CN1873372A - 图像测定系统和非停止图像测定程序制作方法及执行方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像测定系统和非停止图像测定程序制作方法及执行方法。基于台移动指示输入，使摄像部件对于测定台的位置相对移动。使闪光灯照明以规定周期反复点亮，同时基于照明调整指示输入来调整闪光灯照明的脉宽，从而调节对于工件的照明光量。基于规定的指示输入，输入摄像部件相对于测定台的位置信息和闪光灯照明的脉宽信息，从输入的位置信息所表示的位置通过，并且在该位置对工件照射被输入的脉宽的闪光灯照明，同时输入工件的瞬间图像信息，生成用于进行图像测定的部分程序。

Description

图像测定系统和非停止图像测定程序制作方法及执行方法
本申请基于并要求2005年6月3日提交的日本专利申请No.2005-164602的优先权，在此通过引用而合并其整体内容。
技术领域
本发明涉及具有非停止测定模式的图像测定系统和非停止图像测定程序的制作方法及执行方法，该非停止测定模式为摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，同时在指定的测定位置不停止而取得瞬间的图像信息，从而进行图像测定。
背景技术
以往，如图12所示，CNC图像测定机使测定台对于CCD照相机等摄像部件移动，在测定位置使其停止，同时调整照明光量来取得被测定对象的图像信息，对于取得的图像信息实施测定工具设定以及边缘检测等图像处理，从而执行一个测定位置的测定。通过如测定1、测定2、...这样将该测定对所有的测定位置重复执行，从而进行必要的位置的测定(以下，将这样的测定模式称作‘标准模式’)。
相对于此，为了提高测定的吞吐量的目的，提出一种具有即使在测定位置也不使测定台对于摄像部件停止而进行测定动作的测定模式(以下，将这样的测定模式称作‘非停止测定模式’)的图像测定机(特表2004-535587号公报，段落0005～0006、图2)。如图13所示，该图像测定机通过输入(取り込む)不使测定台在测定位置停止而对被测定对象照射闪光灯照明而且使用带有快门的CCD照相机摄像而得到的瞬间的图像信息，从而进行图像测定。根据该非停止测定模式，具有通过适当地设定台的移动速度和闪光灯脉宽的关系，不将测定精度降低很低就可以实现测定的高速化的优点。
另外，在现有的标准模式的图像测定机中，在用于制作测定用的部分程序的示教(teaching)中，在手动将测定台移动到测定位置并进行了照明调整之后，给出测定指示，从而进行测定位置和照明条件的设定。
但是，在上述非停止测定系统中，在测定位置，输入在使测定台对于摄像部件移动的状态下闪光灯摄像的图像信息，所以存在无法原样应用对每个测定位置停止而进行照明调整的现有的标准模式中的示教方法的问题。
发明内容
本发明鉴于这样的问题点而完成，其目的在于提供一种可通过与以往同样的示教方法制作或执行非停止测定模式的测定程序的图像测定系统和非停止图像测定程序的制作方法及执行方法。
为了实现上述目的，本发明的非停止图像测定程序的制作方法，通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该方法包括：基于台移动指示输入，使所述摄像部件对于所述测定台的位置相对移动的步骤；使所述闪光灯照明以规定周期反复点亮，同时基于照明调整指示输入来调整所述闪光灯照明的脉宽，从而调节对于所述被测定对象的照明光量的步骤；以及基于规定的指示输入，输入所述摄像部件对于所述测定台的位置信息和所述闪光灯照明的脉宽信息，从所述输入的位置信息所表示的位置通过，并且在该位置对所述被测定对象照射所述输入的脉宽的闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间图像信息，生成用于进行图像测定的所述测定程序的步骤。
此外，本发明的非停止图像测定程序的执行方法，通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，反复执行两次所述测定程序，在第一次执行中，执行以下处理，即沿着通过所述测定程序中记录的多个位置信息所表示的位置的路线，一边对于所述测定台移动所述摄像部件，一边在由所述位置信息指定的位置对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时取得所述被测定对象的瞬间图像信息，在第二次执行中，执行读取所述被输入的图像信息的处理和对于该被读取的图像信息的规定的图像处理。
此外，本发明的第一图像测定系统，具有非停止测定模式，该模式通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该系统包括：输入台移动指示、照明调整指示以及其它规定的指示的部件；基于所述被输入的台移动指示使所述摄像部件对于所述测定台的位置相对移动的部件；使所述闪光灯照明以规定周期反复点亮，同时基于所述被输入的照明调整指示来调整所述闪光灯照明的脉宽，从而调节对于所述被测定对象的照明光量的部件；以及基于所述规定的指示输入，输入所述摄像部件对于所述测定台的位置信息和所述闪光灯照明的脉宽信息，从所述输入的位置信息所表示的位置通过，并且在该位置对所述被测定对象照射所述输入的脉宽的闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间图像信息，生成用于进行图像测定的所述测定程序的部件。
进而，本发明的第二图像测定系统，具有非停止测定模式，该模式通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该系统具有测定程序执行部件，该部件在所述非停止测定模式下反复执行两次所述测定程序，在第一次执行中，执行以下处理，即沿着通过所述测定程序中记录的多个位置信息所表示的位置的路线，一边对于所述测定台移动所述摄像部件，一边在由所述位置信息指定的位置对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时取得所述被测定对象的瞬间图像信息，在第二次执行中，执行读取所述被输入的图像信息的处理和对于该被读取的图像信息的规定的图像处理。
根据本发明的非停止图像测定程序的制作方法以及第一图像测定系统，在示教时，在图像取得位置，以摄像部件和测定台处于被相对固定的位置关系的状态下，对被测定对象以规定周期反复点亮闪光灯照明，一边确认该图像的亮度，一边基于输入的光量指示来调整其脉宽，在测定程序执行时，基于被调整了的脉宽的信息点亮闪光灯照明，从而取得被测定对象的图像信息，所以可以以与标准模式同样的方法进行示教，从而制作非停止图像测定程序。
此外，根据本发明的非停止图像测定程序的执行方法以及第二图像测定系统，由于反复执行两次测定程序，在第一次的执行中执行以下处理，即一边移动摄像部件对于测定台的相对位置，一边在指定的位置取得瞬间图像信息，在第二次的执行中集中执行被取得的图像信息的读取处理和图像处理，所以测定程序可以设为与现有的标准程序同样的结构，其结果，可以通过与现有的标准模式同样的示教生成非停止测定用的测定程序。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的图像测定系统的结构的外观立体图。
图2是该测定系统中的计算机的功能方框图。
图3是表示标准模式下的测定步骤的流程图。
图4是表示非停止测定模式下的测定步骤的流程图。
图5是表示该系统的非停止测定模式下的测定程序制作以及测定步骤的流程图。
图6是表示实施方式1-1的部分程序的图。
图7是表示实施方式1-1的部分程序制作处理的流程图。
图8是用于说明实施方式1-1的照明调整控制的波形图。
图9是表示实施方式1-2的部分程序的图。
图10是表示实施方式1-2的部分程序制作处理的流程图。
图11A是表示实施方式1-2的部分程序的第一次的执行部分的图。
图11B是表示实施方式1-2的部分程序的第二次的执行部分的图。
图12是用于说明标准模式的测定的图。
图13是用于说明非停止测定模式下的测定的图。
具体实施方式
接着，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一实施方式的图像测定系统的整体结构的立体图。该系统包括：非接触型的图像测定机1；驱动控制该图像测定机1的同时执行必要的数据处理的计算机系统2；以及将计测结果进行打印输出的打印机3。
图像测定机1如下构成。即，在架台11上安装有用于载置被测定对象(以下称作工件)12的测定台13，该测定台13由未图示的Y轴驱动机构向Y轴方向驱动。在架台11的两侧边缘中央部固定有向上方延伸的支承臂14、15，固定X轴导轨16使其连接该支承臂14、15的两上端部。该X轴导轨16上支承有摄像单元17。摄像单元17由未图示的X轴驱动机构沿X轴导轨16驱动。在摄像单元17的下端部与测定台13相对地安装有CCD照相机18。此外，在摄像单元17的内部除了未图示的照明装置以及聚焦机构以外，还内置有使CCD照相机18的Z轴方向的位置移动的Z轴驱动机构。
计算机系统2包括以下装置而构成：计算机主体21、键盘22、操纵杆箱(以下称作J/S)23、鼠标24以及显示装置25。计算机主体21与存储在内部的规定的程序一同实现例如图2所示的各功能。
即，设有用于根据来自键盘22、J/S23以及鼠标24等输入部件的指示输入而控制图像测定机1的台移动处理部31、照明调整处理部32以及其它测定条件调整处理部33。台移动处理部31基于来自输入部件的台移动指示输入，控制图像测定机1的XYZ轴驱动机构，使CCD照相机18对于测定台13的位置移动。照明调整处理部32在示教(teaching)时，以规定周期使图像测定机1的照明装置连续地点亮闪光灯，同时基于来自输入部件的照明调整指示输入，调整点亮闪光灯的脉宽，在非停止动作模式时，在指定的测定位置，以预先设定的脉宽点亮闪光灯。其它测定条件调整处理部33基于其它测定条件调整指示输入，调整透镜放大率、聚焦调整等其它的测定条件。
由这些各处理部31～33调整的台位置、点亮闪光灯的脉宽的信息以及其它的测定条件信息，基于通过输入部件的规定的指示输入，由参数输入(取込)部34输入。由参数输入部34输入的参数被存储在参数存储部35中。部分程序制作部36使用存储在参数存储部35中的参数，制作用于测定的部分程序。此时，在由输入部件指示非停止测定模式的情况下，部分程序制作部36制作非停止测定模式的部分程序。制作的部分程序被存储在部分程序存储部37中。
部分程序执行部38从部分程序存储部37中读取必要的参数并执行它，按照部分程序中记述的各种命令，适当驱动台移动处理部31、照明调整处理部32、其它测定条件调整处理部33、图像取得部42以及图像处理部43。由CCD照相机18摄像的图像信息由图像存储部41依次存储。存储在图像存储部41中的图像信息由显示装置25依次显示，另一方面，基于部分程序，由图像取得部42作为静止图像捕捉。图像处理部43对于由图像取得部42取得的图像信息，执行测定工具的设定、边缘检测、坐标检测等用于图像测定的图像处理。
接着，说明这样构成的本实施方式的图像测定系统的测定动作和部分程序制作方法。
图3是表示现有的标准模式的图像测定的步骤的流程图。如图所示，在标准模式的图像测定中，以如下的步骤进行测定，即对每个测定要素依次执行测定台移动、照明设定、图像取得以及图像处理，该处的测定结束之后，移动到下一个测定位置，执行同样的处理。这样，在标准模式的图像测定中，测定对于每个要素(例如，点测定1、点测定2、...)被完成。
相对于此，在非停止测定模式下，如图4所示，将测定处理分离为非停止图像取得和图像处理。在非停止图像取得中，一边沿着通过各测定位置的测定路线移动测定台13和CCD照相机18的相对位置，一边在通过规定位置的瞬间连续地对所有测定位置执行闪光灯照明以及图像取得(以及保存)。所有的图像取得结束时，执行图像处理。在图像处理中，一边每次读取一个被取得并临时保存的图像信息，一边对全部测定位置连续地执行边缘检测等图像处理。该非停止测定模式如标准模式这样，需要进行台停止的确认，因此可以实现测定作业的高速化。
图5表示用于进行这样的非停止图像测定的操作的流程图。
首先通过非停止测定模式的示教生成部分程序(S1)，通过生成的部分程序执行非停止测定(S2)。这里，为了通过与以往的标准模式同样的示教执行图4所示的非停止测定，考虑两个方法。第一个是，对部分程序生成处理(S1)追加新的功能，将部分程序本身设为适于非停止测定的结构，将部分程序执行(S2)本身设为与以往大致同样的方法(实施方式1-1)。第二个是，对部分程序制作(S1)本身不格外追加新的功能，部分程序的结构也与标准模式的部分程序大致相同，但是通过部分程序执行(S2)来追加新的功能从而执行非停止测定模式的方法(实施方式1-2)。以下，分别说明两个方法。
[实施方式1-1]
图6是表示生成的部分程序的一例的图。
该部分程序包括三个子程序块(Sub QVBlock_1，Sub QVBlock_2，SubQVBlock_3)。最初的子块(Sub QVBlock_1)中，在最初的2行中记述透镜放大率、照明等设定指令，接着是表示每一个测定元件的移动和闪光灯照明以及图像取得的移动路线命令。第二个以及第三个子块(Sub QVBlock_2，SubQVBlock_3)是测定块。
为了制作这样的部分程序，程序制作部36执行如下的步骤。
(1)连续的移动路线命令中，一个测定元件的移动路线命令和与其对应的图像读取命令以及图像处理命令(边缘检测等)分别由两个子程序块并行制作。
(2)对所有路线部分生成上述(1)的命令。图像读取命令以及图像处理命令(边缘检测命令等)通过制作新的子程序块而与移动路线命令建立关联。
(3)由测定开始命令(StrobePath.Acquire：非停止的图像取得命令)结束一系列的路线生成。
图7具体表示该处理。
首先，判定是否由输入部件输入台移动指示(S11)，如有台移动指示的输入，则执行台驱动处理(S12)。由此，操作器可以进行用于将摄像范围定位在测定位置的操作。
接着，判定是否有输入部件输入照明及其它调整指示(S13)，如有调整指示的输入，则执行闪光灯脉宽及其它的调整处理(S14)。如图8所示，闪光灯脉冲例如与CCD照相机18的垂直同步信号(VSync)同步被生成。将脉宽从(1)到(2)这样变宽时，显示装置25中显示的图像整体上变亮，将脉宽如(2)～(1)这样变窄时，显示装置25中显示的图像整体上变暗，所以一边确认显示装置25中显示的图像，一边进行例如0～100％的对话调整，从而目视决定最适当的光量即可。另外，作为闪光灯照明，可以使用LED、氙灯等。
接着，确认是否有测定条件记录指示输入(S15)，如果有记录指示输入，则在最初的子程序块(Sub QVBlock_1)中记录测定条件(S16)。在图6的例子中，在‘Sub QVBlock_1’的前端记录有透镜以及照明设定值。
接着，判定是否有测定指示输入(S17)，如有测定指示输入，则在‘SubQVBlock_1’中记录表示当前的测定台13和CCD照相机18的相对位置的位置信息，作为移动位置的信息(S18)，并且生成新的子程序块，在该新的子程序块中记录与上述移动位置的信息对应的图像信息读取命令以及图像处理命令(S19)。
重复该操作直到有测定开始指示为止(S20)。如有测定开始指示，则在‘Sub QVBlock_1’中记录测定开始(图像取得)命令(S21)，并结束处理。
根据该联机示教，操作器使测定台13对于CCD照相机18的位置移动到要测定的位置，在该位置固定CCD照相机18以及测定台13，一边确认显示装置25的显示画面，一边在聚焦调整以及光量调整等测定条件设定之后输入测定指示，从而可以取得在该位置的非停止测定所需的参数，并可以通过与现有的标准模式中的联机示教大致同样的示教操作来进行非停止测定模式的示教。
在执行这样生成的部分程序时，顺序地执行生成的部分程序。在该情况下，部分程序执行部38与以往结构大致没有改变。
[实施方式1-2]
在实施方式1-1中，为使部分程序本身适于非停止测定的结构，但在实施方式1-2中，部分程序本身与标准模式大致同样，部分程序执行部38中的处理与以往不同。
图9是表示本实施方式2的部分程序的图。
部分程序中，在前端记述有对非停止测定模式的切换命令，在末尾记述有对标准模式的切换命令。部分程序与实施方式1同样，包括三个子程序块(Sub QVBlock_1，Sub QVBlock_2，Sub QVBlock_3)但在最初的子块(SubQVBlock_1)中记述有透镜放大率、照明等测定条件设定指令，在第二以及第三个子块(Sub QVBlock_2，Sub QVBlock_3)中分别对每个测定单位记述有对测定位置的移动和闪光灯照明及图像取得、以及图像读取、测定条件设定、图像处理(边缘检测)、测定结束的各命令。
该部分程序的制作顺序大致如下。
(1)在部分程序的记录开始时，与以往的标准模式同样。
(2)从菜单中选择从标准模式对非停止测定模式的切换命令并执行。
(3)在非停止测定模式下，通过一系列的台移动命令(连续路线)，取得台移动和闪光灯脉冲点亮以及闪光灯点亮时的图像。此外，闪光灯点亮时的图像中含有在闪光灯点亮时被锁存的台位置的信息。
(4)在一系列的台移动后，每次读取各闪光灯点亮时的图像的一个并执行边缘检测等图像处理。
(5)在所有的处理结束后，执行非停止测定模式到标准模式的切换命令。
图10表示该具体处理。
与图7所示的实施方式1的流程的不同之处在于在前端记录对非停止测定模式的切换命令(S31)，以及在有测定指示时(S17)生成新的子程序块并记录一个测定单位的移动位置、图像读取命令以及图像处理命令(S32)，还有在有测定开始指示时(S20)记录图像取得命令以及对标准模式的切换命令(S33)。另外，包含照明调整处理，关于其它方面与实施方式1同样。
生成的部分程序如下被执行。即，如部分程序执行部38检测出部分程序的前端的对非停止测定模式的切换命令，则以下反复两次执行直至对标准模式的切换命令为止的处理。在该情况下，在第一次中，仅图11A中浓的字所表示的部分、即测定条件的测定、移动位置的记录以及非停止的图像取得处理的部分被执行，在第二次中，仅图11B中浓的字所表示的部分、即图像读取和图像处理的部分被执行。
这样的部分程序制作方法中，也可以通过与以往同样的示教来制作部分程序。

Claims (6)

1.一种非停止图像测定程序的制作方法，通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该方法包括：
基于台移动指示输入，使所述摄像部件对于所述测定台的位置相对移动的步骤；
使所述闪光灯照明以规定周期反复点亮，同时基于照明调整指示输入来调整所述闪光灯照明的脉宽，从而调节对于所述被测定对象的照明光量的步骤；以及
基于规定的指示输入，输入所述摄像部件对于所述测定台的位置信息和所述闪光灯照明的脉宽信息，从所述输入的位置信息所表示的位置通过，并且在该位置对所述被测定对象照射所述输入的脉宽的闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间图像信息，生成用于进行图像测定的所述测定程序的步骤。
2.如权利要求1所述的非停止图像测定程序的制作方法，其特征在于，
生成所述测定程序的步骤包含：
在每次输入所述位置信息时将所述位置信息记录在最初的子程序块中，同时生成新的子程序块，对该子程序块记录与该位置信息对应的图像读取命令以及图像处理命令的步骤；以及
测定开始指示被输入后，在所述最初的子程序块的一系列的所述位置信息之后记录用于指示开始取得图像的命令的步骤。
3.如权利要求1所述的非停止图像测定程序的制作方法，其特征在于，
生成所述测定程序的步骤包含：
在程序的前端记录对非停止测定模式的切换命令的步骤；
在每次输入所述位置信息时生成新的子程序块，将该位置信息记录在生成的子程序块中，同时对该子程序块记录与该位置信息对应的图像读取命令以及图像处理命令的步骤；以及
在测定开始指示被输入后，在最后的子程序块之后记录用于指示开始取得图像的命令的步骤。
4.一种非停止图像测定程序的执行方法，通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
反复执行两次所述测定程序，
在第一次执行中，执行以下处理，即沿着通过所述测定程序中记述的多个位置信息所表示的位置的路线，一边对于所述测定台移动所述摄像部件，一边在由所述位置信息指定的位置对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时取得所述被测定对象的瞬间图像信息，
在第二次执行中，执行读取所述被输入的图像信息的处理和对于该被读取的图像信息的规定的图像处理。
5.一种图像测定系统，具有非停止测定模式，该模式通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该系统包括：
输入台移动指示、照明调整指示以及其它规定的指示的部件；
基于所述被输入的台移动指示使所述摄像部件对于所述测定台的位置相对移动的部件；
使所述闪光灯照明以规定周期反复点亮，同时基于所述被输入的照明调整指示来调整所述闪光灯照明的脉宽，从而调节对于所述被测定对象的照明光量的部件；以及
基于所述规定的指示输入，输入所述摄像部件对于所述测定台的位置信息和所述闪光灯照明的脉宽信息，从所述输入的位置信息所表示的位置通过，并且在该位置对所述被测定对象照射所述输入的脉宽的闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间图像信息，生成用于进行图像测定的所述测定程序的部件。
6.一种图像测定系统，具有非停止测定模式，该模式通过一边使摄像部件对于支承被测定对象的测定台相对移动，一边使所述摄像部件在被指定了的测定位置不停止而对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时输入所述被测定对象的瞬间的图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，该系统具有测定程序执行部件，
该部件在所述非停止测定模式下反复执行两次所述测定程序，
在第一次执行中，执行以下处理，即沿着通过所述测定程序中记录的多个位置信息所表示的位置的路线，一边对于所述测定台移动所述摄像部件，一边在由所述位置信息指定的位置对所述被测定对象照射闪光灯照明，同时取得所述被测定对象的瞬间图像信息，
在第二次执行中，执行读取所述被输入的图像信息的处理和对于该被读取的图像信息的规定的图像处理。
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