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JPH02504427A - Test bar for positioning device - Google Patents

Test bar for positioning device

Info

Publication number
JPH02504427A
JPH02504427A JP1505647A JP50564789A JPH02504427A JP H02504427 A JPH02504427 A JP H02504427A JP 1505647 A JP1505647 A JP 1505647A JP 50564789 A JP50564789 A JP 50564789A JP H02504427 A JPH02504427 A JP H02504427A
Authority
JP
Japan
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stylus
contact
bar
probe
contact element
Prior art date
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Pending
Application number
JP1505647A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ハーディング,アンドリュー ジェームス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renishaw PLC
Original Assignee
Renishaw PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renishaw PLC filed Critical Renishaw PLC
Publication of JPH02504427A publication Critical patent/JPH02504427A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/30Bars, blocks, or strips in which the distance between a pair of faces is fixed, although it may be preadjustable, e.g. end measure, feeler strip
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 位置決定装置用テストバー 技術分野 本発明は、座標測定装置、検査ロボット、工作機械等の位置決定装置に係り、特 に該装置の精度すなわち反復精度を試験するためのバーに関するものである。[Detailed description of the invention] Test bar for positioning device Technical field The present invention relates to a position determining device for a coordinate measuring device, an inspection robot, a machine tool, etc. The invention relates to a bar for testing the precision or repeatability of the device.

背景技術 装置の作業容積(working volume)内で3次元に移動できるよう にプローブが取付けられた位置決定装置を用いてワークピースの測定を行うこと が知られている。プローブはワークピースの所望の表面に接触すべく移動させら れるものであり、プローブとワークピースとが接触すると、これがプローブによ って検知され、接触点のXl、YおよびZ座標値が読取られる。Background technology Allows for three-dimensional movement within the working volume of the device. measuring the workpiece using a positioning device with a probe attached to the It has been known. The probe is moved to contact the desired surface of the workpiece. When the probe and workpiece come into contact, this is caused by the probe. is detected, and the Xl, Y, and Z coordinate values of the contact point are read.

かかる装置、特に座標測定装置の容積測定の精度および位置決めの反復精度を、 テストバーな用いて検定することが知られている。テストバーの例としては、D E−A−2603376(Bendix)、 L12−A−4,435,906 (Bryan)。The volumetric accuracy and positioning repeatability of such devices, especially coordinate measuring devices, It is known to use a test bar for verification. An example of a test bar is D E-A-2603376 (Bendix), L12-A-4,435,906 (Bryan).

US−A−4,437,151(Hurt)および“Tooling andP roduction″誌(1983年5月vo1.49. No、2 )の第4 0−47頁に掲載されたB、 Naglerによる” MeasuringUp  : Coordinate Measuring Machine 5urv ey” (第43頁参照)に示されるものがある。US-A-4,437,151 (Hurt) and “Tooling and P. No. 4 of ``Reduction'' magazine (May 1983 vol. 1.49. No. 2) "MeasuringUp" by B. Nagler published on pages 0-47 : Coordinate Measuring Machine 5urv ey” (see page 43).

かかるテストバーは一般に固定長を有している。テストバーの一端または両端を プローブに接触させ、これによって得られた読みからバーの長さを演算すること により、装置が検定される。これはテストバーを装置の作業容積内の異ったいく つかの点に設定してくり返し行われ、結果が比較されて、差があれば記録される 。この方法で装置の全作業容積について検定を行うことができる。テストバーは 回動可能に取付けられ、これによって作業容積内での再位置決めが容易となる。Such test bars generally have a fixed length. one or both ends of the test bar. Touch the probe and calculate the length of the bar from the reading obtained. The device is verified. This allows the test bar to be placed at different locations within the working volume of the equipment. It is set at a few points and repeated, the results are compared and any differences are recorded. . In this way, the entire working volume of the device can be tested. The test bar It is rotatably mounted, which facilitates repositioning within the working volume.

ここで述べた従来のテストバーは一端または両端に正確な球形状のテストポール を有し、ポール表面上にある点の座標の4以上の読みを得た後に、ポールの中心 が演算される。測定される長さは、ポール中心と枢軸点との間の距離、またはバ ー両端にある2つのポール中心間の距離である。The conventional test bar mentioned here has a precise spherical test pole at one or both ends. and after obtaining a reading of 4 or more of the coordinates of a point on the pole surface, the center of the pole is calculated. The length measured is the distance between the pole center and the pivot point, or the bar – is the distance between the centers of the two poles at each end.

あるいは、国際公開WO35105176では装置の容積にわたる一連の測定の 自動化を容易にするテストバーが示されている。テストバーの端に設けられる単 純な球の代りに、その明細書には回動可能なテストバーが開示され、その自由端 には長手方向に延在してプローブのスクイラスに係合するためにフォークを形成 する叉状突起(prongs)を有している。叉状突起の間には読取りの目的で スタイラス先端に接触するための比較的小さなポールが設けられている。叉状突 起およびポールがスタイラス先端の動位置設定部(a kinematiclo cation)をなすことによりバーの端部との接触点を正確に知ることができ 、これによってポール上の4以上の読み取りを行う必要がなくなる。叉状突起と の係合により、プローブが作業容積を動(ときにスタイラスは自らとともにバー の端部を引きずり、従ってバーの手操作による再位置決めが不要となる。Alternatively, International Publication WO 35105176 describes a series of measurements over the volume of the device. A test bar is shown to facilitate automation. A unit provided at the end of the test bar. Instead of a pure ball, the specification discloses a rotatable test bar, whose free end extends longitudinally to form a fork for engaging the stylus of the probe. It has prongs. For reading purposes, there is a A relatively small pole is provided for contacting the stylus tip. chiasmoid The movement position setting section (a kinematiclo) at the tip of the stylus cation), you can accurately determine the point of contact with the end of the bar. , which eliminates the need to perform more than four readings on the pole. chiasmoid process and engagement causes the probe to move the working volume (sometimes the stylus moves along with itself) dragging the end of the bar, thus eliminating the need for manual repositioning of the bar.

上記したすべての従来装置においては、プローブとテストバーとの接触はプロー ブ自身によって決定される。かかるプローブは非常に反復精度のよい結果を与え ることができるが、通常ブリトラベル(pre−travel)が生じ易い。す なわち、接触の瞬間からプローブよりトリガ信号が生ずる瞬間まである小さな距 離だけ移動することになる。さらに、このような多くのプローブでは接触の方向 が異なると異なったブリトラベル値を持つ。これらの結果、テストバーの使用に よって測定される誤差は、装置自体に起因した誤差とプローブに起因した誤差と が組合されたものとなる。違うプローブが使用されれば、異った精度の値が得ら れることになる。プローブによって持込まれるいがなる誤差とも切離して、装置 自体に起因したどのような誤差も測定できるようにすることが要望される。In all the conventional devices mentioned above, the contact between the probe and the test bar is determined by Bu himself. Such probes give highly repeatable results. However, pre-travel is likely to occur. vinegar That is, there is a small distance between the moment of contact and the moment when the trigger signal is generated by the probe. You will have to move a distance. In addition, many such probes have no direction of contact. have different buri label values. As a result of these results, the use of the test bar Therefore, the measured error is the error caused by the device itself and the error caused by the probe. are combined. Different accuracy values may be obtained if different probes are used. It will be. The device should be separated from any errors introduced by the probe. It is desired to be able to measure any errors caused by the device itself.

発明の開示 本発明は、延長部材と、該延長部材の少(とも一端に設けられたプローブ接触要 素と、テストバーの部分をなし、前記プローブ接触要素およびプローブ間の接触 を検知するための手段とを具えた位置決定装置用テストバーな提供する。Disclosure of invention The present invention provides an extension member and a probe contact element provided at least one end of the extension member. contact element forming part of the test bar, said probe contact element and the contact between the probe; A test bar for a position determining device is provided, comprising means for detecting a position determination device.

好適には、前記検知手段は1以上のピエゾ−電気素子または歪ゲージを有し、前 記プローブ接触要素と延長部材との間に適切に配設される。好適には、前記延長 部材は延長部材自体を装置に関して回動可能に位置設定するためのベアリング手 段を有する。一つの形態では、前記延長部材の各端に1つ配設されるように前記 プローブ接触要素を2つ設け、各々が自らの検知手段を持つようにする。Preferably, the sensing means comprises one or more piezo-electric elements or strain gauges, The probe contact element is suitably disposed between the probe contact element and the extension member. Preferably, said extension The member includes a bearing hand for rotatably positioning the extension member itself with respect to the device. It has steps. In one form, the extension member includes one at each end of the extension member. Two probe contact elements are provided, each with its own sensing means.

図面の簡単な説明 添付の図面を参照して、本発明の好適実施例を説明する。ここに、 第1図はテストバーの第1実施例とともに座標測定機械を示す概略図、 第2図は第1図示のテストバーのn方向矢視図、第3図は第1図示のテストバー に対するインタフェース回路の部分のブロック回路図、第4図、第5図および第 6図は第1図示のテストバーに対する変形構成例を示す部分図、第7図は第6図 における■−■線断面図、第8図はテストバーの他の実施例を示すこと以外は第 1図に対応した概略図、 第9図は第8図の詳細を示す図、 第1O図は第8図および第9図におけるX方向矢視図である。Brief description of the drawing Preferred embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing a coordinate measuring machine together with a first embodiment of a test bar; Fig. 2 is a view of the test bar shown in Fig. 1 in the n direction, and Fig. 3 is a view of the test bar shown in Fig. 1. Block circuit diagrams of the interface circuit portion for the Fig. 6 is a partial view showing a modified configuration example of the test bar shown in Fig. 1, and Fig. 7 is Fig. 6. Figure 8 is a sectional view taken along the line ■-■ in Figure 8, except that it shows another embodiment of the test bar. Schematic diagram corresponding to Figure 1, Figure 9 is a diagram showing details of Figure 8; FIG. 1O is a view taken in the X direction in FIGS. 8 and 9.

発明を実施するための最良の形態 第1図に示した座標測定機械は概ね従来の形式のものであり、そしてベッドすな わちテーブル1oを具備し、その上に(通常動作のとき)測定すべきワークピー スが置かれる。ガントリー12は、Y方向の運動のための亘立柱14(その中の 1つのみが示されている)に取付けられている。キャリッジ16はガントリー1 2上をX方向に摺動可能であり、そしてタイル(quill) 18が垂直に2 方向にキャリッジ16内を摺動可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The coordinate measuring machine shown in Figure 1 is generally of the conventional type and is That is, it is equipped with a table 1o, on which the workpiece to be measured (during normal operation) is placed. is placed. The gantry 12 has a vertical column 14 (within it) for movement in the Y direction. (only one is shown). Carriage 16 is gantry 1 2 can be slid in the X direction, and the tile (quill) 18 can be slid vertically on the 2 direction within the carriage 16.

タイル18の底部端はタッチプローブ20を保持しており、これがワークピース 接触スタイラス22を有している。公知のように、スタイラス22は、それがワ ークピースに接触するときに損傷を防止するようにしてプローブ20に連結され ている。特に、接触プローブ2゜は、タッチトリガプローブであり、この中にス タイラス22は、クイル18に対して正確に固定された運動力学的に規定した静 止位置に向けて付勢されている。しかしながら、本発明では、ポールバーが信号 を発生するので、いかなる形式のタッチプローブを用いてもよいことに注目すべ きである。The bottom edge of the tile 18 holds a touch probe 20, which is connected to the workpiece. It has a contact stylus 22. As is known, the stylus 22 is connected to the probe 20 in such a way as to prevent damage when contacting the work piece. ing. In particular, the contact probe 2° is a touch-trigger probe, in which The stylus 22 has a precisely fixed kinematically defined static position relative to the quill 18. It is urged toward the stop position. However, in the present invention, the pole bar It should be noted that any form of touch probe may be used as It is possible.

ワークピースを検査する通常動作では、プローブ2゜は、上記X、Y及びZ移動 を制御する機械のX、Y及び2モータドライブ24(詳細に図示せず)の作動に より、ワークピースの所望の表面に接触させるべく、座標測定機械の三次元の作 業容積内のどこにでも位置づけできる。これはコンピュータ26の数値制御によ り行なわれる。与えられたいかなる時点においても、スタイラス22の空間内の 位置は各スケール28.30.32により決定される。それぞれのスケールは対 応する読取りヘッドを有し、これらがコンピュータ26に接続されてたX、Y及 び2カウンタ34.36.38にパルスを送る。In normal operation of inspecting a workpiece, the probe 2° moves through the X, Y and Z movements mentioned above. for the operation of the X, Y and two motor drives 24 (not shown in detail) of the machine that controls the This allows the coordinate measuring machine to perform three-dimensional operations in order to contact the desired surface of the workpiece. Can be positioned anywhere within the business volume. This is done by numerical control of computer 26. will be held. at any given time in the space of the stylus 22. The position is determined by each scale 28.30.32. Each scale is The X, Y and and 2 counters 34, 36, and 38.

プローブ20は、それがワークピース表面に接触したときにインタフェース(図 示せず)を介してコンピュータ26にトリガ信号を与え、そしてそのときコンピ ュータ26がカウンタ34.36.38の8力を凍結(freeze) L/、 接触した点のX、Y及び2座標を決定するためにカウンタ8力を読取る。The probe 20 contacts the workpiece surface when it contacts the interface (Fig. (not shown) to the computer 26, and then the computer 26 The computer 26 freezes the 8 forces of the counters 34, 36, 38 L/, Read the counter 8 force to determine the X, Y and 2 coordinates of the point of contact.

第1図はまた、本発明の1実施例に係るテストバー40を示している。このテス トバー40は延長バー42を具備し、延長バー42はテーブル10上に配置され ているピラー46の上の中心枢軸点44に取付けられている。枢軸領域44にお いて、ピラー46はポール48を有し、ポール48はバー42の下側の対応する ソケット内に収容されている。従ってバー42は水平または垂直のいずれの方向 にも回動可能である。枢軸領域44はクランプ手段(図示せず)を有しているの で、一旦所望の方位に回動すると、バー42をその位置にクランプすることがで きる。FIG. 1 also shows a test bar 40 according to one embodiment of the invention. This Tess The top bar 40 includes an extension bar 42, and the extension bar 42 is arranged on the table 10. It is mounted at a central pivot point 44 on top of a pillar 46. In the axis area 44 The pillar 46 has a corresponding pole 48 on the underside of the bar 42. contained within the socket. Therefore, the bar 42 can be oriented either horizontally or vertically. It can also be rotated. The pivot region 44 has clamping means (not shown). Once rotated to the desired orientation, the bar 42 can be clamped in that position. Wear.

延長バー42の各々の端に、正確に球状表面を有しているボール50が設けられ ている。特に第2図で明らかなように、各々のポール50はバー42の端の円錐 形の凹部52内に収容されている。そのポールには、円錐形の凹部内に間隔をお いて3つの圧力感知素子が取付けられている。特にその素子54はピエゾ電気素 子である。At each end of the extension bar 42 there is provided a ball 50 having a precisely spherical surface. ing. As particularly seen in FIG. It is housed in a shaped recess 52. The pole has spaces within the conical recess. Three pressure sensing elements are attached. In particular, the element 54 is a piezoelectric element. It is a child.

第2図では、ボール50は明確化のため省略したが、その位置が一点鎖線により 示されている。In FIG. 2, the ball 50 is omitted for clarity, but its position is indicated by a dashed line. It is shown.

ピエゾ電気素子54は、スクイラス22がポール50に接触したとき、衝撃によ って関連するボール5o内に発生する衝撃波、かつまた接触により生じる次の応 力に敏感である。衝撃波がブローブーテストバー接触の最も早い指示であり、そ してピエゾ電気素子が衝撃波を検出できるので、ピエゾ電気素子を使用するのが 好ましい。しかしながら、同等のものとして、応力を検出するだめに歪ゲージア レイを使用することもできる。素子54はインタフェース56を介してコンピュ ータ26に接続されている。その回路の1部分を第3図に示しである。ノイズ不 感受付を改善するため、別体のリモートインタフェースユニット内よりもむしろ バー42自体内に第3図の回路の少くとも1部分を含ませるのが有利である。The piezoelectric element 54 receives an impact when the squillous 22 contacts the pole 50. the shock wave generated within the associated ball 5o, and also the subsequent reaction caused by the contact. Sensitive to force. A shock wave is the earliest indication of blow-boo test bar contact, and Piezoelectric elements can detect shock waves by preferable. However, as an equivalent, strain gauges are used to detect stress. You can also use lei. Element 54 is connected to the computer via interface 56. It is connected to the controller 26. A portion of the circuit is shown in FIG. No noise rather than in a separate remote interface unit to improve sensitivity. It is advantageous to include at least a portion of the circuitry of FIG. 3 within the bar 42 itself.

第3図を参照するに、3つのピエゾ電気素子54の出力はまずそれぞれの荷電素 子(charge elements) 58により増幅され、それからそれぞ れの絶対値回路60に送られる。これらが信号を整流して、それらの信号をそれ ぞれの比較器62に供給する。ここで、信号は、基準電源54からのスレッショ ルド電圧と比較される。従ってピエゾ電気素子出力がある値を超えると、比較器 が信号を出力する。比較器62の出力はワイヤード・オアがなされ、組合された トリガ出力がライン70に与えられ、この出力が更にインタフェース56で処理 されて、コンピュータ26のトリガ入力端に送られる。比較器62の周りのフィ ードバック回路内の抵抗器66、68は、トリガ出力に対しである程度のヒステ リシスを備えている。ライン70上のトリガ出力は、いずれかのピエゾ素子54 が最初に所定のスレッショルドを超えたことによって生ずることが理解されるで あろう。かかる回路とともに、異なる方向に対して3つのピエゾ電気素子を使用 することは、スタイラス22とポール50との間の接触がどの方向で生じても、 そして生じた衝撃波の伝播がどの方向であってもトリガ信号が発生することを保 証する。絶対値回路60は、与えられたピエゾ素子に加えられる初期加速が正で あるか負であるかにかかわらず、トリガ信号が直ちに発生することを保証する。Referring to FIG. 3, the outputs of the three piezoelectric elements 54 are first charge elements 58, and then each It is sent to the absolute value circuit 60. These rectify signals and convert them into The signal is supplied to each comparator 62. Here, the signal is a threshold voltage from the reference power supply 54. compared to the field voltage. Therefore, when the piezoelectric element output exceeds a certain value, the comparator outputs a signal. The outputs of comparator 62 are wired-ORed and combined. A trigger output is provided on line 70 and this output is further processed by interface 56. and is sent to the trigger input of the computer 26. The field around the comparator 62 Resistors 66 and 68 in the feedback circuit add some hysteresis to the trigger output. Equipped with Lysis. The trigger output on line 70 is connected to either piezo element 54. It will be understood that this is caused by first exceeding a predetermined threshold. Probably. With such a circuit, three piezoelectric elements are used for different directions. What happens is that no matter in which direction the contact between the stylus 22 and the pole 50 occurs, It also guarantees that a trigger signal will be generated regardless of the direction in which the generated shock wave propagates. I testify. The absolute value circuit 60 is configured such that the initial acceleration applied to a given piezo element is positive. guarantees that the trigger signal occurs immediately, whether positive or negative.

歪ゲージアレイを使用するときには、歪ゲージが抵抗デバイスであり、これに反 してピエゾ電気素子は容量デバイスであるから、インタフェースを変更する必要 がある。When using a strain gauge array, the strain gauge is a resistive device, as opposed to Since the piezoelectric element is a capacitive device, the interface needs to be changed. There is.

第1図及び第2図に関して説明したように、バー42内のボール50の取付を所 望により変更することができる。1つの変更例を第4図に示しである。ここでは 、バー42の端部及びボール50は対向する平坦な表面72゜74を有し、間隔 をへだてた3つのピエゾ電気素子54がその平坦表面の間にサンドイッチされて いる。いかなる方向においてもスタイラス22とポール50との間の接触により 生ずる衝撃波に応答するように作られているのであれば、3つの素子54を単一 のピエゾ電気素子に置換えてもよい。As described with respect to FIGS. 1 and 2, the installation of balls 50 within bar 42 is It can be changed as desired. One modification example is shown in FIG. here , the end of the bar 42 and the ball 50 have opposing flat surfaces 72° 74 and are spaced apart. Three piezoelectric elements 54 are sandwiched between the flat surfaces. There is. Contact between the stylus 22 and the pole 50 in any direction If the three elements 54 are made to respond to the resulting shock wave, the three elements 54 can be combined into a single It may be replaced with a piezoelectric element.

第5図は、バー42の端の中のポア78内に配置されているロッド76の自由端 にポール50を配置した構成を示している。本例では4つのピエゾ電気素子が設 けられている。これらのうち1つの素子54゛ はロッド76の端部とポア78 の底部との間に配置されており、一方他の3つの素子54″は、ロッドとポア7 80円筒形状の表面との間に、ロッド76の周りに半径方向に間隔をへだてて配 置されている。第3図の回路と同様の回路を使用することができるが、3セツト の代りに4セツトの構成要素58.60.62を有するようにする。FIG. 5 shows the free end of rod 76 located within a pore 78 in the end of bar 42. A configuration in which a pole 50 is arranged is shown. In this example, four piezoelectric elements are set up. I'm being kicked. One of these elements 54' is connected to the end of the rod 76 and the pore 78. while the other three elements 54'' are located between the rod and the bottom of the pore 7. 80 and spaced apart radially around the rod 76 between the cylindrical surface and the cylindrical surface. It is placed. A circuit similar to that in Figure 3 can be used, but with three sets. Instead, it has four sets of components 58, 60, and 62.

第6図及び第7図は第5図の変形例を示している。6 and 7 show a modification of FIG. 5.

この図では同一の参照番号が同様の部分を示している。ピエゾ電気素子54’  、 54″の代りに、ポア78内においてロッド76を囲んでいる単一の環状ピ エゾ電気素子90がある。素子90はせん断に敏感であり、いかなる方向からの スタイラスへの接触にも応答できろ。In this figure, identical reference numbers indicate similar parts. Piezoelectric element 54' , 54'' instead of a single annular pin surrounding the rod 76 within the pore 78. There is an ezoelectric element 90. Element 90 is shear sensitive and Be able to respond to stylus touch as well.

第1図のテストバーは、2つのボール50の中心間に固定長を有している。使用 に際しては、クイル18の手動による移動制御を使用したり、あるいはコンピュ ータ26の数値制御の作用により、1つのボール50の表面上の4以上の点の各 々にスタイラス22が接触させられる。接触が生じると、この接触がピエゾ電気 素子54によって検出され、そしてライン70上のトリガ出力がコンピュータ2 6に送られる。このコンピュータが、通常の方法で、カウンタ34.36.38 から、接触点におけるクイル18のx、y、z座標の読取を行なう。接触した4 以上のx、y、z座標から、コンピュータがボール50の中心座標を計算する。The test bar of FIG. 1 has a fixed length between the centers of the two balls 50. use Manual movement control of the quill 18 or computer By the action of numerical control of the data 26, each of four or more points on the surface of one ball 50 is The stylus 22 is brought into contact with each other. When contact occurs, this contact is piezoelectric element 54 and the trigger output on line 70 is sent to computer 2. Sent to 6. This computer, in the usual way, registers counters 34, 36, 38. From there, the x, y, z coordinates of the quill 18 at the point of contact are read. Contacted 4 The computer calculates the center coordinates of the ball 50 from the above x, y, and z coordinates.

全手順は、バー42の反対の端における他のボール50の中心座標を得るまで繰 返される。従って2つの中心点間の距離が容易に計算される。全作業容積に亘り 機械精度を決定するため、今説明した手順が、機械の3次元の作業容積内のテス トバー42の多くの異なる位置及び方向で繰返され、そして結果が比較される。The whole procedure is repeated until the center coordinates of the other ball 50 at the opposite end of the bar 42 are obtained. returned. The distance between two center points is therefore easily calculated. over the entire working volume To determine machine accuracy, the procedure just described involves testing within the three-dimensional working volume of the machine. It is repeated with many different positions and orientations of the bar 42 and the results are compared.

ピエゾ電気素子54は、スタイラス22とポール50との間に接触が生じると直 ちに信号を発生する。この接触に応答してプローブ20がトリガ信号を発生する 従来の技術では、測定精度が、座標測定機械自体の精度に左右されるのみならず 、プローブのブリトラベル(pre−travel )を含むプローブ20の精 度に左右される。The piezoelectric element 54 is activated as soon as contact occurs between the stylus 22 and the pole 50. immediately generates a signal. In response to this contact, probe 20 generates a trigger signal. With conventional technology, measurement accuracy not only depends on the accuracy of the coordinate measuring machine itself; , the precision of the probe 20, including the pre-travel of the probe. Depends on the degree.

従って、そのような従来技術の装置により測定できる容積の(volumetr ic)精度は、与えられたプローブが機械に取付けられている間は効果的である が、プローブが交換されれば有効ではない。しかしながら、不発明の実施例では 、測定精度は、プローブ20の精度には全く関係がない。勿論、いかなる場合で も機械及びプローブの組合せ精度を知りたければ、本発明のテストバーもまた従 来の方法に使用できる。Therefore, the volume that can be measured by such prior art devices is ic) Accuracy is effective while a given probe is installed on the machine but is not valid if the probe is replaced. However, in an uninvented embodiment , the measurement accuracy has no relation to the accuracy of the probe 20. Of course, in any case If you want to know the accuracy of the combination of machine and probe, the test bar of the present invention can also be used. Can be used in the following methods.

所望であれば、第1図のダブル端部テストバーな、1つの自由端のみに1個のポ ール50を有するシングル端部テストバーに置換えることもできる。枢軸領域4 4の代りに、そのようなテストバーの他端は、テーブル10上に置かれているソ ケット内に回動可能に収容されたポールを有している。そのポールは、公知のよ うに、ソケット内に所望の方向に磁気的にクランプできるゎそのようなテストバ ーの標準長さは、自由端におけるポール60の中心と、バーが収容されているソ ケットの中心との間である。単一のポール50は、第1図のテストパー40にお けると同様ピエゾ電気素子54に支持されている。If desired, use one point on only one free end, such as the double end test bar of Figure 1. A single end test bar with a bar 50 can also be substituted. axis area 4 4, the other end of such a test bar is placed on the table 10. It has a pole rotatably housed within the cage. That pole is well known This test bar can be magnetically clamped in the socket in the desired direction. The standard length of the bar is between the center of the pole 60 at the free end and the socket in which the bar is housed. between the center of the ket. A single pole 50 corresponds to the test par 40 in FIG. Similarly, it is supported by a piezoelectric element 54.

第8図、第9図及び第10図は、第1図と同じ座標測定機械に取付けた1、本発 明の他の実施例に係る他のテストバーを示し、対応する部分には第1図と同じ参 照番号が与えられている。第8図に示したテストパー80は、国際公開WO35 105176に示されたテストバーの改良である。なお、この国際公開はその番 号を引用することでこの明細書の一部を構成するものとする。機械の容積的精度 (volumetric accuracy)検査の自動化を可能にすることを 意図したものであるが、その公報に記載されたものであるので、ここでは詳細に は説明しない。Figures 8, 9, and 10 show 1 and 1 installed on the same coordinate measuring machine as in Figure 1. Other test bars according to other embodiments of the present invention are shown, and corresponding parts have the same references as in FIG. A reference number is given. The test par 80 shown in FIG. This is an improvement of the test bar shown in No. 105176. In addition, this international exhibition is the This reference number is incorporated by reference into this specification. Machine volumetric accuracy (volumetric accuracy) to enable automation of testing. This is what was intended, but since it was stated in the bulletin, it will not be described in detail here. does not explain.

しかしながら、簡単に述べると、テストパー80は、その自由端においてポール の周りにスタイラス22を自在に回動可能とするとともに、スタイラス及びバー の相対的並進運動を可能とする手段を有している。特に、スタイラス22と係合 するフォークを形成している1対の平行な、水平に長手方向に延在する叉状の突 起(prong) 82をバー80の自由端に備えている。これはいかなる所望 の位置へのテストパー80の回動を生じさせるクイル18の移動を可能にする。However, briefly stated, the test par 80 has a pole at its free end. The stylus 22 can be freely rotated around the stylus and the bar. It has means for allowing relative translational movement of. In particular, engaging the stylus 22 a pair of parallel, horizontally longitudinally extending prongs forming forks that A prong 82 is provided at the free end of the bar 80. What kind of desire is this? This allows movement of the quill 18 causing rotation of the test par 80 to the position shown in FIG.

バー80の端部はまた、叉状突起の下方及びその間に配置された球状のボール表 面84を有している。座標読取を行ないたい時、タイル18は内方に(好ましく は半径方向内方に)移動させられ、スタイラス22がボール表面上の運動力学的 に規定した位置でポール表面84に接触する。これは、スタイラス22はまた2 つの叉状の突起82に接触しているからである。The end of the bar 80 also includes a spherical ball surface located below and between the prongs. It has a surface 84. When it is desired to perform a coordinate reading, the tiles 18 are moved inwards (preferably is moved radially inward), and the stylus 22 is moved kinematically on the ball surface. contact the pole surface 84 at a location defined by . This means that the stylus 22 is also This is because the two protrusions 82 are in contact with each other.

上記の国際公開に関する変形が第9図でより明確に判る。バー80の端部に直接 取付けられる代りに、ポール84はピエゾ電気クリスタル86を介してバーの端 部に支持されている。この素子86は、第3区で説明したと同じ方法でトリガ比 力信号を発生するべ(、増幅器58、絶対値回路60及び比較器62に接続され ている。しかしながら、スタイラス22は常にポール84に同じ(半径)方向に 当たるので、確実に信号をピックアップするためには、ただ1つのピエゾ電気素 子86と、1セツトの構成要素58.60.62とが必要である。The above-mentioned variations regarding international publication can be seen more clearly in Figure 9. Directly to the end of the bar 80 Instead of being attached, the pole 84 is attached to the end of the bar via a piezoelectric crystal 86. It is supported by the department. This element 86 is set to a trigger ratio in the same manner as described in Section 3. , which is connected to an amplifier 58 , an absolute value circuit 60 and a comparator 62 , for generating a power signal. ing. However, the stylus 22 always touches the pole 84 in the same (radial) direction. Therefore, in order to reliably pick up the signal, only one piezoelectric element is required. child 86 and a set of components 58.60.62.

第9図はまた、付加的に、ピエゾ電気クリスタル86及びポール84が、剛性フ オーム(foam)セラミック材料のような剛性防音材料88の層を介してバー 80の端部に取付けられているのを示している。これは機械ノイズや、叉状の突 起82に対するスタイラス22の摺動により生ずるノイズのようなあらゆるノイ ズが、バー80を介してビエズ電気クリスタル86に伝わる結果、ピエゾ電気ク リスタル86が誤ってトリガされるようないかなる危険をも低減する。FIG. 9 also shows that the piezoelectric crystal 86 and pole 84 are bar through a layer of rigid soundproofing material 88, such as a foam ceramic material. It is shown attached to the end of 80. This may be due to mechanical noise or prongs. Any noise such as that caused by the sliding of the stylus 22 against the As a result, the piezoelectric crystal 86 is transmitted through the bar 80 to the Viez electric crystal 86. This reduces any risk that the listal 86 will be accidentally triggered.

本発明の上記の実施例では、1以上のピエゾ電気素子を用いて接触を検出するよ うにしていた。これは、ピエゾ電気素子が系統誤差(systematic e rror)を補正する必要なく最も正確に結果を与えることができるので好まし いθのである。しかしながら、接触を検知するためには、歪ゲージ、電磁検出器 、光電検出器、あるいはまた同等な電気的スイッチング素子のような他の手段が 、テストバー内に、またはテストバー上に設けられてもよい。The above embodiments of the invention use one or more piezoelectric elements to detect contact. I was doing it. This is because the piezoelectric element has a systematic error (systematic error). This is preferable because it can give the most accurate results without the need to correct It is θ. However, to detect contact, strain gauges and electromagnetic detectors are required. , photoelectric detectors, or also other means such as equivalent electrical switching elements. , may be provided within or on the test bar.

(以下余白) 国際調査報告 匡際調査報告(Margin below) international search report Compliance investigation report

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.延長部材と、タッチプローブによって接触される接触要素と、位置決定装置 の部分をなし、前記接触要素およびプローブの接触を検知するための検知手段と を具え、前記位置決定装置の較正のために用いられる装置。1. an extension member, a contact element contacted by a touch probe, and a position determining device a detection means for detecting contact between the contact element and the probe; and used for calibrating the positioning device. 2.請求の範囲第1項記載の装置において、前記検知のための手段は、前記接触 要素に生ずる応力に応じて信号を発生するのに適した検出素子を有することを特 徴とする装置。2. 2. The device according to claim 1, wherein the means for detecting characterized by having a sensing element suitable for generating a signal in response to the stress occurring in the element; A device used as a sign. 3.請求の範囲第2項記載の装置において、圧力を検出する前記検出素子はピエ ゾ電気素子であることを特徴とする装置。3. In the device according to claim 2, the detection element for detecting pressure is a piezoelectric element. A device characterized in that it is a zoelectric element. 4.請求の範囲第2項記載の装置において、圧力を検出する前記検出素子は歪ゲ ージであることを特徴とする装置。4. In the device according to claim 2, the detection element for detecting pressure is a strain gauge. A device characterized by being a medium. 5.請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかの項に記載の装置において、前記 部材は枢軸点のまわりに回動自在に支持部に取付けられていることを特徴とする 装置。5. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the The member is attached to the support part so as to be rotatable about a pivot point. Device. 6.請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかの項に記載の装置において、前記 接触要素は前記圧力検出素子を介して前記部材に接続されていることを特徴とす る装置。6. The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the The contact element is connected to the member via the pressure sensing element. equipment. 7.請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかの項に記載の装置において、前記 接触要素は前記部材の一端に球面上の接触表面を有することを特徴とする装置。7. The apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the A device characterized in that the contact element has a spherical contact surface at one end of the member. 8.請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかの項に記載の装置において、前記 部材の端端に接触要素を有することを特徴とする装置。8. The apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the A device characterized in that it has a contact element at the end of the member. 9.請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかの項に記載の装置において、前記 接触要素は等間隔に配設した3つの前記圧力検出素子を介して前記部材に接続さ れることを特徴とする装置。9. The apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the The contact element is connected to the member via the three pressure sensing elements arranged at equal intervals. A device characterized by: 10.請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかの項に記載の装置において、前 記接触要素は球面に対する運動支持部を有することを特徴とする装置。10. In the device according to any one of claims 1 to 5, Device characterized in that the contact element has a kinematic support relative to a spherical surface. 11.請求の範囲第1項ないし第5項または第10項のいずれかの項に記載の装 置において、前記部材および前記タッチプローブのスタイラス間の接続を行うた めの手段をさらに具え、前記スタイラスは自由端に球状要素を有し、前記手段は 前記スタイラスの自由端に関する前記スタイラスの自在な回動を可能とするとと もに、前記スタイラスおよび前記部材間の指対的並進移動を可能とすることを特 徴とする装置。11. The device according to any one of claims 1 to 5 or 10 in order to make a connection between the member and the stylus of the touch probe. further comprising means for the stylus to have a spherical element at its free end; enabling free rotation of the stylus with respect to the free end of the stylus; Also, the stylus and the member are characterized in that they enable relative translational movement between the stylus and the member. A device used as a sign. 12.請求の範囲第11項記載の装置において、前記手段は前記部材に接続され た一対のロッドを有し、これらの軸は離隔しかつ互いに平行に延在することを特 徴とする装置。12. 12. The apparatus of claim 11, wherein said means is connected to said member. a pair of rods, the axes of which are spaced apart and extend parallel to each other; A device used as a sign. 13.請求の範囲第12項記載の装置において、前記球状要素のための橋台が前 記部材に対する前記ロッドの接続部に隣接して設けられていることを特徴とする 装置。13. 13. The device of claim 12, wherein the abutment for the spherical element is characterized in that it is provided adjacent to a connecting portion of the rod to the member. Device. 14.請求の範囲第12項または第13項記載の装置において、相互に収束する 一対の表面を有し、収束の方向は前記部材の延在の方向に直交することを特徴と する装置。14. In the device according to claim 12 or 13, mutually converging a pair of surfaces, the direction of convergence being perpendicular to the direction of extension of the member; device to do. 15.請求の範囲第14項記載の装置において、前記橋台および前記収束表面は 運動支持部をなすことを特徴とする装置。15. 15. The apparatus of claim 14, wherein the abutment and the converging surface A device characterized in that it serves as a motion support. 16.請求の範囲第13項ないし第15項のいずれかの項に記載の装置において 、前記橋台は前記圧力検出素子を介して前記部材に接続されていることを特徴と する装置。16. In the device according to any one of claims 13 to 15, , wherein the abutment is connected to the member via the pressure detection element. device to do.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009133791A (en) * 2007-12-01 2009-06-18 Asanuma Giken:Kk Dimension standard for nc working machine
JP2012137301A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Simple inspection gauge for three-dimensional coordinate measuring machine
CN110230993A (en) * 2019-07-11 2019-09-13 四川长虹电器股份有限公司 A kind of accuracy assessment method of optical three-dimensional scanning instrument

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69211210T2 (en) * 1991-04-12 1996-10-10 Renishaw Transducer Syst Calibration device for machine
DE69207983T2 (en) * 1991-07-27 1996-06-05 Renishaw Transducer Syst Calibration and measuring device
US5341574A (en) * 1993-06-29 1994-08-30 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Coordinate measuring machine test standard apparatus and method
DE4434014A1 (en) * 1994-09-23 1996-03-28 Zeiss Carl Fa Procedure for the calibration of a coordinate measuring machine with two rotary axes
DE19547977A1 (en) * 1995-12-21 1997-06-26 Zeiss Carl Fa Touch probe for coordinate measuring machines
DE19944429C2 (en) * 1999-09-16 2001-12-06 Petec Gmbh Device for measuring parameters on CNC processing machines

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3309122A1 (en) * 1983-03-15 1984-09-20 Mauser-Werke Oberndorf Gmbh, 7238 Oberndorf PROBE HEAD FOR MEASURING DEVICES
GB8411437D0 (en) * 1984-05-04 1984-06-13 Renishaw Plc Co-ordinate positioning apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009133791A (en) * 2007-12-01 2009-06-18 Asanuma Giken:Kk Dimension standard for nc working machine
JP2012137301A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Simple inspection gauge for three-dimensional coordinate measuring machine
CN110230993A (en) * 2019-07-11 2019-09-13 四川长虹电器股份有限公司 A kind of accuracy assessment method of optical three-dimensional scanning instrument

Also Published As

Publication number Publication date
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