JPH0790447B2 - Tracer head detection error correction method - Google Patents
Tracer head detection error correction methodInfo
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- JPH0790447B2 JPH0790447B2 JP63260633A JP26063388A JPH0790447B2 JP H0790447 B2 JPH0790447 B2 JP H0790447B2 JP 63260633 A JP63260633 A JP 63260633A JP 26063388 A JP26063388 A JP 26063388A JP H0790447 B2 JPH0790447 B2 JP H0790447B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワークの3次元立体形状の寸法測定、倣い工
作機械における母型倣い、母型倣いデータから数値制御
工作機械のNC加工データを作成するディジタイジングに
用いられるトレーサヘッドに関し、特に、トレーサヘッ
ド先端に接触測定子として着脱自在に設けられるスタイ
ラスの長さや重量、及びスタイラスの可動ストローク長
さの増加等の物理的条件が変化することにより発生する
トレーサヘッドの検出変位の誤差を補正することによ
り、高い検出精度を実現可能にする誤差補正方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is to measure the dimension of a three-dimensional solid shape of a workpiece, copy a master pattern in a copying machine tool, and convert NC machining data of a numerically controlled machine tool from the master pattern copying data. Regarding the tracer head used for digitizing to be created, in particular, the physical conditions such as the length and weight of the stylus removably provided as a contact measuring element at the tip of the tracer head and the increase in the movable stroke length of the stylus should change. The present invention relates to an error correction method that can realize high detection accuracy by correcting an error in the detected displacement of the tracer head that is generated by.
ワークの3次元立体形状の寸法測定、所望形状の母型を
倣うことにより工具動作を倣い制御して母型と同一又は
相似形状の加工品を機械加工する倣い工作機械または母
型倣いデータから数値制御工作機械用のNCデータを作成
し、そのNCデータを用いて数値制御工作機械を作動させ
得るようにするディジタイジング装置においては、ワー
ク表面や母型表面を接触検出するスタイラスを先端に備
え、このスタイラスを弾性支持機構により直交3次元方
向に平行移動可能に自由支持すると共に、そのスタイラ
スの追従変位を電気信号として取り出す変位検出器を各
軸毎に内蔵したトレーサヘッドが用いられる。このよう
なトレーサヘッドの従来の構成の最も典型的な例は、特
公昭54−43230号公報に開示されており、上記変位検出
器として差動トランスが最適に用いられることは周知で
ある。上述の特公昭54−43230号公報に開示されたトレ
ーサヘッドは、スタイラスの支持に弾性板と弾性筒とを
用いることにより、スタイラスが測定面や倣い面を走査
して機械的変位を行う過程における摩擦に原因した誤差
の発生を排除した点で良好な機械的性能を有しているこ
とが認められている。又、この公知のトレーサヘッドを
用いた効果的な立体形状測定方法と装置が特公昭53−03
935号公報に開示されている。すなわち、スタイラスの
被測定面との接触部が通常、球形状部に形成されている
ため、上記被測定面がスタイラス軸線に対して傾斜した
面である場合には、被測定点と球形状部との接触点にず
れが生じることを考慮し、球形状部の見掛けの中心を被
測定点に一致させるように電気的に補正を行い、傾斜面
を含む非平面の高精度測定を実現可能にしたものであ
り、この様な補正方法は3次元形状の測定ばかりでな
く、倣い工作機械における母型の複雑な表面の倣い過程
における変位検出においても基準変位量の測定に効果的
に実用されている。Dimensional measurement of the three-dimensional shape of the workpiece, copying control of the tool movement by copying the master mold of the desired shape to machine a workpiece with the same or similar shape as the master mold Numerical value from the machine tool or master mold copy data In a digitizing device that creates NC data for a controlled machine tool and can operate a numerically controlled machine tool using the NC data, a stylus that detects the contact of a work surface or a mother die surface is provided at the tip, A tracer head is used in which the stylus is freely supported by an elastic support mechanism so that the stylus can move in parallel in the orthogonal three-dimensional directions, and a displacement detector that takes out the following displacement of the stylus as an electric signal is built in for each axis. The most typical example of the conventional structure of such a tracer head is disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-43230, and it is well known that a differential transformer is optimally used as the displacement detector. The tracer head disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-43230 described above uses an elastic plate and an elastic cylinder to support the stylus, so that the stylus scans the measuring surface or the copying surface to perform mechanical displacement. It has been found to have good mechanical performance in that it eliminates the occurrence of errors due to friction. Further, an effective three-dimensional shape measuring method and apparatus using this known tracer head is disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-03.
It is disclosed in Japanese Patent No. 935. That is, since the contact portion of the stylus with the surface to be measured is usually formed into a spherical portion, if the surface to be measured is a surface inclined with respect to the stylus axis, the point to be measured and the spherical portion are measured. In consideration of the deviation of the contact point with, the electrical correction is performed so that the apparent center of the spherical part coincides with the measured point, making it possible to realize highly accurate measurement of non-planar surfaces including inclined surfaces. Such a correction method is effectively used not only for measuring the three-dimensional shape but also for measuring the reference displacement amount in the displacement detection in the copying process of the complicated surface of the master die in the copying machine tool. There is.
然しながら、上述した弾性機構により自由支持したスタ
イラスを有してトレーサヘッドにおいてもなお種々の解
決すべき問題点が有る。即ち、この種の従来のトレーサ
ヘッドは、弾性支持機構を用いた自由支持構造を有して
いることから、原理的には上述の如く、直交3次元の各
軸方向(X軸、Y軸、Z軸)に平行移動変位を行う構成
にあるが、スタイラスの検出変位が大きくなると、スタ
イラスの実際の変位量に対するトレーサヘッドの変位検
出器から得られる検出変位量とは1対1の関係からずれ
を生じ、第4図に示すように、スタイラスに対して与え
た変位量を横軸とし、該スタイラスを装着したトレーサ
ヘッドの変位検出器の検出変位出力を縦軸とする直交グ
ラフ表示において、所謂、非線型性が発生するため誤差
要因となる。また、周知の自動スタイラス交換装置を有
した倣い工作機械やディジタイジング装置等にあって、
トレーサヘッドに着脱自在に装着されるスタイラスの長
さが長短種々異なることにより、スタイラスの同一変位
量に対するトレーサヘッドの変位検出器から検出される
検出変位量が一定にならない。第5図に図示のように、
スタイラスに対する与変位を横軸、トレーサヘッドの変
位検出器の検出変位を縦軸とするグラフにおいて、両者
の関係直線が予め選定した標準長さのスタイラスに関し
て得られる理想的な直線関係に対して、スタイラス長さ
の増加に伴い横軸側に寝てくる傾向を有するばらつきが
生ずると言う検出精度の劣下に繋がる問題点が発生す
る。これらはスタイラスを弾性支持機構で支持すること
により略理想的な平行移動構造を実現したトレーサヘッ
ドにおいては、最早、機械構造的な改善では解決が困難
な状態に到っている。故に、このような問題点を解決策
として、従来はスタイラス長さに応じた誤差早見表を予
め作成し、作業者が装着するスタイラスの長さに対応し
た補正量をトレーサヘッドの基準変位量の変更により設
定する方策が取られたが、このような作業者の介在によ
る補正対策は機械の自動化、無人化の障害となるばかり
でなく、自動スタイラス交換装置を備えた倣い工作機械
等では、予めスタイラス長さを一定長さに揃えて準備し
ておかなければならない等の厄介且つコスト高の原因と
なるような問題点を残存させる結果と成っている。However, the tracer head having the stylus freely supported by the elastic mechanism described above still has various problems to be solved. That is, since the conventional tracer head of this type has a free support structure using an elastic support mechanism, in principle, as described above, the three-dimensional orthogonal axial directions (X axis, Y axis, Although it is configured to perform parallel displacement on the Z axis), when the detected displacement of the stylus becomes large, the actual displacement of the stylus deviates from the one-to-one relationship with the detected displacement obtained from the displacement detector of the tracer head. As shown in FIG. 4, in the orthogonal graph display in which the horizontal axis indicates the displacement given to the stylus and the vertical axis indicates the detected displacement output of the displacement detector of the tracer head equipped with the stylus, the so-called Since non-linearity is generated, it causes an error. Further, in a copying machine tool or a digitizing device having a well-known automatic stylus changing device,
Since the length of the stylus detachably attached to the tracer head varies from short to long, the amount of displacement detected by the displacement detector of the tracer head for the same amount of displacement of the stylus is not constant. As shown in FIG.
In a graph with the horizontal axis representing the displacement with respect to the stylus and the vertical axis representing the displacement detected by the displacement detector of the tracer head, the relationship between the two is an ideal linear relationship obtained for a stylus of standard length selected in advance, As the stylus length increases, a variation that tends to lie on the side of the horizontal axis occurs, which causes a problem of deterioration in detection accuracy. In a tracer head that realizes a substantially ideal parallel movement structure by supporting a stylus with an elastic support mechanism, it is no longer possible to solve it by improving the mechanical structure. Therefore, as a solution to such a problem, conventionally, an error quick reference table according to the stylus length is created in advance, and the correction amount corresponding to the length of the stylus worn by the operator is set as the reference displacement amount of the tracer head. Although a measure was set by changing it, such correction measures due to operator intervention not only hinder automation and unmanned operation of the machine, but also in copying machine tools equipped with an automatic stylus changing device, This results in problems such as having to prepare the stylus length to a certain length and preparing it, which is troublesome and causes a high cost.
更に、従来のトレーサヘッドによると、上記スタイラス
長さの変化に加えてスタイラス重量の変化によって、特
に、スタイラス軸心方向においてトレーサヘッドの変位
検出器における零点がずれる問題があった(第6図に図
示のように、重量の増加に従って与変位ー検出変位の直
線が下方にずれる)。このような零点のずれを補正する
ためには、トレーサヘッドに装着されるスタイラスの重
量変化に対応してカウンタバランス装置を取付け、スタ
イラス軸心方向において、人手によりカウンタバランス
調整を行う方策が取られていた。このようなカウンタバ
ランス装置の介在は自動化の障害となり、自動スタイラ
ス交換装置を備えた倣い工作機械の場合には、該自動ス
タイラス交換装置に装填される種々異なる径を有した球
形部を持つ複数のスタイラスに就き、上述したスタイラ
ス長さと同時に重量をも予め相互に一致するようにスタ
イラスを、例えば、材料変更等の方法で製作する方法が
取られている。従って、スタイラスの加工を極めて煩瑣
にすると共にコスト低減を著しく困難にする問題を生じ
ている。Further, according to the conventional tracer head, there is a problem that the zero point in the displacement detector of the tracer head is displaced particularly in the axial direction of the stylus due to the change in the stylus weight in addition to the change in the stylus length (see FIG. 6). As shown in the figure, the line of applied displacement-detected displacement shifts downward as the weight increases). In order to correct such a deviation of the zero point, a measure is taken in which a counterbalance device is installed in response to a change in the weight of the stylus mounted on the tracer head, and the counterbalance is manually adjusted in the axial direction of the stylus. Was there. The interposition of such a counterbalance device is an obstacle to automation, and in the case of a copying machine tool equipped with an automatic stylus changing device, a plurality of spherical parts having different diameters loaded in the automatic stylus changing device are provided. Regarding the stylus, a method of manufacturing the stylus by a method such as changing the material is adopted so that the weight of the stylus and the weight of the stylus at the same time are matched with each other in advance. Therefore, there is a problem that the processing of the stylus is extremely complicated and cost reduction is extremely difficult.
依って、本発明の主たる目的は、寸法測定及び倣い加工
等に用いられるトレーサヘッドにおける上述の諸問題を
解決し得る新規な解決策を提供して、トレーサヘッドに
よって従来より高精度な変位検出を可能にすることにあ
る。Therefore, a main object of the present invention is to provide a novel solution capable of solving the above-mentioned problems in a tracer head used for dimension measurement, copying, etc., so that the tracer head can detect displacement with higher accuracy than before. To enable.
本発明の他の目的は、トレーサヘッドの検出変位の誤差
を近時の高性能マイクプロセッサの利用により、非機械
的に補正する新規な方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a novel method for non-mechanically correcting the error in the detected displacement of the tracer head by using a recent high-performance microprocessor.
また、本発明の更に他の目的は、無人化、自動化を高度
に推進可能にした倣い工作機械等に適用可能なトレーサ
ヘッドを提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a tracer head applicable to a copying machine tool or the like which is highly unmanned and can be automated.
即ち、本発明によれば、被測定物や母型等の被検出面を
接触、走査するスタイラスと、該スタイラスを求心作用
を有して直交3軸方向に自由支持する弾性保持機構と、
前記スタイラスに与えられた与変位を信号形態の検出変
位に変換送出する変位検出器とを備えたトレーサヘッド
からの検出変位出力に含まれる誤差を補正する方法にお
いて、上記スタイラスの各種長さについて上記スタイラ
スに与える真の与変位とその時の誤差を含む検出変位と
の関係を予め求めて補正関数として読み込み手段に記憶
し、実用中のスタイラスで検出している刻々の検出変位
を該実用中のスタイラス長に応じて上記補正関数の検出
変位の項に代入して演算し、自動的にスタイラスの正し
い変位量を得るようにしたトレーサヘッドの検出変位の
誤差補正方法であって、 前記読み込み手段に記憶する補正関数は、補正後の変位
量をy、実用中のスタイラスで検出した変位量をx、ス
タイラスの長さによって決まる正の係数をa、bとする
と、 x≧0のとき、 y=ax2+bx x<0のとき、 y=−ax2+bx の2次関数で近似され、前記関数の係数a、bは、Lを
スタイラスの長さ、U1、V1、W1、U2、V2、W2を定数とす
ると、 a=U1L2+V1L+W1 b=U2L2+V2L+W2 の2次関数で近似され、前記定数U1、V1、W1、U2、V2、
W2は予め個々のトレーサヘッドについて実験的に求めた
パラメータとして入力し、前記演算で用いるように構成
したトレーサヘッドの検出変位の誤差補正方法を提供
し、上述の発明目的を達成するものである。以下、本発
明の添付図面に示す実施例に基づいて更に詳しく説明す
る。That is, according to the present invention, a stylus that contacts and scans a surface to be detected such as an object to be measured or a mother die, and an elastic holding mechanism that has a centripetal effect to freely support the stylus in three orthogonal directions.
In a method for correcting an error included in a detected displacement output from a tracer head, which comprises a displacement detector for converting a given displacement given to the stylus into a detected displacement in a signal form and transmitting the detected displacement, for each length of the stylus, The relationship between the true displacement given to the stylus and the detected displacement including the error at that time is obtained in advance and stored in the reading means as a correction function, and the momentary detected displacement detected by the stylus in practical use is detected by the stylus in practical use. A method for correcting an error in the detected displacement of a tracer head, which is calculated by substituting the detected displacement term of the correction function according to the length and automatically calculating the correct displacement of the stylus, which is stored in the reading means. The correction function is as follows. The corrected displacement amount is y, the displacement amount detected by the stylus in practical use is x, and the positive coefficients determined by the length of the stylus are a and b. Then, when x ≧ 0, when y = ax 2 + bx x <0, it is approximated by a quadratic function of y = −ax 2 + bx, and the coefficients a and b of the function are L, the length of the stylus, If U 1 , V 1 , W 1 , U 2 , V 2 , W 2 are constants, a = U 1 L 2 + V 1 L + W 1 b = U 2 L 2 + V 2 L + W 2 The constants U 1 , V 1 , W 1 , U 2 , V 2 ,
W 2 is previously input as an experimentally obtained parameter for each tracer head, and provides a method for correcting an error in the detected displacement of the tracer head configured to be used in the calculation, thereby achieving the above-mentioned object of the invention. . Hereinafter, a more detailed description will be given based on an embodiment shown in the accompanying drawings of the present invention.
第1図は、本発明によるトレーサヘッドの検出変位の誤
差補正方法の適用例を説明するために、同方法をディジ
タイジング装置で利用する例を示したシステム全体の構
成を示すブロック図であり、又、第2図は第1図におけ
る倣い演算処理部に設けられた誤差補正機能部の構成を
詳示したブロック図、第3図はトレーサヘッドのスタイ
ラス交換に伴う変位検出器の変位誤差補正処理過程およ
び刻々の測定変位に応じた変位検出器の検出変位送出処
理過程を一括して説明するフローチャートである。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the entire system showing an example in which the method is used in a digitizing device in order to explain an application example of an error correction method for a detected displacement of a tracer head according to the present invention. Further, FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of the error correction function unit provided in the copy calculation processing unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a displacement error correction process of the displacement detector accompanying the replacement of the stylus of the tracer head. It is a flow chart which collectively explains the process and the detected displacement sending process of the displacement detector according to the measured displacement every moment.
第1図において、ディジタイジング装置10はベース12上
で上下動(Z軸動作)可能なニー14の上部に搭載された
テーブル16に加工製品の母型18が取付けられ、他方、ベ
ース12の背部に立設したコラム20に機械ヘッド22に支持
されてトレーサヘッド24が上下方向と直交した2軸方向
(X軸、Y軸)に可動に設けられている。同トレーサヘ
ッド24は、先端に母型18の表面形状を接触測定する一般
的に球形または半球形の先端形状を有したスタイラス
(トレーサとも言う)26を備え、着脱自在にトレーサヘ
ッド24の本体部に装着される構造にある。また、トレー
サヘッド24の本体内部には装着されたスタイラス26を支
持する弾性支持機構と、変位検出器とが内蔵、具備さ
れ、上記弾性支持機構を介して伝達されるスタイラス26
の測定時に与えられた変位(これを与変位と言う)が変
位検出器25により電気的な信号形態を有した検出変位と
して出力されるように成っている。変位検出器25はX、
Y、Zの3軸方向の各変位を検出できるように、図示の
如く、3個設けられている。なお、上記弾性支持機構の
具体例は、既述の特公昭54−43230号公報に開示された
構造のものが好ましく、又変位検出器25は周知の差動ト
ランス型検出器が有効に利用できる。トレーサヘッド24
の検出変位は、同じく機械ヘッド22に装着されたアンプ
28により電気的に増幅されてから外部に送出される構成
にある。ここで特公昭54−43230号公報に開示のスタイ
ラスの弾性支持機構は、同公報の第4図に図示されてい
る通り、また本願図面の第1図にシンボリックに描かれ
ている通り、トレーサヘッドのハウジングと、先端にス
タイラスを有するトレーサ軸と、ハウジング内でトレー
サ軸を内包する円筒状の中空部材と、中空部材の上下に
それぞれ設けられ、中央部をトレーサ軸が貫通支持され
る一対のダイヤフラムと、中空部材の外側を取り囲むよ
うに設けられ、中空部材の軸線中央部を支持し、上下両
端部をトレーサヘッドのハウジングに支持された弾性筒
とで構成され、一対のダイヤフラムのばね定数の和と弾
性筒のばね定数とを等しく設定形成してトレーサ軸は直
交3軸方向に自由支持されている。よってスタイラスに
外力が作用した場合トレーサ軸はほぼ平行移動し、外力
が除かれると再びトレーサ軸にはトレーサヘッドの軸
心、(自由支持位置)に戻ろうとする求心作用が働く。In FIG. 1, the digitizing device 10 has a table 16 mounted on an upper part of a knee 14 which can move up and down (Z-axis operation) on a base 12, and a mother die 18 of a processed product is attached to the table 16, while a back part of the base 12 is mounted. A tracer head 24 is supported by a machine head 22 on a column 20 standing upright and is movably provided in two axial directions (X axis and Y axis) orthogonal to the vertical direction. The tracer head 24 is equipped with a stylus (also called a tracer) 26 having a generally spherical or hemispherical tip shape for contact-measuring the surface shape of the mother die 18 at the tip, and the body of the tracer head 24 is detachably attached. The structure is attached to. In addition, an elastic support mechanism for supporting the stylus 26 mounted inside the main body of the tracer head 24 and a displacement detector are built-in and provided, and the stylus 26 transmitted through the elastic support mechanism.
The displacement given at the time of measurement (this is referred to as a given displacement) is output by the displacement detector 25 as a detected displacement having an electrical signal form. Displacement detector 25 is X,
Three pieces are provided as shown in the drawing so that the displacements in the three Y-axis directions can be detected. A specific example of the elastic support mechanism is preferably one having the structure disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-43230, and the displacement detector 25 can effectively use a well-known differential transformer type detector. . Tracer head 24
The detected displacement of the
It is electrically amplified by 28 and then sent to the outside. The elastic support mechanism of the stylus disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-43230 has a tracer head as shown in FIG. 4 of the publication and as symbolically depicted in FIG. 1 of the present application. Housing, a tracer shaft having a stylus at the tip, a cylindrical hollow member that encloses the tracer shaft in the housing, and a pair of diaphragms that are provided above and below the hollow member and through which the tracer shaft is supported in the center. And an elastic cylinder that is provided so as to surround the outside of the hollow member, supports the central part of the axis of the hollow member, and has both upper and lower ends supported by the housing of the tracer head, the sum of the spring constants of the pair of diaphragms. And the spring constant of the elastic cylinder are set equal to each other, and the tracer shaft is freely supported in three orthogonal directions. Therefore, when an external force is applied to the stylus, the tracer shaft moves substantially in parallel, and when the external force is removed, the tracer shaft is again subjected to the centripetal action of returning to the axial center of the tracer head, that is, the free support position.
また、ディジタイジング装置10はテーブル上16を備えた
ニー14の上下動を駆動するZ軸モータ30z、機械ヘッド2
2の直交する2軸方向の横移動を駆動するX軸、Y軸モ
ータ30x、30yを備えている。これらの駆動モータ30x等
は夫々通常はサーボモータから成り、トレーサヘッド24
の倣い動作を制御駆動する構成に成っている。Further, the digitizing device 10 includes a Z-axis motor 30z for driving the vertical movement of a knee 14 having a table 16 and a machine head 2
It is provided with X-axis and Y-axis motors 30x and 30y for driving lateral movement of two orthogonal two-axis directions. Each of these drive motors 30x, etc. is usually composed of a servo motor, and the tracer head 24
Is configured to control and drive the following copying operation.
他方、ディジタイジング装置10にはディジタイジング制
御装置40が付設されており、このディジタイジング制御
装置40は上記トレーサヘッド24の信号増幅用アンプ28か
らの検出変位信号を受信するアナログインターフェース
42、該アナログインターフェース42からのアナログ信号
をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ44、検出変
位の誤差補正と倣い演算処理を遂行する倣い制御部46、
該倣い制御部46のディジタル出力信号を再びアナログ信
号に変換するD/Aコンバータ48、サーボアンプ50、ディ
ジタルデータ作成部52等を備えて構成されている。On the other hand, the digitizing device 10 is provided with a digitizing control device 40. The digitizing control device 40 is an analog interface for receiving a detected displacement signal from the signal amplification amplifier 28 of the tracer head 24.
42, an A / D converter 44 that converts an analog signal from the analog interface 42 into a digital signal, a scanning control unit 46 that performs error correction of detected displacement and scanning calculation processing,
It comprises a D / A converter 48 for converting the digital output signal of the copying control unit 46 into an analog signal again, a servo amplifier 50, a digital data creation unit 52, and the like.
ここで、倣い制御部46は上述のように検出変位の誤差補
正と倣い演算処理とを遂行するために設けられており、
特に本発明に係る検出変位の誤差補正処理は、第2図に
図示のように倣い制御部46が有するマイクロプロセッサ
ユニットCPUと通常のROM及びRAMから成る記憶手段を用
いて形成される補正条件の読込手段54とをハードウエア
手段とし、これらをソフトウエアによって起動させるこ
とにより遂行される構成と成っている。また、上記倣い
制御部46から送出される検出変位信号は、D/Aコンバー
タ48、サーボアンプ50を介してディジタイジング装置10
の本体側の前記各駆動モータ30x、30y、30zへフィード
バック入力され、これらを駆動してトレーサヘッド24を
母型18の表面形状に沿って倣い動作させる制御が遂行さ
れるのである。一方、倣い制御部46から送出される検出
変位信号はディジタルデータ作成部52にも母型18の表面
の位置信号に変換されて送出され、ここで母型18と同一
または相似形状の加工品を数値制御工作機械によりNC加
工するためのディジタルデータの作成が遂行される。Here, the scanning control unit 46 is provided to perform the error correction of the detected displacement and the scanning calculation process as described above,
In particular, the error correction processing of the detected displacement according to the present invention is performed by using a storage unit including a microprocessor unit CPU and ordinary ROM and RAM included in the copying control unit 46 as shown in FIG. The reading means 54 and the hardware means are used, and these are executed by being activated by software. The detected displacement signal sent from the copying control unit 46 is sent to the digitizing device 10 via the D / A converter 48 and the servo amplifier 50.
Feedback control is input to each of the drive motors 30x, 30y, 30z on the main body side, and the control is performed by driving these to drive the tracer head 24 to follow the surface shape of the mother die 18. On the other hand, the detected displacement signal sent from the copying control unit 46 is also converted into a position signal on the surface of the master block 18 and sent to the digital data creating section 52, where a processed product having the same or similar shape as the master block 18 is processed. Creation of digital data for NC machining is performed by a numerically controlled machine tool.
上述した構成を有したディジタイジング装置10とディジ
タイジング制御装置40とにおいて、トレーサヘッド24は
スタイラス26が母型18を接触測定した測定変位を内蔵の
変位検出器25で検出変位に変換、送出するが、ここで行
われる誤差補正方法に就いて以下に説明する。In the digitizing device 10 and the digitizing control device 40 having the above-mentioned configuration, the tracer head 24 converts the measured displacement obtained by the stylus 26 contacting and measuring the mother die 18 into the detected displacement by the built-in displacement detector 25, and sends the displacement. However, the error correction method performed here will be described below.
まず、トレーサヘッド24は、通常、長さと重さが選定既
知量の標準スタイラスを装着することにより、スタイラ
ス変位なしのフリー状態で各軸の変位検出器からの出力
値が零となる調整、所謂周知の自動零点調整が遂行さ
れ、又、スタイラスに既知の変位を与えた場合の該与変
位と変位検出器の検出変位との関係が一定勾配の直線と
なるように周知のゲイン自動調整が行われる。これらの
両自動調整は、多数繰り返し遂行されるものではなく、
トレーサヘッド24を現場で使用開始する際等の特定の場
合に遂行される処理操作である。この調整処理操作が遂
行されると、トレーサヘッド24の変位検出器25から出力
される検出変位は、スタイラス26の与変位に対して直交
座標系の原点を通る直線式の関係を呈する。更に予め倣
い開始時にスタイラスに一定の変位を与える基準変位量
の設定が行われれば、トレーサヘッド24は作動開始準備
が通常完了することになる。然しながら、トレーサヘッ
ド24の内蔵の弾性支持機構の弾性係数がスタイラス可動
ストロークを増大させるべく変更された等の特定な場合
に、スタイラスストロークが大きな領域では、上記与変
位ー検出変位の直線は、既述の非線形性を帯びる誤差状
態を現出し、又使用するスタイラス26の長さ、重量等の
物理的条件を上記のゲイン調整に使用した標準スタイラ
スとは異なる条件にした時には、上記測定変位ー検出変
位の直線は、勾配が異なる直線式の特性を示し、標準ス
タイラスの直線式に対して偏差を有することになる。ま
た、スタイラス重量が異なると、変位フリー状態におけ
る零点は座標原点からオフセットした位置に移動する。First, the tracer head 24 is usually adjusted by mounting a standard stylus whose length and weight are selected and known amounts, so that the output value from the displacement detector of each axis becomes zero in a free state without stylus displacement, so-called. Well-known automatic zero point adjustment is performed, and well-known gain automatic adjustment is performed so that the relationship between the given displacement and the displacement detected by the displacement detector when a known displacement is given to the stylus becomes a straight line with a constant slope. Be seen. Both of these automatic adjustments are not performed repeatedly,
This is a processing operation performed in a specific case such as when the tracer head 24 is used in the field. When this adjustment processing operation is performed, the detected displacement output from the displacement detector 25 of the tracer head 24 has a linear relationship with the given displacement of the stylus 26 that passes through the origin of the orthogonal coordinate system. Furthermore, if the reference displacement amount that gives a constant displacement to the stylus at the start of scanning is set in advance, the tracer head 24 normally completes the operation start preparation. However, in a specific case where the elastic coefficient of the built-in elastic support mechanism of the tracer head 24 is changed to increase the stylus movable stroke, in a region where the stylus stroke is large, the above-mentioned given displacement-detection displacement straight line is When the above-mentioned non-linearity-causing error condition is displayed and the physical conditions such as the length and weight of the stylus 26 used are different from those of the standard stylus used for the above gain adjustment, the above-mentioned displacement measurement is detected. The straight line of displacement exhibits a linear characteristic with different slopes, and has a deviation from the linear equation of the standard stylus. When the stylus weight is different, the zero point in the displacement free state moves to the position offset from the coordinate origin.
従って、本発明は、これらの誤差を補正する処理を遂行
して変位検出器25から出力される検出変位中の誤差分を
除去するものである。Therefore, in the present invention, a process for correcting these errors is executed to remove the error component in the detected displacement output from the displacement detector 25.
ここで、第1図、第2図と共に第3図を参照すると、ス
タイラス26が標準スタイラスから或いは倣い操作の条件
変更に応じて他種のスタイラスに交換されたときは、交
換後のスタイラス26の長さデータと重量データから成る
物理的条件のCPUへの読込みが行われる。このスタイラ
ス26の物理的条件データの読み込みは、周知の自動スタ
イラス交換装置を備えた無人式倣い工作機械の場合に
は、自動スタイラス交換装置からスタイラス番号と対応
したデータとして供給され、また、自動スタイラス交換
装置を具備しない本例のディジタイジング装置10や3次
元測定器等では予め人がデータを入力、設定しておく等
により遂行される(ステップ1)。次いで、スタイラス
データの読み込みが終了すると、次に本発明によれば、
非直線性の補正とスタイラス長さの変更に伴う偏差補正
が遂行される。ここで、本発明の最も典型的な実施例に
おいては、予め、スタイラス可動ストロークの増加に依
る非直線性及びスタイラス長さ変更による直線式の勾配
変動を各軸方向の変位検出器25に就いて補正するには実
験的に次の2式から補正後の変位量が一義的に定められ
ることが確認されている(第7図)。Here, referring to FIG. 3 together with FIG. 1 and FIG. 2, when the stylus 26 is replaced with another type of stylus from the standard stylus or in response to a change in the condition of the copying operation, the stylus 26 after replacement is The physical condition consisting of length data and weight data is read into the CPU. In the case of an unmanned copying machine tool equipped with a well-known automatic stylus changing device, the physical condition data of the stylus 26 is supplied as data corresponding to the stylus number from the automatic stylus changing device. In the digitizing device 10 and the three-dimensional measuring device of the present example which are not equipped with the exchange device, a person inputs and sets the data in advance (step 1). Then, when the reading of the stylus data is completed, next according to the present invention,
Non-linearity correction and deviation correction accompanying changes in stylus length are performed. Here, in the most typical embodiment of the present invention, the non-linearity due to the increase of the stylus movable stroke and the linear gradient change due to the change of the stylus length are applied to the displacement detector 25 in each axial direction in advance. For correction, it has been experimentally confirmed that the corrected displacement amount is uniquely determined from the following two equations (FIG. 7).
y=ax2+bx(x≧0)・・・・(1) y=−ax2+bx(x<0)・・・(2) 但し、y:補正後の変位量(真の変位量) x:変位検出器に発生した検出変位量(誤差を含んだ変位
量)、 a、b:スタイラス長によって決まる係数、 上述の2式は、種々の長さのスタイラスを用いて実際に
与えた与変位と変位検出器24の検出量とを多数求め、最
小二乗法によりa、bの係数を決定した近似式であり、
略、現実の検出変位の係数曲線を忠実に表現しているこ
とを確認した式であり、倣い制御部46内の所定記憶手段
内に予め設定、登録される。y = ax 2 + bx (x ≧ 0) ··· (1) y = −ax 2 + bx (x <0) ··· (2) where y: displacement after correction (true displacement) x : Detected displacement amount (displacement amount including error) generated in the displacement detector, a, b: Coefficient determined by stylus length. The above two formulas are the actual displacements given by the stylus of various lengths. And an amount of detection by the displacement detector 24, and an approximate expression in which the coefficients a and b are determined by the least squares method.
It is an equation that confirms that the coefficient curve of the actual detected displacement is faithfully expressed, and is preset and registered in a predetermined storage means in the copying control unit 46.
上記式(1)、(2)についてもう少し説明する。従来
のトレーサヘッドの特性を表した第4図の縦軸である検
出変位を横軸にとり、真の関係を表した斜めの直線を縦
軸にとったのが第7図の座標である。つまり、第4図に
おいて種々の与変位に対する検出変位及び真の変位を第
7図の座標上にプロットして自由曲線で結ぶと、その自
由曲線がすなわち上記近似式(1)、(2)である。両
式(1)、(2)は、スタイラスストロークの大きな領
域での非直線性を補正するための補正関数であるが、種
々の長さのスタイラスについて本補正関数を求めると、
係数a、bが一義的に定まらず、スタイラス長と相関関
係があることがわかった。つまり、第5図に示された各
スタイラス長に対応する補正後の変位と実際の検出変位
との関係をグラフにプロットすると、第7図に例示する
ような原点を通る2次曲線で傾きの異なる(係数a、b
の値の異なる)ものが長さの異なるスタイラスの数だけ
得られるのである(第7図にはそのうち1本だけを示し
てある)。そして縦軸にaおよびbの値、横軸にスタイ
ラス長Lをとったグラフに種々の長さのスタイラスにつ
いて実測したa、bの値をプロットすると、原点を通ら
ない2次曲線で近似できることがわかった。その近似式
が次に示す(3)、(4)式である。The above formulas (1) and (2) will be described a little more. The coordinates shown in FIG. 7 are obtained by plotting the detected displacement, which is the vertical axis of FIG. 4 showing the characteristics of the conventional tracer head, on the horizontal axis and the oblique straight line showing the true relationship on the vertical axis. That is, in FIG. 4, when the detected displacement and the true displacement for various given displacements are plotted on the coordinates of FIG. 7 and connected by a free curve, the free curve is expressed by the above approximate expressions (1) and (2). is there. Both equations (1) and (2) are correction functions for correcting non-linearity in a region where the stylus stroke is large. However, when this correction function is obtained for styli of various lengths,
It was found that the coefficients a and b were not uniquely determined and had a correlation with the stylus length. That is, if the relationship between the corrected displacement corresponding to each stylus length shown in FIG. 5 and the actual detected displacement is plotted in a graph, the slope of a quadratic curve passing through the origin as illustrated in FIG. Different (coefficients a, b
Of different stylus lengths (only one of which is shown in FIG. 7). Then, by plotting the values of a and b actually measured for styli of various lengths on a graph in which the vertical axis represents the values of a and b and the horizontal axis represents the stylus length L, it is possible to approximate a quadratic curve that does not pass through the origin. all right. The approximation formulas are the following formulas (3) and (4).
a=U1L2+V1L+W1 ・・・(3) b=U2L2+V2L+W2 ・・・(4) この式(3)、(4)において、U1、V1、W1、および
U2、V2、W2は定数であり、各種スタイラス長に対する実
際のa、bを式(3)、(4)に当てはめた結果として
実験的に、一義的に求められる。a = U 1 L 2 + V 1 L + W 1 ... (3) b = U 2 L 2 + V 2 L + W 2 ... (4) In these formulas (3) and (4), U 1 , V 1 , W 1 , and
U 2 , V 2 and W 2 are constants, and are experimentally and unambiguously obtained as a result of applying the actual a and b for various stylus lengths to the equations (3) and (4).
その定数の求め方は、式(3)において、3種類の長さ
L1、L2、L3のスタイラスについて実験的に求めたaの値
a1、a2、a3から3元連立方程式が得られる(a1、a2、
a3、L1、L2、L3は既知量、U1、V1、W1は未知数)。The method of obtaining the constant is to obtain three types of lengths in equation (3).
Value of a obtained experimentally for the stylus of L 1 , L 2 and L 3.
A system of three-dimensional equations can be obtained from a 1 , a 2 , and a 3 (a 1 , a 2 ,
a 3 , L 1 , L 2 , L 3 are known quantities, U 1 , V 1 , W 1 are unknowns).
a1=U1L12+V1L1+W1 a2=U1L22+V1L2+W1 a3=U1L32+V1L3+W1 この連立方程式を解くことによって、定数U1、V1、W1が
求められる。a 1 = U 1 L 12 + V 1 L 1 + W 1 a 2 = U 1 L 22 + V 1 L 2 + W 1 a 3 = U 1 L 32 + V 1 L 3 + W 1 By solving this simultaneous equation, the constant U 1 , V 1 and W 1 are required.
また、式(4)において、3種類の長さL1、L2、L3のス
タイラスについて実験的に求めたbの値b1、b2、b3から
次の3元連立方程式が得られる(b1、b2、b3、L1、L2、
L3は既知量、U2、V2、W2は未知数)。Further, in the equation (4), the following three-dimensional simultaneous equations can be obtained from the values b 1 , b 2 and b 3 of b experimentally obtained for three types of stylus of length L 1 , L 2 and L 3. (B 1 , b 2 , b 3 , L 1 , L 2 ,
L 3 is a known amount, U 2 , V 2 and W 2 are unknowns).
b1=U2L12+V2L1+W2 b2=U2L22+V2L2+W2 b3=U2L32+V2L3+W2 この連立方程式を解くことによって、定数U2、V2、W2が
求められる。b 1 = U 2 L 12 + V 2 L 1 + W 2 b 2 = U 2 L 22 + V 2 L 2 + W 2 b 3 = U 2 L 32 + V 2 L 3 + W 2 By solving this simultaneous equation, the constant U 2 , V 2 , W 2 are required.
このように式(1)、(2)、(3)、(4)によって
スタイラスストロークの大きな領域における非直線性の
補正が行えるのである。In this way, the non-linearity can be corrected in the region where the stylus stroke is large by the formulas (1), (2), (3) and (4).
そして、所定のスタイラス長さLに対する実際の係数
a、bを上記(3)式、(4)式に当てはめた結果とし
て得られたU1、V1、W1およびU2、V2、W2の6つの値を倣
い制御部46の記憶手段におけるRAM内にシステムパラメ
ータとして設定、登録し、スタイラス交換時に長さLの
指定が成されると、CPUが上記(3)、(4)式を演算
して(ステップ2)、対応のa、bの係数値を決定する
過程が遂行される。(ステップ3)。上記係数a、bが
決定されれば、それらの係数値は補正条件読み込み手段
54内に登録される。又、ここで、スタイラス26の重量に
応じて零点のオフセット値を変えなければならないの
で、零点調節信号を発したときの変位検出器の値を読み
込んで補正条件読み込み手段54内に設定、登録する(ス
テップ4)。斯くして、長さLおよび重量が指定された
スタイラス26の実用中は、上記(1)、(2)式により
補正後の変位検出器24の実際の検出変位量が各軸(X、
Y、Z軸)に就いて得られ(ステップ5)、又、オフセ
ット補正も行われる。こうして、各軸毎に検出変位が送
出される(ステップ6)。そして、このステップ
(5)、(6)の過程は刻々の測定変位に対して繰り返
し遂行される。故に、倣い制御部46は、各軸に就いて補
正条件読み込み手段54を経由して送出されるトレーサヘ
ッド24の検出変位から合成変位を算出する等の所定の各
種倣い演算処理を遂行して第1図のD/Aコンバータ48送
出するのである。こうして倣い処理された検出変位は、
トレーサヘッド24の倣い制御とディジタイジング化によ
るNC加工データの作成に用いられることは既述の通りで
ある。Then, U 1 , V 1 , W 1 and U 2 , V 2 , W obtained as a result of applying the actual coefficients a and b for the predetermined stylus length L to the above equations (3) and (4) When the six values of 2 are set and registered as system parameters in the RAM of the storage means of the scanning control unit 46 and the length L is designated at the time of exchanging the stylus, the CPU makes the expressions (3) and (4) above. Is calculated (step 2), and the corresponding coefficient values of a and b are determined. (Step 3). If the coefficients a and b are determined, the coefficient values are calculated by the correction condition reading means.
Registered within 54. Since the offset value of the zero point must be changed according to the weight of the stylus 26, the value of the displacement detector when the zero point adjustment signal is issued is read and set and registered in the correction condition reading means 54. (Step 4). Thus, during the practical use of the stylus 26 in which the length L and the weight are designated, the actual detected displacement amount of the displacement detector 24 corrected by the above equations (1) and (2) is the value of each axis (X,
It is obtained for the Y and Z axes) (step 5), and offset correction is also performed. In this way, the detected displacement is sent out for each axis (step 6). The steps (5) and (6) are repeatedly performed for each measured displacement. Therefore, the scanning control unit 46 performs various predetermined scanning calculation processes such as calculating a combined displacement from the detected displacement of the tracer head 24 sent via the correction condition reading means 54 for each axis. The D / A converter 48 shown in FIG. The detected displacement thus copied is
As described above, the tracer head 24 is used for copying control and for creating NC machining data by digitizing.
以上の説明は、ディジタイジング装置10の例に就いて説
明したが、自動スタイラス交換装置を備えた倣い工作機
械や3次元立体形状の寸法測定器におけるトレーサヘッ
ドに関しても同様に本発明による誤差補正方法が適用可
能であることは言うまでもない。Although the above description has been given with reference to the example of the digitizing device 10, the error correcting method according to the present invention is similarly applied to a tracer head in a copying machine tool having an automatic stylus changing device or a three-dimensional dimension measuring device. Needless to say, is applicable.
なお、ディジタイジング装置10の場合においては、上述
のようにトレーサヘッドの検出誤差の補正、特に、スタ
イラスストロークの増加時における非直線性の補正が成
されることにより、ディジタイジング過程でトレーサヘ
ッド24のスタイラス26が母型18の急激な形状変化により
オーバシュート(大きなストローク変動に該当する)を
発生した場合にも、該オーバーシュート量は、正確に変
位検出器24が送出する検出変位量として倣い演算処理部
46で取得することが可能であり、故に、ディジタルデー
タ作成部52がNC加工データを作成する過程で上記オーバ
ーシュート量を引算することにより、スタイラス26が正
確に母型18を倣ったデータに基づくNC加工データが作成
可能となり、ディジタイジングの更なる高精度化が可能
となるのである。In the case of the digitizing device 10, as described above, the correction of the detection error of the tracer head, in particular, the correction of the non-linearity when the stylus stroke is increased is performed. Even when the stylus 26 of FIG. 2 causes an overshoot (corresponding to a large stroke variation) due to a rapid shape change of the mother die 18, the overshoot amount is accurately copied as a detected displacement amount sent by the displacement detector 24. Arithmetic processing unit
Therefore, the stylus 26 can accurately obtain the data imitating the master block 18 by subtracting the overshoot amount in the process of creating the NC machining data by the digital data creating unit 52. Based on this, NC processing data can be created, and digitizing can be made even more precise.
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、これらの
説明から、本発明によれば、トレーサヘッドの先端に設
けられる接触測定子としてのスタイラスが交換により、
長さ、重量等の条件を変更された場合や、スタイラスス
トロークを増加させる等の物理的条件を変更された場合
にも、主に差動トランス型変位検出器から成る変位検出
器は、誤差を自動的に電気的に補正され、スタイラスが
母型や被測定対象物の表面を接触走査することによる測
定変位に対する真の関係にある検出変位を出力するか
ら、高精度のトレーサヘッドの検出性能が保証されて、
結果的に倣い工作機械の精度向上やディジタイジング装
置が作成するNC加工データの高精度化が保証され、数値
制御工作機械の加工精度の向上を達成できる。又、自動
スタイラス交換装置を備えた倣い工作機械等において、
スタイラス長さが変動してもトレーサヘッドの検出変位
精度が高度に維持されることから、無人化による倣い工
作機械の性能を著しく向上させて実用性を一段と向上さ
せることが可能となる。又、同時にスタイラスの長さや
重量を統一させる煩瑣から解放されることにより、この
種自動スタイラス交換装置付きの倣い工作機械のコスト
低減をもたらす効果も得られる。更に、スタイラススト
ロークが大きな領域における検出誤差を補正できたの
で、スタイラスス重量の補正(オフセット補正)をして
スタイラスストロークの大きな領域でトレーサヘッドを
使用しなければならない状況下でも高い検出精度が得ら
れる。The present invention has been described above based on the embodiments, but from these explanations, according to the present invention, the stylus as the contact probe provided at the tip of the tracer head is replaced,
Even when the conditions such as length and weight are changed, or when the physical conditions such as increasing the stylus stroke are changed, the displacement detector, which mainly consists of the differential transformer type displacement detector, causes an error. Automatically compensated, the stylus outputs the detected displacement that has a true relationship to the measured displacement caused by contact scanning of the surface of the master block or the object to be measured. Guaranteed
As a result, the accuracy of the copying machine tool is improved and the accuracy of the NC machining data created by the digitizing device is guaranteed, and the machining accuracy of the numerically controlled machine tool can be improved. Also, in copying machine tools equipped with an automatic stylus changing device,
Even if the stylus length fluctuates, the detection displacement accuracy of the tracer head is maintained at a high level, so that it is possible to significantly improve the performance of the copying machine tool by unmanning and further improve the practicability. At the same time, by releasing the trouble of unifying the length and weight of the stylus, it is possible to obtain the effect of reducing the cost of the copying machine tool with the automatic stylus changing device of this kind. Furthermore, since the detection error in the area where the stylus stroke is large can be corrected, high detection accuracy can be obtained even in the situation where the tracer head must be used in the area where the stylus stroke is large by correcting the stylus weight (offset correction). To be
第1図は、本発明によるトレーサヘッドの検出変位の誤
差補正方法の適用例を説明するために、同方法をディジ
タイジング装置で利用する例を示したシステム全体の構
成を示すブロック図、第2図は第1図における倣い演算
処理部に設けられた誤差補正機能部の構成を詳示したブ
ロック図、第3図はトレーサヘッドのスタイラス交換に
伴う変位検出器の変位誤差補正処理過程および刻々のス
タイラス変位に応じた変位検出器の検出変位送出処理過
程を一括して説明するフローチャート、第4図、第5
図、第6図は、従来のトレーサヘッドの特性を示したグ
ラフ図、第7図は本発明による補正後の変位と実際の検
出変位との関係を表したグラフ図である。 10……ディジタイジング装置 24……トレーサヘッド 25……変位検出器 26……スタイラス 40……ディジタイジング制御装置 46……倣い制御部 54……補正条件読み込み手段FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the entire system showing an example in which the method is used in a digitizing device in order to explain an application example of an error correction method for a detected displacement of a tracer head according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing in detail the configuration of an error correction function unit provided in the scanning calculation processing unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a displacement error correction processing process of the displacement detector accompanying the stylus replacement of the tracer head and the moment. Flowchart for collectively explaining the detected displacement sending process of the displacement detector according to the stylus displacement, FIG. 4, FIG.
6 and 6 are graphs showing the characteristics of the conventional tracer head, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the corrected displacement and the actual detected displacement according to the present invention. 10 …… Digitizing device 24 …… Tracer head 25 …… Displacement detector 26 …… Stylus 40 …… Digitizing control device 46 …… Copying control unit 54 …… Correction condition reading means
Claims (1)
するスタイラスと、該スタイラスを求心作用を有して直
交3軸方向に自由支持する弾性保持機構と、前記スタイ
ラスに与えられた与変位を信号形態の検出変位に変換送
出する変位検出器とを備えたトレーサヘッドからの検出
変位出力に含まれる誤差を補正する方法において、 前記スタイラスの各種長さについて前記スタイラスに与
える真の与変位とその時の誤差を含む検出変位との関係
を予め求めて補正関数として読み込み手段に記憶し、実
用中のスタイラスで検出している刻々の検出変位を該実
用中のスタイラス長に応じて前記補正関数の検出変位の
項に代入して演算し、自動的にスタイラスの正しい変位
量を得るようにしたトレーサヘッドの検出変位の誤差補
正方法であって、 前記読み込み手段に記憶する補正関数は、補正後の変位
量をy、実用中のスタイラスで検出した変位量をx、ス
タイラスの長さによって決まる正の係数をa、bとする
と、 x≧0のとき、 y=ax2+bx x<0のとき、 y=−ax2+bx の2次関数で近似され、 前記関数の係数a、bは、Lをスタイラスの長さ、U1、
V1、W1、U2、V2、W2を定数とすると、 a=U1L2+V1L+W1 b=U2L2+V2L+W2 の次関数で近似され、前記定数U1、V1、W1、U2、V2、W2
は予め個々のトレーサヘッドについて実験的に求めたパ
ラメータとして入力し、前記演算で用いるように構成し
たことを特徴とするトレーサヘッドの検出変位の誤差補
正方法。1. A stylus for contacting and scanning a surface to be detected such as an object to be measured or a mother die, an elastic holding mechanism for centripetally supporting the stylus in three orthogonal directions, and providing the stylus with the stylus. A method for correcting an error contained in a detected displacement output from a tracer head, which comprises a displacement detector for converting and transmitting the given displacement to a detected displacement in a signal form, wherein a true value given to the stylus for various lengths of the stylus is provided. The relationship between the given displacement and the detected displacement including the error at that time is obtained in advance and stored in the reading means as a correction function, and the momentary detected displacement detected by the stylus in practical use is determined according to the stylus length in practical use. A method for correcting an error in the detected displacement of a tracer head, which is calculated by substituting it into the detected displacement term of the correction function to automatically obtain the correct displacement amount of the stylus, The correction function stored in the reading means is such that when the corrected displacement amount is y, the displacement amount detected by the stylus in practical use is x, and the positive coefficients determined by the length of the stylus are a and b, when x ≧ 0 , Y = ax 2 + bx x <0, it is approximated by a quadratic function of y = −ax 2 + bx, and the coefficients a and b of the function are L, the length of the stylus, U 1 ,
When V 1 , W 1 , U 2 , V 2 , and W 2 are constants, a = U 1 L 2 + V 1 L + W 1 b = U 2 L 2 + V 2 L + W 2 is approximated by the following function, and the constant U 1 , V 1 , W 1 , U 2 , V 2 , W 2
Is a method for correcting an error in the detected displacement of the tracer head, which is configured such that it is inputted as parameters experimentally obtained for each tracer head in advance and is used in the calculation.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02109662A (en) | 1990-04-23 |
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