(57)【要約】【課題】軸方向の両端で支持された軸物ワークを回転させながら測定する際の測定誤差を抑制する。【解決手段】測定装置１は、回転テーブル１２上に設けられ、軸物ワークＷの軸方向の一端側を支持する下側支持体２２１と、回転テーブル１２から独立して設けられ、軸物ワークＷの軸方向の他端側を支持する上側支持体２３１と、下側支持体２２１及び上側支持体２３１に支持された状態の軸物ワークＷを測定するプローブ３５１と、回転テーブル１２が回転する際の下側支持体２２１の中心２２１ａ及び回転軌跡と上側支持体２３１の中心２３１ａとを取得し、プローブ３５１による軸物ワークＷの測定の際に、中心２２１ａと中心２３１ａを通る軸を含むワーク座標軸の向きを、回転テーブル１２の回転位置に基づいて変化させる制御部４４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブル上に設けられ、軸物ワークの軸方向の一端側を支持する一端側支持体と、
前記回転テーブルから独立して設けられ、前記軸物ワークの軸方向の他端側を支持する他端側支持体と、
前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持された状態の前記軸物ワークを測定するプローブと、
前記回転テーブルが回転する際の前記一端側支持体の支持中心及び回転軌跡と前記他端側支持体の支持中心とを取得し、前記プローブによる前記軸物ワークの測定の際に、前記一端側支持体の支持中心と前記他端側支持体の前記支持中心を通る軸を含むワーク座標軸の向きを、前記回転テーブルの回転位置に基づいて変化させる制御部と、
を備える、測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転テーブルの回転位置に応じて、原点を前記回転軌跡上に位置させながら前記ワーク座標軸を移動させる、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記制御部が予め取得した前記回転軌跡に関する情報を記憶する記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転軌跡と前記回転テーブルの回転位置とに基づいて、前記ワーク座標軸の向きを変化させる、
請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記回転テーブルを回転させながら前記プローブが前記軸物ワークを測定する際に、前記回転テーブルの回転位置に応じて前記ワーク座標軸の向きを変化させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持される前に、前記回転軌跡を取得し、
前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持されてから前記軸物ワークの測定が開始される前に、前記他端側支持体の支持中心を取得する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記プローブが測定した前記軸物ワークの測定値を前記ワーク座標軸での値に変換して、測定補正値を取得する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記他端側支持体は、前記軸物ワークの前記他端側に接触している球体と、前記球体を支持し前記軸物ワークの回転に伴い回転可能な軸部とを有し、
前記制御部は、前記球体及び前記軸部を測定して、前記一端側支持体の支持中心を補正する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
軸物ワークの軸方向の一端側を回転テーブル上に設けられた一端側支持体に支持させ、前記軸物ワークの軸方向の他端側を前記回転テーブルから独立して設けられた他端側支持体に支持させた状態で、前記回転テーブルを回転させる回転ステップと、
前記回転テーブルが回転する際の前記一端側支持体の支持中心及び回転軌跡と前記他端側支持体の支持中心とを取得する取得ステップと、
プローブによる前記軸物ワークの測定の際に、前記一端側支持体の支持中心と前記他端側支持体の前記支持中心を通る軸を含むワーク座標軸の向きを、前記回転テーブルの回転位置に基づいて変化させる座標軸設定ステップと、
を有する、軸物ワークの座標測定方法。
【請求項９】
前記座標軸設定ステップにおいて、前記回転テーブルの回転位置に応じて、原点を前記回転軌跡上に位置させながら前記ワーク座標軸を移動させる、
請求項８に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【請求項１０】
予め取得された前記回転軌跡に関する情報を記憶部に記憶する記憶ステップを更に有し、
前記座標軸設定ステップにおいて、前記記憶部に記憶された前記回転軌跡と前記回転テーブルの回転位置とに基づいて、前記ワーク座標軸の向きを変化させる、
請求項８又は９に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【請求項１１】
前記座標軸設定ステップにおいて、前記回転テーブルを回転させながら前記プローブが前記軸物ワークを測定する際に、前記回転テーブルの回転位置に応じて前記ワーク座標軸の向きを変化させる、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【請求項１２】
前記取得ステップにおいて、
前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持される前に、前記回転軌跡を取得し、
前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持されてから前記軸物ワークの測定が開始される前に、前記他端側支持体の支持中心を取得する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【請求項１３】
前記プローブが測定した前記軸物ワークの測定値を前記ワーク座標軸での値に変換して、測定補正値を取得する変換ステップを更に有する、
請求項８から１２のいずれか１項に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【請求項１４】
前記取得ステップにおいて、前記他端側支持体の前記軸物ワークの前記他端側に接触している球体と、前記球体を支持し前記軸物ワークの回転に伴い回転する軸部とを測定して、前記一端側支持体の支持中心を補正する、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の軸物ワークの座標測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸物ワークの座標を測定する測定装置、及び軸物ワークの座標測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の軸物ワークの座標等を測定する測定装置が知られている。
例えば、特許文献１の測定装置は、軸物ワークの下端部を回転テーブルに設けられた下端側支持部に支持させ、かつ軸物ワークの上端部を上端側支持部に支持させた状態で回転テーブルを回転させつつ、プローブによって軸物ワークの三次元座標を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８１８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上下で支持された軸物ワークが、回転テーブルの回転軸に対して傾くことがあるため、特許文献１では、回転テーブルを測定位置に停止して測定する度に、下端側支持部及び上端側支持部の球体の中心を求めて、軸物ワークの傾きを検出している。
しかし、特許文献１の技術では、回転テーブルが測定位置に停止する度に球体の中心を検出する必要があるため、測定開始前に検出作業に時間を取られてしまう。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、軸方向の両端で支持された軸物ワークを回転させながら測定する際の測定誤差を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、回転テーブル上に設けられ、軸物ワークの軸方向の一端側を支持する一端側支持体と、前記回転テーブルから独立して設けられ、前記軸物ワークの軸方向の他端側を支持する他端側支持体と、前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持された状態の前記軸物ワークを測定するプローブと、前記回転テーブルが回転する際の前記一端側支持体の支持中心及び回転軌跡と前記他端側支持体の支持中心とを取得し、前記プローブによる前記軸物ワークの測定の際に、前記一端側支持体の支持中心と前記他端側支持体の前記支持中心を通る軸を含むワーク座標軸の向きを、前記回転テーブルの回転位置に基づいて変化させる制御部と、を備える、測定装置を提供する。
【０００７】
また、前記制御部は、前記回転テーブルの回転位置に応じて、原点を前記回転軌跡上に位置させながら前記ワーク座標軸を移動させることとしてもよい。
【０００８】
また、前記測定装置は、前記制御部が予め取得した前記回転軌跡に関する情報を記憶する記憶部を更に備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転軌跡と前記回転テーブルの回転位置とに基づいて、前記ワーク座標軸の向きを変化させることとしてもよい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記回転テーブルを回転させながら前記プローブが前記軸物ワークを測定する際に、前記回転テーブルの回転位置に応じて前記ワーク座標軸の向きを変化させることとしてもよい。
【００１０】
また、前記制御部は、前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持される前に、前記回転軌跡を取得し、前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持されてから前記軸物ワークの測定が開始される前に、前記他端側支持体の支持中心を取得することとしてもよい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記プローブが測定した前記軸物ワークの測定値を前記ワーク座標軸での値に変換して、測定補正値を取得することとしてもよい。
【００１２】
また、前記他端側支持体は、前記軸物ワークの前記他端側に接触している球体と、前記球体を支持し前記軸物ワークの回転に伴い回転可能な軸部とを有し、前記制御部は、前記球体及び前記軸部を測定して、前記一端側支持体の支持中心を補正することとしてもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様においては、軸物ワークの軸方向の一端側を回転テーブル上に設けられた一端側支持体に支持させ、前記軸物ワークの軸方向の他端側を前記回転テーブルから独立して設けられた他端側支持体に支持させた状態で、前記回転テーブルを回転させる回転ステップと、前記回転テーブルが回転する際の前記一端側支持体の支持中心及び回転軌跡と前記他端側支持体の支持中心とを取得する取得ステップと、プローブによる前記軸物ワークの測定の際に、前記一端側支持体の支持中心と前記他端側支持体の前記支持中心を通る軸を含むワーク座標軸の向きを、前記回転テーブルの回転位置に基づいて変化させる座標軸設定ステップと、を有する、軸物ワークの座標測定方法を提供する。
【００１４】
また、前記座標軸設定ステップにおいて、前記回転テーブルの回転位置に応じて、原点を前記回転軌跡上に位置させながら前記ワーク座標軸を移動させることとしてもよい。
【００１５】
また、前記軸物ワークの座標測定方法は、予め取得された前記回転軌跡に関する情報を記憶部に記憶する記憶ステップを更に有し、前記座標軸設定ステップにおいて、前記記憶部に記憶された前記回転軌跡と前記回転テーブルの回転位置とに基づいて、前記ワーク座標軸の向きを変化させることとしてもよい。
【００１６】
また、前記座標軸設定ステップにおいて、前記回転テーブルを回転させながら前記プローブが前記軸物ワークを測定する際に、前記回転テーブルの回転位置に応じて前記ワーク座標軸の向きを変化させることとしてもよい。
【００１７】
また、前記取得ステップにおいて、前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持される前に、前記回転軌跡を取得し、前記軸物ワークが前記一端側支持体及び前記他端側支持体に支持されてから前記軸物ワークの測定が開始される前に、前記他端側支持体の支持中心を取得することとしてもよい。
【００１８】
また、前記軸物ワークの座標測定方法は、前記プローブが測定した前記軸物ワークの測定値を前記ワーク座標軸での値に変換して、測定補正値を取得する変換ステップを更に有することとしてもよい。
【００１９】
また、前記取得ステップにおいて、前記他端側支持体の前記軸物ワークの前記他端側に接触している球体と、前記球体を支持し前記軸物ワークの回転に伴い回転する軸部とを測定して、前記一端側支持体の支持中心を補正することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軸方向の両端で支持された軸物ワークを回転させながら測定する際の測定誤差を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一の実施形態に係る測定装置１の外観構成を示す斜視図である。
【図２】筐体３１を外した状態の三次元測定機３０と、支持機構２０とを示す斜視図である。
【図３】軸物ワークＷが回転テーブル１２に対して傾いている状態を示す模式図である。
【図４】軸物ワークＷの姿勢の変化を説明するための模式図である。
【図５】制御装置４０の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図６】ワーク座標軸Ａを説明するための模式図である。
【図７】上側支持体２３１とシャフト２３５が回転する構成を説明する模式図である。
【図８】軸物ワークＷを測定する際の測定装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図９】基準球を用いた測定を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜測定装置の構成＞
図１及び図２を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る測定装置１の構成について説明する。
【００２３】
図１は、一の実施形態に係る測定装置１の外観構成を示す斜視図である。図２は、筐体３１を外した状態の三次元測定機３０と、支持機構２０とを示す斜視図である。図１に示すように、測定装置１は、基部１０と、支持機構２０と、三次元測定機３０と、制御装置４０とを有する。
【００２４】
測定装置１は、支持機構２０によって軸物ワークＷを支持した状態で、三次元測定機３０によって軸物ワークＷの座標等を測定する装置である。測定装置１は、支持機構２０に支持された軸物ワークＷに対してプローブ３５１を移動させながら測定する。
【００２５】
基部１０は、支持機構２０及び三次元測定機３０を支持する。基部１０は、測定装置１が床面に載置された際に上面が水平になるように、設置されている。
【００２６】
回転テーブル１２は、基部１０の上部に設けられたテーブルである。回転テーブル１２は、不図示の回転駆動部によって駆動され、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った中心軸（回転軸）を中心に回転する。例えば、測定装置１は、回転テーブル１２を所定量だけ回転させて測定位置に停止した状態で、プローブ３５１を移動させながら軸物ワークＷを測定する。そして、回転テーブル１２が回転して複数の測定位置に停止することで、軸物ワークＷ全体の座標等が測定される。
【００２７】
支持機構２０は、軸物ワークＷの軸方向の両端側を支持する。支持機構２０は、軸物ワークＷを縦向きの状態（軸物ワークＷの軸方向が鉛直方向に平行である状態）で支持する。軸物ワークＷは、ここでは、自動車のエンジンのクランクシャフトやカムシャフトである。なお、支持機構２０の詳細については、後述する。
【００２８】
三次元測定機３０は、支持機構２０によって支持された軸物ワークＷの座標等を測定する。三次元測定機３０は、縦向きに支持された軸物ワークＷの側方（軸物ワークＷの軸方向と直交する方向）に配置されている。三次元測定機３０は、軸物ワークＷの側方から軸物ワークＷにプローブ３５１をアプローチし、軸物ワークＷの座標を測定する横型三次元測定機である。三次元測定機３０は、図２に示すように、Ｘ軸移動機構３２と、Ｙ軸移動機構３４と、Ｚ軸移動機構３３と、プローブヘッド３５とを有する。
【００２９】
Ｘ軸移動機構３２は、プローブヘッド３５をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸移動機構３４は、プローブヘッド３５をＹ軸方向に移動させ、Ｚ軸移動機構３３は、プローブヘッド３５をＺ軸方向に移動させる。Ｘ軸移動機構３２、Ｙ軸移動機構３４及びＺ軸移動機構３３は、例えばベルトや送りねじ機構によって構成されている。
【００３０】
プローブヘッド３５は、Ｚ軸移動機構３３上に設けられている。プローブヘッド３５は、Ｘ軸移動機構３２、Ｙ軸移動機構３４及びＺ軸移動機構３３によって、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）に移動する。プローブヘッド３５の先端には、プローブ３５１が着脱可能に装着されている。
【００３１】
プローブ３５１は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動しながら軸物ワークＷを測定する。例えば、プローブ３５１は、回転テーブル１２の回転に連動して回転する軸物ワークＷを測定する。プローブ３５１は、ここでは軸物ワークＷに接触して測定を行う接触式プローブであるが、これに限定されず、例えば非接触式プローブであってもよい。測定装置１は、様々な形状のプローブ３５１を有しており、軸物ワークＷの測定部位に応じてプローブ３５１を交換できるようになっている。また、プローブ３５１の先端は、プローブヘッド３５によって、自由に動かせる構成になっていてもよい。
【００３２】
制御装置４０は、測定装置１の動作全体を制御する。例えば、制御装置４０は、回転テーブル１２の回転と三次元測定機３０（具体的には、プローブ３５１）の移動とを制御することで、支持機構２０に支持された軸物ワークＷを測定する。
【００３３】
＜支持機構２０の詳細構成＞
図２を参照しながら、軸物ワークＷを支持する支持機構２０の詳細構成について説明する。支持機構２０は、図２に示すように、下側支持部２２と、上側支持部２３と、Ｙ方向粗動機構２５と、支柱部２６とを有する。軸物ワークＷは、下側支持部２２及び上側支持部２３に支持された状態で、回転テーブル１２の回転に連動して回転する。
【００３４】
下側支持部２２は、軸物ワークＷの軸方向の一端側（具体的には、下端部）を支持する。下側支持部２２は、回転テーブル１２上に設けられており、回転テーブル１２と一体的に回転する。このため、下側支持部２２に支持された軸物ワークＷも、回転テーブル１２と一体的に回転する。下側支持部２２は、下側支持体２２１と、下側チャック２２２とを有する。
【００３５】
下側支持体２２１は、軸物ワークＷの下端面に形成された凹部に接触して、軸物ワークＷの下側を支持する一端側支持体である。下側支持体２２１は、ここでは球体であり、下側支持体２２１の中心は、回転テーブル１２上（例えば、回転テーブル１２の中心軸上）に位置する。下側支持体２２１には、シャフトが連結されている。
【００３６】
下側チャック２２２は、棒状の部材であり、回転テーブル１２上に設けられている。下側チャック２２２の中央には穴が設けられ、下側支持体２２１のシャフトが穴に着脱可能に差し込まれている。これにより、軸物ワークＷに応じて、下側支持体２２１を交換することができる。
【００３７】
上側支持部２３は、回転テーブル１２から独立して設けられており、軸物ワークＷの軸方向の他端側（具体的には、上端部）を支持する。上側支持部２３は、後述するように上側支持部２３を構成する押込み部２３３がＹ方向粗動機構２５に固定されているため、下側支持部２２とは異なり、回転テーブル１２が回転する際に回転しないようになっている。上側支持部２３は、上側支持体２３１と、上側チャック２３２と、押込み部２３３とを有する。
【００３８】
上側支持体２３１は、軸物ワークＷの上端面に形成された凹部に接触して、軸物ワークＷの上側を支持する他端側支持体である。上側支持体２３１は、球体であり、軸部であるシャフトに回転自在に支持されている。
【００３９】
上側チャック２３２は、棒状の部材であり、押込み部２３３のスライダに固定されている。上側チャック２３２の中央には穴が設けられ、上側支持体２３１のシャフトが穴に着脱可能に差し込まれている。このため、上側支持体２３１を支持するシャフトは、軸物ワークＷが回転する際に回転しない。ただし、これに限定されず、シャフトは軸物ワークＷと共に回転してもよい。
【００４０】
押込み部２３３は、軸物ワークＷの上端を下方に向けて押し込む。これにより、軸物ワークＷの支持状態が維持される。押込み部２３３は、Ｙ方向粗動機構２５のスライダ２５２に固定されている。
【００４１】
Ｙ方向粗動機構２５は、軸物ワークＷの軸方向の長さに応じて、押込み部２３３をＹ方向に移動させるための機構である。これにより、押込み部２３３を軸物ワークＷの真上まで移動させることが可能となる。Ｙ方向粗動機構２５は、コラム２５１と、スライダ２５２とを有する。
【００４２】
コラム２５１は、縦向きに支持される軸物ワークＷと平行になるように、基部１０に支持されている。スライダ２５２は、コラム２５１に沿ってＹ方向にスライド移動可能に設けられている。
【００４３】
支柱部２６は、回転テーブル１２に設けられている。支柱部２６は、Ｙ軸方向に沿って設けられているブロック体である。支柱部２６の一端側は、回転テーブル１２に固定されている。
【００４４】
ところで、上述した軸物ワークＷの支持構造において、下側支持部２２及び上側支持部２３に支持された軸物ワークＷが、回転テーブル１２の中心軸に対して傾いていることがある。このように軸物ワークＷが中心軸（回転軸）に対して傾いていると、回転テーブル１２を回転させつつプローブ３５１による測定を行う際に、軸物ワークＷの姿勢が変化するため、測定誤差が発生する。
【００４５】
図３は、軸物ワークＷが回転テーブル１２に対して傾いている状態を示す模式図である。図３では、軸物ワークＷが傾いている状態が理解しやすいように、実際よりも大きく傾いている状態が示されている。また、以下では、下側支持体２２１が回転テーブル１２の中心軸Ｃ１から僅かに離れているものとする。図３を見ると分かるように、軸物ワークＷが傾いている状態では、下側支持体２２１の中心と上側支持体２３１の中心とを結ぶ中心ベクトルＣ２が、回転テーブル１２の中心軸Ｃ１と交差する。軸物ワークＷの中心ベクトルＣ２が回転テーブル１２の中心軸Ｃ１と交差する原因としては、例えば、回転テーブル１２の回転面１２ａ自体が傾斜しているケースや、下側支持体２２１と上側支持体２３１がずれて配置されているケース等が想定されうる。
【００４６】
そして、軸物ワークＷの軸方向が回転テーブル１２の軸方向と一致していない場合には、図３に示すように、上側支持体２３１の中心が、回転テーブル１２の回転面１２ａから下側支持体２２１の中心を通る垂線Ｃ３からずれている。このため、回転テーブル１２の回転の際に回転面１２ａから軸物ワークＷの動きを見ると、図４に示すように軸物ワークＷの上端が振れ回るように見える。
【００４７】
図４は、軸物ワークＷの姿勢の変化を説明するための模式図である。図４では、回転テーブル１２の回転中に回転テーブル１２から見た軸物ワークＷの上端の回転軌跡が、二点鎖線Ｓで示されている。このため、軸物ワークＷは、回転軌跡Ｓと下側支持体２２１の中心とを結んで形成される逆円錐体の外周面に沿うように回転する。すなわち、軸物ワークＷの姿勢が、回転テーブル１２の回転角度（回転位置）に応じて変化する。なお、図３に示すように回転テーブル１２の回転軸Ｃ１と垂線Ｃ３からずれている場合には、軸物ワークＷの上端の回転軌跡Ｓは、このずれ量を加えて楕円形状となる。
【００４８】
上記のように回転テーブル１２の回転位置に応じて軸物ワークＷの姿勢が変化すると、プローブ３５１が測定するＸ、Ｙ、Ｚ軸（装置側座標軸とも呼ぶ）での測定値の誤差が発生してしまう。特に、軸物ワークＷの軸方向の長さが大きくなるほど（下側支持体２２１の中心から遠いほど）、測定値の誤差が大きくなりやすい。
これに対して、本実施形態の測定装置１（具体的には制御装置４０）は、詳細は後述するが、軸物ワークＷのワーク座標軸を生成し、生成したワーク座標軸を回転テーブル１２の回転位置に応じて移動させる。そして、測定装置１は、プローブ３５１が測定した装置側座標軸での測定値をワーク座標軸での値に変換する。これにより、軸物ワークＷの姿勢が変化しても、ワーク座標軸に変換後の測定値を取得することで、測定誤差の発生を抑制できる。この結果、軸物ワークＷを高精度に測定できる。
【００４９】
＜制御装置の詳細構成＞
制御装置４０の詳細構成について、図５を参照しながら説明する。
図５は、制御装置４０の構成の一例を説明するためのブロック図である。図５に示すように、制御装置４０は、記憶部４２と制御部４４を有する。
【００５０】
記憶部４２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部４２は、制御部４４が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶部４２は、回転テーブル１２が回転する際の下側支持体２２１の回転軌跡（図６の回転軌跡Ｔ）に関する情報を記憶する。また、記憶部４２は、回転テーブル１２の中心軸の位置と、回転テーブル１２の傾斜度合いに関する情報も記憶しうる。
【００５１】
制御部４４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部４４は、記憶部４２に記憶されたプログラムを実行することにより、測定装置１の動作を制御する。例えば、制御部４４は、回転テーブル１２の回転やプローブ３５１の移動を制御する。なお、回転テーブル１２の回転やプローブ３５１の移動の制御は、測定装置１に設けられた制御部（不図示）によって行われてもよい。
【００５２】
制御部４４は、支持機構２０に支持された軸物ワークＷのプローブ３５１による測定を制御する。本実施形態では、制御部４４は、軸物ワークＷの測定値を高精度に取得するために、ワーク座標軸を生成する座標軸生成部の機能を有する。
【００５３】
図６は、ワーク座標軸Ａを説明するための模式図である。図６では、回転テーブル１２の回転軸からずれた下側支持体２２１の中心２２１ａの、回転テーブル１２の回転時の回転軌跡が、二点鎖線Ｔで示されている。ワーク座標軸Ａは、測定装置１のＸ、Ｙ、Ｚ軸（装置側座標軸）とは異なり、軸物ワークＷの軸方向に沿った軸を含む座標軸である。ワーク座標軸Ａは、例えば互いに直交する３軸から成り、座標軸の原点は下側支持体２２１の中心２２１ａである。ワーク座標軸Ａは、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸（図６の奥行き方向の軸）から成る。第１軸Ａ１は、軸物ワークＷの軸方向に平行な軸であり、下側支持体２２１の中心２２１ａと上側支持体２３１の中心２３１ａとを結んだ線上に位置する。第２軸Ａ２及び第３軸は、第１軸Ａ１に直交している。
【００５４】
制御部４４は、プローブ３５１が測定した測定側座標軸での測定値をワーク座標軸Ａでの値に変換し、変換後のワーク座標軸Ａでの値を軸物ワークＷの補正後の測定値として取得する。このように、ワーク座標軸Ａでの補正後の測定値を取得することで、支持された軸物ワークＷが例えば図４に示すように回転テーブル１２の回転に伴い姿勢が変化しても、高精度に軸物ワークＷを測定できる。
【００５５】
制御部４４は、軸物ワークＷがセットされる前に、回転テーブル１２が回転する際の下側支持体２２１の中心２２１ａをプローブ３５１で測定して、下側支持体２２１の中心２２１ａの、回転テーブル１２の回転角度に対応する回転軌跡（図６の回転軌跡Ｔ）を取得する。下側支持体２２１の中心２２１ａの位置が回転テーブル１２の中心軸Ｃ１（図３）からずれている場合には、中心２２１ａも例えば円を描くように回転する。制御部４４は、取得した下側支持体２２１の中心２２１ａの回転軌跡に関する情報を、記憶部４２に記憶させる。これにより、その後に、下側支持体２２１の中心２２１ａを測定して回転軌跡を取得する必要がなくなる。
【００５６】
制御部４４は、軸物ワークＷがセットされて測定を開始する前に、上側支持体２３１の中心２３１ａをプローブ３５１で測定する。これは、測定装置１にセットされる軸物ワークＷの軸方向の長さに応じて上側支持体２３１の中心２３１ａの位置が変動するため、制御部４４は、軸物ワークＷがセットされる度に上側支持体２３１の中心２３１ａを測定する。
【００５７】
制御部４４は、下側支持体２２１の中心２２１ａと上側支持体２３１の中心２３１ａとに基づいて、上述したワーク座標軸Ａを生成する。そして、制御部４４は、軸物ワークＷを測定する際に、下側支持体２２１の回転軌跡と上側支持体２３１の位置に基づいて、ワーク座標軸Ａの向きを変化させる。すなわち、制御部４４は、プローブ３５１による軸物ワークＷの測定の際に、ワーク座標軸Ａの向きを回転テーブル１２の回転位置に応じて変化させる。具体的には、制御部４４は、回転テーブル１２の回転位置に応じて、原点を回転軌跡（図６の回転軌跡Ｔ）上に位置させながらワーク座標軸Ａを回転させる。別言すれば、制御部４４は、回転テーブル１２の回転後の測定位置に合わせて、原点が回転軌跡上を移動するようにワーク座標軸Ａを回転させる。これにより、軸物ワークＷの姿勢に応じたワーク座標軸Ａを設定できるので、ワーク座標軸Ａでの軸物ワークＷの座標を適切に取得できる。
【００５８】
制御部４４は、回転テーブル１２を回転させながらプローブ３５１が軸物ワークＷを測定する際に、回転テーブル１２の回転位置に応じてワーク座標軸Ａの向きを変化させる。これにより、プローブ３５１が測定するために回転テーブル１２が回転して複数の測定位置に停止する場合でも、各測定位置でワーク座標軸Ａの向きが自動で変化するので、迅速にワーク座標軸に基づいて軸物ワークＷを測定できる。特に、回転テーブル１２の回転とプローブ３５１の測定とが繰り返される場合に、その度に下側支持体２２１及び上側支持体２３１の位置を測定し直さなくともワーク座標軸Ａの向きが自動で変化するので、測定時間を短縮できる。
【００５９】
上記では、上側支持体２３１を支持するシャフトが固定されていることとしたが、これに限定されない。例えば、上側支持体２３１を支持するシャフトが、回転テーブル１２（軸物ワークＷ）の回転に伴い回転することとしてもよい。
【００６０】
図７は、上側支持体２３１の中心２３１ａと実際の回転軸であるシャフト２３５が回転する構成を説明する模式図である。図７では、上側支持体２３１の中心２３１ａと、シャフト２３５の回転軸Ｃ４とがずれているものとする。このように上側支持体２３１の中心２３１ａがシャフト２３５の回転軸Ｃ４とずれていると、回転テーブル１２の回転時に上側支持体２３１の中心２３１ａの位置が変動してしまう。
そこで、制御部４４は、上側支持体２３１及びシャフト２３５を測定して、上側支持体２３１の中心位置を補正してもよい。例えば、制御部４４は、回転テーブル１２の回転位置に応じて上側支持体２３１の中心位置を補正する。これにより、軸物ワークＷの傾きに起因する上側支持体２３１の中心位置の変動や回転軸Ｃ４の傾斜による影響を抑えることができ、軸物ワークＷの測定誤差の発生をより有効に抑制できる。
【００６１】
＜測定装置１の動作例＞
図８を参照しながら、軸物ワークＷを測定する際の測定装置１の動作例について説明する。
【００６２】
図８は、軸物ワークＷを測定する際の測定装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートでは、軸物ワークＷの測定前（具体的には、軸物ワークＷがセットされる前）に、事前準備が行われる（ステップＳ１０２〜Ｓ１０６）。
【００６３】
事前準備では、制御部４４は、回転テーブル１２に関するテーブル情報を、記憶部４２に記憶させる（ステップＳ１０２）。テーブル情報として、回転テーブル１２の中心軸Ｃ１と回転面１２ａの傾斜に関する情報が、記憶部４２に記憶される。テーブル情報は、例えばプローブ３５１が図９に示す基準球５０を測定することで、求められる。
【００６４】
図９は、基準球５０を用いた測定を説明するための模式図である。図９に示すように、回転テーブル１２上に取り付けられた一つの基準球５０をプローブ３５１で測定することで、回転テーブル１２の回転面１２ａの傾斜と中心軸Ｃ１の位置を特定できる。具体的には、プローブ３５１が、回転テーブル１２の３つの回転位置（図９において破線で回転テーブル１２の２つの回転位置が示されている）で基準球５０をそれぞれ測定することで、回転面１２ａの傾斜と中心軸Ｃ１の位置を特定できる。なお、基準球５０を用いる測定方法に限定されず、例えば、複数の基準球を回転テーブル１２上に取り付けて、回転面１２ａの傾斜と中心軸Ｃ１の位置を特定してもよい。
【００６５】
そして、制御部４４は、下側支持体２２１の位置と回転テーブル１２の回転角度とを記憶部４２に記憶させる（ステップＳ１０４）。具体的には、下側支持体２２１の位置をプローブ３５１によって測定し、プローブ３５１が測定した際の回転テーブル１２の回転角度を求めて、両方の情報を記憶部４２に記憶させる。これにより、例えば下側支持体２２１の回転軌跡を取得できる。
【００６６】
事前準備が終了すると、測定対象の軸物ワークＷは、測定装置１にセットされる（ステップＳ１０６）。作業者は、軸物ワークＷの軸方向一端側が下側支持体２２１に支持され、軸物ワークＷの軸方向他端側が上側支持体２３１に支持されるように、軸物ワークＷをセットする。
【００６７】
次に、制御部４４は、プローブ３５１で上側支持体２３１を測定し（ステップＳ１０８）、上側支持体２３１の位置を取得する。
次に、制御部４４は、軸物ワークＷの測定を開始する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部４４は、下側支持体２２１及び上側支持体２３１に支持された状態で回転テーブル１２の回転に連動して回転する軸物ワークＷの、プローブ３５１による測定を開始する。
【００６８】
次に、制御部４４は、測定を開始すると、まず、回転テーブル１２の回転角度を取得する（ステップＳ１１２）。例えば、制御部４４は、回転テーブル１２を回転する駆動源の駆動量に基づいて、回転テーブル１２の回転角度（測定位置までの回転角度）を取得する。
【００６９】
次に、制御部４４は、ステップＳ１１２で取得した回転角度から、下側支持体２２１及び上側支持体２３１の中心位置を求める。そして、制御部４４は、下側支持体２２１の中心２２１ａと上側支持体２３１の中心２３１ａとを結ぶ中心ベクトルを取得する（ステップＳ１１４）。
【００７０】
次に、制御部４４は、求めた中心ベクトルに合わせてワーク座標軸を移動し、回転テーブル１２の相対回転角度に合わせて回転させる（ステップＳ１１６）。すなわち、制御部４４は、原点が下側支持体２２１の回転軌跡上を位置するようにワーク座標軸を回転させる。
【００７１】
次に、制御部４４は、プローブ３５１によるＸ、Ｙ、Ｚ軸での測定値を、ワーク座標軸での値に変換して、記憶部４２に記憶させる（ステップＳ１１８）。すなわち、制御部４４は、測定補正値を記憶部４２に記憶させる。この測定補正値によって、ワーク座標軸での軸物ワークＷの座標等を取得できるので、軸物ワークＷの姿勢が傾いていても測定誤差の発生を抑制できる。
【００７２】
そして、制御部４４は、軸物ワークＷの測定を終了するまで（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、上述したステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理を繰り返す。すなわち、回転テーブル１２の回転中に、軸物ワークＷの傾きに応じてワーク座標軸を移動しながら、プローブ３５１の測定値をワーク座標軸に適切に変換できる。
一方で、軸物ワークＷの測定が終了する場合には（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、作業者は軸物ワークＷを測定装置１から取り外す（ステップＳ１２２）。そして、他の軸物ワークＷを測定する場合には（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１０６に戻って処理を繰り返す。
【００７３】
＜本実施形態における効果＞
上述した本実施形態の測定装置１は、軸物ワークＷの軸方向の一端側を回転テーブル１２の回転軸上に設けられた下側支持部２２に支持させ、軸物ワークＷの軸方向の他端側を上側支持部２３に支持させている。そして、測定装置１は、回転テーブル１２が回転する際の下側支持体２２１の支持中心である中心２２１ａ及び回転軌跡と上側支持体２３１の支持中心である中心２３１ａとを取得し、プローブ３５１による軸物ワークＷの測定の際に、中心２２１ａ及び中心２３１ａを通る軸を含む直交三軸であるワーク座標軸Ａの向きを、回転テーブル１２の回転位置に基づいて変化させる。
例えば、軸物ワークＷの軸方向が回転テーブル１２の軸方向と一致していない場合には、回転テーブル１２の回転中に軸物ワークＷの回転テーブル１２から見た回転軌跡が逆円錐形状になってしまう（図４参照）。これに対して、本実施形態のように、回転テーブル１２の回転中にワーク座標軸Ａの向きを回転テーブル１２の回転位置に応じて変化させることで、仮に回転テーブル１２の回転中に軸物ワークＷが傾斜していても、回転位置に応じて向きが変化するワーク座標軸Ａでの軸物ワークＷの座標を順次取得できる。この結果、軸方向両端側が下側支持部２２及び上側支持部２３に支持された軸物ワークＷの姿勢が回転テーブル１２の回転中に変動しても、プローブ３５１がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動して軸物ワークＷを測定する際の測定誤差の発生を抑制できる。特に、長軸の軸物ワークＷの三次元座標の測定の際に有効である。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００７５】
１    測定装置
１２    回転テーブル
２２    下側支持部
２３    上側支持部
４２    記憶部
４４    制御部
２２１    下側支持体
２２１ａ    中心
２３１    上側支持体
２３１ａ    中心
３５１    プローブ
Ａ    ワーク座標軸
Ｓ    軸物ワーク上端の回転軌跡
Ｔ    下側支持体の中心の回転軌跡
Ｗ    軸物ワーク
【図１】
2020098210.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020098210.tif 000005
【図４】
2020098210.tif 000006
【図５】
2020098210.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020098210.tif 000009
【図８】
2020098210.tif 000010
【図９】
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