(57)【要約】【課題】  倣いプローブの校正のための自動化が可能な校正プログラムと校正方法を提供すること。【解決手段】  校正装置を構成する計算機に実行させることにより、被測定物の表面性状を少なくとも２軸方向で測定する倣いプローブを校正するプログラムであって、各軸測定範囲を含む校正条件を入力する準備ステップと、真直測定を行って誤差を収集するステップと、指示誤差と真直度誤差と回転誤差とを算出する誤差算出ステップと、直交データを収集する直交データ収集ステップと、直交誤差を算出する直交誤差算出ステップと、を計算機に実行させる。【選択図】    図１
2006145560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
校正装置を構成する計算機に実行させて、被測定物の表面性状を少なくとも２軸方向で測定する倣いプローブの校正を行うための倣いプローブの校正プログラムにおいて、
前記計算機へ前記倣いプローブの少なくとも各軸測定範囲を含む校正条件を入力する準備ステップと、
前記各軸測定範囲において、真直測定を行ない、前記倣いプローブによる各軸の変位量に基づいて誤差を収集する誤差収集ステップと、
前記誤差収集ステップにおいて収集した誤差から、指示誤差と真直度誤差と回転誤差とを算出する誤差算出ステップと、
前記各軸測定範囲において、２点間の距離が既知の２組の計４点のそれぞれの点における倣いプローブの変位量に基づいて直交データを収集する直交データ収集ステップと、
前記直交データ収集ステップにおいて収集した直交データから、直交誤差を算出する直交誤差算出ステップと、
を計算機に実行させることを特徴とする倣いプローブの校正プログラム。
【請求項２】
前記誤差算出ステップにおいて、算出した指示誤差から、前記直交誤差を分離すること、
を特徴とする請求項１に記載の倣いプローブの校正プログラム。
【請求項３】
前記誤差収集ステップにおける誤差の収集は、前記各軸測定範囲において、所定の間隔で網羅すること、
を特徴とする請求項１に記載の倣いプローブの校正プログラム。
【請求項４】
前記誤差算出ステップにおける前記指示誤差と真直度誤差と回転誤差との算出には最小自乗法を用いること、
を特徴とする請求項１に記載の倣いプローブの校正プログラム。
【請求項５】
被測定物の表面性状を少なくとも２軸方向で測定する倣いプローブの校正を行うための倣いプローブの校正方法において、
校正装置へ前記倣いプローブの少なくとも各軸測定範囲を含む校正条件を入力する準備ステップと、
前記各軸測定範囲において、２点間の距離が既知の２組の計４点のそれぞれの点における倣いプローブの変位量に基づいて直交データを収集する直交データ収集ステップと、
前記直交データ収集ステップにおいて収集した直交データから、直交誤差を算出する直交誤差算出ステップと、
前記各軸測定範囲において、真直測定を行い、前記倣いプローブによる各軸の変位量に基づいて誤差を収集する誤差収集ステップと、
前記誤差収集ステップにおいて収集した誤差から、指示誤差と真直度誤差と回転誤差とを算出し、更にこの指示誤差から前記直交誤差を分離する誤差算出ステップと、
を備えたことを特徴とする倣いプローブの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倣いプローブの校正プログラムおよび校正方法に関し、特に被測定物の寸法、形状、うねり、粗さなどの表面性状を測定する倣いプローブの各種誤差を校正する校正プログラムおよび校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の三次元形状を測定する三次元測定機、二次元の輪郭形状を測定する輪郭形状測定機や画像測定機、真円度を測定する真円度測定機、更に被測定物表面のうねりや粗さ等を測定する表面粗さ測定機などの、被測定物表面の輪郭形状、粗さ、うねりなどを測定する表面性状測定機が知られている。これらは接触式あるいは非接触式のセンサーと被測定物を相対的に移動させる案内機構を１軸乃至複数軸備えているものが多い。
【０００３】
これらの案内機構はガイドと送りねじとこの送りねじに螺合されたナットを備え、このナットに結合されたスライダを移動させ、そのスライダの移動をリニヤスケールなどで測定する構成のものが多い。また、必ずしも送りねじを備えず、ガイドとスライダから構成され、手動で移動させられるスライダの変位量をリニヤスケールなどで読み取るものもある。通常はスライダにプローブやＣＣＤカメラなどのセンサーが１種類あるいは複数種類取り付けられている。
これらの用途に用いられるプローブには、タッチ信号プローブと倣いプローブがある。
【０００４】
図１４はこのようなタッチ信号プローブあるいは倣いプローブを三次元測定機のスピンドル１１７の先端に取り付けて用いる場合の例を示している。
この三次元測定機１００は次のように構成されている。
除振台１１１の上には、定盤１１２がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、この定盤１１２の両側端から立設されたビーム支持体１１３ａ，１１３ｂの上端でＸ軸方向に延びるビーム１１４を支持している。ビーム支持体１１３ａは、その下端がＹ軸駆動機構１１５によってＹ軸方向に駆動される。また、ビーム支持体１１３ｂは、その下端がエアーベアリングによって定盤１１２にＹ軸方向に移動可能に支持されている。ビーム支持体１１３ａ、１１３ｂの移動現在位置は図示しないＹ軸スケールによって検出される。
【０００５】
ビーム１１４は、垂直方向（Ｚ軸方向）に延びるコラム１１６を支持する。コラム１１６は、ビーム１１４に沿ってＸ軸方向に駆動される。コラム１１６の移動現在位置は図示しないＸ軸スケールによって検出される。コラム１１６には、スピンドル１１７がコラム１１６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１１７の移動現在位置は図示しないＺ軸スケールによって検出される。
スピンドル１１７の下端には、接触式の測定子１１９を備えたプローブ１１８が装着されている。このプローブ１１８が、定盤１１２上に載置された被測定物を測定する。Ｘ軸スケール、Ｙ軸スケール、Ｚ軸スケールには例えば光学式のリニヤスケールなどが使用される。
【０００６】
タッチ信号プローブは、測定子が被測定物に接触した瞬間のリニヤスケールの値を読み取って被測定物の測定位置を求める。このようなタッチ信号プローブの例が知られている（例えば特許文献１）。これは先端に球状の接触子を備えた測定子を着座機構によって常に定位置に復帰可能とした構造で、接触子が被測定物に接触すると測定子が変位して着座機構から離脱すると同時に電気接点を開放してタッチ信号を出力する。
このタッチ信号プローブは、基本的には被測定物の１点の座標位置を求めるもので、被測定物の複数箇所を測定するためには、その都度の測定動作が必要となるので、例えば被測定物の輪郭データを密に求める場合には、多くの位置決め、測定動作を行う必要があって、全体の測定時間が長くなり、その結果、温度変化などの環境変動の影響を受けることになって、高精度測定には必ずしも適していない。
【０００７】
これに対して、倣いプローブは、被測定物の位置を連続的に測定することが可能なので、被測定物の複数箇所を測定して輪郭データを密に高速に求めることが容易に出来るので、環境変動の影響を受け難く、全体として高精度測定ができる可能性がある。
このような倣いプローブとしては、図１５に示すようなプローブがある（例えば特許文献２）。このプローブは、基台に対してそれぞれ直交方向に移動自在なＸ軸スライダとＹ軸スライダとＺ軸スライダを介して触針が支持されており、この基台及び３つのスライダの間の摺動部には加圧空気が送出され空気軸受けを構成することにより極めて摩擦が少ない案内機構が構成されている。また、この基台とＺ軸スライダ、Ｚ軸スライダとＹ軸スライダと、Ｙ軸スライダとＸ軸スライダとの各々の相対変位を検出するＺ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｘ軸センサの３つのセンサが設けられており、これら３つのセンサによって触針の三次元的な変位量を求めることができるようになっている。
【０００８】
これらのセンサは例えばアブソリュート光学式直線スケールが用いられる。従って、この倣いプローブの触針（測定子）を被測定物の表面に接触させたまま、被測定物に対して倣いプローブを、被測定物の表面方向に相対移動させれば、触針は被測定物の表面の輪郭形状に沿って変位するので、被測定物の輪郭形状データを連続的に収集することが出来る。この場合、輪郭形状データは、倣いプローブから出力される３つのセンサの出力と、三次元測定機の駆動機構の変位を測定するリニヤスケールの値を合成して求める。
なお、触針が被測定物に接触していない場合の倣いプローブのＸ軸スライダ、Ｙ軸スライダ、Ｚ軸スライダの通常停止位置（復帰位置）は、各々のアブソリュートセンサの原点位置とされる。
このように、倣いプローブには高速でデータ収集が可能という特徴を備えているが、反面、タッチ信号プローブに比べて案内機構やセンサなどを内蔵していることから構造が複雑となり、十分な測定精度を確保するのが難しいという問題点がある。  
【０００９】
これらの案内機構には加工上の誤差や環境変動によって生じる変形その他による誤差の発生が避けられず、その結果Ｚ軸スライダ、Ｙ軸スライダ、Ｘ軸スライダは正しく移動することができなくなり、このスライダの変位を測定するZ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｘ軸センサで測定された触針の変位を示すデータには誤差が含まれることになる。
例えば図１６（Ａ）のＸ軸案内機構の模式図を例にして示すと、Ｘ軸スライダがＸ軸方向に変位するとき、Ｘ軸スライダがＸ軸の回りに回転するローリング、Ｘ軸スライダがＹ軸の回りに回転するピッチング、Ｘ軸スライダがＺ軸の回りに回転するヨーイングが発生する。
また、これらの回転運動に起因する誤差の他に、Ｘ軸案内機構の運動の直線性に起因する真直度誤差がある。これには、Ｘ軸スライダがＸ軸方向に変位するとき、Ｙ軸方向に変位するＹ軸真直度誤差と、Ｚ軸方向に変位するＺ軸真直度誤差がある。
【００１０】
さらに、Ｘ軸センサ自体にも、変位量に対する指示値の誤差（指示誤差）が測定全領域に渡って存在する。すなわち、1軸あたり６種類の誤差が考えられるが、これらの誤差の他に直交性に起因する直交誤差があり、三次元倣いプローブの場合には、Ｘ軸とＹ軸、Ｙ軸とＺ軸、Ｚ軸とＸ軸の３種類の直交誤差があるので、少なくとも２１種類の幾何学的な誤差が発生する可能性がある。
すなわち、回転運動に起因する誤差は、Ｘ軸回りの回転をＡ、Ｙ軸回りの回転をＢ、Ｚ軸回りの回転をＣとすると、Ａ（ｘ）＝Ｘ軸ロール誤差、Ａ（ｙ）＝Ｙ軸ピッチ誤差、Ａ（ｚ）＝Ｚ軸ピッチ誤差、Ｂ（ｘ）＝Ｘ軸ピッチ誤差、Ｂ（ｙ）＝Ｙ軸ロール誤差、Ｂ（ｚ）＝Ｚ軸ヨウ誤差、Ｃ（ｘ）＝Ｘ軸ヨウ誤差、Ｃ（ｙ）＝Ｙ軸ヨウ誤差、Ｃ（ｚ）＝Ｚ軸ロール誤差となる。
真直度誤差は、Ｘ（ｙ）＝Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差、Ｘ（ｚ）＝Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差、Ｙ（ｘ）＝Ｙ軸方向のＸ軸真直度誤差、Ｙ（ｚ）＝Ｙ軸方向のＺ軸真直度誤差、Ｚ（ｘ）＝Ｚ軸方向のＸ軸真直度誤差、Ｚ（ｙ）＝Ｚ軸方向のＹ軸真直度誤差となる。
【００１１】
指示誤差としては、Ｘ（ｘ）＝Ｘ軸指示誤差、Ｙ（ｙ）＝Ｙ軸指示誤差、Ｚ（ｚ）＝Ｚ軸指示誤差となる。
直交誤差は、Ｐｙｘ＝Ｙ軸Ｘ軸間直交誤差、Ｐｚｘ＝Ｚ軸Ｘ軸間直交誤差、Ｐｚｙ＝Ｚ軸Ｙ軸間直交誤差となる。
これらの誤差は、案内機構を介して支持されている測定子の姿勢を変動させて、測定子の正確な位置の決定を困難にし、その結果、測定精度を劣化させることになる。
倣いプローブの場合は、同一の案内機構であっても測定子の長さによって、測定子の姿勢の変動量が変わるので、同一の倣いプローブであっても長さの異なる測定子に交換した場合は、測定誤差が変化する。一般的には、長い測定子を用いた場合の方が測定誤差が大きくなる傾向がある。
【００１２】
図１６（Ｂ）はＸ軸回りの回転Ａ（Ｘ軸ローリング）が測定子２３２の接触球２３３に与える位置誤差の様子を模式的に示したもので、Ｙ軸方向にｄＹ、Ｚ軸方向にｄＺの誤差が生じることがわかる。
更に倣いプローブの校正において考慮すべきものとして、プローブオフセットがある。これはスピンドルの基準位置から、測定子先端の接触球の中心位置までのオフセットで、Ｓｘ（Ｘ軸オフセット）、Ｓｙ（Ｙ軸オフセット）、Ｓｚ（Ｚ軸オフセット）から構成される。
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−７３４２９号公報
【特許文献２】特開平５−２５６６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のように、誤差要因が複雑であることから、これらの倣いプローブの校正を厳密に行おうとすると、作業には多大の労力を要するという問題がある。
一例として倣いプローブの幾何学的な偏差の校正を目的とする測定機器自体は古い歴史を持つにもかかわらず、測定方法の多様性の面では限られたものとなっているのが現状である。すなわち校正にあたって用いられるレーザ干渉測長機や水準器などは、ひとつの幾何学的偏差を単機能的に検出する測定機器が主流となっている。これらの測定機器を用いた測定の不確かさを管理しようとすると、装置の取り扱いや1回1回の測定に先立つ測定機器の設置姿勢の調整（アライメント）は操作に習熟したオペレータにより行われる必要がある。結果として技能作業者が多大な時間を費やして校正を行う必要があり、省力化の望めない高コスト労働集約型の作業工程となっていた。一方、倣いプローブの幾何学的精度は、その測定可能範囲で規格化すると数ppmに到達しており、単に自動化を試みるという視点では不確かさの面で満足する校正方法を実現することは難しいものとなっている。
【００１５】
さらに、これらの労働集約的校正作業のコストは製品コストを引き上げるという問題点がある。
また、これらの校正機器を使いこなせる極度に高度な技能を有する校正作業者の確保は更に難しいという問題点がある。
さらに、倣いプローブの製造工程における校正は、事前に校正された履歴が無い倣いプローブが対象となるので、倣いプローブの測定可能領域をくまなくかつ、必要十分に細かい間隔で網羅する測定点を配置する必要があり、全数・全機能検査に相当する校正が必要となる。また、校正結果を使用して倣いプローブの幾何学的偏差（あるいは測定誤差）の補正を行う場合、精度補正に利用することが可能な運動学的に記述された幾何学的偏差として校正値を出力する校正方法を採用する必要がある。こうした特質のため、熟練作業者への依存度は非常に高く、また省力化への障害も大きかった。
【００１６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、倣いプローブの校正の自動化が可能な校正プログラムを提供することを目的とする。
さらに、倣いプローブの校正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】
【００１７】
本発明は、前記目的を達成するために、校正装置を構成する計算機に実行させて、被測定物の表面性状を少なくとも２軸方向で測定する倣いプローブの校正を行うための倣いプローブの校正プログラムにおいて、前記計算機へ前記倣いプローブの少なくとも各軸測定範囲を含む校正条件を入力する準備ステップと、前記各軸測定範囲において、真直測定を行い、前記倣いプローブによる各軸の変位量に基づいて誤差を収集する誤差収集ステップと、前記誤差収集ステップにおいて収集した誤差から、指示誤差と真直度誤差と回転誤差とを算出する誤差算出ステップと、前記各軸測定範囲において、２点間の距離が既知の２組の計４点のそれぞれの点における倣いプローブの変位量に基づいて直交データを収集する直交データ収集ステップと、前記直交データ収集ステップにおいて収集した直交データから、直交誤差を算出する直交誤差算出ステップと、を計算機に実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記誤差算出ステップにおいて、算出した指示誤差から、前記直交誤差を分離すること、を特徴とする。
さらに、本発明は、前記誤差収集ステップにおける誤差の収集は、前記各軸測定範囲において、所定の間隔で網羅すること、を特徴とする。
また、本発明は、前記誤差算出ステップにおける前記指示誤差と真直度誤差と回転誤差との算出には最小自乗法を用いること、を特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明は、被測定物の表面性状を少なくとも２軸方向で測定する倣いプローブの校正を行うための倣いプローブの校正方法において、校正装置へ前記倣いプローブの少なくとも各軸測定範囲を含む校正条件を入力する準備ステップと、前記各軸測定範囲において、２点間の距離が既知の２組の計４点のそれぞれの点における倣いプローブの変位量に基づいて直交データを収集する直交データ収集ステップと、前記直交データ収集ステップにおいて収集した直交データから、直交誤差を算出する直交誤差算出ステップと、前記各軸測定範囲において、真直測定を行い、前記倣いプローブによる各軸の変位量に基づいて誤差を収集する誤差収集ステップと、前記誤差収集ステップにおいて収集した誤差から、指示誤差と真直度誤差と回転誤差とを算出し、更にこの指示誤差から前記直交誤差を分離する誤差算出ステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、校正測定装置と被校正倣いプローブの出力座標を比較することによって、被校正倣いプローブの幾何学的偏差を収集し、その誤差を算出して補正データを求めることができるので、倣いプローブの誤差補正が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を用いた好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、全図中において同一符号を付したものは同一構成要素を表わしている。
図１は第１実施形態にかかる、倣いプローブのＺ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｘ軸センサの指示値を直接に比較測定し得る校正装置２００を示し、図２は、この校正装置２００の構成を示すブロック図である。
校正装置２００は、校正測定装置２１０と図示しない駆動装置２６０および計算機２７０から成り、校正測定装置２１０は図１４に示した三次元測定機と類似の構成で、具体的には以下に示すように構成されている。
【００２２】
除振台２１１の上には、定盤２１２がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、この定盤２１２の両側端から立設されたビーム支持体２１３ａ，２１３ｂの上端でＸ軸方向に延びるビーム２１４を支持している。ビーム支持体２１３ａは、その下端がＹ軸駆動機構２４２によってＹ軸方向に駆動され、駆動された現在位置はＹ軸スケール２４５によって測定される。また、ビーム支持体２１３ｂは、その下端がエアーベアリングによって定盤２１２にＹ軸方向に移動可能に支持されている。ビーム２１４は、垂直方向（Ｚ軸方向）に延びるコラム２１６を支持する。コラム２１６は、ビーム２１４に沿ってＸ軸駆動機構２４１によってＸ軸方向に駆動され、駆動された現在位置はＸ軸スケール２４４によって測定される。コラム２１６には、スピンドル２１７がコラム１１６に沿ってＺ軸駆動機構２４３によってＺ軸方向に駆動されるように設けられており、駆動された現在位置はＺ軸スケール２４６によって測定される。
【００２３】
定盤２１２の上面には、Ｘ軸方向のほぼ中央位置にプローブ支持体２２０が立設されている。
プローブ支持体２２０の先端には被校正倣いプローブ２３０の本体２３１が測定子２３２を下方に向けて着脱可能に固定されている。
測定子２３２とスピンドル２１７は連結体３００によって連結され、接続されているので、スピンドル２１７がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動して変位すると、その移動に伴って測定子２３２も同様に倣いプローブ２３０の本体２３１に対して変位する。
図２に示すように、倣いプローブ２３０にはＸ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｚ軸センサが内蔵されており、測定子２３２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への変位に従って、その変位量を各々出力する。
【００２４】
駆動装置２６０には、Ｘ軸駆動機構２４１を駆動するＸ軸駆動回路２６１、Ｙ軸駆動機構２４２を駆動するＹ軸駆動回路２６２、Ｚ軸駆動機構２４３を駆動するＺ軸駆動回路２６３、Ｘ軸スケール２４４の出力を計数するＸ軸カウンタ２６４、Ｙ軸スケール２４５の出力を計数するＹ軸カウンタ２６５、Ｚ軸スケール２４６の出力を計数するＺ軸カウンタ２６６、Ｘ軸センサ２５１の出力を計数するＸ軸Ｐカウンタ２６７、Ｙ軸センサ２５２の出力を計数するＹ軸Ｐカウンタ２６８、Ｚ軸センサ２５３の出力を計数するＺ軸Ｐカウンタ２６９が含まれており、各々は計算機２７０に接続されている。従って、校正測定装置２１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸は計算機２７０の指令によって任意速度で任意位置に位置決めが可能である。又、計算機２７０は各カウンタ２６４〜２６９の計数値を入力して、スピンドル２１７のＸ軸、Y軸、Ｚ軸の各軸の現在位置および倣いプローブ２３０の測定子２３２の現在変位を知ることが出来るように構成されている。
【００２５】
計算機２７０は、駆動装置２６０と情報交換を行うための図示しない接続装置を備えるほかは、公知の計算機と同様で、中央演算装置、記憶装置、入力装置、表示装置、印字装置、出力装置を備えており、記憶装置に格納されたプログラムによって、校正測定装置２１０の誤差補正、倣いプローブデータの収集、誤差の算出、誤差の表示、誤差の関数化、補正データの出力などの校正装置２００の校正処理全般が自動制御あるいは必要に応じてそれぞれの機能を半自動制御あるいは手動制御される。
【００２６】
計算機２７０と駆動装置２６０との情報交換は通常は有線通信でＩＥＥＥ４８８などの伝送制御手順を利用して行われるが、必要に応じて無線通信や光通信などを用いても良い。
連結体３００は、図３に示すように、中間連結体３２０によって校正測定装置２１０のスピンドル２１７へ接続されると共に中間連結体３３０によって倣いプローブ２３０の測定子２３２へ接続される。ここで、中間連結体３２０、３３０を用いずにスピンドル２１７と測定子２３２を連結体３００へ直接的に固定する構造にしても良い。
【００２７】
図４は他の形態の連結体４００を示すもので、この連結体４００は第１連結部材４１０と第２連結部材４１２とピアノ線４１３から構成されている。第１連結部材４１０は中央に凹部を備え、この凹部に向かって支持腕４１１が張り出している。第２連結部材４１２は中央がくりぬかれておりトンネル部を形成している。支持腕４１１は、このトンネル部に挿通されているが、トンネル部内壁には接触していない。第１連結部材４１０と第２連結部材４１２はピアノ線４１３によって連結されているが、その詳細は次の通りである。
【００２８】
まず、Ｘ軸方向には凹部内壁と第２連結部材４１２外壁が２本のピアノ線によって締結されている。Ｙ軸方向についても、同様に凹部内壁と第２連結部材４１２外壁が２本のピアノ線によって締結されている。Ｚ軸方向には、凹部底面と第２連結部材４１２の下部底面がピアノ線によって締結され、更に第２連結部材４１２のトンネル部底面と支持腕４１１の先端下面間がピアノ線によって締結されている。それぞれの合計６本のピアノ線は、たるみが生じないように牽引状態で締結されている。このような締結構造によって、第２連結部材４１２は第１連結部材４１０に対してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれの直線方向へも変位不能とされているが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向を回転中心とする回転については、若干の自由度がある。図３の場合と同様に、中間連結体４２０によって校正測定装置２１０のスピンドル２１７へ接続されると共に中間連結体４３０によって倣いプローブ２３０の測定子２３２へ接続される。ここで、中間連結体４２０、４３０を用いずにスピンドル２１７と測定子２３２を連結体４００へ直接的に固定する構造にしても良いし、第１連結部材４１０を測定子２３２へ連結し、第２連結部材４１２をスピンドル２１７へ連結しても良い。
【００２９】
この連結体４００は、校正測定装置２１０のスピンドル２１７やプローブ２３０の測定子２３２にローリング、ピッチング、ヨーイング等の回転運動を生じた場合でも、その回転運動を吸収することが出来るので、このような構造の連結体を用いると、スピンドル２１７あるいは測定子２３２の有害な回転運動が他方へ伝達される割合が低減するため、より高精度な校正が可能となる。尚、このような目的のためには、連結体の構造としては、例えば、特開2000-304039に示されるような球面軸受けを用いても良いし、フレキシブルカップリングで構成しても良い。要するに直線方向の変位を規制しつつ、相対回転を許容する構造であれば良い。
【００３０】
尚、校正測定装置２１０の各軸の駆動機構と各軸のスケールは全移動空間において前記の２１種類の幾何学的偏差が補正されているので、各軸のスケールから検出されて補正された各軸の現在位置は必要十分な精度を有し、その結果、各軸の駆動機構によって駆動されるスピンドル２１７の先端部の基準位置は必要十分な精度で真直駆動されるようになっている。
【００３１】
校正測定装置２１０はこのような構成を備えているので、プローブ支持体２２０の先端に固定された被校正倣いプローブ２３０の測定子２３２は、スピンドル２１７によって被校正倣いプローブ２３０の可能な全測定空間（測定子２３２の可動範囲）に渡って自動あるいは手動で正確に変位させることが可能である。さらにその変位位置は、校正測定装置２１０の各軸のスケール２４４、２４５、２４６で検出されて補正された各軸の現在位置によって正確に検出できるので、全測定空間に渡って被校正倣いプローブ２３０のＸ軸センサ２５１、Ｙ軸センサ２５２、Ｚ軸センサ２５３の出力（Ｘ軸Ｐカウンタ２６７、Ｙ軸Ｐカウンタ２６８、Ｚ軸Ｐカウンタ２６９の計数値）と比較することが可能となる。つまり、被校正倣いプローブ２３０の測定子２３２の全測定空間に渡って、被校正倣いプローブ２３０の各軸センサの出力値と、その正しい現在位置の比較リストを容易に作成することができる。従って、このような校正装置２００を用いれば、被校正倣いプローブ２３０の校正が容易になり、熟練者でなくとも、校正作業を行うことが可能となる。
【００３２】
次に、倣いプローブ２３０の校正方法を図５によって説明する。
Ｓ１０によって校正の処理手順を開始する。
まず、被校正倣いプローブ２３０を校正装置２００のプローブ支持体２２０の先端に固定し、被校正倣いプローブの各軸測定範囲、原点位置、測定分解能、各スライダから測定子２３２の先端の接触球２３３の中心位置までの各軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向）の長さ、連結体の連結寸法（スピンドル２１７の基準位置から接触球２３３の中心位置までの各軸方向［Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向］の長さ）などを入力装置によって計算機２７０の記憶装置へ入力して格納する（Ｓ２０）。
次に、Ｘ軸について、Ｘ軸方向の指示誤差Ｘ（ｘ）、Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）、Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）、ピッチング誤差Ｂ（ｘ）、ローリング誤差Ａ（ｘ）、ヨーイングＸ軸誤差Ｃ（ｘ）を求める（Ｓ３０）。
【００３３】
例えば、図４に示す連結体４００によって、倣いプローブ２３０の接触球２３３をスピンドル２１７によってＸ軸方向へ変位させた場合の、倣いプローブ２３０のＸ軸センサ２５１、Ｙ軸センサ２５２、Ｚ軸センサ２５３の出力（Ｘ軸Ｐカウンタ２６７、Ｙ軸Ｐカウンタ２６８、Ｚ軸Ｐカウンタ２６９の計数値）は、次のような変化を示す。
すなわち、Ｘ軸センサ２５１の出力は、校正測定装置２１０のＸ軸スケールの２４４の出力とほぼ、同一の変化を示すが、Ｘ軸指示誤差Ｘ（ｘ）、Ｘ軸ピッチ誤差Ｂ（ｘ）、Ｘ軸ヨウ誤差Ｃ（ｘ）によって誤差を生じる。
また、Ｙ軸センサ２５２の出力は、Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）、Ｘ軸ロール誤差Ａ（ｘ）、Ｘ軸ヨウ誤差Ｃ（ｘ）によって誤差を生じる。
さらに、Ｚ軸センサ２５３の出力は、Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）、Ｘ軸ロール誤差Ａ（ｘ）、Ｘ軸ピッチ誤差Ｂ（ｘ）によって誤差を生じる。
【００３４】
図６は、倣いプローブ２３０の接触球２３３を拘束せずに、Ｘ軸スライダ２３４をＸ軸方向に変位させた場合に生じるＸ軸ローリングの様子をＹＺ平面で示している。Ｘ軸スライダ２３４のＹＺ軸方向基準点は、図６でＸ軸スライダ２３４の左上コーナとなっている。このＸ軸スライダ２３４のＹＺ軸方向基準点に対して、測定子２３２は、Ｙ軸方向とＺ軸方向にオフセットされた位置（図６ではＸ軸スライダ２３４の右下）に取り付けられており、一定の長さを有する。Ｘ軸スライダ２３４は、Ｘ軸方向移動に対して、Ｙ軸方向とＺ軸方向の真直誤差を発生し、さらにＸ軸スライダ２３４のローリングによって、変位途中において、例えば図６の破線で示す姿勢をとる。つまり、この時に生じるＹ軸方向誤差ｄｙとＺ軸方向誤差ｄｚは、
ｄｙ＝Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）＋ローリングＹ軸誤差      …（１）
ｄｚ＝Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）＋ローリングＺ軸誤差      …（２）
となる。
【００３５】
このことは逆に、接触球２３３をＸ軸方向に正確に真直移動させた場合、Ｙ軸センサ２５２、Ｚ軸センサ２５３の出力には、ｄｙとｄｚの誤差出力を生じることを示している。
図７は、倣いプローブ２３０の接触球２３３を拘束せずに、Ｘ軸スライダ２３４をＸ軸方向に変位させた場合に生じるＸ軸ピッチングの様子をＸＺ平面で示している。Ｘ軸スライダ２３４のＸＺ軸方向基準点は、図７でＸ軸スライダ２３４の左上コーナとなっている。このＸ軸スライダ２３４のＸＺ軸方向基準点に対して、測定子２３２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向にオフセットされた位置（図７ではＸ軸スライダ２３４の右下）に取り付けられており、一定の長さを有する。Ｘ軸スライダ２３４は、Ｘ軸方向移動に対して、Ｚ軸方向の真直誤差を発生する。また、Ｘ軸方向に対して、Ｘ軸センサはＸ軸指示誤差Ｘ（ｘ）を有する。さらに、Ｘ軸スライダ２３４のピッチングによって、変位途中において、例えば図７の破線で示す姿勢をとる。
【００３６】
つまり、この時に生じるＸ軸方向誤差ｄｘとＺ軸方向誤差ｄｚは、
ｄｘ＝Ｘ軸方向の指示誤差Ｘ（ｘ）＋ピッチングＸ軸誤差            …（３）
ｄｚ＝Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）＋ピッチングＺ軸誤差      …（４）
となる。
このことは逆に、接触球２３３をＸ軸方向に正確に真直移動させた場合、Ｘ軸センサ２５１、Ｚ軸センサ２５３の出力には、ｄｘとｄｚの誤差出力を生じることを示している。
【００３７】
図８は、倣いプローブ２３０の接触球２３３を拘束せずに、Ｘ軸スライダ２３４をＸ軸方向に変位させた場合に生じるＸ軸ヨーイングの様子をＸＹ平面で示している。Ｘ軸スライダ２３４のＸＹ軸方向基準点は、図８でＸ軸スライダ２３４の左上コーナとなっている。このＸ軸スライダ２３４のＸＹ軸方向基準点に対して、測定子２３２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向にオフセットされた位置（図８ではＸ軸スライダ２３４の右下）に紙面垂直方向に取り付けられている。Ｘ軸スライダ２３４は、Ｘ軸方向移動に対して、Ｙ軸方向の真直誤差を発生する。また、Ｘ軸方向に対しては、Ｘ軸センサはＸ軸指示誤差Ｘ（ｘ）を有する。さらに、Ｘ軸スライダ２３４のヨーイングによって、変位途中において、例えば図８の破線で示す姿勢をとる。
【００３８】
つまり、この時に生じるＸ軸方向誤差ｄｘとＹ軸方向誤差ｄｙは、
ｄｘ＝Ｘ軸方向の指示誤差Ｘ（ｘ）＋ヨーイングＸ軸誤差            …（５）
ｄｙ＝Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）＋ヨーイングＹ軸誤差      …（６）
となる。
このことは逆に、接触球２３３をＸ軸方向に正確に真直移動させた場合、Ｘ軸センサ２５１、Ｙ軸センサ２５２の出力には、ｄｘとｄｙの誤差出力を生じることを示している。
【００３９】
以上の説明では、ローリングとピッチングとヨーイングによって生じる誤差を個別に説明したが、実際にはこれらの誤差は同時に発生するので、倣いプローブ２３０のＸ軸センサ２５１、Ｙ軸センサ２５２、Ｚ軸センサ２５３に含まれる誤差ｄｘ、ｄｙ、ｄｚには各誤差成分が一緒に含まれている。
すなわち、
ｄｘ＝Ｘ軸方向の指示誤差Ｘ（ｘ）＋ピッチングＸ軸誤差＋ヨーイングＸ軸誤差
…（７）
ｄｙ＝Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）＋ローリングＹ軸誤差＋ヨーイングＹ軸誤差
…（８）
ｄｚ＝Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）＋ピッチングＺ軸誤差＋ローリングＺ軸誤差
…（９）
となる。
【００４０】
そこで、倣いプローブ２３０のＸ軸測定範囲の全域に渡って、この誤差ｄｘ、ｄｙ、ｄｚを収集する。ここで、例えばピッチングの角度が決まれば、ピッチングＸ軸誤差とピッチングＺ軸誤差が一義的に決まることは言うまでもない。従って、変数としては、Ｘ軸方向の指示誤差Ｘ（ｘ）、Ｘ軸方向のＹ軸真直度誤差Ｘ（ｙ）、Ｘ軸方向のＺ軸真直度誤差Ｘ（ｚ）、ピッチング角度、ローリング角度、ヨーイング角度の６つがあるが、式が３つしかないので、このままでは解を求めることはできない。この解法としては、例えば線形多重回帰問題として、ＱＲ分解等を利用した最小自乗法を用いる。
Ｙ軸変位、Ｚ軸変位に対する誤差についても同様に求めて、各誤差要素を求める（Ｓ４０、Ｓ５０）。
【００４１】
次に、各軸の直交誤差を求める（Ｓ６０）。
図９は倣いプローブ２３０のセンサのＰＸ軸とＰＹ軸の直交誤差を求める方法を模式的に示したものである。ここで、図中のＸ、Ｙは校正測定装置２１０のＸ軸スケール２４４とＹ軸スケール２４５の軸方向を示し、両者間の直交誤差は許容範囲内に補正されている。ＰＸ、ＰＹは倣いプローブ２３０のＸ軸センサとＹ軸センサの軸方向を示しており、それぞれ、ＸとＹに対してθｘ、θｙの角度誤差を持っている。
まず、校正測定装置２１０を駆動して接触球２３３をＰ１点へ位置決めし、その時のＸ軸センサとＹ軸センサの出力を記憶する。次に接触球２３３をＰ２点へ位置決めし、その時のＸ軸センサとＹ軸センサの出力を記憶する。ここで、Ｐ１点からＰ２点までの長さは、正確にＬとなるようにＰ１点とＰ２点を選定する。この時、ＰＸ軸上でのＰ１点からＰ２点までの計数値をＡ、ＰＹ軸上でのＰ１点からＰ２点までの計数値をＢとする。
【００４２】
次に、校正測定装置２１０を駆動して接触球２３３をＰ３点へ位置決めし、その時のＸ軸センサとＹ軸センサの出力を記憶する。次に接触球２３３をＰ４点へ位置決めし、その時のＸ軸センサとＹ軸センサの出力を記憶する。ここで、Ｐ３点からＰ４点までの長さは、正確にＬとなるようにＰ３点とＰ４点を選定する。この時、ＰＸ軸上でのＰ３点からＰ４点までの計数値をＣ、ＰＹ軸上でのＰ３点からＰ４点までの計数値をＤとする。
この結果から、次の式を解いてθｘとθｙを得る。
Ｌ２＝Ａ２・cos２θｘ＋Ｂ２・cos２θｙ                          …（１０）
Ｌ２＝Ｃ２・cos２θｘ＋Ｄ２・cos２θｙ                          …（１１）
これによって、Ｘ軸センサとＹ軸センサの直交誤差を求めることが出来るが、同様にしてＹ軸センサとＺ軸センサの直交誤差およびＸ軸センサとＺ軸センサの直交誤差を求める。
【００４３】
なお、前記指示誤差の算出時には、この直交誤差の影響を加味しておらず、図５のＳ３０、Ｓ４０、Ｓ５０で求めた各軸の指示誤差には、この直交誤差成分が含まれている。そのため、指示誤差から直交誤差を分離しておく。より具体的には、補正前指示誤差成分から、前記直交誤差成分（例えばＸ軸の場合は、角度θｘによる一次相関成分）を除外して、指示誤差と直交誤差を分離する。
【００４４】
以上の測定、計算処理によって各種の誤差データを算出できたので、これらの誤差を容易に補正することができるように、補正データ算出用の関数を求める（Ｓ７０）。これは、倣いプローブ２３０の測定範囲全域に渡って誤差データを関数近似することで求めることが出来る。この結果、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用の補正データ算出関数はそれぞれ、Ｆｘ（ｘ、ｙ、ｚ）、Ｆｙ（ｘ、ｙ、ｚ）、Ｆｚ（ｘ、ｙ、ｚ）となる。つまり、一般的には、例えばＸ軸の補正データは、Ｘ軸のみならず、Ｙ軸とＺ軸の変位位置の影響を受ける。
【００４５】
この関数近似に当たって、必要に応じて指示誤差のみを除外して関数近似を行っても良い。
この場合、指示誤差は指示誤差データ列として、別途処理を行う目的で分離される。
これらの結果（近似された関数データ、指示誤差データ列）は、被校正倣いプローブの補正データとして出力する。すなわち、校正装置の表示装置に表示、印字装置で印字、あるいは出力装置を経由して三次元測定機に直接記憶させて格納したり、あるいはＩＣメモリやフレキシブルディスク等の記憶媒体に記憶させて、倣いプローブを使用する時点で三次元測定機に補正データ（関数データ）を転送する。また、倣いプローブ内に格納した不揮発性メモリなどに記憶して、三次元測定機にプローブを装着した時点で、補正データを倣いプローブから読み出すようにしても良い。このようにすれば、補正データ自体の取り扱いの間違いが生じにくく、倣いプローブのポータビリティが向上して使い勝手がよくなる。
【００４６】
次にプローブオフセットを求める（Ｓ８０）。
一般に倣いプローブは、被測定物の形状に応じた各種の測定子が用いられる。従って、原理的には、倣いプローブに応じた測定プログラム（パートプログラム）が作成される必要がある。同一測定物であってもプローブ毎に専用の測定プログラムを用意するということは実務的には極めて煩雑となる。この煩雑さを解消して、測定プログラムの共用化をはかるために、プローブオフセットの考え方が用いられる。
そのために三次元測定機は通常、基準点を有し、この基準点から倣いプローブの測定子の接触球の中心位置までのオフセット量を「プローブオフセット」として保持しておき、使用されるプローブが決定されると、該当のプローブオフセットが選択されて、この基準点の位置にプローブオフセットが加算されて、接触球の位置が算出される。
【００４７】
三次元測定機の基準点は、Ｚ軸スピンドルの下端中心位置に設けられることが多い。三次元測定機は、機械原点の位置とＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各スケールの値から、この基準点位置を知ることが出来るので、前述の通りプローブオフセットを加算すれば、接触球の中心座標を現在位置座標として算出することができ、これによって各軸の駆動制御を行うことが出来る。
プローブオフセットは、例えば図１４に示すような三次元測定機１００に該当する倣いプローブ１１８を装着し、三次元測定機のテーブルの一定位置に設置されている基準球１２０を測定して、その中心座標を求める。このようにして求められた基準球１２０の中心座標は、プローブオフセット分だけ座標値がシフトするので、このシフト量をプローブオフセットとすれば良い。このプローブオフセットは前述の補正データと同様に保存される。
これらによって補正データの算出を終了する（Ｓ９０）。
【００４８】
次に、これらの補正データ（関数データ）を用いて倣いプローブ２３０の出力を補正する方法を図１０のフローチャートによって説明する。
補正データは、倣いプローブが三次元測定機に装着された段階で、前もって誤差補正を行うデータ処理装置等に前記いずれかの方法によって格納しておき、Ｓ１００によって補正処理を開始する。
まず、倣いプローブ２３０のセンサ出力を入力する（Ｓ１１０）。倣いプローブ２３０から出力されたＸ軸センサ２５１、Ｙ軸センサ２５２、Ｚ軸センサ２５３の出力は、図２に示したカウンタ（Ｘ軸Ｐカウンタ、Ｙ軸Ｐカウンタ、Ｚ軸Ｐカウンタ）に類似のＰカウンタによって計数されので、測長センサの値としては、このＰカウンタの内容を入力することになる。また、倣いプローブが温度センサを内蔵している場合は、温度センサ出力も入力する。
【００４９】
次に、比例誤差補正の要否をチェックする（Ｓ１２０）。
比例誤差補正とは、測長センサの出力に対して比例係数的に補正を行うもので、ここでは温度補正と指示誤差の多点補正を行う。
通常、測長センサ（Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｚ軸センサ）は一定の線膨張係数を有し、温度によってセンサのスケール自体が伸縮する。そこで、前述の温度センサによって、測長センサの温度を測定することによってスケールの伸縮を補正する。
また、指示誤差の多点補正は、倣いプローブの測長センサの指示誤差を近似関数の形で与えて補正を行うのに代えて、複数位置での指示誤差データを基にして補正を行うもので、より高精度な補正が行える。この場合は、図５のＳ７０では、指示誤差の関数化を行わず、指示誤差データ列を生成しておく。指示誤差データ列は倣いプローブの測定範囲の全領域に渡って、一定距離毎の誤差データをデータ列としたものである。
【００５０】
これらの比例誤差補正が必要ない場合は、Ｓ１５０へ処理を移行する。
比例誤差補正を行う場合は、まず比例誤差を算出する（Ｓ１３０）。この場合の温度誤差算出は具体的には次のように行う。
倣いプローブの測長センサの線膨張係数をβ、温度センサの出力を摂氏Ｔｃ度とする。温度誤差は、通常、標準温度として摂氏２０度が用いられることから、この摂氏２０度に対する温度の差Ｔｗ＝Ｔｃ−２０を求め、これに線膨張係数βを乗算して求める。すなわち、一例として倣いプローブのＸ軸測長センサの出力をＸとした場合、温度誤差Ｘｔは次のように求める。
Ｘｔ＝Ｘ・β・（２０−Ｔｃ）                                …（１２）
Ｙ軸とＺ軸も同様に求める。
【００５１】
倣いプローブでは、各軸のスライド機構が近接して配置されているので、通常、温度センサは代表的な１ヶ所のみで測定すれば良いが、必要に応じて各軸毎に温度センサを個別に配置し、各軸毎に異なる温度を用いて温度誤差算出を行っても良い。また、倣いプローブの各軸の測長センサの線膨張係数が異なる場合は、軸毎の固有の線膨張計数を用いて、軸毎に温度誤差を求めても良い。
倣いプローブの測長センサの指示精度の補正のための誤差算出は次のように行う。
【００５２】
図１１は誤差データ列の様子を示したもので、この例では、Ｘ軸の全測長範囲に渡って、Ｘ１からＸ５の５点の誤差データ列から構成されている。それぞれの誤差値は、Ｅ１、Ｅ２、、、Ｅ５となっている。今、Ｘ軸センサ出力がＸｎで、Ｘ１を超え、かつＸ２以下である場合に、その誤差値Ｅｎは次のようにして算出する。
Ｅｎ＝Ｅ１・Ｘｎ・（Ｅ２−Ｅ１）／（Ｘ２−Ｘ１）              …（１３）
つまり、多点補正は複数箇所の離散誤差データから、求める位置での誤差値を内挿によって求める。Ｙ軸とＺ軸も同様に求める。
なお、指示誤差が指示誤差データ列で与えられず、近似関数データの形で与えられる場合は、以下に述べるＳ１６０において指示誤差を関数誤差として算出する。
【００５３】
これらの比例誤差を求めた後、比例誤差を補正する（Ｓ１４０）。
すなわち、同様にＸ軸の場合は、温度誤差Ｘｔと指示誤差Ｅｎを測長センサの出力Ｘに加算して比例誤差補正結果Ｘｃを得る。Ｙ軸とＺ軸も同様に求める。
Ｘｃ＝Ｘ＋Ｘｔ＋Ｅｎ                                          …（１４）
次に、関数誤差補正要否をチェックする（Ｓ１５０）。
ここで求める関数誤差には、回転誤差、真直度誤差、直交誤差があり、これらの誤差補正が不要な場合はＳ１８０へ移行して補正処理を終了する。
【００５４】
関数誤差補正が必要な場合は、まず、関数誤差を算出する（Ｓ１６０）。
関数Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚは既に図５のＳ７０で与えられているので、これを用いて例えばＸ軸の関数誤差Ｘｆを次のように求める。Ｙ軸とＺ軸も同様に求める。
Ｘｆ＝Ｆｘ（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）                                …（１５）
その後、Ｘ軸の関数誤差補正結果Ｘｐを次のように求めて、倣いプローブのＸ軸測長センサの補正結果を得る。Ｙ軸とＺ軸も同様に求める。
Ｘｐ＝Ｘｃ＋Ｘｆ                                              …（１６）
以上の処理によって補正処理を終了する（Ｓ１８０）。
実際にこの倣いプローブを使用して求める最終座標値は、これらの結果を用いて、さらに以下の計算処理によって算出する。
【００５５】
三次元測定機の駆動機構の変位を測定するリニヤスケールの値（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）は前述の通り、基準点（通常はＺ軸スピンドルの下端中心位置）位置を示しているので、これにプローブオフセット（Ｘ軸オフセットＳｘ、Ｙ軸オフセットＳｙ、Ｚ軸オフセットＳｚ）を加算し、さらに倣いプローブの測定子の変位位置を加算して、最終的に測定子の接触球の中心座標値Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏを求める。
Ｘｏ＝Ｘｓ＋Ｓｘ＋Ｘｐ                                          …（１７）
Ｙｏ＝Ｙｓ＋Ｓｙ＋Ｙｐ                                          …（１８）
Ｚｏ＝Ｚｓ＋Ｓｚ＋Ｚｐ                                          …（１９）
被測定物の測定にあたっては、三次元測定機の各軸の駆動機構によって倣いプローブを移動させ、被測定物の表面をトレースし、順次、接触球の中心座標値を求めることによって、被測定物の寸法や形状等を求めることが出来る。
【００５６】
次に図１２は、非接触倣いプローブ２９０を校正するときの校正装置２００の構成を示す。
図１と相違する点は、倣いプローブ２９０が非接触測定を行う点と連結体５００がスピンドル２１７のみに固定される点のみで、その他の構成は図１と同一である。
非接触倣いプローブ２９０としては、例えば画像光学系を含む焦点検出機能付撮像プローブなどがあり、非接触で測定対象の倣い測定が可能である。この非接触倣いプローブ２９０の本体２９１はプローブ支持体２２０に着脱可能に固定される。
【００５７】
連結体５００は図１３に示すように、スピンドル２１７にのみ固定され、十字ヘアーラインなどの測定目標５３０を備えている。非接触倣いプローブ２９０はこの測定目標５３０を倣い測定し、測長センサの座標値（Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサ、Ｚ軸センサの値）を出力する。例えば、非接触倣いプローブ２９０が焦点検出機能付二次元ＣＣＤ撮像プローブの場合には、焦点検出結果がＺ軸センサの出力となり、二次元ＣＣＤで検出された測定目標５３０の測定位置（十字ヘアーラインの交差位置）がＸ軸センサ、Ｙ軸センサの出力となる。
【００５８】
この場合、図５と同様な校正を行えば、画像光学系の収差（真直度誤差、回転誤差）、二次元ＣＣＤの個別センサーの配列ピッチの誤差（指示誤差）、二次元ＣＣＤの個別センサーの直交誤差（直交誤差）、焦点検出機能の誤差（真直度誤差、回転誤差、指示誤差）などを校正することが出来るので、その結果を用いて、図１０の手順によって誤差補正を行うことが出来ることは言うまでもない。
【００５９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。
たとえば、図１の実施形態では、被校正倣いプローブ２３０の本体２３１をプローブ支持体２２０に着脱自在に固定したが、プローブ支持体２２０に代えてほぼ同一形状の基準体２２１を備え、スピンドル２１７に被校正倣いプローブ２３０の本体２３１を着脱自在に固定し、その測定子２３２と基準体２２１を連結体３００で結合しても良い。要するに被校正倣いプローブの測定子を正確に相対真直運動させることが出来ればいずれでも良い。
【００６０】
また、図１２の実施形態においては、プローブ支持体２２０に非接触倣いプローブ２９０の本体２９１を着脱可能に固定したが、プローブ支持体に代えてほぼ同一形状の基準体２２１を備え、スピンドル２１７に被校正非接触倣いプローブ２９０の本体２９１を着脱可能に固定し、連結体５００を基準体２２１に固定して被校正非接触倣いプローブ２９０で測定目標５３０を倣い測定するようにしても良い。要するに被校正非接触倣いプローブと連結体５００を正確に相対真直運動させることが出来ればいずれでも良い。
さらに、三次元倣いプローブに限って説明したが、輪郭形状測定に用いられる二次元倣いプローブであっても良い。
【００６１】
また、倣いプローブに温度センサを備える形態の説明を行ったが、この温度センサは倣いプローブの近傍に設けても良いし、さらに恒温室中に校正装置が設置される場合は、その恒温室温度を用いても良い。あるいは、校正精度面の要求がそれほど厳しくなく、温度センサを設けない倣いプローブの場合は、温度誤差の校正を省略しても良い。
また、実際の校正のための測定は、手動操作によって各軸測定点へ位置決めするほか、プログラムによって校正測定装置が自動位置決めを行って自動測定されるものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上述べたように、校正測定装置と被校正倣いプローブの出力座標を比較することによって、被校正倣いプローブの幾何学的偏差を収集し、その誤差を算出して補正データを求めることができるので、倣いプローブの誤差補正が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る実施形態の校正装置における校正測定装置の構成を示す図である。
【図２】同校正装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同校正装置における連結体を示す図である。
【図４】同校正装置における他の連結体を示す図である。
【図５】倣いプローブの校正方法を示すフローチャートである。
【図６】倣いプローブの回転誤差を示す模式図である。
【図７】倣いプローブの回転誤差を示す他の模式図である。
【図８】倣いプローブの回転誤差を示す他の模式図である。
【図９】倣いプローブの直交誤差を求める説明図である。
【図１０】倣いプローブの誤差補正方法を示すフローチャートである。
【図１１】指示誤差の補正方法を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る他の実施形態の校正装置における校正測定装置の構成を示す図である。
【図１３】同校正装置における連結体を示す図である。
【図１４】三次元測定機におけるプローブの使用状態を示す図である。
【図１５】倣いプローブの構成例を示す図である。
【図１６】倣いプローブの案内機構の回転誤差を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
２００  校正装置
２１０  校正測定装置
２１７  スピンドル
２２０  プローブ支持体
２２１  基準体
２３０、２９０  被校正倣いプローブ
２６０  駆動装置
２７０  計算機
３００、４００、５００  連結体
５３０  測定目標
【図１】
2006145560.tif 000003
【図２】
2006145560.tif 000004
【図３】
2006145560.tif 000005
【図４】
2006145560.tif 000006
【図５】
2006145560.tif 000007
【図６】
2006145560.tif 000008
【図７】
2006145560.tif 000009
【図８】
2006145560.tif 000010
【図９】
2006145560.tif 000011
【図１０】
2006145560.tif 000012
【図１１】
2006145560.tif 000013
【図１２】
2006145560.tif 000014
【図１３】
2006145560.tif 000015
【図１４】
2006145560.tif 000016
【図１５】
2006145560.tif 000017
【図１６】
2006145560.tif 000018