(57)【要約】      （修正有）【課題】センサのドリフト誤差を除去した状態で対象物の真直度、又は、平面度を算出する幾何学量取得装置を提供する。【解決手段】ワークの平面度を取得する幾何学量取得装置５０は、第１方向に並置される３つの距離センサを有するセンサヘッド９をワークに対して第１方向に相対移動させながら距離データを取得する距離データ取得部１２１と、距離データ取得部１２１が取得する距離データからドリフト誤差を除去するドリフト誤差除去部１２２と、ドリフト誤差除去部１２２によってドリフト誤差が除去された距離データに基づいて幾何学量を算出する幾何学量算出部１２３と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得装置であって、
第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記対象物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する距離データ取得部と、
前記距離データ取得部が取得する距離データからドリフト誤差を除去するドリフト誤差除去部と、
前記ドリフト誤差除去部によってドリフト誤差が除去された距離データに基づいて幾何学量を算出する幾何学量算出部と、
を有する幾何学量取得装置。
【請求項２】
前記ドリフト誤差除去部は、１箇所又は複数箇所に設置される校正用ゲージを用いてドリフト量の推移を取得し、取得したドリフト量の推移に基づいて、前記距離データ取得部が距離データを取得する際のドリフト量を推定し、前記距離データ取得部が取得する距離データから、推定したドリフト量を除去する、
請求項１に記載の幾何学量取得装置。
【請求項３】
前記ドリフト誤差除去部は、前記距離データ取得部による距離データの取得開始前、取得の合間、及び取得終了後の少なくとも１つで校正用ゲージを用いてドリフト量の推移を取得し、取得したドリフト量の推移に基づいて、前記距離データ取得部が距離データを取得する際のドリフト量を推定し、前記距離データ取得部が取得する距離データから、推定したドリフト量を除去する、
請求項１又は２に記載の幾何学量取得装置。
【請求項４】
前記ドリフト誤差除去部は、１箇所又は複数箇所に設置される校正用ゲージを用いて複数のタイミングでドリフト量を取得し、複数のタイミングで取得したドリフト量に基づいて、前記距離データ取得部が距離データを取得する際のドリフト量を推定し、前記距離データ取得部が取得する距離データから、推定したドリフト量を除去する、
請求項１に記載の幾何学量取得装置。
【請求項５】
対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得方法であって、
第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記対象物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する距離データ取得ステップと、
前記距離データ取得ステップで取得される距離データからドリフト誤差を除去するドリフト誤差除去ステップと、
前記ドリフト誤差除去ステップでドリフト誤差が除去された距離データに基づいて幾何学量を算出する幾何学量算出ステップと、
を有する幾何学量取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の真直度、平面度等、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得装置及び幾何学量取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに直交する方向の傾斜を検知する傾斜計と、傾斜計が取り付けられた本体と、本体の下面から突出した３つの測定子と、傾斜計により検知した傾斜を記憶しその傾斜と測定子間の距離から被測定物の表面の変位を求める演算手段とを備える平面度測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
測定者は、この平面度測定装置の３つの測定子を被測定物の表面上の３点に接触させて変位を演算した後、３点のうちの１点を既に接触させた１点に合わせ、他の２点を未接触の位置に接触させるように装置を手動で移動させる。測定者は、この変位の演算と装置の移動を繰り返すことにより、面状に変位を演算し、被測定物の平面度を測定する。
【０００４】
したがって、この平面度測定装置は、装置の逐次移動という煩雑な作業を測定者に強いることになるという問題がある。また、工作機械等の移動機構を用いて逐次移動を行う場合であっても、この平面度測定装置は、次の測定位置への移動のために鉛直上方への移動、水平方向への移動、及び鉛直下方への移動といった複雑な動きを必要とするため、測定効率が悪いという問題がある。
【０００５】
これに対し、被測定物の平面度を自動的に測定する幾何学量計測装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この装置は、ガイドの延在方向に沿って一直線上に並置される３個のレーザ変位計を備えたセンサヘッドのそのガイドに沿った移動と、被測定物を支持するテーブルの、センサヘッドの移動方向に直交する方向への移動とを組み合わせ、レーザ変位計の測定点のそれぞれが被測定物の表面における仮想的な格子の交点となるようにする。このように、特許文献２の幾何学量計測装置は、装置の逐次移動という煩雑な作業を測定者に強いることはなく、センサヘッドの複雑な動きを要求することもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３４４２７号公報
【特許文献２】特開２００９−６３５４１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、特許文献２の幾何学量計測装置は、ドリフト誤差を考慮していない。そのため、ドリフトが生じた場合には、測定値にドリフト誤差が含まれてしまい、対象物の平面度を正確に測定できなくなってしまう。
【０００８】
上述の点に鑑み、本発明は、センサのドリフト誤差を除去した状態で、対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得装置及び幾何学量取得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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る幾何学量取得装置は、対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得装置であって、第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記対象物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する距離データ取得部と、前記距離データ取得部が取得する距離データからドリフト誤差を除去するドリフト誤差除去部と、前記ドリフト誤差除去部によってドリフト誤差が除去された距離データに基づいて幾何学量を算出する幾何学量算出部と、を有する。
【００１０】
また、本発明の実施例に係る幾何学量取得方法は、対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得方法であって、第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記対象物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する距離データ取得ステップと、前記距離データ取得ステップで取得される距離データからドリフト誤差を除去するドリフト誤差除去ステップと、前記ドリフト誤差除去ステップでドリフト誤差が除去された距離データに基づいて幾何学量を算出する幾何学量算出ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
上述の手段により、本発明は、センサのドリフト誤差を除去した状態で、対象物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を取得する幾何学量取得装置及び幾何学量取得方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る幾何学量取得装置が搭載される平面研削盤の正面図である。
【図２】図１の平面研削盤の右側面図である。
【図３】センサヘッドの底面図（その１）である。
【図４】センサヘッドの底面図（その２）である。
【図５】センサヘッドの底面図（その３）である。
【図６】本発明の実施例に係る幾何学量取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】第１距離データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１距離データ取得処理を実行する際のセンサヘッドのワークに対する相対位置の推移を示す図である。
【図９】第２距離データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第２距離データ取得処理を実行する際のセンサヘッドのワークに対する相対位置の推移を示す図である。
【図１１】平面度算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】ドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフ（その１）である。
【図１３】ドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフ（その２）である。
【図１４】ドリフト誤差推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】非線形近似処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】非線形推定処理の一例を説明するグラフ（その１）である。
【図１７】非線形推定処理の一例を説明するグラフ（その２）である。
【図１８】ドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフ（その３）である。
【図１９】ドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフ（その４）である。
【図２０】ドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフ（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る幾何学量取得装置が搭載される平面研削盤１００の正面図であり、図２は、その右側面図である。平面研削盤１００は、主に、本体ベッド１、Ｘ軸テーブル２、立軸砥石用コラム３、立軸砥石ヘッド４、砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、テーブル移動用アクチュエータ８、センサヘッド９、表示装置１０、入力装置１１、及び制御装置１２を含む。
【００１５】
本体ベッド１は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動可能に支持する台座である。具体的には、本体ベッド１は、Ｘ軸テーブル２の下面に取り付けられるラック（図示せず。）とかみ合うピニオン（図示せず。）をその上面に有する。
【００１６】
Ｘ軸テーブル２は、図示しない駆動機構によって、本体ベッド１上をＸ軸方向に摺動させられるテーブルであり、その上面で被研削物であり且つ被測定物であるワークＷ（例えば、定盤である。）を支持する。本実施例では、Ｘ軸テーブル２は、ラックアンドピニオン機構により駆動されるが、ボールねじ機構等の他の駆動機構により駆動されてもよい。
【００１７】
立軸砥石用コラム３は、立軸砥石ヘッド４を上下方向（Ｚ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する装置である。
【００１８】
立軸砥石ヘッド４は、垂直方向（Ｚ軸方向）に平行に延びる砥石軸４０を有する砥石ヘッドである。なお、砥石軸４０の先端には、砥石車４１が取り付けられる。
【００１９】
砥石ヘッド回転用モータ５は、立軸砥石ヘッド４の砥石軸４０を回転させるモータであり、例えば、ＡＣサーボモータが用いられる。
【００２０】
砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６は、立軸砥石ヘッド４をＺ軸方向に移動させるための上下移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６は、図１の矢印ＡＲ１で示すように、立軸砥石ヘッド４をＺ軸方向に移動させるボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。
【００２１】
砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７は、立軸砥石ヘッド４をＹ軸方向に移動させるための左右移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７は、図２の矢印ＡＲ２で示すように、立軸砥石ヘッド４をＹ軸方向に移動させるボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。
【００２２】
テーブル移動用アクチュエータ８は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動させるためのテーブル移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、テーブル移動用アクチュエータ８は、図１の矢印ＡＲ３で示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動させるボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。
【００２３】
なお、上下移動機構、左右移動機構、及びテーブル移動機構は、ラックアンドピニオン機構等の他の機構であってもよい。
【００２４】
センサヘッド９は、被測定物としての研削加工後のワークＷの表面の真直度又は平面度を取得するための装置であり、立軸砥石ヘッド４に取り付けられる。また、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサと、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサとを含む。本実施例では、センサヘッド９は、永久磁石等を用いて立軸砥石ヘッド４に脱着可能に取り付けられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。センサヘッド９は、例えば、立軸砥石ヘッド４に脱着不能に取り付けられてもよい。この場合、センサヘッド９は、平面研削盤１００による研削加工が行われる際に専用のカバーが被せられ、外部環境から隔離される。
【００２５】
図３は、センサヘッド９を鉛直下方（−Ｚ方向）から見たセンサヘッド９の底面図であり、距離センサの配置例を示す。
【００２６】
図３に示すように、センサヘッド９は、三角柱形状の本体部９ｓと、Ｘ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄａ、Ｄｂだけ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃと、Ｙ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄｃ、Ｄｄだけ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９ｃ、９ｄ、９ｅとを含む。なお、距離センサ９ｃは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９は、５つの距離センサ９ａ〜９ｅを含む。なお、距離Ｄａ〜距離Ｄｄのそれぞれは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００２７】
また、本実施例では、距離センサは、非接触式のレーザ変位計であり、レーザ変位計の投光ビームは、ラインビーム形状を採用する。また、ラインビーム形状の延在方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して傾斜する。本実施例では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して４５度の角度を形成する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ラインビーム形状の延在方向は、Ｘ軸又はＹ軸に平行であってもよい。また、レーザ変位計の投光ビームは、スポット形状であってもよい。また、距離センサは、レーザ干渉計であってもよい。
【００２８】
図４及び図５は、センサヘッドの別の構成例を示す図であり、図３に対応する。
【００２９】
図４のセンサヘッド９Ａは、底面が十字形状の多角柱である本体部９Ａｓと、Ｘ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄａ、Ｄｂだけ間隔を空けて本体部９Ａｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃと、Ｙ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄｃ、Ｄｄだけ間隔を空けて本体部９Ａｓ上に配置される３つの距離センサ９ｄ、９ｂ、９ｅとを含む。なお、距離センサ９ｂは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９Ａは、センサヘッド９と同様、５つの距離センサ９ａ〜９ｅを含む。なお、距離Ｄａ〜距離Ｄｄのそれぞれは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００３０】
図５のセンサヘッド９Ｂは、底面がＴ字形状の多角柱である本体部９Ｂｓと、Ｘ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄａ、Ｄｂだけ間隔を空けて本体部９Ｂｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃと、Ｙ軸に平行な方向にそれぞれ距離Ｄｃ、Ｄｄだけ間隔を空けて本体部９Ｂｓ上に配置される３つの距離センサ９ｄ、９ｅ、９ｂとを含む。なお、距離センサ９ｂは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９Ｂは、センサヘッド９、９Ａと同様、５つの距離センサ９ａ〜９ｅを含む。なお、距離Ｄａ〜距離Ｄｄのそれぞれは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００３１】
なお、上述の実施例では、センサヘッド９、９Ａ、９Ｂは、何れも２つのセンサ列の双方に含まれる距離センサを１つ有し、距離センサの数を減らすようにするが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、センサヘッド９は、個々に独立したセンサ列を形成する６つの距離センサを含むようにしてもよい。
【００３２】
ここで、再び図１及び図２を参照して、平面研削盤１００の構成要素の説明を継続する。
【００３３】
表示装置１０は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、液晶ディスプレイ等である。
【００３４】
入力装置１１は、平面研削盤１００に各種情報を入力するための装置であり、例えば、キーボード、タッチパネル、ジョイスティック、リモートコントローラ、エスカッションボタン等である。
【００３５】
制御装置１２は、平面研削盤１００の動きを制御するための装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）等を備えたコンピュータである。
【００３６】
図６は、平面研削盤１００に搭載される幾何学量取得装置５０の構成例を示すブロック図である。幾何学量取得装置５０は、主に、砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、テーブル移動用アクチュエータ８、センサヘッド９、表示装置１０、入力装置１１、及び制御装置１２で構成される。
【００３７】
制御装置１２は、例えば、研削制御部１２０、距離データ取得部１２１、ドリフト誤差除去部１２２、及び幾何学量算出部１２３を機能要素として有し、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭ又はＲＡＭから読み出しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００３８】
研削制御部１２０は、平面研削盤１００によるワークＷの研削加工を制御する機能要素である。具体的には、研削制御部１２０は、入力装置１１を通じて入力される研削深さ、研削幅等の各種情報に基づいて、ワークＷに対する立軸砥石ヘッド４の動作内容を決定する。そして、研削制御部１２０は、決定した動作内容に応じた制御信号を適切なタイミングで砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、及びテーブル移動用アクチュエータ８のそれぞれに対して出力しながら、平面研削盤１００によるワークＷの研削加工を制御する。
【００３９】
距離データ取得部１２１は、幾何学量取得装置５０によるセンサヘッド９を用いた距離データの取得を制御する機能要素である。具体的には、距離データ取得部１２１は、入力装置１１を通じて入力される測定範囲、サンプリング間隔、走査ライン間隔、目標測定繰り返し回数等の各種情報に基づいて、ワークＷに対するセンサヘッド９の動作内容を決定する。なお、目標測定繰り返し回数は、対象物を測定するために同じ走査ラインを何回走査するかを示す自然数である。繰り返し回数が多いほど、累積の偶然誤差が小さくなり、測定値に対する信頼度が高くなる。距離データ取得部１２１は、決定した動作内容に応じた制御信号を適切なタイミングで砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、及びテーブル移動用アクチュエータ８のそれぞれに出力しながら、センサヘッド９をワークＷに対して相対移動させる。また、距離データ取得部１２１は、その相対移動の際に、センサヘッド９を用いて距離データを取得し、取得した距離データを制御装置１２のＲＡＭに記録する。
【００４０】
ドリフト誤差除去部１２２は、距離センサのドリフトに起因するドリフト誤差を除去する機能要素である。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得部１２１が取得した距離データからドリフト誤差を除去する。なお、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差の除去については後述する。
【００４１】
幾何学量算出部１２３は、ワークＷの幾何学量を算出する機能要素である。具体的には、幾何学量算出部１２３は、ＲＡＭに記録された、ドリフト誤差が除去された距離データに基づいてワークＷの幾何学量を算出する。
【００４２】
ここで、図７及び図８を参照しながら、幾何学量取得装置５０がワークＷと距離センサとの間の距離を測定する処理（以下、「第１距離データ取得処理」とする。）について説明する。なお、図７は、第１距離データ取得処理の流れを示すフローチャートである。また、図８は、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置の推移を示す図である。なお、図８において、白丸から黒丸に延びる破線矢印は、センサヘッド９のワークＷに対する相対移動の経路を示し、実線矢印は、Ｘ軸テーブル２によるワークＷの＋Ｘ方向への移動量を示す。また、白丸及び黒丸は、基準位置Ｐｔを表す白丸を除き、センサヘッド９による測定点を表す。また、図８は、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）の順に、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置が移動することを示す。
【００４３】
最初に、制御装置１２の距離データ取得部１２１は、入力装置１１を通じて入力される測定範囲、サンプリング間隔ＳＤ、走査ライン間隔ＬＤ、及び目標測定繰り返し回数を取得する（ステップＳ１）。
【００４４】
測定範囲は、第１距離データ取得処理の対象となるワークＷ上の範囲であり、例えば、開始座標Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）、終了座標Ｐｅ（Ｘｅ、Ｙｅ）で指定される。また、測定範囲は、測定長さＸ１及び測定幅Ｙ１で指定されてもよい。
【００４５】
サンプリング間隔ＳＤは、センサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸方向に走査されるため、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｃがサンプリング間隔ＳＤとして採用される。
【００４６】
走査ライン間隔ＬＤは、センサヘッド９の走査ライン間の距離である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸方向に走査されるため、走査ライン間隔ＬＤは、走査ライン間のＸ軸方向における距離を意味し、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａが走査ライン間隔ＬＤとして採用される。
【００４７】
その後、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてセンサヘッド９の基準位置Ｐｔの座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を決定し（図８（Ａ）参照。）、センサヘッド９を基準位置Ｐｔに移動させる（ステップＳ２）。具体的には、距離データ取得部１２１は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びテーブル移動用アクチュエータ８のうちの少なくとも１つに制御信号を出力し、センサヘッド９及びＸ軸テーブル２の少なくとも１つを駆動させ、センサヘッド９を基準位置Ｐｔに移動させる。
【００４８】
その後、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びセンサヘッド９に制御信号を出力し、図８（Ａ）に示すように、センサヘッド９を基準位置Ｐｔから−Ｙ方向に走査距離だけ移動させる。この移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、サンプリング間隔ＳＤ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ３）。以下、距離の測定を伴うセンサヘッド９の相対移動を「スキャン移動」と称する。
【００４９】
センサヘッド９が−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、テーブル移動用アクチュエータ８に対して制御信号を出力し、図８（Ｂ）に示すように、Ｘ軸テーブル２を走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、走査ライン間隔ＬＤだけ−Ｘ方向に相対的に移動する。以下、距離の測定を伴わないセンサヘッド９の相対移動を「ステップ移動」と称する。
【００５０】
その後、距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ５）。距離データ取得部１２１は、例えば、Ｘ軸テーブル２を更に走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させた場合にセンサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部からはみ出ると判断した場合に、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定する。
【００５１】
センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ３及びステップＳ４の処理を再び実行する。
【００５２】
具体的には、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図８（Ｃ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、サンプリング間隔ＳＤ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ３）。
【００５３】
センサヘッド９が＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、図８（Ｄ）に示すように、Ｘ軸テーブル２を走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、走査ライン間隔ＬＤだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。
【００５４】
距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。
【００５５】
一方、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ２〜ステップＳ５までの処理の繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００５６】
繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になっていないと判定した場合（ステップＳ６のＮＯ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ２〜ステップＳ５の処理を繰り返す。
【００５７】
繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったと判定した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、距離データ取得部１２１は、第１距離データ取得処理を終了させる。
【００５８】
その後、制御装置１２のドリフト誤差除去部１２２は、ＲＡＭに記録された距離データからドリフト誤差を除去する。また、制御装置１２の幾何学量算出部１２３は、ドリフト誤差が除去された距離データに基づいて逐次３点法によりワークＷの平面度を算出し、算出したワークＷの平面度を表示装置１０上に表示させる。なお、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差の除去については後述する。
【００５９】
これにより、幾何学量取得装置５０は、Ｘ軸方向におけるスキャン移動を実行することなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方におけるセンサヘッド９の運動誤差を取り除いた状態で、ワークＷの平面度を算出することができる。
【００６０】
なお、第１距離データ取得処理では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｃがサンプリング間隔ＳＤとして採用され、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａが走査ライン間隔ＬＤとして採用される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ間隔Ｄｃの自然数倍の距離がサンプリング間隔ＳＤとして採用されてもよく、センサ間隔Ｄａの自然数倍の距離が走査ライン間隔ＬＤとして採用されてもよい。
【００６１】
また、第１距離データ取得処理では、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７によりボールねじ機構を用いてスキャン移動を実行し、テーブル移動用アクチュエータ８によりボールねじ機構を用いてステップ移動を実行する。しかしながら、油圧シリンダ機構のような、ボールねじ機構よりも位置決め精度が低い機構を用いてテーブル移動用アクチュエータ８がＸ軸テーブル２を移動させる構成では、ステップ移動は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７によりボールねじ機構を用いて実行されてもよい。この場合、スキャン移動は、テーブル移動用アクチュエータ８により油圧シリンダ機構を用いて実行される。位置決め精度が高いほうの機構を用いてステップ移動を実行することで、ステップ間隔のばらつきを抑えるためである。なお、センサヘッド９は、スキャン移動の際に継続的に距離を測定する構成であれば、サンプリング間隔毎の測定点の位置決めに高い精度を要求することはない。
【００６２】
このように、位置決め精度が高いほうの機構を用いてステップ移動を実行することにより、幾何学量取得装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に並ぶ３つ１組の測定点の距離データを繋ぎ合わせて算出される真直度の信頼性を向上させることができる。また、幾何学量取得装置５０は、１つの測定点に関する距離を複数回のステップ移動を挟んで測定し、その測定結果を合成して真直度を算出する場合のその真直度の信頼性を向上させることができる。また、幾何学量取得装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に関する真直度とＹ軸方向（スキャン移動の方向）に関する真直度とを組み合わせて算出される平面度の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
なお、油圧シリンダ機構は、等速性に関しては、ボールねじ機構と同等であるため、スキャン移動に悪影響を及ぼすことはない。
【００６４】
また、スキャン移動が砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７ではなくテーブル移動用アクチュエータ８により実行される場合、立軸砥石ヘッド４及びセンサヘッド９は、スキャン移動の際に静止したままの状態となる。そのため、センサヘッド９は、距離測定の際に、センサヘッド９と制御装置１２とを繋ぐケーブルのケーブルテンションの変動や環境振動の影響を受けにくい。その結果、センサヘッド９は、ノイズのより少ない距離データを出力することができる。
【００６５】
次に、図９及び図１０を参照しながら、幾何学量取得装置５０がワークＷと距離センサとの間の距離を測定する処理の別の例（以下、「第２距離データ取得処理」とする。）について説明する。なお、図９は、第２距離データ取得処理の流れを示すフローチャートであり、図７に対応する。また、図１０は、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置の推移を示す図であり、図８に対応する。図１０は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）の順に、また、図１０（Ｆ）〜図１０（Ｊ）の順に、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置が移動することを示す。
【００６６】
最初に、距離データ取得部１２１は、入力装置１１を通じて入力される測定範囲、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘ、Ｙ方向走査ライン間隔ＬＤｙ、及び目標測定繰り返し回数を取得する（ステップＳ１１）。
【００６７】
測定範囲は、第２距離データ取得処理の対象となるワークＷ上の範囲であり、例えば、開始座標Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）、終了座標Ｐｅ（Ｘｅ、Ｙｅ）で指定される。また、測定範囲は、測定長さＸ１及び測定幅Ｙ１で指定されてもよい。
【００６８】
Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘは、センサヘッド９がワークＷに対してＸ軸に平行な方向に相対移動する際のセンサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、Ｘ軸テーブル２がＸ軸に平行な方向に移動することによって、静止中のセンサヘッド９がワークＷに対してＸ軸に平行な方向に相対移動するため、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘとして採用される。
【００６９】
Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙは、センサヘッド９がワークＷに対してＹ軸に平行な方向に相対移動する際のセンサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸に平行な方向に走査されることによって、センサヘッド９がワークＷに対してＹ軸に平行な方向に相対移動するため、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｃがＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙとして採用される。
【００７０】
Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘは、センサヘッド９のＸ軸に平行な走査ライン間のＹ軸方向における距離である。本実施例では、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用される。
【００７１】
Ｙ方向走査ライン間隔ＬＤｙは、センサヘッド９のＹ軸に平行な走査ライン間のＸ軸方向における距離である。本実施例では、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｃがＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用される。
【００７２】
その後、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてセンサヘッド９の基準位置Ｐｔの座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を決定し（図１０（Ａ）参照。）、センサヘッド９を基準位置Ｐｔに移動させる（ステップＳ１２）。具体的には、距離データ取得部１２１は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びテーブル移動用アクチュエータ８のうちの少なくとも１つに制御信号を出力し、センサヘッド９及びＸ軸テーブル２の少なくとも１つを駆動させ、センサヘッド９を基準位置Ｐｔに移動させる。
【００７３】
その後、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びセンサヘッド９に制御信号を出力し、図１０（Ａ）に示すように、センサヘッド９を基準位置Ｐｔから−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ１３）。
【００７４】
センサヘッド９が−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、テーブル移動用アクチュエータ８に対して制御信号を出力し、図１０（Ｂ）に示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ１４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。
【００７５】
その後、距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００７６】
センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理を再び実行する。
【００７７】
具体的には、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｃ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ１３）。
【００７８】
センサヘッド９が＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、図１０（Ｄ）に示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ１４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。
【００７９】
距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。
【００８０】
一方、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｆ）に示すように、センサヘッド９を−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する。
【００８１】
その後、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＸ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、テーブル移動用アクチュエータ８及びセンサヘッド９に制御信号を出力し、図１０（Ｇ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ１６）。
【００８２】
センサヘッド９が＋Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７に対して制御信号を出力し、図１０（Ｈ）に示すように、センサヘッド９をＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させる（ステップＳ１７）。
【００８３】
その後、距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ１８）。距離データ取得部１２１は、例えば、センサヘッド９を更にＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させた場合にセンサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部からはみ出ると判断した場合に、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定する。
【００８４】
センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ１８のＮＯ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理を再び実行する。
【００８５】
具体的には、距離データ取得部１２１は、測定範囲に基づいてＸ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｉ）に示すように、センサヘッド９を−Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ１６）。
【００８６】
センサヘッド９が−Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動した後、距離データ取得部１２１は、図１０（Ｊ）に示すように、センサヘッド９をＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させる（ステップＳ１７）。
【００８７】
距離データ取得部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。
【００８８】
一方、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ１２〜ステップＳ１８までの処理の繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００８９】
繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になっていないと判定した場合（ステップＳ１９のＮＯ）、距離データ取得部１２１は、ステップＳ１２〜ステップＳ１８の処理を繰り返す。
【００９０】
繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったと判定した場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）、距離データ取得部１２１は、第２距離データ取得処理を終了させる。
【００９１】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、ＲＡＭに記録された距離データからドリフト誤差を除去する。また、制御装置１２の幾何学量算出部１２３は、ドリフト誤差が除去された距離データに基づいて、逐次３点法により、ワークＷの平面度を算出し、算出したワークＷの平面度を表示装置１０上に表示させる。なお、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差の除去については後述する。
【００９２】
なお、第２距離データ取得処理では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｃがＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙ及びＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用され、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘ及びＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ間隔Ｄｃの自然数倍の距離がＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙ又はＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用されてもよく、センサ間隔Ｄａの自然数倍の距離がＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘ又はＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用されてもよい。
【００９３】
また、第２距離データ取得処理では、ステップ移動がＸ軸方向及びＹ軸方向の双方で行われ、スキャン移動もＸ軸方向及びＹ軸方向の双方で行われる。そのため、ステップ移動の方向に並ぶ３つ１組の測定点の距離データを繋ぎ合わせて真直度を算出する必要はない。その結果、ステップ間隔毎の測定点の位置決め精度に対する要求を緩和させることができる。
【００９４】
次に、幾何学量取得装置５０がワークＷと距離センサとの間の距離を測定する処理の別の例（以下、「第３距離データ取得処理」とする。）について説明する。
【００９５】
第３距離データ取得処理では、第１距離データ取得処理の場合と同様に、幾何学量取得装置５０は、センサヘッド９をＹ軸方向にスキャン移動させ、且つ、センサヘッド９をＸ軸方向にステップ移動させながら、測定点が格子状に並ぶように、各測定点で距離を測定する。
【００９６】
これにより、幾何学量取得装置５０は、１回目のスキャン移動の際に３つ１組の距離センサ９ｃ〜９ｅのそれぞれが取得した距離データより、逐次３点法に基づいてセンサヘッド９の運動誤差を取り除いた状態で、第１の走査ラインに関するワークＷの真直度を算出できる。これは、幾何学量取得装置５０が、第１の走査ライン上の各測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を把握していることを意味する。
【００９７】
そこで、幾何学量取得装置５０は、第２及び第３の走査ライン上の各測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差が、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差と同じであると仮定する。
【００９８】
そして、幾何学量取得装置５０は、１回目のスキャン移動の際に距離センサ９ｂが取得した距離データ、すなわち、第２の走査ライン上の各測定点における距離データから、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を取り除いた値を、真直度の算出に用いる距離データとする。
【００９９】
同様に、幾何学量取得装置５０は、１回目のスキャン移動の際に距離センサ９ａが取得した距離データ、すなわち、第３の走査ライン上の各測定点における距離データから、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を取り除いた値を、真直度の算出に用いる距離データとする。
【０１００】
その結果、幾何学量取得装置５０は、センサヘッド９の１回のスキャン移動により、３本の走査ラインに関するワークＷの真直度を算出できる。したがって、幾何学量取得装置５０は、１回のステップ移動によるステップ間隔をセンサ間隔の３倍とすることができ、ワークＷの平面度をより短時間で効率的に算出できる。すなわち、距離センサ９ｃ〜９ｅのそれぞれは、２回目のスキャン移動では、第２の走査ラインではなく、第４の走査ライン上の各測定点における距離データを取得する。
【０１０１】
なお、幾何学量取得装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に等間隔に並ぶ距離センサの数を４つ以上にすることによって、ステップ間隔をさらに大きくし、ワークＷの平面度の算出に要する時間をさらに短縮させてもよい。
【０１０２】
次に、図１１を参照して、ドリフト誤差を除去した距離データに基づいて幾何学量取得装置５０がワークＷの平面度を算出する処理（以下、「平面度算出処理」とする。）について説明する。なお、図１１は、平面度算出処理の流れを示すフローチャートであり、幾何学量取得装置５０は、例えば、入力装置１１を通じた平面度算出処理の開始命令に応じてこの平面度算出処理を実行する。
【０１０３】
最初に、幾何学量取得装置５０は、第１ドリフト量監視処理を開始する（ステップＳ２１）。第１ドリフト量監視処理において、幾何学量取得装置５０は、制御装置１２のドリフト誤差除去部１２２により、距離データ取得処理開始前のセンサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれのドリフト量を監視する。
【０１０４】
具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を所定の校正位置に移動させ、センサヘッド９を校正位置に停止させた状態で、５つの距離センサ９ａ〜９ｅを用いて校正位置の下に設置されている校正用ゲージまでの距離を測定する。そして、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理で最初に記録した距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値を距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの基準距離とする。なお、距離センサ９ａの基準距離は、距離センサ９ａのドリフト量ゼロに相当する値である。また、ドリフト誤差除去部１２２は、起動後一定時間が経過した時点における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値又は予め決定された値を距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの基準距離としてもよい。
【０１０５】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を静止させたまま、所定時間に亘って所定周期で繰り返し校正用ゲージ表面上の同じ測定点までの距離を測定する。
【０１０６】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理で記録した距離センサ９ａの測定値のそれぞれから距離センサ９ａの基準距離を減算して測定値のそれぞれに対応するドリフト量を算出し、算出したドリフト量をＲＡＭに記録する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、距離センサ９ｂ〜９ｅについても同様に、対応するドリフト量を算出して記録する。
【０１０７】
「校正用ゲージ」は、距離センサの校正に用いるゲージであり、測定毎の再現性を保証できる任意の材料で形成される。また、校正用ゲージは、形状計測を行うことによって、或いは、反転法等を利用することによって、その零点誤差が事前に算出される。そのため、計測毎の基準距離における零点誤差は、校正用ゲージが厳密に真直でなくとも再現性よく除去され得る。具体的には、計測毎の基準距離における零点誤差は、校正用ゲージ表面に距離センサを当てたときの読みを零点とし、その上で予め分かっている校正用ゲージの零点誤差を減算することで再現性よく除去され得る。
【０１０８】
その後、所定時間が経過して第１ドリフト量監視処理が終了すると、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理を開始する（ステップＳ２２）。距離データ取得処理において、幾何学量取得装置５０は、制御装置１２の距離データ取得部１２１により、ワークＷ上を相対移動する距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの位置からワークＷの表面上の対応する点までの距離を測定し、測定した距離データをＲＡＭに記録する。具体的には、距離データ取得部１２１は、上述の第１距離データ取得処理、第２距離データ取得処理、第３距離データ取得処理等を実行する。
【０１０９】
その後、距離データ取得処理が終了すると、幾何学量取得装置５０は、第２ドリフト量監視処理を開始する（ステップＳ２３）。第２ドリフト量監視処理において、幾何学量取得装置５０は、ドリフト誤差除去部１２２により、距離データ取得処理終了後のセンサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれのドリフト量を監視する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を校正位置に静止させた状態で、５つの距離センサ９ａ〜９ｅを用いて校正位置の下に設置されている校正用ゲージまでの距離を繰り返し測定する。より具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を校正位置に静止させたまま所定時間に亘って所定周期で繰り返し校正用ゲージ表面上の同じ測定点までの距離を測定する。
【０１１０】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量監視処理で記録した距離センサ９ａの測定値のそれぞれから距離センサ９ａの基準距離を減算して測定値のそれぞれに対応するドリフト量を算出し、算出したドリフト量をＲＡＭに記録する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、距離センサ９ｂ〜９ｅについても同様に、対応するドリフト量を算出して記録する。
【０１１１】
なお、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を校正位置以外の位置に静止させた状態で第２ドリフト量監視処理を実行してもよい。例えば、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９をワークＷの上に静止させたまま所定時間に亘って所定周期で繰り返しワークＷまでの距離を測定し、ドリフト量の時間的推移を記録してもよい。この場合、ドリフト誤差除去部１２２は、例えば、第２ドリフト量監視処理で最初に記録した距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値を距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの基準距離とする。また、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理で記録したドリフト量の時間的推移に基づいて第２ドリフト量監視処理を開始した時点における基準ドリフト量を推定する。そして、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量監視処理で記録した距離センサ９ａの測定値のそれぞれから基準距離を減算し且つ基準ドリフト量を加算して測定値のそれぞれに対応するドリフト量を算出し、算出したドリフト量をＲＡＭに記録する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、距離センサ９ｂ〜９ｅについても同様に、対応するドリフト量を算出して記録する。
【０１１２】
また、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を校正位置に静止させた状態で第２ドリフト量監視処理を実行する場合には、センサヘッド９を校正位置以外の位置に静止させた状態で第１ドリフト量監視処理を実行してもよい。すなわち、ドリフト誤差除去部１２２は、センサヘッド９を校正位置に静止させた状態でドリフト量監視処理を任意のタイミングで１回実行しさえすれば、センサヘッド９を校正位置以外の位置に静止させた状態で他のドリフト量監視処理を実行してもよい。センサヘッド９を校正位置に静止させた状態で測定した特定のドリフト量監視処理におけるドリフト量の時間的推移に基づいて、他のドリフト量監視処理における基準ドリフト量を推定できるためである。
【０１１３】
その後、所定時間が経過して第２ドリフト量監視処理が終了すると、幾何学量取得装置５０は、ドリフト誤差推定処理を開始する（ステップＳ２４）。ドリフト誤差推定処理において、幾何学量取得装置５０は、ドリフト誤差除去部１２２により、距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移に基づいて、ドリフト量の時間的推移の記録が行われていない距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理で記録した距離データ取得処理開始前のドリフト量と、第２ドリフト量監視処理で記録した距離データ取得処理終了後のドリフト量とに基づいて、距離データ取得処理中のドリフト量を推定する。距離データ取得処理中のドリフト量の推定は、例えば、内挿法若しくは外挿法を用いて線形補間若しくは非線形補間を実行することによって行われ、或いは、最小二乗法を用いて線形近似若しくは非線形近似を実行することによって行われる。
【０１１４】
図１２は、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差推定処理の一例を説明するグラフであり、横軸に時間を配し、縦軸にドリフト量を配する。また、最も太い実線は、第１ドリフト量監視処理中又は第２ドリフト量監視処理中における第１距離センサとしての距離センサ９ａのドリフト量の時間的推移を示す。また、最も太い破線は、最も太い実線で示す距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移に基づいて推定される距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を示す。同様に、中程度の太さの実線は、第１ドリフト量監視処理中又は第２ドリフト量監視処理中における第２距離センサとしての距離センサ９ｂのドリフト量の時間的推移を示し、中程度の太さの破線は、中程度の太さの実線で示す距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移に基づいて推定される距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を示す。さらに、最も細い実線は、第１ドリフト量監視処理中又は第２ドリフト量監視処理中における第３距離センサとしての距離センサ９ｃのドリフト量の時間的推移を示し、最も細い破線は、最も細い実線で示す距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移に基づいて推定される距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を示す。なお、第４距離センサとしての距離センサ９ｄのドリフト量の時間的推移、及び、第５距離センサとしての距離センサ９ｅのドリフト量の時間的推移は、図の明瞭化のため省略する。
【０１１５】
図１２に示すように、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理が開始される前に、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの所定時間に亘って第１ドリフト量監視処理を実行し、距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値（校正用ゲージまでの距離）に基づくドリフト量を時系列で記録する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理が終了した後で、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの所定時間に亘って第２ドリフト量監視処理を実行し、距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値（校正用ゲージまでの距離）に基づくドリフト量を時系列で記録する。
【０１１６】
「所定時間」は、ドリフト量監視処理を継続させる時間として設定される時間であり、例えば、所定周期で繰り返し測定される測定値の時間的推移から高精度の近似式を得るのに十分な時間として設定される。具体的には、所定時間は、例えば、１つの距離センサによる測定値の数が所定数に達するまでに要する時間であり、測定周期が長いほど、また、距離データ取得処理の時間が長いほど、長めに設定される。
【０１１７】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の前後でのドリフト量の時間的推移から、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、内挿法、外挿法、最小二乗法等の公知の手段により距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出す。距離データ取得処理中の任意の時刻における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値に含まれるドリフト量を幾何学量取得装置５０が導出できるようにするためである。
【０１１８】
また、図１２は、距離センサ９ａ〜９ｃのドリフト量が時間の経過と共に線形的に増大し、第１ドリフト量監視処理で記録したドリフト量の時間的推移と、第２ドリフト量監視処理で記録したドリフト量の時間的推移との間を線形的に推定できる状態を示す。
【０１１９】
この推定により、幾何学量取得装置５０は、時間の関数である１次式を得ることができ、距離データ取得処理中の任意の時刻における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値に含まれるドリフト量を導き出すことができる。そのため、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理中の任意の時刻における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値から、対応するドリフト量を除去できる。
【０１２０】
その後、ドリフト誤差推定処理が終了すると、幾何学量取得装置５０は、ドリフト誤差除去処理を開始する（ステップＳ２５）。ドリフト誤差除去処理において、幾何学量取得装置５０は、ドリフト誤差除去部１２２により、距離データ取得処理で記録された距離データからドリフト量を除去する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理で記録された距離センサ９ａ〜９ｅの測定値のそれぞれから、ドリフト誤差推定処理で得られた式を用いて導出される対応するドリフト量を減算する。
【０１２１】
その後、ドリフト誤差除去処理が終了すると、幾何学量取得装置５０は、平面度算出処理を開始する（ステップＳ２６）。平面度算出処理において、幾何学量取得装置５０は、幾何学量算出部１２３により、ドリフト量が除去された距離データに基づいてワークＷの平面度を算出する。具体的には、幾何学量算出部１２３は、ドリフト量が除去された距離データに基づいて、ワークＷの表面上に並ぶ測定ラインのそれぞれに対して逐次３点法により真直度を算出する。そして、幾何学量算出部１２３は、複数の測定ラインのそれぞれに対して算出された真直度に基づいてワークＷの平面度を算出し、算出したワークＷの平面度を表示装置１０上に表示させる。
【０１２２】
また、図１２は、第１ドリフト量監視処理中に校正位置に静止するセンサヘッド９の姿勢（高さ、傾き等である。）と、第２ドリフト量監視処理中に校正位置に静止するセンサヘッド９の姿勢とが同じ姿勢である場合を示す。しかしながら、幾何学量取得装置５０は、並進誤差、ピッチング誤差等の影響により距離データ取得処理の前後でドリフト量監視処理中のセンサヘッド９の姿勢が変化する場合にも対応できる。ドリフト量監視処理中の測定値に基づく近似式が導出できる程度に長い時間に亘ってドリフト量監視処理が継続されるためである。具体的には、以下に説明する理由による。
【０１２３】
図１３は、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差推定処理の別の一例を説明するグラフであり、図１２に対応する。また、図１３は、距離データ取得処理の前後でドリフト量監視処理中のセンサヘッド９の相対高さが距離（誤差）ＥＺだけ下がった場合におけるドリフト量の時間的推移を示す。具体的には、第１距離センサ９ａの相対高さが距離（誤差）ＥＺ１だけ下がり、第２距離センサ９ｂの相対高さが距離（誤差）ＥＺ２だけ下がり、第３距離センサ９ｃの相対高さが距離（誤差）ＥＺ３だけ下がった場合におけるドリフト量の時間的推移を示す。なお、以下では、センサヘッド９に関する距離（誤差）ＥＺを例に説明するが、距離センサ９ａ〜９ｃのそれぞれに関する距離（誤差）ＥＺ１、ＥＺ２、ＥＺ３についても同様の説明が適用される。また、センサヘッド９及び距離センサ９ａ〜９ｃの相対高さの変動は、校正用ゲージの姿勢変動、センサヘッド９の姿勢変動等に起因する。
【０１２４】
図１３において、第２ドリフト量監視処理中のドリフト量は、誤差ＥＺが存在しない場合の実線で示すドリフト量に比べ、点線で示すように誤差ＥＺだけ小さい値で推移する。そのため、何らの補正も加えない場合には、距離データ取得処理中のドリフト量の推移は、一点鎖線で示すような直線を用いて推定され得る。
【０１２５】
これに対し、幾何学量取得装置５０は、以下に説明するような方法によって、誤差ＥＺを除去できる。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理におけるドリフト量の時間的推移に基づいて第１近似式ｙ＝ｆ（ｔ）を導き出す。また、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量監視処理におけるドリフト量の時間的推移に基づいて第２近似式ｙ＝ｆ（ｔ）−ＥＺを導き出す。なお、ｙは、ドリフト量を表す変数であり、ｔは時間を表す変数である。そして、ドリフト誤差除去部１２２は、２つの近似式のそれぞれを微分した値が同じであるか否かを判定する。すなわち、２つの一次近似式のそれぞれの傾きが同じであるか否かを判定する。そして、その傾きが同じであれば、ドリフト誤差除去部１２２は、定数項であるＥＺがセンサヘッド９の高さ方向の誤差であると判断して、定数項ＥＺを第２近似式から取り除き、第１近似式と同じ近似式を得る。すなわち、ドリフト誤差除去部１２２は、図１３の破線で示すように、定数項ＥＺが取り除かれた第２近似式を用いて距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、第１近似式として指数関数ｙ＝ａ×ｅｘｐ（−ｂ×ｔ）を導き出し、第２近似式として指数関数ｙ＝ａ×ｅｘｐ（−ｂ×ｔ）−ＥＺを導き出した場合も同様に誤差ＥＺを取り除くことができる。なお、a、ｂは、定数を表し、eｘｐは、指数関数を表す。
【０１２６】
このように、幾何学量取得装置５０は、複数回のドリフト量監視処理のそれぞれにおいて、近似式が得られる程度の適切な数の測定値を記録する。そのため、幾何学量取得装置５０は、１回目のドリフト量監視処理で得られたドリフト量の時間的推移と、２回目のドリフト量監視処理で得られたドリフト量の時間的推移とを比較して、センサヘッド９の高さに関する誤差を除去することができる。
【０１２７】
このような誤差の除去は、ドリフト量監視処理中に適切な数の測定値を記録することによって実現されるが、本発明は、ドリフト量監視処理中に記録される測定値の数が少ない場合を排除するものではない。例えば、ドリフト誤差除去部１２２は、第１ドリフト量監視処理中に距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれにつき測定値を１つだけ記録し、且つ、第２ドリフト量監視処理中に距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれにつき測定値を１つだけ記録した上で、距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。
【０１２８】
次に、図１４〜図１７を参照して、ドリフト誤差推定処理の別の一例について説明する。なお、図１４は、ドリフト誤差推定処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２９】
最初に、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の開始前及び終了後のそれぞれで記録されたドリフト量の時間的推移を別々に線形近似する（ステップＳ３１）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、最小二乗法を用いて、第1ドリフト量監視処理で記録されたドリフト量（以下、「第１ドリフト量」とする。）の時間的推移の近似直線を導き出す。また、ドリフト誤差除去部１２２は、最小二乗法を用いて、第２ドリフト量監視処理で記録されたドリフト量（以下、「第２ドリフト量」とする。）の時間的推移の近似直線を導き出す。
【０１３０】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、導き出した２つの近似直線が同等であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、２つの近似直線の傾きの差が所定値未満であり且つ２つの近似直線の切片の差が所定値未満であれば、２つの近似直線が同等であると判定する。
【０１３１】
２つの近似直線が同等であると判定した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移に基づいて距離データ取得処理中のドリフト量を推定する（ステップＳ３３）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、第1ドリフト量と第２ドリフト量とを纏めて線形近似することで距離データ取得処理中のドリフト量を推定する。
【０１３２】
一方、２つの近似直線が同等でないと判定した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、ドリフト誤差除去部１２２は、２つの近似直線の傾きが同等であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、２つの近似直線の傾きの差が所定値未満であれば、２つの近似直線の傾きが同等であると判定する。
【０１３３】
２つの近似直線の傾きが同等であると判定した場合（ステップＳ３４のＹＥＳ）、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の開始前のドリフト量の時間的推移に基づいて距離データ取得処理中のドリフト量を推定する（ステップＳ３５）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、第1ドリフト量の時間的推移を表す近似直線を用いて距離データ取得処理中のドリフト量を推定する。
【０１３４】
なお、２つの近似直線の傾きが同等でないと判定した場合（ステップＳ３４のＮＯ）、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を線形推定できないと判断して、非線形推定処理を実行する（ステップＳ３６）。
【０１３５】
ここで、図１５及び図１６を参照しながら、非線形推定処理について説明する。なお、図１５は、非線形推定処理の流れを示すフローチャートである。また、図１６は、非線形推定処理の一例を説明するグラフであり、図１２に対応する。なお、図１６中の白点は、各時刻の第１距離センサ９ａの測定値に基づくドリフト量を表し、図１６中の実線は、ドリフト誤差除去部１２２が導き出す近似曲線を表す。また、図１６では、第２距離センサ９ｂ〜第５距離センサ９ｅのそれぞれに関するドリフト量は、図の明瞭化のため省略する。
【０１３６】
最初に、ドリフト誤差除去部１２２は、図１５に示すように、距離データ取得処理の開始前に記録されたドリフト量の時間的推移を非線形近似する（ステップＳ４１）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、図１６（Ａ）に示すように、最小二乗法を用いて、第1ドリフト量の時間的推移を近似する指数関数を導き出す。なお、図１６（Ａ）中の破線で示す直線は、第1ドリフト量の時間的推移の近似直線を表し、図１６（Ａ）中の一点鎖線で示す直線は、第２ドリフト量の時間的推移の近似直線を表す。このように、図１６（Ａ）は、２つの近似直線が同等でないことを表す。
【０１３７】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の終了後のドリフト量のそれぞれを補正する（ステップＳ４２）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量のそれぞれを所定幅だけ増減させる。所定幅は、例えば、第２ドリフト量の各点と、ドリフト誤差除去部１２２が導き出した近似曲線上の対応する各点との差（乖離量）の平均値である。なお、所定幅は、予め登録されている値であってもよく、その都度決定される乱数であってもよい。図１６（Ｂ）の黒点は、第２ドリフト量監視処理で記録された白点で示す第２ドリフト量のそれぞれを乖離量の平均値だけ低減させた状態を示す。
【０１３８】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理開始前のドリフト量及び距離データ取得処理終了後の補正済みドリフト量の時間的推移を纏めて非線形近似する（ステップＳ４３）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、図１６（Ｃ）に示すように、最小二乗法を用いて、第1ドリフト量の時間的推移、及び、乖離量の平均値だけ低減された第２ドリフト量の時間的推移を近似する指数関数を導き出す。
【０１３９】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、非線形近似の結果が終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４４）。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、導き出した指数関数に関する残差二乗和が所定値以下であれば終了条件を満たすと判定する。
【０１４０】
終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ４４のＮＯ）、ドリフト誤差除去部１２２は、ステップＳ４２以降の処理を再び実行する。なお、ドリフト誤差除去部１２２は、ステップＳ４２及びステップＳ４３の実行回数が所定回数を上回った場合にも終了条件を満たすと判定してもよい。
【０１４１】
終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ４４のＹＥＳ）、ドリフト誤差除去部１２２は、直近に導き出した非線形近似の結果を採用して非線形推定処理を終了させる。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、図１６（Ｃ）の実線で示す指数関数による近似曲線を採用して非線形推定処理を終了させる。
【０１４２】
次に、図１７を参照しながら、非線形推定処理の別の一例について説明する。なお、図１７は、非線形推定処理の別の一例を説明するグラフであり、図１６に対応する。図１７中の白点は、各時刻の第１距離センサ９ａの測定値に基づくドリフト量を表し、図１７中の実線は、ドリフト誤差除去部１２２が導き出す近似曲線を表す。
【０１４３】
最初に、ドリフト誤差除去部１２２は、図１７（Ａ）に示すように、最小二乗法を用いて、第1ドリフト量の時間的推移を近似する指数関数を導き出す。なお、図１７（Ａ）中の破線で示す直線は、第1ドリフト量の時間的推移の近似直線を表し、図１７（Ａ）中の一点鎖線で示す直線は、第２ドリフト量の時間的推移の近似直線を表す。このように、図１７（Ａ）は、２つの近似直線が同等でないことを表す。
【０１４４】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量のそれぞれを乖離量の平均値だけ低減させる。図１７（Ｂ）の黒点は、第２ドリフト量監視処理で記録された白点で示す第２ドリフト量のそれぞれを乖離量の平均値だけ低減させた状態を示す。
【０１４５】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、図１７（Ｃ）に示すように、最小二乗法を用いて、第1ドリフト量の時間的推移、及び、乖離量の平均値だけ低減された第２ドリフト量の時間的推移を近似する近似曲線を導き出す。本実施例では、ドリフト誤差除去部１２２は、指数関数で近似した場合の残差二乗和が所定値以上の場合に、指数関数の代わりに二次関数を用いて非線形近似を実行する。なお、ドリフト誤差除去部１２２は、二次関数以外の関数を用いて非線形近似を実行してもよい。例えば、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量の時間的推移の変動傾向に応じて、採用する近似曲線の種類を決定してもよい。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、第２ドリフト量の時間的推移が減少傾向にある場合に二次関数を採用する。
【０１４６】
その後、ドリフト誤差除去部１２２は、導き出した二次関数に関する残差二乗和が所定値以上であるため終了条件を満たさないと判定し、第２ドリフト量のそれぞれをさらに乖離量の平均値だけ低減させる。図１７（Ｄ）の黒点は、図１７（Ｂ）で示すように指数曲線との乖離量の平均値だけ低減させた第２ドリフト量のそれぞれを、二次曲線との乖離量の平均値だけさらに低減させた状態を示す。
【０１４７】
この段階において、ドリフト誤差除去部１２２は、最後に導き出した二次関数に関する残差二乗和が所定値未満であるため終了条件を満たすと判定し、最後に導き出した二次関数を採用して非線形推定処理を終了させる。
【０１４８】
なお、上述のように、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理の前後のドリフト量の時間的推移から距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。そして、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理中に取得した距離データから、推定したドリフト量を除去する。その結果、幾何学量取得装置５０は、距離センサのドリフト誤差を除去した状態で、ワークＷの平面度を算出することができる。
【０１４９】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理開始前のドリフト量の時間的推移のみに基づいて距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよく、距離データ取得処理終了後のドリフト量の時間的推移のみに基づいて距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。
【０１５０】
また、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理の合間に１又は複数回のドリフト量監視処理を実行し、それらドリフト量監視処理でのドリフト量の時間的推移に基づいて、ドリフト量監視処理の開始前、ドリフト量監視処理の終了後、又は２つのドリフト量監視処理の間における距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。具体的には、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理の合間に実行される２回のドリフト量監視処理におけるドリフト量の推移に基づいて、それら２回のドリフト量監視処理の間に実行される距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。また、１回目のドリフト量監視処理の前に実行される距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよく、２回目のドリフト量監視処理の後に実行される距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。また、幾何学量取得装置５０は、距離データ取得処理の合間に実行される１回のドリフト量監視処理におけるドリフト量の推移に基づいて、そのドリフト量監視処理の開始前又は終了後の少なくとも一方で実行される距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定してもよい。
【０１５１】
図１８〜図２０は、ドリフト誤差除去部１２２によるドリフト誤差推定処理のさらに別の例を説明するグラフであり、図１２に対応する。図１８は、距離データ取得処理開始前のドリフト量の時間的推移のみに基づいて距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定する場合を示す。図１９は、距離データ取得処理終了後のドリフト量の時間的推移のみに基づいて距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定する場合を示す。図２０は、距離データ取得処理の前後とその合間にドリフト量監視処理を実行し、それら３回のドリフト量監視処理のそれぞれにおけるドリフト量の時間的推移に基づいて、距離データ取得処理中のドリフト量の推移を推定する場合を示す。
【０１５２】
図１８では、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理が開始される前に、時刻ｔ０から時刻ｔ１１までの所定時間に亘って第１ドリフト量監視処理を実行し、距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値（校正用ゲージまでの距離）に基づくドリフト量を時系列で記録する。
【０１５３】
そして、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理開始前のドリフト量の時間的推移から、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、外挿法、最小二乗法等の公知の手段により距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出す。距離データ取得処理中の任意の時刻における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値に含まれるドリフト量を幾何学量取得装置５０が導き出すことができるようにするためである。
【０１５４】
この場合、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理開始前に近似式を得る。そのため、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理中、距離データを取得したときにドリフト量を減算することによって、ドリフト量が除去された距離データをリアルタイムに算出できる。その結果、ドリフト誤差除去部１２２は、時刻ｔ１２において距離データ取得処理が終了したときに遅滞なくワークＷの平面度を算出でき、平面度を算出するまでに要する時間を短縮できる。
【０１５５】
図１９では、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理が終了した後に、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの所定時間に亘って第１ドリフト量監視処理を実行し、距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値（校正用ゲージまでの距離）に基づくドリフト量を時系列で記録する。
【０１５６】
そして、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理終了後のドリフト量の時間的推移から、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、外挿法、最小二乗法等の公知の手段により距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出す。距離データ取得処理中の任意の時刻における距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれの測定値に含まれるドリフト量を幾何学量取得装置５０が導き出すことができるようにするためである。
【０１５７】
この場合、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理開始前のドリフト量監視処理を実行することなく、距離データ取得処理終了後のドリフト量監視処理の結果のみに基づいて近似式を得る。そのため、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理開始前のドリフト量監視処理に要する時間を省略でき、平面度を算出するまでに要する時間を短縮できる。
【０１５８】
図２０では、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理が開始する前に、時刻ｔ０から時刻ｔ３１までの所定時間に亘って第１ドリフト量監視処理を実行する。また、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の合間に、すなわち、距離データ取得処理の前半が終了した後で距離データ記録処理の後半が開始する前に、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの所定時間に亘って第２ドリフト量監視処理を実行する。さらに、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の後半が終了した後に、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの所定時間に亘って第３ドリフト量監視処理を実行する。
【０１５９】
そして、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理の前後及びその合間でのドリフト量の時間的推移から、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を推定する。具体的には、ドリフト誤差除去部１２２は、内挿法、外挿法、最小二乗法等の公知の手段により、第１〜第３ドリフト量監視処理のそれぞれにおけるドリフト量の時間的推移に基づいて、距離データ取得処理中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出す。なお、ドリフト誤差除去部１２２は、第１及び第２ドリフト量監視処理のそれぞれにおけるドリフト量の時間的推移に基づいて距離データ取得処理（前半）中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出し、第２及び第３ドリフト量監視処理のそれぞれにおけるドリフト量の時間的推移に基づいて距離データ取得処理（後半）中のドリフト量の時間的推移を表す式を導き出してもよい。
【０１６０】
この場合、ドリフト誤差除去部１２２は、図１２における推定の対象となる連続的な時間幅（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間）に比べ、推定する連続的な時間幅を短縮することができる。なお、図２０における推定の対象となる連続的な時間幅は、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの時間、及び、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４までの時間である。その結果、ドリフト誤差除去部１２２は、距離データ取得処理中のドリフト量の推定をより高精度に実行することができる。
【０１６１】
なお、距離データ取得処理の合間は、一回又は複数回のスキャン移動が行われる度に、或いは、一回又は複数回のステップ移動が行われる度に設定される時間であってもよく、スキャン移動の方向とステップ移動の方向とが切り替わるときに設定される時間であってもよい。
【０１６２】
また、上述の実施例において、校正用ゲージは、校正位置のところに１つ設置されるが、複数箇所に設置されてもよい。センサヘッド９が校正用ゲージのところに移動するまでの距離及び時間を短縮し、ワークＷの平面度を算出するまでに要する時間を短縮するためである。
【０１６３】
以上の構成により、幾何学量取得装置５０は、ワークＷの表面上の測定範囲に対し、Ｘ軸に平行な方向に並ぶ３つの距離センサとＹ軸に平行な方向に並ぶ３つの距離センサとを備えたセンサヘッド９を所定の走査ライン間隔で自動的に走査させながら、距離データを取得する。すなわち、幾何学量取得装置５０は、一連の走査により、Ｘ軸に平行な複数のＸ方向測定ラインのそれぞれの上に並ぶ測定点の距離データ、及び、Ｙ軸に平行な複数のＹ方向測定ラインのそれぞれの上に並ぶ測定点の距離データを取得する。そのため、幾何学量取得装置５０は、複数のＸ方向測定ライン及び複数のＹ方向測定ラインのそれぞれに対して、逐次３点法による真直度測定を実行することができ、ひいては、ワークＷの表面上に格子状に並ぶ測定ラインに基づいて逐次３点法による平面度測定を実行することができる。その結果、幾何学量取得装置５０は、ワークＷの真直度や平面度の測定効率を高めることができる。また、幾何学量取得装置５０は、逐次３点法を利用するため、センサヘッド９の運動真直度（運動誤差）を取り除いた状態で、ワークＷの真直度や平面度を算出することができる。
【０１６４】
また、一連の走査において、幾何学量取得装置５０は、センサヘッド９の向きの変更を要求することなく、逐次３点法による真直度や平面度の測定に必要な距離データを取得することができる。その結果、幾何学量取得装置５０は、機器剛性を高めることができる。
【０１６５】
また、幾何学量取得装置５０は、ラインビーム形状の投光ビームを発するレーザ変位計を距離センサとして採用することによって、測定値に対するノイズの影響を低減させることができる。所定幅のラインビーム内の変位量を平均化した値をラインビームの中心にある測定点の測定値として出力するためである。
【０１６６】
また、幾何学量取得装置５０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して４５度傾斜するラインビーム形状を採用することによって、測定値に対するノイズの影響がＸ方向測定ライン及びＹ方向測定ラインの何れか一方に偏るのを防止することができる。ノイズの原因の１つである研削痕は、対象物の延在方向又はその直交方向、すなわち、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向に形成され易いためである。
【０１６７】
また、幾何学量取得装置５０は、ドリフト量監視処理で得られたドリフト量の時間的推移に基づいて距離データ取得処理中のドリフト量を推定する。そのため、距離センサのドリフト量を除去した状態でワークＷの平面度を算出できる。また、幾何学量取得装置５０は、ワークＷの平面度を算出するまでに要する時間を短縮することができる。距離センサは、通常、初期ドリフトの影響を受けないよう、電源投入後に内部温度が安定するまでの待機時間を必要とするが、幾何学量取得装置５０は、ドリフト量を除去するので、そのような待機時間を省略或いは短縮できるためである。
【０１６８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１６９】
例えば、上述の実施例では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｃ及びＸ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａが何れも固定されているが、センサ間隔Ｄｃ及びセンサ間隔Ｄａのうちの少なくとも一方は調整可能あってもよい。
【０１７０】
また、上述の実施例では、センサヘッド９をＸ軸方向に移動できない構成が採用されているが、センサヘッド９をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構成が採用されてもよい。
【０１７１】
同様に、上述の実施例では、Ｘ軸テーブル２（ワークＷ）をＹ軸方向に移動できない構成が採用されているが、Ｘ軸テーブル２（ワークＷ）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構成が採用されてもよい。
【０１７２】
また、上述の実施例では、平面研削盤１００による研削加工、及び、幾何学量取得装置５０による幾何学量取得が何れも制御装置１２によって制御されるが、別々の制御装置によって制御されてもよい。すなわち、幾何学量取得装置５０は、平面研削盤１００の制御装置から独立した専用の制御装置を備えるようにしてもよい。
【０１７３】
また、上述の実施例において、センサヘッド９に搭載される距離センサのそれぞれは、所定のサンプリング間隔で距離を測定し、その測定値を出力する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。距離センサのそれぞれは、例えば、継続的に距離を測定しながら、ローパスフィルタ等を適用して複数の測定値を一纏めにし、所定のサンプリング間隔毎にその一纏めにした測定値を出力するようにしてもよい。
【０１７４】
また、上述の実施例では、幾何学量取得装置５０は、立軸砥石ヘッド４を備えた平面研削盤１００に搭載されるが、横軸砥石ヘッドを備えた平面研削盤に搭載されてもよい。また、幾何学量取得装置５０は、対象物に対してセンサヘッド９をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対移動させる機構を備える他の工作機械に搭載されてもよい。
【０１７５】
また、上述の実施例では、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサと、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサとを含む。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサと、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサとを含むものであってもよい。また、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサのみを含むものであってもよく、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサのみを含むものであってもよい。
【０１７６】
また、上述の実施例では、幾何学量取得装置５０は、平面研削盤に搭載されるものとして説明されたが、他の工作機械に搭載されてもよい。具体的には、幾何学量取得装置５０は、半導体製造装置、液晶パネル製造装置等に搭載されてもよい。なお、距離データにおけるドリフト量の影響は、距離データ取得処理の実行時間が長いほど顕著になる。そのため、ドリフト誤差を除去した状態で平面度を算出できるという幾何学量取得装置５０による効果は、ワークＷ等の対象物の表面積が大きいほど顕著なものとなる。
【０１７７】
また、上述の実施例において、幾何学量取得装置５０は、ドリフト量監視処理と距離データ取得処理とを連続的に実行する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。幾何学量取得装置５０は、ドリフト量監視処理と距離データ取得処理との間で別の処理を実行してもよく、その間に何らの処理をも実行しない時間を設けるようにしてもよい。
【０１７８】
また、上述の実施例において、幾何学量取得装置５０は、時間と共に増大するドリフト量を除去するが、時間と共に減少するドリフト量も同様に除去できる。
【０１７９】
また、上述の実施例において、幾何学量取得装置５０は、逐次３点法により真直度、平面度を算出するが、多点法により真直度、平面度を算出してもよい。具体的には、２点法、３点法、又は、それぞれの逐次多点法等により真直度、平面度を算出してもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１・・・本体ベッド  ２・・・Ｘ軸テーブル  ３・・・立軸砥石用コラム  ４・・・立軸砥石ヘッド  ５・・・砥石ヘッド回転用モータ  ６・・・砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ  ７・・・砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ  ８・・・テーブル移動用アクチュエータ  ９、９Ａ、９Ｂ・・・センサヘッド  ９ａ〜９ｅ・・・距離センサ  ９ｓ、９Ａｓ、９Ｂｓ・・・本体部  １０・・・表示装置  １１・・・入力装置  １２・・・制御装置  ４０・・・砥石軸  ４１・・・砥石車  ５０・・・幾何学量取得装置  １００・・・平面研削盤  １２０・・・研削制御部  １２１・・・距離データ取得部  １２２・・・ドリフト誤差除去部  １２３・・・幾何学量算出部  Ｗ・・・ワーク
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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