(57)【要約】【課題】ＣＮＣタイプの表面性状測定装置において利用可能な、測定用プローブの移動径路のデータを含むパートプログラムを作成することができ、パートプログラムを効率良くかつ廉価に作成することができる。【解決手段】コンピュータ３０に格納されたパートプログラムＰＰ１に沿ってアーム型多関節座標測定装置１０により被測定物２の測定を実行すると、その測定結果に基づき、この被測定物２をＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０で測定する場合のボールプローブ１の移動径路が演算され、この演算結果を含むパートプログラムＰＰ２がコンピュータ３０により生成される。生成されたパートプログラムＰＰ２は、コンピュータ４０に転送され、これにより、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０による自動測定が実行される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式の表面性状測定装置と接続され、
前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するように構成され、前記表面性状演算部の演算結果に適合する前記数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とするパートプログラム生成装置。
【請求項２】
前記数値制御表面性状測定装置の測定用プローブを退避させる基準位置としてのリトラクト面の位置情報を設定するリトラクト面設定部を更に備え、設定された前記リトラクト面の位置情報と前記退避方向と前記退避距離とに基づいて前記移動径路の情報を演算することを特徴とする請求項１に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項３】
前記測定種類指定部の指定結果を前記パートプログラムの一部に含めることを特徴とする請求項１又は２に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項４】
前記退避方向は、前記被測定物の測定面の法線方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項５】
前記リトラクト面は、前記被測定物の１つ以上の特徴点から固有の所定距離だけ離隔した位置に１つ以上を設けることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のパートプログラム生成装置。
【請求項６】
前記被測定物上で実行する測定の種類は１つ以上の表面性状要素を含み、この表面性状要素の各々は前記リトラクト面との関連付けが行われていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項７】
前記表面性状要素の各表面性状要素測定のために位置決めする際、あるいは各表面性状要素測定後に離脱する際の前記移動経路は、前記被測定物の測定面に対して、前記各表面性状要素に関連付けられた前記リトラクト面より遠い位置の経路を含むことを特徴とする請求項６に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項８】
前記表面性状要素を測定する際の前記移動経路は、前記被測定物の測定面の法線方向であることを特徴とする請求項６または７に記載のパートプログラム生成装置。
【請求項９】
作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式表面性状測定装置により前記被測定物の表面性状を測定する測定ステップと、
前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するパートプログラム生成ステップとを備え、
前記パートプログラム生成ステップは、前記表面性状演算ステップの演算結果に適合する前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とするパートプログラム生成方法。
【請求項１０】
前記パートプログラム生成ステップは、前記数値制御表面性状測定装置の測定用プローブを退避させる基準位置としてのリトラクト面の位置情報、及び前記退避方向及び退避距離に基づいて前記移動径路の情報を演算することを特徴とする請求項９に記載のパートプログラム生成方法。
【請求項１１】
前記パートプログラム生成ステップは、前記測定種類指定部の指定結果を前記パートプログラムの一部に含めることを特徴とする請求項９又は１０に記載のパートプログラム生成方法。
【請求項１２】
前記パートプログラムを前記数値制御表面性状測定装置に転送するステップとを備えたことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のパートプログラム生成方法。
【請求項１３】
作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式表面性状測定装置により前記被測定物の表面性状を測定する測定ステップと、
前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するパートプログラム生成ステップとをコンピュータに実行させるようにされたパートプログラム生成用プログラムであって、
前記パートプログラム生成ステップは、前記表面性状演算ステップの演算結果に適合する前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とするパートプログラム生成用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物の３次元形状、表面粗さ、真円度等の表面性状の測定を行う表面性状測定装置による自動測定を実行するためのパートプログラムを生成するためのパートプログラム生成装置、方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元形状測定装置などの表面性状測定装置においては、コンピュータからの数値制御信号に基づいて測定用プローブが移動するように構成されたいわゆるＣＮＣ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　　ｃｏｎｔｒｏｌ）タイプのものが広く知られている。このＣＮＣタイプの３次元形状測定装置では、いわゆるパートプログラムに基づいて、ワークの形状の測定手順が自動的に実行されるように構成されている。パートプログラムは、ワークの形状データに基づいて形成される測定用プローブの移動径路のデータや、その移動先で実行される測定の種類のデータ等を含んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このパートプログラムの作成には多大の時間を要する。このため、ワークの実物を使用してＣＮＣタイプの３次元形状測定装置によりパートプログラムの作成を行うと、パートプログラムの作成のために長時間装置が占有され、その間は被測定物の測定という本来の作業を行うことができないという問題がある。
【０００４】
このため、ＣＮＣタイプの３次元形状測定装置を使わずに、ＣＡＤデータを利用してパートプログラムを作成するオフラインティーチングという手法も普及している。しかし、ＣＡＤデータ、特に３次元ＣＡＤデータによるティーチングは、ワークの実物を使用したオンラインティーチング以上に熟練を要する作業である。
【０００５】
また、パートプログラムの作成を、ユーザが３次元形状測定装置の製造元やサービス会社などに委託することが行われているが、製造元やサービス会社にとっても、高価なＣＮＣタイプの３次元形状測定装置をパートプログラム作成のためだけに用意しておくのは不経済である。
【０００６】
ＣＡＤデータによるオフラインティーチングは、システムは高価であるという問題の他に、ＣＡＤデータがなくモデルだけがある場合や、ＣＡＤデータが機密扱いとなっていて外部委託機関に出せない、というようなこともあるため、実際上はＣＮＣタイプの３次元形状測定装置によるオンラインティーチングに頼らざるを得ないのが実情である。
【０００７】
本発明は、この問題に鑑みてなされたものであり、マニュアルの表面性状測定装置でも測定用プローブの移動径路のデータを含むパートプログラムを作成できるようにし、パートプログラムを効率良くかつ廉価に作成することができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本出願の第１の発明に係るパートプログラム生成装置は、作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式の表面性状測定装置と接続され、前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するように構成され、前記表面性状演算部の演算結果に適合する前記数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とする。
【０００９】
この第１の発明に係るパートプログラム生成装置によれば、例えば測定用プローブを手動で移動させて被測定物に接触させて測定状態とし、位置演算部によりこの測定用プローブの位置を演算する。そして、測定種類指定部で指定された被測定物上の要素の種類と、このプローブ位置の演算結果とに基づき、被測定物の表面性状が表面性状演算部により演算される。前記表面性状演算部の演算結果に適合する前記測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記測定用プローブの移動径路情報を演算する。この移動径路情報を含んだパートプログラムが、前記被測定物を別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するために利用される。このように、手動で測定用プローブを移動させるマニュアル式の表面性状測定装置において、被測定物を手動測定することによって、その被測定物を別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムが自動的にあるいは半自動的に生成される。このため、高価な数値制御機能つき表面性状測定装置をパートプログラム作成のために長時間占有することが無くなり、測定作業、及びパートプログラムの作成作業が効率化されると共に廉価なものとなる。
【００１０】
また、本発明において、前記数値制御表面性状測定装置の測定用プローブを退避させる基準位置としてのリトラクト面の位置情報を設定するリトラクト面設定部を更に備え、設定された前記リトラクト面の位置情報と前記退避方向と退避距離とに基づいて前記移動経路の情報を演算することが好適である。
この発明によれば、退避させる基準位置へプローブを手動位置決めした後、リトラクト面設定部の設定スイッチ操作を行うことによってリトラクト面の位置情報を設定することが出来るので、リトラクト面の設定が容易に行える。また、リトラクト面設定部でリトラクト面の位置情報（被測定物からの所定距離離隔した座標値やリトラクト面を適用する座標範囲情報など）を数値設定しても良い。ここでいうリトラクト面とは、いわゆる平面あるいは曲面、さらには直線あるいは曲線や点のいずれをも含むものとする。要は退避させる基準位置が指定できれば良い。
【００１１】
さらに、本発明において、前記測定種類指定部の指定結果を前記パートプログラムの一部に含めることが好適である。
この発明によれば、測定種類指定部で指定した結果（円測定や面測定など）が自動測定用のパートプログラムに組込まれるので、生成されたパートプログラムの編集の手間が軽減される。この測定種類指定部での指定は、手動測定毎に測定種類を指定する他、手動測定用パートプログラムの情報を抽出して指定することも出来るので、指定操作が極めて容易になる。
【００１２】
また、本発明において、前記退避方向は、前記被測定物の測定面の法線方向であることが好適である。
この発明によれば、測定後にプローブを退避する場合に、被測定物の測定面の法線方向を退避方向とするので、プローブが被測定物と干渉することを防止出来る。
【００１３】
さらに、本発明において、前記リトラクト面は、前記被測定物の１つ以上の特徴点から固有の所定距離だけ離隔した位置に１つ以上を設けることが好適である。
この発明によれば、例えばＸＹＺ直交座標系における被測定物のＸ軸＋方向に最も突起した点から所定距離ｘだけさらに＋方向だけ離隔した位置にＹＺ平面のリトラクト面を設定し、被測定物のＺ軸＋方向に最も突起した点から所定距離ｚだけさらに＋方向だけ離隔した位置にＸＹ平面のリトラクト面を設定するといった、複数のリトラクト面を設定でき、さらにそれらのリトラクト面は、被測定物から確実に離隔した位置に設定されるので、効率的かつ安全なリトラクト面を設けることが出来る。
【００１４】
また、本発明において、前記被測定物上で実行する測定の種類は１つ以上の表面性状要素を含み、この表面性状要素の各々は前記リトラクト面との関連付けが行われていることが好適である。
この発明によれば、１つあるいは複数の表面性状要素（円柱、角穴、段差などの幾何形状要素、粗さやうねりの微細表面性状、真円度要素など）の各々に対してリトラクト面との関連付けを行うことが出来るので、各表面性状要素測定に対する最適な退避基準面を提供することが出来る。
【００１５】
さらに、本発明において、前記表面性状要素の各表面性状要素測定のために位置決めする際、あるいは各表面性状要素測定後に離脱する際の前記移動経路は、前記被測定物の測定面に対して、前記各表面性状要素に関連付けられた前記リトラクト面より遠い位置の経路を含むことが好適である。
この発明によれば、１つの表面性状要素測定にあたってプローブを位置決めする際に、その表面性状要素に関連付けられた最適な退避基準面としてのリトラクト面の外側を経由する経路を移動経路とすることができるので、位置決めに際してプローブと被測定物との干渉を確実に回避できる。また、１つの表面性状要素測定後にプローブを退避する場合にも同様に被測定物との干渉を確実に回避できるので、安全性の高い自動測定用のパートプログラムを生成することができる。ここで、リトラクト面より遠い位置の経路とは、被測定物から見てリトラクト面の外側を通過する経路のことをいい、リトラクト面上を通過する経路も含むものとする。
【００１６】
また、本発明において、前記表面性状要素を測定する際の前記移動経路は、前記被測定物の測定面の法線方向であることが好適である。
この発明によれば、例えば円筒内面測定などにおいて、測定用プローブを作業者が操作して手動測定を行う場合には被測定物の測定面に対して直角方向（法線方向）に測定を行うことが難しい場合であっても、被測定物の測定面に対して法線方向に測定を行う移動経路が生成されて自動測定用のパートプログラムに組込まれるので、手動測定によるパートプログラム生成であるにもかかわらず、測定精度の高いパートプログラムの生成が可能となる。
【００１７】
上記目的達成のため、本出願の第２の発明に係るパートプログラム生成方法は、作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式表面性状測定装置により前記被測定物の表面性状を測定する測定ステップと、前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するパートプログラム生成ステップとを備え、前記パートプログラム生成ステップは、前記表面性状演算ステップの演算結果に適合する前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とする。
【００１８】
上記目的達成のため、本出願の第３の発明に係るパートプログラム生成用プログラムは、作業者が手動で移動させることができるように構成され被測定物を測定する測定用プローブと、前記測定用プローブの位置を演算する位置演算部と、前記被測定物上で実行する測定の種類を指定する測定種類指定部と、前記位置演算部の演算結果と前記測定種類指定部の指定結果とに基づき前記被測定物の表面性状を演算する表面性状演算部とを備えたマニュアル式表面性状測定装置により前記被測定物の表面性状を測定する測定ステップと、前記被測定物を前記マニュアル式表面性状測定装置とは別個の数値制御表面性状測定装置により自動測定するためのパートプログラムを生成するパートプログラム生成ステップとをコンピュータに実行させるようにされたパートプログラム生成用プログラムであって、前記パートプログラム生成ステップは、前記表面性状演算ステップの演算結果に適合する前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの退避方向及び退避距離を特定し、この退避方向及び退避距離に基づいて前記別個の数値制御表面性状測定装置の測定用プローブの移動径路の情報を演算して前記パートプログラムの一部に含めるようにされたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態に係る３次元座標測定システム及び方法について詳細に説明する。
本実施の形態に係る３次元座標測定システムは、図１に示すように、マニュアルタイプのアーム型多関節座標測定装置１０と、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０と、それぞれの装置の制御等を実行するコンピュータ３０及び４０を備えている。なお、図１では、理解の容易のため両装置１０、２０を近接して配置しているが、このように近接した位置に両装置１０、２０を配置する必要は必ずしもなく、例えば、装置１０は被測定物の製造元にあり、装置２０は被測定物購入者の工場内にある、というように、隔離された位置にあってもよい。
【００２０】
本実施の形態の特徴は、主にアーム型多関節座標測定装置１０に接続されたコンピュータ３０にあり、アーム型多関節座標測定装置１０、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０自体は従来のものと同様である。すなわち、本実施の形態の測定システムは、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のパートプログラムＰＰ２が、マニュアルタイプのアーム型多関節座標測定装置１０によりコンピュータ３０（より具体的には、コンピュータ３０に格納されたパートプログラム生成用プログラム）により生成される点に特徴を有する。
【００２１】
アーム型多関節座標測定装置１０は、作業台等に固定された基台１９に垂直に立設する支柱１８を備えている。この支柱１８と第２アーム１７の一端とは２軸方向（水平面内及び垂直面内）に対して回動自由でかつそれぞれの回転角度を検出可能なロータリーエンコーダ（図示せず）を内蔵した第３関節１５を介して接続されている。第２アーム１７の他端と第１アーム１６の一端とは、第３関節１５と同様な第２関節１４を介して接続されている。さらに第１アーム１６の他端とプローブヘッド１２とは、第２関節１４と同様な第１関節１３を介して接続されている。このプローブヘッド１２の先端にはボールプローブ１１が備えられている。作業者はこのプローブヘッド１２を掴んで操作することで、被測定物２に対してボールプローブ１１を自由な方向から接近させ、自由な角度で接触させて測定することが可能である。
【００２２】
ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０は、基台２１と、テーブル２２と、門型フレーム２３と、スライダ２４と、Ｚ軸スピンドル２５とから大略構成されている。テーブル２２は、基台２１に設置されており、その上面に被測定物２を載置するためのものである。門型フレーム２３は、このテーブル２２上に前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられている。また、スライダ２４は、門型フレームのＸビーム２３Ａに沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられている。
【００２３】
また、Ｚ軸スピンドル２５は、その下端に測定用のボールプローブ１を有するとともに、スライダ２４に対して上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能にされている。
門型フレーム２３、スライダ２４、Ｚ軸スピンドル２５は、ジョイスティック４７のレバー４７Ａ，４７Ｂの操作により発生する操作信号、及びコンピュータ４０に格納されたパートプログラムＰＰ２からの命令に沿った数値制御に基づき、図示しないパルスモータにより駆動制御される。
【００２４】
アーム型多関節座標測定装置１０でも、例えば図１に示すように、被測定物２上で実行する測定の種類（円、円筒などの幾何形状を含む表面性状測定の種類）を規定したパートプログラムＰＰ１を作成し、このパートプログラムＰＰ１に基づいて測定を実行することは従来から行われている。ただし、このパートプログラムＰＰ１には、プローブ１１の移動径路に沿って移動させることを命令するする移動命令は含まれていない。
【００２５】
本実施の形態では、このパートプログラムＰＰ１に沿ってアーム型多関節座標測定装置１０により被測定物２の測定を実行すると、その測定結果に基づき、この被測定物２をＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０で測定する場合のボールプローブ１の移動径路が演算され、この演算結果を含むパートプログラムＰＰ２がコンピュータ３０により生成される。生成されたパートプログラムＰＰ２は、コンピュータ４０に転送され、これにより、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０による自動測定が実行される。
【００２６】
コンピュータ３０は、アーム型多関節座標測定装置１０による被測定物２の形状の測定結果に基づき、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の移動径路を演算する際に、ボールプローブ１を退避させるべき方向（退避方向）及び退避すべき距離（退避距離）のデータを演算し、この退避方向及び退避距離のデータに基づきボールプローブ１の移動径路情報を取得する。なお、以下では、この退避方向と退避距離とにより特定される点を「リトラクト点」と称する。
【００２７】
この退避方向及び退避距離のデータを演算する方法を図２乃至図８に基づいて説明する。例えば、被測定物２中の測定要素が図２に示すような球２Ｓである場合には、その球２Ｓの表面の４点以上にアーム型多関節座標測定装置１０のボールプローブ１１を接触させ、球２Ｓの中心点Ｏｓの座標、及び球２ｓの半径データＲｓを演算する。ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、この中心点Ｏｓを始点としてボールプローブの接触点Ｔｓ方向に伸びるベクトル（被測定物の測定面の法線方向）により決定される。これにより、パートプログラムＰＰ２を実行した場合、球２Ｓの球面に対しボールプローブ１が垂直に退避するようになるので、ボールプローブ１１と被測定物２との干渉が確実に回避される。また、パートプログラムＰＰ２を実行して球２Ｓの測定を行う場合に、この退避方向を逆に辿る方向に移動経路（測定経路）を設定する。これによって被測定物２の球２Ｓの測定面に対して垂直な方向（測定点の法線方向）にボールプローブ１１のボールが接触するので、精度の高い自動測定を行うことが出来る。
【００２８】
また、退避距離は、半径データＲｓの大きさに基づいて決定してもよいし、予め定められた一定値であってもよい。例えば、退避距離を、半径データＲｓの１０％あるいは一律に５ｍｍなどとすることが出来る。ここで、測定要素（表面性状要素）の種類は測定種類指定部によって指定されるが、具体的には、測定要素の測定毎にコンピュータ３０のキーボードとディスプレイによって作業者により指定される。異なる指定方法としては、手動測定用パートプログラムＰＰ１を前もって入力装置によってコンピュータ３０に記憶させておき、測定要素の測定毎に、この手動測定用パートプログラムＰＰ１から抽出することも出来る。
【００２９】
また、被測定物２中の測定要素が図３に示すような平面２ｐである場合には、その平面２ｐの表面の３点以上にボールプローブ１１を接触させ、平面２ｐの位置を演算する。この場合、ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、ボールプローブ１１の接触点を始点とした平面２ｐの所定ベクトル２ｎにより決定される。退避距離は、被測定物２の概略の大きさを考慮して決定した一定値としてもよいし、後述するリトラクト面との交点により決定してもよい。尚、退避方向は平面２ｐの法線ベクトルによって決定しても良い。
【００３０】
また、被測定物２中の測定要素が図４に示すような直線２Ｌである場合には、その直線２Ｌ上の２点以上にボールプローブ１１を接触させ、直線２Ｌを演算する。この場合、ボールプローブ１の退避方向は、ボールプローブ１１の接触点Ｔｓを始点とし後述するリトラクト面ＲＰと平行なベクトル２ｎにより決定される。退避距離は、この場合は予め定められた一定値とするのが簡単なため好適であるが、測定要素毎に指定してもよい。
【００３１】
また、被測定物２中の測定要素が図５に示すような円筒２Ｃである場合には、その円筒２Ｃの側壁の６点以上にボールプローブ１１を接触させ、円筒２Ｃの中心軸Ａｃの位置、及び円筒２Ｃの半径データＲｃを演算する。ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、このボールプローブ１１の接触点Ｔｓから中心軸Ａｃへ下ろした垂線の足を始点としてその接触点Ｔｓ方向に伸びるベクトルにより決定される。また、退避距離は、半径データＲｃの大きさに基づいて決定してもよいし、予め定められた一定値であってもよい。
【００３２】
被測定物２中の測定要素が図６に示すような円錐２Ｃｎである場合には、その円錐２Ｃｎの側壁の６点以上にボールプローブ１１を接触させ、円錐２Ｃの中心軸Ａｃｎの位置、及び円錐２Ｃｎの円錐角θｃｎ、円錐頂点位置ｈｃを演算する。ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、このボールプローブ１１の接触点Ｔｓから中心軸Ａｃｎへ下ろした垂線の足を始点としてその接触点Ｔｓ方向に伸びるベクトルにより決定される。また、退避距離は、円錐角θｃｎ、円錐頂点位置ｈｃに基づいて決定してもよいし、予め定められた一定値であってもよい。
さらに、退避方向については、ボールプローブ１１の接触点（測定点）Ｔｓの法線方向としても良い。
【００３３】
また、測定方向の移動経路（測定経路）と退避方向の移動経路（退避経路）は必ずしも同一でなくとも良く、測定経路を接触点Ｔｓの法線方向とし、退避経路は中心線Ａｃｎに直角方向としても良い。
【００３４】
被測定物２中の測定要素が図７に示すような投影円２Ｃｐである場合には、その投影円Ｃｐの投影元である円筒の表面にボールプローブ１１を接触させ、３点又は多点測定後、全点を基準面に投影し、この投影点に基づく円要素の中心座標値とこの中心を通る基準面に垂直な中心軸Ａｐおよび半径データＲｃｐを演算する。ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、３点又は多点測定を行った場合の最終点の測定方向によって決定され、中心軸Ａｐから離れる方向に測定が行われた場合は、円筒内側面測定と判断されて、接触点Ｔｓから中心線Ａｐへ下ろした垂線と中心線Ａｐとの交点がリトラクト点となる。これによって退避方向と退避距離が一義的に決定される。また、３点又は多点測定を行った場合の最終点の測定方向が、中心軸Ａｐへ向かう方向に測定が行われた場合は、円筒外側面測定と判断されて、このボールプローブ１１の接触点Ｔｓから中心軸Ａｐへ下ろした垂線の足を始点としてその接触点Ｔｓ方向に伸びるベクトルにより決定される。また、退避距離は、円筒の半径Ｒｐの大きさ等に基づいて決定してもよいし、予め定められた一定値であってもよい。
【００３５】
被測定物２中の測定要素が図８に示すような空間円２Ｃｓである場合には、その投影円Ｃｓの投影元である円筒の表面にボールプローブ１１を接触させ、３点又は多点測定後、１点目を含む基準面に平行な平面上に他の全点を投影し、この投影点に基づく円要素の中心座標値とこの中心を通る基準面に垂直な中心軸Ａｃｓおよび半径データＲｃｓを演算する。ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０のボールプローブ１の退避方向は、３点又は多点測定を行った場合の最終点の測定方向によって決定され、中心軸Ａｃｓから離れる方向に測定が行われた場合は、円筒内側面測定と判断されて、接触点Ｔｓから中心線Ａｃｓへ下ろした垂線と中心線Ａｃｓとの交点がリトラクト点となる。これによって退避方向と退避距離が一義的に決定される。また、３点又は多点測定を行った場合の最終点の測定方向が、中心軸Ａｃｓへ向かう方向に測定が行われた場合は、円筒外側面測定と判断されて、このボールプローブ１１の接触点Ｔｓから空間円２Ｃｓを構成する円筒の中心軸Ａｃｓへ下ろした垂線の足を始点としてその接触点Ｔｓ方向に伸びるベクトルにより決定される。また、退避距離は、空間円２Ｃｓの大きさに基づいて決定してもよいし、予め定められた一定値であってもよい。
【００３６】
また、コンピュータ３０は、例えば図９に示すような１つ又は複数のリトラクト面ＲＰ１、ＲＰ２・・・の情報を保持している。このリトラクト面ＲＰは、ボールプローブ１を退避させる基準位置を決定し、前述の退避方向、退避距離のデータと共に、ボールプローブ１の移動径路を決定するために利用される。リトラクト面ＲＰは、被測定物２の形状を考慮して、プローブ１の衝突等を避けることができ且つ測定時間の短縮が図れるような位置に設定され、具体的にはリトラクト面設定部として機能するコンピュータ３０のキーボード、マウス等により設定される。
【００３７】
リトラクト面ＲＰを利用したボールプローブ１の移動径路の決め方を図９に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、測定要素（表面性状要素）に応じて前述の退避方向及び退避距離により決まったリトラクト点Ｐｄの内の１点目の測定に対応するリトラクト点Ｐｄ１からこのリトラクト面ＲＰに投影した点Ｐｄｒを、ボールプローブ１の移動径路の通過点の１つとする。
【００３８】
また、図９（ｂ）に示すように、退避方向に伸びる直線と、このリトラクト面ＲＰとが交差する場合には、投影した点を移動径路の通過点とする代わりに、その交差点Ｐｉを移動径路の通過点の１つとする。すなわち、この図９（ｂ）の場合には、退避距離がリトラクト面ＲＰとの関係で決定されることになる。
【００３９】
次に、コンピュータ３０によるパートプログラムＰＰ２の生成の具体的な手順を、図１０に基づいて説明する。
ここでは、図１０（ａ）に示すように、パートプログラムＰＰ１において、孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３、平面Ｐｎ１、円筒Ｃ１とが測定要素として指定され、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｐｎ１、Ｃ１の順で測定する旨指定されているものとする。
作業者は、まず被測定物２の特徴点に対してプローブを安全に退避させる基準位置としてのリトラクト面の設定を行う。
具体的には図１０の被測定物２の上方向については平面Ｐｎ１が最も突出していることから、上方向についてはこの平面Ｐｎ１に対して上方向の所定距離だけ離隔した位置にリトラクト面ＲＰ１を設定する。さらに被測定物２の右方向については円筒Ｃ１の右端が最も突出していることから、右方向についてはこの円筒Ｃ１右端に対して右方向の所定距離だけ離隔した位置にリトラクト面ＲＰ２を設定する。
【００４０】
このリトラクト面の設定はリトラクト面設定部で設定するが、設定の具体的手順はリトラクト面位置へプローブを手動位置決めした後、リトラクト面設定部の設定スイッチ操作を行うことによってリトラクト面の位置情報を設定する他、リトラクト面設定部でリトラクト面の位置情報（被測定物からの所定距離離隔した座標値やリトラクト面を適用する座標範囲情報など）を数値設定する手順としても良い。
【００４１】
次に、作業者は、アーム型多関節座標測定装置１０のプローブヘッド１２を掴んで被測定物２上の所定箇所にボールプローブ１１を移動させる。手動であることから、プローブヘッドの軌跡Ｔｒは、図１０（ａ）に２点鎖線で示すようなランダムな曲線となる。
【００４２】
まず、孔Ｈ１内にボールプローブ１１を移動させて、孔Ｈ１の内壁面の６箇所にボールプローブ１１を接触させる。接触させる際、測定精度の向上のためには、円周面に対し垂直にボールプローブ１１を近接させるのが望ましいが、実際には、手動でボールプローブ１１を動かしていることから、図１０（ｂ）に示すように、その移動軌跡は円周面に直角とはならない。このため、アーム型多関節座標測定装置１０の測定値はＣＮＣタイプの測定機２０の測定値よりも精度は落ちる。しかし、この実施の形態では、アーム型多関節座標測定装置１０の測定値はパートプログラムＰＰ２の作成に用いられるだけであるので、精度の良否は問題とならない。
【００４３】
コンピュータ３０は、パートプログラムＰＰ１に従い、この６箇所の座標データに基づき、孔Ｈ１の軸ＡＨ１の位置及び方向並びに孔Ｈ１の直径Ｄ１及び測定高さ位置ｐ２、ｐ２´を演算する。
【００４４】
ここで、測定高さ位置ｐ２は、６箇所の測定点の内、測定高さ位置が近い３箇所のデータの平均値から求める。測定高さ位置ｐ２’は残りの３箇所のデータの平均値から求める。つまり、孔Ｈ１の内壁面の６箇所の測定では、第１の高さ位置で３箇所の測定を行い、第２の高さ位置で残りの３箇所の測定を行うのが望ましい。
【００４５】
その後、孔Ｈ１の中心軸ＡＨ１と直径Ｄ１および測定高さ位置ｐ２、ｐ２’から、測定高さ位置ｐ２、ｐ２’の各々における孔の円筒内面の適切な自動測定点（自動測定用パートプログラムＰＰ２で測定する測定点）を決定し、この６箇所の自動測定点（接触点）に対する測定順序と各々の自動測定点におけるリトラクト点を決定する。この６箇所の自動測定点の決定は、手動測定した測定点とする方法（但し測定高さ位置はｐ２あるいはｐ２’に修正される。）と、手動測定点に最も近い位置で且つ１２０度等配となる各３箇所とする方法があるが、測定目的に応じて使い分ける。
【００４６】
次に、この測定要素である孔Ｈ１と関連付けを行うリトラクト面を決定する。このリトラクト面の選択は、測定要素の最初の測定点におけるリトラクト点から最も近いリトラクト面を選択するが、必要に応じてコンピュータ３０のキーボードから指定あるいは変更しても良い。図１０においては、孔Ｈ１の測定要素はリトラクト面ＲＰ１に関連付けられる。
その後、孔Ｈ１の最初の測定点に対するリトラクト点を、関連付けられたリトラクト面ＲＰ１に投影して要素測定開始点ｐ１を算出し、同様に最後の測定点に対するリトラクト点を、関連付けられたリトラクト面ＲＰ１に投影して要素測定終了点を算出する。
【００４７】
円や円筒内径の場合の各測定点に対応するリトラクト点としては、その中心位置とされることが多いので、この場合には各測定点に対応するリトラクト点はすべて同一となり、その結果、リトラクト面ＲＰ１に投影された要素測定開始点ｐ１と要素測定終了点は同一となる。
なお、ｎ番目の測定要素に関連付けられたリトラクト面ＲＰｎと、ｎ＋１番目の測定要素に関連付けられたリトラクト面ＲＰｎ＋１が異なる時は、ｎ番目の測定要素に関する要素測定終了点は、最後の測定点に対するリトラクト点を、リトラクト面ＲＰｎ＋１に投影して算出しても良い。このケースの方が、無駄な位置決め経路が生成されないので、一般に測定が高速化される。
【００４８】
以下、作業者が孔Ｈ２、Ｈ３についても同様に測定していくと、孔Ｈ２、Ｈ３の軸ＡＨ２、ＡＨ３、及び直径Ｄ２、Ｄ３が求められ、これらに基づいて同様にリトラクト面ＲＰ１へ投影された各測定要素の要素測定開始点と要素測定終了点が算出される。ここで、孔Ｈ２の要素測定開始点ｐ３と要素測定終了点は同一となり、孔Ｈ３の要素測定開始点ｐ５と要素測定終了点が同一となるのは、孔Ｈ１の場合と同様である。なお、孔Ｈ２と孔Ｈ３の測定要素はいずれもリトラクト面ＲＰ１に関連付けられる。また、軸ＡＨ２、ＡＨ３上の点であって孔Ｈ２，Ｈ３内の測定高さ位置ｐ４、ｐ４´、ｐ６、ｐ６´の座標が求められる点も同様である。
【００４９】
平面Ｐｎ１については、平面Ｐｎ１上の任意の３点ｐ８、ｐ１０、ｐ１２にボールプローブ１１が接触されることにより、まず平面Ｐｎ１とその法線ベクトルが求められ、続いてこの法線ベクトルに基づき、この点ｐ８，ｐ１０、ｐ１２からリトラクト面ＲＰ１に落とした法線ｎ８，ｎ１０，ｎ１２の交点ｐ７、ｐ９、ｐ１１の座標が求められる。なお、平面Ｐｎ１の測定要素はリトラクト面ＲＰ１に関連付けられている。
【００５０】
平面Ｐｎ１の測定点ｐ８、ｐ１０、ｐ１２に対応するリトラクト点はそれぞれｐ７、ｐ９、ｐ１１となり、平面Ｐｎ１の要素測定開始点と要素測定終了点はそれぞれリトラクト点ｐ７、ｐ１１と一致する。
【００５１】
また、円筒Ｃ１については、円筒Ｃ１の外側壁の６箇所（後述する図１２のｐ１３−ｐ１８）にボールプローブ１１を接触させ、それらの接触点の位置データがコンピュータ３０により演算される。これにより、円筒Ｃ１の中心軸Ａｃ１、直径Ｄｃ１等のデータが演算される。
また、この円筒Ｃ１のデータ、接触点ｐ１３−ｐ１８の位置データに基づき、円筒Ｃ１をＣＮＣタイプの３次元座標測定機２０で測定する際のプローブ１の退避方向、退避距離が演算され、これにより各接触点ｐ１３−ｐ１８のリトラクト点が決定される。さらに、最初の接触点ｐ１３のリトラクト点ｐ１３´と、最後の接触点ｐ１８のリトラクト点ｐ１８´をリトラクト面ＲＰ２に投影した要素測定開始点ｐ１３’’、要素測定終了点ｐ１８’’の座標が演算される。
【００５２】
なお、接触点のデータから自動測定点を決定する点、軸方向の測定高さを決定する点の詳細は孔１の円筒内面と同様の考え方で良いので、詳細説明は省略する。
ここで、円筒Ｃ１の測定要素に関連付けられるリトラクト面は、最も近いリトラクト面ＲＰ２が選択される。
このように測定要素をリトラクト面に関連づける場合は、例えば手動測定した測定点（接触点）の平均位置（例えば円測定の場合は略中心位置となる。）から垂直距離が最も近いリトラクト面を選択するのが簡便である。
【００５３】
このようにして、リトラクト面ＲＰ１、ＲＰ２上の点ｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９、ｐ１１、ｐ１３’’、ｐ１８’’が、ボールプローブ１の測定径路の通過点（中継点）としてコンピュータ３０に記憶される。
【００５４】
次に、上述のようにして求められた通過点（ｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９、ｐ１１、ｐ１３’’、ｐ１８’’）、孔Ｈ１−Ｈ３内の点（ｐ２、ｐ２´、ｐ４、ｐ４´、ｐ６、ｐ６´）、及び平面Ｐｎ１上の点（ｐ８、ｐ１０，ｐ１２）に基づいて、パートプログラムＰＰ２でのボールプローブ１の移動径路情報が作成される。
移動経路情報は、基本的には、次のように各種の移動経路の組み合わせとして作成される。
１）測定要素の要素測定開始点への位置決め移動経路
２）測定要素の最初の測定点に対応するリトラクト点への位置決め移動経路
３）測定要素の測定移動経路
４）測定要素の最後の測定点に対応するリトラクト点から要素測定終了点への位置決め移動経路
【００５５】
各測定要素ごとに、これらの４種類の移動経路の情報を順次生成し、さらに測定命令（測定種類指定部の指定結果）を抽出して組込むことによって自動測定用パートプログラムＰＰ２が生成される。
図１０の場合におけるパートプログラムＰＰ２は次のように生成される。
１）測定開始初期位置から孔Ｈ１の要素測定開始点ｐ１への位置決め命令の生成。
ＳＴＡＲＴ　Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ
ＧＯＴＯ　Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１
２）孔Ｈ１の最初の測定点に対応するリトラクト点ｐ２への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２
３）孔Ｈ１の内面測定命令の生成。
ＭＥＡＳ　ＣＹＬＩＮＤＥＲ　ＩＮＳＩＤＥ　６，（Ｘ２’，Ｙ２’，Ｚ２’，ｄｉａｍ，ｉ，ｊ，ｋ）
（ここで、Ｘ２’，Ｙ２’，Ｚ２’はリトラクト点ｐ２’の座標値、ｄｉａｍは円筒の直径、ｉ，ｊ，ｋは円筒の中心軸方向を示す。）
【００５６】
４）孔Ｈ１の最後の測定点に対応するリトラクト点ｐ２’から要素測定終了点ｐ１への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１
５）孔Ｈ２の要素測定開始点ｐ３への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３
（この位置決め命令は第１の測定要素の測定終了後、第２の測定要素の測定を行うためにプローブ移動を行うもので、事実上はリトラクト面ＲＰ１に沿って移動する移動経路が生成されたことになるので、プローブが被測定物に干渉することなく、安全に移動できる。なお、この移動経路はリトラクト面ＲＰ１に沿ったものでなくとも、リトラクト面ＲＰ１の外側＜被測定物２から遠い側＞であれば良い。）
【００５７】
６）孔Ｈ２の最初の測定点に対応するリトラクト点ｐ４への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４
７）孔Ｈ２の内面測定命令の生成。
ＭＥＡＳ　ＣＹＬＩＮＤＥＲ　ＩＮＳＩＤＥ　６，（Ｘ４’，Ｙ４’，Ｚ４’，ｄｉａｍ，ｉ，ｊ，ｋ）
８）孔Ｈ２の最後の測定点に対応するリトラクト点ｐ４’から要素測定終了点ｐ３への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３
９）孔Ｈ３についても同様な測定命令が生成され、測定終了点ｐ５への位置決め命令が生成される。
１０）平面Ｐｎ１の要素測定開始点ｐ３への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ７，Ｙ７，Ｚ７
【００５８】
１１）平面Ｐｎ１の測定命令の生成。
ＭＥＡＳ　ＰＬＡＮＥ　３，（ｘ，ｙ，ｚ，ｄｉａｍ，ｉ，ｊ，ｋ）
（ここで、ｘ，ｙ，ｚは平面Ｐｎ１上の点で測定中心位置を示し、ｄｉａｍは３点を円周上で測定する場合の円周直径、ｉ，ｊ，ｋは平面Ｐｎ１の法線方向を示す。平面Ｐｎ１の測定要素の測定点に対応するリトラクト点は要素測定開始点、要素測定終了点と同一のため、リトラクト点への位置決め命令は生成されない。）
１２）平面Ｐｎ１の測定終了点ｐ１１からリトラクト面ＲＰ２へプローブを移動させる位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ１３’’，Ｙ１３’’，Ｚ１１
（この場合、次の測定要素である円筒Ｃ１のリトラクト面が変わるため、一旦、リトラクト面間の移動命令が生成される。これによってプローブがリトラクト面ＲＰ１に沿ってリトラクト面ＲＰ２へ移動するので、プローブと被測定物とが干渉することなく、安全に移動できる。なお、リトラクト面同士が交差しない場合は、中継点を別途設定し、その中継点を経由してリトラクト面間移動を行う。）
【００５９】
１３）円筒Ｃ１の要素測定開始点ｐ１３’’への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ１３’’，Ｙ１３’’，Ｚ１３’’
１４）円筒Ｃ１の最初の測定点に対応するリトラクト点ｐ１３’への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ１３’，Ｙ１３’，Ｚ１３’
１５）円筒Ｃ１の外面測定命令の生成。
ＭＥＡＳ　ＣＹＬＩＮＤＥＲ　ＯＵＴＳＩＤＥ　６，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ，ｄｉａｍ，ｉ，ｊ，ｋ）
１６）円筒Ｃ１の最後の測定点に対応するリトラクト点ｐ１８’から要素測定終了点ｐ１８’’への位置決め命令の生成。
ＧＯＴＯ　Ｘ１８’’，Ｙ１８’’，Ｚ１８’’
１７）終了命令の生成。
ＥＮＤ
【００６０】
生成された自動測定用パートプログラムＰＰ２に含まれる測定命令（ＭＥＡＳ）は、いわゆるマクロ命令（一種のサブルーチンあるいは手続き宣言）であって、このマクロ命令は測定要素によって様々な命令の組み合わせで構成される。
例えば、孔Ｈ１の測定命令は、円筒内面の測定を行うために、次のような命令から構成される。（図１１参照）
１）リトラクト点ｐ２を出発して測定点ｐ２ａへ向かう測定移動命令の生成。
２）測定点ｐ２ａからリトラクト点ｐ２へ戻る位置決め命令の生成。
３）リトラクト点ｐ２を出発して測定点ｐ２ｂへ向かう測定移動命令の生成。
４）測定点ｐ２ａからリトラクト点ｐ２へ戻る位置決め命令の生成。
５）リトラクト点ｐ２を出発して測定点ｐ２ｃへ向かう測定移動命令の生成。
６）測定点ｐ２ａからリトラクト点ｐ２へ戻る位置決め命令の生成。
７）リトラクト点ｐ２からリトラクト点ｐ２’へ移動する位置決め命令の生成。
【００６１】
８）リトラクト点ｐ２’を出発して測定点ｐ２ｄへ向かう測定移動命令の生成。９）測定点ｐ２ｄからリトラクト点ｐ２’へ戻る位置決め命令の生成。
１０）リトラクト点ｐ２’を出発して測定点ｐ２ｅへ向かう測定移動命令の生成。
１１）測定点ｐ２ｅからリトラクト点ｐ２’へ戻る位置決め命令の生成。
１２）リトラクト点ｐ２’を出発して測定点ｐ２ｆへ向かう測定移動命令の生成。
１３）測定点ｐ２ｆからリトラクト点ｐ２’へ戻る位置決め命令の生成。
１４）円筒パラメータ計算命令の生成。
１５）測定終了命令の生成。
【００６２】
ここで、位置決め命令が早送り移動速度で実行されるのに対して、測定移動命令は測定送り速度で実行され、プローブが円筒内面に接触して測定が行われた時点で、その時点のプローブ位置が測定値として記憶されると共に測定送りが停止される。
円筒パラメータ計算命令は、このようにして測定された６点の測定値から、孔Ｈ１の円筒の軸ＡＨ１と直径Ｄ１を算出して測定結果として記憶する。
この実施形態における円筒内面の測定命令はこのような命令構成に分解されるが、必ずしもこれに限る必要はない。例えば、円筒の直径が比較的大きい場合は、リトラクト点から測定点までの距離が長く、測定移動命令の実行に長時間を要することになるので、このような場合は測定の効率化のために、この測定移動命令を、１）測定点から所定距離だけ手前の中継点（例：ｐ２ａ’）までの位置決め命令と、２）この中継点から測定点までの測定移動命令と、に分解しても良い。
孔Ｈ２と孔Ｈ３についても同様なマクロ命令分解が行われる。
【００６３】
円筒Ｃ１の測定命令は、円筒外面の測定を行うために、円筒内面の測定とほぼ同様なマクロ命令分解が行われるが、円筒内面の場合には３点の測定点のリトラクト点（ｐ２あるいはｐ２’）が共通であったのに対して、円筒外面の場合はリトラクト点がそれぞれ異なっている（図１２参照）。
このことから、リトラクト点間の位置決め命令がさらに必要となる。
具体的には、リトラクト点ｐ１３’から測定移動命令によって測定点ｐ１３を測定した後に位置決め命令によってリトラクト点ｐ１３’へ戻り、その後、リトラクト点ｐ１４’へ位置決めをする必要が生じる。この場合、退避距離の長さによっては、リトラクト点ｐ１３’からリトラクト点ｐ１４’へ直線的に移動を行うとプローブが円筒Ｃ１と干渉する可能性がある。例えば、１段目の測定点（ｐ１３、ｐ１４、ｐ１５）が１２０度等配で設けられている場合、円筒Ｃ１の直径をＤｃ１、ボールプローブ１の接触部の直径をＤｐとすると、退避距離が（√２−１）（Ｄｃ１＋Ｄｐ）／２より短いとボールプローブ１の接触部は円筒Ｃ１と干渉する。
【００６４】
この問題を回避するために、リトラクト点ｐ１３’とリトラクト点ｐ１４’との間に干渉を回避できる中継点を設け、その中継点を経由してリトラクト点ｐ１４’へ位置決めする方法が取られる。回避策はこの方法に限らず、各リトラクト点をリトラクト面ＲＰ２に投影した中継点を設け、リトラクト点間の移動にあたっては、リトラクト点から一旦リトラクト面へ移動し、リトラクト面上で次の測定点に対応する中継点へ位置決めしたのち、次のリトラクト点へ移動することによって、安全な移動経路を生成することができる。
もちろん、各測定点に対応するリトラクト点ｐ１３’、ｐ１４’、ｐ１５’、ｐ１６’、ｐ１７’、ｐ１８’の相互間の移動でプローブと被測定物の干渉が生じないように退避距離が設定される場合はリトラクト点間を直接位置決めすれば良い。
【００６５】
以上説明したように、この実施の形態の方法によれば、廉価なマニュアル式の多関節型座標測定装置１０において、測定要素のみが規定され移動径路に関する情報を含まないパートプログラムＰＰ１に沿って被測定物２の測定を行うだけで、自動的にＣＮＣタイプの座標測定装置２０で使用できるパートプログラムＰＰ２を作成することができる。
【００６６】
また、マニュアル式の多関節型座標測定装置１０の場合、プローブヘッド１２を手でつかんで操作できるから、ＣＮＣタイプの座標測定装置２０でジョイスティック４７を使用してパートプログラムを作成するよりも操作が容易であり、効率良くＣＮＣタイプの座標測定機用のパートプログラムＰＰ２を作成することができる。この場合、ＤＭＩＳ規格によりパートプログラムＰＰ２を作成することにより、汎用的に利用可能なパートプログラムを得ることができる。また、マニュアル式の多関節型座標測定装置１０はＣＮＣタイプの３次元座標測定装置２０に比べると測定精度は劣るが、本実施の形態の場合、マニュアル式の多関節型座標測定装置１０の測定データをパートプログラムの生成に使用するだけであるので、測定精度上の問題は無い。この意味において、本実施の形態は、精度の比較的ラフなマニュアル式の多関節型座標測定装置１０の用途を拡大することが期待される。
【００６７】
以上、マニュアル式の多関節型座標測定装置１０を利用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、省スペースのマニュアル式の座標測定装置であれば、多関節型でなく他の形式のものであってもよいことはいうまでもない。
さらに、本実施形態では退避方向が被測定物の測定面の法線方向とする場合について示したが、被測定物の測定部位の形状によっては、必ずしも法線方向としなくても良く、測定要素ごと、あるいは測定点ごとに異なる退避方向、退避距離をコンピュータ３０のキーボードから指定しても良い。測定経路の方向についても、測定点に対して必ずしも法線方向としなくても良く、測定要素ごと、あるいは測定点ごとに異なる測定方向をコンピュータ３０のキーボードから指定しても良い。
【００６８】
また、ボールプローブ１、１１はいずれも接触式のものを用いる場合について示したが、これに限らずボールプローブ１、１１の一方あるいは両方が、ＣＣＤカメラやイメージセンサを用いた光学式センサ、静電容量式センサ、電磁式センサなどの非接触式のセンサであっても良い。
さらに、ボールプローブ１、１１は、接触点を検出する、いわゆるタッチ信号プローブを用いる場合のみを示したが、これに限らず、被測定面の輪郭形状データを連続的に測定する倣いプローブであっても良く、さらに粗さやうねりあるいは微小形状を測定するセンサであっても良い。つまり、表面性状測定の種類は何であっても良く、要は測定要素の測定にあたって必要となる要素測定開始点と要素測定終了点が決定できれば良い。
また、被測定物の測定にあたって、全測定個所を同一のボールプローブで測定する場合について示したが、ボールプローブ１、１１とも測定個所の表面性状に応じて適切なプローブやセンサに、手動あるいは自動で交換可能としても良い。つまり、幾何形状測定や粗さ測定が混在する被測定物であっても良い。
【００６９】
さらに、三次元測定機による三次元測定のみについて示したが、これに限らず二次元測定であっても良く、画像測定機、投影機、表面粗さ測定機、表面輪郭形状測定機、真円度測定機などを用いても良く、さらに三次元測定機による三次元測定結果から、その被測定物を投影した形状を測定する二次元自動測定用パートプログラムを生成しても良い。この場合、高さ方向（通常はＺ軸方向）の測定、移動命令が不要になるので、プログラムの生成は簡単化される。
【００７０】
また、パートプログラム作成用の手動測定機（本実施形態ではアーム型多関節座標測定装置１０）は、特に精度を必要としないので、この発明を専用に実施する測定機やプローブの場合は、通常の製品において実施される組立て後の測定機あるいはプローブの校正作業が不要となり、さらに製造コストを低減することが出来る。
さらに、パートプログラムの生成にあたって必要となる測定要素の指定や退避距離の設定などの各種設定や選択は、前もって一括して行う方法の他、パートプログラム生成時点で対話的に行う方法であっても良い。
なお、本発明によって生成された自動測定用パートプログラムを別途編集可能としても良いことは当然である。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るパートプログラム生成装置、方法及びプログラムによれば、マニュアルの表面性状測定装置により通常の測定を行うのと同じ手順を実行するだけで、ＣＮＣタイプの表面性状測定装置において利用可能な、測定用プローブの移動径路のデータを含むパートプログラムを作成することができ、パートプログラムを効率良くかつ廉価に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る３次元座標測定システムの全体構成を示す。
【図２】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図３】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図４】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図５】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図６】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図７】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図８】ボールプローブ１の退避方向を演算する手法を示す。
【図９】リトラクト面による移動径路を演算する手法を示す。
【図１０】本発明の実施の形態に係る３次元座標測定システムによるボールプローブ１の移動径路を演算する手法を示す具体例である。
【図１１】測定要素の測定を行う際のボールプローブ１の移動径路を演算する手法を示す具体例である。
【図１２】測定要素の測定を行う際のボールプローブ１の移動径路を演算する手法を示す具体例である。
【符号の説明】
２・・・被測定物、　１０・・・アーム型多関節座標測定装置、　２０・・・ＣＮＣタイプの３次元座標測定装置、　３０、４０・・・コンピュータ、　ＰＰ１、ＰＰ２・・・パートプログラム、　１１・・・ボールプローブ、１２・・・プローブヘッド、１３・・・第１関節、　１４・・・第２関節、　１５・・・第３関節、　１６・・・第１アーム、　１７・・・第２アーム、　１８・・・支柱、　　１９・・・基台、　２１・・・基台、　２２・・・テーブル、　２３・・・門型フレーム、　２４・・・スライダ、２５・・・Ｚ軸スピンドル
【図１】
2004017198.tif 000003
【図２】
2004017198.tif 000004
【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】
2004017198.tif 000012
【図１１】
2004017198.tif 000013
【図１２】
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