JPH04252911A - 三次元測定機 - Google Patents
三次元測定機Info
- Publication number
- JPH04252911A JPH04252911A JP2677491A JP2677491A JPH04252911A JP H04252911 A JPH04252911 A JP H04252911A JP 2677491 A JP2677491 A JP 2677491A JP 2677491 A JP2677491 A JP 2677491A JP H04252911 A JPH04252911 A JP H04252911A
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- JP
- Japan
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- probe
- model
- dimensional
- measured
- virtual
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- Withdrawn
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三次元測定機に関し、
精度よくモデル形状の測定ができるようにしたものであ
る。
精度よくモデル形状の測定ができるようにしたものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】まず図３を参照して従来の三次元測定機
の外形を説明する。三次元ロボット８の部材８ＸはＸ方
向に移動し、部材８ＹはＹ方向に移動し、ラム８ＺはＺ
軸方向に移動する。ラム８Ｚにはタッチセンサ５及び球
状のプローブ１０が装着されている。タッチセンサ５は
、プローブ１０が測定モデル７に接触するとタッチ信号
を出力する。また三次元ロボット８には各軸位置測定器
１ａ，１ｂ，１ｃが備えられており、ロボット８の位置
を検出する。モデル形状を測定するには、プローブ１０
を測定モデル７に接触させ、各軸位置測定器１ａ，１ｂ
，１ｃの測定データを用いて測定する。
の外形を説明する。三次元ロボット８の部材８ＸはＸ方
向に移動し、部材８ＹはＹ方向に移動し、ラム８ＺはＺ
軸方向に移動する。ラム８Ｚにはタッチセンサ５及び球
状のプローブ１０が装着されている。タッチセンサ５は
、プローブ１０が測定モデル７に接触するとタッチ信号
を出力する。また三次元ロボット８には各軸位置測定器
１ａ，１ｂ，１ｃが備えられており、ロボット８の位置
を検出する。モデル形状を測定するには、プローブ１０
を測定モデル７に接触させ、各軸位置測定器１ａ，１ｂ
，１ｃの測定データを用いて測定する。
【０００３】次にモデル形状を求めるための演算部を、
図４を参照して説明する。ただし図４では、三次元ロボ
ットがＮ軸である場合について説明する。各軸位置検出
器１ａ，１ｂ，…，１Ｎは、光学スケール等で形成され
ており、各軸の位置を測定する。機械位置演算器２は、
各軸位置測定器１ａ，１ｂ，…，１Ｎのデータを基に、
タッチセンサ５の座標位置を求める。プローブ１０が測
定モデル７に接触すると、タッチセンサ５からタッチ信
号が出力される。タッチ位置演算器３は、タッチ信号が
出力された時点において機械位置演算器２から出力され
る座標位置から、プローブ１０の中心座標を求める。プ
ローブ径補正器６は、演算して求めたプローブ１０の中
心座標を、プローブ１０の半径分の長さだけモデル側に
シフトする補正をし、補正して得た座標をモデル表面座
標として求める。
図４を参照して説明する。ただし図４では、三次元ロボ
ットがＮ軸である場合について説明する。各軸位置検出
器１ａ，１ｂ，…，１Ｎは、光学スケール等で形成され
ており、各軸の位置を測定する。機械位置演算器２は、
各軸位置測定器１ａ，１ｂ，…，１Ｎのデータを基に、
タッチセンサ５の座標位置を求める。プローブ１０が測
定モデル７に接触すると、タッチセンサ５からタッチ信
号が出力される。タッチ位置演算器３は、タッチ信号が
出力された時点において機械位置演算器２から出力され
る座標位置から、プローブ１０の中心座標を求める。プ
ローブ径補正器６は、演算して求めたプローブ１０の中
心座標を、プローブ１０の半径分の長さだけモデル側に
シフトする補正をし、補正して得た座標をモデル表面座
標として求める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の三次元
測定器では次のような問題があった。即ち、図５（ａ）
に示すように、タッチセンサ５先端のプローブ１０をモ
デル面９に接触させるわけであるが、実際に求めたい座
標はモデル面９上の点Ａであるにもかかわらず、タッチ
位置演算器３により求められた座標はプローブ中心Ｂの
座標である。このため点Ｂよりモデル面に対し面直な方
向にプローブ径ｒだけ補正を行うことにより、モデル面
上の点Ａを求めなければならない。しかし三次元測定機
は一般に未知形状を扱うのであるから、先に述べたモデ
ル面に対し面直な方向は決っておらず、図５（ｂ）に示
すように、プローブ１０が面に接触する直前のプローブ
方向を面直方向として補正を行う。従って図５（ｂ）の
ように面直にアプローチしない場合、実際のモデル上の
点Ａでなくずれた点Ａを求めてしまう。
測定器では次のような問題があった。即ち、図５（ａ）
に示すように、タッチセンサ５先端のプローブ１０をモ
デル面９に接触させるわけであるが、実際に求めたい座
標はモデル面９上の点Ａであるにもかかわらず、タッチ
位置演算器３により求められた座標はプローブ中心Ｂの
座標である。このため点Ｂよりモデル面に対し面直な方
向にプローブ径ｒだけ補正を行うことにより、モデル面
上の点Ａを求めなければならない。しかし三次元測定機
は一般に未知形状を扱うのであるから、先に述べたモデ
ル面に対し面直な方向は決っておらず、図５（ｂ）に示
すように、プローブ１０が面に接触する直前のプローブ
方向を面直方向として補正を行う。従って図５（ｂ）の
ように面直にアプローチしない場合、実際のモデル上の
点Ａでなくずれた点Ａを求めてしまう。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、プローブ
径補正を正確にして精度よいモデル形状測定のできる三
次元測定機を提供することを目的とする。
径補正を正確にして精度よいモデル形状測定のできる三
次元測定機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は三次元ロボットの先端に備えた球状のプロー
ブをモデルに接触させることによりモデル形状を測定す
る三次元測定機であって、プローブがモデルに接触した
ことを検出する接触検出手段と、三次元ロボットの各軸
の位置を測定する位置測定手段と、プローブがモデルに
接触したことが検出された時点における三次元ロボット
の各軸位置から、そのときのプローブの中心座標を演算
する位置演算手段と、現在測定中の点の近傍にある既に
測定した複数の測定点より、現在の測定点を含む面に近
似した仮想的な仮想面を演算する仮想面演算手段と、演
算して求めたプローブの中心座標を、仮想面に直交する
面直方向に沿って、プローブの半径長分だけ仮想面側に
移動させ、移動した座標をプローブ表面の座標とするプ
ローブ径補正手段と、を有することを特徴とする。
明の構成は三次元ロボットの先端に備えた球状のプロー
ブをモデルに接触させることによりモデル形状を測定す
る三次元測定機であって、プローブがモデルに接触した
ことを検出する接触検出手段と、三次元ロボットの各軸
の位置を測定する位置測定手段と、プローブがモデルに
接触したことが検出された時点における三次元ロボット
の各軸位置から、そのときのプローブの中心座標を演算
する位置演算手段と、現在測定中の点の近傍にある既に
測定した複数の測定点より、現在の測定点を含む面に近
似した仮想的な仮想面を演算する仮想面演算手段と、演
算して求めたプローブの中心座標を、仮想面に直交する
面直方向に沿って、プローブの半径長分だけ仮想面側に
移動させ、移動した座標をプローブ表面の座標とするプ
ローブ径補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】仮想面演算器は既に測定したプローブ径中心位
置のうち、現在測定している点及びその近傍の点数点（
最低２点）とで決定される。仮想面（一般に平面で良い
が、曲面も含む）を求め、測定点における仮想面の面直
方向を求める。これによりタッチセンサのアプローチ方
向によらず、より精度よく面直方向が求まり、測定精度
を向上できる。
置のうち、現在測定している点及びその近傍の点数点（
最低２点）とで決定される。仮想面（一般に平面で良い
が、曲面も含む）を求め、測定点における仮想面の面直
方向を求める。これによりタッチセンサのアプローチ方
向によらず、より精度よく面直方向が求まり、測定精度
を向上できる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。なお、従
来技術と同一機能を果す部分には同一符号を付す。図１
は本発明の実施例を示す。同図に示す各軸位置測定器１
ａ，１ｂ，…，１Ｎは、光学スケール等の位置センサよ
り成り、タッチセンサ５の位置を検出する。機械位置演
算器２は、各軸位置測定器１ａ，１ｂ，…，１Ｎからの
位置情報をもとにタッチセンサ５の機械上での位置を求
める。タッチ位置演算器３は機械位置演算器２からの座
標と、タッチセンサ５からのタッチ信号により、タッチ
センサ５がモデルに接触したときのプローブ１０の中心
座標を求める。
来技術と同一機能を果す部分には同一符号を付す。図１
は本発明の実施例を示す。同図に示す各軸位置測定器１
ａ，１ｂ，…，１Ｎは、光学スケール等の位置センサよ
り成り、タッチセンサ５の位置を検出する。機械位置演
算器２は、各軸位置測定器１ａ，１ｂ，…，１Ｎからの
位置情報をもとにタッチセンサ５の機械上での位置を求
める。タッチ位置演算器３は機械位置演算器２からの座
標と、タッチセンサ５からのタッチ信号により、タッチ
センサ５がモデルに接触したときのプローブ１０の中心
座標を求める。
【０００９】仮想面演算器４は、図２に示すように、既
に測定した近傍の測定点Ｃ，Ｄより、現在測定中の点Ｅ
の近傍に仮想的な面Ｐを演算し、測定点での面直方向Ｔ
を求める。この面直方向Ｔに沿って、プローブ径補正器
６はプローブ径補正を行いモデル面上の測定点を求める
。仮想面Ｐ、点Ｅを含む実際の面に近似した面となるよ
うに演算を行う。
に測定した近傍の測定点Ｃ，Ｄより、現在測定中の点Ｅ
の近傍に仮想的な面Ｐを演算し、測定点での面直方向Ｔ
を求める。この面直方向Ｔに沿って、プローブ径補正器
６はプローブ径補正を行いモデル面上の測定点を求める
。仮想面Ｐ、点Ｅを含む実際の面に近似した面となるよ
うに演算を行う。
【００１０】ここで、仮想的な面であるが、３点の測定
点があれば平面を求めることができるし、それ以上の点
数があれば各点を含む曲面を３次元的な補間により決定
することができる。本発明ではこれらの面については特
定しない。
点があれば平面を求めることができるし、それ以上の点
数があれば各点を含む曲面を３次元的な補間により決定
することができる。本発明ではこれらの面については特
定しない。
【００１１】また近傍に測定点がないと本発明は適用で
きないが、一般にモデル面上の点は平面で補間できる程
度には測定点がおかれ、実用上特に問題はない。
きないが、一般にモデル面上の点は平面で補間できる程
度には測定点がおかれ、実用上特に問題はない。
【００１２】また機械位置演算器２，タッチ位置演算器
３，仮想面演算器４，プローブ径補正器６は、一般にマ
イクロコンピュータを用いた装置上のソフトウェアとし
て実現されることが多い。
３，仮想面演算器４，プローブ径補正器６は、一般にマ
イクロコンピュータを用いた装置上のソフトウェアとし
て実現されることが多い。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、未知形状の測定におい
て、タッチセンサのプローブのアプローチ方向によらず
、測定点近傍の面直方向が精度よく求まり、従ってプロ
ーブ径補正を精度よく行え、測定精度を向上できる。
て、タッチセンサのプローブのアプローチ方向によらず
、測定点近傍の面直方向が精度よく求まり、従ってプロ
ーブ径補正を精度よく行え、測定精度を向上できる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】面直方向を求める方法を示す説明図である。
【図３】三次元測定機を示す斜視図である。
【図４】従来技術を示すブロック図である。
【図５】従来技術の問題を示す説明図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１Ｎ 軸位置測定器２ 機械位
置演算器 ３ タッチ位置演算器 ４ 仮想面演算器 ５ タッチセンサ ６ プローブ径補正器 ７ 測定モデル ８ ロボット ９ モデル面 １０ プローブ
置演算器 ３ タッチ位置演算器 ４ 仮想面演算器 ５ タッチセンサ ６ プローブ径補正器 ７ 測定モデル ８ ロボット ９ モデル面 １０ プローブ
Claims (1)
- 【請求項１】 三次元ロボットの先端に備えた球状の
プローブをモデルに接触させることによりモデル形状を
測定する三次元測定機であって、プローブがモデルに接
触したことを検出する接触検出手段と、三次元ロボット
の各軸の位置を測定する位置測定手段と、プローブがモ
デルに接触したことが検出された時点における三次元ロ
ボットの各軸位置から、そのときのプローブの中心座標
を演算する位置演算手段と、現在測定中の点の近傍にあ
る既に測定した複数の測定点より、現在の測定点を含む
面に近似した仮想的な仮想面を演算する仮想面演算手段
と、演算して求めたプローブの中心座標を、仮想面に直
交する面直方向に沿って、プローブの半径長分だけ仮想
面側に移動させ、移動した座標をプローブ表面の座標と
するプローブ径補正手段と、を有することを特徴とする
三次元測定機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2677491A JPH04252911A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 三次元測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2677491A JPH04252911A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 三次元測定機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04252911A true JPH04252911A (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=12202650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2677491A Withdrawn JPH04252911A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 三次元測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04252911A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093191A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 形状測定装置及び形状測定方法 |
| JP2008268118A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Makino Milling Mach Co Ltd | 形状測定方法及び装置 |
| JP2011230238A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置およびロボットを制御する方法 |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP2677491A patent/JPH04252911A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093191A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 形状測定装置及び形状測定方法 |
| JP2008268118A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Makino Milling Mach Co Ltd | 形状測定方法及び装置 |
| JP2011230238A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置およびロボットを制御する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |