JP2015114170A - 多関節型三次元測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定者が測定のために確認しなければならない情報をワークから視線を離さずに確認可能とすることで、高効率且つ正確な測定を可能とする。
【解決手段】ワークＷを測定するプローブ１０４と、先端にプローブ１０４を備える多関節アーム機構１０５と、を有する多関節型三次元測定装置１００において、多関節アーム機構１０５の先端にプローブ１０４と共に設けられ、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近に従い、投影される投影像ＰＩの範囲を拡大縮小するプロジェクタ１２２を備え、プロジェクタ１２２は、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、ワークＷの原寸大の投影図形をワークＷに一致させて投影可能であるとともに、プローブ１０４による測定予定位置を特定する表示情報を投影させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多関節型三次元測定装置に係り、特に、測定者が測定のために確認しなければならない情報がワークから視線を離さずに確認可能となることで、高効率且つ正確な測定が可能な多関節型三次元測定装置に関する。

従来、特許文献１に示すような多関節型三次元測定装置が用いられている。この多関節型三次元測定装置は、ワークを測定するプローブと、先端に該プローブを備える多関節アーム機構と、を有している。この多関節型三次元測定装置では、接続されたデスクトップパソコン（コンピュータ）またはノートパソコンの表示部（ディスプレイ）にワークの測定がなされる位置（測定予定位置）を表示し、設計情報等を参照しながらその測定予定位置をプローブで接触または非接触で測定する。つまり、この多関節型三次元測定装置では、測定者は自分が測定しなければならないワークの測定予定位置等をパソコンの表示部で確認し、実際のワークと照らし合わせて測定を行うようにされている。

特開２００７−４７０１４号公報

言い換えれば、特許文献１に示すような多関節型三次元測定装置では、測定のたびに測定者はパソコンの表示部とワークを交互に見る動作を繰り返す必要がある。つまり、測定者は測定のたびにワークから視線を外すこととなるので、測定効率を高く保つことが困難で、且つ測定ミス等を誘発するおそれもあった。特に、測定者の経験値が低い場合には、効率的な測定を行うことができず、測定効率や測定精度の著しい低下が生じるおそれがある。

なお、表示部を小型化し表示部を測定者の近傍に配置してワークからあまり視線が外れないようにする手法も考えられる。しかし、この場合でも、表示部とワークを交互に見る動作を繰り返すことには変わりがなく、かつその表示部の表示大きさから視認性も低下することとなり、前記の問題点を解決するまでには至らないと考えられる。

本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、測定者が測定のために確認しなければならない情報がワークから視線を離さずに確認可能となることで、高効率且つ正確な測定が可能な多関節型三次元測定装置を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、ワークを測定するプローブと、先端に該プローブを備える多関節アーム機構と、を有する多関節型三次元測定装置において、前記多関節アーム機構の先端に前記プローブと共に設けられ、前記ワークと前記プローブとの距離の遠近に従い、投影される投影像の範囲を拡大縮小するプロジェクタを備え、該プロジェクタが、前記ワークと該プローブとの距離の遠近の違いに関わらず、該ワークの原寸大の投影図形を該ワークに一致させて投影可能であるとともに、前記プローブによる測定予定位置を特定する表示情報を投影させることにより、前記課題を解決したものである。

本願の請求項２に係る発明は、前記投影像の投影方向を、前記プローブの先端方向と同一方向としたものである。

本願の請求項３に係る発明は、前記表示情報を、前記ワークの測定前後で異なるようにしたものである。

本願の請求項４に係る発明は、前記表示情報に、更に、前記プローブによる測定済み位置の情報が含まれるようにしたものである。

本願の請求項５に係る発明は、前記表示情報に、更に、前記プローブによる前記測定予定位置の設計値と測定済み位置の測定値とが含まれるようにしたものである。

本願の請求項６に係る発明は、前記表示情報に、更に、前記ワークと同一形状のワークを測定した際の測定手順、測定指示、及び測定手法に関する測定プロファイル情報が含まれるようにしたものである。

本発明によれば、測定者が測定のために確認しなければならない情報がワークから視線を離さずに確認可能となることで、高効率且つ正確な測定が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る多関節型三次元測定装置の一例を示す模式図 図１の多関節型三次元測定機の一例を示す模式図（（Ａ）；全体図、（Ｂ）；プローブ及びプロジェクタのアームヘッドに対する配置図） ワークと多関節型三次元測定機と投影像の範囲との関係を示す模式図 別のワークの一例を示す模式図 図４のワークの設計情報の一例を示す模式図 図４のワークに図５の設計情報を投影した状態の一例を示す模式図 図６の局部の一例を示す模式図 図７で測定予定位置を特定する表示情報の一例を示す模式図 図７の状態から測定済み位置を特定する表示情報の一例を示す模式図 更に別のワークにおける測定予定位置及び測定済み位置を特定する表示情報の一例を示す模式図 投影像の表示手順の一例を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る多関節型三次元測定装置の処理部の一例を示す模式図 投影像のうちの測定プロファイル情報の表示手順の一例を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

本発明に係る第１実施形態について、図１〜図１１を用いて説明する。

最初に、本実施形態に係る多関節型三次元測定装置１００の構成を説明する。

多関節型三次元測定装置１００は、図１に示す如く、多関節型三次元測定機１０２と、処理部１２４と、表示部１３８と、を有する。また、多関節型三次元測定装置１００で図示せぬワークＷの三次元形状を測定する際には、測定者は、図２（Ａ）に示すアームヘッド１１８に設けられたグリップ１１９を掴んで操作しプローブ１０４を手動移動させる。即ち、多関節型三次元測定装置１００は、多関節アーム機構１０５の軸に駆動源を有さないパッシブな構成とされている。そして、測定者は、ワークＷに対してプローブ１０４を自由な方向から近づけることができ、自由な角度で接触させることが可能である。そして、測定者は、図示せぬスイッチの操作により、ワークＷの測定のオン・オフを切り替えることができる。

前記多関節型三次元測定機１０２は、図２（Ａ）に示す如く、プローブ１０４と多関節アーム機構１０５とを有する。プローブ１０４は、図示せぬワークＷを測定するためのものであり、その先端（プローブ先端）１０４Ａがボール形状とされている。多関節アーム機構１０５は、図２（Ａ）で示す如く、基部１０６で第１関節１０８を介して第１アーム１１０を支持し、第１アーム１１０は第２関節１１２を介して第２アーム１１４を支持し、第２アーム１１４は第３関節１１６を介してアームヘッド１１８を支持している。アームヘッド１１８は、多関節アーム機構１０５の先端とされ、プローブ１０４を備えている。第１関節１０８（第２関節１１２、第３関節１１６）は、互いに直交する軸方向で回転可能とされており、回転角度を検出可能なロータリー型のエンコーダ（図示せず）を２つ内蔵している。つまり、本実施形態の多関節アーム機構１０５の軸は、６軸とされている（これに限定されず、多関節アーム機構１０５の軸は７軸等であってもよい）。これらすべてのエンコーダの出力に基づくことで、プローブ１０４の位置（座標）を特定することが可能とされている。基部１０６は、図示せぬワークＷの置かれる作業台等に直接的に配置されてもよいし、三脚台を介して作業台等に配置されていてもよい。

なお、アームヘッド１１８には、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、プローブ１０４と共にプロジェクタ１２２が、設けられている。本実施形態では、アームヘッド１１８の先端にプローブ１０４が配置され、アームヘッド１１８の上部にプロジェクタ１２２が一体的に配置されている。プロジェクタ１２２は、図２（Ｂ）に示す如く、その前方に光学系Ｏｓを備えている。つまり、図２（Ｂ）に示す如く、プロジェクタ１２２による投影像ＰＩの投影方向は、プローブ１０４の先端方向と同一方向とされている。そして、プロジェクタ１２２は、図３に示す如く、投影先となるワークＷとプローブ１０４との距離の遠近に従い、投影される投影像ＰＩの範囲を拡大縮小する構成となっている（図３において、より小さい実線枠がプローブ１０４がワークＷにより近づいたときの投影像ＰＩの範囲、即ちスクリーンサイズを示す。なお、左右方向の白抜き矢印がワークＷとプローブ１０４との距離の遠近を示し、斜め方向の白抜き矢印が投影像ＰＩの範囲の拡大縮小を示す）。

前記処理部１２４は、図１に示す如く、多関節型三次元測定機１０２、プロジェクタ１２２、及び表示部１３８に接続されている。処理部１２４は、座標＆ベクトル生成部１２６と、データ管理部１２８と、ワーク形状記憶部１３０と、座標計算部１３２と、投影像生成部１３４と、表示制御部１３６と、を備える。処理部１２４は、多関節アーム機構１０５に内蔵されていてもよいし、多関節アーム機構１０５の外部に接続されるパソコンに備えられていてもよい。

座標＆ベクトル生成部１２６は、多関節型三次元測定機１０２の出力（エンコーダの出力）からプローブ１０４の（プローブ先端１０４Ａの）位置（座標）を生成する。同時に、プローブ１０４の（プローブ先端１０４Ａの）方向ベクトル（プローブ１０４が向いている方向）を生成する（多関節型三次元測定機１０２の出力がプローブ１０４の位置を出力する場合には、座標＆ベクトル生成部１２６はその出力をそのまま出力する）。

データ管理部１２８は、図示せぬ入力部からのコマンドを処理して、そのコマンドに従い、ワーク形状記憶部１３０、投影像生成部１３４、表示制御部１３６へ例えば、プロジェクタ１２２によるワークＷの投影図形の有無及びその色指定、そして測定済み位置の情報及び測定予定位置の情報の有無とその表示方法等の各種指示を行う。また、データ管理部１２８は、プローブ１０４による測定条件等を指示し、その際にはその測定条件を投影像ＰＩに合成させるようにしてもよい。

ワーク形状記憶部１３０は、三次元ＣＡＤデータ等から得られる測定対象となるワークＷの設計形状や設計値自体等の設計情報ＤＩを記憶している。なお、ワーク形状記憶部１３０では、設計情報ＤＩがプローブ１０４で測定する際の座標系（ワーク座標系）上の情報とされている（即ち、ワーク形状記憶部１３０に記憶されているワークＷの設計情報ＤＩは、予めプローブ１０４でワークＷの特徴的な座標を複数測定してワーク座標系上の情報に校正されている）。また、ワーク形状記憶部１３０には、座標＆ベクトル生成部１２６から出力されるワークＷの測定値情報を含む測定済み位置の情報なども記憶される。なお、データ管理部１２８により、ワークＷの設計情報ＤＩのうちからワークＷの投影図形や測定予定位置や設計値等が特定される。

座標計算部１３２は、座標＆ベクトル生成部１２６で生成されたプローブ１０４の位置に基づいて、ワーク形状記憶部１３０によるワークＷまでの距離に応じた投影像ＰＩの範囲（スクリーンサイズ）を計算する。また、座標計算部１３２は、座標＆ベクトル生成部１２６で生成されたプローブ１０４の方向ベクトルに基づいて、投影像ＰＩの投影される方向位置を定める座標（スクリーン座標）の計算をする。

投影像生成部１３４は、ワーク形状記憶部１３０からの情報に基づいて、データ管理部１２８で指示された投影像ＰＩを生成する。つまり、投影像ＰＩには、ワークＷの設計形状と表示情報（測定予定位置の情報と測定済み位置の情報）とが合成される。ワークＷの設計形状は、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、ワークＷの原寸大の投影図形として、ワークＷに一致する（フィットする）ように投影可能とされている。測定予定位置の情報は、測定予定位置を特定する情報とその設計値情報とを含んでいる。また、測定済み位置の情報は、測定済み位置を特定する情報とその測定値情報（測定結果）とを含んでいる。このため、プロジェクタ１２２からは、ワークＷの原寸大の投影図形と共に表示情報もワークＷ上に投影像ＰＩとして投影される。なお、表示情報は、プローブ１０４の位置を基準として、即ちプローブ１０４の位置から測定者が視認の容易となる大きさに適宜拡縮して表示される。

一方、データ管理部１２８からのコマンドに従い、表示部１３８を制御する表示制御部１３６で作成される表示内容が、生成された投影像ＰＩと合成されて、表示部１３８に表示される。なお、本実施形態では、表示部１３８は、測定完了後に設計値及び測定値の確認とそれらの後処理を行うために用いている。

以下に、ワークＷと投影像ＰＩとの具体的な関係を、図４〜図１０を用いて、説明する。

まず、図４に示す如く、ワークＷを、穴ＨＬが等間隔に開いている板とする。その際、ワークＷの設計情報ＤＩは例えば図５に示される。設計情報ＤＩには設計形状とともに測定予定位置の設計値が記載されている。プローブ１０４の方向ベクトルがワークＷの方向に一致し、ワークＷに設計情報ＤＩを投影像ＰＩとして投影した際には、図６、図７のように示される。即ち、ワークＷの投影図形の範囲がワークＷ全体をカバーする程度にプローブ１０４がワークＷから相応に離れている場合には、図６に示す如く、ワークＷ全体にワークＷの設計情報ＤＩが投影像ＰＩとして投影される。また、ワークＷの投影図形の範囲がワークＷの一部をカバーする程度にプローブ１０４がワークＷに近い場合には、図７に示す如く、ワークＷのプローブ１０４に近い一部のみにワークＷの設計情報ＤＩが投影像ＰＩとして投影される。いずれにおいても、ワークＷ上の穴ＨＬと設計上の穴とが一致するようにされている（つまり、プロジェクタ１２２は、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、ワークＷの原寸大の投影図形をワークＷに一致させて投影する）。つまり、プローブ１０４がワークＷから離れていればワークＷ全体の設計情報ＤＩを測定者は確認でき、プローブ１０４がワークＷに近ければワークＷの必要となる一部の設計情報ＤＩを測定者は確認できる。そして、図７に示す如く、プローブ１０４がワークＷに近ければ、穴ＨＬの直径や穴ＨＬの間隔等の設計値ＤＶを確実に確認することができる。

この時、測定予定位置は、図８に示す如く、破線矢印ＲＬで容易に特定できるようにされている。つまり、破線矢印ＲＬは測定予定位置を特定する表示情報となっている。そして、測定予定位置に対して、プローブ１０４による測定が終了すると、図９に示す如く、そこが測定済み位置となり、破線矢印ＲＬから破線ＤＬに変更される。つまり、表示情報は、ワークの測定前後で異なるようにされている。そして、破線ＤＬは、測定済み位置を特定する表示情報となっている。あるいは、図１０に示す別のワークＷにおける投影像ＰＩでいえば、測定予定位置は破線矢印ＲＬで特定し、測定後の測定済み位置は破線丸印ＤＰで表示するようにしてもよい。

次に、本実施形態の多関節型三次元測定装置１００における投影像ＰＩの表示手順の一例を、図１１を用いて以下に説明する。

最初に、多関節型三次元測定機１０２の出力に基づいて、処理部１２４は、プローブ１０４の座標を生成する。同時に、プローブ１０４の方向ベクトルを生成する（ステップＳ２）。次に、処理部１２４は、プローブ１０４の座標からワークＷまでの距離に基づいて、スクリーンサイズの計算を行う（ステップＳ４）。次に、処理部１２４は、生成した方向ベクトルからスクリーン座標を計算する（ステップＳ６）。次に、処理部１２４は、ワークＷ上に投影する投影図形及び表示情報が合成された投影像ＰＩを生成する（ステップＳ８）。次に、処理部１２４は、生成された投影像ＰＩをプロジェクタ１２２から投影して投影像ＰＩを更新する（ステップＳ１０）。

従来技術においては、ワークＷの測定結果を確認する場合には、測定中であれば、一旦測定機を手放し、操作者がパソコンの場所に移動したうえでパソコンのマウス等を操作して表示部に表示された測定結果を回転・拡大・縮小して確認しなければならなかった。また、操作者は、紙面上のＣＡＤ図面や表示部に表示された三次元ＣＡＤデータを確認し、実際のワークＷと照らし合わせ、必要な設計値を一時的に覚えておく必要があった。更に、大きなワークＷの場合には、ワークＷの影にパソコンの表示部が隠れてしまい直接視認できなかったり、表示部が遠くなり表示内容を確認できなかったり、ワークＷの内側に入り込んで測定する際に表示部がワークＷの外側に配置されたりすることもあるので、その際には操作者は表示部の位置をその都度変更しなければならなかった。

これに対して、本実施形態においては、アームヘッド１１８に備えられたプロジェクタ１２２によって、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、ワークＷの原寸大の投影図形をワークＷに一致させて（フィットして）投影可能であるとともに、プローブ１０４による測定予定位置を特定する表示情報を投影させている。そして、投影像ＰＩの投影方向は、プローブ１０４の先端方向と同一方向とされている。即ち、プローブ１０４の先端方向（方向ベクトルの示す方向）にワークＷが存在する状態である限り、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、プロジェクタ１２２からワークＷ上に、プローブ１０４による測定予定位置を特定する表示情報が絶えず表示されることとなる。つまり、ワークＷが大きくても小さくても表示部１３８を移動させる必要はなく、プロジェクタ１２２からワークＷ上に投影された表示情報を確認することで、測定中における表示部１３８での確認は不要とすることができる。

具体的に、本実施形態においては、プローブ１０４がワークＷから遠く離れている時は、ワークＷ全体にフィットするように表示情報がワークＷ全体に投影される。このため、次の測定位置となる測定予定位置やどこまでが測定済み位置かを把握することが容易となる。ワークＷの測定予定位置に向かってプローブ１０４を近づければ、途切れることなく連続的にその投影像ＰＩの範囲が狭められ、投影される表示情報の範囲もその測定予定位置の近傍だけとなり、より詳細な測定情報が確認できるようになる。これは、プローブ１０４とワークＷとの位置や距離に応じて投影する表示情報の大きさや領域（範囲）を校正することにより実現することができる。このため、いちいち表示部１３８を確認しなくても、距離に応じた表示情報の移動切替が可能であり、ワークＷ上に投影された表示情報からワークＷを効率的にすばやく測定を行うことが可能となる。即ち、表示部１３８を見ることなく、ワークＷとプローブ１０４との距離の遠近の違いに関わらず、プローブ１０４による測定予定位置を測定者は容易に理解することが可能となる。

また、本実施形態においては、プローブ１０４がワークＷに近づいた状態からワークＷに対して左右に移動した場合は、方向ベクトルからクリーン座標が求められることから、プローブ１０４の移動先の位置から投影されるべき範囲のワークＷには対応する設計データが特別な操作を必要とせず、自動（連続）的に切り替わって投影される。つまり、プローブ１０４の向きを調整するだけでワークＷ上にワークＷの確認したい部分の設計値を表示することが可能となる。このため、実際にワークＷ上の測定が必要となる部分を見ながらその部分の設計値を確認でき、測定者は設計値を覚えおく手間を省くことができる。そして、測定者はプローブ１０４を自由に移動させて測定を連続的に行うことができる。つまり、プローブ１０４をワークＷから遠い位置に移動させてワークＷ全体における測定進捗を確認し、プローブ１０４を測定予定位置に近づけて左右方向に移動させた一連の測定を実行し、またプローブ１０４をワークＷから遠い位置に移動させてワークＷ全体における測定進捗を確認するという自然な測定動作が可能となり、それに応じた最適な測定情報を提供することが可能となる。

また、本実施形態においては、例えば図１０のようなワークＷにおいて、穴の内側を均等間隔に測定したい場合には、プロジェクタ１２２が前述した表示を行うことで、測定済み位置や測定予定位置等が目見当とならない。つまり、表示部１３８に表示した情報を見てワークＷに目を戻すといった測定者の行動で、測定の継続性がなくなってしまい、記憶だけを頼りにして測定予定位置を外れて測定するといったことを、本実施形態では回避することができる。即ち、本実施形態により、事前にすべての測定予定位置を決定している場合は、図１０のように測定予定位置を案内するように破線矢印ＲＬを投影することで、測定予定位置における測定をより正確に行うことが可能となる。同時に、ワークＷ上に測定済み位置ＤＰを表示することで、仮に測定予定位置を特定する表示がなくても、次の測定予定位置の見当をつけやすくすることができる。

また、本実施形態においては、表示情報がプローブ１０４による測定済み位置の情報を含み、且つワークＷの測定前後で異なるようにされている。このため、測定済み位置の情報で測定予定位置の測定が完了したか否かが容易に判別でき、測定予定位置の測定を効率的に進めることができる。なお、これに限らず、表示情報がワークＷの測定前後で異なるだけでもよい。その場合でも、測定予定位置の測定が終了したことを認識でき、相応の測定効率を得ることができる。あるいは、表示情報がワークＷの測定前後で異ならずに、ワークＷの測定予定位置だけであってもよい。その場合であっても、測定予定位置が少なければ測定の完了有無で混乱するおそれがなく、作業効率の低下を回避することができる。

また、本実施形態においては、表示情報がプローブ１０４による測定予定位置の設計値と測定済み位置の測定値とを含む。このため、設計値と測定値との直接的な比較も可能であり、ワークＷの評価までも測定の途中でも先行して行うことが可能である。同時に、パソコンの操作を別途することなしに、多関節型三次元測定機１０２のグリップ１１９を保持したままで、ワークＷ上の確認したい部分の測定結果を確認することができる。いわば、グリップ１１９を保持したままで、プローブ１０４を移動させプローブ１０４の向きを調整することで、ワークＷ上の確認したい部分に測定結果が投影されるので、直感的に迅速に測定結果を確認することができる。

即ち、本実施形態においては、測定者が測定のために確認しなければならない情報をワークＷから視線を離さずに確認可能とすることで、測定を中断することなく、高効率且つ正確な測定が可能となる。

次に、本発明に係る第２実施形態について、図１２、図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係る多関節型三次元測定装置の処理部の一例を示す模式図である。図１３は、投影像のうちの測定プロファイル情報の表示手順の一例を示すフローチャートである。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の機能を有する構成は図示せず（多関節型三次元測定機と表示部について）、または下二桁に同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る多関節型三次元測定装置２００の処理部２２４は、図１２に示す如く、座標＆ベクトル生成部２２６と、データ管理部２２８と、ワーク形状記憶部２３０と、座標計算部２３２と、投影像生成部２３４と、表示制御部２３６と、を備える。更に、処理部２２４は、Ｉ／Ｆ部２２９と測定プロファイル情報記憶部２３１とを備える。以下、Ｉ／Ｆ部２２９と測定プロファイル情報記憶部２３１とについて、以下に説明する。

前記Ｉ／Ｆ部２２９は、遠隔地等に配置された同種の多関節型三次元測定装置または同種の多関節型三次元測定装置による測定プロファイル情報を記憶した記憶装置等（外部の測定装置等と総称する）と通信自在に接続可能とされている。なお、Ｉ／Ｆ部２２９は、データ管理部２２８に接続され、且つその通信が制御される。

前記測定プロファイル情報記憶部２３１は、１／Ｆ部２２９に接続され、１／Ｆ部２２９を介して外部の測定装置等で生成された測定プロファイル情報を記憶する。また、測定プロファイル情報記憶部２３１は、投影像生成部２３４にも接続されており、外部の測定装置等で生成された測定プロファイル情報も表示情報として、投影像生成部２３４に出力する。同時に、測定プロファイル情報記憶部２３１は、この多関節型三次元測定装置２００で生成された測定プロファイル情報も記憶する。

ここで、測定プロファイル情報は、多関節型三次元型測定装置２００と同種の多関節型三次元型測定装置を用いて同一形状のワークＷを測定者が測定した際の測定手順、測定指示、及び測定手法等に関する情報を含む（つまり、測定プロファイル情報は、今回の測定対象となるワークＷと同一形状のワークを前回測定した際の測定手順、測定指示、及び測定手法等に関する情報を含む）。更には、測定プロファイル情報は、測定結果を測定された時と同じように再現するための情報や動画像、静止画像、文字情報、音声情報の一部又は全部を含むものである。なお、本実施形態では、測定プロファイル情報記憶部２３１が、測定プロファイル情報を１／Ｆ部２２９を介して外部の測定装置等から一括あるいは逐次受信しても良いし、測定プロファイル情報が記憶されたメディアを、ワークＷの測定前に読み込んで記憶するようにしても良い。

次に、測定プロファイル情報の表示手順の一例を、図１３に従い、簡単に説明する。

まず、処理部２２４は、測定プロファイル情報を受信する（ステップＳ１２）。つまり、Ｉ／Ｆ部２２９を介して、外部の測定装置等で生成された測定プロファイル情報を測定プロファイル情報記憶部２３１に記憶する。そして、測定プロファイル情報記憶部２３１からその測定プロファイル情報を表示情報として出力する。次に、処理部２２４は、ワークＷ上に投影する投影図形及び表示情報が合成された投影像ＰＩを生成する（ステップＳ１４）。次に、処理部２２４は、生成された投影像ＰＩを図示せぬプロジェクタから投影して投影像ＰＩを更新する（ステップＳ１６）。この投影像ＰＩに従い、今回測定者は測定プロファイル情報を参照、または当該測定プロファイル情報に追従して測定を行うことが可能となる。

例えば、新製品の車のドア（ワークＷ）を第１の工場（又は試作職場等）で試作し、そのドアの生産と検査を当該工場と異なる第２の工場（量産工場等）で行う場合を想定する。その場合には、第２の工場に測定に熟練した技術者（今回測定者に該当）は存在するものの、測定対象が新製品であることからドアのどの部分を精密に検査したら良いか、どのような測定をすべきかなどについては、通常、第１の工場から文章や図面のみの紙面による情報伝達だけがなされる。仮に、第１の工場でビデオ等を撮影し、測定の進め方に係る情報を動画情報として第２の工場に伝達して測定前に技術者に単に見せたとしても、実際に測定する際はその作業者の頭でそのビデオを思い出してドアの測定を行うこととなる。つまり、ドアの測定は、やはり第２の工場における技術者の感覚に基づく測定となってしまい、得られるはずの測定結果を第２の工場では得ることができない可能性がある。このようなことを回避するためには、第１の工場の技術者（前回測定者に該当）が第２の工場を訪問して教育、または逆に第２の工場の技術者を第１の工場に呼び寄せて訓練するといった実地訓練を行うことも必要となってしまう。

これに対し、本実施形態によれば、遠隔地に居る熟練した前回測定者が行った測定を、あたかも今回測定者が測定しているかのようにワークＷ上にプロジェクタで再現することができる。つまり、今回測定者がそれに倣って測定を行うことが可能となることで、実地訓練を不要としながら、ワークＷの測定を高精度・高効率に行うことが可能となる。なお、今回測定者は前回測定者と異なることを想定しているが、同一人物であってもよい。

本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。

例えば、第１実施形態においては、プロジェクタ１２２がアームヘッド１１８と一体化されて、投影像ＰＩの投影方向がプローブ１０４の先端方向と同一方向とされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プロジェクタがアームヘッドに回転可能に支持され、プローブの先端方向がワークＷを向かなくとも、投影像ＰＩの投影方向を自動的にワークＷに向かせて、ワークＷの原寸大の投影図形を絶えず投影可能とするようにしてもよい。その場合には、方向ベクトルの向きとは無関係に、ワークＷに対する表示情報を測定者は絶えず確認することが可能となる。

また、第１実施形態においては、図２（Ｂ）で示す如く、プローブ１０４がボールプローブとされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プローブがタッチ信号プローブ等の接触式プローブであってもよい。あるいは、プローブがラインレーザ等を用いた非接触式プローブ等であってもよい。

また、第１実施形態においては、ワークＷの原寸大の投影図形がワークＷに一致するように投影されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、データ管理部の出力により、ワークＷの原寸大の投影図形がワークＷに投影されずに、表示情報のみが投影像ＰＩとして投影されてもよい。ワークＷの形状や色等の状況によっては、ワークＷの原寸大の投影図形がない状態のほうがワークＷの形状等を把握し測定がし易い場合があるからである。

また、上記実施形態においては、表示情報として測定予定位置の情報と測定済み位置の情報とを含むようにされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示情報が、プローブの測定条件（ワークＷの形状や材質等を考量した測定上の注意点や測定手順等）や誤差情報・合否判定結果などの文字情報、管理図や工程能力図などの統計情報（文字及びグラフ）などを含むようにしてもよい。その場合には、より信頼性の高い測定結果を得ることが可能となる。

本発明は、ワークを測定するプローブと、先端に該プローブを備える多関節アーム機構と、を有する多関節型三次元測定装置に広く適用することができる。

１００、２００…多関節型三次元測定装置
１０２…多関節型三次元測定機
１０４…プローブ
１０４Ａ…プローブ先端
１０５…多関節アーム機構
１０６…基部
１０８、１１２、１１６…関節
１１０、１１４…アーム
１１８…アームヘッド
１２２…プロジェクタ
１２４、２２４…処理部
１２６、２２６…座標＆ベクトル生成部
１２８、２２８…データ管理部
１３０、２３０…ワーク形状記憶部
１３２、２３２…座標計算部
１３４、２３４…投影像生成部
１３６、２３６…表示制御部
１３８…表示部
２２９…Ｉ／Ｆ部
２３１…測定プロファイル情報記憶部
ＤＩ…設計情報
ＤＬ…破線（測定済み位置を特定する表示情報）
ＤＰ…破線丸印（測定済み位置を特定する表示情報）
ＤＶ…設計値
ＨＬ…穴
ＰＩ…投影像
ＲＬ…破線矢印（測定予定位置を特定する表示情報）
Ｗ…ワーク

Claims (6)

1. ワークを測定するプローブと、先端に該プローブを備える多関節アーム機構と、を有する多関節型三次元測定装置において、
   前記多関節アーム機構の先端に前記プローブと共に設けられ、前記ワークと前記プローブとの距離の遠近に従い、投影される投影像の範囲を拡大縮小するプロジェクタを備え、
   該プロジェクタは、前記ワークと該プローブとの距離の遠近の違いに関わらず、該ワークの原寸大の投影図形を該ワークに一致させて投影可能であるとともに、前記プローブによる測定予定位置を特定する表示情報を投影させることを特徴とする多関節型三次元測定装置。
2. 前記投影像の投影方向は、前記プローブの先端方向と同一方向とされていることを特徴とする請求項１に記載の多関節型三次元測定装置。
3. 前記表示情報は、前記ワークの測定前後で異なるようにされていることを特徴とする請求項１または２に記載の多関節型三次元測定装置。
4. 前記表示情報は、更に、前記プローブによる測定済み位置の情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多関節型三次元測定装置。
5. 前記表示情報は、更に、前記プローブによる前記測定予定位置の設計値と測定済み位置の測定値とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多関節型三次元測定装置。
6. 前記表示情報は、更に、前記ワークと同一形状のワークを測定した際の測定手順、測定指示、及び測定手法に関する測定プロファイル情報を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多関節型三次元測定装置。