JPS63236915A

JPS63236915A - 座標測定機の移動制御装置

Info

Publication number: JPS63236915A
Application number: JP62071057A
Authority: JP
Inventors: Osamu Arai; 荒井　治; Masahito Yoshida; 雅人吉田; Mieko Murayama; 村山　実枝子; Hiroko Tsuchida; 土田　裕子
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-03
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07113544B2

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】（発明の技術分野）本発明は、座標測定機の速度制御装置に関する。

（発明の背景）三次元座標測定機において、外部より目視不能な測定点
からプローブを安全に後退移動させることのできるプロ
ーブ移動装置は特公昭６０−１８００１号にて公知であ
る。

このものは、測定点までプローブを移動させる際にプロ
ーブの移動速度を順次記憶し、プローブが測定点に達す
るとプローブから得られる接触信号によって方向信号を
反転させると共に、記憶速度を逆方向から順次読み出し
て、往路に沿って往路の移動速度でプローブを後退させ
るようになしている。

従ってこのものは、往路の速度と同じ速度でしか後退移
動させることができないため、より高速に処理のするこ
とは不可能であった。

（発明の目的）本発明は、これらの欠点を解決し、測定点からプローブ
を高速退避させることのできる座標測定機の移動制御装
置を得ることを目的とする。

（発明の概要）本発明は、被測定物を検出すると検出信号を出力するプ
ローブ（１）を２軸以上に移動可能な座標測定機の移動
制御装置において、前記プローブ（１）が被測定物を検
出するまでの移動経路座標を順次記憶することができる
記憶手段（２）と、前記プローブ（１）の検出信号に基
づいて、前記記憶された移動経路座標を前記記憶された
順序とは逆方向に順次読み出すことができる読出手段（
３）と、前記読出手段により順次読み出された座標から
、前記移動経路に沿った最適な駆動速度を順次設定する
速度設定手段（４）と、前記プローブが被駆動物を検出
した後、前記最適な駆動速度に応じて前記プローブを前
記検出するまでの移動経路に沿って被駆動物から後退移
動させる制御手段（５）と、を有することを特徴とする
座標測定機の移動制御装置である。

（実施例）第２図は、本発明の一実施例のブロック図である。

操作キー１０は各種の指令を行なうためのキ一群の中の
一つであり、操作キー１０のオンによってマイクロコン
ピュータ１１に読込み開始割込が入力される。読込み開
始割込によってマイクロコンピュータ１１は読取指令ク
ロック割込を発生させるためのタイマー１２を起動する
。タイマー１２はマイクロコンピュータ１１による起動
によって、一定時間毎に読取指令クロックをマイクロコ
ンピュータ１１に入力する。マイクロコンピュータ１１
は、一定時間毎に割込む読取指令クロックの割込により
、Ｘ軸座標カウンタ１３、Ｙ軸座標カウンタ１４、Ｘ軸
座標カウンタ１５の値を読み取り、これらの値が１つ前
の読取指令のクロックの割込により読み取った座標と異
なる時のみメモリ７に格納する。格納された内容は順次
更新されていく。

詳述すれば、プローブ１が移動すると、それに応じてプ
ローブｌの当接部の空間座標値が変化する。この空間座
標値がＸ軸カウンタ１３、Ｙ軸カウンタ１４、Ｚ軸カウ
ンタ１５によって読み取られるのであるが、プローブｌ
が停止しているときには、各カウンタ１３．１４．１５
の値は変化しない、従って、Ｘ軸座標カウンタ１３、Ｙ
軸座標カウンタ１４、Ｘ軸座標カウンタ１５の値が読取
指令クロックの前後の割込によって変化しないのであれ
ば、プローブ１が停止していると判断できる。

例えば、第２図のように、ジ町イスチックによる手動走
査にてプローブｌを被測定物の孔Ｍ内に移動させ、軌跡
Ｎによって孔Ｍの最奥点Ｐ１に当接させる。そうすると
、上述の構成によってメモリ１６には、軌跡Ｎ上の座標
値が、移動経路座標として読取指令クロックにより定ま
る一定時間毎に記憶される。

プローブｌが点Ｐ、に当接すると、プローブｌからタッ
チ信号が出力され、マイクロコンピュータ１１にタッチ
信号割込として入力される。マイクロコンピュータ１１
は、タッチ信号割込によってメモリ１６に記憶された座
標値（例えば、軌跡Ｎの座標列の各座標値）を、最後に
記憶された座標値から順に読出して行き、プローブ１の
移動経路（例えば、軌跡Ｎ）に沿った最適な速度を順次
設定し、各軸に出力すべき速度を決定する。決定された
各軸速度は、速度制御回路１７に与えられ、Ｘ軸モータ
回路１８、Ｙ軸モータ回路１９、Ｚ軸モータ回路２０を
通してＸ軸モータ２ｉＹ軸モータ２２、Ｚ軸モータ２３
が駆動される。その結果、プローブ１をＸ軸に沿って移
動するＸ軸モータ２１、プローブ１をＹ軸に沿って移動
するＹ軸モータ２２、プローブ１をＺ軸に沿って移動す
る２軸モータ２３の各回転数に応じて定まる各軸方向の
合成された速度でプローブ１は移動する。

このプローブ１の移動速度は、移動経路（例えば、軌跡
Ｎ）の接線方向を向いているように設定される。

なお、上述した移動経路に沿った最適な速度の設定は、
例えば以下のように行なわれる。但し、ここでは２次元
的な軌跡に対する速度決定を説明する。第４図に示した
ようにプローブｌが、位置ＫからＡまで移動し、メモリ
１６には位置ＫからＡの座標値が記憶されているものと
する。プローブｌが位置Ａまで移動し、タッチ信号割込
がマイクロコンピュータ１に入力されると、マイクロコ
ンピュータ１１は、線分ＡＢと線分ＢＣとのなすなす角
度θ、から擬似的に曲率半径Ｒ（ＡＢ／２・Ｓｉｎθ、
）を求め、定数をＫとして位置Ａでの速度■えを、ＶＡ＝Ｋ　ｆｆ１＝Ｋ　　（ＡＢ）／（「Ｓｉｎ　ｆｌ
ｍ　）と計算する。

第４図は２次元的な説明であるが３次元的な場合でも同
様であって、移動軌跡を円弧で近似し、各位置に対して
曲率半径に応じて定まる速度Ｖを計算すると、例えば、
第５図に示したような速度分布を得ることができる。

ただし、第５図でわかるように、急激な速度変化は、制
御系の動作を不安定にするから、適切な加速、減速処理
速度を計算し、速度変化が第５図に破線で示したように
、連続的になるように制御を行なう。この速度変化、す
なわち加減速勾配は、速度制御回路１７が各軸に対応し
た単位時間当りのパルスの数をコンピュータ１１からの
制御指令によって変化させ、このパルスの計数値に対応
したレベル信号を各モータ回路１８．１９．２０に出力
することにより最終的に決定される。

次に、マイクロコンピュータ１１の動作の整理を行なう
為に、フローチャートである第６図の説明を行なう。

マイクロコンピュータ１１は、まず、読込み開始割込が
入力されたか否かを判断しくステップ６０Ｌ読込み開始
割込が入力されると、読取指令クロック用タイマー１２
を起動する（ステップ６１）。その後、読取指令クロッ
クを入力すると（ステップ６２）、１つ前のクロックを
入力した場合と同じ座標データか否かを判断しくステッ
プ６３）、同じデータならさらに次のクロックが入力さ
れるまで座標データの記憶をやめる。ステップ６３で同
じ座標データでない場合には、Ｘ軸カウンタ１３、Ｙ軸
カウンタ１４、Ｚ軸カウンタ１５の値がメモリ１６に格
納（記憶）される（ステップ６４）。

ところで、ステップ６２で読取指令クロックを入力して
いない場合には、タッチ信号が入力されたか否かを判断
しており（ステップ６５）、タッチ信号が入力されると
、メモリ１６から記憶された順序とは逆方向に順次、Ｘ
、Ｙ、Ｚ座標値を読込み、隣接した複数の座標値から最
適速度を計算する（ステップ６６）、そして、加減速勾
配をチェックし、速度変化ができるだけ連続して、なめ
らかに行なわれるように指令速度の補正を行ない（ステ
ップ６７）、指令速度を出力する（ステップ６８）０以
上のステップ６６．６７．６８を出力データが終了する
まで行ない（ステップ６９）、すなわち、プローブ１が
始点まで戻ると、タイマー１２を停止させ（ステップ７
０）、次の読込開始割込に備える。

以上のように本発明の実施例によれば、プローブ接触後
の後退経路を接触経路と同一の経路とする駆動ができ、
外部から目視不能な測定点からのプローブの後退、移動
を容易に行なうことができる利点があるのみならず、読
み取った点列から最適速度を計算することにより、全く
むだのない最適な速度制御が可能となり、高スループツ
トを実現させることができる。更に本発明の実施例にお
いて、記憶された点列（座標列）を自動測定、及びくり
返し測定の情報として記憶すれば、複雑な測定も高速に
処理が可能となる。又、読取りのタイミングは読取指令
クロック１によらず、一定検動量毎に座標値を取り込む
ことも可能であり、各軸の一定移動量毎に取り込むこと
も可能。データの取り込み方によりデータのばらつきを
少なくすることができる。

最も効率的な速度計算方法の一例を示したが、その他に
も方法は考えられる。駆動装置に合った計算方法を選択
すればよい。

なお、以上の実施例において説明したプローブは、被測
定物に接触すると検出信号であるタッチ信号を出力する
、いわゆる接触式プローブであったが、被測定物までの
距離が所定の値になると被測定物を検出したとして検出
信号を出力する、いわゆる非接触式プローブであっても
構わない。この種非接触プローブとしては、被測定物に
光スポットを投射し、その反射像の位置によって被測定
物までの距離が所定の値になったことを検出するもの等
がある。

また、第６図のフローチャートにおいて、ステップ７０
はステップ６５の直後に置いても構わない。

（発明の効果）以上述べたように本発明は、座標測定機のプローブを高
速退避させることができるので、迅速な処理を可能とす
る速度制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフレイム対応図、第２図は本発明の一
実施例のブロック図、第３図はプローブの動きを示す説
明図、第４図は移動経路座標の記憶データより最適速度
を求める一例を説明するための説明図、第５図は得られ
た最適速度と指令速度との関係を示すグラフ、第６図は
第２図で用いられるマイクロコンピュータのフローチャ
ートである。（主要部分の符号の説明） ■・・・プローブ、　　　　２・・・記憶手段３・・・
読出手段、　　　４・・・速度設定手段５・・・制御手
段、１１・・・マイクロコンピュータ１３・・・Ｘ軸カウンタ１４・・・Ｙ軸カウンタ１５・・・Ｚ軸カウンタ１６・・・メモリ１７・・・速度制御回路２１・・・Ｘ軸モータ２２・・・Ｙ軸モータ２３・・・Ｚ軸モータ

Claims

【特許請求の範囲】被測定物を検出すると検出信号を出力するプローブを２
軸以上に移動可能な座標測定機の移動制御装置において
、前記プローブが被測定物を検出するまでの移動経路座標
を順次記憶することができる記憶手段と、前記プローブ
の検出信号に基づいて、前記記憶された移動経路座標を
前記記憶された順序とは逆方向に順次読み出すことがで
きる読出手段と、前記読出手段により順次読み出された
座標から、前記移動経路に沿った最適な駆動速度を順次
設定する速度設定手段と、前記プローブが被測定物を検出した後、前記最適な駆動
速度に応じて前記プローブを前記検出するまでの移動経
路に沿って被駆動物から後退移動させる制御手段と、を有することを特徴とする座標測定機の移動制御装置。