[發明專利]形狀測量設備的控制方法

有效

• 申請號: 201711229180.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108120414B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 野田孝;出口博美
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明提供一種形狀測量設備的控制方法。以每預定數量的區段對掃描路徑進行分割，并且定義針對每預定數量的區段的一組測量命令。在執行測量命令期間，針對下一測量命令創建速度計劃。此時，進行使測量命令的速度模式計劃的最終速度與下一測量命令的速度模式計劃的最初速度相同的計劃。在執行測量命令期間，連續計算從當前時刻起、直至該測量命令的估計的結束時刻為止的間隙時間。在間隙時間比計劃計算時間長的情況下，保持下一測量命令的速度模式計劃的最初速度與測量命令的速度模式計劃的最終速度相同。

技術領域

本發明涉及形狀測量設備的控制方法。

背景技術

已知有通過使觸針針尖沿著被測物的表面進行掃描移動來測量該被測物的形狀的形狀測量設備(例如，參見日本特開2008-241420、日本特開2013-238573和日本特開2014-21004)。針對該掃描測量，應當生成掃描測量所用的路徑。日本特開2008-241420所述的設備將基于CAD數據等的設計值(例如，NURBS(非均勻有理B樣條)數據)轉換成預定次數的多項式曲線。

給出該過程的簡要說明。首先，從外部CAD系統等接收包含路徑信息的CAD數據(諸如NURBS數據等)，并且將該CAD數據轉換成點群數據。各點的數據是將坐標值(x,y,z)和法線方向(P,Q,R)進行組合的數據(即，(x,y,z,P,Q,R))。在本說明書中，為了便于以下的說明，將包括(x,y,z,P,Q,R)的信息的點群數據稱為輪廓點數據。

接著，使各點的坐標值在法線方向上偏移預定量。(具體地，該預定量被定義為觸針針尖半徑r-基準按壓量E0)。將這樣求出的點群數據稱為偏移輪廓點數據。

然后，將偏移輪廓點數據轉換成預定次數的多項式曲線。在該示例中，使用三次函數作為多項式，從而得到PCC曲線(參數三次曲線)。基于該PCC曲線來生成用于測量工件的路徑。此外，將PCC曲線進行分割，以形成分割PCC曲線。

通過根據分割PCC曲線計算速度曲線，來計算探測器的移動速度(移動矢量)。(例如，基于分割PCC曲線的各區段的曲率等來定義探測器的移動速度(移動矢量)。)基于這樣計算出的移動速度使探測器移動，并且觸針針尖在掃描被測物的表面時進行移動(無源標稱掃描測量)。

此外，還已知有在追蹤校正期間采用連續地計算按壓校正矢量以保持探測器的按壓量恒定來進行掃描測量的方法(日本特開2013-238573)。在該示例中，將這種標稱掃描稱為“有源標稱掃描測量”。

簡要說明日本特開2013-238573所公開的“有源標稱掃描測量”。在“有源標稱掃描測量”中，以下(表達式1)所表示的合成矢量V被視為針對探測器的移動指令。在使探測器基于合成矢量V而移動的情況下，探測器(觸針針尖)沿著PCC曲線移動并且以恒定的按壓量進行工件表面的掃描測量(換句話說，“有源標稱掃描測量”)。

V＝Gf×Vf+Ge×Ve+Gc×Vc (表達式1)

參考圖1來提供該表達式的簡要說明。在圖1中，PCC曲線(即，掃描路徑)位于相對于設計數據(輪廓點數據)偏移了預定量(觸針針尖半徑r-基準按壓量E0)的點處。此外，在圖1中，實際工件相對于設計數據略微偏移。

矢量Vf是路徑速度矢量。路徑速度矢量Vf的取向是從PCC曲線上的插值點(i)朝向下一插值點(i+1)的方向。路徑速度矢量Vf的大小例如是基于插值點(i)處的PCC曲線的曲率所確定的(例如，參見日本特開2014-21004)。

矢量Ve是按壓量校正矢量，并且將探測器的按壓量Ep設置為預定的基準按壓量E0(例如，0.3mm)。(按壓量校正矢量Ve必然與工件表面的法線平行。)

矢量Vc是軌跡校正矢量。軌跡校正矢量Vc與從探測器位置向著PCC曲線的垂線平行。Gf、Ge和Gc分別是掃描驅動增益、按壓方向校正增益和軌跡校正增益。