JPH045328B2 - - Google Patents

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JPH045328B2
JPH045328B2 JP17629685A JP17629685A JPH045328B2 JP H045328 B2 JPH045328 B2 JP H045328B2 JP 17629685 A JP17629685 A JP 17629685A JP 17629685 A JP17629685 A JP 17629685A JP H045328 B2 JPH045328 B2 JP H045328B2
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probe
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dimensional
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は測定装置に関し、詳しくは三次元形状
に曲げ加工されたパイプまたは丸棒の三次元形状
を測定する測定装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a measuring device, and more particularly to a measuring device for measuring the three-dimensional shape of a pipe or round bar that has been bent into a three-dimensional shape. be.

[従来の技術] パイプや丸棒等を三次元形状に曲げ加工する三
次元加工が行なわれるに従い、その三次元形状を
測定する必要が生じたが、パイプや丸棒のように
稜線を有しない部材の三次元形状を通常の三次元
測定装置で精度よく測定することは難しく、パイ
プや丸棒の加工形状や径に応じて専用の測定治具
を作り、治具を用いて測定を行なうといつた構成
がとられていた。
[Prior art] As three-dimensional processing of bending pipes, round bars, etc. into three-dimensional shapes has become popular, it has become necessary to measure their three-dimensional shapes, but unlike pipes and round bars, which do not have ridgelines. It is difficult to accurately measure the three-dimensional shape of a component with a regular three-dimensional measuring device, so it is recommended to make a special measuring jig according to the processed shape and diameter of the pipe or round bar, and use the jig to perform measurements. It had a certain structure.

これらに対し、パイプや丸棒の三次元加工は一
般に直線状のパイプ等を所定の箇所で曲折して行
なわれることに着目し、被測定物の直線部分を測
定してそのベクトルを求める測定装置が提案され
ている。この種の測定装置としては、特定形状の
プローブを用いて直線部分のベクトルを求めるも
の、例えば特開昭50−147351号公報の「測定装
置」等が知られており、三次元形状に曲げ加工さ
れたパイプ等が設計値通りに曲げ加工されている
か否かを測定・検査するのに用いられていた。
On the other hand, we focused on the fact that three-dimensional machining of pipes and round bars is generally done by bending straight pipes at predetermined points, and we developed a measuring device that measures the straight part of the object to be measured and calculates its vector. is proposed. As this type of measuring device, there is a known device that uses a probe with a specific shape to determine the vector of a straight line, such as the “measuring device” disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 147351/1983, which bends it into a three-dimensional shape. It was used to measure and inspect whether bent pipes, etc., were bent according to design values.

[発明が解決しようとする問題点] ところが従来のこうした装置では、方向軸線を
有するプローブを用いているため、以下の如き問
題があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since such a conventional device uses a probe having a directional axis, there are the following problems.

(1) プローブの形状が比較的大きなものでは、曲
げ加工後の直線部分が短い場合には測定でき
ず、一方、プローブの形状を小さくすると測定
誤差が大きくなつてしまうといつた問題があつ
た。
(1) If the shape of the probe is relatively large, measurements cannot be made if the straight section after bending is short, and on the other hand, if the shape of the probe is made smaller, the measurement error will increase. .

(2) 被測定物の径によりプローブの大きさを交換
しなければならない場合があり、作業効率が低
下することがあつた。
(2) It may be necessary to change the size of the probe depending on the diameter of the object to be measured, which may reduce work efficiency.

そこで本発明は上記の問題点を解決することを
目的とし、曲げ加工後の測定を好適に行なうこと
ができる測定装置を提供することを目的としてな
された。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to provide a measuring device that can suitably perform measurements after bending.

発明の構成 [問題点を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解
決するための手段として次の構成をとつた。即
ち、第1図に示すように、 互いに交差する円柱状の第1接触子M1と第2
接触子M2とを備えたプローブM3と、 該プローブM3の上記接触子M1、M2が、所
定の外径を有する被測定物Wと接触したことを
各々検出する接触検出手段M4と、 上記プローブM3を第1接触子M1の軸方向の
回りに回動自在に枢支する枢支手段M5と、 上記枢支手段M5により枢支された上記プロー
ブM3の回動軸の方向を保存して、上記プローブ
M3と上記枢支手段M5とを一体に三次元的に移
動させる三次元移動手段M6と、 該三次元移動手段M6の移動に応答して、上記
プローブM3の位置を三次元座標で検出する三次
元位置検出手段M7と、 上記接触検出手段M4によつて上記第1接触子
M1の被測定物Wへの接触が検出された時、上記
三次元位置検出手段M7によつて検出された上記
プローブの三次元位置から第1接触子M1の二次
元位置を検出する第1座標検出手段M8と、 上記接触検出手段M4によつて上記第2接触子
M2の被測定物Wへの接触が検出された時、上記
三次元位置検出手段M7によつて検出された上記
プローブM3の三次元位置から第2接触子M2の
三次元位置を検出する第2座標検出手段M9と、 上記接触検出手段M4によつて上記第2接触子
M2の被測定物Wへの接触が検出された時、上記
枢支手段M5によつて枢支された上記プローブM
3の回動角度を検出する角度検出手段M10と、 被測定物Wの2以上の点において上記第1座標
検出手段M8により検出された第1接触子M1の
二次元位置と、被測定物Wの2以上の点において
上記第2座標検出手段M9によつて検出された第
2接触子M2の三次元位置と、上記第2座標検出
手段M9の検出と同時に上記角度検出手段M10
により検出された上記プローブM3の回動角度
と、予め設定された被測定物Wの径とから被測定
物Wの中心線の三次元座標を演算する演算手段M
11と、 を備えた測定装置の構成がそれである。
Structure of the Invention [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following structure as a means for solving the problems. That is, as shown in FIG. 1, a cylindrical first contact M1 and a second
a probe M3 having a contact M2; a contact detection means M4 for detecting that the contacts M1 and M2 of the probe M3 are in contact with an object to be measured W having a predetermined outer diameter; a pivoting means M5 that rotatably pivots around the axial direction of the first contact M1; a three-dimensional moving means M6 for integrally moving the probe M3 and the pivot means M5 three-dimensionally; and detecting the position of the probe M3 in three-dimensional coordinates in response to the movement of the three-dimensional moving means M6. a three-dimensional position detecting means M7; and when the contact detecting means M4 detects the contact of the first contactor M1 with the object W to be measured, the above-mentioned position detected by the three-dimensional position detecting means M7; A first coordinate detection means M8 detects the two-dimensional position of the first contact M1 from the three-dimensional position of the probe, and contact of the second contact M2 with the object W to be measured is detected by the contact detection means M4. a second coordinate detecting means M9 for detecting the three-dimensional position of the second contact M2 from the three-dimensional position of the probe M3 detected by the three-dimensional position detecting means M7; and the contact detecting means M4. When contact of the second contactor M2 with the object W to be measured is detected by the probe M, which is pivoted by the pivot means M5,
angle detection means M10 for detecting the rotation angle of the object W; two-dimensional positions of the first contact M1 detected by the first coordinate detection means M8 at two or more points on the object W; The three-dimensional position of the second contact M2 detected by the second coordinate detection means M9 at two or more points, and the angle detection means M10 simultaneously with the detection by the second coordinate detection means M9.
calculation means M for calculating the three-dimensional coordinates of the center line of the object W to be measured from the rotation angle of the probe M3 detected by the rotation angle and the diameter of the object W set in advance;
11, and the configuration of a measuring device including the following.

ここで、プローブM3に備えられた第1接触子
M1と第2接触子M2とはその軸方向が互いに交
差していればよく、実際に交わつている必要はな
い。第1接触子M1を鉛直方向に、第2接触子M
2を水平方向に、各々配設し、座標に関する演算
を簡略化することもできるが、両接触子M1,M
2の配設方向はこれに限定されるものではない。
Here, it is sufficient that the axial directions of the first contact M1 and the second contact M2 provided in the probe M3 intersect with each other, and it is not necessary that they actually intersect. the first contact M1 in the vertical direction, the second contact M1 in the vertical direction;
2 can be arranged in the horizontal direction to simplify calculations regarding the coordinates, but both contacts M1 and M
The arrangement direction of 2 is not limited to this.

接触検出手段M4は、被測定物Wと上記第1、
第2接触子M1,M2との接触を検出するもので
あり、被測定物が導電性材料であれば、各接触子
M1,M2を介して通電がなされることを利用し
て両者の接触を検出するよう構成することができ
る。また、レーザ等を用いた光学的な手法によ
り、非接触かつ高精度に検出するよう構成するこ
ともできる。
The contact detection means M4 connects the object to be measured W and the first,
It detects contact with the second contacts M1 and M2, and if the object to be measured is a conductive material, contact between the two is detected by utilizing the fact that electricity is supplied through each contact M1 and M2. can be configured to detect. It is also possible to configure non-contact and highly accurate detection using an optical method using a laser or the like.

三次元移動手段M6、三次元位置検出手段M7
はいずれもプローブM3を三次元的に移動させか
つ三次元的に位置を検出するものであり、ここで
いう三次元とは直交座標系、円筒座標系等を問わ
ず、種々の座標系における三次元を考えることが
できる。
Three-dimensional movement means M6, three-dimensional position detection means M7
Both move the probe M3 three-dimensionally and detect the position three-dimensionally, and three-dimensional here refers to three-dimensional coordinates in various coordinate systems, whether orthogonal coordinate systems, cylindrical coordinate systems, etc. You can think of the origin.

演算手段M11は、通常コンピユータを用いた
論理演算回路として実現されるが、第1座標検出
手段M8や第2座標検出手段M9と一体に形成す
ることも何等差支えない。
The calculation means M11 is usually realized as a logic operation circuit using a computer, but there is no problem in forming it integrally with the first coordinate detection means M8 and the second coordinate detection means M9.

[作用] 上記構成を有する本発明の測定装置は、互いに
交差する円柱状の第1接触子と第2接触子とを備
えたプローブを回動自在に枢支すると共に、三次
元的に移動させる三次元移動手段を備え、該移動
を三次元座標で検出し、さらに上記プローブの回
動角度をも検出して、予め設定された被測定物の
径と、上記第1接触子で検出した2以上の二次元
座標値と、上記第2接触子で検出した2以上の三
次元座標値と、上記角度検出手段で検出した2以
上の回動角度と、から被測定物の三次元座標にお
ける中心線を求めるように働く。
[Operation] The measuring device of the present invention having the above configuration rotatably supports a probe provided with a cylindrical first contact and a second contact that intersect with each other, and also moves three-dimensionally. It is equipped with a three-dimensional moving means, detects the movement in three-dimensional coordinates, further detects the rotation angle of the probe, and detects the preset diameter of the object to be measured and the second contact detected by the first contactor. The center of the object in three-dimensional coordinates from the above two-dimensional coordinate values, two or more three-dimensional coordinate values detected by the second contact, and two or more rotation angles detected by the angle detection means. Work as if searching for a line.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第2図は本発明の一実施例である測定装置の構
成を示す概略構成図である。この測定装置には、
第1接触子1と第2接触子2とを備えたプローブ
3、該プローブ3を上記第1接触子1の軸方向の
回りに回動自在に枢支する枢支装置4、該枢支装
置4を支持し三次元的に移動させる三次元移動装
置5が設けられている。また、上記プローブ3の
位置を三次元座標で検出する三次元位置検出手
段、上記接触子1,2と被測定物Wとの接触を検
出する接触検出手段、上記プローブ3の回動角度
を検出する角度検出手段の各々に相当するエンコ
ーダ等も配設されているが、これらについては後
で詳細に説明する。尚、この測定装置は図示しな
いスタンド等で固定された被測定物Wと共に定盤
6等に配設される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a measuring device that is an embodiment of the present invention. This measuring device has
A probe 3 including a first contact 1 and a second contact 2, a pivot device 4 that pivots the probe 3 rotatably around the axial direction of the first contact 1, and the pivot device A three-dimensional movement device 5 is provided for supporting and moving the object 4 three-dimensionally. Further, three-dimensional position detection means detects the position of the probe 3 using three-dimensional coordinates, contact detection means detects the contact between the contacts 1 and 2 and the object W to be measured, and a rotation angle of the probe 3 is detected. Encoders and the like corresponding to each of the angle detection means are also provided, and these will be explained in detail later. Note that this measuring device is disposed on a surface plate 6 or the like together with an object to be measured W fixed on a stand (not shown) or the like.

三次元移動装置5によつて自在に三次元位置を
とるプローブ3の第1接触子1は略鉛直方向に設
けられており、第2接触子2は第1接触子に正確
に直交するよう設けられている。プローブ3は枢
支装置4によつて第1接触子1の軸方向(ここで
は鉛直方向)のまわりに回動自在に枢支されてお
り、その三次元の移動は、三次元移動装置5によ
つて円筒座標に対応したものとなつている。
The first contact 1 of the probe 3, which can freely take a three-dimensional position by the three-dimensional movement device 5, is provided in a substantially vertical direction, and the second contact 2 is provided so as to be exactly orthogonal to the first contact. It is being The probe 3 is rotatably supported by a pivot device 4 around the axial direction (vertical direction in this case) of the first contact 1, and its three-dimensional movement is controlled by a three-dimensional movement device 5. Therefore, it corresponds to cylindrical coordinates.

三次元移動装置5は、プローブ3を枢支する枢
支装置4を2本の垂直ガイドバー7a,7bの一
端に固定し、該垂直ガイドバー7a,7bを垂直
ホルダ8で該垂直ガイドバー7a,7bの軸方向
(矢印Z方向)に移動可能に支持している。さら
に上記垂直ホルダ8は2本の水平ガイドバー9
a,9bの一端に固定され、該水平ガイドバー9
a,9bは水平ホルダ10で該水平ガイドバー9
a,9bの軸方向(矢印R方向)に移動可能に支
持されている。また上記水平ホルダ10は支持体
11に回動自在(矢印θ方向)に軸支されてい
る。従つて、方向Z、R、θの円筒座標に対応し
てなされるプローブ3の三次元の移動によつて
も、枢支装置4に枢支されたプローブ3の回動軸
の方向は常に保存されることになる。
The three-dimensional movement device 5 has a pivot device 4 that pivots the probe 3 fixed to one end of two vertical guide bars 7a, 7b, and the vertical guide bars 7a, 7b are fixed to one end of the vertical guide bars 7a with a vertical holder 8. , 7b so as to be movable in the axial direction (arrow Z direction). Furthermore, the vertical holder 8 has two horizontal guide bars 9.
a, 9b, and the horizontal guide bar 9
a, 9b are horizontal holders 10 and horizontal guide bars 9;
It is supported so as to be movable in the axial direction (direction of arrow R) of a and 9b. Further, the horizontal holder 10 is rotatably supported by a support 11 (in the direction of arrow θ). Therefore, even when the probe 3 is moved in three dimensions corresponding to the cylindrical coordinates in the directions Z, R, and θ, the direction of the rotation axis of the probe 3 pivoted on the pivot device 4 is always maintained. will be done.

上記支持体11には上記プローブ3の三次元原
位置補正用プレート12と角度原位置補正用プレ
ート13とが設けられている。上記三次元原位置
補正用プレート12には、凹部が設けられ、該凹
部に第1接触子1を挿入することにより三次元原
位置の補正が行なわれる。また角度原位置補正用
プレート13にも同様に凹部が設けられ、該凹部
に第2接触子2を嵌合させることにより角度原位
置の補正が行なわれる。
The support body 11 is provided with a three-dimensional original position correction plate 12 and an angular original position correction plate 13 of the probe 3. The three-dimensional original position correction plate 12 is provided with a recess, and the three-dimensional original position is corrected by inserting the first contact 1 into the recess. Further, the angular original position correction plate 13 is similarly provided with a recessed portion, and the angular original position is corrected by fitting the second contactor 2 into the recessed portion.

プローブ3の三次元位置及び回動角度の検出
は、こうして補正された三次元原位置及び角度原
位置を基準として行なわれることになる。上述し
た垂直ガイドバー7a,7bの移動量、即ちZ方
向の移動量は、垂直ホルダ8内に設けられ垂直ガ
イドバー7aに当接されたローラ(図示せず)に
連動するZ軸エンコーダ14によつて検出され
る。一方、水平ガイドバー9a,9bの移動量、
即ちR方向の移動量は、同様の構成により、水平
ホルダ10内に設けられたR軸エンコーダ15に
より検出される。更に、水平ホルダ10の回動角
度、即ちθ方向の回動角度は、支持体11の回転
軸と同軸に設けられて回転する大歯車16と噛合
した小歯車17の回動を、この小歯車17と同軸
に設けられたθ軸エンコーダ18によつて検出す
ることにより求められる。
Detection of the three-dimensional position and rotation angle of the probe 3 is performed using the thus corrected three-dimensional original position and angular original position as a reference. The amount of movement of the vertical guide bars 7a and 7b described above, that is, the amount of movement in the Z direction, is determined by a Z-axis encoder 14 that is provided in the vertical holder 8 and interlocks with a roller (not shown) that is in contact with the vertical guide bar 7a. It is then detected. On the other hand, the amount of movement of the horizontal guide bars 9a and 9b,
That is, the amount of movement in the R direction is detected by an R-axis encoder 15 provided in the horizontal holder 10 with a similar configuration. Furthermore, the rotation angle of the horizontal holder 10, that is, the rotation angle in the θ direction, is such that the rotation angle of the small gear 17, which is provided coaxially with the rotation axis of the support body 11 and meshes with the rotating large gear 16, is determined by the rotation angle of the horizontal holder 10. It is determined by detection by a θ-axis encoder 18 provided coaxially with the θ-axis encoder 17.

以上、Z方向、R方向、θ方向の位置を検出す
るエンコーダ14,15,18について説明した
が、本実施例ではこれらのエンコーダ14,1
5,18が三次元位置検出手段として働く。
The encoders 14, 15, 18 that detect positions in the Z direction, R direction, and θ direction have been described above, but in this embodiment, these encoders 14, 1
5 and 18 act as three-dimensional position detection means.

一方、枢支装置4内にはプローブ3の回動角度
を検出する為に角度検出手段として働くφ軸エン
コーダ19が設けられている。
On the other hand, a φ-axis encoder 19 is provided within the pivot device 4 and serves as angle detection means to detect the rotation angle of the probe 3.

次に本実施例の電気系統を第3図に示すブロツ
ク図を用いて説明する。上記の各エンコーダ等の
検出信号は、電子制御回路100に取り込まれ、
被測定物Wの座標の計算に用いられる。制御手段
として働く電子制御回路100は、第3図に示す
ように、周知のCPU101,ROM102,
RAM103、バツクアツプRAM104を主要
部とする論理演算回路として構成され、測定に必
要な諸元の入力もしくは表示用のターミナル10
6等との入出力を行なうターミナム入出力回路1
05、上記エンコーダ14,15,18からのパ
ルス信号を入力するパルス入力回路107あるい
は後述するレベル入力回路108等とはコモンバ
ス109によつて相互に接続されてデータを遣り
取りし、上記被測定物Wの中心線の座標値を計算
するよう構成されている。
Next, the electrical system of this embodiment will be explained using the block diagram shown in FIG. The detection signals of each of the encoders etc. mentioned above are taken into the electronic control circuit 100,
It is used to calculate the coordinates of the object W to be measured. As shown in FIG. 3, the electronic control circuit 100 working as a control means includes a well-known CPU 101, ROM 102,
Terminal 10 is configured as a logical operation circuit with RAM 103 and backup RAM 104 as main parts, and is used for inputting or displaying specifications necessary for measurement.
Terminum input/output circuit 1 that performs input/output with 6 etc.
05, the pulse input circuit 107 that inputs the pulse signals from the encoders 14, 15, and 18 or the level input circuit 108 (described later), etc., are connected to each other by a common bus 109 to exchange data. is configured to calculate the coordinate values of the center line of.

ターミナル入出力回路105は、ターミナル1
06に設けられたキーボード106aから、被測
定物Wの径等のデータを入力すると共に、ブラウ
ン管等の表示装置106bに計算した座標値等の
表示を行なう。また上記パルス入力回路107は
エンコーダ14,15,18,19からのパルス
信号を入力し、各エンコーダ14,15,18,
19毎にそのパルス信号をカウントするカウンタ
を備えている。従つて、CPU101はパルス入
力回路107内のカウンタの値を随時読み取るこ
とにより、プローブ3の三次元位置を知ることが
できる。
Terminal input/output circuit 105 is terminal 1
Data such as the diameter of the object W to be measured are entered from a keyboard 106a provided in the 06, and calculated coordinate values and the like are displayed on a display device 106b such as a cathode ray tube. Further, the pulse input circuit 107 inputs pulse signals from the encoders 14, 15, 18, 19, and receives pulse signals from the encoders 14, 15, 18, 19.
It is provided with a counter that counts the pulse signal every 19. Therefore, the CPU 101 can know the three-dimensional position of the probe 3 by reading the value of the counter in the pulse input circuit 107 at any time.

レベル入力回路108は、第1接触子1、第2
接触子2の各々に接続されており、その接続ライ
ンは抵抗器R1,R2を介して電源電圧にプルアツ
プされている。これに対し、被測定物Wは図示し
ないスタンドを介して電気的に接地されているの
で、接触子1,2のいずれかが被測定物Wに接触
すると、接続ラインの電位はロウレベルに変化す
る。従つて、CPU101はレベル入力回路10
8を介して接触子1,2の電位のレベルを監視す
ることにより、接触子1,2と被測定物Wとの接
触を知ることができ、この構成が接触検出手段と
して働く。
The level input circuit 108 includes a first contact 1, a second contact
It is connected to each of the contacts 2, and its connection line is pulled up to the power supply voltage via resistors R 1 and R 2 . On the other hand, since the object W to be measured is electrically grounded via a stand (not shown), when either contactor 1 or 2 comes into contact with the object W to be measured, the potential of the connection line changes to a low level. . Therefore, the CPU 101 is connected to the level input circuit 10.
By monitoring the potential levels of the contacts 1 and 2 via the contact elements 8, contact between the contacts 1 and 2 and the object W to be measured can be detected, and this configuration works as a contact detection means.

次に上述した制御回路100において行なわれ
る処理について第4図のフローチヤートに拠つて
説明し、併せて本実施例における測定装置の操作
について説明する。
Next, the processing performed in the above-mentioned control circuit 100 will be explained based on the flowchart of FIG. 4, and the operation of the measuring device in this embodiment will also be explained.

測定装置は電源が投入され、ターミナル106
のキーボード106aの操作による被測定物Wの
径の設定と上記原位置補正とが行なわれ、操作が
開始されると、第4図に示す測定制御ルーチンを
他の制御ルーチン、例えば測定結果をターミナル
のブラウン管106bに表示する処理を行なうル
ーチン等と共に実行する。まず、ステツプ200で
は、ステツプ210以下の処理でカウンタとして用
いる変数nの値を初期値1にセツトする処理が行
なわれる。次にステツプ210では、第1接触子1
が被測定物Wに接触したか否かの判断が行なわれ
る。該接触は、第5図の操作説明図に示す如く、
操作者が三次元移動装置5を動かして、プローブ
3の第1接触子1を被測定物Wの外周に接触させ
ることにより行なわれる。具体的には、レベル入
力回路108を介して第1接触子1の電位のレベ
ルを読み込み、これがロウレベルとなるまでステ
ツプ210の判断を繰り返すのである。
The measuring device is powered on and terminal 106
When the diameter of the object W to be measured and the above-mentioned original position correction are performed by operating the keyboard 106a of the keyboard 106a, and the operation is started, the measurement control routine shown in FIG. This routine is executed together with a routine for displaying the image on the cathode ray tube 106b. First, in step 200, a process is performed in which the value of a variable n used as a counter in the processes following step 210 is set to an initial value of 1. Next, in step 210, the first contact 1
A determination is made as to whether or not the object W has come into contact with the object W to be measured. The contact is as shown in the operation explanatory diagram of FIG.
This is performed by the operator moving the three-dimensional movement device 5 to bring the first contact 1 of the probe 3 into contact with the outer periphery of the object W to be measured. Specifically, the level of the potential of the first contact 1 is read through the level input circuit 108, and the determination in step 210 is repeated until it becomes a low level.

第1接触子1の電位のレベルがロウとなり、上
記接触が行なわれたと判断されると、処理はステ
ツプ220へ進み、その時点でのプローブ3の二
次元座標X1(1)、Y1(1)の読み込みが行なわ
れる。即ち、パルス入力回路107内のカウンタ
の値を読み取ることにより、Z軸エンコーダ1
4、R軸エンコーダ15、θ軸エンコーダ18が
原位置より移動する間に出力したパルスの数(エ
ンコーダが逆転した時には減算されている)を読
み込んで、これから求められるX、Y座標X1
(1)、Y1(1)を取り込むのである。続くステツ
プ230では第1回目の座標の入力は終了したとし
て、変数nの値を1だけインクリメントする処理
が行なわれる。続くステツプ240では、変数nが
2以上か否かの判断が行なわれる。変数nが2未
満の時は、今一度、第1接触子1の座標の読み込
みを行なうとして、ステツプ210へ進み、上述し
たステツプ210ないし240の処理が繰り返される。
When the potential level of the first contactor 1 becomes low and it is determined that the above-mentioned contact has been made, the process proceeds to step 220, where the two-dimensional coordinates of the probe 3 at that point X1(1), Y1(1) is loaded. That is, by reading the value of the counter in the pulse input circuit 107, the Z-axis encoder 1
4. Read the number of pulses output while the R-axis encoder 15 and θ-axis encoder 18 move from their original positions (subtracted when the encoders reverse), and calculate the X and Y coordinates X1 found from this.
(1) and Y1(1). In the following step 230, it is assumed that the first input of coordinates has been completed, and the value of the variable n is incremented by 1. In the following step 240, it is determined whether the variable n is 2 or more. If the variable n is less than 2, the coordinates of the first contact 1 are read once again, and the process advances to step 210, where the processes of steps 210 to 240 described above are repeated.

この時、第5図に実線で示した位置にあつたプ
ローブ3は、被測定物Wとの接触を一旦解かれ、
被測定物Wの同一直線部分に属する今ひとつの位
置、ここでは二点鎖線で示す位置まで移動され
て、改めてその第1接触子1が被測定物Wに接触
される。従つて、ステツプ220では、今度は二点
鎖線で示した位置でのプローブ3の座標がX1
(2)、Y1(2)として読み込まれることになる。
At this time, the probe 3, which was in the position shown by the solid line in FIG. 5, is temporarily released from contact with the object W to be measured.
The first contactor 1 is moved to another position belonging to the same straight line portion of the object W to be measured, here the position shown by the two-dot chain line, and the first contactor 1 is brought into contact with the object W to be measured again. Therefore, in step 220, the coordinates of the probe 3 at the position indicated by the two-dot chain line are X1.
(2), will be read as Y1(2).

こうして2回の測定が終了するとステツプ240
での判断は「NO」となつて処理はステツプ250
へ進み、二次元の座標計算が行なわれる。即ち、
ステツプ250では、ステツプ220で読み込まれた座
標X1(1)、Y1(1)、X1(2)、Y1(2)及び予め
ターミナル106より入力しておかれた被測定物
Wの径Dとから第1接触子1と垂直なX−Y平面
上の被測定物Wの中心線の計算が行なわれる。さ
らに上記X−Y平面に垂直で上記被測定物Wの中
心線を含むα平面も求められる。
When the two measurements are completed in this way, step 240
The judgment is “NO” and the process goes to step 250.
Then, two-dimensional coordinate calculation is performed. That is,
In step 250, the coordinates X1 (1), Y1 (1), The center line of the object to be measured W on the XY plane perpendicular to the first contactor 1 is calculated. Furthermore, an α plane that is perpendicular to the X-Y plane and includes the center line of the object to be measured W is also determined.

次に処理はステツプ260へ進み、ステツプ260で
はステツプ270以下の処理でカウンタとして用い
る変数nの値を初期値1にセツトする処理が行な
われる。ステツプ270では上述した第1接触子1
の場合(ステツプ210)と同様に、第2接触子2
が被測定物Wに接触したか否かの判断が行なわれ
る。該接触は、第6図の操作説明図に示す如く、
第2接触子2を被測定物Wの外周に接触させるこ
とにより行なわれる。第2接触子2が被測定物W
に接触したことが検出されると処理はステツプ
280へ進む。ステツプ280では、第1接触子1の場
合(ステツプ220)と同様に、第2接触子2が被
測定物Wに接触した時のプローブ3の座標X2
(1)、Y2(1)、Z2(1)の読み込みと角度φ2
(1)の読み込みとが行なわれる。続くステツプ
290では測定回数を示す変数nの値を1だけイン
クリメントし、これに続くステツプ300では、変
数nが2以上か否かの判断が行なわれる。変数n
が2未満の時は、今1回測定を行なうとして、処
理はステツプ270へ戻つて、上述したステツプ270
ないし300の処理を繰り返す。
Next, the process proceeds to step 260, where the value of the variable n used as a counter in the processes following step 270 is set to an initial value of 1. In step 270, the first contact 1 described above is
Similarly to the case (step 210), the second contact 2
A determination is made as to whether or not the object W has come into contact with the object W to be measured. The contact is as shown in the operation explanatory diagram of FIG.
This is done by bringing the second contactor 2 into contact with the outer periphery of the object W to be measured. The second contactor 2 is the object to be measured W
The process takes a step if contact is detected.
Proceed to 280. In step 280, similarly to the case of the first contactor 1 (step 220), the coordinate X2 of the probe 3 when the second contactor 2 contacts the object W to be measured is determined.
(1), Y2 (1), Z2 (1) reading and angle φ2
(1) reading is performed. Next steps
At 290, the value of a variable n indicating the number of measurements is incremented by 1, and at the following step 300, it is determined whether the variable n is 2 or more. variable n
is less than 2, the measurement is performed once, and the process returns to step 270 and repeats step 270 described above.
Repeat the process 300 times.

この時、第6図に実線で示した位置にあつたプ
ローブ3は、被測定物Wとの接触を一旦解かれ、
被測定物Wの同一直線部分に属する今ひとつの位
置、ここでは二点鎖線で示す位置まで移動され
て、改めてその第2接触子2が被測定物Wに接触
される。従つて、ステツプ280では今度は二点鎖
線で示した位置でのプローブ3の三次元座標及び
回転角度がX2(2)、Y2(2)、Z2(2)、φ2(2)
として読み込まれることになる。
At this time, the probe 3, which was in the position shown by the solid line in FIG. 6, is temporarily released from contact with the object W to be measured.
The second contactor 2 is moved to another position belonging to the same straight line portion of the object W to be measured, here the position shown by the two-dot chain line, and the second contactor 2 is brought into contact with the object W to be measured again. Therefore, in step 280, the three-dimensional coordinates and rotation angle of the probe 3 at the position indicated by the two-dot chain line are X2 (2), Y2 (2), Z2 (2), φ2 (2).
It will be read as .

こうして2回の測定が終了するとステツプ300
での判断は「NO」となつて処理はステツプ310
へ進む。ステツプ310では、ステツプ280で読み込
まれた座標X2(1)、Y2(1)、Z2(1)、φ2(1)
とX2(2)、Y2(2)、Z2(2)、φ2(2)と予め設
定された被測定物Wの径Dとから被測定物Wの中
心線を求める座標計算が行なわれる。即ち、ステ
ツプ250で求めたα平面を用い、まず測定の行な
われた2つの位置におけるα平面上での第2接触
子2の中心の座標を、ステツプ280で求めたX2
(n)、Y2(n)、Z2(n)、φ2(n){n=1、2

を用いて求め、α平面上における第2接触子2の
外周を確定する。続いて、2つの位置で確定した
第2接触子2の外周から被測定物Wのα平面上で
の外周を確定し、被測定物Wの径Dからその中心
線を求める。そして、これを通常のXYZ座標に
変換し、被測定物Wの中心線の座標とするのであ
る。
When the two measurements are completed in this way, step 300
The judgment is "NO" and the process goes to step 310.
Proceed to. In step 310, the coordinates X2 (1), Y2 (1), Z2 (1), φ2 (1) read in step 280 are
Coordinate calculation is performed to find the center line of the object to be measured W from X2 (2), Y2 (2), Z2 (2), φ2 (2), and the preset diameter D of the object W to be measured. That is, using the α plane obtained in step 250, first, the coordinates of the center of the second contact 2 on the α plane at the two positions where the measurement was performed are calculated using the X2 obtained in step 280.
(n), Y2 (n), Z2 (n), φ2 (n) {n=1, 2
}
The outer circumference of the second contactor 2 on the α plane is determined using Next, the outer circumference of the object W on the α plane is determined from the outer circumference of the second contactor 2 determined at the two positions, and its center line is determined from the diameter D of the object W. Then, these are converted into normal XYZ coordinates and used as the coordinates of the center line of the object W to be measured.

以上の処理の後、本測定ルーチンをENDへ抜
けて終了する。
After the above processing, the measurement routine exits to END and ends.

上述した測定を、被測定物Wの直線部分ごとに
行なうことにより、直線部分ごとの中心線を求め
ることができる。従つて、この中心線相互の交点
を計算して求めれば、交点の位置や交点間の距離
等を、被測定物Wの曲げ加工の設計値と比較する
ことが容易にでき、曲げ加工が適正に行なわれた
か被かを容易に判断することができる。
By performing the above-described measurement for each straight line portion of the object W, the center line of each straight line portion can be determined. Therefore, by calculating and finding the intersection of these center lines, it is easy to compare the position of the intersection, the distance between the intersections, etc. with the design value of the bending process of the object W to be measured, and it is possible to make sure that the bending process is appropriate. It is possible to easily determine whether it was done or not.

また本実施例では三次元位置の検出手段に加え
て互いに交差する2つの接触子を備えたプローブ
3と、この接触子の一方の軸のまわりにプローブ
3を回動する枢支装置4を備えているだけの構造
なので、否測定物Wの径等が異なつてもプローブ
3を変更する必要はほとんどなく、しかもプロー
ブ3の形状がシンプルで信頼性・耐久性が高く、
加えて被測定物Wの直線部分が長ければ大きく隔
つた2つの位置で測定することにより高い測定精
度を実現することができる。
In addition to the three-dimensional position detection means, this embodiment also includes a probe 3 equipped with two contacts that intersect with each other, and a pivot device 4 that rotates the probe 3 around one axis of the contacts. Since the probe 3 has a simple structure, there is almost no need to change the probe 3 even if the diameter of the object W to be measured differs, and the shape of the probe 3 is simple and highly reliable and durable.
In addition, if the straight line portion of the object W is long, high measurement accuracy can be achieved by measuring at two widely separated positions.

更に通常の三次元測定装置に対して一軸追加し
ているだけなので、既存の三次元測定装置のプロ
ーブ3を一体に取付けた枢支装置4を加えるだけ
で、容易にパイプや丸棒等の三次元形状を測定す
る測定装置に改造することができるといつた利点
も有する。
Furthermore, since it only adds one axis to a normal three-dimensional measuring device, it is easy to measure three-dimensional objects such as pipes and round bars by simply adding a pivot device 4 that integrally attaches the probe 3 of the existing three-dimensional measuring device. Another advantage is that it can be modified into a measuring device that measures the original shape.

以上本発明の一実施例について説明したが、本
発明はこの実施例に何等限定されるものではな
く、例えば被測定物Wの直線部分の測定回数を3
回以上として測定精度を上げる構成としてもよ
く、本発明の要旨を変更しない範囲において、
種々なる構成にて実施しえることは勿論である。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment in any way.
It may be configured to increase measurement accuracy by increasing the number of times or more, as long as the gist of the present invention is not changed.
Of course, it can be implemented in various configurations.

発明の効果 以上詳述したように、本発明の測定装置は、三
次元形状に曲げ加工された被測定物の中心線を高
精度かつ容易に求めることができるという優れた
効果を奏する。この結果、被測定物の直線部分に
おける各々の中心線から、その中心線相互の交点
を求めることにより、曲げ加工が適正に行なわれ
たか否かを容易に判断することができる。また、
本発明の測定装置における接触子の外径は測定に
支障がない程度に小さくすることができ、被測定
物の直線部分が短くとも測定することができると
いう効果も奏する。
Effects of the Invention As detailed above, the measuring device of the present invention has the excellent effect of being able to easily determine the center line of a workpiece bent into a three-dimensional shape with high accuracy. As a result, it is possible to easily determine whether or not the bending process has been properly performed by determining the intersection of the center lines of each straight line portion of the object to be measured. Also,
The outer diameter of the contact in the measuring device of the present invention can be made small to the extent that it does not interfere with measurement, and there is also an effect that measurement can be performed even if the straight portion of the object to be measured is short.

さらに、本発明の測定装置においては、被測定
物Wの径により接触子を交換する必要がなく測定
のための段取りが容易である。
Furthermore, in the measuring device of the present invention, there is no need to replace the contactor depending on the diameter of the object W to be measured, and the setup for measurement is easy.

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

第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発
明の一実施例としての測定装置の構成を示す概略
構成図、第3図は実施例の電気系統の構成を示す
ブロツク図、第4図は実施例の制御回路において
行なわれる測定ルーチンの一例を示すフローチヤ
ート、第5図は実施例の第1接触子の接触方法を
示す操作説明図、第6図は実施例の第2接触子の
接触方法を示す操作説明図、である。 W……被測定物、1……第1接触子、2……第
2接触子、3……プローブ、4……枢支装置、5
……三次元移動装置。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a measuring device as an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electrical system of the embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a measurement routine carried out in the control circuit of the embodiment, FIG. 5 is an operation explanatory diagram showing the method of contacting the first contactor of the embodiment, and FIG. It is an operation explanatory diagram showing a contact method of a contactor. W...Object to be measured, 1...First contact, 2...Second contact, 3...Probe, 4...Pivot device, 5
...Three-dimensional movement device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 互いに交差する円柱状の第1接触子と第2接
触子とを備えたプローブと、 該プローブの上記接触子が、所定の外径を有す
る被測定物と接触したことを各々検出する接触検
出手段と、 上記プローブを第1接触子の軸方向の回りに回
動自在に枢支する枢支手段と、 上記枢支手段により枢支された上記プローブの
回動軸の方向を保存して、上記プローブと上記枢
支手段とを一体に三次元的に移動させる三次元移
動手段と、 該三次元移動手段の移動に応答して、上記プロ
ーブの位置を三次元座標で検出する三次元位置検
出手段と、 上記接触検出手段によつて上記第1接触子の被
測定物への接触が検出された時、上記三次元位置
検出手段によつて検出された上記プローブの三次
元位置から第1接触子の二次元位置を検出する第
1座標検出手段と、 上記接触検出手段によつて上記第2接触子の被
測定物への接触が検出された時、上記三次元位置
検出手段によつて検出された上記プローブの三次
元位置から第2接触子の三次元位置を検出する第
2座標検出手段と、 上記接触検出手段によつて上記第2接触子の被
測定物への接触が検出された時、上記枢支手段に
よつて枢支された上記プローブの回動角度を検出
する角度検出手段と、 被測定物の2以上の点において上記第1座標検
出手段により検出された第1接触子の二次元位置
と、被測定物の2以上の点において上記第2座標
検出手段により検出された第2接触子の三次元位
置と、上記第2座標検出手段の検出と同時に上記
角度検出手段により検出された上記プローブの回
動角度と、予め設定された被測定物の径とから被
測定物の中心線の三次元座標を演算する演算手段
と、 を備えた測定装置。
[Scope of Claims] 1. A probe comprising a cylindrical first contact and a second contact that intersect with each other, the contact of the probe being in contact with an object to be measured having a predetermined outer diameter. contact detection means for detecting each of the above, a pivot means for pivotally supporting the probe rotatably around the axial direction of the first contact, and a rotation axis of the probe pivotably supported by the pivot means. three-dimensional moving means for integrally moving the probe and the pivot means three-dimensionally while preserving the direction; a three-dimensional position detecting means for detecting; and a three-dimensional position detecting means of the probe detected by the three-dimensional position detecting means when the contact of the first contact with the object to be measured is detected by the contact detecting means; a first coordinate detection means for detecting the two-dimensional position of the first contact from its original position; and when the contact of the second contact with the object to be measured is detected by the contact detection means, the three-dimensional position is detected by the contact detection means; a second coordinate detection means for detecting the three-dimensional position of the second contact from the three-dimensional position of the probe detected by the detection means; angle detection means for detecting a rotation angle of the probe pivoted by the pivot means when contact is detected; and detection by the first coordinate detection means at two or more points on the object to be measured. the two-dimensional position of the first contact detected by the second coordinate detection means at two or more points on the object to be measured; and the detection by the second coordinate detection means; A measuring device comprising: calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the center line of the object to be measured based on the rotation angle of the probe simultaneously detected by the angle detection means and a preset diameter of the object to be measured. .
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JPH0735968B2 (en) * 1991-09-17 1995-04-19 株式会社オプトン Three-dimensional shape measuring device for long materials
US5289261A (en) * 1991-09-17 1994-02-22 Opton, Co., Ltd. Device for measuring a three-dimensional shape of an elongate member
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