JPH10311715A

JPH10311715A - 計測方法および計測装置

Info

Publication number: JPH10311715A
Application number: JP303598A
Authority: JP
Inventors: Motonori Ogiwara; 元徳荻原; Sanehiro Ishikawa; 修弘石川; Takashi Noda; 孝野田
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】測定速度を変更する必要のある測定でも、測
定速度に基づく偏り誤差を補正でき、高精度でかつ能率
的な計測を実現できる計測方向および計測装置を提供す
る。【解決手段】プローブ（タッチトリガプローブ７０）
を用いた計測方法において、タッチトリガプローブ７０
から接触検出信号が発生したときのプローブ７０の座標
値Ｐ１および速度Ｖ１を検出し、これらの座標値Ｐ１お
よび速度Ｖ１とタッチトリガプローブ７０の接触検出遅
れ時間Ｔ１（接触から接触検出信号が発生するまでの時
間）とから接触時の座標値Ｐ０を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブを用いて
被測定物の寸法や表面性状などを計測する計測方法およ
び計測装置に関する。

【０００２】

【背景技術】座標計測装置、たとえば、三次元測定機で
は、タッチトリガプローブと被測定物とを三次元方向へ
相対移動させながら接触させ、両者が接触したときにタ
ッチトリガプローブから発生する接触検出信号に基づい
て各軸（三次元方向の各軸）の座標値を読み取り、これ
らの座標値を基に被測定物の寸法や形状を求める。

【０００３】ところで、従来、三次元測定機などに用い
られるタッチトリガプローブの形式としては、測定子と
一体に形成された３本のピンを６つのボールやピンなど
で支持した構造、つまり、測定子をいわゆる６点接触式
着座機構によって支持した構造のタッチトリガプローブ
と、測定子を振動させた状態で被測定物に接触させ、そ
のときの振動の減衰を検知して被測定物との接触を検出
する構造のタッチトリガプローブとが知られている。

【０００４】前者のタッチトリガプローブは、たとえ
ば、図１３に示すように、プローブ本体４と、このプロ
ーブ本体４に６点接触式着座機構８を介して支持され先
端に接触球を有する測定子１と、この測定子１を着座機
構８に押圧、付勢するばねなどの押圧力発生手段７とを
含んで構成されている。着座機構８は、前記測定子１の
基端に固定された可動体２と、この可動体２の周囲に測
定子１の軸線に対して直角な面内でかつ測定子１の軸線
を中心として１２０度間隔で放射状に突設された３本の
ピン３と、この各ピン３と対応してプローブ本体４の底
壁５に固定されそれぞれ２本のピン（あるいはボール）
をＶ字状に組み合わせた３組のＶ字状係止部６とから構
成されている。

【０００５】このような構成において、可動体２を押圧
力発生手段７でプローブ本体４の底壁５に向かって押圧
すると、可動体２は所定の位置に静止する。このとき、
可動体２上の各ピン３はＶ字状係止部６と２点、全体と
して６点で接触するので、６点接触式着座機構と呼ばれ
ている。

【０００６】後者のタッチトリガプローブは、たとえ
ば、図１４に示すように、スタイラスホルダ１２と、こ
のスタイラスホルダ１２にピン１８を介して略中央部が
支持された測定子としての振動子１４と、この振動子１
４の振動の節近傍に配置されるとともに溝２０に接着剤
などで固着された２枚の圧電素子１６とを備える。

【０００７】振動子１４は、その一端に被測定物と接触
する接触部１４Ａを、他端に前記接触部１４Ａと同重量
のバランサ１４Ｂを有し、かつ、その振動の節でスタイ
ラスホルダ１２に支持されている。バランサ１４Ｂは、
振動子１４の一端に接触部１４Ａがあるため、共振時に
おける振動の節が振動子１４の中心から外れないように
重量バランスをとり、かつ、タッチトリガプローブの全
体が振動子１４の振動方向と交差する方向に移動して加
速度を受けたときに支持点回りのモーメントを受けない
ようにするためのものである。

【０００８】圧電素子１６は、図１５に示すように、振
動子１４を往復振動させる加振用電極１６Ａと、振動子
１４の往復振動の状態を電気的交流信号として取り出す
検出用電極１６Ｂとに分割されている。加振用電極１６
Ａは振動子１４を振動させる駆動回路２４に信号線２２
Ａを介して接続され、また、検出用電極１６Ｂは振動子
１４の振動を検出する検出回路２６に信号線２２Ｂを介
して接続されている。検出回路２６からの信号は信号線
２２Ｄを介して駆動回路２４に送られる。これにより、
検出用電極１６Ｂで取り出された電気的信号を検出回路
２６および駆動回路２４で増幅して加振用電極１６Ａに
送るフィードバックループが構成されている。

【０００９】検出回路２６はタッチトリガ信号発生回路
２８に接続されている。タッチトリガ信号発生回路２８
は、検出用電極１６Ｂからの交流信号を全波整流し、こ
の整流された信号をローパスフィルタで直流信号に変換
した後、基準値と比較し、検出信号が基準値になった時
点でタッチトリガ信号を発する構成である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のタッ
チトリガプローブでは、いずれの構造にあっても、被測
定物との接触時の相対移動速度、つまり、接触速度によ
って測定誤差が生じるという問題があった。

【００１１】まず、前者のタッチトリガプローブ（図１
３に示すタッチトリガプローブ）では、被測定物との相
対移動速度が特に小さいときの測定誤差が大きいという
問題がある。その原因の一つとして、タッチトリガプロ
ーブが被測定物と接触する瞬間の接触速度は、通常、３
〜２０ｍｍ／ｓ程度が一般的であり、これ以上の速度で
タッチトリガプローブと被測定物とが接触した場合の測
定値は比較的安定した値を示すが、接触速度がこれより
も遅いと、接触検出信号発生時に取り込まれた座標値と
本来の座標値とにずれが生じることが確認されている。

【００１２】その理由は定かではないが、図１３に示す
タッチトリガプローブの構造の場合、測定子１が被測定
物に接触して変位したとき、６つのピン（あるいはボー
ル）のうちの少なくとも１つが非接触状態となり、これ
を電気的に検出するようにしたものであるが、測定子１
が緩やかな速度で相対変位したときの方が接点が離れる
までの撓み量が大きくなっているのではないかと考えら
れている。

【００１３】一方、後者のタッチトリガプローブ（図１
４および図１５に示すタッチトリガプローブ）では、前
者に比べ接触検出感度が高いため、前者のような低速域
における測定誤差増加の傾向は極めて少ないが、圧電素
子以降の検出・駆動回路が複雑になるため、振動子１４
の接触部１４Ａが被測定物に接触してからタッチトリガ
信号（接触検出信号）が発生するまでの遅れ時間が大き
く、その遅れ時間によって測定誤差が生じてしまうとい
う問題があった。

【００１４】たとえば、図１６に示すように、振動子１
４の接触部１４Ａが被測定物に接触してから遅れ時間Ｔ
１後に接触検出信号が発生したとすると、接触部１４Ａ
が被測定物に接触したときの接触時の座標値Ｐ０からΔ
Ｐだけずれた座標値Ｐ１を接触時の座標値として測定し
てしまう。しかも、このずれ量ΔＰは、測定速度が一定
であれば、予め補正量を決めておくことができるが、測
定速度が変化するとそれに応じて変化する。とくに、高
速、高精度が要求される計測装置では、測定速度を変え
て測定を行う必要があるため、正しい補正が行われない
という問題がある。

【００１５】なお、このような問題は、タッチトリガプ
ローブに限られたことではなく、非接触式のプローブで
も発生する。たとえば、被測定物の測定面に対物レンズ
の焦点位置が一致するように対物レンズを測定面に対し
て接近、離隔する光学式変位センサを備えた非接触式の
プローブ、あるいは、カメラなどの非接触プローブを用
いて、被測定物の寸法を計測する場合、非接触式プロー
ブと被測定物との距離が一定になったとき、プローブと
被測定物との相対座標値を取り込むが、その際、プロー
ブと被測定物との相対移動速度によって測定誤差が生じ
るという問題がある。

【００１６】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、測定内容により測定速度を変更する必要のある
複雑な測定においても、測定速度に基づく偏り誤差を補
正することができ、高精度でかつ能率的な計測を実現で
きる計測方法および計測装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の計測方法は、被
測定物との関係で位置検出信号を発生するプローブと被
測定物とを相対移動させ、そのプローブからの位置検出
信号に基づいてプローブと被測定物との相対移動座標値
を検出し、この相対移動座標値を基に被測定物の寸法お
よび表面性状の少なくとも一方を計測する計測方法であ
って、前記プローブからの位置検出信号を基に、プロー
ブと被測定物との相対移動座標値およびプローブと被測
定物との相対移動速度をそれぞれ検出し、前記検出時の
相対移動速度に基づく補正量で、前記検出時の相対移動
座標値を補正する、ことを特徴とする

【００１８】また、本発明の計測装置は、被測定物との
関係で位置検出信号を発生するプローブと被測定物とを
相対移動させ、そのプローブからの位置検出信号に基づ
いてプローブと被測定物との相対移動座標値を検出し、
この相対移動座標値を基に被測定物の寸法および表面性
状の少なくとも一方を計測する計測装置であって、前記
プローブからの位置検出信号を基にプローブと被測定物
との相対移動座標値を検出する座標値検出手段と、前記
座標値検出手段が相対移動座標値を検出したときのプロ
ーブと被測定物との相対移動速度を検出する速度検出手
段と、前記検出時の相対移動速度に基づく補正量で、前
記検出時の相対移動座標値を補正する補正手段と、を備
えたことを特徴とする。

【００１９】このような構成において、プローブと被測
定物とを相対移動させていくと、プローブからの位置検
出信号に基づいて、プローブと被測定物との相対移動座
標値が検出されるとともに、そのときのプローブと被測
定物との相対移動速度が検出されたのち、この相対移動
速度に基づく補正量で前記相対移動座標値が補正され
る。従って、プローブと被測定物との相対移動速度に基
づく測定誤差が自動的に補正されるから、測定内容によ
り測定速度を変更する必要のある複雑な測定において
も、高精度でかつ能率的な計測を実現できる。

【００２０】以上において、プローブは、被測定物との
接触によって接触検出信号を発生する接触式でもよく、
あるいは、被測定物の測定面に対物レンズの焦点位置が
一致するように対物レンズを測定面に対して接近、離隔
する光学式変位センサを備えた非接触式のプローブ、あ
るいは、カメラなどの非接触プローブでもよい。プロー
ブとして、接触式、つまり、タッチトリガプローブを用
いた場合、次のように構成するのが好ましい。

【００２１】まず、計測方法では、タッチトリガプロー
ブと被測定物とを相対移動させながら接触させ、そのと
きにタッチトリガプローブから発生する接触検出信号に
基づいてタッチトリガプローブと被測定物との相対移動
座標値を検出し、この相対移動座標値を基に被測定物の
寸法および表面性状の少なくとも一方を計測する計測方
法であって、前記タッチトリガプローブから接触検出信
号が発生したときの、タッチトリガプローブと被測定物
との相対移動座標値およびタッチトリガプローブと被測
定物との相対移動速度をそれぞれ検出し、前記接触検出
信号発生時の相対移動速度に基づく補正量で、前記接触
検出信号発生時の相対移動座標値を補正する、ことを特
徴とする。

【００２２】また、計測装置では、タッチトリガプロー
ブと被測定物とを相対移動させながら接触させ、そのと
きにタッチトリガプローブから発生する接触検出信号に
基づいてタッチトリガプローブと被測定物との相対移動
座標値を検出し、この相対移動座標値を基に被測定物の
寸法および表面性状の少なくとも一方を計測する計測装
置であって、前記タッチトリガプローブから接触検出信
号が発生したときのタッチトリガプローブと被測定物と
の相対移動座標値を検出する座標値検出手段と、前記タ
ッチトリガプローブから接触検出信号が発生したときの
タッチトリガプローブと被測定物との相対移動速度を検
出する速度検出手段と、前記接触検出信号発生時の相対
移動速度に基づく補正量で、前記接触検出信号発生時の
相対移動座標値を補正する補正手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００２３】このような構成において、タッチトリガプ
ローブと被測定物とを相対移動させながら接触させる
と、タッチトリガプローブから接触検出信号が発生され
る。すると、このときのタッチトリガプローブと被測定
物との相対移動座標値およびタッチトリガプローブと被
測定物との相対移動速度がそれぞれ検出されたのち、こ
の相対移動速度に基づく補正量で前記相対移動座標値が
補正される。従って、タッチトリガプローブと被測定物
との相対移動速度に基づく測定誤差が自動的に補正され
るから、測定内容により測定速度を変更する必要のある
複雑な測定においても、高精度でかつ能率的な測定を実
現できる。

【００２４】ここで、接触検出信号が発生したときのタ
ッチトリガプローブと被測定物との相対移動座標値を検
出するには、たとえば、タッチトリガプローブと被測定
物との相対移動座標値を検出する変位検出器と、この変
位検出器で検出される相対移動座標値のうちタッチトリ
ガプローブから接触検出信号が発生したときの相対移動
座標値を記憶する座標値記憶部とを有する座標値検出手
段を用いることができる。なお、変位検出器としては静
電容量式、光電式、磁気式などの変位検出器を、座標値
記憶部としてはカウンタなどを用いることができる。

【００２５】また、接触検出信号が発生したときのタッ
チトリガプローブと被測定物との相対移動速度を検出す
るには、タコジェネレータなどの速度検出器などによっ
て検出するようにしてもよいが、タッチトリガプローブ
と被測定物との相対移動座標値を一定時間間隔で検出
し、この検出した２つ以上の相対移動座標値および前記
一定時間間隔から、前記接触検出信号発生時の相対移動
速度を推定するようにしてもよい。

【００２６】たとえば、タッチトリガプローブと被測定
物との相対移動座標値を一定時間間隔Ｔ２で検出したと
きの２つ以上の相対移動座標値をＰ_n，Ｐ_n-1、とする
と、平均速度Ｖ_nをＶ_n＝（Ｐ_n−Ｐ_n-1）／Ｔ２から求め、この平均速度Ｖ_nを接触検出信号発生時の相
対移動速度Ｖ１として推定するようにしてもよい。

【００２７】具体的な構成としては、前記タッチトリガ
プローブと被測定物との相対移動座標値を検出する変位
検出器と、一定時間間隔信号発生器と、前記変位検出器
で検出される相対移動座標値を前記一定時間間隔信号発
生器から発生される信号の一定時間間隔で更新記憶して
相対移動座標値を得る第１座標値記憶部と、前記相対移
動座標値から一定時間間隔前の相対移動座標値を記憶す
る第２座標値記憶部と、前記第１および第２座標値記憶
部に記憶された相対移動座標値および前記一定時間間隔
から前記接触検出信号発生時の相対移動速度を求める速
度演算部とを含む、構成が望ましい。このようにする
と、タコジェネレータなどの速度検出器が不要になるの
で、簡単かつ安価にできる。

【００２８】また、接触検出信号発生時の相対移動速度
に基づく補正量の求め方に関しては、前記タッチトリガ
プローブが被測定物に接触してから接触検出信号を発生
するまでのタッチトリガプローブ固有の遅れ時間を予め
記憶しておき、前記接触検出信号発生時の相対移動速度
および前記遅れ時間から前記補正量を算出するようにし
てもよい。

【００２９】たとえば、タッチトリガプローブ固有の遅
れ時間をＴ１とすると、補正量ΔＰを、 ΔＰ＝Ｋ１・Ｖ１・Ｔ１（ただし、Ｋ１は定数）として求める。そして、この補正量ΔＰで接触検出信号
発生時の相対移動座標値Ｐ１を補正して、接触時の相対
移動座標値Ｐ０を求める。つまり、Ｐ０＝Ｐ１−ΔＰから接触時の相対移動座標値Ｐ０を求める。このように
すれば、タッチトリガプローブ固有の遅れ時間や接触検
出信号発生時の相対移動速度に拘わらず、正確な測定が
実現できる。

【００３０】あるいは、接触検出信号発生時の相対移動
速度に基づく補正量を求める他の方法としては、前記タ
ッチトリガプローブと被測定物との相対移動速度および
この相対移動速度に基づく補正量の関係を予め補正テー
ブルに記憶しておき、前記接触検出信号発生時の相対移
動速度に対応する補正量を前記補正テーブルから求め、
この補正量で前記接触検出信号発生時の相対移動座標値
を補正するようにしてもよい。このようにすれば、接触
検出信号発生時の相対移動速度に拘わらず、正確な測定
が実現できる。

【００３１】この際、接触検出信号発生時の相対移動速
度が前記補正テーブルに記憶された相対移動速度の間に
ある場合、その前後の相対移動速度およびその前後の相
対移動速度に対応する補正量を用いて、前記接触検出信
号発生時の相対移動速度に対応する補正量を算出するよ
うにすればよい。たとえば、直線補間などによって補正
量を算出するようにすればよい。このようにすれば、接
触検出信号発生時の相対移動速度に基づく補正量をより
正確に求めることができる。

【００３２】さらに、接触検出信号発生時の相対移動速
度に基づく補正量を求める他の方法としては、前記タッ
チトリガプローブと被測定物との相対移動速度およびこ
の相対移動速度に基づく補正量の関係を予め関数で近似
しておき、前記接触検出信号発生時の相対移動速度を前
記関数に代入して補正量を求め、この補正量で前記接触
検出信号発生時の相対移動座標値を補正するようにして
もよい。このようにすれば、前述した補正テーブルなど
が不要になるから、簡易にかつ経済的に構成できる。

【００３３】以上において、接触検出信号が発生したと
きの相対移動座標値は２次元または３次元の座標値で、
前記接触検出信号が発生したときの相対移動速度は、前
記座標値と同じ次元以上のベクトル成分をもち、前記接
触検出信号発生時の相対移動速度の各成分値と前記遅れ
時間とを用いて、接触検出信号発生時の相対移動座標値
を補正することが望ましい。

【００３４】あるいは、接触検出信号発生時の相対移動
座標値は２次元または３次元の座標値で、前記補正テー
ブルには、前記接触検出信号発生時の相対移動速度に対
応して前記２次元または３次元の補正量が記憶され、前
記接触検出信号発生時の相対移動速度に対応する２次元
または３次元の補正量を前記補正テーブルの中から求め
るようにすることが望ましい。このようにすれば、測定
誤差が測定方向に依存するタッチトリガプローブにも対
応できる。

【００３５】また、接触検出信号発生時の相対移動速度
と測定誤差の関係は、通常、タッチトリガプローブ毎に
異なると考えられる。そこで、これを解消するための手
法として、タッチトリガプローブ固有の遅れ時間をタッ
チトリガプローブの種類毎に予め記憶しておき、前記タ
ッチトリガプローブの交換毎に、交換後のタッチトリガ
プローブ固有の遅れ時間を用いて前記補正量の算出を行
うようにすればよい。

【００３６】あるいは、タッチトリガプローブと被測定
物との相対移動速度およびこの相対移動速度に基づく補
正量の関係をタッチトリガプローブの種類毎に予め補正
テーブルに記憶しておき、前記タッチトリガプローブの
交換毎に、交換後のタッチトリガプローブの種類に対応
する前記相対移動速度と補正量との関係を用いて前記補
正量の算出を行うようにすればよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。（第１実施形態）図１は第１実施形態に係る座標計測装
置の全体ブロック図である。同座標計測装置は、図示省
略の三次元移動機構を介して三次元方向（Ｘ、Ｙおよび
Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられ被測定物Ｗとの関係で
位置検出信号、ここでは、被測定物Ｗとの接触によって
接触検出信号を発生するタッチトリガプローブ７０と、
このタッチトリガプローブ７０の各軸方向の座標値を計
測するＸ，Ｙ，Ｚ軸座標計測手段８０Ｘ，８０Ｙ，８０
Ｚと、これらの座標計測手段８０Ｘ，８０Ｙ，８０Ｚで
計測された座標値Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ，Ｐ０ｚを基に被測定
物Ｗの寸法や形状を求める演算処理手段６０とから構成
されている。

【００３８】前記タッチトリガプローブ７０は、前述し
た図１４および図１５に示す構造のタッチトリガプロー
ブと同じ構造である。従って、ここでは詳細な説明を省
略する。ただ、振動子１４の接触部１４Ａが被測定物Ｗ
に接触してから接触検出信号を発生するまでの時間、つ
まり、遅れ時間については、タッチトリガプローブ固有
の値で略一定Ｔ１である。

【００３９】前記各座標計測手段８０Ｘ，８０Ｙ，８０
Ｚは、図２に示すように、前記タッチトリガプローブ７
０から接触検出信号が発生したときのタッチトリガプロ
ーブ７０の各軸方向の座標値Ｐ１を検出する座標値検出
手段３０と、前記タッチトリガプローブ７０から接触検
出信号が発生したときのタッチトリガプローブ７０の各
軸方向の速度Ｖ１を検出する速度検出手段４０と、前記
座標値Ｐ１、速度Ｖ１および前記遅れ時間Ｔ１からタッ
チトリガプローブ７０と被測定物Ｗとの接触時の座標値
Ｐ０を求める補正手段５０とを備える。

【００４０】前記座標値検出手段３０は、前記タッチト
リガプローブ７０の各軸方向の移動位置（座標値Ｐ）を
検出する変位検出器３１と、この変位検出器３１で検出
される座標値Ｐのうち前記タッチトリガプローブ７０か
ら接触検出信号が発生したときの座標値Ｐ１を取り込み
記憶する座標値記憶部３２とから構成されている。

【００４１】前記速度検出手段４０は、前記三次元移動
機構の各軸方向の移動速度を検出するタコジェネレータ
などの速度検出器４１と、この速度検出器４１で検出さ
れる検出速度Ｖのうち前記タッチトリガプローブ７０か
ら接触検出信号が出力されたときの検出速度Ｖ１を取り
込み記憶する速度記憶部４２とから構成されている。

【００４２】前記補正手段５０は、前記タッチトリガプ
ローブ７０固有の遅れ時間Ｔ１を予め記憶した遅れ時間
記憶部５１と、この遅れ時間記憶部５１に記憶された遅
れ時間Ｔ１と速度検出手段４０で検出された検出速度Ｖ
１とから補正量ΔＰを演算する補正量演算部５２と、こ
の補正量演算部５２で演算された補正量ΔＰで前記座標
値検出手段３０で検出された座標値Ｐ１を補正してタッ
チトリガプローブ７０と被測定物Ｗとの接触時の座標値
Ｐ０を求める座標値補正部５３とから構成されている。

【００４３】このような構成において、タッチトリガプ
ローブ７０を三次元方向に移動させながら被測定物Ｗと
接触させる。すると、そのときにタッチトリガプローブ
７０から発生する接触検出信号に基づいて、タッチトリ
ガプローブ７０の各軸方向の座標値Ｐ１（Ｐ１ｘ，Ｐ１
ｙ，Ｐ１ｚ）が各座標値検出手段３０で検出、記憶され
るとともに、タッチトリガプローブ７０の各軸方向の速
度Ｖ１（Ｖ１ｘ，Ｖ１ｙ，Ｖ１ｚ）が速度検出手段４０
で検出、記憶される。

【００４４】補正手段５０では、補正量演算部５２にお
いて、補正量ΔＰを速度Ｖ１と遅れ時間Ｔ１との関数、
つまり、 ΔＰ＝ｆ（Ｖ１，Ｔ１）として求める。たとえば、 ΔＰ＝Ｋ１・Ｖ１・Ｔ１（ただし、Ｋ１は定数）として求める。続いて、座標値補正部５３において、座
標値Ｐ１と補正量ΔＰとから、Ｐ０＝Ｐ１−ΔＰの演算を行って接触時の座標値Ｐ０を求める。

【００４５】ここで、各手段および演算で使用した値
（Ｐ，Ｐ１，Ｐ０，ΔＰ，Ｖ，Ｖ１，Ｋ１）は、本座標
計測装置の次元に対応する次元を持つ。たとえば、三次
元の場合、次のようになる。

【００４６】

【数１】

【００４７】従って、第１実施形態によれば、タッチト
リガプローブ７０が被測定物Ｗに接触して接触検出信号
を発生したときに、タッチトリガプローブ７０の座標値
Ｐ１と速度Ｖ１とを検出し、この座標値Ｐ１と速度Ｖ１
と遅れ時間Ｔ１とからタッチトリガプローブ７０が被測
定物Ｗに接触した時点の座標値Ｐ０を求めるようにした
ので、タッチトリガプローブ７０の遅れ時間Ｔ１および
速度Ｖ１に基づく偏り誤差を補正することができる。

【００４８】具体的には、速度Ｖ１と遅れ時間Ｔ１とか
ら、補正量ΔＰ＝Ｋ１・Ｖ１・Ｔ１を求めたのち、座標
値Ｐ１と補正量ΔＰとから、Ｐ０＝Ｐ１−ΔＰの演算を行って接触時の座標値Ｐ０を求めるようにした
ので、測定内容により測定速度を変更する必要のある複
雑な測定においても、タッチトリガプローブ７０の接触
検出遅れ時間および接触速度による偏り誤差を補正する
ことができる。

【００４９】また、接触検出信号が発生したときの相対
移動速度Ｖ１は、座標値Ｐ１，Ｐ０と同じ次元（三次
元）のベクトル成分をもち、接触検出信号が発生したと
きの相対移動座標値Ｐ１および相対移動速度Ｖ１の各成
分値と前記遅れ時間Ｔ１とを用いて接触時の相対移動座
標値Ｐ０の各成分値をそれぞれ求めるようにしたので、
つまり、三次元空間に対し三次元のベクトル量で補正を
行うため、測定方向によって接触検出遅れ時間の異なる
タッチトリガプローブにも対応できる。

【００５０】なお、上記実施形態では、タッチトリガプ
ローブ７０から接触検出信号が発生したときのタッチト
リガプローブ７０の速度Ｖ１を検出するための速度検出
手段４０として、速度検出器４１と速度記憶部４２とを
設けたが、図３のように構成してもよい。

【００５１】これは、前記変位検出器３１と、一定時間
間隔信号発生器４３と、前記変位検出器３１で検出され
る座標値Ｐを前記一定時間間隔信号発生器４３から発生
される信号の一定時間間隔Ｔ２で更新記憶して座標値Ｐ
_nを得る第１座標値記憶部４４と、前記座標値Ｐ_nから一
定時間間隔Ｔ２前の座標値Ｐ_n-1を記憶する第２座値標
記憶部４５と、前記第１および第２座標値記憶部４４，
４５に記憶された座標値Ｐ_n，Ｐ_n-1および一定時間間
隔Ｔ２から前記接触検出信号発生時の速度Ｖ１を求める
速度演算部４６とから構成されている。

【００５２】前記速度演算部４６は、図４に示すよう
に、タッチトリガプローブ７０から接触検出信号が発生
した直後の時刻Ｔ_nにおいて、その時刻Ｔ_nの座標値
Ｐ_n、接触検出信号発生直前時刻Ｔ_n-1（Ｔ_nよりＴ２だ
け前の時刻）の座標値Ｐ_n-1および一定時間間隔Ｔ２か
ら、接触検出信号発生時の平均速度Ｖ_nを求める。つま
り、Ｖ_n＝（Ｐ_n−Ｐ_n-1）／Ｔ２を求める。そして、平均速度Ｖ_nを接触検出信号発生時
の速度Ｖ１の推定値として出力する。

【００５３】ここで、各手段および演算で使用した値
（Ｐ_n，Ｐ_n-1，Ｖ_n，Ｖ１）は、本座標計測装置の次元
に対応する次元を持つ。たとえば、三次元の場合、次の
ようになる。

【００５４】

【数２】

【００５５】また、時間間隔Ｔ２ごとの平均速度Ｖ_nに
対して、デジタルフィルタ

【００５６】

【数３】

【００５７】による速度ＦＶ_nを接触検出信号が発生し
た時の速度Ｖ１の推定値として得ることもできる。

【００５８】また、上記実施形態において、遅れ時間記
憶部５１に、タッチトリガプローブ固有の遅れ時間をタ
ッチトリガプローブの種類毎に複数記憶しておき、補正
量演算部５２において、タッチトリガプローブ７０の交
換毎に、その交換後のタッチトリガプローブ固有の遅れ
時間を遅れ時間記憶部５１の中から読み出して前記補正
量の算出を行うようにしてもよい。このようにすれば、
タッチトリガプローブの種類によって異なる遅れ時間も
考慮して補正することができるから、より高精度な測定
を実現できる。

【００５９】また、前記実施形態では、振動式のタッチ
トリガプローブ７０を用いたが、たとえば、測定子を振
動させない状態で被測定物に接触させ、そのときの測定
子の衝撃力を電気的に検出して被測定物との接触を検出
する構造のタッチトリガプローブも適用できる。また、
前記実施形態では、タッチトリガプローブ７０のみを三
次元方向へ移動するようにしたが、被測定物Ｗを移動さ
せるようにしてもよく、あるいは、両者（タッチトリガ
プローブ７０と被測定物Ｗ）を共に移動させるようにし
てもよい。

【００６０】（第２実施形態）図５は第２実施形態に係
るマニュアル測定型の三次元測定機の構成を示す斜視図
である。同三次元測定機は、三次元測定機本体１０１
と、この三次元測定機本体１０１から必要な測定値を取
り込んで、これを処理するためのホストシステム１０２
とから構成されている。

【００６１】前記三次元測定機本体１０１は、次のよう
に構成されている。即ち、除振台１１０の上には、定盤
１１１がその上面をベース面として水平面と一致するよ
うに載置され、この定盤１１１の両側端から立設された
アーム支持体１１２ａ，１１２ｂの上端でＸ軸ガイド１
１３が支持されている。アーム支持体１１２ａは、その
下端がＹ軸ガイド１１４に沿ってＹ軸方向に移動可能に
配置され、また、アーム支持体１１２ｂは、その下端が
エアーベアリングによって定盤１１１上にＹ軸方向に移
動可能に支持されている。

【００６２】前記Ｘ軸ガイド１１３は、垂直方向に延び
るＺ軸ガイド１１５をＸ軸方向にガイドする。Ｚ軸ガイ
ド１１５には、Ｚ軸アーム１１６がＺ軸ガイド１１５に
沿って移動するように設けられ、Ｚ軸アーム１１６の下
端に接触式のタッチトリガプローブ１１７が装着されて
いる。このタッチトリガプローブ１１７は、前述した図
１３に示す構造のタッチトリガプローブと同じもので、
定盤１１２上に載置された被測定物Ｗに接触したとき
に、タッチトリガプローブ１１７からホストシステム１
０２に接触検出信号が出力され、そのときのＸ，Ｙ，Ｚ
軸座標値がホストシステム１０２に取り込まれるように
なっている。

【００６３】図６は、この三次元測定機のブロック図で
ある。三次元測定機本体１０１には、タッチトリガプロ
ーブ１１７のＸＹＺ軸の移動に伴って各軸方向の移動パ
ルスを出力するＸＹＺ軸エンコーダ１１８が内蔵されて
いる。ホストシステム１０２は、カウンタ１２０と、ホ
ストコンピュータ１２１と、モニタ１２２、プリンタ１
２３およびキーボード１２３とから構成されている。カ
ウンタ１２０は、ＸＹＺ軸エンコーダ１１８からの各軸
に対応したパルス信号を各軸毎に計数するとともに、タ
ッチトリガプローブ１１７が被測定物Ｗに接触したとき
にタッチトリガプローブ１１７から出力される接触検出
信号によって各軸の計数値をラッチする。

【００６４】ホストコンピュータ１２１は、カウンタ１
２０にラッチされた計数値を入力し、これをタッチトリ
ガプローブ１１７の現在位置座標値に変換するととも
に、一定間隔でサンプリングされたカウンタ１２０の計
数値からタッチトリガプローブ１１７の移動方向および
移動速度を検出し、更にタッチトリガプローブ１１７か
らの接触検出信号を検出してタッチトリガプローブ１１
７が被測定物Ｗに接触したときの接触速度を検出する。
また、ホストコンピュータ１２１には、補正テーブル１
２５が内蔵されている。補正テーブル１２５は、たとえ
ば電気的消去可能なＥＥＰＲＯＭなどから構成され、図
７に示すように、タッチトリガプローブ１１７の被測定
物Ｗに対する接触速度と測定誤差との関係、つまり、接
触検出信号発生時の両者の相対移動速度と補正量との関
係をタッチトリガプローブ１１７の種類毎に記憶したも
のである。ここに、ホストコンピュータ１２１は、座標
値検出手段、速度検出手段および補正手段を構成してい
る。

【００６５】次に、このように構成された三次元測定機
の動作について説明する。三次元測定機では、タッチト
リガプローブ１１７やＺ軸アーム１１６の部分を把持し
て手動操作によりタッチトリガプローブ１１７を移動さ
せて、タッチトリガプローブ１１７の先端球を被測定物
Ｗの各部に接触させることにより、被測定物Ｗの各部を
測定する。そのときの接触速度によっては測定誤差が発
生する場合があるので、予め補正テーブル１２５を次の
ような操作で求めておく。

【００６６】まず、定盤１１１に被測定物Ｗを固定し、
タッチトリガプローブ１１７を手動で移動させて被測定
物Ｗの特定の面に接触させる。この状態でタッチトリガ
プローブ１１７に歪みが掛からないような自由状態とす
る。次に、その状態で各軸を固定してレーザ干渉計や校
正用プローブなどを用いた公知のスケール校正手法を用
いてＸ，Ｙ，Ｚ軸座標値を精密に測定する。そして、ホ
ストシステム１０２で表示されたＸ，Ｙ，Ｚ表示値と精
密測定された表示値とがずれている場合には、表示値を
測定された値に校正する。

【００６７】続いて、Ｚ軸アーム１１６にタッチトリガ
プローブ１１７を取り付けて、被測定物Ｗの上記特定の
面に接触速度を変えながら何回か接触させ、そのときの
接触速度と測定値との関係をホストコンピュータ１２１
内に記憶する。ホストコンピュータ１２１は、得られた
接触速度と測定値との関係から、図８に示すような、接
触速度と偏差量（誤差＝測定値−精密測定値）との関係
を示す曲線を最小二乗法等によって求める。そして、こ
の曲線を各タッチトリガプローブについて、各軸方向に
求めると、求めた曲線から図７に示すような接触速度と
偏差量との関係を示す補正テーブル１２５を作成するこ
とができる。なお、接触速度と偏差量との関係が、タッ
チトリガプローブ１１７の構造上、接触方向に全く依存
しない場合には、各軸毎に偏差量を求める必要はない。

【００６８】図９は、実際の測定におけるホストコンピ
ュータ１２１の処理を示すフローチャートである。タッ
チトリガプローブ１１７から接触検出信号が入力される
と、まず、接触検出信号入力時点の測定値（Ｘ，Ｙ，Ｚ
軸座標値）を取り込む（Ｓ１）。次に、補正テーブル１
２５により接触速度に対する偏差量を求める（Ｓ２）。
このとき、接触速度が、たとえば１．３ｍｍ／ｓであ
り、補正テーブル１２５に登録されている接触速度が
０．５、１．０、１．５、…ｍｍ／ｓであるとすると、
補正テーブル１２５の１．０ｍｍ／ｓと１．５ｍｍ／ｓ
の偏差量からたとえば直線補間などによって偏差量を算
出する。

【００６９】次に、図７に示すように、各軸方向の偏差
量が予め記憶されている場合には、タッチトリガプロー
ブ１１７の接触方向を各軸に分解して各軸方向の接触速
度を算出し、この算出された接触速度のそれぞれに対し
て偏差量を求めればよいが、接触速度と偏差量との関係
と、移動速度とに依存がない場合には、求めた偏差量を
接触方向に基づいて各軸（ＸＹＺ）方向の成分に分配す
る（Ｓ３）。そして、取り込まれた補正前測定値と各軸
の偏差量とを加算（または減算）したものを補正後測定
値として求める（Ｓ４）。つまり、各軸の偏差量を補正
量として、補正前測定値に加算（または減算）する。こ
れにより、接触速度に依存しない精度の良い測定が可能
になる。

【００７０】（第３実施形態）図１０は、ＣＮＣ三次元
測定機に本発明を適用した例を示す図である。同三次元
測定機は、三次元測定機本体１０３およびホストシステ
ム１０４の他に、三次元測定機本体１０３を駆動制御す
るとともに三次元測定機本体１０３から必要な測定値を
取り込むためのコントローラ１０５と、このコントロー
ラ１０５を介して三次元測定機１０３を手動操作するた
めの操作盤１０６とを備えている。

【００７１】三次元測定機本体１０３は、ＣＮＣ測定機
の場合、図５に示したマニュアル式の三次元測定機本体
１０１に各軸の駆動機構が設けられている点を除き、他
の基本的な構成は、図５の三次元測定機本体１０１と同
様であるため、対応する部分には同一符号を付して詳細
な説明は省略する。アーム支持体１１２ａは、その下端
がＹ軸駆動機構１３１によってＹ軸方向に駆動される。
Ｘ軸ガイド１１３は、垂直方向に延びるＺ軸ガイド１１
５をＸ軸方向に駆動する。Ｚ軸ガイド１１５には、Ｚ軸
アーム１１６がＺ軸ガイド１１５に沿って駆動されるよ
うに設けられている。

【００７２】図１１は、この三次元測定機のブロック図
である。三次元測定機本体１０３には、タッチトリガプ
ローブ１１７をＸＹＺ軸方向に駆動するためのＸＹＺ軸
モータ１３２が内蔵されている。操作盤１０６には、三
次元測定機本体１０３のタッチトリガプローブ１１７を
ＸＹＺ軸方向に手動操作により駆動するためのジョイス
ティック１６１と、現在のタッチトリガプローブ１１７
に位置のＸ，Ｙ，Ｚ軸座標値をコントローラ１０５に入
力するための座標値入力スイッチ１６２とが設けられて
いる。

【００７３】コントローラ１０５には、ＣＰＵ１５１が
設けられ、このＣＰＵ１５１によってプローブ１１７の
駆動制御や計数値の取り込み制御などを行う。即ち，Ｃ
ＰＵ１５１の指令によってＸＹＺ軸駆動制御部１５２が
三次元測定機本体１０３のＸＹＺ軸モータ１３２を駆動
し、ＸＹＺ軸エンコーダ１１８からの各軸に対応したパ
ルス信号をＸＹＺ軸カウンタ１５３がカウントして現在
位置を求めてＣＰＵ１５１にフィードバックする。ＣＰ
Ｕ１５１は、このフィードバック情報に基づいてタッチ
トリガプローブ１１７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ
１５１は、タッチトリガプローブ１１７からの接触検出
信号に応動してＸＹＺ軸モータ１３２を停止させる。

【００７４】操作盤１０６からは、ジョイスティック１
６２の傾斜方向および傾斜角に応じた各軸に対応するポ
テンショメータの電圧値が出力され、これら各軸の電圧
値に応じてコントローラ１０５の移動方向・速度決定部
１５４がプローブ１１７の移動方向と移動速度とを決定
する。更に、コントローラ１０５の内部には、先述した
補正テーブル１２５が設けられている。

【００７５】この実施形態においても、ＣＰＵ１５１が
内部に取り込んだ測定値をタッチトリガプローブ１１７
と被測定物Ｗの接触方向および接触速度に基づいて補正
テーブル１２５を参照して補正するので、接触速度が十
分にとれない小穴の自動測定または操作盤１０６による
マニュアル測定においても、高い精度での測定が可能に
なる。

【００７６】なお、補正テーブル１２５は、次のような
方法で作成することもできる。図１２は、この方法を説
明するための図である。ＣＮＣ三次元測定機の場合に
は、次のようにして行う。まず、図１２に示すような予め直径が既知であるマス
タボール１７１を三次元測定機本体１０３の定盤１１１
に取り付け、測定すべきタッチトリガプローブ１１７を
取り付けた後、プローブ番号などの測定子情報をコント
ローラ１０５に入力する。続いて、タッチトリガプローブ１１７でマスタボール
１７１を多点（例えば４点）測定し、マスタボール１７
１の仮中心点の座標を求める。続いて、マスタボール１７１をＺ軸プラス方向から見
て、仮中心点を中心にたとえば３０度ずつ分割するとと
もに、各断面を更に各断面から垂直な方向から見て、仮
中心点を中心に３０度ずつ分割したときの各分割線とマ
スタボール１７１の表面との交点をホストコンピュータ
１４１によって算出し、これらの交点をマスタボール１
７１の格子点Ｐとする。なお、この例では、格子点Ｐの
数が６２点となるが、更に細かく格子点Ｐを設定すると
測定精度は向上する。

【００７７】次に、タッチトリガプローブ１１７を各
格子点Ｐから仮中心点に向かう方向に移動させ、各格子
点Ｐの座標を標準の接触速度（たとえば５ｍｍ／ｓ）で
測定し、得られた各格子点Ｐの座標からマスタボール１
７１の中心を再度求め、これを真中心点とする。次に、タッチトリガプローブ１１７を各格子点Ｐから
真中心点に向かう方向に移動させ、各格子点Ｐの座標を
測定する。このとき、同一の格子点Ｐについて接触速度
をたとえば０．１ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓ程度まで、
０．１ｍｍ／ｓずつ変化させて各接触速度における各格
子点の座標を求める。次に、求めた各接触速度における各格子点Ｐから真中
心点までの距離と、標準接触速度における各格子点Ｐか
ら真中心点までの距離との差を求め、これを各接触速度
における偏差量として登録する。以上の作業を全てのタッチトリガプローブ１１７につ
いて繰り返すことにより、測定子情報、接触方向および
接触速度に対する偏差量の関係を示す補正テーブル１２
５を作成することができる。

【００７８】また、マニュアル測定型の三次元測定機の
場合には、接触方向を細かく与えたり、特定の接触速度
でタッチトリガプローブ１１７を接触させることはでき
ないので、次のように行う。まず、マスタボール１７１を多点測定（測定点数は多
ければ多い程良い）して、マスタボール１７１の中心点
を求める。次に、求められた中心点のＹ，Ｚ座標に基づいて、Ｙ
軸のアーム支持体１１２ａ，１１２ｂとＺ軸アーム１１
６とをクランプし、タッチトリガプローブ１１７をＸ軸
方向にのみ移動させてマスタボール１７１に色々な速度
で接触させる。Ｙ軸およびＺ軸方向についても同様の測定を行う。求められた測定値から中心点までの長さとマスタボー
ル１７１の半径（既知）との差を偏差量として求める。
接触速度は時系列的に入力されるＸＹＺ軸エンコーダ１
１８の出力により求めることができるので、この接触速
度と偏差量との関係から図８に示すような接触速度と偏
差量との関係を示す曲線を求め、この曲線に基づいて補
正テーブル１２５を作成する。この方式によれば、レー
ザ干渉計等を使用しなくても補正テーブル１２５を精度
良く作成することができる。

【００７９】また、前記第２および第３実施形態のよう
に補正テーブル１２５を作成するのではなく、前記タッ
チトリガプローブ１１７と被測定物Ｗとの接触速度（相
対移動速度）およびこの接触速度に基づく偏差量（補正
量）の関係を関数として予め記憶手段に記憶しておき、
演算手段によって接触速度（前記接触検出信号発生時の
相対移動速度）を前記関数に代入して偏差量（補正量）
を求め、この偏差量で前記接触検出信号発生時の相対移
動座標値を補正するようにしてもよい。ちなみに、関数
の例としては、接触速度≦Ｃにおいて、偏差量＝（Ｃ−
接触速度）²などである。このようにすれば、補正テー
ブルに比べ、簡易かつ経済的に構成することができる。

【００８０】なお、前記第２および第３実施形態では、
タッチトリガプローブのみを三次元方向へ移動させる構
造であったが、被測定物Ｗを移動させるようにしてもよ
く、あるいは、両者（タッチトリガプローブ１１７と被
測定物Ｗ）を共に移動させるようにしてもよい。さら
に、第１〜第３実施形態では、タッチトリガプローブと
被測定物とを三次元方向へ移動させる構造であったが、
一次元または二次元方向へ相対移動するものについても
適用できる。

【００８１】また、第１〜第３実施形態では、タッチト
リガプローブを用いた例について説明したが、非接触式
のプローブでもよい。たとえば、被測定物の測定面に対
物レンズの焦点位置が一致するように対物レンズを測定
面に対して接近、離隔する光学式変位センサを備えた非
接触式のプローブ、あるいは、カメラなどの非接触プロ
ーブを用いて、被測定物の寸法を計測する場合でもよ
い。

【００８２】また、第１〜第３実施形態では、被測定物
の寸法や形状の計測について説明したが、これに限ら
ず、計測した座標値から被測定物の表面性状、たとえ
ば、粗さ、うねり、形状（輪郭や真円度）などを計測す
るようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上の通り、本発明の計測方法および計
測装置によれば、測定内容により測定速度を変更する必
要のある複雑な測定においても、測定速度に基づく偏り
誤差を補正することができ、高精度でかつ能率的な測定
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２】同上実施形態の座標計測手段を示すブロック図
である。

【図３】同上実施形態の速度検出手段の他の例を示すブ
ロック図である。

【図４】同上速度検出手段における作用を説明するため
の図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係るマニュアル型の三
次元測定機を示す斜視図である。

【図６】同上実施形態のブロック図である。

【図７】同上実施形態における補正テーブルの内容を示
す図である。

【図８】同上実施形態における接触速度と偏差量との関
係を示す図である。

【図９】同上実施形態における測定時の補正処理を示す
フローチャートである。

【図１０】本発明の第３実施形態に係るＣＮＣ三次元測
定機を示す斜視図である。

【図１１】同上実施形態のブロック図である。

【図１２】補正テーブルの作成方法を説明するための図
である。

【図１３】６点接触式着座機構のタッチトリガプローブ
を示す図である。

【図１４】振動式のタッチトリガプローブを示す図であ
る。

【図１５】同上タッチトリガプローブの検出駆動回路を
示す図である。

【図１６】同上タッチトリガプローブ固有の遅れ時間に
よる問題を説明するための図である。

【符号の説明】

３０座標値検出手段３１変位検出器３２座標値記憶部４０速度検出手段４３一定時間間隔信号発生器４４第１座標値記憶部４５第２座標値記憶部４６速度演算部５０補正手段５１遅れ時間記憶部５２補正量演算部５３座標値補正部６０演算処理手段７０タッチトリガプローブ１１７タッチトリガプローブ１２１ホストコンピュータ（座標値検出手段、速度検
出手段、補正手段）１２５補正テーブル１５１ＣＰＵ（座標値検出手段、速度検出手段、補正
手段）Ｗ被測定物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物との関係で位置検出信号を発生
するプローブと被測定物とを相対移動させ、そのプロー
ブからの位置検出信号に基づいてプローブと被測定物と
の相対移動座標値を検出し、この相対移動座標値を基に
被測定物の寸法および表面性状の少なくとも一方を計測
する計測方法であって、前記プローブからの位置検出信号を基に、プローブと被
測定物との相対移動座標値およびプローブと被測定物と
の相対移動速度をそれぞれ検出し、前記検出時の相対移動速度に基づく補正量で、前記検出
時の相対移動座標値を補正する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項２】タッチトリガプローブと被測定物とを相
対移動させながら接触させ、そのときにタッチトリガプ
ローブから発生する接触検出信号に基づいてタッチトリ
ガプローブと被測定物との相対移動座標値を検出し、こ
の相対移動座標値を基に被測定物の寸法および表面性状
の少なくとも一方を計測する計測方法であって、前記タッチトリガプローブから接触検出信号が発生した
ときの、タッチトリガプローブと被測定物との相対移動
座標値およびタッチトリガプローブと被測定物との相対
移動速度をそれぞれ検出し、前記接触検出信号発生時の相対移動速度に基づく補正量
で、前記接触検出信号発生時の相対移動座標値を補正す
る、ことを特徴とする計測方法。
【請求項３】請求項２に記載の計測方法において、前記タッチトリガプローブが被測定物に接触してから接
触検出信号を発生するまでのタッチトリガプローブ固有
の遅れ時間を予め記憶しておき、前記接触検出信号発生時の相対移動速度および前記遅れ
時間から前記補正量を算出し、この補正量で前記接触検
出信号発生時の相対移動座標値を補正する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項４】請求項３に記載の計測方法において、前記接触検出信号発生時の相対移動座標値は２次元また
は３次元の座標値で、前記接触検出信号発生時の相対移動速度は、前記２次元
または３次元の座標値と同じ次元以上のベクトル成分を
もち、前記接触検出信号発生時の相対移動速度の各成分値と前
記遅れ時間とを用いて、前記接触検出信号発生時の相対
移動座標値を補正する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項５】請求項３または請求項４に記載の計測方
法において、前記タッチトリガプローブ固有の遅れ時間をタッチトリ
ガプローブの種類毎に予め記憶しておき、前記タッチトリガプローブの交換毎に、交換後のタッチ
トリガプローブ固有の遅れ時間を用いて前記補正量の算
出を行う、ことを特徴とする計測方法。
【請求項６】請求項２に記載の計測方法において、前記タッチトリガプローブと被測定物との相対移動速度
およびこの相対移動速度に基づく補正量の関係を予め補
正テーブルに記憶しておき、前記接触検出信号発生時の相対移動速度に対応する補正
量を前記補正テーブルから求め、この補正量で前記接触
検出信号発生時の相対移動座標値を補正する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項７】請求項６に記載の計測方法において、前記接触検出信号発生時の相対移動座標値は２次元また
は３次元の座標値で、前記補正テーブルには、前記接触検出信号発生時の相対
移動速度に対応して前記２次元または３次元の補正量が
記憶され、前記接触検出信号発生時の相対移動速度に対応する２次
元または３次元の補正量を前記補正テーブルの中から求
める、ことを特徴とする計測方法。
【請求項８】請求項６または請求項７に記載の計測方
法において、前記接触検出信号発生時の相対移動速度が前記補正テー
ブルに記憶された相対移動速度の間にある場合、その前
後の相対移動速度およびその前後の相対移動速度に対応
する補正量を用いて、前記接触検出信号発生時の相対移
動速度に対応する補正量を算出する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項９】請求項６〜請求項８のいずれかに記載の
計測方法において、前記タッチトリガプローブと被測定物との相対移動速度
およびこの相対移動速度に基づく補正量の関係をタッチ
トリガプローブの種類毎に予め補正テーブルに記憶して
おき、前記タッチトリガプローブの交換毎に、交換後のタッチ
トリガプローブの種類に対応する前記相対移動速度と補
正量との関係を用いて前記補正量の算出を行う、ことを特徴とする計測方法。
【請求項１０】請求項２に記載の計測方法において、前記タッチトリガプローブと被測定物との相対移動速度
およびこの相対移動速度に基づく補正量の関係を予め関
数で近似しておき、前記接触検出信号発生時の相対移動速度を前記関数に代
入して補正量を求め、この補正量で前記接触検出信号発
生時の相対移動座標値を補正する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項１１】請求項２〜請求項１０のいずれかに記
載の計測方法において、前記タッチトリガプローブと被測定物との相対移動座標
値を一定時間間隔で検出し、この検出した２つ以上の相対移動座標値および前記一定
時間間隔から、前記接触検出信号発生時の相対移動速度
を推定する、ことを特徴とする計測方法。
【請求項１２】被測定物との関係で位置検出信号を発
生するプローブと被測定物とを相対移動させ、そのプロ
ーブからの位置検出信号に基づいてプローブと被測定物
との相対移動座標値を検出し、この相対移動座標値を基
に被測定物の寸法および表面性状の少なくとも一方を計
測する計測装置であって、前記プローブからの位置検出信号を基にプローブと被測
定物との相対移動座標値を検出する座標値検出手段と、前記座標値検出手段が相対移動座標値を検出したときの
プローブと被測定物との相対移動速度を検出する速度検
出手段と、前記検出時の相対移動速度に基づく補正量で、前記検出
時の相対移動座標値を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする計測装置。
【請求項１３】タッチトリガプローブと被測定物とを
相対移動させながら接触させ、そのときにタッチトリガ
プローブから発生する接触検出信号に基づいてタッチト
リガプローブと被測定物との相対移動座標値を検出し、
この相対移動座標値を基に被測定物の寸法や形状を計測
する計測装置であって、前記タッチトリガプローブから接触検出信号が発生した
ときのタッチトリガプローブと被測定物との相対移動座
標値を検出する座標値検出手段と、前記タッチトリガプローブから接触検出信号が発生した
ときのタッチトリガプローブと被測定物との相対移動速
度を検出する速度検出手段と、前記接触検出信号発生時の相対移動速度に基づく補正量
で、前記接触検出信号発生時の相対移動座標値を補正す
る補正手段と、を備えたことを特徴とする計測装置。
【請求項１４】請求項１３に記載の計測装置におい
て、前記補正手段は、前記タッチトリガプローブが被測定物
に接触してから接触検出信号を発生するまでのタッチト
リガプローブ固有の遅れ時間を予め記憶した遅れ時間記
憶部と、前記接触検出信号発生時の相対移動速度および
遅れ時間から前記補正量を算出する補正量演算部と、こ
の補正量演算部で算出された補正量で前記接触検出信号
発生時の相対移動座標値を補正する座標値補正部とを含
む、ことを特徴とする計測装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の計測装置におい
て、前記遅れ時間記憶部には、前記タッチトリガプローブ固
有の遅れ時間がタッチトリガプローブの種類毎に記憶さ
れ、前記補正量演算部は、前記タッチトリガプローブの交換
毎に、その交換後のタッチトリガプローブ固有の遅れ時
間を前記遅れ時間記憶部の中から読み出して前記補正量
の算出を行う、ことを特徴とする計測装置。
【請求項１６】請求項１３に記載の計測装置におい
て、前記補正手段は、前記タッチトリガプローブと被測定物
との相対移動速度およびこの相対移動速度に基づく補正
量の関係を予め記憶した補正テーブルと、前記接触検出
信号発生時の相対移動速度に対応する補正量を前記補正
テーブルから求め、この補正量で前記接触検出信号発生
時の相対移動座標値を補正する誤差補正部とを含む、ことを特徴とする計測装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の計測装置におい
て、前記補正テーブルには、前記タッチトリガプローブと被
測定物との相対移動速度およびこの相対移動速度に基づ
く補正量の関係がタッチトリガプローブの種類毎に記憶
され、前記誤差補正部は、前記タッチトリガプローブの交換毎
に、その交換後のタッチトリガプローブの種類に対応す
る前記相対移動速度と補正量との関係を用いて前記補正
量の算出を行う、ことを特徴とする計測装置。
【請求項１８】請求項１３に記載の計測装置におい
て、前記補正手段は、前記タッチトリガプローブと被測定物
との相対移動速度およびその相対移動速度に基づく補正
量の関係を予め近似した関数で記憶した記憶手段と、前
記接触検出信号発生時の相対移動速度を前記関数に代入
して前記補正量を求める演算手段とを含む、ことを特徴とする計測装置。
【請求項１９】請求項１３〜請求項１８のいずれかに
記載の計測装置において、前記速度検出手段は、前記タッチトリガプローブと被測
定物との相対移動座標値を検出する変位検出器と、一定
時間間隔信号発生器と、前記変位検出器で検出される相
対移動座標値を前記一定時間間隔信号発生器から発生さ
れる信号の一定時間間隔で更新記憶して相対移動座標値
を得る第１座標値記憶部と、前記相対移動座標値から一
定時間間隔前の相対移動座標値を記憶する第２座標値記
憶部と、前記第１および第２座標値記憶部に記憶された
相対移動座標値および前記一定時間間隔から前記接触検
出信号発生時の相対移動速度を求める速度演算部とを含
む、ことを特徴とする計測装置。