JPS63182509A

JPS63182509A - 座標測定機を較正する方法および装置

Info

Publication number: JPS63182509A
Application number: JP63005010A
Authority: JP
Inventors: フレデリツク・ケイ・ベル; ゲイリイ・イー・ブレイザー; ステイーブン・エヌ・ブラウン
Original assignee: Warner and Swasey Co
Current assignee: Warner and Swasey Co
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1988-07-27
Also published as: EP0275428A2; DE3784047D1; CA1286382C; EP0275428B2; DE275428T1; US4819195A; DE3784047T2; EP0275428B1; EP0275428A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は座標測定機（’ＣＭＭ）等を較正する方法およ
び装置に関するものであり、とくに、較正の結果として
動作中に全測定ボリュームについてＣＭＭが補償される
ような方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

数値制御工作機の出現により、よシ高運のファーストピ
ース（ｆｉｒｓｔ−ｐｉｅｃｅ　）検査、および多くの
場合に１００％寸法検査を行うために、その数値制御工
作機をサポートする手段に対する需要が増大してきてい
る。この需要を満すために、１９６０年代の初めにＣＭ
Ｍが開発された。ＣＭＭは機械加工の前にレイアウト機
械として、および機械加工後に機械加工された諸部分を
検査するためにも使用できる。多くの場合に、ＣＭＭは
検査過程の機械化に極めて重要々役割を演する。

ＣＭＭが開発されて以来、ＣＭＭは自動車産業および航
空宇宙産業においてしだいに広く使用されるようになっ
てきた。品質管理のためには０個はかつては風食りな装
置とみなされていたが、いまでは大規模な製造工場から
町工場まで欠くことができない装置になってきている。

その理由は、正確な測定装置と、製造された部品の詳細
なドキュメンテーションとに対する需要が主なものであ
る。

現在は、ＣＭＭは製造において三通シのやり方の１つで
用いられている。最も簡単なやシ方はＣＭＭを生産ライ
ンの端または検査区域に設けることである。このやり方
においては、機械の状況を調べるために生産の流れの第
１の部品を検査するために用いられる。段取シがひとた
び確がめられると、ＣＭＭは部品を無作為に検査する。

多くの用途では、これにより最も良く検査できる。

別のやシ方は、２個所の加工センターの間にＣＭＭを設
け、それから、第１の加工センターにおいて製造された
部品の１００％を、第２の加工センターにおいて二次加
工を行う前に、測定することである。ＣＭＭは三次元の
形状を測定でき、多くの測定を短時間で行うことができ
るから、そのやり方が可能である。そのやυ方が用いら
れる場合には、ＣＭＭは生産過程を間接的に制御する。

しかし、とのや９方においては、部品検査のために工場
の環境において使用するためにＣＭＭを１頑丈に」しな
ければならない。

第３のやり方はＣλｎ１を生産ラインに組込むことであ
る。こうすることによりＣＭＭは製造過程を直接制御で
きる。実際の使用においては、組込まれた装置は加工物
を測定し、測定値を求められている寸法と比較し、必要
があれば、所要の仕様の範囲内で部品が製造されるよう
に機械の制御装置を自動的に調整する。

基本的なＣＭＭは（１）基本的にはｘ−ｙ−ｚ位置ぎめ
装置である機械構造と、（２）部品の表面を検出し、制
御装置へ入力を与える探査装置と、（３）機械制御装置
とコンピュータのハードウェアを含む制御装置と、（４
）三次元形状解析のだめのソフトウェアと、の４つの要
素で構成される。測定包絡線すなわち測定ボリュームは
機械のＸ方向、Ｙ方向および２方向の移動により定めら
れる。

ＣＭＭには各種の機械設計および構造のものが存在する
が、全ての設計は３本の座標軸という基７一本釣な概念を含んでいる。各軸は、他の２本の軸により
定められた基準平面に対するそれ自体の関係において理
想的には直交している。位置帰還のために各軸には直線
形測定トランスデユーサが設けられる。これにより、包
絡線内の位置表示を任意の固定された基準点とは独立に
できる。

使用されている最も一般的々基準装置は鋼製またはガラ
ス製のものさしである。両方の基準装置は、機械の正確
な位置を決定するために、非接触の電気ブＣ学的な読取
りヘッドを利用する。鋼製の基準装置と加工物の熱膨張
率の差が最も小さいから、鋼製の基準装置は工場の現場
において最も広く使用されている。ガラス製ものさしの
基準装置と金属加工物の熱膨張率の差が比較的大きいか
ら、ガラス製ものさしの基準装置は制御された環境にお
いて一般に使用される。

機械のワークテーブルには部品の固定と位置ぎめを容易
にするだめのねじ穴が一般に設けられる。

種々の環境において安定であるように、ワークテーブル
は花嘲岩または鋼で製作できる。

片持ちばシ、橋形ガントリー、柱部材または他の種類の
ＣＭＭにより支持されるプローブアームまたはプローブ
軸の中に電子プローブすなわち固体プローブが挿入され
る。プローブアームの動きは無摩擦空気軸受まだは機械
的な軸受により案内される。

座標測定は典型的には、穴、表面、中心線および傾斜の
位置を決定する二次元または三次元の過程である。部品
を再位置ぎめすることなしに、立体の部品の６つの面ま
で検査できる。

典型的な作業においては、部品はＣＭＭＱ台の任意の場
所に置かれる。一般に、部品の全ての表面をプローブで
検査するために、その場所は機械の軸線のほぼ中心であ
る。部品の寸法と、使用するプローブの種類とに応じて
、部品を機械のテーブルに固定する必要があることがあ
る。類似の部品に対して数多くの検査を行う必要があれ
ば、基準の精密な立方体または球で基準場所点を設定で
きる。それから、部品の希望する部分に接触するまで、
プローブを手動で、または機械の制御の下に動かす。組
込まれている軸測定ものさしに沿って各軸上を動く読取
りヘッドが、機械の瞬時位置をデジタル表示器を介して
コンピュータ、インターフェイスへ送る。それから寸法
要素と形状要素を計算し、評価し、格納し、または印字
する。

従来の測定技術と比較してＣＭＭを使用することの利点
は、融通性かあること、設定時間が短いこと、確度が筒
いこと、測定者による測定の差が小さいこと、生産性が
高いことである。

ＣＭＭは特定の測定作業に専用させる必要は々い。ＣＭ
Ｍは、カム、歯車その他の特定の形を有する表面を含め
て、はぼ任意の形状の部品の任意の寸法特徴を実際に測
定できる。

部品の位ｆ４合わせを行い、適切な基準点を定めること
を従来の表面板検査技術で行うことは非常に時間がかか
る。それらの作業は、コンピュータにより援助されるＣ
ＭＭまたはコンピュータにより制御されるＣＭＭで利用
できるソフトウェアにより大幅に簡単にされ、またはほ
ぼ無くされる。

それらのソフトウェアにより測定者はＣＭＭ上での部品
の向きを定めることができ、部品基準装置と機械の座標
の間の位置のどのような不一致も後で自動的に修正され
る。高度なソフトウェアを備えたＣＭＭ）；ｌ：、第４
の１１（回転台）を用いた時にも、部品のあらゆる形状
構造にアクセスするために部品の向きを定める必要々し
に、１回の調整で部品を検査できる。

ＣＭＩｖｌにより得た全ての測定値が、幾何学的に固定
された共通の測定装置から得られ、しかも、ハードゲー
ジ（ｈａｒｄ−ｇａｇｅ　）検査法および転送技術では
生ずることがある誤差の発生と累積を無くす。更に、１
回の設定で部品の全ての重要な特徴を測定することによ
り、設定の変更により誤差の発生が阻止される。

デジタル読取りを用いるととにより、ダイヤル型測定装
随すなわちバーニヤ型測定装置に共通の、読取り値の主
観的な解釈が解消される。最近の電子的プローブ装置で
は測定者の「感触」はほぼ解消される。全てのＣＭＭは
、穴の距離または中心の距離のような部品の典型的な特
徴についてのソフトウエア・ルーチンを内蔵している。

部品プログラム援助モードにおいては測定者は機械の位
置を定める。最初の位置が設定されると、機械は測定者
の選択を解消するプログラムにより制御されることにな
る。コンピュータにより数値制御される（ＣＮＣ）モー
ドにおいては、モータにより駆動される機械が完全に自
動的に動作する。また、はとんどの機械で行われるデー
タの自動記録により、読取りデータを検査報告書に転記
することにより生ずることがある誤りを防止できる。し
たがって、比較的複雑な検査作業をあまシ熟練していな
い作業員に容易に命することができる。

以上述べた全ての要因は、ＣＭＭの生産性を従来の検査
技術よυも一層高める助けと力る。よシ一層劇的な生産
性向上は、計算器とあらゆるレベルのコンピュータを含
めて、関連するデータ取扱い装置の計算性能および解析
性能により実現される。

ＣＭＭの製造者から各種の構造の装置を入手できる。特
定の用途にＣＭＭを適切に使用できることが各構造の利
点である。全部で１１種類の機械構造が存在するが、そ
れらの構造のいくつかは、片持ちばり、橋形、柱、ガン
トリーおよび水平アームの５種類の基本的な構造のうち
の１つの構造を変更したものである。

ＣＭＭの有用性はプローブ装置の性質に大きく依存する
。プローブとしては（１）ハード、（２）電子、および
（３）非接触、の３つの種類が一般に用いられる。検査
法の寸法と形状についての要求に応じて使用するプロー
ブが選択される。

プローブとともに用いられる各種の付属品がＣＭＭの性
能を向上させる。たとえば、指標を付けることができる
プローブヘッドにより、測定プローブを水平面内と垂直
面内で向きを定めて、プローブを希望の平面に対して垂
直に保つことができる。との特徴により、機械の軸に対
して整列させられていない幾何学的要素にＣＭＭが到達
して、それらの幾何学的要素を検査する性能が与えられ
る。また、複雑な表面の検査および走査を行う時に、指
標を付けることができるプローブヘッドを使用すること
が求められる。しかし、指標を付けることができるプロ
ーブヘッドはＣＭＭの測定ボリュームを縮める傾向があ
る。

パワードライブ、および機械制御器と位置を指定するヘ
ッドの間のインテリジェント・インターフェイスとして
動作するために、指標を付けることができるヘッドにマ
イクロプロセッサ制御装置が通常設けられる。

ガム、歯車、およびロータのような複雑で、回転軸を有
する多面部品すなわち加工物を検査する場合に回転台が
とくに有用である。種々の寸法の加工物を検査するため
に各種の寸法の回転台を利用できる。回転台はＣＭＭの
測定ボリュームを拡大する。

回転台は手動で、または自動的に制御できる。

自動的に制御される回転台を使用する場合には、特殊な
ソフトウェア・プログラムが機械の制御器と相互作用し
て回転台の運動を制御し、位置の狂いを補償する。

ＣＭＭは、それの物理的な形状・構造の外に、動作モー
ド、すなわち、手動、コンピュータ援助手動、コンピュ
ータ援助自動、および直接コンピュータ制御の各動作モ
ードに従って分類することもできる。手動機械は、各測
定を行うために作業員が機械の座標軸に沿って動かす自
動浮動固体すなわち電子す々わち非接触プローグを有す
る。各軸に関連するデジタル読取りにより、作業員が見
て手書きで記録する測定値を与える。ある場合には、読
取ｐ値を記録するために簡単なテジタル印字装置を使用
できる。

手動コンピュータ援助ＣＭＭは、プロープラ一連の測定
場所を通って手動で動かすことにより依然として得られ
る測定値を処理するためにデータ処理装置を用いる。固
体プローブすなわち電子プローブすなわち非接触プロー
ブをこの種の機械に使用できる。マイクロプロセッサを
特徴とする特殊なデジタル装置、プログラム可能な計算
器または完全にコンピュータによりデータ処理を行うこ
とができる。

データ処理装置および関連するソフトウェアの性能に応
じて、コンピュータ援助ＣＭＭは位置の狂いを自動的に
三次元補償するためのインチからミリメートルへの簡単
な換算から、多数の幾何学的測定作業および分析的測定
作業までの種々の機能を行う。パートプログラムを作成
するために、所定のプログラム列の格納と、作業員の激
励も利用できる。検査手順を決定し、合否の判定を自動
的に行わせるために測定された結果を公称値および許容
誤差と比較するパートプログラムが発生され、コンピュ
ータに格納される。

実際には、コンピュータ装置は、寸法および許容誤差の
評価に達するために要するあらゆる計算および解析を実
行でき、指定された一連の位置ぎめおよび測定のだめの
運動を作業員に行わせることができる。データの記録は
コンピュータ援助ＣＭＭに通常含まれる。

モータにより動かすようにしたコンピュータ援助ＣＭＭ
すなわちモータ化したコンピュータ援助ＣＭＭはコンピ
ュータ援助ＣＭＭの全ての特徴を有するが、ジョイステ
ィックを用いる作業員の制御の下に、動力で動かされる
運動を用いる。モータにより動かすようにしたほとんど
のＣＭＭは、機械を手動で動かすことができるようにす
るために、動力駆動装置を切離す手段も用いる。ある種
の機械は、衝突の影響を小さくするために直流サーボモ
ータを用い、はとんどの機械は手動運動のために駆動装
置の切離しを行えるようにする。

直接コンピュータ制御（ＤＣＣ）ＣＭＭはＣＮＣ工作機
と同じである。コンピュータがモータ化したコンピュー
タ援助ＣＭＭのあらゆる運動を制御する。また、はとん
どの高性能コンピュータ援助ＣＭＭのあらゆるデータ処
理機能を行う。制御サイクルと測定サイクルはプログラ
ム制御の下にある。

はとんどのＤＣＣ機械には、プログラム格納と、ある場
合には、オフライン・プログラミング性能を含めて、各
種のプログラミング機能を希望により設けることができ
る。

最初は手動座標測定機のために基本的な測定データ処理
性能を持たせるために開発されたマイクロプロセッサを
ベースとするデジタル読取り以外に、三次元形状を含む
高度な測定問題を解決し、かつ特殊な測定問題を解析す
るための一層柔軟な汎用プログラミング性能を持たせる
必要も存在する。多くのＣＭＭ製造者は、全ＤＣＣ性能
を含めて、そのような目的のために一連のデータ処理装
置を提供する。

あらゆる態様のコンピュータ援助ＣＭＭの生産性向上の
主な鍵は関連するソフトウェアの高度化と使用の容易さ
とに存する。ソフトウェアの能力がどれだけ多くの部品
特徴を測定できるかを決定し、ソフトウェアの使用の容
易さが機械が使用される範囲を決定するから、ソフトウ
ェアはどのような座標測定装置においても最も重要な要
素である。

ＣＭＭ　ソフトウェアの機能的な性能は利用できるアプ
リケーション・プログラムの数と穐類に依存する。はと
んど全てのＣＭＭは、部品の基準系と機械の座標の間の
位置の狂いを、探シにより選択された点により補償する
ための何らかの手段を有する。ある機械は一平面内での
整列に限定され、別の機械は完全三次元整列を行うこと
ができる。

指定された点がとられると、プログラムは不整列を計算
し、以後の全ての測定値読取υのために適切な修正を施
す。

直角座標系、極座標系およびある場合には球面座標系の
間の変換も一般的に取扱われる。はとんどの装置は、記
憶装置に格納されている部品の公称寸法からの測定値の
偏差と、許容誤差を超えた諸条件のフラッグの計算も行
う。

ＣＭＭソフトウェアにより取扱われる幾何学的な諸機能
は一連の点測定から、点、線、平面、円筒、球および円
錐のよう々幾何学的要素を定め、そのような幾何学的要
素の相互作用を取扱う諸問題を解決する。そのようなソ
フトウェアは、たとえば、選択された回数の測定を基に
して定められた２個の円の相互作用を決定でき、かつ２
つの表面の相互作用の角度を設定できる。

多くのソフトウェア０パツケージは、１つの特徴および
関連する特徴群に対して各種の形と位置関係（平坦性、
直線性、円形度、平行度または正１９一方形度のような）を決定することにより幾何学的彦許容
誤差を評価する手段も提供する。

最適なプログラムが、それから部品を製作する未完成の
部品内の寸法に仕上げられた部品の場所を識別して、機
械加工の許容度の分布を最適にできる。最大材料条件（
、ｍａｘｉｍｕｍ　ｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏ
ｎ　）　（ＭＭＣ）プログラムがＭＭＣの原理に従って
寸法を定められた諸特徴を評価する。

他のアプリケーション・プログラムは、デジタル化され
た輪郭のための自動部品走査と、歯車およびカムのよう
な特殊な形状の検査を取扱うための各種の特殊なプログ
ラムとを含む。利用できる統計的な解析ソフトウェアに
より、ヒストグラムを含めて図形データ表示が得られる
。

最も簡単な態様のＣＭＭにおいては、各軸に平行に設け
られた１個のトランスデユーサが、基準点に対するプロ
ーブの先端部の位置を決定できる。

その基準点は軸が交差する点、またはその他の任意の適
当な点とすると便利である。

そのような技術が採用されるといくつかの誤差−２０＝源が存在し得る。運動における直線性および軸の直交性
の欠除はそのような誤差の主な源である。

別の誤差源は、運動方向に垂直な軸を中心とするキャリ
ッジの角度回転である。アツベ誤差としばしば呼ばれる
そのような誤差は回転のみならず、プローブの先端部と
その次元において測定しているトランスデユーサの間の
横方向のずれにも依存し、そのずれとともに明らかに変
化する。

誤差を補償するために多くの試みが行われてきた。たと
えば、既知の誤差を各種の手段によりトランスデユーサ
にわざと加えることが知られている。しかし、そのよう
な修正は測定ボリューム中の与えられた場所に適用され
るだけである。別の技術は機械を［較正１し、機械を実
際に使用した時に種々の点に存在する誤差を測定するこ
とである。想像できるように、そのよう々較正作業には
非常に長い間開がかかり、とくに大型の機械の場合に、
極めて多数の格納を必要とする場合に較正作業に時間が
かかる。

軸の不整列を決定する従来の方法の１つは次の通シであ
る。

（ａ）　　花崗岩膜の立方体を、それの第１の面がＣＭ
ＭＯＸ軸に整列させてＣＭＭＯ台の上に位置させ、それ
から、ＣＭＭのプローブがその第１の面の上を動かされ
るにつれてＣＭＭが発生するＹ座標の変化を測定し、次
にＹ座標が変化しなくなるまで立方体の位置を測定する
。

（ｂ）（Ｘ軸に垂直な）第２の面の上でＣＭＭのプロー
ブを動かし、ＣＭＭが発生したＸ座標の変化を測定する
。Ｘ座標の変化とＹ座標の変化との比はＣＭＭのＸ軸と
Ｙ軸の間の不整列を表す。

（Ｃ）　　花崗岩膜の立方体の適切な面を用いて過程（
ａ）と（ｂ）を繰返えし、過程（ａ）と（ｂ）における
ＸをＹに変え、Ｙを２に変えることによｐＹ軸とＺ軸の
不整列を測定する。

（ｄ）　　別の一対の面を用い、ＸをＹに変え、Ｙを２
に変えることにより、過程（ａ）と（ｂ）を繰返えすこ
とによりｘと２の不整列を測定する。

時間がかかることに加えて、この花崗岩製立方体の正方
形法には花崗岩製立方体をＣＭＭの台の上へ不正確に位
置させることにより誤差が生ずる。

時間がかかる別の方法は軸の尺度誤差を測定するだめに
用いられ、レーザの使用と、下記の過程を含む。

（ａ）　　ＣＭＭプローブの代りにレーザ干渉計の反射
器がＣＭＭに取付けられる。

（ｂ）　　Ｘ軸に沿う動きだけを行えるようにＣＭＭの
Ｘ軸と２軸が固定される。

（Ｃ）　　レーザ干渉計のビームがＸ軸に平行に進んで
反射器に入射するようにレーザ干渉計が整列させられる
。

（ｄ）　　それから、反射器をＣＭＭＯＸ軸に沿って動
かして、ＣＭＭにより発生されたＸ軸の測定値と干渉計
の測定値を得る。それらの測定値からＣＭＭのＸ軸方向
の尺度誤差を決定できる。

（ｅ）　　それからＹ座標と２軸に対して過程（ａ）〜
（ｄ）を繰返えす。

バーベルおよびプライアン・ゲージ（Ｂｒｙａｎｇａｕ
ｇｅ　）のよう々加工物の使用を含むＣＭＭ検査技術も
知られている。それらの検査作業中にＣＭＭ　により発
生されたデータは合否判定に用いられる。いいかえると
、上記加工物の使用により調整を必要とすることが示さ
れたとすると、必要な調整を行うために前記化・崗岩製
立方体法およびレーザ干渉計法を用いる。

ＣＭＭの較正に用いられる別の方法は、ＣＭＭ加工物を
ＣＭＭ台の上に取付ける過程と、０ＭＭプローブを加工
物に結合する過程と、加工物により定められた複数の位
置に対するＣＭＭにより発生された複数の直角座標デー
タ点を格納する過程とを含む。ＣＭＭにより発生された
直角座標係数と、加工物の既知直径係数と、複数の未知
のＣＭＭ軸整列誤差係数および尺度誤差係数に関して１
組の距離方程式を発生するためにデータプロセッサがプ
ログラムされる。次にこの１組の方程式を未知の誤差係
数について解き、その解から必要な０ＭＭ調整を決定で
きる。それから、指示された調整を行うことによりＣＭ
Ｍを正しく整列させることができる。この手法の１つの
面においては、加工物はボールバー（ｂａｌｌ　ｂａｒ
　）　　とすることができる。別の面においては、加工
物はプライアン・ゲージとすることができる。この方法
の一例が［コーディネート・メーシャーリング・マシー
ン・インスベクション会アンド・アジャストメントーメ
ンツド（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　
Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｄ
ｊｕｓｔｍｅｎｔ　Ｌｔｈｏｄ）Ｊという名称の米国特
許第４，４３７，１５１号明細書に開示されている。

〔発明の概要〕

本発明の１つの利点は、製造現場において０憫等を確実
・正確かつ経済的なやり方で較正する改良した方法およ
び装置を得ることである。

本発明のＣＭＭ較正方法は、帰還データと較正データを
相関させて、運動の全軸に沿う各所定位置に対する軸修
正データを得る過程を含む。ＣＭＭの全測定ボリューム
に対してＣＭＭを補償するためにＣＭＭの動作中にその
軸修正データを利用できる形でその軸修正データは格納
される。

本発明のＣＭＭ較正装置はデータ処理手段を含み、この
データ処理手段は、ＣＭＭの運動軸に沿う各所定位置に
対する軸修正データを得るために、帰還データと較正デ
ータを相関させる手段を含む。

格納手段が、ＣＭＭの全測定ボリュームに対してＣＭＭ
を補償するためにＣＭＭの動作中にその軸修正データを
利用できる形でその軸修正データを格納する。

ＣＭＭの運動軸を表す３つの自由度を持つプローブ軸を
ＣＭＭが含むことが好ましい。また、修正を実時間で行
うことができるように、ｃＭＭを実際に使用する前にＣ
ＭＭの全ての幾何学的誤差（すなわち、２１）を電子的
に修正することが好ましい。その結果、完全に正確な機
械を製造および組立てる必要が無くなる。

本発明の方法および装置の別の利点は、ＣＭＭの最終の
組立てに要する時間が短縮され、ＣＭＭの多数の部品に
ついて製造誤差を大きくできることである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、座標測定機（ＣＭＭ）が参照符号１０で全体的に
示されている第１図を参照する。このＧ制はｘ−ｙ−ｚ
位置ぎめ装ｆ、１２と、プローブ１４と、制御装置１６
とを全体として含む。制御装置１６は機械制御器１８と
、コンピュータ・ハードウェア２０と、このコンピュー
タ・ハードウェア２０をプログラミングするだめのソフ
トウェアとを含む。

プローブ１４はＸ　−Ｙ　−Ｚ　＠：置ぎめ装置１２の
２軸プローブアームすなわちプローブ軛１２２の中に挿
入される。位置ぎめ装［１２けベースすなわち加工台２
Ｇを含む。この加工台は部品の固定と位置ぎめを容易に
するねじ穴を含む。

位置ぎめ装置１２は、予め負荷をかけられた空気軸受に
よりＸ＠キャリッジ３０を滑動できるようにして支持お
よび案内する後部レール２８も含む。

上部のＹ軸ギヤリッジ３２がＸ軸ギヤリッジ３２に対し
て動く。Ｙ軸ギヤリッジもＸ軸上の予め負荷をかけられ
た空気軸受により支持され、案内される。プローブ軸２
２はＹ軸ギヤリッジ３２に対して動き、かつ予め負荷を
〃・けられた空気軸受により支持され、案内される。

通常の片持ちばｆｉＣＭＭについて述べたが、本発明に
おいては、修正される特定のＣＭＭについて定められた
１組の方程式を基にして他の種類のＣＭＭを使用できる
ことを理解すべきである。

次に、三軸装置の軸を中心とするキャリッジ３０．３２
およびプローブ軸２２の角度回転によりひき起される典
型的な誤差を示すｘ−ｙ−ｚ座標系が示されている第２
図を参照する。

各軸ごとにその誤差が３個存在する。したがって、位置
ぎめ装置１２は極めて正確に製造および組立てられてい
るが、第２図に示されている座標系にはそのような誤差
が９個存在する。それらの回転誤差およびその他の誤差
のために、第７Ａ図に示すように位置ぎめ装［１１２の
測定ボリューム１０２内の種々の点へ位置ぎめ装［１２
が動かされると、位置誤差が依然として存在する。各軸
を中心とする角度回転誤差は次のように定義される。

Ａ（ｘ）＝Ｘｏ−ル、ｐ、　（ｙ）　＝　Ｙピッチ、Ａ
　（ｚ）　＝２ピツチ、ＢＣＸ）＝Ｘピッチ、Ｂ（ｙ）
＝Ｙｏ−ル、Ｂ（ｚ）＝ｚジヨウＣ（ｘ）＝ｘヨウ、Ｃ
（ｙ）＝ＹジヨウＣ（ｚ）＝Ｚロール。

第２図の軸に沿う運動が直線的でないことも誤差の原因
である。各軸には他の２つの軸に対して直線性の欠除が
通常存在するから、位置ぎめ装置１２の直線性に関して
は６個の誤差が存在する結果となる。直線性誤差は次の
ように定義される。

Ｘ佼）＝ｘ力方向Ｙ直線性、Ｘ　（ｚ）　−Ｘ方向の２
直線性、Ｙ（ロ）−Ｙ方向のＸ直線性、Ｙ（ｚ）＝Ｙ方
向の２直線性、２（→＝Ｙ方向のＸ直線性、Ｚ（ｙ）−
Ｚ方向のＹ直線性。

しばしばあまり大きい誤差源ではないが、軸尺度誤差（
ａｘｉｓ　５ｃａｌｅ　ｅｒｒｏｒｓ）　　が重大なも
のとなることがある。その誤差は次のように定義される
Ｘ　（ｘ）　＝　Ｘの尺度誤差、Ｙ（ｙ）＝Ｙの尺度誤
差、Ｚ（ｚ）＝Ｚの尺度誤差。

別の可能な誤差源はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交性の欠除で
ある。その誤差は、次のように９０度からの角度偏差と
して典型的に与えられる。ＰｙＸ＝ｙ−ｘ直角度、Ｐｚ
Ｘ＝ｚ−ｘ直角度、Ｐ　ｚ　ｙ　−ｚ−ｙ直角度。

したがって、位置ぎめ装置１２には２１種類の形状誤差
が存在する。それらの形状誤差は、直角度胆差を除き、
位置ぎめ装置１２の測定ボリューム１０２内の位置ぎめ
装置１２の位置に応じて変化する。

最後に、別の可能な誤差源はプローブオフセット誤差で
あって、角度誤差および第７Ｂ図のプローブオフセラ）
　ＳＸ　＋　Ｓｙ　ｒ　Ｓｚから決定される。

プローブ１４は球１００の中心位置の測定に用いられる
。それから、第７Ａ図のベクトルＡとＢのベクトル減算
により決定される。

次に、ＣＭＭＩ　　を較正する装置のブロック図が示さ
れている第３図を参照する。ＣＭＭｌｏは線形光学装置
、角度光学装置および直線性光学装置（ｌｉｎｅａｒ、
　ａｎｇｌｅ　　ａ’ｎｄ　ｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓ
　ｏｐｔｉｃｓ　）を有するレーザ干渉計のような較正
器３２を含む。レーザとしてはＨＰ　　５５２８Ａレー
ザを用いることが好ましい。較正器３２は水準計とＡ−
ＤＨＰ■Ｂインターフェイスを有する電子水準器を含む
。較正器３２はボールバーと垂直直線縁部およびプロー
ブも含む。電子水準器はワイラー（Ｗｙｌｅｒ）電子水
準器を備え、プローブは２００ｍｍの延長部を含むレニ
ツシャウ（Ｒｅｎｉｓｈａｗ）　ＴＰ−２，ＰＨ−６プ
ローブを備える。最後に、較正器３２はレーザ光学装置
用のプローブアダプタと、水準器およびＰＨ−６プロー
プを含む。

工場の作業員がＣＭＭの形状誤差と尺度誤差を測定し、
その情報をＡ−ｔｏ−Ｄ　のＨＰＩＢインターフェイス
を介してコンピュータ３４へ目動的に送るために、較正
器３２は工場の作業員により使用される。コンピュータ
３４としては、プリンタと、コンピュータが装置の他の
要素と交信できるようにするため近似通信リンクとを含
むＨＰ−２０７コンピユータを用いることが好ましい。

一般に、コンピュータ３４は較正データを格納し、軸修
正データを計算してその軸修正データを格納する。

更ニ、コンピュータ３４はデータを制御装置１６の測定
プロセッサ（ＭＰ）３６　とディスク３８へ転送する。

軸位置データと、ＭＰ３６からのデータレコード指令が
較正作業中にコンピュータ３４へ転送される。

第３図に示されている装置はデータ記録スイッチ３Ｔも
含む。このデータ記録スイッチは、ＭＰ３６にインター
フェイスして、ＭＰ３６　がＣＭＭｌｏの残シの部分か
ら受ける情報を記録することをＭＰ３６へ知らせる手持
ち式の押しボタンスイッチで構成することが好ましい。

その結果としてディスク３Ｂに記録された軸修正データ
をＣＭＭｌｏの動作中に使用するために、コンピュータ
３４を介してＭＰ３６内の記憶装置へそのデータが転送
される。ディスク３８に記録された情報は、品質管理（
ＱＣ）ファイル４０に保存するために、最後の報告書に
印字することもできる。

次に、ＣＭＭｌｏを較正するために第３図に示されてい
る装置により行われる各種の動作過程を流れ図で示す第
４Ａ図〜第４Ｃ図を参照する。しかし、実際の較正作業
を行う前に、機械の機能、距離、軸摩擦および再現性に
ついての確認が行われる。

ブロック４２において、ＣＭＭｌｏは較正されているＣ
ＭＭの種類を示す。たとえば、第１図に示されているＣ
ＭＭ　１０は片持ちＶｉｐ型構造である。

典型的には、データが作業員により、コンピュータ２０
のキーボード４４を用いるなどして、制御装置１６へ入
力される。

ブロック４６において、較正作業中に用いられる測定間
隔等のような全ての変数が初期化される。

ブロック４２と４６における初期化作業中に、コンピュ
ータ装置２０は作業員が特定の型番号、機械の一連番号
および日付をコンピュータ装置２０に入力することを助
ける。コンピュータ装置２０はプローブ軸の端部を機械
位置０，０．０に置くことも作業員に指令する。機械の
軸の移動範囲は特定の型番号について格納されている。

一般に、第４Ａ図〜第４Ｃ図に示されている残りのブロ
ックにより示される各誤差較正作業に対して、較正作業
員に対する手続き要求がデータの取出し前にスクリーン
上に表示される。その要求は典型的には要求された較正
装置と、特定の設定（マニュアル参照も含むことがある
）と、データを得るために要求される較正作業である。

ブロック４８において、数学記号伝）により与えられる
Ｘロールの量は、Ｘ軸に沿う運動のみが許されるように
、装置１２のＹ軸と２軸を固定した状態で、電子水準器
を用いて従来のやυ方で、Ｘ軸に沿って５０ｍｍごとに
決定される。第１図に示されている例においては、装置
１２を機械制御器１８の制御の下にＸ軸に沿って５０ｍ
ｍ間隔で自動的に動かすことが好ましい。それに対応し
て、５０ｍｍ間隔ごとにＭＰ　３６は、測定を行った機
械座標系内の正確な場所をコンピュータ３４へ与える。

このようにして、Ｘ位置の関数としてのＸロールデータ
の表が発生される。

ブロック５０において、数学記号Ａ（３＝）により誤差
（Ｙピッチ）が、レーザ干渉計用の角度反射器をＣＭＭ
プローブ１４の代りに装置１２へ初めに取付けることに
より決定きれる。それから、Ｙ軸に沿う運動のみが許さ
れるように、装置１２のＸ軸と２軸が固定される。ビー
ムがＹ軸に平行に進んで反射器に入射するように、レー
ザ干渉計は整列させられる。反射器は装置１２のＹ軸に
沿って進む。ＣＭＭが発生したＹ軸指示値とレーザ干渉
計の指示値が機械制御器１８の制御の下に５０ｍｍ間隔
で得られる。このようにして、Ｙ軸に沿う全移動範囲に
対してＹピッチについて類似のデータ表が発生される。

ブロック５２においては、Ｘロール（誤差）データをブ
ロック４８で得たやシ方とほとんど同じゃυ方で２ピツ
チ（誤差）データＡ（Ｚ）が決定される。２軸運動の全
範囲に対して２軸移動の５０ｍｍ間隔で誤差データを得
るだめに電子水準器が用いられる。

ブロック５４においては、し〜ザ角度干渉計用を用いて
、Ｘ軸に沿う５０ｍ間隔でＸピッチ（誤差）データＢ　
（ｘ）を決定することにより誤差データ表を発生する。

ブロック５６においては、Ｙ軸運動の５０ｍｍ間隔でＸ
ロール（誤差）データＢ（ｙ）を電子水準器を用いて決
定する。

ブロック５８においては、２軸運動の５０ｍｍ間隔で２
ヨウ（誤差）データＢ　（ｚ）を電子水準器を用いて決
定する。

ブロック６０においては、Ｘ軸運動の５０ｍｍ間隔でＸ
ヨウ（誤差）データＣ（ｘ）をレーザ角度干渉計を用い
て決定する。

次に第４Ｂ図を参照する。ブロック６２においては、Ｙ
軸運動の５０ｍｍ間隔でＹヨウ（誤差）データＣ（ｙ）
をレーザ角度干渉計を用いて決定する。

ブロック６４においては、２軸運動の５０ｍｍ間隔で２
０−ル（誤差）データＣ（ｚ）を垂直直線縁部と、接触
プローブと、プローブ延長部とを用いて決定する。

ブロック４８〜６４において得たデータは典型的には弧
秒（アーク・セコンド）で測定され、後で明らかになる
ように１データを計算に使用できるようにするために、
表の形で格納する前に測定単位をラジアンに変えること
が好ましい。

ブロック６６においては、Ｘ軸運動の２５ｍｍ間隔で、
都合のよいＹ位置および２位置（台レベルが好ましい）
においてＸ尺度誤差データＸ（ｘ）をレーザ直線干渉計
を用いて決定する。次に、Ｘ１ａ８ｅｒ　　”ｍｐデー
タを、ブロック６６の右側の式で示されているように、
ｚ＝０位置とＹ＝０位置について修正する。このように
して、Ｘ尺度誤差データの表が発生される。

ブロック６８においては、全Ｙ軸に沿う２５ｍｍ間隔で
、レーザ直線干渉計からの指示値を用いることにより、
ブロック６６においてＸ尺度誤差データを発生したのと
類似のやり方で、Ｙ尺度誤差データの表が発生される。

ブロック７０においては、Ｚ軸に沿う２５ｍｍ間隔で、
レーザ直線干渉計からの指示値とＣＭＭが発生した２軸
指示値を用いることにより、２尺度誤差データが計算さ
れる。

ブロック７２においては、ある都合の良い２位置（台レ
ベルが好ましい）においてＸ！１ｑ１１運動の５０ｍｍ
間隔で指示値を与えるレーザ直線性干渉計を用いてＹ誤
差データ中のＸ直線性Ｙ（ｘ）が決定される。次に、Ｙ
（ｘ）ｌａｓ８ｒ−Ｙｍｐデータが、ブロック７２の右
側の式で示されているように、ｚ＝０位置について修正
される。ブロック７２の右側の式を解くことによりＹ誤
差データ中のＸ直線性についてのデータ表が発生された
後で、最少二乗最適線がデータ点に適用され、その最適
線からのそれらのデータ点の距離が決定されることによ
り、最適線を中心としてＹ　（ｘ）を正規化する。

ブロック７４．７６．７８においては、２誤差データ中
のＸ直線性と、Ｘ誤差データ中のＹ直線性と、２誤差デ
ータ中のＹ直線性とが、ブロック７２におけるＹ誤差デ
ータ中のＸ直線性が発生されたのと同様のやシ方で発生
される。同様に、ブロック７４，７６．７８における誤
差データは、ブロック７２におけるのと同様にして、最
適線を中心として正規化される。

次に第４Ｃ図を参照する。ブロック８０においては、直
線縁部とプローブ金剛いることにより、Ｚ軸に沿う５０
ｍｍ測定間隔に沿ってＸ誤差データ中０２直線性Ｘ（ｚ
）が決定される。レーザ直線性干渉計を用いると２の移
動距離が制限される。

したがって、Ｘ誤差データ中の２直線性は、接触プロー
ブで直線縁部を測定する測定プロセッサ３６からのＸ軸
指示値Ｘ　ｍ　ｐの関数であｐ１対応する２軸指示値に
ついての２軸プローブオフセツトと２ヨウ（誤差）デー
タの積Ｓｚ・Ｂ　（ｚ）および５ｙ−Ｃ（ｚ）の関数で
ある。同様に、ブロック８０の右側の式を解いた後で、
最少二乗最適線が結果として得られたデータ点に適用さ
れ、その最適線からのデータ点の距離が計算されてから
表の形で格納される。

同様にして、ブロック８２においては、ブロック８０に
おいて計算したのと類似のやシ方で、Ｙ誤差データ中の
２直線性Ｙ（ｚ）が計算される。

ブロック８４においては、第４Ｃ図に示されている二次
方程式の解からｘ−ｙ直交度誤差データＰｙＸが決定さ
れる。二次方程式のＡ、Ｂ、Ｃの値は第１の方程式群に
よりＡ、Ｂ、Ｃについて与えられ、下記のようにして得
られる。ここで、第５Ａ図と第６図を８照する。ブロッ
ク８６においてボールバーがＸ−Ｙ平面内に互いに約９
０度の角度を成して２つの方向に置かれる。ブロック８
６での測定中は、各方向におけるボールバーの長さを決
定するために、ボールバーの端部における球の中心が計
算される。

ブロック８８においては、先に計算した補償データを用
いて４個の球の中心が補償される。

ブロック９０においては、各方向におけるボールバーの
長さが互いに等しくされる。そうすると、先に説明した
ように、Ｘ−Ｙ直交度係数が二次方程式となる。その二
次方程式の解は、ブロック９０に示すようにｘ−ｙ直交
歴係数Ｐｙｘ（ラジアン）を決定する。

ブロック９２においては、第６図に示すように、Ｘ−Ｙ
直交度係数が決定された後で、ブロック９４のＸ−Ｚ直
交度係数Ｐ２Ｋが計算される。方程式Ａ、Ｂ、Ｃの中間
の群を用いて二次方程式を解き、Ｘ−Ｚ直交度を決定す
る。第５Ｂ図を更に参照して、ボールバーがＸ−２平面
内の２つの方向に置かれ、ブロック８６．８Ｂ、９０．
９２が繰返えされる。

ブロック９６においては、ボールバーを、第５Ｃ図に示
すように、Ｚ−Ｙ平面内の２つの方向に置くことにより
、Ｙ−Ｚ直交度係数Ｐｚｙが同様にして計算される。二
次方程式を解いてＹ−Ｚ直交度係数を決定するために、
最も下のＡ、Ｂ、Ｃ方程式群が用いられる。

ブロック９８においては、接触プローブ１４をプローブ
軸２２の既知の末端部にまず取付けることにより、較正
球座標が決定される。較正球１００が装［１２の測定ボ
リューム１０２内の予め選択した場所においてワークテ
ーブル２６にねじこまれる。それから、プローブ１４が
球１００のいくつかの点に接触するように位置ぎめ装置
１２を動かす。ベクトルＢとＣのベクトル加算により球
座標が決定される。第７Ａ図に示すように、ベクトルＡ
はベクトルＢプラスベクトルＣに等しい。

再び第４Ｃ図を参照して、ブロック１０４においては先
に計算した補償データの全てを、測定プロセツサ３６で
使用するだめの書式（フォーマット）に変換する。

ブロック１０６においては、データはバックアップ用デ
ィスクに格納される。

ブロック１０８においては、データは測定プロセッサ（
ＭＰ）３６のメモリ１１０ヘダウンロードもされる。そ
のデータは、ＣＭＭｌｏの全測定ボリューム１０２に対
してＣＭＭｌｏを補償するために、ＣＭＭｌｏの動作中
に測定プロセッサ３６により用いられる。

プログラミングにおける専門家は不当な実験を行うこと
なしに、上記説明および図面を基にして上記較正機能を
実行するコンピュータ・プログラムを作成できる。

位置ぎめ装置１２の測定ボリューム１０２内の点の絶対
位置を決定するために、次に以前に格納されて、工場で
較正された機械特性すなわちデータを利用する方法およ
び装置が示されている第８図を参照する。一般に、測定
プロセッサ３６に格納されている、工場で較正された機
械特性は、Ｘ軸、Ｙ軸および２軸の理論的に真の軸系か
らのずれに関するＸ軸、Ｙ軸、２軸の運動を特徴づける
。

先に述べたように、予め較正された２１個の可能な幾何
学的誤差が存在する。それらの誤爾呑意の１つが系の性
能に及ぼす相対的な影響は種々の機械構造とともに変化
し、同じ構造の異なる機械の間でも異なる。

適切なソフトウェアを用いて測定プロセッサ３６はＣＭ
ＭＩ　　とインターフェイスされる。ブロック１１０は
ＭＰ　３６のメモリを表す。そのメモリには工場で較正
された機械特性す々わち軸修正データが表の形で格納さ
れる。ブロック１１２においては、測定プロセッサ３６
は、各機械軸センナからの実際の位置情報を捕えること
により現在のセンサ指示値についての機械特性を決定し
、その特定の位置における機械特性を記述する表に情報
を置くためにそれを用いる。

ブロック１１４においては、測定プロセッサ３６は機械
の帰還信号すなわち位置センサ信号と特性軸修正データ
を数学的に組合わせて、真の直交塵＝４３− 標系内でのプローブ１４の位置を記述する修正された１
組の座標値を発生する。

次に、種々の数式が示されている表を参照する。

これらの式は、修正されたｘ、ｙ、ｚの位置を得るため
に解かれる。たとえば、修正されたＸ読出し信号は、Ｘ
読出しの修正されてい々い値Ｘ　ｍ　ｐと、Ｘの特定の
値についてのＸ尺度誤差データｘｂ）と、Ｘ誤差データ
中の２直線性Ｘ　（ｚ）と、Ｘ誤差データ中のＹ直線性
Ｘ（Ｙ）と、２の対応する値と〔Ｘピッチ（誤差）デー
タ＋Ｙロール（誤差）データ＋ｚ−ｙ直交度係数〕との
積ｚ［ｎ（、ｄ＋ｎ（ｙ）＋Ｐ　　〕　と、修正されて
いないＹ値と〔Ｙヨウ（Ｘ誤差）データ＋Ｘ−Ｙ直交度係数〕との積ｙ（ｃ←）＋
Ｐｙｘ〕と、プローブオフセットの２成分と〔Ｘピッチ
（誤差）データ＋Ｙロール（誤差）データ＋２ヨウ（誤
差）データ〕との積Ｓｚ　ＣＢ（ト）十Ｂ（Ｙ）＋　Ｂ
　（ｚ）　］と、プローブオフセットＹ成分と〔Ｘヨウ
（誤差）データ＋２ヨウ（誤差）データ＋２０−ル（誤
差）データの積ｓｙ　ＣＣへ）＋０位）＋Ｃ（ｚ））の
関数である。同様にして、修正されたＹ値と２値が表の
残シの２つの図に示すようにして計算される。

表ｘＣ＝ＸＭＰ＋　ＸＸ）＋Ｘ（Ｚ）　＋　Ｘ（Ｙ）＋　
Ｚ　［Ｂ（ｘ）＋Ｂ（７）＋Ｐ２Ｘ〕−ＹＵＣ伐）＋Ｐ
ｙＸ〕＋５ｚＣＢω＋　ｎ（ｙ）＋　Ｂ（Ｚ）　）　−
Ｓｙ［Ｃ（ｘ）＋　ｃ（ｙ）＋　Ｃ（ｚ）：］Ｙ　ｃ　
＝ＹＭ　Ｐ　＋　ｙ（ｙ）　＋　Ｙ（ｘ）　＋　Ｙ（ｚ
）　　Ｚ　ＣＡ（ｘ）　”　Ａ（７）”　ｐｚｙ’：＋
　”　ＳｘＣＣ（ｘ）　＋　Ｃ（ｙ）　＋　、Ｃ（ｚ）
　］　−ｏ　ｚ　ＣＡ（ｘ）　十Ａ　Ｃ）　”　Ａ（ｚ
）　］Ｚｃ　＝　ＺＭＰ＋Ｚ（Ｚ）”　Ｚ（ｙ）＋　Ｚ
（ｘ）＋　Ｙ−Ａ（ｘ）＋Ｓｙ’　ＣＡ（ｘ）　”　Ａ
Ｃｙ）　＋Ａ（ｚ）　］　　Ｓ　ｘ　ＣＢ　（ｘ）＋　
Ｂ（ｙ）　＋　Ｂ（ｚ）　）本発明を使用して得られる利点は数多くある。

たとえば、より正確なＣＭＭを低コストで得られる。ま
た、本発明の装置は機械の機械的微調整における最後の
機械組立てに必要な入時間を減少し、かつＣＭＭの多く
の個々の部品の製作誤差を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が用いられる典型的なＣＭＭの斜視図、
第２図は第１図に示されている三次元座標系を示し、第
３図はＣＭＭを自動的に較正する装置のブロック図、第
４Ａ図〜第４Ｃ図はＣＭＭを較正するために第３図の装
置により行われる各種のステップを示す流れ図、第５Ａ
図〜第５Ｃ図はＣＭＭの各座標平面内での、ボールバー
のような加工物の２つの異なる位置を示し、第６図はＣ
ＭＭの面角度を決定するために行われる各種の動作ステ
ップを示す流れ図、第７Ａ図および第７Ｂ図は三次元座
標系と第１図のｅＭＭの測定ボリュームをプローブ副座
標系とともに示し、第８図はＣＭＭの測定ボリューム内
の位置を決定する方法および装置を示すブロック図であ
る。１０・・・舎ＣＭＭ１１２ｅ・・・位置ぎめ装置、１４
・・・・プローブ、１６・・・・制御装置、１８・・・
φ機械制御、２０．３４・・・・コンピュータ装置、２
２−−−・プローブ軸、３０．３２・・・・キャリッジ
、３６・・・・測定プロセッサ、１０２・・・・測定ボ
リューム。特許出願人　　ザ・ワーナー・アンド・スウエーシイ・
カンバニイ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定ボリューム（１０２）を有し、３本の運動軸
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を有するプローブ軸（２２）と、このプ
ローブ軸の末端部に支持されたプローブと、座標測定機
の座標フレーム内での各運動軸についてのプローブの位
置の決定において位置信号を与える装置と、位置信号を
受け、プローブの位置を識別する座標測定信号を与える
制御器（３６）とを含む座標測定機（１０）を較正する
方法であつて、座標フレーム内で位置信号を発生するよ
うに、各運動軸の長手方向に沿つて第１の所定位置から
他の複数の所定位置へ動かす過程（第４Ａ図〜第４Ｃ図
）と、測定された較正データを得るために、各所定位置
において標準軸系を有する標準座標フレーム内で座標測
定機の位置を測定する過程（第４Ａ図〜第４Ｃ図）と、
位置信号と較正データを処理する過程であつて、各前記
所定位置について修正データを得るために位置信号と較
正データを相関させる過程を含む処理過程（第４Ａ図〜
第４Ｃ図）と、全測定ボリュームに対して座標測定機を
補償するためにその動作中に制御器が利用できる形で軸
修正データを格納する過程（１０８）とを備える座標測
定機を較正する方法において、（ａ）座標測定機上の第
１の一対の運動軸により定められた平面内の第１の位置
に、ある距離だけ隔てられている２つの端部を有する加
工物を取付ける過程（第５Ａ図）と、（ｂ）加工物を前記平面内の第２の位置へ動かす過程（
第５Ａ図）と、（ｃ）各位置における加工物の端部により定められた位
置を表す座標データを座標測定機が発生するようにプロ
ーブを動かす過程（８６）と、（ｄ）第２の一対の運動
軸と第３の一対の運動軸について過程（ａ）〜（ｃ）を
繰返えす過程と、を備えることを特徴とする座標測定機
を較正する方法。
（２）測定ボリューム（１０２）を有し、３本の運動軸
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を有するプローブ軸（２２）と、このプ
ローブ軸の末端部に支持されたプローブと、座標測定機
の座標フレーム内での各運動軸についてのプローブの位
置の決定において位置信号を与える装置と、位置信号を
受け、プローブの位置を識別する座標測定信号を与える
制御器（３６）とを含む座標測定機（１０）を較正する
装置であつて、測定された較正データを得るために、各
所定位置において標準軸系を有する標準座標フレーム内
で座標測定機の位置を測定する少くとも１つの較正器（
３２）と、位置信号と較正データを処理するデータ処理
器（３４）とを備える座標測定機（１０）を較正する装
置において、データ処理器は、各前記所定位置について軸修正データ
を得るために位置信号と較正データを相関させる手段（
第４Ａ図〜第４Ｃ図）と、全測定ボリュームについてＣＭＭを補償するためにＣＭ
Ｍの動作中に制御器が利用できる形で軸修正データを格
納する格納手段（１１０）とを備えることを特徴とする
座標測定機を較正する装置。
（３）請求項１または２記載の発明であつて、前記軸修
正データは、各軸ごとについて各軸を中心とする角回転
の量を表す９組の補償された回転データ（４８〜６４）
と、三対の軸の直交性を表す正方形度データ（８４、９
４、９６）と、前記軸についての６組の正規化された直
線度データ（７２〜８２）と、装置における誤差を表す
３組のスケール誤差データ（６６、６８、７０）とを含
むことを特徴とする発明。
（４）請求項１記載の方法であつて、前記処理過程は軸
の直交性を表す正方形度データ（８４、９４、９６）を
更に与えることを特徴とする方法。
（５）請求項１記載の方法であつて、加工物は固定され
た距離だけ隔てられた第１の端部と第２の端部を有する
ボールバーであり、座標データがボールバーの端部によ
り定められた位置を表すように、プローブをボールバー
の両端部に結合することにより過程（ｃ）を行うことを
特徴とする方法。
（６）請求項１または５記載の方法であつて、前記処理
過程は座標データから各平面についての正方形度を計算
する過程（９０）を含むことを特徴とする方法。
（７）請求項１記載の方法であつて、座標測定機の測定ボリューム内の所定の場所に第２の加
工物を取付ける過程（第７Ａ図）と、第２の加工物の位
置を表す座標データを座標測定機が発生するようにプロ
ーブを動かす過程（８６）とを備えることを特徴とする方法。
（８）請求項７記載の方法であつて、第２の加工物は較
正球（１００）を備え、プローブをその較正球上の複数
の位置へプローブを結合することにより動かす過程を行
うことを特徴とする方法。
（９）請求項８記載の方法であつて、前記処理過程は座
標データから較正座標を較正する過程を含むことを特徴
とする方法。