(57)【要約】座標位置測定装置のためのエラー修正方法を開示する。この方法は、（ｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第一のデータ値を含む第一のデータセットを取得するステップと、（ｉｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第二のデータ値を含む第二のデータセットを取得するステップと、（ｉｉｉ）各々が、第一のデータセットにより説明される表面と第二のデータセットにより説明される表面の間の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含むエラーマップを計算するステップと、を含む。第一の物体の面法線が第一のデータ値の各々によって表される各位置において既知であり、ステップ（ｉｉｉ）は、実質的に既知の面法線の方向の位置差を判断することによって各エラー値を計算するステップを含む。加工または測定作業は、第一の物体または第一の物体と名目上同一の物体について実行され、その表面上の位置がステップ（ｉｉｉ）で計算されたエラーマップを使って修正される。
2013521489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標位置測定装置のためのエラー修正方法であって、
（ｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第一のデータ値を含む第一のデータセットを取得するステップと、
（ｉｉ）各々が前記第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第二のデータ値を含む第二のデータセットを取得するステップと、
（ｉｉｉ）各々が前記第一のデータセットにより表される表面と前記第二のデータセットにより表される表面の間の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含むエラーマップを計算するステップと、
を含み、
前記第一の物体の面法線が第一のデータ値の各々により表される各位置において既知であり、ステップ（ｉｉｉ）が、実質的に既知の面法線の方向の位置差を判断することによって、各エラー値を計算するステップを含み、
前記方法が、前記第一の物体または、前記第一の物体と名目上同一の物体について加工または測定作業を実行するステップ（ｉｖ）をさらに含み、前記表面上の位置が、ステップ（ｉｉｉ）で計算された前記エラーマップを使って修正されることを特徴とする方法。
【請求項２】
ステップ（ｉｖ）が、前記第一の物体と名目上同一の別の物体を得るステップと、座標位置測定装置を使って、前記別の物体を測定するステップと、前記エラーマップを用いて、前記別の物体の前記測定値を修正するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｉｖ）は、加工作業を実行して、前記第一の物体または前記第一の物体と名目上同一の物体の表面形状を改変するステップと、前記エラーマップを用いて、前記加工作業により生成される前記表面形状を調整するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記加工作業が、前記第一の物体または前記第一の物体と名目上同一の物体に材料を追加するステップ、またはそこから材料を除去するステップを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記１つまたは複数の第一のデータ値および／または前記１つまたは複数の第二のデータ値を、第二のデータ値の各々が確実に第一のデータ値の既知の面法線上にあるようにするための補間工程を用いて生成するステップを含み、ステップ（ｉｉｉ）で計算したエラー値の各々が、第一のデータ値と、それに関連する、前記既知の面法線に沿った第二のデータ値の間の位置差を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
複数の第一のデータ値の各々について、
第一のデータ値を含み、前記既知の面法線に垂直な平面を定義するステップと、
前記第一のデータ値の前記既知の面法線に沿った前記第二のデータ値の少なくともいくつかを推定して、前記第二のデータ値の推定が前記定義された平面と交差する位置を判断するステップと、
前記第二のデータ値の推定のうちのどれが、前記定義された平面と、前記選択された第一のデータ値に最も近い交差点で交差するかを確定するステップと、
前記最も近い交差点と、その推定のもとになった、関連する前記第二のデータ値の位置差から前記エラー値を計算するステップと、
を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第一の物体の前記表面上の複数の点の位置を測定するための測定プローブを備える、少なくとも１つの座標位置測定装置を使用するステップを含み、前記第一のデータセットと前記第二のデータセットの少なくとも一方が、前記少なくとも１つの座標位置測定装置を使って得た前記第一の物体の測定値から導き出されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記第一の物体の前記表面上の複数の点の位置を測定するための測定プローブを備える、第一の座標位置測定装置を使用するステップを含み、前記第一の座標位置測定装置が、校正された座標測定機を含み、前記第一のデータセットが、前記第一の座標位置測定装置を使用して得た前記第一の物体の測定値から導き出されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第一の座標位置測定装置によって前記第一の物体の前記表面上で測定された前記点を使用して、第一のデータ値の各々によって表される各位置における前記第一の物体の前記面法線を計算するステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一の物体が既知の幾何学形状を有し、前記方法が、前記第一の座標位置測定装置を使って基準設定作業を実行し、前記第一の物体の方位を、前記第一の物体の前記面法線が第一のデータ値の各々によって表される各位置において既知であるように確定するステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第一のデータセットと前記第二のデータセットの少なくとも一方が、前記物体の設計データから導き出されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記第一の物体の前記表面上の複数の点の位置を測定するための測定プローブを備える第二の座標位置測定装置を使用するステップを含み、前記第二のデータセットが、前記第二の座標位置測定装置を使用して得た前記第一の物体の測定値から導き出されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記第二の座標位置測定装置がパラレル座標位置測定装置であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（ｉｉ）が補間工程を用いて、前記第二の座標位置測定装置により測定された前記第一の物体の前記表面上の複数の点の位置から前記１つまたは複数の第二のデータ値を計算するステップを含み、ステップ（ｉｉ）で計算された第二のデータ値の各々が、第一のデータ値の前記面法線上に存在するように構成されることを特徴とする、請求項１２〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
各々が前記第一の物体の前記表面上のある点を表す１つまたは複数の第三のデータ値を含む第三のデータセットを取得するステップと、
各々が第二のデータ値と第三のデータ値の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含む第二のエラーマップを計算するステップと、を含み、前記位置差が、実質的に、前記第一のデータ値に関連する前記既知の面法線の方向に判断されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標位置測定装置、たとえば座標測定機（ＣＭＭ）または工作機械を使用して行われる測定に関するエラー（誤差）を修正（補正）するための、改善された装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
座標位置測定装置、たとえば座標測定機（ＣＭＭ）および数値により制御される工作機械はよく知られており、工業検査工程において広く使用されている。特に、座標位置測定機を使って、部品（工作物等）の表面上の複数の点の位置を測定し、それが所望の誤差範囲内で製造されたことを確認することが知られている。いずれの座標位置測定装置によって得られた測定値にも、常にある程度の不確実さが伴い、部品の表面上の点の位置の測定において実現可能な精度を向上させるためのさまざまな校正手法が長年にわたり開発されてきた。
【０００３】
座標位置測定装置のための公知の校正または修正方法の１つのタイプとしては、同じ物体に関する２セットの測定値の間の差を表したエラーマップを生成するものがある。たとえば、特許文献１には、あるアーチファクトの校正による測定値と、座標測定装置を用いて高速で得たそのアーチファクトの測定値の差を表すエラーマップを作成することが記載されている。また、特許文献２では、クリーンルームに設置した基準ＣＭＭを使って得た測定値と、作業現場のＣＭＭを使って得た測定値の差を表すエラーマップの構築方法が開示されている。このようなエラーマップは、いったん作成されると、それ以降の測定値の修正に用いられる。
【０００４】
特許文献３には、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）データの座標系を工作機械の座標系と整合させる方法が開示されている。その基本原理は、ＣＡＤと工作機械の座標系の整合を反復的に調整して、同じ部品についてのＣＡＤと測定によるデータ点の位置差をできるだけ小さくすることである。しかしながら、特許文献３には、後の測定値を修正するためのいかなるエラーマップの作成についても記載されていない。
【０００５】
特許文献１と特許文献２に記載されているタイプの、エラーマップに基づく公知の修正方法は、多くの場合で有益であるものの、本願の発明者らは、このような技術には多数の欠点があることが発見した。特に、２つのデータセットに含まれるデータ点間の差を表すエラーマップを作成する場合、データセットのマッチングに関わる問題から、エラーが発生しやすいことがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７０７９９６９号
【特許文献２】米国特許第５４２６８６１号
【特許文献３】国際特許出願第２００６／０２４８４４号
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、座標位置測定装置のためのエラー修正方法が提供され、この方法は、
（ｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第一のデータ値を含む第一のデータセットを取得するステップと、
（ｉｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第二のデータ値を含む第二のデータセットを取得するステップと、
（ｉｉｉ）各々が第一のデータセットにより表される表面と第二のデータセットにより表される表面の間の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含むエラーマップを計算するステップと、
を計算するステップと、
を含み、
第一の物体の面法線が第一のデータ値の各々により表される各位置において既知であり、ステップ（ｉｉｉ）は、実質的に既知の面法線の方向の位置差を判断することによって、各エラー値を計算するステップを含み、
この方法は、第一の物体または、第一の物体と名目上同一の物体について加工または測定作業を実行するステップ（ｉｖ）をさらに含み、その表面上の位置が、ステップ（ｉｉｉ）で計算したエラーマップを使って修正されることを特徴とする。
【０００８】
本発明はそれゆえ、座標位置測定装置に使用するエラー修正方法を含む。この方法のステップ（ｉ）では、１つまたは複数の第一のデータ値または、より好ましくは複数の第一のデータ値を含む第一のデータセットを取得する。第一のデータセットを取得するステップは、以前に測定した第一のデータセットを読み出し、またはこれにアクセスするステップまたは、第一のデータセットを（第一の物体を測定すること等によって）生成するステップを含んでいてもよい。詳しくは後述するように、第一のデータセットの第一のデータ値は、第一の物体の測定値（基準座標位置測定装置を使って取得されるもの等）から、または第一の物体に関連する設計データから導き出してもよい。
【０００９】
この方法のステップ（ｉｉ）は、１つまたは複数の第二のデータ値または、より好ましくは複数の第二のデータ値を含む第二のデータセットを取得するステップを含む。第二のデータセットを取得するステップは、以前に測定した第二のデータセットを読み出し、またはこれにアクセスするステップまたは、第二のデータセットを（第一の物体を測定すること等によって）生成するステップを含んでいてもよい。第二のデータ値の各々は、第一の物体の表面上の（点、平面または特徴物等の）位置を表すが、第一と第二のデータセットは、好ましくは異なる方法で生成し、たとえば第一と第二のデータセットは、異なる測定工程および／または異なる測定装置を用いて取得した第一の物体の測定値から導き出してもよい。
【００１０】
この方法のステップ（ｉｉｉ）では、第一のデータセットにより表される表面と、第二のデータセットにより表される表面の間の位置差を表すエラーマップを計算する。ステップ（ｉｉｉ）で生成するエラーマップは、１つまたは複数のエラー値または、より好ましくは複数のエラー値を含む。詳しくは後述するように、ステップ（ｉｉｉ）は、第一と第二のデータセットの、対応する第一と第二のデータ値の間の位置差を見つけるステップを含んでいてもよい。あるいは、ステップ（ｉｉｉ）は、第一のデータ値と、第一のデータ値に関連する面法線が第二のデータセットにより定義される表面と交差する点の間の位置差を見つけるステップを含んでいてもよい。
【００１１】
本発明の方法のステップ（ｉｖ）では、ステップ（ｉｉｉ）で計算したエラーマップを使って、第一の物体（または第一の物体と名目上同一の物体）のその後の測定値を修正し、または第一の物体（または第一の物体と名目上同一の物体）について行われるその後の加工（機械加工等）作業を調整する。特に、第一の物体（または第一の物体と名目上同一の物体）の表面上の点を、エラーマップに含まれるエラー値を使って修正する。この修正は、被測定点を更新してエラー値を含めるステップか、機械加工工程中に物体の表面を画定する際に、エラー値を考慮して機械加工のための指令を調整するステップを含んでいてもよい。留意すべき点として、第一の物体と名目上同一の物体に対して加工作業を実行するステップは、第一の物体と名目上同一の物体を形成する予定のブランクまたは中間製品である物体に対して加工作業を実行するステップを含む。
【００１２】
本発明によれば、面法線は１つまたは複数の第一のデータ値によって定義される各位置について既知である。面法線は、第一の物体の幾何学形状の知識から既知であってもよく、または測定されてもよい（第一の物体が自由曲面を有する場合等）。方法のステップ（ｉｉｉ）は、実質的にこの既知の面法線の方向の各エラー値（第一のデータ値と第二のデータ値の位置差）を計算するステップを含む。その後、これらのエラー値は、第一の物体または第一の物体と名目上同一の物体のその後の測定または、これについて実行する工程を修正するために使用される。
【００１３】
前述のように、特許文献２と特許文献１等の文献には、データセットを比較して、エラーマップを構築する方法が開示されている。しかしながら、このような先行技術の方法には、異なるデータセット内の、対応する点の位置がどれだけ離れているかを明確にするにすぎないという欠点がある。本発明は、既知の面法線の方向に沿った位置差を確定することにより、生成したエラー値が、第一と第二のデータセットにより表される表面間のエラー、すなわち位置差をよりよく表すものとなる、という利点を有する。これによって、エラーマップを使用して後に取得するデータを修正する際に、より高い位置精度のデータが得られることがわかった。
【００１４】
好都合な点として、方法のステップ（ｉｖ）は、第一の物体と名目上同一の別の物体を得るステップと、座標位置測定装置を使って、この別の物体を測定するステップを含む。有利な点として、方法のステップ（ｉｉｉ）で生成したエラーマップはその後、その別の物体の測定値を修正するために使用できる。換言すれば、本発明により、名目上同一の物体の連続の測定値におけるエラーを、その連続の中の第一の物体を用いて生成したエラーマップを使って減少させるための改善された方法が提供されうる。
【００１５】
あるいは、方法のステップ（ｉｉｉ）で生成されたエラーマップを、後の加工ステップに供給しうる。たとえは、方法のステップ（ｉｖ）は、加工作業を実行して、第一の物体または第一の物体と名目上同一の物体の表面形状を改変するステップを含んでいてもよい。エラーマップは、好ましくは加工作業により生成される表面形状を調整するために使用される。加工作業は、第一の物体そのものを改変するいずれの作業を含んでいてもよい。加工作業はあるいは、他の物体を改変するステップまたは、第一の物体と名目上同一の新しい物体を（ブランクから等）形成するステップを含んでいてもよい。有利な態様として、加工作業は機械加工工程を含む。機械加工工程は、フライス加工、旋削、粉砕、成形（レーザまたはガラス成形等）、レーザアブレーションまたは放電加工による材料の除去を含んでいてもよい。加工作業は、第一の物体または第一の物体と名目上同一の物体の材料の、表面溶融処理等による改変を含んでいてもよい。加工作業は、材料の堆積を含んでいてもよい。たとえば、加工作業は、第一の物体または第一の物体と名目上同一の物体に材料を付加する、ラピッドプロトタイミングまたはラピッドマニュファクチャリング技術（３Ｄ印刷、選択的レーザシンタリング、ステレオリソグラティおよび薄膜積層法等）を含んでいてもよい。
【００１６】
有利な態様として、この方法は、１つまたは複数の第一のデータ値および／または１つまたは複数の第二のデータ値を補間または、第二のデータ値の各々が確実に第一のデータ値の既知の面法線上にあるようにするための補間またはその他適当な工程を用いて生成するステップを含む。すると、ステップ（ｉｉｉ）で計算した各エラー値は、第一のデータ値とそれに関連する、既知の面法線に沿った第二のデータ値の位置差を含んでいてもよい。
【００１７】
補間工程を使って適当に整合された第一と第二のデータ値を生成する代わりに、他の技法も使用できる。たとえば、第一のデータ値の面法線に沿った複数の第二のデータ値を推定するステップと、どの推定がその第一のデータ値に最も近いかを確定するステップを含む方法を使用することができる。この方法はそれゆえ、複数の第一のデータ値の各々について、第一のデータ値を含み、その既知の面法線に垂直な平面を定義するステップと、第一のデータ値の既知の面法線に沿った第二のデータ値の少なくともいくつかを推定して、第二のデータ値の推定が定義された平面と交差する位置を判断するステップと、第二のデータ値の推定のうちのどれが、定義された平面と、選択された第一のデータ値に最も近い交差点で交差するかを確定するステップと、最も近い交差点とその推定のもとになった、関連する第二のデータ値の位置差からエラー値を計算するステップのうちの１つまたはそれ以上を含む。
【００１８】
第一および／または第二のデータセットの生成には、いずれの適当な測定装置を使用してもよい。好ましくは、この方法は、少なくとも１つの座標位置測定装置を使って第一の物体を測定するステップを含む。少なくとも１つの座標位置測定装置は、座標測定機、検査ロボット、工作機械等を含んでいてもよい。好都合な態様として、座標位置測定装置は測定プローブを含む。測定プローブは、物体接触スタイラスを有する接触プローブであっても、非接触（誘導式、容量式、光等）プローブであってもよい。測定プローブは、ある表面に関して特定の関係になるとトリガ信号を発行するタッチトリガプローブであっても、局所座標系の中でプローブ本体に関する物体の表面上の点の位置を測定するアナログプローブ（走査プロープとも呼ばれる）であってもよい。
【００１９】
有利な態様として、少なくとも１つの座標位置測定装置は、第一の物体の表面上の複数の点の位置を（測定プローブを使用する等により）測定するように構成される。好ましくは、第一のデータセットと第二のデータセットの少なくとも一方を、少なくとも１つの座標位置測定装置を使って取得した第一の物体の測定値から導き出す。後述ように、第一と第二のデータセットは、異なる座標位置測定装置で取得した測定値から導き出してもよい。あるいは、第一と第二のデータセットの一方を、座標位置測定装置で取得した第一の物体の測定値から導き出してもよく、他方で、もう一方のデータセットを、第一の物体を表す設計データ（ＣＡＤデータ等）から導き出す。
【００２０】
好都合な態様として、この方法は、測定プローブを有する第一の座標位置測定装置を使って、第一の物体の表面上の複数の点の位置を測定するステップを含む。すると、有利な態様として、第一のデータセットを、第一の座標位置測定装置を使用して取得した第一の物体の測定値から導き出してもよい。第一のデータセットの第一のデータ値は、第一の座標位置測定装置により生成された生の位置データを含んでいてもよい。有利な態様として、この方法は、第一の座標位置測定装置により生成された生の位置データを処理して、第一のデータ値を提供するステップを含む。このような処理ステップは、生の位置データの特定の形状または関数へのフィッティング、データのフィルタリング（スムージング等）、データの平均化および／またはデータの補間を含んでいてもよい。
【００２１】
好ましくは、第一の座標位置測定装置を校正する。校正は、追跡可能または基準標準に従って行ってもよく、それゆえ、第一の座標位置測定装置を基準測定装置と考えてもよい。有利な態様として、第一の座標位置測定装置は、測定専用の座標測定機（ＣＭＭ）であり、すると、ＣＭＭは生産ラインから離れた、クリーンで温度管理された環境に設置してもよい。好ましい実施形態において、第一の座標位置測定装置は、シリアルＣＭＭ、たとえば測定プローブを保持するクイルの運動が直線運動の複数の（３つ等）の軸から構成されるブリッジ形またはガントリ形ＣＭＭを含む。
【００２２】
前述のように、本発明の方法は、実質的に、第一のデータ値の各々により定義される位置における面法線方向に沿った位置差を確定するステップを含む。第一のデータ値の各々により定義される位置における第一の物体の既知の面法線は、第一の物体の幾何学形状に固有のものでも、第一の物体を表す設計データを使って定義しても、または第一のデータ点の各々の位置において判断（計算／測定等）してもよい。
【００２３】
有利な態様として、この方法は、第一の座標位置測定装置により第一の物体の表面上で測定された点を使用して、第一のデータ値の各々により表される各位置における第一の物体の面法線を計算するステップを含む。換言すれば、第一の座標位置測定装置を使って取得した第一の物体の測定値を、第一のデータ値によって表される各位置における面法線の方向を確定するために使用してもよい。面法線のデータはたとえば、生の測定データから第一のデータ値を生成するために使用したフィルタリング工程の前、工程中、または後に導き出してもよい。このような例において、１つまたは複数の第一のデータ値は、面法線を確定するために使用したものと同じ測定値から導き出してもよい。あるいは、第一のデータ値を分析して面法線の方向を判断する別のステップを実行してもよい。このような方法は、第一の物体がいわゆる自由曲面を有する場合に好ましい。
【００２４】
好都合な態様として、第一の物体は既知の幾何学形体を有し、たとえば、第一の物体は標準的な幾何学形体を有していてもよく、または幾何学形体は第一の物体に関する設計データから既知であってもよい。第一の物体はまた、１つまたは複数のデータム形体または表面を含んでいてもよい。すると、この方法は、第一の座標位置測定装置を使って基準設定作業(datuming operation)を実行し、第一の物体の方位を、第一の物体の面法線が第一のデータ値の各々により表される各々の位置において既知となるように設定するステップを含んでいてもよい。このような基準設定ステップにより、局所または部品座標系を有効に確定することができ、それによって既知の幾何学形体情報から必要な面法線情報が得られる。このような基準設定ステップは、第一のデータセットを導き出すのに使用した第一の座標位置測定装置からのデータを用いて行ってもよく、または基準設定ステップは、第一の物体に関する異なる一連の測定値を含んでいてもよい。
【００２５】
前述のように、第一および／または第二のデータセットは、第一の物体の物理的測定から導き出してもよい。あるいは、第一のデータセットと第二のデータセットの少なくとも一方は、好都合な態様として、物体の設計データから得てもよい。設計データは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）データまたはこれと同様のものを含んでいてもよい。換言すれば、第一の物体の物理的測定から得られたのではない設計データを使って、第一および／または第二のデータセットを生成してもよい。このような設計データも、または、このデータを、面法線情報を得るために使用してもよい。
【００２６】
有利な態様として、この方法は、第二の座標位置測定装置を使って、第一の物体の表面上の複数の点の位置を測定するステップを含む。好ましくは、第二の座標位置測定装置を使って、第一の物体の、第一の座標位置測定装置と実質的に同じ部品を測定する。第一と第二の座標位置測定装置で測定する点は、密度および／または分布の点で同じでも異なっていてもよい。第二の座標位置測定装置は、前述の第一の座標位置測定装置と同様のタイプでも、異なるタイプでもよい。好ましくは、第二の座標位置測定装置は、前述のような測定プローブを備える。有利な態様として、第二のデータセットは、第二の座標位置測定装置を使って得られた、第一の物体の測定値から導き出す。
【００２７】
第二のデータセットの第二のデータ値は、第二の座標位置測定装置により生成された生の位置データを含んでいてもよい。有利な態様として、この方法は、第二の座標位置測定装置によって生成された生の位置データを処理して、第二のデータ値を得るステップを含む。このような処理ステップは、生の位置データの特定の形状または関数へのフィッティング、データのフィルタリング（スムージング等）、データの平均化および／またはデータの補間を含んでいてもよい。第一のデータセットの生成に使用したものと同様の処理ステップを実行して、第二のデータセットを生成してもよい。
【００２８】
第二の座標位置測定装置は、好都合な態様として、パラレル座標位置測定装置を含む。パラレル座標位置測定装置は、複数の伸展可能な支柱または脚によって可動支持台に接続された基底支持台を備えていてもよい。ストラットを一緒に（すなわち、平行に）伸展させることにより、可動支持台が必要に合わせて移動される（ｘ、ｙ、ｚ方向等）。これは、直線状のスライドを直列に取り付けることによって、相互に直交する複数の（３つ等の）直線軸に沿った直線運動が実現される、上記のようなシリアル座標位置測定装置と対照的である。
【００２９】
有利な態様として、ステップ（ｉｉ）は、補間工程を用いて、第二の座標位置測定装置により測定された第一の物体の表面上の複数の点の位置から１つまたは複数の第二のデータ値を計算するステップを含む。好ましくは、ステップ（ｉｉ）で計算した第二のデータ値の各々を、第一のデータ値の面法線上に存在するように構成する。換言すれば、第二の座標位置測定装置により収集した、第一の物体の表面形状を表すデータを補間することにより、第一の物体の表面上にあり、また第一のデータ値に関連する面法線と交差する第二のデータ値を得る。
【００３０】
ステップ（ｉｉｉ）のエラーマップは、いったん計算されると、第一の物体と名目上同一の物体について得られた測定値の修正に使用できる。特に、エラーマップのエラー値を場合に応じて、得られた測定値に加算し、またはそこから差し引いてもよく、それによって修正後の測定値が得られる。有利な態様として、この方法は、第二の座標位置測定装置を使って、第一の物体と名目上同一の少なくとも１つの別の物体を測定する追加のステップを含み、第二の座標位置測定装置を使用した少なくとも１つの別の物体の測定値を、ステップ（ｉｉｉ）で計算したエラーマップを使って修正する。エラーマップに基づく修正は、別の物体から収集された生の測定データに適当な処理ステップを適用した後で行ってもよい。このような処理ステップは、生の位置データの特定の形状または関数へのフィッティング、データのフィルタリング（スムージング等）、データの平均化および／またはデータの補間（エラーマップの面法線データ上にあるデータ点を提供するため等）であってもよい。
【００３１】
ここまで、１つのエラーマップを導き出す方法を説明したが、この方法はまた、複数のエラーマップを計算して、３つまたはそれ以上の異なるデータセットの間のマッピングを行うステップを含んでいてもよい。これによって、たとえば、設計データと校正された（基準）ＣＭＭからのデータとをマッピングするために第一のエラーマップを作成し、校正された（基準）ＣＭＭと別の座標測定装置とをマッピングするために第二のエラーマップを作成してもよい。この方法はそれゆえ、各々が第一の物体の表面上のある点を表す１つまたは複数の第三のデータ値を含む第三のデータセットを取得するステップを含んでいてもよい。有利な態様として、次に、各々が第二のデータ値と第三のデータ値の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含む第二のエラーマップを計算するステップを実行してもよい。好ましくは、前記位置差は、実質的に、第一のデータ値に関連する既知の面法線の方向に判断される。
【００３２】
上記の方法を実行するためのコンピュータプログラムもまた提供してよい。コンピュータプログラムの担体、たとえば光ディスク（ＣＤまたはＤＶＤ等）、またはフラッシュメモリデバイス等に、このコンピュータプログラムを保存してもよい。この方法を実行するようにプログラムされたコンピュータもまた提供してよい。コンピュータコントローラを備える座標位置測定装置も提供してよく、コンピュータコントローラは、本発明の第一の態様による方法を実行するようにプログラムされる。
【００３３】
本明細書では、座標位置測定装置のためのエラー修正方法も開示しており、これは、（ａ）本明細書に記載の方法を使用して、第一の物体について計算されたエラーマップを得るステップであって、エラーマップの計算時に使用する第一のデータセットと第二のデータセットの一方を、座標位置測定装置を使って得た測定値から導き出すようなステップと、（ｂ）第一の物体と名目上同一の別の物体を得て、座標位置測定装置を使ってその別の物体を測定するステップと、（ｃ）ステップ（ａ）のエラーマップを使用して、ステップ（ｂ）で得た別の物体の測定値を修正するステップを含む。
【００３４】
本明細書では、コンピュータコントローラを備える座標位置測定装置が開示され、このコンピュータコントローラには、本明細書に記載した方法によって第一の物体について計算されたエラーマップが保存されており、そのエラーマップを計算するために使用された第一のデータセットと第二のデータセットの一方は、座標位置測定装置を使って得られた測定値から導き出される。
【００３５】
本明細書ではまた、座標位置測定装置のためのエラー修正方法が概説され、これは、（ｉ）各々が、第一の物体の表面上のある位置を表す１つまたは複数の第一のデータ値を含む第一のデータセットを取得するステップと、（ｉｉ）各々が第一の物体の表面上のある位置を合わす１つまたは複数の第二のデータ値を含む第二のデータセットを取得するステップと、（ｉｉｉ）各々が第一のデータセットによって表される表面と、第二のデータセットにより表される表面の位置差を表す１つまたは複数のエラー値を含むエラーマップを計算するステップと、を含み、第一の物体の面法線が、第一のデータ値の各々により表される各々の位置において既知であり、ステップ（ｉｉｉ）が、実質的に既知の面法線の方向の位置差を判断することによって、各エラー値を計算するステップを含む。上記のステップのいずれも、このような方法で使用してよい。
【００３６】
次に、あくまでも例として、添付の図面を参照しながら、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】パラレル座標位置測定装置を示す図である。
【図２】図１の装置のパラレル位置測定機構をより詳細に示す図である。
【図３】シリアル座標測定機を示す図である。
【図４】穴と基準面を含む物体を示す図である。
【図５】座標位置測定装置を使用した図４の物体の測定に関わるステップを示す図である。
【図６】図４に示される穴において得た測定値に関する、本発明によるエラーマップの生成を示す図である。
【図７】自由曲面を有する物体を示す図である。
【図８】図３のシリアル座標位置測定装置を使用した図７の物体の測定に関わるステップを示す図である。
【図９】図１と図２のパラレル座標位置測定装置を使用した図７の物体の測定に関わるステップを示す図である。
【図１０】図７に示す物体について得た測定値に関する、本発明によるエーマップの生成を示す図である。
【図１１】後に取得したデータの、図１０のエラーマップを使用した修正を示す図である。
【図１２】本発明の２段階修正工程の原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１を参照すると、パラレル座標位置測定装置が示されている。この装置は、複数の支柱６によって上側、すなわちベース支持台４に固定された台座２を備える。支柱６は、ベース支持台４が台座２に対して固定された位置に確実に保持されるように、十分な剛性を有する。ベース支持台４はまた、拘束付パラレル位置測定機構１０によって可動支持台８に取り付けられる。明瞭さを期し、図１ではパラレル位置測定機構１０の詳細部を割愛し、この機構の詳細は図２に示す。ベース支持台４、可動支持台８およびパラレル位置測定機構１０はそれゆえ、拘束付パラレル位置測定機を形成して、３つの軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿った可動支持台８の並進運動を制御する。
【００３９】
可動支持台８は、偏向可能なスタイラス２０を有する測定プローブ１８を担持する。測定プローブ１８により測定される部品２４もまた、装置の台座２の上に載置された状態で示されている。コンピュータコントローラ２２が、装置の動作を制御するため、特に可動支持台８の運動を制御するため、および測定プローブ１８からの測定データを受け取るために設けられている。
【００４０】
測定プローブ１８は、イギリスＧｌｏｕｃｅｓｔｅｒｓｈｉｒｅ、Ｗｏｔｔｏｎ−ｕｎｄｅｒ−ＥｄｇｅのＲｅｎｉｓｈａｗ社が販売するＳＰ２５であってもよい。ＳＰ２５測定プローブはいわゆる走査プローブまたはアナログプローブであり、スタイラス先端の偏向の測定値をその局所座標系において出力する。プローブ１８は移動され（すなわち、可動支持台８の運動による）、それによってスタイラス先端が部品２４の表面上の経路をたどる。コントローラ２２は、測定プロープからスタイラス先端の偏向データと、パラレル座標位置測定装置からの、測定プローブの位置に関するデータを受け取る。これらを合成して、部品の表面上の複数の点の位置を機械座標系の中で（すなわち、機械の一定点または原点に関して）把握することができる。
【００４１】
この例はアナログ測定プローブを示しているが。スタイラスが偏向するたびに、トリガ信号を出力する、いわゆるタッチトリガプローブを使用して測定することも可能であろう。このようなタッチトリガプローブを使用した場合、スタイラスは部品の表面上の複数の異なる点と接触するように駆動されることになる。すると、トリガ信号が発行された時の測定プロープの位置に関するデータを使って、表面接触点の位置を確定することができる。また、留意すべき点として、測定プローブ１８は接触プローブであるが、その代わりに非接触（光、誘導型、容量型等）の測定プローブを使用することも可能であろう。
【００４２】
図２を参照して、図１の装置に使用される拘束付パラレル位置測定機構を、今度はより詳細に説明するが、図２の拘束付パラレル位置測定機構の図は、図１の図と比較して逆転している（すなわち、逆さになっている）。
【００４３】
拘束付パラレル位置測定機構は、複数の支柱により窩洞支持台またはステージ８に取り付けられたベース支持台４を有する。特に、ベース支持台４と可動支持台８は、３つの動力付き伸縮可能支柱４０によって連結され、その端は車軸式継手によってそれぞれの支持台に接続されている。各動力付き伸縮可能支柱４０は、その長さを伸縮させるモータ４２と、その長さを測定する位置エンコーダ（モータ筐体内に収容されているため、図２では見えない）を有する。３つの回転防止装置４４もまた、ベース支持台４と可動支持台８の間の回転３自由度を拘束するために設けられており、留意すべき点として、回転防止装置は受動的であり、モータまたはその他のタイプのアクチュエータを備えていない。それゆえ、機械の動力付き伸縮可能支柱４０が伸長する際、ベース支持台４と可動支持台８の間には並進（回転しない）運動のみが起こる。換言すれば、可動支持台８は、固定されているベース支持台に対して空間内で並進運動でき、このような並進運動はＸ、ＹおよびＺ軸に沿った運動として説明してもよい。図１に示すコントローラ２２はそれゆえ、各種のモータを作動させて、動力付き伸縮支柱４０を伸縮させることによって測定プローブ１８を移動させ、また、位置エンコーダからは支柱の伸展に関するフィードバックを受け取り、そこから可動支持台、したがって測定プローブの位置を判断できる。
【００４４】
図３を参照すると、シリアル座標測定機１０２が示されている。以下に詳しく説明するように、ＣＭＭ  １０２は基準測定機として使用してもよい。ＣＭＭ  １０２は、その上に物体（上述の部品２４等の部品等）を載置することのできるベースまたはテーブル１０４と、ベース１０４に対してｘ方向とｙ方向に沿って移動可能なガントリ１０６を有する。ガントリ１０６は、ガントリ１０６に対してｚ方向に移動可能なクイル１０８を有する。ＣＭＭ  １０２の各軸に位置エンコーダが設けられ、ｘ、ｙ、ｚ方向のクイルの位置を測定する。ＣＭＭの運動の３つの（ｘ、ｙ、ｚ）の軸は、シリアル方式で構築されていることがわかる。
【００４５】
クイル１０８は、間欠送り式プローブヘッド１１０、たとえばＲｅｎｉｓｈａｗ  ＰＨ１０動力付きプローブヘッドを担持する。間欠送り式プローブヘッド１１０は、クイル１０８に取り付けられたベース取付部と、偏向可能なスタイラス１１４を有する走査プローブ１１２を担持するブローブ取付部を有する。走査プローブ１１２は、Ｒｅｎｉｓｈａｗ  ＳＰ２５であってもよく、内部トランスデューサを有して、スタイラス１１４のいわゆるニュートラル、すなわち静止位置からの偏向をすべて測定する。スタイラス１１４の偏向はそれゆえ、走査プローブ１１２により、その局所（プローブ）座標（ａ、ｂ、ｃ）系の中で測定される。複雑な物体の走査能力を高めるために、間欠送り式プローブヘッド１１０によって、走査プローブ１１２は直交軸Ａ１とＡ２の周囲でクイルに対して回転し、複数の間欠送り位置のいずれにおいてもロックできる。Ｒｅｎｉｓｈａｗ  ＰＨ１０プローブヘッドの場合、プローブは７２０箇所のいずれの位置にも間欠移動させることができる。コントローラ１１６は、ＣＭＭの動作を制御する。
【００４６】
図４を参照すると、測定対象の単純な部品１４０が示されている。部品１４０は、円筒形の穴１４２と１対の基準面１４４ａ、１４４ｂを有する。部品１４０の円筒形の穴１４２はそれゆえ、特定の穴の深さにおいて、呼び半径を有する。基準面１４４ａと１４４ｂは、穴１４２を測定する際の参照用または基準の位置となる。
【００４７】
図５ａ〜５ｃを参照すると、図４に関して説明した部品１４０を測定するためのデータ収集解析工程の第一段階が示されている。
【００４８】
図５ａは、第一の（測定）ステップの結果を示しており、このステップでは、部品１４０が図３に関して説明したタイプのシリアル座標位置測定装置の上に載置されている。シリアル座標位置測定装置は、公知の方法を用いて正確に校正してもよく、また管理された（クリーンで、温度が安定している等の）環境に設置してもよい。シリアルＣＭＭは、円筒形の穴１４２の内面上の複数のデータまたは測定点１５２を収集するために使用される。図５ａには、表面の呼び形状もまた、破線１５０で示されている。各測定点１５２に関連する位置の不確かさもまた、図５ａにおいてエラーバーで示されている。
【００４９】
留意すべき点として、収集された測定点１５２の各々は一般に、パラレルＣＭＭの（ｘ、ｙ、ｚ）座標系で表される位置を有する。理解しやすいように、図５ａでは二次元のみを示している（すなわち、図の測定点は１つの平面内にある）。留意すべき点として、明瞭さを期し、図５ａには穴の部分のみが示されており、基準面上で得られた測定点は省略されている。
【００５０】
次に、図５ｂを参照すると、測定データ点１５２について、フィルタリングまたはスムージングステップが行われる。たとえば、再帰型フィルタを測定点１５２に適用し、フィルタリング後の曲線１５６の上にあるフィルタリング後のデータ点１６２が図５ｂに示されている。フィルタリング後のデータ点１６２は、円筒形の穴の周縁の任意の位置に配置され、点１６２の密度と分布は座標位置測定装置の構成に依存する。注意すべき点として、図５ａに示されるデータに適用されるフィルタリングは比較的弱く、実際には、より強力な効果のフィルタリングが実行される可能性が高い。
【００５１】
図５ｃを参照すると、フィルタリング後のデータ点１６２に補間を行い、穴の内面上の、基準面１４４ａと１４４ｂに関する所定の角度位置での補間後のデータ点１７６を生成する方法が示されている。たとえば、ゼロ角度位置１７２は、基準面１４４ａの面法線の穴の中心軸１７４との交差点によって定義してもよい。次に、ゼロ位置１７２に関する特定の所定の角度位置１７１において、補間後の測定点１７６を計算してもよい。
【００５２】
工程の第二段階では、部品１４０をシリアル座標位置測定装置から取り外し、図１と図２に関して説明したパラレル座標位置測定装置の上に載置する。パラレル座標位置測定装置は、まったく校正していなくても、または比較的低い精度（測定の目的として容認される精度より低いレベル等）の校正を行っていてもよい。次に、上記の工程を、シリアル座標位置測定装置に代わってパラレル座標位置測定装置を用いて繰り返す。特に、パラレル座標位置測定装置を使って、穴の内面と基準面の測定データを収集する。次にこのデータに対し、前述の方法によるフィルタリングを行う。次に補間ステップを実行し、その中で、シリアル座標位置測定装置での補間工程で用いたものと同じ角度方向（すなわち、基準面に対して定義）で表面測定点を得る。
【００５３】
両方のデータセット（すなわち、シリアルＣＰＡと平行ＣＰＡ）についての補間工程を説明したが、留意すべき点として、一方のデータセットについてのみ補間を行い、これをもう一方のセットと整合させることも可能である。また、念頭に置くべき点として、上で詳しく説明したように、このような補間工程の代替方法もまた採用可能である。
【００５４】
図６を参照すると、工程の第三段階が示されており、この段階では、シリアル座標位置測定装置を用いて収集したデータを、パラレル座標位置測定装置を用いて収集したものと比較する。特に、図６には、シリアル座標位置測定装置を用いた場合の補間後のデータ点１７６と、それに関連するフィルタリング後のデータのフィットライン１５６が示されている。これに加えて、図６には、パラレル座標位置測定装置を用いた場合の補間後のデータ点１８２と、これに関連するフィルタリング後のデータフィットライン１８４が示されている。所定の角度位置１７１もまた示されている。
【００５５】
図６はそれゆえ、シリアルおよびパラレル座標位置測定装置を使って測定した時の穴の表面上の点の位置を表す補間後のデータ点の対応ペアを示している。特に、それぞれシリアルおよびパラレル座標位置測定装置を使って測定された、穴の内面上の同じ角度位置に関する点１７６と１８２のペアが示されている。すると、点１８２と１７６のペアの間の差、すなわちエラー値Δ１−Δ３を確定することができる。このようなエラー値Δはそれゆえ、複数の角度位置に関する穴の表面の局所面法線に沿った位置差を表す。エラー値はそれゆえ、補間後の点１７６と１８２の対応する各ペアについて導き出され、このエラー値が関係する角度情報とともにエラーマップとして保存される。
【００５６】
前述のように、シリアル座標位置測定装置は十分に校正され、真実の、または基準となる位置測定値を提供するための良好な近似値と考えることができる。エラーマップのエラー値はそれゆえ、パラレル座標位置測定装置を使って部品１４０を測定する時に存在する位置の不確かさを示す。同じパラレル座標位置測定装置を使って、部品１４０と名目上同一の別の部品を測定する場合、収集した測定データに対して上記のフィルタリングと補間工程を実施し、エラーマップのエラー値のそれらに対応する位置における測定データ点を得ることができる。エラーマップに含まれるエラー値はそれゆえ、補間後のデータ点の各々に適用でき、それによって、かかるデータ点に対し、パラレル座標位置測定装置の不確かさを考慮した補正を行うことができる。換言すれば、各エラー値を使い、補間後のデータ点を面法線に沿って移動させ、その結果、測定値の中の、パラレル座標位置測定装置の不確かさから生じるエラーを除去または削減することができる。
【００５７】
上記の例では、部品１４０の幾何学形状を使用して、エラー値を局所の面法線に沿って定義することができる。換言すれば、部品の幾何学形状に関する知識により、異なる装置で取得された測定値の間が関連付けられ、また、エラーマップに含まれるエラー値の生成と使用において使われる面法線情報が得られる。たとえば、穴の測定時に、面法線情報をフィッティングから得ることができる（穴の中心軸を穴の内面上で測定された点から発見でき、それによって、必要な面法線情報が供給される、等）。しかしながら、この方法の変化型はまた、標準的な幾何学的特性を持ない、いわゆる自由曲面にも適用できる。
【００５８】
図７を参照すると、自由曲面２０２を有する部品２００が示されている。ここで、図８〜図１２を参照しながら、このような表面２０２の測定方法を説明する。
【００５９】
図８ａ〜図８ｃを参照すると、工程の第一段階が示されており、その中で、部品２００の表面２０２がシリアル（基準）座標位置測定装置を使って測定される。
【００６０】
図８ａに示されるように、初期測定ステップは、シリアル座標位置測定装置を使って部品２００の表面２０２の上の複数の点２１２の位置を測定するステップを含む。各測定点２１２に関わる不確かさは、エラーバーによって示されている。表面２０２の呼び形状２１０もまた示されている。
【００６１】
図８ｂを参照すると、次にフィルタリングステップが実行される。このフィルタリングステップでは、再帰型フィルタを使って測定点２１２のスムージングを行い、フィルタリング後の表面または曲面２１６上にある一連のフィルタリング後のデータ点２１８を生成する。再帰型フィルの代わりに、その他の適当なフィルタリング手法を利用することもできる（スムージングフィルタ、移動平均フィルタ等）。
【００６２】
図８ｃを参照すると、フィルタリング後の各点２１８に関連する面法線ベクトル２２０が確定されている。面法線ベクトル２２０は、フィルタリング工程の前、実行中、または後のいずれに発見してもよい。たとえば、面法線ベクトルは、当初の検査計画からわかるかもしれない。好ましくは、面法線ベクトルはフィルタリグ工程中に発見する。面法線データは、その他にもさまざまな方法で計算できる。面法線ベクトルはたとえば、２つの隣接するフィルタリング後の点を結ぶ線の法線から確定してもよい。あるいは、図８ｃの挿入図の中に示されているように、線２２２は、標的とするフィルタリング後の点２１８’の両側の２つのフィルタリング後の点２１８を使って定義してもよい。次に、標的とするフィルタリング後の点２１８’に関する面法線ベクトル２２０’は、線２２２に垂直で、標的とするフィルタリング後の点２１８’と交差するベクトルと定義してもよい。フィルタリング後の点２１８の位置と、関連する面法線ベクト２２０を表す情報が保存される。
【００６３】
図９ａと図９ｂを参照すると、工程の第二段階が示されており、その中では、物体２００の表面２０２がパラレル座標位置測定装置を使って測定されている。この例において、パラレル座標位置測定装置がエラー修正対象の装置であり、それゆえ、取得した測定値についての不確かさが比較的大きい。しかしながら、留意すべき点として、不確かさはランダムではなく、取得された測定値は反復性が高い。
【００６４】
図９ａは、パラレル座標位置測定装置を用いて得た測定値を示す。特に、図９ａは、部品２００の表面２０２の上の複数の点２３２の測定位置を示す。部品の呼び表面形状２１０もまた示されている。このような測定点２３２に関連する不確かさは、関連するエラーバーで示されている。図８ａと比較するとわかるように、パラレル座標位置測定装置を用いて得たデータ点２３２は、シリアル座標位置測定装置を用いて測定された点とは異なる位置および異なる密度で得られる。
【００６５】
図９ｂは、フィルタリング工程によって測定点２３２から導き出された一連のフィルタリング後の点２３８を示す。パラレルおよびシリアル座標位置測定機による測定値に適用されるフィルタリング工程は、同じでも、異なっていてもよい。一連のフィルタリング後のデータ点２３８は、フィルタリングされた表面または曲線２３６の上にある。
【００６６】
図１０を参照すると、シリアルおよびパラレル座標位置測定装置の両方を使用して得た表面２０２の測定結果を示す。特に、シリアル座標位置測定装置を使って測定したフィルタリング後の測定点２１８と面法線ベクトル２２０が、パラレル座標位置測定装置を使って取得したフィルタリング後の測定点２３８と一緒に示されている。適当なフィッティング工程（最小平方和等）を実行して、それぞれの座標位置測定装置からのデータを図のような方法で整合させてもよい。
【００６７】
次に、補間工程をフィルタリング後の測定点２３８について実行し、フィルタリング後の測定点２１８に関連する面法線ベクトル２２０の上にある補間後の測定点２４０を得る。補間工程は、たとえば線形補間、多項式（立方体等）補間または移動補間であってもよい。補間に使用される点の数によって、補間された測定点の精度が決まる。図１０の挿入図により詳細に示されているように、面法線ベクトル２２０に沿ったエラー修正値Δを使い、シリアルおよびパラレル座標位置測定装置を用いて得た測定値の位置差が表される。各種のエラー修正値Δとそれに関連する面法線ベクトルが、エラーマップとして保存される。
【００６８】
図１１を参照し、上記のエラーマップの使用を今度は、パラレル座標位置測定装置を使って表面２０２と名目上同一の別の物体の表面を測定する場合に関して説明する。
【００６９】
まず、パラレル方式の運動学的座標位置測定装置は、物体の表面上の複数の点を測定するように構成される。次に、これらの測定点にフィルタリングを行い、フィルタリング後の曲線２５２の上にある一連のフィルタリング後のデータ点２５０を得る。次に、補間工程（上記のタイプ等）を実行して、曲線２５２の上にあり、図１０に関して説明した、すでに作成されたエラーマップの面法線ベクトル２２０と交差する、補間後の測定点２５４を得た。
【００７０】
エラーマップのエラー修正値を補間後の点２５４に適用し、修正後の測定点２５６を得る。換言すれば、補間後の測定点２６４の各々の位置を面法線ベクトル２２０に沿って、それに関連するエラー値Δだけ移動させる。その結果、パラレル座標位置測定装置に関連する、位置の不確かさが軽減し、測定精度はシリアル座標位置測定装置のそれに近いものとなる。
【００７１】
上記の例は、パラレル座標位置測定装置により得た測定値を、真実の測定値を提供すると想定される（事前校正された）シリアル座標位置測定装置による測定値と比較する、エラーマップ生成工程を説明している。しかしながら、重要な点として、この方法は、特定の表面を表す、どのような２つのデータセットの間のエラーマップを生成するためにも利用できる。たとえば、エラーマップは、どのような２つの異なる座標位置測定装置を使用して取得したデータセットについても、または同じ座標位置測定装置の異なる構成についても作成できる。さらに、表面を表すデータセットの一方を、直接測定するのではなく、設計データから生成してもよい。
【００７２】
面法線の情報はまた、上述したものとは異なる方法で定義してもよい。たとえば、図７〜図１１に関して上で説明した方法は、シリアル座標位置測定装置を使用して得た測定値から導き出した面法線ベクトル２２０を使用している。面法線データは、その代わりに、パラレル座標位置測定装置を使用して得たフィルタリング後の測定値を用いて定義してもよい。別の代替案では、面法線データを、図４〜図６に関して説明した既知の幾何学的な穴に適用した工程と同様に、設計データから導き出した呼び表面形状の情報を使って定義することができる。このような例において、シリアルおよびパラレル座標位置測定装置の両方のデータを補間して、設計データの呼び面法線ベクトル上に乗せるようにすることができる。
【００７３】
留意すべき点として、複数のエラーマップを作成して、測定値を修正してもよい。ここで、このような工程を詳しく説明する。
【００７４】
図１２を参照すると、２つのエラーマッピング工程が示されている。特に、図１２は、コンピュータ設計パッケージを使用して作った複数のデータ点から形成した、ある物体に関する設計表面形状３００と、関連する設計に従って製作された部品について、シリアル（基準）座標位置測定装置を使って測定した基準面形状３０２と、パラレル座標位置測定装置を使って測定した、同じ部品の表面プロ形状３０４を示している。表面形３００、３０２、３０４には複数のデータ点が含まれ、このようなデータ点の例だけが図１２の挿入図に示されている。
【００７５】
図７〜図１１に関して上述した修正方法はそれゆえ、面法線ベクトルと面法線に沿った修正値を含む第一のエラーマップの作成に利用でき、この修正値は、シリアルおよびパラレル座標位置測定装置を使って測定した点の間、たとえば点３０８と点３１０の間の位置差を示す。第二のエラーマップも同様にして、基準面形状３０２と設計表面形状３００の上の点の間、たとえば点３０６と点３０８の間の位置差をマッピングするために作成してもよい。第一のエラーマップはそれゆえ、シリアルおよびパラレル座標位置測定機を使って得られた測定値の間の差を修正し、第二のエラーマップは、設計データとシリアル座標位置測定機を使って得た測定値の差を修正する。このように、後にパラレル座標位置測定装置を使って取得した物体の測定値を、第一のエラーマップを用いて基準座標位置測定装置に戻し、次に、第二のエラーマップを用いて設計データに戻すようにマッピングできる。パラレル座標測定装置を用いて得た測定値はそれゆえ、設計データへと逆にマッピングできる。
【００７６】
各種の図面に関して上で説明した方法は、第一の部品について生成したエラーマップを、たとえば、他の（たとえば名目上同一の）部品の測定値を修正するために使用できる。しかしながら、エラーマップは、部品を形成する、または若干改変する、後の加工を修正するために使用してもよい。たとえば、エラーマップに含まれる各種のエラー値は、ブランクから製造しようとする部品に関する点対点の修正を行うために使用してもよい。これを実現するためには、たとえば、エラーマップを使用してＣＡＤデータを変更し、新しい機械加工指令（工作機械用コマンドコード等）を作ることができるようにすればよい。そのため、このような新しい指令により、機械加工の工程に、各種のエラー修正を組み込むことができるかもしれない。同様に、エラーマップは、ある部品に追加の材料を加える必要がある場所を特定するために使用してもよい。たとえば、エラーマップは、タービンブレードの改修工程中に、追加の材料をタービンブレードのどこに加える必要があるかを画定するために使用してもよい。
【００７７】
再び念頭に置くべきこととして、上で説明した方法は、本発明の二次元の例に過ぎず、この技術は実際には三次元形状にも適用される可能性が高い。さらに、各種の図面において、位置に関するさまざまな不確かさを誇張して描いており、その一方で、収集した点の密度は、一般的に収集される場合よりずっと低い。上記の例はそれゆえ、説明用の例にすぎず、一切、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。
【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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【国際調査報告】
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2013521489.tif 000016