(57)【要約】【課題】測定装置に設けられたエアシリンダの内圧をより簡単に調整できるようにする。【解決手段】エアシリンダ６２には、被検物の形状を測定するプローブ２６が固定されており、リニアアクチュエータによりエアシリンダ６２の稼動部６３を上下に移動させることで、プローブ２６が移動する。また、稼動部６３内部には、上部空間６５と下部空間６６とが設けられており、上部空間６５への空気の注入量を調整することにより、稼動部６３に対して上下方向に加わる力のバランスが調整される。上部空間６５への空気の注入量は、稼動部６３を移動させるリニアアクチュエータに供給される駆動電流の値に基づいて求められる。本発明は、形状測定装置に適用することができる。【選択図】図２
2011203151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する被駆動部と、
電気的に駆動して前記被駆動部を所定方向に移動させる駆動部と、
前記被駆動部とは異なる部位に固定され、前記中空部を、前記所定方向に並ぶ第１の空間と第２の空間とに仕切る仕切り部と、
前記第１の空間に流体を注入するか、または前記第１の空間から流体を吸引して、前記第１の空間に加えられる前記流体の圧力を調整する圧力調整部と、
前記駆動部において消費される電力を監視して、前記被駆動部が停止している状態において、前記被駆動部に対して前記所定方向と平行な第１の方向に加わる力と、前記被駆動部に対して前記第１の方向と反対の第２の方向に加わる力とがほぼ同じ大きさとなるように、前記圧力調整部による前記流体の注入量または吸引量を調整する流体量調整部と
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部は、駆動電流の供給を受けて駆動し、
前記流体量調整部は、前記被駆動部を前記第１の方向に所定距離だけ移動させるときに前記駆動部に供給される前記駆動電流の平均値と、前記被駆動部を前記第２の方向に前記所定距離だけ移動させるときに前記駆動部に供給される前記駆動電流の平均値との和に基づいて、前記注入量または前記吸引量を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記被駆動部には、被検物の形状を測定する測定部が固定され、
流体量調整部は、前記測定部による前記被検物の形状測定前に、前記注入量または前記吸引量を調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記流体は大気であり、前記被駆動部には、前記第２の空間に大気を流入させる通気口が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記圧力調整部は比例電磁弁である
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアシリンダにプローブ等が固定される場合において、より簡単にエアシリンダの内圧を調整できるようにした駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検物に測定光を照射し、被検物において反射した測定光を受光することで、被検物の３次元形状を測定する形状測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような形状測定装置では、測定光を照射したり受光したりするプローブ等がエアシリンダに固定されており、モータの駆動によりエアシリンダを鉛直方向に移動させることで、プローブから被検物までの距離が所望の距離に調整される。
【０００４】
エアシリンダ内部には、空気が注入される空間が設けられており、この空間に注入される空気の注入量を調整することで、注入された空気の圧力によりエアシリンダに対して鉛直方向に加わる力（以下、推力とも称する）が適切な大きさとなるようにされる。
【０００５】
具体的には、エアシリンダが停止している状態において、エアシリンダ自身やプローブ等の重さにより生じる重力と、エアシリンダの推力とが釣り合うように、つまりエアシリンダに加わる鉛直方向の力の和がゼロとなるように、エアシリンダの内圧が調整される。これは、エアシリンダに加わる重力と推力のバランスが悪くなると、エアシリンダを移動させるときにモータに負荷がかかって発熱したり、適切にエアシリンダが移動しなくなってしまったりして、形状測定装置の測定精度が低下する恐れがあるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、形状測定装置のエアシリンダに加わる重力と推力のバランスをとるため、エアシリンダの内圧の調整が必要となる場合がある。例えば、形状測定装置のエアシリンダに固定するプローブを付け替えると、プローブ自体の重量の変化により、重力と推力のバランスがとれなくなるため、エアシリンダの内圧調整が必要となる。しかしながら、エアシリンダの内圧調整は、ユーザが感覚を頼りに手作業で行わなければならないため、面倒であった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、形状測定装置に設けられたエアシリンダの内圧をより簡単に調整できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の駆動装置は、中空部を有する被駆動部と、電気的に駆動して前記被駆動部を所定方向に移動させる駆動部と、前記被駆動部とは異なる部位に固定され、前記中空部を、前記所定方向に並ぶ第１の空間と第２の空間とに仕切る仕切り部と、前記第１の空間に流体を注入するか、または前記第１の空間から流体を吸引して、前記第１の空間に加えられる前記流体の圧力を調整する圧力調整部と、前記駆動部において消費される電力を監視して、前記被駆動部が停止している状態において、前記被駆動部に対して前記所定方向と平行な第１の方向に加わる力と、前記被駆動部に対して前記第１の方向と反対の第２の方向に加わる力とがほぼ同じ大きさとなるように、前記圧力調整部による前記流体の注入量または吸引量を調整する流体量調整部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、形状測定装置に設けられたエアシリンダの内圧をより簡単に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した形状測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】Ｚキャリッジの構成例を示す図である。
【図３】コントローラの構成例を示す図である。
【図４】調整処理を説明するフローチャートである。
【図５】圧力調整処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
［形状測定装置の構成］
図１は、本発明を適用した形状測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００１４】
形状測定装置１１は、測定光を被検物に照射し、被検物において反射された測定光を受光することで、被検物の３次元形状を測定する。
【００１５】
形状測定装置１１では、被検物が載置されるステージ２１に、図中、横方向に長い棒状のＸキャリッジ２２が、Ｘキャリッジ２２の両端に下方向に延在して設けられた一対のコラム２３−１およびコラム２３−２により連結されている。
【００１６】
すなわち、コラム２３−１およびコラム２３−２と、ステージ２１との間にはエアベアリング２４−１およびエアベアリング２４−２が配置されており、エアベアリング２４−１およびエアベアリング２４−２は、コラム２３−１およびコラム２３−２の端に固定されている。
【００１７】
これらのコラム２３−１およびコラム２３−２は、エアベアリング２４−１およびエアベアリング２４−２により、ステージ２１に対して図中、奥行き方向（以下、Ｙ方向とも称する）に平行移動可能とされている。
【００１８】
また、Ｘキャリッジ２２には、Ｘキャリッジ２２に対して、図中、横方向および縦方向に平行移動可能なＺキャリッジ２５が固定されており、Ｚキャリッジ２５の図中、下側の端にはプローブ２６が設けられている。
【００１９】
プローブ２６には、被検物に対して測定光を照射する光源２７と、被検物において反射した測定光を受光する受光部２８とが設けられている。受光部２８において受光された測定光は、受光部２８により光電変換されて電気信号とされる。そして、形状測定装置１１は、光電変換により得られた電気信号に基づいて被検物の形状、より具体的には、所定の座標系における測定対象の部位の座標を求める。
【００２０】
なお、以下、図中、横方向および縦方向を、Ｘ方向およびＺ方向とも称する。また、コラム２３−１およびコラム２３−２を個々に区別する必要のない場合、単にコラム２３とも称し、エアベアリング２４−１およびエアベアリング２４−２を個々に区別する必要のない場合、単にエアベアリング２４とも称する。
【００２１】
さらに、ステージ２１におけるコラム２３−１側の端には、コラム２３をＹ方向に直線的に移動させるためのガイド２９が、図示せぬビスなどにより固定されている。このガイド２９には、ステージ２１の図中、上側に設けられた表面と垂直な、つまりＺ方向に平行な互いに対向する側面と、ステージ２１の表面側とは反対側に位置し、ステージ２１の表面に平行なガイド面とが設けられている。
【００２２】
コラム２３−１とガイド２９の側面との間にはエアベアリング３０が配置され、エアベアリング３０は、コラム２３−１に固定されている。また、ガイド２９におけるエアベアリング３０が配置される側面と対向する側面には、エアベアリング３１が配置され、ガイド２９のガイド面にはエアベアリング３２が配置されている。そして、これらのエアベアリング３１およびエアベアリング３２は、ガイド２９全体を覆うようにコラム２３−１に設けられている支持部３３に固定されている。
【００２３】
また、形状測定装置１１には、形状測定装置１１の各部と電気的に接続されたコントローラ３４が設けられており、コントローラ３４は、形状測定装置１１全体の動作を制御する。
【００２４】
ところで、形状測定装置１１では、Ｚキャリッジ２５がＸキャリッジ２２に対してＸ方向およびＺ方向に平行移動し、コラム２３がステージ２１に対して、ガイド２９に沿ってＹ方向に平行移動することにより、プローブ２６が任意の位置に移動する。これにより、プローブ２６が、被検物の任意の位置に測定光を照射することができるようになり、被検物の３次元形状を測定することができる。
【００２５】
また、形状測定装置１１の稼動時において、エアベアリング２４、およびエアベアリング３０乃至エアベアリング３２は、対向するステージ２１またはガイド２９に対して空気を噴射する。
【００２６】
これにより、エアベアリング２４と、ステージ２１の表面との間には、薄い空気膜が形成される。同様に、エアベアリング３０およびエアベアリング３１と、ガイド２９の側面との間には薄い空気膜が形成され、エアベアリング３２とガイド２９のガイド面との間にも薄い空気膜が形成される。これらの空気膜により、コラム２３は、ガイド２９に沿って、ステージ２１およびガイド２９に非接触で平行移動可能となる。
【００２７】
［Ｚキャリッジの構成］
また、Ｚキャリッジ２５は、より詳細には、図２に示すように構成される。なお、図２において、図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。また、図２において縦方向はＺ方向を示しており、横方向および奥行き方向は、Ｘ方向およびＹ方向を示している。
【００２８】
Ｚキャリッジ２５は、Ｘキャリッジ２２に対して図中、横方向（Ｘ方向）に稼動するＸ稼動部６１と、Ｘ稼動部６１に保持されるエアシリンダ６２とから構成される。
【００２９】
また、エアシリンダ６２は、中空な稼動部６３と、Ｘ稼動部６１に固定され、摩擦力により稼動部６３を支える固定部６４とからなり、稼動部６３の図中、下側の端にはプローブ２６が固定されている。固定部６４は、Ｘ稼動部６１に固定される棒状の部材と、その部材の端に固定された仕切り部とからなり、仕切り部は稼動部６３の内部空間をＺ方向に並ぶ上部空間６５と、下部空間６６とに仕切る。
【００３０】
この仕切り部のＸＹ方向の断面は、稼動部６３の内部空間のＸＹ方向の断面とほぼ同じ大きさおよび形状となっており、仕切り部が稼動部６３の内壁に押し当てられて生じる摩擦力により、稼動部６３が支えられ、Ｘ稼動部６１に保持される。なお、稼動部６３では、上部空間６５と下部空間６６との間で、わずかに流体が通気するようになされている。
【００３１】
また、稼動部６３の図中、上側には、上部空間６５に空気等の流体を注入したり、上部空間６５から空気等の流体を吸引したりするための通気口６７が設けられている。また、稼動部６３の図中、下側には、下部空間６６に空気等の流体を注入したり、下部空間６６から空気等の流体を吸引したりするための通気口６８が設けられている。
【００３２】
さらに、Ｘ稼動部６１には、エアベアリング６９−１およびエアベアリング６９−２と、エアベアリング６９−３およびエアベアリング６９−４とが、稼動部６３の図中、左右の側面を挟み込むように設けられている。なお、以下、エアベアリング６９−１乃至エアベアリング６９−４を特に区別する必要のない場合、単にエアベアリング６９と称する。
【００３３】
これらのエアベアリング６９は、形状測定装置１１の稼動時に稼動部６３の側面に対して空気を噴射し、各エアベアリング６９と、稼動部６３の側面との間には、薄い空気膜が形成される。これにより、稼動部６３が図中、左右方向にぶれないように支えられる。
【００３４】
ところで、形状測定装置１１では、図示せぬリニアアクチュエータの駆動により稼動部６３がＺ方向に移動されるが、被検物の形状の測定精度の低下を抑制するため、稼動部６３の内部空間の圧力と、稼動部６３等の重量により生じる重力とが釣り合うように内部空間の内圧が調整される。これは、稼動部６３が停止している状態で、稼動部６３に加わるＺ方向（鉛直方向）の力のバランスが悪くなると、リニアアクチュエータに負荷がかかって発熱したり、適切に稼動部６３が移動しなくなってしまったりして、測定精度低下の要因となるからである。例えば、稼動部６３のバランスが悪くなると、稼動部６３を移動させるときに稼動部６３に加えられる加速度が制限されてしまう。
【００３５】
そこで、形状測定装置１１では、上部空間６５の内圧を調整することで、稼動部６３に加わるＺ方向の力のバランスが調整される。具体的には、下部空間６６には通気口６８から大気が流入するようにされる。したがって、稼動部６３には、矢印Ｆ１１に示す方向、つまり図中、下方向に下部空間６６内の空気の圧力による力Ｆａが加わることになる。この力Ｆａは、下部空間６６内の空気の圧力（気圧）Ｐａと、下部空間６６のＸＹ方向の断面積Ｓａとの積により求まる。
【００３６】
また、稼動部６３上部に設けられた通気口６７には、図示せぬチューブ等が接続されており、上部空間６５には、チューブの他方の端に接続された図示せぬ流体供給部から空気が注入される。このチューブには、図示せぬ比例電磁弁が設けられており、比例電磁弁により上部空間６５に注入（流入）する空気の量が調整される。
【００３７】
したがって、稼動部６３には、矢印Ｆ１２に示す方向、つまり図中、上方向に上部空間６５内の空気の圧力による力Ｆｂが加わることになる。この力Ｆｂは、上部空間６５内の空気の圧力（気圧）Ｐｂと、上部空間６５のＸＹ方向の断面積Ｓｂとの積により求まる。
【００３８】
さらに、稼動部６３には、矢印Ｆ１３に示す方向、つまり図中、下方向に稼動部６３とプローブ２６の重さにより生じる重力Ｍｇが加わる。このように、稼動部６３には、Ｚ方向と平行な方向に対して、力Ｆａ、力Ｆｂ、および重力Ｍｇが加わる。したがって、これらの力Ｆａ、力Ｆｂ、および重力Ｍｇが釣り合うように、上部空間６５に注入させる空気の量を調整すればよいことになる。ここで、力Ｆａ、力Ｆｂ、および重力Ｍｇが釣り合うとは、次式（１）が成り立つことである。
【００３９】
Ｆｂ−Ｆａ＝Ｍｇ      ・・・（１）
【００４０】
この式（１）が成立すれば、稼動部６３に加わるＺ方向の力のバランスがとれていることになる。稼動部６３に加わる力のバランスがとれているかを特定する処理は、図１のコントローラ３４により行なわれる。コントローラ３４は、稼動部６３を移動させるリニアアクチュエータにおいて消費される電力を監視することで、式（１）が成立するか否かを判定し、その判定結果に応じて、適宜比例電磁弁を制御し、上部空間６５への空気の時間単位当りの注入量を調整する。
【００４１】
［コントローラの構成］
このようなコントローラ３４は、より詳細には、図３に示すように構成される。すなわち、コントローラ３４には、駆動部９１、変換部９２、電流積算部９３、および比例電磁弁制御部９４が設けられている。
【００４２】
駆動部９１は、Ｚキャリッジ２５に設けられたリニアアクチュエータ９５に駆動電流を供給し、駆動させる。リニアアクチュエータ９５は、例えばリニアモータなどから構成され、駆動部９１からの駆動電流の供給を受けて駆動し、稼動部６３をＺ方向に移動させる。稼動部６３の移動時において、固定部６４はＸ稼動部６１に固定されたままであるので、Ｘ稼動部６１および固定部６４に対して、稼動部６３が移動することになる。したがって、稼動部６３の移動により、上部空間６５および下部空間６６の大きさは変化する。
【００４３】
また、駆動部９１からリニアアクチュエータ９５に供給された駆動電流の一部は、リニアアクチュエータ９５から変換部９２に供給される。なお、以下、リニアアクチュエータ９５から変換部９２に供給される駆動電流を、特にモータ電流とも称することとする。
【００４４】
変換部９２は、リニアアクチュエータ９５から供給されたモータ電流を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号とされたモータ電流の値を電流積算部９３に供給する。電流積算部９３は、変換部９２から供給されたモータ電流に基づいて、リニアアクチュエータ９５で消費される電力を監視し、その監視結果を比例電磁弁制御部９４に供給する。
【００４５】
比例電磁弁制御部９４は、電流積算部９３から供給された監視結果に基づいて、Ｚキャリッジ２５に設けられた比例電磁弁９６の動作を制御する。この比例電磁弁９６は、通気口６７に接続された図示せぬチューブに設けられ、上部空間６５に注入される空気の量が適切な量となるように、空気の注入量を調整する。
【００４６】
［調整処理の説明］
次に、形状測定装置１１の動作について説明する。
【００４７】
形状測定装置１１は、電源が投入されるか、または被検物の形状測定の開始がユーザにより指示されると調整処理を行って、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和が０となるように、上部空間６５に注入される空気の量を調整する。以下、図４のフローチャートを参照して、形状測定装置１１による調整処理について説明する。
【００４８】
ステップＳ１１において、コントローラ３４は、プローブ２６を所定の基準位置Ｈｕに移動させる。すなわち、駆動部９１は、コントローラ３４の指示に応じた駆動電流をリニアアクチュエータ９５に供給し、リニアアクチュエータ９５は、供給された駆動電流に応じて駆動し、稼動部６３を移動させる。これにより、稼動部６３に固定されたプローブ２６は、予め定められた所定の基準位置Ｈｕに移動する。
【００４９】
ここで、基準位置Ｈｕについて説明する。例えば、図２において、稼動部６３内部の上部空間６５と下部空間６６とのＺ方向の長さが同じである状態、つまり固定部６４の仕切り部が、稼動部６３の内部空間のＺ方向のほぼ中央に位置する状態であるときのプローブ２６のＺ方向の位置を基準位置Ｈｃとする。この基準位置Ｈｃから図２中、上方向に所定の距離Ｈｚだけ離れた位置が、基準位置Ｈｕとされる。また、基準位置Ｈｃから図２中、下方向に距離Ｈｚだけ離れた位置を基準位置Ｈｄとすることとする。
【００５０】
形状測定装置１１では、プローブ２６が基準位置Ｈｕ、基準位置Ｈｃ、および基準位置Ｈｄの各位置にある状態で、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和が０となるように、上部空間６５への空気の注入量が調整される。
【００５１】
なお、以下、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向を軸とする座標空間において、基準位置Ｈｕ、基準位置Ｈｃ、および基準位置ＨｄのＺ方向の座標をＨｕ、Ｈｃ、およびＨｄということとし、特に図２中、上方向を＋Ｚ方向とし、下方向を−Ｚ方向とすることとする。また、Ｚ方向の座標がｚである位置を位置ｚということとする。したがって、例えば基準位置Ｈｕから＋Ｚ方向にＺ０だけ離れた位置は、位置（Ｈｕ＋Ｚ０）となる。
【００５２】
図４のフローチャートの説明に戻り、プローブ２６が基準位置Ｈｕに移動すると、ステップＳ１２において、形状測定装置１１は圧力調整処理を行って、プローブ２６が基準位置Ｈｕに位置する状態において上部空間６５への空気の注入量を調整する。
【００５３】
ここで、図５のフローチャートを参照して、ステップＳ１２の処理に対応する圧力調整処理について説明する。
【００５４】
ステップＳ４１において、駆動部９１は、リニアアクチュエータ９５に駆動電流を供給し、プローブ２６を±ＺＭの範囲で上下動させる。具体的には、リニアアクチュエータ９５は、駆動部９１からの駆動電流に応じて、稼動部６３を図２中、上方向（＋Ｚ方向）に距離ＺＭだけ移動させた後、さらに稼動部６３を図２中、下方向（−Ｚ方向）に距離２ＺＭだけ移動させる。
【００５５】
したがって、例えばプローブ２６が基準位置Ｈｕにある場合、プローブ２６は基準位置Ｈｕから位置（Ｈｕ＋ＺＭ）に移動され、さらに位置（Ｈｕ−ＺＭ）に移動される。
【００５６】
駆動部９１がリニアアクチュエータ９５を駆動させる場合、駆動部９１からリニアアクチュエータ９５に供給された駆動電流の一部が、モータ電流としてリニアアクチュエータ９５から変換部９２に供給される。
【００５７】
例えば、稼動部６３を＋Ｚ方向に移動させる場合には、正の値のモータ電流が変換部９２に供給され、稼動部６３を−Ｚ方向に移動させる場合には、負の値のモータ電流が変換部９２に供給される。変換部９２は、供給されたモータ電流をアナログ信号からデジタル信号に変換し、電流積算部９３に供給する。
【００５８】
ステップＳ４２において、電流積算部９３は、変換部９２から供給されたモータ電流に基づいて、電流平均値和を算出する。この電流平均値和は、稼動部６３を＋Ｚ方向に移動させるときにリニアアクチュエータ９５で消費される電力と、稼動部６３を−Ｚ方向に移動させるときにリニアアクチュエータ９５で消費される電力との差を示している。
【００５９】
具体的には、プローブ２６が基準位置Ｈｕにある状態でプローブ２６が上下動された場合、電流積算部９３は、プローブ２６が基準位置Ｈｕから位置（Ｈｕ＋ＺＭ）に移動するまでの各時刻におけるモータ電流の平均値（以下、上方向の電流平均値と称する）を算出する。
【００６０】
次に、電流積算部９３は、プローブ２６が基準位置Ｈｕから位置（Ｈｕ−ＺＭ）に移動するまでの各時刻におけるモータ電流の平均値（以下、下方向の電流平均値と称する）を算出し、上方向の電流平均値と下方向の電流平均値の和を電流平均値和として算出する。
【００６１】
ここで、上方向の電流平均値は、プローブ２６を＋Ｚ方向に距離ＺＭだけ移動させるときにリニアアクチュエータ９５で消費された、時間単位当たりの駆動電流を示している。同様に、下方向の電流平均値は、プローブ２６を−Ｚ方向に距離ＺＭだけ移動させるときにリニアアクチュエータ９５で消費された、時間単位当たりの駆動電流を示している。
【００６２】
プローブ２６を＋Ｚ方向に移動させるときには、駆動電流の値は正の値となるので、上方向の電流平均値は正の値となり、プローブ２６を−Ｚ方向に移動させるときには、駆動電流の値は負の値となるので、下方向の電流平均値は負の値となる。また、駆動電流の値は、稼動部６３を移動させるときに必要となる力、つまり稼動部６３に加えられる力を示している。
【００６３】
したがって、稼動部６３を静止させている状態において、上述した式（１）が成立し、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和が０となっている場合には、上下の各方向の電流平均値の絶対値は等しくなるはずである。つまり、電流平均値和は０となるはずである。
【００６４】
逆に、上部空間６５の内圧による力Ｆｂが（Ｆａ＋Ｍｇ）よりも小さく、式（１）が成立しない場合には、稼動部６３を−Ｚ方向に移動させるときよりも、＋Ｚ方向に移動させるときの消費電力がより多くなるので、電流平均値和は０より大きい値となる。また、上部空間６５の内圧による力Ｆｂが（Ｆａ＋Ｍｇ）よりも大きい場合には、稼動部６３を−Ｚ方向に移動させるときの消費電力がより多くなるので、電流平均値和は負の値となる。
【００６５】
電流積算部９３は、電流平均値和を算出すると、その電流平均値和を比例電磁弁制御部９４に供給する。
【００６６】
なお、リニアアクチュエータ９５で消費される電力を示す値として、モータ電流の平均値を求めると説明したが、その他、モータ電流の積算値など、消費電力を示す値であればどのような値であってもよい。例えば、モータ電流の積算値が算出される場合、プローブ２６が基準位置Ｈｕから位置（Ｈｕ＋ＺＭ）に移動するまでの各時刻におけるモータ電流の総和が上方向の積算値として算出され、上下方向の積算値の和に基づいて、比例電磁弁９６の開度が制御される。
【００６７】
ステップＳ４３において、比例電磁弁制御部９４は、電流積算部９３から供給された電流平均値和の絶対値が、予め定められた閾値ｔｈ以下であるか否かを判定する。
【００６８】
ステップＳ４３において、電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下であると判定された場合、圧力調整処理は終了し、処理は図４のステップＳ１３に進む。
【００６９】
例えば、閾値ｔｈをある程度小さい値とした場合、電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下となるのは、上下の各方向の電流平均値の絶対値がほぼ等しい場合である。そのような場合、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和はほぼ０となっているから、上部空間６５への空気の注入量の調整を行なう必要はないため、圧力調整処理は終了する。
【００７０】
これに対して、ステップＳ４３において、電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈより大きいと判定された場合、ステップＳ４４において、比例電磁弁制御部９４は、電流平均値和が正の値であるか否か、つまり電流平均値和＞０であるか否かを判定する。
【００７１】
ステップＳ４４において、電流平均値和が正であると判定された場合、ステップＳ４５において、比例電磁弁制御部９４は比例電磁弁９６を制御し、比例電磁弁９６の開度を大きくさせる。
【００７２】
電流平均値和が正である場合、上部空間６５の内圧による力Ｆｂが（Ｆａ＋Ｍｇ）より小さくなっているはずである。そこで、比例電磁弁制御部９４は、比例電磁弁９６の開度をより大きくし、上部空間６５に注入される空気の量をより多くする。上部空間６５への空気の注入量が多くなると、その分だけ内圧による力Ｆｂが大きくなるので、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和をより０に近い値とすることができる。
【００７３】
より具体的には、比例電磁弁制御部９４は、比例電磁弁９６に制御電流を供給することで比例電磁弁９６の開度、つまり弁の開き具合を制御し、比例電磁弁９６は、この制御電流に応じて開度を変化させる。
【００７４】
例えば、比例電磁弁制御部９４は、電流平均値和の各値と、電流平均値和の値に対する制御電流の補正値αとからなる補正値テーブルをプローブ２６の重量ごとに予め保持している。比例電磁弁制御部９４は、電流積算部９３から電流平均値和が供給されると、補正テーブルを参照して、供給された電流平均値和に対応する補正値αを決定する。
【００７５】
なお、プローブ２６の重量は、圧力調整処理時にユーザにより指定されるようにしてもよいし、その処理前に予め指定されているようにしてもよい。また、補正テーブルは、プローブ２６の重量によらず同じものが用いられるようにしてもよい。
【００７６】
補正値αが決定されると、比例電磁弁制御部９４は、これまで比例電磁弁９６に供給していた制御電流Ｄに、補正テーブルから得られた補正値αを加算して制御電流を補正し、補正後の制御電流（Ｄ＋α）を新たな制御電流として比例電磁弁９６に供給する。
【００７７】
補正後の制御電流を比例電磁弁９６に供給して、比例電磁弁９６の開度を大きくさせると、処理はステップＳ４１に戻り、上述した処理が繰り返される。すなわち、上述した式（１）が成立するようになるまで、上部空間６５への空気の注入量が調整される。
【００７８】
一方、ステップＳ４４において、電流平均値和が正でない、つまり負であると判定された場合、ステップＳ４６において、比例電磁弁制御部９４は比例電磁弁９６を制御し、比例電磁弁９６の開度を小さくさせる。
【００７９】
電流平均値和が負である場合、上部空間６５の内圧による力Ｆｂは（Ｆａ＋Ｍｇ）よりも大きくなっているはずである。そこで、比例電磁弁制御部９４は、比例電磁弁９６の開度をより小さくし、上部空間６５に注入される空気の量をより少なくする。上部空間６５への空気の注入量が少なくなると、その分だけ内圧による力Ｆｂが小さくなるので、稼動部６３に加わるＺ方向の力の和をより０に近い値とすることができる。
【００８０】
より具体的には、比例電磁弁制御部９４は、補正テーブルを参照して、電流積算部９３から供給された電流平均値和に対する補正値αを決定し、その補正値αにより制御電流を補正する。そして、比例電磁弁９６は、比例電磁弁制御部９４から供給された、補正後の制御電流に応じて開度を変化させ、上部空間６５への空気の注入量を調整する。
【００８１】
補正後の制御電流を比例電磁弁９６に供給して、比例電磁弁９６の開度を小さくさせると、処理はステップＳ４１に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００８２】
このようにして形状測定装置１１は、電流平均値和を算出し、得られた電流平均値和に基づいて比例電磁弁９６の開度を制御して、上部空間６５への空気の注入量を調整する。
【００８３】
図４のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１２において圧力調整処理が終了すると、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、コントローラ３４は、プローブ２６を所定の基準位置Ｈｃに移動させる。すなわち、駆動部９１は、コントローラ３４の指示に応じた駆動電流をリニアアクチュエータ９５に供給し、リニアアクチュエータ９５は、供給された駆動電流に応じて駆動し、稼動部６３を移動させる。これにより、稼動部６３に固定されたプローブ２６は基準位置Ｈｃに移動する。
【００８４】
ステップＳ１４において、形状測定装置１１は圧力調整処理を行って、プローブ２６が基準位置Ｈｃに位置する状態において上部空間６５への空気の注入量を調整する。すなわち、プローブ２６が基準位置ＨｃからＺ方向に±ＺＭだけ移動されて電流平均値和が算出され、電流平均値和に基づいて空気の注入量が調整される。なお、ステップＳ１４における圧力調整処理はステップＳ１２の処理と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
ステップＳ１５において、コントローラ３４は、プローブ２６を所定の基準位置Ｈｄに移動させる。そして、ステップＳ１６において、形状測定装置１１は圧力調整処理を行って、プローブ２６が基準位置Ｈｄに位置する状態において上部空間６５への空気の注入量を調整する。すなわち、プローブ２６が基準位置ＨｄからＺ方向に±ＺＭだけ移動されて電流平均値和が算出され、電流平均値和に基づいて空気の注入量が調整される。なお、ステップＳ１６における圧力調整処理もステップＳ１２の処理と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
ステップＳ１６の処理が行われ、基準位置Ｈｕ、基準位置Ｈｃ、および基準位置Ｈｄの各位置で空気の注入量が調整されると、調整処理は終了する。そして、その後、形状測定装置１１では、被検物の形状測定等の処理が行われる。
【００８７】
以上のようにして形状測定装置１１は、電流平均値和を算出することでリニアアクチュエータ９５において消費される電力を監視し、その監視結果に応じて比例電磁弁９６の開度を制御して、上部空間６５への空気の注入量を調整する。これにより、エアシリンダ６２（上部空間６５）の内圧をより簡単に調整することができる。その結果、稼動部６３に加わるＺ方向の力のバランスを保つことができ、リニアアクチュエータ９５への負荷を抑制して、被検物の測定精度を向上させることができる。
【００８８】
なお、以上においては、各基準位置で空気の注入量が調整されると、調整処理が終了すると説明したが、基準位置Ｈｄでの調整を行なうと、基準位置Ｈｕや基準位置Ｈｃにおいて、電流平均値和がほぼ０とはならなくなってしまうこともある。そのような場合、プローブ２６が基準位置Ｈｄにあるときには稼動部６３のバランスがとれるが、他の位置ではバランスがとれていないことになる。
【００８９】
そこで、基準位置Ｈｄでの空気の注入量の調整を行なった後、再度、基準位置Ｈｕと基準位置Ｈｃにおいて、電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下であるかを判定するようにしてもよい。この場合、各基準位置で電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下となれば、プローブ２６がどの位置にあっても稼動部６３のバランスはとれているので、調整処理は終了する。
【００９０】
これに対して、基準位置Ｈｕまたは基準位置Ｈｃで電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下とならなくなってしまった場合、電流平均値和の絶対値が閾値ｔｈ以下でなくなった基準位置で、再度圧力調整処理が行われるようにすればよい。例えば、基準位置Ｈｕと基準位置Ｈｃの両方において閾値ｔｈを超えるようになった場合、電流平均値和の絶対値がより大きい方の基準位置で再度圧力調整処理が行われ、各基準位置で電流平均値和の絶対値が閾値以下となるまで、繰り返し圧力調整処理が行われる。
【００９１】
また、以上においては、稼動部６３のバランスがとれている状態であるときに、電流平均値和の絶対値がほぼ０となると説明したが、稼動部６３を静止（停止）させておくには、正の値の駆動電流をリニアアクチュエータ９５に供給しなければならないこともある。
【００９２】
そのような場合、稼動部６３が停止するときの駆動電流の値を基準電流値として、基準電流値と、上下の各方向の電流平均値とが用いられて電流平均値和が算出される。具体的には、上方向の電流平均値と基準電流値との差分、および下方向の電流平均値と基準電流値との差分が求められ、それらの差分の和が電流平均値和として算出される。
【００９３】
さらに、以上においては、形状測定装置１１による被検物の形状の測定前に調整処理が行われると説明したが、被検物の形状の測定中に調整処理が行われ、適宜、上部空間６５への空気の注入量が調整されるようにしてもよい。そのような場合、例えば被検物の形状の測定に支障をきたさないように、形状の測定中にリニアアクチュエータ９５から出力されるモータ電流に基づいて、比例電磁弁９６に供給される制御電流の補正値が算出される。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１１  形状測定装置，  ２５  Ｚキャリッジ，  ２６  プローブ，  ３４  コントローラ，  ６２  エアシリンダ，  ６３  稼動部，  ６４  固定部，  ６５  上部空間，  ６６  下部空間，  ９１  駆動部，  ９３  電流積算部，  ９４  比例電磁弁制御部，  ９５  リニアアクチュエータ，  ９６  比例電磁弁
【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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