JP2024037476A - 一次元測定機および一次元測定機の制御プログラム - Google Patents

一次元測定機および一次元測定機の制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】スケールの汚れ度合いを検出することを目的とする。【解決手段】一次元測定機は、目盛を有するスケールと、前記スケールの前記目盛に向けて光を出射する光源と、前記光源が出射して前記スケールを介した前記光を受光する受光部と、を有し、前記スケールに沿って移動可能な移動部と、前記移動部が前記スケールに沿って移動しながら前記光源から前記スケールに向かって出射された前記光の光量に関する情報を検出する光量情報検出部と、前記光量情報検出部が検出した前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する汚れ検出部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、一次元測定機および一次元測定機の制御プログラムに関する。
従来、一方向における被測定物の各種寸法（例えば、高さ、段差、穴径等）を測定する一次元測定機が知られている（例えば特許文献１）。一次元測定機は、一方向における被測定物の各種寸法を測定するために、光電式エンコーダを内蔵している。光電式エンコーダとして、一方向に沿って配設された目盛を有するスケールと、光を出射する光源と、光源から出射されスケールを介した光を受光する受光部と、を備える構成が知られている（例えば特許文献２）。
特開２００２－２２１４１４号公報 特開２０１８－４４７８２号公報
一次元測定機が使用される環境によっては、内蔵された光電式エンコーダのスケールの表面に汚れが付着し、スケール値が読み取れなくなることがある。スケール値が読み取れなくなると、被測定物の寸法等の測定が出来なくなってしまう。したがって、スケール値が突然読み取れなくなることは、生産活動に大きな影響を及ぼすことになる。そこで、スケール値が突然読み取れなくなることを抑制するために、スケールの汚れ度合いを検出できることが望まれている。
１つの側面では、本発明は、一次元測定機に内蔵されたスケールの汚れ度合いを検出できる一次元測定機および一次元測定機の制御プログラムを提供することを目的とする。
１つの態様では、本発明に係る一次元測定機は、目盛を有するスケールと、前記スケールの前記目盛に向けて光を出射する光源と、前記光源が出射して前記スケールを介した前記光を受光する受光部と、を有し、前記スケールに沿って移動可能な移動部と、前記移動部が前記スケールに沿って移動しながら前記光源から前記スケールに向かって出射された前記光の光量に関する情報を検出する光量情報検出部と、前記光量情報検出部が検出した前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する汚れ検出部と、を備える。
上記一次元測定機において、前記光量情報検出部は、前記受光部が前記光の受光量の変化に基づいて出力する電気信号が所定の大きさになるように前記光源に供給する電流値を制御する光電式エンコーダの制御部から前記光源に供給された電流値を取得して前記光の光量に関する情報として前記電流値の大きさを検出し、前記汚れ検出部は、前記電流値の大きさに基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出してもよい。
上記一次元測定機において、前記汚れ検出部は、前記電流値が大きい場合は小さい場合に比べて前記スケールの汚れ度合いが大きいと検出してもよい。
上記一次元測定機において、前記光量情報検出部は、前記光源に供給される電流値が略一定であるときに前記受光部が前記光の受光量の変化に基づいて出力する電気信号の大きさを前記光の光量に関する情報として検出し、前記汚れ検出部は、前記電気信号の大きさに基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出してもよい。
上記一次元測定機において、前記汚れ検出部は、前記電気信号の大きさが小さい場合は大きい場合に比べて前記スケールの汚れ度合いが大きいと検出してもよい。
上記一次元測定機において、前記スケールの汚れ度合いに関する情報を表示する表示部を備えてもよい。
上記一次元測定機において、前記汚れ検出部は、前記スケールの汚れ度合いに応じて異なる通知を前記表示部に表示させてもよい。
上記一次元測定機において、前記汚れ検出部は、前記光の光量に関する前記情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いが大きい位置を特定し、特定した前記位置を示す情報を前記表示部に表示させてもよい。
上記一次元測定機において、前記汚れ検出部は、前記光の光量に関する情報を示すグラフに前記スケールの汚れ度合いに関する１または複数の閾値を併記して前記表示部に表示させてもよい。
１つの態様では、本発明に係る一次元測定機の制御プログラムは、スケールの目盛に向けて光を出射する光源と前記光源が出射して前記スケールを介した前記光を受光する受光部とを有する移動部が前記スケールに沿って移動しながら前記光源から前記スケールに向かって出射された前記光の光量に関する情報を検出し、検出した前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する、処理をコンピュータに実行させる一次元測定機の制御プログラムである。
スケールの汚れ度合いを検出することができるため、一次元測定機にエラーが発生した場合にスケール汚れが原因であることを早期に判別でき、一次元測定機を長時間使用できなくなることを抑制できる。
図１は、第１の実施形態に係る一次元測定機を示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係る一次元測定機の内部構造の一部を示す図である。 図３は、第１の実施形態におけるスケールおよびヘッドを示す断面図である。 図４は、第１の実施形態における光電式エンコーダの制御部および一次元測定機の制御部の機能構成を示すブロック図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、第１の実施形態における光量制御部の制御について示すグラフである。 図６は、第１の実施形態において、光源に供給される電流値とスケールの汚れ度合いとの関係を示す図である。 図７は、第１の実施形態における一次元測定機のハードウェア構成および光電式エンコーダのハードウェア構成を示すブロック図である。 図８は、第１の実施形態における汚れ度合いの検出処理の一例を示すフローチャートである。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、第１の実施形態において、表示部に表示されるスケール汚れチェック画面の一例を示す図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、汚れ度合いの他の通知方法を示す図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第２の実施形態における光量制御部の制御について示すグラフである。 図１２は、第２の実施形態において、リサージュ信号の大きさとスケールの汚れ度合いとの関係を示す図である。 図１３は、第２の実施形態における汚れ度合いの検出処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る一次元測定機１００を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る一次元測定機１００の内部構造の一部を示す図である。図１および図２において、測定機本体１０が載置される定盤５０の平面方向で互いに直交する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、定盤５０の上面の法線方向をＺ軸方向とする。また、図２において、点線Ａより左側は支柱１２の内部を示し、点線Ａより右側は支柱１２の外部を示すとともに、図の明瞭化のためにスケール１３にハッチングを付している。一次元測定機１００は、スケール１３、ヘッド１７、および専用の制御部を有する光電式エンコーダを内蔵し、Ｚ軸方向における被測定物の各種寸法（例えば、段差、高さ、穴径等）を測定する。図１に示すように、一次元測定機１００は、測定機本体１０と、制御部２０と、表示部３０と、操作部４０と、を備える。
図１および図２に示すように、測定機本体１０は、定盤５０の上面に載置されるベース１１と、ベース１１上に設けられ、Ｚ軸方向に伸びる支柱１２と、を備える。支柱１２の内部には、Ｚ軸方向に伸びるスケール１３が設けられている。支柱１２にはガイド１４が設けられ、ガイド１４によってＺ軸方向に移動可能なスライダ１５が支柱１２に取り付けられている。スライダ１５は、ハンドル８またはモータ等の駆動手段によってＺ軸方向に移動する。スライダ１５には保持手段１８によってプローブ１６が保持され、プローブ１６はスライダ１５と共にＺ軸方向に移動可能となっている。また、スライダ１５には保持手段１９によってヘッド１７が保持されている。ヘッド１７は、スケール１３に対向するように支柱１２の内部に設けられ、スライダ１５と共にＺ軸方向に移動することでスケール１３に沿ってＺ軸方向に移動可能となっている。
図３は、第１の実施形態におけるスケール１３およびヘッド１７を示す断面図である。図３に示すように、スケール１３は、Ｚ軸方向に沿って反射率が異なる高反射部６０と低反射部６１とを一定間隔で交互に有する目盛６２を備える。スケール１３は、例えば、長尺状のガラススケールであり、ソーダガラス等の基材を用いて低反射部６１を形成し、基材上に設けられた金属パターンにより高反射部６０を形成している。ヘッド１７は、基板６３に形成された光源６４と、基板６５に形成された受光素子６６と、を備える。光源６４は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である。受光素子６６は例えばＰＤ（Photodiode）である。
光源６４は、スケール１３の目盛６２に向けて光６７を出射する。受光素子６６は、スケール１３の目盛６２で反射した光６７を受光し、受光した光６７の光量変化を電気信号に変換する。受光素子６６が出力する電気信号に基づいてスケール１３に対するヘッド１７の移動量を測定することができ、その結果、被測定物の各種寸法を測定することができる。
図１に示すように、一次元測定機１００の制御部２０は、光電式エンコーダの制御部から取得する信号に基づいて、スケール１３の汚れ度合いの検出を行う。表示部３０は、制御部２０の指示の下、各種情報を表示する。操作部４０は、使用者等による入力操作を受け付ける。なお、表示部３０は、タッチディスプレイとして構成されることで、操作部４０の一部の機能を有していてもよい。
図４は、第１の実施形態における光電式エンコーダの制御部９０の機能構成および一次元測定機１００の制御部２０の機能構成を示すブロック図である。図４に示すように、光電式エンコーダの制御部９０は、原点検出部９１と、信号出力部９２と、光量制御部９３と、を有する。原点検出部９１は、スケール１３の原点を検出する。信号出力部９２は、受光素子６６が出力する電気信号から９０°位相が異なる２相正弦波信号（リサージュ信号）を検出して出力する。光量制御部９３は、光源６４に供給する電流値を増減させることで光源６４が出射する光６７の光量を増減させ、リサージュ信号が所定の大きさになるように制御する。例えば、一次元測定機１００の使用環境によっては、オイルミスト等の異物が支柱１２の隙間から内部に侵入してスケール１３の表面に汚れとして付着することがある。スケール１３の表面が汚れると、受光素子６６が受光する光６７の強度が低下するため、リサージュ信号の振幅が小さくなることがある。このように、リサージュ信号の振幅の大きさが予め設定された大きさと比較して小さくなる場合、光量制御部９３は、光源６４に供給する電流値を大きくして光源６４が出射する光６７の光量を増加させる。なお、反対に、リサージュ信号の振幅の大きさが予め設定された大きさと比較して大きくなる場合では、光量制御部９３は、光源６４に供給する電流値を小さくして光源６４が出射する光６７の光量を減少させる。
図５（ａ）および図５（ｂ）は、第１の実施形態における光量制御部９３の制御について示すグラフである。図５（ａ）に示すように、光量制御部９３は、スケール１３の汚れ度合いが大きいほど光源６４に供給する電流値を大きくする。これにより、図５（ｂ）に示すように、スケール１３の汚れ度合いが大きくなった場合でも、受光素子６６が受光する光６７の強度が所定の大きさに保たれるため、リサージュ信号の振幅の大きさを略一定の大きさに保つことができる。
しかしながら、スケール１３の汚れ度合いが酷く（大きく）なると、光源６４に供給する電流値を大きくしても、受光素子６６が受光する光６７の強度が大きくならず、スケール１３の目盛６２で反射した光６７の光量変化を検出できないことがある。そこで、一次元測定機１００の制御部２０は、スケール１３の目盛６２で反射した光６７の光量変化が受光素子６６で突然検出できなくなることを抑制するために、スケール１３の汚れ度合いの検出を行う。
図４に示すように、一次元測定機１００の制御部２０は、移動制御部２１と、位置演算部２２と、光量情報検出部２３と、汚れ検出部２４と、を有する。移動制御部２１は、一次元測定機１００に備わる内蔵モータを駆動してスライダ１５を動かすことで、ヘッド１７をスケール１３のＺ軸方向における一端から他端にかけてスケール１３に沿って移動させるとともに、光電式エンコーダの制御部９０に指示して光源６４からスケール１３に向かって光６７を出射させる。位置演算部２２は、移動制御部２１がヘッド１７をスケール１３に沿って移動させているときに、光電式エンコーダの制御部９０の原点検出部９１が出力した原点情報と信号出力部９２が出力したリサージュ信号とからヘッド１７のスケール１３に対する位置を演算する。光量情報検出部２３は、位置演算部２２がヘッド１７の位置を演算するのに合わせて、光電式エンコーダの制御部９０の光量制御部９３から光源６４に供給した電流値を取得して電流値の大きさを検出し、電流値の大きさとヘッド１７のスケール１３に対する位置とを関連付ける。汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出した電流値の大きさからスケール１３の汚れ度合いを検出する。図５（ａ）に示したように、スケール１３の汚れ度合いによって光源６４に供給される電流値の大きさが変わることから、光量情報検出部２３が検出した電流値の大きさからスケール１３の汚れ度合いを検出することができる。
図６は、第１の実施形態において、光源６４に供給される電流値とスケール１３の汚れ度合いとの関係を示す図である。図６の左側のグラフは、スケール１３のＺ軸方向の各位置において光源６４に供給される電流値を示し、右側の図は、スケール１３の汚れ度合いをハッチングの粗密で示している。ハッチングが粗いほど汚れが少なく、ハッチングが細かいほど汚れが多いことを示している。図６に示すように、スケール１３の汚れ度合いが大きい箇所ほど、光源６４に供給される電流値が大きくなる。したがって、汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出した電流値に基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出することができる。汚れ検出部２４は、検出したスケール１３の汚れ度合いに関する情報を表示部３０に表示する。
図４に示す記憶部７０は、汚れ検出部２４が検出したスケール１３の汚れ度合いに関する情報等、各種情報を記憶する。
図７は、第１の実施形態における一次元測定機１００のハードウェア構成および光電式エンコーダ１１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図７に示すように、一次元測定機１００は、記憶装置７１と、メモリ７２と、プロセッサ７３と、表示装置７４と、入力装置７５と、インターフェース７６と、を有する。これらの各部はバス７７により相互に接続される。光電式エンコーダ１１０は、記憶装置１１１と、メモリ１１２と、プロセッサ１１３と、ヘッド１７と、インターフェース１１４と、を有する。これらの各部はバス１１５により相互に接続される。
記憶装置７１および記憶装置１１１は、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリまたはハードディスクドライブである。一次元測定機１００の記憶装置７１には、汚れ検出プログラム７８が記憶されている。
メモリ７２およびメモリ１１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のデータを一時的に記憶するハードウェアである。図４における記憶部７０は、記憶装置７１とメモリ７２によって実現される。
プロセッサ７３およびプロセッサ１１３は、一次元測定機１００または光電式エンコーダ１１０の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアである。一次元測定機１００のプロセッサ７３は、メモリ７２と協働して汚れ検出プログラム７８を実行する。このように、メモリ７２とプロセッサ７３とが協働して汚れ検出プログラム７８を実行することにより、図４における移動制御部２１、位置演算部２２、光量情報検出部２３、および汚れ検出部２４の機能が実現される。
表示装置７４は、図１および図４における表示部３０を実現するためのハードウェアであり、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。
入力装置７５は、使用者等が一次元測定機１００を操作するためのキーボードやタッチパネル等の入力デバイスである。入力装置７５により図１における操作部４０が実現される。
インターフェース７６およびインターフェース１１４は、有線または無線の通信を行うハードウェアである。インターフェース７６とインターフェース１１４との間で通信が行われることで、一次元測定機１００と光電式エンコーダ１１０との間で情報の入出力が行われる。
次に、第１の実施形態における汚れ度合いの検出処理の一例について、図８のフローチャートに沿って説明する。図８の処理は、一次元測定機１００の制御部２０によって実行される。図８に示すように、制御部２０の汚れ検出部２４は、使用者またはメンテナンス作業者による操作部４０の操作に応じて制御部２０が汚れ検出プログラム７８を起動すると、表示部３０にスケール汚れチェック画面を表示させる（ステップＳ１０）。
図９（ａ）および図９（ｂ）は、第１の実施形態において、表示部３０に表示されるスケール汚れチェック画面８０の一例を示す図である。図９（ａ）には、汚れ度合いの検出処理が実行される前のスケール汚れチェック画面８０が示され、図９（ｂ）には、汚れ度合いの検出処理が実行された後のスケール汚れチェック画面８０が示されている。ステップＳ１０において表示部３０に表示されるスケール汚れチェック画面８０は、図９（ａ）の汚れ度合いの検出処理が実行される前の画面である。図９（ａ）に示すように、スケール汚れチェック画面８０には、エラー閾値とワーニング閾値が設定されている。ここでは、一例として、エラー閾値は１５ｍＡ、ワーニング閾値は１２ｍＡであるとする。エラー閾値は、スケール１３の汚れ度合いが酷く（大きく）、受光素子６６がスケール１３の目盛６２で反射した光６７の光量変化を検出することが困難な状態にあるか否か切り分ける閾値である。ワーニング閾値は、スケール１３の汚れ度合いが悪くなりつつあり、スケール１３の清掃を使用者等に薦めるか否かを切り分ける閾値である。これらの値は、使用者またはメンテナンス作業者が操作部４０を操作することで任意に変更可能となっている。なお、エラー閾値は、スケール１３およびヘッド１７の固有の値であることから、使用者またはメンテナンス作業者による変更はできないようにしてもよい。
過去に汚れ度合いの検出処理が実行されている場合には、汚れ度合いの検出処理を実行した日付と、光源６４に供給された最大電流値および最大電流値となったスケール１３のＺ軸方向における座標位置と、が関連付けて表示される。例えば、直近３回分の汚れ度合いの検出処理の結果が表示される。
また、スケール汚れチェック画面８０には、例えば履歴クリアボタン８１、履歴保存ボタン８２、グラフ保存ボタン８３、実行ボタン８４、およびcloseボタン８５が表示されている。履歴クリアボタン８１は、スケール汚れチェック画面８０に実施履歴として表示するために記憶部７０に記憶されていた情報を削除するためのボタンである。履歴保存ボタン８２は、検出した汚れ度合いに関する情報を記憶部７０に記憶させるためのボタンである。グラフ保存ボタン８３は、測定した電流値に関するグラフ（図９（ｂ）におけるスケール汚れチェック画面８０の右上のグラフ）を記憶部７０に記憶させるためのボタンである。実行ボタン８４は、汚れ度合いの検出処理を実行させるためのボタンである。closeボタン８５は、スケール汚れチェック画面８０を閉じるためのボタンである。
図８に戻り、使用者またはメンテナンス作業者によって実行ボタン８４が選択されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、移動制御部２１は、ヘッド１７をスケール１３のＺ軸方向における最下端から最上端に向かってスケール１３に沿って一定速度で移動させながら、光電式エンコーダの制御部９０に指示して光源６４からスケール１３に向けて光６７を出射させる（ステップＳ１４）。制御部９０の光量制御部９３は、リサージュ信号の振幅の大きさが所定の大きさになるよう、光源６４に供給する電流値を制御して光源６４から出射される光量を制御する。このため、スケール１３の汚れ度合いに応じて光源６４に供給される電流値の大きさが変化する。次いで、位置演算部２２は光電式エンコーダの原点検出部９１から出力された原点情報と信号出力部９２から出力されたリサージュ信号とに基づきスケール１３に対するヘッド１７の位置を求め、光量情報検出部２３は各位置において光電式エンコーダの光量制御部９３から光源６４に供給した電流値を取得して電流値の大きさを検出する（ステップＳ１６）。例えば、光量情報検出部２３は、位置演算部２２によりヘッド１７がスケール１３に対して一定のピッチ（例えば１ｍｍ）だけＺ軸方向に上昇したことが演算されるごとに、光量制御部９３から光源６４に供給される電流値の大きさを検出する。
次いで、汚れ検出部２４は、ステップＳ１６で検出された電流値の中にエラー閾値以上の電流値があるか否かを判断する（ステップＳ１８）。エラー閾値以上の電流値がある場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れが酷く（大きく）、スケール１３を用いた被測定物の寸法測定が困難な状態にあるとして、スケール１３の汚れ度合いがエラー状態にあることを検出する（ステップＳ２０）。
エラー閾値以上の電流値がなかった場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、汚れ検出部２４は、測定した電流値の中にワーニング閾値以上の電流値があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ワーニング閾値以上の電流値がある場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れが酷く（大きく）なりつつあるためスケール１３の清掃が望ましい状態にあるとして、スケール１３の汚れ度合いがワーニング状態にあることを検出する（ステップＳ２４）。
ワーニング閾値以上の電流値がなかった場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、汚れ検出部２４は、スケール１３は正常に使用できる状態にあるとして、スケール１３の汚れ度合いは正常状態であることを検出する（ステップＳ２６）。
ステップＳ２０、Ｓ２４、Ｓ２６の後、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れ度合いに関する情報を表示部３０に表示させ、記憶部７０に記憶させる（ステップＳ２８）。例えば、図９（ｂ）に示すように、汚れ検出部２４は、スケール汚れチェック画面８０におけるスケールの状態の欄に、ステップＳ２０、Ｓ２４、Ｓ２６の結果に応じて、「エラー」、「ワーニング」、「正常」のいずれかを表示する。この際に、「エラー」、「ワーニング」、「正常」の文字の背景の色を変えてもよい。例えば、「エラー」を表示する場合には、赤色の背景に「エラー」の文字を重ねて表示し、「ワーニング」を表示する場合には、オレンジ色の背景に「ワーニング」の文字を重ねて表示し、「正常」を表示する場合には、緑色の背景に「正常」の文字を重ねて表示してもよい。また、「エラー」、「ワーニング」、「正常」を他の方法によって表示してもよく、例えば「×」、「△」、「〇」で表示する場合でもよい。汚れ検出部２４は、実施履歴の欄に、今回の汚れ度合いの検出を行った日付と、最大電流値および最大電流値を検出したスケール１３の座標位置と、を関連付けて表示する。これにより、スケール１３の汚れ度合いの傾向からスケール１３の清掃が必要になる時期を事前に推測でき、スケール１３の目盛６２が読み取れずに被測定物の寸法測定が突然できなくなることを抑制できる。また、汚れ検出部２４は、スケール汚れチェック画面８０の右上のグラフのように、測定した電流値を示すグラフにエラー閾値８６とワーニング閾値８７とを併記してスケール汚れチェック画面８０に表示する。これにより、スケール１３のＺ軸方向における汚れ度合いを把握することができる。
使用者またはメンテナンス作業者が履歴保存ボタン８２を選択することで、汚れ検出部２４は、今回の汚れ度合いの検出を行った日付と、最大電流値および最大電流値を検出したスケール１３の座標位置と、を関連付けて記憶部７０に記憶させる。これにより、次回の汚れ度合いの検出処理を行う際にスケール汚れチェック画面８０を表示させたときに、実施履歴の欄に今回の検出結果が表示される。また、使用者またはメンテナンス作業者がグラフ保存ボタン８３を選択することで、汚れ検出部２４は、今回の汚れ度合いの検出を行った日付と、測定した電流値に関するグラフ（スケール汚れチェック画面８０の右上のグラフ）と、を関連付けて記憶部７０に記憶させる。なお、これらの記憶先は、記憶部７０に限られず、一次元測定機１００の外部の外付けメモリに記憶させることを選択できてもよい。
なお、汚れ度合いの検出処理は、スケール汚れチェック画面８０の実行ボタン８４が選択されることで開始される場合に限られず、その他の方法によって開始される場合でもよい。例えば、一次元測定機１００の主電源をＯＮにして一次元測定機１００を起動させた直後に自動的に汚れ度合いの検出処理を実行するようにしてもよい。また、汚れ度合いの検出結果は、スケール汚れチェック画面８０に「エラー」、「ワーニング」、「正常」を表示することで通知する場合に限られず、その他の方法によって通知する場合でもよい。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、汚れ度合いの他の通知方法を示す図である。図１０（ａ）に示すように、表示部３０に「ワーニング」等を通知するポップアップウィンドウ８８を表示するようにしてもよいし、表示部３０に表示されるステータスバーに「ワーニング」等の汚れ度合いを示すアイコン８９を表示するようにしてもよい。アイコン８９は、汚れ度合いが改善されるまで常時表示するようにしてもよい。図１０（ｂ）に示すように、一次元測定機１００の状態を集約して表示部３０に表示する画面に、スケール１３の汚れ度合いの状態を示す欄を設けて、「ワーニング」等を表示するようにしてもよい。
なお、図９（ａ）のスケール汚れチェック画面８０において、過去の直近での電流値に関するグラフを表示するようにしてもよい。これにより、直近の汚れ度合いの検出処理でのスケール１３全体の汚れ度合いを容易に把握できる。図９（ａ）のスケール汚れチェック画面８０にグラフを表示している場合、実行ボタン８４が選択されて汚れ度合いの検出処理が開始したときにグラフが削除されるようにしてもよい。
以上のように、本第１の実施形態によれば、図８のように、光量情報検出部２３は、ヘッド１７（移動部）がスケール１３に沿って移動しながら光源６４からスケール１３に向かって出射された光６７の光量に関する情報である光源６４に供給される電流値の大きさを検出する（ステップＳ１６）。汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出した電流値の大きさに基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出する（ステップＳ１８～Ｓ２６）。これにより、スケール１３の汚れ度合いが検出できるため、スケール１３の目盛６２で反射した光６７の光量変化を受光素子６６で突然検出できなくなることが抑制され、一次元測定機１００を長時間使用できなくなることを抑制できる。また、受光素子６６で光６７の光量変化を検出できない原因がスケール１３の汚れであることが早期に特定できるため、一次元測定機１００を早期に復旧させることができる。
また、本第１の実施形態では、光量情報検出部２３は、受光素子６６が光６７の受光量の変化に基づいて出力する電気信号が所定の大きさになるように光源６４に供給する電流値を制御する光量制御部９３から光源６４に供給された電流値を取得して電流値の大きさを検出する。汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出した電流値の大きさに基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出する。汚れ検出部２４は、電流値が大きい場合は小さい場合に比べてスケール１３の汚れ度合いが大きいと検出する。図６に示したように、光源６４に供給される電流値とスケール１３の汚れ度合いとは関係性が高いことから、上記方法によれば、スケール１３の汚れ度合いを精度良く検出することができる。また、受光素子６６が出力する電気信号が所定の大きさになるように光源６４に供給される電流値が制御されている場合、スケール１３の汚れ度合いに関わらず、受光素子６６が出力する電気信号の大きさは略一定となるため、スケール１３の汚れ度合いが把握しにくい。したがって、スケール１３の汚れ度合いを検出することが好ましい。
また、本第１の実施形態では、汚れ検出部２４が検出したスケール１３の汚れ度合いに関する情報を表示する表示部３０を備える。これにより、使用者等はスケール１３の汚れ度合いを視覚的に認識することができるため、スケール１３の汚れ度合いを把握しやすくなる。
また、本第１の実施形態では、汚れ検出部２４は、図９（ｂ）のように、スケール１３の汚れ度合いに応じて異なる通知（「エラー」、「ワーニング」、「正常」の表示）を表示部３０に表示させる。これにより、使用者等はスケール１３の汚れ度合いの緊急性を容易に認識することができる。
また、本第１の実施形態では、汚れ検出部２４は、図９（ｂ）のように、光６７の光量に関する情報である光源６４に供給する電流値に基づいてスケール１３の汚れ度合いの大きい位置を特定し、特定した位置を示す情報を表示部３０に表示させる。これにより、使用者等はスケール１３のどの位置において汚れ度合いが大きいかを容易に把握することができる。
また、本第１の実施形態では、汚れ検出部２４は、図９（ｂ）のように、光６７の光量に関する情報である光源６４に供給する電流値を示すグラフにスケール１３の汚れ度合いに関するエラー閾値８６およびワーニング閾値８７を併記して表示部３０に表示させる。これにより、使用者等はスケール１３全体における汚れ度合いを視覚的に把握することができる。なお、上記第１の実施形態では、エラー閾値８６とワーニング閾値８７の２つの閾値を用いたが、閾値の数は１つの場合でもよいし、３つ以上の場合でもよい。
また、本第１の実施形態では、スケール１３の汚れ度合いの検出を実施した日付と、スケール１３の汚れ度合いに関する情報と、を関連付けて記憶する記憶部７０を備える。これにより、使用者等はスケール１３の汚れ度合いの進み具合を過去に遡りながら把握することができる。
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、スケール１３の汚れ度合いを検出する際、光量制御部９３は、スケール１３の汚れ度合いに応じて光源６４に供給する電流値を変化させていたが、本第２の実施形態では、スケール１３の汚れ度合いに関わらず、光源６４に供給する電流値を略一定にする場合を示す。また、本第２の実施形態では、光量情報検出部２３は、光電式エンコーダの信号出力部９２からリサージュ信号を取得してリサージュ信号の大きさを検出し、リサージュ信号の大きさとヘッド１７のスケール１３に対する位置とを関連付ける。
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第２の実施形態における光量制御部９３の制御について示すグラフである。図１１（ａ）に示すように、光量制御部９３は、スケール１３の汚れ度合いを検出する際、スケール１３の汚れ度合いに関わらず、光源６４に供給する電流値を略一定とする。スケール１３の汚れ度合いが大きくなると受光素子６６が受光する光６７の強度が低下することから、図１１（ｂ）に示すように、スケール１３の汚れ度合いが大きいほどリサージュ信号の振幅が小さくなる。
図１２は、第２の実施形態において、リサージュ信号の大きさとスケール１３の汚れ度合いとの関係を示す図である。図１２の左側のグラフは、スケール１３のＺ軸方向の各位置におけるリサージュ信号の振幅の大きさを示し、右側の図は、スケール１３の汚れ度合いをハッチングの粗密で示している。図１２に示すように、スケール１３の汚れ度合いが大きい箇所ほど、受光素子６６が受光する光６７の強度が低下することから、リサージュ信号の振幅が小さくなる。したがって、汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出したリサージュ信号の振幅の大きさに基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出することができる。
第２の実施形態における汚れ度合いの検出処理の一例について、図１３のフローチャートに沿って説明する。図１３の処理は、図８の処理と同様に制御部２０によって実行される。図１３に示すように、制御部２０は、図８のステップＳ１０、Ｓ１２と同じ処理であるステップＳ４０、Ｓ４２を実行する。
次いで、移動制御部２１は、ヘッド１７をスケール１３のＺ軸方向における最下端から最上端に向かってスケール１３に沿って一定速度で移動させながら、光電式エンコーダの制御部９０に指示して光源６４からスケール１３に向けて光６７を出射させる（ステップＳ４４）。このとき、制御部９０の光量制御部９３は、光源６４に供給する電流値の大きさを略一定とする。次いで、位置演算部２２は光電式エンコーダの制御部９０から出力された原点情報とリサージュ信号とに基づきスケール１３に対するヘッド１７の位置を求め、光量情報検出部２３は各位置において光電式エンコーダの制御部９０からリサージュ信号を取得してリサージュ信号の振幅の大きさを検出する（ステップＳ４６）。
次いで、汚れ検出部２４は、ステップＳ４６で検出されたリサージュ信号の振幅の大きさの中にエラー閾値以下の大きさがあるか否かを判断する（ステップＳ４８）。エラー閾値以下の大きさがある場合（ステップＳ４８：Ｙｅｓ）、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れ度合いがエラー状態にあることを検出する（ステップＳ５０）。
エラー閾値以下の大きさがなかった場合（ステップＳ４８：Ｎｏ）、汚れ検出部２４は、測定したリサージュ信号の振幅の大きさの中にワーニング閾値以下の大きさがあるか否かを判断する（ステップＳ５２）。ワーニング閾値以下の大きさがある場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れ度合いがワーニング状態にあることを検出する（ステップＳ５４）。
ワーニング閾値以下の大きさがなかった場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れ度合いは正常状態にあることを検出する（ステップＳ５６）。
ステップＳ５０、Ｓ５４、Ｓ５６の後、汚れ検出部２４は、スケール１３の汚れ度合いに関する情報を表示部３０に表示させ、記憶部７０に記憶させる（ステップＳ５８）。
以上のように、本第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様、図１３のように、光量情報検出部２３は、ヘッド１７がスケール１３に沿って移動しながら光源６４からスケール１３に向かって出射された光６７の光量に関する情報であるリサージュ信号の大きさを検出する（ステップＳ４６）。汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出したリサージュ信号の大きさに基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出する（ステップＳ４８～Ｓ５６）。これにより、スケール１３の汚れ度合いが検出できるため、スケール１３の目盛６２で反射した光６７の光量変化を受光素子６６で検出することが突然できなくなることが抑制され、一次元測定機を長時間使用できなくなることが抑制される。また、受光素子６６で光６７の光量変化を検出できない原因がスケール１３の汚れであることが早期に特定できるため、一次元測定機を早期に復旧させることができる。
また、本第２の実施形態では、光量情報検出部２３は、光源６４に供給される電流値が略一定であるときに受光素子６６が光６７の受光量の変化に基づいて出力する電気信号（リサージュ信号）の大きさを検出する。汚れ検出部２４は、光量情報検出部２３が検出したリサージュ信号の大きさに基づいてスケール１３の汚れ度合いを検出する。汚れ検出部２４は、リサージュ信号の大きさが小さい場合は大きい場合に比べてスケール１３の汚れ度合いが大きいと検出する。図１２に示したように、リサージュ信号の大きさとスケール１３の汚れ度合いとは関係性が高いことから、上記方法によれば、スケール１３の汚れ度合いを精度良く検出することができる。光源６４に供給される電流値が略一定とは、スケール１３の汚れ度合いが大きくなるに連れて受光素子６６が出力する電気信号の大きさが小さくなる関係が維持される程度に電流値が一定の場合である。
なお、上記第１および第２の実施形態で説明した処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
なお、上記第１および第２の実施形態では一次元測定機を示しているが、一次元測定機以外の光電式エンコーダを備えた測定機、例えば三次元測定機にも適用可能である。
以上、本願発明の実施形態について詳述したが、本願発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 測定機本体
１１ ベース
１２ 支柱
１３ スケール
１４ ガイド
１５ スライダ
１６ プローブ
１７ ヘッド
２０ 制御部
２１ 移動制御部
２２ 位置演算部
２３ 光量情報検出部
２４ 汚れ検出部
３０ 表示部
４０ 操作部
６０ 高反射部
６１ 低反射部
６２ 目盛
６４ 光源
６６ 受光素子
７０ 記憶部
７８ 汚れ検出プログラム
８０ スケール汚れチェック画面
９０ 制御部
９１ 原点検出部
９２ 信号出力部
９３ 光量制御部
１００ 一次元測定機
１１０ 光電式エンコーダ

Claims (10)

  1. 目盛を有するスケールと、
    前記スケールの前記目盛に向けて光を出射する光源と、前記光源が出射して前記スケールを介した前記光を受光する受光部と、を有し、前記スケールに沿って移動可能な移動部と、
    前記移動部が前記スケールに沿って移動しながら前記光源から前記スケールに向かって出射された前記光の光量に関する情報を検出する光量情報検出部と、
    前記光量情報検出部が検出した前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する汚れ検出部と、を備える一次元測定機。
  2. 前記光量情報検出部は、前記受光部が前記光の受光量の変化に基づいて出力する電気信号が所定の大きさになるように前記光源に供給する電流値を制御する光電式エンコーダの制御部から前記光源に供給された電流値を取得して前記光の光量に関する情報として前記電流値の大きさを検出し、
    前記汚れ検出部は、前記電流値の大きさに基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する、請求項１に記載の一次元測定機。
  3. 前記汚れ検出部は、前記電流値が大きい場合は小さい場合に比べて前記スケールの汚れ度合いが大きいと検出する、請求項２に記載の一次元測定機。
  4. 前記光量情報検出部は、前記光源に供給される電流値が略一定であるときに前記受光部が前記光の受光量の変化に基づいて出力する電気信号の大きさを前記光の光量に関する情報として検出し、
    前記汚れ検出部は、前記電気信号の大きさに基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する、請求項１に記載の一次元測定機。
  5. 前記汚れ検出部は、前記電気信号の大きさが小さい場合は大きい場合に比べて前記スケールの汚れ度合いが大きいと検出する、請求項４に記載の一次元測定機。
  6. 前記スケールの汚れ度合いに関する情報を表示する表示部を備える、請求項１または２に記載の一次元測定機。
  7. 前記汚れ検出部は、前記スケールの汚れ度合いに応じて異なる通知を前記表示部に表示させる、請求項６に記載の一次元測定機。
  8. 前記汚れ検出部は、前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いが大きい位置を特定し、特定した前記位置を示す情報を前記表示部に表示させる、請求項６に記載の一次元測定機。
  9. 前記汚れ検出部は、前記光の光量に関する情報を示すグラフに前記スケールの汚れ度合いに関する１または複数の閾値を併記して前記表示部に表示させる、請求項６に記載の一次元測定機。
  10. スケールの目盛に向けて光を出射する光源と前記光源が出射して前記スケールを介した前記光を受光する受光部とを有する移動部が前記スケールに沿って移動しながら前記光源から前記スケールに向かって出射された前記光の光量に関する情報を検出し、
    検出した前記光の光量に関する情報に基づいて前記スケールの汚れ度合いを検出する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする一次元測定機の制御プログラム。
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