JPH0933206A - 測定装置用リアルタイム補正システムおよびその補正方法 - Google Patents
測定装置用リアルタイム補正システムおよびその補正方法Info
- Publication number
- JPH0933206A JPH0933206A JP8185171A JP18517196A JPH0933206A JP H0933206 A JPH0933206 A JP H0933206A JP 8185171 A JP8185171 A JP 8185171A JP 18517196 A JP18517196 A JP 18517196A JP H0933206 A JPH0933206 A JP H0933206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- counter
- displacement amount
- corrected
- measuring device
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定装置の出力補正をリアルタイムで実行し
長期のDCドリフトを補正可能にする。 【解決手段】 光検出器10はリトロレフレクタ18を
搭載した測定対象の移動に応じてデジタル出力パルスを
生成する。第1カウンタ30はその出力パルスから測定
対象の変位に相当の第1増分値を生成する。スケーラ4
0はマスタカウンタに送る2次的デジタルパルスを生成
する。第2カウンタ80は2次的パルスから測定対象の
補正済み変位量に当る第2増分値を生成する。プロセッ
サ50はセンサの信号値に基づいて補正係数を生成し、
その係数の瞬時値と第1カウンタの変位量から実際の変
位量を算出し、実際の変位量と第2カウンタの補正済変
位量とを比較して2次的パルスがマスタカウンタに送ら
れる際の瞬時周波数を算出された実際の変位と第2カウ
ンタの補正済変位量との差に応じて制御することで、第
2カウンタの補正済変位量を前記実際の変位量に等しく
する。
長期のDCドリフトを補正可能にする。 【解決手段】 光検出器10はリトロレフレクタ18を
搭載した測定対象の移動に応じてデジタル出力パルスを
生成する。第1カウンタ30はその出力パルスから測定
対象の変位に相当の第1増分値を生成する。スケーラ4
0はマスタカウンタに送る2次的デジタルパルスを生成
する。第2カウンタ80は2次的パルスから測定対象の
補正済み変位量に当る第2増分値を生成する。プロセッ
サ50はセンサの信号値に基づいて補正係数を生成し、
その係数の瞬時値と第1カウンタの変位量から実際の変
位量を算出し、実際の変位量と第2カウンタの補正済変
位量とを比較して2次的パルスがマスタカウンタに送ら
れる際の瞬時周波数を算出された実際の変位と第2カウ
ンタの補正済変位量との差に応じて制御することで、第
2カウンタの補正済変位量を前記実際の変位量に等しく
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー測定装置に
関し、特にこのような装置の出力にリアルタイムで補正
を与える測定装置用リアルタイム補正システムおよびそ
の補正方法に関する。
関し、特にこのような装置の出力にリアルタイムで補正
を与える測定装置用リアルタイム補正システムおよびそ
の補正方法に関する。
【0002】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たるイギリス国特許出願第GB9514321.
0号(1995年7月13日出願)の明細書の記載に基
づくものであって、当該イギリス国特許出願の番号を参
照することによって当該イギリス国特許出願の明細書の
記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
の基礎たるイギリス国特許出願第GB9514321.
0号(1995年7月13日出願)の明細書の記載に基
づくものであって、当該イギリス国特許出願の番号を参
照することによって当該イギリス国特許出願の明細書の
記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【0003】
【従来の技術】レーザー測定装置自体は周知であり、一
般に干渉計を含んでいる。この干渉計は固定されたリト
ロレフレクタ(retroreflector 再帰反射鏡) から反射さ
れた参照ビームと、可動リトロレフレクタから反射され
た測定ビームとを合体して光検出器に対して表出される
干渉を起こさせるものである。可動リトロレフレクタと
接続した測定対象物(物体)の変位は光検出器の出力か
ら一つづつ増えるインクリメンタル・カウントを生成す
ることにより測定することができる。実際には、複数の
光検出器を適切な信号処理電子回路に接続して、可動リ
トロレフレクタと接続した測定対象物の移動の大きさと
方向の両方の情報を生成するための一対のデジタル方形
パルスを生成する。また、一つあるいは複数の環境セン
サ、例えば周囲の空気温度、空気圧、湿度等の値を表す
信号を生成するセンサを備えることも知られている。こ
れらのセンサ信号を使ってレーザーによる測定値を補正
することができる。
般に干渉計を含んでいる。この干渉計は固定されたリト
ロレフレクタ(retroreflector 再帰反射鏡) から反射さ
れた参照ビームと、可動リトロレフレクタから反射され
た測定ビームとを合体して光検出器に対して表出される
干渉を起こさせるものである。可動リトロレフレクタと
接続した測定対象物(物体)の変位は光検出器の出力か
ら一つづつ増えるインクリメンタル・カウントを生成す
ることにより測定することができる。実際には、複数の
光検出器を適切な信号処理電子回路に接続して、可動リ
トロレフレクタと接続した測定対象物の移動の大きさと
方向の両方の情報を生成するための一対のデジタル方形
パルスを生成する。また、一つあるいは複数の環境セン
サ、例えば周囲の空気温度、空気圧、湿度等の値を表す
信号を生成するセンサを備えることも知られている。こ
れらのセンサ信号を使ってレーザーによる測定値を補正
することができる。
【0004】欧州特許EP 334541 号公報には、可動体が
サーボで位置決めされるときに位置決めエラーが発生す
る数値制御(CNC)工作機械用のエラー補正システム
が開示されている。米国特許US 5,375,066号公報には工
作機械における固定の幾何学的エラーまたは熱によって
生じたエラーをリアルタイムで補正するエラー補正方法
を開示している。この主題はまた米国商務省のNational
Institute of Standards andTechnology NISTIR 4854,
4447 および4832の刊行物でも焦点が当てられている。
サーボで位置決めされるときに位置決めエラーが発生す
る数値制御(CNC)工作機械用のエラー補正システム
が開示されている。米国特許US 5,375,066号公報には工
作機械における固定の幾何学的エラーまたは熱によって
生じたエラーをリアルタイムで補正するエラー補正方法
を開示している。この主題はまた米国商務省のNational
Institute of Standards andTechnology NISTIR 4854,
4447 および4832の刊行物でも焦点が当てられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような補正はリアルタイムで行うことが望ましいが、こ
の要求を十分に満足する補正システムはまだ提案されて
いなかった。特に、長期の“DC”ドリフトを補正する
ことができるような補正システムも提案されていなかっ
た。
ような補正はリアルタイムで行うことが望ましいが、こ
の要求を十分に満足する補正システムはまだ提案されて
いなかった。特に、長期の“DC”ドリフトを補正する
ことができるような補正システムも提案されていなかっ
た。
【0006】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的はレーザ測定装置のような測定装置の出力
の補正をリアルタイムで実行可能であり、かつ長期の
“DC”ドリフトを補正することが可能な測定装置用リ
アルタイム補正システムおよびその補正方法を提供する
ことにある。
で、その目的はレーザ測定装置のような測定装置の出力
の補正をリアルタイムで実行可能であり、かつ長期の
“DC”ドリフトを補正することが可能な測定装置用リ
アルタイム補正システムおよびその補正方法を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の補正システムは、変位を測定しようとする
測定対象物の移動に応じて一連のデジタル出力パルスを
生成し、上記測定対象物の補正済み変位量を含む補正済
パルスを生成してマスタ・カウンタに送る測定装置用リ
アルタイム補正システムにおいて、上記出力パルスを受
けて、基準点に対する上記測定対象物の補正前の変位量
に対応する第1増分値を上記出力パルスから生成する第
1カウンタと、少なくとも一つのセンサからセンサ信号
を受け、この少なくとも一つのセンサ信号の値に基づい
て補正係数を生成するプロセッサと、上記マスタ・カウ
ンタに送る2次的デジタルパルスを生成する2次的パル
ス発生器と、上記2次的パルスを受けて、上記基準点に
対する上記測定対象物の上記補正済み変位量に対応する
第2増分値を上記2次的パルスから生成する第2カウン
タとを具備し上記プロセッサは、(a)上記第1カウン
タの上記補正前の変位量から上記測定対象物の実際の変
位量と、上記少なくとも一つの補正係数の瞬時値とを算
出し、(b)上記算出された実際の変位量と上記第2カ
ウンタの補正済変位量とを比較して、上記2次的パルス
が上記マスタ・カウンタと第2カウンタに送られる際の
瞬時周波数を、上記算出された実際の変位と上記第2カ
ウンタの上記補正済変位量とに差があれば、この差に応
じて制御することにより、第2カウンタの補正済変位量
を上記実際の変位量に等しくする。
め、本発明の補正システムは、変位を測定しようとする
測定対象物の移動に応じて一連のデジタル出力パルスを
生成し、上記測定対象物の補正済み変位量を含む補正済
パルスを生成してマスタ・カウンタに送る測定装置用リ
アルタイム補正システムにおいて、上記出力パルスを受
けて、基準点に対する上記測定対象物の補正前の変位量
に対応する第1増分値を上記出力パルスから生成する第
1カウンタと、少なくとも一つのセンサからセンサ信号
を受け、この少なくとも一つのセンサ信号の値に基づい
て補正係数を生成するプロセッサと、上記マスタ・カウ
ンタに送る2次的デジタルパルスを生成する2次的パル
ス発生器と、上記2次的パルスを受けて、上記基準点に
対する上記測定対象物の上記補正済み変位量に対応する
第2増分値を上記2次的パルスから生成する第2カウン
タとを具備し上記プロセッサは、(a)上記第1カウン
タの上記補正前の変位量から上記測定対象物の実際の変
位量と、上記少なくとも一つの補正係数の瞬時値とを算
出し、(b)上記算出された実際の変位量と上記第2カ
ウンタの補正済変位量とを比較して、上記2次的パルス
が上記マスタ・カウンタと第2カウンタに送られる際の
瞬時周波数を、上記算出された実際の変位と上記第2カ
ウンタの上記補正済変位量とに差があれば、この差に応
じて制御することにより、第2カウンタの補正済変位量
を上記実際の変位量に等しくする。
【0008】本発明の補正システムは、好ましい一形態
として、上記2次的パルス発生器は一定周波数の2次的
パルス列を生成する信号発生器と、プロセッサからの信
号に基づいて制御されて第2カウンタとマスタ・カウン
タに送られる2次的パルスの瞬時周波数を制御するゲー
トとを有する。
として、上記2次的パルス発生器は一定周波数の2次的
パルス列を生成する信号発生器と、プロセッサからの信
号に基づいて制御されて第2カウンタとマスタ・カウン
タに送られる2次的パルスの瞬時周波数を制御するゲー
トとを有する。
【0009】本発明の補正システムは、さらに別の好ま
しい形態として、上記2次的パルスは補正係数で出力パ
ルスをスケーリングまたは乗算するスケーラまたは乗算
器回路により得られ、2次的パルスの瞬時周波数は効果
的に2次的パルスの発生を抑制したり追加の2次的パル
スを注入するプロセッサによって制御される。
しい形態として、上記2次的パルスは補正係数で出力パ
ルスをスケーリングまたは乗算するスケーラまたは乗算
器回路により得られ、2次的パルスの瞬時周波数は効果
的に2次的パルスの発生を抑制したり追加の2次的パル
スを注入するプロセッサによって制御される。
【0010】本発明の補正方法は、測定対象物の変位を
測定しこの測定対象物の移動に応じたデジタル出力パル
スを発生する測定装置のこの出力パルスからマスタ・カ
ウンタ用の補正済パルスを生成することで上記測定装置
の出力を補正する補正方法であって、上記測定装置の上
記出力パルスから第1のインクリメンタル・カウントを
生成するステップと、少なくとも一つのセンサからの情
報に基づいて補正係数を生成するステップと、一連の2
次的パルスを生成し、この2次的パルスを上記マスタ・
カウンタに送るステップと、上記伝送された2次的パル
スから第2のインクリメンタル・カウントを生成するス
テップと、上記第1のインクリメンタル・カウントと上
記補正係数とから上記測定対象物の実際の変位量を計算
するステップと、上記実際の変位量と上記第2のインク
リメンタル・カウントを比較するステップと、上記比較
に基づいて、上記2次的パルスが上記第2カウンタと上
記マスタ・カウンタに送られる際の瞬時周波数を制御す
ることで上記第2のインクリメンタル・カウントを上記
実際の変位量に等しくさせ、それによって上記送られた
2次的パルスが補正済みのパルスとなるステップとを有
する。
測定しこの測定対象物の移動に応じたデジタル出力パル
スを発生する測定装置のこの出力パルスからマスタ・カ
ウンタ用の補正済パルスを生成することで上記測定装置
の出力を補正する補正方法であって、上記測定装置の上
記出力パルスから第1のインクリメンタル・カウントを
生成するステップと、少なくとも一つのセンサからの情
報に基づいて補正係数を生成するステップと、一連の2
次的パルスを生成し、この2次的パルスを上記マスタ・
カウンタに送るステップと、上記伝送された2次的パル
スから第2のインクリメンタル・カウントを生成するス
テップと、上記第1のインクリメンタル・カウントと上
記補正係数とから上記測定対象物の実際の変位量を計算
するステップと、上記実際の変位量と上記第2のインク
リメンタル・カウントを比較するステップと、上記比較
に基づいて、上記2次的パルスが上記第2カウンタと上
記マスタ・カウンタに送られる際の瞬時周波数を制御す
ることで上記第2のインクリメンタル・カウントを上記
実際の変位量に等しくさせ、それによって上記送られた
2次的パルスが補正済みのパルスとなるステップとを有
する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を詳細に説明する。
の実施の形態を詳細に説明する。
【0012】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態による測定装置用リアルタイム補正システムの
構成を示す示し、図2は図1に示した補正システムのコ
ンポーネントの構成を示す。
実施形態による測定装置用リアルタイム補正システムの
構成を示す示し、図2は図1に示した補正システムのコ
ンポーネントの構成を示す。
【0013】図1に示すように、レーザー10から放出
されたレーザー光のビーム12は次にビーム・スプリッ
タ14に入射する。このビーム12の一部はその進路を
変えずにビーム・スプリッタ14を通過して測定リトロ
レフレクタ18に入射する。この測定リトロレフレクタ
18はレーザーに対する変位を測定しようとする測定対
象物に接続(例えば、搭載)されている。参照ビーム2
0はビーム・スプリッタ14によって反射され、ビーム
・スプリッタ14に対してその位置が固定された参照リ
トロレフレクタ22に入射する。測定リトロレフレクタ
18から反射した測定ビーム16および参照リトロレフ
レクタ22から反射した参照ビーム20はビーム・スプ
リッタ14で再結合されてレーザー10のハウジング内
に設けられた複数の光検出器に入射する。当業者には周
知の信号調整回路(図示せず)と協働してこれら光検出
器は一連のデジタル方形出力パルスを生成する。従来の
典型例では、この出力方形パルスは、例えば工作機械の
数値制御装置(CNC)内のマスタ・カウンタに送ら
れ、このマスタ・カウンタは測定リトロレフレクタ18
を搭載している測定対象物の変位を表すインクリメンタ
ル・カウント(incremental count) を発生する。本発明
による補正システムでは、原出力方形パルスと一つある
いは複数の補正係数とに基づいて補正済みの方形パルス
(quadrature pulses) を生成し、この補正済みの方形パ
ルスをマスタ・カウンタへ転送するように構成してい
る。
されたレーザー光のビーム12は次にビーム・スプリッ
タ14に入射する。このビーム12の一部はその進路を
変えずにビーム・スプリッタ14を通過して測定リトロ
レフレクタ18に入射する。この測定リトロレフレクタ
18はレーザーに対する変位を測定しようとする測定対
象物に接続(例えば、搭載)されている。参照ビーム2
0はビーム・スプリッタ14によって反射され、ビーム
・スプリッタ14に対してその位置が固定された参照リ
トロレフレクタ22に入射する。測定リトロレフレクタ
18から反射した測定ビーム16および参照リトロレフ
レクタ22から反射した参照ビーム20はビーム・スプ
リッタ14で再結合されてレーザー10のハウジング内
に設けられた複数の光検出器に入射する。当業者には周
知の信号調整回路(図示せず)と協働してこれら光検出
器は一連のデジタル方形出力パルスを生成する。従来の
典型例では、この出力方形パルスは、例えば工作機械の
数値制御装置(CNC)内のマスタ・カウンタに送ら
れ、このマスタ・カウンタは測定リトロレフレクタ18
を搭載している測定対象物の変位を表すインクリメンタ
ル・カウント(incremental count) を発生する。本発明
による補正システムでは、原出力方形パルスと一つある
いは複数の補正係数とに基づいて補正済みの方形パルス
(quadrature pulses) を生成し、この補正済みの方形パ
ルスをマスタ・カウンタへ転送するように構成してい
る。
【0014】上記光検出器からの出力方形パルスは第1
カウンタ(CNT1)30に送られる。第1カウンタ3
0はその出力方形パルスから瞬時値を生成する。さら
に、出力方形パルスはスケーラあるいは乗算器40に送
られる。スケーラ/乗算器40は、出力デジタル方形パ
ルスおよびマイクロプロセッサ50から出力される修正
またはスケール係数Kから第2の方形出力、本実施形態
においては、変更した方形出力を生成する。補正係数K
の大きさは以下の一つまたは複数のタイプの環境センサ
からの入力に基づいてマイクロプロセッサにより決定さ
れる。それら環境センサとしては温度センサ60(例え
ば空気温度検出用または製品温度検出用)、圧力センサ
62、湿度センサ64および二酸化炭素センサ66があ
る。その他のセンサも必要に応じて設けることができ
る。補正係数Kはまた、例えば校正対象の工作機械の幾
何学的エラー・データに基づき、直線性あるい偏位の程
度に関係づけて、決定することもできる。
カウンタ(CNT1)30に送られる。第1カウンタ3
0はその出力方形パルスから瞬時値を生成する。さら
に、出力方形パルスはスケーラあるいは乗算器40に送
られる。スケーラ/乗算器40は、出力デジタル方形パ
ルスおよびマイクロプロセッサ50から出力される修正
またはスケール係数Kから第2の方形出力、本実施形態
においては、変更した方形出力を生成する。補正係数K
の大きさは以下の一つまたは複数のタイプの環境センサ
からの入力に基づいてマイクロプロセッサにより決定さ
れる。それら環境センサとしては温度センサ60(例え
ば空気温度検出用または製品温度検出用)、圧力センサ
62、湿度センサ64および二酸化炭素センサ66があ
る。その他のセンサも必要に応じて設けることができ
る。補正係数Kはまた、例えば校正対象の工作機械の幾
何学的エラー・データに基づき、直線性あるい偏位の程
度に関係づけて、決定することもできる。
【0015】スケーラ/乗算器40から出力された2次
的パルス(secondary pulses) はマスタ・カウンタに送
られる。この出力はまた第2カウンタ(CNT2)80
にも送られ、第2カウンタ80は基準点からの測定リト
ロレフレクタ18の変位に対応する瞬時値を、センサ6
0ー66の値に応じて補正して生成する。
的パルス(secondary pulses) はマスタ・カウンタに送
られる。この出力はまた第2カウンタ(CNT2)80
にも送られ、第2カウンタ80は基準点からの測定リト
ロレフレクタ18の変位に対応する瞬時値を、センサ6
0ー66の値に応じて補正して生成する。
【0016】スケーラ/乗算器40は有限サイズ(普通
32ビット)のものなので、スケール係数による入力方
形パルスの補正はスケーラ/乗算器40の最下位ビット
の精度しかない。その個々の大きさがスケーラ/乗算器
40の最下位ビットよりも小さい乗算のエラーも時間を
かけて蓄積されると、第2カウンタ80の値は基準点に
対する測定リトロレフレクタ18の実際の変位の値を正
確に表さなくなる。これを補正するために、マイクロプ
ロセッサ50は第1カウンタ30と第2カウンタ80の
両方から入力を取り込み、第2カウンタ80の値を、第
1カウンタ30の値とスケール係数との積(これが実際
の変位量である)と比較する。第2カウンタ80の値が
スケール係数Kと第1カウンタ30の値との積に等しく
ない場合には、マイクロプロセッサ50は第2カウンタ
80の値を補正するために、適宜、修正パルスをスケー
ラ/乗算器40の出力に注入させるか、あるいはスケー
ラ/乗算器40の出力からパルスを除外させる。このマ
イクロプロセッサによるスケーラ/乗算器40出力の修
正は、瞬時出力周波数の制御であり、すなわち隣接する
2次的パルスの前縁(リーディング・エッジ)間の時間
間隔を半分にすることでパルスを注入し、またその時間
間隔を2倍にすることでパルスを除外するものである。
32ビット)のものなので、スケール係数による入力方
形パルスの補正はスケーラ/乗算器40の最下位ビット
の精度しかない。その個々の大きさがスケーラ/乗算器
40の最下位ビットよりも小さい乗算のエラーも時間を
かけて蓄積されると、第2カウンタ80の値は基準点に
対する測定リトロレフレクタ18の実際の変位の値を正
確に表さなくなる。これを補正するために、マイクロプ
ロセッサ50は第1カウンタ30と第2カウンタ80の
両方から入力を取り込み、第2カウンタ80の値を、第
1カウンタ30の値とスケール係数との積(これが実際
の変位量である)と比較する。第2カウンタ80の値が
スケール係数Kと第1カウンタ30の値との積に等しく
ない場合には、マイクロプロセッサ50は第2カウンタ
80の値を補正するために、適宜、修正パルスをスケー
ラ/乗算器40の出力に注入させるか、あるいはスケー
ラ/乗算器40の出力からパルスを除外させる。このマ
イクロプロセッサによるスケーラ/乗算器40出力の修
正は、瞬時出力周波数の制御であり、すなわち隣接する
2次的パルスの前縁(リーディング・エッジ)間の時間
間隔を半分にすることでパルスを注入し、またその時間
間隔を2倍にすることでパルスを除外するものである。
【0017】方形出力パルスの周波数は可動リトロレフ
レクタ18の移動速度に直接に関係している。スケーラ
/乗算器40から出力される2次的パルスの最大許容周
波数はこの2次的パルスを受信する装置(例えば工作機
械の数値制御装置内のマスタ・カウンタ)によって決ま
る。したがって、測定リトロレフレクタ18がスケーラ
の2次的パルスの最大許容周波数に相当する速度で移動
しているときには、同時にマイクロプロセッサが第2カ
ウンタ80の値を訂正するために追加の2次的パルスが
必要と判断したとしても、この追加の2次的パルスは測
定リトロレフレクタ18が最大許容周波数の半分に相当
する速度まで減速するまで注入することができない。そ
の速度に減速したときに、その追加の2次的パルスが注
入され、瞬時に周波数を最大許容周波数まで再び上昇さ
せる。
レクタ18の移動速度に直接に関係している。スケーラ
/乗算器40から出力される2次的パルスの最大許容周
波数はこの2次的パルスを受信する装置(例えば工作機
械の数値制御装置内のマスタ・カウンタ)によって決ま
る。したがって、測定リトロレフレクタ18がスケーラ
の2次的パルスの最大許容周波数に相当する速度で移動
しているときには、同時にマイクロプロセッサが第2カ
ウンタ80の値を訂正するために追加の2次的パルスが
必要と判断したとしても、この追加の2次的パルスは測
定リトロレフレクタ18が最大許容周波数の半分に相当
する速度まで減速するまで注入することができない。そ
の速度に減速したときに、その追加の2次的パルスが注
入され、瞬時に周波数を最大許容周波数まで再び上昇さ
せる。
【0018】スケーラ/乗算器40は適切にプログラム
されたEPLD(EPROM ロジックディバイス:書き込み
・消去可能なロジックディバイス)として実現すること
ができる。そのスケーラ/乗算器40の構成について図
2を参照して説明する。スケーラ40は3つの入力信号
を取り込む加算/減算回路(加減算回路)100を有す
る。この3つの入力信号の内の2つの信号CP、DIR
は復号化した方形出力信号からなる。信号CPはカウン
ト・パルス列であり、このカウント・パルス列から可動
リトロレフレクタの変位に対応する瞬時値が生成され
る。また、信号DIRは瞬時値の合計値を(可動リトロ
レフレクタ18のある一方向の移動に対応して)インク
リメント(1ずつ増加)する際にハイ(高レベル)にな
り、瞬時値の合計値を(可動リトロレフレクタ18の他
の方向の移動に対応して)デクリメント(1ずつ減少)
する際にロー(低レベル)になる信号である。さらに、
加算/減算回路100は入力端子Aでマイクロプロセッ
サ50からのmビットの補正係数信号Kを受け取る。加
算/減算回路100はまた、レジスタ110からの出力
を入力端子Bで受ける。加算/減算回路100は、イネ
ーブル信号EN(この事例ではカウント・パルスCPの
形態となっている)を受けたときに、入力端子Aと入力
端子Bとに現に存在する瞬時値を加算(信号DIRが高
レベルのとき)、あるいは減算(信号DIRが低レベル
のとき)する。この加算または減算の結果は出力端子S
から送出され、レジスタ110がその入力端子112に
クロック・パルスを受けたときにその加算または減算の
結果を取り込む。レジスタ110の新しい出力は加算/
減算回路100の入力端子Bに現われる。この回路10
0は出力端子Sの値が2m に等しい場合に、実行信号
(carry out signal)Coを生成する。この実行信号C
oは排他的論理和ゲート114でDIR信号と組み合わ
され、そのゲート114の出力はスケーラ40の出力と
なる。したがって、入力パルスCPに対する実行パルス
Coの比はスケーリング比に対応し、この比は補正係数
Kの値によって決定される。すなわちK=2m ならばそ
の比は1:1であり、k=1ならばその比は1:2m と
なる。
されたEPLD(EPROM ロジックディバイス:書き込み
・消去可能なロジックディバイス)として実現すること
ができる。そのスケーラ/乗算器40の構成について図
2を参照して説明する。スケーラ40は3つの入力信号
を取り込む加算/減算回路(加減算回路)100を有す
る。この3つの入力信号の内の2つの信号CP、DIR
は復号化した方形出力信号からなる。信号CPはカウン
ト・パルス列であり、このカウント・パルス列から可動
リトロレフレクタの変位に対応する瞬時値が生成され
る。また、信号DIRは瞬時値の合計値を(可動リトロ
レフレクタ18のある一方向の移動に対応して)インク
リメント(1ずつ増加)する際にハイ(高レベル)にな
り、瞬時値の合計値を(可動リトロレフレクタ18の他
の方向の移動に対応して)デクリメント(1ずつ減少)
する際にロー(低レベル)になる信号である。さらに、
加算/減算回路100は入力端子Aでマイクロプロセッ
サ50からのmビットの補正係数信号Kを受け取る。加
算/減算回路100はまた、レジスタ110からの出力
を入力端子Bで受ける。加算/減算回路100は、イネ
ーブル信号EN(この事例ではカウント・パルスCPの
形態となっている)を受けたときに、入力端子Aと入力
端子Bとに現に存在する瞬時値を加算(信号DIRが高
レベルのとき)、あるいは減算(信号DIRが低レベル
のとき)する。この加算または減算の結果は出力端子S
から送出され、レジスタ110がその入力端子112に
クロック・パルスを受けたときにその加算または減算の
結果を取り込む。レジスタ110の新しい出力は加算/
減算回路100の入力端子Bに現われる。この回路10
0は出力端子Sの値が2m に等しい場合に、実行信号
(carry out signal)Coを生成する。この実行信号C
oは排他的論理和ゲート114でDIR信号と組み合わ
され、そのゲート114の出力はスケーラ40の出力と
なる。したがって、入力パルスCPに対する実行パルス
Coの比はスケーリング比に対応し、この比は補正係数
Kの値によって決定される。すなわちK=2m ならばそ
の比は1:1であり、k=1ならばその比は1:2m と
なる。
【0019】(第2の実施形態)次に、上記実施形態の
代替えとなる本発明の別の実施形態を図3を参照して説
明する。図3においては分かりやすく、かつ簡潔にする
ために、レーザー測定装置と環境センサの図示を省略し
てある。第1カウンタ130は直接にレーザー測定装置
からデジタル方形出力パルスを受け取って、このデジタ
ル方形出力パルスから瞬時値を生成する。第1カウンタ
130はまたマイクロプロセッサ150に接続されてい
る。信号発生器200はその出力パルスを受け取る装置
(例えば数値制御装置のマスタ・カウンタ(図示しな
い))の最大許容周波数と等しい周波数で連続した2次
的デジタル方形パルス列を生成する。信号発生器200
の出力はゲート210を介してマスタ・カウンタのみな
らず第2カウンタ180にも接続される。ゲート210
は、マイクロプロセッサ150から信号を受けたとき
に、信号発生器200からの2次的方形パルスを第2カ
ウンタとマスタ・カウンタとへ通過させるように動作可
能となっている。したがって、ゲート210とマイクロ
プロセッサ150は、上記2次的パルスが第2カウンタ
とマスタ・カウンタに送られる際の瞬時周波数を効果的
に制御することになる。第2カウンタ180の値が、第
1カウンタ130の値とマイクロプロセッサ150によ
って決まるスケール係数Kの瞬時値との積に等しくなる
ように、マイクロプロセッサ150はゲート210を動
作させて2次的パルスの通過を許可させる。これは次の
2つの方法のいずれか1つによって行うことができる。
代替えとなる本発明の別の実施形態を図3を参照して説
明する。図3においては分かりやすく、かつ簡潔にする
ために、レーザー測定装置と環境センサの図示を省略し
てある。第1カウンタ130は直接にレーザー測定装置
からデジタル方形出力パルスを受け取って、このデジタ
ル方形出力パルスから瞬時値を生成する。第1カウンタ
130はまたマイクロプロセッサ150に接続されてい
る。信号発生器200はその出力パルスを受け取る装置
(例えば数値制御装置のマスタ・カウンタ(図示しな
い))の最大許容周波数と等しい周波数で連続した2次
的デジタル方形パルス列を生成する。信号発生器200
の出力はゲート210を介してマスタ・カウンタのみな
らず第2カウンタ180にも接続される。ゲート210
は、マイクロプロセッサ150から信号を受けたとき
に、信号発生器200からの2次的方形パルスを第2カ
ウンタとマスタ・カウンタとへ通過させるように動作可
能となっている。したがって、ゲート210とマイクロ
プロセッサ150は、上記2次的パルスが第2カウンタ
とマスタ・カウンタに送られる際の瞬時周波数を効果的
に制御することになる。第2カウンタ180の値が、第
1カウンタ130の値とマイクロプロセッサ150によ
って決まるスケール係数Kの瞬時値との積に等しくなる
ように、マイクロプロセッサ150はゲート210を動
作させて2次的パルスの通過を許可させる。これは次の
2つの方法のいずれか1つによって行うことができる。
【0020】最初の方法は、マイクロプロセッサ150
がその内部クロック(信号発生器200の出力周波数が
マイクロプロセッサのクロック周波数の有理数となるよ
うに信号発生器200の周波数出力に同期させたクロッ
ク)を繰り返し用いて、一定の時間間隔で第1カウンタ
130の値の変化を調べる。第1カウンタ130の値に
変化があると、マイクロプロセッサ150はゲート21
0を作動させて、信号発生器200からの、カウンタ1
30値の変化をスケール係数Kで修正した値に相当する
数のパルスを通過させる。そして第1実施形態と同様
に、既に説明した方法で第2カウンタ180を参照する
ことにより調整をすることができる。
がその内部クロック(信号発生器200の出力周波数が
マイクロプロセッサのクロック周波数の有理数となるよ
うに信号発生器200の周波数出力に同期させたクロッ
ク)を繰り返し用いて、一定の時間間隔で第1カウンタ
130の値の変化を調べる。第1カウンタ130の値に
変化があると、マイクロプロセッサ150はゲート21
0を作動させて、信号発生器200からの、カウンタ1
30値の変化をスケール係数Kで修正した値に相当する
数のパルスを通過させる。そして第1実施形態と同様
に、既に説明した方法で第2カウンタ180を参照する
ことにより調整をすることができる。
【0021】第2の方法は、マイクロプロセッサ150
の各処理サイクルにおいて、第2カウンタ180の値が
第1カウンタ130値とスケール係数Kとの積に等しく
なるまでゲート210を動作させるように、マイクロプ
ロセッサ150をプログラムする。
の各処理サイクルにおいて、第2カウンタ180の値が
第1カウンタ130値とスケール係数Kとの積に等しく
なるまでゲート210を動作させるように、マイクロプ
ロセッサ150をプログラムする。
【0022】なお、普通、2次的パルス(方形パルスの
形態を有する)が送られるマスタ・カウンタには補間器
が組み込まれている。この補間器は、2次的方形パルス
が状態変化するたびにカウンタの値をインクリメントま
たはデクリメントする。したがって極めて厳密に言えば
マスタ・カウンタはパルスに応答して動作するというよ
りも、一連のパルス・エッジに応答して動作するもので
あると言うことができる。本明細書において用いたパル
スという用語は、パルスおよびもっと普通に知られてい
るエッジという両方の意味を包含する広い意味に適用さ
れることを意図している。
形態を有する)が送られるマスタ・カウンタには補間器
が組み込まれている。この補間器は、2次的方形パルス
が状態変化するたびにカウンタの値をインクリメントま
たはデクリメントする。したがって極めて厳密に言えば
マスタ・カウンタはパルスに応答して動作するというよ
りも、一連のパルス・エッジに応答して動作するもので
あると言うことができる。本明細書において用いたパル
スという用語は、パルスおよびもっと普通に知られてい
るエッジという両方の意味を包含する広い意味に適用さ
れることを意図している。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきた本発明の補正システム
の利点の一つは、長期の“DC”ドリフトを補正するこ
とができる点である。このことは測定装置が例えば長期
にわたって、または長距離にわたって使用されたり、あ
るいは大きな不感通路(deadpath)を有する干渉計を用い
る場合に、特に有用となる。
の利点の一つは、長期の“DC”ドリフトを補正するこ
とができる点である。このことは測定装置が例えば長期
にわたって、または長距離にわたって使用されたり、あ
るいは大きな不感通路(deadpath)を有する干渉計を用い
る場合に、特に有用となる。
【図1】本発明の第1実施形態における補正システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した補正システムのスケーラ/乗算器
の構成例を示すブロック図である。
の構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2実施形態における補正システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
10 レーザー/光検出器 12 ビーム 14 ビーム・スプリッタ 16 測定ビーム 18 測定リトロレフレクタ(可動リトロレフレクタ) 20 参照ビーム 22 参照リトロレフレクタ(固定リトロレフレクタ) 30 第1カウンタ 40 スケーラ/乗算器 50 マイクロプロセッサ 60−66 環境センサ 80 第2カウンタ 100 加算/減算回路(加減算回路) 110 レジスタ 114 排他的論理和回路 130 第1カウンタ 150 マイクロプロセッサ 180 第2カウンタ 200 信号発生器 210 ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャネイ,レイモンド ジョン イギリス ジーエル13 9エスエフ グロ スターシャ州 バークレイ ニュー ブル ックエンド ラバーナム コティッジ(番 地なし)
Claims (11)
- 【請求項1】 変位を測定しようとする測定対象物の移
動に応じて一連のデジタル出力パルスを生成し、前記測
定対象物の補正済み変位量を含む補正済パルスを生成し
てマスタ・カウンタに送る測定装置用リアルタイム補正
システムにおいて、 前記出力パルスを受けて、基準点に対する前記測定対象
物の補正前の変位量に対応する第1増分値を前記出力パ
ルスから生成する第1カウンタと、 少なくとも一つのセンサからセンサ信号を受け、該少な
くとも一つのセンサ信号の値に基づいて補正係数を生成
するプロセッサと、 前記マスタ・カウンタに送る2次的デジタルパルスを生
成する2次的パルス発生器と、 前記2次的パルスを受けて、前記基準点に対する前記測
定対象物の前記補正済み変位量に対応する第2増分値を
前記2次的パルスから生成する第2カウンタとを具備し
前記プロセッサは、 (a)前記第1カウンタの前記補正前の変位量から前記
測定対象物の実際の変位量と、前記少なくとも一つの補
正係数の瞬時値とを算出し、 (b)前記算出された実際の変位量と前記第2カウンタ
の補正済変位量とを比較して、前記2次的パルスが前記
マスタ・カウンタと第2カウンタに送られる際の瞬時周
波数を、前記算出された実際の変位と前記第2カウンタ
の前記補正済変位量とに差があれば、該差に応じて制御
することにより、第2カウンタの補正済変位量を前記実
際の変位量に等しくするように適合されていることを特
徴とする測定装置用リアルタイム補正システム。 - 【請求項2】 前記少なくとも一つのセンサは環境セン
サであることを特徴とする請求項1に記載の測定装置用
リアルタイム補正システム。 - 【請求項3】 前記少なくとも一つのセンサは圧力セン
サ、湿度センサ、温度センサおよび二酸化炭素センサの
いずれか一つであることを特徴とする請求項1または2
に記載の測定装置用リアルタイム補正システム。 - 【請求項4】 前記2次的パルス発生器はスケーラおよ
び乗算器の一つによって構成されることを特徴とする請
求項1、2および3のいずれかに記載の測定装置用リア
ルタイム補正システム。 - 【請求項5】 前記2次的デジタルパルスの瞬時周波数
の制御は、適宜前記スケーラ/乗算器から追加の2次的
パルスを注入したり、その出力パルスを抑制することに
より行われることを特徴とする請求項1、2、3および
4のいずれかに記載の測定装置用リアルタイム補正シス
テム。 - 【請求項6】 前記2次的パルス発生器はデジタル・パ
ルス列を発生する信号発生器によって構成されることを
特徴とする請求項1に記載の測定装置用リアルタイム補
正システム。 - 【請求項7】 前記2次的パルスの前記瞬時周波数の制
御は、ゲートと該ゲートを制御する前記プロセッサとに
よって実行され、該ゲートは該プロセッサの制御により
前記パルス列から2次的パルスを前記第2カウンタと前
記マスタ・カウンタへ通過させる許可を選択的に行うこ
とを特徴とする請求項6に記載の測定装置用リアルタイ
ム補正システム。 - 【請求項8】 測定対象物の変位を測定し該測定対象物
の移動に応じたデジタル出力パルスを発生する測定装置
の該出力パルスからマスタ・カウンタ用の補正済パルス
を生成することで前記測定装置の出力を補正する補正方
法であって、 前記測定装置の前記出力パルスから第1のインクリメン
タル・カウントを生成するステップと、 少なくとも一つのセンサからの情報に基づいて補正係数
を生成するステップと、 一連の2次的パルスを生成し、該2次的パルスを前記マ
スタ・カウンタに送るステップと、 前記伝送された2次的パルスから第2のインクリメンタ
ル・カウントを生成するステップと、 前記第1のインクリメンタル・カウントと前記補正係数
とから前記測定対象物の実際の変位量を計算するステッ
プと、 前記実際の変位量と前記第2のインクリメンタル・カウ
ントを比較するステップと、 前記比較に基づいて、前記2次的パルスが前記第2カウ
ンタと前記マスタ・カウンタに送られる際の瞬時周波数
を制御することで前記第2のインクリメンタル・カウン
トを前記実際の変位量に等しくさせ、それによって前記
送られた2次的パルスが補正済みのパルスとなるステッ
プとを有することを特徴とする補正方法。 - 【請求項9】 前記2次的パルスは信号発生器から生成
され、前記補正済パルスは該信号発生器からの2次的パ
ルスを選択的に通過させることによって生成されること
を特徴とする請求項8に記載の補正方法。 - 【請求項10】 前記2次的パルスは前記補正係数によ
って前記出力パルスをスケーリングして生成されること
を特徴とする請求項8に記載の補正方法。 - 【請求項11】 前記補正済パルスは適宜、追加の前記
スケーラから前記2次的パルスを注入したり、前記スケ
ーラからの2次的パルスの放出を抑制することによって
生成することを特徴とする請求項10に記載の補正方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9514321.0A GB9514321D0 (en) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Laser measuring apparatus |
| GB9514321.0 | 1995-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933206A true JPH0933206A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=10777582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8185171A Pending JPH0933206A (ja) | 1995-07-13 | 1996-07-15 | 測定装置用リアルタイム補正システムおよびその補正方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5975744A (ja) |
| EP (1) | EP0753804B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0933206A (ja) |
| DE (1) | DE69608740T2 (ja) |
| GB (1) | GB9514321D0 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6934641B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-08-23 | Renishaw Plc | Motion detection and analysis |
| CN100375885C (zh) * | 2006-04-28 | 2008-03-19 | 上海大学 | 实时无损检测系统和方法 |
| JP5663148B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2015-02-04 | アズビル株式会社 | 計数装置、物理量センサ、計数方法および物理量計測方法 |
| JP2011033525A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Yamatake Corp | 計数装置、物理量センサ、計数方法および物理量計測方法 |
| CN102192707B (zh) * | 2010-03-04 | 2013-11-27 | 阿自倍尔株式会社 | 物理量传感器和物理量计测方法 |
| US10107650B2 (en) | 2016-06-15 | 2018-10-23 | The Boeing Company | Systems and methods for measuring angular position of a laser beam emitter |
| CN111273606B (zh) * | 2020-03-09 | 2022-06-10 | 西南交通大学 | 一种五轴机床几何误差补偿的刀具姿态优化方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8806574D0 (en) * | 1988-03-19 | 1988-04-20 | Hepworth Eng Ltd | Machine tool error compensation systems |
| JPH01246050A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Fanuc Ltd | 機械位置検出装置 |
| DE3836263C1 (ja) * | 1988-10-25 | 1990-06-07 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| JPH0830973B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1996-03-27 | オ−クマ株式会社 | 数値制御装置における工具送り速度補正方法及びその装置 |
| JPH0371206A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Nc工作機械の機械誤差補正装置 |
| US5375066A (en) * | 1993-03-01 | 1994-12-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Apparatus and methods for implementing error correction in real time for machine tools with encoder-type position feedback |
-
1995
- 1995-07-13 GB GBGB9514321.0A patent/GB9514321D0/en active Pending
-
1996
- 1996-07-05 EP EP96304998A patent/EP0753804B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-05 DE DE69608740T patent/DE69608740T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-15 JP JP8185171A patent/JPH0933206A/ja active Pending
- 1996-07-15 US US08/680,031 patent/US5975744A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9514321D0 (en) | 1995-09-13 |
| US5975744A (en) | 1999-11-02 |
| EP0753804A1 (en) | 1997-01-15 |
| DE69608740D1 (de) | 2000-07-13 |
| EP0753804B1 (en) | 2000-06-07 |
| DE69608740T2 (de) | 2000-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6912476B2 (en) | Position measuring device and method for determining a position | |
| JP5090606B2 (ja) | 座標測定装置または工作機械 | |
| JPH0933206A (ja) | 測定装置用リアルタイム補正システムおよびその補正方法 | |
| CN113049870B (zh) | 消除触发抖动的触发信号处理方法及触发信号处理装置 | |
| JP3703454B2 (ja) | ディジタル遅延補償が施されるレーザ測定システム | |
| JPH11190606A (ja) | 回転量測定方法および回転量測定装置 | |
| JP4202751B2 (ja) | 位置設定をするための方法及びこの方法を実施するための位置測定装置 | |
| JP3075452B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JPH09102779A (ja) | 伝送線路伝搬遅延時間測定システムにおける伝搬遅延時間補正方法 | |
| JPS63256814A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH04346069A (ja) | 速度信号生成回路 | |
| JPH0271190A (ja) | 計算機システムの時間校正方式 | |
| JPH03289567A (ja) | 回転速度検出装置 | |
| RU2532673C2 (ru) | Способ и устройство цифровой обработки сигналов импульсного датчика перемещения ротора электродвигателя-энкодера | |
| JP7468511B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JP3208932B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JP3031970B2 (ja) | フィルタ回路 | |
| JPS60147653A (ja) | 速度検出装置 | |
| JPH08140383A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JPH02110379A (ja) | モータの速度検出装置 | |
| JPH05332788A (ja) | ロータリーエンコーダのデータ処理装置 | |
| JPS62127604A (ja) | 光学式位置検出装置 | |
| JP3310716B2 (ja) | エンコ―ダの移動速度検出装置 | |
| JP3259614B2 (ja) | モータ制御装置およびその制御方法 | |
| JPH01185475A (ja) | レーザ測長装置 |