(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状計測プローブを走査して、対象物として複数の流路を有する羽根車の面形状を計測する方法であって，
前記対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面が前記形状計測プローブの死角に含まれるかを判定する第１ステップと，
前記計測面が死角に含まれる場合に前記形状計測プローブの姿勢を調整する第２ステップと，
前記計測面が死角に含まれない場合に１流路を計測したか判断する第３ステップと、
前記１流路を計測した場合に前記１流路の前記形状計測プローブの姿勢をメモリに記録する第４ステップと、
他の流路に対して前記メモリに記録した前記形状計測プローブの姿勢で自動計測する第５ステップとを有する計測方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第３ステップにて前記計測面が死角に含まれない場合に未計測箇所があれば前記形状計測プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動する計測方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記形状計測プローブは、レーザとカメラレンズとを有するものであり、
前記死角は，前記レーザと前記カメラレンズとの距離および前記カメラレンズの視野角で決まる計測不可領域である計測方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記死角は，前記形状計測プローブを構成する透明管での反射によって生じるゴーストと前記対象物の形状とが重なった場合に除去されてしまう領域である計測方法。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１ステップでは、前記対象物の前記形状データを用い、幾何学的計算により判定するものである計測方法。
【請求項６】
請求項１において、
前記第１ステップでは、前記形状データとして、前記形状計測プローブで測定したデータを用いて判定するものである計測方法。
【請求項７】
請求項３または４において、
前記形状計測プローブの姿勢は，前記死角が生じないよう前記形状計測プローブを挿入する挿入姿勢であるものである計測方法。
【請求項８】
形状計測プローブを走査して、対象物として複数の流路を有する羽根車の面形状を計測する装置であって，
前記対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面がプローブの死角に含まれるかを判定する判定部と，
前記計測面が死角に含まれる場合に前記形状計測プローブの姿勢を調整し、前記計測面が死角に含まれない場合に１流路を計測したか判断する制御部と、
前記１流路を計測した場合に前記１流路の前記形状計測プローブの姿勢を記録するメモリと、
他の流路に対して前記メモリに記録した前記形状計測プローブの姿勢で自動計測する姿勢算出部とを有する計測装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記制御部は、前記計測面が死角に含まれない場合未計測箇所があれば前記形状計測プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動するように制御する計測装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記形状計測プローブは、レーザとカメラレンズとを有するものであり、
前記死角とは，前記レーザと前記カメラレンズとの距離および前記カメラレンズの視野角で決まる計測不可領域である計測装置。
【請求項１１】
請求項８において、
前記死角は，前記形状計測プローブを構成する透明管での反射によって生じるゴーストと前記対象物の形状とが重なった場合に除去されてしまう領域である計測装置。
【請求項１２】
請求項８において、
前記判定部は、前記対象物の前記形状データを用い、幾何学的計算により判定するものである計測装置。
【請求項１３】
請求項８において、
前記判定部は、前記形状データとして、前記形状計測プローブで測定したデータを用いて判定するものである計測装置。
【請求項１４】
請求項１０または１１において、
前記形状計測プローブの姿勢は，前記死角が生じないよう前記形状計測プローブを挿入する挿入姿勢である計測装置。
【請求項１５】
加工装置により加工された対象物として複数の流路を有する羽根車の内部形状を，形状計測プローブを走査することにより計測する製造方法であって，
前記対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面がプローブの死角に含まれるかを判定する第１ステップと，
前記計測面が死角に含まれる場合に前記形状計測プローブの姿勢を調整する第２ステップと，
前記計測面が死角に含まれない場合に１流路を計測したか判断する第３ステップと、
前記１流路を計測した場合に前記１流路の前記形状計測プローブの姿勢をメモリに記録する第４ステップと、
他の流路に対して前記メモリに記録した前記形状計測プローブの姿勢で自動計測する第５ステップと
前記形状計測プローブの姿勢で、前記形状計測プローブを挿入し前記対象物の形状を測定する第６ステップと、
前記第６ステップでの計測結果が寸法公差内に入っているか判定する第７ステップと、
前記第７ステップでの判定結果に応じて、前記対象物を再度加工する第８ステップと、を有する製造方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第３ステップにて、前記計測面が死角に含まれない場合に未計測箇所があれば前記形状計測プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，製品の形状を計測するための計測方法、計測装置及び，これを用いた製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工業製品を製造、出荷するにあたり、製造した製品はそのまま出荷されるものではなく、社内で形状等の検査を行ってから出荷される。このような検査方法について、例えば特許文献１には「部材に形成された穴の内面形状を測定するためのセンサユニットであって、レーザ光源から発振されたレーザ光を、該レーザ光の入射方向斜め前方へ向けて、円錐状のリングレーザ光として出射する出射部を備えることにより、部材に形成された穴の内面形状検査における測定死角を低減する」ことが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には「プログラム生成装置４は、３次元ＣＡＤ装置３により生成された被測定物の３次元形状を示す被測定物データに基づいて、非接触測定機２が被測定物を測定パスに沿って測定するのに用いる測定プログラムを生成する。これにより、実際の非接触測定機２を用いることなく測定プログラムを容易に生成する」ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９６９９３
【特許文献２】特開２００６−２０１１１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の面形状計測装置は，プローブの死角となる穴の底面の形状を計測することが目的である。例えば，計測対象の面形状が湾曲しており，リングレーザ光が計測対象によって遮光され，カメラの死角になった場合は計測不可となる。その場合，リングレーザ光がカメラの死角とならないようにプローブの挿入姿勢を実際に計測しながらＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで調整する必要があり，計測に時間を要する。
【０００６】
特許文献２の内面形状計測装置は，非測定物を精度良く測定するために非測定物に対する垂線と光ビームの照射方向の軸とが作る角度が所定範囲以内になるように角度調整する。計測対象により光ビームが受光センサの死角となった場合は計測不可となる。その場合，光ビームが受光センサの死角とならないようにプローブの挿入姿勢を実際に計測しながらＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで調整する必要があり，計測に時間を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、形状計測プローブを走査して、対象物の面形状を計測する方法であって，予め取得した対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面が形状計測プローブの死角に含まれるかを判定する第１ステップと，計測面が死角に含まれる場合に形状計測プローブの姿勢を計算する第２ステップと，第２ステップにおいて計算した姿勢を該計測位置におけるプローブ姿勢として出力する第３ステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
または、形状計測プローブを走査して対象物の面形状を計測する装置であって，予め取得した対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面がプローブの死角に含まれるかを判定する判定部と，計測面が死角に含まれる場合にプローブの姿勢を計算する姿勢算出部と，姿勢算出部が計算した姿勢を該当計測位置におけるプローブ姿勢として出力する出力部とを有することを特徴とする。
【０００９】
あるいは、加工装置により加工された対象物の内部形状を，形状計測プローブを走査することにより計測する製造方法であって，予め取得した対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面がプローブの死角に含まれるかを判定する第１ステップと，計測面が死角に含まれる場合にプローブの姿勢を計算する第２ステップと，第２ステップが計算した姿勢を該当計測位置におけるプローブ姿勢として出力する第３ステップと、第３ステップが出力した姿勢で、形状計測プローブを挿入し前記対象物の形状を測定する第４ステップと、第４ステップでの計測結果が寸法公差内に入っているか判定する第５ステップと、第５ステップでの判定結果に応じて、前記対象物を再度加工する第６ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，計測時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例における面形状計測装置の構成を示した図である。
【図２】形状計測プローブの構成を示した図である。
【図３】形状計測プローブによる計測結果を示した図である。
【図４】計測対象の一例の羽根車の内部流路面形状を示した図である。
【図５】湾曲した形状を計測する場合に生じる死角を説明した図である。
【図６】プローブ姿勢を変えることで死角を無くすことを示した図である。
【図７】計測対象とプローブのＣＡＤデータから死角の有無の判定結果を表示した図である。
【図８】本発明を適用した計測装置の機能ブロック図である。
【図９】計測対象とプローブのＣＡＤデータから死角の無いプローブ挿入姿勢を決定するフローを示した図である。
【図１０】プローブ挿入姿勢の結果をＰＣ画面上に表示した図である。
【図１１】形状計測プローブにてガラス管に反射して生じるゴーストの幾何学的位置を示した図である。
【図１２】形状計測プローブによる計測結果にゴーストが発生した場合の一例を示した図である。
【図１３】形状とゴーストの幾何学的位置関係を示した図である。
【図１４】形状かゴーストか判定し，ゴーストのみを除去する判定フローを示した図である。
【図１５】第２の実施例における計測対象とプローブのＣＡＤデータから形状とゴーストが重なることによって形状が除去されるかを判定した結果を示す図である。
【図１６】計測対象とプローブのＣＡＤデータから形状とゴーストが重なるかを判定する方法を示した図である。
【図１７】計測対象とプローブのＣＡＤデータから形状とゴーストが重ならないプローブ挿入姿勢を決定するフローを示した図である。
【図１８】第３の実施例における計測対象のＣＡＤデータがない場合にある１流路のみＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで計測し、他の流路面は自動計測することを示した図である。
【図１９】計測対象のＣＡＤデータがない場合に，１流路のみＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで計測しその結果をメモリに保存し，他の流路面は自動計測するフローを示した図である。
【図２０】第４の実施例における形状計測プローブが計測対象に接触した場合に非常停止する構成を示した図である。
【図２１】第５の実施例における走査機構としてロボットを用いて，ロボットのアーム先端に１軸ステージを搭載し，走査精度を向上する構成を示した図である。
【図２２】第６の実施例における走査機構として３次元測定機を用いた場合の構成を示した図である。
【図２３】第７の実施例における計測装置を用いた製品の製造方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した実施例を、図面を用いて説明する。
【００１３】
図２に形状計測プローブ（以下、プローブとも呼ぶ）の一構成例を示す。プローブはカメラ２０１，レーザ２０３，コーンミラー２０４，各素子を保持する透明管２０２から成っている。レーザ２０３をコーンミラー２０４に照射し，リング状に拡散したレーザを対象物２０５に照射する。レンズを有するカメラ２０１を用いて対象物に照射されるレーザを撮像し，光切断法により形状計測を行う。例えば図３に示すような筒状の形状の対象の場合，カメラ撮像により３０２に示す画像が得られるため，取得画像から光切断法に基づき形状を計測することが可能となる。
【００１４】
計測対象によっては面形状が湾曲している場合がある。図４にその１例である圧縮機の羽根車を示す。図に示すように羽根車流路面の入口から出口にかけて湾曲した形状をしている。
【００１５】
こうした形状を計測する上での形状計測プローブの課題を図５に示す。プローブを用いて図５のような形状を測定する場合、まずコーンミラー２０４によってリング状に広がったレーザ２０３が対象に照射される。ここで計測対象５０１が湾曲しているため，レーザが照射された箇所が計測対象の死角になり，カメラで観察することができない場合がある。この場合，図６に示すようにプローブ姿勢をカメラの死角にならないように調整してから計測する必要がある。しかしながら，この調整はＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで行う必要があり，調整に時間を要する。
【実施例１】
【００１６】
上記の問題点に鑑み，本発明を適用した実施例１における面形状計測方法および装置について図１を用いて説明する。
【００１７】
形状計測プローブ１０１を走査機構１０２によって保持し，位置と姿勢を調整する。ここで図１では走査機構の一実施例としてロボットを用いた構成を示す。また計測対象の一実施例として図１では羽根車１０４を示す。計測対象はテーブル１０３によって保持される。ここで対象が羽根車のように円周方向に同一な流路面形状を有する場合はテーブル１０３の一実施例として割り出しテーブルを用いる。割り出しテーブルを用いることでプローブの位置や姿勢を変えることなく，テーブルを回しながら，順々に隣り合う流路面を計測することが可能となる。ただし割り出しテーブルである必要はなく，動作しない固定式のテーブルであっても何ら問題ない。
【００１８】
形状計測プローブ１０１によって検出された形状座標データと走査機構１０２によって走査された座標データとテーブル１０３によって走査された座標データを制御ボックス１０５により座標統合演算することで，計測対象の３次元形状計測を行うことが可能となる。計測結果はＰＣ１０６上に表示される。
【００１９】
次に、図７を用いてプローブ走査機構１０２のプローブ走査位置および姿勢の調整例を説明する。本調整は実際に計測する前の事前作業として実施する。例えばロボット走査における干渉チェック同等の作業である。製品ＣＡＤモデル７０１に対して，プローブのＣＡＤモデル７０２を挿入し，死角領域７０３の発生有無をＣＡＤモデル上で判定する。
【００２０】
図５を用いて死角の判定方法を説明する。コーンミラー２０４先端部Ａからプローブの軸に対して垂直な直線を放射状に伸ばし，直線と計測対象との交点Ｂを求める。このとき、計測対象５０１はＣＡＤ羽根車のＣＡＤデータあるいは実際に測定したデータを用いる。
【００２１】
まず、計測対象データ、プローブ姿勢およびプローブサイズから交点Ｂを求める。交点ＢとカメラレンズＣを結ぶ直線を引き，線分ＢＣを求める。線分ＢＣと計測対象が重なる場合すなわち、線分ＢＣ上に計測対象５０１のデータが存在する場合には死角と判定し，線分ＢＣが計測対象と重ならないようにプローブの姿勢を調整する。また、線分ＢＣが計測対象と重なっていなくとも、カメラレンズの視野角より外の部分も死角と判定する。
【００２２】
調整方法は図６に示したように計測対象に対するプローブの傾斜角度を変えることで，死角を無くすことが可能である。
【００２３】
図９を用いてプローブ姿勢算出のフローを説明する。プローブ挿入開始位置にプローブを移動させる（９０１）。その位置でのプローブ挿入姿勢を算出する（９０２）。プローブを挿入する（９０３）。図５に示した方法により，死角の有無を判定する（９０４）。死角があれば再度プローブの挿入姿勢を算出するフローに戻り，死角がなければ，計測対象を全面計測するために必要なプローブ姿勢が算出し終わったか判断する（９０５）。ここでプローブ姿勢を算出していない計測予定箇所があれば，プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動する。計測対象全面におけるプローブ姿勢の算出が終了したならば，プローブ姿勢を出力し（９０６）、計測は終了する（９０７）。
【００２４】
図９のフローにより計測に用いるプローブ姿勢が決定したら、走査機構にティーチングを実施する。図１０にティーチング方法の一例を示す。ステップ９０６で出力されたプローブ姿勢をティーチング結果としてＰＣ画面に表示させ，プローブと計測対象の干渉チェックと死角チェックを行う。プローブ姿勢に問題が無ければ，走査機構に対してプローブ姿勢のインプットを実行する。その後、インプットされたプローブ姿勢を用いて実際の計測対象を検査する。
【００２５】
本実施例のシステム全体を機能ブロック図として表したものが図８である。まず、プローブ姿勢制御部（８０３）はプローブ挿入開始位置にプローブを移動させ、その位置でのプローブ挿入姿勢を算出する（９０１、９０２）。次に当該プローブ位置での死角の有無を、死角判定部（８０２）が判定する（９０４）。このとき、死角判定部は過去に測定した測定データ、あるいは対象物の設計時のＣＡＤデータ等何らかの手段で予め取得された形状データが記憶されている形状データ蓄積部（８０１）のデータに基づいて、死角の有無を判定する。
【００２６】
死角があると死角判定部が判定した場合には、死角が無いと判定されるプローブ位置が見つかるまで、プローブ姿勢算出部（８０４）における算出処理が行われ、死角が無いと判定されたプローブ位置を、出力部（８０５）が表示部（８０６）やプローブ姿勢制御部（８０３）へ出力する。
【００２７】
以上を踏まえると、本実施例に記載の計測方法は、対象物の面形状を計測する方法であって，予め取得した対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面が形状計測プローブの死角に含まれるかを判定する第１ステップ（９０４）と，計測面が死角に含まれる場合に形状計測プローブの姿勢を計算する第２ステップ（９０２）と，第２ステップにおいて計算した姿勢を該計測位置におけるプローブ姿勢として出力する第３ステップ（９０６）とを有することを特徴とする。
【００２８】
また本実施例に記載の計測装置は、形状計測プローブを走査して対象物の面形状を計測する装置であって，予め取得した対象物の形状データを用いて，ある計測位置における対象物の計測面がプローブの死角に含まれるかを判定する判定部と，計測面が死角に含まれる場合にプローブの姿勢を計算する姿勢算出部と，第２ステップが計算した姿勢を該当計測位置におけるプローブ姿勢として出力する出力部とを有することを特徴とする。
【００２９】
このように、実際にプローブを用いて測定してエラーが出る前に、形状データを用いて死角判定したプローブ姿勢を用いて計測を行うことで、計測時における処理時間を低減することができる。
【実施例２】
【００３０】
本実施例では、図５で説明した死角以外に形状が計測できない場合について図１１を用いて説明する。実施例１と共通する部分については適宜説明を省略する。
【００３１】
実施例１でも述べた通り、形状計測プローブは透明管で覆われている。そのため，計測対象から散乱した光が透明管で反射し，透明管で反射した光（ゴースト）を誤って計測対象の形状として認識してしまう可能性がある。
【００３２】
ゴーストの発生位置は図１１のように、コーンミラーの頂点からプローブ軸に対して垂直方向に位置する対象までの距離をＲとし、プローブの内径をＡとすると、あたかもコーンミラーからＲ＋Ａの距離となる。カメラレンズとプローブのサイズおよびプローブと対象物との距離とが分かれば、ゴースト位置を幾何学的に計算することができるため，これら情報を用いてゴーストかどうかの判定を行い，ゴーストの場合は除去する処理を行う。しかしながら，ゴーストと形状が重なる場合があり，その場合は形状が除去されてしまう。そこでゴーストと形状が重ならないようなプローブ挿入姿勢を求める必要がある。
【００３３】
まず，ゴースト判定方法について説明する。図１２を用いて図１１とは異なる角度からゴーストの発生する位置について説明する。形状計測プローブにおいて透明管の内径をＡとする。プローブの中心から距離Ｒの位置にある対象を測定した場合，透明管の内面で反射することによってゴーストは幾何学的に測定対象とは１８０度反対の方向でかつ距離Ｒ＋Ａの地点に発生する。対象を測定した場合に得られる画像１２０２について説明する。対象形状として長方形１２０１を測定した場合，形状計測プローブ１０１を対象の中央に挿入した場合，取得画像１２０２に示すように上下にゴーストが発生し，プローブ中心から対象までの距離をＲとすると，ゴーストは距離Ｒ＋Ａの地点に発生する。
【００３４】
図１３を用いてゴーストを除去するための画像処理方法について説明する。取得画像１３０１に対して画像中心を原点とした極座標系にてθ＝０〜３６０°間で半径方向にピーク地点を探索する。例えば図１３ではθ地点で点１，２を候補点として検出する。θ＋１８０度地点では点３，４を候補点として検出する。中心から点１までの距離をＲ１，点２までの距離をＲ２とすると，ゴーストは１８０度回転した方向でかつ，検出された距離に透明管の内径Ａを足した距離に発生するため，ゴーストかどうかの条件判定を行うことができる。
【００３５】
図１３の場合，点１に対しては条件を満たす点が無いため，形状と判定され保存される。一方，点２に対しては点３の距離Ｒ３がＲ２＝Ｒ３＋Ａの条件を満たすため，ゴーストと判定され，破棄される。同様にして，点３に対しては条件を満たす点が無いため，形状と判定され保存され，点４に対しては点１の距離Ｒ１がＲ４＝Ｒ１＋Ａの条件を満たすため，ゴーストと判定され，破棄される。
【００３６】
本処理のフローチャートを図１４に示す。まず画像撮像を行う（１４０１）。次に得られた画像に対し、画像中心を原点とした極座標系にてθ＝０〜３６０°間で半径方向にピーク点サーチを行う（１４０２）。候補点を複数選出する（１４０３）。θが３６０°に達したか判定を行う（１４０４）。ゴースト判定処理として１８０度回転した方向にＲ＝Ｒ’＋Ａ（Ｒ’はθ＋１８０°の点）を満たす点があるか判定を行う（１４０５）。条件を満たす点があればゴーストと判定され破棄され（１４０６）、なければ形状と判定され保存される（１４０７）。
【００３７】
次にゴーストと形状が重ならないプローブ挿入姿勢の調整例を図１５を用いて説明する。本調整は実際に計測する前の事前作業として実施する。例えばロボット走査における干渉チェック同等の作業である。製品ＣＡＤモデル１５０１に対して，プローブのＣＡＤモデル１５０２を挿入し，ゴーストと形状が重なるかをＣＡＤモデル上で判定する。
【００３８】
ゴーストと形状が重なるかの判定方法の例を図１６を用いて説明する。実施例１と同様にプローブおよび計測対象のＣＡＤモデルを取得し，コーンミラー先端Ｅからプローブに対して垂直な直線を放射状に伸ばし，直線と計測対象との交点Ｂを求める。線分ＥＢの長さをＲとする。Ｂに対してプローブと１８０度反対の方向でかつ距離Ｒ＋Ａの位置に計測対象があった場合は，ゴーストと重なるため除去されてしまう。そこで、本実施例では、実施例１で述べた死角に加えて、ゴーストと計測対象が重なってしまう点も死角として、実施例１の処理に当てはめてプローブ姿勢の算出を行う。
【００３９】
ゴーストと形状が重ならないようにプローブの姿勢を調整する方法は例えば，計測対象に対するプローブ挿入位置を下にずらことで，ゴーストと形状が重ならないように調整することが可能である。
【００４０】
プローブ姿勢算出のフローを図１７および図８を用いて説明する。プローブ姿勢制御部は、プローブ挿入開始位置にプローブを移動させる（１７０１）。その位置でのプローブ挿入姿勢を算出する（１７０２）。プローブを挿入する（１７０３）。図１６に示した方法により，死角判定部がゴーストと形状の重なり有無を判定する（１７０４）。重なる部分があれば死角があると判定され、プローブ姿勢算出部により再度プローブの挿入姿勢を算出し、調整するフローに戻り，重なる部分がなければ，計測対象の全面についてプローブ姿勢を算出したか判断する（１７０５）。プローブ姿勢が未算出な計測予定箇所があれば，プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動する。全面算出したならば，プローブ姿勢を出力し（１７０６）、計測は終了する（１７０７）。
【実施例３】
【００４１】
実施例１，２においては形状データ蓄積部に計測対象のＣＡＤデータがあることを前提としていたが，測定対象のＣＡＤデータがない場合の実施例を図１８に示す。
【００４２】
本実施例では、計測対象が羽根車のように同一形状をした流路面が複数並ぶ場合の例を示す。対象が羽根車の場合は，図１８のように１流路のみＴｒｙ＆Ｅｒｒｏｒで実際に計測し，死角が生じないようにプローブ挿入姿勢を調整する。そしてその姿勢および計測した結果をメモリに記録しておき，他の流路に適用することが可能となる。これにより，１流路分はプローブ姿勢の調整とデータ取得に時間がかかるが，その他の流路に対してはプローブ姿勢を調整する必要がないため，調整時間の短縮が可能となる。またプローブ姿勢の調整は手動でもよいし，自動化することも可能である。
【００４３】
計測フローを図１９に示す。プローブ挿入開始位置にプローブを移動させる（１９０１）。その位置でのプローブ挿入姿勢を調整する（１９０２）。プローブを挿入する（１９０３）。図１８に示した方法により，死角の有無を判定する（１９０４）。死角があれば再度プローブの挿入姿勢を調整するフローに戻り，死角がなければ，１流路分を計測したか判断する。未計測箇所があれば，プローブを次のプローブ挿入開始位置まで移動する。１流路分計測したならば，計測は終了する（１９０６）。１流路分のプローブ姿勢をメモリに記録する（１９０７）。他の流路に対して記録した姿勢で自動計測する（１９０８）。
【実施例４】
【００４４】
実施例４を図２０を用いて説明する。ＣＡＤデータが誤っていたり、バリが残っている等の何らかの事情によりＣＡＤデータとは異なる検査対象の形状だった場合、プローブが計測対象に接触し，プローブが破損する恐れがある。そこで本実施例では、実施例１〜３のいずれかの構成に加え、接触検知機構２００１を備えることで，プローブが接触した場合に走査を停止させることが可能となる。接触検知機構２００１の一例として歪ゲージがある。プローブが接触した場合にプローブが歪むため，その歪を検知し，プローブ走査を停止させる。あるいは接触検知機構２００１として，タッチセンサをプローブ先端に搭載し，タッチセンサが接触した場合にプローブ走査を停止させる。
【実施例５】
【００４５】
実施例５は図２１を用いて説明する。検査する羽根車の流路が普通より狭いなど、計測対象の構造によっては、実施例１の構造よりもさらにプローブ姿勢の制御の精度向上が求められる場合がある。
【００４６】
このような計測対象を検査する場合、本実施例では図２１のようにロボットアームの構成に加え先端に１軸ステージ２１０１を搭載する構成とする。このような構成とすることで、流路の入口までロボットアームでプローブ姿勢を制御し、狭い流路内部では１軸ステージでプローブ姿勢を制御することにより、プローブ姿勢の制御の精度を向上させることができる。これは、１軸ステージ２１０１の方がロボットアームよりも、空間上のある座標点に物を移動させると指示した場合、その座標における位置決め精度が高いためである。
【実施例６】
【００４７】
実施例６を図２２を用いて説明する。図２２では走査機構として図１の構成におけるロボットの代わりに３次元測定機２２０１を用いる。形状計測プローブ１０１によって検出された形状座標データと走査機構２２０１によって走査された座標データとテーブル１０３によって走査された座標データを制御ボックス２２０２により座標統合演算することで，計測対象の３次元形状計測を行うことが可能となる。計測結果はＰＣ１０６上に表示される。また走査機構として５軸加工機を用いても良い。５軸加工機を用いる場合は刃物台に形状計測プローブ１０１を取付け，走査する。
【実施例７】
【００４８】
本発明による形状計測装置を部品の加工装置と組み合わせることで，部品の製造に用いることが可能となる。この場合の実施例を図２３に示す。加工機を用いて部品を加工する（２３０１）。次に形状計測装置で形状計測する（２３０２）。計測データと設計データと比較する（２３０３）。設計の寸法公差内に入っているか判定する（２３０４）。公差に入っていなければ再度加工し，公差内であれば，部品の製作を完了する（２３０６）。
【符号の説明】
【００４９】
１０１…形状計測プローブ，１０２…走査機構，１０３…テーブル，１０４…計測対象，１０５…制御ボックス，１０６…ＰＣ，２０１…カメラ，２０２…透明管，２０３…レーザ，２０４…コーンミラー，２０５…計測対象，３０１…計測対象，３０２…取得画像，５０１…計測対象，７０１…計測対象ＣＡＤデータ，７０２…形状計測プローブＣＡＤデータ，７０３…死角領域，８０１〜８０６…プローブ挿入姿勢決定機能ブロック図
９０１〜９０６…プローブ挿入姿勢決定フロー，１００１…走査機構ティーチング画面，１１０１…ゴースト像，１２０１…計測対象，１２０２…取得画像，１３０１…取得画像，１４０１〜１４０７…ゴースト判定フロー，１５０１…対象形状ＣＡＤデータ，１５０２…プローブＣＡＤデータ，１５０３…ゴーストと形状が重なる領域，１７０１〜１７０６…プローブ挿入姿勢決定フロー，１８０１…計測対象，１８０２…形状計測プローブ，１９０１〜１９０８…プローブ挿入姿勢決定フロー，２００１…接触検知センサ，２１０１…１軸ステージ，２２０１…３次元測定機，２２０２…制御ボックス，２３０１〜２３０５…製品製造フロー。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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