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特開2024-70999３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024070999
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置
(51)【国際特許分類】
G01B 11/25 20060101AFI20240517BHJP
G01B 11/24 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
G01B11/25 H
G01B11/24 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022181680
(22)【出願日】2022-11-14
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】福地 良太
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA04
2F065AA21
2F065AA46
2F065AA47
2F065AA52
2F065BB13
2F065BB15
2F065CC06
2F065DD03
2F065DD08
2F065FF04
2F065FF09
2F065FF11
2F065GG04
2F065HH05
2F065JJ03
2F065MM03
2F065PP22
2F065QQ03
2F065QQ21
2F065QQ24
2F065QQ28
2F065QQ31
2F065RR09
2F065UU05
(57)【要約】
【課題】簡単な装置構成で３次元測定機器の複数の取付方向軸回りの取付誤差を精度高く算出することができる、３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置を提供する。
【解決手段】３次元形状測定機器の校正方法は、被測定物Ｓの３次元形状を測定する３次元形状測定機器５の取付誤差を校正する３次元形状測定機器の校正方法である。当該校正方法は、校正装置１０によって、３次元形状測定機器５の複数の取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））に対し、取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））ごとに異なる算出方法を用いて複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１４、ステップＳ４、ステップＳ１１５）を含む。
【選択図】図９
【解決手段】３次元形状測定機器の校正方法は、被測定物Ｓの３次元形状を測定する３次元形状測定機器５の取付誤差を校正する３次元形状測定機器の校正方法である。当該校正方法は、校正装置１０によって、３次元形状測定機器５の複数の取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））に対し、取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））ごとに異なる算出方法を用いて複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１４、ステップＳ４、ステップＳ１１５）を含む。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器の取付誤差を校正する３次元形状測定機器の校正方法であって、
校正装置によって、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程を含むことを特徴とする３次元形状測定機器の校正方法。
校正装置によって、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程を含むことを特徴とする３次元形状測定機器の校正方法。
【請求項2】
前記３次元形状測定機器は、前記被測定物に対してライン状のレーザー光を照射し、前記被測定物までの距離を測定する距離センサであり、前記複数の取付方向軸は、水平方向かつ前記レーザー光のライン方向である水平一軸と、水平方向かつ前記水平一軸に直交する水平二軸と、前記レーザー光に平行かつ前記水平一軸及び前記水平二軸に直交する鉛直軸との３軸であることを特徴とする請求項１に記載の３次元形状測定機器の校正方法。
【請求項3】
前記校正装置によって、前記３次元形状測定機器の前記水平一軸回りの取付誤差を算出する算出工程では、前記３次元形状測定機器が測定した、水平出しした高さの差ｈが既知の２つの水平面を有する校正部材の前記２つの水平面の高さの差ｈｅｒｒのデータを前記校正装置が取得し、前記校正装置が、既知の高さの差ｈと取得した高さの差ｈｅｒｒのデータとに基づいて下記式により前記３次元形状測定機器の前記水平一軸回りの取付誤差Δθｘを算出することを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定機器の校正方法。
Δθｘ＝ｔａｎ－１（ｈ／ｈｅｒｒ）
Δθｘ＝ｔａｎ－１（ｈ／ｈｅｒｒ）
【請求項4】
前記校正装置によって、前記３次元形状測定機器の前記水平二軸回りの取付誤差を算出する算出工程では、前記３次元形状測定機器が測定した、水平出しした水平面を有する校正部材の前記水平面の形状データを前記校正装置が取得し、前記校正装置が取得した前記水平面の形状データを１次関数に近似して前記水平面の傾きを算出することにより、前記３次元形状測定機器の前記水平二軸回りの取付誤差Δθｙを算出することを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定機器の校正方法。
【請求項5】
前記校正装置によって、前記３次元形状測定機器の前記鉛直軸回りの取付誤差を算出する算出工程では、前記３次元形状測定機器が異なる２方向の測定経路から校正部材をそれぞれ測定して得られた２つの３次元形状測定データのそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに座標変換した２つの座標変換値を前記校正装置が取得し、前記校正装置が取得した前記２つの座標変換値を重ね合わせて２つの座標変換値が一致する取付角度を算出することにより、前記３次元形状測定機器の前記鉛直軸回りの取付誤差Δθｚを算出することを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定機器の校正方法。
【請求項6】
被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器と、
前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えていることを特徴とする３次元形状測定装置。
前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えていることを特徴とする３次元形状測定装置。
【請求項7】
被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器と、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えた３次元形状測定装置と、
前記被測定物の加工を行う加工機器とを備え、
前記３次元形状測定機器は、前記加工機器による加工前及び加工後の少なくとも一方の前記被測定物の３次元形状を測定することを特徴とする自動加工装置。
前記被測定物の加工を行う加工機器とを備え、
前記３次元形状測定機器は、前記加工機器による加工前及び加工後の少なくとも一方の前記被測定物の３次元形状を測定することを特徴とする自動加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
製鉄所における厚板精製工程は、被測定物としての金属（鉄鋼、アルミニウム、チタン）製の厚板を精製する工程であり、この厚板精製工程においては、ガス切断やレーザー切断、プラズマ切断などの熱切断で厚板を切断する。そして、かかる厚板を切断した後、切断された厚板の長手方向、幅方向及び対角方向の寸法や平坦度を測定する作業を実施している。
ここで、従来の切断後の厚板の寸法や平坦度の測定においては、依然としてメジャーやハイトゲージなどを使用して人の手作業で行われることが多い。このような切断後の厚板の人手による測定作業は、重筋作業であり、作業足場が悪いことによる転倒災害や、ライン内立ち入り作業のため、切断装置との干渉による衝突・狭圧災害の危険が伴う作業である。また、手作業による測定のため、測定精度に個人差やヒューマンエラーが含まれる懸念や、測定点を多くとれないという課題がある。
ここで、従来の切断後の厚板の寸法や平坦度の測定においては、依然としてメジャーやハイトゲージなどを使用して人の手作業で行われることが多い。このような切断後の厚板の人手による測定作業は、重筋作業であり、作業足場が悪いことによる転倒災害や、ライン内立ち入り作業のため、切断装置との干渉による衝突・狭圧災害の危険が伴う作業である。また、手作業による測定のため、測定精度に個人差やヒューマンエラーが含まれる懸念や、測定点を多くとれないという課題がある。
【0003】
このような課題を解決するため、厚板の寸法や平坦度を３次元測定装置を用いて自動で行うものとして、従来、例えば、特許文献１に示す光切断法による対象物の３次元測定装置が提案されている。
特許文献１に示す３次元測定装置は、対象物を載置するテーブルと、テーブルの両側端部に設けたアクチュエータと、対象物をいずれも複数方向から直角に照射するために設置された複数のスリット光の光源と、対象物からの反射光をそれぞれ撮像する複数のカメラとを備えている。また、３次元測定装置は、それぞれ互いに対をなす複数個所のスリット光の光源とカメラとを所定位置に支持するとともに、末端部にアクチュエータに沿って移動する移動機構を備えた門型フレームを備えている。更に、３次元測定装置は、各カメラからの画像データをそれぞれ処理する複数の画像処理装置と、各画像処理装置からの３次元計測データを演算処理するとともに、制御部を制御するコンピュータとを備えている。
特許文献１に示す３次元測定装置は、対象物を載置するテーブルと、テーブルの両側端部に設けたアクチュエータと、対象物をいずれも複数方向から直角に照射するために設置された複数のスリット光の光源と、対象物からの反射光をそれぞれ撮像する複数のカメラとを備えている。また、３次元測定装置は、それぞれ互いに対をなす複数個所のスリット光の光源とカメラとを所定位置に支持するとともに、末端部にアクチュエータに沿って移動する移動機構を備えた門型フレームを備えている。更に、３次元測定装置は、各カメラからの画像データをそれぞれ処理する複数の画像処理装置と、各画像処理装置からの３次元計測データを演算処理するとともに、制御部を制御するコンピュータとを備えている。
【0004】
また、光切断法による３次元形状計測装置における光学ヘッド部のキャリブレーション装置として、従来、例えば、特許文献２に示すものが知られている。
特許文献２に示す３次元形状計測装置におけるキャリブレーション装置は、当該キャリブレーション装置において、スリット光源とカメラとを設置した光学ヘッドを分離可能に構成すると共に、分離した光学ヘッド部を所定姿勢で移動可能とする案内部を設けている。そして、キャリブレーション装置には、光学ヘッド部の移動方向に、寸法が既知のキャリブレーションブロックを下り階段状に複数列配置してある。そして、光学ヘッド部をキャリブレーション装置の案内部に沿って移動させ、スリット光源からスリット光を照射させた状態でカメラにより各キャリブレーションブロックを撮影し、その画像からスリット光の輝線を抽出する。そして、抽出したスリット光の輝線の画像面上の座標を求めるとともに、それらの輝線の実空間における座標をキャリブレーションブロックとカメラとの対応位置関係から求めて、それらの座標を対応させてマッピングテーブルとして保存する。そして、光切断法により測定対象を測定する際には、カメラにより撮影した画像中のスリット光の輝線に対して、画像面上の座標を求める。そして、マッピグテーブルとして保存されている各輝線の画像面上の座標と、実空間における座標との対応関係から、カメラにより撮影した画像中のスリット光の輝線の実空間における座標を求めて撮影した画像の補正を行う。
特許文献２に示す３次元形状計測装置におけるキャリブレーション装置は、当該キャリブレーション装置において、スリット光源とカメラとを設置した光学ヘッドを分離可能に構成すると共に、分離した光学ヘッド部を所定姿勢で移動可能とする案内部を設けている。そして、キャリブレーション装置には、光学ヘッド部の移動方向に、寸法が既知のキャリブレーションブロックを下り階段状に複数列配置してある。そして、光学ヘッド部をキャリブレーション装置の案内部に沿って移動させ、スリット光源からスリット光を照射させた状態でカメラにより各キャリブレーションブロックを撮影し、その画像からスリット光の輝線を抽出する。そして、抽出したスリット光の輝線の画像面上の座標を求めるとともに、それらの輝線の実空間における座標をキャリブレーションブロックとカメラとの対応位置関係から求めて、それらの座標を対応させてマッピングテーブルとして保存する。そして、光切断法により測定対象を測定する際には、カメラにより撮影した画像中のスリット光の輝線に対して、画像面上の座標を求める。そして、マッピグテーブルとして保存されている各輝線の画像面上の座標と、実空間における座標との対応関係から、カメラにより撮影した画像中のスリット光の輝線の実空間における座標を求めて撮影した画像の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第３３７５４３９号公報
【特許文献2】特開２００７－３３０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の特許文献１に示す３次元測定装置においては、スリット光の光源及びカメラを門型フレームに取り付ける際に、門型フレームの進行方向（ｘ方向）、この進行方向に直交する水平方向（ｙ方向）、及びこれら進行方向及び水平方向に直交する垂直方向（ｚ方向）に対する取付誤差が生じるおそれがある。スリット光の光源及びカメラにこれら取付誤差が生じると、カメラで撮像された画像データに誤差が生じるおそれがある。
一方、特許文献２に示す光切断法による３次元形状計測装置における光学ヘッド部のキャリブレーション装置においては、スリット光源及びカメラの光学ヘッドに対する３軸方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向）の取付誤差を校正することができる。
一方、特許文献２に示す光切断法による３次元形状計測装置における光学ヘッド部のキャリブレーション装置においては、スリット光源及びカメラの光学ヘッドに対する３軸方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向）の取付誤差を校正することができる。
【0007】
しかしながら、特許文献２に示す光切断法による３次元形状計測装置におけるキャリブレーション装置においては、スリット光源及びカメラの光学ヘッドに対する３軸方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向）全ての取付誤差を一度に算出している。このため、キャリブレーション装置の装置構成が複雑になるとともに、３軸方向のそれぞれの取付誤差の算出精度がそれほど高くないという課題があった。
従って、本発明は、この従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な装置構成で３次元測定機器の複数の取付方向軸回りの取付誤差を精度高く算出することができる、３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置を提供することにある。
従って、本発明は、この従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な装置構成で３次元測定機器の複数の取付方向軸回りの取付誤差を精度高く算出することができる、３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る３次元形状測定機器の校正方法は、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器の取付誤差を校正する３次元形状測定機器の校正方法であって、校正装置によって、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程を含むことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る３次元形状測定装置は、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器と、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えていることを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る３次元形状測定装置は、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器と、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えていることを要旨とする。
【0009】
また、本発明の別の態様に係る自動加工装置は、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器と、前記３次元形状測定機器の複数の取付方向軸に対し、前記取付方向軸ごとに異なる算出方法を用いて前記複数の取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する校正装置とを備えた３次元形状測定装置と、前記被測定物の加工を行う加工機器とを備え、前記３次元形状測定機器は、前記加工機器による加工前及び加工後の少なくとも一方の前記被測定物の３次元形状を測定することを要旨とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る３次元形状測定機器の校正方法、３次元形状測定装置及び自動加工装置によれば、簡単な装置構成で３次元測定機器の複数の取付方向軸回りの取付誤差を精度高く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動加工装置としての自動切断装置の概略構成図である。
【図3】図１に示す自動切断装置における距離センサの取付角度調整機構を説明するもので、（ａ）は水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付角度調整を説明する図、（ｂ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度調整を説明する図、（ｃ）は水平一軸（ｘｓ軸）回りの距離センサの取付角度調整を説明する図である。
【図4】自動切断装置を用いて厚板の３次元形状を測定する方法を説明するもので、（ａ）は厚板を自動切断装置の台座上に載置した状態の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す状態から距離センサが平面視で矢印Ａで示すジグザグ状に移動して厚板の３次元形状を測定している様子を説明する平面図である。
【図5】水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付角度の取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙがある状態でツールに取り付けられた距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図である。
【図6】水平一軸（ｘｓ軸）回りの距離センサの取付角度の取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｃ）はキャリブレーションブロックの２つの水平面の既知の高さの差ｈと水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射したときのキャリブレーションブロックの２つの水平面の高さの差ｈｅｒｒとの幾何的関係を示す図である。
【図7】鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度の取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサの平面図、（ｃ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサが異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定する説明図、（ｄ）は（ｃ）の方法で異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定した２つの３次元形状測定データのそれぞれについて座標変換した２つの座標変換値を重ね合わせて２つの座標変換値が一致する取付角度を算出する方法を説明するための図である。
【図8】３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図9】３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図10】３次元形状測定装置を用いて距離センサの鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図11】自動切断装置の変形例を用いて厚板の３次元形状を測定する方法を説明するための平面図である。
【図12】本発明の校正方法によって水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例の効果を説明するためのグラフである。
【図13】本発明の校正方法によって鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例を説明するもので、距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのスコヤに対してレーザー光を照射している状態の説明図である。
【図14】本発明の校正方法によって鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例を説明するもので、（ａ）は図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを示す説明図、（ｂ）は図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを示す説明図である。
【図15】本発明の校正方法によって鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例を説明するもので、（ａ）は図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°にて座標変換した座標変換値と図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°にて座標変換した座標変換値とを重ね合わせた図、（ｂ）は図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°からΔθｚ＝－２．５°だけ変化させた取付角度４２．５°にて座標変換した座標版権値と図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°からΔθｚ＝－２．５°だけ変化させた取付角度４２．５°にて座標変換した座標変換値とを重ね合わせた図である。
【図16】図１に示す自動切断装置において、距離センサの取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板の形状を測定する比較例と、図１に示す自動切断装置において、距離センサの取付角度を校正した状態で切断後の厚板の形状を測定する実施例とにおける厚板の形状を測定する方法を説明するための図である。
【図17】比較例による測定結果を示すグラフである。
【図18】実施例による測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
（自動切断装置の全体構成）
図１には、本発明の一実施形態に係る自動加工装置としての自動切断装置の概略構成が示されている。
（自動切断装置の全体構成）
図１には、本発明の一実施形態に係る自動加工装置としての自動切断装置の概略構成が示されている。
【0013】
図１に示す自動切断装置１は、門型切断機であり、ｘ方向（水平方向）に延びるように敷設された一対のレール２上を、車輪（図示せず）を介して走行可能な門型の台車３を備えている。
台車３の側面には、ｙ方向（ｘ方向と直交する水平方向）に直動可能なツール４が設けられている。また、ツール４には、取付角度調整機構７を介して３次元測定機器としての距離センサ５がｚ方向（鉛直方向）に直動可能に取り付けられている。また、ツール４には、ガス切断やレーザー切断、プラズマ切断などの熱切断で台座１ａ（図４（ａ）参照）上に載置された厚板Ｓを切断するための加工機器としての切断トーチ６が設けられている。切断トーチ６は、ツール４に対してｚ方向（鉛直方向）に直動可能に取り付けられている。距離センサ５及び切断トーチ６は、共にツール４に対して直動可能に取り付けられているが、両者が同期して動く必要はなく、それぞれ独立してｚ方向に直動可能となっている。
台車３の側面には、ｙ方向（ｘ方向と直交する水平方向）に直動可能なツール４が設けられている。また、ツール４には、取付角度調整機構７を介して３次元測定機器としての距離センサ５がｚ方向（鉛直方向）に直動可能に取り付けられている。また、ツール４には、ガス切断やレーザー切断、プラズマ切断などの熱切断で台座１ａ（図４（ａ）参照）上に載置された厚板Ｓを切断するための加工機器としての切断トーチ６が設けられている。切断トーチ６は、ツール４に対してｚ方向（鉛直方向）に直動可能に取り付けられている。距離センサ５及び切断トーチ６は、共にツール４に対して直動可能に取り付けられているが、両者が同期して動く必要はなく、それぞれ独立してｚ方向に直動可能となっている。
【0014】
３次元形状測定機器としての距離センサ５は、被測定物（厚板Ｓ及び後述する定盤１３、キャリブレーションブロック１４）に対してライン状のレーザー光を照射し、当該被測定物までの距離を測定する光切断法による非接触式の距離センサである。距離センサ５は、図３乃至図７に示すように、レーザー光５ｃを被測定物に照射し、図示しないカメラで投光されたレーザー光５ｃを撮影し、画像上でレーザー光５ｃの投光位置を算出することで被測定物の２次元形状を測定する。そして、距離センサ５を、台車３及びツール４で、ｘ方向及びｙ方向に移動させ、ツール４の位置座標と距離センサ５で測定した２次元形状の測定データとを逐次演算することで、被測定物の３次元形状を測定する。つまり、距離センサ５は、台車３及びツール４によってｘ方向及びｙ方向に移動させる機能を伴って、被測定物の３次元形状を測定する。台車３に取り付ける３次元形状測定機器としては、光切断法による距離センサ５に限らず、被測定物の２次元の形状測定データを測定可能な他の装置を用いてもよい。２次元の形状測定データを測定可能な他の装置としては、例えば２次元ＬｉＤＡＲセンサ等の測定原理としてＴＯＦ(Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ)方式を使用したセンサ等が挙げられる。
【0015】
取付角度調整機構７は、距離センサ５のツール４に対する取付角度を調整するものである。距離センサ５の取付方向は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、水平方向かつ距離センサ５のレーザー光５ｃ（光軸５ｂ）のライン方向（レーザー光５ｃが広がる方向）を水平一軸（ｘｓ軸）方向とする。また、水平方向かつ水平一軸（ｘｓ軸）に直交する方向を水平二軸（ｙｓ軸）方向とする。更に、レーザー光５ｃの光軸５ｂに平行かつ水平一軸（ｘｓ軸）方向および水平二軸（ｙｓ軸）方向にそれぞれ直交する方向を鉛直軸（ｚｓ軸）方向とする。
そして、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての水平一軸（ｘｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ｃ（図３（ｃ）参照）を備えている。また、同様に、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての水平二軸（ｙｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ｂ（図３（ａ）参照）を備えている。また、同様に、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての鉛直軸（ｚｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ａ（図３（ｂ）参照）を備えている。
そして、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての水平一軸（ｘｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ｃ（図３（ｃ）参照）を備えている。また、同様に、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての水平二軸（ｙｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ｂ（図３（ａ）参照）を備えている。また、同様に、取付角度調整機構７は、距離センサ５のレーザー光５ｃを基準とした座標系に対して、取付方向軸としての鉛直軸（ｚｓ軸）回りに距離センサ５を回転させる回転軸７ａ（図３（ｂ）参照）を備えている。
【0016】
つまり、取付角度調整機構７は、図３（ａ）に示すように、回転軸７ｂによって距離センサ５の光軸５ｂに対して直角方向である水平二軸（ｙｓ軸）回りに距離センサ５を回転させることが可能である。また、取付角度調整機構７は、図３（ｂ）に示すように、回転軸７ａによって距離センサ５の光軸５ｂに平行である鉛直軸（ｚｓ軸）回りに距離センサ５を回転させることが可能である。さらに、取付角度調整機構７は、図３（ｃ）に示すように、回転軸７ｃによって距離センサ５のレーザー光５ｃのライン方向（測定幅方向）に平行である水平一軸（ｘｓ軸）回りに距離センサ５を回転させることが可能である。このように、回転軸７ａ～７ｃによって距離センサ５の取付角度を可変にすることで、後述する距離センサ５の取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出した際に、距離センサ５の実際の取付角度を修正することも可能となる。
【0017】
また、自動切断装置１は、制御装置８を備えている。制御装置８は、図１及び図２に示すように、制御部９と、校正装置１０と、出力部１１とを備えている。制御装置８は、演算処理機能を有するコンピュータシステムであり、記憶装置（図示せず）にインストールされたコンピュータプログラムの命令に従って、制御部９、校正装置１０、及び出力部１１の各機能を実行する。
ここで、制御部９は、台車３、ツール４、距離センサ５、及び切断トーチ６などの自動切断装置１の各部材の動作を制御する。
また、校正装置１０は、３次元形状測定機器としての距離センサ５の３つの取付方向軸のそれぞれの取付誤差を算出する。具体的に述べると、校正装置１０は、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）に対し、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。このそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する際に、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）ごとに異なる算出方法を用いて算出する。
ここで、制御部９は、台車３、ツール４、距離センサ５、及び切断トーチ６などの自動切断装置１の各部材の動作を制御する。
また、校正装置１０は、３次元形状測定機器としての距離センサ５の３つの取付方向軸のそれぞれの取付誤差を算出する。具体的に述べると、校正装置１０は、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）に対し、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。このそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する際に、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）ごとに異なる算出方法を用いて算出する。
【0018】
校正装置１０は、図２に示すように、取付誤差算出部１０ａと、取付誤差出力部１０ｂとを備えている。取付誤差算出部１０ａは、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）ごとに異なる算出方法を用いて水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。また、取付誤差出力部１０ｂは、取付誤差算出部１０ａで算出した水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを出力し、モニター等の表示装置でそれらの情報を表示する。
また、出力部１１は、距離センサ５の座標変換部５ａで座標変換された座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）を取得し、その座標変換値ΣＲを出力し、その被測定物の３次元形状測定データとしての座標変換値ΣＲをモニター等の表示装置で表示する。
また、出力部１１は、距離センサ５の座標変換部５ａで座標変換された座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）を取得し、その座標変換値ΣＲを出力し、その被測定物の３次元形状測定データとしての座標変換値ΣＲをモニター等の表示装置で表示する。
【0019】
そして、前述した３次元形状測定機器としての距離センサ５と、校正装置１０とにより３次元形状測定装置１２を構成している。
なお、距離センサ５には、図１に示すように、座標変換部５ａが設けられている。座標変換部５ａは、距離センサ５によって測定されたセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）を、次の（１）式を用いてツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）へと座標変換する。座標変換部５ａは、演算処理機能を有するコンピュータであり、記憶装置（図示せず）にインストールされたコンピュータプログラムの命令に従って、座標変換機能を実行する。
なお、距離センサ５には、図１に示すように、座標変換部５ａが設けられている。座標変換部５ａは、距離センサ５によって測定されたセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）を、次の（１）式を用いてツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）へと座標変換する。座標変換部５ａは、演算処理機能を有するコンピュータであり、記憶装置（図示せず）にインストールされたコンピュータプログラムの命令に従って、座標変換機能を実行する。
【0020】
ΣＲ＝Ｍｓ＋Ｒｘ・Ｒｙ・Ｒｚ・Σｓ …（１）
ここで、ΣＲはツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における被測定物の位置）である。Ｍｓはツール４の位置座標である。Ｒｘはセンサ座標系の水平一軸（ｘｓ軸）回りの座標変換行列、Ｒｙはセンサ座標系の水平二軸（ｙｓ軸）回りの座標変換行列、Ｒｚはセンサ座標系の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの座標変換行列である。Σｓはセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）である。
そして、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚは、それぞれ次の（２）式～（４）式で表される。
ここで、ΣＲはツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における被測定物の位置）である。Ｍｓはツール４の位置座標である。Ｒｘはセンサ座標系の水平一軸（ｘｓ軸）回りの座標変換行列、Ｒｙはセンサ座標系の水平二軸（ｙｓ軸）回りの座標変換行列、Ｒｚはセンサ座標系の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの座標変換行列である。Σｓはセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）である。
そして、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚは、それぞれ次の（２）式～（４）式で表される。
【0021】
【数1】
（被測定物としての厚板Ｓの３次元形状測定方法）
次に、図１に示す自動切断装置１を用いた厚板Ｓの３次元形状測定方法を説明する。
図４は、自動切断装置を用いて厚板の３次元形状を測定する方法を説明するもので、（ａ）は厚板を自動切断装置の台座上に載置した状態の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す状態から距離センサが平面視で矢印Ａで示すジグザグ状に移動して厚板の３次元形状を測定している様子を説明する平面図である。
【0022】
先ず、厚板Ｓは、図４（ａ）に示すように、自動切断装置１の一対のレール２間の台座１ａ上に載置される。
そして、図４（ｂ）に示すように、制御部９は、測定対象の厚板Ｓに対し、矢印Ａで示すように、平面視でジグザグ状に距離センサ５を移動させるよう台車３及びツール４を制御し、距離センサ５が厚板Ｓの３次元形状を測定する。
そして、距離センサ５によって測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｓは、座標変換部５ａにおいて、前述の（１）式を用いてツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）へと座標変換される。
そして、図４（ｂ）に示すように、制御部９は、測定対象の厚板Ｓに対し、矢印Ａで示すように、平面視でジグザグ状に距離センサ５を移動させるよう台車３及びツール４を制御し、距離センサ５が厚板Ｓの３次元形状を測定する。
そして、距離センサ５によって測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｓは、座標変換部５ａにおいて、前述の（１）式を用いてツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ（移動）座標系における被測定物の位置）へと座標変換される。
【0023】
なお、距離センサ５の設計上の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付角度θｘ、距離センサ５の設計上の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付角度θｙ、及び距離センサ５の設計上の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付角度θｚは、予め、作業者によって図示しない入力装置から座標変換部５ａに入力されている。
また、ツール４のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向の位置座標Ｍｓは、各方向のアクチュエータの回転量をロータリーエンコーダによって取得し、その取得した情報が座標変換部５ａに入力される。
そして、座標変換部５ａで座標変換されたツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の厚板Ｓの位置）ΣＲが出力部１１に送出され、出力部１１は、座標変換値ΣＲを出力し、その被測定物の３次元形状測定データとしての座標変換値ΣＲをモニター等の表示装置で表示する。
（距離センサの取付誤差の校正方法）
距離センサ５のツール４に対する取付角度が設計上の取付角度θｘ、θｙ、θｚと異なる取付角度で前述の（１）式により、ツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の被測定物（厚板Ｓ）の位置）ΣＲを算出した場合、測定値に誤差が生じる。このため、距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｘ、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｙ、及び距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｚを算出し、その誤差を校正する必要がある。
また、ツール４のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向の位置座標Ｍｓは、各方向のアクチュエータの回転量をロータリーエンコーダによって取得し、その取得した情報が座標変換部５ａに入力される。
そして、座標変換部５ａで座標変換されたツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の厚板Ｓの位置）ΣＲが出力部１１に送出され、出力部１１は、座標変換値ΣＲを出力し、その被測定物の３次元形状測定データとしての座標変換値ΣＲをモニター等の表示装置で表示する。
（距離センサの取付誤差の校正方法）
距離センサ５のツール４に対する取付角度が設計上の取付角度θｘ、θｙ、θｚと異なる取付角度で前述の（１）式により、ツール４の移動座標系の座標変換値（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の被測定物（厚板Ｓ）の位置）ΣＲを算出した場合、測定値に誤差が生じる。このため、距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｘ、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｙ、及び距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付角度の取付誤差Δθｚを算出し、その誤差を校正する必要がある。
【0024】
本実施形態においては、校正装置１０は、距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）に対し、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。このそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する際に、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）ごとに異なる算出方法を用いる。
Ａ．距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法
距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法について、図５及び図８を参照して説明する。図５は、水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙがある状態でツールに取り付けられた距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図である。図８は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
Ａ．距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法
距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法について、図５及び図８を参照して説明する。図５は、水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙがある状態でツールに取り付けられた距離センサが校正部材としての定盤の上面に対してレーザー光を照射している状態の説明図である。図８は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【0025】
先ず、図８に示すステップＳ１において、作業者は、水平出しした水平面１３ａ（図５（ａ），（ｂ）参照）を有する校正部材としての定盤１３を自動切断装置１の台座１ａ上に載置する。定盤１３は、可搬式で定盤１３の傾斜を調整可能なアジャスタを有するものが望ましい。
次いで、ステップＳ２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。
次いで、ステップＳ３において、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、定盤１３の水平面１３ａを測定する（定盤測定工程）。この際に、制御部９が台車３及びツール４を制御し、距離センサ５の位置を制御する。
次いで、ステップＳ２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。
次いで、ステップＳ３において、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、定盤１３の水平面１３ａを測定する（定盤測定工程）。この際に、制御部９が台車３及びツール４を制御し、距離センサ５の位置を制御する。
【0026】
次いで、ステップＳ４において、校正装置１０の取付誤差算出部１０ａは、ステップＳ３において、距離センサ５が測定した、水平出しした水平面１３ａを有する定盤１３の水平面１３ａの形状データを取得する。そして、取付誤差算出部１０ａは、取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似して水平面１３ａの傾きを算出することにより、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙを算出する（算出工程）。
ここで、距離センサ５の取付角度に誤差が生じている場合は、図５（ｂ）に示すように、距離センサ５で測定された定盤１３の水平面１３ａの形状データが距離センサ５の取付誤差Δθｙだけ傾いて出力される。距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定された水平面１３ａの形状データを座標変換することなく、その形状データを校正装置１０の取付誤差算出部１０ａに送出する。取付誤差算出部１０ａは、その定盤１３の水平面１３ａの形状データを取得し、取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似し、水平面１３ａの傾きを算出することで、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙを算出する。
ここで、距離センサ５の取付角度に誤差が生じている場合は、図５（ｂ）に示すように、距離センサ５で測定された定盤１３の水平面１３ａの形状データが距離センサ５の取付誤差Δθｙだけ傾いて出力される。距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定された水平面１３ａの形状データを座標変換することなく、その形状データを校正装置１０の取付誤差算出部１０ａに送出する。取付誤差算出部１０ａは、その定盤１３の水平面１３ａの形状データを取得し、取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似し、水平面１３ａの傾きを算出することで、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙを算出する。
【0027】
次いで、ステップＳ５において、校正装置１０の取付誤差出力部１０ｂは、ステップＳ４において、取付誤差算出部１０ａで算出した水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙを出力し、モニター等の表示装置でそれらの情報を表示する（取付誤差出力工程）。
Ｂ．距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出方法
距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出方法について、図６及び図９を参照して説明する。図６は、水平一軸（ｘｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｃ）はキャリブレーションブロックの２つの水平面の既知の高さの差ｈと水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射したときのキャリブレーションブロックの２つの水平面の高さの差ｈｅｒｒとの幾何的関係を示す図である。図９は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
Ｂ．距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出方法
距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出方法について、図６及び図９を参照して説明する。図６は、水平一軸（ｘｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｃ）はキャリブレーションブロックの２つの水平面の既知の高さの差ｈと水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘがある状態でツールに取り付けられた距離センサがキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射したときのキャリブレーションブロックの２つの水平面の高さの差ｈｅｒｒとの幾何的関係を示す図である。図９は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【0028】
先ず、図９に示すステップＳ１１において、作業者は、互いに平行かつ高さが異なり、水平出しした高さの差ｈが既知の２つの水平面１４ａ，１４ｂ（図６（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）を有する校正部材としてのキャリブレーションブロック１４を、定盤１３上に載置する。
次いで、ステップＳ１２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。
次いで、ステップＳ１３において、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、キャリブレーションブロック１４の２つの水平面１４ａ，１４ｂの高さの差ｈｅｒｒ（図６（ｃ）参照）を測定する（高さの差測定工程）。この際に、制御部９が台車３及びツール４を制御し、距離センサ５の位置を制御する。なお、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す例では、２段のキャリブレーションブロック１４の上段と中段の２つの水平面１４ａ，１４ｂを測定対象としたが、１段のキャリブレーションブロック１４の上段の水平面１４ａと定盤１３の水平面の２面を測定対象としてもよい。
次いで、ステップＳ１２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。
次いで、ステップＳ１３において、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、キャリブレーションブロック１４の２つの水平面１４ａ，１４ｂの高さの差ｈｅｒｒ（図６（ｃ）参照）を測定する（高さの差測定工程）。この際に、制御部９が台車３及びツール４を制御し、距離センサ５の位置を制御する。なお、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す例では、２段のキャリブレーションブロック１４の上段と中段の２つの水平面１４ａ，１４ｂを測定対象としたが、１段のキャリブレーションブロック１４の上段の水平面１４ａと定盤１３の水平面の２面を測定対象としてもよい。
【0029】
次いで、ステップＳ１４において、校正装置１０の取付誤差算出部１０ａは、ステップＳ１３において、距離センサ５が測定した、水平出しした高さの差ｈが既知の２つの水平面１４ａ，１４ｂを有するキャリブレーションブロック１４の２つの水平面１４ａ，１４ｂの高さの差ｈｅｒｒのデータを取得する。そして、取付誤差算出部１０ａは、既知の高さの差ｈと取得した高さの差ｈｅｒｒのデータとに基づいて次の（５）式により距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘを算出する（算出工程）。
Δθｘ＝ｔａｎ－１（ｈ／ｈｅｒｒ） …（５）
ここで、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定された高さの差ｈｅｒｒのデータを座標変換することなく、その高さの差ｈｅｒｒのデータを校正装置１０の取付誤差算出部１０ａに送出する。
Δθｘ＝ｔａｎ－１（ｈ／ｈｅｒｒ） …（５）
ここで、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定された高さの差ｈｅｒｒのデータを座標変換することなく、その高さの差ｈｅｒｒのデータを校正装置１０の取付誤差算出部１０ａに送出する。
【0030】
次いで、ステップＳ１５において、校正装置１０の取付誤差出力部１０ｂは、ステップＳ１４において、取付誤差算出部１０ａで算出した水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘを出力し、モニター等の表示装置でそれらの情報を表示する（取付誤差出力工程）。
Ｃ．距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出方法
距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出方法について、図７及び図１０を参照して説明する。図７は、鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサの平面図、（ｃ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサが異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定する説明図、（ｄ）は（ｃ）の方法で異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定した２つの３次元形状測定データのそれぞれについて座標変換した移動座標系の座標変換値を重ね合わせて２つの移動座標系の座標変換値が一致する取付角度を算出する方法を説明するための図である。図１０は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
Ｃ．距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出方法
距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出方法について、図７及び図１０を参照して説明する。図７は、鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付誤差の算出方法を説明するもので、（ａ）は距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのキャリブレーションブロックの２つの水平面に対してレーザー光を照射している状態の説明図、（ｂ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサの平面図、（ｃ）は鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚがある状態でツールに取り付けられた距離センサが異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定する説明図、（ｄ）は（ｃ）の方法で異なる２方向の測定経路ａ，ｂでキャリブレーションブロックを測定した２つの３次元形状測定データのそれぞれについて座標変換した移動座標系の座標変換値を重ね合わせて２つの移動座標系の座標変換値が一致する取付角度を算出する方法を説明するための図である。図１０は、３次元形状測定装置を用いて距離センサの鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【0031】
先ず、図１０に示すステップＳ１１１において、作業者は、図７（ａ）に示すように、校正部材としての水平面１４ａ，１４ｂを有する平面視で正方形のキャリブレーションブロック１４を、定盤１３上に載置する。なお、キャリブレーションブロック１４の形状は、水平面１４ａ，１４ｂを有する平面視で正方形の立体形状に限らず、立方体、円柱体、あるいは直方体などでもよい。
次いで、ステップＳ１１２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。また、作業者は、設計上の距離センサ５の取付角度θｘ、θｙ、θｚ及び座標変換する設計上の距離センサ５の取付角度θｚ±θの範囲における微小な角度ｄθｚの情報を距離センサ５の座標変換部５ａに入力する。
次いで、ステップＳ１１２において、作業者は、制御部９、校正装置１０、及び距離センサ５の座標変換部５ａに鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出指令を入力するとともに、３次元形状測定装置１２を起動させる。また、作業者は、設計上の距離センサ５の取付角度θｘ、θｙ、θｚ及び座標変換する設計上の距離センサ５の取付角度θｚ±θの範囲における微小な角度ｄθｚの情報を距離センサ５の座標変換部５ａに入力する。
【0032】
次いで、ステップＳ１１３において、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、図７（ｃ）に示すように、異なる直交する２方向の測定経路ａ，ｂからキャリブレーションブロック１４を測定する（キャリブレーションブロック異方向測定工程）。この際に、制御部９が台車３及びツール４を制御し、距離センサ５の位置を制御する。なお、測定経路ａ，ｂの測定方向は、互いに直交しているが、必ずしも測定方向が直交している場合に限られない。
次いで、ステップＳ１１４において、距離センサ５の座標変換部５ａは、ステップＳ１１３において測定した２つの３次元形状測定データ（測定経路ａ及び測定経路ｂで測定した２つのデータ）のそれぞれについて（１）式を用いて座標変換する。この座標変換の際に、当該測定した２つの３次元形状測定データ（測定経路ａ及び測定経路ｂで測定した２つのデータ）のそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに（１）式を用いて座標変換する。そして、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する（座標変換工程）。この際に、（１）式に導入する設計上の距離センサ５の取付角度θｘ、θｙ、θｚ及び座標変換する設計上の距離センサ５の取付角度θｚ±θの範囲における微小な角度ｄθｚの情報は、ステップＳ１１２で座標変換部５ａに入力されたものである。また、ツール４の位置座標Ｍｓは各ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のアクチュエータの回転量をロータリーエンコーダによって取得し、その取得した情報が座標変換部５ａに入力される。
次いで、ステップＳ１１４において、距離センサ５の座標変換部５ａは、ステップＳ１１３において測定した２つの３次元形状測定データ（測定経路ａ及び測定経路ｂで測定した２つのデータ）のそれぞれについて（１）式を用いて座標変換する。この座標変換の際に、当該測定した２つの３次元形状測定データ（測定経路ａ及び測定経路ｂで測定した２つのデータ）のそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに（１）式を用いて座標変換する。そして、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する（座標変換工程）。この際に、（１）式に導入する設計上の距離センサ５の取付角度θｘ、θｙ、θｚ及び座標変換する設計上の距離センサ５の取付角度θｚ±θの範囲における微小な角度ｄθｚの情報は、ステップＳ１１２で座標変換部５ａに入力されたものである。また、ツール４の位置座標Ｍｓは各ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のアクチュエータの回転量をロータリーエンコーダによって取得し、その取得した情報が座標変換部５ａに入力される。
【0033】
ステップＳ１１３において測定した２つの３次元形状測定データ（測定経路ａ及び測定経路ｂで測定した２つのデータ）のそれぞれについて、設計上の取付角度θｚで（１）式を用いて座標変換し、図７（ｄ）に示すように、移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する。すると、距離センサ５の取付角度（θｚ）に誤差がある場合には、図７（ｄ）の図形１５ａ，１５ｂに示すように、測定したキャリブレーションブロック１４の形状が歪んで算出される。形状の歪みは測定経路によって異なる。
そこで、本実施形態にあっては、ステップＳ１１４において、距離センサ５の座標変換部５ａは、ステップＳ１１３において測定した２つの３次元形状測定データのそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに（１）式を用いて座標変換し２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する。そして、次の、ステップＳ１１５において、校正装置１０が、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致する取付角度を算出し、距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを算出するようにしている。
そこで、本実施形態にあっては、ステップＳ１１４において、距離センサ５の座標変換部５ａは、ステップＳ１１３において測定した２つの３次元形状測定データのそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに（１）式を用いて座標変換し２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する。そして、次の、ステップＳ１１５において、校正装置１０が、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致する取付角度を算出し、距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを算出するようにしている。
【0034】
次いで、ステップＳ１１５において、校正装置１０の取付誤差算出部１０ａは、ステップＳ１１４において、距離センサ５の座標変換部５ａが座標変換した２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ（（図７（ｄ）において符号１５ａで示される図形）、Σｒ，ｂ（図７（ｄ）において符号１５ｂで示される図形）を取得する。そして、取付誤差算出部１０ａは、取得した２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを重ね合わせて２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致する取付角度を算出する。これにより、距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを算出する（算出工程）。図７（ｄ）においては、一致する座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂは、それぞれ符号１６ａで示される図形、１６ｂで示される図形となっている。
【0035】
ここで、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致するとは、移動座標系の座標変換値Σｒ，ａの３次元の点群データのエッジ部と、移動座標系の座標変換値Σｒ，ｂ３次元の点群データのエッジ部とが重なることを意味する。ここで、「重なる」とは、当該エッジ部同士の距離が１．０ｍｍ以下になることをいう。
例えば、設計上の距離センサ５の取付角度θｚが４５°でその±３°の範囲において０．１°ごとに座標変換する場合、４２．０°、４２．１°、４２．２°、・・・、４７．９°、４８．０°と順次、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する。そして、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを重ねてΣｒ，ａ、Σｒ，ｂの３次元の点群データのエッジ部同士が重なった際の角度が取付角度θｚ±取付誤差Δθｚとなる。
例えば、設計上の距離センサ５の取付角度θｚが４５°でその±３°の範囲において０．１°ごとに座標変換する場合、４２．０°、４２．１°、４２．２°、・・・、４７．９°、４８．０°と順次、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出する。そして、２つの移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを重ねてΣｒ，ａ、Σｒ，ｂの３次元の点群データのエッジ部同士が重なった際の角度が取付角度θｚ±取付誤差Δθｚとなる。
【0036】
次いで、ステップＳ１１６において、校正装置１０の取付誤差出力部１０ｂは、ステップＳ１１５において、取付誤差算出部１０ａで算出した鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを出力し、モニター等の表示装置でそれらの情報を表示する（取付誤差出力工程）。
Ｄ．距離センサ５の取付角度の校正
本実施形態では、前述のＡ～Ｃの方法で取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出した後、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚに基づいて距離センサ５の取付角度を校正する。
Ｄ．距離センサ５の取付角度の校正
本実施形態では、前述のＡ～Ｃの方法で取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出した後、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚに基づいて距離センサ５の取付角度を校正する。
【0037】
距離センサ５の取付角度の校正方法としては、例えば、距離センサ５の取付角度を算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分だけ直接修正する方法が挙げられる。また、前述の（１）式を用いてセンサ座標系の測定値Σｓをツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における被測定物の位置）へと座標変換する際に、座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを補正する方法もある。
前者の距離センサ５の取付角度を直接修正する場合には、距離センサ５の取付角度を算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分だけ修正した後、距離センサ５を用いて被測定物の３次元形状を測定する。
前者の距離センサ５の取付角度を直接修正する場合には、距離センサ５の取付角度を算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分だけ修正した後、距離センサ５を用いて被測定物の３次元形状を測定する。
【0038】
一方、後者の座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを補正する場合には、距離センサ５の取付角度を修正せずに、距離センサ５を用いて被測定物の３次元形状を測定する。そして、センサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａで座標変換する際に、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分を考慮して（１）式における座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの値を補正する。具体的には、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを（２）～（４）式における設計上の取付角度θｘ、θｙ、θｚに足して補正した座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを次の（６）～（８）式により算出する。そして、これら補正した座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚにセンサ座標系の測定値Σｓを掛け合わせ、ツール４の位置座標を足して（１）式によりツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における被測定物の位置）を求める。
【0039】
【数2】
本実施形態に係る自動切断装置１を用いて厚板Ｓの切断加工を行う際に、事前に距離センサ５の取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出しておく。即ち、自動切断装置１の台座１ａ上に厚板Ｓを載置する前に、前述のＡ～Ｃの方法で距離センサ５の取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。そして、距離センサ５の取付角度の校正方法として、距離センサ５の取付角度を算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分だけ直接修正する場合には、この時点で距離センサ５の取付角度を修正する。
【0040】
次いで、切断前の厚板Ｓを自動切断装置１の台座１ａ上に載置し、距離センサ５を用いて厚板Ｓの３次元形状を測定する。そして、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａにおいて（１）式によりツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における厚板Ｓの位置）へと座標変換する。距離センサ５の取付角度の校正方法として座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを補正する場合には、この時点でセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａで座標変換する際に、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分を考慮して（１）式における座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの値を補正する。そして、これら補正した座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚにセンサ座標系の測定値Σｓ（距離センサ５で測定した３次元形状測定データ）を掛け合わせ、ツール４の位置座標を足して（１）式によりツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における厚板Ｓの位置）を求める。
【0041】
そして、ツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲ（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系における厚板Ｓの位置）から厚板Ｓの切断位置を決定し、自動切断装置１は切断位置に沿ってツール４の位置合わせを行い、切断トーチ６によって厚板Ｓを切断する。これにより、指定された製品寸法の厚板製品を切り出す。
その後、切り出した厚板製品の３次元形状を距離センサ５を用いて再び測定し、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａにおいて（１）式によりツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲへと座標変換し、切り出した厚板製品の寸法が指定された寸法になっているかを確認する。距離センサ５の取付角度の校正方法として座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを補正する場合には、この時点でセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａで座標変換する際に、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分を考慮して（１）式における座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの値を補正する。そして、これら補正した座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚにセンサ座標系の測定値Σｓを掛け合わせ、ツール４の位置座標を足して（１）式によりΣＲ：移動座標系（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の厚板Ｓの位置）を求める。
その後、切り出した厚板製品の３次元形状を距離センサ５を用いて再び測定し、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａにおいて（１）式によりツール４の移動座標系の座標変換値ΣＲへと座標変換し、切り出した厚板製品の寸法が指定された寸法になっているかを確認する。距離センサ５の取付角度の校正方法として座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを補正する場合には、この時点でセンサ座標系の測定値Σｓを座標変換部５ａで座標変換する際に、算出した取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚ分を考慮して（１）式における座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの値を補正する。そして、これら補正した座標変換列Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚにセンサ座標系の測定値Σｓを掛け合わせ、ツール４の位置座標を足して（１）式によりΣＲ：移動座標系（ツール４が配置されているｘｙｚ座標系の厚板Ｓの位置）を求める。
【0042】
以上説明したように、本実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））に対し、３つの取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１４、ステップＳ４、ステップＳ１１５）を含む。この算出工程の際に、取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））ごとに異なる算出方法を用いて３つの取付方向軸回りのそれぞれの取付誤差を算出する。
これにより、各々の取付方向軸に対応する最適な算出方法を用いて３次元形状測定機器としての距離センサ５の取付誤差を算出することができ、距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））回りの取付誤差を精度高く算出することができる。
これにより、各々の取付方向軸に対応する最適な算出方法を用いて３次元形状測定機器としての距離センサ５の取付誤差を算出することができ、距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））回りの取付誤差を精度高く算出することができる。
【0043】
また、１つの算出方法で１つの取付方向軸回りの取付誤差のみを算出するため、各算出方法の装置構成や算出工程を簡略化することができる。
また、実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１４）において、次の処理を行う。即ち、距離センサ５が測定した（ステップＳ１３で測定した）、水平出しした高さの差ｈが既知の２つの水平面１４ａ，１４ｂを有する校正部材としてのキャリブレーションブロック１４の２つの水平面１４ａ，１４ｂの高さの差ｈｅｒｒのデータを校正装置１０が取得する。そして、校正装置１０は、既知の高さの差ｈと取得した高さの差ｈｅｒｒのデータとに基づいて前述の（５）式により距離センサ５の水平一軸回りの取付誤差Δθｘを算出する（ステップＳ１４）。
また、実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１４）において、次の処理を行う。即ち、距離センサ５が測定した（ステップＳ１３で測定した）、水平出しした高さの差ｈが既知の２つの水平面１４ａ，１４ｂを有する校正部材としてのキャリブレーションブロック１４の２つの水平面１４ａ，１４ｂの高さの差ｈｅｒｒのデータを校正装置１０が取得する。そして、校正装置１０は、既知の高さの差ｈと取得した高さの差ｈｅｒｒのデータとに基づいて前述の（５）式により距離センサ５の水平一軸回りの取付誤差Δθｘを算出する（ステップＳ１４）。
【0044】
これにより、簡単な方法で精度高く距離センサ５の水平一軸回りの取付誤差Δθｘを算出することができる。
また、本実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ４）において、次の処理を行う。即ち、校正装置１０は、距離センサ５が測定した（ステップＳ３で測定した）、水平出しした水平面１３ａを有する校正部材としての定盤１３の水平面１３ａの形状データを取得する。そして、校正装置１０は、その取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似して水平面１３ａの傾きを算出することにより、距離センサ５の水平二軸回りの取付誤差Δθｙを算出する（ステップＳ４）。
また、本実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ４）において、次の処理を行う。即ち、校正装置１０は、距離センサ５が測定した（ステップＳ３で測定した）、水平出しした水平面１３ａを有する校正部材としての定盤１３の水平面１３ａの形状データを取得する。そして、校正装置１０は、その取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似して水平面１３ａの傾きを算出することにより、距離センサ５の水平二軸回りの取付誤差Δθｙを算出する（ステップＳ４）。
【0045】
これにより、簡単な方法で精度高く距離センサ５の水平二軸軸回りの取付誤差Δθｙを算出することができる。
また、本実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１１５）において、次の処理を行う。即ち、距離センサ５が異なる２方向の測定経路ａ，ｂから校正部材としてのキャリブレーションブロック１４をそれぞれ測定して得られた２つの３次元形状測定データ（センサ座標系の測定値）Σｓのそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに座標変換した２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを校正装置１０が取得する。そして、校正装置１０は、その取得した２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを重ね合わせて２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致する取付角度を算出することにより、距離センサ５の鉛直軸回りの取付誤差Δθｚを算出する（ステップＳ１１５）。
また、本実施形態に係る３次元形状測定機器の校正方法によれば、校正装置１０によって、３次元形状測定機器としての距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差を算出する算出工程（ステップＳ１１５）において、次の処理を行う。即ち、距離センサ５が異なる２方向の測定経路ａ，ｂから校正部材としてのキャリブレーションブロック１４をそれぞれ測定して得られた２つの３次元形状測定データ（センサ座標系の測定値）Σｓのそれぞれについて、設計上の取付角度θｚから±θの範囲において微小な角度ｄθｚごとに座標変換した２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを校正装置１０が取得する。そして、校正装置１０は、その取得した２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを重ね合わせて２つの座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂが一致する取付角度を算出することにより、距離センサ５の鉛直軸回りの取付誤差Δθｚを算出する（ステップＳ１１５）。
【0046】
これにより、簡単な方法で精度高く距離センサ５の鉛直軸回りの取付誤差Δθｚを算出することができる。
また、本実施形態に係る３次元形状測定装置１２によれば、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器としての距離センサ５と、校正装置１０とを備えている。校正装置１０は、距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））に対し、３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。このそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する際に、取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））ごとに異なる算出方法を用いる。
また、本実施形態に係る３次元形状測定装置１２によれば、被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定機器としての距離センサ５と、校正装置１０とを備えている。校正装置１０は、距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））に対し、３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））回りのそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する。このそれぞれの取付誤差Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを算出する際に、取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））ごとに異なる算出方法を用いる。
【0047】
これにより、校正装置１０が、各々の取付方向軸に対応する最適な算出方法を用いて３次元形状測定機器としての距離センサ５の取付誤差を算出することができる。このため、距離センサ５の３つの取付方向軸（水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸））回りの取付誤差を精度高く算出することができる。
また、本実施形態に係る自動加工装置としての自動切断装置１によれば、前述の３次元形状測定装置１２と、被測定物としての厚板Ｓの加工を行う加工機器としての切断トーチ６とを備えている。そして、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、切断トーチ６による加工前及び加工後の少なくとも一方の厚板Ｓの３次元形状を測定する。
また、本実施形態に係る自動加工装置としての自動切断装置１によれば、前述の３次元形状測定装置１２と、被測定物としての厚板Ｓの加工を行う加工機器としての切断トーチ６とを備えている。そして、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、切断トーチ６による加工前及び加工後の少なくとも一方の厚板Ｓの３次元形状を測定する。
【0048】
これにより、３次元形状測定装置１２の校正装置１０が、各々の取付方向軸に対応する最適な算出方法を用いて３次元形状測定機器としての距離センサ５の取付誤差を精度高く算出することができるので、切断トーチ６による加工前及び加工後の少なくとも一方の厚板Ｓの３次元形状を精度高く測定することができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、距離センサ５の取付方向軸である水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）の３軸全てについて距離センサ５の取付誤差を求める必要は必ずしもなく、必要な軸についてのみ誤差を算出すればよい。例えば、鉛直方向（ｚ方向）に設置した切断トーチ６を水平方向（ｙ方向）に動かして厚板Ｓを切断する場合には、距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘを考慮する必要はない。このため、水平二軸（ｙｓ軸）と鉛直軸（ｚｓ軸）の２軸回りの取付誤差のみを校正すればよい。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、距離センサ５の取付方向軸である水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）の３軸全てについて距離センサ５の取付誤差を求める必要は必ずしもなく、必要な軸についてのみ誤差を算出すればよい。例えば、鉛直方向（ｚ方向）に設置した切断トーチ６を水平方向（ｙ方向）に動かして厚板Ｓを切断する場合には、距離センサ５の水平一軸（ｘｓ軸）回りの取付誤差Δθｘを考慮する必要はない。このため、水平二軸（ｙｓ軸）と鉛直軸（ｚｓ軸）の２軸回りの取付誤差のみを校正すればよい。
【0049】
また、距離センサ５の取付方向軸は、水平一軸（ｘｓ軸）、水平二軸（ｙｓ軸）、及び鉛直軸（ｚｓ軸）の３軸であるが、３軸に限らず、複数軸あればよい。
また、３次元測定機器としての距離センサ５を自動切断装置１に取り付け、被測定物としての厚板Ｓを切断する場合について説明したが、３次元形状測定装置１２を単独で設置することも可能である。また、３次元形状測定装置１２を、自動切断装置１以外の被測定物の各種自動加工装置に取り付けることも可能である。さらに、被測定物についても、厚板Ｓには限らず、３次元形状測定装置１２は、様々な物体の３次元形状の測定に適応することができる。
また、３次元測定機器としての距離センサ５を自動切断装置１に取り付け、被測定物としての厚板Ｓを切断する場合について説明したが、３次元形状測定装置１２を単独で設置することも可能である。また、３次元形状測定装置１２を、自動切断装置１以外の被測定物の各種自動加工装置に取り付けることも可能である。さらに、被測定物についても、厚板Ｓには限らず、３次元形状測定装置１２は、様々な物体の３次元形状の測定に適応することができる。
【0050】
また、自動切断装置１についても、切断トーチ６や距離センサ５を被測定物に対して相対移動させることができる構成であれば門型の切断機に限らない。
また、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、加工機器としての切断トーチ６による被測定物としての厚板Ｓの加工前及び加工後の双方の場合に厚板Ｓの３次元形状を測定している。しかし、この場合に限らず、厚板Ｓの加工前及び加工後の少なくとも一方において厚板Ｓの３次元形状を測定するようにすればよい。
また、自動切断装置１を用いて厚板Ｓの３次元形状を測定するに際し、図１１に示すように、距離センサ５を門型の台車３の幅方向に複数台設置して、複数台の距離センサ５をそれぞれ矢印Ｂ方向（ｘ方向）のみに走査させて厚板Ｓの３次元形状を測定する構成としてもよい。
また、３次元形状測定機器としての距離センサ５は、加工機器としての切断トーチ６による被測定物としての厚板Ｓの加工前及び加工後の双方の場合に厚板Ｓの３次元形状を測定している。しかし、この場合に限らず、厚板Ｓの加工前及び加工後の少なくとも一方において厚板Ｓの３次元形状を測定するようにすればよい。
また、自動切断装置１を用いて厚板Ｓの３次元形状を測定するに際し、図１１に示すように、距離センサ５を門型の台車３の幅方向に複数台設置して、複数台の距離センサ５をそれぞれ矢印Ｂ方向（ｘ方向）のみに走査させて厚板Ｓの３次元形状を測定する構成としてもよい。
【実施例0051】
（１）本発明の校正方法によって水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の校正方法によって水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例の効果を説明するためのグラフである。
前述したＡで示す距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法において、距離センサ５が水平出しした定盤１３の水平面１３ａを測定し、その距離センサ５が測定した水平面１３ａの形状データを校正装置１０が取得した。そして、校正装置１０は、その取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似して水平面１３ａの傾きを算出した。その結果、水平面１３ａの傾きは０．５１°であった。これにより、校正装置１０において、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙは０．５１°と算出された。
そして、作業者は、水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサ５の取付角度を０．５１°だけ補正し、定盤１３の水平面１３ａを測定した。その結果、図１２に示すように、定盤１３の水平面１３ａの傾きは０°近傍となった。
前述したＡで示す距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙの算出方法において、距離センサ５が水平出しした定盤１３の水平面１３ａを測定し、その距離センサ５が測定した水平面１３ａの形状データを校正装置１０が取得した。そして、校正装置１０は、その取得した水平面１３ａの形状データを１次関数に近似して水平面１３ａの傾きを算出した。その結果、水平面１３ａの傾きは０．５１°であった。これにより、校正装置１０において、距離センサ５の水平二軸（ｙｓ軸）回りの取付誤差Δθｙは０．５１°と算出された。
そして、作業者は、水平二軸（ｙｓ軸）回りの距離センサ５の取付角度を０．５１°だけ補正し、定盤１３の水平面１３ａを測定した。その結果、図１２に示すように、定盤１３の水平面１３ａの傾きは０°近傍となった。
【0052】
（２）本発明の校正方法によって鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例について、図１３乃至図１５を参照して説明する。図１３は、本発明の校正方法によって鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサの取付角度を校正した実施例を説明するもので、距離センサが定盤上に載置された校正部材としてのスコヤに対してレーザー光を照射している状態の説明図である。図１４（ａ）は、図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを示す説明図である。図１４（ｂ）は、図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを示す説明図である。図１５（ａ）は、図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°にて座標変換した座標変換値と図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°にて座標変換した座標変換値とを重ね合わせた図である。図１５（ｂ）は、図１３に示す測定経路ａでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°からΔθｚ＝－２．５°だけ変化させた取付角度４２．５°にて座標変換した座標版権値と図１３に示す測定経路ｂでスコヤを測定した３次元形状測定データを設計上の距離センサの取付角度θｚ＝４５°からΔθｚ＝－２．５°だけ変化させた取付角度４２．５°にて座標変換した座標変換値とを重ね合わせた図である。
【0053】
前述したＣで示す距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚの算出方法において、距離センサ５は、図１３に示すように、異なる直交する２方向の測定経路ａ，ｂからスコヤＴを測定した。その結果、図１３に示す測定経路ａでスコヤＴを測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σａは図１４（ａ）に示すようになり、図１３に示す測定経路ｂでスコヤＴを測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｂは図１４（ｂ）に示すようであった。
そして、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σａ及びセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｂのそれぞれについて、設計上の距離センサの取付角度θｚ=＝４５°にて（１）式を用いて座標変換した移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出した。この際に、設計上の距離センサの取付角度θｘは０°、θｙは０°とした。
そして、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σａ及びセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｂのそれぞれについて、設計上の距離センサの取付角度θｚ=＝４５°にて（１）式を用いて座標変換した移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを算出した。この際に、設計上の距離センサの取付角度θｘは０°、θｙは０°とした。
【0054】
そして、校正装置１０は、その算出された両座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂを取得し、図１５（ａ）に示すように重ね合わせた。その結果、両座標変換値Σｒ，ａ、Σｒ，ｂの間に４．０７ｍｍの誤差があった。
また、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σａ及びセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｂのそれぞれについて、設計上の距離センサの取付角度θｚ：４５°－取付誤差Δθｚ：２．５°＝４２．５°にて（１）式を用いて座標変換した移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’を算出した。この際に、設計上の距離センサの取付角度θｘは０°、θｙは０°と変わらない。
そして、校正装置１０は、両座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’を取得し、図１５（ｂ）に示すように重ね合わせた。その結果、両座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’の間の誤差が０．３７ｍｍとなり、ほぼ一致した。これにより、校正装置１０は、距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを２．５°と算出した。
そして、鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサ５の取付角度を２．５°だけ補正した。
また、距離センサ５の座標変換部５ａは、距離センサ５で測定したセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σａ及びセンサ座標系の測定値（３次元形状測定データ）Σｂのそれぞれについて、設計上の距離センサの取付角度θｚ：４５°－取付誤差Δθｚ：２．５°＝４２．５°にて（１）式を用いて座標変換した移動座標系の座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’を算出した。この際に、設計上の距離センサの取付角度θｘは０°、θｙは０°と変わらない。
そして、校正装置１０は、両座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’を取得し、図１５（ｂ）に示すように重ね合わせた。その結果、両座標変換値Σｒ，ａ’、Σｒ，ｂ’の間の誤差が０．３７ｍｍとなり、ほぼ一致した。これにより、校正装置１０は、距離センサ５の鉛直軸（ｚｓ軸）回りの取付誤差Δθｚを２．５°と算出した。
そして、鉛直軸（ｚｓ軸）回りの距離センサ５の取付角度を２．５°だけ補正した。
【0055】
（３）次に、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板Ｓの形状を測定した比較例と、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正した状態で切断後の厚板Ｓの形状を測定した実施例とについて、図１６乃至図１８を参照して説明する。
図１６は、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板の形状を測定する比較例と、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正した状態で切断後の厚板の形状を測定する実施例とにおける厚板の形状を測定する方法を説明するための図である。図１７は、比較例による測定結果を示すグラフである。図１８は、実施例による測定結果を示すグラフである。
比較例では、図１６において、距離センサ５の取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板Ｓの形状を矢印Ｃで示す方向に沿って測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法ｌｙを求めた。そして、メジャーを用いて手計測によって切断後の厚板Ｓの形状を測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法Ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法Ｌｙを求めた。
図１６は、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板の形状を測定する比較例と、図１に示す自動切断装置１において、距離センサ５の取付角度を校正した状態で切断後の厚板の形状を測定する実施例とにおける厚板の形状を測定する方法を説明するための図である。図１７は、比較例による測定結果を示すグラフである。図１８は、実施例による測定結果を示すグラフである。
比較例では、図１６において、距離センサ５の取付角度を校正する前の状態で切断後の厚板Ｓの形状を矢印Ｃで示す方向に沿って測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法ｌｙを求めた。そして、メジャーを用いて手計測によって切断後の厚板Ｓの形状を測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法Ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法Ｌｙを求めた。
【0056】
そして、メジャーを用いて手計測によって測定して求めたＬｘ，Ｌｙと、比較例による方法で測定して求めたｌｘ、ｌｙとの差を測定誤差ｄｘ、ｄｙとした。
ｄｘ＝Ｌｘ－ｌｘ
ｄｙ＝Ｌｙ－ｌｙ
測定誤差ｄｘ、ｄｙの結果を図１７及び表１に示す。
ｄｘ＝Ｌｘ－ｌｘ
ｄｙ＝Ｌｙ－ｌｙ
測定誤差ｄｘ、ｄｙの結果を図１７及び表１に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
図１７及び表１に示すように、メジャーを用いて手計測によって測定して求めたＬｘ，Ｌｙと、比較例による方法で測定して求めたｌｘ、ｌｙとの測定誤差ｄｘ、ｄｙについては、測定誤差ｄｘは最大で約３ｍｍ、測定誤差ｄｙは最大で約７．５ｍｍあり、非常に大きかった。
これに対し、実施例では、図１６において、距離センサ５の取付角度を校正した後の状態で切断後の厚板Ｓの形状を矢印Ｃで示す方向に沿って測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法ｌｙを求めた。そして、メジャーを用いて手計測によって切断後の厚板Ｓの形状を測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法Ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法Ｌｙを求めた。
そして、メジャーを用いて手計測によって測定して求めたＬｘ，Ｌｙと、実施例による方法で測定して求めたｌｘ、ｌｙとの差を測定誤差ｄｘ、ｄｙとした。
ｄｘ＝Ｌｘ－ｌｘ
ｄｙ＝Ｌｙ－ｌｙ
測定誤差ｄｘ、ｄｙの結果を図１８及び表２に示す。
これに対し、実施例では、図１６において、距離センサ５の取付角度を校正した後の状態で切断後の厚板Ｓの形状を矢印Ｃで示す方向に沿って測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法ｌｙを求めた。そして、メジャーを用いて手計測によって切断後の厚板Ｓの形状を測定し、厚板Ｓの長手方向の寸法Ｌｘ及び厚板Ｓの幅方向の寸法Ｌｙを求めた。
そして、メジャーを用いて手計測によって測定して求めたＬｘ，Ｌｙと、実施例による方法で測定して求めたｌｘ、ｌｙとの差を測定誤差ｄｘ、ｄｙとした。
ｄｘ＝Ｌｘ－ｌｘ
ｄｙ＝Ｌｙ－ｌｙ
測定誤差ｄｘ、ｄｙの結果を図１８及び表２に示す。
【0059】
【表2】
【0060】
図１８及び表２に示すように、メジャーを用いて手計測によって測定して求めたＬｘ，Ｌｙと、実施例による方法で測定して求めたｌｘ、ｌｙとの測定誤差ｄｘ、ｄｙについては、測定誤差ｄｘは最大で約０．８６ｍｍ、測定誤差ｄｙは最大で約０．９６ｍｍあり、比較例に比べ測定誤差が減少することが確認された。
【符号の説明】
【0061】
１ 自動切断装置（自動加工装置）
１ａ 台座
２ レール
３ 台車
４ ツール
５ 距離センサ（３次元形状測定機器）
５ａ 座標変換部
５ｂ 光軸
５ｃ レーザー光
６ 切断トーチ（加工機器）
７ 取付角度調整機構
７ａ 回転軸
７ｂ 回転軸
７ｃ 回転軸
８ 制御装置
９ 制御部
１０ 校正装置
１０ａ 取付誤差算出部
１０ｂ 取付誤差出力部
１１ 出力部
１２ ３次元形状測定装置
１３ 定盤（校正部材）
１３ａ 水平面
１４ キャリブレーションブロック（校正部材）
１４ａ 水平面
１４ｂ 水平面
Ｓ 厚板（被測定物）
１ａ 台座
２ レール
３ 台車
４ ツール
５ 距離センサ（３次元形状測定機器）
５ａ 座標変換部
５ｂ 光軸
５ｃ レーザー光
６ 切断トーチ（加工機器）
７ 取付角度調整機構
７ａ 回転軸
７ｂ 回転軸
７ｃ 回転軸
８ 制御装置
９ 制御部
１０ 校正装置
１０ａ 取付誤差算出部
１０ｂ 取付誤差出力部
１１ 出力部
１２ ３次元形状測定装置
１３ 定盤（校正部材）
１３ａ 水平面
１４ キャリブレーションブロック（校正部材）
１４ａ 水平面
１４ｂ 水平面
Ｓ 厚板（被測定物）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】