JP2024061276A - 測定プログラム生成方法及び三次元座標測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】誰でも簡単に誤動作のおそれがない測定プログラムを自動で生成可能な測定プログラム生成方法及び三次元座標測定機を提供する。【解決手段】測定要素の全ての測定点Ｐにプローブ２４ａを接触させる測定要素指定操作Ｍ１と、測定要素指定操作の終了を示す測定要素確定操作Ｍ２と、を実行する手動操作ステップ（ステップＳ２）と、プローブ２４ａが接触した全ての測定点Ｐの座標値を取得する座標値取得ステップ（ステップＳ５）と、座標値取得ステップで測定点の座標値が取得されるごとに、第１中間点Ｃ１を設定する第１中間点設定ステップ（ステップＳ６）と、測定要素確定操作が実行された場合のプローブの位置を第２中間点Ｃ２として設定する第２中間点設定ステップ（ステップＳ８）と、手動操作ステップでのプローブの移動中に第３中間点Ｃ３を設定する第３中間点設定ステップ（ステップＳ３）と、を有する。【選択図】図１５

Description

本発明は、三次元座標測定機の測定プログラムを生成する測定プログラム生成方法、及び三次元座標測定機に関する。

従来、プローブの位置及び姿勢を変位させる駆動部を有し、このプローブをワーク（被測定物）に形成されている複数の測定要素（例えば直線、円穴、平面、球等）にそれぞれ接触させることにより、測定要素の寸法及び形状等の様々な測定を実行する三次元座標測定機が知られている。

このような三次元座標測定機では、同一形状の複数のワークの各測定要素の測定を繰り返し実行する場合があり、この場合には品質管理プロセスにおける測定結果の再現性の確保、及び省人化の促進が要望されている。このため、三次元座標測定機では、複数の測定要素の測定順番及び測定要素ごとの測定点（プローブの接触点の座標）の位置等に基づいて、プローブの測定経路を示す測定プログラムを生成している。そして、三次元座標測定機は、測定プログラムに基づいてプローブの位置及び姿勢を変位させながら、ワークの各測定要素の測定を行う（例えば特許文献１参照）。

特開平６－２１３６４９号公報

従来、三次元座標測定機の測定プログラムは、ユーザがプローブの測定経路（測定要素の測定順番及び測定要素の測定点）を手動操作で定義することより半自動で生成される。或いは測定プログラムを、ワークの設計情報、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて自動的に生成する技術も知られている。

しかしながら、前者の方法ではヒューマンエラーによる誤動作（測定経路の設定ミス等）が発生し得るという問題があり、さらに煩雑な操作になるおそれがある。また、後者の方法は、三次元座標測定機を導入してまもないユーザ或いは三次元座標測定機の運用に時間を割けない多くの時間を割けないユーザ、すなわち三次元座標測定機への見識が浅いユーザにとっては導入障壁が高いという問題がある。

さらに、特許文献１にも測定プログラムを完全自動生成する方法については開示されていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、誰でも簡単に誤動作のおそれがない測定プログラムを自動で生成可能な測定プログラム生成方法及び三次元座標測定機を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するための測定プログラム生成方法は、プローブを用いて被測定物の１又は複数の測定要素の測定を実行する三次元座標測定機において、プローブの測定経路を表す測定プログラムを生成する測定プログラム生成方法であって、測定要素の全ての測定点にプローブを接触させる測定要素指定操作と、測定要素指定操作の終了を示す測定要素確定操作と、を全ての測定要素に対して手動操作で実行する手動操作ステップと、プローブが接触した全ての測定点の座標値を取得する座標値取得ステップと、座標値取得ステップで測定点の座標値が取得されるごとに、測定点の座標値と測定点に対するプローブの接触方向とに基づいて、測定点から接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点を設定する第１中間点設定ステップと、測定要素確定操作が実行された場合のプローブの位置を第２中間点として設定する第２中間点設定ステップと、手動操作ステップでのプローブの移動中にプローブの移動軌跡を取得し、移動軌跡を複数の直線のみで近似して、互いに異なる直線の交点に第３中間点を設定する第３中間点設定ステップと、座標値取得ステップで取得した測定点の座標値、第２中間点設定ステップで設定した第２中間点の座標値と、第３中間点設定ステップで設定した第３中間点の座標値と、に基づいて、測定プログラムを生成するプログラム生成ステップと、を有する。

この測定プログラム生成方法によれば、ユーザによるティーチング操作の実行中に第１中間点から第３中間点を自動的に設定することができるので、測定プログラムを自動で生成することができる。

本発明の他の態様に係る測定プログラム生成方法において、手動操作ステップは、被測定物からプローブの交換が可能な交換位置までプローブを手動操作で退避させる退避操作を含み、退避操作が実行された場合に交換位置を第４中間点として設定する第４中間点設定ステップと、を有し、プログラム生成ステップでは、退避操作が実行された場合には、測定点の座標値、第２中間点の座標値、第３中間点の座標値、及び第４中間点設定ステップで設定した第４中間点の座標値に基づいて、測定プログラムを生成する。これにより、ユーザによるティーチング操作の実行中に第１中間点から第４中間点を自動的に設定することができるので、測定プログラムを自動で生成することができる。

本発明の他の態様に係る測定プログラム生成方法において、第３中間点設定ステップでは、移動軌跡に対して直線フィッティングを行うことで、移動軌跡を複数の直線のみで近似する。これにより、移動軌跡を複数の直線のみで近似して、互いに異なる直線の交点に第３中間点を設定することができる。

本発明の他の態様に係る測定プログラム生成方法において、第３中間点設定ステップは、プローブが最初の交点に到達するまでの間のプローブの移動中に、プローブの初期位置からプローブの現在位置までの移動軌跡に対するフィッティング直線の演算と、フィッティング直線と移動軌跡との誤差であるフィッティング誤差の演算と、を繰り返し実行する繰り返し演算ステップと、繰り返し演算ステップでフィッティング誤差が演算されるごとに、フィッティング誤差が予め定められた閾値よりも大きくなるか否かに基づいてプローブが新たな交点を通過したか否かを判定する判定ステップと、を含み、閾値が変更可能である。これにより、プローブの移動軌跡の直線区間の判別強度（直線区間とみなす許容範囲）を調整可能である。

本発明の他の態様に係る測定プログラム生成方法において、第３中間点設定ステップは、プローブの移動中に、直前の交点からプローブの現在位置までの移動軌跡に対するフィッティング直線の演算と、フィッティング直線と移動軌跡との誤差であるフィッティング誤差の演算と、を繰り返し実行する繰り返し演算ステップと、繰り返し演算ステップでフィッティング誤差が演算されるごとに、フィッティング誤差が予め定められた閾値よりも大きくなるか否かに基づいてプローブが新たな交点を通過したか否かを判定する判定ステップと、を含み、閾値が変更可能である。これにより、プローブの移動軌跡の直線区間の判別強度（直線区間とみなす許容範囲）を調整可能である。

本発明の目的を達成するための三次元座標測定機は、プローブを用いて被測定物の１又は複数の測定要素の測定を実行する三次元座標測定機において、測定要素の全ての測定点にプローブを接触させる測定要素指定操作と、測定要素指定操作の終了を示す測定要素確定操作と、を全ての測定要素に対して手動操作で実行可能な手動操作部と、プローブが接触した全ての測定点の座標値を取得する座標値取得部と、座標値取得部が測定点の座標値を取得するごとに、測定点の座標値と測定点に対するプローブの接触方向とに基づいて、測定点から接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点を設定する第１中間点設定部と、測定要素確定操作が実行された場合のプローブの位置を第２中間点として設定する第２中間点設定部と、手動操作に応じたプローブの移動中にプローブの移動軌跡を取得し、移動軌跡を複数の直線のみで近似して、互いに異なる直線の交点に第３中間点を設定する第３中間点設定部と、座標値取得部が取得した測定点の座標値、第２中間点設定部が設定した第２中間点の座標値と、第３中間点設定部が設定した第３中間点の座標値と、に基づいて、プローブの測定経路を表す測定プログラムを生成するプログラム生成部と、を備える。

本発明の他の態様に係る三次元座標測定機において、手動操作部が、被測定物からプローブの交換が可能な交換位置までプローブを手動操作で退避させる退避操作を実行可能であり、手動操作部で退避操作が実行された場合に交換位置を第４中間点として設定する第４中間点設定部を備え、プログラム生成部が、手動操作部で退避操作が実行された場合には、測定点の座標値、第２中間点の座標値、第３中間点の座標値、及び第４中間点設定部が設定した第４中間点の座標値に基づいて、測定プログラムを生成する。

本発明は、誰でも簡単に誤動作のおそれがない測定プログラムを自動で生成可能である。

三次元座標測定機の外観斜視図である。 コンピュータの機能ブロック図である。 表示部に表示される測定プログラムの生成開始画面の一例を示した説明図である。 ワークの１つの測定要素に対するティーチング操作を説明するための説明図である。 測定要素指定操作の実行中の座標値取得部による測定点の座標値取得と、第１中間点設定部による第１中間点の設定と、を説明するための説明図である。 第２中間点設定部による第２中間点の設定を説明するための説明図である。 ティーチング操作実行中のプローブの移動軌跡の一例を示した説明図である。 第３中間点設定部によるフィッティング直線の演算とフィッティング誤差の演算とを説明するための説明図である。 第３中間点設定部によるフィッティング誤差の演算結果を示した表である。 第３中間点設定部によるフィッティング誤差の演算結果を示した表である。 符号ＸＩＡは第３中間点設定部によるフィッティング誤差の演算結果が閾値以下となる場合の例を示した図であり、符号ＸＩＢは第３中間点設定部によるフィッティング誤差の演算結果が閾値よりも大きくなる場合の例を示した図である。 表示部に表示される閾値の変更画面を説明するための説明図である。 第３中間点設定部による第３中間点の設定を説明するための説明図である。 第４中間点設定部による第４中間点の設定を説明するための説明図である。 測定プログラム生成部による測定プログラムの生成を説明するための説明図である。 三次元座標測定機による測定プログラムの生成処理の流れを示したフローチャートである。 第３中間点設定部による第３中間点の設定処理の流れを示したフローチャートである。

［三次元座標測定機の構成］
図１は、三次元座標測定機（ＣＭＭ：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）１０の外観斜視図である。三次元座標測定機１０は、プローブ２４ａの位置及び姿勢を変位させながら被測定物であるワークＷの全て（測定対象）の測定要素（例えば、穴、凸部、又は溝など）の形状等を測定する。なお、ワークＷの測定要素の数（１又は複数）は特に限定はされないが、ここでは測定要素が複数であるものとして説明を行う。また、図１中のＸＹＺ軸は、三次元座標測定機１０に固有の機械座標原点に基づいて定められる座標系である機械座標系である。

図１に示すように、三次元座標測定機１０は、架台１２と、架台１２上に設けられたテーブル１４（定盤）と、テーブル１４の両端部に立設された右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌと、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌの上部を連結するＸガイド１８と、を備える。右Ｙキャリッジ１６Ｒと左Ｙキャリッジ１６ＬとＸガイド１８とにより門型フレーム２６が構成される。

テーブル１４の両端部の上面と側面には、Ｙ軸方向に沿って右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌが摺動する摺動面が形成されている。また、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌには、テーブル１４の摺動面に対向する位置にエアベアリング（図示は省略）が設けられている。これにより、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌは、Ｘガイド１８と共にＹ軸方向に移動自在である。

Ｘガイド１８には、Ｘキャリッジ２０が取り付けられている。このＸガイド１８には、Ｘキャリッジ２０が摺動する摺動面がＸ軸方向に沿って形成されている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｘガイド１８の摺動面に対向する位置にエアベアリング（図示は省略）が設けられている。これにより、Ｘキャリッジ２０はＸガイド１８（Ｘ軸方向）に沿って移動自在になる。

Ｘキャリッジ２０には、Ｚキャリッジ（Ｚスピンドルともいう）２２が取り付けられている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｚキャリッジ２２をＺ軸方向に案内するＺ軸方向案内用のエアベアリング（図示せず）が設けられている。これにより、Ｚキャリッジ２２は、Ｘキャリッジ２０によってＺ軸方向に移動可能に保持される。

プローブヘッド２４は、例えば無段階位置決め機構を備えた５軸同時制御プローブヘッドであり、接触式タッチトリガのプローブ２４ａを保持している。プローブ２４ａは公知のスタイラス及び接触子を含む。なお、プローブ２４ａの種類は特に限定されるものではない。

プローブヘッド２４には、プローブ２４ａを互いに直交する２つの回転軸Ａ及び回転軸Ｂの軸周り方向に回転させるモータなどのプローブ駆動部３５（図２参照）が設けられている。これにより、プローブ２４ａの回転軸Ａの軸周りの回転角θ１と、プローブ２４ａの回転軸Ｂの軸周り方向の回転角θ２とをそれぞれ無段階に調整することができ、その結果、プローブ２４ａの姿勢を任意に変位（回転）させることができる。

また、三次元座標測定機１０には、門型フレーム２６をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動部と、Ｘキャリッジ２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動部と、Ｚキャリッジ２２をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動部と、を含むモータなどのＸＹＺ駆動部３６（図２参照）が設けられている。これにより、プローブヘッド２４及びプローブ２４ａを、互いに直交する３軸方向（ＸＹＺ軸方向）に移動させることができる。これらプローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６によりプローブ２４ａの位置及び姿勢が変位自在となり、プローブ２４ａを任意に変位（移動及び回転）させることができる。

テーブル１４の右Ｙキャリッジ１６Ｒ側の端部には、Ｙ軸方向リニアスケール（図示せず）が設けられている。また、Ｘガイド１８にはＸ軸方向リニアスケール（図示せず）が設けられ、Ｚキャリッジ２２にはＺ軸方向リニアスケール（図示せず）が設けられている。

一方、右Ｙキャリッジ１６Ｒには、Ｙ軸方向リニアスケールを読み取るＹ軸方向位置検出ヘッド（図示せず）が設けられている。また、Ｘキャリッジ２０には、Ｘ軸方向リニアスケール及びＺ軸方向リニアスケールをそれぞれ読み取るＸ軸方向位置検出ヘッド（図示せず）とＺ軸方向位置検出ヘッド（図示せず）とが設けられている。さらに、プローブヘッド２４には、プローブ２４ａの回転角θ１，θ２をそれぞれ検出するロータリエンコーダ等の回転角検出部（図示せず）が設けられている。ＸＹＺ軸方向位置検出ヘッドの検出結果と、回転角検出部の検出結果とに基づき、プローブ２４ａの先端（接触子）がワークＷの各測定要素（直線、円穴、平面、球等）の測定点（測定要素の形状を測定するために必要な点）に接触した際の測定点のＸＹＺ軸方向の座標値を検出することができる。

三次元座標測定機１０は、後述の図２に示すプローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を制御して、プローブヘッド２４の動き、すなわち、プローブ２４ａの位置及び姿勢の変位を制御する駆動コントローラ２８を備えている。ここで三次元座標測定機１０は、ワークＷの各測定要素の測定を自動で実行する自動測定モードと、測定を手動で実行する手動測定モードとを有している。従って、駆動コントローラ２８は、自動測定モード時には後述のコンピュータ３２の制御の下、プローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を制御して、プローブ２４ａの位置及び姿勢を変位させる。

また、駆動コントローラ２８には、プローブ２４ａの位置及び姿勢の変位を手動操作するためのジョイスティック等のプローブ操作部２８ａ（本発明の手動操作部に相当）が設けられている。従って、駆動コントローラ２８は、手動測定モード時にはプローブ操作部２８ａに対する操作入力に応じて、プローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を制御することにより、プローブ２４ａの位置及び姿勢を変位させる。

駆動コントローラ２８には、接触タッチトリガのプローブ２４ａの接触検知センサ（図示せず）と、既述のＸＹＺ軸方向検出ヘッド（図示せず）及び回転角検出部（図示せず）とが接続されている。そして、駆動コントローラ２８は、接触検知センサによりプローブ２４ａがワークＷの各測定要素の測定点に接触したことを検知した瞬間に、ＸＹＺ軸方向検出ヘッド及び回転角検出部の各々の検出結果を取得して、測定点のＸＹＺ軸方向の座標値（三次元座標値）を検出する。この測定点のＸＹＺ軸方向の座標値は、駆動コントローラ２８からコンピュータ３２へ出力される。

コンピュータ３２は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の各種の通信インタフェース３０により駆動コントローラ２８に対してデータ通信可能に接続されている。このコンピュータ３２は、前述の駆動コントローラ２８と共に三次元座標測定機１０の制御装置として機能し、ワークＷの全ての測定要素の形状測定、及び測定プログラム３７（図２参照）の生成などを制御する。

コンピュータ３２には、ソフトウエアプログラム３２ａがインストールされている。コンピュータ３２は、ソフトウエアプログラム３２ａを実行することにより、プローブ２４ａの測定経路［例えば各測定要素の測定順番、測定要素ごとの全ての測定点を示す座標値、及びプローブ２４ａの移動経路点である中間点の座標値など］を表す測定プログラム３７（図２参照）を作成する。そして、コンピュータ３２は、三次元座標測定機１０の自動測定モード時においては、測定プログラム３７に基づき、駆動コントローラ２８を介して後述の図２に示すプローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を駆動することで、プローブ２４ａによるワークＷの測定要素ごとの全ての測定点の座標値の取得、及び各測定要素の形状演算等を実行する。

一方、コンピュータ３２は、三次元座標測定機１０の手動測定モード時においては、後述の測定プログラム３７（図２参照）に基づき、測定要素ごとにその全ての測定点の位置を表示部３８に表示させる。これにより、ユーザは、表示部３８の表示に従ってプローブ操作部２８ａを操作して、駆動コントローラ２８を介して後述の図２に示すプローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を駆動することで、プローブ２４ａによりワークＷの測定要素ごとにその全ての測定点の座標値を取得する。その結果、コンピュータ３２は、各測定要素の形状演算を実行可能である。

表示部３８は、コンピュータ３２に接続されている。コンピュータ３２は、三次元座標測定機１０における諸情報、例えば手動測定モード時（自動測定モード時にも可）には測定要素ごとの測定点の座標値、及び操作指示等を表示部３８に表示させる。また、コンピュータ３２は、後述の測定プログラム３７の生成時には各種メニュー画面（例えば図３及び図１２参照）を表示部３８に表示させる。

［コンピュータの機能］
図２は、コンピュータ３２の機能ブロック図である。図２に示すように、コンピュータ３２は、三次元座標測定機１０の各部の動作を統括制御する制御部４０を備える。

制御部４０は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御部４０の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。

また、制御部４０は、ソフトウエアプログラム３２ａ及び後述の測定プログラム３７を記憶する記憶部４１を備えている。そして、制御部４０は、記憶部４１内のソフトウエアプログラム３２ａを実行することで、ワークＷの各測定要素の測定時には駆動制御部４２、座標値取得部４４、及び形状演算部４６として機能する。また、制御部４０は、ワークＷの各測定要素の測定前に実行される測定プログラム３７の生成時には、ソフトウエアプログラム３２ａを実行することで、座標値取得部４４の他に、第１中間点設定部４８、第２中間点設定部５０、第３中間点設定部５２、第４中間点設定部５４、及び測定プログラム生成部５６として機能する。

駆動制御部４２は、既述の自動測定モード時に作動する。この駆動制御部４２は、記憶部４１内の後述の測定プログラム３７に基づいて、駆動コントローラ２８を介してプローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６を駆動することで、ワークＷの測定要素ごとに全ての測定点にプローブ２４ａを接触させる。

座標値取得部４４は、ワークＷの各測定要素の測定時（自動測定モード時及び手動測定モード時）には、プローブ２４ａがワークＷの各測定要素の測定点に接触するごとに、駆動コントローラ２８から測定点の座標値を取得して形状演算部４６へ出力する。

形状演算部４６は、ワークＷの測定要素ごとに、座標値取得部４４が取得した測定要素の全ての測定点の座標値に基づいて測定要素の形状を演算する。なお、測定要素の形状の具体的な演算方法は公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。

（測定プログラム生成）
図３は、表示部３８に表示される測定プログラム３７の生成開始画面３９の一例を示した説明図である。図３及び既述の図２に示すように、ユーザが表示部３８に表示される生成開始画面３９上で測定プログラム３７の生成開始操作を実行すると、制御部４０が、座標値取得部４４、第１中間点設定部４８、第２中間点設定部５０、第３中間点設定部５２、第４中間点設定部５４、及び測定プログラム生成部５６として機能する。

ユーザは、測定プログラム３７の生成開始操作を実行した後、プローブ操作部２８ａを操作して、ワークＷの測定要素ごとにその全ての測定点の座標を取得するティーチング操作を手動操作で実行する。そして、このティーチング操作の実行中に座標値取得部４４が各測定点の座標値を取得すると共に、第１中間点設定部４８、第２中間点設定部５０、第３中間点設定部５２、及び第４中間点設定部５４が、プローブ２４ａの移動経路点である中間点を最適位置に自動設定する。これにより、測定プログラム生成部５６が測定プログラム３７を生成する。

図４は、ワークＷの１つの測定要素に対するティーチング操作を説明するための説明図である。なお、図４では、説明の煩雑化を防止するために、測定要素（ここでは平面要素）の複数の測定点Ｐのうちの１点のみを代表例として図示している。

図４に示すように、ティーチング操作は、少なくとも測定要素指定操作Ｍ１とターミネート操作Ｍ２（本発明の測定要素確定操作に相当）とを含む。

測定要素指定操作Ｍ１は、ユーザがプローブ操作部２８ａを操作して、プローブ２４ａを移動させながら測定要素の全ての測定点Ｐにプローブ２４ａを接触させる操作である。なお、図中の符号ＳＰは、ティーチング操作開始前のプローブ２４ａの初期位置を示す。

ターミネート操作Ｍ２は、測定要素指定操作Ｍ１を終了して測定要素（その全ての測定点Ｐ）を確定する操作である。このターミネート操作Ｍ２は、例えば、測定要素指定操作Ｍ１の終了後にユーザがプローブ操作部２８ａを操作して各測定点Ｐからプローブ２４ａを退避させる移動操作と、ユーザがプローブ操作部２８ａに対してターミネート操作Ｍ２の実行を入力する実行操作と、を含む。なお、移動操作については省略可能である。

ワークＷの測定要素が複数である場合には、全ての測定要素についてユーザが定めた測定要素の測定順番に従って、測定要素指定操作Ｍ１及びターミネート操作Ｍ２が繰り返し実行される。

なお、ワークＷの測定要素の種類によってはプローブ２４ａの交換が必要になる場合がある。このため、プローブヘッド２４のプローブ２４ａの交換が必要になる場合には、次の測定要素に対する測定要素指定操作Ｍ１の開始前に、ティーチング操作として退避操作Ｍ３が実行される。この退避操作Ｍ３は、ユーザがプローブ操作部２８ａを操作して、プローブ２４ａの交換が可能な交換位置ＥＰまでワークＷからプローブ２４ａを退避させる操作である。

ティーチング操作が終了すると、図示は省略するが、ユーザがプローブ操作部２８ａに対してティーチング操作の終了操作（完了操作）を入力する。

図５は、測定要素指定操作Ｍ１の実行中の座標値取得部４４による測定点Ｐの座標値取得と、第１中間点設定部４８による第１中間点Ｃ１の設定と、を説明するための説明図である。図５及び既述の図２に示すように、座標値取得部４４は、測定要素指定操作Ｍ１によりプローブ２４ａがワークＷの測定要素（ここでは平面要素）の測定点Ｐに接触するごとに、駆動コントローラ２８からの測定点Ｐの座標値の取得と、第１中間点設定部４８及び測定プログラム生成部５６への測定点Ｐの座標値の出力と、を実行する。

第１中間点設定部４８は、測定要素指定操作Ｍ１によりプローブ２４ａが測定点Ｐに接触するごとに第１中間点Ｃ１の設定を実行する。具体的には第１中間点設定部４８は、プローブ２４ａが測定点Ｐに接触した場合において、座標値取得部４４から測定点Ｐの座標値を取得する。また、第１中間点設定部４８は、測定要素指定操作Ｍ１の実行中において、駆動コントローラ２８からプローブ２４ａの移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を連続的に取得する。これにより、第１中間点設定部４８は、プローブ２４ａが測定点Ｐに接触した場合には、この測定点Ｐに対するプローブ２４ａの接触方向を判別可能である。

次いで、第１中間点設定部４８は、測定点Ｐの座標値と、測定点Ｐに対するプローブ２４ａの接触方向（移動ベクトル）とに基づいて、測定点Ｐから接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点Ｃ１を設定する。例えば、測定点Ｐの座標値を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、移動ベクトルを（Ｉ，Ｊ，Ｋ）とし、オフセット量の設定値をＬとした場合に、第１中間点設定部４８は、第１中間点Ｃ１の座標値を「（Ｘ，Ｙ，Ｚ）－Ｌ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）」により演算する。なお、オフセット量の設定値（Ｌ）はユーザが適宜変更可能である。また、移動ベクトルは単位ベクトルである。

図６は、第２中間点設定部５０による第２中間点Ｃ２の設定を説明するための説明図である。図６及び既述の図２に示すように、第２中間点設定部５０は、ワークＷの測定要素（ここでは円穴要素）に対する測定要素指定操作Ｍ１の終了後にターミネート操作Ｍ２の実行操作が実行された場合に、プローブ２４ａの座標値を駆動コントローラ２８等から取得して、この座標値を第２中間点Ｃ２として設定する。

図７は、ワークＷの１つの測定要素に対する測定要素指定操作Ｍ１及びターミネート操作Ｍ２によって設定される第１中間点Ｃ１及び第２中間点Ｃ２を説明するための説明図である。なお、図７では、説明の煩雑化を防止するために、測定要素（ここでは平面要素）の複数の測定点Ｐのうちの１点のみを代表例として図示している。

図７の符号VIIA及び符号VIIBに示すように、第１中間点設定部４８は、測定要素指定操作Ｍ１によりプローブ２４ａがワークＷの測定要素の測定点Ｐに接触すると、座標値取得部４４から取得した測定点Ｐの座標値と、駆動コントローラ２８から取得した移動ベクトル情報とに基づいて、第１中間点Ｃ１の設定を実行する。

次いで、図７の符号VIICに示すようにプローブ２４ａの移動操作（ターミネート操作Ｍ２の実行位置への移動操作）が実行された後、図７の符号VIIDに示すようにターミネート操作Ｍ２の実行操作が実行されると、第２中間点設定部５０は、この実行操作時のプローブ２４ａの座標を第２中間点Ｃ２として設定する。

図８は、ティーチング操作実行中のプローブ２４ａの移動軌跡の一例を示した説明図である。図８に示すように、第３中間点設定部５２は、ティーチング操作に応じたプローブ２４ａの移動中に、例えば駆動コントローラ２８から既述の移動ベクトル情報を連続して取得することで、プローブ２４ａの移動軌跡を連続して検出する。そして、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡上の所定位置に第３中間点Ｃ３（後述の図１３参照）を設定する。

具体的には第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡に対して直線フィッティングを行うことでこの移動軌跡を複数の直線であるフィッティング直線ＳＬで近似して、互いに異なるフィッティング直線ＳＬの交点Ｋを検出する。以下、交点Ｋの検出方法について具体的に説明する。

図９は、第３中間点設定部５２によるフィッティング直線ＳＬの演算とフィッティング誤差の演算とを説明するための説明図である。

図９に示すように、第３中間点設定部５２は、ティーチング操作に応じたプローブ２４ａの移動中に、駆動コントローラ２８から連続的に取得した移動ベクトル情報に基づいて、基準点ＲＰからプローブ２４ａの現在位置までのプローブ２４ａの移動軌跡の各点に対するフィッティング直線ＳＬの演算を繰り返し実行する。ここで基準点ＲＰは、プローブ２４ａの移動軌跡の直線区間の区間開始点である。具体的には基準点ＲＰは、プローブ２４ａが最初の交点Ｋに到達するまでの間は既述の初期位置ＳＰ（図４参照）であり、プローブ２４ａが最初の交点Ｋに到達した後は直前の交点Ｋ（図８参照）である。

また、第３中間点設定部５２は、フィッティング直線ＳＬの演算を実行するごとに、このフィッティング直線ＳＬとプローブ２４ａの移動軌跡の各点とのフィッティング誤差を演算する。具体的には第３中間点設定部５２は、最初に、フィッティング直線ＳＬとプローブ２４ａの移動軌跡の各点との距離ｅｉ（ｉは基準点ＲＰからの移動軌跡の各点の順番を示す自然数）を演算する。これにより、例えば、プローブ２４ａの移動軌跡の各点の距離ｅ１～ｅ７がそれぞれ演算される。なお、距離ｅｉはベクトル量である。

図１０は、第３中間点設定部５２によるフィッティング誤差の演算結果を示した表である。図１０に示すように、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡の各点の距離ｅｉの演算結果と、各点の総数ｎとに基づいて、下記の［数１］式に示すように、各点の距離ｅｉ（偏差）の二乗平方根、すなわち標準偏差をフィッティング誤差として演算する。これにより、図１０に示した例ではフィッティング誤差＝１．１３４５７が得られる。

図１１の符号ＸＩＡは第３中間点設定部５２によるフィッティング誤差の演算結果が閾値以下となる場合の例を示した図であり、符号ＸＩＢは第３中間点設定部５２によるフィッティング誤差の演算結果が閾値よりも大きくなる場合の例を示した図である。

図１１に示すように、第３中間点設定部５２はフィッティング誤差の演算を実行するごとに、フィッティング誤差が予め定めた閾値よりも大きくなるか否かを判定する。そして、第３中間点設定部５２は、フィッティング誤差が閾値以下である場合には、図１１の符号ＸＩＡに示すように、プローブ２４ａが新たな交点Ｋを通過していない、すなわちプローブ２４ａの移動軌跡の直線区間が継続していると判定する。

また逆に、第３中間点設定部５２は、フィッティング誤差が閾値よりも大きくなった場合には、図１１の符号ＸＩＢに示すように、プローブ２４ａが新たな交点Ｋを通過した、すなわちプローブ２４ａの移動軌跡の直線区間が変化したと判定する。これにより、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡上の交点Ｋ、すなわち直線区間の変化を検出することができる。

以下、第３中間点設定部５２は、ティーチング操作の終了操作が実行されるまで、フィッティング直線ＳＬの演算（直線フィッティング）と、フィッティング誤差の演算と、フィッティング誤差が閾値よりも大きくなるか否かの判定と、を繰り返し実行して、プローブ２４ａの移動軌跡上の全ての交点Ｋ（直線区間の変更）を検出する。

図１２は、表示部３８に表示される閾値の変更画面５８を説明するための説明図である。図１２に示すように、第３中間点設定部５２の判定に使用される閾値は、ユーザが表示部３８に表示される変更画面５８上で変更操作が可能である。これにより、プローブ２４ａの移動軌跡の直線区間の判別強度（直線区間とみなす許容範囲）を調整可能である。なお、図１２では閾値を３段階（弱、中、強）で変更可能であるが、２段階又は４段階以上で変更可能にしてもよい。

図１３は、第３中間点設定部５２による第３中間点Ｃ３の設定を説明するための説明図である。図１３の符号XIIIA，XIIIBに示すように、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡上の交点Ｋ（直線区間の変更）を検出するごとに、この交点Ｋの座標に第３中間点Ｃ３を設定する。これにより、プローブ２４ａの移動軌跡を複数のフィッティング直線ＳＬで近似した近似経路において、互いに異なるフィッティング直線ＳＬの全ての交点Ｋに第３中間点Ｃ３が設定される。

図１４は、第４中間点設定部５４による第４中間点Ｃ４の設定を説明するための説明図である。図１４及び既述の図２に示すように、第４中間点設定部５４は、ティーチング操作として退避操作Ｍ３が実行されて、プローブ２４ａが交換位置ＥＰ（図４参照）まで移動された場合には、この交換位置ＥＰにおけるプローブ２４ａの座標値を駆動コントローラ２８等から取得する。そして、第４中間点設定部５４は、取得した座標値に基づいて交換位置ＥＰを第４中間点Ｃ４として設定する。

図１５は、測定プログラム生成部５６による測定プログラム３７の生成を説明するための説明図である。なお、図１５では、説明の煩雑化を防止するために、ワークＷの複数の測定要素のうちの代表例（ここでは平面要素）を図示し、さらにこの測定要素（平面要素）の複数の測定点Ｐのうちの１点のみを代表例として図示している。

図１５及び既述の図２に示すように、測定プログラム生成部５６は、ユーザが図１５の符号ＸＶＡに示すようなティーチング操作（測定要素指定操作Ｍ１、ターミネート操作Ｍ２、退避操作Ｍ３）を実行した後、このティーチング操作の終了操作を実行すると、測定プログラム３７の生成を開始する。

具体的には測定プログラム生成部５６は、図１５の符号ＸＶＢに示すように、座標値取得部４４から測定要素ごとの各測定点Ｐの座標値を取得する。また、測定プログラム生成部５６は、第１中間点設定部４８から測定点Ｐごとに設定された第１中間点Ｃ１の座標値を取得し、第２中間点設定部５０から測定要素ごとに設定された第２中間点Ｃ２の座標値を取得し、第３中間点設定部５２から交点Ｋごとに設定された第３中間点Ｃ３の座標値を取得する。さらに、測定プログラム生成部５６は、退避操作Ｍ３が実行された場合には、第４中間点設定部５４から第４中間点Ｃ４の座標値を取得する。

そして、測定プログラム生成部５６は、測定要素ごとの各測定点Ｐの座標値と、測定点Ｐごとの第１中間点Ｃ１の座標値と、測定要素ごとの第２中間点Ｃ２の座標値と、交点Ｋごとの第３中間点Ｃ３の座標値と、第４中間点Ｃ４の座標値と、に基づいて測定プログラム３７を生成する。例えば測定プログラム生成部５６は、プローブ２４ａが各測定点Ｐ、第２中間点Ｃ２、第３中間点Ｃ３、及び第４中間点Ｃ４を取得又は設定された順番に従って移動するような測定経路を示す測定プログラム３７を生成する。また、測定プログラム生成部５６は、第１中間点Ｃ１については対応する測定点Ｐに向けて移動する直前のプローブ２４ａの移動経路点として設定する。これにより、測定点Ｐに対して斜め方向からプローブ２４ａが接触することが防止される。

［本実施形態の作用］
図１６は、上記構成の三次元座標測定機１０による測定プログラム３７の生成処理（測定プログラム生成方法）の流れを示したフローチャートである。図１６に示すように、ユーザは、表示部３８に表示される生成開始画面３９上で測定プログラム３７の生成開始操作を実行する（ステップＳ１）。これにより、制御部４０が座標値取得部４４、第１中間点設定部４８、第２中間点設定部５０、第３中間点設定部５２、第４中間点設定部５４、及び測定プログラム生成部５６として機能することで、ユーザのティーチング操作に応じて測定プログラム３７が生成可能になる。

また、ユーザは、必要に応じて表示部３８に表示される変更画面５８上において、第３中間点設定部５２の判定に使用される閾値の変更操作を実行する。

ユーザがプローブ操作部２８ａを操作してティーチング操作（測定要素指定操作Ｍ１）を開始すると（ステップＳ２、本発明の手動操作ステップに相当）、第３中間点設定部５２が第３中間点Ｃ３の設定処理を開始する（ステップＳ３、ステップＳ４でＮＯ）。

図１７は、第３中間点設定部５２による第３中間点Ｃ３の設定処理の流れを示したフローチャートである（本発明の第３中間点設定ステップに相当）。

図１７に示すように、測定要素指定操作Ｍ１に応じてプローブ２４ａが最初の測定要素の最初の測定点Ｐに向けて移動される間（ステップＳ３Ａ）、第３中間点設定部５２は、駆動コントローラ２８からプローブ２４ａの移動ベクトル情報を連続して取得する。そして、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動ベクトル情報に基づいて、基準点ＲＰからプローブ２４ａの現在位置までのプローブ２４ａの移動軌跡を連続的に検出する（ステップＳ３Ｂ）。

次いで、第３中間点設定部５２は、既述の図９及び図１０等に示したように、プローブ２４ａの移動軌跡の各点に対するフィッティング直線ＳＬの演算（直線フィッティング）と（ステップＳ３Ｃ）、フィッティング誤差の演算と（ステップＳ３Ｄ）、フィッティング誤差が閾値よりも大きくなるか否かの判定と（ステップＳ３Ｅ）、を実行する。なお、ステップＳ３Ｅは、本発明の判定ステップに相当する。

第３中間点設定部５２は、フィッティング誤差が閾値以下である場合には、プローブ２４ａが新たな交点Ｋを通過していない、すなわちプローブ２４ａの移動軌跡の直線区間が継続していると判定する（ステップＳ３ＥでＮＯ）。この場合には、既述のステップＳ３Ｂ及びステップＳ３Ｃ（本発明の繰り返し演算ステップ）の処理と、ステップＳ３Ｄの処理と、が繰り返し実行される。

一方、第３中間点設定部５２は、フィッティング誤差が閾値よりも大きくなる場合には、プローブ２４ａが新たな交点Ｋを通過した、すなわちプローブ２４ａの移動軌跡の直線区間が変化したと判定する（ステップＳ３ＥでＹＥＳ）。これにより、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動軌跡上の交点Ｋを検出することができる。そして、第３中間点設定部５２は、検出した交点Ｋの座標に第３中間点Ｃ３を設定する（ステップＳ３Ｆ）。

以下、第３中間点設定部５２は、プローブ２４ａの移動が継続している間、すなわちティーチング操作が継続している間、上述のステップＳ３ＢからステップＳ３Ｆまでの処理を繰り返し実行する（ステップＳ３Ｇ）。これにより、プローブ２４ａの移動軌跡上の全ての交点Ｋに第３中間点Ｃ３が設定される。

図１６に戻って、測定要素指定操作Ｍ１に応じてプローブ２４ａが最初の測定要素の最初の測定点Ｐに接触すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、座標値取得部４４が、駆動コントローラ２８からの測定点Ｐの座標値を取得する（ステップＳ５、本発明の座標値取得ステップに相当）。そして、座標値取得部４４は、測定点Ｐの座標値を第１中間点設定部４８及び測定プログラム生成部５６へ出力する。

次いで、第１中間点設定部４８が、既述の図５等に示したように座標値取得部４４から取得した測定点Ｐの座標値と、駆動コントローラ２８から取得したプローブ２４ａの移動ベクトル情報とに基づいて、測定点Ｐからプローブ２４ａの接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点Ｃ１を設定する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６は、本発明の第１中間点設定ステップに相当する。

以下、プローブ２４ａが最初の測定要素の全ての測定点Ｐに接触するまで、測定要素指定操作Ｍ１が継続して、上述のステップＳ３からステップＳ６までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ７でＮＯ）。

ユーザは、最初の測定要素の全ての測定点Ｐにプローブ２４ａを接触させると、プローブ操作部２８ａを操作してターミネート操作Ｍ２（移動操作、実行操作）を実行する（本発明の手動操作ステップに相当）。このターミネート操作Ｍ２の実行操作が実行されると、第２中間点設定部５０が、既述の図１５等に示したようにターミネート操作Ｍ２の実行操作時のプローブ２４ａの座標を第２中間点Ｃ２として設定する（ステップＳ８、本発明の第２中間点設定ステップに相当）。

ワークＷの測定要素が１つである場合には、後述のステップＳ１６に進む（ステップＳ９でＮＯ）。

また、次の測定要素に対する測定要素指定操作Ｍ１を実行する場合において（ステップＳ９でＹＥＳ）、予めプローブヘッド２４のプローブ２４ａの交換が不要である場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、上述のステップＳ２からステップＳ８までの処理が繰り返し実行される。

一方、次の測定要素に対する測定要素指定操作Ｍ１の前にプローブヘッド２４のプローブ２４ａの交換が必要である場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ユーザがプローブ操作部２８ａを操作して退避操作Ｍ３を実行する（ステップＳ１１）。既述の図１５等に示したように退避操作Ｍ３に応じてプローブ２４ａが交換位置ＥＰに向けて移動され（ステップＳ１３）、この移動中にも既述のステップＳ３（図１７参照）と同様の第３中間点設定処理が実行される（ステップＳ１３、ステップＳ１４でＮＯ）。

そして、プローブ２４ａが交換位置ＥＰに到達して退避操作Ｍ３が完了すると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、第４中間点設定部５４が、既述の図１４等に示したように交換位置ＥＰにおけるプローブ２４ａの座標値を駆動コントローラ２８等から取得して、この座標値に基づいて交換位置ＥＰを第４中間点Ｃ４として設定する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５は、本発明の第４中間点設定ステップに相当する。以下、上述のステップＳ２からステップＳ８までの処理が繰り返し実行される。

ワークＷの全ての測定要素に対するティーチング操作（測定要素指定操作Ｍ１、ターミネート操作Ｍ２）が完了すると（ステップＳ９でＮＯ）、ユーザは、プローブ操作部２８ａを操作してティーチング操作の終了操作を実行する（ステップＳ１６）。

ティーチング操作の終了操作が実行されると、測定プログラム生成部５６が、座標値取得部４４が取得した測定要素ごとの各測定点Ｐの座標値と、各中間設定部４８，５０，５２，５４が設定した各中間点Ｃ１～Ｃ４の座標値に基づいて、既述の図１５に示したように測定プログラム３７を生成する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７は、本発明の測定プログラム生成ステップに相当する。

そして、測定プログラム生成部５６は、生成した測定プログラム３７を記憶部４１に記憶させる。これにより、三次元座標測定機１０により同一形状の複数のワークＷの各測定要素の測定を繰り返し実行する場合には、駆動制御部４２が測定プログラム３７に従って、駆動コントローラ２８（プローブ駆動部３５及びＸＹＺ駆動部３６）を駆動することで、ワークＷの測定要素ごとに全ての測定点Ｐにプローブ２４ａを接触させられる。その結果、品質管理プロセスにおける測定要素の測定結果の再現性が確保され、さらに省人化が促進される。

以上のように本実施形態では、ユーザによるティーチング操作の実行中に各中間点Ｃ１～Ｃ４を自動的に設定することができるので、測定プログラム３７を自動で生成することができる。これにより、ユーザがプローブ２４ａの測定経路上の移動経路点等を手動で設定する必要がなくなるので、ヒューマンエラーによる誤動作の発生が防止される。また、従来のようにワークＷのＣＡＤデータに基づいて測定プログラム３７を生成する必要もなく、三次元座標測定機１０への見識が浅いユーザでも簡単に測定プログラム３７を生成可能である。その結果、誰でも簡単に誤動作のおそれがない測定プログラム３７を自動で生成可能である。

［その他］
上記実施形態では、門移動型の三次元座標測定機１０を例に挙げて説明を行ったが、各種タイプの三次元座標測定機１０に本発明を適用可能であり、三次元座標測定機１０で使用するプローブ２４ａの種類も特に限定はされない。また、上記実施形態では、三次元座標測定機１０と駆動コントローラ２８とコンピュータ３２とがそれぞれ別体であるが、三次元座標測定機１０と、駆動コントローラ２８及びコンピュータ３２の少なくとも一方とが一体化されていてもよい。

上述実施形態で説明したコンピュータ３２として機能させるためのソフトウエアプログラム３２ａを光ディスク、磁気ディスク、又はその他のコンピュータ可読媒体（有体物たる非一時的な情報記憶媒体）に記録し、これらを通じてソフトウエアプログラム３２ａを提供することが可能である。このような情報記憶媒体にソフトウエアプログラム３２ａを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用して測定プログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。

１０…三次元座標測定機
１２…架台
１４…テーブル
１６Ｌ…左Ｙキャリッジ
１６Ｒ…右Ｙキャリッジ
１８…Ｘガイド
２０…Ｘキャリッジ
２２…Ｚキャリッジ
２４…プローブヘッド
２４ａ…プローブ
２６…門型フレーム
２８…駆動コントローラ
２８ａ…プローブ操作部
３０…通信インタフェース
３２…コンピュータ
３２ａ…ソフトウエアプログラム
３５…プローブ駆動部
３６…ＸＹＺ駆動部
３７…測定プログラム
３８…表示部
３９…生成開始画面
４０…制御部
４１…記憶部
４２…駆動制御部
４４…座標値取得部
４６…形状演算部
４８…第１中間点設定部
５０…第２中間点設定部
５２…第３中間点設定部
５４…第４中間点設定部
５６…測定プログラム生成部
５８…変更画面
Ａ…回転軸
Ｂ…回転軸
Ｃ１…第１中間点
Ｃ２…第２中間点
Ｃ３…第３中間点
Ｃ４…第４中間点
ＥＰ…交換位置
Ｋ…交点
Ｍ１…測定要素指定操作
Ｍ２…ターミネート操作
Ｍ３…退避操作
Ｐ…測定点
ＲＰ…基準点
ＳＬ…フィッティング直線
ＳＰ…初期位置
Ｗ…ワーク

Claims (7)

1. プローブを用いて被測定物の１又は複数の測定要素の測定を実行する三次元座標測定機において、前記プローブの測定経路を表す測定プログラムを生成する測定プログラム生成方法であって、
   前記測定要素の全ての測定点に前記プローブを接触させる測定要素指定操作と、前記測定要素指定操作の終了を示す測定要素確定操作と、を全ての前記測定要素に対して手動操作で実行する手動操作ステップと、
   前記プローブが接触した全ての前記測定点の座標値を取得する座標値取得ステップと、
   前記座標値取得ステップで前記測定点の座標値が取得されるごとに、前記測定点の座標値と前記測定点に対する前記プローブの接触方向とに基づいて、前記測定点から前記接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点を設定する第１中間点設定ステップと、
   前記測定要素確定操作が実行された場合の前記プローブの位置を第２中間点として設定する第２中間点設定ステップと、
   前記手動操作ステップでの前記プローブの移動中に前記プローブの移動軌跡を取得し、前記移動軌跡を複数の直線のみで近似して、互いに異なる前記直線の交点に第３中間点を設定する第３中間点設定ステップと、
   前記座標値取得ステップで取得した前記測定点の座標値、前記第２中間点設定ステップで設定した前記第２中間点の座標値と、前記第３中間点設定ステップで設定した前記第３中間点の座標値と、に基づいて、前記測定プログラムを生成するプログラム生成ステップと、
   を有する測定プログラム生成方法。
2. 前記手動操作ステップは、前記被測定物から前記プローブの交換が可能な交換位置まで前記プローブを手動操作で退避させる退避操作を含み、
   前記退避操作が実行された場合に前記交換位置を第４中間点として設定する第４中間点設定ステップと、
   を有し、
   前記プログラム生成ステップでは、前記退避操作が実行された場合には、前記測定点の座標値、前記第２中間点の座標値、前記第３中間点の座標値、及び前記第４中間点設定ステップで設定した前記第４中間点の座標値に基づいて、前記測定プログラムを生成する請求項１に記載の測定プログラム生成方法。
3. 前記第３中間点設定ステップでは、前記移動軌跡に対して直線フィッティングを行うことで、前記移動軌跡を複数の直線のみで近似する請求項１又は２に記載の測定プログラム生成方法。
4. 前記第３中間点設定ステップは、
   前記プローブが最初の前記交点に到達するまでの間の前記プローブの移動中に、前記プローブの初期位置から前記プローブの現在位置までの前記移動軌跡に対するフィッティング直線の演算と、前記フィッティング直線と前記移動軌跡との誤差であるフィッティング誤差の演算と、を繰り返し実行する繰り返し演算ステップと、
   前記繰り返し演算ステップで前記フィッティング誤差が演算されるごとに、前記フィッティング誤差が予め定められた閾値よりも大きくなるか否かに基づいて前記プローブが新たな前記交点を通過したか否かを判定する判定ステップと、
   を含み、
   前記閾値が変更可能である請求項３に記載の測定プログラム生成方法。
5. 前記第３中間点設定ステップは、
   前記プローブの移動中に、直前の前記交点から前記プローブの現在位置までの前記移動軌跡に対するフィッティング直線の演算と、前記フィッティング直線と前記移動軌跡との誤差であるフィッティング誤差の演算と、を繰り返し実行する繰り返し演算ステップと、
   前記繰り返し演算ステップで前記フィッティング誤差が演算されるごとに、前記フィッティング誤差が予め定められた閾値よりも大きくなるか否かに基づいて前記プローブが新たな前記交点を通過したか否かを判定する判定ステップと、
   を含み、
   前記閾値が変更可能である請求項３に記載の測定プログラム生成方法。
6. プローブを用いて被測定物の１又は複数の測定要素の測定を実行する三次元座標測定機において、
   前記測定要素の全ての測定点に前記プローブを接触させる測定要素指定操作と、前記測定要素指定操作の終了を示す測定要素確定操作と、を全ての前記測定要素に対して手動操作で実行可能な手動操作部と、
   前記プローブが接触した全ての前記測定点の座標値を取得する座標値取得部と、
   前記座標値取得部が前記測定点の座標値を取得するごとに、前記測定点の座標値と前記測定点に対する前記プローブの接触方向とに基づいて、前記測定点から前記接触方向とは反対方向にオフセットした位置に第１中間点を設定する第１中間点設定部と、
   前記測定要素確定操作が実行された場合の前記プローブの位置を第２中間点として設定する第２中間点設定部と、
   前記手動操作に応じた前記プローブの移動中に前記プローブの移動軌跡を取得し、前記移動軌跡を複数の直線のみで近似して、互いに異なる前記直線の交点に第３中間点を設定する第３中間点設定部と、
   前記座標値取得部が取得した前記測定点の座標値、前記第２中間点設定部が設定した前記第２中間点の座標値と、前記第３中間点設定部が設定した前記第３中間点の座標値と、に基づいて、前記プローブの測定経路を表す測定プログラムを生成するプログラム生成部と、
   を備える三次元座標測定機。
7. 前記手動操作部が、前記被測定物から前記プローブの交換が可能な交換位置まで前記プローブを手動操作で退避させる退避操作を実行可能であり、
   前記手動操作部で前記退避操作が実行された場合に前記交換位置を第４中間点として設定する第４中間点設定部を備え、
   前記プログラム生成部が、前記手動操作部で前記退避操作が実行された場合には、前記測定点の座標値、前記第２中間点の座標値、前記第３中間点の座標値、及び前記第４中間点設定部が設定した前記第４中間点の座標値に基づいて、前記測定プログラムを生成する請求項６に記載の三次元座標測定機。

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