JPH10175141A - ３次元測定装置及び３次元測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測定子の移動軌跡情報をモニタ上に映し出され
ている仮想の被測定面を見ながらＧＵＩ方式にて登録操
作できるようにして、測定子の移動軌跡情報の登録作業
の簡略化、測定のための工数の削減化を実現させる。 【解決手段】被測定面上での測定子の移動軌跡が測定ポ
イント毎に軌跡データとして登録された移動軌跡データ
ファイルＦ４から順次軌跡データを読み出し、この読み
出された軌跡データが示す位置に測定子を移動させて、
位置決めされた測定子の設定ポイントと被測定面上の測
定ポイントとの相対位置を測定データとして取り込むよ
うにした３次元測定装置において、仮想の被測定面に対
する座標入力によって、少なくとも測定開始位置、測定
範囲及び設定ポイントを順次決定する測定条件決定手段
（６６，６８，７０）と、これら測定条件決定手段にて
決定された少なくとも測定開始位置、測定範囲及び設定
ポイントに基づいて移動軌跡データファイルＦ４を作成
するファイル作成手段８０とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ある被測定面の形
状を測定子を移動させながら測定して被測定面の３次元
測定データを得る３次元測定装置及び３次元測定方法に
関する。特に、オフライン・ティーチングにおいて、測
定子を移動させるための移動軌跡データ（ＮＣデータ）
を簡便に作成することができ、しかも、設計値と実測値
との誤差を一目で確認することができる３次元測定装置
及び３次元測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、ＮＣ工作機械による加工において
は、直線的な形状への加工からより自然な自由曲線を有
する形状への加工が主流となってきており、特に自動車
のエンジン周りや車体等の加工において、流体（燃料そ
の他の液体並びに空気）の流れに対する抵抗をなるべく
小さくした形状に加工する技術が開発されている。

【０００３】ＮＣ工作機械によって被加工物を自由曲線
を有する形状に加工する場合、工作機械のツールヘッド
に対して複雑な動きを行わせる必要があるため、現在で
は、ツールヘッドの動作手順をパート・プログラミング
によってメモリに例えばシーケンシャルに登録する手法
（オフライン・ティーチング）が用いられている。

【０００４】このオフライン・ティーチングは、ＮＣ工
作機械のツールヘッドに対して複雑な動作をプログラミ
ングすることができ、しかも、その再現性が高いという
利点がある。

【０００５】ところで、ＮＣ工作機械にて被加工物を加
工した際、その加工精度を測定するために、例えばＮＣ
工作機械と同様の動きを行う３次元測定装置を使用する
ようにしている。この３次元測定装置は、ＮＣ工作機械
のツールヘッドの代わりに測定子が取り付けられた構成
を有し、通常のＮＣ工作機械と同様にオフライン・ティ
ーチングにて測定子の移動軌跡をプログラミングするよ
うにしている。

【０００６】従って、３次元測定装置においても、ＮＣ
工作機械と同様に、測定子に対して非常に複雑な動きを
行わせることができ、自由曲線を有する加工面の加工精
度を高精度に測定することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の３次元測定
装置においては、通常のＮＣ工作機械に対するオフライ
ン・ティーチングと同様に、測定子の座標値やアプロー
チ量等の移動軌跡情報を測定ポイント毎にエディタを使
用してＣＵＩ（キャラクタ・ユーザ・インターフェー
ス）方式にて登録するようにしている。即ち、測定子の
座標値等の移動軌跡情報を数字や記号を羅列させながら
入力するようにしている。

【０００８】そのため、移動軌跡情報の登録作業に膨大
な時間がかかり、また、入力ミスを防ぐための配置を多
く要し、測定のための工数が増大するという不都合があ
る。しかも、移動軌跡情報の登録ミス（入力ミス）があ
った場合に、そのミスを発見・修正するために再び大き
な工数を必要とするという問題もある。

【０００９】そこで、従来では、前記問題を解決するた
めに、３次元測定機のオフラインティーチングをＣＡＤ
データを利用することにより、ティーチングに要する時
間の短縮化を図った３次元測定機のオフラインティーチ
ング装置（例えば特開昭６３−２８５６１５号公報参
照）や、３次元測定機のティーチングに基づいて自動運
転プログラムを修正するにあたり、修正もティーチング
で行い、その結果を自動運転プログラムに与えることに
よって修正に要する時間の短縮化を図ったものが提案さ
れている（例えば特開平５−２７４０２８号公報参
照）。

【００１０】また、前記提案例のほかに、記憶されてい
る測定データと、基準となるＣＡＤデータとの差を可視
的に評価できるようにすることで、計測結果の評価に要
する時間の短縮化を図ったものも提案されている（例え
ば特開平７−２１２３８号公報参照）。

【００１１】このように、従来においては、自動測定作
業の前後に行われる準備と結果評価の時間を短縮すべく
このような提案がなされている。

【００１２】しかし、現在では、更に、複雑な形状の部
品を測定して結果を評価するにあたって、その部品の評
価を行うに必要な測定ポイント群の設定、その測定ポイ
ント群が存在する線や面の範囲設定、その範囲内の各測
定ポイントをどのような順番にどのような動きで測定す
るかの設定といった点に関し、精度を保ったままの更な
る工数削減が求められている。

【００１３】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、測定子の移動軌跡情報をモニタ上に映し
出されている仮想の被測定面を見ながらＧＵＩ（グラフ
ィック・ユーザ・インターフェース）方式にて登録操作
することができ、測定子の移動軌跡情報の登録作業の簡
略化、測定のための工数の削減化を実現することができ
る３次元測定装置及び３次元測定方法を提供することを
目的とする。

【００１４】即ち、本発明の目的は、複雑な形状の部品
を測定して結果を評価するにあたって、その部品の評価
を行うに必要な測定ポイント群の設定、その測定ポイン
ト群が存在する線や面の範囲設定、その範囲内の各測定
ポイントをどのような順番にどのような動きで測定する
かの設定といった点に関し、精度を保ったままの更なる
工数削減を図ることができる３次元測定装置及び３次元
測定方法を提供することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、前記条件に加
えて、入力ミスの削減及びデータ入力の変更・修正の容
易性を達成することができる３次元測定装置及び３次元
測定方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
係る３次元測定装置は、被測定面上での測定子の移動軌
跡が測定ポイント毎に軌跡データとしてシーケンシャル
に登録された移動軌跡データファイルから順次軌跡デー
タを読み出す軌跡データ読出し手段と、前記読み出され
た軌跡データが示す位置に測定子を移動させる測定子移
動手段と、位置決めされた測定子の設定ポイントと前記
被測定面上の測定ポイントとの相対位置を測定データと
して取り込む測定データ取込み手段と、ＣＡＤデータに
基づいて画像表示された前記被測定面への座標入力にて
少なくとも測定開始位置、測定範囲及び設定ポイントを
順次決定する測定条件決定手段と、前記測定条件決定手
段にて決定された少なくとも前記測定開始位置、測定範
囲及び設定ポイントに基づいて前記移動軌跡データファ
イルを作成するファイル作成手段とを設けて構成する。

【００１７】これにより、まず、軌跡データ読出し手段
を通じて移動軌跡データファイルから順次軌跡データが
読み出され、この読み出された軌跡データは順次、後段
の測定子移動手段に供給される。測定子移動手段は、供
給される軌跡データに基づいて、測定子をその軌跡デー
タに対応した位置、即ち移動軌跡データファイルにて予
め設定されたポイントに移動させる。測定子は、被測定
面のうち、前記測定子移動手段にて位置決めされた設定
ポイントと該設定ポイントに対応する被測定面上の測定
ポイントとの相対位置を測定する。

【００１８】そして、本発明に係る３次元測定装置にお
いては、ＣＡＤデータに基づいて画像表示された被測定
面への座標入力が行われることによって、即ち、例えば
ＣＲＴ等のモニタ画面上に表示されている例えば３次元
の被測定面に対してマウスやジョイスティック等の座標
入力装置によって座標を入力することにより、前記測定
条件決定手段を通じて少なくとも測定開始位置、測定範
囲及び設定ポイントが順次決定される。該測定条件決定
手段にて決定された前記測定開始位置、測定範囲及び設
定ポイントに基づいて、前記ファイル作成手段を通じて
前記移動軌跡データファイルが作成される。

【００１９】本発明に係る３次元測定装置においては、
ＣＲＴ等のモニタ画面上に表示されている仮想の被測定
面に対して、測定子の移動を模擬的に行うことによって
測定子の移動軌跡データファイルが作成されるため、従
来のように、測定ポイント毎に、該測定ポイントに対応
するベクトルデータ（測定子の移動方向を示すデータや
移動量を示すデータ）を別途用意された電卓などを用い
て手計算しながらエディタにて設定されたキャラクタデ
ータに変換して入力する場合と比して、格段に移動軌跡
データファイルの作成が容易になり、しかも、入力作業
を迅速に行うことができる。

【００２０】また、表示された仮想の被測定面に対して
ポイント指定、あるいは軌跡指定等を行うことで簡単に
入力ができるため、入力ミスが大幅に削減され、また、
複雑な測定定義も可能となり、例えばある被測定面に対
し、その面形状の測定、所望の曲線に沿った形状の測定
又は連続配列された点列に沿った形状の測定に合った移
動軌跡データファイルの作成も容易になる。

【００２１】また、各測定定義に沿った複雑な手順は、
各パート毎にユニット化できるようになるため、測定定
義や測定手順の変更、修正作業が容易に行える。

【００２２】このように、本発明に係る３次元測定装置
においては、複雑な形状の部品を測定して結果を評価す
るにあたって、その部品の評価を行うに必要な測定ポイ
ント群の設定、その測定ポイント群が存在する線や面の
範囲設定、その範囲内の各測定ポイントをどのような順
番にどのような動きで測定するかの設定といった点に関
し、精度を保ったままの更なる工数削減を図ることがで
きる。

【００２３】そして、本発明に係る３次元測定装置にお
いては、前記構成において、前記測定データ取込み手段
からの測定データと、該測定データに関連する測定ポイ
ントと同一の測定ポイントに対応する画像表示上の前記
被測定面での相対位置データとの誤差を検出する誤差検
出手段を設けるようにしてもよい（請求項２記載の発
明）。

【００２４】この場合、同一の測定定義下において、実
物の被測定面における形状とＣＡＤデータに基づく仮想
の被測定面における形状との誤差が検出されるため、前
記被測定面を例えばプレス型のダイフェースとした場
合、該ダイフェース形状の変更を前記検出された誤差に
基づいて簡単に行うことができ、プレス型の製作工程を
大幅に簡略化することができる。

【００２５】また、前記構成において、最大誤差範囲を
所定範囲毎に色分け指定された色分けテーブルから前記
誤差検出手段にて検出された誤差レベルに対応する色情
報を読み出し、前記画像表示された被測定面の測定ポイ
ントに対応する部分に、当該測定ポントの誤差レベルに
対応した線図と前記読み出された色情報の組合せ画像を
重ねて表示する表示手段を設けるようにしてもよい（請
求項３記載の発明）。

【００２６】これにより、まず、色分けテーブルに配列
された数種の色情報のうち、誤差検出手段にて検出され
た誤差レベルに対応する色情報が読み出され、更に、該
誤差レベルに対応した線図、例えば実物の被測定面に即
し、かつ測定ポイントの軌跡に沿った軌跡線の表示画像
と、仮想の被測定面における測定ポイントの軌跡に沿っ
た軌跡線との間に、前記読み出された色情報にて色分け
されたバー表示が行われることになる。

【００２７】つまり、本発明に係る３次元測定装置にお
いては、従来のような基準面表示上に色点で表示するも
のと異なり、実測値と基準値の間を色分けした線で結ん
で表示するため、ずれ分をより視覚的に評価することが
でき、ＣＡＤデータに基づく被測定面と実物の被測定面
との形状上の誤差を一目で確認できる。

【００２８】なお、前記測定条件決定手段にて決定され
る属性として、被測定面の次元、即ち連続点列に沿った
測定（連続点列測定）、曲線に沿った測定（曲線沿い測
定）及び面測定を指定するための属性を含めるようにし
てもよい（請求項４記載の発明）。

【００２９】次に、請求項５記載の本発明に係る３次元
測定方法は、被測定面上での測定子の移動軌跡が測定ポ
イント毎に軌跡データとしてシーケンシャルに登録され
た移動軌跡データファイルから順次軌跡データを読み出
す軌跡データ読出しステップと、前記読み出された軌跡
データが示す位置に測定子を移動させる測定子移動ステ
ップと、位置決めされた測定子の設定ポイントと前記被
測定面上の測定ポイントとの相対位置を測定データとし
て取り込む測定データ取込みステップと、ＣＡＤデータ
に基づいて画像表示された前記被測定面への座標入力に
て少なくとも測定開始位置、測定範囲及び設定ポイント
を順次決定する測定条件決定ステップと、前記測定条件
決定手段にて決定された少なくとも前記測定開始位置、
測定範囲及び設定ポイントに基づいて前記移動軌跡デー
タファイルを作成するファイル作成ステップとを有する
ことを特徴とする。

【００３０】これにより、まず、軌跡データ読出しステ
ップを通じて移動軌跡データファイルから順次軌跡デー
タが読み出される。測定子移動ステップは、読み出され
た軌跡データに基づいて、測定子をその軌跡データに対
応した位置、即ち移動軌跡データファイルにて予め設定
されたポイントに移動させる。測定子は、被測定面のう
ち、前記測定子移動ステップにて位置決めされた設定ポ
イントと該設定ポイントに対応する被測定面上の測定ポ
イントとの相対位置を測定する。

【００３１】そして、本発明に係る３次元測定方法にお
いては、ＣＡＤデータに基づいて画像表示された被測定
面への座標入力が行われることによって、即ち、例えば
ＣＲＴ等のモニタ画面上に表示されている例えば３次元
の被測定面に対してマウスやジョイスティック等の座標
入力装置によって座標を入力することにより、前記測定
条件決定ステップを通じて少なくとも測定開始位置、測
定範囲及び設定ポイントが順次決定される。該測定条件
決定ステップにて決定された前記測定開始位置、測定範
囲及び設定ポイントに基づいて、前記ファイル作成手段
を通じて前記移動軌跡データファイルが作成される。

【００３２】このように、本発明に係る３次元測定方法
においては、ＣＲＴ等のモニタ画面上に表示されている
仮想の被測定面に対して、測定子の移動を模擬的に行う
ことによって測定子の移動軌跡データファイルが作成さ
れるため、格段に移動軌跡データファイルの作成が容易
になり、しかも、入力作業を迅速に行うことができる。

【００３３】また、表示された仮想の被測定面に対して
ポイント指定、あるいは軌跡指定等を行うことで簡単に
入力ができるため、入力ミスが大幅に削減され、また、
複雑な測定定義も可能となり、例えばある被測定面に対
し、その面形状の測定、所望の曲線に沿った形状の測定
又は連続配列された点列に沿った形状の測定に合った移
動軌跡データファイルの作成も容易になる。

【００３４】また、各測定定義に沿った複雑な手順は、
各パート毎にユニット化できるようになるため、測定定
義や測定手順の変更、修正作業が容易に行える。

【００３５】このように、本発明に係る３次元測定方法
においては、複雑な形状の部品を測定して結果を評価す
るにあたって、その部品の評価を行うに必要な測定ポイ
ント群の設定、その測定ポイント群が存在する線や面の
範囲設定、その範囲内の各測定ポイントをどのような順
番にどのような動きで測定するかの設定といった点に関
し、精度を保ったままの更なる工数削減を図ることがで
きる。

【００３６】また、前記本発明に係る３次元測定方法に
おいて、前記測定データ取込みステップにて順次取り込
まれた測定データと、これら測定データに関連する各測
定ポイントと同一の測定ポイントに対応する画像表示上
の前記被測定面での相対位置データとの誤差を検出する
誤差検出ステップを含めるようにしてもよい（請求項６
記載の発明）。

【００３７】この場合、同一の測定定義下において、実
物の被測定面における形状とＣＡＤデータに基づく仮想
の被測定面における形状との誤差が検出されるため、前
記被測定面を例えばプレス型のダイフェースとした場
合、該ダイフェース形状の変更を前記検出された誤差に
基づいて簡単に行うことができ、プレス型の製作工程を
大幅に簡略化することができる。

【００３８】また、本発明に係る３次元測定方法におい
て、最大誤差範囲を所定範囲毎に色分け指定された色分
けテーブルから前記誤差検出ステップにて検出された誤
差レベルに対応する色情報を読み出し、前記画像表示さ
れた被測定面の測定ポイントに対応する部分に、当該測
定ポントの誤差レベルに対応した線図と前記読み出され
た色情報の組合せ画像を重ねて表示する表示ステップを
含めるようにしてもよい（請求項７記載の発明）。

【００３９】これにより、まず、色分けテーブルに配列
された数種の色情報のうち、誤差検出手段にて検出され
た誤差レベルに対応する色情報が読み出され、更に、該
誤差レベルに対応した線図、例えば実物の被測定面に即
し、かつ測定ポイントの軌跡に沿った軌跡線の表示画像
と、仮想の被測定面における測定ポイントの軌跡に沿っ
た軌跡線との間に、前記読み出された色情報にて色分け
されたバー表示が行われることになる。

【００４０】つまり、本発明に係る３次元測定方法にお
いては、従来のような基準面表示上に色点で表示するも
のと異なり、実測値と基準値の間を色分けした線で結ん
で表示するため、ずれ分をより視覚的に評価することが
でき、ＣＡＤデータに基づく被測定面と実物の被測定面
との形状上の誤差を一目で確認できる。

【００４１】なお、前記測定条件決定ステップにて決定
される属性に、被測定面の次元を含めるようにしてもよ
い（請求項８記載の発明）。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る３次元測定装
置及び３次元測定方法を例えば自動車部品をプレス加工
する際に用いられるプレス型のダイフェース形状を測定
する場合に適用した実施の形態例（以下、単に実施の形
態に係る３次元測定装置と記す）を図１〜図２３を参照
しながら説明する。

【００４３】本実施の形態に係る３次元測定装置の測定
原理は、図１に示すように、実物の被測定面１０近傍の
決められた設定ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・・）
まで測定子１２を移動させ、その後、測定子１２を被測
定面１０上の設定ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・
・）に対応する位置に対して面直（法線方向）に沿って
決められた移動量（アプローチ量Ａｐ）ほど移動させ
る。

【００４４】この移動時に測定子１２が被測定面１０に
当たった時点での相対座標、即ち、被測定面１０上の測
定ポイントの相対座標を測定データとする。ここで、相
対座標とは、測定子１２のスタートポイントあるいは無
限平面上の決められた位置あるいは測定開始位置を原点
としたときの相対座標を示し、この場合、直角座標系
（ｘ、ｙ及びｚ軸）が用いられる。

【００４５】そして、この３次元測定装置は、移動軌跡
情報に基づいて測定子１２の移動駆動を行う例えば３軸
ロボット（又は３軸ＮＣ工作機械）を動作させるための
測定処理プログラムと、前記移動軌跡情報をオフライン
・ティーチング（オフライン・プログラミング）にて作
成するためのティーチング処理プログラムが組み込まれ
ている。

【００４６】具体的に、本実施の形態に係る３次元測定
装置の構成について図２を参照しながら説明する。

【００４７】まず、この３次元測定装置には、キーボー
ド等の入力装置２０、マウスやジョイスティック等の座
標入力装置２２（ポインティング・デバイス）及びハー
ドディスク２４がそれぞれインターフェース（以下、単
にＩ／Ｆと記す）回路２６、２８及び３０を介して接続
され、更に、この３次元測定装置には、３次元ＣＡＤデ
ータ等の受け渡しに使用されるＬＡＮがＩ／Ｆ回路３２
を介して接続され、ＬＡＮを通じて取り込まれたＣＡＤ
データや３次元測定装置内にて作成された画像データを
表示するためのモニタ３４と、測定子１２を３軸方向に
移動させるための３軸ロボット（又は３軸ＮＣ工作機
械）の駆動源である３つのＤＣサーボモータ（３６、３
８及び４０）がそれぞれ接続されている。

【００４８】そして、この３次元測定装置は、各種プロ
グラム（測定処理プログラム、ティーチング処理プログ
ラム等）の動作用として用いられる動作用ＲＡＭ４２
と、外部機器（ＬＡＮ、座標入力装置２２、ハードディ
スク２４等）からのデータや各種プログラムによってデ
ータ加工されたデータ等が格納されるデータＲＡＭ４４
と、外部機器に対してデータの入出力を行う入出力ポー
ト４６と、これら各種回路を制御するＣＰＵ（制御装置
及び論理演算装置）４８とを有して構成されている。

【００４９】そして、前記各種回路は、ＣＰＵ４８から
導出されたデータバスＤＢを介して各回路間のデータの
受渡しが行われ、更にＣＰＵ４８から導出されたアドレ
スバスや制御バス（共に図示せず）を介してそれぞれＣ
ＰＵ４８にて制御されるように構成されている。

【００５０】前記３次元測定装置は、まず、図４に示す
ステップＳ１において、電源投入と同時に初期動作、例
えば、３次元測定装置内のシステムチェックやメモリチ
ェック及びセットアップ等が行われる。

【００５１】次に、ステップＳ２において、ハードディ
スク２４からティーチング処理手段（ティーチング処理
プログラム）が読み出されて、動作用ＲＡＭ４２にスト
アされると同時に、このプログラムの動作中において生
成されたデータを一時的に保存するためや、上記プログ
ラムを構成する各ルーチン間のパラメータの受渡しなど
に用いられる作業領域が動作用ＲＡＭ４２中に割り付け
られる。

【００５２】また、データＲＡＭ４４には、ティーチン
グ処理プログラムにて作成される各種格納領域やデータ
ファイルがそれぞれ割り付けられる。

【００５３】通常、ロボット用プログラム言語（又はＮ
Ｃ工作機械）の動作命令に含まれるデータの種類は、 (1) 位置情報：各軌跡の始点と終点 (2) 軌跡の種類：直線経路（ＣＰモード），最短時間経
路（ＰＴＰモード） (3) 速度 (4) ある点で実行する機能：時間遅れ、ツールの操作、
信号の入出力など (5) グリッパの状態：閉又は開 があるが、前記測定原理による測定子の動きに必要なデ
ータは、(1) の位置情報、(3) の速度、法線方向の情報
及び測定子１２のアプローチ量である。但し、測定子１
２がスタートポイントや無限平面、又は測定開始点の上
方あるいは測定終了点の上方に位置する場合、実質的な
測定は行われないため、前記位置に対応するレコードに
はアプローチ量＝０が登録される。即ち、アプローチ量
が０を示す場合、測定子１２の移動のみで実際の測定は
行われない。

【００５４】更に、このステップＳ２においては、ハー
ドディスク２４に記録されていたアプローチ量に関する
データ（例えば１５ｍｍを示すデータ）がアプローチ量
格納用レジスタＡｐに格納するという処理が行われる。

【００５５】上記動作用ＲＡＭ４２にストアされた上記
ティーチング処理プログラムは、上記各種領域のデータ
ＲＡＭ４４への割り付け等が終了すると同時に起動され
る。

【００５６】このティーチング処理プログラムは、図３
に示すように、ＣＡＤシステムを用いて作成したＣＡＤ
データに基づいて被測定面の設計画像をモニタ３４上に
表示させる仮想被測定面表示手段５０と、キーボードな
どの入力装置２０から入出力ポート４６を通じて入力さ
れる入力データを受け取るキー入力受取り手段５２と、
キー入力受取り手段５２にて受け取られたキー入力デー
タをそのままデータＲＡＭ４４上の入力データ格納領域
Ｚ１に格納するキー入力処理手段５４と、キー入力受取
り手段５２にて受け取られた座標入力データをその座標
に対応するキー入力データに変換して前記入力データ格
納領域Ｚ１に格納する座標入力変換手段５６を有する。

【００５７】この座標入力変換手段５６は、現在、モニ
タ３４上に表示されている内容に対応した有効座標入力
範囲とキー入力受取り手段５２にて受け取られた座標入
力データが示す座標とを比較し、該座標が有効な場合に
その座標に対応した画面上の操作キーのキー入力データ
に変換して前記入力データ格納領域Ｚ１に格納する手段
である。

【００５８】また、前記ティーチング処理手段は、前記
各種手段のほか、座標入力装置２２にて入力された座標
データを座標入力格納領域Ｚ２に格納する座標入力処理
手段５８と、座標入力装置２２を通じて入力されたスタ
ートポイントＳＰの座標データをレジスタＲ１に格納す
るスタートポイント設定手段６０と、座標入力装置２２
を通じて入力された無限平面ＩＰの座標データをレジス
タＲ２に格納する無限平面設定手段６２と、座標入力装
置２２を通じて入力された測定開始位置の座標データを
レジスタＲ３に格納する測定開始位置設定手段６４と、
面測定に必要なパラメータを設定する面測定条件設定手
段６６と、連続点列測定に必要なパラメータを設定する
連続点列測定条件設定手段６８と、曲線測定に必要なパ
ラメータを設定する曲線測定条件設定手段７０と、移動
順序ファイルＦ１からアドレス順次に座標データ（設定
ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・・）の座標）を読み
出し、各設定ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・・）か
ら仮想の被測定面への法線方向を求め、法線方向データ
として法線方向ファイルＦ２に格納する法線方向設定手
段７２と、スタートポイントＳＰや無限平面ＩＰ等のス
タート関係の情報を移動順序ファイルＦ１に登録するス
タート関係登録手段７４と、キー入力された移動速度を
移動速度格納領域Ｚ３に格納する速度設定手段７６と、
モニタ３４の画面上に表示されている仮想の被測定面に
対応した座標値を実物の被測定面に対応した実寸座標値
に変換して実寸移動順序ファイルＦ３にアドレス順次に
格納する実寸変換手段７８と、実寸移動順序ファイルＦ
３に格納された実寸座標データと法線方向ファイルＦ２
に格納された法線方向データと移動速度格納領域Ｚ３に
格納された速度データに基づいて移動軌跡データファイ
ルＦ４を作成するファイル作成手段８０と、作成された
移動軌跡データファイルＦ４をハードディスク２４に転
送するファイル転送手段８２とを有する。

【００５９】そして、このティーチング処理プログラム
は、まず、図４のステップＳ３において、仮想被測定面
表示手段５０を通じて、図１４に示すように、被測定面
の設計画像（仮想の被測定面８４）がモニタ３４上に表
示される。具体的には、今回測定対象となっている被測
定面に関するＣＡＤデータをＬＡＮ及びＩ／Ｆ回路３２
を通じて取り込み、この取り込んだＣＡＤデータを画像
データに変換してモニタ３４に出力することにより、モ
ニタ３４の画面上に今回の測定対象である被測定面の画
像、即ち、仮想の被測定面８４が表示されることとな
る。

【００６０】次に、ステップＳ４において、スタートポ
イント設定手段６０を通じて、スタートポイントＳＰの
座標データがレジスタＲ１に格納される。具体的には、
例えば座標入力装置２２にてスタートポイントＳＰの設
定メニューが指示されることにより、制御がスタートポ
イント設定手段６０に移動し、この状態で、図１４に示
すように、画面上の任意の箇所が座標入力装置２２にて
指示されることにより、入力された座標データがスター
トポイントＳＰの座標データとしてレジスタＲ１に格納
される。

【００６１】次に、ステップＳ５において、無限平面設
定手段６２を通じて、無限平面ＩＰの座標データがレジ
スタＲ２に格納される。具体的には、座標入力装置２２
にて無限平面ＩＰの設定メニューが指示されることによ
り、制御が無限平面設定手段６２に移動し、この状態
で、図１５に示すように、画面上の任意の箇所が座標入
力装置２２にて指示されることにより、入力された座標
データが無限平面ＩＰの座標データとしてレジスタＲ２
に格納される。図１５の例では、ステップＳ４にて設定
されたスタートポイントＳＰのＺ座標のみを変えて、ス
タートポイントＳＰの下方であって、かつ仮想の被測定
面８４に影響を及ぼさない位置に無限平面ＩＰを設定し
た例を示す。

【００６２】次に、ステップＳ６において、測定開始位
置設定手段６４を通じて、測定開始位置Ｐ０の座標デー
タがレジスタＲ３に格納される。具体的には、座標入力
装置２２にて測定開始位置Ｐ０の設定メニューが指示さ
れることにより、制御が測定開始位置設定手段６４に移
動し、この状態で、図１６に示すように、画面上の任意
の箇所が座標入力装置２２にて指示されることにより、
入力された座標データが測定開始位置Ｐ０の座標データ
としてレジスタＲ３に格納される。

【００６３】次に、ステップＳ７において、測定種別の
判別が行われ、測定種類の選択メニューのうち、座標入
力装置２２にて「面測定」が指示されることにより、ス
テップＳ８の面測定条件設定手段６６（面測定条件設定
サブルーチン）に入り、座標入力装置２２にて「連続点
列測定」が指示されることにより、ステップＳ９におい
て連続点列測定条件設定手段６８による処理が行われ、
座標入力装置２２にて「曲線測定」が指示されることに
より、ステップＳ１０の曲線測定条件設定手段７０（曲
線測定条件設定サブルーチン）に入る。

【００６４】前記面測定条件設定手段６６（面測定条件
設定サブルーチン）は、図６に示すように、座標入力装
置２２を通じて入力された測定範囲を区画するための４
点の座標データを測定範囲格納領域Ｚ１０に格納し、こ
れら４点と被測定面にて決定される上方曲線データ、下
方曲線データ、左方曲線データ及び右方曲線データを曲
線格納領域Ｚ１１に格納する測定範囲設定手段９０と、
キー入力された縦方向分解能値を縦分解能格納領域Ｚ１
２に格納する縦方向分解能設定手段９２と、キー入力さ
れた横方向分解能値を横分解能格納領域Ｚ１３に格納す
る横方向分解能設定手段９４と、前記上方曲線データを
横方向分解能値にて等分して上方等分点（座標）を求
め、更に前記下方曲線データを横方向分解能値にて等分
して下方等分点（座標）を求め、対応する上方等分点と
下方等分点を結ぶ曲線データを縦方向曲線格納領域Ｚ１
４に格納する縦方向曲線設定手段９６と、前記左方曲線
データを縦方向分解能値にて等分して左方等分点（座
標）を求め、更に前記右方曲線データを縦方向分解能値
にて等分して右方等分点（座標）を求め、対応する左方
等分点と右方等分点を結ぶ曲線データを横方向曲線格納
領域Ｚ１５に格納する横方向曲線設定手段９８と、縦方
向曲線格納領域Ｚ１４からアドレス順次に曲線データを
読み出し、各曲線データを縦分解能値にて等分し、各等
分点の座標を求めて縦方向等分座標格納領域Ｚ１６に格
納する縦移動方向設定手段１００と、横方向曲線格納領
域Ｚ１５からアドレス順次に曲線データを読み出し、各
線分データについて横分解能値にて等分し、各等分点の
座標を求めて横方向等分座標格納領域Ｚ１７に格納する
横移動方向設定手段１０２と、縦方向等分座標格納領域
Ｚ１６と横方向等分座標格納領域Ｚ１７からそれぞれ等
分点座標を読み出し、測定開始位置Ｐ０からジグザグ状
の連続軌跡となるように、等分点座標を並び替えて移動
順序ファイルＦ１に順次格納する移動順序設定手段１０
４を有して構成されている。

【００６５】そして、この面測定条件設定手段６６（面
測定条件設定サブルーチン）は、図７のステップＳ１０
１において、測定範囲設定手段９０を通じて、図１７に
示すように、仮想の被測定面８４の測定範囲を区画する
ための４点（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２及びＰ３）が設定され
る。具体的には、座標入力装置２２を通じて入力された
前記４点（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２及びＰ３）についての座標
データを測定範囲格納領域Ｚ１０に格納し、上方２点
（Ｐ０，Ｐ１）間の曲線データ（上方曲線データ）と下
方２点（Ｐ２，Ｐ３）間の曲線データ（下方曲線デー
タ）と左方２点（Ｐ０，Ｐ２）間の曲線データ（左方曲
線データ）と右方２点（Ｐ１，Ｐ３）間の曲線データ
（右方曲線データ）を曲線格納領域Ｚ１１に格納すると
いう処理が行われる。図１７の例では、測定開始位置Ｐ
０を含む４つの点（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２及びＰ３）を設定
した例を示す。

【００６６】次に、ステップＳ１０２において、縦方向
分解能設定手段９２を通じて、縦方向分解能値が設定さ
れる。この処理は、座標入力装置２２にて縦方向の分解
能の設定メニューが指示されることにより、制御が縦方
向分解能設定手段９２に移動し、この状態で、入力装置
２０にて適当な数字が入力されることにより、その入力
された数字が縦方向分解能値として縦分解能格納領域Ｚ
１２に格納される。

【００６７】次に、ステップＳ１０３において、横方向
分解能設定手段９４を通じて、横方向分解能値が設定さ
れる。この処理は、前記縦方向分解能設定手段９２と同
様に、座標入力装置２２にて横方向の分解能の設定メニ
ューが指示されることにより、制御が横方向分解能設定
手段９４に移動し、この状態で、入力装置２０にて適当
な数字が入力されることにより、その入力された数字が
横方向分解能値として横分解能格納領域Ｚ１３に格納さ
れる。

【００６８】次に、ステップＳ１０４において、縦方向
曲線設定手段９６を通じて、縦方向に関する曲線の設定
が行われる。具体的には、まず、曲線格納領域Ｚ１１に
格納されている上方曲線データを横方向分解能値にて等
分して複数の上方等分点（座標）を求める。その後、前
記曲線格納領域Ｚ１１に格納されている下方曲線データ
を横方向分解能値にて等分して複数の下方等分点（座
標）を求める。その後、対応する上方等分点と下方等分
点を結ぶ曲線データを縦方向曲線格納領域Ｚ１４に格納
する。

【００６９】次に、ステップＳ１０５において、横方向
曲線設定手段９８を通じて、横方向の曲線の設定が行わ
れる。具体的には、まず、曲線格納領域Ｚ１１に格納さ
れている左方曲線データを縦方向分解能値にて等分して
複数の左方等分点（座標）を求める。その後、前記曲線
格納領域Ｚ１１に格納されている右方曲線データを縦方
向分解能値にて等分して複数の右方等分点（座標）を求
める。その後、対応する左方等分点と右方等分点を結ぶ
曲線データを横方向曲線格納領域Ｚ１５に格納する。

【００７０】次に、ステップＳ１０６において、縦移動
方向設定手段１００を通じて、前記縦方向曲線格納領域
Ｚ１４からアドレス順次に曲線データを読み出し、各曲
線データについて、縦分解能値にて等分し、各等分点の
座標を求め、縦方向等分座標格納領域Ｚ１６に格納す
る。

【００７１】次に、ステップＳ１０７において、横移動
方向設定手段１０２を通じて、前記横方向曲線格納領域
Ｚ１５からアドレス順次に曲線データを読み出し、各曲
線データについて、横分解能値にて等分し、各等分点の
座標を求め、横方向等分座標格納領域Ｚ１７に格納す
る。

【００７２】次に、ステップＳ１０８において、移動順
序設定手段１０４を通じて、縦方向等分座標格納領域Ｚ
１６と横方向等分座標格納領域Ｚ１７からそれぞれ等分
点座標を読み出し、図１８に示すように、測定開始点か
ら順次ジグザグ状の連続軌跡となるように、等分点座標
を並び替えて移動順序ファイルＦ１に順次格納する。こ
の並び替えられた後の各等分点座標が被測定面上の測定
ポイントとなる。

【００７３】前記ステップＳ１０８での処理が終了した
段階でこの面測定条件設定手段６６（面測定条件設定サ
ブルーチン）が終了する。

【００７４】次に、図５のメインルーチンにおける次の
ステップＳ１１において、スタート関係登録手段７４を
通じて、スタートポイントＳＰや無限平面ＩＰ等の移動
順序設定が行われる。具体的には、移動順序ファイルＦ
１の先頭に３レコード分の空きエリアが確保され、移動
順序ファイルＦ１の最終レコードの次に２レコード分の
空きエリアが確保される。そして、先頭の３レコード分
の空きエリアにスタートポイントＳＰ、無限平面ＩＰ及
び測定開始位置Ｐ０上の任意の点Ｐｓ（図１８参照）に
関する各座標がそれぞれ登録され、最終の２レコード分
の空きエリアに測定終了点上の任意の点Ｐｅ（図１８参
照）及びスタートポイントＳＰに関する各座標がそれぞ
れ登録される。

【００７５】次に、ステップＳ１２において、法線方向
設定手段７２を通じて、移動順序ファイルＦ１からアド
レス順次に座標データを読み出し、各座標データにおけ
る仮想の被測定面８４の法線方向を求め、法線方向デー
タとして法線方向ファイルＦ２に格納する。なお、スタ
ートポイントＳＰ、無限平面ＩＰ、測定開始位置Ｐ０上
の任意の点Ｐｓ及び測定終了点上の任意の点Ｐｅについ
ては、実質的な測定には無関係であるため、この場合、
法線方向は設定されず、例えば「０」が格納される。次
に、ステップＳ１３において、速度設定手段７６を通じ
て、測定子１２の移動速度が設定される。具体的には、
座標入力装置２２にて移動速度の設定メニューが指示さ
れることにより、制御が速度設定手段７６に移動し、こ
の状態で、入力装置２０にて適当な数字が入力されるこ
とにより、その入力された数字が移動速度データとして
移動速度格納領域Ｚ３に格納される。

【００７６】次に、ステップＳ１４において、実寸変換
手段７８を通じて、モニタ３４の画面上に表示されてい
る仮想の被測定面８４に対応した座標値を実物の被測定
面に対応した実寸座標値に変換する。具体的には、移動
順序ファイルＦ１からアドレス順次に座標値を読み出し
て、実寸座標値に変換した後、実寸移動順序ファイルＦ
３に順次格納するという処理が行われる。

【００７７】次に、ステップＳ１５において、ファイル
作成手段８０を通じて、実寸移動順序ファイルＦ３に格
納された実寸座標データと、法線方向ファイルＦ２に格
納されている法線方向データと、移動速度格納領域Ｚ３
に格納された移動速度データと、レジスタＡｐに格納さ
れているアプローチ量に基づいて移動軌跡データファイ
ルＦ４を作成する。具体的には、実寸移動順序ファイル
Ｆ３からアドレス順次に実寸座標データを読み出し、更
に法線方向ファイルＦ２から各実寸座標データに対応す
る法線方向データを読み出して、前記読み出された実寸
座標データが示す位置から法線方向にアプローチ量の例
えば２／３の値（この例では１０ｍｍ）だけ移動させた
位置（即ち、設定ポイント）の実寸座標を求める。各設
定ポイントは、前記面測定条件設定手段６６にて設定さ
れた仮想の被測定面８４上における複数の点（即ち、測
定ポイント）からそれぞれ法線方向にアプローチ量の２
／３の値だけ移動させた位置を示すものであり、図１８
上において、ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・ｐｊ・・・ｐｍで
示す点を指す。

【００７８】そして、求めた設定ポイント（ｐ０，ｐ
１，ｐ２・・・）の座標データと、それに対応する法線
方向の逆の方向（即ち、アプローチ方向）を示すデータ
と、移動速度データと、アプローチ量を示すデータを移
動軌跡データファイルの該当レコードに格納することに
より、移動軌跡データファイルＦ４を作成する。

【００７９】次に、ステップＳ１６において、ファイル
転送手段８２を通じて、移動軌跡データファイルＦ４を
入出力ポート４６及びＩ／Ｆ回路３０を介してハードデ
ィスク２４に転送する。

【００８０】一方、図４に示すステップＳ７において、
「連続点列測定」であると判別された場合は、ステップ
Ｓ９に進み、連続点列測定条件設定手段６８を通じて、
測定すべき連続点列が設定される。具体的には、図１９
に示すように、座標入力装置２２を通じて入力された複
数の座標データを移動順序ファイルＦ１に入力順次に格
納することにより行われる。

【００８１】その後の処理は、前記したステップＳ１１
ステップＳ１６と同じであるため、その説明を省略する
が、これらステップＳ１１〜ステップＳ１６の一連の処
理において、図２０に示すように、前記連続点列測定条
件設定手段６８にて設定された仮想の被測定面８４上に
おける複数の連続点からそれぞれ法線方向にアプローチ
量の２／３の値だけ移動させた位置である複数の設定ポ
イント（ｐ０，ｐ１，ｐ２）が設定され、これら設定ポ
イント（ｐ０，ｐ１，ｐ２）の座標データと、それに対
応する法線方向の逆の方向（即ち、アプローチ方向）を
示すデータと、移動速度データと、アプローチ量を示す
データが移動軌跡データファイルの該当レコードに格納
されて、連続点列測定用の移動軌跡データファイルＦ４
が作成される。

【００８２】他方、図４に示すステップＳ７において、
「曲線測定」であると判別された場合は、ステップＳ１
０に進み、曲線測定条件設定手段７０（曲線測定条件設
定サブルーチン）に入る。この曲線測定条件設定サブル
ーチンは、図８に示すように、測定すべき曲線を設定
し、座標入力装置２２を通じて入力された１つの曲線デ
ータを曲線格納領域Ｚ２０に格納する曲線設定手段１１
０と、キー入力された分解能値を分解能格納領域Ｚ２１
に格納する分解能設定手段１１２と、曲線格納領域Ｚ２
０から曲線データを読み出し、この読み出された曲線デ
ータについて分解能値にて等分して、各等分点の座標を
求め、移動順序ファイルＦ１に順次格納する移動方向設
定手段１１４を有して構成されている。

【００８３】そして、この曲線測定条件設定手段７０
（曲線測定条件設定サブルーチン）は、図９に示すよう
に、まず、ステップＳ２０１において、曲線設定手段１
１０を通じて、測定すべき曲線を設定する。具体的に
は、座標入力装置２２を通じて入力された１つの曲線デ
ータを曲線格納領域Ｚ２０に格納する。

【００８４】次に、ステップＳ２０２において、分解能
設定手段１１２を通じて、設定された曲線に対する分解
能値が設定される。この処理は、座標入力装置２２にて
分解能の設定メニューが指示されることにより、制御が
分解能設定手段１１２に移動し、この状態で、入力装置
２０にて適当な数字が入力されることにより、その入力
された数字が分解能値として分解能格納領域Ｚ２１に格
納される。

【００８５】次に、ステップＳ２０３において、移動方
向設定手段１１４を通じて、前記曲線格納領域Ｚ２０か
ら曲線データを読み出し、該曲線データについて、分解
能格納領域Ｚ２１に格納されている分解能値にて等分
し、各等分点（測定ポイント）の座標を求め、図２１に
示すように、測定開始点から設定された曲線Ｌに沿った
等分点座標を移動順序ファイルＦ１に順次格納する。

【００８６】その後の処理は、前記したステップＳ１１
ステップＳ１６と同じであるため、その説明を省略する
が、これらステップＳ１１〜ステップＳ１６の一連の処
理において、図２２に示すように、前記曲線測定条件設
定手段７０にて設定された一つの曲線Ｌ上における複数
の点（測定ポイント）からそれぞれ法線方向にアプロー
チ量の２／３の値だけ移動させた位置である複数の設定
ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・ｐｍ）が設定され、
これら設定ポイント（ｐ０，ｐ１，ｐ２・・・ｐｍ）の
座標データと、それに対応する法線方向の逆の方向（即
ち、アプローチ方向）を示すデータと、移動速度データ
と、アプローチ量を示すデータが移動軌跡データファイ
ルの該当レコードに格納されて、曲線測定用の移動軌跡
データファイルＦ４が作成される。

【００８７】前記ステップＳ１６が終了した段階で、面
測定、連続点列測定又は曲線測定に関するオフライン・
ティーチング処理が終了することになるが、本実施の形
態に係る３次元測定装置においては、作成された移動軌
跡データファイルＦ４に基づいて実際の被測定面に対し
ての測定処理が行われる。

【００８８】従って、次のステップＳ１７において、測
定処理手段（測定処理プログラム）が起動される。

【００８９】この測定処理手段は、図１０に示すよう
に、ハードディスク２４に格納されている移動軌跡デー
タファイルＦ４を受け取ってデータＲＡＭ４４のファイ
ル格納領域Ｚ３０に格納するファイル受取り手段１２０
と、ファイル格納領域Ｚ３０に格納された移動軌跡デー
タファイルＦ４から１レコード分のデータを読み出すレ
コード読出し手段１２２と、１レコードに格納されてい
る位置情報、移動速度及びアプローチ方向並びにアプロ
ーチ量に基づいて、３軸モータ（３つのＤＣサーボモー
タ）３６、３８及び４０に送出すべき制御電圧値（又は
制御電流値）を設定するモータ制御信号設定手段１２４
と、各ＤＣサーボモータ（３６，３８，４０）単位に設
定された制御電圧値（又は制御電流値）を対応するＤＣ
サーボモータに出力するモータ制御信号出力手段１２６
と、測定子１２がアプローチ方向に移動している間に、
所定の短いサンプリングタイミングにて測定子１２の座
標データを更新しながらレジスタＲに格納する座標デー
タ更新手段１２８と、測定子１２が被測定面と当たった
時点のレジスタＲ内の座標データを出力する座標データ
出力手段１３０と、前記座標データ出力手段１３０から
出力される座標データを取り込んでデータＲＡＭ４４に
展開されている測定データファイルＦ５にアドレス順次
にあるいはシーケンシャルに格納する測定データファイ
ル作成手段１３２と、作成された測定データファイルＦ
５を入出力ポート４６及びＩ／Ｆ回路３０を通じてハー
ドディスク２４に転送するファイル転送手段と１３４を
有して構成されている。

【００９０】そして、この測定処理手段は、図１１に示
すように、まず、ステップＳ３０１において、ファイル
受取り手段１２０を通じて、ハードディスク２４に記録
されている移動軌跡データファイルＦ４を受け取ってデ
ータＲＡＭ４４のファイル格納領域Ｚ３０に格納する。

【００９１】次に、ステップＳ３０２において、この測
定処理プログラムにて使用される各種レジスタのうち、
インデックスレジスタｉとして宣言されたレジスタ（以
後、単にインデックスレジスタｉと記す）に初期値
「０」を格納して、該インデックスレジスタｉを初期化
する。

【００９２】次に、ステップＳ３０３において、レコー
ド読出し手段１２２を通じて、移動軌跡データファイル
Ｆ４のうち、インデックスレジスタｉの値が示すレコー
ド目（以下、単にｉレコード目と記す）を読み出す。

【００９３】次に、ステップＳ３０４において、被測定
面への測定が完了したかどうかの判別が行われる。この
判別は、ｉレコード目の内容がファイルの終了を示すＥ
ＯＦコードであるかどうかで行われる。

【００９４】ｉレコード目の内容がＥＯＦコードではな
く、未だ測定が完了していないと判別された場合は、次
のステップＳ３０５に進み、モータ制御信号設定手段１
２４を通じて、前記ｉレコード目に格納されている位置
情報、速度及びアプローチ方向並びにアプローチ量に基
づいて、３軸モータ（３つのＤＣサーボモータ）３６，
３８及び４０に送出すべき制御電圧値（又は制御電流
値）を設定する。

【００９５】次に、ステップＳ３０６において、モータ
制御信号出力手段１２６を通じて、各ＤＣサーボモータ
（３６，３８，４０）単位に設定された制御電圧値（又
は制御電流値）を対応するＤＣサーボモータに出力す
る。これによって、測定子１２は供給された１レコード
に格納されている位置情報が示す設定ポイントに移動
し、更にその設定ポイントから今回のアプローチ方向に
沿ってアプローチ量が示す距離だけ移動する。

【００９６】このとき、アプローチ量が「０」ではな
く、規定の例えば１５ｍｍである場合、測定子１２は、
アプローチ方向に向かって１５ｍｍだけ移動するが、こ
の測定子１２のアプローチ方向への移動の間に、座標デ
ータ更新手段１２８を通じて、所定の短いサンプリング
タイミングにて座標データが順次更新されてレジスタＲ
に格納される（ステップＳ３０８）。そして、測定子１
２が被測定面に当たった時点にて測定子１２から割込み
信号が発生する。前記座標データ更新手段１２８は、前
記割込み信号の発生に基づいてその座標データの更新を
停止し、座標データ出力手段１３０に制御を移す。座標
データ出力手段１３０は、レジスタＲ内に格納されてい
る座標データを読み出して後段の測定データファイル作
成手段１３２に出力する（ステップＳ３０９）。

【００９７】次に、ステップＳ３１０において、測定デ
ータファイル作成手段１３２を通じて、前記座標データ
出力手段１３０から出力される座標データが当該測定ポ
イントにおける測定データとして測定データファイルＦ
５に格納される。

【００９８】次に、ステップＳ３１１において、インデ
ックスレジスタｉの値を＋１更新する。

【００９９】一方、前記ｉレコード目に格納されている
アプローチ量が「０」である場合は、座標データの更新
や測定データの格納等を行わずに、ステップＳ３０７か
ら直接ステップＳ３１１に進む。即ち、測定子１２の設
定ポイントへの移動のみが行われることになる。これ
は、測定子１２がスタートポイントＳＰから無限平面Ｉ
Ｐに移動する場合や無限平面ＩＰから測定開始点上の任
意の点Ｐｓに移動する場合、又は測定終了点から該測定
終了点上の任意の点Ｐｅに移動する場合、あるいは測定
終了点上の任意の点ＰｅからスタートポイントＳＰに移
動する場合が相当する。

【０１００】前記ステップＳ３１１でのインデックスレ
ジスタｉの＋１更新処理が終了した段階で、前記ステッ
プＳ３０３に戻り、該ステップＳ３０３以降の処理を繰
り返す。即ち、移動軌跡データファルＦ４から次のレコ
ードを読み出し、その読み出したレコードに登録されて
いる位置情報等に基づいて、測定子１２を移動させると
いう処理が行われる。

【０１０１】そして、前記ステップＳ３０４において、
ｉレコード目の内容がＥＯＦコードであって、すべての
測定が完了したと判別された場合は、次のステップＳ３
１２に進み、ファイル転送手段１３４を通じて、測定デ
ータファイルＦ５を入出力ポート４６及びＩ／Ｆ回路３
０を介してハードディスク２４に転送する。

【０１０２】前記ステップＳ３１２の処理が終了した段
階でこの測定処理プログラムが終了し、実際の被測定面
上における各測定ポイントの測定データが測定データフ
ァイルＦ５に登録されてハードディスク２４に記録され
ることとなる。

【０１０３】この実施の形態に係る３次元測定装置にお
けるティーチング処理プログラムは、図５のステップＳ
１８において、前記測定処理プログラムが終了するのを
待ち、該測定処理プログラムが終了した時点で次のステ
ップＳ１９に進む。

【０１０４】この段階では、実際の被測定面に対する実
測値（座標データ）がハードディスク２４に記録され、
仮想の被測定面８４に沿った測定子１２の移動順序に関
する座標データがデータＲＡＭ４４の移動順序ファイル
Ｆ１に格納されていることから、本実施の形態に係る３
次元測定装置においては、これらのデータファイルＦ１
及びＦ５から実際の被測定面と仮想の被測定面８４（設
計値）との誤差を求めてその誤差レベルを色表示する誤
差検出処理プログラムが組み込まれている。

【０１０５】この誤差検出処理プログラムは、前記ステ
ップＳ１９において、ティーチング処理プログラムを通
じて起動される。この誤差検出処理プログラムは、図１
２に示すように、移動順序ファイルＦ１から実質的な測
定に関与するレコードのみを抽出して、あるいは実質的
な測定に関与しないレコード（スタートポイントＳＰや
無限平面ＩＰ等に関するレコード）を削除して設計位置
データファイルＦ６とする設計位置設定手段１４０と、
前記設計位置データファイルＦ６からアドレス順次に位
置座標データを読み出して、実寸座標値に変換した後、
設計データファイルＦ７に順次格納する実寸変換手段１
４２と、設計データファイルＦ７からアドレス順次に読
み出された設計位置座標データと、測定データファイル
Ｆ５からアドレス順次に読み出された測定データ（実測
位置座標データ）との差分をとり、差分データファイル
Ｆ８にアドレス順次に格納するデータ比較手段１４４
と、測定データファイルＦ５からアドレス順次に測定デ
ータを読み出して、モニタ３４の画面上の座標値に変換
した後、変換測定データファイルＦ９に順次格納する座
標変換手段１４６と、差分データファイルＦ８からアド
レス順次に読み出された差分データ値に対応する色情報
を色分け情報テーブルＴＢＬから読み出して、色情報デ
ータファイルＦ１０にアドレス順次に格納する色情報設
定手段１４８と、設計位置データファイルＦ６からアド
レス順次に読み出された位置座標データが示す点と、変
換測定データファイルＦ９からアドレス順次に読み出さ
れた変換後の実測座標データが示す点とを結ぶ線分を、
色情報データファイルＦ１０のうち、当該測定ポイント
に対応するレコードから読み出された色情報が示す色で
モニタ３４の画面上に表示する誤差線分表示手段１５０
とを有して構成されている。

【０１０６】そして、この誤差検出プログラムは、図１
３に示すように、まず、ステップＳ４０１において、設
計位置設定手段１４０を通じて、移動順序ファイルＦ１
から実質的な測定に関与するレコードのみを抽出して、
あるいは実質的な測定に関与しないレコード（スタート
ポイントＳＰや無限平面ＩＰ等に関するレコード）を削
除して設計位置データファイルＦ６とする。

【０１０７】次に、ステップＳ４０２において、実寸変
換手段１４２を通じて、前記設計位置データファイルＦ
６からアドレス順次に位置座標データを読み出して、実
寸座標値に変換した後、設計データファイルＦ７に順次
格納する。

【０１０８】次に、ステップＳ４０３において、データ
比較手段を通じて、前記設計データファイルＦ７からア
ドレス順次に読み出された設計位置座標データと、ハー
ドディスク２４に記録されている測定データファイルＦ
５からアドレス順次に読み出された測定データ（実測位
置座標データ）との差分をとり、その差分データを差分
データファイルＦ８にアドレス順次に格納する。

【０１０９】次に、ステップＳ４０４において、色情報
設定手段１４８を通じて、前記差分データファイルＦ８
からアドレス順次に読み出された差分データ値に対応す
る色情報を色分け情報テーブルＴＢＬから読み出して、
色情報データファイルＦ１０にアドレス順次に格納す
る。

【０１１０】次に、ステップＳ４０５において、座標変
換手段１４６を通じて、測定データファイルＦ５からア
ドレス順次に測定データを読み出して、モニタ３４の画
面上の座標値に変換した後、変換測定データファイルＦ
９に順次格納する。

【０１１１】次に、ステップＳ４０６において、誤差線
分表示手段１５０を通じて、前記設計位置データファイ
ルＦ６からアドレス順次に読み出された位置座標データ
が示す点と、変換測定データファイルＦ９からアドレス
順次に読み出された変換後の実測座標データが示す点と
を結ぶ線分を、色情報データファイルＦ１０のうち、当
該測定ポイントに対応するレコードから読み出された色
情報が示す色でモニタ画面上に表示する。

【０１１２】例えば、図２３に示すように、一つの仮想
の被測定面８４において、太い一点鎖線で示すバーは、
その誤差範囲が−０．５００ｍｍ〜−０．３００ｍｍで
あって、例えば赤色の表示とされ、細い一点鎖線で示す
バーは、その誤差範囲が−０．３００ｍｍ〜−０．１０
０ｍｍであって、例えば黄色の表示とされる。また、細
い破線で示すバーは、その誤差範囲が−０．１００ｍｍ
〜０．１００ｍｍであって、例えば緑色の表示とされ、
細い実線で示すバーは、その誤差範囲が０．１００ｍｍ
〜０．３００ｍｍであって、例えば水色の表示とされ
る。更に、太い破線で示すバーは、その誤差範囲が０．
３００ｍｍ〜０．５００ｍｍであって、例えば青色の表
示とされ、太い実線で示すバーは、その誤差範囲が０．
５００ｍｍ以上であって、例えば紫色の表示とされる。
なお、図２３において、仮想の被測定面８４に沿った実
線で示す曲線Ｌ１は、設計上の被測定面における形状を
示し、二点鎖線で示す曲線Ｌ２は、実際の被測定面にお
ける形状を示す。

【０１１３】このように、本実施の形態に係る３次元測
定装置においては、ＣＲＴ等のモニタ画面上に表示され
ている仮想の被測定面８４に対して、測定子１２の移動
を模擬的に行うことによって測定子１２の移動軌跡デー
タファイルＦ４が作成されるため、従来のように、測定
ポイント毎に、該測定ポイントに対応するベクトルデー
タ（測定子１２の移動方向を示すデータや移動量を示す
データ）を別途用意された電卓などを用いて手計算しな
がらエディタにて設定されたキャラクタデータに変換し
て入力する場合と比して、格段に移動軌跡データファイ
ルＦ４の作成が容易になり、しかも、入力作業を迅速に
行うことができる。

【０１１４】また、表示された仮想の被測定面８４に対
してポイント指定、あるいは軌跡指定等を行うことで簡
単に入力ができるため、入力ミスが大幅に削減され、ま
た、複雑な測定定義も可能となり、例えばある被測定面
に対し、その面形状の測定、所望の曲線に沿った形状の
測定又は連続配列された点列に沿った形状の測定に合っ
た移動軌跡データファイルＦ４の作成も容易になる。

【０１１５】また、各測定定義に沿った複雑な手順は、
各パート毎にユニット化できるようになるため、測定定
義や測定手順の変更、修正作業が容易に行える。

【０１１６】即ち、本実施の形態に係る３次元測定装置
においては、複雑な形状の部品を測定して結果を評価す
るにあたって、その部品の評価を行うに必要な測定ポイ
ント群の設定、その測定ポイント群が存在する線や面の
範囲設定、その範囲内の各測定ポイントをどのような順
番にどのような動きで測定するかの設定といった点に関
し、精度を保ったままの更なる工数削減を図ることがで
きる。

【０１１７】特に、本実施の形態に係る３次元測定装置
においては、測定データファイルＦ５から読み出された
測定データと、該測定データに関連する測定ポイントと
同一の測定ポイントに対応する画像表示上の前記被測定
面（仮想の被測定面８４）での相対位置データ（移動順
序ファイルＦ１に登録された位置情報）との誤差を検出
する誤差検出手段を設けるようにしているため、同一の
測定定義下において、実物の被測定面における形状とＣ
ＡＤデータに基づく仮想の被測定面における形状との誤
差が検出されることになる。従って、前記被測定面を例
えばプレス型のダイフェースとした場合、該ダイフェー
ス形状の変更を前記検出された誤差に基づいて簡単に行
うことができ、プレス型の製作工程を大幅に簡略化する
ことができる。

【０１１８】更に、最大誤差範囲を所定範囲毎に色分け
指定された色分け情報テーブルＴＢＬから前記誤差検出
手段にて検出された誤差レベルに対応する色情報を読み
出し、前記画像表示された被測定面の測定ポイントに対
応する部分に、当該測定ポントの誤差レベルに対応した
線図と前記読み出された色情報の組合せ画像を重ねて表
示する誤差線分表示手段１５０を設けるようにしている
ため、従来のような基準面表示上に色点で表示するもの
と異なり、実測値と基準値の間を色分けした線で結んで
表示するため、ずれ分をより視覚的に評価することがで
き、ＣＡＤデータに基づく被測定面と実物の被測定面と
の形状上の誤差を一目で確認できる。そのため、例え
ば、実物の被測定面を例えばプレス型のダイフェースと
した場合に、ＣＡＤデータ上のダイフェース形状と実物
のダイフェース形状を容易に、かつ精度よく認識するこ
とができる。これは、ダイフェース形状の調整加工等を
精度よく、かつ迅速に行えることにつながる。

【０１１９】前記例は、３軸のロボットあるいはＮＣ工
作機械のツールヘッドに代えて測定子を取り付けた３次
元測定装置に適用した例を示したが、その他、ロボット
の動作手順をロボット言語を用いてオフライン・ティー
チングにて登録する場合や、ＮＣ工作機械の動作手順を
パート・プログラミングにて登録する場合にも簡単に適
用させることができる。

【０１２０】なお、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る３次
元測定装置及び３次元測定方法によれば、測定子の移動
軌跡情報をモニタ上に映し出されている仮想の被測定面
を見ながらＧＵＩ（グラフィック・ユーザ・インターフ
ェース）方式にて登録操作することができ、測定子の移
動軌跡情報の登録作業の簡略化、測定のための工数の削
減化を実現することができ、しかも、入力ミスの削減及
びデータ入力の変更・修正の容易性を達成することがで
きるという効果が達成される。

【０１２２】即ち、複雑な形状の部品を測定して結果を
評価するにあたって、その部品の評価を行うに必要な測
定ポイント群の設定、その測定ポイント群が存在する線
や面の範囲設定、その範囲内の各測定ポイントをどのよ
うな順番にどのような動きで測定するかの設定といった
点に関し、精度を保ったままの更なる工数削減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３次元測定装置及び３次元測定方
法を例えば自動車部品をプレス加工する際に用いられる
プレス型のダイフェース形状を測定する場合に適用した
実施の形態例（以下、単に実施の形態に係る３次元測定
装置と記す）の測定原理を示す説明図である。

【図２】本実施の形態に係る３次元測定装置のハード構
成を示すブロック図である。

【図３】本実施の形態に係る３次元測定装置に組み込ま
れるティーチング処理手段の構成を示す機能ブロック図
である。

【図４】ティーチング処理プログラムの処理動作を示す
フローチャート（その１）である。

【図５】ティーチング処理手段の処理動作を示すフロー
チャート（その２）である。

【図６】ティーチング処理手段に含まれる面測定条件設
定手段の構成を示す機能ブロック図である。

【図７】面測定条件設定手段の処理動作を示すフローチ
ャートである。

【図８】ティーチング処理手段に含まれる曲線測定条件
設定手段の構成を示す機能ブロック図である。

【図９】曲線測定条件設定手段の処理動作を示すフロー
チャートである。

【図１０】本実施の形態に係る３次元測定装置に組み込
まれる測定処理手段の構成を示す機能ブロック図であ
る。

【図１１】測定処理手段の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】本実施の形態に係る３次元測定装置に組み込
まれる誤差検出手段の構成を示す機能ブロック図であ
る。

【図１３】誤差検出手段の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図１４】モニタ画面上に仮想の被測定面が表示され、
座標入力装置にてスタートポイントが設定された状態の
表示例を示す説明図である。

【図１５】座標入力装置にて無限平面が設定された状態
の表示例を示す説明図である。

【図１６】座標入力装置にて測定開始位置が設定された
状態の表示例を示す説明図である。

【図１７】座標入力装置にて測定範囲を決めるための４
点が設定された状態の表示例を示す説明図である。

【図１８】仮想の被測定面上での面測定に係る測定子の
移動軌跡を示す説明図である。

【図１９】座標入力装置にて連続点列が設定された状態
の表示例を示す説明図である。

【図２０】仮想の被測定面上での連続点列測定に係る測
定子の移動軌跡を示す説明図である。

【図２１】座標入力装置にて測定すべき曲線が設定され
た状態の表示例を示す説明図である。

【図２２】仮想の被測定面上での曲線測定に係る測定子
の移動軌跡を示す説明図である。

【図２３】仮想の被測定面の測定ポイントに対応する部
分に、当該測定ポントの誤差レベルに対応した線図と該
誤差レベルに対応した色情報の組合せ画像を重ねて表示
した例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…被測定面 １２…測定子 ２０…入力装置 ２２…座標入力
装置 ２４…ハードディスク ３４…モニタ ３６、３８、４０…サーボモータ ４２…動作用Ｒ
ＡＭ ４４…データＲＡＭ ４６…入出力ポ
ート ４８…ＣＰＵ ５０…仮想被測
定面表示手段 ６０…スタートポイント設定手段 ６２…無限平面
設定手段 ６４…測定開始位置設定手段 ６６…面測定条
件設定手段 ６８…連続点列測定条件設定手段 ７０…曲線測定
条件設定手段 ７２…法線方向設定手段 ７４…スタート
関係登録手段 ７６…速度設定手段 ７８…実寸変換
手段 ８０…ファイル作成手段 １２０…ファイ
ル受取り手段 １２４…モータ制御信号設定手段 １２６…モータ
制御信号出力手段 １２８…座標データ更新手段 １３０…座標デ
ータ出力手段 １３２…測定データファイル作成手段 １４０…設計位
置設定手段 １４４…データ比較手段 １４８…色情報
設定手段 １５０…誤差線分表示手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定面上での測定子の移動軌跡が測定ポ
   イント毎に軌跡データとしてシーケンシャルに登録され
   た移動軌跡データファイルから順次軌跡データを読み出
   す軌跡データ読出し手段と、 前記読み出された軌跡データが示す位置に測定子を移動
   させる測定子移動手段と、 位置決めされた測定子の設定ポイントと、前記被測定面
   上の測定ポイントとの相対位置を測定データとして取り
   込む測定データ取込み手段と、 ＣＡＤデータに基づいて画像表示された前記被測定面へ
   の座標入力にて少なくとも測定開始位置、測定範囲及び
   設定ポイントを順次決定する測定条件決定手段と、 前記測定条件決定手段にて決定された少なくとも前記測
   定開始位置、測定範囲及び設定ポイントに基づいて前記
   移動軌跡データファイルを作成するファイル作成手段と
   を有することを特徴とする３次元測定装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の３次元測定装置において、 前記測定データ取込み手段からの測定データと、該測定
   データに関連する測定ポイントと同一の測定ポイントに
   対応する画像表示上の前記被測定面での相対位置データ
   との誤差を検出する誤差検出手段を有することを特徴と
   する３次元測定装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の３次元測定装置において、 最大誤差範囲を所定範囲毎に色分け指定された色分けテ
   ーブルから前記誤差検出手段にて検出された誤差レベル
   に対応する色情報を読み出し、 前記画像表示された被測定面上の測定ポイントに対応す
   る部分に、当該測定ポントの誤差レベルに対応した線図
   と前記読み出された色情報の組合せ画像を重ねて表示す
   る表示手段を有することを特徴とする３次元測定装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３記載の３次元測定装置
   において、 前記測定条件決定手段にて決定される属性に、前記被測
   定面の次元が含まれることを特徴とする３次元測定装
   置。
5. 【請求項５】被測定面上での測定子の移動軌跡が測定ポ
   イント毎に軌跡データとしてシーケンシャルに登録され
   た移動軌跡データファイルから順次軌跡データを読み出
   す軌跡データ読出しステップと、 前記読み出された軌跡データが示す位置に測定子を移動
   させる測定子移動ステップと、 位置決めされた測定子の設定ポイントと、前記被測定面
   上の測定ポイントとの相対位置を測定データとして取り
   込む測定データ取込みステップと、 ＣＡＤデータに基づいて画像表示された前記被測定面へ
   の座標入力にて少なくとも測定開始位置、測定範囲及び
   設定ポイントを順次決定する測定条件決定ステップと、 前記測定条件決定手段にて決定された少なくとも前記測
   定開始位置、測定範囲及び設定ポイントに基づいて前記
   移動軌跡データファイルを作成するファイル作成ステッ
   プとを有することを特徴とする３次元測定方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の３次元測定方法において、 前記測定データ取込みステップにて順次取り込まれた測
   定データと、これら測定データに関連する各測定ポイン
   トと同一の測定ポイントに対応する画像表示上の前記被
   測定面での相対位置データとの誤差を検出する誤差検出
   ステップを有することを特徴とする３次元測定方法。
7. 【請求項７】請求項６記載の３次元測定方法において、 最大誤差範囲を所定範囲毎に色分け指定された色分けテ
   ーブルから前記誤差検出ステップにて検出された誤差レ
   ベルに対応する色情報を読み出し、 前記画像表示された被測定面上の測定ポイントに対応す
   る部分に、当該測定ポントの誤差レベルに対応した線図
   と前記読み出された色情報の組合せ画像を重ねて表示す
   る表示ステップを有することを特徴とする３次元測定方
   法。
8. 【請求項８】請求項５、６又は７記載の３次元測定方法
   において、 前記測定条件決定ステップにて決定される属性に、被測
   定面の次元が含まれることを特徴とする３次元測定方
   法。