JPH09196658A - Decision method for alignment in coordinate measuring machine - Google Patents

Decision method for alignment in coordinate measuring machine

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Publication number
JPH09196658A
JPH09196658A JP8006956A JP695696A JPH09196658A JP H09196658 A JPH09196658 A JP H09196658A JP 8006956 A JP8006956 A JP 8006956A JP 695696 A JP695696 A JP 695696A JP H09196658 A JPH09196658 A JP H09196658A
Authority
JP
Japan
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measuring
measurement
coordinate
alignment
measured
Prior art date
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Application number
JP8006956A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Shinkai
雅彦 新海
Fumio Ishikawa
文男 石川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8006956A priority Critical patent/JPH09196658A/en
Publication of JPH09196658A publication Critical patent/JPH09196658A/en
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a decision method in which many parts of an alignment process are automated and in which measuring efficiency is enhanced. SOLUTION: The reference axis of an object to be measured is made to agree approximately with the reference axis of a coordinate measuring machine in advance. While one point regarding the object to be measured is used as a temporary reference point, the coordinates of the temporary reference point are measured for the number of portions of dimensions to be measured. The coordinate system of the object to be measured is converted (203) into the coordinate system of the measuring machine on the basis of a coordinate value (201), and a measuring path for alignment is created (202). Coordinates used to decide the alignment of the object to be measured are measured (204) by using the measuring path for alignment. A conversion table used to convert the coordinate system of the object to be measured into the coordinate system of the measuring machine is created (205) on the basis of the measured coordinate value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の三次元又は
二次元の座標を自動測定する座標測定装置に関し、尚詳
しくは、座標測定装置により測定対象物の形状測定を行
うに際し、自動測定を開始するために測定対象物の座標
系と測定装置の座標系との相対位置関係を決定するアラ
イメントの決定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate measuring apparatus for automatically measuring three-dimensional or two-dimensional coordinates of an object, and more specifically, when performing shape measurement of an object to be measured by the coordinate measuring apparatus, automatic measurement is performed. The present invention relates to an alignment determining method for determining a relative positional relationship between a coordinate system of a measuring object and a coordinate system of a measuring device for starting.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、製造工程における製造品の測定や
検査の現場においては、さまざまな測定機を用いて測定
が行われている。即ち、製作された製造品を測定対象物
とし、製造品が設計通りに出来ているか否かを測定機を
用いて判定している。特に近年では、高い精度と汎用性
の高さ、及び、自動化の容易さなどから、三次元測定機
に代表される座標測定機を用いた測定の普及が著しい。
2. Description of the Related Art Today, various measuring machines are used for measuring and inspecting manufactured products in the manufacturing process. That is, the manufactured product is used as an object to be measured, and whether or not the manufactured product is designed is determined using a measuring machine. Particularly in recent years, measurement using a coordinate measuring machine typified by a coordinate measuring machine has been remarkably popular because of its high accuracy, versatility, and ease of automation.

【0003】この座標測定機では、測定対象物を、直
線、円、円筒、平面、円錐、球などの形状要素に分け、
測定子によって各要素を測定するものである。尚、測定
子としては、接触子による接触式センサ又は光などを媒
体とした非接触式センサなどがある。そして、この座標
測定機では、各形状要素ごとに空間的な形状データとし
てその座標を測定するものであり、測定機に接続された
電子計算機に座標データを入力して検査のためのデータ
処理を行っている。
In this coordinate measuring machine, an object to be measured is divided into shape elements such as a straight line, a circle, a cylinder, a plane, a cone and a sphere,
The measuring element measures each element. As the measuring element, there are a contact type sensor using a contact element or a non-contact type sensor using light as a medium. This coordinate measuring machine measures the coordinates as spatial shape data for each shape element, and inputs the coordinate data to an electronic computer connected to the measuring machine for data processing for inspection. Is going.

【0004】即ち、電子計算機では測定機で測定したデ
ータを該当する形状要素に代入し、その形状要素の位
置、姿勢、寸法、幾何偏差などの形状パラメータを算出
する。こうして得られた形状パラメータを、設計書や図
面に記された数値と比較することで、測定対象物が正し
く製作されているかを判定しているものである。尚、座
標測定機などの測定装置において、三次元座標系を用い
る測定装置では、XY平面における基準点の位置と基準
点からのベクトル、YZ平面における基準点の位置と基
準点からのベクトル、及び、ZX平面における基準点の
位置と基準点からのベクトル、の6自由度で測定点の座
標を決定している。
That is, the electronic computer substitutes the data measured by the measuring machine into the corresponding shape element and calculates the shape parameter such as the position, posture, dimension, geometric deviation of the shape element. By comparing the shape parameters thus obtained with the numerical values described in the design document or the drawing, it is determined whether or not the measurement object is correctly manufactured. In a measuring device such as a coordinate measuring machine using a three-dimensional coordinate system, the position of the reference point on the XY plane and the vector from the reference point, the position of the reference point on the YZ plane and the vector from the reference point, and , The position of the reference point on the ZX plane and the vector from the reference point determine the coordinates of the measurement point.

【0005】又、座標測定機などを用いて座標測定を行
うためには、測定対象物の座標系と座標測定装置の座標
系とを正確に一致させるように測定対象物を測定装置に
固定するか、又は、形状の測定を開始する前に、測定対
象物の座標系と座標測定装置の座標系とのずれなどの相
対位置関係を明らかにしておく必要がある。そして、測
定対象物の座標系を座標測定装置の座標系に一致させる
場合は、測定対象物の座標系と座標測定装置の座標系と
を許容範囲内で正確に一致させるように測定対象物の位
置決めを行う必要がある。この位置決めを効率的に行う
ためには、少ない試行回数により座標測定装置の座標系
に対する測定対象物のずれを正しく検出する必要があ
る。このためには、予め測定装置のXY軸などに測定対
象物の位置を合わせておくことが好ましい。尚、これら
の作業を簡略化しつつ熟練者の勘と経験とに頼らない工
夫もされている(例えば、特開平5−209743
号)。
Further, in order to perform coordinate measurement using a coordinate measuring machine or the like, the measuring object is fixed to the measuring device so that the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the coordinate measuring device are exactly matched. Alternatively, before the measurement of the shape is started, it is necessary to clarify a relative positional relationship such as a deviation between the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the coordinate measuring device. When the coordinate system of the measuring object is made to match the coordinate system of the coordinate measuring device, the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the coordinate measuring device are accurately matched within an allowable range. It is necessary to perform positioning. In order to perform this positioning efficiently, it is necessary to correctly detect the deviation of the measuring object with respect to the coordinate system of the coordinate measuring device with a small number of trials. For this purpose, it is preferable to previously align the position of the measuring object with the XY axes of the measuring device. It should be noted that it has been devised to simplify these operations while not relying on the intuition and experience of a skilled person (for example, JP-A-5-209743).
issue).

【0006】又、測定対象物の座標系と座標測定装置の
座標系とがずれた状態で測定対象物を固定する場合は、
測定対象物の座標系と測定装置の座標系との相対位置関
係としての座標変換式である変換マトリックスを換算テ
ーブルとして作成する必要がある。このため、先ず、測
定対象物を測定装置に固定した後、測定対象物における
平面を定める3点と、軸を定める2点と、基準点として
の1点との独立した6点を最低限測定している。そし
て、測定対象物の形状データと測定した各点の座標値と
を用いて測定対象物の座標系を特定し、座標変換式であ
る変換マトリックスを換算テーブルとして作成する。そ
して、この換算テーブルを用い、座標測定機で測定され
た座標から算出した測定対象物の数値とCADデータな
どに記憶された形状パラメータの数値との比較を行って
いる。
When the measuring object is fixed with the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the coordinate measuring device deviated from each other,
It is necessary to create a conversion matrix, which is a coordinate conversion formula as a relative positional relationship between the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the measuring device, as a conversion table. For this reason, first, after fixing the measuring object to the measuring device, at least six independent points of three points that determine the plane of the measuring object, two points that determine the axis, and one point as a reference point are measured at a minimum. doing. Then, the coordinate system of the measurement target is specified using the shape data of the measurement target and the coordinate values of the measured points, and a conversion matrix that is a coordinate conversion formula is created as a conversion table. Then, using this conversion table, the numerical value of the measuring object calculated from the coordinates measured by the coordinate measuring machine and the numerical value of the shape parameter stored in the CAD data or the like are compared.

【0007】尚、この座標変換式である換算テーブルを
求める作業や、測定対象物の座標系と座標測定装置の座
標系とを一致させるように測定対象物を測定装置に固定
することをアライメントと呼んでいる。そして、アライ
メントを決定する前は、測定対象物の座標系と測定装置
の座標系との相対関係が不明である。従って、測定子を
測定対象物の所定の測定位置に移動させる操作を手動に
より行わなければならなず、アライメントの決定には操
作に手数や時間を要するものであった。又、このアライ
メントの決定には、自ずと熟練又は経験が要求され、手
数と時間とを要するものである。
Alignment is a task of obtaining a conversion table which is a coordinate conversion formula, and fixing the measuring object to the measuring device so that the coordinate system of the measuring object matches the coordinate system of the coordinate measuring device. I'm calling. Before the alignment is determined, the relative relationship between the coordinate system of the measuring object and the coordinate system of the measuring device is unknown. Therefore, the operation of moving the tracing stylus to a predetermined measurement position of the measurement object has to be performed manually, and the determination of the alignment requires time and labor for the operation. In addition, skill and experience are naturally required for determining this alignment, which requires time and labor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】今日、製品への要求が
高まり、検査にも高い精度が要求されるようになってき
た。このため、許容範囲の誤差の範囲として正確に測定
対象物を測定機に固定することは極めて困難となってき
た。又、従来の変換テーブルを作製するアライメント決
定方法では、測定対象物の固定は比較的容易に可能であ
る。しかし、測定対象物を測定台に固定した後、測定対
象物の特定の6点を少なくとも手動操作により測定しな
ければならない。このため、熟練した作業者が測定機を
操作して行う必要があった。従って、作業者の負担が大
きく、またアライメントに長時間を要していた。
Nowadays, demands for products are increasing, and high precision is required for inspection. For this reason, it has become extremely difficult to accurately fix the object to be measured to the measuring machine as an allowable range of error. Further, in the conventional alignment determining method for producing the conversion table, the measurement target can be fixed relatively easily. However, after fixing the measuring object to the measuring table, at least six specific points of the measuring object must be measured by manual operation. Therefore, it is necessary for a skilled worker to operate the measuring machine. Therefore, the burden on the operator is large and the alignment requires a long time.

【0009】更に、アライメントに必要な測定対象物上
の測定点は、形状として捉えやすく、また後の座標変換
計算が単純化できることが好ましい。このため、たとえ
ば3次元計測では平面上の3点、直線上の2点、その他
の1点で構成されることが望ましい。従って、少なくと
も、6点を測定する必要があった。しかし、例えば円筒
のように直線形状を持たない測定対象物では、測定対象
物上の直線を直接測定することができない。このため、
測定対象物を一旦治具に固定し、この治具を測定機に固
定して測定する間接的な測定を行っていた。ところが、
この方法では測定対象物の治具に対する取り付け誤差が
入ることになる。従って、測定精度を高めるためには熟
練した者が作業を行う必要があった。
Further, it is preferable that the measurement points on the measurement object necessary for alignment be easily grasped as a shape and that the subsequent coordinate conversion calculation be simplified. For this reason, for example, in three-dimensional measurement, it is preferable that the three-dimensional measurement includes three points on a plane, two points on a straight line, and one other point. Therefore, it was necessary to measure at least 6 points. However, for a measurement object that does not have a linear shape, such as a cylinder, a straight line on the measurement object cannot be directly measured. For this reason,
An indirect measurement has been performed in which the object to be measured is once fixed to a jig and the jig is fixed to a measuring machine for measurement. However,
In this method, there is an error in mounting the measuring object on the jig. Therefore, in order to improve the measurement accuracy, it is necessary for a skilled person to perform the work.

【0010】本発明の目的は上記の問題点を解決するた
めのものであり、測定効率を向上させることができるア
ライメントの決定方法を提供するものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a method of determining an alignment which can improve the measurement efficiency.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、アライメント
工程を2段階に分けていることに特徴がある。即ち、測
定対象物の基準軸をあらかじめ座標測定機の基準軸に概
略一致させ、測定対象物上の1点を仮基準点として測定
次元数分だけ手動による測定する第1段階を設る。そし
て、第2段階としては、手動により測定した座標値をも
とに測定対象物座標系を測定機座標系に変換してアライ
メント用測定パスを作成する。更に、このアライメント
用測定パスにより測定対象物のアライメントを決定する
ための座標測定を行う。又、測定された座標値をもとに
測定対象物座標系を測定機座標系に変換する換算テーブ
ルを作成することとした。このように、第1段階と第2
段階とに分けることとし、これら一連の工程において、
仮基準点を測定次元数分測定した後の第2段階は、電子
計算機を用いて自動的に行うことを可能としたアライメ
ントの決定方法とするものである。
The present invention is characterized in that the alignment process is divided into two stages. That is, the reference axis of the object to be measured is made substantially coincident with the reference axis of the coordinate measuring machine in advance, and a first step for manually measuring the number of measurement dimensions by using one point on the object to be measured as a temporary reference point is provided. Then, in the second step, the coordinate system of the measuring object is converted into the coordinate system of the measuring machine on the basis of the coordinate values manually measured to create the alignment measurement path. Further, coordinate measurement for determining the alignment of the measurement object is performed by this alignment measurement path. Also, a conversion table for converting the measuring object coordinate system to the measuring machine coordinate system based on the measured coordinate values is created. In this way, the first stage and the second
It will be divided into stages, and in these series of steps,
The second step after measuring the provisional reference points by the number of measurement dimensions is a method for determining alignment that can be automatically performed using an electronic computer.

【0012】このように、本発明は、アライメント工程
を、作業者の手動操作を必要とする前工程とした第1段
階と、自動化可能な後工程とする第2段階とに分けてい
る。言い換えると、従来のごとく測定対象物の交換毎に
最低限自由度数分の座標測定を行うものではない。即
ち、手動操作による座標測定を含む前工程としての第1
段階では、仮基準点を測定次元数分だけ測定するもので
あり、測定自由度数分の座標測定を行う必要はない。例
えば3次元測定では手動による座標測定回数を6点から
3点へ2分の1に削減することができる。更に、前工程
である第1段階は、測定対象物の基準軸を測定機の基準
軸におおまかに合わせるだけで済む。従って、従来の方
法のように作業者の熟練度がアライメント精度を左右す
ることがなくなる。このため、円筒のようにアライメン
トのための測定位置を容易に決められない形状の測定対
象物であっても、ガイドなどを用いて容易にアライメン
トを行うことができるようになる。更に、第2段階は、
アライメント用測定パスにより自動的に行うことができ
るものである。従って、一度アライメントが終了すれ
ば、記憶させたアライメントデータを呼び出すことによ
り、それ以降同じ形状の測定対象物の形状測定はすべて
自動化することができるものである。
As described above, according to the present invention, the alignment process is divided into the first stage which is the pre-process which requires the manual operation of the operator and the second stage which is the automatable post-process. In other words, the coordinate measurement for the minimum number of degrees of freedom is not performed every time the measurement object is exchanged, unlike the conventional case. That is, the first process as a pre-process including coordinate measurement by manual operation
At the stage, the provisional reference points are measured by the number of measurement dimensions, and it is not necessary to perform coordinate measurement for the number of measurement degrees of freedom. For example, in three-dimensional measurement, the number of times of manual coordinate measurement can be reduced from 6 points to 3 points by half. Furthermore, in the first step, which is a pre-process, it is sufficient to roughly align the reference axis of the measuring object with the reference axis of the measuring machine. Therefore, the skill of the operator does not influence the alignment accuracy as in the conventional method. Therefore, even if the measurement target has a shape such as a cylinder whose measurement position for alignment cannot be easily determined, the alignment can be easily performed using a guide or the like. In addition, the second stage
It can be automatically performed by the alignment measurement path. Therefore, once the alignment is completed, by recalling the stored alignment data, the shape measurement of the measurement object having the same shape can be automated thereafter.

【0013】又、本発明では、第1段階の測定対象物の
基準軸を座標測定機の基準軸に概略一致させるに際し、
直交する3平面を基準面として有するガイド部材を用
い、測定対象物をガイド部材に接触させるようにするこ
とがある。この場合は、測定対象物の姿勢の決定を容易
に行うことができることになる。即ち、ガイド部材は、
直交する基準面としての3平面を有している故、この各
基準面を座標測定機の各々の測定軸方向に一致させるこ
とが容易である。そして、このガイド部材によって測定
対象物の姿勢を決定する故、測定対象物の基準軸を座標
測定機の基準軸に略一致させることが極めて容易とな
る。
Further, in the present invention, when the reference axis of the measurement object in the first step is made to substantially coincide with the reference axis of the coordinate measuring machine,
A guide member having three orthogonal planes as reference planes may be used to bring the measurement object into contact with the guide member. In this case, the posture of the measurement target can be easily determined. That is, the guide member is
Since it has three planes as orthogonal reference planes, it is easy to make each of these reference planes coincide with each measurement axis direction of the coordinate measuring machine. Since the attitude of the measurement target is determined by this guide member, it is extremely easy to make the reference axis of the measurement target substantially coincide with the reference axis of the coordinate measuring machine.

【0014】更に、本発明では、仮基準点を測定次元数
分だけ測定するに際し、ガイド部材の基準面の位置を測
定することがある。この場合は、ガイド部材の3基準面
の交点を仮基準点とするものである。従って、仮基準点
の測定機座標系における座標値の測定を容易に行うこと
ができることになる。即ち、ガイド部材の基準面の測定
は比較的容易である。又、ガイド部材とこのガイド部材
に一定の姿勢で接触させる測定対象物とは、常に一定の
位置及び姿勢で関係させるものである。このため、ガイ
ド部材の一部を測定対象物の一部と見做し、基準面の測
定により測定対象物に関する仮基準点の測定を行うもの
である。
Further, in the present invention, the position of the reference surface of the guide member may be measured when measuring the provisional reference points by the number of measurement dimensions. In this case, the intersection of the three reference planes of the guide member is used as the temporary reference point. Therefore, the coordinate value of the temporary reference point in the measuring machine coordinate system can be easily measured. That is, the measurement of the reference surface of the guide member is relatively easy. Further, the guide member and the measurement object to be brought into contact with the guide member in a fixed posture are always related in a fixed position and posture. Therefore, a part of the guide member is regarded as a part of the measuring object, and the temporary reference point for the measuring object is measured by measuring the reference surface.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、図1に示
すように、CADシステム11などを用いたCADデータ
などの形状データを読み込む装置を用いるものである。
この装置は、読み込んだ形状データを検査図面用の形状
データに編集して記憶する形状データ記憶手段13を有す
る。更に、この装置は、測定対象物35の要素を測定する
ための種々の測定パスを記憶した測定パス情報記憶手段
15を有する。又、この装置は、測定結果を記憶する測定
データ記憶手段23を有する。そして又、測定パスにより
座標測定機30に測定命令を送信し、又、座標測定機30か
らの座標データにより測定データを形成して測定データ
記憶手段23に記憶させ、且つ、測定データをモニタやプ
リンタなどの結果出力手段25に送る演算処理手段21を有
する。そして、形状データの編集修正、更に測定パスの
作成及び測定パスのパラメータの決定などを行う測定指
示入力手段17を有するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiment of the present invention uses an apparatus for reading shape data such as CAD data using a CAD system 11 as shown in FIG.
This apparatus has a shape data storage means 13 which edits the read shape data into shape data for an inspection drawing and stores it. Further, this apparatus has a measurement path information storage means that stores various measurement paths for measuring the elements of the measuring object 35.
With 15. The apparatus also has a measurement data storage means 23 for storing the measurement result. Also, a measurement command is transmitted to the coordinate measuring machine 30 through the measurement path, and measurement data is formed from the coordinate data from the coordinate measuring machine 30 and stored in the measurement data storage means 23. It has an arithmetic processing means 21 for sending to a result output means 25 such as a printer. Then, it has a measurement instruction input means 17 for editing and correcting the shape data, creating a measurement path, and determining parameters of the measurement path.

【0016】そして、本発明は、この装置により、座標
測定機30の測定子の移動経路である測定パスを形成する
ものである。この測定パスは、形状データ記憶手段13に
記憶した形状データと測定パス情報記憶手段15に記憶し
た測定パス情報とに基づいて作成するものである。更
に、本発明は、座標測定機30により測定対象物35の形状
測定を行うに際し、ガイド部材40を用いてアライメント
の調整決定を行うこととするものである。
According to the present invention, this device forms a measurement path which is a movement path of the probe of the coordinate measuring machine 30. This measurement path is created based on the shape data stored in the shape data storage means 13 and the measurement path information stored in the measurement path information storage means 15. Further, according to the present invention, when measuring the shape of the measuring object 35 by the coordinate measuring machine 30, the alignment adjustment is determined by using the guide member 40.

【0017】このガイド部材40は、座標測定機30の測定
台31に測定対象物35を一定の姿勢で載置し得るようにす
るものである。即ち、図1に示したように、例えばL字
形の形状とし、直交する第1基準面41と第2基準面42と
を有するガイド部材40とするものである。尚、ガイド部
材40の上面は、検査台と平行な第3基準面43としてい
る。
The guide member 40 enables the object 35 to be measured to be placed on the measuring table 31 of the coordinate measuring machine 30 in a fixed posture. That is, as shown in FIG. 1, the guide member 40 has, for example, an L shape and has a first reference surface 41 and a second reference surface 42 which are orthogonal to each other. The upper surface of the guide member 40 is a third reference surface 43 parallel to the inspection table.

【0018】そして、アライメントは、図2にその手順
を示すように、第1段階においてこのガイド部材40を先
ず測定台31に固定するものである(101)。この固定
に際しては、ガイド部材40の第1基準面41を座標測定機
30のX軸とほぼ一致させるようにして測定子の移動検査
範囲内に固定する。そして、このガイド部材40に測定対
象物35を当接して測定対象物35の位置決めを行う(10
2)ものである。
In the alignment, as shown in the procedure of FIG. 2, the guide member 40 is first fixed to the measuring table 31 in the first stage (101). At the time of this fixing, the first reference surface 41 of the guide member 40 is fixed to the coordinate measuring machine.
It is fixed within the moving inspection range of the contact point so that it almost coincides with the X axis of 30. Then, the measuring object 35 is brought into contact with the guide member 40 to position the measuring object 35 (10
2) It is.

【0019】尚、形状データ記憶手段13には、測定対象
物35の形状データと共に、このガイド部材40の形状デー
タも記憶させておく(103)ものである。そして、測
定対象物35の形状データとガイド部材40の形状データと
を用い、測定対象物35の位置及び姿勢を変更するように
してガイド部材40の形状データと測定対象物35の形状デ
ータとを合成する(104)。即ち、測定台31に固定し
たガイド部材40により測定台31に測定対象物35の姿勢が
決定された状態を表すガイド部材40と測定対象物35との
合成形状データを作成するものである。更に、測定対象
物35に関する仮基準点を1点だけ定め、この仮基準点の
座標測定機30における座標を測定する(105)。
The shape data storage means 13 stores the shape data of the guide member 40 together with the shape data of the measuring object 35 (103). Then, using the shape data of the measurement object 35 and the shape data of the guide member 40, the shape data of the guide member 40 and the shape data of the measurement object 35 are changed by changing the position and orientation of the measurement object 35. Combine (104). That is, the composite shape data of the guide member 40 and the measurement object 35 representing the state in which the posture of the measurement object 35 is determined on the measurement table 31 by the guide member 40 fixed to the measurement table 31 is created. Further, only one provisional reference point for the measurement object 35 is determined, and the coordinates of this provisional reference point in the coordinate measuring machine 30 are measured (105).

【0020】この仮基準点としては、測定対象物35を一
定の姿勢で支持するガイド部材40における第1基準面41
や第2基準面42、及び、第3基準面43の交点を仮基準点
とした。従って、仮基準点の測定としては、三次元測定
を行う場合は、ガイド部材40における第1基準面41のY
座標、第2基準面42のX座標、第3基準面43のZ座標を
手動により測定するものである。尚、この測定は、座標
測定機30上で測定次数分である3回だけ仮基準点の座標
を測定するものである。
As the temporary reference point, the first reference surface 41 of the guide member 40 that supports the measuring object 35 in a fixed posture.
The intersection of the second reference plane 42 and the third reference plane 43 was used as the temporary reference point. Therefore, when performing three-dimensional measurement as the measurement of the temporary reference point, Y of the first reference surface 41 of the guide member 40 is measured.
The coordinates, the X coordinate of the second reference plane 42, and the Z coordinate of the third reference plane 43 are manually measured. In this measurement, the coordinates of the temporary reference point are measured on the coordinate measuring machine 30 only three times which is the measurement order.

【0021】このように、X軸とほぼ一致した第1基準
面41のY座標、Y軸とほぼ一致した第2基準面42のX座
標、及び、第3基準面43の高さであるZ座標を測定した
後、この測定値に基づき、測定対象物35の基準平面、基
準軸、及び、基準点の測定機座標系における座標値を算
出するための暫定変換マトリックスを作成するものであ
る(106)。
As described above, the Y coordinate of the first reference surface 41 substantially coincident with the X axis, the X coordinate of the second reference surface 42 substantially coincident with the Y axis, and the height Z of the third reference surface 43. After measuring the coordinates, based on this measurement value, the reference plane of the measurement object 35, the reference axis, and a temporary conversion matrix for calculating the coordinate value of the reference point in the measuring machine coordinate system is created. 106).

【0022】尚、二次元測定を行う場合は、手動による
測定は第1基準面41のY座標と第2基準面42のX座標と
を測定すれば足りるものである。更に、第2段階とし
て、形状データから基準平面、基準軸、基準点を選択し
て決定する(201)。又、測定パス情報記憶手段15か
ら、適宜類型化された測定パスを選択し、基準軸、基準
点を測定するためのパスを作成する(202)。即ち、
測定する基準平面の位置や向きに合わせて平面上の3点
を測定するためのパスを作成し、基準軸の位置などに合
わせて軸の座標を測定するための2点を測定するパスを
作成し、更に、基準点を測定するためのパスを作成す
る。言い換えると、従来は手動により行っていたアライ
メント用の測定を自動的に行うためのパス、即ちアライ
メント用測定パスを作成するものである。そして、形状
データ記憶手段13に記憶させている合成形状データと仮
基準点の座標とにより、測定する基準平面や基準軸及び
基準点の位置を暫定変換マトリックスにより測定機の座
標に換算変更するものである(203)。そして、この
測定機座標系の座標に変換された座標値に基づくアライ
メント用測定パスにより、座標測定機30の測定子を移動
させて測定対象物35において定めた6点の座標を自動測
定により測定する(204)ものである。更に、この測
定機座標系における6点の座標に基づいて測定対象物35
の座標系から測定機の座標系への換算テーブルである変
換マトリックスを作成する(205)こととしている。
In the case of two-dimensional measurement, manual measurement is sufficient if the Y coordinate of the first reference plane 41 and the X coordinate of the second reference plane 42 are measured. Further, as a second step, a reference plane, a reference axis, and a reference point are selected and determined from the shape data (201). In addition, from the measurement path information storage means 15, an appropriately categorized measurement path is selected and a path for measuring the reference axis and the reference point is created (202). That is,
Create a path for measuring 3 points on the plane according to the position and orientation of the reference plane to be measured, and a path for measuring 2 points for measuring the axis coordinates according to the position of the reference axis. Then, a path for measuring the reference point is created. In other words, a path for automatically performing the alignment measurement, which is conventionally performed manually, that is, an alignment measurement path is created. Then, by using the combined shape data stored in the shape data storage means 13 and the coordinates of the temporary reference points, the positions of the reference plane, the reference axis, and the reference points to be measured are converted and converted into the coordinates of the measuring machine by the temporary conversion matrix. (203). Then, by the alignment measurement path based on the coordinate values converted into the coordinates of the measuring machine coordinate system, the probe of the coordinate measuring machine 30 is moved to automatically measure the six points of the coordinates determined on the measuring object 35. (204). Furthermore, based on the coordinates of 6 points in this measuring machine coordinate system, the measurement object 35
A conversion matrix, which is a conversion table from the coordinate system to the coordinate system of the measuring machine, is created (205).

【0023】このように、ガイド部材40を用いて測定対
象物35の姿勢を特定し、又、ガイド部材40の基準面を測
定機の基準軸方向と概略一致させ、測定対象物35の少な
くとも6点の座標を測定するアライメント用測定パスを
作成し、形状データと暫定変換マトリックスとにより、
パスに従って測定子を移動させる測定機座標系における
座標を算出するものである。従って、測定対象物35のア
ライメントの為に必要な少なくとも6点の測定を自動化
することができる。そして、測定次元数に合わせて三次
元測定であれば、ガイド部材40の3点を手動により測定
すれば、後は自動的にアライメントの調整を行うことが
できることになる。
In this way, the posture of the measuring object 35 is specified by using the guide member 40, and the reference plane of the guide member 40 is made to substantially coincide with the reference axial direction of the measuring machine, and at least 6 of the measuring object 35 is measured. Create an alignment measurement path that measures the coordinates of points, and use the shape data and the provisional conversion matrix to
The coordinates are calculated in the coordinate system of the measuring machine that moves the probe according to the path. Therefore, it is possible to automate the measurement of at least 6 points necessary for the alignment of the measuring object 35. Then, in the case of three-dimensional measurement in accordance with the number of measurement dimensions, if the three points of the guide member 40 are manually measured, the alignment can be automatically adjusted thereafter.

【0024】又、本実施の形態では、ガイド部材40の第
1基準面41と第2基準面42と第3基準面43との交点を仮
基準点としている。従って、このガイド部材40の3点を
手動により測定して仮基準点の座標測定を行うに際し、
第1基準面41のY座標、第2基準面42のX座標の如く、
平面の平面と垂直な方向の座標を測定するのみで足りる
ことになる。このため、極めて容易に仮基準点の座標測
定を行うことができることになる。
Further, in the present embodiment, the intersection of the first reference surface 41, the second reference surface 42 and the third reference surface 43 of the guide member 40 is used as the temporary reference point. Therefore, when manually measuring the three points of this guide member 40 to measure the coordinates of the temporary reference point,
Like the Y coordinate of the first reference plane 41 and the X coordinate of the second reference plane 42,
It is enough to measure the coordinates of the plane in the direction perpendicular to the plane. Therefore, the coordinates of the temporary reference point can be measured extremely easily.

【0025】尚、仮基準点の測定は、ガイド部材40に形
成された第1基準面41や第2基準面42などの基準面を測
定する場合に限るものではない。即ち、測定対象物35の
形状が単純な場合は、測定対象物35の平面を測定次元数
分だけ直接に測定することもある。又、ガイド部材40
は、L字形状に限ることなく、測定対象物35の形状に合
わせ、測定対象物35の姿勢を決定し得る凹凸を含む形状
とすることもある。この場合においても、相互に直交す
る視覚的に明確な3平面を有する形状としておくことが
好ましい。
The measurement of the temporary reference point is not limited to the case of measuring the reference surfaces such as the first reference surface 41 and the second reference surface 42 formed on the guide member 40. That is, when the shape of the measuring object 35 is simple, the plane of the measuring object 35 may be directly measured by the number of measurement dimensions. Also, the guide member 40
Is not limited to the L-shape, but may be a shape including irregularities that can determine the posture of the measurement object 35 in accordance with the shape of the measurement object 35. Also in this case, it is preferable to have a shape having three visually distinct planes that are orthogonal to each other.

【0026】即ち、ガイド部材40は、測定対象物35の形
状に合わせた凹凸形状を有し、且つ、相互に直交する3
平面も有する形状とするものである。従って、測定対象
物35の形状に合わせた凹凸により、ガイド部材40と測定
対象物35との合成形状を容易に一定の形とすることがで
きる。又、このガイド部材40は、相互に直交する3平面
を形成しておけば、ガイド部材40の基準面とする3平面
を容易に見出すことができる。従って、ガイド部材40の
各基準面を測定台31に固定するに際して基準軸方向と容
易に概略一致させることができることになる。
That is, the guide member 40 has a concavo-convex shape conforming to the shape of the measuring object 35 and is orthogonal to each other.
The shape also has a plane. Therefore, the combined shape of the guide member 40 and the measurement object 35 can be easily made into a constant shape by the unevenness according to the shape of the measurement object 35. If the guide member 40 is formed with three planes orthogonal to each other, the three planes serving as the reference planes of the guide member 40 can be easily found. Therefore, when fixing each reference surface of the guide member 40 to the measurement table 31, it is possible to easily make the reference surfaces substantially coincide with each other.

【0027】更に、このようにガイド部材40を用いて測
定対象物35の姿勢及び位置を決定する方法では、同一形
状の測定対象物35の測定を連続して行う場合、ガイド部
材40を固定した状態で測定対象物35だけを取り換えるこ
とが容易にできる。そして、この場合は、仮基準点を変
更する必要がない。従って、第2段階における6点の自
動測定を直ちに行って、アライメントの決定を行うこと
ができるものである。
Further, in the method of determining the posture and the position of the measuring object 35 using the guide member 40 as described above, when the measuring object 35 having the same shape is continuously measured, the guide member 40 is fixed. It is possible to easily replace only the measurement object 35 in the state. In this case, it is not necessary to change the temporary reference point. Therefore, the alignment can be determined by immediately performing the 6-point automatic measurement in the second stage.

【0028】更に、座標測定機30の例としては、測定
機、加工機、組立機など、測定対象物35の形状を平面上
あるいは空間上の座標値として測定できるものであれば
どのような装置でも利用できるものである。
Further, as an example of the coordinate measuring machine 30, any device such as a measuring machine, a processing machine, an assembling machine or the like can be used as long as it can measure the shape of the measuring object 35 as coordinate values on a plane or space. But it can be used.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、測定対象物の基準軸をあらか
じめ座標測定機の基準軸に概略一致させ、測定対象物に
関する仮基準点の座標を測定してアライメント用測定パ
スを作成する方法である。従って、従来作業者が手動で
行っていたアライメント工程の多くの部分を自動化でき
る。このため、アライメント時間を短縮できるととも
に、作業者の負担を削減できる。
According to the present invention, the reference axis of the object to be measured is made substantially coincident with the reference axis of the coordinate measuring machine in advance, the coordinates of the temporary reference point relating to the object to be measured are measured, and the alignment measurement path is created. is there. Therefore, it is possible to automate many parts of the alignment process manually performed by an operator. Therefore, the alignment time can be shortened and the burden on the operator can be reduced.

【0030】また、作業者が手動で行う工程において
は、従来の方法のように、作業者の熟練度がアライメン
ト精度を左右することがなくなる。即ち、アライメント
用測定パスを用いて自動測定により座標測定を行って換
算テーブルを作成するものである故、容易に高精度のア
ライメントが可能となる。さらに、円筒のようにアライ
メントのための座標測定位置が容易に決まらない形状の
測定対象物であっても、ガイド部材などを用いて容易に
アライメントを行うことができるようになる。
Further, in the process manually performed by the operator, the skill of the operator does not influence the alignment accuracy as in the conventional method. That is, since the conversion table is created by performing coordinate measurement by automatic measurement using the alignment measurement path, it is possible to easily perform highly accurate alignment. Furthermore, even if the measurement target has a shape such as a cylinder whose coordinate measurement position for alignment is not easily determined, the alignment can be easily performed using the guide member or the like.

【0031】これらの特徴により、測定対象物のロボッ
トなどによる自動着脱が容易になり、形状測定全体の自
動化を推進することができる。そして、同じ形状の測定
対象物を多数測定する場合、従来の方法のように測定対
象物を測定機に載せ換える度にアライメントを行う必要
はなくなる。即ち、アライメントの一部だけを繰り返せ
ば済むことになる。従って、アライメント時間を短縮で
きるとともに作業者の負担を軽減できる。
Due to these characteristics, it becomes easy to automatically attach and detach the object to be measured by a robot or the like, and it is possible to promote automation of the entire shape measurement. Then, when a large number of measurement objects having the same shape are measured, it is not necessary to perform the alignment each time the measurement objects are remounted on the measuring machine as in the conventional method. That is, it is sufficient to repeat only a part of the alignment. Therefore, the alignment time can be shortened and the burden on the operator can be reduced.

【0032】以上述べたように、本発明による実用的な
効果は極めて大である。そして、請求項2に記載した発
明は、直交する3平面を基準面として有するガイド部材
の基準面を測定軸方向にほぼ一致させて固定し、測定対
象物をガイド部材に接触させる方法である。従って、測
定対象物の姿勢の決定を容易とし、測定対象物の基準軸
を座標測定機の基準軸に略一致させることが極めて容易
となる。更に、アライメント時間を短縮できるととも
に、作業者の負担を削減できる利点もある。
As described above, the practical effects of the present invention are extremely large. The invention described in claim 2 is a method of fixing a reference object of a guide member having three orthogonal planes as reference surfaces so that the reference surfaces are substantially aligned with the measurement axis direction and the measurement target is brought into contact with the guide member. Therefore, the posture of the measurement object can be easily determined, and it becomes extremely easy to make the reference axis of the measurement object substantially coincide with the reference axis of the coordinate measuring machine. Further, there are advantages that the alignment time can be shortened and the burden on the operator can be reduced.

【0033】又、請求項3に記載した発明は、ガイド部
材の基準面の位置を測定する方法である。従って、容易
に測定対象物に関する仮基準点の測定機座標系における
座標を測定することができる。更に、正確なアライメン
トの決定は自動化することができる故、手動で行ってい
たアライメント作業を単純化することができる。
The invention described in claim 3 is a method for measuring the position of the reference plane of the guide member. Therefore, it is possible to easily measure the coordinates of the provisional reference point of the measuring object in the measuring machine coordinate system. Further, since the accurate alignment determination can be automated, the manual alignment work can be simplified.

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

【図1】本発明に係るアライメントの決定方法に使用す
る装置の概略ブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus used for an alignment determination method according to the present invention.

【図2】本発明に係るアライメントの決定方法の概略を
示す流れ図。
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of an alignment determination method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 CADシステム 13 形状データ記
憶手段 15 測定パス情報記憶手段 17 測定指示入力
手段 21 演算処理装置 23 測定データ記
憶手段 25 結果出力手段 30 座標測定機 31 測定台 35 測定対象物 40 ガイド部材 41 第1基準面 42 第2基準面 43 第3基準面
11 CAD System 13 Shape Data Storage Means 15 Measurement Path Information Storage Means 17 Measurement Instruction Input Means 21 Arithmetic Processing Device 23 Measurement Data Storage Means 25 Result Output Means 30 Coordinate Measuring Machine 31 Measuring Stand 35 Measuring Object 40 Guide Member 41 First Criteria Surface 42 Second reference surface 43 Third reference surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象物の基準軸をあらかじめ座標測
定機の基準軸に概略一致させ、前記測定対象物に関する
1点を仮基準点として仮基準点の座標を測定次元数分測
定し、この座標値をもとに前記測定対象物の座標系を前
記座標測定機の座標系に変換してアライメント用測定パ
スを作成し、このアライメント用測定パスを用いて前記
測定対象物のアライメントを決定するための座標測定を
行い、この測定された座標値をもとに前記測定対象物の
座標系を前記測定機の座標系に変換する換算テーブルを
作成することを特徴とする座標測定機におけるアライメ
ントの決定方法。
1. A reference axis of a measuring object is made substantially coincident with a reference axis of a coordinate measuring machine in advance, one point relating to the measuring object is used as a temporary reference point, and the coordinates of the temporary reference point are measured by the number of measurement dimensions. The coordinate system of the measuring object is converted to the coordinate system of the coordinate measuring machine based on the coordinate value to create an alignment measuring path, and the alignment of the measuring object is determined using the alignment measuring path. Coordinate measurement is performed, and a conversion table for converting the coordinate system of the measuring object into the coordinate system of the measuring machine based on the measured coordinate values is used to perform alignment measurement in the coordinate measuring machine. How to decide.
【請求項2】 互いに直交する3平面を各々基準面とし
て有するガイド部材を用い、前記ガイド部材の各基準面
を各々前記座標測定機の各測定軸方向にほぼ一致させて
固定し、このガイド部材に前記測定対象物を接触させて
前記測定対象物の基準軸をあらかじめ前記座標測定機の
基準軸に概略一致させることを特徴とする請求項1に記
載した座標測定機におけるアライメントの決定方法。
2. A guide member having three planes orthogonal to each other as reference planes is used, and each reference plane of the guide member is fixed so as to be substantially aligned with each measurement axis direction of the coordinate measuring machine. The method for determining alignment in a coordinate measuring machine according to claim 1, wherein the measuring object is brought into contact with and the reference axis of the measuring object is made substantially coincident with the reference axis of the coordinate measuring machine in advance.
【請求項3】 前記測定対象物の仮基準点の座標を測定
次元数分測定するに際し、前記ガイド部材の基準面の位
置座標を測定することを特徴とする請求項2に記載した
座標測定機におけるアライメントの決定方法。
3. The coordinate measuring machine according to claim 2, wherein the position coordinates of the reference plane of the guide member are measured when measuring the coordinates of the temporary reference points of the measurement object by the number of measurement dimensions. Method for determining alignment in.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011117766A (en) * 2009-12-01 2011-06-16 Canon Inc Interference measuring method

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