JP2020091138A

JP2020091138A - 高さ測定機

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Publication number: JP2020091138A
Application number: JP2018227060A
Authority: JP
Inventors: 哲哉古賀; Tetsuya Koga
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-04
Also published as: JP7286232B2

Abstract

【課題】定盤面に沿った移動量を検出でき、プローブ移動を誘導することができる高さ測定機を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、ワークの高さを測定する高さ測定機であって、定盤の定盤面に沿って移動可能に載置されるベースと、ベースに立設された支柱と、支柱に沿って昇降可能に設けられプローブを有するスライダと、スライダの高さ方向の変位量を検出する変位センサと、ベースの定盤面に沿った水平位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出した水平位置と、変位センサで検出した変位量とを対応付けする制御部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの高さを測定する高さ測定機に関し、より詳しくは、プローブの空間位置情報を把握して測定を行う際の移動案内を行うことができる高さ測定機に関するものである。

定盤の定盤面に載置されたワークの高さを測定する高さ測定機は、定盤面に沿って移動可能に載置されるベースと、このベースに立設された支柱と、この支柱に沿って昇降可能に設けられプローブを有するスライダと、このスライダの高さ方向の変位量を検出する変位センサとを備える。

高さ測定機は、プローブをワークの測定箇所に近づけるため、定盤面に沿ってベースを移動させる必要がある。例えば、特許文献１には、ベースから定盤上にエアーを噴出してベースを定盤に対して浮上させるエアー浮上手段を備えた高さ測定機が開示される。この高さ測定機では、エアー浮上手段へのエアー供給／遮断を制御するスイッチが設けられたハンドルを備えており、プローブとワークとの位置関係を確認しながら、楽な姿勢で高さ測定機を移動させることができる。

特許第４００９３７９号公報

高さ測定機はワークの高さを高精度に測定できるものの、定盤面に沿った移動量（平面移動量）は分からない。このため、プローブを当てる場所が平面方向に間違われていても、それを検知・警告することができない。

また、高さ測定機でワークの２軸方向の測定（２次元測定）を行う場合、先ず、ワークを定盤上に載置して第１軸方向の測定を行った後、定盤上でワークを９０度回転させて第２軸方向の測定を行う。このような２次元測定において、第２軸方向の測定における測定箇所を巡る順序は、第１軸方向の測定における測定箇所を巡った順序と全く同じでなければ測定箇所の対応がとれない。

また、自動測定で複数項目の測定解析を行うことができるパートプログラムを用いた測定についても、オペレータはパートプログラムに従いプローブを移動させる場合がある。このような２次元測定の第２軸方向の測定時や、パートプログラムによる測定時は、オペレータに対してプローブの移動操作を誘導したい。

しかし、平面方向の位置が分からないとプローブの移動操作を誘導することができない。特に、２次元測定においてワークの回転を行うと、プローブの移動先の間違いを誘発しやすい。このため、プローブの移動操作を誘導できることが求められる。

本発明は、定盤面に沿った移動量を検出でき、プローブ移動を誘導することができる高さ測定機を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ワークの高さを測定する高さ測定機であって、定盤の定盤面に沿って移動可能に載置されるベースと、ベースに立設された支柱と、支柱に沿って昇降可能に設けられプローブを有するスライダと、スライダの高さ方向の変位量を検出する変位センサと、ベースの定盤面に沿った水平位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出した水平位置と、変位センサで検出した変位量とを対応付けする制御部と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、定盤面に沿ってベースを移動させた際、位置検出部によってベースの水平位置を検出することができる。これにより、プローブの高さ方向の位置のみならず定盤面に沿った位置（水平位置）を得ることができ、プローブの少なくとも２軸方向の位置を把握できるようになる。

上記高さ測定機において、位置検出部は、非接触で水平位置を検出する非接触センサを用いることが好ましい。これにより、位置検出部が設けられていてもベースと定盤面との接触抵抗を増加させずに済む。また、定盤に特別な機能を設けておく必要はなく、通常の定盤であってもベースの定盤面に沿った水平位置を得ることができる。

上記高さ測定機において、位置検出部は、第１センサと第２センサとを有し、制御部は、第１センサと第２センサとのそれぞれの検出値に基づきプローブの定盤面に沿った水平位置および角度を演算してもよい。これにより、定盤面に沿った平行移動量を得る２つのセンサからベースの平行移動量および回転角の両方を求めることができる。

上記高さ測定機において、位置検出部は、第１センサ、第２センサ、及び第３センサを有し、制御部は、第１センサ、第２センサ、及び第３センサのうち少なくとも２つの検出値に基づきプローブの定盤面に沿った水平位置および角度を演算してもよい。これにより、１つのセンサが回転中心に近くに位置する場合であっても、他の２つのセンサの検出値に基づいて平行移動量および回転角を求めることができる。

上記高さ測定機において、表示部をさらに備え、制御部は、プローブの現在位置に関する２軸に沿った位置情報を画像として表示部に表示させる。また、制御部は、プローブで測定した位置に関する２軸に沿った位置情報および測定方向に関する情報を画像として表示部に表示させる。

また、制御部は、次に測定する箇所に関する２軸に沿った位置情報を画像として表示部に表示させる。また、制御部は、測定順序に関する２軸に沿った位置情報を画像として表示部に表示させる。

また、制御部は、ワークに対応した画像を表示部に表示させる。また、制御部は、現在の測定位置から次の測定位置へプローブを移動させる向きと距離とを表示部に表示させる。これらの画像の表示によって、測定におけるプローブの移動の誘導を行うことができる。

上記高さ測定機において、制御部は、予め設定された２軸に沿った測定位置と、プローブの２軸に沿った位置とのずれ量が許容範囲を超える場合、所定の警告を出力する制御を行ってもよい。これにより、プローブが誤った測定箇所に移動されたことを警告によって通知することができる。

本実施形態に係る高さ測定機を例示する斜視図である。ベースの底面を例示する模式図である。高さ測定機による高さの測定方法を例示するフローチャートである。ワークの一例を示す模式図である。（ａ）および（ｂ）は、２次元測定の例を示す模式図である。（ａ）〜（ｃ）は、２次元解析の例を示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、２次元測定する際の表示例を示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、２次元測定する際の表示例を示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、測定順を誘導する表示例を示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、測定順を誘導する表示例を示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、ワークの図形表示の例について示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、ワークの図形表示の例について示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

〔高さ測定機の構成〕
図１は、本実施形態に係る高さ測定機を例示する斜視図である。
図２は、ベースの底面を例示する模式図である。
本実施形態に係る高さ測定機１は、定盤１０上に載置されたワークの高さを測定する装置である。高さ測定機１は、定盤１０の定盤面１０ａに沿って移動可能に載置されるベース１１と、ベース１１に立設された支柱１２と、支柱１２に沿って昇降可能に設けられプローブ１３を有するスライダ１４と、スライダ１４の高さ方向の変位量を検出する変位センサ４５と、を備える。

さらに、高さ測定機１は、ベース１１の定盤面１０ａに沿った水平位置を検出する位置検出部３０と、位置検出部３０で検出した水平位置と、変位センサ４５で検出した変位量とを対応付けする制御部４１と、を備える。

なお、本実施形態では、定盤面１０ａの法線に沿った方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向の一つをＸ方向、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。また、Ｚ方向は高さ方向および上下方向とも言うことにする。また、ＸＹ平面に沿った位置は水平位置とも言う。

ベース１１の底面には、定盤面１０ａに向けて浮上用エアーを噴射してベース１１を定盤面１０ａに対して浮上させるエアーベアリング２１が設けられる。また、ベース１１上における支柱１２の裏面側にはグリップ部１５が設けられる。このグリップ部１５の上面に旋回可能に設けられ表面にＬＣＤなどの表示部１６およびキー入力部１７を有する表示操作部１８が設けられる。

このような高さ測定機１において、エアーベアリング２１は、ベース１１の下面（定盤面１０ａとの対向面）に設けられエアー噴出孔を有する複数のエアーパッド２１Ａと、このエアーパッド２１Ａにエアーを供給するコンプレッサ（図示していないが、グリップ部１５の下部に設置）などを備える。エアーベアリング２１は、コンプレッサを駆動するモータの回転数を変化させることによって、ベース１１から定盤面１０ａに向けてエアーを噴出し、ベース１１を定盤面１０ａに対して所定の隙間を有して浮上させる。

オペレータは、例えばグリップ部１５に設けられたボタン１５ａを押すことでエアーベアリング２１を動作させ、ベース１１を定盤面１０ａから浮上させる。そして、ベース１１が浮上した状態で、グリップ部１５を持って高さ測定機１を定盤面１０ａに沿って移動させる。エアーベアリング２１によってベース１１が浮上しているため、スムーズに高さ測定機１を平面移動させることができる。

図２に示すように、位置検出部３０は、例えばベース１１の底面に設けられた２つのセンサ（第１センサ３１および第２センサ３２）を有する。第１センサ３１および第２センサ３２としては非接触で水平位置を検出する非接触センサであることが好ましい。これにより、第１センサ３１および第２センサ３２がベース１１の底面に設けられていても、移動の際にベース１１と定盤面１０ａとの接触抵抗を増加させずに済む。

非接触センサである第１センサ３１および第２センサ３２には、例えば光学式の２次元変位センサが用いられる。第１センサ３１および第２センサ３２のそれぞれからは、Ｘ方向およびＹ方向の変位量（定盤１０に対する相対移動量）が出力される。第１センサ３１と第２センサ３２との距離はなるべく離して配置することが好ましい。

第１センサ３１および第２センサ３２のそれぞれからの変位量は制御部４１に送られる。制御部４１は、第１センサ３１および第２センサ３２のそれぞれから送られる変位量に基づき、幾何学的計算によってプローブ１３の先端の変位（ＸＹ平面に沿った変位）、およびプローブ１３の柄の向きの変化（プローブ１３の柄の延出方向のＸＹ平面に沿った角度変化）を演算することができる。

第１センサ３１および第２センサ３２は変位量を演算して出力する回路モジュールを備えているため、変位量をそのまま制御部４１に送ることができる。このため、制御部４１で変位量を演算する負荷はかからない。位置検出部３０での検出精度はそれほど高くないが、プローブ１３の位置を誘導するためには十分な検出精度である。

このような本実施形態に係る高さ測定機１では、定盤面１０ａに沿ってベース１１を移動させた際、位置検出部３０によってベース１１の水平位置を検出することができる。これにより、プローブ１３の高さ方向の位置のみならず定盤面１０ａに沿った位置（水平位置）を得ることができ、プローブ１３の少なくとも２軸方向（Ｚ方向と、ＸおよびＹ方向の少なくともいずれかの方向）の位置を把握できるようになる。

〔位置検出部の他の例〕
位置検出部３０として、ベース１１の平行移動と回転移動（中心位置と角度）を検出できるセンサを用いれば、１つのセンサで済む。一方、位置検出部３０として３つの光学センサを用いてもよい。すなわち、相対的な平行移動量のみを検知する光学センサを用いる場合、その光学センサの近傍が回転中心になると十分な検知精度を得られない場合がある。このため、３つの光学センサをなるべく離して配置すれば、いずれかの光学センサの近傍が回転中心となった場合でも、少なくとも他の２つの光学センサは回転中心から離れていることになり、十分な検知精度を得ることができる。したがって、制御部は、回転中心から離れた２つのセンサの検出した変位量に基づき、変位と角度変化を算出することができる。

また、位置検出部３０としてレーザトラッカを用いてもよい。レーザトラッカは、測定の対象物に設けられたリフレクタ（ターゲット）の動きに追随して対象物の空間座標を求めるものである。位置検出部３０としてレーザトラッカを用いる場合、高さ測定機１にレーザ光を反射させるリフレクタを取り付けておく。そして、高さ測定機１の外部に配置されたレーザトラッカ本体からリフレクタに向けてレーザ光を照射し、リフレクタからの反射光を追随するように受ける。これにより、高さ測定機１におけるベース１１の水平位置を得ることができる。

なお、レーザトラッカを用いる場合、高さ測定機１の回転（向き）を把握するためには、２個のリフレクタを取り付けるようにすればよい。また、リフレクタを高さ測定機１の頂上付近に配置しておき、レーザトラッカ本体によってリフレクタを見下ろすようにするとよい。
また、高さ測定機１をあまり回転させずに使用する場合（例えば、±６０度程度以内の回転範囲で使用する場合）、レーザトラッカ本体を定盤面１０ａの端部に配置する構成でもよい。

〔測定方法〕
次に測定方法について説明する。
図３は、高さ測定機による高さの測定方法を例示するフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０１に示すように、測定対象となるワークＷを定盤面１０ａに載置する。この際、ワークＷにおける測定の基準位置（原点）を設定しておく。基準位置の設定は、ワークＷの基準位置にプローブ１３を接触させて位置を検出すればよい。基準位置が設定されると、ワークＷの設計データに基づいて測定箇所が決定される。

次に、ステップＳ１０２に示すように、高さ測定機１を定盤面１０ａに沿って平面移動させ、プローブ１３をワークＷの測定箇所に合わせる。高さ測定機１の平面移動は、オペレータの操作でエアーベアリング２１から浮上用エアーを噴射してベース１１を浮上させた状態で、グリップ部１５を持って所望の位置まで移動させる。そして、プローブ１３の位置を測定箇所に合わせた後、エアーベアリング２１からの浮上用エアーの噴出を停止してベース１１を定盤面１０ａに着地させる。

高さ測定機１を平面移動させる際、ステップＳ１０３に示すように、位置検出部３０によって水平位置の検出を行う。位置検出部３０はベース１１の定盤面１０ａに沿った移動量を検出し、制御部４１へ送る。制御部４１は、位置検出部３０から送られた移動量に基づき、プローブ１３の先端の変位を演算する。

制御部４１は、演算したプローブ１３の先端の変位から予め設定された基準位置（原点）に対するプローブ１３の座標を得ることができる。座標は、ＸＹ平面におけるＸ方向の座標（Ｘ座標）およびＹ方向の座標（Ｙ座標）の少なくともいずれかである。

また、位置検出部３０として第１センサ３１および第２センサ３２が設けられている場合、制御部４１は、２つのセンサで検出した移動量に基づきプローブ１３の柄の向きの変化を演算することができる。

次に、ステップＳ１０４に示すように、プローブ１３の位置が許容範囲内か否かの判断を行う。ワークＷを載置して基準位置を設定することで測定箇所におけるプローブ１３の位置の許容範囲が把握される。そして、プローブ１３を移動させ、この許容範囲内にあるか否かの判断を行う。許容範囲とは、予め設定された２軸に沿った測定位置と、プローブ１３の２軸に沿った位置とのずれ量について許容される範囲である。プローブ１３の位置が許容範囲内でない場合にはステップＳ１０５に示すように警告を行い、ステップＳ１０２へ戻って高さ測定機１の平面移動へ戻る。

プローブ１３の位置が許容範囲内である場合には、ステップＳ１０６に示す、高さ測定を行う。すなわち、プローブ１３をワークＷの測定箇所に接触させ、この際の変位センサ４５の値（Ｚ方向の座標：Ｚ座標）を検出する。

次に、ステップＳ１０７に示すように、水平位置と高さとの対応付けを行う。すなわち、先のステップＳ１０６で検出したワークＷの測定箇所の高さ（Ｚ座標）と、ステップＳ１０３で検出したプローブ１３の水平位置（Ｘ座標およびＹ座標の少なくともいずれか）とを対応付けして記憶する。

次に、ステップＳ１０８に示すように、次の測定箇所があるか否かの判断を行う。次の測定箇所がある場合にはステップＳ１０２へ戻り、以降の処理を繰り返す。次の測定箇所がない場合には、測定を終了する。

このように、高さ測定機１を平面方向に移動させた際のプローブ１３の水平位置が分かることで、誤った測定箇所にプローブ１３を移動させた際の警告を行うことができるようになる。また、後述する測定箇所の誘導を行うことも可能となる。
なお、上記の例では、測定位置とプローブ１３の位置とのずれ量が許容範囲内でない場合に警告を行うようにしたが、プローブ１３の柄の方向が予め設定された許容角度を超えている場合に警告を行うようにしてもよい。

〔２次元測定の例〕
次に、本実施形態に係る高さ測定機１を用いた２次元測定の例について説明する。
図４は、ワークの一例を示す模式図である。
図５（ａ）および（ｂ）は、２次元測定の例を示す模式図である。
図６（ａ）〜（ｃ）は、２次元解析の例を示す模式図である。
ここでは、説明の便宜上、図４に示すようなワークＷを対象として２次元測定を行う場合を例とする。ワークＷには、円形の第１孔ＣＲ１、第２孔ＣＲ２および第３孔ＣＲ３が設けられている。２次元測定を行う場合、ワークＷの正面をＸＺ平面とする。第１孔ＣＲ１の中心座標は（Ｘ１，Ｚ１）、第２孔ＣＲ２の中心座標は（Ｘ２，Ｚ２）、第３孔ＣＲ３の中心座標は（Ｘ３，Ｚ３）である。第１孔ＣＲ１の直径はＤ１、第２孔ＣＲ２の直径はＤ２、第３孔ＣＲ３の直径はＤ３である。

このようなワークＷについて２次元測定を行うには、先ず、図５（ａ）に示すように、ワークＷの第１軸（例えば、Ｚ軸）に沿った測定を行う。すなわち、第１孔ＣＲ１の内径の上端および下端にプローブ１３を接触させて、これらの値から中心のＺ座標（Ｚ１）を求める。同様に、第２孔ＣＲ２の中心のＺ座標（Ｚ２）および第３孔ＣＲ３の中心のＺ座標（Ｚ３）を求める。なお、この際、測定値から各孔のそれぞれの直径Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を求めることもできる。

次に、ワークＷの第２軸（例えば、Ｘ軸）に沿った測定を行う。Ｘ軸に沿った測定を行うには、ワークＷを９０度回転させる。図５に示す例では反時計回りに９０度回転させる。これにより、ワークＷは図５（ｂ）に示す配置となる。ワークＷを９０度回転させることで、ワークＷのＸ軸方向が高さ測定機１における上下方向となり、Ｘ軸に沿った測定を行うことができるようになる。この状態で、第１孔ＣＲ１の内径の上端および下端にプローブ１３を接触させて、これらの値から中心のＸ座標（Ｘ１）を求める。同様に、第２孔ＣＲ２の中心のＸ座標（Ｘ２）および第３孔ＣＲ３の中心のＸ座標（Ｘ３）を求める。

このようにワークＷを９０度回転させることで、高さ測定機１によってＺＸ方向の２軸に沿った２次元座標を得ることができる。２次元測定を行うことで、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような様々な２次元解析を行うことができる。

例えば、図６（ａ）に示すように、原点Ｏと各孔ＣＲ１１およびＣＲ１２の中心座標とを結ぶ線の交角ＣＡを求めることができる。また、図６（ｂ）に示すように、複数の孔ＣＲ２１、ＣＲ２２およびＣＲ２３のうち所定の孔（例えば、孔ＣＲ２１）の中心座標を原点として、ＺＸ方向の２軸に沿った２次元座標をＸ’Ｚ’座標に基づく値に換算することができる。また、図６（ｃ）に示すように、各孔の中心を通るピッチ円ＣＲ３１の中心座標や直径ＤＤを解析することができる。

〔表示例〕
次に、本実施形態に係る高さ測定機１での表示部１６の表示例について説明する。
本実施形態に係る高さ測定機１においては、プローブ１３の２軸に沿った位置を検出できるため、表示部１６に測定箇所に関する様々なガイド表示を行うことができる。ガイド表示は制御部４１によって制御される。

以下においては、ワークＷに設けられた４つの円形の孔を２次元測定する際の表示例について説明する。
図７（ａ）〜図８（ｄ）は、２次元測定する際の表示例を示す模式図である。
図７（ａ）〜図８（ｄ）には、表示部１６に表示されるグラフィック画面の遷移が示される。
グラフィック画面Ｇには、各種の図示画像が表示される。矢印の図示画像Ｇ１は矢の向きがＺ軸を示し、矢の向きと直交する線がＸ軸を示す。クロスラインカーソルＧ２はプローブ１３の先端の現在の位置を示す。○印の図示画像Ｇ３Ａ〜Ｇ３Ｄは測定した孔を示す。○印の中の横線は、線に垂直な方向に高い精度で位置検出が行われ、線に平行な方向に低い精度で位置検出が行われたことを示す。なお、○印の図示画像Ｇ３Ａ〜Ｇ３Ｄは孔径を反映していてもよいし、正確な縮尺で描かれていてもよい。ただし、小さすぎて潰れてしまう場合には、潰れない程度に拡大表示してもよい。

測定にあたり、オペレータは、ワークＷを定盤面１０ａに載置した状態で、ワークＷの正面の２箇所（水平方向になるべく離れた２箇所）にプローブ１３を当てて水平位置の検出を行っておく。これにより、高さ測定機１はＸ軸方向を認識することができる。次に、オペレータは、ワークＷの左端にプローブ１３を当てて水平位置の検出を行う。高さ測定機１は、この検出位置をＸ軸方向の原点とする。

先ず、１つ目の孔を測定すると、図７（ａ）に示すように１つ目の孔の位置に対応して○印に横線の図示画像Ｇ３Ａが表示される。本実施形態に係る高さ測定機１では、プローブ１３による測定位置のＺＸ座標を検出できるため、測定した孔のＺＸ座標上の位置を把握することができる。グラフィック画面ＧにおけるＺＸ軸を示す矢印の図示画像Ｇ１と○印の図示画像Ｇ３Ａとの位置関係から、オペレータはワークＷの左下の孔を測定したことを認識することができる。

次に、２つ目の孔を測定すると、図７（ｂ）に示すように２つ目の孔の位置に対応して○印に横線の図示画像Ｇ３Ｂが表示される。同様に、３つ目の孔を測定すると、図７（ｃ）に示すように３つ目の孔の位置に対応して○印に横線の図示画像Ｇ３Ｃが表示され、４つ目の孔を測定すると、図７（ｄ）に示すように４つ目の孔の位置に対応して○印に横線の図示画像Ｇ３Ｄが表示される。

４つの孔の測定を行った状態では、図７（ｄ）に示すように４つの孔の位置に対応して○印に横線の図示画像Ｇ３Ａ〜Ｇ３Ｄが表示される。オペレータは、この図示画像Ｇ３Ａ〜Ｇ３Ｄを参照して、４つの孔の測定を行ったことと、Ｚ軸方向のみ高精度に測定したことを認識することができる。

次に、ワークＷを反時計回りに９０度回転させる。その後、オペレータは、ワークＷの正面の２箇所（水平方向になるべく離れた２箇所）にプローブ１３を当てて水平位置の検出を行っておく。これにより、高さ測定機１はＺ軸方向を認識することができる。次に、オペレータは、ワークＷの左端にプローブ１３を当てて水平位置の検出を行う。高さ測定機１は、この検出位置をＺ軸方向の原点とする。

ワークＷを反時計回りに９０度回転させたことに伴い、グラフィック画面Ｇは図７（ｄ）に示す画像に対して反時計回りに９０度回転した状態で表示される（図８（ａ）参照）。

次に、１つ目として左下の孔を測定する。測定を行うと、図８（ａ）に示すように１つ目の孔の位置に対応して○印に横線および縦線の図示画像Ｇ３Ｂが表示される。すなわち、測定を行った孔に対応した○印に横線が追加される。その結果、測定を行った孔に対応した○印内には、縦線および横線（十字）の線が示される。これにより、この孔については、Ｚ方向およびＸ方向の２方向ともに高精度に測定を行ったことが分かる。また、この○印内の十字の交点が孔の中心を示すことになる。

次に、２つ目として左上の孔を測定すると、図８（ｂ）に示すように２つ目の孔の位置に対応して○印に横線および縦線の図示画像Ｇ３Ｃが表示される。同様に、３つ目として右上の孔を測定すると、図８（ｃ）に示すように３つ目の孔の位置に対応して○印に横線および縦線の図示画像Ｇ３Ｄが表示され、４つ目として右下の孔を測定すると、図８（ｄ）に示すように４つ目の孔の位置に対応して○印に横線および縦線の図示画像Ｇ３Ａが表示される。

このように、孔の位置に対応して表示される○印内の縦線および横線の表示状態を参照することで、オペレータは測定箇所の孔について２方向の測定を行ったものか、１方向の測定を行ったものかを区別することができる。したがって、オペレータは、○印内に縦線しか表示されていない孔について測定すべきであることを容易に認識することができる。

なお、本実施形態では、Ｘ軸の測定順序はＺ軸の測定順序と同じでなくてもよい。つまり、測定を行う際、プローブ１３の平面座標を検出できるため、複数の孔のどれについて測定しているかを把握することができる。したがって、Ｚ軸についての測定と、Ｘ軸についての測定とで順序が異なっていても、どの孔について測定しているか対応が付けられており、測定順序を決めておく必要はない。

また、Ｚ軸の測定時に複数の孔の位置を把握できるため、Ｘ軸の測定時においてＺ軸の測定時とは異なる測定箇所を測定しようとした場合（プローブ１３の位置がＺ軸測定時の位置から所定の許容範囲を超える位置を測定しようとした場合）、警告を出力する。これにより、誤った箇所を測定することを回避できるようになる。

図９（ａ）〜図１０（ｄ）は、測定順を誘導する表示例を示す模式図である。
例えば、最初にワークＷを測定する際に測定箇所の記録を行っておく（ティーチング測定）。そして、同じ形状の別のワークＷを測定する場合、このティーチング測定で記録した測定順序を再現して測定を行うリピート測定を行うことができる。
リピート測定では、測定箇所が予め分かっているため、図９（ａ）〜図１０（ｄ）に示すようなグラフィック画面Ｇによって測定順序を誘導することができる。

例えば、図９（ａ）に示すように、ワークＷの左下の孔のＺ軸に沿った測定が済むと、次に左上の孔を示す○印の図示画像Ｇ３Ｂが強調表示（例えば、太く表示）される。これにより、次の測定箇所が左上の孔であることを知らせることができる。

同様に、図９（ｂ）〜図９（ｃ）に示すように、１つの孔の測定を行うと、次に測定すべき孔の位置に対応した○印の図示画像Ｇ３Ｃが強調表示される。４つの孔の測定が終わり、次に測定する孔が無い場合には、図９（ｄ）に示すように、どの孔の位置に対応した○印の図示画像Ｇ３Ａ〜Ｇ３Ｄも強調表示されない。

図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｘ軸に沿った測定についてもＺ軸に沿った測定と同様な表示がされる。これにより、オペレータは孔の測定順序を容易かつ的確に把握することができる。

図１１（ａ）〜図１２（ｄ）は、ワークの図形表示の例について示す模式図である。
ワークＷの図面データがある場合、グラフィック画面Ｇにワークの図面データを重畳表示させることができる。
図１１（ａ）〜（ｄ）では、Ｚ軸に沿った測定を行う場合の表示例が示される。図１２（ａ）〜（ｄ）では、Ｘ軸に沿った測定を行う場合の表示が示される。図１１（ａ）〜図１２（ｄ）に示す二点鎖線はワークＷの輪郭を示す画像ＳＤである。

Ｚ軸に沿った測定を行い、ワークＷを反時計回りに９０度回転させ、Ｘ軸に沿った測定を行う場合、ワークＷの輪郭の画像ＳＤも反時計回りに９０度回転させた表示となる。ワークＷの輪郭を示す画像ＳＤが表示されることで、オペレータは、ワークＷの輪郭と測定箇所の孔との位置関係を把握しやすくなる。

また、ワークＷの輪郭の画像ＳＤが表示されることで複数の孔の位置を把握しやすくなるため、リピート測定でない１次元測定であっても、次の測定箇所への誘導効果を高めることができる。

以上説明したように、実施形態によれば、高さ測定機１の定盤面１０ａに沿った移動量を検出でき、高さ測定機１でプローブ１３の空間位置情報を把握することができる。また、オペレータによるプローブ１３の移動操作を誘導することができる。また、２次元測定を行う際、第１軸測定による測定順序と第２軸測定による測定順序とが不一致でも測定箇所と測定値との対応付けが可能となる。また、測定箇所の間違いを検出し、警告を出力することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、測定順序を示すガイド表示として、現在の測定位置から次の測定位置へプローブ１３を移動させる向きと距離とを矢印の画像として表示部１６に表示するようにしてもよい。また、位置検出部３０で検出した移動量に基づきプローブ１３の柄の向きを把握し、プローブ１３の柄の向きに応じたガイド表示を行うようにしてもよい。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１…高さ測定機
１０…定盤
１０ａ…定盤面
１１…ベース
１２…支柱
１３…プローブ
１４…スライダ
１５…グリップ部
１５ａ…ボタン
１６…表示部
１７…キー入力部
１８…表示操作部
２１…エアーベアリング
２１Ａ…エアーパッド
３０…位置検出部
３１…第１センサ
３２…第２センサ
４１…制御部
４５…変位センサ
ＣＡ…交角
ＣＲ１…第１孔
ＣＲ２…第２孔
ＣＲ３…第３孔
ＣＲ１１，ＣＲ１２，ＣＲ２１，ＣＲ２２，ＣＲ２３…孔
ＣＲ３１…ピッチ円
ＤＤ…直径
Ｇ…グラフィック画面
Ｇ１…図示画像
Ｇ２…クロスラインカーソル
Ｇ３Ａ，Ｇ３Ｂ，Ｇ３Ｃ，Ｇ３Ｄ…図示画像
ＳＤ…画像
Ｏ…原点
Ｗ…ワーク

Claims

ワークの高さを測定する高さ測定機であって、
定盤の定盤面に沿って移動可能に載置されるベースと、
前記ベースに立設された支柱と、
前記支柱に沿って昇降可能に設けられプローブを有するスライダと、
前記スライダの高さ方向の変位量を検出する変位センサと、
前記ベースの前記定盤面に沿った水平位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記水平位置と、前記変位センサで検出した前記変位量とを対応付けする制御部と、
を備えたことを特徴とする高さ測定機。
前記位置検出部は、非接触で前記水平位置を検出する非接触センサを用いることを特徴とする請求項１記載の高さ測定機。
前記位置検出部は、第１センサと第２センサとを有し、
前記制御部は、前記第１センサと前記第２センサとのそれぞれの検出値に基づき前記プローブの前記定盤面に沿った水平位置および角度を演算する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の高さ測定機。
前記位置検出部は、第１センサ、第２センサ、及び第３センサを有し、
前記制御部は、前記第１センサ、前記第２センサ、及び前記第３センサのうち少なくとも２つの検出値に基づき前記プローブの前記定盤面に沿った水平位置および角度を演算する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の高さ測定機。
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記プローブの現在位置に関する２軸に沿った位置情報を画像として前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高さ測定機。
前記制御部は、前記プローブで測定した位置に関する２軸に沿った位置情報および測定方向に関する情報を画像として前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項５記載の高さ測定機。
前記制御部は、次に測定する箇所に関する２軸に沿った位置情報を画像として前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項５または６に記載の高さ測定機。
前記制御部は、測定順序に関する２軸に沿った位置情報を画像として前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の高さ測定機。
前記制御部は、前記ワークに対応した画像を前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の高さ測定機。
表示部をさらに備え、
前記制御部は、現在の測定位置から次の測定位置へ前記プローブを移動させる向きと距離とを前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高さ測定機。
前記制御部は、予め設定された２軸に沿った測定位置と、前記プローブで測定した２軸に沿った測定位置とのずれ量が許容範囲を超える場合、所定の警告を出力する制御を行う、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の高さ測定機。