[發(fā)明專利]形狀測(cè)量設(shè)備的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610846221.X
• 申請(qǐng)日: 2016-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106802141B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 野田孝;出口博美;村田憲彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社三豐
• 主分類號(hào): G01B21/20
• 分類號(hào): G01B21/20
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種形狀測(cè)量設(shè)備的控制方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)軌跡校正能力和控制穩(wěn)定性這兩者。在對(duì)觸針針尖進(jìn)行控制以使探測(cè)器相對(duì)于工件的偏轉(zhuǎn)量保持為基準(zhǔn)偏轉(zhuǎn)量的同時(shí)，使觸針針尖沿著掃描路徑移動(dòng)。根據(jù)通過(guò)以下表達(dá)式表示的合成速度矢量V來(lái)生成針對(duì)探測(cè)器的移動(dòng)指示：合成速度矢量V＝Gf·Vf+Ge·Ve+Gc·Vc2，其中：Vf是用以使探測(cè)器沿著掃描路徑移動(dòng)的路徑速度矢量，Ve是用以使探測(cè)器相對(duì)于工件的偏轉(zhuǎn)量保持為基準(zhǔn)偏轉(zhuǎn)量的偏轉(zhuǎn)校正矢量，Vc2是通過(guò)(Vc1·q)q表示的第二軌跡校正矢量，Vc1是用以對(duì)探測(cè)器的位置進(jìn)行校正以使得觸針針尖朝向掃描路徑的第一軌跡校正矢量，以及q是利用工件的表面的法線與路徑速度矢量Vf的矢積給出的軌跡校正方向矢量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形狀測(cè)量設(shè)備的控制方法。

背景技術(shù)

已知有通過(guò)在掃描被測(cè)物的表面的同時(shí)使觸針針尖沿著該表面移動(dòng)來(lái)測(cè)量該被測(cè)物的形狀的形狀測(cè)量設(shè)備(例如，日本特開(kāi)2008-241420、日本特開(kāi)2013-238573和日本特開(kāi)2014-21004)。

為了進(jìn)行掃描測(cè)量，需要準(zhǔn)備掃描測(cè)量所用的路徑。日本特開(kāi)2008-241420所公開(kāi)的設(shè)備將基于CAD數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(例如，非均勻有理B樣條(non-uniform rational B-spline，NURBS)數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換成預(yù)定次數(shù)的多項(xiàng)式曲線群。

以下簡(jiǎn)要說(shuō)明該過(guò)程。

首先，從外部CAD系統(tǒng)接收包括路徑信息的CAD數(shù)據(jù)(例如，NURBS數(shù)據(jù))，并且將該CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)群的數(shù)據(jù)。各點(diǎn)的數(shù)據(jù)是坐標(biāo)(x,y,z)和法線方向(P,Q,R)的組合(即，(x,y,z,P,Q,R))。在下文，為了以下的說(shuō)明，將包括信息(x,y,z,P,Q,R)的點(diǎn)群的數(shù)據(jù)稱為“輪廓點(diǎn)數(shù)據(jù)”。

接著，使各點(diǎn)的坐標(biāo)在法線方向上偏移預(yù)定量。(該預(yù)定量具體是觸針針尖半徑r-基準(zhǔn)偏轉(zhuǎn)量E₀)。將這樣所獲得的點(diǎn)群數(shù)據(jù)稱為“偏移輪廓點(diǎn)數(shù)據(jù)”。

然后，將偏移輪廓點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預(yù)定次數(shù)的多項(xiàng)式曲線群。

這里，假定多項(xiàng)式是三次函數(shù)，并且曲線是參數(shù)三次曲線(parametric cubiccurve，PCC)。基于PCC曲線來(lái)生成用于測(cè)量工件的路徑。此外，將PCC曲線分割成分割PCC曲線群。

通過(guò)根據(jù)分割PCC曲線群計(jì)算速度曲線，來(lái)計(jì)算探測(cè)器的移動(dòng)速度(移動(dòng)矢量)。

(例如，基于分割PCC曲線群的各區(qū)段的曲率等來(lái)設(shè)置探測(cè)器的移動(dòng)速度(移動(dòng)矢量)。)

通過(guò)基于這樣計(jì)算出的移動(dòng)速度使探測(cè)器移動(dòng)，觸針針尖在掃描被測(cè)物的表面的同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)(無(wú)源標(biāo)稱掃描測(cè)量：注意，本說(shuō)明書(shū)中的詞語(yǔ)“標(biāo)稱”是指沿著基于物體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)先計(jì)算出的預(yù)定軌跡的掃描)。

此外，已知有在通過(guò)連續(xù)地計(jì)算偏轉(zhuǎn)校正矢量來(lái)校正軌跡以保持探測(cè)器的偏轉(zhuǎn)量恒定的同時(shí)進(jìn)行掃描測(cè)量的方法(日本特開(kāi)2013-238573)。

以下將這種標(biāo)稱掃描稱為有源標(biāo)稱掃描測(cè)量。

簡(jiǎn)要說(shuō)明日本特開(kāi)2013-238573所公開(kāi)的有源標(biāo)稱掃描測(cè)量。

在有源標(biāo)稱掃描測(cè)量中，通過(guò)以下的表達(dá)式1所表示的合成速度矢量V是針對(duì)探測(cè)器的移動(dòng)指示。

探測(cè)器基于合成速度矢量V而移動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)針對(duì)探測(cè)器(觸針針尖)沿著PCC曲線移動(dòng)并且偏轉(zhuǎn)量恒定的工件表面的掃描測(cè)量、即有源標(biāo)稱掃描測(cè)量。

V＝Gf×Vf+Ge×Ve+Gc×Vc…(表達(dá)式1)

參考圖1來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明表達(dá)式1。