(57)【要約】【課題】本発明の目的は、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を校正することのできる真直度校正装置を提供することにある。【解決手段】X軸の各位置毎に移動部14をX軸方向に移動させ検出手段16で基準器22の真直面22aを測定して得られたY軸位置情報及び真直面22aの反転後に移動部14をX軸方向に移動させ検出手段16で真直面22aを測定して得られたY軸位置情報に基づき真直面22a上のY軸位置情報を求める基準器情報取得手段24と、X軸の各位置毎に検出手段16で真直面22aを測定して得られたY軸位置情報と該真直面22a上のY軸位置情報とを比較し移動部14のY軸位置情報を求める測定機情報取得手段26と、X軸の各位置毎に検出手段16でワークを測定して得られたY軸位置情報を該移動部14のY軸位置情報に基づき補正しワーク上のY軸位置情報を求めるワーク情報取得手段28と、を備えた真直度校正装置20。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対し所定の移動軸方向に直線移動する移動部と、該移動部に設けられ、該固定部に対する該移動部の移動軸方向と直交する検出軸方向の位置情報を検出する検出手段と、を備えた測定機に用いられ、該移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を補正する真直度校正方法において、
真直度の基準となる基準器の真直面方向が前記移動軸方向と一致するように前記固定部に該基準器をセットした後に、該移動部を該移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を反転前位置情報として得る反転前測定工程と、
前記反転前測定工程後、前記基準器の真直面が前記移動軸を中心に１８０度反転した状態となるように、該基準器を前記固定部に再セットする反転工程と、
前記反転工程後、前記移動部を移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を反転後位置情報として得る反転後測定工程と、
前記反転前測定工程により得られた反転前位置情報及び前記反転後測定工程により得られた反転後位置情報に基づき、前記移動軸方向の各位置毎に前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得る基準器情報取得工程と、
前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報と、前記基準器情報取得工程により得られた前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを比較し、該移動軸方向の各位置毎に該移動部の検出軸方向位置情報を得る測定機情報取得工程と、
前記固定部にワークをセットした後に、前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該ワークを測定して得られた検出軸方向位置情報を、前記測定機情報取得工程により得られた前記移動部の検出軸方向位置情報に基づき補正し、該移動軸方向の各位置毎に、前記移動部の移動の真直度成分が除去されたワーク上の検出軸方向位置情報を得るワーク情報取得工程と、
を備えたことを特徴とする真直度校正方法。
【請求項２】
請求項１記載の真直度校正方法において、
前記基準器情報取得工程は、前記移動軸方向の各位置毎に、前記反転前測定工程により得られた反転前位置情報と前記反転後測定工程により得られた反転後位置情報とを引き算して２で割り算することにより、前記移動軸方向の各位置毎に前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得ることを特徴とする真直度校正方法。
【請求項３】
請求項１記載の真直度校正方法において、
前記測定機情報取得工程は、前記移動軸方向の各位置毎に、前記反転前位置情報又は反転後位置情報と、前記基準器情報取得工程により得られた前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを足し算して２で割り算することにより、前記移動軸方向の各位置毎に前記移動部の検出軸方向位置情報を得ることを特徴とする真直度校正方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の真直度校正方法において、
前記検出手段は、前記移動部に設けられたプローブ本体と、該プローブ本体に対し検出軸方向に変位自在に設けられ、被測定物と接触する測定子と、該測定プローブ本体に対する該測定子の検出軸方向位置情報を出力する変位検出器と、を備えた倣いプローブを含み、
前記プローブ本体を静止させ前記被測定物上に前記測定子を接触させた状態で、前記変位検出器よりの検出軸方向位置情報を複数回サンプリングし、得られた複数個の検出軸方向位置情報の平均値に基づき、該被測定物上の検出軸方向位置情報を得ることを特徴とする真直度校正方法。
【請求項５】
固定部に対し所定の移動軸方向に直線移動する移動部と、該移動部に設けられ、該固定部に対する該移動部の移動軸方向と直交する検出軸方向の位置情報を検出する検出手段と、を備えた測定機に用いられ、該移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を補正する真直度校正装置において、
真直度の基準となる真直面方向が前記移動軸方向と一致するように前記固定部にセットされた該基準器に対し、前記移動部を該移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転前位置情報として得る反転前位置情報取得手段と、
前記基準器の真直面が前記移動軸を中心に１８０度反転した状態となるように前記固定部に再セットされた該基準器に対し、前記移動部を移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転後位置情報として得る反転後位置情報取得手段と、
前記反転前位置情報取得手段により得られた反転前位置情報及び前記反転後位置情報取得手段により得られた反転後位置情報に基づき、前記移動軸方向の各位置毎に前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得る基準器情報取得手段と、
前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報と、前記基準器情報取得手段により得られた基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを比較し、該移動軸方向の各位置毎に該移動部の検出軸方向位置情報を得る測定機情報取得手段と、
前記固定部にセットされたワークに対し、前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該ワークを測定して得られた検出軸方向位置情報を、前記測定機情報取得手段により得られた前記移動部の検出軸方向位置情報に基づき補正し、前記移動部の移動の真直度成分が除去されたワーク上の検出軸方向位置情報を得るワーク情報取得手段と、
を備えたことを特徴とする真直度校正装置。
【請求項６】
請求項５記載の真直度校正装置において、
前記検出手段は、前記移動部に設けられたプローブ本体と、該プローブ本体に対し検出軸方向変位自在に設けられ、被測定物と接触する測定子と、該測定プローブ本体に対する測定子の検出軸方向位置情報を出力する変位検出器と、を備えた倣いプローブを含み、
前記倣いプローブ本体を静止させ前記被測定物上に前記測定子を静止させた状態で、前記変位検出器よりの検出軸方向位置情報を複数回サンプリングし、得られた複数個の検出軸方向位置情報の平均値に基づき、該被測定物上の検出軸方向位置情報を得ることを特徴とする真直度校正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真直度校正方法及びその装置、特に移動部の移動の真直度に起因する測定誤差の校正手法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの寸法や形状等の精密検出を行うため、三次元座標測定機等の測定機が用いられている。
測定機は、固定部に対し所定の軸方向に移動する移動部と、移動部に設けられ、ワーク上の位置情報を検出する検出手段とを備える。
そして、測定機は、ワークと検出手段との相対位置を所定の軸方向に沿って移動しながら、検出手段によりワーク上の位置情報を検出している。得られたワーク上の位置情報に基づいて、ワークの寸法や形状等を求めている。
【０００３】
ところで、移動部を備えた測定機は、固定部と移動部との間の摩擦や劣化等により、位置検出精度が悪化することがある。
例えば移動部がＸ軸上に沿って移動するとき、移動部の位置がＸ軸上よりＹ軸方向に変位してしまうＹ軸方向真直度や、移動部の位置がＸ軸上よりＺ軸方向に変位してしまうＺ軸方向真直度がある。このため、検出手段により得られた位置情報には、移動部のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分ないしＺ軸方向真直度成分が含まれることがある。
したがって、移動部を備えた測定機では、測定機の劣化に起因する測定の不確かさをできるだけ小さくするため、測定機を定期的に検査し、精度を維持することが非常に重要である。
【０００４】
これに応えるため、従来は、測定機に要求される精度よりも高精度な基準器を測定機で測定し、得られた測定結果と既知の真直面情報との比較を行うことにより、測定機の移動の真直度を測定していた。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平１−６４００４号公報（図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来方式にあっても、基準器に求められている精度よりも測定機に求められている精度が高いと、測定機の移動の真直度を、より高精度に測定するのは困難であった。特に移動部の移動範囲が長い測定機では、移動部の移動範囲よりも長い基準器が必要になる。しかし、基準器は長くなるにつれ、高い精度のものを得るのが困難になるので、この問題は、より深刻となった。
このため、移動部の移動によりワークの形状や寸法等の精密測定を行う分野では、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を、より適切に校正することのできる技術の開発が強く望まれていたが、従来は、これを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。
【０００７】
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を低減することのできる真直度校正方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
真直度校正方法
前記目的を達成するために本発明にかかる真直度校正方法は、固定部に対し所定の移動軸方向に直線移動する移動部と、該移動部に設けられ、該固定部に対する該移動部の移動軸方向と直交する検出軸方向の位置情報を検出する検出手段と、を備えた測定機に用いられ、該移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を補正する真直度校正方法において、
反転前測定工程と、反転工程と、反転後測定工程と、基準器情報取得工程と、測定機情報取得工程と、ワーク情報取得工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記反転前測定工程は、真直度の基準となる基準器の真直面方向が前記移動軸方向と一致するように前記固定部に該基準器をセットした後に、該移動部を該移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転前位置情報として得る。
また、前記反転工程は、前記反転前測定工程後、前記基準器の真直面が前記移動軸を中心に１８０度反転した状態となるように、該基準器を前記固定部に再セットする。
前記反転後測定工程は、前記反転工程後、前記移動部を移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転後位置情報として得る。
前記基準器情報取得工程は、前記反転前測定工程により得られた反転前位置情報及び前記反転後測定工程により得られた反転後位置情報に基づき、前記移動軸方向の各位置毎に、前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得る。
前記測定機情報取得工程は、前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報と、前記基準器情報取得工程により得られた前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを比較し、該移動軸方向の各位置毎に該移動部の検出軸方向位置情報を得る。
前記ワーク情報取得工程は、前記固定部にワークをセットした後に、前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段によりワークを測定して得られた検出軸方向位置情報を、前記測定機情報取得工程により得られた前記移動部の検出軸方向位置情報に基づき補正し、該移動軸方向の各位置毎に、前記移動部の移動の真直度成分が除去されたワーク上の検出軸方向位置情報を得る。
【０００９】
＜基準器情報取得＞
なお、本発明においては、前記基準器情報取得工程が、前記移動軸方向の各位置毎に、前記反転前測定工程により得られた反転前位置情報と前記反転後測定工程により得られた反転後位置情報とを引き算して２で割り算することにより、前記移動軸方向の各位置毎に前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得ることが好適である。
【００１０】
＜測定機情報取得＞
また、本発明においては、前記測定機情報取得工程が、前記移動軸方向の各位置毎に、前記反転前位置情報又は反転後位置情報と、前記基準器情報取得工程により得られた前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを足し算して２で割り算することにより、前記移動軸方向の各位置毎に前記移動部の検出軸方向位置情報を得ることが好適である。
【００１１】
真直度校正装置
また、前記目的を達成するために本発明にかかる真直度校正装置は、固定部に対し所定の移動軸方向に直線移動する移動部と、該移動部に設けられ、該固定部に対する該移動部の移動軸方向と直交する検出軸方向の位置情報を検出する検出手段と、を備えた測定機に用いられ、該移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を補正する真直度校正装置において、
反転前位置情報取得手段と、反転後位置情報取得手段と、基準器情報取得手段と、測定機情報取得手段と、ワーク情報取得手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記反転前位置情報取得手段は、真直度の基準となる真直面方向が前記移動軸方向と一致するように前記固定部にセットされた基準器に対し、前記移動部を該移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により該基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転前位置情報として得る。
また、前記反転後位置情報取得手段は、前記基準器の真直面が前記移動軸を中心に１８０度反転した状態となるように前記固定部に再セットされた該基準器に対し、前記移動部を移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報を、反転後位置情報として得る。
前記基準器情報取得手段は、前記反転前位置情報取得手段により得られた反転前位置情報及び前記反転後位置情報取得手段により得られた反転後位置情報に基づき、前記移動軸方向の各位置毎に、前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報を得る。
前記測定機情報取得手段は、前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に、前記検出手段により前記基準器真直面を測定して得られた検出軸方向位置情報と、前記基準器情報取得手段により得られた前記基準器真直面上の検出軸方向位置情報とを比較し、該移動軸方向の各位置毎に該移動部の検出軸方向位置情報を得る。
前記ワーク情報取得手段は、前記固定部にセットされたワークに対し前記移動部を前記移動軸方向に移動させ、該移動軸方向の各位置毎に前記検出手段により該ワークを測定して得られた検出軸方向位置情報を、前記測定機情報取得手段により得られた前記移動部の検出軸方向位置情報に基づき補正し、該移動軸方向の各位置毎に、前記移動部の移動の真直度成分が除去されたワーク上の検出軸方向位置情報を得る。
【００１２】
＜倣いプローブ＞
なお、本発明においては、前記検出手段が倣いプローブを含み、倣いプローブがプローブ本体と、測定子と、変位検出器と、を含むことが好適である。
ここで、前記プローブ本体は、前記移動部に設けられたものとする。
また、前記測定子は、前記プローブ本体に対し変位自在に設けられ、被測定物と接触する。
前記変位検出器は、前記測定プローブ本体に対する前記測定子の検出軸方向位置情報を出力する。
そして、本発明においては、前記プローブ本体を静止させ被測定物上に前記測定子を静止させた状態で、前記変位検出器よりの検出軸方向位置情報を複数回サンプリングし、得られた複数個の検出軸方向位置情報の平均値に基づき、該被測定物上の検出軸方向位置情報を得ることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる真直度校正方法によれば、前記反転前測定工程と、前記反転工程と、前記反転後測定工程と、前記基準器情報取得工程と、前記測定機情報取得工程と、前記ワーク情報取得工程とを備えることとしたので、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を、大幅に低減することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる真直度校正装置によれば、前記基準器情報取得手段と、前記測定機情報検出手段と、前記ワーク情報取得手段と、を備えることとしたので、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を、大幅に低減することができる。
【００１５】
本発明においては、前記倣いプローブを用いて、静止ポイント測定、複数回サンプリング、サンプリング結果の平均化を行うことにより、検出軸方向位置情報を高精度に得ることができるので、移動部の移動の真直度に起因する測定誤差を、より大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法を適用した測定機の概略構成の説明図である。
【図２】図１に示した測定機の、より具体的な構成の説明図である。
【図３】移動部の移動軸方向移動の検出軸方向真直度の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法の処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法において特徴的な反転工程の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法において特徴的な基準器情報取得工程の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法において特徴的な測定機情報取得工程の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法に用いるのに適した倣いプローブによる測定例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の好適な一実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施形態にかかる真直度校正方法を適用した測定機の概略構成が示されている。
なお、本実施形態では、測定機として三次元座標測定機を想定し、そのＺ軸スピンドルのＸ軸移動のＹ軸方向真直度に起因する測定誤差を補正する例について説明する。
同図に示す三次元座標測定機（測定機）１０は、テーブル（固定部）１２と、Ｚ軸スピンドル（移動部）１４と、検出手段１６と、コンピュータ１８と、本発明の真直度校正方法を行うための真直度校正装置２０とを備える。
【００１８】
ここで、テーブル１２は、被測定物が載置される。被測定物としては、真直度基準器、ワークがある。同図では、例えば３ｍ等の長尺状の真直度基準器２２が、テーブル１２上に載置されている。真直度基準器２２の長手方向側部の一方に、その長手方向に沿って、真直度を検査するための真直面２２ａが設けられている。真直面２２ａ方向がＸ軸方向に一致するように、真直度基準器２２がテーブル１２上に位置決めされている。
Ｚ軸スピンドル１４は、テーブル１２に対しＸＹＺ軸方向に移動自在に設けられている。
検出手段１６は、Ｚ軸スピンドル１４の下部に設けられ、被測定物上のＸＹＺ軸方向位置情報を検出する。
コンピュータ１８は、検出手段１６よりのＸＹＺ軸方向位置情報に基づき、被測定物上のＸＹＺ軸方向位置情報を求めている。コンピュータ１８は、得られた被測定物上のＸＹＺ軸方向位置情報から、被測定物の形状や寸法を求めている。
【００１９】
＜真直度校正＞
本実施形態において特徴的なことは、三次元座標測定機１０が、本発明の真直度校正方法を行うための真直度校正装置２０を備えたことである。
このために本実施形態においては、真直度校正装置２０が、本発明の基準器情報取得工程を行うための基準器情報取得手段２４と、本発明の測定機情報取得工程を行うための測定機情報取得手段２６と、本発明のワーク情報取得工程を行うためのワーク情報取得手段２８とを備える。
【００２０】
＜基準器情報取得＞
基準器情報取得手段２４は、真直度基準器２２の真直面２２ａ上のＹ軸方向位置情報を得ている。
このために基準器情報取得手段２４は、図２に示されるように、反転前位置情報記憶部３０と、反転後位置情報記憶部３２と、真直度演算部３４と、真直度記憶部３６とを備える。
ここで、反転前位置情報記憶部３０は、反転前位置情報を記憶している。前記反転前位置情報は、真直面２２ａ方向がＸ軸方向とが一致するようにテーブル１２にセットされた基準器２２に対し、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、検出手段１６により基準器２２の真直面２２ａを測定して得られたＹ軸方向位置情報である。
【００２１】
また、反転後位置情報記憶部３２は、反転後位置情報を記憶している。前記反転後位置情報は、基準器２２の真直面２２ａがＸ軸を中心に１８０度反転した状態となるようにテーブル１２に再セットされた基準器２２に対し、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、検出手段１６により基準器２２の真直面２２ａを測定して得られたＹ軸方向位置情報である。
【００２２】
真直度演算部３４は、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前位置情報記憶部３０に記憶している反転前位置情報と、反転後位置情報記憶部３２に記憶している反転後位置情報とを引き算して２で割り算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎に、基準器真直面２２ａ上のＹ軸方向位置情報を求めている。これを、真直度記憶部３６に記憶している。
【００２３】
＜測定機情報取得＞
測定機情報取得手段２６は、Ｘ軸方向の各位置毎に、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報を得ている。
このために測定機情報取得手段２６は、位置情報取得部３８と、真直度演算部４０と、真直度記憶部４２とを備える。
ここで、位置情報取得部３８は、前記反転前位置情報を記憶している。
また、真直度演算部４０は、Ｘ軸方向の各位置毎に、位置情報取得部３８に記憶している反転前位置情報と、真直度記憶部３６に記憶している基準器真直面２２ａ上のＹ軸方向位置情報とを、例えば、足し算して２で割り算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎に、Ｚスピンドル１４のＹ軸方向位置情報を得ている。これを、真直度記憶部４２に記憶している。
【００２４】
＜ワーク情報取得＞
ワーク情報取得手段２８は、Ｘ軸方向の各位置毎に、ワークを測定して得られたＹ軸方向位置情報を、記憶部４２に記憶しているＹ軸方向位置情報に基づき補正し、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分が除去された、ワーク上のＹ軸方向位置情報を得ている。
このためにワーク情報取得手段２８は、位置情報記憶部４４と、補正部４６と、記憶部４８とを備える。
ここで、記憶部４４は、基準器２２に代えて、テーブル１２にセットされたワークに対し、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、検出手段１６によりワークを測定して得られたＹ軸方向位置情報を記憶している。
また、演算部４６は、Ｘ軸方向の各位置毎に、記憶部４４に記憶しているワーク上のＹ軸方向位置情報を、記憶部４２に記憶しているＹ軸方向位置情報に基づいて補正することにより、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分が除去されたワーク上のＹ軸方向位置情報を得ている。これを記憶部４８に記憶している。
コンピュータ１８は、記憶部４８に記憶しているワーク上のＸＹＺ軸方向位置情報に基づき、ワークの形状や寸法を求める。
【００２５】
なお、本実施形態においては、Ｚ軸スピンドル１４をテーブル１２に対しＸＹＺ軸方向に移動自在とするため、Ｘ軸スライダ５０と、Ｙ軸スライダ５２と、駆動手段５４とを備える。
ここで、Ｘ軸スライダ５０は、テーブル１２に対しＸ軸方向に移動自在に設けられたものとする。
また、Ｙ軸スライダ５２は、Ｚ軸スピンドル１４が設けられ、テーブル１２に対しＹ軸方向に移動自在に設けられたものとする。
駆動手段５４は、Ｘ軸スライダ５０、Ｙ軸スライダ５２、Ｚ軸スピンドル１４を駆動する。
【００２６】
倣いプローブ１６は、Ｚ軸スピンドル１４の下部に設けられ、被測定物上のＸＹＺ軸方向位置情報を検出する。このために本実施形態においては、倣いプローブ１６が、Ｚ軸スピンドル１４の下端に設けられたプローブ本体６０と、プローブ本体６０に対しＸＹＺ軸方向に変位自在に設けられ、被測定物と接触する測定子６２と、プローブ本体６０に内蔵され、プローブ本体６０に対する測定子６２のＸＹＺ軸方向位置情報を検出する変位量検出器６４とを備える。
また、駆動量検出器５８は、駆動手段５４による倣いプローブ１６のＸＹＺ軸方向駆動量を検出する。
そして、加算回路６６は、変位量検出器６４よりのＸＹＺ軸方向位置情報と、駆動量検出器５８よりのＸＹＺ軸方向駆動量情報とに基づき、被測定物上のＸＹＺ軸方向位置情報を得ている。これを、コンピュータ１８に出力する。
【００２７】
本実施形態にかかる真直度校正装置２０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
本実施形態において特徴的なことは、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸運動のＹ軸方向真直度に起因する測定誤差を校正したことである。
すなわち、図３に示されるように、Ｚ軸スピンドル１４がＸ軸方向に移動すると、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸上からＹ軸方向への位置ずれに起因する測定誤差が生じる。
本実施形態においては、Ｚ軸スピンドル１４の移動の真直度に起因する測定誤差を補正するため、ワークを測定する直前に、本実施形態にかかる真直度校正方法を行っている。
すなわち、本実施形態においては、基準器情報取得手段２４により、Ｘ軸方向の各位置毎に基準器真直面２２ａを測定して反転前位置情報を取得し、基準器を反転した後に同じ基準器真直面２２ａを測定して反転後位置情報を検出し、反転前位置情報と反転後位置情報との演算処理により、Ｘ軸に沿ってセットされた基準器真直面上のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ることができる。
【００２８】
次に、測定機情報取得手段２６により、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前位置情報と基準器真直面上のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）とを比較し、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ることができる。
この結果、本実施形態は、より高精度な真直度基準器を用いることなく、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度を、より高精度に測定することができる。これを、本実施形態においては、例えばワークの測定直前に得ている。
【００２９】
そして、本実施形態は、ワーク情報取得手段２８により、ワークを測定して得られたＹ軸方向位置情報に対し予め得ておいたＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置ずれ情報に基づき補正を行うことにより、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度の影響が除去されたワーク上のＹ軸方向位置情報を得ることができる。
この結果、本実施形態は、より高精度な真直度基準器を用いることなく、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度に起因する測定誤差を適切に補正することができる。
【００３０】
以下、前記本実施形態の作用について、より具体的な例を説明する。
本実施形態にかかる真直度校正方法は、図４に示されるように、基準器情報取得工程（Ｓ１０）と、測定機情報取得工程（Ｓ１２）と、ワーク情報取得工程（Ｓ１４）とを備える。
【００３１】
真直度基準器情報取得
ここで、基準器情報取得工程（Ｓ１０）は、Ｘ軸方向の各位置毎に、真直度基準器２２の真直面上のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ている。
このために本実施形態においては、基準器情報取得工程（Ｓ１０）が、基準器セット工程（Ｓ１６）、反転前測定工程（Ｓ１８）と、反転工程（Ｓ２０）と、反転後測定工程（Ｓ２２）と、真直度演算工程（Ｓ２４）とを備える。
【００３２】
＜基準器セット＞
基準器セット工程（Ｓ１６）では、テーブル１２に真直度基準器２２を載置する。
このとき、真直度基準器２２の真直面方向が三次元座標測定機のＸ軸に一致するように、テーブル上に真直度基準器２２を位置決めしている。
【００３３】
＜反転前測定＞
反転前測定工程（Ｓ１８）では、基準器セット工程（Ｓ１６）後、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に所定のピッチ毎に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、検出手段１６により、基準器真直面を測定し、Ｙ軸方向位置情報を得ている。これを反転前位置情報として、反転前位置情報記憶部３０に記憶しておく。
【００３４】
＜反転＞
反転工程（Ｓ２０）では、前記反転前測定工程後、倣いプローブを真直度基準器より退避させ、真直度基準器２２の真直面がＸ軸を中心に１８０度反転するように、真直度基準器２２をテーブルに再セットする。
【００３５】
＜反転後測定＞
反転後測定工程（Ｓ２２）では、反転工程（Ｓ２０）後、反転前測定工程（Ｓ１８）での測定と同様に、Ｚ軸スピンドルをＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、検出手段１６により、真直度基準器２２の真直面を測定し、Ｙ軸方向位置情報を得ている。これを反転後位置情報として、反転後位置情報記憶部３２に記憶しておく。
【００３６】
＜真直度演算＞
真直度演算工程（Ｓ２４）では、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前測定工程（Ｓ１８）で得られた反転前位置情報と反転後測定工程（Ｓ２２）で得られた反転後位置情報とを引き算して２で割り算している。
この結果、真直度演算工程（Ｓ２４）では、Ｘ軸方向の各位置毎に、基準器真直面上のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ることができる。
【００３７】
このように基準器情報取得工程（Ｓ１０）では、より高精度な真直度基準器を用いることなく、真直度基準器２２を測定して得られた反転前位置情報及び反転後位置情報の演算処理を行うことにより、基準器真直面の真直度を高精度に測定することができる。
【００３８】
＜測定機情報取得＞
測定機情報取得工程（Ｓ１２）では、Ｘ軸方向の各位置毎に、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ている。
このために本実施形態においては、測定機情報取得工程（Ｓ１２）が、位置情報取得工程（Ｓ２６）と、真直度演算工程（Ｓ２８）とを備える。
【００３９】
ここで、位置情報取得工程（Ｓ２６）は、反転前測定工程（Ｓ１８）で得られた反転前位置情報、又は反転後測定工程（Ｓ２２）で得られた反転後位置情報を得ている。本実施形態においては、反転前測定工程（Ｓ１８）で得られた反転前位置情報を得ている。
【００４０】
また、真直度演算工程（Ｓ２８）では、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前測定工程（Ｓ１８）で得られた反転前位置情報と、真直度演算工程（Ｓ２４）により得られた基準器真直面上のＹ軸方向位置情報とを、例えば、足し算して２で割り算している。この結果、真直度演算工程（Ｓ２８）では、Ｘ軸方向の各位置毎に、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ている。
【００４１】
このように測定機情報取得工程（Ｓ１２）では、基準器情報取得工程（Ｓ１０）により得られたＹ軸方向位置情報と、反転前位置情報との比較を行うことにより、つまり反転前位置情報と基準器情報取得工程により得られたＹ軸方向位置情報とを、例えば、足し算して２で割り算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎にＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報（位置ずれ情報）を得ることができる。これを、Ｘ軸方向位置と共に記憶部４２に記憶しておく。
【００４２】
このように測定情報取得工程（Ｓ１２）では、より高精度な真直度基準器を用いることなく、反転前位置情報と基準器真直面上のＹ軸方向位置情報との演算処理により、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度を高精度に測定することができる。
【００４３】
ワーク情報取得
ワーク情報取得工程（Ｓ１４）では、ワークを測定して得られたＹ軸方向位置情報より、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分の除去された、ワーク上のＹ軸方向位置情報を得ている。
【００４４】
このために本実施形態においては、ワーク情報取得工程（Ｓ１４）が、ワークセット工程（Ｓ３０）と、ワーク測定工程（Ｓ３２）と、補正工程（Ｓ３４）とを備える。
【００４５】
＜ワークセット＞
ワークセット工程（Ｓ３０）では、基準器に代えて、ワークをテーブル上にセットする。
【００４６】
＜ワーク測定＞
ワーク測定工程（Ｓ３２）では、ワークセット工程（Ｓ３０）後、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に移動しながら、Ｘ軸方向の各位置毎に、倣いプローブ１６によりワークを測定して、Ｙ軸方向位置情報を得ている。
【００４７】
＜補正＞
補正工程（Ｓ３４）では、ワーク測定工程（Ｓ３２）後、Ｘ軸の各位置毎に、ワーク測定工程（Ｓ３２）により得られたＹ軸方向位置情報を、測定機情報取得工程により得られたＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報に基づいて補正する。
この結果、補正工程（Ｓ３４）では、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度に起因する測定誤差の除去された、ワーク上のＹ軸方向位置情報を得ることができる。これを記憶部４８に記憶しておく。
【００４８】
コンピュータ１８は、記憶部４８に記憶しているワーク上の各点のＸＹＺ軸方向位置情報に基づき、ワークの形状や寸法を求めることにより、より高精度なワークの形状や寸法を求めることができる。
【００４９】
反転工程
図５には本発明において特徴的な反転工程の一例の説明図が示されている。
同図（Ａ）は、反転工程前の基準器２２を示す。
反転工程前の基準器２２は、基準器真直面の理想的な形状である直線２２ｂがＸ軸上に一致するように、テーブル１２上にセットされている。
反転工程後の基準器２２は、同図（Ｂ）に示されるように、基準器真直面の理想的な形状である直線２２ｂがＸ軸上を中心に１８０度反転した状態となるように、基準器２２がテーブル１２上に再セットされている。
このように本実施形態の反転工程では、反転工程の前後において、実際の真直面２２ａ上のＸ軸方向の各位置情報（ｘ１〜ｘｎ）は同じとしたまま、実際の真直面２２ａ上のＹ軸方向の各位置情報は大きさが同じであるが、向き（符号）は逆となるように、基準器２２をテーブル上１２に位置決めすることができる。
【００５０】
演算
図６には本発明において特徴的な演算工程の様子の一例が示されている。
図６（Ａ）は、反転前測定工程により得られた反転前位置情報δＡ（ｘ）を示す。
反転前位置情報δＡ（ｘ）には、基準器真直面の理想的な形状成分Ｅ（Ｘ軸と完全に一致する理想的な直線形状成分）と、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分δＣ（ｘ）と、基準器真直面の実際の形状成分（基準器真直面のＹ軸方向真直度成分）δＤ（ｘ）とが含まれている。
図６（Ａ）に示される反転前位置情報δＡ（ｘ）は、δＡ（ｘ）＝δＣ（ｘ）−δＤ（ｘ）で表すことができる。
【００５１】
図６（Ｂ）は、反転後測定工程により得られた反転後位置情報δＢ（ｘ）を示す。
反転後位置情報δＢ（ｘ）には、基準器真直面の理想的な形状成分Ｅ（Ｘ軸と完全に一致する理想的な直線形状成分）と、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分δＣ（ｘ）と、基準器真直面の実際の形状成分（基準器真直面のＹ軸方向真直度成分）δＤ（ｘ）とが含まれている。
ここで、反転前測定工程により得られたＺ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分δＣ（ｘ）と、反転後測定工程により得られたＺ軸スピンドルのＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分δＣ（ｘ）とは、大きさ及び符号が同じものである。
一方、反転前測定工程により得られた基準器真直面の実際の形状成分δＤ（ｘ）と、反転後測定工程により得られた基準器真直面の実際の形状成分δＤ（ｘ）とは、大きさは同じであるが、符号が逆となる。
図６（Ｂ）に示される反転後位置情報δＢ（ｘ）は、δＢ（ｘ）＝δＣ（ｘ）＋δＤ（ｘ）で表すことができる。
【００５２】
＜基準器真直面上のＹ軸方向位置情報の演算＞
図６（Ｃ）は、反転前位置情報δＡ（ｘ）と反転後位置情報δＢ（ｘ）との引き算の様子の一例を示す。
すなわち、図６（Ｃ）に示されるように、Ｘ軸方向の各位置（ｘ）毎に、反転前位置情報δＡ（ｘ）と反転後位置情報δＢ（ｘ）とを引き算することにより、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度成分δＣ（ｘ）がキャンセルされ、真直度基準器２２のＹ軸方向真直度成分δＤ（ｘ）のみを得ることができる。これを下記の数式で表すことができる。
すなわち、δＡ（ｘ）−δＢ（ｘ）＝δＣ（ｘ）−δＤ（ｘ）−δＣ（ｘ）−δＤ（ｘ）＝−２δＤ（ｘ）。これを図６（Ｄ）に示す。
【００５３】
図６（Ｄ）で得られた演算結果は、真直度基準器２２のＹ軸方向真直度成分δＤ（ｘ）の、本来の大きさの２倍の大きさ（２δＤ（ｘ））を示している。
このため、図６（Ｄ）で得られた演算結果を、さらに２で割り算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎に、基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）を得ることができる。これを図６（Ｅ）に示す。
【００５４】
＜Ｚ軸スピンドルのＹ軸方向位置情報の演算＞
また、前記演算では、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前位置情報と反転後位置情報とを足し算して２で割り算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎にＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報を得ることができる。
すなわち、図７（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前位置情報δＡ（ｘ）と反転後位置情報δＢ（ｘ）とを足し算することにより、δＡ（ｘ）＋δＢ（ｘ）＝δＣ（ｘ）−δＤ（ｘ）＋δＣ（ｘ）＋δＤ（ｘ）＝２δＣ（ｘ）を得ることができる。これを図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）で得られた演算結果を２で割り算することにより、図７（Ｃ）に示されるような、Ｘ軸方向の各位置毎にＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得ることができる。
このような、反転前基準器測定工程（Ｓ１８）により得られた反転前位置情報δＡ（ｘ）及び反転後測定工程（Ｓ２２）により得られた反転後位置情報δＢ（ｘ）を比較し、Ｘ軸方向の各位置毎にＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得るという演算は、測定機情報取得工程（Ｓ１２）で実行される演算の例である。
【００５５】
なお、測定機情報取得工程（Ｓ１２）で実行される演算の別の例を説明する。この例では、反転前位置情報δＡ（ｘ）と、図６（Ａ）〜（Ｅ）の演算で得られた基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）とを用いて、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得る。すなわち、図６（Ａ）で反転前位置情報δＡ（ｘ）を、δＡ（ｘ）＝δＣ（ｘ）−δＤ（ｘ）で表したことから、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）をδＣ（ｘ）＝δＡ（ｘ）＋δＤ（ｘ）と表すことができる。従って、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転前位置情報δＡ（ｘ）と基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）とを足し算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎のＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得ることができる。この演算は、反転後位置情報δＢ（ｘ）と、基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）とを用いて、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得るという演算に置き換えてもよい。すなわち、図６（Ｂ）で反転後位置情報δＢ（ｘ）を、δＢ（ｘ）＝δＣ（ｘ）＋δＤ（ｘ）で表したことから、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）をδＣ（ｘ）＝δＢ（ｘ）−δＤ（ｘ）と表すことができる。従って、Ｘ軸方向の各位置毎に、反転後位置情報δＢ（ｘ）から基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）を引き算することにより、Ｘ軸方向の各位置毎のＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得るという演算にしてもよい。
以上の別の例のように、測定機情報取得工程（Ｓ１２）では、Ｚ軸スピンドル１４をＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の各位置毎に、倣いプローブ１６により基準器真直面２２ａを測定して得られたＹ軸方向位置情報δＡ（ｘ），δＡ（ｘ）と、基準器情報取得工程（Ｓ１０）により得られた基準器真直面上のＹ軸方向位置情報δＤ（ｘ）とを比較し、Ｘ軸方向の各位置毎にＺ軸スピンドル１４のＹ軸方向位置情報δＣ（ｘ）を得るという演算が実行されるようにしてもよい。
【００５６】
真直度の影響の更なる低減化
＜プローブ＞
なお、本実施形態においては、真直度の影響を更に低減するため、真直度を高精度に測定することが非常に重要である。
すなわち、移動部は、軸上を動かすだけでも振動が発生するので、検出手段により得られた測定結果には、移動部の振動に起因するノイズ成分が含まれることがある。
したがって、本実施形態においては、前記振動に対しても、極めてロバストな位置測定を実現することが非常に重要である。
【００５７】
ここで、通常は、タッチセンサプローブを用いて、被測定物にプローブが接触した瞬間にワーク上の位置情報を得ることが考えられる。
しかしながら、この場合、得られた位置情報には、移動部の振動に起因するノイズ成分が含まれることがある。
したがって、タッチセンサプローブを用いたのでは、振動等に対して極めてロバストな位置測定を実現することが困難なことがある。
【００５８】
そこで、本実施形態においては、振動等に対して極めてロバストな位置検出を実現するため、検出手段として倣いプローブ１６を用いて、以下に示されるような位置検出を行うことが、より好ましい。
図８には倣いプローブ１６を用いて、真直度基準器２２の真直面上のＹ軸方向位置情報を検出する例が示されている。
【００５９】
（１）アプローチ、位置決め
同図（Ａ）に示されるように真直度基準器２２の真直面２２ａ上のＸ軸方向位置ｘ１に対し、倣いプローブ１６をＹ軸方向よりアプローチする（Ｓ４０）。
そして、同図（Ｂ）に示されるように真直面２２ａ上のＸ軸方向位置ｘ１に倣いプローブ１６を位置決めし、静止する（Ｓ４２）。
【００６０】
（２）押込み
同図（Ｃ）に示されるように、倣いプローブ１６を、真直面２２ａ上のＸ軸方向位置ｘ１で、Ｙ軸方向に若干、押込む（Ｓ４４）。
【００６１】
（３）サンプリング
同図（Ｄ）に示されるように、倣いプローブ１６の出力（変位検出器よりの位置情報）が安定した時点で、真直面２２ａ上のＸ軸方向位置ｘ１でのＹ軸方向位置情報を、複数回サンプリングする（Ｓ４６）。
【００６２】
（４）平均化
同図（Ｅ）に示されるように、前記サンプリング（Ｓ４６）により得られた複数個のＹ軸方向位置情報の平均値を求め、真直面２２ａ上のＸ軸方向位置点ｘ１でのＹ軸方向位置情報としている（Ｓ４８）。
【００６３】
本実施形態においては、これらの工程（Ｓ４０〜Ｓ４８）を、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動範囲の各位置ｘ１〜ｘｎで行う。
本実施形態においては、平均化（Ｓ４８）により得られたＹ軸方向位置情報からは、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動に伴なう振動成分が除去されている。
この結果、本実施形態においては、Ｚ軸スピンドル１４の軸上の移動に伴なう振動の影響を極力回避しながら、被測定物上のＹ軸方向位置情報を高精度に検出することができる。
【００６４】
本実施形態においては、倣いプローブ１６により、高精度に検出された基準器真直面のＹ軸方向位置情報に基づき、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度情報を、より高精度に検出することができる。
したがって、本実施形態においては、高精度に得られた真直度情報に基づき、ワークの測定結果を、より高精度に校正することができる。
これにより、本実施形態においては、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動のＹ軸方向真直度に起因する測定誤差を、大幅に低減することができる。
【００６５】
＜移動部の移動方向、真直度方向＞
なお、前記実施形態では、Ｚ軸スピンドル１４のＸ軸移動の、Ｙ軸方向真直度を校正した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、Ｚ軸方向真直度の校正に適用することも好ましい。
また、前記実施形態を、Ｚ軸スピンドル１４のＹ軸移動の、Ｘ軸方向真直度やＺ軸方向の真直度の校正に適用することも好ましい。
また、前記実施形態を、Ｚ軸スピンドル１４のＺ軸移動の、Ｘ軸方向の真直度やＹ軸方向の真直度の校正に適用することも好ましい。
【符号の説明】
【００６６】
１０    三次元座標測定機（測定機）
１２    固定部（テーブル）
１４    Ｚ軸スピンドル（移動部）
１６    倣いプローブ（検出手段）
２０    真直度校正装置
２４    基準器情報取得手段
２６    測定機情報取得手段
２８    ワーク情報取得手段
【図１】
2015105847.tif 000003
【図２】
2015105847.tif 000004
【図３】
2015105847.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015105847.tif 000007
【図６】
2015105847.tif 000008
【図７】
2015105847.tif 000009
【図８】
2015105847.tif 000010