Ｖ溝形状測定方法および装置
【課題】回転テーブル上の被測定物のＶ溝形状の特性値を正確かつ確実に測定する。
【解決手段】測定子方向一定制御工程と、回転テーブル半径一定倣い制御工程と、２面接触倣い制御工程とを組み合わせ、被測定物のＶ溝を構成する２面に、常に倣いプローブ２２の測定子２４を接触させるＶ溝回転テーブル倣い制御工程を行い、プローブ２２の倣い進行方向を、プローブ２２の測定子２４の中心位置の軌跡から求めて、倣い制御処理を行う。
【解決手段】測定子方向一定制御工程と、回転テーブル半径一定倣い制御工程と、２面接触倣い制御工程とを組み合わせ、被測定物のＶ溝を構成する２面に、常に倣いプローブ２２の測定子２４を接触させるＶ溝回転テーブル倣い制御工程を行い、プローブ２２の倣い進行方向を、プローブ２２の測定子２４の中心位置の軌跡から求めて、倣い制御処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖ溝形状測定方法および装置に関し、特に三次元座標測定機を用いて、ウォームギヤや雄ねじ、ねじ穴等のＶ溝が螺旋状に形成された被測定物のＶ溝のピッチ偏差や半径偏差等の特性値を測定する際に用いるのに好適なＶ溝形状測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク等の被測定物の立体的形状を高精度に測定する装置として、三次元座標測定機（以下、「三次元測定機」と呼ぶ。）が知られている。この三次元測定機は、表面が平滑な平面となるように研磨された、例えば斑糲岩等からなる定盤と、この定盤の前後方向（例えば、Ｙ軸方向）へ移動自在に設けられた門形フレームと、この門形フレームの水平ビームに沿って左右方向（例えば、Ｘ軸方向）へ移動自在に設けられたスライダとを備えている。
【０００３】
また、三次元測定機は、スライダに上下方向（例えば、Ｚ軸方向）へ昇降自在に設けられた昇降軸と、この昇降軸の下端にプローブホルダを介して取り付けられ、先端に測定子が形成された座標測定用のプローブとを備えている。
【０００４】
三次元測定機は、このように構成されることにより、定盤上に被測定物であるワークを載置した後に、プローブを三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）へ移動させながらワークの測定部位に測定子を順次当接させ、各当接点においてプローブの各軸方向の座標値を図示しないスケールから読み取ることができる構造となっている。そして、読み取ったこれらの座標値を演算することにより、ワークの寸法や角度等を高精度に測定することが可能である。
【０００５】
このような三次元測定機を用いてねじの形状を測定する方法としては、代表的なものとして、例えばねじ穴の中心座標を求める方法が知られている。また、このような三次元測定機を用いて、ワークの形状を測定する際には、座標測定用のプローブを移動させながら、ワークの座標を順次倣い測定する必要がある。
【０００６】
このような倣い制御を、例えばコンピュータを用いて自動的に行う方法として、回転テーブルを使用しない場合については、任意平面を基準面とし、この基準面からの高さを一定に保ちつつワークの輪郭に沿って倣う制御方法（以下、「高さ一定倣い制御」と呼ぶ。）と、回転テーブルを使用した場合については、任意の直線とこの直線からの距離（すなわち、半径）の指定で決定される円筒面内をワークの輪郭に沿って倣う制御方法（以下、「半径一定倣い制御」と呼ぶ。）とが実用化されている。
【０００７】
また、同様に、回転テーブルを使用した場合について、回転テーブルを使用しない場合のプローブの３軸制御倣いに、回転テーブルによる１軸を追加して、ワークの測定基準線に対するプローブの方向を一定に保ちつつ（以下、「測定子方向一定倣い制御」と呼ぶ。）４軸同時制御による倣いを行うことも知られている。
【０００８】
この方法によれば、円筒カムのような回転テーブルを使用しない場合に、ワークとプローブとが干渉するため、一度で測定できないような場合でも、プローブの姿勢（方向）を変更せずに一度でワーク全周の測定が可能となる。また、一度で測定することが不可能なインペラやプロペラの羽根のような場合にも、プローブの姿勢変更回数を減らすことができる。
【０００９】
さらに、近年における測定対象の拡大に伴って、例えば下記特許文献１に開示されているように、Ｖ字形状の溝（以下、「Ｖ溝」と呼ぶ。）が螺旋状に形成されたウォームギヤや一般的な雄ねじ、あるいはワークに形成されたねじ穴等のねじのピッチの偏差（例えば、最大偏差）や、軸方向に重畳したねじ山の平面軌跡の半径方向の偏差（例えば、最大偏差）の測定を行うことができるＶ溝形状測定方法が知られている。
【００１０】
【特許文献１】特許第３４３３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているＶ溝形状測定方法では、ワーク座標系のワーク軸心（以下、「ワーク第３軸」と呼ぶ。）ベクトルと、測定子の中心からワーク第３軸へ垂直に下ろしたベクトルの単位ベクトルとの外積によって、倣いプローブの進行方向ベクトルを求めていた。
【００１２】
このため、図２１に示すように、例えば図中矢印Ｇ方向に回転する回転テーブル１０１の回転軸１０２に平行な部分Ｌ１のワークＷのＶ溝１０３の形状は、倣いプローブ１０４の進行方向（図中矢印Ｈ方向）がＶ溝１０３に直角方向となってしまうために測定できなくなってしまうことがあるという問題があった。
【００１３】
また、この回転軸１０２と平行に近づく部分（例えば、ねじにおいてはリードが大きい場合に相当する。）Ｌ２についても、倣いプローブ１０４の進行方向の倣い速度が遅くなってしまうため、正確に測定できなくなってしまうことがあるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ウォームギヤや一般的な雄ねじ、ねじ穴などのＶ溝形状の特性値を正確かつ確実に測定することができるＶ溝形状測定方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るＶ溝形状測定方法は、Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、この回転テーブルにより前記被測定物を回転させながら三次元測定機の位置測定用の倣いプローブを用いて前記被測定物の前記Ｖ溝を倣い測定するＶ溝形状測定方法であって、前記三次元測定機のマシン座標系から見て、前記被測定物の原点から前記倣いプローブの測定子までの方向ベクトルを前記回転テーブルのテーブル面に投影してなるベクトルを一定に保つように制御する測定子方向一定制御工程と、前記回転テーブルの軸心と、この軸心からの距離である半径の指定で決定される円筒面内を、前記被測定物の輪郭に沿って倣うように制御する回転テーブル半径一定倣い制御工程と、前記被測定物の前記Ｖ溝を構成する２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御する２面接触倣い制御工程とを組み合わせることにより、前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、常時前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御するＶ溝回転テーブル倣い制御を含み、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を、前記倣いプローブの位置ベクトル、前記位置ベクトルの変位量、および前記回転テーブルの回転角をサンプリングして前記測定子の中心位置の軌跡を記憶する第１ステップと、前記回転角に基づいて、前記被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトルを算出する第２ステップと、前記回転テーブルが前記回転角で静止しているときの前記倣いプローブの速度ベクトルを算出する第３ステップと、前記第１ステップにて記憶した前記倣いプローブの前記測定子の中心位置の軌跡に基づいて、前記倣いプローブの倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルを決定する第４ステップと、前記被測定物の軸心から見た前記倣いプローブの前記速度ベクトルによる前記回転テーブルの角速度を算出する第５ステップと、前記回転角と前記位置ベクトルとの位置関係から、制御誤差による前記回転角の目標値からの進みや遅れを調整して補正角速度を決定し、この補正角速度により前記角速度を補正する第６ステップと、前記位置ベクトルおよび前記回転角によって、前記補正角速度の動きに追従する追従速度ベクトルを算出する第７ステップと、前記追従速度ベクトルと前記速度ベクトルのベクトル和を前記倣いプローブの速度指令とするとともに、前記角速度を前記補正角速度によって補正した値を前記回転テーブルの速度指令とし、前記倣い進行方向ベクトルにより示される倣い進行方向に倣って前記倣いプローブを移動する第８ステップとにより行うことを特徴とする。
【００１６】
前記第１ステップでは、例えば前記測定子の中心位置の軌跡を、所定のサンプリング時間およびサンプルピッチにおける前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置までの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群として複数個記憶する。
【００１７】
また、前記第１ステップでは、例えば前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ未満となる速度である場合は、前記移動量が前記サンプルピッチを超えた時点で前記測定子の中心位置を記憶する。
【００１８】
さらに、前記第１ステップでは、例えば前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ以上となる速度である場合は、前記サンプリング時間ごとに前記測定子の中心位置を記憶する。
【００１９】
また、前記第４ステップでは、例えば前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置に向かう直線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定する。
【００２０】
また、前記第４ステップでは、例えば前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目からＮ点目のすべての中心位置から３次曲線による近似を行い、前記Ｎ点目における前記３次曲線の接線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定する。
【００２１】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を行うに先立って、例えば前記倣いプローブの仮倣い進行方向の指定を受け付ける仮倣い進行方向指定受付工程をさらに含み、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程は、例えば前記仮倣い進行方向指定受付工程にて前記仮倣い進行方向の指定が受け付けられてから所定時間経過後に行われる。
【００２２】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を開始する前に、例えば前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるためのアプローチ処理工程を行う。
【００２３】
また、前記アプローチ処理工程を、例えば前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルと、前記測定子を前記Ｖ溝の前記２面に接触させるための２面接触ベクトルとの和により求めた相対速度ベクトルによって、前記被測定物と前記倣いプローブを相対移動させ、前記倣いプローブの前記被測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルと前記被測定物の軸心に対するベクトルとで作られる平面に、プローブ法線ベクトルを投影したベクトルと、前記アプローチ逆方向ベクトルとのなす角度が所定値以内となったときに、前記２面が接触したと判定して前記倣いプローブを停止することにより行うようにした。
【００２４】
また、例えば前記アプローチ処理工程時における前記倣いプローブの前記アプローチ方向の処理と、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程時における前記倣いプローブのアプローチ方向の処理とを共通としてもよい。
【００２５】
本発明に係るＶ溝形状測定装置は、Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回転テーブルと、前記被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブと、この倣いプローブを前記被測定物の表面に沿って移動させるための駆動機構と、前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段と、前記いずれかの方法によって、前記倣いプローブの移動速度および進行方向、ならびに前記回転テーブルの回転状態を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記倣いプローブは、例えば径の異なる複数の測定子を備え、前記Ｖ溝の大きさに合わせて各測定子が選択可能に設けられている。
【００２７】
また、前記回転テーブルは、例えば三次元測定機に組み込まれており、前記三次元測定機に備えられた座標測定用プローブが、前記倣いプローブである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、螺旋状に形成された被測定物のＶ溝のピッチや半径の偏差などの特性値を正確かつ確実に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るＶ溝形状測定方法および装置の好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法を実現する三次元測定機の例を示す正面図、図２は同三次元測定機を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ’断面図である。
【００３０】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る三次元測定機１０は、座標測定用のプローブ２２を備え、定盤１２に形成された凹部１２Ａの中に回転テーブル３０を設置してなる。また、この三次元測定機１０は、定盤１２の前後方向へ移動自在に設けられた門形フレーム１４と、この門形フレーム１４の水平ビーム１５に沿って左右方向へ移動自在に設けられたスライダ１６と、このスライダ１６に上下方向へ昇降自在に設けられた昇降軸１８とを備える。
【００３１】
そして、先端に測定子２４が形成されたプローブ２２は、この昇降軸１８の下端にプローブホルダ２０を介して取り付けられている。したがって、この三次元測定機１０は、この回転テーブル３０のチャック３２にワーク（例えば、ウォームギヤ）Ｗを固定して、この回転テーブル３０によりワークＷを回転させながら、上述した座標測定用のプローブ２２を用いて測定子２４をワークＷのＶ溝に接触させ、回転するワークＷのＶ溝を倣い測定する際に用いられる。
【００３２】
なお、図１および図２において、マスタボールＭは、プローブ２２に設けられた測定子２４の直径の違いを校正するために、定盤１２の隅に立設されたポールＰ上に固定された正確な直径の真球からなる。また、制御装置４０（図１参照）は、本発明に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝回転テーブル（以下、「ＲＴ」と呼ぶ。）倣い制御処理を行うとともに、これによって得られるワーク（例えば、ねじ）ＷのＶ溝の軌跡のデータ（三次元データ）を測定値データとして取り込み、この測定値データの解析処理を行って、ワークＷのピッチ偏差や半径偏差等の特性値を求める装置である。
【００３３】
この制御装置４０は、例えば制御装置４０全体の制御を司る中央処理ユニット４０Ａと、制御装置４０にて扱うデータなどの情報を記憶する記憶装置４０Ｂと、プローブ２２を操作するためのオペレータの操作入力を受け付けるジョイスティック４０Ｃと、測定値データや記憶装置４０Ｂに記憶された情報に基づく画像等を表示するモニタ４０Ｄと、数値データや画像等を印刷するプリンタ４０Ｅとからなる。そして、本実施形態に係る各種の処理を行うための各種プログラムは、上述した記憶装置４０Ｂにあらかじめ格納されている。
【００３４】
なお、この三次元測定機１０の回転テーブル３０の回転中心や、その直下の定盤１２（必要な場合のみ）には、図３に示すように、穴３０Ａが開けられている。これにより、本実施形態の三次元測定機１０は、例えば長尺のワークＷの下端をこの穴３０Ａに挿入固定することによって、例えば図４に示すように、ワークＷの上方にのみねじが切られているようなワークＷのねじ山の有効測定範囲Ｌを、三次元測定機１０のプローブ２２の可動範囲内に確保することができる。
【００３５】
これに対して、従来の三次元測定機では、定盤上の寸法如何によって、回転テーブルに穴を開けることなく、その上にワークＷを固定した場合には、測定範囲がワークＷの上半分であるような被測定物であっても、プローブ２２の上下可動範囲の半分しか使うことができずに、ねじ山を完全に測定し切れない場合があった。
【００３６】
上述したプローブ２２は、図５に示すように、例えば上方から見て略Ｈ状に形成されたホルダ２０の片側側面に３個並設され、例えばその先端の測定子２４の直径を、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、１ｍｍのように変えることによって、測定対象のＶ溝の大きさに合わせて適切なサイズの測定子２４を選択できる構造となっている。
【００３７】
ここで、ワークＷの測定に使用する座標系の関係を図６に示す。図６に示すように、第１座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は、三次元測定機１０に設けられたスケール（図示せず）の絶対原点Ｏｓを原点とする三次元測定機１０のスケール座標系であり、第２座標系（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）は、このスケール座標系をマスタボールＭの中心に平行移動したマシン座標系である。
【００３８】
また、第３座標系（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は、三次元測定機１０の回転テーブル３０の回転角θが０のときの回転テーブル３０のＴ座標系であり、第４座標系（Ｘｔθ，Ｙｔθ，Ｚｔθ）は、このＴ座標系を回転テーブル３０の回転角θだけ回転させたテーブル座標系である。
【００３９】
さらに、第５座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）は、ワークＷのワーク座標系である。なお、上記スケール座標系とマシン座標系は厳密には異なる座標系であるが、マシン座標系はスケール座標系を平行移動しただけの座標系であるので、以下の説明においては、両者をともにマシン座標系と呼ぶこととする。本実施形態に係る三次元測定機１０では、基本的にＴ座標系で速度データを算出し、算出した速度データをマシン座標系に戻して制御を行うようにしている。
【００４０】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る三次元測定機１０における被測定物の測定処理手順について詳細に説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法の全体的な測定処理手順の例を示すフローチャートである。なお、以降において、三次元測定機１０の具体的な制御や処理については、特に明記しない限り制御装置４０により行われることとする。また、本発明に特に関連する部分以外は、説明を省略する場合があることとし、数値やデータの演算方法や数式等については、上述した特許文献１に開示されている公知の演算方法や数式等を利用することが可能であるため、説明が冗長になるのを避けるべく、省略することとする。
【００４１】
図７に示すように、測定に際して、まず、ワークＷを回転テーブル３０上に載せ、チャック３２に載せられたワークＷを固定する（ステップＳ１００）。次に、オペレータがジョイスティック４０Ｃを操作することによりプローブ２２を移動して、測定に使用する測定子２４でマスタボールＭを両側から測定することによって測定子２４の直径を算出し、複数の測定子２４間の差を調整する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
そして、ジョイスティック４０Ｃを操作してプローブ２２を移動し、図８に示すように、例えばチャック３２に固定されたワークＷの上下３点ずつ、合計６点の座標を測定して、仮のワーク座標系Ｚｗ１を設定する（ステップＳ１０２）。
【００４３】
ここで、仮のワーク座標系におけるＸ軸Ｘｗ１とＹ軸Ｙｗ１は、任意方向とすることができる。この仮のワーク座標系は、本発明に係るＶ溝形状測定方法における制御を実施する際に、あらかじめプローブ２２の測定子２４をワークＷの表面近傍に近付けるためのものであり、多少の誤差を含んでいてもよい。
【００４４】
次いで、設定した仮のワーク座標系Ｚｗ１に対して、三次元測定機１０のＶ溝ポイント測定機能で、図９〜図１１に示すように、測定子２４をワークＷに対してアプローチさせて、ワークＷのＶ溝の上下２面に測定子２４を正確に接触させるアプローチ処理（その１）を行い、例えばワークＷのＶ溝を上下６点測定して円筒処理演算を行って、正確なワーク座標系Ｚｗを確立する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
このステップＳ１０３にて行われるアプローチ処理（その１）は、プローブ２２がワークＷにアプローチしたときに、測定子２４がＶ溝の上下２面に接するとは限らないために行うものであり、このアプローチ処理（その１）に際して、例えば回転テーブル３０は回転しないように制御する。
【００４６】
なお、例えば上述したマシン座標系の一軸（例えば、Ｘ軸）方向にプローブ２２をアプローチする場合は、プローブ２２の他の軸（例えば、Ｙ軸）方向をクランプすることによって摩擦の影響を排除することができ、半径方向成分の測定精度を高めることが可能となる。
【００４７】
ステップＳ１０３でのアプローチ処理（その１）の後、確立した正確なワーク座標系Ｚｗに対して、上記ステップＳ１０３での処理と同様に、図９〜図１１に示したように、測定子２４をワークＷに対してアプローチさせて、ワークＷのＶ溝の上下２面に正確に接触させる（ステップＳ１０４）。
【００４８】
このステップＳ１０４でのアプローチ処理（その２）終了後、プローブ２２の軌跡が未完成であるため、プローブ２２の倣い進行方向を仮に指定するための仮倣い進行方向の指定を受け付け（ステップＳ１０５）、所定時間（例えば、０．５秒）が経過するまで待って（ステップＳ１０６のＮ）、所定時間が経過したら（ステップＳ１０６のＹ）、図１２に示すように、Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理を行いつつ測定を行う（ステップＳ１０７）。
【００４９】
そして、このステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理を行っている際に、制御装置４０の中央処理ユニット４０Ａは、測定値データに基づき、測定子２４が測定終了位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。測定子２４が測定終了位置に到達していないと判断した場合（ステップＳ１０８のＮ）は、上記ステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理を続行する。
【００５０】
一方、測定子２４が、例えば図１３に示すように、測定終了位置（図１３においては、高さＺ＝Ｚｈの位置）に到達したと判断した場合（ステップＳ１０８のＹ）は、測定終了位置に到達した時点でプローブ２２を後退させる（ステップＳ１０９）。
【００５１】
こうして、上記ステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理にて測定したＶ溝の軌跡のデータ（三次元データ）を測定値データとして取り込んだ後に、制御装置４０にてこの測定値データに対するデータ解析を行うことによって、ワークＷのピッチ偏差や半径偏差等の特性値を求め（ステップＳ１１０）、本フローチャートによる一連の測定処理を終了する。
【００５２】
なお、上記ステップＳ１０４におけるアプローチ処理（その２）は、具体的には、図１４に示すような手順に従って行われる。図１４は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のアプローチ処理手順の例を示すフローチャートである。
【００５３】
すなわち、図１４に示すように、まず、制御装置４０によって、ワークＷが固定された回転テーブル３０の現在の回転角θを読み込む（ステップＳ２００）。そして、ワーク座標系で与えられたアプローチ方向ベクトルＱ１をＴ座標系の値に変換し（回転角θ≠０でも可）、さらにワーク座標系のワーク軸心（以下、「第３軸」と呼ぶ。）に垂直となるアプローチ逆方向ベクトルＱｕ（例えば、図９参照）を求める（ステップＳ２０１）。ここで、回転テーブル３０の回転軸とワーク座標系の第３軸が傾いていてもよい。
【００５４】
具体的には、まず、ワーク座標系で与えられたアプローチ方向ベクトルＱ１に、回転テーブル３０の回転角がθのときに、テーブル座標系をＴ座標系に変換するための座標変換マトリックスＭを乗ずることによって、ベクトルＱ２を求める。そして、求めたベクトルＱ２とＴ座標系でのワーク第３軸ベクトルｇθとの外積であるベクトルＱ３を求める。
【００５５】
次に、求めたベクトルＱ３からワーク第３軸ベクトルｇθと直角なベクトルＱを求め、このベクトルＱを単位ベクトル化して、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとする。
【００５６】
このベクトルＱｕをアプローチ逆方向とすることにより、ワーク軸と回転テーブル３０の回転軸が傾いていても、あるいは回転テーブル３０が基準値（例えば、回転角θ＝０°）以外の角度から回転を開始しても、いずれの場合でもワークＷへのアプローチ処理とＶ溝ＲＴ倣い処理が可能となる。
【００５７】
なお、アプローチ処理に際しては、上記ステップＳ２０１にてベクトルＱ＝ベクトルＱ２とし、アプローチ逆方向ベクトルＱｕを求めるようにしてもよい。
【００５８】
次いで、図９に示したように、プローブ２２を現在位置からアプローチ方向Ｑａ（＝−Ｑｕ）へ移動させ（ステップＳ２０２）、図１０に示したように、プローブ２２の測定子２４がワークＷに接触した後に、その変位量が基準値（例えば１ｍｍ）を超えた時点でプローブ２２を停止させる（ステップＳ２０３）。
【００５９】
そして、停止させたプローブ２２の先端に設けられた測定子２４の位置ベクトルＸ、およびその位置ベクトルＸの変位量ΔＸをサンプリングして記憶装置４０Ｂに記憶する（ステップＳ２０４）。また、図１０および図１１に矢印で示したように、測定子２４がワークＷのＶ溝の斜面に沿って倣うように、プローブ２２の変位補正ベクトルＶｅに２面接触ベクトルＶｈを加えてプローブ２２の速度ベクトルＶを算出し、速度出力を行う（ステップＳ２０５）。
【００６０】
ここで、プローブ２２の変位を一定に保つための変位補正ベクトルＶｅ（Ｔ座標系）は、次のようにして計算する。まず、定常状態における摩擦等のオフセットを打ち消すための値Ｉを求め、この値Ｉを用いて、変位補正ベクトルＶｅを求める。
【００６１】
また、２面接触ベクトルＶｈは、ワークＷのＶ溝の２面に接触するためのＴ座標系のベクトルであり、次のようにして求める。すなわち、まず、プローブ２２の法線ベクトルＥｕとアプローチ逆方向ベクトルＱｕのズレを補正するためのズレ補正ベクトルｈを求める。
【００６２】
そして、求めたズレ補正ベクトルｈを用いて、ワーク第３軸方向ベクトルｈｓを求める。このワーク第３軸方向ベクトルｈｓを用いて、２面接触ベクトルＶｈを求める。
【００６３】
その後、プローブ２２の速度ベクトルＶを算出すると同時に、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとワーク第３軸で作る平面内で、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとプローブ法線ベクトルＥｕのなす角度αを算出する（ステップＳ２０６）。
【００６４】
そして、上記角度αが所定値、すなわち例えば０．５°以内となったか否かを判定する（ステップＳ２０７）。角度αが所定値以内ではないと判定した場合（ステップＳ２０７のＮ）は、上記ステップＳ２０４に移行して、プローブ２２の移動を続ける。
【００６５】
一方、角度αが所定値以内であると判定した場合（ステップＳ２０７のＹ）は、図１５に示すように、具体的には、例えば一面接触時において、ねじ山の角度と同じ６０°である角度αが２面接触により０．５°以内（以下）になったと判断されるときには、２面接触と判定してプローブ２２を停止し（ステップＳ２０８）、Ｖ溝ポイント出力を発生して、本フローチャートによる一連のアプローチ処理（その２）を終了する。
【００６６】
また、このアプローチ処理（その２）に続く、図７のステップＳ１０７のＶ溝ＲＴ倣い処理は、例えば図１６に示すような手順にしたがって行われる。図１６は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝ＲＴ倣い制御処理手順の例を示すフローチャートである。
【００６７】
すなわち、図１６に示すように、まず、プローブ２２（測定子２４）の位置ベクトルＸ、その変位量ΔＸ、および回転テーブル３０の回転角θをサンプリングして、測定子２４の中心位置の軌跡を記憶する（ステップＳ３００）。
【００６８】
ここでは、例えばあらかじめ設定された２ミリ秒のサンプリング時間で０．０１ｍｍのサンプルピッチ、およびサンプルピッチをサンプリング時間で除して設定された５ｍｍ／秒のプローブ２２の倣い速度により、図１７に示すように、測定子２４の１点目の中心位置Ｑ１からＮ点目の中心位置ＱＮまでの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群を複数個記憶することによって、測定子２４の中心位置の軌跡を記憶する。
【００６９】
なお、上記ステップＳ３００では、例えばプローブ２２の倣い速度が、測定子２４のサンプリング時間あたりの移動量がサンプルピッチ未満となる速度である場合は、この移動量がサンプルピッチを超えた時点で測定子２４の中心位置を記憶する。この場合、上述したように倣い速度が５ｍｍ／秒であるため、サンプリング時間あたりにプローブ２２が移動する移動量をサンプルピッチとする。
【００７０】
このようにすれば、倣い速度が低速のとき（例えば、５ｍｍ／秒未満）でも、測定子２４の中心位置の軌跡の長さとして、最低限０．２ｍｍを確保することができる。また、この軌跡の長さは、各中心位置の個々のサンプルピッチで決定するため、最小軌跡長さを確保することができる。そして、算出される軌跡の長さは、中心位置Ｑ１と中心位置ＱＮの最短距離ではなく、折れ線のように繋がった各サンプルピッチの総和となる。
【００７１】
また、上記ステップＳ３００では、例えばプローブ２２の倣い速度が、測定子２４のサンプリング時間あたりの移動量がサンプルピッチ以上となる速度である場合は、サンプリング時間ごとに測定子２４の中心位置を記憶する。
【００７２】
次に、図１４のステップＳ２０１で説明したのと同様な方法で、回転テーブル３０の回転角θより、ワーク第３軸Ｚｗに垂直なアプローチ逆方向ベクトルＱｕを算出する（ステップＳ３０１）。
【００７３】
そして、基本速度ベクトルＶＯ、変位補正ベクトルＶｅ、半径補正ベクトルＶｒ、および２面接触ベクトルＶｈを加算して、回転テーブル３０が回転角θで静止しているときのプローブ２２の速度ベクトルＶを算出する（ステップＳ３０２）。
【００７４】
次に、上記ステップＳ３００にて記憶した測定子２４の中心位置の軌跡に基づいて、プローブ２２の倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルＰを決定する（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３では、例えばステップＳ３００にて記憶した複数個の中心位置軌跡群のうち、測定子２４の現在位置の直前の中心位置軌跡群における測定子２４の１点目の中心位置Ｑ１からＮ点目の中心位置ＱＮへと向かう直線の方向を倣い進行方向ベクトルＰと決定する。この場合、測定子２４の中心位置Ｑ１は、サンプリングして記憶したＮ個の中心位置の中で最も古い中心位置を指す。
【００７５】
また、このステップＳ３０３においては、上記ステップＳ３００にて記憶した複数個の中心位置軌跡群のうち、測定子２４の現在位置の直前の中心位置軌跡群における測定子２４の１点目からＮ点目のすべての中心位置（Ｑ１〜ＱＮ）から３次曲線による近似を行い、Ｎ点目における３次曲線（例えば、３次スプラインなど）の接線の方向を倣い進行方向ベクトルＰと決定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、上述したＴ座標系の変位補正ベクトルＶｅおよび２面接触ベクトルＶｈは、図１４のステップＳ２０５で説明したものと同じ方法で計算される。また、変位補正ベクトルＶｅの計算に際しては、値Ｉ＝０として計算を簡略化することもできる。
【００７７】
さらに、Ｔ座標系の半径補正ベクトルＶｒは、次のようにして計算する。まず、ワークＷに対するプローブ２２のＶ溝の２面接触終了までの処理は、上述したアプローチ処理と同様である。そして、制御装置４０が、上記ステップＳ２０８でのプローブ法線ベクトルＥｕとアプローチ逆方向ベクトルＱｕの角度αが０．５°以下となったときの測定子２４の位置Ｐｔ（プローブ２２の中心ベクトルＰｔ）を取り込み、同時に位置ＰｔとＺ軸の距離であるＶ溝ＲＴ倣い時の半径ｒを求めてＴ座標系値へ変換し、このＶ溝ＲＴ倣い時の半径ｒを用いて、半径補正ベクトルＶｒを求める。
【００７８】
このように、プローブ２２の速度ベクトルＶを求める際に半径補正ベクトルＶｒを加えれば、半径偏差が減少し高精度な測定が可能である。なお、プローブ２２の速度ベクトルＶを求める際に上記半径補正ベクトルＶｒを省略し、基本速度ベクトルＶＯと変位補正ベクトルＶｅと２面接触ベクトルＶｈとの三者の和により求めることも可能である。
【００７９】
こうして上記ステップＳ３０２にて速度ベクトルＶを算出し、上記ステップＳ３０３にて倣い進行方向ベクトルＰを決定した後、ワーク軸心から見た、速度ベクトルＶによる回転テーブル３０の角速度（以下、「ワーク角速度」と呼ぶ。）ωｗを算出し、回転角θと位置ベクトルＸによる位置関係から回転角θの進みや遅れを調整して、補正角速度Δωを決定する（ステップＳ３０４）。
【００８０】
具体的には、アプローチ処理で２面接触したときのＴ座標系のプローブ２２の中心ベクトルＰｔを使用して、ＲＴ倣い開始前に、図１８に示すような接線方向ベクトルＣを決定しておく。すなわち、まず、Ｔ座標系でのワーク第３軸ベクトルｇθと、原点ベクトルＯｗθと、この原点ベクトルＯｗθとより、プローブ２２の中心ベクトルＰｔへ向かうベクトルＡを求める。
【００８１】
次に、測定子２４中心よりワーク第３軸へ垂直に下ろしたベクトルＣｒを求める。こうして求めたこのベクトルＣｒをＸｔ−Ｙｔ面に投影してベクトルＣｔを求め、さらにπ／２回転させてベクトルＣを求め、その単位ベクトルＣｕを求める。
【００８２】
そして、Ｖ＝ｒωの関係より、ワークＷとプローブ２２との相対速度ＶによるワークＷの角速度ωｗを求め、図１９に示すような関係から、ワークＷとプローブ２２との位置関係を保つための補正角速度Δωを算出する。この図１９において、ベクトルＣｒｔ＝０は、アプローチ処理後に求めたプローブ２２の中心からワーク第３軸Ｚｗに下ろした垂線ベクトルであり、ベクトルＣは、ベクトルＣｒｔ＝０をπ／２進ませたベクトルである。
【００８３】
また、ベクトルＣｒは、サンプリングごとに求まるプローブ２２の中心からワーク第３軸に下ろした垂線ベクトルであり、これらは、いずれもＸｔ−Ｙｔ面内のベクトルである。さらに、ａは、プローブ２２の中心からワーク第３軸に下ろした垂線と第３軸との交点である。
【００８４】
補正角速度Δωの計算に際しては、まず、基準方向Ｃに対してプローブ２２の方向Ｃｒが常に９０°になるように制御する。このため、ＣｒとＣｒｔ＝０の差（Δθ）分の角度を回転して補正する。具体的には、図１９に示した関係から、このΔθを計算する。そして、このΔθの計算式は、Δθがほぼ０であるときに近似できる。したがって、ベクトルＣｕとベクトルＣｒｕから、ｃｏｓψを求めることができ、ω＝ｄθ（ｔ）／ｄｔであるので、このΔθにＲＴ角度補償係数Ｓを乗して、補正角速度Δωを求めることができる。
【００８５】
補正角速度Δωを求めた後、回転テーブル３０が角速度ωｔで回転したときに追従する速度ベクトル（以下、「追従速度ベクトル」と呼ぶ。）Ｖωを算出する（ステップＳ３０５）。まず、回転テーブル３０に与える角速度ωｔは、ωｔ＝−ωｗ＋Δωの式により求まり、この角速度ωｔによる点Ｘでの線速度である追従速度ベクトルＶωは、図２０に示すような関係から求まる。
【００８６】
次に、ワークＷとプローブ２２との相対速度ベクトルＶで、回転テーブル３０に角速度ωｔを与えたときにプローブ２２に与える速度Ｖｔを計算する。まず、プローブ２２の速度ベクトルＶｔを求める。次に、アプローチ処理のステップＳ２０６と同様にして、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとプローブ法線ベクトルＥｕのなす角度αを算出し、この角度αが例えば１０°以下に維持されているか否かによって２面接触中であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。
【００８７】
２面接触中であると判定した場合（ステップＳ３０７のＹ）は、倣い終了条件、すなわち、例えばワーク（ねじ）Ｗの下方から上方に向けて測定を開始した場合のときには、図１３に示したように、測定終了位置である所定高さＺｈまで到達したか否かを判定し（ステップＳ３０８）、測定終了位置に到達していないと判定した場合（ステップＳ３０８のＮ）には、上記ステップＳ３００に移行して処理を継続する。
【００８８】
一方、２面接触中ではないと判定した場合（ステップＳ３０７のＮ）で、２面接触が維持されなくなったときには、例えば音声出力や文字表示などによってエラーの発生を報知する（ステップＳ３０９）。なお、測定終了位置に到達したと判定した場合（ステップＳ３０８のＹ）で、倣い終了条件を満足したと判断されたとき、あるいは上記ステップＳ３０９にてエラーの発生を報知したときには、プローブ２２をワークＷからあらかじめ設定された指定距離だけ離脱して停止し（ステップＳ３１０）、測定を中断（エラー発生時）したり、処理を終了（倣い終了条件満足時）したりして、本フローチャートによる一連のＶ溝倣い制御処理を終了する。
【００８９】
本実施形態においては、三次元測定機１０に回転テーブル３０を埋め込み、その座標測定用のプローブ２２を用いてワークＷのＶ溝の形状を測定するようにしている。このため、例えば既存の三次元測定機を利用して、測定範囲を有効利用しつつねじなどのワークＷの測定を行うことができる。
【００９０】
なお、三次元測定機１０の定盤１２を削ることなく回転テーブル３０を定盤１２上に載置したり、あるいは三次元測定機１０を利用することなく、上述したＶ溝形状測定方法を用いて専用のねじ測定装置を構成することも可能である。三次元測定機１０も、門形フレーム１４を持つものに限定されず、Ｏ形フレームやＣ形フレームを持つものでもよい。
【００９１】
また、本実施形態においては、図５に示したように、例えば直径の異なる複数の測定子２４を単一のプローブホルダ２０に装着していたので、ワークＷのＶ溝の大きさに合う測定子２４を簡単に選択して使用することができる。なお、測定子２４を一つのみとすることもできる。
【００９２】
さらに、上述した実施形態においては、ワークＷとしてウォームギヤのピッチ偏差および半径偏差の測定に本発明が適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、回転テーブル３０上に立てて固定した一般的な雄ねじや、図示は省略するが、例示したプローブ２２よりも小さなプローブを用いて、回転テーブル３０上に置かれたワークＷのねじ穴などの特性値の測定も可能である。
【００９３】
また、ねじやねじ穴の方向も鉛直方向に限定されず、回転軸の方向を変えることにより、水平方向など、他の方向でもよい。さらに、ねじ面の形状にもよるが、いわゆるボールねじの測定も可能である。また、上述した実施形態では、制御装置４０の中央処理ユニット４０Ａにて制御回路とデータの処理回路が一体化されており、構成が簡略であるが、両者を別体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法を実現する三次元測定機の例を示す正面図である。
【図２】同三次元測定機の例を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】同三次元測定機の回転テーブルのチャックに長尺のワークを固定した状態を示す要部断面図である。
【図５】同三次元測定機のプローブの形状を示す斜視図である。
【図６】同三次元測定機のワークの測定に使用する座標系の関係を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法の全体的な測定処理手順の例を示すフローチャートである。
【図８】同三次元測定機において、測定開始前に仮のワーク座標系を設定している状態を示す斜視図である。
【図９】同三次元測定機において、プローブをワークに接近させている状態を示す斜視図である。
【図１０】同三次元測定機において、アプローチ処理を行っている状態を示す斜視図である。
【図１１】同三次元測定機において、アプローチ処理を行っている状態を示す要部拡大図である。
【図１２】同三次元測定機において、Ｖ溝ＲＴ倣い制御を行っている状態を示す斜視図である。
【図１３】同三次元測定機において、Ｖ溝ＲＴ倣い制御が終了した状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のアプローチ処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１５】同アプローチ処理における２面接触の判定方法を説明するための要部正面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝ＲＴ倣い制御処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１７】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における制御方向の関係を示す斜視図である。
【図１８】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における接線方向の決定状態を示す線図である。
【図１９】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における補正角速度を決定するためのベクトルの関係を示す線図である。
【図２０】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における追従速度ベクトルを決定する際の線速度を示す線図である。
【図２１】従来の三次元測定機の回転テーブル上にてワークのＶ溝を測定している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０…三次元（座標）測定機
１２…定盤
１４…門形フレーム
１６…スライダ
１８…昇降軸
２０…プローブホルダ
２２…プローブ
２４…測定子
３０…回転テーブル
３０Ａ…穴
３２…チャック
４０…制御装置
４０Ａ…中央処理ユニット
４０Ｂ…記憶装置
４０Ｃ…ジョイスティック
４０Ｄ…モニタ
４０Ｅ…プリンタ
Ｗ…ワーク
θ…回転角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖ溝形状測定方法および装置に関し、特に三次元座標測定機を用いて、ウォームギヤや雄ねじ、ねじ穴等のＶ溝が螺旋状に形成された被測定物のＶ溝のピッチ偏差や半径偏差等の特性値を測定する際に用いるのに好適なＶ溝形状測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク等の被測定物の立体的形状を高精度に測定する装置として、三次元座標測定機（以下、「三次元測定機」と呼ぶ。）が知られている。この三次元測定機は、表面が平滑な平面となるように研磨された、例えば斑糲岩等からなる定盤と、この定盤の前後方向（例えば、Ｙ軸方向）へ移動自在に設けられた門形フレームと、この門形フレームの水平ビームに沿って左右方向（例えば、Ｘ軸方向）へ移動自在に設けられたスライダとを備えている。
【０００３】
また、三次元測定機は、スライダに上下方向（例えば、Ｚ軸方向）へ昇降自在に設けられた昇降軸と、この昇降軸の下端にプローブホルダを介して取り付けられ、先端に測定子が形成された座標測定用のプローブとを備えている。
【０００４】
三次元測定機は、このように構成されることにより、定盤上に被測定物であるワークを載置した後に、プローブを三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）へ移動させながらワークの測定部位に測定子を順次当接させ、各当接点においてプローブの各軸方向の座標値を図示しないスケールから読み取ることができる構造となっている。そして、読み取ったこれらの座標値を演算することにより、ワークの寸法や角度等を高精度に測定することが可能である。
【０００５】
このような三次元測定機を用いてねじの形状を測定する方法としては、代表的なものとして、例えばねじ穴の中心座標を求める方法が知られている。また、このような三次元測定機を用いて、ワークの形状を測定する際には、座標測定用のプローブを移動させながら、ワークの座標を順次倣い測定する必要がある。
【０００６】
このような倣い制御を、例えばコンピュータを用いて自動的に行う方法として、回転テーブルを使用しない場合については、任意平面を基準面とし、この基準面からの高さを一定に保ちつつワークの輪郭に沿って倣う制御方法（以下、「高さ一定倣い制御」と呼ぶ。）と、回転テーブルを使用した場合については、任意の直線とこの直線からの距離（すなわち、半径）の指定で決定される円筒面内をワークの輪郭に沿って倣う制御方法（以下、「半径一定倣い制御」と呼ぶ。）とが実用化されている。
【０００７】
また、同様に、回転テーブルを使用した場合について、回転テーブルを使用しない場合のプローブの３軸制御倣いに、回転テーブルによる１軸を追加して、ワークの測定基準線に対するプローブの方向を一定に保ちつつ（以下、「測定子方向一定倣い制御」と呼ぶ。）４軸同時制御による倣いを行うことも知られている。
【０００８】
この方法によれば、円筒カムのような回転テーブルを使用しない場合に、ワークとプローブとが干渉するため、一度で測定できないような場合でも、プローブの姿勢（方向）を変更せずに一度でワーク全周の測定が可能となる。また、一度で測定することが不可能なインペラやプロペラの羽根のような場合にも、プローブの姿勢変更回数を減らすことができる。
【０００９】
さらに、近年における測定対象の拡大に伴って、例えば下記特許文献１に開示されているように、Ｖ字形状の溝（以下、「Ｖ溝」と呼ぶ。）が螺旋状に形成されたウォームギヤや一般的な雄ねじ、あるいはワークに形成されたねじ穴等のねじのピッチの偏差（例えば、最大偏差）や、軸方向に重畳したねじ山の平面軌跡の半径方向の偏差（例えば、最大偏差）の測定を行うことができるＶ溝形状測定方法が知られている。
【００１０】
【特許文献１】特許第３４３３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているＶ溝形状測定方法では、ワーク座標系のワーク軸心（以下、「ワーク第３軸」と呼ぶ。）ベクトルと、測定子の中心からワーク第３軸へ垂直に下ろしたベクトルの単位ベクトルとの外積によって、倣いプローブの進行方向ベクトルを求めていた。
【００１２】
このため、図２１に示すように、例えば図中矢印Ｇ方向に回転する回転テーブル１０１の回転軸１０２に平行な部分Ｌ１のワークＷのＶ溝１０３の形状は、倣いプローブ１０４の進行方向（図中矢印Ｈ方向）がＶ溝１０３に直角方向となってしまうために測定できなくなってしまうことがあるという問題があった。
【００１３】
また、この回転軸１０２と平行に近づく部分（例えば、ねじにおいてはリードが大きい場合に相当する。）Ｌ２についても、倣いプローブ１０４の進行方向の倣い速度が遅くなってしまうため、正確に測定できなくなってしまうことがあるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ウォームギヤや一般的な雄ねじ、ねじ穴などのＶ溝形状の特性値を正確かつ確実に測定することができるＶ溝形状測定方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るＶ溝形状測定方法は、Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、この回転テーブルにより前記被測定物を回転させながら三次元測定機の位置測定用の倣いプローブを用いて前記被測定物の前記Ｖ溝を倣い測定するＶ溝形状測定方法であって、前記三次元測定機のマシン座標系から見て、前記被測定物の原点から前記倣いプローブの測定子までの方向ベクトルを前記回転テーブルのテーブル面に投影してなるベクトルを一定に保つように制御する測定子方向一定制御工程と、前記回転テーブルの軸心と、この軸心からの距離である半径の指定で決定される円筒面内を、前記被測定物の輪郭に沿って倣うように制御する回転テーブル半径一定倣い制御工程と、前記被測定物の前記Ｖ溝を構成する２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御する２面接触倣い制御工程とを組み合わせることにより、前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、常時前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御するＶ溝回転テーブル倣い制御を含み、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を、前記倣いプローブの位置ベクトル、前記位置ベクトルの変位量、および前記回転テーブルの回転角をサンプリングして前記測定子の中心位置の軌跡を記憶する第１ステップと、前記回転角に基づいて、前記被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトルを算出する第２ステップと、前記回転テーブルが前記回転角で静止しているときの前記倣いプローブの速度ベクトルを算出する第３ステップと、前記第１ステップにて記憶した前記倣いプローブの前記測定子の中心位置の軌跡に基づいて、前記倣いプローブの倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルを決定する第４ステップと、前記被測定物の軸心から見た前記倣いプローブの前記速度ベクトルによる前記回転テーブルの角速度を算出する第５ステップと、前記回転角と前記位置ベクトルとの位置関係から、制御誤差による前記回転角の目標値からの進みや遅れを調整して補正角速度を決定し、この補正角速度により前記角速度を補正する第６ステップと、前記位置ベクトルおよび前記回転角によって、前記補正角速度の動きに追従する追従速度ベクトルを算出する第７ステップと、前記追従速度ベクトルと前記速度ベクトルのベクトル和を前記倣いプローブの速度指令とするとともに、前記角速度を前記補正角速度によって補正した値を前記回転テーブルの速度指令とし、前記倣い進行方向ベクトルにより示される倣い進行方向に倣って前記倣いプローブを移動する第８ステップとにより行うことを特徴とする。
【００１６】
前記第１ステップでは、例えば前記測定子の中心位置の軌跡を、所定のサンプリング時間およびサンプルピッチにおける前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置までの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群として複数個記憶する。
【００１７】
また、前記第１ステップでは、例えば前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ未満となる速度である場合は、前記移動量が前記サンプルピッチを超えた時点で前記測定子の中心位置を記憶する。
【００１８】
さらに、前記第１ステップでは、例えば前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ以上となる速度である場合は、前記サンプリング時間ごとに前記測定子の中心位置を記憶する。
【００１９】
また、前記第４ステップでは、例えば前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置に向かう直線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定する。
【００２０】
また、前記第４ステップでは、例えば前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目からＮ点目のすべての中心位置から３次曲線による近似を行い、前記Ｎ点目における前記３次曲線の接線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定する。
【００２１】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を行うに先立って、例えば前記倣いプローブの仮倣い進行方向の指定を受け付ける仮倣い進行方向指定受付工程をさらに含み、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程は、例えば前記仮倣い進行方向指定受付工程にて前記仮倣い進行方向の指定が受け付けられてから所定時間経過後に行われる。
【００２２】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を開始する前に、例えば前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるためのアプローチ処理工程を行う。
【００２３】
また、前記アプローチ処理工程を、例えば前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルと、前記測定子を前記Ｖ溝の前記２面に接触させるための２面接触ベクトルとの和により求めた相対速度ベクトルによって、前記被測定物と前記倣いプローブを相対移動させ、前記倣いプローブの前記被測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルと前記被測定物の軸心に対するベクトルとで作られる平面に、プローブ法線ベクトルを投影したベクトルと、前記アプローチ逆方向ベクトルとのなす角度が所定値以内となったときに、前記２面が接触したと判定して前記倣いプローブを停止することにより行うようにした。
【００２４】
また、例えば前記アプローチ処理工程時における前記倣いプローブの前記アプローチ方向の処理と、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程時における前記倣いプローブのアプローチ方向の処理とを共通としてもよい。
【００２５】
本発明に係るＶ溝形状測定装置は、Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回転テーブルと、前記被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブと、この倣いプローブを前記被測定物の表面に沿って移動させるための駆動機構と、前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段と、前記いずれかの方法によって、前記倣いプローブの移動速度および進行方向、ならびに前記回転テーブルの回転状態を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記倣いプローブは、例えば径の異なる複数の測定子を備え、前記Ｖ溝の大きさに合わせて各測定子が選択可能に設けられている。
【００２７】
また、前記回転テーブルは、例えば三次元測定機に組み込まれており、前記三次元測定機に備えられた座標測定用プローブが、前記倣いプローブである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、螺旋状に形成された被測定物のＶ溝のピッチや半径の偏差などの特性値を正確かつ確実に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るＶ溝形状測定方法および装置の好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法を実現する三次元測定機の例を示す正面図、図２は同三次元測定機を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ’断面図である。
【００３０】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る三次元測定機１０は、座標測定用のプローブ２２を備え、定盤１２に形成された凹部１２Ａの中に回転テーブル３０を設置してなる。また、この三次元測定機１０は、定盤１２の前後方向へ移動自在に設けられた門形フレーム１４と、この門形フレーム１４の水平ビーム１５に沿って左右方向へ移動自在に設けられたスライダ１６と、このスライダ１６に上下方向へ昇降自在に設けられた昇降軸１８とを備える。
【００３１】
そして、先端に測定子２４が形成されたプローブ２２は、この昇降軸１８の下端にプローブホルダ２０を介して取り付けられている。したがって、この三次元測定機１０は、この回転テーブル３０のチャック３２にワーク（例えば、ウォームギヤ）Ｗを固定して、この回転テーブル３０によりワークＷを回転させながら、上述した座標測定用のプローブ２２を用いて測定子２４をワークＷのＶ溝に接触させ、回転するワークＷのＶ溝を倣い測定する際に用いられる。
【００３２】
なお、図１および図２において、マスタボールＭは、プローブ２２に設けられた測定子２４の直径の違いを校正するために、定盤１２の隅に立設されたポールＰ上に固定された正確な直径の真球からなる。また、制御装置４０（図１参照）は、本発明に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝回転テーブル（以下、「ＲＴ」と呼ぶ。）倣い制御処理を行うとともに、これによって得られるワーク（例えば、ねじ）ＷのＶ溝の軌跡のデータ（三次元データ）を測定値データとして取り込み、この測定値データの解析処理を行って、ワークＷのピッチ偏差や半径偏差等の特性値を求める装置である。
【００３３】
この制御装置４０は、例えば制御装置４０全体の制御を司る中央処理ユニット４０Ａと、制御装置４０にて扱うデータなどの情報を記憶する記憶装置４０Ｂと、プローブ２２を操作するためのオペレータの操作入力を受け付けるジョイスティック４０Ｃと、測定値データや記憶装置４０Ｂに記憶された情報に基づく画像等を表示するモニタ４０Ｄと、数値データや画像等を印刷するプリンタ４０Ｅとからなる。そして、本実施形態に係る各種の処理を行うための各種プログラムは、上述した記憶装置４０Ｂにあらかじめ格納されている。
【００３４】
なお、この三次元測定機１０の回転テーブル３０の回転中心や、その直下の定盤１２（必要な場合のみ）には、図３に示すように、穴３０Ａが開けられている。これにより、本実施形態の三次元測定機１０は、例えば長尺のワークＷの下端をこの穴３０Ａに挿入固定することによって、例えば図４に示すように、ワークＷの上方にのみねじが切られているようなワークＷのねじ山の有効測定範囲Ｌを、三次元測定機１０のプローブ２２の可動範囲内に確保することができる。
【００３５】
これに対して、従来の三次元測定機では、定盤上の寸法如何によって、回転テーブルに穴を開けることなく、その上にワークＷを固定した場合には、測定範囲がワークＷの上半分であるような被測定物であっても、プローブ２２の上下可動範囲の半分しか使うことができずに、ねじ山を完全に測定し切れない場合があった。
【００３６】
上述したプローブ２２は、図５に示すように、例えば上方から見て略Ｈ状に形成されたホルダ２０の片側側面に３個並設され、例えばその先端の測定子２４の直径を、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、１ｍｍのように変えることによって、測定対象のＶ溝の大きさに合わせて適切なサイズの測定子２４を選択できる構造となっている。
【００３７】
ここで、ワークＷの測定に使用する座標系の関係を図６に示す。図６に示すように、第１座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は、三次元測定機１０に設けられたスケール（図示せず）の絶対原点Ｏｓを原点とする三次元測定機１０のスケール座標系であり、第２座標系（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）は、このスケール座標系をマスタボールＭの中心に平行移動したマシン座標系である。
【００３８】
また、第３座標系（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は、三次元測定機１０の回転テーブル３０の回転角θが０のときの回転テーブル３０のＴ座標系であり、第４座標系（Ｘｔθ，Ｙｔθ，Ｚｔθ）は、このＴ座標系を回転テーブル３０の回転角θだけ回転させたテーブル座標系である。
【００３９】
さらに、第５座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）は、ワークＷのワーク座標系である。なお、上記スケール座標系とマシン座標系は厳密には異なる座標系であるが、マシン座標系はスケール座標系を平行移動しただけの座標系であるので、以下の説明においては、両者をともにマシン座標系と呼ぶこととする。本実施形態に係る三次元測定機１０では、基本的にＴ座標系で速度データを算出し、算出した速度データをマシン座標系に戻して制御を行うようにしている。
【００４０】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る三次元測定機１０における被測定物の測定処理手順について詳細に説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法の全体的な測定処理手順の例を示すフローチャートである。なお、以降において、三次元測定機１０の具体的な制御や処理については、特に明記しない限り制御装置４０により行われることとする。また、本発明に特に関連する部分以外は、説明を省略する場合があることとし、数値やデータの演算方法や数式等については、上述した特許文献１に開示されている公知の演算方法や数式等を利用することが可能であるため、説明が冗長になるのを避けるべく、省略することとする。
【００４１】
図７に示すように、測定に際して、まず、ワークＷを回転テーブル３０上に載せ、チャック３２に載せられたワークＷを固定する（ステップＳ１００）。次に、オペレータがジョイスティック４０Ｃを操作することによりプローブ２２を移動して、測定に使用する測定子２４でマスタボールＭを両側から測定することによって測定子２４の直径を算出し、複数の測定子２４間の差を調整する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
そして、ジョイスティック４０Ｃを操作してプローブ２２を移動し、図８に示すように、例えばチャック３２に固定されたワークＷの上下３点ずつ、合計６点の座標を測定して、仮のワーク座標系Ｚｗ１を設定する（ステップＳ１０２）。
【００４３】
ここで、仮のワーク座標系におけるＸ軸Ｘｗ１とＹ軸Ｙｗ１は、任意方向とすることができる。この仮のワーク座標系は、本発明に係るＶ溝形状測定方法における制御を実施する際に、あらかじめプローブ２２の測定子２４をワークＷの表面近傍に近付けるためのものであり、多少の誤差を含んでいてもよい。
【００４４】
次いで、設定した仮のワーク座標系Ｚｗ１に対して、三次元測定機１０のＶ溝ポイント測定機能で、図９〜図１１に示すように、測定子２４をワークＷに対してアプローチさせて、ワークＷのＶ溝の上下２面に測定子２４を正確に接触させるアプローチ処理（その１）を行い、例えばワークＷのＶ溝を上下６点測定して円筒処理演算を行って、正確なワーク座標系Ｚｗを確立する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
このステップＳ１０３にて行われるアプローチ処理（その１）は、プローブ２２がワークＷにアプローチしたときに、測定子２４がＶ溝の上下２面に接するとは限らないために行うものであり、このアプローチ処理（その１）に際して、例えば回転テーブル３０は回転しないように制御する。
【００４６】
なお、例えば上述したマシン座標系の一軸（例えば、Ｘ軸）方向にプローブ２２をアプローチする場合は、プローブ２２の他の軸（例えば、Ｙ軸）方向をクランプすることによって摩擦の影響を排除することができ、半径方向成分の測定精度を高めることが可能となる。
【００４７】
ステップＳ１０３でのアプローチ処理（その１）の後、確立した正確なワーク座標系Ｚｗに対して、上記ステップＳ１０３での処理と同様に、図９〜図１１に示したように、測定子２４をワークＷに対してアプローチさせて、ワークＷのＶ溝の上下２面に正確に接触させる（ステップＳ１０４）。
【００４８】
このステップＳ１０４でのアプローチ処理（その２）終了後、プローブ２２の軌跡が未完成であるため、プローブ２２の倣い進行方向を仮に指定するための仮倣い進行方向の指定を受け付け（ステップＳ１０５）、所定時間（例えば、０．５秒）が経過するまで待って（ステップＳ１０６のＮ）、所定時間が経過したら（ステップＳ１０６のＹ）、図１２に示すように、Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理を行いつつ測定を行う（ステップＳ１０７）。
【００４９】
そして、このステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理を行っている際に、制御装置４０の中央処理ユニット４０Ａは、測定値データに基づき、測定子２４が測定終了位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。測定子２４が測定終了位置に到達していないと判断した場合（ステップＳ１０８のＮ）は、上記ステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理を続行する。
【００５０】
一方、測定子２４が、例えば図１３に示すように、測定終了位置（図１３においては、高さＺ＝Ｚｈの位置）に到達したと判断した場合（ステップＳ１０８のＹ）は、測定終了位置に到達した時点でプローブ２２を後退させる（ステップＳ１０９）。
【００５１】
こうして、上記ステップＳ１０７でのＶ溝ＲＴ倣い制御処理にて測定したＶ溝の軌跡のデータ（三次元データ）を測定値データとして取り込んだ後に、制御装置４０にてこの測定値データに対するデータ解析を行うことによって、ワークＷのピッチ偏差や半径偏差等の特性値を求め（ステップＳ１１０）、本フローチャートによる一連の測定処理を終了する。
【００５２】
なお、上記ステップＳ１０４におけるアプローチ処理（その２）は、具体的には、図１４に示すような手順に従って行われる。図１４は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のアプローチ処理手順の例を示すフローチャートである。
【００５３】
すなわち、図１４に示すように、まず、制御装置４０によって、ワークＷが固定された回転テーブル３０の現在の回転角θを読み込む（ステップＳ２００）。そして、ワーク座標系で与えられたアプローチ方向ベクトルＱ１をＴ座標系の値に変換し（回転角θ≠０でも可）、さらにワーク座標系のワーク軸心（以下、「第３軸」と呼ぶ。）に垂直となるアプローチ逆方向ベクトルＱｕ（例えば、図９参照）を求める（ステップＳ２０１）。ここで、回転テーブル３０の回転軸とワーク座標系の第３軸が傾いていてもよい。
【００５４】
具体的には、まず、ワーク座標系で与えられたアプローチ方向ベクトルＱ１に、回転テーブル３０の回転角がθのときに、テーブル座標系をＴ座標系に変換するための座標変換マトリックスＭを乗ずることによって、ベクトルＱ２を求める。そして、求めたベクトルＱ２とＴ座標系でのワーク第３軸ベクトルｇθとの外積であるベクトルＱ３を求める。
【００５５】
次に、求めたベクトルＱ３からワーク第３軸ベクトルｇθと直角なベクトルＱを求め、このベクトルＱを単位ベクトル化して、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとする。
【００５６】
このベクトルＱｕをアプローチ逆方向とすることにより、ワーク軸と回転テーブル３０の回転軸が傾いていても、あるいは回転テーブル３０が基準値（例えば、回転角θ＝０°）以外の角度から回転を開始しても、いずれの場合でもワークＷへのアプローチ処理とＶ溝ＲＴ倣い処理が可能となる。
【００５７】
なお、アプローチ処理に際しては、上記ステップＳ２０１にてベクトルＱ＝ベクトルＱ２とし、アプローチ逆方向ベクトルＱｕを求めるようにしてもよい。
【００５８】
次いで、図９に示したように、プローブ２２を現在位置からアプローチ方向Ｑａ（＝−Ｑｕ）へ移動させ（ステップＳ２０２）、図１０に示したように、プローブ２２の測定子２４がワークＷに接触した後に、その変位量が基準値（例えば１ｍｍ）を超えた時点でプローブ２２を停止させる（ステップＳ２０３）。
【００５９】
そして、停止させたプローブ２２の先端に設けられた測定子２４の位置ベクトルＸ、およびその位置ベクトルＸの変位量ΔＸをサンプリングして記憶装置４０Ｂに記憶する（ステップＳ２０４）。また、図１０および図１１に矢印で示したように、測定子２４がワークＷのＶ溝の斜面に沿って倣うように、プローブ２２の変位補正ベクトルＶｅに２面接触ベクトルＶｈを加えてプローブ２２の速度ベクトルＶを算出し、速度出力を行う（ステップＳ２０５）。
【００６０】
ここで、プローブ２２の変位を一定に保つための変位補正ベクトルＶｅ（Ｔ座標系）は、次のようにして計算する。まず、定常状態における摩擦等のオフセットを打ち消すための値Ｉを求め、この値Ｉを用いて、変位補正ベクトルＶｅを求める。
【００６１】
また、２面接触ベクトルＶｈは、ワークＷのＶ溝の２面に接触するためのＴ座標系のベクトルであり、次のようにして求める。すなわち、まず、プローブ２２の法線ベクトルＥｕとアプローチ逆方向ベクトルＱｕのズレを補正するためのズレ補正ベクトルｈを求める。
【００６２】
そして、求めたズレ補正ベクトルｈを用いて、ワーク第３軸方向ベクトルｈｓを求める。このワーク第３軸方向ベクトルｈｓを用いて、２面接触ベクトルＶｈを求める。
【００６３】
その後、プローブ２２の速度ベクトルＶを算出すると同時に、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとワーク第３軸で作る平面内で、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとプローブ法線ベクトルＥｕのなす角度αを算出する（ステップＳ２０６）。
【００６４】
そして、上記角度αが所定値、すなわち例えば０．５°以内となったか否かを判定する（ステップＳ２０７）。角度αが所定値以内ではないと判定した場合（ステップＳ２０７のＮ）は、上記ステップＳ２０４に移行して、プローブ２２の移動を続ける。
【００６５】
一方、角度αが所定値以内であると判定した場合（ステップＳ２０７のＹ）は、図１５に示すように、具体的には、例えば一面接触時において、ねじ山の角度と同じ６０°である角度αが２面接触により０．５°以内（以下）になったと判断されるときには、２面接触と判定してプローブ２２を停止し（ステップＳ２０８）、Ｖ溝ポイント出力を発生して、本フローチャートによる一連のアプローチ処理（その２）を終了する。
【００６６】
また、このアプローチ処理（その２）に続く、図７のステップＳ１０７のＶ溝ＲＴ倣い処理は、例えば図１６に示すような手順にしたがって行われる。図１６は、本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝ＲＴ倣い制御処理手順の例を示すフローチャートである。
【００６７】
すなわち、図１６に示すように、まず、プローブ２２（測定子２４）の位置ベクトルＸ、その変位量ΔＸ、および回転テーブル３０の回転角θをサンプリングして、測定子２４の中心位置の軌跡を記憶する（ステップＳ３００）。
【００６８】
ここでは、例えばあらかじめ設定された２ミリ秒のサンプリング時間で０．０１ｍｍのサンプルピッチ、およびサンプルピッチをサンプリング時間で除して設定された５ｍｍ／秒のプローブ２２の倣い速度により、図１７に示すように、測定子２４の１点目の中心位置Ｑ１からＮ点目の中心位置ＱＮまでの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群を複数個記憶することによって、測定子２４の中心位置の軌跡を記憶する。
【００６９】
なお、上記ステップＳ３００では、例えばプローブ２２の倣い速度が、測定子２４のサンプリング時間あたりの移動量がサンプルピッチ未満となる速度である場合は、この移動量がサンプルピッチを超えた時点で測定子２４の中心位置を記憶する。この場合、上述したように倣い速度が５ｍｍ／秒であるため、サンプリング時間あたりにプローブ２２が移動する移動量をサンプルピッチとする。
【００７０】
このようにすれば、倣い速度が低速のとき（例えば、５ｍｍ／秒未満）でも、測定子２４の中心位置の軌跡の長さとして、最低限０．２ｍｍを確保することができる。また、この軌跡の長さは、各中心位置の個々のサンプルピッチで決定するため、最小軌跡長さを確保することができる。そして、算出される軌跡の長さは、中心位置Ｑ１と中心位置ＱＮの最短距離ではなく、折れ線のように繋がった各サンプルピッチの総和となる。
【００７１】
また、上記ステップＳ３００では、例えばプローブ２２の倣い速度が、測定子２４のサンプリング時間あたりの移動量がサンプルピッチ以上となる速度である場合は、サンプリング時間ごとに測定子２４の中心位置を記憶する。
【００７２】
次に、図１４のステップＳ２０１で説明したのと同様な方法で、回転テーブル３０の回転角θより、ワーク第３軸Ｚｗに垂直なアプローチ逆方向ベクトルＱｕを算出する（ステップＳ３０１）。
【００７３】
そして、基本速度ベクトルＶＯ、変位補正ベクトルＶｅ、半径補正ベクトルＶｒ、および２面接触ベクトルＶｈを加算して、回転テーブル３０が回転角θで静止しているときのプローブ２２の速度ベクトルＶを算出する（ステップＳ３０２）。
【００７４】
次に、上記ステップＳ３００にて記憶した測定子２４の中心位置の軌跡に基づいて、プローブ２２の倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルＰを決定する（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３では、例えばステップＳ３００にて記憶した複数個の中心位置軌跡群のうち、測定子２４の現在位置の直前の中心位置軌跡群における測定子２４の１点目の中心位置Ｑ１からＮ点目の中心位置ＱＮへと向かう直線の方向を倣い進行方向ベクトルＰと決定する。この場合、測定子２４の中心位置Ｑ１は、サンプリングして記憶したＮ個の中心位置の中で最も古い中心位置を指す。
【００７５】
また、このステップＳ３０３においては、上記ステップＳ３００にて記憶した複数個の中心位置軌跡群のうち、測定子２４の現在位置の直前の中心位置軌跡群における測定子２４の１点目からＮ点目のすべての中心位置（Ｑ１〜ＱＮ）から３次曲線による近似を行い、Ｎ点目における３次曲線（例えば、３次スプラインなど）の接線の方向を倣い進行方向ベクトルＰと決定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、上述したＴ座標系の変位補正ベクトルＶｅおよび２面接触ベクトルＶｈは、図１４のステップＳ２０５で説明したものと同じ方法で計算される。また、変位補正ベクトルＶｅの計算に際しては、値Ｉ＝０として計算を簡略化することもできる。
【００７７】
さらに、Ｔ座標系の半径補正ベクトルＶｒは、次のようにして計算する。まず、ワークＷに対するプローブ２２のＶ溝の２面接触終了までの処理は、上述したアプローチ処理と同様である。そして、制御装置４０が、上記ステップＳ２０８でのプローブ法線ベクトルＥｕとアプローチ逆方向ベクトルＱｕの角度αが０．５°以下となったときの測定子２４の位置Ｐｔ（プローブ２２の中心ベクトルＰｔ）を取り込み、同時に位置ＰｔとＺ軸の距離であるＶ溝ＲＴ倣い時の半径ｒを求めてＴ座標系値へ変換し、このＶ溝ＲＴ倣い時の半径ｒを用いて、半径補正ベクトルＶｒを求める。
【００７８】
このように、プローブ２２の速度ベクトルＶを求める際に半径補正ベクトルＶｒを加えれば、半径偏差が減少し高精度な測定が可能である。なお、プローブ２２の速度ベクトルＶを求める際に上記半径補正ベクトルＶｒを省略し、基本速度ベクトルＶＯと変位補正ベクトルＶｅと２面接触ベクトルＶｈとの三者の和により求めることも可能である。
【００７９】
こうして上記ステップＳ３０２にて速度ベクトルＶを算出し、上記ステップＳ３０３にて倣い進行方向ベクトルＰを決定した後、ワーク軸心から見た、速度ベクトルＶによる回転テーブル３０の角速度（以下、「ワーク角速度」と呼ぶ。）ωｗを算出し、回転角θと位置ベクトルＸによる位置関係から回転角θの進みや遅れを調整して、補正角速度Δωを決定する（ステップＳ３０４）。
【００８０】
具体的には、アプローチ処理で２面接触したときのＴ座標系のプローブ２２の中心ベクトルＰｔを使用して、ＲＴ倣い開始前に、図１８に示すような接線方向ベクトルＣを決定しておく。すなわち、まず、Ｔ座標系でのワーク第３軸ベクトルｇθと、原点ベクトルＯｗθと、この原点ベクトルＯｗθとより、プローブ２２の中心ベクトルＰｔへ向かうベクトルＡを求める。
【００８１】
次に、測定子２４中心よりワーク第３軸へ垂直に下ろしたベクトルＣｒを求める。こうして求めたこのベクトルＣｒをＸｔ−Ｙｔ面に投影してベクトルＣｔを求め、さらにπ／２回転させてベクトルＣを求め、その単位ベクトルＣｕを求める。
【００８２】
そして、Ｖ＝ｒωの関係より、ワークＷとプローブ２２との相対速度ＶによるワークＷの角速度ωｗを求め、図１９に示すような関係から、ワークＷとプローブ２２との位置関係を保つための補正角速度Δωを算出する。この図１９において、ベクトルＣｒｔ＝０は、アプローチ処理後に求めたプローブ２２の中心からワーク第３軸Ｚｗに下ろした垂線ベクトルであり、ベクトルＣは、ベクトルＣｒｔ＝０をπ／２進ませたベクトルである。
【００８３】
また、ベクトルＣｒは、サンプリングごとに求まるプローブ２２の中心からワーク第３軸に下ろした垂線ベクトルであり、これらは、いずれもＸｔ−Ｙｔ面内のベクトルである。さらに、ａは、プローブ２２の中心からワーク第３軸に下ろした垂線と第３軸との交点である。
【００８４】
補正角速度Δωの計算に際しては、まず、基準方向Ｃに対してプローブ２２の方向Ｃｒが常に９０°になるように制御する。このため、ＣｒとＣｒｔ＝０の差（Δθ）分の角度を回転して補正する。具体的には、図１９に示した関係から、このΔθを計算する。そして、このΔθの計算式は、Δθがほぼ０であるときに近似できる。したがって、ベクトルＣｕとベクトルＣｒｕから、ｃｏｓψを求めることができ、ω＝ｄθ（ｔ）／ｄｔであるので、このΔθにＲＴ角度補償係数Ｓを乗して、補正角速度Δωを求めることができる。
【００８５】
補正角速度Δωを求めた後、回転テーブル３０が角速度ωｔで回転したときに追従する速度ベクトル（以下、「追従速度ベクトル」と呼ぶ。）Ｖωを算出する（ステップＳ３０５）。まず、回転テーブル３０に与える角速度ωｔは、ωｔ＝−ωｗ＋Δωの式により求まり、この角速度ωｔによる点Ｘでの線速度である追従速度ベクトルＶωは、図２０に示すような関係から求まる。
【００８６】
次に、ワークＷとプローブ２２との相対速度ベクトルＶで、回転テーブル３０に角速度ωｔを与えたときにプローブ２２に与える速度Ｖｔを計算する。まず、プローブ２２の速度ベクトルＶｔを求める。次に、アプローチ処理のステップＳ２０６と同様にして、アプローチ逆方向ベクトルＱｕとプローブ法線ベクトルＥｕのなす角度αを算出し、この角度αが例えば１０°以下に維持されているか否かによって２面接触中であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。
【００８７】
２面接触中であると判定した場合（ステップＳ３０７のＹ）は、倣い終了条件、すなわち、例えばワーク（ねじ）Ｗの下方から上方に向けて測定を開始した場合のときには、図１３に示したように、測定終了位置である所定高さＺｈまで到達したか否かを判定し（ステップＳ３０８）、測定終了位置に到達していないと判定した場合（ステップＳ３０８のＮ）には、上記ステップＳ３００に移行して処理を継続する。
【００８８】
一方、２面接触中ではないと判定した場合（ステップＳ３０７のＮ）で、２面接触が維持されなくなったときには、例えば音声出力や文字表示などによってエラーの発生を報知する（ステップＳ３０９）。なお、測定終了位置に到達したと判定した場合（ステップＳ３０８のＹ）で、倣い終了条件を満足したと判断されたとき、あるいは上記ステップＳ３０９にてエラーの発生を報知したときには、プローブ２２をワークＷからあらかじめ設定された指定距離だけ離脱して停止し（ステップＳ３１０）、測定を中断（エラー発生時）したり、処理を終了（倣い終了条件満足時）したりして、本フローチャートによる一連のＶ溝倣い制御処理を終了する。
【００８９】
本実施形態においては、三次元測定機１０に回転テーブル３０を埋め込み、その座標測定用のプローブ２２を用いてワークＷのＶ溝の形状を測定するようにしている。このため、例えば既存の三次元測定機を利用して、測定範囲を有効利用しつつねじなどのワークＷの測定を行うことができる。
【００９０】
なお、三次元測定機１０の定盤１２を削ることなく回転テーブル３０を定盤１２上に載置したり、あるいは三次元測定機１０を利用することなく、上述したＶ溝形状測定方法を用いて専用のねじ測定装置を構成することも可能である。三次元測定機１０も、門形フレーム１４を持つものに限定されず、Ｏ形フレームやＣ形フレームを持つものでもよい。
【００９１】
また、本実施形態においては、図５に示したように、例えば直径の異なる複数の測定子２４を単一のプローブホルダ２０に装着していたので、ワークＷのＶ溝の大きさに合う測定子２４を簡単に選択して使用することができる。なお、測定子２４を一つのみとすることもできる。
【００９２】
さらに、上述した実施形態においては、ワークＷとしてウォームギヤのピッチ偏差および半径偏差の測定に本発明が適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、回転テーブル３０上に立てて固定した一般的な雄ねじや、図示は省略するが、例示したプローブ２２よりも小さなプローブを用いて、回転テーブル３０上に置かれたワークＷのねじ穴などの特性値の測定も可能である。
【００９３】
また、ねじやねじ穴の方向も鉛直方向に限定されず、回転軸の方向を変えることにより、水平方向など、他の方向でもよい。さらに、ねじ面の形状にもよるが、いわゆるボールねじの測定も可能である。また、上述した実施形態では、制御装置４０の中央処理ユニット４０Ａにて制御回路とデータの処理回路が一体化されており、構成が簡略であるが、両者を別体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法を実現する三次元測定機の例を示す正面図である。
【図２】同三次元測定機の例を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】同三次元測定機の回転テーブルのチャックに長尺のワークを固定した状態を示す要部断面図である。
【図５】同三次元測定機のプローブの形状を示す斜視図である。
【図６】同三次元測定機のワークの測定に使用する座標系の関係を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法の全体的な測定処理手順の例を示すフローチャートである。
【図８】同三次元測定機において、測定開始前に仮のワーク座標系を設定している状態を示す斜視図である。
【図９】同三次元測定機において、プローブをワークに接近させている状態を示す斜視図である。
【図１０】同三次元測定機において、アプローチ処理を行っている状態を示す斜視図である。
【図１１】同三次元測定機において、アプローチ処理を行っている状態を示す要部拡大図である。
【図１２】同三次元測定機において、Ｖ溝ＲＴ倣い制御を行っている状態を示す斜視図である。
【図１３】同三次元測定機において、Ｖ溝ＲＴ倣い制御が終了した状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のアプローチ処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１５】同アプローチ処理における２面接触の判定方法を説明するための要部正面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るＶ溝形状測定方法のＶ溝ＲＴ倣い制御処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１７】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における制御方向の関係を示す斜視図である。
【図１８】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における接線方向の決定状態を示す線図である。
【図１９】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における補正角速度を決定するためのベクトルの関係を示す線図である。
【図２０】同Ｖ溝ＲＴ倣い制御処理における追従速度ベクトルを決定する際の線速度を示す線図である。
【図２１】従来の三次元測定機の回転テーブル上にてワークのＶ溝を測定している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０…三次元（座標）測定機
１２…定盤
１４…門形フレーム
１６…スライダ
１８…昇降軸
２０…プローブホルダ
２２…プローブ
２４…測定子
３０…回転テーブル
３０Ａ…穴
３２…チャック
４０…制御装置
４０Ａ…中央処理ユニット
４０Ｂ…記憶装置
４０Ｃ…ジョイスティック
４０Ｄ…モニタ
４０Ｅ…プリンタ
Ｗ…ワーク
θ…回転角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、この回転テーブルにより前記被測定物を回転させながら三次元測定機の位置測定用の倣いプローブを用いて前記被測定物の前記Ｖ溝を倣い測定するＶ溝形状測定方法であって、
前記三次元測定機のマシン座標系から見て、前記被測定物の原点から前記倣いプローブの測定子までの方向ベクトルを前記回転テーブルのテーブル面に投影してなるベクトルを一定に保つように制御する測定子方向一定制御工程と、
前記回転テーブルの軸心と、この軸心からの距離である半径の指定で決定される円筒面内を、前記被測定物の輪郭に沿って倣うように制御する回転テーブル半径一定倣い制御工程と、
前記被測定物の前記Ｖ溝を構成する２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御する２面接触倣い制御工程とを組み合わせることにより、
前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、常時前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御するＶ溝回転テーブル倣い制御工程を含み、
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を、
前記倣いプローブの位置ベクトル、前記位置ベクトルの変位量、および前記回転テーブルの回転角をサンプリングして前記測定子の中心位置の軌跡を記憶する第１ステップと、
前記回転角に基づいて、前記被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトルを算出する第２ステップと、
前記回転テーブルが前記回転角で静止しているときの前記倣いプローブの速度ベクトルを算出する第３ステップと、
前記第１ステップにて記憶した前記倣いプローブの前記測定子の中心位置の軌跡に基づいて、前記倣いプローブの倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルを決定する第４ステップと、
前記被測定物の軸心から見た前記倣いプローブの前記速度ベクトルによる前記回転テーブルの角速度を算出する第５ステップと、
前記回転角と前記位置ベクトルとの位置関係から、制御誤差による前記回転角の目標値からの進みや遅れを調整して補正角速度を決定し、この補正角速度により前記角速度を補正する第６ステップと、
前記位置ベクトルおよび前記回転角によって、前記補正角速度の動きに追従する追従速度ベクトルを算出する第７ステップと、
前記追従速度ベクトルと前記速度ベクトルのベクトル和を前記倣いプローブの速度指令とするとともに、前記角速度を前記補正角速度によって補正した値を前記回転テーブルの速度指令とし、前記倣い進行方向ベクトルにより示される倣い進行方向に倣って前記倣いプローブを移動する第８ステップとにより行う
ことを特徴とするＶ溝形状測定方法。
【請求項２】
前記第１ステップでは、前記測定子の中心位置の軌跡を、所定のサンプリング時間およびサンプルピッチにおける前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置までの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群として複数個記憶することを特徴とする請求項１記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項３】
前記第１ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ未満となる速度である場合は、前記移動量が前記サンプルピッチを超えた時点で前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項１または２記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項４】
前記第１ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ以上となる速度である場合は、前記サンプリング時間ごとに前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項５】
前記第４ステップでは、前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置に向かう直線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項６】
前記第４ステップでは、前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目からＮ点目のすべての中心位置から３次曲線による近似を行い、前記Ｎ点目における前記３次曲線の接線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項７】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を行うに先立って、前記倣いプローブの仮倣い進行方向の指定を受け付ける仮倣い進行方向指定受付工程をさらに含み、
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程は、前記仮倣い進行方向指定受付工程にて前記仮倣い進行方向の指定が受け付けられてから所定時間経過後に行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項８】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を開始する前に、前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるためのアプローチ処理工程を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項９】
前記アプローチ処理工程を、
前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルと、前記測定子を前記Ｖ溝の前記２面に接触させるための２面接触ベクトルとの和により求めた相対速度ベクトルによって、前記被測定物と前記倣いプローブを相対移動させ、
前記倣いプローブの前記被測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルと前記被測定物の軸心に対応するベクトルとで作られる平面に、プローブ法線ベクトルを投影したベクトルと、前記アプローチ逆方向ベクトルとのなす角度が所定値以内となったときに、前記２面が接触したと判定して前記倣いプローブを停止することにより行うようにしたことを特徴とする請求項８記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項１０】
前記アプローチ処理工程時における前記倣いプローブの前記アプローチ方向の処理と、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程時における前記倣いプローブのアプローチ方向の処理とを共通としたことを特徴とする請求項９記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項１１】
Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回転テーブルと、
前記被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブと、
この倣いプローブを前記被測定物の表面に沿って移動させるための駆動機構と、
前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段と、
請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法によって、前記倣いプローブの移動速度および進行方向、ならびに前記回転テーブルの回転状態を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするＶ溝形状測定装置。
【請求項１２】
前記倣いプローブは、並設された径の異なる複数の測定子を備え、前記Ｖ溝の大きさに合わせて各測定子が選択可能に設けられていることを特徴とする請求項１１記載のＶ溝形状測定装置。
【請求項１３】
前記回転テーブルは、三次元座標測定機に組み込まれており、前記三次元座標測定機に備えられた座標測定用プローブが、前記倣いプローブであることを特徴とする請求項１１または１２記載のＶ溝形状測定装置。
【請求項１】
Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物を回転テーブルに固定して、この回転テーブルにより前記被測定物を回転させながら三次元測定機の位置測定用の倣いプローブを用いて前記被測定物の前記Ｖ溝を倣い測定するＶ溝形状測定方法であって、
前記三次元測定機のマシン座標系から見て、前記被測定物の原点から前記倣いプローブの測定子までの方向ベクトルを前記回転テーブルのテーブル面に投影してなるベクトルを一定に保つように制御する測定子方向一定制御工程と、
前記回転テーブルの軸心と、この軸心からの距離である半径の指定で決定される円筒面内を、前記被測定物の輪郭に沿って倣うように制御する回転テーブル半径一定倣い制御工程と、
前記被測定物の前記Ｖ溝を構成する２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御する２面接触倣い制御工程とを組み合わせることにより、
前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、常時前記倣いプローブの前記測定子を接触させるように制御するＶ溝回転テーブル倣い制御工程を含み、
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を、
前記倣いプローブの位置ベクトル、前記位置ベクトルの変位量、および前記回転テーブルの回転角をサンプリングして前記測定子の中心位置の軌跡を記憶する第１ステップと、
前記回転角に基づいて、前記被測定物の軸心に垂直な方向のアプローチ逆方向ベクトルを算出する第２ステップと、
前記回転テーブルが前記回転角で静止しているときの前記倣いプローブの速度ベクトルを算出する第３ステップと、
前記第１ステップにて記憶した前記倣いプローブの前記測定子の中心位置の軌跡に基づいて、前記倣いプローブの倣い進行方向を示す倣い進行方向ベクトルを決定する第４ステップと、
前記被測定物の軸心から見た前記倣いプローブの前記速度ベクトルによる前記回転テーブルの角速度を算出する第５ステップと、
前記回転角と前記位置ベクトルとの位置関係から、制御誤差による前記回転角の目標値からの進みや遅れを調整して補正角速度を決定し、この補正角速度により前記角速度を補正する第６ステップと、
前記位置ベクトルおよび前記回転角によって、前記補正角速度の動きに追従する追従速度ベクトルを算出する第７ステップと、
前記追従速度ベクトルと前記速度ベクトルのベクトル和を前記倣いプローブの速度指令とするとともに、前記角速度を前記補正角速度によって補正した値を前記回転テーブルの速度指令とし、前記倣い進行方向ベクトルにより示される倣い進行方向に倣って前記倣いプローブを移動する第８ステップとにより行う
ことを特徴とするＶ溝形状測定方法。
【請求項２】
前記第１ステップでは、前記測定子の中心位置の軌跡を、所定のサンプリング時間およびサンプルピッチにおける前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置までの中心位置の軌跡のまとまりからなる中心位置軌跡群として複数個記憶することを特徴とする請求項１記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項３】
前記第１ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ未満となる速度である場合は、前記移動量が前記サンプルピッチを超えた時点で前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項１または２記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項４】
前記第１ステップでは、前記倣いプローブの倣い速度が、前記測定子の前記サンプリング時間あたりの移動量が前記サンプルピッチ以上となる速度である場合は、前記サンプリング時間ごとに前記測定子の中心位置を記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項５】
前記第４ステップでは、前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目の中心位置からＮ点目の中心位置に向かう直線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項６】
前記第４ステップでは、前記第１ステップにて記憶された複数個の前記中心位置軌跡群のうち、前記測定子の現在位置の直前の中心位置軌跡群における前記測定子の１点目からＮ点目のすべての中心位置から３次曲線による近似を行い、前記Ｎ点目における前記３次曲線の接線の方向を前記倣い進行方向ベクトルとして決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項７】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を行うに先立って、前記倣いプローブの仮倣い進行方向の指定を受け付ける仮倣い進行方向指定受付工程をさらに含み、
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程は、前記仮倣い進行方向指定受付工程にて前記仮倣い進行方向の指定が受け付けられてから所定時間経過後に行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項８】
前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程を開始する前に、前記被測定物の前記Ｖ溝の前記２面に、前記倣いプローブの前記測定子を接触させるためのアプローチ処理工程を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項９】
前記アプローチ処理工程を、
前記倣いプローブの変位を一定に保つための変位補正ベクトルと、前記測定子を前記Ｖ溝の前記２面に接触させるための２面接触ベクトルとの和により求めた相対速度ベクトルによって、前記被測定物と前記倣いプローブを相対移動させ、
前記倣いプローブの前記被測定物に対するアプローチ方向と逆方向のアプローチ逆方向ベクトルと前記被測定物の軸心に対応するベクトルとで作られる平面に、プローブ法線ベクトルを投影したベクトルと、前記アプローチ逆方向ベクトルとのなす角度が所定値以内となったときに、前記２面が接触したと判定して前記倣いプローブを停止することにより行うようにしたことを特徴とする請求項８記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項１０】
前記アプローチ処理工程時における前記倣いプローブの前記アプローチ方向の処理と、前記Ｖ溝回転テーブル倣い制御工程時における前記倣いプローブのアプローチ方向の処理とを共通としたことを特徴とする請求項９記載のＶ溝形状測定方法。
【請求項１１】
Ｖ溝が螺旋状に形成された被測定物が固定される回転テーブルと、
前記被測定物の表面と係合する測定子を有する倣いプローブと、
この倣いプローブを前記被測定物の表面に沿って移動させるための駆動機構と、
前記倣いプローブの位置を検出するための位置検出手段と、
請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法によって、前記倣いプローブの移動速度および進行方向、ならびに前記回転テーブルの回転状態を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするＶ溝形状測定装置。
【請求項１２】
前記倣いプローブは、並設された径の異なる複数の測定子を備え、前記Ｖ溝の大きさに合わせて各測定子が選択可能に設けられていることを特徴とする請求項１１記載のＶ溝形状測定装置。
【請求項１３】
前記回転テーブルは、三次元座標測定機に組み込まれており、前記三次元座標測定機に備えられた座標測定用プローブが、前記倣いプローブであることを特徴とする請求項１１または１２記載のＶ溝形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１４６３８（Ｐ２０１０−１４６３８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７６４９８（Ｐ２００８−１７６４９８）
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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