(57)【要約】【課題】姿勢の変化する可動部の経路の生成方法を提供する。【解決手段】対象物を処理するための可動部の経路を生成する生成方法であって、対象物を内包する第１空間の外側に、可動部がその姿勢の変化を伴って占める空間を内包する第２空間を、第１空間に接するように配置した場合の第２空間の基準点の軌跡よりなる基準面を生成し（Ｓ１０５）、基準面上に可動部の経路を生成する（Ｓ１０６）。【選択図】図２
2015132920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を処理するための可動部の経路を生成する生成方法であって、
前記対象物を内包する第１空間の外側に、前記可動部がその姿勢の変化を伴って占める空間を内包する第２空間を、前記第１空間に接するように配置した場合の前記第２空間の基準点の軌跡よりなる基準面を生成し、
前記基準面上に前記可動部の経路を生成する、
ことを特徴とする生成方法。
【請求項２】
前記第１空間は、平面、円筒面、球面および円錘面のうちの少なくとも１つの面で囲まれた空間として生成される、ことを特徴とする請求項１に記載の生成方法。
【請求項３】
前記第２空間は、前記可動部の寸法、回転軸、および回転角に基づいて生成される、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生成方法。
【請求項４】
前記第１空間の外側の空間を分割して得られる複数の空間のそれぞれに関して、前記第２空間を定義して配置する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項５】
前記基準面上に前記経路の始点および終点を設定し、
前記基準面を平面に展開して前記始点および前記終点に基づいて前記経路を生成する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項６】
前記始点と前記終点とを結ぶ直線と前記基準面との交点を経由点とし、前記平面上における前記経由点にも基づいて前記経路を生成する、ことを特徴とする請求項５に記載の生成方法。
【請求項７】
前記平面上で生成された経路に基づいて、前記基準面上における経路を、前記経由点を経由しないように生成する、ことを特徴とする請求項６に記載の生成方法。
【請求項８】
前記基準面上において、前記経路を複数生成し、該複数の経路の中から１つの経路を選択する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項９】
前記１つの経路は、該経路の長さまたは前記可動部が該経路を移動するのに要する時間に基づいて選択する、ことを特徴とする請求項８に記載の生成方法。
【請求項１０】
対象物を処理するための可動部を含む処理装置であって、
請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の生成方法を用いて前記可動部の経路を生成する制御部を有することを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の生成方法を情報処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部の経路の生成方法、処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品、または部品を製造するための金型などを被検物（対象物）として、その被検物の形状を非接触で計測する処理装置がある。特に、可動部である計測ヘッドを被検物に対して相対的に移動させつつ、光（被検光）の投受光により被検物の表面までの距離を計測し、最終的に被検物の形状を計測する走査型の計測装置がある。このような計測装置では、実際の計測に先立ち、計測時の計測ヘッドの移動経路を生成する。ここで、生成される移動経路は、計測ヘッドが、移動中に被検物等の計測装置内の障害物に衝突しない経路でなければならない。そこで、特許文献１は、計測ヘッドが障害物と衝突しない経路を生成する障害物回避制御装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１９９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す装置では、可動部の姿勢の変化や寸法が考慮されていない。したがって、その方法で求めた移動経路で移動したとしても、可動部が障害物に衝突してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、例えば、姿勢の変化する可動部の経路の生成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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、対象物を処理するための可動部の経路を生成する生成方法であって、対象物を内包する第１空間の外側に、可動部がその姿勢の変化を伴って占める空間を内包する第２空間を、第１空間に接するように配置した場合の第２空間の基準点の軌跡よりなる基準面を生成し、基準面上に可動部の経路を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、姿勢の変化する可動部の経路の生成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る移動経路生成工程を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における被検物空間を示す図である。
【図４】第１実施形態における移動開始位置および移動終了位置を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるヘッド空間を示す図である。
【図６】第１実施形態における被検物空間を回避する方向を示す図である。
【図７】第１実施形態における移動空間を示す図である。
【図８】第１実施形態における排他空間を示す図である。
【図９】図２中の第６工程を示すフローチャートである。
【図１０】図９中の第６Ａ工程を説明するための図である
【図１１】図９中の第６Ｂ工程を説明するための図である。
【図１２】第１実施形態にて生成された移動経路を示す図である。
【図１３】第２実施形態における被検物空間を示す図である。
【図１４】第２実施形態における移動空間を示す図である。
【図１５】第２実施形態における排他空間を示す図である。
【図１６】第３実施形態における被検物空間を示す図である。
【図１７】第３実施形態に係る移動経路生成工程を示すフローチャートである。
【図１８】図１７中のステップＳ３０１の処理を説明するための図である。
【図１９】図１７中のステップＳ３０２の処理を説明するための図である。
【図２０】図１７中のステップＳ３０４の処理を説明するための図である。
【図２１】第３実施形態に係る他の移動経路生成工程を示すフローチャートである。
【図２２】第３実施形態における被検物空間の他の例を示す図である。
【図２３】移動開始位置が排他空間の内側にある場合を説明するための図である。
【図２４】従来の移動経路の生成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る可動部の経路の生成方法について説明する。本実施形態に係る生成方法は、例えば、レーザー（光）を用いた計測装置や加工装置などの処理装置に採用されるものである。以下、本実施形態に係る生成方法は、一例として、部品、または部品を製造するための金型などを被検物（対象物）とし、この被検物の形状や位置を非接触で計測する計測装置に採用されるものとして説明する。図１は、本実施形態に係る計測装置１００の構成を示す概略図である。計測装置１００は、なお、以下の各図において、被検物Ｗが載置された状態での平面内に互いに直交するｘ軸およびｙ軸を取り、ｘｙ平面に垂直にｚ軸を取っている。また、計測装置１００は、可動部としての計測ヘッド４と、対象物としての被検物Ｗとを相対的に移動させながら光を投受光することで３次元計測するものとする。なお、ここでいう移動には、連続動作のみならず、計測時に一旦停止する概念も含む。
【００１１】
計測装置１００は、定盤１と、定盤１上に支持されるＸＹＺステージ２と、ＸＹＺステージ２に回転ステージ３を介して保持される計測ヘッド４と、制御部５とを備える。ＸＹＺステージ２は、計測ヘッド４をｘｙｚの各軸に移動可能とする。回転ステージ３は、計測ヘッド４を回転させて、その計測ヘッド４の姿勢を可変とし、不図示であるが、ｙ軸に対応する第１回転軸と、ｚ軸に対応する第２回転軸との２つの回転軸を有する。計測ヘッド４は、非接触式プローブであり、定盤１上に載置されている被検物Ｗに被検光（被検光束）１０を照射し、かつ被検物Ｗの被検面で発生した反射光または散乱光を検出することで、計測ヘッド４と被検物Ｗ（被検面）と間の距離を計測する。計測ヘッド４は、計測光学系６と、光走査部７とを含む。計測光学系６は、不図示であるが、光源と、光源から照射された光で参照光を生成する生成部と、計測光学系６に戻った光を検出する検出器とを含む。光走査部７は、計測光学系６から出射した被検光１０を被検面上の所望の計測点に照射する形態の光束とする。光走査部７としては、例えば、被検光１０の方向を可変（走査を可能）とするガルバノミラーを採用し得る。この場合、被検光１０は、被検面で反射等した後にガルバノミラーを介して再び計測光学系６に戻り、参照光と干渉して得られる干渉光が検出器で検出される。なお、本実施形態では、計測ヘッド４は、ガルバノミラーを有するものを例示するが、それには限定されず、光切断方式、パターン投影方式、または画像計測方式等の他のいかなる計測方式に従う計測ヘッドであってもよい。また、処理装置が計測装置ではなく、例えば、対象物としての被加工物を非接触で加工（レーザー切削）するような加工装置である場合には、計測ヘッド４に換わる可動部として、加工用レーザー光を照射する加工ヘッドが用いられることとなる。
【００１２】
制御部５は、各駆動系構成要素の駆動量の演算とそれに基づく駆動制御、また、計測ヘッド４の計測動作制御および計測データの格納などを実行する。制御部５は、計測ヘッド４内の検出器による検出結果に基づいて、例えば、計測ヘッド４と被検物Ｗの被計測箇所との間の（絶対）距離またはその変化を求める。なお、当該距離は、複数の波長を有する光を用いる公知の計測方法により求め得る。そして、制御部５は、本実施形態に係る計測ヘッド４の移動経路の生成方法をを実行するようにプログラムされ得る。なお、計測ヘッド４の移動経路の生成は、例えば、計測装置１００とは別装置である情報処理装置（コンピュータ）で実行し、その結果得られた移動経路を計測装置１００に適用するものとしてもよい。
【００１３】
次に、計測装置１００において、被検面の形状を計測する際に計測ヘッド４を移動させるときの移動経路を生成する方法について説明する。まず、本実施形態に係る移動経路の生成方法の特徴を明確にするために、比較例として従来の移動経路の生成方法について説明する。
【００１４】
図２４は、従来の移動経路の生成方法を説明するための概略図である。このうち、図２４（ａ）は、第１例についての斜視図であり、図２４（ｂ）は、第２例についての斜視図であり、図２４（ｃ）は、図２４（ｂ）に示す斜視図の展開図である。図２４（ａ）および図２４（ｂ）において、被検物（または障害物）２０１は、直方体形状の物体であり、従来の計測装置内に載置されているものと想定する。また、点Ｓ６は、可動部（すなわち本実施形態でいう計測ヘッド４に相当）の移動開始位置を示す。点Ｅ６は、可動部の移動終了位置を示す。そして、移動開始位置Ｓ６から移動終了位置Ｅ６までの間の点Ｂ６、点Ｂ７、および点Ｂ８は、それぞれ経由点を示す。さらに、図２４（ｂ）において、点Ｃ１および点Ｃ２は、それぞれ、移動開始位置Ｓ６と移動終了位置Ｅ６とを結ぶ直線と被検物２０１との交点を示す。
【００１５】
ここで、図２４（ａ）に示す第１例では、まず、制御部（中央処理装置）は、可動部の移動開始位置Ｓ６のｚ軸座標と、移動終了位置Ｅ６のｚ軸座標とを比較し、大きい方にそろえられた点を設定する。この例では、移動終了位置Ｅ６のｚ軸座標の方が大きいので、移動開始位置Ｓ６からｚ軸の正方向に移動した、移動終了位置Ｅ６とｚ軸座標が等しい点（経由点）Ｂ６が設定される。次に、制御部は、点Ｂ６と移動終了位置Ｅ６とを直径の両端とし、ｘｙ平面に垂直な半円軌道を設定する。このとき、半円軌道が被検物２０１と干渉する場合には、制御部は、半円軌道を干渉しなくなるまでｚ軸の正方向に平行移動させる。その結果、直線と半円とからなる矢印付き実線で示される移動経路（回避経路）が求められる。一方、図２４（ｂ）に示す第２例では、まず、制御部は、可動部の移動開始位置Ｓ６と移動終了位置Ｅ６とを直線で結び、その直線と被検物２０１との交点を求める。次に、制御部は、図２４（ｃ）に示す展開図を参照し、点Ｃ１と点Ｃ２との間の最短ルートを選択する。次に、制御部は、選択された最短ルートと直方体の稜線との交点を点Ｂ７および点Ｂ８とする。その結果、点Ｂ７および点Ｂ８を通る直線からなる矢印付き実線で示される移動経路が求められる。
【００１６】
しかしながら、前述のとおり、この移動経路の生成方法では、計測ヘッドの大きさ、および姿勢の変化が考慮されておらず、実際には、駆動部が被検物２０１に衝突する可能性が残る。そこで、本実施形態では、以下のように、計測ヘッド４の大きさ、および姿勢の変化を考慮して移動経路を生成する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る移動経路の生成方法の流れを示すフローチャートである。まず、制御部５は、第１工程として、被検物Ｗを内包する第１空間（以下「被検物空間」という。）１０１を設定する（ステップＳ１０１）。図３は、被検物空間１０１を例示する斜視図である。本実施形態では、被検物Ｗが定盤１上に載置されている、すなわち計測時（処理時）の状態にあると想定し、被検物空間１０１を、被検物Ｗを囲う最小の１つの直方体で表現する。また、被検物空間１０１の各辺は、ｘｙｚの各軸に平行なものとする。なお、被検物空間１０１は、ここでは直方体、すなわち平面で囲まれた空間とするが、例えば、円筒面、球面および円錘面のうちの少なくとも１つの面で囲まれた空間でもよい。
【００１８】
次に、制御部５は、第２工程として、第２空間（以下「ヘッド空間」という。）を設定する（ステップＳ１０２）。図４は、計測ヘッド４の移動開始位置（移動経路の始点）および移動終了位置（移動経路の終点）を示す図である。点Ｓ１は、計測ヘッド４の移動開始位置を示し、点Ｅ１は、計測ヘッド４の移動終了位置を示す。また、図４には、被検物空間１０１と、点Ｓ１および点Ｅ１のそれぞれの位置にあると想定した２つの計測ヘッド４とが図示されている。計測ヘッド４は、基準位置（基準点）ＨＯを有し、本実施形態では、基準位置ＨＯが計測ヘッド４の重心位置と一致するものとする。計測ヘッド４が移動開始位置Ｓ１に位置するとき、そのときの基準位置ＨＯは、移動開始位置Ｓ１と一致する。同様に、計測ヘッド４が移動終了位置Ｅ１に位置するとき、そのときの基準位置ＨＯは、移動終了位置Ｅ１と一致する。また、基準位置ＨＯから延びる矢印は、被検光１０の出射する向きを示す。
【００１９】
図５は、４つのヘッド空間Ｈ１〜Ｈ４を例示する斜視図である。ヘッド空間は、ある位置において、計測ヘッド４が現状の構成でいかなる姿勢にも変化し得る計測ヘッド４の最低限の可変範囲である。そして、ヘッド空間は、計測ヘッド４の寸法、回転軸の位置、または移動開始位置Ｓ１での姿勢から移動終了位置Ｅ１での姿勢までの回転量（回転角）に基づいて決定される。ヘッド空間には、回転ステージ３を用いて計測ヘッド４の姿勢を変える場合と、計測ヘッド４の姿勢を変えない場合とがある。このうち、姿勢を変える場合のヘッド空間は、移動開始位置Ｓ１の姿勢から移動終了位置Ｅ１の姿勢になるために、第１回転軸と第２回転軸の各軸に回転量を割り当てて回転させるのに必要な空間である。図５中のヘッド空間Ｈ２、Ｈ３は、それぞれ姿勢を変える場合のヘッド空間の一例である。ヘッド空間Ｈ２は、第１回転軸が１８０度、第２回転軸が０度の回転をする場合のものであり、ヘッド空間Ｈ３は、第１回転軸が０度、第２回転軸が１８０度の回転をする場合のものである。これに対して、図５中のヘッド空間Ｈ１、Ｈ４は、それぞれ、姿勢を変えない場合のヘッド空間の一例である。ヘッド空間Ｈ１は、移動開始位置Ｓ１の姿勢であり、ヘッド空間Ｈ４は、移動終了位置Ｅ１の姿勢である。この場合、計測ヘッド４は、回転を行わないので、計測ヘッド４の大きさがそのままヘッド空間となる。
【００２０】
次に、制御部５は、第３工程として、計測ヘッド４が移動中に被検物空間１０１を回避する方向を決め、被検物空間１０１に接する全体空間を１つ以上の第３空間（以下「移動空間」という。）に設定（分割）する（ステップＳ１０３）。図６は、計測ヘッド４が被検物空間１０１を回避する方向を説明するための斜視図である。図６中の点ａ〜ｇは、それぞれ被検物空間１０１の各頂点を示す。ここで、定盤１上に被検物空間１０１が設定されていると想定すると、移動開始位置Ｓ１から移動終了位置Ｅ１までの間で、計測ヘッド４の基準位置ＨＯが被検物空間１０１を回避する経路としては、次の３つのパターンが考えられる。１つ目は、計測ヘッド４が被検物空間１０１のｙ軸方向のマイナス側を通る、図６中一点鎖線で示されるような経路である。２つ目は、計測ヘッドが４が被検物空間１０１のｚ軸方向のプラス側を通る、図６中点線で示されるような経路である。そして、３つ目は、計測ヘッド４が被検物空間１０１のｙ軸方向のプラス側を通る二点鎖線のような経路である。本実施形態では、以下、上記２つ目の経路を例に説明する。
【００２１】
図７は、ｙ軸方向のマイナス側から被検物空間１０１を見た場合の側面図である。本実施形態では、一例として、被検物空間１０１に接する全体空間を、面ａｂｆｅを通る平面と面ｄｃｇｈを通る平面とで区切り、３つの移動空間（第１移動空間Ｍ１、第２移動空間Ｍ２、第３移動空間Ｍ３）に分割するものとする。
【００２２】
次に、制御部５は、第４工程として、各移動空間におけるヘッド空間を決定する（ステップＳ１０４）。ヘッド空間は、第２工程で設定されたＨ１〜Ｈ４の中より選択される。本実施形態では、移動空間Ｍ１では、計測ヘッド４を第１回転軸で１８０度回転させ、移動空間Ｍ２、Ｍ３では、計測ヘッド４を回転させないものとする。この場合、制御部５は、移動空間Ｍ１ではヘッド空間Ｈ２を採用し、移動空間Ｍ２、Ｍ３ではヘッド空間Ｈ４を採用すると決定する。
【００２３】
次に、制御部５は、第５工程として、被検物空間１０１の周囲に、各移動空間で被検物空間１０１に接するようにヘッド空間を定義して配置したときにヘッド空間の基準位置ＨＯで決定される第４空間（以下「排他空間」という。）を設定する（ステップＳ１０５）。図８は、排他空間１０２を例示する側面図である。本実施形態では、移動空間Ｍ１では、面ａｂｆｅに接するようにヘッド空間Ｈ２が配置され、移動空間Ｍ２では、面ａｂｃｄに接するようにヘッド空間Ｈ４が配置され、また、移動空間Ｍ３では、面ｄｃｇｈに接するようにヘッド空間Ｈ４が配置される。この場合、排他空間１０２は、第１面から第３面までの３つの面（基準面）で囲われる空間が設定される。このうち、第１面は、移動空間Ｍ１のヘッド空間の基準位置ＨＯを通り、面ａｂｆｅに平行な面である。第２面は、移動空間Ｍ２のヘッド空間の基準位置ＨＯを通り、面ａｂｃｄに平行な面である。また、第３面は、移動空間Ｍ３のヘッド空間の基準位置ＨＯを通り、面ｄｃｇｈに平行な面である。すなわち、排他空間Ｍ３を形成する面は、基準位置ＨＯの軌跡よりなるものである。
【００２４】
そして、制御部５は、第６工程として、排他空間１０２を形成する面上（基準面上）に移動経路を生成する（ステップＳ１０６）。図９は、第６工程の流れを示すフローチャートである。まず、制御部５は、第６Ａ工程として、移動開始位置Ｓ１および移動終了位置Ｅ１を排他空間１０２の稜線を中心として回転させて同一面上（平面上）とする（ステップＳ２０１）。図１０は、第６Ａ工程での処理を説明するための斜視図である。図１０では、点Ｓ２は、このときの移動開始位置のヘッド空間の基準位置を示し、点Ｅ２は、このときの移動終了位置のヘッド空間の基準位置を示す。また、図１０中の点ｉ〜ｐは、それぞれ排他空間１０２の各頂点を示す。ここで、制御部５は、移動開始位置Ｓ２を排他空間１０２の稜線ｉｊを中心として回転させて、面ｉｊｋｌと同一面（平面に展開された基準面）１０３内に移動させる。同様に、制御部５は、移動終了位置Ｅ２を、排他空間１０２の稜線ｋｌを中心として回転させて、面ｉｊｋｌと同一面（平面に展開された基準面）１０４内に移動させる。点Ｓ２’は、移動開始位置Ｓ２を面１０３まで回転させた仮の移動開始位置を示し、点Ｅ２’は、移動終了位置Ｅ２を面１０４まで回転させた仮の移動終了位置を示す。
【００２５】
次に、制御部５は、第６Ｂ工程として、第６Ａ工程で移動させた、同一面内の仮の移動開始位置Ｓ２’と仮の移動終了位置Ｅ２’とを直線で結ぶ（ステップＳ２０２）。
【００２６】
次に、制御部５は、第６Ｃ工程として、第６Ｂ工程で結んだ直線と、各稜線との交点を経由点とする（ステップＳ２０３）。図１１は、第６Ｂ工程での処理を説明するための平面図である。仮の移動開始位置Ｓ２’と仮の移動終了位置Ｅ２’とを結んだ直線と、排他空間１０２の稜線ｉｊ、ｋｌとのそれぞれの交点が、経由点Ｂ１、Ｂ２である。
【００２７】
そして、制御部５は、第６Ｄ工程として、第６Ｃ工程で求めた経由点Ｂ１、Ｂ２を通る移動開始位置Ｓ２から移動終了位置Ｅ２までの経路を計測ヘッド４の移動経路を生成する（ステップＳ２０４）。図１２は、第６Ｄ工程で生成された移動経路を示す斜視図である。仮の移動開始位置Ｓ２’および仮の移動終了位置Ｅ２’は、それぞれ第６Ａ工程で稜線を中心に回転された点であるから、移動開始位置Ｓ２から経由点Ｂ１までの距離と、仮の移動開始位置Ｓ２’から経由点Ｂ１までの距離は、同一である。また、移動終了位置Ｅ２に関しても同様である。これにより、制御部５は、ヘッド空間の基準位置ＨＯが排他空間を回避して最短で移動する経路を求めることができる。これは、制御部５が、計測ヘッド４が被検物Ｗに干渉することなく移動し得る移動経路を生成したに他ならない。
【００２８】
従来、計測ヘッド４の姿勢の変化や寸法を考慮していなかったため、計測ヘッド４が計測中（移動中）に被検物Ｗに干渉する場合があった。これに対して、上記の計測ヘッド４の移動経路の生成方法では、特にヘッド空間としてそれらを考慮しているので、計測ヘッド４は、計測中に、たとえ回転して姿勢を変化させたとしても、被検物Ｗに干渉することがない。また、上記の計測ヘッド４の移動経路の生成方法では、計測ヘッド４が、移動開始位置から移動終了位置まで可能な限り短距離で移動するので、被検物Ｗに干渉しないものとしつつ、計測ヘッド４の移動時間、ひいては計測装置１００での計測時間を短時間とし得る。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、姿勢の変化する可動部の経路の生成方法、またはそれを情報処理装置に実行させるプログラムを提供することができる。また、本実施形態に係る処理装置（計測装置や加工装置）によれば、上記の可動部の経路の生成方法を採用することで、処理中の可動部と対象物との干渉を回避しつつ、処理時間の短縮化を実現し得る。
【００３０】
なお、第３工程において、図７に示すような３つの移動空間に分割する場合を例示したが、これ以外にも以下のような方法が考えられる。例えば、被検物空間１０１に対して面ａｂｃｄを通る平面で区切り、３つの移動空間に分割してもよい。また、被検物空間１０１に対して、辺ａｄ、辺ｂｃ、辺ｅｈ、辺ｆｇのそれぞれの中点を通る平面で区切り、２つの移動空間に分割してもよい。さらに、被検物Ｗの形状によっては、移動空間を分割せずに、１つの空間としてその後の工程を実行してもよい。
【００３１】
また、第４工程において、各移動空間におけるヘッド空間を決定するときに、計測ヘッド４が移動空間Ｍ１で回転する場合を例示した。これ以外にも、どの移動空間で計測ヘッド４を回転させることにするかについては、計測装置１００の構造的制約、被検物Ｗの形状的制約、または計測シーケンスの制約などより適宜決定し得る。
【００３２】
さらに、第６工程において、移動開始位置Ｓ１から移動終了位置Ｅ１までに経由する経由点を求める方法を例示したが、経由点を求める方法は、これに限定されない。また、必ずしも経由点を求めることは要せず、例えば、移動開始位置Ｓ１と移動終了位置Ｅ１とを通るように、ベジェ曲線、クロソイド曲線、または円弧などの曲線や、動力学シミュレーションを用いて、最終的に移動経路を生成してもよい。さらに、第６Ｄ工程において、上記のように最短の移動経路とする以外にも、移動開始位置Ｓ２、経由点Ｂ１、Ｂ２、および移動終了位置Ｅ２の各点を、曲線、または直線および曲線で結び、移動経路としてもよい。この場合、例えば、スプライン、ベジェ曲線、クロソイド曲線、円弧、または曲線および直線の組み合わせが考えられる。また、経由点を経由するように、動力学シミュレーションを用いて移動経路を生成してもよい。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る可動部の経路の生成方法について説明する。図１３は、本実施形態における被検物空間３０１を例示する斜視図である。第１実施形態では、被検物空間１０１の形状を、被検物Ｗを囲う最小の１つの直方体と想定した。これに対して、本実施形態に係る移動経路の生成方法は、被検物空間３０１の形状を、図１３に示すように定盤１上に載置されている状態の被検物Ｗを囲う最小の１つの円筒と想定した場合に対応する。以下、第１実施形態で用いた図２に示すフローチャートに合わせて、本実施形態の場合について説明する。なお、計測装置１００の構成その他用語など、第１実施形態と共通する部分については同様とし、説明を省略する。
【００３４】
まず、制御部５は、第１工程として、円筒形状である被検物空間３０１を設定する。次に、制御部５は、第２工程として、第１実施形態と同様に、図５に示すヘッド空間Ｈ１〜Ｈ４を設定する。
【００３５】
次に、制御部５は、第３工程として、計測ヘッド４が移動中に被検物空間３０１を回避する方向を決め、被検物空間３０１に接する全体空間を１つ以上の移動空間に分割する。ここで、計測ヘッド４が被検物空間３０１を回避する方向について、第１実施形態では、計測ヘッド４の基準位置ＨＯが被検物空間１０１を回避する経路として３つのパターンがあるとし、２つ目のＺ軸方向のプラス側を通る場合を採用した。これに対して、本実施形態では、被検物空間３０１の形状から、１つ目のｙ軸方向のマイナス側を通る場合を採用する。一方、被検物空間３０１に接する全体空間を１つ以上の移動空間に分割することについては、第１実施形態とは異なる。図１４は、ｚ軸方向のプラス側から見た、被検物空間３０１と、移動開始位置Ｓ３および移動終了位置Ｅ３にある計測ヘッド４とを示す平面図である。被検物空間３０１をｚ軸方向のプラス側から見ると円なので、第１実施形態のように被検物空間３０１の面を通る平面で移動空間を分割することはできない。そこで、本実施形態では、被検物空間３０１の外側を、分割することなく１つの移動空間Ｍ４と設定する。
【００３６】
次に、制御部５は、第４工程として、第２工程で設定されたヘッド空間Ｈ１〜Ｈ４から適切なヘッド空間を選択するが、ここでは、移動空間Ｍ４内で計測ヘッド４が移動開始位置Ｓ３での姿勢から移動終了位置Ｅ３での姿勢となるようにヘッド空間Ｈ３を選択する。
【００３７】
次に、制御部５は、第５工程として、移動空間で被検物空間に接するようにヘッド空間を配置し、ヘッド空間の基準位置で決まる空間を排他空間とする。図１５は、本実施形態における排他空間３０２を例示する平面図である。ここでは、制御部５は、移動空間Ｍ４において被検物空間３０１に接するようにヘッド空間Ｈ３を配置し、ヘッド空間Ｈ３の基準位置ＨＯを通る点線に囲われた空間を排他空間３０２とする。
【００３８】
そして、制御部５は、第６工程として、例えば、移動開始位置Ｓ３から移動終了位置Ｅ３まで、ベジェ曲線、クロソイド曲線、または円弧などの曲線や、動力学シミュレーションを用いて、排他空間１０２を形成する面上に移動経路を生成する。なお、移動経路は、例えば、経由点を移動空間Ｍ４内に設け、該経由点を通る曲線または直線としてもよい。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、被検物Ｗの形状が、第１実施形態とは異なり円筒であっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４０】
なお、本実施形態では、第３工程において、移動空間を分割せず、１つの移動空間Ｍ４としたが、例えば、移動開始位置Ｓ３、円筒の中心位置、移動終了位置Ｅ３のなす角を、ある角度で分割する位置や、その他の任意の位置で分割してもよい。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る可動部の経路の生成方法について説明する。図１６は、本実施形態における被検物空間４０１を例示する斜視図である。本実施形態に係る移動経路の生成方法は、被検物空間の形状を上記各実施形態の場合から変更し、被検物空間４０１の形状を、図１６に示すように定盤１上に載置されている状態の被検物Ｗを囲う最小の２つの直方体を組み合わせた形状と想定した場合に対応する。以下、第１実施形態で用いた図２に示すフローチャートを参照しつつ、図１７に示す本実施形態に係る移動経路の生成方法の流れを示すフローチャートに合わせて本実施形態の場合について説明する。なお、計測装置１００の構成その他用語など、第１実施形態と共通する部分については同様とし、説明を省略する。
【００４２】
まず、制御部５は、第７Ａ工程として、移動開始位置Ｓ４から移動終了位置Ｅ４までを直線で結び、経由点を設定する（ステップＳ３０１）。図１８は、第７Ａ工程での処理を説明するための斜視図である。この場合、移動開始位置Ｓ４から移動終了位置Ｅ４までを直線で結ぶと、該直線は、被検物空間４０１の４つの面と交わる。ここで、移動開始位置Ｓ４から移動終了位置Ｅ４に向かって直線と被検物空間４０１との交点を順に経由点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とする。
【００４３】
次に、制御部５は、第７Ｂ工程として、被検物空間４０１を単純形状に分割する（ステップＳ３０２）。図１９は、第７Ｂ工程での処理を説明するための斜視図である。ここで、「単純形状」とは、直方体、球、円筒、円錐など、それ以上の要素に分解できない形状をいう。本実施形態では、図１９に示すように、被検物空間４０１を第１直方体４０２と第２直方体４０３とに分割するものとする。
【００４４】
次に、制御部５は、第７Ｃ工程として、第７Ｂ工程で分割した単純形状のそれぞれについて、第１実施形態における第１〜６工程により、計測ヘッド４の移動経路を求める（ステップＳ３０３）。まず、第１直方体４０２について、点Ｐ１を移動開始位置、また点Ｐ２を移動終了位置として移動経路を求めると、この場合の２つの経由点Ｂ３、Ｂ４が特定されている。同様に、第２直方体４０３について、点Ｐ３を移動開始位置、また点Ｐ４を移動終了位置として移動経路を求めると、この場合の１つの経由点Ｂ５が特定されている。
【００４５】
そして、制御部５は、第７Ｄ工程として、最終的な計測ヘッド４の移動開始位置Ｓ４から移動終了位置Ｅ４までの移動経路を生成する（ステップＳ３０４）。図２０は、第７Ｄ工程での処理を説明するための斜視図である。このとき、制御部５は、第７Ｃ工程で求められた２つの移動経路を合体させる。これにより、図２０中の実線で示すような、移動開始位置Ｓ４から点Ｐ１、Ｂ３、Ｂ４、Ｐ２、Ｐ３、Ｂ５、Ｐ４を順に経由して移動終了位置Ｅ４までの移動経路が求められる。ここで、この移動経路の場合には、計測ヘッド４は、必ずしも点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通過しなくても、被検物空間４０１（第１直方体４０２および第２直方体４０３）には衝突しない。そこで、制御部５は、移動経路のさらなる単純化のために、経由しなくても計測ヘッド４が被検物空間４０１に衝突しない経由点がある場合には、そのような経由点を移動経路から除く。これにより、最終的に、図２０中の点線で示すような、移動開始位置Ｓ４から点Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５を順に経由して移動終了位置Ｅ４までの移動経路が生成される。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、被検物Ｗの形状が、上記の各実施形態とは異なり複数の単純形状を組み合わせたものであっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
なお、図１７のフローチャートを用いて説明した上記の移動経路の生成方法は、以下に示すような生成方法に変更し得る。図２１は、本実施形態に係る他の移動経路の生成方法の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１、Ｓ４０２は、図１７におけるステップＳ３０１、Ｓ３０２と同一である。次に、制御部５は、第７Ｅ工程として、第７Ｂ工程で分割した単純形状のそれぞれについて、第１実施形態における第１〜５工程により、排他空間を設定する（ステップＳ４０３）。そして、制御部５は、第７Ｆ工程として、第７Ｅ工程で求められた各排他空間を合体させて被検物空間４０１の排他空間とし、該排他空間を形成する面上に計測ヘッド４の移動経路を生成する（ステップＳ４０４）。
【００４８】
また、本実施形態では、被検物空間４０１が２つの直方体を組み合わせた形状である場合を例示したが、本発明は、これに限定されず、３つ以上の直方体を組み合わせた形状でも同様に適用可能である。また、被検物空間４０１の形状は、直方体同士の組み合わせにも限られず、例えば、図２２（ａ）に示すように直方体と円筒とを組み合わせた形状や、図２２（ｂ）に示すように直方体と半球とを組み合わせた形状などとしてもよい。
【００４９】
（その他の実施形態）
第１および第２実施形態では、それぞれ、被検物空間の形状が直方体または円筒である場合を例示したが、本発明は、これらに限定されない。例えば、被検物空間の形状は、円錐や球などであってもよい。さらに、被検物Ｗの形状を近似して被検物空間を求めることなく、被検物Ｗの形状をそのまま被検物空間の形状としてもよい。また、第１および第３実施形態では、被検物Ｗおよびヘッド空間Ｈ１〜Ｈ４のそれぞれの形状を直方体とし、このときの直方体の各辺は、それぞれｘｙｚの各軸に平行であるものとしたが、必ずしも平行とする必要はない。
【００５０】
また、上記の各実施形態では、被検物空間の形状を、被検物Ｗを囲う最小の直方体または円筒と想定したが、本発明は、これに限定されない。例えば、被検物空間の形状を、被検物Ｗの形状に干渉防止の余裕分であるクリアランスを足し合わせたものとしてもよい。同様に、ヘッド空間Ｈ１〜Ｈ４の形状についても、さらにクリアランスを足し合わせたものとしてもよい。
【００５１】
また、各実施形態では、ヘッド空間の基準位置ＨＯが計測ヘッド４の重心位置であるものとしたが、ヘッド空間の各頂点や回転中心位置など、任意に設定可能である。
【００５２】
また、各実施形態では、計測装置１００の構成として、計測ヘッド４の回転軸を２軸としたが、１軸または３軸以上の回転軸を有するものとしてもよい。また、第１回転軸または第２回転軸を、移動開始位置の姿勢から移動終了位置の姿勢になるまでに適宜１８０度回転させるものとしたが、本発明は、これに限定されない。各回転軸の回転角度は、移動開始位置の姿勢から移動終了位置の姿勢になるまでに必要な回転量で、かつ各回転軸が回転可能な角度範囲で任意に設定可能である。このとき、第１回転軸と第２回転軸とは、同時に回転してもよいし、別々に回転してもよい。
【００５３】
また、各実施形態では、移動開始位置が排他空間の外側にあるものと想定しているが、移動開始位置が排他空間の内側にある場合も考えられる。図２３は、この場合の対応を説明するための排他空間１０２に対する計測ヘッドの位置を示す側面図である。計測ヘッド４は、移動開始位置Ｓ５で回転すると、被検物空間１０１に干渉する。そこで、この場合には、制御部５は、計測ヘッド４を退避させる（被検物空間１０１から離す）ための経由点Ｂ６を設定する。そして、制御部５は、移動開始位置Ｓ５から経由点Ｂ６まで、計測ヘッド４を回転させないまま移動させて、その後に計測ヘッド４を回転させれば、計測ヘッド４は被検物空間１０１に干渉しないことになる。なお、移動終了位置が排他空間の内側にある場合についても、同様に対応可能である。
【００５４】
また、各実施形態では、第３工程において、計測ヘッド４の回避方向や移動空間を分割する方法を１つ決定し、最終的に１つの移動経路を生成するものとしたが、本発明は、これに限定されない。例えば、これに換えて、以下のような方法もあり得る。まず、制御部５は、第３工程において、計測ヘッド４の回避方向と、移動空間に分割する方法とを複数生成する。次に、制御部５は、第４工程において、各移動空間におけるヘッド空間の組み合わせを複数決定することで複数の演算条件を設定する。そして、制御部５は、第５および第６工程において、複数の移動経路を求め、その中から移動距離や移動時間が計測装置１００の速度や加速度などの制約を考慮して最適（最短）なものを１つ選択してもよい。
【００５５】
さらに、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワークまたは各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
４    計測ヘッド
５    制御部
Ｗ    被検物
【図１】
2015132920.tif 000003
【図２】
2015132920.tif 000004
【図３】
2015132920.tif 000005
【図４】
2015132920.tif 000006
【図５】
2015132920.tif 000007
【図６】
2015132920.tif 000008
【図７】
2015132920.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015132920.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2015132920.tif 000017
【図１６】
2015132920.tif 000018
【図１７】
2015132920.tif 000019
【図１８】
2015132920.tif 000020
【図１９】
2015132920.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2015132920.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
2015132920.tif 000025
【図２４】
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