JP2011220786A - Three-dimensional measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は三次元測定機に関する。 The present invention relates to a coordinate measuring machine.
従来、被測定物の外形などを測定するためのプローブと、測定者の手で握られる把持部を有し、複数の可動アームからなってプローブを移動させる移動機構とを備えた手動式の三次元測定機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
被測定物の外形などを測定するときには、測定者は、把持部を手で握ってプローブを手動で動かし、プローブを被測定物の外形のうちの所定の測定箇所に接触させる。
Conventionally, a manual tertiary that has a probe for measuring the outer shape of the object to be measured and a moving mechanism that has a gripping part that can be grasped by a measurer's hand and moves the probe by a plurality of movable arms. An original measuring machine is known (see, for example, Patent Document 1).
When measuring the outer shape or the like of the object to be measured, the measurer manually moves the probe by holding the grip portion with his / her hand and brings the probe into contact with a predetermined measurement position in the outer shape of the object to be measured.
測定箇所の測定データを取得するときには、プローブを各々の測定箇所に接触させるたびに、把持部などに設けられた測定データ入力用スイッチを手で押圧操作する。また、この押圧操作により複数の可動アームの角度なども同時に取得され、この可動アームの角度などに基づいて、各々の測定箇所の測定データが三次元座標として取得される。 When acquiring the measurement data of the measurement location, each time the probe is brought into contact with each measurement location, the measurement data input switch provided on the gripping part or the like is manually pressed. In addition, the angle of the plurality of movable arms is also acquired at the same time by this pressing operation, and measurement data of each measurement location is acquired as a three-dimensional coordinate based on the angle of the movable arm.
しかし、特許文献1に記載のような従来の手動式の三次元測定機では、例えば、被測定物の外形が曲面形状のような場合には、押圧操作の際の外力によって、プローブが測定箇所からずれ、プローブによって測定される測定データに誤差が生じて適切に測定データを取得できず、測定箇所の三次元座標を適切に測定できない。 However, in the conventional manual three-dimensional measuring machine as described in Patent Document 1, for example, when the outer shape of the object to be measured is a curved surface, the probe is moved to the measurement location by an external force during the pressing operation. Therefore, the measurement data measured by the probe has an error and the measurement data cannot be acquired properly, and the three-dimensional coordinates of the measurement location cannot be measured appropriately.
一方、このような場合に、押圧操作を行ってもプローブが測定箇所からずれないようにすべく、手に力を入れるなどして測定する方法が考えられる。しかし、そのような測定方法では、三次元測定機の操作性が悪く、測定に時間がかかってしまう。 On the other hand, in such a case, a method of measuring by putting a force on the hand is conceivable so that the probe does not deviate from the measurement location even if a pressing operation is performed. However, with such a measurement method, the operability of the coordinate measuring machine is poor, and measurement takes time.
本発明の目的は、測定箇所の測定データを適切に取得できて操作性も良い手動式の三次元測定機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a manual three-dimensional measuring machine that can appropriately acquire measurement data at a measurement location and has good operability.
本発明の三次元測定機は、被測定物を測定するためのプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御手段とを備え、前記プローブが前記移動機構を介して手動で移動される三次元測定機であって、外部からの入力信号を前記プローブ及び前記移動機構に外力を作用させずに入力させる信号入力手段を有し、前記制御手段は、前記入力信号に基づいて前記測定データを取得する動機となるトリガ信号を生成する信号処理部と、前記トリガ信号を前記信号処理部から受け取ることによって前記測定データを取得するデータ取得部とを備えることを特徴とする。 The three-dimensional measuring machine of the present invention includes a probe for measuring an object to be measured, a moving mechanism for moving the probe, and a control means for controlling the moving mechanism, and the probe passes through the moving mechanism. A coordinate measuring machine that is manually moved, and has signal input means for inputting an external input signal to the probe and the moving mechanism without applying an external force, and the control means receives the input signal. A signal processing unit that generates a trigger signal that serves as a motivation for acquiring the measurement data based on the data, and a data acquisition unit that acquires the measurement data by receiving the trigger signal from the signal processing unit. .
このような構成によれば、外部からの入力信号がプローブ及び移動機構に外力を作用させずに入力される。このため、測定箇所の測定データを取得するときに外力がプローブや移動機構に作用せず、プローブが測定箇所からずれずに、測定データを適切に取得できる。
また、プローブの位置ずれなどを意識して測定をすることがなくなり、測定を容易に行うことができ、三次元測定機の操作性を向上させることができる。
According to such a configuration, an input signal from the outside is input without applying an external force to the probe and the moving mechanism. For this reason, when acquiring the measurement data of a measurement location, external force does not act on a probe or a movement mechanism, and a measurement data can be acquired appropriately, without a probe shifting from a measurement location.
In addition, the measurement is not performed in consideration of the positional deviation of the probe, the measurement can be easily performed, and the operability of the coordinate measuring machine can be improved.
本発明の三次元測定機において、前記信号入力手段は、前記入力信号として音声を入力させることが好ましい。
このような構成によれば、信号入力手段に入力信号として音声が入力され、この音声に基づいたトリガ信号を動機として、測定データがデータ取得部によって取得される。このため、1人で測定している場合でも、測定者自身が音声を発することによって測定箇所の測定データを容易に取得できる。
In the three-dimensional measuring machine according to the present invention, it is preferable that the signal input means inputs voice as the input signal.
According to such a configuration, voice is input as an input signal to the signal input means, and measurement data is acquired by the data acquisition unit using a trigger signal based on the voice as a motive. For this reason, even when the measurement is performed by one person, the measurement data of the measurement point can be easily obtained by the measurement person himself / herself making a sound.
本発明の三次元測定機において、前記信号入力手段は、前記移動機構に形成されて前記プローブを移動させる際に手で把持される把持部に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、手の近くにある信号入力部に音声を入力できるため、測定者が大きな音声を発しなくても、音声を容易に入力することができる。
In the three-dimensional measuring machine according to the present invention, it is preferable that the signal input means is provided in a grip portion that is formed in the moving mechanism and is gripped by a hand when the probe is moved.
According to such a configuration, since the voice can be input to the signal input unit near the hand, the voice can be easily input even if the measurer does not make a loud voice.
または、本発明の三次元測定機において、前記信号入力手段は前記制御手段に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、制御手段として信号入力手段を備えたものを利用できるため、三次元測定機に新たな別の構成機器を追加しなくてすみ、三次元測定機の製造コストを低減できる。
Or in the coordinate measuring machine of this invention, it is preferable that the said signal input means is provided in the said control means.
According to such a configuration, it is possible to use a signal input means as a control means, so there is no need to add another new component device to the coordinate measuring machine, and the manufacturing cost of the coordinate measuring machine is reduced. it can.
本発明の三次元測定機において、前記信号処理部は、前記トリガ信号とは異なる信号であって、前記制御手段を動作させる操作信号を生成することが好ましい。
このような構成によれば、操作信号に基づいて制御手段を動作させるため、測定者が、測定中に手などで制御手段を操作する必要がなくなり、測定者が制御手段から離れたところで測定している場合などであっても、制御手段を動作させることができる。
In the coordinate measuring machine of the present invention, it is preferable that the signal processing unit generates an operation signal that is different from the trigger signal and that operates the control means.
According to such a configuration, since the control unit is operated based on the operation signal, it is not necessary for the measurer to operate the control unit by hand during the measurement, and the measurement is performed when the measurer is away from the control unit. Even in such a case, the control means can be operated.
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態において、同一の構成部分には同じ符号を付すとともに、それらの説明を省略または簡略化する。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In each embodiment, the same reference numerals are given to the same components, and descriptions thereof are omitted or simplified.
<第1実施形態>
図1に示すように、三次元測定機1は、被測定物Wを測定するためのプローブ2と、プローブ2を移動させる移動機構としての三次元測定機本体3とを備えており、プローブ2が三次元測定機本体3を介して手動で移動されて被測定物Wの形状や寸法などを測定するものである。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the coordinate measuring machine 1 includes a
プローブ2は、略球形状の測定子21と、測定子21を支持する棒状のスタイラス22とからなり、被測定物Wの所定の測定箇所の測定データ取得のために使用される。
三次元測定機本体3は、複数の可動アームなどからなるリンク機構4と、支持アーム5とを有している。
リンク機構4は、可動アーム41,42,43が関節部44,45を介して可動自在に連結されて構成されている。
可動アーム43の先端には関節部46が設けられ、支持アーム5が関節部46を介して可動自在に設けられている。支持アーム5の基部51には把持部52が設けられ、支持アーム5の先端には、プローブ2を支持する支持部53が設けられている。
把持部52には、信号入力手段としてのマイク6が設けられている。マイク6には、測定箇所の測定データを取得するためなどに発せられる入力信号としての音声が入力される。
The
The coordinate measuring machine
The link mechanism 4 is configured by
A
The
また、三次元測定機1は、図2に示すように、三次元測定機本体3を制御する制御手段10を備えている。制御手段10は、信号処理部としての音声処理部101と、データ取得部102と、データ処理部103と、表示部104とを備えている。
Moreover, the coordinate measuring machine 1 is provided with the control means 10 which controls the coordinate measuring machine
音声処理部101は、音声に基づく音声信号をマイク6から受け取り、その音声信号が信号処理されて音声によって意図されていることが判別されたときに、その音声信号に基づいて測定箇所の測定データ取得の動機となるトリガ信号を生成し、データ取得部102にそのトリガ信号を送出する。
また、音声処理部101は、その音声信号に基づいて、トリガ信号とは異なる信号である操作信号を生成する。
The
In addition, the
データ取得部102は、音声処理部101からのトリガ信号を受け取り、そのことを動機として測定箇所の測定データを取得する。加えて、データ取得部102は、可動アーム41,42,43の角度データなども取得する。そして、データ取得部102は、その測定データや角度データをデータ処理部103に送出する。
The
データ処理部103は、測定箇所の測定データや可動アーム41,42,43の角度データをデータ取得部102から受け取り、また、音声処理部101から操作信号も受け取り、それらのデータと操作信号に基づいて演算処理などによって、測定箇所の三次元座標データや、被測定物Wの外形形状や寸法などを算出する。そして、その算出結果を表示部104に送出する。
表示部104では、データ処理部103での算出結果や、それに基づいて可視化された被測定物Wの外形などが表示される。
The
The
次に、図3に基づいて、以上のような三次元測定機1によって、被測定物Wの外形などを測定する際の動作フローを説明する。以下では、各動作ステップをS1,S2,・・・で示す。 Next, based on FIG. 3, an operation flow when measuring the outer shape and the like of the workpiece W with the coordinate measuring machine 1 as described above will be described. In the following, each operation step is denoted by S1, S2,.
まず、三次元測定機本体3が手動によって動かされ、測定子21が被測定物Wの表面の、例えば図1に示す測定箇所に当接される。そして、可動アーム42をロックする旨の入力信号としての操作指令T1がマイク6から入力されて可動アーム42がロックされる。次に、測定を開始する旨の入力信号としての操作指令T2がマイク6から入力されて測定が開始される。
First, the coordinate measuring machine
測定が開始されると、測定箇所での測定データを取得する旨の入力信号としてのトリガ指令T3がマイク6から入力される。
制御手段10は、S1において、トリガ指令T3が入力されたか否かを信号処理によって判断する。トリガ指令T3は入力されていないと判断した場合には、制御手段10はトリガ指令T3の入力を待つ。
When measurement is started, a trigger command T3 is input from the
In S1, the control means 10 determines whether or not the trigger command T3 is input by signal processing. If it is determined that the trigger command T3 has not been input, the control means 10 waits for the input of the trigger command T3.
一方、制御手段10が、トリガ指令T3が入力されたと判断した場合にはS2に移行し、音声処理部101が、トリガ指令T3の音声信号に基づいてトリガ信号を生成する。そのトリガ信号は音声処理部101からデータ取得部102に送出される。
その後、S3において、データ取得部102は、トリガ信号を音声処理部101から受け取ることによって測定箇所の測定データを取得する。加えて、データ取得部102は、可動アーム41,42,43の角度データなども取得する。
On the other hand, when the control means 10 determines that the trigger command T3 has been input, the process proceeds to S2, and the
Thereafter, in S <b> 3, the
そして、S4において、データ処理部103に、測定箇所の三次元座標データや、被測定物Wの外形形状や寸法などを算出させ、その算出が終了したら算出結果を表示部104に表示させて測定を終了する旨の入力信号としての操作指令T4がマイク6から入力されたか否かが制御手段10によって判断される。
制御手段10が、操作指令T4は入力されていないと判断した場合にはS1に戻り、再度S1〜S3が実行されて測定が継続され、データ取得部102が複数の測定箇所での測定データを取得する。
In S4, the
When the control means 10 determines that the operation command T4 is not input, the process returns to S1, S1 to S3 are executed again, the measurement is continued, and the
一方、制御手段10が、操作指令T4は入力されたと判断した場合にはS5に移行し、
データ処理部103が、複数の測定データや可動アーム41,42,43の角度データなどに基づいて測定箇所の三次元座標データを求め、その三次元座標データに基づいて、被測定物Wの外形形状や外形寸法などを算出する。そして、S6に移行して、この算出結果が表示部104に送られて表示部104で表示される。その後、測定が終了される。
On the other hand, when the control means 10 determines that the operation command T4 has been input, the process proceeds to S5,
The
本実施形態の三次元測定機1では、以下の効果がある。
トリガ指令T3が、プローブ2及び三次元測定機本体3に外力を作用させずにマイク6に入力される。このため、測定箇所の測定データを取得するときに、外力がプローブ2や三次元測定機本体3に作用しないので、プローブ2が測定箇所からずれずに、測定データを適切に取得できる。また、プローブ2の位置ずれなどを意識して測定をすることがなくなり、測定を容易に行うことができ、三次元測定機1の操作性を向上させることができる。
The coordinate measuring machine 1 of the present embodiment has the following effects.
The trigger command T3 is input to the
また、音声によるトリガ指令T3がマイク6に入力され、トリガ指令T3に基づいたトリガ信号を動機として、測定箇所の測定データがデータ取得部102によって取得される。このため、1人で測定している場合でも、測定者自身が音声を発することによって測定箇所の測定データを容易に取得できる。
In addition, a voice trigger command T3 is input to the
さらに、手で握られる把持部52にマイク6が設けられているため、手の近くにあるマイク6にトリガ指令T3を入力でき、大きな音声を発しなくても、トリガ指令T3を容易にマイク6に入力することができる。
また、音声処理部101は操作信号も生成し、その操作信号に基づいて、データ処理部103が動作されたり、制御手段10によって可動アーム42がロックされる。このため、測定者が、測定中に手などで制御手段10を操作して、データ処理部103や可動アーム42の動作制御をする必要がなくなり、測定者が制御手段10から離れたところで測定している場合などであっても、制御手段10を動作させることができる。
Furthermore, since the
The
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図4に示すように、本実施形態では、第1実施形態と異なり、マイク6が制御手段10に設けられている。マイク6は、例えば、ヘッドセットに取り付けられたマイクであり、ヘッドセットのコードなどを介して制御手段10に接続されている。
本実施形態においても、第1実施形態と同様の動作フローによって、被測定物Wの外形などが測定される。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 4, in this embodiment, unlike the first embodiment, the
Also in the present embodiment, the outer shape of the workpiece W is measured by the same operation flow as in the first embodiment.
以上のような本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、制御手段としてマイク6を備えたノート型パソコン等を利用できるため、三次元測定機1に新たな別の構成機器を追加しなくてすみ、三次元測定機1の製造コストを低減できる。
In the present embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, since a notebook personal computer or the like equipped with a
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、信号入力手段としてマイク6が設けられ、入力信号としてトリガ指令T3がマイク6に入力されるが、マイク6は設けられずに、プローブ2や三次元測定機本体3以外の部分に、信号入力手段として、足で押圧操作して動作させるフットスイッチが設けられていてもよい。この場合には、測定箇所の測定データを取得するときに、測定者自身の足でフットスイッチを押すと、その押圧信号が入力信号として機能し、その押圧信号に基づいてトリガ信号が生成される。
または、プローブ2や三次元測定機本体3以外の部分に、信号入力手段として、手で押圧操作して動作させる押圧スイッチが設けられていてもよい。この場合には、複数人で測定を行い、測定者以外の者がその押圧スイッチを動作させればよい。
また、トリガ指令T3は指令ではなく、例えば、単なる1つの音が発せられたものであってもよい。
また、前記各実施形態では、音声処理部101は、マイク6から受け取った音声信号が信号処理されて音声によって意図されていることが判別されたときに、その音声信号に基づいてトリガ信号と操作信号を生成するが、トリガ信号の生成に関しては、音声処理部101が、マイク6から受け取った音声信号の音量レベルが所定レベル以上のときに、その音声信号に基づいてトリガ信号を生成するようにしてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each of the above embodiments, the
Alternatively, a press switch that is operated by a manual pressing operation may be provided as a signal input unit in a portion other than the
Further, the trigger command T3 is not a command and may be, for example, a simple sound.
Further, in each of the above embodiments, when the audio signal received from the
また、前記第1実施形態では、マイク6は把持部52に設けられ、前記第2実施形態では、マイク6は制御手段10に設けられているが、マイク6は、可動アーム41,42,43など、把持部52や制御手段10以外の部分に設けられていてもよい。例えば、基部51には必ずしも把持部52が設けられている必要はなく、把持部52が設けられていないタイプの三次元測定機においては、マイク6は基部51上もしくは関節部46上に設置されていてもよい。
また、前記第2実施形態では、マイク6として、ヘッドセットに取り付けられたマイクを用いたが、ノート型パソコンに予め設けられているマイクであってもよい。
Further, in the first embodiment, the
In the second embodiment, a microphone attached to the headset is used as the
また、前記各実施形態では、操作信号は、音声による操作指令T1,T2,T4に基づいて生成されるが、フットスイッチを足で複数回タップすることや、測定者以外の者が押圧スイッチを複数回タップすることで生成されてもよい。
また、前記各実施形態では、操作指令は、データ処理部103に算出動作を行わせる旨の指令などであったが、例えば、データ処理部103において、直前に取得された座標データを1つずつ削除していく旨の指令や、三次元測定機本体3の可動アーム42以外の可動アーム41,43をロックさせたり、そのロックを解除させる旨の指令などであってもよい。
In each of the above embodiments, the operation signal is generated based on the voice operation commands T1, T2, and T4. However, the foot switch is tapped multiple times with a foot or a person other than the measurer presses the push switch. It may be generated by tapping multiple times.
In each of the above embodiments, the operation command is a command for causing the
また、前記各実施形態では、三次元測定機本体3と制御手段10とは互いに独立して設けられている構成で説明したが、制御手段10の一部もしくは全部が三次元測定機本体3に含まれていても構わない。
さらに、前記各実施形態では、操作指令T1がマイク6から入力されると可動アーム42がロックされると説明しているが、この機能を有していない三次元測定機においても本発明は適用される。
また、測定を開始する旨の操作指令T2も、必ずしも本発明に必要なものではない。
In each of the above embodiments, the CMM
Further, in each of the above embodiments, it is described that the
Further, the operation command T2 for starting the measurement is not necessarily required for the present invention.
本発明は三次元測定機に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for a coordinate measuring machine.
1…三次元測定機、
2…プローブ、
3…三次元測定機本体(移動機構)、
6…マイク(信号入力手段)、
10…制御手段、
52…把持部、
101…音声処理部(信号処理部)
102…データ取得部
T1,T2,T4…操作指令(入力信号)
T3…トリガ指令(入力信号)
W…被測定物
1 ... coordinate measuring machine,
2 ... Probe,
3. CMM main body (movement mechanism),
6 ... Microphone (signal input means)
10: Control means,
52 ... gripping part,
101: Audio processing unit (signal processing unit)
102 ... Data acquisition unit T1, T2, T4 ... Operation command (input signal)
T3: Trigger command (input signal)
W: Object to be measured
Claims (5)
外部からの入力信号を前記プローブ及び前記移動機構に外力を作用させずに入力させる信号入力手段を有し、
前記制御手段は、前記入力信号に基づいて前記測定データを取得する動機となるトリガ信号を生成する信号処理部と、前記トリガ信号を前記信号処理部から受け取ることによって前記測定データを取得するデータ取得部とを備えることを特徴とする三次元測定機。 A coordinate measuring machine comprising: a probe for measuring an object to be measured; a moving mechanism for moving the probe; and a control means for controlling the moving mechanism, wherein the probe is manually moved via the moving mechanism Because
A signal input means for inputting an external input signal without applying an external force to the probe and the moving mechanism;
The control means generates a trigger signal that is a motivation for acquiring the measurement data based on the input signal, and obtains the measurement data by receiving the trigger signal from the signal processing unit. And a coordinate measuring machine.
前記信号入力手段は、前記入力信号として音声を入力させることを特徴とする三次元測定機。 The three-dimensional measuring machine according to claim 1,
The three-dimensional measuring machine characterized in that the signal input means inputs voice as the input signal.
前記信号入力手段は、前記移動機構に形成されて前記プローブを移動させる際に手で把持される把持部に設けられることを特徴とする三次元測定機。 The three-dimensional measuring machine according to claim 2,
The three-dimensional measuring machine according to claim 1, wherein the signal input means is provided in a grip portion formed by the moving mechanism and gripped by a hand when the probe is moved.
前記信号入力手段は前記制御手段に設けられることを特徴とする三次元測定機。 The three-dimensional measuring machine according to claim 2,
The three-dimensional measuring machine, wherein the signal input means is provided in the control means.
前記信号処理部は、前記トリガ信号とは異なる信号であって、前記制御手段を動作させる操作信号を生成することを特徴とする三次元測定機。 The three-dimensional measuring machine according to any one of claims 1 to 4,
The three-dimensional measuring machine, wherein the signal processing unit generates an operation signal that is different from the trigger signal and that operates the control means.
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