特許 7400183 三次元測定システム及び三次元測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】三次元測定システム及び三次元測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/00 20060101AFI20231212BHJP

   G01B 5/00 20060101ALI20231212BHJP

   G01B 5/008 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G01B21/00 L

G01B5/00 L

G01B5/008

G01B21/00 E

G01B21/00 H

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020037115

(22)【出願日】2020-03-04

(65)【公開番号】P2021139722

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】田村 仁

(72)【発明者】

【氏名】栗原 健人

(72)【発明者】

【氏名】山形 智生

(72)【発明者】

【氏名】外川 陽一

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１００９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４９３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ２１／００ － ２１／３２

Ｇ０１Ｂ ５／００ － ５／３０

Ｂ２５Ｊ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

定盤と、
測定対象であるワークを保持し、前記ワークの姿勢を可変なロボットアームと、
前記定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、前記ロボットアームにより保持されている前記ワークの三次元測定を行うプローブと、
前記定盤と前記ロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出手段と、
前記相対位置変化検出手段の検出結果に基づいて前記プローブによる前記ワークの測定結果を補正する補正手段と、
を備え、
前記相対位置変化検出手段は、
リフレクタと、
前記リフレクタに対してレーザ光を照射し、前記リフレクタからの前記レーザ光の反射光を受光して、前記リフレクタの変位を取得するレーザトラッカ本体と、
を有するレーザトラッカを備える、
三次元測定システム。

【請求項2】

前記相対位置変化検出手段は、前記ロボットアームの振動を検出するアーム振動検出手段を含む、
請求項１に記載の三次元測定システム。

【請求項3】

前記アーム振動検出手段は、前記ロボットアームの先端部近傍における振動を検出する、
請求項２に記載の三次元測定システム。

【請求項4】

前記相対位置変化検出手段は、前記定盤の振動を検出する定盤振動検出手段を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項5】

前記相対位置変化検出手段は、水平方向に対する前記定盤の傾斜を検出する傾斜検出手段を含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項6】

前記相対位置変化検出手段は、水平方向及び垂直方向のそれぞれについて相対位置の変化量を検出し、
前記補正手段は、前記水平方向及び垂直方向のそれぞれについて、前記プローブによる前記ワークの測定結果に対して前記相対位置の変化量を加算又は減算する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項7】

前記相対位置変化検出手段は、前記相対位置の変化をリアルタイムに検出し、
前記補正手段は、リアルタイムに検出された前記相対位置の変化に基づいて前記プローブによる前記ワークの測定結果をリアルタイムに補正する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項8】

前記リフレクタは前記ロボットアームに配置される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項9】

前記ロボットアームを支持するロボット基台は前記定盤の外に設けられる、
請求項１から８のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項10】

前記ロボットアームを支持するロボット基台は前記定盤上に設けられる、
請求項１から８のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項11】

前記ロボットアームは、前記プローブにより前記ワークを測定する場合に、前記定盤に直接的又は間接的に当接する当接部を有する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の三次元測定システム。

【請求項12】

前記定盤上には制振部材が設けられ、
前記ロボットアームの当接部は前記制振部材を介して前記定盤に間接的に当接する、
請求項１１に記載の三次元測定システム。

【請求項13】

前記ロボットアームは、複数のアームと、前記複数のアームを回転可能に連結する複数の関節部とを備え、
前記ロボットアームの当接部は前記複数の関節部の１つである、
請求項１１又は１２に記載の三次元測定システム。

【請求項14】

前記ロボットアームの当接部は、前記複数の関節部のうち最もエンドエフェクタ側にある前記関節部である、
請求項１３に記載の三次元測定システム。

【請求項15】

測定対象であるワークをロボットアームにより運搬する運搬ステップと、
前記ロボットアームにより前記ワークを保持した状態で、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブにより前記ワークの三次元測定を行う測定ステップと、
前記定盤と前記ロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出ステップと、
前記相対位置変化検出ステップによる検出結果に基づいて前記測定ステップによる前記ワークの測定結果を補正する補正ステップと、
を含み、
前記相対位置変化検出ステップは、前記ロボットアーム又は前記定盤に設けられたリフレクタに向けてレーザ光を照射し、前記リフレクタからの反射されたレーザ光を受光して、前記相対位置の変化を検出することを含む、
三次元測定方法。

【請求項16】

前記相対位置変化検出ステップは前記ロボットアームの振動を検出するステップを含む、
請求項１５に記載の三次元測定方法。

【請求項17】

前記相対位置変化検出ステップは前記定盤の振動を検出するステップを含む、
請求項１５又は１６に記載の三次元測定方法。

【請求項18】

前記相対位置変化検出ステップは、水平方向に対する前記定盤の傾斜を検出するステップを含む、
請求項１５から１７のいずれか１項に記載の三次元測定方法。

【請求項19】

前記相対位置変化検出ステップは、水平方向及び垂直方向のそれぞれについて前記相対位置の変化量を検出するステップを含み、
前記補正ステップは、前記水平方向及び垂直方向のそれぞれについて、前記プローブによる前記ワークの測定結果に対して前記相対位置の変化量を加算又は減算するステップを含む、
請求項１５から１８のいずれか１項に記載の三次元測定方法。

【請求項20】

前記相対位置変化検出ステップは、前記相対位置の変化をリアルタイムに検出し、
前記補正ステップは、リアルタイムに検出された前記相対位置の変化に基づいて前記プローブによる前記ワークの測定結果をリアルタイムに補正する、
請求項１５から１９のいずれか１項に記載の三次元測定方法。

【請求項21】

前記ロボットアームにより前記ワークを保持した状態で、前記ロボットアームの当接部を、前記定盤に直接的又は間接的に当接させる当接ステップ、
を含む請求項１５から２０のいずれか１項に記載の三次元測定方法。

【請求項22】

前記定盤上には制振部材が設けられており、
前記当接ステップにおいて、前記ロボットアームの当接部は前記制振部材を介して前記定盤に間接的に当接する、
請求項２１に記載の三次元測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は三次元測定システム及び方法に関し、特に三次元測定機とロボットアームとを使用した三次元測定システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、三次元測定機で測定対象であるワークを測定する際のワークの設置に関して様々な技術が提案されてきた。

【0003】

例えば、特許文献１では、定盤上にワークを設置する際に用いられる測定治具が提案されている。特許文献１に記載された測定治具では、板材のパレット上に適宜ブロックを設置することができ、このブロックにより立体形状を有するワークを固定することができる。そして、予めワークを固定した複数のパレットを用意しておき、パレットを交換することにより、自動的にワークを定盤上にセットすることを目的としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０４－３２４３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、測定を行うワークの姿勢は、必ずしも一種類ではなく複数種類に及ぶことがある。このように、一つのワークにおいて複数の姿勢で測定を行う場合には、ワークの姿勢毎にその姿勢に合った測定治具が必要となり、測定治具の設計の工数、及び費用が発生する。また、測定の姿勢毎にワークを測定治具に設置しなければならず、測定の準備に時間を要してしまう。

【0006】

上述した特許文献１に記載された測定治具を使用する場合においても、同一のワークに対して複数の姿勢の測定を行う場合には、ワークの姿勢毎に異なるパレットを生成しなければならず、また、測定の姿勢毎にワークを異なる測定治具に設置しなければならない。従って、特許文献１に記載された測定治具を使用した場合であっても、測定治具の設計の工数、費用の発生、測定の準備に時間を要してしまうという問題がある。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、測定治具を必要とせずに様々な測定姿勢に簡便に変更させることが可能な三次元測定システム及び三次元測定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る三次元測定システムは、定盤と、測定対象であるワークを保持し、ワークの姿勢を可変なロボットアームと、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、ロボットアームにより保持されているワークの三次元測定を行うプローブと、定盤とロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出手段と、相対位置変化検出手段の検出結果に基づいてプローブによるワークの測定結果を補正する補正手段と、を備える。

【0009】

第１の態様に係る三次元測定システムによれば、ロボットアームのエンドエフェクタによりワークを保持した状態で、プローブよりワークの三次元測定を行うので、ワークの姿勢を簡便に変更することができる。更に、定盤とロボットアームとの相対位置の変化を検出し、その検出結果に基づいてプローブによるワークの測定結果を補正するため、ワークの三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0010】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、相対位置変化検出手段は、ロボットアームの振動を検出するアーム振動検出手段を含む。これにより、ロボットアームの振動の影響を低減し、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0011】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、相対位置変化検出手段は、定盤の振動を検出する定盤振動検出手段、及び／又は、水平方向に対する定盤の傾斜を検出する傾斜検出手段を含む。これにより、定盤の振動、及び／又は傾斜の影響を低減し、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0012】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、相対位置変化検出手段は、水平方向及び垂直方向のそれぞれについて相対位置の変化量を検出し、補正手段は、水平方向及び垂直方向それぞれについて、プローブによるワークの測定結果に対して相対位置の変化量を加算又は減算する。

【0013】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、相対位置変化検出手段は、相対位置の変化をリアルタイムに検出し、補正手段は、リアルタイムに検出された相対位置の変化に基づいてプローブによるワークの測定結果をリアルタイムに補正する。

【0014】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、相対位置変化検出手段は、リフレクタと、リフレクタに対してレーザ光を照射し、リフレクタからのレーザ光の反射光を受光して、リフレクタの変位を取得するレーザトラッカ本体と、を有するレーザトラッカを備える。

【0015】

好ましくは、リフレクタはロボットアームに配置される。リフレクタをロボットアームに配置することにより、ロボットアーム自体の振動がワークＷに及ぼす影響をより正確に検出することが可能となる。

【0016】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤の外に設けられる。定盤の外にロボット基台を設けるため、比較的大型のロボットアームを用いることができる。

【0017】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤上に設けられる。定盤上にロボット基台を設けるため、ロボットアームの振動系は定盤の振動系と同じになる。これにより、外部環境の振動による影響を低減させ、ワークＷの三次元測定の精度を向上させることができる。また、定盤の姿勢が変化した場合でも、定盤の姿勢の変化に伴って定盤とワークＷとの相対的な位置は大きく変化しないため、三次元測定の精度を維持することができる。

【0018】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、ロボットアームは、プローブによりワークを測定する場合に、定盤に直接的又は間接的に当接する当接部を有する。ロボットアームの当接部が定盤に直接的又は間接的に当接するため、ロボットアーム自体の振動を低減させることができ、延いては、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0019】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、定盤上には制振部材が設けられ、ロボットアームの当接部は制振部材を介して定盤に間接的に当接する。ロボットアームの当接部を間接的に定盤に当接させるため、測定時におけるロボットアームの姿勢の自由度を向上させることができる。また、ロボットアームと定盤との間に垂直方向（Ｚ方向）の間隙を確保することができるため、垂直方向の長さが比較的長いワークを定盤に接触しないように保持して測定を行うことができる。

【0020】

第１の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、ロボットアームは、複数のアームと、複数のアームを回転可能に連結する複数の関節部とを備え、ロボットアームの当接部は複数の関節部の１つである。より好ましくは、ロボットアームの当接部は、複数の関節部のうち最もエンドエフェクタ側にある関節部である。

【0021】

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の態様に係る三次元測定方法は、測定対象であるワークをロボットアームにより運搬する運搬ステップと、ロボットアームによりワークを保持した状態で、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブによりワークの三次元測定を行う測定ステップと、定盤とロボットアームとの相対位置の変化を検出する相対位置変化検出ステップと、相対位置変化検出ステップによる検出結果に基づいて測定ステップによるワークの測定結果を補正する補正ステップと、を含む。第２の態様に係る三次元測定方法によっても、第１の態様に係る三次元測定システムと同様の効果を得ることができる。

【0022】

本発明の第２の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、相対位置変化検出ステップはロボットアームの振動を検出するステップを含む。また、好ましくは、相対位置変化検出ステップは定盤の振動を検出するステップを含む。また、好ましくは、相対位置変化検出ステップは定盤の傾斜を検出するステップを含む。

【0023】

本発明の第２の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、相対位置変化検出ステップは、水平方向及び垂直方向のそれぞれについて相対位置の変化量を検出するステップを含み、補正ステップは、水平方向及び垂直方向のそれぞれについて、プローブによるワークの測定結果に対して相対位置の変化量を加算又は減算するステップを含む。

【0024】

本発明の第２の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、相対位置変化検出ステップは、相対位置の変化をリアルタイムに検出し、補正ステップは、リアルタイムに検出された相対位置の変化に基づいてプローブによるワークの測定結果をリアルタイムに補正する。

【0025】

本発明の第２の態様に係る三次元測定方法は、好ましくは、ロボットアームによりワークを保持した状態で、ロボットアームの当接部を、定盤に直接的又は間接的に当接させる当接ステップを含む。ロボットアームの当接部を定盤に直接的又は間接的に当接させるため、ロボットアーム自体の振動を低減させることができ、延いては、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0026】

また、好ましくは、定盤上には制振部材が設けられており、当接ステップにおいてロボットアームの当接部は制振部材を介して定盤に間接的に当接する。ロボットアームの当接部を間接的に定盤に当接させるため、測定時におけるロボットアームの姿勢の自由度を向上させることができる。また、ロボットアームと定盤との間に垂直方向（Ｚ方向）の間隙を確保することができるため、垂直方向の長さが比較的長いワークを定盤に接触しないように保持して測定を行うことができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、ロボットアームによりワークを保持した状態でワークの三次元測定を行うので、ワークの姿勢を簡便に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１実施形態に係る三次元測定システムの概略構成図である。

【図2】測定機本体の一例を示す図である。

【図3】ロボットアームの一例を示す図である。

【図4】第１実施形態に係る三次元測定システムの機能ブロック図である。

【図5】定盤上にロボット基台を配置する利点を説明する図である。

【図6】第１実施形態に係る三次元測定方法を示すフローチャートである。

【図7】相対位置喧嘩検出手段により検出される相対位置の時間変化を示すグラフの一例である。

【図8】第１実施形態の変形例１に係る三次元測定システムの概略構成図である。

【図9】第１実施形態の変形例２に係る三次元測定方法を示すフローチャートである。

【図10】第１実施形態の変形例２における当接ステップを説明する図である。

【図11】第２実施形態に係る三次元測定システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面に従って本発明に係る測定方法の実施形態について説明する。なお、図面において基本的に同じ構成要素には同じ参照符号を付している。

【0030】

＜第１実施形態＞
図１は本実施形態に係る三次元測定システム１０００の概略構成図である。図１及び他のいくつかの図では、ロボットアーム装置１００を図示するために三次元測定機１のコラム１６の一部の図示が省略されている。三次元測定システム１０００は、三次元測定機１、ロボットアーム装置１００、アーム振動検出手段５５（相対位置変化検出手段）、及び、統括制御装置７０を備える。

【0031】

図１に示すように、本実施形態では、ロボットアーム５０のロボット基台５３は三次元測定機１の定盤１８の上に配置されている。ロボット基台５３を定盤１８に配置する関係上、ロボットアーム装置１００は比較的小型であることが望ましい。

【0032】

ロボット基台５３は、ワークＷの形状及び周辺設備を考慮して定盤１８上の任意の位置に配置可能である。好ましくは、ロボット基台５３は、ユーザから見て定盤１８上の手前側又は奥側に配置される。この配置により、定盤１８の広さを効率よく利用し、且つ、ユーザの使い勝手を良くすることが可能になる。

【0033】

三次元測定機１は、測定機本体１０と、データ処理装置３０と、測定機コントローラ４０とを備える。図２は、三次元測定機１の測定機本体１０の一例を示す図である。なお、以下の説明では、三次元直交座標系を用いて説明する。

【0034】

以下の説明では、三次元測定機１として接触式プローブを備える接触式三次元測定機について説明する。当然ながら、三次元測定機１は非接触式三次元測定機でもよい。三次元測定機１が非接触式三次元測定機である場合、例えば、下記の接触式のプローブ２２に代えてレーザプローブを用いてもよい。

【0035】

測定機本体１０は、プローブ２２（スタイラス２４を含む。）の先端に形成された測定子２６を、測定対象であるワークＷに接触させて走査させることにより、ワークＷの形状（輪郭）及び寸法等を測定する。

【0036】

図２に示すように、測定機本体１０は、基台２０と、基台２０上に設けられた定盤１８とを含む。定盤１８の表面は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面状に形成されている。

【0037】

定盤１８には、定盤１８の表面から図中上側（＋Ｚ方向）に伸びる一対のコラム（支柱）１６が取り付けられている。コラム１６の上端部（＋Ｚ側の端部）には、ビーム（梁）１４が架け渡されている。一対のコラム１６は、定盤１８上をＹ方向に同期して移動可能となっており、ビーム１４は、Ｘ方向に平行な状態で、Ｙ方向に移動可能となっている。コラム１６を定盤１８に対して移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。なお、ビーム１４及びコラム１６により門が構成される門型の三次元測定機１である。

【0038】

ビーム１４には、Ｚ方向に伸びるヘッド１２が取り付けられている。ヘッド１２は、ビーム１４の長さ方向（Ｘ方向）に沿って移動可能となっている。ヘッド１２をビーム１４に対して移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。

【0039】

ヘッド１２の下端部（－Ｚ側の端部）には、プローブ２２が図中上下方向（Ｚ方向）に移動可能に取り付けられている。プローブ２２を上下方向に移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。

【0040】

測定機本体１０は、コラム１６、ヘッド１２及びプローブ２２のそれぞれの移動量を測定するための移動量測定部（例えば、リニアエンコーダ。不図示）を含んでいる。

【0041】

プローブ２２は、剛性が高い軸状の部材（スタイラス２４）を含んでいる。このスタイラス２４の材料としては、例えば、超硬質合金、チタン、ステンレス、セラミック、カーボンファイバー等を使用することができる。

【0042】

プローブ２２のスタイラス２４の先端部には、測定子２６が設けられている。測定子２６は、硬度が高く、耐摩耗性に優れた球状の部材である。測定子２６の材料としては、例えば、ルビー、窒化珪素、ジルコニア、セラミック等を使用することができる。測定子２６の直径（以下、スタイラス径という。）は一例で４．０ｍｍである。

【0043】

ワークＷの測定を行う場合には、コラム１６、ヘッド１２及びプローブ２２をＸＹＺ方向に移動させて測定子２６をワークＷに接触させる。そして、測定子２６をワークＷの外形に沿って走査させながら、測定子２６の変位量等を測定する。この変位量の測定値等のデータはデータ処理装置３０に送信される。データ処理装置３０は、汎用測定プログラムを使用してこのデータを処理することにより、ワークＷの形状（輪郭）及び寸法等を求めることが可能となっている。

【0044】

測定機コントローラ４０は、測定機本体１０との間で通信を行うための手段であり、測定機本体１０との間で送受信するデータの変換処理を行う。測定機コントローラ４０は、データ処理装置３０から測定機本体１０に送信されるデジタルの指令をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ（digital-to-analog）変換器と、測定機本体１０からデータ処理装置３０に送られる測定値等のデータをデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ（analog-to-digital）変換器とを含んでいてもよい。

【0045】

ロボットアーム装置１００は、ロボットアーム５０とロボットアームコントローラ６０とを備える。図３は、ロボットアーム５０の一例を示す図である。

【0046】

ロボットアーム５０は、複数の可動部と、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のモータとを備える。ロボットアームコントローラ６０は、ロボットアーム５０に備えられているモータ等を制御することにより、ロボットアーム５０を作動させる。ロボットアームコントローラ６０は、例えば、コンピュータで構成され、ユーザの操作又は専用のプログラムにより自動で、ロボットアーム５０を作動させる。

【0047】

ロボットアーム５０は、ワークＷを保持することが可能に設計されている。具体的には、ロボットアーム５０は、第１関節部（手首部分）Ｊ１に接続されるエンドエフェクタＥＥによりワークＷを保持（把持）する。また、エンドエフェクタＥＥは、ワークＷの姿勢を自由に変更することができる。例えば、エンドエフェクタＥＥはＹ－Ｚ平面と平行に回転し、またはＸ－Ｙ平面に平行に回転することにより、ワークＷの姿勢を変更することができる。

【0048】

図３に示すように、ロボットアーム５０は、例えば、４つの関節部（第１関節部Ｊ１～第４関節部Ｊ４）、これらの関節によって順次連結される３つのアーム（第１アームＡ１～第３アームＡ３）、及びロボット基台５３を有する多関節アームである。具体的には、第１関節部Ｊ１は、エンドエフェクタＥＥと第１アームＡ１とを連結し、エンドエフェクタＥＥは第１アームＡ１に対して相対的に回転可能である。第２関節部Ｊ２は第１アームＡ１と第２アームＡ２とを連結し、第１アームＡ１の長手方向に伸びる軸回りに第１アームＡ１は回転可能である。第３関節部Ｊ３は第２アームＡ２と第３アームＡ３とを連結し、第２アームＡ２は第３アームＡ３に対して水平方向に伸びる軸回りに回転可能である。第４関節部Ｊ４は第３アームＡ３とロボット基台５３の先端部５３ａとを連結し、第３アームＡ３はロボット基台５３に対して水平方向に伸びる軸回りに回転可能である。なお、図３に示すロボットアーム装置１００は一例であり、他の形態の公知のロボットアーム装置が使用されてもよい。

【0049】

相対位置変化検出手段は、定盤１８とロボットアーム５０との相対位置の変化を検出する。相対位置変化検出手段は、ロボットアーム５０側で相対位置の変化を検出してもよいし、定盤１８側で相対位置の変化を検出してもよい。あるいは、相対位置変化検出手段はロボットアーム５０側と定盤１８側との両方で相対位置の変化を検出してもよい。

【0050】

図１において、相対位置変化検出手段の一例として、ロボットアーム５０側で相対位置の変化として振動を検出するアーム振動検出手段５５を示す。ワークＷをエンドエフェクタＥＥで保持した状態で、アーム振動検出手段５５はロボットアーム５０のモータの駆動系等によるロボットアーム５０自体の水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）の振動を相対位置の変化として例えばリアルタイムに検出し、補正手段７１（図４参照）に出力する。

【0051】

リアルタイムとは、振動（相対位置の変化）の検出が必要な時間（ワークＷの三次元測定が行われている時間）内において常時あるいは一定間隔で振動が検出されることを意味する。また、一定時間間隔に限らず、不等時間間隔で振動を検出してもよい。更に、リアルタイムに振動検出する場合に限らず、外部から振動に関するデータを受信することにしてもよい。

【0052】

（検出手段５５の例示を明細書の最後に移動）
アーム振動検出手段５５はワークＷを保持するエンドエフェクタＥＥの近傍に設けられることが好ましい。これにより、ロボットアーム５０自体の振動がワークＷに及ぼす影響をより正確に検出することが可能となる。

【0053】

図１は、アーム振動検出手段５５の一例としてレーザトラッカを用いた三次元測定システムを示す。図１に示すように、レーザトラッカ５５は、リフレクタ５５Ｒとレーザトラッカ本体５５Ｍとを備える。リフレクタ５５Ｒは例えば、エンドエフェクタＥＥに設けられ、レーザトラッカ本体５５Ｍは、例えば三次元測定機１に設けられる。

【0054】

図１においてレーザトラッカ本体５５Ｍは定盤１８上に配置されているが、当然ながら、レーザトラッカ本体５５Ｍは定盤１８の外に配置されてもよい。

【0055】

レーザトラッカ本体５５Ｍはリフレクタ５５Ｒに対向して配置される。レーザトラッカ本体５５Ｍは、リフレクタ５５Ｒに向けてレーザ光を照射し、リフレクタ５５Ｒからの反射されたレーザ光（反射光）を受光して、エンドエフェクタＥＥと定盤１８との相対位置の変化（リフレクタ５５Ｒの変位）を検出する。レーザトラッカの原理及び構成については公知であるため、詳しい説明を省略する。

【0056】

図４は、三次元測定システム１０００の機能ブロック図である。図４に示すように、統括制御装置７０は、データ処理装置３０、測定機コントローラ４０、相対位置変化検出手段（アーム振動検出手段５５、及び後述の定盤振動検出手段５６）及びロボットアームコントローラ６０と接続され、これらとの間でデータ及び信号を通信することによりこれらを統括して制御する。

【0057】

更に、統括制御装置７０は補正手段７１を備える。補正手段７１は相対位置検出手段により検出された定盤１８とロボットアーム５０（エンドエフェクタＥＥ）との相対位置の変化に基づいて三次元測定機１による測定値を補正する。

【0058】

統括制御装置７０、データ処理装置３０、測定機コントローラ４０、ロボットアームコントローラ６０及び補正手段７１は、プロセッサを備えるコンピュータを用いて実現することができる。プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などが挙げられる。

【0059】

コンピュータとして例えば、パソコン、マイクロコンピュータ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が挙げられる。コンピュータは、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、ハードディスクなどの外部記録装置、入力装置、出力装置、ネットワーク接続装置などを備えてもよい。メモリには、各装置及び手段を制御するためのプログラムが記憶されており、このプログラムをプロセッサが読み出し実行することにより、各種の演算処理や制御処理が実行される。

【0060】

例えば、ロボットアームコントローラ６０のメモリには、ロボットアーム５０を動かすためのプログラムが記憶されており、このプログラムをプロセッサが読み出し実行することにより、ワークＷの運搬及び姿勢の変更が自動で行われてもよい。更に、データ処理装置３０とロボットアームコントローラ６０とを連携させることにより、三次元測定全般が自動的に行われるようにしてもよい。

【0061】

［定盤上にロボット基台を配置する利点］
第１実施形態に係る三次元測定システム１０００では、ロボット基台５３が定盤１８上に配置されているため、ロボットアーム装置１００の振動系は三次元測定機１の水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）の振動系と同じになり、ロボットアーム装置１００は外部環境の振動（例えば、地面の振動）から影響を受けづらくなる。よって、外部環境の振動による影響を低減させ、ワークＷの三次元測定の精度を向上させることができる。

【0062】

次に、図５を用いて第１実施形態に係る三次元測定システム１０００において定盤１８の姿勢の変化が測定精度に与える影響について説明する。図５の符号５Ａは、ロボットアーム５０が定盤１８の外に配置されたロボット基台５２を備える場合を示す。

【0063】

三次元測定機１の門が移動する前は、定盤１８はＸ－Ｙ平面に平行であり、ワークＷの中心軸はＺ方向に平行であるとする。符号５Ａに示すように、三次元測定機１の門がＹ軸の正方向に移動して、三次元測定機１の門の位置が二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に変化した結果、門の重さの影響によって定盤１８が水平方向に対して傾斜するように定盤１８の姿勢が変化したと仮定する。

【0064】

すると、定盤１８の姿勢の変化に伴って三次元測定機１の測定空間Ｇも変化する。ロボット基台５２は定盤１８の外に配置されているため、エンドエフェクタＥＥにより保持されているワークＷの位置（中心軸Ｌ１）は定盤１８の姿勢の変化に追従しない。その結果、門の移動により定盤１８の姿勢が変化すると、定盤１８（及び測定空間Ｇ）とワークＷとの相対的な位置関係が変化してしまい、三次元測定機１の測定精度に悪影響を与えうる。

【0065】

図５の符号５Ｂは、ロボットアーム５０が定盤１８の上に配置されたロボット基台５３を備える場合に、三次元測定機１の門が符号５Ａと同様に移動した場合を示す。符号５Ｂに示すように、ロボット基台５３は定盤１８上に配置されているため、エンドエフェクタＥＥに保持されているワークＷの位置は定盤１８の姿勢の変化に追従することができる。

【0066】

その結果、門の移動により定盤１８の姿勢が変化した場合でも、定盤１８の姿勢の変化に伴って定盤１８（及び測定空間Ｇ）とワークＷとの相対的な位置は大きく変化せず、三次元測定の精度が維持される。このように、第１実施形態に係る三次元測定システム１０００によれば、ロボットアーム装置１００は定盤１８の姿勢の変化に追従することができるため、定盤１８の姿勢の変化による影響を低減させ、精度良くワークＷの三次元測定を行うことができる。

【0067】

［測定方法］
次に、本実施形態に係る三次元測定方法について説明する。図６は、本実施形態に係る三次元測定方法を示すフローチャートである。

【0068】

ロボットアーム装置１００は、三次元測定機１の測定空間Ｇの外にあるワークＷをエンドエフェクタＥＥで保持し（ステップＳ１０）、ワークＷを三次元測定機１の測定空間Ｇ内に運搬し、ワークＷを所定の姿勢に設定する（ステップＳ１１：運搬ステップ）。運搬が完了すると、ロボットアーム５０から相対位置変化検出手段にワークＷの運搬が完了した旨の通知が出力される（不図示）。ワークが測定空間Ｇ内に運搬されると、相対位置変化検出手段（アーム振動検出手段５５）は定盤１８とロボットアーム５０との相対位置の変化の検出を開始する（ステップＳ１８：相対位置変化検出ステップ）。

【0069】

続いて、エンドエフェクタＥＥでワークＷを保持した状態で、三次元測定機１によりワークＷの測定を行う（ステップＳ１２：測定ステップ）。補正手段７１は、相対位置変化検出手段による検出結果に基づいて三次元測定機１の測定値を補正する（ステップＳ１３：補正ステップ）。なお、相対位置変化検出手段がリアルタイムに相対位置の変化を検出する場合、補正手段７１は三次元測定の測定値をリアルタイムに補正することとしてもよい。

【0070】

上述のように、本実施形態ではロボット基台５３が定盤１８上に配置されているため、ロボットアーム装置１００は外部環境の振動に影響を受けづらい。また、門の移動により定盤１８の姿勢が変化した場合でも、ロボットアーム装置は定盤１８の姿勢の変化に追従することができる。しかし、それでも、エンドエフェクタＥＥによりワークＷを保持した状態で三次元測定を行うため、ロボットアーム５０自体の振動が三次元測定の測定値に影響を与えうる。

【0071】

そこで、ステップＳ１３において定盤１８とロボットアーム５０との相対位置の変化に基づいて三次元測定の測定結果を補正することにより、このようなロボットアーム５０自体の振動の影響を抑制する。延いては、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0072】

ここで、相対位置の変化の検出結果に基づく三次元測定の測定値の補正についてより詳しく説明する。説明のために、例えば、相対位置変化検出手段によりロボットアーム５０のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の相対位置の時間変化を検出すると仮定する。すると、図７に示すような波形がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各方向について得られる。図７は、相対位置変化検出手段により検出された一方向における相対位置の時間変化を示すグラフの一例であり、横軸が時間を示し、縦軸が相対位置の変化量（振幅）を示す。

【0073】

補正手段７１は、図７に示す波形に基づいて各方向の振幅を算出し、算出された振幅に基づいてワークＷの三次元測定の測定値を補正する。より具体的には、相対位置の変化による影響を打ち消すように、補正手段７１は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各方向の三次元測定の測定値（測定された座標）に、相対位置変化検出手段により検出された振幅に相当する値を加算するか、又は三次元測定の測定値から振幅に相当する値を減算する。加算及び減算のいずれを行うのかは、相対位置が変化した方向に基づいて決定される。

【0074】

これにより、三次元測定を行う際にロボットアーム５０の振動によって生じた測定点のずれを補正することができる。従って、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0075】

ステップＳ１１で設定した姿勢での測定が終わると、ワークＷを保持した状態のままで、ロボットアーム装置１００はエンドエフェクタＥＥを作動させて、ワークＷの姿勢の変更を行う（ステップＳ１４：変更ステップ）。例えば、エンドエフェクタＥＥをＸ－Ｚ平面と平行に回転させることにより、ワークＷの姿勢を変更する。

【0076】

このように、ロボットアーム５０のエンドエフェクタＥＥでワークを保持した状態で三次元測定を行うため、ワークの姿勢を簡便に変更することができる。ワークＷの姿勢毎に測定治具を用意する必要はない。延いては、三次元測定の効率を向上させることができる。

【0077】

続いて、三次元測定機１により姿勢を変更した後のワークＷの測定を行う（ステップＳ１５：測定ステップ）。更に、ステップＳ１３と同様に、補正手段７１は相対位置変化検出手段による検出結果に基づいて三次元測定の測定値を補正する（ステップＳ１６：補正ステップ）。ワークＷについての三次元測定が終了すると、他に測定すべきワークＷがある場合は（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０に戻り、他のワークＷについて同様の処理を繰り返す。次に測定すべきワークがない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、処理は完了する。

【0078】

＜第１実施形態の変形例１＞
第１実施形態では相対位置変化検出手段としてロボットアーム５０側で相対位置の変化として振動を検出するアーム振動検出手段５５を設ける。第１実施形態の変形例１では、相対位置変化検出手段として定盤１８側で相対位置の変化としての振動を検出する定盤振動検出手段５６を設ける。あるいは、相対位置変化検出手段として、アーム振動検出手段５５と定盤振動検出手段５６とを、設けてもよい。

【0079】

第１実施形態の変形例１に係る三次元測定システム１００１の一例として、図８にアーム振動検出手段５５と定盤振動検出手段５６とを備える三次元測定システムを示す。

【0080】

定盤１８上にはロボット基台５３が配置されているため、定盤１８は三次元測定機１の駆動系（モータ等）の振動だけでなく、ロボットアーム５０の振動によっても影響を受け得る。三次元測定機１において、ワークＷをエンドエフェクタＥＥで保持した状態で、定盤振動検出手段５６は水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）における定盤１８の相対位置の変化を、例えばリアルタイムに検出する。定盤振動検出手段５６は、好ましくは定盤１８の近傍、より好ましくは定盤１８に備えられる。定盤振動検出手段５６アーム振動検出手段５５と同様の種々の装置を用いることができるため、定盤振動検出手段５６の具体的例示を省略する。

【0081】

図８は、定盤振動検出手段５６として複数のレーザトラッカを用いる三次元測定システム１００１を例示する。図８では、定盤振動検出手段５６は、定盤１８のＸ方向及びＹ方向の側面に設けられた複数のリフレクタ５６Ｒと、複数のリフレクタ５６Ｒのそれぞれに対向して配置された複数のレーザトラッカ本体５６Ｍとを含む。好ましくは、レーザトラッカ本体５６Ｍは定盤１８の外に配置される。

【0082】

各レーザトラッカ本体５６Ｍは、対向するリフレクタ５６Ｒに向けてレーザ光を照射し、リフレクタ５６Ｒからの反射されたレーザ光（反射光）を受光して、エンドエフェクタＥＥと定盤１８との相対位置の変化（リフレクタ５６Ｒの変位）を検出する。

【0083】

レーザトラッカの数は１つでもよいが、定盤１８が比較的大型である場合、複数のレーザトラッカにより定盤１８の相対位置の変化（リフレクタ５６Ｒの変位）を検出することが好ましい。

【0084】

第１実施形態の変形例１では、補正手段７１は、定盤振動検出手段５６（及びアーム振動検出手段５５）により検出された相対位置の変化に基づいて三次元測定の測定値を補正する。

【0085】

また、第１実施形態の更なる変形例として、定盤振動検出手段５６に加えて、定盤１８の傾斜（姿勢の変化）を検出する傾斜検出手段（不図示）を三次元測定機１に設けてもよい。傾斜検出手段として、例えば、傾斜センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。

【0086】

補正手段７１は、定盤振動検出手段５６によって検出された定盤１８の各方向における振動と、傾斜検出手段によって検出された定盤１８の傾斜とに基づいて、ワークＷの三次元測定の測定値を例えばリアルタイムに補正する。これにより、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0087】

なお、定盤振動検出手段５６に代えて、傾斜検出手段を設けてもよい。

【0088】

＜第１実施形態の変形例２＞
第１実施形態の変形例２によれば、第１実施形態及び第１実施形態の変形例１に係る三次元測定システム１０００、１００１において、ロボットアーム５０は測定時に定盤１８に当接する当接部を有する。測定時に当接部が定盤１８に当接するため、測定時のロボットアーム５０自体の振動を抑制することができる。

【0089】

ここで、直接的にロボットアーム５０の当接部を定盤１８に当接させてもよい。あるいは、三次元測定機１に制振部材Ｂ（突き当てブロック、図１０参照）を設け、制振部材Ｂを介してロボットアーム５０の当接部を間接的に定盤１８に当接させてもよい。好ましくは、制振部材Ｂは定盤１８上に設けられる。制振部材Ｂの形状及び材質は特に限定されるものではない。定盤１８上に設置されること、及び、ロボットアーム５０の当接部に当接して振動を抑制する効果が得られことを考慮して制振部材Ｂの形状及び材質は、適宜選択される。

【0090】

ロボットアーム５０の当接部を定盤１８に直接的又は間接的に当接させる（押しつける）ため、測定時におけるロボットアーム５０自体の振動を低減させることができる。ワークＷを保持しているロボットアーム５０自体の振動が低減された状態で三次元測定を行うことができるため、三次元測定の精度を一層向上させることができる。第１実施形態の変形例２に係る三次元測定システムの構成は基本的に第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0091】

図９に、第１実施形態の変形例２に係る三次元測定方法のフローチャートを示す。図９に示すように、第１実施形態の変形例２に係る三次元測定方法は、図６に示すフローチャートにおける三次元測定を行うステップＳ１２及びステップＳ１５の直前に、ステップＳ２０及びステップＳ２１を追加したものである。他のステップは第１実施形態と同じであるため、これらのステップについての説明は省略する。

【0092】

第１実施形態の変形例２では、ワークＷが測定空間Ｇに運搬された後（ステップＳ１１）、ロボットアーム５０の当接部を定盤１８に直接的又は間接的に当接させる（ステップＳ２０：当接ステップ）。これにより、ロボットアーム５０自体の振動を低減させる。そして、ロボットアーム５０自体の振動が低減された状態で、三次元測定を行う（ステップＳ１２）。

【0093】

ワークＷの姿勢を変更した後も（ステップＳ１４）、ステップＳ２０と同様に、ロボットアーム５０の一部を定盤１８に直接的又は間接的に当接させることにより、ロボットアーム５０自体の振動を低減させる（ステップＳ２１：当接ステップ）。そして、ロボットアーム５０自体の振動が低減された状態で、姿勢変更後のワークＷについて三次元測定を行う（ステップＳ１５）。

【0094】

図１０の符号１０Ａは、ステップＳ２０及びステップＳ２１においてロボットアーム５０の一部を定盤１８に直接的に当接させている状態の一例を示す。符号１０Ａでは、ロボットアーム５０の第３関節部Ｊ３が定盤１８に直接的に当接しているため、第３関節部Ｊ３が当接部に相当する。

【0095】

符号１０Ｂは、定盤１８上の制振部材Ｂを介して間接的にロボットアーム５０の一部を定盤１８に当接させている状態の一例を示す。符号１０Ａでは、ロボットアーム５０の第１関節部Ｊ１が制振部材Ｂを介して定盤１８に間接的に当接しているため、第１関節部Ｊ１が当接部に相当する。符号１０Ｂに示すように、制振部材Ｂを介して間接的にロボットアーム５０の当接部を定盤１８に当接させる場合には、直接的に当接させる場合と比べてロボットアーム５０の姿勢の自由度が高くなる。エンドエフェクタＥＥと定盤１８との間にＺ方向の間隔を確保できるため、Ｚ方向の長さが長いワークＷでも、定盤１８に接触しないように保持して測定を行うことができる。

【0096】

符号１０Ａ及び符号１０Ｂでは例として第１関節部Ｊ１及び第３関節部Ｊ３が当接部であるが、ロボットアーム５０の他の関節部でもよい。更には、当接部はロボットアーム５０の一部であれば良いため、当接部はロボットアーム５０の関節部に限定されない。しかし、ロボットアーム５０の先端部（ワークＷを保持するエンドエフェクタＥＥ近傍）ほど、ロボットアーム５０自体の振動の影響を受けやすい傾向がある。そのため、ロボットアーム５０の複数の関節部（例えば、図３に示すＪ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４）を有する場合、最も先端側にある第１関節部Ｊ１を当接部とすることが好ましい。

【0097】

ここで、ステップＳ２０及びステップＳ２１において定盤１８に当接する当接部は、ロボットアーム５０の同じ位置であることが好ましい。例えば、ステップＳ２０において第１関節部Ｊ１を当接部とした場合、ステップＳ２１においても当接部は第１関節部Ｊ１であることが好ましい。これにより、ステップＳ１２における三次元測定とステップＳ１５における三次元測定とで、ロボットアーム５０は同じ姿勢となるため、ステップＳ１３とステップＳ１５とでロボットアーム５０自体の振動が三次元測定に与える影響をほぼ等しくすることができる。なお、ステップＳ２０及びステップＳ２１においてロボットアーム５０の当接部が当接する定盤１８上の位置は、同じである必要はない。

【0098】

三次元測定を行った後（ステップＳ１２及びＳ１５）、第１実施形態と同様に、補正手段７１は相対位置変化検出手段による検出結果に基づいて三次元測定の測定値を補正する（ステップＳ１３及びＳ１６）。第１実施形態の変形例２では、相対位置変化検出手段による検出結果に基づいて三次元測定の測定値を振動補正するだけでなく、ロボットアーム５０の当接部によりロボットアーム５０自体の振動を抑制した状態で三次元測定を行う。これにより、振動の影響を一層抑制し、三次元測定の精度を向上させることができる。

【0099】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る三次元測定システム２０００について説明する。図１１は、第２実施形態に係る三次元測定システム２０００の概略構成図である。図１１に示すように、第２実施形態に係る三次元測定システム２０００は三次元測定機１及びロボットアーム装置２００を備える。第１実施形態では、ロボットアーム装置１００は三次元測定機１の定盤１８の上に配置されたロボット基台５３を備えるが、第２実施形態では、ロボットアーム装置２００はロボット基台５３に代えて、三次元測定機１の定盤１８の外に配置されるロボット基台５２を備える。

【0100】

なお、ロボット基台５２の位置以外の構成は第１実施形態と基本的に同じであり、第２実施形態の構成によるワークＷの測定方法も第１実施形態と基本的に同じであるため、これらについての説明を省略する。第２実施形態では定盤１８に配置する必要がないため、第１実施形態と比べて大型なロボットアーム装置を用いることができるという利点がある。

【0101】

第２実施形態に係る三次元測定方法は、第１実施形態と基本的に同じであるため、説明を省略する。第２実施形態でも、ロボットアーム５０のエンドエフェクタＥＥでワークを保持した状態で三次元測定を行うことができるので、ワークの姿勢を簡便に変更することができる。

【0102】

また、第２実施形態では、ロボット基台５２が定盤１８の外に配置されているため、第１実施形態におけるロボット基台５３の配置によって得られる上記のような利点はない。つまり、第２実施形態では、外部環境の振動と門の移動に伴う定盤１８の姿勢の変化とにより、三次元測定の精度が影響を受けやすくなる。また、ロボットアーム装置２００が大型になると、ロボットアーム５０の振動も大きくなる傾向がある。

【0103】

しかし、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に相対位置変化検出手段（アーム振動補正手段５５）及び補正手段７１を備えるため、ロボットアーム５０の振動の影響、及び、外部環境の振動と定盤１８の姿勢の変化とによる影響を抑制するように、三次元測定の測定値を補正することができる。従って、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0104】

＜第２実施形態の変形例１＞
第２実施形態では相対位置変化検出手段としてロボットアーム５０側で相対位置の変化として振動を検出するアーム振動検出手段５５を設ける。第２実施形態の変形例１では、第１実施形態の変形例１と同様に、相対位置変化検出手段として定盤１８側で相対位置の変化として振動を検出する定盤振動検出手段５６を設ける。あるいは、相対位置変化検出手段として、アーム振動検出手段５５と定盤振動検出手段５６とを、設けてもよい。

【0105】

第２実施形態の変形例１に係る三次元測定システムの構成は、第１実施形態の変形例１に係る三次元測定システム１００１とほぼ同様である。両者の相違点は、第２実施形態の変形例１ではロボット基台５３が定盤１８の外に設けられていることだけである。そのため、第２実施形態の変形例１に係る三次元測定システムの構成についての説明を省略する。

【0106】

また、第２実施形態の変形例１に係る三次元測定方法においても、第１実施形態の変形例１と同様に、補正手段７１は、定盤振動検出手段５６（及びアーム振動検出手段５５）により検出された相対位置の変化に基づいて三次元測定の測定値を補正することが可能である。

【0107】

定盤振動検出手段５６に加えて、定盤１８の傾斜を検出する傾斜検出手段（不図示）を三次元測定機１に設けてもよい。傾斜検出手段として、例えば、傾斜センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。

【0108】

補正手段７１は、定盤振動検出手段５６によって検出された定盤１８の各方向における振動と、傾斜検出手段によって検出された定盤１８の傾斜とに基づいて、ワークＷの三次元測定の測定値を、例えばリアルタイムに補正する。これにより、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0109】

なお、定盤振動検出手段５６に代えて、傾斜検出手段を設けてもよい。

【0110】

＜第２実施形態の変形例２＞
第２実施形態の変形例２に係る三次元測定システムでは、第１実施形態の変形例２と同様に、ロボットアーム５０は、測定時に定盤１８に直接的又は間接的に当接する当接部を有する。第２実施形態の変形例２に係る三次元測定システムの構成は基本的に第２実施形態及び第２実施形態の変形例１に係る三次元測定システム２０００と同様であるため、説明を省略する。

【0111】

三次元測定時に当接部が定盤１８に当接するため、三次元測定時のロボットアーム５０自体の振動を抑制することができる。ロボットアーム装置２００が大型になるとロボットアーム５０の振動も大きくなるため、この効果は一層顕著になる。

【0112】

また、三次元測定システム２０００ではロボット基台５２が定盤１８の外に配置されているため、外部環境の振動と門の移動に伴う定盤１８の姿勢の変化とにより、三次元測定の精度が影響を受ける可能性が高くなる。しかし、第２実施形態の変形例２では、当接部を定盤１８に当接させることによりロボットアーム５０の振動系は定盤１８の振動系と同じになり、また、定盤１８の姿勢の変化への追従性を確保することができる。

【0113】

第２実施形態の変形例２に係る三次元測定方法は、図９に示す第１実施形態の変形例２に係る三次元測定方法と同様であるため、その説明を省略する。第２実施形態の変形例２でも、第１実施形態の変形例２と同様に、相対位置変化検出手段による検出結果に基づいて三次元測定の測定値を振動補正するだけでなく、ロボットアーム５０の当接部によりロボットアーム５０自体の振動を抑制した状態で三次元測定を行う。これにより、振動の影響を一層抑制し、三次元測定の精度を向上させることができる。

【0114】

＜効果＞
以上で説明したように、三次元測定システム１０００、１００１、２０００では、ワークＷをエンドエフェクタＥＥで保持しながらワークＷの測定を行うため、ワークＷの姿勢を簡便に変更することができる。これにより、三次元測定の効率を向上させることができる。

【0115】

三次元測定システム１０００、１００１、２０００では、アーム振動検出手段５５及び／又は定盤振動検出手段５６によりロボットアーム５０及び／又は定盤１８の振動を検出し、検出された振動に基づいて補正手段７１によりワークＷの三次元測定の測定値を補正することができる。これにより、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0116】

三次元測定システム１０００では、ロボット基台５３を定盤１８の上に配置しているため、外部環境の振動のワークＷへの影響を低減し、且つ、門の移動に伴う定盤１８の姿勢変化への追従性を確保できる。これにより、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0117】

三次元測定システム１０００、１００１、２０００では、ワークＷをエンドエフェクタＥＥで保持しながら三次元測定機１の定盤１８にロボットアーム５０の一部を直接的又は間接的に当接させた状態でワークＷの測定を行うこともできる。これにより、ロボットアーム５０自体の振動が低減されるため、三次元測定の精度を一層向上させることができる。

【0118】

＜その他＞
上記の実施形態では、相対位置変化検出手段（アーム振動検出手段５５、定盤振動検出手段）としてレーザトラッカを用いる三次元測定システムについて説明した。しかし、相対位置変化検出手段はレーザトラッカに限定されず、相対位置変化検出手段として任意の種類の装置を用いることができる。相対位置変化検出手段として、例えば、位置センサ、振動センサ、レーザトラッカ、変位測定手段等が挙げられる。また、振動センサとして加速度センサ、各種のジャイロセンサが挙げられる。また、変位測定手段として、例えば、静電容量式変位センサ、渦電流式変位センサ、レーザ干渉計等が挙げられる。

【0119】

以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0120】

１：三次元測定機
１０ ：測定機本体
１２ ：ヘッド
１４ ：ビーム
１６ ：コラム
１８ ：定盤
２０ ：基台
２２ ：プローブ
２４ ：スタイラス
２６ ：測定子
３０ ：データ処理装置
４０ ：測定機コントローラ
５０ ：ロボットアーム
５２、５３ ：ロボット基台
５３ａ ：先端部
５５ ：アーム振動検出手段
５５Ｒ ：リフレクタ
５５Ｍ ：レーザトラッカ本体
５６ ：定盤振動検出手段
６０ ：ロボットアームコントローラ
７０ ：統括制御装置
７１ ：補正手段
１００、２００：ロボットアーム装置
１０００、１００１、２０００：三次元測定システム
Ａ１ ：第１アーム
Ａ２ ：第２アーム
Ａ３ ：第３アーム
Ｂ ：ブロック
ＥＥ ：エンドエフェクタ
Ｊ１ ：第１関節部
Ｊ２ ：第２関節部
Ｊ３ ：第３関節部
Ｊ４ ：第４関節部
Ｗ ：ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】