JPH0768451A - 形状測定方法および装置 - Google Patents
形状測定方法および装置Info
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- JPH0768451A JPH0768451A JP6149839A JP14983994A JPH0768451A JP H0768451 A JPH0768451 A JP H0768451A JP 6149839 A JP6149839 A JP 6149839A JP 14983994 A JP14983994 A JP 14983994A JP H0768451 A JPH0768451 A JP H0768451A
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- JP
- Japan
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- measurement
- measured
- measuring
- shape
- point
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度変化のある環境下において、測定精度を
犠牲にすることなく、待ち時間を少なくして、形状測定
が行なえる形状測定方法および装置の提供。 【構成】 温度変化のある環境下における被測定物の形
状を測定する。まず、被測定物の形状に関係する物理量
について、基準とする点について、異なる時刻で、少な
くとも2回測定して、その物理量の温度変化に対応す
る、被測定物の形状の温度変化の係数を推定する。次
に、被測定物の各測定点についての形状の測定と、各測
定点について、測定時点の温度を示す指標の検出とを行
なう。上記係数および指標とから、各測定点の測定値の
補正値を求める補正演算を行なって、各測定値について
温度変化の補正を行なう。
犠牲にすることなく、待ち時間を少なくして、形状測定
が行なえる形状測定方法および装置の提供。 【構成】 温度変化のある環境下における被測定物の形
状を測定する。まず、被測定物の形状に関係する物理量
について、基準とする点について、異なる時刻で、少な
くとも2回測定して、その物理量の温度変化に対応す
る、被測定物の形状の温度変化の係数を推定する。次
に、被測定物の各測定点についての形状の測定と、各測
定点について、測定時点の温度を示す指標の検出とを行
なう。上記係数および指標とから、各測定点の測定値の
補正値を求める補正演算を行なって、各測定値について
温度変化の補正を行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度変化のある環境下
における被測定物の形状測定方法に係り、特に、NC加
工機等に使用できる形状測定方法に関する。
における被測定物の形状測定方法に係り、特に、NC加
工機等に使用できる形状測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ワークを加工した後、ワークの加工形状
の良否の判断や、引き続き行う補正加工に使用する補正
データを得るために、形状測定が行なわれる。この場
合、ワーク着脱に伴う時間の損失を無くすためと、ワー
ク取り付け状態の再現性が得にくく、補正加工の加工精
度が悪くなるため、ワークを加工機に取り付けたまま、
形状測定を行うことが行なわれる。
の良否の判断や、引き続き行う補正加工に使用する補正
データを得るために、形状測定が行なわれる。この場
合、ワーク着脱に伴う時間の損失を無くすためと、ワー
ク取り付け状態の再現性が得にくく、補正加工の加工精
度が悪くなるため、ワークを加工機に取り付けたまま、
形状測定を行うことが行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように加工機上で
ワークの形状を測定する場合、加工中、ワークを回転さ
せている主軸モータの発熱により、ワーク取り付け部が
温度上昇している。加工後、測定するために主軸モータ
を停止させると、ワーク取り付け部の温度が下降してい
く。ところで、形状測定は、温度変化の少ない安定した
状態になってからでないと正確な測定ができない。しか
し、温度が安定するまでの待ち時間が長い。このため、
従来は、実用的には待ち時間を少なくして、測定精度を
犠牲にして測定を行っていた。
ワークの形状を測定する場合、加工中、ワークを回転さ
せている主軸モータの発熱により、ワーク取り付け部が
温度上昇している。加工後、測定するために主軸モータ
を停止させると、ワーク取り付け部の温度が下降してい
く。ところで、形状測定は、温度変化の少ない安定した
状態になってからでないと正確な測定ができない。しか
し、温度が安定するまでの待ち時間が長い。このため、
従来は、実用的には待ち時間を少なくして、測定精度を
犠牲にして測定を行っていた。
【0004】本発明の目的は、温度変化のある環境下に
おいて、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少
なくして、形状測定が行なえる形状測定方法および装置
を提供することにある。
おいて、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少
なくして、形状測定が行なえる形状測定方法および装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、被測定物の外形に沿って配置される複数の測
定点の位置を測定して測定点の形状を測定する形状測定
方法において、被測定物の形状に関係する物理量を、基
準とする点について、異なる時刻で、少なくとも2回測
定して、その物理量の温度変化に対応する、被測定物の
形状の温度変化の係数を推定し、かつ、被測定物の各測
定点についての位置の測定と、各測定点について、測定
時点の温度を示す指標の検出とを行ない、上記係数およ
び指標とから、各測定点の測定値の補正値を求める補正
演算を行なって、各測定値について温度変化の補正を行
なうようにしたものである。
本発明は、被測定物の外形に沿って配置される複数の測
定点の位置を測定して測定点の形状を測定する形状測定
方法において、被測定物の形状に関係する物理量を、基
準とする点について、異なる時刻で、少なくとも2回測
定して、その物理量の温度変化に対応する、被測定物の
形状の温度変化の係数を推定し、かつ、被測定物の各測
定点についての位置の測定と、各測定点について、測定
時点の温度を示す指標の検出とを行ない、上記係数およ
び指標とから、各測定点の測定値の補正値を求める補正
演算を行なって、各測定値について温度変化の補正を行
なうようにしたものである。
【0006】本発明は、このためのより具体的な測定方
法と、それを実行するための測定装置を開示する。
法と、それを実行するための測定装置を開示する。
【0007】より具体的な本発明の一態様によれば、基
準とする点として、いずれかの測定点を用い、この基準
点について、物理量としてその測定点の位置を測定し
て、被測定物の形状の温度変化の係数として、位置の測
定値の時間変化率を推定し、各測定点について、測定時
刻を検出して、指標として、基準点についての最初の測
定からの経過時間を求め、各測定値について、位置の測
定値の時間変化率と経過時間との関係により補正演算を
行なう形状測定方法が提供される。
準とする点として、いずれかの測定点を用い、この基準
点について、物理量としてその測定点の位置を測定し
て、被測定物の形状の温度変化の係数として、位置の測
定値の時間変化率を推定し、各測定点について、測定時
刻を検出して、指標として、基準点についての最初の測
定からの経過時間を求め、各測定値について、位置の測
定値の時間変化率と経過時間との関係により補正演算を
行なう形状測定方法が提供される。
【0008】また、他の態様によれば、基準点として、
温度の測定ができる参照点と、いずれかの測定点とを用
い、物理量として、参照点について温度を測定し、いず
れかの測定点についてその位置を測定して、両者の関係
から、被測定物の形状の温度変化の係数として、位置の
測定値の温度変化率を推定し、各測定点についての位置
測定時に、参照点の温度を測定し、各測定値について、
位置の測定値の温度変化率と、測定時点の参照点の温度
との関係により補正演算を行なう形状測定方法が提供さ
れる。
温度の測定ができる参照点と、いずれかの測定点とを用
い、物理量として、参照点について温度を測定し、いず
れかの測定点についてその位置を測定して、両者の関係
から、被測定物の形状の温度変化の係数として、位置の
測定値の温度変化率を推定し、各測定点についての位置
測定時に、参照点の温度を測定し、各測定値について、
位置の測定値の温度変化率と、測定時点の参照点の温度
との関係により補正演算を行なう形状測定方法が提供さ
れる。
【0009】さらに、他の態様によれば、基準点とし
て、参照点といずれかの測定点とを用いて、物理量とし
て、参照点についてその位置を測定し、いずれかの測定
点について形状を測定して、両者の関係から、被測定物
の形状の温度変化の係数として、位置の測定値の変化と
参照点の位置の変化との比例定数を推定し、各測定値に
ついて、位置の測定値と参照点の位置との比例関係によ
り補正演算を行なう形状測定方法が提供される。
て、参照点といずれかの測定点とを用いて、物理量とし
て、参照点についてその位置を測定し、いずれかの測定
点について形状を測定して、両者の関係から、被測定物
の形状の温度変化の係数として、位置の測定値の変化と
参照点の位置の変化との比例定数を推定し、各測定値に
ついて、位置の測定値と参照点の位置との比例関係によ
り補正演算を行なう形状測定方法が提供される。
【0010】
【作用】本発明では、基準点(測定点および/または参
照点)について、異なる時刻で、少なくとも2回、形状
に関係する物理量の測定を行なう。これによって、形状
に関係する物理量の温度変化の係数を推定することがで
きる。
照点)について、異なる時刻で、少なくとも2回、形状
に関係する物理量の測定を行なう。これによって、形状
に関係する物理量の温度変化の係数を推定することがで
きる。
【0011】具体的には、温度が時間と共に変化するこ
とに注目して、いずれかの測定点について、その位置の
測定を異なる時刻で行ない、かつ、その測定時刻を検出
する。これにより、形状の温度変化を、時間との関係で
把握することができる。すなわち、形状の時間変化の係
数を推定することができる。従って、各測定点につい
て、測定時刻を知ることにより、この係数から補正量を
求め、それにより位置の測定値を補正することができ
る。
とに注目して、いずれかの測定点について、その位置の
測定を異なる時刻で行ない、かつ、その測定時刻を検出
する。これにより、形状の温度変化を、時間との関係で
把握することができる。すなわち、形状の時間変化の係
数を推定することができる。従って、各測定点につい
て、測定時刻を知ることにより、この係数から補正量を
求め、それにより位置の測定値を補正することができ
る。
【0012】測定時間を検出する方法として、基準クロ
ックをカウントしてもよい。例えば、任意の周期Cの基
準クロックパルスを入力するカウンタを用い、測定開始
時に一旦カウンタを零クリアして、その後、各測定点に
おけるカウンタの値を求めれば、形状の温度変化を時間
(カウンタ数)との関係で把握することができる。
ックをカウントしてもよい。例えば、任意の周期Cの基
準クロックパルスを入力するカウンタを用い、測定開始
時に一旦カウンタを零クリアして、その後、各測定点に
おけるカウンタの値を求めれば、形状の温度変化を時間
(カウンタ数)との関係で把握することができる。
【0013】また、いずれかの測定点について、その位
置の測定を異なる時刻で行ない、かつ、その時の参照点
の温度を測定する。これにより、形状の変化と参照点の
温度の変化との関係、例えば、比例関係を把握すること
ができる。すなわち、形状のの温度変化の係数を推定す
ることができる。従って、各測定点について、それぞれ
の位置測定の際の、温度を知ることにより、この係数か
ら補正量を求め、それにより位置の測定値を補正するこ
とができる。
置の測定を異なる時刻で行ない、かつ、その時の参照点
の温度を測定する。これにより、形状の変化と参照点の
温度の変化との関係、例えば、比例関係を把握すること
ができる。すなわち、形状のの温度変化の係数を推定す
ることができる。従って、各測定点について、それぞれ
の位置測定の際の、温度を知ることにより、この係数か
ら補正量を求め、それにより位置の測定値を補正するこ
とができる。
【0014】さらに、いずれかの測定点について、その
位置の測定を異なる時刻で行ない、かつ、その時の参照
点の位置座標を測定する。これにより、形状の変化と参
照点の位置座標との比例関係を把握することができる。
すなわち、形状の位置座標変化の係数を推定することが
できる。従って、各測定点について、それぞれの位置測
定の際の、位置座標を知ることにより、この係数から補
正量を求め、それにより位置の測定値を補正することが
できる。
位置の測定を異なる時刻で行ない、かつ、その時の参照
点の位置座標を測定する。これにより、形状の変化と参
照点の位置座標との比例関係を把握することができる。
すなわち、形状の位置座標変化の係数を推定することが
できる。従って、各測定点について、それぞれの位置測
定の際の、位置座標を知ることにより、この係数から補
正量を求め、それにより位置の測定値を補正することが
できる。
【0015】このように、本発明によれば、熱変形量を
求めて補正することができるので、位置座標変化のある
環境下において、測定精度を犠牲にすることなく、待ち
時間を少なくして、形状測定が行なえる。すなわち、本
発明を加工機に適用すれば、高精度で高スループットの
ワークの形状測定ができる。
求めて補正することができるので、位置座標変化のある
環境下において、測定精度を犠牲にすることなく、待ち
時間を少なくして、形状測定が行なえる。すなわち、本
発明を加工機に適用すれば、高精度で高スループットの
ワークの形状測定ができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
して説明する。
【0017】図1に、本発明の第1実施例を加工機1に
適用した状態の概要を示す。図2に、本実施例で用いら
れる情報処理装置のハードウエアシステム構成の一例を
示す。また、図3に、本実施例における情報処理装置の
機能の概要を示す。
適用した状態の概要を示す。図2に、本実施例で用いら
れる情報処理装置のハードウエアシステム構成の一例を
示す。また、図3に、本実施例における情報処理装置の
機能の概要を示す。
【0018】図1において、本実施例は、被測定物50
に対して相対移動可能に設けられて、被測定物の相対位
置関係を検出する測定端子70と、予め定めた原点を基
準として、この測定端子70の位置を測定する位置測定
器90と、測定データの処理を行なう情報処理装置10
と、測定端70と被測定物(ワーク)とを移動させる移
動機構80とを有する。測定端子70と位置測定器90
(測長計91)とは、図2に示すように、加工機1に搭
載される。
に対して相対移動可能に設けられて、被測定物の相対位
置関係を検出する測定端子70と、予め定めた原点を基
準として、この測定端子70の位置を測定する位置測定
器90と、測定データの処理を行なう情報処理装置10
と、測定端70と被測定物(ワーク)とを移動させる移
動機構80とを有する。測定端子70と位置測定器90
(測長計91)とは、図2に示すように、加工機1に搭
載される。
【0019】本実施例の形状測定装置は、加工機1に設
けられる。加工機1は、移動機構80として、被測定物
50であるワークを載置するステージ81と、ステージ
81を移動自在に支持するための支持台82と、ステー
ジ81を必要量移動させるためのステージ駆動装置83
と、工具台51および測定端子70を支持するためのス
テージ84と、ステージ84を移動自在に支持するため
の支持台85と、ステージ84を必要量移動させるため
のステージ駆動装置86とを有する。また、加工機1
は、ステージ駆動装置83,86の動作を制御するNC
コントローラ30と、このNCコントローラ30と情報
処理装置10とに接続されるホストコンピュータ40と
で、制御される。ホストコンピュータ40は、NCコン
トローラ30の制御プログラム、および、加工、測定等
のために必要な各種パラメータを作成して、これに出力
すると共に、情報処理装置10からの形状測定情報を取
り込んで、修正プログラム、パラメータ等を作成して、
NCコントローラ30に送る。
けられる。加工機1は、移動機構80として、被測定物
50であるワークを載置するステージ81と、ステージ
81を移動自在に支持するための支持台82と、ステー
ジ81を必要量移動させるためのステージ駆動装置83
と、工具台51および測定端子70を支持するためのス
テージ84と、ステージ84を移動自在に支持するため
の支持台85と、ステージ84を必要量移動させるため
のステージ駆動装置86とを有する。また、加工機1
は、ステージ駆動装置83,86の動作を制御するNC
コントローラ30と、このNCコントローラ30と情報
処理装置10とに接続されるホストコンピュータ40と
で、制御される。ホストコンピュータ40は、NCコン
トローラ30の制御プログラム、および、加工、測定等
のために必要な各種パラメータを作成して、これに出力
すると共に、情報処理装置10からの形状測定情報を取
り込んで、修正プログラム、パラメータ等を作成して、
NCコントローラ30に送る。
【0020】測定端子(測定プローブ)70は、例え
ば、差動トランスにより構成され、中心位置から±の変
位量を示す信号を出力する。測定端子70は、本実施例
では、接触式の例を示すが、非接触式であってもよい。
ば、差動トランスにより構成され、中心位置から±の変
位量を示す信号を出力する。測定端子70は、本実施例
では、接触式の例を示すが、非接触式であってもよい。
【0021】位置測定器90は、本実施例では、光学式
の測長計91が用いられる。すなわち、ステージ81に
ミラー94が、ステージ84にミラー96がそれぞれ取
り付けられ、前者には、ミラー92および93を介し
て、また、後者には、ミラー95を介して、それぞれ光
線が入射される。本実施例の測長計91は、ミラー94
および96の変位を光学的に測定すると共に、予め定め
た原点を基準とする座標データを出力する。本実施例で
は、加工機に備え付けられているものを共用している
が、独自に設けてもよい。
の測長計91が用いられる。すなわち、ステージ81に
ミラー94が、ステージ84にミラー96がそれぞれ取
り付けられ、前者には、ミラー92および93を介し
て、また、後者には、ミラー95を介して、それぞれ光
線が入射される。本実施例の測長計91は、ミラー94
および96の変位を光学的に測定すると共に、予め定め
た原点を基準とする座標データを出力する。本実施例で
は、加工機に備え付けられているものを共用している
が、独自に設けてもよい。
【0022】情報処理装置10は、図2に示すように、
中央処理ユニット(CPU)101と、CPU101の
プログラムおよび各固定データを記憶する第1のメモリ
(ROM)102と、外部から読み込んだデータ、演算
結果等を格納する第2のメモリ(RAM)103と、外
部のホストコンピュータ40との接続を行なうホストコ
ンピュータインタフェース104と、測長計91との接
続を行なう測長計インタフェース105と、測定端子7
0からの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器107とを有する。なお、入力装置、表示装置等
は、本実施例では、ホストコンピュータ40に設けられ
ているものを用いる。もちろん、情報処理装置10に、
入力装置および表示装置を接続する構成としてもよい。
中央処理ユニット(CPU)101と、CPU101の
プログラムおよび各固定データを記憶する第1のメモリ
(ROM)102と、外部から読み込んだデータ、演算
結果等を格納する第2のメモリ(RAM)103と、外
部のホストコンピュータ40との接続を行なうホストコ
ンピュータインタフェース104と、測長計91との接
続を行なう測長計インタフェース105と、測定端子7
0からの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器107とを有する。なお、入力装置、表示装置等
は、本実施例では、ホストコンピュータ40に設けられ
ているものを用いる。もちろん、情報処理装置10に、
入力装置および表示装置を接続する構成としてもよい。
【0023】情報処理装置10は、CPU101および
第1、第2のメモリ102,103により、図3に示す
各種機能を実行する。
第1、第2のメモリ102,103により、図3に示す
各種機能を実行する。
【0024】すなわち、情報処理装置10は、ホストコ
ンピュータ40との間でデータの授受を行なうための外
部通信手段11と、外部通信手段11を介してホストコ
ンピュータ40から送られる測定指令を受けて測定端子
70からの出力信号を取り込んで、被測定物の形状を測
定する形状測定手段12と、各測定点についての測定値
を記憶する形状測定値記憶手段13と、上記測定指令を
受けて各測定点における測定時刻を検出する時刻測定手
段16と、測定時刻を測定点対応に記憶する測定時刻記
憶手段17と、形状測定値の温度変化を補正する演算を
行なう補正演算処理手段14と、補正演算された測定値
を記憶する補正演算値記憶手段15とを有する。
ンピュータ40との間でデータの授受を行なうための外
部通信手段11と、外部通信手段11を介してホストコ
ンピュータ40から送られる測定指令を受けて測定端子
70からの出力信号を取り込んで、被測定物の形状を測
定する形状測定手段12と、各測定点についての測定値
を記憶する形状測定値記憶手段13と、上記測定指令を
受けて各測定点における測定時刻を検出する時刻測定手
段16と、測定時刻を測定点対応に記憶する測定時刻記
憶手段17と、形状測定値の温度変化を補正する演算を
行なう補正演算処理手段14と、補正演算された測定値
を記憶する補正演算値記憶手段15とを有する。
【0025】形状測定手段12は、被測定物50の外形
に沿って配置される複数の測定点のそれぞれについての
測定端子70の出力を取り込んで、被測定物50の形状
の測定を行なう。個々の測定点については、それぞれの
測定点と測定端子70との相対位置を検出する。測定端
子70の位置は、それを移動させる移動機構80に対す
る移動指令の目標位置の座標から分かる。この目標位置
は、ホストコンピュータ40がNCコントローラ30に
送る。情報処理装置10は、この目標位置の情報をホス
トコンピュータ40から受け取ることで、これと測定端
子70の出力とから各測定点の位置を求めることができ
る。すなわち、形状測定手段12は、各測定点の位置を
測定することにより、それらが配列される被測定物の形
状を測定する。
に沿って配置される複数の測定点のそれぞれについての
測定端子70の出力を取り込んで、被測定物50の形状
の測定を行なう。個々の測定点については、それぞれの
測定点と測定端子70との相対位置を検出する。測定端
子70の位置は、それを移動させる移動機構80に対す
る移動指令の目標位置の座標から分かる。この目標位置
は、ホストコンピュータ40がNCコントローラ30に
送る。情報処理装置10は、この目標位置の情報をホス
トコンピュータ40から受け取ることで、これと測定端
子70の出力とから各測定点の位置を求めることができ
る。すなわち、形状測定手段12は、各測定点の位置を
測定することにより、それらが配列される被測定物の形
状を測定する。
【0026】形状測定値記憶手段13と、測定時刻記憶
手段17と、補正演算値記憶手段15とは、第2のメモ
リ103に、それぞれの格納領域が設けられることによ
り構成される。
手段17と、補正演算値記憶手段15とは、第2のメモ
リ103に、それぞれの格納領域が設けられることによ
り構成される。
【0027】次に、本実施例の測定動作について、説明
する。
する。
【0028】図4に、測定動作の手順の概要を示す。こ
の手順は、ホストコンピュータ40およびそれにしたが
って動作する情報処理装置10によって実行される。な
お、本実施例では、被測定物の理論形状が予め与えら
れ、測定端子70によりその形状誤差を測定して、被測
定物の形状を測定するものとする。もちろん、理論形状
を与えずに、形状を測定することもできる。この場合に
は、測長計91の出力値と測定端子70の出力とから、
被測定物の各測定点の位置座標を求めることにより、被
測定物の形状を測定する。
の手順は、ホストコンピュータ40およびそれにしたが
って動作する情報処理装置10によって実行される。な
お、本実施例では、被測定物の理論形状が予め与えら
れ、測定端子70によりその形状誤差を測定して、被測
定物の形状を測定するものとする。もちろん、理論形状
を与えずに、形状を測定することもできる。この場合に
は、測長計91の出力値と測定端子70の出力とから、
被測定物の各測定点の位置座標を求めることにより、被
測定物の形状を測定する。
【0029】先ず、ホストコンピュータ40は、NCコ
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ501)。測定点P1への
移動は、測長計91による測定端子および被測定物の相
対移動位置を測定することにより、精度よく行なわれ
る。
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ501)。測定点P1への
移動は、測長計91による測定端子および被測定物の相
対移動位置を測定することにより、精度よく行なわれ
る。
【0030】次に、情報処理装置10に対して、測定指
令を出力する。情報処理装置10において、外部通信手
段11を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段1
2が1回目のP1点についての形状測定(以下では、形
状測定というが、厳密には、位置測定である)を行な
う。すなわち、測定端子70からその出力値M1<1>
を取り込む。また、温度測定手段18が、その時の時刻
t1<1>を検出する。具体的には、情報処理装置10
内に予め設けられている計時手段により、時刻を検出す
る。そして、これらは、形状測定値記憶手段13および
測定時刻記憶手段17によりそれぞれ記憶される(ステ
ップ502)。
令を出力する。情報処理装置10において、外部通信手
段11を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段1
2が1回目のP1点についての形状測定(以下では、形
状測定というが、厳密には、位置測定である)を行な
う。すなわち、測定端子70からその出力値M1<1>
を取り込む。また、温度測定手段18が、その時の時刻
t1<1>を検出する。具体的には、情報処理装置10
内に予め設けられている計時手段により、時刻を検出す
る。そして、これらは、形状測定値記憶手段13および
測定時刻記憶手段17によりそれぞれ記憶される(ステ
ップ502)。
【0031】ここで、測定端子70による形状誤差の測
定について、説明する。ここでは、差動トランス型の測
定端子を用いた場合の測定原理を説明する。
定について、説明する。ここでは、差動トランス型の測
定端子を用いた場合の測定原理を説明する。
【0032】図5(A)は、測定端子70を理論位置に
移動させたときに被測定物50の形状が理論形状にある
とき、すなわち、被測定物50と測定端子70が理論位
置で接触した状態を示している。この時、測定端子70
の出力電圧が零になるようあらかじめ測定端子70は調
整されている。
移動させたときに被測定物50の形状が理論形状にある
とき、すなわち、被測定物50と測定端子70が理論位
置で接触した状態を示している。この時、測定端子70
の出力電圧が零になるようあらかじめ測定端子70は調
整されている。
【0033】図5(B)は、測定端子70を理論位置に
移動させたときに被測定物50が理論形状に対して形状
誤差32があるとき、すなわち、被測定物50と測定端
子70が理論位置に対して形状誤差32がある位置で接
触した状態を示している。
移動させたときに被測定物50が理論形状に対して形状
誤差32があるとき、すなわち、被測定物50と測定端
子70が理論位置に対して形状誤差32がある位置で接
触した状態を示している。
【0034】一方、形状誤差と測定端子の出力電圧の関
係は、図6のように、予めわかっているので、測定端子
の出力電圧を測定すれば、形状誤差eを求められる。
係は、図6のように、予めわかっているので、測定端子
の出力電圧を測定すれば、形状誤差eを求められる。
【0035】このとき、ワークと測定端子の位置精度
は、ワークと測定端子が取り付けられている、各ステー
ジの位置制御に使用されている測長計91により、保証
されている。
は、ワークと測定端子が取り付けられている、各ステー
ジの位置制御に使用されている測長計91により、保証
されている。
【0036】本例では、加工機1のステージ81に取り
付けられている被測定物50、ステージ84に取り付け
られている測定端子70を、図7の測定手順で移動させ
る、P1からPNまでの各測定点の位置は、被測定物5
0が理論値通りにできていると仮定して、測定端子70
の出力電圧が零となる位置にする。各測定点の位置で得
られた測定端子70の出力電圧が、形状測定手段12に
よって取り込まれる。次に、測定点Piに移動して、形
状測定および時刻検出を行ない、その結果である形状測
定値Miおよび時刻tiを記憶する(ステップ503,
504)。これを、測定点の数Nだけ行なう(ステップ
505)。
付けられている被測定物50、ステージ84に取り付け
られている測定端子70を、図7の測定手順で移動させ
る、P1からPNまでの各測定点の位置は、被測定物5
0が理論値通りにできていると仮定して、測定端子70
の出力電圧が零となる位置にする。各測定点の位置で得
られた測定端子70の出力電圧が、形状測定手段12に
よって取り込まれる。次に、測定点Piに移動して、形
状測定および時刻検出を行ない、その結果である形状測
定値Miおよび時刻tiを記憶する(ステップ503,
504)。これを、測定点の数Nだけ行なう(ステップ
505)。
【0037】さらに、最初の測定点P1に移動して、同
様に形状測定および時刻検出を行なって、それぞれ測定
値M1<2>、t1<2>を記憶する(ステップ50
6,507)。
様に形状測定および時刻検出を行なって、それぞれ測定
値M1<2>、t1<2>を記憶する(ステップ50
6,507)。
【0038】次に、補正演算処理手段14は、測定点P
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、検出時刻t1<1>およびt1<2>とから、
次の演算を行なって、比例定数Aを求める(ステップ5
08)。この比例定数Aは、図8に示すように、時間の
経過と共に変化する熱変形量の変化の割合、すなわち、
形状の時間変化率を示す。
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、検出時刻t1<1>およびt1<2>とから、
次の演算を行なって、比例定数Aを求める(ステップ5
08)。この比例定数Aは、図8に示すように、時間の
経過と共に変化する熱変形量の変化の割合、すなわち、
形状の時間変化率を示す。
【0039】
【数1】A=(M1<2>−M1<1>)/(t1<2
>−t1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、経過時間と形状測定
値との比例関係から、次式に示すように、測定点Piの
形状測定値の補正計算を行なって、補正形状測定値Mi
<h>を求め、これを補正演算値記憶手段15に格納す
る(ステップ509)。
>−t1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、経過時間と形状測定
値との比例関係から、次式に示すように、測定点Piの
形状測定値の補正計算を行なって、補正形状測定値Mi
<h>を求め、これを補正演算値記憶手段15に格納す
る(ステップ509)。
【0040】
【数2】Mi<h>=Mi−A*(ti−t1<1>) つまり、最初にP1点を測定し、次に、P2点を測定
し、続いて、P3点,P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表1に示す。
し、続いて、P3点,P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表1に示す。
【0041】
【表1】
【0042】表1によれば、時間の経過と共に、熱変形
量が変化して、それに伴って、形状測定値が変化してい
ることが分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点
の第1回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変
形による誤差が取り除かれていることが明らかである。
量が変化して、それに伴って、形状測定値が変化してい
ることが分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点
の第1回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変
形による誤差が取り除かれていることが明らかである。
【0043】次に、本発明の第2実施例について、図9
から図12参照して説明する。なお、第1実施例と同一
の構成要素については、同一の符号を付して、重複した
説明を省略する。
から図12参照して説明する。なお、第1実施例と同一
の構成要素については、同一の符号を付して、重複した
説明を省略する。
【0044】本実施例は、基準点として、温度の測定が
できる参照点と、いずれかの測定点とを用い、物理量と
して、参照点について温度を測定し、いずれかの測定点
について形状を測定して、両者の関係から、被測定物の
形状の温度変化の係数として、形状の測定値の温度変化
率を推定し、各測定点についての形状測定時に、参照点
の温度を測定し、各測定値について、形状の測定値の温
度変化率と、測定時点の参照点の温度とにより補正演算
を行なう例である。
できる参照点と、いずれかの測定点とを用い、物理量と
して、参照点について温度を測定し、いずれかの測定点
について形状を測定して、両者の関係から、被測定物の
形状の温度変化の係数として、形状の測定値の温度変化
率を推定し、各測定点についての形状測定時に、参照点
の温度を測定し、各測定値について、形状の測定値の温
度変化率と、測定時点の参照点の温度とにより補正演算
を行なう例である。
【0045】本実施例が適用される加工機1は、図1に
示すものと基本的には同じである。また、用いられる情
報処理装置10は、図9に示すように、第1実施例と同
様の、外部通信手段11、形状測定手段12、形状測定
値記憶手段13、補正演算処理手段14および補正演算
値記憶手段15を有し、一方、第1実施例とは異なる、
温度測定手段18および測定温度記憶手段19を有す
る。なお、ハードウエアシステムとしては、第1実施例
と同様に、図2に示すシステムが用いられる。ただし、
これに、温度センサ用のインタフェース(図示せず)が
増設され、後述する温度センサが接続される。
示すものと基本的には同じである。また、用いられる情
報処理装置10は、図9に示すように、第1実施例と同
様の、外部通信手段11、形状測定手段12、形状測定
値記憶手段13、補正演算処理手段14および補正演算
値記憶手段15を有し、一方、第1実施例とは異なる、
温度測定手段18および測定温度記憶手段19を有す
る。なお、ハードウエアシステムとしては、第1実施例
と同様に、図2に示すシステムが用いられる。ただし、
これに、温度センサ用のインタフェース(図示せず)が
増設され、後述する温度センサが接続される。
【0046】温度測定手段18は、温度測定のための温
度センサを有し、これで、参照点の温度を測定する。本
実施例では、例えば、図10に示すように、被測定物
(ワーク)50を取り付けるためのワーク取付け部52
に取り付けた温度センサ25、例えば、熱電対、測温抵
抗体等が用いられる。
度センサを有し、これで、参照点の温度を測定する。本
実施例では、例えば、図10に示すように、被測定物
(ワーク)50を取り付けるためのワーク取付け部52
に取り付けた温度センサ25、例えば、熱電対、測温抵
抗体等が用いられる。
【0047】また、上記補正演算処理手段14は、後述
するように、上記第1実施例とは異なる演算を行なう構
成となっている。
するように、上記第1実施例とは異なる演算を行なう構
成となっている。
【0048】次に、本実施例による形状測定動作につい
て、図11を参照して説明する。
て、図11を参照して説明する。
【0049】先ず、ホストコンピュータ40は、NCコ
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ601)。これは、第1実
施例と同様に行なわれる。
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ601)。これは、第1実
施例と同様に行なわれる。
【0050】次に、情報処理装置に対して、測定指令を
出力する。情報処理装置10において、外部通信手段1
1を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段12が
1回目のP1点についての形状測定を行なう。すなわ
ち、測定端子70からその出力値M1<1>を取り込
む。また、温度測定手段18が、その時の参照点の温度
T1<1>を検出する。具体的には、図10に示す温度
センサ25により、参照点としてワーク取付け部52の
温度を検出する。そして、これらは、形状測定値記憶手
段13および測定温度記憶手段19によりそれぞれ記憶
される(ステップ602)。なお、測定端子70による
形状誤差の測定については、前述した第1実施例と同様
である。
出力する。情報処理装置10において、外部通信手段1
1を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段12が
1回目のP1点についての形状測定を行なう。すなわ
ち、測定端子70からその出力値M1<1>を取り込
む。また、温度測定手段18が、その時の参照点の温度
T1<1>を検出する。具体的には、図10に示す温度
センサ25により、参照点としてワーク取付け部52の
温度を検出する。そして、これらは、形状測定値記憶手
段13および測定温度記憶手段19によりそれぞれ記憶
される(ステップ602)。なお、測定端子70による
形状誤差の測定については、前述した第1実施例と同様
である。
【0051】次に、測定点Piに移動して、形状測定お
よび温度検出を行ない、その結果である形状測定値Mi
および温度Tiを記憶する(ステップ603,60
4)。これを、測定点の数Nだけ行なう(ステップ60
5)。
よび温度検出を行ない、その結果である形状測定値Mi
および温度Tiを記憶する(ステップ603,60
4)。これを、測定点の数Nだけ行なう(ステップ60
5)。
【0052】さらに、最初の測定点P1に移動して、同
様に形状測定および温度検出を行なって、それぞれ測定
値M1<2>、T1<2>を記憶する(ステップ60
6,607)。
様に形状測定および温度検出を行なって、それぞれ測定
値M1<2>、T1<2>を記憶する(ステップ60
6,607)。
【0053】次に、補正演算処理手段14は、測定点P
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、温度T1<1>およびT1<2>とから、次の
演算を行なって、比例定数Aを求める(ステップ60
8)。この比例定数Aは、図12に示すように、温度の
変化と共に変化する熱変形量の変化の割合、すなわち、
形状の温度変化率を示す。
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、温度T1<1>およびT1<2>とから、次の
演算を行なって、比例定数Aを求める(ステップ60
8)。この比例定数Aは、図12に示すように、温度の
変化と共に変化する熱変形量の変化の割合、すなわち、
形状の温度変化率を示す。
【0054】
【数3】A=(M1<2>−M1<1>)/(T1<2
>−T1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、温度と形状測定値と
の比例関係から、次式に示すように、測定点Piの形状
測定値の補正計算を行なって、補正された測定値である
補正形状測定値Mi<h>を求め、これを補正演算値記
憶手段15に格納する(ステップ609)。
>−T1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、温度と形状測定値と
の比例関係から、次式に示すように、測定点Piの形状
測定値の補正計算を行なって、補正された測定値である
補正形状測定値Mi<h>を求め、これを補正演算値記
憶手段15に格納する(ステップ609)。
【0055】
【数4】Mi<h>=Mi−A*(Ti−T1<1>) つまり、最初にP1点を測定し、次に、P2点を測定
し、続いて、P3点、P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表2に示す。
し、続いて、P3点、P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表2に示す。
【0056】
【表2】
【0057】表2によれば、測定回と共に、測定温度が
変化して、それに伴って、熱変形量が変化していること
が分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点の第1
回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変形によ
る誤差が取り除かれていることが明らかである。
変化して、それに伴って、熱変形量が変化していること
が分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点の第1
回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変形によ
る誤差が取り除かれていることが明らかである。
【0058】次に、本発明の第3実施例について、図1
3から図16を参照して説明する。なお、第1実施例と
同一の構成要素については、同一の符号を付して、重複
した説明を省略する。
3から図16を参照して説明する。なお、第1実施例と
同一の構成要素については、同一の符号を付して、重複
した説明を省略する。
【0059】本実施例は、基準点として、参照点といず
れかの測定点とを用いて、物理量として、参照点につい
てその位置を測定し、いずれかの測定点について形状を
測定して、両者の関係から、被測定物の形状の温度変化
の係数として、形状の測定値の変化と参照点の位置の変
化との比例定数を推定し、各測定値について、形状の測
定値の位置の変化率により補正演算を行なう例である。
れかの測定点とを用いて、物理量として、参照点につい
てその位置を測定し、いずれかの測定点について形状を
測定して、両者の関係から、被測定物の形状の温度変化
の係数として、形状の測定値の変化と参照点の位置の変
化との比例定数を推定し、各測定値について、形状の測
定値の位置の変化率により補正演算を行なう例である。
【0060】本実施例が適用される加工機1は、図1に
示すものと基本的には同じである。また、用いられる情
報処理装置10は、図14に示すように、第1実施例と
同様の、外部通信手段11、形状測定手段12、形状測
定値記憶手段13、補正演算処理手段14および補正演
算値記憶手段15を有し、一方、第1実施例および第2
実施例とは異なる、参照点位置座標測定手段23および
参照点位置座標記憶手段24を有する。なお、ハードウ
エアシステムとしては、第1実施例と同様に、図2に示
すシステムが用いられる。
示すものと基本的には同じである。また、用いられる情
報処理装置10は、図14に示すように、第1実施例と
同様の、外部通信手段11、形状測定手段12、形状測
定値記憶手段13、補正演算処理手段14および補正演
算値記憶手段15を有し、一方、第1実施例および第2
実施例とは異なる、参照点位置座標測定手段23および
参照点位置座標記憶手段24を有する。なお、ハードウ
エアシステムとしては、第1実施例と同様に、図2に示
すシステムが用いられる。
【0061】参照点位置座標測定手段23は、本実施例
では、測長器21によって構成される。そして、図1
4、15に示すように、被測定物(ワーク)50を取り
付けるためのワーク取付け部52に参照点を示す反射部
52aを設け、測長器21から反射部52aに測定光を
照射して、その反射光を受光することで、参照点の位置
を測定する。反射部52aは、図14に示すように、ワ
ーク取付け部52の表面に設けてもよいし、図15に示
すように、ワーク取付け部52の内部に設けた測定光用
の通路の先端部に設けてもよい。
では、測長器21によって構成される。そして、図1
4、15に示すように、被測定物(ワーク)50を取り
付けるためのワーク取付け部52に参照点を示す反射部
52aを設け、測長器21から反射部52aに測定光を
照射して、その反射光を受光することで、参照点の位置
を測定する。反射部52aは、図14に示すように、ワ
ーク取付け部52の表面に設けてもよいし、図15に示
すように、ワーク取付け部52の内部に設けた測定光用
の通路の先端部に設けてもよい。
【0062】また、上記補正演算処理手段14は、後述
するように、上記第1実施例および第2実施例とは異な
る演算を行なう構成となっている。
するように、上記第1実施例および第2実施例とは異な
る演算を行なう構成となっている。
【0063】次に、本実施例による形状測定動作につい
て、図16を参照して説明する。
て、図16を参照して説明する。
【0064】先ず、ホストコンピュータ40は、NCコ
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ701)。これは、第1実
施例と同様に行なわれる。
ントローラ30に、測定端子70を測定点P1に移動さ
せるよう指示する(ステップ701)。これは、第1実
施例と同様に行なわれる。
【0065】次に、情報処理装置に対して、測定指令を
出力する。情報処理装置10において、外部通信手段1
1を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段12が
1回目のP1点についての形状測定を行なう。すなわ
ち、測定端子70からその出力値M1<1>を取り込
む。また、参照点位置座標測定手段23が、その時の参
照点の測定位置座標Z1<1>を検出する。具体的に
は、図14,15に示すように、測長器21により、参
照点としてワーク取付け部52に設けられた反射部52
aの位置座標を検出する。そして、これらは、形状測定
値記憶手段13および測定参照点位置座標記憶手段24
によりそれぞれ記憶される(ステップ702)。なお、
測定端子70による形状誤差の測定については、前述し
た第1実施例と同様である。
出力する。情報処理装置10において、外部通信手段1
1を経てこの測定指令を受けると、形状測定手段12が
1回目のP1点についての形状測定を行なう。すなわ
ち、測定端子70からその出力値M1<1>を取り込
む。また、参照点位置座標測定手段23が、その時の参
照点の測定位置座標Z1<1>を検出する。具体的に
は、図14,15に示すように、測長器21により、参
照点としてワーク取付け部52に設けられた反射部52
aの位置座標を検出する。そして、これらは、形状測定
値記憶手段13および測定参照点位置座標記憶手段24
によりそれぞれ記憶される(ステップ702)。なお、
測定端子70による形状誤差の測定については、前述し
た第1実施例と同様である。
【0066】次に、測定点Piに移動して、形状測定お
よび参照点の位置検出を行ない、その結果である形状測
定値Miおよび測定位置座標Ziを記憶する(ステップ
703,704)。これを、測定点の数Nだけ行なう
(ステップ705)。
よび参照点の位置検出を行ない、その結果である形状測
定値Miおよび測定位置座標Ziを記憶する(ステップ
703,704)。これを、測定点の数Nだけ行なう
(ステップ705)。
【0067】さらに、最初の測定点P1に移動して、同
様に形状測定および参照端の位置座標検出を行なって、
それぞれ測定値M1<2>、Z1<2>を記憶する(ス
テップ706,707)。
様に形状測定および参照端の位置座標検出を行なって、
それぞれ測定値M1<2>、Z1<2>を記憶する(ス
テップ706,707)。
【0068】次に、補正演算処理手段14は、測定点P
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、測定位置座標Z1<1>およびZ1<2>とか
ら、次の演算を行なって、比例定数Aを求める(ステッ
プ708)。この比例定数Aは、図17に示すように、
温度の変化と共に変化する熱変形量の変化の割合、すな
わち、形状の温度変化率を示す。
1についての2回の形状測定値M1<1>およびM1<
2>と、測定位置座標Z1<1>およびZ1<2>とか
ら、次の演算を行なって、比例定数Aを求める(ステッ
プ708)。この比例定数Aは、図17に示すように、
温度の変化と共に変化する熱変形量の変化の割合、すな
わち、形状の温度変化率を示す。
【0069】
【数5】A=(M1<2>−M1<1>)/(Z1<2
>−Z1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、参照点の位置と形状
測定値との比例関係から、次式に示すように、測定点P
iの形状測定値の補正計算を行なって、補正形状測定値
Mi<h>を求め、これを補正演算値記憶手段15に格
納する(ステップ709)。
>−Z1<1>) さらに、補正演算処理手段14は、参照点の位置と形状
測定値との比例関係から、次式に示すように、測定点P
iの形状測定値の補正計算を行なって、補正形状測定値
Mi<h>を求め、これを補正演算値記憶手段15に格
納する(ステップ709)。
【0070】
【数6】Mi<h>=Mi−A*(Zi−Z1<1>) つまり、最初にP1点を測定し、次に、P2点を測定
し、続いて、P3点,P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表3に示す。
し、続いて、P3点,P4点と測定していき、最後にP
N点を測定する。そして、再び、P1点を測定して、前
記測定原理により、形状誤差を算出する。その測定結果
の一例を、表3に示す。
【0071】
【表3】
【0072】表3によれば、測定回と共に、参照点位置
座標が変化して、それに伴って、熱変形量が変化してい
ることが分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点
の第1回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変
形による誤差が取り除かれていることが明らかである。
座標が変化して、それに伴って、熱変形量が変化してい
ることが分かる。また、補正後の形状測定値は、P1点
の第1回の測定値と第2回の測定値とが一致して、熱変
形による誤差が取り除かれていることが明らかである。
【0073】上記各実施例では、基準点についての測定
を2回行なっているが、3回以上行なってもよい。この
場合、全測定点についての測定の中間で基準点の測定を
行なうことが好ましい。そして、3点について最も一致
する直線を導いて、比例定数を求めることができる。ま
た、3点で挾まれる範囲のそれぞれにおいて、比例定数
を求めて、別個に補正するようにすることもできる。こ
れは、4点以上の基準点の測定を行なう場合についても
同様である。
を2回行なっているが、3回以上行なってもよい。この
場合、全測定点についての測定の中間で基準点の測定を
行なうことが好ましい。そして、3点について最も一致
する直線を導いて、比例定数を求めることができる。ま
た、3点で挾まれる範囲のそれぞれにおいて、比例定数
を求めて、別個に補正するようにすることもできる。こ
れは、4点以上の基準点の測定を行なう場合についても
同様である。
【0074】また、上記各実施例では、情報処理装置1
0をNCコントローラ30とは独立のハードウエア資源
を用いて構成しているが、本発明は、これに限定されな
い。例えば、図18および図19に示す構成とすること
ができる。ここで、図18および図19に示すハードウ
エアシステムについて、上記した図1および2に示すシ
ステムとの相違点を中心に説明する。
0をNCコントローラ30とは独立のハードウエア資源
を用いて構成しているが、本発明は、これに限定されな
い。例えば、図18および図19に示す構成とすること
ができる。ここで、図18および図19に示すハードウ
エアシステムについて、上記した図1および2に示すシ
ステムとの相違点を中心に説明する。
【0075】図18に示す加工機1は、情報処理装置1
0とNCコントローラ30とを共通のハードウエア資源
である制御コンピュータ100で構成している。従っ
て、情報処理装置10とNCコントローラ30とは、そ
れぞれ制御コンピュータ100の機能として実現され
る。制御コンピュータ100は、図19に示すように構
成される。
0とNCコントローラ30とを共通のハードウエア資源
である制御コンピュータ100で構成している。従っ
て、情報処理装置10とNCコントローラ30とは、そ
れぞれ制御コンピュータ100の機能として実現され
る。制御コンピュータ100は、図19に示すように構
成される。
【0076】図19に示すハードウエアシステムは、C
PU101からの制御信号をアナログ信号に変換してス
テージ駆動装置83,86に出力するD/A変換器10
6をさらに備え、他の構成は、図2に示すハードウエア
システムと同じハードウエア資源で構成される。また、
本実施例における情報処理装置10とNCコントローラ
30とは、機能的には、上記した図1に示すものと同じ
である。従って、本例でも、同一の符号を付してある。
それらの機能については、すでに述べられた説明を参照
されたい。
PU101からの制御信号をアナログ信号に変換してス
テージ駆動装置83,86に出力するD/A変換器10
6をさらに備え、他の構成は、図2に示すハードウエア
システムと同じハードウエア資源で構成される。また、
本実施例における情報処理装置10とNCコントローラ
30とは、機能的には、上記した図1に示すものと同じ
である。従って、本例でも、同一の符号を付してある。
それらの機能については、すでに述べられた説明を参照
されたい。
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、熱変形量を求めて補正
することができるので、温度変化のある環境下におい
て、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少なく
して、形状測定が行なえる。すなわち、本発明を加工機
に適用すれば、高精度で高スループットのワークの形状
測定ができる。
することができるので、温度変化のある環境下におい
て、測定精度を犠牲にすることなく、待ち時間を少なく
して、形状測定が行なえる。すなわち、本発明を加工機
に適用すれば、高精度で高スループットのワークの形状
測定ができる。
【図1】本発明の各実施例が適用される加工機の構成の
一例を示すブロック図。
一例を示すブロック図。
【図2】本発明の各実施例において用いられる情報処理
装置のハードウエアシステム構成を示すブロック図。
装置のハードウエアシステム構成を示すブロック図。
【図3】本発明の第1実施例で用いられる情報処理装置
の構成を機能的に示すブロック図。
の構成を機能的に示すブロック図。
【図4】本発明の第1実施例の測定手順を示すフローチ
ャート。
ャート。
【図5】本発明の各実施例において用いられる測定端子
の測定原理を示す説明図。
の測定原理を示す説明図。
【図6】上記測定端子の出力特性の位置例を示すグラ
フ。
フ。
【図7】被測定物の各測定点についての測定順を示す説
明図。
明図。
【図8】測定時間の経過と、被測定物に生じる熱変形量
の変化との関係の一例を示すグラフ。
の変化との関係の一例を示すグラフ。
【図9】本発明の第2実施例で用いられる情報処理装置
の構成を機能的に示すブロック図。
の構成を機能的に示すブロック図。
【図10】本発明の第2実施例で用いられる温度センサ
の設置の一例を示す説明図。
の設置の一例を示す説明図。
【図11】本発明の第2実施例の測定手順を示すフロー
チャート。
チャート。
【図12】測定温度と、被測定物に生じる熱変形量の変
化との関係の一例を示すグラフ。
化との関係の一例を示すグラフ。
【図13】本発明の第3実施例で用いられる情報処理装
置の構成を機能的に示すブロック図。
置の構成を機能的に示すブロック図。
【図14】本発明の第3実施例で用いられる参照点のた
めの反射型測長器の一例を示す説明図。
めの反射型測長器の一例を示す説明図。
【図15】本発明の第3実施例で用いられる参照点のた
めの反射型測長器の他の例を示す説明図。
めの反射型測長器の他の例を示す説明図。
【図16】本発明の第3実施例の測定手順を示すフロー
チャート。
チャート。
【図17】参照点位置座標と、被測定物に生じる熱変形
量の変化との関係の一例を示すグラフ。
量の変化との関係の一例を示すグラフ。
【図18】本発明の各実施例が適用される加工機の構成
の他の例を示すブロック図。
の他の例を示すブロック図。
【図19】本発明の各実施例において用いられる情報処
理装置のハードウエアシステム構成の他の例を示すブロ
ック図。
理装置のハードウエアシステム構成の他の例を示すブロ
ック図。
1…加工機、10…情報処理装置、11…外部通信手
段、12…形状測定装置、13…形状測定値記憶手段、
14…補正演算処理手段、15…補正演算値記憶手段、
16…時刻測定手段、17…測定時刻記憶手段、18…
温度測定手段、19…測定温度記憶手段、21…反射型
測長器、23…参照点位置座標測定手段、24…参照点
位置座標記憶手段、25…温度センサ、30…NCコン
トローラ、40…ホストコンピュータ、50…被測定物
(ワーク)、51…工具台、52…ワーク取付け部、7
0…測定端子、100…制御コンピュータ。
段、12…形状測定装置、13…形状測定値記憶手段、
14…補正演算処理手段、15…補正演算値記憶手段、
16…時刻測定手段、17…測定時刻記憶手段、18…
温度測定手段、19…測定温度記憶手段、21…反射型
測長器、23…参照点位置座標測定手段、24…参照点
位置座標記憶手段、25…温度センサ、30…NCコン
トローラ、40…ホストコンピュータ、50…被測定物
(ワーク)、51…工具台、52…ワーク取付け部、7
0…測定端子、100…制御コンピュータ。
Claims (7)
- 【請求項1】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点の位置を測定して測定点の形状を測定する形状測
定方法において、 被測定物の形状に関係する物理量を、基準とする点につ
いて、異なる時刻で、少なくとも2回測定して、その物
理量の温度変化に対応する、被測定物の形状の温度変化
の係数を推定し、かつ、 被測定物の各測定点についての位置の測定と、各測定点
について、測定時点の温度を示す指標の検出とを行な
い、 上記係数および指標とから、各測定点の測定値の補正値
を求める補正演算を行なって、各測定値について温度変
化の補正を行なうことを特徴とする形状測定方法。 - 【請求項2】請求項1において、基準とする点として、
いずれかの測定点を用い、この基準点について、物理量
としてその測定点の位置を測定して、被測定物の形状の
温度変化の係数として、位置の測定値の時間変化率を推
定し、 各測定点について、測定時刻を検出して、指標として、
基準点についての最初の測定からの経過時間を求め、 各測定値について、位置の測定値の時間変化率と経過時
間との関係により補正演算を行なう形状測定方法。 - 【請求項3】請求項1において、基準点として、温度の
測定ができる参照点と、いずれかの測定点とを用い、物
理量として、参照点について温度を測定し、いずれかの
測定点についてその位置を測定して、両者の関係から、
被測定物の形状の温度変化の係数として、位置の測定値
の温度変化率を推定し、 各測定点についての位置測定時に、参照点の温度を測定
し、 各測定値について、位置の測定値の温度変化率と、測定
時点の参照点の温度との関係により補正演算を行なう形
状測定方法。 - 【請求項4】請求項1において、基準点として、参照点
といずれかの測定点とを用いて、物理量として、参照点
についてその位置を測定し、いずれかの測定点について
形状を測定して、両者の関係から、被測定物の形状の温
度変化の係数として、位置の測定値の変化と参照点の位
置の変化との比例定数を推定し、 各測定値について、位置の測定値と、参照点の位置の変
化との比例関係により補正演算を行なう形状測定方法。 - 【請求項5】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点に対して相対移動して、測定点との相対位置関係
を検出する測定端子と、各測定点での測定端子の出力お
よびその位置に基づいて、被測定物の形状を求める情報
処理装置と、測定端子を各測定点ごとの目標位置に移動
させると共に、それぞれの測定点に対して相対移動させ
る移動機構とを備える形状測定装置において、 情報処理装置は、 被測定物の外形に沿って配置される複数の測定点のそれ
ぞれについての測定端子の出力を取り込んで、被測定物
の形状の測定を行なう形状測定手段と、 形状測定値を記憶する形状測定値記憶手段と、 各測定点についての位置測定の測定時刻を検出する時刻
測定手段と、 検出された時刻を測定点対応に記憶する測定時刻記憶手
段と、 被測定物の形状の補正演算を行なう補正演算処理手段
と、 演算された補正演算値を記憶する補正演算値記憶手段
と、 外部からの測定指令の受付、補正演算値記憶手段に記憶
されている補正演算値を出力する入出力手段とを備え、 補正演算処理装置は、異なる時刻に測定された同一測定
点の位置測定値を形状測定値記憶手段から読み出すと共
に、測定時刻記憶手段からその測定時刻を読み出し、位
置測定値と測定時刻とから、被測定物の形状の温度変化
の係数を推定し、かつ、被測定物の各測定点についての
位置の測定値を測定値記憶手段から読み出すと共に、各
測定点について、測定時刻記憶手段からその測定時刻を
読み出し、位置測定値と測定時刻との比例関係から、各
測定点の測定値の補正値を求めることを特徴とする形状
測定装置。 - 【請求項6】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点に対して相対移動して、測定点との相対位置関係
を検出する測定端子と、各測定点での測定端子の出力お
よびその位置に基づいて、被測定物の形状を求める情報
処理装置と、測定端子を各測定点ごとの目標位置に移動
させると共に、それぞれの測定点に対して相対移動させ
る移動機構とを備える形状測定装置において、 情報処理装置は、 被測定物の外形に沿って配置される複数の測定点のそれ
ぞれについての測定端子の出力を取り込んで、被測定物
の形状の測定を行なう形状測定手段と、 形状測定値を記憶する形状測定値記憶手段と、 各測定点の位置測定時に、参照点についての温度を測定
する温度測定手段と、 測定された温度を測定点対応に記憶する測定温度記憶手
段と、 被測定物の形状の補正演算を行なう補正演算処理手段
と、 演算された補正演算値を記憶する補正演算値記憶手段
と、 外部からの測定指令の受付、補正演算値記憶手段に記憶
されている補正演算値を出力する入出力手段とを備え、 補正演算処理装置は、異なる時刻に測定された同一測定
点の位置測定値を形状測定値記憶手段から読み出すと共
に、測定温度記憶手段からそのときの参照点の測定温度
を読み出し、位置測定値と測定温度とから、被測定物の
形状の温度変化の係数を推定し、かつ、被測定物の各測
定点についての位置の測定値を測定値記憶手段から読み
出すと共に、各測定点について、測定温度記憶手段から
その測定温度を読み出し、位置測定値と測定温度との比
例関係から、各測定点の測定値の補正値を求めることを
特徴とする形状測定装置。 - 【請求項7】被測定物の外形に沿って配置される複数の
測定点に対して相対移動して、測定点との相対位置関係
を検出する測定端子と、各測定点での測定端子の出力お
よびその位置に基づいて、被測定物の形状を求める情報
処理装置と、測定端子を各測定点ごとの目標位置に移動
させると共に、それぞれの測定点に対して相対移動させ
る移動機構とを備える形状測定装置において、 情報処理装置は、 被測定物の外形に沿って配置される複数の測定点のそれ
ぞれについての測定端子の出力を取り込んで、被測定物
の形状の測定を行なう形状測定手段と、 形状測定値を記憶する形状測定値記憶手段と、 各測定点の位置測定時に、参照点について、その位置座
標を測定する位置座標測定手段と、 測定された位置座標を測定点対応に記憶する測定位置座
標記憶手段と、 被測定物の形状の補正演算を行なう補正演算処理手段
と、 演算された補正演算値を記憶する補正演算値記憶手段
と、 外部からの測定指令の受付、補正演算値記憶手段に記憶
されている補正演算値を出力する入出力手段とを備え、 補正演算処理装置は、異なる時刻に測定された同一測定
点の位置測定値を形状測定値記憶手段から読み出すと共
に、測定位置座標記憶手段からそのときの参照点の測定
位置座標を読み出し、位置測定値と測定位置座標とか
ら、被測定物の形状の温度変化の係数を推定し、かつ、
被測定物の各測定点についての位置の測定値を測定値記
憶手段から読み出すと共に、各測定点について、測定位
置座標記憶手段からその測定位置座標を読み出し、位置
測定値と測定位置座標との比例関係から、各測定点の測
定値の補正値を求めることを特徴とする形状測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6149839A JPH0768451A (ja) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | 形状測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-161111 | 1993-06-30 | ||
JP16111193 | 1993-06-30 | ||
JP6149839A JPH0768451A (ja) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | 形状測定方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0768451A true JPH0768451A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=26479611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6149839A Pending JPH0768451A (ja) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | 形状測定方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0768451A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007534933A (ja) * | 2004-01-26 | 2007-11-29 | カール ツァイス インドゥストリエレ メステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ワークピースの座標を確定するための方法 |
WO2024100738A1 (ja) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 株式会社ニコン | 計測システム、工作機械、光学装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6149839A patent/JPH0768451A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007534933A (ja) * | 2004-01-26 | 2007-11-29 | カール ツァイス インドゥストリエレ メステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ワークピースの座標を確定するための方法 |
WO2024100738A1 (ja) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 株式会社ニコン | 計測システム、工作機械、光学装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
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