JPS5877613A - 座標測定方法及び装置 - Google Patents

座標測定方法及び装置

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JPS5877613A
JPS5877613A JP17606681A JP17606681A JPS5877613A JP S5877613 A JPS5877613 A JP S5877613A JP 17606681 A JP17606681 A JP 17606681A JP 17606681 A JP17606681 A JP 17606681A JP S5877613 A JPS5877613 A JP S5877613A
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coordinate
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JP17606681A
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Masaji Isa
伊佐 正司
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Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は座標測定方法及び装置、特に被l#11J定物
に対してグローブを当接させ該当接点座標から被測定物
の形状等を測定可能な座標測定方法及び装置の改jLK
関する−のである。
複雑な被測定物の外形を調定するために3次元測定機な
どによる座標調定か周知であシ種々の精密調定に広範8
KM%Aられている。
第1図にはこの種03次元測定機が示されてお)、測定
機本体は固定ペース10Km付けられ九載物台12と固
定−一ス10に対してXYzの3次元方向に移動可能な
プロー114を有し、被測定物16に対してプ■−プ1
4を手動あるいはモータ駆動によ)移動させ、所望の測
定点にてプローブ14を被測定物16の外面に当接さ゛
せ、該当接点での座標を電気的に検出する。
前記プローブ14のXYz方向への移動を行うため、固
定ペース18にはX移動体18、X移動体20及び2移
動体22が設けられておシ、手動によシブローブ14を
スムーズに所望の位置に移動することができ、あるhは
各移動体にモータ駆動機構を組込むことにょ夛、操作者
の遠隔操作によってプローブ14を所望の位置に移動す
ることができる。そして、各移動体にはエンコーダが組
込まれ、各軸方向への移動量を正確に検出することがで
きる。
前記プローブ14は通常の場合タッチプは一プなどから
成シ、被測定物16の外面に接触した時に電気的表タッ
チ信号を出力し、この時の各軸位置を処理回路によって
読堆らせることができる。
IMIl測定砿はマイクロコンピュータと遅動し、第1
図において、コンビ二−タ24及びキーボード26が本
体近傍に設置され、キーボード260指令によって所望
の611J長モードある込はプローブ14のサイズ情報
などがコンビ二一タ24に人力さ枳これらの入力情報に
基づいてコンピュータ24はプローブ14及び各移動体
18.20,220エンコーダからの検出信号に基づい
て被測定物16の外形を演算記憶し、1所望の外形形状
データを出力する仁とができる。
前述した測定機によれば、複雑な形状を高精度に測定す
ることができるという利点を有するが、測定情報として
、グローブ14が被測定物の外面に当接した時のプロー
ブ14の静的な位置情報のみであるため、実際の測定作
業においては、極めて複雑な手順と操作を必要とし、正
し帆測定を行う九めに多大の知識と熟練が不可欠である
という問題があった。
このような操作性を低下させる原因としてはプローブ1
4の位置情報のみからは被測定物16の外形状を正しく
指示できない点にあシ、すなわち、プローブ14はそれ
自体−足部に大きさを有し、通常の場合球形状から成る
プローブの径補正を行わなけれにならな込と込うことに
ある。
第2.3図にはそれぞれ軸16a及び穴16bから成る
被測定物の形状測定をする際のプローブ14の測定手順
を示し、軸16m及び大16bの中心及びその外または
内直径が測定される。このような測定対象が円である場
合、通常3点測定によシ中心点及び直径を求めることが
できるが、実際の測定に当っては、前述したように、プ
ローブ14が直径dを有する丸め、この補正が必要とな
シ、すなわち第2.3図において、橢定点すなわち被測
定物へのプローブ140当接点は3点に設定されている
が、これによって得られる位置情報はグローブ14の中
心位置情報でTot+、このことから、第2図の軸16
aの場合には測定された直径情報からプルーブ14の直
径dを差演算しなければならず、一方にお込で第3図の
ような穴16bの測定に際しては測定された穴の直径に
プローブ14の直lidを和演算しなければならな帆、
シかしながら、従来装瞳では、座標測定機から得られる
情報はグローブ1042)当接点にお妙る静的な位置情
報のみであシ、これによっては、被測定物が軸であるか
ある%t−1d穴であるかの判別もすることができず、
別個t)ffl@を更に操作者がコンピュータ24に人
力しな妙ればならなかった。実際上、鮪2.3図に示さ
れるように、このような識別すs報は第4図のダミー情
報によシ行われ、仁のために1第2図の軸161の場合
には3点測定後にその橢定巴外で第4のダミー情報を入
力させ、また第315i110穴16bの測定では、3
点測定後に測定された円内にて第4のダζ−情報が入力
される。
そして、これらのダミー情報から前記3点情報が外接円
であるか内接円であるがの職別を行ぺこれKよシブロー
ブ14の直径dの差演算あるいは和演算がコンピュータ
24によって行われ、初めて所望の測定値を得本ことが
可能となる。
更に1従来にお妙る操作性を低下させる他の要因として
は、測定値自体が静的であるため、各測定項目毎に操作
者が測定項目の指示を正確に行ゎな社れ叶ならな−こと
であシ、またこの時、前述し九プ■−114の直径補正
が必ず必要となるために前記円測定と同様に他の畏さ測
定時にも必ずダミー信号の検出が必要となるととKあ、
る。
第4図には円と矩形との組合せから成る被測定物16c
の外形一定が示されてお夛、第2図と同様の円の中心及
び直径測定に始まシ、この円と矩形との交点測定及びこ
の矩形各部における交点交角の測定が行われる。
このような複合測定の場合においても、従来においては
、その都度キーボード°26から操作者が所定の手順に
従った測定モードの指示を行わな轄ればならず、第4図
にお込て祉、まず円の中心及び直径測定指示が行われ、
これによ少1〜4の測定が行われ、ダミー測定4によ〕
円の中心及び直径が求められる。そして、次に円と矩形
との交点#1定が指示され、測定5.6#cよ少交点q
が求められる。そして、以下同様にして、矩形の交点へ
、へが順次交点交角測定され、その都度正しい手順の指
示が行われ、また各交点交角測定値には必ずダミー人力
9.10.15.16が必要となる。
以上のように、従来においては、極めて単純な測定に際
して4操作者はキーボード26などを用いて正しい手順
の指示を行い、ま友必要な場合に必ず所望のダミー人力
を行わな妙れdならな−という問題があり、極めて煩雑
な操作が必要であつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであシ、そ
の目的は、座標測定の操作性を改善し、迅速に複雑な形
状測定を可能とする座標測定方法及び装置を提供する仁
とにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る方法は、プロ
ーブを被測定物に当接させ該当接点の座標を少なくとも
2軸方向に対して電気的に出力し被測定物の形状測定を
行う座標測定方法において、当接点におけるブルーブ位
置座標とともに当接時にお妙るプローブO移動方向を検
出しこの位置挫標及び移動方向の両者からプローブ当接
点における被測定物の外形座標を動的Kil[算するこ
とを特徴とする。
また、本発明に%る装置は、少なくとも2軸方向に移動
して被測定物の外面に当接した時にタッチ信号を出力す
るプローブと、プローブの移動位置を常時電気的に出力
する位置検出器と、プローブのタッチ信号によ如プ四−
ブ当接時の位置検出器から出力される座標を読取る座標
読取回路と、プローブ尚接直前の位置検出器出力によシ
ブo −プ当接時における方向を判別する方向判別回路
と、前記座標読取回路及び判別回路の両出力からプロー
ブ当接点の座標を動的に演算する座標演算回路とを含む
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
第5図には本発明に係る座標測定方法が適用された3次
元測定槓の概略構成が示されている。前述し羨ように、
3次元測定機のグローブ14は該プロニブ14と組合さ
れたタッチセンt30によシ被測定物との当接時にタッ
チ信号10Gが出力される。tた、前記グローブ14の
各軸方向の移動量あるいは位置は前述し九従来装置にお
妙る各移動体18.20,22に組込まれたXエンコー
ダ32、Xエンコーダ34及び2エンコーダ36によシ
検出され、これらの検出信号キプ四−1位置演算回路3
8によって演算熟思され、プローブ14の位置が常時連
続的に検知され、実施例においては、各エンコーダ32
.34.36とプ費−、プ位置演算回路38とによって
プローブ14の位置検出器が形成されている。
従来と同様に1プロ一ブ位置1.演算回路38の出力は
座標読MR回路40に供給されてお夛、前記タッチセン
サ30から得られるタッチ信号100が座標読取回路4
0に供給された時、座標読取回路40#iこの時のプロ
ーブ位置信号を記憶する。す々わち、座標読取回路40
はそれ自体デジタル記憶回路から成夛、タッチ信号10
0の印加時にお社るプシープ位置演算回路38からの信
号を各軸方向に対して記憶保存することができる。
本発明にお−て、特徴的なことは、プローブ140被測
定物への当接時において、この座標信号が動的情報とし
て検出されることであtlこのために、装置には方向判
別回路42が設けられており、これによって、プ四、−
プ140.当接時の方向が判別される。実施例における
方向判別回路42はブループ位置演算1路38のプロー
ブ位置・情報を座標演算回路40より僅かに遅延させて
記憶するデジタルメモリから成シ、これによ、つて当接
直前のプローブ位置を検知し、この直前位置と尚綴位置
との両者からプローブ14の移動方向が判別される。こ
のため、方向判別回路42#i遅延回路を伴うデジタル
メモリから成シ、そのメモリ保持入力には座標読取回路
40と同様にタッチ信号100が供給され、プローブ1
4の尚接直前にお妙るプローブ位置情報が記憶保持され
ることとなる。
前記座標読取回路40のプローブ位置情報及び方向判別
回路42のプローブ移動方向の両信号は座標演算回路4
4へ供給され、これKよって所望の演算処理が施され、
端子46から外部へ出力される。
以上のように、本発明によれに1プローブの移動方向が
位置座標と共に検出されるので、動的な測定値が求めら
れ、これによって、従来e/(−情報を必要とすること
なく、また測定値自体の有する情報が増大するために、
従来のような細かい手順指示を必要とすることなく複雑
な測定を極めて単純に行う仁とが可能となる。
第6図KFi軸16aの中心及び直径を求めるえめの本
発明による座mil定方法が示され、従来のダミー測定
を必要とすることなく1〜3の3点測定のみKよシ外接
円であることの判別及び所望の演算が行われる。すなわ
ち、第6図から明らかなように1各当接点における位置
座標の測定1.2.3と社別個に、各実施例にお込て祉
、各当接点の直前において、それぞれ方向を判別するた
めの3個の情報1a、 2m、3mなる移動方向信号が
得られ、これらによって正しい演算処理が行われる。
各直前に求められる情報は、従来捨てられていた途中の
移動情報の取込みkよシ行われ、本発明において、測定
操作時に操作@はこの移動方向の検出を何ら考慮するこ
となく、自動的に情報の取込みが行われ、このような円
測定においてダミー情報の検出が不要となシ、操作性を
著しく改善することが可能と表る。
更に、本発@によれば、前記円測定にかシでなく、他の
測定においても動的に移動方向・の検出情報を伴うため
、例えば第7.8図のように2個の測定情報のみによっ
ても、各測定点における位置座標がそれぞれ移動情報を
伴うているために、第7図のように外幅であるか第8図
のように内幅であるかを容J&に識別し、操作者から伺
らO指示がなくとも、装置自体がこれらの識別を容易に
行うことが可能となる。
K9図には更に交点Oの交点交角測定作用が示され、1
〜404ケ所の当接点における測定のみで、所望の交点
交角が求められる。すなわち、通常の場合、被測定物は
その外形がほとんど円と直線との組合せから成り、他の
特殊な曲面はカム面その他において僅かに現われるのみ
であシ、このような被測定物の外形からすれば、連続し
て測定”:5れる2個(Dm定点が第91a01.2 
h b %AFi3j4のように、両者間でその移動方
向が同一の向きに平行であれば、この2点は直線である
ことが容易K1m解され、また直線の測定ではプ■−プ
14のam点は2点のみに限定されるので、コンビエー
タ韓何らOIB定指示情報を得る仁となく、各測定点に
おけるプローブの移動方向と測定点数と0組会せ・によ
)現在得られて−る測定情報が直線に対するものである
か、円に対するものであるかあるいは交点交角に対する
ものであるかを容易に識別し、順次これらを組合せて、
所望の座標演算を行うことが可能となる。
例えば、第9図のごとき矩形状の交点交角測定に際して
は、コンピュータ1.202個の情報から、これは直線
情報であることを識別し、また被測定物はプローブの右
側に位置して偽るととも同時に各移動方向情報から理解
し、所望の演算を施すことができる。そして、次の情報
3はその移動方向がそれ以前の2@の情報に対してはは
90°異なることから、この時点にて別個の面測定が開
始され九ことを理解し、更に第4の測定信号が入力□さ
れると、これは前記信号3との組合せによルN−v向き
でかつ平行な情報であることから、この2儂の信号によ
シ新丸な直線が測定されたことを自動的に識別する。従
って、これら2本の直線から交点Oの交点交角が容易に
求められる・こととなる。
従って、本発明によれば、測定開始のみを指示して、操
作者は単に所望の測定点のみにプローブを当接させてゆ
くのみで他O測定指示を何ら行うこと表く全座標測定を
自動的に行うことも可能となる。
もちろん、このような全自動測定に際しては、プローブ
の当接が被測定物の外面に対してはぼ垂直に当接するこ
とが必要となるが、この時のプa−ブ入射許容誤差−は
第10図に示されるようには埋30’程度まで許容可能
であシ、また特に6b賛な場合には簡単な測定指示をキ
ーボードから装置に与えることによシ極めて広範囲の測
定をカバーすることが可能となる。   ゛ 以上説明したように、本発明によれば、従来の位置i!
襟欄測定加えて移動方向の情報を取出し、この移動情報
は従来捨てられていた情報の活用によシ極めて容易に行
うことができ、これによって動的な検出信号が得られ、
プローブの直径補正に必費なダミー測定を除去し、また
複雑な・操作指示を省略できるなど極めて簡便な操作に
よ)正しく測定作業を行うことを可能とし、熟練を要す
ることなく、またプローブの移動を所定のプログラムに
従って行うことに、よって全自動の測定をも可能とする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の一般的な3次元測定機を示す外観図、 第2.3.4図は従来の座標−1定を示す説明図、第5
図は本発明に係る座標測定方法が適用された測定機の概
略構成を示す説明図、 第6.7.8.9.10図は本発明の作用説明図である
。 14・−・プ四−ブ、 16・・・被測定物、 30−タッチセンサ、 32−Xエンコーダ、 34−Yエンコーダ、 36−zエンコーダ、 38−・グローブ位置演算回路、 4G−・座標読取回路、 42一方向判別回路、 44・・・座標演算回路。 代理人 弁理士  吉  1) 研  二第1図 第2図   第3図 第4図 第5図 特開昭58− 77613(6) 第6図 第7図 第8図 第1 第

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  プ四−プを被測定物に当接させ該当接点の座
    標を少なくとも2軸方向に対して電気的に出力し被測定
    物の形状測定を行う座標測定方法において、当接点にお
    社るプローブ位置座標とともに当接時におけるプローブ
    の移動方向を検出しこの位置座標及び移動方向の両者か
    らプローブ轟接点にお妙る被測定物の外形座標を動的に
    演算する仁とを特徴とする座標測定方法。
  2. (2)少なくとも2軸方向に移動して被測定物の外面に
    当接し九時にタッチ信号を出力するプa −プと、プ繋
    −プの移動位置を常時電気的に出力する位置検出器と、
    プローブのタッチ信号によ〕プローブ当接時の位置検出
    器から出力される座標を読取る座標読jI!回路と、プ
    ローブ蟲接直前の位置検出器出力によLh−プ轟接時に
    おける方向を判別する方向判別回路と、前記座標読取回
    路及び判別回路の両出力からプローブ当接時の座標を動
    的に演算する座標演算回路と、を含む座標測定装置。
JP17606681A 1981-11-02 1981-11-02 座標測定方法及び装置 Granted JPS5877613A (ja)

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JPH0148485B2 JPH0148485B2 (ja) 1989-10-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0264404A (ja) * 1988-08-31 1990-03-05 Okuma Mach Works Ltd タッチプローブ径補正方法
WO2023228356A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 ファナック株式会社 数値制御装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0264404A (ja) * 1988-08-31 1990-03-05 Okuma Mach Works Ltd タッチプローブ径補正方法
WO2023228356A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 ファナック株式会社 数値制御装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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