JP2004085387A

JP2004085387A - 測定装置

Info

Publication number: JP2004085387A
Application number: JP2002247373A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Matsumoto; 松本　正和; Kenji Ono; 小野　憲次
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】どのような環境下においても安定したプローブ自動交換が可能である測定装置を提供する。
【解決手段】プローブ保持部材７４に対して、ストッカ８０に格納されたいずれかのプローブを選択的に取り付けて被測定物を測定する測定装置において、ストッカ８０の予め定めた位置を測定する測定手段２０と、その位置の初期データを記憶する第１記憶手段１１１と、ストッカ８０が初期データに対応する位置に設置されている際の、プローブの各々の格納位置に対応するプローブ格納位置データを記憶した第２記憶手段１１２と、初期データと測定手段２０により測定された位置データとの差を計算する第１演算手段１２１と、第１演算手段１２１により得られた結果に基づいてプローブ格納位置データの補正を行う第２演算手段１２２とを設けた。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、三次元測定装置、輪郭測定装置等のプローブを使用して測定を行う装置において、プローブ自動交換機能を備えた測定装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、プローブを使用して被測定物の形状や寸法の測定を行う装置としてハイトゲージ（一次元測定装置）、三次元測定装置、被測定物表面の粗さ、うねり、微細形状を測定する表面性状測定装置、または小穴測定装置等が知られており、それらの中には、プローブの自動交換機能を備えたものがある。
【０００３】
たとえば、特表平１１−５０５６２２号の「座標位置決定装置用検査システム」が知られている。
この検査システムは、被測定物を載置するベースと、ベースに対してＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に相対的に移動可能で、かつ、先端にプローブを交換可能に取り付けたアームと、複数種のプローブを格納したプローブストッカとを備えている。プローブを自動交換する際には、まず、アームがプローブストッカまで移動しプローブの分離を行い、次に、目的のプローブが格納されている位置まで移動し新しいプローブを結合していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この検査システムが、環境温度が大きく変化する場所に設置されている場合には、プローブストッカ構成部材の伸縮、変形等により、プローブストッカに格納されているプローブの位置が、予め自動交換プログラムなどに記憶されている位置からずれてしまうことが考えられる。
【０００５】
この位置ずれが小さい場合には問題は生じないが、大きい場合にはプローブの正確な分離、結合ができなくなり、そのため着座異常が発生するので、プローブ交換異常が生じ、自動的なワーク測定ができなくなる不具合があった。
このような場合には、自動交換プログラムなどの再登録、検査システムの再調整などを行わなければならなかったので、工数、時間、金額的にも問題が生じていた。
特に大型測定装置は環境温度の影響を受けやすく、そのずれが大きくなり前述のような不具合が発生しやすかった。
ちなみに、自動交換装置の許容取りつけ誤差は、幅で５０μｍ程度と規定されるのが一般的である。
【０００６】
本発明の目的は、どのような環境下においても安定したプローブ自動交換が可能である測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定装置は、上記目的を達成するために、被測定物を設置するベースと、複数種のプローブを格納したストッカと、プローブ保持部材と、前記プローブ保持部材と前記ベースおよび前記ストッカとを相対移動させる相対移動機構とを備え、プローブ保持部材に対して、前記ストッカに格納されたいずれかのプローブを選択的に取り付けて被測定物を測定する測定装置において、前記ストッカの予め定めた位置を測定する測定手段と、前記位置の初期データを記憶する第１記憶手段と、前記ストッカが前記初期データに対応する位置に設置されている際の、前記プローブの各々の格納位置に対応する、プローブ格納位置データを記憶した第２記憶手段と、前記初期データと前記測定手段により測定された位置データとの差を計算する第１演算手段と、第１演算手段により得られた結果に基づいて、前記プローブ格納位置データの補正を行う第２演算手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、測定手段によって測定されたストッカの位置データと、第１記憶手段に記憶されたストッカの初期データとの差を、第１演算手段で計算することにより、ストッカの位置ずれを検出することができる。
ストッカの位置ずれが検出された場合には、第２記憶手段に記憶されたプローブ格納位置データが、第２演算手段によりその位置ずれ量に応じて補正され、その補正された値に基づいてプローブの自動交換が行われる。
また、ストッカの位置ずれが検出されなかった場合には、第２記憶手段に記憶されたプローブの格納位置データに基づいてプローブの自動交換が行われる。
したがって、プローブを自動交換する際に、どのような環境下においても、補正された現状のプローブ格納位置データに基づきプローブ保持部材が移動されるので、プローブ保持部材とプローブとの間で正確な着脱ができ、着座異常も発生しないので、安定したプローブ自動交換を行うことができる。
【０００９】
本発明の測定装置では、前記測定手段により測定された位置データ、前記第１演算手段により得られた結果、および、前記第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つを記憶する第３記憶手段とをさらに備え、前記測定手段は、定期的に前記位置を測定することが望ましい。
このような構成にすることにより、測定手段が定期的にストッカの位置測定を行うと、測定手段により測定された位置データ、第１演算手段により得られた結果、および、第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つが第３記憶手段に記憶されるので、プローブ自動交換直前にストッカ位置を測定する必要がなくなる。
したがって、作業時間を短縮することができ、緊急時の作業にも直ちに対応することができる。
【００１０】
本発明の測定装置では、前記測定手段により測定された位置データ、前記第１演算手段により得られた結果、および、前記第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つを記憶する第３記憶手段と、環境温度を測定する温度検出手段とをさらに備え、前記測定手段は、前記温度検出手段が予め設定した温度を検出した際に、測定を行うことが望ましい。
このような構成にすることにより、温度検出手段が予め設定した環境温度を検出すると、測定手段は、ストッカの位置を測定し、この測定手段により測定された位置データ、第１演算手段により得られた結果、および、第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つが第３記憶手段に記憶されるので、プローブ自動交換直前にストッカ位置を測定する必要がなくなる。
したがって、環境温度が変化しなくても定期的にストッカ位置を測定する場合に比べて、無駄な作業を削減することができ、かつ、常に環境温度に応じたプローブ格納位置データが得られるので、より正確な着脱ができ、着座異常も発生せず、安定したプローブ自動交換を行うことができる。
【００１１】
本発明の測定装置では、前記相対移動機構は、前記プローブ保持部材と前記ベースおよび前記ストッカとを三次元方向に相対移動させることが望ましい。
このような構成にすることにより、被測定物の三次元測定が可能となるだけではなく、ストッカの位置ずれ量も三次元的に測定することが可能となる。
したがって、プローブ保持部材とプローブとの着脱の際に、ストッカの位置ずれ量をより正確に把握でき、プローブ格納位置データもより正確に補正できるので、正確な着脱ができ、着座異常も発生せず、より安定したプローブ自動交換を可能とすることができる。
【００１２】
本発明の測定装置では、前記ストッカの予め定めた位置には、前記ストッカの基準位置を示す基準部材をさらに備え、前記測定手段は前記基準部材の前記基準位置を測定することが望ましい。
このような構成にすることにより、測定手段が基準部材を測定した結果からストッカの基準位置を正確に求めることができるので、ストッカ全体の位置ずれや変形を確実に算出できる。
これによって環境温度ムラなどによるストッカの位置ずれや変形が生じている場合でもプローブの交換時において、極めて正確にプローブの装着が可能となるので、測定機の誤差要因を削減でき、測定機の性能を十分に発揮させることが可能となる。
【００１３】
本発明の測定装置では、前記基準部材は球状面を備えることが望ましい。
このような構成にすることにより、この球状面上を複数箇所測定した結果から、球面中心座標を一義的に算出することができる。
この球面中心座標の測定、算出は、他の形状の基準部材を用いた場合よりもさらに正確に行えるので、ストッカの基準位置をより正確に求めることができる。したがって、ストッカの位置ずれや変形が生じている場合において、プローブの格納位置の補正がさらに正確に行えるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るプローブ自動交換機能を設けた三次元測定装置の全体構成が示されている。
三次元測定装置は、三次元測定機１と制御装置２とから構成されている。
三次元測定機１は、ベース１０と、測定手段２０と、複数種のプローブを格納したストッカ８０とを備えている。
【００１５】
ベース１０は、被測定物を載置するために精密平坦加工された上面を備える偏平四角柱状である。
説明のために、ベース１０の上面で互いに直交する二方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、ベース１０の上面に垂直な方向をＺ方向とする。
【００１６】
測定手段２０は、プローブ３０と、このプローブ３０をＸ、Ｙ、Ｚ方向へ移動させる相対移動機構４０とから構成されている。
【００１７】
相対移動機構４０は、Ｙ方向スライド機構５０と、Ｘ方向スライド機構６０と、Ｚ方向スライド機構７０とから構成されている。
【００１８】
Ｙ方向スライド機構５０は、ベース１０上でＹ方向に設けられたＹガイドレール５１と、このＹガイドレール５１に沿って移動可能に設けられたＹスライダ５２Ｒと、Ｙスライダ５２Ｒと対になってベース１０上をＹ方向へ移動するＹスライダ５２Ｌと、このＹスライダ５２Ｒ，５２Ｌのそれぞれの上に立設された支柱５３Ｒ，５３Ｌと、この２本の支柱５３Ｒ，５３Ｌに両端を支持されたガイド部材であるＸビーム５４と、図示しないＹ方向駆動手段とから構成されている。
Ｙガイドレール５１とＹスライダ５２Ｒ、ベース１０とＹスライダ５２Ｌとの間には、図示しないエアベアリングが設けられており、Ｙガイドレール５１とＹスライダ５２Ｒの相対移動量が、図示しない変位検出器によって測定される。
【００１９】
Ｘ方向スライド機構６０は、Ｘビーム５４の長手方向に沿って移動可能に設けられた可動部材であるＸスライダ６１と、図示しないＸ方向駆動手段とから構成されている。
Ｘビーム５４とＸスライダ６１との相対移動量が、図示しない変位検出器によって測定される。
【００２０】
Ｚ方向スライド機構７０は、図２に示すように、Ｘスライダ６１に固定されたＺ軸支持部材７１と、このＺ軸支持部材７１に対してＺ方向に摺動しながら移動する可動アーム７２と、この可動アーム７２の下端に、関節式プローブヘッド７３を介して取り付けられたプローブ保持部材７４と、図示しないＺ方向駆動手段とから構成されている。
関節式プローブヘッド７３には、ＸＹ平面と平行な平面上で直交するように設けられたＦ、Ｇ軸回りに、プローブ保持部材７４の回転運動を与える図示しないＦ、Ｇ方向駆動手段が設けられている。
プローブ保持部材７４の先端面の中心には、永久磁石７４１が設けられ、外周近傍には、３つの球体７４２が等間隔に設けられている。
Ｚ軸支持部材７１と可動アーム７２との相対移動量が、図示しない変位検出器によって測定される。
【００２１】
プローブ３０は、図２に示すように、基端面の中心に、プローブ保持部材７４の永久磁石７４１と吸着する永久磁石３１と、外周近傍に、プローブ保持部材７４の３つの球体７４２に係合する３つの溝３２を有する。
プローブ３０の基端近傍の側面には、嵌合溝３３が設けられている。なお、図２に示すプローブ３０は球状の検知端３４１を有する１本の細長いスタイラス３４を備えた形状である。
【００２２】
ストッカ８０は、図３に示すように、支柱８１Ｒ，８１Ｌと、この支柱８１Ｒ，８１Ｌの上端部にそれぞれ設けられた直方体形状のブロック８２Ｒ，８２Ｌと、このブロック８２Ｒ，８２Ｌに両端を支持されたガイド部材であるビーム８３とから構成されている。
支柱８１Ｒ，８１Ｌは、ベース１０上の端部近傍で、かつ、ビーム８３がＸ方向と平行になるように立設されている。
ブロック８２Ｒ，８２Ｌは、各々の正面と背面がＺＸ平面と、上面と下面がＸＹ平面と、右側面と左側面がＹＺ平面と平行となるように設置されている。
ブロック８２Ｌの正面にはストッカ８０の位置ずれを検出する際の測定位置Ａが、ブロック８２Ｒの正面には測定位置Ｂが、右側面には測定位置Ｃ，Ｄが、上面には測定位置Ｅが設けられている。
ビーム８３には、プローブ３０Ｈ，３０Ｉ，３０Ｊ，３０Ｋを格納するためのポート８４Ｈ，８４Ｉ，８４Ｊ，８４Ｋが一定間隔毎に設けられており、これらには、各プローブの嵌合溝３３と嵌合するＵ字型の嵌合部８５が備えられている。
なお、これら嵌合部８５は、開口部が正面（Ｙ軸方向）を向くように備えられている。
【００２３】
制御装置２は、命令部９０と、駆動回路１００と、記憶装置１１０と、ＣＰＵ１２０とを有している。
駆動回路１００には、Ｘ方向駆動回路１０１と、Ｙ方向駆動回路１０２と、Ｚ方向駆動回路１０３と、Ｆ方向駆動回路１０４と、Ｇ方向駆動回路１０５とが備えられている。
これらの回路は、図示しないＸ，Ｙ，Ｚ方向駆動手段を制御することにより、プローブ保持部材７４を、ベース１０に対してＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向へ移動させることができる。
また、図示しないＦ，Ｇ方向駆動手段を制御することにより、プローブ保持部材７４を、Ｆ，Ｇ軸回りに旋回させることができる。
【００２４】
記憶装置１１０には、ストッカ８０に設けられた測定位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの初期位置座標（以下、ストッカ初期位置座標と称す）が記憶された第１記憶手段１１１と、ストッカ８０がストッカ初期位置座標に設置されている際の、各ポートの初期位置座標（以下、ポート初期位置座標と称す）が記憶された第２記憶手段１１２が備えられている。
【００２５】
ＣＰＵ１２０には、ストッカ８０の位置ずれを演算する第１演算手段１２１と、第１演算手段によって得られた結果に基づき、第２記憶手段１１２に記憶されたポート初期位置座標を補正する第２演算手段１２２が備えられている。
【００２６】
図４を用いて、ポート８４Ｈに格納されていたプローブ３０Ｈ（プローブ保持部材７４に装着されている）を、ポート８４Ｉに格納されているプローブ３０Ｉに自動交換する手順について説明していく。
図４は、制御装置２の構成を示したものであるが、各部間の情報の流れと動作に重点を置いて記述したデータフローチャートである。
そのため、たとえば、駆動回路１００が２箇所に記述されているが、これらは同一の回路である。また「プローブ自動交換」は装置構成ではなく、プローブの自動交換動作が結果として実行されることを示している。
【００２７】
制御装置２に、命令部９０に設けられたソフトウェア、あるいは図示しない操作スイッチなどによりプローブ自動交換命令が入力されたとき、制御装置２は、ＣＰＵ１２０、駆動回路１００を介してプローブ３０Ｈを移動させ、ストッカ８０に設けられた測定位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの測定を実行させる。
たとえば、測定位置Ａの測定実行の際に、制御装置２は、駆動回路１００を介してプローブ３０Ｈを移動させることにより、検知端３４１を測定位置Ａに当接させ、そのときの検知端３４１の位置座標をストッカ測定位置座標ａ１（ｘａ１，ｙａ１，ｚａ１）として得る。
他の測定位置も同様に測定すると、これによって得られたストッカ測定位置座標ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１は第１演算手段１２１に出力される。
【００２８】
第１演算手段１２１は、ストッカ測定位置座標ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１が入力された後、第１記憶手段１１１に記憶されたストッカ初期位置座標を読み込み、両者間での位置ずれ量を計算する。
たとえば、測定位置Ａにおいては、そこでのストッカ測定位置座標ａ１（ｘａ１，ｙａ１，ｚａ１）と、ストッカ初期位置座標ａ０（ｘａ０，ｙａ０，ｚａ０）との位置ずれ量ａ’（ｘａ１−ｘａ０，ｙａ１−ｙａ０，ｚａ１−ｚａ０）を計算する。
他の測定位置も同様に計算すると、これによって得られたストッカ測定位置座標と、ストッカ初期位置座標との位置ずれ量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’は第２演算手段１２２に出力される。
【００２９】
位置ずれ量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’の全てがゼロでない場合には、ストッカ８０に位置ずれが生じていると判定し、第２演算手段１２２は、第２記憶手段１１２に記憶されているポート８４Ｈ，８４Ｉのポート初期位置座標ｈ０，ｉ０を読み込み、それらを位置ずれ量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’に応じて補正し、補正された値をポート８４Ｈ，８４Ｉのポート位置座標ｈ１，ｉ１として駆動回路１００に出力する。
たとえば、ポート初期位置座標ｈ０（ｘｈ０，ｙｈ０，ｚｈ０）は、位置ずれ量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’に応じて補正され、ポート位置座標ｈ１（ｘｈ１，ｙｈ１，ｚｈ１）となり駆動回路１００に出力される。
ポート初期位置座標ｉ０（ｘｉ０，ｙｉ０，ｚｉ０）も同様に補正され、ポート位置座標ｉ１（ｘｉ１，ｙｉ１，ｚｉ１）が駆動回路１００に出力される。
【００３０】
たとえば、位置ずれ量ｃ’とｄ’のＸ方向の位置ずれ量が略同一で共にゼロでなければ、ストッカは基準位置からＸ方向に平行なずれを生じていることになり、さらに、位置ずれ量ｃ’とｄ’のＸ方向の位置ずれ量が同一でなければ、ストッカのＸＹ平面内における基準位置からの回転量θｃｄが算出できる。
また、位置ずれ量ａ’とｂ’のＹ方向の位置ずれ量が略同一で共にゼロでなければ、ストッカは基準位置からＹ方向に平行なずれを生じていることになる。
ここで、位置ずれ量ａ’とｂ’のＸ方向の位置ずれ量が同一でなければ、ストッカのＸＹ平面内における基準位置からの回転量θａｂが算出できるが、回転量θｃｄとθａｂが略同一でなければ、ストッカの変形量が算出できる。さらに、位置ずれ量ｅ’のＺ方向の位置ずれ量から、ストッカの基準位置からのＺ方向の位置ずれ量が算出できる。
これらのストッカの位置ずれ量と回転量、変形量を基にして、各ポートの初期位置座標に対する各ポート毎の座標補正量を求めて、ポート初期位置座標を補正することができる。
【００３１】
位置ずれ量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’の全てがゼロの場合には、ストッカ８０に位置ずれは生じていないと判定し、第２演算手段１２２は第２記憶手段１１２に記憶されているポート初期位置座標ｈ０，ｉ０を読み込んだ後、それらを補正せずに、そのままポート位置座標ｈ１，ｉ１として駆動回路１００に出力する。
たとえば、ポート初期位置座標ｈ０（ｘｈ０，ｙｈ０，ｚｈ０）は補正されず、そのままポート位置座標ｈ１（ｘｈ０，ｙｈ０，ｚｈ０）として駆動回路１００に出力される。
ポート初期位置座標ｉ０（ｘｉ０，ｙｉ０，ｚｉ０）も同様に補正されず、そのままポート位置座標ｉ１（ｘｉ０，ｙｉ０，ｚｉ０）として駆動回路１００に出力される。
【００３２】
駆動回路１００は、第２演算手段１２２から入力されたポート位置座標ｈ１、ｉ１に基づいて、プローブ保持部材７４を移動させることによりプローブ自動交換を実行する。
ここでは、ストッカ８０に位置ずれが生じていた場合について説明していく。まず、駆動回路１００は、プローブ保持部材７４が、ポート８４Ｈのポート位置座標ｈ１（ｘｈ１，ｙｈ１，ｚｈ１）に一致するように、プローブ保持部材７４を移動させる。このとき、プローブ３０Ｈがポート８４Ｈに格納され、嵌合溝３３が嵌合部８５に嵌合する。
次に、プローブ保持部材７４を垂直上方に移動させることにより、嵌合溝３３と嵌合部８５の下面とを当接させ、その後も、プローブ保持部材７４を垂直上方に移動させ続けることにより、プローブ３０Ｈをプローブ保持部材７４から強制的に分離させる。
【００３３】
次に、駆動回路１００は、プローブ保持部材７４がポート８４Ｉのポート位置座標ｉ１（ｘｉ１，ｙｉ１，ｚｉ１）に一致するように、プローブ保持部材７４を移動させる。
ここで、プローブ保持部材７４を下方に移動させることにより、プローブ保持部材７４とプローブ３０Ｉとを当接させ、各々に設けられた永久磁石７４１と３１により両者を結合させる。
最後に、プローブ保持部材７４を嵌合部８５の開口部方向に移動させ、プローブ３０Ｉをポート８４Ｉから取り出すことにより、プローブ自動交換が終了する。
なお、このとき、プローブ保持部材７４に等間隔に設けられた３つの球体７４２と、プローブ３０に設けられた３つの溝３２との相互接触によって両者は位置決めされているので、両者間に位置ずれを生じない構造となっている。
【００３４】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
本実施形態では、プローブ自動交換を実行する前にストッカ８０の位置ずれを検出し、その位置ずれに応じてポート８４Ｈ，８４Ｉ，８４Ｊ，８４Ｋの位置座標を補正する工程を設けている。
したがって、環境温度の影響でストッカ８０の構成部材に変形が生じ、ポート８４Ｈ，８４Ｉ，８４Ｊ，８４Ｋに位置ずれが生じた場合でも、自動交換プログラムなどに記憶されているそれらの位置座標が補正され、その補正値に従ってプローブ自動交換が行われるので、プローブ保持部材７４とプローブ３０Ｈ，３０Ｉ，３０Ｊ，３０Ｋとの間で、正確な着脱ができ、着座異常も発生せず、どんな環境下においても安定したプローブ自動交換を可能とすることができる。
【００３５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。
たとえば、図５〜８には本発明の他実施形態に係る、ポート位置座標の補正手順を示すデータフローチャートが示されている。
図５〜８においても、図４と同様に複数箇所に駆動回路１００が記載されているが、これらは、同一回路が用いられる。
タイマー１３０はＣＰＵ１２０に新たに追加され、第３記憶手段１４０は記憶装置１１０に新たに追加され、温度検出手段１５０は、制御装置２に新たに追加される。
また「プローブ自動交換」は、図４と同様に、装置構成ではなく、プローブの自動交換動作が結果として実行されることを示している。
【００３６】
図５は、図４の構成に、予め設定された間隔で駆動回路１００にストッカ８０の位置測定を実行させるタイマー１３０と、ストッカ測定位置座標を記憶する第３記憶手段１４０とをさらに設けた構成になっている。
このような構成にすることにより、タイマー１３０によって設定した時間が経過すると、定期的にストッカ８０の位置測定が実行され、その結果が第３記憶手段１４０に記憶される。
したがって、命令部９０からプローブ自動交換命令が入力された際には、ストッカ８０の位置測定を実行することなくプローブ自動交換を実行することができるので、図４の構成と比べてプローブ交換時間を低減することができ、緊急な作業にも対応できる。
【００３７】
図６は、図４の構成に、予め設定された間隔で駆動回路１００にストッカ８０の位置測定を実行させるタイマー１３０と、ポート位置座標を記憶する第３記憶手段１４０とをさらに設けた構成となっている。
このような構成にすることにより、タイマー１３０によって設定した時間が経過すると、定期的にストッカ８０の位置測定、ストッカ８０の位置ずれ量計算、ポート位置座標補正が実行され、その結果が第３記憶手段１４０に記憶される。したがって、命令部９０からプローブ自動交換命令が入力された際には、ストッカ８０の位置測定、ストッカ８０の位置ずれ量計算、ポート位置座標補正を実行することなくプローブ自動交換を実行することができるので、図５の構成と比べて、さらにプローブ交換時間を減らすことができ、被測定物測定所要時間を短縮できる。
【００３８】
図７は、図４の構成に、常時環境温度を測定し予め設定した温度を検出した際に、駆動回路１００にストッカ８０の位置測定を実行させる温度検出手段１５０と、ストッカ測定位置座標を記憶する第３記憶手段１４０とをさらに設けた構成となっている。
このような構成にすることにより、温度検出手段１５０が、周囲温度が予め設定した温度になったことを検知すると、ストッカ８０の位置測定が実行され、その結果が第３記憶手段１４０に記憶される。
たとえば、周囲温度が１℃変化する毎に、ストッカ８０の位置測定が実行される。
したがって、命令部９０からプローブ自動交換命令が入力された際には、ストッカ８０の位置測定を実行することなくプローブ自動交換を実行することができ、かつ、ストッカ８０の位置測定回数は環境温度に依存するので、環境温度の変化が小さいときには、図４、図５、図６の構成と比べて、プローブ交換時間を減らすことができ、緊急な作業にも対応できる。
さらに、第３記憶手段１４０に記憶されているストッカ測定位置座標は、環境温度に対応しているので、図５、図６の構成と比べて、より正確なプローブ自動交換が可能となる。
【００３９】
図８は、図４の構成に、常時環境温度を測定し予め設定した温度を検出した際に、駆動回路１００にストッカ８０の位置測定を実行させる温度検出手段１５０と、ポート位置座標を記憶する第３記憶手段１４０とをさらに設けた構成となっている。
このような構成にすることにより、温度検出手段１５０が、周囲温度が予め設定した温度になったことを検知すると、ストッカ８０の位置測定、ストッカ８０の位置ずれ量計算、ポート位置座標補正が実行され、その結果が第３記憶手段１４０に記憶される。
したがって、命令部９０からプローブ自動交換命令が入力された際には、ストッカ８０の位置測定、ストッカ８０の位置ずれ量計算、ポート位置座標補正を実行することなくプローブ自動交換を実行することができ、かつ、ストッカ８０の位置測定回数は環境温度に依存し、さらに、第３記憶手段１４０に記憶されているポート位置座標は環境温度に対応しているので、図７の構成と比べて、さらにプローブ交換時間を減らすことができ、緊急な作業にも対応できる。
【００４０】
前述の実施形態では、三次元測定装置について説明してきたが、本発明はプローブ自動交換機能を備えるものであれば、一次元、二次元測定装置等にも応用できるし、プローブ自動交換の際に、測定手段ではなくストッカを動かす構造にしても良い。
【００４１】
ポート位置座標補正を行うために、ストッカに設けられた測定位置ではなく、各々のポートやプローブの位置座標を直接測定しても良いし、ストッカの位置ずれを検出できるならば、測定点数は５点でなくても良い。
前述の実施形態では、各ポートにつき１点の位置座標を補正により求め、それに基づいてプローブ自動交換を実行していたが、各ポートにつき２点以上の位置座標を求める構成にしても良い。
また、測定手段として、移動機構とは別な計測手段で測定位置Ａ〜Ｅを測定しても良い。
【００４２】
前記実施形態においては、ストッカ８０の構成部材であるブロック８２Ｒ，８２Ｌを基準部材として兼用し、このブロック８２Ｒ，８２Ｌの平面に測定位置Ａ〜Ｅを設ける構成としたが、これに限らず、基準部材を別に設けてもよい。
たとえば、ゲージブロックなどのトレーサブルな値付けが行われた基準部材をストッカの所定位置に所定数配設し、この基準部材に設けられた測定位置を測定することによって、さらに正確な位置ずれ量の算出が可能となる。
また、基準部材として半径値が校正された基準球をストッカの所定位置に所定数配設し、これらの基準球面上の複数箇所（通常は６箇所ずつ）を測定して各々の基準球の中心座標を求め、各々の基準球の中心座標値からストッカの位置ずれ量をさらに正確に求めることができる。
基準部材の配設箇所と配設数は、求めるストッカの位置誤差（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の位置ずれ、ＸＹ，ＹＺ，ＸＺ平面内の回転量、ストッカの変形量など）に応じて、必要な位置に必要数を配設すれば良い。
さらに、基準部材としては、基準球に準じる半球部材を用いても同様な効果を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る測定装置によれば、どのような環境下においても安定したプローブ自動交換が可能である、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る三次元測定装置を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態におけるＺ方向スライド機構を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態におけるストッカを示す斜視図である。
【図４】前記実施形態におけるプローブ自動交換手順を示すデータフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係るプローブ自動交換手順を示すデータフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るプローブ自動交換手順を示すデータフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態に係るプローブ自動交換手順を示すデータフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係るプローブ自動交換手順を示すデータフローチャートである。
【符号の説明】
１０　ベース
２０　測定手段
３０　プローブ
４０　相対移動機構
７４　プローブ保持部材
８０　ストッカ
１１１　第１記憶手段
１１２　第２記憶手段
１２１　第１演算手段
１２２　第２演算手段

Claims

被測定物を載置するベースと、複数種のプローブを格納したストッカと、プローブ保持部材と、前記プローブ保持部材と前記ベースおよび前記ストッカとを相対移動させる相対移動機構とを備え、前記プローブ保持部材に対して、前記ストッカに格納されたいずれかのプローブを選択的に取り付けて被測定物を測定する測定装置において、
前記ストッカの予め定めた位置を測定する測定手段と、
前記位置の初期データを記憶する第１記憶手段と、
前記ストッカが前記初期データに対応する位置に設置されている際の、前記プローブの各々の格納位置に対応する、プローブ格納位置データを記憶した第２記憶手段と、
前記初期データと前記測定手段により測定された位置データとの差を計算する第１演算手段と、
前記第１演算手段により得られた結果に基づいて、前記プローブ格納位置データの補正を行う第２演算手段と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
請求項１に記載の測定装置において、
前記測定手段により測定された位置データ、前記第１演算手段により得られた結果、および、前記第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つを記憶する第３記憶手段をさらに備え、
前記測定手段は、定期的に前記位置を測定する、
ことを特徴とする測定装置。
請求項１に記載の測定装置において、
前記測定手段により測定された位置データ、前記第１演算手段により得られた結果、および、前記第２演算手段により補正されたデータ、のうちの少なくとも１つを記憶する第３記憶手段と、
環境温度を測定する温度検出手段とをさらに備え、
前記測定手段は、前記温度検出手段が予め設定した温度を検出した際に、測定を行う、
ことを特徴とする測定装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の測定装置において、
前記相対移動機構は、前記プローブ保持部材と前記ベースおよび前記ストッカとを三次元方向に相対移動させる、
ことを特徴とする測定装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の測定装置において、
前記ストッカの予め定めた位置には、前記ストッカの基準位置を示す基準部材をさらに備え、
前記測定手段は、前記基準部材の前記基準位置を測定する、
ことを特徴とする測定装置。
請求項５に記載の測定装置において、
前記基準部材は、球状面を備える、
ことを特徴とする測定装置。