形状测定装置的控制方法制造方法及图纸

提供一种形状测定装置的控制方法，该形状测定装置能够控制五个轴。形状测定装置包括探针头及坐标测量机，该探针头通过第一驱动轴及第二驱动轴的旋转而改变其姿势，该坐标测量机通过三个平移轴(第三驱动轴至第五驱动轴)而使该探针头的位置变化。将第一旋转轴与第二旋转轴的交点设定为旋转中心Q。首先计算出第一驱动轴至第五驱动轴的每个控制周期的插值点，然后根据考虑第一驱动轴及第二驱动轴的插值点(αi、βi)的值的规定变换式将测定端的插值点的坐标值变换为旋转中心Q的坐标值，并将其设定为控制用插值点Qi。第三驱动轴至第五驱动轴的位置被控制到控制用插值点Qi并且第一驱动轴及第二驱动轴的位置被控制到插值点(αi、βi)。

【技术实现步骤摘要】
形状测定装置的控制方法
本专利技术涉及一种形状测定装置的控制方法。
技术介绍
使用探针器检测出测定对象物的表面的形状测定装置得到广泛使用。探针器以能够三维移动的方式安装至坐标测量机。另外，有的探针器自身也具有内藏旋转轴的可动探针头。以下，在本说明书中，将可动探针头只称为探针头。图1示出探针头500的一个例子(专利文献1：日本专利申请公开2873404号)。如图1所示那样，探针头500包括头固定部501以及在其顶端具有测定端503的触针502。探针头500经由头固定部501安装到坐标测量机。在头固定部501与触针502之间设有旋转机构510及旋转机构520这两个旋转机构。作为两个旋转机构，设置有具有第一旋转轴A1作为旋转轴的第一旋转机构部510以及具有垂直于第一旋转轴A1的第二旋转轴A2作为旋转轴的第二旋转机构部520。因此，测定端503可以由坐标测量机所具有的三个驱动轴(X轴、Y轴、Z轴)以及内藏于探针头500中的两个旋转轴A1、A2的五个驱动轴移动。形状测定装置可以由不只三个轴而是五个轴控制测定端503的位置，高速地测定具有复杂形状的工件。专利文献[专利文献1]日本专利申请公开2873404号
技术实现思路
尽管由于测定端503能够由五个驱动轴移动而可以高速测定具有复杂形状的工件，但是出现了新问题。例如，当将测定端503移到下一个测定对象位置时，考虑将测定端503从第一点移到第二点的情况(例如参照图4)。只要被提供作为目标点的第二点的地点(x、y、z、α、β)，形状测定装置就可以将测定端503移到该地点。在此，α表示第一旋转机构部510的旋转角(第一旋转角)，β表示第二旋转机构部520的旋转角(第二旋转角)。就是说，测定端503的移动不仅意味着三维的位置(X、Y、Z)变化还意味着探针头500的姿势(α、β)变化。在形状测定装置具有坐标测量机200的驱动轴(X轴、Y轴、Z轴)及探针头500的驱动轴(第一旋转轴A1、第二旋转轴A2)的情况下，通过每个驱动轴的定位反馈控制适当地控制各驱动轴。然后，测定端503到达目标点(第二点)。可是，尽管测定端503可以到达目标点(第二点)，却不清楚在途中路经上测定端503如何移动，除非进行测定才明白测定端503如何移动。如果测定端503在移动途中摆动得超出操作员的预期，测定端503(或者触针502)就可能会与工件干涉。在此情况下，测定端503(或者触针502)及工件会受到损坏。操作员在探针头500的移动时需要注意以使触针502与工件不干渉，但是不能简单地预测测定端503的轨线，只好以大裕度预测轨线或者试行几次来确认轨线。本专利技术的目的之一是提供一种能够控制五个轴的形状测定装置的控制方法，通过使用该形状测定装置可以预测测定端的移动路径。根据本专利技术的实施方式的形状测定装置的控制方法是如下方法，其中该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由第一驱动轴及第二驱动轴的旋转动作改变触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第三驱动轴、第四驱动轴以及第五驱动轴，该坐标测量机使探针头的位置三维变位，其中通过第三驱动轴至第五驱动轴的坐标值(T3、T4、T5)来提供测定端的位置，其中通过第一驱动轴的第一旋转角α及第二驱动轴的第二旋转角β来提供探针头的姿势，该控制方法包括如下步骤：针对第一驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴，计算在从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径上的每个控制周期的插值点；当将第一旋转轴与第二旋转轴的交点设定为旋转中心Q时，根据考虑第一驱动轴及第二驱动轴的插值点(αi、βi)的值的规定变换式将测定端的插值点的坐标值变换为旋转中心Q的坐标值，并将该旋转中心Q的坐标值作为控制用插值点Qi；以及在每个控制周期，以将第三驱动轴至第五驱动轴的位置控制到控制用插值点Qi的方式控制第三驱动轴至第五驱动轴的位置并且以将第一驱动轴及第二驱动轴的位置控制到第一驱动轴及第二驱动轴的插值点(αi、βi)的方式控制第一驱动轴及第二驱动轴的位置。在本专利技术的一个方式中，优选的是，生成从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的第一驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴的速度模式；以及，通过针对第三驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴生成的速度模式以共同的加减速时间及共同的所需时间来同步的方式生成第三驱动轴至第五驱动轴的共同速度模式。在本专利技术的一个方式中，优选的是，生成从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的第一驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴的速度模式；以及通过使针对第一驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴生成的速度模式以共同的加减速时间及共同的所需时间来同步的方式生成第一驱动轴至第五驱动轴的共同速度模式。根据本专利技术的实施方式的形状测定装置的控制方法是如下方法，该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由第一驱动轴及第二驱动轴的旋转动作改变触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第三驱动轴、第四驱动轴以及第五驱动轴，该坐标测量机使探针头的位置三维变位，其中通过第三驱动轴至第五驱动轴的坐标值(T3、T4、T5)来提供测定端的位置，其中通过第一驱动轴的第一旋转角α及第二驱动轴的第二旋转角β来提供探针头的姿势，该控制方法包括如下步骤：在从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径上以测定端的移动轨迹为直线的方式控制移动轨迹。根据本专利技术的实施方式的形状测定装置的控制方法是如下方法，该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由第一驱动轴及第二驱动轴的旋转动作改变触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第三驱动轴、第四驱动轴以及第五驱动轴，该坐标测量机使探针头的位置三维变位，其中通过第三驱动轴至第五驱动轴的坐标值(T3、T4、T5)来提供测定端的位置，其中通过第一驱动轴的第一旋转角α及第二驱动轴的第二旋转角β来提供探针头的姿势，该控制方法包括如下步骤：由操作员设定从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径；针对第一驱动轴至第五驱动轴的各驱动轴，计算出在从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径上每个控制周期的插值点；当将第一旋转轴与第二旋转轴的交点设定为旋转中心Q时，根据考虑第一驱动轴及第二驱动轴的插值点(αi、βi)的值的规定变换式将测定端的插值点的坐标值变换为旋转中心Q的坐标值，并将该旋转中心Q的坐标值设定为控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状测定装置的控制方法，该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于所述第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的旋转动作改变所述触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第三驱动轴、第四驱动轴以及第五驱动轴，该坐标测量机使所述探针头的位置三维变位，其中，通过所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的坐标值(T3、T4、T5)来提供所述测定端的位置，其中，通过所述第一驱动轴的第一旋转角α及所述第二驱动轴的第二旋转角β来提供所述探针头的姿势，该控制方法包括如下步骤：针对所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴，在从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径上计算出每个控制周期的插值点；当将所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的交点设定为旋转中心Q时，根据考虑所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的插值点(αi、βi)的值的规定变换式将所述测定端的插值点的坐标值变换为所述旋转中心Q的坐标值，并将该旋转中心Q的坐标值设定为控制用插值点Qi；以及在每个控制周期，以将所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的位置控制到所述控制用插值点Qi的方式控制所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的位置并且以将所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的位置控制到所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的插值点(αi、βi)的方式控制所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的位置。...

【技术特征摘要】
2017.01.30 JP 2017-0146091.一种形状测定装置的控制方法，该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于所述第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的旋转动作改变所述触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第三驱动轴、第四驱动轴以及第五驱动轴，该坐标测量机使所述探针头的位置三维变位，其中，通过所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的坐标值(T3、T4、T5)来提供所述测定端的位置，其中，通过所述第一驱动轴的第一旋转角α及所述第二驱动轴的第二旋转角β来提供所述探针头的姿势，该控制方法包括如下步骤：针对所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴，在从现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的移动路径上计算出每个控制周期的插值点；当将所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的交点设定为旋转中心Q时，根据考虑所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的插值点(αi、βi)的值的规定变换式将所述测定端的插值点的坐标值变换为所述旋转中心Q的坐标值，并将该旋转中心Q的坐标值设定为控制用插值点Qi；以及在每个控制周期，以将所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的位置控制到所述控制用插值点Qi的方式控制所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的位置并且以将所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的位置控制到所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的插值点(αi、βi)的方式控制所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的位置。2.根据权利要求1所述的形状测定装置的控制方法，还包括如下步骤：生成从所述现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到所述目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴的速度模式；以及通过使针对所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴生成的速度模式以共同的加减速时间及共同的所需时间来同步的方式，生成所述第三驱动轴至所述第五驱动轴的共同速度模式。3.根据权利要求1所述的形状测定装置的控制方法，还包括如下步骤：生成从所述现在地点Hs(Ts3、Ts4、Ts5、αs、βs)到所述目标地点He(Te3、Te4、Te5、αe、βe)的所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴的速度模式；以及通过使针对所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的各驱动轴生成的速度模式以共同的加减速时间及共同的所需时间来同步的方式，生成所述第一驱动轴至所述第五驱动轴的共同速度模式。4.一种形状测定装置的控制方法，该形状测定装置包括：探针头，该探针头包括顶端具有测定端的触针、绕着第一旋转轴旋转的第一驱动轴以及绕着垂直于所述第一旋转轴的第二旋转轴旋转的第二驱动轴，该探针头由所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的旋转动作改变所述触针的姿势；以及坐标测量机，该坐标测量机包括作为互相垂直的三个平移轴的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田孝，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP