JPH06201366A - Device for automatically compensating for contact elastic deformation of length measuring contact - Google Patents
Device for automatically compensating for contact elastic deformation of length measuring contactInfo
- Publication number
- JPH06201366A JPH06201366A JP28558993A JP28558993A JPH06201366A JP H06201366 A JPH06201366 A JP H06201366A JP 28558993 A JP28558993 A JP 28558993A JP 28558993 A JP28558993 A JP 28558993A JP H06201366 A JPH06201366 A JP H06201366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- deformation
- measuring
- display
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
- G01B3/002—Details
- G01B3/008—Arrangements for controlling the measuring force
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 精密製造や精密測定において使用できる、駆
動制御された接触子棒と測定力の変化とを用いる少なく
とも２つの異なった測定力のための弾性的接触子と制御
・計算・表示用複合装置とを含む測長用接触子の接触弾
性変形を自動的に補償する装置において、弾性的接触変
形の合理的かつ包括的な補償を可能にし、それにより機
械的に接触する測長用接触子において測定精度を上昇す
るように、変形が含まれないか、又は著しく変形の少な
い被検物測定値の迅速な表示ができるようにする。
【構成】 異なった接触状態で求めた測長用接触子の測
定力比から求められる補正因子を制御・計算・表示用複
合装置に入力し、そして各対応する測定値を、変形のな
い、又は著しく変形の少ない被検物測定値が表示される
ように補正する。
(57) [Abstract] [Purpose] Elastic contactor and control for at least two different measuring forces using a drive-controlled contactor bar and variation of the measuring force, which can be used in precision manufacturing and precision measurement. A device for automatically compensating for contact elastic deformation of a contact for length measurement including a calculation / display combined device, which enables rational and comprehensive compensation of elastic contact deformation, thereby mechanically contacting In order to improve the measurement accuracy in the length-measuring contact, it is possible to quickly display the measured value of the object to be measured, which does not include deformation or has significantly less deformation. [Configuration] A correction factor obtained from the measurement force ratio of the length-measuring contact obtained in different contact states is input to the control / calculation / display composite device, and each corresponding measurement value is not deformed or Correct so that the measured values of the test object with significantly less deformation are displayed.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は機械的に接触する測長用
接触子の寸法測定の精度の上昇及び合理化に役立つもの
である。これは精密長さ測定が正確で時間がかからず、
かつ取り扱いの容易な、接触弾性変形の補償を必要とす
るところで用いることができる。これは中でも高分解能
の行程測定のための測長用接触子について当てはまる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is useful for increasing the accuracy and rationalizing the dimension measurement of a contact for length measurement which makes mechanical contact. This is because precise length measurement is accurate and does not take time,
Further, it can be used in a place where compensation for contact elastic deformation is required, which is easy to handle. This is especially true for length measuring contacts for high resolution stroke measurements.
【０００２】機械構造及び精密機器における全ての測定
の約８０％が接触による長さ測定であって、その際精密
部分の割合が絶えず上昇しているということから、多面
的な用途がもたらされる。例えばブロックゲージ、ゲー
ジ類及び標準器の監視において、種々異なった材料の精
密部分の寸法測定において、球体、円筒体、及び針金の
特殊な測定目的において、さらにはまた、中でも合成樹
脂よりなる変形を受けやすい部材の測定において有利に
用いることができる。Approximately 80% of all measurements in mechanical construction and precision equipment are contact length measurements, where the proportion of precision parts is constantly increasing, which leads to versatile applications. For example, in the monitoring of block gauges, gauges and standards, in the dimension measurement of precision parts of different materials, for the special measuring purposes of spheres, cylinders and wires, and also among other things deformations made of synthetic resin. It can be advantageously used in the measurement of susceptible members.
【０００３】被検物と接触部材との機械的な接触に際し
て現れる相互作用は材料工学的及び表面的関連について
精度の要求を伴う寸法測定に際して種々の障害をもたら
す。すなわち被検物と接触子の変形の形の測定力に基づ
く弾性的な接触変形は一般にその測定値の精度を著しく
低下させる。上述の変形の影響を包括的に低下させるた
めの、既に古くから求められていた種々の要求に対し
て、現在入手できる機械的な接触による測長用接触子を
用いては、限定された精度で、時間がかかり、そして大
きな取り扱い並びに評価のための煩瑣とともにしか対応
することができない。本発明によればそれらの諸欠点を
回避し、そしてその構造及び作用の態様によって、高い
精度の合理的な寸法測定を与えるような新規な装置が提
案される。The interactions that occur during the mechanical contact between the test piece and the contact element lead to various obstacles in the dimensional measurement with the demand for accuracy in terms of material engineering and surface relationships. That is, the elastic contact deformation based on the measuring force in the form of the deformation of the object to be inspected and the contactor generally significantly reduces the accuracy of the measured value. In order to comprehensively reduce the effects of the above-mentioned deformation, the long-established demands of various requirements have been met. It is time consuming and can only be dealt with with a great deal of handling and cumbersome evaluation. According to the invention, a new device is proposed which avoids these disadvantages and, by virtue of its structure and mode of operation, provides a highly accurate and rational dimensional measurement.
【０００４】[0004]
【従来の技術】機械的に接触する測長用接触子の弾性的
な接触変形の制御についての従来技術水準は次の用に表
わすことができる： ○接触変形と補正対策との様式 弾性的接触変形においては被検物と接触要素とのところ
の非線形的なヘルツの扁平化変形や線形的な扁平化変
形、並びに接触子の反作用に基づく接触子の線形的変形
を区別しなければならない。補正対策は公知の測長用接
触子においては本質的に、個々の影響を低下させると言
うことに限定されている。 ○非線形的なヘルツ扁平化の計算による補正 例えば平面と球との接触に際して精度の要求に基づいて
行われるような、非線形的ヘルツ扁平化の計算による補
正が公知である。ヘルツの扁平化理論〔ベルリンのＶＥ
Ｂ Ｖｅｒｌａｇ Ｔｅｃｈｎｉｋ Ｂｅｒｌｉｎ刊行
（１９７２）のＨ． Ｚｉｌｌ著“Ｍｅｓｓｅｎ ｕｎ
ｄ Ｌｅｈｒｅｎ ｉｍ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ
ｕｎｄ ｉｎ ｄｅｒ Ｆｅｉｎｇｅｒａｅｔｅｔｅｃ
ｈｎｉｋ”第２版、６８−７１頁〕の各扁平化式から、
この接触の場合に下記式2. Description of the Related Art The conventional state of the art regarding the control of elastic contact deformation of a length-measuring contactor that makes mechanical contact can be expressed as follows: ○ Mode of contact deformation and correction measures Elastic contact In the deformation, it is necessary to distinguish between non-linear Hertzian flattening deformation and linear flattening deformation at the object and the contact element, and linear contactor deformation due to the reaction of the contactor. Correction measures are essentially limited to reducing individual effects in known length measuring contacts. Correction by Calculation of Non-Linear Hertz Flattening Correction by calculation of non-linear Hertz flattening is known, for example, which is performed on the basis of accuracy requirements when a plane and a sphere are brought into contact with each other. Hertz's flattening theory [Berlin VE
H. B. Verlag Technik Berlin (1972). Zill's “Messen un”
d Lehren im Maschinenbau
und in der Feingeraetetec
hnik ”2nd edition, pp. 68-71],
In the case of this contact, the following formula
【数９】 〔但しこの式において[Equation 9] [However, in this formula
【数１０】 である〕の扁平化が与えられる。[Equation 10] The flattening of is given.
【０００５】ここではその補正の精度はその測定力Ｆを
正確に知ることに強く左右される。これはまた、実際に
おいてはしばしば、構造的な出発分解度のみならず長期
間の挙動に関しても変動を受ける。加えて、接触部材の
大きな移動行程に基づく大きな測定領域での測長用接触
子において実現される特定的な測定力が種々の困難をも
たらす。従って総括するならば、測定力の知識の或る限
定された精度からしか出発することしかできず、これは
補正の対策に際して多様的な精度の低下をもたらす。す
なわち装置仕様書に記載されている測定力目標値が補正
のためにしばしば用いられるが、これは経験によれば接
触子の製造における許容公差に基づき、また上述した他
の種々の原因に基づいて、実際に存在する測定力から著
しく偏っている場合が生じうる。Here, the accuracy of the correction depends strongly on knowing the measuring force F accurately. In practice, it is also often subject to variations not only in terms of structural starting decomposition, but also in long-term behavior. In addition, the specific measuring force realized in the length-measuring contact in a large measuring area due to the large travel of the contact member brings about various difficulties. In summary, therefore, it is only possible to start with some limited precision of the knowledge of the measuring force, which leads to various reductions in the accuracy of the correction measures. That is, the measured force target value specified in the device specification is often used for correction, but experience has shown that it is based on tolerances in the manufacture of the contact and also on the basis of various other causes mentioned above. In some cases, the measured force that is actually present may deviate significantly.
【０００６】その補正の中に取り入れられる球直径ｄは
その実際の寸法についてよく測定されていなければなら
ないが、被検物と接触要素との弾性的物質定数Ｅ’、
Ｅ”、ｍ’、ｍ”の影響は臨界的に考えなければならな
い。上にあげた補正式から、計算的な補正値は一般にそ
れら物質定数の正確な知識を前提条件とすることが結論
されるが、これは材料毎の変化や不均一性によって不確
実である。その上に、扁平化の種々の関係の複雑な構成
によって、時間がかかりかつ入力誤差の生じやすい補正
方法が導かれる。 ○測定力切り換えを行う測長用接触子 更にまた、僅かな例ではあるが、測定力の切り換えによ
って測長用接触子を取り扱うことが知られている。すな
わち、例えばＤＲ．ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨ
ＡＩＮ ＧｍｂＨ社の、モータで駆動されるＣＥＲＴＯ
−測定用接触子ＣＴ６０Ｍにおいてはその測定力は、垂
直な下向きの接触に際して１Ｎから１．２５Ｎ又は１．
７５Ｎへ切り換えられる（ドイツ連邦共和国のＤＲ．Ｊ
ＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧｍｂＨの社
報：印刷物番号２０８４９８０１・３０・９／９０・
Ｈ）。The sphere diameter d incorporated in the correction must be well measured for its actual dimensions, but the elastic material constant E'of the specimen and the contact element,
The effects of E ", m ', m" must be considered critically. From the correction formula given above, it is concluded that the calculated correction value generally requires accurate knowledge of these material constants, but this is uncertain due to the variation and non-uniformity of each material. In addition, the complicated configuration of the various flattening relationships leads to a time-consuming and error-prone correction method. ○ Length measurement contactor for switching measurement force Furthermore, it is known to handle the length measurement contactor by switching the measurement force, to give a few examples. That is, for example, DR. JOHANNES HEIDENH
Motor driven CERTO from AIN GmbH
In the measuring contact CT60M, the measuring force is from 1N to 1.25N or 1.N for vertical downward contact.
75N (DR.J of the Federal Republic of Germany)
OHANNES HEIDENHAIN GmbH newsletter: print number 20849801, 30, 9/90,
H).
【０００７】この、より小さな測定力の方向への測定力
切り換えは作用に感じやすい表面をいたわるように接触
するのに適している。しかしながらこれはまた、高めら
れた測定力によって臨界的な境界条件及び周縁部条件に
対してよりよく適合すると言う可能性ももたらす。これ
に対して、この測定力切り換えの採用は弾性的な接触変
形を低下させるためには非常に限定してしか可能ではな
い。この場合により低い測定力を選ぶことによって、変
形されやすい被検物に適合させることはできるかもしれ
ないが、ほとんどの場合にその変形の影響を充分に低下
させることはできず、と言うのは測定力の低下はその目
的に従って許容できない程に高い残存応力に結びつく場
合があるからである。 ○ヘルツの扁平化の低次の計算的補正を用いる測長用接
触子 例えばＣＥＲＴＯ−ＣＴ６０Ｍのそれのように、記載さ
れた測定力を用いる測長用接触子を選ぶときに、ヘルツ
の扁平化変形の計算の補正は上述した種々の欠点に基づ
いて充分には正確でない。加えて、モータを用いる接触
により迅速に得られた各測定値に、すでに説明したよう
な時間のかかる態様で、その都度の測定値に従属する計
算補正値が後続するのである。更にまた重要なことは、
実際に存在している測定力での測定及び予め与えられて
いる目標値測定力での測定値補正によって変形の低下に
際して著しい差が生じうるということである。精密測定
においてもしばしば多数の測定値を求めるので、引き続
く、手動的に実施され、又は手動的に開始される補正は
全測定過程を妨害し、そしてこれを多少とも取り扱い者
に不都合な態様に構成する。This switching of the measuring force in the direction of a smaller measuring force is suitable for touching and touching a surface which is easy to feel the action. However, this also offers the possibility of better adaptation to critical boundary and edge conditions due to the increased measuring force. On the other hand, the adoption of this measuring force switching is possible only to a very limited extent in order to reduce the elastic contact deformation. By choosing a lower measuring force in this case, it may be possible to adapt it to an object that is susceptible to deformation, but in most cases it is not possible to sufficiently reduce the effect of the deformation. This is because a decrease in measuring force may lead to an unacceptably high residual stress according to its purpose. O Contactor for length measurement using low-order computational correction of flattening of Hertz Flattening of Hertz when choosing a contactor for length measurement using the stated measuring force, for example that of CERTO-CT60M. The correction of the deformation calculation is not accurate enough due to the various drawbacks mentioned above. In addition, each measured value obtained quickly by the contact with the motor is followed by a calculated correction value which is dependent on the respective measured value in the time-consuming manner already explained. And more importantly,
This means that a significant difference can occur in the reduction of the deformation due to the measurement with the actually existing measuring force and the correction of the measured value with the preset target measuring force. Since many measurements are often required even in precision measurements, subsequent, manually performed or manually initiated corrections interfere with the entire measurement process and make this more or less inconvenient for the operator. To do.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような従来技術水準より公知の種々の技術手段の上述
の欠点を除き、そして弾性的扁平化変形の合理的に行わ
れる包括的な補償によって、機械的に接触する測長用接
触子における測定精度の上昇を達成することである。本
発明の課題は、長さ測定及び測定値補正の過程を、これ
が全面的に、又は部分的に自動化して進行するように一
緒に行い、そしてこの同時的に行うことによってその測
定値と材料に基づく種々の影響とを合理的に分離するこ
とが高い精度で、かつ時間的に迅速に行われて、その結
果として変形のない、又は極めて変形の少ない被検物測
定値が表示されるようにすることである。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the various technical means known from the state of the art as mentioned above, and to provide a reasonably carried out comprehensive of elastic flattening deformation. This is to achieve an increase in the measurement accuracy of the length-measuring contact that is in mechanical contact with various compensations. The object of the present invention is to carry out the process of length measurement and the correction of the measured values together so that it proceeds fully or partially in an automated manner, and by doing this simultaneously the measured values and the material The rational separation of various effects based on is performed with high accuracy and quickly in time, and as a result, the measured value of the object without deformation or with very little deformation is displayed. Is to
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、制御・演算・表示用複合装置が異なった接触時に属
する上記各補正因子According to the present invention, this problem is solved by the above-mentioned correction factors belonging to different control / calculation / display composite devices at the time of contact.
【数１１】 [Equation 11]
【数１２】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）のための入力部と表
示装置とを含み、その際この表示装置は、素材に依存せ
ず、変形のない、又は変形を減少させた被検物測定値を
自動的に表示するようにすることにより、測長用接触子
において弾性的な接触変形を自動的に補償する装置を用
いて解決される。[Equation 12] And / or (bm), an input unit for (bm-1) and a display device, the display device being material-independent and free of deformation or of reduced deformation. By automatically displaying the measured value, the problem can be solved by using a device that automatically compensates for elastic contact deformation in the length-measuring contact.
【００１０】上記の制御・計算・表示複合装置において
補正因子Correction factor in the above control / calculation / display combined device
【数１３】 [Equation 13]
【数１４】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）が既に算出されてい
る場合に、これらを手動により上記制御・演算・表示用
複合装置に入力できるのも有利である。[Equation 14] And / or when (bm) and (bm-1) have already been calculated, it is advantageous that these can be manually input to the control / calculation / display composite device.
【００１１】更にまた、各測定力又はそれらの測定力比
をそれらの継続的測定と組合わせて公知の手段により手
動的又は自動的に上記制御・演算・表示用複合装置に入
力した後で、各補正因子Furthermore, after inputting the respective measuring forces or their measuring force ratios in combination with their continuous measurement into the control / calculation / display combined device manually or automatically by known means, Each correction factor
【数１５】 [Equation 15]
【数１６】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）をこの制御・演算・
表示用複合装置の中で算出するのが有利である。[Equation 16] And / or (bm), (bm-1)
It is advantageous to calculate in the display composite device.
【００１２】この場合に目標測定力から、又は実際に作
用する実測定力から導き出された補正因子In this case, the correction factor derived from the target measuring force or from the actual measuring force that actually acts.
【数１７】 [Equation 17]
【数１８】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）を、それらの既に算
出された値のその都度可能な入力により、又はそれらの
測定力又はその測定力比のその都度可能な入力によっ
て、その制御・演算・表示用複合装置の中に入力する有
利な可能性が存在する。[Equation 18] And / or (bm), (bm-1) by the respective possible input of their already calculated values or by their respective possible input of their measured forces or their measured force ratios. There is an advantageous possibility of inputting into a complex computing / display device.
【００１３】この装置の主要な利点は、全面的に、又は
部分的に自動化して迅速に、かつ高い精度で変形のな
い、又は著しく変形の少ない被検物測定値が表示され、
その際現れる種々の接触変形の全てがその設計思想に取
り入れられているということである。これは中でも、実
際に存在する種々の材料や寸法に依存性の被検物の多様
性について当てはまる。The main advantage of this device is that it can be fully or partially automated to quickly and with high precision display the measured values of an object without deformation or with very little deformation,
This means that all the various contact deformations that appear at that time are incorporated into the design concept. This applies, inter alia, to the variety of analytes that are dependent on the various materials and dimensions actually present.
【００１４】特に有利なことは、測定力関係に立ち返る
こと及びこれから導かれる各補正因子である。すなわち
測定力関係は一般に重力に基づいて接触子の向きととも
に変化するが、しかしながらそれぞれの向きにおいて検
出することができ、かつ補正因子としてその制御・計算
・表示用複合装置に入力することができる。更にまたそ
れら補正因子を測定力目標値又は実際値に関連させるこ
とができるのが有利である。すなわち、接触子の検量測
定によって実際に作用している各測定力を検出し、そし
て制御・計算・表示用複合装置のための極めて誤差のな
い補正因子に変えることができる。従って、特定的ない
くつかの測定力を維持するための臨界的な製造時許容公
差の問題は回避され、そしてその接触子の製造が経済的
に構成される。このような、測定力に関連する、接触子
の検量測定又は基準測定の可能性は、極めて高い精度の
求められる接触子や接触子の測定力の確実な長期間挙動
にも有利な態様で貢献することが出来る。従って、例え
ばバネ要素等の老化による長期的に変化し得る測定力は
その制御・計算・表示用複合装置に新しい各補正因子を
入力することによってその接触子への製造技術的な干渉
を行う必要なく対処することが出来る。Particularly advantageous is the return to the measuring force relationship and the respective correction factors derived therefrom. That is, the measuring force relationship generally changes with the orientation of the contactor based on gravity, but can be detected in each orientation and can be input as a correction factor to the control / calculation / display composite device. Furthermore, it is advantageous that the correction factors can be related to the measured force target value or the actual value. That is, each measuring force actually acting can be detected by the calibration measurement of the contact and can be converted into an extremely error-free correction factor for the combined control / calculation / display device. Thus, the problem of critical manufacturing tolerances for maintaining a certain number of measuring forces is avoided and the manufacture of the contact is economically constructed. The possibility of calibration or reference measurement of the contact, which is related to the measuring force, contributes in an advantageous manner to the reliable long-term behavior of the contact or the measuring force of the contact that requires extremely high accuracy. You can do it. Therefore, for example, the measuring force that can change in the long term due to aging of the spring element or the like needs to interfere with the contact of the manufacturing technology by inputting each new correction factor to the control / calculation / display composite device. Can be dealt with without.
【００１５】多くの異なった接触子測定力を制御・計算
・表示用複合装置のための各該当する補正因子で実現す
ることによって、測定力の影響を受けやすい被検物表面
や誤差の原因となりやすい境界−及び周縁部条件への適
合化が可能になることも有利である。Realizing a large number of different contact measuring forces with respective corresponding correction factors for the control / calculation / display combined device causes the surface of the test object susceptible to the measuring force and causes errors. It is also advantageous to be able to adapt to easy boundary- and edge conditions.
【００１６】総括するならば、各被検物測定値のより認
知された記述に結びつけられる各構造材料に関連する諸
影響因子と検出値とを分離することによって上述の各装
置的利点を説明することが出来る。従って、最近の接触
子測定系の極めて高い測定値の解答能はこの材料工学的
干渉量の自動化された補償によって評価され、そして最
適の解答能がもたらされる。[0016] In summary, the above-mentioned instrumental advantages are explained by separating the influencing factors and the detected values associated with each structural material, which are linked to a more perceptible description of each measured object value. You can Therefore, the very high measured value resolution of modern contactor measurement systems is evaluated by this automatic compensation of the material engineering interference amount, and an optimal solution capability results.
【００１７】[0017]
【実施例】本発明の本質は添付の図面に示した垂直方向
からの接触を行う実施例を参照して更に詳細に説明す
る。種々の実用の可能性はこの例のみに限定されるもの
ではなく、そして中でも制御・計算・表示用複合装置に
おいて極めて多種多様の制御技術、計算技術及び表示技
術の組み合わせが含まれる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The essence of the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments for making vertical contact shown in the accompanying drawings. The various practical possibilities are not limited to this example only and include, among other things, a great variety of control, calculation and display technology combinations in the control / calculation / display combination.
【００１８】例えば種々の制御装置及び表示装置を計算
技術とともに、或いは種々の表示装置を計算技術及び全
体的な制御とともに、又は種々の制御装置をパーソナル
コンピュータ及び表示技術とともに、或いはパーソナル
コンピュータと総合的制御及び表示技術とともに実用化
できる。簡単な実用化の場合において測長用接触子、制
御装置及び表示装置を含む小型コンピュータよりなる装
置を使用することもできる。For example, various control devices and display devices with calculation technology, various display devices with calculation technology and overall control, or various control devices with personal computer and display technology, or with personal computer. It can be put to practical use together with control and display technology. In the case of simple practical use, it is also possible to use a device composed of a small computer including a contact for length measurement, a control device and a display device.
【００１９】弾性的接触変形の自動的な補償のため、及
び変形のない、又は著しく変形の少ない被検物測定値を
示すために図１に、駆動制御された接触子棒の調節手段
及び２つの測定力Ｆ１及びＦ２のための測定力変化を含
む測長用接触子と、制御・計算・表示用複合装置との配
置を示す。For the automatic compensation of elastic contact deformations and for showing the measured values of the object without deformation or with very little deformation, FIG. The arrangement of the measuring contact including the measuring force change for one measuring force F1 and F2 and the control / calculation / display combined device is shown.
【００２０】最初の測定位置における垂直方向接触によ
る被検物高さｘの測定のために、図２はその測定装置構
造を図式的に示す。このものは基準面２を有する測定テ
ーブル１、及び従属する接触子棒５及びその接触球６を
備えて上記測定テーブル１と支台固定的に結合された測
長用接触子４を含む。制御・計算・表示用複合装置によ
る自動制御の利用のもとに測定力Ｆ１が加わっている接
触子棒５は測定テーブルの基準面２へ当接する。制御・
計算・表示用複合装置によってその接触球６が第１の測
定位置において上記測定テーブルの基準面２と接触した
ときに非線形的ヘルツの扁平変形及び線形的接触子変形
を含んだ測定値Ｍ１が検出される。次にこの第１の測定
位置７のところで更にその制御・計算・表示用複合装置
によるその自動化された制御を更に用いて測定力Ｆ２の
加わった接触子棒５の接触球６を介して測定力に依存す
る接触変形の加わった測定値Ｍ２がその制御・計算・表
示用複合装置によって求められる。第２の測定位置にお
いて垂直方向の接触による被検物の高さｘを測定するた
めに図３に、測定テーブルの基準面２の上に置かれた被
検物の高さｘを限定している被検物上面９を有する被検
物３及び変化した接触球の位置によって図２と異なって
いる測定装置構造を図式的に示す。制御・計算・表示用
複合装置による自動的な制御の利用のもとに測定力Ｆ１
の加わった接触子棒５は被検物３の被検物表面９に当接
する。制御・計算・表示用複合装置によりその接触球６
が第２の測定位置８において被検物表面９と接触した際
に、その測定テーブルの基準面２と被検物表面９との間
で材料が異なっているときに、変化した非線形的ヘルツ
扁平変形と線形的な接触子変形との含まれた測定値Ｍ３
が求められる。次に第２の測定位置８においてその制御
・計算・表示用複合装置による自動的な制御を再び利用
して測定力Ｆ２の加わった接触子棒５の接触球６を介し
て測定力に依存して変化した接触変形の含まれた測定値
Ｍ４がその制御・計算・表示用複合装置によって求めら
れる。For the measurement of the object height x by vertical contact in the first measuring position, FIG. 2 diagrammatically shows the measuring device structure. It comprises a measuring table 1 with a reference surface 2 and a length-measuring contact 4 which is fixedly connected to the measuring table 1 with a dependent contact bar 5 and its contact sphere 6. The contact bar 5 to which the measuring force F1 is applied is brought into contact with the reference surface 2 of the measuring table under the use of the automatic control by the combined control / calculation / display device. control·
When the contact ball 6 comes into contact with the reference surface 2 of the measurement table at the first measurement position by the compound device for calculation and display, the measurement value M1 including the flat deformation of the nonlinear Hertz and the linear contact deformation is detected. To be done. Next, at the first measuring position 7, the automated control by the control / calculation / display combined device is further used to measure the measuring force via the contact ball 6 of the contact bar 5 to which the measuring force F2 is applied. The measured value M2 to which the contact deformation depending on is added is obtained by the control / calculation / display combined device. In order to measure the height x of the test object due to vertical contact at the second measurement position, the height x of the test object placed on the reference surface 2 of the measurement table is limited to FIG. Fig. 3 schematically shows a measuring device structure which differs from Fig. 2 by the position of the test object 3 with the test object upper surface 9 present and the changed contact sphere. Measuring force F1 based on the use of automatic control by the combined control / calculation / display device
The contact bar 5 to which is added contacts the surface 9 of the object 3 to be inspected. The contact ball 6 by the control / calculation / display combined device
When contacting the object surface 9 at the second measurement position 8, when the material is different between the reference surface 2 of the measurement table and the object surface 9, the changed nonlinear Hertz flatness Measured value M3 of deformation and linear contactor deformation
Is required. Next, at the second measuring position 8, the automatic control by the control / calculation / display combined device is utilized again to depend on the measuring force via the contact ball 6 of the contact bar 5 to which the measuring force F2 is applied. The measured value M4 including the changed contact deformation is obtained by the control / calculation / display combined device.
【００２１】測長用接触子４の測定力比（Ｆ２／Ｆ１）
＝ｂにおいて非線形的なヘルツの扁平化の、この場合に
ついて両方の補正因子Measuring force ratio of the length-measuring contact 4 (F2 / F1)
= B both correction factors for non-linear Hertzian flattening in this case
【数１９】 及び[Formula 19] as well as
【数２０】 を求めることができ、そしてこれはその制御・計算・表
示用複合装置に入力される。この補正過程において、次
に各測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４が次式[Equation 20] , Which is input to the control / calculation / display composite device. In this correction process, each measured value M1, M2, M3 and M4 is
【数２１】 の形で、被検物３の変形のない高さｘがその制御・計算
・表示用複合装置によって表示されるように合理的に補
正される。[Equation 21] In this form, the height x of the object 3 without deformation is rationally corrected so as to be displayed by the control / calculation / display combined device.
【００２２】接触球６が円筒状接触面を備えた接触シリ
ンダと置き換えられた場合の測定テーブル基準面２又は
測定テーブル上面９のところにおける線形的な扁平化変
形を含む被検物３の高さｘの測定の、図示されていない
例については、この場合についての線形的な扁平化の測
長用接触子４の同じ測定力比（Ｆ２／Ｆ１）＝ｂにおい
て両方の補正因子（ｂ）及び（ｂ−１）が求められ、そ
してその制御・計算・表示用複合装置に入力される。The height of the object 3 including the linear flattening deformation at the measuring table reference surface 2 or the measuring table upper surface 9 when the contact sphere 6 is replaced by a contact cylinder with a cylindrical contact surface. For an example, not shown, of the measurement of x, both correction factors (b) and b at the same measuring force ratio (F2 / F1) = b of the linear flattening measuring contact 4 for this case (B-1) is obtained and input to the control / calculation / display composite device.
【００２３】この補正過程の間に次に、それぞれ従属す
る測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４が下記式During this correction process, the respective dependent measured values M1, M2, M3 and M4 are then
【数２２】 の形で、変形を含まない被検物３の高さがその制御・計
算・表示用複合装置によって表示されるように補正され
る。[Equation 22] In this manner, the height of the test object 3 which does not include deformation is corrected so as to be displayed by the control / calculation / display combined device.
【００２４】非線形的なヘルツの扁平化過程及び重畳さ
れた線形的な接触子変形がある１つの被検物測定につい
ての両方の測定位置において等しい測定力を導入した場
合にそれら線形的な接触子変形が異なっているように現
れるような測長用接触子４及び制御・計算・表示用複合
装置を用いる場合についてはそれら補正因子の帰属を変
えるのが好都合である。すなわち、測定力比（Ｆ２／Ｆ
１）＝ｂから求められた各補正因子（ｂ）、（ｂ−１）
を用いて、この場合に存在する各測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ
３及びＭ４をその補正過程の間に、その制御・計算・表
示用複合装置によって、下記式Non-linear Hertzian flattening process and linear contactors with superimposed linear contact deformations when introducing equal measuring forces at both measuring positions for one measurement of the object. When using the length measurement contactor 4 and the control / calculation / display composite device in which the deformations appear to be different, it is convenient to change the attribution of the correction factors. That is, the measuring force ratio (F2 / F
1) = correction factors (b) and (b-1) obtained from b
By using the respective measured values M1, M2, M present in this case.
3 and M4 are converted by the following formula by the control / calculation / display combined device during the correction process.
【数２３】 の形の極めて変形の減少した被検物測定値が表示される
ように補正することができる。この被検物測定値はかろ
うじて扁平化に基づく残存的変形の影響しか含まない。[Equation 23] It can be corrected so that the measured values of the object with a significantly reduced deformation in the form of are displayed. This measured value of the object barely includes only the effect of residual deformation due to flattening.
【００２５】測定力変化と結び合わされた測長用接触子
４及び制御・計算・表示用複合装置を図示の有利な態様
で配置することによって、各接触変形は補償され、そし
て変形がないか、又は著しく変形の少ない被検物測定値
が表示されるけれども、それぞれ１つの測定力のみを用
いて被検物の測定を行うことも可能である。この単純な
接触測定過程は接触変形が一定に維持される場合、更に
はまた変形の影響が含まれてもよいような制度の低下し
た測定の場合にも好都合である。By arranging the length-measuring contact 4 and the combined control-calculation-display device in combination with the change in the measuring force in the advantageous embodiment shown, each contact deformation is compensated, and there is no deformation. Alternatively, although the measured value of the test object with significantly less deformation is displayed, it is also possible to measure the test object using only one measuring force. This simple tactile measurement process is advantageous when tactile deformation is kept constant, and also in the case of reduced precision measurements where the effects of deformation may be included.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明は機械的に接触する測長用接触子
の寸法測定の精度の上昇及び合理化に役立つもので、精
密長さ測定が正確で時間がかからず、かつ取り扱いの容
易な、接触弾性変形の補償を必要とするところで用いる
ことができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for increasing and rationalizing the accuracy of the dimension measurement of a contact for length measurement which makes mechanical contact, and accurate length measurement is accurate, does not take time, and is easy to handle. , Can be used in places where compensation for contact elastic deformation is required.
【図１】測長用接触子及び制御・計算・表示用複合装置
の配置のブロック線図FIG. 1 is a block diagram of the layout of a measuring contact and a control / calculation / display composite device.
【図２】第１の測定位置の垂直方向の接触による被検物
高さ測定の状態の図式図FIG. 2 is a schematic diagram of a state in which the height of an object to be measured is measured by vertical contact with a first measurement position.
【図３】第２の測定位置の垂直方向の接触による被検物
高さ測定の状態の図式図FIG. 3 is a schematic diagram of a state in which the height of the object to be measured is measured by vertically contacting a second measurement position.
１ 測定テーブル ２ 測定テーブル基準面 ３ 被検物 ４ 測長用接触子 ５ 接触子棒 ６ 接触球 ７ 第１測定位置 ８ 第２測定位置 ９ 被検物上面 ｘ 被検物高さ 1 Measuring Table 2 Measuring Table Reference Surface 3 Specimen 4 Length Measuring Contact 5 Contact Bar 6 Contact Sphere 7 First Measuring Position 8 Second Measuring Position 9 Upper Dimension of Specimen x Height of Specimen
Claims (3)
個の異なった測定力のための測定力変化用要素 〔その際ｎ≧２であり、そしてこれにそれぞれ２つの異
なった測定力Ｆ１及びＦ２についてのｂｍ＝（Ｆ２／Ｆ
１）の測定力比｛但しｍ＝１，２，３・・・（ｎ／２）
（ｎ−１）｝、及びこれの、重畳された線形的接触子変
形による非線形的ヘルツ氏扁平化過程のための補正因子 【数１】 及び 【数２】 か、又は重畳された線形的接触子変形による線形的扁平
化過程のための（ｂｍ）及び（ｂｍ−１）かがそれぞれ
結合されている〕とを含む測長用接触子、接触子と被検
物との支持手段、及び制御・演算・表示用複合装置を包
含する、測長用接触子の接触弾性変形の自動的補償装置
において、上記制御・演算・表示用複合装置が異なった
接触時に属する上記各補正因子 【数３】 【数４】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）のための入力部と表
示装置とを含み、その際この表示装置は、素材に依存せ
ず、変形のない、又は変形を減少させた被検物測定値を
自動的に表示することを特徴とする、上記補償用装置。1. A contact bar adjusting means which is drive-controlled, n
Measuring force variation element for two different measuring forces, where n ≧ 2, and bm = (F2 / F for two different measuring forces F1 and F2 respectively)
1) Measuring force ratio (however, m = 1, 2, 3 ... (n / 2)
(N-1)} and its correction factor for the non-linear Hertzian flattening process by superposed linear contact deformation. And Or (bm) and (bm-1) for the linear flattening process due to the superimposed linear contact deformation] are included.], An automatic compensator for contact elastic deformation of a contact for length measurement, which includes a support means for a specimen and a control / calculation / display combined device, when the control / calculation / display combined device makes a different contact Each of the above correction factors that belong to [Equation 4] And / or (bm), an input unit for (bm-1) and a display device, the display device being material-independent and free of deformation or of reduced deformation. The above-mentioned compensation device, characterized in that the measured value is automatically displayed.
り、そして手動により上記制御・演算・表示用複合装置
に入力可能である、請求項１の装置。2. Each correction factor (5) [Equation 6] And / or (bm), (bm-1) have already been calculated and can be manually input to the control / computation / display combined device.
御・演算・表示用複合装置に入力した後で、それらの継
続的測定と組み合わせて、公知の手段により各接触過程
において手動的又は自動的に上記各補正因子 【数７】 【数８】 及び／又は（ｂｍ）、（ｂｍ−１）を上記制御・演算・
表示用複合装置の中で算出する、請求項１の装置。3. After inputting each measuring force or a ratio of these measuring forces to the control / computation / display composite device, in combination with continuous measurement thereof, by a known means, manually or in each contact process. The above correction factors [Equation 7] [Equation 8] And / or (bm), (bm-1) are used for the above control / calculation /
The device of claim 1, wherein the device is calculated in the display composite device.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4236042.0 | 1992-10-24 | ||
| DE19924236042 DE4236042C2 (en) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Arrangement for the automatic compensation of elastic probe deformations in length measuring probes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201366A true JPH06201366A (en) | 1994-07-19 |
Family
ID=6471332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28558993A Pending JPH06201366A (en) | 1992-10-24 | 1993-10-21 | Device for automatically compensating for contact elastic deformation of length measuring contact |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201366A (en) |
| CH (1) | CH689333A5 (en) |
| DE (1) | DE4236042C2 (en) |
| GB (1) | GB2271851B (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2827952A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-01-31 | Osmos Sa | DEVICE FOR MEASURING A DISPLACEMENT AND ASSOCIATED METHOD |
| EP2405234A1 (en) | 2010-07-09 | 2012-01-11 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument |
| JP2021081275A (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 株式会社東京精密 | Surface property measuring method and surface property measuring device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4324513A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-26 | Zwosta Helge Dipl Ing Fh | Method, circuit and measurement pickup for detecting physical quantities by selective measurement of electrical quantities of the response signal |
| DE4411819A1 (en) * | 1994-04-08 | 1995-10-12 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Process for displaying length dimensions of geometric test object dimensions and material properties of test object surfaces |
| DE19532012C2 (en) * | 1995-08-31 | 1997-10-16 | Mahr Gmbh | Device and method for high-precision distance measurement |
| DE19642521C1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-03-12 | Uwe Dipl Ing Grafe | End-dimension checking method for workpiece dimension checking |
| DE102004038416B4 (en) * | 2004-07-30 | 2014-02-06 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Method for determining spatial coordinates of a measuring point on a measuring object and corresponding coordinate measuring machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD150111A1 (en) * | 1980-04-08 | 1981-08-12 | Steffen Klawun | DEVICE FOR WAY-POWER COORDINATION AT ANTASTSYSTEMEN |
-
1992
- 1992-10-24 DE DE19924236042 patent/DE4236042C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-10-19 GB GB9321574A patent/GB2271851B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-21 JP JP28558993A patent/JPH06201366A/en active Pending
- 1993-10-22 CH CH318293A patent/CH689333A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2827952A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-01-31 | Osmos Sa | DEVICE FOR MEASURING A DISPLACEMENT AND ASSOCIATED METHOD |
| WO2003012365A3 (en) * | 2001-07-27 | 2004-02-12 | Osmos S A | Device for measuring a displacement and related method |
| EP2405234A1 (en) | 2010-07-09 | 2012-01-11 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument |
| US8327554B2 (en) | 2010-07-09 | 2012-12-11 | Mitutoyo Corporation | Form measuring instrument |
| JP2021081275A (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 株式会社東京精密 | Surface property measuring method and surface property measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2271851A (en) | 1994-04-27 |
| DE4236042C2 (en) | 1997-01-16 |
| GB2271851B (en) | 1996-04-24 |
| CH689333A5 (en) | 1999-02-26 |
| GB9321574D0 (en) | 1993-12-08 |
| DE4236042A1 (en) | 1994-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8037616B2 (en) | Multiple display electronic caliper | |
| EP2075566A2 (en) | Indentation testing instrument and indentation testing method | |
| JPH06201366A (en) | Device for automatically compensating for contact elastic deformation of length measuring contact | |
| CN110092010B (en) | Manufacturing auxiliary device | |
| CN114729800B (en) | Surface inspection device and shape correction device and surface inspection method and shape correction method | |
| US2426390A (en) | Straightening apparatus | |
| CN111623922A (en) | Method for evaluating uncertainty of zero correction value of pressure transmitter | |
| US3206971A (en) | Force measuring apparatus | |
| CN113853605B (en) | Method and device for determining the main cause of springback deviation | |
| JPH07103707A (en) | Position detector for actuator | |
| DE4103060C2 (en) | ||
| US3084542A (en) | Load cell | |
| CN214445058U (en) | Zero position device is rectified fast to machining center B axle | |
| RU2085313C1 (en) | Apparatus for controlling and measuring non-planeness of rolled sheets | |
| JPH079034A (en) | Method and device for bending work | |
| JP2021053678A (en) | Index measuring apparatus of plastic workability of wire material or wire for cold heading and index measuring method of plastic workability of wire material or wire for cold heading | |
| CN112809450A (en) | Device and method for quickly correcting zero position of B shaft of machining center | |
| JP2003065703A (en) | Substrate warpage measurement method | |
| KR101816657B1 (en) | Method for Calibrating Height Using Atomic Force Microscope | |
| JPS582605A (en) | Measuring method and apparatus | |
| TWI786751B (en) | System of analyzing and measuring distance sensor | |
| JPH0556443B2 (en) | ||
| RU2344405C2 (en) | Method of testing spring action and boundary parameters of sheet material during double-angle bending (versions) | |
| CN116202460A (en) | Measuring method based on linear displacement sensor resolution testing device | |
| JP2000221126A (en) | Method and device for measuring indentation depth in indentation-type hardness tester |