JPH01112106A - 任意形状物体の倣い制御装置 - Google Patents
任意形状物体の倣い制御装置Info
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- JPH01112106A JPH01112106A JP16233688A JP16233688A JPH01112106A JP H01112106 A JPH01112106 A JP H01112106A JP 16233688 A JP16233688 A JP 16233688A JP 16233688 A JP16233688 A JP 16233688A JP H01112106 A JPH01112106 A JP H01112106A
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 188
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 42
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 47
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
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- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、三次元形状測定機や超音波探傷スキャナ装置
等に用いられ、被検査物に対して自動的に倣い作業をす
る任意形状物体の倣い制御装置に関する。
等に用いられ、被検査物に対して自動的に倣い作業をす
る任意形状物体の倣い制御装置に関する。
Ｂ、従来の技術
従来の三次元形状測定機は例えば第２０図に示すように
構成され、プローブ１はｙ軸、ｙ軸およびＺ軸方向に移
動可能に保持され、同一の姿勢のまま手動または自動に
てプローブ１の先端を被測定面２に接触させ、そのとき
のｘ、ｙ、ｚの各位置を読み取る。一般にプローブ１は
第２１図に示すように、軸部１ａとその先端の球部１ｂ
とを有を、当接点「イ」にて被測定面２に当接させたと
き球部１ｂの中心Ｏの位置を測定値として測定機本体が
読み取る。
構成され、プローブ１はｙ軸、ｙ軸およびＺ軸方向に移
動可能に保持され、同一の姿勢のまま手動または自動に
てプローブ１の先端を被測定面２に接触させ、そのとき
のｘ、ｙ、ｚの各位置を読み取る。一般にプローブ１は
第２１図に示すように、軸部１ａとその先端の球部１ｂ
とを有を、当接点「イ」にて被測定面２に当接させたと
き球部１ｂの中心Ｏの位置を測定値として測定機本体が
読み取る。
例えば第２２図に示す被検査物ＴＰの形状測定は次のよ
うにして行なわれる。なお、第２２図において、測定機
本体は図示を省略する。
うにして行なわれる。なお、第２２図において、測定機
本体は図示を省略する。
まず、プローブ１の中心Ｏのｘ、ｚ座標を所定の値に設
定を、第２３図にも示すとおりプローブ１をｙ方向にΔ
Ｑきざみで順次移動させ、すなわち、プローブ１を移動
経路ρに沿って移動させ、各点ＱＮ＋ＱＮ＋１．ｌ
・・で測定を行なう。例えばＱＮ点において、プローブ
１を被測定面２に向けて２方向に移動させ、プローブ１
が被測定面２に当接すると停止させてそのときのプロー
ブ１の中心０が位置する点ＰＮの座標を求める。次に、
プローブ〕の中心をＱＮ位置まで再び上昇させた後、Ｑ
Ｎ点からｙ方向に八Ｑだけ離れた点Ｑ Ｎ ＋ 、まで
移動させ同様の操作を行なう。この作業を繰り返すこと
によって検出されたプローブ１の中心０の各点Ｐ Ｎ
＋ Ｐ Ｎや１．・・の座標から被測定面２の形状を計
測する。
定を、第２３図にも示すとおりプローブ１をｙ方向にΔ
Ｑきざみで順次移動させ、すなわち、プローブ１を移動
経路ρに沿って移動させ、各点ＱＮ＋ＱＮ＋１．ｌ
・・で測定を行なう。例えばＱＮ点において、プローブ
１を被測定面２に向けて２方向に移動させ、プローブ１
が被測定面２に当接すると停止させてそのときのプロー
ブ１の中心０が位置する点ＰＮの座標を求める。次に、
プローブ〕の中心をＱＮ位置まで再び上昇させた後、Ｑ
Ｎ点からｙ方向に八Ｑだけ離れた点Ｑ Ｎ ＋ 、まで
移動させ同様の操作を行なう。この作業を繰り返すこと
によって検出されたプローブ１の中心０の各点Ｐ Ｎ
＋ Ｐ Ｎや１．・・の座標から被測定面２の形状を計
測する。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
しかしながら、ｙｚ平面で示す第２３図かられかるよう
に、点ＰＮとＰＮ＋□とを結ぶ直線の距離を一般にΔｒ
ｒＢとすると、被測定面２がｙ軸に対して平行に近けれ
ば、Δｍ Ｎ ”ＦΔＱとなるが、ｙ軸との傾斜角が大
きくなると、Δｍ Ｎ ）ΔＱとなり、ΔｍＮが一定で
なくなる。特にこの傾斜角が非常に大きいとΔｍＮが極
端に長くなるので、被測定面２の正確な形状が測定でき
なくなる。また、測定当初、被測定面２の形状が未知で
あるため、経路Ｑを被測定面２から十分部れた位置に設
定しなければならず、そのためプローブ１−の２方向の
移動に無駄が多くなり、測定時間が長くなる等の問題が
ある。
に、点ＰＮとＰＮ＋□とを結ぶ直線の距離を一般にΔｒ
ｒＢとすると、被測定面２がｙ軸に対して平行に近けれ
ば、Δｍ Ｎ ”ＦΔＱとなるが、ｙ軸との傾斜角が大
きくなると、Δｍ Ｎ ）ΔＱとなり、ΔｍＮが一定で
なくなる。特にこの傾斜角が非常に大きいとΔｍＮが極
端に長くなるので、被測定面２の正確な形状が測定でき
なくなる。また、測定当初、被測定面２の形状が未知で
あるため、経路Ｑを被測定面２から十分部れた位置に設
定しなければならず、そのためプローブ１−の２方向の
移動に無駄が多くなり、測定時間が長くなる等の問題が
ある。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し被測定物体の形
状に左右されずに測定時間を短縮しかつ精度を向上させ
た任意形状物体の倣い制御装置を提供することにある。
状に左右されずに測定時間を短縮しかつ精度を向上させ
た任意形状物体の倣い制御装置を提供することにある。
Ｄ６問題点を解決するための手段
クレーム対応図である第１図（ａ）、（ｂ）により説明
すると、本発明は、少なくともｙｚ平面内で任意に移動
可能なプローブ１０１を被検査物体の被測定面に沿って
倣い運動させ、その運動軌跡上の複数の測定位置で測定
を行う倣い制御装置に適用される。
すると、本発明は、少なくともｙｚ平面内で任意に移動
可能なプローブ１０１を被検査物体の被測定面に沿って
倣い運動させ、その運動軌跡上の複数の測定位置で測定
を行う倣い制御装置に適用される。
そして請求項１の発明は、第１図（ａ）に示すとおり、
プローブ１０１を駆動する駆動手段１０２と、プローブ
１０１のｙｚ平面内での位置を検出する位置検出手段１
０３と、プローブ１０１が被測定面に当接するときに、
その被測定面上の当接点を介してプローブ１０１に作用
する力を検出する力検出手段１０４と、現測定位置にお
けるプローブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当
接点から所定の方向に延びる線上にあり次の測定位置に
プローブ１０１を移動させるための目標測定点となる座
標であって、現当接点から上記所定の方向に所定距離だ
け離れている点の座標を演算する目標座標演算手段１０
５と、力検出手段１０４の検出結果に基づいてプローブ
１０１が被測定面と当接したか否かを判定する当接判定
手段１０６と、目標座標演算手段１０５の演算結果と位
置検出手段１０３の検出結果に基づいて、プローブ１０
１を現当接点から目標測定点に向けて移動開始を、移動
中にプローブ１０１が被測定面に当接したことが当接判
定手段１０６により判定されるとプローブ１０１を停止
させて次の測定位置を設定を、当接せずに目標測定点に
到達すると被測定面に当接させるべく上記所定方向に対
して所定角度をもつ所定の方向に移動せしめ、当接が判
定されるとプローブ１０１を停止せしめて次の測定位置
を設定するように駆動手段１０２を制御する駆動制御手
段１０７と、当接判定手段１、０６によりプローブ１０
１が被測定面に当接したことが判定されるときのプロー
ブ１０１の位置を測定位置座標として位置検出手段１０
３の検出結果から読み込む読み込み手段１０８とを具備
を、これにより上述の問題点を解決する。
プローブ１０１を駆動する駆動手段１０２と、プローブ
１０１のｙｚ平面内での位置を検出する位置検出手段１
０３と、プローブ１０１が被測定面に当接するときに、
その被測定面上の当接点を介してプローブ１０１に作用
する力を検出する力検出手段１０４と、現測定位置にお
けるプローブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当
接点から所定の方向に延びる線上にあり次の測定位置に
プローブ１０１を移動させるための目標測定点となる座
標であって、現当接点から上記所定の方向に所定距離だ
け離れている点の座標を演算する目標座標演算手段１０
５と、力検出手段１０４の検出結果に基づいてプローブ
１０１が被測定面と当接したか否かを判定する当接判定
手段１０６と、目標座標演算手段１０５の演算結果と位
置検出手段１０３の検出結果に基づいて、プローブ１０
１を現当接点から目標測定点に向けて移動開始を、移動
中にプローブ１０１が被測定面に当接したことが当接判
定手段１０６により判定されるとプローブ１０１を停止
させて次の測定位置を設定を、当接せずに目標測定点に
到達すると被測定面に当接させるべく上記所定方向に対
して所定角度をもつ所定の方向に移動せしめ、当接が判
定されるとプローブ１０１を停止せしめて次の測定位置
を設定するように駆動手段１０２を制御する駆動制御手
段１０７と、当接判定手段１、０６によりプローブ１０
１が被測定面に当接したことが判定されるときのプロー
ブ１０１の位置を測定位置座標として位置検出手段１０
３の検出結果から読み込む読み込み手段１０８とを具備
を、これにより上述の問題点を解決する。
また、請求項４の発明は、第１図（ｂ）に示すとおり、
上述した駆動手段１０２と、位置検出手段１０３と、力
検出手段１０４と、当接判定手段１０６と、読み込み手
段１０８とを備えるとともに、現測定位置におけるプロ
ーブ１０」の現当接点の座標に基づいて、この現当接点
から第１の所定方向にプローブ１０１を離脱させるため
の目標離脱点となる座標と、この目標離脱点からプロー
ブ、＋−０１を第１の所定方向に対して所定角度をなす
第２の所定方向に移動させるための目標測定点となる座
標を演算する目標座標演算手段２０５と、目標座標演算
手段２０５の演算結果と位置検出手段１０３の検出結果
に基づいて、プローブ１０１−１１＝ を現当接点から目標離脱点に向けて第１の所定方向に移
動せしめた後に目標測定点に向けて第２の所定方向に移
動開始を、移動中にプローブ１０１が被測定面に当接し
たことが当接判定手段１０６により判定されるとこのプ
ローブ１０１を停止させて次の測定位置を設定を、当接
せずに目標測定点に到達すると被測定面に当接するまで
第２の所定方向と所定角度をなす第３の所定方向にプロ
ーブ１０１を移動せしめ、当接が判定されるとプローブ
１０１を停止せしめて次の測定位置を設定するように駆
動手段１０２を制御する駆動制御手段２０７とを備え、
これにより上述の問題点を解決する。
上述した駆動手段１０２と、位置検出手段１０３と、力
検出手段１０４と、当接判定手段１０６と、読み込み手
段１０８とを備えるとともに、現測定位置におけるプロ
ーブ１０」の現当接点の座標に基づいて、この現当接点
から第１の所定方向にプローブ１０１を離脱させるため
の目標離脱点となる座標と、この目標離脱点からプロー
ブ、＋−０１を第１の所定方向に対して所定角度をなす
第２の所定方向に移動させるための目標測定点となる座
標を演算する目標座標演算手段２０５と、目標座標演算
手段２０５の演算結果と位置検出手段１０３の検出結果
に基づいて、プローブ１０１−１１＝ を現当接点から目標離脱点に向けて第１の所定方向に移
動せしめた後に目標測定点に向けて第２の所定方向に移
動開始を、移動中にプローブ１０１が被測定面に当接し
たことが当接判定手段１０６により判定されるとこのプ
ローブ１０１を停止させて次の測定位置を設定を、当接
せずに目標測定点に到達すると被測定面に当接するまで
第２の所定方向と所定角度をなす第３の所定方向にプロ
ーブ１０１を移動せしめ、当接が判定されるとプローブ
１０１を停止せしめて次の測定位置を設定するように駆
動手段１０２を制御する駆動制御手段２０７とを備え、
これにより上述の問題点を解決する。
８１作用
（１）請求項１の発明
目標座標演算手段１０５は、現測定位置におけるプロー
ブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当接点から所
定の方向、例えば接線方向に延びる線−ヒにある目標測
定点の座標を演算する。この目標測定点は、次の測定点
にプローブ１０１を移動させるための点であり、現当接
点から上記所定の方向に所定距離だけ離れた点である。
ブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当接点から所
定の方向、例えば接線方向に延びる線−ヒにある目標測
定点の座標を演算する。この目標測定点は、次の測定点
にプローブ１０１を移動させるための点であり、現当接
点から上記所定の方向に所定距離だけ離れた点である。
駆動制御手段１０７は、目標座標演算手段１０５の演算
結果と位置検出手段１０３の検出結果に基づいて駆動手
段１０２を制御を、プローブ１０１を以下に示す如く移
動させる。すなわち、まずプローブ１０１を現当接点か
ら目標測定点に向けて移動開始を、移動中にプローブ１
０．１が被測定面に当接したことが当接判定手段１．０
６により判定されると、プローブ１０１を停止させて次
の測定位置を設定する。また、当接せずに目標測定点に
達すると、被測定面に当接させるべく上記所定方向に対
して所定角度をもつ所定の方向、例えば接線方向に対し
てはそれと直交する方向にプローブ１０１を移動せしめ
、当接が判定されるとプローブ１０１を停止せしめて次
の測定位置を設定する。
結果と位置検出手段１０３の検出結果に基づいて駆動手
段１０２を制御を、プローブ１０１を以下に示す如く移
動させる。すなわち、まずプローブ１０１を現当接点か
ら目標測定点に向けて移動開始を、移動中にプローブ１
０．１が被測定面に当接したことが当接判定手段１．０
６により判定されると、プローブ１０１を停止させて次
の測定位置を設定する。また、当接せずに目標測定点に
達すると、被測定面に当接させるべく上記所定方向に対
して所定角度をもつ所定の方向、例えば接線方向に対し
てはそれと直交する方向にプローブ１０１を移動せしめ
、当接が判定されるとプローブ１０１を停止せしめて次
の測定位置を設定する。
読み込み手段１０８は、当接判定手段１０６によりプロ
ーブ１０１が被測定面に当接したことが判定されるとき
のプローブ１０１の位置を、測定位置座標として位置検
出手段１０３の検出結果から読み込む。
ーブ１０１が被測定面に当接したことが判定されるとき
のプローブ１０１の位置を、測定位置座標として位置検
出手段１０３の検出結果から読み込む。
（２）請求項４の発明
目標座標演算手段２０５は、現測定位置におけるプロー
ブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当接点から第
１の所定方向、例えは法線方向にプローブ１０１を離脱
させるための目標離脱点の座標と、この目標離脱点から
プローブ１０１を第２の方向、例えば現当接点の接線と
平行な方向に移動させるための目標測定点の座標を演算
する。
ブ１０１の現当接点の座標に基づいて、現当接点から第
１の所定方向、例えは法線方向にプローブ１０１を離脱
させるための目標離脱点の座標と、この目標離脱点から
プローブ１０１を第２の方向、例えば現当接点の接線と
平行な方向に移動させるための目標測定点の座標を演算
する。
この第２の方向は、第１の方向に対して所定角度をなす
方向である。
方向である。
駆動制御手段２０７は、目標座標演算手段２０５の演算
結果と位置検出手段１０３の検出結果に基づいて駆動手
段１０２を制御を、プローブ１０１を以下に示す如く移
動させる。すなわち、まずプローブ１０１を現当接点か
ら目標離脱点に向けて第１の所定方向に移動開始を、そ
の後、目標測定点に向けて第２の所定方向に移動開始す
る。
結果と位置検出手段１０３の検出結果に基づいて駆動手
段１０２を制御を、プローブ１０１を以下に示す如く移
動させる。すなわち、まずプローブ１０１を現当接点か
ら目標離脱点に向けて第１の所定方向に移動開始を、そ
の後、目標測定点に向けて第２の所定方向に移動開始す
る。
移動中にプローブ１０１が被測定面に当接したことが当
接判定手段１０６により判定されると、プローブ１０１
を停止させて次の測定位置を設定を、当接せずに目標測
定点に達すると、被測定面に当接させるへく第２の所定
方向に対して所定角度をもつ第３の所定の方向、例えば
上記法線と平行な方向にプローブ１０１を移動せしめ、
当接が判定されるとプローブ１０１を停止せしめて次の
測定位置を設定する。
接判定手段１０６により判定されると、プローブ１０１
を停止させて次の測定位置を設定を、当接せずに目標測
定点に達すると、被測定面に当接させるへく第２の所定
方向に対して所定角度をもつ第３の所定の方向、例えば
上記法線と平行な方向にプローブ１０１を移動せしめ、
当接が判定されるとプローブ１０１を停止せしめて次の
測定位置を設定する。
読み込み手段１０８は、当接判定手段１０６によりプロ
ーブ１’０１が被測定面に当接したことが判定されると
きのプローブ１０１の位置を、測定位置座標として位置
検出手段１０３の検出結果から読み込む。
ーブ１’０１が被測定面に当接したことが判定されると
きのプローブ１０１の位置を、測定位置座標として位置
検出手段１０３の検出結果から読み込む。
Ｆ、実施例
一第１の実施例−
第２図〜第１３図に基づいて、本発明を三次元形状測定
機に適用した第１の実施例を説明する。
機に適用した第１の実施例を説明する。
（１）全体の構成
第２図は、３自由度を持つ三次元形状測定機の全体構成
図である。テーブル１１の上には門型の可動案内１２が
Ｘ方向（紙面と垂直な方向）に移動可能に設けられてい
る。可動案内１２は、テーブル１１上に設けられたＸ軸
駆動用モータ１３により駆動される。
図である。テーブル１１の上には門型の可動案内１２が
Ｘ方向（紙面と垂直な方向）に移動可能に設けられてい
る。可動案内１２は、テーブル１１上に設けられたＸ軸
駆動用モータ１３により駆動される。
可動案内１２の一端にはＸ軸駆動用モータ１４が設けら
れ、その出力軸であるねじ捧１５の端部が可動案内１２
の他端に設けた軸受１６にて軸支されている。ねじ捧１
５には図示せぬナツトを介してＺ軸方向に延在するブロ
ック１７が連結され、このブロック１７は、ねじ捧１５
の回転によりｙ軸方向に移動可能とされている。ブロッ
ク１７の上部には、２軸駆動用モータ１８が設けられ、
このモータ１８の出力軸であるねじ棒１９には、図示せ
ぬナツトを介してブロック２０が連結されている。この
ブロック２０は、ねじ捧１９の回転によりＺ軸方向に移
動可能とされている。
れ、その出力軸であるねじ捧１５の端部が可動案内１２
の他端に設けた軸受１６にて軸支されている。ねじ捧１
５には図示せぬナツトを介してＺ軸方向に延在するブロ
ック１７が連結され、このブロック１７は、ねじ捧１５
の回転によりｙ軸方向に移動可能とされている。ブロッ
ク１７の上部には、２軸駆動用モータ１８が設けられ、
このモータ１８の出力軸であるねじ棒１９には、図示せ
ぬナツトを介してブロック２０が連結されている。この
ブロック２０は、ねじ捧１９の回転によりＺ軸方向に移
動可能とされている。
ブロック２０の先端には、継手２１を介して例えば第３
図に示すような多軸力センサ２２が設けられ、この多軸
力センサ２２にプローブ１が取付けられている。ここで
、プローブ１のＸ軸方向の位置は、Ｘ軸駆動用モータ１
３の図示せぬ出力軸に沿って延設されたリニアスケール
２３ｘにより、ｙ軸方向の位置は、Ｘ軸駆動用モータ１
４のねじ捧１５に沿って延設されたリニアスケール２３
ｙにより、Ｚ軸方向の位置は、２軸駆動用モータ１８の
ねじ棒１９に沿って延設されたリニアスケール２３ｚに
よりそれぞれ検出される。すなわち、プローブ１はｘ、
ｙ、ｚの３方向に移動可能であり、その位置座標がリニ
アスケール２３ｘ〜２３ｚにより検出される。この検出
結果および多軸力センサ２２により検出された軸力Ｆｘ
、Ｆｙ。
図に示すような多軸力センサ２２が設けられ、この多軸
力センサ２２にプローブ１が取付けられている。ここで
、プローブ１のＸ軸方向の位置は、Ｘ軸駆動用モータ１
３の図示せぬ出力軸に沿って延設されたリニアスケール
２３ｘにより、ｙ軸方向の位置は、Ｘ軸駆動用モータ１
４のねじ捧１５に沿って延設されたリニアスケール２３
ｙにより、Ｚ軸方向の位置は、２軸駆動用モータ１８の
ねじ棒１９に沿って延設されたリニアスケール２３ｚに
よりそれぞれ検出される。すなわち、プローブ１はｘ、
ｙ、ｚの３方向に移動可能であり、その位置座標がリニ
アスケール２３ｘ〜２３ｚにより検出される。この検出
結果および多軸力センサ２２により検出された軸力Ｆｘ
、Ｆｙ。
Ｆｚは制御装置２４に入力され、制御装置２４は後述す
る制御に基づいて、プローブ１を移動させるへくモータ
、ｔ４，１８．１３ヘモ一タ駆動信号を出力する。
る制御に基づいて、プローブ１を移動させるへくモータ
、ｔ４，１８．１３ヘモ一タ駆動信号を出力する。
ここで、多軸力センサ２２は、プローブ１を被測定面２
に当接させたときにプローブ１に作用するＸ軸、ｙ軸、
Ｚ軸の各軸力を検出するものである。
に当接させたときにプローブ１に作用するＸ軸、ｙ軸、
Ｚ軸の各軸力を検出するものである。
（ＩＩ）多軸力センサ２２の構成
すなわち、第３図において、多軸力センサ２２は、第１
のリング２２ａと、これと対向する第２のリング２２ｂ
と、両リング２２ａ、２２ｂを連結する３本のたわみ梁
２２ｃと、たわみ梁２２ｃの内面に設けられた引っ張り
・圧縮力検出ゲージ２２ｄと、たわみ梁２２ｃの外面に
設けられた剪断力検出ゲージ２２ｅとから構成されてい
る。そして、第１のリング２２ａが継手２１ （第２図
）に連結され、第２のリング２２ｂがプローブ］と連結
され、プローブ１に作用する力に応じてたわみ梁２２ｃ
がたわむと各ゲージから歪量に応じた信号が得られ、各
軸力Ｆｘ、Ｆｙ＋ Ｆｚが知れる。
のリング２２ａと、これと対向する第２のリング２２ｂ
と、両リング２２ａ、２２ｂを連結する３本のたわみ梁
２２ｃと、たわみ梁２２ｃの内面に設けられた引っ張り
・圧縮力検出ゲージ２２ｄと、たわみ梁２２ｃの外面に
設けられた剪断力検出ゲージ２２ｅとから構成されてい
る。そして、第１のリング２２ａが継手２１ （第２図
）に連結され、第２のリング２２ｂがプローブ］と連結
され、プローブ１に作用する力に応じてたわみ梁２２ｃ
がたわむと各ゲージから歪量に応じた信号が得られ、各
軸力Ｆｘ、Ｆｙ＋ Ｆｚが知れる。
（ＩＩＩ）制御装置２４の構成
次に、第４図により制御装置２４について説明する。
制御装置２４は、第４図に示すとおり、多軸力センサ２
２からの信号入力部として、多軸力センサ２２からのア
ナログ信号を入力しその電圧レベルや零点を調整するイ
ンタフェース２４． ａと、入力アナログ信号を選択的
に出力するマルチプレクサ２４ｂと、マルチプレクサ２
４ｂからのアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰ
Ｕ２４ｄに入力するＡ／Ｄ変換器２４ｃとを有する。ま
た、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚからの信号入力部と
して、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚからのシリアルパ
ルス信号を計数してパラレル位置信号に変換するカウン
タ回路２４ｅと、このカウンタ回路２４ｅとＣＰＵ２４
ｄとの間の入力用インタフェース２４−ｆとを有する。
２からの信号入力部として、多軸力センサ２２からのア
ナログ信号を入力しその電圧レベルや零点を調整するイ
ンタフェース２４． ａと、入力アナログ信号を選択的
に出力するマルチプレクサ２４ｂと、マルチプレクサ２
４ｂからのアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰ
Ｕ２４ｄに入力するＡ／Ｄ変換器２４ｃとを有する。ま
た、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚからの信号入力部と
して、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚからのシリアルパ
ルス信号を計数してパラレル位置信号に変換するカウン
タ回路２４ｅと、このカウンタ回路２４ｅとＣＰＵ２４
ｄとの間の入力用インタフェース２４−ｆとを有する。
更に、信号制御部として、処理手順を予め格納したＲＯ
Ｍ２４ｇと、各種の数値、データ等が一時的に記憶され
るＲＡＭ２４− ｈと、処理手順に従い各機器を制御す
るとともに、入力された信号に基づいて各種演算を行な
いプローブ１を所定位置へ移動させるための指令信号を
出力するＣＰＵ２４ｄとを有する。更にまた、出力部と
して、ＣＰＵ２４ｄから出力されるデジタル位置指令信
号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２４ｉと、位
置指令信号とリニアスケール２３ｘ〜２３ｚの位置信号
から算出したプローブ１の位置とが一致するようにモー
タ１４゜１８．１３を制御するサーボドライバ２４ｊと
を有する。
Ｍ２４ｇと、各種の数値、データ等が一時的に記憶され
るＲＡＭ２４− ｈと、処理手順に従い各機器を制御す
るとともに、入力された信号に基づいて各種演算を行な
いプローブ１を所定位置へ移動させるための指令信号を
出力するＣＰＵ２４ｄとを有する。更にまた、出力部と
して、ＣＰＵ２４ｄから出力されるデジタル位置指令信
号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２４ｉと、位
置指令信号とリニアスケール２３ｘ〜２３ｚの位置信号
から算出したプローブ１の位置とが一致するようにモー
タ１４゜１８．１３を制御するサーボドライバ２４ｊと
を有する。
以上の実施例の構成において、多軸力センサ２２が力検
出手段１０４を、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚが位置
検出手段１０３を、各軸駆動用モータ１４．］。８，１
３が駆動手段１０２を、ＣＰＵ２４ｄが目標座標演算手
段１０５．当接判定手段１０６および読み込み手段１０
８を、ＣＰＵ２４ｄおよびサーボドライバ２４ｊが駆動
制御手段１０７をそれぞれ構成する。
出手段１０４を、リニアスケール２３ｘ〜２３ｚが位置
検出手段１０３を、各軸駆動用モータ１４．］。８，１
３が駆動手段１０２を、ＣＰＵ２４ｄが目標座標演算手
段１０５．当接判定手段１０６および読み込み手段１０
８を、ＣＰＵ２４ｄおよびサーボドライバ２４ｊが駆動
制御手段１０７をそれぞれ構成する。
−２０＝
（ＩＶ）動作の説明
次に、処理の流れを示す第５図に基づいて制御装置２４
内のＲＯＭ２４ｇに記憶された制御演算の手順について
説明する。なお、この制御は三次元において可能である
が説明を簡単化するために二次元（ｙｚ平面）にて説明
する。
内のＲＯＭ２４ｇに記憶された制御演算の手順について
説明する。なお、この制御は三次元において可能である
が説明を簡単化するために二次元（ｙｚ平面）にて説明
する。
（■−■）初期設定
第５図において、まずステップＳ１で初期設定を行なう
。ステップＳ１の詳細を示す第７図により説明すると、
まずステップＳｌｌで測定点数のカウント値を初期化す
る。すなわち、各測定点ごとに「＋１」づつ歩進して測
定点数を示すカウント値Ｋを「１」とする。なお、以降
の式の説明は一般式としてカウント値に対する添字にで
示すがＮ番目の測定点ではに＝Ｎとなる。
。ステップＳ１の詳細を示す第７図により説明すると、
まずステップＳｌｌで測定点数のカウント値を初期化す
る。すなわち、各測定点ごとに「＋１」づつ歩進して測
定点数を示すカウント値Ｋを「１」とする。なお、以降
の式の説明は一般式としてカウント値に対する添字にで
示すがＮ番目の測定点ではに＝Ｎとなる。
次にステップＳ１２でプローブ１の初期位置０１点およ
び被測定面２に対する初期進行方向を決める初期進行角
度α。を設定する。この制御においては、Ｎ番目の測定
点におけるプローブ進行角度が、前回の当接点における
法線方向と２軸とのなす角度αＮ−１で設定されるから
、測定当初の初期進行角度をα。とじて設定する必要が
ある。ここでＱ□点はプローブ１の中心Ｏに対応した位
置である。その後、ステップＳ１３に進み、後述する当
接フラグＦＬＧを「０」に設定する。
び被測定面２に対する初期進行方向を決める初期進行角
度α。を設定する。この制御においては、Ｎ番目の測定
点におけるプローブ進行角度が、前回の当接点における
法線方向と２軸とのなす角度αＮ−１で設定されるから
、測定当初の初期進行角度をα。とじて設定する必要が
ある。ここでＱ□点はプローブ１の中心Ｏに対応した位
置である。その後、ステップＳ１３に進み、後述する当
接フラグＦＬＧを「０」に設定する。
（■−■）プローブ当接制御
次に、ステップＳ２（第５図）に進み、プローブ１を被
測定面２に当接させるべく被測定面２へ近接する制御を
行なう。
測定面２に当接させるべく被測定面２へ近接する制御を
行なう。
ステップＳ２の詳細を第８図により説明する。
今、第６図に示すようにＮ番目の目標測定点ＱＮにプロ
ーブ１の中心０が位置を、Ｋ＝Ｎとする。
ーブ１の中心０が位置を、Ｋ＝Ｎとする。
なお、第６図では、プローブ１は大きさを無視し点で示
す。
す。
まず、第８図のステップＳ２１で当接フラグＦＬＧが「
］−」か否かを判定する。この当接フラグＦＬＧは、測
定点ＰＮから次の目標測定点ＱＮや、までプローブ１を
移動する際にプローブ１が被測定面２に当接するとｒｌ
Ｊに設定され、後述のステップ８４０８で「０」にリセ
ットされる。すなわち、ステップＳ２１においてＦＬＧ
＝１であれば現在プローブ１は第６図における測定点Ｐ
Ｎに位置していると判断してステップＳ３に進み、ＦＬ
Ｇ＝ＯであればステップＳ２２に進む。
］−」か否かを判定する。この当接フラグＦＬＧは、測
定点ＰＮから次の目標測定点ＱＮや、までプローブ１を
移動する際にプローブ１が被測定面２に当接するとｒｌ
Ｊに設定され、後述のステップ８４０８で「０」にリセ
ットされる。すなわち、ステップＳ２１においてＦＬＧ
＝１であれば現在プローブ１は第６図における測定点Ｐ
Ｎに位置していると判断してステップＳ３に進み、ＦＬ
Ｇ＝ＯであればステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２では、前回演算された法線方向（今回が
１回目のときは、ステップＳ ］、 ２で設定した初期
進行方向α。）へプローブ１を移動させるため、前回の
当接点ＰＮ−□（不図示）の法線方向が２軸となす角度
αト、に基づいて、法線方向に沿った単位移動量Δａ
（第６図）のｙｌＺ成分を求める。これらは一般式とし
て、Δａ Ｓｉｎ ｃｔＫ−ｘ ！ Δａ Ｃｏ５ａＫ
−、で表される。したがって、プローブ１の中心の座標
をｙＱＫ＋ＺＱにとするとき、目標測定点ＱＮにその中
心○が位置するプローブ１を前回の法線方向に沿ってΔ
ａだけ移動せしめたときのプローブ中心○の座標は、ｙ
Ｑに”ｙＱＫ−Δａｓｉｎ（ＸＫ−１ＺＱＫ＝ＺＱＫ−
Δａ ｃｏｓαに−まただを、Ｋ＝Ｎ となり、ステップＳ２３において、これらの式により求
められた座標、ＹＱＮ＋ ＺＱＮへプローブ１の中心０
を移動させる。ここで、本実施例では、第６図に示すよ
うに角度を時計回りに正とする。
１回目のときは、ステップＳ ］、 ２で設定した初期
進行方向α。）へプローブ１を移動させるため、前回の
当接点ＰＮ−□（不図示）の法線方向が２軸となす角度
αト、に基づいて、法線方向に沿った単位移動量Δａ
（第６図）のｙｌＺ成分を求める。これらは一般式とし
て、Δａ Ｓｉｎ ｃｔＫ−ｘ ！ Δａ Ｃｏ５ａＫ
−、で表される。したがって、プローブ１の中心の座標
をｙＱＫ＋ＺＱにとするとき、目標測定点ＱＮにその中
心○が位置するプローブ１を前回の法線方向に沿ってΔ
ａだけ移動せしめたときのプローブ中心○の座標は、ｙ
Ｑに”ｙＱＫ−Δａｓｉｎ（ＸＫ−１ＺＱＫ＝ＺＱＫ−
Δａ ｃｏｓαに−まただを、Ｋ＝Ｎ となり、ステップＳ２３において、これらの式により求
められた座標、ＹＱＮ＋ ＺＱＮへプローブ１の中心０
を移動させる。ここで、本実施例では、第６図に示すよ
うに角度を時計回りに正とする。
次にステップＳ２４でプローブ１に作用する力ＦＹ＋Ｆ
Ｚを多軸力センサ２２にて検知を、その合力ＦＹｚを、 Ｆｙｚ＝Ｊ丁７−「口［ により算出を、ステップ８２５に進む。ステップＳ２５
では、合力ＦＹＺと予め設定された値Ｒとを比較して被
測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する。す
なわちＦｙｚ＞Ｒであれば当接したと判断してステップ
Ｓ２６に進み、ＦＹＺ≦Ｒであれば当接していないと判
断を、プローブ１をさらに同方向にΔａだけ移動させる
へくステップＳ２２に戻り同様の処理を行い、以下ステ
ップＳ２５において当接したと判断されるまでこの制御
を繰り返を、その後、ステップＳ２６に進む。
Ｚを多軸力センサ２２にて検知を、その合力ＦＹｚを、 Ｆｙｚ＝Ｊ丁７−「口［ により算出を、ステップ８２５に進む。ステップＳ２５
では、合力ＦＹＺと予め設定された値Ｒとを比較して被
測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する。す
なわちＦｙｚ＞Ｒであれば当接したと判断してステップ
Ｓ２６に進み、ＦＹＺ≦Ｒであれば当接していないと判
断を、プローブ１をさらに同方向にΔａだけ移動させる
へくステップＳ２２に戻り同様の処理を行い、以下ステ
ップＳ２５において当接したと判断されるまでこの制御
を繰り返を、その後、ステップＳ２６に進む。
ステップ８２６では、ＶＱＫｒ ＺＱＫの値を測定点と
してｙＰＫ＋ ＺＰＫに格納を、その後ステップＳ３（
第５図）へ進む。この座標ｙＰＫ、 ＺＰＫが測定位置
座標であり被測定面２の形状を表わす。
してｙＰＫ＋ ＺＰＫに格納を、その後ステップＳ３（
第５図）へ進む。この座標ｙＰＫ、 ＺＰＫが測定位置
座標であり被測定面２の形状を表わす。
（■−■）法線方向検出
次に第５図のステップＳ３に進み、プローブ１−が被測
定面２に当接した点における法線方向のＺ軸に対する傾
きαＫを算出する。プローブ１が被測定面２に当接した
ときの状態を第９図に示す。
定面２に当接した点における法線方向のＺ軸に対する傾
きαＫを算出する。プローブ１が被測定面２に当接した
ときの状態を第９図に示す。
このとき当接点「イ」を介してプローブ１に作用する反
力Ｆ″ＹＺの方向は常に当接点「イ」の法線方向である
から、反力Ｆｙｚと２軸とのなす角度αには、プローブ
１のＺ方向の分力ＦＺとｙ方向の分力ＦＹとを用いて、 αに＝ｊａｎ−１（Ｆｙ／ Ｆｚ） で表わされる。すなわち、この法線方向と２軸とのなす
角度αＫを、ステップＳ３の詳細を示す第１０図のステ
ップＳ３１で演算する。
力Ｆ″ＹＺの方向は常に当接点「イ」の法線方向である
から、反力Ｆｙｚと２軸とのなす角度αには、プローブ
１のＺ方向の分力ＦＺとｙ方向の分力ＦＹとを用いて、 αに＝ｊａｎ−１（Ｆｙ／ Ｆｚ） で表わされる。すなわち、この法線方向と２軸とのなす
角度αＫを、ステップＳ３の詳細を示す第１０図のステ
ップＳ３１で演算する。
（■−■）接線と平行な方向への移動
量に、ステップＳ４（第５図）に進み、当接点「イ」お
ける接線と平行な方向に単位移動量Δｔづつプローブ１
を移動させる制御を行う。
ける接線と平行な方向に単位移動量Δｔづつプローブ１
を移動させる制御を行う。
今、プローブ１は、第６図の測定点ＰＮにその中心Ｏが
位置を、ここから接線と平行な方向にプローブ１を移動
させる場合について説明する。
位置を、ここから接線と平行な方向にプローブ１を移動
させる場合について説明する。
ステップＳ４の詳細を示す第１１図において、まずステ
ップ５４０１で移動回数を示すカウント値Ｉを「１」と
する。次に８４０２で、点ＰＮ（現当接点）から接線方
向にΔｔだけ離れた目標移動点ＤＩの座標を、 ：ＹＤＩ” ｙＰＫ＋Ｉ ’Δｔ０ＣＯ８αＫＺＤＩ：
ｚＰＫ＋Ｉ′Δｔ−５ｉｎαｘただを、Ｋ＝Ｎ にしたがって演算を、ステップ５４０３でプローブ］−
の中心０を目標移動点ＤＩまで移動する。
ップ５４０１で移動回数を示すカウント値Ｉを「１」と
する。次に８４０２で、点ＰＮ（現当接点）から接線方
向にΔｔだけ離れた目標移動点ＤＩの座標を、 ：ＹＤＩ” ｙＰＫ＋Ｉ ’Δｔ０ＣＯ８αＫＺＤＩ：
ｚＰＫ＋Ｉ′Δｔ−５ｉｎαｘただを、Ｋ＝Ｎ にしたがって演算を、ステップ５４０３でプローブ］−
の中心０を目標移動点ＤＩまで移動する。
ステップ５４０４では、プローブｌに作用する力Ｆｘ、
ＦＺを多軸力センサ２２にて検知を、その合力Ｆｙｚを
、 Ｆｙｚ＝ Ｆｙ＋Ｆｚ により算出を、ステップ８４．０５に進む。ステップ８
４０５では合力ＦＹＺと予め設定された値Ｒとを比較し
て被測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する
。すなわち、Ｆｙｚ＞Ｒであれば例えば第６図にｐ Ｎ
＋４で示すように被測定面２に当接したと判断しステッ
プ５４０９へ進む。ステップ５４０９では、プローブ１
の中心Ｏが位置する点ＤＩ（ｙｏｒ＋ ＺＤＩ）を読み
込み、ｙＰ（Ｋ◆１）： ｙＤＩ Ｖ Ｐ（Ｋ＋ｔ ）＝ Ｚ ＤＩ ただを、Ｋ＝Ｎ により次の測定点ｐＮ、、とを、ステップ５４１０で当
接フラグＦＬＧを「１」とする。その後、処理はステッ
プＳ５に進む。この当接点Ｐ ＮＯｘの座標が測定位置
座標であり被測定面２の形状を表わす。
ＦＺを多軸力センサ２２にて検知を、その合力Ｆｙｚを
、 Ｆｙｚ＝ Ｆｙ＋Ｆｚ により算出を、ステップ８４．０５に進む。ステップ８
４０５では合力ＦＹＺと予め設定された値Ｒとを比較し
て被測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する
。すなわち、Ｆｙｚ＞Ｒであれば例えば第６図にｐ Ｎ
＋４で示すように被測定面２に当接したと判断しステッ
プ５４０９へ進む。ステップ５４０９では、プローブ１
の中心Ｏが位置する点ＤＩ（ｙｏｒ＋ ＺＤＩ）を読み
込み、ｙＰ（Ｋ◆１）： ｙＤＩ Ｖ Ｐ（Ｋ＋ｔ ）＝ Ｚ ＤＩ ただを、Ｋ＝Ｎ により次の測定点ｐＮ、、とを、ステップ５４１０で当
接フラグＦＬＧを「１」とする。その後、処理はステッ
プＳ５に進む。この当接点Ｐ ＮＯｘの座標が測定位置
座標であり被測定面２の形状を表わす。
一方、ステップ５４０５においてＦＹＺ≦Ｒであれば当
接していないと判断を、ステップ８４０６に進む。ステ
ップ５４０６では、カウント値工を予め設定された値Ｓ
と比較してプローブ１が測定点ＰＮから接線方向に所定
量ΔＱ（第６図）だけ離れた次の目標測定点ＱＮ＋□ま
で到達したか否かを判定する。■≧Ｓであれば到達した
と判断してステップ５４０７に進む。Ｉ＜Ｓであればま
だ到達していないと判断を、５４１１で移動回数のカラ
ン］・値■に１を加えた後、さらにプローブ１をΔｔた
け移動させるべくステップ５４０２に戻り上述の処理を
繰り返す。ステップ５４０７ではプローブ１が測定点Ｐ
Ｎから■×Δｔ （Ｉ＝Ｓ）だけ移動した点（ｙｏ＋
＋ ｚｏ＋）を、Ｙ Ｑ（Ｋ＋１１＝ ’ｊ ＤＩ Ｚ Ｑ（Ｋ＋１＋＝ Ｚ ＤＩ ただを、Ｉ＝Ｓ、に＝Ｎ により次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ ｘとを、ステップ５
４０８で当接フラグＦＬＧを「０」とした後、ステップ
Ｓ５（第５図）へ進む。
接していないと判断を、ステップ８４０６に進む。ステ
ップ５４０６では、カウント値工を予め設定された値Ｓ
と比較してプローブ１が測定点ＰＮから接線方向に所定
量ΔＱ（第６図）だけ離れた次の目標測定点ＱＮ＋□ま
で到達したか否かを判定する。■≧Ｓであれば到達した
と判断してステップ５４０７に進む。Ｉ＜Ｓであればま
だ到達していないと判断を、５４１１で移動回数のカラ
ン］・値■に１を加えた後、さらにプローブ１をΔｔた
け移動させるべくステップ５４０２に戻り上述の処理を
繰り返す。ステップ５４０７ではプローブ１が測定点Ｐ
Ｎから■×Δｔ （Ｉ＝Ｓ）だけ移動した点（ｙｏ＋
＋ ｚｏ＋）を、Ｙ Ｑ（Ｋ＋１１＝ ’ｊ ＤＩ Ｚ Ｑ（Ｋ＋１＋＝ Ｚ ＤＩ ただを、Ｉ＝Ｓ、に＝Ｎ により次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ ｘとを、ステップ５
４０８で当接フラグＦＬＧを「０」とした後、ステップ
Ｓ５（第５図）へ進む。
ステップＳ５では、Ｋと被測定面２の形状に応じて予め
設定した総測定点数Ｎｍａｘとを比較を、Ｋ≧Ｎｍａｘ
であれば測定が終了したと判断を、処理を終了させる。
設定した総測定点数Ｎｍａｘとを比較を、Ｋ≧Ｎｍａｘ
であれば測定が終了したと判断を、処理を終了させる。
Ｋ（ＮｍａｘであればステップＳ６で測定点のカウント
値Ｋに１を加えた後ステップＳ２に戻り上述の処理を繰
り返す。この繰り返しにより、例えば第６図に示すよう
にＰＮ〜ＰＮ、、の座標を測定できる。
値Ｋに１を加えた後ステップＳ２に戻り上述の処理を繰
り返す。この繰り返しにより、例えば第６図に示すよう
にＰＮ〜ＰＮ、、の座標を測定できる。
（Ｖ）三次元形状についての補足説明
以上の手順は、説明の簡単化のため二次元において説明
したが、この制御を三次元で行う場合について説明する
。
したが、この制御を三次元で行う場合について説明する
。
第１２図において、プローブ１の倣い方向を示す線Ａお
よびこれと直交する線Ｂによって形成されるｙｚ平面を
Ｃとすると、測定時にプローブ１の中心○は、このｙｚ
平面Ｃ上を移動することになる。今、プローブ１が点「
イ」 （第９図参照）において被測定面２と当接を、そ
の中心Ｏが点ＰＫに位置したとすると、点「イ」を含む
接平面りが一意に決まり、この接平面りと平行で点ＰＫ
を含む平面Ｄ′と平面Ｃとが交わる交線Ｅが決まる。こ
の当接点「イ」において多軸力センサ２２によりＸ＋３
’＋Ｚ方向の軸力ＦＸ＋ＦＹ＋Ｆｚが検出され、この各
軸力Ｆｘ、ＦＹＩ ＦＺの合力Ｆ ＸＹＺの方向とＺ軸
とのなす角Ｏ（第１３図にも示す）は、 ０＝ｊａｎ−’＃下下７ンＦＺ により算出される。今、交線Ｅに沿ってΔＱだけプロー
ブ１を移動させてその中心Ｏを次の測定点ＱＫ＋□に移
動させた後、上式から演算されたθの角度を持つ法線軸
Ｒに沿ってプローブ１を移動させると、プローブ１は平
面Ｃを逸脱し測定軌跡Ｇからそれた点Ｐ′Ｋ。、で被測
定面２に当接する。
よびこれと直交する線Ｂによって形成されるｙｚ平面を
Ｃとすると、測定時にプローブ１の中心○は、このｙｚ
平面Ｃ上を移動することになる。今、プローブ１が点「
イ」 （第９図参照）において被測定面２と当接を、そ
の中心Ｏが点ＰＫに位置したとすると、点「イ」を含む
接平面りが一意に決まり、この接平面りと平行で点ＰＫ
を含む平面Ｄ′と平面Ｃとが交わる交線Ｅが決まる。こ
の当接点「イ」において多軸力センサ２２によりＸ＋３
’＋Ｚ方向の軸力ＦＸ＋ＦＹ＋Ｆｚが検出され、この各
軸力Ｆｘ、ＦＹＩ ＦＺの合力Ｆ ＸＹＺの方向とＺ軸
とのなす角Ｏ（第１３図にも示す）は、 ０＝ｊａｎ−’＃下下７ンＦＺ により算出される。今、交線Ｅに沿ってΔＱだけプロー
ブ１を移動させてその中心Ｏを次の測定点ＱＫ＋□に移
動させた後、上式から演算されたθの角度を持つ法線軸
Ｒに沿ってプローブ１を移動させると、プローブ１は平
面Ｃを逸脱し測定軌跡Ｇからそれた点Ｐ′Ｋ。、で被測
定面２に当接する。
そこで、点ＰＫ点において、Ｆ ＸＹＺを平面Ｃに投影
したベクトルＦｃ（第１３図にも示す）を演算を、交線
Ｅに沿ってΔＱだけプローブ１を移動させてその中心○
をＱ Ｋ ＋ ｘ点に位置させた後、この法線ベクトル
Ｆｃと平行な方向Ｒｃに沿ってプローブ１を移動させる
と、平面Ｃ上の点ＰＫや。
したベクトルＦｃ（第１３図にも示す）を演算を、交線
Ｅに沿ってΔＱだけプローブ１を移動させてその中心○
をＱ Ｋ ＋ ｘ点に位置させた後、この法線ベクトル
Ｆｃと平行な方向Ｒｃに沿ってプローブ１を移動させる
と、平面Ｃ上の点ＰＫや。
で当接する。平面Ｃがｙｚ平面であるから、Ｆｃの方向
は上述した二次元の場合における合力Ｆｙｚの方向と同
じであり、したがって、上述の処理手順により常に測定
軌跡Ｇ上にて測定が可能となる。
は上述した二次元の場合における合力Ｆｙｚの方向と同
じであり、したがって、上述の処理手順により常に測定
軌跡Ｇ上にて測定が可能となる。
第６図に示すように、以上の処理手順によって測定を行
えば、測定点ＰＫ−ｐＨ□間の距離ΔｍＫは、被測定面
２の角度に拘らずΔＱとほぼ等しくなるので、ΔｍＫの
長さが一定となり、被測定面２の正確な形状が測定でき
る。
えば、測定点ＰＫ−ｐＨ□間の距離ΔｍＫは、被測定面
２の角度に拘らずΔＱとほぼ等しくなるので、ΔｍＫの
長さが一定となり、被測定面２の正確な形状が測定でき
る。
また、第６図のＰＮ＋３ ＰＮ＋。間のように被測定
面２の形状が凹状のためプローブ１が次の目標測定点Ｑ
Ｎ□に向けて移動中に被測定面２に当接しても、その点
を次の測定点ＰＮ□とすることにより処理を続行できる
。
面２の形状が凹状のためプローブ１が次の目標測定点Ｑ
Ｎ□に向けて移動中に被測定面２に当接しても、その点
を次の測定点ＰＮ□とすることにより処理を続行できる
。
なお、以上では、プローブ１を測定点からその接線方向
に移動させて次の目標測定点に至るようにしたが、例え
ば、この接線方向に対して被測定面２から離れる方向に
所定のオフセット角を持つ方向に移動させ、この方向上
の目標測定点に至るようにしてもよい。このオフセット
角は、例えば被測定面２の傾きの変化率から求めるよう
にすればよい。例えば、プローブ１が当接した点におけ
る被測定面２の形状が凹状であった場合には、接線方向
に移動させることができず上述した実施例では測定を中
断せざるを得ないが、所定角度オフセットさせることに
より移動が可能となり、測定を中断することなく行うこ
とができる。
に移動させて次の目標測定点に至るようにしたが、例え
ば、この接線方向に対して被測定面２から離れる方向に
所定のオフセット角を持つ方向に移動させ、この方向上
の目標測定点に至るようにしてもよい。このオフセット
角は、例えば被測定面２の傾きの変化率から求めるよう
にすればよい。例えば、プローブ１が当接した点におけ
る被測定面２の形状が凹状であった場合には、接線方向
に移動させることができず上述した実施例では測定を中
断せざるを得ないが、所定角度オフセットさせることに
より移動が可能となり、測定を中断することなく行うこ
とができる。
また、測定点から次の目標測定点までの間に複数の目標
移動点ＤＩを設定を、この点ＤＩの座標を順次に演算し
つつプローブ１を移動させ、各移動点ＤＩへの移動毎に
多軸力センサ２２の出力から被測定面２に当接したか否
かを判定するようにしたが、後述する第２の実施例のよ
うに、所定方向上の次の目標測定点に向けてプローブ１
を移動させ、移動開始後、多軸力センサ２２からの出力
を常に読み込んでプローブ１が被測定面２に当接したか
否かを判定するようにしてもよい。
移動点ＤＩを設定を、この点ＤＩの座標を順次に演算し
つつプローブ１を移動させ、各移動点ＤＩへの移動毎に
多軸力センサ２２の出力から被測定面２に当接したか否
かを判定するようにしたが、後述する第２の実施例のよ
うに、所定方向上の次の目標測定点に向けてプローブ１
を移動させ、移動開始後、多軸力センサ２２からの出力
を常に読み込んでプローブ１が被測定面２に当接したか
否かを判定するようにしてもよい。
−第２の実施例−
以上では、当接点に位置するプローブ１をｙｚ平面上に
おける現当接点の接線上の次の目標測定点に向けて移動
させる例を示したが、次に第１４図〜第１９図に基づい
て当接点からその法線方向上の目標離脱点にいったん離
脱せしめてから上記接線と平行な線上の目標測定点に向
けて移動せしめる第２の実施例について説明する。
おける現当接点の接線上の次の目標測定点に向けて移動
させる例を示したが、次に第１４図〜第１９図に基づい
て当接点からその法線方向上の目標離脱点にいったん離
脱せしめてから上記接線と平行な線上の目標測定点に向
けて移動せしめる第２の実施例について説明する。
第１４図に第２の実施例の全体の処理手順例を示す。第
１の実施例を示す第５図と同様な箇所には同一の符号を
付を、相違点のみを以下に説明する。
１の実施例を示す第５図と同様な箇所には同一の符号を
付を、相違点のみを以下に説明する。
まず、上述したステップ８１〜Ｓ３の処理を行い、次い
でステップＳ８に進む。このステップＳ８では、プロー
ブ１の中心○を目標離脱点に離脱させる制御を行う。
でステップＳ８に進む。このステップＳ８では、プロー
ブ１の中心○を目標離脱点に離脱させる制御を行う。
第１５図に示すように、ステップＳｌ、Ｓ２の制御によ
りプローブ１は被測定面２と当接を、その中心０が測定
点ＰＮに位置しているとする。
りプローブ１は被測定面２と当接を、その中心０が測定
点ＰＮに位置しているとする。
目標離脱点Ｐ’Ｎは測定点ＰＮからその点ＰＮの法線方
向にΔｈだけ離れた点である。ステップＳ８の詳細を示
す第１６図において、まず、ステップＳ８１で、目標離
脱点ｐｌＮの座標（ｙＰ’ＮＩ ＺＰ’Ｎ）を測定点Ｐ
Ｎの座標（ｙＰＮＩ ＺＰＮ）を用いて、ｙｐ’ｘ＝ｙ
ｐｘ＋Δｈ ｓｉｎ ａ ＫＺＰ’Ｋ”ＺＰＫ＋Δｈ
ｃｏｓ ａ Ｋただを、Ｋ＝Ｎ にしたがって演算を、次いでステップＳ８２でプローブ
１の中心０をＰ′Ｎ点まで移動する。
向にΔｈだけ離れた点である。ステップＳ８の詳細を示
す第１６図において、まず、ステップＳ８１で、目標離
脱点ｐｌＮの座標（ｙＰ’ＮＩ ＺＰ’Ｎ）を測定点Ｐ
Ｎの座標（ｙＰＮＩ ＺＰＮ）を用いて、ｙｐ’ｘ＝ｙ
ｐｘ＋Δｈ ｓｉｎ ａ ＫＺＰ’Ｋ”ＺＰＫ＋Δｈ
ｃｏｓ ａ Ｋただを、Ｋ＝Ｎ にしたがって演算を、次いでステップＳ８２でプローブ
１の中心０をＰ′Ｎ点まで移動する。
次に、ステップ８９（第１４図）において、目標離脱点
ｐ Ｉ Ｎから当接点における接線と平行な方向にΔＱ
だけ離れた次の目標測定点ＱＮや、（第１５図）にプロ
ーブ１．の中心Ｏを移動させる制御を行なう。
ｐ Ｉ Ｎから当接点における接線と平行な方向にΔＱ
だけ離れた次の目標測定点ＱＮや、（第１５図）にプロ
ーブ１．の中心Ｏを移動させる制御を行なう。
ステップＳ９の詳細を示す第１７図において、まず、ス
テップＳ９１で接線方向への移動量ΔＱのｙ、ｚ成分を
ΔｎｃｏｓａＫ、−ΔＱｓｉｎａＫＣただを、Ｋ＝Ｎ）
から求め、これにより次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ １の
座標を、 Ｖ Ｑ（Ｋ◆ｚ）＝ｙＰ’に＋ΔＱ ｃｏｓαＫＺＱ（
Ｋ＋１１＝ ＺＰ’に一ΔＱＳｊｎａＫただを、Ｋ＝Ｎ により算出を、ステップＳ９２に進む。ステップＳ９２
ではこの算出結果に基づいて、以下に示すようにプロー
ブ１の移動制御を行う。
テップＳ９１で接線方向への移動量ΔＱのｙ、ｚ成分を
ΔｎｃｏｓａＫ、−ΔＱｓｉｎａＫＣただを、Ｋ＝Ｎ）
から求め、これにより次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ １の
座標を、 Ｖ Ｑ（Ｋ◆ｚ）＝ｙＰ’に＋ΔＱ ｃｏｓαＫＺＱ（
Ｋ＋１１＝ ＺＰ’に一ΔＱＳｊｎａＫただを、Ｋ＝Ｎ により算出を、ステップＳ９２に進む。ステップＳ９２
ではこの算出結果に基づいて、以下に示すようにプロー
ブ１の移動制御を行う。
ステップＳ９２の詳細を示す第１８図において、まず、
ステップ５９２１で当接フラグＦＬＧを零とする。次い
でステップ５９２２でサーボドライバ２４ｊに駆動信号
を出力を、モータ１４，１８によりプローブ１をステッ
プＳ９１で求められた次の目標測定点ＱＮや、（第１５
図）に向けて移動開始する。その後、ステップ５９２３
で現在のプローブｌの位置をリニアスケール２３ｙ、２
３ｚにて読み込んだ後、ステップ５９２４に進む。
ステップ５９２１で当接フラグＦＬＧを零とする。次い
でステップ５９２２でサーボドライバ２４ｊに駆動信号
を出力を、モータ１４，１８によりプローブ１をステッ
プＳ９１で求められた次の目標測定点ＱＮや、（第１５
図）に向けて移動開始する。その後、ステップ５９２３
で現在のプローブｌの位置をリニアスケール２３ｙ、２
３ｚにて読み込んだ後、ステップ５９２４に進む。
ステップ５９２４では、リニアスケール２３ｙ。
２３ｚの出力からプローブ１が次の目標測定点Ｑ 、、
に達したか否かを判定する。ステップ５９２４が肯定さ
れた場合、すなわち、第１５図に示すように、目標離脱
点ｐ ＋ Ｎから次の目標測定点ＱＮまで被測定面２に
当接することなく達した場合には、ステップＳ５（第１
４図）に進み、上述のように測定が終了したか否かを判
定する。そしてステップＳ５が背定されると処理を終了
させ、否定されるとカウント値Ｋに１を加えてステップ
Ｓ２に戻る。また、ステップ５９２４が否定された場合
、すなわち、プローブ１がまだ目標測定点Ｑ Ｎ ＋
、に達していない場合には、ステップ５９２５に進む。
に達したか否かを判定する。ステップ５９２４が肯定さ
れた場合、すなわち、第１５図に示すように、目標離脱
点ｐ ＋ Ｎから次の目標測定点ＱＮまで被測定面２に
当接することなく達した場合には、ステップＳ５（第１
４図）に進み、上述のように測定が終了したか否かを判
定する。そしてステップＳ５が背定されると処理を終了
させ、否定されるとカウント値Ｋに１を加えてステップ
Ｓ２に戻る。また、ステップ５９２４が否定された場合
、すなわち、プローブ１がまだ目標測定点Ｑ Ｎ ＋
、に達していない場合には、ステップ５９２５に進む。
ステップ５９２５では、プローブ１に作用する力Ｆ Ｙ
＋ Ｆ Ｚを多軸力センサ２２にて検知を、その合力
を Ｆｙｚ＝ｖ’下７１肩漏こ により算出を、ステップ８９２６に進む。ステップ８９
２６では、合力Ｆｙｚと予め設定された値Ｒとを比較し
て被測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する
。Ｆｙｚ≦Ｒであれば当接していないと判断してステッ
プ５９２３に戻り、ステップ８９２３以下の処理を繰り
返す。
＋ Ｆ Ｚを多軸力センサ２２にて検知を、その合力
を Ｆｙｚ＝ｖ’下７１肩漏こ により算出を、ステップ８９２６に進む。ステップ８９
２６では、合力Ｆｙｚと予め設定された値Ｒとを比較し
て被測定面２にプローブ１が当接したか否かを判定する
。Ｆｙｚ≦Ｒであれば当接していないと判断してステッ
プ５９２３に戻り、ステップ８９２３以下の処理を繰り
返す。
ＦＹＺ＞Ｒであれば第１９図に示すようにプローブ１が
次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ 、への移動中に被測定面２
に点ＰＮ＋□で当接したと判定を、ステップ５９２７で
サーボドライバ２４ｊに停止信号を出力してプローブ１
を停止させ、次いでステップ５９２８で当接フラグＦＬ
Ｇを「１」としてステップ５９２９に進む。ステップ５
９２９では、このときプローブ１の中心Ｏが位置してい
る点を次の測定点ＰＮ＋□とじ、その座標ｙ、Ｚを測定
位置座標としてＶＰ（Ｋ＋ｘ）＋ ＺＰｆＫ＋ｘ） （
ただを、Ｋ＝Ｎ）に格納を、その後ステップＳ５に進む
。
次の目標測定点Ｑ Ｎ ＋ 、への移動中に被測定面２
に点ＰＮ＋□で当接したと判定を、ステップ５９２７で
サーボドライバ２４ｊに停止信号を出力してプローブ１
を停止させ、次いでステップ５９２８で当接フラグＦＬ
Ｇを「１」としてステップ５９２９に進む。ステップ５
９２９では、このときプローブ１の中心Ｏが位置してい
る点を次の測定点ＰＮ＋□とじ、その座標ｙ、Ｚを測定
位置座標としてＶＰ（Ｋ＋ｘ）＋ ＺＰｆＫ＋ｘ） （
ただを、Ｋ＝Ｎ）に格納を、その後ステップＳ５に進む
。
第１５図に示すように、以上の処理手順によって測定を
行なえば、上述と同様に測定点ＰにＰＫ＋１ （Ｋ＝
１ ・・・Ｎ、Ｎ ＋ １−）間の距離ΔｍＫは、被測
定面２の角度に拘らず八〇とほぼ等しくなるので、Δｍ
Ｋの長さが一定となり、被測定面２の正確な形状が測定
できる。また、プローブ１が次の目標測定点に向けて移
動中に被測定面２に当接しても、その点を次の測定点と
することにより処理を続行できる。
行なえば、上述と同様に測定点ＰにＰＫ＋１ （Ｋ＝
１ ・・・Ｎ、Ｎ ＋ １−）間の距離ΔｍＫは、被測
定面２の角度に拘らず八〇とほぼ等しくなるので、Δｍ
Ｋの長さが一定となり、被測定面２の正確な形状が測定
できる。また、プローブ１が次の目標測定点に向けて移
動中に被測定面２に当接しても、その点を次の測定点と
することにより処理を続行できる。
さらに、プローブ１が当接した点における被測定面２の
形状が凹状である場合には接線方向への移動が不可能で
あり、したがって第１の実施例ではこの場合測定を中断
せざるを得ないが、本実施例では、被測定面２上の当接
点における法線方向上にある目標離脱点にプローブ１を
いったん離脱せしめてから次の目標測定点に移動せしめ
るようにしたので、当接点における被測定面の形状が凹
状であっても、処理を続行できる。
形状が凹状である場合には接線方向への移動が不可能で
あり、したがって第１の実施例ではこの場合測定を中断
せざるを得ないが、本実施例では、被測定面２上の当接
点における法線方向上にある目標離脱点にプローブ１を
いったん離脱せしめてから次の目標測定点に移動せしめ
るようにしたので、当接点における被測定面の形状が凹
状であっても、処理を続行できる。
なお、以上では、プローブ１を測定点から次の目標測定
点に向けて移動せしめ、移動開始後、プローブ１が被測
定面２に当接するか、あるいは目標測定点に達するまで
、その当接の有無を多軸力センサ２２の出力により常に
検知するようにしたが、第１の実施例のように、プロー
ブ１を目標離脱点からその目標測定点に向けて所定方向
に所定ピッチづつ移動させ、各ピッチの移動毎に被測定
面２に当接したか否かを判定するようにしてもよい。
点に向けて移動せしめ、移動開始後、プローブ１が被測
定面２に当接するか、あるいは目標測定点に達するまで
、その当接の有無を多軸力センサ２２の出力により常に
検知するようにしたが、第１の実施例のように、プロー
ブ１を目標離脱点からその目標測定点に向けて所定方向
に所定ピッチづつ移動させ、各ピッチの移動毎に被測定
面２に当接したか否かを判定するようにしてもよい。
また、プローブ１を測定点から目標離脱点に移動させる
第１の所定方向を当接点における法線方向とを、目標離
脱点から目標測定点に移動させる第２の所定方向を当接
点における接線方向とを、目標測定点から被測定面２に
向けて移動させる第３の方向を上記法線と平行な方向と
したが、これらの第１−２第２．第３の方向は法線方向
、あるいは接線方向に限定されない。
第１の所定方向を当接点における法線方向とを、目標離
脱点から目標測定点に移動させる第２の所定方向を当接
点における接線方向とを、目標測定点から被測定面２に
向けて移動させる第３の方向を上記法線と平行な方向と
したが、これらの第１−２第２．第３の方向は法線方向
、あるいは接線方向に限定されない。
さらに、以上の第１．第２実施例において、駆動手段は
モータに限定されず、また、多軸力センサは他の形態の
ものでもよく、さらに、プローブの形状もこれに限定さ
れない。さらにまた、三次元形状測定機以外でも、超音
波スキャナ装置など、被検査物に対して自動的に倣い作
業をするものに本発明を適用できる。
モータに限定されず、また、多軸力センサは他の形態の
ものでもよく、さらに、プローブの形状もこれに限定さ
れない。さらにまた、三次元形状測定機以外でも、超音
波スキャナ装置など、被検査物に対して自動的に倣い作
業をするものに本発明を適用できる。
Ｇ０発明の効果
請求項１の発明によれば、各測定点間の距離（第６図の
ΔｍＮ）が被測定面の形状に拘らず測定間ピッチ（第６
図のΔＱ）とほぼ等しく一定となり、被測定面の形状を
精度よく測定できる。
ΔｍＮ）が被測定面の形状に拘らず測定間ピッチ（第６
図のΔＱ）とほぼ等しく一定となり、被測定面の形状を
精度よく測定できる。
また、被測定面に当接したプローブを次の目標測定点に
移動させ、そこから更に被測定物に当接させる際のプロ
ーブの移動距離が従来と比較して短くなったので、測定
が効率よく行なえる。さらに、プローブ１が被測定面に
沿って移動する際に被測定面に当接しても、その点を新
たな当接点として処理を続行することができる。
移動させ、そこから更に被測定物に当接させる際のプロ
ーブの移動距離が従来と比較して短くなったので、測定
が効率よく行なえる。さらに、プローブ１が被測定面に
沿って移動する際に被測定面に当接しても、その点を新
たな当接点として処理を続行することができる。
また、請求項４の発明によれば、上述と同様に各測定間
距離が被測定面の形状に拘らず測定間ピッチとほぼ等し
く一定となり、被測定面の形状を精度よく測定できると
ともに、プローブの移動距離が短くなり測定が効率よく
行える。また、プローブが移動中に被測定面に当接して
も、その点を新たな当接点として処理を続行できる。加
えて、プローブを目標離脱点にいったん離脱させるよう
にしたので、プローブが当接した際の被測定面の形状が
凹状で接線方向への移動が不可能な場合でも処理を続行
することができる。
距離が被測定面の形状に拘らず測定間ピッチとほぼ等し
く一定となり、被測定面の形状を精度よく測定できると
ともに、プローブの移動距離が短くなり測定が効率よく
行える。また、プローブが移動中に被測定面に当接して
も、その点を新たな当接点として処理を続行できる。加
えて、プローブを目標離脱点にいったん離脱させるよう
にしたので、プローブが当接した際の被測定面の形状が
凹状で接線方向への移動が不可能な場合でも処理を続行
することができる。
第１図（ａ）、（ｂ）はクレーム対応図である。
第２図〜第１３図は本発明の第１の実施例を示を、第２
図は三次元形状測定機の全体構成図、第３図は多軸力セ
ンサを示す斜視図、第４図は制御装置を示すブロック図
、第５図は制御の全体の手順を示すフローチャート、第
６図はプローブの動きを説明する図、第７図、第８図、
第１０図および第１１図は第５図におけるステップ８１
〜Ｓ４の詳細をそれぞれ示すフローチャート、第９図。 第１３図は二次元および三次元形状におけるプローブの
被測定面における当接状態をそれぞれ説明する図、第１
２図は三次元形状における測定方法を説明する図である
。 第１４図〜第１９図は本発明の第２の実施例を示を、第
１４図は全体の処理手順を示すプローブヤード、第１５
図および第１９図はプローブの動きを説明する図、第１
６図、第１７図は第１４図におけるステップＳ８，８９
の詳細を示すフローチャート、第１８図は第＃図におけ
るステップＳ９２の詳細を示すフローチャートである。 第２０図〜第２３図は従来例を示を、第２０図は従来の
三次元形状測定機の一例を示す斜視図、第２１図はプロ
ーブの詳細拡大図、第２２図、第２３図は従来の形状測
定の手順を示す図である。 １ニブローブ ２：被測定面 １３．１４，１８：モータ ２２：多軸力センサ ２３ｘ〜２３ｚ：リニアスケール ２４：制御装置 １０１ニブローブ １０２：駆動手段 １０３：位置検出手段 １０４：力検出手段 １０５．２０５：目標座棚演算手段 １０６二当接判定手段 １０７，２０７：駆動制御手段 １０８：読み込み手段
図は三次元形状測定機の全体構成図、第３図は多軸力セ
ンサを示す斜視図、第４図は制御装置を示すブロック図
、第５図は制御の全体の手順を示すフローチャート、第
６図はプローブの動きを説明する図、第７図、第８図、
第１０図および第１１図は第５図におけるステップ８１
〜Ｓ４の詳細をそれぞれ示すフローチャート、第９図。 第１３図は二次元および三次元形状におけるプローブの
被測定面における当接状態をそれぞれ説明する図、第１
２図は三次元形状における測定方法を説明する図である
。 第１４図〜第１９図は本発明の第２の実施例を示を、第
１４図は全体の処理手順を示すプローブヤード、第１５
図および第１９図はプローブの動きを説明する図、第１
６図、第１７図は第１４図におけるステップＳ８，８９
の詳細を示すフローチャート、第１８図は第＃図におけ
るステップＳ９２の詳細を示すフローチャートである。 第２０図〜第２３図は従来例を示を、第２０図は従来の
三次元形状測定機の一例を示す斜視図、第２１図はプロ
ーブの詳細拡大図、第２２図、第２３図は従来の形状測
定の手順を示す図である。 １ニブローブ ２：被測定面 １３．１４，１８：モータ ２２：多軸力センサ ２３ｘ〜２３ｚ：リニアスケール ２４：制御装置 １０１ニブローブ １０２：駆動手段 １０３：位置検出手段 １０４：力検出手段 １０５．２０５：目標座棚演算手段 １０６二当接判定手段 １０７，２０７：駆動制御手段 １０８：読み込み手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくともｙｚ平面内で任意に移動可能なプローブ
を被検査物体の被測定面に沿って倣い運動させ、その運
動軌跡上の複数の測定位置で測定を行う倣い制御装置で
あって、 前記プローブを駆動する駆動手段と、 前記プローブのｙｚ平面内での位置を検出する位置検出
手段と、 前記プローブが前記被測定面に当接するときに、その被
測定面上の当接点を介してプローブに作用する力を検出
する力検出手段と、 現測定位置におけるプローブの現当接点の座標に基づい
て、現当接点から所定の方向に延びる線上にあり次の測
定位置に前記プローブを移動させるための目標測定点と
なる座標であって、前記現当接点から前記所定の方向に
所定距離だけ離れている点の座標を演算する目標座標演
算手段と、前記力検出手段の検出結果に基づいて前記プ
ローブが前記被測定面と当接したか否かを判定する当接
判定手段と、 前記目標座標演算手段の演算結果と前記位置検出手段の
検出結果に基づいて、前記プローブを前記現当接点から
目標測定点に向けて移動開始し、移動中に前記プローブ
が前記被測定面に当接したことが前記当接判定手段によ
り判定されるとプローブを停止させて次の測定位置を設
定し、当接せずに目標測定点に到達すると前記被測定面
に当接させるべく前記所定方向に対して所定角度をもつ
所定の方向に移動せしめ、当接が判定されるとプローブ
を停止せしめて次の測定位置を設定するように駆動手段
を制御する駆動制御手段と、 前記当接判定手段によりプローブが被測定面に当接した
ことが判定されるときのプローブの位置を測定位置座標
として前記位置検出手段の検出結果から読み込む読み込
み手段とを具備することを特徴とする任意形状物体の倣
い制御装置。 ２）前記検出手段からの力信号により前記測定位置にお
ける当接点の法線方向を演算するとともにこの法線方向
がｙｚ平面内から外れるときにはｙｚ平面内に投影した
法線方向を演算する法線方向演算手段を備え、 前記目標測定点は前記ｙｚ平面内で前記法線方向と直交
する接線上にあり、前記目標座標演算手段は、その接線
上の目標測定点の座標を演算することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の任意形状物体の倣い制御装置
。 ３）前記力検出手段からの力信号により前記測定位置に
おける当接点の法線方向を演算するとともにこの法線方
向がｙｚ平面内から外れるときにはｙｚ平面内に投影し
た法線方向を演算する法線方向演算手段を備え、 前記目標測定座標は前記ｙｚ平面内で前記法線方向と直
交する接線に対してオフセット角をなす線上にあり、前
記目標座標演算手段は、前記オフセット角を被測定面の
傾きの変化率から求めるとともに、その接線方向に対し
てオフセット角だけ傾いた方向の線上にあり前記現当接
点から接線方向に所定距離だけ離れた目標測定点の座標
を演算することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の任意形状物体の倣い制御装置。 ４）少なくともｙｚ平面内で任意に移動可能なプローブ
を被検査物体の被測定面に沿って倣い運動させ、その運
動軌跡上の複数の測定位置で測定を行う倣い制御装置で
あって、 前記プローブを駆動する駆動手段と、 前記プローブのｙｚ平面内での位置を検出する位置検出
手段と、 前記プローブが前記被測定面に当接するときに、その被
測定面上の当接点を介してプローブに作用する力検出手
段と、 現測定位置におけるプローブの現当接点の座標に基づい
て、この現当接点から第１の所定方向にプローブを離脱
させるための目標離脱点となる座標と、この目標離脱点
から前記プローブを前記第１の所定方向に対して所定角
度をなす第２の所定方向に移動させるための目標測定点
となる座標を演算する目標座標演算手段と、 前記力検出手段の検出結果に基づいて前記プローブが前
記被測定面と当接したか否かを判定する当接判定手段と
、 前記目標座標演算手段の演算結果と前記位置検出手段の
検出結果に基づいて、前記プローブを前記現当接点から
前記目標離脱点に向けて第１の所定方向に移動せしめた
後に前記目標測定点に向けて第２の所定方向に移動開始
し、移動中に前記プローブが前記被測定面に当接したこ
とが前記当接判定手段により判定されるとこのプローブ
を停止させて次の測定位置を設定を、当接せずに目標測
定点に到達すると被測定面に当接するまで前記第２の所
定方向と所定角度をなす第３の所定方向にプローブを移
動せしめ、前記当接が判定されるとプローブを停止せし
めて次の測定位置を設定するように前記駆動手段を制御
する駆動制御手段と、前記当接判定手段によりプローブ
が被測定面に当接したことが判定されるときのプローブ
の位置を測定位置座標として前記位置検出手段の検出結
果から読み込む読み込み手段とを具備することを特徴と
する任意形状物体の倣い制御装置。 ５）前記目標離脱点の前記現当接点からの方向である前
記第１の所定方向は現当接点の法線方向であり、前記目
標測定点の前記目標離脱点からの方向である前記第２の
所定方向は前記目標離脱点を通りその法線方向と直交す
る接線方向であり、前記第３の所定方向は前記法線方向
と平行な方向であり、 前記力検出手段からの力信号により前記当接点における
前記被測定面の法線方向を演算するとともにこの法線方
向がｙｚ平面内から外れるときにはｙｚ平面内に投影し
た法線方向を演算する法線方向演算手段を備え、 前記目標座標演算手段は、前記法線方向にある目標離脱
点座標と、ｙｚ平面内で前記法線方向と直交する前記接
線上にある目標測定点座標とを演算するとともに、前記
駆動制御手段は、プローブを現当接点から前記法線方向
に目標離脱点まで移動し、次いで前記目標測定点まで前
記接線方向に移動し、さらにプローブが前記被測定面に
当接するまで前記法線方向と平行な方向に移動せしめる
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の任意形
状物体の倣い制御装置。 ６）前記目標座標演算手段は、現当接点から目標測定点
までの間、または目標離脱点から目標測定点までの間に
おいて、所定ピッチ間隔の複数の目標移動点となる座標
を演算し、前記駆動制御手段は、前記目標座標演算手段
の演算結果と位置検出手段の検出結果とに基づいて、前
記目標測定点座標に向けてプローブを前記目標移動点に
順次に移動せしめるとともに、前記当接判定手段は、各
目標移動点において前記プローブの被測定面への当接の
有無を判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第５項のいずれかの項に記載の任意形状物体の倣い制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16233688A JPH01112106A (ja) | 1987-07-31 | 1988-06-28 | 任意形状物体の倣い制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-192458 | 1987-07-31 | ||
| JP19245887 | 1987-07-31 | ||
| JP16233688A JPH01112106A (ja) | 1987-07-31 | 1988-06-28 | 任意形状物体の倣い制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112106A true JPH01112106A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=26488163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16233688A Pending JPH01112106A (ja) | 1987-07-31 | 1988-06-28 | 任意形状物体の倣い制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112106A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5712312A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-22 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Automatic form measuring method |
| JPS5733301A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-23 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Copying probe for coordinate measuring machine |
| JPS6067807A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Hitachi Ltd | 非接触形状測定における倣い動作の制御法 |
| JPS60127987A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | 株式会社日立製作所 | ならい制御方法および装置 |
| JPS6148711A (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Fanuc Ltd | 測定システムにおけるプロ−ブの方向制御方法 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP16233688A patent/JPH01112106A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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