JP6346167B2 - 工作機械におけるアナログ測定走査方法および対応する工作機械装置 - Google Patents

Description

本発明は、アーチファクトを測定する方法に関し、特に工作機械上に取り付けられたアナログ測定ツールを使用してアーチファクトを走査する方法に関する。

工作物に対して移動させるために工作機械スピンドルに測定プローブを取り付けることにより、工作物を測定することが知られている。特に、典型的には、このプローブは、例えば特許文献１に記載されるような、プローブのスタイラスが工作物表面に接触するときにトリガ信号を生成するタッチトリガプローブであった。このトリガ信号は、工作機械の数値制御装置（ＮＣ）のいわゆる「スキップ」入力に送られる。これに応答して、対象および工作物の相対移動が、停止され、制御装置は、マシンの位置（すなわち、マシンに対するスピンドルおよびプローブの位置）を即座に読み取る。これは、マシンの移動用のサーボ制御ループに位置フィードバック情報を提供するエンコーダなどのマシンの測定デバイスから得られる。かかるシステムを使用する欠点は、測定プロセスが比較的遅く、その結果として、多数の測定点が必要とされる場合に測定時間が長くなる点である。

また、アナログ測定プローブ（走査プローブとしても一般的に知られる）が、知られている。典型的には、コンタクトアナログプローブは、工作物表面に接触するためのスタイラスと、プローブ本体に対するスタイラスの偏向を測定するプローブ内のトランスデューサとを備える。一例が、特許文献２に示されている。使用時に、アナログプローブは、工作物の表面に対して移動され、それにより、スタイラスは、この表面を走査し、プローブトランスデューサの出力の継続的な読取りが行われる。プローブ検出出力とマシン位置出力とを組み合わせることにより、座標データを取得することが可能となり、これにより、この走査全体にわたる非常に多数の点において工作物表面の位置を判明させることが可能となる。したがって、アナログプローブは、タッチトリガプローブを使用して実際に可能となるものよりも、工作物表面の形状のより詳細な測定値の取得を可能にする。

理解されるように（および図２との関連において以下でさらに詳細に説明されるように）、アナログプローブは、測定範囲が限定される。さらに、アナログプローブは、好ましい測定範囲を有する場合がある。アナログプローブは、その好ましい測定範囲外のデータを取得することが可能である場合があるが、この範囲外から取得されたデータは、例えば好ましい測定範囲内で取得されたデータよりも精度が低いことが考えられ得ることなどにより、あまり好ましいものではない可能性がある。好ましい測定範囲の境界は、プローブのタイプ、利用される較正ルーチン、およびさらには例えば測定される対象を含む、多数の異なる要素に応じて変化し得る。多くの状況においては、アナログプローブが、工作物の表面に沿って走査する際に、その好ましい測定範囲内に維持されるように確保することが好ましいこととなり得る。コンタクトアナログプローブの好ましい測定範囲は、例えば任意の所与の次元において＋／−０．８ｍｍ以下であり、例えばいくつかの状況においては任意の所与の次元において＋／−０．３ｍｍの小ささであり得る。（これらの値は、スタイラスの休止位置から測定され得る）。さらに、実際の好ましい測定範囲は、最小量の偏向が、好ましい測定範囲に到達するために必要とされ得る場合があり得るため、上記に示した数字よりもさらに小さいものとなる恐れがある。したがって、好ましい測定範囲が、休止位置から＋／−０．５ｍｍであり得る場合でも、少なくとも第１の＋／−０．０５ｍｍの偏向または例えば第１の＋／−０．１ｍｍの偏向が、好ましい測定範囲内に含まれない場合がある（これもまた、図２に関連して以下でさらに詳細に説明される）。したがって、理解されるように、プローブ／工作物位置関係のリアルタイム管理が、アナログプローブがその好ましい測定範囲外に陥る状況を回避するために、必要とされる。

これが理由となり、アナログプローブは、アナログプローブ自体が長年にわたり知られているにもかかわらず、典型的には専用座標測定機（ＣＭＭ）と共にのみ使用されてきた。ＣＭＭは、かかるプローブ偏向の管理の実施を可能にするための専用のリアルタイム制御ループを有する。特に、ＣＭＭにおいては、工作物に対して測定プローブを移動させるための予め定められた動作経路を規定するプログラムがロードされた、制御装置が用意される。制御装置は、測定プローブの移動を誘発するためにモータを作動させるために使用されるプログラムからモータ制御信号を発生させる。また、制御装置は、マシンのエンコーダからリアルタイム位置データを、またアナログプローブから偏向データ（コンタクトプローブの場合）を受信する。工作物の材料条件の変化に対応するために、専用制御ループ構成が存在する。これは、上述のモータ制御信号および偏向データが送られるフィードバックモジュールを備える。フィードバックモジュールは、論理回路を使用してオフセット制御ベクトルを継続的に更新し（偏向データに基づき）、さらにこのオフセット制御ベクトルは、プログラムから生成された上述のモータ制御信号を調節するために使用され、その後、アナログプローブが工作物を走査する際に好ましい測定範囲内にプローブ偏向を維持しようと試みるためにＣＭＭのモータへと送信される。これは、いずれも１から２ｍｓ未満の応答時間で閉ループ制御ループ内において生じる。これは、例えば特許文献３に記載されている。さらに、アナログプローブ自体からのリアルタイムデータを使用するかかるリアルタイム制御ループは、以前にＲｅｎｉｓｈａｗ（登録商標）ｐｌｃから入手可能であったＣｙｃｌｏｎｅ（商標）デジタル化マシンにおいて具現化される。このマシンにおいては、アナログプローブは、予め定められた経路、具体的には未知の対象を含む境界領域中の２Ｄラスタ経路に倣うように制御された。それが、その経路内において未知のまたは予期しないフィーチャを検出すると、動作速度は、リアルタイム制御が、フィーチャの表面を見失うことなくまたはプローブを過剰偏向させることなく未知のまたは予期しないフィーチャに対してアナログプローブを誘導するために使用され得るように、著しく低減された。さらに、その後は、未知のまたは予期しないフィーチャの存在は、プローブが、後のラスタ走査において未知のまたは予期しないフィーチャの近傍を再び走査する場合には、予測され、それにより、動作速度は、リアルタイム制御による予期しないフィーチャに対するプローブの誘導が可能になるように、低減された。

プローブ位置決めに対するかかる厳格な制御と、リアルタイムスタイラス偏向データを処理することが可能であることとにより、かかる専用ＣＭＭは、それらの予期される形状から逸脱した複雑な物品を走査することが可能となり、さらには未知の形状の物品を走査することが可能となる。

今日まで、アナログプローブは、工作機械走査用途に広く使用されてこなかった。これは、ＣＭＭにより実現されるアナログプローブのリアルタイム制御を容易化しない、多数の市販の工作機械に固有の特性による。これは、工作機械が、主に工作物を機械加工するために展開され、工作物の測定のためにそれにおいて測定プローブを使用することが、基本的に補足的なものであるからである。したがって、工作機械は、典型的にはアナログ測定プローブからのデータを使用してリアルタイム制御するようには構成されない。実際に、多くの場合には、工作機械の制御装置は、測定プローブから偏向データを直接的に受信するために組み込まれた装備を有さない。むしろ、例えば特許文献４に記載されているように、プローブは、インターフェースと通信する必要があり（例えば無線により）、このインターフェースは、プローブ偏向データを受信し、別個のシステムにこのデータを送り、この別個のシステムが、その後にマシン位置データに偏向データを組み合わせることによって、後に完全な対象測定データを形成する。

これにより、既知の対象に関する走査測定データを取得するために工作機械においてアナログプローブを使用することが困難になる。なぜならば、対象の予期される形状からの任意のばらつきが、プローブを過剰偏向させる恐れがあり、したがって測定プロセスを失敗させる恐れがあるからである（一方で、ＣＭＭにおいては、プローブの動作経路は、プローブが過剰偏向せぬように確保するのに十分な迅速さで更新され得る）。また、これにより、未知の対象に関する走査測定データを取得するために工作機械においてアナログプローブを使用することが困難になる。なぜならば、これは、プローブの動作経路が、過剰偏向を回避するのに十分な迅速さで更新されることを本質的に必要とするからである。

工作機械においてアナログ走査プローブを使用する問題点を解消するための技術が、展開されてきた。例えば、プログラム命令がドリップフィード式に工作機械の制御装置にロードされる、ドリップフィード技術が知られている。特に、各命令により、プローブは、わずかな距離（すなわちプローブの好ましい偏向範囲未満）だけ移動され、プローブの出力が、偏向度を判定するために解析され、次いで、これは、制御装置に送るべき次の命令を生成するために使用される。しかし、かかる技術は、ＣＭＭにおいてアナログ走査プローブを使用して実施され得る走査技術よりも依然としてはるかに制限される。特に、かかる方法は、非常に低速で非効率である。

特許文献５は、第１の測定作業が結果として過剰偏向または過小偏向をもたらす場合に、調節された経路にしたがって測定作業を繰り返すことを伴う、既知の対象を測定するためのプロセスを説明している。

また、この問題は、工作機械においてアナログプローブを使用する場合には、さらに悪化し得る。なぜならば、それらの構成（工作機械により提供されるより過酷な環境と、それらが工作機械のスピンドルに／から自動交換される場合などにさらされるより大きな加速および力との中において、それらを使用することを可能にし得る構成）により、それらが、しばしば、例えば任意の所与の次元において＋／−０．８ｍｍ以下（スタイラスの休止位置から測定される）であり、例えばいくつかの状況においては任意の所与の次元において＋／−０．５ｍｍ以下であり、例えばいくつかの状況においては任意の所与の次元において＋／０．３ｍｍ未満であるなど、ＣＭＭと共に使用するためのアナログプローブよりもはるかに小さな測定範囲を有するからである。したがって、これは、ＣＭＭにおいて使用されるアナログプローブに比べて誤差に対するより小さな余地を与えるものとなり得る。また、上述のように、最小偏向が、好ましい測定範囲に到達するために必要とされる場合がある。

具体的な一例として、測定範囲は、最大偏向０．７２５ｍｍおよび０．１２５ｍｍの最小偏向（スタイラスの休止位置から測定される）により規定され得る。したがって、この場合には、これは、表面が、基準値から＋／−０．３ｍｍであると共に、正確な測定が維持され得ることを意味し得る。しかし、この数字は、より小さくなる恐れがあり、例えば、表面不確実性が、＋／−０．１ｍｍであることが知られており、これは、約＋／−０．３２５ｍｍの最大プローブ偏向および＋／−０．１２５ｍｍの最小プローブ偏向に相当する。

米国特許第４，１５３，９９８号明細書（ＭｃＭｕｒｔｒｙ） 米国特許第４，０８４，３２３号明細書（ＭｃＭｕｒｔｒｙ） 国際公開第２００６／１１５９２３号パンフレット 国際公開第２００５／０６５８８４号パンフレット 国際公開第２００８／０７４９８９号パンフレット

本発明の第１の態様によれば、複数のオフセットトラバースにわたり対象の表面の走査測定データを取得する、工作機械装置上に取り付けられたアナログ測定プローブを使用して、前記表面に関する測定データセットを生成する方法が提供される。後のトラバースが、以前のトラバースからオフセットされることにより、一連のトラバースにわたって、アナログプローブの表面検出領域が、ｉ）前記対象中を側方に、および／またはｉｉ）前記対象から離れる方にもしくは前記対象に向かう方に進行し、少なくとも１つの後のトラバースに関する前記対象およびアナログプローブの相対動作経路が、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき生成および／または更新される。

したがって、以前のトラバースから取得された測定データが、後のトラバースに沿った動作経路を判定するために使用され得る。これは、走査測定データを取得する効率を向上させ得る。特に、それは、例えばコンタクトアナログプローブが過剰偏向する（例えば、測定データが（例えば確実には）取得不可能となるおよび／もしくは前記アナログプローブが破損のリスクを負う程度まで、またはその程度を超えるほどにまで）などの、後のトラバース時の望ましくない状況を前記アナログプローブおよび対象が確実に回避するように使用され得る。データが第１の、例えば好ましい測定範囲内において取得されることが好ましい実施形態においては、それは、前記アナログプローブがその好ましい測定範囲を超過する（例えば、その好ましい測定範囲を超えるデータを取得する）のを回避させるのを補助するために使用され得る。いくつかの状況においては、それは、その第１の、例えば好ましい測定範囲内に前記アナログプローブの測定を維持するのを補助するために使用され得る。

理解されるように、アナログプローブの表面検出領域は、前記アナログプローブが前記対象の前記表面を検出し、したがって前記対象に関する測定データを収集し得る、空間内の領域であり得る。理解されるように、これは、プローブごとに異なる。コンタクトプローブの場合には、これは、前記プローブの表面接触部分（例えば、スタイラスを有するアナログプローブのスタイラス先端部）を含み得る。非コンタクトプローブの場合には、それは、前記非コンタクトプローブが表面を感知および測定し得る、空間内の点、領域、または容積であり得る。

理解されるように、トラバースは、前記対象中を相対的にトラバースする表面検出領域を備え得る。これは、前記アナログプローブおよび／または対象を互いに対して移動させることにより実現され得る。例えば、これは、前記アナログプローブおよび／または対象を互いに対して並進的および／または回転的に移動させることにより実現され得る。したがって、トラバースは、表面検出領域が前記対象をトラバースするように、相対動作経路にしたがって前記アナログプローブおよび／または対象を制御することを含み得る。

理解されるように、相対動作経路を規定するプログラムにしたがって前記アナログプローブおよび対象を相対的に移動させるために前記工作機械を制御し得る、制御装置が用意され得る。前記方法は、複数のオフセットトラバースを規定する予め定められた動作経路を前記工作機械の制御装置にロードすることを含み得る。この場合に、少なくとも１つの後のトラバースに関する前記相対動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき前記後のトラバースに関する予め定められた動作経路を変更することによって生成および／または更新され得る。理解されるように、別の実施形態においては、各トラバースに関する動作経路が、「実行中に」すなわち必要に応じておよび必要時に生成されるということがあり得る。したがって、前記方法は、第１のトラバースに関する動作経路にロードすることを含み得ると共に、後のトラバースに関する動作経路は、第１のトラバースの実行中または実行後に、および例えば第１のトラバースの間に取得されたデータに基づき、生成される（および／または前記制御装置にロードされる）。

前記少なくとも１つの後のトラバースに関する動作経路を更新することは、動作経路を規定する前記制御装置にロードされたプログラムを変更することを含み得る。動作経路の更新は、新規の動作経路を規定する新規のプログラムを生成することを含み得る。動作経路の更新は、前記工作機械の制御装置に前記新規のプログラムをロードすることを含み得る。前記新規のプログラムは、前記工作機械の制御装置とは別個の処理デバイス（例えばＰＣ）において生成され得る。前記プログラムの変更は、前記制御装置に既にロードされた予め定められたプログラムを修正することを含み得る。これは、前記制御装置にロードすべき新規のプログラムを生成するよりもはるかに迅速かつ効率的であり得る。

動作経路を更新することは、任意には、前記プログラムにより参照されるデータを変更することを含み得る（前記プログラムの変更に加えてまたはその代替として）。これは、前記制御装置にロードされた前記プログラムにより参照される少なくとも１つの変数を変更することを含み得る。前記変数は、前記プログラムの一部か、または前記プログラムとは別個であるが関連付けられた変数表の一部であることが可能であり、例えば前記制御装置に格納され得る。これは、動作経路を変更する特に迅速かつ効率的な方法である。前記変数は、後々の前記プローブの一部とフィーチャの予期される表面との間の基準オフセット距離に関するものであり得る。例えば、それは、前記対象の予期される表面からの、プローブ先端部中心の基準オフセットに関するものであり得る。

前記少なくとも１つの後のトラバースは、前記対象とアナログプローブとの不利な位置関係を回避するために更新され得る。理解されるように、不利な位置関係と見なされるものは、個々の状況に応じて決定されるが、当然ながら実施前に知られ得るおよび／または定義され得る。例えば、不利な位置関係は、コンタクトプローブのスタイラスの過剰偏向（例えば、予め定められた程度を超える偏向）を引き起こす関係であり得る。別の例としては、不利な位置関係は、前記対象および非コンタクトプローブを相互に接触させる、または好ましい最小離間距離よりもさらに近い量だけ共に接近させる、関係であり得る。

したがって、前記方法は、第１のしきい値を超過するデータを前記アナログプローブに取得させる前記対象とアナログプローブとの位置関係を回避させるために、前記少なくとも１つの後のトラバースを更新することを含み得る。かかる技術は、前記アナログプローブおよび対象が不利な位置関係に到達する時点を判定するために使用され得、後の走査は、かかる状況を回避するために生成／更新され得る。

前記アナログプローブは、第１の、例えば好ましい測定範囲を有し得る。前記第１の、例えば好ましい測定範囲は、前記アナログプローブの全測定範囲未満であり得る。コンタクトプローブの場合に、前記好ましい測定範囲は、前記アナログプローブの全偏向範囲未満であり得る。したがって、前記第１の、例えば好ましい測定範囲は、前記アナログプローブの全測定範囲の下位セットであり得る。前記第１の、例えば好ましい測定範囲の厳密な境界は、プローブごとに、およびさらには任意の所与のプローブの測定作業ごとに異なり得る。それは、前記アナログプローブが、例えば所望の精度レベルを与えるためなどに、任意の所与の測定作業に関して較正された範囲であり得る。表面測定データは、任意の所与のトラバースに沿った前記アナログプローブの第１の、例えば好ましい測定範囲の内外の両方において取得されるものであり得る。

前記好ましい測定範囲は、少なくとも上限境界により、および任意には下限境界によっても（例えば、コンタクトプローブについては、好ましい最大偏向度および任意には好ましい最小偏向度）規定され得る。前記好ましい測定範囲の上限境界は、上述（不利な位置関係の回避に関連して）の前記第１のしきい値よりも小さな第２のしきい値により規定され得る。少なくとも１つの後のトラバースは、その上限境界を超過する測定値を前記アナログプローブに取得させる位置関係を回避するために、更新され得る。

表面測定データは、前記対象の前記表面上の基準測定ラインに沿って収集され得る。前記方法は、各トラバースに関して、前記アナログプローブが、前記対象の前記表面上の実質的に同一の基準測定ラインに沿って測定データを取得するように構成され得る。これは、一連のトラバースに関して、前記アナログプローブの表面検出領域が前記対象から離れるようにまたは前記対象に向かって進行するように前記方法が構成された実施形態については、好ましいものとなり得る。

任意には、前記方法は、各トラバースに関して、前記アナログプローブが、前記対象の前記表面上の異なる基準測定ラインに沿って測定データを取得するように構成され得る。これは、例えば、一連のトラバースに関して、前記アナログプローブの表面検出領域が前記対象中を側方に進行するように前記方法が構成される場合などに該当し得る。この場合には、複数の前記トラバースの前記基準測定ラインの形状は、実質的に同一であり得る。したがって、前記基準測定ラインは、それらの位置が異なる点において、異なり得る。例えば、前記トラバースの前記基準測定ラインは、相互に離間されて配置され得る。この場合には、前記トラバースの前記基準測定ラインは、相互に実質的に平行に延在するように設定され得る。

後の走査を更新／生成する基礎となる少なくとも１つの以前の走査時に取得されたデータは、前記アナログプローブからの測定データを含むことが可能である。また、それは、前記工作機械上の他のソースからのデータを含むことが可能である。例えば、それは、マシン位置データ（例えば、前記アナログプローブおよび対象の相対位置を示すデータ）を含み得る。かかるマシン位置データは、例えば前記工作機械の座標空間内における前記プローブの位置を通知する位置通知デバイス（例えば位置エンコーダ）などからのものであり得る。後の走査を更新／生成する基礎となる少なくとも１つの以前の走査時に取得されたデータは、前記アナログプローブからのデータのみを含むことが可能である。これは、前記マシンの他の部分からのデータを考慮に入れるよりも、単純かつはるかにより効率的であり得る。

前記アナログプローブは、例えば光プローブ、静電容量プローブ、またはインダクタンスプローブなどの、非コンタクトアナログプローブであることが可能である。この場合には、任意の第１の、例えば好ましい測定範囲は、前記アナログプローブの一部（例えば工作物感知部分）と工作物表面との間の距離または離間範囲となり得る。したがって、任意のかかる第１の、例えば好ましい測定範囲は、最大プローブ−対象離間および最小プローブ−対象離間に関する、上限境界または上限しきい値および下限境界または下限しきい値を含むことが可能である。前記アナログプローブは、コンタクトアナログプローブであることが可能である。例えば、前記アナログプローブは、前記対象に接触するための偏向可能スタイラスを有するコンタクトアナログプローブであることが可能である。この場合に、任意の第１の、例えば好ましい測定範囲は、第１の、例えば好ましいスタイラス偏向範囲であることが可能である。したがって、任意のかかる第１の、例えば好ましい測定範囲は、最大（および任意には最小）スタイラス偏向に関する、上限（および任意には下限）境界またはしきい値を含むことが可能である。

前記対象は、前記アナログプローブが取り付けられる前記マシンにおいて機械加工された（および／または機械加工されることとなる）対象であり得る。したがって、前記方法は、同一の工作機械が、例えば上述の測定ステップの前などに前記対象を機械加工することを含み得る。任意には、機械加工は、上述の測定ステップの後に実施され得る。かかる測定後機械加工は、測定が実施された同一の工作機械において実施され得る。かかる測定後機械加工は、上述の測定ステップ時に取得された測定データに基づき得る。前記工作機械は、金属切削機などの切削機であることが可能である。

理解されるように、トラバースの結果として、表面測定データが取得されない場合があり得る。例えば、トラバースに関して、前記表面検出領域および対象が一致しないことがあり得る。好ましくは、少なくともいくつかの表面測定データが、トラバースの間に取得される。したがって、トラバースに関して、前記表面検出領域および対象が、前記トラバースの一部のみに対して一致することがあり得る。例えば、表面検出領域が、表面上に来て、次いで前記トラバースに沿って再び表面から離脱することがあり得る。前記アナログプローブが第１の、例えば好ましい測定範囲を有する実施形態においては、任意の所与のトラバースに関して、前記アナログプローブが、前記トラバースの一部のみに沿って好ましい測定範囲内の表面測定データを取得することがあり得る。

好ましくは、さらなる表面測定データが、引き続き後のトラバースにわたり取得される。したがって、後のトラバースは、以前のトラバースの間に収集されていない前記対象の表面の部分に関する表面測定データが後のトラバースの間に取得されるように、オフセットされ得る。前記アナログプローブが好ましい測定範囲を有する実施形態においては、後のトラバースは、以前のトラバースの間に前記アナログプローブの好ましい測定範囲内において収集されていない前記アナログプローブの好ましい測定範囲内の前記対象の表面の一部に関する表面測定データが後のトラバースの間に取得されるように、オフセットされ得る。

前記アナログプローブは、シールアナログプローブであることが可能である。すなわち、前記アナログプローブは、外部汚染物質から内部センサ構成要素を保護するためにシールされ得る。例えば、前記プローブは、対象の表面を直接的または間接的のいずれかにより測定するためのセンサを収容するプローブ本体を備えることが可能であり、前記センサは、外部汚染物質からシールされる。例えば、偏向可能コンタクトプローブの場合には、前記プローブは、プローブ本体と、スタイラス部材と、ハウジングに対する前記スタイラス部材の変位を測定するためのセンサとを備えることが可能であり、前記プローブ本体と相対的に可動なスタイラス部材との間に延在する少なくとも第１の従順シール部材が、用意され、それにより、前記センサは、シールチャンバ内に収容されて、外部汚染物質からシールされる。

前記対象は、ブレードであることが可能である。例えば、前記ブレードは、タービンエンジンのブレードであることが可能である。

上述のように、前記方法は、複数のオフセットトラバースを規定する予め定められた動作経路を前記工作機械の制御装置にロードすることを含み得る。この場合には、前記方法は、以前に収集された走査測定データに基づき、走査オペレーション時に複数の予め定められた点の中の少なくとも１つにおいて前記予め定められた動作経路（およびそれにより前記少なくとも１つの後のトラバース）を更新することを含み得る。予め定められた動作経路に倣うことは、対象を測定する効率的な方法となり得て、コンタクトアナログプローブが過剰偏向するなどの望ましくない状況が回避され得るようにいくつかの点において適合化され得る。

前記予め定められた点は、予め定められた（例えば規則的な）時点および／または前記予め定められた動作経路に沿った予め定められた点に位置することが可能であり、例えば経路長に沿った予め定められた箇所に位置することが可能である。前記予め定められた点は、前記予め定められた動作経路を規定する前記制御装置にロードされたプログラムにより規定され得る。前記予め定められた点は、前記アナログプローブの第１の、例えば好ましい測定範囲を上回る距離だけ、および例えば前記アナログプローブの全測定範囲を上回る距離だけ、離間され得る。前記予め定められた点は、各トラバースの終了時であることが可能である。

前記予め定められた点のそれぞれにおいて、前記予め定められた動作経路が更新されるべきであるか否かが判定され得る。任意には、前記予め定められた動作経路が更新されるべきであるかの判定は、前記予め定められた点同士の間の走査オペレーション時に実施され得る。任意には、走査測定データは、継続的に解析されるか、または他の例では例えば前記予め定められた動作経路に沿った相対移動時の前記予め定められた点同士の間などにおいて周期的に解析され得る。また、上記は、前記予め定められた動作経路をどのように更新するかを判定する場合にも当てはまり得る。したがって、前記方法は、前記予め定められた点においてのみ前記予め定められた動作経路を更新することを含み得る。任意には、前記方法は、前記予め定められた点において、前記予め定められた動作経路が更新されるべきであるか否かを判定すること（例えば以前に収集された走査測定データに基づき）、および／または前記予め定められた動作経路をどのように更新するかを判定すること（例えば以前に収集された走査測定データに基づき）を含み得る。

前記予め定められた動作経路は、各トラバースに関して、前記プローブが前記対象の表面上で実質的に同一の基準測定ラインに沿って測定データを取得するように、設定され得る。この場合には、前記アナログプローブと対象との位置関係は、個々のトラバースごとに異なり得る。これは、個々のトラバースに関して、前記アナログプローブが、その測定範囲内の異なる点で基準測定ラインの同一部分に関するデータを取得するようなものであり得る。

前記予め定められた動作経路は、前記アナログプローブと対象との位置関係が個々のトラバースごとに異なり、それにより、前記対象に対する前記アナログプローブの第１の、例えば好ましい測定の位置が個々のトラバースごとに異なるように、設定され得る。特に、これは、前記対象に対する前記アナログプローブの第１の、例えば好ましい測定の位置（表面に対して法線方向の）が、個々のトラバースごとに異なるようなものであり得る。したがって、これは、個々のトラバースに関して、対象の各部分が前記第１の、例えば好ましい測定範囲内に含まれるようなものであり得る。

前記第１の、例えば好ましい測定範囲は、上限（および任意には下限）境界により規定され得る。前記予め定められた動作経路は、その上限境界を超過する測定値を前記アナログプローブに取得させる位置関係を回避するために、更新され得る。

前記アナログプローブの前記表面検出領域の位置は、引き続くトラバースにわたり下降するように構成され得る。この位置は、前記表面検出領域に対する基準点と、例えば表面検出領域内の点などの前記対象の前記表面との間で測定され得る。したがって、例えば、好ましくは、前記表面検出領域の中心が各トラバースに関して倣うラインは、概して、引き続くトラバースにわたり前記対象の前記表面に対して漸進的に下降し得る（例えばより接近し得る／より深く貫入し得る）。これは、例えば各トラバースの終了時などに、段階的に起こり得る。

相対動作経路は、以前のトラバースに沿って表面測定データが全く得られない場合に、後のトラバースにより前記アナログプローブがその全測定範囲を超過する表面測定データを取得せず、例えば前記アナログプローブがその好ましい測定範囲を超えるデータを取得しないように、以前のトラバースと後のトラバースとの差異が十分に小さなものになるように設定され得る。任意には、トラバースは、前記プローブの全測定範囲よりも大きくない、例えば前記全測定範囲未満である間隔にて、相互からオフセットされる。例えば、トラバースは、前記プローブの好ましい測定範囲よりも大きくない、例えば前記好ましい測定範囲未満である間隔にて、相互からオフセットされ得る。

したがって、本出願は、工作機械装置上に取り付けられたアナログプローブを使用して対象のフィーチャを測定する方法をさらに説明する。前記方法は、前記フィーチャに関する走査測定データを収集するために前記アナログプローブおよび対象が互いに対して移動し得る予め定められた動作経路を前記工作機械の制御装置にロードすることと、前記予め定められた動作経路にしたがって前記アナログプローブおよび／または対象を相対的に移動させることにより走査オペレーションを実施することとを含み、前記予め定められた動作経路は、以前に収集された走査測定データに基づき予め定められた動作経路に沿った複数の予め定められた点の中の少なくとも１つにおいて（すなわち終了時ではない）更新される。かかる予め定められた点は、時点または空間内の点（例えば位置）であり得る。

したがって、本発明は、方法を提供する。前記アナログプローブおよび工作物の相対移動が、対象を測定する効率的な方法であり得るが、例えばコンタクトアナログプローブの過剰偏向（以下においてさらに詳細に説明される）などの望ましくない状況を回避するためなどにいくつかの点にて適合化され得る、予め定められた動作経路に倣うように構成される。

前記予め定められた動作経路は、走査測定データを取得するために、前記対象の前記表面中に複数のトラバースを備え得る。少なくとも１つの後々のトラバースが、少なくとも１つの以前のトラバースの間に収集されたデータに基づき更新され得る。したがって、前記予め定められた点は、各トラバースの終了時であり得る。

本発明の別の態様によれば、工作機械装置上に取り付けられたアナログプローブを使用して対象のフィーチャを測定する方法が提供される。前記方法は、前記アナログプローブが、前記対象の前記面上の異なる基準測定ラインに倣う複数のトラバースを前記対象の前記表面中に備える走査経路に沿って走査測定データを取得するように、前記アナログプローブおよび対象を互いに対して移動させることを含み、少なくとも１つのトラバースに沿った前記アナログプローブおよび対象の相対動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づくものである。

したがって、基準測定ラインに沿った以前の走査からの測定データは、前記対象の前記表面上の後の異なる基準測定ラインに沿った動作経路を判定するために使用され得る。これは、後の基準測定ラインに沿った走査測定データの取得効率を向上させ得る。特に、それは、コンタクトアナログプローブの過剰偏向などの望ましくない状況を前記アナログプローブおよび対象が確実に回避するために使用され得る。データが第１の、例えば好ましい測定範囲内において取得されることが好ましい実施形態においては、それは、前記アナログプローブの測定値がその第１の測定範囲内において取得されるように維持するのを補助するために使用され得る。

前記トラバースの前記基準測定ラインの形状は、実質的に同一であり得る。前記基準測定ラインは、互いに対して実質的に平行に延在し得る。各トラバースに関する動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき生成され得る。

各トラバースに関する動作経路は、例えばトラバースごとになど、必要に応じておよび必要時に生成され得る。したがって、少なくとも１つのトラバースに関する動作経路が、前記アナログプローブおよび対象の相対移動が第１のトラバースに関して開始された後に、生成され得る。任意には、次のトラバースに関する動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースの完了後に、および任意には全ての以前のトラバースの完了後に生成され得る。

任意には、前記方法は、走査経路内の各トラバースに関してアナログプローブおよび対象の相対動作経路を予め規定する予め定められた動作経路を、前記工作機械の制御装置にロードすることを含み得る。この場合には、前記方法は、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき前記予め定められた動作経路を更新することを含み得る。

理解されるように、本発明の第１の態様との関連において上述した記載は、適切である場合には、本発明の第２の態様にも該当し、またその逆も可となる。

本発明の第３の態様によれば、工作機械装置により実行される場合に、上述の方法のいずれかを前記工作機械装置に実施させる命令を含むコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第４の態様によれば、工作機械装置により実行される場合に、上述の方法のいずれかを前記工作機械装置に実施させる命令を含むコンピュータ可読媒体が提供される。

以下、添付の図面を参照として、本発明の実施形態を専ら例として説明する。

工作機械用のシステム構成を示す概略図である。 アナログ測定プローブの測定範囲を示す概略図である。 アナログ測定プローブの測定範囲を示す概略図である。 アナログ測定プローブの測定範囲を示す概略図である。 本発明の一実施形態による測定作業時の制御フローを示すシステム流れ図である。 本発明の第２の実施形態による、本発明による測定作業の実行における個々の段階の概略図である。 本発明の第１の実施形態による、本発明による測定作業の実行における一段階の概略側面図である。 本発明の第１の実施形態による、本発明による測定作業の実行における一段階の概略側面図である。 本発明の第１の実施形態による、本発明による測定作業の実行における一段階の概略側面図である。 本発明の第１の実施形態による、本発明による測定作業の実行における一段階の概略側面図である。 図５（ａ）の概略的な模式図である。 対象が、本発明の方法を利用してその長さおよびその幅に沿って測定される、本発明の一実施形態の概略図である。 本発明の別の実施形態による測定作業時の制御フローを示すシステム流れ図である。

図１を参照すると、工作機械４、制御装置６、ＰＣ８、および送受信機インターフェース１０を備える、工作機械装置２が図示される。工作機械４は、台１５上に配置された工作物１６に対してアナログプローブ１４を保持するスピンドル１２を移動させるためのモータ（図示せず）を備える。スピンドル１２（およびしたがってアナログプローブ１４）の位置は、エンコーダ等を使用して既知の方法で正確に測定される。かかる測定により、機械座標系（ｘ、ｙ、ｚ）において規定されるスピンドル位置データが生成される。数値制御装置（ＮＣ）１８（これは制御装置６の一部である）が、工作機械の作業領域内においてスピンドル１２のｘ、ｙ、ｚ移動を制御し、スピンドル位置に関するデータを受信する。

理解されるように、代替的実施形態においては、ｘ次元、ｙ次元、およびｚ次元の中の任意または全てにおける相対移動は、スピンドルに対する台１５の移動により実現され得る。さらに、アナログプローブ１４および工作物１６の相対回転移動は、スピンドル１２の一部（例えばスピンドル上に取り付けられた回転／関節ヘッド）および／または台１５の一部（例えば回転台）により実現され得る。さらに、移動は、例えばｘのみおよび／またはｙのみなど、より低い次元に制約され得る。さらに、説明される実施形態は、デカルト座標系工作機械を備えるが、理解されるように、必ずしもそうである必要はなく、例えば非デカルト座標系工作機械であることが可能である。さらに、多数の他の異なるタイプの工作機械（旋盤を含む）、ならびにパラレルキネマティックマシンおよびロボットアームが、知られており、本発明と共に使用され得る。

説明される実施形態においては、アナログプローブ１４は、プローブ本体２０と、プローブ本体２０から延在する工作物接触スタイラス２２とを備え、スタイラス２２の遠位端部に工作物接触先端部２４（この場合、これは球状スタイラスボールの形態である）の形態の表面検出領域を有する、コンタクトアナログプローブである。アナログプローブ１４は、プローブ幾何学系（ａ、ｂ、ｃ）においてスタイラス２２の偏向を測定する。（しかし、理解されるように、必ずしもそうである必要はなく、例えば、アナログプローブは、１次元もしくは２次元のみにおける偏向を測定することが可能であり、またはさらには偏移方向を示さずに偏向度を示す出力を生成することも可能である）。また、プローブ１４は、送受信機インターフェース１０との間で無線通信する（例えば、電波送信機、光送信機、または他の無線送信機を経由して）送受信機（図示せず）を備える。

上述のように、アナログ測定プローブは、測定範囲が制限される。例えば、コンタクトアナログプローブに関しては、それらは、ｘ次元、ｙ次元、およびｚ次元においてそれらを偏向し得る物理的最大量を有することが可能である。これだけではなく、プローブは、最大物理的範囲のある下位範囲内において最適に機能するように構成されることもまた可能である。例えば、図２（ａ）は、図１のアナログプローブを示し、実線は、休止（例えば非偏向）位置におけるスタイラス２２の位置を表す。破線で示される最外スタイラス位置は、ｘ次元におけるスタイラスの最大物理的偏向を表す。しかし、プローブは、スタイラスが最大物理的偏向未満の量だけ偏向された場合に、最も正確になるように構成され得ることが可能である。また、プローブは、スタイラスが最小下限しきい値だけ偏向された場合に、最も正確になるようにも構成され得ることもまた可能である。例えば、アナログプローブ１４は、第１の例えば好ましい測定範囲を有することが可能であり、その上限境界および下限境界が、図２（ａ）において点線として示されるスタイラス位置によって図示される。したがって、示すように、好ましい測定範囲外である、スタイラスの休止位置に近い中間部に、デッドスペース「ｄ」（ｘ次元における）が存在する。

理解されるように、これと同じことが、ｙ次元における偏向においても当てはまる。さらに、説明される実施形態においては、ｚ軸における最大物理的偏向範囲と、プローブが最も正確な結果を提供するように設定された範囲であるｚ軸偏向の下位範囲（好ましい測定範囲）とがさらに存在する。

図２（ｂ）に示す点線２８は、ｘ次元およびｚ次元において得られるアナログプローブ１４の好ましい測定範囲の領域を概略的に示す。理解されるように、かかる範囲は、実際には３次元方向に広がり、したがって実際には中央に小さな穴が切り抜かれた押しつぶされた半球の形状にほぼなる。

また、図２（ｃ）の点線は、インダクタンスプローブなどの非コンタクトプローブに関する好ましい測定範囲を概略的に示す。内方点線および外方点線は、最適測定性能のための最小プローブ／工作物離間境界および最大プローブ／工作物離間境界を表す。理解されるように、非コンタクトプローブに関して示されるこの好ましい測定範囲は、プローブの全測定範囲または単に全測定範囲の下位セットであることが可能である。理解されるように、全測定範囲は、非コンタクトプローブの表面検出領域と呼ばれ得るものとして見なすことが可能である。

理解されるように、好ましい測定範囲のサイズは、プローブごとに異なる。コンタクトアナログプローブの場合には、それは、例えば任意の所与の次元において＋／０．８ｍｍ以下であり、例えば任意の所与の次元において＋／０．７２５ｍｍ以下であり、例えば任意の所与の次元において＋／０．５ｍｍ以下であり、例えばいくつかの状況においては任意の所与の次元において＋／０．３ｍｍ以下である（スタイラス休止位置から測定される）ことが可能である。また、当然ながら、スタイラスが、好ましい測定範囲に到達する前に偏向して越えなければならないデッドゾーンが、スタイラス位置の直ぐ周囲に存在してもよく、これは、例えば任意の所与の次元においてスタイラス休止位置から＋／−０．２ｍｍ以上である、例えば任意の所与の次元においてスタイラス休止位置から＋／−０．１ｍｍ以上である、例えば任意の所与の次元において＋／−０．１２５ｍｍ以上である（やはりスタイラス休止位置から測定される）ことが可能である。

本発明は、プローブが、対象の表面上の基準測定ラインに沿って、その好ましい測定範囲内においてデータを常に収集するように維持されなければならないという従来の観点から逸脱する。むしろ、以下において説明される実施形態から明らかなように、本発明は、プローブの好ましい測定範囲の内外の両方において、基準測定ラインに沿った測定の実現を可能にする。しかし、いくつかの望ましくない状況が回避されることが好ましいこととなり得る。例えば、コンタクトアナログプローブの場合には、プローブの過剰偏向が、特にスタイラスまたはプローブの破損リスクをもたらし得る過剰偏向が、回避されることが好ましいこととなり得る。非コンタクトアナログプローブの場合には、プローブと対象との間の接触が完全に回避されることが好ましいこととなり得る。したがって、以下において開示される技術は、かかる望ましくない状況を回避しつつも、走査測定データを迅速に取得することを可能にする。

図３は、本発明の一実施形態にしたがって組み込まれる一般的な手順１００を示す。本方法は、測定すべき部分のモデルがＰＣ８にロードされる時点であるステップ１０２にて開始する。理解されるように、このステップは、測定すべき工作物が未知である実施形態においては実施されなくてもよい。ステップ１０４において、工作物１６の走査測定データを取得するためのアナログプローブ１４の動作経路を規定するプログラムが、生成される。理解されるように、工作物１６がアナログプローブ１４と共にまたはその代わりに移動され得る（例えば可動台１５により）実施形態においては、次いで、このプログラムは、工作物１６の動作経路をさらに規定し得る。換言すれば、ステップ１０４は、アナログプローブ１４が工作物１６に関する走査測定データを収集し得るように、アナログプローブ１４と工作物１６との間の相対動作経路を計画することを含む。説明される実施形態においては、動作経路は、図４から図６との関連における以下の説明からより明らかになるように、アナログプローブおよび工作物が複数回にわたり互いに対して前後にトラバースするように設定される。ステップ１０６において、プログラムは、ＡＰＩ２６を経由してＮＣ１８にロードされる。ステップ１０８において、ＮＣ１８は、プログラムの命令を解釈し、モータ制御信号を生成する。このモータ制御信号は、プログラムにより規定されるトラバースの中の１つにしたがってアナログプローブ１４を移動させるように工作機械４のモータ（図示せず）に命じるために使用される。同時に、複数の手順を含む測定データが、記録される。特に、スピンドル位置データ（ｘ、ｙ、ｚ）（上述のように工作機械４においてエンコーダにより生成される）が、ＮＣ１８を経由してＰＣ８に送られる。さらに、プローブ偏向データ（ａ、ｂ、ｃ）（上述のようにアナログプローブにより取得される）が、プローブ送受信機インターフェース１０を経由してＰＣ８にやはり送られる。ＰＣ８は、スピンドル位置データ（ｘ、ｙ、ｚ）およびプローブ偏向データ（ａ、ｂ、ｃ）を組み合わせることにより、機械座標ジオメトリ内で表面の位置を規定する測定値セットを生成する。

次いで、ステップ１１０において、ＰＣ８は、その走査により、完了したばかりのトラバースにおいて取得されたアナログプローブ１４からのデータが、その好ましい測定範囲内に完全に含まれるか否かを判定する。アナログプローブ１４からのデータが、その好ましい測定範囲内に完全に含まれる場合には、次いで、本プロセスは、全ての関連測定データが取得されたことにより終了する。アナログプローブ１４からのデータが、その好ましい測定範囲内に完全には含まれない場合には、次いで、制御は、ステップ１１２に進み、ＰＣ８は、後々の動作経路の知識と、さらには実行されたばかりのトラバース（および／または他の以前のトラバース）において収集された測定データとに基づき、アナログプローブ１４がその好ましい最大偏向を超過する可能性があるか否かを判定する。アナログプローブ１４が、その好ましい最大偏向を超過する可能性がある場合には、次いで、ステップ１１４において、それは、ＮＣ１８のプログラムおよび／またはＮＣ１８にロードされたプログラムにより参照される変数を操作することにより、これがかかる後々のトラバースにおいて生じないように確保する。理解されるように、それは、修正される次のトラバースか、またはいくつかの他の後々のトラバースもしくはさらには複数の後々のトラバースであることが可能である。

理解されるように、既存の動作経路の更新は、完全に新規の動作経路を毎回生成するよりも迅速であり得る。特に、ステップ１１２および１１４は、ＮＣ１８が、プローブ偏向データを受信し、ステップ１１２および１１４をそれ自体で実施する場合には、非常に迅速に実施され得る。

本発明の実施形態は、図４から図６を参照としてさらに説明される。図４に示す第１の実施形態においては、既知の部分を測定する方法が示される。この部分は、その基準形状、基準寸法、および基準位置が既知である点において、既知である。説明される実施形態においては、基準形状は、実線３０により図示され、その実形状からの逸脱が、点線３２により図示される。示すように、実形状３２は、製造の不正確さにより基準形状または予期される形状から逸脱する。特に、図示するように、実形状は、その形状中に予期しないくぼみ３４およびこぶ３５を備える。予め定められた動作経路は、対象１６の表面１７上に同一の基準測定ライン１９に沿って２つのトラバースを備える（図５（ｅ）においてより容易に理解される）が、対象の表面とスタイラスボール２４の基準中心点との間の基準オフセット距離は、かかる逸脱がアナログプローブの好ましい測定範囲内においても測定され得るように確保するために、これらの２つのトラバースで異なる。動作経路に沿ったスタイラスボール２４の中心点の基準位置は、点線４０により示される。

説明される実施形態においては、第１のトラバースは、工作物１６の表面１７から最も遠方に離れたトラバースである。工作物１６の表面１７中の予期しないくぼみにより、図３にしたがって、ステップ１１０において、トラバースの長さに沿った全ての測定値が、アナログプローブの好ましい測定範囲内において取得されたわけではないと判定される。したがって、予め定められた動作経路の第２のトラバースが、実施されることになる。しかし、上述のように、予期しないくぼみ３４に加えて、予期しないこぶ３５が、工作物１６の表面１７中にさらに存在する。このこぶ３５は、第１のトラバースの間に検出／測定されているため、ステップ１１２および１１４にしたがって、予め定められた動作経路に対する修正がない場合に、こぶによりプローブが第２のトラバース上において過剰偏向するか否かが判定される。この場合に過剰偏向すると判定された場合には、予め定められた動作経路を修正することが決定される。動作経路のかかる修正の効果として、基準プローブ先端部中心点は、図４において破線４２により図示されるように、その元の基準経路から逸脱する。説明される実施形態においては、これは、元の予め定められた動作経路からシフトするスピンドル１２によりおよびしたがってプローブヘッド２０により達成される。理解されるように、これは、他の方法で達成され得る。例えば、プローブ１４が、関節ヘッド上に取り付けられる場合には、基準先端部中心点の経路のシフトもまた、プローブ１４を関節ヘッドの回転軸を中心として回転させることによって達成され得る。任意には、台１５が、可動である場合には、これは、台を移動させることによって達成され得る。

また、本発明の方法は、例えば未知の形状、寸法、および／または位置の部分などの、未知の部分を測定する場合にも価値を有する。例えば、図５（ａ）から図５（ｅ）を参照すると、未知の部分は、（図３を参照として）ステップ１０２において基準対象データをロードし（実際には未知の部分に関する基準対象データは存在しない）、ステップ１０４においてかかる基準対象データに基づく経路を生成する代わりに、複数回にわたり対象上において同一の基準測定ライン１９にわたりコンタクトアナログプローブ１４のスタイラス先端部２４を前後に移動させ、しかしスタイラス先端部の中心点と対象の表面との間の基準離間を毎回縮小させることを含む、動作経路を単に生成することによって測定され得る。例えば、図５（ａ）に示すように、破線５０で図示されるようにそれと表面との間の基準オフセットが各トラバースごとに低減される状態で、その中心点が、複数回にわたり対象の表面上において共通の基準測定ライン１９に沿って直線方向に前後に名目上移動するように、スタイラス先端部２４を移動させるように初めに設定された、予め定められた動作経路が生成される。図示するように、対象１６の形状、寸法、および／または位置が、未知であるため、基準先端部中心の経路の形状は、部分の形状と必ずしも同一ではなく、また測定作業がそれが必要とする全ての測定データを確実に取得するために、予め定められた動作経路が、実際に必要とされるよりもはるかに多数のトラバースを含むことが可能である。

図示する例においては、予め定められた動作経路の更新は、連続トラバースにおいてスタイラス２２の過剰偏向が回避されるように、各トラバースの終了時に判定および適用される（トラバースに沿ったプローブの中心点の基準位置に対する効果は、点線５２により図示される）。図５（ａ）から図５（ｅ）に示す例においては、ステップ１１０から１１４のループは、図５（ｄ）に示すように、トラバースの長さについて測定プローブの好ましい測定範囲内に測定データが位置する場合に、本方法が終了し、対象のその後の予め定められたトラバースが実施されなくなるまで、継続する。

説明される実施形態においては、各トラバース後に、予め定められた動作経路が、例えば対象の表面中のこぶまたはくぼみなどの基準形状からの予期しない逸脱などの、以前の走査から判定された表面形状１７を考慮に入れるために更新を必要とするか否かが判定される。やはり理解されるように、各トラバース後に更新される予め定められた動作経路を有するのではなく、本方法は、トラバースごとに動作経路を生成することを代わりに含むことが可能である。例えば、図７を参照すると、方法２００は、ステップ２０２において、ユーザがＰＣ８に基準対象データをロードすることと、次いでステップ２０４において少なくとも１回にわたり対象に対してトラバースするアナログプローブの動作経路を規定するプログラムを生成することとを含むことが可能である。次いで、ステップ２０６において、このプログラムはＮＣ１８にロードされ、ステップ２０８において、少なくとも１つのトラバースが実施される。ステップ２１０において、工作物の表面に関してより多量のデータが必要とされると判定された場合には、次いで、制御は、ステップ２１２へと進み、異なる基準測定ラインに沿って工作物の表面にわたり少なくとも１つのさらなるトラバースを実施するためのアナログプローブの動作経路を規定する、新規のプログラムが生成される。この新規のプログラムにより規定されるアナログプローブの動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースから得られる表面データを使用して生成され得る。この新規のプログラムは、次いでステップ２１４においてＮＣ１８にロードされ、次いでステップ２０８において実施される。このループは、対象の表面に関する十分なデータが取得されるまで、継続される。

図６は、対象の各トラバースが、対象の表面上の同一の基準測定ラインに沿って実施されるのではなく、対象の表面上の基準測定ラインが、個々のトラバースごとに異なる、本発明の代替的実施形態を示す。対象の表面に沿ったプローブ先端部中心点の基準経路は、点線６０により図示され、これにより、この経路が、工作物１６の表面１７にわたり一連のトラバースを備えることが分かる。示すように、説明される実施形態においては、各トラバースの基準測定ラインの形状は、実質的に同一であり、互いに対して平行に延在する。しかし、理解されるように、これは、必ずしもそうである必要はない。上述の実施形態と同様に、複数のトラバースの経路が、ＮＣにロードされ得ると共に、次いで後のトラバースが、以前のトラバースに基づき更新され得る。任意には、本方法は、ＮＣに第１のトラバースのみに対する命令をロードすることを含むことが可能であり、次いで、次のトラバースに対する命令は、第１のトラバースが完了すると生成され得るため、これにより、第１のトラバースからのデータが、次のトラバースの生成時に考慮に入れられ得る。

第１のトラバースに対する命令は、多数の異なる方法で生成され得る。例えば、部分が、既知の部分である場合には、測定すべき対象が予期されたようなものとなり、経路がそれに応じて生成され得るものと仮定することが可能である。任意には、これは、トラバースに沿った走査が実施される前に、基準測定ラインに沿って対象の測定の選択を行うことによって確認され得る。任意には、特にこの部分が、未知である場合には、本方法は、第１のトラバースに沿って少なくともいくつかの測定情報を取得するために調査測定作業を実施することを含み得る。例えば、調査測定作業は、図４または図５において説明されるものと同様の作業を実施することを含み得る。さらに任意には、タッチトリガタイプ測定が、第１のトラバースの実施前に第１のトラバースの長さに沿って複数の離散点にて実施され得る。別のオプションとしては、本出願の背景の章において上述したようなドリップフィード技術が、第１のトラバースを実施するために利用され得る。

したがって、第１のトラバースは、未知のトラバースとして処理され得ると共に、後のトラバースは、既知のトラバースとして処理され得る（それらが少なくとも１つの以前のトラバースから取得された測定情報に基づき生成されることにより）。しかし、本方法は、プローブの出力が、後のトラバースの間にモニタリングされることにより、例えばプローブがその好ましい測定範囲外に進むなど、予期しない測定が行われた場合に、それが、未知のトラバースの実施へと戻るように、構成され得る（例えば、図４および図５に示すものなどのドリップフィード技術またはマルチプルパス／ラスタ走査技術などを利用して）。

図示する実施形態においては、走査経路は、対象の表面にわたり前後に複数のトラバースを含む。当然ながら、これらのトラバースは、いずれも同一方向に実施され得る。さらに、走査経路は、複数のトラバースを含まなくてもよい。例えば、予め定められた間隔で更新される１つのみのトラバースが、実施され得る。さらに、いずれのトラバースの形状も、ほぼ直線状のラインを必ずしも含む必要はない。例えばトラバースの経路は、例えば左右方向動作においてなど、側方に曲折することが可能である。さらに、走査経路は、必ずしも前後方向に基準プローブ先端部中心を移動させることを含む必要はない。例えば、各トラバースが、対象の表面にわたり屈曲（例えば蛇行）方向に基準プローブ先端部中心を移動させることを含むことが可能である。したがって、上述の実施形態は、基準測定ラインが、対象の表面上の直線状ラインのみに対応する平面内に制約されるように説明されるが、これは、必ずしもそうである必要はなく、各トラバースが、対象の表面の広い範囲にわたり対応することが可能である。

上述の実施形態においては、トラバースは、高速で（例えば、工作物感知部分（例えばスタイラス先端部２４）および対象が、少なくとも１６ｍｍ／ｓにて、好ましくは少なくとも２５ｍｍ／ｓにて、より好ましくは少なくとも５０ｍｍ／ｓにて、特に好ましくは少なくとも１００ｍｍ／ｓにて、例えば少なくとも２５０ｍｍ／ｓにて、互いに対して移動する状態で）実施され得る。なぜならば、プローブ１４が、その好ましい測定範囲未満のデータを取得するか否かは重要ではなく、また、より以前のトラバースに基づく後のトラバースの更新が、プローブ１４および対象１６が不利な位置関係にならない（例えば、プローブのスタイラスが過剰偏向されるなど）という確実性をプロセスにもたらすからである。

Claims (15)

1. 複数のオフセットトラバースにわたり対象の表面の走査測定データを取得する、工作機械装置上に取り付けられたアナログ測定プローブを使用して、前記対象の前記表面に関する測定データセットを生成する方法であって、後のトラバースが、以前のトラバースからオフセットされることにより、一連のトラバースにわたって、前記アナログ測定プローブの表面検出領域が前記対象から離れる方にもしくは前記対象に向かう方に進行し、少なくとも１つの後のトラバースの相対動作経路が、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき生成および／または更新されることを特徴とする方法。
2. 前記少なくとも１つの後のトラバースに関する前記相対動作経路は、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき前記後のトラバースの予め定められた動作経路を変更することにより、生成および／または更新されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つの後のトラバースが、前記対象と前記アナログ測定プローブとの不利な位置関係を回避するために更新されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 少なくとも１つの後のトラバースが、第１のしきい値を超過するデータを前記アナログ測定プローブに取得させる前記対象と前記アナログ測定プローブとの位置関係を回避するために更新され、それにより、前記不利な位置関係を回避させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記アナログ測定プローブは、好ましい測定範囲を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記好ましい測定範囲は、少なくとも上限境界により規定され、少なくとも１つの後のトラバースが、その上限境界を超過する測定値を前記アナログ測定プローブに取得させる位置関係を回避するために、更新されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 各トラバースに関して、前記アナログ測定プローブは、前記対象の前記表面上の実質的に同一の基準測定ラインに沿って測定データを取得することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 各トラバースに関して、前記アナログ測定プローブは、前記対象の前記表面上の異なる基準測定ラインに沿って測定データを取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記トラバースの前記基準測定ラインの形状が、実質的に同一であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記基準測定ラインは、相互に実質的に平行に延在することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記アナログ測定プローブは、コンタクトアナログプローブであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 工作機械装置上に取り付けられたアナログ測定プローブを使用して対象のフィーチャを測定する方法であって、
    前記フィーチャに関する走査測定データを収集するために前記アナログ測定プローブおよび前記対象が互いに対して移動し得る予め定められた動作経路を工作機械の制御装置にロードするステップであって、前記予め定められた動作経路は、前記アナログ測定プローブが各トラバースに沿った走査測定データを取得するための複数のトラバースを含む、ステップと、
    前記予め定められた動作経路にしたがって前記アナログ測定プローブおよび／または前記対象を相対的に移動させることにより走査オペレーションを実施するステップとを含み、
    前記予め定められた動作経路は、以前に収集された走査測定データに基づき前記トラバースの終了時において更新されることを特徴とする方法。
13. 工作機械装置により実行される場合に、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を前記工作機械装置に実施させる命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
14. 工作機械装置により実行される場合に、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を前記工作機械装置に実施させる命令を含むことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
15. 工作機械と、前記工作機械上に取り付けられたアナログ測定プローブとを備える、工作機械装置であって、前記工作機械装置は、前記アナログ測定プローブを移動させることにより、複数のオフセットトラバースにわたる対象の表面の走査測定データを取得することによるアナログ測定を利用して、前記対象の前記表面に関する測定データセットを生成するように構成され、後のトラバースが、以前のトラバースからオフセットされることにより、一連のトラバースにわたって、前記アナログ測定プローブの表面検出領域が前記対象から離れる方にもしくは前記対象に向かう方に進行し、少なくとも１つの後のトラバースの相対動作経路が、少なくとも１つの以前のトラバースの間に取得されたデータに基づき生成および／または更新されることを特徴とする工作機械装置。

Images