JP2013195082A - 幾何学量測定装置及び入力画面制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定精度に問題があることを知らずに測定者が測定結果を受け入れてしまうのを防止する幾何学量測定装置を提供する。
【解決手段】ワークＷの平面度を測定する幾何学量測定装置は、Ｘ軸方向に等間隔に配置される３つの距離センサ９ａ〜９ｃを有するセンサヘッド９をワークＷに対してＸ軸方向に相対移動させながら距離データを取得し、取得した距離データに基づいて平面度を測定する幾何学量測定制御部と、距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して表示する偶然誤差表示部と、を含む。
【選択図】図１

Description

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入力画面制御方法に関する。

従来、被測定物の平面度を自動的に測定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、ガイドの延在方向に沿って一直線上に並置される２個又は３個のレーザ変位計を備えたセンサヘッドのガイドに沿った移動と、被測定物を支持するテーブルの、センサヘッドの移動方向に直交する方向への移動とを組み合わせ、レーザ変位計の測定点のそれぞれが被測定物の表面における仮想的な格子の交点となるようにする。また、特許文献１の装置は、３つのレーザ変位計で被測定物までの距離を同時に測定しながら、逐次法に基づいて被測定物の平面度を導出する。

特開２００９−６３５４１号公報

清野 慧、高 偉、「多点法によるソフトウェアデータムとその誤差評価」、日本機械学会論文集、58-551、1992年、p.256-261

しかしながら、特許文献１に記載されるような装置は、逐次法による真直度や平面度の測定精度が偶然誤差の累積による影響を受けることを考慮していない。そのため、測定結果として出力される真直度や平面度の測定精度がどの程度のレベルであるかを測定者に知らせることもない。測定結果として出力される真直度や平面度の測定精度は、被測定物のサイズが大きくなるほど、偶然誤差の累積による影響が大きくなる。その結果、測定者は、偶然誤差の累積により許容できないレベルにまで低下した精度の測定結果を気付かないうちに受け入れてしまうおそれがある。特に、逐次３点法に関しては、偶然誤差の累積量が逐次２点法よりも大きな割合で増大するため、精度の低下の割合が大きく注意が必要である。

上述の点に鑑み、本発明は、測定精度に問題があることを知らずに測定者が測定結果を受け入れてしまうのを防止する幾何学量測定装置及びその入力画面制御方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、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、第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記被測定物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得し、取得した距離データに基づいて幾何学量を測定する幾何学量測定制御部と、距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して表示する偶然誤差表示部と、を含む。

また、本発明の実施例に係る入力画面制御方法は、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装置の入力画面を制御する入力画面制御方法であって、前記幾何学量測定装置が、第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記被測定物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して前記入力画面に表示する偶然誤差表示ステップ、を含む。

上述の手段により、本発明は、測定精度に問題があることを知らずに測定者が測定結果を受け入れてしまうのを防止する幾何学量測定装置及びその入力画面制御方法を提供することができる。

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１の平面研削盤の右側面図である。 センサヘッドの底面図（その１）である。 センサヘッドの底面図（その２）である。 センサヘッドの底面図（その３）である。 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ブロック図である。 第１幾何学量測定処理の流れを示すフローチャートである。 第１幾何学量測定処理を実行する際のセンサヘッドのワークに対する相対位置の推移を示す図である。 第２幾何学量測定処理の流れを示すフローチャートである。 第２幾何学量測定処理を実行する際のセンサヘッドのワークに対する相対位置の推移を示す図である。 第１偶然誤差表示処理の流れを示すフローチャートである。 センサパラメータ画面の構成例を示す図である。 入力画面の構成例を示す図である。 走査方法選択画面の構成例を示す図である。 第２偶然誤差表示処理の流れを示すフローチャートである。

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。

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、及び制御装置１２を含む。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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、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。

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、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。

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。

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装置であり、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、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。本実施例では、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。

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、距離センサの配置例を示す。

図３に示すように、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９ｃ、９ｄ、９ｅとを含む。なお、距離センサ９ｃは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９は、５つの距離センサ９ａ〜９ｅ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。

図４及び図５は、センサヘッドの別の構成例を示す図であり、図３に対応する。

図４のセンサヘッド９Ａは、底面が十字形状の多角柱である本体部９Ａｓと、Ｘ軸に平行な方向に距離Ｄｂずつ間隔を空けて本体部９Ａｓ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９Ａｓ上に配置される３つの距離センサ９ｄ、９ｂ、９ｅとを含む。なお、距離センサ９ｂは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９Ａは、センサヘッド９と同様、５つの距離センサ９ａ〜９ｅ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。

図５のセンサヘッド９Ｂは、底面がＴ字形状の多角柱である本体部９Ｂｓと、Ｘ軸に平行な方向に距離Ｄｂずつ間隔を空けて本体部９Ｂｓ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９Ｂｓ上に配置される３つの距離センサ９ｄ、９ｅ、９ｂとを含む。なお、距離センサ９ｂは、２つのセンサ列の双方に含まれる。そのため、センサヘッド９Ｂは、センサヘッド９、９Ａと同様、５つの距離センサ９ａ〜９ｅ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。

なお、上述の実施例では、センサヘッド９、９Ａ、９Ｂは、何れも２つのセンサ列の双方に含まれる距離センサを１つ有し、距離センサの数を減らすようにするが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、センサヘッド９は、個々に独立したセンサ列を形成する６つの距離センサを含むようにしてもよい。

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。

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。

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、エスカッションボタン等である。

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。

図６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。

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、及び偶然誤差表示部１２２を機能要素として有し、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭ又はＲＡＭから読み出しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。

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。

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。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測定範囲、サンプリング間隔、走査ライン間隔、目標測定繰り返し回数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。なお、目標測定繰り返し回数は、被測定物を測定するために同じ走査ラインを何回走査するかを示す自然数である。繰り返し回数が多いほど、累積の偶然誤差が小さくなり、測定値に対する信頼度が高くなる。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、センサヘッド９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、逐次２点法又は逐次３点法により、ワークＷの幾何学量を測定する。

偶然誤差表示部１２２は、センサヘッド９による距離データの測定の際に累積する偶然誤差を算出して表示する機能要素である。

具体的には、偶然誤差表示部１２２は、例えば、入力装置１１を通じて入力される測定範囲、測定対象（真直度か平面度か）、目標測定繰り返し回数等の各種入力情報と、予め設定されるセンサ間隔、サンプリング間隔等の各種設定情報とに基づいて、偶然誤差を算出し、算出した偶然誤差を表示装置１０に表示する。

より具体的には、偶然誤差表示部１２２は、逐次２点法に基づいてワークＷの幾何学量（例えば、真直度又は平面度である。）を測定する場合、以下の式（１）に基づいて、距離データの測定の際に累積する偶然誤差の最大値σを算出する。

ここで、Ｎは、最大サンプリング回数であり、測定範囲の最大長さＬをサンプリング間隔ｓで除した値である。また、Ｊは、センサ間隔をサンプリング間隔ｓで除した値であり、σ_Ｓは、距離センサのそれぞれの出力に含まれる偶然誤差の標準偏差である。

また、偶然誤差表示部１２２は、逐次３点法に基づいてワークＷの幾何学量を測定する場合、以下の式（２）に基づいて、距離データの測定の際に累積する偶然誤差の最大値σを算出する。

なお、本実施例では、式（１）及び式（２）の何れにおいても、センサ間隔とサンプリング間隔ｓとが等しいためＪは値１である。また、標準偏差σ_Ｓは、距離センサの特性に応じて予め設定される値である。また、累積の偶然誤差は、最初の距離データの取得の際、及び、最後の距離データの取得の際にゼロとなり、中間での距離データの取得の際に最大になるものと仮定する。すなわち、累積の偶然誤差の最大値σは、中間での距離データの取得の際の値に相当する。

また、偶然誤差表示部１２２は、式（１）又は式（２）に基づいて算出した累積の偶然誤差の最大値σを、目標測定繰り返し回数の値に応じて調整する。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、目標測定繰り返し回数の値が大きいほど、累積の偶然誤差の最大値σが小さくなるように調整する。例えば、偶然誤差表示部１２２は、目標測定繰り返し回数が４回の場合、目標測定繰り返し回数が１回の場合における累積の偶然誤差の最大値の２分の１を、累積の偶然誤差の最大値として採用する。距離センサの分解能レベルの偶然誤差は、一般的に正規分布になることが知られており、同じ条件での測定をＮ回繰り返して得た測定結果の平均値における偶然誤差は、確率の法則により１／√Ｎになるためである。

また、累積の偶然誤差の許容最大値σ_ＭＡＸが入力装置１１を通じて入力されている場合、偶然誤差表示部１２２は、式（１）又は式（２）に基づいて算出した累積の偶然誤差の最大値σが許容最大値σ_ＭＡＸ以下となるように、目標測定繰り返し回数を決定してもよい。この場合、偶然誤差表示部１２２は、決定した目標測定繰り返し回数と共に、累積の偶然誤差の最大値σを表示装置１０に表示する。

また、偶然誤差表示部１２２は、平面度を測定する際の累積の偶然誤差の最大値σを表示装置１０に表示する場合には、走査ラインの交差数が多いほど、累積の偶然誤差の最大値σが小さくなるように調整してもよい。走査ラインの交差点に対応する測定点では、重複した測定が行われるためである。

ここで、図７及び図８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、「第１幾何学量測定処理」とする。）について説明する。なお、図７は、第１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を通じた第１幾何学量測定処理の開始命令に応じてこの第１幾何学量測定処理を実行する。また、図８は、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置の推移を示す図である。なお、図８において、白丸から黒丸に延びる破線矢印は、センサヘッド９のワークＷに対する相対移動の経路を示し、実線矢印は、Ｘ軸テーブル２によるワークＷの＋Ｘ方向への移動量を示す。また、白丸及び黒丸は、基準位置Ｐｔを表す白丸を除き、センサヘッド９による測定点を表す。また、図８は、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）の順に、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置が移動することを示す。

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、サンプリング間隔ＳＤ、走査ライン間隔ＬＤ、及び目標測定繰り返し回数を取得する（ステップＳ１）。

測定範囲は、第１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。

サンプリング間隔ＳＤは、センサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸方向に走査されるため、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａがサンプリング間隔ＳＤとして採用される。

走査ライン間隔ＬＤは、センサヘッド９の走査ライン間の距離である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸方向に走査されるため、走査ライン間隔ＬＤは、走査ライン間のＸ軸方向における距離を意味し、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｂが走査ライン間隔ＬＤとして採用される。

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Ｐｔの座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を決定し（図８（Ａ）参照。）、センサヘッド９を基準位置Ｐｔ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Ｐｔに移動させる。

その後、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びセンサヘッド９に制御信号を出力し、図８（Ａ）に示すように、センサヘッド９を基準位置Ｐｔから−Ｙ方向に走査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〜９ｅのそれぞれは、サンプリング間隔ＳＤ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）。以下、距離の測定を伴うセンサヘッド９の相対移動を「スキャン移動」と称する。

センサヘッド９が−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、幾何学量測定制御部１２１は、テーブル移動用アクチュエータ８に対して制御信号を出力し、図８（Ｂ）に示すように、Ｘ軸テーブル２を走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、走査ライン間隔ＬＤだけ−Ｘ方向に相対的に移動する。以下、距離の測定を伴わないセンサヘッド９の相対移動を「ステップ移動」と称する。

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軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ５）。幾何学量測定制御部１２１は、例えば、Ｘ軸テーブル２を更に走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させた場合にセンサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部からはみ出ると判断した場合に、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定する。

センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ３及びステップＳ４の処理を再び実行する。

具体的には、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図８（Ｃ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、サンプリング間隔ＳＤ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）。

センサヘッド９が＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、幾何学量測定制御部１２１は、図８（Ｄ）に示すように、Ｘ軸テーブル２を走査ライン間隔ＬＤだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、走査ライン間隔ＬＤだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。

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軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。

一方、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ２〜ステップＳ５までの処理の繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったか否かを判定する（ステップＳ６）。

繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になっていないと判定した場合（ステップＳ６のＮＯ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ２〜ステップＳ５の処理を繰り返す。

繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったと判定した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、幾何学量測定制御部１２１は、ＲＡＭに記録された距離データに基づいて、逐次３点法により、ワークＷの平面度を算出する（ステップＳ７）。

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の平面度を表示装置１０上に表示させる。

これにより、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸方向におけるスキャン移動を実行することなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方におけるセンサヘッド９の運動誤差を取り除いた状態で、ワークＷの平面度を算出することができる。

なお、第１幾何学量測定処理では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａがサンプリング間隔ＳＤとして採用され、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｂが走査ライン間隔ＬＤとして採用される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ間隔Ｄａの自然数倍の距離がサンプリング間隔ＳＤとして採用されてもよく、センサ間隔Ｄｂの自然数倍の距離が走査ライン間隔ＬＤとして採用されてもよい。

また、第１幾何学量測定処理では、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７によりボールねじ機構を用いてスキャン移動を実行し、テーブル移動用アクチュエータ８によりボールねじ機構を用いてステップ移動を実行する。しかしながら、油圧シリンダ機構のような、ボールねじ機構よりも位置決め精度が低い機構を用いてテーブル移動用アクチュエータ８がＸ軸テーブル２を移動させる構成では、ステップ移動は、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７によりボールねじ機構を用いて実行されてもよい。この場合、スキャン移動は、テーブル移動用アクチュエータ８により油圧シリンダ機構を用いて実行される。位置決め精度が高いほうの機構を用いてステップ移動を実行することで、ステップ間隔のばらつきを抑えるためである。なお、センサヘッド９は、スキャン移動の際に継続的に距離を測定する構成であれば、サンプリング間隔毎の測定点の位置決めに高い精度を要求することはない。

このように、位置決め精度が高いほうの機構を用いてステップ移動を実行することにより、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に並ぶ３つ１組の測定点の距離データを繋ぎ合わせて算出される真直度の信頼性を向上させることができる。また、幾何学量測定装置５０は、１つの測定点を複数回のステップ移動を挟んで測定し、その測定結果を合成して真直度を算出する場合のその真直度の信頼性を向上させることができる。また、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に関する真直度とＹ軸方向（スキャン移動の方向）に関する真直度とを組み合わせて算出される平面度の信頼性を向上させることができる。

なお、油圧シリンダ機構は、等速性に関しては、ボールねじ機構と同等であるため、スキャン移動に悪影響を及ぼすことはない。

また、スキャン移動が砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７ではなくテーブル移動用アクチュエータ８により実行される場合、立軸砥石ヘッド４及びセンサヘッド９は、スキャン移動の際に静止したままの状態となる。そのため、センサヘッド９は、距離測定の際に、センサヘッド９と制御装置１２とを繋ぐケーブルのケーブルテンションの変動や環境振動の影響を受けにくい。その結果、センサヘッド９は、ノイズのより少ない距離データを出力することができる。

次に、図９及び図１０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の別の例（以下、「第２幾何学量測定処理」とする。）について説明する。なお、図９は、第２幾何学量測定処理の流れを示すフローチャートであり、図７に対応する。幾何学量測定装置５０は、例えば、入力装置１１を通じた第２幾何学量測定処理の開始命令に応じてこの第２幾何学量測定処理を実行する。また、図１０は、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置の推移を示す図であり、図８に対応する。図１０は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）の順に、また、図１０（Ｆ）〜図１０（Ｊ）の順に、センサヘッド９のワークＷに対する相対位置が移動することを示す。

最初に、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、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘ、Ｙ方向走査ライン間隔ＬＤｙ、及び目標測定繰り返し回数を取得する（ステップＳ１１）。

測定範囲は、第２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。

Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘは、センサヘッド９がワークＷに対してＸ軸に平行な方向に相対移動する際のセンサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、Ｘ軸テーブル２がＸ軸に平行な方向に移動することによって、静止中のセンサヘッド９がワークＷに対してＸ軸に平行な方向に相対移動するため、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｂがＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘとして採用される。

Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙは、センサヘッド９がワークＷに対してＹ軸に平行な方向に相対移動する際のセンサヘッド９によるサンプリングの間隔である。本実施例では、センサヘッド９がＹ軸に平行な方向に走査されることによって、センサヘッド９がワークＷに対してＹ軸に平行な方向に相対移動するため、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙとして採用される。

Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘは、センサヘッド９のＸ軸に平行な走査ライン間のＹ軸方向における距離である。本実施例では、例えば、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｂがＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用される。

Ｙ方向走査ライン間隔ＬＤｙは、センサヘッド９のＹ軸に平行な走査ライン間のＸ軸方向における距離である。本実施例では、例えば、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用される。

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Ｐｔの座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を決定し（図１０（Ａ）参照。）、センサヘッド９を基準位置Ｐｔに移動させる（ステップＳ１２）。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Ｐｔに移動させる。

その後、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、砥石ヘッド左右送り用アクチュエータ７及びセンサヘッド９に制御信号を出力し、図１０（Ａ）に示すように、センサヘッド９を基準位置Ｐｔから−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ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Ｓ１３）。

センサヘッド９が−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、幾何学量測定制御部１２１は、テーブル移動用アクチュエータ８に対して制御信号を出力し、図１０（Ｂ）に示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ１４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。

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軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ１５）。

センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理を再び実行する。

具体的には、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｃ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ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Ｓ１３）。

センサヘッド９が＋Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動した後、幾何学量測定制御部１２１は、図１０（Ｄ）に示すように、Ｘ軸テーブル２をＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ１４）。その結果、センサヘッド９は、ワークＷに対して、Ｘ方向走査ライン間隔ＬＤｘだけ−Ｘ方向に相対的にステップ移動する。

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軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。

一方、センサヘッド９が測定範囲のＸ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＹ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｆ）に示すように、センサヘッド９を−Ｙ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｙ方向サンプリング間隔ＳＤｙ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。

その後、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＸ軸方向に沿う走査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に制御信号を出力し、図１０（Ｇ）に示すように、センサヘッド９を＋Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ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Ｓ１６）。

センサヘッド９が＋Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動した後、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に対して制御信号を出力し、図１０（Ｈ）に示すように、センサヘッド９をＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させる（ステップＳ１７）。

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Ｙ軸方向の端部に達したか否かを判定する（ステップＳ１８）。幾何学量測定制御部１２１は、例えば、センサヘッド９を更にＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させた場合にセンサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部からはみ出ると判断した場合に、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定する。

センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達していないと判定した場合（ステップＳ１８のＮＯ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理を再び実行する。

具体的には、幾何学量測定制御部１２１は、測定範囲に基づいてＸ軸方向に沿う走査距離を決定した上で、図１０（Ｉ）に示すように、センサヘッド９を−Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動させる。このスキャン移動中、センサヘッド９における５つの距離センサ９ａ〜９ｅのそれぞれは、Ｘ方向サンプリング間隔ＳＤｘ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Ｓ１６）。

センサヘッド９が−Ｘ方向に走査距離だけスキャン移動した後、幾何学量測定制御部１２１は、図１０（Ｊ）に示すように、センサヘッド９をＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙだけ−Ｙ方向にステップ移動させる（ステップＳ１７）。

幾何学量測定制御部１２１は、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定するまでこれらの処理を繰り返す。

一方、センサヘッド９が測定範囲のＹ軸方向の端部に達したと判定した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ１２〜ステップＳ１８までの処理の繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったか否かを判定する（ステップＳ１９）。

繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になっていないと判定した場合（ステップＳ１９のＮＯ）、幾何学量測定制御部１２１は、ステップＳ１２〜ステップＳ１８の処理を繰り返す。

繰り返し回数が目標測定繰り返し回数になったと判定した場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）、幾何学量測定制御部１２１は、ＲＡＭに記録された距離データに基づいて、逐次３点法により、ワークＷの平面度を算出する（ステップＳ２０）。

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の平面度を表示装置１０上に表示させる。

なお、第２幾何学量測定処理では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤａがＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙ及びＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用され、Ｘ軸に平行な方向のセンサ間隔ＤｂがＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘ及びＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ間隔Ｄａの自然数倍の距離がＹ方向サンプリング間隔ＳＤｙ又はＹ方向走査ライン間隔ＬＤｙとして採用されてもよく、センサ間隔Ｄｂの自然数倍の距離がＸ方向サンプリング間隔ＳＤｘ又はＸ方向走査ライン間隔ＬＤｘとして採用されてもよい。

また、第２幾何学量測定処理では、ステップ移動がＸ軸方向及びＹ軸方向の双方で行われ、スキャン移動もＸ軸方向及びＹ軸方向の双方で行われる。そのため、ステップ移動の方向に並ぶ３つ１組の測定点の距離データを繋ぎ合わせて真直度を算出する必要はない。その結果、ステップ間隔毎の測定点の位置決め精度に対する要求を緩和させることができる。

次に、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の別の例（以下、「第３幾何学量測定処理」とする。）について説明する。

第３幾何学量測定処理では、第１幾何学量測定処理の場合と同様に、幾何学量測定装置５０は、センサヘッド９をＹ軸方向にスキャン移動させ、且つ、センサヘッド９をＸ軸方向にステップ移動させながら、測定点が格子状に並ぶように、各測定点で距離を測定する。

これにより、幾何学量測定装置５０は、１回目のスキャン移動の際に３つ１組の距離センサ９ｃ〜９ｅのそれぞれが取得した距離データより、逐次３点法に基づいてセンサヘッド９の運動誤差を取り除いた状態で、第１の走査ラインに関するワークＷの真直度を算出できる。これは、幾何学量測定装置５０が、第１の走査ライン上の各測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を把握していることを意味する。

そこで、幾何学量測定装置５０は、第２及び第３の走査ライン上の各測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差が、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差と同じであると仮定する。

そして、幾何学量測定装置５０は、１回目のスキャン移動の際に距離センサ９ｂが取得した距離データ、すなわち、第２の走査ライン上の各測定点における距離データから、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を取り除いた値を、真直度の算出に用いる距離データとする。

同様に、幾何学量測定装置５０は、１回目のスキャン移動の際に距離センサ９ａが取得した距離データ、すなわち、第３の走査ライン上の各測定点における距離データから、第１の走査ライン上の対応する測定点におけるピッチング誤差及び並進誤差を取り除いた値を、真直度の算出に用いる距離データとする。

その結果、幾何学量測定装置５０は、センサヘッド９の１回のスキャン移動により、３本の走査ラインに関するワークＷの真直度を算出できる。したがって、幾何学量測定装置５０は、１回のステップ移動によるステップ間隔をセンサ間隔の３倍とすることができ、ワークＷの平面度をより短時間で効率的に算出できる。すなわち、距離センサ９ｃ〜９ｅのそれぞれは、２回目のスキャン移動では、第２の走査ラインではなく、第４の走査ライン上の各測定点における距離データを取得する。

なお、幾何学量測定装置５０は、Ｘ軸方向（ステップ移動の方向）に等間隔に並ぶ距離センサの数を４つ以上にすることによって、ステップ間隔をさらに大きくし、ワークＷの平面度の算出に要する時間をさらに短縮させてもよい。

以上の構成により、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、Ｘ軸に平行な方向に並ぶ３つの距離センサとＹ軸に平行な方向に並ぶ３つの距離センサとを備えたセンサヘッド９を所定の走査ライン間隔で自動的に走査させながら、距離データを取得する。すなわち、幾何学量測定装置５０は、一連の走査により、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、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。また、幾何学量測定装置５０は、逐次３点法を利用するため、センサヘッド９の運動真直度（運動誤差）を取り除いた状態で、ワークＷの真直度や平面度を算出することができる。

また、一連の走査において、幾何学量測定装置５０は、センサヘッド９の向きの変更を要求することなく、逐次３点法による真直度や平面度の測定に必要な距離データを取得することができる。その結果、幾何学量測定装置５０は、機器剛性を高めることができる。

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。

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。

次に、図１１を参照しながら、幾何学量測定装置５０が、距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して表示する処理（以下、「第１偶然誤差表示処理」とする。）について説明する。なお、図１１は、第１偶然誤差表示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、入力装置１１を通じてワークＷの真直度又は平面度の測定を開始させるための命令を受けた場合に、この第１偶然誤差表示処理を実行する。

最初に、制御装置１２の偶然誤差表示部１２２は、センサ間隔、サンプリング間隔、走査速度、及び、偶然誤差の標準偏差等の設定情報を取得する（ステップＳ２１）。これらの設定情報は、制御装置１２のＮＶＲＡＭに予め登録されており、第１偶然誤差表示処理の際には変更不能となっている。なお、これらの設定情報は、表示装置１０に表示されるセンサパラメータ画面等の専用の画面を介して変更できるように用意されてもよい。

図１２は、センサパラメータ画面の構成例を示す図であり、センサ間隔、サンプリング間隔、及び、偶然誤差の標準偏差が設定可能な状態を示す。センサパラメータ画面は、測定者が入力装置１１に対して所定の操作を行うことによって表示装置１０に表示される。

その後、偶然誤差表示部１２２は、測定対象、測定範囲、走査ライン間隔、及び目標測定繰り返し回数等の各種入力情報を取得する（ステップＳ２２）。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、入力画面を表示装置１０に表示し、測定者による各種入力情報の入力を促す。

図１３は、入力画面の構成例を示す図であり、測定対象、測定範囲、走査ライン間隔、及び目標測定繰り返し回数が入力可能な状態を示す。なお、図１３の入力画面は、測定対象を選択するためのラジオボタンを有し、被測定物の真直度を測定する場合の「直線」、又は、被測定物の平面度を測定する場合の「平面」を測定者が選択できるようにする。

また、偶然誤差表示部１２２は、測定対象が選択され、且つ、測定範囲が入力された段階で、走査方法選択画面を表示装置１０に表示し、測定者による走査方法の選択を促すようにしてもよい。この場合、操作者は、走査方法を複数の選択肢から選択するだけでよく、走査ライン間隔及び目標測定繰り返し回数の値を入力する必要はない。

図１４は、走査方法選択画面の構成例を示す図であり、６つの走査方法の中から１つの走査方法を測定者が選択できるように、６つの走査方法のそれぞれを表す６つのイメージのそれぞれに対応する６つのラジオボタンを示す。

具体的には、図１４の走査方法選択画面は、目標測定繰り返し回数が１回である３つの走査方法のそれぞれに対応する３つのラジオボタンを上段に配置し、目標測定繰り返し回数が２回である３つの走査方法のそれぞれに対応する３つのラジオボタンを下段に配置する。言い換えると、図１４の走査方法選択画面は、Ｘ軸に平行な方向及びＹ軸に平行な方向の走査ライン間隔が何れも２００ｍｍである２つの走査方法のそれぞれに対応する２つのラジオボタンを最左列に配置し、走査ライン間隔が何れも４００ｍｍである２つの走査方法のそれぞれに対応する２つのラジオボタンを最右列に配置する。また、Ｘ軸に平行な方向の走査ライン間隔が４００ｍｍであり、Ｙ軸に平行な方向の走査ライン間隔が２００ｍｍである２つの走査方法のそれぞれに対応する２つのラジオボタンを中央列に配置する。

その後、偶然誤差表示部１２２は、取得した設定情報及び入力情報に基づいて、累積の偶然誤差の最大値（測定精度）σと測定に要する時間（測定時間）とを予測値として導き出し、それらの予測値を入力画面（図１３参照。）上に表示する（ステップＳ２３）。

具体的には、偶然誤差表示部１２２は、例えば、測定範囲の最大長さＬが１０００ｍｍ、サンプリング間隔ｓが１００ｍｍ、偶然誤差の標準偏差σ_ｓが０．０１μｍの場合、上述の式（２）を用いて、累積の偶然誤差の最大値（測定精度）σがおよそ±０．１６μｍであることを導き出す。また、偶然誤差表示部１２２は、測定範囲及び走査ライン間隔から算出される走査距離と、設定情報である走査速度とに基づいて、ワークＷの平面度を測定するために要する時間（測定時間）を導き出す。

測定者は、入力画面（図１３参照。）の下部領域に表示される測定精度及び測定時間を確認し、それらの値が許容できるものであれば、図示しない開始ボタンを押下することによって、幾何学量測定装置５０による実際の測定を開始させる。

なお、測定者は、表示された測定精度が所望の値でない場合には、設定情報又は入力情報の値を変更することによって、測定精度を調整することができる。測定時間についても同様である。

具体的には、走査ライン間隔の増大は、測定精度を低下させる一方で、測定時間を短縮させる効果があり、目標測定繰り返し回数の増大は、測定時間を延長させる一方で、測定精度を高める効果がある。また、走査速度の増大は、測定精度を低下させる一方で、測定時間を短縮させる効果がある。

実際の測定の後、幾何学量測定装置５０は、取得した距離データに基づいて等高線（コンター）図を表示装置１０に表示する。具体的には、幾何学量測定装置５０は、等高線の高度間隔を測定精度に応じた値とし、測定精度を反映した表示を行うようにする。なお、幾何学量測定装置５０は、高度毎に色分けして等高線図を表示してもよい。

以上の構成により、第１偶然誤差表示処理を実行する幾何学量測定装置５０は、測定結果として得られる幾何学量がどの程度の偶然誤差を含むのか、すなわち、測定精度がどの程度であるかを、実際の測定が行われる前に測定者に提示することができる。そのため、測定者は、所望の測定精度で測定が行われるように、目標測定繰り返し回数等の測定条件を変更することができる。

また、幾何学量測定装置５０は、選択可能な複数の測定条件のそれぞれを分かり易く表すイメージを表示するので、測定者による測定条件の入力（選択）を支援することができる。

次に、図１５を参照しながら、幾何学量測定装置５０が、距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して表示する処理の別の例（以下、「第２偶然誤差表示処理」とする。）について説明する。なお、図１５は、第２偶然誤差表示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、入力装置１１を通じてワークＷの真直度又は平面度の測定を開始させるための命令を受けた場合に、この第２偶然誤差表示処理を実行する。

最初に、制御装置１２の偶然誤差表示部１２２は、センサ間隔、サンプリング間隔、走査速度、及び、偶然誤差の標準偏差等の設定情報を取得する（ステップＳ３１）。

その後、偶然誤差表示部１２２は、測定対象及び測定範囲を取得する（ステップＳ３２）。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、測定対象及び測定範囲を入力するための入力画面を表示装置１０に表示し、測定者による測定対象及び測定範囲の入力を促す。

その後、偶然誤差表示部１２２は、累積の偶然誤差の許容最大値を取得する（ステップＳ３３）。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、累積の偶然誤差の許容最大値を入力するための専用の画面を表示装置１０に表示し、測定者による許容最大値の入力を促す。なお、偶然誤差表示部１２２は、許容最大値を入力するための入力フォームを入力画面上に表示してもよい。

その後、偶然誤差表示部１２２は、取得した設定情報と測定対象及び測定範囲とに基づいて、累積の偶然誤差の最大値（測定精度）σを予測値として算出する（ステップＳ３４）。この場合、偶然誤差表示部１２２は、目標測定繰り返し回数を１回として、予測値を算出する。

その後、偶然誤差表示部１２２は、算出した予測値と許容最大値とに基づいて目標測定繰り返し回数を決定する（ステップＳ３５）。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、予測値が許容最大値を上回るか否かを判断し、予測値が許容最大値以下の場合には、最終的な目標測定繰り返し回数を１回に決定する。一方、予測値が許容最大値を上回る場合、偶然誤差表示部１２２は、目標測定繰り返し回数を２回として予測値を算出し直す。偶然誤差表示部１２２は、予測値が許容最大値以下となるまで目標測定繰り返し回数を１回ずつ増大させ、予測値が許容最大値以下となったときの目標測定繰り返し回数を最終的な目標測定繰り返し回数として決定する。なお、偶然誤差表示部１２２は、目標測定繰り返し回数に代えて或いは加えて、走査ライン間隔を用いて同様の処理を行うようにしてもよい。具体的には、偶然誤差表示部１２２は、予測値が許容最大値以下となるまで、走査ライン間隔を最小値から徐々に増大させながら予測値を繰り返し算出する。

その後、偶然誤差表示部１２２は、最終的な目標測定繰り返し回数を表示装置１０に表示し、且つ、そのときの累積の偶然誤差の最大値σを測定精度として表示装置１０に表示する（ステップＳ３６）。

測定者は、表示装置１０に表示される目標測定繰り返し回数や走査ライン間隔を確認し、それらの値が許容できるものであれば、図示しない開始ボタンを押下することによって、幾何学量測定装置５０による実際の測定を開始させる。

なお、上述の実施例では、幾何学量測定装置５０は、測定条件を決定するために、累積の偶然誤差（測定精度）の許容最大値を取得するが、測定精度の許容最大値に代えて或いは加えて、測定時間の許容最大値を取得してもよい。

以上の構成により、第２偶然誤差表示処理を実行する幾何学量測定装置５０は、実際の測定が行われる前に、測定結果として得られる幾何学量の測定精度又は測定時間を、測定者が望むレベルに調整することができる。

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。

例えば、上述の実施例では、Ｙ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄａ及びＸ軸に平行な方向のセンサ間隔Ｄｂが何れも固定されているが、センサ間隔Ｄａ及びセンサ間隔Ｄｂのうちの少なくとも一方は調整可能あってもよい。

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。

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。

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。

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（逐次平均）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。

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Ｘ軸方向及びＹ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。

また、上述の実施例では、センサヘッド９は、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。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、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２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２つの距離センサとを含むものであってもよい。また、センサヘッド９は、Ｘ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサのみを含むものであってもよく、Ｙ軸に平行な方向に等間隔に配置される少なくとも２つの距離センサのみを含むものであってもよい。

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、９Ａ、９Ｂ・・・センサヘッド ９ａ〜９ｅ・・・距離センサ ９ｓ、９Ａｓ、９Ｂｓ・・・本体部 １０・・・表示装置 １１・・・入力装置 １２・・・制御装置 １２０・・・研削制御部 １２１・・・幾何学量測定制御部 ４０・・・砥石軸 ４１・・・砥石車 ５０・・・幾何学量測定装置 １００・・・平面研削盤 Ｗ・・・ワーク

Claims (4)

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、
   第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記被測定物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得し、取得した距離データに基づいて幾何学量を測定する幾何学量測定制御部と、
   距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して表示する偶然誤差表示部と、
   を含む幾何学量測定装置。
2. 前記偶然誤差表示部は、前記幾何学量測定制御部による幾何学量の測定が行われる前に、前記偶然誤差を表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の幾何学量測定装置。
3. 前記幾何学量測定制御部は、逐次２点法又は逐次３点法に基づいて幾何学量を測定する、
   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。
4. 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の入力画面を制御する入力画面制御方法であって、
   前記幾何学量測定装置が、第１方向に並置される少なくとも２つの距離センサを有するセンサヘッドを前記被測定物に対して前記第１方向に相対移動させながら距離データを取得する際に累積する偶然誤差を算出して前記入力画面に表示する偶然誤差表示ステップ、
   を含む入力画面制御方法。

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