形状测量设备的控制方法和非易失性记录介质技术

一种形状测量设备的控制方法和记录介质，形状测量设备用平移移动机构和旋转驱动机构使探测器和工件相对移动以通过使探测器沿预设扫描路径移动来扫描测量工件。方法包括：操作员设置扫描路径和旋转驱动机构的转动角度命令；将关于扫描路径的数据分割成多个区段，针对各区段设置平移移动机构的平移速度模式；基于转动角度命令针对各区段计算该区段开始的转动角度值和该区段结束的转动角度值，针对各区段生成角速度模式；校正平移速度模式以减少角速度模式给出的转动命令的转动量，生成校正后平移速度模式；根据基于校正后平移速度模式的合成速度矢量驱动并控制平移移动机构，根据基于角速度模式的角速度命令同时驱动并控制旋转驱动机构。

【技术实现步骤摘要】
形状测量设备的控制方法和非易失性记录介质
本专利技术涉及形状测量设备的控制方法。
技术介绍
已知有用于通过在扫描测量对象物体的表面的同时使触针针尖沿着该表面移动来测量该测量对象物体的形状的形状测量设备(例如，参见JP5274782B、JP6030339B和JP6063161B)。为了进行扫描测量，需要设置扫描测量所用的路径。JP5274782B中所公开的设备将基于CAD数据等的与扫描路径有关的设计数据(例如，非均匀有理B样条(NURBS)数据)转换成具有预定次数的多项式曲线组。以下简要说明该过程。首先，从外部CAD系统等接收到包括路径信息的CAD数据(例如，NURBS数据)，并且将该CAD数据转换成点组数据。各点的数据是坐标(x,y,z)和法线方向(P,Q,R)的组合、即(x,y,z,P,Q,R)。在本说明书中，将包括信息(x,y,z,P,Q,R)的点组数据称为轮廓点数据。接着，使各点的坐标沿法线方向偏移预定量。(该预定量具体是触针针尖半径r-基准偏转量E0。)将以这种方式获得的点组数据称为偏移轮廓点数据。然后，将偏移轮廓点数据转换成具有预定次数的多项式曲线。这里，假定多项式是三次函数，并且曲线是参数三次曲线(PCC)。基于PCC来生成用于测量工件的路径。此外，将PCC分割成分割PCC。通过根据分割PCC计算速度曲线，来获得探测器的移动速度(移动矢量)。(例如，基于分割PCC的各区段(segment)的曲率等来设置探测器的移动速度(移动矢量)。)基于移动速度来使探测器移动，使得触针针尖扫描测量对象物体的表面，即进行被动标称扫描测量。(注意，本说明书中的“标称”一词是指沿着基于物体的设计数据预先计算出的预定轨迹的扫描)。此外，已知有用于在通过连续地计算偏转校正矢量来校正轨迹以保持探测器的偏转量恒定的同时、进行扫描测量的方法(JP6030339B)。在下文，这样的标称扫描被称为“主动标称扫描测量”。以下简要说明JP6030339B中所公开的主动标称扫描测量。在主动标称扫描测量中，通过以下的表达式1所表示的合成速度矢量V是用于移动探测器的命令。在基于合成速度矢量V来移动探测器时，进行在偏转量恒定的同时沿着PCC移动探测器(触针针尖)的工件表面扫描测量、即“主动标称扫描测量”。V＝Gf×Vf+Ge×Ve+Gc×Vc…(表达式1)参考图1，简要说明表达式1。在图1中，PCC(即，扫描路径)在与设计数据(轮廓点数据)偏移预定量(触针针尖半径r-基准偏转量E0)的位置处。(注意，图1示出由于加工误差等而导致实际工件与设计数据略微偏移。)矢量Vf是路径速度矢量。路径速度矢量Vf具有从PCC上的插值点(i)向着下一插值点(i+1)的方向。注意，路径速度矢量Vf的大小例如是基于插值点(i)处的PCC的曲率来确定的(例如，JP6063161B)。矢量Ve是用于保持探测器的偏转量Ep为预定基准偏转量E0(例如，0.3mm)的偏转量校正矢量。(偏转量校正矢量Ve必须与工件的表面的法线平行。)矢量Vc是轨迹校正矢量。轨迹校正矢量与从探测器位置向着PCC绘制的垂线平行。在表达式1中，Gf、Ge和Gc分别是扫描驱动增益、偏转方向校正增益和轨迹校正增益。图2示出PCC的示例。PCCL_PCC是从点P1连接至点P7的线，并且PCCL_PCC由P点分割成多个区段。(各区段也是PCC。)各区段的终点是下一区段(PCC)的起点。将各区段的起点的坐标表示为(KX0,KY0,KZ0)，并且将PCC的起点和终点之间的直线的长度表示为D。根据该定义，利用表示三次曲线的系数(KX3,KX2,…,KZ1,KZ0)通过以下的表达式(2)来表示PCC上的任意点处的坐标{X(S),Y(S),Z(S)}。X(S)＝KX3S3+KX2S2+KX1S+KX0Y(S)＝KY3S3+KY2S2+KY1S+KY0Z(S)＝KZ3S3+KZ2S2+KZ1S+KZ0…(表达式2)利用表达式(2)生成用于对测量对象物体进行扫描测量的路径，并且以利用合成速度矢量V(表达式1)沿着所计算出的PCC进行扫描测量的方式控制探测器。然后，获得对测量对象物体进行扫描测量的测量结果。
技术实现思路
近来，测量对象物体的形状已相当复杂，并且已期望对具有复杂形状的工件进行快速且精确的扫描测量。例如，需要对图3所示的涡轮的叶片进行快速且精确的扫描测量。现有的坐标测量机(JP5274782B、JP6030339B和JP6063161B)各自具有彼此垂直的X驱动轴、Y驱动轴和Z驱动轴这三个驱动轴，并且利用这三个垂直的驱动轴使探测器相对于测量对象物体移动。然而，利用现有的坐标测量机，随着测量对象物体的形状复杂化，探测器的运动也相应地复杂化。然后，探测器的移动速度变低，并且这需要很长时间来进行测量。此外，根据工件的形状，探测器的触针可能会干扰工件，并且不能进行测量。本专利技术是提供一种形状测量设备的控制方法，尽管测量对象物体具有复杂形状，但该方法也能够通过缩短测量时间来提高测量效率。根据本专利技术实施例的形状测量设备的控制方法是一种形状测量设备的控制方法，所述形状测量设备被配置为利用平移移动机构和旋转驱动机构使探测器和工件相对移动以通过使所述探测器沿着预先设置的扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量，所述控制方法包括：使针对所述平移移动机构的移动命令与针对所述旋转驱动机构的转动命令同步，使得通过使所述探测器沿着所述扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量。在本专利技术的实施例中，所述方法还可以包括：由操作员设置扫描路径和针对旋转台的转动角度命令；基于与所述扫描路径有关的数据来生成平移速度矢量命令，所述平移速度矢量命令用于驱动并控制所述平移移动机构使得所述探测器沿着所述扫描路径移动；基于所述转动角度命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令；校正所述平移速度矢量命令以减少所述转动命令的转动量，并且生成校正后平移速度矢量命令；以及基于所述转动命令和所述校正后平移速度矢量命令，来驱动并控制所述旋转驱动机构和所述平移移动机构。在本专利技术的实施例中，所述方法还可以包括：由操作员设置扫描路径和针对旋转台的转动角度命令；校正与所述扫描路径有关的数据以减少所述转动命令的转动量，并且生成校正后扫描路径数据；基于所述校正后扫描路径数据，来生成用于驱动并控制所述平移移动机构的平移速度矢量命令；基于所述转动角度命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令；以及基于所述转动命令和所述平移速度矢量命令来驱动并控制所述旋转驱动机构和所述平移移动机构。在本专利技术的实施例中，所述方法还可以包括：由操作员设置扫描路径；基于与所述扫描路径有关的数据，来生成平移速度矢量命令，所述平移速度矢量命令用于驱动并控制所述平移移动机构使得所述探测器沿着所述扫描路径移动；基于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状测量设备的控制方法，所述形状测量设备被配置为利用平移移动机构和旋转驱动机构使探测器和工件相对移动以通过使所述探测器沿着预先设置的扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量，所述控制方法包括：/n使针对所述平移移动机构的移动命令与针对所述旋转驱动机构的转动命令同步，使得通过使所述探测器沿着所述扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量。/n

【技术特征摘要】
20191014 JP 2019-188280;20191014 JP 2019-1882831.一种形状测量设备的控制方法，所述形状测量设备被配置为利用平移移动机构和旋转驱动机构使探测器和工件相对移动以通过使所述探测器沿着预先设置的扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量，所述控制方法包括：
使针对所述平移移动机构的移动命令与针对所述旋转驱动机构的转动命令同步，使得通过使所述探测器沿着所述扫描路径移动来对所述工件进行扫描测量。


2.根据权利要求1所述的形状测量设备的控制方法，所述控制方法还包括：
由操作员设置扫描路径和针对旋转台的转动角度命令；
基于与所述扫描路径有关的数据来生成平移速度矢量命令，所述平移速度矢量命令用于驱动并控制所述平移移动机构使得所述探测器沿着所述扫描路径移动；
基于所述转动角度命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令；
校正所述平移速度矢量命令以减少所述转动命令的转动量，并且生成校正后平移速度矢量命令；以及
基于所述转动命令和所述校正后平移速度矢量命令，来驱动并控制所述旋转驱动机构和所述平移移动机构。


3.根据权利要求1所述的形状测量设备的控制方法，所述控制方法还包括：
由操作员设置扫描路径和针对旋转台的转动角度命令；
校正与所述扫描路径有关的数据以减少所述转动命令的转动量，并且生成校正后扫描路径数据；
基于所述校正后扫描路径数据，来生成用于驱动并控制所述平移移动机构的平移速度矢量命令；
基于所述转动角度命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令；以及
基于所述转动命令和所述平移速度矢量命令来驱动并控制所述旋转驱动机构和所述平移移动机构。


4.根据权利要求1所述的形状测量设备的控制方法，所述控制方法还包括：
由操作员设置扫描路径；
基于与所述扫描路径有关的数据，来生成平移速度矢量命令，所述平移速度矢量命令用于驱动并控制所述平移移动机构使得所述探测器沿着所述扫描路径移动；
基于所述平移速度矢量命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令；
校正所述平移速度矢量命令以减少所述转动命令的转动量，并且生成校正后平移速度矢量命令；以及
基于所述转动命令和所述校正后平移速度矢量命令来驱动并控制所述旋转驱动机构和所述平移移动机构。


5.根据权利要求4所述的形状测量设备的控制方法，其中，
基于所述平移速度矢量命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令包括：基于路径速度矢量Vf的方向的变化来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令，以及
所述路径速度矢量Vf是具有从所述扫描路径上的一个插值点向着下一插值点的方向的矢量。


6.根据权利要求4所述的形状测量设备的控制方法，其中，
基于所述平移速度矢量命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令包括：基于由偏转量校正矢量Ve和接近方向AP所形成的角度来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令，
所述接近方向AP是所述平移移动机构使所述探测器接触所述工件的预定方向，以及
所述偏转量校正矢量Ve是用于将所述探测器的偏转量Ep校正为预定基准偏转量E0的矢量、并且具有与所述工件在接触点处的法线平行的方向。


7.根据权利要求4所述的形状测量设备的控制方法，其中，
基于所述平移速度矢量命令来生成针对所述旋转驱动机构的转动命令包括：
计算虚拟圆C1，所述虚拟圆C1具有所述旋转驱动机构的转动中心Oc作为中心，并且具有所述探测器和所述工件的接触点与所述转动中心Oc之间的距离r1作为半径；
计算所述虚拟圆C1在所述接触点处的切线L1；
计算作为所述平移速度矢量命令在所述切线L1的方向上的元素的转动方向矢量VL1；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：榊原昇太，神谷浩，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP