JPS61219814A - 自動較正機能付計測装置 - Google Patents

自動較正機能付計測装置

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JPS61219814A
JPS61219814A JP6085385A JP6085385A JPS61219814A JP S61219814 A JPS61219814 A JP S61219814A JP 6085385 A JP6085385 A JP 6085385A JP 6085385 A JP6085385 A JP 6085385A JP S61219814 A JPS61219814 A JP S61219814A
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JP
Japan
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measurement
probe
correction coefficient
gain
calibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP6085385A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Kamado
釜洞 文夫
Takeo Yamamoto
豪夫 山本
Satoshi Endo
智 遠藤
Keiichi Makiyama
啓一 槙山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP6085385A priority Critical patent/JPS61219814A/ja
Publication of JPS61219814A publication Critical patent/JPS61219814A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アナログ式変位検出器を用いて被測定物の形
状等を計測する計測装置に係り、計測精度の向上に利用
できる。
[背景技術とその問題点] 機械加工されたワークの形状、例えば軸や穴の真9円度
を計測するには、移動可能な計測主軸に、スタイラスの
変位量を例えば電気マイクロメータ等で検出するアナロ
グ式変位検出器を取付けた計測装置が用いられている。
このものは、スタイラスの変位を電気信号に変換し、そ
の電気信号から変位量を求めるものであるが、スタイラ
スの機械的変位特性や電気回路上の特性によって、実際
に求められた計測値に誤差が含まれることが多い。
そこで、従来では、較正器にアナログ式変位検出器のス
タイラスをセントし、較正器を一定量づつ変位させたと
きのアナログ式変位検出器の値を11「1次読取りなが
ら較正を行なっていたが、このような較正では、時間や
労力がかかる上、ミスが生じやすい。
[発明の目的] −9ここに、本発明の目的は、このような従来の欠点:
を解消すべくなされたもので、計測装置内に較正器を組
込み、アナログ式変位検出器の較正を自ユ的に行ない、
かつこの較正によって求められた補正係数を基に計測値
を補正するようにした自動較正機能付計測装置を提供す
ることにある。
[問題点を解決するための手段および作用]そのため、
本発明では、予め設定された手順に従って多次元方向へ
自動的に移動される計測主軸に、スタイラスの変位量を
アナログ式変位検出器によって検知する計測プローブを
取付け、この計測プローブによって被測定物の形状等を
計測する計Aid装置において、モータによって変位さ
れかつその変位計がモータの回転量に比例する較正器と
、この較正器に前記計測プローブのスタイラスが接した
状態において、前記モータを所定量づつ回転させ、この
ときのアナログ式変位検出器の値を順次取込んだ後、こ
れらの値から補正係数を求ある制御装置と、この制御装
置によって求められた補正係数を記憶する記憶手段と、
をそれぞれ設け、被1111定物の計測時、前記アナロ
グ式変位検出器で得られた計測値を前記記憶手段の補正
係数で補正して変位量を求める、ことを特徴としてい[
実施例] 第1図は本発明の計測装置の一実施例を示してい柩、同
図において、ベッド1の上面後部には。
案内溝2に沿ってサドル3が駆動装置4の駆動によりベ
ッドlの左右方向(X軸方向)へ移動自在に設けられて
いる。前記駆動装置4は、前記ベッドlの上面にX軸方
向に沿って回転可能に支持されかつ前記サドル3と螺合
する送りねじ軸5と、この送りねじ軸5を回転させるモ
ータ6とから構成されている。
また、前記サドル3の上面には、案内溝12に沿ってコ
ラム13が駆動装置14の駆動によりベッド1の前後方
向(Z軸方向)へ移動自在に設けられている。前記駆動
装置14は、前記サドル3のL面にZ軸方向に沿って回
転可能に支持されかつ前記コラム13と螺合する送りね
じ軸15と、この送りねじ軸15を回転させるモータ1
6とから構成されている。
また、前記コラム13には、図示しない案内を介して主
軸頭21が駆動装置24の駆動により前記へラドlの上
下方向(Y軸方向)へ移動可能に設けられている。前記
駆動装置24は、前記コラ先端に複数種の計測プローブ
22+〜224・、22nを選択的に装着する計Δ11
主軸23が回転可能に支持されている。
一方、前記ベッドlの上面前部には、予め複数種の計測
プローブ22+〜224,22nをストックしそれを選
択的に前記計測主軸23へ取付ける計測プローブ自動交
換装置31と、較正スタンド32とがそれぞれ設けられ
ている。計測プローブ自動交換装置31は、複数種の計
測プローブ221〜22+、22nを予め保持する複数
のプローブストッカ33+〜335を有し、これらが選
択的に上下方向へ昇降できるようになっている。プロー
ブ交換に当って、計測プローブ221〜224.22n
のうち5例えば計測プローブ22Iが次の計測工程で指
定されると、その計測プローブ221のプローブストッ
カ331と空のプローブストッカ335とが上昇される
。この状態において、計測主軸23に装着されている計
測プローブ22nが空のプローブストッカ335にス輿
ゴアされた後、計測主軸23の三次元方向への移動によ
りプローブストッカ331の計測プローブ221が計測
主軸23へ装着される。この後、上昇したプローブスト
ッカ33+  、33sが元の位置まで下降され、一連
のプローブ交換が終了する。
前記複数の計測プローブ222〜224,221のうち
、真円度等を計測する計測プローブ224は、第2図に
示す如く、前記計測主軸23に装着されるプローブ本体
34と、このプローブ本体34に取付けられた電気マイ
クロメータ等のアナログ式変位検出器35とを含む。ア
ナログ式変位検出器35は、変位可能なスタイラス36
の変位量を電気信号として検出でき、かつ外部からのゲ
イン切換信号によりゲイン切換が行なえるようになって
いる。また、前記プローブ本体34には、その外周面に
前記計測主軸23側に設けられた回転トランスの一次側
との叫で信号の授受を行う回転トランスの二次側37が
設けられているとともに、内部に前記回転トランスを通
じて与えられるゲイン切換指令に基づき前記アナログ式
変位検出器35のゲインを切換え、かつアナログ式変位
検ケッ)41を介して較正器42が取付けられている。
較正器42は、上面が僅か傾斜した較正台43と、この
較正台43の上面に移動自在に載置された可動ブロック
44とから構成されている。可動ブロック44には、前
記較正台43の一部に螺合された送りねじ軸45が回動
自在に連結されている。これにより、送りねじ軸45が
回動すると、その送りねじ軸45の進退により可動ブロ
ック44が較正台43上に沿って移動し、可動ブロック
44の上面位置が上下方向へ変位されるようになってい
る。
また、較正スタンド32の裏面側には、ブラケット46
を介してパルスモータ47が前記送りねじ軸45と同軸
上に固定されている。パルスモータ47の出力軸48に
は円板49が固定され、この円板49の偏心位置に回転
伝達棒50が突設されている0回転伝達棒50には、前
記送りねじ軸45に固定された円板51の偏心穴52が
その軸方向へ変位可能に係合されている。また、く、パ
ルスモータ駆動回路63を介してコントローラ62が接
続されている。コントローラ62は、制御装置61から
の駆動指令に従ってパルスモータ駆動回路63を介して
前記パルスモータ47を駆動させ、かつパルスモータ4
7が所定量回動されて停止したときその完了信号を前記
制御装置61へ送る。
制御装置61は、前記回路38内のゲイン切換信号回路
64を介して計測プローブ224内のアナログ式変位検
出器35のゲインを切換え、かつアナログ式変位検出器
35からの出力信号を信号処理回路66およびゲート回
路67を介して取込み、記憶装置68内へ記憶させる。
前記ゲスト回路67は、前記コントローラ62からの完
了信号によってオープンされるようになっている。また
、記憶装置68には、制御装置i61内へ取込まれたア
ナログ式変位検出器35からの出力信号をその検出器3
5の各ゲインG + ” G n毎に順次ストアする計
測値記憶エリア69+〜69nと、こ次に、本実施例の
作用を第5図を参照して説明する。ここでは、計測開始
前、或いは定期的に較正を行なう。
較正に当っては、第5図に示す如く、まず、較正器42
のイニシャライズが行なわれた後、制御装2161から
の指令により計測主軸23に取付けられた計測プローブ
224が較正位置、つまり可動ブロック44上へ移動さ
れる。
続いて、制御装置61からのゲイン切換指令に基づきゲ
イン切換信号回路64からゲイン切換信号が計測プロー
ブ224へ出力され、その計測プローブ224内のアナ
ログ式変位検出器35のゲインが指定されたゲイン、例
えばゲインGIに設定される。
この後、制御装置61からの駆動指令がコントローラ6
2へ出力される。すると、コントローラ62は、パルス
モータ駆動回路63を介してパルスモータ47を一定量
回転させる。パルスモータ47が回転すると、出力軸4
89円板491回転上昇または下降し、パルスモータ4
7が停止されると、コントローラ62から完了信号が出
される。すると、ゲート回路67がオープンされるので
、計測プローブ224内のアナログ式変位検出器35の
出力信号(X、)が信号処理回路66およびゲート回路
67を通じて制御装置61へ取込まれた後、記憶装置6
8の計測値記憶エリア691の第1番目の番地ヘスドア
される。
このようにして、パルスモータ47を一定量ずつ回転さ
せ、そのときのアナログ式変位検出器35からの出力信
号を順次取込んでいくと、計測値記憶エリア691には
計測値X + ” X nが順次記憶される。ここで、
アナログ式変位検出器35のゲインG+について、所定
数の計測値が取込まれ−ると、これらの計測値の回帰直
線の傾きからゲインG1の補正係数に+が求められた後
、記憶装置68の補正係数記憶エリア701へ記憶され
る。
続いて、ゲイン切換信号回路64を介してアする。
このようにして、較正を行った後、計測プローブ224
を用いて被測定物の計測を行う、計測時、計測プローブ
224を用いて得られた計it−値をΔX′とすると、
記憶装置68内の補正係数記憶エリア701〜70nの
中から対応するゲインの補正係数、例えば補正係数に−
が選択され、この補正係数に+によって計測値ΔX′が
補正される。つまり、補正後の計測値ΔXは、 ΔX=ΔX ’ X K + で求められる。
従って、本実施例によれば、計測装置内に較正器42を
組込み、この較正器42の可動ブロック44上に計測プ
ローブ224のスタイラス36が接した状態において、
可動ブロック44を一定量づつ変位させ、このときのア
ナログ式変位検出器35の計測値を順次取込んだ後、こ
れらの計測値から補正係数を求め、この補正係数により
計測時に得られた計測値を補正するようにしたので、ア
35の各ゲイン毎に求めるようにしたので、ゲインが切
換っても計測値の信頼性が損なわれることがない。
なお、実施に当って、較tE器42は、上記実施例で述
べた較正台43の斜面を利用して可動ブロック44の上
面、つまり基準面を変位させる構造に限らず、モータの
回転量に比例して可動ブロックの基準面が変位できる構
造であれば、いずれでもよい。
[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、アナログ式変位検出器の
較正が迅速かつ容易な上、計測値の信頼性が高い自動較
正機能付計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は全体の外
観を示す斜視図、第2図は真円度等を計測する計測プロ
ーブを示す側面図、第3図は較正器を示す断面図、第4
図は回路構成を示すプロフ鳩図、第5図はフローチャー
トである。 22、〜224,22n・・・計測プローブ、23・・
・計A111主軸、35・・・アナログ式変位検出器、
36・・・スライラス、42・・・較正器、47・・・
パルスモータ、61・・・制御装置、68・・・記憶装
置。 特許出願人 工業技術院長 等々力 達筆1図 第3図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め設定された手順に従って多次元方向へ自動的
    に移動される計測主軸に、スタイラスの変位量をアナロ
    グ式変位検出器によって検知する計測プローブを取付け
    、この計測プローブによって被測定物の形状等を計測す
    る計測装置において、 モータによって変位されかつその変位量がモータの回転
    量に比例する較正器と、 この較正器に前記計測プローブのスタイラスが接した状
    態において、前記モータを所定量づつ回転させ、このと
    きのアナログ式変位検出器の値を順次取込んだ後、これ
    らの値から補正係数を求める制御装置と、 この制御装置によって求められた補正係数を記憶する記
    憶手段と、をそれぞれ設け、 被測定物の計測時、前記アナログ式変位検出器で得られ
    た計測値を前記記憶手段の補正係数で補正して変位量を
    求める、 ことを特徴とする自動較正機能付計測装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、前記補正係数を
    、前記アナログ式変位検出器の各ゲイン毎に求め、かつ
    前記記憶手段に記憶するようにしたことを特徴とする自
    動較正機能付計測装置。
JP6085385A 1985-03-27 1985-03-27 自動較正機能付計測装置 Pending JPS61219814A (ja)

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