CN110793431A - 工件测量装置、工件测量方法以及计算机可读介质 - Google Patents

工件测量装置、工件测量方法以及计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种工件测量装置、工件测量方法以及计算机可读介质，降低测量工件所需的作业负担。本发明的工件测量装置具有：显示部，其显示工件的图像；测量对象取得部，其受理工件的图像中测量对象的指定，对指定的测量对象对应的测量对象构造进行检测；测量项目设定部，其受理工件的图像中测量项目的指定；测量程序生成部，其针对测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了由测量项目设定部(11d)所指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含测量点和接近点的测量路径。

Description

工件测量装置、工件测量方法以及计算机可读介质
技术领域
本发明涉及工件测量装置、工件测量方法以及记录有程序的计算机可读介质。
背景技术
以往，已知有为了进行机床加工的目的等而测量成为加工对象的工件的技术。
在测量工件时，使用了触摸传感器(接触探针)或激光传感器的测量方法，一般情况下在分辨率或精度高这方面有优点，但是存在一次能够测量的范围小、测量时间长这样的缺点。并且，例如在通过触摸传感器来进行测量时，操作员手动移动触摸传感器，因此，为了不损伤工件或触摸传感器，对于操作员来说需要较大的作业负担。
为了减轻这样的作业负担，已知如下结构：在输入测量点或接近点的坐标时，自动生成使触摸传感器移动的测量程序。但是，考虑坐标系并且掌握这样的多个点的坐标来进行输入，对于操作员来说依然需要较大的作业负担。
另一方面，使用通过视觉传感器等取得的图像来测量工件的形状和位置等的方法，一般情况下有可以在短时间测量大范围这样的优点，但是从测定分辨率、重复精度的观点来看，在设定工件坐标系等应用于机械加工的工序时，存在实用性差这样的缺点。
针对这样的课题，设计了如下工件测量方法：将工件图像与基于触摸传感器或激光传感器的测量手段相组合，由此相互弥补双方的缺点。
例如，在专利文献1中，公开了如下方法：将由视觉传感器取得的工件图像显示于显示器中，用户通过触摸操作在图像上指定测量点或接近点，根据该点的坐标，生成接触探针的自动测量程序。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2018-018155
但是，在专利文献1所记载的技术中，根据设定测量点和接近点等相关的知识和经验、或测量对象的不同，有时需要设定多个测量点或接近点、方向等的繁杂手续。因此，如果可以在感官上通过更少的操作指定测量对象，则认为可以实现更高的便利性。
发明内容
本发明的目的在于降低测量工件所需的作业负担。
(1)本发明的工件测量装置(例如，后述的工件测量装置1)，具有：显示部(例如，后述的显示部15)，其显示工件的图像；测量对象指定部(例如，后述的测量对象取得部11c)，其受理所述工件的图像中测量对象的指定；构造检测部(例如，后述的测量对象取得部11c)，其检测由所述测量对象指定部所指定的测量对象对应的测量对象构造；测量项目指定部(例如，后述的测量项目设定部11d)，其受理所述工件的图像中测量项目的指定；以及测量程序生成部(例如，后述的测量程序生成部11e)，其针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了由所述测量项目指定部所指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
(2)在(1)的工件测量装置中，也可以是，所述工件测量装置具有：测量路径显示部(例如，后述的UI显示控制部11a)，其显示在所述测量程序中设定的所述测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的所述测量路径。
(3)在(2)的工件测量装置中，也可以是，所述测量程序生成部受理针对由所述测量路径显示部显示的所述测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的所述测量路径的修正。
(4)在(1)～(3)的工件测量装置中，也可以是，所述工件测量装置具有：测量程序执行部(例如，后述的测量程序执行部11f)，其通过使检测器沿着在所述测量程序中设定的所述测量路径移动，执行所述测量程序。
(5)在(1)～(4)的工件测量装置中，也可以是，所述测量程序生成部通过针对所述测量对象构造的种类和所述测量项目所对应的原型程序，符合该测量对象构造地设定所述测量点和接近点，由此生成所述测量程序。
(6)在(1)～(5)的工件测量装置中，也可以是，所述测量项目指定部将针对所述测量对象构造的测量项目候补排序并进行显示。
(7)在(1)～(6)的工件测量装置中，也可以是，所述工件的图像是该工件的二维或三维的拍摄图像以及该工件的CAD数据图像中的至少某一个。
(8)在(1)～(7)的工件测量装置中，也可以是，所述检测器具有接触探针和激光传感器中的至少某一个。
(9)此外，本发明的工件测量方法，由计算机执行以下步骤：显示步骤，显示工件的图像；测量对象指定步骤，受理所述工件的图像中测量对象的指定；构造检测步骤，检测在所述测量对象指定步骤中所指定的测量对象对应的测量对象构造；测量项目指定步骤，受理在所述构造检测步骤中检测出的所述测量对象构造中测量项目的指定；以及测量程序生成步骤，针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了在所述测量项目指定步骤中所指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
(10)此外，本发明的记录有程序的计算机可读介质，该程序用于使计算机实现以下功能：显示控制功能，显示工件的图像；测量对象指定功能，受理所述工件的图像中测量对象的指定；构造检测功能，检测由所述测量对象指定功能所指定的测量对象对应的测量对象构造；测量项目指定功能，受理由所述构造检测功能检测出的所述测量对象构造中测量项目的指定；以及测量程序生成功能，针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了由所述测量项目指定功能指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
发明效果
根据本发，可以降低测量工件所需的作业负担。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式涉及的工件测量装置的结构的框图。
图2是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
图3是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
图4是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
图5是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
图6是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
图7是表示根据用户输入的指定用的操作，提取构造物(立体形状)的处理的一例的示意图。
图8是表示根据用户输入的指定用的操作，提取构造物(立体形状)的处理的一例的示意图。
图9是表示根据用户输入的指定用的操作，提取构造物(立体形状)的处理的一例的示意图。
图10是表示根据用户输入的指定用的操作，提取构造物(立体形状)的处理的一例的示意图。
图11是表示从显示器的坐标系向机械坐标系的变换的示意图。
图12是表示设定针对测量对象构造物的测量项目的过程的示意图。
图13是表示从原型程序自动生成测量程序的概念的示意图。
图14是表示设定了进行长方体的定心时的测量点和接近点的状态的示意图。
图15是表示对接近点标注了次序的状态的示意图。
图16是表示设定将接近点之间连接的路径的状态的示意图。
图17是表示设定了进行孔的内径测量时的接近点的状态的示意图。
图18是表示设定了进行孔的内径测量时的测量点的状态的示意图。
图19是对工件测量装置执行的测量程序生成处理的流程进行说明的流程图。
符号说明
1 工件测量装置
11 CPU
11a UI显示控制部
11b 图像取得部
11c 测量对象取得部
11d 测量项目设定部
11e 测量程序生成部
11f 测量程序执行部
12 ROM
13 RAM
14 输入部
15 显示部
16 存储部
16a 测量项目数据库
16b 测量历史记录数据库
16c 原型程序数据库
17 通信部
18 视觉传感器
19 检测器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[结构]
图1是表示本发明的一实施方式涉及的工件测量装置1的结构的框图。
工件测量装置1由数值控制装置或者PC(Personal Computer)等信息处理装置构成。
如图1所示，工件测量装置1具有：CPU(Central Processing Unit)11、ROM12、RAM13、输入部14、显示部15、存储部16、通信部17、视觉传感器18、检测器19。
CPU11通过执行存储于存储部16的各种程序来控制工件测量装置1的整体。例如，CPU11执行自动生成用于进行工件测量的程序的处理(以下，也称为“测量程序生成处理”。)用的程序。
通过执行测量程序生成处理用的程序，作为功能结构在CPU11中形成UI显示控制部11a、图像取得部11b、测量对象取得部11c、测量项目设定部11d、测量程序生成部11e、测量程序执行部11f。
<UI显示控制部11a>
UI显示控制部11a在测量程序生成处理中显示用户用于输入输出各种信息的用户接口画面(UI画面)。
例如，像后述那样，UI显示控制部11a显示用于受理取得成为测量对象的工件图像的指示的输入画面，或显示用于在所取得的工件图像中指定测量对象的输入画面，或显示所指定的测量对象的检测结果。
此外，UI显示控制部11a还显示用于受理从测量项目的候补中选择的输入画面，或显示用于设定进行工件测量的接近点或测量点的输入画面，或显示用于修正自动生成的进行工件测量的程序的输入画面。
另外，当在UI显示控制部11a中进行输入时，可以受理鼠标、键盘或者触摸操作等涉及的输入。例如，除了触摸操作涉及的各种输入方式之外，还可以通过键盘的方向键来描绘围线，或通过鼠标的拖拽操作来描绘矩形范围，或通过键盘的回车键或鼠标的点击来描绘点等。
<图像取得部11b>
图像取得部11b取得由视觉传感器18(深度照相机或立体照相机等)拍摄到的工件的图像数据、或在CAD(Computer Aided Design)系统中生成的工件的CAD数据等、包含工件的三维形状的图像数据。图像取得部11b将取得的工件的图像数据存储于存储部16中。
<测量对象取得部11c>
测量对象取得部11c在指定通过UI显示控制部11a而显示于UI画面的测量对象的输入画面中，取得用户输入的指定用的操作内容。
并且，测量对象取得部11c根据用户输入的指定用的操作内容，在工件的图像中，确定成为测量对象的部分，检测确定出的部分的构造物(立体形状)。
并且，测量对象取得部11c将检测出的构造物从显示器的平面坐标系(图像坐标系)变换为装载了工件的工作台上的立体坐标系(机械坐标系)。另外，这些图像坐标系与机械坐标系预先进行校正并对应起来。此时，也可以代替显示器的平面坐标系(图像坐标系)，而使用照相机的坐标系。
接下来，一边参照图2～图10一边对测量对象取得部11c的检测处理内容进行更具体的说明。
图2～图6是表示在指定测量对象的输入画面中进行的操作的一例的示意图。
在图2所示的示例中，作为用户输入的指定用的操作内容，在成为测量对象的工件的图像中，分别输入沿着工件图像的左右边的直线。在图2所示的示例的情况下，测量对象取得部11c确定出用户打算进行工件宽度的测量。
此外，在图3所示的示例中，作为用户输入的指定用的操作内容，在成为测量对象的工件图像中，输入包围在工件上形成的孔的圆。在图3所示的示例的情况下，测量对象取得部11c确定出用户打算进行在工件上形成的孔的内径的测量。
此外，在图4所示的示例中，作为用户输入的指定用的操作内容，在成为测量对象的工件图像中，输入包围工件图像整体的圆。在图4所示的示例的情况下，例如，用户打算进行工件的定心(定原点)。
此外，在图5所示的示例中，在成为测量对象的工件图像中，指定对角线而输入包围工件图像整体的矩形。在图5所示的示例的情况下，测量对象取得部11c确定出用户打算进行工件的定心(定原点)。
此外，在图6所示的示例中，作为用户输入的指定用的操作内容，在成为测量对象的工件图像中，指定工件区域内的点。在图6所示的示例的情况下，测量对象取得部11c确定出用户打算进行工件的定心(定原点)。
在图4～图6所示的示例中，测量对象取得部11c都提取工件的轮廓，在轮廓线是二维四边形的情况下，测量四边四顶点来求出工件的中心点。
此外，图7～图10是表示根据用户输入的指定用的操作，测量对象取得部11c提取构造物(立体形状)的处理的一例的示意图。
在图7所示的示例中，如图2所示，在由用户分别输入了沿着工件图像的左右边的直线的情况下，测量对象取得部11c设定各段(输入的部分)的附近区域，在从其内侧通过Canny法提取了轮廓线之后，从提取出的轮廓线通过Hough法来检测两条直线(工件左右的外缘)。另外，在如图7所示提取了轮廓线的情况下，例如如果是左侧的轮廓线，则测量对象取得部11c可以基于在距离图像中观察时右侧的像素为凸值、或者通过背景差分在右侧放置有物体，由此判定在轮廓线的右侧有物体。
此外，在图8所示的示例中，在如图3所示由用户输入了包围在工件上形成的孔的圆时，测量对象取得部11c从包围在工件上形成的孔的圆的内侧通过蛇形算法(Snakemethod)来提取轮廓线，并且从提取出的轮廓线通过Hough变换来检测圆(孔)。
此外，在图9所示的示例中，在如图4或图5所示由用户输入了包围工件的图像整体的圆或矩形时，测量对象取得部11c从包围工件的图像整体的圆或矩形的内侧，通过蛇形算法来提取轮廓线，从提取出的轮廓线通过Hough变换来检测四条直线，根据检测出的四条直线，来检测四边形(工件的上下左右的外缘)。
此外，在图10所示的示例中，在如图6所示由用户指定了工件区域内的点的情况下，测量对象取得部11c从所指定的工件区域内的点提取指定点附近的颜色信息，通过区域展开法，提取与指定点附近近似的颜色的区域。并且，测量对象取得部11c通过蛇形算法来提取轮廓线，从提取出的轮廓线中通过Hough变换来检测四条直线，根据检测出的四条直线，来检测四边形(工件的上下左右的外缘)。
另外，在上述的示例中，通过首先进行蛇形算法或Canny法涉及的轮廓的提取，接着利用Hough变换来检测圆或直线这样的2级处理来进行构造提取，但是并不限定于此。蛇形算法或Canny法涉及的轮廓的提取作为用于减少Hough变换时的错误检测的前处理而进行，因此，也可以跳过蛇形算法或Canny法涉及的轮廓的提取。
在图9和图10中，测量对象取得部11c通过提取表示工件轮廓的四边形，例如在对用户提示测量项目时，可以缩小四边形的中心或面积等、能测量的项目来进行拾取。此外，测量对象取得部11c并非分开管理提取出的四个线段，而是能够通过使用“轮廓线构成四边形这样的闭合图形”这样的拓扑信息，例如根据四边形的中心与线段的位置关系，判别在线段的哪一侧有物体。通过这样，可以用作像后述那样测量项目设定部11d在测量时设定使接触探针活动的方向的辅助信息。
图11是表示从显示器的坐标系向机械坐标系的变换的示意图。
如图11所示，测量对象取得部11c将检测为测量对象构造物(工件左右的外缘、孔、工件上下左右的外缘等)的显示器的平面坐标(图像坐标)变换为工作台上的立体坐标(机械坐标)。
由此，测量对象取得部11c可以取得由用户在UI画面上指定的测量对象的实体的三维形状有关的位置信息。
<测量项目设定部11d>
测量项目设定部11d参照定义了测量项目的种类的数据库(存储部16的测量项目数据库16a)，设定针对测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物进行的测量项目。
测量项目设定部11d根据由测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物，参照过去的测量历史记录信息(存储部16的测量历史记录数据库16b)，列出能够选择为测量项目的项目(测量项目的候补)。
此外，测量项目设定部11d对列出的测量项目的候补进行排序。具体来说，测量项目设定部11d参照构造物的种类、形状、加工状况(加工前、加工中、加工后)、加工程序的内容、过去的测量历史记录等，对列出的测量项目的候补进行排序。由测量项目设定部11d排序的测量项目的候补通过UI显示控制部11a按排序顺序显示于UI画面，受理用户的选择。
一边参照图12一边对测量项目设定部11d针对测量对象构造物的测量项目的设定处理内容进行更具体的说明。
图12是表示设定针对测量对象构造物的测量项目的过程的示意图。
如图12所示，在由测量对象取得部11c检测测量对象构造物时，测量项目设定部11d参照存储部16的测量历史记录数据库16b，列出能够选择为测量项目的项目(测量项目的候补)。
在图12所示的示例中，在由测量对象取得部11c检测了工件左右的外缘时，测量项目设定部11d将“重心”、“边长”、“宽度”作为测量项目的候补列出。
此外，在由测量对象取得部11c检测了工件上下左右的外缘时，测量项目设定部11d将“周长”、“面积”、“定心”、“体积”作为测量项目的候补列出。
此外，如图12所示，测量项目设定部11d在过去的测量历史记录中，通过参照与本次的测量对象相同的测量对象时执行的测量项目的频率等，对列出的测量项目的候补进行排序。
在图12所示的示例中，在测量对象取得部11c检测到了工件左右的外缘时，测量项目设定部11d根据在测量对象构造物中“线段的内侧是凸”、“线段的外侧是凹”、“段数是2”，在同样的测量对象构造物的过去的测量历史记录中“工件宽度的测量是50％”，按“宽度”、“重心”、“边长”的顺序来对测量项目的候补进行排序。
此外，在通过测量对象取得部11c检测到了工件上下左右的外缘时，测量项目设定部11d根据在测量对象构造物中“线段的内侧是凸”、“线段的外侧是凹”、“段数是1”、在同样的测量对象构造物的过去的测量历史记录中“工件的定心是30％”，按“定心”、“体积”、“周长”的顺序来对测量项目的候补进行排序。
并且，如图12所示，进行了排序的测量项目的候补通过UI显示控制部11a按排序顺序显示于UI画面，受理用户的选择。
在图12所示的示例中，在检测到了工件左右的外缘时，由用户从作为测量项目的候补而列出的“宽度”、“重心”、“边长”中，选择“宽度”。此外，在图12所示的示例中，在检测到了工件上下左右的外缘时，由用户从作为测量项目的候补而列出的“定心”、“体积”、“周长”中，选择“定心”。
<测量程序生成部11e>
在由用户选择了测量项目时，测量程序生成部11e根据选择出的测量项目，以预先设定的数量来设定接近点和测量点的个数。
测量程序生成部11e可以从存储部16的原型程序数据库16c中取得测量对象和选择出的测量项目对应的原型(model)的程序(以下，称为“原型程序”(model program)。)。在原型程序中预先设定有各种测量项目对应的测量点和接近点的设定方针。
测量程序生成部11e根据测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物的具体构造，设定原型程序的测量点和接近点。并且，测量程序生成部11e根据预先设定的设定方针自动生成连接接近点的测量路径、或从接近点朝向测量点的测量路径。通过这样，自动生成用于进行测量对象的测量的程序(测量程序)。
通过对测量程序生成部11e自动生成的测量程序进行模拟，由UI显示控制部11a将该测量程序的接近点、测量点以及测量路径显示于UI画面。
另外，测量程序生成部11e也可以不使用原型程序，而是根据由测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物的具体构造，来设定测量点和接近点、测量路径。
一边参照图13一边对测量程序生成部11e的测量程序生成处理内容进行更具体的说明。
图13是表示通过测量程序生成部11e从原型程序自动生成测量程序的概念的示意图。
如图13所示，在存储部16的原型程序数据库16c中事前登记有与工件的形状对应的原型程序。例如，登记有从长方体的侧面4面逐点测量的原型、从三棱柱的侧面3面逐点测量的原型、以及为了测量圆筒的内径而从圆的中心朝向外侧移动探针的原型等。
这些原型例如在长方体原型的情况下，通过接近点的位置如图3所示那样进行伸缩。即，仅将接近点的顺序、探针的移动方向这样的拓扑作为原型登记于原型程序数据库16c，测量程序生成部11e在原型程序中将实际的值代入到接近点，由此生成测量程序。
此外，在针对显示于UI画面的测量程序的源表(source list)进行了用户的修正用的输入时，测量程序生成部11e将输入的修正反映给测量程序。
UI显示控制部11a通过对反映了用户的修正的测量程序进行模拟，将修正后的接近点、测量点以及测量路径显示于UI画面。在显示于UI画面的测量点和测量路径被用户承认时，确定基于承认了的接近点、测量点以及测量路径的测量程序。
<测量程序执行部11f>
测量程序执行部11f执行由测量程序生成部11e生成的测量程序(确定出的测量程序)，并移动检测器19(接触探针或激光传感器等)，由此执行测量对象的测量。
以上，在工件测量装置1中，通过执行测量程序生成处理用的程序，对成于CPU的功能块进行了说明。接下来，一边参照图1一边对工件测量装置1具有的其他结构要素进行说明。
用于控制工件测量装置1的各种系统程序预先写入到ROM12中。
RAM13由DRAM(Dynamic Random Access Memory)等半导体存储器构成，存储CPU11执行各种处理时生成的数据。
输入部14由键盘或鼠标、或者触摸传感器(触摸面板)等输入装置构成，受理用户进行的对工件测量装置1的各种信息的输入。
显示部15由LCD(Liquid Crystal Display)等显示装置构成，显示工件测量装置1的各种处理结果。
存储部16由硬盘或闪存等非易失性的存储装置构成，存储测量程序生成处理用的程序等。此外，如上所述，存储部16中存储有定义了测量项目的种类的测量项目数据库(测量项目DB)16a、存储了过去的测量历史记录的测量历史记录数据库(测量历史记录DB)16b、存储了测量程序的原型的原型程序数据库(原型程序DB)16c。并且，存储部16还存储确定出的测量程序、测量程序的执行结果等、工件测量装置1的各种处理结果。
通信部17具有有线或无线LAN或USB等、根据规定的通信标准来进行信号处理的通信接口，控制工件测量装置1与其他装置之间进行的通信。
视觉传感器18具有深度照相机或立体照相机等拍摄三维图像的拍摄装置，对成为测量对象的工件的三维图像进行拍摄。另外，视觉传感器18也可以具有拍摄工件的二维图像的拍摄装置。
检测器19具有接触探针或激光传感器等，检测成为测量对象的工件上的点的位置。
<具体的应用例>
接下来，一边参照图14～图18一边对通过工件测量装置1自动生成加工前的工件的定心用的测量程序、以及形成于加工后的工件的孔的内径测量用的测量程序时的具体的事例进行说明。
[具体的应用例1]
<定心用的测量程序>
首先，一边参照图14～图16一边对自动生成加工前的工件的定心用的测量程序的过程进行说明。
在本示例中，作为测量对象物体而应用长方体，作为拍摄条件而通过三维照相机从正上方拍摄工件，自动生成加工前工件的定心(三维)用的测量程序。
该情况下，通过以下过程自动生成处理程序。
(过程1)在通过UI显示控制部11a指定在UI画面上显示的测量对象的输入画面中，用户通过图4所示的包围操作来指定测量对象物(四边形)。
(过程2)测量对象取得部11c对通过包围操作而指定出的测量对象物进行图像处理(例如，Hough变换、蛇形算法等)来提取四边形。
(过程3)测量项目设定部11d根据由测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物，参照过去的测量历史记录信息(存储部16的测量历史记录数据库16b)，列出能够选择的测量项目。
更具体来说，测量项目设定部11d使用以下条件缩小能够选择的测量项目，并进行排序。
·工件的形状(例如，是提取四边形比其周围向Z方向突出的长方体)
·工件的状况(例如，是加工前)
·加工程序的内容(例如，是切削工件的外表面)
·过去的测量历史记录(例如，在“加工前”“在物体的外部”“包围指定”了“四边形”的情况下，80％为定心测量等)
(过程4)用户从测量项目设定部11d列出的测量项目的候补中选择“定心”。
(过程5)测量程序生成部11e在长方体的5个面各自的中心设定测量点5个点，在从测量点向面的法线方向离开一定距离的位置处设定接近点5个点。这里，测量面中心的Z方向的高度例如被求为：将三维照相机获得的四边形的缘部分的外侧高度与内侧高度相加除以2而得的值。此外，Z方向的高度也可以基于三维照相机拍摄来求出，还可以基于工件的加工程序计算，也可以基于工件的CAD数据求出，还可以基于二维照相机图像中的物体的尺寸求出。
图14是表示设定了进行长方体的定心时的测量点和接近点的状态的示意图。
通过进行过程5，设定图14所示那样的测量点和接近点。
另外，在长方体的定心用的原型程序中，针对测量对象的长方体的原型预先设定了图14所示那样的测量点和接近点的设定方针。因此，测量程序生成部11e在使用了原型程序时，可以容易地设定测量点和接近点。
(过程6)测量程序生成部11e以如下方式生成连接接近点的测量路径。
·将距当前的接触探针位置(初始位置)直线距离最近的接近点设为最初的接近点。
·将距最初的接近点直线距离最近的接近点设为第二接近点，以下同样地对所有接近点标注序号。
·连接第N与第N+1的接近点，生成不与物体接触那样的路径(其中，N是自然数)。
图15是表示对接近点标注了序号的状态的示意图。
此外，图16是表示设定连接接近点的路径的状态的示意图。在图16中，示出了在进行测量路径的设定时以(A)距测量对象保持一定距离时，以及(B)瞄准接近点之间的最短路径时的两个形式来设定路径的示例。另外，在瞄准接近点之间的最短路径来设定路径时，需要确保距测量对象至少探针半径量的富余量。
(过程7)测量程序生成部11e以如下方式生成从接近点朝向测量点的测量路径。
·按照从接近点向测量点连接的直线使探针移动，若探针与工件接触，则返回到接近点。
[具体的应用例2]
<形成于加工后工件的孔的内径测量用的测量程序>
接下来，一边参照图17和图18，一边对自动生成形成于加工后的工件的孔的内径测量用的测量程序的示例进行说明。
在本示例中，作为测量对象物体应用长方体，作为拍摄条件通过三维照相机从正上方拍摄工件，自动生成加工后工件的孔的内径测量(三维)用的测量程序。
该情况下，通过以下过程自动生成测量程序。
(过程1)在通过UI显示控制部11a指定在UI画面上显示的测量对象的输入画面中，操作员通过包围操作(参照图3)来指定测量对象物(圆孔)。
(过程2)测量对象取得部11c对通过包围操作而指定出的测量对象物进行图像处理(例如Hough变换、蛇形算法等)来提取圆。
(过程3)测量项目设定部11d根据由测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物，参照过去的测量历史记录信息(存储部16的测量历史记录数据库16b)，列出能够选择的测量项目。
·工件的形状(例如，是提取四边形比其周围向Z方向突出的长方体)
·工件的状况(例如，是加工后)
·加工程序的内容(例如，对工件进行了孔加工)
·过去的测量历史记录(例如，在“加工后”“在物体的内部”“包围指定”了“圆”的情况下，70％是内径测量等)
(过程4)用户从由测量项目设定部11d列出的测量项目的候补中选择“内径”。
(过程5)测量程序生成部11e在圆的中心设定接近点。这里，接近点的Z方向高度被求为：将通过三维照相机从图像中提取出的圆的缘的外侧部分与内侧部分的高度相加除以2而得的值。
图17是表示设定了进行孔的内径测量时的接近点的状态的示意图。
通过进行过程5，如图17所示，作为圆的中心，在Z方向上在按照设定方针的高度的位置设定接近点。
(过程6)测量程序生成部11e将从接近点起在机械坐标系中在0度的方向、120度的方向、240度的方向引出的直线与圆孔的三个交点设为测量点。
图18是表示设定了进行孔的内径测量时的测量点的状态的示意图。
通过进行过程6，如图18所示，相对于设定于圆的中心的接近点，在机械坐标系中在0度、120度、240度的圆上的位置设定测量点。
(过程7)测量程序生成部11e以如下方式生成从接近点朝向测量点的测量路径。
·按照从接近点向测量点连接的直线使探针移动，若探针与工件接触，则返回到接近点，向下一测量点移动。
·或者，按照从接近点向最初的测量点连接的直线使探针移动，若探针与工件接触，则直接向下一测量点移动。
测量程序生成部11e可以通过模式的切换等来对通过某一样式生成测量路径进行设定。
以上，根据工件测量装置1的结构对本发明的工件测量装置1的各功能部的实施方式进行了说明。
接下来，一边参照图19，一边对工件测量装置1的处理流程进行说明。
<测量程序生成处理>
图19是对工件测量装置1执行的测量程序生成处理的流程进行说明的流程图。
经由输入部14输入启动测量程序生成处理的指示来开始测量程序生成处理。
在步骤S1中，UI显示控制部11a在测量程序生成处理中显示用户用于输入各种信息的用户接口画面(UI画面)。
在步骤S2中，图像取得部11b取得由视觉传感器18(深度照相机或立体照相机等)拍摄到的工件的图像数据、或在CAD(Computer Aided Design)系统中生成的工件的CAD数据等包含工件的三维形状的图像数据。此时取得的工件的图像数据存储于存储部16中。
在步骤S3中，UI显示控制部11a显示用于在取得的工件的图像中指定测量对象的输入画面。
在步骤S4中，UI显示控制部11a取得用户输入到指定测量对象的输入画面的指定用的操作内容。
在步骤S5中，测量对象取得部11c根据用户输入的指定用的操作内容，在工件的图像中确定成为测量对象的部分，检测确定出的部分的构造物(立体形状)。
在步骤S6中，测量对象取得部11c将检测出的构造物从显示器的平面坐标系(图像坐标系)变换为装载了工件的工作台上的立体坐标系(机械坐标系)。
在步骤S7中，测量项目设定部11d根据由测量对象取得部11c检测出的测量对象构造物，参照过去的测量历史记录(存储部16的测量历史记录数据库16b)，列出能够选择为测量项目的项目(测量项目的候补)。
在步骤S8中，测量项目设定部11d以过去的测量历史记录等为基础对列出的测量项目的候补进行排序。
在步骤S9中，UI显示控制部11a将由测量项目设定部11d进行了排序的测量项目的候补按排序顺序显示于UI画面中。
在步骤S10中，UI显示控制部11a显示用于受理从测量项目的候补中选择的输入画面，受理用户的选择。
在步骤S11中，测量程序生成部11e根据由用户选择出的测量项目，以预先设定的数量来设定接近点和测量点的个数。
在步骤S12中，测量程序生成部11e对照测量对象构造物的具体的构造，设定原型程序的接近点和测量点。
在步骤S13中，测量程序生成部11e根据预先设定的设定方针来自动生成连接接近点的测量路径、或从接近点朝向测量点的测量路径。这样生成的处理程序通过UI显示控制部11a在UI画面上显示接近点、测量点以及测量路径。
另外，在步骤S11～步骤S13中，测量程序生成部11e取得测量对象以及选择出的测量项目对应的原型程序，也可以对照测量对象构造物的具体的构造，设定原型程序的接近点和测量点、测量路径。
在步骤S14中，测量程序生成部11e对显示于UI画面的测量程序的源表，受理用户进行的修正用的输入。
在步骤S15中，UI显示控制部11a判定测量程序是否被用户承认。
在测量程序没有被用户承认时，在步骤S15中判定为否(NO)，处理向步骤S14转移。
另一方面，在测量程序被用户承认时，在步骤S15中判定为是(YES)，处理向步骤S16转移。
在步骤S16中，测量程序执行部11f判定是否指示了测量程序的执行。
在指示了测量程序的执行时，在步骤S16中判定为是，处理向步骤S17转移。
另一方面，在没有指示测量程序的执行时，在步骤S16中判定为否，测量程序生成处理结束。
在步骤S17中，测量程序执行部11f执行测量程序。
步骤S17之后，测量程序生成处理结束。
如上所述，本实施方式涉及的工件测量装置1针对工件的图像受理用户进行的指定测量对象的操作。并且，根据用户进行的指定，确定在工件的图像上成为测量对象的部分，检测确定出的部分的构造物(立体形状)。并且，受理针对检测出的构造物的测量项目的输入，自动设定与测量项目对应的测量点和接近点、以及包含测量点和接近点的测量路径。
因此，通过进行在成为测量对象的工件的图像上指定测量对象的操作和输入测量项目的操作，自动生成用于自动测量成为测量对象的工件的测量程序。
因此，可以降低测量工件所需的作业负担。
此外，在工件测量装置1中，在对工件图像指定测量对象时，若用户输入包围工件的图像的操作、输入直线的操作、指定点的操作等操作，则通过图像处理来确定在工件的图像中成为测量对象的部分。
因此，用户能够通过简单的操作来指定测量对象。
此外，在工件测量装置1中，针对检测出的构造物的测量项目的列表根据构造物的种类、形状、加工状况、加工程序的内容、过去的测量历史记录等被排序显示。
由此，可以对进行测量项目的选择的用户以容易理解的方式来提示执行的可能性高的测量项目。
此外，在工件测量装置1中，取得检测出的构造物(测量对象)和选择出的测量项目对应的原型程序，针对原型程序设定对照了测量对象构造物的具体构造的测量点和接近点。
由此，能够更简单地生成自动测量测量对象的测量程序。
[变形例1]
在上述的实施方式中，列举用户指定测量对象，并且用户输入测量项目的情况为例进行了说明。
与之相对地，工件测量装置1在判断为能够唯一决定测量对象中的测量程序时，可以省略测量对象的指定和测量项目的输入，可以自动生成测量程序。
该情况下，工件测量装置1通过检测到用户预先指定了测量对象或测量项目等、还设定成从根据过去的测量历史记录而进行排序的测量项目的候补中自动选择频率最高的测量项目、以及测量程序限定于一种等，可以判定是否能够唯一决定测量对象中的测量程序。
另外，作为另外的变形例，作为工件测量装置1，也可以构成为不具有测量对象指定部或测量项目指定部。该情况下，工件测量装置1例如通过预先指定测量对象或测量项目等、或设定成从根据过去的测量历史记录进行排序的测量项目的候补中自动选择频率最高的测量项目，或按工件的种类预先决定测量程序等，也可以自动生成测量程序。
[变形例2]
另外，在量产相同的工件时，保存对第一个工件制作出的测量程序与工件图像，在第二个以后的工件中，计算与第一个工件图像之间的位置和角度的移动量，对为了第一个工件用而制作出的测量程序的坐标值加上上述移动量，修正程序，由此，跳过用户针对第二个工件以后工件的测量对象的指定操作和测量项目的决定操作，使测量动作完全自动化。
[变形例3]
在上述的实施方式中，对受理指定测量对象的操作，在检测出成为测量对象的构造物之后，受理测量项目的输入进行了说明。
与之相对地，在受理了测量项目的输入之后，可以受理指定测量对象的操作，检测成为测量对象的构造物。
由此，通过测量项目的指定限定测量对象，因此，能够更适当地检测成为测量对象的构造物。
以上，本发明并非限定于上述的实施方式和变形例，能够进行各种变更以及变形等。
例如，在上述的实施方式中，列举检测器19具有接触探针或激光传感器等的情况为例进行了说明，但是并不限定于此。即，只要是能够测量成为测量对象的工件的位置或形状的装置，则可以使用各种方式的检测器。
此外，在上述的实施方式中，对作为成为测量对象的工件图像，而使用了包含工件的三维形状的图像数据进行了说明，但是并不限定于此。例如，可以将其他辅助信息(加工程序等)兼并地用于包含工件的二维形状的图像中，由此，作为这些信息整体，识别工件的三维形状。
此外，在上述的实施方式中，可以在使检测器19从接近点移动至测量点时，在测量路径上的距测量点的规定距离前高速移动检测器19，在距测量点规定距离以内低速移动检测器19。
由此，可以使工件与检测器19更缓慢地接触，并且可以实现测量时间的缩短。
以上说明的实施方式的工件测量装置1的功能的全部或一部分可以通过硬件、软件或者它们的组合来实现。这里，所谓通过软件来实现表示处理器通过读入程序来执行而进行实现。在通过硬件构成时，例如可以通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、门阵列、FPGA(Field Programmable Gate Array)、CPLD(Complex ProgrammableLogic Device)等集成电路(IC)来构成工件测量装置1的功能的一部分或全部。
在通过软件构成工件测量装置1的功能的全部或一部分时，在由存储了记述工件测量装置1的动作的全部或一部分的程序的、硬盘、ROM等存储部、存储运算所需的数据的DRAM、CPU、以及连接各部的总线构成的计算机中，可以将运算所需的信息存储于DRAM，利用CPU使该程序动作，由此进行实现。
可以使用各种类型的计算机可读介质(computer readable medium)来存储这些程序并提供给计算机。计算机可读介质包括各种类型的有实体的存储介质(tangiblestorage medium)。计算机可读介质的示例包括：磁存储介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁-光存储介质(例如，光磁盘)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、DVD-ROM(Digital Versatile Disk)、DVD-R、DVD-R/W、半导体存储器(例如，掩膜ROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、闪存、RAM(Random Access Memory))。
此外，这些程序可以经由网络下载到用户的计算机来进行发布。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但是上述的实施方式仅表示了实施本发明时的具体例。本发明的技术范围并不局限于上述实施方式。本发明能够在不脱离其精神的范围内进行各种变更，而这些也包含于本发明的技术范围之中。

Claims (10)

1.一种工件测量装置，其特征在于，具有：
显示部，其显示工件的图像；
测量对象指定部，其受理所述工件的图像中测量对象的指定；
构造检测部，其检测由所述测量对象指定部所指定的测量对象对应的测量对象构造；
测量项目指定部，其受理所述工件的图像中测量项目的指定；以及
测量程序生成部，其针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了由所述测量项目指定部所指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
2.根据权利要求1所述的工件测量装置，其特征在于，
所述工件测量装置具有：测量路径显示部，其显示在所述测量程序中设定的所述测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的所述测量路径。
3.根据权利要求2所述的工件测量装置，其特征在于，
所述测量程序生成部受理针对由所述测量路径显示部显示的所述测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的所述测量路径的修正。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的工件测量装置，其特征在于，
所述工件测量装置具有：测量程序执行部，其通过使检测器沿着在所述测量程序中设定的所述测量路径移动，执行所述测量程序。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的工件测量装置，其特征在于，
所述测量程序生成部通过针对所述测量对象构造的种类和所述测量项目所对应的原型程序，符合该测量对象构造地设定所述测量点和接近点，由此生成所述测量程序。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的工件测量装置，其特征在于，
所述测量项目指定部将针对所述测量对象构造的测量项目候补排序并进行显示。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的工件测量装置，其特征在于，
所述工件的图像是该工件的二维或三维的拍摄图像以及该工件的CAD数据图像中的至少某一个。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的工件测量装置，其特征在于，
所述检测器具有接触探针和激光传感器中的至少某一个。
9.一种工件测量方法，其特征在于，由计算机执行以下步骤：
显示步骤，显示工件的图像；
测量对象指定步骤，受理所述工件的图像中测量对象的指定；
构造检测步骤，检测在所述测量对象指定步骤中所指定的测量对象对应的测量对象构造；
测量项目指定步骤，受理在所述构造检测步骤中检测出的所述测量对象构造中测量项目的指定；以及
测量程序生成步骤，针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了在所述测量项目指定步骤中所指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
10.一种记录有程序的计算机可读介质，其特征在于，该程序用于使计算机实现以下功能：
显示控制功能，显示工件的图像；
测量对象指定功能，受理所述工件的图像中测量对象的指定；
构造检测功能，检测由所述测量对象指定功能所指定的测量对象对应的测量对象构造；
测量项目指定功能，受理由所述构造检测功能检测出的所述测量对象构造中测量项目的指定；以及
测量程序生成功能，针对所述测量对象构造生成测量程序，该测量程序设定了由所述测量项目指定功能指定的测量项目对应的测量点和接近点、以及包含所述测量点和接近点的测量路径。
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