JPH11248445A - 測定機の動作時間算出システム - Google Patents
測定機の動作時間算出システムInfo
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- JPH11248445A JPH11248445A JP10047891A JP4789198A JPH11248445A JP H11248445 A JPH11248445 A JP H11248445A JP 10047891 A JP10047891 A JP 10047891A JP 4789198 A JP4789198 A JP 4789198A JP H11248445 A JPH11248445 A JP H11248445A
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Abstract
動作にかかる時間を予測することができ、パートプログ
ラムの評価や工程準備等において極めて有用な測定機の
動作時間算出システムを提供する。 【解決手段】 パートプログラムデータベース2に記憶
されたパートプログラムから測定プローブの移動に関す
るコマンドを抽出し、抽出された各コマンドの実行によ
って費やされる測定機の動作時間を、予め設定された又
は前記パートプログラムに記述された移動パラメータに
基づいてそれぞれ算出すると共に、算出された各動作時
間を積算して測定開始から測定終了までの総動作時間を
算出するコマンド解析部4を備える。
Description
定機等における測定プローブの移動動作及び測定動作に
費やす予想動作時間を算出する測定機の動作時間算出シ
ステムに関する。
三次元測定機では、測定制御プログラムとしてパートプ
ログラムが使用される。このパートプログラムは、CA
Dシステムやエディタプログラムによって作成され、例
えばDMIS(Dimendional Measuring Interface Stan
derd)言語仕様等で記述される。このプログラムに基づ
く測定動作時間を把握することは、工程計画を立案する
上で重要である。
プログラムによって制御される測定動作にかかる時間を
調べるために、パートプログラムを作成後、このパート
プログラムによって三次元測定機を実際に稼動させ、測
定にかかる総動作時間を測定しなければならなかった。
このため、パートプログラムの設計段階で適切な動作時
間に合わせ込むためのパートプログラムの修正作業を行
うことができないという問題があった。
ので、パートプログラムの設計段階においても測定動作
にかかる時間を予測することができ、パートプログラム
の評価や工程準備等において極めて有用な測定機の動作
時間算出システムを提供することを目的とする。
作時間算出装置は、パートプログラムを記憶するパート
プログラム記憶手段と、このパートプログラム記憶手段
に記憶されたパートプログラムから測定プローブの移動
に関するコマンドを抽出し、抽出された各コマンドの実
行によって費やされる測定機の動作時間を、予め設定さ
れた又は前記パートプログラムに記述された移動パラメ
ータに基づいてそれぞれ算出すると共に、算出された各
動作時間を積算して測定開始から測定終了までの総動作
時間を算出するコマンド解析手段と、このコマンド解析
手段で算出された総動作時間を表示する表示手段とを備
えたことを特徴とする。
機の動作時間算出プログラムは、記憶手段に記憶された
パートプログラムを読み出して、当該パートプログラム
から測定プローブの移動に関するコマンドを抽出し、こ
れら抽出された各コマンドの実行によって費やされる測
定機の動作時間を、予め設定された又は前記パートプロ
グラムに記述された移動パラメータに基づいてそれぞれ
算出すると共に、算出された各動作時間を積算して測定
開始から測定終了までの総動作時間を算出し、この算出
された総動作時間を表示手段に表示するものであること
を特徴とする。
ートプログラムから動作時間の見積もりに必要な測定プ
ローブの移動に関するコマンドのみを抽出し、これら抽
出された各コマンドを解析することにより、各コマンド
による動作時間を算出し、これを積算することにより、
測定開始から測定終了までの測定機の総動作時間を算出
するようにしているので、測定機を実際に動作させて測
定時間を検証する必要が無く、検証時間も短縮できると
共に、パートプログラムの設計段階において、適宜、移
動速度情報や移動経路情報等を変更して、適切な総動作
時間に合わせ込むことが可能になる。これにより、測定
工数の削減やコスト設定等が容易になる。
コマンドとしては、移動目標位置情報を有する移動コマ
ンド、測定位置情報及び測定方向情報を含む測定コマン
ドなどがある。これらの移動に関するコマンドについて
は、速度や加速時間を指示することで移動時間が求めら
れる。移動速度、移動加速時間、測定速度及び測定加速
時間は、動作時間算出のための移動パラメータとして移
動パラメータ設定手段によって外部から予め与えるか、
パートプログラムに記述しておく。
と移動速度とによって速度カーブが求められるので、目
標位置情報によって特定される移動距離を測定カーブに
沿って移動したときの時間を動作時間として算出するこ
とができる。また、例えば測定コマンドの場合、測定位
置情報と測定方向情報とが与えられ、測定プローブを測
定位置の手前で一旦停止又は減速させ、その位置から測
定方向に移動させ、ワークに接触後、タッチバックさせ
るというような動作を行うので、これらの各段階での移
動時間を移動速度、移動加速時間、測定速度及び測定加
速時間等の移動パラメータに基づいて算出すればよい。
を動作させたときの動作時間とが異なる場合には、コマ
ンド解析に際して、移動速度に基づく補正係数によって
補正処理を行うようにしてもよい。
好ましい実施の形態について説明する。図1は、この発
明の一実施例に係るCNC三次元測定機用の動作時間算
出システムを含むパートプログラム作成・編集・評価シ
ステムの機能ブロック図である。図1において、パート
プログラム作成部1は、CNC三次元測定機の測定動作
手順であるパートプログラムを自動生成又は手動生成す
るもので、CAD/CAT(Compute Aided Design/Com
puter Aided Testing)システムや、パートプログラム
をASCIIコードで入力するためのエディタ等から構成さ
れる。ここで、作成されるパートプログラムとしては、
DMIS言語に基づくものが挙げられる。このパートプ
ログラム作成部1で作成されたパートプログラムは、パ
ートプログラムデータベース2にプログラムファイルと
して記憶される。
や加速時間等の移動パラメータを設定するものである。
コマンド解析部4は、データベース2に格納されたパー
トプログラムの各コマンドを1つずつ解析して測定の動
作時間を算出する。コマンド変換部5は、データベース
に格納されたDMISパートプログラムを必要に応じて
三次元測定機に合った言語のパートプログラムに変換す
る。表示部6は、コマンド解析部4で算出された動作時
間と、コマンド変換部5で変換されたコマンドとを表示
する。
る。CNC三次元測定機では、図2に示すように測定プ
ローブ11の先端球12の位置座標(X,Y,Z)を指
示することにより、目標位置に測定プローブ11を移動
させる。この測定プローブ11の移動に関するコマンド
の典型的なものは、DMISプログラムの場合、移動コ
マンド(GOTOコマンド)と、測定コマンド(PTMEASコマ
ンド)である。以下、これらのコマンドの内容と動作時
間計算の方法について説明する。
ら目標位置P1(X1,Y1,Z1)に移動させるコマンドであ
る。このコマンドによる測定プローブ11の移動は、図
4に示すような速度カーブに従う。即ち、まず、移動パ
ラメータとして予め移動速度Vmvと、移動加速時間Tmv
が与えられており、測定プローブ11は、静止状態から
時間Tmvの間に速度Vmvに達するように加速され、停止
する前の時間Tmv前から減速される。図中(a)のよう
に、静止状態から時間Tmvの間に速度Vmvに達するまで
加速し、速度Vmvに達した瞬間に減速を開始して時間T
mvの経過で速度が0となるように駆動制御した場合、移
動距離Lmvと、そのときの移動時間MovTimeとは次のよ
うになる。
のようにLmvよりも短い場合には、最高速度がVmv′
(<Vmv)、加速時間がTmv′(<Tmv)となるので、
加速度amv=Vmv/Tmv=Vmv′/Tmv′から、加速時
間Tmv′及び移動時間MovTimeは、次のようになる。
4(c)のようにLmvよりも長い場合には、定速期間を
T2として、移動時間MovTimeが次のように求められる。
ら測定位置P1(X1,Y1,Z1)に移動させて測定動作を行
わせるコマンドである。このコマンドでは、測定位置P
1の座標値(X1,Y1,Z1)と、移動方向のベクトル(I,J,
K)とが与えられる。三次元測定機のコントローラは、
測定プローブ11を、測定位置P1から測定方向(I,J,
K)と反対方向に一定の距離(例えば2mm)だけ離れた
測定近傍位置P2にまず移動させる。次に、P2からP1
までゆっくりと移動させ、P1で測定プローブ11がワ
ークと接触したら、測定方向と逆方向に移動させる。
を示す図である。現在位置P0から測定近傍位置P2まで
の移動は、前述と全く同様に移動速度Vmv及び移動加速
時間Tmvに基づき移動時間MovTimeが算出される。測定
近傍位置P2から測定位置P1までは、測定加速時間Tms
及び測定速度Vmsに基づいて測定時間MeasTimeが算出さ
れ、測定位置P1から測定近傍位置P2までは、例えば移
動速度カーブに基づいてタッチバック時間TouchBakTime
が算出される。P1−P2の距離を予め一定値に設定して
おけば、速度情報及び加速時間情報からMeasTime,Touc
hBakTimeは、一定値となる。
チャートに基づいて説明する。まず、パートプログラム
作成部1を用いてCNC三次元測定機用DMISパート
プログラムを作成する(S1)。作成されたDMISパ
ートプログラムは、データベース2に登録される(S
2)。次に、初期化処理によって、移動時間MovTime、
測定時間MeasTime、タッチバック時間TouchBakTimeをそ
れぞれ0にリセットする(S3)。次にDMISパート
プログラムの各コマンドを抽出して解析し(S4)、解
析しながらDMISパートプログラムを測定機に適合し
たパートプログラムに変換していく(S5)。この解析
及び変換操作を全てのコマンドについて実行し(S
6)、その変換結果と三次元測定機の総動作時間とを表
示部6を介して表示する(S7)。最後に変換されたパ
ートプログラム及び動作時間をデータベース2に登録し
て(S8)、処理が終了する。
Sパートプログラムの例であり、図9は、ステップS5
で変換された測定機に適合する別のパートプログラムの
例である。両者は、基本的には殆ど同じであるため、変
換後のパートプログラムについてコマンド解析する場合
には、コマンド解析処理(S4)において、必要な数の
ライブラリを備えておけばよい。これにより、多種類の
プログラムに対応させることができる。
に詳細な処理を示すフローチャートである。前述したよ
うに、移動速度Vmv、移動加速時間Tmv、測定速度Vms
及び測定加速時間Tms等の移動パラメータは、移動パラ
メータ設定部3によって設定することができるが、これ
ら移動パラメータは、パートプログラム中に記述されて
設定・変更される場合もある。そこで、抽出されたコマ
ンドが移動パラメータの設定コマンドである場合には
(S11)、移動パラメータ設定処理を実行する(S1
2)。また、抽出されたコマンドが移動コマンド(GOT
O)又は測定コマンド(PTMEAS)の場合には(S1
3)、そのコマンドの実行によって費やされる動作時間
をnewMovTime,newMeasTime,newTouchTimeとして算出
し(S14)、次に時間補正処理して(S15)、動作
時間MovTime,MeasTime,TouchTimeに積算する(S1
6)。もし、マクロ処理、プローブの方向計算処理等が
必要である場合にはその処理を実行し(S17)、コマ
ンド解析処理を終了する。
更に詳細なフローチャートである。コマンドがGOTOコマ
ンドである場合には(S21)、測定プローブ11の現
在位置から目標位置までの移動距離distを算出し(S2
2)、そのコマンドの実行による移動時間newMovTimeを
算出する(S23)。コマンドがPTMEASコマンドの場合
には、測定位置(図5のP1)から、測定方向(I,J,K)
に基づいて移動停止点(測定近傍位置;図5のP2)を
算出し(S24)、現在位置P0から移動停止点P2まで
の移動距離distを算出する(S25)。そして、そのコ
マンド実行による移動時間newMovTime、測定時間newMea
sTime、タッチバック時間newTouchBakTimeをそれぞれ算
出する(S26〜S28)。
S26)は、図12に示される。移動距離distと基準距
離Lmvとを比較して(S31)、dist<Lmvであれば、
加速度amvを求め(S32)、前述した数2に基づい
て、移動時間newMovTimeを2*√(dist/amv)によっ
て算出する(S33)。dist≧Lmvであれば、T1=2*
Tmv,T2=(dist−Lmv)/Vmvを求め(S34)、
前述した数3に基づいて移動時間newMovTimeをT1+T2
によって求める(S35)。なお、測定時間newMeasTim
e、タッチバック時間newTouchBakTimeについても、基本
的には上記と同様の方法で算出可能であるが、移動距離
が固定している場合には、一定値を当てはめることがで
きる。
びタッチバック時間が全て加算されると、測定開始から
測定終了までの総動作時間が求められることになる。し
かし、算出された時間は、あくまで予測時間であり、更
に高精度に動作時間を予測する場合には、実際の測定機
の各駆動部での動作遅れや、速度制御カーブ(例えばS
字カーブ)等を考慮して、計算値と実際値とが一致する
ように補正する必要がある。本発明者等の実験によれ
ば、計算データと実験データとの間には、図13に示す
ような関係があることが確認されている。この例では、
移動速度が低い範囲では、実験データが計算データより
も進み、移動速度が高くなるにつれて実験データが計算
データよりも遅れるという関係を示している。このよう
な関係を考慮して、例えば図14に示すような補正テー
ブルを作成する。この補正テーブルは、移動速度Vmv
(10,50,100,…,500mm/sec)及び移動
加速時間Tmv(0.4,0.48,0.6,0.8,
1.2sec)のそれぞれの組合せに対して補正パラメー
タを格納したものである。図10の時間補正処理(S1
5)では、移動速度及び移動加速時間に基づいて必要な
補正パラメータを選択し、時間補正処理を行う。移動速
度又は移動加速時間がテーブルに登録された値と異なる
場合には、適宜必要な補間演算によって補正パラメータ
を算出すれば良い。
GOTOコマンド及びPTMEASコマンドのみをピックアップす
る例について説明しているが、パートプログラムには、
この他に測定プローブの移動経路を例えば円弧に沿うよ
うに制御するコマンドや、図15に示すように、測定時
に測定近傍位置で一度停止せずに、測定速度Vmsまで低
下した時点でプローブを等速度運動させてワークに接触
させるように制御するコマンド等も考えられる。後者の
場合、図15に示すように、一旦停止する場合に比べ
て、一旦速度がゼロになるまで減速したり、また所定の
測定速度まで加速する必要がないので、時間ロスがな
い。
コンピュータの動作時間算出プログラムによって実現さ
れ、そのプログラムはフロッピーディスク、CD−RO
M等の適当な記録媒体に記録されて提供される。
憶手段に記憶されたパートプログラムから動作時間の見
積もりに必要な測定プローブの移動に関するコマンドの
みを抽出し、これら抽出された各コマンドを解析するこ
とにより、各コマンドによる動作時間を算出し、これを
積算することにより、測定開始から測定終了までの測定
機の総動作時間を算出するようにしているので、測定機
を実際に動作させて測定時間を検証する必要が無く、検
証時間も短縮できると共に、パートプログラムの設計段
階において、適宜、移動速度情報や移動経路情報等を変
更して、適切な総動作時間に合わせ込むことが可能にな
り、測定工数の削減やコスト設定等が容易になるという
効果を奏する。
成・編集・評価システムの機能ブロック図である。
ーブを示す斜視図である。
る。
ある。
る。
ある。
る。
グラムの例を示す図である。
たパートプログラムの例を示す図である。
ートである。
ャートである。
ャートである。
フである。
ある。
速度カーブを示す図である。
ータベース、3…移動パラメータ設定部、4…コマンド
解析部、5…コマンド変換部、6…表示部。
Claims (4)
- 【請求項1】 パートプログラムを記憶するパートプロ
グラム記憶手段と、 このパートプログラム記憶手段に記憶されたパートプロ
グラムから測定プローブの移動に関するコマンドを抽出
し、抽出された各コマンドの実行によって費やされる測
定機の動作時間を、予め設定された又は前記パートプロ
グラムに記述された移動パラメータに基づいてそれぞれ
算出すると共に、算出された各動作時間を積算して測定
開始から測定終了までの総動作時間を算出するコマンド
解析手段と、 このコマンド解析手段で算出された総動作時間を表示す
る表示手段とを備えたことを特徴とする測定機の動作時
間算出装置。 - 【請求項2】 前記測定プローブを指定位置又は測定位
置近傍まで移動させる際の移動速度及び移動加速時間並
びに測定時の測定速度及び測定加速時間をそれぞれ前記
移動パラメータとして設定するための移動パラメータ設
定手段を更に備え、 前記測定プローブの移動に関するコマンドとして移動目
標位置情報を有する移動コマンドと、測定位置情報及び
測定方向情報を有する測定コマンドとを含み、 前記コマンド解析手段は、 前記移動コマンドを抽出したときには、前記目標位置情
報から移動距離を算出すると共に、算出された移動距離
と前記移動速度及び移動加速時間とに基づいて動作時間
を算出し、 前記測定コマンドを抽出したときには、前記測定位置情
報及び測定方向情報から前記測定プローブの移動経路を
算出すると共に、この移動経路と前記移動速度、移動加
速時間、測定速度及び測定加速時間とに基づいて動作時
間を算出するものであることを特徴とする請求項1記載
の測定機の動作時間算出装置。 - 【請求項3】 前記コマンド解析手段は、算出された動
作時間に移動速度に基づく補正係数によって補正処理す
るものであることを特徴とする請求項2記載の測定機の
動作時間算出装置。 - 【請求項4】 記憶手段に記憶されたパートプログラム
を読み出して、当該パートプログラムから測定プローブ
の移動に関するコマンドを抽出し、これら抽出された各
コマンドの実行によって費やされる測定機の動作時間
を、予め設定された又は前記パートプログラムに記述さ
れた移動パラメータに基づいてそれぞれ算出すると共
に、算出された各動作時間を積算して測定開始から測定
終了までの総動作時間を算出し、この算出された総動作
時間を表示手段に表示する測定機の動作時間算出プログ
ラムを記録した媒体。
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