(57)【要約】【課題】比較的小さい基準ゲージを用いて幾何学量を測定できる幾何学量測定装置を提供すること。【解決手段】ワークＷの真直度を測定する幾何学量測定装置５０は、所定直線上に第１距離Ｌ１ずつ隔てて配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、その所定直線上に第１距離Ｌ１より小さい第２距離Ｄ１ずつ隔てて配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを有するセンサヘッド９と、ワークＷに対してセンサヘッド９をその所定直線に沿って相対移動させるテーブル移動用アクチュエータ８と、を含む。【選択図】図２
2015052480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を測定する幾何学量測定装置であって、
所定直線上に第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計と前記所定直線上に前記第１距離より小さい第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計とを有する距離計支持体と、
前記被測定物に対して前記距離計支持体を前記所定直線に沿って相対移動させる移動機構と、
を含む幾何学量測定装置。
【請求項２】
表面形状が既知である基準ゲージを有し、
前記基準ゲージの長さは、前記第２距離の２倍以上であり、且つ、前記第１距離の２倍より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の幾何学量測定装置。
【請求項３】
前記第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計のうちの１つ又は２つは、前記第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計のうちの１つ又は２つである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の幾何学量測定装置。
【請求項４】
前記第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計のうちの少なくとも１つは、前記距離計支持体に対して脱着可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の幾何学量測定装置。
【請求項５】
前記第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計のうちの少なくとも１つは、前記距離計支持体に対して脱着可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の幾何学量測定装置。
【請求項６】
被測定物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を測定する幾何学量測定方法であって、
所定直線上に第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計と前記所定直線上に前記第１距離より小さい第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計とを有する距離計支持体、及び、前記被測定物のうちの少なくとも一方を、前記距離計支持体が前記被測定物に対して前記所定直線に沿って相対的に移動するように移動させる移動ステップと、
表面形状が既知である基準ゲージを用いて前記少なくとも３つの第２群距離計を校正する校正ステップと、
前記少なくとも３つの第２群距離計の出力を用いて３点法又は逐次３点法により前記被測定物における少なくとも前記第１距離の２倍の長さの表面形状を導出する表面形状導出ステップと、
前記表面形状導出ステップで導出された表面形状に基づいて、前記少なくとも３つの第１群距離計の零点誤差を決定する零点誤差決定ステップと、
前記零点誤差決定ステップを複数回繰り返すことで得られる複数の零点誤差を平均して前記少なくとも３つの第１群距離計の零点誤差を補正する零点誤差補正ステップと、
前記零点誤差補正ステップにおいて零点誤差が補正された前記少なくとも３つの第１群距離計の出力を用いて３点法又は逐次３点法により前記被測定物の表面形状を導出する表面形状導出ステップと、
を有する幾何学量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の真直度、平面度等、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を測定する幾何学量測定装置及び幾何学量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、形状が既知である基準ゲージを用いて３つのセンサの原点における相対高さ誤差を測定してそれらの３つのセンサを校正し、校正された３つのセンサと逐次３点法を用いて被測定物の真直度を求める方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８１１９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７３５０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、基準ゲージは、その大きさが大きくなるほど、製作及び取り扱いが煩雑になり、また、温度、重力等の影響が大きく出て再現性が悪くなる。
【０００５】
上述の点に鑑み、比較的小さい基準ゲージを用いて幾何学量を測定できる幾何学量測定装置及び幾何学量測定方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例に係る幾何学量測定装置は、被測定物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を測定する幾何学量測定装置であって、所定直線上に第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計と前記所定直線上に前記第１距離より小さい第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計とを有する距離計支持体と、前記被測定物に対して前記距離計支持体を前記所定直線に沿って相対移動させる移動機構と、を含む。
【０００７】
また、本発明の実施例に係る幾何学量測定方法は、被測定物の、基準となる幾何学的形状からの逸脱の大きさである幾何学量を測定する幾何学量測定方法であって、所定直線上に第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計と前記所定直線上に前記第１距離より小さい第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計とを有する距離計支持体、及び、前記被測定物のうちの少なくとも一方を、前記距離計支持体が前記被測定物に対して前記所定直線に沿って相対的に移動するように移動させる移動ステップと、表面形状が既知である基準ゲージを用いて前記少なくとも３つの第２群距離計を校正する校正ステップと、前記少なくとも３つの第２群距離計の出力を用いて３点法又は逐次３点法により前記被測定物における少なくとも前記第１距離の２倍の長さの表面形状を導出する表面形状導出ステップと、前記表面形状導出ステップで導出された表面形状に基づいて、前記少なくとも３つの第１群距離計の零点誤差を決定する零点誤差決定ステップと、前記零点誤差決定ステップを複数回繰り返すことで得られる複数の零点誤差を平均して前記少なくとも３つの第１群距離計の零点誤差を補正する零点誤差補正ステップと、前記零点誤差補正ステップにおいて零点誤差が補正された前記少なくとも３つの第１群距離計の出力を用いて３点法又は逐次３点法により前記被測定物の表面形状を導出する表面形状導出ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、比較的小さい基準ゲージを用いて幾何学量を測定できる幾何学量測定装置及び幾何学量測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る幾何学量測定装置が搭載される平面研削盤の正面図である。
【図２】図１の平面研削盤の右側面図である。
【図３】センサヘッドの底面図（その１）である。
【図４】本発明の実施例に係る幾何学量測定装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】幾何学量測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】センサヘッドがワークに対して相対移動する際のセンサヘッドとワークの位置関係を示す図である。
【図７】幾何学量測定装置が利用する各種パラメータと各種計算値の関係を示す表である。
【図８】センサヘッドの底面図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る幾何学量測定装置が搭載される平面研削盤１００の正面図であり、図２は、その右側面図である。平面研削盤１００は、主に、本体ベッド１、Ｘ軸テーブル２、立軸砥石用コラム３、立軸砥石ヘッド４、砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、テーブル移動用アクチュエータ８、センサヘッド９、表示装置１０、入力装置１１、制御装置１２、及び基準ゲージ１３を含む。
【００１２】
本体ベッド１は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動可能に支持する台座である。具体的には、本体ベッド１は、Ｘ軸テーブル２の下面に取り付けられるラック（図示せず。）とかみ合うピニオン（図示せず。）をその上面に有する。
【００１３】
Ｘ軸テーブル２は、図示しない駆動機構によって、本体ベッド１上をＸ軸方向に摺動させられるテーブルであり、その上面で被研削物であり且つ被測定物であるワークＷ（例えば、定盤である。）を支持する。本実施例では、Ｘ軸テーブル２は、ラックアンドピニオン機構により駆動されるが、ボールねじ機構等の他の駆動機構により駆動されてもよい。
【００１４】
立軸砥石用コラム３は、立軸砥石ヘッド４を上下方向（Ｚ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する装置である。
【００１５】
立軸砥石ヘッド４は、垂直方向（Ｚ軸方向）に平行に延びる砥石軸４０を有する砥石ヘッドである。なお、砥石軸４０の先端には、砥石車４１が取り付けられる。
【００１６】
砥石ヘッド回転用モータ５は、立軸砥石ヘッド４の砥石軸４０を回転させるモータであり、例えば、ＡＣサーボモータが用いられる。
【００１７】
砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６は、立軸砥石ヘッド４をＺ軸方向に移動させるための上下移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６は、ボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。そして、図１の矢印ＡＲ１で示すように、立軸砥石ヘッド４をＺ軸方向に移動させる。
【００１８】
砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７は、立軸砥石ヘッド４をＹ軸方向に移動させるための左右移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７は、ボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。そして、図２の矢印ＡＲ２で示すように、立軸砥石ヘッド４をＹ軸方向に移動させる。
【００１９】
テーブル移動用アクチュエータ８は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動させるためのテーブル移動機構を駆動するアクチュエータである。本実施例では、テーブル移動用アクチュエータ８は、ボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのＡＣサーボモータである。そして、図１の矢印ＡＲ３で示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動させる。
【００２０】
なお、上下移動機構、左右移動機構、及びテーブル移動機構は、ラックアンドピニオン機構等の他の機構であってもよい。
【００２１】
センサヘッド９は、被測定物としての研削加工後のワークＷの表面の真直度又は平面度を測定するための距離計を支持する距離計支持体であり、立軸砥石ヘッド４に取り付けられる。また、センサヘッド９は、上面視でＸ軸に平行な直線上に第１距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第１群距離計と、同じ直線上に第２距離ずつ隔てて配置される少なくとも３つの第２群距離計とを含む。第１群距離計及び第２群距離計を構成する距離計は、光学式、超音波式、レーザ式等の非接触式の距離計であってもよく、トランス方式、スケール方式等の接触式の距離計であってもよい。また、各群を構成する距離計のそれぞれは同じタイプのものであってもよく、異なるタイプのものであってもよい。また、非接触式の距離計のそれぞれは、その有効測定範囲等に応じて、被測定物の表面との間の距離がほぼ同じとなるようにセンサヘッド９に取り付けられてもよく、被測定物の表面との間の距離が異なるようにセンサヘッド９に取り付けられてもよい。本実施例では、センサヘッド９は、第１距離ずつ隔てて配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、及び、第１距離より小さい第２距離ずつ隔てて配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃを含む。また、第１群距離センサ９Ａ及び第２群距離センサ９ａは同じ１つの距離センサである。
【００２２】
また、センサヘッド９は、永久磁石等を用いて立軸砥石ヘッド４に脱着可能に取り付けられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。センサヘッド９は、例えば、立軸砥石ヘッド４に脱着不能に取り付けられてもよい。この場合、センサヘッド９は、平面研削盤１００による研削加工が行われる際に専用のカバーが被せられ、外部環境から隔離される。
【００２３】
図３は、センサヘッド９を鉛直下方（−Ｚ方向）から見たセンサヘッド９の底面図であり、距離センサの４つの配置例を示す。
【００２４】
また、本実施例では、距離センサは、非接触式のレーザ変位計であり、レーザ変位計の投光ビームは、ラインビーム形状を採用する。また、ラインビーム形状の延在方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して傾斜する。本実施例では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して４５度の角度を形成する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ラインビーム形状の延在方向は、Ｘ軸又はＹ軸に平行であってもよい。また、レーザ変位計の投光ビームは、スポット形状であってもよい。
【００２５】
図３の１段目では、センサヘッド９は、棒状の本体部９ｓと、上面視でＸ軸に平行な直線上に第１距離Ｌ１ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、同じ直線上に第２距離Ｄ１（＜Ｌ１）ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、第１群距離センサ９Ａ、第２群距離センサ９ａは、同じ１つの距離センサである。そのため、図３の１段目のセンサヘッド９は、５つの距離センサを含む。
【００２６】
また、図３の２段目では、センサヘッド９は、棒状の本体部９ｓと、上面視でＸ軸に平行な直線上に第１距離Ｌ１ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、同じ直線上に第２距離Ｄ１（＜Ｌ１）ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、第１群距離センサ９Ａ及び第２群距離センサ９ａは同じ１つの距離センサであり、第１群距離センサ９Ｂ及び第２群距離センサ９ｃも同じ１つの距離センサである。そのため、センサヘッド９は、図３の２段目のセンサヘッド９は、４つの距離センサを含む。
【００２７】
また、図３の３段目では、センサヘッド９は、棒状の本体部９ｓと、上面視でＸ軸に平行な直線上に第１距離Ｌ１ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、同じ直線上に第２距離Ｄ１（＜Ｌ１）ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、第１群距離センサ９Ｂ及び第２群距離センサ９ｂは、同じ１つの距離センサである。そのため、図３の３段目のセンサヘッド９は、５つの距離センサを含む。
【００２８】
また、図３の４段目では、センサヘッド９は、棒状の本体部９ｓと、棒状の本体延長部９０ｓと、上面視でＸ軸に平行な直線上に第１距離Ｌ１ずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、同じ直線上に第２距離Ｄ１（＜Ｌ１）ずつ間隔を空けて本体部９ｓ及び本体延長部９０ｓ上に配置される３つの第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、第１群距離センサ９Ａ及び第２群距離センサ９ｃは、同じ１つの距離センサである。そのため、図３の４段目のセンサヘッド９は、５つの距離センサを含む。また、本体延長部９０ｓは、第２群距離センサ９ａ、９ｂが搭載された状態で、本体部９ｓに脱着可能に取り付けられる部材である。
【００２９】
ここで、再び図１及び図２を参照して、平面研削盤１００の構成要素の説明を継続する。
【００３０】
表示装置１０は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、液晶ディスプレイ等である。
【００３１】
入力装置１１は、平面研削盤１００に各種情報を入力するための装置であり、例えば、キーボード、タッチパネル、ジョイスティック、リモートコントローラ等である。
【００３２】
制御装置１２は、平面研削盤１００の動きを制御するための装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）等を備えたコンピュータである。
【００３３】
基準ゲージ１３は、距離計の校正に用いる基準ゲージであり、既知の表面形状を有する。本実施例では、基準ゲージ１３は、第２距離ずつ間隔を空けて配置される第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの校正（零点誤差の補正）に用いられ、第２距離より大きい第１距離ずつ間隔を空けて配置される第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの校正（零点誤差の補正）に用いられることはない。そのため、基準ゲージ１３のＸ軸方向の長さは、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの校正（零点誤差の補正）に必要な最小限の長さを有する。本実施例では、基準ゲージ１３のＸ軸方向の長さは、第２群距離センサの間隔である第２距離Ｄ１の２倍の長さに相当し、第１群距離センサの間隔である第１距離Ｌ１の２倍の長さより短い。
【００３４】
図４は、平面研削盤１００に搭載される幾何学量測定装置５０の構成例を示す機能ブロック図である。幾何学量測定装置５０は、主に、砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、テーブル移動用アクチュエータ８、センサヘッド９、表示装置１０、入力装置１１、及び制御装置１２で構成される。
【００３５】
制御装置１２は、例えば、研削制御部１２０、幾何学量測定制御部１２１、及び零点誤差決定部１２２を機能要素として有する。そして、制御装置１２は、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００３６】
研削制御部１２０は、平面研削盤１００によるワークＷの研削加工を制御する機能要素である。具体的には、研削制御部１２０は、入力装置１１を通じて入力される研削深さ、研削幅等の各種情報に基づいて、ワークＷに対する立軸砥石ヘッド４の動作内容を決定する。そして、研削制御部１２０は、決定した動作内容に応じた制御信号を適切なタイミングで砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、及びテーブル移動用アクチュエータ８のそれぞれに対して出力しながら、平面研削盤１００によるワークＷの研削加工を制御する。
【００３７】
幾何学量測定制御部１２１は、幾何学量測定装置５０によるワークＷの幾何学量の測定を制御する機能要素である。本実施例では、幾何学量測定制御部１２１は、入力装置１１を通じて入力される測定範囲、サンプリング間隔等の各種情報に基づいて、ワークＷに対するセンサヘッド９の動作内容を決定する。そして、幾何学量測定制御部１２１は、決定した動作内容に応じた制御信号を適切なタイミングで砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ６、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７、及びテーブル移動用アクチュエータ８のそれぞれに出力しながら、センサヘッド９をワークＷに対して相対移動させる。また、幾何学量測定制御部１２１は、その相対移動の際に、距離センサを用いて距離データを取得し、取得した距離データを制御装置１２のＲＡＭに記録する。その後、幾何学量測定制御部１２１は、ＲＡＭに記録した距離データに基づいてワークＷの幾何学量を測定（演算）する。なお、幾何学量測定制御部１２１は、ワークＷの幾何学量の演算に必要な全ての距離データを記録した後でその幾何学量の演算を開始してもよく、その幾何学量の演算に含まれる中間的な演算に必要な距離データを取得し次第、その中間的な演算を開始してもよい。本実施例では、幾何学量測定制御部１２１は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃが取得した距離データに基づいて、３点法又は逐次３点法により、ワークＷの真直度を測定する。
【００３８】
ここで、図５を参照しながら、幾何学量測定装置５０がワークＷの幾何学量を測定する処理（以下、「幾何学量測定処理」とする。）について説明する。なお、図５は、幾何学量測定処理の流れを示すフローチャートであり、幾何学量測定装置５０は、例えば、入力装置１１を通じた幾何学量測定処理の開始命令に応じてこの幾何学量測定処理を実行する。
【００３９】
最初に、制御装置１２の幾何学量測定制御部１２１は、入力装置１１を通じて入力される測定範囲及びサンプリング間隔を取得する（ステップＳ１）。
【００４０】
測定範囲は、幾何学量測定処理の対象となるワークＷ上の範囲であり、例えば、開始座標Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）、終了座標Ｐｅ（Ｘｅ、Ｙｅ）で指定される。また、測定範囲は、測定長さＸ１及び測定幅Ｙ１で指定されてもよい。
【００４１】
サンプリング間隔は、各距離センサによるサンプリングの間隔であり、Ｘ軸方向の測定分解能ｄｘに相当する。本実施例では、サンプリング間隔は、例えば、１０［ｍｍ］である。
【００４２】
その後、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてセンサヘッド９の基準位置の座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を決定し、センサヘッド９をその基準位置に移動させる（ステップＳ２）。具体的には、幾何学量測定制御部１２１は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びテーブル移動用アクチュエータ８のうちの少なくとも１つに制御信号を出力し、センサヘッド９及びＸ軸テーブル２の少なくとも１つを駆動させ、センサヘッド９を基準位置に移動させる。
【００４３】
その後、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＸ軸方向に沿う測定距離を決定した上で、テーブル移動用アクチュエータ８及びセンサヘッド９に制御信号を出力する。そして、Ｘ軸テーブル２（ワークＷ）を＋Ｘ方向に測定距離だけ移動させる。この移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ（９Ａ）、９ｂ、９ｃ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれは、サンプリング間隔毎に距離を測定し、測定結果としての距離データを制御装置１２のＲＡＭ上に記録する（ステップＳ３）。
【００４４】
その後、幾何学量測定制御部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達すると、ＲＡＭに記録された距離データに基づいて、３点法又は逐次３点法により、ワークＷの真直度を算出する（ステップＳ４）。
【００４５】
その後、幾何学量測定制御部１２１は、表示装置１０に対して制御信号を出力し、算出したワークＷの真直度を表示装置１０上に表示させる。
【００４６】
このように、本実施例では、幾何学量測定制御部１２１は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれが取得した距離データに基づいて、３点法又は逐次３点法により、ワークＷの真直度を測定して表示する。そのため、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれは、零点誤差が予め除去されていることが望ましい。
【００４７】
そこで、例えば、表面形状Ｆ（ｘ）が既知である基準ゲージを用いて、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの距離データの二階差分値を求めて零点誤差を除去することが考えられる。
【００４８】
なお、位置ｘ、ｘ＋Ｌ１、ｘ＋２×Ｌ１にある第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの出力ｍ９Ａ、ｍ９Ｂ、ｍ９Ｃはそれぞれ、式（１）〜（３）で表され、二階差分値ＣＧは、式（４）で表される。
【００４９】
【数１】
2015052480.tif 000003
なお、Ｌ１は第１群距離センサのセンサ間隔を表し、ｅｚ（ｘ）はＺ方向並進誤差を表し、ｅｐ（ｘ）はピッチング誤差を表す。また、α９Ｂは第１群距離センサ９Ａから見た第１群距離センサ９Ｂの零点誤差を表し、α９Ｃは第１群距離センサ９Ａから見た第１群距離センサ９Ｃの零点誤差を表す。
【００５０】
そして、表面形状Ｆ（ｘ）が既知の場合、上述の式（１）〜式（４）に基づいてα９Ｂ、α９Ｃが導き出され、二階差分値ＣＧを二階積分して得られる形状（２次曲線誤差）が零点誤差による誤差形状として導き出される。その結果、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの出力と３点法又は逐次３点法とを用いて導き出される任意の表面形状から誤差形状すなわち零点誤差の影響が除去され得る。
【００５１】
しかし、第１群距離センサのそれぞれの間隔（センサピッチ）である第１距離Ｌ１が大きいほど、それら第１群距離センサの校正（零点誤差の補正）に必要な基準ゲージを用意することが困難になる。その表面形状Ｆ（ｘ）の再現性の確保が難しいためである。具体的には、基準ゲージが大きいほど温度変化に対する熱膨張の影響が大きくなるためである。また、基準ゲージが大きいほど重力の影響が大きくなりその設置の仕方によっては再現性を確保することが難しくなるためである。さらに、基準ゲージが大きいほど再配置及び運搬が困難になるという実用上の問題もある。
【００５２】
このように、センサピッチが大きい第１群距離センサの校正（零点誤差の補正）ができるような基準ゲージを用意することは現実的でない。そこで、幾何学量測定装置５０は、零点誤差決定部１２２によって、大きな基準ゲージを用いることなく、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの校正（零点誤差の補正）ができるようにする。
【００５３】
零点誤差決定部１２２は、第１群距離計の零点誤差を決定する機能要素である。本実施例では、零点誤差決定部１２２は、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの出力と３点法又は逐次３点法とを用いて導き出されるワークＷの表面形状Ｆ（ｘ）を用いて第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの零点誤差を決定する。なお、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃは、基準ゲージ１３を用いて零点誤差が補正（除去）される。センサピッチが第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃより小さく、基準ゲージ１３の長さが比較的短くて済むためである。但し、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃは、基準ゲージ１３による校正方法以外の他の公知の校正方法を用いて零点誤差が補正されてもよい。
【００５４】
そして、零点誤差決定部１２２は、基準ゲージ１３よりも長いワークＷをあたかも大型の基準ゲージとして用いながら第１群距離センサの零点誤差を決定する。具体的には、零点誤差決定部１２２は、大型の基準ゲージとしてのワークＷの表面形状Ｆ（ｘ）を用いて、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの距離データの二階差分値を求めて零点誤差を除去する。この二階差分値ＣＷは、式（５）で表される。
【００５５】
【数２】
2015052480.tif 000004
なお、Ｅｒｒ（ｘ）は、ワークＷの表面形状を導き出すための３点法又は逐次３点法に基づく演算の際に第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの測定分解能レベルの偶然誤差が積算されて拡大された量である。また、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれの偶然誤差が正規分布にしたがう場合、それらの加減算によって導出されるＥｒｒ（ｘ）の値も正規分布にしたがう。
【００５６】
ここで、式（５）に示す二階差分値ＣＷと式（４）に示す二階差分値ＣＧとの差分を二階差分値ＣＴとすると、二階差分値ＣＴは、以下の式（６）で表される。
【００５７】
【数３】
2015052480.tif 000005
なお、二階差分値ＣＴは、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの零点からの誤差量の二階差分値を表す。また、二階差分値ＣＴでは、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの測定分解能レベルの偶然誤差が３点法又は逐次３点法に基づく演算の際に拡大されることによって増大する偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）による影響が大きい。一方で、零点誤差α９Ｂ、α９Ｃは、測定値のドリフトが生じない限り、位置ｘによらず一定である。そのため、距離の測定が行われる位置ｘ毎に二階差分値ＣＴを導き出して平均化することで、偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）を低減させることができる。なお、平均化できる回数をｍ回とすると、偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）は、１／√ｍ倍まで低減される。式（７）は、平均化できる回数ｍの算出方法を表す。なお、Ｗ１は、ワークＷのＸ軸方向の長さを表し、ｄｘは、Ｘ軸方向の測定分解能を表す。
【００５８】
【数４】
2015052480.tif 000006
このように、ｍ回の平均化によって式（６）における偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）が低減されることで、偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）の影響を抑えた状態で式（６）における零点誤差α９Ｂ、α９Ｃが導き出される。また、偶然誤差Ｅｒｒ（ｘ）の影響を抑えた状態の二階差分値ＣＴを二階積分して得られる形状（２次曲線誤差）が零点誤差による誤差形状として導き出される。
【００５９】
幾何学量測定制御部１２１は、上述のステップＳ４において、３点法又は逐次３点法により導き出されるワークＷの表面形状からこの誤差形状を除去することで零点誤差を補正した上で、ワークＷの真直度を算出する。
【００６０】
次に、図６を参照して、幾何学量測定装置５０がワークＷの真直度を測定する処理について説明する。なお、図６は、センサヘッド９及びワークＷを＋Ｙ側から見た図であり、センサヘッド９がワークＷに対して−Ｘ方向に相対移動する際のセンサヘッド９とワークＷとの位置関係を示す。また、図６は、時間の経過と共にその位置関係が１段目（最上段）の状態から５段目（最下段）の状態に移行することを示す。なお、本実施例では、実際にはワークＷが＋Ｘ方向に移動する。
【００６１】
また、本実施例では、ワークＷのＸ軸方向の長さＷ１は１００００［ｍｍ］であり、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの間隔である第１距離（センサピッチ）Ｌ１が１０００［ｍｍ］であり、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの間隔である第２距離（センサピッチ）Ｄ１が２００［ｍｍ］である。また、各距離センサによる測定は、センサヘッド９のＸ軸方向への相対移動距離が測定分解能としての距離ｄｘに達する度に行われ、測定分解能ｄｘは１０［ｍｍ］である。
【００６２】
図６の１段目は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃによる初回（１回目）の測定が行われるときの状態を示す。このとき、距離センサ９Ａ（９ａ）による測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点にあり、距離センサ９Ｂによる測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に１０００［ｍｍ］だけ離れた地点にあり、距離センサ９Ｃによる測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に２０００［ｍｍ］だけ離れた地点にある。但し、この時点では、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの測定値と３点法又は逐次３点法とを用いたワークＷの形状の導出は未だ行われていない。なお、図６の１段目では、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの測定点をワークＷの表面の白丸で表す。図６の２段目以降についても同様である。
【００６３】
図６の２段目は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃによる２００回目の測定が行われるときの状態を示す。このとき、距離センサ９Ａ（９ａ）による測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に２０００［ｍｍ］だけ離れた地点にある。この時点において、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのこれまでの測定値と３点法又は逐次３点法とを用いて、ワークＷの＋Ｘ側の端点から２０００［ｍｍ］の地点までの表面形状を導き出すことができる。そして、幾何学量測定装置５０は、導き出したワークＷの表面形状と、１回目の測定（図６の１段目）における第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの測定値とに基づいて、１回目の零点誤差導出処理を実行できる。すなわち、幾何学量測定装置５０は、センサヘッド９を２０００［ｍｍ］だけ相対移動させた時点で初めて零点誤差導出処理を実行できる。なお、零点誤差導出処理は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの零点誤差を導き出す演算処理を意味する。また、図６の２段目では、ワークＷの表面形状のうち３点法又は逐次３点法を用いてその表面形状が導出された部分を太実線で表す。図６の３段目以降についても同様である。
【００６４】
図６の３段目は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃによる２０１回目の測定が行われるときの状態を示す。このとき、距離センサ９Ａ（９ａ）による測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に２０１０［ｍｍ］だけ離れた地点にある。この時点において、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのこれまでの測定値と３点法又は逐次３点法とを用いて、ワークＷの＋Ｘ側の端点から２０１０［ｍｍ］の地点までの表面形状を導き出すことができる。そして、幾何学量測定装置５０は、導き出したワークＷの表面形状と、２回目の測定（図示せず。）における第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの測定値とに基づいて、２回目の零点誤差導出処理を実行できる。
【００６５】
また、図６の４段目は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃによる２０２回目の測定が行われるときの状態を示す。このとき、距離センサ９Ａ（９ａ）による測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に２０２０［ｍｍ］だけ離れた地点にある。この時点において、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのこれまでの測定値と３点法又は逐次３点法とを用いて、ワークＷの＋Ｘ側の端点から２０２０［ｍｍ］の地点までの表面形状を導き出すことができる。そして、幾何学量測定装置５０は、導き出したワークＷの表面形状と、３回目の測定（図示せず。）における第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの測定値とに基づいて、３回目の零点誤差導出処理を実行できる。
【００６６】
このように、幾何学量測定装置５０は、センサヘッド９を２０００［ｍｍ］だけ相対移動させた後は、測定分解能に相当する距離ｄｘ（１０［ｍｍ］）だけセンサヘッド９を相対移動させる度に零点誤差導出処理を実行できる。
【００６７】
図６の５段目は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃによる１０００回目の測定が行われるときの状態を示す。このとき、距離センサ９Ａ（９ａ）による測定点は、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ方向に１００００［ｍｍ］だけ離れた地点にある。この時点において、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのこれまでの測定値と３点法又は逐次３点法とを用いて、ワークＷの＋Ｘ側の端点から−Ｘ側の端点までの表面形状全体を導き出すことができる。そして、幾何学量測定装置５０は、導き出したワークＷの表面形状と、８００回目の測定（図示せず。）における第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの測定値とに基づいて、８０１回目の零点誤差導出処理を実行できる。
【００６８】
その後、幾何学量測定装置５０は、８０１回の零点誤差導出処理で得られた結果を平均化する。具体的には、零点誤差決定部１２２は、第１群距離センサ９Ａに関する８０１個の零点誤差量を平均して１個の平均零点誤差量を導き出す。第１群距離センサ９Ｂ、９Ｃについても同様である。
【００６９】
このように、幾何学量測定装置５０は、１００００［ｍｍ］の長さのワークＷを１０［ｍｍ］の測定分解能で測定した場合、８０１回の零点誤差導出処理を実行することができる。そのため、幾何学量測定装置５０は、８００回の平均により、各零点誤差に含まれる偶然誤差を約１／２８（＝１／√８００）に低減できる。これは、例えば、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのセンサピッチが２００［ｍｍ］で且つＺ軸方向のセンサ分解能（精度）が０．０２［μｍ］であるとし、また、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの出力と３点法又は逐次３点法により第１群距離センサ９Ａと９Ｃとの間に相当する距離（２×Ｌ１）のワークＷの表面形状を導き出す際に積み上げられる偶然誤差が３σで０．３２［μｍ］であったとすると、８００回の平均により、その偶然誤差を３σで０．０１１［μｍ］まで低減できることを表す。すなわち、０．０１１［μｍ］の再現性を確保できるようにする基準ゲージを用いた場合と同等の効果を得ることができる。その結果、幾何学量測定装置５０は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの零点誤差を補正するために必要な比較的大きな基準ゲージを用いることなく、センサピッチが１０００［ｍｍ］で且つＺ軸方向のセンサ分解能（精度）が０．０２［μｍ］である第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの出力と３点法又は逐次３点法により１００００［ｍｍ］の長さを有するワークＷの表面形状を導き出すときに積み上げられる偶然誤差を３σで０．３２［μｍ］に抑えることができる。
【００７０】
このように、幾何学量測定装置５０は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの校正に必要な比較的大きなゲージを用いずに、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの校正に必要な比較的小さなゲージを用いて、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの零点誤差を高精度に補正できる。また、このようにして零点誤差が補正される第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの出力と３点法又は逐次３点法とを用いて、比較的大きな形状を有するワークＷ（例えば、数メートルの長さを有するワークＷ）の真直度を高精度に算出することができる。
【００７１】
ここで、図７を参照して、幾何学量測定装置５０による効果の具体例を説明する。なお、図７は、幾何学量測定装置５０が利用する各種パラメータと各種計算値の関係を示す表である。
【００７２】
図７は、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの精度σ１、及び、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの精度σ２がそれぞれ０．０１［μｍ］であることを示す。また、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの間隔（センサピッチ）Ｌ１が１０００［ｍｍ］であり、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃの間隔（センサピッチ）Ｄ１が２００［ｍｍ］であることを示す。また、測定対象であるワークＷのＸ軸方向の長さＷ１が１００００［ｍｍ］であり、Ｘ軸方向の測定分解能ｄｘが１０［ｍｍ］であることを示す。
【００７３】
この場合、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれの出力と３点法又は逐次３点法とを用いて導き出されるワークＷの表面形状の測定値の偶然誤差σＮ２は、以下の式（８）で表される。なお、偶然誤差σＮ２は、３点法又は逐次３点法によって導き出されるワークＷの表面形状における、第２群距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれのセンサ分解能レベルの偶然誤差の伝播に起因して増大した偶然誤差である。また、偶然誤差σＮ２は、上述のパラメータの値を代入すると、０．１５９［μｍ］となる。
【００７４】
【数５】
2015052480.tif 000007
そして、偶然誤差σＮ２は、式（７）によって求められるｍ回の平均化によって、式（９）に示すように、平均化後偶然誤差σＮ２Ｘとなる。また、平均化後偶然誤差σＮ２Ｘは、上述のパラメータの値を代入すると、０．００６［μｍ］となる。
【００７５】
【数６】
2015052480.tif 000008
また、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれに関する零点誤差と偶然誤差とを重ね合わせた重ね合わせ誤差σ９Ａ、σ９Ｂ、σ９Ｃは、以下の式（１０）で表される。また、重ね合わせ誤差σ９Ａ、σ９Ｂ、σ９Ｃは、上述のパラメータの値を代入すると、０．０１１［μｍ］となる。
【００７６】
【数７】
2015052480.tif 000009
また、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれで検出可能な最小高さｈは、以下の式（１１）で表される。また、最小高さｈは、上述のパラメータの値を代入すると、０．２８７［μｍ］となる。
【００７７】
【数８】
2015052480.tif 000010
また、第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれの出力と３点法又は逐次３点法とを用いて導き出されるワークＷの表面形状の偶然誤差σＮ１は、式（８）に示す第２群距離センサに関する偶然誤差σＮ２と同様、以下の式（１２）で表される。また、偶然誤差σＮ１は、上述のパラメータの値を代入すると、０．０９１［μｍ］となる。
【００７８】
【数９】
2015052480.tif 000011
なお、第１群距離センサ９Ａの精度σ１、第２群距離センサ９Ａの精度σ２、第１群距離センサ９Ａの間隔Ｌ１、第２群距離センサ９Ａの間隔Ｄ１、ワークＷの長さＷ１、Ｘ軸方向の測定分解能ｄｘ等のパラメータは、以下のように決定される。すなわち、形状測定における分解能の仕様そのものとなる検出可能な最小高さｈ、及び、積算された偶然誤差σＮ１の値が最も小さくなるように決定される。
【００７９】
このように、幾何学量測定装置５０は、１［ｍ］（＝１０００［ｍｍ］）のセンサピッチで配置される３つの第１群距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃを用いて、約０．３［μｍ］程度の分解能で、１０［ｍ］（＝１００００［ｍｍ］）の長さのワークＷの表面形状の真直度を測定できる。
【００８０】
以上の構成により、幾何学量測定装置５０は、基準ゲージ１３を用いて校正された第２群距離センサの出力と３点法又は逐次３点法とに基づいてワークＷの表面形状の一部を導き出す。また、幾何学量測定装置５０は、導き出されたワークＷの表面形状の一部を用いて第１群距離センサを校正する。そして、幾何学量測定装置５０は、ワークＷの表面形状の一部の導出と第１群距離センサの校正とを繰り返し、第１群距離センサの出力に含まれる偶然誤差を平均化することによって、第１群距離センサの出力に含まれる偶然誤差を低減する。そして、幾何学量測定装置５０は、偶然誤差による影響が低減された第１群距離センサの出力と３点法又は逐次３点法とに基づいてワークＷの表面形状全体を導き出す。具体的には、幾何学量測定装置５０は、３点法又は逐次３点法によって導き出される形状から、零点誤差に起因する誤差形状を除去する。その結果、幾何学量測定装置５０は、比較的小さい基準ゲージ１３を用いて、比較的大きな形状を有するワークＷの真直度を高精度に測定できる。
【００８１】
また、同様の理由により、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサの校正に用いる基準ゲージ１３の長さを、第２群距離センサの間隔である第２距離Ｄ１の２倍以上で、且つ、第１群距離センサの間隔である第１距離Ｌ１の２倍より短い長さとする。その結果、幾何学量測定装置５０は、第１群距離センサの校正に用いる基準ゲージを省略できる。また、幾何学量測定装置５０は、第２群距離センサの校正に用いる基準ゲージ１３のコンパクト化を促進できる。
【００８２】
また、幾何学量測定装置５０は、ラインビーム形状の投光ビームを発するレーザ変位計を距離センサとして採用することによって、測定値に対するノイズの影響を低減させることができる。所定幅のラインビーム内の変位量を平均化した値をラインビームの中心にある測定点の測定値として出力するためである。
【００８３】
また、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して４５度傾斜するラインビーム形状を採用することによって、測定値に対するノイズの影響がＸ方向測定ライン及びＹ方向測定ラインの何れか一方に偏るのを防止することができる。ノイズの原因の１つである研削痕は、被測定物の延在方向又はその直交方向、すなわち、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向に形成され易いためである。
【００８４】
次に、図８を参照して、センサヘッド９の別の実施例について説明する。なお、図８は、センサヘッド９の別の３つの構成例を鉛直下方（−Ｚ方向）から見たセンサヘッド９の底面図である。
【００８５】
図８上段のセンサヘッド９は、三角柱形状の本体部９ｓと、Ｘ軸に平行な方向に距離Ｄｂずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、Ｙ軸に平行な方向に距離Ｄａずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、距離センサ９Ａ及び距離センサ９ａは同じ一つの距離センサである。そのため、センサヘッド９は、５つの距離センサを含む。なお、距離Ｄａと距離Ｄｂとは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８６】
図８中段のセンサヘッド９は、底面が十字形状の多角柱である本体部９ｓと、Ｘ軸に平行な方向に距離Ｄｂずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、Ｙ軸に平行な方向に距離Ｄａずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、距離センサ９Ｂ及び距離センサ９ａは同じ一つの距離センサである。そのため、図８中段のセンサヘッド９は、図８上段のセンサヘッド９と同様、５つの距離センサを含む。なお、距離Ｄａと距離Ｄｂとは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８７】
図８下段のセンサヘッド９は、底面がＴ字形状の多角柱である本体部９ｓと、Ｘ軸に平行な方向に距離Ｄｂずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、Ｙ軸に平行な方向に距離Ｄａずつ間隔を空けて本体部９ｓ上に配置される３つの距離センサ９ａ、９ｂ、９ｃとを含む。なお、距離センサ９Ｂ及び距離センサ９ａは同じ一つの距離センサである。そのため、図８下段のセンサヘッド９は、図８上段、中段のセンサヘッド９と同様、５つの距離センサを含む。なお、距離Ｄａと距離Ｄｂとは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８８】
また、図８の３つの実施例では、５つの距離センサは、本体部９ｓに対して脱着可能に取り付けられる。そのため、本体部９ｓから５つの距離センサを取り外し、図８中の点線で示すような別途用意される棒状の本体部に付け替えることによって、図３の１段目に示すセンサヘッド９と同じセンサ配置を実現できる。
【００８９】
なお、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサと、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも３つの距離センサとを含む図８のセンサヘッド９は、ワークＷの幾何学量の測定をより効率的に実行できるようにする。
【００９０】
具体的には、幾何学量測定装置５０は、ワークＷの表面上の測定範囲に対し、センサヘッド９を相対移動させながら距離データを取得する。すなわち、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸に平行な複数のＸ方向測定ラインのそれぞれの上に並ぶ測定点の距離データ、及び、Ｙ軸に平行な複数のＹ方向測定ラインのそれぞれの上に並ぶ測定点の距離データを取得する。そのため、幾何学量測定装置５０は、複数のＸ方向測定ライン及び複数のＹ方向測定ラインのそれぞれに対して、３点法又は逐次３点法による真直度測定を実行することができ、ひいては、ワークＷの表面上に格子状に並ぶ測定ラインに基づいて３点法又は逐次３点法による平面度測定を実行することができる。その結果、幾何学量測定装置５０は、ワークＷの真直度や平面度の測定効率を高めることができる。
【００９１】
このように、図８における５つの距離センサは、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに平行な方向に距離センサを３つずつ配置可能な本体部と棒状の本体部との間で付け替えられる。そのため、幾何学量測定装置５０の利用者は、図８に示すような本体部によって実現される機能と、図３に示すような棒状の本体部によって実現される機能とを必要に応じて使い分けることができる。すなわち、幾何学量測定装置５０の利用者は、比較的廉価な本体部を複数用意し、比較的高価な距離センサをそれら複数の本体部で兼用できるようにすることで、複数の機能を低コストで利用できる。
【００９２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９３】
例えば、上述の実施例では、幾何学量測定装置５０は、センサピッチが１０００［ｍｍ］の第１群距離センサを用いて、１０００［ｍｍ］の測定分解能で１００００［ｍｍ］の長さのワークＷの真直度を測定する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、幾何学量測定装置５０は、合成法を利用し、例えば１０［ｍｍ］、５０［ｍｍ］等のセンサピッチ未満の測定分解能で１００００［ｍｍ］の長さのワークＷの真直度を測定してもよい。
【００９４】
また、上述の実施例では、センサヘッド９をＸ軸方向に移動できない構成が採用されているが、センサヘッド９をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構成が採用されてもよい。
【００９５】
同様に、上述の実施例では、Ｘ軸テーブル２（ワークＷ）をＹ軸方向に移動できない構成が採用されているが、Ｘ軸テーブル２（ワークＷ）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構成が採用されてもよい。
【００９６】
また、上述の実施例では、平面研削盤１００による研削加工、及び、幾何学量測定装置５０による幾何学量測定が何れも制御装置１２によって制御されるが、別々の制御装置によって制御されてもよい。すなわち、幾何学量測定装置５０は、平面研削盤１００の制御装置から独立した専用の制御装置を備えるようにしてもよい。
【００９７】
また、上述の実施例において、センサヘッド９に搭載される距離センサのそれぞれは、所定のサンプリング間隔で距離を測定し、その測定値を出力する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。距離センサのそれぞれは、例えば、継続的に距離を測定しながら、ローパスフィルタ等を適用して複数の測定値を一纏めにし、所定のサンプリング間隔毎にその一纏めにした測定値を出力するようにしてもよい。
【００９８】
また、上述の実施例では、幾何学量測定装置５０は、立軸砥石ヘッド４を備えた平面研削盤１００に搭載されるが、横軸砥石ヘッドを備えた平面研削盤に搭載されてもよい。また、幾何学量測定装置５０は、被測定物に対してセンサヘッド９を少なくともＸ軸方向に相対移動させる機構を備える他の工作機械に搭載されてもよい。
【００９９】
また、上述の実施例では、幾何学量取得装置５０は、平面研削盤に搭載されるものとして説明されたが、他の工作機械に搭載されてもよい。具体的には、幾何学量取得装置５０は、半導体製造装置、液晶パネル製造装置等に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１・・・本体ベッド  ２・・・Ｘ軸テーブル  ３・・・立軸砥石用コラム  ４・・・立軸砥石ヘッド  ５・・・砥石ヘッド回転用モータ  ６・・・砥石ヘッド上下送り用アクチュエータ  ７・・・砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ  ８・・・テーブル移動用アクチュエータ  ９・・・センサヘッド  ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ・・・第１群距離センサ  ９ａ、９ｂ、９ｃ・・・第２群距離センサ  ９ｓ・・・本体部  １０・・・表示装置  １１・・・入力装置  １２・・・制御装置  １３・・・基準ゲージ  ４０・・・砥石軸  ４１・・・砥石車  ５０・・・幾何学量測定装置  ９０ｓ・・・本体延長部  １００・・・平面研削盤  １２０・・・研削制御部  １２１・・・幾何学量測定制御部  １２２・・・零点誤差決定部  Ｗ・・・ワーク
【図１】
2015052480.tif 000012
【図２】
2015052480.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015052480.tif 000016
【図６】
2015052480.tif 000017
【図７】
2015052480.tif 000018
【図８】
2015052480.tif 000019