KR100230942B1 - 측정대상물의 양부를 판별하는 3차원 비교측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 3차원 비교측정장치는 미리 측정 기억되어 있는 모델측정대상물(마스터)의 측정데이터(기준데이터)와, 각 측정대상물의 측정데이터를 비교 연산하여 그 감산치와 미리 설정되어 있는 공차를 비교 판별하여 상기 측정대상물의 양부를 판별할 뿐만 아니라 측정대상물의 측정시에 측정자가 모델측정 대상물의 소정점에 대응하는 측정점에서 어긋났을 경우에 이것을 교정하여 높은 측정정밀도를 유지하도록 한 것으로서, 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점 P의 접선이 기준축과 이루는 각도(θ) 또는 정접치(tanθ)를 미리 설정 입력해두고, 측정대상물의 측정시에 측정자가 각종 오차에 기인하여 측정대상물에 대해 위치가 어긋난 채 접촉한 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁와 상기 측정점 P의 좌표치 x,y,z와, 상기 각도(θ) 또는 정접치(tanθ)를 사용하여 상기 측정점 P₁과 비교되기 위한 모델측정 대상물의 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 산출하고, 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁과 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 비교 판별하도록 한 3차원 비교측정장치이다.

Description

측정대상물의 양부를 판별하는 3차원 비교측정장치

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 3차원 비교측정장치의 정면도.

제2도는 본 발명의 일실시예를 도시한 3차원 비교측정장치의 측면도.

제3도는 본 발명의 실시예를 도시한 도면으로서 기능 블럭도.

제4도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 도면으로서 작용을 설명하기 위한 설명도.

제5도 및 제6도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면으로서 작용을 설명하기 위한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스 5 : 테이블(X축 슬라이더)

17 : Y축 슬라이더 25 : Z축 슬라이더

31 : 프로브 33 : 측정자

55 : 데이타 처리장치 61 : 계측데이타 설정장치

본 발명은 미리 측정 기억되어 있는 모델 측정대상물(마스터)의 측정데이타(기준데이타)와 각 측정대상물의 측정데이타를 비교 연산하고 그 감산치와 미리 설정되어 있는 공차를 비교·판별하여 상기 측정대상물의 양부(良否)를 판별하는 3차원 비교측정장치에 관한 것으로서, 특히 측정대상물의 측정시에 측정자가 모델측정대상물의 소정의 대응 측정점에 어긋났을 경우, 이것을 교정하여 높은 측정정밀도를 유지하도록 한 것에 관한 것이다.

종래부터 각종 비교측정장치가 알려져 있는데, 예를 들면 다음과 같은 3차원 측정장치가 있다. 우선 측정대위에 측정대상물을 올려놓고 고정한 다음, 상기 측정대상물에 대하여 측정장치 본체에 장비된 프로브를 3차원적으로 상대 이동시키면서 측정대상물의 미리 설정된 소정의 측정점에 측정자를 접촉시킨다. 그리고 이때의 측정물의 측정면과 측정자의 상대 이동량을 검출하여 데이타처리를 한다. 이것에 의해서 측정대물의 형상 혹은 치수 등을 측정하는 것이다.

또 상기 구성의 것은 3차원적인 절대치 데이타를 얻는 것이지만, 이 3차원적인 절대치 데이타와 기준데이터를 비교하여 그 양부를 판별하도록 한 것도 고려되어 있다. 즉 마스터에 대해서 미리 측정하여 마스터의 소정의 측정점에서의 기준 데이터를 얻는다. 다음에 측정대상물에 대해 대응하는 측정점에 있어서의 측정을 실시하여 측정데이터를 얻는다. 그리고 그 측정데이터와 기준데이터를 비교 판별하여 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 것이다. 이것이 소위 3차원 비교측정장치이다.

상기 종래의 구성에 의하면 다음과 같은 문제가 있었다. 즉 작금, 측정작업의 효율화를 기도하고 측정시에 측정자의 제어가 고속화되어 간다. 그런데 측정자의 고속화는 역으로 측정자의 위치결정에 대한 정밀도의 저하를 유발한다. 측정자를 소정의 측정점(모델측정 대상물의 측정점에 대응하는 소정의 측정점)에 위치시켜서 측정하는 것은 결코 용이한 것이 아니다. 설사 측정대상물에 대해서 측정을 실시하는 경우, 마스터의 측정점에 대해 대응하지 않는 측정점에서 측정을 행했을 경우에는 대응하지 않는 측정점에서의 측정데이터와 기준데이터를 비교 판별하는 것으로 되어 측정정밀도는 저하된다. 그런데 종래의 3차원 비교측정 장치의 경우에는 그와 같은 측정자의 위치가 어긋나는 것에 기인한 측정오차를 교정하여 측정정밀도를 향상시키도록 한 구성이 없다.

본 발명은 이와 같은 점에 착안하여 제안된 것으로서 그 목적으로 하는 바는 모델 측정대상물의 소정의 측정점에 대응하는 측정대상물의 소정의 측정점에 대하여 측정자가 각종 오차에 기인하여 위치가 어긋난 측정점에서 측정을 행했을 경우에 이것을 교정하여 높은 정밀도로 측정을 행하는 것을 가능하게 하는 3차원 비교측정장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본원 발명에 의한 3차원 비교측정장치는 베이스 위에서 X축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치되어 측정대상물이 올려 놓여져 고정되는 X축 슬라이더와, 상기 베이스 위에 X축에서 직교하는 Y축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Y축 슬라이더와, Y축 슬라이더에 부착되어 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Z축 슬라이더와, Z축 슬라이더에 부착된 프로브와, 프로브에 부착되어 X축 슬라이더에 올려 놓여져 고정된 측정대상물의 소정의 측정점에 접촉되는 측정자를 구비하고, 모델 측정대상물의 소정의 측정점에서의 X, Y, Z좌표치와 측정대상물의 대응하는 소정의 측정점에서의 X, Y, Z 좌표치를 비교·판별하여 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 3차원 비교측정장치에 있어서, 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점(P)에서의 접선이 기준축과 이루는 각도(θ) 또는 정접치(正接値)(tan θ)를 미리 설정·입력해두고 측정대상물을 측정할 때 측정자가 각종 오차에 기인하여 측정대상물에 대해 위치가 어긋난 채 접촉한 측정점 P₁의 좌표치 x₁, y₁, z₁와 측정점 P의 좌표치 x, y, z와, 각도(θ) 또는 정접치(tan θ)를 사용하여 측정점(P₁)과 비교하기 위한 모델측정 대상물의 측정점 P₂의 좌표치 x₂, y₂, z₂를 산출하고, 측정점 P₁의 좌표치 x₁, y₁, z₁와 측정점 P₂의 좌표치 x₂, y₂, z₂를 비교·판별하도록 한 것을 특징으로 한 것이다.

또 베이스 위에 X축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치되어 측정대상물이 올려 놓여져 고정되는 X축 슬라이더와, 베이스 위에서 X축에 직교하는 Y축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Y축 슬라이더와, 상기 Y축 슬라이더에 부착되어 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Z축 슬라이더와, 상기 Z축 슬라이더에 부착된 프로브와, 이 프로브에 부착되어 X축 슬라이더에 올려 놓여져 고정된 측정대상물에 대해 소정의 측정점에 접촉되는 측정자를 구비하고 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치와 측정대상물의 대응하는 소정의 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치를 비교·판별하여 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 3차원 비교측정장치에 있어서, 측정대상물 및 모델 측정대상물의 측정면은 원형을 이루고 있고, 상기 모델 측정대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과 모델측정대상물의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 미리 설정 입력해두고, 측정대상물의 측정시에 측정자가 각종 오차에 기인하여 측정대상물에 대해 위치가 어긋난 채 접촉한 측정점 P₁의 좌표치 x₁, y₁, z₁와 상기 측정점 P의 좌표치 x,y,z와 모델측정 대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과, 모델 측정대상물에서의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 사용하여 상기 측정점 P₁과 비교하기 위해 모델 측정대상물의 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 산출하고, 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁와 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 비교·판별하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

우선 청구범위 제1항에 의한 3차원 비교측정장치의 경우에는 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점 P와 기준축이 이루는 각도(θ) 또는 정접치(tan θ)를 미리 설정·입력해 둔다. 그리고 측정대상물을 측정할 때 측정자가 각종 오차에 기인하여 모델측정 대상물의 측정점P에 대응하는 위치와는 어긋난 상태로 측정점 P₁에서 측정대상물에 접촉하였다면, 이 경우에는 아무 것도 교정하지 않으면 측정대상물의 측정점 P₁의 측정데이터와 모델 측정대상물의 측정점 P에서의 기준데이터를 비교하게 되므로 실효성이 없어진다. 이에 대해 본 발명의 경우에는 모델 측정 대상물의 측정점P의 좌표치, 측정대상물의 측정점 P₁의 좌표치, 각도(θ) 또는 정접치(tan θ)를 사용하여 측정점 P₁에 대응하는 모델측정대상물의 측정점 P₂의 좌표치를 산출하고, 이 모델측정대상물의 측정점 P₂의 좌표치와 측정대상물의 측정점 P₁의 좌표치를 비교·판별하여 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 것이다.

또 청구범위 제2항에 의한 3차원 비교측정장치의 경우에는 측정대상물 및 모델 측정대상물의 측정면이 원형을 이룬 경우의 것이다. 이 경우에는 먼저 모델 측정대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과 모델 측정대상물에서의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 미리 설정 입력해둔다. 그리고 측정대상물의 측정시에 측정자가 각종 오차에 기인하여 모델 측정대상물의 측정점 P₁에 대응하는 위치로부터 어긋난 채 측정대상물에 대해 접촉한 것으로 한다. 이 경우에는 측정대상물의 측정점 P₁의 좌표치와 모델 측정대상물의 측정점 P의 좌표치와, 모델측정 대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과 모델 측정대상물의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 사용하여 측정점(P₁)에 대응하는 모델측정 대상물의 측정점 P₂의 좌표치를 산출한다. 그리고 측정점 P₁의 좌표치와 측정점 P₂의 좌표치를 비교·판별하여 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 것이다.

이하 제1도 내지 제4도를 참조하여 본 발명의 제1실시예를 설명한다. 제1도는 본 실시예에 의한 3차원 비교측정장치의 정면도이며, 제2도는 그 측면도이다. 우선, 베이스(1)위에는 제1레일(3)(3´)이 설치되어 있으며, 이들 제1레일(3)(3´) 위에는 X축 슬라이더로서의 테이블(5)이 왕복이동 가능하게 배치되어 있다. 테이블(5)의 하면에는 제2도에 도시한 바와 같이 직동(直動)블럭(7)(7´)이 부착되어 있고, 이들 직동블럭(7)(7)이 제1레일(3)(3´)에 이동 가능하게 결합되어 있다. 그리고 테이블(5)에는 X축 구동장치(9)가 연결되어 있으며, 이 X축 구동장치(9)를 구동하는 것에 의해 테이블(5)을 제1레일(3)(3´)을 따라 왕복이동 시킨다. 또 테이블(5) 위에는 정반(6)이 고정되어 있다. 이 정반(6) 위에 후술하는 측정대상물(35)과 모델측정대상물(35´)이 올려 놓여져 고정된다.

상기 베이스(1) 위에는 고정대(11)가 부착되어 있다. 고정대(11) 위에는 직동블럭(13)(13´)이 설치되어 있다. 이들 직동블럭(13)(13´)위에는 제2레일(15)(15´)이 결합 배치되어 있다. 제2레일(15)(15´) 위에는 Y축 슬라이더(17)가 고정되어 있고, 이 Y축 슬라이더(17)는 제2레일(15)(15´)를 개재하여 X축에 직교하는 Y축 방향으로 왕복 이동한다. Y축 슬라이더(17)를 왕복 이동시키는 것은 Y축 구동장치(19)이다.

Y축 슬라이더(17)의 앞부분에는 지지대(21)가 고정되어 있고, 이 지지대(21)에는 유지체(23)를 개재하여 Z축 슬라이더(25)가 X축 및 Y축에 직교하는 Z축방향으로 왕복이동 가능하게 부착되어 있다. 유지체(23)에는 제3레일(27)(27´)이 설치되어 있고, Z축 슬라이더(25)는 이들 제3레일(27)(27´)을 따라 왕복 이동한다. 그리고 Z축 슬라이더(25)를 왕복 이동시키는 것이 Z축 구동장치(29)이다. Z축 슬라이더(25)의 하단에는 프로브(31)가 부착되어 있고, 이 프로브(31)는 측정자(33)를 구비하고 있다.

상기 측정자(33)의 측정대상물(35)에 대한 X축 방향으로의 상대 이동량은 베이스(1)와 테이블(5) 사이에 설치된 X축 이동량 독해장치(37)에 의해 검출된다. 또 측정자(33)의 측정대상물(35)에 대한 Y축 방향으로의 상대 이동량과 Z축 방향으로의 상대 이동량은 고정대(11)와 Y축 슬라이더(17) 사이에 설치된 Y축 이동량 독해장치(39), Z축 슬라이더(25)와, Z축 구동장치(29) 사이에 설치된 Z축 이동량 독해장치(41)에 의해서 각각 검출된다. 그리고 상기 X축 이동량 독해장치(37), Y축 이동량 독해장치(39), Z축 이동량 독해장치(41)로부터의 신호는 검출회로(43)(45)(47), 카운터(49)(51)(53)를 개재하여 데이터 처리장치(55)에 입력된다. 또 프로브(31)로부터의 측정터치신호는 카운터(49)(51)(53)에 입력되고, 카운터(49)(51)(53)는 프로브(31)로부터의 신호를 입력한 시점에서의 X축 이동량 독해치(値), Y축 이동량 독해치, Z축 이동량 독해치를 유지하며 이것을 데이터 처리장치(55)에 출력한다.

앞에서 언급한 X축 구동장치(9), Y축 구동장치(19), Z축 구동장치(29)는 다축 콘트롤러(57)에 의해서 제어되며, 이 다축 콘트롤러(57)에는 소정의 동작지령을 출력하는 학습기능기(티칭박스)(59)가 접속되어 있다. 또 상기 다축 콘트롤러(57)에는 데이터 처리장치(55)가 접속되어 있다. 데이터 처리장치(55)에는 계측 데이터 설정장치(61)가 접속되어 있다. 이 계측데이터 설정장치(61)는 지정된 각 측정점에서의 X,Y,Z축 방향의 공차치를 설정·입력하기 위해 사용되며, 또한 마스터(35´)의 소정 측정점에서의 접선이 측정기준축과 이루는 각도(θ), 또는 정접치(tan θ)의 설정·입력에도 사용된다. 이 점에 대해서는 후술하는 작용설명 부분에 보다 상세히 기재되어 있다. 그리고 상기 데이터 처리장치(55)에 의해서 연산처리된 결과는 표시장치(63)에 의해서 표시되는 동시에 기록장치(65)에 의해 기록된다.

이상의 구성을 근거로 그 작용을 설명한다.

우선, 마스터(35´)를 정반(6)위에 고정하고 소정의 측정점에 프로브(31)의 측정자(33)를 접촉시킨다. 그리고 각 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치를 독해하여 기준 데이터로 한다. 다음에 마스터(35´)를 철거하는 동시에 측정대상물(35)을 정반(6)위에 고정하여 앞서와 같은 측정을 행한다. 즉 마스터(35´)의 소정의 측정점에 대응하는 측정대상물(35)의 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치를 독해하여 측정데이터로 하는 것이다. 다음에는 그 측정데이터와 기준데이터를 비교·판별하여 측정대상물(35)의 양부를 판별하게 된다.

그때 측정대상물(35)의 측정을 행할 경우 측정점이 마스터(35´)의 측정점에 대응하는 점에서 어긋나는 일이 있다. 이것은 X축 구동장치(9), Y축 구동장치(19), Z축 구동장치(29)가 다축 콘트롤러(57)로부터의 지령에 의해 구동하는 경우엔 각각 위치결정의 오차가 있으며, 이들 오차에 기인하여 측정대상물(35)의 측정점이 어긋나는 것이다. 이것은 다음과 같은 방법에 의해 교정된다. 이하 제4도를 참조하여 설명한다. 제4도는 X-Y 2축의 관계를 도시한 것으로서, 우선 마스터(35´)의 계측면 B-C에서의 소정의 측정점을 P로 한다. 이 측정점 P의 좌표치 x,y는 학습기능기(59) 또는 도시하지 않은 메모리카드로부터의 지령치로서, 데이터 처리장치(55)에 기억되는 동시에 측정대상물(35)의 계측시에는 이 좌표치 x,y에 상당하는 동작지령을 다축 콘트롤러(57)에 출력한다.

측정대상물(35)의 계측시에는 다축 콘트롤러(57)로부터의 지령에 의해서 X축 구동장치(9), Y축 구동장치(19), Z축 구동장치(29)가 동작하지만, 그때 앞에서 설명한 바와 같이 위치결정오차가 발생하게 된다. 예를들면, 제4도에 도시한 바와같이 측정자(33)의 위치가 X축상에 δx만큼 변위한 상태에서 y축 방향으로 이동을 행한 것으로 한다. 그리고 측정자(33)는 측정대상물(35)의 계측면 D-E에 대하여 측정점 P₁에 있어서 접촉하는 것으로 된다.

상기 측정점 P₁에서의 측정데이터와 비교되는 기준데이터는 마스터(35´)의 측정점P₂에서의 데이터일 필요가 있으나, 데이터 처리장치(55)가 기준데이터로서 기억하고 있는 것은 마스터(35´)의 측정점 P에서의 것이며, 따라서 그 상태에서는 비교하더라도 의미가 없는 데이터들을 비교해 버리는 것으로 된다. 그래서 본 실시예의 경우에는 측정점 P의 좌표치 x,y와 측정점 P₁의 좌표치 x₁, y₁의 값과 미리 설정·입력하고 있는 데이터 즉 마스터(35´)의 소정측정점에서의 접선이 측정기준축과 이루는 각도(θ) 또는 정접치(tanθ)로부터 측정점 P₂에서의 좌표치 x₂, y₂를 얻도록 하고 있다.

제4도에 있어서, 측정점 P에서의 접선 P-A를 생각하고, 이 접선 P-A가 X축과 교차하는 각도를 θ로 한다. 한편 측정점 P₂에서의 접선 P₂-A가 X축과 교차하는 각도도 변위 δx가 미소한 값이기 때문에 대략 θ와 같은 것이라고 생각하여도 좋다.

따라서 측정점 P의 좌표치 x,y, 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁, 측정점 P2의 좌표치 x₂, y₂에는 다음과 같은 관계가 성립한다.

제4도에서 명백히 알 수 있듯이 측정점 P₁과 측정점 P₂의 X좌표치는 같으므로 다음식(1)이 성립한다.

여기서 다음식(II), (III), (IV)를 가정하면, 식(V)이 얻어진다.

또 각도[θ]와의 사이에 다음식(VI), (VII)이 성립한다.

따라서 이들의 관계로부터 마스터(35´)측의 측정점 P₂에서의 좌표치 x₂, y₂를 산출할 수가 있다.

상기 방법에 의하여 측정대상물(35)의 측정점 P₁과 비교되기 위한 마스터(35´)의 측정점 P₂의 좌표치가 산출된 것으로서, 다음은 측정점 P₁과 측정점 P₂의 좌표치를 비교하여 측정대상물(35)의 양부를 판별하는 것으로 된다. 다시 말해 계측데이터 설정장치(61)에 의해서 마스터(35´)측의 측정점 P의 접선이 기준축과 교차하는 각도(θ), 또는 정접치(tanθ)를 미리 설정·입력하여 두면, 측정대상물(35)의 측정시의 측정점 P₁의 좌표치를 검출하는 것에 의해 비교의 대상으로 되기 위한 마스터(35´)측의 측정점 P₂의 좌표치를 산출할 수가 있으며, 그리고 측정점 P₁과 측정점 P₂의 좌표치를 비교하여 측정대상물(35)의 양부를 판별할 수 있는 것이다.

또한 상기 설명에서는 X-Y 2축의 관계에 있어서, 설명하였으나 X-Z 2축, Y-Z 2축의 관계에 있어서도 동일한 것은 물론이다.

이상 이 제1실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 먼저 측정대상물(35)의 측정시에 측정자(33)가 각종 오차에 기인하여 마스터(35´)의 측정점 P에 대응하는 측정점에 대해 어긋난 측정점 P₁에서 측정대상물(35)에 접촉하여도 그 측정점 P₁에 대응하는 마스터(35´)측의 측정점 P₂의 좌표치를 산출하여 측정점 P₁과 측정점 P₂의 좌표치를 비교·판별하도록 하고 있으므로, 측정자(33)의 위치가 어긋나는 것에 의해서 측정정밀도가 저하하지 않고 높은 정밀도로 측정을 행할 수가 있다.

또 그에 따라서 측정자(33)를 이동시키는 각 축 구동장치(9)(19)(29)의 정밀도에 대한 여유가 있으므로 이들을 비교적 간단한 구성으로 저렴한 가격의 것으로 할 수가 있다. 다시 말해 측정정밀도의 향상과 원가절감을 동시에 도모할 수가 있는 것이다.

다음에 제5도 및 제6도를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 이 실시예의 경우에는 측정면이 원형인 측정대상물(35), 마스터(35´)의 경우를 도시한 것이다. 이 경우에는 제3도에 도시한 계측데이터 설정장치(61)에 의해서, 마스터(35´)의 원형계획면의 반경(r) 또는 직경(2r)을 미리 설정·입력하여두는 동시에 마스터(35´)에서의 소정의 측정점 P이 원의 중심에서 이루는 변위량 x를 설정·입력해둔다. 또한 제5도 및 제6도는 X-Y 2축의 관계를 도시하고 있다.

먼저, 제5도에 있어서 일반적으로 측정면(원)의 중심 Q은 기준축 X,Y에 대해 각각 a,b만큼 이동하고 있는 것이 보통이다. 그리고 마스터(35´)의 계측면에서의 소정의 측정점을 P로 하고, 이 측정점 P가 기준축 X,Y와 평행하고, 또한 원의 중심 Q를 통과하는 축 AQ, BQ를 비교계측상의 축으로 하여도 상기 기준축 X,Y의 좌표치의 환산은 용이하다. 그래서 상기 축 AQ, BQ를 기준축으로서 생각하는 것으로 한다.

이 경우에도 마스터(35´) 계측면의 소정의 측정점에 대해 측정대상물(35)의 측정시에 측정자(35´)의 위치가 어긋난 것으로 한다. 즉 제5에 있어서 측정자(33)가 마스터(35´)의 측정점 P에 대응하는 측정대상물(35)의 측정점을 향해 X축(직선 AQ) 방향으로 이동하기 위한 것을 각 축구동장치(9)(19)(29)의 위치결정 오차 등에 기인하여 X축상에 δx만큼 변위하여 이동한 것으로 한다. 그 경우 제6도에 도시한 바와 같이 측정자(33)는 측정대상물(35)의 측정면(도면에서 점선으로 도시)에 있어서 측정점 P₁에 접촉하는 것으로 된다. 이 경우 이 측정점 P₁에 대응하는 마스터(35´)측의 측정점은 P₂이다. 그렇지만 데이터 처리장치(55)에 기억되어 있는 기준데이터는 측정점 P의 것이다.

그래서 이 실시예의 경우에도 마스터(35´)의 측정점 P에서의 좌표치 x,y와 측정대상물(35)의 측정점 P1에서의 좌표치 x1,y1와 미리 설정·입력되어 있는 마스터(35´)의 원형계측면의 반경(r) 또는 직경(2r)과 마스터(35´)의 소정의 측정점 P가 원의 중심에서 이루는 변위량 X의 값으로 부터 측정점 P₂에서의 좌표치 x₂, y₂를 얻도록 하고 있다.

이 경우에도 제6도에서 분명하게 알 수 있듯이 측정점 P₁과 측정점 P₂의 X좌표치는 같으므로 다음식(VIII)이 성립한다.

여기서 다음식(IX)과 식(X)을 가정한다.

또 측정면의 반경을 (r)로 하면 다음 식(XI)과 식(XII)이 성립한다.

따라서 다음식(XIII)이 성립한다.

이 식(XIII)과 식(XI)으로부터 다음식(XIV)이 성립한다.

또, 상기 식(XI)으로부터 다음식(XV)이 얻어진다.

따라서 이 식(XV)을 상기 식(XIV)에 대입하여 루트방정식에 의해 풀면 다음 식을 얻을 수가 있다.

여기서 제6도에 도시한 δ_y의 값은

이며, +(프러스)측의 값은 좌표의 제4 상한(象限)에서의 측정점 P₂´를 연산하는 경우의 값이다.

이상 설명한 연산방법에 의해서 측정점 P₂의 좌표치를 얻을 수가 있다. 나중에는 측정점 P₁의 좌표치와 측정점 P₂의 좌표치를 비교·판별하여 측정 대상물(35)의 양부를 판별하면 좋다. 다시 말해 계측데이터 설정장치(61)에 의해서 마스터(35´)의 측정면 반경(r) 또는 직경(2r)을 입력·설정하여 두는 동시에 측정점(P)의 원중심으로부터의 변위(x)를 입력·설정하여 두면 설정대상물(35)의 측정시에 얻어진 측정점(P₁)의 좌표치를 검출하는 것에 의해 비교되기 위한 마스터(35´)측의 측정점(P2)의 좌표치를 알 수 있고, 나중에는 그것들을 비교·판별하여 측정대상물(35)의 양부를 판별하면 좋은 것으로 된다. 또 필요에 따라서 표시장치(63)에 의해 표시되거나 기록장치(65)에 의해서 기록되면 좋다.

또 상기 δ_y의 값은 극 좌표법에 의해서도 산출할 수 있다.

즉 제6도에 있어서,

이기 때문에 다음식(XVII)이 성립한다.

상기 식(XVII)에 있어서,

로 하면, 상기 식(XVI)과 같게 된다. 어떤 방법을 사용하는가는 임의이며, 계측 데이터 설정장치(61) 및 데이터 처리장치(55)에 의해서 다루기 쉬운 쪽을 선택하면 좋다.

이상 실시예의 경우에도 상기 제1실시예의 경우와 마찬가지로 측정정밀도의 향상과 원가의 절감을 도모할 수가 있는 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 3차원 비교측정장치에 의하면 모델 측정대상물에서의 소정의 측정점에 대응하는 측정대상물의 측정점에 대해 측정자가 각종 오차에 기인하여 위치가 어긋난 채 접촉한 경우에 있어서도 이것을 교정하는 것에 의해 높은 정밀도로 비교·판별을 행하는 것이 가능하게 되었다.

Claims (2)

1. 베이스 위에서 X축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치되어 측정대상물이 올려 놓여져 고정되는 X축 슬라이더와, 베이스 위에서 X축에 직교하는 Y축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Y축 슬라이더와, 상기 Y축 슬라이더에 부착되어 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Z축 슬라이더와, Z축 슬라이더에 부착된 프로브와, 이 프로브에 부착되어 X축 슬라이더에 올려 놓여져 고정된 측정대상물의 소정측정점에 접촉되는 측정자를 구비하고, 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점에서의 X, Y, Z 좌표치와 측정대상물의 대응하는 소정의 측정점에서의 X, Y, Z 좌표치를 비교·판별하여 상기 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 3차원 비교측정장치에 있어서, 상기 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점 P의 접선이 기준축과 이루는 각도(θ) 또는 정접치(tan θ)를 미리 설정·입력해두고, 측정대상물의 측정시에 측정자가 각종 오차에 기인하여 측정대상물에 대해 위치가 어긋난 채 접촉한 측정점 P₁과 비교되기 위한 모델 측정 대상물의 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 산출하고, 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁과 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 비교·판별하도록 한 것을 특징으로 하는 3차원 비교측정장치.
2. 베이스 위에서 X축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치되어 측정대상물이 올려 놓여져 고정되는 X축 슬라이더와, 상기 베이스 위에서 X축에 직교하는 Y축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Y축 슬라이더와, 상기 Y축 슬라이더에 부착되어 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 Z축 슬라이더와, 상기 Z축 슬라이더에 부착된 프로브와, 이 프로브에 부착되어 X축 슬라이더에 올려 놓여져 고정된 측정대상물의 소정측정점에 접촉되는 측정자를 구비하고, 모델 측정대상물에 대한 소정의 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치와 측정대상물의 대응하는 소정의 측정점에서의 X,Y,Z 좌표치를 비교·판별하여 상기 측정대상물의 양부를 판별하도록 한 3차원 비교측정장치에 있어서, 측정대상물 및 모델 측정대상물의 측정면은 원형을 이루고 있고, 상기 모델측정 대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과, 모델 측정대상물에서의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 미리 설정 입력해두고, 측정대상물의 측정시에 측정자가 각종 오차에 기인하여 측정 대상물에 대해 위치가 어긋난 채 접촉한 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁와, 상기 측정점 P의 좌표치 x,y,z와 상기 모델 측정대상물의 반경(r) 또는 직경(2r)과 모델 측정대상물에서의 소정의 측정점 P의 원의 중심으로부터의 변위량을 사용하여 상기 측정점 P₁과 비교하기 위한 모델 측정대상물의 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 산출하고, 측정점 P₁의 좌표치 x₁,y₁,z₁와 측정점 P₂의 좌표치 x₂,y₂,z₂를 비교·판별하도록 한 것을 특징으로 하는 3차원 비교측정장치.