JPH10508385A - 座標測定器用の校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固定テーブル及び可動要素を備える座標測定器における位置誤差を測定するための校正装置が提供される。この装置は、テーブル（２０）に取り付け可能な直定規アセンブリ（１０）と、上記可動要素に取り付け可能な感知固定具（１２）とを備えている。直定規アセンブリ（１０）は、直定規を備えており、この直定規は、所定方向に対して平行な第１の基準面と、該第１の基準面に対して直角で且つ上記所定方向に対して平行な第２の基準面とを有している。感知固定具（１２）は、固定具ハウジング（１２０）と、該ハウジングに設けられているセンサとを備えており、これらセンサは、上記感知固定具が直定規に沿って上記所定方向に移動する際に、上記直定規に対して相対的な可動要素の位置を感知して、上記可動要素の位置誤差を表す位置誤差信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 座標測定器用の校正装置 発明の分野 本発明は、座標測定器に関し、より詳細には、座標測定器を校正して、測定さ れた座標値の誤差に依存する位置を補償するための精密直定規を含む装置に関す る。 発明の背景 座標測定器は、機械部品の如きワーク（加工物）の寸法検査を行うために使用 される。一般的に、ワークは、固定テーブルに取り付けられ、また、測定プロー ブが、三次元的に運動可能なラムに取り付けられる。ワーク上のある点の位置を 測定するためには、プローブをそのような点に接触させ、機械に設けられる測定 スケール又は他のセンサを読み取る。上記点の位置は、一般的に、機械の作業空 間の中のＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標として表現される。ある２つの点の間の距離 を測定するためには、これらの点に順次接触させ、両方の点の座標を読み取り、 これら座標から距離を計算する。従来の座標測定器は、一般的に、高解像度の測 定装置、電気的な接触プローブ、モータ駆動装置、コンピュータ制御される駆動 装置、及び、コンピュータによるデータの収集及び処理の如き特徴を備えている 。 あるタイプの座標測定器が、移動ブリッジ式の機械として知られている。ブリ ッジが、テーブル上の案内面に沿ってＹ方向に移動する。キャリッジが、上記ブ リッジ上の案内面に沿ってＸ方向に移動する。その下方端にプローブが取り付け られているラムが、上記キャリッジの中の軸受を介して垂直方向に移動して、上 記プローブを三次元的に動かす。各々の可動要素に関連して設けられるスケール が、可動要素の三軸方向の位置を表す。 別のタイプの座標測定器は、固定テーブルと、サポート構造と、関節アームと を備えている。関節アームの第１の端部は、サポート構造に対して枢動可能に接 続され、また、第２の端部は、水平面において運動可能である。関節アームの第 ２の端部に取り付けられたＺ方向ラムが、上記関節アームに対して相対的に垂直 方向に運動可能であり、従って、三次元的な運動を行う。関節アームは、上記サ ポート構造に枢動可能に接続された第１のラムアセンブリと、該第１のラムアセ ンブリに枢動可能に接続された第２のラムアセンブリとを備えている。測定装置 が、機械の作業空間の中のプローブの座標を決定する。 座標測定器の精度は、上記スケール又は他の測定手段の不正確さ、並びに、上 記案内面又は機械の運動を規定する他の要素の欠陥によって、制限を受ける。精 度を高めるための１つの方法は、構成技術を単に改善して、装置の公差を減少さ せ、これにより、誤差を減少させることである。しかしながら、誤差を減少させ ると、必要とされる精度を高めるに従って、経費が徐々に大きくなる。別の方法 は、機械の作業空間全体にわたって、各点における座標誤差を直接測定すること である。この方法は、実際的ではなく、その理由は、大型の機械に関しては、莫 大な量のデータを記憶しなければならず、また、そのようなデータを測定するた めに時間を要するからである。第３の方法は、誤差をパラメータの形態で測定す ることである。例えば、互いに直交する３つの軸線に沿って、それぞれの誤差パ ラメータの組を測定し、これらを後に使用するために記憶する。測定空間の中の 任意の点のＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向の誤差を、上記パラメータ誤差から計 算する。次に、そのような計算された誤差を測定した座標値から減じて、ワーク の実際の座標を決定する。 移動ブリッジ式の座標測定器は、プローブの運動を確立する３組の案内面を備 えている。これらの案内面の各々に沿う運動が直線運動だけを生じ、スケールの 読み値が直線的な変位に等しいのが理想的である。しかしながら、実際には、ス ケールの誤差が存在し、また、案内面は、完全に直線的ではなく、ねじれが全く 無い訳ではない。実際の機械に関しては、各々の案内面に沿って運動する間に誤 差を生ずる６つの自由度が存在する。各々の運動方向に関して、Ｄｘ，Ｄｙ及び Ｄｚの３つの直線方向の誤差、並びに、Ａｘ，Ａｙ及びＡｚの３つの回転方向の 誤差が存在する。これら６つの誤差パラメータを、機械の各々の運動方向に沿う 多数の点において測定して、１８の誤差パラメータを有する誤差マトリックスを 得ることができる。１８の誤差パラメータから成る上記マトリックスから、測定 空間内の任意の点における誤差を計算することができる。 従来技術においては、パラメータ誤差を測定するために種々の技術が用いられ てきた。高精度で変位誤差を測定するためのレーザ干渉計技術が良く知られてい る。座標測定器におけるパラメータ誤差を測定するための校正装置が、１９８９ 年１２月５日にBeckwith，Jr.に発行された米国特許第４，８８４，８８９号、 及び、１９９０年７月３日にBeckwith，Jr.に発行された米国特許第４，９３９ ，６７８号に開示されている。これら米国特許に開示された校正装置は、ラムに 取り付け可能な反射鏡アセンブリと、座標測定器のテーブルに取り付け可能なレ ーザ測定アセンブリとを備えている。このレーザ測定アセンブリは、複数のレー ザビームを上記反射鏡アセンブリに導き、上記レーザアセンブリから反射された レーザビームを感知して、変位誤差、直線性誤差（真直度誤差）、ピッチ誤差、 ヨー誤差及びロール誤差の各信号を発生する。校正機器がレーザ干渉計、電子的 な水準器、垂直方向の直定規、及び、プローブを備えている座標測定器を校正す るための方法が、１９８９年４月４日にBell et al.に発行された米国特許第４ ，８１９，１９５に開示されている。座標測定器を校正するための従来技術の周 知の装置は総て、比較的複雑で高価である。これに加えて、校正手順が、複雑で 、時間及び経費がかかり、更に、誤差を生ずる。 発明の概要 本発明によれば、可動要素及びテーブルを有する機械における位置誤差を測定 するための装置が提供される。この装置は、一般的に、座標測定器を校正するた めに使用される。本装置は、上記テーブルに取り付け可能な直定規アセンブリと 、上記可動要素に取り付け可能な感知固定具とを備えている。直定規アセンブリ は、直定規を備えている。感知固定具は、固定具ハウジングと、該ハウジングに 設けられる感知手段とを備えており、該感知手段は、感知固定具が直定規に沿っ て所定方向に移動する際に、上記直定規に対して相対的な可動要素の位置を感知 して、可動要素の位置誤差を表す位置誤差信号を発生する。 直定規は、所定方向に対して平行な第１の基準面と、該第１の基準面に対して 直角で且つ上記所定方向に対して平行な第２の基準面とを備えるのが好ましい。 感知手段は、上記所定方向に沿う上記可動要素の変位誤差、ピッチ誤差、ヨー誤 差、及び、ロール誤差を表す位置誤差信号を発生するための複数のセンサを備え るのが好ましい。 感知手段は、上記所定方向に沿って隔置された第１及び第２のセンサを備えて おり、これらセンサは、上記第１の基準面に対して直角な方向において、上記第 １の基準面に対して相対的な上記可動要素の位置を感知する。上記第１及び第２ のセンサが発生する位置誤差は、上記所定方向に沿う上記可動要素のピッチ誤差 を表す。 感知手段は、更に、上記所定方向に沿って隔置された第３及び第４のセンサを 備えることができ、これらセンサは、上記第２の基準面に対して直角な方向にお いて、上記第２の基準面に対して相対的な上記可動要素の位置を感知する。上記 第３及び第４のセンサが発生する位置誤差は、上記所定方向における上記可動要 素のヨー誤差を表す。 感知手段は、更に、上記所定方向に対して直角な方向において上記第３及び第 ４のセンサから隔置された第５のセンサを備えることができ、この第５のセンサ は、上記第２の基準面に対して直角な方向において、上記第２の基準面に対して 相対的な上記可動要素の位置を感知する。上記第３、第４及び第５のセンサが発 生する位置誤差信号は、上記所定方向に沿う上記可動要素のロール誤差を表す。 上記第１、第２、第３、第４及び第５のセンサは、可変線形差動変圧器を含むこ とができる。 直定規アセンブリは、上記所定方向に対して平行に上記直定規に取り付けられ たスケールを備えることができる。上記感知手段は、上記スケールを感知して上 記所定方向に沿う上記可動要素の変位誤差を表す位置誤差信号を発生するための 読取りヘッドを備えることができる。 垂直方向及び水平方向の直線性誤差は、２つの方法の中の１つによって決定す ることができる。感知固定具が、予荷重機構によって上記直定規から一定の間隔 に維持されている場合には、上記感知固定具を上記直定規に沿って移動させ、座 標測定器のスケールの読み値を記録することにより、直線性誤差が決定される。 直定規は、厳密な直線性を有しているので、スケールの読み値の偏差は、直線性 誤差を表す。予荷重機構が使用されない場合には、感知固定具は、上記直線性誤 差に応答して、直定規に対して相対的に移動される。第１のセンサは、垂直方向 の直線性誤差を表す位置誤差信号を発生し、また、第３のセンサは、水平方向の 直線性誤差を表す位置誤差信号を発生する。 本装置は、種々の所定方向に沿う位置誤差の測定を許容するように上記直定規 アセンブリを種々の向きで上記テーブルに取り付けるための取り付け固定具を備 えるのが好ましい。この取り付け固定具は、上記テーブル上で一定の位置に取り 付けられるベースプレートを備えるのが好ましい。このベースプレートは、２又 はそれ以上の組の位置決め溝を備えており、各組の位置決め溝は、上記直定規ア センブリの各々の向きに対応する。上記直定規アセンブリは、上記各々の向きに おいて上記位置決め溝に係合するための位置決め要素を有している。 本装置は、更に、上記直定規アセンブリに向かうように上記感知固定具に予荷 重を与えるための手段を備えることができる。上記直定規アセンブリは、上記第 １及び第２の基準面に対してそれぞれ平行に設けられた第１及び第２の磁気スト リップを備えることができる。上記感知固定具は、該感知固定具を上記磁気スト リップに向けて押圧するように上記固定具ハウジングに取り付けられた１又はそ れ以上の磁気要素と、上記固定具ハウジングと上記直定規アセンブリとの間に所 望の間隔を維持するように上記固定具ハウジングに取り付けられた点支承部とを 備えることができる。 図面の簡単な説明 本発明をより良く理解するために、参考として本明細書に組み込まれる添付図 面を参照するが、図面において、 図１は、関節アーム式の座標測定器と共に使用される本発明の校正装置の実施 例の斜視図であり、 図２は、図１に示す校正装置の分解斜視図であり、 図３は、直定規アセンブリに設けられた感知固定具の部分的な斜視図であって 、固定ハウジングを鎖線で示しており、 図４は、図３の線４−４に沿って取った感知固定具及び直定規アセンブリの側 方断面図であり、 図５は、図４の線５−５に沿って見た場合の感知固定具の後方の立面図であっ て、直定規アセンブリを鎖線で示しており、 図６は、図５の線６−６に沿って取った感知固定具の底部の断面図であって、 直定規アセンブリを鎖線で示しており、 図７は、適所に設けられているアダプタブラケットと共に感知固定具を示す図 ５の線７−７に沿って取った側方断面図であり、 図８は、角度βを検査するように組み立てられて、関節アーム式の座標測定器 に取り付けられていている、本発明の校正装置の幾分概略的な平面図であり、 図９は、図８と同様な概略的な平面図であって、直定規アセンブリが、角度β を検査するように組み立てられており、関節アームが３つの異なる位置にある状 態を示しており、 図１０は、関節アーム式の座標測定器に設けられていて角度αを検査するよう に組み立てられた校正装置の概略的な平面図であって、関節アームが３つの異な る位置にある状態を示しており、 図１１は、垂直方向の位置誤差を測定するように組み立てられた校正装置を部 分的に破断して示す側面図であり、 図１２は、移動ブリッジ式の座標測定器に設けられていてＸ軸線の検査を行う ように組み立てられた本発明の校正装置の概略的な斜視図であり、 図１３は、移動ブリッジ式の座標測定器に設けられていてＹ軸線の検査を行う ように組み立てられた本発明の校正装置の概略的な斜視図であり、 図１４は、校正装置に関連して設けられる回路のブロック図である。 詳細な説明 本発明の校正装置の例が、図１乃至図７に示されている。校正装置は、図１に おいては、関節アーム式座標測定機器に取り付けられた状態で示されている。校 正装置は、直定規アセンブリ１０と、感知固定具１２と、ベースプレートアセン ブリ１４とを備えている。一般的に、ベースプレートアセンブリ１４は、座標測 定器（ＣＭＭ）のテーブル２０の上で固定位置に取り付けられており、また、直 定規アセンブリ１０は、ベースプレートアセンブリ１４の上で所望の向きで取り 付けられている。ベースプレートアセンブリ１４は、直定規アセンブリ１０をテ ーブル２０に対して種々の向きで取り付けるための取り付け固定具として機能す る。感知固定具１２は、座標測定器の運動可能なＺ方向ラム２２に取り付けられ ている。使用の際には、感知固定具１２は、直定規アセンブリの長い寸法によっ て形成される所定方向２４、２５に沿って、直定規アセンブリ１０に対して相対 的に移動し、位置誤差が後に説明するように測定される。この関節アーム式座標 測定機器は、単なる例として示されており、本発明の校正装置は、種々のタイプ の座標測定器と共に使用することができることは理解されよう。 関節アーム式座標測定機器の主要な要素は、測定すべき加工物すなわちワーク （図示せず）を保持するためのテーブル２０と、サポート構造２８と、関節アー ム３０と、Ｚ方向のラムアセンブリ３２とを含んでいる。座標測定器は、後に説 明するように座標を決定するための測定アセンブリも備えている。サポート構造 ２８は、関節アーム３０の一端部のためのサポートとして機能し、テーブル２０ に関して適所に固定されている。関節アーム３０は、サポート構造２８に対して 枢動可能に接続されている。より詳細に言えば、関節アームは、サポート構造２ ８に対して枢動可能に接続された第１のアームアセンブリ３４と、該第１のアー ムアセンブリに対して枢動可能に接続された第２のアームアセンブリ３６とを備 えている。これら第１及び第２のアームアセンブリ３４、３６は、垂直軸線の回 りで枢動し、従って、Ｚ方向のラムアセンブリ３２は、水平面において運動可能 である。 Ｚ方向のラムアセンブリ３２は、第２のラムアセンブリ３６に取り付けられて いて、Ｚ方向のラムハウジング４２に関して垂直方向に運動可能なＺ方向ラム２ ２を備えている。Ｚ方向のラムハウジング４２は、第２のラムアセンブリ３６に 対して確実に取り付けられている。プローブ（図示せず）を、ワークの座標測定 の間に、Ｚ方向ラム２２に取り外し可能に取り付けることができる。Ｚ方向ラム ２２がＺ方向のラムハウジング４２に関して垂直方向に運動し、また、関節アー ム３０が水平面において運動することにより、Ｚ方向ラム２２（プローブを取り 付けた場合にはプローブも）は、座標測定器の三次元作業空間の中で運動するこ とができる。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、図１に示されている。 測定アセンブリは、座標測定の間に、作業空間の中のプローブの位置を決定す る。プローブの位置を決定するためには、水平面における関節アーム３０の位置 、並びに、Ｚ方向のラムハウジング４２に関するプローブの垂直方向の位置を決 定する必要がある。Ｚ方向のラムハウジング４２に関するプローブの垂直方向の 位置は、Ｚ方向ラム２２に取り付けられたスケール４４、及び、関節アーム３０ 又はＺ方向のラムハウジング４２に取り付けられたセンサ４６によって決定する ことができる。水平面における関節アーム３０の位置は、サポート構造２８に対 する第１のアームアセンブリ３４の角度を第１の角度センサで測定し、また、第 １のアームアセンブリ３４に対する第２のアームアセンブリ３６の角度を第２の 角度センサで測定することにより、決定される。第１の角度センサは、第１のア ームアセンブリ３４の可動要素に取り付けられたスケール５０及び読取りヘッド ５１を含むことができる。第２の角度センサは、第２のアームアセンブリ３６の 可動要素に取り付けられたスケール５２及び読取りヘッド５３を含むことができ る。好ましい角度センサが、１９９５年５月１６日に出願された係属中の米国特 許出願シリアルＮｏ．０８／４４１，９６７に開示されており、この米国特許出 願は、参考として本明細書に組み込まれている。関節アーム及び座標測定器に関 する更に詳細な情報が、１９９５年５月１６日こ出願された係属中の米国特許出 願シリアルＮｏ．０８／４４１，９７２に開示されており、この米国特許出願は 、参考として本明細書に組み込まれている。 直定規アセンブリ１０は、細長い中空の矩形の形状を有する直定規６０を備え ている。直定規６０は、校正すべきＣＭＭの最も長い軸線の長さに感知固定具１ ２の長さを加えた値に等しい長さを少なくとも有するのが好ましい。直定規６０ は、精密面を有しており、これら精密面は、その全長に沿って１マイクロメート ル以内の物理的な直線性を有するのが好ましい。すなわち、直定規６０の頂部基 準面６２及び側部基準面６４は、感知固定具１２の方向２４、２５に沿って、上 述の直線性の要件を満たしている。頂部基準面６２は、側部基準面６４に対して 直角であり、これら両方の基準面は、方向２４、２５に対して平行である。上述 の直線性の要件は、頂部基準面６２上の測定線６８に沿って、及び、側部基準面 ６４上の隔置された測定線７０、７２に沿って、満たされなければならない。測 定線６８、７０、７２は、後に説明するように、感知固定具１２に設けられるセ ンサの位置に対応する。好ましい実施例においては、直定規６０は、セラミック 材料から形成されていて、約６０９．６ｍｍ（約２４インチ）の長さを有してい る。 ガラス製のスケール７６が、測定線６８に対して平行な関係で、直定規６０の 頂面６２に取り付けられている。スケール７６は、方向２４、２５に沿う変位誤 差を測定するために感知固定具１２に設けられている非接触型のエンコーダによ って読み取られる。磁気ストリップ７８を、測定線６８に対して平行な関係で、 頂面６２に取り付けることができ、また、磁気ストリップ８０を、測定線７０に 対して平行な関係で、基準面６４に取り付けることができる。各々の磁気ストリ ップは、約１９．１ｍｍ（約０．７５インチ）の幅、及び、約５．１ｍｍ（約０ ．２インチ）の厚さを有するのが好ましく、スチールとすることができる。磁気 ストリップ７８、８０は、感知固定具１２の磁石と協働して作用して、感知固定 具１２と直定規６０との間に比較的一定の予荷重力を与える。 位置決めプレート８４及びスペーサ８６が、一般的にはエポキシによって、直 定規６０の底面に取り付けられている。セラミックが積層された球体８８、８９ が、位置決めプレート８４の中に埋め込まれており、また、セラミックが積層さ れた球体９０が、スペーサ８６の中に埋め込まれている。球体８８、８９、９０ は、三角形の頂点に位置していて、ベースプレートアセンブリ１４の対応する溝 に係合し、直定規６０を所望の校正方向に沿って水平方向に整合させている。セ ラミックが積層された球体９５、９６、９７がその中に埋め込まれている位置決 めプレート９４が、直定規６０の一端部に取り付けられている。球体９５、９６ 、 ９７は、三角形の頂点に位置していて、ベースプレートアセンブリ１４の溝に係 合し、直定規６０を垂直方向に整合させている。直定規６０、スケール７６、磁 気ストリップ７８、８０、位置決めプレート８４、９４、スペーサ８６、及び、 球体８８、８９、９０、９５、９６、９７は、直定規アセンブリ１０を構成して いる。 ベースプレートアセンブリ１４は、剛性プレート１００を備えており、この剛 性プレートは、校正すべき座標測定器に応じた寸法を有している。プレート１０ ０は、二等辺三角形の頂点に位置する３つの支持ポスト（支柱）によって支持さ れるのが好ましい。二等辺三角形の斜辺と向かい合っている支持ポスト１０２は 、一定の高さを有しており、調節可能な支持ポスト１０４、１０６は、ピッチの 細かい整準ネジ（高さ調節ネジ）を備えている。調節可能なポスト１０４、１０ ６の平坦部１０８は、テーブル２０の上で平らに着座するように、ジンバルを備 えるのが好ましい。図１に示すように、ベースプレートアセンブリ１４は、テー ブル２０のネジ付きインサートに固定されたクランプ１１６、１１８によって、 適所に保持されている。クランプ１１６は、支持ポスト１０２に固定されており 、また、クランプ１１８は、ポスト１０４に固定されている。 ベースプレートアセンブリ１４には、直定規アセンブリの位置決め球体に係合 するセラミックインサートの組が設けられている。各々のセラミックインサート は、対応する球体に係合するための積層されたＶ字形状の溝を備えている。イン サート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、直定規アセンブリ１０がある水平方向 の向き（図８）にある場合に、球体８８、８９、９０にそれぞれ係合する。イン サート１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、直定規アセンブリ１０が第２の水平方 向の向き（図１０）にある場合に、球体８８、８９、９０にそれぞれ係合する。 インサート１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、直定規アセンブリ１０が垂直方向 の向き（図１１）にある場合に、球体９５、９６、９７にそれぞれ係合する。イ ンサートの各組のＶ字形状の溝は、図８に示すように、それぞれの軸線が中心点 １１５で交差するように、整合されるのが好ましい。 感知固定具１２は、直定規６０の頂部及び側部の基準面６２、６４に係合して いるハウジング１２０を備えている。Ｚ方向ラムの位置誤差を感知するためのセ ンサが、ハウジング１２０に取り付けられている。図１に示すように、感知固定 具１２は、測定プローブの代わりに、ＣＭＭのＺ方向ラム２２に取り付けられて いる。感知固定具のセンサは、スケール７６を読み取るための読取りヘッドと、 直定規６０の基準面を機械的に感知するための５つの可変線形差動変圧器（ＬＶ ＤＴ）とを備えている。 従来技術で周知のように、ＬＶＤＴは、運動可能な磁気コア（磁心）、一次巻 線、及び、２つの二次巻線を有する線形位置トランスジューサである。励起信号 が、一次巻線に与えられる。磁気コアの位置は、２つの二次巻線の各々に誘起さ れる電圧を決定する。上記コアが、２つの二次巻線のほぼ中央に位置している時 には、各々の二次巻線には等しい電圧が誘起される。コアが上記中央から移動す るに連れて、一方の二次巻線に誘起される電圧は増大し、一方、他方の二次巻線 に誘起される電圧は減少する。上記２つの二次巻線は、通常、反対方向に直列に 接続されており、その結果生ずる電圧差が測定される。一次電圧に対する位相が 、中心位置に対する方向を示す。 図３に示すように、ＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６、１２８、１３０は、ハ ウジング１２０の中に設けられている。各々のＬＶＤＴは、その可動コア、又は 、該可動コアに取り付けられているチップが直定規６０の精密面の１つに接触す るように、取り付けられている。感知固定具１２が、ＬＶＤＴのチップに接触し ている基準面に対して直角な要素を有している直定規６０に対して相対的に運動 すると、上記可動コアは、ＬＶＤＴのコイルに対して相対的に移動し、これによ り、出力電圧の変化を生じさせる。すなわち、ＬＶＤＴ１２２、１２４は、それ ぞれのチップが頂部基準面６２に接触するように、ハウジング１２０に取り付け られている。ＬＶＤＴ１２２、１２４は、測定線６８の上で隔置されいて、Ｚ方 向のラム取り付けポスト１３２に関して対称的に位置決めされている。同様に、 ＬＶＤＴ１２６、１２８は、それぞれのチップが測定線７０の上で側部基準面６ ４に接触するように、ハウジング1２０に設けられている。ＬＶＤＴ１２６、１ ２８は、隔置されていて、Ｚ方向のラム取り付けポスト１３２に関して測定線７ ０の 上で対称的に位置決めされている。ＬＶＤＴ１３０は、そのチップが測定線７２ の上で側部基準面６４に接触するように、ハウジング１２０に設けられている。 ＬＶＤＴ１３０は、方向２４、２５に対して直角な方向において、ＬＶＤＴ１２ ６、１２８から隔置されていて、Ｚ方向のラム取り付けポスト１３２と垂直方向 に整合されている。各々のＬＶＤＴは、導線１３４によって、機械のコンピュー タ又は他の測定回路に接続されている。一般的には光学的なエンコーダである読 取りヘッド１３８が、ハウジング１２０に取り付けられたプレート１３９に取り 付けられている。読取りヘッド１３８はスケール７６を感知する。 永久磁石１４０、１４２を、磁気ストリップ７８、８０にそれぞれ整合した関 係で、ハウジング１２０の中に設けることができる。調節可能な点支承部１４８ を、頂部基準面６２に接触するように、ハウジング1２０に設けることができ、 また、調節可能な点支承部１５０を、側部基準面６４に接触するように、ハウジ ング１２０に設けることができる。Ｚ方向のラム取り付けポスト１３２は、点支 承部１４８の延長部であるのが好ましい。磁石１４０、１４２は、感知固定具１ ２を直定規６０の頂部及び側部に向けて偏倚させ、一方、点支承部１４８、１５ ０は、感知固定具１２と直定規６０の頂部及び側部との間に所望の間隔を維持す る。点支承部１４８、１５０、磁石１４０、１４２、及び、磁気ストリップ７８ 、８０は、予荷重機構として機能し、この予荷重機構は、感知固定具１２を直定 規６０から一定の間隔に維持するが、感知固定具１２が直定規６０に沿って移動 する際には、自由に回転する。上述の要素は、本校正装置が関節アーム式のＣＭ Ｍを校正するために使用される時に、装着されるのが好ましい。後に説明するよ うに、予荷重機構の上記各要素は、校正装置が移動ブリッジ式のＣＭＭを校正す るために使用される時には、省略することができる。 組み立てネジ１５４が、ＬＶＤＴ１２６付近でハウジング１２０にねじ込まれ 、また、組み立てネジ１５６が、ＬＶＤＴ１３０付近でハウジング１２０にねじ 込まれる。組み立てネジ１５４、１５６は、感知固定具１２の調節及び組み立て を行う際に、使用される。ＣＭＭの校正を行う際には、組み立てネジ１５４、１ ５６は後退され、直定規６０に接触しない。 図４に示すように、感知固定具１２のハウジング１２０は、方向２４、２５に 沿って見た場合に、直定規６０の頂部基準面６２及び側部基準面６４に係合する ように、直角の形状を有している。ハウジング１２０は、感知固定具１２の各々 の要素のための堅固な取付具を提供している。ＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６ 、１２８、１３０は各々、ハウジング１２０にねじ込まれていて、それぞれのチ ップ１５７は、直定規６０の適宜な基準面に接触している。チップ１５７は、Ｌ ＶＤＴの可動コアに、あるいは、該可動コアの一部に取り付けられている。各々 のＬＶＤＴは、ロックナット１５８を有しており、このロックナットは、校正操 作の間に、ＬＶＤＴをハウジング１２０に固定する。校正装置を組み立てる際に は、ＬＶＤＴの調節を可能にするために、ロックナット１５８を緩めることがで きる。同様に、点支承部１４８、１５０は、ハウジング1２０にねじ込まれてい て、ロックナットを備えている。 ＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、及び、読取りヘッド１３ ８を含む感知固定具１２のセンサは、所望の校正方向に沿うＣＭＭの６つの誤差 パラメータを決定するために使用される。直定規アセンブリ１０は、直定規６０ が所望の校正方向に整合された状態で、上述のようにＣＭＭのテーブル２０に取 り付けられており、また、感知固定具１２は、Ｚ方向ラム２２に取り付けられて いる。感知固定具１２は、方向２４、２５（所望の校正方向）に沿って移動し、 センサの読み値が複数の点において記録される。 変位誤差は、方向２４、２５に沿うＺ方向ラム２２の位置の誤差である。垂直 方向の直線性誤差は、頂部基準面６２に対して直角な方向におけるＺ方向ラム２ ２の変位誤差である。水平方向の直線性誤差は、側部基準面６４に対して直角な 方向におけるＺ方向ラム２２の変位誤差である。ピッチ誤差（縦揺れ誤差）は、 図３に矢印１６０で示すように、側部基準面６４に直角な軸線の回りのＺ方向ラ ム２２の回転である。ヨー誤差（偏揺れ誤差）は、図３に矢印１６２で示すよう に、頂部基準面６２に直角な軸線の回りのＺ方向ラム２２の回転である。ロール 誤差（横揺れ誤差）は、図３に矢印１６４で示すように、方向２４、２５の回り のＺ方向ラム２２の回転である。 ピッチ誤差の測定が、図５に示されている。感知固定具１２が直定規６０に沿 って移動すると、ＬＶＤＴ１２２、１２４のチップが、頂部基準面６２に接触す る。ピッチ誤差は、感知固定具１２を図３に矢印１６０で示す方向に回転させ、 これにより、ＬＶＤＴ１２２、１２４のコアの変位差が生ずる。ピッチ誤差は、 ＬＶＤＴ１２２、１２４のコアの変位差をこれらコアの間の距離で割ることによ って得られる。 ヨー誤差の測定が図６に示されている。感知固定具１２が直定規６０に沿って 移動すると、ＬＶＤＴ１２６、１２８のチップが、側部基準面６４に接触する。 ヨー誤差は、感知固定具１２を図３に矢印１６２で示す方向に回転させ、これに より、ＬＶＤＴ１２６、１２８のコアの変位差が生ずる。ヨー誤差は、ＬＶＤＴ １２６、１２８のコアの変位差をこれらコアの間の距離で割ることによって得ら れる。 ロール誤差の測定が図４に示されている。ロール誤差は、ＣＭＭのＺ方向ラム に取り付けられている感知固定具１２が図３に矢印１６４で示す方向に回転した 時に、生ずる。ロール誤差は、ＬＶＤＴ１２８、１３０の変位差を生ずる。ロー ル誤差は、ＬＶＤＴ１３０のコアの変位とＬＶＤＴ１２６、１２８のコアの平均 変位との差を測定線７０、７２の間の距離で割ることによって得られる。 Ｚ方向ラム２２の方向２４、２５に沿う変位誤差は、読取りヘッド１３８から 決定される。読取りヘッド１３８は、既知の間隔を有するスケール７６上のライ ンすなわち線を読み取る。従って、感知された線の数が、方向２４、２５に沿う 変位を表す。 垂直方向及び水平方向の直線性誤差は、校正装置が、感知固定具を直定規６０ から一定の間隔に維持するための上述の予荷重機構を備えるか否かに応じて、２ つの方法の中の１つの方法で決定される。校正装置が、点支承部１４８、１５０ 、磁石１４０、１４２、及び、磁気ストリップ７８、８０を含む予荷重機構を備 えている場合には、直線性誤差は、感知固定具を直定規６０に沿って動かし、複 数の点におけるＣＭＭのスケールの読み値を記録することによって、決定される 。感知固定具は、直定規６０の精密面に追従するように押圧されるので、ＣＭＭ の Ｚ方向ラム２２が直線に沿って移動したことが分かる。従って、ＣＭＭのスケー ルの読み値の直線からの偏差が、直線性誤差を表す。予荷重機構が校正装置に設 けられていない場合には、感知固定具１２は、直定規６０に対して固定されてお らず、垂直方向の直線性誤差があれば、ＬＶＤＴ１２２、１２４のコアは基準面 ６２に対して直角に移動する。ＬＶＤＴ１２２、１２４の出力信号はいずれも、 垂直方向の直線性誤差を表す。同様に、水平方向の直線性誤差があれば、ＬＶＤ Ｔのコアは、基準面６４に対して直角に移動する。ＬＶＤＴ１２６、１２８の出 力信号はいずれも、水平方向の直線性誤差を表す。垂直方向及び水平方向の直線 性誤差を測定するための上述の２つの技術が等価であることは理解されよう。い ずれの場合においても、所定方向に沿うＣＭＭの運動が、精密直定規と比較され る。 組み立てネジ１５４、１５６を用いて感知固定具１２を直定規６０に関して一 定の位置に固定して、組み立て調節を行う。組み立てネジの一方又は両方を前進 させて、直定規６０に接触させる。次に、ＬＶＤＴ及び／又は点支承部を調節す ることができる。点支承部１４８、１５０を調節して、ハウジング１２０と頂部 基準面６２及び側部基準面６４との間に、それぞれの所望の間隔を与える。ＬＶ ＤＴは、所望の出力電圧になるように調節される。ＬＶＤＴ１２２、１２４は、 ゼロのピッチ誤差に関して等しい出力電圧を有し、ＬＶＤＴ１２６及び１２８は 、ゼロのロール誤差に関して等しい出力電圧を有し、ＬＶＤＴ１２６、１２８、 １３０は、ゼロのロール誤差に関して等しい出力電圧を有する。組み立てネジ１ ５４、１５６は、校正操作の間に、直定規６０から後退される。 本発明の校正装置を用いて、関節アーム式の座標測定器を校正する様子が、図 ８乃至図１１に示されている。ベースプレートアセンブリ１４を用いて、直定規 アセンブリ１０を種々の向きでＣＭＭのテーブルに取り付け、各々の向きに関し て誤差パラメータを測定する。関節アーム式の座標測定器においては、直定規ア センブリ１０の水平方向の向きは、関節アーム３０の誤差の測定を最適化するよ うに選択される。図８に示すように、関節アーム３０の第１のアームアセンブリ ３４のサポート構造２８に関する位置は、角度αによって画成されており、また 、 第２のアームアセンブリ３６の第１のアームアセンブリ３４に関する位置は、角 度βによって画成されている。図示の関節アームＣＭＭの例においては、各々の 角度α、βは、関節アームの水平方向の運動に関連して、約２０乃至１２０°の 範囲を有している。 図８及び図９に示す直定規アセンブリ１０の第１の水平方向の向きは、感知固 定具１２が直定規６０に沿って移動する際に、角度βの変動を最大化し、且つ、 角度αのヘッドを最小化するように、選択される。図８及び図９に示す向きにお いては、直定規６０の長い寸法が、ＣＭＭのＹ軸線に関して、約＋２０°の角度 で配向されている。校正操作の間には、感知固定具１２はＺ方向ラム２２に取り 付けられている。感知固定具１２を担持している関節アーム３０は、感知固定具 １２が直定規６０に沿って図９に位置Ａ、Ｂ及びＣで示す端から端まで動くよう に、移動する。感知固定具１２が直定規６０に沿って移動すると、感知固定具の センサ及びＣＭＭのセンサの読み値が記録される。より詳細に言えば、ＬＶＤＴ １２２、１２４、１２６、１２８、１３０、読取りヘッド１３８、センサ４６（ 図１）、及び、角度センサ５１、５３のそれぞれの読み値が記録される。これら の読み値を用いて、誤差パラメータのマトリックスを決定する。図９に示すよう に、角度βは、感知固定具が点Ａにある時の２０°から、感知固定具が点Ｂにあ るときの６０°へ、さらに、感知固定具が点Ｃにある時の１２０°まで変化する 。角度αは、感知固定具が点Ａにある時の４０°から、感知固定具が点Ｂにある ときの６５°へ、さらに、感知固定具が点Ｃにある時の４０°まで変化する。 角度αに関する誤差を測定するための直定規アセンブリ１０の好ましい向きが 、図１０に示されている。直定規アセンブリ１０は、直定規６０の長い寸法がＣ ＭＭのＹ軸線に関して−２０°の角度になるように、取り付けられている。感知 固定具が直定規６０の長さに沿って点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’の間を移動する際に、別 の組のセンサ読み値が得られる。図１０の向きにおいては、角度αは、感知固定 具が点Ａ’にある時の２０°から、感知固定具が点Ｂ’にある時の６０°へ、更 に、感知固定具が点Ｃ’にある時の１２０°まで変化する。この向きにおいては 、角度βは、感知固定具が点Ａ’にある時の４０°から、感知固定具が点Ｂ’に ある 時の６５°へ、更に、感知固定具が点Ｃ’にある時の４０°まで変化する。 直定規アセンブリ１０の垂直方向の向きが図１１に示されている。直定規６０ は、垂直方向に配向されており（垂直方向を向いており）、球体９５、９６、９ ７は、ベースプレートアセンブリ１４のインサート１１４ａ、１１４ｂ、１１４ ｃの中にそれぞれ係合している。アダプタブラケット１７０を用いて、感知固定 具１２を垂直方向の向きでＺ方向ラム２２に取り付ける。図２及び図１１に示す ように、アダプタブラケット１７０は、直角の形状を備えていて、その一端部に は、Ｚ方向のラム取り付けポスト１３２を収容するための穴１７２を有しており 、また、他端部には、Ｚ方向ラム２２に取り付けるためのポスト１７４を有して いる。穴１７２及びクランプ１７８と交差するスロット１７６の構成が、アダプ タブラケット１７０を感知固定具１２のポスト１３２に確実に固定することを可 能にしている。アダプタブラケット１７０の整合ピン１８０が、感知固定具１２ のプレート１３９のスロット１８２に嵌入して、アダプタブラケット１７０と感 知固定具１２との間に適正な整合すなわちアラインメントを確立している。 校正操作の間に、Ｚ方向ラム２２を垂直方向に移動させ、これにより、感知固 定具１２を直定規６０に沿って動かす。感知固定具１２のセンサ、及び、ＣＭＭ のセンサは、垂直方向の複数の点において読み値を与える。これらの読み値を用 いて、垂直方向の各々の校正点において６つの誤差パラメータを決定する。 本発明の校正装置が移動ブリッジ式の座標測定器に取り付けられている状態が 、図１２及び図１３に示されている。移動ブリッジ式の座標測定器の主要な要素 は、測定すべきワーク（図示せず）を保持するためのテーブル２００と、テーブ ル２００のガイド面に沿ってＹ方向に移動するブリッジ２０２とを含んでいる。 キャリッジ２０４が、ブリッジ２０２のガイド面に沿ってＸ方向に移動する。Ｚ 方向ラム２０６が、キャリッジ２０４の中の軸受を介して垂直方向に移動する。 プローブ（図示せず）をＺ方向ラム２０６の下方端に取り外し可能に取り付けて 、ワークの座標測定を行うことができる。ブリッジ２０２とテーブル２００との 間のスケール装置２１０、キャリッジ２０４とブリッジ２０２との間のスケール 装置２１２、及び、Ｚ方向ラム２０６とキャリッジ２０４との間のスケール装置 ２１ ４が、三軸方向に運動可能な可動要素のＹ座標、Ｘ座標、及び、Ｚ座標をそれぞ れ示す。ワーク上のある点の座標を測定するために、プローブをその点に接触さ せる。プローブは、その接触を感知して、システムコンピュータ（図１２及び図 １３には示されていない）に上記３つのスケール装置の読み値を読み取らせ、こ れらの読み値を記憶させる。 図１２においては、本発明の校正装置は、Ｘ軸の校正を行うように組み立てら れている。ベースプレートアセンブリ２２０が、テーブル２００に取り付けられ ている。ベースプレートアセンブリ２２０は、図１乃至図８に示し且つ上で説明 したベースプレートアセンブリ１４と同様であるが、インサートを備えており、 これらインサートは、直定規アセンブリ１０を移動ブリッジ式のＣＭＭに適した それぞれの校正向きに整合させるように位置決めされている。移動ブリッジ式の ＣＭＭにおいては、直定規６０は、一般的に、誤差測定を行うためにＸ方向、Ｙ 方向及びＺ方向に整合されている。図１２においては、直定規６０は、Ｘ方向に 整合されており、また、図１３においては、直定規６０は、Ｙ方向に整合されて いる。感知固定具１２は、Ｚ方向ラム２０６に取り付けられている。直定規６０ 及び感知固定具１２の各々の向きに関して、感知固定具は、直定規６０に沿って 移動し、ＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、読取りヘッド１３ ８、及び、スケール装置２１０、２１２、２１４の読み値が、複数の点において 記録される。そのようなスケールの読み値は、パラメータ誤差に変換され、これ らパラメータ誤差は、本明細書に参考として組み込まれている上述の米国特許第 ４，８８４，８８９号に記載されているように、座標測定器を校正するために使 用される。Ｚ軸線の測定が、図１１に関連して上で説明した態様で、移動ブリッ ジ式のＣＭＭにおいて行われる。すなわち、直定規６０は、ベースプレートアセ ンブリ２２０の上で垂直方向に設けられており、感知固定具は、アダプタブラケ ット１７０を用いて、Ｚ方向ラム２０６に取り付けられている。 移動ブリッジ式のＣＭＭは、一般的に、機械の選択された軸線をロックするす なわち固定することを許容する。従って、校正装置が、例えば、図１２に示すよ うにＸ軸線の測定を行うように位置決めされている場合には、機械のＹ軸線及び Ｚ軸線はロックされる。従って、Ｚ方向ラム２０６及び感知固定具１２は、直定 規６０に沿ってＸ方向に移動するように拘束される。このロックを行う特徴すな わちロッキングの特徴は、点支承部１４８、１５０、磁石１４０、１４２、及び 、磁気ストリップ７８、８０を含む予荷重機構を校正装置から省略することを許 容する。この構成においては、感知固定具１２は、ＣＭＭに直線性誤差があれば これに応答して、直定規６０に対して相対的に移動する。従って、ＬＶＤＴ１２ ２又はＬＶＤＴ１２４のいずれかの読み値が、垂直方向の直線性誤差を表し、ま た、ＬＶＤＴ１２６又はＬＶＤＴ１２８のいずれかの読み値が、水平方向の直線 性誤差を表す。ＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６、１２８によって測定された変 位は、既知の回転方向の誤差によって生じたアッベ誤差を取り除くことによって 、Ｚ方向ラム２２の位置に変換することができる。別の実施例においては、移動 ブリッジ式のＣＭＭにおける垂直方向及び水平方向の直線性誤差を、関節アーム 式のＣＭＭに関連して上で説明した方法で、測定することができる。 本発明の校正装置に関連して設けられる回路のブロック図が、図１４に示され ている。ＣＭＭ及び感知固定具１２は、センサの出力をコンピュータ２３０に与 える。ＣＭＭのスケール装置の出力は、スケールのインターフェース回路２３２ に入力される。センサ取付具すなわち感知固定具１２の読取りヘッド１３８の出 力は、前置増幅器２３４を介して、スケールのインターフェース回路２３２に供 給される。感知固定具１２のＬＶＤＴ１２２、１２４、１２６、１２８、１３０ の出力は、ケーブル用インターフェースボックス２３６を介してＬＶＤＴのイン ターフェース回路２４０に接続されている。 スケールのインターフェース回路２３２は、各々のスケール出力をデジタル表 現に変換し、各々のスケールに関する位置カウンタを保持する。位置カウンタの 値は、測定方向に沿う座標を表す。ＬＶＤＴのインターフェース回路２４０は、 各々のＬＶＤＴから出力信号を受け取って、これら出力信号を復調し、これら復 調された信号を増幅する。次に、上記回路は、各々のＬＶＤＴ信号のアナログ／ デジタル変換を行う。その結果生じたデジタル値は、ミリメートルに変換され、 データ配列として記憶される。 図示し且つ本明細書で説明した校正装置を用いて、どのような座標測定器の校 正でも行うことができることは理解されよう。Ｘ軸線、Ｙ軸線及びＺ軸線を有す るＣＭＭにおいては、一般的に、直定規６０を各々の機械軸線に整合させて、校 正の測定値を得る。しかしながら、必要であれば、直定規６０を機械軸線に対し て角度をなして位置決めすることができる。また、校正装置は、図示し且つ上に 説明した関節アーム式の座標測定器を校正するために使用することができる。 感知固定具１２は、ＬＶＤＴを用いて位置誤差を感知するものとして説明した 。しかしながら、本発明の範囲内で、他のタイプの位置センサを利用することが できる。例えば、キャパシタンスゲージ（静電容量型のゲージ）を利用すること ができる。当業界で周知のように、キャパシタンスは、キャパシタ（コンデンサ ）の極板の間隔と共に変化する。この構成においては、直定規６０の基準面は、 導電性を有する必要がある。一般的に、感知固定具と直定規との間の変位を感知 することのできるものであれば、どのようなセンサでも利用することができる。 現時点において本発明の好ましい実施例であると考えられるものを図示し且つ 説明したが、添付の請求の範囲によって画定される本発明の範囲から逸脱するこ となく、そのような実施例に種々の変形及び変更を加えることができることは、 当業者には明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 可動要素及び固定テーブルを有する機械における位置誤差を測定するた めの位置誤差測定装置であって、 直定規を有していて、前記テーブルに取り付け可能な、直定規アセンブリと、 前記可動要素に取り付け可能な感知固定具とを備えており、 前記感知固定具は、固定具ハウジングと、該ハウジングに設けられた感知手段 とを有しており、該感知手段は、前記感知固定具が前記直定規に沿って所定方向 に移動する際に、前記直定規に対して相対的な前記可動要素の位置を感知して、 前記可動要素の位置誤差を表す位置誤差信号を発生するように構成されたことを 特徴とする、位置誤差測定装置。 ２． 請求項１の位置誤差測定装置において、前記直定規は、前記所定方向に 対して平行な第１の基準面を有しており、前記感知手段は、前記第１の基準面に 対して直角な方向において、前記第１の基準面に対して相対的な前記可動要素の 位置を感知するための第１のセンサを有しており、該第１のセンサは、前記第１ の基準面に対して直角な方向における前記可動要素の変位誤差を表す位置誤差信 号を発生することを特徴とする位置誤差測定装置。 ３． 請求項２の位置誤差測定装置において、前記感知手段は、更に、前記所 定方向に沿って前記第１のセンサから隔置された第２のセンサを有しており、該 第２のセンサは、前記第１の基準面に対して直角な方向において、前記第１の基 準面に対して相対的な前記可動要素の位置を感知し、これにより、前記第１及び 第２のセンサが発生する位置誤差信号が、前記所定方向に沿う前記可動要素のピ ッチ誤差を表すことを特徴とする位置誤差測定装置。 ４． 請求項３の位置誤差測定装置において、前記直定規は、更に、前記第１ の基準面に対して直角で且つ前記所定方向に対して平行な第２の基準面を有して おり、前記感知手段は、更に、前記第２の基準面に対して直角な方向における前 記可動要素の位置を検知するための第３のセンサを有しており、該第３のセンサ は、前記第２の基準面に対して直角な方向における前記可動要素の変位誤差を表 す位置誤差信号を発生することを特徴とする位置誤差測定装置。 ５． 請求項４の位置誤差測定装置において、前記感知手段は、更に、前記所 定方向に沿って前記第３のセンサから隔置された第４のセンサを有しており、該 第４のセンサは、前記第２の基準面に対して直角な方向において、前記第２の基 準面に対して相対的な前記可動要素の位置を感知し、これにより、前記第３及び 第４のセンサが発生する位置誤差信号が、前記所定方向に沿う前記可動要素のヨ ー誤差を表すことを特徴とする位置誤差測定装置。 ６． 請求項５の位置誤差測定装置において、前記感知手段は、更に、前記所 定方向に対して直角な方向に前記第３及び第４のセンサから隔置された第５のセ ンサを有しており、該第５のセンサは、前記第２の基準面に対して直角な方向に おいて、前記第２の基準面に対して相対的な前記可動要素の位置を感知し、これ により、前記第３、第４及び第５のセンサが発生する位置誤差信号が、前記所定 方向に沿う前記可動要素のロール誤差を表すことを特徴とする位置誤差測定装置 。 ７． 請求項６の位置誤差測定装置において、前記直定規アセンブリは、更に 、前記所定方向に対して平行に設けられたスケールを有しており、前記感知手段 は、更に、前記スケールを感知して、前記所定方向に沿う前記可動要素の変位誤 差を表す位置誤差信号を発生するための読取りヘッドを有していることを特徴と する位置誤差測定装置。 ８． 請求項６の位置誤差測定装置において、前記第１、第２、第３、第４及 び第５のセンサは、前記第１及び第２の基準面を機械的に感知するためのセンサ を備えていることを特徴とする位置誤差測定装置。 ９． 請求項６の位置誤差測定装置において、前記第１、第２、第３、第４及 び第５のセンサは、可変線形差動変圧器を備えていることを特徴とする位置誤差 測定装置。 １０． 請求項１の位置誤差測定装置において、前記直定規は、前記所定方向に 対して平行な第１の基準面と、前記第１の基準面に対して直角で且つ前記所定方 向に対して平行な第２の基準面とを有しており、前記感知手段は、前記所定方向 に沿う前記可動要素の変位誤差、ピッチ誤差、ヨー誤差、及び、ロール誤差を表 す位置誤差信号を発生するための複数のセンサを備えていることを特徴とする位 置誤差測定装置。 １１． 請求項１０の位置誤差測定装置において、前記第１及び第２の基準面は 、セラミック材料を含んでいることを特徴とする位置誤差測定装置。 １２． 請求項１０の位置誤差測定装置において、更に、前記感知固定具に前記 直定規に向かう方向の予荷重を与えるための予荷重手段を備えることを特徴とす る位置誤差測定装置。 １３． 請求項１２の位置誤差測定装置において、前記予荷重手段は、前記第１ 及び第２の基準面に対してそれぞれ平行な第１及び第２の磁気ストリップを含む 前記直定規アセンブリを備えており、前記感知固定具は、前記固定具ハウジング に取り付けられていて前記感知固定具を前記磁気ストリップに向けて押圧するた めの１又はそれ以上の磁気要素と、前記固定具ハウジングに取り付けられていて 前記固定具ハウジングと前記直定規との間に所望の間隔を維持するための２又は それ以上の点支承部とを備えることを特徴とする位置誤差測定装置。 １４． 請求項１の位置誤差測定装置において、更に、前記直定規アセンブリを 前記テーブルに対して種々の向きで取り付けて種々の所定方向に沿う位置誤差の 測定を許容するための取り付け固定具を備えることを特徴とする位置誤差測定装 置。 １５． 請求項１４の位置誤差測定装置において、前記取り付け固定具は、前記 直定規アセンブリを相互に異なる３つの向きで取り付けることを許容することを 特徴とする位置誤差測定装置。 １６． 請求項１４の位置誤差測定装置において、前記取り付け固定具は、前記 テーブル上の一定の位置に取り付けられるベースプレートを備えており、該ベー スプレートは、２又はそれ以上の組の位置決め溝を有しており、各組の位置決め 溝は、前記向きの各々に対応しており、前記直定規アセンブリは、前記各々の向 きにおいて前記位置決め溝に係合するための位置決め要素を有していることを特 徴とする位置誤差測定装置。 １７． 請求項１４の位置誤差測定装置において、前記感知固定具は、該感知固 定具を前記可動要素に対して前記各々の向きで取り付けるための手段を備えてい ることを特徴とする位置誤差測定装置。 １８． 請求項１の位置誤差測定装置において、前記機械は、座標測定器を含む ことを特徴とする位置誤差測定装置。 １９． 請求項１８の位置誤差測定装置において、前記座標測定器は、水平面に おいて運動可能なように一端部が支持ポストに枢動可能に取り付けられている関 節アームと、該関節アームの他端部に取り付けられていて前記関節アームに対し て相対的に垂直方向に運動可能なＺ方向ラムとを備えていることを特徴とする位 置誤差測定装置。 ２０． 請求項１８の位置誤差測定装置において、前記座標測定器は、移動ブリ ッジ式の座標測定器を含むことを特徴とする位置誤差測定装置。 ２１． 請求項１の位置誤差測定装置において、前記直定規は、前記所定方向に 対して平行な第１の基準面と、該第１の基準面に対して直角で且つ前記所定方向 に対して平行な第２の基準面とを有しており、前記感知手段は、前記第１の基準 面に対して直角な方向において、前記第１の基準面に対して相対的な前記可動要 素の位置を感知するための第１のセンサと、前記所定方向に沿って前記第１のセ ンサから隔置されていて、前記第１の基準面に対して直角な方向において、前記 第１の基準面に対して相対的な前記可動要素の位置を感知するための第２のセン サとを備えており、これにより、前記第１及び第２のセンサが発生する位置誤差 信号が、前記所定方向に沿う前記可動要素のピッチ誤差を表すことを特徴とする 位置誤差測定装置位置誤差測定装置。 ２２． 請求項２１の位置誤差測定装置において、前記感知手段は、更に、前記 第２の基準面に対して直角な方向における前記可動要素の位置を感知するための 第３のセンサと、前記所定方向に沿って前記第３のセンサから隔置されていて、 前記第２の基準面に対して直角な方向において、前記第２の基準面に対して相対 的な前記可動要素の位置を感知するための第４のセンサとを備えており、これに より、前記第３及び第４のセンサが発生する位置誤差信号が、前記所定方向に沿 う前記可動要素のヨー誤差を表すことを特徴とする位置誤差測定装置。 ２３． 請求項２２の位置誤差測定装置において、前記感知手段は、更に、前記 所定方向に対して直角な方向に前記第３及び第４のセンサから隔置されていて、 前記第２の基準面に対して直角な方向において、前記第２の基準面に対して相対 的な前記可動要素の位置を感知するための第５のセンサを備えており、これによ り、前記第３、第４及び第５のセンサが発生する位置誤差信号が、前記所定方向 に沿う前記可動要素のロール誤差を表すことを特徴とする位置誤差測定装置。 ２４． 固定テーブルと、該固定テーブルに対して相対的に三次元的に運動可能 な可動要素とを有する座標測定器における位置誤差を測定するための校正装置で あって、 所定方向に対して平行な第１の基準面と、該第１の基準面に対して直角で且つ 前記所定方向に対して平行な第２の基準面とを有する直定規を含んでいて、前記 テーブルに取り付け可能な、直定規アセンブリと、 固定ハウジングと、該ハウジングに設けられるセンサとを含んでいて、前記可 動要素に取り付け可能な感知固定具であって、前記センサは、該感知固定具が前 記第１及び第２の基準面に沿って前記所定方向に移動する際に、前記第１及び第 ２の基準面に対して相対的な前記可動要素の位置を感知して、前記可動要素の位 置誤差を表す位置誤差信号を発生するための、感知固定具と、 前記直定規アセンブリを種々の向きで前記テーブルに取り付け、これにより、 種々の方向に沿う位置誤差の測定を可能とする、取り付け固定具とを備えること を特徴とする校正装置。 ２５． 請求項２４の校正装置において、前記センサは、第１、第２、第３、第 ４及び第５の可変線形差動変圧器を備えており、これら可変線形差動変圧器は、 前記所定方向に沿う前記可動要素のピッチ誤差、ヨー誤差及びロール誤差を表す 位置誤差信号を発生することを特徴とする校正装置。 ２６． 請求項２５の校正装置において、前記直定規アセンブリは、更に、前記 所定方向に対して平行に設けられたスケールを有しており、前記センサは、更に 、前記スケールを感知して前記所定方向に沿う前記可動要素の変位誤差を表す位 置誤差信号を発生するための読取りヘッドを備えていることを特徴とする校正装 置。 ２７． 請求項２５の校正装置において、更に、前記感知固定具に、前記直定規 の前記第１及び第２の基準面に関する予荷重を与えるための手段を備えているこ とを特徴とする校正装置。