JP2817975B2 - 3D measuring device - Google Patents
3D measuring deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば工作機械において三次元座標測定を
行なうための三次元測定装置に関する。Description of the Invention [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a three-dimensional measuring device for performing three-dimensional coordinate measurement on a machine tool, for example.
（従来の技術） 従来、例えば工作機械において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向からなる三次元の立体的な座標を測定する
三次元測定装置が開発されている。この三次元速装置に
は被測定対象物に接触するタッチプローブを有する方式
がある。この方式では、タッチプーローブがＸ方向（左
右方向）、Ｙ方向（前後方向）及びＺ方向（上下方向）
に移動し、このタッチプローブが被測定対象物に接触し
た接触点を基準点として、タッチプローブの各方向の移
動量が測定される。この各方向の移動量及びタッチプロ
ーブの接触点に基づいて、被測定対象物の座標が測定さ
れることになる。(Prior Art) Conventionally, for example, in a machine tool, a three-dimensional measuring device that measures three-dimensional three-dimensional coordinates including an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction has been developed. As this three-dimensional speed device, there is a system having a touch probe that comes into contact with an object to be measured. In this method, the touch probe has an X direction (left and right direction), a Y direction (front and rear direction), and a Z direction (up and down direction).
And the amount of movement of the touch probe in each direction is measured with the contact point at which the touch probe contacts the object to be measured as a reference point. The coordinates of the object to be measured are measured based on the amount of movement in each direction and the contact point of the touch probe.
ところで、被測定対象物の測定内容には、例えば被測
定対象物が円柱体の場合にその中空部の内径又は外径の
測定、または被測定対象物が角柱体の場合にその表面に
形成された溝の幅の測定など各種のものがある。ここ
で、円柱体の中空部の内径を測定する場合には、タッチ
プローブを中空部の内壁面の任意の３点に接触させるこ
とになる。また、外径を測定する場合には、タッチプロ
ーブを円柱体の外壁面に接触させることになる。この場
合、測定装置では、タッチプローブが内壁面又は外壁面
のいずれに接触しているかは不明であるため、内径又は
外径のいずれの測定であるかを区別できない状態であ
る。このため、通常では、内径又は外径のいずれの測定
であるかを指示するためのダミー入力が必要となり、例
えばフットスイッチ（オペレータの足により操作するス
イッチ）により入力する。By the way, in the measurement content of the object to be measured, for example, when the object to be measured is a cylindrical body, the inner diameter or the outer diameter of the hollow portion is measured, or when the object to be measured is a prismatic body, it is formed on the surface thereof. There are various types such as measurement of the width of a groove. Here, when measuring the inner diameter of the hollow portion of the cylindrical body, the touch probe is brought into contact with any three points on the inner wall surface of the hollow portion. When measuring the outer diameter, the touch probe is brought into contact with the outer wall surface of the cylindrical body. In this case, in the measuring device, it is unknown whether the touch probe is in contact with the inner wall surface or the outer wall surface, and therefore, it is in a state where it cannot be distinguished whether the measurement is the inner diameter or the outer diameter. For this reason, usually, a dummy input for indicating whether the measurement is the inner diameter or the outer diameter is required, and is input by, for example, a foot switch (a switch operated by an operator's foot).
（発明が解決しようとする課題） タッチプローブ方式の三次元測定装置では、測定内容
を特定するためのデータ入力が必要となる。このデータ
入力は、タッチプローブを測定内容に応じた位置に接触
させた後に、フットスイッチ等によりなされる。具体的
には、例えば中空部の内径を測定する場合には、タッチ
プローブを中空部の内壁面の任意の３点に接触させて各
位置データを入力した後に、タッチプローブを中空部内
に位置させた状態で、フットスイッチ等を操作する。こ
のため、各位置データを入力後に、タッチプローブの位
置設定を誤った状態で、フットスイッチ等を操作する可
能性がある。(Problem to be Solved by the Invention) In a touch probe type three-dimensional measuring device, data input for specifying measurement contents is required. This data input is performed by a foot switch or the like after the touch probe is brought into contact with a position corresponding to the measurement content. Specifically, for example, when measuring the inner diameter of the hollow portion, the touch probe is brought into contact with any three points on the inner wall surface of the hollow portion to input each position data, and then the touch probe is positioned in the hollow portion. Operate the foot switch etc. For this reason, after inputting each position data, there is a possibility that the foot switch or the like is operated in a state where the position setting of the touch probe is incorrect.
本発明の目的は、タッチプローブ方式において、測定
内容に応じて予め決定された例えば内径，外径を指示す
る信号をコードキーに対応させることにより、簡単な判
断と少ない操作ミスによる確実な座標測定を実現するこ
とができる三次元測定装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a simple determination and reliable coordinate measurement with few operation errors by associating a signal indicating a predetermined inner diameter and outer diameter with a code key in accordance with a measurement content in a touch probe system. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional measuring device capable of realizing the above.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、タッチプローブ方式の三次元測定装置にお
いて、測定内容の種類毎に用意された複数の特定入力キ
ーを有し、各特定入力キーの表面には測定内容の種類に
応じてタッチプローブ手段の接触位置手順を図形表示さ
れた構成のコード入力手段、タッチプローブ手段により
入力される各位置データ及びコード入力手段の各特定入
力キーからの入力信号に基づいて、被測定対象物に対す
る測定内容に応じた測定計算を実行するための算出手段
及びこの算出手段による測定計算の結果を表示する表示
手段とを備えた装置である。[Configuration of the Invention] (Means and Actions for Solving the Problems) The present invention relates to a touch probe type three-dimensional measuring device, which has a plurality of specific input keys prepared for each type of measurement content, and On the surface of the input key, a code input means having a configuration in which the contact position procedure of the touch probe means is graphically displayed according to the type of measurement content, each position data input by the touch probe means, and each specific input key of the code input means And a display means for displaying the result of the measurement calculation by the calculation means for executing the measurement calculation according to the measurement content for the object to be measured based on the input signal from the device.
このような構成により、特定入力キーを操作するだけ
で、測定内容の種類に応じた判断信号の入力を確実かつ
簡単に行なうことができる。With such a configuration, it is possible to reliably and easily input a determination signal corresponding to the type of measurement content only by operating the specific input key.
（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は同実施例に係わるタッチプローブ方式の三次
元測定装置の構成を示すブロック図である。本装置は、
三次元測定処理及び装置全体の制御を実行するマイクロ
プロセッサ（CPU）10、測定結果を表示するための表示
部11、測定に必要な各種データを入力するためのキーボ
ード12及びCPU10のプログラム、データを記憶するメモ
リ13を有する。さらに、タッチプローブのＸ軸方向、Ｙ
軸方向、Ｚ軸方向の各移動量を検出するためのＸ軸検出
部14、Ｙ軸検出部15及びＺ軸検出部16を備えている。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a touch probe type three-dimensional measuring apparatus according to the embodiment. This device is
A microprocessor (CPU) 10 for executing three-dimensional measurement processing and overall control of the apparatus, a display unit 11 for displaying measurement results, a keyboard 12 for inputting various data required for measurement, and a program and data for the CPU 10 It has a memory 13 for storing. Furthermore, the X-axis direction of the touch probe, Y
An X-axis detection unit 14, a Y-axis detection unit 15, and a Z-axis detection unit 16 for detecting each movement amount in the axial direction and the Z-axis direction are provided.
本装置の本体は、第３図に示すように、一面に表示部
11及びキーボード12が設けられたケース20からなり、こ
のケース20内にCPU10等の回路を収納している。タッチ
プローブは、第２図に示すように、ボール形状の接触部
21及びこの接触部21を支持する支持体22からなり、図示
しない駆動機構により各方向に移動自在に構成されてい
る。この駆動機構には、各方向の移動量を検出するため
のスケール装置が設けられている。キーボード12は、第
４図に示すように、テンキー30と共に、測定内容の種類
に応じたコード入力を行なうための特定入力キー31を有
する。特定入力キー31は、表面にタッチプローブの接触
位置手順が図形表示された複数のキー31a〜31i及びＸ軸
に対する角度測定キーからなる。さらに、キーボード12
は、測定番号設定キー（NO）、原点ロードキー等を有す
る。As shown in Fig. 3, the main body of this device has a display
It comprises a case 20 provided with a keyboard 11 and a keyboard 12, and houses a circuit such as the CPU 10 in the case 20. The touch probe has a ball-shaped contact portion as shown in FIG.
21 and a support 22 for supporting the contact portion 21, and are configured to be movable in various directions by a drive mechanism (not shown). This drive mechanism is provided with a scale device for detecting the amount of movement in each direction. The keyboard 12 has, as shown in FIG. 4, a specific input key 31 for inputting a code corresponding to the type of the measurement content, in addition to the numeric keypad 30. The specific input key 31 includes a plurality of keys 31a to 31i on the surface of which the procedure of the contact position of the touch probe is graphically displayed and an angle measurement key for the X axis. In addition, the keyboard 12
Has a measurement number setting key (NO), an origin load key, and the like.
具体的には、キー31aは例えば被測定対象物が円柱体
の場合に、中空部の内径の測定を支持するための円穴測
定用キーである。キー31bはその外径の測定を指示する
ための円穴測定用キーである。キー31c,31dはそれぞれ
±側のＸ軸方向の壁面までの測定を指示するためのＸ軸
測定用キーである。キー31e,31fはそれぞれ±側のＹ軸
方向の壁面までの測定を指示するためのＹ軸測定用キー
である。キー31gは溝幅測定用キーである。キー31hは部
材幅測定用キーである。キー31iはＺ軸測定用キーであ
る。さらに、キー31jはタッチプローブの直径のサイズ
を設定するための設定用キーである。Specifically, the key 31a is a key for measuring a circular hole for supporting the measurement of the inner diameter of the hollow portion, for example, when the object to be measured is a cylindrical body. The key 31b is a key for measuring a circular hole for instructing measurement of the outer diameter. The keys 31c and 31d are X-axis measurement keys for instructing measurement to the wall surface in the X-axis direction on the ± side. The keys 31e and 31f are Y-axis measurement keys for instructing measurement to the wall surface in the Y-axis direction on the ± side. The key 31g is a key for measuring a groove width. The key 31h is a member width measuring key. The key 31i is a key for measuring the Z axis. The key 31j is a setting key for setting the size of the diameter of the touch probe.
次に、同実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the embodiment will be described.
先ず、第５図のステップS1に示すように、特定入力キ
ー31を操作し、測定内容の種類を入力する。ここでは、
例えば被測定対象物が円柱体の場合で、中空部の内径を
測定するために、円穴測定用キー31aを操作する。CPU10
は円穴測定用キー31aからの入力信号により、内径を測
定するモードであることをメモリ13に記憶する。即ち、
CPU10は円穴測定用キー31aの入力信号により、測定モー
ドを判断する判断手段である。ここで、タッチプローブ
の位置は、例えば内壁の内側または外側にあり、特に限
定されない。次に、第２図に示すタッチプローブを移動
させ、接触部21を被測定対象物の中空部の内壁の任意の
３点に接触させる（ステップS2,S3）。これにより、第
１図に示すように、接触部21が接触した際にタッチプロ
ーブ信号TPが装置に入力されて、各検出部14〜16はタッ
チプローブの移動方向に応じた移動量を検出する。即
ち、Ｘ軸検出部14は、タッチプローブ信号TPの入力に応
じて、タッチプローブがＸ軸方向（左右方向）に移動し
た際に、前記スケール装置から出力されるＸ軸信号を入
力し、タッチプローブのＸ軸方向の移動量を検出する。
同様に、Ｙ軸検出部15及びＺ軸検出部16は、それぞれタ
ッチプローブ信号TPの入力に応じて、前記スケール装置
から出力されるＹ軸信号、Ｚ軸信号を入力し、タッチプ
ローブのＹ軸方向（前後方向）及びＺ軸方向（上下方
向）の各移動量を検出する。各検出部14〜16は、アナロ
グのＸ〜Ｚ軸信号をディジタル信号に変換するA/D変換
回路及び移動量検出用のカウンタを備えている。First, as shown in step S1 of FIG. 5, the specific input key 31 is operated to input the type of the measurement content. here,
For example, when the object to be measured is a cylindrical body, the key 31a for measuring a circular hole is operated to measure the inner diameter of the hollow portion. CPU10
Stores in the memory 13 that the mode is a mode for measuring the inner diameter based on an input signal from the circular hole measurement key 31a. That is,
The CPU 10 is a judging means for judging the measurement mode based on the input signal of the circular hole measurement key 31a. Here, the position of the touch probe is, for example, inside or outside the inner wall, and is not particularly limited. Next, the touch probe shown in FIG. 2 is moved to bring the contact portion 21 into contact with any three points on the inner wall of the hollow portion of the object to be measured (steps S2 and S3). As a result, as shown in FIG. 1, when the contact portion 21 makes contact, the touch probe signal TP is input to the device, and each of the detection units 14 to 16 detects the movement amount according to the movement direction of the touch probe. . That is, the X-axis detection unit 14 inputs the X-axis signal output from the scale device when the touch probe moves in the X-axis direction (left-right direction) in response to the input of the touch probe signal TP, and The amount of movement of the probe in the X-axis direction is detected.
Similarly, in response to the input of the touch probe signal TP, the Y-axis detection unit 15 and the Z-axis detection unit 16 receive the Y-axis signal and the Z-axis signal output from the scale device, respectively. The moving amount in the direction (front-back direction) and the Z-axis direction (up-down direction) are detected. Each of the detection units 14 to 16 includes an A / D conversion circuit that converts an analog X-Z axis signal into a digital signal, and a movement amount detection counter.
CPU10は、必要なデータが各検出部14〜16から入力さ
れると、円穴測定用キー31aからの内径を測定するモー
ドに基づいて、被測定対象物の円の中心座標及び内径を
算出する（ステップS4,S5）。CPU10はメモリ13に予め記
憶されたプログラムに基づいて、測定用算出処理を実行
する。CPU10は算出結果を表示部11に表示させる（ステ
ップS6）。この場合、CPU10は算出結果をプリンタによ
り印字出力させてもよい。When necessary data is input from each of the detection units 14 to 16, the CPU 10 calculates the center coordinates and the inside diameter of the circle of the measured object based on the mode for measuring the inside diameter from the circular hole measurement key 31a. (Steps S4, S5). The CPU 10 executes measurement calculation processing based on a program stored in the memory 13 in advance. The CPU 10 displays the calculation result on the display unit 11 (Step S6). In this case, the CPU 10 may cause the printer to print out the calculation result.
ここで、例えば第３図に示すように、タッチプローブ
がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動する際に、そ
の移動量をリアルタイムにディジタル量表示で表示して
もよい。Here, for example, as shown in FIG. 3, when the touch probe moves in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, the movement amount may be displayed in real time in a digital amount display.
また、第６図のステップS10〜S15に示すように、測定
内容が被測定対象物の溝幅の測定の場合には、特定入力
キー31の溝幅測定用キー31gを操作する。そして、前記
と同様に、タッチプローブを移動させ、接触部21を被測
定対象物の任意の３点に接触させる。CPU10は、必要な
データが各検出部14〜16から入力されると、被測定対象
物の溝幅を算出し、算出結果を表示部11に表示させる。
この場合も、CPU10は算出結果をプリンタにより印字出
力させてもよい。As shown in steps S10 to S15 in FIG. 6, when the measurement content is the measurement of the groove width of the measured object, the groove width measurement key 31g of the specific input key 31 is operated. Then, in the same manner as described above, the touch probe is moved to bring the contact portion 21 into contact with any three points of the measured object. When necessary data is input from each of the detection units 14 to 16, the CPU 10 calculates the groove width of the measured object, and causes the display unit 11 to display the calculation result.
Also in this case, the CPU 10 may cause the printer to print out the calculation result.
このようにして、測定処理の開始時に、測定内容を指
示するための特定入力キー31を操作することにより、測
定内容に応じたコード入力を実行することができる。こ
の場合、特定入力キー31の各キーの表面には、測定内容
の種類に対応するタッチプローブの接触位置手順が図形
表示されている。このため、オペレータは測定内容に応
じた特定入力キー31を確実に操作することができる。さ
らに、従来方式にように、測定に必要なデータを入力し
た後に、内径または外径の内外位置に移動して、フット
スイッチの操作により測定内容を指示するデータ入力を
行なうものではなく、測定の開始時に特定入力キー31の
操作によりコード入力を行なうため、誤った測定内容を
指示し、測定処理をミスするような事態を確実に防止す
ることが可能となる。In this manner, at the start of the measurement process, the code input corresponding to the measurement content can be executed by operating the specific input key 31 for designating the measurement content. In this case, a contact position procedure of the touch probe corresponding to the type of the measurement content is graphically displayed on the surface of each of the specific input keys 31. For this reason, the operator can reliably operate the specific input key 31 corresponding to the measurement content. Furthermore, unlike the conventional method, after inputting the data necessary for measurement, the data is moved to the inner or outer position of the inner diameter or outer diameter, and the data input for instructing the measurement content by operating the foot switch is not performed. Since code input is performed by operating the specific input key 31 at the start, it is possible to reliably prevent a situation in which an erroneous measurement content is specified and a measurement process is missed.
なお、特定入力キー31は測定内容に応じて設定される
ことになり、前記実施例に示した以外の測定モードの場
合には、当然ながら該当キーの表面の図形表示がその測
定モードに応じたものとなる。Note that the specific input key 31 is set according to the measurement content, and in the case of a measurement mode other than that shown in the above-described embodiment, the graphic display on the surface of the corresponding key naturally corresponds to the measurement mode. It will be.
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、タッチプローブ
方式において、タッチプローブを移動して測定内容を判
断することなく、測定内容に応じて予め決定されたコー
ド入力を特定キーの操作により行なうため、煩わしい作
業を要することなく、簡単な操作により確実な座標測定
を実現することができるものである。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, in the touch probe system, a code input determined in advance according to the measurement content can be determined by a specific key without moving the touch probe to determine the measurement content. Therefore, reliable coordinate measurement can be realized by a simple operation without any troublesome operation.
第１図は本発明の実施例に係わるタッチプローブ方式の
三次元測定装置の構成を示すブロック図、第２図は同実
施例に係わるタッチプローブを説明するための図、第３
図は同実施例に係わる表示部及びキーボードの構成を示
す図、第４図は同実施例に係わるキーボードのキー構成
を示す図、第５図及び第６図はそれぞれ同実施例の動作
を説明するためのフローチャートである。 10……CPU、11……表示部、12……キーボード、14……
Ｘ軸検出部、15……Ｙ軸検出部、16……Ｚ軸検出部、31
……特定入力キー。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a touch probe type three-dimensional measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a touch probe according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a display unit and a keyboard according to the embodiment, FIG. 4 is a diagram showing a key configuration of a keyboard according to the embodiment, and FIGS. 5 and 6 each illustrate an operation of the embodiment. It is a flowchart for performing. 10 ... CPU, 11 ... Display, 12 ... Keyboard, 14 ...
X-axis detector, 15 ... Y-axis detector, 16 ... Z-axis detector, 31
... Specific input keys.
Claims (1)
置データに基づいて前記測定対象物の三次元測定処理を
実行する三次元測定装置であって、 前記測定対象物に接触するための接触部を有し、前記位
置データを入力するためのタッチプローブ手段と、 前記三次元測定処理に含まれる測定内容の種類をコード
入力するための複数の入力キーを有し、前記各入力キー
の表面には前記測定内容の種類に従って設定された前記
タッチプローブ手段の前記接触部による接触位置手順を
表示した構成のコード入力手段と、 前記タッチプローブ手段により入力された位置データを
使用して、前記コード入力手段により入力されたコード
情報により測定内容を設定し、この測定内容に対応する
測定処理を実行するための測定処理実行手段と、 前記測定処理実行手段により求められた測定結果を表示
する表示手段とを具備したことを特徴とする三次元測定
装置。1. A three-dimensional measuring device for performing a three-dimensional measurement process of the measurement target based on position data corresponding to a contact point that has contacted the measurement target, wherein the three-dimensional measurement device is configured to contact the measurement target. A touch probe unit for inputting the position data, having a contact portion, and having a plurality of input keys for inputting a code of a type of a measurement content included in the three-dimensional measurement process; On the surface, a code input unit configured to display a contact position procedure by the contact unit of the touch probe unit set according to the type of the measurement content, and using position data input by the touch probe unit, A measurement processing execution unit configured to set a measurement content based on the code information input by the code input unit and execute a measurement process corresponding to the measurement content; A display unit for displaying a measurement result obtained by the processing unit.
Priority Applications (1)
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