坐标测定装置和坐标校正方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及坐标测定装置和坐标校正方法。处理装置具有：坐标获取部，其在由限制单元限制了测定触头状态下由驱动机构使测定探头进行了移动时分别获取测定探头的移动量和探头输出；矩阵生成部，其根据坐标获取部的输出来生成由分别用于校正针对测定探头的移动量的线性校正元素和非线性校正元素构成的校正矩阵；以及探头输出校正部，其使用校正矩阵校正探头输出。坐标获取部在线性校正元素的数量与非线性校正元素的数量的合计数以上的测定点处分别获取测定探头的移动量和探头输出。由此，能够校正从测定探头输出的探头输出的非线性误差，因此能够高精度地求出被测定物的形状坐标。

Coordinate measuring device and coordinate correction method

The present invention relates to a coordinate measuring device and a coordinate correction method. Processing device has a coordinate acquisition section, the unit was determined by restriction limits contact state by a driving mechanism that the mobile measuring probe when measuring probe and the amount of movement of the probe output were obtained; matrix generation part, according to the output coordinates of the afterlife were used to correct for the determination of linear displacement transducer the correction elements and nonlinear correction elements correction matrix; and the probe output correction, the correction matrix correction probe output. The coordinate acquisition section obtains the measurement volume and output of the probe separately at the determination points above the number of linear correction elements and the number of nonlinear correction elements. Thus, the nonlinear error of the probe output from the measuring probe can be corrected, so that the shape coordinates of the measured object can be obtained in a high precision.

【技术实现步骤摘要】
坐标测定装置和坐标校正方法2016年8月26日提交的日本专利申请2016-166343的包括说明书、附图和权利要求书的全部内容通过引用而被包含于此。
本专利技术涉及一种坐标测定装置和坐标校正方法，特别是涉及一种由于能够校正从测定探头所输出的探头输出的非线性误差因此能够高精度地求出被测定物的形状坐标的坐标测定装置和探头坐标系的坐标校正方法。
技术介绍
以往，已知一种坐标测定装置，具备：测定探头，其以测针能够移动的方式支承具有用于与被测定物接触的测定触头(接触构件)的测针，按照该测定触头的位移进行探头输出；驱动机构，其保持该测定探头并使该测定探头移动；以及处理装置，其基于该探头输出和该驱动机构使该测定探头移动的移动量来运算所述被测定物的形状坐标。在该处理装置中，通过将驱动机构使测定探头在坐标测定装置的坐标系即装置坐标系上移动的移动量{xm，ym，zm}T(还简称为M)与测定探头的坐标系即探头坐标系的探头输出{xp，yp，zp}T(还简称为P)相加，能够运算式(1)所示的形状坐标{x，y，z}T(还简称为X)。在此，在日本专利5297787号公报(以下称为专利文献1)中，为了降低装置坐标系与探头坐标系的不一致所产生的误差，提出了如下一种方法：在对测定触头的平动位移进行了限制的状态下由驱动机构驱动测定探头，基于此时的多个测定点处的测定探头的移动量M和探头输出P求出校正矩阵A。通过求出的校正矩阵A，能够如式(2)所示那样从探头输出P变换为装置坐标系的变换输出{xp_m，yp_m，zp_m}T(还简称为PM)。而且，如式(3)所示那样，通过将测定探头的移动量M加上该变换输出PM，能够运算形状坐标X。其中，校正矩阵A此外，符号A11～A33是构成校正矩阵A的校正元素，用于对探头输出P的各坐标成分进行校正。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1中，设为能够以校正矩阵A的校正元素A11～A33仅对探头输出P的一次的坐标成分(称为线性坐标成分)分别进行校正。在此，例如存在如下的情况：在测定探头中以测针能够移动的方式支承测针的构件的所谓弹簧结构(包括弹簧主体及其引导件)、检测测针的位移的探头传感器未必在三个方向的各个方向上都进行线性的响应。例如，在弹簧结构的弹簧常数为非线性的情况下，当测定触头与驱动机构之间的距离在弹簧常数为非线性的方向上发生变化时，测定触头在该方向上的位移有可能成为非线性。另外，例如由于弹簧结构的非线性的响应，也有可能在固定方向的测定力施加于测定触头时，测定触头进行圆弧运动地产生位移。并且，例如由于探头传感器的非线性的响应，还有可能在探头输出中包含非线性误差。也就是说，即使装置坐标系与探头坐标系的不一致所产生的误差被消除，也有可能无法消除在上述的弹簧结构、探头传感器中进行了非线性响应时从测定探头输出的探头输出的非线性误差。本专利技术是为了解决上述问题点而完成的，其课题在于提供一种由于能够校正从测定探头所输出的探头输出的非线性误差因此能够高精度地求出被测定物的形状坐标的坐标测定装置和坐标校正方法。用于解决问题的方案本申请的第1专利技术所涉及的专利技术通过以下的坐标测定装置解决所述课题，该坐标测定装置具备：测定探头，其将具有用于与被测定物接触的测定触头的测针以能够移动的方式支承，并按照该测定触头的位移进行探头输出；驱动机构，其使该测定探头相对于所述被测定物相对地移动；以及处理装置，其基于该探头输出和由该驱动机构使该测定探头移动的移动量来运算所述被测定物的形状坐标，在该坐标测定装置中，还具备限制单元，该限制单元限制所述测定触头的平动位移，所述处理装置具有：坐标获取部，在由所述限制单元限制了该测定触头的状态下由所述驱动机构使所述测定探头进行了移动时，该坐标获取部分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出；矩阵生成部，其根据该坐标获取部的输出，生成由线性校正元素和非线性校正元素构成的校正矩阵，该线性校正元素和该非线性校正元素分别用于校正针对所述测定探头的移动量的所述探头输出的线性坐标成分和非线性坐标成分；以及探头输出校正部，其使用该校正矩阵校正所述探头输出，其中，所述坐标获取部在所述线性校正元素的数量与所述非线性校正元素的数量的合计数以上的测定点处分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出。本申请的第2专利技术所涉及的专利技术设为，在由所述限制单元将所述测定触头限制在所述探头输出为0的基准位置处的状态下，所述坐标获取部分别获取在使所述测定探头从所述基准位置移动到各个所述测定点的时间点的移动量和所述探头输出。本申请的第3专利技术所涉及的专利技术为，所述限制单元还设为如下的结构：不限制所述测定触头的以其中心为旋转中心的旋转位移。本申请的第4专利技术所涉及的专利技术设为，所述限制单元具备接触部，该接触部在内接于所述测定触头的正四面体的四个顶点的位置处与该测定触头接触。本申请的第5专利技术所涉及的专利技术为，所述限制单元具备两个按压构件，该两个按压构件夹着所述测定触头而相向地配设，按压该测定触头，在该两个按压构件的靠测定触头的一侧分别设置有平行的两个柱状部，该两个柱状部在与所述两个按压构件相向的方向正交的方向上具有轴，将一个所述按压构件中的所述柱状部的轴与另一个所述按压构件中的所述柱状部的轴的方向设为相互正交，在各柱状部分别设置有所述接触部。本申请的第6专利技术所涉及的专利技术为，将所述柱状部形成为圆柱状，能够使所述柱状部绕轴旋转。本申请的第7专利技术所涉及的专利技术设为，所述限制单元具备四个按压构件，该四个按压构件朝向所述测定触头的中心按压该测定触头，该按压构件分别具备抵接构件和支承构件，该抵接构件呈球形状并具有所述接触部，该支承构件将该抵接构件以能够旋转的方式支承。本申请的第8专利技术所涉及的专利技术设为，一种坐标测定装置的坐标校正方法，该坐标测定装置具备：测定探头，其将具有用于与被测定物接触的测定触头的测针以能够移动的方式支承，并按照该测定触头的位移进行探头输出；驱动机构，其使该测定探头相对于所述被测定物相对地移动；以及处理装置，其基于该探头输出和由该驱动机构使该测定探头移动的移动量来运算所述被测定物的形状坐标，该坐标校正方法包括以下步骤：限制所述测定触头的平动位移；在由所述驱动机构使所述测定探头进行了移动时，分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出；使用获取到的所述测定探头的移动量和所述探头输出来生成由线性校正元素和非线性校正元素构成的校正矩阵，其中，获取到的所述测定探头的移动量和所述探头输出的数量分别为所述线性校正元素的数量与所述非线性校正元素的数量的合计数以上，该线性校正元素和该非线性校正元素分别用于校正针对所述测定探头的移动量的所述探头输出的线性坐标成分和非线性坐标成分；以及使用该校正矩阵校正所述探头输出。本申请的第9专利技术所涉及的专利技术设为，在所述探头输出为0的基准位置处进行限制所述测定触头的平动位移的步骤。本申请的第10专利技术所涉及的专利技术设为，在限制所述测定触头的平动位移的步骤中，不限制所述测定触头的以其中心为旋转中心的旋转位移。根据本专利技术，能够对从测定探头输出的探头输出的非线性误差进行校正，因此能够高精度地求出被测定物的形状坐标。通过以下针对优选实施例的详细说明，本专利技术的这些和其它新特征和优点将变得明显。附图说明将参考附图来说明优选实施例，其中在整个附图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标测定装置，具备：测定探头，其将具有用于与被测定物接触的测定触头的测针以能够移动的方式支承，并按照该测定触头的位移进行探头输出；驱动机构，其使该测定探头相对于所述被测定物相对地移动；以及处理装置，其基于该探头输出和由该驱动机构使该测定探头移动的移动量来运算所述被测定物的形状坐标，该坐标测定装置的特征在于，还具备限制单元，该限制单元限制所述测定触头的平动位移，所述处理装置具有：坐标获取部，在由所述限制单元限制了该测定触头的状态下由所述驱动机构使所述测定探头进行了移动时，该坐标获取部分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出；矩阵生成部，其根据该坐标获取部的输出，生成由线性校正元素和非线性校正元素构成的校正矩阵，该线性校正元素和该非线性校正元素分别用于校正针对所述测定探头的移动量的所述探头输出的线性坐标成分和非线性坐标成分；以及探头输出校正部，其使用该校正矩阵校正所述探头输出，其中，所述坐标获取部在所述线性校正元素的数量与所述非线性校正元素的数量的合计数以上的测定点处分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出。

【技术特征摘要】
2016.08.26 JP 2016-1663431.一种坐标测定装置，具备：测定探头，其将具有用于与被测定物接触的测定触头的测针以能够移动的方式支承，并按照该测定触头的位移进行探头输出；驱动机构，其使该测定探头相对于所述被测定物相对地移动；以及处理装置，其基于该探头输出和由该驱动机构使该测定探头移动的移动量来运算所述被测定物的形状坐标，该坐标测定装置的特征在于，还具备限制单元，该限制单元限制所述测定触头的平动位移，所述处理装置具有：坐标获取部，在由所述限制单元限制了该测定触头的状态下由所述驱动机构使所述测定探头进行了移动时，该坐标获取部分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出；矩阵生成部，其根据该坐标获取部的输出，生成由线性校正元素和非线性校正元素构成的校正矩阵，该线性校正元素和该非线性校正元素分别用于校正针对所述测定探头的移动量的所述探头输出的线性坐标成分和非线性坐标成分；以及探头输出校正部，其使用该校正矩阵校正所述探头输出，其中，所述坐标获取部在所述线性校正元素的数量与所述非线性校正元素的数量的合计数以上的测定点处分别获取所述测定探头的移动量和所述探头输出。2.根据权利要求1所述的坐标测定装置，其特征在于，在由所述限制单元将所述测定触头限制在所述探头输出为0的基准位置处的状态下，所述坐标获取部分别获取在使所述测定探头从所述基准位置移动到各个所述测定点的时间点的移动量和所述探头输出。3.根据权利要求2所述的坐标测定装置，其特征在于，所述限制单元还设为如下的结构：不限制所述测定触头的以其中心为旋转中心的旋转位移。4.根据权利要求3所述的坐标测定装置，其特征在于，所述限制单元具备接触部，该接触部在内接于所述测定触头的正四面体的四个顶点的位置处与该测定触头接触。5.根据权利要求4所述的坐标测定装置，其特征在于，所述限制单元具备两个按压构件，该两个按压构件夹着所述测定触头而相向地配设，按压该测定触头，在该两...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川英幸，石川修弘，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP