JPH08338717A - 三次元座標測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動測定時の移動データを簡単にかつ短時間
で作成することができる三次元座標測定装置を提供す
る。 【構成】 ベース上に置かれた被検物の測定点を検出子
が検出した時のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各スケールの値を
測定座標値として読み込み、被検物の形状を測定する三
次元座標測定装置において、測定座標値と測定方向を、
自動測定で測定する被検物の測定点についてそれぞれ読
み取るデータ読み込み部２０と、測定座標値と測定方向
を用いて、測定点に至るまでの検出子の経過点を作成し
て自動測定時の移動経路を作成する移動経路設定部２３
とを備える。自動測定時の移動経路を自動的に作成する
ことができるので、面倒な作業が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、定盤上に置かれた被
検物にブローブが接触した時のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各
スケールの値を測定座標値として読み込み、被検物の形
状を測定する三次元座標測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の三次元座標測定装置にお
いて、ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）駆動
による自動測定の手順を覚えこませるティーチング測定
時に、自動測定に必要な全ての測定点について被検物の
測定座標値を読み込むと共に、自動測定の際に経過点と
なる全ての位置にプローブを移動させてその空間座標値
の読み込みを行い、空間座標値を経過点、測定座標値を
測定点として移動データを作成するという方法が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、ティーチング測定の際に、経過点とすべき
全ての位置にプローブをいちいち手動操作で移動させて
その空間座標値の読み込みを行うという非常に面倒な作
業を行わなければならず、ティーチング測定に大変な手
間と時間がかかってしまうという問題があった。

【０００４】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は自動測定時の移動データを簡単に
かつ短時間で作成することができる三次元座標測定装置
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明に係る三次元座標測定装置は、定
盤上に置かれた被検物の測定点を検出子が検出した時の
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各スケールの値を測定座標値とし
て読み込み、被検物の形状を測定する三次元座標測定装
置において、前記測定座標値と、前記被検物の測定点を
前記検出子が検出する時の前記検出子の移動方向である
測定方向とを、自動測定で測定する前記被検物の測定点
についてそれぞれ読み取る測定データ読み込み手段と、
前記測定座標値と前記測定方向を用いて、前記測定点に
至るまでの前記検出子の経過点を作成して前記自動測定
時の移動経路を作成する移動経路作成手段とを備えてい
る。

【０００６】請求項２記載の発明に係る三次元座標測定
装置は、前記自動測定で測定される前記被検物の幾何形
状の種類を指定し、その種類を表すデータを出力する幾
何形状指定手段と、前記幾何形状指定手段で指定された
幾何形状と前記測定座標値とを用いて、前記指定された
幾何形状の幾何寸法を演算する幾何寸法演算手段とを備
え、前記移動経路作成手段は、前記測定座標値、前記測
定方向及び前記幾何寸法を用いて、前記指定された幾何
形状に応じて前記移動経路を作成するように構成されて
いる。

【０００７】請求項３記載の発明に係る三次元座標測定
装置は、前記移動経路作成手段は、前記被検物の測定面
の法線方向に前記測定点から退避距離だけ離れた位置に
前記経過点を作成するように構成されている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の三次元座標測定装置では、測定
データ読み込み手段が測定座標値と測定方向とを自動測
定で測定する被検物の測定点についてそれぞれ読み取る
と共に、移動経路設定手段が測定データ読み込み手段で
読み取った測定座標値と測定方向を用いて、前記測定点
に至るまでの検出子の経過点を作成して自動測定時の移
動経路を作成するので、自動測定時の移動経路を自動的
に作成することができる。そのため、自動測定時の移動
データを作成するための面倒な作業が不要になる。

【０００９】請求項２記載の三次元座標測定装置では、
移動経路作成手段が、測定座標値、測定方向、及び幾何
形状指定手段で指定された幾何形状の幾何寸法を用い
て、幾何形状に応じて自動測定時の移動経路を作成する
ので、どのような幾何形状を有する被検物についても、
自動測定時の移動経路を自動的に作成することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１はこの発明の一実施例に係る三次元座
標測定装置を示しており、この装置は図２に示す三次元
座標測定機を有している。

【００１２】三次元座標測定機１は、図２に示すよう
に、被検物Ｓを載せるベース（定盤）２と、ベース２上
に配置されたブリッジ３とを備えている。ブリッジ３
は、左右の支柱３ａ、３ｂと両支柱の上部に架け渡され
たＸ軸ガイド３ｃとからなり、ベース２上に設けられた
Ｙ軸ガイド４により案内されてＹ軸方向に移動可能であ
る。Ｘ軸ガイド３ｃにはキャリッジ５がＸ軸方向に移動
可能に支持され、キャリッジ５にはスピンドル６がＺ軸
方向（鉛直方向）に移動可能に支持されている。スピン
ドル６の先端に接触式のプローブ７が取り付けられてい
る。この三次元座標測定機は、キャリッジ５のＸ軸方向
の移動量、ブリッジ３のＹ軸方向の移動量及びスピンド
ル６のＺ軸方向の移動量をそれぞれ検出するＸ軸用、Ｙ
軸用及びＺ軸用エンコーダ（図示略）を備えている。ま
た、図２において、符号８は各種の操作部を有する操作
パネルである。

【００１３】図１に示す三次元座標測定装置は、ベース
２上に置かれた被検物Ｓに接触式のプローブ（検出子）
７が接触した時のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸用の各エンコーダ
の検出値（各スケールの値）を測定座標値として読み込
み、被検物Ｓの形状を測定するものである。三次元座標
測定装置は、データ読み込み部２０と、ティーチング測
定部２１と、幾何寸法計算部２２と、移動経路設定部２
３と、ティーチングデータテーブル２４とを備えてい
る。

【００１４】データ読み込み部２０は、ＣＮＣ（Comput
erized Numerical Control）駆動による自動測定の手順
を覚えこませるティーチング測定時に、プローブ７が被
検物Ｓに接触した時の前記測定座標値（以下、単に測定
値という）と、プローブ７が被検物Ｓに接触する時のプ
ローブ７の移動方向である測定方向とを、自動測定に必
要な全ての測定点についてそれぞれ読み取り、それらの
データを出力するように構成されている。測定方向は、
プローブ７が被検物Ｓに接触するまでの各エンコーダで
検出される各軸方向の移動量の変化に基づいて求められ
る。そして、測定方向の符号は、プローブ７が被検物Ｓ
に近づく方向を負とし、その逆の方向を正とする。

【００１５】ティーチング測定部２１は、自動測定で測
定される被検物Ｓの幾何形状の種類を指定し、その種類
を表すデータを出力する。幾何形状の種類の指定は、図
２に示す操作パネル８上にあるティーチング測定部２１
の操作部によりマニュアル操作でなされる。

【００１６】なお、このティーチング測定部２１は、三
次元座標測定機１の機械座標系とは別に、被検物Ｓに対
して作られた基準座標系における基準面（図１０〜図１
２で示す基準面１０）の位置を示すデータを持ってい
る。すなわち、三次元座標測定装置は、被検物Ｓに対し
て基準座標系を作っておき、この基準座標系における基
準面の位置を指定しておき、かつ基準座標系に対して前
記自動測定時の移動データを作るようになっている。こ
れによって、被検物Ｓをベース２上のどこに置いても、
後述するティーチング測定処理で作成される同じ移動デ
ータでＣＮＣ駆動による自動測定を行なうことができ
る。

【００１７】幾何寸法計算部２２は、ティーチング測定
部２１で指定されている点、円、直線、楕円、平面、円
筒、円錐などの幾何形状の種類に応じて必要な点数以上
の測定値をデータ読み込み部２０から取り込み、その取
り込んだ測定値より幾何寸法（指定された幾何形状の寸
法）を計算する。

【００１８】移動経路設定部２３は、前記ティーチング
測定時に、データ読み込み部２０から取り込んだ測定値
及び測定方向と、幾何寸法計算部２２から取り込んだ幾
何寸法とを用いて、ティーチング測定部２１で指定され
た幾何形状の種類に応じて移動経路を作成し、この作成
した移動経路を移動データとしてティーチング測定部２
１に出力する。

【００１９】前記ティーチング測定部２１は、移動経路
設定部２３で得られた移動データをティーチングデータ
としてティーチングデータテーブル２４に出力する。こ
のデータテーブル２４がティーチングデータをティーチ
ング測定部２１で指定された幾何形状の種類毎に順に保
存する。すなわち、データテーブル２４が移動経路を記
憶する記憶手段を構成する。

【００２０】また、前記三次元座標測定装置は、リプレ
イ測定部２５と、測定機駆動部２６と、データ出力部２
７とを備えている。

【００２１】リプレイ測定部２５は、ティーチングデー
タテーブル２４よりティーチングデータを読み込み、読
み込んだティーチングデータの順に、前記移動データに
従ったＣＮＣ駆動による自動測定を行なうための駆動指
令を測定機駆動部２６へ出力する。

【００２２】測定機駆動部２６は、リプレイ測定部２５
からの駆動指令に従って三次元座標測定機１を駆動す
る。これによって、ＣＮＣ駆動による自動測定が行なわ
れる。この時、ＣＮＣ駆動による自動測定により得られ
る測定値はデータ読み込み部２０で読み込み、その測定
値に基づき幾何寸法計算部２２が幾何寸法を求める。求
められた幾何寸法がデータ出力部２７から出力されるよ
うになっている。

【００２３】次に、上記一実施例に係る三次元座標測定
装置の動作を図３〜図１２に基づいて説明する。

【００２４】図３のフローチャートは、ティーチング測
定処理を示している。

【００２５】ステップ３１では、測定する幾何形状の種
類を指定する。なお、この指定は、図２に示す操作パネ
ル８上にあるティーチング測定部２１の操作部によりマ
ニュアル操作でなされる。

【００２６】ステップ３２では、ステップ３１で指定さ
れた幾何形状の種類に応じた必要な点（測定点）数以上
の測定値をマニュアル操作により取り込む。この取り込
みも、前記操作パネル８上にある前記操作部とは別の操
作部によりなされる。

【００２７】ステップ３３では、ステップ３２で取り込
んだ測定値から前記指定された幾何形状の幾何寸法を計
算する。

【００２８】ステップ３４では、ステップ３２で取り込
んだ測定値とステップ３３で計算された幾何寸法とを用
いて、ＣＮＣ駆動による自動測定のための移動経路設定
処理を行って移動データを作成する。

【００２９】ステップ３５では、ステップ３４で作成さ
れた移動データを保存する。

【００３０】ステップ３６では、ティーチング測定が終
了したか否かを判定し、その測定が終了していなければ
ステップ３１に戻り、処理を続ける。その測定が終了し
ていれば、ティーチング測定処理を終了する。

【００３１】図４のフローチャートは、図３に示すステ
ップ３４での移動経路設定処理を示している。

【００３２】ステップ４１では、図３のステップ３１で
指定された測定する幾何形状の種類を判定する。

【００３３】その判定結果が点である場合には、ステッ
プ４２へ進み、点の移動経路設定処理を行う。

【００３４】その判定結果が円である場合には、ステッ
プ４３へ進み、円の移動経路設定処理を行う。

【００３５】その判定結果が直線である場合には、ステ
ップ４４へ進み、直線の移動経路設定処理を行う。

【００３６】その判定結果が楕円である場合には、ステ
ップ４５へ進み、楕円の移動経路設定処理を行う。

【００３７】その判定結果が球である場合には、ステッ
プ４６へ進み、球の移動経路設定処理を行う。

【００３８】その判定結果が平面である場合には、ステ
ップ４７へ進み、平面の移動経路設定処理を行う。

【００３９】その判定結果が円筒である場合には、ステ
ップ４８へ進み、円筒の移動経路設定処理を行う。

【００４０】その判定結果が円錐である場合には、ステ
ップ４９へ進み、円錐の移動経路設定処理を行う。

【００４１】このようにして、指定された幾何形状の種
類に応じて移動経路設定処理がなされる。

【００４２】図５のフローチャートは、図４のステップ
４２でなされる点の移動経路設定処理を示している。こ
の処理を、図１０及び図１２を用いて説明する。両図に
おいて、符号ａ１〜ａ６は測定点を、符号１０は前記基
準面を、符号１１は測定面を、符号１２〜１６は経過点
をそれぞれ示している。

【００４３】ステップ５１では、第１測定点（測定点ａ
１）をＰｉとする。

【００４４】ステップ５２では、退避方向Ｌｉを第１測
定点Ｐｉの測定方向（測定点に近づく方向）とは逆向き
にする。

【００４５】ステップ５３では、開始経過点１２を、最
初の前経過点１３が作成されるべき仮想の点（前経過点
１３は、ステップ５４で作成される）を基準面１０に投
影した点から、基準面１０の法線方向に退避高さＨだけ
離れた位置に作成し、開始経過点１２へ前記プローブ７
を移動させるための開始経過点移動データを作成する。

【００４６】ステップ５４では、第１測定点Ｐｉ（測定
点ａ１）の前経過点１３を第１測定点Ｐｉから、ステッ
プ５２で設定された退避方向に退避距離Ｄだけ離れた位
置に作成し、開始経過点１２から前経過点１３へプロー
ブ７を移動させるための前経過点移動データを作成す
る。

【００４７】ステップ５５では、プローブ７を前経過点
１３から第１測定点Ｐｉへ移動させるための測定点移動
データを作成する。

【００４８】ステップ５６では、第１測定点Ｐｉの後経
過点を前経過点１３と同じ位置に作成し、さらに、第１
測定点Ｐｉからこの後経過点１３へプローブ７を移動さ
せるための後経過点移動データを作成する。

【００４９】ステップ５７では、全ての測定点に対する
移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。その
処理が終了していなければステップ５８ヘ進み、終了し
ていればステップ５９へ進む。

【００５０】処理が終了していない場合、ステップ５８
では、次の測定点（前の測定点がａ１であれば測定点ａ
２）をＰｉとする。

【００５１】ステップ６０では、ステップ５２と同様
に、退避方向Ｌｉを次の測定点Ｐｉの測定方向とは逆向
にする。

【００５２】ステップ６１では、直前の測定点（例えば
図１２の測定点ａ１）に対する退避方向と、次の測定点
（例えば同図の測定点ａ２）に対する退避方向との交角
ｂ（図１２参照）を算出する。

【００５３】ステップ６２では、ステップ６１で算出さ
れた交角ｂが９０度より大きいか否かを判定する。交角
ｂが９０より大きければステップ６３へ進み、交角ｂが
９０度以下であればステップ５４ヘ戻る。このとき、交
角ｂは９０度以下であるのでステップ５４へ戻る。

【００５４】ステップ５４では、次の測定点Ｐｉ（測定
点ａ２）の前経過点１４ａを次の測定点Ｐｉ（測定点ａ
２）から、ステップ６０で設定された退避方向に退避距
離Ｄだけ離れた位置に作成し、第１測定点Ｐｉ（測定点
ａ１）の後経過点１３から前経過点１４ａへプローブ７
を移動させるための前経過点移動データを作成する。

【００５５】ステップ５５では、プローブ７を前経過点
１４ａから次の測定点Ｐｉ（測定点ａ２）へ移動させる
ための測定点移動データを作成する。

【００５６】ステップ５６では、測定点Ｐｉ（測定点ａ
２）の後経過点を前経過点１４ａと同じ位置に作成し、
さらに、その測定点Ｐｉから後経過点１４ａへプローブ
７を移動させるための後経過点移動データを作成する。

【００５７】ステップ５７では、全ての測定点に対する
移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。この
とき、その処理が終了していないのでステップ５８へ進
む。

【００５８】ステップ５８では、次の測定点（測定点ａ
３）をＰｉとする。

【００５９】ステップ６０では、退避方向Ｌｉを次の測
定点Ｐｉ（測定点ａ３）の測定方向とは逆向きにする。

【００６０】ステップ６１では、直前の測定点（測定点
ａ２）に対する退避方向と、次の測定点Ｐｉ（測定点ａ
３）に対する退避方向との交角ｂ（図１２参照）を算出
する。

【００６１】ステップ６２では、ステップ６１で算出さ
れた交角ｂが９０度より大きいか否かを判定する。この
とき、交角ｂが９０度より大きいので、ステップ６３へ
進む。

【００６２】ステップ６３では、直前の後経過点（図１
２の経過点１４ａ）を基準面１０に投影した点から、基
準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた位置に安全
退避経過点１７を作成し、さらに、後経過点１４ａから
安全退避経過点１７へプローブ７を移動させるための安
全退避移動データを作成する。

【００６３】この作成後、ステップ５３へ戻る。このス
テップ５３では、安全退避経過点１７から次の前経過点
（図１２の経過点１４ｂ）へ移る前に、その前経過点１
４ｂが作成されるべき仮想の点を基準面１０に投影した
点から、基準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた
位置に安全退避経過点１８を作成し、さらに、安全退避
経過点１７から安全退避経過点１８へプローブ７を移動
させるための経過点移動データを作成する。

【００６４】次に、ステップ５４へ進む。このステップ
５４では、次の測定点Ｐｉ（測定点ａ３）の前経過点１
４ｂをその測定点Ｐｉから、ステップ５２で設定された
退避方向に退避距離Ｄだけ離れた位置に作成し、さら
に、安全退避経過点１８から前経過点１４ｂへプローブ
７を移動させるための前経過点移動データを作成する。

【００６５】ステップ５５では、プローブ７を前経過点
１４ｂから測定点Ｐｉ（測定点ａ３）へ移動させるため
の測定点移動データを作成する。

【００６６】ステップ５６では、測定点Ｐｉ（測定点ａ
３）の後経過点を前経過点１４ｂと同じ位置に作成し、
さらに、その測定点Ｐｉから後経過点１４ｂへプローブ
７を移動させるための後経過点移動データを作成する。

【００６７】上述したステップ５３〜５８及び６０〜６
３を残りの全ての測定点について行う。

【００６８】全ての測定点に対する移動経路の設定処理
が終了してステップ５９に進むと、最後の後経過点（図
１０及び図１２の経過点１５）を基準面１０に投影した
点から、基準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた
位置に終了経過点（図１０及び図１２の経過点１６）を
作成し、この終了経過点１６へプローブ７を移動させる
ための終了経過点移動データを作成する。これによっ
て、図５の処理が終了する。

【００６９】図６のフローチャートは、図４のステップ
４３でなされる円の移動経路設定処理を示している。こ
の処理を、図１０及び図１２を用いて説明する。

【００７０】ステップ７１では、測定する円が内径円か
外径円かを第１測定点（測定点ａ１）と、その測定方向
と、計算された円の寸法とから判断する。

【００７１】ステップ７２では、第１測定点（測定点ａ
１）をＰｉとする。

【００７２】ステップ７３では、測定する円が内径円か
否かを、ステップ７１での判断結果を用いて判定する。
内径円であればステップ７５へ進み、外径円であればス
テップ７４へ進む。

【００７３】ステップ７４では、退避方向を円の中心か
ら測定点へ向かう方向とする（図１２参照）。

【００７４】ステップ７５では、退避方向を測定点から
円の中心へ向かう方向とする（図１０参照）。

【００７５】ステップ７６では、開始経過点１２を、最
初の前経過点１３が作成されるべき仮想の点を基準面１
０に投影した点から、基準面１０の法線方向に退避高さ
Ｈだけ離れた位置に作成し、さらに、開始経過点１２へ
プローブ７を移動させるための開始経過点移動データを
作成する。

【００７６】ステップ７７では、第１測定点Ｐｉ（測定
点ａ１）の前経過点１３を測定点Ｐｉから、ステップ７
４又は７５で設定された退避方向に退避距離Ｄだけ離れ
た位置に作成し、さらに開始経過点１２から前経過点１
３へプローブ７を移動させるための前経過点移動データ
を作成する。この時退避方向は測定面１１の測定点Ｐｉ
の位置における法線方向になっている。

【００７７】ステップ７８では、プローブ７を前経過点
１３から第１測定点Ｐｉへ移動させるための測定点移動
データを作成する。

【００７８】ステップ７９では、第１測定点Ｐｉの後経
過点を前経過点１３と同じ位置に作成し、さらに、第１
測定点Ｐｉから後経過点１３へプローブ７を移動させる
ための後経過点移動データを作成する。

【００７９】ステップ８０では、全ての測定点に対する
移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。その
処理が終了していなければステップ８１ヘ進み、終了し
ていればステップ８２へ進む。

【００８０】処理が終了していない場合、ステップ８１
では、次の測定点（前の測定点がａ１であれば測定点ａ
２）をＰｉとする。

【００８１】ステップ８３では、測定する円が内径円か
否かを、ステップ７１での判断結果を用いて判定する。
内径円であればステップ８４へ進み、外径円であればス
テップ８５へ進む。

【００８２】ステップ８４では、退避方向を測定点から
円の中心へ向かう方向とする。その後、ステップ７７へ
戻る。

【００８３】ステップ８５では、退避方向を円の中心か
ら測定点へ向かう方向とする。

【００８４】ステップ８６では、前の測定点（例えば図
１２の測定点ａ２）に対する退避方向と、次の測定点
（例えば同図の測定点ａ３）に対する退避方向との交角
ｂ（図１２参照）を算出する。

【００８５】ステップ８７では、ステップ８６で算出さ
れた交角ｂが６０度より大きいか否かを判定する。交角
ｂが６０度より大きければステップ８８へ進み、交角ｂ
が６０度以下であればステップ７７へ進む。このとき、
交角ｂは６０度以下であるのでステップ７７へ戻る。

【００８６】ステップ７７では、次の測定点Ｐｉ（測定
点ａ２）の前経過点１４ａを次の測定点Ｐｉ（測定点ａ
２）から、ステップ８５で設定された退避方向に退避距
離Ｄだけ離れた位置に作成し、第１測定点Ｐｉ（測定点
ａ１）の後経過点１３から前経過点１４ａへプローブ７
を移動させるための前経過点移動データを作成する。

【００８７】ステップ７８では、プローブ７を前経過点
１４ａから次の測定点Ｐｉ（測定点ａ２）へ移動させる
ための測定点移動データを作成する。

【００８８】ステップ７９では、測定点Ｐｉ（測定点ａ
２）の後経過点を前経過点１４ａと同じ位置に作成し、
さらに、その測定点Ｐｉから後経過点１４ａへプローブ
７を移動させるための後経過点移動データを作成する。

【００８９】ステップ８０では、全ての測定点に対する
移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。この
とき、その処理が終了していないのでステップ８１へ進
む。

【００９０】ステップ８１では、次の測定点（測定点ａ
３）をＰｉとする。

【００９１】ステップ８３では、測定する円が内径か否
かをステップ７１での判断結果を用いて判定する。ここ
では、外径円であるので、ステップ８５へ進む。

【００９２】ステップ８５では、退避方向を円の中心か
ら測定点へ向かう方向とする。

【００９３】ステップ８６では、前の測定点（例えば図
１２の測定点ａ２）に対する退避方向と、次の測定点Ｐ
ｉ（例えば同図の測定点ａ３）に対する退避方向との交
角ｂを算出する。

【００９４】ステップ８７では、ステップ８６で算出さ
れた交角ｂが６０度より大きいか否かを判定する。この
とき、交角ｂが６０度より大きいので、ステップ８８へ
進む。

【００９５】ステップ８８では、直前の後経過点（図１
２の経過点１４ａ）を基準面１０に投影した点から、基
準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた位置に安全
退避経過点１７を作成し、さらに、後経過点１４ａから
安全退避経過点１７へプローブ７を移動させるための安
全退避移動データを作成する。

【００９６】この作成後、ステップ７６へ戻る。このス
テップ７６では、安全退避経過点１７から次の前経過点
（図１２の経過点１４ｂ）へ移る前に、その前経過点１
４ｂが作成されるべき仮想の点を基準面１０に投影した
点から、基準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた
位置に安全退避経過点１８を作成し、さらに、安全退避
経過点１７から安全退避経過点１８へプローブ７を移動
させるための経過点移動データを作成する。

【００９７】次に、ステップ７７へ進む。このステップ
７７では、次の測定点Ｐｉ（測定点ａ３）の前経過点１
４ｂをその測定点Ｐｉから、ステップ８５で設定された
退避方向に退避距離Ｄだけ離れた位置に作成し、さら
に、安全退避経過点１８から前経過点１４ｂへプローブ
７を移動させるための前経過点移動データを作成する。

【００９８】ステップ７８では、プローブ７を前経過点
１４ｂから測定点Ｐｉ（測定点ａ３）へ移動させるため
の測定点移動データを作成する。

【００９９】ステップ７９では、測定点Ｐｉ（測定点ａ
３）の後経過点を前経過点１４ｂと同じ位置に作成し、
さらに、その測定点Ｐｉから後経過点１４ｂへプローブ
７を移動させるための後経過点移動データを作成する。

【０１００】上述したステップ７６〜８１及び８３〜８
８を残りの全ての測定点について行う。

【０１０１】全ての測定点に対する移動経路の設定処理
が終了するとステップ８２へ進む。このステップ８２で
は、最後の後経過点（図１０及び図１２の経過点１５）
を基準面１０に投影した点から、基準面１０の法線方向
に退避高さＨだけ離れた位置に終了経過点（図１０及び
図１２の経過点１６）を作成し、さらに、この後経過点
１５から終了経過点１６へプローブ７を移動させるため
の終了経過点移動データを作成する。これによって、図
６の処理が終了する。

【０１０２】なお、幾何形状が楕円、球、円筒、円錐の
場合にも、上述した円の移動経路設定処理と同様に、前
記移動データを自動的に作成することができる。なお、
円筒と円錐の退避方向は、測定点を中心軸に下ろした点
と測定点との関係で設定する。

【０１０３】図７のフローチャートは、図４のステップ
４４でなされる直線の移動経路設定処理を示している。
この処理を、図１１を用いて説明する。図１１では、符
号ａ１〜ａ７が測定点である。

【０１０４】ステップ９１では、第１測定点（測定点ａ
１）をＰｉとする。

【０１０５】ステップ９２では、退避方向Ｌｉを、基準
面１０の法線方向と、直線の方向（測定点ａ１〜ａ７を
通る直線の方向）とに互いに直交する方向でかつ測定方
向と逆の方向に向くように作成する。この時、退避方向
は測定面１１の法線方向になっている。

【０１０６】ステップ９３では、開始経過点１２を、最
初の前経過点１３が作成されるべき仮想の点を基準面１
０に投影した点から、基準面１０の法線方向に退避高さ
Ｈだけ離れた位置に作成し、開始経過点１２へ前記プロ
ーブ７を移動させるための開始経過点移動データを作成
する。

【０１０７】ステップ９４では、第１測定点Ｐｉ（測定
点ａ１）の前経過点１３を測定面１１から、ステップ９
２で設定された退避方向に退避距離Ｄだけ離れた位置に
作成し、さらに開始経過点１２から前経過点１３へプロ
ーブ７を移動させるための前経過点移動データを作成す
る。

【０１０８】ステップ９５では、プローブ７を前経過点
１３から第１測定点Ｐｉへ移動させるための測定点移動
データを作成する。

【０１０９】ステップ９６では、第１測定点Ｐｉの後経
過点を前経過点１３と同じ位置に作成し、さらに、第１
測定点Ｐｉから後経過点１３へプローブ７を移動させる
ための後経過点移動データを作成する。

【０１１０】ステップ９７では、全ての測定点に対する
移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。その
処理が終了していなければステップ９８ヘ進み、終了し
ていればステップ９９へ進む。

【０１１１】ステップ９８では、次の測定点（前の測定
点がａ１であれば測定点ａ２）をＰｉとする。その後、
ステップ９４へ戻り、前記ステップ９４，９５及び９６
の処理を行ない、再び前記ステップ９７へ進む。

【０１１２】このステップ９７での判定時に、全ての測
定点に対する移動経過の設定処理が終了していればステ
ップ９９へ進む。このステップ９９では、最後の後経過
点（図１１の経過点１５）を基準面１０による投影した
点から基準面１０の法線方向に退避高さＨだけ離れた位
置に終了経過点（図１１の経過点１６）を作成し、さら
に最後の後経過点１５から終了経過点１６へプローブ７
を移動させるための終了経過点移動データを作成する。
これによって、図７の処理が終了する。

【０１１３】図８のフローチャートは、図４のステップ
４７でなされる平面の移動経路設定処理を示している。
この処理を、図１１を用いて説明する。

【０１１４】ステップ１０１では、第１測定点（測定点
ａ１）をＰｉとする。

【０１１５】ステップ１０２では、退避方向Ｌｉを、平
面（測定面１１）の法線方向でかつ測定方向と逆の方向
に向くように作成する。

【０１１６】ステップ１０３では、開始経過点１２を、
最初の前経過点１３が作成されるべき仮想の点を基準面
１０に投影した点から、基準面１０の法線方向に退避高
さＨだけ離れた位置に作成し、さらに、開始経過点１２
へ前記プローブ７を移動させるための開始経過点移動デ
ータを作成する。

【０１１７】ステップ１０４では、第１測定点Ｐｉ（測
定点ａ１）の前経過点１３を測定面１１から、ステップ
１０２で設定された退避方向に退避距離Ｄだけ離れた位
置に作成し、さらに開始経過点１２から前経過点１３へ
プローブ７を移動させるための前経過点移動データを作
成する。

【０１１８】ステップ１０５では、プローブ７を前経過
点１３から第１測定点Ｐｉへ移動させるための測定点移
動データを作成する。

【０１１９】ステップ１０６では、第１測定点Ｐｉの後
経過点を前経過点１３と同じ位置に作成し、さらに第１
測定点Ｐｉから後経過点１３へプローブ７を移動させる
ための後経過点移動データを作成する。

【０１２０】ステップ１０７では、全ての測定点に対す
る移動経路の設定処理が終了したか否かを判定する。そ
の処理が終了していなければステップ１０８ヘ進み、終
了していればステップ１０９へ進む。

【０１２１】ステップ１０８では、次の測定点（前の測
定点がａ１であれば測定点ａ２）をＰｉとする。その
後、ステップ１０４へ戻る。

【０１２２】ステップ１０４では、次の測定点Ｐｉ（図
１１の測定点ａ２）の前経過点１４を測定面１１から、
ステップ１０２で設定された退避方向に退避距離Ｄだけ
離れた位置に作成し、さらに後経過点１３から前経過点
１４へプローブ７を移動させるための前経過点移動デー
タを作成する。

【０１２３】ステップ１０５では、プローブ７を前経過
点１４から次の測定点Ｐｉ（測定点ａ２）へ移動させる
ための測定点移動データを作成する。

【０１２４】ステップ１０６では、測定点Ｐｉ（測定点
ａ２）の後経過点を前経過点１４と同じ位置に作成し、
さらにその測定点Ｐｉから後経過点１４へプローブ７を
移動させるための後経過点移動データを作成する。

【０１２５】上述したステップ１０４〜１０８を残りの
全ての測定点について行う。

【０１２６】全ての測定点に対する移動経路の設定処理
が終了するとステップ１０９へ進む。

【０１２７】ステップ１０９では、最後の後経過点（図
１１の経過点１５）から基準面１０の法線方向に退避高
さＨだけ離れた位置に終了経過点（図１１の経過点１
６）を作成し、この終了経過点１６へプローブ７を移動
させるための終了経過点移動データを作成する。これに
よって、図８の処理が終了する。

【０１２８】以上のようにして、被検物Ｓの形状に応じ
た移動データが自動的に作成され、その移動データがテ
ィーチングデータとして幾何形状の種類とともに測定ご
とにティーチングデータテーブル２４に保存される。

【０１２９】次に、リプレイ測定処理（ＣＮＣ駆動によ
る自動測定の処理）を図９に基づいて説明する。

【０１３０】ステップ１１１では、先頭の幾何形状のテ
ィーチングデータを読み込む。すなわち、ティーチング
データテーブル２４に複数の幾何形状のティーチングデ
ータが保存されている場合には、最初に保存された幾何
形状のティーチングデータを読み込む。ティーチングデ
ータには幾何形状の種類と移動データが含まれている。

【０１３１】ステップ１１２では、読み込んだティーチ
ングデータのうちの、最初の移動データを読み込む。

【０１３２】ステップ１１３では、ステップ１１２で読
み込んだ移動データの種類を判定する。その移動データ
が測定点移動データであればステップ１１４へ進み、そ
の移動データが経過点移動データであればステップ１１
５へ進む。。

【０１３３】ステップ１１４では、測定点移動指定を出
す。

【０１３４】ステップ１１６では、プローブ７が被検物
Ｓに接触した時の測定値を取り込み、ステップ１１７へ
進む。

【０１３５】一方、ステップ１１５では、経過点移動指
令を出し、その後、ステップ１１６を実行せずにステッ
プ１１７へ進む。すなわち、経過点移動では、プローブ
７が被検物Ｓに接触したとしても、測定ミスを回避する
ためにその時の測定値を取り込まないようにしている。

【０１３６】ステップ１１７では、最初に読み込んだテ
ィーチングデータの全ての移動データが終了したか否か
を判定する。そのデータが終了していれば、ステップ１
１９へ進み、そうでなければステップ１１８へ進む。

【０１３７】ステップ１１８では、最初に読み込んだテ
ィーチングデータのうちの、次の移動データを読み込
み、ステップ１１３へ戻る。

【０１３８】ステップ１１９では、最初に読み込んだテ
ィーチングデータに基づく前記自動測定により得られた
全ての測定点の測定値から幾何形状の種類に応じて幾何
寸法を計算し、ステップ１２０へ進む。

【０１３９】ステップ１２０では、ステップ１１９で計
算した幾何寸法をデータ出力し、ステップ１２１へ進
む。

【０１４０】ステップ１２１では、ティーチングデータ
が終了したか否かを判定する。すなわち、全ての幾何形
状のティーチングデータが終了したか否かを判定する。
そのデータが終了していなければ、ステップ１２２へ進
む。

【０１４１】ステップ１２２では、前記最初に保存され
た幾何形状のティーチングデータの次に保存されている
幾何形状のティーチングデータを読み込み、ステップ１
１２へ戻る。前記ステップ１１７において、全ての幾何
形状のティーチングデータが終了していれば、図９の処
理が終了する。

【０１４２】上記一実施例によれば、自動測定時の移動
経路を自動的に作成することができるので、上記従来技
術のように、ティーチング測定の際に、全ての測定点に
対して、経過点とすべき位置にプローブをいちいち手動
操作で移動させてその空間座標値の読み込みを行うとい
う非常に面倒な作業が不要になる。したがって、自動測
定時の移動データを簡単にかつ短時間で作成することが
できる。

【０１４３】なお、上記各実施例では検出子として接触
式のプローブ７を用いているが、検出子として非接触式
のプローブを用いこともできる。非接触式のプローブと
しては、例えば、被検物Ｓの表面にレーザ光等を照射
し、その反射光を光電変換素子（２分割された受光素
子）で受光し、そこから得られる電気信号に基づいて照
射光の焦点を被検物の表面に合致させることにより、被
検物の位置を検出するものがある。

【０１４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る三次元座標測定装置によれば、測定データ読み
込み手段が測定座標値と測定方向とを自動測定で測定す
る被検物の測定点についてそれぞれ読み取ると共に、移
動経路設定手段が測定データ読み込み手段で読み取った
測定座標値と測定方向を用いて、前記測定点に至るまで
の検出子の経過点を作成して自動測定時の移動経路を作
成するので、自動測定時の移動経路を自動的に作成する
ことができる。そのため、自動測定時の移動データを作
成するための面倒な作業が不要になる。したがって、自
動測定時の移動データを簡単にかつ短時間で作成するこ
とができる。

【０１４５】請求項２記載の発明に係る三次元座標測定
装置によれば、移動経路作成手段が、測定座標値、測定
方向、及び幾何形状指定手段で指定された幾何形状の幾
何寸法を用いて、幾何形状に応じて自動測定時の移動経
路を作成するので、どのような幾何形状を有する被検物
についても、自動測定時の移動経路を自動的に作成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る三次元座標測
定装置を示すブロック図である。

【図２】図２は図１に示す装置が使用される三次元座標
測定機を示す概略構成図である。

【図３】図３はティーチング測定処理を示すフローチャ
ートである。

【図４】図４は移動経路設定処理を示すフローチャート
である。

【図５】図５は点の移動経路設定処理を示すフローチャ
ートである。

【図６】図６は円の移動経路設定処理を示すフローチャ
ートである。

【図７】図７は直線の移動経路設定処理を示すフローチ
ャートである。

【図８】図８は平面の移動経路設定処理を示すフローチ
ャートである。

【図９】図９はリプレイ測定処理を示すフローチャート
である。

【図１０】図１０は内径円のティーチング測定を示す説
明図である。

【図１１】図１１は直線及び平面のティーチング測定を
示す説明図である。

【図１２】図１２は外径円のティーチング測定を示す説
明図である。

【符号の説明】

２ 定盤（ベース） ７ プローブ（検出子） ２０ データ読み込み部（測定データ読み込み手段） ２１ ティーチング測定部（幾何形状指定手段） ２２ 幾何寸法計算部（幾何寸法演算手段） ２３ 移動経路設定部（移動経路設定手段） ２４ ティーチングデータテーブル（記憶手段） Ｓ 被検物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定盤上に置かれた被検物の測定点を検出
   子が検出した時のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各スケールの値
   を測定座標値として読み込み、被検物の形状を測定する
   三次元座標測定装置において、 前記測定座標値と、前記被検物の測定点を前記検出子が
   検出する時の前記検出子の移動方向である測定方向と
   を、自動測定で測定する前記被検物の測定点についてそ
   れぞれ読み取る測定データ読み込み手段と、 前記測定座標値と前記測定方向を用いて、前記測定点に
   至るまでの前記検出子の経過点を作成して前記自動測定
   時の移動経路を作成する移動経路作成手段とを備えてい
   ることを特徴とする三次元座標測定装置。
2. 【請求項２】 前記自動測定で測定される前記被検物の
   幾何形状の種類を指定し、その種類を表すデータを出力
   する幾何形状指定手段と、 前記幾何形状指定手段で指定された幾何形状と前記測定
   座標値とを用いて、前記指定された幾何形状の幾何寸法
   を演算する幾何寸法演算手段とを備え、 前記移動経路作成手段は、前記測定座標値、前記測定方
   向及び前記幾何寸法を用いて、前記指定された幾何形状
   に応じて前記移動経路を作成するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の三次元座標測定装置。
3. 【請求項３】 前記移動経路作成手段は、前記被検物の
   測定面の法線方向に前記測定点から退避距離だけ離れた
   位置に前記経過点を作成するように構成されていること
   を特徴とする請求項１又は２記載の三次元座標測定装
   置。