70の出力を取り込んで、被測定物50の形状
の測定を行なう。個々の測定点については、それぞれの
測定点と測定端子70との相対位置を検出する。測定端
子70の位置は、それを移動させる移動機構80に対す
る移動指令の目標位置の座標から分かる。この目標位置
は、ホストコンピュータ40がNCコントローラ30に
送る。情報処理装置10は、この目標位置の情報をホス
トコンピュータ40から受け取ることで、これと測定端
子70の出力とから各測定点の位置を求めることができ
る。すなわち、形状測定手段12は、各測定点の位置を
測定することにより、それらが配列される被測定物の形
状を測定する。
The shape measuring means 12 takes in the output of the measuring terminal 70 for each of a plurality of measuring points arranged along the outer shape of the object 50 to be measured, and measures the shape of the object 50 to be measured. For each measurement point, the relative position between each measurement point and the measurement terminal 70 is detected. The position of the measuring terminal 70 can be known from the coordinates of the target position of the movement command for the moving mechanism 80 that moves the measuring terminal 70. The host computer 40 sends the target position to the NC controller 30. The information processing device 10 can obtain the position of each measurement point from this and the output of the measurement terminal 70 by receiving the information of the target position from the host computer 40. That is, the shape measuring unit 12 measures the position of each measurement point to measure the shape of the measured object on which they are arranged.

【0020】形状測定値記憶手段13と、参照点位置座
標記憶手段24と、補正演算値記憶手段15とは、第2
のメモリ103に、それぞれの格納領域が設けられるこ
とにより構成される。
The shape measurement value storage means 13, the reference point position coordinate storage means 24, and the correction calculation value storage means 15 are the second
The memory 103 is provided with each storage area.

【0021】補正定数入力手段26は、例えば、キーボ
ード、テンキーを含むキーパッド、デジタルスイッチ等
の入力機器が接続される。本実施例では、キーパッド2
0が接続される。このキーパッド20は、テンキー入力
部20aと、入力された値、情報処理装置からのメッセ
ージ等を表示する表示部20bを有する。なお、外部通
信手段11を介してホストコンピュータ40から、補正
定数の入力を行なうか否かの指示および補正定数を転送
して入力するようにしてもよい。
The correction constant input means 26 is connected to an input device such as a keyboard, a keypad including a numeric keypad, a digital switch, or the like. In this embodiment, the keypad 2
0 is connected. The keypad 20 has a ten-key input unit 20a and a display unit 20b for displaying an input value, a message from the information processing device, and the like. An instruction as to whether or not to input the correction constant and the correction constant may be transferred and input from the host computer 40 via the external communication unit 11.

【0022】入力された定数は、補正定数記憶手段27
に格納される。この補正定数記憶手段27は、例えば、
レジスタにより構成される。なお、この補正定数は、ワ
ークの材質よって異なる値を設定するようにしてもよ
い。この場合、ワークの材質が変わるたびに設定しなお
すことは煩雑であるので、予め複数種の補正定数をセッ
トしておいて、それらから適用する値を選択するように
してもよい。このとき、補正定数入力手段26には、こ
のような選択操作が行なえるキーおよび機能を設けてお
く。また、補正定数記憶手段27は、上記した第2のメ
モリ103に、格納領域を設けて、構成してもよい。
The input constants are stored in the correction constant storage means 27.
Stored in. The correction constant storage means 27 is, for example,
It is composed of registers. Note that this correction constant may be set to a different value depending on the material of the work. In this case, since it is complicated to reset the material each time the material of the work changes, a plurality of types of correction constants may be set in advance and the value to be applied may be selected from them. At this time, the correction constant input means 26 is provided with keys and functions for performing such selection operation. Further, the correction constant storage means 27 may be configured by providing a storage area in the second memory 103 described above.

【0023】また、ホストコンピュータ40から補正定
数の入力を行なう場合には、ホストコンピュータに、各
種の補正定数を記憶しておき、ホストコンピュータ40
において、必要な補正定数の選択を行なって、該当する
補正定数を情報処理装置10に転送するようにしてもよ
い。
When the correction constants are input from the host computer 40, various correction constants are stored in the host computer, and the host computer 40
In, the required correction constant may be selected and the corresponding correction constant may be transferred to the information processing device 10.

【0024】次に、本実施例の測定動作について、説明
する。
Next, the measurement operation of this embodiment will be described.

【0025】図4に、測定動作の手順の概要を示す。こ
の手順は、ホストコンピュータ40およびそれにしたが
って動作する情報処理装置10によって実行される。な
お、本実施例では、被測定物の理論形状が予め与えら
れ、測定端子70によりその形状誤差を測定して、被測
定物の形状を測定するものとする。もちろん、理論形状
を与えずに、形状を測定することもできる。この場合に
は、測長計91の出力値と測定端子70の出力とから、
被測定物の各測定点の位置座標を求めることにより、被
測定物の形状を測定する。
FIG. 4 shows an outline of the procedure of the measurement operation. This procedure is executed by the host computer 40 and the information processing device 10 that operates accordingly. In this embodiment, the theoretical shape of the object to be measured is given in advance, and the shape error is measured by the measuring terminal 70 to measure the shape of the object to be measured. Of course, the shape can be measured without giving the theoretical shape. In this case, from the output value of the length measuring instrument 91 and the output of the measuring terminal 70,
The shape of the measured object is measured by obtaining the position coordinates of each measurement point of the measured object.

【0026】測定に先だって、情報処理装置10は、補
正定数入力手段26において、形状測定値と参照点の位
置座標との比例定数A(以下、単に補正定数という)の
入力を受け付ける。まず、補正定数の入力が必要か否か
を判定する(ステップ901)。これは、入力/非入力
のそれぞれについて、予め定義されたキー(複数個の場
合もある)をユーザが押すと、補正定数入力手段26が
それを判定することにより行なわれる。なお、専用キー
を設けて、そのキー操作に基づいて判定するようにして
もよい。
Prior to the measurement, the information processing apparatus 10 receives an input of a proportional constant A (hereinafter, simply referred to as a correction constant) between the shape measurement value and the position coordinates of the reference point in the correction constant input means 26. First, it is determined whether a correction constant needs to be input (step 901). This is done by the correction constant input means 26 determining when a user presses a pre-defined key (s) for each input / non-input. Alternatively, a dedicated key may be provided and the determination may be made based on the key operation.

【0027】補正定数の入力が必要な場合、ユーザのキ
ー入力を受付、補正定数記憶手段27に格納する(ステ
ップ902)。これは、ユーザが、被測定物について予
め求めてある補正定数を、例えば、キー入力することに
より行なう。補正定数の入力が必要ない場合、このステ
ップは、とばす。
When it is necessary to input the correction constant, the user's key input is accepted and stored in the correction constant storage means 27 (step 902). This is performed by the user, for example, by keying in a correction constant previously obtained for the object to be measured. If you do not need to enter the correction constant, skip this step.

【0028】比例定数Aは、例えば、図8に示すよう
に、参照点の位置座標の変化と熱変形量の変化の比例関
係を示す。
The proportionality constant A indicates, for example, as shown in FIG. 8, a proportional relationship between a change in the position coordinates of the reference point and a change in the thermal deformation amount.

【0029】次に、ホストコンピュータ40は、NCコ
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ903)。測定点P1への
移動は、測長計91による測定端子および被測定物の相
対移動位置を測定することにより、精度よく行なわれ
る。
Next, the host computer 40 instructs the NC controller 30 to move the measuring terminal 70 to the measuring point P1 (step 903). The movement to the measurement point P1 is accurately performed by measuring the relative movement position of the measurement terminal and the measured object by the length measuring instrument 91.

【0030】次に、情報処理装置に対して、測定指令を
出力する。情報処理装置10において、外部通信手段1
1を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段12が
1回目のP1点についての形状測定(以下では、形状測
定というが、厳密には、位置測定である)を行なう。す
なわち、測定端子70からその出力値M1を取り込む。
また、参照点位置座標測定手段23が、その時の位置座
標Z1を検出する。そして、これらは、形状測定値記憶
手段13および参照点位置座標記憶手段24によりそれ
ぞれ記憶される(ステップ904)。
Next, a measurement command is output to the information processing device. In the information processing device 10, the external communication means 1
When this measurement command is received via 1, the shape measuring means 12 performs the first shape measurement for the point P1 (hereinafter, shape measurement is strictly speaking position measurement). That is, the output value M1 is taken in from the measuring terminal 70.
Further, the reference point position coordinate measuring means 23 detects the position coordinate Z1 at that time. Then, these are stored by the shape measurement value storage means 13 and the reference point position coordinate storage means 24, respectively (step 904).

【0031】ここで、測定端子70による形状誤差の測
定について、説明する。ここでは、差動トランス型の測
定端子を用いた場合の測定原理を説明する。
Here, the measurement of the shape error by the measuring terminal 70 will be described. Here, the measurement principle when the differential transformer type measurement terminal is used will be described.

【0032】図5(A)は、測定端子70を理論位置に
移動させたときに被測定物50の形状が理論形状にある
とき、すなわち、被測定物50と測定端子70が理論位
置で接触した状態を示している。この時、測定端子70
の出力電圧が零になるようあらかじめ測定端子70は調
整されている。
FIG. 5A shows that when the measuring terminal 70 is moved to the theoretical position, the shape of the DUT 50 is the theoretical shape, that is, the DUT 50 and the measuring terminal 70 are in contact with each other at the theoretical position. It shows the state of being done. At this time, the measuring terminal 70
The measurement terminal 70 is adjusted in advance so that the output voltage of the output signal becomes zero.

【0033】図5(B)は、測定端子70を理論位置に
移動させたときに被測定物50が理論形状に対して形状
誤差32があるとき、すなわち、被測定物50と測定端
子70が理論位置に対して形状誤差32がある位置で接
触した状態を示している。
FIG. 5B shows that when the measuring terminal 70 is moved to the theoretical position, the object 50 to be measured has a shape error 32 with respect to the theoretical shape, that is, the object 50 to be measured and the measuring terminal 70 are The figure shows a state where the shape is in contact with the theoretical position at a position with a shape error 32.

【0034】一方、形状誤差と測定端子の出力電圧の関
係は、図6のように、予めわかっているので、測定端子
の出力電圧を測定すれば、形状誤差eを求められる。
On the other hand, since the relationship between the shape error and the output voltage of the measuring terminal is known in advance as shown in FIG. 6, the shape error e can be obtained by measuring the output voltage of the measuring terminal.

【0035】このとき、ワークと測定端子の位置精度
は、ワークと測定端子が取り付けられている、各ステー
ジの位置制御に使用されている測長計91により、保証
されている。
At this time, the positional accuracy of the work and the measuring terminal is guaranteed by the length measuring instrument 91 used for position control of each stage to which the work and the measuring terminal are attached.

【0036】本例では、加工機1のステージ81に取り
付けられている被測定物50、ステージ84に取り付け
られている測定端子70を、図7の測定手順で移動させ
る、P1からPNまでの各測定点の位置は、被測定物5
0が理論値通りにできていると仮定して、測定端子70
の出力電圧が零となる位置にする。各測定点の位置で得
られた測定端子70の出力電圧が、形状測定手段12に
よって取り込まれる。次に、測定点Piに移動して、形
状測定および参照点位置座標の測定を行ない、その結果
である形状測定値Miおよび参照点位置座標Ziを記憶
する(ステップ905,906)。これを、測定点の数
Nだけ行なう(ステップ907)。
In this example, the object to be measured 50 mounted on the stage 81 of the processing machine 1 and the measuring terminal 70 mounted on the stage 84 are moved in the measuring procedure of FIG. The position of the measurement point is the object to be measured 5
Assuming that 0 is formed according to the theoretical value, the measurement terminal 70
To the position where the output voltage of is zero. The output voltage of the measurement terminal 70 obtained at the position of each measurement point is taken in by the shape measuring means 12. Next, the shape is measured and the reference point position coordinates are measured by moving to the measurement point Pi, and the resulting shape measurement value Mi and reference point position coordinates Zi are stored (steps 905 and 906). This is performed for the number N of measurement points (step 907).

【0037】次に、補正演算処理手段14は、形状測定
値と参照点位置座標の比例関係から、予め入力された補
正定数Aを用いて、次式に示すように、測定点Piの形
状測定値の補正計算を行なって、補正された測定値であ
る補正形状測定値Mi<h>を求め、これを補正演算値
記憶手段15に格納する(ステップ808)。
Next, the correction calculation processing means 14 uses the correction constant A input in advance from the proportional relationship between the shape measurement value and the reference point position coordinates to measure the shape of the measurement point Pi as shown in the following equation. A correction shape measurement value Mi <h>, which is a corrected measurement value, is calculated and stored in the correction calculation value storage means 15 (step 808).

【0038】[0038]

【数1】Mi<h>=Mi−A*(Zi−Z1) つまり、最初にP1点を測定し、次に、P2点を測定
し、続いて、P3点、P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、前記測定原理により、形状誤
差を算出する。その測定結果の一例を、表1に示す。
## EQU1 ## Mi <h> = Mi-A * (Zi-Z1) That is, P1 point is measured first, P2 point is then measured, and then P3 point and P4 point are measured. , Finally P
Measure N points. Then, the shape error is calculated based on the measurement principle. Table 1 shows an example of the measurement results.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1によれば、測定回と共に、測定温度が
変化して、それに伴って、熱変形量が変化していること
が分かる。
From Table 1, it can be seen that the measurement temperature changes with the number of times of measurement, and the thermal deformation amount changes accordingly.

【0041】上記各実施例では、情報処理装置とNCコ
ントローラ30とが独立のハードウエア資源を用いて構
成されているが、本発明は、これに限定されない。例え
ば、図10および図11に示す構成とすることができ
る。ここで、図11および図12に示すハードウエアシ
ステムについて、上記した図1および図2に示すシステ
ムとの相違点を中心に説明する。
In each of the above embodiments, the information processing device and the NC controller 30 are configured by using independent hardware resources, but the present invention is not limited to this. For example, the configuration shown in FIGS. 10 and 11 can be adopted. Here, the hardware system shown in FIGS. 11 and 12 will be described focusing on the differences from the systems shown in FIGS. 1 and 2.

【0042】図11に示す加工機1は、情報処理装置1
0とNCコントローラ30とを共通のハードウエア資源
である制御コンピュータ100で構成している。従っ
て、情報処理装置10とNCコントローラ30とは、そ
れぞれ制御コンピュータ100の機能として実現され
る。
The processing machine 1 shown in FIG.
0 and the NC controller 30 are configured by a control computer 100 which is a common hardware resource. Therefore, the information processing device 10 and the NC controller 30 are each realized as a function of the control computer 100.

【0043】図12に示すハードウエアシステムは、C
PU101からの制御信号をアナログ信号に変換してス
テージ駆動装置83,86に出力するD/A変換器10
6をさらに備え、他の構成は、図2に示すハードウエア
システムと同じハードウエア資源で構成される。また、
本実施例における情報処理装置10とNCコントローラ
30とは、機能的には、上記した図1に示すものと同じ
である。従って、本例では、同一の符号を付してある。
それらの機能については、すでに述べた説明を参照され
たい。
The hardware system shown in FIG. 12 is C
D / A converter 10 that converts a control signal from the PU 101 into an analog signal and outputs the analog signal to the stage driving devices 83 and 86
6 is further provided, and the other configuration is configured with the same hardware resources as the hardware system shown in FIG. Also,
The information processing device 10 and the NC controller 30 in this embodiment are functionally the same as those shown in FIG. Therefore, in this example, the same reference numerals are given.
For those functions, refer to the explanation already given.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、熱変形量を求めて補正
することができるので、温度変化のある環境下におい
て、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少なく
して、形状測定が行なえる。すなわち、本発明を加工機
に適用すれば、高精度で高スループットのワークの形状
測定ができる。
According to the present invention, since the amount of thermal deformation can be obtained and corrected, the waiting time can be reduced and the shape measurement can be performed under the environment where the temperature changes without sacrificing the measurement accuracy. Can be done. That is, if the present invention is applied to a processing machine, it is possible to measure the shape of a work with high accuracy and high throughput.

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

【図1】本発明の実施例が適用される加工機の構成の一
例を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a processing machine to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の実施例において用いられる情報処理装
置のハードウエアシステム構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware system configuration of an information processing device used in an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例で用いられる情報処理装置の構
成を機能的に示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram functionally showing the configuration of an information processing apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の測定手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 4 is a flowchart showing a measurement procedure according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例において用いられる測定端子の
測定原理を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a measuring principle of a measuring terminal used in the embodiment of the present invention.

【図6】上記測定端子の出力特性の一例を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing an example of output characteristics of the measurement terminal.

【図7】被測定物の各測定点についての測定順を示す説
明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a measurement order for each measurement point of the measured object.

【図8】測定時間の経過と、参照点の位置座標と熱変形
量の変化との関係の一例を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the passage of measurement time and the positional coordinates of a reference point and changes in the amount of thermal deformation.

【図9】本発明の実施例で用いられる参照点を構成する
測長器の一例を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a length measuring device that constitutes a reference point used in the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例で用いられる参照点を構成す
る測長器の他の例を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of the length measuring device that constitutes the reference point used in the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例が適用される加工機の構成の
他の例を示すブロック図。
FIG. 11 is a block diagram showing another example of the configuration of a processing machine to which the embodiment of the present invention is applied.

【図12】本発明の実施例において用いられる情報処理
装置のハードウエアシステム構成の他の例を示すブロッ
ク図。
FIG. 12 is a block diagram showing another example of the hardware system configuration of the information processing apparatus used in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加工機、10…情報処理装置、11…外部通信手
段、12…形状測定装置、13…形状測定値記憶手段、
14…補正演算処理手段、15…補正演算値記憶手段、
23…参照点位置座標測定手段、24…参照点位置座標
記憶手段、25…測長器、26…補正定数入力手段、2
7…補正定数記憶手段、20…キーパッド、20a…テ
ンキー入力部、20b…表示部、30…NCコントロー
ラ、40…ホストコンピュータ、50…被測定物(ワー
ク)、51…工具台、52…ワーク取付け部、70…測
定端子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing machine, 10 ... Information processing apparatus, 11 ... External communication means, 12 ... Shape measuring apparatus, 13 ... Shape measured value storage means,
14 ... Correction calculation processing means, 15 ... Correction calculation value storage means,
23 ... Reference point position coordinate measuring means, 24 ... Reference point position coordinate storing means, 25 ... Length measuring device, 26 ... Correction constant input means, 2
7 ... Correction constant storage means, 20 ... Keypad, 20a ... Numeric keypad input section, 20b ... Display section, 30 ... NC controller, 40 ... Host computer, 50 ... Object to be measured (work), 51 ... Tool stand, 52 ... Work Attachment part, 70 ... Measuring terminal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点の位置を測定して測定点の形状を測定する形状測
定方法において、 被測定物の熱変形量と予め定めた参照点の位置座標との
比例関係に基づく補正定数を予め記憶し、 被測定物の各測定点についての位置の測定と、各測定点
についての位置測定時に、参照点の位置座標の測定とを
行ない、 各測定値について、補正定数と、測定時点の参照点の位
置座標との関係により、補正値を求めて補正演算を行な
うことを特徴とする形状測定方法。
1. A shape measuring method for measuring a shape of a measurement point by measuring positions of a plurality of measurement points arranged along an outer shape of the measurement object, wherein a thermal deformation amount of the measurement object and a predetermined reference. A correction constant based on the proportional relationship with the position coordinate of the point is stored in advance, and the position of each measured point of the DUT is measured and the position coordinate of the reference point is measured when measuring the position of each measured point. A shape measuring method characterized in that, for each measurement value, a correction value is obtained and correction calculation is performed based on the relationship between the correction constant and the position coordinates of the reference point at the time of measurement.
【請求項2】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点に対して相対移動して、測定点との相対位置関係
を検出する測定端子と、各測定点での測定端子の出力お
よびその位置に基づいて、被測定物の形状を求める情報
処理装置と、測定端子を各測定点ごとの目標位置に移動
させると共に、それぞれの測定点に対して相対移動させ
る移動機構とを備える形状測定装置において、 情報処理装置は、 被測定物の外形に沿って配置される複数の測定点のそれ
ぞれについての測定端子の出力を取り込んで、被測定物
の形状の測定を行なう形状測定手段と、 形状測定値を記憶する形状測定値記憶手段と、 各測定点の位置測定時に、参照点についての位置座標を
測定する参照点位置座標測定手段と、 測定された位置座標を測定点対応に記憶する参照点位置
座標記憶手段と、 被測定物の熱変形量と参照点の位置座標との比例関係に
基づく補正定数を外部から入力するための補正定数入力
手段と、 入力された補正定数を記憶する補正定数記憶手段と、 被測定物の形状の補正演算を行なう補正演算処理手段
と、 演算された補正演算値を記憶する補正演算値記憶手段
と、 外部からの測定指令の受付、補正演算値記憶手段に記憶
されている補正演算値を出力する入出力手段とを備え、 補正演算処理手段は、被測定物の各測定点についての位
置の測定値を形状測定値記憶手段から読み出し、各測定
点について、参照点位置座標記憶手段からその測定位置
座標を読み出し、さらに、補正定数記憶手段から補正定
数を読み出して、測定位置座標と補正定数とから補正値
を求め、この補正値により測定値の補正を行なうことを
特徴とする形状測定装置。
2. A measuring terminal that moves relative to a plurality of measuring points arranged along the outer shape of an object to be measured to detect a relative positional relationship with the measuring point, and a measuring terminal at each measuring point. An information processing apparatus that determines the shape of the object to be measured based on the output and the position thereof, and a moving mechanism that moves the measurement terminal to a target position for each measurement point and moves the measurement terminal relative to each measurement point In the shape measuring device, the information processing device includes a shape measuring means for measuring the shape of the object to be measured by capturing the output of the measuring terminal for each of the plurality of measuring points arranged along the outer shape of the object to be measured. , Shape measurement value storage means for storing the shape measurement value, reference point position coordinate measurement means for measuring the position coordinates of the reference point at the time of measuring the position of each measurement point, and the measured position coordinates are stored for each measurement point. Ginseng Point position coordinate storage means, correction constant input means for externally inputting a correction constant based on the proportional relationship between the thermal deformation amount of the object to be measured and the position coordinates of the reference point, and correction for storing the input correction constant Constant storage means, correction calculation processing means for performing correction calculation of the shape of the object to be measured, correction calculation value storage means for storing the calculated correction calculation value, reception of a measurement command from the outside, correction calculation value storage means And an input / output unit for outputting the correction calculation value stored in the correction calculation processing unit. The correction calculation processing unit reads out the measurement value of the position of each measurement point of the measured object from the shape measurement value storage unit and , The measured position coordinate is read from the reference point position coordinate storage means, the correction constant is read from the correction constant storage means, the correction value is obtained from the measured position coordinate and the correction constant, and the measured value is calculated using this correction value. A shape measuring device characterized by performing correction of.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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