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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989003746A1
    申请号:PCT/JP1988/000977
    申请日:1988-09-22
    公开日:1989-05-05
    发明作者:Etsuo Yamazaki；Hiroo Nagata
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 デジタイ ジング方法 技 術 分 野
    [0002] 本発明はレーザ距離測定器のよう な、 非接触の距離測定器 を使用したデジタイ ジ ング方法に関し、 特にモデルの一部に 規定形状を設け、 補正データを求めて、 デジタ ィ ジングデ一 タを補正するよう にしたデジタ イ ジ ング方法に関する。 背 景 技 術
    [0003] モデル表面にレーザビームを照射し、 その反射光を検出し て、 モデル表面までの距離を検出し、 モデル表面までの距離 を一定に保つよう に追跡制御しながら、 一定時間または一定 距離ごとに各軸の機械位置を読み取り、 メ モ リ に記憶してい く デジタ イ ジング方法がある。
    [0004] しかし、 モデルの材質によ って、 モデル表面の反射率、 反 射波の散乱率などが異なり、 距離測定器からの検出信号に大 きな誤差を生じる。 従って、 デジタイ ジ ングデータの精度が 測定誤差によつて低下する。 逆に、 正確なデジタ ィ ジングデ ータを得るためにはモデルの材質、 表面状態に制跟を設ける 必要があり、 このようなモデルに対する制限なしに -、 正確な デジタ イ ジングデータを求めるのは困難である という問題点 があった。 発 明 の 開 示
    [0005] 本発明の目的は上記問題点を解決し、 モデルの一部に特殊 な規定形状を設け、 補正データを求めて、 デジタィ ジングデ —タを捕正するようにしたデジタイ ジング方法を提供するこ 図
    [0006] とにある。
    [0007] 本発明では上記の問題点を解決するために、
    [0008] モデル表面までの距離を測定し、 この距離を一定時間、 或 いは一定距離ごとに記憶して、 モデルのディ ジタルな形状デ ータを求めるデジタイジ ング方法において、
    [0009] 前記モデルの一部に補正用の規定形な状を設け、
    [0010] デジタイ ジ ングの開始前に該規定形状を使用して、 計測指 令を行い、 指令値と実測値から距離の補正係数及び零点の補 明
    [0011] 正値等の補正データを求め、
    [0012] デジタイ ジングの実行によって得られるデジタイ ジングデ 一タを該補正データで補正する、
    [0013] ことを特徴とするデジタイ ジ ング方法が、
    [0014] 提供される。
    [0015] デジタィ ジング前にモデルの一部に設けられた規定形状を 使用して、 一定距離を指令し、 指令値と実測データから補正 データを求める。
    [0016] このデータはモデルと同じ材質及び表面状態から求められ たものであり、 正確にデジタイ ジングデータを補正すること ができる。 第 1 図は本発明のデジタイ ジング方法を実施するための装 置のブロ ッ ク図、
    [0017] 第 2図はモデルに規定形状を設けた図、
    [0018] 第 3図 （ a ) は規定形状の例を示す図、
    [0019] 第 3図 （ b ) は規定形状の他の例を示す図、
    [0020] 第 4図は第 3図 （ a ) で示した規定形状での補正データの 求め方を示す図、
    [0021] 第 5図 （ a ) 及び （ b ) は補正デ一タを求めるためのフロ 一チヤ一ト図、
    [0022] 第 6図は本発明の一実施例のデジタィ ジング方法のフ 口一 チヤ一ト図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
    [0023] 第 1 図に本発明のデジタイ ジングデータの補正方法を実施 するための装置のブロ ッ ク図を示す。 図において、 1 は全体 を制御するプロセ ッサ、 2 はタイ マであり、 プロセ ッサ 1 に 時間を知らせる。 3 はメ モ リ であり、 制御プログラ ムの格納 された R O M、 各種のパラメ 一タ、 データ等を記憶する R A M等から構成されている。 4 は入出力信号イ ンタ一フユイ ス ( I / 0 ) であり、 外部との入出力信号の授受を行う。 5 は A Dコ ンバータであり、 後述の距離測定器からのアナログ信 号をディ ジタルな信号に変換する。 6 X、 6 y、 6 z はそれ ぞれ X軸、 Y軸、 Z軸の D Aコ ンバータであり、 プロセ ッサ 1 から書込まれたディ ジタ ル指令値をア ナ ロ グ値に変換して 出力する。 7 x、 7 y、 7 z はそれぞれ X軸、 Yte、 Z軸の カウ ンタであり、 後述の位置検出器からの帰還パルスを検出 して、 プロセッサ 1が読取れるようにする。
    [0024] 8 x、 8 y、 8 z はそれぞれ X軸、 Y軸、 Z铀のサ一ボア ンプであり、 D Aコ ンバータ 6 x、 6 y、 6 zからアナログ 信号を受け、 サ一ボモータ 9 x、 9 y、 9 zを駆動する。
    [0025] 1 0 は距離測定器であり、 ここではレーザ距離測定器が使 用され、 モデルに照射されたレーザ光が反射され、 この反射 光を受光して、 距離に比例した電圧信号を発生して、 その電 圧信号を A Dコ ンバータ 5に出力する。 1 1 はコ ラムヘッ ド であり、 距離測定器 1 0がサーボモータ 9 z によって、 上下 できるように設けられている。 1 2 はテーブルであり、 その 上にモデル 1 3が固定されている。 テーブル 1 2 はサーボモ —タ 9 x、 9 yによって、 移動を制御される。 1 4 は操作盤 であり、 オペレータが機械を制御するために使用され、 その 信号は入出力イ ンターフユイ ス （ 1 0 ) 4 に接続されてい る。
    [0026] なお、 各サーボモータには、 それぞれ位置検出器 1 5 X、 1 5 y、 1 δ ζが接続されており、 その出力パルスはカウ ン タ 7 x、 7 y、 7 z に入力されている。
    [0027] 次にモデル 1 3に設ける規定形状について述べる。 第 2図 にモデルに規定形状を設けた図を示す。 図において、 1 3 は デジタイ ジングすべきモデルであり、 1 3 a はデジタイ ジン グの測定範囲であり、 1 3 bが規定形状である。
    [0028] 第 3図 （ a ) に規定形状の例を示す。 この例では、 一部が 水平な表面を有し、 一部にモデルと 4 5度の傾きを有する面 を有する。 この 2種類の平面で、 それぞれ補正データを求め る ことができる。 その詳細については後述する 6
    [0029] 第 3図 （ b ) に規定形状の他の例を示す。 この例では、 一 部が水平な表面を有し、 他にモデル表面に対して、 それぞれ 異なる傾きを有する平面を有する。 これらの個々 の面から補 正データを求め、 それぞれ対応するモデルの面に応じて、 補 正データを使用する こ とができる。
    [0030] 次に捕正データの求めかたの詳細について述べる。 第 4 図 に第 3図 （ a ) で示した規定形状 1 3 bでの補正データの求 め方を示す。 図において、 1 0 は距離測定器であり、 こ こで はレーザ距離測定器を使用する。 まず、 操作盤 1 4 の操作釦 で、 距離測定器 1 0 を規定形状 1 3 b の平面上の点 P 1 に合 わせる。 次に操作盤 1 4 のモー ドを計測モー ドにして、 起動 釦を押すと、 計測運転が開始する。
    [0031] Z拿由が ÷ Z方向に距離し。 だけ移動した後、 距離測定器 1 0 からの検出距離 Lを読み取る。 さ らに Z軸が ÷ Z方向に Δ Lだけ移動した後、 距離測定器 1 0 からの検出距離 L a を読 み取る。
    [0032] 次に Z軸を移動させ、 点 P 2 に位置決めして、 点 P 1 のと き と同様な動作で、 L。 、 Δ L分 ÷ Z方向に移動させ、 検出 距離 L bを読み取る。 これらの式から、 下記の式で零点補償 を求める こ とができる。
    [0033] Δ E == L 0 - L
    [0034] 次に距離の補正係数を求める。 点 P 1 の水平な面での補正 係数は、
    [0035] C f 0 = L a / ( L o + Δ L )
    [0036] また、 点 P 2での 4 5度の傾きをもつ平面での補正係数は、 C f 4 5 = L b / ( L。 + Δ ί )
    [0037] で求めることができる。 この結果から両者の捕正係数の平均 値を C ί mとし、 この補正係数で距離測定器 1 0の測定値を 補正することができる。 すなわち、 実際に測定された距離デ ータ Lに対して、 真の値 L a c は、
    [0038] L a G = ( L - Δ E ) / C ί
    [0039] で求めることができる。
    [0040] 次にこれらの動作をフ ローチャー ト図に基づいて説明する, 第 5図 （ a ) 及び （ b ) に補正データを求めるためのフ π— チャー ト図を示す。 図において、 Sに続く数値はステップ番 号である。 フローチヤ一 トは第 3図の点 P 1 に距離測定器 1 0を位置決めした以後の動作を示す。
    [0041] 〔 S 1 〕 Z軸を十 Z方向に L。 だけ移動させる。
    [0042] ( S 2 3 距離信号 Lを読み取る。
    [0043] 〔 S 3 〕 零点捕正量 Δ E = L。 — Lを算出する。
    [0044] 〔 S 4 〕 Z軸を A L移動させる。
    [0045] 〔 S 5 〕 距離信号 L aを読み取る。
    [0046] 〔 S 6 〕 捕正係数を以下の式から箕出する。
    [0047] C f 0 = L a / ( L o 十 厶 し ）
    [0048] ( S T ) 距離測定器 1 0を第 3図の点 P 2 へ移動させる。 こ こで、 Z軸を十 Z方向に （ L。 + A L ) 移動させる。
    [0049] 〔 S 8 〕 距離信号 L bを読み取る。 ' 一 Ί 一 ( S 9 ) 4 5度の傾きを持った面での捕正係数を下記の式か ら求める。
    [0050] C f 5 = L b / ( L 0 + A L )
    [0051] 〔 S 1 0 〕 上記の補正係数の平均値 C f を下記の式からを求 める。
    [0052] C f = ( C f O + C f 4 5 ) / 2
    [0053] この動作によって、 補正係数が求められる。
    [0054] 次にこの補正係数を使用して、 デジタイ ジングを行う勣作 をフローチヤ一 ト図に基づいて述べる。 第 6図にこのデジタ イ ジング方法のフローチャー ト図を示す。 図において、 に く数値はステ ップ番号である。
    [0055] ( S 1 1 〕 距離し、 各軸の移動量 Δ Χ、 Δ Υ、 Δ Ζを読み取 る。
    [0056] ！: S 1 2 〕 Δ Ζの距離を以下の式で補正する。
    [0057] L r = ( L ー厶 E ) / C f
    [0058] 〔 S 1 3 〕 下記の式で誤差の計算を行う。
    [0059] 厶 L = L r — L 0
    [0060] 〔 S 1 4 〕 各軸の速度を計算して、 指令する。
    [0061] 〔 S 1 5 〕 デジタイ ジングデータを収集する。
    [0062] このよう にして、 距離測定器 1 0 で測定したデータを補正 して、 デジタイ ジングを実行してい く こ とができる。
    [0063] 上記の例では、 水平な面と 4 5度の傾きをもつ面との補正 係数の平均値を補正係数と して使用したが、 モデルの形状に 応じて、 適当な補正係数を使用する こ とができる。 例えば、 第 3図 （ b ) に示した規定形状を使用して、 個々 の補正係数 を求め、 モデルの形状に応じてこれらの補正係数を適宜使用 することができる。
    [0064] また、 上記の説明でば距離測定器として、 レーザ距離測定 器を使用することで説明したが、 非接触の距離測定器であれ ば、 他の距離測定器を同様に使用できる。
    [0065] 以上説明したように本究明では、 モデルの一部に規定形状 を設けて、 この規定形状で計測を行って、 距離測定器の測定 誤差を補正する補正データを求めて、 この補正データによつ て測定距離を補正して、 デジタィ ジングを行うので、 正確な デジタイ ジングデータを得ることができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . モデル表面までの距離を測定し、 こ の距離を一定時間 或いは一定距離ごとに記憶して、 モデルのディ ジタルな形状 データを求めるデジタイ ジング方法において、
    前記モデルの一部に補正用の規定形状を設け、
    デジタイ ジングの開始前に該規定形状を使用 して、 計測指 令を行い、 指令値と実測値から距離の補正係数及び零点の捕 正値等の捕正データを求め、
    デジタイ ジングの実行によって得られるデジタ イ ジングデ —タを該補正データで補正する、
    こ とを特徴とするデジタ ィ ジング方法。
    2 . 前記モデル表面までの距離をレーザ距離測定器で測定 する こ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 項記載のデジタイ ジング方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    US4999555A|1991-03-12|
    EP0342238A4|1992-09-23|
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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:
    1989-05-05| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-05-05| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR GB |
    1989-06-02| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988908366 Country of ref document: EP |
    1989-11-23| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988908366 Country of ref document: EP |
    1992-09-10| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1988908366 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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