[发明专利]形状测量设备的控制方法

说明书

本发明提供一种形状测量设备的控制方法。以每预定数量的区段对扫描路径进行分割，并且定义针对每预定数量的区段的一组测量命令。在执行测量命令期间，针对下一测量命令创建速度计划。此时，进行使测量命令的速度模式计划的最终速度与下一测量命令的速度模式计划的最初速度相同的计划。在执行测量命令期间，连续计算从当前时刻起、直至该测量命令的估计的结束时刻为止的间隙时间。在间隙时间比计划计算时间长的情况下，保持下一测量命令的速度模式计划的最初速度与测量命令的速度模式计划的最终速度相同。

技术领域

本发明涉及形状测量设备的控制方法。

背景技术

已知有通过使触针针尖沿着被测物的表面进行扫描移动来测量该被测物的形状的形状测量设备(例如，参见日本特开2008-241420、日本特开2013-238573和日本特开2014-21004)。针对该扫描测量，应当生成扫描测量所用的路径。日本特开2008-241420所述的设备将基于CAD数据等的设计值(例如，NURBS(非均匀有理B样条)数据)转换成预定次数的多项式曲线。

给出该过程的简要说明。首先，从外部CAD系统等接收包含路径信息的CAD数据(诸如NURBS数据等)，并且将该CAD数据转换成点群数据。各点的数据是将坐标值(x,y,z)和法线方向(P,Q,R)进行组合的数据(即，(x,y,z,P,Q,R))。在本说明书中，为了便于以下的说明，将包括(x,y,z,P,Q,R)的信息的点群数据称为轮廓点数据。

接着，使各点的坐标值在法线方向上偏移预定量。(具体地，该预定量被定义为触针针尖半径r-基准按压量E0)。将这样求出的点群数据称为偏移轮廓点数据。

然后，将偏移轮廓点数据转换成预定次数的多项式曲线。在该示例中，使用三次函数作为多项式，从而得到PCC曲线(参数三次曲线)。基于该PCC曲线来生成用于测量工件的路径。此外，将PCC曲线进行分割，以形成分割PCC曲线。

通过根据分割PCC曲线计算速度曲线，来计算探测器的移动速度(移动矢量)。(例如，基于分割PCC曲线的各区段的曲率等来定义探测器的移动速度(移动矢量)。)基于这样计算出的移动速度使探测器移动，并且触针针尖在扫描被测物的表面时进行移动(无源标称扫描测量)。

此外，还已知有在追踪校正期间采用连续地计算按压校正矢量以保持探测器的按压量恒定来进行扫描测量的方法(日本特开2013-238573)。在该示例中，将这种标称扫描称为“有源标称扫描测量”。

简要说明日本特开2013-238573所公开的“有源标称扫描测量”。在“有源标称扫描测量”中，以下(表达式1)所表示的合成矢量V被视为针对探测器的移动指令。在使探测器基于合成矢量V而移动的情况下，探测器(触针针尖)沿着PCC曲线移动并且以恒定的按压量进行工件表面的扫描测量(换句话说，“有源标称扫描测量”)。

V＝Gf×Vf+Ge×Ve+Gc×Vc (表达式1)

参考图1来提供该表达式的简要说明。在图1中，PCC曲线(即，扫描路径)位于相对于设计数据(轮廓点数据)偏移了预定量(触针针尖半径r-基准按压量E0)的点处。此外，在图1中，实际工件相对于设计数据略微偏移。

矢量Vf是路径速度矢量。路径速度矢量Vf的取向是从PCC曲线上的插值点(i)朝向下一插值点(i+1)的方向。路径速度矢量Vf的大小例如是基于插值点(i)处的PCC曲线的曲率所确定的(例如，参见日本特开2014-21004)。

矢量Ve是按压量校正矢量，并且将探测器的按压量Ep设置为预定的基准按压量E0(例如，0.3mm)。(按压量校正矢量Ve必然与工件表面的法线平行。)

矢量Vc是轨迹校正矢量。轨迹校正矢量Vc与从探测器位置向着PCC曲线的垂线平行。Gf、Ge和Gc分别是扫描驱动增益、按压方向校正增益和轨迹校正增益。