JP2766732B2

JP2766732B2 - 制御軸が取り付けられた座標測定機械用のコンピュータインターフェース

Info

Publication number: JP2766732B2
Application number: JP6523500A
Authority: JP
Inventors: マリアニ，マイケル・エイ; シーハン，ケネス・エル
Original assignee: BURAUN ANDO SHAAPU Manufacturing CO
Current assignee: BURAUN ANDO SHAAPU Manufacturing CO
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: EP0694158B1; EP0694158A1; DE69418706T2; WO1994024514A1; EP0694158A4; US5418730A; JPH08509292A; DE69418706D1

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野：本発明は一般に、制御軸が取り付けられた、座標測定
機械用のコンピュータインターフェースに関し、より詳
細には、上記制御軸上の測定プローブに隣接して設けら
れる、トラックボール型のインターフェース装置に関す
る。

発明の背景：マイクロコンピュータと協働して、３つの運動軸線に
おいて作動する座標測定機械は、通常、部品に関する測
定値及び寸法データを処理するために利用される。一般
には、そのような測定機械は、例えば花崗岩から成る剛
性テーブルを備えており、該剛性テーブルの上には、被
加工物が置かれる。上記テーブルの上方のレールに取り
付けられた移動ブリッジが、レールを有するキャリッジ
を支持し、該キャリッジは、上記被加工物に向かって、
あるいは、該被加工物から離れる方向に移動する。上記
ブリッジは、ある直線的な軸線（「Ｘ軸」）に沿う通路
の上で、上記テーブルを横断して移動し、一方、上記キ
ャリッジは、上記ブリッジに沿うＸ軸に対して直交する
方向（「Ｙ軸」）に移動する。その結果、上記キャリッ
ジの制御軸（Ｚ軸）は、上記Ｘ軸及びＹ軸に直交して、
「Ｚ軸」に沿って移動する。「制御軸」は、オペレータ
が、座標測定システムの運動を手動で制御するときに使
用する軸線として定義される。ここに開示する実施例に
おいては、制御軸は、Ｚ軸である。

作用においては、座標測定機械の移動要素は、摩擦を
十分に小さくするそれぞれの軸受面の上に支持され、従
って、ユーザは、Ｚ軸すなわち制御軸の下方端を掴ん
で、該下方端を所望の方向に穏やかに動かすことによ
り、上記下方端を三次元的に動かすことができる。この
ようにすると、プローブホルダのレールの下方端に位置
するプローブは、測定ピースに沿う種々の位置に位置決
めすることができる。上記プローブは、電子的な又は手
動式のトリガを含むことができ、該トリガは、上記プロ
ーブが被加工物の表面に接触する度毎に、信号を発生す
る。

座標測定機械は、一般に、マイクロコンピュータ、又
は、同様な情報記憶処理装置に対して、インターフェー
ス接続される。ユーザが、被加工物を横断してプローブ
を動かし、ポイント信号をトリガすると、上記コンピュ
ータは、プローブの相対的な空間位置を記録する。一般
に、この情報は、機械のＸ、Ｙ及びＺの各々の軸受面に
対する、上記ブリッジ、キャリッジ及びＺ軸の位置を決
定することにより得られる。

上述の測定プロセスは、上記プローブとコンピュータ
との間のユーザの対話によって、遅くなることが多い。
例えば、大部分の測定ルーチンは、ユーザが、キーボー
ド、ライトペンあるいは他のコンピュータインターフェ
ースによって、実行すべき特定の測定作業と、該作業に
よって測定すべき特定の幾何学的形状とを選択すること
を要求する。そのような作業を選択するためには、ユー
ザは、通常、自分の手をプローブホルダから離した状態
で、コンピュータ端末と直接対話しなければならない。
上記選択の後に、ユーザは、プローブホルダに戻って、
被加工物に対する測定作業を実行する。特定のポイント
群すなわち「測定ブロック」を得た後に、ユーザは、一
般に、コンピュータ端末に戻って上記測定ブロックを処
理する。そのような処理作業は、上記ポイントの入力、
これらポイントの取り消し、幾つかのポイントの再入
力、上記ポイントの既知の値との比較、及び／又は、上
記ポイントに対する許容範囲の適用を含むことができ
る。上記測定ブロックを処理した後に、ユーザは、同じ
被加工物に関する別の測定値の如き、他の測定作業を選
択し、これに応じてプローブを動かすことにより、測定
プロセスを繰り返す。

ユーザは、測定機械からコンピュータ端末へ、また、
コンピュータ端末から測定機械へ、頻繁に移動するの
で、被加工物を測定するために費やされる全時間が、大
幅に増大する。測定装置とコンピュータ端末との間で移
動することにより生ずるユーザの対話時間を減少させる
ための１つの試みが、フランス国モントワール（Montoi
re）のローマー（Romer）によって、システム６（登録
商標）として具体化されている。システム６（登録商
標）は、関節型アームを有する測定装置であって、この
測定装置は、該装置のベースに設けられる２つの細長い
ヒンジ部材と、短いヒンジ部材とを備えており、該短い
ヒンジ部材は、装置のプローブ端に設けられる手首関節
を有している。この装置は、基本的には、大きな対象物
を測定するために使用され、６つの自由度（６つの軸
線）で運動する。システム６（登録商標）は、ユーザ
が、測定モードとコンピュータのデータ入力モードとを
変えること可能とする、スイッチを備えている。従っ
て、データ入力モードが活動化すなわち起動されている
時には、上記手首及び端部ヒンジは、実質的にジョイス
ティック・コントローラになり、該ジョイスティック・
コントローラは、コンピュータのスクリーン上でカーソ
ルを操作することを可能とするデータ信号を発生する。
通常、ユーザは、上記アームをその「ジョイスティッ
ク」機能で操作するに十分な余裕が得られるように、プ
ローブを被加工物から離れる方向に戻す。データ入力が
完了すると、ユーザは、測定モードに切り換えて、プロ
ーブを被加工物に戻し、引き続き測定を行う。関節型の
アーム被加工物に接触させることなく動かすことのでき
る容易性、及び、装置の全体寸法が、そのようなアーム
の関節のマルチタスク作業を実行可能とする。しかしな
がら、そのような装置は、三軸測定機械には適さない。

従来技術の欠点に鑑み、本発明の目的は、ユーザが、
コンピュータを作動させながら、測定機械のプローブを
継続して制御することのできる、コンピュータインター
フェース装置を提供することである。このインターフェ
ースは、測定機械の通常の作業を阻害してはならず、既
存の測定機械、コンピュータ及び全体的なシステムに対
して、容易に適用可能でなければならない。

発明の摘要本発明は、制御軸が取り付けられたコンピュータイン
ターフェース装置を提供し、この装置は、ユーザが、測
定機械の制御軸を保持しながら、同時に、上記機械から
プローブ位置データを受信し且つこれを処理するコンピ
ュータのスクリーン上の情報を処理することを可能とす
る。本発明の好ましい実施例によれば、Ｚ軸の最下方の
端部に設けられるプローブホルダは、直角に配列された
センサを有するトラックボール装置を備えており、該ト
ラックボール装置は、トラックボールが、対応する２つ
の直交する接線方向の各々の運動方向に回転することに
より生ずる、信号を伝送する。インターフェース装置は
更に、上記トラックボールに隣接するデータ入力ボタン
を備える。この実施例によれば、インターフェース装置
は、通常、ライトペン、マウス、タッチスクリーン、又
は、他のデータ入力装置のために確保される、コンピュ
ータのポートに接続される。

作動の際には、ユーザは、機械の制御軸を操作して機
械のプローブを作動させ、ある測定作業を行わせる。こ
の測定作業の間に、ユーザは、インターフェース装置を
操作して、コンピュータのスクリーンの上でカーソルを
動かし、コンピュータのスクリーン上に表示された種々
のメニューから所定の測定手順を選択する。ユーザは、
データ入力ボタンを利用して、自分が選択した手順を実
行する。

インターフェース装置を制御軸に設けることにより、
ユーザは、通常、測定手順を実行する間に、自分の手を
機械のプローブから取り除く必要はない。コンピュータ
のスクリーンが、ユーザの視野内に留まっている限り、
ユーザは、必要に応じてインターフェース装置でデータ
を処理しながら、被加工物に対する作業を引き続き実行
することができる。

図面の簡単な説明本発明の目的、利点及び特徴は、図面を参照して以下
の詳細な説明を読むことにより、より明瞭に理解されよ
うが、図面において、図１は、本発明のコンピュータインターフェース装置
を備える座標測定機械システムの幾分概略的な図であ
り、図２は、本発明のコンピュータインターフェース装置
を備える図１の座標測定機械の制御軸キャリッジ及びプ
ローブホルダをより詳細に示す、部分的な斜視図であ
り、図３は、図１及び図２の制御軸キャリッジ、プローブ
ホルダ、及び、コンピュータインターフェース装置の側
方立面図であり、図４は、図１及び図２の制御軸キャリッジ、プローブ
ホルダ、及び、コンピュータインターフェース装置の分
解斜視図であり、図5A乃至図5Dは、本発明の測定ルーチンと共に使用さ
れるメニューを含む、コンピュータのスクリーンディス
プレイの例を示しており、図６は、本発明のコンピュータインターフェースを利
用した測定手順の疑似コードのリストである。

詳細な説明コンピュータと相互接続された座標測定機械が、図１
に示されている。座標測定機械20は、通常の設計のもの
であって、衝撃吸収サポート24を有するベース22と、剛
性テーブル26とを備えている。テーブル26は、花崗岩、
又は、硬く剛性を有する他の適宜な表面を含んでいる。
花崗岩のテーブルは、概略的に示された被加工物28を支
持している。機械20は、直立サポート32、34を有するブ
リッジ30を備えている。直立サポートは、それぞれのガ
イド36、38の上に乗り、ブリッジ30の水平方向のクロス
ビーム40が、図１の紙面に接合しまた該紙面から離れる
方向に、ベース26を横断することを可能としている。ク
ロスビーム40自身は、ガイド42を備えており、このガイ
ドに沿って、Ｚ軸キャリッジ44が、矢印46の方向に移動
する。一般に、方向46に沿う運動は、Ｙ軸方向の運動を
含み、一方、ブリッジのガイド38、40に沿う運動は、Ｘ
軸方向の運動を含む。

キャリッジ44は、運動可能なビームすなわち制御軸
（Ｚ軸）48を支持しており、該制御軸は、矢印50の方向
に沿って、キャリッジ44に対して相対的に直線運動す
る。Ｚ軸48の最下方の端部は、プローブ52と、プローブ
ホルダ54とを備えている。これらの要素は、後に詳述に
説明する。本発明によれば、プローブホルダ54は、コン
ピュータインターフェース装置56を備えており、該コン
ピュータインターフェース装置は、本発明のトラックボ
ール型の制御ローラ及びデータ入力スイッチを備えてい
る。トラックボール型のインターフェース装置56は、デ
ータライン（図示せず）によって、相互接続され、上記
データラインは、ブリッジ30及び機械20の内部を通過
し、コンピュータ60と相互接続されたケーブル58を介し
て、機械20から出ている。コンピュータ60は、この実施
例においては、マイクロコンピュータを含んでいるが、
本明細書で定義するように、他の工作機械と相互接続さ
れた装置を含むどのようなデータ処理記憶装置も、「コ
ンピュータ」と呼ぶことができる。インターフェース56
の構造及び作用は、コンピュータ60に関連して、後に詳
細に説明する。

ブリッジ30は、この実施例においては、空気軸受を介
してガイド36、38の上に支持されている。これら空気軸
受は、実質的に通常の設計のものであり、図示はしな
い。同様の空気軸受が、キャリッジ44とガイド42との
間、及び、Ｚ軸48とキャリッジ44との間に設けられてい
る。この実施例によれば、各々の軸の空気軸受は、ブリ
ッジ30の直立サポート32に設けられたそれぞれのスイッ
チ62によって、制御される。軸受用の空気は、それぞれ
の軸受面（例えば、ガイド）の上に連続的に流れ、コン
プレッサ（図示せず）によって供給される。空気軸受
は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々において、実質的に摩擦
のない運動を可能とする。

上述のように、作動の際には、ユーザは一般に、プロ
ーブホルダ54付近でＺ軸48を掴み、プローブ52を被加工
物28の周囲で通過させる。プローブ52は、ユーザによっ
て、被加工物の周囲の種々の点すなわちポイントに接触
される。プローブが被加工物28に沿って移動する際に、
データポイントが、ケーブル58を介して、コンピュータ
にダウンロードされる。ダウンロードされたデータポイ
ントを用いて、コンピュータ60に測定値を発生させる。
一般に、ブリッジ30の各々の軸受面は、ブリッジ30の種
々の要素が、ユーザによって、対応する別個の位置へ移
動される際に、別個の値を発生する、トランスジューサ
又は他の位置／データ変換装置を含む。これらの値は、
コンピュータが受信する位置ポイントを形成する。

図２及び図３は、本発明の種々のプローブを担持する
プローブホルダ54を含む、Ｚ軸48の最下方の端部を更に
示している。プローブホルダ54は、薄鋼板又は同様の材
料から構成され、十分な剛性を有する箱型ハウジング64
を備えている。ハウジング64は、それ自体がＺ軸48に固
定されている、取り付けプレート66に取り付けられてい
る。この実施例によれば、ポリウレタンのＯリング材料
を含むエラストマ性のガスケット68が、プレート66とＺ
軸48との間に設けられている。ガスケット68は、基本的
には、プレート66とＺ軸48との間で、防塵シールの役割
を果たす。ハウジング64は更に、側部に取り付けられた
レバー70を備えており、該レバーは、ハウジング64の中
に入っている軸72を有している。軸72は、プローブをハ
ウジング64の中で取り外し可能に固定する、ロックの作
用をする。図１に示す如き、実質的に通常のものである
電子式のタッチトリガプローブ52が、図３により詳細に
示されている。後に詳細に説明するように、タッチトリ
ガプローブ52は、運動可能なプローブの端部73が、被加
工物に係合した時に、電気信号を送信する。プローブの
信号は、導線75を介して、ベース22に伝送され、次に、
ケーブル58（図１）を介して、コンピュータ60に伝送さ
れる。

トリガスイッチを持たない標準的な「硬い（ハー
ド）」プローブ74が、図２に示されている。この実施例
のプローブホルダ54は、ユーザの必要性に基づき、種々
のプローブを受け入れるようになされている。種々のプ
ローブは各々、ハウジング64のベースのオリフィスすな
わち開口によって受け入れられる円筒形のステムを備え
ている（例えば、図４のステム94を参照）。軸72は、レ
バー70によって回転され、上記ステムをハウジング64の
中で固定する。

通常のプローブホルダ・ハウジングとは異なり、ハウ
ジング64は、本発明のトラックボール型のコンピュータ
インターフェース装置56を備えている。このインターフ
ェース装置56は、湾曲した斜面すなわちベゼル（beze
l）76を有しており、該ベゼルは、ハウジング64の表面
から突出している。ベゼル76は、中央に位置するトラッ
クボール78を有しており、該トラックボールは、ベゼル
76に対して相対的に、自由に回転する。トラックボール
78は、インターフェース装置56の中で直交して配列され
た一対のセンサ（図示せず）を作動させるように構成さ
れており、上記一対のセンサは、Ｘ軸方向の運動の信号
及びＹ軸方向の運動の信号をコンピュータ60に伝送す
る。トラックボール78を、対向する方向の一方におい
て、両方向に矢を有する矢印80の方向にほぼ沿って、接
線方向垂直に回転させることにより、対応するＹ軸入力
が、コンピュータ60に伝送される。反対に、トラックボ
ール78を、対向する方向の一方において、両方向に矢を
有する矢印82の方向にほぼ沿って、実質的に接線方向水
平に回転させることにより、Ｘ軸入力が、コンピュータ
60に伝送される。トラックボール78のＸ軸入力及びＹ軸
入力は、座標測定機械20のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に直接対
応しないことに注意する必要がある。そうではなく、本
発明のトラックボール78は、該トラックボール78によっ
て操作されるスクリーンカーソルを用いて、コンピュー
タ60に対するデータ入力を制御する。

コンピュータインターフェース装置56は更に、その作
用を後に更に説明する、一対のデータ入力ボタン84、86
を備えており、これらデータ入力ボタンは、この実施例
においては、エスケープ機能、及び、ポインティング機
能すなわち「ダーン（done）」機能にそれぞれ対応す
る。ボタン84、86は、この実施例によれば、単極単投形
の瞬間接触スイッチを備えている。ベゼル76はまた、補
助スイッチ88と、表示ランプ90とを備えている。スイッ
チ88は、この実施例によれば、連続的なポインティング
機能又はデータ入力機能用のラッチを備えることができ
る。ランプ90は、上記ラッチが活動化されたことを表示
するようになされている。スイッチ88も、内部データラ
ッチ回路（図示せず）を有する単極単投形の瞬間接触ス
イッチを備えることができる。

図４を更に参照すると、コンピュータインタフェース
装置56を含むプローブホルダ54の分解図が示されてい
る。この図面から分かるように、取り付けプレート66
は、プローブのステム94を収容するように構成された、
拡大されたベース構造92を備えている。構造92は、鋳造
された又は機械加工された要素の部品として、プレート
66と一体に形成することができる。軸穴96が、レバー70
の軸72を収容するために、構造92を通って水平方向に設
けられている。スロット93が、ベース構造92の脚部95、
97によって形成されている。ステム94は、スロット93の
中に滑り込むような寸法を有している。軸72は、回転さ
れると、脚部95、97を一緒に引っ張り、ステム94をベー
ス構造92の中で確実に固定する。スプリング／プランジ
ャ・アセンブリ99が設けられており、該スプリング／プ
ランジャ・アセンブリは、ステム94を脚部95に関して中
心決めし、上記ステムをベース構造92の中へスナップ嵌
めさせる。プランジャアセンブリ99は、穴105の中に入
り、ステム94に設けることのできる選択的な回り止め10
1に圧接する。

構造92は更に、後方プレート98を備え、該後方プレー
トは、プローブホルダ54の後方面を形成する。プローブ
ホルダ54の側部及び前方部は、ハウジング64によって覆
われている。ベース66は、適宜な固定具によって、ハウ
ジング64に固定されており、この実施例においては、そ
のような適宜な固定具は、六角ネジ100を含んでいる。
ベース66はまた、六角ネジ102を用いて、Ｚ軸48に固定
されている。ネジ穴104（破線で示す）が、Ｚ軸48の４
つのコーナー部の各々に設けられている。ネジをもたな
い対応する穴106が、ベース66の４つのコーナー部の各
々に設けられている。ネジ102は、穴106を貫通して、軸
穴104に入る。肩部108が、ベース66の上面に沿って設け
られている。肩部108は、ガスケット68を収容し、この
ガスケットの直径は、肩部108の高さ（矢印110で示され
ている）よりも若干大きい。従って、ネジ102が、Ｚ軸4
8に対してベース66を固定すると、ガスケット68は、若
干圧縮されて、気密シールを形成する。ハウジング64の
底部の穴103は、ステム94が該穴を通過することを許容
することに注意する必要がある。

この実施例のインタフェース装置56のハウジングは、
実質的に矩形状の箱型ハウジング112であり、このハウ
ジングは、丸いコーナー部114を有している。データケ
ーブル116が、装置ハウジング112から伸長している。ハ
ウジング112の形状に合致するオリフィスすなわち開口1
18が、プローブホルダ・ハウジング64の前方部に切り込
まれている。従って、装置56は、ベゼル76だけを露出さ
せた状態で、オリフィス118の中に入る。

インタフェース装置56は、種々の方法で、ハウジング
64の中に固定することができる。例えば、インタフェー
ス装置は、接着剤によって、適所に接合することがで
き、あるいは、インタフェース装置がオリフィス118の
中に着座した後に、クランプ構造をハウジング112に固
定することができる。そうではなく、プローブホルダ・
ハウジング64は、ハウジング112とベゼル76との間で、
サンドイッチ状に挟むことができる。一般に、複数のネ
ジが、ハウジング112の後方部（図示せず）に沿って設
けられる。上記ネジを取り除くと、ベゼル76をハウジン
グ112から分離することができる。この分離の後に、ベ
ゼル76をオリフィス118の上に置き、プローブホルダ・
ハウジング64の後方を通して、ハウジング112をベゼル7
6に再度嵌合させる。オリフィス118が、ハウジング112
及びベゼル76に比較して、若干小さい寸法に切られてい
る場合には、ハウジングとベゼルとの間の溝120は、ハ
ウジング64の厚み（矢印122）に対する間隙を与える。
従って、装置56は、ベゼル76及びハウジング112が、プ
ローブホルダ・ハウジング64をサンドイッチ状に挟んだ
状態で、固定することができる。

上述の取り付け方法を可能とする、この実施例による
好ましいトラックボール型のインターフェース装置は、
アポイント（Appoint）によるサンベリーナ（Thumbelin
a:登録商標）であり、このサンベリーナ（登録商標）
は、約43.2mm（約1.7インチ）の長さ及び幅を有し、約1
5.9mm（約5/8インチ）の高さ（深さ）を有している。ト
ラックボール78はコンパクトであり、この装置において
は、約6.4mm（約1/4インチ）の直径を有している。この
実施例においては、インターフェース装置のデータケー
ブル116は、ベース66を通って、Ｚ軸48の中に入り、そ
こから、測定機械の外方に案内されて、コンピュータ60
に至る。

プローブは、ベース66を介して、コンピュータ60に電
気的に接続することができる。ソケット117が、六角ネ
ジ121a及びナット121bによって、ブラケット119に取り
付けられている。ブラケット119は、ベース66の穴123の
中央に位置決めされ、ネジ125によって、ベース66に固
定されている。プローブのケーブル75からのプラグ117a
（図３参照）が、ソケット117と相互接続され、プロー
ブとプローブホルダ54との間に、取り外し可能な電気的
な相互接続をもたらしている。インターフェースのケー
ブル116と同様のケーブル127が、ソケット117から、Ｚ
軸48を通って、機械20の外側へ案内され、コンピュータ
60に至っている。

上述のように、プローブホルダ54は、ユーザがプロー
ブを被加工物の上方で操作するための、グリップとして
作用する。グリップ性すなわち把持性を向上させるため
に、滑らないエラストマ性のパッド124が、ベース構造9
8の後方面に設けられている。代表的なグリップの付
与、すなわち、代表的な把持方法においては、ユーザ
は、掌をハウジング64の側部の周囲に被せた状態で、人
差し指を含む１又はそれ以上の指をパッド124の上に置
く。ユーザの親指は、トラックボール78、並びに、ボタ
ン84、86、88の付近に位置される。従って、インターフ
ェース装置がユーザの親指で操作されている間に、プロ
ーブホルダ54には、確実なグリップが連続的に与えられ
る。しかしながら、パッド124の代わりに設けられて、
隆起したグリップ面133を提供する。滑り止め付きの蝶
ネジ131の如き、別の種々のグリップを使用することが
できる。

作用においては、ユーザは、被加工物の周囲でプロー
ブを操縦し、所定のポイントにおける測定値を得る。図
３に示すプローブ52の如きタッチトリガプローブを使用
した場合には、プローブ端73が、被加工物に接触した時
に、該プローブ端のスイッチング作用により、各ポイン
トが、自動的にコンピュータ60に入力される。そうでは
なく、図２に示す如き非トリガ型のハードプローブ74を
用いた場合には、各ポイントは、ユーザの手動操作によ
って、表示されなければならない。ハードプローブ74
は、被加工物の所定の位置に接触し、次に、コンピュー
タ60がトリガされて、その点におけるプローブ位置をサ
ンプリングすなわち採取する。従来は、ユーザは、コン
ピュータのキーボード135の別個の「エンター」キー、
あるいは、別個のマウスの「エンター」ボタンを操作す
る必要があった。しかしながら、本発明のコンピュータ
インターフェース装置56は、ユーザが、プローブホルダ
54をしっかりと把持している間は常に、ボタン86の如き
データ入力ボタンを作動させることを可能とする。

図5A乃至図5Dは、測定手順で通常使用されるコンピュ
ータスクリーンのメニューを示している。作用において
は、ユーザは一般に、コンピュータのスクリーンに表示
された種々のメニューから選択し、メニューに示された
選択肢に基づく測定機能を実行する。１つの例によれ
ば、ユーザは、コンピュータによって実行されるべき基
本機能を選択する。図5Aは、使用可能な基本機能を示し
ている。この例においては、矢印130にて示されたカー
ソルが、「測定」機能の付近に移動される。コンピュー
タ側のキーボード、ライトペン、タッチスクリーン、又
は、マウスを使用して、ユーザがカーソル130を動かし
ていた従来技術とは異なり、本発明によれば、カーソル
の動きは、Ｚ軸48に設けられるインターフェース装置56
のトラックボール78の動きによって、実行される。カー
ソル130は、トラックボール78のＸ軸方向及びＹ軸方向
の動きに追従する。カーソルが、スクリーン129上の適
切な選択に動かされると、インターフェース装置のポイ
ンタすなわち「ダーン（実行）」ボタン86を押して、所
望の選択肢を入力し、その選択された機能を実行するこ
とを、コンピュータ60に命令する。

測定値の選択に応じて、スクリーン129は、図5Bに示
す「選択」機能を用いて共通して測定された、形状のグ
ループを表示する。この例においては、カーソル130
は、「円測定」機能に移動される。ポインタすなわちダ
ーン（実行）ボタン86を作動させると、コンピュータ60
は、スクリーンの表示を図5Cに示す表示に変え、システ
ムが円を決定することを可能とするポイントの入力を待
つ。

図5Cは、この例による「円測定」機能に関するスクリ
ーンを示している。この時点においては、ユーザは、プ
ローブホルダ54を把持しながら、該プローブホルダを被
加工物を横断して動かし、円を測定するのに適したポイ
ントを収集する。ウィンドウ132に示されるように、最
低３つのポイントが必要とされる。一般に、円形の被加
工物の縁部に沿う、その円周上の種々の位置におけるポ
イントに接触する。タッチトリガプローブを使用する場
合には、プローブが被加工物に接触することにより、そ
の時点におけるプローブ位置のポイントが、コンピュー
タのメモリに直接入力される。そうでなければ、例え
ば、ポインタボタン86を操作して入力することが必要に
なる。各ポイントが入力されると、これらのポイント
は、ウィンドウ134の中に示されるように、絶対的なＸ
軸、Ｙ軸及びＺ軸の位置に表示される。

測定が完了すると、ユーザは、ダーンボタン（すなわ
ち実行ボタン）86を押し、コンピュータ60は、図5Dのス
クリーン表示を発生し、このスクリーン表示は、ユーザ
に測定結果を呈示する。コンピュータ60は、円の中心、
並びに、その直径（Ｄ）の、Ｘ、Ｙ及びＺ座標を計算す
る。スクリーン129上の「ダーン」機能142を作動させる
ことにより、図5Aのメインメニューが現れ、次に、測定
サイクルが再び開始される。ユーザは、トラックボール
78を用いて、スクリーン129上のデータを処理し、測定
されたポイントを受諾、棄却又は変更することができ
る。許容値136を入力することができ、ユーザが、プロ
ーブホルダ54から手を離すことなく、最終的な結果を引
き出してこれを記憶させることができる。図示はしてい
ないが、キーボードディスプレイを設けて、ディスプレ
イ上の英数字の操作を容易にすることができることに注
意する必要がある。そのようなキーボードディスプレイ
は、カーソル130を適宜なメニューコマンド138に位置決
めすることにより、呼び出すことができる。同様に、
「エスケープ」機能140は、ユーザが、操作している間
は何時でも、そのメニューすなわちプログラムから出る
ことを可能とする。そのような「エスケープ」機能は、
例えば、エスケープボタン84を介して、インターフェー
ス装置56に組み込むことができる。

図5A乃至図5Dに概略的に示した一連の測定を実行した
後に、ユーザは、プローブホルダ54を把持し続けなが
ら、同じ被加工物又は別の被加工物に対して別の一連の
測定を続行することができる。カーソル130を「ダー
ン」142に置くことにより、ユーザは、メインメニュー
（図5A）に戻り、別の測定を行うことができる。プロー
ブホルダ54を把持しながら連続的な測定を行うために
は、コンピュータ60のスクリーン129が、測定機械20を
操作しているユーザの視野の範囲内に留まることだけが
必要である。

図６は、本発明のインターフェース装置56を用いて測
定機能を制御するための、コンピュータの基本的な手順
を示している。この制御手順は、ユーザが終了させるま
で連続的に繰り返される、メインループを含んでいる。
システムは、ステップ200、202に示すように、総ての変
数を初期化し、メインメニュー（図5A）を表示させるこ
とにより、最初に開始される。初期化の次に、システム
は、メインループ204に入り、「キーボード入力チェッ
ク」206を呼び出す。このキーボード入力チェック・サ
ブルーチン208は、キーボードからのどのような入力に
対しても、DOSキーボードバッファを検査する。この実
施例によれば、マイクロソフト（登録商標）のDOSオペ
レーティングシステムを用いることができるが、種々の
コンピュータオペレーティングシステムを用いることが
できることに注意する必要がある。同様に、この実施例
によれば、コンピュータ60は、マイクロコンピュータを
備えているが、種々のデータ処理装置を有するインター
フェース装置56を用いることができる。

キーボード入力チェック・サブルーチン208は、総て
のキーボード入力に対して、DOSバッファの読み取りを
実行し、読み取りが実行されたならば、そのようなキー
ボード入力を表示する。表示された入力は、メインルー
プに戻される。入力が存在すれば、そのような入力は、
キーボード入力処理・サブルーチン212の呼び出し命令2
10をトリガし、上記キーボード入力処理・サブルーチン
は、入力されたキーボードコードに基づき、特定のルー
チン機能を実行する。例えば、キーボード上の「エスケ
ープ」キーを押すと、「エスケープキー処理」機能が呼
び出される。

次に、メインループは、測定機械20からのＸ、Ｙ及び
Ｚ軸方向の値の入力をチェックする。従って、メインル
ープステップ214は、マイクロバール（MicroVal）XYZ入
力チェック・サブルーチン216を呼び出し、このマイク
ロバールXYZ入力チェック・サブルーチンは、総ての測
定値を適宜なバッファに入力する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸
のプローブ位置に関する入力値が存在している（例え
ば、タッチトリガプローブ信号を入力することにより）
と仮定すると、メインループは、マイクロバールXYZ入
力処理・サブルーチン220の呼び出しステップ218を開始
する。マイクロバールXYZ入力処理・サブルーチンは、
ユーザの選択した手順（すなわち、円、直線等）に基づ
き、測定値の所定の組を与える、一連の計算を実行す
る。コンピュータは、例えば、メインメニュー上のダー
ンボタン86を用いて、与えられた手順を実行するように
なっていなければならない。従って、ループが開始する
と、通常コンピュータは、どのようなトラックボールの
入力をもピックアップするための処理手順に入る前に、
少なくとも１回ループする。

次に、メインループは、ステップ224において、トラ
ックボール入力チェック222を呼び出す。トラックボー
ル入力チェック22は、インターフェース装置から伝送さ
れた総てのデータに対して、コンピュータ60のRS232シ
リアル通信ポート（図示せず）を走査する。一般に、本
発明のインターフェース装置56は、通常、マウス、ライ
トペン又は他のユーザインターフェース装置に対して取
って置かれる、シリアルポートに接続される。トラック
ボール入力チェック・サブルーチン222は、マウスが受
信したデータを総てマウスバッファに入れ、次に、その
ようなデータが受信されていることを表示する。そのよ
うなデータが受信されている場合には、メインループ
は、ステップ228において、トラックボール入力処理・
サブルーチン226を呼び出す。トラックボール入力処理
・サブルーチン226は、マウスバッファに記憶されたデ
ータに基づき、トラックボールのＸ及びＹ位置を復号
（デコード）する。Ｘ及びＹ位置に何等かの変化があれ
ば、スクリーンカーソル130は、その時点の位置から、
スクリーン129上の新しい位置へ移動する。移動は、グ
ラフィックドローイング・ステップ（図示せず）を含
む。

本発明の一実施例による測定制御手順は、通常、ライ
トペン・ルーチンを含むようになされており、該ライト
ペン・ルーチンにおいては、ライトペンが、スクリーン
129の上を動き、データ入力を行う。従って、トラック
ボール入力処理・サブルーチン226は、ライトペン行列
設定ステップ230を含み、該ライトペン行列設定ステッ
プは、トラックボールのＸ軸及びＹ軸方向の位置をライ
トペンデータベース位置に変換する。ライトペンのＸ軸
及びＹ軸方向の位置が、マウスデータによって設定され
ると、サブルーチン226は、「ライトペン」入力が受信
されたことを表示する。次に、トラックボール入力処理
・サブルーチン226は、インターフェース56にそれぞれ
設けられる「エスケープ」ボタン84及び「ポイント（ダ
ーン）」ボタン86の作業を走査する。ポイントボタン信
号を受信すると、システムは次に、ステップ232におい
て、その信号をライトペンスイッチ閉成信号に変換し、
ライトペンスイッチ閉成信号を受信したことを表示す
る。そうでなければ、システムは、スイッチ234におい
て、ライトペンに対して、ノーエントリー（入力なし）
又は「誤った」値をデフォルト値すなわち省略値として
取る。そうではなく、「エスケープ」ボタンが作動され
ると、DOSキーボードバッファが、「エスケープ」命令
に入り、ステップ236に示すように、メインループの初
期状態200、202に戻る。

ループは、メインメニュースクリーン上の「エグジッ
ト（脱出）」機能240（図5A）が作動されるまで、継続
される。そのような作動が行われると、ステップ242
（図６）に示すように、ループは終了する。メインルー
プの各ステップの順序は、厳密なものではなく、コンピ
ュータ60は、測定機械20、キーボード135、あるいは、
本発明のインターフェース装置56のいずれかによって、
何等かの入力が入力されるまで、メインループを引き続
き連続的にループする。適正な入力が与えられていれ
ば、ルーチンは次に、必要に応じて、適正なデータ入
力、及び、図5B乃至図5Dに示す追加のメニューを含む適
正な処理機能を呼び出す。

上述の記載は、単に、好ましい実施例の詳細な説明で
あることを理解する必要がある。当業者には、本発明の
精神又は範囲から逸脱することなく、種々の変更例及び
均等例が明らかであろう。例えば、インターフェース装
置として、トラックボールではなく、ジョイスティック
を用いることができる。従って、上述の記載は、単なる
例であって、好ましい実施例を説明したものであり、本
発明の範囲を限定しようとするものではない。

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−248009（ＪＰ，Ａ) 特開平２−293602（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−74775（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−12313（ＪＰ，Ａ) 米国特許5084981（ＵＳ，Ａ) 米国特許4795952（ＵＳ，Ａ) 米国特許5208736（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 5/20 101 G01B 5/03 G01B 21/20 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】座標測定機械であって、プローブと、該プローブを支持するためのプローブ取り付け位置を有
し、複数の軸線の各々に沿って、被加工物の周囲を運動
可能なように、構成され且つ配列されている、制御軸で
あって、前記複数の軸線の各々に沿って当該制御軸を手
動操作で動かすために把持する手を受け入れる把持位置
を有する、制御軸と、前記複数の軸線の各々に対する前記プローブの位置に対
応する測定データを受信すると共に、ユーザによって入
力された所定の命令に応答して、前記データを処理する
ための、コンピュータであって、データと前記測定デー
タに基づくデータ処理機能とを表示するディスプレイス
クリーンと、該ディスプレイスクリーンの上で運動可能
であり、表示されたデータ及びデータ処理機能にアクセ
スしてこれらを操作するプロンプトとを有する、コンピ
ュータと、前記把持位置に隣接して前記制御軸に設けられた、手動
操作で作動可能なコンピュータインターフェース装置と
を備え、該コンピュータインターフェース装置は、前記
コンピュータに制御信号を入力するための手による操作
を応答し、前記制御信号が、前記プロンプトを前記ディ
スプレイスクリーンの上で作動させ、これにより、前記
ディスプレイスクリーンに表示されたデータの処理を可
能とし、前記インターフェース装置は、前記プローブ
が、前記被加工物に対して所定の位置にある時に、作動
可能であることを特徴とする、座標測定機械。
【請求項２】請求項１の座標測定機械において、前記イ
ンターフェース装置が、トラックボール型のインターフ
ェースを備え、該トラックボール型のインターフェース
が、接線方向及び直交方向にあるＸ軸及びＹ軸の各々に
おいて選択的に回転し、Ｘ及びＹ座標のデータ値を発生
することを特徴とする、座標測定機械。
【請求項３】請求項２の座標測定機械において、前記イ
ンターフェースが、該インターフェースが作動された時
に、別個のデータ信号を前記コンピュータへ伝送するた
めの、データ入力ボタンを更に備えることを特徴とす
る、座標測定機械。
【請求項４】請求項１の座標測定機械において、前記プ
ローブ取り付け位置が、ベースと該ベースの少なくとも
一部を包囲するハウジングとを備え、前記コンピュータ
インターフェースが、前記ハウジングに設けられてお
り、前記ベースが、前記プローブをそこから取り外すた
めの取付具を有することを特徴とする、座標測定機械。
【請求項５】請求項４の座標測定機械において、前記ベ
ースが、前記インターフェース装置の実質的に対向する
その側部に、補助的な把持面を更に有していることを特
徴とする、座標測定機械。
【請求項６】請求項５の座標測定機械において、前記補
助的な把持面が、前記ベースのハウジングから外方へ伸
長する隆起面を含むことを特徴とする、座標測定機械。
【請求項７】座標測定機械用のコンピュータインターフ
ェース装置であって、前記座標特定機械が、制御軸上に
支持されると共に、手で把持して操作することが可能で
あり、被加工物の周囲で所定の運動範囲にわたって、複
数の軸線において運動可能である、測定プローブと、前
記座標測定機械からのプローブ位置を表す測定データを
受信するための、前記座標測定機械と相互接続されたコ
ンピュータと、これら測定データを表示するためのディ
スプレイスクリーンを有しており、該ディスプレイスク
リーンが、前記ディスプレイスクリーンの上で運動可能
なように表示されたプロンプトを有している、コンピュ
ータインターフェース装置において、前記制御軸上に設
けられ、手動コンピュータ制御の手動操作に応答して、
所定の制御信号を発生する、手動のコンピュータ制御ス
イッチであって、前記所定の制御信号が、手による前記
手動のコンピュータ制御スイッチの選択的な操作に応答
して発生される、別個のデータ信号を含み、これら別個
のデータ信号が、前記プロンプトを前記ディスプレイス
クリーンの上で動かし、前記測定データを処理するため
に表示されたデータにアクセスするようになされたスク
リーン表示プロンプト移動信号を備えた、手動のコンピ
ュータ制御スイッチと、作動されることに応答して、データ処理信号を発生する
ための少なくとも１つのデータ入力ボタンとを備え、前
記手動のコンピュータ制御スイッチ、及び、前記データ
入力ボタンの各々が、前記コンピュータと相互接続され
ることを特徴とする、コンピュータインターフェース装
置。
【請求項８】請求項７のコンピュータインターフェース
装置において、前記コンピュータが、少なくとも、マウ
ス、ライトペン、タッチスクリーン、及び、ジョイステ
ィックの１つからのデータを通常受信するようになされ
た、シリアルポートを備えており、当該コンピュータイ
ンターフェース装置が、前記シリアルポートに相互接続
されていることを特徴とする、コンピュータインターフ
ェース装置。
【請求項９】請求項８のコンピュータインターフェース
装置において、前記座標測定機械が、前記プローブを支
持するプローブホルダを更に備え、当該インターフェー
ス装置が、前記プローブホルダに設けられていることを
特徴とする、コンピュータインターフェース装置。
【請求項１０】請求項９のコンピュータインターフェー
ス装置において、当該インターフェース装置が、前記プ
ローブホルダの１つの表面に沿って設けられ、前記プロ
ーブホルダの反対側の表面に位置する把持面を更に備え
ることを特徴とする、コンピュータインターフェース装
置。
【請求項１１】請求項７のコンピュータインターフェー
ス装置において、コンピュータのエスケープ機能を表す
別のデータ入力信号を発生するための、別のデータ入力
ボタンを備えることを特徴とする、コンピュータインタ
ーフェース装置。
【請求項１２】請求項７のコンピュータインターフェー
ス装置において、当該コンピュータインターフェース装
置と前記コンピュータとの間で相互接続されたデータケ
ーブルを更に備え、該データケーブルが、前記座標測定
機械の内側の少なくとも一部の中に設けられ、所定の位
置で、前記座標測定機械から出ていることを特徴とす
る、コンピュータインターフェース装置。
【請求項１３】請求項７のコンピュータインターフェー
ス装置において、前記コンピュータは、前記座標測定機
械から受信されたプローブ位置を表すデータを処理す
る、制御手順を含み、該制御手順が、当該コンピュータ
インターフェース装置によって作動されることを特徴と
する、コンピュータインターフェース装置。
【請求項１４】請求項13のコンピュータインターフェー
ス装置において、前記コンピュータが、データ導管によ
って、前記座標測定機械と相互接続された、独立したマ
イクロコンピュータを含み、該マイクロコンピュータ
は、前記制御軸から離れており、前記ディスプレイスク
リーンが、所定の機能をその上に有するメニューを含
み、前記プロンプトが、前記所定の機能を選択するため
に前記ディスプレイスクリーンの上を運動可能なカーソ
ルを含むことを特徴とする、コンピュータインターフェ
ース装置。
【請求項１５】請求項14のコンピュータインターフェー
ス装置において、前記データ入力ボタンが、前記カーソ
ルによって選択された所定の機能を実行するように作動
可能であることを特徴とする、コンピュータインターフ
ェース装置。
【請求項１６】座標測定機械で測定を実行するための方
法であって、前記座標測定機械の制御軸の所定の位置を把持する手で
掴む工程と、前記制御軸を前記把持する手で操作して、前記制御軸と
相互接続されると共に前記制御軸によって支持されるプ
ローブを被加工物の周囲で動かして、前記プローブの位
置を表す測定データをコンピュータに伝送し、前記測定
データを記憶し且つ処理する工程と、離れて位置する前記コンピュータのディスプレイスクリ
ーン上に、前記測定データに基づくデータを表示する工
程と、把持する手で前記制御軸を操作する間に、前記制御軸に
位置するコンピュータインターフェース装置を手で操作
する操作工程とを備え、該操作工程が、制御データを前
記コンピュータに伝送して、前記ディスプレイスクリー
ンの上でプロンプトを動かし、前記測定データを処理す
る段階を含むことを特徴とする、座標測定機械で測定を
実行するための方法。
【請求項１７】請求項16の座標測定機械によって測定を
実行するための方法において、前記インターフェース装
置の操作工程が、トラックボールを回転させて、Ｘ軸及
びＹ軸方向の信号を前記コンピュータに伝送し、前記デ
ィスプレイスクリーン上の所定のデータに対して前記プ
ロンプトを動かす段階を含むことを特徴とする、座標測
定機械によって測定を実行するための方法。
【請求項１８】請求項17の座標測定機械によって測定を
実行するための方法において、前記操作工程が、所定の
時間に、前記コンピュータインターフェース装置に隣接
して位置するボタンを押圧し、データ入力命令を前記コ
ンピュータに伝送する段階を更に備えることを特徴とす
る、座標測定機械によって測定を実行するための方法。
【請求項１９】請求項16の座標測定機械によって測定を
実行するための方法において、前記操作工程が、データ
伝送導管によって前記座標測定機械と相互接続された、
独立したマイクロコンピュータにデータを伝送する段階
を含むことを特徴とする、座標測定機械によって測定を
実行するための方法。
【請求項２０】請求項16の座標測定機械によって測定を
実行するための方法において、前記操作工程は、前記プ
ローブが、前記被加工物に係合している間に、生ずるこ
とを特徴とする、座標測定機械によって測定を実行する
ための方法。
【請求項２１】請求項20の座標測定機械によって測定を
実行するための方法において、前記制御軸を操作する工
程が、前記被加工物に前記プローブを接触させて、位置
信号を発生させ、該位置信号を前記コンピュータに伝送
する段階を含むことを特徴とする、座標測定機械によっ
て測定を実行するための方法。
【請求項２２】請求項７のコンピュータインターフェー
ス装置において、前記制御が、実質的に横切る一対の回
転軸線の各々の周囲で回転可能なトラックボールを含
み、該トラックボールが、前記ディスプレイスクリーン
上の複数の位置の各々に対して、前記一対の横断方向の
各々における前記プロンプトの運動に対応するデータ信
号を発生することを特徴とする、コンピュータインター
フェース装置。