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JP2001141444A - Method and instrument for measuring shape of v-groove - Google Patents

Method and instrument for measuring shape of v-groove

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JP2001141444A
JP2001141444A JP32836599A JP32836599A JP2001141444A JP 2001141444 A JP2001141444 A JP 2001141444A JP 32836599 A JP32836599 A JP 32836599A JP 32836599 A JP32836599 A JP 32836599A JP 2001141444 A JP2001141444 A JP 2001141444A
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JP
Japan
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probe
vector
groove
measured
scanning
Prior art date
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JP32836599A
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Japanese (ja)
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Takashi Noda
孝 野田
Hiromi Deguchi
博美 出口
Katsuyuki Ogura
勝行 小倉
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the characteristic values, such as the pitch deviations, radius deviations, etc., of a male screw fixed on a turntable in a standing state and the tapped hole of an object to be measured placed on the turntable. SOLUTION: Tracer control is performed on a V-groove turntable for always bringing the probe 24 of a profile probe 22 into contact with two surfaces constituting the V-groove of an object to be measured by combining together the control for fixing the direction of the gange head 24, the tracer control for fixing the radius of the turntable, and the tracer control for bringing the two surfaces into contact with each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、V溝形状測定方法
及び装置に係り、特に、三次元座標測定機を用いて、ウ
ォームギヤや雄ねじ、ねじ穴等の、V溝が螺旋状に形成
された被測定物のV溝のピッチ偏差や半径偏差等の特性
値を測定する際に用いるのに好適な、V溝形状測定方法
及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the shape of a V-groove, and more particularly to a method for measuring a V-groove, such as a worm gear, a male screw or a screw hole, using a three-dimensional coordinate measuring machine. The present invention relates to a V-groove shape measuring method and apparatus suitable for use in measuring characteristic values such as a pitch deviation and a radius deviation of a V-groove of an object to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】ワーク等の被測定物の立体的形状を高精
度に測定する装置として、図1に示す三次元座標測定機
(単に三次元測定機とも称する)10が知られている。
これは、表面が平滑な平面となるように研磨された、例
えば花こう岩等からなる定盤12と、該定盤12の前後
方向(例えばY軸方向)へ移動自在に設けられた門形フ
レーム14と、この門形フレーム14の水平ビーム15
に沿って左右方向(例えばX軸方向)へ移動自在に設け
られたスライダ16と、このスライダ16に上下方向
(例えばZ軸方向)へ昇降自在に設けられた昇降軸18
と、この昇降軸18の下端にプローブホルダ20を介し
て取り付けられた、先端に測定子24が形成された座標
測定用のプローブ22とから構成されている。
2. Description of the Related Art A three-dimensional coordinate measuring machine (also referred to simply as a three-dimensional measuring machine) 10 shown in FIG. 1 is known as an apparatus for measuring a three-dimensional shape of a workpiece such as a work with high accuracy.
The surface plate 12 is made of, for example, granite and polished so as to have a smooth surface, and the gate is provided to be movable in the front-rear direction (for example, the Y-axis direction) of the surface plate 12. The frame 14 and the horizontal beam 15 of the portal frame 14
The slider 16 is provided so as to be movable in the left-right direction (for example, the X-axis direction) along the axis, and the lifting shaft 18 is provided on the slider 16 so as to be able to move up and down in the vertical direction (for example, the Z-axis direction)
And a probe 22 for coordinate measurement, having a probe 24 formed at the tip, attached to the lower end of the elevating shaft 18 via a probe holder 20.

【0003】従って、定盤12上に被測定物であるワー
クWを載置した後、プローブ22を三次元方向(X、
Y、Z軸方向)へ移動させながら、ワークWの測定部位
に測定子24を順次当接させ、各当接点において、プロ
ーブ22の各軸方向の座標値を、図示しないスケールか
ら読み取り、これらの座標値を演算することにより、ワ
ークWの寸法や角度等を高精度に測定することができ
る。
Accordingly, after the workpiece W to be measured is placed on the surface plate 12, the probe 22 is moved in the three-dimensional direction (X,
While moving in the (Y, Z axis directions), the tracing stylus 24 is sequentially brought into contact with the measurement site of the workpiece W, and at each contact point, the coordinate value of each axis direction of the probe 22 is read from a scale (not shown). By calculating the coordinate values, the dimensions, angles, and the like of the work W can be measured with high accuracy.

【0004】このような三次元測定機を用いてねじの形
状を測定する方法として、出願人は、例えば特開平6−
341826で、ねじ穴の中心座標を求める方法を提案
している。
As a method of measuring the shape of a screw using such a three-dimensional measuring machine, the applicant has disclosed, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
341826 proposes a method for determining the center coordinates of a screw hole.

【0005】又、このような三次元測定機を用いて、ワ
ークの形状を測定する際には、座標測定用のプローブ2
2を移動させながら、ワークの座標を、順次、倣い測定
する必要がある。この倣い制御を、コンピュータを用い
て自動的に行う方法として、回転テーブルを使用しない
場合については、任意平面を基準面として、該基準面か
らの高さを一定に保ちつつ、ワークの輪郭に沿って倣う
制御方法(以下、高さ一定倣い制御と称する)と、図3
に回転テーブル30を使用した場合で例示する如く、任
意の直線と該直線からの距離(即ち半径)の指定で決定
される円筒面内をワークWの輪郭に沿って倣う制御方法
(以下、半径一定倣い制御と称する)が開発され、実用
化されている。
When measuring the shape of a workpiece using such a coordinate measuring machine, a probe 2 for coordinate measurement is required.
It is necessary to sequentially follow and measure the coordinates of the workpiece while moving 2. As a method of automatically performing this scanning control using a computer, when a rotary table is not used, an arbitrary plane is used as a reference plane, and the height from the reference plane is kept constant, along the contour of the workpiece. FIG. 3 shows a control method for copying in accordance with the following (hereinafter, referred to as constant height copying control).
As illustrated in the case where the rotary table 30 is used, a control method (hereinafter, referred to as radius) in which a cylindrical surface determined by designating an arbitrary straight line and a distance (ie, radius) from the straight line along the contour of the workpiece W is used. Constant scanning control) has been developed and put into practical use.

【0006】又、図2に示す如く、回転テーブル30を
使用した場合についても、出願人は特許第206630
5号で、回転テーブルを使用しない場合のプローブの3
軸制御倣いに、回転テーブルによる1軸を追加して、図
4に示す如く、ワークの測定基準線に対するプローブの
方向を一定に保ちつつ(測定子方向一定倣い制御と称す
る)、4軸同時制御による倣いを行うことを提案してい
る。
[0006] Also, as shown in FIG.
No.5, No.3 of the probe when the rotary table is not used
One axis by a rotary table is added to the axis control scanning, and as shown in FIG. 4, while keeping the direction of the probe constant with respect to the measurement reference line of the work (referred to as constant measurement direction scanning control), simultaneous 4-axis control It is proposed to follow by.

【0007】この方法によれば、図3に示す円筒カムの
ような、回転テーブルを使用しない場合に、ワークとプ
ローブが干渉するため、一度で測定できないような場合
でも、プローブの姿勢(方向)を変更せずに、一度で全
周の測定が可能となる。又、一度で測定することが不可
能なインペラやプロペラの羽根のような場合にも、プロ
ーブの姿勢変更回数を減らすことができる。
According to this method, when a rotary table, such as the cylindrical cam shown in FIG. 3, is not used, the workpiece and the probe interfere with each other. It is possible to measure the entire circumference at one time without changing. Further, even in the case of an impeller or a propeller blade that cannot be measured at one time, the number of times of changing the attitude of the probe can be reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一方近年、測定対象の
拡大と共に、図5に示す如く、V溝が螺旋状に形成され
たウォームギヤや、一般的な雄ねじや、ワークに形成さ
れたねじ穴等のねじのピッチPの偏差(例えば最大偏
差)や、図6に示す如く、軸方向に重畳したねじ山の平
面軌跡の半径R方向の偏差(例えば最大偏差ΔR)の測
定を行う要請が出てきているが、従来の方法では、これ
らを的確に測定することはできなかった。
On the other hand, in recent years, as the object to be measured has been expanded, as shown in FIG. 5, a worm gear having a V-shaped groove formed in a spiral shape, a general male screw, a screw hole formed in a work, and the like. 6, there is a request to measure the deviation (for example, the maximum deviation) of the pitch P of the screw (for example, the maximum deviation) and the deviation (for example, the maximum deviation ΔR) in the radius R direction of the plane locus of the screw thread superimposed in the axial direction as shown in FIG. However, these cannot be measured accurately by the conventional method.

【0009】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ウォームギヤや、一般的な雄ねじ
や、ねじ穴等のV溝形状の特性値を的確に測定すること
を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to accurately measure characteristic values of a V-groove shape of a worm gear, a general male screw, a screw hole, or the like. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、V溝が螺旋状
に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、該回
転テーブルにより被測定物を回転させながら、位置測定
用の倣いプローブを用いて被測定物のV溝を倣い測定す
る際に、マシン座標系から見て、被測定物の原点から倣
いプローブの測定子までの方向ベクトルを回転テーブル
のテーブル面に投影したベクトルを一定に保つことを目
標とする測定子方向一定制御と、拘束面を円筒面とする
回転テーブル半径一定倣い制御と、被測定物のV溝を構
成する2面に、倣いプローブの測定子を接触させる2面
接触倣い制御とを組み合わせることにより、被測定物の
V溝を構成する2面に、常に倣いプローブの測定子を接
触させるV溝回転テーブル倣い制御を行うようにして、
前記課題を解決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, an object to be measured having a V-shaped groove formed in a spiral shape is fixed to a rotary table, and the object to be measured is rotated by the rotary table, while the scanning for position measurement is performed. When measuring the V-groove of an object to be measured by using a probe, a vector obtained by projecting a direction vector from an origin of the object to be measured to a measuring element of the scanning probe on a table surface of a rotary table when viewed from a machine coordinate system is obtained. The stylus direction constant control, which aims to keep it constant, the rotary table constant radius scanning control with the constraining surface as a cylindrical surface, and the stylus of the scanning probe in contact with the two surfaces constituting the V groove of the DUT By combining the two-side contact scanning control to be performed, the V-groove rotary table scanning control for constantly bringing the probe of the scanning probe into contact with the two surfaces constituting the V-groove of the DUT is performed.
This has solved the above-mentioned problem.

【0011】又、前記V溝回転テーブル倣い制御を、前
記倣いプローブの位置ベクトルX(以下、明細書が繁雑
になるのを避けるため、本文中では全てのベクトル記号
を省略)、その変位量ΔX及び回転テーブルの回転角θ
をサンプリングし、該回転テーブルの回転角θより、被
測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトル
Quを算出し、回転テーブルが回転角θで静止している
時のプローブの速度ベクトルVを算出し、被測定物の軸
心から見た、プローブの速度ベクトルVによる回転テー
ブルの角速度ωwを算出し、テーブル回転角θとプロー
ブ位置Xの位置関係から、制御誤差によるテーブル回転
角θの目標値からの進みや遅れを調整して、補正角速度
Δωを決定し、このΔωにより角速度ωwを補正し、プ
ローブ位置X及びテーブル回転角θで、補正角速度Δω
の動きに追従する速度ベクトルVtを算出し、該追従速
度ベクトルVtと前記プローブ速度ベクトルVのベクト
ル和Vf(=V+Vt)をプローブの速度指令とし、前
記角速度ωwを補正角速度Δωで補正した値ωt(=−
ωw+Δω)を回転テーブルの速度指令とすることによ
り行うようにしたものである。
The V-groove rotary table scanning control is performed by using a position vector X of the scanning probe (hereinafter, all vector symbols are omitted in the text to avoid complicating the specification) and a displacement ΔX And the rotation angle θ of the rotary table
From the rotation angle θ of the rotary table to calculate an approach reverse direction vector Qu in a direction perpendicular to the axis of the object to be measured, and the velocity vector of the probe when the rotary table is stationary at the rotation angle θ. V, and the angular velocity ωw of the rotary table based on the probe velocity vector V as viewed from the axis of the object to be measured is calculated. From the positional relationship between the table rotation angle θ and the probe position X, the table rotation angle θ due to the control error is calculated. Is adjusted from the target value to determine the correction angular velocity Δω, and the angular velocity ωw is corrected by this Δω, and the correction angular velocity Δω is corrected by the probe position X and the table rotation angle θ.
A velocity vector Vt which follows the movement of the probe is calculated, and a vector sum Vf (= V + Vt) of the following velocity vector Vt and the probe velocity vector V is used as a velocity command of the probe, and the angular velocity ωw is corrected by the correction angular velocity Δω. (= −
.omega.w + .DELTA..omega.) is used as the speed command of the rotary table.

【0012】又、前記プローブの速度ベクトルVを、少
なくとも、倣いプローブの基本的な進行方向を示す基本
速度ベクトルVoと、倣いプローブの変位を一定に保つ
ための変位補正ベクトルVeと、測定子をV溝の2面に
接触させるための2面接触用ベクトルVhの和とするよ
うにしたものである。
Further, the probe velocity vector V is at least a basic velocity vector Vo indicating the basic traveling direction of the scanning probe, a displacement correction vector Ve for keeping the displacement of the scanning probe constant, and a tracing stylus. This is the sum of the two-surface contact vectors Vh for bringing the two surfaces of the V-groove into contact.

【0013】又、前記和に、更に、半径を一定に保つた
めの半径補正ベクトルVrを加えたものを、前記プロー
ブの速度ベクトルVとするようにしたものである。
The sum of the sum and a radius correction vector Vr for keeping the radius constant is used as the velocity vector V of the probe.

【0014】又、前記2面接触倣い制御中に、2面接触
が維持されなくなった時は、エラー発生として処理する
ことにより、誤まった測定が、そのまま継続されないよ
うにしたものである。
Further, when the two-surface contact is not maintained during the two-surface contact scanning control, an error is processed to prevent an erroneous measurement from continuing.

【0015】又、前記倣いプローブの被測定物に対する
アプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルQ
uと被測定物の軸心に対応するベクトルgθで作られる
平面に、プローブ法線ベクトルEuを投影したベクトル
Esと、前記アプローチ逆方向ベクトルQuとのなす角
度αが、所定値以上となった時に、2面接触が維持され
なくなったと判定するようにしたものである。
An approach reverse direction vector Q of the scanning probe in the direction opposite to the approach direction with respect to the object to be measured.
The angle α formed by the vector Es obtained by projecting the probe normal vector Eu on a plane formed by u and the vector gθ corresponding to the axis of the object to be measured and the approach reverse direction vector Qu has become a predetermined value or more. Sometimes, it is determined that the two-sided contact is no longer maintained.

【0016】又、前記V溝回転テーブル倣い制御を開始
する前に、被測定物のV溝を構成する2面に、倣いプロ
ーブの測定子を接触させるためのアプローチ処理を行う
ようにして、測定開始前に、確実に2面接触するように
したものである。
Before starting the V-groove rotary table scanning control, an approach process for bringing a probe of a scanning probe into contact with two surfaces constituting a V-groove of an object to be measured is performed. Before starting, two surfaces are surely brought into contact.

【0017】又、前記アプローチ処理を、前記倣いプロ
ーブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルVe
と、測定子をV溝の2面に接触させるための2面接触ベ
クトルVhの和により求めた相対速度ベクトルVによ
り、被測定物と倣いプローブを相対移動させ、前記倣い
プローブの被測定物に対するアプローチ方向と逆方向の
アプローチ逆方向ベクトルQuと被測定物の軸心に対応
するベクトルgθで作られる平面に、プローブ法線ベク
トルEuを投影したベクトルEsと、前記アプローチ逆
方向ベクトルQuとのなす角度αが、所定値以内となっ
た時に、2面が接触したと判定してプローブを停止する
ことにより、行うようにしたものである。
Further, the approach processing is performed by a displacement correction vector Ve for keeping the displacement of the scanning probe constant.
And the relative movement of the scanning probe with respect to the object to be measured by the relative velocity vector V determined by the sum of the two-surface contact vector Vh for bringing the probe into contact with the two surfaces of the V-groove. A vector Es obtained by projecting a probe normal vector Eu onto a plane formed by an approach reverse direction vector Qu in a direction opposite to the approach direction and a vector gθ corresponding to the axis of the object to be measured is formed by the approach reverse direction vector Qu. When the angle α falls within a predetermined value, it is determined that the two surfaces are in contact with each other and the probe is stopped to perform the operation.

【0018】又、前記アプローチ処理時における倣いプ
ローブのアプローチ方向の処理と、前記V溝回転テーブ
ル倣い制御時における倣いプローブのアプローチ方向の
処理を、共通として、ロータリテーブルの回転角θが基
準値=0°以外からスタートできるようにしたものであ
る。
The processing of the approach direction of the scanning probe during the approach processing and the processing of the approach direction of the scanning probe during the V-groove rotary table copying control are common, and the rotation angle θ of the rotary table is equal to the reference value = It is designed to be able to start from other than 0 °.

【0019】又、マシン座標系の、ある軸の方向からア
プローチする時は、他の軸をクランプして、摩擦の影響
を除いたものである。
When approaching from the direction of a certain axis of the machine coordinate system, the other axes are clamped to eliminate the influence of friction.

【0020】本発明は、又、V溝形状測定装置におい
て、V溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回
転テーブルと、被測定物の表面と係合する測定子を有す
る倣いプローブと、該倣いプローブを被測定物の表面に
沿って移動するための駆動機構と、前記倣いプローブの
位置を検出するための位置検出手段と、前記のいずれか
の方法により、前記倣いプローブの移動速度、及び、回
転テーブルの回転状態を制御する制御手段とを備えるこ
とにより、前記課題を解決したものである。
According to the present invention, there is also provided a V-groove shape measuring apparatus, comprising: a rotary table to which an object to be measured in which a V-shaped groove is formed in a spiral shape is fixed, and a measuring element which engages with the surface of the object to be measured. A probe, a driving mechanism for moving the scanning probe along the surface of the object to be measured, position detection means for detecting the position of the scanning probe, and the scanning probe, This problem has been solved by providing a control means for controlling the moving speed and the rotation state of the rotary table.

【0021】又、前記倣いプローブに、径の異なる複数
の測定子を並設し、V溝の大きさに合わせて選択可能と
して、ねじ形状の変化に容易に対応できるようにしたも
のである。
Further, a plurality of probes having different diameters are juxtaposed to the scanning probe so that they can be selected according to the size of the V-groove, so that it is possible to easily cope with a change in screw shape.

【0022】又、前記回転テーブルを、三次元測定機に
組み込み、その座標測定用プローブを、前記倣いプロー
ブとして、三次元測定機によりV溝の形状が測定できる
ようにしたものである。
Further, the rotary table is incorporated in a coordinate measuring machine, and the coordinate measuring probe is used as the copying probe so that the shape of the V-groove can be measured by the coordinate measuring machine.

【0023】又、前記回転テーブルの回転中心や、その
直下の三次元測定機の定盤に、穴を開けることにより、
長尺の被測定物の下端を受け入れるようにして、回転テ
ーブルや被測定物下方の測定不要部により、三次元測定
機等の測定範囲が制限されないようにしたものである。
Further, by drilling holes in the center of rotation of the rotary table and the surface plate of the three-dimensional measuring machine immediately below,
The lower end of a long object to be measured is received, and the measurement range of a coordinate measuring machine or the like is not restricted by a rotating table or a measurement unnecessary part below the object to be measured.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、ウォームギ
ヤのピッチ偏差及び半径偏差の測定に適用した本発明の
実施形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, an embodiment of the present invention applied to measurement of a pitch deviation and a radius deviation of a worm gear will be described in detail below.

【0025】本実施形態は、図7(正面図)、図8(平
面図)、図9(図8のIX−IX線に沿う要部断面図)に示
す如く、座標測定用のプローブ22を備えた三次元測定
機10の定盤12に凹部12Aを形成して、その中に回
転テーブル30を設置し、該回転テーブル30のチャッ
ク32にワーク(ウォームギヤ)Wを固定して、該回転
テーブル30によりワークWを回転させながら、前記プ
ローブ22を用いてワークWのV溝を倣い測定する際に
適用される。
In this embodiment, as shown in FIG. 7 (front view), FIG. 8 (plan view), and FIG. 9 (a cross-sectional view of a main portion along line IX-IX in FIG. 8), a probe 22 for coordinate measurement is provided. A concave portion 12A is formed in the surface plate 12 of the coordinate measuring machine 10 provided with the rotary table 30 therein, and a work (worm gear) W is fixed to a chuck 32 of the rotary table 30. The method is applied when scanning the V-groove of the work W using the probe 22 while rotating the work W by 30.

【0026】図において、Mは、測定子24の直径の違
いを校正するための、定盤12の隅に植立されたポール
P上に固定された、正確な直径が既知の真球からなるマ
スターボールであり、40(図7)は、本発明に係るV
溝回転テーブル(以下、RTと略する)倣い制御を行う
と共に、これによって得られるねじのV溝の軌跡のデー
タ(三次元)を測定値として取込み、該データの解析処
理を行うことにより、ねじのピッチ偏差や半径偏差等の
特性値を求める制御/データ処理装置である。
In the figure, M is a true sphere having a known exact diameter fixed on a pole P set in the corner of the surface plate 12 for calibrating the diameter difference of the tracing stylus 24. A master ball 40 (FIG. 7) has a V according to the present invention.
A groove rotation table (hereinafter abbreviated as RT) scanning control is performed, and data (three-dimensional) of the trajectory of the V-groove of the screw obtained thereby is taken as a measured value, and an analysis process of the data is performed. This is a control / data processing device that obtains characteristic values such as pitch deviation and radius deviation of the data.

【0027】前記制御/データ処理装置40は、例えば
図7に示す如く、中央処理ユニット40A、記憶装置4
0B、ジョイスティック40C、モニタ40D及びプリ
ンタ40Eからなり、本実施形態に係る処理を行うため
のプログラムは、前記記憶装置40Bに格納されてい
る。
The control / data processing device 40 includes, as shown in FIG.
0B, a joystick 40C, a monitor 40D, and a printer 40E, and a program for performing the processing according to the present embodiment is stored in the storage device 40B.

【0028】前記回転テーブル30の回転中心、及び、
必要に応じて、その直下の定盤12には、図9に詳細に
示す如く、穴30Aが開けられ、長尺のワークWの下端
を受け入れることによって、例えば図10に示す如く、
ワークWの上方にのみねじが切られているようなワーク
Wのねじ山の有効測定範囲Lを三次元測定機10のプロ
ーブ22の可動範囲内に確保することができる。これに
対して、回転テーブル30に穴を開けることなく、その
上にワークWを固定した場合には、測定範囲がワークW
の上半分であるような被測定物であっても、プローブ2
2の上下移動範囲の半分しか使うことができず、三次元
測定機10の定盤12の上の寸法によっては、ねじ山を
完全に測定し切れない場合がある。
The center of rotation of the rotary table 30;
If necessary, a plate 30 directly below the platen 12 is provided with a hole 30A as shown in detail in FIG. 9 to receive the lower end of the long work W, for example, as shown in FIG.
An effective measurement range L of the thread of the work W such that the screw is cut only above the work W can be secured within the movable range of the probe 22 of the coordinate measuring machine 10. On the other hand, when the work W is fixed on the rotary table 30 without making a hole, the measurement range is
Even if the measured object is the upper half of
Only half of the vertical movement range of 2 can be used, and depending on the dimensions on the surface plate 12 of the coordinate measuring machine 10, the thread may not be completely measured.

【0029】前記プローブ22は、図11に詳細形状を
示す如く、例えば略H状のホルダ20の片側側面に例え
ば3個並設され、例えば測定子の直径を、0.3mm、
0.6mm、1mmのように変えることによって、測定
対象のV溝の大きさに合わせて、適切なサイズの測定子
を選択できるようにされている。
As shown in detail in FIG. 11, for example, three probes 22 are arranged in parallel on one side surface of a substantially H-shaped holder 20, for example, with a probe having a diameter of 0.3 mm,
By changing the diameter to 0.6 mm or 1 mm, a probe having an appropriate size can be selected according to the size of the V-groove to be measured.

【0030】測定に使用する座標系の関係を図12に示
す。図において、(Xs,Ys,Zs)は、三次元測定
機10に設けられたスケールの絶対原点Osを原点とす
る三次元測定機10の座標系(スケール座標系と称す
る)、(Xm,Ym,Zm)は、該スケール座標系を、
マスタボールMの中心に平行移動した座標系(マシン座
標系と称する)、(Xt,Yt,Zt)は、回転テーブ
ル30の回転角θが0のときの回転テーブル30の座標
系(T座標系と称する)、(Xtθ,Ytθ,Ztθ)
は、該T座標系を回転テーブル30の回転角θだけ回転
させた座標系(テーブル座標系と称する)、(Xw,Y
w,Zw)は、ワークWの座標系(ワーク座標系と称す
る)である。ここで、スケール座標系とマシン座標系は
厳密には異なるが、平行移動しただけであるので、以下
の説明では、両者を共にマシン座標系と呼んでいる。本
実施形態では、基本的にT座標系で速度データを算出
し、マシン座標系に戻して制御を行なっている。
FIG. 12 shows the relationship between the coordinate systems used for the measurement. In the figure, (Xs, Ys, Zs) are a coordinate system (referred to as a scale coordinate system) of the coordinate measuring machine 10 whose origin is the absolute origin Os of the scale provided in the coordinate measuring machine 10, (Xm, Ym). , Zm) represents the scale coordinate system as
The coordinate system (referred to as a machine coordinate system) translated to the center of the master ball M (referred to as a machine coordinate system) and (Xt, Yt, Zt) are the coordinate system of the rotary table 30 when the rotation angle θ of the rotary table 30 is 0 (T coordinate system). ), (Xtθ, Ytθ, Ztθ)
Are coordinate systems obtained by rotating the T coordinate system by the rotation angle θ of the rotary table 30 (referred to as a table coordinate system), (Xw, Y
w, Zw) is a coordinate system of the work W (referred to as a work coordinate system). Here, the scale coordinate system and the machine coordinate system are strictly different from each other, but are only translated, so in the following description, both are referred to as a machine coordinate system. In the present embodiment, basically, velocity data is calculated in the T coordinate system, and control is performed by returning to the machine coordinate system.

【0031】以下、図13を参照して、本実施形態にお
ける測定手順を詳細に説明する。
Hereinafter, the measurement procedure in this embodiment will be described in detail with reference to FIG.

【0032】測定に際しては、まずステップ100で、
ワークWを回転テーブル30に乗せ、チャック32で固
定する。
At the time of measurement, first, in step 100,
The work W is placed on the rotary table 30 and fixed by the chuck 32.

【0033】次いで、ステップ102で、ジョイスティ
ック40Cを操作することによりプローブ22を移動し
て、測定に使用する測定子24でマスタボールMを両側
から測定することにより、測定子24の直径を求め、複
数の測定子間の差を調整する。
Next, at step 102, the probe 22 is moved by operating the joystick 40C, and the diameter of the probe 24 is obtained by measuring the master ball M from both sides with the probe 24 used for measurement. Adjust the difference between multiple probes.

【0034】次いでステップ104に進み、ジョイステ
ィック40Cでプローブ22を移動して、図14に示す
如く、チャック32に固定されたワークWの例えば上下
3点ずつ、合計6点の座標を測定して、仮のワーク座標
系Zw1を設定する。ここで、X軸Xw1とY軸Yw1は任意
方向とすることができる。この仮の座標系は、本発明に
よる制御を実施する際に、予めプローブ22の測定子2
4をワークWの表面近傍にもっていくためのものであ
り、誤差を含んでいてもよい。
Next, proceeding to step 104, the probe 22 is moved by the joystick 40C, and as shown in FIG. 14, the coordinates of a total of six points, for example, three points at the top and bottom of the work W fixed to the chuck 32 are measured. A temporary work coordinate system Zw1 is set. Here, the X axis Xw1 and the Y axis Yw1 can be set in any directions. This temporary coordinate system is used in advance when the control according to the present invention is performed.
4 is brought near the surface of the workpiece W, and may include an error.

【0035】次いでステップ105に進み、仮のワーク
座標系Zw1に対して、V溝ポイント測定機能で、図1
5乃至17に示す如く、測定子24をアプローチさせ
て、ワークWのV溝の上下2面に正確に接触させ(アプ
ローチ処理と称する)、V溝を上下6点測定して円筒処
理演算を行い、正確なワーク座標系Zwを確立する。こ
のアプローチ処理は、アプローチした時に、測定子24
がV溝の上下2面に接するとは限らないため、行うもの
で、このアプローチ処理に際して、回転テーブル30は
回転しない。なお、例えばマシン座標系の一軸(例えば
X軸)方向にアプローチする場合は、プローブ22の他
の軸(例えばY軸)方向をクランプすることで、摩擦の
影響を排除でき、半径方向成分の測定精度を高めること
ができる。
Next, the routine proceeds to step 105, where the temporary work coordinate system Zw1 is measured by the V-groove point measuring function as shown in FIG.
As shown in 5 to 17, the tracing stylus 24 is caused to approach and accurately contact the upper and lower surfaces of the V-groove of the work W (referred to as approach processing), and the V-groove is measured at six points in the upper and lower directions to perform the cylinder processing calculation. Establish an accurate work coordinate system Zw. This approach processing is performed when the probe 24
Is not necessarily in contact with the upper and lower surfaces of the V-groove, so that the rotation table 30 does not rotate during this approach processing. For example, when approaching in one axis direction (for example, the X axis) of the machine coordinate system, the influence of friction can be eliminated by clamping the other direction of the probe 22 (for example, the Y axis), and measurement of the radial component can be performed. Accuracy can be increased.

【0036】次いで、ステップ106に進み、正確なワ
ーク座標系Zwに対して、ステップ105と同様に、図
15乃至17に示した如く、測定子24をアプローチさ
せて、ワークWのV溝の上下2面に正確に接触させる。
Next, the routine proceeds to step 106, where the tracing stylus 24 is caused to approach the accurate work coordinate system Zw as shown in FIGS. Make accurate contact on both sides.

【0037】前記アプローチ処理終了後、ステップ10
8に進み、図18に示す如く、V溝RT倣い制御を行い
つつ測定を行う。
After completion of the approach processing, step 10
Then, as shown in FIG. 18, measurement is performed while performing V-groove RT scanning control.

【0038】図19に示す如く、測定終了位置(図では
高さZ=Zh)に到達した時点で、ステップ110に進
み、プローブ22を後退させる。
As shown in FIG. 19, when the probe reaches the measurement end position (height Z = Zh in the figure), the process proceeds to step 110, and the probe 22 is retracted.

【0039】次いで、ステップ112に進み、測定した
V溝の軌跡データ(三次元)を測定値として取込み、該
データの解析処理を行うことによって、ピッチ偏差や半
径偏差等の特性値を求める。
Then, the program proceeds to a step 112, wherein the measured trajectory data (three-dimensional) of the V-groove is taken in as a measured value, and the data is analyzed to obtain characteristic values such as a pitch deviation and a radius deviation.

【0040】前出ステップ106におけるアプローチ処
理は、具体的には、図20に示すような手順に従って行
われる。
The approach processing in step 106 is specifically performed according to a procedure as shown in FIG.

【0041】即ち、まず、ステップ200で、回転テー
ブル30の現在の回転角θを読み込む。
That is, first, in step 200, the current rotation angle θ of the turntable 30 is read.

【0042】次いでステップ202に進み、ワーク座標
系で与えられたアプローチ方向ベクトルQ1を、T座標
系値に変換し(θ≠0でも可)、更に、ワーク座標系の
ワーク軸心(第3軸と称する)に垂直となるアプローチ
逆ベクトルQuを求める。ここで、回転テーブル30の
回転軸とワーク座標系の第3軸が傾いていてもよい。
Next, the process proceeds to step 202, where the approach direction vector Q1 given in the work coordinate system is converted to a T coordinate system value (θ で も 0 is also possible), and the work axis (third axis) in the work coordinate system is further converted. ) Is obtained. Here, the rotation axis of the turntable 30 and the third axis of the workpiece coordinate system may be inclined.

【0043】具体的には、まず次式により、ワーク座標
系で与えられたアプローチ方向ベクトルQ1に、テーブ
ル回転角がθの時に、テーブル座標系をT座標系に変換
するための座標変換マトリックスMを乗ずることによっ
て、ベクトルQ2を求める。
Specifically, first, a coordinate transformation matrix M for transforming the table coordinate system into the T coordinate system when the table rotation angle is θ is given to the approach direction vector Q1 given in the work coordinate system by the following equation. To obtain a vector Q2.

【0044】[0044]

【数1】 (Equation 1)

【0045】次いで、次式により、このベクトルQ2と
T座標系でのワーク第3軸ベクトルgθとの外積である
ベクトルQ3を求める。
Next, a vector Q3, which is an outer product of the vector Q2 and the workpiece third axis vector gθ in the T coordinate system, is obtained by the following equation.

【0046】[0046]

【数2】 (Equation 2)

【0047】次いで、次の(3)式に示す如く、このベ
クトルQ3からワーク第3軸ベクトルgθと直角なベク
トルQを求め、(4)式によりベクトルQを単位ベクト
ル化して、アプローチ逆方向ベクトルQuとする。
Then, as shown in the following equation (3), a vector Q perpendicular to the workpiece third axis vector gθ is obtained from this vector Q3, and the vector Q is converted into a unit vector according to the equation (4) to obtain an approach reverse direction vector. Let it be Qu.

【0048】[0048]

【数3】 (Equation 3)

【0049】このベクトルQuをアプローチ逆方向とす
ることにより、ワーク軸と回転テーブルの回転軸が傾い
ていても、又、回転テーブルが、基準値(例えばθ=0
°)以外の角度から回転を開始しても、ワークへのアプ
ローチ処理とV溝RT倣い処理が可能となる。なお、ア
プローチ処理に際しては、ステップ202の(1)〜
(3)式の処理を省略して、Q=Q2とし、ベクトルQ
uを求めても良い。
By setting this vector Qu in the approach reverse direction, even if the work axis and the rotary axis of the rotary table are inclined, the rotary table can maintain the reference value (for example, θ = 0).
Even when the rotation is started from an angle other than (°), the approach process to the work and the V groove RT scanning process can be performed. At the time of approach processing, steps (1) to (202) of step 202 are performed.
By omitting the processing of the equation (3), Q = Q2 and the vector Q
You may ask for u.

【0050】次いでステップ204に進み、図15に示
したように、プローブを現在位置からアプローチ方向Q
a(=−Qu)へ移動する。
Next, the routine proceeds to step 204, where the probe is moved from the current position to the approach direction Q as shown in FIG.
Move to a (= − Qu).

【0051】次いでステップ206に進み、図16に示
した如く、測定子24がワークWに接触した後に、その
変位量が基準値(例えば1mm)を超えた時点で、プロ
ーブ22を停止する。
Next, the process proceeds to step 206, where the probe 22 is stopped when the displacement exceeds a reference value (for example, 1 mm) after the tracing stylus 24 comes into contact with the workpiece W as shown in FIG.

【0052】次いでステップ208に進み、プローブ先
端の測定子の位置ベクトルX、及び、その変位量ΔXを
サンプリングする。
Next, proceeding to step 208, the position vector X of the probe at the tip of the probe and the displacement ΔX thereof are sampled.

【0053】次いでステップ210に進み、図16及び
図17に矢印で示したように、測定子がV溝の斜面に沿
って倣うように、次式によりプローブの速度ベクトルV
を算出し、速度出力を行う。
Next, proceeding to step 210, as shown by the arrows in FIGS. 16 and 17, the probe velocity vector V is calculated by the following equation so that the tracing stylus follows the slope of the V groove.
Is calculated and the speed is output.

【0054】[0054]

【数4】 (Equation 4)

【0055】ここで、プローブ変位を一定に保つための
変位補正ベクトルVe(T座標系)は、次のようにして
計算する。
Here, the displacement correction vector Ve (T coordinate system) for keeping the probe displacement constant is calculated as follows.

【0056】まず、定常状態における摩擦等のオフセッ
トを打ち消すための値Iを、次式により求める。
First, a value I for canceling an offset such as friction in a steady state is obtained by the following equation.

【0057】[0057]

【数5】 (Equation 5)

【0058】この値Iを用いて、変位補正ベクトルVe
は、次式により求まる。
Using this value I, the displacement correction vector Ve
Is obtained by the following equation.

【0059】[0059]

【数6】 (Equation 6)

【0060】又、(5)式のVhは、V溝の2面に接触
するためのT座標系のベクトル(2面接触ベクトルと称
する)で、次のようにして求める。
Vh in the expression (5) is a vector of a T coordinate system for contacting two surfaces of the V-groove (referred to as a two-surface contact vector), and is obtained as follows.

【0061】即ち、まず、プローブ法線ベクトルEuと
アプローチ逆方向ベクトルQuのズレを補正するための
ベクトル(ズレ補正ベクトルと称する)hを次式により
求める。
That is, first, a vector (referred to as a displacement correction vector) h for correcting a displacement between the probe normal vector Eu and the approach reverse direction vector Qu is obtained by the following equation.

【0062】[0062]

【数7】 (Equation 7)

【0063】このズレ補正ベクトルhを用いて、次式に
よりワーク第3軸方向ベクトルhsを求める。
Using the displacement correction vector h, a work third axis direction vector hs is obtained by the following equation.

【0064】[0064]

【数8】 (Equation 8)

【0065】この(9)式により求められるワーク第3
軸方向ベクトルhsを用いて、2面接触ベクトルVhを
次式により求める。
The third work obtained by the equation (9)
Using the axial direction vector hs, a two-surface contact vector Vh is obtained by the following equation.

【0066】[0066]

【数9】 (Equation 9)

【0067】前出ステップ210において、プローブの
速度ベクトルVを算出すると同時に、アプローチ逆方向
ベクトルQuとワーク第3軸で作る平面内で、ベクトル
Quとプローブ法線ベクトルEuのなす角度αを算出す
る。
In step 210 described above, the velocity vector V of the probe is calculated, and at the same time, the angle α between the vector Qu and the probe normal vector Eu in a plane formed by the approach reverse direction vector Qu and the work third axis is calculated. .

【0068】次いでステップ212に進み、前記角度α
が所定値、例えば0.5°以内となったか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、ステップ208に戻
り、プローブの移動を続ける。
Next, the routine proceeds to step 212, where the angle α
Is determined to be within a predetermined value, for example, 0.5 °. If the result of the determination is negative, the process returns to step 208 and the movement of the probe is continued.

【0069】一方、ステップ212の判定結果が正であ
り、図21に示す如く、一面接触時は、ねじ山の角度と
同じ60°である角度αが、2面接触により0.5°以
内になったと判断される時には、2面接触と判定して、
ステップ214でプローブを停止し、V溝ポイント出力
を発生して、アプローチ処理を終了する。
On the other hand, the result of determination at step 212 is positive, and as shown in FIG. 21, at the time of one-side contact, the angle α which is the same as the angle of the screw thread, that is, 60 °, is within 0.5 ° due to the two-side contact. When it is determined that it has become a two-sided contact,
In step 214, the probe is stopped, a V-groove point output is generated, and the approach processing ends.

【0070】又、このアプローチ処理に続く、図13の
ステップ108のV溝RT倣い処理は、図22に示すよ
うな手順に従って行われる。
The V-groove RT scanning process in step 108 in FIG. 13 subsequent to this approach process is performed according to the procedure shown in FIG.

【0071】即ち、まずステップ300で、プローブ
(測定子)の位置ベクトルX、その変位量ΔX、及び、
回転テーブル30の回転角θをサンプリングする。
That is, first, at step 300, the position vector X of the probe (measurement element), its displacement ΔX, and
The rotation angle θ of the turntable 30 is sampled.

【0072】次いでステップ302に進み、図20のス
テップ202で説明したと同様な方法で、テーブル回転
角θより、ワーク第3軸Zwに垂直なアプローチ逆方向
ベクトルQuを算出する。
Then, the process proceeds to a step 302, wherein an approach reverse direction vector Qu perpendicular to the workpiece third axis Zw is calculated from the table rotation angle θ in the same manner as described in the step 202 in FIG.

【0073】次いでステップ304に進み、次式によ
り、回転テーブル30が回転角θで静止しているときの
プローブの速度ベクトルVを算出する。
Then, the process proceeds to a step 304, wherein the velocity vector V of the probe when the rotary table 30 is stationary at the rotation angle θ is calculated by the following equation.

【0074】[0074]

【数10】 (Equation 10)

【0075】前記基本速度ベクトルV0(T座標系)
は、次のようにして計算する。
The basic velocity vector V0 (T coordinate system)
Is calculated as follows.

【0076】図23に示すような関係より、まず、次の
(12)式に示されるT座標系でのワーク第3軸Zwに
平行なベクトルgθと、(13)式で示される、T座標
系の原点Otからワーク座標系の原点Owに向う原点ベ
クトルOwθと、(14)式で示される、該原点ベクト
ルOwθより測定子中心へ向かうベクトルAを求める。
From the relationship shown in FIG. 23, first, a vector gθ parallel to the workpiece third axis Zw in the T coordinate system shown in the following equation (12) and the T coordinate shown in equation (13) An origin vector Owθ from the system origin Ot to the origin Ow of the workpiece coordinate system and a vector A from the origin vector Owθ toward the tracing stylus center as shown in Expression (14) are obtained.

【0077】[0077]

【数11】 [Equation 11]

【0078】次いで、測定子中心からワーク第3軸へ垂
直に下ろしたベクトルCrを次の(15)式により求
め、(16)式により、その単位ベクトルCruを求め
る。
Then, a vector Cr vertically lowered from the center of the tracing stylus to the third axis of the workpiece is obtained by the following equation (15), and its unit vector Cru is obtained by the following equation (16).

【0079】[0079]

【数12】 (Equation 12)

【0080】次いで、次の(17)式に示す如く、ワー
ク第3軸ベクトルgθと単位ベクトルCruの外積よ
り、プローブ進行方向ベクトルPを求め、(18)式に
より、その単位ベクトルPuを求める。
Next, as shown in the following equation (17), the probe traveling direction vector P is obtained from the outer product of the work third axis vector gθ and the unit vector Cru, and the unit vector Pu is obtained from the equation (18).

【0081】[0081]

【数13】 (Equation 13)

【0082】なお、進行方向にギヤのリード角を加味す
る考え方もあるが、本実施形態では、制御サンプリング
時間が2ミリ秒と短く、その間の移動距離が微小である
ため、リード角は無視している。
Although the lead angle of the gear may be considered in the traveling direction, in the present embodiment, the lead sampling angle is ignored because the control sampling time is as short as 2 milliseconds and the moving distance therebetween is very small. ing.

【0083】(18)式で求められた進行方向単位ベク
トルPuを用いて、基本速度ベクトルV0を次式により
求めることができる。
Using the traveling direction unit vector Pu obtained by the equation (18), the basic velocity vector V0 can be obtained by the following equation.

【0084】[0084]

【数14】 [Equation 14]

【0085】前記スピードファクタSpは、倣い速度が
速すぎて測定子がV溝の表面から離れてしまう恐れがあ
るときに、移動速度を下げてサンプリング時間毎の変位
量が確保されるようにするためのもので、通常は1に近
い値とされる。
The speed factor Sp is set so that, when the scanning speed is too fast and the tracing stylus is separated from the surface of the V-groove, the moving speed is reduced to secure the displacement amount for each sampling time. It is usually set to a value close to 1.

【0086】又、(11)式で用いられている変位補正
ベクトルVe(T座標系)及び2面接触ベクトルVh
(T座標系)は、図20のステップ210で説明したも
のと同じ方法で計算される。なお、変位補正ベクトルV
eの計算に際して、値I=0として、(7)式を簡略化
することもできる。
The displacement correction vector Ve (T coordinate system) and the two-surface contact vector Vh used in the equation (11)
(T coordinate system) is calculated by the same method as that described in step 210 of FIG. Note that the displacement correction vector V
In calculating e, the value (I) may be set to 0 and the equation (7) may be simplified.

【0087】又、(11)式で用いられている半径補正
ベクトルVr(T座標系)は、次のようにして計算す
る。
The radius correction vector Vr (T coordinate system) used in the equation (11) is calculated as follows.

【0088】まず、2面接触終了までの処理は、アプロ
ーチ処理と同じである。
First, the processing up to the end of the two-surface contact is the same as the approach processing.

【0089】次いで、プローブ法線とアプローチ逆方向
の角度αが0.5°以下となったときの位置Ptを取り
込み、同時にPtとZ軸の距離であるV溝RT倣い時の
半径rを次式により求め、T座標系値へ変換する。
Next, the position Pt when the angle α in the direction opposite to the probe normal to the approach direction becomes 0.5 ° or less is taken in, and at the same time, the radius r at the time of V groove RT scanning, which is the distance between Pt and the Z axis, is obtained. It is obtained by the formula and converted to a T coordinate system value.

【0090】[0090]

【数15】 (Equation 15)

【0091】このV溝RT倣い半径rを用いて、半径補
正ベクトルVrを次式により求める。
Using the V-groove RT scanning radius r, a radius correction vector Vr is obtained by the following equation.

【0092】[0092]

【数16】 (Equation 16)

【0093】なお、従来のRT半径一定倣い制御では、
半径修正方向を、ベクトルPuとベクトルEuの外積に
より求めているが、本実施形態に係るV溝RT倣いで
は、半径修正方向を前記Cru方向としている。
In the conventional RT radius constant scanning control,
Although the radius correction direction is obtained by the cross product of the vector Pu and the vector Eu, the radius correction direction is the Cru direction in the V-groove RT scanning according to the present embodiment.

【0094】本実施形態においては、(11)式で示し
たように、プローブ速度ベクトルVを求める際に半径補
正ベクトルVrを加えているので、半径偏差が減少し、
高精度な測定が可能である。なお、(11)式において
半径補正ベクトルVrを省略し、プローブ速度ベクトル
Vを、基本速度ベクトルV0と変位補正ベクトルVeと
2面接触ベクトルVhの三者の和により求めることも可
能である。
In the present embodiment, as shown in equation (11), the radius deviation is reduced because the radius correction vector Vr is added when the probe velocity vector V is obtained.
High-precision measurement is possible. It is also possible to omit the radius correction vector Vr in the equation (11) and obtain the probe speed vector V by the sum of the basic speed vector V0, the displacement correction vector Ve, and the two-surface contact vector Vh.

【0095】図22のステップ304でプローブ速度ベ
クトルVを算出した後、ステップ306に進み、ワーク
軸心から見た、プローブ速度ベクトルVによる回転テー
ブルの角速度(ワーク角速度と称する)ωwを算出し、
θとXによる位置関係からθの進みや遅れを調整して、
補正角速度Δωを決定する。
After calculating the probe speed vector V in step 304 of FIG. 22, the process proceeds to step 306, in which the angular velocity (referred to as a work angular speed) ωw of the rotary table based on the probe speed vector V as viewed from the work axis is calculated.
By adjusting the advance and delay of θ from the positional relationship between θ and X,
The correction angular velocity Δω is determined.

【0096】具体的には、アプローチ処理で2面接触し
たときのプローブ中心ベクトル(T座標系)Ptを使用
して、RT倣い開始前に、図24に示す接線方向ベクト
ルCを決定しておく。
More specifically, the tangential direction vector C shown in FIG. 24 is determined before starting RT scanning by using the probe center vector (T coordinate system) Pt when two surfaces are contacted in the approach processing. .

【0097】即ち、まず、T座標系でのワーク第3軸ベ
クトルgθと、原点ベクトルOwθと、該原点ベクトル
Owθよりプローブ中心Ptへ向かうベクトルAを、次
の(22)〜(24)式により求める。
That is, first, the work third axis vector gθ, the origin vector Owθ, and the vector A from the origin vector Owθ toward the probe center Pt in the T coordinate system are calculated by the following equations (22) to (24). Ask.

【0098】[0098]

【数17】 [Equation 17]

【0099】次いで、測定子中心よりワーク第3軸へ垂
直に下ろしたベクトルCrを次式により求める。
Next, a vector Cr vertically lowered from the center of the tracing stylus to the third axis of the work is obtained by the following equation.

【0100】[0100]

【数18】 (Equation 18)

【0101】次いで、このベクトルCrをXt−Yt面
に投影して、次の(26)式に示すベクトルCtを求
め、更にπ/2回転させて、(27)式に示すベクトル
Cを求め、その単位ベクトルCuを(28)式により求
める。
Next, this vector Cr is projected onto the Xt-Yt plane to obtain a vector Ct shown in the following equation (26), and further rotated by π / 2 to obtain a vector C shown in the equation (27). The unit vector Cu is obtained by equation (28).

【0102】[0102]

【数19】 [Equation 19]

【0103】次いで、V=rωの関係より、次式を用い
て、ワークとプローブの相対速度Vによるワークの角速
度ωwを求める。
Next, from the relationship of V = rω, the angular velocity ωw of the workpiece based on the relative velocity V between the workpiece and the probe is obtained using the following equation.

【0104】[0104]

【数20】 (Equation 20)

【0105】次いで、図25のような関係から、ワーク
とプローブの位置関係を保つための補正角速度Δωを算
出する。図25において、ベクトルCrt=0は、アプロ
ーチ後に求めたプローブ中心からワーク第3軸に下ろし
た垂線ベクトル、ベクトルCは、ベクトルCrt=0をπ
/2進ませたベクトル、ベクトルCrは、サンプリング
毎に求まるプローブ中心からワーク第3軸に下ろした垂
線ベクトルで、これらは、いずれもXt−Yt面内のベ
クトルである。又、aは、プローブ中心からワーク第3
軸に下ろした垂線と第3軸の交点である。
Next, a corrected angular velocity Δω for maintaining the positional relationship between the workpiece and the probe is calculated from the relationship as shown in FIG. In FIG. 25, a vector Crt = 0 is a perpendicular vector lowered from the probe center obtained after the approach to the work third axis, and a vector C is a vector Crt = 0
The / binary vector, vector Cr, is a perpendicular vector drawn from the probe center to the work third axis, which is obtained for each sampling, and these are all vectors in the Xt-Yt plane. Also, a is the third work from the center of the probe.
It is the intersection of the perpendicular drawn down to the axis and the third axis.

【0106】補正角速度Δωの計算に際しては、まず、
基準方向Cに対してプローブ方向Crが常に90°にな
るように制御する。このため、CrとCrt=0の差(Δ
θ)分の角度を回転して補正する。
In calculating the corrected angular velocity Δω, first,
Control is performed such that the probe direction Cr is always 90 ° with respect to the reference direction C. Therefore, the difference between Cr and Crt = 0 (Δ
θ) is rotated for correction.

【0107】具体的には、図25の関係から、次式によ
り、Δθを計算する。
Specifically, Δθ is calculated from the relationship shown in FIG. 25 by the following equation.

【0108】[0108]

【数21】 (Equation 21)

【0109】このΔθがほぼ0であるときに、(30)
式は次式で近似できる。
When Δθ is almost 0, (30)
The equation can be approximated by the following equation.

【0110】[0110]

【数22】 (Equation 22)

【0111】従って、ベクトルCuとベクトルCruか
ら、次のようにしてcosψを求めることができる。
Therefore, cosψ can be obtained from the vector Cu and the vector Cru as follows.

【0112】[0112]

【数23】 (Equation 23)

【0113】ω=dθ(t)/dtであるので、このΔ
θから、次式により補正角速度Δωを求めることができ
る。
Since ω = dθ (t) / dt, this Δ
From θ, the correction angular velocity Δω can be obtained by the following equation.

【0114】Δω=SΔθ …(34) ここで、S:RT角速度補償係数Δω = SΔθ (34) where, S: RT angular velocity compensation coefficient

【0115】図22のステップ306終了後、ステップ
308に進み、回転テーブルが角速度ωtで回転したと
きに追従する速度ベクトル(追従速度ベクトルと称す
る)Vωを計算する。
After the end of step 306 in FIG. 22, the process proceeds to step 308, where a speed vector (referred to as a following speed vector) Vω that follows when the rotary table rotates at the angular speed ωt is calculated.

【0116】まず、回転テーブルに与える角速度ωt
は、前出(29)式と(34)式から、次式により求ま
る。
First, the angular velocity ωt given to the rotary table
Is obtained from the above equations (29) and (34) by the following equation.

【0117】 ωt=−ωw+Δω …(35)Ωt = −ωw + Δω (35)

【0118】この角速度ωtによる点Xでの線速度であ
る追従速度ベクトルVωは、図26に示すような関係か
ら、次のようにして求まる。
The following velocity vector Vω, which is the linear velocity at the point X based on the angular velocity ωt, is obtained as follows from the relationship shown in FIG.

【0119】[0119]

【数24】 (Equation 24)

【0120】次いでステップ310に進み、ワークとプ
ローブの相対速度ベクトルVで、回転テーブルに角速度
ωtを与えたときに、プローブに与える速度Vtを計算
する。 まず、前記プローブ速度ベクトルVtを、次式
で求める。
Next, the routine proceeds to step 310, where the velocity Vt applied to the probe when the angular velocity ωt is applied to the rotary table is calculated based on the relative velocity vector V between the workpiece and the probe. First, the probe speed vector Vt is obtained by the following equation.

【0121】[0121]

【数25】 (Equation 25)

【0122】次いでステップ312に進み、アプローチ
処理のステップ210と同様にしてベクトルQuとEu
のなす角度αを算出し、このαが例えば10°以下に維
持されていることから2面接触中であると判定する。
Then, the process proceeds to a step 312, wherein the vectors Qu and Eu are set in the same manner as in the step 210 of the approach process.
Is calculated, and since this α is maintained at, for example, 10 ° or less, it is determined that two-surface contact is being performed.

【0123】判定結果が正である場合には、ステップ3
14に進み、倣い終了条件、例えばねじの下から上に向
けて測定を開始した場合には、図19に示した如く、所
定高さZhまで到達したか否かを判定し、判定結果が否
である場合にはステップ300に戻る。
If the judgment result is positive, step 3
In step S14, when the scanning is ended, for example, when the measurement is started from the bottom to the top of the screw, as shown in FIG. 19, it is determined whether or not the height has reached the predetermined height Zh. If it is, the process returns to step 300.

【0124】一方、ステップ312の判定結果が否であ
り、2面接触が維持されなくなったと判断される場合に
は、ステップ316に進み、エラー信号を発生する。
On the other hand, if the decision result in the step 312 is negative, and it is determined that the two-surface contact is not maintained, the process proceeds to a step 316, where an error signal is generated.

【0125】前出ステップ314の判定結果が正であ
り、倣い終了条件を満足したと判断されたとき、あるい
は、ステップ316でエラー信号が発生したときには、
ステップ318に進み、プローブをワークから指定距離
だけ離脱して、停止し、測定を中断(エラー信号発生
時)又は、終了(倣い終了条件満足時)する。
When it is determined that the result of the determination in step 314 is positive and the copying end condition is satisfied, or when an error signal is generated in step 316,
Proceeding to step 318, the probe is separated from the workpiece by the specified distance, stopped, and the measurement is interrupted (when an error signal is generated) or terminated (when the scanning end condition is satisfied).

【0126】本実施形態においては、三次元測定機に回
転テーブルを埋め込み、その座標測定用プローブを用い
てV溝形状を測定するようにしているので、例えば既に
ある三次元測定機を利用して、測定範囲を有効利用しつ
つ、ねじ測定を行うことができる。なお、定盤を削るこ
となく回転テーブルを定盤上に載置したり、あるいは、
三次元測定機を利用することなく、専用のねじ測定装置
を構成することも可能である。三次元測定機も、門型フ
レームを持つものに限定されず、O型フレームやC型フ
レームを持つものでも良い。
In the present embodiment, the rotary table is embedded in the coordinate measuring machine, and the V-groove shape is measured using the coordinate measuring probe. Therefore, for example, an existing coordinate measuring machine is used. The screw measurement can be performed while effectively using the measurement range. The rotating table can be placed on the surface plate without cutting the surface plate, or
It is also possible to configure a dedicated screw measuring device without using a coordinate measuring machine. The three-dimensional measuring machine is not limited to the one having the portal frame, but may be one having an O-type frame or a C-type frame.

【0127】又、本実施形態においては、図11に示し
た如く、直径の異なる複数の測定子を単一のプローブホ
ルダに装着していたので、V溝の大きさに合う測定子を
簡単に選択して使用することができる。なお、測定子を
一つのみとすることも可能である。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of measuring elements having different diameters are mounted on a single probe holder. Can be selected and used. In addition, it is also possible to use only one probe.

【0128】更に、本実施形態においては、ウォームギ
ヤのピッチ偏差及び半径偏差の測定に本発明が適用され
ていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、回転
テーブル上に立てて固定した一般的な雄ねじや、図27
に示す如く、小さなプローブを用いて、回転テーブル上
に置かれた被測定物上のねじ穴の特定値の測定も可能で
ある。又、ねじやねじ穴の方向も鉛直方向に限定され
ず、回転軸の方向を変えることにより、水平方向等、他
の方向でも良い。更に、ねじ面の形状にもよるが、ボー
ルねじの測定も可能である。
Further, in the present embodiment, the present invention is applied to the measurement of the pitch deviation and the radius deviation of the worm gear. Common male screw and Fig. 27
As shown in (1), it is also possible to measure a specific value of a screw hole on an object to be measured placed on a rotary table using a small probe. Further, the direction of the screw or the screw hole is not limited to the vertical direction, but may be another direction such as the horizontal direction by changing the direction of the rotation axis. Further, it is possible to measure a ball screw, depending on the shape of the screw surface.

【0129】又、前記実施形態では、制御回路とデータ
の処理回路が一体化されており、構成が簡略である。な
お、両者を別体化しても良い。
In the above embodiment, the control circuit and the data processing circuit are integrated, and the configuration is simple. In addition, both may be separated.

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明によれば、螺旋状に形成された被
測定物のV溝のピッチや半径の偏差等を正確に測定する
ことが可能となる。
According to the present invention, it is possible to accurately measure the pitch, radius deviation, and the like of the V-groove of the spirally-shaped object to be measured.

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

【図1】三次元測定機の一般的な構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a general configuration of a coordinate measuring machine.

【図2】三次元測定機の定盤の上に回転テーブルを置い
て、ワークの表面性状を測定している状態を示す正面図
FIG. 2 is a front view showing a state in which a rotating table is placed on a surface plate of a coordinate measuring machine to measure the surface properties of a work.

【図3】同じく回転テーブル半径一定倣い制御の様子を
示す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing a state of the scanning control with constant radius of the rotary table.

【図4】出願人が特許第2066305号で提案した、
回転テーブルを用いたときの測定子方向一定制御の様子
を示す平面図
FIG. 4 proposed by the applicant in Patent No. 2066305,
Plan view showing the state of stylus direction constant control when using a rotary table

【図5】本発明の測定対象の一つであるV溝のピッチを
示す正面図
FIG. 5 is a front view showing a pitch of a V-groove which is one of the measurement objects of the present invention.

【図6】同じく半径偏差を説明するための、測定子の平
面軌跡を重畳した平面図
FIG. 6 is a plan view superimposed on a plane trajectory of a tracing stylus for explaining a radius deviation similarly

【図7】三次元測定機に組み込んだ本発明の実施形態を
示す正面図
FIG. 7 is a front view showing an embodiment of the present invention incorporated in a coordinate measuring machine.

【図8】同じく平面図FIG. 8 is a plan view of the same.

【図9】同じく回転テーブルが埋め込まれた状態を示
す、図8のIX−IX線に沿う要部断面図
9 is a cross-sectional view of a main part along line IX-IX in FIG. 8, showing a state where the turntable is also embedded.

【図10】長尺のワークを回転テーブルのチャックに固
定した状態を示す要部断面図
FIG. 10 is an essential part cross-sectional view showing a state where a long work is fixed to a chuck of a rotary table.

【図11】前記実施形態のプローブ形状を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing a probe shape of the embodiment.

【図12】前記実施形態における座標系の関係を示す斜
視図
FIG. 12 is a perspective view showing a relationship between coordinate systems in the embodiment.

【図13】前記実施形態の全体的な処理手順を示す流れ
FIG. 13 is a flowchart showing an overall processing procedure of the embodiment.

【図14】前記実施形態において、測定開始前に仮のワ
ーク座標系を設定している状態を示す斜視図
FIG. 14 is a perspective view showing a state in which a temporary work coordinate system is set before the start of measurement in the embodiment.

【図15】同じくプローブをワークに接近させている状
態を示す斜視図
FIG. 15 is a perspective view showing a state in which the probe is approached to the workpiece.

【図16】同じくアプローチ処理を行っている状態を示
す斜視図
FIG. 16 is a perspective view showing a state in which an approach process is being performed.

【図17】同じく要部拡大図FIG. 17 is an enlarged view of the same main part.

【図18】同じくV溝RT倣いを行っている状態を示す
斜視図
FIG. 18 is a perspective view showing a state in which V-groove RT copying is being performed.

【図19】同じくV溝RT倣いが終了した状態を示す斜
視図
FIG. 19 is a perspective view showing a state in which the V-groove RT scanning is completed.

【図20】アプローチ処理の手順を示す流れ図FIG. 20 is a flowchart showing a procedure of an approach process.

【図21】2面接触の判定方法を説明する要部正面図FIG. 21 is a front view of an essential part for explaining a method for determining two-surface contact.

【図22】アプローチ処理終了後のV溝RT倣い処理の
手順を示す流れ図
FIG. 22 is a flowchart showing a procedure of a V-groove RT scanning process after the end of the approach process.

【図23】前記実施形態における制御方向の関係を示す
斜視図
FIG. 23 is a perspective view showing a relationship between control directions in the embodiment.

【図24】同じく接線方向の決定状態を示す線図FIG. 24 is a diagram showing a state in which a tangential direction is determined.

【図25】同じく補正角速度を決定するためのベクトル
の関係を示す線図
FIG. 25 is a diagram showing a relationship between vectors for determining a correction angular velocity.

【図26】同じく追従速度ベクトルを決定する際の線速
度を示す線図
FIG. 26 is a diagram showing a linear velocity when the following velocity vector is also determined.

【図27】前記実施形態において、プローブを変更して
被測定物上のねじ穴を測定している状態を示す斜視図
FIG. 27 is a perspective view showing a state in which a probe is changed to measure a screw hole on an object to be measured in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…三次元(座標)測定機 12…定盤 14…門形フレーム 16…スライダ 18…昇降軸 20…プローブホルダ 22…プローブ 24…測定子 30…回転テーブル 30A…穴 32…チャック 40…制御装置 40A…中央処理ユニット 40B…記憶装置 40C…ジョイスティック 40D…モニタ 40E…プリンタ W…ワーク θ…テーブル回転角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Three-dimensional (coordinate) measuring machine 12 ... Surface plate 14 ... Portal frame 16 ... Slider 18 ... Elevating shaft 20 ... Probe holder 22 ... Probe 24 ... Measuring element 30 ... Rotary table 30A ... Hole 32 ... Chuck 40 ... Control device 40A: Central processing unit 40B: Storage device 40C: Joystick 40D: Monitor 40E: Printer W: Work θ: Table rotation angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 勝行 栃木県宇都宮市下栗町2200番地 株式会社 ミツトヨ内 Fターム(参考) 2F062 AA04 AA32 AA34 AA81 BB20 BC62 BC63 BC65 BC67 BC68 DD23 DD26 EE01 EE33 EE62 FF18 FF25 FG07 FG08 GG36 HH04 HH13 JJ08 2F069 AA04 AA06 AA39 AA40 AA83 CC10 FF01 GG01 GG41 GG62 GG71 HH02 JJ17 JJ25 LL02 LL10 MM02 MM23 MM32 MM36 NN09 NN15 SS02 SS04 SS12 SS13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuyuki Ogura 2200 Shimoguri-cho, Utsunomiya-shi, Tochigi F-term (reference) 2F062 AA04 AA32 AA34 AA81 BB20 BC62 BC63 BC65 BC67 BC68 DD23 DD26 EE01 EE33 EE62 FF18 FF25 FG07 FG08 GG36 HH04 HH13 JJ08 2F069 AA04 AA06 AA39 AA40 AA83 CC10 FF01 GG01 GG41 GG62 GG71 HH02 JJ17 JJ25 LL02 LL10 MM02 MM23 MM32 MM36 NN09 NN15 SS02 SS04 SS12 SS13 SS13

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】V溝が螺旋状に形成された被測定物を回転
テーブルに固定して、該回転テーブルにより被測定物を
回転させながら、位置測定用の倣いプローブを用いて被
測定物のV溝を倣い測定する際に、 マシン座標系から見て、被測定物の原点から倣いプロー
ブの測定子までの方向ベクトルを回転テーブルのテーブ
ル面に投影したベクトルを一定に保つことを目標とする
測定子方向一定制御と、 拘束面を円筒面とする回転テーブル半径一定倣い制御
と、 被測定物のV溝を構成する2面に、倣いプローブの測定
子を接触させる2面接触倣い制御とを組み合わせること
により、 被測定物のV溝を構成する2面に、常に倣いプローブの
測定子を接触させるV溝回転テーブル倣い制御を行うこ
とを特徴とするV溝形状測定方法。
1. An object to be measured having a V-shaped groove formed in a spiral shape is fixed to a rotary table, and the object to be measured is rotated by using the rotating table while using a scanning probe for position measurement. When scanning the V-groove, the goal is to keep the vector projected from the origin of the measured object to the probe of the scanning probe on the table surface of the rotary table constant from the machine coordinate system. Constant contact direction control of the contact point, constant radius scanning control of the rotary table with the constraining surface as a cylindrical surface, and two-side contact scanning control of contacting the contact point of the scanning probe with two surfaces forming the V groove of the object to be measured. A V-groove shape measuring method characterized by performing a V-groove rotary table scanning control for bringing a probe of a scanning probe into constant contact with two surfaces constituting a V-groove of an object to be measured.
【請求項2】請求項1において、前記V溝回転テーブル
倣い制御を、 前記倣いプローブの位置ベクトルX、その変位量ΔX及
び回転テーブルの回転 角θをサンプリングし、該回転テーブルの回転角θよ
り、被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベ
クトルQuを算出し、 回転テーブルが回転角θで静止している時のプローブの
速度ベクトルVを算出し、 被測定物の軸心から見た、プローブの速度ベクトルVに
よる回転テーブルの角速度ωwを算出し、 テーブル回転角θとプローブ位置Xの位置関係から、制
御誤差によるテーブル回転角θの目標値からの進みや遅
れを調整して、補正角速度Δωを決定し、このΔωによ
り角速度ωwを補正し、 プローブ位置X及びテーブル回転角θで、補正角速度Δ
ωの動きに追従する速度ベクトルVtを算出し、 該追従速度ベクトルVtと前記プローブ速度ベクトルV
のベクトル和Vf(=V+Vt)をプローブの速度指令
とし、前記角速度ωwを補正角速度Δωで補正した値ω
t(=−ωw+Δω)を回転テーブルの速度指令とする
ことにより行うことを特徴とするV溝形状測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the V-groove rotary table scanning control is performed by sampling a position vector X of the scanning probe, a displacement amount ΔX thereof, and a rotation angle θ of the rotation table, and calculating the rotation angle θ of the rotation table. Calculate the approach reverse direction vector Qu in the direction perpendicular to the axis of the object to be measured, calculate the velocity vector V of the probe when the rotary table is stationary at the rotation angle θ, and calculate from the axis of the object to be measured. The angular velocity ωw of the rotary table is calculated based on the velocity vector V of the probe, and the advance and delay of the table rotation angle θ from the target value due to the control error are adjusted based on the positional relationship between the table rotation angle θ and the probe position X. , And the corrected angular velocity Δω, and the angular velocity ωw is corrected by the Δω. The corrected angular velocity Δω is determined by the probe position X and the table rotation angle θ.
a velocity vector Vt that follows the movement of ω is calculated, and the following velocity vector Vt and the probe velocity vector V are calculated.
The value ω obtained by correcting the angular velocity ωw by the correction angular velocity Δω using the vector sum Vf (= V + Vt) of
A V-groove shape measuring method, wherein t (= −ωw + Δω) is set as a speed command of a rotary table.
【請求項3】請求項2において、前記プローブの速度ベ
クトルVを、少なくとも、倣いプローブの基本的な進行
方向を示す基本速度ベクトルVoと、倣いプローブの変
位を一定に保つための変位補正ベクトルVeと、測定子
をV溝の2面に接触させるための2面接触用ベクトルV
hの和とすることを特徴とするV溝形状測定方法。
3. The method according to claim 2, wherein the velocity vector V of the probe is at least a basic velocity vector Vo indicating a basic traveling direction of the scanning probe, and a displacement correction vector Ve for keeping the displacement of the scanning probe constant. And a two-side contact vector V for bringing the probe into contact with the two sides of the V-groove.
h. The method for measuring the shape of a V-groove, wherein the sum is the sum of h.
【請求項4】請求項3において、前記和に、更に、半径
を一定に保つための半径補正ベクトルVrを加えたもの
を、前記プローブの速度ベクトルVとすることを特徴と
するV溝形状測定方法。
4. The V-groove shape measurement according to claim 3, wherein the sum obtained by adding a radius correction vector Vr for keeping the radius constant to the sum is used as the velocity vector V of the probe. Method.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記2面接触倣い制御中に、2面接触が維持されなくな
った時は、エラー発生として処理することを特徴とする
V溝形状測定方法。
5. The method according to claim 1, wherein
A method of measuring a V-groove shape, wherein when the two-surface contact is not maintained during the two-surface contact scanning control, an error is generated.
【請求項6】請求項5において、前記倣いプローブの被
測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆
方向ベクトルQuと被測定物の軸心に対応するベクトル
gθで作られる平面に、プローブ法線ベクトルEuを投
影したベクトルEsと、前記アプローチ逆方向ベクトル
Quとのなす角度αが、所定値以上となった時に、2面
接触が維持されなくなったと判定することを特徴とする
V溝形状測定方法。
6. A probe normal to a plane formed by an approach reverse vector Qu of a direction opposite to an approach direction of the scanning probe with respect to an object to be measured and a vector gθ corresponding to an axis of the object to be measured. A V-groove shape measuring method, characterized in that when the angle α between the vector Es obtained by projecting the vector Eu and the approach reverse direction vector Qu becomes a predetermined value or more, it is determined that the two-surface contact is not maintained. .
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記V溝回転テーブル倣い制御を開始する前に、被測定
物のV溝を構成する2面に、倣いプローブの測定子を接
触させるためのアプローチ処理を行うことを特徴とする
V溝形状測定方法。
7. The method according to claim 1, wherein
Before starting the V-groove rotary table scanning control, an approach process for bringing a probe of a scanning probe into contact with two surfaces forming a V-groove of an object to be measured is performed. .
【請求項8】請求項7において、前記アプローチ処理
を、 前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベ
クトルVeと、測定子をV溝の2面に接触させるための
2面接触ベクトルVhの和により求めた相対速度ベクト
ルVにより、被測定物と倣いプローブを相対移動させ、 前記倣いプローブの被測定物に対するアプローチ方向と
逆方向のアプローチ逆方向ベクトルQuと被測定物の軸
心に対応するベクトルgθで作られる平面に、プローブ
法線ベクトルEuを投影したベクトルEsと、前記アプ
ローチ逆方向ベクトルQuとのなす角度αが、所定値以
内となった時に、2面が接触したと判定してプローブを
停止することにより、 行うようにしたことを特徴とするV溝形状測定方法。
8. The method according to claim 7, wherein the approach processing includes a displacement correction vector Ve for keeping the displacement of the scanning probe constant, and a two-surface contact vector Vh for bringing the probe into contact with the two surfaces of the V-groove. The object and the scanning probe are moved relative to each other by the relative velocity vector V obtained by the sum of the above, and the approach reverse direction vector Qu in the direction opposite to the approach direction of the scanning probe with respect to the object to be measured corresponds to the axis of the object to be measured When the angle α between the vector Es obtained by projecting the probe normal vector Eu onto the plane formed by the vector gθ and the approach reverse direction vector Qu is within a predetermined value, it is determined that the two surfaces are in contact with each other. A V-groove shape measuring method, wherein the method is performed by stopping the probe.
【請求項9】請求項8におけるアプローチ処理時におけ
る倣いプローブのアプローチ方向の処理と、請求項2に
おけるV溝回転テーブル倣い制御時における倣いプロー
ブのアプローチ方向の処理を、共通としたことを特徴と
するV溝形状測定方法。
9. The method according to claim 8, wherein the processing of the approach direction of the scanning probe during the approach processing is performed in common with the processing of the approach direction of the scanning probe during the V-groove rotary table scanning control. V-groove shape measurement method.
【請求項10】請求項2乃至9のいずれか一項におい
て、マシン座標系の、ある軸の方向からアプローチする
時は、他の軸をクランプして、他の方向には動かさない
ようにすることを特徴とするV溝形状測定方法。
10. An approach according to claim 2, wherein when approaching from a direction of a certain axis of the machine coordinate system, the other axis is clamped so as not to move in the other direction. A method for measuring a V-groove shape, characterized in that:
【請求項11】V溝が螺旋状に形成された被測定物が固
定される回転テーブルと、 被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブ
と、 該倣いプローブを被測定物の表面に沿って移動するため
の駆動機構と、 前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段
と、 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法により、
前記倣いプローブの移動速度、及び、回転テーブルの回
転状態を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とするV溝形状測定装置。
11. A rotating table having a V-groove formed in a spiral shape to which an object to be measured is fixed, a scanning probe having a measuring element engaged with a surface of the object to be measured, and A driving mechanism for moving along a surface, a position detecting means for detecting a position of the scanning probe, and a method according to any one of claims 1 to 10,
Control means for controlling the moving speed of the scanning probe and the rotation state of the rotary table, and a V-groove shape measuring device.
【請求項12】請求項11において、前記倣いプローブ
に、径の異なる複数の測定子が並設され、V溝の大きさ
に合わせて選択可能とされていることを特徴とするV溝
形状測定装置。
12. The V-groove shape measurement according to claim 11, wherein a plurality of tracing styluses having different diameters are provided in parallel with the scanning probe and can be selected according to the size of the V-groove. apparatus.
【請求項13】請求項11又は12において、前記回転
テーブルが、三次元座標測定機に組み込まれ、その座標
測定用プローブが、前記倣いプローブとされていること
を特徴とするV溝形状測定装置。
13. A V-groove shape measuring apparatus according to claim 11, wherein said rotary table is incorporated in a three-dimensional coordinate measuring machine, and said coordinate measuring probe is said copying probe. .
【請求項14】請求項11乃至13のいずれか一項にお
いて、前記回転テーブルの回転中心や、その直下の三次
元座標測定機の定盤に、長尺の被測定物の下端を受け入
れるための穴が開けられていることを特徴とするV溝形
状測定装置。
14. The apparatus according to claim 11, wherein a lower end of a long object to be measured is received on a rotation center of the rotary table or a surface plate of a three-dimensional coordinate measuring machine immediately below the rotation table. A V-groove shape measuring device, wherein a hole is formed.
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