Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2008151664A - Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage - Google Patents

Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage Download PDF

Info

Publication number
JP2008151664A
JP2008151664A JP2006340415A JP2006340415A JP2008151664A JP 2008151664 A JP2008151664 A JP 2008151664A JP 2006340415 A JP2006340415 A JP 2006340415A JP 2006340415 A JP2006340415 A JP 2006340415A JP 2008151664 A JP2008151664 A JP 2008151664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
dimensional
dimensional cam
measuring
jig
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.)
Withdrawn
Application number
JP2006340415A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Karanihara
賢 唐仁原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2006340415A priority Critical patent/JP2008151664A/en
Publication of JP2008151664A publication Critical patent/JP2008151664A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means capable of precisely measuring the shape of a three-dimensional cam by suppressing the inclination of attitude of a cam and the axial dislocation of a cam. <P>SOLUTION: The measuring method of a three-dimensional cam comprises: a first step for preliminarily measuring the shape of a three-dimensional cam placed on a tool at a prescribed reference position; a second step for determining whether the attitude of the three-dimensional cam is within an error range, based on the result of the preliminary measurement; a third step for maintaining the position relationship between the three-dimensional cam and the tool, when the attitude of the three-dimensional cam is not within the error range, adjusts at least one of the horizontal position of the tool and the inclination of the tool, based on the result of the preliminary measurement, and repeating the first and second steps; and a fourth step for measuring the shape of the cam surface of the three-dimensional cam when the attitude of the three-dimensional cam is not within the error range. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、三次元カムの形状の測定方法およびその関連技術に関する。   The present invention relates to a method for measuring the shape of a three-dimensional cam and related techniques.

精密機器の機械要素の一つとして、回転軸方向に対してカム面が連続的に変化する三次元カムが従来から公知である。例えば、カメラのレンズ鏡筒には、レンズの繰り出し量を調整するために円筒型の三次元カムが使用されている。このような三次元カムを用いた精密機器では、三次元カムのカム面の形状精度に応じて製品の性能が左右されることとなる。そのため、三次元カムに関しては、金型の補正や製品検査のためにカム面の形状測定の精度を高めることが追求されている。例えば、三次元カムに関する測定方法の一例が特許文献1に開示されている。
特開2003−156327号公報
As one of the mechanical elements of precision equipment, a three-dimensional cam in which the cam surface continuously changes with respect to the rotation axis direction is conventionally known. For example, a cylindrical three-dimensional cam is used for a lens barrel of a camera in order to adjust a lens extension amount. In a precision instrument using such a three-dimensional cam, the performance of the product depends on the shape accuracy of the cam surface of the three-dimensional cam. Therefore, with regard to the three-dimensional cam, it has been pursued to improve the accuracy of cam surface shape measurement for mold correction and product inspection. For example, Patent Document 1 discloses an example of a measurement method related to a three-dimensional cam.
JP 2003-156327 A

ところで、三次元カムの形状測定では、測定時におけるカムの姿勢の傾きやカムの芯ズレによって、カム面で測定すべき位置と実際の測定位置との間にズレが生じうる。しかし、従来は上記の三次元的な姿勢誤差を十分に補正しきれておらず、カム面の形状について有用な測定結果を得ることが現実には極めて困難であった。
一方で、ソフトウエア上の処理によって測定データのθh方向(回転方向および高さ方向)の誤差を補正することも従来から試みられている。しかし、測定姿勢に傾きや芯ズレのある場合には、そもそも測定すべき位置と実際の測定位置との間にズレが生じており、このような測定データに対してθh方向の二次元的な補正をかけても実効がないというのが現状であった。
By the way, in the shape measurement of the three-dimensional cam, a deviation may occur between the position to be measured on the cam surface and the actual measurement position due to the inclination of the posture of the cam at the time of measurement and the misalignment of the cam. However, conventionally, the above three-dimensional attitude error has not been sufficiently corrected, and it has been extremely difficult in practice to obtain useful measurement results for the shape of the cam surface.
On the other hand, it has been attempted to correct errors in the θh direction (rotation direction and height direction) of measurement data by processing on software. However, when there is a tilt or misalignment in the measurement posture, there is a shift between the position to be measured and the actual measurement position in the first place, and such measurement data is two-dimensional in the θh direction. The current situation is that even if correction is applied, there is no effect.

本発明は上記従来技術の課題を解決するものである。本発明の目的の一つは、カムの姿勢の傾きやカムの芯ズレを抑制して、三次元カムの形状を精度よく測定できる手段を提供することにある。また、本発明の他の目的は、測定時における三次元カムの姿勢の傾きや芯ズレを的確に把握する手段を提供することである。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. One of the objects of the present invention is to provide a means capable of measuring the shape of a three-dimensional cam with high accuracy by suppressing the inclination of the cam posture and cam misalignment. Another object of the present invention is to provide a means for accurately grasping the inclination and misalignment of the posture of the three-dimensional cam during measurement.

第1の発明に係る三次元カムの測定方法は、以下のステップを備える。第1ステップでは、治具上に載置された三次元カムについて、所定の基準位置での形状が予備測定される。第2ステップでは、予備測定の結果に基づいて、三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まるか否かが判定される。第3ステップでは、三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まらない場合に、三次元カムと治具との位置関係を維持しつつ、予備測定の結果に基づいて治具の水平方向の位置および治具の傾きの少なくとも一方が調整され、第1ステップおよび第2ステップが繰り返される。第4ステップでは、三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まる場合に、三次元カムのカム面の形状が測定される。   The three-dimensional cam measuring method according to the first invention comprises the following steps. In the first step, the shape at a predetermined reference position of the three-dimensional cam placed on the jig is preliminarily measured. In the second step, it is determined whether the attitude of the three-dimensional cam is within the error range based on the preliminary measurement result. In the third step, when the posture of the three-dimensional cam does not fall within the error range, the horizontal position of the jig and the position of the jig based on the result of the preliminary measurement are maintained while maintaining the positional relationship between the three-dimensional cam and the jig. At least one of the inclinations of the jig is adjusted, and the first step and the second step are repeated. In the fourth step, the shape of the cam surface of the three-dimensional cam is measured when the posture of the three-dimensional cam falls within the error range.

第2の発明は、第1の発明がさらに以下のステップを備える。第5ステップでは、カム面の測定データに基づく空間座標値と、三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算が実行される。第6ステップでは、上記の演算の結果に基づいて、測定データの取得時における三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きが推定される。
第3の発明に係る三次元カムの測定方法は、以下のステップを備える。第1ステップでは、治具上に載置された三次元カムのカム面の形状が測定される。第2ステップでは、カム面の測定データに基づく空間座標値と、三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算が実行される。第3ステップでは、上記の演算の結果に基づいて、測定データの取得時における三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きが推定される。
In the second invention, the first invention further includes the following steps. In the fifth step, an operation for aligning and matching the spatial coordinate value based on the measurement data of the cam surface and the three-dimensional shape model of the three-dimensional cam is executed. In the sixth step, based on the result of the above calculation, the horizontal deviation amount and the inclination of the posture of the three-dimensional cam at the time of obtaining the measurement data are estimated.
The three-dimensional cam measuring method according to the third invention comprises the following steps. In the first step, the shape of the cam surface of the three-dimensional cam placed on the jig is measured. In the second step, a calculation for aligning and matching the spatial coordinate value based on the measurement data of the cam surface and the three-dimensional shape model of the three-dimensional cam is executed. In the third step, the horizontal deviation amount and inclination of the posture of the three-dimensional cam at the time of obtaining the measurement data are estimated based on the result of the above calculation.

第4の発明に係る三次元カムの測定プログラムは、以下のステップがコンピュータによって実行される。第1ステップでは、三次元カムのカム面の形状を測定した測定データが読み込まれる。第2ステップでは、測定データに基づく空間座標値と、三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算が実行される。第3ステップでは、上記の演算の結果に基づいて、測定データの取得時における三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きが推定される。   In the three-dimensional cam measurement program according to the fourth invention, the following steps are executed by a computer. In the first step, measurement data obtained by measuring the shape of the cam surface of the three-dimensional cam is read. In the second step, an operation for aligning and matching the spatial coordinate value based on the measurement data and the three-dimensional shape model of the three-dimensional cam is executed. In the third step, the horizontal deviation amount and inclination of the posture of the three-dimensional cam at the time of obtaining the measurement data are estimated based on the result of the above calculation.

第5の発明に係る三次元カムの測定ステージは、回動可能な本体部と、治具と、第1位置調整部と、第2位置調整部とを備える。治具は、本体部の上部に配置されるとともに、三次元カムを載置可能に構成される。第1位置調整部は、三次元カムを治具に載置した状態において、三次元カムと治具との位置関係を維持しつつ、治具の水平方向の位置を調整する。第2位置調整部は、三次元カムを治具に載置した状態において、三次元カムと治具との位置関係を維持しつつ、治具の傾きを調整する。   A measurement stage for a three-dimensional cam according to a fifth aspect includes a rotatable main body, a jig, a first position adjustment unit, and a second position adjustment unit. The jig is arranged on the upper portion of the main body and is configured to be able to place a three-dimensional cam. The first position adjusting unit adjusts the horizontal position of the jig while maintaining the positional relationship between the three-dimensional cam and the jig in a state where the three-dimensional cam is placed on the jig. The second position adjustment unit adjusts the inclination of the jig while maintaining the positional relationship between the three-dimensional cam and the jig in a state where the three-dimensional cam is placed on the jig.

本発明の一の形態によれば、治具上に配置されたカムの姿勢の傾きやカムの芯ズレを抑制して、三次元カムの形状を精度よく測定できる。また、本発明の一の形態によれば、測定時における三次元カムの姿勢の傾きや芯ズレを精度良く把握できる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to accurately measure the shape of the three-dimensional cam while suppressing the inclination of the posture of the cam disposed on the jig and the cam misalignment. In addition, according to one aspect of the present invention, it is possible to accurately grasp the inclination and center misalignment of the posture of the three-dimensional cam during measurement.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態における三次元カムの測定システムの概要を示す図である。図2は、図1に示す測定テーブルの平面図である。
まず、本実施形態において測定対象となる円筒型の三次元カム(以後、円筒カム11と称する)の構成を説明する。円筒カム11は、カメラのレンズ鏡筒に配設されるものであって、本体部分の全体形状が円筒状をなしている。この円筒カム11の本体部分の内周面には、内側に向けて突出した段付部11aが形成されており、本体部分と段付部11aとの段差部分がカム面を形成している。また、本実施形態の本体部分には同一形状のカム面が3つ設けられている。各々のカム面は、本体部分の軸周回方向に120度の角度で回転対称をなすように配置されている。なお、上記の円筒カム11は樹脂材料を金型で成型して製造される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a three-dimensional cam measurement system in the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the measurement table shown in FIG.
First, the configuration of a cylindrical three-dimensional cam (hereinafter referred to as a cylindrical cam 11) that is a measurement target in the present embodiment will be described. The cylindrical cam 11 is disposed in the lens barrel of the camera, and the overall shape of the main body portion is cylindrical. A stepped portion 11a protruding inward is formed on the inner peripheral surface of the main body portion of the cylindrical cam 11, and a step portion between the main body portion and the stepped portion 11a forms a cam surface. The main body portion of the present embodiment is provided with three cam surfaces having the same shape. Each cam surface is disposed so as to be rotationally symmetric at an angle of 120 degrees in the axial direction of the main body portion. The cylindrical cam 11 is manufactured by molding a resin material with a mold.

次に、本実施形態の測定システムの構成を説明する。測定システムは、測定ステージ12と、測定装置13と、制御装置14とを有している。
測定ステージ12は、本体部15と、姿勢調整テーブル16と、固定治具17とを有している。
測定ステージ12の本体部15の上面側には、姿勢調整テーブル16が固定されている。また、本体部15は、制御装置14の指示に応じて内蔵のモータ(不図示)を駆動させることで、図1の上下方向に延びる回転軸を中心として姿勢調整テーブル16を回転させる。
Next, the configuration of the measurement system of this embodiment will be described. The measurement system includes a measurement stage 12, a measurement device 13, and a control device 14.
The measurement stage 12 includes a main body unit 15, a posture adjustment table 16, and a fixing jig 17.
A posture adjustment table 16 is fixed to the upper surface side of the main body 15 of the measurement stage 12. Further, the main body 15 drives a built-in motor (not shown) in accordance with an instruction from the control device 14 to rotate the posture adjustment table 16 about a rotation axis extending in the vertical direction in FIG.

また、姿勢調整テーブル16は、シフトテーブル部18と、チルトテーブル部19とを有している。
シフトテーブル部18は、本体部15の上側に取り付けられている。このシフトテーブル部18は、本体部15に対して、本体部15の上面と水平なXY平面上で摺動可能に構成されている。また、シフトテーブル部18には、本体部15に対するX軸方向の移動量を調整する第1シフト駆動部20と、本体部15に対するY軸方向の移動量を調整する第2シフト駆動部21とが設けられている。上記した各々のシフト駆動部20,21は、リードナットおよびリードスクリューの組み合わせによるネジ送り機構と、リードスクリューを回動させるモータと、制御装置14の指示に応じてモータを駆動させる制御部とを有している。また、上記の制御部は無線通信機能を有しており、無線による制御装置14の指示によってモータを制御する(なお、各々のシフト駆動部20,21の構成に関する詳細な図示は省略する)。
Further, the posture adjustment table 16 includes a shift table unit 18 and a tilt table unit 19.
The shift table portion 18 is attached to the upper side of the main body portion 15. The shift table portion 18 is configured to be slidable on the XY plane that is parallel to the upper surface of the main body portion 15 with respect to the main body portion 15. The shift table unit 18 includes a first shift drive unit 20 that adjusts the amount of movement in the X-axis direction relative to the main body unit 15, and a second shift drive unit 21 that adjusts the amount of movement in the Y-axis direction relative to the main body unit 15. Is provided. Each of the shift drive units 20 and 21 described above includes a screw feed mechanism using a combination of a lead nut and a lead screw, a motor that rotates the lead screw, and a control unit that drives the motor in accordance with an instruction from the control device 14. Have. Further, the control unit has a wireless communication function, and controls the motor in response to an instruction from the control device 14 by wireless (note that detailed illustration regarding the configuration of each of the shift drive units 20 and 21 is omitted).

また、シフトテーブル部18の上面には2つのリフトピン22が配置されている。各々のリフトピン22は、シフトテーブル部18に内蔵されたピン駆動部(不図示)によって、ピン先端位置が上下方向(本体部15の上面に対して垂直方向)に移動するように構成されている。なお、各々のピン駆動部は、それぞれ制御装置14と接続されている。
チルトテーブル部19は、その全体形状が略正方形状の平板であって、シフトテーブル部18の上側に配置されている。このチルトテーブル部19は、シフトテーブル部18の上面に配置された球状のスペーサ24と、2つのリフトピン22とによって三点で支持されている。そして、チルトテーブル部19は、2つのリフトピン22のピン先端位置を変化させることで、シフトテーブル部18に対する傾きを調整できるように構成されている。
Two lift pins 22 are arranged on the upper surface of the shift table unit 18. Each lift pin 22 is configured such that the tip position of the pin moves in the vertical direction (perpendicular to the upper surface of the main body 15) by a pin driving unit (not shown) built in the shift table unit 18. . Each pin driving unit is connected to the control device 14.
The tilt table unit 19 is a flat plate having a substantially square shape, and is disposed on the upper side of the shift table unit 18. The tilt table unit 19 is supported at three points by a spherical spacer 24 disposed on the upper surface of the shift table unit 18 and two lift pins 22. The tilt table unit 19 is configured to adjust the tilt with respect to the shift table unit 18 by changing the pin tip positions of the two lift pins 22.

また、チルトテーブル部19の上面側には固定治具17が固定されている。固定治具17の全体形状は、円筒カム11の外径より若干大きな内径を有する底浅の円筒形状をなしている。そのため、固定治具17の内側には、円筒カム11を直立状態で位置決めして載置できるようになっている。なお、固定治具17に対する円筒カム11の固定は、例えば粘着テープを用いて行われる。   A fixing jig 17 is fixed to the upper surface side of the tilt table unit 19. The overall shape of the fixing jig 17 is a shallow bottom cylindrical shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the cylindrical cam 11. Therefore, the cylindrical cam 11 can be positioned and placed inside the fixing jig 17 in an upright state. The cylindrical cam 11 is fixed to the fixing jig 17 using, for example, an adhesive tape.

測定装置13は、プローブ25と、プローブ移動機構26と、測定制御部27とを有している。
プローブ25は、測定時にワーク(円筒カム11)の表面と接触し、ワーク各部における位置情報を測定装置13に入力する。
プローブ移動機構26は、プローブ25を吊下状態で保持するスライダと、スライダを支持する支持アームとを備えている。スライダは、プローブ25を上下方向および左右方向へ移動させる。また、支持アームは、スライダおよびプローブ25を前後方向に移動させるように構成されている(スライダおよび支持アームの図示は省略する)。
The measuring device 13 includes a probe 25, a probe moving mechanism 26, and a measurement control unit 27.
The probe 25 contacts the surface of the workpiece (cylindrical cam 11) at the time of measurement, and inputs position information on each part of the workpiece to the measuring device 13.
The probe moving mechanism 26 includes a slider that holds the probe 25 in a suspended state and a support arm that supports the slider. The slider moves the probe 25 in the vertical direction and the horizontal direction. Further, the support arm is configured to move the slider and the probe 25 in the front-rear direction (illustration of the slider and the support arm is omitted).

測定制御部27は、制御装置14と接続されている。この測定制御部27は、制御装置14の指示に基づいて測定装置13の各部動作を制御する。また、測定制御部27は、プローブ25の接触位置に基づいてワークの形状に関する測定値を求めるとともに、測定値のデータを制御装置14に対して出力する。
制御装置14は、CPU28および記録部29を有している。CPU28は、シーケンスプログラムの実行によって測定システム全体の統括的な制御を行うとともに、測定プログラムに基づく各種の演算処理を実行する。また、記録部29は、測定装置13からの測定値のデータや、円筒カム11の設計データである三次元CADデータなどを記録する。
The measurement control unit 27 is connected to the control device 14. The measurement control unit 27 controls the operation of each unit of the measurement device 13 based on instructions from the control device 14. Further, the measurement control unit 27 obtains a measurement value related to the shape of the workpiece based on the contact position of the probe 25 and outputs measurement value data to the control device 14.
The control device 14 has a CPU 28 and a recording unit 29. The CPU 28 performs overall control of the entire measurement system by executing the sequence program, and executes various arithmetic processes based on the measurement program. The recording unit 29 records measurement value data from the measurement device 13, three-dimensional CAD data that is design data of the cylindrical cam 11, and the like.

次に、図3の流れ図を参照しつつ、本実施形態における円筒カム11の測定方法の流れを説明する。
ステップ101:ユーザーは、測定ステージ12の固定治具17に円筒カム11を載置する。その後、ユーザーは、円筒カム11の形状測定を開始する旨の指示を制御装置14に与える。
Next, the flow of the measuring method of the cylindrical cam 11 in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
Step 101: The user places the cylindrical cam 11 on the fixing jig 17 of the measurement stage 12. Thereafter, the user gives an instruction to the control device 14 to start measuring the shape of the cylindrical cam 11.

ステップ102:制御装置14のCPU28は、ユーザーの指示(S101)に応じて、測定装置13を動作させて円筒カム11の予備測定を実行する。この予備測定において、測定装置13は円筒カム11に予め設定されている任意の基準位置(例えば、円筒カム11の内周面の所定箇所およびカム面の端部など)を測定する。そして、CPU28は、測定装置13から出力された基準位置の測定データを記録部29に記録する。   Step 102: The CPU 28 of the control device 14 performs the preliminary measurement of the cylindrical cam 11 by operating the measurement device 13 in accordance with a user instruction (S101). In this preliminary measurement, the measuring device 13 measures an arbitrary reference position preset on the cylindrical cam 11 (for example, a predetermined location on the inner peripheral surface of the cylindrical cam 11 and an end of the cam surface). Then, the CPU 28 records the measurement data of the reference position output from the measurement device 13 in the recording unit 29.

ステップ103:CPU28は、予備測定(S102)における基準位置の測定データに基づいて、固定治具17に載置された円筒カム11の姿勢が目標値との誤差範囲内に収まるか否かを判定する。ここで、上記の目標値は、芯ズレおよび傾きのない姿勢で固定治具17に円筒カム11を載置した状態での基準位置を示すものである。また、上記の姿勢誤差のパラメータは、円筒カム11の公差に応じて設定される。一例として、本実施形態での誤差範囲は±5μm程度に設定される。   Step 103: The CPU 28 determines whether the attitude of the cylindrical cam 11 placed on the fixing jig 17 is within an error range from the target value based on the measurement data of the reference position in the preliminary measurement (S102). To do. Here, the target value indicates a reference position in a state where the cylindrical cam 11 is placed on the fixing jig 17 in a posture with no misalignment and inclination. The attitude error parameter is set according to the tolerance of the cylindrical cam 11. As an example, the error range in this embodiment is set to about ± 5 μm.

目標値との誤差範囲内に収まる場合(YES側)には、CPU28はS106に移行する。一方、目標値との誤差範囲内に収まらない場合(NO側)には、CPU28はS104に移行する。
ステップ104:CPU28は、基準位置の測定データと目標値との差分に基づいて、円筒カム11の姿勢の補正量(水平方向のシフト補正量、傾き補正量)を演算する。
If it falls within the error range from the target value (YES side), the CPU 28 proceeds to S106. On the other hand, if it does not fall within the error range from the target value (NO side), the CPU 28 proceeds to S104.
Step 104: The CPU 28 calculates the posture correction amount (horizontal shift correction amount, tilt correction amount) of the cylindrical cam 11 based on the difference between the reference position measurement data and the target value.

ステップ105:CPU28は、円筒カム11の姿勢の補正量(S104)に基づいて姿勢調整テーブル16を制御し、円筒カム11と固定治具17との位置関係を維持しつつ円筒カム11の姿勢を微調整する。具体的には、CPU28は、上記のシフト補正量に基づいて第1シフト駆動部20および第2シフト駆動部21を駆動させる。これにより、姿勢調整テーブル16のシフトテーブル部18が水平方向に移動し、円筒カム11の姿勢の芯ズレが補正される。また、CPU28は、上記の傾き補正量に基づいてピン駆動部を駆動させて、2本のリフトピン22のピン先端位置をそれぞれ調整する。これにより、姿勢調整テーブル16のチルトテーブル部19の傾きが変化し、円筒カム11の姿勢の傾きが補正されることとなる。   Step 105: The CPU 28 controls the attitude adjustment table 16 based on the correction amount (S104) of the attitude of the cylindrical cam 11, and maintains the positional relationship between the cylindrical cam 11 and the fixing jig 17 to change the attitude of the cylindrical cam 11. Make fine adjustments. Specifically, the CPU 28 drives the first shift drive unit 20 and the second shift drive unit 21 based on the shift correction amount. As a result, the shift table portion 18 of the attitude adjustment table 16 moves in the horizontal direction, and the misalignment of the attitude of the cylindrical cam 11 is corrected. Further, the CPU 28 adjusts the pin tip positions of the two lift pins 22 by driving the pin driving unit based on the tilt correction amount. As a result, the tilt of the tilt table 19 of the posture adjustment table 16 changes, and the tilt of the posture of the cylindrical cam 11 is corrected.

その後、CPU28はS102に戻って再び予備測定を実行して上記動作を繰り返す。すなわち、円筒カム11の姿勢が目標値との誤差範囲に収まるまで、CPU28は姿勢調整テーブル16によって円筒カム11の姿勢を機械的に調整し続ける。
ステップ106:CPU28は、測定装置13および測定ステージ12を動作させて、円筒カム11のカム面の形状の本測定を実行する。上記の本測定は、円筒カム11の3つのカム面に対してそれぞれ行われる。
Thereafter, the CPU 28 returns to S102, performs preliminary measurement again, and repeats the above operation. That is, the CPU 28 continues to mechanically adjust the attitude of the cylindrical cam 11 by the attitude adjustment table 16 until the attitude of the cylindrical cam 11 falls within the error range from the target value.
Step 106: The CPU 28 operates the measuring device 13 and the measuring stage 12 to perform the main measurement of the shape of the cam surface of the cylindrical cam 11. The main measurement is performed on each of the three cam surfaces of the cylindrical cam 11.

具体的には、CPU28は、測定装置13のプローブ25を円筒カム11のカム面に接触させてから、測定ステージ12の本体部15を所定方向に回転させる。円筒カム11の回転に伴いプローブ25がカム面に倣って上下動することで、カム面の形状が測定装置13に入力される。そして、CPU28は、測定装置13から出力されたカム面の形状の測定データを記録部29に記録する。なお、カム面の形状の測定データは、例えば、測定ステージ12の回転角度ごとのプローブ25の位置のデータなどで構成される。   Specifically, the CPU 28 causes the probe 25 of the measurement device 13 to contact the cam surface of the cylindrical cam 11 and then rotates the main body 15 of the measurement stage 12 in a predetermined direction. As the cylindrical cam 11 rotates, the probe 25 moves up and down following the cam surface, so that the shape of the cam surface is input to the measuring device 13. Then, the CPU 28 records the cam surface shape measurement data output from the measuring device 13 in the recording unit 29. Note that the measurement data of the shape of the cam surface includes, for example, data on the position of the probe 25 for each rotation angle of the measurement stage 12.

ステップ107:CPU28は、本測定によるカム面の形状の測定データ(S106)を、空間座標値の点群データにそれぞれ変換する。
ステップ108:CPU28は、空間座標値の点群データ(S107)と、三次元CADデータとのフィッティング処理を実行する。
第1に、CPU28は、点群データの各座標点に対して、三次元CADデータによるコンピュータ上の三次元形状モデルを位置合わせして適合させる演算を行う。一例として、CPU28は、点群データの各々の座標点と、三次元形状モデルのカム面の座標点との差が最小化する位置を最小二乗法により探索する。そして、CPU28は、三次元形状モデルの姿勢を調整して上記演算を繰り返すことで、点群データの各座標点と三次元形状モデルとの位置合わせを行う。このとき、CPU28は、ユーザーから与えられた拘束条件に基づいて、位置合わせのときに三次元形状モデルの姿勢変化の自由度を制限することもできる。さらに、CPU28は、カム面の任意部分の点群データを対象として、三次元形状モデルとのフィッテイング処理を行うようにしてもよい。
Step 107: The CPU 28 converts the measurement data (S106) of the shape of the cam surface by this measurement into point cloud data of spatial coordinate values.
Step 108: The CPU 28 executes a fitting process between the point cloud data (S107) of the spatial coordinate values and the three-dimensional CAD data.
First, the CPU 28 performs an operation for aligning and adapting the three-dimensional shape model on the computer based on the three-dimensional CAD data to each coordinate point of the point cloud data. As an example, the CPU 28 searches for a position where the difference between each coordinate point of the point cloud data and the coordinate point of the cam surface of the three-dimensional shape model is minimized by the least square method. Then, the CPU 28 adjusts the posture of the three-dimensional shape model and repeats the above calculation, thereby aligning each coordinate point of the point cloud data with the three-dimensional shape model. At this time, the CPU 28 can also limit the degree of freedom of posture change of the three-dimensional shape model at the time of alignment based on the constraint condition given by the user. Further, the CPU 28 may perform the fitting process with the three-dimensional shape model on the point cloud data of an arbitrary portion of the cam surface.

第2に、CPU28は、点群データが適合した状態での三次元モデルの水平方向ズレ量や傾きに基づいて、本測定時における円筒カム11の姿勢(円筒カム11の水平方向ズレ量および傾き)を推定する。そして、CPU28は、上記の測定姿勢の推定データを本測定の測定データ(S106)に対応付けして記録部29に記録する。なお、CPU28は、点群データが適合した状態において、各々の測定データの三次元形状モデルとの誤差量を、θh成分またはθr成分として出力することもできる。以上で図3の流れ図の説明を終了する。   Secondly, the CPU 28 determines the attitude of the cylindrical cam 11 during the actual measurement (the horizontal deviation amount and inclination of the cylindrical cam 11) based on the horizontal deviation amount and inclination of the three-dimensional model in a state where the point cloud data is adapted. ). Then, the CPU 28 records the estimation data of the measurement posture in the recording unit 29 in association with the measurement data (S106) of the main measurement. Note that the CPU 28 can also output the error amount of each measurement data with the three-dimensional shape model as a θh component or a θr component in a state where the point cloud data is adapted. This is the end of the description of the flowchart of FIG.

以下、本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態の測定システムでは、予備測定の結果に応じて円筒カム11の姿勢が機械的に調整される(S102〜S105)。そのため、円筒カム11の傾きや芯ズレによる姿勢誤差が本測定前にほぼ除去されるので、円筒カム11のカム面の形状を精度よく測定できる。
Hereinafter, the effect of this embodiment is demonstrated.
In the measurement system of this embodiment, the attitude of the cylindrical cam 11 is mechanically adjusted according to the result of the preliminary measurement (S102 to S105). For this reason, since the posture error due to the inclination or misalignment of the cylindrical cam 11 is substantially eliminated before the main measurement, the shape of the cam surface of the cylindrical cam 11 can be measured with high accuracy.

また、本実施形態の測定システムでは、空間座標値の点群データと三次元CADデータとのフィッティング処理によって、本測定時における円筒カム11の測定姿勢の推定データが生成される(S108)。そのため、ユーザーは、測定姿勢の推定データを参照することで本測定時の円筒カム11の姿勢を把握でき、各々の測定データの信頼性をより正確に評価できるようになる。さらに、信頼性の高い測定データから把握された製品形状を金型にフィードバックすることで、より寸法精度の優れた円筒カム11を製造することが可能となる。   Further, in the measurement system of the present embodiment, the estimated data of the measurement posture of the cylindrical cam 11 at the time of the main measurement is generated by the fitting process of the point cloud data of the spatial coordinate values and the three-dimensional CAD data (S108). Therefore, the user can grasp the attitude of the cylindrical cam 11 at the time of the main measurement by referring to the estimated data of the measurement attitude, and can more accurately evaluate the reliability of each measurement data. Furthermore, the cylindrical cam 11 with higher dimensional accuracy can be manufactured by feeding back the product shape obtained from the highly reliable measurement data to the mold.

(実施形態の補足事項)
(1)上記実施形態でのCPU28は、S108の後に測定姿勢の推定データに基づいて姿勢調整テーブル16を制御して円筒カム11の姿勢を調整し、再び本測定を行うようにしてもよい。また、本発明の形状測定方法では、予備測定に基づく円筒カム11の姿勢調整の工程を省略し、本測定の後に三次元モデルとのフィッティング処理のみを行うようにしてもよい。
(Supplementary items of the embodiment)
(1) The CPU 28 in the above embodiment may control the posture adjustment table 16 based on the measurement posture estimation data after S108 to adjust the posture of the cylindrical cam 11 and perform the main measurement again. In the shape measuring method of the present invention, the step of adjusting the attitude of the cylindrical cam 11 based on the preliminary measurement may be omitted, and only the fitting process with the three-dimensional model may be performed after the main measurement.

(2)本発明の形状測定方法は、上記実施形態の円筒カムの形状測定に限定されるものではなく、他の形状の三次元カムを含む三次元形状加工物に広く応用できる。
(3)上記実施形態では、プローブ25による接触式の三次元測定器を用いる例を説明したが、本発明の構成は、レーザーなどを用いた非接触式の三次元測定器で形状測定を行うものであってもよい。
(2) The shape measuring method of the present invention is not limited to the shape measurement of the cylindrical cam of the above embodiment, and can be widely applied to three-dimensional shape workpieces including three-dimensional cams of other shapes.
(3) In the above-described embodiment, an example in which a contact-type three-dimensional measuring device using the probe 25 is used has been described. However, the configuration of the present invention performs shape measurement with a non-contact type three-dimensional measuring device using a laser or the like. It may be a thing.

なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or the main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The present invention is defined by the claims, and the present invention is not limited to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

本実施形態における三次元カムの測定システムの概要図Schematic diagram of 3D cam measurement system in this embodiment 図1に示す測定テーブルの平面図Plan view of the measurement table shown in FIG. 本実施形態における円筒カムの計測方法を説明する流れ図Flow chart for explaining a cylindrical cam measuring method in this embodiment

符号の説明Explanation of symbols

11…円筒カム、12…測定ステージ、13…測定装置、14…制御装置、15…本体部、16…姿勢調整テーブル、17…固定治具、18…シフトテーブル部、19…チルトテーブル部、20…第1シフト駆動部、21…第2シフト駆動部、22…リフトピン、28…CPU DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cylindrical cam, 12 ... Measuring stage, 13 ... Measuring apparatus, 14 ... Control apparatus, 15 ... Main-body part, 16 ... Attitude adjustment table, 17 ... Fixing jig, 18 ... Shift table part, 19 ... Tilt table part, 20 ... 1st shift drive part, 21 ... 2nd shift drive part, 22 ... Lift pin, 28 ... CPU

Claims (5)

治具上に載置された三次元カムについて、所定の基準位置での形状を予備測定する第1ステップと、
前記予備測定の結果に基づいて、前記三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まるか否かを判定する第2ステップと、
前記三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まらない場合に、前記三次元カムと前記治具との位置関係を維持しつつ、前記予備測定の結果に基づいて前記治具の水平方向の位置および前記治具の傾きの少なくとも一方を調整し、前記第1ステップおよび前記第2ステップを繰り返す第3ステップと、
前記三次元カムの姿勢が誤差範囲内に収まる場合に、前記三次元カムのカム面の形状を測定する第4ステップと、
を備えることを特徴とする三次元カムの測定方法。
A first step of preliminarily measuring the shape of the three-dimensional cam placed on the jig at a predetermined reference position;
A second step of determining whether the attitude of the three-dimensional cam is within an error range based on the result of the preliminary measurement;
When the posture of the three-dimensional cam does not fall within an error range, the position of the jig in the horizontal direction based on the result of the preliminary measurement and the positional relationship between the three-dimensional cam and the jig are maintained. A third step of adjusting at least one of the inclinations of the jig and repeating the first step and the second step;
A fourth step of measuring the shape of the cam surface of the three-dimensional cam when the posture of the three-dimensional cam is within an error range;
A method for measuring a three-dimensional cam, comprising:
請求項1に記載の三次元カムの測定方法において、
前記カム面の測定データに基づく空間座標値と、前記三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算を実行する第5ステップと、
前記演算の結果に基づいて、前記測定データの取得時における前記三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きを推定する第6ステップと、
をさらに備えることを特徴とする三次元カムの測定方法。
In the measuring method of the three-dimensional cam of Claim 1,
A fifth step of performing an operation of aligning and fitting a spatial coordinate value based on the measurement data of the cam surface and a three-dimensional shape model of the three-dimensional cam;
A sixth step of estimating a horizontal direction shift amount and an inclination of the posture of the three-dimensional cam based on the result of the calculation;
A method for measuring a three-dimensional cam, further comprising:
治具上に載置された三次元カムのカム面の形状を測定する第1ステップと、
前記カム面の測定データに基づく空間座標値と、前記三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算を実行する第2ステップと、
前記演算の結果に基づいて、前記測定データの取得時における前記三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きを推定する第3ステップと、
を備えることを特徴とする三次元カムの測定方法。
A first step of measuring the shape of the cam surface of the three-dimensional cam placed on the jig;
A second step of performing an operation of aligning and fitting a spatial coordinate value based on the measurement data of the cam surface and a three-dimensional shape model of the three-dimensional cam;
A third step of estimating a horizontal deviation amount and an inclination of the posture of the three-dimensional cam based on the result of the calculation;
A method for measuring a three-dimensional cam, comprising:
三次元カムのカム面の形状を測定した測定データを読み込む第1ステップと、
前記測定データに基づく空間座標値と、前記三次元カムの三次元形状モデルとを位置合わせして適合させる演算を実行する第2ステップと、
前記演算の結果に基づいて、前記測定データの取得時における前記三次元カムの姿勢の水平方向ズレ量および傾きを推定する第3ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする三次元カムの測定プログラム。
A first step of reading measurement data obtained by measuring the shape of the cam surface of the three-dimensional cam;
A second step of performing an operation of aligning and fitting a spatial coordinate value based on the measurement data and a three-dimensional shape model of the three-dimensional cam;
A third step of estimating a horizontal deviation amount and an inclination of the posture of the three-dimensional cam based on the result of the calculation;
3D cam measurement program characterized by causing a computer to execute
回動可能な本体部と、
前記本体部の上部に配置されるとともに、三次元カムを載置可能な治具と、
前記三次元カムを前記治具に載置した状態において、前記三次元カムと前記治具との位置関係を維持しつつ、前記治具の水平方向の位置を調整する第1位置調整部と、
前記三次元カムを前記治具に載置した状態において、前記三次元カムと前記治具との位置関係を維持しつつ、前記治具の傾きを調整する第2位置調整部と、
を備えることを特徴とする三次元カムの測定ステージ。
A rotatable main body,
A jig that can be placed on the main body and on which a three-dimensional cam can be placed;
In a state where the three-dimensional cam is placed on the jig, a first position adjusting unit that adjusts a horizontal position of the jig while maintaining a positional relationship between the three-dimensional cam and the jig;
A second position adjustment unit that adjusts the inclination of the jig while maintaining the positional relationship between the three-dimensional cam and the jig in a state where the three-dimensional cam is placed on the jig;
A three-dimensional cam measurement stage characterized by comprising:
JP2006340415A 2006-12-18 2006-12-18 Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage Withdrawn JP2008151664A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006340415A JP2008151664A (en) 2006-12-18 2006-12-18 Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006340415A JP2008151664A (en) 2006-12-18 2006-12-18 Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008151664A true JP2008151664A (en) 2008-07-03

Family

ID=39653976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006340415A Withdrawn JP2008151664A (en) 2006-12-18 2006-12-18 Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008151664A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100944975B1 (en) 2009-09-30 2010-03-05 (주)리모텍 A method of inspecting for cam use of the cam inspection apparatus
JP2010185804A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Mitsutoyo Corp Shape measuring apparatus, shape measuring method, and program

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010185804A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Mitsutoyo Corp Shape measuring apparatus, shape measuring method, and program
KR100944975B1 (en) 2009-09-30 2010-03-05 (주)리모텍 A method of inspecting for cam use of the cam inspection apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5632036B2 (en) Device for correcting errors in CNC machine tools
JP4829359B2 (en) Calculation method of probe mounting position of on-machine measuring device
CN108274754B (en) Three-dimensional printing device and printing correction method
JP4275632B2 (en) Calibration method for parallel mechanism mechanism, calibration verification method, calibration verification program, data collection method, and correction data collection method for spatial position correction
CN102818532B (en) Three-dimensional measuring method
JP5670416B2 (en) Robot system display device
CN108917604B (en) Normal measuring device and calibration method thereof
JP7102115B2 (en) Calibration method, calibration device, 3D measuring device, 3D visual measuring device, robot end effector, program, recording medium
JP6020593B2 (en) Shape measuring device, structure manufacturing system, stage system, shape measuring method, structure manufacturing method, recording medium recording program
JP2016083729A (en) Geometric error identification system and geometric error identification method
CN105215990A (en) Mechanical arm system and parallelism correction method thereof
JP2007212359A (en) Shape measuring device, shape measuring method and program
WO2014050829A1 (en) Control device for machining device, machining device, and correction method for machining data
JP6147022B2 (en) Spatial accuracy measuring method and spatial accuracy measuring apparatus for machine tool
JP5693662B2 (en) Automatic centering method of displacement measuring instrument and machine tool having displacement measuring function
JP2008151664A (en) Measuring method of three-dimensional cam, measuring program, and measuring stage
JP2017530345A (en) A coordinate measurement method and apparatus for inspecting a workpiece, the method comprising the step of generating a measurement correction value using a reference shape that is known not to deviate substantially from an ideal form. Coordinate measuring method and apparatus for inspecting workpiece
JP6474587B2 (en) Measurement value correction method, measurement value correction program, and measurement apparatus
TWI645274B (en) Workpiece processing method and processing system thereof
CN102749094A (en) System and method for extra large gear at-position posture adjustment
JP5383258B2 (en) Machine tool posture control device
JP6478603B2 (en) Surface shape measuring method and surface shape measuring apparatus
JP4835149B2 (en) Optical element measuring jig, and optical element shape measuring apparatus and method
JP2004347492A (en) Work accuracy measurement device and accuracy measurement method
JP2003097939A (en) Device and method for shape measuring, computer program and storage medium storing computer program for shape measuring, shape correcting process method, type, mold goods and optical system for shape copying

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100302