JP2021092531A - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの姿勢を変更することなくワークの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる測定装置及び測定方法を提供する。【解決手段】 測定装置１００は、測定対象であるワークＷが設置される定盤１８と、定盤１８に設けられ、測定プローブを支持し、且つ定盤１８の上面がＸ−Ｙ平面であり上面の法線方向をＺ軸方向とした場合に互いに直交するＸＹＺ軸方向に移動するキャリッジ１０と、を備える三次元座標測定機８と、定盤１８上に設けられ、表面粗さ計を保持する保持部をアームの先端に有し、表面粗さ計の位置及び姿勢を変位自在に支持するロボット１１と、三次元座標測定機８及びロボット１１を制御する制御部３０と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、三次元座標の測定と表面粗さの測定を行う測定装置及び測定方法に関する。

従来より、測定対象であるワークの三次元座標を測定し、且つワークの表面粗さを測定することが行われている。同一のワークに対してこのように二つの測定を行う場合には、先ず三次元座標測定機にワークを設置してワークの三次元座標を測定し、その後ワークを表面粗さ測定機に移動させて設置し、そしてワークの表面粗さを測定する。従って、ワークの三次元座標及び表面粗さを測定する場合には、各測定機間のワークの移動及び各測定機でのワークの設置の工程が発生し、多くの工数が必要となる。

そこで、三次元座標測定機に設置されたワークの表面粗さを、再び設置することなくそのまま測定する技術が提案されている。

例えば、特許文献１では三次元座標測定機のＺ軸スピンドルに取り付けられる表面粗さ測定ユニットが提案されている。特許文献１に記載された表面粗さ測定ユニットをＺ軸スピンドルに取り付けることにより、三次元座標測定機に設置されたワークの表面粗さの測定を行うことができる。

特開２０１４−８１３２４号公報

ここで、ワークの表面粗さを測定する場合には、ワークの形状に応じて様々な位置及び姿勢に表面粗さ計を支持する必要がある。特に、複雑な形状を有するワークの表面粗さを測定する場合には、表面粗さ計を様々な測定姿勢に支持しなければならない。

特許文献１に記載された表面粗さ測定ユニットは三次元座標測定機のＺ軸スピンドルに取り付けられるために、表面粗さ測定ユニットの測定姿勢は三次元座標測定機の移動機構による変更に制限され、様々な測定姿勢に変更させることが困難である。そのため、表面粗さ測定において様々な測定姿勢を実現するためには、ワークの姿勢を変更することが必要となり、測定に多くの時間がかかってしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ワークの姿勢を変更することなくワークの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる測定装置及び測定方法を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様に係る測定装置は測定対象であるワークが設置される定盤と、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、ワークの三次元測定を行うプローブと、定盤に対して相対移動可能に構成されたロボットアームであって、表面粗さ計を保持可能に構成されたロボットアームと、プローブ及びロボットアームを制御する制御部と、を備える。

本態様によれば、ロボットにより表面粗さ計の位置及び姿勢が変位自在に支持されるので、様々な測定姿勢により表面粗さ計を支持することができるので、設置されたワークの姿勢を変更することなく多くの測定点の表面粗さを測定することができ、ワークの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる。

好ましくは、第１の態様に係る測定装置は、ロボットアームの先端に表面粗さ計を備え、制御部は表面粗さ計の動作を制御する。

好ましくは、第１の態様に係る測定装置は、定盤とロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出手段と、相対位置変化検出手段の検出結果に基づいて表面粗さ計による測定結果を補正する振動補正手段と、を備える。ロボットアームに保持されている表面粗さ計の測定結果は、定盤とロボットアームとの相対位置の変化による影響を受けうる。定盤とロボットアームとの相対位置の変化の検出結果に基づいて表面粗さ計の測定結果を補正することにより、表面粗さ計の測定精度を向上させることができる。

好ましくは、相対位置変化検出手段は、ロボットアームの振動を検出するアーム振動検出手段を含む。この構成では、定盤とロボットアームとの相対位置の変化をロボットアーム側で検出することができる。

好ましくは、ロボットアームは、表面粗さ計を保持可能に構成されたエンドエフェクタを備え、相対位置変化検出手段はエンドエフェクタ近傍に設けられる。ロボットアームの先端は振動の影響を受けやすく、且つ、表面粗さ計に最も近い位置である。そのため、エンドエフェクタ近傍は、ワークに対する表面粗さ計の相対位置の変化を検出するのに好適な位置である。

好ましくは、相対位置変化検出手段は、定盤の位置を検出する定盤位置検出手段と、ロボットアームの先端近傍の位置を検出するアーム位置検出手段とを含む。ロボットアームと定盤とのいずれか一方のみに相対位置変化検出手段を設ける構成と比較して、両者の相対位置の変化をより正確に検出することができるという利点がある。

好ましくは、第１の態様に係る測定装置は、ワークの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出結果に基づいて表面粗さ計による測定結果を補正する温度補正手段とを備える。これにより、表面粗さ計の測定結果の精度を向上させることができる。なお、温度検出手段は、更にプローブによる三次元測定の結果を温度補正することも可能である。

好ましくは、第１の態様に係る測定装置において、ロボットアームはエンドエフェクタを備え、温度検出手段はエンドエフェクタに設けられる。この構成では、ロボットアームを移動させることにより、温度検出手段を自在にワークに近接させたりワークから退避させたりすることができる。また、ロボットアームでワークを定盤に搬送する間に温度検出手段による温度検出を開始できるため、温度検出手段の立ち上がりを待つ時間を短縮することができ、測定装置の稼働率を向上させることができる。

好ましくは、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤の外に設けられる。この場合、定盤上のスペースを有効利用でき、定盤の大型化を抑制することができる。

好ましくは、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤上に設けられる。この場合、定盤の振動系とロボットアームの振動系とが同じになるため、外部環境の振動による影響を低減させ、ロボットアームに保持されている表面粗さ計の測定精度の低下を防ぐことができる。

好ましくは、第１の態様に係る測定装置は、ワーク上の測定点に対応する位置にロボットアームを定盤に対して相対的に移動させるロボットティーチング情報を記憶する記憶部を備え、制御部は、記憶部からロボットティーチング情報を読みだして、ロボットアームを制御する。この構成では、ロボットアームの制御を自動化することにより、測定効率を向上させることができる。

好ましくは、プローブは定盤上に立設されたキャリッジに支持されており、制御部は、表面粗さ計又はプローブで測定を行う場合にキャリッジとロボットアームとが衝突しないようにキャリッジとロボットアームと相対的に移動させる。

好ましくは、ロボットアームは定盤の一端側に設置され、制御部は、表面粗さ計で測定を行う場合には、キャリッジを、ロボットアームが設置された一端側と対向する他端側に移動させる。ロボットアームとキャリッジとの間の距離を大きくするよう制御することにより、ロボットアームとキャリッジが衝突する恐れを低減することができる。

好ましくは、ロボットアームは多関節型アームである。

本発明の第２の態様に係る測定方法は、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブにより、定盤に載置された、測定対象であるワークの三次元測定を行う三次元測定ステップと、定盤に対して相対移動可能に構成されたロボットアームに保持された表面粗さ計により、ワークの表面粗さ測定を行う表面粗さ測定ステップと、を含み、三次元測定ステップと表面粗さ測定ステップとにおいて、ワークは同一の位置及び同一の姿勢である。これにより、第１の態様に係る測定装置と同様の効果を奏することができる。

本発明によれば、ワークの姿勢を変更することなくワークの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る測定装置の概略構成図である。 図２は、図１で示した三次元座標測定機の側面図である。 図３は、表面粗さ計を含むロボットアームの先端部分の拡大図である。 図４は、第１実施形態に係る測定方法の各工程を示すフローチャートである。 図５は、表面粗さ測定のティーチングに関して説明する図である。 図６は、ロボットアームの退避の一形態を説明する図である。 図７は、ロボットアームの退避の一形態を説明する図である。 図８は、キャリッジの退避の一形態を説明する図である。 図９は、第２実施形態に係る測定装置の概略構成図である。 図１０は、第２実施形態に係る測定方法の各工程を示すフローチャートである。 図１１は、第３実施形態に係る測定装置の概略構成図である。 図１２は、第３実施形態に係る測定方法の各工程を示すフローチャートである。

以下、添付図面に従って本発明に係る測定装置及び測定方法の好ましい実施の形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る測定装置１００の概略構成図（斜視図及びブロック図）である。

図１に示すように、本実施形態に係る測定装置１００は、三次元座標測定機８、ロボットアーム１１を備える。ロボットアーム１１の先端は、表面粗さ計３３（図２参照）を保持可能に構成されている（後述）。また、測定装置１００は、コンピュータ３１及びコントローラ４０を備える。なお、図１では定盤１８に載置される測定対象であるワークＷの図示は省略されている。

以下、三次元座標測定機８の一例として門型の三次元座標測定機について説明するが、三次元座標測定機の型（種類）を限定する趣旨ではない。当然ながら、三次元座標測定機８は、例えば多関節アーム型のような他の型の三次元座標測定機でもよい。三次元座標測定機８は、基台２０と、基台２０上に設けられた定盤１８とを含んでいる。定盤１８の上面は、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面状に形成されており、定盤１８の上面の法線方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する（図１を参照）。

定盤１８には、定盤１８の上面から図中上側（＋Ｚ軸方向）に伸びる一対のコラム（支柱）１６Ｒ及び１６Ｌが取り付けられている。コラム１６Ｒ及び１６Ｌの上端部（＋Ｚ軸側の端部）には、Ｘ軸ガイドとして機能するビーム（梁）１４が架け渡されている。ビーム１４及びコラム１６Ｒ及び１６Ｌは、門を構成し、Ｙ軸方向に移動する門型のＹキャリッジとなる。定盤１８の上面と側面とには、Ｙ軸方向に摺動面が形成され、コラム１６Ｒ及び１６Ｌにはこれに対向するエアベアリングが設けられているので、コラム１６Ｒ及び１６Ｌは、ビーム１４と共にＹ軸方向に移動自在となる。また、コラム１６Ｒ及び１６Ｌは、駆動手段としてモータを含むＹ軸駆動機構１７により駆動される。

ビーム１４には、Ｚ軸方向に伸びるヘッド１２が取り付けられている。ビーム１４はＸ軸ガイドとして機能し摺動面が設けられ、ヘッド１２はそれに対応してエアベアリングが設けられる。これにより、ヘッド１２はビーム１４の長さ方向（Ｘ軸方向）に移動自在となる。ヘッド１２をビーム１４に対して移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。

ヘッド１２には、Ｚ軸方向案内用のエアベアリングが内蔵されている。Ｚ軸方向案内用のエアベアリングに沿ってＺ軸スピンドル２２がＺ軸方向に移動自在に設けられている。Ｚ軸スピンドル２２を移動させるための駆動手段としてはモータを使用することができる。なお、コラム１６Ｒ及び１６Ｌ、ビーム１４、及びヘッド１２で構成される移動機構は、ＸＹＺ軸方向に移動するキャリッジ１０を構成する。

Ｚ軸スピンドル２２の下端にはプローブヘッド２３が設けられている。プローブヘッド２３にはスタイラス２４が接続されており、スタイラス２４の先端には測定子２６が設けられており、スタイラス２４と測定子２６により測定プローブを構成する。

以下、プローブヘッド２３の一例として接触式の測定プローブを備えるプローブヘッドについて説明するが、プローブの種類を限定する趣旨ではない。当然ながら、レーザプローブのような非接触式の測定プローブもプローブヘッド２３に適用可能である。

三次元座標測定機８は、コラム１６Ｒ及び１６Ｌ、ヘッド１２、Ｚ軸スピンドル２２及びプローブヘッド２３のそれぞれの移動量を測定するための移動量測定部（例えば、リニアエンコーダ。不図示）を含んでいる。

ワークＷの三次元座標測定を行う場合には、コラム１６Ｒ及び１６Ｌ、ヘッド１２、Ｚ軸スピンドル２２及びプローブヘッド２３を移動させることにより測定子２６をワークＷに接触させる。そして測定子２６が接触した位置（三次元座標）は、コントローラ４０を介してコンピュータ３１に送信される。

コンピュータ３１（及び後述のコンピュータ５０、５１）は、制御部３０として機能し、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される記憶部（不図示）を備える。コンピュータ３１は、記憶部で記憶されたプログラムをＣＰＵで実行して、制御部３０としての機能を実現する。

制御部３０は、三次元座標測定制御部３０Ａ、ロボット制御部３０Ｂ、及び表面粗さ測定制御部３０Ｃを備える。三次元座標測定制御部３０Ａは、三次元座標測定機８にワークＷの三次元座標の測定を行わせる。ロボット制御部３０Ｂは、ロボットアーム１１の動作を制御する。表面粗さ測定制御部３０Ｃは、表面粗さ計３３にワークＷの表面粗さの測定を行わせる。

コントローラ４０は、制御部３０からの制御信号に基づいて、三次元座標測定機８、ロボットアーム１１及び表面粗さ計３３を制御する（ＣＮＣ（computerized numerical control）制御）。

図２は、図１で示した測定装置１００の側面図である。なお、図１で説明したコラム１６Ｌ、Ｚ軸スピンドル２２、スタイラス２４、及び測定子２６は省略されている。また、コラム１６Ｒ及びＹ軸駆動機構１７は点線で記載している。

ロボットアーム１１は、複数の可動部を備えると共に、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のモータを備えている。制御部３０のロボット制御部３０Ｂは、コントローラ４０を介して、ロボットアーム１１に備えられているモータを制御して、ロボットアーム１１を動作させる。

図２に示すように、ロボットアーム１１は、５つのアーム、５つの関節部、及びロボット基台３５を有する多関節型のアームを有する。ロボットアーム１１は６自由度を有し、表面粗さ計３３を様々な測定姿勢に支持することが可能である。なお、図２では関節部は第１関節部Ｓ１のみ図示し、第２関節部〜第５関節部の図示は省略されている。

図１及び２に示すように、ロボット基台３５は定盤１８上に設置される。これにより、定盤１８の振動系とロボットアーム１１の振動系とが同じになるため、外部環境の振動による影響を低減させ、ロボットアーム１１に保持されている表面粗さ計３３の測定精度の低下を防ぐことができる。この場合、定盤１８のスペースに制約されるため、ロボットアーム１１は比較的小型であることが望ましい。

また、ロボット基台３５は、好ましくは、定盤１８のＹ軸の一端部側に設置される。これにより、三次元座標測定の際に、ロボットアーム１１と三次元座標測定機８（キャリッジ１０）とが衝突しないようにロボットアーム１１を効率良く退避させることができる（後述）。

ロボット基台３５には、第１アームＡ１が連結されており、ロボット基台３５上で第１アームＡ１がＺ軸回りに回転する。第１アームＡ１と第２アームＡ２とは、第１関節部Ｊ１で接続されており、第１関節部Ｊ１の回転軸（図中ではＸ軸と平行な軸）を中心として第２アームＡ２が回動する。第２アームＡ２と第３アームＡ３とは、第２関節部Ｊ２（不図示）で接続されており、第２関節部Ｊ２の回転軸（図中ではＸ軸と平行な軸）を中心として第３アームＡ３が回動する。第３アームＡ３と第４アームＡ４とは、第３関節部Ｊ３（不図示）で接続されており、第４アームＡ４の長手方向と平行な軸（図中ではＹ軸と平行な軸）を中心に第４アームＡ４が旋回する。第４アームＡ４と第５アームＡ５とは、第４関節部Ｊ４（不図示）で接続されており、第４関節部Ｊ４の回転軸（図中ではＸ軸と平行な軸）を中心として第５アームＡ５が回動する。第５アームＡ５とエンドエフェクタＥＥとは、第５関節部Ｊ５（不図示）で接続されており、エンドエフェクタＥＥは第５アームＡ５の長手方向と平行な軸（図中ではＹ軸と平行な軸）を中心にエンドエフェクタＥＥが旋回する。

エンドエフェクタＥＥには、アダプタＡＤを介して表面粗さ計３３が保持されている。アダプタＡＤは、表面粗さ計３３を保持する保持部として機能する。なお、図示されたアダプタＡＤの形状は一例であり、表面粗さ計３３を保持することができればアダプタＡＤの形状は限定されない。また、図２に示すロボットアーム１１は測定装置１００に設置されるロボットの一例であり、ロボットは表面粗さ計３３を様々な測定姿勢に支持することができればよく、他の形態の公知のロボットが使用されてもよい。ロボットの他の例としては、複数のアーム及び複数の関節部で構成された多関節型のロボットであり、３軸直交座標型ロボット（例えば三次元座標測定機８のキャリッジ１０）よりも可動域が広く、自由度が高いロボットが採用される。

なお、本実施形態では、ロボット基台３５を定盤１８上に設置した構成を一例として示したが、これに限らず、ロボットアーム１１は三次元座標測定機８の近傍に設置されていればよい。例えば、ロボット基台３５は定盤１８の外に設置されてもよい。この場合、定盤１８上のスペースを有効利用できる。また、ロボットアーム１１は定盤１８のスペースに制約を受けることがない。さらに、ロボット基台３５を定盤１８上に設置する必要がないため、定盤１８の大型化を防ぐことができる。

図３は、表面粗さ計３３を含むロボットアーム１１の先端部分の拡大図である。

図３に示すように、表面粗さ計３３は、アダプタＡＤを介してエンドエフェクタＥＥに取り付けられる。表面粗さ計３３は、ロボットアーム１１により様々な測定姿勢に支持されるので、全姿勢で表面粗さの測定が可能であることが好ましい。

表面粗さ計３３は、検出器本体４５、測定子４３、及び触針４１を備える。触針４１は測定子４３の先端に取り付けられており、触針４１の軸方向と測定子４３の軸方向とが直交している。

以下、表面粗さ計３３の一例として接触式の表面粗さ計について説明するが、表面粗さ計の種類を限定する趣旨ではない。当然ながら、非接触式の表面粗さ計も表面粗さ計３３として用いることが可能である。

検出器本体４５には、いずれも図示は省略するが、保持部、変位センサ、及び水平送り駆動部が内蔵されている。測定子４３は、揺動自在に測定子４３の回転支点を保持部により保持されている。測定子４３の触針４１が設けられている端部とは逆の端部には変位センサが取り付けられている。そして、変位センサは測定子４３の変位を検出することで、触針４１の軸方向の変位を検出する。また測定子４３は、水平送り駆動部により測定面に対して水平に移動させられ、その移動量と変位センサが検出した変位とが信号に変換されて信号ケーブルを介して信号処理部４９（図２を参照）に伝送される。信号処理部４９は、伝送されてきた信号を必要に応じて増幅を行い、計測されたワークＷの表面粗さをコンピュータ３１へ出力する。なお、図３で説明を行った表面粗さ計は、一例でありこれに限定されるものではない。ロボットアーム１１に他の形態の小型表面粗さ計を保持させることも可能である。

次に、測定装置１００を使用してワークＷを測定する測定方法に関して説明する。

図４は、測定方法の各工程を示すフローチャートである。なお、各工程に関しては後で詳しく説明をする。

先ず、測定装置１００を使用してワークＷを測定するための測定準備が行われる（測定準備工程：ステップＳ１０）。その後、三次元座標測定機８によりワークＷの測定箇所の三次元座標が測定される（三次元測定工程：ステップＳ１１）。その後、ロボットアーム１１に保持された表面粗さ計３３によりワークＷの表面粗さの測定が行われる（表面粗さ測定工程：ステップＳ１２）。

次に、上述した各工程に関して詳細に説明する。

先ず、測定準備工程（ステップＳ１０）に関して説明する。

測定準備工程では先ず、ワークＷが定盤１８に設置される。測定装置１００で行われる三次元座標測定及び表面粗さ測定は、定盤１８に設置されたワークＷに対して行われるので、各測定においてワークＷの姿勢変更を行う必要がなく、工数の削減を実現することができる。また、表面粗さ測定工程においては、ロボットアーム１１により様々な測定姿勢で表面粗さ計３３を支持することができるので、測定箇所毎にワークＷを設置し直す必要がなく効率な測定を行うことができる。

次に、表面粗さ測定を行う測定箇所についてのティーチングが行われる。具体的には、ユーザが手動によりロボットアーム１１を動作させて、表面粗さ計３３を各測定箇所に順次持って行く（ティーチング動作）。そして、コンピュータ３１の記憶部において、この測定箇所に順次持っていくロボットアーム１１の動きに関する情報（ティーチング情報）を記憶する。ティーチング情報の具体例としては、目標点、中間点の三次元座標等を含む測定経路を示す情報が挙げられる。

図５は、ワークＷの表面粗さ測定のティーチングに関して説明する図である。なお、図５ではロボットアーム１１の先端に保持された表面粗さ計３３を図示し、ロボットアーム１１の図示は省略されている。省略されているロボットアーム１１は、図示するように表面粗さ計３３を支持する。

図５では、表面粗さ測定Ｃ１〜Ｃ５のティーチングに関して図示されている。

表面粗さ測定Ｃ１では、ロボットアーム１１により図示するように表面粗さ計３３が支持され、触針４１はワークＷのＸ−Ｚ平面に接触し、測定子４３がＸ軸と平行に水平移動して、ワークＷのＸ−Ｚ平面の表面粗さが測定される。表面粗さ測定Ｃ２では、ロボットアーム１１により図示するように表面粗さ計３３が支持され、触針４１はワークＷのＹ−Ｚ平面に接触し、測定子４３がＹ軸に平行に水平移動して、ワークＷのＹ−Ｚ平面の表面粗さが測定される。表面粗さ測定Ｃ３では、ロボットアーム１１により図示するように表面粗さ計３３が支持され、触針４１はワークＷのＸ−Ｙ平面に接触し、測定子４３がＹ軸に平行に水平移動して、ワークＷのＸ−Ｙ平面の表面粗さが測定されている。表面粗さ測定Ｃ４では、ロボットアーム１１により図示するように表面粗さ計３３が支持され、触針４１はＸ−Ｙ平面に接触し、測定子４３がＸ軸に平行に水平移動して、ワークＷのＸ−Ｙ平面の表面粗さが測定されている。表面粗さ測定Ｃ５では、ロボットアーム１１により図示するように表面粗さ計３３が支持され、触針４１はワークＷの斜面（Ｘ−Ｙ平面に斜めに交差する平面）に接触し、測定子４３が斜面と平行に水平移動して、ワークＷの斜面の表面粗さが測定されている。

このように、測定Ｃ１〜Ｃ５におけるロボットアーム１１及び表面粗さ計３３の位置及び姿勢をコンピュータ３１の記憶部に記憶させることにより、ティーチングが行われる。そして、ワークＷの表面粗さ測定を行う際には、ティーチングに基づいてロボットアーム１１が自動的に移動して測定Ｃ１〜Ｃ５が実行される。なお、三次元座標測定に関してもキャリッジ１０を動作させてティーチングが行われるが、ここでは説明は省略する。

次に、三次元測定工程（ステップＳ１１）に関して説明する。

三次元測定工程では、先ず三次元座標測定の開始前に、ロボットアーム１１がキャリッジ１０と衝突を避けるために退避する。

図６及び図７は、ロボットアーム１１の退避の一形態を説明する図である。図６は、Ｙ軸方向からのロボットアーム１１の退避の一形態を示し、図７は、図６で示した退避の形態をＸ軸方向から示す。

図６に示すようにロボットアーム１１は、第１関節部Ｊ１の回転軸を中心として第２アームＡ２を回動させ、また第２関節部Ｊ２の回転軸を中心として第３アームＡ３を回動させて、折り畳まれた姿勢をとる。また、図７に示すように、ロボットアーム１１は、ロボット基台３５上で第１アームＡ１がＺ軸回りに回転することにより、折り畳まれたアームをＸ軸方向と平行にした姿勢をとる。これにより、三次元座標測定を行う際にキャリッジ１０がＹ軸方向に移動しても、ロボットアーム１１及び表面粗さ計３３に衝突することがなく安全に測定を行うことができる。なお、上述したロボットアーム１１の退避の形態は一例であり、ロボットアーム１１は、キャリッジ１０に衝突しないような他の退避の形態を採用することができる。

ロボットアーム１１の退避が完了した後に、キャリッジ１０、ヘッド１２、Ｚ軸スピンドル２２、プローブヘッド２３を動作させてワークＷの三次元座標の測定が行われる。ワークＷにおける全ての測定箇所において三次元座標が測定されると、三次元座標の測定が終了する。

以上で説明したように、三次元座標を測定する際には、ロボットアーム１１を退避させることにより、キャリッジ１０がロボットアーム１１及び表面粗さ計３３に衝突することなく安全に三次元座標の測定を行うことができる。

次に、表面粗さ測定工程（ステップＳ１２）に関して説明する。

表面粗さ測定工程では、先ず表面粗さ測定の開始前に、キャリッジ１０がロボットアーム１１及び表面粗さ計３３との衝突を避けるために退避する。

図８は、キャリッジ１０の退避の一形態を説明する図である。

図８に示すようにキャリッジ１０は、門型のＹキャリッジのＹ軸ガイドの端部、つまり、ロボットアーム１１が設置された位置（一端側）と逆の方向の他端側に移動して退避する。これにより、ロボットアーム１１を動作させて表面粗さ計３３を様々な位置及び姿勢で支持したとしても、ロボットアーム１１及び表面粗さ計３３にキャリッジ１０が衝突することがなく安全に測定を行うことができる。なお、上述したキャリッジ１０の退避の形態は一例であり、キャリッジ１０は、ロボットアーム１１及び表面粗さ計３３に衝突しないような他の退避の形態を採用することができる。

キャリッジ１０の退避が完了した後に、ロボットアーム１１を動作させて、表面粗さ測定Ｃ１〜Ｃ５が行われる。表面粗さ測定Ｃ１〜Ｃ５が完了すると、表面粗さ測定が終了する。

以上で説明したように、表面粗を測定する際には、キャリッジ１０を退避させることにより、表面粗さ計３３を様々な測定姿勢にロボットアーム１１により支持したとしても、ロボットアーム１１及び表面粗さ計３３がキャリッジ１０に衝突することなく安全に表面粗さの測定を行うことができる。

上述した実施形態では、三次元測定工程の後に表面粗さ測定工程を行う実施形態について説明を行ったが、各工程の順序はこれに限定されない。例えば、表面粗さ測定工程の後に三次元測定工程が行われてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る測定装置２００について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同じ構成及びステップには同じ参照符号を付け、これらについての説明を省略する。図９は、第２実施形態に係る測定装置２００の概略構成図である。図９に示すように、第２実施形態に係る測定装置２００は三次元座標測定機８、ロボットアーム１１、相対位置変化検出手段（アーム振動検出手段５５）、コンピュータ５０、及びコントローラ４０を備える。

第２実施形態に係る測定装置２００は、ロボット基台３５は三次元座標測定機８の定盤１８の外に設置されることと、相対位置変化検出手段を備えることと、コンピュータ３１に代えてコンピュータ５０を備えることとが、第１実施形態に係る測定装置１００と相違する。その他の構成は第１実施形態と基本的に同じである。第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、ワークＷの姿勢を変更することなくワークＷの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる。

相対位置変化検出手段は、定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化を検出する。より具体的には、例えば、相対位置変化検出手段は水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）における、ロボットアーム１１と定盤１８との間の相対位置の変化（振動）を測定し、コンピュータ５０に出力する。

ここで、相対位置変化検出手段の具体例として、例えば、位置センサ、振動センサ、レーザトラッカ、変位測定手段等が挙げられる。また、振動センサとして加速度センサ、各種のジャイロセンサが挙げられる。また、変位測定手段として、例えば、静電容量式変位センサ、渦電流式変位センサ、レーザ干渉計等が挙げられる。

コンピュータ５０は、コンピュータ３１の構成に加え、更に、相対位置変化検出制御部３０Ｄと、振動補正部（振動補正手段）３２とを備える。相対位置変化検出制御部３０Ｄは相対位置変化検出手段を制御する。振動補正部３２は、検出されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向における相対位置の変化に基づいて表面粗さ計３３の測定値を、例えばリアルタイムに補正する。

相対位置変化検出手段は、ロボットアーム１１側で相対位置の変化を検出してもよいし、定盤１８側で相対位置の変化を検出してもよい。

図９は、相対位置変化検出手段の一例としてアーム振動検出手段５５を示す。アーム振動検出手段５５は、ロボットアーム１１側で、定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化を検出する。

好ましくは、ロボットアーム１１のエンドエフェクタＥＥで表面粗さ計３３を保持した状態で、アーム振動検出手段５５は定盤１８に対するロボットアーム１１の各方向における相対位置の変化（振動）をリアルタイムに検出する。リアルタイムとは、相対位置の変化（振動）の検出が必要な時間（表面粗さ計３３による粗さ測定が行われている時間）内において常時あるいは一定間隔で振動が検出されることを意味する。また、一定時間間隔に限らず、不等時間間隔で振動を検出してもよい。更に、リアルタイムに振動検出する場合に限らない。例えば、アーム振動検出手段５５は、表面粗さ測定を行う前又は後に、一定時間間隔だけロボットアーム１１の各方向における振動を検出することにしてもよい。この場合、アーム振動検出手段５５は振動の波形を検出し記憶部に記憶する。振動補正部３２は、記憶部から振動の波形成分を読みだして、その波形成分を表面粗さ計３３の測定データ（波形）から除くことにより、振動補正を行うことができる。

また、アーム振動検出手段５５は表面粗さ計３３を保持するエンドエフェクタＥＥの近傍に設けられることが好ましい。ロボットアーム１１の先端は振動の影響を受けやすく、且つ、表面粗さ計３３に最も近い位置である。そのため、この位置は、ワークＷに対する表面粗さ計３３の相対位置の変化を検出するのに好適である。

なお、相対位置変化検出手段として、アーム振動検出手段５５に代えて、ロボットアーム１１の位置を基準として、定盤１８側で定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化を検出する定盤振動検出手段（不図示）を測定装置２００に設けてもよい。例えば、ロボットアーム１１に基準としてのリフレクタ（不図示）を設け、定盤１８の近傍、例えば定盤１８上に定盤振動検出手段として、レーザを用いてリフレクタとの相対位置の変化を検出するレーザトラッカ（不図示）を設けてもよい。好ましくは、リフレクタはエンドエフェクタＥＥ近傍に配置される。これにより、ロボットアーム１１に保持される表面粗さ計３３と定盤１８との間の相対位置の変化を正確に検出することができる。

あるいは、相対位置変化検出手段として、ロボットアーム１１（エンドエフェクタＥＥ）の位置を検出するアーム位置検出手段（不図示）と定盤１８の位置を検出する定盤位置検出手段（不図示）とを測定装置２００に設けてもよい。この構成は、ロボットアーム１１と定盤１８とのいずれか一方のみに相対位置変化検出手段を設ける構成と比較して、両者の相対位置の変化をより正確に検出することができるという利点がある。この場合、振動補正部３２は、アーム位置検出手段からの出力と定盤位置検出手段からの出力とに基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向における定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化を算出する。

図１０は、第２実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。図１０は、図４に示すフローチャートにステップＳ１３とＳ２０とを追加したものである。図１０に示すように、第２実施形態に係る測定方法では、ステップＳ１２の表面粗さ測定工程と並行して、相対位置変化検出手段は定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化を検出し、検出結果をコンピュータ５０に出力する（ステップＳ１３：相対位置変化検出工程）。コンピュータ５０の振動補正部３２は、検出された相対位置の変化に基づいて表面粗さ計３３による測定値を補正する。具体的には、例えば、振動補正部３２は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向における相対位置の変化に基づいて各方向の相対位置の振動（相対位置の変化量及び変化の方向）を算出し、算出された振動と相殺するように、表面粗さ計３３の測定値を補正する（ステップＳ２０：振動補正工程）。

上述のように、ロボットアーム１１のロボット基台３５が定盤１８の外に設置されている場合、ロボットアーム１１の大きさについての制約は比較的小さくなるという利点がある。しかし、この場合、定盤１８の振動系とロボットアーム１１の振動系とが異なるため、ロボット基台３５が定盤１８上に設置されている場合と比べて、外部環境の振動による影響を受けやすくなり、定盤１８とロボットアーム１１との相対位置も変化しやすくなる。また、ロボットアーム１１に設けられたモータの駆動系等によるロボットアーム１１自体の振動によっても、定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置は変化しうる。この相対位置の変化により、定盤１８上に載置されたワークＷとロボットアーム１１に保持される表面粗さ計３３との間の相対位置も変化するため、この相対位置の変化は表面粗さ計３３の測定値にも影響を与えうる。

第２実施形態では、相対位置変化検出手段によりロボットアーム１１と定盤１８との間の相対位置の変化（言い換えると、表面粗さ計３３とワークＷとの間の相対位置の変化）を検出し、相対位置の変化に基づいて表面粗さ計３３の測定値を補正する。これにより、ロボットアーム１１と定盤１８との間の相対位置の変化による表面粗さ計３３の測定精度の低下を抑制することができる。

なお、相対位置変化検出手段がリアルタイムに相対位置の変化を検出する場合、ステップＳ１２の表面粗さ測定工程を行っている間にステップＳ２０の振動補正工程を行うことにしてもよい。相対位置の変化の検出時と補正時との時間差（タイムラグ）が小さくなるため、補正の精度を向上させることができる。

上記説明では、三次元測定工程の後に表面粗さ測定工程を行う実施形態について説明を行ったが、当然ながら、表面粗さ測定工程の後に三次元測定工程が行われてもよい。

＜第２実施形態の変形例１＞
例えば、三次元座標測定機８が門型の三次元座標測定機である場合、門の移動により定盤１８が水平方向に対して傾斜することがありうる。何らかの原因により定盤１８が傾斜した場合、定盤１８上に載置されたワークＷを測定する三次元座標測定機８の測定範囲は定盤１８の傾斜に追従するため（ヘッド１２と定盤１８との相対位置は、定盤１８の傾斜に影響を受けにくい）、三次元座標測定機８の測定値は比較的定盤１８の傾斜から影響を受けにくい。しかし、第２実施形態に係る測定装置２００において定盤１８の振動系とロボットアーム１１の振動系とは異なるため、この定盤１８の傾斜は表面粗さ計３３による測定値に影響を与えうる。

そこで、図１０に示す第２実施形態に係る測定装置２００に、更に、定盤１８の傾斜を検出する傾斜検出手段（図９の符号５６）を設けてもよい。好ましくは、傾斜検出手段は定盤１８近傍に設けられる。傾斜検出手段５６として、例えば、傾斜センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。また、Ｘ方向及びＹ方向及びＺ方向のそれぞれに複数の傾斜検出手段５６を設けてもよい。

振動補正部３２は、相対位置変化検出手段によって検出された相対位置の変化と、傾斜検出手段５６によって検出された定盤１８の傾斜とに基づいて、表面粗さ計３３の測定値を、例えばリアルタイムに補正する。これにより、表面粗さ計３３の測定値の精度を一層向上させることができる。

なお、相対位置変化検出手段に代えて、傾斜検出手段５６を設けてもよい。

＜第２実施形態の変形例２＞
第２実施形態の測定装置２００ではロボット基台３５が定盤１８の外に設置されている。当然ながら、ロボット基台３５は定盤１８上に設置されてもよい。この場合、定盤１８の振動系とロボットアーム１１の振動系とが同じになるため、定盤１８とロボットアーム１１との相対位置の変化は第２実施形態と比べて小さくなる。しかし、それでも、ロボットアーム１１に設けられたモータの駆動系等によりロボットアーム１１自体は振動しうる。また、表面粗さ計３３は、ロボットアーム１１の先端（エンドエフェクタＥＥ側）に保持されるため、この振動の影響を受けやすい。つまり、ロボットアーム１１自体の振動によって生じる定盤１８とロボットアーム１１との間の相対位置の変化により、定盤１８上に載置されたワークＷとロボットアーム１１に保持される表面粗さ計３３との間の相対位置も変化するため、この相対位置の変化は表面粗さ計３３の測定値にも影響を与えうる。

そこで、ロボット基台３５が定盤１８上に設置されている第１実施形態の構成に、第２実施形態の相対位置変化検出手段と振動補正部３２とを追加してもよい。これにより、ロボットアーム１１自体の振動によって表面粗さ計３３の測定値の精度が低下することを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る測定装置３００について説明する。図１１は、第３実施形態に係る測定装置３００の概略構成図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る測定装置３００は、三次元座標測定機８、ロボットアーム１１と、温度検出手段６０、コンピュータ５１、及びコントローラ４０とを備える。

第３実施形態に係る測定装置３００は、温度検出手段６０を備えることと、コンピュータ３１に代えてコンピュータ５１を備えることとが、第１実施形態に係る測定装置１００と相違する。その他の構成は第１実施形態と基本的に同じである。第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、ワークＷの姿勢を変更することなくワークＷの三次元座標測定と表面粗さ測定とを少ない工程で効率良く行うことができる。

温度検出手段６０はワークＷの温度を検出し、検出した温度をコンピュータ５１に出力する。温度検出手段６０としては、任意の種類の温度センサを用いることができる。温度検出手段６０として、例えば、熱電対温度計、抵抗温度計、赤外線温度計、バイメタル温度計等が挙げられる。

温度検出手段６０は、定盤１８に載置されたワークＷの温度を検出できれば、どこに設けられてもよい。例えば、ワークＷを定盤１８に載置してから、ユーザが温度検出手段６０をワークＷに近接（あるいは接触）させて温度検出を行ってもよい。好ましくは、三次元座標測定機８のヘッド１２に温度検出手段６０は保持される。これにより、ヘッド１２を移動させることにより、温度検出手段６０を自在にワークＷに近接させたりワークＷから退避させたりすることができる。

あるいは、好ましくは、ロボットアーム１１のエンドエフェクタＥＥに温度検出手段６０は保持される。これにより、ロボットアーム１１を移動させることにより、温度検出手段６０を自在にワークＷに近接させたりワークＷから退避させたりすることができる。

また、エンドエフェクタＥＥは、温度検出手段６０と表面粗さ計３３とを一緒に保持可能に構成されてもよい。あるいは、温度検出時にはエンドエフェクタＥＥに温度検出手段６０を保持させ、粗さ測定時には温度検出手段６０を表面粗さ計３３に付け替えるように構成してもよい。

あるいは、表面粗さ計３３を保持するロボットアーム１１とは別体のロボットアームに温度検出手段６０を保持させてもよい。また、三次元座標測定及び表面粗さ測定に並行してリアルタイムにワークＷの温度を検出させてもよい。

コンピュータ５１は、コンピュータ３１の構成に加え、更に、温度検出制御部３０Ｅと、温度補正部（温度補正手段）３４とを備える。温度検出制御部３０Ｅは温度検出手段６０を制御する。温度補正部３４は、検出されたワークＷの温度に基づいて三次元座標測定機８の測定値及び表面粗さ計３３の測定値を補正する。

図１２は第３実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、第３実施形態に係る測定方法は、第１実施形態に係る測定方法にステップＳ３０及びＳ３１を追加したものである。

第３実施形態では、ステップＳ１１の三次元測定工程及びステップＳ１２の表面粗さ測定工程に先立って、温度検出手段６０はワークＷの温度を検出し、検出された温度をコンピュータ５１に出力する（ステップＳ３０：温度検出工程）。

その後、ステップＳ１１の三次元測定工程及びステップＳ１２の表面粗さ測定工程を行う。ステップＳ３１において、温度補正部３４は、検出された温度に基づいて、三次元座標測定機８の測定値及び表面粗さ計３３の測定値の温度補正を行う（温度補正工程）。このように、ワークＷの温度に基づいて三次元座標測定機８の測定値及び表面粗さ計３３の測定値を補正することにより、三次元測定及び表面粗さ測定の精度を向上させることができる。

なお、温度検出手段６０がリアルタイムに温度を検出する場合、ステップＳ１１の三次元測定工程及びステップＳ１２の表面粗さ測定工程に並行して、ステップＳ３０の温度検出工程及びにステップＳ３１の温度補正工程を行うことにしてもよい。温度検出時と補正時との時間差（タイムラグ）が小さくなるため、一層精度良く補正することができる。

また、ステップＳ１１の三次元測定工程及びステップＳ１２の表面粗さ測定工程に先立って、温度補正部３４は、温度検出手段６０により検出されたワークＷの温度に基づいて三次元座標測定の可否又は表面粗さ測定の可否を判定するように温度判定工程を追加してもよい（不図示）。温度判定工程において検出された温度が所定の温度条件を満たさないと判定された場合、ワークＷは定盤１８上から排出され、別のワークＷが定盤１８上に載置されることにしてもよい。

上記説明では、三次元測定工程の後に表面粗さ測定工程を行う実施形態について説明を行ったが、当然ながら、表面粗さ測定工程の後に三次元測定工程が行われてもよい。

＜第３実施形態の変形例１＞
ロボットアーム１１に温度検出手段６０を設け、ロボットアーム１１にワークＷを定盤１８に搬送させるように構成してもよい。この場合、更に、ロボットアーム１１でワークＷを定盤１８に搬送する間に温度検出手段６０による温度検出を開始するように構成してもよい。この構成によれば、早いタイミングで温度検出を開始できるため、温度検出手段６０の立ち上がりを待つ時間を短縮することができ、測定装置３００の稼働率を向上させることができる。

この第３実施形態の変形例１の構成において、更に、ワークＷを定盤１８に載置する前にワークＷをロボットアームで保持した状態で上記の温度判定工程を行ってもよい。所定の温度条件を満たさないと判定されたワークＷをロボットアームで保持した状態から速やかに測定装置３００から排出することができるため、一層効率的に測定を行うことができる。

ここで、ワークＷを搬送するロボットアームは、表面粗さ計３３を保持するロボットアーム１１と別体でもよい。つまり、図１１に示す第３実施形態に係る測定装置３００に、更に、ワークＷを定盤１８に搬送する搬送用ロボットアームを追加し、この搬送用ロボットアームに温度検出手段６０を設けてもよい。

＜第３実施形態の変形例２＞
上記の第３実施形態及びその変形例１では、ロボット基台３５は定盤１８上に設置されているが、当然ながら、ロボット基台３５は定盤１８の外に設置されてもよい。また、第２実施形態及びその変形例と第３実施形態とを任意に組み合わせることも可能である。

＜効果＞
以上で説明したように、第１から第３実施形態及びこれらの変形例では、定盤１８に設置されたワークＷに対して三次元座標の測定及び表面粗さの測定をワークＷの再設置をすることなく行うことができるので、ワーク設置にかかる工数を削減することができる。また、ロボットアーム１１により表面粗さ計３３の位置及び姿勢を変位自在に変更することができるので、様々な形のワークＷを正確に測定することができ、ワークＷの姿勢を変更することなく多くの測定箇所を測定することができる。

第２実施形態及びその変形例１及び２によれば、相対位置変化検出手段により定盤１８とロボットアーム１１との相対位置の変化を検出し、振動補正部３２により相対位置の変化に基づいて表面粗さ計３３の測定値を補正する。これにより、ロボットアーム１１と定盤１８との間の相対位置の変化による表面粗さ計３３の測定精度の低下を抑制することができる。あるいは、相対位置変化検出手段に代えて、傾斜検出手段５６を設けてもよい。

第３実施形態及びその変形例によれば、温度検出手段６０によりワークＷの温度を測定し、温度補正部３４により、ワークＷの温度に基づいて三次元座標測定機８の測定値及び表面粗さ計３３の測定値を補正する。これにより、三次元測定及び表面粗さ測定の精度を向上させることができる。

なお、第２及び第３実施形態では、測定装置２００及び３００が振動補正部３２及び温度補正部３４を備える構成について説明した。しかし、振動補正部３２及び温度補正部３４を測定装置２００及び３００とは別の外部装置に設けてもよい。この場合、表面粗さ計３３の測定値と、相対位置変化検出手段、傾斜検出手段及び温度検出手段６０の検出結果とを、測定装置２００及び３００から外部装置に出力し、外部装置で表面粗さ計３３の測定値を補正する。

＜その他＞
上記各実施形態では、ロボットアーム１１に表面粗さ計３３が着脱自在に保持される構成を採用したが、ロボットアーム１１と表面粗さ計３３とは一体で構成されてもよい。この場合においても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

＜応用例＞
上記各実施形態では、ロボットアーム１１に保持された表面粗さ計３３を用いてワークＷを測定する場合について説明したが、ロボットアーム１１に保持させるものは表面粗さ計３３に限らず、後述するカメラや形状測定センサなどであってもよい。

（応用例１）
応用例１は、上記各実施形態において、表面粗さ計３３に代えて、カメラをロボットアーム１１に保持させたものである。例えば、三次元座標測定機８の測定プローブが入らないような複数の小さな穴（例えば直径０．５ｍｍ未満のピンホール）がワークＷに形成されていることがある。このような場合に、ロボットアーム１１を駆動してカメラでワークＷ上の穴を撮像し、その画像を用いて穴径を測定したり、穴の間隔を測定したりすることができる。また、ロボットアーム１１によりカメラは様々な姿勢で撮影可能となるので、ワークＷを設置し直す必要がなく効率な測定を行うことができる。

（応用例２）
応用例２は、上記各実施形態において、表面粗さ計３３に代えて、形状測定センサをロボットアーム１１に保持させたものである。形状測定センサは、三次元座標測定機８の測定プローブでは測定できないような微細な表面形状を測定可能な高精細センサであり、好ましくは、ワークＷの測定面に接触しないで形状測定を行う非接触式の高精細センサが用いられる。このような非接触式の高精細センサとしては、全焦点顕微鏡、共焦点顕微鏡、白色干渉顕微鏡、レーザ変位計などを挙げることができる。例えば、三次元座標測定機８の測定プローブでは測定できないような多数の小さな刻み目（ギザギザ）がワークＷの表面に形成されている場合、ロボットアーム１１を駆動して、形状測定センサで刻み目の寸法（粗さ）を測定することができる。また、ロボットアーム１１により形状測定センサは様々な姿勢で測定可能となるので、ワークＷを設置し直す必要がなく効率な測定を行うことができる。

１ ：測定装置
８ ：三次元座標測定機
１０ ：キャリッジ
１１ ：ロボットアーム
１２ ：ヘッド
１４ ：ビーム
１６Ｌ ：コラム
１６Ｒ ：コラム
１７ ：Ｙ軸駆動機構
１８ ：定盤
２０ ：基台
２２ ：Ｚ軸スピンドル
２３ ：プローブヘッド
２４ ：スタイラス
２６ ：測定子
３０ ：制御部
３０Ａ ：三次元座標測定制御部
３０Ｂ ：ロボット制御部
３０Ｃ ：表面粗さ測定制御部
３０Ｄ ：相対位置変化検出制御部
３０Ｅ ：温度検出制御部
３１、５０、５１：コンピュータ
３２ ：振動補正部
３３ ：表面粗さ計
３４ ：温度補正部
３５ ：ロボット基台
４０ ：コントローラ
４１ ：触針
４３ ：測定子
４５ ：検出器本体
４９ ：信号処理部
５５ ：アーム振動検出手段
５６ ：傾斜検出手段
６０ ：温度検出手段
ＥＥ ：エンドエフェクタ
Ｗ ：ワーク

Claims (23)

1. 測定対象であるワークが設置される定盤と、
   前記定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、前記ワークの三次元測定を行うプローブと、
   前記定盤に対して相対移動可能に構成されたロボットアームであって、表面粗さ計を保持可能に構成されたロボットアームと、
   前記プローブ及び前記ロボットアームを制御する制御部と、
   を備える測定装置。
2. 前記ロボットアームの先端に前記表面粗さ計を備え、
   前記制御部は、前記表面粗さ計の動作を制御する請求項１に記載の測定装置。
3. 測定対象であるワークが設置される定盤と、
   前記定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、前記ワークの三次元測定を行うプローブと、
   前記定盤に対して相対移動可能に構成され、先端に表面粗さ計を有するロボットアームと、
   前記プローブ、前記ロボットアーム及び前記表面粗さ計を制御する制御部と、
   を備える測定装置。
4. 前記定盤と前記ロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出手段と、
   前記相対位置変化検出手段の検出結果に基づいて前記表面粗さ計による測定結果を補正する振動補正手段と、
   を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
5. 前記相対位置変化検出手段は、前記ロボットアームの振動を検出するアーム振動検出手段を含む、
   請求項４に記載の測定装置。
6. 前記ロボットアームはエンドエフェクタを備え、
   前記相対位置変化検出手段は前記エンドエフェクタ近傍に設けられる、
   請求項５に記載の測定装置。
7. 前記相対位置変化検出手段は、前記定盤の位置を検出する定盤位置検出手段と、前記ロボットアームの先端近傍の位置を検出するアーム位置検出手段とを含む、
   請求項４に記載の測定装置。
8. 前記ワークの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段による検出結果に基づいて前記表面粗さ計による測定結果を補正する温度補正手段と、
   を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の測定装置。
9. 前記ロボットアームはエンドエフェクタを備え、
   前記温度検出手段は前記エンドエフェクタに設けられる、
   請求項８に記載の測定装置。
10. 前記ロボットアームを支持するロボット基台は前記定盤の外に設けられる、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の測定装置。
11. 前記ロボットアームを支持するロボット基台は前記定盤上に設けられる、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の測定装置。
12. 前記ワーク上の測定点に対応する位置に前記ロボットアームを前記定盤に対して相対的に移動させるロボットティーチング情報を記憶する記憶部を備え、
    前記制御部は、前記記憶部から前記ロボットティーチング情報を読みだして、前記ロボットアームを制御する請求項１から１１のいずれか１項に記載の測定装置。
13. 前記プローブは前記定盤上に立設されたキャリッジに支持されており、
    前記制御部は、前記表面粗さ計又は前記プローブで測定を行う場合に前記キャリッジと前記ロボットアームとが衝突しないように前記キャリッジと前記ロボットアームと相対的に移動させる、
    請求項１２に記載の測定装置。
14. 前記ロボットアームは、前記定盤の一端側に設置され、
    前記制御部は、前記表面粗さ計で測定を行う場合には、前記キャリッジを、前記ロボットアームが設置された前記一端側と対向する他端側に移動させる、
    請求項１３に記載の測定装置。
15. 前記ロボットアームは多関節型アームである、請求項１から１４のいずれか１項に記載の測定装置。
16. 定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブにより、前記定盤に載置された、測定対象であるワークの三次元測定を行う三次元測定ステップと、
    前記定盤に対して相対移動可能に構成されたロボットアームの先端に設けられた表面粗さ計により、前記ワークの表面粗さ測定を行う表面粗さ測定ステップと、
    を含み、
    前記三次元測定ステップと前記表面粗さ測定ステップとにおいて、前記ワークは同一の位置及び同一の姿勢である、
    測定方法。
17. 前記定盤と前記ロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出ステップと、
    前記相対位置変化検出ステップによる検出結果に基づいて前記表面粗さ測定ステップによる測定結果を補正する補正ステップと、
    を含む請求項１６に記載の測定方法。
18. 前記相対位置変化検出ステップは前記ロボットアームの振動を検出するステップを含む、
    請求項１７に記載の測定方法。
19. 前記相対位置変化検出ステップは前記定盤の位置を検出するステップと、
    前記ロボットアームの先端近傍の位置を検出するステップとを含む、
    請求項１７に記載の測定方法。
20. 前記ワークの温度を検出する温度検出ステップと、
    前記温度検出ステップによる検出結果に基づいて前記表面粗さ測定ステップによる測定結果を補正する温度補正ステップと、
    を含む、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の測定方法。
21. 前記温度検出ステップは前記ワークを前記定盤に搬送している間に行われる、
    請求項２０に記載の測定方法。
22. 前記ワーク上の測定点に対応する位置に前記ロボットアームを前記定盤に対して相対的に移動させるロボットティーチング情報を記憶部に記憶する測定準備ステップ
    を含み、
    前記表面粗さ測定ステップは、前記記憶部から読みだされた前記ロボットティーチング情報に基づいてコンピュータが前記ロボットアームを制御することにより行われる、請求項１６から２１のいずれか１項に記載の測定方法。
23. 前記プローブは前記定盤上に立設されたキャリッジに支持されており、
    前記三次元測定ステップ又は前記表面粗さ測定ステップを行う場合に前記キャリッジと前記ロボットアームとが衝突しないように前記キャリッジと前記ロボットアームと相対的に移動させる退避ステップ、
    を含む請求項１６から２２のいずれか１項に記載の測定方法。

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