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    公开号:WO1989001845A1
    申请号:PCT/JP1988/000863
    申请日:1988-08-31
    公开日:1989-03-09
    发明作者:Hitoshi Matsuura
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23Q35-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 非接触な ら い方法 本発明は非接触な ら い方法に係 り 、 特に同時に モ デ ル 面上の 3 点の距離測定が可能な非接触型プロ ー ブ の光軸 を常に モ デ ル面の法線方向に向 く よ う に姿勢制御し なが ら モ デ ル表面を な らわせ る非接触な ら い方法に関す る 。
    [0003] 背景技術
    [0004] 従来のな ら い制御は 、 ス タ ィ ラ ス を モ デ ル に接触 さ せ なが ら移動さ せ る と 共に 、 該ス タ イ ラ ス と モ デ ル と の接 触に よ り ト レ ーサ へッ ドか ら発生す る 3 次元の各軸変位 量を用 いて な ら い演箅を行 っ て各軸方向のな ら い速度を 発生し 、 該各軸方向の速度信号に よ り ス タ ィ ラ ス を モ デ ル表面に接触 さ せな力 ら該乇 デ ル を な ら わせ る も の で あ つ た o
    [0005] かか る接触な ら い方式に よ つ て も 精度の髙い な ら い制 御がで き る が ス タ ィ ラ ス 力5 モ デ ル と 接触す る も の で あ る ため、 な ら い速度があ る程度以上上げ られな い と かス タ ィ ラ ス が摩耗し て ス タ ィ ラ ス の交換が必要に な る と 共に 、 交換し な い と 精度の髙いな ら い制御がで き な く な る と い う 問題があ る 。 そ こ で 、 非接触で距離を測定で き る 距離 測定プ ロ ー ブに よ り モ デ ル面を非接触でな ら わせ る非接 触な ら い制御方式が提案さ れて い る
    [0006] 第 7 図はかか る非接触な ら い方式の概略説明図で あ る .: さ て 、 非接触な ら い と は ， レ 一 ザ測長 プ π — づ' の よ う な 非接触で距離の測定がで き る プロ ー プセ ン サ （距離測定 プ ロ ー ブ ） P B を用 い て該プロ ー ブを モ デ ル M D L に接 触させる こ と な く モ デル面を な らわせ る な ら い方式で あ る 。 こ の非接触型の距離測定プロ ーブ P B は一般に基準 距離 L。を持ってお り 、 実際の測定距離 L と基準距離 し。 の差を誤差量厶 L と し て出力で き る よ う に な っ て い る 。 尚、 非接触の距離測定プロ ーブ と して は、 た と えば光学 的三角測距方式を採用 し た も のが あ り 、 かか る プ ロ 一 プ で は発光素子 （半導体レーザ） か ら 出た レーザ光が投光 レ ン ズを介して モ デル表面に照射さ れ、 そ の際に拡散反 射し た光線の一部が受光レ ン ズ を介して位置検出素子上 に ス ポ ジ ト を作 り 、 該ス ポ ッ ト位置がモ デル表面迄の距 離に応じて変化する こ と に よ り 距離が測定さ れる よ う に な っ て い る 。 '
    [0007] 今、 第 7 図に示すよ う な モ デ ル M D L を な ら う も の と し 、 又 A， B， C 点を適当に選ばれたサ ン プ リ ン グ点 (測定点） と し た場合、 ま ず A点での距離 ( = L。 + 厶 L^ ). を測定し これが基準距離 L。に比べて Δ Ι^だけ誤 差があ る時、 そ の.誤差分だけ測定軸方向 （光軸方向） に 補正動作を掛けなが ら次のサ ン プ リ ン グ点 B に向か う 。 そ して 、 B 点におけ る誤差量厶 し2を求めて同様に該誤差 分だけ補正する よ ゔに C 点に向かい、 以後同様な処理を 行 う こ と に よ り 距離 L。 を保って モ デ ル面を非接触でな ら う こ と が出来る 。
    [0008] と こ ろ で 、 上記非接触型 の距離測定つ' 口 一 づ' は測定軸 方向に一次元的な測定し かで き な い ため 、 第 8 図（a)に示 す よ う に測定光軸 A X と モ デル面 と のなす角度 が大き く な る程、 精度良 く 距離測定がで き な く な り 測定不能な 範囲が生じ る 。 こ のため 、 提案さ れて い る非接触な らい 方式ではな ら い範囲が狭 く な り 、 前記角度 が大き く な る と 非接触な ら い を適用で き な く な る と い う 問題点があ つ た o
    [0009] こ の制約を 出来る だけ緩和す る た めに は第 8 図（b)及び 第 9 図に示す よ う に な ら い平面 （た と え ば X — Z 平面） に お いて プ ロ 一 プ P B を そ の回転中心 R c の回 り に所定角 度回転さ せて測定光軸 A X を モ デ ル面に対し て常に直角 に向 く よ う に制御す る と 共に 、 な ら い'平面に垂直な面
    [0010] ( Y — Z 平面） で切断し た モ デ ル面に お い て も 測定光軸 が該乇 デル面に垂直 と な る よ う に制御すればよ い。 すな わち 、 光軸が常に モ デ ル面の法線方向 を向 く よ う に制御 すればモ デル形状にかかわ ら ず常に精度良 く 距離測定す る こ と がで き 、 非接触な ら い範囲を拡大す る こ と がで き な o
    [0011] しか し 、 光軸を モ デ ル面の法線方向に向け なが ら非接 触な ら いす る有効な方法が提案さ れて いなか っ た。
    [0012] 本発明はかか る従来の問題点に鑑みな さ れた も のであ り 、 非接触プ ロ ー ブ の光軸を モ デ ル面の法線方向に向け な-が ら倣いがで き る非接触倣い方法を提供す る こ と を そ の目的 と す る 。
    [0013] 発明 の開示 本発明は、 同時に モ デ ル面上の 3 点の距離測定が可能 な非接触型プロ ー ブ の光軸を常に モ デ ル面の法線方向に 向 く よ う に姿勢制御しなが ら モ デ ル表面を な ら わせ る非 接触な ら い方法であ る 。 こ の非接触な ら い方法にお い て は、 所定サ ン プ リ ン グ時閭 T s毎に測定さ れる プロ ー ブ送 り 方向の 2 点 A , B の距離 L i y L 2 を用いて求ま る送 り 方向 （ X方向） の傾斜角増分 と 、 直交方向 （ Y方向） の 2 点 A , C を用いて求ま る直交方向の傾斜角増分 と か ら 測定点 A に お け る モ デ ル法線方向 N を割 り 出す。
    [0014] ついで、 （i)第 1 の距離測定手段の光軸 と モ デル面と の 交点であ る測定点 A を固定し た状態で光軸を法線方向に 向け る に必要な直交座標系 3 軸及びプロ ー プ回転 2 軸の 各ィ ン ク リ メ ン タ ル量と 、 （ii)な ら い速度 と プロ 一 プ送 り 方向の傾斜角 と か ら求ま る所定サ ン プ リ ン グ時閭 T s毎の 送 り 方向 （ X方向） 及び倣い方向 （ Z方向） の イ ン ク リ メ ン タ ル量 と 、 （iii) サ ン プ リ ン ゲ時間 T s毎に第 1 の距離測 定手段に よ り 測定さ れた距離 と基準距離 L。 と の誤差 分の Z軸方向成分 と を用いて直交座標系 3 軸及びプ π — プ回転 2 軸のサ ン プ リ ン グ時間 T s毎の ト 一タ ル の各軸ィ ン ク リ メ ン タ ル量を求め、 該 ト 一タ ル の各軸 ィ ン ク ') >' ン タ ル量を用 いて同時 5 軸制御を行っ て光軸を モ デル法 線方向に向け な力 ら モ デ ル な らわせる 。
    [0015] 図面の簡単な説明
    [0016] 第 1 図は本発明の概略説明図、
    [0017] 第 2 図乃至第 5 図は本発明方法の説明図で あ り 、 第 ：； 図は傾斜角の増分説明図、 第 3 図は光軸を法線方向に向 け る た めの各軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル量演算方法の説明図、 第 4 図及び第 5 図は非接触プ ロ ー ブを し て モ デ ル を な ら わせ る た めの各軸ィ ン ク リ メ ン タ ル量演算方法の説明図 第 6 図は本発明方法を実現す る シ ス テ ム の ブ ロ ッ ク 図 第 7 図乃至第 9 図は非接触な ら い の概略及びそ の問題 点を説明す る ため の説明図で あ る 。
    [0018] 発明を実施す る ための最良の形態
    [0019] 本発明は光軸を モ デル面の法線方向に向け なが ら非接 触な ら い を行 う も ので あ る 。 以下、 第 1 図乃至第 5 図を 参照して本発明の非接触な ら い方法を説明す る 。
    [0020] 第 1 図は本発明の概略説明図で あ り 、 P R B は非接触 型の距離測定プ ロ ー ブ、 M D L は モ デ ル 、 D M 1〜 D M ' 3 は光学式距離測定手段、 O P !！ 〜 O P 3 は光学式距離 測定手段の光軸、 A〜 C は距離測定手段 D M 1 〜 D M 3 の測定点、 X Z 平面は表面な ら い に おけ る 倣い平面で 、 X方向は プ ロ ー ブ送 り 方向、 z 方向は な ら い方向、 Y Z 平面はな ら い平面に垂直な直交断面で あ る 。 尚、 各光学 式距離測定手段 D M 1〜 D M 3 は便宜上単に丸印で示 し て い るが、 発光素子 （半導体 レーザ） か ら 出た レ ーザ光 が投光 レ ン ズを介して モ デ ル表面に照射さ れ、 そ の際に 拡散反射 し た光線の一部が受光 レ ン ズ を介 し て位置検出 素子上に ス ポ ッ ト を作 り 、 該ス ポ ッ ト 位置がモ デ ル表面 迄の距離に応じ て変化す る こ と に よ り 距離が測定で き る よ う に構成 さ れて い る 。 距離測定プロ 一 プ P R B には モ デル M D L上の少な く と も 3 つのポ ィ ン ト A〜 C 迄の距離を同時に測定で き る よ う に第 1 〜第 3 の光学式距離測定手段 D M 1〜 D M 3 が設け られる と共に、 プロ ー ブ送 り 方向 （ X方向） と平 行に第 1 、 第 2 の 2 つ の光学式距離測定手段 D M 1 ， D M 2 が距離 d i 2だけ離して配設さ れ、 かつ プロ ーブ送 り 方向 と直交す る方向 （ Y方向） に第 1 の光学式距離測 定手段 D M 1 か ら距離 d 13だけ離して第 3 の距離測定 手段 D Μ 3 が配設さ れて い る 。
    [0021] 第 2 図は プロ ー ブ送 り 方向に並設さ れた 2 つ の距離測 定手段 D M 1 ， D M 2 に よ り 測定し た モ デル面迄の距離 L , , L 2を用いて プロ 一 ブ送 り 方向 （ X方向） におけ る 法線の傾斜角の増分△ χを演算す る演算方法説明図で あ り 、 図よ り 傾斜角の増分 厶 0 κは
    [0022] A0x=t a IX 1 (L^— L2) Zdi i2 (1)
    [0023] と して得 られる 。 そ して 、 同様に プロ ー ブ送 り 方向に垂 直な方向 （ Y方向） に並設さ れた 2 つ の距離測定手段 D M l , D M 3 に よ り 測定した モ デ ル面迄の距離 L t， L 3 を用いて Y方向におけ る法線の傾斜角の増分 △ γは
    [0024] 厶 0Y=t a a— 1 (Lt— L3) Zdi i3 (2)
    [0025] に よ り 得 られる 。
    [0026] 従っ て 、 あ る サ ン プ リ ン グ時刻 T i に お い て光軸 O P 1 がモ デル面の法線方向に向いて お り 、 こ の時の X方向傾 斜角を e x i， γ方向傾斜角を e Y i と す る と 、 光軸 O P 1 を そ の方向を変化さ せな いでモ デ ル面に沿っ て非接触な ら い に よ り 移動 さ せて 次のサ ン プ リ ン グ時刻 τ 2 ( = τ；
    [0027] + T s ， T s は サ ン プ リ ン グ周期） に お いて第 2 図実線に 示す状態に なれば、 ポ ィ ン ト A に お け る法線 N t の X方向 傾斜角 0 x 2 , Y方向傾斜角 0 γ 2 は そ れ ぞれ
    [0028] e = θ (3)
    [0029] 2= (4)
    [0030] と な り 、 こ の方向に光軸を向かせばよ い。
    [0031] 第 3 図は測定点 Αに お いて光軸 0 P 1 を法線方向に向 かせ る前 と 向かせた後の説明図で あ り 、 ポ イ ン ト P i ， 角 度 ^ i は それぞれ法線方向に向かせ る前の光軸 O P 1 の回 転中心、 即ち そ の点を 中心に プロ ー ブが回転す る 点、 及 び光軸 O P 1 と Z 軸 と のな す角度で あ り 、 ボ イ ン ト P2 , 2は法線方向に向かせた後の光軸 0 P 1 の回転中心、 及 び光軸 O P 1 と Z 軸のな す角度で あ る 。 尚 、 光軸 O P 1 と モ デル面 と の交点 （測定点） Aが原点 と な る よ う に三 次元座標系が設定さ れて い る 。 又、 Θ ハ ， θ ν ί , Θ y 2 f
    [0032] (9 γ 2 は そ れ ぞれ（1)〜 {4)式で示 さ れ る Ζ 軸か ら の角度で あ な ο
    [0033] こ の第 3 図カゝ ら明 ら力 >な よ う に角度 i 6» 2 は次式
    [0034] 2 2
    [0035] 6 = t a n"1 ( a n Θ X2 + t a n Θ V2 (6)
    [0036] に よ り 与え ら れ る 。 従っ て 、 回転中心 P P の z 座標 値 Z 2 は そ れ ぞれ
    [0037] Z = L , · c o s 61 , (7)
    [0038] Z -. = L 1 - c o s 6 (8) (ただ し 、 L i は測定点 A迄の距離） に よ り 与え られ、 回 転中心 Ρ ^ , Ρ 2の X ， Υ座標値 d x ， d y , , d x 2 d y 2はそれぞれ次式
    [0039] d 1=L. * c o s θ , · t a Ώ. θ χι (9)
    [0040] dy1 = L1 * c ο s 61 ' t a n^Y1 (10)
    [0041] d. x2=L1 - c o s Θ z- t a n. θ xz (11)
    [0042] d y 2=L c o s 02 · t a n Y2 (1¾
    [0043] で与え られる 。 以上か ら 、 光軸 O P 1 と モ デ ル面と の交 点である測定点を動かさ な いで該光軸を法線方向に向け る に必要な直交座標系 3 軸及びプロ ー ブ回転 2 軸の各ィ ン ク リ メ ン タ ル量△ X , Δ y , 厶 z , L Θ、，， Δ 0 は
    [0044] Δ x= d 2― d t
    [0045] =Lt (c o s 2 · t a n 0Χ2— c o s 0i * t a n ^χι) (1¾
    [0046] =Lt {c o s θζ · t a n Y2— c o s ^ χ · t a n ^Y1) (14)
    [0047] — L·Ϊ {c o s θ 2一 c o s θ (15) Θ 一 β = a n (L2— /άί 12 (1$
    [0048] Δ = θ Yl a 13 (17)
    [0049] と な る
    [0050] 以上は、 光軸 Ο Ρ 1 と モ デ ル面 と の交点であ る測定点 を動かさ ないで該光軸を法線方向に向け る に必要な直交 座標系 3 軸及びプ π — ブ回転 2 軸の各ィ ン ク リ メ η— ；: 量を求め る説明で あ るが、 上記 ィ ン ク リ メ ン タ ル △ X ， Δ y ， 厶 z ， Δ 6 , Δ γ だ け で は モ テ ル表面を非接角 έ な ら いす る こ と 力 Sで き な い。 次に 、 乇デル表面に沿 つ て 非接触な ら い 行 う た め の制御量について第 4 図及び第 5 図を参照し て説明す る 。
    [0051] さ て 、 モ デ ル表面を な ら わせ る た めに は 、 な ら い平面 を X Z軸 と し た と き 第 4 図に示す よ う に指令 さ れたな ら い速度を V , X Z 表面な ら い平面に おけ る プロ ー ブ送 り 軸 （ X軸） に対す る モ デ ル の ポ イ ン ト Q に お け る傾斜角
    [0052] (接触方向の角度） を 0 X 1 と すれば、 送 り 方向 （ X方向） 及びな ら い方向 （ Z 方向） へ次式で示す速度 V x , V 2 VX=V - c o s ΘΧ1
    [0053] VZ=V - s i η θχί
    [0054] で移動さ せ る と 共に 、 距離測定手段 D .M 1 に よ り 測定 さ れた距離 (第 5 図参照） と基準距離 L。 の誤差
    [0055] ( = L — L。 ） が零 と な る よ う に Z 軸の送 り 量を Δ i · c o s ^ だ け補正すればよ い 。
    [0056] 従っ て 、 光軸を法線方向に向け さ せ る 各軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル量 （（1？)〜（1 )式） を演算す る サ ン プ リ ン グ時間 を T s と すれば、 該サ ン プ リ ン グ時閭の閩に速度 vx , Vz に よ り 移動す る距離 Δ Χβ , Δ Ζ β は そ れ ぞれ
    [0057] 厶 X。=V · c 0 s ^χι · Ts (18)
    [0058] ΔΖ0=ν · s i n ^xl - Ts (1$
    [0059] と な る か ら 、 該距離 （ イ ン ク リ メ ン タ ル量） を（13)式及び (）式で示さ れ る ィ ン ク リ メ ン タ ル量△ X ， Δ z に加算す る と 共に 、 Z 軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル量を · c o s θ , だけ補正すればよ い 。 以上か ら 、 距離測定手段 D M 1 の光軸 0 P 1 を モ デ ル 面の法線方向に向けなが ら 、 かつ測定距離が基準距離 L。 と な る よ う に モ デ ル を非接触な ら い
    [0060] す る た め の サ ン プ リ ン グ時間 T s毎の各軸ィ ン ク リ メ ン タ ル量は
    [0061] AX=Lt (c o s θ„ - t a n^X2-c o s 6 t - t a n^XI) +厶 XQ
    [0062] AY = 1 (■ eひ s S2♦ t a n ^ Y2― c o s ^ χ · t a n ^Y1)
    [0063] 厶 Ζ = Ι^ (c o s ^2— c o s ^±) +ΑΖ&+Δ·6 ,♦ c o s θ (20) ΔΘΧ=^Χ2一 Xi=t a iT 1 (L2— /ά& 12
    [0064] 厶 Θγ= 2— »Y1=t an—, (Lg-Lj /ά i 13
    [0065] と な る 。
    [0066] 第 6 図は本発明にかか る非接触な ら い方法を実現する シ ス テ ム の ブ ロ ッ ク 図で あ る 。
    [0067] 1 1 はな らい制御装置、 1 2 Z は Z軸サ 一 ボ回路、 1 2 X は X軸サ 一 ボ回路、 1 2 Y は Y軸サ 一 ボ回路、 1 2 A は A軸 （た と え ば X Z な ら い平面におけ る光軸の回転 軸、 第 1 図参照） の サ ー ボ回路、 1 2 B は B軸 （ た と え ば X Z な ら い平面に垂直な Y Z断面におけ る光軸の回転 軸） のサ一ボ回路、 1 3 は同時に モ デ ル上の 3 点迄の距 離を測定で き る第 1 図構成の距離測定プ ロ 一 プ 、 1 4 は 非接触な ら いに必要な各種データ 、 た と えばな ら い速度 V 、 な ら い方式 （表面な ら い と す る ） 、 な ら い平面、 送 り 方向、 ピッ ク フ ィ 一 ド量、 な ら い範囲等を設定する た め の操作盤で あ る 。
    [0068] 各軸サ ー ボ回路 1 2 Z 〜 l 2 B は 全 く 同一の構成を 有 し 、 z軸サ 一 ボ回路のみ示 さ れて い る 。 z軸サ 一 ボ回路
    [0069] 1 2 Z は サ ン プ リ ン グ時間 T s毎 に Z 軸ィ ン ク リ メ ン タ ル 量 厶 zを入力 さ れて パ ル ス分配演算を行 う パ ル ス分配回 路 P D C と 、 パ ル ス.分配回路か ら 出力 さ れ る指令パ ル ス P C を累積す る と 共に実際の移動に応じ て パ ル ス P F が 発生す る毎に そ の内容を零方向に減少す る ヱ ラ 一 レ ジ ス タ （ ア ッ プ Zダ ウ ン カ ウ ン タ ） E R R と 、 エ ラ 一 レ ジ ス タ の計数値に比例 し た ア ナ 口 グ電圧に基づいて サ 一 ボ モ — タ を制御す る速度制御回路 V C C と 、 Z 軸サ ー ボ モ ー タ M Z と 、 モ ータ が所定角度回転す る毎に フ ィ ー ド バ ッ ク ノヽ。 ル ス P F を発生す る ノヽ。 ル ス コ ーダ P C D と 、 フ ィ 一 ド バッ ク パ ル ス P F を移動方向に応じ て可逆計数し て Z 軸現在位置 を監視す る現在位置 レ ジ ス タ A P R を有し て い る 。 尚、 各軸サ 一 ボ回路 1 2 Z〜 1 2 B か ら そ れ ぞ れ各軸現在位置 Z l t X ί , Υ 1 f A 1 ( = θ ι ) , Β 1 ( = θ Ύ 1 ) が読 み取れ る よ う に な つ て い る 。
    [0070] な ら い制御装置 1 1 は 、 サ ン プ リ ン グ時間 τ s毎に距離 測定プロ ー ブ 1 3 力 > ら モ デ ル上の 3 点迄の距離 ！^〜 し^ を読み取 り 、 （1)〜（2)式に よ り A軸及び B軸方向に おけ る 法線の傾斜角の増分 Δ x ， Δ 6> γ を求め 、 ）〜（4)式に よ り 法線の Α軸及び Β軸方向角度 S X 2 ， 6> Υ 2 を求め る 。 尚 、 (3)、 （4)式に お け る角度 ^ x i , γ， は A軸サ ー ボ回路 1 2 A及び B軸サ 一 ボ回路 1 2 B に け る現在位置 レ ジ ス タ の 内容を用 い る 。
    [0071] ついで、 （5) , (6)式に よ り 法線方向 6' , ， 6 2 を求め .、 ヌ、 ( L i — L。 ） を 厶 t と す る 。 し 力 > る後、 （20)式よ り 直交座 標系 3 軸の ィ ン ク リ メ ン タ ル量及び回転 2 軸の ィ ン ク リ メ ン タ ル量を演算し 、 それぞれ対応す る サ ー ボ回路 1 2 Z , 1 2 X , 1 2 Y , 1 2 A , 1 2 B に入力 し 、 同時 5 軸のパ ル ス分配を実行さ せ、 得 られたパ ル ス に よ り 各軸 サ 一 ボ モータ を 回転させ、 距離測定プ ロ ー ブ 1 3 を モ デ ル面に沿って移動させる 。
    [0072] 以後、 サ ン プ リ ン グ時間 T s毎に な ら い制御装置は上記 処理を操 り 返し て距離測定手段 D M 1 (第 1 図参照） の 光軸 0 P 1 を モ デ ル面の法線方向に向けなが ら 、 かつ測 定距離が基準距離 L。 と な る よ う に モ デ ル を非接触な ら い さ せる 。
    [0073] 又、 現在位置 レ ジ ス タ に記億さ れて い る 各軸現在位置を サ ン プ ひ ン グ時間毎に読み取 る こ と に よ り モ デ ル の デ ジ タ イ ジ ン グデータ を得る こ と がで き る 。
    [0074] 以上本発明に よれば、 同時に モ デ ル上の 3 点迄の距離 1^〜 3を測定で き る よ う にする と共に 、 該距離 L i〜 L
    [0075] 3を用いて光軸を モ デ ル面の法線方向に向け なが ら非接触 な らいする よ う に構成し たか ら 、 正確な非接触な ら いが で き 、 しかも な ら い範囲を拡大す る す こ とがで き る 。
    权利要求:
    Claims
    請求の範囲
    1 · 非接触で距離を測定で き る距離測定プ π — ブ に よ り モ デ ル面を な ら わせ る非接触な ら い方法に お いて 、 乇 デ ル 上 の少な く と も 3 つ の ポ ィ ン ト 迄の距離を同時 に測定で き る よ う に第 1 〜第 3 の光学式距離測定手段を 設け る と 共に 、 プロ ー ブ送 り 方向に第 1 、 第 2 の 2 つ の 光学式 Κ離測定手段を所定钜離はな し て並設し 、 かつ プ ロ ー ブ送 り 方向 と 直交す る方向に第 1 の光学式距離測定 手段か ら所定距離は な し て第 3 の距離測定手段を設け て 前記距離測定プ ロ ー ブを構成し 、
    所定サ ン プ リ ン グ時間 T s毎に測定さ れ る プ ロ ー ブ送 り 方向の 2 点の距離を用いて求ま る送 り 方向の傾斜角増分 L θ χ ヒ 、 送 り 方向 と 直交す る方向の 2 点を用 いて求ま る 直交方向の傾斜角増分 Δ e Y と か ら モ デ ル法線方向 を 割 り 出 し 、
    第 1 の钜離測定手段の光軸 と モ デ ル面 と の交点であ る 測定点を固定し た状態で該光軸を前記法線方向に向け る に必要な直交座標系 3 軸及びプ《 — ブ回転 2 軸の各ィ ン ク リ メ ン タ ル量と 、 な ら い速度 と プロ ーブ送 り 方向の傾 斜角 と か ら求ま る所定サ ン プ リ ン グ時間 T s毎の直交座標 系各釉ィ ン ク リ メ ン タ ル量と 、 サ ン プ リ ン グ時間 T s 毎に 第 1 の K離測定手段に よ り 測定さ れた距離 と基準距離 と の珙差分の Z 軸方向成分 と を用いて直交座標系 3 軸及 び ブ i — ブ回転 2 軸 の サ ン プ リ ン グ時間 T s毎の ト ー タ ル の 各軸ィ ン ク リ メ ン タ ル量を 求 め 、 該各軸イ ン ク リ メ ン タ ル量を用 いて同時 5 軸制御を行 つて前記光軸を モ デル法鎳方向に向けなが ら モ デル な ら わせ る こ と を特徵 と す る非接触な ら い方法。
    2 , 第 1 、 第 2 の光学式距離測定手段の配設間隔を d 12、 第 1 、 第 3 の光学式距離測定手段の配設間隔を d £ 13 > 所定サ ンプ リ ン グ時間 T &毎に測定さ れる プロ 一 プ送 り 方向の 2 点の距離を L^ , L 2、 プロ ーブ送 り 方向 直交する方向の 2 点の钜離を L t , L3 と す る時、 サ ン プ リ ン グ時間 T s毎のプロ ーブ送 り 方向の傾斜角度の増分 厶 0 xを次式
    厶
    に よ り 演算し 、 直交方向の傾斜角度の増分 Δ 0 γ を次式
    △ 0Y=t a n— 1 (L「L3)ゾ d 13
    に よ り 演算する こ と を特徵 と す る請求の範囲第 1 項記載 の非接触な ら い方法。
    3 * 第 1 距離測定手段の光軸のプ π —ブ送 り 方向に お け る傾斜角度を 0 X 1、 プロ ーブ送 り 方向 と直交する方向 に おけ る傾斜角度を 6 Y 1 と す る時、 所定サ ン プ リ ン グ時 閼毎に次式
    Θχζ=θχ1+Αθχ
    θ Υ2 =fl +厶 0
    に よ り 、 光軸が法線方向を向いて い る時の該光軸のプ π ーブ送 り 方向及び直交方向におけ る煩斜角度 0 χ 2 , Θ ∑ を演算する こ と を特徴と する請求の範囲第 2 項記載の非 接触な ら い方法。
    4 * 光軸を法線方向に向け る た めの直交座標系 3 軸及 びプ ロ ー ブ回転 2 軸の各軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル量 Δ χ ， Δ y , 厶 ζ , Δ 0 Χ , 厶 0 Υ を次式
    Ax = Li (c o s 6"。* t a n fi1 x。一 c o s θ ^ ' t a n 6*^,)
    厶 y L ' (c o s 2 · t a n ^Y2— c o s Θ t - t a n
    Δ^χ= t a n"1 (L2— L /d ί 12
    厶 Y= t a n"1 (L3— /d Ά 13
    た だ し 、
    = t a n 1 ( a t a n Y1 )
    e2= t a n— 1 ( t a n ^X2+ t a n ^Y2 )
    に よ り 演箅す る請求の範囲第 3 項記載の非接触な ら い方 法。
    5 · な ら い速度 V と プ ロ ー ブ送 り 方向の傾斜角度 X 1 と か ら求ま る所定サ ン プ リ ン グ時間 Ts毎の直交座標系各 軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル量 Δ (¾χ , Δ (3Ζ を次式
    ΔΧβ=ν · c o s 6xl . Ts
    ΔΖβ=ν· s i η ^χι - Ts
    に よ り 演算す る こ と を特徵 と す る請求の範囲第 4 項記載 の非接触な ら い方法。
    6 . 非接触な ら い を行 っ た結果か ら モ デ ル面上の点を 算出 し 、 こ の値を デ ジ タ イ ジ ン グす る請求の範囲第 1 項 記載の非接触な ら い方法。
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-03-09| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-03-09| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-04-20| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988907828 Country of ref document: EP |
    1989-08-23| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988907828 Country of ref document: EP |
    1994-06-29| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988907828 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62219746A|JP2542631B2|1987-09-02|1987-09-02|非接触ならい方法|
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