WO1989005212A1 - Non-contact profiling method - Google Patents

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WO1989005212A1
WO1989005212A1 PCT/JP1988/001194 JP8801194W WO8905212A1 WO 1989005212 A1 WO1989005212 A1 WO 1989005212A1 JP 8801194 W JP8801194 W JP 8801194W WO 8905212 A1 WO8905212 A1 WO 8905212A1
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WO
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probe
contact
distance
distance measurement
optical
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PCT/JP1988/001194
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Inventor
Hitoshi Matsuura
Original Assignee
Fanuc Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
    • B23Q35/128—Sensing by using optical means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37425—Distance, range
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37554—Two camera, or tiltable camera to detect different surfaces of the object

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact scanning method, and more particularly to a non-contact scanning method for performing scanning by inclining a distance measurement loop.
  • the distance measurement used in such non-contact scanning "/" is generally a reference distance L.
  • the non-contact distance measurement For example, an optical triangulation method is used.
  • laser light emitted from a light emitting element semiconductor laser
  • a part of the light beam diffused and reflected on the surface of the model through the receiver lens forms a spot on the position detecting element via the receiver lens, and the position of the position
  • the distance is measured by changing the distance according to the distance to the surface of the model. If a sufficient amount of light is not input to the light-receiving lens, accurate distance measurement will not be possible.
  • the distance measurement probe 'PB has a range in which the distance can be accurately measured, and the reference distance L in FIG.
  • the range of the soil is the measurable range MSR.
  • the distance measurement program PB has a model that can accurately measure the distance;
  • the distance measurement pro- cess is used.
  • the actuator moves with the PB force SA-B, the distance cannot be measured at the corner P.
  • the probe is returned in the reverse direction, and the speed is extremely reduced, and then the probe is moved again in the direction A ⁇ B: Then, move the pump up and down to search for a position where measurement is possible, and if a measurable position is found, normal non-contact scanning is resumed from that position.
  • the non-contact scanning is performed by inclining the optical axis of the distance measuring probe from the vertical direction by an angle ⁇ , and when the distance cannot be measured, the distance measurement is performed. At the same time as the movement of the probe is stopped, the optical axis of the distance measuring probe is tilted in the opposite direction from the vertical direction, and then the non-contact scanning is resumed. According to this non-contact scanning method, even if the distance cannot be measured, a normal non-contact scanning can be resumed in a short time, and the area which cannot be copied can be reduced. be able to .
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the method of the present invention
  • Fig. 2 is a block diagram of the system according to the method of the present invention.
  • Fig. 3 and Fig. 4 are diagrams showing the principle of the ⁇ ⁇ rotary machine.
  • Fig. 5 is a non-contact diagram. Explanatory diagram for calculation of the scanning direction in scanning.
  • Fig. 6 shows position data.
  • Fig. 7 Fig. 8 is an explanatory diagram of the correction of the current position data after the rotation of the probe, Fig. 8 is an explanatory diagram of the range where copying is not performed,
  • Figure 9 is a schematic illustration of non-contact scanning
  • Fig. 10 is an explanatory diagram of the distance measurement probe.
  • Fig. 11 is an explanatory diagram of the limit value of the model surface inclination angle for distance measurement.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional problem.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view of the present invention, in which an MDL is a model having upper and lower walls WAL1 to WAL4.
  • PB is the distance measuring probe that worry about the distance in a non-contact measurement
  • P ⁇ P 3 is Ru Oh by the distance measurement point of no.
  • Distance measurement probe ⁇ Performs non-contact scanning by tilting the optical axis of the PB from the vertical axis (by 9) and reaches the point P. If the distance measurement becomes impossible, the distance measurement probe ⁇ — At the same time as stopping the movement of the PB, rotate the distance measuring rod to tilt the optical axis from the vertical direction to the opposite direction, and then restart the non-contact scanning. Thereafter, every time the robot reaches the distance measurement impossible points P 2 and P 3 , the same operation is performed by the distance measurement probe ⁇ -pu PB to continue the non-contact scanning c.
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for realizing the non-contact copying method of the present invention.
  • 1 1 is an arrogant control unit
  • 1 2 .1 2 X ⁇ a DA converter that converts each axis speed signal V, V of the digital signal generated by the arrogant control unit into D ⁇ . 13 Z, 1 SX, servo circuit for each axis, One —
  • 14 Z, 14 X are the motors for ⁇ axis and X axis drive, 15 1,
  • 1 5 X is the corresponding motors Le detection path for each you predetermined angle.
  • Scan [rho zeta, Pulse Co over Da for position detection that occur to P y, 1 6 Z, 1 6 X Is a bus generated from the corresponding pulse coder)-Reversibly counts the number of pulses according to the direction of movement and the current position of each axis to monitor the positions Z ⁇ and X.
  • the distance measuring probe 17 can measure the distance to the model surface without contact using a laser (corresponds to the distance measuring probe PB in Fig. 1).
  • -, 18 is a probe rotation drive unit that rotates the profile "17" by the rotation command RDS from the copying control device.
  • the copying control device 11 has a computer configuration, and includes a processor (CPU) 11a, a program memory (ROM) 11b, and various calculation results. It is equipped with a RAMI 1c that can store information such as non-contact copying and digitizing processing.
  • a processor CPU
  • ROM program memory
  • RAMI 1c RAMI 1c that can store information such as non-contact copying and digitizing processing.
  • the parts related to the Y axis are omitted, but naturally the Y axis has the same configuration as the other axes. is there .
  • the distance measuring probe 17 can change the inclination of the optical axis from the vertical axis, and changes the sign of the inclination from the vertical axis to the scanning travel direction.
  • Figures 3 and 4 show the mechanism for changing the tilt of the optical axis.
  • Fig. 3 is an explanatory diagram of the principle
  • FIG. 3 shows mechanically g c —
  • the axis can be changed between the soil in the traveling direction.
  • Fig. 4 shows the measurement point P on the model MDL by rotating the probe 180 "along a horizontally arranged circular rail RL '. The optical axis is changed between soils in the traveling direction without changing.
  • the distance measuring probe 17 checks whether the detected light amount is equal to or greater than the set value, in other words, checks whether the distance can be measured correctly. If present, it outputs a high-level distance measurement enable signal DMS.
  • the optical axis of the distance measuring probe 17 should be tilted by 9 from the vertical axis force (see Fig. 1).
  • the processor 11a takes a predetermined time from the start of the non-contact process. Linge Ji Tc .Every time! When splitting, the time slot before the last , The direction 6 ⁇ ⁇ , (see Fig. 5) and the difference ⁇ between the previous direction 6 and the direction 6 in the previous tanscot. Take direction 6 "
  • Each shaft speed signal V chi Ri by the generates a V 2 the speed signal have name these respective axis V x, the V 2 DA converter 1 2 X, 1 2 Z and mono- ball circuit 1 3 X , 1SZ to the motors 14X and 14Z to move the distance measurement probe ⁇ -p17 simultaneously in each axis direction to smooth the model surface.
  • the probe 17 moves in the direction ⁇ + 1 calculated by the further direction calculator 11a.
  • FIG. S is an explanatory diagram of the correction processing of the position data. If the measurement distance is L and the inclination angle is ⁇ , the coordinate values X3 ⁇ 4 and Z of the measurement point P are shown. Is
  • the processor checks whether or not the 11a has reached the position where distance measurement cannot be performed by referring to the distance measurement enable signal DMS. c it is click, and its distance unmeasurable point (for example of FIG. 1 [rho,., P 2, P 3, etc.) the distance measurable signal DMS Gallo Moltrasio reached the. As soon as the condition is reached, the contact determination is stopped and the movement of the prop 17 is stopped.
  • the processor 11a inputs the rotation drive signal RDS to the prop rotation drive section 18 and causes the rotation drive section to rotate the prop 17 and .
  • optical axis that controls Ni Let 's ⁇ inclined Ku the vertical axis or al reverse (flop ⁇ that put the P ⁇ P 3 points of FIG. 1 - see the slope of the off).
  • the pro- is rotated so that it tilts in the direction opposite to the direction of travel (+ —— ⁇ ), while If the optical axis is inclined from the vertical axis in the direction opposite to the traveling direction immediately after the stop of contact scanning, rotate the probe so that it is inclined in the traveling direction (1 6 — + ⁇ ) c .
  • FIG. 8 shows the case where the probe is stopped at the point where distance measurement is impossible according to the present invention, and then the non-contact scanning is reopened by rotating the optical axis direction.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a range where contact copying is not performed, in other words, a range where digitizing is not performed.
  • Distance measurement profile over feedrate the V ⁇ sec ⁇ inclination angle of the probe, the vertical surface of the wall WAL angle is the ⁇ during the service down Prin grayed and shall be the T s (ms) distance measurement is impossible
  • the maximum overrun ⁇ L (see Fig. 8 (a)) when the motor is detected and stopped immediately is
  • the wall surface starts at about 300 degrees below the height. Digitizing is restarted, so there is no problem with accuracy o
  • non-contact arrogance is performed by setting the optical axis of the distance measurement group at an angle from the vertical direction. If the distance measurement cannot be performed, the distance measurement program is performed. In addition to stopping the movement of the probe, the optical axis of the distance measuring probe is tilted in the opposite direction from the vertical direction, and then the non-contact scanning is restarted. Even if the distance cannot be measured due to the steepness of the model surface, normal non-contact arrogance can be resumed in a short time, but it is impossible The range can be reduced, and thus the arrogance does not decrease.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

明 細 書
非接触倣い方法
技術分野
本発明は非接触倣い方法に係 り 、 特に 距離測定 プ ロ ー プ を傾け て倣い を 行 う 非接触倣い方法に 関す る 。
背景技術
レ 一 ザ測長 プ α — ブの よ う な非接触で距離が測定で き る プ π — フ" セ ン サ （距離測定プ ロ ー ブ ） に よ り モ デ ル面 を な ら わせ 、 こ れ に よ り 該 モ デ ル 通 り の倣 い 加工 を 行 つ た り 、 あ る レ、 は 乇 デル面デ 一 タ を デ ジ タ イ ジ ン グ す る 接触倣い方法があ る 。
かか る 非接触倣い に お い て 用 い ら れ る 距離測定 "/ ロ ー ブ は一般に基準距離 L。 を持 っ て お り 、 実際の測定距離 L と 基準距離 L。 の差を誤差量厶 し と し て 出 力で き る よ う に な っ て い る 。
第 9 図は非接触倣い の説明図で あ り 、 モ デ ル M D L を 倣 う も の と し 、 又 A ， B ， C 点を適当に選ばれた サ ン プ リ ン グ 点 と し た場合、 ま ず A 点で の距離 L ，_ ( = L。 + Δ L : ) を測定 し こ れが基準距離 L に 比べて Δ L，_ だ け誤差 が あ る 時、 そ の誤差分だ け測定軸方向 （光軸方向） に 補 正動作 を 掛け な が ら 次の サ ン つ。 'ί ン ゲ 点 Β 向か う ： そ し て 、 Β 点に お け る 誤差量 Δ L を求め て 同様に該誤差分 だ け 補正す る よ う C 点に 向か い .、 以後同様な 処理 を 行 う こ と に よ り 乇 デ /し面を 非接触で倣 う
と こ ろ で 、 非接触の距離測定 つ' — つ- と し て は 、 た と え ば光学的三角測距方法を採用 し た も のがあ り 、 かか る プ ロ ー ブで は発光素子 （半導体 レ ーザ） か ら 出た レ ーザ 光が投光 レ ン ズ を介 し て モ デル表面に照射 さ れ、 そ の際 に拡散反射 し た光線の一部が受先 - ン ズを介し て位置検 出素子上に ス ポッ ト を作 り 、 該 ポ ジ ト 位置がモ デ 表 面迄の距離に応じ て変化す る こ と に よ り 距離が測定さ れ る よ う に な っ て い る 。 尚、 受光 レ ン ズ に十分の光量が入 力 さ れな い と 正確な距離測定がで き な く な る 。
こ の た め 、 距離測定プ ロ ー ブ ' P B に は正確に距離を測定 で き る範囲があ り 、 第 1 0 図に お いて基準距離 L。土 の 範囲が測定可能範囲 M S R と な る 。 又、 距離測定プ ロ 一 プ P B には正確に距離測定で き る モ デ ；レ面傾斜角度 ^
(第 1 1 図参照） の限界値があ り 、 該限界値以上の傾斜 角度を有す る面迄の距離は正確に測定で き な い 。
こ のた め 、 第 1 2 図に示す よ う に モ デ ル M D L に直角 に近い壁 （上 り 、 下 り を問わな い ） W A L が存在す る 場 合に お い て 、 距離測定プ ロ ー ブ P B 力 S A— B と 移動す る と コ 一 ナ部 P で距離が測定で き な く な る 。 そ して 、 距離 測定が不可能に な る と従来は 、 逆方向に プ π — ザ P B を 戻し 、 極端に速度を落 と し て再び A→ B 方向：こ プ ロ ー ブ を移動 さ せ 、 かつ プ ー プを 上下 さ せて測定可能に な る 位置を捜 し 、 測定可能位置が求ま れば該位置か ら通常の 非接触倣い を再開す る よ う 〖こ し て い る
し か し 、 かか る従来の非接触倣い方法に お いて は 、 距 離測定不能 な る と 正常の非接触 いが再開 さ れ る 迄に 相当の時閭が掛 り 、 高速の非接触倣い加工や高速の非接 触倣い に よ る デ ジ タ ィ ジ ン グ 力；で き な い と い う 問題力5 あ る o
又、 従来の方法で は距離の測定がで き な い範囲、 換言 すれば非接触倣いがで き な い範囲が大 き く な る と い う 問 題も あ る 。
以上か ら 、 本発明の 目 的は距離測定不能 と な っ て も 、 短時間に正常の非接触倣い を再開す る こ と がで き 、 し か も 傲い不可能な範囲を減少す る こ と がで き る 非接触倣 い 方法を提供す る こ と で あ る ：.
— 発明の開示
本発明の非接触倣い方法に お い て は 、 距離測定プ ロ 一 プ の光軸を垂直方向か ら角度 Θ 傾け て非接触倣い を行い 、 距離測定不可能 と な つ た場合に は距離測定プ ロ 一 ブの移 動を停止す る と 共に 、 該距離測定プ ロ ー ブ の光軸を垂直 方向か ら逆方向に ^ 傾け 、 し か る 後非接触倣い を再開す る 。 こ の非接触倣い方法に よ れば、 距離測定不能 と な つ て も 、 短時間に正常の非接触倣い を再開す る こ と がで き 、 し か も 倣い不可能な範囲を 減少す る こ と がで き る 。
図面の簡草な説明
第 1 図は本発明方法の説明図、
第 2 図は本発明方法にかか る シ ス テ ム の ブ ' π ツ ク 図、. 第 3 図及び第 4 図は ~ί コ 一 ブ回転機搆の原理図、， 第 5 図は非接触倣い お け る 倣い方向 の算出説明図 .、 第 6 図は位置デ ー タ 襦正説明図、 第 7 図は プ ^！ ー ブ回転後の現在位置デー タ 補正説明図、 第 8 図は倣いが行われな い範囲説明図、
第 9 図は非接触倣い の概略説明図、
第 1 0 図は距離測定プ ロ ー ブ説明図、
第 1 1 図は距離測定で き る モ デ ル面傾斜角度の限界値 説明図、
第 1 2 図は従来の問題点説明図で あ る 。
発明を実施す る た め の最良の形態 第 1 図は本発明の概略説明図で あ り 、 M D L は上 り ま た 〖ま下 り の壁 W A L 1 〜W A L 4 を有す る モ デ ル 、 P B は非接触で距離を測定で き る 距離測定プロ ー ブ、 P 〜 P 3は距離測定不能点で あ る 。
距離測定プ π — ブ P B の光軸を垂直軸か ら角度 （9 傾け て非接触倣い を行い 、 ポ イ ン ト P に到達し て距離測定不 可能 と な つ た場合に は距離測定プ π — プ P B の移動を停 止す る と 共に 、 該距離測定ゴ ロ 一 づ'を 回転 さ せて光軸を 垂直方向か ら逆方向に 傾け 、 し か る後非接触倣い を再 開す る 。 以後距離測定不能点 P 2 ， P 3に到達す る毎に距 離測定プ σ — プ P B に同様の動作を行わせて非接触倣い を続行す る c
第 2 図は本発明 の非接触倣い方法を実現す る シ ス テ ム の つ- 口 ッ ク 図で あ る e
1 1 は傲い制御装置 、 1 2 Ζ . 1 2 X ·:ま傲い制御装置 か ら発生す る デ ジ タ 'レ の各軸速度信号 V，， V を D Α変 換す る D A変換器 、 1 3 Z , 1 S X ば各軸の サ 一 ボ 回路 、 一 —
1 4 Z , 1 4 X は Ζ 軸及び X軸駆動用 の モ ー タ 、 1 5 Ζ ，
1 5 X は対応す る モ ー タ が所定角度回転す る 毎に検出パ ル. ス Ρ ζ ， P y を発生す る 位置検出用 のパ ル ス コ ー ダ 、 1 6 Z ， 1 6 X は対応す る バル ス コ ー ダか ら発生す る バ ) - ス を移動方向に応 じ て可逆計数 し て 各軸現在.位置 Z Α , X .を監視す る 各軸現在位置 レ ジ ス タ 、 1 7 は レ 一 ザを用 い て非接触で モ デル表面迄の距離を測定で き る 距離測定プ ロ ー ブ （第 1 図に お け る 距離測定プ ロ ー ブ P B に対応） -、 1 8 は倣い制御装置か ら の回転指令 R D S に よ り プ ロ 一 フ" 1 7 を 回転 さ せ る プ ロ ー ブ回転駆動部で あ る 。
倣い制御装置 1 1 は コ ン ビ ュ 一 タ 構成に な っ て お り 、 プ ロ セ ッ サ （ C P U ) 1 1 a 、 プ ロ グ ラ ム メ モ リ （ R O M ) 1 1 b 、 各種演算結果等を記億す る R A M I 1 c を 備 え 、 非接触倣いやデ ジ タ イ ジ ン グ処理がで き る よ う に な っ て い る 。 尚 、 第 2 図の フ ロ ッ ク 図に は Y軸に関係す る 部分は省略 し て い る が当然 Y軸に つ いて も 他の軸 と 同 様の構成を有 し て い る も ので あ る 。
距離測定プ ロ ー ブ 1 7 は 、 垂直軸か ら の光軸の傾 き を 変更で き る よ う に な つ て お り 、 垂直軸か ら倣い進行方向 への傾 き の符号を プ ラ ス と すれば、 最初一 ( た と え ば = 3 0 ° ) の状態で非接触倣い を 行 い (第 1 図参照） 、 距離測定不能 と な る 毎に （ ポ イ ン ト P ： 〜 P こ お い て ） — Θ -→ ÷ Θ あ る い は 十 — へ先車由の ft頁 き を変更す る ， 第 3 図及び第 4 図は光軸の傾 き を 変更 さ せ る 機構の原理 説明図で あ り 、 第 3 図は レ 一 R L に ¾ --. て機械的に つ g c — ブ 1 7 を移動 さ せ る こ と に よ り モ デル M D L上の測 定点 P を変更す る こ と な く ¾軸 を進行方向に 土 Θ の間で 変更さ せ る も ので あ り 、 第 4 図は水平に配設さ れた円形 レ ー ル R L ' に沿 っ て プ ロ ー ブ を 1 8 0 " 回転 さ せ る こ と に よ り モ デル M D L 上の測定点 P を変更す る こ と な く 光 軸を進行方向に 土 の間で変更 さ せ る も ので あ る 。
又、 距離測定プ ロ ー ブ 1 7 は 、 検出光量が設定値以上 かチ ： cッ ク し 、 換言すれば正 し く 距離測定可能かを チ ヱ ッ ク し 、 検出光量が設定値以上で あればハ ィ レ ベル の距 離測定可能信号 D M S を 出力す る よ う に な つ て い る 。
以下、 非接触傲い を行い な力 ら デ ジ タ イ ジ ン グす る場 合につ いて本発明 を説明す る 。 尚、 初期時、 距離測定プ ロ ー ブ 1 7 の光軸を垂直軸力 ら ー （9 傾け て お く （第 1 図 参照） 。
非接触な ら いの起動が掛か っ て 、 ブ コ 一 プ 1 7 か ら測 定距離 L が入力 さ れ る と 、 プ セ ッ サ ：！ l a は基準距離 L。 と測定距離 L と の誤差量厶 し を計算す る と 共に 、 Δ L — V N特性、 Δ L — V 特性に従っ て法線方向速度信号 V n と 接線方向速度信号 V を計算す る ，：
又 .、 プ ロ セ ッ サ 1 1 a は非接触な ら い開始か ら の時間 を所定のサ ン つ。 リ ン ゲ時閼 T c.毎！こ 分割す る時 、 前 々 回の タ ィ ム ス 口 、リ ？、 お け る な ら い方向 6 η― , (第 5 図参照 '！ と 前回のタ ノ ム ス コ ト に お け る な ら い方向 6 と の差分 Δ 。並び：こ前回の な ら い方向 6 " を いて 、
θ ^ - ( 1 / η ) · A & → έ? fl i ( ri は適宜に 決め た定数： 通常 1 ノ 2 ) に よ り 今回の タ ィ ム ス ロ ッ ト に お け る な ら い方向 η + , を演算す る 。
そ し て 、 速度信号 V N , V τ及び倣い方向が求 ま れば、 プ ロ セ ッ サ は次式
V T - c 0 s & n + 1 → V (2)
V τ · s i η + i ■→ V ζ (3)
に よ り 各軸速度信号 V χ , V 2 を発生 し 、 該各軸方向のな ら い速度信号 V x ， V 2 を D A変換器 1 2 X ， 1 2 Z 及び サ 一 ボ 回路 1 3 X ， 1 S Z を 介 し て モ ー タ 1 4 X ， 1 4 Z に 印加 し て距離測定プ π — プ 1 7 を 各軸方向に 同時に 移動 さ せ モ デ ル面を な ら わせ る 。 こ れ に よ り 、 プ ロ ー ブ 1 7 は な ら い方向演算部 1 1 a で計算 さ れた方向 π+ 1 の 方向に移動す る 。
以上の非接触做い制御 と 並行 し て 、 ゴ σ セ ッ サ 1 1 a は所定のサ ン プ リ ン グ時閭 T s毎に各軸現在位置デー タ Z A ， X A を現在軸 レ ジ ス タ 1 6 Z ， 1 S X か ら取 り 込んで モ デ ル面を デ ジ タ イ ジ ン グす る 。 尚、 光軸を傾け て い る た め 、 Z A , X A を そ の ま 面デ ー タ と し て 用 い る こ と が で き ず補正が必要で あ る 。 第 S 図は位置デ ー タ の補正処 理説明図で あ り 、 測定距離を L 、 傾斜角度を ^ と すれば、 測定点 P の座標値 X ¾ ， Z。 は次式
X。 = XA±L · s i η δ (4)
ZD=z,A -! -L · c o s 6 (5i
で 与 え ら れ る ：. 尚 、 （4)式に お い て プ ラ ス は光軸が進行方 向 '： ÷ X方向 ） と 逆方向に傾 て い る 場合で あ り , マ ·' ス は進行方向に傾いて い る場合で あ る c:
又、 プ ロ セ ッ サ は 1 1 a は非接触倣い に よ る デ ジ タ イ ジ ン グ処理 と 並行 し て 、 距離測定可能信号 D M S を参照 し て距離測定不能位置に到達し たかチ ッ ク し て い る c, そ し て 、 距離測定不能点 （ た と え ば第 1 図の Ρ ,. , P 2 ， P 3等） に到達し て距離測定可能信号 D M S がロ ー レ べ . に な る と 、 直ち に 接触做い を停止 し て プ ロ 一 プ 1 7 の 移動を停止す る 。
し 力 > る後、 プ ロ セ ッ サ 1 1 a は プ ロ ー プ回転駆動部 1 8 に 回転駆動信号 R D S を入力し 、 該回転駆動部を し て プロ ー プ 1 7 を 回転 さ せ、. 光軸が垂直軸か ら逆方向に Θ 傾 く よ う に制御す る （第 1 図の P 〜 P 3点に おけ る プ α — フ の傾き を参照） 。
尚、 倣い停止直後に光軸が垂直軸か ら進行方向に 6 傾 いて いれば、 進行方向 と 逆方向に 傾 く よ う に プ ロ 一 - を 回転 さ せ （ + —— ^ ) , 一方非接触倣い停止直後に 光軸が垂直軸か ら進行方向 と 逆方向に 傾いて いれば、 進行方向に 傾 く よ う に プ ロ ー ブ回転 さ せ る （一 6 — + Θ ) c.
し か る後、 回転に よ り プロ ー ブ の現在位置が変化し て い る か ら 、 第 7 図（a'!の A矢印で示す よ う に進行方向 （ X 方向） に 回転 し た場合に は次式
X_ 2 · L · s i η. Θ -→Χ^ (6ι
Ζ ,-→Ζ ,
に よ り 現在位置を補正 し 、 一方第 7 図（b)で Β 矢印で示す 一 一
よ う に進行方向 と 逆方向に 回転 し た場合に は次式
XA— 2 .い s i n Θ-→Χ (7)
ζ ζΑ
に よ り 現在位置を補正す る 。
さ て 、 プ ロ ー ブ の回転に よ り 、 距離測定が可能に な る か ら以後非接触傲い に よ る デ ジ タ ィ ジ ン グ処理を行い 、 距離測定不可能に な る 毎に同様に プ ロ 一 プ を 回転 さ せて 非接触倣い を継続す る 。
第 8 図は本発明に よ り 距離測定不能点で プ ロ 一 プ を停 止 さ せ 、 し か る 後光軸方向 を 回転 さ せて非接触倣い を再 開す る 場合に お いて 、 非接触倣いが行われな か っ た範囲、 換言すればデ ジ タ ィ ジ ン グ さ れな か っ た範囲 を示す説明 図で あ る 。 距離測定プ ロ ー ブ の送 り 速度を V ^ s e c^ 傾斜角度を 、 壁 W A L の垂直面 と の角度 、 サ ン プ リ ン グ時閭 を T s ( m s ) と す る と 距離測定不能が検出 さ れ て瞬時に停止 し た時の最大行 き 過 ぎ量 Δ L (第 8 図（a)参 照） は
AL = TS - V/1 0 0 0 (8)
と な る 。 又、 壁部 W A L の最高点 P か ら光が当た る 位置 Q (第 8 図（b)参照） 迄の垂直方向距離 H は
H = ALZ ( t a d÷ t a η φ) (9)
と な り 、 例 え ば V = 1 0 0 mm/ s e c, T, = 2 m s e c Θ = Ζ 0 °^ 0= 0 °と すれば -、
H= 0♦ 2 0 , 5 8 = 0. 3mm
す な わ ち ， 高 さ 方向 に 約 3 0 0 下が . た位置か ら壁面 の デ ジ タ ィ ジ ン グが''再開 さ れ る こ と に な り 、 精度上問題 は無い o
以上本発明に よ れば、 距離測定プ —プの光軸を垂直 方向か ら角度 頓け て非接触傲い を行い .、 距離測定不可 能と な つ た場合に は距離測定プ ロ 一 プの移動を停止す る と 共に 、 該距離測定プ ロ ー ブ の光軸を垂直方向か ら逆方 向に ^ 傾け 、 し か る後非接触倣い を再開す る よ う に構成 . し たか ら 、 モ デル面の傾.斜がき つ く な つ て距離測定不能 と な っ て も 、 短時間に正常の非接触傲い を再開す る こ と がで き 、 し か も 做い不可能な範囲を減少で き 、 従 っ て傲 い精度を低下す る こ と も な い 。

Claims

請求の範囲
1 ♦ 非接触で モ デ ル面迄の距離 L を測定で き る 光学的 な 距離測定プ ロ - ブに よ り モ デル面を な ら わせ る 非接触 倣い方法に お い て 、
光学的距離測定プ π — ブ の光軸を垂直方向か ら角度 傾け て非接触倣い を行い 、
距離測定不可能 と な つ た場合に は光学的距離測定プ 口 ー ブ の移動 を停止 し 、
つ い で 、 該光学的距離測定 プ ロ ー ブ の光軸を垂直方向 か ら逆方向に 傾け 、
し か る 後非接触倣い を再開す る こ と を特徵 と す る 非接 触倣い方法。
2 * 光学的距離測定プ ロ ー ブに よ る 検出光量が設定値 以上の時に距離測定可能信号 を 出力す る よ う に該距離測 定 プ ロ ー ブを構成 し 、 距離測定可能信号が出力 さ れて い る か否かに基づ いて距離測定可能 不可能を 識別す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 1 項記載の非接触倣い方法。
3 . 光学的距離測定プ ロ ー プ の光軸を垂直方向か ら進 行方向に 、 ま た は進行方向 と 逆方向に 一 傾け る 時、 モ デル測定点の座標値 X P ， Z p を 距離測定プ π — プの現 在位置座標値 X— ， z を 用 い て 次式
X D = X A + L · s i n ^
Ζ―, = Z fi + L · c o s ^
に よ り 演算す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 1 項記載 の非接触倣い方 ¾ ―
4 . 光学的距離測定プ ロ ー プの傾き — 6 か ら + に 変更し た時、 該距離測定プ π — ブ の現在位置座標値 X Λ， Ζ Α の う ち ΧΔ を 次式
Χ.+ 2 ，い s i II →XA
に よ り 更新す る こ と を待徵と す る請求の範囲第 3 項記載 の非接触倣い方法。
5 ♦ 光学的距離測定プ ロ ー ブの傾き を + 0 か ら一 に 変更 し た時、 該距離測定プ σ — ブ の現在位置座標値 χΑ， Z A の う ち X A を次式
XA-2 ·い S i n^→XA
に よ り 更新す る こ と を特徵 と す る請求の範囲第 3 項記載 の非接触倣い方法。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0248152A (ja) * 1988-08-03 1990-02-16 Osaka Kiko Co Ltd 非接触計測装置
JP2810709B2 (ja) * 1989-07-27 1998-10-15 ファナック 株式会社 非接触ならい制御装置
JPH03190652A (ja) * 1989-12-19 1991-08-20 Fanuc Ltd 非接触ならい制御装置
FR2656465B1 (fr) * 1989-12-21 1992-05-07 France Etat Procede de mesure des dimensions d'un espaceur.
GB9013744D0 (en) * 1990-06-20 1990-08-08 Renishaw Plc Measurement of a workpiece
JPH04189452A (ja) * 1990-11-20 1992-07-07 Fanuc Ltd デジタイジング制御装置
JPH0531653A (ja) * 1991-07-26 1993-02-09 Fanuc Ltd 非接触倣い制御方式
US6215269B1 (en) * 1996-05-21 2001-04-10 Kent Gregg Method of exposing a path on a curved, or otherwise irregularly shaped, surface
US7147338B2 (en) 2001-04-09 2006-12-12 Kent Gregg Circuit on a curved, or otherwise irregularly shaped, surface, such as on a helmet to be worn on the head, including a fiber optic conductive path

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06161747A (ja) * 1992-04-09 1994-06-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> データ処理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3909131A (en) * 1974-02-12 1975-09-30 United Technologies Corp Surface gauging by remote image tracking
US3986774A (en) * 1975-05-08 1976-10-19 United Technologies Corporation Gauging surfaces by remotely tracking multiple images
DE2834612A1 (de) * 1978-08-07 1980-02-14 Siemens Ag Kopierfuehler
US4445184A (en) * 1980-07-19 1984-04-24 Shin Meiwa Industry Co., Ltd. Articulated robot
EP0070141B1 (en) * 1981-07-07 1989-05-31 Renishaw plc Device for measuring dimensions
US4708482A (en) * 1982-02-22 1987-11-24 Armco Inc. Method and apparatus for measuring wear in the lining of refractory furnaces
FR2551860B1 (fr) * 1983-09-08 1987-05-07 Sciaky Sa Installation pour la determination des coordonnees spatiales d'un point d'une piece, notamment pour le controle d'un outillage tel qu'un outillage de soudage de carrosserie de vehicule automobile
JPS60128304A (ja) * 1983-12-15 1985-07-09 Nippon Tsushin Gijutsu Kk 溶接機計測ヘツド
FI68910C (fi) * 1984-01-17 1986-11-25 Kimmo Koskenohi Foerfarande foer optisk maetning av laongstraeckta stycken
CH661981A5 (de) * 1984-02-13 1987-08-31 Haenni & Cie Ag Optisches messgeraet zur beruehrungslosen abstandsmessung.
DE3517671A1 (de) * 1985-05-15 1986-11-20 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Vorrichtung zum bildpunktweisen erfassen der oberflaechengestalt eines entfernten objektes
US4681450A (en) * 1985-06-21 1987-07-21 Research Corporation Photodetector arrangement for measuring the state of polarization of light
US4798469A (en) * 1985-10-02 1989-01-17 Burke Victor B Noncontact gage system utilizing reflected light
US4724301A (en) * 1985-10-21 1988-02-09 Hitachi, Ltd. Apparatus utilizing light stripe image for detecting portion to be welded prior to welding thereof
US4758093A (en) * 1986-07-11 1988-07-19 Robotic Vision Systems, Inc. Apparatus and method for 3-D measurement using holographic scanning
DE3623602A1 (de) * 1986-07-12 1988-01-14 Zeiss Carl Fa Steuerung fuer koordinatenmessgeraete
US4870560A (en) * 1986-08-29 1989-09-26 Fanuc Ltd. Method of creating NC part program for laser machining

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06161747A (ja) * 1992-04-09 1994-06-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> データ処理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0353302A4 *

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Publication number Publication date
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US4949024A (en) 1990-08-14
DE3850391D1 (de) 1994-07-28
JP2542653B2 (ja) 1996-10-09
JPH01153253A (ja) 1989-06-15

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