(57)【要約】【課題】その目的は加工機の大きさに係らず、加工ツールと加工ポイント間の相対的な変位を正確に計測することが可能な機械的精度測定方法を提供することにある。【解決手段】加工機に取付けたカメラで真直度などの精度を測定したい部位、例えば当該加工機の加工テーブルや当該加工機の加工テーブル上に設置された被加工物の表面の画像データを撮影し、その画像データを基に当該部分の真直度や位置決め精度などの加工機の機械的精度を測定する方法。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機に取付けたカメラで撮影した、当該加工機、または、当該加工機上の被加工物の表面の画像データを基に、当該加工機や被加工物の加工部位の精度を測定する方法。
【請求項２】
カメラが、加工機の加工機能を持つ部位、または、加工機の加工機能を持つ部位と剛に接合されている部分に取付けてある、請求項１に記載の加工機や被加工物の加工部位の精度を測定する方法。
【請求項３】
請求項１、または、請求項２に記載された画像データにおいて、複数枚の画像に写った、特徴的形状の画像上の動きを基に、加工機や被加工物の加工部位の精度を解析する方法。
【請求項４】
請求項３に記載された加工機や被加工物の加工部位の精度を解析する方法において、隣り合うコマの画像上の特徴的形状の動きを相対的変位のベクトルとして積算してゆき、そのデータを元に加工機や被加工物の加工部位の精度を解析する方法。
【請求項５】
請求項３に記載された加工機や被加工物の加工部位の精度を解析する方法において、複数の特徴的形状の動きを平均化することで、加工機や被加工物の加工部位の精度を解析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機の機械的精度の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは年々大型化し、第10世代のマザーガラスでは(2,850×3,050mm)となっているが、それに伴い加工機の加工テーブル面積も広くなり加工機の大型化が進んでいる。加工機は大型化しているが、加工機の真直度などの加工精度の要求は0.5〜1 μm/mと非常に厳しい。このような加工機の大型化と要求精度の高度化は液晶パネル用の加工機にとどまらず、様々な分野で年々進んでおり、例えばこの真直度を例に取ると、製品化された場合のことを考えると、加工テーブル上の加工位置における加工ポイントと被加工物間のテーブルの移動方向に直角な方向の相対変位ということになる。以降、機械的精度の代表例として真直度について説明する。
【０００３】
現在一般的に用いられる大型の加工テーブルの真直度を測定する方法としてはレーザ測長器により測定する方法、ワイヤを張りそのワイヤの動きを観察する方法、ストレートエッジを使用し電気マイクロで測定する方法等がある。（以下において、同一部材には、同一部材番号を付すものとする。）
【０００４】
図1はレーザ測長器６を使用した場合の加工機１上の加工テーブル２の真直度測定の例である。加工テーブル２は、定盤３上に設置されており、ガイドレール上をX軸方向に移動する。加工ヘッド５は定盤３上に設置されている門型のコラム４に設置されており、Y軸方向及びZ軸方向に移動し、加工ポイント１０にて加工を行う。図１はX軸方向の真直度測定を行う場合のレーザ測長器の光学系の設置例である。レーザの光源と受光装置が一体となったレーザ測長モジュール（レーザ測長器）６を加工テーブル２が移動する方向と同一軸上に設置する。また、加工テーブル２上にプリズム７を設置する。さらに、定盤３に反射ミラー８を設置する。レーザ測長モジュール６から出力されたレーザ光９はプリズム７により二つの光軸にわけられる。その二つの光軸は反射ミラー８で反射される。加工テーブル２が移動した場合に真直でない場合は、プリズム７と反射ミラー８を通過して帰ってくる二つの光に光路差が生じる。レーザ測長モジュール６はその光路差を検出して加工テーブル２に直角な方向の変位量を測定する。真直度は、加工テーブル２の移動量とその直角な方向の変位量の関係から算出することが出来る。本方式の場合、測定精度はサブミクロンと非常に良い。
【０００５】
図２はワイヤ１２を張りそのワイヤ１２の動きを、測定用光学系１４を通して目視にて観察１１する方法である(非特許文献１参照)。ワイヤ１２は、ワイヤ１２の両端に吊り下げられた重り１３により、張力が掛けられて張られている。加工テーブル２の移動に伴い、ワイヤ１２の観察１１する場所が移動する。真直度は加工テーブル２の移動量とワイヤ１２の加工テーブル２に直角方向な方向の移動量を元に算出される。この方法の場合、観察１１する位置は加工ポイント１０付近で固定されるため、加工テーブル２上の加工ポイント１０と加工ヘッド５間の相対位置変位の測定が可能である
【０００６】
図３はストレートエッジ１５と電気マイクロ１６を使用して真直度を測定する方法である。ストレートエッジ１５は加工テーブル２上に設置される。また、電気マイクロ１６が加工ポイント１０近傍でストレートエッジ１５に接するように、加工ヘッド５に電気マイクロ１６を設置する。加工テーブル２が移動するとストレートエッジ１５は同時に移動する。電気マイクロ１６はその動きに直角な方向の変位量を測定する。真直度は、加工テーブル２の移動量と電気マイクロ１６で測定された変位量を元に算出される。この方式の場合、加工テーブル２上の加工ポイント１０と加工ヘッド５間の相対位置変化を考慮した真直度の測定が可能である。
【０００７】
また、測定対象との間の相対変位を測定できる変位検出器を直線移動機構に取り付け、変位検出器の測定方向と直交する方向に移動させながら測定対象との相対変位を測定する真直度測定装置において、直線移動機構の進行方向の移動量と、それに伴って生じる測定対象の真直度方向に変位した直線移動機構の移動量を一括して測定可能な二次元変位検出器を備えたことを特徴とする真直度測定装置(特許文献１)もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2009-68957号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】JIS B 6288: 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の方法の内、図１に示すレーザ測長器を使用した真直度測定方法の場合、求まる真直度はプリズム７が取付けられている場所のものであり、本来知りたい加工ポイント１０における真直度ではない。また、加工テーブル２の移動に伴い、加工テーブル２の重量によりコラム４がゆがみ、加工ヘッド５の位置がずれたとしても、測定結果にはそのずれは反映されない。したがって、本来計測したい加工ヘッド５と加工テーブル２の相対位置変化を考慮した真直度の測定は不可能である。
【００１１】
また、レーザ測長器を使用した真直度測定方法の場合、レーザ測長モジュール６と反射ミラー８を加工テーブル２上に設置し、プリズム７を加工ヘッド５に取付ける形態もとれる。この場合は、加工ヘッド５と加工テーブル２の相対位置変化を考慮した真直度の測定が可能となる。しかし、この場合、加工テーブル２を実際の加工時に使用する速度で移動させると、レーザ測長モジュール６が自重でずれてしまう可能性や、加工テーブル２が小型の場合には、レーザ測長モジュール６を加工テーブル２上に設置出来ないなどの課題がある。
【００１２】
図２に示すワイヤ１２を使用した従来方式の場合、加工ヘッド５部分から観察１１するため、測定される真直度は加工ポイント１０付近のものであり、かつ、加工ヘッド５と加工テーブル２の相対位置変化を考慮した真直度となる。しかし、重り１３によって張られたワイヤ１２のゆがみや、測定用光学系１４を通しての観察１１における読み取り誤差の影響により、高精度な測定は非常に困難である。さらに、ワイヤ１２とその張力用の重り１３の設置も容易ではない。また、真直度の測定を自動化して、電子データとして保存することも困難である。
【００１３】
図３に示す、ストレートエッジ１５を使用した従来方式の場合、加工ヘッド５部分に電気マイクロ１６を取付けるため、測定される真直度は加工ポイント１０付近のものであり、かつ、加工ヘッド５と加工テーブル２の相対位置変化を考慮した真直度となる。しかし、ストレートエッジ１５の場合は加工テーブル２の長さに合った長尺のストレートエッジ１５が必要となる。ストレートエッジ１５自体の真直度は、長尺のものになればなるほど精度が悪くなり、また、2 m以上の長さで高精度なものは金額も数百万円と非常に高価になること、重量が2 mのものでも15 kg以上となり取り扱いが容易でなくなるなどの問題がある。また、加工テーブル２の長さに対して短いストレートエッジ１５を使用した場合は、真直度の測定を複数回に分けて行わなければならず、これも手間が掛かり実用的ではない。
【００１４】
特許文献１の場合は、加工を施された工作物の真直度を測定する真直度測定装置であり、加工機自体の真直度を直接測定することは出来ない。すなわち、直接加工機の精度評価を実施するためには、加工機により実際に加工を実施し、加工された被加工物の真直度を測定しなければならないため非効率である。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は加工機の大きさに係わらず、加工ツールと加工ポイント間の相対的な変位を直接的に正確に計測することが可能な真直度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の目的を達成する本発明は、以下により提供される。
【００１７】
図４に示すように、加工機１は定盤（ベッド）３の上に加工テーブル２が設置されおり、加工テーブル２は定盤３上をX方向に移動する。また、定盤３上にはコラム４が加工テーブル２をまたぐ形、すなわち、左右コラムをトップビームで結合した形、いわゆる門型にて設置されている。加工機能を持つ部位(加工ヘッド、ヘッド頭)５は両側のコラム４の間のトップビーム上をY方向に移動する。この加工ヘッド５部分にカメラ１７を設置する。カメラ１７は、加工テーブル２、また、加工テーブル２上の被加工物の表面の画像を取得する（観察ポイント１８）。この方式を用いることで、上記課題を解決する。
【００１８】
即ち、請求項１の発明では、加工機に取付けたカメラで加工機の精度を測定したい部位、例えば当該加工機の加工テーブルや当該加工機の加工テーブル上に設置された被加工物の表面の画像データを撮影した、当該加工機、または、当該加工機上の被加工物の表面その画像データを基に、当該部分の精度を測定する方法である。
【００１９】
なお、加工機の形式は上述の形式以外のもの、例えば加工ヘッドがX、Y、Zの各軸方向にサーボモータにて駆動される方式（図示せず）でもあっても対応可能である。また、加工機の精度とは、真直度、位置決め精度、平面度、平行度、等距離度、一致度、直角度といった、加工機の機械的な精度を表すものである。
【００２０】
請求項２の発明では、加工機に取付けたカメラで精度を測定したい部位、例えば当該加工機の加工テーブルや当該加工機の加工テーブル上に設置された被加工物の表面の画像データを撮影し、その画像データを基に当該部分の精度を測定する方法において、カメラを加工機の加工機能を持つ部分位、または、加工機の加工機能を持つ部位と剛に接合されている部分、例えば、レーザ加工機の場合、最終的なレーザの出射機能を持つヘッド部分やコラムやトップビームにカメラを取付ける方式である。
【００２１】
請求項３の発明では、請求項１〜２に記載された加工機や被加工物の加工部位の精度の測定方法において、測定対象物の表面の画像データを撮影し、その複数枚の画像に写っている傷や模様などが、撮影した連続したコマの画像上でどのように移動してゆくかを解析し、その特徴的形状の画像上の動きから加工機や被加工物の加工部位の精度を算出し解析するものである。
【００２２】
請求項４の発明では、請求項３に記載された加工機や被加工物の加工部位の機械的精度の測定方法において、測定対象物の表面の画像データを撮影し、その画像に写っている傷や模様などが撮影した連続したコマ上でどのように移動してゆくか、隣り合うコマの画像上の特徴的形状の動きを相対的変位のベクトルとして積算してゆき、そのデータを元にを解析し加工機や被加工物の加工部位の精度を算出する場合の、基本となるデータ処理の方法である。
【００２３】
請求項５の発明では、請求項３に記載された加工機や被加工物の加工部位の機械的精度の測定解析する方法において、測定対象物の表面の画像を撮影し、その画像に写っている傷や模様などが撮影した連続したコマ上でどのように移動してゆくかを解析し、その複数の特徴的形状の動きから位置決め精度や真直度を算出する際に、複数の傷や模様の移動を解析し、その移動状態を平均化処理することで、機械的精度評価の精度向上を図るものである。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、測定対象物の長さに係わらず、加工機などの加工機能と加工部位間の相対的な位置変化を考慮した精度の評価が可能となる。
【００２５】
本真直度測定方式によれば、真直度の測定結果は本来ほしい真直度、すなわち、加工ヘッド５と加工ポイント１０の相対変位を考慮した真直度が得られる。また、本測定方式の場合、予め真直度測定時の基準となるワイヤ１２やレーザ光９やストレートエッジ１５の設置は不要である。そのことから、測定対象の加工機の加工テーブル２の移動長さの制限がなくなることとなる。そして、測定結果に対して基準となるものの精度の影響が生じないこととなる。さらには、加工テーブル２上に測定専用の器具を設置する必要がないため、実際の製品を加工している最中でも、その製品の表面画像から真直度を算出することも可能であり、加工機を稼動させている最中に逐次加工機の精度補正にそのデータを反映させ、非常に加工精度の高い製品を作ることも可能となる。
【００２６】
その結果、本方式を用いることにより加工機の精度検査が加工機の大きさの影響や測定用器具の影響を受けることなしに、本来計測したい加工ツールと加工ポイントの相対変位を考慮した測定値として、しかも、加工中に逐次測定できる形で実施できることとなる。
【００２７】
具体的には、請求項１の発明によれば、加工機の加工テーブルの移動量の大きさによらず、加工機の加工テーブルの機械的精度を測定することが可能となる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、加工機の加工テーブルの移動量の大きさによらず、加工機の加工テーブルの機械的精度を測定することが出来るようになるばかりでなく、本来知りたい、加工機の加工機能を持つ部位と加工を施される被加工部位の相対的な変位を考慮した精度を測定することが可能となる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、カメラが取付けてある部分と測定対象物間の相対的な移動距離が加工機自体の出力から分る場合、又は、不明な場合のいずれであっても、撮影された画像から精度を算出することが可能である。
【００３０】
請求項４の発明によれば、一つ以上のコマ間隔が空いた画像における特徴的形状が別なものになっていても、その画像データから位置決め精度や真直度を算出することが可能となる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、複数の傷や模様から位置決め精度や真直度を算出するため、測定上の誤差が縮小され、測定精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】レーザ測長器６を使用した場合の加工機１上の加工テーブル２の真直度測定の従来例を示す図である。
【図２】ワイヤ１２を張りそのワイヤ１２の動きを、測定用光学系１４を通して目視にて観察する従来例を示す図である。
【図３】ストレートエッジ１５と電気マイクロ１６を使用して真直度を測定する従来例を示す図である。
【図４】本発明に係る、加工機１にカメラ１７を接合して真直度、位置決め精度等を算出する方法を示す図である。
【図５】本発明に係わるカメラ１７で撮影した加工テーブル２表面の画像の模式図である。
【図６】加工テーブル２が移動した場合、カメラ１７で撮影された画像上に写っていた移動前の模様２１が移動後の模様２２の位置に移動する模式図である。
【図７】図６で示した移動前の模様２１と移動後の模様２２の内の一つを抽出した説明図である。
【図８】第２コマ目と第３コマ目の画像を比較し、第２コマ目の画像に写っていた特徴的模様(移動前の模様２１)が第２コマ目の画像ではどこに移動したかパターンマッチングにより抽出したものを、図７と同様に示した説明図である。
【図９】加工テーブル２が初期位置にある状態で撮影した画像の中の特徴的模様の模様初期位置２６の座標を原点(x0,y0)とし、相対変位ベクトルを第１移動ベクトル３４、第2移動ベクトル３５、第3移動ベクトル３６と加算した図を示す。
【図１０】真直度を算出する場合、カメラ１７と画像処理装置１９により、予め設定されているX-Y座標系から、各位置の模様の座標値を、θだけ回転したU-V座標系に変換しなければならない、関係を示す図である。
【図１１】図９で示した各模様の座標を、図１０に示すX-Y座標系からU-V座標系に変換した図である。
【図１２】本発明に係る、カメラ１７で撮影した画像を元に、画像処理装置１９の内部で実施する、真直度を求めるための演算処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら、機械的精度の測定の中で真直度の測定を実施例として詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図４に示すように、加工機１は定盤３の上に加工テーブル２が設置されおり、加工テーブル２は定盤３上をX方向に移動する。また、定盤３上にはコラム４が加工テーブル２をまたぐ形、すなわち、左右コラムをトップビームで結合した形、いわゆる門型にて設置されている。加工機能を持つ部位(加工ヘッド、ヘッド頭)５は両側のコラム４の間のトップビーム上をY方向に移動する。この加工ヘッド５部分にカメラ１７を設置する。カメラ１７は、加工テーブル２、また、加工テーブル２上の被加工物の表面の画像を取得する。カメラ１７で撮影された画像は、画像処理装置１９に転送され、真直度を算出するための演算処理が行われる。
【００３５】
図５は図４に示した本発明に係わるカメラ１７で撮影した加工テーブル２表面の画像の模式図であり、加工テーブル２が停止している状態の場合のものである。カメラ１７で撮影された画像には加工テーブル２の表面の傷などの模様２０が写っている。加工テーブル２が移動した場合、カメラ１７の視野はそれとは逆の方向に移動する。その結果（図６参照）、カメラ１７で撮影された画像上に写っていた移動前の模様２１は移動後の模様２２の位置に移動する。
【００３６】
図７は図６で示した移動前の模様２１と移動後の模様２２の内の一つを抽出した説明図である。加工テーブル２の移動前に移動前の模様２１の位置にあった模様が、移動後に移動後の模様２２の位置に移動する。この間の移動は移動ベクトル２３で表される。以降、機械的精度の代表例として真直度について説明する。この移動ベクトル２３を本来加工テーブルが移動すべき画像基準方向ベクトル２４と画像基準方向ベクトル２４に直角な方向の画像真直誤差ベクトル２５に分解する。この画像基準方向ベクトル２４に対する画像真直誤差ベクトル２５を積算し、移動開始時と終了時の値を元に計算をすることで、加工テーブル２の真直度を算出することが出来る。
【００３７】
画像処理装置１９内での演算処理のフローチャートを図１２に示す。まず、測定を開始すると、今後積算してゆく座標ポイント値の初期化Ｓ１を行う。次にカメラ１７で撮影しその画像を読込むＳ２。次に今回新規に読込んだ画像と一回前のコマで読込んだ画像との比較を行うＳ３。ただし、この比較Ｓ３は一回前の画像が記憶されている必要があるため、二回目のループ以降から実施する。次に、今回の画像と一回前のコマ上の特徴のある点の相対移動量を算出するＳ４。次に、相対移動量を記憶されているポイント値に加算するとともにその値を記憶するＳ５。次に、測定終了の判定Ｓ６を行う。加工機上の測定が必要な領域の測定が終了した場合は測定を終了させ、終了していない場合はＳ２の画像読込み部分に戻る。測定が終了した場合は、座標変換Ｓ７を行う。また、その結果を用いて真直度の算出Ｓ８を行う。
【００３８】
Ｓ３での具体的な演算処理は、次の方法である。図７は、撮影した画像において、第１コマ目と第２コマ目の画像を比較し、第１コマ目の画像に写っていた特徴的模様(移動前の模様２１)が第２コマ目の画像ではどこに移動したかパターンマッチングにより抽出し、移動後の模様２２の位置に移動したことを把握する。画面内は、画像基準方向ベクトル２４をX軸、画像真直誤差ベクトル２５と平行な方向がY軸となるように座標系が設定されており、移動前の模様２１の座標は(x0,0,y0,0)、移動後の模様２２の座標は(x0,1,y0,1)となる。次に移動量を相対ベクトルとするため、移動前の模様２１の座標 (x0,0,y0,0)が原点すなわち、座標が(0, 0)となるように移動する。その結果、移動後の模様２２の座標は、(x0,1−x0,0, y0,1−y0,0)となる。この座標値は、模様の移動ベクトル２３を模様の相対的変位のベクトルに置き換えたことと同等となる。この相対変位のベクトルへの置き換えがＳ４である。
【００３９】
この座標値を出す場合、カメラの倍率が分っている場合は、画像上の位置にその倍率を掛けることで実際の寸法での座標値が求まる。また、倍率が分らない場合は、加工機の実際の移動量を元に、画像と実際の寸法の比率を算出すればよい。
【００４０】
さらに、このカメラの画像上の位置から実際の寸法相当の座標値への変換は、図１２中の演算ループ内で実施してもよいが、測定終了後の座標変換Ｓ７や真直度算出Ｓ８にて一括して行うことも可能である。
【００４１】
図８は、第２コマ目と第３コマ目の画像を比較し、第２コマ目の画像に写っていた特徴的模様(移動前の模様２１)が第３コマ目の画像ではどこに移動したかパターンマッチングにより抽出したものを、図７と同様に示した説明図である。移動前の模様２１の座標は(x1,0,y1,0)、移動後の模様２２の座標は(x1,1,y1,1)である。図７と同様に移動前の模様２１の座標が(0, 0)となるように移動すると、相対的変位の移動ベクトル２３は、(x1,1−x1,0, y1,1−y1,0)となる。
【００４２】
同様に、第３コマ目と第４コマ目、第４コマ目と第５コマ目と画像を比較してゆき、それぞれ、模様の相対移動を表す相対的変位のベクトルを求める。この次々の比較は、図１２のループの中で行われる。
【００４３】
図９は、上で求めた相対変位ベクトルをつないだものである。これは、図１２のＳ５に相当する。簡単のため、４コマ目までの画像で真直度を測定する場合である。加工テーブル２が初期位置にある状態で撮影した画像の中の特徴的模様を模様初期位置２６とする。この模様初期位置２６の座標は(x0,y0)であるが、これを原点(0, 0)とする。ここを原点として、上で求めた相対変位ベクトルを第１移動ベクトル３４、第2移動ベクトル３５、第3移動ベクトル３６と加算してゆくと図９のようになる。
【００４４】
図９において、２コマ以上間隔が空いたコマ、例えば模様初期位置２６と模様第２位置２８は実際には別の模様から算出されるが、各相対変位のベクトルの終点を一つの模様が移動した点として説明する。加工テーブル２が初期位置で撮影された画像が模様初期位置２６である。加工テーブルが所定量移動した、次のコマの画像では模様第１位置２７へ、その次のコマでは模様第２位置２８、加工テーブルの移動終了位置での模様が模様最終位置２９である。相対変位ベクトルの各終点位置の模様の座標は、模様初期位置２６が(x0,y0) = (0, 0)、模様第１位置２７が(x1,y1)、模様第２位置２８が(x2,y2)、模様最終位置２９が(x3,y3)で表されるものとする。この場合の座標系は、カメラ１７と画像処理装置１９により、予め設定されているものである。真直度を算出する場合には、模様初期位置２６と模様最終位置２９を結んだ線である初期から最終位置へのベクトル３０が座標系の基準となる。この初期から最終位置へのベクトル３０は、予め設定されている座標系からはθ(画像のX軸と真直度算出用X軸とのなす角度３３)だけ回転している。真直度を算出するためには、各位置の模様の座標値をこのθだけ回転した座標系に変換しなければならない。この座標系を回転させる処理が図１２のＳ７の座標変換である。
【００４５】
上述の二つの座標系をそれぞれX-Y座標系、U-V座標系とし、図１０に両者の座標系の関係を示す。図１０に示すとおり、二つの座標系はθ(座標系回転角度４１)だけ方向が異なっている。図９で示した各模様の座標を図１０に示すX-Y座標系からU-V座標系に変換したものが図１１である。各模様の座標値は、模様初期位置２６が(u0,v0)＝(0, 0)、模様第１位置２７が(u1,v1)、模様第２位置２８が(u2,v2)、模様最終位置２９が(u3,v3)となる。真直度の値は、vの最大値であり、この場合は模様第２位置２８のV軸方向座標値v2が真直度の値となる。この値を算出する処理は図１２のＳ８にて実施される。
【００４６】
こうして、画像データから真直度の値が算出される。
【００４７】
また、座標データのU軸のデータを加工機の動きと比較することで、U軸が目標どおりの位置まで移動しているか、すなわちU軸方向の位置決め精度の評価も行うことが出来る。加工機のU軸方向の動きは、加工機のU軸のスケールの読み取り値の出力データから知ることが出来る。
【実施例２】
【００４８】
実施例１の場合には図４に示すように、加工機能を持つ部位(加工ヘッド)５部分にカメラ１７を設置したが、加工ヘッド５部分にカメラ１７を設置することが出来ない場合もある。この場合には、コラム４にカメラ１７を設置することとなる。この場合、加工ヘッド５部分にカメラ１７を付けた場合に対して、加工ヘッド５と加工ポイント１０の相対変位の再現性は低下するが、実施例１と同様に、加工機１の大きさや加工テーブル２の移動長さの影響なしに、位置決め精度や真直度などの機械的精度の測定が可能である。
【実施例３】
【００４９】
実施例１の場合には、図７、図８に示すように、一つの画面上で一つの特徴的模様に着目し、その移動状態から相対変位のベクトルを算出した。しかし、実際の画像には、図５、図６に示すように複数の特徴的模様が写っているため、複数の相対変位のベクトルを求めることが可能である。この複数の相対変位のベクトルから平均の相対変位のベクトルを求め、この平均相対変位のベクトルを元に図９〜図１１で示した処理を行うことで、機械的精度の測定精度を向上することが出来る。おおよそ、平均の相対変位のベクトルを算出するのに使用した相対変位のベクトルの個数の平方根倍に精度が向上する。これは、複数の相対変位の平均を取ると、それぞれの相対変位ベクトルがもつランダムな方向の誤差が相殺されるためである。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、取り付ける加工機の形態等、本発明の範囲は、これ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、大型小型を問わず加工機の位置決め精度や真直度の精度測定などの機械的精度測定をその加工機の製造・検査工程、および、加工機に組み込むことで製品生産をしている最中の加工機の精度を逐次フィードバックして補正するなどして利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１：加工機、２：加工テーブル、３：定盤、４：門型のコラム、５：加工ヘッド、６：レーザ測長モジュール、７：プリズム、８：反射ミラー、９：レーザ光、１０：加工ポイント、１１：観察、１２：ワイヤ、１３：重り、１４：測定用光学系、１５：ストレートエッジ、１６：電気マイクロ、１７：カメラ、１８：観察ポイント、１９：画像処理装置、２０：模様、２１：移動前の模様、２２：移動後の模様、２３：移動ベクトル、２４：画像基準方向ベクトル、２５：画像真直誤差ベクトル、２６：模様初期位置、２７：模様第１位置、２８：模様第２位置、２９：模様最終位置、３０：初期から最終位置へのベクトル、３１：画像のＸ座標、３２：画像のＹ座標、３３：画像のＸ軸と真直度算出用X軸とのなす角度（θ）、３４：第１移動ベクトル、３５：第２移動ベクトル、３６：第３移動ベクトル、３７：Ｘ軸、３８：Ｙ軸、３９：Ｕ軸、４０：Ｖ軸、４１：座標系回転角度、４２：画像のＵ座標、４３：画像のＶ座標。
【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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