KR940002896B1 - 물체의 3차원 측정 방법 및 장치 - Google Patents

물체의 3차원 측정 방법 및 장치 Download PDF

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피. 브라만 데이비드
마이클 호너 에이.
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브라운 앤드 샤프 매뉴팩츄어링 컴패니
도날드 지. 저바이스
테사 애스. 에이.
게오르그 렌디, 피에르 렘더만
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내용 없음.

Description

물체의 3차원 측정 방법 및 장치
제1도는 본 발명의 측정 방법을 예시한 개략도.
제2도는 본 발명의 측정 장치에 대한 전체적인 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 테이블 2 : 평면 감지 수단
3 : 가동 프레임 4 : 평면 안착 세들
5 : 직선 슬라이드 6 : 캐리지
7 : 구형 접촉편 필러 스핀들 8 : 유리측정자
9 : 캐비넷 10,20 : 기준 수단
11 : 제어콘솔 12 : 수치표시판
13 : 핸드 휘일 14 : 에어 쿠션 지지 시스템
30 : 광전자 픽업
본 발명은 직교 좌표계의 3 기준측 x, y, a를 따라서 메카니즘 또는 기계의 부품과 같은 물체의 3차원 측정을 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 유형의 모든 공지의 측정 방법에 있어서, 측정은 다음의 연속적인 단계, 즉 주어진 직경의 구형 접촉편을 가진 필러 스핀들(feeler-spindle)이 그것의 구형 접촉편이 측정될 물체와 접촉하게 되는 지점까지 상기 3 기준축에 평행한 3 방향을 따라 연속적으로 또는 동시에 이송되는 단계와, 측정된 물체에 접하는 구형 접촉편 중심의 위치가 상기 3 기준축에 평행하게 설정된 3개의 선형 검출계에서 검출되는 단계와, 측정될 상기 물체와 상기 구형 접촉편의 접점의 좌표, 즉 가로 좌표 x, 세로 좌표 y 및 수직 좌표 z가 3개의 선형 검출계에서 검출된 구형 접촉편 중심의 위치와 구형 접촉편의 직경 위치로부터 계산되는 단계로 이루어진다.
이와 같은 방법을 적용한 공지의 장치는 측정될 물체를 지지하는 평면 테이블과, 슬라이드 레일과 이 슬라이드 레일을 따라 활주하는 캐리지로 각각 구성된 세개의 이송 장치가 장착되는 프레임으로 구성된다. 상기 이송 장치의 세개의 슬라이드는 직교 좌표계의 3 기준측 x, y, z에 평행하게 설정된다. 세개의 캐리지중 하나는 수직축 z에 평행한 슬라이드를 따라 활주하고 있으며 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들을 운반한다.
어떤 공지의 장치에 있어서, 평면 테이블은 고정적으로 프레임에 견고하게 접속되고 3개의 이송 장치는 공구의 공구 홀더 캐리지와 동일한 방식으로 어느 하나 위에 다른 하나가 장착되며, 제1장치의 슬라이드는 프레임에 고정되며, 제3장치의 캐리지는 구형 접촉편을 가진 필러 스핀들을 운반한다. 측정치를 계산할려면, 필러 스핀들을 세개의 이송 장치 캐리지의 연속적이거나 동시적인 이송에 의해서 3 기준축에 평행한 3방향을 따라 측정될 물체와 구형 접촉편이 접촉하게 되는 지점까지 이동시킨다.
다른 공지의 장치에 있어서, 평면 테이블은 두개의 이송 장치에 의해서 가로 좌표축 x 및 세로 좌표축 y에 평행한 두 방향으로 움직일수 있게 프레임상에 장착된다. 필러 스핀들은 제3이송 장치의 캐리지상에 고정되는데, 이 제3이송 장치의 슬라이드는 프레임에 견고하게 접속되어 수직 좌표축 z와 평행하게 설정된다. 측정치를 계산하기 위해, 테이블과 필러 스핀들은 필러 스핀들의 구형 접촉편이 측정될 물체와 접촉되게 하도록 동시에 이송된다. 이 단계 동안, 테이블은 가로 좌표축 x 및 세로 좌표축 y에 평행한 두 방향으로 이송되고 필러 스핀들은 수직 좌표축 z에 평행한 방향으로 이송된다.
가장 잘 알려진 장치에 있어서는, 슬라이드를 따라 활주하는 캐리지의 이송에 대해 민감한 감지 수단이 각각의 이송 장치와 결합되고, 이와 같은 방식으로 구성된 세개의 이송 수단은 3 좌표축과 관련하여 상기 측정방법에 따라서 측정될 물체와 필러 스핀들의 구형 접촉편과의 접점 좌표를 정량화된 수치로 바꾸기 위하여 측정 변환 회로에 접속된다.
측정된 량의 표시, 기억 및 처리를 위한 수단뿐만 아니라 각 기준축을 따라 영위 (zero)를 정의하는 측정의 초기 설정위치를 작동자가 선택할 수 있는 가능성을 제공하는 수단이 또한 공지되어 왔다.
상술한 장치를 이용한 특정 방법은 이 장치의 이송 장치가 중첩되어 있기 때문에 무겁고 용적이 큰 기계적 구조를 필요로 한다. 더우기, 상기 장치의 측정 능력은 이러한 무겁고 용적이 큰 구성 요소들에 의해 야기되는 탄력성 때문에 요구되는 정확도(precision)에 영향을 미칠 수 있는 시스템 에러를 없애기 위하여 이송 장치의 질량에 비례한다. 이 방법을 적용하고 기준축의 3 방향에서 필러 스핀들의 이송을 정량화하기 위해서는 상기 필러 스핀들을 상기 세개의 기계적 캐리지 및 슬라이드 이송 장치에 의해 이들 축에 엄밀하게 그리고 평행하게 안내시키는 것 이외에는 다른 방법이 없다.
측정될 물체를 지지하도록 설계된 평면 테이블의 표면에 대해 수직인 수직 좌표 z의 기준축에 따라 수직 좌표의 측정에만 적합한 또 다른 유형의 공지의 장치에 있어서는, 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들용 이송 수단이 테이블상에 놓이고 이 테이블의 표면상에서 불규칙적으로 변위되도록 설계된 평면 안착 새들(plane rest saddle)을 가진 가동 프레임, 이 프레임에 견고하게 접속되고 상기 새들의 표면에 수직인 직선 슬라이드, 그리고 상기 슬라이드를 따라 이동될 수 있고 상기 새들에 대하여 위에 걸려있는 위치에서 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들을 고정시키는 캐리지를 구비하도록 되어 있다. 측정을 실시하기 위하여, 필러 스핀들은 테이블에 대한 프레임 새들의 불규직적인 변위를 거쳐 슬라이드에 대한 캐리지의 이송에 의해 측정될 물체와 접촉되게 설정되어 있다. 테이블에 대한 새들의 변위를 용이하게 하기 위하여 에어 쿠션 지지수단(air cushion support means)이 공지되었다.
그러나, 단지 하나의 슬라이드 및 캐리지 이송 장치로 구성된다는 사실로 인하여 낮은 질량일 수 있는 이 장치는 3차원 측정에는 적용할 수 없으며 이러한 방법의 적용을 가능케하는 어떠한 수단도 갖지 않고 있다.
본 발명에 따른 3차원 측정 방법의 목적은 상기 공지의 장치들보다 현저히 낮은 질양을 가지면서 세개의 기준축의 각 방향으로 공지의 장치들과 동일한 측정 능력을 제공하는 3차원 측정 장치의 사용을 가능케하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 측정 방법은 다음의 단계를 포함한다.
1) 두개의 직교 좌표축 x 및 y로 구성된 배열형의 평면 검출계를 형성하는 단계, 2) 상기 2 좌표축 x 및 y에 의해 정된 검출계의 평면에서 상호간의 거리가 일정한 두 감지점 및 P1 및 P2를 정의하는 단계, 3) 필러 스핀들의 중심 P가 좌표축(x,y) 검출계의 평면상의 고정 위치에서 직교 투사 중심 P'을 가지고 두개의 감지점 P1 및 P2를 연결하는 직선 세그먼트와 관련하여 위에 걸리게 되도록 주어진 직경 D의 구형 접촉편을 가진 필러 스핀들을 형성하는 단계, 4) 세개의 직교 좌표축 x,y,z 검출 시스템을 형성하기 위하여 배열형의 평면 검출계의 평면에 수직인 제3좌표축 z에 따라 선형 검출계를 형성하는 단계(여기서, 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들은 상기 제3좌표축을 따라 이동될 수있다), 5) 2 좌표축 x,y 검출계의 평면상에서 두 감지점 P1 및 P2의 조합으로 불규직적으로 이송시키고 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들을 측정될 물체와 접촉되게 하도록 3 좌표축 x, y, z 검출계의 제3좌표축 z을 따라 이동시키는 단계, 6) 2 좌표축 x, y 평면 검출계에 대하여 두개의 감지점 P1및 P2의 위치를 검출하는 단계, 7) 두 감지점 P1및 P2의 검출된 위치, 상기 두점에 대한 필러 스핀들의 구형 접촉편의 중심 P의 직교 투사점 P'의 상대 위해 및 상기 구형 접촉편의 직경 D로부터 2 좌표축 x,y 배열형의 평면 검출계에서 측정될 물체와 상기 필러 스핀들의 구형 접촉편의 접점의 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y를 계산하는 단계, 8) 선형 검출계의 제3좌표축 z을 따라 구형 접촉편의 중심 P의 위치를 검출하는 단계, 9) 접촉편의 중심 P의 검출 위치와 그것의 직경 D로부터 상기 제3좌표축 z를 따라 선형 검출계에서 측정될 물체와 구형 접촉편의 접점의 수직 좌표 z를 계산하는 단계.
따라서, 테이블 평면에서 접촉편의 중심을 검출하고 그것의 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y를 계산하기 위하여 상기 평면의 좌표축 x,y를 따라서 필러 스핀들을 안내하는 것은 더 이상 필요치 않게 된다. 결과적으로, 이 두 방향으로 엄격한 기계적 선형 안내의 필요성이 없게 된다.
이러한 방법을 응용한 것으로 생각할 수 있는 본 발명에 따른 측정 장치는 상술한 공지의 3차원 측정 장치와 공통으로 다음과 같은 구성요소를 갖는다. 즉 측정될 물체를 지지하도록 설계된 평면, 주어진 직경을 지닌 구형 접촉편을 구비하고 상기 테이블과 관련하여 이동될 수 있으며 3 기준축에 대하여 그것의 공간적 위치의 기준점을 정의하는 중심을 가진 필러 스핀들, 평면 테이블에 수직하고 평행인 방향으로 필러 스핀들의 구형 접촉편을 이송시키는 이송 수단, 그리고 필러 스핀들의 이송을 인지하여 필러 스핀들의 구형 접촉편과 3 좌표축에 대하여 측정될 물체 사이의 접점의 좌표를 정량화 된 수치로 계산할 수 있는 측정 변환 회로로 구성된다.
이 장치의 특징에 있어서, 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들의 이송 수단은 테이블상에 놓여 테이블의 평면상에서 불규칙적으로 이동되도록 설계된 평면 안착 새들을 가진 가동 프레임, 이 프레임에 견고하게 접속되고 안착 새들 평면에 수직인 직선 슬라이드, 그리고 이 슬라이드를 따라 변위될 수 있고 안착 새들에 대하여 위에 걸려 있는 위치로 구형 접촉편을 지진 필러 스핀들이 고정되게 되는 캐리지를 포함하며 ; 가동 프레임의 안착 새들은 이 테이블에 평행한 선중의 두점을 정의하는 두개의 기준수단을 구비하는데, 이 두점은 테이블 평면상에 있는 필러 스핀들의 구형 접촉편의 기준 중심의 직교 투사점에 대하여 결과적으로 불변위치에 있게 되며 ; 상기 테이블은 그것의 평면의 직교 좌표, 즉 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y의 두개의 제1기준축을 따라서 축이 설정된 검출기 배열을 포함하고 이 두개의 제1기준축에 대하여 상기 기준수단에 의해 정의된 상기 양 점의 위치를 검출하기 위하여 새들의 불규직적인 이송에 기인하는 새들에 대한 두개의 기준수단의 위치 변화를 감지하는 평면 검출 수단과 결합되며 ; 상기 가동 프레임은 슬라이드에 의해 실체화된 제3좌표축, 즉 수직 좌표 z를 따라 필러 스핀들의 구형 접촉편의 중심 위치를 검출하기 위하여 상기 슬라이드를 따라 이동하는 캐리지의 이송을 검출하기 위한 감지 수단을 구비하는 선형 검출 수단과 결합되며 ; 그리고 측정 변환회로는 평면 검출 수단 및 선형 검출 수단에 연결되고, 상기 평면 검출 수단에 의해 검출된 두점의 위치와, 이 두점에 대한 구형 접촉편의 중심의 직교 투사 위치의 상대 위치와, 그리고 구형 접촉편의 직경으로부터 측정될 물체와 필러 스핀들의 구형 접촉편 사이의 접점의 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y를 계산하고, 또 상기 선형 검출 수단에 의해 검출된 구형 접촉편의 상기 중심의 위치 및 이 구형 접촉편의 직경으로부터 측정될 물체와 구형 접촉편 사이의 접점의 수직 좌표 z를 계산하기 위하여 프로그램될 수 있는 계산 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 상기 측정 장치는 본 발명에 따른 3차원 측정 방법의 작업을 가능케하고, 상술한 공지의 3차원 측정 장차와 비교할 때 3개의 대신 오로지 하나의 필러 스핀들 이송 수단을 가지며, 이것은 동일한 측정 능력을 지닌 장치에 대하여 휠씬 무게가 덜 나간다는 것을 의미한다는 점에서 본 발명의 목적을 확실히 충족시킨다.
또한, 테이블상에서 필러 스핀들을 지지하는 가동 프레임의 작업 용이는 불규칙적인 이송을 통해서 모든 방향으로 측정될 물체를 감지하는 것, 즉 세개의 이송 장치의 세개의 슬라이드에 의해 조절되는 3개의 직선 방향으로만 필러 스핀들의 이송이 제한되어 있는 공지의 3차원 장치의 경우에는 용이하지 않았던 것을 가능케 해준다.
이하 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 3차원 측정 방법을 상세히 설명하기로 한다.
제2도에 도시된 3차원 측정 장치는 테이블상에 놓이게 되는 평면 안착 새들(4)을 구비한 가동 프레임(3)으로 구성되고 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들(7)을 위한 이송 수단과 측정될 물체가 지지되도록 설계된 테이블(1)과, 상기 프레임에 견고하게 접속되어 안착 새들(4)의 평면상에 직각으로 떨어지는 직선 슬라이드(5)와, 그리고 이 슬라이드를 따라 이송될 수 있고 구형 접촉편을 구비한 필러 스핀들(7)이 상기 안착 새들(4)에 대하여 위에 걸려있는 위치에서 고정되게 되는 캐리지(6)으로 구성되어 있다.
필러 스핀들의 이송 수단의 안착 새들(4)가 위에 놓이게 되는 테이블(1)의 평면은 상기 테이블에 결합되고 제1도에 개략적으로 나타낸 직교 좌표계의 두 기준축 x 및 y를 가진 배열형의 평면 검출계를 정의하는 평면 감지 수단(2)의 감지면으로 이루어진다.
이러한 배열형의 평면 감지계는 예컨데 공개된 영국 특허 출원 제2,131,956호에 기술되고 제1및 제2도에 도시된 정전 좌표계와 같은 어떤 공지의 형태일 수 있다. 이 감지계의 감지 평면은 테이블(1) 평면의 두 기준 좌표축 x 및 y에 평행하게 놓인 직선 전극 X1, X2,…XN및 Y1, Y2,…YN의 배열로 구성된다.
필러 스핀들 이송 수단의 안착 새들(4)는 서로 거리가 떨어져 있고 배열형의 평면 감지계의 감지 수단에 영향을 줄 수 있는 두개의 기준수단(10),(20)을 구비한다. 만일, 상술한 형태의 정전 좌표계가 사용되는 경우, 감지 수단은 두개의 정확한 전극으로 구성될 수 있다. 상기 두 기준 수단(10),(20)은 그들이 두 좌표축 x 및 y 감지계의 평면상에서 제1도에 도시된 감지점 P1및 P2를 정의할 수 있기 때문에 새들 위치와 테이블 평면상의 방위에 중요한 영향을 미친다.
한편, 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)은 상술한 두점 P1및 P2에 대하여 위치가 고정적인 상기 접촉편(7)의 중심 P의 직교 투사점 또는 마크 P'에 의해 형성된 동일 평면에서 그것의 위치에 대한 마크점을 정의할 수 있다. 도시된 형태에 있어서, 필러 스핀들의 구형 접촉편의 중심 P의 P'은 본 경우에 두 감지점중 하나인 P2로부터 소정의 거리 L에서 두 감지검 P1및 P2를 연결하는 세그먼트 P1P2의 연장선상에 놓인다. 이 거리 L은 측정시 측정될 물체에 대하여 안착 새들(4)이 움직이는 것을 방지하기에 충분한 정도로 형성된다.
필러 스핀들 이송 수단의 가동 프레임(3)은 슬라이드(5)를 따라 움직이는 캐리지 이송부(6)을 감응할 수 있는 장치를 구비하며, 본 실시에의 경우 슬라이드(5)에 평행하게 고정된 유리 측정자(8)과 캐리지(6)에 고정되어 시스템의 검출요소를 형성하는 광전자 픽업(30)으로 구성된 통상의 형태인 광전자 시스템으로 형성된 선형 감지 수단과 결합되어 있다. 어떤 다른 형태의 것일 수도 있는 이 검출 수단은 제3좌표축과 함계 3개의 지교 좌표축 x,y,z 검출계를 구성하고 그리고 상기 제3좌표축 z를 따라 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)의 중심 P의 위치를 검출하기 위하여 2 좌표축 x,y 평면 검출계의 평면상에 직각으로 떨어지는 제3좌표축 z를 따라서 선형 검출계를 형성할 수 있는데, 여기서 이 좌표축을 따라 이송되는 상기 캐리지 및 접촉편의 이송은 동일하다.
캐리지(6)은 프레임(3)에 일체로 된 벨트 및 풀리 형태의 도시를 생략한 이동 변환 시스템에 연결된 핸드휘일(hand wheel)(13)을 거쳐 슬라이드(5)를 따라 이동될 수 있다.
제어 콘솔(11)및 수지 표시판(12)를 가진 캐비넷(9)는 필러 스핀들 이송 수단의 프레임(3)에 고정된다. 평면 및 선형 감지 수단의 센서용으로 쓰이는 통상의 전력 회로는 이 케비넷(9)에 배열되어 연성 케이블(15)에 의해 평면 감지 수단에 접속된다. 상기 캐비넷은 또한 이러한 수단에 의해 생성된 신호를 포멧화하고 정량화하기 위한 변환기 회로뿐만 아니라 프로그램 가능한 계산 장치, 예컨대 이 회로에 접속되어 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)과 측정될 물체간의 접점의 가로 좌표 x, 세로 좌표 y 및 수직 좌표 z를 계산하도록 되어 있는 마이크로 프로세서를 구비한다.
공지의 형태의 에어 쿠션 지지시스펨(air cushion support system)(14)는 테이블 평면상의 새들(4)의 이송을 용이하게 하도록 프레임(3)의 새들(4)에 일체로 되어 있다.
측정치를 계산하기 위하여, 작동자는 필러 스핀들 이송 수단의 새들(4)을 테이블의 평면상에서 불규직적으로 이송시키고 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)이 측정될 물체와 접촉하게 될 때까지 슬라이드(5)를 따라 캐리지(6)을 활주시킨다. 이것은 각 좌표축에 대하여 작동자에 의해 표시판(12)상에 이전에 표시된 영위(zero)에 대하여 알기 원하는 공간 좌표 x, y, z의 초기 측정점일 수 있다.
이송 수단이 테이블상에서 예컨대 새들 지지 수단(14)의 공기 압력을 방출시킴으로써 측정될 물체에 대하여 구형 접촉편(7)과 접하는 위치에서 차단될 때, 그리고 측정 회로가 작동될 때, 계산 장치는 다음과 같은 방식으로 이 접점의 좌표를 계산한다.
즉, 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y의 계산은 새들(4)의 기준수단(10),(20)에 의해 형태화된 두 감지점 P1, P2의 검출 위치와, 이 두점에 대한 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)의 중심 P의 직교 투사점 또는 마크 P'의 알려진 상대 위치(즉 이 실시예의 경우에는 상술한 거리 L에 의해 정의된 위치)와, 그리고 구형 접촉편의 직경 D로부터 배열형 평면 감지계에서 실시되고, 수직좌표 z의 계산은 캐리지(6)상에 고정된 광 전자 픽업(30)에 의해 직접 전달되는 구형 접촉편의 중심 P의 검출 위치와, 이 접촉편의 직경 D로부터 제3좌표축 z를 따라 이송되는 선형 감지계에서 실시된다.
본 실시예의 경우에는 테이블(1)의 평면상에 있는 안착 새들(4)의 임의의 위치와 방위에 대하여 점 P1, P2의 좌표에 대한 검출이 가능하게 되었던 덕분에 이 평면에서 필러 스핀들의 구형 접촉편(7)의 중심 P의 좌표 x 및 y를 계산하는 것이 항상 가능하다는 것이 큰 관심거리인 것으로 보인다. 이 좌표들은 그 두점을 연결하고 상기 중심의 마크 P'를 통과하는 선의 기울기를 결정할 수 있다. 그로부터, 세그먼트 P1,P2에 대한 마크 P'의 어떤 다른 위치에 대해서도 상기 장점은 그대로 유지된다는 사실, 다시 말하여 이 마크 P'가 이 라인 세그먼트의 연장선상에 있어야 하는 것이 반드시 필요치는 않다는 것을 알 수 있다. 실제적으로, 안착 새들(4)에 대하여 다른 길이 및 방위의 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들을 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우에 있어서는 작동자가 그에 따라 프로그래밍 알고리즘을 변경하여야 한다.
또한, 필러 스핀들 이송 수단의 새들용으로 쓰이는 에어 쿠션 수단(14)는 꼭 필요한 것은 아님을 알 수 있다. 그러나, 공지의 방법으로, 예를 들어 고정적이거나 방향 전환 가능한 노즐을 사용하여 테이블상에서의 필러 스핀들의 이송을 용이하게 하기 위하여 손쉽게 원격 제어될 수 있어야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 직교 좌표계(x,y,z)의 3 기준축을 따르는 물체의 3차원 측정 방법에 있어서, 2 직교 좌표축(x,y) 배열형의 평면 검출계를 형성하는 단계와 ; 2 좌표축(x,y) 검출계의 평면에서 두점 사이의 거리가 일정한 두 감지점(P1,P2)를 정의하는 단계와 ; 주어진 직경(D)을 가지며 그 중심(P)를 2 좌표축(x,y) 검출계 평면상에 직교 투사시킬 때 투사점(P')가 고정된 위치에 있게 되고 두 감지점(P1,P2)를 연결하는 직선 세그먼트위에 걸쳐 있게 되는 구형 접촉편을 지닌 스핀들을 형성하는 단계와 ; 3 직교 좌표축(x,y,z) 검출계를 형성하기 위하여 배열형의 평면 검출계의 평면에 대해 수직이며 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들이 이동될 수 있도록 되어 있는 제3좌표축(z)를 따라 선형 검출계를 형성하는 단계와 ; 2 좌표축(x,y) 검출계의 평면상의 두 감지점(P1,P2)의 조합을 불규직적으로 이동시켜 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들을 측정될 물체와 접촉하게 되도록 3 기준축(x,y,z)을 따라 이동시키는 단계와 ; 2 기준축(x,y) 검출계에서 두 감지점(P1,P2)의 위치를 검출하는 단계와 ; 두 감지점(P1,P2)의 검출 위치와, 상기 두 감지점에 대한 필러 스핀들의 구형 접촉편의 직교 투사점(P')의 상대 위치와, 그리고 상기 구형 접촉편의 직경(D)로부터 2 좌표축(x,y)의 평면 검출계에서 측정될 물체와 상기 필러 스핀들의 구형 접촉편이 접하는 접점의 가로 좌표 x 및 세로 좌표 y를 계산하는 단계와 ; 선형 검출계의 제3좌표축(z)를 따라서 구형 접촉편의 중심(P)의 위치를 검출하는 단계와 ; 구형 접촉편의 중심(P)의 검출 위치와 이 구형 접촉편의 직경(D)로부터 제3좌표축(z)를 따라 선형 검출계에서 측정될 물체와 필러 스핀들의 구형 접촉편이 접하는 접점의 수직 좌표(z)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 3차원 측정 방법.
  2. 측정될 물체를 지지하도록 설계된 평면 테이블, 주어진 직경 (D)를 가지며 상기 테이블에 대하여 이동 될수 있으며 중심(P)가 3 기준축에 대한 공간 위치에 중요한 영향을 주는 기준점을 정의하는 구형 접촉편을 가진 필러 스핀들, 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들을 평면 테이블에 수직 및 평행인 방향으로 이동시키는 이송 수단, 및 필러 스핀들의 이송을 감지하여 3 기준축(x,y,z)에 대하여 측정될 물체와 필러 스핀들의 구형 접촉편간의 접점의 좌표를 정량화된 수치로 계산할 수 있는 측정 변화 회로를 포함하는 직교 좌표계(x,y,z)의 3 기준축을 따라 이루어지는 물체의 3차원 측정 장치에 있어서, 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들의 이송 수단은 테이블(1)상에 놓여 이 테이블에 평면상에서 불규직적으로 이동되도록 설계된 평면 안착 새들(4)를 지닌 가동 프레임(3), 이 프레임에 견고하게 접속되고 안착 새들 평면에 수직으로 고정된 직선 슬라이드(5), 그리고 이 슬라이드를 따라 변위될 수 있고 안착 새들에 대하여 위에 걸려 있는 위치에서 구형 접촉편을 지닌 필러 스핀들이 고정되게 되는 캐리지(6)를 포함하며, 상기 가동 프레임의 안착 새들은 상기 테이블에 평행한 선중의 두 점(P1,P2)을 정의하는 두개의 기준수단(10,20)을 구비하는데, 이 두 점은 결과적으로 테이블 평면상에 있는 필러 스핀들의 구형 접촉편의 기준 중심(P)의 직교 투사점(P')에 대하여 불변위치에 있게 되며 ; 상기 테이블은 이것의 평면의 직교 좌표, 즉 가로 좌표(x) 및 세로 좌표(y)의 두개의 제1기준축을 따라서 축이 설정된 검출기 배열(X1 N,Y1 N)을 포함하고 상기 두개의 제1기준축에 대하여 상기 기준수단에 의해 정의된 두 점(P1,P2)의 위치를 검출하기 위하여 새들의 불규직적인 전달로부터 생기 새들에 대한 양 기준 수단의 위치 변동을 감지하는 평면 검출 수단과 결합되며 ; 상기 가동 프레임은 상기 슬라이드에 의해 실체화된 제3 좌표축, 즉 수직 좌표 z를 따라 필러 스핀들의 구형 접촉편의 중심(P)의 위치를 검출하기 위하여 상기 슬라이드를 따라 이동하는 캐리지의 이옹을 검출하기 위한 감지 수단(30)을 구비하는 선형 검출 수단과 결합되며 ; 그리고 상기 측정 변화 회로는 상기 평면 검출 수단 및 상기 선형 검출 수단에 접속되고, 상기 평면 검출 수단에 의해 검출된 두 점(P1,P2)의 위치, 이 두 점에 대한 구형 접촉편의 중심(P)의 직교 투사점(P')의 상대위치, 및 구형 접촉편의 직경(D)로부터 측정될 물체와 필러 스핀들의 구형 접촉편이 접하는 접점의 가로 좌표(x) 및 세로 좌표(y)를 계산하고, 또 상기 선형 검출 수단에 의해 검출된 구형 접촉편의 상기 중심(P)의 위치 및 이 구형 접촉편의 직경(D)로부터 측정될 물체와 구형 접촉편이 접하는 접점(P)의 수직 좌표(Z)를 계산하기 위하여 프로그램 가능한 계산 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 물체의 3차원 측정 장치.
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