特許 7432843 三次元座標測定方法及び三次元座標測定機

(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】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】三次元座標測定方法及び三次元座標測定機

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/008 20060101AFI20240209BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

G01B5/008

G01B21/00 E

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020018879

(22)【出願日】2020-02-06

(65)【公開番号】P2021124428

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-01-19

(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】外川 陽一

【審査官】眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７１０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／００－ ５／３０

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００－２１／３２

Ｇ０１Ｄ ５／２６－ ５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記環境温度判断工程では、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てが、前記環境判断閾値として規定された第１の閾値である上限値と下限値との範囲以内である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つが、前記範囲から外れている場合には前記異常判断を行う三次元座標測定方法。

【請求項2】

前記環境温度判断工程では、同じタイミングで取得された前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度のうち最大値と最小値との差分が、前記環境判断閾値として規定された第２の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記第２の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う請求項１に記載の三次元座標測定方法。

【請求項3】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記環境温度判断工程では、同じタイミングで取得された前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度のうち最大値と最小値との差分が、前記環境判断閾値として規定された第２の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記第２の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う三次元座標測定方法。

【請求項4】

前記環境温度判断工程では、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てにおいて、設定された時間間隔における温度変化量が、前記環境判断閾値として規定された第３の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つにおいて、前記時間間隔における温度変化量が、前記第３の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の三次元座標測定方法。

【請求項5】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記環境温度判断工程では、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てにおいて、設定された時間間隔における温度変化量が、前記環境判断閾値として規定された第３の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つにおいて、前記時間間隔における温度変化量が、前記第３の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う三次元座標測定方法。

【請求項6】

前記環境温度判断工程は、前記停止工程において、前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、
前記停止工程において前記測定プログラムの実行が一時停止している間に、前記環境温度判断工程において前記正常判断が継続して測定再開閾値以上の回数行われた場合には、前記三次元座標の測定を再開させる測定再開工程を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の三次元座標測定方法。

【請求項7】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記環境温度判断工程は、前記停止工程において、前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、
前記停止工程において前記測定プログラムの実行が一時停止している間に、前記環境温度判断工程において前記正常判断が継続して測定再開閾値以上の回数行われた場合には、前記三次元座標の測定を再開させる測定再開工程を含む三次元座標測定方法。

【請求項8】

前記環境温度判断工程は、前記停止工程において、前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、
前記停止工程において前記測定プログラムの実行が一時停止している間に、前記環境温度判断工程において前記異常判断が継続して測定中止閾値以上の回数行われた場合には、前記測定プログラムの実行を中止する中止工程を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の三次元座標測定方法。

【請求項9】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記環境温度判断工程は、前記停止工程において、前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、
前記停止工程において前記測定プログラムの実行が一時停止している間に、前記環境温度判断工程において前記異常判断が継続して測定中止閾値以上の回数行われた場合には、前記測定プログラムの実行を中止する中止工程を含む三次元座標測定方法。

【請求項10】

前記ワークの複数の測定箇所の公差情報を取得する公差情報取得工程と、
前記環境温度判断工程で使用される前記環境判断閾値を前記公差情報に基づいて変更する閾値変更工程と、
を含み、
前記閾値変更工程は、前記公差情報における公差幅が広くなるにつれて、前記環境判断閾値の範囲が広がるように、前記環境判断閾値を変更する請求項１から９のいずれか１項に記載の三次元座標測定方法。

【請求項11】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、
前記環境温度判断工程において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、
を含み、
前記ワークの複数の測定箇所の公差情報を取得する公差情報取得工程と、
前記環境温度判断工程で使用される前記環境判断閾値を前記公差情報に基づいて変更する閾値変更工程と、
を含み、
前記閾値変更工程は、前記公差情報における公差幅が広くなるにつれて、前記環境判断閾値の範囲が広がるように、前記環境判断閾値を変更する三次元座標測定方法。

【請求項12】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
を備え、
前記環境温度判断部は、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てが、前記環境判断閾値として規定された第１の閾値である上限値と下限値との範囲以内である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つが、前記範囲から外れている場合には前記異常判断を行う三次元座標測定機。

【請求項13】

前記環境温度判断部は、同じタイミングで取得された前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度のうち最大値と最小値との差分が、前記環境判断閾値として規定された第２の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記第２の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う請求項１２に記載の三次元座標測定機。

【請求項14】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
を備え、
前記環境温度判断部は、同じタイミングで取得された前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度のうち最大値と最小値との差分が、前記環境判断閾値として規定された第２の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記第２の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う三次元座標測定機。

【請求項15】

前記環境温度判断部は、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てにおいて、設定された時間間隔における温度変化量が、前記環境判断閾値として規定された第３の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つにおいて、前記時間間隔における温度変化量が、前記第３の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う請求項１２から１４のいずれか１項に記載の三次元座標測定機。

【請求項16】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
を備え、
前記環境温度判断部は、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の全てにおいて、設定された時間間隔における温度変化量が、前記環境判断閾値として規定された第３の閾値以下である場合には前記正常判断を、前記ワークの温度、前記Ｘ軸スケールの温度、前記Ｙ軸スケールの温度、及び前記Ｚ軸スケールの温度の少なくとも一つにおいて、前記時間間隔における温度変化量が、前記第３の閾値より大きい場合には前記異常判断を行う三次元座標測定機。

【請求項17】

前記環境温度判断部は、前記停止部が前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して前記正常判断又は前記異常判断を行い、
前記停止部は、前記測定プログラムの実行を一時停止している間に、前記環境温度判断部において前記正常判断が継続して測定再開閾値以上の回数行われた場合には、前記三次元座標の測定を再開させる請求項１２から１６のいずれか１項に記載の三次元座標測定機。

【請求項18】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
を備え、
前記環境温度判断部は、前記停止部が前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して前記正常判断又は前記異常判断を行い、
前記停止部は、前記測定プログラムの実行を一時停止している間に、前記環境温度判断部において前記正常判断が継続して測定再開閾値以上の回数行われた場合には、前記三次元座標の測定を再開させる三次元座標測定機。

【請求項19】

前記環境温度判断部は、前記停止部が前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して前記正常判断又は前記異常判断を行い、
前記停止部は、前記測定プログラムの実行を一時停止している間に、前記環境温度判断部において前記異常判断が継続して測定中止閾値以上の回数行われた場合には、前記測定プログラムの実行を中止する請求項１２から１８のいずれか１項に記載の三次元座標測定機。

【請求項20】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
を備え、
前記環境温度判断部は、前記停止部が前記測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して前記正常判断又は前記異常判断を行い、
前記停止部は、前記測定プログラムの実行を一時停止している間に、前記環境温度判断部において前記異常判断が継続して測定中止閾値以上の回数行われた場合には、前記測定プログラムの実行を中止する三次元座標測定機。

【請求項21】

前記ワークの複数の測定箇所の公差情報を取得する公差情報取得部と、
前記環境温度判断部で使用される前記環境判断閾値を前記公差情報に基づいて変更する閾値変更部と、
を備え、
前記閾値変更部は、前記公差情報における公差幅が広くなるにつれて、前記環境判断閾値の範囲が広がるように、前記環境判断閾値を変更する請求項１２から２０のいずれか１項に記載の三次元座標測定機。

【請求項22】

測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、
前記ワークの温度、前記三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部で取得された前記温度と環境判断閾値とを比較して、前記三次元座標の測定に前記温度が適切である場合には正常判断を行い、前記三次元座標の測定に前記温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、
前記環境温度判断部において、前記異常判断が行われた場合には、前記測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、
前記ワークの複数の測定箇所の公差情報を取得する公差情報取得部と、
前記環境温度判断部で使用される前記環境判断閾値を前記公差情報に基づいて変更する閾値変更部と、
を備え、
前記閾値変更部は、前記公差情報における公差幅が広くなるにつれて、前記環境判断閾値の範囲が広がるように、前記環境判断閾値を変更する三次元座標測定機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三次元座標測定方法及び三次元座標測定機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、測定対象であるワークの三次元座標を測定する際に、測定環境の温度を測定することが行われている。

【0003】

例えば特許文献１では、三次元座標測定機のＸ軸スケール、Ｙ軸スケール、及びＺ軸スケールの各々に温度センサを取り付けて、測定環境の温度変化に応じて各スケールの熱膨張を考慮した補正を行う技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２１３０３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、三次元座標測定機の測定環境の温度は、以下に例示する場合に測定に適さない状態となる。例えば、三次元座標測定機への測定対象であるワークの搬送を自動化する目的で、三次元測定機を空調の整った測定室の外に設置しなければならない場合に、測定環境の温度を一定に保つことが困難である。また、測定が自動化されることにより工場が無人化となり空調を入れない工場があり、このような場合にも測定環境の温度を一定に保つことが困難である。また、ワークが加工直後で未だ熱をもった状態であるにもかかわらず測定を行う場合にも、測定環境の温度を一定に保つことが困難となる。

【0006】

上記で例示したように、測定環境の温度が想定されている温度（又は適した温度）と非常に異なる場合には、例えば特許文献１に記載されているように温度に基づく補正を行ったとしても精度の高い測定の実現は困難である。そして、測定環境の温度が想定されている温度と非常に異なる状況で測定を実行してしまうと、例えば測定検査において不合格品が頻発してしまい手戻り工程が多く発生し、効率的な測定を行うことができない。

【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、効率の良い測定を行う三次元座標測定方法及び三次元座標測定機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の本発明の一の態様である三次元座標測定方法は、測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機により測定する三次元座標測定方法であって、ワークの温度、三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得工程と、温度取得工程で取得された温度と環境判断閾値とを比較して、三次元座標の測定に温度が適切である場合には正常判断を行い、三次元座標の測定に温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断工程と、環境温度判断工程において、異常判断が行われた場合には、測定プログラムの実行を一時停止させる停止工程と、を含む。

【0009】

本態様によれば、環境温度判断工程において取得された温度と環境判断閾値とを比較して、温度が三次元座標の測定に適切であるかの判断が行われ、温度が測定に不適切と判断された場合には、測定プログラムの実行が一時停止される。これにより、本態様は、測定環境の温度が異常な場合に三次元座標の測定を一時停止させ、測定が正確に行われないことによる不合格品の頻発を防ぎ効率的な測定を行うことができる。

【0010】

好ましくは、環境温度判断工程では、ワークの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度の全てが、環境判断閾値として規定された第１の閾値である上限値と下限値との範囲以内である場合には正常判断を、ワークの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度の少なくとも一つが、範囲から外れている場合には異常判断を行う。

【0011】

好ましくは、環境温度判断工程では、同じタイミングで取得されたワークの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度のうち最大値と最小値との差分が、環境判断閾値として規定された第２の閾値以下である場合には正常判断を、第２の閾値より大きい場合には異常判断を行う。

【0012】

好ましくは、環境温度判断工程では、ワークの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度の全てにおいて、設定された時間間隔における温度変化量が、環境判断閾値として規定された第３の閾値以下である場合には正常判断を、ワークの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度の少なくとも一つにおいて、時間間隔における温度変化量が、第３の閾値より大きい場合には異常判断を行う。

【0013】

好ましくは、環境温度判断工程は、停止工程において、測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、停止工程において測定プログラムの実行が一時停止している間に、環境温度判断工程において正常判断が継続して測定再開閾値以上の回数行われた場合には、三次元座標の測定を再開させる測定再開工程を含む。

【0014】

好ましくは、環境温度判断工程は、停止工程において、測定プログラムの実行を一時停止した後も継続して行われ、停止工程において測定プログラムの実行が一時停止している間に、環境温度判断工程において異常判断が継続して測定中止閾値以上の回数行われた場合には、測定プログラムの実行を中止する中止工程を含む。

【0015】

好ましくは、ワークの複数の測定箇所の公差情報を取得する公差情報取得工程と、環境温度判断工程で使用される環境判断閾値を公差情報に基づいて変更する閾値変更工程と、を含み、閾値変更工程は、公差情報における公差幅が広くなるにつれて、環境判断閾値の範囲が広がるように、環境判断閾値を変更する。

【0016】

本発明の他の態様である三次元座標測定機は、測定対象であるワークの三次元座標を測定プログラムで制御された三次元座標測定機であって、ワークの温度、三次元座標測定機のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、及びＺ軸スケールの温度を取得する温度取得部と、温度取得部で取得された温度と環境判断閾値とを比較して、三次元座標の測定に温度が適切である場合には正常判断を行い、三次元座標の測定に温度が不適切である場合には異常判断を行う環境温度判断部と、環境温度判断部において、異常判断が行われた場合には、測定プログラムの実行を一時停止させる停止部と、を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、測定環境の温度が異常な場合に三次元座標の測定を回避し、測定が正確に行われないことによる不合格品の頻発を防ぎ効率的な測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、三次元座標測定機の例を示す斜視図及びブロック図である。

【図2】図２は、記憶部での温度の記憶構成例を示す図である。

【図3】図３は、三次元座標測定方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、各時刻で取得されたワークＷの温度と第１の閾値を示す図である。

【図5】図５は、各時刻で取得されるＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度を示す図である。

【図6】図６は、ワークＷの温度と指定サンプリング間隔とを示す図である。

【図7】図７は、三次元座標測定方法を示すフロー図である。

【図8】図８は、測定されるワークの概略を示す図である。

【図9】図９は、測定プログラムから得られる公差情報及びその公差情報から算出される情報を示す図である。

【図10】図１０は、変更された第１の閾値を示す図である。

【図11】図１１は、変更された第２の閾値を示す図である。

【図12】図１２は、変更された第３の閾値を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面に従って本発明に係る三次元座標測定方法及び三次元座標測定機の好ましい実施の形態について説明する。

【0020】

図１は、本実施形態で用いられる三次元座標測定機１の例を示す図（斜視図及びブロック図）である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態に係る三次元座標測定機１は、温度センサ（温度取得部）Ｓ１～Ｓ４を備える。また、三次元座標測定機１は、コンピュータ３１及びコントローラ４０を備える。なお、図１では定盤１８に設置される測定対象であるワークＷの図示は省略されている。

【0022】

三次元座標測定機１は、基台２０と、基台２０上に設けられた定盤１８とを有する。定盤１８の上面は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面状に形成されており、定盤１８の上面の法線方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する。

【0023】

定盤１８には、定盤１８の上面から図中上側（＋Ｚ軸方向）に伸びる一対のコラム（支柱）１６Ｒ及び１６Ｌが取り付けられている。コラム１６Ｒ及び１６Ｌの上端部（＋Ｚ軸側の端部）には、Ｘ軸ガイドとして機能するビーム（梁）１４が架け渡されている。ビーム１４の下側にはＸ軸スケールが設けられている（不図示）。ビーム１４及びコラム１６Ｒ及び１６Ｌは、門を構成し、Ｙ軸方向に移動する門型のＹキャリッジとなる。定盤１８の上面と側面とには、Ｙ軸方向に摺動面が形成され、コラム１６Ｒ及び１６Ｌにはこれに対向するエアベアリングが設けられているので、コラム１６Ｒ及び１６Ｌは、ビーム１４と共にＹ軸方向に移動自在となる。また、コラム１６Ｒ及び１６Ｌは、駆動手段としてモータを含むＹ軸駆動機構１７により駆動される。Ｙ軸駆動機構１７の内部にはＹ軸スケールが設けられている。

【0024】

ビーム１４には、Ｚ軸方向に伸びるヘッド１２が取り付けられている。ビーム１４は、摺動面が設けられ、ヘッド１２はそれに対応してエアベアリングが設けられる。これにより、ヘッド１２はビーム１４の長さ方向（Ｘ軸方向）に移動自在となる。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。

【0025】

ヘッド１２には、Ｚ軸方向案内用のエアベアリングが内蔵されている。Ｚ軸方向案内用のエアベアリングに沿ってＺ軸スピンドル２２がＺ軸方向に移動自在に設けられている。Ｚ軸スピンドル２２を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。Ｚ軸スピンドル２２の前面にはＺ軸スケール（不図示）が設けられている。

【0026】

Ｚ軸スピンドル２２の下端にはプローブヘッド２３が設けられている。プローブヘッド２３にはスタイラス２４が接続されており、スタイラス２４の先端には測定子２６が設けられており、スタイラス２４と測定子２６により測定プローブを構成する。

【0027】

三次元座標測定機１は、コラム１６Ｒ及び１６Ｌ、ヘッド１２、Ｚ軸スピンドル２２及びプローブヘッド２３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。移動量測定部は、Ｘ軸方向の移動量を測定するＸ軸スケール、Ｙ軸方向の移動量を測定するＹ軸スケール、Ｚ軸方向の移動量を測定するＺ軸スケールで構成される。Ｘ軸スケールは、ビーム１４の下面に設けられてヘッド１２の移動量を測定する。Ｙ軸スケールは、Ｙ軸駆動機構１７に設けられコラム１６Ｒ及び１６Ｌの移動量を測定する。Ｚ軸スケールは、Ｚ軸スピンドル２２の前面に設けられる。

【0028】

ワークＷの測定を行う場合には、コラム１６Ｒ及び１６Ｌ、ヘッド１２、Ｚ軸スピンドル２２及びプローブヘッド２３を移動させることにより測定子２６をワークＷに接触させる。そして測定子２６が接触した位置（三次元座標）は、コントローラ４０を介してコンピュータ３１に送信される。

【0029】

コンピュータ３１は、制御部３０として機能し、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭやＲＯＭで構成される記憶部３３を備える。コンピュータ３１は、記憶部３３で記憶されたプログラム（例えば測定プログラム（パートプログラム））をＣＰＵで実行して、制御部３０としての機能を実現する。

【0030】

制御部３０は、三次元座標測定制御部３０Ａ、温度取得制御部３０Ｂ、環境温度判断部３０Ｃ、及び停止部３０Ｄを備える。

【0031】

コントローラ４０は、測定プログラムがＣＰＵで実行されることにより実現される三次元座標測定制御部３０Ａからの制御信号に基づいて、三次元座標測定機１を制御して（ＣＮＣ（computerized numerical control）制御）、三次元座標の測定を行う。またコントローラ４０は、温度取得制御部３０Ｂからの制御信号に基づいて、温度センサＳ１～Ｓ４を制御して温度を取得する。温度取得制御部３０Ｂは、自動又は手動での温度取得開始指令を受けた後は温度取得終了指令を受けるまで、リアルタイム（常時）に温度の取得を継続させる。

【0032】

温度センサＳ１は、測定対象であるワークＷ（不図示）に配置され、ワークＷの温度を取得する。温度センサＳ２は、ビーム１４の下面に設けられたＸ軸スケールに配置され、Ｘ軸スケールの温度を取得する。温度センサＳ３は、Ｙ軸駆動機構１７内に設けられるＹ軸スケールに配置され、Ｙ軸スケールの温度を取得する。温度センサＳ４は、Ｚ軸スピンドル２２の前面に設けられるＺ軸スケールに配置され、Ｚ軸スケールの温度を取得する。温度センサＳ１～Ｓ４は、温度取得制御部３０Ｂにより制御されて、同じタイミングで同時刻の温度を各々取得する。同時刻に取得された温度センサＳ１～Ｓ４の温度を１セットとして、例えば１０秒毎に１セットの温度が温度センサＳ１～Ｓ４により取得される。温度センサＳ１～Ｓ４は、無線又は有線によりコントローラ４０に接続され、取得された温度をコントローラ４０に送信する。コントローラ４０は送信された各々の温度をコンピュータ３１に送信し、コンピュータ３１は、記憶部３３に取得された温度を順次記憶する。

【0033】

図２は、記憶部３３での温度の記憶構成例を示す図である。

【0034】

記憶部３３は、温度センサＳ１～Ｓ４で同時刻に取得された温度は１セットとして関連付けて記憶されている。例えば、温度センサＳ２で取得されたＸ軸スケールの温度（Ｘ１）、温度センサＳ３で取得されたＹ軸スケールの温度（Ｙ１）、温度センサＳ４で取得されたＺ軸スケールの温度（Ｚ１）、温度センサＳ１で取得されたワークＷの温度（Ｗ１）は、同時刻（○○時○○分○○秒）に取得され、互いに関連付けて記憶されている。次に、１０秒後（△△時△△分△△秒）に同様に、Ｘ軸スケールの温度（Ｘ１）、Ｙ軸スケールの温度（Ｙ１）、Ｚ軸スケールの温度（Ｚ１）、ワークの温度（Ｗ１）が関連付けて記憶される。その後、１０秒毎に温度センサＳ１～Ｓ４で取得された温度が１セットとして記憶部３３に記憶される。なお、図２では、２セット分の温度の記憶について図示しているが、温度は決められた１０秒毎に温度取得が終了するまで順次記憶される。また、図２では、１０秒毎に温度取得が行われる例について説明したが、温度の取得間隔はこれに限定されるものではない。ユーザは、温度の取得間隔を設定することができる。

【0035】

＜三次元座標測定方法＞
次に、三次元座標測定機１を使用した三次元座標測定方法に関して説明する。

【0036】

図３は、三次元座標測定方法を示すフローチャートである。

【0037】

先ず、温度取得制御部３０Ｂにより制御された温度センサＳ１～Ｓ４は、１０秒間隔でワークＷの温度、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度を取得する（ステップＳ１０：温度取得工程）。取得された各温度は、温度が取得された時刻に関連付けられて１セット毎に記憶部３３に記憶される（ステップＳ１１：温度記憶工程）。そして環境温度判断部３０Ｃは、記憶部３３に記憶されている温度を読み取り、読み取った温度と環境判断閾値とを比較して測定環境の環境温度が適切である場合には正常判断を行い、環境温度が不適切である場合には異常判断を行う（ステップＳ１２：環境温度判断工程）。

【0038】

環境温度判断部３０Ｃが正常判断を行った場合には、測定プログラムの実行が継続される（ステップＳ１３）。そして、三次元座標測定制御部３０Ａは、三次元座標の測定が終了しているか否かを判断し（ステップＳ１４）、測定が終了していない場合には、温度取得工程（ステップＳ１０）、温度記憶工程（ステップＳ１１）、及び環境判断工程（ステップＳ１２）が再び行われる。一方、三次元座標の測定が終了した場合には、三次元座標測定方法は終了する。

【0039】

一方、環境温度判断部３０Ｃが異常判断を行った場合には、停止部３０Ｄは測定プログラムの実行を一時停止させ測定を一時停止する（ステップＳ１５：停止工程）。測定プログラムの実行が一時停止している間でも、温度取得制御部３０Ｂにより制御された温度センサＳ１～Ｓ４は温度を取得し（ステップＳ１６：温度取得工程）、取得された各温度は記憶部３３に記憶され（ステップＳ１７：温度記憶工程）、環境温度判断部３０Ｃにより環境温度の判断が行われる（ステップＳ１８：環境温度判断工程）。

【0040】

そして、測定プログラムの実行の一時停止中に正常判断が行われた場合には、環境温度判断部３０Ｃは、連続して正常判断がＮ回以上行われたか否かを判断する（ステップＳ１９）。三次元座標測定制御部３０Ａは、連続してＮ回以上正常判断が行われた場合には、測定プログラムの一時停止を解除し、測定プログラムの実行を再開させる（ステップＳ２２：測定再開工程）。一方、連続して正常判断がＮ回未満である場合には、測定プログラムの実行は一時停止したまま再び温度取得工程（ステップＳ１６）、温度記憶工程（ステップＳ１７）、及び環境温度判断工程（ステップＳ１８）が行われる。なお、Ｎは測定再開閾値として設定された値であり、ユーザが測定環境を考慮して設定することができる。

【0041】

また、測定プログラムの実行の一時停止中に異常判断が行われた場合には、環境温度判断部３０Ｃは、連続して異常判断がＭ回以上行われたか否かを判断する（ステップＳ１９）。三次元座標測定制御部３０Ａは、連続してＭ回以上正常判断が行われた場合には、測定プログラムの実行を中止し測定を中止させる（ステップＳ２１：測定中止工程）。一方、連続して異常判断がＭ回未満である場合には、測定プログラムの実行は一時停止したまま再び温度取得工程（ステップＳ１６）、温度記憶工程（ステップＳ１７）、及び環境温度判断工程（ステップＳ１８）が行われる。なお、Ｍは測定中止閾値として設定された値であり、ユーザが測定環境を考慮して設定することができる。

【0042】

以上で説明したように、本実施形態によれば、環境温度判断部３０Ｃで測定環境の環境温度が異常であるか又は正常であるかの判断が行われ、異常である場合には三次元座標の測定が一時停止される。これにより、本実施形態は、異常な環境温度下での三次元座標の測定を回避して、測定が正確に行われないことによる不合格品の頻発を防ぎ効率的な測定を行うことができる。

【0043】

更に、本実施形態によれば、三次元座標の測定が一時停止されている間にも、環境温度判断部３０Ｃで測定環境の環境温度が異常であるか又は正常であるかの判断が行わる。そして、測定が一時停止中に、正常判断が測定再開閾値以上の回数継続された場合には、本実施形態では三次元座標の測定が再開される。これにより、本実施形態では、測定が一旦停止になった後に、温度が適切な範囲に戻った場合に再度測定を行うことができ、より効率的な測定を行うことができる。一方、測定が一時停止中に、異常判断が測定中止閾値以上の回数継続された場合には、三次元座標の測定が中止される。これにより、本実施形態では、測定が一旦停止になった後に、温度が適切な範囲に戻らないような状況の場合には、測定を中止させて、測定不合格品の頻発を防ぐことができる。

【0044】

＜環境判断工程及び停止工程＞
次に、環境判断工程及び停止工程の具体例を説明する。以下では、環境判断工程の具体例として第１の判断、第２の判断、及び第３の判断に関して説明する。

【0045】

先ず第１の判断に関して説明する。第１の判断では、環境温度判断部３０Ｃにより環境判断閾値として規定された第１の閾値を使用して行われる。第１の閾値では、温度の上限値及び下限値が規定されている。環境温度判断部３０Ｃは、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度の全て（以下全ての温度という）が第１の閾値で規定されている上限値と下限値の範囲以内である場合には環境温度の正常判断を行い、少なくとも一つでも第１の閾値で規定されている上限値と下限値の範囲から外れる場合には、環境温度の異常判断を行う。

【0046】

図４は、各時刻で取得されたワークＷの温度と第１の閾値を示す図である。なお、図４では、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は省略されている。また、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は、何れの時刻においても以下で説明する上限値と下限値との範囲内であるものとする。従って、以下では、環境判断に直接的に影響を及ぼすワークＷの温度についてのみ説明する。

【0047】

図４で示されるグラフの縦軸は温度を示し横軸は温度が取得された時刻を示す。符号１０３では第１の閾値としての上限値（２２℃）が示され、符号１０５では第１の閾値として下限値（１８℃）が示されている。また、線Ｌ１では１０秒毎に取得されたワークＷの温度が示されている。

【0048】

時刻Ｔ１の直前までは、環境温度判断部３０Ｃは、ワークＷの温度が上限値（符号１０３）と下限値（符号１０５）との範囲であり、全ての温度が上限値と下限値との範囲であるので、正常判断を行う。この場合、三次元座標測定制御部３０Ａにより測定プログラムが実行され、三次元座標の測定が行われる。

【0049】

時刻Ｔ１では、環境温度判断部３０Ｃは、ワークＷの温度が下限値を超えていることから異常判断を行う。この場合、停止部３０Ｄは、三次元座標測定制御部３０Ａでの測定プログラムの実行を一時停止させ、三次元座標の測定が停止する。

【0050】

時刻Ｔ１の経過後であって時刻Ｔ２の直前までは、環境温度判断部３０Ｃは、ワークＷの温度が上限値と下限値との範囲であり、全ての温度が上限値と下限値との範囲内であるので正常判断を行う。この場合、停止部３０Ｄは、異常判断後に正常判断が継続してＮ（測定再開閾値）回以上行われた場合には、測定プログラムの実行の一時停止を解除し、測定プログラムの実行を再開させる。

【0051】

その後、時刻Ｔ２では、環境温度判断部３０Ｃは、ワークＷの温度が上限値を超えていることから異常判断をする。この場合、停止部３０Ｄは、三次元座標測定制御部３０Ａでの測定プログラムの実行を一時停止させ、三次元座標の測定が停止する。

【0052】

時刻Ｔ２の経過後では、環境温度判断部３０Ｃは、ワークＷの温度が上限値と下限値との範囲であり、全ての温度が上限値と下限値との範囲内であることから正常判断をする。停止部３０Ｄは、測定プログラムの一時停止中に正常判断が継続してＮ（測定再開閾値）回以上行われた場合には、測定プログラムの実行の一時停止を解除し、測定プログラムの実行を再開させる。

【0053】

なお、図４で示した場合では、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は、何れの時刻においても第１の閾値の範囲である場合について説明したので、ワークＷの温度に関して説明をした。Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度も上述したワークＷの温度と同様に第１の閾値の範囲（符号１０３で示された第１の閾値の上限値と符号１０５で示された第１の閾値の下限値の範囲）である場合には正常判断が行われ、第１の閾値の範囲を超えている場合には異常判断が行われる。そして、環境温度判断部３０Ｃは、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度の全てが第１の閾値で規定されている上限値と下限値の範囲以内である場合には環境温度の正常判断を行い、少なくとも一つでも第１の閾値で規定されている上限値と下限値の範囲から外れる場合には、環境温度の異常判断を行う。

【0054】

以上で説明したように、第１の判断では、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、及びワークＷの温度の少なくとも一つでも第１の閾値で規定された温度範囲を超えた場合の測定を避けることができる。例えば、高い測定精度が要求されるワークＷにおいて、厳密に各軸のスケール温度及びワーク温度を管理した測定を行うことができる。また例えば、ワークＷが加工直後で、熱い状態での測定を自動的に避けることができる。

【0055】

次に第２の判断に関して説明する。第２の判断では、環境温度判断部３０Ｃにより環境判断閾値として規定された第２の閾値を使用して行われる。第２の閾値では、１セット内のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度のうち最大値と最小値との差分が規定されている。

【0056】

第２の判断部３５Ｂは、１セット内のＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度のうち最大値と最小値との差分が第２の閾値以下である場合には環境温度の正常判断を行い、第２の閾値より大きい場合には環境温度の異常判断を行う。

【0057】

図５は、各時刻で取得されるＸ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度を示す図である。

【0058】

図５の縦軸は温度を示し横軸は時刻を示す。線Ｌ２は温度センサＳ２で取得されたＸ軸スケールの温度を示し、線Ｌ３は温度センサＳ３で取得されたＹ軸スケールの温度を示し、線Ｌ４は温度センサＳ４で取得されたＺ軸スケールの温度を示し、線Ｌ５は温度センサＳ１で取得されたワークＷの温度を示す。また、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度は同じタイミングで取得される。ここで、同じタイミング温度が取得されるとは、同時刻又は設定された時間の範囲内で各温度が取得されることをいう。

【0059】

各タイミングにおいて、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度のうち最小の温度をＶ１とし、最大の温度をＶ２とする。環境温度判断部３０Ｃは、各タイミングでＶ１とＶ２とを特定する。そして、環境温度判断部３０Ｃは、Ｖ２とＶ１との差分を各タイミングで算出する。

【0060】

時刻Ｔ３の直前までは、Ｖ２とＶ１との差分は第２の閾値以下であり、環境温度判断部３０Ｃは環境温度の正常判断を行う。この場合、三次元座標測定制御部３０Ａにより測定プログラムが実行され、三次元座標の測定が行われる。

【0061】

時刻Ｔ３では、Ｘ軸スケールの温度がＶ１を示し（線Ｌ２参照）、Ｙ軸スケールの温度Ｖ２を示す（線Ｌ３参照）。時刻Ｔ３におけるＶ２とＶ１との差分は第２の閾値より大きいので、環境温度判断部３０Ｃは環境温度の異常判断をする。この場合、停止部３０Ｄは、三次元座標測定制御部３０Ａでの測定プログラムの実行を一時停止させ、三次元座標の測定が停止する。

【0062】

時刻Ｔ３の経過後は、Ｖ２とＶ１との差分は第２閾値以下となるので、環境温度判断部３０Ｃは、環境温度の正常判断を行う。この場合、停止部３０Ｄは、異常判断後に正常判断がＮ（測定再開閾値）回以上継続された場合には、測定プログラムの実行の一時停止を解除し、測定プログラムの実行を再開させる。

【0063】

以上で説明したように、第２の判断では、三次元座標測定機１が設置されている測定室の温度ムラが大きい場合の測定を避けることができる。例えば、長期の休暇明けで測定室の空調を入れた直後で、測定室の上方が暖かく（Ｚ軸が温かい）、測定室の下方が寒い（Ｙ軸が冷たい）場合は、各軸の温度差が大きくなるので、測定室の温度ムラが大きい場合の測定を自動的に避けることができる。

【0064】

また、上述した第１の判断において、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、及びワークＷの温度の全てが第１の閾値の範囲内である場合であっても、第２の判断により、測定室の温度ムラが大きい場合などでは、測定を中止させることができる。

【0065】

次に第３の判断に関して説明する。第３の判断は、環境温度判断部３０Ｃにより環境判断閾値として第３の閾値を使用して行われる。第３の閾値では、指定サンプリング間隔における温度変化量が規定されている。ここで指定サンプリング間隔とは、温度変化量を算出する際のサンプリングする時間間隔を示す。従って、指定サンプリング間隔が３０秒とは、現在時刻と現在時刻から３０秒遡った時刻との間隔が規定される。

【0066】

環境温度判断部３０Ｃは、全ての温度において、指定サンプリング間隔における温度変化量が第３の閾値以内である場合には、環境温度の正常判断を行い、少なくとも一つでも第３の閾値よりも大きい場合には環境温度の異常判断を行う。

【0067】

図６は、ワークＷの温度と指定サンプリング間隔とを示す図である。

【0068】

図６の縦軸は温度を示し横軸は時刻を示す。線Ｌ６は、時刻ｔ１～ｔ３０までの温度センサＳ１で測定されたワークＷの温度を示す。なお、図６では、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は省略されており、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は第３の閾値以内であるとする。時刻ｔ１～ｔ３０は、１０秒毎に期間が区切られている。図６では、指定サンプリング間隔がＴＡ（３０秒）の場合を時刻ｔ７及び時刻ｔ１７について図示しており、指定サンプリング間隔がＴＢ（６０秒）の場合を時刻ｔ１０及び時刻ｔ２０について図示している。ワークＷには、Ｅｖｅｎｔ＃１とＥｖｅｎｔ＃２とが発生しそれに伴い温度が上昇している。

【0069】

先ず、第３の閾値として、指定サンプリング間隔がＴＡ（３０秒）で温度変化量（１℃）が規定されている場合について説明する。環境温度判断部３０Ｃは、現在時刻からＴＡ遡った期間における温度変化量を算出し、第３の閾値として規定された温度変化量と比較して判断を行う。

【0070】

時刻ｔ１～ｔ６では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＡの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。なお、時刻ｔ１～ｔ３では、現在時刻からＴＡ遡った温度は計測されていないが、時刻ｔ１以前の温度は時刻ｔ１と同じ温度であると仮定して判断を行う。

【0071】

時刻ｔ７～ｔ１１では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＡの期間において、温度変化量が１℃より大きいので異常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して６回の異常判断を行うことになるが、測定中止閾値Ｍは２０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0072】

時刻ｔ１２～ｔ１６では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＡの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して４回の正常判断を行うことになるが、測定再開閾値Ｎは１０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0073】

時刻ｔ１７～ｔ２４では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＡの期間において、温度変化量が１℃より大きいので異常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して６回の異常判断を行うことになるが、測定中止閾値Ｍは２０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0074】

時刻ｔ２５～ｔ３０では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＡの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して４回の正常判断を行うことになるが、測定再開閾値Ｎは１０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0075】

次に、第３の閾値として、指定サンプリング間隔がＴＢ（６０秒）で温度変化量（１℃）が規定されている場合について説明する。

【0076】

時刻ｔ１～ｔ６では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＢの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。なお、時刻ｔ１～ｔ５では、現在時刻からＴＢ遡った温度は計測されていないが、時刻ｔ１以前の温度は時刻ｔ１と同じ温度であると仮定して判断を行う。

【0077】

時刻ｔ７～ｔ１４では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＢの期間において、温度変化量が１℃より大きいので異常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して９回の異常判断を行うことになるが、測定中止閾値Ｍは２０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0078】

時刻ｔ１５～ｔ１６では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＢの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。

【0079】

時刻ｔ１７～ｔ２７では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＢの期間において、温度変化量が１℃より大きいので異常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して１２回の異常判断を行うことになるが、測定中止閾値Ｍは２０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0080】

時刻ｔ２８～ｔ３０では、環境温度判断部３０Ｃは、指定サンプリングＴＢの期間において、温度変化量が１℃以下であるので正常判断を行う。この場合、環境温度判断部３０Ｃは、連続して３回の正常判断を行うことになるが、測定再開閾値Ｎは１０回に設定されているので、測定プログラムの実行は一時停止の状況である。

【0081】

なお、図６で示した場合では、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度は、何れの時刻においても第３の閾値の範囲である場合について説明したので、ワークＷの温度に関して説明をした。Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度も上述したワークＷの温度と同様に第３の閾値の範囲である場合には正常判断が行われ、第３の閾値の範囲を超えている場合には異常判断が行われる。そして、環境温度判断部３０Ｃは、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、ワークＷの温度の全てが第３の閾値の範囲以内である場合には環境温度の正常判断を行い、少なくとも一つでも第３の閾値で規定されている範囲から外れる場合には、環境温度の異常判断を行う。

【0082】

以上で説明したように、第３の判断では、三次元座標測定機１が設置されている測定室又はワークＷの温度変化が大きい場合の測定を避けることができる。例えば、測定室に午前中に日光が差し込み、測定室の温度が急激に上昇中の場合の測定を自動的に避けることができる。また、ワークＷが加工直後であって、熱い状態から急激に冷えてきている場合の測定を自動的に避けることができる。

【0083】

また、上述した第１の判断において、Ｘ軸スケールの温度、Ｙ軸スケールの温度、Ｚ軸スケールの温度、及びワークＷの温度の全てが第１の閾値の範囲内である場合であっても、第３の判断により、測定室の温度が急激に上昇中の場合やワークＷの温度が急激に冷めている場合には、測定を中止させることができる。

【0084】

上述で説明したように、環境温度判断部３０Ｃは、例えば第１の判断、第２の判断、又は第３の判断により、各温度センサで取得された温度の判断を行う。そして、停止部３０Ｄは、温度センサＳ１～Ｓ４のうち少なくとも一つの温度センサで取得された温度に異常判断がある場合には、三次元座標の測定を停止させる。これにより、測定が正確に行われないことによる不合格品の頻発を防ぎ効率的な測定を行うことができる。

【0085】

なお、上述した説明では、環境温度判断部３０Ｃは、第１の判断、第２の判断、及び第３の判断を、それぞれ単独で用いる場合について説明したが本発明の適用はこれに限定されるものではない。環境温度判断部３０Ｃは、複数種類の判断を組み合わせて用いてもよい。例えば、環境温度判断部３０Ｃは、第１の判断、第２の判断、及び第３の判断のうち２つ以上の判断を組み合わせて用いてもよい。組み合わせて用いられた場合には、少なくとも一つの判断において異常判断があった場合には、停止部３０Ｄは測定プログラムの実行を停止する。これにより、より正確に測定環境の環境温度の判断を行うことでき、より効率的な三次元座標の測定を行うことができる。

【0086】

＜変形例＞
次に、本発明の変形例に関して説明する。本例では、第１の判断で使用する第１の閾値、第２の判断で使用する第２の閾値、及び第３の判断で使用する第３の閾値を測定プログラムに含まれる公差情報を使用して変更する。これにより、測定プログラムに規定される測定箇所毎の公差に応じた環境判断閾値を設定することができる。

【0087】

図７は、本例の三次元座標測定方法を示すフロー図である。

【0088】

先ず、ユーザにより環境判断閾値（第１の閾値、第２の閾値又は第３の閾値）が入力される（ステップＳ２０：閾値設定工程）。その後、環境温度判断部３０Ｃは、記憶部３３の測定プログラムから、公差情報を取得する（ステップＳ２１：公差情報取得工程）。その後、環境温度判断部３０Ｃは、公差情報に基づいて、環境判断閾値を変更する（ステップＳ２２：閾値変更工程）。以下、変更された環境判断閾値を使用して環境温度の判断が行われる。なお、ステップＳ２３～ステップ３５は、図３で説明したステップＳ１０～ステップＳ２２と同様であるので説明は省略する。

【0089】

なお、ユーザは、各測定プログラムにおいて入力された環境判断閾値について、公差情報を使用して変更をするか否かの設定をすることができる、又測定する測定箇所毎においても入力された環境判断閾値について公差情報を使用して変更するか否かを設定することができる。

【0090】

＜公差情報取得工程及び閾値変更工程＞
次に、公差情報取得工程及び閾値変更工程の具体例を説明する。以下では、具体例として第１の閾値の変更、第２の閾値の変更、及び第３の閾値の変更に関して説明する。

【0091】

先ず、第１の閾値が変更される場合について説明する。第１の閾値として上限値Ｔｕ（３０℃）と下限値Ｔｌ（１０℃）とが予め入力されている。また、入力された上限値Ｔｕと下限値Ｔｌとから、温度中央値Ｔｃ（２０℃）（Ｔｃ＝Ｔｌ＋（Ｔｕ－Ｔｌ）／２）、温度幅Ｔｗ（２０℃）（Ｔｗ＝Ｔｕ－Ｔｌ）が算出される。

【0092】

図８は測定されるワークＷの概略を示す図であり、図９は測定プログラムから得られる公差情報及びその公差情報から算出される情報を示す図である。

【0093】

図８に示したワークＷにおける円Ｃ１と点Ｐ１に関して測定が行われる。円Ｃ１の中心のＸ座標（図９では「円Ｃ１－Ｘ」と示す）の設計値は１０であり公差は±０．５である。また、円Ｃ１の中心のＹ座標（図９では「円Ｃ１－Ｙ」と示す）の設計値は１０であり公差は±０．１である。また、円Ｃ１の直径（図９では「円Ｃ１－直径」と示す）の設計値は、Φ３０であり公差は、±０．３である。また、点Ｐ１のＸ座標（図９では「点Ｐ１－Ｘ」示す）の設計値は３０であり公差は、±０．７である。

【0094】

図９には、測定箇所、設計値、公差の上限値、公差の下限値、公差の上限値と公差の下限値との差分である公差幅、及び正規化した公差幅αｉが示されている。なお、正規化した公差幅αｉは以下の式（１）で算出される。

【0095】

【数1】

【0096】

例えば、円Ｃ１のＸ座標の正規化した公差幅を算出する場合には、式（１）におけるＸに、円Ｃ１のＸ座標の公差幅（１．０）を、ｘ_maxに円Ｃ１の直径の公差幅（１．４）を、ｘ_minに円Ｃ１のＹ座標の公差幅（０．２）を、Ｍに１００％を、ｍに１％を代入することにより算出される。

【0097】

上記の式（１）で各公差幅を正規化（１～１００％）すると、円Ｃ１－Ｘが６７．０％、円Ｃ１－Ｙが１．０％、円Ｃ１－直径が３４．０％、円Ｐ１－Ｘが１００．０％となる。そして、この正規化した公差幅を利用して、第１の閾値を変更する。

【0098】

図１０は、変更された第１の閾値である上限値及び下限値を示す図である。図１０では、変更後の第１の閾値（上限）、平均化した変更後の第１の閾値（上限）、変更後の第１の閾値（下限）、及び平均化した変更後の第１の閾値（下限）が示されている。

【0099】

変更された第１の閾値（上限）は、以下の式（２）により算出される。

【0100】

Ｔ’ｕ＝Ｔｃ＋（Ｔｗ／２）＊αｉ…（２）
変更された第１の閾値（下限）は以下の式（３）により算出される。

【0101】

Ｔ’ｕ＝Ｔｃ－（Ｔｗ／２）＊αｉ…（３）
このように、ユーザが入力した第１の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が広くなるにつれて、第１の閾値として規定される上限値と下限値との幅を広く変更する。言い換えると、ユーザが入力した第１の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が狭くなるにつれて、第１の閾値として規定される上限値と下限値との幅を狭く変更する。例えば、最も狭い公差幅を有する円Ｃ１－Ｙ（０．２）では、ユーザが入力した第１の閾値（上限値Ｔｕ＝３０℃、下限値Ｔｌ＝１０℃）から上限値（２０．１０℃）、下限値（１９．９０℃）に最も幅が狭い第１の閾値に変更される。また、２番目に狭い公差幅を有するＣ１－直径（０．６）では、ユーザが入力した第１の閾値（上限値Ｔｕ＝３０℃、下限値Ｔｌ＝１０℃）から上限値（２３．４０℃）、下限値（１６．６０℃）に２番目に範囲が狭い第１の閾値に変更される。

【0102】

このように、測定箇所毎に公差情報を使用して第１の閾値を変更することにより、各測定箇所を測定する際に変更後の第１の閾値を超えた場合には、その測定箇所の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0103】

また、測定する測定要素毎に変更後の第１の閾値を平均化して算出してもよい。具体的には、図９に示す場合では、測定要素として円Ｃ１と円Ｐ１とがあるので、それぞれにおいて変更後の第１の閾値を平均してもよい。例えば、円Ｃ１－Ｘ（２６．７０℃）、円Ｃ１－Ｙ（２０．１０）、及び円Ｃ１－直径（２３．４０℃）の変更後の第１の閾値を平均することにより、円Ｃ１に対する平均化した第１の閾値（２３．４０）を算出することができる。このように、測定要素毎に第１の閾値を算出することにより、各測定要素を測定する際に算出された第１の閾値を超えた場合には、その測定要素の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0104】

次に、第２の閾値の変更に関して説明する。第２の閾値として最大温度幅（Ｔｍａｘ－ｍｉｎ）が５℃と予め入力されている。また、測定対象であるワークＷ及び測定プログラムから得られる情報、公差幅、正規化した公差幅αｉは、図９で説明をしたものと同様である。

【0105】

図１１は、変更された第２の閾値（Ｔ’ｍａｘ－ｍｉｎ）を示す図である。図１１では、変更後の第２の閾値（幅）と、平均化された変更後の第２の閾値（幅）が示されている。

【0106】

変更された第２の閾値（幅）は、以下の式（６）により算出される。

【0107】

Ｔ’ｍａｘ－ｍｉｎ＝Ｔｍａｘ－ｍｉｎ＊αｉ…（６）
このように、ユーザが入力した第２の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が広くなるにつれて、第２の閾値の範囲を広く変更する。言い換えると、ユーザが入力した第２の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が狭くなるにつれて、第２の閾値の範囲を狭く変更する。例えば、最も狭い公差幅を有する円Ｃ１－Ｙ（０．２）では、ユーザが入力した第２の閾値（Ｔｍａｘ－ｍｉｎ＝５℃）から０．０５に最も範囲が狭い第２の閾値に変更される。また、２番目に狭い公差幅を有するＣ１－直径（０．６）では、ユーザが入力した第２の閾値（Ｔｍａｘ－ｍｉｎ＝５℃）から１．７０に２番目に範囲が狭い第２の閾値に変更される。このように、測定箇所毎に公差情報を使用して第２の閾値を変更することにより、各測定箇所を測定する際に変更後の第２の閾値を超えた場合には、その測定箇所の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0108】

また、測定する測定要素毎に変更後の第２の閾値を平均化して算出してもよい。具体的には、図１１に示す場合では、測定要素として円Ｃ１と円Ｐ１とがあるので、それぞれにおいて変更後の第２の閾値を平均してもよい。例えば、円Ｃ１－Ｘ（３．３５℃）、円Ｃ１－Ｙ（０．０５）、及び円Ｃ１－直径（１．７０℃）の変更後の第２の閾値を平均することにより、円Ｃ１に対する平均化した第２の閾値（１．７０）を算出することができる。このように、測定要素毎に第２の閾値を算出することにより、各測定要素を測定する際に算出された第２の閾値を超えた場合には、その測定要素の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0109】

次に、第３の閾値の変更に関して説明する。第３の閾値として、ユーザにより指定サンプリング間隔における温度変化量Ｔｓが５℃と予め入力されている。なお、本例においては変更の前後で指定サンプリング間隔は一定であり６０秒とする。また、測定対象であるワークＷ及び測定プログラムから得られる情報、公差幅、正規化した公差幅αｉは、図９で説明をしたものと同様である。

【0110】

図１２は、変更された第３の閾値（Ｔｓ’）を示す図である。図１２では、変更された第３の閾値と、平均化した変更後の第３の閾値が示されている。

【0111】

変更された第３の閾値は、以下の式（７）により算出される。

【0112】

Ｔ’ｓ＝Ｔｓ＊αｉ…（７）
このように、ユーザが入力した第３の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が広くなるにつれて、第３の閾値の範囲を広く変更する。言い換えると、ユーザが入力した第３の閾値を、測定プログラムが有する公差情報を使用して、公差幅が狭くなるにつれて、第３の閾値の範囲を狭く変更する。例えば、最も狭い公差幅を有する円Ｃ１－Ｙ（０．２）では、ユーザが入力した第３の閾値（Ｔｓ＝５℃）から０．０５に最も幅が狭い第３の閾値に変更される。また、２番目に狭い公差幅を有するＣ１－直径（０．６）では、ユーザが入力した第３の閾値（Ｔｓ＝５℃）から１．７０に２番目に範囲が狭い第３の閾値に変更される。このように、測定箇所毎に公差情報を使用して第３の閾値を変更することにより、各測定箇所を測定する際に変更後の第３の閾値を超えた場合には、その測定箇所の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0113】

また、測定する測定要素毎に変更後の第３の閾値を平均化して算出してもよい。具体的には、図１２に示す場合では、測定要素として円Ｃ１と円Ｐ１とがあるので、それぞれにおいて変更後の第３の閾値を平均して第３の閾値としてもよい。例えば、円Ｃ１－Ｘ（３．３５℃）、円Ｃ１－Ｙ（０．０５）、及び円Ｃ１－直径（１．７０℃）の変更後の第３の閾値を平均することにより、円Ｃ１に対する平均化した第３の閾値（１．７０）を算出することができる。このように、測定要素毎に第３の閾値を算出することにより、各測定要素を測定する際に算出された第３の閾値を超えた場合には、その測定要素の測定が一時停止される。これにより、測定検査において不合格品の頻発、手戻りを抑制し、効率的な測定を行うことができる。

【0114】

＜効果＞
以上で説明したように、本態様では、測定環境の温度が異常な場合に三次元座標の測定を回避し、測定が正確に行われないことによる不合格品の頻発を防ぎ効率的な測定を行うことができる。

【0115】

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の形態に限定されず、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】

【0116】

１ ：三次元座標測定機
３０ ：制御部
３０Ａ ：三次元座標測定制御部
３０Ｂ ：温度取得制御部
３０Ｃ ：環境温度判断部
３０Ｄ ：停止部
３１ ：コンピュータ
３３ ：記憶部
４０ ：コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】