(57)【要約】寸法計測装置は、装置の初期誤差マップ又は誤差関数を改善するために、さらに較正される。較正された製造ワークピース（14）が、装置（10）上で計測され、誤差値を生成すべく、計測値が較正された値と比較される。1つ以上の更新された誤差マップ又は関数が、これらの誤差値の一部又は全部と初期誤差マップ又は関数の全部又は一部との組み合わせから、生成される（46,92）。次いで、更新されたマップ又は関数がより良い訂正を生成するかどうかが決定され（48,94）、そうであれば、それは将来の計測のために選択される。新しい誤差値と既存の誤差値との組み合わせに基づく、そしてより良い訂正を与えると決定されている誤差マップ又は関数を選択することにより、改善されたマップ又は関数が、正常な製造計測の過程で知的に学習される。
2018511046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期誤差マップ又は誤差関数によって較正された寸法計測装置をさらに較正する方法であって、
当該方法は、
計測装置上の製造ワークピースを計測することであって、当該製造ワークピースは、製造工程によって製造された名目上同一のワークピースの第一のシリーズの１つであり、
製造ワークピースの計測値を、前記計測装置の外部のソースから得られた、前記製造ワークピースについての較正値と比較して、1つ以上の誤差値を生成すること、
当該誤差値の一部又は全部を当該初期誤差マップ又は初期誤差関数の全部又は一部と組み合わせる1つ以上の更新された誤差マップ又は誤差関数を決定すること、
を備え、
当該更新された誤差マップ又は誤差関数のうちの1つ以上が、当該初期誤差マップ又は誤差関数よりも計測誤差のより良い訂正を与えるか否かを決定すること、及び
誤差マップ又は誤差関数がより良い訂正を与えると決定された場合、1つ以上のさらなるワークピースの計測値を訂正するに際し、使用のためにその誤差マップ又は誤差関数を選択することを特徴とする方法。
【請求項２】
当該1つ以上の更新された誤差マップ又は誤差関数は、当該誤差値の一部のみを当該初期誤差マップの全部又は一部又は初期誤差関数と組み合わせることによって、又は当該誤差値を当該初期誤差マップの一部のみと組み合わせることによって決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
1つ以上のさらなるワークピースを計測すること、及び選択された誤差マップ又は誤差関数を使用して、それの計測値を訂正することを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
当該1つ以上の更なるワークピースは、名目上同一のワークピースの第1のシリーズからの製造ワークピースを含むことを特徴とする請求項1乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
当該1つ以上の更なるワークピースは、第1のシリーズのワークピースとは異なる、製造工程によって製造された名目上同一のワークピースの第2のシリーズからの製造ワークピースを含むことを特徴とする請求項1乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
計測装置上で名目上同一のワークピースの第２のシリーズからの製造ワークピースを計測すること、
第２のシリーズからの製造ワークピースの計測値を、前記計測装置の外部のソースから得られた、前記製造ワークピースについての較正値と比較して、1つ以上のさらなる誤差値を生成すること、
当該さらなる誤差値の一部又は全部を以前に決定された誤差マップ又は関数の全部又は一部と組み合わせる1つ以上のさらに更新された誤差マップ又は誤差関数を決定すること、
当該さらに更新された誤差マップ又は誤差関数のうちの1つ以上が、以前に決定された誤差マップ又は誤差関数よりも計測誤差のより良い訂正を与えるか否かを決定すること、及び
誤差マップ又は誤差関数がより良い訂正を与えると決定された場合、1つ以上のさらなるワークピースの計測値を訂正するに際し、使用のためにその誤差マップ又は誤差関数を選択すること、
をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第2のシリーズのワークピースは、第1のシリーズのワークピースとは異なることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
第2のシリーズのワークピースは、第1のシリーズのワークピースとは異なって、装置上に配置されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項９】
当該初期誤差マップ又は誤差関数は、計測装置上の製造ワークピースを計測すること、そして、当該製造ワークピースの計測値を前記計測装置の外部のソースから得られた、その製造ワークピースについての較正値と比較することによって生成されることを特徴とする請求項1乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
当該初期誤差マップ又は誤差関数を生成するために使用される当該製造ワークピースは、名目上同一のワークピースの前記第1のシリーズの1つであることを特徴とする請求項9に記載の方法。 
【請求項１１】
当該初期誤差マップ又は誤差関数を生成するために使用される当該製造ワークピースは、第1のシリーズのワークピースとは異なるシリーズの名目上同一のワークピースの1つであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
寸法計測装置のためのソフトウェアプログラムであって、当該計測装置が請求項1乃至１１のいずれか一項に記載の方法を実行させるように構成されていることを特徴とするソフトウェアプログラム。
【請求項１３】
当該寸法計測装置が、当該誤差マップ又は誤差関数に関する情報をオペレータに提示し、且つオペレータから誤差マップ又は誤差関数の選択を受けることによって、更新された誤差マップ又は誤差関数のうちの1つを決定及び選択するステップを実行するように構成されていることを特徴とする請求項12に記載の寸法計測装置用のソフトウェアプログラム。
【請求項１４】
請求項12又は請求項13に記載のソフトウェアプログラムを組み込んでいることを特徴とする寸法計測装置用のコントローラ。
【請求項１５】
請求項12又は請求項13に記載のソフトウェアプログラムでプログラムされていることを特徴とする寸法計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法計測装置の較正に関する。それは、座標計測機械（CMM）、比較ゲージング機械、工作機械、手動座標計測アーム及び検査ロボットなどの座標計測装置の較正に使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
ワークピースが製造された後、機械の三次元作業容積内で駆動されるプローブを支持する可動部材を有する座標計測装置（例えば、CMM又は比較ゲージング機械）で、それらを検査することは知られている。
【０００３】
CMM（又は他の座標計測装置）は、3つの直交する方向X、Y、Zにそれぞれ移動可能な、3つの直列に連結されているキャリッジを介してプローブを支持する可動部材が取り付けられている、いわゆるデカルト式機械であってもよい。これは、「直列運動学的（serial kinematic）」運動システムの一例である。あるいは、計測装置は、例えば、可動部材と相対的に固定されたベース部材又はフレームとの間に、それぞれが平行に接続されている3つ又は6つの伸張可能なストラットを含んでいる、「並列運動学的（parallel kinematic）」運動システムを有する非デカルト式機械であってもよい。X、Y、Z作業容積内における可動部材（したがって、プローブ）の移動は、その後、3本又は6本のストラットのそれぞれの伸長を調整することによって制御される。非デカルト式機械の例は、特許文献１（国際特許出願WO 03/006837）及び特許文献２（WO 2004/063579）に示されている。
【０００４】
そのX、Y、Z作業容積内の異なる場所で経験される計測誤差に関する誤差マップ又は誤差関数を生成することによって、このような座標計測装置を較正することは知られている。この誤差マップ又は誤差関数は、その後、ワークピースでの計測値を訂正するために使用される。
【０００５】
我々の特許文献３（国際公開第2013/140118号）は、名目上同一のワークピースのシリーズが、計測装置によって通常の生産使用中に計測されるにつれ、このような誤差マップ又は誤差関数が徐々に構築される方法を記載している。
【０００６】
特許文献３（国際公開第2013/140118号）において、名目上同一のワークピースの第1のシリーズは、較正された1つのワークピースを含んでいる。誤差値は、そのワークピースの計測値を対応する較正値と比較することによって決定される。これらの誤差値は、同一シリーズ内のさらなるワークピースの計測値を訂正するために、単に使用されるわけではない。それらは、計測装置の誤差マップ又は誤差関数を追加する（poplate）ために使用され、それらはその後、他の異なるワークピースが計測されるときに使用され得る。
【０００７】
さらに、第１のシリーズとは異なる、名目上同一のワークピースの後続のシリーズはまた、較正されたワークピースを含んでいる。後続のシリーズのこれらの較正されたワークピースの計測値からの誤差値もまた、計測装置の誤差マップ又は誤差関数をさらに追加するために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願WO 03/006837号
【特許文献２】国際公開第2004/063579号
【特許文献３】国際公開第2013/140118号
【特許文献４】米国特許第5,813,287号明細書
【特許文献５】国際公開第2013/021157号
【特許文献６】国際公開第2014/181134号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３（国際公開第2013/140118号）に記載されている方法の1つの利点は、通常は時間がかかる、おそらく数日間かかる作業である、作業空間全体にわたっての誤差マップを生成するために、装置の完全な較正を実行する必要がないことである。代わりに、装置は、ワークピースを計測するための通常の日々の使用中に、その誤差マップを経時的に「学習」する。さらに、較正されたワークピースが計測されるたびに、それから得られた誤差値が誤差マップ又は誤差関数をさらに追加するべく使用される。これにより、計測装置の較正が改善される。それにもかかわらず、較正をさらにもっと改善するべき問題が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、初期の誤差マップ又は誤差関数によって較正される寸法計測装置をさらに較正する方法を提供し、
この方法は、
計測装置上の製造ワークピースを計測すること、
当該製造ワークピースの計測値を、前記計測装置の外部のソースから得られた製造ワークピースのための較正値と比較して、1つ以上の誤差値を生成すること、
当該誤差値の一部又は全部を初期の誤差マップ又は誤差関数の全部又は一部と組み合わせる、1つ以上の更新された誤差マップ又は誤差関数を決定すること、を含み、
更新された誤差マップ又は誤差関数のうちの1つが、初期の誤差マップ又は誤差関数よりも計測誤差のより良い訂正を与えるかどうかを判定すること、そして
誤差マップ又は誤差関数がより良好な訂正を与えると判定された場合は、1つ以上のさらなるワークピースの計測値の訂正に際しての使用のために、その誤差マップ又は誤差関数を選択すること、を特徴とする。
【００１１】
少なくとも好ましい実施形態では、本発明の方法は、すべての誤差値を誤差マップ又は誤差関数に盲目的に組み込むのではなく、むしろ、誤差値の組み合せに基づいている誤差マップ又は誤差関数をこのようにして選択する。誤差値の組み合わせは、そうでない場合よりも誤差のより良い訂正を与えるように決定されている。
【００１２】
製造ワークピースは、製造工程によって製造される名目上同一のワークピースの第1のシリーズの1つであってもよい。初期の誤差マップ又は誤差関数は、従来の方法で実行されていてもよく、又は、較正されるワークピースの計測値が、対応する較正値と比較することによって生成されていてもよい。あるいは、本発明による方法の早期の反復によって生成されたものであってもよい。したがって、装置は、ワークピースを計測するための通常の日々の使用中に、その誤差マップを経時的に「学習」することができる。
【００１３】
1つ以上のさらなるワークピースが計測され、そして選択された誤差マップ又は誤差関数を使用して、その計測値が訂正されてもよい。1つ以上のさらなるワークピースは、名目上同一のワークピースの第1のシリーズからの製造ワークピースを含むことができる。及び/又は、1つ以上のさらなるワークピースは、第1のシリーズのワークピースとは異なる、製造工程によって製造される名目上同一のワークピースの第2のシリーズからの製造ワークピースを含むことができる。
【００１４】
本発明はまた、上記の方法を実行するためのソフトウェアプログラム、そのようなソフトウェアプログラムを組み込んだ寸法計測装置のためのコントローラ、及びそのようなソフトウェアプログラムでプログラムされた寸法計測装置を提供する。ソフトウェアプログラムは、ディスク又はメモリデバイスなどの機械可読媒体に記録され、又はダウンロードのためのリモートサーバに格納されてもよい。
【００１５】
本明細書で論じられる「誤差マップ」は、後続の計測値の訂正のための値の、例えば、ルックアップテーブルを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して、例として以下に説明される。ここで、
【図１】図１は、並列運動学を用いた運動システムを備えた比較ゲージング機械の作動部分を示している。
【図２】図2は、図1の機械の較正の好ましい方法のフローチャートである。
【図３】図3は、図1の機械の較正の好ましい方法のフローチャートである。
【図４】図4は、図2及び図3の方法の一部のより詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図1は、座標計測装置の一部の図である。この装置は、本出願人のRenishaw plcによって商標EQUATORの下に販売されている比較ゲージング機械10である。これは、並列運動学的運動システムによって、可動プラットフォーム32に連結されている固定プラットフォーム30を備えている。この例では、並列運動学的運動システムは、固定プラットフォームと可動プラットフォームとの間で、平行に作用する3つのストラット34を備えている。3つのストラット34は、3つのそれぞれのアクチュエータ36を通過し、これらのアクチュエータによって伸縮することができる。各ストラット34の一端は、普遍的に、旋回可能なジョイントによって可動プラットフォーム32に取り付けられ、アクチュエータ36も同様に固定プラットフォーム30に普遍的に旋回可能に取り付けられている。
【００１８】
アクチュエータ36はそれぞれ、ストラットを伸縮させるためのモータと、各ストラット34の伸びを計測するトランスデューサとを備えている。各アクチュエータ36において、トランスデューサは、スケールと読取ヘッドとを備え、読取ヘッドの出力用のカウンタを有するエンコーダであってもよい。各モータ及びトランスデューサは、コントローラ又はコンピュータ8によって制御される、それぞれのサーボループの一部を形成している。
【００１９】
並列運動学的運動システムはまた、固定プラットフォームと可動プラットフォームとの間で、平行して作用する3つの受動回転防止装置38、39を備えている。各回転防止装置は、固定プラットフォーム30にヒンジ結合された剛性プレート39と、剛性プレート39と可動プラットフォーム32との間に普遍的に旋回可能に連結された、平行で間隔を置いて配置された一対のロッド38を備えている。回転防止装置は、可動プラットフォーム32を3つの回転自由度の全てに対して移動させないように協働して制限する。したがって、可動プラットフォーム32は、3つの並進自由度X、Y、Zのみで動くように制約される。ストラット34の適切な伸長を要求することによって、コントローラ/コンピュータ8は、任意の所望のX、Y、Z変位、すなわち、可動プラットフォームのX、Y、Z位置決めを生じさせる。
【００２０】
このような並列運動学的運動システムの動作原理は、我々の特許文献４（米国特許第5,813,287号（McMurtryその他））に記載されている。これは三脚機構（3本の延伸ストラット34を有する）の例である。他の運動システム、例えば、三脚又は六脚の平行運動学的機構が用いられてもよい。
【００２１】
3つのアクチュエータのトランスデューサが一緒になって、位置計測システムを形成している。これは、コントローラ又はコンピュータ8においての適切な計算によって、固定プラットフォーム30に対する可動プラットフォーム32のX、Y、Z位置を決定する。これらの計算は当業者には知られている。しかしながら、すべての計測装置と同様に、位置計測システムによって、このように決定される位置は誤差を受ける。これらの誤差に対して、位置計測システムを較正する方法が以下に説明される。
【００２２】
他のタイプのプローブ（タッチトリガープローブを含む）が使用され得るが、典型的には、ワークピースへの接触先端部22を備える偏向可能なスタイラス20を有しているアナログプローブ16が、機械の可動プラットフォーム32に取り付けられている。機械は、ワークピースの特徴部の計測を実行するために、テーブル12上のワークピース14に対してプローブ16を移動させる。ワークピース表面上の点のX、Y、Z位置は、アナログプローブ16の出力と共に、サーボシステムのトランスデューサからの計算によって導出される。これは、すべてコントローラ/コンピュータ8によって制御される。あるいは、タッチトリガープローブを用いて、プローブがワークピースの表面に接触したことを示す信号がトランスデューサからの出力から計算されるX、Y、Z位置値を凍結させ、そしてコンピュータがワークピース表面の座標を読み取る。必要であれば、通常の生産使用中の計測作業のために、ロボット（図示せず）のような自動手段が、生産ランから実質的に同一のワークピースの連続の各々をテーブル上の少なくとも名目上同じ位置及び向きに、配置することができる。
【００２３】
図1の平行運動学的計測装置は、本発明で使用できるタイプの計測装置の一例に過ぎない。他の例には、XYZ方向に直角に移動可能な3つの直列に連結されているキャリッジを備えた、従来のデカルトCMMのような直列運動学的動作システムを有する、計測装置が含まれる。これは、コンピュータ制御され又は手動操作されてもよい。もう一つの可能な直列運動学的機械は、複数の回転ジョイントによって連続して連結されている、複数の関節アーム部材を備えた検査ロボット又は手動関節アームである。いずれのタイプの機械が使用されるにしても、典型的には、自動化された製造工程から製造ワークピースを検査するために、それはワークショップ環境に置かれる。
【００２４】
使用時には、図1のコントローラ又はコンピュータ8は、プローブ16にワークピース14の表面を走査させるプログラムを包含している。又は、タッチトリガープローブの場合、必要な検査作業のために、ワークピースの必要な寸法及び形状の全てを取得するのに十分な複数の異なる点で、ワークピースの表面に接触させる。このコントローラ/コンピュータはまた、後述される較正方法を制御するプログラムを実行するために使用されてもよい。
【００２５】
較正方法は、図1の比較ゲージング機械10を参照して説明されるが、同じ方法が、上述した直列運動学的装置のような他の計測装置で実行されてもよい。
【００２６】
図2は、そのような較正方法の第1の実施例を示している。機械10は、ステップ40において、従来の方法で実行される初期較正によって得られる初期誤差マップ又は誤差関数を有している。これは、ユーザの構内（premise）でのその設置前又は設置中に、機械の製造業者によって実施される予備的なステップであってもよい。ユーザによって実行される方法の一部ではない可能性があるので、ステップ40は破線で示されている。しかしながら、この初期較正は、機械の設置後に、ユーザによって実行されることもまた可能である。
【００２７】
ステップ40での従来の初期較正については、典型的には、機械の作業容積内の多数の位置で、寸法較正された参照基準の多数の計測を行うために機械が使用される。参照基準は、適切な国内規格又はISO規格に帰することができるように、較正されることが好ましい。それらは、例えば、リングゲージ、基準球、長さバー又はステップゲージなどのゲージブロック、直線エッジなどであってもよい。又は、つまみ金物（stems）又は柄（stalks）のベースプレート固定具に取り付けられた多数の球体を含む「ボールの森」（forest of balls）のような、別の較正アーチファクトが使用されてもよい。これらの球は、正確に球形であり、正確に既知の寸法を有し、そしてそれらは、正確に既知の互いの関係でもって三次元で離間されるように、取り付けられている。固定具は、座標計測装置の作業容積内に配置され、プローブを移動させるべく装置を使用して球が計測される。球の既知の寸法及び間隔と比較することにより、これは、機械のX、Y、Zの作業容積の一部又は全部に広がる点のグリッドで経験される計測誤差の粗いマップを生成する。従来のように、参照基準として、伸縮式ボールバー又はレーザー干渉計を用いて計測することもまた可能である。
【００２８】
ステップ40における初期誤差マップは、機械の作業容積内の様々な位置で、そのような計測値を参照基準の対応する既知の較正値と比較することによって導出される第1の誤差値を含んでいる。代替的に、初期誤差関数は、このような誤差値から導出されてもよい。初期の誤差マップ（及び本明細書で論じられる他の誤差マップ）は、この機械の作業容積内の所定のX、Y、Z座標位置に対するX、Y及び/又はZ方向の誤差を示す、ルックアップテーブルとして作成することができる。誤差関数は、例えば、所与のX、Y、Z座標位置に対するX、Y及び/又はZ方向の誤差の計算を可能にする多項式関数であってもよい。
【００２９】
初期較正は高精度である必要はなく、機械の作業容積内のすべての位置をカバーしていなくてもよい。以下のステップの目的は、機械をさらに較正し、誤差マップ又は誤差関数を改善することである。
【００３０】
ステップ42では、図1の14に示されるように、較正されたワークピースが機械10のテーブル12上に置かれる。較正されたワークピースは、検査プロセスの一部として機械上で計測されるべく、製造工程から受け取られる名目上同一のワークピースの第1のシリーズの1つである。一例として、第1のシリーズにおけるワークピースは、自動車の内燃機関用のコンロッド（コネクティングロッド）であってもよい。
【００３１】
好適には、第1のシリーズの較正されたワークピース（例えば、コンロッド）の較正は、例えば、別個のより正確な座標計測機（CMM）上で、検査されるべき所望の寸法をすべて計測することによって行われていてもよい。これは、ワークピースの較正された値のセットを生成する。より正確なCMMが実験室環境に配置されてもよいが、図1の機械10は、工作機械又はワークピースを製造する他の生産機械の近くの、生産階に配置され得るであろう。
【００３２】
ステップ42における計測の間に、較正されたワークピース（例えば、コンロッド）の検査すべき全ての寸法が、プローブ16をワークピースの周りに移動させることによる従来の方法で、機械10上で再び計測される。これにより、較正された値に対応する生の計測値のセットが生成される。ステップ44では、生の計測値が対応する較正値と比較され、第2の誤差値のセットが生成される。生の計測値（ステップ42からの）及び第2の誤差値（ステップ44）の両方が、コンピュータ又はコントローラ8によって記憶される。
【００３３】
ワークピースの較正は、前よりもむしろ、ステップ42において機械10上で計測された後に行われ得ることが理解されるであろう。これは、ステップ44で生の計測値と比較される較正された値を依然として生成し、第2の誤差値のセットを生成する。
【００３４】
ステップ46では、ステップ40及び44で記憶された第1及び第2の誤差値の一部又は全部の組み合わせから、第2の誤差マップ又は誤差関数が作成される。あるいは、初期較正が誤差関数を生成し、且つ初期誤差マップが利用可能でない場合には、誤差関数から誤差値が合成されて、第2の誤差値の一部又は全部と組み合わされ得る。当業者にはよく理解されるように、誤差値内の異常値を除去するために、又は値の一部を平均又は重み付けするために、アルゴリズムが適用されてもよい。
【００３５】
実際には、このような第2の誤差マップ又は誤差関数の単一の事例だけでなく、複数のさらなる誤差マップ又は誤差関数を生成することが望ましい場合があり得る。これらは、利用可能な誤差値のいくつか又は全ての複数の異なる組み合せから、ステップ46において生成される。
【００３６】
第2の誤差マップ又は誤差関数は、実際には、ステップ40の初期誤差マップ又は関数よりも良好又は悪い結果を与えるかもしれない。つまり、第2の誤差マップ又は誤差関数を使用して計測値が訂正されるとき、結果は、第1の誤差マップ又は誤差関数を使用して訂正されるときよりも、多かれ少なかれ正確になる可能性がある。同様に、複数のさらなる誤差マップ又は誤差関数がある場合、一方が他方よりも良い結果を与える可能性がある。
【００３７】
したがって、ステップ48では、どの誤差マップ又は誤差関数（どの誤差値の組み合わせ）が最良の結果をもたらすかが決定される。これは、図4を参照して、以下により詳細に説明される。
【００３８】
このようにして決定された誤差マップ又は誤差関数は、製造ワークピースの計測における、その後の使用のために選択される（ステップ50）。例えば、名目上同一の製造ワークピース（例えば、コンロッド）の第1のシリーズからのさらなるワークピースが、機械10（図1）のテーブル12上に配置される。これらのワークピースは較正されていないが、しかし、検査されるべきそれらの寸法は、対応する生の計測値を与えているプローブ16を用いて、単に計測される。生の計測値は、次に、選択された誤差マップ又は誤差関数を適用することによって訂正される。また、自動車の内燃機関用のピストンのような異なるワークピースの計測値を訂正するために、選択された誤差マップ又は誤差関数を使用することも可能である。
【００３９】
ステップ52に示されるように、いくつかの異なるシリーズの名目上同一のワークピース（例えば、自動車の内燃機関用のピストン又はクランクシャフト）を製造し検査することが望まれるときは、次に、ステップ42乃至50が繰り返される。新しいシリーズの1つのワークピースが、ステップ42におけるように、較正且つ計測され、生の計測値がコンピュータ8に記憶される。これらの生の計測値を較正値と比較することによって（ステップ44）、さらなる誤差値が作成される。これらの誤差値の一部又は全部を、以前の誤差マップ又は関数のいずれかからの誤差値と組み合わせることによって、さらなる誤差マップ又は誤差関数が作成される（ステップ46）。ステップ48では、図4を参照して以下に説明されるように、どの誤差マップ又は誤差関数が製造ワークピースの将来の検査に使用されるべきかに関して選択が行われる。この選択は、ステップ40からの初期マップ又は関数を含む、利用可能な誤差マップ又は関数、及び様々なワークピースからの誤差値の組み合わせを使用して、ステップ46で生成された誤差マップ又は関数のいずれかから選択することができる。
【００４０】
さらなる誤差マップ又は誤差関数は、好ましくは、機械の作業容積のカバレージを最大にするために、各位置又は方向からの誤差値の一部又は全部を組み合わせることに留意されたい。このさらなる誤差マップ又は誤差関数は、より良い結果をもたらし、将来の使用のために選択されるべきかどうかを見るために、その後、ステップ48において試験される。
【００４１】
図2の上記の方法は、機械の従来の初期較正から始まる（ステップ40）。図3を参照して、従来の初期較正を必要としない方法が、今や、説明される。この方法は、図2の方法と組み合わせて、機械の誤差マップ又は誤差関数のその後の改善のために使用することもできる。
【００４２】
図3のステップ80及び82は、図2のステップ42及び44と同様である。ステップ80において、較正された（コンロッドなどの）ワークピースが機械10のテーブル12上に置かれる。ワークピース（例えば、コンロッド）は、図2に関連して上述したように較正されており、そして今や機械10上で計測され、生の計測値を与える。これらはステップ82において対応する較正値と比較され、誤差値の第1のセットを生成する。生の計測値（ステップ80）及び第1の誤差値（ステップ82）の両者が、コンピュータ又はコントローラ8によって記憶される。
【００４３】
ステップ84において、機械10の第1の誤差マップ又は誤差関数が、第1の誤差値のセットの組み合せから作成される。これは、図2のステップ40の誤差マップ又は関数に匹敵する方法で使用される初期誤差マップ又は誤差関数を後で形成することができる。これが機械の第１の較正であれば、ついで、全ての誤差値が使用され得る。以前の従来の初期較正が既に存在するなら、ついで、第1の誤差マップ又は関数が、図2のステップ46におけるように、いくつかの誤差値のみを使用しての組み合わせから形成されるかもしれない。前述のように、誤差値内の異常値を除去するため、又は一部の値を平均化又は重み付けするために、アルゴリズムが適用されてもよい。
【００４４】
次に、ステップ86において、方法は、それらが製造されるときに名目上同一のワークピース（例えば、コンロッド）の第1のシリーズの残りの通常の生産計測を続ける。これらのワークピースは較正されていないが、検査されるべきそれらの寸法は、図1の機械10で単に計測され、対応する生の計測値を与える。これらの生の計測値は、その後、ステップ84で作成された誤差マップ又は誤差関数を適用することによって訂正される。
【００４５】
ある将来の時において、名目上同一の製造ワークピースの異なる第2のシリーズを計測するべく機械10を使用することが望まれる。一例として、第2のシリーズのワークピースは、自動車の内燃機関用のピストンであるかもしれない。第2のシリーズからの較正されたワークピース（例えば、ピストン）は、機械10のテーブル12上に置かれる。それは、上記と同じ方法で、検査されるべき所望の寸法を、例えば、別のより正確なCMMで、全て計測することによって較正され、較正された値のセットを生成する。
【００４６】
ステップ88において、第2のシリーズの較正されたワークピース（例えば、ピストン）の検査すべき全ての寸法が、機械10上で再び計測され、較正された値に対応する生の計測値のセットを生成する。ステップ90では、生の計測値が対応する較正値と比較され、第2の誤差値のセットを生成する。前述のように、生の計測値（ステップ88）と誤差値（ステップ90）の両者が、コンピュータ又はコントローラ8によって記憶される。以前と同様に、ワークピース（例えば、ピストン）の較正は、前よりむしろ、機械10での計測の後に行われ得る。
【００４７】
ステップ92では、第2の誤差マップ又は誤差関数が、ステップ82及び90で記憶された誤差値の一部又は全部の組み合わせから生成される。前述のように、誤差値は、必要であれば、例えば、それらがステップ82において格納されなかった場合には、誤差関数から合成され得る。この場合も、誤差値内の異常値を除去するため、又は値の一部を平均化又は重み付けするために、アルゴリズムが適用され得る。図2のステップ46におけるように、利用可能な誤差値のいくつか又は全ての複数の異なる組み合わせから、複数のさらなる誤差マップ又は誤差関数を生成することが望ましい場合がある。
【００４８】
図2におけるように、これらの第2の又はさらなる誤差マップ又は誤差関数は、実際には、ステップ84で生成された第1の誤差マップよりも、より良い又はより悪い結果を与えるかもしれない。つまり、結果は、第1の誤差マップ又は誤差関数を使用して訂正された場合よりも、多かれ少なかれ正確であるかもしれない。
【００４９】
したがって、ステップ94において、誤差マップ又は誤差関数のどちらがより良い結果をもたらすかが決定される。図2の対応するステップ48について、これは、図4を参照して以下でより詳細に説明される。このようにして決定された誤差マップ又は誤差関数は、製造ワークピースを計測するときの後続の使用のために選択される。
【００５０】
次に、ステップ96において、本方法は、それらが製造されるとき、名目上同一のワークピース（例えば、ピストン）の第2のシリーズの残部の通常の生産計測を続ける。上記のように、これらのワークピースは較正されていないが、検査されるべきそれらの寸法は、図1の機械10で単に計測され、対応する生の計測値を与える。次に、これらの生の計測値は、ステップ94で選択された誤差マップ又は誤差関数を適用することによって訂正される。  
【００５１】
ステップ98に示されるように、いくつかの異なる、第3の又はそれ以降のシリーズの名目上同一のワークピース（例えば、自動車の内燃機関用のクランクシャフト）を製造及び検査することが望まれるときは、その後、ステップ88乃至96が繰り返される。これにより、さらなる誤差マップ又は誤差関数が作成される。ステップ94では、図4を参照して以下に説明されるように、製造ワークピースの将来の検査のためにどちらが使用されるべきかに関する選択が行われる。
【００５２】
図2のステップ52及び図3のステップ98において、異なる較正されたワークピースを用いて、手順を繰り返すことが提案される。しかしながら、名目上同一のワークピースの新しいシリーズから異なる較正されたワークピースを計測するよりもむしろ、機械10上に異なる位置及び／又は向きに配置され、以前に較正されたワークピースの検査されるべき寸法の一部又は全部の計測を繰り返すことが可能である。例えば、ステップ42（図2）又はステップ80（図3）において、以前に使用された較正されたコンロッドが、異なる位置又は向きで再び計測されることができる。これは、ステップ44又は90において記憶されている更なる誤差値を生成し、そして、それは、さらなる誤差マップ又は誤差関数を生成するために、その後、使用され得る（ステップ46又は92）。さらなる誤差マップ又は誤差関数は、機械の作業容積のカバレージを最大にするために、各位置又は方向からの誤差値の一部又は全部を、好ましくは、組み合わせることに留意されたい。このさらなる誤差マップ又は誤差関数は、より良好な結果をもたらすか、及び将来の使用のために選択されるべきか否かを確認するべく、その後、ステップ48又はステップ94で試験される。
【００５３】
ステップ46（図2）及びステップ84及び92（図3）においては、ステップ40及び44、又はステップ82及び90において記憶された誤差値の一部又は全部の組み合わせ（誤差関数から合成される誤差値を含み得る）から誤差マップ又は誤差関数が作成される。利用可能なすべての誤差値を単純に組み合わせた誤差マップ又は誤差関数を作成することは可能である。しかしながら、ステップ48又は94における決定の目的は、良好な結果（生の計測値のより正確な訂正）をもたらす誤差値の組み合わせを見出し、場合によっては、誤差値のセットにおける異常値も除去することである。このために、利用可能な誤差値の多数の異なる組み合わせから、複数の誤差マップ又は誤差関数を生成することが望ましい。各誤差マップ又は関数については、利用可能な誤差値の一部のみを含む異なるサブセットから組み合わせが行われる。初期の、すなわち、第1の誤差マップの誤差値（又は、初期の、すなわち、第1の誤差関数から合成された誤差値）は、ステップ44又はステップ90において生成される第2の誤差値の一部のみと組み合わされてもよい。又は、初期/第1の誤差マップの一部のみからの誤差値は、第2の誤差値の一部又はすべてと組み合わされてもよい。
【００５４】
したがって、ステップ48又は94で行われる決定は、誤差値の多数の異なる組み合わせから作成された多数のそのような誤差マップ又は誤差関数から選択することができる。十分な計算能力と時間があれば、誤差値のすべての可能な組み合わせから、誤差マップ又は誤差関数を作成して使用することができる。あるいは、コンピューティング資源を節約するために、例えば、ほとんどの計測が行われる機械の作業容積の中央ゾーンにおいて、より稠密に拡散された誤差値（及び/又はより低い誤差値）を有する組み合せを優先させて、組み合わせが選択的に選ばれてもよい。
【００５５】
図4は、将来の生産計測のために、2つ以上の誤差マップ又は誤差関数のうちのどれが選択されるべきかを決定するために、図2のステップ48又は図3のステップ94で使用され得る方法を示している。
【００５６】
ステップ60において、本方法は、ステップ42（図2）又はステップ80及び88（図3）において記憶されるような較正されたワークピースの生の計測値を取る。それはまた、第1の誤差マップ又は誤差関数、すなわち、初期誤差マップ又は誤差関数（図2）、又はステップ84（図3）において作成された誤差マップ又は誤差関数を取る。それは、生の計測値を訂正するために、この誤差マップ又は誤差関数を使用している。可能であれば、複数の較正済みワークピースからの生の計測値で操作する（operate）ことが好ましい。あるいは、生の計測値が特定の較正されたワークピースの1つからである場合は、それらは、異なる較正されたワークピースから、全体的又は部分的に派生する誤差マップ又は誤差関数を使用して訂正されてもよい。
【００５７】
ステップ62では、ステップ60で実行された訂正の精度が評価される。これは、訂正された結果と対応する較正値との間の残差（residuals）のセットを計算することによって行うことができる。
【００５８】
ステップ64及び66において、ステップ46及び92で作成された誤差マップ又は誤差関数の第2の異なる1つを使用して、ステップ60及び62が繰り返される。これにより、第2の誤差マップ又は誤差関数の精度を評価する残差のセットが得られる。
【００５９】
ステップ68に示されるように、ステップ64及び66は、ステップ46及び92で作成された他の誤差マップ又は関数について繰り返されてもよく、それぞれ別の残差のセットを与える。
【００６０】
次に、ステップ70において、全ての試験された誤差マップ又は誤差関数のうちのどれが最良の結果を与えるかについての決定が行われる。これは、ステップ62,66において、どの誤差マップ又は誤差関数が最も低い残差を与えるかに基づく、コンピュータ又はコントローラ8による自動決定であってもよい。例えば、各誤差マップ又は関数についての残差のセットは、最小二乗計算によって比較され、すなわち、どのセットの残差が最小の自乗和を有するかを決定することができる。必要であれば、例えば、ほとんどの計測が行われる機械の作業容積の中央ゾーンにおける残差に、より大きな重み付けをする、重み付き最小二乗法を使用することができる。
【００６１】
あるいは、ステップ70は、コンピュータのスクリーンに表示として、ステップ62,66で計算された残差を熟練オペレータに提示し、試験されたものから好ましい誤差マップ又は誤差関数を選択するように彼／彼女を促してもよい。これにより、オペレータは、誤差マップ又は関数を選択する際に、他の要因を考慮に入れることができる。例えば、誤差マップ又は誤差関数の1つは、機械の作業容積全体にわたってわずかに劣る残差を与えることができるが、ほとんどの計測が行われる中央ゾーンにおいては、より良い残差を有するので、選択され得るであろう。複数の誤差マップや関数を格納し、続いて、計測されるべき特定のワークピース又はワークピースのシリーズの計測要件に応じて、それらの適切な１つを選択することが可能である。
【００６２】
残差がオペレータに提示される場合には、それらは、彼又は彼女の選択を助けるために適切な形式に処理されてもよい。例えば、それらは、「ヒートマップ」（個々の残差の値が色、例えば、大きな残差に対しては赤、中程度の残差については黄/オレンジ、小さな残差については緑として表現される2D又は3Dのグラフィック表現）として提示されてもよい。
【００６３】
誤差マップ又は誤差関数は、機械の作業容積内の特定の場所における特定のワークピース（例えば、1つの場所におけるコンロッド、第2の場所におけるピストン、及び第3の場所におけるバルブハウジング）の計測値から得られたものであってもよい。この場合、それらのヒートマップは、それぞれの場所に関連するワークピースの色付きのグラフィック表示として現れ得る。オペレータは、機械が、近い将来に、ピストンとバルブハウジングの両者を計測するのに使用されることを知っている場合、彼／彼女は、ピストンのために最良又はバルブハウジングのために最良である誤差マップ/関数ではなく、むしろ両方に対して許容可能な妥協点を提供する誤差マップ又は誤差関数を選択するべく決定することができる。
【００６４】
最後に、ステップ72において、決定された誤差マップ又は誤差関数が、ステップ50（図2）又はステップ86、96（図3）で行われる将来の生産計測においての使用のために選択される。
【００６５】
したがって、上記の好ましい方法において、装置は、ワークピースを計測するための通常の日々の使用の間に、その基礎となる誤差マップ又は誤差関数を経時的に「学習」する。誤差マップ又は誤差関数は、そうでなければそうである場合よりも誤差のより良い訂正を与えるように決定されてきた誤差値の組み合せに基づいている。比較ゲージング機械としての使用中、特定のワークピースと対応する較正されたワークピースとの比較は、この根底にある誤差マップ/関数の上で行われる。最終的には、オペレータは、彼／彼女が、比較計測のためではなく、座標計測機の伝統的な方法で、絶対座標及び寸法を計測するべく機械を使用することを決定する、基礎となる誤差マップ/関数の精度に十分な信頼を置くことができる。
【００６６】
上記の好ましい方法は、我々の特許文献３（国際公開第2013/140118号）、特許文献５（国際公開第2013/021157号）、又は特許文献６（国際公開第2014/181134号）に記載されている技術と組み合わされてもよい。これらの技術は、温度に依存する誤差マップ又は誤差関数を生成する。同様にして、上記の図2乃至図4で生成された誤差マップ又は関数は、温度に依存してもよい。例えば、ステップ42、80及び88において、較正されたワークピースの温度は、較正されたワークピースが図1の装置で計測されるときに計測されてもよい。この温度値は、ステップ44、82及び90において、対応する誤差値と共に記憶される。次に、ステップ46、84及び92において、同じ又は類似の温度（予め定められた温度許容値内）に関連する誤差値の組み合わせが選択される。これは、それぞれの温度に関連する誤差マップ又は関数のセットを生成する。製造ワークピースが計測されるとき、それらの温度はモニターされ、適切な誤差マップ又は関数が計測を訂正するために使用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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