形状测定装置的控制方法制造方法及图纸

技术编号:20584734 阅读:117 留言:0更新日期:2019-03-16 05:49
本发明专利技术提供一种形状测定装置的控制方法,使速度图案的加减速变更的定时与控制采样周期同步,从而避免产生控制偏差。基于根据预先获得的测定对象物的形状数据设定的移动路径的形状,生成用于沿移动路径移动的速度图案。判定速度图案的速度变更的定时是否与形状测定装置的控制采样周期同步。在速度图案的速度变更的定时与控制采样周期不同步的情况下,对速度图案进行修正使得速度图案的速度变更的定时与形状测定装置的控制采样周期同步。

Control Method of Shape Measuring Device

The invention provides a control method of a shape measuring device, which synchronizes the timing of the acceleration and deceleration changes of the speed pattern with the control sampling period, thereby avoiding the control deviation. Based on the shape of the moving path set according to the shape data of the measured object, a velocity pattern for moving along the moving path is generated. Determine whether the timing of the speed change of the speed pattern is synchronized with the control sampling period of the shape measuring device. In the case that the timing of the speed change of the speed pattern is not synchronized with the control sampling period, the speed pattern is modified so that the timing of the speed change of the speed pattern is synchronized with the control sampling period of the shape measuring device.

【技术实现步骤摘要】
形状测定装置的控制方法本申请基于2017年9月8日提交的日本专利申请号2017-173574要求优先权,其公开内容通过引用而整体纳入本申请。
本专利技术涉及一种形状测定装置的控制方法。
技术介绍
已知一种通过使探头沿着测定对象物的表面进行扫描移动来对测定对象物的形状进行测定的形状测定装置(例如,参照专利文献1、2、3)。在扫描测定中,需要事先生成扫描测定的路径。在专利文献1所记载的装置中,将基于CAD数据等得到的设计值(例如NURBS(Non-UniformRationalB-Spline:非均匀有理B样条)数据)变换为规定次数的多项式曲线群。简单地对该过程进行说明,首先,从外部的CAD系统等接收包含路径信息的CAD数据(例如NURBS数据),将该CAD数据变换为点群的数据。各点的数据为将坐标值(x,y,z)与法线方向(P,Q,R)组合而成的数据(也就是说,是(x,y,z,P,Q,R)。)。在本说明书中,为了以后的说明,将具有(x,y,z,P,Q,R)信息的点群的数据称为轮廓点数据。接着,使各点的坐标值沿法线方向偏移规定量(规定量具体是指触针头半径r-基准偏差量E0。)。将通过这样求出的点群数据称为已偏移轮廓点数据。然后,将已偏移轮廓点数据变换为规定次数的多项式曲线群。在此,作为多项式,使用三次函数,设为PCC曲线群(ParametricCubicCurves:参数三次曲线)。基于该PCC曲线生成扫描测定的路径。并且,对PCC曲线进行分割而设为分割PCC曲线群。基于分割PCC曲线群计算速度曲线,来计算探头的移动速度(移动矢量)。例如,基于分割PCC曲线群的各片段的曲率等来设定探头的移动速度(移动矢量)。基于像这样计算出的移动速度来使探头沿着测定对象物的表面移动(被动标称扫描测定)。并且,还已知一种为了使探头的偏差量固定而时刻地计算偏差修正矢量来一边修正轨迹一边进行扫描测定的方法(主动标称扫描测定)。简单地介绍专利文献2(日本特开2013-238573号公报)中所公开的“主动标称扫描测定”。在“主动标称扫描测定”中,将通过下面的(式1)表示的合成矢量V设为探头的矢量移动指令。当探头进行基于合成矢量V的移动时,实现探头(触针头)以沿着PCC曲线的方式移动并使偏差量固定的工件表面扫描测定、也就是“主动标称扫描测定”。V=Gf×Vf+Ge×Ve+Gc×Vc···(式1)参照图1简单地说明式1的意思。在图1中,PCC曲线(也就是扫描路径)位于从设计数据(轮廓点数据)偏移了规定量(触针头半径r-基准偏差量E0)的地方。另外,在图1中,实际的工件稍微偏离于设计数据。矢量Vf为路径速度矢量。路径速度矢量Vf具有从PCC曲线上的插值点(i)朝向下一个插值点(i+1)的方向。此外,路径速度矢量Vf的大小例如基于PCC曲线的在插值点(i)处的曲率决定(例如专利文献3)。矢量Ve为偏差量修正矢量,是用于使探头的偏差量Ep成为规定的基准偏差量E0(例如0.3mm)的矢量。(偏差量修正矢量Ve必然平行于工件表面的法线。)矢量Vc为轨迹修正矢量。轨迹修正矢量平行于从探头位置向PCC曲线下垂的垂线。在式1中,Gf、Ge、Gc分别是扫描驱动增益、偏差方向修正增益、轨迹修正增益。在图2中例示PCC曲线。图2表示从点P1到点P7为止连续的PCC曲线L_PCC,通过点P将该PCC曲线L_PCC分割为多个片段。(各片段也为PCC曲线。)各片段的终点为下一片段(PCC曲线)的起点。将片段的起点的坐标表示为(KX0,KY0,KZ0),将该PCC曲线上的起点与终点之间的直线的长度设为D。当像这样进行定义时,使用用于表示三次曲线的系数(KX3、KX2····KZ1、KZ0),通过下式来表示PCC曲线上的任意位置处的坐标{X(S),Y(S),Z(S)}。X(S)=KX3S3+KX2S2+KX1S+KX0Y(S)=KY3S3+KY2S2+KY1S+KY0Z(S)=KZ3S3+KZ2S2+KZ1S+KZ0如果工件是由平面、曲率固定的圆构成那样的简单形状,则扫描测定的路径也可以是直线、圆之类的简单形状,不需要将PCC曲线分割为很多的片段。另一方面,由于工件的测定部位呈复杂的形状,并且要高精度地追随这样的测定部位的同时进行高精度的扫描测定,因此必须将PCC曲线进行细密的分割来使片段数增加。例如在对图3那样的曲线的轮廓形状进行扫描测定的情况下,如图4所例示的那样,在曲率变化的地方分割成片段。而且,针对每个片段设定适当的速度图案(专利文献3)。也就是说,根据各片段设定高精度地追随曲线的同时尽可能高速地进行移动的速度图案。在图5中示出速度图案的一例。专利文献1:日本特开2008-241420号公报专利文献2:日本特开2013-238573号公报专利文献3:日本特开2014-21004号公报(专利6063161)
技术实现思路
专利技术要解决的问题虽然只要按照例如图5那样求出的速度图案进行移动速度的加减速控制即可,但是实际上产生了如下的问题。图5的速度图案是基于PCC曲线的曲率等形状通过速度图案的适用和运算处理而求出的。但是,在实际上对形状测定装置进行驱动控制的情况下,以控制采样周期为单位执行命令。作为一例,请参照图6。图6是针对速度图案以控制采样周期为单位(T)在时间轴上加入了刻度的图。该图6的速度图案是刚好与控制采样周期完全一致的情况的例子。最初,从开始速度Vs起进行加速,达到恒定速度V并以恒定速度V行进,之后减速至结束速度Ve。如果按所设定的时间执行速度图案的加减速,则理应到达目标地点。另一方面,图7的速度图案是与控制采样周期不一致的情况。在速度图案中,从开始速度Vs起进行加速而达到恒定速度V,但是加速的结束时间不与控制采样周期的最后一致。因此,探头继续加速直到控制采样周期的最后为止。于是,导致超过了目标的恒定速度V,导致探头的位置经过了运算上的目标地点。并且,在以恒定速度V行进之后,转变为减速区间,但是减速的开始不与控制采样周期的开头一致。因此,探头继续保持恒定速度V直到控制采样周期的最后为止。如果减速定时延迟,则导致探头的最终位置经过了运算上的目标地点。这样,每当加减速的变更定时与控制采样周期之间存在偏差时,控制误差就会累积。在现有的形状测定装置的驱动控制中,由于最高速度、最高加速度的大小并不那么大,因此控制偏差不会达到致命性的大小(或者,对最高速度和最高加速度进行了抑制以不使控制偏差过大。)。但是,在期望提高测定效率的当下,如果最高速度、最高加速度变大,则所述控制偏差成为重要的解决课题。本专利技术的目的在于提供一种使速度图案的加减速变更的定时与控制采样周期同步从而避免产生控制偏差的形状测定装置的控制方法。用于解决问题的方案本专利技术的形状测定装置的控制方法是使探头沿着测定对象物的表面移动来测定所述测定对象物的形状的形状测定装置的控制方法,在所述形状测定装置的控制方法包括:基于根据预先获得的所述测定对象物的形状数据设定的移动路径的形状,生成用于使所述探头沿所述移动路径移动的速度图案;判定所述速度图案的速度变更的定时是否与所述形状测定装置的控制采样周期同步;并且在所述速度图案的速度变更的所述定时与所述控制采样周期不同步的情况下,对所述速度图案进行修正使得所述速度图案本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种形状测定装置的控制方法,所述形状测定装置使探头沿着测定对象物的表面移动来测定所述测定对象物的形状,所述形状测定装置的控制方法包括:基于根据预先获得的所述测定对象物的形状数据设定的移动路径的形状,生成用于使所述探头沿所述移动路径移动的速度图案;判定所述速度图案的速度变更的定时是否与所述形状测定装置的控制采样周期同步;并且在所述速度图案的速度变更的所述定时与所述控制采样周期不同步的情况下,对所述速度图案进行修正使得所述速度图案的速度变更的所述定时与所述形状测定装置的控制采样周期同步。

【技术特征摘要】
2017.09.08 JP 2017-1735741.一种形状测定装置的控制方法,所述形状测定装置使探头沿着测定对象物的表面移动来测定所述测定对象物的形状,所述形状测定装置的控制方法包括:基于根据预先获得的所述测定对象物的形状数据设定的移动路径的形状,生成用于使所述探头沿所述移动路径移动的速度图案;判定所述速度图案的速度变更的定时是否与所述形状测定装置的控制采样周期同步;并且在所述速度图案的速度变更的所述定时与所述控制采样周期不同步的情况下,对所述速度图案进行修正使得所述速度图案的速度变更的所述定时与所述形状测定装置的控制采样周期同步。2.根据权利要求1所述的形状测定装置的控制方法,其特征在于,所述对所述速度图案进行修正使得所述速度图案的速度变更的所述定时与所述形状测定装置的控制采样周期同步的步骤包括:在所述速度图案的开始速度和结束速度为零且所述速度图案为梯形图案的情况下,计算对加速区间的控...

【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

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