JP7486708B2 - 設計公差の修正方法及び測定システム - Google Patents

Description

本発明は、形状測定機により測定されるワークの測定項目の設計公差を修正する設計公差の修正方法及び測定システムに関する。

例えば、シリンダブロック及びシリンダヘッドの各種の部品（製品）は、製造メーカによって形状及び寸法等が厳密に管理されている。この部品の各部の形状及び寸法等には、日本工業規格（JIS：Japanese Industrial Standards）で定められた公差等級、或いは製造メーカの社内規定等で規定された公差等級等に従って、設計公差（寸法公差）がそれぞれ規定されている。このため、製造メーカでは、例えば三次元座標測定機を用いて、部品であるワークの１又は複数の測定項目の測定（形状測定及び寸法測定等）を行い、測定項目ごとの測定データがそれぞれ設計公差の範囲内であるか否かを検査している。

このような三次元座標測定機では、ワークに関する測定項目（測定箇所等）が規定された測定プログラムに従って、プローブの位置及び姿勢を変位させながらワークにプローブを接触させることにより、測定項目ごとの測定を行っている（特許文献１参照）。

特開２０１５－２２２１９６号公報

しかし、製造メーカ等で部品（ワーク）の生産が始まると、想定した設計公差に収まる部品の加工を行うことができずに設計公差を広げる必要が生じたり、想定した設計公差では部品の品質が確保できないことが判って設計公差を狭めたりする必要が生じる。この場合には、過去の部品の測定項目ごとの測定データの蓄積結果に基づき、測定プログラムに規定されている部品の測定項目ごとの設計公差を補正する必要が生じる。

この場合、ユーザが部品（ワーク）の測定項目ごとの測定データの蓄積結果から設計公差の補正量を判断する必要があるため、この判断に時間が掛かってしまう。その結果、設計公差の補正を簡単に行うことができないという問題が生じる。

さらに、上述の測定プログラムには、ワークの測定項目の他に、測定項目ごとに定められた設計公差等が規定されている場合がある。これにより、三次元座標測定機を用いて、ワークの測定項目ごとの測定を行う際に、測定項目ごとに得られた測定データがそれぞれ設計公差の範囲内であるか否かを測定画像上に表示したり、或いは測定データが設計公差の範囲外である場合にアラームを測定画像上に表示したりすることができる。

しかしながら、この場合、設計公差の補正に応じて測定プログラムの修正も必要となるが、この測定プログラムの修正には専門的なスキルが必要であり、誰でも簡単に修正を行うことができない。また、測定プログラムの修正を行う場合に、その修正箇所を探すのに時間が掛かったり、その修正後の動作確認に時間が掛かったり、或いはミスが生じたりするおそれがある。その結果、測定プログラムのメンテナンスコストが上昇するという問題が生じる。従って、設計公差の補正を簡単に行うことができないという問題が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの測定項目の設計公差の修正を簡単に行うことができる設計公差の修正方法及び測定システム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設計公差の補正方法は、形状測定機により測定されるワークの１又は複数の測定項目の設計公差を補正する設計公差の補正方法において、形状測定機によるワークの測定項目の測定で得られた測定データの平均値及びバラツキを解析する解析ステップと、補正後の設計公差の公差幅を定める指標となる指標値を設定する設定ステップと、解析ステップでの解析結果と、設定ステップで設定された指標値とに基づき、設計公差の上限値である上限公差と、設計公差の下限値である下限公差とをそれぞれ補正する公差補正ステップと、を有する。

この設計公差の補正方法によれば、設計公差（上限公差及び下限公差）の補正を自動的に行うことができる。

本発明の他の態様に係る設計公差の補正方法は、設定ステップでは、指標値として解析ステップで解析されたバラツキに対する倍率を設定し、公差補正ステップでは、バラツキをＱとし、平均値をＡとし、倍率をαとし、補正後の上限公差をＵＣとし、補正後の下限公差をＬＣとした場合、補正後の上限公差を数式ＵＣ＝Ａ＋（Ｑ×α）／２で求め、且つ補正後の下限公差を数式ＬＣ＝Ａ－（Ｑ×α）／２で求める。これにより、設計公差の補正を自動的に行うことができる。

本発明の他の態様に係る設計公差の補正方法は、解析ステップでは、バラツキとして、測定データの最大値と最小値との差であるピークツウピーク値、又は測定データの標準偏差を求める。

本発明の他の態様に係る設計公差の補正方法は、形状測定機によるワークの測定項目の測定で得られた測定データを、蓄積部に蓄積させる蓄積ステップを有し、解析ステップでは、蓄積部に蓄積されている測定データの平均値及びバラツキを解析する。これにより、過去の測定結果の蓄積結果に基づき、設計公差の補正を行うことができる。

本発明の他の態様に係る設計公差の補正方法は、蓄積部に蓄積された測定データと、上限公差及び下限公差とに基づき、表示部に管理図を表示させる表示ステップを有する。これにより、補正後の設計公差（上限公差及び下限公差）をユーザに認識させることができる。

本発明の目的を達成するための設計公差の補正装置は、形状測定機により測定されるワークの１又は複数の測定項目の設計公差を補正する設計公差の補正装置において、形状測定機によるワークの測定項目の測定で得られた測定データの平均値及びバラツキを解析する解析部と、補正後の設計公差の公差幅を定める指標となる指標値を設定する設定部と、解析部による解析結果と、設定部により設定された指標値とに基づき、設計公差の上限値である上限公差と、設計公差の下限値である下限公差とをそれぞれ補正する公差補正部と、を備える。

本発明は、ワークの測定項目の設計公差の補正を簡単に行うことができる。

ワークの１又は複数の測定項目に関する測定を行う測定システムの概略図である。 制御装置及び管理装置の構成を示すブロック図である。 管理装置本体の構成を示すブロック図である。 測定データ蓄積部の概略図である。 管理図生成部により測定項目ごとに生成される管理図の一例を示した説明図である。 公差補正部による補正上限公差及び補正下限公差の演算の具体例を説明するための説明図である。 測定システムによるワークの測定処理の流れを示すフローチャートである。

［測定システムの全体構成］
図１は、ワーク９の１又は複数の測定項目に関する測定（形状測定及び寸法測定等）を行う測定システム１０の概略図である。図１に示すように、測定システム１０は、複数の三次元座標測定機１２と、複数の制御装置１４と、管理装置１６と、を備える。

複数の三次元座標測定機１２は、同じ構成であるので、ここでは１つの三次元座標測定機１２を例に挙げて説明を行う。また、本実施形態では、各三次元座標測定機１２による測定対象のワーク９の種類は同じであるとする。

三次元座標測定機１２は、本発明の形状測定機に相当するものであり、テーブル１８と、キャリッジ２０と、プローブヘッド２２と、プローブ２４とを備える。各三次元座標測定機１２は、不図示の駆動機構によりキャリッジ２０及びプローブヘッド２２を駆動して、プローブ２４の位置及び姿勢を変位させながらプローブ２４をワーク９に接触させることにより、ワーク９の測定箇所における座標値（互いに直交する３軸方向の座標値）を取得する。なお、三次元座標測定機１２の詳細な構成について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。

複数の制御装置１４は、三次元座標測定機１２ごとにそれぞれ設けられている。なお、複数の制御装置１４は、同じ構成であるので、ここでは１つの制御装置１４を例に挙げて説明を行う。制御装置１４は、例えばパーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含む各種の演算部及びメモリ等から構成された演算回路と、各種の機能回路とを備える。この制御装置１４は、対応する三次元座標測定機１２に有線接続（無線接続でも可）されている。

制御装置１４は、三次元座標測定機１２によるワーク９の測定項目ごとの測定の制御と、ワーク９の測定項目ごとの測定データ２６の演算と、を実行する。また、制御装置１４は、管理装置１６に有線接続（無線接続でも可）されている。ここでワーク９の測定項目とは、少なくともワーク９内での測定箇所（測定位置）と、測定内容（形状及び寸法等）とを定めたものである。

管理装置１６は、例えばパーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、各制御装置１４に接続されている。この管理装置１６は、各三次元座標測定機１２により測定された測定項目ごとの測定データ２６を管理（蓄積）する。また、管理装置１６は、詳しくは後述するが、ワーク９の各測定項目の設計公差の補正を行う。

［制御装置の構成］
図２は、各制御装置１４及び管理装置１６の構成を示すブロック図である。図２に示すように、各制御装置１４には、三次元座標測定機１２の他に操作部３０及び表示部３１が接続されている。そして、制御装置１４ごとに、操作部３０への入力操作に応じて三次元座標測定機１２によるワーク９の測定等を制御する。

各制御装置１４は、コントローラ３２と、記憶部３４と、データ処理装置３６と、情報出力回路３７と、インタフェース３８と、修正回路４０と、を備える。なお、各制御装置１４のコントローラ３２から修正回路４０までの各部は基本的に同じ構成であるので、ここでは、１つの制御装置１４の各部について説明を行う。

コントローラ３２は、不図示の駆動機構によりキャリッジ２０及びプローブヘッド２２を駆動して、プローブ２４の位置及び姿勢を変位させながらワーク９にプローブ２４を接触させることで、三次元座標測定機１２に測定項目ごとの測定を実行させる。この際に、コントローラ３２は、記憶部３４から読み出した測定プログラム２８に基づいてキャリッジ２０及びプローブヘッド２２を駆動することにより、三次元座標測定機１２にワーク９の自動測定を実行させる。これにより、三次元座標測定機１２によって、測定項目ごとの測定が自動で実行される。なお、コントローラ３２は、操作部３０に対する手動操作入力に応じてキャリッジ２０及びプローブヘッド２２を駆動する手動測定も実行可能である。

コントローラ３２は、自動測定時には、記憶部３４内に記憶されている測定プログラム２８を実行することで、この測定プログラム２８に複数規定されている測定項目に基づいて、三次元座標測定機１２に測定項目ごとの測定を実行させる。

測定プログラム２８には、ワーク９の種類に応じて複数の測定項目が規定、すなわち測定項目ごとの測定箇所、各測定箇所の測定順番、及び測定箇所ごとのプローブ２４の姿勢等が規定されている。また、測定プログラム２８には、測定項目（測定箇所）ごとに予め定められた設計公差が規定されている。なお、この測定プログラム２８は、後述の修正回路４０による修正（設計公差の補正）を前提とした記述がなされており、例えば設計公差を変更な記述部分を有している。

データ処理装置３６は、三次元座標測定機１２によって測定項目ごとの測定が実行された場合、コントローラ３２を介して、この三次元座標測定機１２からプローブ２４の接触ポイントの座標値を逐次取得して解析することにより、測定項目ごとの測定結果である測定データ２６を演算する。そして、データ処理装置３６は、測定項目ごとの測定データ２６を記憶部３４に記憶させると共に、インタフェース３８に出力する。

また、データ処理装置３６は、測定プログラム２８に規定されている測定項目ごとの設計公差に基づき、測定項目ごとの設計公差を表示部３１に表示させたり、或いは測定項目ごとの測定データ２６の中で設計公差の範囲外となるものが生じた場合にその旨を示すアラームを表示部３１に表示させたりする。なお、アラームについては、不図示のスピーカ等を用いた音声表示（音声出力）を行ってもよい。

情報出力回路３７は、三次元座標測定機１２によるワーク９の測定開始前に、記憶部３４内の測定プログラム２８からその名称、測定項目、及び設計公差に関する情報を抽出し、抽出した情報を、測定プログラム情報２９としてインタフェース３８へ出力する。

なお、情報出力回路３７による測定プログラム情報２９の出力のタイミングは特に限定はされないが、本実施形態では、後述の管理装置１６の公差補正部６３による補正のタイミングに合わせて、情報出力回路３７による測定プログラム情報２９の出力を行っている。

インタフェース３８は、後述の管理装置１６にＬＡＮ（Local Area Network）等で有線接続（無線接続でも可）されており、この管理装置１６との間で各種情報及びデータの遣り取りを行う。

具体的に、インタフェース３８は、データ処理装置３６から入力された測定項目ごとの測定データ２６と、情報出力回路３７から入力された測定プログラム情報２９と、を管理装置１６へ出力する。また、各インタフェース３８は、管理装置１６から入力された公差情報６７（図３参照）を修正回路４０へ出力する。なお、公差情報６７は、詳しくは後述するが、測定項目ごとの新たな設計公差を示す。

修正回路４０は、インタフェース３８を介して管理装置１６から入力される公差情報６７に基づき、記憶部３４内の測定プログラム２８にアクセスして、測定プログラム２８の修正、すなわち測定プログラム２８で規定されている測定項目ごとの設計公差の修正を行う。なお、既述の通り、測定プログラム２８は修正回路４０による修正を前提とした記述であるため、修正回路４０は、測定プログラム２８内の対応する記述部分を修正することで、設計公差の修正を簡単に行うことができる。

［管理装置の構成］
管理装置１６は、本発明の設計公差の補正装置に相当するものであり、各制御装置１４から入力される測定項目ごとの測定データ２６の蓄積と、各制御装置１４に対する後述の公差情報６７の出力と、を行う。この管理装置１６は、管理装置本体４２と、操作部４４と、表示部４６と、を備える。操作部４４は、例えばキーボード及びマウス等であり、管理装置本体４２に対する操作指示の入力に用いられる。表示部４６は、管理装置本体４２の制御の下、後述の管理図７２（図３参照）等を含む各種表示を行う。

図３は、管理装置本体４２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、管理装置本体４２は、インタフェース５０と、管理制御部５２と、記憶部５４と、を備える。

インタフェース５０は、各制御装置１４のインタフェース３８と間で、既述の各種情報及びデータ（測定データ２６、測定プログラム情報２９、及び公差情報６７等）の遣り取りを行う。

管理制御部５２は、例えば演算部（ＣＰＵ又はＦＰＧＡ等）とメモリとを含む各種演算回路などにより構成されている。この管理制御部５２は、記憶部５４に記憶されている管理プログラム５６に基づき、各制御装置１４から入力される測定データ２６の記憶（蓄積）制御と、測定項目ごとの設計公差の補正と、各制御装置１４に対する公差情報６７の出力制御と、を含む各種制御を行う。そして、管理制御部５２は、管理プログラム５６を実行することにより、記憶制御部５８、管理図生成部６０、公差補正部６３、及び表示制御部６６として機能する。

記憶制御部５８は、各制御装置１４からインタフェース５０に対して測定項目ごとの測定データ２６が入力されるごとに、インタフェース５０から各測定データ２６を取得して記憶部５４内の測定データ蓄積部７０に記憶（蓄積）させる。

図４は、測定データ蓄積部７０の概略図である。図４及び既述の図３に示すように、記憶制御部５８は、インタフェース５０から取得した各測定データ２６を、ワーク９の種類及び測定項目の種類の双方を識別可能な状態で測定データ蓄積部７０に記憶させる。これにより、各三次元座標測定機１２が測定項目ごとの測定を実行するごとに、各制御装置１４からの測定項目ごとの測定データ２６の出力と、インタフェース５０による各測定データ２６の取得と、記憶制御部５８による各測定データ２６の測定データ蓄積部７０への記憶と、が繰り返し実行される。その結果、測定データ蓄積部７０内に測定項目ごとの測定データ２６が蓄積される。

なお、測定データ蓄積部７０への各測定データ２６の記憶方式（蓄積方式）は、図４に示した例に限定されるものではなく、少なくともワーク９の種類及び測定項目の種類の双方を識別可能であれば任意に変更してもよい。

図５は、管理図生成部６０により測定項目ごとに生成される管理図７２の一例を示した説明図である。図５及び既述の図３に示すように、管理図生成部６０は、測定データ蓄積部７０内の測定データ２６に基づき、測定項目ごとに、時系列（期間）でプロットされた測定データ２６を含む管理図７２を生成する。なお、管理図７２の横軸は、各測定項目の測定データ２６の時間的な変化を示すものであれば特に限定されず、例えばワーク９の「製造ロット番号」などに変更してもよい。

図中の符号「Ｃ」は、測定項目ごとの測定データ２６の平均値に相当する中心線であり、図中の符号「ＵＣ」は、測定項目ごとに定められた設計公差の上限値である上限公差（上方規格限界）を示し、図中の符号「ＬＣ」は、測定項目ごとに定められた設計公差の下限値である下限公差（下方規格限界）を示す。さらに図中の符号「Ｗ０」は、測定項目ごとの上限公差ＵＣと下限公差ＬＣとの幅である設計公差の公差幅を示す。

測定項目ごとの上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの初期値は、記述の測定プログラム情報２９に含まれている測定項目ごとの設計公差により定められている。なお、日本工業規格（JIS）で定められた公差等級、或いは製造メーカの社内規定等で規定された公差等級等に従って、測定項目ごとの上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの初期値を設定してもよい。そして、本実施形態では、後述の公差補正部６３によって、上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの補正を行う。

図中の符号「ＵＰ」は、測定項目ごとの測定データ２６の上方管理限界を示し、図中の符号「ＬＰ」は、測定項目ごとの測定データ２６の下方管理限界を示す。そして、図中の符号「Ｗ１」、すなわち上方管理限界ＵＰと下方管理限界ＬＰとの幅は、測定項目ごとに定められた管理限界を示す。従って、測定項目ごとの測定データ２６のバラツキがそれぞれ管理限界内に収まるか否かに基づき、各測定項目に対応するワーク９の寸法及び形状等が管理状態にあるか否かを判別することができる。なお、測定項目ごとの管理限界Ｗ１（上方管理限界ＵＰ及び下方管理限界ＬＰ）は、例えば、測定項目ごとに、中心線Ｃを基準とする±ｎσ（ｎは任意の自然数）の範囲に定められる。

管理図生成部６０は、測定項目ごとの管理図７２を記憶部５４に記憶させる。そして、管理図生成部６０は、測定データ蓄積部７０に新たな測定データ２６が記憶（蓄積）されるごとに、この新たな測定データ２６の測定項目に対応する記憶部５４内の管理図７２を更新する。

公差補正部６３は、本発明の解析部及び補正部に相当するものである。この公差補正部６３は、インタフェース５０等を介して各制御装置１４から入力された測定プログラム情報２９に基づき、測定項目の種類を判別する。そして、公差補正部６３は、以下の第１条件から第３条件に基づき、測定項目ごとの設計公差の補正、すなわち上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの補正を行う。以下、補正後の上限公差ＵＣを「補正上限公差ＵＣ」と略し、且つ補正後の下限公差ＬＣを「補正下限公差ＬＣ」と略す。

なお、公差補正部６３による補正は、例えば各三次元座標測定機１２によるワーク９の測定開始前に実行される。なお、この補正のタイミングは、特に限定はされず、例えば三次元座標測定機１２による測定対象のワーク９の種類或いは製造ロットが変わる場合であったり、各三次元座標測定機１２の起動時であったりしてもよい。また、測定対象のワーク９の種類が変わらない場合、公差補正部６３による補正を、定期的（例えば１日１回）に行ってもよい。

第１条件は、測定項目ごとの測定データ２６の平均値及びバラツキである。例えば、ワーク９の任意の項目の測定データ２６のバラツキ（バラツキ幅）に対して、この測定項目の設計公差（公差幅Ｗ０）が狭く設定されている場合、設計公差に収まるようなワーク９の製造又は加工を行うことができない。この場合、設計公差（公差幅Ｗ０）を広げるような上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの補正を行う必要がある。このため、公差補正部６３は、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを演算する前に、測定項目ごとの測定データ２６の平均値及びバラツキを解析する。

第２条件は、操作部４４（本発明の設定部に相当）への入力操作によって測定項目ごとに設定された倍率であって、且つ補正後の設計公差の公差幅Ｗ０を定める指標となる倍率（本発明の指標値に相当）である。例えば測定項目ごとの倍率がそれぞれ１０倍に設定されると、測定項目ごとに測定データ２６のバラツキの１０倍の公差幅Ｗ０が確保される。この倍率を調整することで、例えば、現在の測定項目ごとの設計公差の公差幅Ｗ０ではワーク９の品質が確保されない場合、測定項目ごとの設計公差の公差幅Ｗ０を狭めることができる。このため、公差補正部６３は、操作部４４を介して測定項目ごとに設定された倍率に基づき、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算を行う。

第３条件は、公差補正部６３により演算される測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの双方の小数点以下の丸め桁数である。この第３条件についても、操作部４４への入力操作によって測定項目ごとに設定される。なお、第３条件については適宜省略してもよい。

公差補正部６３は、測定データ蓄積部７０内の測定データ２６を解析して、測定項目ごとの測定データ２６の平均値を求めると共に、測定項目ごとの測定データ２６のバラツキとして、測定データ２６の最大値と最小値との差であるピークツウピーク（Peak-to-peak）値［以下、ＰＰ値と略す］、或いは標準偏差を求める。そして、公差補正部６３は、測定項目ごとの平均値及びバラツキ（ＰＰ値又は標準偏差）と、操作部４４により設定された測定項目ごとの倍率とに基づき、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを演算する。

具体的に、測定項目ごとの測定データ２６の平均値をＡと、測定項目ごとの測定データ２６のバラツキＱとし、ＰＰ値をＷとし、標準偏差をσとし、倍率をαとした場合、公差補正部６３は、以下の［数１］式を用いて補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを演算する。

図６は、公差補正部６３による補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算の具体例を説明するための説明図である。なお、図６において、「補正方法１」では測定項目ごとのバラツキとしてＰＰ値（Ｗ）を用い、「補正方法２」では測定項目ごとのバラツキとして標準偏差（σ）を用いている。また、補正前の上限公差ＵＣを＋０．１とし、補正前の下限公差ＬＣを－０．１とする。

図６及び記述の図３に示すように、公差補正部６３は、補正方法１において、例えば測定データ２６のＰＰ値をＷ＝０．０２８とし、測定データ２６の平均値をＡ＝０．０１とし、倍率をα＝１０とした場合、上記［数１］式に基づき、補正上限公差ＵＣとして「＋０．１５」を求め、且つ補正下限公差ＬＣとして「－０．１３」を求める。

また、公差補正部６３は、補正方法２において、例えば測定データ２６の標準偏差をσ＝０．０１５とし、測定データ２６の平均値をＡ＝０．０１とし、倍率をα＝３（３σ）とした場合、上記［数１］式に基づき、補正上限公差ＵＣとして「＋０．０３２５」を求め、且つ補正下限公差ＬＣとして「－０．０１２５」を求める。

次いで、公差補正部６３は、上記［数１］式を用いて演算した測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを、上記の第３条件で設定した小数点以下の丸め桁数で四捨五入する。これにより、公差補正部６３による測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）の補正、すなわち、補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算が完了する。そして、公差補正部６３は、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算結果を、公差情報６７として、表示制御部６６へ出力する。また、公差補正部６３は、公差情報６７を、インタフェース５０を介して各制御装置１４へ出力する。

各制御装置１４の修正回路４０は、公差補正部６３から入力される公差情報６７に基づき、記憶部３４内の測定プログラム２８に対して、測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）を修正する修正処理を行う。

図３に戻って、表示制御部６６は、測定データ蓄積部７０に蓄積された測定項目ごとの測定データ２６を適宜統計処理した検査成績表の表示画面と、既述の第２条件及び第３条件の入力画面と、測定項目ごとの管理図７２の表示画面と、を含む各種画面を表示部４６に表示させる。

また、表示制御部６６は、測定項目ごとの管理図７２（図５参照）を表示部４６に表示させる場合、既述の公差補正部６３から入力される公差情報６７に基づき、管理図７２内に補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを表示させる。

［測定システム（管理装置）の作用］
図７は、上記構成の測定システム１０によるワーク９の測定処理の流れを示すフローチャートである（本発明の設計公差の補正方法に相当）。図７に示すように、最初に各三次元座標測定機１２、各制御装置１４、及び管理装置１６が起動される（ステップＳ１Ａ，Ｓ１Ｂ）。

次いで、管理装置１６の管理者等が、管理装置１６の操作部４４に対して、第２条件（測定項目ごとの倍率）及び第３条件（測定項目ごとの丸め桁数）の入力操作を行う。これにより、管理装置１６の管理制御部５２の公差補正部６３に対して第２条件及び第３条件が設定される（ステップＳ２Ａ、本発明の設定ステップに相当）。

一方、各三次元座標測定機１２及び各制御装置１４の起動後、各制御装置１４の情報出力回路３７が記憶部３４内の測定プログラム２８から測定プログラム情報２９を抽出してインタフェース３８へ出力する（ステップＳ２Ｂ）。これにより、各制御装置１４から出力された測定プログラム情報２９が、インタフェース５０等を介して、管理装置１６の公差補正部６３に入力される（ステップＳ３Ａ）。

測定プログラム情報２９の入力を受けた公差補正部６３は、この測定プログラム情報２９に基づき、各三次元座標測定機１２で測定対象となるワーク９の測定項目の種類を判別する（ステップＳ４Ａ）。

次いで、公差補正部６３は、判別した測定項目ごとに、測定データ蓄積部７０に蓄積されたワーク９の測定データ２６を参照して平均値及びバラツキ（ＰＰ値又は標準偏差）を解析する（ステップＳ５Ａ、本発明の解析ステップに相当）。これにより、既述の第１条件も定められる。

そして、公差補正部６３は、測定項目ごとの平均値及びバラツキ（ＰＰ値又は標準偏差）の解析結果と、操作部４４により設定された測定項目ごとの倍率とに基づき、上記［数１］式を用いて、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを演算する。この演算後、公差補正部６３は、各補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算結果を、上記の第３条件で設定した小数点以下の丸め桁数で四捨五入する。これにより、公差補正部６３による測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）の補正、すなわち、補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算が完了する（ステップＳ６Ａ、本発明の公差補正ステップに相当）。

公差補正部６３は、測定項目ごとの補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣの演算が完了すると、この演算結果である公差情報６７を表示制御部６６へ出力する。また、公差補正部６３は、公差情報６７をインタフェース５０へ出力する（ステップＳ７Ａ）。これにより、公差情報６７が、インタフェース５０を介して各制御装置１４の修正回路４０に向けて出力される。

各制御装置１４の修正回路４０は、管理装置１６から入力された公差情報６７に基づき、記憶部３４内の測定プログラム２８に対して、測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）を修正する修正処理を行う（ステップＳ３Ｂ，Ｓ４Ｂ）。

次いで、各制御装置１４のコントローラ３２が記憶部３４から測定プログラム２８を読み出して実行する（ステップＳ５Ｂ）。これにより、制御装置１４ごとに、コントローラ３２が測定プログラム２８で定められた複数の測定項目に関するワーク９の測定を三次元座標測定機１２に実行させる（ステップＳ６Ｂ）。

また、各三次元座標測定機１２によるワーク９の測定が開始されると、各制御装置１４のデータ処理装置３６が測定項目ごとの測定データ２６を演算し、演算した測定データ２６を管理装置１６に対して出力する（ステップＳ７Ｂ）。

この際に、データ処理装置３６は、測定プログラム２８に規定されている測定項目ごとの設計公差（補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣ）を表示部３１に表示させたり、或いは測定データ２６の中で設計公差の範囲外となるものが生じた場合にその旨を示すアラームを表示部３１に表示させたりする。

各制御装置１４から出力された各測定データ２６は、管理装置１６のインタフェース５０に入力される。そして、記憶制御部５８が各測定データ２６を、既述の図４に示したように、ワーク９の種類及び測定項目の種類の双方を識別可能な状態で測定データ蓄積部７０に記憶（蓄積）させる（ステップＳ８Ａ、本発明の蓄積ステップに相当）。

次いで、管理図生成部６０が、測定データ蓄積部７０に新たな測定データ２６が記憶されるのに応じて、この新たな測定データ２６に対応する記憶部５４内の管理図７２を更新する（ステップＳ９Ａ）。そして、操作部４４にてワーク９の任意の測定項目に関する管理図７２の表示操作が実行されると、表示制御部６６が記憶部５４内から表示操作に対応する管理図７２を読み出して表示部４６に表示させる（ステップＳ１０Ａ、本発明の表示ステップに相当）。

この際に、表示制御部６６は、既述の公差補正部６３から入力される公差情報６７に基づき、管理図７２内に補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣを表示させる。これにより、表示部４６において補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣが識別可能に表示される。

以下、各ステップの処理が繰り返し実行されることで、測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）が最適化される。

［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態では、測定項目ごとの測定データ２６のバラツキと、測定項目ごとに設定された倍率とに基づき、測定項目ごとの設計公差（上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣ）の補正を自動的に行うことができる。その結果、設計公差の補正を簡単に行うことができる。

また、本実施形態では、設計公差に伴う測定プログラム２８の修正も自動的に行うことができるので、測定プログラム２８の修正に習熟したスキルが必要なくなり、測定プログラム２８の修正に要する時間及び修正後の動作確認に要する時間が掛からなくなり、さらに測定プログラム２８の修正にミスが発生することが防止されるので、測定プログラム２８のメンテナンスコストが抑えられる。その結果、設計公差の補正を簡単に行うことができる。

［その他］
上記実施形態では、表示部４６に管理図７２を表示させることにより、公差補正部６３により演算された公差情報６７（補正上限公差ＵＣ及び補正下限公差ＬＣ）を識別可能に表示部４６に表示させているが、この公差情報６７を識別可能に表示部４６に表示させる方法は特に限定はされず、任意の方法を用いてもよい。

上記実施形態の測定システム１０では、複数組の三次元座標測定機１２及び制御装置１４が設けられているが、三次元座標測定機１２及び制御装置１４は一組であってもよい。すなわち、本発明の測定システム１０は、一組の三次元座標測定機１２及び制御装置１４により構成されるスタンドアロンシステムであってもよい。この場合、制御装置１４に既述の管理プログラム５６がインストールされており、制御装置１４が上記実施形態の管理装置１６としても機能する。すなわち、１つの装置で上限公差ＵＣ及び下限公差ＬＣの補正と測定プログラム２８の修正とを行ってもよい。

上記実施形態では、三次元座標測定機１２及び制御装置１４が別体で設けられているが、両者が一体化されていてもよい。

上記実施形態では、補正後の設計公差の公差幅Ｗ０を定める指標となる指標値として倍率（α）の設定を行っているが、他の指標値を用いて補正後の設計公差の公差幅Ｗ０を定めてもよい。また、上記実施形態では、操作部４４への入力操作によって測定項目ごとの倍率（指標値）の設定を行っているが、この設定方法については特に限定はされず、操作部４４以外を用いて設定を行ってもよい。

上記実施形態では、測定データ蓄積部７０が管理装置１６内に設けられているが、測定データ蓄積部７０の管理装置１６の外部、例えば、インターネット上のサーバ又はデータベース等に設けられていてもよい。

上記実施形態では、各三次元座標測定機１２においてそれぞれ同一種類のワーク９の測定を行う場合を例に挙げて説明したが、三次元座標測定機１２ごとに測定するワーク９の種類が同一でなくとも本発明を適用することができる。

上記実施形態では、本発明の形状測定機として三次元座標測定機１２を例に挙げて説明したが、測定プログラムに従ってワーク９の各種形状（真直度、真円度、表面粗さ、寸法、及び形状等）を測定する各種の形状測定機であれば特に限定はされない。

１０…測定システム，
１２…三次元座標測定機，
１４…制御装置，
１６…管理装置，
２６…測定データ，
２８…測定プログラム，
４０…修正回路，
４２…管理装置本体，
４４…操作部，
４６…表示部，
５２…管理制御部，
５８…記憶制御部，
６０…管理図生成部，
６３…公差補正部，
６６…表示制御部，
７０…測定データ蓄積部

Claims (4)

1. プローブの位置及び姿勢を変位させながら前記プローブをワークに接触させることにより、前記ワークの少なくとも１つの測定項目に対応する測定位置における座標値を取得する形状測定機と、前記ワークに関する少なくとも１つの前記測定項目が規定された測定プログラムに従って前記形状測定機による前記ワークの測定項目ごとの測定の制御をし、前記測定プログラムから測定プログラム情報を抽出し、前記ワークの前記測定項目ごとの測定データを前記座標値に基づいて演算をする制御装置と、前記制御装置で演算された前記測定データを前記ワークの種類及び測定項目の種類を識別可能な状態で蓄積して管理する管理装置と、を備える測定システムに適用される設計公差の修正方法であって、
   前記管理装置において、前記測定プログラム情報に基づいて、測定対象となる前記測定項目の種類を判別し、前記管理装置に蓄積した前記測定項目の前記測定データの平均値及びバラツキを解析する解析ステップと、
   前記管理装置において、補正後の前記測定項目の設計公差の公差幅を定める指標となる指標値を設定する設定ステップと、
   前記解析ステップで解析した解析結果と、前記設定ステップで設定した前記指標値とに基づき、前記設計公差の上限値である上限公差と、前記設計公差の下限値である下限公差とをそれぞれ補正し、補正した前記上限公差及び前記下限公差を公差情報として前記制御装置に出力する公差補正ステップと、
   前記制御装置において、前記公差補正ステップで補正した前記公差情報に基づいて、前記測定プログラムに対して、前記測定項目の前記設計公差を修正する測定プログラム補正ステップと、
   を有する設計公差の修正方法。
2. 前記設定ステップでは、前記指標値として前記解析ステップで解析された前記バラツキに対する倍率を設定し、
   前記公差補正ステップでは、前記バラツキをＱとし、前記平均値をＡとし、前記倍率をαとし、補正後の前記上限公差をＵＣとし、補正後の前記下限公差をＬＣとした場合、補正後の前記上限公差を数式ＵＣ＝Ａ＋（Ｑ×α）／２で求め、且つ補正後の前記下限公差を数式ＬＣ＝Ａ－（Ｑ×α）／２で求める請求項１に記載の設計公差の修正方法。
3. 前記解析ステップでは、前記バラツキとして、前記測定データの最大値と最小値との差であるピークツウピーク値、又は前記測定データの標準偏差を求める請求項１又は２に記載の設計公差の修正方法。
4. プローブの位置及び姿勢を変位させながら前記プローブをワークに接触させることにより、前記ワークの少なくとも１つの測定項目に対応する測定位置における座標値を取得する形状測定機と、
   前記ワークに関する少なくとも１つの前記測定項目が規定された測定プログラムに従って前記形状測定機による前記ワークの測定項目ごとの測定の制御をし、前記測定プログラムから測定プログラム情報を抽出し、前記ワークの前記測定項目ごとの測定データを前記座標値に基づいて演算をする制御装置と、
   前記制御装置で演算された前記測定データを前記ワークの種類及び測定項目の種類を識別可能な状態で蓄積して管理する管理装置と、を備え、
   前記管理装置は、前記測定プログラム情報に基づいて、測定対象となる前記測定項目の種類を判別し、蓄積した前記測定項目の前記測定データの平均値及びバラツキを解析し、補正後の前記測定項目の設計公差の公差幅を定める指標となる指標値を設定し、解析した解析結果と設定した前記指標値とに基づき、前記設計公差の上限値である上限公差と、前記設計公差の下限値である下限公差とをそれぞれ補正し、補正した前記上限公差及び前記下限公差を公差情報として前記制御装置に出力し、
   前記制御装置は、前記公差情報に基づいて、前記測定プログラムに対して、前記測定項目の前記設計公差を修正する、測定システム。

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