形状測定装置
【課題】測定子の位置を適切に制御することができ、測定子が非接触か否かを適切に判断することができる形状測定装置の提供。
【解決手段】三次元測定機１は、測定子を有するプローブ２１と、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、ホストコンピュータ５とを備える。ホストコンピュータ５は、測定子の移動量を取得する移動量取得部５２と、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部５４と、偏差取得部５４にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部５５と、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する更新部５６とを備える。
【解決手段】三次元測定機１は、測定子を有するプローブ２１と、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、ホストコンピュータ５とを備える。ホストコンピュータ５は、測定子の移動量を取得する移動量取得部５２と、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部５４と、偏差取得部５４にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部５５と、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する更新部５６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物を測定するための測定子を有し、測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、プローブを移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御装置とを備え、測定子を被測定物に接触させることで被測定物の形状を測定する形状測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の三次元測定機（形状測定装置）は、プローブと、移動機構と、制御装置とを備えている。
このような形状測定装置では、測定子を非接触とした状態における測定子の位置を基準位置とし、測定子を被測定物に接触させたときの基準位置からの測定子の移動量を取得している。そして、測定子の移動量を一定とするように、プローブを被測定物に押し込んだ状態で被測定物の表面に倣ってプローブを移動させることによって被測定物を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響で測定子を非接触とした状態であっても基準位置からの測定子の移動量が０にならなくなる場合がある。このような場合には、形状測定装置は、測定子の位置を適切に制御することができなくなるので、測定誤差を生じるという問題がある。また、このような場合には、形状測定装置は、測定子を非接触とした状態であるにも関わらず被測定物に接触していると誤って判断してしまうことがあるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、測定子の位置を適切に制御することができ、測定子が非接触か否かを適切に判断することができる形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の形状測定装置は、被測定物を測定するための測定子を有し、前記測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御装置とを備え、前記測定子を前記被測定物に接触させることで前記被測定物の形状を測定する形状測定装置であって、前記制御装置は、基準位置からの前記測定子の移動量を取得する移動量取得部と、前記測定子を非接触とした状態における前記基準位置からの前記測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部と、前記偏差取得部にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部にて前記偏差が前記第１の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置と、前記偏差とを合成した位置に前記基準位置を更新する更新部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、形状測定装置は、偏差取得部を備えるので、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得することができる。そして、更新部は、判定部にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新するので、更新後に移動量取得部にて取得される基準位置からの測定子の移動量は０になる。
したがって、測定子の位置を適切に制御することができ、測定子が非接触か否かを適切に判断することができる。
【０００８】
本発明では、前記偏差取得部は、前記測定子が非接触となる位置に前記プローブを移動させることで前記偏差を取得することが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、偏差取得部は、プローブを移動させて偏差を取得するので、制御装置は、測定子を非接触とした状態における測定子の移動量を確実に０とすることができる。なお、測定子が非接触となる位置は、制御装置に予め記憶させておけばよい。
【００１０】
本発明では、前記制御装置は、前記プローブを移動させるための位置指令値を出力する移動指令部と、前記移動量取得部にて取得される前記測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出する測定値算出部とを備え、前記移動量取得部は、前記更新部にて前記基準位置が更新されると、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量と、前記基準位置からの前記測定子の移動量とを取得し、前記移動指令部は、前記基準位置からの前記測定子の移動量に基づいて前記位置指令値を出力し、前記測定値算出部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量に基づいて前記測定値を算出することが好ましい。
【００１１】
ここで、例えば、特許第２７９８８７３号に記載の運動機械のように、測定子の移動量を補正関数を用いて補正することで測定値を算出する形状測定装置が知られている。
また、補正関数は、基準位置の初期値からの測定子の移動量に基づいて決定されている。したがって、基準位置の更新後に移動量取得部にて取得される測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出すると、適切な測定値を算出することができないという問題がある。
本発明によれば、移動指令部は、基準位置からの測定子の移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部は、基準位置の初期値からの測定子の移動量に基づいて測定値を算出するので、基準位置の更新後であっても測定子の位置を適切に制御することができるとともに、適切な測定値を算出することができる。
【００１２】
本発明では、前記偏差取得部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量を偏差として取得し、前記判定部は、前記偏差取得部にて取得される偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定し、前記更新部は、前記判定部にて前記偏差が前記第２の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置の初期値、及び前記補正関数を更新することが好ましい。
【００１３】
ここで、偏差取得部にて取得される偏差が非常に大きい場合には、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響が非常に大きいと考えられるので、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することが望ましい。
本発明によれば、更新部は、判定部にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、基準位置の初期値、及び補正関数を更新するので、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響が非常に大きい場合には、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することができる。
【００１４】
本発明では、前記制御装置は、前記更新部にて前記補正関数が更新されると、更新前に前記測定値算出部にて補正された前記測定子の移動量を、更新前における前記補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする逆補正部と、前記逆補正部にて補正前の状態とされた前記測定子の移動量と、前記偏差とを合成し、再度、更新後における前記補正関数を用いて補正することで測定値を算出する再補正部とを備えることが好ましい。
【００１５】
ここで、更新部にて補正関数が更新されると、測定値は、更新前における基準位置の初期値からの測定子の移動量を、更新前における補正関数を用いて補正したものであるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子の移動量を再測定し、更新後における補正関数を用いて補正することが望ましい。
本発明によれば、制御装置は、逆補正部と、再補正部とを備えるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子の移動量を再測定することなく、適切な測定値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る三次元測定機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る三次元測定機本体を示す全体模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る基準位置の更新処理のフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔三次元測定機の概略構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る三次元測定機１の概略構成を示すブロック図である。
形状測定装置としての三次元測定機１は、図１に示すように、三次元測定機本体２と、三次元測定機本体２の駆動制御を実行するモーションコントローラ３と、操作レバー等を介してモーションコントローラ３に指令を与え、三次元測定機本体２を手動で操作するための操作手段４と、モーションコントローラ３に所定の指令を与えるとともに、演算処理を実行するホストコンピュータ５とを備える。
【００１８】
図２は、三次元測定機本体２を示す全体模式図である。なお、図２では、上方向を＋Ｚ軸方向とし、このＺ軸に直交する２軸をそれぞれＸ軸、及びＹ軸として説明する。
三次元測定機本体２は、図２に示すように、被測定物Ｗを測定するための測定子２１１Ａを有するプローブ２１と、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、移動機構２２が立設される定盤２３とを備える。なお、定盤２３には、三次元測定機本体２のキャリブレーションをするための半径既知の基準球２３１が設置され、この基準球２３１は、定盤２３上の複数位置に設置することができる。
移動機構２２は、プローブ２１を保持するとともに、プローブ２１の移動を可能とするスライド機構２４と、スライド機構２４を駆動することでプローブ２１を駆動する駆動機構２５とを備える。
【００１９】
スライド機構２４は、定盤２３におけるＸ軸方向の両端から＋Ｚ軸方向に延出し、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる２つのコラム２４１と、各コラム２４１にて支持され、Ｘ軸方向に沿って延出するビーム２４２と、Ｚ軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム２４２上をＸ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるスライダ２４３と、スライダ２４３の内部に挿入されるとともに、スライダ２４３内をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるラム２４４とを備える。
【００２０】
駆動機構２５は、図１、及び図２に示すように、各コラム２４１のうち、−Ｘ軸方向側のコラム２４１を支持するとともに、Ｙ軸方向に沿って駆動するＹ軸駆動機構２５１Ｙと、ビーム２４２上をスライドさせてスライダ２４３をＸ軸方向に沿って駆動するＸ軸駆動機構２５１Ｘ（図２において図示略）と、スライダ２４３内をスライドさせてラム２４４をＺ軸方向に沿って駆動するＺ軸駆動機構２５１Ｚ（図２において図示略）とを備える。
【００２１】
Ｘ軸駆動機構２５１Ｘ、Ｙ軸駆動機構２５１Ｙ、及びＺ軸駆動機構２５１Ｚには、図１に示すように、スライダ２４３、各コラム２４１、及びラム２４４の各軸方向の位置を検出するためのＸ軸スケールセンサ２５２Ｘ、Ｙ軸スケールセンサ２５２Ｙ、及びＺ軸スケールセンサ２５２Ｚがそれぞれ設けられている。なお、各スケールセンサ２５２は、スライダ２４３、各コラム２４１、及びラム２４４の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２２】
プローブ２１は、測定子２１１Ａを先端側（−Ｚ軸方向側）に有するスタイラス２１１と、スタイラス２１１の基端側（＋Ｚ軸方向側）を支持する支持機構２１２とを備える。
支持機構２１２は、スタイラス２１１をＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向に付勢することで所定位置に位置決めするように支持するとともに、外力が加わった場合、例えば測定子２１１Ａが被測定物Ｗに当接した場合には、スタイラス２１１を一定の範囲内でＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向に移動可能としている。すなわち、支持機構２１２は、測定子２１１Ａを一定の範囲内で移動可能としている。
この支持機構２１２は、図１に示すように、測定子２１１Ａの各軸方向の位置を検出するためのＸ軸プローブセンサ２１３Ｘ、Ｙ軸プローブセンサ２１３Ｙ、及びＺ軸プローブセンサ２１３Ｚを備える。なお、各プローブセンサ２１３は、測定子２１１Ａの各軸方向の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２３】
モーションコントローラ３は、図１に示すように、操作手段４、またはホストコンピュータ５からの指令に応じて駆動機構２５を制御する駆動制御部３１と、各スケールセンサ２５２、及び各プローブセンサ２１３から出力されるパルス信号を計数するカウンタ部３２とを備える。
カウンタ部３２は、各スケールセンサ２５２から出力されるパルス信号をカウントしてスライド機構２４の移動量を計測するスケールカウンタ３２１と、各プローブセンサ２１３から出力されるパルス信号をカウントして測定子２１１Ａの移動量を計測するプローブカウンタ３２２とを備える。そして、スケールカウンタ３２１、及びプローブカウンタ３２２にて計測されたスライド機構２４の移動量、及び測定子２１１Ａの移動量は、ホストコンピュータ５に出力される。
【００２４】
制御装置としてのホストコンピュータ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ等を備えて構成され、モーションコントローラ３に所定の指令を与えることで三次元測定機本体２を制御するものであり、移動指令部５１と、移動量取得部５２と、測定値算出部５３と、偏差取得部５４と、判定部５５と、更新部５６と、逆補正部５７と、再補正部５８と、ホストコンピュータ５で用いられるデータや、後述する基準位置更新プログラムなどを記憶する記憶部５９とを備える。
【００２５】
移動指令部５１は、モーションコントローラ３の駆動制御部３１に所定の指令を与え、三次元測定機本体２のスライド機構２４を駆動する。具体的に、移動指令部５１は、測定子２１１Ａの移動量を一定とするように、プローブ２１を被測定物Ｗに押し込んだ状態で被測定物Ｗの表面に倣ってプローブ２１を移動させるための位置指令値を出力する。なお、被測定物Ｗの表面形状を示す輪郭データは、記憶部５９に記憶されている。
【００２６】
移動量取得部５２は、カウンタ部３２にて計測された測定子２１１Ａの移動量（ｘｐ,ｙｐ,ｚｐ）、及び移動機構２２の移動量（ｘｍ,ｙｍ,ｚｍ）を取得する。ここで、移動量取得部５２にて取得される測定子２１１Ａの移動量は、基準位置からの測定子２１１Ａの移動量である。
ここで、基準位置の初期値は、例えば、三次元測定機１の電源を投入した後、図２に示すように、プローブ２１を所定の領域Ｒに移動させて測定子２１１Ａを非接触とした状態に設定され、記憶部５９に記憶される。なお、所定の領域Ｒの位置は、記憶部５９に予め記憶されている。
【００２７】
測定値算出部５３は、移動量取得部５２にて取得された測定子２１１Ａの移動量、及び移動機構２２の移動量を合成し、補正関数を用いて補正することで測定値、すなわち測定子２１１Ａの位置を算出する。
ここで、補正関数は、測定子２１１Ａを基準球２３１に接触させることで基準球２３１における表面上の複数の点を測定し、各点を基準球２３１における既知の表面上に位置させるように、最小自乗法を用いて決定され、記憶部５９に記憶されている。なお、以下の説明では、基準位置の初期値を設定し、補正関数を決定することをキャリブレーションというものとする。
【００２８】
偏差取得部５４は、所定の領域Ｒ、すなわち測定子２１１Ａが非接触となる位置にプローブ２１を定期的に移動させる。そして、偏差取得部５４は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得する。
判定部５５は、偏差取得部５４にて取得される偏差が第１の閾値、及び第２の閾値より大きいか否かを判定する。なお、各閾値は、記憶部５９に記憶されている。
【００２９】
更新部５６は、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きく、第２の閾値以下と判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する。
なお、更新後における基準位置は、基準位置の初期値とは別に記憶部５９に記憶される。したがって、記憶部５９には、キャリブレーションを実行することで設定される基準位置の初期値と、更新後における基準位置とが記憶される。
【００３０】
ここで、更新部５６にて基準位置が更新されると、移動量取得部５２は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量と、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量とを取得する。
そして、移動指令部５１は、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出する。
【００３１】
また、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行する。すなわち、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、基準位置の初期値、及び補正関数を更新する。
逆補正部５７は、更新部５６にて補正関数が更新されると、更新前に測定値算出部５３にて補正された測定子２１１Ａの移動量を、更新前における補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする。
再補正部５８は、逆補正部５７にて補正前の状態とされた測定子２１１Ａの移動量と、偏差取得部５４にて取得される偏差とを合成し、再度、更新後における補正関数を用いて補正することで測定値を算出する。
【００３２】
〔基準位置の更新処理〕
次に、基準位置の更新処理について説明する。
図３は、基準位置の更新処理のフローチャートを示す図である。
ホストコンピュータ５は、記憶部５９に記憶された基準位置更新プログラムが実行されると、以下のステップＳ１〜Ｓ５を実行する。
【００３３】
具体的に、基準位置更新プログラムが実行されると、偏差取得部５４は、所定の領域Ｒにプローブ２１を定期的に移動させることで偏差を取得する（Ｓ１：偏差取得ステップ）。
偏差取得ステップＳ１にて偏差が取得されると、判定部５５は、偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２１：第１判定ステップ）。
第１判定ステップＳ２１にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、判定部５５は、偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２２：第２判定ステップ）。なお、第１判定ステップＳ２１にて偏差が第１の閾値以下と判定されると、ホストコンピュータ５は、偏差取得ステップＳ１を再実行する。
【００３４】
第２判定ステップＳ２２にて偏差が第２の閾値以下と判定されると、更新部５６は、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する（Ｓ３１：基準位置更新ステップ）。
これに対して、第２判定ステップＳ２２にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、更新部５６は、キャリブレーションを実行する（Ｓ３２：キャリブレーション実行ステップ）。
【００３５】
キャリブレーション実行ステップＳ３２にてキャリブレーションの実行がされると、逆補正部５７は、キャリブレーションの実行前に測定値算出部５３にて補正された測定子２１１Ａの移動量を、更新前における補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする（Ｓ４：逆補正ステップ）。
逆補正ステップＳ４にて測定子２１１Ａの移動量が補正前の状態とされると、再補正部５８は、補正前の状態とされた測定子２１１Ａの移動量と、偏差取得部５４にて取得される偏差とを合成し、再度、更新後における補正関数を用いて補正することで測定値を算出する（Ｓ５：再補正ステップ）。
以上のステップＳ１〜Ｓ５を実行することで、ホストコンピュータ５は、基準位置の更新処理を実行する。
【００３６】
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）三次元測定機１は、偏差取得部５４を備えるので、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得することができる。そして、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きく第２の閾値以下と判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新するので、更新後に移動量取得部５２にて取得される基準位置からの測定子の移動量は０になる。したがって、測定子２１１Ａの位置を適切に制御することができ、測定子２１１Ａが非接触か否かを適切に判断することができる。
【００３７】
（２）偏差取得部５４は、プローブ２１を移動させて偏差を取得するので、ホストコンピュータ５は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における測定子２１１Ａの移動量を確実に０とすることができる。
（３）移動指令部５１は、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出するので、基準位置の更新後であっても測定子２１１Ａの位置を適切に制御することができるとともに、適切な測定値を算出することができる。
【００３８】
（４）更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行するので、三次元測定機１を使用する環境の温度変化や、三次元測定機１の経時変化などの影響が非常に大きい場合には、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することができる。
（５）ホストコンピュータ５は、逆補正部５７と、再補正部５８とを備えるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を再測定することなく、適切な測定値を算出することができる。
【００３９】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、偏差取得部５４は、所定の領域Ｒにプローブ２１を定期的に移動させることで偏差を取得していたが、所定の領域Ｒ以外の領域で偏差を取得してもよい。また、偏差取得部は、任意のタイミングで偏差を取得してもよく、例えば、プローブの回転を行った後や、プローブの交換を行った後などに偏差を取得してもよい。
さらに、前記実施形態では、偏差取得部５４は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得していたが、更新後における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得してもよい。要するに、偏差取得部は、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得すればよい。
【００４０】
前記実施形態では、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出していたが、更新後における基準位置からの測定子の移動量に基づいて測定値を算出してもよい。
前記実施形態では、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行していたが、キャリブレーションを実行する機能を有していなくてもよい。
前記実施形態では、ホストコンピュータ５は、逆補正部５７と、再補正部５８とを備えていたが、これらの機能を備えていなくてもよい。
【００４１】
前記実施形態では、形状測定装置として三次元測定機１を例示していたが、他の形状測定装置に本発明を適用してもよい。要するに、形状測定装置は、被測定物を測定するための測定子を有し、測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、プローブを移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御装置とを備え、測定子を被測定物に接触させることで被測定物の形状を測定するものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、形状測定装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…三次元測定機（形状測定装置）
５…ホストコンピュータ（制御装置）
２１…プローブ
２２…移動機構
５２…移動量取得部
５３…測定値算出部
５４…偏差取得部
５５…判定部
５６…更新部
５７…逆補正部
５８…再補正部
２１１Ａ…測定子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物を測定するための測定子を有し、測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、プローブを移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御装置とを備え、測定子を被測定物に接触させることで被測定物の形状を測定する形状測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の三次元測定機（形状測定装置）は、プローブと、移動機構と、制御装置とを備えている。
このような形状測定装置では、測定子を非接触とした状態における測定子の位置を基準位置とし、測定子を被測定物に接触させたときの基準位置からの測定子の移動量を取得している。そして、測定子の移動量を一定とするように、プローブを被測定物に押し込んだ状態で被測定物の表面に倣ってプローブを移動させることによって被測定物を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響で測定子を非接触とした状態であっても基準位置からの測定子の移動量が０にならなくなる場合がある。このような場合には、形状測定装置は、測定子の位置を適切に制御することができなくなるので、測定誤差を生じるという問題がある。また、このような場合には、形状測定装置は、測定子を非接触とした状態であるにも関わらず被測定物に接触していると誤って判断してしまうことがあるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、測定子の位置を適切に制御することができ、測定子が非接触か否かを適切に判断することができる形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の形状測定装置は、被測定物を測定するための測定子を有し、前記測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御装置とを備え、前記測定子を前記被測定物に接触させることで前記被測定物の形状を測定する形状測定装置であって、前記制御装置は、基準位置からの前記測定子の移動量を取得する移動量取得部と、前記測定子を非接触とした状態における前記基準位置からの前記測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部と、前記偏差取得部にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部にて前記偏差が前記第１の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置と、前記偏差とを合成した位置に前記基準位置を更新する更新部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、形状測定装置は、偏差取得部を備えるので、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得することができる。そして、更新部は、判定部にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新するので、更新後に移動量取得部にて取得される基準位置からの測定子の移動量は０になる。
したがって、測定子の位置を適切に制御することができ、測定子が非接触か否かを適切に判断することができる。
【０００８】
本発明では、前記偏差取得部は、前記測定子が非接触となる位置に前記プローブを移動させることで前記偏差を取得することが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、偏差取得部は、プローブを移動させて偏差を取得するので、制御装置は、測定子を非接触とした状態における測定子の移動量を確実に０とすることができる。なお、測定子が非接触となる位置は、制御装置に予め記憶させておけばよい。
【００１０】
本発明では、前記制御装置は、前記プローブを移動させるための位置指令値を出力する移動指令部と、前記移動量取得部にて取得される前記測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出する測定値算出部とを備え、前記移動量取得部は、前記更新部にて前記基準位置が更新されると、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量と、前記基準位置からの前記測定子の移動量とを取得し、前記移動指令部は、前記基準位置からの前記測定子の移動量に基づいて前記位置指令値を出力し、前記測定値算出部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量に基づいて前記測定値を算出することが好ましい。
【００１１】
ここで、例えば、特許第２７９８８７３号に記載の運動機械のように、測定子の移動量を補正関数を用いて補正することで測定値を算出する形状測定装置が知られている。
また、補正関数は、基準位置の初期値からの測定子の移動量に基づいて決定されている。したがって、基準位置の更新後に移動量取得部にて取得される測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出すると、適切な測定値を算出することができないという問題がある。
本発明によれば、移動指令部は、基準位置からの測定子の移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部は、基準位置の初期値からの測定子の移動量に基づいて測定値を算出するので、基準位置の更新後であっても測定子の位置を適切に制御することができるとともに、適切な測定値を算出することができる。
【００１２】
本発明では、前記偏差取得部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量を偏差として取得し、前記判定部は、前記偏差取得部にて取得される偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定し、前記更新部は、前記判定部にて前記偏差が前記第２の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置の初期値、及び前記補正関数を更新することが好ましい。
【００１３】
ここで、偏差取得部にて取得される偏差が非常に大きい場合には、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響が非常に大きいと考えられるので、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することが望ましい。
本発明によれば、更新部は、判定部にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、基準位置の初期値、及び補正関数を更新するので、形状測定装置を使用する環境の温度変化や、形状測定装置の経時変化などの影響が非常に大きい場合には、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することができる。
【００１４】
本発明では、前記制御装置は、前記更新部にて前記補正関数が更新されると、更新前に前記測定値算出部にて補正された前記測定子の移動量を、更新前における前記補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする逆補正部と、前記逆補正部にて補正前の状態とされた前記測定子の移動量と、前記偏差とを合成し、再度、更新後における前記補正関数を用いて補正することで測定値を算出する再補正部とを備えることが好ましい。
【００１５】
ここで、更新部にて補正関数が更新されると、測定値は、更新前における基準位置の初期値からの測定子の移動量を、更新前における補正関数を用いて補正したものであるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子の移動量を再測定し、更新後における補正関数を用いて補正することが望ましい。
本発明によれば、制御装置は、逆補正部と、再補正部とを備えるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子の移動量を再測定することなく、適切な測定値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る三次元測定機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る三次元測定機本体を示す全体模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る基準位置の更新処理のフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔三次元測定機の概略構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る三次元測定機１の概略構成を示すブロック図である。
形状測定装置としての三次元測定機１は、図１に示すように、三次元測定機本体２と、三次元測定機本体２の駆動制御を実行するモーションコントローラ３と、操作レバー等を介してモーションコントローラ３に指令を与え、三次元測定機本体２を手動で操作するための操作手段４と、モーションコントローラ３に所定の指令を与えるとともに、演算処理を実行するホストコンピュータ５とを備える。
【００１８】
図２は、三次元測定機本体２を示す全体模式図である。なお、図２では、上方向を＋Ｚ軸方向とし、このＺ軸に直交する２軸をそれぞれＸ軸、及びＹ軸として説明する。
三次元測定機本体２は、図２に示すように、被測定物Ｗを測定するための測定子２１１Ａを有するプローブ２１と、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、移動機構２２が立設される定盤２３とを備える。なお、定盤２３には、三次元測定機本体２のキャリブレーションをするための半径既知の基準球２３１が設置され、この基準球２３１は、定盤２３上の複数位置に設置することができる。
移動機構２２は、プローブ２１を保持するとともに、プローブ２１の移動を可能とするスライド機構２４と、スライド機構２４を駆動することでプローブ２１を駆動する駆動機構２５とを備える。
【００１９】
スライド機構２４は、定盤２３におけるＸ軸方向の両端から＋Ｚ軸方向に延出し、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる２つのコラム２４１と、各コラム２４１にて支持され、Ｘ軸方向に沿って延出するビーム２４２と、Ｚ軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム２４２上をＸ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるスライダ２４３と、スライダ２４３の内部に挿入されるとともに、スライダ２４３内をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるラム２４４とを備える。
【００２０】
駆動機構２５は、図１、及び図２に示すように、各コラム２４１のうち、−Ｘ軸方向側のコラム２４１を支持するとともに、Ｙ軸方向に沿って駆動するＹ軸駆動機構２５１Ｙと、ビーム２４２上をスライドさせてスライダ２４３をＸ軸方向に沿って駆動するＸ軸駆動機構２５１Ｘ（図２において図示略）と、スライダ２４３内をスライドさせてラム２４４をＺ軸方向に沿って駆動するＺ軸駆動機構２５１Ｚ（図２において図示略）とを備える。
【００２１】
Ｘ軸駆動機構２５１Ｘ、Ｙ軸駆動機構２５１Ｙ、及びＺ軸駆動機構２５１Ｚには、図１に示すように、スライダ２４３、各コラム２４１、及びラム２４４の各軸方向の位置を検出するためのＸ軸スケールセンサ２５２Ｘ、Ｙ軸スケールセンサ２５２Ｙ、及びＺ軸スケールセンサ２５２Ｚがそれぞれ設けられている。なお、各スケールセンサ２５２は、スライダ２４３、各コラム２４１、及びラム２４４の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２２】
プローブ２１は、測定子２１１Ａを先端側（−Ｚ軸方向側）に有するスタイラス２１１と、スタイラス２１１の基端側（＋Ｚ軸方向側）を支持する支持機構２１２とを備える。
支持機構２１２は、スタイラス２１１をＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向に付勢することで所定位置に位置決めするように支持するとともに、外力が加わった場合、例えば測定子２１１Ａが被測定物Ｗに当接した場合には、スタイラス２１１を一定の範囲内でＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向に移動可能としている。すなわち、支持機構２１２は、測定子２１１Ａを一定の範囲内で移動可能としている。
この支持機構２１２は、図１に示すように、測定子２１１Ａの各軸方向の位置を検出するためのＸ軸プローブセンサ２１３Ｘ、Ｙ軸プローブセンサ２１３Ｙ、及びＺ軸プローブセンサ２１３Ｚを備える。なお、各プローブセンサ２１３は、測定子２１１Ａの各軸方向の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２３】
モーションコントローラ３は、図１に示すように、操作手段４、またはホストコンピュータ５からの指令に応じて駆動機構２５を制御する駆動制御部３１と、各スケールセンサ２５２、及び各プローブセンサ２１３から出力されるパルス信号を計数するカウンタ部３２とを備える。
カウンタ部３２は、各スケールセンサ２５２から出力されるパルス信号をカウントしてスライド機構２４の移動量を計測するスケールカウンタ３２１と、各プローブセンサ２１３から出力されるパルス信号をカウントして測定子２１１Ａの移動量を計測するプローブカウンタ３２２とを備える。そして、スケールカウンタ３２１、及びプローブカウンタ３２２にて計測されたスライド機構２４の移動量、及び測定子２１１Ａの移動量は、ホストコンピュータ５に出力される。
【００２４】
制御装置としてのホストコンピュータ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ等を備えて構成され、モーションコントローラ３に所定の指令を与えることで三次元測定機本体２を制御するものであり、移動指令部５１と、移動量取得部５２と、測定値算出部５３と、偏差取得部５４と、判定部５５と、更新部５６と、逆補正部５７と、再補正部５８と、ホストコンピュータ５で用いられるデータや、後述する基準位置更新プログラムなどを記憶する記憶部５９とを備える。
【００２５】
移動指令部５１は、モーションコントローラ３の駆動制御部３１に所定の指令を与え、三次元測定機本体２のスライド機構２４を駆動する。具体的に、移動指令部５１は、測定子２１１Ａの移動量を一定とするように、プローブ２１を被測定物Ｗに押し込んだ状態で被測定物Ｗの表面に倣ってプローブ２１を移動させるための位置指令値を出力する。なお、被測定物Ｗの表面形状を示す輪郭データは、記憶部５９に記憶されている。
【００２６】
移動量取得部５２は、カウンタ部３２にて計測された測定子２１１Ａの移動量（ｘｐ,ｙｐ,ｚｐ）、及び移動機構２２の移動量（ｘｍ,ｙｍ,ｚｍ）を取得する。ここで、移動量取得部５２にて取得される測定子２１１Ａの移動量は、基準位置からの測定子２１１Ａの移動量である。
ここで、基準位置の初期値は、例えば、三次元測定機１の電源を投入した後、図２に示すように、プローブ２１を所定の領域Ｒに移動させて測定子２１１Ａを非接触とした状態に設定され、記憶部５９に記憶される。なお、所定の領域Ｒの位置は、記憶部５９に予め記憶されている。
【００２７】
測定値算出部５３は、移動量取得部５２にて取得された測定子２１１Ａの移動量、及び移動機構２２の移動量を合成し、補正関数を用いて補正することで測定値、すなわち測定子２１１Ａの位置を算出する。
ここで、補正関数は、測定子２１１Ａを基準球２３１に接触させることで基準球２３１における表面上の複数の点を測定し、各点を基準球２３１における既知の表面上に位置させるように、最小自乗法を用いて決定され、記憶部５９に記憶されている。なお、以下の説明では、基準位置の初期値を設定し、補正関数を決定することをキャリブレーションというものとする。
【００２８】
偏差取得部５４は、所定の領域Ｒ、すなわち測定子２１１Ａが非接触となる位置にプローブ２１を定期的に移動させる。そして、偏差取得部５４は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得する。
判定部５５は、偏差取得部５４にて取得される偏差が第１の閾値、及び第２の閾値より大きいか否かを判定する。なお、各閾値は、記憶部５９に記憶されている。
【００２９】
更新部５６は、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きく、第２の閾値以下と判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する。
なお、更新後における基準位置は、基準位置の初期値とは別に記憶部５９に記憶される。したがって、記憶部５９には、キャリブレーションを実行することで設定される基準位置の初期値と、更新後における基準位置とが記憶される。
【００３０】
ここで、更新部５６にて基準位置が更新されると、移動量取得部５２は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量と、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量とを取得する。
そして、移動指令部５１は、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出する。
【００３１】
また、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行する。すなわち、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、基準位置の初期値、及び補正関数を更新する。
逆補正部５７は、更新部５６にて補正関数が更新されると、更新前に測定値算出部５３にて補正された測定子２１１Ａの移動量を、更新前における補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする。
再補正部５８は、逆補正部５７にて補正前の状態とされた測定子２１１Ａの移動量と、偏差取得部５４にて取得される偏差とを合成し、再度、更新後における補正関数を用いて補正することで測定値を算出する。
【００３２】
〔基準位置の更新処理〕
次に、基準位置の更新処理について説明する。
図３は、基準位置の更新処理のフローチャートを示す図である。
ホストコンピュータ５は、記憶部５９に記憶された基準位置更新プログラムが実行されると、以下のステップＳ１〜Ｓ５を実行する。
【００３３】
具体的に、基準位置更新プログラムが実行されると、偏差取得部５４は、所定の領域Ｒにプローブ２１を定期的に移動させることで偏差を取得する（Ｓ１：偏差取得ステップ）。
偏差取得ステップＳ１にて偏差が取得されると、判定部５５は、偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２１：第１判定ステップ）。
第１判定ステップＳ２１にて偏差が第１の閾値より大きいと判定されると、判定部５５は、偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２２：第２判定ステップ）。なお、第１判定ステップＳ２１にて偏差が第１の閾値以下と判定されると、ホストコンピュータ５は、偏差取得ステップＳ１を再実行する。
【００３４】
第２判定ステップＳ２２にて偏差が第２の閾値以下と判定されると、更新部５６は、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新する（Ｓ３１：基準位置更新ステップ）。
これに対して、第２判定ステップＳ２２にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、更新部５６は、キャリブレーションを実行する（Ｓ３２：キャリブレーション実行ステップ）。
【００３５】
キャリブレーション実行ステップＳ３２にてキャリブレーションの実行がされると、逆補正部５７は、キャリブレーションの実行前に測定値算出部５３にて補正された測定子２１１Ａの移動量を、更新前における補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする（Ｓ４：逆補正ステップ）。
逆補正ステップＳ４にて測定子２１１Ａの移動量が補正前の状態とされると、再補正部５８は、補正前の状態とされた測定子２１１Ａの移動量と、偏差取得部５４にて取得される偏差とを合成し、再度、更新後における補正関数を用いて補正することで測定値を算出する（Ｓ５：再補正ステップ）。
以上のステップＳ１〜Ｓ５を実行することで、ホストコンピュータ５は、基準位置の更新処理を実行する。
【００３６】
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）三次元測定機１は、偏差取得部５４を備えるので、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得することができる。そして、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第１の閾値より大きく第２の閾値以下と判定されると、基準位置と、偏差とを合成した位置に基準位置を更新するので、更新後に移動量取得部５２にて取得される基準位置からの測定子の移動量は０になる。したがって、測定子２１１Ａの位置を適切に制御することができ、測定子２１１Ａが非接触か否かを適切に判断することができる。
【００３７】
（２）偏差取得部５４は、プローブ２１を移動させて偏差を取得するので、ホストコンピュータ５は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における測定子２１１Ａの移動量を確実に０とすることができる。
（３）移動指令部５１は、更新後における基準位置からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて位置指令値を出力し、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出するので、基準位置の更新後であっても測定子２１１Ａの位置を適切に制御することができるとともに、適切な測定値を算出することができる。
【００３８】
（４）更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行するので、三次元測定機１を使用する環境の温度変化や、三次元測定機１の経時変化などの影響が非常に大きい場合には、基準位置の初期値、及び補正関数を更新することができる。
（５）ホストコンピュータ５は、逆補正部５７と、再補正部５８とを備えるので、更新後における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を再測定することなく、適切な測定値を算出することができる。
【００３９】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、偏差取得部５４は、所定の領域Ｒにプローブ２１を定期的に移動させることで偏差を取得していたが、所定の領域Ｒ以外の領域で偏差を取得してもよい。また、偏差取得部は、任意のタイミングで偏差を取得してもよく、例えば、プローブの回転を行った後や、プローブの交換を行った後などに偏差を取得してもよい。
さらに、前記実施形態では、偏差取得部５４は、測定子２１１Ａを非接触とした状態における基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量を偏差として取得していたが、更新後における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得してもよい。要するに、偏差取得部は、測定子を非接触とした状態における基準位置からの測定子の移動量を偏差として取得すればよい。
【００４０】
前記実施形態では、測定値算出部５３は、基準位置の初期値からの測定子２１１Ａの移動量に基づいて測定値を算出していたが、更新後における基準位置からの測定子の移動量に基づいて測定値を算出してもよい。
前記実施形態では、更新部５６は、判定部５５にて偏差が第２の閾値より大きいと判定されると、キャリブレーションを実行していたが、キャリブレーションを実行する機能を有していなくてもよい。
前記実施形態では、ホストコンピュータ５は、逆補正部５７と、再補正部５８とを備えていたが、これらの機能を備えていなくてもよい。
【００４１】
前記実施形態では、形状測定装置として三次元測定機１を例示していたが、他の形状測定装置に本発明を適用してもよい。要するに、形状測定装置は、被測定物を測定するための測定子を有し、測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、プローブを移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御装置とを備え、測定子を被測定物に接触させることで被測定物の形状を測定するものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、形状測定装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…三次元測定機（形状測定装置）
５…ホストコンピュータ（制御装置）
２１…プローブ
２２…移動機構
５２…移動量取得部
５３…測定値算出部
５４…偏差取得部
５５…判定部
５６…更新部
５７…逆補正部
５８…再補正部
２１１Ａ…測定子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を測定するための測定子を有し、前記測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御装置とを備え、前記測定子を前記被測定物に接触させることで前記被測定物の形状を測定する形状測定装置であって、
前記制御装置は、
基準位置からの前記測定子の移動量を取得する移動量取得部と、
前記測定子を非接触とした状態における前記基準位置からの前記測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部と、
前記偏差取得部にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部と、
前記判定部にて前記偏差が前記第１の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置と、前記偏差とを合成した位置に前記基準位置を更新する更新部とを備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の形状測定装置において、
前記偏差取得部は、
前記測定子が非接触となる位置に前記プローブを移動させることで前記偏差を取得することを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の形状測定装置において、
前記制御装置は、
前記プローブを移動させるための位置指令値を出力する移動指令部と、
前記移動量取得部にて取得される前記測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出する測定値算出部とを備え、
前記移動量取得部は、前記更新部にて前記基準位置が更新されると、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量と、前記基準位置からの前記測定子の移動量とを取得し、
前記移動指令部は、前記基準位置からの前記測定子の移動量に基づいて前記位置指令値を出力し、
前記測定値算出部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量に基づいて前記測定値を算出することを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の形状測定装置において、
前記偏差取得部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量を偏差として取得し、
前記判定部は、前記偏差取得部にて取得される偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定し、
前記更新部は、前記判定部にて前記偏差が前記第２の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置の初期値、及び前記補正関数を更新することを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の形状測定装置において、
前記制御装置は、
前記更新部にて前記補正関数が更新されると、更新前に前記測定値算出部にて補正された前記測定子の移動量を、更新前における前記補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする逆補正部と、
前記逆補正部にて補正前の状態とされた前記測定子の移動量と、前記偏差とを合成し、再度、更新後における前記補正関数を用いて補正することで測定値を算出する再補正部とを備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項１】
被測定物を測定するための測定子を有し、前記測定子を一定の範囲内で移動可能とするプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御装置とを備え、前記測定子を前記被測定物に接触させることで前記被測定物の形状を測定する形状測定装置であって、
前記制御装置は、
基準位置からの前記測定子の移動量を取得する移動量取得部と、
前記測定子を非接触とした状態における前記基準位置からの前記測定子の移動量を偏差として取得する偏差取得部と、
前記偏差取得部にて取得される偏差が第１の閾値より大きいか否かを判定する判定部と、
前記判定部にて前記偏差が前記第１の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置と、前記偏差とを合成した位置に前記基準位置を更新する更新部とを備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の形状測定装置において、
前記偏差取得部は、
前記測定子が非接触となる位置に前記プローブを移動させることで前記偏差を取得することを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の形状測定装置において、
前記制御装置は、
前記プローブを移動させるための位置指令値を出力する移動指令部と、
前記移動量取得部にて取得される前記測定子の移動量を、補正関数を用いて補正することで測定値を算出する測定値算出部とを備え、
前記移動量取得部は、前記更新部にて前記基準位置が更新されると、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量と、前記基準位置からの前記測定子の移動量とを取得し、
前記移動指令部は、前記基準位置からの前記測定子の移動量に基づいて前記位置指令値を出力し、
前記測定値算出部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量に基づいて前記測定値を算出することを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の形状測定装置において、
前記偏差取得部は、前記基準位置の初期値からの前記測定子の移動量を偏差として取得し、
前記判定部は、前記偏差取得部にて取得される偏差が第２の閾値より大きいか否かを判定し、
前記更新部は、前記判定部にて前記偏差が前記第２の閾値より大きいと判定されると、前記基準位置の初期値、及び前記補正関数を更新することを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の形状測定装置において、
前記制御装置は、
前記更新部にて前記補正関数が更新されると、更新前に前記測定値算出部にて補正された前記測定子の移動量を、更新前における前記補正関数の逆関数を用いて補正前の状態とする逆補正部と、
前記逆補正部にて補正前の状態とされた前記測定子の移動量と、前記偏差とを合成し、再度、更新後における前記補正関数を用いて補正することで測定値を算出する再補正部とを備えることを特徴とする形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３４２６（Ｐ２０１２−１３４２６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７４０６（Ｐ２０１０−１４７４０６）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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