(57)【要約】【課題】測定した三次元座標を測定対象物の温度に応じて適切に補正する三次元測定機及び方法を提供する。【解決手段】測定センサにより測定対象物の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する測定対象物測定工程と、単一の温度センサによって測定対象物の温度を測定する温度測定工程と、基準測定対象物の複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度において基準測定対象物の複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係から、測定した温度における軸方向ごとの温度補正係数を取得する補正係数取得工程と、取得した温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正する補正工程と、を有する三次元測定方法によって上記課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定センサによって測定対象物の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する測定対象物測定工程と、
単一の温度センサによって前記測定対象物の温度を測定する温度測定工程と、
基準測定対象物の複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度において前記基準測定対象物の前記複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係から、前記測定した温度における前記軸方向ごとの温度補正係数を取得する補正係数取得工程と、
前記取得した温度補正係数を用いて前記測定位置の三次元座標を補正する補正工程と、
を有する三次元測定方法。
【請求項２】
前記補正係数取得工程は、前記複数の位置のうち前記測定位置に最も近い位置の温度補正係数を取得し、
前記補正工程は、前記測定位置に最も近い位置の温度補正係数を用いて前記測定位置の三次元座標を補正する請求項１に記載の三次元測定方法。
【請求項３】
前記補正係数取得工程は、
前記基準測定対象物の前記複数の温度における前記複数の位置の実測値の三次元座標から前記測定した温度における前記複数の位置の実測値の三次元座標を補間する補間工程と、
前記設計値の三次元座標と前記補間した実測値の三次元座標とから前記測定した温度における前記複数の位置の温度補正係数を算出する算出工程と、
を有する請求項２に記載の三次元測定方法。
【請求項４】
前記補間工程は、前記複数の温度によってそれぞれ分割された複数の温度区間のうち前記測定した温度を含む一区間を判定し、前記判定した一区間の上限温度における実測値の三次元座標及び下限温度における実測値の三次元座標を用いて前記測定した温度における前記複数の位置の実測値の三次元座標を直線補間する請求項３に記載の三次元測定方法。
【請求項５】
測定対象物の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する測定センサと、
前記測定対象物の温度を測定する単一の温度センサと、
基準測定対象物の複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度において前記基準測定対象物の前記複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係を記憶する記憶部と、
前記記憶された関係を読み出して前記温度センサが測定した温度における前記軸方向ごとの温度補正係数を取得する補正係数取得部と、
前記取得した温度補正係数を用いて前記測定位置の三次元座標を補正する補正部と、
を有する三次元測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三次元測定機及び三次元測定方法に係り、特に測定結果を補正する三次元測定機及び三次元測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物であるワークの複数の測定位置の三次元座標を取得することで、ワークの形状を測定する三次元測定機が知られている。このような三次元測定機では、ワークの温度によってはワークが膨張又は収縮し、正しい測定結果を得ることができない場合がある。
【０００３】
これに対し、ワークに温度センサを取り付け、このセンサが読み取った温度とオペレータが指定したワーク素材の熱膨張係数とから、取得した三次元座標を補正するワーク温度補正が知られている。
【０００４】
しかしながら、ワークの表面部位には温度差が存在し、ワークが大きければ大きいほどこの温度差が顕著となる。このため、単一の温度センサでは正確な結果が得られないという問題点があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、複数の温度センサを使用することが考えられる。特許文献１には、複数の温度センサによってワークの温度を測定し、ワークの温度及びワークの線膨張係数を用いて、測定結果を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１９０６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数の温度センサを使用すると、コストが上昇する。また、温度センサ自体や温度センサのケーブルが煩雑となり、測定の邪魔になる。特に、接触式プローブを使用する場合には、プローブの移動経路の邪魔となり、プローブと温度センサが干渉してしまうリスクがある。
【０００８】
また、使用できる温度センサは、実用上２〜３個が限度である。しかしながら、２〜３個程度の温度センサを使用しても、ユーザが求める結果を得ることができない場合が多い。また、どの位置に配置すればよいか、いくつ配置すればよいかなど、その探索には終わりがないという問題点もある。
【０００９】
さらに、従来のワーク温度補正は三次元のＸＹＺ方向の膨張差が考慮されていないという問題点があった。即ち、プロービング点のＸＹＺ座標のそれぞれに、同一の温度補正係数を乗算すると、ＸＹＺ方向に一律に膨張しない場合には、正確な結果を得ることができない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、測定した三次元座標を測定対象物の温度に応じて適切に補正する三次元測定機及び三次元測定方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために三次元測定方法の一の態様は、測定センサによって測定対象物の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する測定対象物測定工程と、単一の温度センサによって測定対象物の温度を測定する温度測定工程と、基準測定対象物の複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度において基準測定対象物の複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係から、測定した温度における軸方向ごとの温度補正係数を取得する補正係数取得工程と、取得した温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正する補正工程と、を有する三次元測定方法である。
【００１２】
本態様によれば、測定センサによって測定対象物の測定位置の三次元座標を取得し、単一の温度センサによって測定対象物の温度を測定し、軸方向ごとの温度補正係数を取得し、取得した温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正するようにしたので、測定した三次元座標を測定対象物の温度に応じて軸方向ごとに適切に補正することができる。
【００１３】
補正係数取得工程は、複数の位置のうち測定位置に最も近い位置の温度補正係数を取得し、補正工程は、測定位置に最も近い位置の温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正することが好ましい。これにより、測定位置の三次元座標を適切に補正することができる。
【００１４】
補正係数取得工程は、基準測定対象物の複数の温度における複数の位置の実測値の三次元座標から測定した温度における複数の位置の実測値の三次元座標を補間する補間工程と、設計値の三次元座標と補間した実測値の三次元座標とから測定した温度における複数の位置の温度補正係数を算出する算出工程と、を有することが好ましい。これにより、測定した温度における複数の位置の温度補正係数を適切に取得することができる。
【００１５】
補間工程は、複数の温度によってそれぞれ分割された複数の温度区間のうち測定した温度を含む一区間を判定し、判定した一区間の上限温度における実測値の三次元座標及び下限温度における実測値の三次元座標を用いて測定した温度における複数の位置の実測値の三次元座標を直線補間することが好ましい。これにより、測定した温度における複数の位置の実測値の三次元座標を適切に補間することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために三次元測定機の一の態様は、測定対象物の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する測定センサと、測定対象物の温度を測定する単一の温度センサと、基準測定対象物の複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度において基準測定対象物の複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係を記憶する記憶部と、記憶された関係を読み出して温度センサが測定した温度における軸方向ごとの温度補正係数を取得する補正係数取得部と、取得した温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正する補正部と、を有する三次元測定機である。
【００１７】
本態様によれば、測定した三次元座標を測定対象物の温度に応じて軸方向ごとに適切に補正することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、測定した三次元座標を測定対象物の温度に応じて適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、三次元測定機を示す図である。
【図２】図２は、三次元測定機の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、プローブヘッドの外観斜視図である。
【図４】図４は、ラインセンサの概略構成を示した概略図である。
【図５】図５は、三次元測定方法の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ワーク温度補正ファイルの取得処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ワーク温度補正ファイルの一例を示す図である。
【図８】図８は、設計値の座標と実測値の座標を重ね合わせたイメージを示す図である。
【図９】図９は、補正係数算出工程を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、温度補正係数の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、補正工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。
【００２１】
＜三次元測定機の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る三次元測定機１０を示す図（斜視図及びブロック図）である。図２は、三次元測定機１０の電気的構成を示すブロック図である。三次元測定機１０は、測定対象物であるワークＷの各測定ポイント（測定位置）の三次元座標（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の座標値）を測定して、ワークＷの形状を演算する。ここでいうワークＷの形状とは、ワークＷの三次元形状、二次元形状、表面形状、輪郭形状、及び長さ又は径などの各種の寸法形状などが含まれる。
【００２２】
なお、図１中のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、三次元測定機１０に固有の機械座標原点に基づいて定められる座標系である機械座標系である。本明細書において「三次元座標」とは、三次元測定機１０の機械座標原点に基づく座標である。
【００２３】
図１に示すように、三次元測定機１０は、架台１２と、架台１２上に設けられたテーブル１４（定盤）と、テーブル１４の両端部に立設された右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌと、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌの上部を連結するＸガイド１８と、を備える。右Ｙキャリッジ１６Ｒと左Ｙキャリッジ１６ＬとＸガイド１８とにより門型フレーム１９が構成される。
【００２４】
テーブル１４の上面には、ワークＷが配置されている。また、テーブル１４の両端部の上面と側面とには、Ｙ軸方向に沿って右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌが摺動する摺動面が形成されている。なお、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌには、テーブル１４の摺動面に対向する位置にエアベアリング（図示せず）が設けられている。これにより、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌは、Ｘガイド１８と共にＹ軸方向に移動自在となる。
【００２５】
Ｘガイド１８には、Ｘキャリッジ２０が取り付けられている。このＸガイド１８には、Ｘキャリッジ２０が摺動する摺動面がＸ軸方向に沿って形成されている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｘガイド１８の摺動面に対向する位置にエアベアリング（図示せず）が設けられている。これにより、Ｘキャリッジ２０はＸ軸方向に移動自在となる。
【００２６】
Ｘキャリッジ２０には、Ｚキャリッジ（Ｚスピンドルともいう）２２が取り付けられている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｚキャリッジ２２をＺ軸方向に案内するＺ軸方向案内用のエアベアリング（図示せず）が設けられている。これにより、Ｚキャリッジ２２は、Ｘキャリッジ２０によってＺ軸方向に移動可能に保持されている。このＺキャリッジ２２の下端には、プローブヘッド２４が取り付けられている。
【００２７】
なお、三次元測定機１０には、門型フレーム１９をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動部と、Ｘキャリッジ２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動部と、Ｚキャリッジ２２をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動部と、を含む第１駆動部２６が設けられている。これにより、プローブヘッド２４及び後述するラインセンサ３２を、互いに直交する３軸方向（ＸＹＺ軸方向）に移動させることができる。
【００２８】
テーブル１４の右Ｙキャリッジ１６Ｒ側の端部には、Ｙ軸リニアスケール（図示せず）が設けられている。また、Ｘガイド１８にはＸ軸リニアスケール（図示せず）が設けられ、Ｚキャリッジ２２にはＺ軸リニアスケール（図示せず）が設けられている。
【００２９】
一方、右Ｙキャリッジ１６Ｒには、Ｙ軸リニアスケールを読み取るＹ軸検出部（図示せず）が設けられている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｘ軸リニアスケール及びＺ軸リニアスケールをそれぞれ読み取るＸ軸検出部（図示せず）とＺ軸検出部（図示せず）とが設けられている。Ｘ軸検出部、Ｙ軸検出部、及びＺ軸検出部を含む各検出部２８の検出結果は、コントローラ３０を介してコンピュータ４２へ出力される。
【００３０】
本実施形態では、測定センサとして非接触式プローブの一例であるラインセンサ３２（３Ｄスキャナ）を用い、ワークＷの形状を測定する。
【００３１】
図３は、ラインセンサ３２を着脱自在に保持しているプローブヘッド２４の外観斜視図である。図３に示すように、プローブヘッド２４は、例えば無段階位置決め機構を備えた５軸同時制御測定ヘッドである。このプローブヘッド２４には、ラインセンサ３２をそれぞれ互いに直交する２つの回転軸Ｒ１及び回転軸Ｒ２の軸周りに回転自在に保持及び回転させるモータなどの第２駆動部３４（図２参照）が設けられている。これにより、プローブヘッド２４は、ラインセンサ３２の回転軸Ｒ１の軸周りの回転角φと、ラインセンサ３２の回転軸Ｒ２の軸周りの回転角θとをそれぞれ無段階に調整することができる。その結果、プローブヘッド２４は、ラインセンサ３２の姿勢を任意に変位（回転）させることができる。
【００３２】
なお、プローブヘッド２４には、ラインセンサ３２の回転角θ，φをそれぞれ検出するロータリエンコーダなどの回転角検出部（図示せず）が設けられている。この回転角検出部による検出結果は、コントローラ３０を介してコンピュータ４２へ出力される。回転角検出部は、各検出部２８に含まれる。
【００３３】
図１及び図２の説明に戻り、三次元測定機１０は、温度センサ３６を備えている。温度センサ３６は、ワークＷの温度を測定するために用いられる。本実施形態では、１つの温度センサ３６が、ワークＷの形状測定に支障の無い位置にマグネットなどを用いて取り付けられる。
【００３４】
温度センサ３６としては、サーミスタ、又は熱電対などを使用することができる。温度センサ３６は、温度に応じて変化するアナログ信号をデジタルの電圧信号に変換し、コントローラ３０に出力する。
【００３５】
コントローラ３０は、三次元測定機１０及びプローブヘッド２４の動作を制御する制御装置である。コントローラ３０は、コンピュータ４２の制御の下、第１駆動部２６及び第２駆動部３４を制御して、ラインセンサ３２の位置と姿勢とを変位させる。
【００３６】
また、コントローラ３０には、ユーザが三次元測定機１０を操作するための操作部３８が設けられている。
【００３７】
さらに、コントローラ３０には、前述の各検出部２８、及びラインセンサ３２などが接続されている。コントローラ３０には、通信プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）を用いたＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワーク４０を介して、コンピュータ４２が接続されており、これら各部から出力された信号などをコンピュータ４２へ出力する。
【００３８】
コンピュータ４２は、例えばパーソナルコンピュータなどの各種演算処理装置が用いられる。コンピュータ４２は、記憶部４４と、補正係数取得部４６と、補正部４８と、を備えている。記憶部４４には、測定動作の指示及び測定結果を確認するソフトウェア４４Ａがインストールされている。コンピュータ４２は、ソフトウェア４４Ａを実行し、三次元測定機１０の各部の動作を統括的に制御する。
【００３９】
補正係数取得部４６は、軸方向ごとの温度補正係数を取得する。補正部４８は、温度補正係数を用いて測定位置の三次元座標を補正する。補正係数取得部４６及び補正部４８の詳細については後述する。
【００４０】
また、コンピュータ４２は、コントローラ３０を介して第１駆動部２６及び第２駆動部３４を制御し、ラインセンサ３２によるワークＷの測定位置の測定を実行させる。さらに、コンピュータ４２は、ラインセンサ３２によるワークＷの測定位置の測定結果（三次元座標）などに基づき、ワークＷの形状を演算する。
【００４１】
図４は、ラインセンサ３２の概略構成を示した概略図である。図４に示すように、ラインセンサ３２は、例えば三角測距方式を採用した拡散反射受光型のレーザ変位計（レーザプローブともいう）が用いられる。この拡散反射受光型のラインセンサ３２は、入射部３２ａと検出部３２ｂとを備える。
【００４２】
入射部３２ａは、半導体レーザ光源及び投光レンズ（図示せず）などにより構成されており、ワークＷの測定位置にレーザ光ＬＡを入射させる。測定位置に入射されたレーザ光ＬＡは拡散反射され、拡散反射されたレーザ光ＬＡは検出部３２ｂに入射する。
【００４３】
検出部３２ｂは、受光レンズと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の撮像素子（図示せず）とを含んで構成されており、測定位置にて拡散反射されたレーザ光ＬＡを撮像素子の撮像面に入射させる。この撮像素子は、複数の画素が２次元配列された撮像面を有しており、画素ごとに光を検出する。この撮像面には、前述のレーザ光ＬＡがスポット光として入射する。
【００４４】
ここで、撮像素子の撮像面上でのレーザ光ＬＡの入射位置（スポット位置）は、ラインセンサ３２と、レーザ光ＬＡが拡散反射される測定位置との位置関係に応じて変位する。このため、撮像素子の画素ごとの受光量の検出結果に基づき、ラインセンサ３２からレーザ光ＬＡの反射点である測定位置までの距離を検出することができる。
【００４５】
検出部３２ｂは、拡散反射されたレーザ光ＬＡの検出結果として、撮像素子の画素ごとの受光量を示す受光信号を、コントローラ３０を介してコンピュータ４２へ出力する。これにより、コンピュータ４２は、ラインセンサ３２による距離検出結果と、前述の各検出部２８の検出結果とに基づき、ワークＷの測定位置の三次元座標を検出する。そして、ラインセンサ３２をワークＷの測定面に沿って移動させることにより、このラインセンサ３２の移動方向に沿って測定面の各測定位置の三次元座標を連続して検出することができる。
【００４６】
＜三次元測定方法＞
三次元測定機１０は、所定の室温（例えば２０℃）の測定室内に設置されている。一方、ワークＷは、加工直後の状態であったり、加工されてから他の部屋でしばらく放置された状態であったりする。このため、ワークＷの温度が室温と同じ温度であるとは限らない。このため、三次元測定機１０は、取得したワークＷの測定位置の三次元座標をワークＷの温度に応じて補正する。
【００４７】
図５は、ワークＷを三次元測定機１０で測定する三次元測定方法の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、三次元測定方法は、補正係数取得工程（ステップＳ１）と、測定対象物測定工程（ステップＳ２）と、補正工程（ステップＳ３）と、を有する。
【００４８】
ステップＳ１では、三次元測定機１０は、単一の温度センサ３６によってワークＷの温度を測定し、基準となるマスターワークＷｍの複数の位置の設計値の三次元座標と、複数の温度においてマスターワークＷｍの複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係から、測定した温度における三次元の温度補正係数を取得する。
【００４９】
ステップＳ２では、三次元測定機１０は、ワークＷの形状測定を行う。ここでは、ラインセンサ３２によってワークＷの所望の測定位置の三次元座標を取得する。
【００５０】
ステップＳ３では、三次元測定機１０は、ステップＳ１で取得した温度補正係数を用いてステップＳ２で取得した三次元座標を補正する。
【００５１】
ステップＳ１とステップＳ２とは、順序が逆でもよい。以下、各工程の詳細について説明する。
【００５２】
〔ワーク温度補正ファイル取得処理〕
三次元測定機１０は、ワーク温度補正ファイルを用いて取得した三次元座標を補正する。したがって、三次元測定機１０は、予めワークＷについてのワーク温度補正ファイルを取得する必要がある。ここでは、ワーク温度補正ファイルの取得処理について説明する。図６は、ワーク温度補正ファイルの取得処理を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１１では、コンピュータ４２は、三次元測定を行うワークＷの設計値を取得する。ワークＷの設計値は、３Ｄ−ＣＡＤ（3 Dimension-Computer Aided Design）（図示せず）から得られる既知情報である。コンピュータ４２は、ＬＡＮなどの通信ネットワークを介して３Ｄ−ＣＡＤからワークＷの設計値を取得する。また、コンピュータ４２は、取得したワークＷの設計値からワークＷの点群について三次元測定機１０の機械座標原点に基づく三次元座標に変換する。
【００５４】
ステップＳ１２では、ユーザが温度Ｔｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を設定する。温度Ｔｓｉの最小値は、測定環境下で想定されるワークＷの温度の最小値である。例えば、真冬にワークＷを一晩放置した状態の温度とする。温度Ｔｓｉの最大値は、測定環境下で想定されるワークＷの温度の最大値である。例えば、加工直後の状態の温度とする。温度Ｔｓｉは、この最小値と最大値との間を、例えば５℃ピッチなど、等間隔に設定する。ここでは、まず温度Ｔｓ１に設定する。
【００５５】
次に、測定するワークＷと同形状及び同素材であり、所定の精度を満たすマスターワークＷｍ（基準測定対象物の一例）を用意する。ステップＳ１３では、マスターワークＷｍを恒温槽（図示せず）内に設置し、温度センサ取付位置の温度がステップＳ１２で設定したＴｓｉとなるように、マスターワークＷｍを加熱又は冷却する。ここでは、マスターワークＷｍが温度Ｔｓ１となるように、恒温槽の温度を設定する。
【００５６】
ステップＳ１４では、温度センサ取付位置の温度がＴｓｉとなったマスターワークＷを２０℃の測定室内の三次元測定機１０のテーブル１４の上に設置する。ここでは、マスターワークＷｍは温度Ｔｓ１となっている。
【００５７】
ステップＳ１５では、ラインセンサ３２によってマスターワークＷｍの点群の実測値を取得する。ここでは、設計値の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に対応する点の実測値（ｘ１１，ｙ１１，ｚ１１）、設計値の座標（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に対応する点の実測値（ｘ２１，ｙ２１，ｚ２１）、…、設計値の座標（Ｘｊ，Ｙｊ，Ｚｊ）に対応する点の実測値（ｘｊ１，ｙｊ１，ｚｊ１）、…、設計値の座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）に対応する点の実測値（ｘｍ１，ｙｍ１，ｚｍ１）を取得する。
【００５８】
ステップＳ１６では、全ての温度Ｔｓ１〜Ｔｓｎにおいて測定を行ったか否かを判定する。全ての温度において測定を行った場合は本フローチャートの処理を終了する。ここでは、温度Ｔｓ１の測定のみを行ったので、ステップＳ１２に戻り、温度をＴｓ２に設定して同様の処理を行う。この処理を温度Ｔｓｎまで繰り返し行う。
【００５９】
コンピュータ４２は、このように取得したマスターワークＷｍの複数の位置の設計値の三次元座標と複数の温度においてマスターワークＷｍの複数の位置を測定した実測値の三次元座標との関係をワーク温度補正ファイルとして記憶部４４に記憶させる。また、コンピュータ４２は、アプリケーション起動時に記憶部４４からワーク温度補正ファイルを読み込み、メモリ（図示せず）上に保持する。
【００６０】
図７は、ワーク温度補正ファイルの一例を示す図である。また、図８は、設計値と実測値とを重ね合わせたイメージを示す図である。図８では、温度センサ取付位置を基準とした三次元的な差分をミリメートル単位に換算して濃淡で表している。
【００６１】
〔補正係数算出工程（ステップＳ１）〕
次に、補正係数算出工程の詳細について説明する。図９は、補正係数算出工程を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、ユーザは、形状を測定するワークＷを三次元測定機１０のテーブル１４に載置する。また、ワークＷに温度センサ３６を取り付ける。温度センサ３６は１つである。温度センサ３６を取り付ける位置は限定されない。
【００６３】
ステップＳ２１（温度測定工程の一例）では、コンピュータ４２は、温度センサ３６によってワークＷの温度を測定する。温度センサ３６によって測定された温度は、コントローラ３０を介してコンピュータ４２に入力される。測定した温度を、読取温度Ｔｓとする。
【００６４】
ステップＳ２２では、コンピュータ４２は、複数の温度Ｔｓ１〜Ｔｓｎによってそれぞれ分割された複数の区間（温度区間の一例）のうちステップＳ２１で取得した読取温度Ｔｓを含む区間（一区間の一例）を判定する。ここでは、以下の式１を満たす整数ｋの値を取得し、Ｔｓｋ〜Ｔｓｋ＋１を読取温度Ｔｓの区間とする。
【００６５】
Ｔｓｋ≦Ｔｓ≦Ｔｓｋ＋１  …（式１）
ステップＳ２３（補間工程の一例）では、コンピュータ４２は、読取温度Ｔｓにおける実測値の三次元座標を補間し、直線補間実測値の座標（ｘｊｗ，ｙｊｗ，ｚｊｗ）（ｊ＝１〜ｍ）を求める。ここでは、メモリ（図示せず）に保持されたワーク温度補正ファイルから上限温度Ｔｓｋ＋１における実測値の三次元座標及び下限温度Ｔｓｋにおける実測値の三次元座標を読み出し、Ｘ座標ｘｊｗ、Ｙ座標ｙｊｗ、及びＺ座標ｚｊｗのそれぞれについて、以下の式２、式３、及び式４を用いて直線補間する。
【００６６】
ｘｊｗ＝｛（ｘｊｋ＋１−ｘｊｋ）／（Ｔｓｋ＋１−Ｔｓｋ）｝×（Ｔｓ−Ｔｓｋ）＋ｘｊｋ…（式２）
ｙｊｗ＝｛（ｙｊｋ＋１−ｙｊｋ）／（Ｔｓｋ＋１−Ｔｓｋ）｝×（Ｔｓ−Ｔｓｋ）＋ｙｊｋ…（式３）
ｚｊｗ＝｛（ｚｊｋ＋１−ｚｊｋ）／（Ｔｓｋ＋１−Ｔｓｋ）｝×（Ｔｓ−Ｔｓｋ）＋ｚｊｋ…（式４）
このように、測定した温度における複数の位置の実測値の三次元座標を直線補間する。
【００６７】
ステップＳ２４（算出工程の一例）では、補正係数取得部４６は、読取温度Ｔｓにおける複数の位置の軸方向ごとの温度補正係数を算出する。ここでは、以下の式５、式６、及び式７を用いて、Ｘ軸方向の温度補正係数βｘｊ、Ｙ軸方向の温度補正係数βｙｊ、及びＺ軸方向の温度補正係数βｚｊ（ｊ＝１〜ｍ）をそれぞれ算出する。
【００６８】
βｘｊ＝Ｘｊ／ｘｊｗ  …（式５）
βｙｊ＝Ｙｊ／ｙｊｗ  …（式６）
βｚｊ＝Ｚｊ／ｚｊｗ  …（式７）
即ち、設計値の三次元座標を補間した実測値の三次元座標で除算し、読取温度Ｔｓにおける温度補正係数を算出する。
【００６９】
図１０は、温度補正係数の一例を示す図である。ここでは、Ｔｓ２〜Ｔｓ３が読取温度Ｔｓの区間である例を示している。図１０に示すように、直線補間実測値の座標（ｘ１ｗ，ｙ１ｗ，ｚ１ｗ）の点の温度補正係数（βｘ１，βｙ１，βｚ１）、直線補間実測値の座標（ｘ２ｗ，ｙ２ｗ，ｚ２ｗ）の点の温度補正係数（βｘ２，βｙ２，βｚ２）、…、直線補間実測値の座標（ｘｊｗ，ｙｊｗ，ｚｊｗ）の点の温度補正係数（βｘｊ，βｙｊ，βｚｊ）、…、直線補間実測値の座標（ｘｍｗ，ｙｍｗ，ｚｍｗ）の点の温度補正係数（βｘｍ，βｙｍ，βｚｍ）それぞれが算出される。
【００７０】
ステップＳ２５では、補正係数算出を終了するか否かを判定する。補正係数算出を終了する場合は、本フローチャートの処理を終了する。一般的に、ワークＷの温度の測定は０．１秒間隔などリアルタイムで行われる。したがって、補正係数も測定した温度に合わせて随時更新される。
【００７１】
〔測定対象物測定工程（ステップＳ２）〕
ステップＳ２では、三次元測定機１０は、ラインセンサ３２によってテーブル１４に載置されたワークＷの所望の測定位置の互いに直交する３軸方向の三次元座標を取得する。以下において、三次元座標を取得した測定位置をプロービング点と呼ぶ。
【００７２】
〔補正工程（ステップＳ３）〕
次に、補正工程の詳細について説明する。図１１は、補正工程を示すフローチャートである。
【００７３】
ステップＳ３１では、ステップＳ２で取得したプロービング点の三次元座標がコンピュータ４２に入力される。ここでは、三次元座標が（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）であるとする。
【００７４】
ステップＳ３２では、コンピュータ４２は、プロービング点近傍を探索し、直線補間実測値の座標（ｘｊｗ，ｙｊｗ，ｚｊｗ）（ｊ＝１〜ｍ）の点のうち、ステップＳ３１で入力されたプロービング点との距離が最も近い点を決定する。
【００７５】
ステップＳ３３では、補正部４８は、ステップＳ３２で決定した直線補間実測値の座標（ｘｊｗ，ｙｊｗ，ｚｊｗ）の点の温度補正係数βｘｊ、βｙｊ、及びβｚｊを用いてプロービング点を温度補正する。即ち、以下の式８、式９、及び式１０を用いて、プロービング点をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向にそれぞれ温度補正した点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を算出する。
【００７６】
Ｘｃ＝βｘｊ×Ｘｐ  …（式８）
Ｙｃ＝βｙｊ×Ｙｐ  …（式９）
Ｚｃ＝βｚｊ×Ｚｐ  …（式１０）
コンピュータ４２は、温度補正された複数のプロービング点の三次元座標に基づいて、ワークＷ形状を演算する。
【００７７】
このように、三次元の温度補正係数を用いてプロービング点の三次元座標を互いに直交する３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向）にそれぞれ補正する。したがって、真冬にワークＷを一晩放置してワークＷの温度が低い状態であっても、また、加工直後でワークＷの温度が高い状態であっても、ワークＷの形状を正確に測定することが可能となる。
【００７８】
＜その他＞
ここでは、非接触式の測定センサであるラインセンサを用いる例を説明した。ラインセンサを用いることで、多点の高速測定が可能であり、測定対象となる点群の数が多い場合に短時間で効率よく想定することができる。また、接触式では傷が発生してしまうような素材であっても適切な測定が可能である。
【００７９】
本実施形態は、接触式の測定センサである接触式プローブを用いる態様も可能である。接触式プローブを用いることで、精度の高い測定が可能となる。
【００８０】
本実施形態では、マスターワークを用いたワーク温度補正ファイル取得処理、及びワークの形状測定をともにラインセンサを用いて行ったが、これらは異なる測定センサを用いて行ってもよい。ワーク温度補正ファイル取得処理は、ワークの形状測定に用いる測定センサと測定精度が同じ、又はそれ以上の測定精度を有する測定センサを用いることが好ましい。
【００８１】
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０…三次元測定機
１２…架台
１４…テーブル
１６Ｌ…キャリッジ
１６Ｒ…キャリッジ
１８…ガイド
１９…門型フレーム
２０…キャリッジ
２２…キャリッジ
２４…プローブヘッド
２６…第１駆動部
２８…検出部
３０…コントローラ
３２…ラインセンサ
３２ａ…入射部
３２ｂ…検出部
３４…第２駆動部
３６…温度センサ
３８…操作部
４０…通信ネットワーク
４２…コンピュータ
４４…記憶部
４４Ａ…ソフトウェア
４６…補正係数取得部
４８…補正部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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