JPH07104142B2 - ワ−ク座標系による駆動装置 - Google Patents
ワ−ク座標系による駆動装置Info
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- JPH07104142B2 JPH07104142B2 JP60210746A JP21074685A JPH07104142B2 JP H07104142 B2 JPH07104142 B2 JP H07104142B2 JP 60210746 A JP60210746 A JP 60210746A JP 21074685 A JP21074685 A JP 21074685A JP H07104142 B2 JPH07104142 B2 JP H07104142B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明はジヨイステイツク等の入力装置からの指令によ
つてＸ−Ｙテーブル等の被駆動装置を駆動する装置に関
するものである。
つてＸ−Ｙテーブル等の被駆動装置を駆動する装置に関
するものである。
（発明の背景） Ｘ方向モータとＹ方向モータによつて駆動されるＸ−Ｙ
ステージを備えた投影機や工具顕微鏡によるワーク（被
測定物）の測定は、該測定機の観察装置によりワークを
観察しつつステージの駆動装置を操作し、ワーク上の測
定点を観察装置の基準点、例えば投影スクリーンやレチ
クルの十字線に順次合致させ、それらの点の座標値をＸ
−Ｙステージに備えたリニアエンコーダ等によつて読み
取ることにより実行される。駆動装置にはステージを
Ｘ、Ｙ任意の方向に駆動する為の操作部材を有する入力
装置（例えばジヨイステイツク）が具備されている。
ステージを備えた投影機や工具顕微鏡によるワーク（被
測定物）の測定は、該測定機の観察装置によりワークを
観察しつつステージの駆動装置を操作し、ワーク上の測
定点を観察装置の基準点、例えば投影スクリーンやレチ
クルの十字線に順次合致させ、それらの点の座標値をＸ
−Ｙステージに備えたリニアエンコーダ等によつて読み
取ることにより実行される。駆動装置にはステージを
Ｘ、Ｙ任意の方向に駆動する為の操作部材を有する入力
装置（例えばジヨイステイツク）が具備されている。
測定すべき寸法の多くはワーク上の基準点や基準面によ
り設定されるワーク座標系の座標軸と平行である。
り設定されるワーク座標系の座標軸と平行である。
測定すべき寸法をリニアエンコーダの読みから直接又
は、２点での読みの差と言う簡単な計算で求める為に
は、測定すべき長さがステージの移動方向、すなわち機
械座標系の座標軸であるＸ軸又はＹ軸と平行でなければ
ならないので、測定に先立ちワーク座標系の座標軸（ｘ
軸又はｙ軸）が、ステージの移動方向、すなわち機械座
標系の座標軸と平行になるようワークの向きを調整す
る。第５図はこのように調整された状態を示している。
ステージ12の機械座標系の座標軸と、ワーク13上に設定
されたワーク座標系の座標軸とは平行である。従つてワ
ーク座標系の座標軸と平行な寸法△ｘ、△ｙの測定の為
のステージ移動は、寸法△ｘに関してはＸ軸方向のみ、
寸法△ｙに関してはＹ軸方向のみで良い。
は、２点での読みの差と言う簡単な計算で求める為に
は、測定すべき長さがステージの移動方向、すなわち機
械座標系の座標軸であるＸ軸又はＹ軸と平行でなければ
ならないので、測定に先立ちワーク座標系の座標軸（ｘ
軸又はｙ軸）が、ステージの移動方向、すなわち機械座
標系の座標軸と平行になるようワークの向きを調整す
る。第５図はこのように調整された状態を示している。
ステージ12の機械座標系の座標軸と、ワーク13上に設定
されたワーク座標系の座標軸とは平行である。従つてワ
ーク座標系の座標軸と平行な寸法△ｘ、△ｙの測定の為
のステージ移動は、寸法△ｘに関してはＸ軸方向のみ、
寸法△ｙに関してはＹ軸方向のみで良い。
最近は、ステージ移動量読み取りのデイジタル化及びコ
ンピユータの発達により各測定点の機械座標系の座標値
を直接コンピユータに取り込み、処理させることによつ
て必要なワーク上の寸法を求めることがなされている。
この場合、複雑な計算も容易であるから、測定すべき長
さがステージの移動方向と平行であることはもはや必要
ではない。このような状態を第６図に示す。ここではス
テージ12の機械座標系の座標軸とワーク座標系の座標軸
と角θだけ傾斜している。例えば寸法△ｘは、点Ａと点
Ｂの機械座標系の座標値（XA,YA）、（XB,YB）から を計算することにより求められる。従つてワーク座標系
を機械座標系に合わせるという調整作業は不要となる
が、ワーク座標系の座標軸に平行な寸法を測定する為に
はステージをＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる必要が
ある。そこでステージをＸ軸方向とＹ軸方向とで交互に
移動させても良いが、ステージをワーク座標系の座標軸
方向へ移動した方が測定時間を短縮でき有利であり、そ
の為にはステージをＸ軸方向とＹ軸方向へ同時に駆動し
なければならない。
ンピユータの発達により各測定点の機械座標系の座標値
を直接コンピユータに取り込み、処理させることによつ
て必要なワーク上の寸法を求めることがなされている。
この場合、複雑な計算も容易であるから、測定すべき長
さがステージの移動方向と平行であることはもはや必要
ではない。このような状態を第６図に示す。ここではス
テージ12の機械座標系の座標軸とワーク座標系の座標軸
と角θだけ傾斜している。例えば寸法△ｘは、点Ａと点
Ｂの機械座標系の座標値（XA,YA）、（XB,YB）から を計算することにより求められる。従つてワーク座標系
を機械座標系に合わせるという調整作業は不要となる
が、ワーク座標系の座標軸に平行な寸法を測定する為に
はステージをＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる必要が
ある。そこでステージをＸ軸方向とＹ軸方向とで交互に
移動させても良いが、ステージをワーク座標系の座標軸
方向へ移動した方が測定時間を短縮でき有利であり、そ
の為にはステージをＸ軸方向とＹ軸方向へ同時に駆動し
なければならない。
すなわち、前者（第５図）ではステージに駆動指令を与
える操作はＸ軸方向又はＹ軸方向へ択一的であるので容
易であるが、後者（第６図）の場合には、ステージのＸ
軸方向とＹ軸方向へ角θに応じた速度比VY/VX＝tanθの
駆動指令を与えなければならない。
える操作はＸ軸方向又はＹ軸方向へ択一的であるので容
易であるが、後者（第６図）の場合には、ステージのＸ
軸方向とＹ軸方向へ角θに応じた速度比VY/VX＝tanθの
駆動指令を与えなければならない。
ステージに駆動指令を与える為の入力装置としてジヨイ
ステイツクが良く使用される。ジヨイステイツクは、常
時は中立位置にある操作レバーの傾斜方向の傾斜角によ
り、移動方向と移動速度を指令するのが通例である。１
つのジヨイステイツクでステージのＸ軸方向またはＹ軸
方向への移動を制御する駆動装置では、Ｘ軸方向又はＹ
軸方向に対応した２つのジヨイステイツクが必要であ
り、２つのジヨイステイツクをそれらの傾斜角の比がta
nθとなるよう操作することになり、細かなステージ制
御は困難である。１つのジヨイステイツクでＸ軸方向と
Ｙ軸方向とを制御できるジヨイステイツクを有する駆動
装置では、ジヨイステイツクの操作レバーは任意の方向
に倒すことができ、角度φの方向に角度Ψだけ操作レバ
ーを傾斜させた時ステージのＸ軸方向とＹ軸方向には夫
々VX＝（Ψ）cosφ、VY＝（Ψ）sinφの指令値が与えら
れる。すなわち、Ｘ軸方向駆動装置には指令値VX、Ｙ軸
方向駆動部材には指令値VYが入力される。ここでＶ
（Ψ）はΨの値で決まる指令速度である。
ステイツクが良く使用される。ジヨイステイツクは、常
時は中立位置にある操作レバーの傾斜方向の傾斜角によ
り、移動方向と移動速度を指令するのが通例である。１
つのジヨイステイツクでステージのＸ軸方向またはＹ軸
方向への移動を制御する駆動装置では、Ｘ軸方向又はＹ
軸方向に対応した２つのジヨイステイツクが必要であ
り、２つのジヨイステイツクをそれらの傾斜角の比がta
nθとなるよう操作することになり、細かなステージ制
御は困難である。１つのジヨイステイツクでＸ軸方向と
Ｙ軸方向とを制御できるジヨイステイツクを有する駆動
装置では、ジヨイステイツクの操作レバーは任意の方向
に倒すことができ、角度φの方向に角度Ψだけ操作レバ
ーを傾斜させた時ステージのＸ軸方向とＹ軸方向には夫
々VX＝（Ψ）cosφ、VY＝（Ψ）sinφの指令値が与えら
れる。すなわち、Ｘ軸方向駆動装置には指令値VX、Ｙ軸
方向駆動部材には指令値VYが入力される。ここでＶ
（Ψ）はΨの値で決まる指令速度である。
Ｘ軸方向とＹ軸方向との速度比はVY/VX＝tanφなので、
ステージをワーク座標系のｘ軸と平行に移動させるには
ジヨイステイツクの操作レバーを角θ方向に傾斜させれ
ば良いが、これも容易ではない。更に、ステージの細か
な送り制御を容易とする為、ジヨイステイツクの操作レ
バーの傾斜角に対し非線形な速度特性を与えることが多
いが、この場合にはジヨイステイツクの操作レバーの傾
斜方向とステージの移動方向とは必ずしも一致しないの
で一層困難となる。
ステージをワーク座標系のｘ軸と平行に移動させるには
ジヨイステイツクの操作レバーを角θ方向に傾斜させれ
ば良いが、これも容易ではない。更に、ステージの細か
な送り制御を容易とする為、ジヨイステイツクの操作レ
バーの傾斜角に対し非線形な速度特性を与えることが多
いが、この場合にはジヨイステイツクの操作レバーの傾
斜方向とステージの移動方向とは必ずしも一致しないの
で一層困難となる。
また、機械座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿つて移動可能
なプローブの三次元座標値を、プローブの接触子がワー
クに接触することによつて発せられる電気信号によつて
コンピユータに読み取らせ、求める寸法を算出する三次
元測定機においても、これまでに述べたと同様の事情が
ある。ただし三次元測定機では座標値が３つあるためジ
ヨイステイツクの操作レバーの前後、左右への操作に加
え、第３軸（Ｚ軸）への駆動指令を与えるため、ジヨイ
ステイツクの操作レバーのつまみを回転させて指令出力
を行う構造のものを使用するか、別のジヨイステイツク
を第３軸の指令のために追加しなければならない。
なプローブの三次元座標値を、プローブの接触子がワー
クに接触することによつて発せられる電気信号によつて
コンピユータに読み取らせ、求める寸法を算出する三次
元測定機においても、これまでに述べたと同様の事情が
ある。ただし三次元測定機では座標値が３つあるためジ
ヨイステイツクの操作レバーの前後、左右への操作に加
え、第３軸（Ｚ軸）への駆動指令を与えるため、ジヨイ
ステイツクの操作レバーのつまみを回転させて指令出力
を行う構造のものを使用するか、別のジヨイステイツク
を第３軸の指令のために追加しなければならない。
二次元的なステージ等と異なり三次元測定機での測定対
象は水平面（Ｘ−Ｙ面）内にあるとは限らず、Ｚ軸が加
わる事によりしばしばＹ−Ｚ面、Ｚ−Ｘ面とのほぼ鉛直
な側面上の測定を行う場合があり、さらに時としてワー
ク上に設定されるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうちの１つの軸に
は平行であるが、他の軸とは平行でない面や３つの座標
軸のいずれに対しても平行でない傾面上での測定を行う
場合もある。これらのような場合には測定対象となる面
に沿つた動きや、面に垂直な動きを行わせるためには一
般に３軸同時に適切な比をもつて制御しなければなら
ず、現実的には不可能といわなければならないという欠
点があつた。
象は水平面（Ｘ−Ｙ面）内にあるとは限らず、Ｚ軸が加
わる事によりしばしばＹ−Ｚ面、Ｚ−Ｘ面とのほぼ鉛直
な側面上の測定を行う場合があり、さらに時としてワー
ク上に設定されるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうちの１つの軸に
は平行であるが、他の軸とは平行でない面や３つの座標
軸のいずれに対しても平行でない傾面上での測定を行う
場合もある。これらのような場合には測定対象となる面
に沿つた動きや、面に垂直な動きを行わせるためには一
般に３軸同時に適切な比をもつて制御しなければなら
ず、現実的には不可能といわなければならないという欠
点があつた。
なお、これらの欠点はジヨイステイツクによつて速度指
令を行うかわりに、エンコーダーを内蔵したトラツクボ
ールや、または単にエンコーダーに手動用ノブをつけて
移動量を指令するように構成した場合も同様である。
令を行うかわりに、エンコーダーを内蔵したトラツクボ
ールや、または単にエンコーダーに手動用ノブをつけて
移動量を指令するように構成した場合も同様である。
（発明の目的） 本発明はこれまで述べてきたような問題点を解決し、ワ
ーク上に任意に設定されているワーク座標系による駆動
指令を容易に与えられる駆動装置を現実とすると共に、
測定操作を容易にしたワーク座標系による駆動装置を得
ることを目的とする。
ーク上に任意に設定されているワーク座標系による駆動
指令を容易に与えられる駆動装置を現実とすると共に、
測定操作を容易にしたワーク座標系による駆動装置を得
ることを目的とする。
（発明の概要） 本発明は、被駆動部材を駆動する駆動手段と、前記被駆
動部材を第１の座標系の座標軸に沿って駆動させる駆動
信号に基づいて、前記駆動手段に駆動指令を与える駆動
指令手段と、を備える駆動装置において、前記駆動指令
手段は、前記駆動信号を前記第１の座標系から第２の座
標系に変換し、前記被駆動部材を前記第２の座標系の座
標軸に沿って移動させるように前記駆動指令を前記駆動
手段に与えると共に、前記第２の座標系の座標軸におけ
る任意に選択された方向への前記被駆動部材の動きを阻
止する阻止手段を有することを特徴とするワーク座標系
による駆動装置である。
動部材を第１の座標系の座標軸に沿って駆動させる駆動
信号に基づいて、前記駆動手段に駆動指令を与える駆動
指令手段と、を備える駆動装置において、前記駆動指令
手段は、前記駆動信号を前記第１の座標系から第２の座
標系に変換し、前記被駆動部材を前記第２の座標系の座
標軸に沿って移動させるように前記駆動指令を前記駆動
手段に与えると共に、前記第２の座標系の座標軸におけ
る任意に選択された方向への前記被駆動部材の動きを阻
止する阻止手段を有することを特徴とするワーク座標系
による駆動装置である。
（実施例） 以上、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。第１図は本発明の第１実施例のブロツク図である。
Ｘ軸エンコーダー１とＹ軸エンコーダー２はＸ−Ｙステ
ージ12の駆動方向によつて定めた機械座標系のＸ、Ｙ座
標値に対応した座標信号を出力する。座標取込スイツチ
３はワーク上の測定点を不図示の観察装置の基準点、例
えば投影スクリーンやレチクルの十字線に合致させて
後、オンされるものであり、位置測定手段として機能す
る。スイツチ回路４は座標取込スイツチ３から座標取込
信号（座標取込スイツチがオンされたことにより生じ
る）が入力されたときのＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エン
コーダー２からの座標信号をマイクロコンピユータ６に
入力せしめる選択手段として機能する。以上のＸ軸エン
コーダー１、Ｙ軸エンコーダー２、座標取込スイツチ
３、スイツチ回路４によつて２次元座標値入力装置５を
形成する。マイクロコンピユータ６は入力された座標信
号から座標変換マトリツクスを演算する。
る。第１図は本発明の第１実施例のブロツク図である。
Ｘ軸エンコーダー１とＹ軸エンコーダー２はＸ−Ｙステ
ージ12の駆動方向によつて定めた機械座標系のＸ、Ｙ座
標値に対応した座標信号を出力する。座標取込スイツチ
３はワーク上の測定点を不図示の観察装置の基準点、例
えば投影スクリーンやレチクルの十字線に合致させて
後、オンされるものであり、位置測定手段として機能す
る。スイツチ回路４は座標取込スイツチ３から座標取込
信号（座標取込スイツチがオンされたことにより生じ
る）が入力されたときのＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エン
コーダー２からの座標信号をマイクロコンピユータ６に
入力せしめる選択手段として機能する。以上のＸ軸エン
コーダー１、Ｙ軸エンコーダー２、座標取込スイツチ
３、スイツチ回路４によつて２次元座標値入力装置５を
形成する。マイクロコンピユータ６は入力された座標信
号から座標変換マトリツクスを演算する。
ジヨイステイツク７は不図示の操作レバーを有し、操作
レバーの傾け方向φ及び傾け角Ψに応じたＸ軸とＹ軸と
の速度指令値VX＝√（Ψ）・cosθ、VY＝Ｖ（Ψ）・sin
θを出力する速度指令手段として機能する。アナログ・
デジタルコンバータ（以下、A/Dコンバータと称す）8
a、8bは指令値VX、VYを夫々アナログ・デジタル変換
し、デジタル指令値VXD,VYDを出力する。マイクロコン
ピユータ６はデジタル指令値VXD,VYDを先に求めた座標
変換マトリツクスによつて機械座標系の指令値VxD,VyD
に変換して出力する変換手段として機能する。
レバーの傾け方向φ及び傾け角Ψに応じたＸ軸とＹ軸と
の速度指令値VX＝√（Ψ）・cosθ、VY＝Ｖ（Ψ）・sin
θを出力する速度指令手段として機能する。アナログ・
デジタルコンバータ（以下、A/Dコンバータと称す）8
a、8bは指令値VX、VYを夫々アナログ・デジタル変換
し、デジタル指令値VXD,VYDを出力する。マイクロコン
ピユータ６はデジタル指令値VXD,VYDを先に求めた座標
変換マトリツクスによつて機械座標系の指令値VxD,VyD
に変換して出力する変換手段として機能する。
また、マイクロコンピユータ６には第１クランプスイツ
チ100と第２クランプスイツチ101が接続されている。第
１クランプスイツチ100をオンすると第１信号が出力さ
れ、第１信号を入力したマイクロコンピユータ６は指令
値VYDを無視し、第２クランプスイツチ101をオンすると
第２信号が出力され、第２信号を入力したマイクロコン
ピユータ６は指令値VXDを無視する。
チ100と第２クランプスイツチ101が接続されている。第
１クランプスイツチ100をオンすると第１信号が出力さ
れ、第１信号を入力したマイクロコンピユータ６は指令
値VYDを無視し、第２クランプスイツチ101をオンすると
第２信号が出力され、第２信号を入力したマイクロコン
ピユータ６は指令値VXDを無視する。
指令値VxD,VyDはデジタル・アナログコンバータ（以下D
/Aコンバータと称す）9a、9bに入力され、アナログ指令
値Vx、Vyに変換される。アナログ指令値Vx、Vyは夫々モ
ータ駆動回路10a、10bに入力される。モータ駆動回路10
a、10bは夫々Ｘ−Ｙステージ12をＸ方向へ駆動するＸ軸
モータ11a、Ｙ方向へ駆動するＹ軸モータ11bを駆動す
る。
/Aコンバータと称す）9a、9bに入力され、アナログ指令
値Vx、Vyに変換される。アナログ指令値Vx、Vyは夫々モ
ータ駆動回路10a、10bに入力される。モータ駆動回路10
a、10bは夫々Ｘ−Ｙステージ12をＸ方向へ駆動するＸ軸
モータ11a、Ｙ方向へ駆動するＹ軸モータ11bを駆動す
る。
Ｘ軸モータ11aとＹ軸モータ11bは協同してＸ−Ｙステー
ジ１をワーク座標系に基づいて移動するから、結局ジヨ
イステイツク７は、機械座標系に従つた駆動装置から、
座標値入力装置５により求められたワーク座標系に従つ
た駆動装置に変換されたことになる。
ジ１をワーク座標系に基づいて移動するから、結局ジヨ
イステイツク７は、機械座標系に従つた駆動装置から、
座標値入力装置５により求められたワーク座標系に従つ
た駆動装置に変換されたことになる。
それ故、ジヨイステイツク７の操作レバーをＸ軸方向へ
傾ければ、ステージはワーク座標系のｘ軸方向へ移動
し、また操作レバーをＹ軸方向へ傾ければ、ステージは
ワーク座標系のｙ軸方向へ移動する。
傾ければ、ステージはワーク座標系のｘ軸方向へ移動
し、また操作レバーをＹ軸方向へ傾ければ、ステージは
ワーク座標系のｙ軸方向へ移動する。
次に、第２図のフローチヤートによつてマイクロコンピ
ユータ６の動作を詳述する。このフローチヤートによる
処理は連続にまたは一定時間毎に繰り返し実行される。
ユータ６の動作を詳述する。このフローチヤートによる
処理は連続にまたは一定時間毎に繰り返し実行される。
第２図に示したように、マイクロコンピユータ６はマト
リツクス決定のための座標値を座標値入力装置５より入
力する（ステツプ61）。そして、ステツプ61で入力した
座標値からマトリツクス を決定する（ステツプ62）。本例の場合には機械座標系
に対するワーク座標系の回転角をθとすればマトリツク
ス は以下の如くである。
リツクス決定のための座標値を座標値入力装置５より入
力する（ステツプ61）。そして、ステツプ61で入力した
座標値からマトリツクス を決定する（ステツプ62）。本例の場合には機械座標系
に対するワーク座標系の回転角をθとすればマトリツク
ス は以下の如くである。
次に、ステツプ63においてA/Dコンバータ8a、8bより指
令値VXD、VYDを入力する。そして、ステツプ200におい
て第１クランプスイツチ100、第２クランプスイツチ101
からの信号を読込む。第１クランプスイツチ100から第
１信号が出力されていると係数CYを０とし（ステツプ20
1、202）、第１信号が出力されていないとCYを１とする
（ステツプ201、203）。また、第２クランプスイツチ10
1から第２信号が出力されていると係数CXを０とし（ス
テツプ204、205）、第２信号が出力されていないと係数
CXを１とする（ステツプ204、206）。そして入力した指
令値VXD,VYDは係数CX,CYと掛算された後、先に求めたマ
トリツクス を用いて機械座標系の指令値VxD,VyDに変換される（ス
テツプ64）。すなわち、 である。
令値VXD、VYDを入力する。そして、ステツプ200におい
て第１クランプスイツチ100、第２クランプスイツチ101
からの信号を読込む。第１クランプスイツチ100から第
１信号が出力されていると係数CYを０とし（ステツプ20
1、202）、第１信号が出力されていないとCYを１とする
（ステツプ201、203）。また、第２クランプスイツチ10
1から第２信号が出力されていると係数CXを０とし（ス
テツプ204、205）、第２信号が出力されていないと係数
CXを１とする（ステツプ204、206）。そして入力した指
令値VXD,VYDは係数CX,CYと掛算された後、先に求めたマ
トリツクス を用いて機械座標系の指令値VxD,VyDに変換される（ス
テツプ64）。すなわち、 である。
そして得られた指令値VxD,VyDはD/Aコンバータ9a、9bに
出力される（ステツプ65）。以後、ステツプ63、200〜2
06、64、65を連続的に実行する。
出力される（ステツプ65）。以後、ステツプ63、200〜2
06、64、65を連続的に実行する。
以上の実施例では、ワークを２次元的に測定するとき、
ワーク上に設定したワーク座標系とステージの機械座標
系とを平行に合わせることなく、機械座標系に対するワ
ーク座標系の回転角θを、座標値入力装置からの座標値
によつて求める事により、以後はこの回転角θによつて
ジヨイステイツク７の機械座標系の座標軸方向への速度
指令値VX、VYにマトリツクス による座標回転の変換を施し、ワーク座標系の座標軸方
向への速度指令値Vx、Vyによるステージ制御が行なえ
る、という利点を有する。
ワーク上に設定したワーク座標系とステージの機械座標
系とを平行に合わせることなく、機械座標系に対するワ
ーク座標系の回転角θを、座標値入力装置からの座標値
によつて求める事により、以後はこの回転角θによつて
ジヨイステイツク７の機械座標系の座標軸方向への速度
指令値VX、VYにマトリツクス による座標回転の変換を施し、ワーク座標系の座標軸方
向への速度指令値Vx、Vyによるステージ制御が行なえ
る、という利点を有する。
また、測定の内容によつては、ワーク上に設定されたワ
ーク座標系の一方の座標軸方向へのみステージを可動と
し、他方の座標軸方向へのステージの動きを禁止したい
ことがある。このような場合であつても、第１クランプ
スイツチ100と第２クランプスイツチ101がワーク座標系
の各座標軸に対応させて設けられることになるので、ク
ランプスイツチ100、101のいずれかをオンすることによ
り、ジヨイステイツクからの対応する座標軸方向への速
度指令値を無視し、その方向への速度指令値を零と見な
すことにより、ワーク上に設定された座標軸の任意に選
択された方向への動きを禁止することができる。
ーク座標系の一方の座標軸方向へのみステージを可動と
し、他方の座標軸方向へのステージの動きを禁止したい
ことがある。このような場合であつても、第１クランプ
スイツチ100と第２クランプスイツチ101がワーク座標系
の各座標軸に対応させて設けられることになるので、ク
ランプスイツチ100、101のいずれかをオンすることによ
り、ジヨイステイツクからの対応する座標軸方向への速
度指令値を無視し、その方向への速度指令値を零と見な
すことにより、ワーク上に設定された座標軸の任意に選
択された方向への動きを禁止することができる。
第３図は本発明の第２実施例のブロツク図である。第２
実施例は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する三次元測定機に本
発明を適用したものである。第３図において第１図と同
一機能のものには同一の図番を付する。
実施例は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する三次元測定機に本
発明を適用したものである。第３図において第１図と同
一機能のものには同一の図番を付する。
Ｘ軸エンコーダー１とＹ軸エンコーダー２及びＺ軸エン
コーダー30は三次元測定機におけるプローブ３′の接触
子の位置に対応した座標値である機械座標系のＸ、Ｙ、
Ｚ座標値に対応した座標信号を出力する。プローブ３′
は接触子がワークに当接すると接触信号を出力する。ス
イツチ回路４はプローブ３′から接触信号が入力された
ときのＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エンコーダー２、Ｚ軸
エンコーダー30からの座標信号をマイクロコンピユータ
60に入力せしめる。以上のＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エ
ンコーダー２、Ｚ軸エンコーダー30、プローブ３′、ス
イツチ回路４によつて三次元座標値入力装置50を形成す
る。マイクロコンピユータ60は入力された座標信号から
座標変換マトリツクスを演算する。
コーダー30は三次元測定機におけるプローブ３′の接触
子の位置に対応した座標値である機械座標系のＸ、Ｙ、
Ｚ座標値に対応した座標信号を出力する。プローブ３′
は接触子がワークに当接すると接触信号を出力する。ス
イツチ回路４はプローブ３′から接触信号が入力された
ときのＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エンコーダー２、Ｚ軸
エンコーダー30からの座標信号をマイクロコンピユータ
60に入力せしめる。以上のＸ軸エンコーダー１、Ｙ軸エ
ンコーダー２、Ｚ軸エンコーダー30、プローブ３′、ス
イツチ回路４によつて三次元座標値入力装置50を形成す
る。マイクロコンピユータ60は入力された座標信号から
座標変換マトリツクスを演算する。
ジヨイステイツク71は不図示の操作レバーを有し、操作
レバーの傾け方向φ、傾け角Ψ及び先端の回転つまみの
回転角γに応じたＸ軸とＹ軸とＺ軸との指令値VX＝√
（Ψ）・cosφ、VY＝Ｖ（Ψ）・sinφ、VZ＝Ｖ（γ）を
出力する。A/Dコンバータ8a、8b、8cは指令値VX、VY、V
Zを夫々アナログ・デジタル変換し、デジテル指令値
VXD、VYD、VZDを出力する。マイクロコンピユータ60は
デジタル指令値VXD、VYD、VZDを先に求めた座標変換マ
トリツクスによつて機械座標系の指令値VxD、VyD、VzD
に変換して出力する。また、マイクロコンピユータ60に
は第１クランプススイツチ100と第２クランプスイツチ1
01と第３クランプスイツチ102が接続されている。第１
クランプスイツチ100をオンすると第１信号が出力さ
れ、第１信号を入力したマイクロコンピユータ60は指令
値VYDを無視し、第２クランプスイツチ101をオンすると
第２信号が出力され、第２信号を入力したマイクロコン
ピユータ60は指令値VXDを無視する。さらに第３クラン
プスイツチ102をオンすると第３信号が出力され、第３
信号を入力したマイクロコンピユータ60は指令値VZDを
無視する。
レバーの傾け方向φ、傾け角Ψ及び先端の回転つまみの
回転角γに応じたＸ軸とＹ軸とＺ軸との指令値VX＝√
（Ψ）・cosφ、VY＝Ｖ（Ψ）・sinφ、VZ＝Ｖ（γ）を
出力する。A/Dコンバータ8a、8b、8cは指令値VX、VY、V
Zを夫々アナログ・デジタル変換し、デジテル指令値
VXD、VYD、VZDを出力する。マイクロコンピユータ60は
デジタル指令値VXD、VYD、VZDを先に求めた座標変換マ
トリツクスによつて機械座標系の指令値VxD、VyD、VzD
に変換して出力する。また、マイクロコンピユータ60に
は第１クランプススイツチ100と第２クランプスイツチ1
01と第３クランプスイツチ102が接続されている。第１
クランプスイツチ100をオンすると第１信号が出力さ
れ、第１信号を入力したマイクロコンピユータ60は指令
値VYDを無視し、第２クランプスイツチ101をオンすると
第２信号が出力され、第２信号を入力したマイクロコン
ピユータ60は指令値VXDを無視する。さらに第３クラン
プスイツチ102をオンすると第３信号が出力され、第３
信号を入力したマイクロコンピユータ60は指令値VZDを
無視する。
指令値VxD、VyD、VzDはD/Aコンバータ9a、9b、9cに入力
され、アナログ指令値Vx、Vy、Vzに変換される。アナロ
グ指令値Vx、Vy、Vzは夫々モータ駆動回路10a、10b、10
cに入力される。モータ駆動回路10a、10b、10cは夫々プ
ローブ３′をＸ方向へ駆動するＸ軸モータ11a、Ｙ方向
へ駆動するＹ軸モータ11b、Ｚ方向へ駆動するＺ軸モー
タ11cによつて駆動する。
され、アナログ指令値Vx、Vy、Vzに変換される。アナロ
グ指令値Vx、Vy、Vzは夫々モータ駆動回路10a、10b、10
cに入力される。モータ駆動回路10a、10b、10cは夫々プ
ローブ３′をＸ方向へ駆動するＸ軸モータ11a、Ｙ方向
へ駆動するＹ軸モータ11b、Ｚ方向へ駆動するＺ軸モー
タ11cによつて駆動する。
Ｘ軸モータ11a、Ｙ軸モータ11b、Ｚ軸モータ11c協同し
てプローブ３′をワーク座標系に基づいて移動するか
ら、結局ジヨイステイツク71は、機械座標系に従つた駆
動装置から、座標値入力装置50により求められたワーク
座標系に従つた駆動装置に変換されたことになる。
てプローブ３′をワーク座標系に基づいて移動するか
ら、結局ジヨイステイツク71は、機械座標系に従つた駆
動装置から、座標値入力装置50により求められたワーク
座標系に従つた駆動装置に変換されたことになる。
次に、第４図のフローチヤートによつてマイクロコンピ
ユータ60の動作を詳述する。
ユータ60の動作を詳述する。
第４図に示したように、マイクロコンピユータ60はマト
リツクス決定のための座標値を座標値入力装置50により
入力する（ステツプ66）。そして、ステツプ66で入力し
た座標値からマトリツクス を決定する（ステツプ67）。このマトリツクス は以下のように決定する。ある平面（ワーク上にある
面）上にジヨイステイツク71により定まるＸ軸とＹ軸と
に対応させるべき座標軸を設定し、この平面に垂直な向
きをジヨイステイツク71により定まるＺ軸に対応させる
ものとする。このとき、まず目的とする平面（ワーク上
のある面）上の同一直線上にない３点の座標値と、この
平面上のｘ軸となるべき軸上の２点の座標値と、が座標
値入力装置50より入力されると（ステツプ66）、前者の
座標値からこの平面の法線ベクトルVI3を求め、後者の
座標値からこの直線の空間的方向ベクトルVI1を求め、
さらにベクトルVI1、VI3の外積VI2（＝VI3×VI1）を求
める。ここでVI1、VI2、VI3の単位ベクトルを とするとき、座標変換マトリツクス で与えられる（ステツプ67）。
リツクス決定のための座標値を座標値入力装置50により
入力する（ステツプ66）。そして、ステツプ66で入力し
た座標値からマトリツクス を決定する（ステツプ67）。このマトリツクス は以下のように決定する。ある平面（ワーク上にある
面）上にジヨイステイツク71により定まるＸ軸とＹ軸と
に対応させるべき座標軸を設定し、この平面に垂直な向
きをジヨイステイツク71により定まるＺ軸に対応させる
ものとする。このとき、まず目的とする平面（ワーク上
のある面）上の同一直線上にない３点の座標値と、この
平面上のｘ軸となるべき軸上の２点の座標値と、が座標
値入力装置50より入力されると（ステツプ66）、前者の
座標値からこの平面の法線ベクトルVI3を求め、後者の
座標値からこの直線の空間的方向ベクトルVI1を求め、
さらにベクトルVI1、VI3の外積VI2（＝VI3×VI1）を求
める。ここでVI1、VI2、VI3の単位ベクトルを とするとき、座標変換マトリツクス で与えられる（ステツプ67）。
次に、ステツプ68においてA/Dコンバータ8a、8b、8cよ
り指令値VXD、VYD、VZDを入力する。そして、ステツプ2
07において第１クランプスイツチ100、第２クランプス
イツチ101、第３クランプスイツチ102からの信号を読込
む。第１クランプスイツチ100から第１信号が出力され
ていると係数CYを０とし（ステツプ208,209）、第１信
号が出力されていなしとCYを１とする（ステツプ208,21
0）。また、第２クランプスイツチ101から第２信号が出
力されていると係数CXを０とし（ステツプ211、212）、
第２信号が出力されていないとCXを１とする（ステツプ
211,213）。さらに第３クランプスイツチ102から第３信
号が出力されていると係数CZを０とし（ステツプ214,21
5）、第３信号が出力されていると係数CZを１とする
（ステツプ214,216）。そして入力した指令値VXD、
VYD、VZDは各々対応する係数CX、CY、CZと掛算された
後、先に求めたマトリツクス を用いて機械座標系の指令値VxD、VyD、VzDに変換され
る（ステツプ69）。
り指令値VXD、VYD、VZDを入力する。そして、ステツプ2
07において第１クランプスイツチ100、第２クランプス
イツチ101、第３クランプスイツチ102からの信号を読込
む。第１クランプスイツチ100から第１信号が出力され
ていると係数CYを０とし（ステツプ208,209）、第１信
号が出力されていなしとCYを１とする（ステツプ208,21
0）。また、第２クランプスイツチ101から第２信号が出
力されていると係数CXを０とし（ステツプ211、212）、
第２信号が出力されていないとCXを１とする（ステツプ
211,213）。さらに第３クランプスイツチ102から第３信
号が出力されていると係数CZを０とし（ステツプ214,21
5）、第３信号が出力されていると係数CZを１とする
（ステツプ214,216）。そして入力した指令値VXD、
VYD、VZDは各々対応する係数CX、CY、CZと掛算された
後、先に求めたマトリツクス を用いて機械座標系の指令値VxD、VyD、VzDに変換され
る（ステツプ69）。
そして得られた指令値VxD、VyD、VzDはD/Aコンバータ9
a、9b、9cに出力される（ステツプ70）。以後ステツプ6
8、207〜216、69、70を連続的に実行する。
a、9b、9cに出力される（ステツプ70）。以後ステツプ6
8、207〜216、69、70を連続的に実行する。
従つて以上の構成により、三次元的なワークを測定する
とき、ワーク上に設定されるワーク座標系と三次元測定
機の機械座標系と平行に合わせる事なく、ジヨイステイ
ツク71のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への速度指令値に座標回
転の変換を施し、ワーク上に設定されたワーク座標系の
ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対応させることができる。
とき、ワーク上に設定されるワーク座標系と三次元測定
機の機械座標系と平行に合わせる事なく、ジヨイステイ
ツク71のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への速度指令値に座標回
転の変換を施し、ワーク上に設定されたワーク座標系の
ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対応させることができる。
この場合も、第１クランプスイツチ100と第２クランプ
スイツチ101と第３クランプスイツチ102とはワーク座標
系の各座標軸に対応させて設けられることになるので、
クランプスイツチ100、101、102のうちオンしたスイツ
チに対応する座標軸方向への速度指令値を無視し、その
方向への速度指令値を零と見なすことにより、ワーク上
に設定された座標軸の任意に選択された方向への動きを
禁止することができる。
スイツチ101と第３クランプスイツチ102とはワーク座標
系の各座標軸に対応させて設けられることになるので、
クランプスイツチ100、101、102のうちオンしたスイツ
チに対応する座標軸方向への速度指令値を無視し、その
方向への速度指令値を零と見なすことにより、ワーク上
に設定された座標軸の任意に選択された方向への動きを
禁止することができる。
さらに三次元測定機では、機械座標系Ｘ−Ｙ−ＺのＸ−
Ｙ平面に平行な面を基準とする測定のみならず、Ｙ−Ｚ
面やＺ−Ｘ面に平行な面を基準とする測定が必要となる
場合も多い。本実施例では、このようにワークの側面を
測定するとき、測定の対象となる面に垂直な方向をジヨ
イステイツク71のＺ軸に対応させるように、座標変換マ
トリツクス を決定しているので、ワークの側面に沿つたプローブ
３′の動きをジヨイステイツク71における操作レバーの
Ｘ軸、Ｙ軸操作、側面に垂直方向のプローブ３′の動き
をジヨイステイツク71における操作レバーのＺ軸操作で
行う事ができる。
Ｙ平面に平行な面を基準とする測定のみならず、Ｙ−Ｚ
面やＺ−Ｘ面に平行な面を基準とする測定が必要となる
場合も多い。本実施例では、このようにワークの側面を
測定するとき、測定の対象となる面に垂直な方向をジヨ
イステイツク71のＺ軸に対応させるように、座標変換マ
トリツクス を決定しているので、ワークの側面に沿つたプローブ
３′の動きをジヨイステイツク71における操作レバーの
Ｘ軸、Ｙ軸操作、側面に垂直方向のプローブ３′の動き
をジヨイステイツク71における操作レバーのＺ軸操作で
行う事ができる。
また時にはワーク上に一度設定されたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸
のどれとも平行でない斜面上の測定を行う場合がある。
このように場合にはプローブ３を斜面に沿つて動かすに
も、斜面に垂直に動かすにも常にジヨイステイツクの操
作レバーによつてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を同時に操作しなけ
ればならず極めて困難である。本実施例ではワーク上に
一度設定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とは別に、斜面を測定し
て得られる面に垂直な軸をジヨイステイツク７のＺ軸に
対応させ、ジヨイステイツク７の他の２つの軸は適切な
斜面上の直交する軸に対応させる事によつて斜面上に測
定を容易にする事ができるという利点がある。
のどれとも平行でない斜面上の測定を行う場合がある。
このように場合にはプローブ３を斜面に沿つて動かすに
も、斜面に垂直に動かすにも常にジヨイステイツクの操
作レバーによつてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を同時に操作しなけ
ればならず極めて困難である。本実施例ではワーク上に
一度設定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とは別に、斜面を測定し
て得られる面に垂直な軸をジヨイステイツク７のＺ軸に
対応させ、ジヨイステイツク７の他の２つの軸は適切な
斜面上の直交する軸に対応させる事によつて斜面上に測
定を容易にする事ができるという利点がある。
さらに、ワーク座標系は直交座標系に限られず他の種類
の座標系であつても同様に本発明のクランプ装置を設け
ることができる。例えば他の種類の座標系として円柱座
標系（ｒ、θ、ｈ）を用いたとすると、ジヨイステイツ
クから出力されるVXをｒに、VYをθに、VZ＝ｈに対応さ
せて例えばマイクロコンピユータ60によりデジタル指令
値VxDにてブローブ３′がｒ方向に移動するようにVxD、
VyD、VzDの信号を決定させれば良い。
の座標系であつても同様に本発明のクランプ装置を設け
ることができる。例えば他の種類の座標系として円柱座
標系（ｒ、θ、ｈ）を用いたとすると、ジヨイステイツ
クから出力されるVXをｒに、VYをθに、VZ＝ｈに対応さ
せて例えばマイクロコンピユータ60によりデジタル指令
値VxDにてブローブ３′がｒ方向に移動するようにVxD、
VyD、VzDの信号を決定させれば良い。
また、以上の実施例ではクランプスイツチからの信号に
よつて演算の係数を０、１で選択するようになしたが、
クランプスイツチのオンによつてマイクロコンピユータ
６、60の入力側で、対応する信号を０になるよう構成し
ても良い。例えば、第１クランプスイツチをオンするこ
とによつてVYの生ずるラインを強制的にグランドに落と
してやれば上述の係数CYを０となしたと同様に効果を得
ることができる。
よつて演算の係数を０、１で選択するようになしたが、
クランプスイツチのオンによつてマイクロコンピユータ
６、60の入力側で、対応する信号を０になるよう構成し
ても良い。例えば、第１クランプスイツチをオンするこ
とによつてVYの生ずるラインを強制的にグランドに落と
してやれば上述の係数CYを０となしたと同様に効果を得
ることができる。
なお、以上の実施例では、駆動指令を行うためにジヨイ
ステイツクを用いる場合を例に上げたが、トラツクボー
ルや手動ノブに取り付けたエンコーダーのパルスによつ
て駆動指令を行うような場合にも有効である。
ステイツクを用いる場合を例に上げたが、トラツクボー
ルや手動ノブに取り付けたエンコーダーのパルスによつ
て駆動指令を行うような場合にも有効である。
（発明の効果） 以上述べた如く、本発明によれば、被駆動部材の第２の
座標系による移動が容易に、かつ正確に実現することが
できると共に、任意に選択された方向への被駆動部材の
移動を阻止することができるので測定作業の能率向上を
図ることができる。
座標系による移動が容易に、かつ正確に実現することが
できると共に、任意に選択された方向への被駆動部材の
移動を阻止することができるので測定作業の能率向上を
図ることができる。
第１図は本発明の第１実施例のブロツク図、第２図は第
１図で用いられるマイクロコンピユータのフローチヤー
ト、第３図は本発明の第２実施例のブロツク図、第４図
は第３図で用いられるマイクロコンピユータのフローチ
ヤート、第５図はステージの移動方向によつて定まる機
械座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク上のワーク座標系の座
標軸ｘ−ｙとが平行な場合を示す平面図、第６図は機械
座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク座標系の座標軸ｘ−ｙと
が角度θを有する場合を示す平面図、である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……Ｘ軸エンコーダー ２……Ｙ軸エンコーダー 30……Ｚ軸エンコーダー ３′……プローブ ４……スイツチ回路 ３……座標取込スイツチ ６、60……マイクロコンピユータ ７、71……ジヨイステイツク 10a、10b、10c……モータ駆動回路 11a……Ｘ軸モータ 11b……Ｙ軸モータ 11c……Ｚ軸モータ 12……Ｘ−Ｙステージ 100……第１クランプスイツチ 101……第２クランプスイツチ 102……第３クランプスイツチ。
１図で用いられるマイクロコンピユータのフローチヤー
ト、第３図は本発明の第２実施例のブロツク図、第４図
は第３図で用いられるマイクロコンピユータのフローチ
ヤート、第５図はステージの移動方向によつて定まる機
械座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク上のワーク座標系の座
標軸ｘ−ｙとが平行な場合を示す平面図、第６図は機械
座標系の座標軸Ｘ−Ｙとワーク座標系の座標軸ｘ−ｙと
が角度θを有する場合を示す平面図、である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……Ｘ軸エンコーダー ２……Ｙ軸エンコーダー 30……Ｚ軸エンコーダー ３′……プローブ ４……スイツチ回路 ３……座標取込スイツチ ６、60……マイクロコンピユータ ７、71……ジヨイステイツク 10a、10b、10c……モータ駆動回路 11a……Ｘ軸モータ 11b……Ｙ軸モータ 11c……Ｚ軸モータ 12……Ｘ−Ｙステージ 100……第１クランプスイツチ 101……第２クランプスイツチ 102……第３クランプスイツチ。
フロントページの続き (72)発明者 土田 裕子 神奈川県横浜市戸塚区長尾台町471番地 日本光学工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭53−48461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−90105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−91346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−10765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−132015（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被駆動部材を駆動する駆動手段と、 前記被駆動部材を第１の座標系の座標軸に沿って駆動さ
せる駆動信号に基づいて、前記駆動手段に駆動指令を与
える駆動指令手段と、 を備える駆動装置において、 前記駆動指令手段は、前記駆動信号を前記第１の座標系
から第２の座標系に変換し、前記被駆動部材を前記第２
の座標系の座標軸に沿って移動させるように前記駆動指
令を前記駆動手段に与えると共に、前記第２の座標系の
座標軸における任意に選択された方向への前記被駆動部
材の動きを阻止する阻止手段を有することを特徴とする
ワーク座標系による駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210746A JPH07104142B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210746A JPH07104142B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269115A JPS6269115A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH07104142B2 true JPH07104142B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16594433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60210746A Expired - Fee Related JPH07104142B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ワ−ク座標系による駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104142B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0375515A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nikon Corp | 駆動装置 |
| JP2583740Y2 (ja) * | 1991-03-25 | 1998-10-27 | 株式会社ミツトヨ | 駆動装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348461A (en) * | 1976-10-15 | 1978-05-01 | Hitachi Ltd | Wire bonder |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP60210746A patent/JPH07104142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6269115A (ja) | 1987-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |