CN106323165B - 物体的至少一个尺寸的测量方法 - Google Patents

Abstract

测量具有第一轴(2)的物体(1)的至少一个尺寸(L)的方法，该方法包括使用包括光学传感器(111)并且具有第二光轴(113)的第一光学系统(11)，该测量方法包括：当物体相对于第一光学系统运动、尤其是第一轴相对于第二光轴角运动和/或物体绕第一轴旋转运动和/或物体沿着第二光轴平移运动时，从光学传感器获取至少一系列数据的步骤，以及处理至少一系列数据以量化所述至少一个尺寸的步骤。

Description

物体的至少一个尺寸的测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量物体的至少一个尺寸的光学方法。本发明还涉及一种使用所述测量方法制造物体的方法、尤其是加工方法。本发明进一步涉及一种通过上面提及的制造方法生产的物体。本发明最后涉及一种包括所述物体的钟表机芯或钟表、尤其是腕表。

背景技术

机床的发展目标在于通过减少加工误差来提高精度。作为许多示例的其中一个，可以以机械钟表为例，其目标仍然且始终是为了提高部件的制造精度，以便提高机芯性能和组装生产线的生产能力。其他示例涉及汽车、医药、航天、航空和电子工业。

对改进的这种探索由于机床的工作条件而变得困难。对于不管是凸轮式还是数控棒材车床来说尤其如此，而且对所有其他使用移除材料的工序、特别是通过形成切屑进行的移除材料的工序的机器来说也是如此。通过通常的方式，比如优化导向件的架构或精度，来进一步改善这些机器的内在精度已经证实是困难的。事实上，残余加工误差，比如由于热变形、静态变形、移动元件(支撑工具的设备)的非重复定位以及工具的磨损引起的误差，已经到达最小阈值，其似乎很难逾越。然而这些残余误差对某些应用、如制表来说仍然太大。

机床不能很好地通过安装原位传感器来改善性能，因为后者被产生切削液和切屑的恶劣环境所严重损害。先前已经检验了许多方式在生产过程中使用测量工件的传感器、测量工具的位置或机器的特定移动元件的位置的传感器来改善重复性能，并且随后采用这些测量结果来实时控制或校正机器。

机床，如棒材车床(另如车床、连续自动工作机床等)总体上包括一个或多个用于校正工件生产过程中发现的加工误差的设备。这些设备就数控机床来说是数字工具校正器，或者就凸轮式机床来说是螺旋测微器。总体上通过在生产线上监控机器的工作人员来手动地进行校正。

存在用于测量移动机器元件的各种系统，如安装在机器的转轴上的位置传感器，举例而言，例如LVDT感应传感器或光学尺。然而这些传感器不测量所制造的工件的尺寸。

也存在直接测量工件的解决方案，举例而言，如激光光栅，或其他光学测量系统，或使用其他物理原理的系统。原则上，这类测量通过触发接触来工作。测量结果随后在机床的轴跟踪系统上“读取”。这种借助轴跟踪传感器的测量手段并不能获得需要的性能。另外，在小工件的情况下，这些解决方案的大部分是十分“侵害性”的，因此尤其难以实施。

总而言之，由于它们固有的缺点，这些测量方案都不能获得精确测量物体、尤其是毫米级旋转物体类型的钟表部件的大小或尺寸(直径、长度)所必需的分辨率和重复性。

文献JP2008102040描述了一种用于通过旋转工件来测量圆柱形工件的各个部分的直径和同心度的测量设备。没有给出关于在光学系统中定位工件的信息。

文献FR2646904描述了一种通过垂直位移和旋转中的位移来沿着物体测量圆柱形物体的直径的方法。使用了照明系统和一维式探测器。没有具体提及在系统中定位物体。

文献US2002041381描述了一种通过一个是一维式、另一个是二维式的两个传感器的组合来在远心式光学系统中测量圆柱形物体的直径和同心度的设备。在系统中定位物体不是此文献中的主题。

文献US2012194673描述了一种带有工作台的反射显微镜式测量系统，该工作台能沿着光轴移动，以采集不同工作距离处的一系列图像。该一系列图像能够确定各级工件的焦点。然后在每个感兴趣的位置z处获取图像，以用于测量感兴趣的尺寸。

发明内容

本发明的目标在于提供一种测量方法，其能够提高制造的物体、特别是通过移除材料或通过沉积材料制造的物体的测量精度。具体地，本发明提出了一种方法，其能够对小尺寸物体的尺寸实施快速、精确和可靠的测量，即，使对物体尺寸的测量更简单和更可靠。另外，本发明提出了一种方法，其能够在生产环境中、在加工液中或在相容的液体中同时且快速对同一物体的多个尺寸产生精确的测量，而不需要预先清洁物体。

权利要求1限定了根据本发明的一种测量方法。

从属权利要求2至6限定了所述方法的各种实施方式。

权利要求7限定了根据本发明的一种测量设备。

从属权利要求8至10限定了所述测量设备的各种实施方式。

权利要求11限定了根据本发明的一种测量方法。

权利要求12限定了根据本发明的一种测量设备。

权利要求13限定了根据本发明的一种制造方法。

权利要求14限定了根据本发明的一种物体。

权利要求15限定了根据本发明的一种钟表机芯或钟表。

附图说明

附图以示例的方式展现了根据本发明的设备的一个实施方式以及根据本发明的测量方法的一个实施方式。

图1是根据本发明的设备的一个实施方式的示意图。

图2是安装在测量支撑件上的、要加工的工件的侧视图。

图3是表示在表观测量上的工作距离的效果的示意图。

图4是表示在表观测量上的倾斜的效果的示意图。

图5是表示在表观测量上的倾斜和工作距离结合的效果的示意图。

图6是根据本发明的测量方法的一个实施方式的流程图。

图7是根据本发明的钟表的第一实施方式的示意图。

图8是根据本发明的钟表的第二实施方式的示意图。

具体实施方式

下文参照图1描述用于测量物体1或工件的尺寸L的设备100的一个实施方式。该设备和稍后描述的测量方法特别适合于测量小部件，尤其是毫米级旋转物体、尤其是小于10mm，并能用于机床类型的环境中。该设备和该方法特别适合于测量钟表部件的尺寸。

假定所述物体具有第一轴2，例如旋转轴。所述设备包括：

-第一光学系统11，其具有在下文中称为第二光轴113的光轴113，并且包括光学传感器111，其优选地与透镜112相关联；

-用于从光学传感器采集数据的元件31；

-用于处理数据的元件32；

-用于使物体相对于第一光学系统移动的致动器41或元件，其尤其是用于第一轴相对于第二光轴角运动的元件和/或用于物体绕第一轴旋转运动的元件和/或用于物体沿着第二光轴平移运动的元件。

取而代之或除此之外，除了包括与透镜112相关联的光学传感器111的第一光学系统11以外，用于测量物体1的尺寸L的设备还包括：

-用于容纳液体22、尤其是加工液或具有相似化学性质的液体的容器21，该容器具有至少一个透明壁211。

测量设备有利地包括具有光轴123的准直光源，光轴123在下文中称为第三光轴123，或包括远心照明第二光学系统12，远心照明第二光学系统12包括与具有光轴123的远心透镜122相关联的光源121，光轴123在下文中称为第三光轴123、尤其是与第二光轴一致的第三光轴。

光学传感器可以是二维光学传感器或CMOS摄影机或CCD摄影机。

第一轴和第二光轴有利的是正交或大体上正交的。

光学传感器111有利的是与远心透镜112相关联的。

测量设备设计为能够在空气中或与加工环境相容的环境中起作用。更准确地说，测量设备能够实现涉及物体相对于2D远心光学传感器的测量平面的运动的动态测量。测量设备设计为在物体在户外或物体浸没于液体中时起作用。物体可以由操控器支撑，该操控器允许物体相对于传感器的测量平面的相对运动。例如，当光学传感器或测量设备安装在使得它能够相对于工件而移动测量平面的运动元件41或致动器上时，物体也能由机床的转轴或保持设备保持。可替代地，物体能在空气中或在液池中自由移动，而不是在测量时被保持。

测量设备能由液体填充，尤其是不会弱化测量结果的切削油或加工液或与加工液相容或具有相同性质的其他液体，假设该液体是清洁且同质的。这通过大体上或完全相同的透明壁211、212、尤其是由置于容器每侧上的光学玻璃板形成的透明壁211、212来实现。因此，从折射率的角度看设备变成对称的，其效果是光进入容器所承受的所有光学改变在离开设备时得以校正。

处理元件32包括处理器321和存储器322。处理元件也可包括用于控制致动器41的元件。

测量设备也可包括人机界面33。处理元件32然后连接到人机界面33。该界面尤其是包括用于显示尺寸L的计算或确定值的元件。该元件也可显示其他任意数据，尤其是尺寸和/或多个尺寸和/或校准标准的表观值。该人机界面还可包括用于捕获数据和命令的元件。

采集元件和/或处理元件可在计算机中实现。特别地，采集元件可包括第一软件模块和/或处理元件可包括第二软件模块。人机界面33可以是计算机的人机界面。

在下文中参照附图3至图6描述测量物体1的尺寸L的方法的一个实施方式。

假定该物体具有第一轴2，尤其是旋转轴。

该方法包括使用上面描述的测量设备，尤其是使用包括光学传感器111并且具有第二光轴113的第一光学系统11。第一光学系统适应于在传感器111上形成物体的清晰图像。

因此，在该方法的第一步骤510中设置测量设备100。测量设备可设置在原位，即相对于工件放置和/或定位，而不需要相对于被修正的机器设置工件，工件在机器上就位，以在其上通过移除材料或通过沉积材料成形。可替代地，测量设备可被设置为使得工件能在通过移除材料或通过沉积材料被成形后得以测量，例如，在一个或多个后续工件的成形期间。特别地，机器可以是机床，尤其是棒材车床。

应该注意，可以在机器上修正工件的过程中的任意时间来执行设置测量设备的步骤。甚至可在工件在机器上进行修正之前来执行该步骤。取而代之或除此之外，可在工件在机器上修正的两个阶段之间来执行该步骤，例如在两个加工阶段之间。取而代之或除此之外，可在工件在机器上进行一个或多个修正阶段之后来执行该步骤。可替代地，一旦加工已完成且工件已从机器移除，就可执行设置测量设备的步骤。

在此步骤510期间，有利地在该测量设备的容器中放置有液体，如加工液、清洗液或具有相似化学性质和/或相容性质的液体，即，不会影响工件或不会影响在工件浸没在此液体中后在机器上进行的成形工件的工序的液体。测量设备相对于工件和/或机器放置，使得工件浸没于容器的液体中。该液体的性质优选地使得工件能浸没于该液体中而无须预先清洁该工件。

例如，工件是由一个或多个芯棒和/或一个或多个夹钳和/或一个或多个转轴和/或保持系统来保持，举例而言，保持系统例如真空保持系统。

在第二步骤520中，工件继续移动或相对于测量设备被移动，尤其是相对于第一光学系统被移动。该运动有利地包括工件绕第一轴2的旋转。工件的这种运动优选地是由上面提到的芯棒或多个芯棒和/或夹钳或多个夹钳和/或转轴或多个转轴和/或保持系统的旋转产生的。例如，这种运动由机器产生。可替代地，这种运动由与机器相关联的辅助设备产生。取而代之或除此之外，设备使得测量设备相对于工件移动。

除此之外，工件可移动，使得它的第一轴2相对于第二光轴113成角度地位移，尤其是围绕第四轴3或围绕大体上与此第四轴3平行的轴位移。这种运动优选地包括成角度地扫描扇区，使得在此扫描期间第一轴2和第二光轴113至少暂时正交。例如，这种运动由机器产生。可替代地，这种运动由与机器相关联的辅助设备产生。取而代之或除此之外，致动器41能使得测量设备相对于工件移动。

并且除此之外，工件可相对于测量设备、特别是相对于第一光学系统11沿着第二光轴113平移移动。这种运动优选地包括节段的扫描，使得在此扫描期间工件至少暂时与第一光学系统11处于最优工作距离。例如，这种运动由机器产生。可替代地，这种运动由与机器相关联的辅助设备产生。取而代之或除此之外，测量设备的致动器41可允许测量设备相对于工件的运动。

在第三步骤530中，如上所述，当物体相对于第一光学系统运动时，采集来自于光学传感器的至少一系列数据。事实上，在不同时间、在光学传感器111的不同像素水平上接收的照明数据被发送至数据采集元件31。在此采集元件的输出处获得至少一系列数据，该至少一系列数据包含要求量化的至少一个尺寸L的许多表观尺寸或值。本领域技术人员都知悉在此采集元件的水平上执行的处理。这能够确定分隔对应于工件的两个边缘或两个特征元件的图像的、光学传感器的两个像素的距离，并且，从该距离可以推导出该光学系统、尤其是透镜112给出的工件尺寸的表观值。换句话说，一系列数据对应于尺寸的一系列表观值，该一系列表观值对应于工件相对于第一光学系统的不同位置。

有利地，在步骤530期间，用于使物体相对于第一光学系统移动的元件41允许以恒定或大体上恒定的速度移动该物体。优选地，用于使物体相对于第一光学系统移动的元件41不是步进致动器或使用作为步进电机的致动器。在步骤530中，当物体相对于第一光学系统运动时，采集来自于光学传感器的至少一系列数据。然而，当物体不动时不采集数据，该物体在采集数据的两个连续的阶段之间移动。

在此第三步骤中，因此，当物体浸没于液体22中时有利地获得至少一系列数据。因此通过容器21的壁211并且通过液体获得了数据。如果第二光学系统12存在，则光线也穿过容器的壁212。

除此之外，获取数据的步骤还包括获取与校准标准91，92或针规有关的至少一个第二系列数据。该第二系列数据涉及因此可精确获知的校准尺寸，并且在随后的处理步骤中能够校正包含至少一个尺寸L的多个表观值的一系列数据。

获取数据的步骤有利地包括获取与物体的至少一个额外尺寸L’，L”…相关的至少一系列额外数据。该至少一系列额外数据可涉及物体的任意尺寸，如直径、长度、宽度、厚度、深度、高度，其包含尺寸的多个表观值。本发明的决定性优点在于能够在获取数据的同一步骤中获得与同一尺寸相关和/或与不同尺寸相关的多个系列的数据，并且因此能够在单个步骤中确定多个尺寸。

在第四步骤540中，处理至少一系列数据来量化所述尺寸L。该处理包括通过基于先前获得的尺寸L的表观值的计算来确定尺寸L的值。

该计算可包括计算表观值的平均值，特别地，处理步骤之后确定或计算的值可以是该系列数据的表观值的平均值。

取而代之或除此之外，该计算可包括该表观值的插值、尤其是多项式插值，和/或局部极值提取。本领域技术人员知悉这些计算。

取而代之或除此之外，该计算可包括在涉及因此而精确获知的校准尺寸的第二系列数据的基础上校正表观值。

可选择地，在额外步骤中，尺寸L或不同尺寸的值可用于控制机床，即，校正加工参数，以使用伺服控制环或闭环来更好地定位所需要的尺寸值。

因此，根据以下原则实现测量：

·工件相对于与第一光学系统11相关联的测量平面4(并对应于理想工作距离)移动，使得该工件穿过“完美位置”，即，具有要在测量平面4中测量的尺寸。

·贯穿运动序列，测量设备的传感器采集了多个图像(例如，每秒30个图像)并且采集元件提取所需要的表观值(表观尺寸)。

·处理元件确定作为工件相对于测量设备的运动参数的函数的表观值的演化，并且随后进行数字调整(拟合)，例如根据情况使用二次、四次、六次或八次多项式近似。

·演化函数，即，将表观值与反映了工件相对于测量设备的位置的数据相连接的关系，其以极值为特征。极值的值从多项式近似中提取并随后作为保留的测量值，即，尺寸的测量结果。

在动态运动中测量工件能够避免在光场中定位工件的误差，其主要有两个类型：

I.作为工作距离的函数的表观值的失真；

II.由光场中的定向所引起的工件的翘曲(要测量的尺寸不垂直于用于测量的光线的方向)。

这些不同效果在图3至图5中示出并将稍后被更加详细地描述。

可在媒介中完成测量，该媒介能够缓解与工件上和测量系统的镜片上产生的液膜相关的问题。像加工期间和加工之后的情况那样，如果被液体覆盖，那么将要测量的工件引入到充满了液体的、测量设备的容器中能够避免必须清洁和干燥该工件。

该测量方法有利地使用了第一光学系统11，该第一光学系统11包括与透镜112相关联的光学传感器111以及容器21，该容器21容纳了加工液22或具有相似化学性质的液体，并且物体浸没于其中。因此，该测量方法有利地包括通过容器的壁211和液体采集尺寸数据。

进一步有利地，该测量方法包括使用具有第三光轴123的校准光源或远心照明第二光学系统12，该远心照明第二光学系统12包括与远心透镜122相关联的光源121，该远心透镜122具有第三光轴123。校准光源或第二光学系统能够使用平行光线创建光场。置于该场中的物体阻挡了光线，因此在传感器111的水平上形成了轮廓图像。

本发明还涉及制造物体的方法，包括使用上面描述的测量方法和/或使用上面描述的测量设备。本发明因此也涉及使用根据本发明的测量方法和/或根据本发明的制造设备的制造方法。

本发明还涉及使用上面描述的制造方法生产的物体1或工件1。

本发明最后涉及包括上面描述的物体或工件的钟表机芯110或钟表120，特别是腕表。图7和图8概括地示出根据本发明的钟表的第一和第二实施方式。

因此，解决方案与加工环境(切削液)相容并能够在几秒钟之内、在原位或在离开机器后快速地测量所加工的工件的直径和长度，其具有0.015μm级别的分辨率，以及±0.2至0.5μm级别的重复性。

已进行了两种类型的设备的试验：

-Keyence TM-006设备，其包括具有0.4X的放大率和直径为6mm的相应的光场的远心镜片；

-能够整合三种放大率0.5X、1X和2X的设备，其产生从14×10.7mm至3.6×2.7mm的三种光场尺寸，其具有1628×1238像素(二百万像素)的摄像机和稳定的绿色LED照明。

试验台用于所使用的不同设备的第一表征，并用来表征测量环境的效果，该测量环境即是空气、切削液和苯类型清洁产品。工件1由两个校准直径的夹钳91和92保持，其作为校准标准并能够实施与如图2中展示的工件的测量同步的参照测量。

测量稳定性结果确认测量的高斯统计特性，这能够使用来自多个图像的平均值作为尺寸测量结果。获得±0.1μm的长期稳定性(直径测量标准差为3sigma)。重复性试验的结果包含±0.1μm以下的值。

在具有巴索(Blasomill)B22类型的加工液的测量设备中的切削液的存在的影响的表征能够确定加工液的存在弱化了测量，但是是完全可接受的。根据平均在60个图像上的测量结果，即使使用原则上对微粒的存在最敏感的2X的最大放大率，在某些情况下也几乎察觉不到液体存在的影响。

图2示出了发条轴，其是使用上面所描述的测量设备来测量的物体的典型示例。需要注意可测量的物体的以下典型特征：

-物体的从1mm至20mm的尺寸；

-从±1至±50μm的尺寸公差范围；

-待测的特征的广泛类型：长度、跨度、直径、倒角、面积，工件、尤其是旋转工件外缘处的凸出元件的存在(例如钩)等等。

通过不同平均值并且在不同环境中得出的测量显示出所测量的值(通过图像分析提取的)是有噪声的，其具有高斯分布。离差很小，远远小于1μm。从15个测量结果的平均来看，静态重复性(即没有工件移动的重复性，测量间隔为60秒)达到低于0.1μm的范围。

能够在空气中或在充满液体、尤其是加工或清洁液的容器中测量工件，而不会使该测量设备的性能严重减弱。

液体的影响在离差水平上是可察觉的，其平均增加了50％。静态重复性保持在完全可接受的水平内。在测量值的水平上，校准后的结果几乎与在空气中的相同。

如果改变工件相对于测量设备的位置，则测量值穿过最优值，最优值就是该术语的几何意义上的“真实值”(即具有修整和光学聚焦)。这能够避免定位工件引起的误差。校正值在该术语的度量衡意义上能够通过校准设备获得。例如，为达到此目的，可预先和/或事后校准设备，并可同时测量针规或校准标准91，92。

作为工作距离的函数的值的失真效应示出在图3中。当测量发条轴的至少一个尺寸L时，该附图表明在横轴上的工作距离WD(相对于理想工作距离表示)和在纵轴上的、所测量的表观值。

工件的翘曲效应是由待测尺寸不垂直于测量使用的光场的光线而引起的。该尺寸或尺寸L的表观尺寸Lm通过下面的方程式限定，其为待测尺寸和垂直于光轴的方向形成的角度α与在该尺寸水平上的工件深度P的函数：

Lm(α)＝L·cos(|α|)+P·sin(|α|)。

所测量的尺寸取决于上面提到的效应，该效应是线性结合的，即，是叠加的：

在最优工作距离处的最大值或最小值；

在零倾角处的最小值或最大值。

图4表示对于测量结果的几何效应(由工件的倾角T引起的)和工作距离WD的效应的示例。该效应被表示为相对于标准值的长度差，其作为在横轴上绘出的工件倾角和在纵轴上绘出的工作距离的函数。

因此可见，测量设备尤其能够确定小型钟表部件的直径和长度。测量是快捷而可靠的，尤其是归因于工件相对于设备的光场运动时的尺寸的图像采集和动态测量。随后通过处理作用于各个图像上的测量结果来确定精确的尺寸。在最后的分析中，基于许多模糊图像，测量设备能够通过对每个待测尺寸的清晰图像进行的数字处理来从中推导。换句话说，对于同一尺寸，从光学传感器获得了限定了该尺寸的多个不同值的一系列数据。处理该系列数据来获得尺寸的精确值。

可选择光学系统的放大率，使得传感器能够获得整个物体的图像，而无需移动该物体或该传感器。可替代地，可选择光学系统的放大率，使得传感器能够获得物体的一部分的图像，该部分包括要求测量的关键尺寸。

如先前所述，可在液池中实现测量，例如加工液池，这大大简化了设备在工业生产环境中的使用.

测量原理可特别应用于圆柱对称的旋转部件。也可以设想通过部件围绕其对称轴的旋转来确定该工件的同心度，同样地确定非圆柱或非对称部分的尺寸，如发条轴的面积或钩。对其他类型工件的测量当然也是可能的。

在本发明的所有实施方式中，光学传感器可以是二维光学传感器或CMOS摄像机或CCD摄像机。

在本发明的所有实施方式中，获取数据的步骤可包括获取与校准标准91，92或针规相关的至少一系列数据。

在本发明的所有实施方式中，处理可包括通过基于尺寸的表观值的致动来确定尺寸的值，使用与校准标准91，92或针规相关的至少一系列数据。

在全文中，“物体的尺寸”特别指它的长度，或它的宽度，或它的深度，或它的厚度，或它的高度，或在它是具有旋转形状的物体的情况下它的直径。

所提出的方案能够：

-避免机床的加工区域的不利环境，这通常减弱测量的精度和重复性。这是通过直接在液体中测量工件完成的，该液体是润滑液，或者是用于加工的加工液，或者是相容的或具有相似化学性质的其他液体。这一方法能够实现高质量的光学测量：使用加工液作为测量媒介避免了清洁工件的问题、源于待测工件上的界面问题(工件上的液膜的存在)的误差以及与在加工媒介中镜片的清洁度相关的问题；

-借助于使用高分辨率、高频率的摄像机和非常快速的图像分析智能，在每个时间间隔执行大量的测量(测量只需要十分之几秒)。特别是对于小型工件，这一原则能够仅保留每个要求的尺寸的平均值或优选地使用测量的数字拟合的曲线的值，或两种方法的结合。这确保了结果高度可靠；

-使用校准光源、与高分辨率、高频率CCD或CMOS摄像机耦合的远心透镜和用于操控工件的运动系统或能够对工件进行动态测量的传感器来测量工件的尺寸(如直径或长度)。动态测量和对数据的处理能够提取对应于工件的“完美”准直的测量值并且消除光学聚焦误差；

-基于单一系列的图像执行对尺寸的测量，而无需返回到特别是对应于理想的倾斜度和工作距离(焦平面和零倾斜度)的“完美”位置，来获得待测尺寸的最终值。在现有的测量机器中执行的这种重新定位通常需要很长时间，有损于机器的工作效率，并且因为有限精度和位移装置的滞后作用固有的定位误差，因此从来都不是完美的。这种重新定位误差导致待测尺寸的最终值的不可避免的测量误差；

-基于同一系列图像，通过对作为光场中的物体的位置(尤其是其倾斜度和工作距离)的函数的不同表观尺寸进行数字拟合，同时执行对物体的多个尺寸的测量。因此，不要求获得针对于待测的每一个尺寸的图像或一系列图像；

-实现0.015μm级别的分辨率。测量的分辨率取决于可行的光学放大率、摄像机的传感器的像素大小和灰度的数量。可通过改进摄像机(更高像素密度)和镜片质量来提高表示出的分辨率；

-通过周期性测量的在场参考来避免测量系统的任何偏差。测量的快速性事实上能够频繁地测量校准工件，并且从而阻止了测量设备本身的大部分潜在偏移(相对控制或测量)。因此获得相对于非常准确的校准参考的测量结果；

-测量方案尤其能够使用于任意去除材料的机床或任意沉积材料的机器中；

-测量方案也能够使用于机床的闭环伺服控制，以限制和校正测量尺寸和其设定点值之间的差异，而不管外部的干扰或偏移。

所述方法相对于现有设备的优点主要是：

-在移动中实施图像采集；

-图像采集(包括测量)是全范围的(无动态或图像相加)；

-相对于光学系统倾斜工件的可能性能够避免支撑件的需求；

-测量在与制造工序(材料的加工、沉积)相同的环境中进行。

所述方案还有另一重要优点：其能够同时测量许多尺寸，即，所述方法的单次使用能够产生许多系列数据，其中每个都与不同尺寸(长度、直径等等)相关。

工件的运动与持续的图像采集的结合能够控制：

-由工件产生的影响：工具的直径/长度比、半径、工具的磨损等等；

-通过寻求作为倾斜度的函数的最小或最大长度来测量长度。

Claims (28)

1.一种测量具有第一轴(2)的钟表部件(1)的至少一个尺寸(L)的测量方法，该测量方法包括第一光学系统(11)的使用，该第一光学系统(11)包括光学传感器(111)并且具有第二光轴(113)，该测量方法包括：

-当钟表部件相对于第一光学系统运动时，从光学传感器获取至少一系列数据的步骤；以及

-处理至少一系列数据以量化所述至少一个尺寸的步骤。

2.如权利要求1所述的测量方法，其中，光学传感器与第一远心透镜(112)相关联。

3.如权利要求1或2所述的测量方法，其中，该测量方法包括具有第三光轴(123)的校准光源的使用或远心照明第二光学系统(12)的使用，该远心照明第二光学系统(12)包括与第二远心透镜(122)相关联的光源(121)，该第二远心透镜(122)具有第三光轴(123)。

4.如权利要求1或2所述的测量方法，其中，一系列数据包括至少一个尺寸的多个表观值，和/或其中从光学传感器同时获得与多个尺寸有关的多个系列的数据。

5.如权利要求1或2所述的测量方法，其中，所述处理包括通过基于至少一个尺寸的表观值的计算来确定至少一个尺寸的值，该计算包括表观值的平均值的计算和/或包括表观值的插值的计算。

6.如权利要求1或2所述的测量方法，其中，在钟表部件浸没在液体(22)中时实施获取至少一系列数据的步骤，通过容器(21)的至少一个壁(211)并且通过液体获得该数据。

7.如权利要求1所述的测量方法，其中，所述运动是第一轴相对于第二光轴角运动和/或钟表部件绕第一轴旋转运动和/或钟表部件沿着第二光轴平移运动。

8.如权利要求3所述的测量方法，其中，第三光轴与第二光轴一致。

9.如权利要求4所述的测量方法，其中，该一系列数据的每个表观值与钟表部件相对于第一光学系统的给定的、唯一的位置相关联，所述数据是基于同一系列的图像和钟表部件相对于第一光学系统的同一运动相位。

10.如权利要求5所述的测量方法，其中，所述插值是多项式插值。

11.如权利要求6所述的测量方法，其中，所述液体是加工液或具有相似化学性质的液体。

12.一种用于测量具有第一轴(2)的钟表部件(1)的至少一个尺寸(L)的设备(100)，该设备包括：

-第一光学系统(11)，其包括光学传感器(111)，该光学传感器(111)与具有第二光轴(113)的第一远心透镜(112)相关联；

-用于从光学传感器采集数据的元件(31)；以及

-用于处理数据的元件(32)，

所述设备包括用于使钟表部件相对于第一光学系统移动的元件(41)。

13.如权利要求12所述的设备，其包括具有第三光轴(123)的校准光源或远心照明第二光学系统(12)，该远心照明第二光学系统(12)包括与第二远心透镜(122)相关联的光源(121)，该第二远心透镜(122)具有第三光轴(123)。

14.如权利要求12或13所述的设备，其中，第一轴和第二光轴正交。

15.如权利要求12或13所述的设备，其包括容器(21)，该容器(21)用于容纳液体，并且该容器具有至少一个透明壁(211)。

16.如权利要求12所述的设备，其中，所述用于使钟表部件相对于第一光学系统移动的元件(41)是用于第一轴相对于第二光轴角运动的元件和/或用于钟表部件绕第一轴旋转运动的元件和/或用于钟表部件沿着第二光轴平移运动的元件。

17.如权利要求13所述的设备，其中，第三光轴与第二光轴一致。

18.如权利要求15所述的设备，其中，所述液体是加工液或具有相似化学性质的液体。

19.一种测量通过支撑件连接到机器的钟表部件(1)的至少一个尺寸(L)的测量方法，该测量方法包括第一光学系统(11)的使用，该第一光学系统(11)包括与第一透镜相关联的光学传感器(111)和容器(21)，该容器(21)容纳液体(22)，钟表部件浸没于该液体中，所述测量方法包括在不预先从机器上移除钟表部件的情况下通过容器的至少一个壁(211)和液体采集代表至少一个尺寸的数据。

20.如权利要求19所述的测量方法，其中，所述机器是机床。

21.如权利要求19所述的测量方法，其中，所述液体是加工液或具有相似化学性质的液体。

22.一种用于测量钟表部件(1)的至少一个尺寸(L)的设备(100)，该设备包括：

-第一光学系统(11)，其包括与第一透镜相关联的光学传感器(111)；以及

-容器(21)，其用于容纳液体(22)，并且该容器具有至少一个透明壁(211)。

23.如权利要求22所述的设备，其中所述液体是加工液或具有相似化学性质的液体。

24.一种制造钟表部件的方法，该方法包括权利要求1至11或19-21中任意一项所述的测量方法的使用和/或权利要求12至18或22-23中任意一项所述的设备的使用。

25.一种钟表部件(1)，其使用权利要求24所述的方法制造。

26.一种钟表机芯(110)，其包括权利要求25所述的钟表部件(1)。

27.一种钟表(120)，其包括权利要求25所述的钟表部件(1)。

28.如权利要求27所述的钟表，其中，所述钟表是腕表。

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