(57)【要約】  座標位置決め装置の部材上にある走査ヘッドに取り付けられた表面検出器を用いて表面を測定するための方法および装置。座標位置決め装置は、走査ヘッドと表面形状との間の相対移動を生成するために作動することができ、走査ヘッドは、１つまたは複数の軸の周りの表面検出プローブの回転動作を生成するための駆動装置を有する。座標位置決め装置は、円形経路で部材と表面形状との間の相対動作を生成するために駆動され、プローブヘッドは、表面検出器が名目上一定のリード角を維持するように上述の１つまたは複数の軸の周りに表面検出器を移動させるために駆動される。座標位置決め装置およびプローブヘッドの動作は同期的である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標位置決め装置の部材上にある走査ヘッドに取り付けられた表面検出器を用いて表面形状を測定するための方法において、前記座標位置決め装置は、前記走査ヘッドと前記表面形状の間の相対移動を生成するために作動することができ、前記走査ヘッドは、２つの軸周りの、前記表面検出プローブの回転動作を生成するための駆動装置を有する方法であって、
弓形、円形または螺旋形の経路で前記部材と前記表面形状との間の相対移動を生成するために前記座標位置決め装置を駆動するステップと、
前記１つまたは複数の軸周りに前記表面検出器を移動させるためにリード角が名目上一定であるように前記走査ヘッドを駆動するステップとを含み、
前記座標位置決め装置および走査ヘッドの前記動作は同期的であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記部材の前記弓形、円形または螺旋形の動作は前記表面形状の軸周りに生じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部材の前記弓形、円形または螺旋形の動作は、前記表面形状の中心軸に対してある角度をなしている軸の周りに生じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記部材の前記弓形、円形または螺旋形の動作は、前記表面形状の中心軸に平行であるがオフセットされている軸の周りに生じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記座標位置決め装置および前記走査ヘッドの前記動作は、時間増加を通じて同期化されていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記表面検出器は揺動動作を実行することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記走査ヘッドの少なくとも１つの軸周りの回転動作は、その測定範囲の中に前記表面検出器を維持するために用いられることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
コンピュータで実行されるとき、請求項１から５のいずれかに記載のステップを実行するようになされたコードを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
座標位置決め装置の部材上にある走査ヘッドに取り付けられた表面検出器を備える表面形状を測定するための装置であって、前記座標位置決め装置は前記走査ヘッドと前記表面形状との間の相対移動を生成するために作動することができ、前記走査ヘッドは、２つの軸の周りで前記表面検出プローブの回転動作を生成するための駆動装置と、計算装置とを有し、前記計算装置は、
弓形、円形または螺旋形の経路で前記部材と前記表面形状との間の相対移動を生成するために前記座標位置決め装置を駆動するステップと、
リード角が名目上一定であるように前記１つまたは複数の軸の周りに前記表面検出器を移動させるために前記走査ヘッドを駆動するステップとを実行し、
前記座標位置決め装置および走査ヘッドの前記動作は同期的であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標測定機（ＣＭＭ）、工作機械、手動座標測定アームおよび検査ロボットなど座標位置決め装置に取り付けられた電動走査ヘッドを用いて工作物の表面を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
座標位置決め機に電動走査ヘッドを取り付けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。電動走査ヘッドは、電動走査ヘッドに取り付けられた触針が２つの名目上直交する軸の周りに回転できるようにする。触針はこれら２つの軸の周りに角度を形成して位置決めすることができ、一方、電動走査ヘッドは、機械の動作容積の中でのどのような位置にも座標位置決め機によって位置決めすることができる。
【０００３】
かかる電動走査ヘッドは、多数の相異なった向きで触針を位置決めすることができるので、より大きな走査の融通性を有する座標位置決め機をもたらす。
【０００４】
この出願は、成形部品を定期的に測定するために座標位置決め装置の単純な移動が電動走査ヘッドの移動と組み合わされる測定シーケンスについて開示している。例えば、ＣＭＭのクイルを中心線に沿って移動させ、電動走査ヘッドが触針先端を円形のプロフィル（形状）で移動させ、結果的に螺旋形動作させることにより、穴が測定される。
【０００５】
これはまた、付勢モードでＭ１電動機および位置決めモードでＭ２電動機を運転させながら円形経路でクイルを移動させるために、ＣＭＭのＸ電動機およびＹ電動機を駆動させることによって円錐を測定することを開示している。付勢モードは、走査ヘッドが工作物の周りで駆動されながら先端が表面との接触を維持することを可能にする。これは、これらロータに所与の入力電流に対する実質的に一定のトルクを印加することによって行われる。
【０００６】
穴などの形体を走査するこの方法は、より大きな穴（すなわち、穴の半径が触針長さより大きい場合）または極めて小さい穴に適していないという欠点を有する。さらに、この走査方法はアクセスの制限のため必ずしも可能ではない。
【０００７】
【特許文献１】国際特許出願国際公開第９０／０７０９７号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、座標位置決め装置の部材上にある走査ヘッドに取り付けられた表面検出器を用いて表面形状を測定するための方法を提供し、座標位置決め装置は、走査ヘッドと表面形状との間の相対移動を生成するために作動することができ、走査ヘッドは、２つの軸の周りの表面検出プローブの回転動作を生成するための駆動装置を有し、この方法は、弓形、円形または螺旋形の経路で部材と表面形状との間に相対移動を生成するために座標位置決め装置を駆動するステップと、１つまたは複数の軸の周りに表面検出器を移動させるためにリード角が名目上一定であるように走査ヘッドを駆動するステップとを含み、座標位置決め装置および走査ヘッドの動作は同期的である。
【０００９】
この部材の弓形、円形または螺旋形の動作は表面形状の軸の周りに生じることができる。この部材の弓形、円形または螺旋形の動作は、表面形状の中心軸に対してある角度をなしている軸の周りに生じることができる。この部材の弓形、円形または螺旋形の動作は、表面形状の中心軸に平行であるがオフセットされている軸の周りに生じることができる。
【００１０】
この座標位置決め装置および走査ヘッドの動作は、時間増加を通じて同期化されることが好ましい。
【００１１】
この表面検出器は揺動動作（すなわち、掃引走査）を実行する。代替的には、これはライン走査を実行することができる。
【００１２】
この走査ヘッドの少なくとも１つの軸周りの回転動作は、その測定範囲の中に表面検出器を維持するために用いられることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の態様は、コンピュータで実行されるとき、この方法を実行するようになされたコードを含むコンピュータプログラムを含む。
【００１４】
このコンピュータプログラムが、ＣＤ、ＵＳＢスティックまたは他の媒体などキャリアに備えられ、コンピュータにロードされたとき、本発明を実行することが好ましい。コンピュータプログラムはまた、インターネットから直接ダウンロードすることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、座標位置決め装置の部材上にある走査ヘッドに取り付けられた表面検出器を備える表面形状を測定するための装置を提供し、座標位置決め装置は走査ヘッドと表面形状との間の相対移動を生成するために作動することができ、走査ヘッドは、２つの軸の周りの表面検出プローブの回転動作を生成するための駆動装置と、コンピュータとを有し、このコンピュータは、弓形、円形または螺旋形の経路で部材と表面形状との間の相対移動を生成するために座標位置決め装置を駆動するステップと、リード角が名目上一定であるように前記１つまたは複数の軸周りに表面検出器を移動させるために走査ヘッドを駆動するステップとを実行し、座標位置決め装置および走査ヘッドの動作は同期的である。
【００１６】
ここで添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態の実施例を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は座標測定機（ＣＭＭ）に取り付けられた電動走査ヘッドを示す。測定されるべき工作物１０がＣＭＭ１４のテーブル１２に載せられ、電動走査ヘッド１６がＣＭＭ１４のクイル１８に取り付けられる。主軸は、知られている方法で電動機によってテーブルに対して方向Ｘ、Ｙ、Ｚに駆動可能である。図２に示すように、電動走査ヘッド１６は、ベースまたはハウジング２０によって形成された固定部を有し、固定部は、軸２２の形態の可動部によって支持され、可動部は、電動機Ｍ１によって、軸Ａ１の周りをハウジング２０に対し回転可能である。軸２２は、別のハウジング２４に固定され、別のハウジング２４は軸２６を支持する。軸２６は、電動機Ｍ２によって、軸Ａ１に直角な軸Ａ２の周りを、ハウジング２４に対して回転可能である。
【００１８】
工作物接触端３０を有する触針（スタイラス）２９を有するプローブ２８が、電動走査ヘッドに取り付けられる。この装置は、ヘッドの電動機Ｍ１、Ｍ２が工作物接触端を軸Ａ１またはＡ２周りの角度を付けて位置決めすることができ、また、ＣＭＭの電動機が、ＣＭＭの三次元座標枠組みの中のどこにでも電動走査ヘッドを直線的に位置決めし、触針先端を、走査される表面と所定関係とすることができる、といったものである。
【００１９】
直線位置決め変換器が、走査ヘッドの直線変位を測定するためにＣＭＭに備えられ、角度位置決め変換器Ｔ１およびＴ２が、それぞれの軸Ａ１およびＡ２の周りの触針の角度変位を測定するために走査ヘッドに備えられる。
【００２０】
図１に示すＣＭＭのタイプでは、クイルと工作物の間の相対移動が、クイルが３つの直交方向で移動することを可能にすることによって得られる。座標位置決め装置の他のタイプでは、クイルと工作物の間の相対移動が、クイルの移動、工作物が取り付けられた表面（例えば、テーブル）の移動、または上述の組合せによって得ることができる。
【００２１】
プローブは偏向可能な触針２９を有し、プローブの中の変換器が触針の偏向量を測定する。プローブは、例えばＸおよびＹでの偏向（deflection）を検出する二次元的なもの、または例えばＸ、ＹおよびＺでの偏向を検出する三次元的なものであることができる。代替的に、非接触型プローブが用いられてもよい（例えば、光学型、静電容量型または電磁誘導型プローブ）。
【００２２】
図１に示すように垂直アーム型ＣＭＭでは、走査ヘッド１６のＡ１軸は、ＣＭＭのＺ軸（このＺ軸は主軸１８に沿っている）に名目上平行である。走査ヘッドはこの軸の周りで連続的にプローブを回転させることができる。走査ヘッドのＡ２軸はそのＡ１軸に直交する。
【００２３】
電動走査ヘッドは、要求されるヘッドの再較正なしに相異なった向きで表面検出器を位置決めすることができる。
【００２４】
ＣＭＭおよび走査ヘッドの位置決めは、ハードウェアの注文品であってもよいコンピュータ１５、すなわちコントローラまたはＰＣに備えられる制御コードによって制御される。コンピュータは、測定経路に沿ってＣＭＭおよび走査ヘッドを移動させるためにプログラムすることができる。
【００２５】
上述の装置で測定するのに特に適した１つの形態が穴である。従来、穴は、穴の中心線に沿ってＣＭＭのクイルを移動させ、円形に走査ヘッドを回転させ、それによって、（特許文献１に開示されているように）触針先端に対し螺旋形軌道を生成することによって測定される。しかしながら、ＣＭＭのクイルが中心線に配置されているとき触針先端が穴の表面に達することができないような穴の半径である場合、この方法は大きな穴のために用いることができない。いくつかの場合では、ＣＭＭのクイルが中心線にあるとき表面に達することが必要であるプローブの角度は、実用的でない。この場合、ＣＭＭのクイル１８は、図３に示すように走査ヘッド１６が回転すると、円９４で移動させられる。これは、ＣＭＭの移動が必要とされるけれども、それが走査ヘッドの移動のために最小化されるという利点を有する。
【００２６】
この実施例では、触針先端３０は仮想中心Ｘの周りで回転する。この仮想中心点は、ヘッドが中心線上に維持される従来の穴走査方法と同様に、ヘッド軸の交点に位置されない。
【００２７】
この実施例では、プローブのリード角は表面に対する半径方向に維持される。
【００２８】
リード角およびリーン角という用語は、プローブ２８によって測定される円筒形ボス４０を示す図１３および１４に関して説明される。図１３は円筒形ボスの平面図である。プローブの長手軸ｌと、表面法線ｎとの間の移動方向ｄにおける角度がリード角である。図１４は、図１３の円筒形ボス４０の斜視図である。プローブの長手軸ｌと、表面法線ｎとの間の走査平面における角度がリーン角である。
【００２９】
プログラミングの容易さ、ＣＭＭ経路の単純さ（これが一定の角速度をもたらすので）、加速の変化の一定のレート（円滑な走査をもたらす）、および先端の表面とのよい関係のために、測定の全体にわたってリード角を名目上一定に維持することが有利である。プローブは、押され（すなわち、走査ヘッドの前方に）、引き摺られ（すなわち、走査ヘッドの後方に）、または少なくとも１つの平面で表面法線に整列され続けることができる。
【００３０】
リーン角は、走査中に変更されることができる。これはアクセスなどのために有利である場合がある。
【００３１】
穴走査の従来の方法は、非常に小さい穴にも適していない。
【００３２】
図４は、走査ヘッド１６に取り付けられたプローブ２８によって測定される小さい鉛直の穴８４を示す。触針先端３０の走査ヘッドとの位置合わせ不良により、破線の触針および先端によって示されるように、触針先端が中心を外れる場合がある。触針先端３０がＡ２に沿って中心を外れて配置された場合、走査ヘッドは穴を走査するためにＸおよびＹの両方向で触針先端を操作することができない。図５は触針先端、クイルおよび小さい穴の平面図である。走査ヘッドは、触針先端が穴の中心に位置する位置に、Ｘ軸に沿ってオフセットされている。Ａ２軸の周りで触針先端を回転させることによって（破線によって示す円形経路に沿って）、触針先端３０は、穴の表面（破線の外形３０’によって示す）に接触させることができる。しかしながら、偏向が制御されなければならない方向（表面法線に沿ったｄ1ベクトル）に関して、駆動ベクトルｄ2は理想的でない方向にあり、これが走査を不可能にする。従来の方法のようにクイルの周りで破線の経路に沿って触針先端３０を移動させることは有効でないということを理解することができる。
【００３３】
矢Ｃによって示す円形経路で走査ヘッドを移動させるためにクイルを用いることによって、穴の表面の接線方向で、且つ偏向制御ベクトルに直角方向の新たな結果として生じる駆動ベクトルＲが実現される。走査ヘッドが、円形経路をたどるようにＡ１軸の周りで回転させられると、Ａ２軸を表面法線に整列させ続けることができ、偏向の調整が可能になる。
【００３４】
大きな穴の例の場合のように、触針先端は、軸の交点にない仮想中心の周りを移動する。
【００３５】
この方法は、アクセスが制限される領域が測定されることを可能とするという利点を有する。
【００３６】
図６は、その外部表面が測定されるべきボス７４を示す。ＣＭＭのクイル４２はボスの中心線に整列される。次いで、電動走査ヘッド１６はＡ１軸の周りで回転させられ、触針先端３０が外周部の測定をボスの頂部に向かって実行する。しかしながら、この方法は、先端３０が決して表面に接触することができないので、さらにボスを降りることを繰り返せないという欠点を有する。
【００３７】
図７はボス７４を走査するための代替方法を示す。本実施形態では、ヘッド角が回転するので、ＣＭＭのクイルはボスの軸周りを円形経路Ｃで移動させられる。ＣＭＭはまた、Ｚ方向に移動され、ボスの外周部表面の周りの螺旋形走査経路を創成してもよい。
【００３８】
図８は、測定されるべき４つの円筒形断面１０６、１０８、１１０、１１４を有するクランクシャフトジャーナル１０４の断面を示す。部分１０８の測定は、部分１０６の小さい直径に起因した減少されたアクセスのため、従来の手段では難しい。典型的には、従来の測定技術では、ディスク型触針が部分１０８を測定するために用いられ、これは、触針の変更ステップが必要となり、それによってスループットを減少させるという欠点を有する。
【００３９】
本発明を用いると、すべての部分１０６から１１２は、どのような触針変更も必要とされずに測定することができる。部分１０６および１０８は、プローブ長さが部分１０８に達するのに十分に長い限りクランクシャフトジャーナルの端部１１４から測定され、部分１１０および１１２は端部１１６から測定される。
【００４０】
ＣＭＭのクイルの動作およびヘッド角は、部分１０８が部分１０６の制限された直径を通ってアクセスされることが可能なように制御される。ＣＭＭのクイルは円形の軌跡で移動させられ、一方、ヘッド角は、触針先端が円筒形部分１０８の内周部の周りを円形経路で移動するようにも調整される。この動作は、触針先端がその周りを回転する仮想中心を効果的に作り出す。クイルおよびヘッドの動作は、仮想中心が円筒形部分１０６の中に配置され、これにより部分１０８へのアクセスを衝突なしに可能とするように、制御されることができる。
【００４１】
より複雑な部品に対しては、ＣＭＭの円形経路は、触針先端の円形経路と異なった軸の周りであることが必要である。図９Ａはカムシャフト４０の一部の断面図である。内側部分は中心線Ａを有し、一方、外側部分は中心線Ｂを有する。内径の周りを走査するため、触針先端３０は中心線Ａの周りの経路をたどる必要があるが、しかしながら、カムシャフトの形状は、アクセスの問題およびクイルの動作への制限を作り出す。触針先端が単一の平面にとどまるものであるならば、クイルは、中心線ＡまたはＢのいずれからも外れた軸Ｄの周りを回転させられる。図９Ａから分かるように、クイルがその周りで移動させられる軸Ｄは、中心線ＡおよびＢの両方に対してある角度をなしている。
【００４２】
代替的に、ＣＭＭのクイルは、図９Ｂに示すようにカムシャフト４０の一部の中心線Ｂの周りを円形経路で移動させられる。この例では、クイルがその円形経路の周りを移動するにつれ、プローブはＡ１軸の周りを３６０°回転させられ、走査進行中、触針先端が内径に対し半径方向に維持される。触針先端は、ヘッドのＡ２軸周りの角度を調整することによって、内径上に維持される。したがって、触針先端は内径を測定するが、単一平面内に留まらない。この実施例において、その周りをクイルが回転する軸Ｂは、測定される形体の軸Ａに対して平行であるが、オフセットされている。
【００４３】
ＣＭＭのクイルが、螺旋形移動が得られるように上方に移動された場合には、カムシャフト部品の円筒形測定が得られる。
【００４４】
９０°だけ回転させられる類似の部分に対して、ヘッド角はＡ１軸およびＡ２軸の両方について調整される。
【００４５】
図１０は、例えば組み立てられたギアボックスに見られるような形体４２を示し、これは、隠れた（obscured）アクセス部４６を有する円筒形凹部４４を有し、開口部は円筒形凹部の中心軸Ｅに整列されていない。円筒形凹部４４の内側表面は、アクセスの問題のため図８に示す方法によっては走査することができない。軸外中心Ｆが、クイルの円形移動のために選択され、これによってアクセス制限を解消する。
【００４６】
本発明では、システムの５つの軸（すなわち、３つの線形ＣＭＭ軸および２つの回転ヘッド軸）が同期化される。これにより、仮想中心測定方法を全測定経路にわたって有効とすることを可能にする。
【００４７】
３軸ＣＭＭに取り付けられた２軸の走査ヘッドを用いて穴を測定するための非同期的システムを、図１１Ａから１１Ｃを参照して説明する。
【００４８】
螺旋形動作を実現するため、ＣＭＭは、各軸の速度を制御する要求信号を与えられる。走査ヘッドは、要求されるプローブ先端速度および回転数を規定する要求信号が与えられる。図１１Ａは、穴５２を測定するときに結果として生じるプローブ先端の螺旋形動作５０を示す。しかしながら、穴が予期したものより狭い場合、走査ヘッドの３回転は走査が終わる前に起こり、穴の一部はＣＭＭの直線動作によってのみ測定される。図１１Ｂはより狭い穴５４および結果として生じる螺旋形動作５６を示す。穴が予期したものより広い場合、ＣＭＭは、クイルの３回転が終了する前に走査の終点へとクイルを移動させる。図１１Ｃは、より広い穴５８および結果として生じる螺旋形動作６０を示す。
【００４９】
本発明では、５つの軸は同期化される。図１２は、すべての５つの軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ１、Ａ２）に対して、鉛直な穴の（従来の手段による）走査のための時間対要求速度を示すグラフを描いている。コントローラは、時間増加で（in time increments）要求信号を出力し、ＣＭＭおよび走査ヘッドの動作が同期化され続けることを確実にする。したがって、形体が予期したものと異なった形状、サイズまたは位置の場合、同期化された動作は、ＣＭＭおよび走査ヘッドの動作が測定プロフィルの長さにわたって起こることを確実にする。図１２の例では、ＸおよびＹに対する要求速度はゼロであり、一方、Ｚ軸の中心線に沿ってクイルを移動させるため、要求速度はＺに対して一定である。Ａ１に対する要求速度は、走査ヘッドがＡ１軸の周りでプローブが回転するとき、一定である。ＺおよびＡ１の両方とも、速度が走査の初めおよび終わりに増加および減少することを示す。Ａ２軸は、プローブが穴の中心から表面にそれを偏向するために走査の初めにＡ２軸の周りで回転させられ、走査の終わりに逆にされることを示す。
【００５０】
すべての実施形態は、ＣＭＭの円形または螺旋形動作と、１つまたは両方の軸の周りの走査ヘッドの動作とによって測定される部品を開示する。この方法はまた、ＣＭＭの弓形動作に適している。走査ヘッドの両方の軸の周りの動作は、要求された角度に駆動される。これは、一定の速度と、測定加工品での規定された測定経路との利点を有する。従来技術において、走査ヘッドは、表面に対して触針先端を付勢するために一定のトルクモードを用いた。要求信号よりむしろ走査ヘッドの回転を引き起こすのはこの一定のトルクである。
【００５１】
部品の測定の間、プローブはその偏向範囲の中に維持される必要がある（非接触型プローブはこれらの作動範囲の中に維持される必要がある）。これは、その予め規定された動作から走査ヘッドを逸脱させることによって実現される。走査ヘッドは、その範囲の中にプローブを維持するため、目標ベクトルに沿ってサーボ機構により制御される。典型的には、この目標ベクトルは表面の法線である。しかしながら、プローブの向き、摩擦または要求プロフィルにとどまる要件などの因子により、異なった目標ベクトルを選択することができる。既知の部品データ、計算された先端位置、前方予測に用いられる過去の表面地点などが、目標ベクトルを決定するために用いられることができる。
【００５２】
上述の実施形態では明りょう化のためライン走査について説明する。しかしながら、本発明はまた掃引走査および離散点の測定に適していることが理解されよう。
【００５３】
上述の実施形態はすべて部品上の測定経路を計画するのに適している。これはまた、例えば走査ヘッドおよびＣＭＭを制御するためのジョイスティックを用いることによってオンラインで行うことができ、これにより、望ましい触針先端位置およびヘッド角を有する表面上の離散点を得る。これら離散点に対するデータは、メモリに格納され、および／または、触針先端、走査ヘッドおよびＣＭＭのクイルの測定経路を導き出すために用いられることができる。
【００５４】
代替的に、測定経路は、例えば、ＣＡＤモデルで、オフラインで計画することができる。この場合、触針先端経路、ヘッド角およびクイル経路を含む測定プロフィルは、ＣＡＤモデルで選択される。このデータは、メモリに格納され、および／または、触針先端、走査ヘッドおよびＣＭＭのクイルの計測経路を導き出すために用いられる。
【００５５】
測定経路がオンライン（すなわち、ジョイスティック）またはオフライン（例えば、ＣＡＤモデル）で作り出されるかどうかにかかわらず、測定経路データは、部品を測定するとき、所望の測定経路をたどるためにＣＭＭおよび走査ヘッドに位置決め要求コードを送る命令コードに変換される。
【００５６】
上述の実施形態では接触型プローブの使用法について説明するが、これら走査方法はまた、非接触型プローブ、例えば、光学型、電磁誘導型または静電容量型プローブとともに用いるのに適している。光学型プローブに対しては、表面上の光点を、例えば、触針先端位置の均等物として扱うことができる。電磁誘導型または静電容量型プローブに対しては、オフセットを触針先端位置の均等物として扱うことができる。接触型および非接触型プローブの両方に対して、触針先端は事実上、その周りにプローブが方向付けられる中心点であり、同一の座標位置をなお測定する。
【００５７】
本実施形態はＣＭＭに取り付けられた走査ヘッドについて説明するが、本発明は、工作機械などの他のタイプの座標位置決め機械に取り付けられた走査ヘッドにも適している。クイルという用語が本明細書で用いられるが、この部材は、Ｚコラムまたはスピンドルとも呼ばれている。走査ヘッドという用語が用いられるが、走査ヘッドは、走査と同様、離散測定点を取るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による走査装置を備える座標測定機の正面図である。
【図２】電動走査ヘッドの断面図である。
【図３】大きな穴を走査する走査ヘッドを示す斜視図である。
【図４】小さな穴の中の触針先端の斜視図である。
【図５】図４の小さな穴の平面図である。
【図６】ボスの軸に整列した走査ヘッドで測定されるボスの斜視図である。
【図７】螺旋形の走査経路とともに図５のボスを示す図である。
【図８】電動走査ヘッドに取り付けられたプローブによって測定されるクランクシャフトジャーナルの断面図である。
【図９Ａ】第１の走査プロフィルを示すカムシャフトの一部の断面図である。
【図９Ｂ】第２の走査プロフィルを示すカムシャフトの一部の断面図である。
【図１０】円筒形の凹部の断面図である。
【図１１Ａ】従来の技術による適切な大きさの穴の螺旋形走査プロフィルを示す図である。
【図１１Ｂ】従来の技術による小さい穴の螺旋形走査プロフィルを示す図である。
【図１１Ｃ】従来の技術による大きい穴の螺旋形走査プロフィルを示す図である。
【図１２】計測学システムの動作の各軸に関する時間対要求速度を示すグラフである。
【図１３】リード角を示す円筒形ボスの平面図である。
【図１４】リーン角を示す円筒形ボスの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009531185.tif 000009
【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2009531185.tif 000012
【図１０】
2009531185.tif 000013
【図１１Ａ】
2009531185.tif 000014
【図１１Ｂ】
2009531185.tif 000015
【図１１Ｃ】
2009531185.tif 000016
【図１２】
2009531185.tif 000017
【図１３】
2009531185.tif 000018
【図１４】
2009531185.tif 000019
【国際調査報告】
2009531185.tif 000020
2009531185.tif 000021
2009531185.tif 000022