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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Härteprüfer und ein Verfahren für eine Härteprüfung.
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[Stand der Technik]
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Herkömmlicherweise sind Härteprüfverfahren eines Druck ausübenden Typs wie die Vickers-Härteprüfung und die Knoop-Härteprüfung wohlbekannt, bei welchen ein Eindringkörper mit einer ebenen, vieleckigen Form gegen eine Oberfläche eines Probestücks gedrückt wird und dann aus einer Länge einer Diagonalen in einem resultierenden vieleckigen Eindruck in der Probestück-Oberfläche ein Härtewert des Probestücks gemessen wird. Solche Härteprüfverfahren werden häufig beim Ermitteln mechanischer Eigenschaften von Metallwerkstoffen eingesetzt.
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In einem herkömmlichen Härteprüfer gibt es einen Fall, in welchem eine Härteprüfung an einer Vielzahl von Punkten durchgeführt wird, wie bei Ermittlung der Dicke einer infolge einer Vergütung gehärteten Schicht (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). In einem solchen Fall wird zuerst eine Vielzahl von Teilbildern vom Probestück aufgenommen. Als nächstes wird eine automatische Härteprüfung an einer Vielzahl von Punkten durchgeführt, indem eine Vielzahl von Eindruckbildungspositionen an einem aus der Vielzahl von gewonnenen Teilbildern zusammengesetzten Bild oder an einem die Form des Probestücks zeigenden Bild, welches man durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem zusammengesetzten Bild und Extrahieren eines Umrisses erhalten hat, bestimmt wird.
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Im Härteprüfer wird der Eindruck mit einem Hochleistungsmikroskop gemessen. Somit ergibt sich ein Umstand, bei welchem ein Sichtfeld sich in einem Prozess zur Bestimmung einer Eindruckbildungsposition verengt. Demgemäß ist es erforderlich, auf irgendeine Weise ein Weitbereichs-Bild des Probestücks zu gewinnen, damit ein Benutzer das Gesamtbild des Probestücks verstehen kann. Mithin gibt es allgemein für eine Prüfung wie die Ermittlung der Tiefe der gehärteten Schicht einen durch den Benutzer erstellten Plan bezüglich einer Vergütung unterzogener Teile des Probestücks, für welche die Härte gewonnen werden soll, speziell CAD-Daten, welche eine Größe des Probestücks zeigen, oder eine Planungsübersicht, welche Positionen zeigt, an welchen eine Härteprüfung durchgeführt wird.
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[Druckschriftenverzeichnis]
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[Patentliteratur]
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Patentliteratur 1:
Japanisches Patent Nr. 4261418 -
[Kurzbeschreibung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Jedoch weist der herkömmliche Härteprüfer kein Mittel auf, welches CAD-Daten und eine Planungsübersicht einschließt. Mithin wurde die Programmierung von Prüfpositionen unter Verwendung von Informationen aus einem Kamerabild eines Probestücks durchgeführt. Demgemäß erfordert das oben beschriebene herkömmliche Programmierverfahren zum Beispiel das Gewinnen eines Weitbereichs-Bilds des Probestücks, und mithin war die Programmierung schwierig durchzuführen. Speziell war es einem Benutzer beim herkömmlichen Härteprüfer unmöglich, im Voraus vorbereitete Daten wirkungsvoll zu nutzen, und mithin konnte eine Härteprüfung nicht effizient durchgeführt werden.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, einen Härteprüfer und ein Verfahren für eine Härteprüfung bereitzustellen, welche eine Härteprüfung effizient durchführen können.
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[Problemlösung]
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Die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung wurde formuliert, um den obigen Zweck zu erfüllen, und stellt einen Härteprüfer dar, welcher die Härte eines Probestücks misst, indem er durch Beaufschlagen eines Eindringkörpers mit einer vordefinierten Prüfkraft einen Eindruck in einer Oberfläche des Probestücks bildet und ein Ausmaß des Eindrucks misst. Der Härteprüfer enthält ein Datengewinnungsmittel, welches Probestück-Formdaten gewinnt, die eine Form des Probestücks angeben können; ein Bilderfassungssteuerungsmittel, welches ein Bilderfassungsmittel so steuert, dass es ein Bild der Oberfläche des Probestücks erfasst, und Bilddaten des Probestücks gewinnt; ein Abgleichmittel, welches die durch das Datengewinnungsmittel gewonnenen Probestück-Formdaten mit den durch das Bilderfassungsmittel gewonnenen Bilddaten des Probestücks verknüpft; ein Eindruckbildungsmittel, welches mit dem Eindringkörper auf einer in den Probestück-Formdaten eingestellten Prüfposition den Eindruck bildet, nachdem die Probestück-Formdaten und die Bilddaten des Probestücks durch das Abgleichmittel verknüpft wurden; und ein Härtewert-Berechnungsmittel, welches auf Grundlage des mit dem Bilderfassungsmittel erfassten Eindrucks einen Härtewert des Probestücks berechnet, nachdem der Eindruck durch das Eindruckbildungsmittel gebildet wurde.
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Die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung ist der Härteprüfer nach Anspruch 1, wobei der Härteprüfer außerdem ein Anzeigesteuerungsmittel aufweist, welches das Bild der Oberfläche des Probestücks auf Grundlage der durch das Bilderfassungsmittel gewonnenen Bilddaten des Probestücks an einem Anzeigemittel anzeigt.
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Die in Anspruch 3 beschriebene Erfindung ist der Härteprüfer nach Anspruch 2, wobei das Anzeigesteuerungsmittel außerdem Prüfergebnisse auf Grundlage des durch das Bilderfassungsmittel erfassten Eindrucks und des durch das Härtewert-Berechnungsmittel berechneten Härtewerts des Probestücks am Anzeigemittel anzeigt.
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Die in Anspruch 4 beschriebene Erfindung ist der Härteprüfer nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Härteprüfer außerdem ein Prüfpositionseinstellmittel aufweist, welches die Prüfposition in den durch das Datengewinnungsmittel gewonnenen Probestück-Formdaten einstellt.
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Die in Anspruch 5 beschriebene Erfindung ist ein Verfahren für eine Härteprüfung in einem Härteprüfer, welches die Härte eines Probestücks misst, indem es durch Belasten eines Eindringkörpers mit einer vordefinierten Prüfkraft einen Eindruck in einer Oberfläche des Probestücks bildet und ein Ausmaß des Eindrucks misst. Das Verfahren für die Härteprüfung umfasst einen Datengewinnungsschritt, welcher Probestück-Formdaten gewinnt, die eine Form des Probestücks angeben können; einen Bilderfassungsschritt, welcher ein Bilderfassungsmittel so steuert, dass es ein Bild der Oberfläche des Probestücks erfasst, und Bilddaten des Probestücks gewinnt; einen Abgleichschritt, welcher die im Datengewinnungsschritt gewonnenen Probestück-Formdaten mit den im Bilderfassungsschritt gewonnenen Bilddaten des Probestücks verknüpft; einen Eindruckbildungsschritt, welcher mit dem Eindringkörper auf einer in den Probestück-Formdaten eingestellten Prüfposition den Eindruck bildet, nachdem die Probestück-Formdaten und die Bilddaten des Probestücks im Abgleichschritt verknüpft wurden; und einen Härtewert-Berechnungsschritt, welcher auf Grundlage des mit dem Bilderfassungsmittel erfassten Eindrucks einen Härtewert des Probestücks berechnet, nachdem der Eindruck im Eindruckbildungsschritt gebildet wurde.
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[Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können vor einer Prüfung vorbereitete Probestück-Formdaten wirkungsvoll genutzt werden, und mithin kann eine Härteprüfung effizient durchgeführt werden.
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[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gesamtkonfiguration eines Härteprüfers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist eine schematische Ansicht, welche einen Härteprüfer-Hauptaufbau des Härteprüfers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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3 ist eine schematische Ansicht, welche einen Härtemesser des Härteprüfers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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4 ist ein Blockschaubild, welches eine Steuerungsstruktur des Härteprüfers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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5 ist ein Ablaufplan, welcher Operationen des Härteprüfers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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6 ist eine Zeichnung, welche beispielhafte Probestück-Formdaten eines Probestücks veranschaulicht.
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7 ist eine Zeichnung, welche ein an einem Bildschirm angezeigtes beispielhaftes Bild einer Probestück-Oberfläche veranschaulicht.
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8 ist eine Zeichnung, welche ein beispielhaftes Bild der Probestück-Oberfläche, nachdem sie mit den Probestück-Formdaten abgeglichen wurde, veranschaulicht.
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[Beschreibung von Ausführungsformen]
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Im Folgenden werden, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Einzelheiten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Überdies ist in der folgenden Beschreibung eine X-Richtung als eine Links-Rechts-Richtung, eine Y-Richtung als eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung und eine Z-Richtung als eine Aufwärts-Abwärts-Richtung in 1 definiert. Darüber hinaus ist eine X-Y-Ebene als eine waagerechte Ebene definiert.
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Ein Härteprüfer 100 ist zum Beispiel ein Vickers-Härteprüfer, welcher einen Eindringkörper 14a (siehe 3) mit einer rechteckigen, ebenen Form enthält. Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist der Härteprüfer 100 mit einem Härteprüfer-Hauptaufbau 10, einer Steuereinheit 6, einem Bedienteil 7, einem Bildschirm 8 und einer Datengewinnungseinrichtung 9 konfiguriert.
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Wie in 2 gezeigt, enthält der Härteprüfer-Hauptaufbau 10 einen Härtemesser 1, welcher die Härte eines Probestücks S misst; einen Probentisch 2, auf welchen das Probestück S gelegt wird; einen XY-Tisch 3, welcher den Probentisch 2 verstellt; einen AF-Tisch 4 zum Fokussieren auf eine Oberfläche des Probestücks S; und einen Hebemechanismus 5, welcher den Probentisch 2 (den XY-Tisch 3 und den AF-Tisch 4) hebt und senkt.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Härtemesser 1 mit einer Beleuchtungseinrichtung 11, welche die Oberfläche des Probestücks S beleuchtet; einer CCD-Kamera 12, welche ein Bild der Oberfläche des Probestücks S erfasst; und einem Revolverkopf 16 konfiguriert. Der Revolverkopf 16 enthält eine Eindringkörper-Säule 14, welche den Eindringkörper 14a enthält, und eine Vorsatzlinse 15. Der Revolverkopf 16 ist fähig, zwischen der Eindringkörper-Säule 14 und der Vorsatzlinse 15 umzuschalten, indem er sich dreht.
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Die Beleuchtungseinrichtung 11 strahlt ein Licht aus, um die Oberfläche des Probestücks S zu beleuchten. Das von der Beleuchtungseinrichtung 11 ausgestrahlte Licht erreicht die Oberfläche des Probestücks S über eine Linse 1a, einen halbdurchlässigen Spiegel 1d, einen Spiegel 1e und die Vorsatzlinse 15.
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Auf Grundlage von von der Oberfläche des Probestücks S über die Vorsatzlinse 15, den Spiegel 1e, den halbdurchlässigen Spiegel 1d, einen Spiegel 1g und eine Linse 1h eingegebenem reflektiertem Licht gewinnt die CCD-Kamera 12 Bilddaten, indem sie ein Bild der Oberfläche des Probestücks S sowie den durch den Eindringkörper 14a in der Oberfläche des Probestücks S gebildeten Eindruck erfasst. Die CCD-Kamera 12 gibt die gewonnenen Bilddaten über eine Bildeinfangeinrichtung 17, welche fähig ist, Bilddaten mit einer Vielzahl von Einzelbildern gleichzeitig anzusammeln und zu speichern, an die Steuereinheit 6 aus. Mithin dient die CCD-Kamera 12 bei der vorliegenden Erfindung als ein Bilderfassungsmittel.
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Die Eindringkörper-Säule 14 wird durch einen Beschwerungsmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt), welcher in Reaktion auf ein von der Steuereinheit 6 ausgegebenes Steuersignal angesteuert wird, zum auf den Probentisch 2 gelegten Probestück S hin bewegt. Der an einem vordersten Ende der Eindringkörper-Säule 14 vorgesehene Eindringkörper 14a wird mit einer vordefinierten Prüfkraft gegen die Oberfläche des Probestücks S gedrückt. Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen viereckigen, pyramidenförmigen Vickers-Eindringkörper (mit gegenüberliegenden Winkeln von 136 ± 0,5°).
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Die Vorsatzlinse 15 ist eine Sammellinse, wobei jede Linse mit einer anderen Vergrößerung konfiguriert ist. Eine Vielzahl von Vorsatzlinsen 15 ist an einer Unterseite des Revolverkopfs 16 befestigt. Die Vorsatzlinsen 15 werden durch Drehen des Revolverkopfs 16 über dem Probestück S angeordnet. Dadurch beleuchtet das von der Beleuchtungseinrichtung 11 ausgestrahlte Licht die Oberfläche des Probestücks S gleichmäßig.
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Der Revolverkopf 16 ist so konfiguriert, dass er ermöglicht, dass die Eindringkörper-Säule 14 und die Vielzahl von Vorsatzlinsen 15 an seiner Unterseite befestigt werden. Außerdem ist der Revolverkopf 16 so konfiguriert, dass er fähig ist, eine beliebige der Eindringkörper-Säule 14 und der Vielzahl von Vorsatzlinsen 15 durch Drehen des Revolverkopfs 16 um eine Z-Achsen-Richtung über dem Probestück S anzuordnen. Speziell kann der Eindruck in der Oberfläche des Probestücks S durch Anordnen der Eindringkörper-Säule 14 über dem Probestück S gebildet werden und kann der gebildete Eindruck durch Anordnen der Vorsatzlinsen 15 über dem Probestück S beobachtet werden.
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Das Probestück S wird auf eine Oberseite des Probentischs 2 gelegt und wird mit einem Probenhalter 2a an Ort und Stelle befestigt. Der XY-Tisch 3 wird durch einen in Reaktion auf das von der Steuereinheit 6 ausgegebene Steuersignal angesteuerten Antriebsmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt) angetrieben. Der XY-Tisch 3 verstellt dann den Probentisch 2 in einer zur Verstellrichtung (Z-Richtung) des Eindringkörpers 14a senkrechten Richtung (X- und Y-Richtung). Der AF-Tisch 4 wird in Reaktion auf das von der Steuereinheit 6 ausgegebene Steuersignal angetrieben. Der AF-Tisch 4 hebt und senkt dann den Probentisch 2 minutiös auf Grundlage der durch die CCD-Kamera 12 erfassten Bilddaten, um auf die Oberfläche des Probestücks S zu fokussieren. Der Hebemechanismus 5 wird in Reaktion auf das von der Steuereinheit 6 ausgegebene Steuersignal angetrieben. Der Hebemechanismus 5 verändert dann einen relativen Abstand zwischen dem Probentisch 2 und der Vorsatzlinse 15, indem er den Probentisch 2 (den XY-Tisch 3 und den AF-Tisch 4) in der Z-Richtung verstellt.
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Der Bedienteil 7 ist mit einer Tastatur 71 und einer Maus 72 konfiguriert. Der Bedienteil 7 empfängt einen vom Benutzer während einer Härteprüfung eingegebenen Bedienvorgang. Darüber hinaus wird, wenn ein vordefinierter, vom Benutzer eingegebener Bedienvorgang durch den Bedienteil 7 empfangen wird, ein vordefiniertes Bedienungssignal, welches dem eingegebenen Bedienvorgang entspricht, erzeugt und an die Steuereinheit 6 ausgegeben. Speziell empfängt der Bedienteil 7 den Bedienvorgang des Benutzers zum Auswählen von eine Fokussierungsposition des Eindrucks bestimmenden Bedingungen. Der Bedienteil 7 empfängt außerdem den Bedienvorgang des Benutzers zum Benennen eines Verstellbereichs (eines Bereichs des relativen Abstands zwischen dem Probentisch 2 und der Vorsatzlinse 15) des Probentischs 2 (des Hebemechanismus 5 und des AF-Tischs 4). Darüber hinaus empfängt der Bedienteil 7 den Bedienvorgang des Benutzers zum Eingeben eines Prüfbedingungswerts beim Ausführen der Härteprüfung mit dem Härteprüfer 100. Der eingegebene Prüfbedingungswert wird an die Steuereinheit 6 gesendet. Hierin ist der Prüfbedingungswert ein Wert wie zum Beispiel ein Werkstoff des Probestücks S, eine durch den Eindringkörper 14a auf das Probestück S ausgeübte Prüfkraft (N) oder eine Vergrößerungsleistung der Vorsatzlinse 15. Darüber hinaus empfängt der Bedienteil 7 den Bedienvorgang des Benutzers zum Auswählen entweder eines Handbetriebs, in welchem die Fokussierungsposition des Eindrucks von Hand bestimmt wird, oder eines Automatikbetriebs, in welchem die Bestimmung automatisch erfolgt. Überdies empfängt der Bedienteil 7 den Bedienvorgang des Benutzers zum Programmieren einer Prüfposition beim Ausführen der Härteprüfung.
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Der Bildschirm 8 ist mit einer Anzeigeeinrichtung wie zum Beispiel einem LCD konfiguriert. Der Bildschirm 8 zeigt zum Beispiel am Bedienteil 7 eingegebene Einstellungen für die Härteprüfung, Ergebnisse der Härteprüfung und ein durch die CCD-Kamera erfasstes Bild 12 der Oberfläche des Probestücks S und des in der Oberfläche des Probestücks S gebildeten Eindrucks an. Mithin dient der Bildschirm 8 bei der vorliegenden Erfindung als ein Anzeigemittel.
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Die Datengewinnungseinrichtung 9 ist eine Schnittstelle, welche das Senden und Empfangen verschiedenartiger Daten (zum Beispiel Videosignal und Audiosignal) mit einer externen Einrichtung durchführt. Zu Beispielen der Datengewinnungseinrichtung 9 zählen zum Beispiel ein USB, eine HDMI, Bluetooth, ein drahtgebundenes LAN, ein drahtloses LAN und dergleichen. Die Datengewinnungseinrichtung 9 gewinnt zum Beispiel Probestück-Formdaten, welche die Form des Probestücks S angeben können. Die Probestück-Formdaten sind zum Beispiel durch CAD (Computer Aided Design) vorbereitete Vektordaten oder Pixelmusterdaten. Die Probestück-Formdaten werden zum Beispiel von einem magnetischen oder optischen Aufzeichnungsmedium wie einer CD-ROM (Compact Disk ROM) oder einer DVD-ROM (Digital Versatile Disc ROM), welches herausnehmbar in der Datengewinnungseinrichtung 9 installiert ist, einem über drahtlose Kommunikation angeschlossenen Server und dergleichen gewonnen. Mithin dient die Datengewinnungseinrichtung als ein Datengewinnungsmittel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Steuereinheit 6 so konfiguriert, dass sie eine CPU 61, einen RAM 62 und einen Speicher 63 enthält. Die Steuereinheit 6 führt eine Betriebssteuerung zur Durchführung einer vordefinierten Härteprüfung durch, indem sie ein im Speicher 63 gespeichertes, vordefiniertes Programm ausführt.
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Die CPU 61 ruft ein im Speicher 63 gespeichertes Verarbeitungsprogramm ab, um das Verarbeitungsprogramm dann im RAM 62 zu öffnen und auszuführen. Die CPU 61 führt mithin eine Gesamtsteuerung des Härteprüfers 100 durch. Der RAM 62 öffnet das durch die CPU 61 ausgeführte Verarbeitungsprogramm in einem Programmspeicherbereich innerhalb des RAM 62 und speichert Eingabedaten und Verarbeitungsergebnisse, welche bei Ausführung des Verarbeitungsprogramms erzeugt werden, in einem Datenspeicherbereich. Der Speicher 63 enthält zum Beispiel ein Aufzeichnungsmedium (in den Zeichnungen nicht dargestellt), welches ein Programm, Daten und dergleichen speichert. Das Aufzeichnungsmedium ist mit einem Halbleiterspeicher und dergleichen konfiguriert. Darüber hinaus speichert der Speicher 63 verschiedene Arten von Daten, verschiedene Arten von Verarbeitungsprogrammen und durch Ausführen der Verarbeitungsprogramme verarbeitete Daten, welche der CPU 61 gestatten, die Gesamtsteuerung des Härteprüfers 100 durchzuführen. Überdies speichert der Speicher 63 die durch die Datengewinnungseinrichtung 9 gewonnenen Probestück-Formdaten.
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Nun werden unter Bezugnahme auf den Ablaufplan in 5 Operationen des Härteprüfers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden Probestück-Formdaten D1 gewonnen (Schritt S1: Datengewinnungsschritt). Speziell steuert die CPU 61 die Datengewinnungseinrichtung 9 so, dass die Datengewinnungseinrichtung 9 die Probestück-Formdaten D1 des Probestücks S, welches der Härteprüfung unterzogen wird, gewinnt. Die in Schritt S1 gewonnenen Probestück-Formdaten D1 sind Formdaten, welche einen Umriss des gesamten Probestück S enthalten, und ermöglichen, Entscheidungen hinsichtlich der Innenseite und der Außenseite des Probestücks S zu treffen. Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, Prüfpositionen P, ... durch einen Benutzer im Voraus in den Probestück-Formdaten D1 programmiert.
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Als nächstes werden Bilddaten D2 des Probestücks S gewonnen (Schritt S2: Bilderfassungsschritt). Speziell verstellt die CPU 61, wenn die Vorsatzlinse 15 durch Drehen des Revolverkopfs 16 über dem Probestück S positioniert wurde, zuerst den XY-Tisch 3 so, dass ein vordefinierter Bereich der Oberfläche des Probestücks S direkt unter der Vorsatzlinse 15 positioniert wird. Als nächstes hebt und senkt die CPU 61 den AF-Tisch 4, um auf Grundlage der durch die CCD-Kamera gewonnenen Bilddaten 12 eine automatische Fokussierung auf die Oberfläche des Probestücks S durchzuführen. Dann, in einem Zustand, in welchem die automatische Fokussierung auf die Oberfläche des Probestücks S durchgeführt ist, erfasst die CPU 61 mit der CCD-Kamera 12 ein Bild der Oberfläche des Probestücks S, um die Bilddaten D2 des Probestücks S zu gewinnen. Auf Grundlage der gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S zeigt die CPU 61 ein Bild G der Oberfläche des Probestücks S am Bildschirm 8 an (siehe 7). Speziell dient die CPU 61 als ein Bilderfassungssteuerungsmittel der vorliegenden Erfindung, welches die CCD-Kamera 12 so steuert, dass sie ein Bild der Oberfläche des Probestücks S erfasst und die Bilddaten D2 des Probestücks S gewinnt. Ferner dient die CPU 61 als ein Anzeigesteuerungsmittel der vorliegenden Erfindung, welches auf Grundlage der durch die CCD-Kamera 12 erfassten Bilddaten D2 des Probestücks S das Bild G der Oberfläche des Probestücks S am Bildschirm 8 anzeigt.
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Als nächstes wird ein Abgleichprozess zwischen den Probestück-Formdaten D1 und den Bilddaten D2 des Probestücks S durchgeführt (Schritt S3: Abgleichschritt). Speziell führt die CPU 61 einen Abgleich durch, welcher die in Schritt S1 gewonnenen Probestück-Formdaten D1 mit den in Schritt S2 gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S verknüpft. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 7 gezeigt, wegen eines Sichtfelds der Vorsatzlinse 15 nur ein Teil der Bilddaten D2 des Probestücks S gewonnen. Demgemäß wird ein Abgleich durchgeführt, indem der gewonnene Teil der Bilddaten mit dem in den Probestück-Formdaten D1 enthaltenen Umriss des Probestücks S verglichen wird und Abweichungen in einer X- und einer Y-Richtung und in einer Drehrichtung angemessen korrigiert werden. Dadurch werden, wie in 8 gezeigt, die in den Probestück-Formdaten D1 eingestellten Prüfpositionen auf Grundlage der Bilddaten D2 des Probestücks S dem Bild G überlagert am Bildschirm 8 angezeigt. Speziell dient die CPU 61 als ein Abgleichmittel der vorliegenden Erfindung, welches die durch die Datengewinnungseinrichtung 9 gewonnenen Probestück-Formdaten D1 mit den durch die CCD-Kamera 12 gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S verknüpft. Da dieser Abgleich eine Bezugnahme auf die Probestück-Formdaten D1 ermöglicht, wird es möglich, nicht nur die Prüfpositionen in einem Teil des Probestücks S, sondern im gesamten Probestück S zu verstehen. Somit wird Härteprüfen hinsichtlich des gesamten Probestücks S möglich, ohne Bilddaten des gesamten Probestücks S zu gewinnen.
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Als nächstes wird mit dem Eindringkörper 14a auf den in den Probestück-Formdaten D1 eingestellten Prüfpositionen P, ... ein Eindruck gebildet (Schritt S4: Eindruckbildungsschritt). Speziell bewegt die CPU 61 zuerst das Probestück S (den Probentisch 2) unter Bezugnahme auf die Prüfpositionen in den Probestück-Formdaten D1 so, dass eine vordefinierte Prüfposition (ein Prüfungsstartpunkt für einen Anfangszyklus) auf einer Position gegenüber dem Eindringkörper 14a angeordnet wird. Dann bildet die CPU 61 mit dem Eindringkörper 14a auf der Prüfposition einen Eindruck. Mithin dient die CPU 61 als ein Eindruckbildungsmittel der vorliegenden Erfindung, welches mit dem Eindringkörper 14a auf den in den Probestück-Formdaten D1 eingestellten Prüfpositionen P, ... Eindrücke erzeugt, nachdem die Probestück-Formdaten D1 und die Bilddaten D2 des Probestücks S in Schritt S3 verknüpft wurden.
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Als nächstes wird ein Härtewert des Probestücks S berechnet (Schritt S5: Härtewert-Berechnungsschritt). Speziell erfasst die CPU 61, wenn die Vorsatzlinse 15 durch Drehen des Revolverkopfs 16 über dem Probestück S positioniert wurde, mit der CCD-Kamera 12 ein Bild der Oberfläche des Probestücks S, um Bilddaten zu gewinnen. Die CPU 61 analysiert dann die aus der CCD-Kamera 12 ausgegebenen Bilddaten der Oberfläche des Probestücks S, um die Länge der Diagonalen des in der Oberfläche des Probestücks S gebildeten Eindrucks zu messen. Dann berechnet die CPU 61 auf Grundlage der gemessenen Länge der Diagonalen den Härtewert des Probestücks S. Mithin dient die CPU 61 als ein Härtewert-Berechnungsmittel der vorliegenden Erfindung, welches auf Grundlage des mit der CCD-Kamera 12 erfassten Eindrucks den Härtewert des Probestücks S berechnet, nachdem in Schritt S4 der Eindruck gebildet wurde.
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Wie oben beschrieben, enthält der Härteprüfer 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Datengewinnungseinrichtung 9, welche die zum Angeben der Form des Probestücks S fähigen Probestück-Formdaten D1 gewinnt, das Bilderfassungssteuerungsmittel (CPU 61), welches die CCD-Kamera 12 so steuert, dass sie ein Bild der Oberfläche des Probestücks S erfasst und die Bilddaten D2 des Probestücks S gewinnt, das Abgleichmittel (CPU 61), welches die durch die Datengewinnungseinrichtung 9 gewonnenen Probestück-Formdaten D1 mit den durch die CCD-Kamera 12 gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S verknüpft, das Eindruckbildungsmittel (CPU 61), welches mit dem Eindringkörper 14a auf den in den Probestück-Formdaten D1 eingestellten Prüfpositionen P, ... einen Eindruck bildet, nachdem die Probestück-Formdaten D1 durch das Abgleichmittel mit den Bilddaten D2 des Probestücks S verknüpft wurden, und das Härtewert-Berechnungsmittel (CPU 61), welches auf Grundlage des Eindrucks, dessen Bild durch die CCD-Kamera 12 erfasst wird, den Härtewert des Probestücks S berechnet, nachdem der Eindruck durch das Eindruckbildungsmittel gebildet wurde. Gemäß dem Härteprüfer 100 der vorliegenden Ausführungsform können die zum Angeben der Form des Probestücks S fähigen Probestück-Formdaten D1 mithin gewonnen und verwendet werden und können die vor dem Prüfen vorbereiteten Probestück-Formdaten D1 mithin wirkungsvoll genutzt werden, was eine effiziente Härteprüfung ermöglicht.
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Gemäß dem Härteprüfer 100 der vorliegenden Ausführungsform können ferner die zum Angeben der Form des Probestücks S fähigen Probestück-Formdaten D1 gewonnen und verwendet werden und ist es mithin möglich, die Innenseite und die Außenseite des Probestücks S automatisch zu ermitteln. Deshalb ist es möglich, zu verhindern, dass eine Härteprüfung auf einer Position außerhalb des Bereichs des Probestücks S durchgeführt wird.
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Gemäß dem Härteprüfer 100 der vorliegenden Ausführungsform können überdies die Probestück-Formdaten D1, in welchen die Prüfpositionen P, ... durch den Benutzer im Voraus programmiert werden, geladen werden, um auf den in den Probestück-Formdaten D1 eingestellten Prüfpositionen P, ... einen Eindruck zu bilden. Deshalb wird es möglich, den Einrichtaufwand für eine Härteprüfung zu verringern und die Härteprüfung effizienter durchzuführen.
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Darüber hinaus enthält der Härteprüfer 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner das Anzeigesteuerungsmittel (CPU 61), welches auf Grundlage der durch die CCD-Kamera 12 gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S das Bild G der Oberfläche des Probestücks S am Bildschirm 8 anzeigt. Mithin können das Bild G und dergleichen nach dem Abgleich angezeigt werden und kann der Benutzer die dem Bild G überlagerten und darüber angezeigten Prüfpositionen P, ... visuell identifizieren.
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Oben wurde auf Grundlage der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eine konkrete Beschreibung gegeben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann sie abgeändert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Zum Beispiel werden in der oben beschriebenen Ausführungsform, nachdem die Probestück-Formdaten D1 in Schritt S1 in 5 gewonnen wurden, die Bilddaten D2 des Probestücks S in Schritt S2 gewonnen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel können die Probestück-Formdaten D1 in Schritt S2 gewonnen werden, nachdem die Bilddaten D2 des Probestücks S in Schritt S1 gewonnen wurden.
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Darüber hinaus werden in der oben beschriebenen Ausführungsform die Prüfpositionen P, ... durch den Benutzer im Voraus in den Probestück-Formdaten D1 programmiert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel wenn die Prüfpositionen P, ... in Schritt S1 in 5 noch nicht in den Probestück-Formdaten D1 programmiert sind, nachdem die Probestück-Formdaten D1 gewonnen wurden, können die Probestück-Formdaten D1 am Bildschirm 8 angezeigt werden, um die Prüfpositionen P, ... in den Probestück-Formdaten D1 über den Bedienteil 7 zu programmieren. In diesem Fall dient der Bedienteil 7 als ein Prüfpositionseinstellmittel der vorliegenden Erfindung, welches die Prüfpositionen P, ... in den durch die Datengewinnungseinrichtung 9 gewonnenen Probestück-Formdaten D1 einstellt. Durch Programmieren der Prüfpositionen P, ... in den Probestück-Formdaten D1 kann das Programmieren an einem deutlicheren Bild ohne unnötige Flächenstrukturierung, Kratzer und dergleichen erfolgen – gegenüber einem herkömmlichen Fall, in welchem die Prüfpositionen P, ... in den Bilddaten D2 des Probestücks S programmiert werden.
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Überdies zeigte der Bildschirm 8 in der oben beschriebenen Ausführungsform das Bild G der Oberfläche des Probestücks S auf Grundlage der Bilddaten D2 des Probestücks S und das Bild G nach dem Abgleich der Probestück-Formdaten D1 mit den Bilddaten D2 des Probestücks S an. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist eine Konfiguration möglich, in welcher der Bildschirm 8 nicht enthalten ist und das oben beschriebene Bild G und dergleichen nicht angezeigt werden. Überdies zeigt der Bildschirm 8 in der oben beschriebenen Ausführungsform den Umriss des Probestücks S und die programmierten Prüfpositionen (geplanten Positionen) P, ... an; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel können zusätzlich zu den obigen Anzeigen eine Prüfungsdurchführungsposition, ein Härtewert, ein Härteverteilungs-Umrissplan oder Prüfergebnisse wie eine der Härte entsprechende Farbe oder ein der Härte entsprechendes farbiges Band auf Grundlage eines durch die CCD-Kamera 12 erfassten Eindrucks und des durch das Härtewert-Berechnungsmittel berechneten Härtewerts des Probestücks S angezeigt werden. Mit dem die Prüfergebnisse wie oben beschrieben anzeigenden Bildschirm 8 können die Prüfergebnisse dem Benutzer auf eine detaillierte und leicht verständliche Weise mitgeteilt werden.
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Überdies wird der Abgleichprozess in der oben beschriebenen Erfindung durchgeführt, indem in Schritt S2 in 5 gewonnene Bilddaten eines Teils mit dem in den Probestück-Formdaten D1 enthaltenen Umriss des Probestücks S verglichen werden und Abweichungen in der X- und Y-Richtung und in der Drehrichtung angemessen korrigiert werden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Weitbereichs-Bild, welches fähig ist, das gesamte Probestück S zu zeigen, gewonnen und mit den Probestück-Formdaten D1 verglichen werden, um den Abgleichprozess durchzuführen. Darüber hinaus kann, selbst wenn die Probestück-Formdaten D1 Formdaten sind, welche den Umriss nicht des gesamten Probestücks S, sondern nur eines Teils des Probestücks S zeigen, der Abgleichprozess durchgeführt werden, indem die Probestück-Formdaten D1 mit Bilddaten des gewonnenen Teils oder des Weitbereichs-Bilds verglichen werden und angemessene Korrekturen vorgenommen werden. Überdies kann im Voraus eine Einrichtung so auf den Probentisch 2 gesetzt werden, dass das Probestück S auf einer Position angeordnet wird, auf welcher die gewonnenen Bilddaten D2 des Probestücks S automatisch zu den Probestück-Formdaten D1 passen. Darüber hinaus kann der Abgleichprozess ein beliebiges Verfahren anwenden, solange der Abgleich zwischen den Probestück-Formdaten D1 und den Bilddaten D2 des Probestücks S möglich ist.
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Darüber hinaus können auch Veränderungen nach Bedarf an detaillierten Strukturen und Betriebsabläufen jeder den Härteprüfer 100 konfigurierenden Komponente vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Härteprüfer
- 10
- Härteprüfer-Hauptaufbau
- 1
- Härtemesser
- 11
- Beleuchtungseinrichtung
- 12
- CCD-Kamera (Bilderfassungsmittel)
- 14
- Eindringkörper-Säule
- 14a
- Eindringkörper
- 15
- Vorsatzlinse
- 16
- Revolverkopf
- 17
- Bildeinfangeinrichtung
- 2
- Probentisch
- 3
- XY-Tisch
- 4
- AF-Tisch
- 5
- Hebemechanismus
- 6
- Steuereinheit
- 61
- CPU (Bilderfassungssteuerungsmittel, Abgleichmittel, Eindruckbildungsmittel, Härtewert-Berechnungsmittel und Anzeigesteuerungsmittel)
- 62
- RAM
- 63
- Speicher
- 7
- Bedienteil (Prüfpositionseinstellmittel)
- 8
- Bildschirm (Anzeigemittel)
- 9
- Datengewinnungseinrichtung (Datengewinnungsmittel)
- S
- Probestück
