JP2943948B2 - モデル面計測方法 - Google Patents
モデル面計測方法Info
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- JP2943948B2 JP2943948B2 JP3146903A JP14690391A JP2943948B2 JP 2943948 B2 JP2943948 B2 JP 2943948B2 JP 3146903 A JP3146903 A JP 3146903A JP 14690391 A JP14690391 A JP 14690391A JP 2943948 B2 JP2943948 B2 JP 2943948B2
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- displacement sensor
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金型等のモデル特に接触
によって変形する恐れのあるモデルに対して水平旋回,
傾斜可能な非接触計測装置を用いてモデル面を計測する
方法に関する。
によって変形する恐れのあるモデルに対して水平旋回,
傾斜可能な非接触計測装置を用いてモデル面を計測する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】倣いフライス,デイジタイジングマシン
等では、倣いトレーサはX軸又はY軸方向にトラバース
方向が指令され、順次指定されたピッチ(通常等ピッ
チ)の測定点でセンサを測定基準距離にZ軸位置決めし
てその時のZ軸方向の値を測定し、この測定値を記憶し
て表面の形状を求めるものである。この倣いトレーサが
接触式のものはモデルと一定接触圧で接するため、クレ
イモデルなどのように柔らかい材料に対してデイジタイ
ジングが不可能であった。このため非接触式のレーザ式
変位センサを使用する計測装置が研究開発されている。
等では、倣いトレーサはX軸又はY軸方向にトラバース
方向が指令され、順次指定されたピッチ(通常等ピッ
チ)の測定点でセンサを測定基準距離にZ軸位置決めし
てその時のZ軸方向の値を測定し、この測定値を記憶し
て表面の形状を求めるものである。この倣いトレーサが
接触式のものはモデルと一定接触圧で接するため、クレ
イモデルなどのように柔らかい材料に対してデイジタイ
ジングが不可能であった。このため非接触式のレーザ式
変位センサを使用する計測装置が研究開発されている。
【0003】レーザ変位センサは測定面に照射したレー
ザ光の拡散反射光が集光レンズを通って入射し受光面に
投射されそのスポットは、測定面がセンサの基準距離よ
り離れた量に比例して受光面の出力Ovの基準点より離
れた位置に結像し、離れた量に対応する出力電圧を検出
し換算してZ軸方向距離として計測するため、測定面が
照射ビーム軸に対して大きく傾斜すると反射光が入射し
ないか、弱くなって計測不能となる。この問題を解決す
る手法にレーザ変位センサを被測定面に対して傾斜させ
る方法がある。
ザ光の拡散反射光が集光レンズを通って入射し受光面に
投射されそのスポットは、測定面がセンサの基準距離よ
り離れた量に比例して受光面の出力Ovの基準点より離
れた位置に結像し、離れた量に対応する出力電圧を検出
し換算してZ軸方向距離として計測するため、測定面が
照射ビーム軸に対して大きく傾斜すると反射光が入射し
ないか、弱くなって計測不能となる。この問題を解決す
る手法にレーザ変位センサを被測定面に対して傾斜させ
る方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この知られている方法
では測定面に対してトラバース方向の一方向の傾斜しか
対応できず変位センサ進行方向に対して多方向に傾斜す
る面に対しては満足できるものでないという問題があっ
た。
では測定面に対してトラバース方向の一方向の傾斜しか
対応できず変位センサ進行方向に対して多方向に傾斜す
る面に対しては満足できるものでないという問題があっ
た。
【0005】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたもので、その目的とするところは36
0°水平旋回と所定角度の割出しが可能で割出し位置で
垂直傾斜が可能な機構を有する変位センサを用い測定場
所において色々の方向に傾斜しその傾斜角が変位センサ
の測定限界を超える場合の計測を可能とするモデル面計
測方法を提供しようとするものである。
点に鑑みなされたもので、その目的とするところは36
0°水平旋回と所定角度の割出しが可能で割出し位置で
垂直傾斜が可能な機構を有する変位センサを用い測定場
所において色々の方向に傾斜しその傾斜角が変位センサ
の測定限界を超える場合の計測を可能とするモデル面計
測方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、X,Y,Z軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で360°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をX軸,Y軸制御で位置させて被測定面
のZ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Z軸方向計測値と前記多数点におけるZ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をX,Y,
Z軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のZ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のZ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくも
のである。
めに本発明は、X,Y,Z軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で360°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をX軸,Y軸制御で位置させて被測定面
のZ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Z軸方向計測値と前記多数点におけるZ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をX,Y,
Z軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のZ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のZ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくも
のである。
【0007】
【作用】上記の方法によって連続した計測が実行され広
範囲・高精度な計測値が得られる。
範囲・高精度な計測値が得られる。
【0008】
【実施例】以下図1〜図3にもとづき先ずレーザ変位セ
ンサの構造を説明する。図示しない公知の三次元方向に
移動制御可能な工作機械の移動ヘッド11の先端に以下
に示すトレーサヘッドが取付けられている。ヘッド11
の中心と同心の軸受12に旋回体13が回転可能に軸承
され,この旋回体13はヘッド11のブラケット14に
設けたロータリアクチュエータなどの水平回転モータ1
5によって360°旋回されるようになっている。この
ブラケット14の下側の同心円上8等分位置にリミット
スイッチLS1を基準位置として順次リミットスイッチ
LS1〜LS8が取付けられており旋回体13の突起1
3aでオンオフされる。旋回体13の中心にはクランプ
シリンダ16が形成されており、これに嵌装されるピス
トン17のロッド18の下端に水平旋回フレーム19が
吊り下げられている。
ンサの構造を説明する。図示しない公知の三次元方向に
移動制御可能な工作機械の移動ヘッド11の先端に以下
に示すトレーサヘッドが取付けられている。ヘッド11
の中心と同心の軸受12に旋回体13が回転可能に軸承
され,この旋回体13はヘッド11のブラケット14に
設けたロータリアクチュエータなどの水平回転モータ1
5によって360°旋回されるようになっている。この
ブラケット14の下側の同心円上8等分位置にリミット
スイッチLS1を基準位置として順次リミットスイッチ
LS1〜LS8が取付けられており旋回体13の突起1
3aでオンオフされる。旋回体13の中心にはクランプ
シリンダ16が形成されており、これに嵌装されるピス
トン17のロッド18の下端に水平旋回フレーム19が
吊り下げられている。
【0009】また旋回体13にはクランプシリンダ16
に対して左右対称位置に設けた案内シリンダ21a,2
1bが設けられていて、シリンダに嵌装されたピストン
22a,22bのピストンロッド23a,23bの下端
が水平旋回フレーム19と連結されており、ピストン2
2a,22bの下側に介挿した圧縮ばね24a,24b
によって常時吊り上げられた状態に保たれている。水平
旋回フレーム上端には所定角度本例では8等分45°に
割出し可能な爪数を有する爪クラッチ26が固設されて
おり、ヘッド11に固定した相手側の同数の爪を有する
爪クラッチ27と常時噛合い状態になされている。
に対して左右対称位置に設けた案内シリンダ21a,2
1bが設けられていて、シリンダに嵌装されたピストン
22a,22bのピストンロッド23a,23bの下端
が水平旋回フレーム19と連結されており、ピストン2
2a,22bの下側に介挿した圧縮ばね24a,24b
によって常時吊り上げられた状態に保たれている。水平
旋回フレーム上端には所定角度本例では8等分45°に
割出し可能な爪数を有する爪クラッチ26が固設されて
おり、ヘッド11に固定した相手側の同数の爪を有する
爪クラッチ27と常時噛合い状態になされている。
【0010】水平旋回フレーム19にその旋回軸心と直
交する軸心を有するクランプシリンダ体30が軸受31
で水平軸で旋回可能に軸承されており、旋回中心のシリ
ンダにピストン32が嵌装されていてそのロッド33に
は例えば45°割出し可能な爪数を有する爪クラッチ3
4が取付けられており、水平旋回フレーム19にクラン
プシリンダ体30と同心に設けられた相手側の同数の爪
を有する爪クラッチ35に噛合っている。また爪クラッ
チ34には垂直旋回フレーム37が固設されているとと
もにシリンダ体30に螺設した複数本の回り止めボルト
38が軸方向摺動可能に挿通されていてシリンダ体30
と一体回転可能になされている。
交する軸心を有するクランプシリンダ体30が軸受31
で水平軸で旋回可能に軸承されており、旋回中心のシリ
ンダにピストン32が嵌装されていてそのロッド33に
は例えば45°割出し可能な爪数を有する爪クラッチ3
4が取付けられており、水平旋回フレーム19にクラン
プシリンダ体30と同心に設けられた相手側の同数の爪
を有する爪クラッチ35に噛合っている。また爪クラッ
チ34には垂直旋回フレーム37が固設されているとと
もにシリンダ体30に螺設した複数本の回り止めボルト
38が軸方向摺動可能に挿通されていてシリンダ体30
と一体回転可能になされている。
【0011】そして垂直旋回フレーム37には水平旋回
フレーム19の旋回中心と同心のレーザビームを発光す
る三角測距可能なレーザ変位センサ39が取付けられて
いる。そして投射光と、反射光とを含む計測面の方向
(計測方向と称す)で基準位置のLS1を作動するよう
旋回体13の突起13aとが対応する関係にある。この
レーザ変位センサ39は反射面角度により計測値が変化
する。 さらに水平旋回フレーム19にはシリンダ体30
の旋回中心と同心にロータリアクチュエータなどの垂直
旋回モータ41が取付けられており、その出力軸に回り
止めボルト38と連結するばね受体42が取付けられて
おり、このばね受体42と爪クラッチ34との間に圧縮
ばね43が介挿されていて、爪クラッチ34が常時固定
の爪クラッチ35と噛合い状態になされている。ばね受
体42には突起42aが設けられていて水平旋回フレー
ム19の内側にばね受体と同心円上45°の位置に設け
た2個のリミットスイッチLS11,LS12をオンオ
フする。
フレーム19の旋回中心と同心のレーザビームを発光す
る三角測距可能なレーザ変位センサ39が取付けられて
いる。そして投射光と、反射光とを含む計測面の方向
(計測方向と称す)で基準位置のLS1を作動するよう
旋回体13の突起13aとが対応する関係にある。この
レーザ変位センサ39は反射面角度により計測値が変化
する。 さらに水平旋回フレーム19にはシリンダ体30
の旋回中心と同心にロータリアクチュエータなどの垂直
旋回モータ41が取付けられており、その出力軸に回り
止めボルト38と連結するばね受体42が取付けられて
おり、このばね受体42と爪クラッチ34との間に圧縮
ばね43が介挿されていて、爪クラッチ34が常時固定
の爪クラッチ35と噛合い状態になされている。ばね受
体42には突起42aが設けられていて水平旋回フレー
ム19の内側にばね受体と同心円上45°の位置に設け
た2個のリミットスイッチLS11,LS12をオンオ
フする。
【0012】図4は制御図でNC装置51には指令部,
演算部,比較部,関数発生部,駆動部を有する送り軸制
御部52を含み、ここからの指令でサーボモータ53,
56,59によりX,Y,Z軸送りねじ54,57,6
0を駆動し、その送り現在位置がエンコーダ55,5
8,61より送り軸制御部52にフイードバックされ
る。
演算部,比較部,関数発生部,駆動部を有する送り軸制
御部52を含み、ここからの指令でサーボモータ53,
56,59によりX,Y,Z軸送りねじ54,57,6
0を駆動し、その送り現在位置がエンコーダ55,5
8,61より送り軸制御部52にフイードバックされ
る。
【0013】また指令部,演算部,比較部,角度選択
部,駆動部を有する傾斜制御部63を含み、ここからの
水平旋回指令でクランプシリンダ16の切換弁64,水
平回転モータ15を作動させる。切換弁64は4ポート
2位置制御切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁を介して
クランプシリンダ16の両側の室に送るエアを切換え
る。傾斜指令でクランプシリンダ体30のシリンダの切
換弁65,垂直旋回モータ41を作動させる。切換弁6
5は4ポート2位置切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁
を介してシリンダ体30シリンダの両側に送るエアを切
換える。さらに選択した水平,垂直の角度位置を送り軸
制御部52に出力して測定点位置の補正を行う。
部,駆動部を有する傾斜制御部63を含み、ここからの
水平旋回指令でクランプシリンダ16の切換弁64,水
平回転モータ15を作動させる。切換弁64は4ポート
2位置制御切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁を介して
クランプシリンダ16の両側の室に送るエアを切換え
る。傾斜指令でクランプシリンダ体30のシリンダの切
換弁65,垂直旋回モータ41を作動させる。切換弁6
5は4ポート2位置切換弁でそれぞれ絞り弁・一方向弁
を介してシリンダ体30シリンダの両側に送るエアを切
換える。さらに選択した水平,垂直の角度位置を送り軸
制御部52に出力して測定点位置の補正を行う。
【0014】また読取り部,演算部,比較部,記憶部を
有する計測処理部67を含み、レーザ変位センサ39の
計測値を読み取り、またX,Y,Z軸のエンコーダの現
在値を入力して中心測定点に対して回りの8点のZ軸距
離を測定して中心測定点との最大差に対する中心測定点
の水平面との傾斜角度を算出し且つその正負により前進
側傾斜か後退側傾斜かを判断するとともに中心に対する
測定点の方向を記憶し傾斜制御部63に出力する。
有する計測処理部67を含み、レーザ変位センサ39の
計測値を読み取り、またX,Y,Z軸のエンコーダの現
在値を入力して中心測定点に対して回りの8点のZ軸距
離を測定して中心測定点との最大差に対する中心測定点
の水平面との傾斜角度を算出し且つその正負により前進
側傾斜か後退側傾斜かを判断するとともに中心に対する
測定点の方向を記憶し傾斜制御部63に出力する。
【0015】図5において71はレーザ変位センサ39
の出力読取回路、72は計測データのデータ記憶回路、
73は記憶した8点Z軸測定データと中心測定点のZ軸
測定データとの最大差を判定する判定回路、74は最大
差に対応する面の水平面に対する傾斜角を計算する角度
演算回路、75はレーザ変位センサ39の反射面角度に
よる変化の小さい角度限界値を設定値として最大差に対
応する角度と比較する比較回路、76はデータ記憶回路
72の中から最大差の方向を選定する旋回角度選定回
路、77はモータ等のアクチュエータ,クラッチ等を作
動させる出力回路、78はレーザ変位センサを旋回・傾
斜させることにより中心測定点に対する測定点の変位量
を補正値(+側,−側を含む)として算出する演算回
路、79はサーボモータ駆動回路である。
の出力読取回路、72は計測データのデータ記憶回路、
73は記憶した8点Z軸測定データと中心測定点のZ軸
測定データとの最大差を判定する判定回路、74は最大
差に対応する面の水平面に対する傾斜角を計算する角度
演算回路、75はレーザ変位センサ39の反射面角度に
よる変化の小さい角度限界値を設定値として最大差に対
応する角度と比較する比較回路、76はデータ記憶回路
72の中から最大差の方向を選定する旋回角度選定回
路、77はモータ等のアクチュエータ,クラッチ等を作
動させる出力回路、78はレーザ変位センサを旋回・傾
斜させることにより中心測定点に対する測定点の変位量
を補正値(+側,−側を含む)として算出する演算回
路、79はサーボモータ駆動回路である。
【0016】このように構成された測定手順を制御フロ
ーを示す図6にもとづき説明する。計測開始指令が出さ
れるとステップS1においてヘッド11はX,Y,Z軸
移動制御されて垂直位置にあるレーザ変位センサ39が
被測定面の測定開始点に位置決めされる。レーザ変位セ
ンサの計測方向はトラバース方向(X軸方向)を向きL
S1をオンしている状態とする。そしてレーザ変位セン
サを旋回しないでヘッド11をX,Y軸移動制御して例
えば測定開始点P1 を中心として半径数mmの半径Rの
同心円上360°を、トラバース方向を基準として時計
方向に爪クラッチで割出し可能な45°の8等分点Q1
〜Q8 に順次レーザ変位センサをX軸・Y軸の制御移動
して、サンプリング点Q 1 〜Q 8 及び中心測定開始点P
1 の各Z軸距離をレーザ変位センサで測定し出力読取り
回路71で読取りデータ記憶回路72に記憶するととも
に対応角度は、サンプリング点Q1をトラバース方向
(X軸)0°とし、サンプリング点へのX軸,Y軸の座
標値より演算して点Q2を4 5°、点Q3を90°……
点Q8を315°を記憶する。なお測定点は位置決め点
P1 を中心に正方形として45°の8等分点とすること
も自由である。
ーを示す図6にもとづき説明する。計測開始指令が出さ
れるとステップS1においてヘッド11はX,Y,Z軸
移動制御されて垂直位置にあるレーザ変位センサ39が
被測定面の測定開始点に位置決めされる。レーザ変位セ
ンサの計測方向はトラバース方向(X軸方向)を向きL
S1をオンしている状態とする。そしてレーザ変位セン
サを旋回しないでヘッド11をX,Y軸移動制御して例
えば測定開始点P1 を中心として半径数mmの半径Rの
同心円上360°を、トラバース方向を基準として時計
方向に爪クラッチで割出し可能な45°の8等分点Q1
〜Q8 に順次レーザ変位センサをX軸・Y軸の制御移動
して、サンプリング点Q 1 〜Q 8 及び中心測定開始点P
1 の各Z軸距離をレーザ変位センサで測定し出力読取り
回路71で読取りデータ記憶回路72に記憶するととも
に対応角度は、サンプリング点Q1をトラバース方向
(X軸)0°とし、サンプリング点へのX軸,Y軸の座
標値より演算して点Q2を4 5°、点Q3を90°……
点Q8を315°を記憶する。なお測定点は位置決め点
P1 を中心に正方形として45°の8等分点とすること
も自由である。
【0017】ステップS2において判定回路73により
測定点8点のZ軸方向データZsrと中心測定点のZ軸
方向データZ1 との最大差ΔZn及びその正負を判定す
る。ステップS3において最大差と半径Rとより水平面
に対する傾斜角θ=tan-1(ΔZn/R)を角度演算
回路74で求める。ステップS4において、例えばレー
ザ変位センサの反射面角度による計測誤差の変化により
計測値の変化の小さい角度が±45°とすれば設定値は
45°で傾斜角|θ|≧45°かを比較回路75で判断
する。YESであればステップS6において旋回角度選
定回路76によりデータ記憶回路72に記憶されたZs
rとZ1との差及びその対応角度の中から最大差ΔZn
となった方向を選定して呼び出しレーザ変位センサ39
をその位置に水平旋回割出させる。即ち出力回路77に
よって切換弁64を切換えクランプシリンダ16の上室
にエアを送りピストン17を下降させる。ピストンロッ
ド18を介して水平旋回フレーム19が下降される。こ
れによりクラッチ26,27の噛合いが外され、水平回
転モータ15が旋回され最大差の方向のリミットスイッ
チをオンして水平回転モータ15が停止されるととも
に、切換弁64が切換えられエアがクランプシリンダ1
6の下室に送られピストン17の上昇で水平旋回フレー
ム19が上昇しクラッチ26,27が噛合い割出しが完
了し、レーザ変位センサの計測方向が最大差の方向を向
く。
測定点8点のZ軸方向データZsrと中心測定点のZ軸
方向データZ1 との最大差ΔZn及びその正負を判定す
る。ステップS3において最大差と半径Rとより水平面
に対する傾斜角θ=tan-1(ΔZn/R)を角度演算
回路74で求める。ステップS4において、例えばレー
ザ変位センサの反射面角度による計測誤差の変化により
計測値の変化の小さい角度が±45°とすれば設定値は
45°で傾斜角|θ|≧45°かを比較回路75で判断
する。YESであればステップS6において旋回角度選
定回路76によりデータ記憶回路72に記憶されたZs
rとZ1との差及びその対応角度の中から最大差ΔZn
となった方向を選定して呼び出しレーザ変位センサ39
をその位置に水平旋回割出させる。即ち出力回路77に
よって切換弁64を切換えクランプシリンダ16の上室
にエアを送りピストン17を下降させる。ピストンロッ
ド18を介して水平旋回フレーム19が下降される。こ
れによりクラッチ26,27の噛合いが外され、水平回
転モータ15が旋回され最大差の方向のリミットスイッ
チをオンして水平回転モータ15が停止されるととも
に、切換弁64が切換えられエアがクランプシリンダ1
6の下室に送られピストン17の上昇で水平旋回フレー
ム19が上昇しクラッチ26,27が噛合い割出しが完
了し、レーザ変位センサの計測方向が最大差の方向を向
く。
【0018】次いでステップS7でクランプシリンダ体
30のエア回路の切換弁65を切換えてシリンダの右室
(図1)にエアを送りピストン32を左行させピストン
ロッド33を介して爪クラッチ34を移動させ噛合いを
外す。そして最大差の正負により前進側傾斜か後退側傾
斜かを判断して垂直旋回モータ41を旋回させリミット
スイッチLS11又はLS12の信号で停止させてレー
ザ変位センサ39を45°傾斜させる。切換弁65を切
換えてエアをシリンダの左室に送りピストン32,爪ク
ラッチ34を右行させてクラッチ34,35を噛合わせ
固定する。
30のエア回路の切換弁65を切換えてシリンダの右室
(図1)にエアを送りピストン32を左行させピストン
ロッド33を介して爪クラッチ34を移動させ噛合いを
外す。そして最大差の正負により前進側傾斜か後退側傾
斜かを判断して垂直旋回モータ41を旋回させリミット
スイッチLS11又はLS12の信号で停止させてレー
ザ変位センサ39を45°傾斜させる。切換弁65を切
換えてエアをシリンダの左室に送りピストン32,爪ク
ラッチ34を右行させてクラッチ34,35を噛合わせ
固定する。
【0019】ステップS8においてレーザ変位センサが
傾斜したことにより変位した測定点の中心測定点に対す
る変位量を補正値演算回路78により算出する。ステッ
プS9によりモータ駆動回路79によりサーボモータ5
3,56,59を回転してヘッド11を移動制御してセ
ンサ測定点の変位量分を補正して測定点を中心測定点に
一致させる。ステップS10において中心測定点のZ軸
方向測定値を出力読取回路71で読み取り被測定面のデ
ータとしてデータ記憶回路72に記憶する。傾斜させた
レーザ変位センサの姿勢を立て直しクランプシンリダ1
6を作用させてクラッチを外し、水平旋回モータ15で
旋回させてセンサの計測方向をトラバース方向としクラ
ッチを噛み合わせる。ステップS11において指令され
たセンサトラバース方向に指定ピッチの所定量移動さ
せ、ステップS1に移行し順次この動作を繰り返し中心
測定点位置を計測して全測定範囲をトラバースする。ス
テップS4においてNOであれば、ステップS5におい
てセンサの旋回を行わずそのままステップS10に移行
して中心測定点のZ軸方向計測値を記憶して、ステップ
S1に移行するものである。
傾斜したことにより変位した測定点の中心測定点に対す
る変位量を補正値演算回路78により算出する。ステッ
プS9によりモータ駆動回路79によりサーボモータ5
3,56,59を回転してヘッド11を移動制御してセ
ンサ測定点の変位量分を補正して測定点を中心測定点に
一致させる。ステップS10において中心測定点のZ軸
方向測定値を出力読取回路71で読み取り被測定面のデ
ータとしてデータ記憶回路72に記憶する。傾斜させた
レーザ変位センサの姿勢を立て直しクランプシンリダ1
6を作用させてクラッチを外し、水平旋回モータ15で
旋回させてセンサの計測方向をトラバース方向としクラ
ッチを噛み合わせる。ステップS11において指令され
たセンサトラバース方向に指定ピッチの所定量移動さ
せ、ステップS1に移行し順次この動作を繰り返し中心
測定点位置を計測して全測定範囲をトラバースする。ス
テップS4においてNOであれば、ステップS5におい
てセンサの旋回を行わずそのままステップS10に移行
して中心測定点のZ軸方向計測値を記憶して、ステップ
S1に移行するものである。
【0020】
【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。レーザ変位センサを被測定面の測定点
における最大傾斜角並びにその正負に対応するように方
向を自動選択するので広範囲な計測角を得ることができ
るとともに高精度の計測が可能である。
の効果を奏する。レーザ変位センサを被測定面の測定点
における最大傾斜角並びにその正負に対応するように方
向を自動選択するので広範囲な計測角を得ることができ
るとともに高精度の計測が可能である。
【図1】本発明に用いるレーザ変位センサの取付構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】レーザ変位センサの水平旋回割出しを示す図で
ある。
ある。
【図4】制御図である。
【図5】制御ブロック線図である。
【図6】制御のフローを示す図である。
11 ヘッド 13 旋回体 15 水平回転モータ 16 クランプシリンダ 17,32 ピストン 19 水平旋回フレーム 26,27,34,35 爪クラッチ 30 クランプシリンダ体 37 垂直旋回フレーム 39 レーザ変位センサ 41 垂直旋回モータ 42 ばね受体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23Q 33/00 - 35/48 B23Q 15/00 305 G01B 11/24
Claims (1)
- 【請求項1】 X,Y,Z軸位置制御可能なヘッドに設
けられ水平面内で360°旋回され爪クラッチで割出さ
れる所定角度に割出し、割出し位置で垂直面内で傾斜割
出し可能で反射面角度によって計測誤差の変化により計
測値が変化する三角測距形レーザ変位センサを用いて、
中心測定点及びその周囲で前記所定角度位置に対応する
多数点に、計測方向をトラバース方向に向けた前記変位
センサの計測点をX軸,Y軸制御で位置させて被測定面
のZ軸方向計測値を検出して記憶し、前記中心測定点の
Z軸方向計測値と前記多数点におけるZ軸方向計測値と
のそれぞれの差を求め、これらの差の最大差より前記多
数点の中心測定点に対する水平面との最大傾斜角を求
め、該最大傾斜角が前記レーザ変位センサの反射面角度
により計測値の変化が小さい予め設定した狭角度域を超
えるときは、前記レーザ変位センサの計測方向を前記最
大傾斜角の方向に旋回割出し且つ最大傾斜角の正負に対
応する方向にレーザ変位センサを所定角度傾斜させ、傾
斜されたレーザ変位センサの計測点が中心測定点よりず
れた変位量を求め、この変位量でヘッド位置をX,Y,
Z軸制御して位置補正して中心測定点に旋回割出し傾斜
したレーザ変位センサの計測点を一致させ、中心測定点
のZ軸方向計測値を記憶し、傾斜させたレーザ変位セン
サの姿勢を立て直して計測方向をトラバース方向とし、
前記最大傾斜角が前記狭角度域を超えないときは、レー
ザ変位センサの旋回を行わず中心測定点のZ軸方向計測
値を記憶し、その後指令されたトラバース方向の次の指
定ピッチの測定点にレーザ変位センサを移動させ、順次
この動作を繰り返し中心測定点の位置を計測していくこ
とを特徴とするモデル面計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3146903A JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3146903A JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05318290A JPH05318290A (ja) | 1993-12-03 |
JP2943948B2 true JP2943948B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15418180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3146903A Expired - Lifetime JP2943948B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | モデル面計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2943948B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009051242A1 (ja) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 倣い装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2542615B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1996-10-09 | 三菱電機株式会社 | 加工線テイ−チング方法 |
JPH01188254A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Fanuc Ltd | 非接触倣いデジタイジング方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3146903A patent/JP2943948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009051242A1 (ja) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 倣い装置 |
JP2009115782A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-28 | Toshiba Corp | 倣い装置 |
EP2192406A1 (en) * | 2007-10-19 | 2010-06-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Profiling apparatus |
EP2192406A4 (en) * | 2007-10-19 | 2011-05-04 | Toshiba Kk | PROFILE DEVICE |
US8191422B2 (en) | 2007-10-19 | 2012-06-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Copying apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05318290A (ja) | 1993-12-03 |
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