CN108007342A - 控制系统、其控制方法及其记录介质 - Google Patents

控制系统、其控制方法及其记录介质 Download PDF

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Abstract

一种控制系统、其控制方法及其记录介质，其能够减小形状数据的大小。本发明是具有位移传感器(7)、驱动装置(30、40)以及PLC(1)的PLC系统(SYS)。PLC系统(SYS)获取根据测量间隔(测量记录位置)读取的位移传感器(7)的多个测量信息(一维信息)以及来自驱动装置(30、40)的多个位置信息作为线性测量数据，生成二维形状数据，并且根据一维信息和位置信息的组合的线性测量数据来生成二维形状数据，作为每个测量间隔的一维排列信息。

Description

控制系统、其控制方法及其记录介质
技术领域
本发明涉及用于测量对象物的形状的控制应用的控制系统、其控制方法及其记录介质。
背景技术
在许多生产现场中使用的机械、设备利用可编程控制器(Programmable LogicController；以下也称为PLC)等控制装置来进行控制。已知有使用这样的控制装置对测量装置进行控制从而测量对象物的形状的控制系统。例如，在专利文献1中公开了一种控制系统，其在测量装置中使用线传感器(二维位移)来测量对象物的形状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-103266号公报
发明内容
然而，在专利文献1中公开的控制系统中，利用线传感器(二维位移)测量的测量信息例如由X方向的位置信息和Z方向的高度信息构成。因此，在专利文献1中公开的控制系统中，在提高测量分辨率时，X方向的位置信息和Z方向的高度信息以测量数的乘数的形式增加，因此存在形状数据的大小变大的问题。其结果，导致大部分存储器容量被占或者导致两个形状的数据的比较等运算的负荷增加。
本发明的目的在于，提供能够减小形状数据的大小的控制系统、其控制方法及其程序。
根据本发明的一个方案，提供一种控制系统，其包括：测量装置，用于测量对象物的一维信息；驱动装置，使测量装置与对象物的相对位置发生变化；以及控制装置，为了基于在所述测量装置中测量的一维信息来获取对象物的二维形状或三维形状的信息，对测量装置和驱动装置进行控制，其中，控制装置具有：测量数据获取部，获取根据测量间隔读取的测量装置的多个一维信息以及来自驱动装置的多个位置信息作为测量数据；以及形状数据生成部，基于在测量数据获取部中获取的测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据，形状数据生成部根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成形状数据，作为每个测量间隔的一维排列信息。
优选地，还具有特征量运算部，该特征量运算部基于由形状数据生成部生成的形状数据，对对象物的特征量进行运算。
优选地，特征量运算部通过比较在形状数据生成部中生成的两个形状数据的一维排列信息，运算两个形状数据的比较结果作为特征量。
优选地，形状数据生成部能够对测量对象物的测量范围和测量间隔进行设定。
优选地，起到主装置功能的控制装置与起到从动装置功能的测量装置及驱动装置经由网络连接。
根据本发明的某个其它方案，提供一种控制装置的控制方法，该控制装置通过驱动装置使测量对象物的一维信息的测量装置与对象物的相对位置发生变化，并且为了基于在测量装置中测量的一维信息来获取对象物的二维形状或三维形状的信息，对测量装置和驱动装置进行控制，该控制方法包括：获取根据测量间隔读取的测量装置的多个一维信息以及来自驱动装置的多个位置信息作为测量数据的步骤；以及基于获取的测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据的步骤，在生成所述形状数据的步骤中，根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成形状数据，作为每个测量间隔的一维排列信息。
根据本发明的某个其它方案，提供一种控制装置的程序，该控制装置通过驱动装置使测量对象物的一维信息的测量装置与对象物的相对位置发生变化，并且为了基于在测量装置中测量的一维信息来获取对象物的二维形状或三维形状的信息，对测量装置和驱动装置进行控制，在控制装置的处理器中执行：对用于测量对象物的测量范围和测量间隔进行设定，获取对应设定的测量间隔读取的测量装置的多个一维信息以及来自驱动装置的多个位置信息作为测量数据的步骤；以及基于获取的测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据的步骤，在生成形状数据的步骤中，根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成形状数据，作为每个测量间隔的一维排列信息。
根据本技术的控制系统，能够根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成形状数据作为每个测量间隔的一维排列信息，因此与将测量数据直接作为形状数据的情况相比，能够减小形状数据的大小。
附图说明
图1是表示本实施方式的控制系统的概略结构的示意图。
图2是表示本实施方式的控制系统中的测量的结构的示意图。
图3是表示本实施方式的CPU单元的硬件结构的示意图。
图4是表示用本实施方式的CPU单元执行的软件结构的示意图。
图5是表示本实施方式的控制系统的功能结构的框图。
图6是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程的图。
图7是表示本实施方式的控制系统中的线性测量和二维形状数据生成的概况的示意图。
图8是用于对本实施方式的控制系统中的测量分辨率进行说明的图。
图9是用于对本实施方式的控制系统中的二维形状数据的等间隔化进行说明的图。
图10A～图10C是用于对本实施方式的控制系统中的特征量运算进行说明的图。
图11A～图11C是用于对本实施方式的控制系统中的特征量运算进行说明的图。
图12A～图12B是用于对本实施方式的控制系统中的控制的种类进行说明的图。
图13是表示本实施方式的控制系统的线性测量数据获取部的功能结构的功能框图。
图14是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程的图。
图15是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程的图。
图16是用于说明本实施方式的二维形状数据的比较运算的图。
附图标记的说明
1 PLC，2现场网络，3x、3z伺服马达驱动器，4x、4z伺服马达，5远程I/O终端，6控制器，7位移传感器，8 PLC支持装置，10连接电缆，11系统总线，12电源单元，13 CPU单元，14、53IO单元，15特殊单元，20测量装置，30、40驱动装置，31载台，51远程I/O终端总线，52通信耦合器，100微处理器，102芯片组，104主存储器，106非易失性存储器，160线性测量数据获取部，161线性测量数据制作部，162仿形控制部，162a目标位置计算部，162b命令轨迹计算部，170二维形状数据生成部，180特征量运算部，230控制程序，300可编程显示器。
具体实施方式
下面，参照附图对本实施方式详细说明。需要说明的是，图中相同符号表示相同或对应部分。
(A.控制系统的结构)
本实施方式的控制系统具有对测量装置和驱动装置进行控制而获取对象物的二维形状或三维形状的信息的控制功能。首先，参照图1，对作为本实施方式的控制系统的PLC系统SYS的结构进行说明。
图1是表示本实施方式的控制系统的概略结构的示意图。作为控制系统的PLC系统SYS包括：PLC1、伺服马达驱动器3x、3z、远程I/O终端5以及控制器6。伺服马达驱动器3x、3z、远程I/O终端5以及控制器6分别经由现场网络2与PLC1连接。另外，PLC1经由连接电缆10等与PLC支持装置连接；经由网络114与可编程显示器300连接。
控制器6连接有用于测量对象物的一维信息(例如，对象物的高度、至对象物的距离等信息)的位移传感器7。由控制器6和位移传感器7构成测量装置20。伺服马达驱动器3x驱动X轴的伺服马达4x。由伺服马达驱动器3x和伺服马达4x构成X轴的驱动装置30。伺服马达驱动器3z驱动Z轴的伺服马达4z。由伺服马达驱动器3z和伺服马达4z构成Z轴的驱动装置40。也可以使控制器6和位移传感器7一体地构成。
PLC系统SYS具有获取对象物的二维形状的信息的控制功能，在下面进行说明。首先，对PLC系统SYS中用于获取对象物的二维形状的信息的测量结构具体地说明。图2是表示本实施方式的控制系统中的测量结构的示意图。在图2中，为了使载放于载台31上的对象物A沿图中的X方向运行，在载台31设置驱动装置30，为了使位移传感器7自身沿图中的Z方向运行，在位移传感器7设置驱动装置40。通过在驱动装置30中使载台31沿X方向移动并且在驱动装置40中使位移传感器7自身沿Z方向移动，使测量装置20与对象物A的相对位置发生变化。
而且，为了获取来自位移传感器7的测量信息，将位移传感器7与控制器6连接。在控制器6获取的测量信息被送到PLC1，在PLC1中对测量信息进行如后述那样的处理。PLC1对驱动装置30、40发送位置命令，使其变更位移传感器7和载台31的位置。
返回图1，对各结构进一步详细说明。PLC1包括执行主要的运算处理的CPU单元13、一个以上的IO单元14、特殊单元15。这些单元经由PLC系统总线11能够互相交换数据。另外，利用电源单元12向这些单元提供合适的电压的电源。需要说明的是，作为PLC1来构成的各单元是PLC制造商提供的，因此PLC系统总线11通常由各个PLC制造商独自开发而被使用。与此相对，如后述那样，多数情况下对现场网络2公开其标准等，以便不同制造商的产品之间能够连接。
参照图3对CPU单元13的详细内容进行后述。IO单元14是关于一般的输入输出处理的单元，负责输入输出开启/关闭这样的经过二值化的数据。即，IO单元14对传感器是处于检测任何对象物的状态(开启)还是处于没有检测任何对象物的状态(关闭)的信息进行收集。另外，IO单元14对继电器、促动器这样的输出目的地输出用于激活的命令(开启)和用于不激活的命令(关闭)中的任一命令。
特殊单元15具有模拟数据的输入输出、温度控制、利用特定通信方式进行通信这种在IO单元14中不支持的功能。
现场网络2用于传输与CPU单元13交换的各种数据。作为现场网络2，典型地，可使用各种工业用以太网(注册商标)。作为工业用以太网(注册商标)，例如已知有EtherCAT(注册商标)、Profinet IRT，MECHATROLINK(注册商标)-III、Powerlink、SERCOS(注册商标)-III、CIP Motion等，可以采用其中的任一个。而且，也可使用除工业用以太网(注册商标)以外的现场网络。例如，在不进行动作控制的情况下，也可使用DeviceNet、CompoNet/IP(注册商标)等。在本实施方式的PLC系统SYS中，典型地举例示出将作为工业用以太网(注册商标)的EtherCAT(注册商标)用作现场网络2的情况的结构。
需要说明的是，在图1中例示了具有PLC系统总线11和现场网络2这两个的PLC系统SYS，但也可以采用仅搭载其中一个的系统结构。例如，也可以在现场网络2中连接所有单元。或者，也可以不使用现场网络2，将伺服马达驱动器3x、3z直接连接在PLC系统总线11上。而且，也可以将现场网络2的通信单元与PLC系统总线11连接，并且从CPU单元13经由该通信单元与连接在现场网络2上的设备之间进行通信。
伺服马达驱动器3x、3z在经由现场网络2与CPU单元13连接的同时，根据来自CPU单元13的命令值来驱动伺服马达4x、4z。更具体而言，伺服马达驱动器3x、3z从PLC1以固定周期接受位置命令、速度命令、力矩命令这样的命令值。另外，伺服马达驱动器3x、3z从连接在伺服马达4x、4z的轴上的位置传感器(旋转编码器)、力矩传感器这样的检测器获取位置、速度(典型地，由此次位置与上一次位置的差算出)、力矩这样的伺服马达4x、4z的动作的实际测量值。然后，伺服马达驱动器3x、3z将来自CPU单元13的命令值设定为目标值，并且将实际测量值作为反馈值，进行反馈控制。即，伺服马达驱动器3x、3z对用于以实际测量值接近目标值的方式驱动伺服马达4x、4z的电流进行调节。需要说明的是，伺服马达驱动器3x、3z有时也被称为伺服马达放大器。
另外，在图1中示出将伺服马达4x、4z和伺服马达驱动器3x、3z组合而成的系统例，但也可以采用其它结构、例如将脉冲马达和脉冲马达驱动器组合而成的系统。
位移传感器7是用于测定对象物A的一维信息(例如，高度信息)的传感器。对于位移传感器7，作为测定的方式，有使用磁场、光、声波的非接触式以及使用度盘式指示器、差动变压器等的接触式。而且，在使用光的位移传感器7中，有三角测量方式、共焦方式等。在本实施方式的位移传感器7中，以使用白色共焦点的非接触式位移传感器来进行说明。
在控制器6中，将在位移传感器7中测定的对象物A的一维信息转换为数字信息而输出到CPU单元13。需要说明的是，若位移传感器7是使用白色共焦点的非接触式位移传感器，则控制器6具有未图示的作为白色光源的白色LED(发光二极管，LightEmittingDiode)、分支光纤、分光器、摄像元件、控制电路部等。
载台31和位移传感器7安装在螺杆轴滑块上，通过驱动伺服马达4x、4z使该滑块移动。需要说明的是，不限于螺杆轴滑块，只要具有同样功能的结构即可，例如也可以在直线式滑块上安装载台31和位移传感器7。
在图1中所示的PLC系统SYS的现场网络2还连接有远程I/O终端5。远程I/O终端5基本上与IO单元14同样地进行关于一般的输入输出处理的处理。更具体而言，远程I/O终端5包括用于进行现场网络2中的数据传输的处理的通信耦合器52以及一个以上的IO单元53。这些单元经由远程I/O终端总线51能够互相交换数据。
在PLC系统SYS中，PLC1的CPU单元13起到EtherCAT中的主装置的功能，伺服马达驱动器3x、3z、控制器6以及通信耦合器52起到EtherCAT中的从动装置的功能。需要说明的是，也可以替代CPU单元13而设置起到主装置功能的单元。
需要说明的是，PLC支持装置8是用户用于生成包括用户程序、表示系统结构(器件结构)的系统结构信息、变量表等的项目的装置。PLC支持装置8的硬件结构典型地由通用的计算机构成。具体而言，PLC支持装置8包括未图示的CPU、ROM、RAM、硬盘(HDD)、键盘和鼠标、显示器、通信接口(IF)等。在PLC支持装置8中执行的各种程序存储在CD-ROM(CompactDisk-Read Only Memory)9中进行流通。需要说明的是，也可以从上位的主机等经由网络来下载程序。
可编程显示器300能够将从PLC1获取的各种信息显示在画面的同时，通过用户进行操作，能够变更存储在PLC1中的输入变量的值。可编程显示器300的硬件结构包括CPU、ROM、RAM、闪存、时钟、操作键、照相机、触摸屏、通信接口等。
(B.CPU单元的硬件结构)
接着，参照图3对CPU单元13的硬件结构进行说明。图3是表示本实施方式的CPU单元的硬件结构的示意图。参照图3，CPU单元13包括微处理器100、芯片组102、主存储器104、非易失性存储器106、系统定时器108、PLC系统总线控制器120、现场网络控制器140以及USB连接器110。芯片组102与其它的组件之间经由各种总线分别结合而成。
微处理器100和芯片组102典型地根据通用的计算机体系结构而构成。即，微处理器100对根据内部时钟从芯片组102依次提供的命令代码进行解释来执行。芯片组102在与连接的各种组件之间交换内部的数据的同时，生成微处理器100所必要的命令代码。而且，芯片组102具有对微处理器100中的运算处理的执行的结果得到的数据等进行高速缓存的功能。
CPU单元13具有作为存储装置的主存储器104和非易失性存储器106。
主存储器104是易失性的存储区域(RAM)，对CPU单元13接通电源之后保持需要在微处理器100执行的各种程序。另外，主存储器104也可以用作利用微处理器100执行各种程序时的作业用存储器。作为这样的主存储器104，使用DRAM(动态随机存储器，DynamicRandom Access Memory)、SRAM(静态随机存储器，Static Random Access Memory)这样的器件。
另一方面，非易失性存储器106非易失性地保持实时OS(操作系统，OperatingSystem)、PLC1的系统程序、用户程序、动作运算程序、系统设定参数这样的数据。这些程序、数据根据需要被复制到主存储器104，以使微处理器100能够进行访问。作为这样的非易失性存储器106，能够使用诸如闪存的半导体存储器。或者，也可使用诸如硬盘驱动器的磁记录介质、诸如DVD-RAM(数字通用盘随机存取存储器，Digital Versatile Disk RandomAccess Memory)的光记录介质等。
系统定时器108以每个一定周期产生中断信号而提供给微处理器100。典型地，根据硬件的标准，以多个不同的周期分别产生中断信号，但也可以设定成利用OS(操作系统，Operating System)、BIOS(基本输入输出系统，Basic Input Output System)等以任意的周期产生中断信号。利用该系统定时器108产生的中断信号，能够实现如后述那样的各个动作控制循环的控制动作。
CPU单元13具有PLC系统总线控制器120和现场网络控制器140作为通信电路。
缓冲存储器126起到经由PLC系统总线11向其它单元输出的数据(以下也称为“输出数据”)的发送缓冲区以及经由PLC系统总线11从其它单元输入的数据(以下也称为“输入数据”)的接收缓冲区的功能。需要说明的是，利用微处理器100的运算处理制作而成的输出数据原始地存储在主存储器104。然后，从主存储器104读取应向特定的单元传输的输出数据，并且一次性地保持在缓冲存储器126。另外，从其它单元传输的输入数据在一次性地保持在缓冲存储器126之后，转移到主存储器104。
DMA控制电路122从主存储器104向缓冲存储器126传输输出数据，并且从缓冲存储器126向主存储器104传输输入数据。
PLC系统总线控制电路124在与连接到PLC系统总线11的其它单元之间进行发送缓冲存储器126的输出数据的处理以及接收输入数据而存储在缓冲存储器126的处理。典型地，PLC系统总线控制电路124提供PLC系统总线11中的物理层和数据链路层的功能。
现场网络控制器140对经由现场网络2进行的数据交换进行控制。即，现场网络控制器140根据所使用的现场网络2的标准，对发送输出数据以及接收输入数据进行控制。如上所述，在本实施方式中，采用根据EtherCAT(注册商标)标准的现场网络2，因此使用包括用于进行一般的以太网(注册商标)通信的硬件的、现场网络控制器140。在EtherCAT(注册商标)标准中，可使用实现基于一般的以太网(注册商标)标准的通信协议的一般的以太网(注册商标)控制器。但是，根据被用作现场网络2的工业用以太网(注册商标)的种类，使用与一般的通信协议不同的、与专用标准的通信协议对应的特殊标准的以太网(注册商标)控制器。另外，在采用除工业用以太网(注册商标)以外的现场网络的情况下，使用与该标准对应的专用的现场网络控制器。
DMA控制电路142从主存储器104向缓冲存储器146传输输出数据并且从缓冲存储器146向主存储器104传输输入数据。
现场网络控制电路144在与连接到现场网络2的其它的装置之间进行发送缓冲存储器146的输出数据的处理以及接收输入数据而存储于缓冲存储器146的处理。典型地，现场网络控制电路144提供现场网络2中的物理层和数据链路层的功能。
USB连接器110是用于连接PLC支持装置8与CPU单元13的接口。典型地，从PLC支持装置8传输的能够在CPU单元13的微处理器100中执行的程序等经由USB连接器110读入PLC1。
(C.CPU单元的软件结构)
接着，参照图4，对本实施方式的用于提供各种功能的软件组进行说明。在这些软件中包括的命令代码在合适的时机被读取，并且由CPU单元13的微处理器100执行。
图4是表示在本实施方式的CPU单元中执行的软件结构的示意图。参照图4，作为在CPU单元13中执行的软件，由实时OS200、系统程序210、用户程序236这三个分层构成。
实时OS200根据CPU单元13的计算机体系结构进行设计，微处理器100提供用于执行系统程序210和用户程序236的基本的执行环境。该实时OS典型地由PLC的制造商或者专门的软件公司等提供。
系统程序210是用于提供作为PLC1的功能的软件组。具体而言，系统程序210包括调度程序212、输出处理程序214、输入处理程序216、序列命令运算程序232、动作运算程序234以及其它的系统程序220。需要说明的是，通常，输出处理程序214和输入处理程序216连续地(以一体的方式)执行，因此有时也将这些程序统称为IO处理程序218。
用户程序236根据用户的控制目的进行制作。即是根据使用PLC系统SYS进行控制的对象的生产线(工艺)等任意设计的程序。
用户程序236与序列命令运算程序232和动作运算程序234协同，实现用户的控制目的。即，用户程序236利用由序列命令运算程序232和动作运算程序234提供的命令、函数、功能模块等来实现被编程的动作。因此，有时也将用户程序236、序列命令运算程序232以及动作运算程序234统称为控制程序230。
如此地，CPU单元13的微处理器100执行存储在存储单元中的系统程序210和用户程序236。
下面，对各程序更详细地进行说明。
用户程序236如上所述根据用户的控制目的(例如，对象的生产线、工艺)制作而成。用户程序236典型地采用能够在CPU单元13的微处理器100执行的目标程序的形式。该用户程序236通过在PLC支持装置8等中利用梯形图语言等记述的源程序进行编译而生成。而且，生成的目标程序形式的用户程序236从PLC支持装置8经由连接电缆10传输到CPU单元13，并且存储在非易失性存储器106等中。
调度程序212对输出处理程序214、输入处理程序216以及控制程序230，控制各执行循环中的处理开始以及处理中断后的处理再开启。更具体而言，调度程序212对用户程序236和动作运算程序234的执行进行控制。
在本实施方式的CPU单元13中，将适合动作运算程序234的固定周期的执行循环(动作控制循环)用作处理整体的公共循环。因此，在一个动作控制循环内，由于难以完成所有处理，因此根据应执行处理的优先级等，区分在各动作控制循环中应完成执行的处理(例如，主要固定周期任务)和也可以经过多个动作控制循环执行的处理(例如，固定周期任务、事件任务)。调度程序212对这些经过区分的处理的执行顺序等进行管理。更具体而言，调度程序212在各动作控制循环期间内，对越被赋予更高优先级的程序越优先执行。
输出处理程序214将通过执行用户程序236(控制程序230)而生成的输出数据以适合传输到PLC系统总线控制器120和/或现场网络控制器140的形式进行再配置。在PLC系统总线控制器120或现场网络控制器140需要来自微处理器100的、用于执行发送的指示的情况下，输出处理程序214发出这样的指示。
输入处理程序216将利用PLC系统总线控制器120和/或现场网络控制器140接收的输入数据以适合控制程序230使用的形式进行再配置。
序列命令运算程序232是在执行用户程序236中使用的某种序列命令时被调用并且为了实现该命令的内容而执行的程序。例如，如后述那样，基于从测量装置20得到的测量数据生成对象物A的二维形状数据的程序、从生成的形状数据来运算高度、截面积等特征量的程序等包括在序列命令运算程序232中。
动作运算程序234是根据用户程序236的指示而被执行并且读取来自控制器6的测量信息、算出对伺服马达驱动器3x、3z输出的位置命令的程序等。
其它的系统程序220是图4中个别示出的程序以外的、将用于实现PLC1的各种功能的程序组总结示出的系统程序。其它的系统程序220包括设定动作控制循环的周期的程序222。
动作控制循环的周期可根据控制目的适宜地设定。典型地，用户将指定动作控制循环的周期的信息输入到PLC支持装置8。于是，该输入的信息从PLC支持装置8传输到CPU单元13。设定动作控制循环的周期的程序222将来自PLC支持装置8的信息存储在非易失性存储器106的同时，对系统定时器108进行设定，以从系统定时器108指定的动作控制循环的周期产生中断信号。在对CPU单元13接通电源时，通过执行用于设定动作控制循环的周期的程序222，从非易失性存储器106读取用于指定动作控制循环的周期的信息，并且根据读取的信息来设定系统定时器108。
作为用于指定动作控制循环的周期的信息的形式，能够采用表示动作控制循环的周期的时间的值、从与动作控制循环的周期有关的预先准备的多个选择项中确定一个的信息(号码或文字)等。
在本实施方式的CPU单元13中，作为设定动作控制循环周期的装置，为了获取用于指定动作控制循环周期的信息而使用的与PLC支持装置8的通信装置、用于设定动作控制循环周期的程序222以及能够任意地设定用于规定动作控制循环的中断信号的周期的系统定时器108的结构、这种为了任意地设定动作控制循环周期而使用的单元是符合的。
实时OS200提供用于随时间流逝切换多个程序而执行的环境。对于本实施方式的PLC1，作为用于将CPU单元13执行程序而生成的输出数据输出(发送)到其它单元或其它装置的事件(中断)，初始地设定输出准备中断(P)和现场网络发送中断(X)。实时OS200在发生输出准备中断(P)或现场网络发送中断(X)时，将微处理器100中的执行对象在发生中断的时间点，由执行中的程序切换为调度程序212。需要说明的是，在没有执行调度程序212且完全没有执行调度程序212对其执行进行控制的程序的情况下，实时OS200执行在其它的系统程序210中包括的程序。作为这样的程序，例如包括关于经由CPU单元13与PLC支持装置8之间的连接电缆10(USB)等的通信处理的程序。
(D.控制系统的功能结构)
接着，PLC系统SYS通过在PLC1执行序列命令运算程序232、动作运算程序234，实现获取对象物A的二维形状的信息的功能。具体而言，参照图，对作为控制系统的PLC系统SYS的功能结构进行说明。图5是表示本实施方式的控制系统的功能结构的框图。PLC系统SYS为了实现用于获取对象物的二维形状的信息的控制功能，在PLC1具有线性测量数据获取部160和二维形状数据生成部170。需要说明的是，在图5所示的PLC1中也可以具有特征量运算部180，该特征量运算部180由在二维形状数据生成部170生成的形状数据运算特征量。
首先，线性测量数据获取部160一边改变位移传感器7与对象物A的相对位置，一边测量对象物A的高度(一维信息)，并且将测量的结果作为测量数据而获取。具体而言，线性测量数据获取部160为了获取测量数据，基于预先设定的测量范围、测量分辨率向驱动装置30、40输出包括位置命令的命令值。线性测量数据获取部160根据命令值来控制驱动装置30、40，将通过测量分辨率确定的每个测量记录位置的位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息作为测量数据而获取。需要说明的是，测量范围是从测量开始位置至测量结束位置的范围，测量分辨率是测量时的朝向X方向的测量间隔。
作为用于测量对象物A的形状的驱动装置30、40的控制，有平面搜索控制和仿形控制。平面搜索控制是将位移传感器7的高度固定在测量范围内并且一边进行扫描一边对测量范围内的对象物A的高度进行测量的控制。需要说明的是，在对象物A的高度变动为位移传感器7的测定范围以外的情况下，平面搜索控制对位移传感器7自身的高度再次调节而进行测量，以使位移传感器7在测定范围内。仿形控制是一边使位移传感器7自身的高度逐渐变化一边进行测量，以使位移传感器7与对象物A的距离变得恒定的控制。
接着，二维形状数据生成部170基于在线性测量数据获取部160获取的测量数据，生成对象物A的二维形状的形状数据。此处，在线性测量数据获取部160中获取的测量数据是对象物A相对于测量范围内的X方向上的位置的高度信息。二维形状数据生成部170对该测量数据进行位移传感器7自身的倾斜、位置偏移导致的形状校正等处理，生成形状数据。
接着，特征量运算部180基于在二维形状数据生成部170中生成的形状数据，对对象物A的特征量(例如，高度、截面积等)进行运算。需要说明的是，特征量运算部180能够通过用户在用户程序236中指定序列命令运算程序232来选择要运算的对象物A的特征量。
(E.控制系统的控制处理流程)
以控制处理流程来说明图5中说明的本实施方式的控制系统的功能。图6是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程图。图7是表示本实施方式的控制系统中的线性测量和二维形状数据生成的概况的示意图。
首先，在PLC系统SYS中，在开始用于获取对象物A的二维形状的信息的测量时，PLC1执行测量参数的设定处理(步骤S101)。具体而言，PLC1显示作为测量范围的测量开始位置和测量结束位置的各自的参数以及测量分辨率的参数，以使用户利用可编程显示器300进行输入，保存用户根据显示而输入的参数。作为测量参数，例如，将测量开始位置设定为距载台31上的基准位置(X＝0)为10cm的位置，将测量结束位置设定为距载台31上的基准位置为30cm的位置，将测量分辨率设定为10μm。即，测量分辨率具有在20cm的测量范围(测定宽度)内以20000点的测量记录位置进行测量的分辨率。
此处，对测量分辨率与测量记录位置的关系进一步详细说明。图8是用于说明本实施方式的控制系统中的测量分辨率的图。在图8中，将横轴设为X轴，将纵轴设定为Z轴，图示了从准备位置(X＝0)至测量结束位置的测量记录位置。测量记录位置是用测量分辨率对测量范围(测量开始位置至测量结束位置的范围)分割的各个位置。而且，在位移传感器7的X轴的位置成为测量记录位置以上的情况下，PLC1读取该位置的位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)以及来自驱动装置30、40的位置信息(X方向的位置(X坐标)、Z方向的位置(Z坐标))。
具体而言，在位移传感器7的X轴的位置没有到达测量开始位置的情况下(a)，PLC1不读取该位置的位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息。接着，在移动载台31从而位移传感器7的X轴的位置变成测量开始位置的情况下(b)，PLC1读取该位置的位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息。接着，在移动载台31从而位移传感器7的X轴的位置没有到达距测量开始位置的第一个测量记录位置的情况下(c)，PLC1不读取该位置的位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息。接着，在移动载台31从而位移传感器7的X轴的位置到达距测量开始位置的第一个测量记录位置以上并且没有到达第二个测量记录位置的情况下(d)，PLC1读取该位置的位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息。PLC1在距测量开始位置的第二个测量记录位置以后，也同样地，在移动载台31从而位移传感器7的X轴的位置变成测量记录位置以上的位置时，读取位移传感器7的测量信息以及来自驱动装置30、40的位置信息。
需要说明的是，PLC1通过驱动装置30沿X方向使载台31的位置发生变化从而使得位移传感器7的X轴的位置发生变化，但若每一个固定周期任务沿X方向变化的位置的变化量(移动距离)与测量记录位置的间隔(包括间隔的整数倍)一致，则不产生如图8中所示那样的测量记录位置与信息的读取位置的偏移。需要说明的是，每一个固定周期任务沿X方向变化的位置的变化量(移动距离)能够以X方向的速度×任务周期进行计算。然而，在每一个固定周期任务沿X方向变化的位置的变化量(移动距离)与测量记录位置的间隔(包括间隔的整数倍)不一致的情况下，即使如前所述使载台31移动，也存在无法读取信息的测量记录位置。另外，在载台31的移动速度快且每一个固定周期任务沿X方向变化的位置的变化量(移动距离)超过测量分辨率的情况下，存在无法读取信息的测量记录位置。因此，例如，在将测量分辨率设定为10μm的情况下，若任务周期为1ms，则PLC1需要将载台31的移动速度设为10mm/s以下。
返回图6，PLC1执行线性测量的处理(步骤S102)。PLC1一边在步骤S101中设定的测量范围内沿X方向控制驱动装置30以改变载台31的位置，一边在测量记录位置从控制器6读取位移传感器7的测量信息。此处，如图7所示，在线性测量的处理中，位移传感器7一边在对象物A之上沿X方向横切，一边测量对象物A的高度。由于位移传感器7是使用白色共焦点的非接触式位移传感器，因此位移传感器7自身的高度方向的测定范围为2mm左右，即，位移传感器7在相对于载台31被固定位置的情况下，只要是距载台31不超过2mm的高度的对象物A就能够进行测定。
PLC1用驱动装置40改变位移传感器7自身的位置，以便能够超过位移传感器7的测定范围(2mm左右)而测量对象物A的高度。若驱动装置40能够改变位移传感器7的位置的范围(Z轴可动范围)为20mm左右，则PLC1能够在位移传感器7的测定范围(2mm左右)+Z轴可动范围(20mm左右)的范围(Z轴的测量范围)内测量对象物A的高度。即，PLC1能够在沿Z方向的22mm的范围内测量对象物A的高度。
返回图6，PLC1一边在测量范围内改变位移传感器7的位置，一边将在测量记录位置测量的多个位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)以及来自驱动装置30、40的多个位置信息(X坐标、Z坐标的信息)作为线性测量数据而获取(步骤S103)。
接着，PLC1基于在步骤S103中获取的线性测量数据而生成二维形状数据(步骤S104)。二维形状数据是对线性测量数据进行形状校正(倾斜、X方向、Z方向)并且经过转换的数据。如图7所示，在位移传感器7发生倾斜的情况下，在步骤S103获取的线性测量数据A1成为倾斜的数据。另外，由于因载台31的位置而发生X方向的偏移，并且因位移传感器7的位置而发生Z方向的偏移，因此以载台31上的基准位置进行校正，以变成X＝0、Z＝0。如图7所示，PLC1基于校正参数将线性测量数据A1校正为二维形状数据A2。由此，二维形状数据A2变成经过形状校正(倾斜、X方向、Z方向)的数据。
而且，PLC1对在步骤S103中获取的线性测量数据进行数据点序列的等间隔化的处理。如图8中所示，载台31在每一个固定周期任务沿X方向变化的位置的变化量(移动距离)小于测量记录位置的间隔。因此，线性测量数据在读取位移传感器7的测量信息等的位置与测量记录位置之间产生误差。即，在图8的第一个测量记录位置，测量不在该位置进行，而在(d)的位置读取信息。因此，PLC1将沿X方向从第一个测量记录位置偏移了至(d)的位置的距离的X坐标和Z坐标作为线性测量数据的数据而获取。于是，PLC1进行数据点序列的等间隔化的处理，将在步骤S103中获取的线性测量数据生成为各测量记录位置的二维形状数据。
图9是用于对本实施方式的控制系统中的二维形状数据的等间隔化进行说明的图。在图9中，将横轴设定为X轴，将纵轴设定为Z轴，并且图示了沿X方向使位置变化0mm至10mm时的位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)。此处，在将测量记录位置设为1mm单位的情况下，如用四边形记号的测量点所示，实际获取的线性测量数据从测量记录位置偏移。因此，PLC1进行数据点序列的等间隔化的处理，由四边形记号的测量点校正为圆记号的经过等间隔化的测量点而生成二维形状数据。对于从四边形记号的测量点校正为圆记号的经过等间隔化的测量点的方法，使用线性插补、样条插补等插补方法，对经过等间隔化的测量点处的值进行估算来进行校正。需要说明的是，由于数据点序列经过等间隔化的二维形状数据无需记录测量记录位置(X方向的位置(X坐标))，因此以位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)独自的一维数据的形式进行记录。因此，PLC1能够减少二维形状数据的数据量。
返回图6，PLC1获取在步骤S104进行形状校正和数据点序列的等间隔化的处理的二维形状数据(步骤S105)。此处，PLC1在步骤S104中，除了进行形状校正和数据点序列的等间隔化的处理以外，也可以进行滤波器处理等处理。作为滤波器处理，例如，在因对象物A的形状、表面状态导致线性测量数据不稳定的情况下，能够通过进行平滑处理、中值处理来减少线性测量数据的噪声。平滑处理是在X方向的各个位置上将移动平均分别进行指定的次数的处理。中值处理是将以X方向的某个位置为中心进行指定的范围内的Z方向的值的中央值转换为某个位置的Z方向的值的处理。
返回图6，PLC1基于在步骤S105获取的二维形状数据，在特征量运算部180对特征量(例如，高度、截面积等)进行运算(步骤S106)。PLC1在对特征量进行运算后，结束控制处理流程。
(F.特征量运算)
接着，对在特征量运算部180进行的特征量运算进一步详细说明。图10和图11是用于对本实施方式的控制系统中的特征量运算进行说明的图。
(F1.高度运算)
在图10A中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，通过运算而算出特征量运算部180指定的测量范围内的高度。即，特征量运算部180由二维形状数据对用户指定的测量范围内的对象物A的高度信息进行计算。需要说明的是，需要对测量范围进行指定，以包括至少一个以上形状数据。另外，作为要计算的高度，特征量运算部180还能够对测量范围内的平均高度、测量范围内的最大高度(包括该高度中的X坐标)以及测量范围内的最小高度(包括该高度中的X坐标)等进行计算。例如，特征量运算部180能够基于二维形状数据来运算高度，从而对透镜顶点、螺纹紧固的状态进行检查、测量壳体边缘的级差等。
(F2.边缘运算)
在图10B中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，通过运算而算出特征量运算部180指定的测量范围内对象物A的高度通过了设定的边缘等级时的X坐标。即，特征量运算部180由二维形状数据计算用户指定的测量范围内对象物A的高度成为边缘等级的边缘的位置的信息。需要说明的是，特征量运算部180能够将通过边缘等级时的方向(上升或下降)设定为边缘类型；能够将从测量范围下限值或上限值中的哪一个值来测量设定为测量方向；以及能够将检测出第几次通过边缘等级设定为边缘次数等。例如，特征量运算部180基于二维形状数据进行边缘运算，从而能够对电池、模块的端部进行检测，并且能够对电池位置、模块位置进行检查。另外，特征量运算部180基于二维形状数据进行边缘运算，从而能够检测出壳体的端部，并且能够对壳体的宽度进行检查。
(F3.拐点运算)
在图10C中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，通过运算而算出特征量运算部180指定的测量范围内的拐点。即，特征量运算部180在二维形状数据的指定的测量范围内通过运算而算出形状数据的线的弯曲位置(拐点)的X坐标。需要说明的是，在测量范围内存在多个拐点的情况下，特征量运算部180通过运算而算出弯曲程度(灵敏度)最大的拐点的X坐标。另外，特征量运算部180用绝对值对弯曲程度(灵敏度)进行比较。而且，在存在多个具有相同大小的灵敏度的拐点的情况下，特征量运算部180输出X坐标小的拐点。例如，特征量运算部180基于二维形状数据来运算拐点，从而检查晶体角度位置等。
(F4.从水平面的角度运算)
在图11A中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，特征量运算部180通过运算而算出对象物A从水平面的角度θ。即，特征量运算部180根据二维形状数据的两个测量范围(测量范围1和测量范围2)内的高度划出直线，通过运算而算出该直线与水平面所成角度θ。另外，在将横轴设为X轴、将纵轴设为Z轴的情况下，特征量运算部180还能够将对象物A的直线的斜率设为a、将截距设为b而进行输出。例如，特征量运算部180基于二维形状数据而运算从水平面的角度，从而能够对玻璃的间隙、晶体的斜率进行检查等。
(F5.截面积的运算)
在图11B中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，特征量运算部180通过运算而算出对象物A的截面积。即，特征量运算部180从指定的积分范围内的二维形状数据确定对象物A的底面，并且算出被该底面和二维形状数据的波形所包围的部分的面积。例如，特征量运算部180基于二维形状数据对截面积进行运算，从而能够检查密封形状等。
(F6.比较运算)
在图11C中，基于在二维形状数据生成部170生成的二维形状数据，特征量运算部180对主体的形状与对象物A的形状进行比较。即，特征量运算部180在指定的测量范围内对成为主体的二维形状数据与对象物的二维形状数据进行比较，通过运算而算出高度(Z方向)的差异。在对象物A的形状小于主体的形状的情况下(在X方向的相同位置上的对象物A的高度低的情况)，特征量运算部180将负的差异设为α，在对象物A的形状大于主体的形状的情况下(在X方向的相同位置上的对象物A的高度高的情况下)，将正的差异设为β。需要说明的是，特征量运算部180能够设定差异的容许范围，若经过比较的差异在容许范围内，则判断为相同形状。例如，特征量运算部180基于二维形状数据进行比较运算，从而能够对由多个部件构成的模块的高度进行检查等。
(G.控制种类)
接着，对用于测量对象物A的形状的驱动装置30、40的平面搜索控制和仿形控制更详细地说明。图12是用于说明本实施方式的控制系统中的控制种类的图。
(G1.平面搜索控制)
在图12A图示了平面搜索控制的一系列动作。首先，在平面搜索控制中，PLC1对驱动装置40进行控制而使位移传感器7从开始位置沿着X方向移动至准备位置，且沿着Z方向移动至退避位置(控制(a))。此处，准备位置和退避位置是作为对象物A和位移传感器7不接触的位置而预先设定的位置。接着，PLC1为了进行准备位置中的测量定位，使位移传感器7沿Z方向移动(控制(b))。此处，测量定位是指，使测定面(例如，载台31上面)移动到位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)变成0(零)的高度的控制。
具体而言，作为PLC1所进行的测量定位的控制，按照下面的步骤进行控制。首先，(1)PLC1朝向预先设定的测量结束位置开始移动位移传感器7。需要说明的是，测量结束位置需要设定不与对象物A接触的位置。(2)在能够测量位移传感器7的情况下(在对象物A的测定面进入测定范围(参照图7)内的情况下)，PLC1使位移传感器7移动至测量信息变成0(零)的高度。(3)PLC1使位移传感器7停止在测量信息变成0(零)的高度。(4)在位移传感器7到达测量结束位置也无法进行测量的情况下，PLC1结束控制。
接着，PLC1为了进行测量开始位置至测量结束位置之间的测量，使位移传感器7移动至目标位置(控制(c))。需要说明的是，PLC1也可以相对于X方向使位移传感器7沿负方向移动。但是，测量范围必须在驱动装置30的X轴可动范围内。PLC1将各目标位置处的位置、高度作为线性测量数据进行获取。PLC1在测量中途检测到无法测量的情况下，再次进行测量定位(控制(d)、(e))。作为导致无法测量的主要原因，存在由于位移传感器7的光轴大幅倾斜(例如，25°以上)、在测定范围(例如，2mm)外、测量信息不稳定等导致位移传感器7的传感器状态变成FALSE状态的情况。PLC1反复进行测量直至到达测量结束位置，在到达测量结束位置时，测量完成(控制(f))。
(G2.仿形控制)
在图12B中图示了仿形控制的一系列动作。仿形控制是指，使位移传感器7自身移动以使位移传感器7的测量信息始终为0(零)的控制。PLC1为了进行仿形控制而在线性测量数据获取部具有仿形控制部的功能。图13是表示本实施方式的控制系统的线性测量数据获取部的功能结构的功能框图。线性测量数据获取部160具有线性测量数据制作部161、仿形控制部162。线性测量数据制作部161基于从位移传感器7获取的测量信息来制作线性测量数据。
仿形控制部162具有目标位置计算部162a、命令轨迹计算部162b。目标位置计算部162a基于位移传感器7自身的位置信息(来自驱动装置40的位置信息)来计算位移传感器7的测量信息始终为0(零)的目标位置。具体而言，在位移传感器7的测量信息增加+1mm的情况下，目标位置计算部162a为了抵消增加量，生成位置命令以使位移传感器7自身的位置减少-1mm。仿形控制部162能够利用目标位置计算部162a生成的位置命令进行控制，以使位移传感器7的测量信息始终为0(零)。
命令轨迹计算部162b计算出位移传感器7自身不会通过在目标位置计算部162a中生成的位置命令而急剧地移动的命令轨迹。命令轨迹计算部162b在目标位置计算部162a生成的位置命令的基础上将计算出的命令轨迹考虑在内，向伺服马达驱动器3x、3z输出位置命令。仿形控制部162能够通过设置命令轨迹计算部162b，从而抑制位移传感器7自身的急剧的移动而抑制装置的振动。
返回图12B，首先，在仿形控制中，PLC1也对驱动装置40进行控制从而使位移传感器7从开始位置沿X方向移动至准备位置，并且沿Z方向移动至退避位置(控制(a))。接着，PLC1为了进行准备位置中的测量定位，使位移传感器7沿Z方向移动(控制(b))。此处，测量定位是与平面搜索控制中的测量定位相同的控制。
接着，PLC1为了进行测量开始位置至测量结束位置之间的测量，使位移传感器7移动至目标位置(控制(c))。需要说明的是，PLC1也可以使位移传感器7相对于X方向朝负方向移动。但是，测量范围必须在驱动装置30的X轴可动范围内。PLC1在测量范围内的移动中，一边改变位移传感器7自身的位置以使其沿着对象物A的测量面，一边将各目标位置处的位置、高度作为线性测量数据获取(控制(d))。需要说明的是，在测量信息不为0(零)的情况下，PLC1使位移传感器7自身的位置移动测量信息不为0(零)的位置与测量信息为0(零)的位置的差分量。PLC1例如在测量信息为1mm的情况下，将位移传感器7自身的位置提高1mm，在测量信息为-1mm的情况下，将位移传感器7自身的位置降低1mm。
在测量中途检测出无法测量的情况下，PLC1再次进行测量定位。作为导致无法测量的主要原因，与平面搜索控制时同样地，存在由于位移传感器7的光轴大幅倾斜(例如，25°以上)、在测定范围(例如，2mm)外、测量信息不稳定等导致位移传感器7的传感器状态变成FALSE状态的情况。PLC1反复进行测量直至到达测量结束位置，在到达测量结束位置时，测量完成(控制(e))。
(H.比较处理)
接着，说明PLC系统SYS使用特征量运算部180中的比较运算的处理进行作为主体来注册的对象物与测量的对象物的比较从而判定是否在容许范围的比较处理。图14是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程的图。在图6中，对获取对象物A的二维形状数据进行说明。在图14中，对获取主体的二维形状数据进行说明。
首先，与图6的步骤S101同样地，PLC1执行测量参数的设定处理(步骤S181)。接着，与图6的步骤S102、步骤S103同样地，PLC1执行线性测量的处理(步骤S182)，一边在测量范围内改变位移传感器7的位置，一边获取在测量记录位置中测量的多个位移传感器7的测量信息(主体的高度信息)以及驱动装置30、40的多个位置信息(X坐标、Z坐标的信息)作为线性测量数据(步骤S183)。
接着，与图6的步骤S104、步骤S105同样地，PLC1基于在步骤S183中获取的线性测量数据而生成二维形状数据(步骤S184)，获取在步骤S184中进行了形状校正和数据点序列的等间隔化的处理的主体的二维形状数据(步骤S185)。在步骤S185中，数据点序列经过等间隔化的二维形状数据作为位移传感器7的测量信息(对象物A的高度信息)独自的一维数据(一维排列信息)被记录，所以数据大小变小。
图15是用于说明本实施方式的控制系统的控制处理的流程的图。图15的处理是对图6的处理的步骤S104和步骤S106进行变更的处理。
在对图6的步骤S104进行变更的步骤S104A中，PLC1使用在图14的处理中获取的主体的二维形状数据，基于在步骤S103中获取的线性测量数据生成二维形状数据。具体而言，通过校正处理对对象物的二维形状数据进行校正，以符合主体的二维形状数据的倾斜、X方向的基准位置以及Z方向的基准位置，从而校正为与主体的二维形状数据相同的位置以及相同的倾斜。
需要说明的是，主体的二维形状数据的分辨率作为执行对象物的线性测量时的分辨率使用。另外，主体的二维形状数据的校正参数作为对象物的二维形状数据的生成时的校正参数使用。
在变更了图6的步骤S106的步骤S106A中，PLC1执行在图14的处理中获取的主体的二维形状数据与在步骤S105中获取的对象物的二维形状数据的比较运算。关于比较运算的概况，在图11C中已进行说明。在步骤S106A中，为了对一起经过等间隔化的二维形状数据之间进行比较，进行仅对二维形状数据的Z方向的值进行比较的比较运算即可。
图16是用于对本实施方式的二维形状数据的比较运算进行说明的图。在该比较运算中，在设定的比较开始位置至比较结束位置之间的比较范围内进行比较。在图16的情况下，比较对象是X＝2至X＝9的二维形状数据。
容许范围是以各X位置的主体的二维形状数据Zm[X]的值为基准，将设定的阈值与Zm[X]的值加在一起的上限阈值以及从设定的阈值减去Zm[X]的值的下限阈值之间的范围。
若在对象物的二维形状数据Zt[X]的值在容许范围内，则判断为主体与对象物是相同形状。在图16的情况下，由于X＝6、7的对象物的二维形状数据Zt[6]、Zt[7]在容许范围外，因此判断为不是相同形状。
另外，在比较运算中，输出Z方向的正方向和负方向的最大差异的值及其最大差异的检测位置。在图16的情况下，正方向的最大差异为Zt[6]-Zm[6]，其检测位置为X＝6。另外，负方向的最大差异为Zt[2]-Zm[2]，其检测位置为X＝2。
如上所述，本实施方式的PLC系统SYS在具有位移传感器7、驱动装置30、40以及PLC1的控制系统中，将根据测量间隔(测量记录位置)读取的位移传感器7的多个测量信息(一维信息)以及来自驱动装置30、40的多个位置信息作为线性测量数据而获取，并且生成二维形状数据，根据一维信息和位置信息的组合的线性测量数据来生成二维形状数据作为每个测量间隔的一维排列信息。因此，与将线性测量数据直接作为形状数据的情况进行比较，PLC系统SYS能够减小二维形状数据的大小。由此，能够减少PLC1的CPU单元13的主存储器104、非易失性存储器106中的二维形状数据导致的存储器占有量。
另外，特征量运算部180基于由二维形状数据生成部170生成的二维形状数据来对对象物A的特征量进行运算，从而能够得到各种特征量(例如，高度、截面积等)。
另外，特征量运算部180对由二维形状数据生成部170生成的两个二维形状数据、即主体的二维形状数据与对象物A的二维形状数据各自的一维排列信息进行比较，从而将两个二维形状数据的比较结果作为特征量进行运算。由此，将一维排列信息用于比较，因此与对包括X方向的位置数据的二维形状数据直接进行比较的情况相比，能够减少用于比较运算的处理的负荷并且使处理变得高速化。
另外，二维形状数据生成部170能够设定用于测量主体和对象物A的测量范围和测量间隔。由此，PLC系统SYS能够在主体和对象物A的测量中获得高可扩展性。
而且，起到主装置功能的PLC1与起到从动装置功能的测量装置20、驱动装置30、40及远程I/O终端5经由网络连接，因此PLC系统SYS的结构的自由度增加。
(变形例)
(1)在本实施方式的PLC系统SYS中进行了如下说明：在驱动装置30中使载台31沿X方向移动，并且在驱动装置40中使位移传感器7自身沿Z方向移动，从而使位移传感器7与对象物A的相对位置发生变化。然而，不限于此，PLC系统SYS也可以在驱动装置30中使载台31沿X方向和Z方向移动，从而使位移传感器7与对象物A的相对位置发生变化，或者也可以在驱动装置40中使位移传感器7自身沿X方向和Z方向移动，从而使位移传感器7与对象物A的相对位置发生变化。
(2)在本实施方式的PLC系统SYS中，在驱动装置30中使载台31沿X方向移动来生成二维形状数据。然而，不限于此，PLC系统SYS也可以在驱动装置30中使载台31沿X方向和Y方向移动来生成三维形状数据。当然，PLC系统SYS也可以在驱动装置30中使载台31沿X方向移动，并且在驱动装置40中使位移传感器7自身沿Y方向和Z方向移动来生成三维形状数据。
(3)在本实施方式的PLC系统SYS中，在测量装置20设置一个位移传感器7来生成二维形状数据。然而，不限于此，PLC系统SYS也可以在测量装置20设置多个位移传感器7来生成二维形状数据。PLC系统SYS能够通过设置多个位移传感器7来迅速地获取线性测量数据，能够缩短直至生成二维形状数据为止的时间。
(4)在本实施方式的PLC系统SYS中说明了位移传感器7是使用了白色共焦点的非接触式位移传感器，但对于其它方式的非接触式位移传感器、使用度盘式指示器、差动变压器等的接触式位移传感器，也能够采用同样的结构，并且能够起到同样的效果。
此次公开的实施方式在所有方面应视为例示，不用于限制。本发明的范围通过权利要求书而不是上述说明来体现，包括与权利要求书均等的含义以及范围内的所有变更。

Claims (7)

1.一种控制系统，其包括：
测量装置，用于测量对象物的一维信息；
驱动装置，使所述测量装置与所述对象物的相对位置发生变化；以及
控制装置，为了基于在所述测量装置中测量的一维信息来获取所述对象物的二维形状或三维形状的信息，对所述测量装置和所述驱动装置进行控制，其中，
所述控制装置具有：
测量数据获取部，获取根据测量间隔读取的所述测量装置的多个一维信息以及来自所述驱动装置的多个位置信息作为测量数据；以及
形状数据生成部，基于在所述测量数据获取部中获取的所述测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据，
所述形状数据生成部根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成所述形状数据，作为每个所述测量间隔的一维排列信息。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
还具有特征量运算部，该特征量运算部基于由所述形状数据生成部生成的所述形状数据，对所述对象物的特征量进行运算。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，
所述特征量运算部通过比较在所述形状数据生成部中生成的两个形状数据的一维排列信息，运算两个形状数据的比较结果作为特征量。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的控制系统，其中，
所述形状数据生成部能够对测量所述对象物的测量范围和测量间隔进行设定。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的控制系统，其中，
起到主装置功能的所述控制装置与起到从动装置功能的所述测量装置及所述驱动装置经由网络连接。
6.一种控制系统的控制方法，在该控制系统中，通过驱动装置使测量对象物的一维信息的测量装置与所述对象物的相对位置发生变化，并且为了基于在所述测量装置中测量的一维信息来获取所述对象物的二维形状或三维形状的信息，控制装置对所述测量装置和所述驱动装置进行控制，
该控制方法包括：
获取根据测量间隔读取的所述测量装置的多个一维信息以及来自所述驱动装置的多个位置信息作为测量数据的步骤；以及
基于获取的所述测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据的步骤，
在生成所述形状数据的步骤中，根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成所述形状数据，作为每个所述测量间隔的一维排列信息。
7.一种记录有计算机可读取的程序的记录介质，所述程序在控制系统中执行，在该控制系统中，通过驱动装置使测量对象物的一维信息的测量装置与所述对象物的相对位置发生变化，并且为了基于在所述测量装置中测量的一维信息来获取所述对象物的二维形状或三维形状的信息，控制装置对所述测量装置和所述驱动装置进行控制，
在所述控制系统的处理器中执行：
获取根据测量间隔读取的所述测量装置的多个一维信息以及来自所述驱动装置的多个位置信息作为测量数据的步骤；以及
基于获取的所述测量数据来生成二维形状或三维形状的形状数据的步骤，
在生成所述形状数据的步骤中，根据一维信息和位置信息的组合的测量数据来生成所述形状数据，作为每个所述测量间隔的一维排列信息。
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