JPH05269649A - 円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法 - Google Patents
円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法Info
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- JPH05269649A JPH05269649A JP9866292A JP9866292A JPH05269649A JP H05269649 A JPH05269649 A JP H05269649A JP 9866292 A JP9866292 A JP 9866292A JP 9866292 A JP9866292 A JP 9866292A JP H05269649 A JPH05269649 A JP H05269649A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 円筒型三次元測定装置の検出器22の先端球
20aを有する触針20の摩耗による取換え時期を明確
化する方法と、摩耗により生ずる測定誤差の自動補正方
法を提供する。 【構成】 ロータリテーブル4上に偏心円形状の基準ワ
ークWAを取付け、先端球20aを当ててテーブル1°
回転ごとに求めた測定点群から最小二乗円を求めて、最
小二乗円と測定点群との差から誤差曲線を求め,これを
許容値と比較して触針20の交換時期を明確化する。ま
たこの誤差曲線から先端球真円度誤差曲線を求め、カム
形状の評価ワークWBを計測して得られた測定点群の、
接点摩耗を真円度誤差曲線より得られた誤差により修正
する。
20aを有する触針20の摩耗による取換え時期を明確
化する方法と、摩耗により生ずる測定誤差の自動補正方
法を提供する。 【構成】 ロータリテーブル4上に偏心円形状の基準ワ
ークWAを取付け、先端球20aを当ててテーブル1°
回転ごとに求めた測定点群から最小二乗円を求めて、最
小二乗円と測定点群との差から誤差曲線を求め,これを
許容値と比較して触針20の交換時期を明確化する。ま
たこの誤差曲線から先端球真円度誤差曲線を求め、カム
形状の評価ワークWBを計測して得られた測定点群の、
接点摩耗を真円度誤差曲線より得られた誤差により修正
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真円測定器等の円筒座標
型三次元測定装置における触針先端球の摩耗の検定と、
この先端球摩耗による測定誤差の補正方法に関するもの
である。
型三次元測定装置における触針先端球の摩耗の検定と、
この先端球摩耗による測定誤差の補正方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来図19に示すような円筒座標型三次
元測定装置において、ワークテーブル101上に図20
に示すような半径差の大きいカム形状ワーク102を取
付け、ワークを180°旋回させてスライダ103に設
けた検出器104により測定する場合、ワーク旋回角が
変わるたびに触針の接点位置が移動する。このため先端
球104aを有する触針104を使用して、連続する先
端球中心の位置関係より先端球104aの接触角αを得
て、先端球半径rを考慮して接点座標を得る方法が行わ
れている。
元測定装置において、ワークテーブル101上に図20
に示すような半径差の大きいカム形状ワーク102を取
付け、ワークを180°旋回させてスライダ103に設
けた検出器104により測定する場合、ワーク旋回角が
変わるたびに触針の接点位置が移動する。このため先端
球104aを有する触針104を使用して、連続する先
端球中心の位置関係より先端球104aの接触角αを得
て、先端球半径rを考慮して接点座標を得る方法が行わ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術のカム形状
ワークの測定方法は、先端球104aが摩耗するに従い
測定精度が悪くなり、摩耗が著しい場合には触針を交換
する必要が生じるが、この交換時期が分からず、そのう
え摩耗による誤差を補正する方法も未だ確立されていな
いという問題点を有している。本発明は従来の技術の有
するこのような問題点に鑑みなされたものであり,その
目的とするところは触針の交換時期を明確にする方法
と、先端球の摩耗による誤差を補正する方法とを提供し
ようとするものである。
ワークの測定方法は、先端球104aが摩耗するに従い
測定精度が悪くなり、摩耗が著しい場合には触針を交換
する必要が生じるが、この交換時期が分からず、そのう
え摩耗による誤差を補正する方法も未だ確立されていな
いという問題点を有している。本発明は従来の技術の有
するこのような問題点に鑑みなされたものであり,その
目的とするところは触針の交換時期を明確にする方法
と、先端球の摩耗による誤差を補正する方法とを提供し
ようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における円筒座標型三次元測定装置における触
針摩耗の検定方法は、ロータリテーブル(C軸)と直交
二直線案内軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検
出器のワークに接触する触針先端球の摩耗を検出して交
換時期を明確化する摩耗検定方法において、偏心円断面
形状の検定用基準ワークを前記触針にて測定して得られ
た測定点群から最小二乗誤差円を求め、該最小二乗誤差
円と前記測定群との半径誤差を求め、該半径誤差が予め
設定されている許容限度を越えたときを触針交換時期と
するものである。
に本発明における円筒座標型三次元測定装置における触
針摩耗の検定方法は、ロータリテーブル(C軸)と直交
二直線案内軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検
出器のワークに接触する触針先端球の摩耗を検出して交
換時期を明確化する摩耗検定方法において、偏心円断面
形状の検定用基準ワークを前記触針にて測定して得られ
た測定点群から最小二乗誤差円を求め、該最小二乗誤差
円と前記測定群との半径誤差を求め、該半径誤差が予め
設定されている許容限度を越えたときを触針交換時期と
するものである。
【0005】また円筒座標型三次元測定装置における触
針摩耗の補正方法は、ロータリテーブル(C軸)と直交
二直線軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検出器
のワークに接触する触針先端球の摩耗による測定誤差の
自動補正方法において、前記触針で偏心円断面形状の検
定用基準ワークを測定して得られた測定点群から最小二
乗誤差円を算出し、該最小二乗誤差円と前記測定点群と
の半径方向の差より半径誤差曲線を求め、該半径誤差曲
線より先端球の接触角と基準ワーク回転角の関係から先
端球真円度誤差曲線を求め、前記触針で評価ワークを測
定して得られた測定点群の三連続測定点より前記触針先
端球の接触点座標を算出した後、前記先端球真円度誤差
曲線より得られた誤差により前記接触点座標を修正する
ものである。
針摩耗の補正方法は、ロータリテーブル(C軸)と直交
二直線軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検出器
のワークに接触する触針先端球の摩耗による測定誤差の
自動補正方法において、前記触針で偏心円断面形状の検
定用基準ワークを測定して得られた測定点群から最小二
乗誤差円を算出し、該最小二乗誤差円と前記測定点群と
の半径方向の差より半径誤差曲線を求め、該半径誤差曲
線より先端球の接触角と基準ワーク回転角の関係から先
端球真円度誤差曲線を求め、前記触針で評価ワークを測
定して得られた測定点群の三連続測定点より前記触針先
端球の接触点座標を算出した後、前記先端球真円度誤差
曲線より得られた誤差により前記接触点座標を修正する
ものである。
【0006】
【作用】触針摩耗検定方法は、検定用基準ワークを偏心
円形状とすることで、先端球の摩耗程度に依存した計測
点群が得られる。この計測点群より最小二乗円を求めて
最小二乗円と計測点部との誤差を求め、許容値とこの誤
差とを比較して、許容値を越えたときを取り換え時期と
認定する。触針摩耗の補正方法は、偏心円検定用基準ワ
ークを測定して得る計測点群から最小二乗円を求めて計
測点群と最小二乗円との差より誤差曲線を求め、誤差曲
線より先端球真円度誤差曲線を求め、評価ワーク測定時
に先端球真円度誤差曲線より得られた誤差により計測点
群の修正を行う。
円形状とすることで、先端球の摩耗程度に依存した計測
点群が得られる。この計測点群より最小二乗円を求めて
最小二乗円と計測点部との誤差を求め、許容値とこの誤
差とを比較して、許容値を越えたときを取り換え時期と
認定する。触針摩耗の補正方法は、偏心円検定用基準ワ
ークを測定して得る計測点群から最小二乗円を求めて計
測点群と最小二乗円との差より誤差曲線を求め、誤差曲
線より先端球真円度誤差曲線を求め、評価ワーク測定時
に先端球真円度誤差曲線より得られた誤差により計測点
群の修正を行う。
【0007】
【実施例】実施例について図1〜図8を参照して説明す
る。図1,図2の円筒座標型三次元測定装置において、
枠体1にエアベアリング2により回転可能に支持される
垂直方向の旋回中心軸3の上端に、ロータリテーブル4
が同心に固着されており、旋回中心軸3の下端にC軸ロ
ータリエンコーダ5の回転軸が同心に嵌着されている。
ロータリテーブル4は枠体1内に固着のC軸パルスモー
タ6によりベルト7を介して回転され、ロータリテーブ
ル4上に台8を介して偏心円形状の検定用基準ワークW
A又は評価用カム形状ワークWBが載置される。枠体1
の後側上にコラム9が立設されており、コラム9の前面
に心押台10が固着されている。更にコラム9の前面に
設けられたZ軸方向のガイド11に沿って移動可能にサ
ドル12が設けられている。サドル12はコラム9に固
着のZ軸パルスモータ14によりボールねじ13を介し
て移動位置決めされ、ガイド11と平行に設けられたZ
軸リニアエンコーダ15により位置検出が行われるよう
になっている。
る。図1,図2の円筒座標型三次元測定装置において、
枠体1にエアベアリング2により回転可能に支持される
垂直方向の旋回中心軸3の上端に、ロータリテーブル4
が同心に固着されており、旋回中心軸3の下端にC軸ロ
ータリエンコーダ5の回転軸が同心に嵌着されている。
ロータリテーブル4は枠体1内に固着のC軸パルスモー
タ6によりベルト7を介して回転され、ロータリテーブ
ル4上に台8を介して偏心円形状の検定用基準ワークW
A又は評価用カム形状ワークWBが載置される。枠体1
の後側上にコラム9が立設されており、コラム9の前面
に心押台10が固着されている。更にコラム9の前面に
設けられたZ軸方向のガイド11に沿って移動可能にサ
ドル12が設けられている。サドル12はコラム9に固
着のZ軸パルスモータ14によりボールねじ13を介し
て移動位置決めされ、ガイド11と平行に設けられたZ
軸リニアエンコーダ15により位置検出が行われるよう
になっている。
【0008】サドル12の前面にX軸方向のガイド16
が設けられており、このガイド16に沿って移動可能に
スライダ17が設けられている。スライダ17はサドル
12に固着のX軸パルスモータ18によりX軸ボールね
じ19を介して移動位置決めされ、ガイド16と平行に
設けられたX軸リニアエンコーダ21により位置検出が
行われるようになっている。スライダ17に取付けられ
ている検出器22は差動トランス型変位形(電気マイク
ロ)が使用され、先端球20aを有する触針20が装着
されており、スライダ17のX軸移動とは別にX軸方向
の直線微小変位を検出する。更に枠体1の近傍に演算用
パソコン23が設置されている。
が設けられており、このガイド16に沿って移動可能に
スライダ17が設けられている。スライダ17はサドル
12に固着のX軸パルスモータ18によりX軸ボールね
じ19を介して移動位置決めされ、ガイド16と平行に
設けられたX軸リニアエンコーダ21により位置検出が
行われるようになっている。スライダ17に取付けられ
ている検出器22は差動トランス型変位形(電気マイク
ロ)が使用され、先端球20aを有する触針20が装着
されており、スライダ17のX軸移動とは別にX軸方向
の直線微小変位を検出する。更に枠体1の近傍に演算用
パソコン23が設置されている。
【0009】図3は一部三次元測定装置の構成図を含む
制御システムのブロック線図である。三次元測定装置側
の制御装置24には、C軸パルスモータ6を駆動するC
軸ドライバ25、検出器22の出力信号の受け渡しをす
る検出器インタフェイス26、X軸パルスモータ18を
駆動するX軸ドライバ27、X軸リニアエンコーダ21
の出力信号の受け渡しを行うX軸リニアエンコーダイン
タフェイス28、C軸ロータリエンコーダ29がそれぞ
れ内蔵されている。制御計測用ハソコン23には、指令
及び情報を入力するキーボード入力部31、後述の各演
算を行う演算処理部32、演算結果等を表示する演算結
果表示部33、前記制御装置24と演算処理部32間の
信号制御を行う制御処理部34がそれぞれ内蔵されてい
る。
制御システムのブロック線図である。三次元測定装置側
の制御装置24には、C軸パルスモータ6を駆動するC
軸ドライバ25、検出器22の出力信号の受け渡しをす
る検出器インタフェイス26、X軸パルスモータ18を
駆動するX軸ドライバ27、X軸リニアエンコーダ21
の出力信号の受け渡しを行うX軸リニアエンコーダイン
タフェイス28、C軸ロータリエンコーダ29がそれぞ
れ内蔵されている。制御計測用ハソコン23には、指令
及び情報を入力するキーボード入力部31、後述の各演
算を行う演算処理部32、演算結果等を表示する演算結
果表示部33、前記制御装置24と演算処理部32間の
信号制御を行う制御処理部34がそれぞれ内蔵されてい
る。
【0010】続いて本実施例の作用について説明する。
最初に半径方向の差の大きい偏心円形状の基準ワークW
A又は評価ワークWB等カム形状ワークのサンプリング
手順について図4のフローチャートに従って説明する。
ステップS1において、ロータリテーブルの回転指令が
出て、ロータリテーブル4に単位角度(1°)の回転を
実施させ、C軸ロータリエンコーダ5により回転角を検
出する。ステップS2において、電気マイクロ(検出
器)22の検出範囲(±0.2 mm)内かが確認され、N
Oの場合はステップS3において、再び遠いかが確認さ
れ、NOの場合にはステップS4において、X軸基準量
(0.36mm)だけスライダ17を遠ざけ、YESの場合
にはステップS5において、X軸基準量がけ近づけて検
出器の測定範囲内とする。またステップSにおいて、Y
ESの場合にはステッフS3〜S5を飛ばす。
最初に半径方向の差の大きい偏心円形状の基準ワークW
A又は評価ワークWB等カム形状ワークのサンプリング
手順について図4のフローチャートに従って説明する。
ステップS1において、ロータリテーブルの回転指令が
出て、ロータリテーブル4に単位角度(1°)の回転を
実施させ、C軸ロータリエンコーダ5により回転角を検
出する。ステップS2において、電気マイクロ(検出
器)22の検出範囲(±0.2 mm)内かが確認され、N
Oの場合はステップS3において、再び遠いかが確認さ
れ、NOの場合にはステップS4において、X軸基準量
(0.36mm)だけスライダ17を遠ざけ、YESの場合
にはステップS5において、X軸基準量がけ近づけて検
出器の測定範囲内とする。またステップSにおいて、Y
ESの場合にはステッフS3〜S5を飛ばす。
【0011】次いでステッフS6において、電気マイク
ロ22の値を検出器インタフェイス26を経て制御処理
部34に読み込み、ステップS7において、X軸リニア
エンコーダ21の値をインタフェイス28を経て制御処
理部34に読み込む。ステッフS8において、演算処理
部32にて電気マイクロ22の値とX軸リニアエンコー
ダ21の和を求めて検出点中心座標を算出する。次いで
ステップS9において、ロータリエンコーダ5の値即ち
ワークテーブル4の回転角を読み込み、ステップS10
において点群(X,C)の値を登録する。ステップS1
1において、1回転(180°)完了したかが確認さ
れ、NOのばあいにはステップS1に戻され、YESの
場合にはサンプリング終了となる。
ロ22の値を検出器インタフェイス26を経て制御処理
部34に読み込み、ステップS7において、X軸リニア
エンコーダ21の値をインタフェイス28を経て制御処
理部34に読み込む。ステッフS8において、演算処理
部32にて電気マイクロ22の値とX軸リニアエンコー
ダ21の和を求めて検出点中心座標を算出する。次いで
ステップS9において、ロータリエンコーダ5の値即ち
ワークテーブル4の回転角を読み込み、ステップS10
において点群(X,C)の値を登録する。ステップS1
1において、1回転(180°)完了したかが確認さ
れ、NOのばあいにはステップS1に戻され、YESの
場合にはサンプリング終了となる。
【0012】次に触針20の摩耗検定動作の入った評価
ワークの測定動作手順について図5のフローチャートの
順に説明する。ステップS12において、触針摩耗検定
を実施するかが確認され、YESの場合にはステップS
13において、ロータリテーブル14上に図6に示すよ
うな偏心円形状の検定用基準ワークWAを取付け、ステ
ップS14において、前述のカム形状ワークのサンプリ
ング手順と同一方法で基準ワーク形状点群の測定を行
う。次いでステップS15において、図7に示すように
基準ワーク測定点群の最小二乗誤差円を求め、ステップ
S16において、この最小二乗円誤差に対する測定点部
の誤差Δrを計算し、図8に示すようにΔrをたて軸
に、基準ワーク回転角θを横軸とした誤差曲線を作る。
この誤差曲線は先端球20aの摩耗大きくなるに従って
図9に示すように曲線の振幅が大きくなる。
ワークの測定動作手順について図5のフローチャートの
順に説明する。ステップS12において、触針摩耗検定
を実施するかが確認され、YESの場合にはステップS
13において、ロータリテーブル14上に図6に示すよ
うな偏心円形状の検定用基準ワークWAを取付け、ステ
ップS14において、前述のカム形状ワークのサンプリ
ング手順と同一方法で基準ワーク形状点群の測定を行
う。次いでステップS15において、図7に示すように
基準ワーク測定点群の最小二乗誤差円を求め、ステップ
S16において、この最小二乗円誤差に対する測定点部
の誤差Δrを計算し、図8に示すようにΔrをたて軸
に、基準ワーク回転角θを横軸とした誤差曲線を作る。
この誤差曲線は先端球20aの摩耗大きくなるに従って
図9に示すように曲線の振幅が大きくなる。
【0013】そしてステップS17において、誤差曲線
の振幅が予め設定されている許容値内かが確認され、N
Oの場合にはステップS18において、触針20の交換
表示が行われる。またステップS17がYESの場合に
はステップS19において、評価ワークWBの設計上の
理想形状点群データが入力され、ステップS20におい
て、ロータリテーブル4上に図10に示すようなカム形
状の評価ワークを取付け、ステップS21において、評
価ワークWBの形状点群の測定を行う。次いでステップ
S22において、後述の触針先端球補正処理の手順に従
って触針先端球補正が行われる。次いでステップS23
において、ワーク形状誤差即ちワーク形状と理想形状と
の差を算出し、ステップS4においてこのワーク形状誤
差を表示する。
の振幅が予め設定されている許容値内かが確認され、N
Oの場合にはステップS18において、触針20の交換
表示が行われる。またステップS17がYESの場合に
はステップS19において、評価ワークWBの設計上の
理想形状点群データが入力され、ステップS20におい
て、ロータリテーブル4上に図10に示すようなカム形
状の評価ワークを取付け、ステップS21において、評
価ワークWBの形状点群の測定を行う。次いでステップ
S22において、後述の触針先端球補正処理の手順に従
って触針先端球補正が行われる。次いでステップS23
において、ワーク形状誤差即ちワーク形状と理想形状と
の差を算出し、ステップS4においてこのワーク形状誤
差を表示する。
【0014】次に触針先端球補正処理の手順を図11の
フローチャートの順に説明する。ステップS25におい
て、評価ワークWBの計測点群Oiを読み込む。但しO
i=(R´i,θi) i=0,1……Nとする。ステ
ップS26において、図13に示すような計測点群のう
ち連続3点 Oi-1 , Oi ,Oi+1 より曲率中心O´i の座標(三点
通過円の中心座標) 及び半径Riを求める。これを求めるための算式は次の
よりにして誘導される。まず3測定点の座標値をそれぞ
れ Oi-1 =(Xi-1 , Yi-1 ) Oi =(Xi ,Yi ) Oi+1 =(Xi+1 ,Yi+1 )とし、
フローチャートの順に説明する。ステップS25におい
て、評価ワークWBの計測点群Oiを読み込む。但しO
i=(R´i,θi) i=0,1……Nとする。ステ
ップS26において、図13に示すような計測点群のう
ち連続3点 Oi-1 , Oi ,Oi+1 より曲率中心O´i の座標(三点
通過円の中心座標) 及び半径Riを求める。これを求めるための算式は次の
よりにして誘導される。まず3測定点の座標値をそれぞ
れ Oi-1 =(Xi-1 , Yi-1 ) Oi =(Xi ,Yi ) Oi+1 =(Xi+1 ,Yi+1 )とし、
【0015】この3点通過円の式を式1とすれば、 X2 +Y2 +aX+bY+C=0 …………式1 これに3点の座標値を代入すると式2〜式4となる。 Xi-1 2+Yi-1 2+aXi-1 +bYi-1 +C=0 …………式2 Xi 2 +Yi 2 +aXi +bYi +C=0 …………式3 Xi+1 2 +Yi+1 2 +aXi+1 +bYi+1 +C=0 …………式4
【0016】次に式2−式3より式5、式3−式4より
式6を得られる。 (Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )+(Xi-1 −Xi )a+(Yi-1 − Yi )b=0 …………式5 (Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )+(Xi −Xi+1 )a+(Yi −Yi+1 )b=0 …………式6 次に式5、式6を連立させて解くと数1になり、
式6を得られる。 (Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )+(Xi-1 −Xi )a+(Yi-1 − Yi )b=0 …………式5 (Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )+(Xi −Xi+1 )a+(Yi −Yi+1 )b=0 …………式6 次に式5、式6を連立させて解くと数1になり、
【数1】 数1を解くと数2となる。
【数2】 但し D=(Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi ) とする。
【0017】従って数2より式7及び式8が誘導でき
る。 a=〔−(Yi −Yi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}+( Yi-1 −Yi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/D …………式7 b=〔(Xi −Xi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}−(X i-1 −Xi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/D …………式8
る。 a=〔−(Yi −Yi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}+( Yi-1 −Yi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/D …………式7 b=〔(Xi −Xi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}−(X i-1 −Xi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/D …………式8
【0018】一方3点通過円の式1を変形して式9とし
て、 {X+(a/2)}+{Y+(b/2)}2 =(a/2)2 +(b/2)2 −C …………式9 従って中心点O´i (X´i ,Y´i )は、式10、式
11によりそれぞれ求めることができ、 X´i =−(a/2) …………式10 Y´i =−(b/b) …………式11
て、 {X+(a/2)}+{Y+(b/2)}2 =(a/2)2 +(b/2)2 −C …………式9 従って中心点O´i (X´i ,Y´i )は、式10、式
11によりそれぞれ求めることができ、 X´i =−(a/2) …………式10 Y´i =−(b/b) …………式11
【0019】式10、式11に式7、式8を代入すれば
中心点の座標X´i ,Y´i は式12、式13で求める
ことができる。 X´i =〔(Yi −Yi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}−( Yi-1 −Yi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/〔2{( Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi ) }〕 …………式12 Y´i =〔−((Xi −Xi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )} +(Xi-1 −Xi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/〔2 {(Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi )}〕 …………式13
中心点の座標X´i ,Y´i は式12、式13で求める
ことができる。 X´i =〔(Yi −Yi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )}−( Yi-1 −Yi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/〔2{( Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi ) }〕 …………式12 Y´i =〔−((Xi −Xi+1 ){(Xi-1 2−Xi 2 )+(Yi-1 2−Yi 2 )} +(Xi-1 −Xi ){(Xi 2 −Xi+1 2 )+(Yi 2 −Yi+1 2 )}〕/〔2 {(Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi )}〕 …………式13
【0020】また半径Ri は点Oi と3点通過円の中心
点O´の距離として求められるので式14により求める
ことができる。 Ri =√{(Xi −X´i )2 +(Yi −Y´i )2 } …………式14 次にステップS27において接触点(Pi )の座標(X
ci ,Yci)を式15,式16により求める。 Xci=(r/Ri )X´i +{(Ri −r)/Ri }Xi ………式15 Yci=(r/Ri )Y´i +{(Ri −r)/Ri }Yi ………式16 ステップS28において、全点完了かが確認され、NO
の場合にはステップS26に戻され、YESの場合には
完了となる。
点O´の距離として求められるので式14により求める
ことができる。 Ri =√{(Xi −X´i )2 +(Yi −Y´i )2 } …………式14 次にステップS27において接触点(Pi )の座標(X
ci ,Yci)を式15,式16により求める。 Xci=(r/Ri )X´i +{(Ri −r)/Ri }Xi ………式15 Yci=(r/Ri )Y´i +{(Ri −r)/Ri }Yi ………式16 ステップS28において、全点完了かが確認され、NO
の場合にはステップS26に戻され、YESの場合には
完了となる。
【0021】次に触針先端球摩耗補正を含む評価ワーク
の測定手順を図12のフローチャートの順に説明する。
尚、図5のフローチャートと同一個所は詳細な説明を省
略する。ステップS29において、触針摩耗補正を実施
するかが確認され、YESの場合には偏心基準ワークW
Aをロータリテーブル上に取付け、ステップS31にお
いて、最小二乗誤差円を求める。次いでステップS33
において、最小二乗誤差円に対する測定点群の誤差の計
算を行い、ステップS34において、図6に示すように
偏心基準ワークWAと先端球20aとの接触角αと、偏
心基準ワークWAの回転角θとの関係式、式17,式1
8を用いて図14に示すような先端球20aの摩耗量
を、図15に示すような基準ワークWA1回転に対する
真円度誤差曲線として求め、更にこれを図16に示すよ
うな接触角αに対する誤差曲線とする。
の測定手順を図12のフローチャートの順に説明する。
尚、図5のフローチャートと同一個所は詳細な説明を省
略する。ステップS29において、触針摩耗補正を実施
するかが確認され、YESの場合には偏心基準ワークW
Aをロータリテーブル上に取付け、ステップS31にお
いて、最小二乗誤差円を求める。次いでステップS33
において、最小二乗誤差円に対する測定点群の誤差の計
算を行い、ステップS34において、図6に示すように
偏心基準ワークWAと先端球20aとの接触角αと、偏
心基準ワークWAの回転角θとの関係式、式17,式1
8を用いて図14に示すような先端球20aの摩耗量
を、図15に示すような基準ワークWA1回転に対する
真円度誤差曲線として求め、更にこれを図16に示すよ
うな接触角αに対する誤差曲線とする。
【0022】図16より(R+r)/Sin θ=e/Sin
αが成立する。よって Sin α={e/(R+r)}Sin θ …………式17 但し0≦θ≦360°より、基準ワーク1回転を想定す
ると−1≦Sin θ≦1となる。よって−{e/(R+
r)}≦Sin α≦{e/(R+r)}となり、接触角は
90°を越えると接触不可能で、−90°<α<90°
であるため次のようになる。 −Sin -1{e/(R+r)}≦α≦Sin -1{e/(R+r)}………式18
αが成立する。よって Sin α={e/(R+r)}Sin θ …………式17 但し0≦θ≦360°より、基準ワーク1回転を想定す
ると−1≦Sin θ≦1となる。よって−{e/(R+
r)}≦Sin α≦{e/(R+r)}となり、接触角は
90°を越えると接触不可能で、−90°<α<90°
であるため次のようになる。 −Sin -1{e/(R+r)}≦α≦Sin -1{e/(R+r)}………式18
【0023】またステップS29において、NOの場合
にはステップS30〜ステップS34まで飛ばされる。
次いでステップS35において、理想形状点群データの
入力が行われ、ステップS36において、評価ワークW
Bがロータリテーブル上に取付けられ、ステップS37
において、ワーク形状点群の測定が行われる。次いでス
テップS38において、後述の手順に従って触針先端球
及び先端摩耗補正処理が行われる。ステップS39にお
いて、ワーク形状誤差の算出が行われ、ステップS40
において、ワーク形状誤差の表示が行われる。
にはステップS30〜ステップS34まで飛ばされる。
次いでステップS35において、理想形状点群データの
入力が行われ、ステップS36において、評価ワークW
Bがロータリテーブル上に取付けられ、ステップS37
において、ワーク形状点群の測定が行われる。次いでス
テップS38において、後述の手順に従って触針先端球
及び先端摩耗補正処理が行われる。ステップS39にお
いて、ワーク形状誤差の算出が行われ、ステップS40
において、ワーク形状誤差の表示が行われる。
【0024】次に触針先端球補正及び触診摩耗補正処理
の手順について図17のフローチャートの順に説明す
る。ステッフS41において、評価ワークの計測点群を
読み込み、ステップS42において、連続3点
(0i-1 , 0i , 0i+1 )より曲率点座標0´i を求
め、ステップS43において、図18に示すように
0i , 0´i を通る直線の傾向角よりワーク回転角θi
を差し引くと触針接触角αi が得られるので、式19に
よりαi を求める。 αi =tan -1{(Yi −Y´i )/(Xi −X´i )}−θi ………式19
の手順について図17のフローチャートの順に説明す
る。ステッフS41において、評価ワークの計測点群を
読み込み、ステップS42において、連続3点
(0i-1 , 0i , 0i+1 )より曲率点座標0´i を求
め、ステップS43において、図18に示すように
0i , 0´i を通る直線の傾向角よりワーク回転角θi
を差し引くと触針接触角αi が得られるので、式19に
よりαi を求める。 αi =tan -1{(Yi −Y´i )/(Xi −X´i )}−θi ………式19
【0025】次いでステップS44において触針接触角
αi に相当する触針先端球の摩耗により変わった半径r
i を式20により求める。 ri =r−δ(αi ) ………式20 但し r=先端球の公称半径 δ(αi )=図14の摩耗量で接触角αi に対する摩耗
量とする。 ステップS45において、図18に示すようにθi ,θ
´i 間の内分点Pi を式21により求め、 A:B=ri :(Ri −ri ) ………式21 但し A=θi ,Pi 間距離、B=Ri ,θ´i 間距離
とする。
αi に相当する触針先端球の摩耗により変わった半径r
i を式20により求める。 ri =r−δ(αi ) ………式20 但し r=先端球の公称半径 δ(αi )=図14の摩耗量で接触角αi に対する摩耗
量とする。 ステップS45において、図18に示すようにθi ,θ
´i 間の内分点Pi を式21により求め、 A:B=ri :(Ri −ri ) ………式21 但し A=θi ,Pi 間距離、B=Ri ,θ´i 間距離
とする。
【0026】次に式22、式23により接触点Pi の座
標Xci ,Yciを求める。 Xci=(ri /Ri )X´i +{(Ri −r)/Ri }Xi ………式22 Yci=(ri /Ri )Y´i +{(Ri −r)/Ri }Yi ………式23 ステップS46において、全点完了かが確認され、NO
の場合にステップS42に戻され、YESの場合には終
了となる。
標Xci ,Yciを求める。 Xci=(ri /Ri )X´i +{(Ri −r)/Ri }Xi ………式22 Yci=(ri /Ri )Y´i +{(Ri −r)/Ri }Yi ………式23 ステップS46において、全点完了かが確認され、NO
の場合にステップS42に戻され、YESの場合には終
了となる。
【0027】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。偏心円筒形状の基準ワー
クを測定し、このとの誤差曲線が触針先端球の摩耗量に
依存することを利用して摩耗の進行状態を知り、触針の
交換時期を明確化したので、交換時期を知らずに摩耗し
た触針で評価ワークを測定し、誤った評価結果がでるの
を未然に防止することができる。また基準ワークを測定
したときの誤差曲線から触針先端球の真円度曲線を求め
て触針摩耗量を評価ワーク測定結果に見込むようにした
ので、摩耗による測定精度の低下を防ぐことができ、触
針の寿命が延長する。
で次に記載する効果を奏する。偏心円筒形状の基準ワー
クを測定し、このとの誤差曲線が触針先端球の摩耗量に
依存することを利用して摩耗の進行状態を知り、触針の
交換時期を明確化したので、交換時期を知らずに摩耗し
た触針で評価ワークを測定し、誤った評価結果がでるの
を未然に防止することができる。また基準ワークを測定
したときの誤差曲線から触針先端球の真円度曲線を求め
て触針摩耗量を評価ワーク測定結果に見込むようにした
ので、摩耗による測定精度の低下を防ぐことができ、触
針の寿命が延長する。
【図1】本実施例の円筒座標型三次元測定装置の斜視姿
図である。
図である。
【図2】本実施例の円筒座標型三次元測定装置の正面図
である。
である。
【図3】本実施例の円筒座標型三次元測定装置の構成図
である。
である。
【図4】カム形状ワークのサンプリング手順のフローチ
ャート図である。
ャート図である。
【図5】触針の摩耗検定動作を含む評価ワーク測定動作
のフローチャート図である。
のフローチャート図である。
【図6】触針による偏心円基準ワークの計測状態を示す
図である。
図である。
【図7】測定点群と最小二乗誤差円とを示す図である。
【図8】たて軸に誤差を横軸にワーク角度を表した誤差
曲線の図である。
曲線の図である。
【図9】触針先端球の摩耗による誤差の許容限界を示す
図である。
図である。
【図10】触針によるカム形状評価ワークの計測状態を
示す図である。
示す図である。
【図11】触針先端球補正処理手順のフローチャート図
である。
である。
【図12】触針摩耗補正を含む評価ワーク測定動作のフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図13】連結3測定点より3点通過円を求める式の説
明図である。
明図である。
【図14】摩耗した触針とワークを表す図である。
【図15】ワーク回転角度に対する摩耗による誤差曲線
を表す図である。
を表す図である。
【図16】触針接触角に対する誤差曲線を表す図であ
る。
る。
【図17】触針先端球補正及び触針摩耗補正処理手順の
フローチャート図である。
フローチャート図である。
【図18】触針接触角αi ,接触点Pi を求める式の説
明図である。
明図である。
【図19】従来の技術説明用の円筒座標型三次元測定装
置の斜視姿図である。
置の斜視姿図である。
【図20】従来の技術説明用の評価ワークと触針を表す
図である。
図である。
4 ロータリテーブル 12 サドル 17 スライダ 20 触針 20a 先端球 21 X軸リニ
アエンコーダ 22 検出器 23 演算用パ
ソコン 24 制御装置
アエンコーダ 22 検出器 23 演算用パ
ソコン 24 制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年4月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】 次に式2−式3より式5、式3−式4よ
り式6を得られる。 (Xi-12−X i 2 )+(Y i-12−Y i 2 )+(X i-1 −Xi )a+(Yi-1 − Yi )b=0 …………式5 (Xi 2 −X i+1 2 )+(Y i 2 −Y i+1 2 )+(X i −Xi+1 )a+(Yi −Yi+1 )b=0 …………式6 次に式5、式6を連立させて解くと数1になり、
り式6を得られる。 (Xi-12−X i 2 )+(Y i-12−Y i 2 )+(X i-1 −Xi )a+(Yi-1 − Yi )b=0 …………式5 (Xi 2 −X i+1 2 )+(Y i 2 −Y i+1 2 )+(X i −Xi+1 )a+(Yi −Yi+1 )b=0 …………式6 次に式5、式6を連立させて解くと数1になり、
【数1】 数1を解くと数2となる。
【数2】 但し D=(Xi-1 −Xi )(Yi −Yi+1 )−(Xi −Xi+1 )(Yi-1 −Yi ) とする。
Claims (2)
- 【請求項1】 ロータリテーブル(C軸)と直交二直線
案内軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検出器の
ワークに接触する触針先端球の摩耗を検出して交換時期
を明確化する摩耗検定方法において、偏心円断面形状の
検定用基準ワークを前記触針にて測定して得られた測定
点群から最小二乗誤差円を求め、該最小二乗誤差円と前
記測定点群との半径誤差を求め、該半径誤差が予め設定
されている許容限度を越えたときを触針交換時期とする
ことを特徴とする円筒型三次元測定装置における触針摩
耗検定方法。 - 【請求項2】 ロータリテーブル(C軸)と直交二直線
軸(X・Z軸)からなる三次元測定装置の検出器のワー
クに接触する触針先端球の摩耗による測定誤差の自動補
正方法において、前記触針で偏心円断面形状の検定用基
準ワークを測定して得られた測定点群から最小二乗誤差
円を算出し、該最小二乗誤差円と前記測定点群との半径
方向の差より半径誤差曲線を求め、該半径誤差曲線より
先端球の接触角と基準ワーク回転角の関係から先端球真
円度誤差曲線を求め、前記触針で評価ワークを測定して
得られた測定点群の三連続測定点より前記触針先端球の
接触点座標を算出した後、前記先端球真円度誤差曲線よ
り得られた誤差により前記接触点座標を修正することを
特徴とする円筒型三次元測定装置における触針摩耗補正
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9866292A JP2696288B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9866292A JP2696288B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05269649A true JPH05269649A (ja) | 1993-10-19 |
JP2696288B2 JP2696288B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14225730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9866292A Expired - Lifetime JP2696288B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2696288B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007066746A1 (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-14 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | 真円度測定装置及び先端子良否判定方法 |
JP2009008660A (ja) * | 2007-05-30 | 2009-01-15 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機構の異常検出方法及び形状測定機構 |
US7636646B2 (en) | 2007-05-22 | 2009-12-22 | Mitutoyo Corporation | Roundness measuring device, method and program for measuring roundness |
JP2010261856A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定装置、表面性状測定方法、及びプログラム |
EP2365276A1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-09-14 | Mitutoyo Corporation | Surface texture contact measuring device comprising means for estimating the wearing out of the stylus |
JP2013170918A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 測定器の校正方法 |
JP2015052566A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | キヤノン株式会社 | 測定装置、測定方法および物品の製造方法 |
JP2019018328A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-07 | 株式会社デンソーウェーブ | 角度検出器の偏心誤差補正方法、ロボットシステム |
JP2020041988A (ja) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | 株式会社東京精密 | 異常検出方法及び三次元測定機 |
CN111272319A (zh) * | 2018-12-05 | 2020-06-12 | 上海东培企业有限公司 | 接触式测量头的张力测量装置 |
JP2022162166A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-10-21 | 株式会社東京精密 | 異常検出方法及び三次元測定機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105157655A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-12-16 | 王灿 | 一种基于区域搜索的圆度误差快速评定方法 |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP9866292A patent/JP2696288B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012108143A (ja) * | 2005-12-05 | 2012-06-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 真円度測定装置及び先端子良否判定方法 |
WO2007066746A1 (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-14 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | 真円度測定装置及び先端子良否判定方法 |
JP5014152B2 (ja) * | 2005-12-05 | 2012-08-29 | 株式会社東京精密 | 真円度測定装置及び先端子良否判定方法 |
US7636646B2 (en) | 2007-05-22 | 2009-12-22 | Mitutoyo Corporation | Roundness measuring device, method and program for measuring roundness |
JP2009008660A (ja) * | 2007-05-30 | 2009-01-15 | Mitsutoyo Corp | 形状測定機構の異常検出方法及び形状測定機構 |
JP2010261856A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定装置、表面性状測定方法、及びプログラム |
EP2365276A1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-09-14 | Mitutoyo Corporation | Surface texture contact measuring device comprising means for estimating the wearing out of the stylus |
US8347697B2 (en) | 2010-02-16 | 2013-01-08 | Mitutoyo Corporation | Surface texture measuring device |
JP2013170918A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 測定器の校正方法 |
JP2015052566A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | キヤノン株式会社 | 測定装置、測定方法および物品の製造方法 |
US9664604B2 (en) | 2013-09-09 | 2017-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus, measurement method, and method of manufacturing article |
JP2019018328A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-07 | 株式会社デンソーウェーブ | 角度検出器の偏心誤差補正方法、ロボットシステム |
JP2020041988A (ja) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | 株式会社東京精密 | 異常検出方法及び三次元測定機 |
JP2022162166A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-10-21 | 株式会社東京精密 | 異常検出方法及び三次元測定機 |
CN111272319A (zh) * | 2018-12-05 | 2020-06-12 | 上海东培企业有限公司 | 接触式测量头的张力测量装置 |
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JP2696288B2 (ja) | 1998-01-14 |
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