(57)【要約】【課題】複雑な形状の非測定対象物の形状を測定できる形状測定装置及び形状測定装置の制御方法を提供すること。【解決手段】一実施の形態にかかかる形状測定装置の制御方法は、プローブの移動経路を示すＰＣＣ曲線を複数のセグメントに分割する。ＰＣＣ曲線の始点側から順に、複数のセグメントから測定対象区間を選択する。測定対象セグメントの曲率から相当半径Ｒ１をする。  測定対象セグメントの開始点と終了点とを結ぶ直線Ｌ１と、測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ直線Ｌ２と、がなす角度Ａに応じて相当半径Ｒ２を算出する。相当半径Ｒ１と相当半径Ｒ２とのうちで小さい方の値を有効半径Ｒ３として選択する。測定対象セグメントについて、有効半径Ｒ３の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度ＶＢｉを算出する。【選択図】図５
2014021004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割し、
前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、
前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出し、
前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出し、
前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択し、
前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、
形状測定装置の制御方法。
【請求項２】
前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、
前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する円の前記最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出する、
請求項１に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項３】
前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを決定する、
請求項１又は２に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項４】
前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、
前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、
前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定する、
請求項３に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項５】
前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に移動する速度パターンを選択する、
請求項４に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項６】
前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、
前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、
請求項４に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項７】
前記測定対象区間の初速度が前記終端速度よりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、
前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、
請求項４に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項８】
前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、
前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、
請求項１又は２に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項９】
前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、
前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、
前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択する、
請求項３乃至７のいずれか一項に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項１０】
前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、
請求項８又は９に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項１１】
前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）である、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の形状測定装置の制御方法。
【請求項１２】
プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割する経路情報分割部と、
前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、前記測定対象区間でのプローブ移動の最大速度を算出する移動速度算出部と、を備え、
移動速度算出部は、
前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出する第１の半径算出部と、
前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出する第２の半径算出部と、
前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択する有効半径設定部と、
前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する最大速度算出部と、を備える、
形状測定装置。
【請求項１３】
前記第１の半径算出部は、
前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、
前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する円の前記最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出する、
請求項１２に記載の形状測定装置。
【請求項１４】
前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを選択する速度パターン選択部を更に有する、
請求項１２又は１３に記載の形状測定装置。
【請求項１５】
前記速度パターン選択部は、
前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、
前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、
前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定する、
請求項１４に記載の形状測定装置。
【請求項１６】
前記速度パターン選択部は、
前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に移動する速度パターンを選択する、
請求項１５に記載の形状測定装置。
【請求項１７】
前記速度パターン選択部は、
前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、
前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、
請求項１５に記載の形状測定装置。
【請求項１８】
前記速度パターン選択部は、
前記測定対象区間の初速度が前記終端速度よりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、
前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、
請求項１５に記載の形状測定装置。
【請求項１９】
前記移動速度算出部は、
前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、
前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、
請求項１２又は１３に記載の形状測定装置。
【請求項２０】
前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、
請求項１９に記載の形状測定装置。
【請求項２１】
前記速度パターン選択部は、
前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、
前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、
前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択する、
請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の形状測定装置。
【請求項２２】
前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、
請求項２１に記載の形状測定装置。
【請求項２３】
第１の演算器を有する三次元測定機と、
第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、
前記移動速度算出部は、前記第１の演算器に含まれ、
前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれる、
請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の形状測定装置。
【請求項２４】
第１の演算器を有する三次元測定機と、
第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、
前記移動速度算出部及び前記速度パターン選択部は、前記第１の演算器に含まれ、
前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれる、
請求項１４乃至１８、２２及び２３のいずれか一項に記載の形状測定装置。
【請求項２５】
前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）である、
請求項１２乃至２４のいずれか一項に記載の形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は形状測定装置及び形状測定装置の制御方法に関し、例えば倣い測定にかかる形状測定装置及び形状測定装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元測定機による倣い測定は、倣い移動経路が未知である自律倣い測定と既知の設計値倣い測定とに分けられる。このうち、設計値倣い測定は、既知の倣い移動経路として、直線、円、直線と円の組み合わせ、円と円筒の軸方向の直線との組み合わせである円筒スパイラルなどを用いることが可能である。設計値倣い測定では、これらの移動経路を移動中に、倣いプローブの中心座標を測定ピッチごとに取り込むことにより、測定データを取得する（特許文献１）。
【０００３】
また、設計値倣い測定においては、移動経路の終点から遡って、移動経路の始点から終点までの各区間での移動速度などの測定パラメータを算出している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０２２１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、発明者らは、上述の手法には、以下の問題点が有ることを見出した。被測定対象となるワークの形状によっては、単純な直線や円などを組み合わせた移動経路では、十分な測定精度を確保できない場合が有る。このような場合、三次元測定機には、なめらかな曲線により構成された移動経路を用いて形状測定を行う必要が有る。この場合、曲線に精度良く追随しつつ高速に測定を行うには、曲線に基づいて三次元測定機のプローブの移動速度を制御する必要がある。すなわち、曲率の大きな箇所などにおいて移動経路から逸脱せぬように、曲線形状に応じてプローブの許容速度（最大速度）を算出する必要が有る。これに対し、特許文献１及び２は、曲線の移動経路における最大速度の算出については、述べられていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様である形状測定装置の制御方法は、プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割し、前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出し、前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択し、前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出するものである。
【０００７】
本発明の第２の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する前記円の最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出するものである。
【０００８】
本発明の第３の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを決定するものである。
【０００９】
本発明の第４の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定するものである。
【００１０】
本発明の第５の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に至る速度パターンを選択するものである。
【００１１】
本発明の第６の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較するものである。
【００１２】
本発明の第７の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度とよりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較するものである。
【００１３】
本発明の第８の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出するものである。
【００１４】
本発明の第９の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択するものである。
【００１５】
本発明の第１０の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値であるものである。
【００１６】
本発明の第１１の態様である形状測定装置の制御方法は、上述の形状測定装置の制御方法であって、前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）であるものである。
【００１７】
本発明の第１２の態様である形状測定装置は、プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割する経路情報分割部と、前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、前記測定対象区間でのプローブ移動の最大速度を算出する移動速度算出部と、を備え、移動速度算出部は、前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出する第１の半径算出部と、前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出する第２の半径算出部と、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択する有効半径設定部と、前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する最大速度算出部と、を備えるものである。
【００１８】
本発明の第１３の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記第１の半径算出部は、前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する円の前記最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出するものである。
【００１９】
本発明の第１４の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを選択する速度パターン選択部を更に有するものである。
【００２０】
本発明の第１５の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定するものである。
【００２１】
本発明の第１６の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に移動する速度パターンを選択するものである。
【００２２】
本発明の第１７の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較するものである。
【００２３】
本発明の第１８の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度よりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較するものである。
【００２４】
本発明の第１９の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記移動速度算出部は、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出するものである。
【００２５】
本発明の第２０の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値であるものである。
【００２６】
本発明の第２１の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記速度パターン選択部は、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択するものである。
【００２７】
本発明の第２２の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値であるものである。
【００２８】
本発明の第２３の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、第１の演算器を有する三次元測定機と、第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、前記移動速度算出部は、前記第１の演算器に含まれ、前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれるものである。
【００２９】
本発明の第２４の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、第１の演算器を有する三次元測定機と、第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、前記移動速度算出部及び前記速度パターン選択部は、前記第１の演算器に含まれ、前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれるものである。
【００３０】
本発明の第２５の態様である形状測定装置は、上述の形状測定装置であって、前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）であるものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、複雑な形状の非測定対象物の形状を測定できる形状測定装置及び形状測定装置の制御方法を提供することができる。
【００３２】
本発明の上述及び他の目的、特徴、及び長所は以下の詳細な説明及び付随する図面からより完全に理解されるだろう。付随する図面は図解のためだけに示されたものであり、本発明を制限するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１にかかる形状測定装置１００の外観の概要を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる形状測定装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】ＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-Spline：非一様有理Ｂスプライン）曲線とＰＣＣ（Parametric Cubic Curves：パラメトリック３次曲線）曲線との関係を示す図である。
【図４】ＰＣＣ曲線群の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態１にかかる形状測定装置１００の設計値倣い測定の最大速度算出方法を示すフローチャートである。
【図６】移動速度算出部４１１ａの構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】相当半径Ｒ１の算出方法を示す図である。
【図８】測定対象セグメントと測定対象セグメントの１つ後のセグメントとの関係を示す図である。
【図９】制限速度テーブルの例を示す図である。
【図１０】制限速度算出部４１１ａ＿５に格納されている制限速度曲線を示すグラフである。
【図１１】実施の形態２にかかる形状測定装置２００の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１２】１つのセグメントにおける速度変化パターンを示す図である。
【図１３】実施の形態２にかかる速度パターン選択方法を示すフロートチャートである。
【図１４】第１パターン選択処理（ステップＳ７）での処理を示すフローチャートである。
【図１５】ステップＳ２６５で速度パターンから最大到達速度を算出する方法を示す図である。
【図１６】第２パターン選択処理（ステップＳ８）での処理を示すフローチャートである。
【図１７】ステップＳ２７５で速度パターンから最大到達速度を算出する方法を示す図である。
【図１８】移動経路と速度パターンの例を示す図である。
【図１９】移動経路を示す３次曲線を構成するセグメントをブロック化した場合のセグメント配置を模式的に示す図である。
【図２０】ブロック間に有効半径Ｒ３が同一又は近似していないセグメントが存在する場合のセグメント配置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００３５】
実施の形態１
図１は、実施の形態１にかかる形状測定装置１００の外観の概要を示す斜視図である。形状測定装置１００は、三次元測定機１及びコンピュータ２を有する。コンピュータ２は、ケーブル３を介して、三次元測定機１を駆動制御して必要な測定値を取り込むと共に、測定処理に必要な演算処理を実行する。
【００３６】
三次元測定機１は、例えば図１に示すように構成されており、除震台１０の上には、定盤１１が、その上面（ベース面）が水平面（図１のＸＹ平面）と一致するように設置される。定盤１１のＸ方向の一端の上には、Ｙ方向に延びる駆動機構１４が設置されている。駆動機構１４上には、ビーム支持体１２ａが立設されている。これにより、駆動機構１４は、ビーム支持体１２ａをＹ方向に駆動する。定盤１１のＸ方向の他端の上には、ビーム支持体１２ｂが立設されている。ビーム支持体１２ｂの下端は、エアーベアリングによってＹ軸方向に移動可能に支持されている。ビーム１３は、垂直方向（Ｚ軸方向）に延びるコラム１５を支持する。コラム１５は、ビーム１３に沿ってＸ軸方向に駆動される。コラム１５には、スピンドル１６がコラム１５に沿ってＺ軸方向に駆動されるように設けられている。スピンドル１６の下端には、接触式のプローブ１７が装着されている。また、プローブ１７の先端には、任意形状（例えば楕円球形状）の接触子１７ａが形成されている。この接触子１７ａにてワーク３１に対して倣い測定が行われ、測定結果であるＸＹＺ座標値がコンピュータ２に取り込まれる。なお、コンピュータ２は、単に制御装置とも称する。
【００３７】
コンピュータ２は、図１に示すように、コンピュータ本体２１、キーボード２２、マウス２３、モニタ２４及びプリンタ２５を有する。キーボード２２、マウス２３、モニタ２４及びプリンタ２５については、それぞれ一般的なものを用いることが可能であるので、詳細については説明を省略する。コンピュータ本体２１の詳細については、後述する。
【００３８】
図２は、実施の形態１にかかる形状測定装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、三次元測定機１は、コントローラ４１、ＸＹＺ軸駆動部４２、プローブ１７、ＸＹＺ軸エンコーダ４３、Ａ／Ｄ変換器４４を有する。ＸＹＺ軸駆動部４２は、コントローラ４１からの制御により、プローブ１７を駆動する。ＸＹＺ軸エンコーダ４３は、プローブ１７先端の接触子１７ａの接触に基づく信号を検出する。接触子１７ａのワーク３１との接触による接触信号は、Ａ／Ｄ変換器４４を介して、コンピュータ本体２１に供給され、メモリ５２に一時的に格納される。
【００３９】
コントローラ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１１、プログラム記憶部４１２を有する。プログラム記憶部４１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等であり、三次元測定に用いられるプログラムを記憶する機能を有している。ＣＰＵ４１１は、プログラム記憶部４１２からプログラムを読み出し、ＸＹＺ軸駆動部４２を制御する。なお、ＣＰＵ４１１は、第１の演算器とも称する。ＣＰＵ４１１は、読み出したプログラムを実行し、移動速度算出部４１１ａ、接触子移動制御部４１１ｂとして機能する。
【００４０】
移動速度算出部４１１ａは、コンピュータ２から受け取った経路情報（後述するＰＣＣ曲線群等）に基づき、複数の区間毎に始点側から順に接触子１７ａの移動速度を算出する機能を有している。接触子移動制御部４１１ｂは、移動速度算出部４１１ａにて移動速度を算出済みの区間において、算出された移動速度で接触子１７ａを移動させる機能を有している。
【００４１】
コンピュータ本体２１は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、プログラム記憶部５３、ワークメモリ５４、表示制御部５５及びインタフェース（Ｉ／Ｆ）５６〜５８を有する。
【００４２】
ＣＰＵ５１は、キーボード２２及びマウス２３から入力されるオペレータの指示情報（入力情報）を、インタフェース５６を介して受け付ける。また、ＣＰＵ５１は、ＸＹＺ軸エンコーダ４３で検出され、Ａ／Ｄ変換器４４でデジタル変換されたＸＹＺ座標（入力情報）を、メモリ５２を介して受け付ける。ＣＰＵ５１は、これらの入力情報、オペレータの指示及びプログラム記憶部５３に格納されたプログラムに基づいて、ＸＹＺ軸駆動部４２によるステージ移動及びワーク３１の測定値の解析処理などを実行する。なお、ＣＰＵ５１は、第２の演算器とも称する。
【００４３】
また、ＣＰＵ５１は、読み出したプログラムにより、経路情報変換部（ＲＩ変換部）５１ａ、経路情報分割部（ＲＩ分割部）５１ｂ、経路情報出力部（ＲＩ出力部）５１ｃとして機能する。
【００４４】
経路情報変換部（ＲＩ変換部）５１ａは、外部のＣＡＤシステム（図示せず）よりインタフェース５８を介して受け付けたワーク３１の設計値（ＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-Spline：非一様有理Ｂスプライン）データ）をＰＣＣ（Parametric Cubic Curves：パラメトリック３次曲線）曲線等の経路情報に変換する機能を有する。経路情報分割部（ＲＩ分割部）５１ｂは、ＰＣＣ曲線を複数のセグメント（以下、区間とも称する）に分割する機能を有する。経路情報出力部（ＲＩ出力部）５１ｃは、複数のセグメントに分割されたＰＣＣ曲線にかかる経路情報を、コントローラ４１へ出力する機能を有する。
【００４５】
プログラム記憶部５３に記憶されたプログラムとは、ワーク３１の移動経路となる経路情報がプログラムされたパートプログラム、その他、経路情報変換部（ＲＩ変換部）５１ａ、経路情報分割部（ＲＩ分割部）５１ｂ、経路情報出力部（ＲＩ出力部）５１ｃを実現させるプログラム等である。
【００４６】
上述したＣＰＵ５１及びプログラム記憶部５３は、設計値データに基づく経路情報を複数区間に分割して生成した分割経路情報を、コントローラ４１へ出力するデータ制御部５９として機能する。
【００４７】
ワークメモリ５４は、ＣＰＵ５１の各種処理のための作業領域を提供する。プリンタ２５は、三次元測定機１の測定結果等を、インタフェース５７を介して印刷する。表示制御部５５は、測定データ及びパートプログラムの実行画面等をモニタ２４に表示させる。
【００４８】
ここで、ＰＣＣ曲線について説明する。図３は、ＮＵＲＢＳ曲線とＰＣＣ曲線との関係を示す図である。図３に示すように制御点の座標値とパラメータを有するＮＵＲＢＳデータにより、ワーク３１の形状をＮＵＲＢＳ曲線、ＮＵＲＢＳ曲面で表現可能である。さらに、直線や平面であってもＮＵＲＢＳデータで表現可能であるので、ワーク３１の全体形状をＮＵＲＢＳデータで一括表現可能である。従って、曲線、円弧、直線を含んだ接触子１７ａの移動の経路情報をＮＵＲＢＳデータで一括表現して、このＮＵＲＢＳデータに基づいてＰＣＣ曲線を生成可能である。経路情報となるＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣは、ＮＵＲＢＳ曲線Ｌ＿ＮＵＲＢＳを、その法線方向にオフセットさせたものとなる。ここで、オフセット量ＯＦＦＳＥＴは、接触子１７ａの半径から基準となる押し込み量を減じた値である。このＰＣＣ曲線上を接触子１７ａの球の中心が通過するようにＣＰＵ４１により制御が行われる。
【００４９】
図４は、ＰＣＣ曲線の構成を模式的に示す図である。図４に示すように、ＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣは、点Ｐにより複数のセグメントに分割される。よって、各セグメントもＰＣＣ曲線で構成される。各セグメントの終了点は、次のセグメント（ＰＣＣ曲線）の開始点となる。ここで、任意のＰＣＣ曲線の開始点の座標を（ＫＸ０、ＫＹ０、ＫＺ０）とし、そのＰＣＣ曲線における始点と終点との間の直線の長さをＤとする。このように定義すると、ＰＣＣ曲線上の任意の位置における座標｛Ｘ（Ｓ）、Ｙ（Ｓ）、Ｚ（Ｓ）｝は、以下に示す式（１）で表される。
【数１】
2014021004.tif 000003
【００５０】
図５は、実施の形態１にかかる形状測定装置１００の設計値倣い測定の制御方法を示すフローチャートである。本方法では、形状測定装置１００の設計値倣い測定におけるプローブ移動の最大速度を算出する。設計値倣い測定の最大速度算出は、コントローラ４１のＣＰＵ４１１のうち、移動速度算出部４１１ａにて行われる。図６は、移動速度算出部４１１ａの構成を模式的に示すブロック図である。以下では、ｎ（ｎは正の整数）個のセグメントのうち、開始点側からｉ（ｉは、０以上ｎ以下の任意の整数）番目のセグメントの最大速度算出方法について説明する。まず、ＣＰＵ５１からの指令を受け、カウント部４１１ａ＿１は、ｉの値を「０」に設定する（ステップＳ１１）。これにより、先頭のセグメントが測定対象セグメントとして指定される。
【００５１】
そして、コンピュータ２のコンピュータ本体２１のＣＰＵ５１から三次元測定機１のコントローラ４１のＣＰＵ４１１に対して、測定パラメータが与えられる（ステップＳ１２）。具体的には、経路情報変換部（ＲＩ変換部）５１ａ及び経路情報分割部（ＲＩ分割部）５１ｂにて作成された測定パラメータが、経路情報出力部（ＲＩ出力部）５１ｃから移動速度算出部４１１ａの測定パラメータ受信部４１１ａ＿２に出力される。
【００５２】
ここで、図４を参照して、本実施の形態にかかる測定パラメータについて詳述する。Ｄは測定対象セグメントの開始点から終了点までの直線長さ（最短距離）を示す。なお、測定対象セグメントの開始点は１つ前のセグメントの終了点と一致し、測定対象セグメントの終了点は１つ後のセグメントの開始点と一致する。ＫＸ０〜ＫＸ３、ＫＹ０〜ＫＹ３、ＫＺ０〜ＫＺ３は、それぞれＸ、Ｙ、Ｚの各座標の係数を示す。ＫＸ０〜ＫＸ３、ＫＹ０〜ＫＹ３、ＫＺ０〜ＫＺ３及びＤは、コンピュータ２が三次元測定機１に与える測定パラメータに含まれる。
【００５３】
また、測定パラメータには、セグメントの曲線長さＬｓ、相当半径Ｒ１（以下、曲率半径Ｒ１とも称する。なお、曲率半径Ｒ１は第１の曲率半径に対応する。）及び指定測定速度Ｖｓｐｅｃが含まれる。曲線長さＬｓは、測定対象セグメントの開始点から終了点までを結ぶＰＣＣ曲線の長さを示す。曲線長さＬｓは、例えば、測定対象セグメントの開始点から終了点までを結ぶＰＣＣ曲線を複数の直線に分割し、それぞれの直線の長さの総和を算出することにより、近似的に求めることが可能である。
【００５４】
指定測定速度Ｖｓｐｅｃは、形状測定に先立って、キーボード２２やマウス２３を介してコンピュータ２に入力される、形状測定の指定速度を表す。形状測定装置１００は、指定測定速度Ｖｓｐｅｃを超えない速度でプローブ１７を移動させ、形状測定を実施する。
【００５５】
相当半径Ｒ１は、経路情報分割部（ＲＩ分割部）５１ｂにより算出される。以下、相当半径Ｒ１の算出方法について具体的に説明する。図７は、相当半径Ｒ１の算出方法を示す図である。ここでは、ＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣを分割する点Ｐ１〜Ｐ４が存在し、測定対象セグメントを開始点Ｐ２と終了点をＰ３との間のセグメントとする。相当半径Ｒ１を求めるため、まず、開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間のＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣを４等分する。開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間のＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣを４等分するには、例えば、開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間を直線Ｌｄで結び、直線長さＤを４等分する。そして、４等分された直線Ｌｄの分割点を通り、直線Ｌｄと直交する直線Ｌｖ１〜Ｌｖ３を引く。そして、直線Ｌｖ１〜Ｌｖ３が開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間のＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣと交わる点を、開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間のＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣの分割点とする。図７では、４等分された開始点Ｐ２と終了点Ｐ３との間のＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣの分割点を、開始点Ｐ２側から順に分割点Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３としている。
【００５６】
そして、開始点Ｐ２、分割点Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３、終了点Ｐ３のうち、連続する３つの点を通る円を設定する。具体的には、開始点Ｐ２、分割点Ｐ２１及びＰ２２を通る円を、円ｒ１１とする。分割点Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３を通る円を、円ｒ１２とする。分割点Ｐ２２及びＰ２３、終了点Ｐ３を通る円を、円ｒ１３とする。
【００５７】
そして、円ｒ１１、ｒ１２及びｒ１３の半径Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３を求める。図７に示す例では、Ｒ１１＞Ｒ１２＞Ｒ１３となる。換言すれば、開始点Ｐ２、分割点Ｐ２１及びＰ２２が成す曲線の曲率が最も小さく、分割点Ｐ２２及びＰ２３、終了点Ｐ３が成す曲線の曲率が最も大きい。
【００５８】
次いで、半径Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３の中で最小のものを相当半径Ｒ１に設定する。この例では、Ｒ１３を相当半径Ｒ１として設定する。つまり、対象となるセグメントを構成するＰＣＣ曲線の最大曲率を見積もり、その最大曲率に対応する曲率半径を相当半径Ｒ１として設定するものとして理解できる。
【００５９】
図５に戻り、形状測定装置１００の設計値倣い測定の最大速度算出方法について引き続いて説明する。ステップＳ１２の後、移動速度算出部４１１ａの相当半径算出部（図６のＲ２算出部）４１１ａ＿３は、隣接するセグメント間の角度から、相当半径Ｒ２（以下、曲率半径Ｒ２とも称する。なお、曲率半径Ｒ２は第２の曲率半径に対応する。）を算出する（ステップＳ１３）。以下、相当半径Ｒ２の算出方法について、具体的に説明する。図８は、測定対象セグメントと測定対象セグメントの１つ後のセグメントとの関係を示す図である。まず、測定対象セグメントの開始点Ｐ１と終了点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１を引く。次いで、測定対象セグメントの１つ後のセグメントの開始点（すなわち、測定対象セグメントの終了点）Ｐ２と終了点Ｐ３とを結ぶ直線Ｌ２を引く。そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが成す角度Ａを算出する。なお、角度Ａは、連続する２つのセグメントがなす角度（連続する２つのセグメントの連結角度）の補角として理解することができる。
【００６０】
移動速度算出部４１１ａの相当半径算出部（図６のＲ２算出部）４１１ａ＿３には、データ依存制限速度テーブルが予め格納されている。データ依存制限速度テーブルは、角度Ａに対するデータ依存制限速度Ｖｄ１の値が対応付けられている。図９は、データ依存制限速度テーブルの例を示す図である。０°≦Ａ＜５°である場合には、データ依存制限速度Ｖｄ１は設定されていないが、５°≦Ａ＜２５°の範囲では、５°刻みでデータ依存制限速度Ｖｄ１が設定されている。２５°≦Ａ＜４５°の範囲では、１０°刻みでデータ依存制限速度Ｖｄ１が設定されている。なお、４５°≦Ａ＜１８０°の範囲ではデータ依存制限速度Ｖｄ１は設定されず、エラー判定が行われる。
【００６１】
相当半径Ｒ２は、以下の式（２）により決定される。
【数２】
2014021004.tif 000004
但し、Ｃ及びＤは予め定められる値であり、例えば相当半径算出部４１１ａ＿３に予め格納されている。相当半径算出部４１１ａ＿３は、Ｃ及びＤの値を適宜参照し、データ依存制限速度Ｖｄ１の大きさを判定し、式（２）を用いて相当半径Ｒ２を算出する。
【００６２】
図５に戻り、形状測定装置１００の設計値倣い測定の制御方法について引き続いて説明する。ステップＳ１３の後、移動速度算出部４１１ａの有効半径設定部（図６のＲ３設定部）４１１ａ＿４は、相当半径Ｒ１及びＲ２のうちで小さい方の値を選択し、有効半径Ｒ３として設定する（ステップＳ１４）。
【００６３】
移動速度算出部４１１ａの制限速度算出部（図６のＶｄ２算出部）４１１ａ＿５には、制限速度曲線が予め格納されている。図１０は、制限速度算出部４１１ａ＿５に格納されている制限速度曲線を示すグラフである。図１０では、半径５０ｍｍ＝Ｒａ、半径１００ｍｍ＝Ｒｂとする。このとき、制限速度曲線Ｖ１及びＶ２は、以下の式（３）及び（４）で与えられる。
【数３】
2014021004.tif 000005
【数４】
2014021004.tif 000006
移動速度算出部４１１ａのＶｄ２算出部４１１ａ＿５は、制限速度テーブルを参照し、有効半径Ｒ３の値に相当する制限速度Ｖｄ２を求める（ステップＳ１５）。
【００６４】
その後、移動速度算出部４１１ａの最大速度算出部（図６のＶＢｉ算出部）４１１ａ＿６は、指定測定速度Ｖｓｐｅｃに係数Ｃ（Ｃは、正の任意の値）を乗じた値と制限速度Ｖｄ２とのうち、小さい方を、ｉ番目のセグメントの形状測定の最大速度ＶＢｉとして設定する（ステップＳ１６）。なお、係数Ｃはオーバーライドボリュームとも称し、測定の安全確保のため、指定測定速度Ｖｓｐｅｃに乗じられる。すなわち、０＜Ｃ＜１とすることで、形状測定中に、プローブ１７が指定測定速度Ｖｓｐｅｃ以上の速度で移動することを確実に防止することができる。
【００６５】
その後、移動速度算出部４１１ａのカウント部４１１ａ＿１は、ｉ＝ｎであるか否かを確認する（ステップＳ１７）。移動速度算出部４１１ａのカウント部４１１ａ＿１は、ｉ＜ｎであれば、ｉに「１」を加算（ステップＳ１８）し、ステップＳ１２に処理を戻す。すなわち、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を繰り返すことにより、全セグメントについて最大速度ＶＢ１〜ＶＢｎを求めることができる。
【００６６】
ｉ＝ｎであれば、移動速度算出部４１１ａの最大速度算出部（図６のＶＢｉ算出部）４１１ａ＿６は、算出した最大速度ＶＢ１〜ＶＢｎを示す情報を出力部４１１ａ＿７に出力する。出力部４１１ａ＿７は、最大速度ＶＢ１〜ＶＢｎを示す情報を接触子移動制御部４１１ｂに出力する。
【００６７】
以上より、三次元測定機１は、各セグメントにおいて、最大速度ＶＢ１〜ＶＢｎよりも小さな速度でＰＣＣ曲線に沿った形状測定を行う。これにより、形状により決まる制限速度及び指定測定速度以下の速度で、適切に倣い測定を行うことができる。
【００６８】
なお、測定対象セグメントに対して相当半径Ｒ１を算出しているので、測定対象セグメントに曲率が大きい部分が有ったとしても、最大速度ＶＢｉを十分に小さくすることができる。従って、三次元測定機１は、測定対象セグメントの曲率が大きい部分についても、良好に追随することが可能である。
【００６９】
また、測定対象セグメントと１つ後の測定対象セグメントとが成す角度に基づいて相当半径Ｒ２を算出している。よって、測定対象セグメント間の接続点における屈曲が大きい場合でも、最大速度ＶＢｉを十分に小さくすることができる。従って、三次元測定機１は、測定対象セグメント間の接続点における屈曲が大きい場合でも、良好に追随することが可能である。
【００７０】
以上より、各セグメントにおいて、算出した最大速度ＶＢｉ以下でプローブ１７を移動させることで、ＰＣＣ曲線からなる移動経路による形状測定を行うことが可能となる。なお、形状測定に要する時間を短縮するためには、最大速度ＶＢｉ以下の低速の範囲で、移動速度をなるべく大きな値に設定することが望ましい。
【００７１】
なお、特許文献２では、設計値倣い測定においては、移動経路の終点から遡って、移動経路の始点から終点までの各区間での移動速度などの測定パラメータを算出することが開示されている。この場合、測定の初期パラメータを入力してから、移動経路などの測定パラメータの算出が完了するまでは、形状測定装置の設計値倣い測定を開始することができない。その結果、形状測定装置の設計値倣い測定に要する時間が長いとう問題点が生じる。
【００７２】
これに対し、本実施の形態によれば、ＰＣＣ曲線の始点側のセグメントから逐次最大速度ＶＢｉを算出することが可能である。よって、算出した最大速度ＶＢｉを逐次出力することにより、全セグメントの最大速度ＶＢｉの算出完了を待つことなく、形状測定を開始することも可能である。よって、本実施の形態によれば、形状測定装置の設計値倣い測定に要する時間を短縮することが可能である。
【００７３】
実施の形態２
次に、実施の形態２に係る形状測定装置２００について説明する。形状測定装置２００は、実施の形態１にかかる形状測定装置１００の変形例であり、最大速度ＶＢｉを基に、ＰＣＣ曲線に即した速度パターンを決定する機能を有する。図１１は、実施の形態２にかかる形状測定装置２００の構成を模式的に示すブロック図である。三次元測定機４のコントローラ４５及びＣＰＵ４５１は、それぞれコントローラ４１及びＣＰＵ４１１に対応する。ＣＰＵ４５１は、移動速度算出部４１１ａ、接触子移動制御部４１１ｂ及び速度パターン選択部４５１ｃを有する。速度パターン選択部４５１ｃ以外の三次元測定機４の構成は、三次元測定機１と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
一般に、速度を制御する場合には、加速（正の加速度）、減速（負の加速度）、一定速度（加速度が０）の３つの状態が存在する。本実施の形態では、この３つの状態を用いて、１つのセグメントにおける速度変化を９通りのパターンで表現する。図１２は、１つのセグメントにおける速度変化パターンを示す図である。図１２では、初速度をＶＳｉ、終端速度をＶＦｉとして表示した。また、最大到達速度をＶＵｉとした。なお、セグメントにおける最高速度をＶｍａｘと表示している。
【００７５】
図１３は、実施の形態２にかかる速度パターン選択方法を示すフロートチャートである。速度パターン選択部４５１ｃは、まず、測定対象セグメントの最大速度ＶＢｉと、測定対象セグメントの１つ後ろのセグメントの最大速度ＶＢ（ｉ＋１）とを比較する（ステップＳ２１）。そして、速度パターン選択部４５１ｃは、ＶＢｉ≦ＶＢ（ｉ＋１）であれば、測定対象セグメントの終端速度ＶＦｉをＶＢｉに設定する（ステップＳ２２）。ＶＢｉ＞ＶＢ（ｉ＋１）であれば、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントの終端速度ＶＦｉをＶＢ（ｉ＋１）に設定する（ステップＳ２３）。これにより、測定対象セグメントの終端速度ＶＦｉが、測定対象セグメントの１つ後ろのセグメントの最大速度ＶＢ（ｉ＋１）を超えることを確実に防止できる。
【００７６】
続いて、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントの初速度ＶＳｉと終端速度ＶＦｉとが等しいかを判別する（ステップＳ２４）。ＶＳｉ＝ＶＦｉであれば、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントに割り当てる速度パターンとして、一定速度のパターン５（ＰＡＴ５）を選択する（ステップＳＰ５）。なお、等速運動領域の移動時間ｔ２は、ｔ２＝Ｌｉ／ＶＳｉである。
【００７７】
ＶＳｉ≠ＶＦｉであれば、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントの初速度ＶＳｉと終端速度ＶＦｉとの大小関係を判別する（ステップＳ２５）。速度パターン選択部４５１ｃは、ＶＳｉ＜ＶＦｉであれば第１パターン選択処理（ステップＳ２６）に進み、ＶＳｉ＞ＶＦｉであれば第２パターン選択処理（ステップＳ２７）に進む。第１パターン選択処理（ステップＳ２６）は、ＶＳｉ＜ＶＦｉの場合に対応する速度パターン１〜４（ステップＳＰ１〜ＳＰ４）から、測定対象セグメントに割り当てる速度パターンを選択する処理である。第２パターン選択処理（ステップＳ２７）は、ＶＳｉ＞ＶＦｉの場合に対応する速度パターン６〜９（ステップＳＰ６〜ＳＰ９）から、測定対象セグメントに割り当てる速度パターンを選択する処理である。但し、第２パターン選択処理（ステップＳ２７）の条件分岐処理の結果によっては、ステップＳ２１に戻る処理が行われる。ステップＳ２１に戻る処理については、後述する。
【００７８】
図１４は、第１パターン選択処理（ステップＳ２６）での処理を示すフローチャートである。以下では、三次元測定機４のプローブ移動の加速度をαとする。まず、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントの初速度ＶＳｉから終端速度ＶＦｉまで、加速度αで加速した場合の移動距離Ｍを算出する（ステップＳ２６１）。初速度ＶＳｉから終端速度ＶＦｉまでの加速に要する時間をｔＭとすると、終端速度ＶＦｉ及び移動距離Ｍは、以下の式（５）及び（６）で表される。
【数５】
2014021004.tif 000007
【数６】
2014021004.tif 000008
【００７９】
式（５）及び（６）を用いて、ｔＭを消去すると、移動距離Ｍは、以下の式（７）で表される。
【数７】
2014021004.tif 000009
【００８０】
速度パターン選択部４５１ｃは、移動距離Ｍとセグメント長さＬｉとを比較する（（ステップＳ２６２）。Ｌｉ≦Ｍの場合には、加速度αで加速することにより、セグメントの終点において終端速度ＶＦｉに到達する。よって、速度パターン選択部４５１ｃは、パターン１（ＰＡＴ１）を選択する（ステップＳＰ１）。なお、加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝（ＶＦｉ−ＶＳｉ）／αである。
【００８１】
Ｌｉ＞Ｍの場合には、加速度αで加速している区間だけでは、セグメントの終点に到達しないことを意味する。この場合、移動距離Ｍだけ移動した後に、加速、減速、等速移動を行うことにより、セグメントの終点に到達することとなる。移動距離Ｍだけ移動した後の移動態様を決定するため、終端速度ＶＦｉと最大速度ＶＢｉとを比較する（ステップＳ２６３）。
【００８２】
ＶＦｉ＝ＶＢｉである場合には、移動距離Ｍだけ移動した後に、加速を行うことはできないので、セグメント終点まで終端速度ＶＦｉで等速移動を行うこととなる。よって、ＶＦｉ＝ＶＢｉの場合には、速度パターン選択部４５１ｃは、パターン２（ＰＡＴ２）を選択する（ステップＳＰ２）。なお、加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝（ＶＦｉ−ＶＳｉ）／αである。等速運動領域の移動時間ｔ２は、ｔ２＝｛Ｌｉ−ｔ１（ＶＦｉ＋ＶＳｉ）／２｝／ＶＦｉである。
【００８３】
ＶＦｉ≠ＶＢｉ、すなわち、終端速度ＶＦｉがＶＢ（ｉ＋１）に設定された場合には、移動距離Ｍだけ移動した後に、終端速度ＶＦｉを超えて加速度αで加速し、その後加速度−αで減速することにより、セグメント距離Ｌｉを移動しつつ終端速度ＶＦｉに達するケースが想定しうる。速度パターン選択部４５１ｃは、このときの最大到達速度ＶＵｉ（＞ＶＦｉ）を算出する（ステップＳ２６４）。
【００８４】
図１５は、ステップＳ２６４で速度パターンから最大到達速度を算出する方法を示す図である。図１５は、ＶＳｉ＜ＶＦｉの場合に単純に加速度αで加速と減速を順に行った例を示している。まず、図１５で示される移動距離を計算する。具体的には、速度を示す関数がなす部分の面積Ｓを計算する。面積Ｓは、図１５に示すように、面積Ｓ１１〜Ｓ１７が含まれる。面積Ｓ１１〜Ｓ１７はそれぞれ以下に示す式（８）にて表される。 
【数８】
2014021004.tif 000010
【００８５】
式（８）より、面積Ｓは、以下の式（９）で表すことができる。
【数９】
2014021004.tif 000011
式（９）をｔｓの２次方程式に書き換えると、以下の式（１０）が得られる。
【数１０】
2014021004.tif 000012
【００８６】
式（１０）をｔｓについて解くと、以下の式（１１）が得られる。
【数１１】
2014021004.tif 000013
式（１１）のうち、式（１０）の判別式に相当する右辺ルート内は正の値となるので、式（１１）は実数解を有する。プラスの解をとり、ｔｓは式（１２）に示すように決定できる。
【数１２】
2014021004.tif 000014
【００８７】
また、最大到達速度ＶＵｉは、以下の式（１３）で表される。
【数１３】
2014021004.tif 000015
式（１３）に式（１２）を代入することにより、最大到達速度ＶＵｉは、以下の式（１４）で表される。
【数１４】
2014021004.tif 000016
【００８８】
速度パターン選択部４５１ｃは、最大到達速度ＶＵｉと最大速度ＶＢｉを比較する（ステップＳ２６５）。ＶＵｉ≦ＶＢｉであれば、加速領域と減速領域とが連続して存在しうるので、速度パターン選択部４５１ｃはパターン３（ＰＡＴ３）を選択する（ステップＳＰ３）。なお、減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝（−ＶＦｉ＋ＶＵｉ）／αである。加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝ｔ３＋（ＶＦｉ−ＶＳｉ）／αである。
【００８９】
ＶＵｉ＞ＶＢｉであれば、加速領域と減速領域との間に、最大速度ＶＢｉで等速移動をする領域が生じることになる。この場合、速度パターン選択部４５１ｃは、加速領域、等速領域、減速領域により構成されるパターン４（ＰＡＴ４）を選択する（ステップＳＰ４）。なお、加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝（ＶＢｉ−ＶＳｉ）／αである。等速運動領域の移動時間ｔ２は、ｔ２＝Ｌｉ／ＶＢｉ−｛（ＶＢｉ−ＶＳｉ）２＋（ＶＢｉ−ＶＦｉ）２｝／（２α・ＶＢｉ）である。減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝（−ＶＦｉ＋ＶＢｉ）／αである。
【００９０】
図１６は、第２パターン選択処理（ステップＳ２７）での処理を示すフローチャートである。まず、速度パターン選択部４５１ｃは、測定対象セグメントの初速度ＶＳｉから終端速度ＶＦｉまで、加速度−αで減速した場合の移動距離Ｍを算出する（ステップＳ２７１）。初速度ＶＳｉから終端速度ＶＦｉまでの減速に要する時間をｔＭとすると、終端速度ＶＦｉ及び移動距離Ｍは、以下の式（１５）及び（１６）で表される。
【数１５】
2014021004.tif 000017
【数１６】
2014021004.tif 000018
【００９１】
式（１５）及び（１６）を用いて、ｔＭを消去すると、移動距離Ｍは、以下の式（１７）で表される。
【数１７】
2014021004.tif 000019
【００９２】
速度パターン選択部４５１ｃは、移動距離Ｍとセグメント長さＬｉとを比較する（ステップＳ２７２）。Ｌｉ＝Ｍの場合には、加速度−αで減速することにより、セグメントの終点において終端速度ＶＦｉに到達する。よって、速度パターン選択部４５１ｃは、パターン６（ＰＡＴ６）を選択する（ステップＳＰ６）。なお、減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝（ＶＳｉ−ＶＦｉ）／αである。
【００９３】
速度パターン選択部４５１ｃは、移動距離Ｍとセグメント長さＬｉとを比較する（ステップＳ２７３）。Ｌｉ＞Ｍの場合には、加速度−αで減速している区間だけでは、セグメントの終点に到達しないことを意味する。この場合、移動距離Ｍだけ移動する他に、加速、減速、等速移動を行うことにより、セグメントの終点に到達することとなる。なお、なるべく移動時間を短縮するため、減速領域よりも前に加速領域、等速領域が設けられる（パターン７〜９）。移動距離Ｍだけ移動するのとは異なる移動態様を決定するため、速度パターン選択部４５１ｃは、初速度ＶＳｉと最大速度ＶＢｉとを比較する（ステップＳ２７４）。
【００９４】
ＶＳｉ＝ＶＢｉである場合には、移動距離Ｍの減速領域の前に加速を行うことはできないので、セグメント開始点から減速領域の始点まで速度ＶＳｉで等速移動を行うこととなる。よって、ＶＳｉ＝ＶＢｉの場合には、速度パターン選択部４５１ｃはパターン７（ＰＡＴ７）を選択する（ステップＳＰ７）。なお、減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝（ＶＳｉ−ＶＦｉ）／αである。等速運動領域の移動時間ｔ２は、ｔ２＝｛Ｌｉ−ｔ３（ＶＦｉ＋ＶＳｉ）／２｝／ＶＳｉである。
【００９５】
ＶＳｉ≠ＶＢｉ、終端速度ＶＦｉがＶＢ（ｉ＋１）に設定された場合には、減速領域の始点まで、初速度ＶＳｉを超えて加速度αで加速し、その後加速度−αで減速する。そして、初速度ＶＳｉまで減速すると、引き続き加速度−αで減速しつつ移動距離Ｍを移動し、終端速度ＶＦｉに達するケースが想定しうる。速度パターン選択部４５１ｃは、このときの最大到達速度ＶＵｉ（＞ＶＦｉ）を算出する（ステップＳ２７５）。
【００９６】
図１７は、ステップＳ２７５で速度パターンから最大到達速度を算出する方法を示す図である。図１７は、ＶＳｉ＞ＶＦｉの場合に単純に加速度αで加速と減速を順に行った例を示している。まず、図１７で示される移動距離を計算する。具体的には、速度を示す関数がなす部分の面積Ｓを計算する。面積Ｓは、図１７に示すように、面積Ｓ２１〜Ｓ２７が含まれる。面積Ｓ２１〜Ｓ２７はそれぞれ以下に示す式（１８）にて表される。 
【数１８】
2014021004.tif 000020
【００９７】
式（１８）より、面積Ｓは、以下の式（１９）で表すことができる。
【数１９】
2014021004.tif 000021
式（１９）をｔｓの２次方程式に書き換えると、以下の式（２０）が得られる。
【数２０】
2014021004.tif 000022
【００９８】
式（２０）をｔｓについて解くと、以下の式（２１）が得られる。
【数２１】
2014021004.tif 000023
式（２１）のうち、式（２０）の判別式に相当する右辺ルート内は正の値となるので、式（２１）は実数解を有する。プラスの解をとり、ｔｓは式（２２）に示すように決定できる。
【数２２】
2014021004.tif 000024
【００９９】
また、最大到達速度ＶＵｉは、以下の式（２３）で表される。
【数２３】
2014021004.tif 000025
式（２３）に式（２２）を代入することにより、最大到達速度ＶＵｉは、以下の式（２４）で表される。
【数２４】
2014021004.tif 000026
【０１００】
速度パターン選択部４５１ｃは、最大到達速度ＶＵｉと最大速度ＶＢｉを比較する（ステップＳ２７６）。ＶＵｉ≦ＶＢｉであれば、加速領域と減速領域が連続して存在しうるので、速度パターン選択部４５１ｃはパターン８（ＰＡＴ８）を選択する（ステップＳＰ８）。なお、加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝（−ＶＳｉ＋ＶＵｉ）／αである。減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝ｔ１（−ＶＦｉ＋ＶＳｉ）／αである。
【０１０１】
ＶＵｉ＞ＶＢｉであれば、加速領域と減速領域との間に、最大速度ＶＢｉで等速移動をする領域が生じることになる。この場合、速度パターン選択部４５１ｃは、加速領域、等速領域、減速領域により構成されるパターン９（ＰＡＴ９）を選択する（ステップＳＰ９）。なお、加速領域の移動時間ｔ１は、ｔ１＝（ＶＢｉ−ＶＳｉ）／αである。等速運動領域の移動時間ｔ２は、ｔ２＝Ｌｉ／ＶＢｉ−｛（ＶＢｉ−ＶＳｉ）２＋（ＶＢｉ−ＶＦｉ）２｝／（２α・ＶＢｉ）である。減速領域の移動時間ｔ３は、ｔ３＝（−ＶＦｉ＋ＶＢｉ）／αである。
【０１０２】
なお、Ｌｉ＜Ｍの場合には、加速度−αで減速したとしても、終端速度ＶＦｉに達する前に、セグメント終点に到達してしまう。つまり、この場合には、初速度ＶＳｉが過大であることを意味する。この場合、速度ＶＳｉを設定し直す必要が有る。この場合、まず、速度パターン選択部４５１ｃは、設定可能初速度ＶＳｂｉを求める（ステップＳ２７７）。設定可能初速度ＶＳｂｉは、以下の式（２５）で表される。
【数２５】
2014021004.tif 000027
【０１０３】
そして、速度パターン選択部４５１ｃは、ｉの値を、ｉ＝ｉ−１に設定する（ステップＳ２７８）。その後、ｉの値を確認する（ステップＳ２７９）。ｉ≧０であれば、図１３のステップＳ２１に戻って、速度パターンの選択処理を再実行する。ｉ＜０であれば、速度パターン選択処理が実行不能として、エラーを返す。
【０１０４】
図１８は、移動経路と速度パターンの例を示す図である。図１８に示すように、セグメントＳＥＧ１〜ＳＥＧ１３に対して、ＰＣＣ曲線Ｌ＿ＰＣＣに対応して速度パターンを割り当てることができる。
【０１０５】
実施の形態３
次に、実施の形態３にかかる形状測定装置３００について説明する。形状測定装置３００は、実施の形態１にかかる形状測定装置１００の変形例であり、形状測定動作をより高速化することができる。なお、形状測定装置３００の構成は、形状測定装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【０１０６】
実施の形態１で説明したように、移動経路を示すＰＣＣ曲線は、複数のセグメントに分割される。ところが、有効半径Ｒが同一又は近似したセグメントが連続して並んでいる場合がある。この場合、有効半径Ｒが同一又は近似したセグメントでは、最大速度ＶＢｉも同一又は近似することとなる。従って、有効半径Ｒ３が同一又は近似したセグメントについては、１つのブロックとして取り扱えばよい。
【０１０７】
図１９は、移動経路を示すＰＣＣ曲線を構成するセグメントＳＥＧ１〜ＳＥＧ１５をブロック化した場合のセグメント配置を模式的に示す図である。図１９に示すように、移動速度算出部４１１ａの制限速度算出部（図６のＶｄ２算出部）４１１ａ＿５は、有効半径Ｒ３が同一又は近似するセグメントをブロックＢＬＯＣＫ１〜ＢＬＯＣＫ４にまとめる。これにより、移動速度算出部４１１ａは、ブロックＢＬＯＣＫ１〜ＢＬＯＣＫ４について、最大速度ＶＢｉを算出する。三次元測定機１は、ブロックごとに設定された最大速度ＶＢｉに基づき、プローブ１７の移動速度を制御すればよい。
【０１０８】
なお、図１９では、全てのセグメントがブロック化されている例について示したが、ブロック間に有効半径Ｒが同一又は近似していないセグメントが存在する場合がある。図２０は、ブロック間に有効半径Ｒが同一又は近似していないセグメントが存在する場合のセグメント配置を模式的に示す図である。この場合も同様に、三次元測定機１は、ブロック及びブロック化されていないセグメントごとに設定された最大速度に基づき、移動速度を制御すればよい。なお、この際、ブロック化されていないセグメント（つまり単一のセグメント）を１つのブロックとして取り扱うことができる。従って、図２０では、ブロック及びブロック化されていないセグメントを含め、ブロックＢＬＯＣＫ１〜ＢＬＯＣＫ６として表示している。
【０１０９】
なお、セグメントをブロック化するには、例えば有効半径Ｒのばらつきに許容範囲を設けるとよい。例えば、ブロック化されたセグメントの有効半径Ｒの平均値のｘ％以内と規定すればよい。
【０１１０】
これにより、ブロック化によりセグメント間にわずかな最大速度の違いによる速度変動を防止できる。その結果、三次元測定機１に生じる振動などを防止し、形状測定精度を高精度化することが可能となる。
【０１１１】
実施の形態４
次に、実施の形態４にかかる形状測定装置４００について説明する。形状測定装置４００は、実施の形態３にかかる形状測定装置３００に実施の形態２で説明した速度パターン決定方法を適用するものである。実施の形態３では、各セグメントに対して、速度パターンを設定した。しかし、実施の形態４にかかる形状測定装置４００で作成されるブロックを１つのセグメントとして取り扱うことで、実施の形態２にかかる速度パターン決定方法を適用することが可能である。この場合、ブロック及びブロック化されていないセグメントのそれぞれに対して、速度パターンを割り当てることができる。
【０１１２】
本実施の形態によれば、ブロック化を導入することにより、速度パターンの決定に要するアルゴリズムの実行回数を大幅に削減することが可能となる。その結果、形状測定の高速化を実現することができる。更に、ブロック化により、加速・減速の回数を抑制することができるので、三次元測定機１に生じる振動などを更に防止し、形状測定精度をより高精度化することが可能となる。
【０１１３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上述の実施の形態では、三次元測定機を有する形状測定装置について説明した。しかし、上述の実施の形態にかかる形状測定装置の制御方法は、プローブが曲線経路を移動する任意の測定装置、切削工具などの加工部が曲線経路を移動する工作機械などに適用することが可能である。
【０１１４】
上述の実施の形態では、プローブの移動経路としてＰＣＣ曲線を用いたが、これは例示に過ぎない。よって、ＰＣＣ以外の３次曲線や４次以上の曲線をプローブの移動経路として用いることが可能であることは言うまでもない。ＰＣＣ以外の３次曲線や４次以上の曲線を、複数のセグメントに分割することで、上述の実施の形態にかかる形状測定装置の制御方法を適用することが可能である。
【０１１５】
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【０１１６】
（付記１）プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割し、前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出し、前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択し、前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、形状測定装置の制御方法。
【０１１７】
（付記２）前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する円の前記最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出する、付記１に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１１８】
（付記３）前記最大速度は、前記有効半径が第１の値よりも小さい場合には、前記有効半径の平方根関数で表され、前記有効半径が第１の値よりも大きい場合には、前記有効半径の１次関数で表される、付記１又は２に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１１９】
（付記４）前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを決定する、付記１乃至３のいずれか一に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２０】
（付記５）前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定する、付記４に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２１】
（付記６）前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に移動する速度パターンを選択する、付記５に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２２】
（付記７）前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、付記５に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２３】
（付記８）前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとが等しい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する速度パターンを選択する、付記７に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２４】
（付記９）前記第１の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と等しい場合には、前記初速度から前記終端速度まで加速した後、前記終端速度にて等速運動を行う速度パターンを選択する、付記７に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２５】
（付記１０）前記第１の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と異なる場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点まで移動する場合の前記最大到達速度を算出する、付記７に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２６】
（付記１１）前記最大到達速度が前記第１の最大速度以下である場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記１０に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２７】
（付記１２）前記最大到達速度が前記第１の最大速度よりも大きい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記第１の最大速度まで加速し、前記第１の最大速度で等速運動を行い、前記予め設定された加速度にて前記第１の最大速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記１０に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２８】
（付記１３）前記測定対象区間の初速度が前記終端速度よりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、付記５に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１２９】
（付記１４）前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとが等しい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記１３に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３０】
（付記１５）前記第２の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と等しい場合には、前記初速度にて等速運動を行った後、前記終端速度まで加速する速度パターンを選択する、付記１３に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３１】
（付記１６）前記第２の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と異なる場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速して前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点まで前記プローブが移動する場合の前記最大到達速度を算出する、付記１３に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３２】
（付記１７）前記最大到達速度が前記第１の最大速度以下である場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記１６に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３３】
（付記１８）前記最大到達速度が前記第１の最大速度よりも大きい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記第１の最大速度まで加速し、前記第１の最大速度で等速運動を行い、前記予め設定された加速度にて前記第１の最大速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記１６に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３４】
（付記１９）前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、付記１乃至３のいずれか一に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３５】
（付記２０）前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択する、付記４乃至１８のいずれか一に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３６】
（付記２１）前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、付記１９又は２０に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３７】
（付記２２）前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）である、付記１乃至２１のいずれか一に記載の形状測定装置の制御方法。
【０１３８】
（付記２３）プローブの移動経路を示す曲線を複数の区間に分割する経路情報分割部と、  前記プローブの移動経路を示す前記曲線の始点側から順に、前記複数の区間から測定対象区間を選択し、前記測定対象区間でのプローブ移動の最大速度を算出する移動速度算出部と、を備え、移動速度算出部は、前記測定対象区間の曲率から第１の曲率半径を算出する第１の半径算出部と、前記測定対象区間の開始点と終了点とを結ぶ第１の直線と、前記測定対象区間の１つ後の区間の開始点と終了点とを結ぶ第２の直線と、がなす角度に応じて第２の曲率半径を算出する第２の半径算出部と、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とのうちで小さい方の値を有効半径として選択する有効半径設定部と、前記測定対象区間について、前記有効半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する最大速度算出部と、を備える、形状測定装置。
【０１３９】
（付記２４）前記第１の半径算出部は、前記測定対象区間を複数の分割曲線に分割し、前記測定対象区間の開始点、前記測定対象区間の終了点、及び前記測定対象区間を前記複数の分割曲線に分割する分割点のうち、連続する３点を通過する最小の半径を有する円の前記最小の半径を、前記第１の曲率半径として算出する、付記２３に記載の形状測定装置。
【０１４０】
（付記２５）前記最大速度は、前記有効半径が第１の値よりも小さい場合には、前記有効半径の平方根関数で表され、前記有効半径が第１の値よりも大きい場合には、前記有効半径の１次関数で表される、付記２３又は２４に記載の形状測定装置。
【０１４１】
（付記２６）前記最大速度に基づき、前記プローブを移動させるための速度パターンを選択する速度パターン選択部を更に有する、付記２３乃至２５のいずれか一に記載の形状測定装置。
【０１４２】
（付記２７）前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の前記最大速度である第１の最大速度と、前記測定対象区間の１つ後の前記区間の前記最大速度である第２の最大速度とを比較し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度以下であれば、前記第１の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定し、前記第１の最大速度が前記第２の最大速度よりも大きければ、前記第２の最大速度を前記測定対象区間の終端速度として設定する、付記２６に記載の形状測定装置。
【０１４３】
（付記２８）前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度と等しい場合には、前記初速度のまま一定の速度を維持して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点に移動する速度パターンを選択する、付記２７に記載の形状測定装置。
【０１４４】
（付記２９）前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の前記初速度が前記終端速度よりも小さい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する間に前記プローブが移動する第１の距離を算出し、前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、付記２７に記載の形状測定装置。
【０１４５】
（付記３０）前記速度パターン選択部は、前記第１の距離と前記測定対象区間の長さとが等しい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで加速する速度パターンを選択する、付記２９に記載の形状測定装置。
【０１４６】
（付記３１）前記速度パターン選択部は、前記第１の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と等しい場合には、前記初速度から前記終端速度まで加速した後、前記終端速度にて等速運動を行う速度パターンを選択する、付記２９に記載の形状測定装置。
【０１４７】
（付記３２）前記速度パターン選択部は、前記第１の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と異なる場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速して、前記プローブが前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点まで移動する場合の前記最大到達速度を算出する、付記２９に記載の形状測定装置。
【０１４８】
（付記３３）前記速度パターン選択部は、前記最大到達速度が前記第１の最大速度以下である場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記３２に記載の形状測定装置。
【０１４９】
（付記３４）前記速度パターン選択部は、前記最大到達速度が前記第１の最大速度よりも大きい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記第１の最大速度まで加速し、前記第１の最大速度で等速運動を行い、前記予め設定された加速度にて前記第１の最大速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記３２に記載の形状測定装置。
【０１５０】
（付記３５）前記速度パターン選択部は、前記測定対象区間の初速度が前記終端速度よりも大きい場合には、予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する間に前記プローブが移動する第２の距離を算出し、前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとを比較する、付記２７に記載の形状測定装置。
【０１５１】
（付記３６）前記速度パターン選択部は、前記第２の距離と前記測定対象区間の長さとが等しい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記３５に記載の形状測定装置。
【０１５２】
（付記３７）前記速度パターン選択部は、前記第２の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と等しい場合には、前記初速度にて等速運動を行った後、前記終端速度まで加速する速度パターンを選択する、付記３５に記載の形状測定装置。
【０１５３】
（付記３８）前記速度パターン選択部は、前記第２の距離が前記測定対象区間の長さよりも小さく、前記終端速度が前記第１の最大速度と異なる場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速して前記測定対象区間の前記開始点から前記終了点まで前記プローブが移動する場合の前記最大到達速度を算出する、付記３５に記載の形状測定装置。
【０１５４】
（付記３９）前記速度パターン選択部は、前記最大到達速度が前記第１の最大速度以下である場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記最大到達速度まで加速した後、前記最大到達速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記３８に記載の形状測定装置。
【０１５５】
（付記４０）前記速度パターン選択部は、前記最大到達速度が前記第１の最大速度よりも大きい場合には、前記予め設定された加速度にて前記初速度から前記第１の最大速度まで加速し、前記第１の最大速度で等速運動を行い、前記予め設定された加速度にて前記第１の最大速度から前記終端速度まで減速する速度パターンを選択する、付記３８に記載の形状測定装置。
【０１５６】
（付記４１）前記移動速度算出部は、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックについては、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値である第４の曲率半径の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出する、付記２３乃至２５のいずれか一に記載の形状測定装置。
【０１５７】
（付記４２）前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、付記４１に記載の形状測定装置。
【０１５８】
（付記４３）前記速度パターン選択部は、前記複数の区間のうち、前記有効半径が所定の範囲にある２以上の前記区間を１つのブロックとしてまとめ、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の代表値の増大に応じて大きくなるプローブ移動の最大速度を算出し、前記プローブが前記ブロックを移動するための前記速度パターンを選択する、付記２６乃至４０のいずれか一に記載の形状測定装置。
【０１５９】
（付記４４）前記代表値は、前記ブロックに含まれる前記測定対象区間の前記有効半径の平均値である、付記４３に記載の形状測定装置。
【０１６０】
（付記４５）第１の演算器を有する三次元測定機と、第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、前記移動速度算出部は、前記第１の演算器に含まれ、前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれる、付記２３乃至４０のいずれか一に記載の形状測定装置。
【０１６１】
（付記４６）第１の演算器を有する三次元測定機と、第２の演算器を有し、三次元測定機を制御する制御装置と、を備え、前記移動速度算出部及び前記速度パターン選択部は、前記第１の演算器に含まれ、前記経路情報分割部は、前記第２の演算器に含まれる、付記２６乃至４０、４３及び４４のいずれか一に記載の形状測定装置。
【０１６２】
（付記４７）前記プローブの移動経路を示す前記曲線は、パラメトリック３次曲線（Parametric Cubic Curves）である、付記２３乃至４６のいずれか一に記載の形状測定装置。
【符号の説明】
【０１６３】
１、４  三次元測定機
２  コンピュータ
３  ケーブル
１０  除震台
１１  定盤
１２ａ、１２ｂ  ビーム支持体
１３  ビーム
１４  駆動機構
１５  コラム
１６  スピンドル
１７  プローブ
１７ａ  接触子
２１  コンピュータ本体
２２  キーボード
２３  マウス
２４  モニタ
２５  プリンタ
３１  ワーク
４１  コントローラ
４２  ＸＹＺ軸駆動部
４３  ＸＹＺ軸エンコーダ
４４  Ａ／Ｄ変換器
４５  コントローラ
５１  ＣＰＵ
５２  メモリ
５３  プログラム記憶部
５４  ワークメモリ
５５  表示制御部
５６〜５８  インタフェース
５９  データ制御部
１００、２００、３００、４００  形状測定装置
４１１ａ  移動速度算出部
４１１ｂ  接触子移動制御部
４１１ａ＿１  カウント部
４１１ａ＿２  測定パラメータ受信部
４１１ａ＿３  相当半径算出部（Ｒ２算出部）
４１１ａ＿４  有効半径設定部（Ｒ３設定部）
４１１ａ＿５    制限速度算出部（Ｖｄ２算出部）
４１１ａ＿６  最大速度算出部（ＶＢｉ算出部）
４１１ａ＿７  出力部
４１１ｂ  接触子移動制御部
４１２  プログラム記憶部
４５１ｃ  速度パターン選択部
ＢＬＯＣＫ１〜ＢＬＯＣＫ６  ブロック
Ｌ＿ＰＣＣ  ＰＣＣ曲線
ＳＥＧ１〜ＳＥＧ１５  セグメント
ＶＢ１〜ＶＢｎ、ＶＢｉ  最大速度
Ｖｄ１  データ依存制限速度
Ｖｄ２  制限速度
ＶＦｉ  終端速度
ＶＳｉ  初速度
ＶＵｉ  最大到達速度
【図１】
2014021004.tif 000028
【図２】
2014021004.tif 000029
【図３】
2014021004.tif 000030
【図４】
2014021004.tif 000031
【図５】
2014021004.tif 000032
【図６】
2014021004.tif 000033
【図７】
2014021004.tif 000034
【図８】
2014021004.tif 000035
【図９】
2014021004.tif 000036
【図１０】
2014021004.tif 000037
【図１１】
2014021004.tif 000038
【図１２】
2014021004.tif 000039
【図１３】
2014021004.tif 000040
【図１４】
2014021004.tif 000041
【図１５】
2014021004.tif 000042
【図１６】
2014021004.tif 000043
【図１７】
2014021004.tif 000044
【図１８】
2014021004.tif 000045
【図１９】
2014021004.tif 000046
【図２０】
2014021004.tif 000047