JPH07174547A - Measuring system with function to automatically form measuring program - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a measuring system having a function to automatically form a measuring program which is inexpensive and highly versatile and capable of quick measurement. CONSTITUTION:A measuring point of a to-be-measured object is set by a setting means 11, and predetermined positional data such as a measurement start position, a measurement end point, an approaching distance, etc., are set by a data- setting means 13, and vector data of a normal line at the measuring point is obtained by an operating means 12. The set positional data and data obtained by the operating means 12 are deciphered by a data-deciphering means 21. An NC measuring program is generated by a program-generating means 23 and output to an NC measuring machine 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は測定プログラム自動作成
機能を有する測定システムに関し、特に安価で汎用性が
高く、容易に測定プログラムを自動作成できる測定プロ
グラム自動作成機能を有する測定システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measurement system having a measurement program automatic generation function, and more particularly to a measurement system having a measurement program automatic generation function which is inexpensive and has high versatility and can easily automatically generate a measurement program.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、ＮＣ工作機械等で加工された被
加工物（ワーク）の仕上がり形状を測定するためには、
ＮＣ工作機械の主軸上に接触検出型や変位検出型等の測
定ヘッドを取り付け、そのフィーラを加工済みのワーク
表面に当接させながら、形状精度や寸法を測定する測定
システムが用いられる。かかる測定システムにおいて
は、被測定ワークの測定点、該測定点における法線方向
等のデータが必要であり、測定ヘッドをこれらのデータ
に基づいて作成される測定プログラムに従って適切に移
動、制御させなければならない。2. Description of the Related Art For example, in order to measure the finished shape of an object (work) processed by an NC machine tool or the like,
A measuring system is used in which a measuring head of a contact detection type or a displacement detection type is mounted on the spindle of an NC machine tool, and the feeler is brought into contact with the surface of a machined work, while measuring the shape accuracy and dimensions. In such a measurement system, data such as the measurement point of the workpiece to be measured and the normal direction at the measurement point are required, and the measurement head must be appropriately moved and controlled according to the measurement program created based on these data. I have to.

【０００３】従来、このような測定プログラムを作成す
るためには、特定の測定機用に設計された専用ＣＡＴシ
ステムが採用されている。また、測定点に基づいて図面
を参照しながら法線方向データ等を計算し、作業者が手
作業で測定プログラムを作成していた。Conventionally, in order to create such a measuring program, a dedicated CAT system designed for a specific measuring machine has been adopted. In addition, the normal direction data and the like are calculated with reference to the drawings based on the measurement points, and the operator manually creates the measurement program.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
測定システム用の測定プログラムは、専用のＣＡＴシス
テムを用いたり、手作業で必要なデータを得て作成して
いた。しかしながら、専用のＣＡＴシステムを測定機毎
に設計するのは、コスト面で問題が生ずるばかりでな
く、システム構成も複雑となる。また、作業者が個別に
手作業でプログラムデータを作成するのは、多大な時間
を要し、迅速な測定が不可能であるという問題がある。As described above, the measurement program for the conventional measurement system is created by using a dedicated CAT system or by manually obtaining necessary data. However, designing a dedicated CAT system for each measuring device not only causes a cost problem but also complicates the system configuration. Further, it takes a lot of time for an operator to manually create the program data by hand, and there is a problem that rapid measurement is impossible.

【０００５】そこで、本発明の目的は、安価で汎用性が
高く、迅速な測定を可能とする測定プログラム自動作成
機能を有する測定システムを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a measurement system which is inexpensive, has high versatility, and has a function for automatically creating a measurement program that enables quick measurement.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による測定プログラム自動作成機能を有する
測定システムは、被測定物に測定ヘッドを当接させて前
記被測定物の形状精度や寸法を測定するための測定プロ
グラムを自動作成する機能を有する測定システムにおい
て、前記被測定物の測定個所を設定する測定個所設定手
段と、前記測定個所における法線ベクトルデータを演算
する法線ベクトル演算手段と、測定開始位置、測定終了
位置、アプローチ距離等の所定の位置情報を設定する位
置情報設定手段と、前記各手段から出力されるデータを
解読するデータ解読手段と、前記データ解読手段による
解読結果に基づいて測定プログラムを生成して出力する
測定プログラム生成手段とを備えて構成される。In order to solve the above-mentioned problems, a measuring system having a function for automatically creating a measuring program according to the present invention is configured to bring a measuring head into contact with an object to be measured, thereby improving the shape accuracy of the object. In a measuring system having a function of automatically creating a measuring program for measuring dimensions, a measuring point setting means for setting a measuring point of the object to be measured, and a normal vector calculation for calculating normal vector data at the measuring point Means, position information setting means for setting predetermined position information such as measurement start position, measurement end position, approach distance, etc., data decoding means for decoding the data output from the respective means, and decoding by the data decoding means And a measuring program generating means for generating and outputting a measuring program based on the result.

【０００７】[0007]

【作用】本発明では、被測定物の測定個所及び測定開始
位置、測定終了位置、アプローチ距離等の所定の位置情
報を設定し、上記測定個所における法線ベクトルデータ
を演算で求め、設定され及び演算で求めたデータの解読
処理を行い、ＮＣ測定プログラムを生成し、出力する。In the present invention, predetermined position information such as the measurement point and measurement start position, measurement end position, approach distance, etc. of the object to be measured is set, and normal vector data at the measurement point is calculated and set. The data obtained by the calculation is decoded, and the NC measurement program is generated and output.

【０００８】[0008]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による測定プログラム
自動作成機能を有する測定システムの一実施例を示す構
成図である。本実施例に示すシステムは、ＣＡＭシステ
ム１、パソコン２を備え、測定プログラム生成手段２３
で得られたＮＣ測定プログラムによりＮＣ測定機３を制
御する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a measurement system having a measurement program automatic creation function according to the present invention. The system shown in this embodiment includes a CAM system 1 and a personal computer 2, and a measurement program generating means 23.
The NC measuring machine 3 is controlled by the NC measuring program obtained in.

【０００９】ＣＡＭシステム１は、測定個所設定手段１
１、法線ベクトル演算手段１２、位置情報設定手段１３
及び記憶手段１４を有し、被測定物の形状等のモデルデ
ータが予め作成されている。The CAM system 1 is a measurement point setting means 1
1, normal vector calculation means 12, position information setting means 13
And the storage means 14, and model data such as the shape of the object to be measured is created in advance.

【００１０】測定個所設定手段１１は、上記被測定物の
モデルデータに基づき、例えば、被測定物表面を等間隔
で分割した各分割点を測定点として定め、各測定点の表
面座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を求めて、ＣＡＭやＣＡＴの標
準言語である周知のＡＰＴ形式データとして出力する。
法線ベクトル演算手段１２は、上記測定点の表面座標に
基づいて各測定点の法線（面直）ベクトル（ｉ，ｊ，
ｋ）を求めて同様にＡＰＴ形式データとして出力する。
位置情報設定手段１３は、測定ヘッドを被測定物に当接
して形状精度、寸法を測定する際に、被測定物から測定
ヘッドを離隔させ、次の測定点への当接プロセスを行う
際の、上記離隔距離を逃げ高さとして求め、測定開始位
置及び測定終了位置とともにＡＰＴ形式データとして出
力する。Based on the model data of the object to be measured, the measuring point setting means 11 determines, for example, each division point obtained by dividing the surface of the object to be measured as a measurement point, and the surface coordinate value (x , Y, z), and output as well-known APT format data which is a standard language of CAM and CAT.
The normal vector calculating means 12 calculates the normal (perpendicular) vector (i, j,) of each measurement point based on the surface coordinates of the measurement point.
k) is obtained and similarly output as APT format data.
The position information setting means 13 separates the measuring head from the measured object when the measuring head is contacted with the measured object to measure the shape accuracy and dimensions, and performs the contact process at the next measurement point. , The separation distance is obtained as a clearance height, and is output as APT format data together with the measurement start position and the measurement end position.

【００１１】図２（Ａ）には、ＡＰＴ形式で出力される
データ例が、（Ｂ）には、より具体的なＡＰＴ形式のデ
ータ例が示されている。FIG. 2A shows an example of data output in APT format, and FIG. 2B shows a more specific example of data in APT format.

【００１２】記憶手段１４は、ＡＰＴ形式データとして
送出された表面座標値データ、法線ベクトルデータ、位
置情報データの他、測定の際の測定ヘッドの初期位置や
測定開始・終了点データを記憶する。この記憶手段１４
としては、任意の記憶媒体を用いることができるが、パ
ソコンの使用を前提とするとフロッピーディスク（Ｆ
Ｄ）を用いるのが望ましい。The storage means 14 stores the surface coordinate value data, the normal vector data and the position information data sent as APT format data, as well as the initial position of the measuring head at the time of measurement and the measurement start / end point data. . This storage means 14
, Any storage medium can be used, but assuming that a personal computer is used, a floppy disk (F
It is desirable to use D).

【００１３】パソコン２は、データ解読手段２１、パラ
メータ設定手段２２及び測定プログラム生成手段２３、
測定プログラムファイル２４、通信機構２５を備え、Ｃ
ＡＭシステム１からの各種のデータを解読するととも
に、測定データ変換に必要なパラメータに基づいて測定
プログラムを生成する。The personal computer 2 includes a data decoding means 21, a parameter setting means 22, a measurement program generating means 23,
A measurement program file 24 and a communication mechanism 25 are provided, and C
It decodes various data from the AM system 1 and generates a measurement program based on the parameters required for measurement data conversion.

【００１４】パラメータ設定手段２２は、図示しないパ
ラメータファイルに格納されているアプローチ距離、オ
フセット距離、基準変位量、位置決め動作速度、アプロ
ーチ動作速度等の測定データ変換に必要なパラメータを
読み込み、データ解読手段２１に供給する。データ解読
手段２１は、ＦＤ等の記憶手段１４に記憶されている上
述の各種のＡＰＴ形式のデータを読み込むとともに、そ
のデータを解読する。このデータ解読は、例えば、図２
（Ａ）と（Ｂ）の左側に記載されているＡＰＴ形式デー
タの意味解読を行う処理である。The parameter setting means 22 reads parameters necessary for conversion of measurement data such as approach distance, offset distance, reference displacement amount, positioning operation speed, approach operation speed, etc. stored in a parameter file (not shown), and data decoding means 21. The data decoding means 21 reads the above-mentioned various APT format data stored in the storage means 14 such as an FD and decodes the data. This data decoding is performed, for example, in FIG.
This is a process of deciphering the meaning of the APT format data described on the left side of (A) and (B).

【００１５】図２（Ａ）において、“ＦＲＯＭ／ｘ，
ｙ，ｚ”は測定開始位置を座標値（ｘ，ｙ，ｚ）で示
し、“ＲＥＴＲＡＣＴ／ｚ”は位置決め高さをｚ座標と
して示し、測定点の番号（プリント出力が選択可能）が
“ＰＲＩＮＴ＊＊ＰＯＩＮＴ ｎ＊＊”で示されてい
る。また、“ＧＯＴＯ／ｘ，ｙ，ｚ，ｉ，ｊ，ｋ”は、
測定点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）と法線ベクトル（ｉ，
ｊ，ｋ）を示し、測定動作開始が“ＭＥＡＳＵＲＥ／Ｏ
Ｎ．ＰＯＩＮＴ”で、測定動作終了が“ＭＥＡＳＵＲＥ
／ＯＦＦ．ＰＯＩＮＴ”で示されている。In FIG. 2A, "FROM / x,
“Y, z” indicates the measurement start position by coordinate values (x, y, z), “RETRACT / z” indicates the positioning height as z coordinate, and the measurement point number (print output can be selected) is “PRINT”. ** POINT n ** ", and" GOTO / x, y, z, i, j, k "are
Coordinates (x, y, z) of measurement point and normal vector (i,
j, k) and the measurement operation start is "MEASURE / O".
N. When POINT, the measurement operation ends with "MEASURE"
/ OFF. POINT ".

【００１６】図２（Ｂ）において、動作開始位置、位置
決め高さ位置、第１点目の測定点，ｘ，ｙでｚが動作開
始位置、点測定開始、点番号１、測定点１、点番号２、
測定点２，…，測定点ｎ、測定終了メッセージ、最終測
定点ｘ，ｙからｚ軸のみ逃げ動作、動作開始位置がそれ
ぞれ指定されている。In FIG. 2B, the operation start position, the positioning height position, the first measurement point, z is the operation start position in x, y, the point measurement start, the point number 1, the measurement point 1, the point. Number two,
Measurement point 2, ..., Measurement point n, measurement end message, escape operation only from the last measurement point x, y to the z axis, and operation start position are designated.

【００１７】測定プログラム生成手段２３は、データ解
読手段２１で解読されたデータに基づいて測定マクロプ
ログラム及びＮＣ動作指令を含む測定プログラムを生成
する。例えば、図３に示すように、左側のＡＰＴ形式の
データから右側の測定プログラムを生成する。同プログ
ラム第１行目のＧ１０６は、特定測定指令マクロプログ
ラムを示し、ｘ，ｙ，ｚが測定点座標値を、Ｉ，Ｊ，Ｋ
が法線ベクトルを示す。また、Ｓは、測定種類、測定ヘ
ッド等を、Ｂは測定点番号をそれぞれ示す。同プログラ
ム第２行目でマクロプログラムＧ９０による動作開始位
置が指定される。同第３行目では、Ｂで規定される測定
点番号の出力の指示、第４行目で測定後のｚ（座標）へ
の逃げ動作が指令される。The measurement program generating means 23 generates a measurement macro program and a measurement program including an NC operation command based on the data decoded by the data decoding means 21. For example, as shown in FIG. 3, the measurement program on the right side is generated from the data in the APT format on the left side. G106 in the first line of the program indicates a specific measurement command macro program, where x, y, and z are measurement point coordinate values, I, J, and K.
Indicates the normal vector. Further, S indicates a measurement type, a measurement head, etc., and B indicates a measurement point number. The operation start position by the macro program G90 is designated in the second line of the program. In the third line, an instruction to output the measurement point number defined by B is given, and in the fourth line, an escape operation to z (coordinates) after measurement is instructed.

【００１８】ここで、以上述べてきたマクロプログラム
とは、所定の機能、動作をＮＣ装置内のメモリにＮＣプ
ログラムのサブプログラムのように登録しておき、登録
された機能をＮＣプログラム中に１つの命令（例えば、
Ｇ１０６）を書くことにより、その機能を実行できるよ
うにしたものである。In the macro program described above, predetermined functions and operations are registered in the memory of the NC device as a subprogram of the NC program, and the registered functions are registered in the NC program as 1 One instruction (for example,
By writing G106), the function can be executed.

【００１９】図４（Ａ）と（Ｂ）には、こうして作成さ
れたＮＣ測定プログラムの例が示されている。図４
（Ａ）は、位置決め高さ有りと設定され、ｚ軸逃げ動作
をする。つまり、ＣＡＭシステム１でＲＥＴＲＡＣＴ／
１３．０と設定された場合のＮＣ測定プログラムが左側
に、その内容が右側に示されている。FIGS. 4A and 4B show an example of the NC measurement program thus created. Figure 4
(A) is set to have the positioning height, and the z-axis escape operation is performed. In other words, in CAM system 1, RETRACT /
The NC measurement program when it is set to 13.0 is shown on the left side, and its contents are shown on the right side.

【００２０】また、図４（Ｂ）は、位置決め高さ無しが
選択され、ｚ軸逃げ動作をしない場合のＮＣ測定プログ
ラム例（左側）と、その内容（右側）が示されている。
これは、例えば、自動車のボンネットのように表面が平
坦加工されたような場合で、逃げ動作が不要な場合で、
高速送り測定が可能である。FIG. 4B shows an NC measurement program example (left side) and its contents (right side) when no positioning height is selected and the z-axis escape operation is not performed.
This is, for example, when the surface is flattened like the hood of an automobile, and when the escape operation is unnecessary,
High-speed feed measurement is possible.

【００２１】図５には、測定ヘッドを被測定物に近付
け、そのフィーラを当接させて測定を行う際の測定ヘッ
ドのｘーｚ面での移動経路が、図４のＮＣ測定プログラ
ムと対応付けて示されている。In FIG. 5, the moving path on the xz plane of the measuring head when the measuring head is brought close to the object to be measured and the feeler is brought into contact with the object corresponds to the NC measuring program of FIG. It is attached.

【００２２】図４と図５を参照すると、位置決め高さ有
りの場合、図４（Ａ）の第１行目のプログラム＃１と＃
２により、動作開始位置と、位置決め高さが規定され
る。先ず、プログラム＃３により、位置Ｐ３（ｘ2，ｙ
2，位置決め高さ）に位置決められ、第１番点の測定制
御が開始され、プログラム＃４により、アプローチ距離
である位置Ｐ２（ｘ2，ｙ2，ｚ2）まで測定ヘッドが移
動され、続いて、被測定物の表面測定点Ｐ１（ｘ，ｙ，
ｚ）にアプローチして第１番目の測定点の測定が終了す
る。この測定が終了すると、測定ヘッドは再び位置Ｐ2
に戻された後、プログラム＃５により位置決め高さ位置
Ｐ3に復帰させる。Referring to FIGS. 4 and 5, when there is a positioning height, the programs # 1 and # on the first line of FIG.
2 defines the operation start position and the positioning height. First, the position P3 (x2, y
(2, positioning height), the measurement control of the first point is started, and the program # 4 moves the measuring head to the position P2 (x2, y2, z2) which is the approach distance, and then Surface measurement point P1 (x, y,
z) is approached and the measurement of the first measurement point is completed. When this measurement is completed, the measuring head moves to position P2 again.
Then, the program is returned to the positioning height position P3 by the program # 5.

【００２３】また、位置決め高さが無い場合には、図４
（Ｂ）に示すように、位置Ｐ２から位置Ｐ１に測定ヘッ
ドが移動させられる。測定プログラム生成手段２３で生
成された測定プログラムは、測定プログラムファイル２
４に格納される。測定プログラムファイル２４から読み
出された測定プログラムは、通信機構２５、ＲＳー２３
２Ｃを経由して、ＮＣ測定機３に供給される。Further, when there is no positioning height, FIG.
As shown in (B), the measuring head is moved from the position P2 to the position P1. The measurement program generated by the measurement program generation means 23 is the measurement program file 2
Stored in 4. The measurement program read from the measurement program file 24 is the communication mechanism 25, RS-23.
It is supplied to the NC measuring machine 3 via 2C.

【００２４】ＮＣ測定機３に供給されたマクロプログラ
ムを含む測定プログラムは、ＮＣ測定機３のＮＣ装置内
で、ＮＣ装置のメモリに格納してあるマクロプログラム
を参照して前記マクロプログラムを含む測定プログラム
を数値制御可能なＮＣプログラムに変換し測定動作が制
御される。The measurement program including the macro program supplied to the NC measuring machine 3 refers to the macro program stored in the memory of the NC apparatus in the NC device of the NC measuring machine 3 to measure the measurement program including the macro program. The measurement operation is controlled by converting the program into a numerically controllable NC program.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による測定
プログラム自動作成機能を有する測定システムによれ
ば、専用ＣＡＴシステムや、手作業でのデータ入力が不
要で、簡単な構成で汎用性が高く、且つ迅速にＮＣ測定
プログラムを生成できる。As described above, according to the measuring system having the automatic measuring program creating function of the present invention, there is no need for a dedicated CAT system or manual data input, and the structure is simple and versatile. And, the NC measurement program can be generated quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による測定プログラム自動作成機能を有
する測定システムの一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a measurement system having a measurement program automatic creation function according to the present invention.

【図２】図１の実施例におけるＡＰＴ形式で出力される
データ例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of data output in the APT format in the embodiment of FIG.

【図３】図１の実施例における測定プログラム生成手段
により生成された測定プログラムの例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a measurement program generated by a measurement program generating means in the embodiment of FIG.

【図４】図１の実施例において作成されたＮＣ測定プロ
グラムの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an NC measurement program created in the embodiment of FIG.

【図５】測定ヘッドを被測定物に近付け、当接させて測
定を行う際の測定ヘッドのｘーｚ面での移動経路を、図
４のＮＣ測定プログラムと対応付けて示す図である。5 is a diagram showing a moving path on the xz plane of the measurement head when the measurement head is brought close to and brought into contact with the object to be measured, in association with the NC measurement program of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ＣＡＭシステム ２ パ
ソコン ３ ＮＣ測定機 １１ 測
定個所設定手段 １２ 法線ベクトル演算手段 １３ 位
置情報設定手段 １４ 記憶手段 ２１ デ
ータ解読手段 ２２ パラメータ設定手段 ２３ 測
定プログラム生成手段 ２４ 測定プログラムファイル ２５ 通
信機構1 CAM System 2 Personal Computer 3 NC Measuring Machine 11 Measuring Point Setting Means 12 Normal Vector Calculating Means 13 Position Information Setting Means 14 Storage Means 21 Data Decoding Means 22 Parameter Setting Means 23 Measuring Program Generating Means 24 Measuring Program Files 25 Communication Mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】被測定物に測定ヘッドを当接させて前記被
測定物の形状精度や寸法を測定するための測定プログラ
ムを自動作成する機能を有する測定システムにおいて、 前記被測定物の測定個所を設定する測定個所設定手段
と、 前記測定個所における法線ベクトルデータを演算する法
線ベクトル演算手段と、 測定開始位置、測定終了位置、アプローチ距離等の所定
の位置情報を設定する位置情報設定手段と、 前記各手段から出力されるデータを解読するデータ解読
手段と、 前記データ解読手段による解読結果に基づいて測定プロ
グラムを生成して出力する測定プログラム生成手段と、
を備えて成ることを特徴とする測定プログラム自動作成
機能を有する測定システム。1. A measurement system having a function of automatically creating a measurement program for bringing a measurement head into contact with an object to be measured to measure the shape accuracy and dimensions of the object to be measured. A measuring point setting means for setting a normal position vector calculating means for calculating normal vector data at the measuring point, and a position information setting means for setting predetermined position information such as a measurement start position, a measurement end position and an approach distance. A data decoding means for decoding the data output from the respective means, and a measurement program generating means for generating and outputting a measurement program based on the decoding result by the data decoding means,
A measurement system having a function for automatically creating a measurement program, comprising: