JP2817975B2 - 三次元測定装置 - Google Patents

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。

（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。

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。

（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。

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。

［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。

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。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

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。

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。

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。

次に、同実施例の動作を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物に接触した接触点に対応する位
   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。