特許 7481551 板厚の測定装置及び板厚の測定方法

(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】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】板厚の測定装置及び板厚の測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/06 20060101AFI20240501BHJP

   B23Q 17/20 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

G01B5/06

B23Q17/20 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023124671

(22)【出願日】2023-07-31

(62)【分割の表示】P 2022154426の分割

【原出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2023129725

(43)【公開日】2023-09-14

【審査請求日】2023-07-31

(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】110003535

【氏名又は名称】スプリング弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】戸ヶ崎 満俊

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３００４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平１１－５０４１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３５３９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭５８－１４８６１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／０６

Ｂ２３Ｑ １７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの一方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備え、
前記ワークの傾斜角度と、前記一対のセンサにより測定点で測定した測定値、及び前記測定点における前記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する前記一方向の誤差に基づいて算出する前記測定点での前記ワークの厚さと、に基づいて、前記ワークの真の厚さを算出する、ことを特徴とする板厚の測定装置。

【請求項2】

前記傾斜角度は、前記一対のセンサによって測定される前記ワークにおける異なる少なくとも２つの測定点の内の２つの測定点間の前記一方向に交差する他方向の距離と、前記一対のセンサの内のいずれかの１つのセンサによる前記２つの測定点での前記一方向における差分に相当する押し込み量とに基づいて算出する、ことを特徴とする、請求項１に記載の板厚の測定装置。

【請求項3】

前記一対のセンサを前記他方向に移動させて、前記異なる少なくとも２つの測定点で前記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする請求項２に記載の板厚の測定装置。

【請求項4】

前記他方向の距離を置いて固定された２組の前記一対のセンサを備え、
２組の前記一対のセンサにより前記異なる少なくとも２つの測定点で前記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする請求項２に記載の板厚の測定装置。

【請求項5】

ワークの一方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備える板厚の測定装置に適用される板厚の測定方法であって、
前記ワークの傾斜角度と、前記一対のセンサにより測定点で測定した測定値、及び前記測定点における前記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する前記一方向の誤差に基づいて算出する前記測定点での前記ワークの厚さと、に基づいて、前記ワークの真の厚さを算出する、ことを特徴とする板厚の測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械により加工された部品の厚さを高精度に測定することができる板厚の測定装置及び板厚の測定方法に係り、特に金属部品の加工を行う刃物工具を自動的に交換して加工を行うマシニングセンタ等の工作機械に組み込まれ、加工された部品の厚さを高精度に測定する板厚の測定装置及び板厚の測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の工作機械は、例えば、フライス・エンドミル・ドリル・中ぐり・タップ等を行う刃物工具を自動的に交換し、部品加工を行うマシニングセンタが採用され、このマシニングセンタにおいては加工過程において加工精度を確認するために加工部品の寸法、例えば幅や厚みを高精度に測定する必要があり、この加工部品の厚さを測定する技術が記載された文献としては下記の特許文献１が挙げられる。

【0003】

この特許文献１には、工作機械の主軸に選択的に取り付けられる交換式工具のテーパーシャンクと同形状のテーパーシャンクと、このテーパーシャンクに設けられ、その先端の超音波プローブを工作物Ｗの表面に接触させながら超音波を発信し、その反響音波を検知して工作物Ｗの厚さを計測する超音波板厚計測部を具備し、薄板等の工作物の板厚を精度良く計測する超音波板厚計測装置技術が記載されている。

【0004】

また、加工部品の外形に接して加工部品の外形状を測定するタッチプローブが記載された文献としては下記の特許文献２及び特許文献３が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－７５５８４号公報

【文献】特開２０１１－１３６３９０号公報

【文献】特開２０１０－７１７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述の特許文献１に記載された技術は、工作物の表面に接触しながら超音波を発信し、その反響音波を検知して工作物の厚さを計測する超音波プローブを使用しているため、厚さ計測時に超音波プローブと工作物の表面との間における接触状態を向上させる接触媒質を使用しなければならないと共に、反響音波を検知して工作物の厚さを計測するため、テーブル上に搭載したワークの平面方向の寸法である厚さ（幅ともいう）を測定できないという課題があった。

【0007】

また、特許文献２に記載された技術は、１本のタッチプローブを用いて加工部品の外形状を測定する効果に留まり、特許文献３に記載された技術は、２本のタッチプローブ接触子が略同時に駒に圧接及び当接して同時に位置補正及び確認することができる効果に留まる。

【0008】

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、工作機械に組み込まれ、加工された部品の厚さや隙間を高精度に測定することができる板厚の測定装置及び板厚の測定方法を提供することを目的とし、特にワークが斜めに設置された場合であっても加工された部品の厚さや隙間を高精度に測定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成する本発明は、以下のとおりである。

【0010】

［１］ ワークの一方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備え、上記ワークの傾斜角度と、上記一対のセンサにより測定点で測定した測定値、及び上記測定点における上記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する上記一方向の誤差に基づいて算出する上記測定点での上記ワークの厚さと、に基づいて、上記ワークの真の厚さを算出する、ことを特徴とする板厚の測定装置。
［２］ 上記傾斜角度は、上記一対のセンサによって測定される上記ワークにおける異なる少なくとも２つの測定点の内の２つの測定点間の上記一方向に交差する他方向の距離と、上記一対のセンサの内のいずれかの１つのセンサによる上記２つの測定点での上記一方向における差分に相当する押し込み量とに基づいて算出する、ことを特徴とする、［１］に記載の板厚の測定装置。
［３］ 上記一対のセンサを上記他方向に移動させて、上記異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする［２］に記載の板厚の測定装置。
［４］ 上記他方向の距離を置いて固定された２組の上記一対のセンサを備え、２組の上記一対のセンサにより上記異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする［２］に記載の板厚の測定装置。
［５］ ワークの一方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備える板厚の測定装置に適用される板厚の測定方法であって、上記ワークの傾斜角度と、上記一対のセンサにより測定点で測定した測定値、及び上記測定点における上記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する上記一方向の誤差に基づいて算出する上記測定点での上記ワークの厚さと、に基づいて、上記ワークの真の厚さを算出する、ことを特徴とする板厚の測定方法。

【0011】

本発明の他の構成は以下のとおりである。

【0012】

［１］ ワークのＸ方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備え、上記一対のセンサによって上記Ｘ方向に交差するＹ方向の上記ワークの異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定し、上記ワークの傾斜角度と、上記一対のセンサで測定した測定値、及び上記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する上記Ｘ方向の誤差に基づいて算出する上記異なる少なくとも２つの測定点の内の１つの測定点での上記ワークの厚さと、に基づいて算出する値を上記ワークの真の厚さとする、ことを特徴とする板厚の測定装置。
［２］ 上記傾斜角度は、上記異なる少なくとも２つの測定点の内の２つの測定点間の上記Ｙ方向の距離と、上記一対のセンサの内のいずれかの１つのセンサによる上記２つの測定点での上記Ｘ方向における差分に相当する押し込み量とに基づいて算出する、ことを特徴とする、［１］に記載の板厚の測定装置。
［３］ 上記一対のセンサを上記Ｙ方向に移動させて、上記異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする［１］又は［２］に記載の板厚の測定装置。
［４］ 上記Ｙ方向の距離を置いて固定された２組の上記一対のセンサを備え、２組の上記一対のセンサにより上記異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定する、ことを特徴とする［２］に記載の板厚の測定装置。
［５］ 上記測定点を上記Ｙ方向の３箇所以上とすることを特徴とする［１］に記載の板厚の測定装置。
［６］ ワークのＸ方向の側面に向かい合って接触する一対のコンタクトを有する一対のセンサを備える板厚の測定装置に適用される板厚の測定方法であって、上記一対のセンサによって上記Ｘ方向に交差するＹ方向の上記ワークの異なる少なくとも２つの測定点で上記ワークの厚さを測定し、上記ワークの傾斜角度と、上記一対のセンサで測定した測定値、及び上記一対のコンクタクトの接触位置の違いに起因する上記Ｘ方向の誤差に基づいて算出する上記異なる少なくとも２つの測定点の内の１つの測定点での上記ワークの厚さと、に基づいて算出する値を上記ワークの真の厚さとする、ことを特徴とする板厚の測定方法。

【0013】

上記目的を達成する本発明の他の形態は、所定の押圧力でワークの厚さ方向の側面に向かい合って接触する一対のセンサによって前記ワークの厚さを測定する板厚の測定装置において、前記一対のセンサを上下及び測定方向である厚さ方向に移動する測定装置と、前記ワークの長手方向に異なる少なくとも二つの測定点に前記一対のセンサを移動するＸＹテーブルと、を備え、前記一対のセンサによって測定した測定点での厚さと、前記二つの測定点間の距離と、いずれかの前記センサによる前記二つの測定点での測定方向における差分と、に基づいて真の厚さとするものである。

【0014】

また、上記において、前記測定点での厚さをＣ、前記二つの測定点間の距離をｂ-ａ、いずれかの前記センサによる前記二つの測定点での測定方向における差分を押し込み量Ｓとして、θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/ｂ-ａ）、を求め、真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）とすることが望ましい。

【0015】

さらに、上記において、前記ワークの測定基準となる概算厚みを５～１５ｍｍとし、前記二つの測定点間の距離を５～１５ｍｍすることが望ましい。

【0016】

さらに、上記において、前記ＸＹテーブルで前記ワークの長手方向に異なる少なくとも二つの測定点に前記一対のセンサを移動することに代えて、前記測定装置に２組の前記一対のセンサを前記長手方向に所定間隔で固定し、該所定間隔を前記二つの測定点間の距離とすることが望ましい。

【0017】

さらに、上記において、前記一対のセンサの前記ワークと接触するコンタクトの半径をｒとし、前記一対のセンサによって測定される測定値Ｄ、前記コンクタクトの接触位置の違いによる位置ずれによる誤差をｘ、前記測定点での厚さをＣ、前記二つの測定点間の距離をｂ-ａ、いずれかの前記センサによる前記二つの測定点での測定方向における差分を押し込み量Ｓとして、
θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/ｂ-ａ）、
ｘ＝ｒ・（（１／ｃｏｓθ）－１）、
Ｃ＝Ｄ－２・ｘ、を求め、
真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）とすることが望ましい。

【0018】

さらに、上記において、前記ワークの測定基準となる概算厚みを５～１５ｍｍ、前記二つの測定点間の距離を５～１５ｍｍとし、前記コンタクトの半径ｒを４～８ｍｍとすることが望ましい。

【0019】

さらに、上記において、前記ＸＹテーブルで前記ワークの長手方向に異なる少なくとも二つの測定点に前記一対のセンサを移動することに代えて、前記測定点を上下方向に異なる少なくとも二つの測定点に前記一対のセンサを移動することとしたことが望ましい。

【0020】

また、本発明は、所定の押圧力でワークの厚さ方向の側面に向かい合って接触する一対のセンサによって前記ワークの厚さを測定する板厚の測定方法であって、前記ワークの長手方向に異なる少なくとも二つの測定点に前記一対のセンサを移動し、前記一対のセンサによって測定した測定点での厚さと、前記二つの測定点間の距離と、いずれかの前記センサによる前記二つの測定点での測定方向における差分と、に基づいて真の厚さとすることを特徴としている。

【発明の効果】

【0021】

本発明による板厚の測定装置及び板厚の測定方法は、測定対象のワークが斜めに設置された場合であっても加工された部品の厚さや隙間を高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施例による板厚の測定装置の全体構造及び動作を説明するための図

【図2】本発明の実施例による板厚の測定装置の測定部を示す平面図

【図3】本実施例による測定部の詳細を示す平面図

【図4】他の実施例である板厚の測定装置を示す平面図

【図5】さらに、他の実施例である板厚の測定装置を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明による厚さ測定方法を適用した厚さ測定部を備えた工作機械の一実施例を説明する。

【0024】

［構成］
本実施例による厚さ測定部が適用された工作機械１００は、図１（ａ）に示す如く、ＸＹ平面方向に稼働するＸＹテーブル２０上に搭載した平板形状のワーク１０に対して、例えば、フライス・エンドミル・ドリル・中ぐり・タップ等を行う刃物工具を自動的に交換し、部品加工を行う工作部３０と、該工作部３０におけるワーク加工過程において加工精度を確認するためにワーク１０の平面方向(Ｘ方向)の厚さｔを高精度に測定する測定装置４０とを備える。前記ワーク１０は、本実施例の場合、長方形状の平板形状であり、４側面がＸＹテーブル２０のＸＹ軸と平行になるようにフリーに搭載されているが固定されていても良い。

【0025】

本実施例による測定装置４０は、ＸＹテーブル２０の平面に向かって垂直に上下及び測定方向（本例では厚さｔ方向）に稼働自在な２本のアーム４１と、該アーム４１の下端に向かい合って配置されてワーク１０の測定対象の側面にＸ方向から所定圧力で接触するセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂと、該センサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置を光学的に検知することによってワーク１０の厚さｔを計測する光学測定部（図示せず）とを備える。また、本実施例によるセンサ４２ａ及び４２ｂは、互いに向き合って外形が半球状の接触子であるコンタクトを有し、この半球状のコンタクトがワーク１０の測定対象の平行側面に所定圧力で接触するように押圧され、前記コンタクトの位置を光学的に検出する光学型であるが、コイルに挿入されるコアの挿入量変化を電気的に検出する差動変圧型であっても良い。

【0026】

本実施例による工作機械１００は、工作部３０がワーク１０に対して刃物工具を自動的に交換しながらの切削他を行う加工工程と、この加工工程中にワーク１０への加工寸法が所定値範囲（数μｍ～数十μｍ）か否かを測定装置４０により測定する計測工程とを繰り返しながらワーク１０の加工を行うように構成されている。

【0027】

本実施例による計測工程は、次の通りである。
（１）図１（ｂ）に示したＸＹテーブル２０上に搭載したワーク１０の上に工作部３０及び測定装置４０を位置させた状態から、図１（ｃ）に示す如くワーク１０の上に工作部３０及び測定装置４０を、測定装置４０から延びる一対のアーム４１の下端に向かい合って配置されたセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂがワーク１０の両側面に向かい合う位置まで下降させる第１工程。なお、本例では工作部３０及び測定装置４０を同時に上下移動させる例を説明するが、工作部３０は上位置に固定し、測定装置４０のみを上下移動させるものや、工作部３０及び測定装置４０をＺ軸（重力）方向に上下移動させるように構成しても良い。

【0028】

（２）次いで、図１（ｄ）から（ｅ）に示す如く、ＸＹテーブル２０上のワーク１０の厚さ方向の側面に向かって一対のアーム４１のセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂを接近させ、ワーク１０の厚さ方向の側面（例えば図２［ａ］に示す測定点ａ）に所定圧力で接するように移動する第２工程。

【0029】

（３）この図２（ａ）に示したワーク１０の測定点ａにおいてワーク１０の両側に接したセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置座標値を図示しない光学測定部により測定する第３工程。

【0030】

（４）次いで、ワーク１０の両側に接したセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂをワーク１０の両側面から前記第２工程とは逆方向に移動させて離し、図２（ａ）に示した矢印方向（Ｙ方向：長手方向）に一対のアーム４１のセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂを移動させ、再びワーク１０の厚さ方向の側面に向かって一対のアーム４１のセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂを接近させ、ワーク１０の厚さ方向の側面（例えば図２［ａ］に示す測定点ｂ）に所定圧力で接するように移動する第４工程。あるいは第２工程とは逆方向に移動をしないで、そのまま測定点ｂに移動する。

【0031】

本実施例による測定装置４０は、このようにワーク１０の両側面に所定圧力で接した一対のセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの測定点ａ及び測定点ｂにおける位置座標値を測定し、この両位置座標値によってワーク１０の真の厚さｔを算出する。すなわち、測定点ａにおけるセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置座標値の差分による厚さと、測定点ｂにおけるセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置座標値の差分による厚さとを測定する。

【0032】

この測定点ａｂにおけるワーク１０の厚さ測定は、ワーク１０の４側面がＸＹテーブル２０のＸＹ方向と完全に一致する場合、両測定点における測定値は論理的には同一になるものであるが、実機においてはワーク１０の４側面がＸＹテーブル２０のＹ方向とミクロン単位で完全に一致するとは限らず、図２（ｂ）に示す如く、ワーク１０が斜めに搭載されていることも想定される。このワーク１０が斜めに搭載された場合、同時に移動するセンサの一対のコンタクトの接点がＸＹテーブル２０のＹ方向の同軸位置（図２［ａ］参照）で接し、この測定点での厚さＣは、真の厚さtとはワーク１０が傾いている分だけ異なったものとなる。

【0033】

そこで本実施例においては、このワーク１０が斜めに配置されていることに対処するため、次に述べるワーク斜め配置に対する補正を行い、この補正算出手法を次に説明する。

【0034】

まず、前述のワーク１０が角度θだけ斜めに配置されている場合、図２（ｂ）に示す如く、測定点ａ及び測定点ｂにおいて測定した厚さはワーク１０の真の厚さｔに対して傾斜による誤差を生じ、測定点での厚さＣが測定値となる。

【0035】

測定点での厚さＣと真の厚さｔ並びに各センサとの位置関係は図３に示す如く表され、傾斜角度θ、真の厚さをｔ、測定点ａにおけるセンサ４２ｂのＸ位置を基準にした測定点ｂにおけるセンサ４２ｂのＸ方向への押し込み量Ｓ（いずれかのセンサによる測定点ａと測定点ｂでの測定方向における位置の差分）、測定点での厚さＣとしたとき、真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）で求めることができる。ただし、θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/ｂ-ａ）、ｂ-ａは、測定点ａから測定点ｂまでの距離である。

【0036】

つまり、真の厚さｔは、ワーク１０の厚さを少なくとも異なる二つの測定点、測定点ａ及び測定点ｂにおいて一対のセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂで測定し、測定点での厚さＣを測定点ａから測定点ｂまでの距離（二つの測定点ａ、ｂ間の距離）、押し込み量Ｓに基づいて補正すれば良い。また、誤差δを（Ｃ-ｔ）とすると、δ＝Ｃ（１-ｃｏｓθ）である。測定点ａから測定点ｂまでの距離ｂ-ａを１０ｍｍとし、真の厚さｔを１０ｍｍ＝１００００μｍとして傾斜角度θについて計算した例が表１である。

【表1】

【0037】

測定点ａから測定点ｂまでの距離ｂ-ａを大きくすれば傾斜角度θをより正確に算出できる。しかし、測定点ａから測定点ｂまで移動するＹ方向の距離を大きくすることになるので、移動させるＸＹテーブル２０における直線性などの誤差の影響が大きくなる。したがって、ワーク１０の厚みによって測定点ａから測定点ｂまでの距離ｂ-ａを適切に定めることが好ましい。

【0038】

例えば、測定基準となるワーク１０の概算厚みと距離ｂ-ａを略等しくすることが良い。表１ではワーク１０の概算厚みを１０ｍｍ、距離ｂ-ａを１０ｍｍとした場合であり、この条件で実際の測定を行った結果、ワーク１０に必要とされる公差を１０μｍとすると傾斜角度θが３°以上で、少なくとも１０°までは補正が有効であることが分かった。また、測定対象であるワーク１０の厚みを５～１５ｍｍとした場合、距離ｂ-ａを５～１５ｍｍとすることが適切であった。

【0039】

表２は、表１と同じ条件、測定点ａから測定点ｂまでの距離ｂ-ａを１０ｍｍとし、真の厚さｔを１０ｍｍとして押し込み量Ｓについて計算した例である。

【表2】

【0040】

小さな傾斜角度θを検出するには距離ｂ-ａが大きいほど良いが、ＸＹテーブル２０の高精度化を要する。これに対しては、２点のセンサ４２ａ、４２ｂを４点に変更し、測定点ａ及び測定点ｂでそれぞれ２点のセンサで測定し、距離ｂ-ａをセンサ側で固定して一定距離とする。

【0041】

つまり、ＸＹテーブル２０でワーク１０の長手方向に異なる少なくとも二つの測定点に一対のセンサ４２ａ、４２ｂを移動することに代えて、測定装置４０に２組の一対のセンサ４２ａ、４２ｂを長手方向に所定間隔で固定し、この所定間隔を二つの測定点ａと測定点ｂ間の距離とする。これにより、距離ｂ-ａはＸＹテーブル２０の移動に依存せず独立にでき、高精度化に寄与する。また、測定点ａから測定点ｂまで移動しないで同時に測定できるので、測定時間の短縮となる。

【0042】

図３は、測定部の詳細を示す平面図であり、コンタクトの半径ｒとしたときの影響を考慮したものである。実際の測定に当たっては、センサ４２ａ、４２ｂのコンタクトは有限な半径ｒであるので、ワーク１０との接触点のＸ方向の位置にずれを生じる。図３より、センサ４２ａ、４２ｂによって測定される測定値Ｄとして、測定点での厚さＣは、コンクタクトの接触位置の違いによる位置ずれによる誤差をｘとして、Ｃ＝Ｄ－２・ｘとなる。また、ｘはｘ＝ｒ・（（１／ｃｏｓθ）－１）となる。

【0043】

したがって、コンタクトの半径ｒが分かれば、θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/ｂ-ａ）として位置ずれによる誤差ｘを求め、前述と同様に測定値Ｄから、Ｃ＝Ｄ－２・ｘとして測定点での厚さＣを求めることで真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）を求めることができる。

【0044】

表３は、コンタクトの半径ｒを６０００μｍ（ｍｍ）として、傾斜角度θ毎に位置ずれによる誤差をｘ、及び全誤差２ｘを求めたものである。

【表3】

【0045】

表１と比べて、例えば、傾斜角度θが３°で表１より誤差が１３．７２３μｍであるのに対して表３では全誤差で１６．４６８２μｍであり十分小さい。ただし、傾斜角度θが大きくなると無視できない値となることが分かる。また、コンタクトの半径ｒが大きければ誤差も無視できないが、測定対象であるワーク１０の厚みを５～１５ｍｍとし、距離ｂ-ａを５～１５ｍｍとした場合、コンタクトの半径ｒを４～８ｍｍとすることが適切であった。

【0046】

図４は他の実施例を示す平面図であり、図２で示した実施例に比べて、測定点をＹ方向へ測定点ａ、測定点ｂ、測定点ｃの３か所としたものである。図２、３の説明と同様に、測定点ａ、測定点ｂにおいては、真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）、θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/Ｌ）として求めることができる。Ｃは測定点での厚さＣ、Ｌは測定点ａから測定点ｂまでの距離ｂ-ａである。

【0047】

また、測定点ｂ、測定点ｃにおいて、上式のＬを測定点ｂから測定点ｃまでの距離ｃ-ｂとすれば、同様に真の厚さｔを求めることができる。さらに、測定点ａ、測定点ｃにおいて、Ｌを測定点ａから測定点ｃまでの距離ｃ-ａとすれば、同様に真の厚さｔを求めることができる。測定点ａ、測定点ｂで求められた真の厚さ、測定点ｂ、測定点ｃで求められた真の厚さ、測定点ａ、測定点ｃで求められた真の厚さを平均すれば、より正確な値が算出される。以下、測定点を３か所以上とした場合も同様に真の厚さｔを算出することができる。

【0048】

また、測定点を測定点ａ、測定点ｂ、測定点ｃの３か所とした場合、ワーク１０は厚さが一定であれば、各測定点でセンサ４２ａとセンサ４２ｂによる押し込み量の合計値、あるいはセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置座標値の差分は、同じになる。したがって、各測定点における押し込み量の合計値、あるいは位置座標値の差分のずれ量によって、ワーク１０のＹ方向の平行度、加工精度を検出することができる。

【0049】

図５は、さらに他の実施例を示す側面図であり、図４で示した他の実施例に比べて、測定点をＺ方向へ測定点ｆ、測定点ｇとしたものである。図２、３の説明と同様に、測定点ｆ、測定点ｇにおいては、真の厚さｔ＝Ｃ・（ｃｏｓθ）、θ＝ｔａｎ－１（Ｓ/ｆ-ｇ）として求めることができる。Ｃは測定点での厚さＣ、ｆ-ｇは測定点ｆから測定点ｇまでのＺ方向の距離である。

【0050】

この場合も図４と同様に、各測定点でセンサ４２ａとセンサ４２ｂによる押し込み量の合計値、あるいはセンサ４２ａ及びセンサ４２ｂの位置座標値の差分は、同じになる。したがって、各測定点における押し込み量の合計値、あるいは位置座標値の差分のずれ量によって、ワーク１０のＺ方向の平行度、加工精度を検出することができる。

【0051】

なお、本実施例の測定対象であるワーク１０は、ＸＹ方向に平行な平行四辺形状を対象とするものであるが、Ｙ方向のみが傾斜した台形形状であることが判明している場合であっても、ワーク台形形状の角度による誤差を補正すれば良い。

【0052】

また、前述の実施例においては、コンタクトが平行側面を有するワーク側面に接して厚さを計測する例を説明したが、例えば、中ぐり又は研磨された間隔内に一対のコンタクトを挿入し、コンタクト間を広げることによって中ぐり等をした隙間の厚さ（間隙）も正確に測定することができる。また、本実施例によるコンタクトはアームの先端から内方に向かって半円状に突出する形状のものを説明したが、一般のタッチプローブ同様に細線形上のアーム先端に設けられる球形状の接触子であっても良い。

【符号の説明】

【0053】

Ｃ 測定点での厚さ、ｔ 真の厚さ、Ｓ 押し込み量、ｒ コンタクトの半径、Ｄ 測定値、１０ ワーク、２０ ＸＹテーブル、３０ 工作部、４０ 測定装置、
４１ アーム、４２ａ センサＡ、４２ｂ センサＢ、１００ 工作機械

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】