JPH0814486B2 - 座標測定装置の制御法 - Google Patents

座標測定装置の制御法

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JPH0814486B2
JPH0814486B2 JP62173119A JP17311987A JPH0814486B2 JP H0814486 B2 JPH0814486 B2 JP H0814486B2 JP 62173119 A JP62173119 A JP 62173119A JP 17311987 A JP17311987 A JP 17311987A JP H0814486 B2 JPH0814486 B2 JP H0814486B2
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御ユニツトを備え該制御ユニツトは測定
機械に例えば衝突または接触走査異常が生じた場合に故
障通報信号を送出するようにした、座標測定装置の自動
制御法に関する。
座標測定装置は次第に量産における測定作業に使用さ
れてきており、操作者による管理を必要としない無人の
CNC制御（コンピユータによる数値制御）される夜間交
替作業において、測定機械テーブル上に固定されるまた
は走査装置により連続的に運ばれてくる多数の加工物を
測定する。この作業法において作業プログラムの記憶さ
れている測定機械の計算器は、連続的に位置命令および
技術命令−例えば交換されるべき走査ピン組み合わせ
体，測定のために選定される接触走査力等に関連する−
を送出し、測定された座標値および状態通報信号を測定
機械の制御電子装置から受信する。
走査ヘツドが、障害物との衝突によりまたは短かすぎ
る接触走査路によりまたは汚れた加工物表面により、正
しい測定値を供給されないため、自動的な作業中に異常
が発生すると、故障通報が行なわれる。従来の公知技術
によればCNC作業はこの種の故障発生の際は動作が遮断
され警報信号が発生され、次に測定機械は故障の除去の
後に操作者により再び手動で始動される必要がある。こ
の種の作業中断は望ましいことではない、何故ならばそ
のため場合により何時間もの測定作業が処理されないか
らである。
そのため本発明の課題は、異常時の前述の操作者に対
する依存性を十分に低減するようにした、作業測定装置
の自動制御法を提供することである。
この課題は本発明の特許請求の範囲の独立請求項の特
徴部分の構成により、次のようにして解決されている。
即ち、本来の測定プログラムをスタートする前に、走査
ヘツドないし該走査ヘツドの走査部材に対して設けられ
ている所定の走行路に保証位置を設定して測定プログラ
ムに入力するようにし、測定プログラムの進行中に送出
される故障通報が制御モジユールを作動するようにし、
該制御モジユールは直前に実行された測定過程を繰り返
すようにし故障通報が再度おこなわれた場合は前記制御
モジユールは走査ヘツドを既に通過した保証位置のうち
の１つへ帰還させてここから別の保証位置へ走行させる
ようにして、加工物における走査するべき測定点をまた
は当該の被検査要素をないし加工物における残りの全部
の測定点の走査を省略するようにしたのである。
接触走行に問題が生じた場合は測定点を新たに、場合
によれば変更された制御パラメータたとえば一層高い接
触走査速度および／またはより低く設定された測定力を
用いて走行させることにより、多くの場合になお正しい
測定値検出を達成することができる。そのため故障通報
が機械の停止を生ぜさせることが回避される。前述の構
成は、例えは加工物表面が衝突を緩和させる材料から成
るため一層小さい速度による作業の場合に走査パルスの
信号の強さが十分でないような場合に、効果を奏する、
または細すぎる走査ピンが高く設定された測定力により
最初から曲がるため走査ピンの位置からのトリガパルス
の到来が遅れすぎる場合に、効果を奏する。
所定の保証位置からの測定点への再度の到着により除
去できる頻度の多い別の故障原因は、機械制御の調整回
路における位置定め精度に起因する測定位置への到着誤
差である。
例えば加工物の測定されるべき被検査要素が加工形成
されていないためさらには欠けてさいいるために、また
は走査ヘツドのプログラミングされた走行路が、予想も
していなかつた部分と衝突した時のような除去できない
障害が存在すると、この故障は、同じ個所への再度の到
着中に繰り返し生ずる。この場合は制御モジユールが走
査ヘツドを直接に次の安全位置へ走行させて加工物の当
該の被検査要素を飛び越すことにより、測定作業を少く
とも部分的には充足させて、測定過程の遮断および測定
機械の停止を阻止する。
好適には異なる優先段階の安全位置を設け、そのうち
の少くとも一方が、次に測定されるべき加工物への直接
の移行切り替えを定める。この構成により特に次のこと
が保証される。即ち当該の加工物に対してその測定点で
の検出が必要とされるような測定点−何故ならばその測
定点からこの加工物座標の位置が算出されるため−が飛
び越されて省略されないことが保証される。故障がこの
位置での測定を妨げる時は、加工物全体が飛び越され
て、もはや対象とされない被検査要素における不必要な
測定がこれにより回避される。
さらに有利であるのは、制御モジユールを、故障通報
のなされた測定点への再度の到着前に、故障種別に依存
する除去ルーチンに依存して始動させることである。こ
の種の障害除去ルーチンは例えば次のように構成する。
即ちスイツチング形式の走査ヘツドの場合は開放状態の
トリガ接点をこの走査ヘツドへ機械的な衝撃力を作用さ
せることにより、閉成する。このことは例えば走査ヘツ
ドにまたはそれの懸架されている近傍に設けられる電磁
石を励磁することにより行なう。この構成は、本願発明
と同じ日に出願された“スイツチング形式の走査ヘツド
を有する座標測定装置”の名称の出願の明細書に、示さ
れている。
保証位置への帰還の前に実施されるもう１つの異常除
去ルーチンは次のように構成する。即ち加工物表面での
衝突が通報された場合に測定点に、制御パラメータを変
更せずに直ちにもう一度到着させる。この構成により、
このシステマチツク（系統的）な原因を有しないスタテ
イツクに生ずるいわゆる非固有の障害の一部が最初から
除去される。この種の非固有の障害は例えば“偶発的接
触走査”であり、この場合は建物振動または測定機械の
大きすぎる加速により、測定機械が著しく重い走査ピン
質量と関連づけられて、走査または衝突が実際に生じた
ように誤まらせてしまう。
故障時に前述の動作を開始する制御モジユールは、ソ
フトウエアモジユールとして、測定機械の計算器に配属
されるプログラムの中に設けることができる。しかしこ
の制御モジユールをフアームウエアとして構成して例え
ば相応にプログラミングされたマイクロプロセツサの形
式で座標測定装置の制御電子装置の中へ収容することも
できる。
即ち故障通報の場合に作動される制御モジユールをフ
アームウエアとして構成して測定機械の制御電子装置の
一部とするのである。
この後者の実施例は次に図面の第１図を用いて説明す
る。
実施例の説明 次に本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
第１図のブロツク図において１により座標測定装置の
制御電子装置が示されている。この制御電子装置１の中
心となる部品は、マイクロプロセツサから成る制御部４
である。この制御部はデータバス20を介して、使用者に
よりプログラミングされる計算器５と接続されている。
制御部はこの計算器から、実施されるべき測定プログラ
ムに対する位置−および技術データを受信する。制御部
４は計算器から受信したデータ等から、３つの操作可能
な測定軸における機械の駆動の速度調整回路に対する速
度目標値を、算出する。この調整回路は、それぞれ、発
電回転計７の連結されている駆動モータ８と、調整回路
を含む電力電子ないしパワーエレトロニクス装置９とか
ら構成される。モータ8a〜8cにより第１図において10で
示されている走査ヘツドが、計算器５において定められ
ている測定位置へ移動される。
測定軸X,YおよびＺへ配属されている３つの目盛3a〜3
cにより、走査ヘツド10の機械座標系における位置が測
定される。さらに目盛の読み出しのために用いられる信
号発信器2a〜2cも、制御部４と接続され別個の位置調整
回路の一部を構成する。
接触走査過程の場合の本来の測定値検出に対して、走
査ピン12の軸受におけるスイツチング接点17が、制御部
４と線路18を介して接続される。スイツチング接点17は
走査パルスまたは、走査ピン12における感圧ピエゾセン
サの走査パルスを検出する一致識別信号を供給する。制
御部４は走査の瞬間に測定された目盛3a〜3cの座標値を
記憶してこれらのデータを測定結果として計算器５へ送
出する。
制御部４はさらに別の線路を介して走査ヘツド10と接
続されている：即ち線路15を介して、走査ピン交換装置
に所属する電磁石16が、制御部４により励磁される。線
路13はばね14の記号で示されている、走査ピン12の測定
力を設定する装置の制御のために用いられる。
第２図に示されている走行路は、走査ヘツド10ないし
それの走査ピン12に固定されている走査ボール11が、２
つの同種の加工物W1およびW2の測定の際に走行する経路
を示す。簡単のために図面表示を、加工物W1およびW2の
置かれた垂直面すなわちＸ−Ｚ面における移動だけに限
定する。しかしこの種の測定目的は、通常は全部の３つ
の座標装置X,YおよびＺを含むことは明らかである。
測定プログラムの開始により走査ヘツド10は、加工物
W1の端面の前方の第１の中間位置Z1へ到着される。ここ
からこの端面が、種々の位置において接触走査され、こ
れらの接触走査点により限定された面の、空間における
位置が測定される。次に点Z2,S2およびS3で走行方向が
変化されて、これらの点を経て孔の中の位置Z3,4へ到着
される。この孔の直径が測定されるべきものであり、こ
の孔の軸位置は、前もつて測定された面と関係づけられ
て、加工物座標系の測定のために、必要とされる。孔か
らの取り出し走行の後に点S4から、加工物W1の突出する
エレメントにおける別の面が接触走査される。それの接
触走査の後に移動は、位置S5およびS6を経て、加工物W1
の第２の孔における位置Z6,7へ走行する。この孔におけ
る測定値の検出後に走査ヘツドは、中間位置Z8およびS7
を経て加工物W1の裏側の位置Z9へ到着し、ここでなされ
るべき接触走査の終了後に走査ヘツドは点Z10を経て点Z
11へ走行し、ここで加工物W1に対する測定プログラムが
終了する。点S1およびZ11は、安全のため、測定される
べき加工物の十分上方に設けられる。この面において走
査ヘツドはそのまま次の加工物W2の出発点S1へ最短路を
通つて移動できる。
公知技術の場合は、前述の測定過程の進行中に異常が
例えば衝突またはいわゆる偶発的接触走査が生ずるかな
いしは、例えば所期の走査パルスが現われないため所定
の測定値がプログラム通りに供給されないため、CNC作
動が遮断されて座標測定装置が運転を停止してしまうこ
とがある。
本発明の方法によれば使用者に、設定されているプロ
グラム経過においていわゆる保証位置が設けられてい
る。第２図に示されている実施例において、経過を有し
かつＳで示されている点が設けられている。これらの点
はさらに異なる種類記号または優先段階“1"および“2"
を有する。優先段階“1"は、走査ヘツドが障害時にこの
保証位置へ帰還されるべきことを意味し、他方優先段階
“2"はさらに次の保証位置への前進走行を定める。重み
“1"は例えば、測定されるべき加工物に対する次の測定
点が放きできない−何故ならば例えばその測定点から加
工物位置を算出する必要があるため−時に、与えられ
る。重み“2"は、後続の測定点を省略してよい時に、与
えられる。これらの保証位置および所属の種類記号は使
用者により計算器５に記憶されている、順次の処理の行
なわれるべき位置である、例えば１回実施される実験走
行の範囲においてマーキングされた位置である。保証位
置を通過する際に計算器５は制御部４に、保証位置の存
在および優先段階を通報する。測定プログラム中に例え
ば衝突等の障害が生ずると、制御部４は測定進行を遮断
して、例えば次のような異常除去手段を開始する。
1.最後に実施された過程をもう１度、場合により最後の
保証位置からかつ変更されたパラメータでたとえば変更
された接触走査力または接触走査速度で繰り返す、 2.同じ個所で故障通報が繰り返された場合は、直前の保
証位置へ帰還走行する、 3.優先段階“1"に従つて、それまで進行した路を逆方向
に走行して出発点S1へ帰還してそこから次の加工物へ移
行する、 または優先段階“2"に応じて次の保証点へ途中の測定点
を飛び越して走行する。
この過程は制御部４における相応の制御モジユール
の、故障通報による作動後に、第３図に示されている流
れプログラムを有する、所定のルーチンにより経過す
る。一層よく理解できるようにこの経過を、例を用いて
第３図および第２図を参照して説明する。
例１ 前提とされることは、加工物W1の端面からZ2の方向へ
離れる場合に、走査ヘツドにおけるスイツチング接点が
開放されたままになつていることである。この障害は相
応のモジユールを作動して測定プログラムを停止し、ス
イツチング接点の状態を質問し、もしこれが開かれてい
る時は走査部材交換装置の磁石16にパルスを短時間の間
供給し、その機械的な振動により接点を閉成させる。こ
れにより障害が除去されて測定プログラムが次へ進行す
る。測定機械の走査ヘツドが走査部材交換装置を有して
いない時は、この端面にもう１度走行され、これにより
走査ピンが再び操作される。続いての走査の場合に接点
が閉成し、これにより故障が除去されて測定プログラム
が再び進行する。
例２ 前提とされていることは、位置S2とS3の間に障害物が
存在することである。この場合は、スイツチング接点が
開かれているか否かの質問に対して“ノー”と答えられ
ると、この個所には存在するはずのない走査パルスが、
プログラムにより次に処理されるべき菱形の判定ブロツ
ク“衝突?"において“イエス”の出力側へ案内される。
そのため制御モジユールは衝突位置へもう１度到着され
る。次にこの個所で同じ故障がもはや生じないと、いわ
ゆる“偶発的接触走査”が生じたことになる、即ち走査
パルスが例えば機械台における振動によりトリガされて
しまつたことになる。そのため衝突が実際に生じたので
はなく測定プログラムがさらに実行されることになる。
しかしいま前提とされていることは、この場合の例にお
いては、障害物がS2とS3の間に実際に存在するため、走
査パルスは同じ個所でもう１度生ずる。そのため制御モ
ジユールが走査ヘツドを直前に通過した保証位置へ走行
させる、即ちS2へ帰還させてその優先段階を質問する。
“S2"に対して優先段階“1"が与えられたため−何故な
らば孔Z3,4において出力される測定が加工物位置の測定
のために絶対に必要であるので−S2からスタート位置S1
への帰還走行が定められ、そこから破線の経路に沿つ
て、加工物W1とW2にわたり存在する面において直接に、
次の加工物W2へ移行する。次に測定プログラムはW2の測
定によりさらに進行する。この場合、測定プロトコルに
おいてW1の測定を省くための計算器の出力する相応の指
示が現われる。
例３ 前提とされていることは、加工物W1の突出するエレメ
ントにおける面の、S4からの走査が、有効な測定結果を
供給しないことである；例えば接触走査パルスが発生さ
れない−面が劣悪な加工のためあまりにも位置ずれして
いるためまたは突出さえもしていないためまたは突出す
る被検査要素が別の材料から形成されているため−と、
その接触走査に対して不適切なパラメータ（測定力，接
触測定速度）が選定されたとする。この種の故障は第３
の菱形の判定ブロツク（接触走査故障）において出力側
“イエス”へ導びかれる。そのためプログラムモジユー
ルは走査ヘツドを保証位置S4へ帰還させて、そこから測
定点が複数回、変更されたパラメータで再び接触走行さ
れる。この繰り返しループは第３図の流れ図においてＲ
で記されている。S4へ再度到着すると、測定プログラム
が再び進行する。しかし相変らず同じ接触走査エラーが
生ずると、この制御モジユールは走査ヘツドを保証位置
S4へ戻す。それの優先段階に対する続いての質問が値
“2"を与えてS4から次の保証位置S5への直接の走行を定
める。S5へ達すると測定プログラムがここからさらに進
行する。この場合、Z5からなされる測定が省略されたこ
とが記録される。しかしS4からS5への直接の走行の場合
に別の障害が生ずると、かつそのため保証位置S5へ到着
されないと、既に走行した安全位置を通つて初期位置S1
へ帰還が行なわれ、そこから次の加工物へ走行する。こ
の場合も測定プロトコルにおいて、省略された測定点へ
の指示が送出される。
発明の効果 本発明により大量生産における加工物の測定におい
て、障害が発生した場合も測定機械を遮断して運転を中
止することなく、測定作業が続行できる座標測定装置に
対する制御法が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は複数の座標の測定装置の制御のために必要とさ
れるコンポーネントのブロツク図；第２図は代表的な加
工物の測定の際に走行される経路の簡単なダイヤグラム
図；第３図は第１図の制御部４により実施される障害時
の除去プログラムの流れ図を示す。 １……制御電子装置、2a〜2c……信号発生器、3a〜3c…
…目盛、４……制御部、５……計算器、７……発電回転
計、８……駆動モータ、９……出力電子装置、10……走
査ヘツド、11……走査ボール、12……走査ピン、14……
走査ピンの測定力を設定する装置、17……スイツチング
接点、W1,W2……加工物
フロントページの続き (72)発明者 マルテイン・ヴイマー ドイツ連邦共和国シユタインハイム・ヘー ゲルシユトラーセ 46 (56)参考文献 特開 昭56−58606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−44503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−153350（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】測定機械に異常が生じた場合に故障通報を
    送出する制御ユニツトを備えた、量産における測定作業
    に用いる座標測定装置の制御法において、本来の測定プ
    ログラムをスタートする前に、走査ヘツドないし該走査
    ヘツドの走査部材に対して設けられている所定の走行路
    に保証位置（S1-S7）を設定して測定プログラムに入力
    するようにし、測定プログラムの進行中に送出される故
    障通報が制御モジユールを作動するようにし、該制御モ
    ジユールは直前に実行された測定過程を繰り返すように
    し故障通報が再度おこなわれた場合は前記制御モジユー
    ルは走査ヘツド（10）を既に通過した保証位置（S1-S
    7）のうちの１つへ帰還させてここから別の保証位置（S
    1/S5-S7）へ走行させるようにして、加工物における走
    査するべき測定点（Z5）をまたは当該の被検査要素（Z5
    -Z8）をないし加工物における残りの全部の測定点の走
    査を省略するようにしたことを特徴とする座標測定装置
    の制御法。
  2. 【請求項２】異なる優先段階の保証位置（Ｓ“1",S
    “2"）を設け、測定の繰り返しにもかかわらず次の被検
    査要素が測定できない時は、該優先段階の少くとも一方
    （Ｓ“1"）が次に測定されるべき加工物（W2）への移行
    切り換えを行なうようにした特許請求の範囲の第１項に
    記載の座標測定装置の制御法。
  3. 【請求項３】接触走査障害の場合に測定過程の繰り返し
    を、安全位置（S4“2"）から、変更された制御パラメー
    タを用いて行なうようにした特許請求の範囲第１項に記
    載の座標測定装置の制御法。
  4. 【請求項４】制御モジユールが、故障の通報された測定
    過程の繰り返しの前に、発生した故障種別に依存して付
    加的な対応手段を開始するようにした特許請求の範囲第
    １項に記載の座標測定装置の制御法。
  5. 【請求項５】トリガ接点（18）が開放されたままの場合
    は、付加的な対応手段を、走査ヘツド（10）において、
    走査ヘツドまたは該走査ヘツドの走査部材へ機械的な衝
    撃力を作用させることにより行なうようにした特許請求
    の範囲第４項に記載の座標測定装置の制御法。
  6. 【請求項６】次の加工物（W2）への移行切り換えを、既
    に処理の終了した保証位置へ逆方向に走行させてから、
    行なうようにした特許請求の範囲第２項に記載の座標測
    定装置の制御法。
  7. 【請求項７】異なる優先段階の保証位置（Ｓ“1",S
    “2"）を設定し、該保証位置の少くとも一方（Ｓ“2"）
    が同じ加工物（W1）における次の保証位置への移行切り
    換えを、測定の繰り返しにもかかわらず後続の被検査要
    素が測定できない時に、行なわせるようにした特許請求
    の範囲第１項に記載の座標測定装置の制御法。
  8. 【請求項８】制御モジユールが、測定の省略された測定
    位置を識別する記録を、測定プロトコルの中で行なわう
    ようにした特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
    れか１項に記載の座標測定装置の制御法。
JP62173119A 1986-07-12 1987-07-13 座標測定装置の制御法 Expired - Lifetime JPH0814486B2 (ja)

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DE19863623602 DE3623602A1 (de) 1986-07-12 1986-07-12 Steuerung fuer koordinatenmessgeraete
DE3623602.0 1986-07-12

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JPS63145909A JPS63145909A (ja) 1988-06-18
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