JPS62163914A - Shape measuring apparatus - Google Patents

Shape measuring apparatus

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Publication number
JPS62163914A
JPS62163914A JP610986A JP610986A JPS62163914A JP S62163914 A JPS62163914 A JP S62163914A JP 610986 A JP610986 A JP 610986A JP 610986 A JP610986 A JP 610986A JP S62163914 A JPS62163914 A JP S62163914A
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JP
Japan
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axis
measured
shape
measurement
positioner
Prior art date
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Pending
Application number
JP610986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Aritake
有竹 猛
Tadashi Muraoka
村岡 正
Eiki Izumi
和泉 鋭機
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP610986A priority Critical patent/JPS62163914A/en
Publication of JPS62163914A publication Critical patent/JPS62163914A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable the highly accurate measuring, corresponding to the accuracy on the side of a measuring section, of a shape while being economical without being affected by a rotational position accuracy of an object to be measured, by providing a detector for detecting the angle of rotation of the object being measured to correct deviation of the angle on the measuring section side. CONSTITUTION:A positioner 5 has a highly accurate encoder 26 connected directly to a rotating shaft to detect the angle of rotation thereof. The detector 26 detect the actual angle of rotation. A control section 28 performs a positioning control in the three axes - X, Y and Z - at a shape measuring section 4 and theta axis of the positioner 5 and has a measuring control section 15 and driving control sections 16a, 16b, 16c and 23. The driving control section 16a controls a servo-motor for setting a position with respect to the X-axis of the shape measuring section 4, the driving control section 16b controls a servo-motor 14 for setting a position with respect to the Y-axis, the driving control section 16c controls a servo-motor 13 for setting a position with respect to the Z-axis and furthermore, the drive control section 23 controls a servo-motor 21 for setting the rotating position of the positioner 5.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、形状計測装置に関し、特に、被測定物を回
転させて、l1I11定軸に固定された測定ヘッドを被
測定物の表面に近接させ又は接触させて被測定物の変位
量等を測定する形状計測装置において、被測定物の回転
位置の位置決め精度に影響されずに、より高精度な測定
ができるような装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a shape measuring device, and in particular, the present invention relates to a shape measuring device, and in particular, a measuring head fixed to an I1I11 fixed axis is brought close to the surface of the measured object by rotating the measured object. The present invention relates to a shape measuring device that measures the amount of displacement, etc. of an object to be measured by bringing it into contact with the object, and is capable of performing more accurate measurements without being affected by the accuracy of positioning the rotational position of the object.

[従来の技術] この種の従来技術として三次元形状計71tll装置か
ある。この三次元形状計測装置は、例えば、1」°L交
3軸JF2のロボットを有していて、そのアームの先端
に測定ヘッド(り・ノチセンサ)が取付けられている。
[Prior Art] As a conventional technology of this type, there is a three-dimensional shape meter 71tll device. This three-dimensional shape measuring device has, for example, a robot with 1'' L and 3 axes JF2, and a measurement head (ri/notch sensor) is attached to the tip of the arm.

このような計測装置において被測定物として例えばプロ
ペラの形状について計測を行う場合、翼をポジショナで
回転させて測定対象となる翼位置で停止させ、Y、Zの
2軸を構成するコラム(支柱)を左右(X軸方向)に移
動し、先端にタッチセンサを取り付けたY軸を構成する
アームを」1下。
When measuring the shape of a propeller as an object to be measured in such a measuring device, for example, the blade is rotated by a positioner and stopped at the blade position to be measured, and the column (support) that constitutes the two axes Y and Z is used. Move the arm left and right (X-axis direction), and lower the arm that makes up the Y-axis with a touch sensor attached to the tip.

1)11後に自在に動かして翼面をタッチし、タッチし
た瞬間におけるx、 y、 zの3軸のリニアスケール
座標値を読取ることにより被測定物(プロペラ)の形状
計測を行うというものである。
1) After 11, the shape of the object to be measured (propeller) is measured by touching the wing surface by moving freely and reading the linear scale coordinate values of the three axes x, y, and z at the moment of touch. .

ここで、形状計測装置をx、y、zの3軸に動かす場合
の位置決め精度は、高精度のリニアベアリング、ボール
ねじ、リニアスケール、サーボモータ等を介して行われ
、極めて精度の高い位置決めが達成できる。これは、例
えば、数μ〜数十μli位での位置決めが可能である。
Here, positioning accuracy when moving the shape measuring device in the three axes x, y, and z is achieved through highly accurate linear bearings, ball screws, linear scales, servo motors, etc., and extremely accurate positioning is achieved. It can be achieved. This allows positioning, for example, on the order of several μ to several tens of μli.

[解決しようとする問題点コ 一方、被測定物の測定対象の位置を決めるボン7FIす
の位置決め精度の方には問題がある。
[Problems to be Solved] On the other hand, there is a problem with the positioning accuracy of the bomb 7FI which determines the position of the object to be measured.

従来のポジショナの位置制御の一例を示すと、第5図に
見るようなブロックとなる。図中、5がポジショナであ
って、サーボモータ21の回転力をピニオン20.ギヤ
19を介して受けて回転する。
An example of position control of a conventional positioner is shown in a block as shown in FIG. In the figure, numeral 5 is a positioner, which transfers the rotational force of the servo motor 21 to the pinion 20. It is rotated by being received via the gear 19.

ここで、23は、サーボモータ21の駆動制御部であり
、25は、そのフィードバック信号線、そして15は、
その計測制御部である。
Here, 23 is a drive control section of the servo motor 21, 25 is its feedback signal line, and 15 is
This is the measurement control section.

ここで、被測定物のプロペラが大重量、大寸法になると
GD2が大きくなって、ポジショナ5は、駆動装置とし
てそのトルクを大きくする必要がある。そこで、第5図
に示すように、サーボモータ21のトルりをピニオン2
0.ギヤ19により大きくしてポジショナ5を動かすこ
とになる。
Here, if the propeller of the object to be measured becomes heavy and large in size, GD2 becomes large, and the positioner 5 needs to have a large torque as a driving device. Therefore, as shown in FIG. 5, the torque of the servo motor 21 is adjusted to
0. The gear 19 is used to increase the size and move the positioner 5.

このような関係からロータリーエンコーダ等からなるエ
ンコーダ22により高精度な回転角度の割り出しを行っ
てその回転位置決めを行うようにしたとしても、ピニオ
ン21.ギヤ19の減速機構部分でのバンクラッシュ等
のガタによるロストモーションが発生してしまい、たか
だか角度にして1〜IO分程度の回転角位置決め精度し
か達成できない。
Because of this relationship, even if the encoder 22, which is a rotary encoder or the like, is used to determine the rotational angle with high accuracy and determine the rotational position, the pinion 21. Lost motion occurs due to backlash such as bank crash in the reduction mechanism portion of the gear 19, and a rotation angle positioning accuracy of about 1 to IO minutes at most can only be achieved.

しかも、プロペラの寸法が仮に半径2mとすると最外径
では、次式で下すような位置決め精度になる。
Furthermore, assuming that the propeller dimensions are 2 m in radius, the positioning accuracy at the outermost diameter will be as given by the following equation.

GO+80 このような場合には、それ以上の高精度を出すことは不
可能であって、これ以上の形状計測精度を望むのは無理
なことになる。
GO+80 In such a case, it is impossible to achieve higher accuracy than this, and it is unreasonable to desire higher shape measurement accuracy.

[発明の目的コ この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、被測定物の回転位置決め精度が測定側の位
置決め精度より低いのもであっても、それに制限されず
に、より高精度な測定が+jf能な形状計測装置を提供
することを目的とする。
[Purpose of the Invention] This invention solves the problems of the prior art, and even if the rotational positioning accuracy of the object to be measured is lower than the positioning accuracy of the measuring side, it is not limited to this. It is an object of the present invention to provide a shape measuring device that is capable of performing more accurate measurements.

[問題点を解決するための手段] この発明の特徴は、被測定物の回転ずれIILを補正す
るものであって、形状計測装置の被測定物の回転位置を
決めるボン/、?すの回転角のずれを高性能なエンコー
ダにより検出し、この検出値に応じて計測点の座標位置
のずれ補正を測定部側にて行うことにより高精度な形状
計測を可能としたものである。
[Means for Solving the Problems] The feature of the present invention is to correct the rotational deviation IIL of the object to be measured, and to determine the rotational position of the object to be measured by the shape measuring device. A high-performance encoder detects the deviation in the rotation angle of the shank, and the measurement unit corrects the deviation in the coordinate position of the measurement point according to this detected value, making highly accurate shape measurement possible. .

しかして、前記のような目的を達成するためのこの発明
の形状計測装置における手段は、測定ヘッドを回転テー
ブルと平行な面内において少な(とも1方向に移動させ
る移特徴構を制御して測定ヘッドを1方向に移動させか
つ回転テーブルを]]標回転位置に設定する制御を行う
制御部と、被測定物の回転角を検出する検出器とを有し
ていて、制御部が、検出器からの検出信号と目標回転位
置の情報とに基づき1方向における測定ヘッドの位置ず
れに対する補正Mを算出して測定ヘッドの位置を補正す
る制御を行うというものである。
Therefore, the means of the shape measuring device of the present invention for achieving the above object is to control a moving mechanism that moves the measuring head in a plane parallel to the rotary table (at least in one direction). It has a control unit that controls moving the head in one direction and setting the rotary table to a target rotation position, and a detector that detects the rotation angle of the object to be measured, and the control unit controls the rotation angle of the object to be measured. The correction M for the positional deviation of the measuring head in one direction is calculated based on the detection signal from the measuring head and information on the target rotational position, and control is performed to correct the position of the measuring head.

[作用] このように被測定物の回転角を検出する検出器を設けて
、その角度ずれ!11を測定部側で補正するようにして
いるので、被測定物の回転位置決め精度に影響されずに
、測定部側の精度に対応する高い粘度で、かつ経済的な
形状計測が1−iJ能となる。
[Function] In this way, by providing a detector to detect the rotation angle of the object to be measured, the angle deviation can be detected! Since 11 is corrected on the measurement unit side, economical shape measurement with high viscosity corresponding to the accuracy of the measurement unit is possible without being affected by the rotational positioning accuracy of the object to be measured. becomes.

[実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を参!((1し
て詳細に説明する。
[Example] Please refer to the drawings below for an example of this invention! ((1) will be explained in detail.

第1図は、この発明を適用した一実施例の形状計測装置
におけるポジショナ(0軸)制御を中心としたブロック
図であり、第2図は、形状計測装置の全体的な構成概要
図、第3図は、そのY軸制御のブロック図、第4図は、
被測定物の計測点についての説明図である。なお、先の
第5図と同一のものは同一の符号で示す。
FIG. 1 is a block diagram centered on positioner (0 axis) control in a shape measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of the overall configuration of the shape measuring device, and FIG. Figure 3 is a block diagram of the Y-axis control, and Figure 4 is
FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement points of the object to be measured. Note that the same parts as in FIG. 5 above are indicated by the same reference numerals.

第2図において、■は、形状計4(+1装置であって、
第1図に見る制御部28と形状計11111機構部とか
らなり、形状計測機構部は、X、Y、Z3軸直交構成の
形状測定部4及び0軸構成のポジショナ5の4軸で構成
されていて、形状、1111定部4とボジンヨナ5とは
、ベッド6−1r、に載置され、相7Zの位置が正確に
位置決めされている。
In FIG. 2, ■ is a shape meter 4 (+1 device,
The shape measuring mechanism consists of a control section 28 and a shape measuring mechanism 11111 shown in FIG. The fixed part 4 and the positioner 5 are placed on the bed 6-1r, and the position of the phase 7Z is accurately determined.

第1図に見る7は、形状測定部4のベースであり、かつ
形状測定部4のY軸を構成する下部フレームとなってい
て、リニアベアリング、ボールねし等を内蔵している。
Reference numeral 7 in FIG. 1 is the base of the shape measuring section 4, and is a lower frame that constitutes the Y axis of the shape measuring section 4, and has a built-in linear bearing, ball screw, etc.

そして、7aは、リニアスケールであって、ベース7の
X軸方向側の而に取り付けられており、8は、トラベル
フレームで、ベース7tをlJニアベアリングを介して
X軸方向に走行する。また、このトラベルフレーム8の
側面には、スケールセンサ8aが取り付けられている。
Reference numeral 7a denotes a linear scale, which is attached to the base 7 on the X-axis direction side, and 8, a travel frame, which runs on the base 7t in the X-axis direction via an lJ near bearing. Furthermore, a scale sensor 8a is attached to the side surface of the travel frame 8.

コラム9は、トラベルフレーム8−1−に垂直に固定さ
れ、形状測定部4の2軸を構成するリニアベアリング、
ボールねじを内蔵している。このコラム9には、そのZ
軸方向の側面にリニアスケール9aが取り付けられ、コ
ラム9の上部には、サーボモータ13がz1111Il
ボールねじと連結して固定されている。
The column 9 is fixed perpendicularly to the travel frame 8-1-, and includes linear bearings that constitute two axes of the shape measuring section 4;
It has a built-in ball screw. In this column 9, the Z
A linear scale 9a is attached to the side surface in the axial direction, and a servo motor 13 is attached to the top of the column 9.
It is connected and fixed with a ball screw.

一方、10は、サドルであって、コラム9のリニアスケ
ール9aに近接してZ軸方向に走行する。
On the other hand, 10 is a saddle that runs in the Z-axis direction close to the linear scale 9a of the column 9.

このサドル10には、その側面にスケールセンサ10a
が取り付けられ、その正面にスケールセン”l−10b
が取り付けられている。
This saddle 10 has a scale sensor 10a on its side.
is installed, and a scale sensor "l-10b" is installed in front of it.
is installed.

アーム11は、形状測定部4のY軸を構成し、リニアス
ケール、ボールねじ等が内蔵され、リニアスケールを介
してサドル10に取り付けられている。そしてアーム1
1の先端には、タッチセンサ12(測定ヘッド)が取り
付けられ、被測定物であるプロペラ2の翼3の面に接触
する。
The arm 11 constitutes the Y axis of the shape measuring section 4, has a built-in linear scale, a ball screw, etc., and is attached to the saddle 10 via the linear scale. and arm 1
A touch sensor 12 (measuring head) is attached to the tip of the probe 1, and comes into contact with the surface of the blade 3 of the propeller 2, which is the object to be measured.

また、アーム11の後部には、サーボモータ14がY輔
ボールねじと連結して固定され、第3図に見るようにそ
の下面には、ナツト10cが固定され、これがY軸ボー
ルねじllbに螺合している。
Further, a servo motor 14 is fixed to the rear part of the arm 11 in connection with a Y-axis ball screw, and as shown in FIG. It matches.

一方、ポジ7E1す5には、第1図に見るようにその回
転角を検出する高精度なエンコーダ(検出器)26がそ
の回転軸に直結して取付けられていて、この検出器26
により実際の回転角を検出する。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a high-precision encoder (detector) 26 for detecting the rotation angle is attached to the positive 7E15 and is directly connected to its rotation axis.
Detects the actual rotation angle.

ここで、形状計測装置Iは、被d(11定物としてのプ
ロペラ2の計d(11を行う場合、まず、ポシシyす5
で回転して測定対象きなる翼位置で停止させる。
Here, the shape measuring device I first calculates the total value d (11) of the propeller 2 as a constant object when performing
Rotate with and stop at the blade position to be measured.

次に、x、y、zの3輔を構成するコラム9.アーム1
1を左右、上下自在に動がして被/l1ll定物の翼面
をタッチセンサ12によりタッチする。そしてタッチし
た瞬間におけるx、y、zの3軸のリニアスケール座標
値を読取る。このことによりプロペラ2の形状計測を行
う。
Next, column 9, which constitutes the three columns x, y, and z. Arm 1
1 is moved left and right and up and down to touch the wing surface of the fixed object using the touch sensor 12. Then, the linear scale coordinate values of the three axes x, y, and z at the moment of touch are read. With this, the shape of the propeller 2 is measured.

さて、第1図に見る制御部28は、形状測定部4におけ
るX、Y、Zの3軸及びポジショナ5についてのθ軸方
向の位置決め制御を行うものであって、31測制御部1
5と、駆動制御部18a、16b、16c及び23を有
している。ここで駆動制御部leaは形状測定部4のY
軸についての位置設定をするサーボモータを制御し、駆
動制御部16bはY軸についての位置設定をするサーボ
モータ14を制御し、駆動制御部≦18cはZ軸につい
ての位置設定をするサーボモータ13を制御スる。さら
に駆動制御部23は、ポジシフ、す5の回転位置(θ軸
についての位置)の設定をするサーボモータ21をRi
り御する。
Now, the control section 28 shown in FIG.
5, and drive control sections 18a, 16b, 16c, and 23. Here, the drive control section lea is the Y of the shape measurement section 4.
The drive control unit 16b controls the servo motor 14 that sets the position about the axis, and the drive control unit≦18c controls the servo motor 13 that sets the position about the Z axis. control. Furthermore, the drive control unit 23 controls the servo motor 21 to set the rotational position (position about the θ axis) of the positive shifter 5.
control.

ここに、各駆動制御ff1N 6 a、l 8 b、1
8 c及び23は、それぞれオペアンプ等により構成さ
れ、それぞれの駆動制御部は、計測制御部15からの目
標信ちと各スケールセンサのフィードバック信号との偏
差信−じ・を発生してこれを増幅し、サーボモータ13
,14.23等に送出する。また、計4111制御部1
5は、マイクロプロセ、7す等を備えていて、その制御
プログラムにより[1標位置制御手段15a及び補正量
算出手段15bが実現され、ポジショナ5の位置決めI
Fi差に対応して前記Y軸及びY軸の位置補正制御を行
う。
Here, each drive control ff1N 6 a, l 8 b, 1
8c and 23 each consist of an operational amplifier, etc., and each drive control section generates and amplifies a deviation signal between the target signal from the measurement control section 15 and the feedback signal of each scale sensor. , servo motor 13
, 14.23, etc. In addition, a total of 4111 control units 1
5 is equipped with a microprocessor, 7, etc., and the control program realizes the 1 mark position control means 15a and the correction amount calculation means 15b, and the positioning I of the positioner 5 is realized.
The Y-axis and Y-axis position correction control is performed in accordance with the Fi difference.

次に、ポジショナ5の位置決め制御について第1図に基
づき説明すると、計測制御部15からの計1lIII点
の0軸座標値が目標信号として駆動制御部23を経由し
てベンド6に取り付けられているサーボモータ21に入
力され、サーボモータ21の出力軸に取り付けられたピ
ニオン20を回転させる。そこでこれと噛合するギヤ1
9が回転して、ギヤ19が取り付けられたポジショナ5
の回転軸を回転させ、所定の角度位置にプロペラ2を設
定する。
Next, positioning control of the positioner 5 will be explained based on FIG. 1. The 0-axis coordinate values of a total of 1lIII points from the measurement control section 15 are attached to the bend 6 via the drive control section 23 as a target signal. The signal is input to the servo motor 21 and rotates the pinion 20 attached to the output shaft of the servo motor 21. Gear 1 that meshes with this
9 rotates and the positioner 5 has the gear 19 attached.
The propeller 2 is set at a predetermined angular position by rotating the rotation axis of the propeller 2.

ここで、この回転位置決めの際のサーボモータ21の回
転数は、その回転軸に直結された検出器(エンコーダ)
22により検出されて、この検出信号がフィードバック
信号線25を経由して駆動制御部23に人力される。
Here, the rotation speed of the servo motor 21 during this rotational positioning is determined by a detector (encoder) directly connected to the rotation axis.
22, and this detection signal is manually input to the drive control section 23 via the feedback signal line 25.

駆動制御部23ではこの検出信号値と計測制御部15か
らの目標信号M、とが比較され、サーボモータ22の回
転h1に対する偏差信号b(を発生させて、これを増幅
して出力する。その結果、偏差信号fitがゼロになっ
た時点でサーボモータ22の回転は停止し、目標位置に
位置決めされる。
The drive control unit 23 compares this detection signal value with the target signal M from the measurement control unit 15, generates a deviation signal b (with respect to the rotation h1 of the servo motor 22), amplifies it, and outputs it. As a result, the rotation of the servo motor 22 is stopped when the deviation signal fit becomes zero, and the servo motor 22 is positioned at the target position.

したがって、サーボモータ22は、計測制御部15から
の信号量(制御信号)により動作することになる。この
とき、ポジショナ5は、ピニオン20、ギヤ19を介し
て回動されるので、バ、ツクラッシュ等によるロストモ
ーションにより若干の回動誤差が生じる。これが計測点
の位置座標誤差となる。
Therefore, the servo motor 22 is operated by the signal amount (control signal) from the measurement control section 15. At this time, since the positioner 5 is rotated via the pinion 20 and the gear 19, a slight rotational error occurs due to lost motion due to bumps, bumps, etc. This becomes the position coordinate error of the measurement point.

回動角誤差△0により生じる位置座標誤差を(△Xn+
 △yn)としてその関係を第4図に示すと、ΔXn、
△ynは次の式で表される。
The position coordinate error caused by the rotation angle error △0 is (△Xn+
If the relationship is shown in Figure 4 as Δyn), ΔXn,
Δyn is expressed by the following formula.

Δx=xn  ’  −xn =R(cos(On−Δθn)−cosθn )・・・
・・・・・・・・・(1) Δy=yn  ’  −yn :R(sin(on −ΔOn) −5lnOn  )
・・・・・・・・・・・・(2) ここで、翼の測定点をPnとし、その半径をR1そして
測定点PnのX、Y座標値を(xn + yn )とす
る。一方、位置Pn′を回動角誤差Δ0による測定点P
nがずれた実際の位置とし、この位置Pn’のX、 Y
座標値を(xn’+Yn’)とする。
Δx=xn'-xn=R(cos(On-Δθn)-cosθn)...
・・・・・・・・・(1) Δy=yn'-yn :R(sin(on-ΔOn)-5lnOn)
(2) Here, let the measurement point of the blade be Pn, its radius be R1, and the X and Y coordinate values of the measurement point Pn be (xn + yn). On the other hand, position Pn' is measured at point P with rotation angle error Δ0.
Let n be the actual shifted position, and calculate the X, Y of this position Pn'
Let the coordinate value be (xn'+Yn').

また、Onは、計測制御部15からの目標回動角であっ
て、角基準線oO′とOPnとのなす角度である。そし
て(On−ΔOn)は、実際の回動角であって、検出器
26により検出される。
Further, On is the target rotation angle from the measurement control unit 15, and is the angle formed by the angle reference line oO' and OPn. And (On-ΔOn) is the actual rotation angle, which is detected by the detector 26.

ところで、測定点PnのX、Y座標値(xn。By the way, the X and Y coordinate values (xn.

Vn)と、実際の測定位置Pn’のX、Y座標値(xn
 ’ +  yn ’ )との関係は次の通りとなる。
Vn) and the X, Y coordinate values (xn
'+yn') is as follows.

xn =Rcosθn       ・・・・・・・・
・・・・(3)yi  =R5lnOn       
   ・・・・・・・・・・・・(4)xn  ’  
=Rcos(On  −Δθ)  ・・・・・・・・・
・・・(5)yn ’  =Rsln((7n  −Δ
0 )   ・−・−:・−・−(G )したがって、
前記式(3)〜式(6)から位1δ座標誤差△Xn、Δ
ynを求めると式(I)9式(2)のようになる。
xn = Rcosθn ・・・・・・・・・
...(3) yi = R5lnOn
・・・・・・・・・・・・(4)xn'
=R cos(On −Δθ) ・・・・・・・・・
...(5) yn' = Rsln((7n −Δ
0 ) ・−・−:・−・−(G ) Therefore,
From the above formulas (3) to (6), 1δ coordinate error △Xn, Δ
When yn is determined, it becomes as shown in Equation (I)9 and Equation (2).

式(1)及び式(2)に見るように位置座標誤差△Xn
+△ynが計測点誤差となり、これが形状測定■ζ4の
形状計測誤差となる。そこでこの誤差をY軸、Y軸につ
いて補正する。
As seen in equations (1) and (2), the position coordinate error △Xn
+Δyn becomes the measurement point error, which becomes the shape measurement error of shape measurement ■ζ4. Therefore, this error is corrected for the Y-axis and the Y-axis.

次に、このような位置補正の対象となるY軸。Next is the Y-axis, which is subject to such position correction.

Y軸等の位置制御について説明する。Position control on the Y axis, etc. will be explained.

ところで、形状計測装置1におけるX、 Y、  Zの
3軸についての位置決めは、制御部28によりそれぞれ
独立に行われ、その制御の仕方は同様なものとなる。そ
こで、以下の説明では、形状測定部4のY軸をもって代
表し、X輔についての説明は割愛する。なお、Z軸につ
いての制御もX輛。
By the way, the positioning of the three axes of X, Y, and Z in the shape measuring device 1 is performed independently by the control unit 28, and the control method is the same. Therefore, in the following explanation, the Y axis of the shape measuring section 4 will be used as a representative, and the explanation about the X axis will be omitted. Note that the control for the Z axis is also controlled by the X machine.

Y軸と同様である。It is similar to the Y axis.

Y軸の制御は、+If記ポジショナの制御と同様に目標
値に対する偏差値を発生して行うフィードバック制御で
あって、これを第3図に従って説明すると、計測制御f
fi<15からの計測点の軸座標値が1−1標信壮とし
て駆動制御部16bに入力され、この駆動制御部16b
を経由してサーボモータ14に出力される。その紛、果
、ボールねじitbか回転し、その分だけすy ) 1
0 cは移動し、アーム11はY軸方向にシフトする。
Y-axis control is feedback control performed by generating a deviation value with respect to the target value, similar to the control of the +If positioner. To explain this according to FIG. 3, measurement control
The axial coordinate values of the measurement points from fi<15 are input to the drive control unit 16b as the 1-1 beam signal, and the drive control unit 16b
The signal is output to the servo motor 14 via. As a result, the ball screw itb rotates, and the ball screw rotates by that amount.) 1
0c moves, and the arm 11 shifts in the Y-axis direction.

このシフトmがリニアスケールllaとスケールセンサ
10bとの関係により検出され、フィードバンク信号線
18を経由して駆動制御m< 16 bに人力される。
This shift m is detected by the relationship between the linear scale lla and the scale sensor 10b, and is manually input to the drive control m<16b via the feed bank signal line 18.

駆動制御部18bでは、計測制御部15からの目標信号
量とアーム11のシフトffiの偏差信号量を発生させ
、これを増幅して出力する。そこで偏差信号量がゼロに
なった時点でサーボモータ14の回転は停止することに
なる。すわわち、アーム11は計測制御部15からの信
r3. ’またけ動く。
The drive control section 18b generates a deviation signal amount between the target signal amount from the measurement control section 15 and the shift ffi of the arm 11, amplifies it, and outputs it. Therefore, the rotation of the servo motor 14 will stop when the deviation signal amount becomes zero. That is, the arm 11 receives the signal r3. from the measurement control section 15. 'Move again.

そこで、Y軸、Y軸の被測定物に対する位置誤差の補正
処理について説明すると、計測制御部15の11標位置
制御手段15aが1」標角度θ口についての信号を補正
h1算出手段15bに送出する。
Therefore, to explain the process of correcting the position error for the Y-axis and the object to be measured on the Y-axis, the 11 mark position control means 15a of the measurement control unit 15 sends a signal regarding the 1" mark angle θ to the correction h1 calculation means 15b. do.

補正tit算出手段15bでは、この目標角度Onにつ
いての信5子と検出器26から得られる実際の位置決め
角度(θn−ΔO)信すとから式(1)及び式(2)に
基づき位置座標誤差(△xn、△yn)を算出して、こ
れに対応する位置座標誤差を袖Iトするための制御信号
を形状測定部4に送出する。
The correction tit calculation means 15b calculates the position coordinate error based on equations (1) and (2) based on the information about the target angle On and the actual positioning angle (θn-ΔO) obtained from the detector 26. (Δxn, Δyn) and sends a control signal to the shape measurement section 4 to eliminate the corresponding position coordinate error.

すなわち、計測制御部15は、前記位置座標1誤羞(Δ
Xnt△yn)に対応する補正」iの制御信号を駆動制
御部16 a、  L 6 bに送出して、各サーボモ
ータを駆動し、Y軸とY軸との位置をプロペラ2に対し
正しい位置になるように補正する。
That is, the measurement control unit 15 controls the position coordinate 1 error (Δ
A control signal corresponding to the correction "i" corresponding to XntΔyn) is sent to the drive control units 16a and L6b to drive each servo motor, and the positions of the Y-axis and the Y-axis are adjusted to the correct position with respect to the propeller 2. Correct it so that

なお、この場合、制御信号としては、目標信号量に補正
値を加減算した結果を新しい[1標信号としてそれぞわ
の駆動制御ff1N6a、16bに与えてもよいし、目
標信号を送出してY軸、Y軸の位置決めが完Yした後に
、独立に、補正のための制御括号を与えてもよい。
In this case, as a control signal, the result of adding or subtracting a correction value to the target signal amount may be given as a new [1 target signal to each drive control ff1N6a, 16b, or the target signal may be sent and Y After the positioning of the Y-axis and the Y-axis is completed, control brackets for correction may be independently given.

この位置補正により、形状測定部4のY軸、Y軸の位置
が補正され、正しい位置にタッチセンサ12を位置付け
るものである。
This position correction corrects the Y-axis and Y-axis positions of the shape measuring section 4, and positions the touch sensor 12 at the correct position.

ところで、前記位置座標の補正制御にあっては、ボノン
ヨナ5の位置決めが完rした後に行われることになるが
、これは、Y軸とY軸との位置決めが完了した後又はそ
れ以前であってもよい。
By the way, the correction control of the position coordinates is performed after the positioning of the Bonon Yona 5 is completed, but this is not after or before the completion of the positioning between the Y-axis and the Y-axis. Good too.

このように、ポジショナ5の回動角を検出器26で検出
して、実際の回動角((7n−△On)を得て、これを
計測制御部15にフィードバックし、計d]11制御部
15において計算式(1) 、 (2)により計測点の
ずれ量△Xn+ Δynを算出する。そしてこうして算
出した値に対応する信号量を形状測定部4の位置決めの
補正量として計測制御部15からその制御プロセンサ処
理等により出力するものである。
In this way, the rotation angle of the positioner 5 is detected by the detector 26 to obtain the actual rotation angle ((7n-ΔOn), which is fed back to the measurement control unit 15, and the total d]11 control is performed. The measurement control section 15 calculates the deviation amount ΔXn+Δyn of the measurement point using calculation formulas (1) and (2).The measurement control section 15 then uses the signal amount corresponding to the calculated value as the positioning correction amount of the shape measurement section 4. It is output from the control processor processing etc.

このように位置補IEすることにより被測定物のプロペ
ラ2の莢3と夕・ノチセンサ12とが+F、 I、い位
置関係に捕IEされ、より正確な形状測定ができる。
By performing the position correction IE in this manner, the pod 3 of the propeller 2 of the object to be measured and the evening/notch sensor 12 are captured in a +F, I, positive positional relationship, making it possible to measure the shape more accurately.

ここで、検出器26の分解能か218〜220程度の高
精度な能力を有するものとすると、この場合、約5〜1
.2秒まで検出でき、R=200Q mmとすれば、約
50〜12μ分解能となる。
Here, assuming that the resolution of the detector 26 is high precision of about 218 to 220, in this case, about 5 to 1
.. It can be detected for up to 2 seconds, and if R=200Q mm, the resolution is about 50 to 12μ.

以上説明してきたが、実施例では、ポジショナの回転軸
にエンコーダを直接結合して、被測定物の回転角を検出
するようにしているが、これは、軸に反射マーク等を設
けて、光学的に検出するものであってもよく、また、係
合ロスの少ないローラ等の手段を介して間接的に検出器
をポジショナの回転軸に結合するようなものであっても
よい。
As explained above, in the embodiment, the encoder is directly coupled to the rotation axis of the positioner to detect the rotation angle of the object to be measured. Alternatively, the detector may be indirectly coupled to the rotation shaft of the positioner through means such as a roller with little engagement loss.

さらに、被11111定物から直接回転角を検出するよ
うな他の検出器であってもよい。
Furthermore, other detectors that directly detect the rotation angle from the fixed object 11111 may be used.

また、実施例で説明した計測制御部では、目標位置制御
手段からのIg+標角度値と検出器からの実際の角度と
から補正量を直接算出しているが、これは、ポジショナ
の位置決め角度誤差を−r1算出して、これに応じた補
正1迂を算出し、又は関数発生器で発生し、あるいは記
憶テーブル等をl jj(j Lで発生するようにして
もよい。
In addition, in the measurement control unit explained in the embodiment, the correction amount is directly calculated from the Ig + target angle value from the target position control means and the actual angle from the detector, but this is due to the positioning angle error of the positioner. It is also possible to calculate −r1 and calculate the corresponding correction 1, generate it in a function generator, or generate it in a memory table or the like as l jj (j L).

実施例では、計測制御部にマイクロプロセ、すを内蔵し
て、角度すれ量とか補正Fitを算出するようにしてい
るが、この算出は、マイクロプロセッサに限定されるも
のではな(、例えば関数発生器等により算出してもよく
、関数発生器による対応する角度すれiitとか補正量
の発生は、ここでの算出という概念に含まれるものであ
る。
In the embodiment, a microprocessor is built into the measurement control unit to calculate the amount of angular deviation and correction Fit, but this calculation is not limited to the microprocessor (for example, function generation The calculation may be performed using a device, etc., and the generation of the corresponding angle deviation iit or correction amount by a function generator is included in the concept of calculation here.

さらに、実施例における形状31測装置は、XIY、2
3軸を有する三次元の測定装置を例としているが、これ
は、三次元のうち被?l1ll定物を回転させるポジシ
ョナの回転面(回転テーブル)に平行な面内での、少な
くとも、1方向の補正であってもよく、また、これは、
三次元計測装置に限定されるものではない。すなわち、
前記の方向で測定を行う二次元又は−・次元の計測装置
等であってもよい。
Furthermore, the shape 31 measuring device in the example is XIY, 2
A three-dimensional measuring device with three axes is used as an example, but this is a three-dimensional measuring device. The correction may be made in at least one direction within a plane parallel to the rotation plane (rotary table) of the positioner that rotates the constant object, and this may be
The invention is not limited to three-dimensional measuring devices. That is,
It may also be a two-dimensional or --dimensional measuring device that performs measurements in the above-mentioned directions.

また、センサとしては、測定ヘッドにタッチセンサを設
けているが、その他のセンサであってもよいことはもち
ろんである。
Further, although a touch sensor is provided on the measurement head as a sensor, it goes without saying that other sensors may be used.

[発明の効果] 以I−の説明から理解できるように、この発明にあって
は、測定ヘッドを回転テーブルとSIi行な面内におい
て少なくとも1方向に移動させる移特徴構を制御して測
定ヘッドを1方向に移動させかつ回転テーブルを11標
回転位置に設定する制御を行う制御部と、被測定物の回
転角を検出する検出器とを有していて、制御部が、検出
器からの検出信号と目標回転位置の情報とに基づき1方
向における測定ヘッドの位置ずれに対する補正けを算出
して測定ヘッドの位置を補正する制御を行うようにして
いるので、被測定物の回転位置決め精度に影響されずに
、測定部側の精度に対応する高いγIIj度で、かつ経
済的な形状計測が可能となる。
[Effects of the Invention] As can be understood from the explanation in I- below, in the present invention, the measuring head is moved by controlling a moving mechanism that moves the measuring head in at least one direction in a plane parallel to the rotary table. The control unit includes a control unit that controls moving the rotary table in one direction and setting the rotary table to an 11-point rotation position, and a detector that detects the rotation angle of the object to be measured. Since the control is performed to correct the position of the measuring head by calculating the correction value for the positional deviation of the measuring head in one direction based on the detection signal and the information on the target rotational position, the accuracy of the rotational positioning of the object to be measured is improved. It is possible to economically measure the shape with a high degree of γIIj corresponding to the accuracy of the measurement unit without being affected.

4、図面の@ l’な説明 第1図は、この発明を適用した一実施例の形状31測装
置におけるポジショナ(0軸)制御を中心としたブロッ
ク図、第2図は、形状計測装置の全体的な構成概要図、
第3図は、そのY軸制御のブロック図、第4図は、被測
定物の計測点についての説明図、第5図は、従来の形状
計測装置におけるポジショナ制御を中心としたブロック
図である。
4. @l' explanation of the drawings Figure 1 is a block diagram centered on positioner (0 axis) control in a shape measuring device according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a block diagram of the shape measuring device according to an embodiment of the present invention. Overall configuration diagram,
Fig. 3 is a block diagram of the Y-axis control, Fig. 4 is an explanatory diagram of measurement points of the object to be measured, and Fig. 5 is a block diagram centered on positioner control in a conventional shape measuring device. .

1・・・形状計測装置、2・・・プロペラ(被測定物)
3・・・翼、4・・・形状計測部、5・・・ポジショナ
、6・・・ベッド、7・・・ベース、7a・・・リニア
スケール、8・・・トラベルフレーム、8a・・・スケ
ールセンサ、9・・・コラム、9a・・・リニアスケー
ル、10・・・サドル、10a・・・スケールセンサ、
10b・・・スケールセンサ、10C・・・ナンド、1
1・・・アーム、12・・・タッチセンサ、13.14
・・・サーボモータ、15・・・計測制御部、lea、
18b、16c、23・・”駆動制御部、18・・・フ
ィードバック信号線、19・・・ギヤ、20・・・ピニ
オン、21・・・サーボモータ、22・・・検出器、2
5・・・フィードバンク信号線、26・・・検出器、2
7・・・フィードバック信号線、28・・・制御部。
1... Shape measuring device, 2... Propeller (object to be measured)
3... Wing, 4... Shape measurement unit, 5... Positioner, 6... Bed, 7... Base, 7a... Linear scale, 8... Travel frame, 8a... Scale sensor, 9... Column, 9a... Linear scale, 10... Saddle, 10a... Scale sensor,
10b... Scale sensor, 10C... Nando, 1
1... Arm, 12... Touch sensor, 13.14
...Servo motor, 15...Measurement control section, lea,
18b, 16c, 23..." Drive control unit, 18... Feedback signal line, 19... Gear, 20... Pinion, 21... Servo motor, 22... Detector, 2
5... Feed bank signal line, 26... Detector, 2
7... Feedback signal line, 28... Control unit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定物を載置して回転させる回転テーブルと、
前記被測定物に近接又は接触する測定ヘッドと、この測
定ヘッドを前記回転テーブルと平行な面内において少な
くとも1方向に移動させる移動機構とを備える形状計測
装置において、前記移動機構を制御して前記測定ヘッド
を前記1方向に移動させかつ前記回転テーブルを目標回
転位置に設定する制御を行う制御部と、前記被測定物の
回転角を検出する検出器とを有し、前記制御部は、前記
検出器からの検出信号と前記目標回転位置の情報とに基
づき前記1方向における前記測定ヘッドの位置ずれに対
する補正量を算出して前記測定ヘッドの位置を補正する
制御を行うことを特徴とする形状計測装置。
(1) A rotary table on which the object to be measured is placed and rotated;
A shape measuring device comprising a measuring head that approaches or contacts the object to be measured, and a moving mechanism that moves the measuring head in at least one direction in a plane parallel to the rotary table, wherein the moving mechanism is controlled to a control unit that controls moving the measurement head in the one direction and setting the rotary table to a target rotation position; and a detector that detects the rotation angle of the object to be measured; A shape characterized in that control is performed to correct the position of the measuring head by calculating a correction amount for a positional deviation of the measuring head in the one direction based on a detection signal from a detector and information on the target rotational position. Measuring device.
(2)移動機構は、回転テーブルと平行な面内において
少なくとも2方向に測定ヘッドを移動させる機構であっ
て、検出器は、前記回転テーブルの回転軸に係合するエ
ンコーダであり、前記制御部は、2方向における測定ヘ
ッドの位置ずれに対する補正量を算出して、前記2方向
において前記測定ヘッドの位置を補正をすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の形状計測装置。
(2) The moving mechanism is a mechanism for moving the measurement head in at least two directions in a plane parallel to the rotary table, the detector is an encoder that engages with the rotation axis of the rotary table, and the control unit 2. The shape measuring device according to claim 1, wherein the shape measuring device calculates a correction amount for a positional deviation of the measuring head in two directions, and corrects the position of the measuring head in the two directions.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073864B1 (en) * 2012-04-23 2012-11-14 ヤマト発動機株式会社 Wing surface shape recording device for propeller of outboard motor of race boat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073864B1 (en) * 2012-04-23 2012-11-14 ヤマト発動機株式会社 Wing surface shape recording device for propeller of outboard motor of race boat

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