(57)【要約】  オペレーターがジョグ送り手段（２００）によって主軸（１１２）とテーブル（１０６）とを相対移動させ、測定プローブ（１１４）がテーブルに固定されたワークに接触したときに、各送り軸の座標値を記憶し、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向と、ワークへの測定プローブの接触が何回目の接触であるか、および、現在のオペレーターによるジョグ送り操作が何番目の工程であるかに基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを判定し、記憶された各送り軸の座標値に基づいてワークを測定するっようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とテーブルとを相対的に移動させる複数の送り軸を有した工作機械の前記テーブルに固定されたワークを測定する測定装置において、
前記工作機械の主軸の先端に装着された測定プローブと、
オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる送り軸とを備え、
オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向とを記憶し、前記測定プローブを移動させるための送り軸と送り軸の移動方向の履歴に基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを予測し、前記予測した測定タイプを表示することを特徴としたワーク測定装置。
【請求項２】
前記測定プローブを移動させるための送り軸と、送り軸の移動方向の履歴から予測される測定タイプを複数表示したのちに、更に前記オペレーターの手動操作によって前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、表示する測定タイプを減らす請求項１に記載のワーク測定装置。
【請求項３】
前記測定プローブを移動させるために用いた送り軸、送り軸の移動方向、前記ワークへの前記測定プローブの接触回数、および、現在のジョグ送り操作の順番と関連付けて測定のタイプを記憶した測定タイプ記憶部を具備する請求項１に記載のワーク測定装置。
【請求項４】
オペレーターによって実行されたジョグ送り操作を順次に表示する表示部を具備する請求項１に記載のワーク測定装置。
【請求項５】
測定結果を工作機械のＮＣ装置へ出力するようにした請求項１に記載のワーク測定装置。
【請求項６】
テーブルに載置されたワークと主軸とを相対的に移動する送り軸を有し、該ワークを加工する工作機械において、
前記工作機械の主軸の先端に装着された測定プローブと、
オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる送り軸とを備え、
オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向とを記憶し、前記測定プローブを移動させるための送り軸と送り軸の移動方向の履歴に基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを予測し、前記予測した測定タイプを表示することを特徴とした工作機械。
【請求項７】
前記測定プローブを移動させるための送り軸と、送り軸の移動方向の履歴から予測される測定タイプを複数表示したのちに、更に前記オペレーターの手動操作によって前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、表示する測定タイプを減らす請求項６に記載のワーク測定装置。
【請求項８】
オペレーターが前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、各送り軸の座標値を記憶し、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向と、前記ワークへの前記測定プローブの接触が何回目の接触であるか、および、現在のオペレーターによるジョグ送り操作が何番目の工程であるかに基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを判定し、前記記憶された各送り軸の座標値に基づいてワークを測定することを特徴とした請求項６に記載の工作機械。
【請求項９】
前記測定プローブを移動させるために用いた送り軸、送り軸の移動方向、前記ワークへの前記測定プローブの接触回数、および、現在のジョグ送り操作の順番と関連付けて測定のタイプを記憶した測定タイプ記憶部を具備する請求項６に記載の工作機械。
【請求項１０】
オペレーターによって実行されたジョグ送り操作を順次に表示する表示部を具備する請求項８に記載の工作機械。
【請求項１１】
測定結果を工作機械のＮＣ装置へ出力するようにした請求項６に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械のテーブルに固定したワークを簡単な操作で測定可能にしたワークの測定装置および工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、加工プログラムを実行してワークを加工する際に、ワークの基準位置を工作機械に設定する必要がある。そのために、測定プローブを用いてワークの基準点を測定している。こうしたワークの測定作業を測定用ＮＣプログラムにより自動的に実行する方法が特許文献１に記載されている。【０００３】
また、特許文献２には、手動操作にて測定プローブを測定位置に配置した後、ワークへの接近動作をさせて測定プローブがワークに接触したときの座標値を読み取り、これを順次繰り返して所望のワーク測定を行う半自動測定方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０１−３０１０４２号公報
【特許文献２】特開２００８−１１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、自動測定するために、測定開始位置やワークの概略寸法等を引数として有したＮＣプログラムを予め作成する必要がある。大量生産の場合には、測定用ＮＣプログラムを作成すれば、ワークの測定を効率良く行うことが可能となる。然しながら、試作品を作成する場合や、多品種少量生産の場合には、測定用ＮＣプログラムを作成することは、費用対効果の観点から問題がある。【０００６】
特許文献２の方法では、ワークに対してどの測定を行うのか（測定タイプ）をワークを測定するたびにオペレーターが、例えば測定メニューから探し出して測定装置に設定しなければならないが、多数の測定タイプから所望の測定タイプを探し出すことは時間と労力を要する作業である。また、測定中に測定プローブがワークに確実にアプローチするために、ワークの概略寸法を予め機械（ＮＣ装置）に設定する必要あり、これによって測定作業に要する時間が更に増大する。【０００７】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、オペレーターが迅速かつ容易にワークの測定を行うことができるようにした測定装置および工作機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、主軸とテーブルとを相対的に移動させる複数の送り軸を有した工作機械の前記テーブルに固定されたワークを測定する測定装置において、前記工作機械の主軸の先端に装着された測定プローブと、オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる送り軸とを備え、オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向とを記憶し、前記測定プローブを移動させるための送り軸と送り軸の移動方向の履歴に基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを予測し、前記予測した測定タイプを表示するワーク測定装置が提供される。【０００９】
また、本発明によれば、テーブルに載置されたワークと主軸とを相対的に移動する送り軸を有し、該ワークを加工する工作機械において、前記工作機械の主軸の先端に装着された測定プローブと、オペレーターーの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる送り軸とを備え、オペレーターの手動操作により前記主軸と前記テーブルとを相対移動させ、前記測定プローブが前記テーブルに固定されたワークに接触したときに、該測定プローブを移動させるために用いた送り軸と、送り軸の移動方向とを記憶し、前記測定プローブを移動させるための送り軸と送り軸の移動方向の履歴に基づいて、オペレーターが行う測定のタイプを予測し、前記予測した測定タイプを表示する工作機械が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
オペレーターが、測定プローブをジョグ送り操作して測定装置に対して測定点を直接教示するので、オペレーターは、測定に際して測定項目を選択したり、ワークの概略寸法を入力する必要がなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する工作機械の一例を示す側面図である。
【図２】制御盤の斜視図である。
【図３】ジョグコンソールの平面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による測定装置のブロック図である。
【図５】表示部に表示される画面の略図である。
【図６】表示部に表示される画面の略図である。
【図７】表示部に表示される画面の略図である。
【図８】表示部に表示される画面の略図である。
【図９】表示部に表示される画面の略図である。
【図１０】表示部に表示される画面の略図である。
【図１１】表示部に表示される画面の略図である。
【図１２】表示部に表示される画面の略図である。
【図１３】表示部に表示される画面の略図である。
【図１４】表示部に表示される画面の略図である。
【図１５】表示部に表示される画面の略図である。
【図１６】表示部に表示される画面の略図である。
【図１７】測定タイプの一例（コーナー測定）を示す略図である。
【図１８】測定タイプの一例（中心測定）を示す略図である。
【図１９】測定タイプの一例（ポケット中心測定）を示す略図である。
【図２０】測定タイプの一例（円筒穴中心測定）を示す略図である。
【図２１】測定タイプの一例（円筒中心測定）を示す略図である。
【図２２】測定タイプの一例（傾斜測定）を示す略図である。
【図２３】測定タイプの一例（１軸測定）を示す略図である。
【図２４】測定タイプの一例（丸穴間傾斜測定）を示す略図である。
【図２５】測定タイプの一例（丸穴間中点測定）を示す略図である。
【図２６】測定タイプの一例（３穴中心測定）を示す略図である。
【図２７】測定タイプの一例（４穴中心測定）を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１を参照すると、本発明を適用する工作機械の一例が示されている。図１において、本発明の好ましい実施の形態による工作機械１００は、立形マシニングセンタを構成しており、工場の床面に固定された基台としてのベッド１０２、ベッド１０２の前方部分（図１では左側）の上面で前後方向またはＹ軸方向（図１では左右方向）に移動可能に設けられワークＷが固定されるテーブル１０６、ベッド１０２の後端側（図１では右側）で同ベッド１０２の上面に立設、固定されたコラム１０４、該コラム１０４の前面で左右方向またはＸ軸方向（図１では紙面に垂直な方向）に移動可能に設けられたＸ軸スライダ１０８、Ｘ軸スライダ１０８の前面で上下方向またはＺ軸方向に移動可能に取り付けられ主軸１１２を回転可能に支持する主軸頭１１０を具備している。工作機械１００は、また、オペレーターが工作機械１００を操作するための操作盤２００を備えている。
【００１３】
主軸１１２の先端には、テーブル１０６に固定されたワークＷを加工する工具（図示せず）が装着される。図１では、主軸１１２の先端には、工具に代えて、ワークＷを測定するための測定プローブ１１４が装着されている。測定プローブ１１４は、工作機械１００のオペレーターが手動操作によって装着したり、或いは、工作機械１００のＮＣ装置１５０によって自動的に装着するようにできる。
【００１４】
テーブル１０６は、ベッド１０２の上面において水平なＹ軸方向（図１の左右方向）に延設された一対のＹ軸案内レール（図示せず）に沿って往復動可能に設けられており、ベッド１０２には、テーブル１０６をＹ軸案内レールに沿って往復駆動するＹ軸送り装置として、Ｙ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＹ軸サーボモータ（図示せず）が設けられており、テーブル１０６には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。テーブル１０６には、また、テーブル１０６のＹ軸方向の座標位置を測定するＹ軸スケール１２０が取り付けられている。
【００１５】
Ｘ軸スライダ１０８は、コラム１０４の上方部分の前面においてＸ軸方向に延設された一対のＸ軸案内レール（図示せず）に沿って往復動可能に設けられている。コラム１０４には、Ｘ軸スライダ１０８をＸ軸案内レールに沿って往復駆動するＸ軸送り装置として、Ｘ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＸ軸サーボモータ（図示せず）が設けられており、Ｘ軸スライダ１０８には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。コラム１０４には、また、Ｘ軸スライダ１０８のＸ軸方向の座標位置を測定するＸ軸スケール１１６が取り付けられている。
【００１６】
主軸頭１１０は、Ｘ軸スライダ１０８の前面においてＺ軸方向（図１では上下方向）に延設された一対のＺ軸案内レールに沿って往復動可能に設けられている。Ｘ軸スライダ１０８には、主軸頭１１０をＺ軸案内レールに沿って往復駆動するＺ軸送り装置として、Ｚ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＺ軸サーボモータ（図示せず）が設けられており、主軸頭１１０には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。Ｘ軸スライダ１０８には、また、主軸頭１１０のＺ軸方向の座標位置を測定するＺ軸スケール１１８取り付けられている。
【００１７】
Ｘ軸サーボモータ、Ｙ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータおよびＸ軸スケール１１６、Ｙ軸スケール１１８、Ｚ軸スケール１２０は、工作機械１００を制御するＮＣ装置１５０（図４）に接続されている。測定プローブ１１４もまた、ＮＣ装置１５０に接続されている。ＮＣ装置１５０によって、Ｘ軸サーボモータ、Ｙ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータへ供給される電力（電流値）が制御される。
【００１８】
図２、３を参照して、操作盤２００を説明する。操作盤２００は、後述する測定装置の表示部２８（図４）を形成する表示パネル２０２を含む。本実施の形態の表示パネル２０２は、画面を接触することにより所望の部分の選択が可能なタッチパネルにより形成することができる。操作盤２００は、キー入力部２０４を含む。キー入力部２０４には、複数のキースイッチが配置されている。キー入力部２０４のキースイッチを押すことにより、所定の数字や文字を入力することができる。また、操作盤２００は、所定の操作の選択を行う操作スイッチ部２０６、オーバライド値の設定を行うオーバライド設定部２０８〜２１２および非常停止ボタン２１４を含む。オーバライド設定部２０８〜２１２は、例えば、主軸の回転速度のオーバライド値や加工の送り速度のオーバライド値等を設定することができる。
【００１９】
操作盤２００は、更に、下端部分から前方へ棚状に伸びるボード２２２を有したジョグコンソール２２０を備えている。ジョグコンソール２２０のボード２２２には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸を個別にジョグ送り操作するジョグボタン２２４、ジョグ送りの速度を設定するオーバーライドスイッチ２２６、自動測定開始ボタン２２８および測定停止ボタン２３０が配置されている。
【００２０】
次に、本発明の好ましい実施形態による測定装置のブロック図である図４を参照すると、測定装置１０は、測定軸判定部１２、測定方向判定部１４、測定点カウント部１６、測定工程記憶部１８、自動測定指令部２０、測定タイプ判定部２２、演算部２４、測定点座標記憶部２６および表示部２８を主要な構成要素として具備している。
【００２１】
測定軸判定部１２は、ＮＣ装置１５０に入力されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各スケール１１６、１１８、１２０の値に基づき、機械座標系における測定プローブ１１４の位置座標の変化によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のどの送り軸でワークＷを測定しているのかを判定する。測定方向判定部１４は、やはり機械座標系における測定プローブ１１４の位置座標の変化から測定方向を判定する。
【００２２】
測定点カウント部１６は、測定プローブ１１４がワークＷに接触して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の送りが停止した回数をカウントして測定点の個数として記憶する。ジョグ送り記憶部１８は、現在のジョグ送りが何番目の工程であるか、測定軸判定部１２および測定方向判定部１４で判定された現在測定中の軸と方向と関連付けて記憶する。自動測定指令部２０は、オペレーターによって操作盤２００のジョグコンソール２２０の自動測定開始ボタン２２８が押下されたときに、オペレーターによってジョグコンソール２２０を通じて実行されたジョグ送り操作による測定動作を再現するようＮＣ装置１５０に対して指令を発する。
【００２３】
測定タイプ判定部２２は、測定装置１０によって実行可能な測定の種類を、測定軸、測定方法、測定点の個数および測定順序と関連付けて記憶している。図１７〜図２７に測定装置１０によって実行可能な測定の種類を示す。図１７は、Ｘ軸、Ｙ軸方向から測定プローブ１１４をワークＷに接近させ、ワークＷの側面に接触させることによって、両側面の交差する隅部の座標を測定するコーナー測定を示している。
【００２４】
図１８は、直方体形状のワークＷの中心座標を測定する中心測定を示しており、測定プローブ１１４をＸ軸またはＹ軸に沿ってワークＷに接近させてワークＷの側面に接触させ、次いで、Ｘ軸またはＹ軸に沿って反対方向にワークＷに接近させてワークＷの反対側面に接触させ、次いで、Ｙ軸またはＸ軸に沿ってワークＷに接近させてワークＷの側面に接触させ、次いで、Ｙ軸またはＸ軸に沿って反対方向にワークＷに接近させてワークＷの反対側面に接触させることによって、ワークＷの中心座標を測定する場合を示している。Ｘ軸方向に測定した２つの測定点の座標を（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）、Ｙ軸方向に測定した２つの測定点の座標を（ｘ3、ｙ3）、（ｘ4、ｙ4）とすると、中心の座標は（（ｘ1＋ｘ2）／２、（ｙ3＋ｙ4）／２）で表される。
【００２５】
図１９は、ワークＷに形成した矩形のポケットまたは凹部の中心を測定するポケット中心測定を示しており、測定プローブ１１４をワークＷのポケット内に配置して、測定プローブ１１４をＸ軸またはＹ軸に沿ってポケットの一方の内側面に接近させて該内側面に接触させ、次いで、Ｘ軸またはＹ軸に沿って反対方向に送りポケットの反対の内側面に接触させ、次いで、Ｙ軸またはＸ軸に沿ってワークＷに接近させてポケットの一方の内側面に接触させ、次いで、Ｙ軸またはＸ軸に沿って反対方向に送りワークＷの反対側の内側面面に接触させることによって、ワークＷのポケットまたは凹部の中心座標を測定する場合を示している。Ｘ軸方向に測定した２つの測定点の座標を（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）、Ｙ軸方向に測定した２つの測定点の座標を（ｘ3、ｙ3）、（ｘ4、ｙ4）とすると、中心の座標は（（ｘ1＋ｘ2）／２、（ｙ3＋ｙ4）／２）で表される。
【００２６】
図２０は、ワークＷに形成した円筒形状の凹部の中心を測定する円筒穴中心測定を示している。円筒穴中心測定では、ポケット中心測定の場合と同様に、測定プローブ１１４をワークＷの円筒形状の凹部内に配置させるが、ポケット中心測定の場合と異なり、測定プローブ１１４を円筒穴の中心軸線付近にジョグ送り操作で移動させる。このときに円筒測定ボタン２５６をタップまたはクリックしてから自動測定開始ボタン２２８を押下すると、円筒穴の中心軸線の位置を求める円筒中心測定と予測される。内円測定と予測されると、自動運転で測定プローブ１１４がＸ軸に沿って円筒形状の凹部の内側面に接触する動作が行われ、次いで、Ｘ軸の反対方向に送られて円筒形状の凹部の内側面に接触する動作が行われ、次いで、当初の中心軸線付近の位置からＹ軸方向に沿って円筒形状の凹部の内側面に接触する動作が行われ、次いで、Ｙ軸の反対方向に送られて円筒形状の内側面に接触する動作が行われる。接触によって得られた座標値より円筒穴の中心軸の位置が算出される。
【００２７】
図２１は、円筒形状のワークＷの中心座標を測定する円筒中心測定を示している。
円筒穴中心測定の場合と異なり、先にジョグ送り操作で円筒側面の任意の箇所に側面プローブ１１４を接触させ、円筒側面の任意の箇所を測定したのち、測定プローブ１１４を円筒形状の円筒の中心軸線上の付近で、かつ、円筒形状の上方にジョグ送り操作で移動させる。このときに、円筒測定ボタン２５６をタップまたはクリックしてから自動測定ボタン２２８を押下すると、円筒の中心軸線の位置を求める円筒中心測定と予測される。円筒中心測定と予測されると、自動運転で測定プローブ１１４を円筒の外側から内側に向かって接触させる動作がＸ軸方向、Ｘ軸の反対方向、Ｙ軸方向、Ｙ軸の反対方向の各々の方向で行われる。接触によって得られた座標値より円筒の中心軸の位置が算出される。
【００２８】
図２２は、ワークＷのＸ軸に対する傾斜角を測定する傾斜測定を示している。これは、ワークＷの１つの側面に対して測定プローブ１１４を直線状に接近させて該側面に接触させ、次いで、１回目に測定プローブ１１４をワークＷに接近させた直線経路に対して垂直方向に移動させ、次いで、測定プローブ１１４を前記直線経路に対して平行にワークＷの前記１つの側面に対して直線状に接近させて該側面に接触させることによって、Ｘ軸に対するワークＷの傾斜角θを測定する。２つの測定点の座標を（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）とすると、傾斜角θは、θ＝ATAN（ｙ2−ｙ1）／（ｘ2−ｘ1）の計算式によって演算により求めることができる。
【００２９】
図２３は、ワークＷのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に垂直な側面の１つのＸ座標、Ｙ座標またはＺ座標を測定する１軸測定を示している。これは、測定プローブ１１４をワークＷのＸ軸、Ｙ軸またはＺ軸方向にワークＷに接近させて、ワークＷのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に垂直な側面の１つに接触させることによって、その側面のＸ座標、Ｙ座標またはＺ座標を測定する。
【００３０】
図２４は、２つの丸穴の中心間の直線のＸ軸に対する傾斜角を測定する丸穴間傾斜測定を示している。これは、図２０の円筒穴中心測定によって、２つの丸穴の各々の中心を求め、図２２の傾斜測定と同様の方法で該２つの丸穴の中心間の直線のＸ軸に対する傾斜角を測定する。
【００３１】
図２５は、２つの丸穴の中心間の中点の座標を測定する丸穴間中点測定を示している。これは、図２０の円筒穴中心測定によって、２つの丸穴の各々の中心を求め、該２つの中心の中点を算出する。２つの中心の座標を（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）とすると、中点の座標は（（ｘ1＋ｘ2）／２、（ｙ1＋ｙ2）／２）で表される。
【００３２】
図２６は、３つの丸穴の中心を通る円の中心の座標を測定する３穴中心測定を示している。これは、図２０の円筒穴中心測定によって、３つの丸穴の各々の中心を求め、該３つの中心を通る円の中心を算出する。
【００３３】
図２７は、４つの丸穴の中心を通る円の中心の座標を測定する４穴中心測定を示している。これは、図２０の円筒穴中心測定によって、４つの丸穴の各々の中心を求め、該４つの中心を通る円の中心を算出する。
【００３４】
次に、図５〜図１６を参照して、本発明のワーク測定方法の一例を説明する。
図５〜図１６は表示部２８（２０２）に表示される画面を示しており、該画面には、送り軸の座標表示領域２５０、測定タイプを示すアイコン２５２、測定プローブ１１４の移動方向（矢印Ａ）をワークＷと共に示す測定プローブ移動方向表示領域２５４、円筒穴中心測定を自動で実行させるための円筒測定ボタン２５６、測定結果としての座標値を表示する座標表示領域２５８、測定結果としての寸法値を表示する寸法表示領域２６０、Ｘ軸に対するワークＷの傾斜角を表示する傾斜角表示領域２６２、および、測定プローブ１１４のＺ軸方向の危険領域を設定するボタン２６４を含んでいる。また、測定した座標を工作機械のワーク座標系に設定するための座標設定ボタン２６６を備える。
【００３５】
図５、６は、ワークＷの高さ、つまりワークＷのＺ軸方向の寸法測定を示している。オペレーターがジョグコンソール２２０のジョグボタン２２４を操作することによって、測定プローブ１１４をＺ軸に沿ってワークＷの上方から下動させると、測定軸判定部１２はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、Ｚ軸の測定が実行中であると判定する。同時に、測定方向判定部１４は、移動指令から、測定プローブ１１４がＺ軸に沿って下動していることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、矢印Ａによって測定プローブ１１４がＺ軸方向にワークＷの上方から下動している状態が示されている。
【００３６】
測定プローブ１１４がワークＷの上面に接触すると、測定プローブ１１４からスキップ信号がＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。また、ＮＣ装置１５０は、スキップ信号を受信するとＺ軸の送りを反転し、測定プローブ１１４をワークＷから離反させ、所定距離移動したところで、測定プローブ１１４の反転動作を停止する。測定工程記憶部１８は、１番目の工程として上述のオペレーターによるジョグ送り操作を記憶する。
【００３７】
このとき、測定タイプ判定部２２は、今般の測定で用いられたのはＺ軸だけであるとの情報を測定軸判定部１２から、Ｚ軸に沿ってワークＷに接近する方向に測定プローブ１１４が移動したとの情報を測定方向判定部１４から、測定点は１つだけであるとの情報を測定点カウント部１６から、および、測定工程記憶部１８から、今般の測定はＺ軸に沿って測定プローブ１１４を移動させた工程だけを含んでいるという情報を受け取り、これに基づいて、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図２３に示した１軸測定が抽出され、測定タイプを示すアイコン２５２として図２３のアイコンがアクティブに表示される。
【００３８】
オペレーターがジョグコンソール２２０の自動測定開始ボタン２２８を押下すると、ＮＣ装置１５０に格納されている自動測定プログラムが実行され、測定点座標記憶部２６に記憶されている測定点の座標（測定プローブ１１４がワークＷに接触したときのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標）へ向けて、測定プローブ１１４がＺ軸に沿って下動する。測定プローブ１１４の先端がワークＷの上面に接触すると、スキップ信号が測定プローブ１１４からＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。また、ＮＣ装置１５０は、スキップ信号を受信するとＺ軸の送りを反転し、測定プローブ１１４をワークＷから離反させ、所定距離移動したところで、測定プローブ１１４の反転動作を停止する。自動測定が完了すると、演算部２４は測定値に基づいてワークＷの高さとしてＺ軸方向の寸法を演算する。測定結果は、座標表示領域２５８にワークＷの高さとしてＺ軸方向の寸法が表示される。
【００３９】
このように、ＮＣ装置１５０に格納されている測定プログラムに従って測定を行うことにより、ワークＷへの測定プローブ１１４の接近速度を最適化することが可能となり、測定プローブ１１４による測定誤差を小さくすることができる。
【００４０】
図７を参照すると、オペレーターがジョグコンソール２２０のジョグボタン２２４を操作することによって、測定プローブ１１４をＸ軸に沿ってワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、Ｘ軸の測定が実行中であると判定する。同時に、測定方向判定部１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、測定プローブ１１４がＸ座標値が増加する方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、矢印Ｂによって測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に移動している状態が示されている。
【００４１】
測定プローブ１１４がワークＷの側面に接触すると、測定プローブ１１４からスキップ信号がＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。また、ＮＣ装置１５０は、スキップ信号を受信するとＸ軸の送りを反転し、測定プローブ１１４をワークＷから離反させ、所定距離移動したところで、測定プローブ１１４の反転動作を停止する。測定工程記憶部１８は、１番目の測定工程として、上述のオペレーターによるジョグ送り操作を記憶する。
【００４２】
このとき、測定タイプ判定部２２は、今般の測定で用いられたのはＸ軸だけであるとの情報を測定軸判定部１２から、Ｘ軸に沿って正の方向に測定プローブ１１４が移動したとの情報を測定方向判定部１４から、測定点は１つだけであるとの情報を測定点カウント部１６から、および、今般の測定はＸ軸に沿って測定プローブ１１４を移動させた工程だけを含んでいるという情報を測定工程記憶部１８から受け取り、これに基づいて、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図２３に示した１軸測定が抽出され、測定タイプを示すアイコン２５２として図２３のアイコンがアクティブに表示される。
【００４３】
続けてオペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をＸ軸に沿って矢印Ｂとは反対方向にワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、Ｘ軸の測定が実行中であると判定する。同時に、測定方向判定部１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、測定プローブ１１４がＸ軸に沿って負の方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、図８の矢印Ｃによって測定プローブ１１４がＸ軸に沿って負の方向に移動している状態が示される。
【００４４】
測定プローブ１１４がワークＷの側面に接触すると、測定プローブ１１４からのスキップ信号によって、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力され、Ｘ軸の送りが反転されて測定プローブ１１４がワークＷから離反する方向に送られる。測定プローブ１１４が所定距離移動すると、測定プローブ１１４の反転動作が停止する。測定工程記憶部１８は、２番目の測定工程として、オペレーターによるジョグ送り操作を記憶する。
【００４５】
このとき、測定タイプ判定部２２は、Ｘ軸が測定で用いられたとの情報を測定軸判定部１２から、Ｘ軸に沿って正負の両方向に測定プローブ１１４が移動したとの情報を測定方向判定部１４から、測定点は２つであるとの情報を測定点カウント部１６から、および、今般の測定はＸ軸に沿って測定プローブ１１４を反対方向に移動させた２つの工程を含んでいるという情報を測定工程記憶部１８から受け取り、更に、２つの測定点座標と測定の方向から内向きの面を測定しているか、外向きの面を測定しているのかを判別し、内向きの面を測定しているときは、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図１９に示したポケット中心測定が抽出され、可能性のある測定タイプを示すアイコン２５２として図１９のアイコンが表示される（図８）。
【００４６】
更にオペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をＹ軸に沿って測定プローブ１１４をワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、Ｙ軸の測定が実行中であると判定する。同時に、測定方向判定部１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、測定プローブ１１４がＹ座標値が減少する方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、矢印Ｄによって測定プローブ１１４がＹ軸に沿って負の方向に移動している状態が示されている（図９）。
【００４７】
測定プローブ１１４がワークＷの側面に接触すると、測定プローブ１１４からのスキップ信号によって、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力され、Ｙ軸の送りが反転されて測定プローブ１１４がワークＷから離反する方向に送られる。測定プローブ１１４が所定距離移動すると、測定プローブ１１４の反転動作が停止する。測定工程記憶部１８は、３番目の測定工程として、上述のオペレーターによるジョグ送り操作を記憶する。
【００４８】
更にオペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をＹ軸に沿って矢印Ｄとは反対方向にワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、Ｙ軸の測定が実行中であると判定する。同時に、測定方向判定部１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の送り軸の動作指令から、測定プローブ１１４がＹ軸に沿って正の方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、図８の矢印Ｅによって測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に移動している状態が示される（図１０）。
【００４９】
測定プローブ１１４がワークＷの側面に接触すると、測定プローブ１１４からのスキップ信号によって、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力され、Ｙ軸の送りが反転されて測定プローブ１１４がワークＷから離反する方向に送られる。測定プローブ１１４が所定距離移動すると、測定プローブ１１４の反転動作が停止する。測定工程記憶部１８は、４番目の測定工程として、上述のオペレーターによるジョグ送り操作を記憶する。
【００５０】
このとき、測定タイプ判定部２２は、Ｘ軸およびＹ軸が測定で用いられたとの情報を測定軸判定部１２から、Ｘ軸およびＹ軸に沿って正負の両方向に測定プローブ１１４が移動したとの情報を測定方向判定部１４から、測定点は４つであるとの情報を測定点カウント部１６から、および、今般の測定は、測定プローブ１１４をＸ軸に沿って正負両方向に送った後にＹ軸に沿って両方向に向に送った４つの工程を含んでいるという情報を測定工程記憶部１８から受け取り、これに基づいて、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図１９に示したポケット中心測定が抽出され、測定タイプを示すアイコン２５２として図１９のアイコンがアクティブに表示される（図１０）。
【００５１】
なお、より高度な測定を行いたい場合には、スキップ信号が上がるときの測定プローブ１１４のたわみ量が一様になるように、一定の速度で測定プローブ１１４とワークＷとを接触させることが望ましい。接触の速度一定の条件の測定を行う場合は、オペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をワークＷに接触させたのち、ジョグコンソール２２０の自動測定開始ボタン２２８を押下すると、直前に行われた測定プローブ１１４とワークＷとの接触動作を一定の速度で自動に行われる方式のワーク測定装置を使用する。この方式のワーク測定装置を用いる場合には、オペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をワークＷに接触教示する度に、オペレーターが自動測定開始ボタンを押下して、一定速度の測定を自動で繰り返させる。
【００５２】
測定プローブ１１４の先端がワークＷのポケットの内側面に接触すると、スキップ信号が測定プローブ１１４からＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。
【００５３】
ＮＣ装置１５０は、同様の出力を４つの全ての測定点について実行する。演算部２４は、４つの測定点の座標値からワークＷのポケットの中心座標を演算により求める。測定結果は、図１９のアイコンと共に座標表示領域２５８に表示される。
【００５４】
図１１において、オペレーターが更にジョグ送り操作によって測定プローブ１１４をＹ軸に沿ってワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＹ軸の測定が実行中であると判定し、同時に、測定方向判定部１４は測定プローブ１１４がＹ軸に沿って正の方向に送られていると判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、矢印Ｆによって測定プローブ１１４がＹ軸に沿って正の方向に移動している状態が示される。
【００５５】
更にオペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４をＸ軸に沿ってワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸の測定が実行中であると判定し、同時に、測定方向判定部１４は測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、図１２の矢印Ｇによって測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に移動している状態が示される。
【００５６】
このとき、測定タイプ判定部２２は、測定軸判定部１２からのＸ軸およびＹ軸が測定で用いられたとの情報、測定方向判定部１４からのＸ軸およびＹ軸の双方に沿って正の方向に測定プローブ１１４が送られたとの情報、測定点カウント部１６からの測定点は２つであるとの情報、および、測定工程記憶部１８からの、今般の測定は測定プローブ１１４をＹ軸およびＸ軸に沿って正の方向に移動させた２つの工程を含んでいるという情報に基づいて、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図１７に示したコーナー測定を抽出する。こうして、測定タイプを示すアイコン２５２として図１７のアイコンがアクティブに表示される（図１２）。
【００５７】
測定プローブ１１４の先端がワークＷの側面に接触すると、スキップ信号が測定プローブ１１４からＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。
【００５８】
また、ＮＣ装置１５０は、スキップ信号を受信するとＹ軸の送りを反転し、測定プローブ１１４をワークＷの側面から離反させ、所定距離移動したところで、測定プローブ１１４の反転動作を停止する。ＮＣ装置１５０は、同様の測定をＸ軸方向の測定点についても実行する。演算部２４は、２つの測定点の座標値から、測定プローブ１１４が接触した２つの側面の間のコーナー部の座標を演算により求める。測定結果は、図１７のアイコンと共に座標表示領域２５８に表示される（図１２）。
【００５９】
図１３において、オペレーターが更にジョグ送り操作によって測定プローブ１１４をＸ軸に沿ってワークＷへ接近させると、測定軸判定部１２はＸ軸の測定が実行中であると判定し、同時に、測定方向判定部１４は測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に送られていると判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、矢印Ｈによって測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に移動している状態が示される。
【００６０】
更にオペレーターがジョグ送り操作によって、測定プローブ１１４を１回目に測定プローブ１１４をワークＷに接近させた直線経路（Ｘ軸）に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に移動させ、次いで、測定プローブ１１４を前記直線経路に対して平行（Ｘ軸方向）にワークＷの前記同じ側面に対して直線状に接近させて該側面に接触させる。このとき、測定軸判定部１２はＸ軸の測定が実行中であると判定し、同時に、測定方向判定部１４は測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に送られていることを判定する。これによって、測定プローブ移動方向表示領域２５４には、測定プローブ１１４がＸ軸に沿って正の方向に移動している状態を示す矢印Ｉが加えられる。
【００６１】
このとき、測定タイプ判定部２２は、測定軸判定部１２からのＸ軸が測定で用いられたとの情報、測定方向判定部１４からのＸ軸に沿って正の方向に測定プローブ１１４が送られたとの情報、測定点カウント部１６からの測定点は２つであるとの情報、および、測定工程記憶部１８からの、今般の測定は測定プローブ１１４をＸ軸に沿って正の方向に移動させた２つの工程を含んでいるという情報に基づいて、オペレーターがジョグ送りによって教示した測定として、図２２に示した傾斜測定を抽出する。こうして、測定タイプを示すアイコン２５２として図２２のアイコンがアクティブに表示される（図１４）。
【００６２】
測定プローブ１１４の先端がワークＷの側面に接触すると、スキップ信号が測定プローブ１１４からＮＣ装置１５０へ出力される。スキップ信号を受信すると、その時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り軸の座標がＮＣ装置１５０から測定点座標記憶部２６へ出力される。
【００６３】
また、ＮＣ装置１５０は、スキップ信号を受信するとＸ軸の送りを反転し、測定プローブ１１４をワークＷの側面から離反させ、所定距離移動したところで、測定プローブ１１４の反転動作を停止する。ＮＣ装置１５０は、同様の測定を残りの測定点についても実行する。演算部２４は、２つの測定点の座標値から、測定プローブ１１４が接触したワークＷのＸ軸に対する傾斜角θを演算により求める。測定結果は、図１７のアイコンと共に座標表示領域２５８に表示される（図１４）。
【００６４】
なお、より高度な測定を行いたい場合には、測定プローブ１１４をワークＷに接触させるときに、ワークＷの表面の法線方向から接触させることが望ましい。法線方向から接触させるないと、測定プローブ１１４のたわみ方が一様にならずに、接触時に測定プローブ１１４がたわむ量が変わり、測定結果に誤差が含まれてしまう。法線方向から接触させる条件で測定を行うため、割出ボタン２６８をタップまたはクリックしたのちに、自動測定開始ボタン２２８を押下して自動で測定プローブ１１４とワークＷとの接触を繰り返すと、オペレーターがジョグ送り操作によって接触教示した動作に対し、座標表示領域２５８に表示された角度分の接触させる角度角度を補正し、測定プローブ１１４をワークＷの表面に法線方向から接触させる。
【００６５】
次に、図１５、１６を参照して、円筒穴中心測定の自動実行を説明する。
オペレーターがジョグ送り操作によって測定プローブ１１４を測定対象であるワークＷに形成した円筒穴の中心付近に配置した後に、画面上で円筒測定ボタン２５６をタップまたはクリックすると、画面内にジョグコンソール上の自動測定開始ボタン２２８を押下することをオペレーターに指示するダイアログボックスが表示される。
【００６６】
ダイアログボックスの指示に従いオペレーターが自動測定開始ボタン２２８を押下すると、測定プローブ１１４の移動方向としてＸ軸、Ｙ軸に沿って正負両方向に４つの矢印Ｊ〜Ｍが表示され、測定プローブ１１４が４つの矢印Ｊ〜Ｍに従いＸ軸に沿って正負両方向に送られ、次いでＹ軸に沿って正負両方向に順次送られ、測定プローブ１１４がワークＷの円筒穴の側面に接触して、接触点の座標が測定点座標記憶部２６に記憶される。演算部２４は、測定点座標記憶部２６から４つの測定点の座標値を受け取り円筒穴の中心座標を演算する。座標表示領域２５８に演算結果が図２０のアイコンと共に表示される。
【００６７】
オペレーターが、測定プローブ１１４を手動操作（ジョグ送り操作や手動パルス発生器による送り操作）して測定装置に対して測定点を直接教示するので、オペレーターは、測定に際して測定項目を選択したり、ワークの概略寸法を入力する必要がなる。また、操作盤２００の表示部２０２（２８）に教示結果がワークに対する矢印によって順次表示されるので、オペレーターが測定タイプを間違えることが防止される。
【００６８】
測定結果は、図５〜図１６に示した測定画面における操作によって、ＮＣ装置１５０へ出力することができる。これによって、ワークＷのコーナー位置（図１７）や、ワークＷの中心位置（図１８、２１）、ワークＷの上面位置（図２３）をＮＣ操作盤１５０のワーク座標系へ設定することが可能となる。従来技術では、ワークＷの測定と、ワーク座標系の設定を個別に行う必要があるが、本発明では同じ測定画面内で一連の操作として測定と設定とを実行することが可能となる。
【００６９】
ワークの測定では、測定プローブがワークに接触したときに、送り軸を停止させなければならないが、接触後にＮＣ装置が測定プローブが完全に停止するまでの間、測定プローブはワークに対して更に進行し続ける。従って、測定プローブを高速で送ると、測定プローブが損傷することがある。上述の実施形態では、オペレーターが危険領域を設定するボタン２６４によって、ワークの高さを入力することによって、ワークが存在する領域に進入したときに、測定プローブの移動速度を安全な速度まで減速させることが可能となる。
【００７０】
なお、既述の実施形態では、測定プローブ１１４とワークＷとを相対移動させる手動操作の手段として、ジョグ送り操作で説明したが、手動パルス発生器のような手動操作手段であってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０    測定装置
１２    測定軸判定部
１４    測定方向判定部
１６    測定点カウント部
１８    測定工程記憶部
２０    自動測定指令部
２２    測定タイプ判定部
２４    演算部
２６    測定点座標記憶部
２８    表示部
１００    工作機械
１０６    テーブル
１１２    主軸
１１４    測定プローブ
１５０    ＮＣ装置
２０２    表示パネル
２２０    ジョグコンソール
２２４    ジョグボタン
２２６    オーバーライドスイッチ
２２８    自動測定開始ボタン
２５０    送り軸の座標表示領域
２５２    アイコン
２５４    測定プローブ移動方向表示領域
２５６    円筒測定ボタン
２５８    座標表示領域
２６０    寸法表示領域
２６２    傾斜角表示領域
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2017168727.tif 000028
【図２７】
2017168727.tif 000029
【国際調査報告】
2017168727.tif 000030
2017168727.tif 000031
2017168727.tif 000032
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