DE102017211460A1

DE102017211460A1 - Bildmessgerät

Info

Publication number: DE102017211460A1
Application number: DE102017211460.6A
Authority: DE
Inventors: Yasutaka Kawa
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-05-03
Also published as: JP2018072270A; JP6767843B2

Abstract

Eine exakte Bestimmung der Position eines geometrischen Elements in einem Werkstückbild wird ermöglicht, während die Detektionszeit reduziert wird. Ein Bildmessabschnitt misst ist die Position eines geometrischen Elements von einem Bild eines Werkstücks. Ein Sondenmessabschnitt misst die Position eines geometrischen Elements basierend auf den Positionen eines Kontaktabschnitts in n Bildern, die generiert werden, indem der Kontaktabschnitt fortfolgend n Seitenflächen des Werkstücks, die das geometrische Element bilden, kontaktiert und der Position eines Objekttischs oder des Kontaktabschnitts, die von dem Antriebsabschnitt zum Zeitpunkt des Erfassens jedes der n Bilder erhalten wird. Ein Hybridmessabschnitt korrigiert die Position des geometrischen Elements, die durch den Bildmessabschnitt gemessen wird, durch Verwenden der Positionen des Kontaktabschnitts in m Bildern, die generiert werden, indem der Kontaktabschnitt fortlaufend m Seitenflächen kontaktiert, wobei m kleiner ist als n.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildmessgerät und insbesondere die Verbesserung eines Bildmessgeräts, um eine Sonde in Kontakt mit einem Werkstück, das auf einem Objekttisch ist, zu bringen, das Detektieren einer Position der Sonde auf Grundlage eines Bildes und das Bestimmen einer Dimension des Werkstücks.
Beschreibung des relevanten Stands der Technik
Ein Bildmessgerät ist ein Dimensionsmessinstrument zum Aufnehmen eines Bildes von einem Werkstück durch Erfassen eines Bildes des Werkstücks, das auf einem Objekttisch platziert ist, und zum Bestimmen einer Dimension des Werkstücks durch Extraktion einer Kante von dem Bild des Werkstücks. Ein Bild eines Werkstücks zeigt ein Form, die äußerst genau und dem Werkstück sehr ähnlich ist, unabhängig von der Position einer Kamera über dem Werkstück und durch Bestimmen eines Abstands oder eines Winkels in einem Werkstückbild kann eine tatsächliche Dimension oder Winkel des Werkstücks detektiert werden.
Die Kantenextraktion wird durchgeführt durch Analysieren einer Änderung in der Helligkeit des Werkstückbilds und Detektieren von Kantenpunkten und durch Anpassen einer geometrischen Form, wie z.B. einer geraden Linie, ein Kreis oder ein Bogen, mit einer Vielzahl von detektierten Kantenpunkten und eine Grenze zwischen dem Werkstück und einem Hintergrund, ein Umriss eines zurückgesetzten Teils oder eines vorstehenden Teils des Werkstücks oder Ähnliches wird als eine Kante bestimmt. Eine Größe des Werkstücks wird als der Abstand oder der Winkel zwischen Kanten, die in der oben genannten Art und Weise bestimmt werden, bestimmt. Ferner wird die Qualität eines Werkstücks bestimmt, indem eine Differenz (ein Fehler) zwischen einem bestimmten Größenwert und einem Entwurfswert mit einer Toleranz.
Einige Bildmessgeräte, wie oben beschrieben, bestimmen eine Größe eines Werkstücks, das auf einem Objekttisch platziert wurde, indem eine Seitenfläche des Werkstücks mit einer Sonde kontaktiert wird (Guijun Ji, Heinrich Schwenke, Eugen Trapet, „An Opto-mechanical Microprobe System for Measuring Very Small Parts on CMMs", United States of America, The International Society for Optical Engineering (SPIE), Vision Geometry VII, 20. Juli bis 22. Juli, 1998, Vol. 3454, Seiten 348-353). Die Sonde ist innerhalb eines Sichtfelds einer Kamera angeordnet und ein Kontaktpunkt der Sonde mit dem Werkstück wird bestimmt indem die Position der Sonde von einem Bild der Sonde, die in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks steht, bestimmt wird.
und und und sind Diagramme, die den beispielhaften Betrieb eines Bildmessgeräts zeigen. zeigt ein Werkstück W, das ein Messobjekt ist, und zeigt ein Werkstückbild Iw. Das Werkstück W umfasst ein Bodenteil w₁ und zwei vorstehende Teile w₂, die auf dem Bodenteil w₁ ausgebildet sind. Wenn ein Abstand A zwischen den inneren Oberfläche Sa der zwei vorstehenden Teile w₂, ein Abstand B zwischen den äußeren Oberflächen Sb und C zwischen den seitlichen Oberflächen Sc des Bodenteils w₁ gemessen wird, ist ein genaue Identifizierung für die Kanten der seitlichen Oberflächen Sa von dem Werkstückbild lw schwieriger als für die Kanten der seitlichen Oberflächen Sb und Sc, weil die inneren Seiten der vorstehenden Teile W₂ gebogen sind.
zeigt ein Werkstückbild Iw, das in einem Zustand aufgenommen wurde, indem eine Sonde Pr in Kontakt mit der seitlichen Oberfläche Sa des vorstehenden Teils W₂ auf der rechten Seite stand und zeigt ein Werkstückbild Iw, das in einem Zustand aufgenommen wurde, indem die Sonde Pr in Kontakt mit der seitlichen Oberfläche Sa des vorstehenden Teils w₂ auf der linken Seite stand. Nachdem die Form und die Größe der Sonde Pr im Voraus bekannt sind, kann die Position der Sonde Pr in einem Werkstückbild Iw genau identifiziert werden. Ferner wird die Position einer seitlichen Oberfläche Sa bestimmt indem der Kontaktpunkt auf Grundlage der Größe der Verschiebung der Sonde Pr in dem Sichtfeld identifiziert wird. Demgemäß kann unter Verwendung dieses Typs von Bildmessgerät eine Dimension selbst dann genau bestimmt werden, wenn für eine Messposition eine Kante von einem Werkstückbild Iw nicht identifiziert werden kann.
Bei Bildmessung, die keine Sonde verwendet, kann eine Dimension des geometrischen Elements rasch und genau gemessen werden, wenn eine Kante des geometrischen Elements, das Messobjekt ist, klar in einem Werkstückbild Iw bestimmt werden kann. Ebenso kann eine Dimension des geometrischen Elements mittels Sondenmessung unter Verwendung einer Sonde gemessen werden, wenn eine Kante eines geometrischen Elements nicht klar aus einem Werkstückbild Iw hervorgeht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Selbst wenn eine Kante eines geometrischen Elements bestimmt werden kann, ist die Position einer bestimmten Kante manchmal getrennt von einer Position auf einer seitlichen Oberfläche eines Werkstücks, die gemessen werden soll. In einem solchen Fall ist die bestimmte Kante häufig von der tatsächlichen Kante versetzt. Zum Beispiel, im Falle einer geraden Kante, kann eine Kante an einer Position erfasst werden, die um einen parallelen Abstand von der tatsächlichen Kante verschoben ist. So, im Falle einer kreisförmigen Kante, kann die Kante eines Kreises mit dem gleichen Zentrum wie der tatsächliche Kreis aber mit einem anderen Radius (d.h. ein konzentrischer Kreis) erfasst werden. Demgemäß kann die Position der tatsächlichen Kante präzise identifiziert werden, wenn der Grad der Verschiebung einer erfassten Kante von einer tatsächlichen Kante bekannt ist. Ferner wird eine Kante, die durch Bildmessung erfasst wird, von einer großen Anzahl an Kantenpunkten bestimmt und folglich sind die geometrischen Eigenschaften der Kante exakt. Auf der anderen Seite, mit Sondenmessung, obwohl die Position der Seitenfläche eines Werkstücks exakt erfasst werden kann, ist die Anzahl an Messpunkten signifikant kleiner als die Anzahl an Kantenpunkten und die Messgenauigkeit der geometrischen Eigenschaften der Kante ist niedrig. Auf diese Weise haben sowohl Bildmessung als auch Sondenmessung ihre Vorteile und Nachteile. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die exakte Messung der Position eines geometrischen Elements in einem Werkstückbild zu ermöglichen während die Messzeit reduziert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Bildmessgerät einen Objekttisch, wo ein Werkstück zu platzieren ist, einen Bildgebungsabschnitt zum Erfassen eines Bildes des Werkstücks, das auf dem Objekttisch platziert ist und zum Erzeugen eines Bildes, eine Sonder, umfassend einen Kontaktabschnitt, der geeignet ist, in einem Sichtfeld des Bildgebungsabschnitts eine Seitenfläche des Werkstücks, das auf dem Objekttisch platziert ist, zu kontaktieren, einen Antriebsabschnitt, um den Objekttisch, die Sonde, oder beides, im Wesentlichen parallel zu einer Befestigungsfläche des Objekttischs zu bewegen, ein Bildmessabschnitt zum Extrahieren einer Kante von dem Bild des Werkstücks und zum Messen einer Position eines geometrischen Elements, das eine gerade Linie oder ein Kreis auf dem Werkstück ist, basierend auf der extrahierten Kante, einen Sondenmessabschnitt zum Messen der Position des geometrischen Elements, auf Grundlage von Positionen des Kontaktabschnitts in n Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt erzeugt werden, wobei der Kontaktabschnitt fortlaufend n der Seitenflächen des Werkstücks, die das geometrische Element bilden, und von relativen Positionen des Objekttischs und des Kontaktabschnitts, die durch den Antriebsabschnitt zum Zeitpunkt der Aufnahme jedes der n Bilder erlangt wurden, kontaktiert, einen Auswahlabschnitt zum Auswählen eines ersten Messmodus zum Messen der Position des geometrischen Elements durch den Sondenmessabschnitt und eines zweiten Messmodus zum Korrigieren und Messen der Position des geometrischen Elements, gemessen durch den Bildmessabschnitt, durch Verwendung von Positionen des Kontaktabschnitts in m Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt erzeugt werden indem der Kontaktabschnitt sequentiell m Seitenflächen unter den n Seitenflächen des Werkstücks, die das geometrische Element bilden kontaktiert, wobei m kleiner ist als n, und einen Ausgabeabschnitt zum Ausgeben eines Messergebnisses gemäß einem Messmodus, der durch den Auswahlabschnitt ausgewählt wird,
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Position eines geometrischen Elements in einem Werkstückbild exakt detektiert werden obwohl die Messzeit reduziert wird.
Figurenliste

ist ein Systemdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Bildmessgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
und sind beispielhafte Diagramme, die schematisch ein Beispiel des Betriebs des Bildmessgeräts der zeigen;
bis sind beispielhafte Diagramme, die schematisch ein Beispiel des Betriebs zu einem Zeitpunkt zeigen zu dem die Sonde mit einem Werkstück auf einem Objekttisch in Kontakt gebracht wird;
bis sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs eines Bildmessgeräts wie in zeigen und einen Fall der Identifizierung der Position einer Umrisslinie und der Berechnung eines Abstands zwischen Seitenflächen eines Werkstücks;
ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuereinheit in zeigt;
ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Konfiguration eines Eingabeempfangsabschnitts in zeigt;
bis sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zum Zeitpunkt der Festlegung der Kontaktposition an dem Eingabeempfangsabschnitt in zeigen;
ist ein Diagramm, das ein Beispiele des Betriebs zum Zeitpunkt der Musterbildregistrierung im Eingabeempfangsabschnitt in ;
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zum Zeitpunkt der Festlegung der Kontaktposition im Eingabeempfangsabschnitt in zeigen und zeigen Tabellen, die einen Formtyp und die Anzahl der Scanwege in Verbindung bringen;
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zum Zeitpunkt der Festlegung der Scanposition im Eingabeverwaltungsabschnitt in zeigen und zeigen Fälle, in denen die Anzahl der Scanwege in Abhängigkeit von der Länge einer Umrisslinie unterschiedlich ist;
ist ein Blockschaltbild, das mit beispielhafter Konfiguration eines Messungseinstellungsabschnitts in zeigt; .
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Messungseinstellung in der Steuereinheit in zeigt;
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Messungseinstellung am Bildmessgerät in zeigen und ein Werkstück, welches ein Registrierungsziel ist, und ein Musterbild;
ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Messungseinstellung am Bildmessgerät in zeigt und ein Einstellungsbildschirm der mittels eines Anzeigeabschnitt angezeigt wird;
ist ein Diagramm, das einen Toleranzeinstellungsbildschirm zeigt, der zum Zeitpunkt der Festlegung eines Entwurfswerts und einer Toleranz verwendet wird;
ist ein Diagramm, das einen Bildschirm zum Einstellen einer Charakteristischen-Menge zeigt, der zum Zeitpunkt der Festlegung der Charakteristische-Menge-Information verwendet wird;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des detaillierten Betriebs von Schritt S103 (Einstellung des Bildmessungselements) in zeigt;
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Einstellung eines Bildmessungselements am Bildmessgerät in zeigen;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines detaillierten Betriebs von Schritt S104 (Einstellen des Sondenmesselements) in zeigt;
bis sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt des Einstellens eines Sondenmesselements im Bildmessgerät in zeigen;
bis sind Diagramme, die Beispiele eines Betriebs zeigen, für den Fall des Anpassens von Zielkontaktpositionen auf einem Vorlagebild;
bis sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zeigen, für einen Fall, in dem eine Startposition des Scanbetriebs eine andere Position beeinträchtigt;
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zeigen, für einen Fall, in dem eine Höhenposition eines Scanbetriebs auf dem Vorlagebild angepasst wird;
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zeigen, für einen Fall, in dem ein Bewegungsverfahren festgelegt wird, das zu der Zeit verwendet wird, zu der die Sonde sich zwischen Kontaktzielpositionen bewegt;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines detaillierten Betriebs von Schritt S107 (Registrierung der charakteristischen Mengeninformation) in zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines detaillierten Betriebs der Schritte S201, S301 und S40 (Festlegung der Bildgebungsbedingungen) jeweils in , und zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der fortlaufenden Messung an der Steuereinheit in zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs zur Zeit der fortlaufenden Messung an der Steuereinheit in zeigt;
bis sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zur Zeit der fortlaufenden Messung an dem Bildmessgerät in zeigen;
bis sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der fortlaufenden Messung an dem Bildmessgerät in zeigen;
ist ein Diagramm, das Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der fortlaufenden Messung an dem Bildmessgerät in zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des detaillierten Betriebs von Schritt S615 (Scanbetrieb) in zeigt;
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs eines konventionellen Bildmessgeräts zeigen;
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs eines konventionellen Bildmessgeräts zeigen;
und sind Diagramme, die einen Fehler zwischen einer tatsächlichen Kante und einer mittels Bildmessung erfassten Kante beschreiben;
ist ein Diagramm, das die Hauptfunktionen des Eingabeempfangsabschnitts in Bezug auf Hybridmessungen zeigt;
ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zur Durchführung der Einstellung einer Hybridmessung zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das die Einstellung einer Hybridmessung zeigt;
ist ein Blockschaltbild, das die Hauptfunktionen des Messungssteuerabschnitt beschreibt;
ist ein Flussdiagramm, das Hybridmessung und Sondenmessung zeigt;
bis sind Diagramme, die ein Verfahren zum Festlegen einer Messhöhe gemäß einem Werkstückkoordinatensystem beschreibt;
bis sind Diagramme, die ein weiteres Verfahren zum Festlegen einer Messhöhe beschreiben;
ist ein Flussdiagramm, das einen Messhöhenfestlegungsprozess zeigt;
ist ein Flussdiagramm, das Details der relativen Festlegung zeigt; und
ist ein Diagramm, das eine UI in Bezug auf die relative Festlegung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Bildmessgerät 1>
ist ein Systemdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Bildmessgeräts 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Bildmessgerät 1 ist ein Gerät zum Bestimmen einer Dimension eines Werkstücks W durch Extraktion einer Kante von einem Werkstückbild des Werkstücks W auf einem Objekttisch 23 und ferner dadurch, dass eine Sonde 26 in Kontakt mit dem Werkstück W auf einem Objekttisch 23 gebracht wird und Identifizieren der Kontaktposition und umfasst einen Hauptkörper 2, eine Steuereinheit 3, eine Tastatur 41 und eine Maus 42. Das Werkstück W ist ein Messzielobjekt dessen Form oder Dimension zu messen sind.
Der Hauptkörper 2 umfasst eine Messeinheit 20, einen Anzeigenabschnitt 21, einen Vertikal-Antriebsabschnitt 22, einen Objekttisch 23, einen Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und eine transmittierende Beleuchtungseinheit 25 und generiert ein Werkstückbild durch Ausstrahlung von Detektionslicht aus sichtbarem Licht auf ein Werkstück W auf einem Objekttisch 23 und Empfang des transmittierten oder reflektierten Lichts. Wenn die vordere Oberflächenausrichtung des Anzeigeabschnitts 21 als vorne-hinten Ausrichtung bezeichnet wird, dann ist der Anzeigeabschnitt 21 auf der Vorderseite der Messeinheit 20 angeordnet.
Vorliegend wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Dimension eines Werkstücks W durch Extraktion einer Kante von einem Werkstückbild als Bildmessung bezeichnet werden und ein Verfahren zur Bestimmung einer Dimension eines Werkstücks W durch Messung der Position einer Sonde 26 von einem Werkstückbild, das in einem Zustand erhalten wurde, indem die Sonde 26 in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks W steht und Identifizieren von Koordinaten der Kontaktposition der Sonde 26 und des Werkstücks W wird als Sondenmessung bezeichnet werden.
Der Anzeigenabschnitt 21 ist ein Anzeigengerät zum Anzeigen eines Werkstückbilds oder eines Messresultats. Der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 bewegt die Messeinheit 20 und den Objekttisch 23 relativ zueinander in vertikaler Richtung, um die Höhe einer Fokusposition oder die Höhe der Sonde 26 relativ zum Objekttisch 23 anzupassen. Der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 ist geeignet die Messeinheit 20 in vertikaler Richtung zu bewegen. Zusätzlich kann der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 alternativ so eingerichtet sein, dass er geeignet ist, getrennt die Höhe der Sonde 26 in Bezug auf die Messeinheit 20 anzupassen.
Der Objekttisch 23 ist ein Arbeitstisch, der eine flache, horizontale Befestigungsoberfläche hat, wo ein Werkstück W zu befestigen ist. Der Objekttisch 23 ist z.B. eine Glasplatte, die Detektionslicht transmittiert. Der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 bewegt die Messeinheit 20 und den Objekttisch 23 relativ zueinander in einer Richtung parallel zur oberen Oberfläche des Objekttischs 23, um die Position eines Sichtfelds oder die Position der Sonde 26 in Bezug auf die Objekttisch 23 anzupassen. Der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 ist dazu geeignet den Objekttisch 23 in jeder Richtung in der horizontalen Ebene zu bewegen.
Die transmittierte Beleuchtungseinheit 25 ist ein Lichtprojektionsgerät zum Ausstrahlen von Detektionslicht auf ein Werkstück W auf einem Objekttisch 23 von unten und umfasst eine transmittierte Beleuchtungslichtquelle 251, einen Spiegel 252 und eine Kondensorlinse 253. Die transmittierte Beleuchtungslichtquelle 251 ist zur Vorderseite hin angeordnet. Detektionslicht, welches von der transmittierten Beleuchtungslichtquelle 251 ausgestrahlt wird, wird durch den Spiel 252 nach oben reflektiert und wird durch die Kondensorlinse 253 ausgestrahlt. Das Detektionslicht wird durch den Objekttisch 23 transmittiert und ein Teil des transmittierten Lichts wird durch das Werkstück W blockiert und der Rest tritt in eine Objektivlinse 205 der Messeinheit 20 ein.
<Messeinheit 20>
Die Messeinheit 20 ist eine Lichtprojektions/Empfangseinheit zum Ausstrahlen von Detektionslicht auf ein Werkstück W auf einem Objekttisch 23 und zum Empfangen von Detektionslicht von dem Werkstück W und umfasst die Sonde 26, einen Umschalt-Antriebsabschnitt 27, Bildgebungsabschnitte 201, 206, Halbspiegel 204, 210, die Objektivlinse 205, eine koaxiale epi-Beleuchtungslichtquelle 209, eine Ringbeleuchtungseinheit 211, einen Vertikal-Antriebsabschnitt für die Ringbeleuchtung 212, und eine Sondenlichtquelle 263.
Die Objektivlinse 205 ist eine Lichtempfangslinse zum Sammeln von Detektionslicht von einem Werkstück W und ist in Richtung des Objekttischs 23 angeordnet. Die Bildgebungsabschnitte 201 und 206 sind Kameras zum Erfassen von Bildern eines Werkstücks W auf einem Objekttisch 23 durch die allgemeine Objektivlinse 205 und zum Generieren von Werkstückbildern.
Der Bildgebungsabschnitt 201 ist ein Bildgebungsgerät mit niedriger Bildvergrößerung und umfasst einen Bildgebungssensor 202 und einen Seitenbildgebungslinsenabschnitt mit geringer Vergrößerung 203, der eine Bildgebungslinse und einen Membranteller umfasst. Der Bildgebungssensor 202 empfängt das Detektionslicht von einem Werkstück W durch den Seitenbildgebungslinsenabschnitt mit geringer Vergrößerung 203 und generiert ein Werkstückbild. Der Bildgebungssensor 202 ist mit einer nach unten zeigenden Lichtempfangsoberfläche angeordnet.
Der Bildgebungsabschnitt 206 ist ein Bildgebungsgerät mit hoher Bildvergrößerung und umfasst einen Bildgebungssensor 207 und einen Seitenbildgebungslinsenabschnitt mit hoher Vergrößerung 208, der eine Bildgebungslinse und einen Membranteller umfasst, und bildet auf dem Objekttisch 23 ein Bildgebungssichtfeld, das koaxial mit dem Bildgebungssichtfeld des Bildgebungsabschnitts 201 ist. Der Bildgebungssensor 207 empfängt Detektionslicht von einem Werkstück W durch den Seitenbildgebungslinsenabschnitt mit hoher Vergrößerung 208 und generiert ein Werkstückbild. Der Bildgebungssensor 207 ist mit einer nach vorne zeigenden Lichtempfangsoberfläche angeordnet. Detektionslicht, das durch die Objektivlinse 205 transmittiert wird, wird durch den Halbspiegel 204 in Richtung der Rückseite reflektiert und ein Bild wird auf dem Bildgebungssensor 207 durch den Seitenbildgebungslinsenabschnitt mit hoher Vergrößerung 208 gebildet.
Als Bildgebungssensoren 202 und 207 werden z.B. Bildsensoren wie ladungsgekoppelte Bauteile (CCD) oder sich ergänzenden Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) verwendet. Als Objektivlinse 205 wird eine telezentrische Linse verwendet, die eine Eigenschaft hat, dass die Größe eines Bildes nicht geändert wird, selbst wenn die Position der Objektivlinse 205 in vertikaler Richtung, d.h. in Richtung einer optischen Achse, verändert wird.
Die koaxiale epi-Beleuchtungslichtquelle 209 ist ein Projektionslichtquellengerät zur Ausstrahlung von Detektionslicht auf ein Werkstück W auf einem Objekttisch 23 von vertikal darüber und ist in Richtung der Vorderseite angeordnet. Das von der koaxialen epi-Beleuchtungslichtquelle 209 ausgestrahlte Detektionslicht wird durch den Halbspiegel 210 nach unten reflektiert und durch die Objektivlinse 205 ausgestrahlt.
Die Ringbeleuchtungseinheit 211 ist ein Lichtprojektionsgerät zum Ausstrahlen von Detektionslicht auf ein Werkstück W auf einem Objekttisch 23 von oben oder der Seite und hat eine Ringform, die die Objektivlinse 205 umgibt. Der Vertikal-Antriebsabschnitt für die Ringbeleuchtung 212 bewegt die Ringbeleuchtungseinheit 211 in der vertikalen Richtung, um den Bestrahlungswinkel des Detektionslichts auf den Objekttisch 23 anzupassen. Entweder die transmittierte Beleuchtung, die Ringbeleuchtung oder die koaxiale epi-Beleuchtung kann als Verfahren zur Beleuchtung des Werkstücks W ausgewählt werden.
<Sonde 26>
Die Sonde 26 ist ein Kontaktmittel zum Messen einer Dimension eines Werkstücks W, indem es in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks W, das auf dem Objekttisch 23 platziert ist, gebracht wird. Die Sonde 26 ist in einer Weise angeordnet, die geeignet ist, sich zwischen innerhalb des Bildgebungssichtfeldes des Bildgebungsabschnitts 201 und einer zurückgezogenen Position zu bewegen. Ferner ist die Sonde 26 eine Licht ausstrahlende Sonde und umfasst einen kugelförmigen Kontaktabschnitt 261, der dem Kontakt mit einem Werkstück W dient, und ein Metallrohr 262 zum transmittieren von Führungslicht.
Eine optische Faser zum Transmittieren von Führungslicht ist innerhalb des Metallrohres 262 untergebracht. Das Metallrohr 262 wird durch ein SUS Rohr gebildet, das ausreichende Stärke besitzt und die Form des Metallrohrs 262 ändert sich nicht, selbst wenn der Kontaktabschnitt 261 mit einem Werkstück W in Kontakt tritt.
Der Kontaktabschnitt 261 ist am distalen Ende des Metallrohrs 262 ausgebildet, das sich von der Sondenlichtquelle 263 erstreckt, und strahlt diffus Führungslicht aus. Der Querschnitt des kugelförmigen Kontaktabschnitts 261 in horizontaler Richtung ist größer als der Querschnitt des Metallrohrs 262 in horizontaler Richtung und daher kann der Umriss des Kontaktabschnitts 261 festgehalten werden, selbst wenn ein Bild des Kontaktabschnitts 261 von oben durch den Bildgebungsabschnitt 201 festgehalten wird. Die Sondenlichtquelle 263 ist ein Lichtquellengerät zum Generieren von Führungslicht aus sichtbarem Licht und bedingt, dass das Licht in das Metallrohr 262 eintritt.
Der Umschalt-Antriebsabschnitt 27 ist ein horizontaler Antriebsabschnitt zum abwechselnden Umschalten zwischen einem Zustand in dem die Sonde 26 in einer Messposition im Bildgebungssichtfeld positioniert ist und einem Zustand in dem die Sonde 26 in einer zurückgezogenen Position positioniert ist, indem sie vom Zentrum des Bildgebungssichtfelds wegbewegt wird. Der Umschalt-Antriebsabschnitt 27 ist ein Rotationsantriebsabschnitt zum Rotieren der Sondenlichtquelle 263 um eine Rotationsachse in vertikaler Richtung und bedingt, dass sich die Sonde 26 zwischen der zurückgezogenen Position und der Messposition bewegt, indem die Sondenlichtquelle 263 rotiert wird. Zum Beispiel liegt die zurückgezogene Position vorzugsweise außerhalb des Bildgebungssichtfelds des Bildgebungsabschnitts 201, kann jedoch ein peripherer Kantenteil des Bildgebungssichtfelds sein, so lange die Sonde 26 nicht als Gegenstand in einem Werkstückbild gezeigt wird.
Die Steuereinheit 3 ist eine Steuereinheit zum Steuern der Bildgebung oder der Bildschirmanzeige 2 und zum analysieren eines Werkstückbildes und Bestimmen einer Dimension eines Werkstücks W durch Rechnung und die Tastatur 41 und die Maus 42 sind mit der Steuereinheit 3 verbunden. Die Tastatur 41 und die Maus 42 sind ein Eingabeabschnitt 4, der es einem Verwender erlaubt, eine Betriebseingabe durchzuführen.
und , bis und bis sind beispielhafte Diagramme, die schematisch Beispiele des Betriebs des Bildmessgerätes 1 in zeigen. und zeigen einen Zustand, indem die Sonde 26, die von dem Befestigungsarm 264 ausgehet, von vertikal darüber gesehen wird. zeigt einen Fall, in dem die Sonde 26 an der Messposition ist und zeigt einen Fall, in dem die Sonde 26 in der zurückgezogenen Position ist.
Der Befestigungsarm 264 ist ein Befestigungsteil zum Befestigen der Sonde 26 an einem Gehäuse der Messeinheit 20 und ist L-förmig. Ein Rotationsschaft 265, der sich entlang der vertikalen Ausrichtung erstreckt, ist an einem Ende des Befestigungsarm 264 angeordnet und die Sonde 26 ragt aus der Oberfläche an der anderen Seite heraus. Der Befestigungsarm 264 unterstützt das Metallrohr 262 durch eine schwebende Struktur. Wenn der Kontaktabschnitt 261 in Kontakt mit einer Seitenfläche eines Werkstücks W tritt, wird das Metallrohr 262 in X- und Y-Richtungen durch den Kontakt verschoben ohne verformt zu werden. Die Position des Kontaktabschnitts 261 auf dem Werkstückbild wird hierdurch geändert.
Ein Bildgebungsabschnitt 11 ist eine Region auf dem Objekttisch 23, die mit dem Bildgebungssichtfeld des Bildgebungsabschnitts 201 korrespondiert und hat eine rechteckige Form. Ein lichtdurchlässiger Bereich 12 ist eine kreisförmige Region auf dem Objekttisch 23, die von dem Detektionslicht von der transmittierten Beleuchtungseinheit 25 beleuchtet wird und ist in dem Bildgebungsbereich 11 ausgebildet.
Wenn sich die Sonde 26 an der Messposition befindet ist der Kontaktabschnitt 261 im Zentrum des Bildgebungsbereichs 11 und des lichtdurchlässigen Bereichs 12 angeordnet. Der Kontaktabschnitt 261 wird als Gegenstand in einem Werkstückbild gezeigt, das in einem solchen Zustand festgehalten wurde. Wenn der Umschaltantriebsabschnitt 27 gesteuert wird und der Befestigungsarm 264 um etwa 180 Grad rotiert wird, aus dem Zustand, indem sich die Sonde 26 in der Messposition befindet, wird die Sonde 26 an die zurückgezogene Position bewegt.
Die zurückgezogene Position ist eine Position, zu welcher die Sonde 26 zurückgezogen wird, damit die Sonde 26 nicht in einem Werkstückbild als Gegenstand gezeigt wird und wird vorherbestimmt. Wenn die Sonde 26 sich an der zurückgezogenen Position befindet, sind der Kontaktabschnitt 261 und das Metallrohr 262 außerhalb des Bildgebungsbereichs 11 angeordnet.
bis zeigen ein Beispiel des Betriebs zu einer Zeit zu der die Sonde 26 mit einem Werkstück W auf einem Objekttisch 23 in Kontakt gebracht wird. zeigt einen Fall, in dem die Sonde 26 auf einer Referenzhöhe relativ zum Objekttisch 23 an eine Position bewegt wird, die der Startposition eines Scanweges entspricht und zeigt einen Fall, in dem die Sonde 26 vertikal nach unten bewegt wird von einer Referenzhöhe zu einer Messhöhe. zeigt einen Fall, In dem die Sonde 26 auf der Messhöhe relativ zu dem Objekttisch 23 entlang des Scanweges bewegt wird.
In der Dimensionsmessung unter Verwendung der Sonde 26 werden eine Kontaktzielposition, die zum Zeitpunkt verwendet wird, zu dem die Sonde 26 in Kontakt mit einer Seitenfläche eines Werkstücks W gebracht wird, und ein Scanweg, der durch die Kontaktzielposition hindurchführt, im Vorhinein festgelegt. Die Referenzhöhe ist eine Höhe, bei welcher die Sonde 26 nicht das Werkstück W auf dem Objekttisch 23 beeinträchtigt. Durch Kontrolle des Horizontal-Antriebsabschnitts 24 kann die Sonde 26 auf einer Referenzhöhe relativ zum Objekttisch 23 in horizontaler Richtung bewegt werden. Zusätzlich kann die Referenzhöhe als Höhe bestimmt werden bei welcher ein distales Endteil der Sonde 26 außerhalb des Tiefenschärfebereichs des Bildgebungsabschnitts 201 oder 206 liegt.
Die Messhöhe ist eine Höhe der Seitenfläche eines Werkstücks, bei der die Sonde 26 in Kontakt treten sollte und ist vertikal niedriger als die Referenzhöhe. Der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 wechselt die Höhe der Sonde 26 in Bezug auf den Objekttisch 23 zwischen der Messhöhe und der Referenzhöhe, die höher ist als die Messhöhe. Wenn die Sonder 26 relativ zu dem Objekttisch 23 in einer Scanrichtung von einer Startposition zu einer Endposition entlang des Scanweges bewegt wird, kann der Kontaktabschnitt 261 in Kontakt mit einer Seitenfläche eines Werkstücks W gebracht werden. Wenn festgestellt wird, dass die Sonde 26 mit einer Seitenfläche des Werkstücks W in Kontakt getreten ist, wird die Sonder 26 relativ zum Objekttisch 23 sofort gestoppt.
Die Startposition eines Scanweges ist eine Betriebsstartposition, wo der Scanbetrieb gestartet werden muss und die Endposition ist eine Betriebsendposition, wo der Scanbetrieb beendet werden muss. Indem die Endposition vorab festgelegt wird, kann ein Kontaktfehler festgestellt werden, wenn die Endposition durch die Sonde 26 erreicht wird. Die Startposition und die Endposition des Scanweges sind auf dem Scanweg in einer Weise festgelegt, die durch die Kontaktzielpositionen führt und entlang einer normalen Linie einer Umrisslinie des Werkstücks W.
bis zeigen einen Fall des Identifizierens der Position einer Umrisslinie 14 und des Berechnens einer Entfernung D zwischen Seitenflächen eines Werkstücks W. zeigt ein Werkstück W, das ein Messziel ist, und die Sonde 26, die in Kontakt mit einer rechten Seitenfläche des Werkstücks W steht. Das Werkstück W hat treppenähnliche Stufen und einen Abstand D zwischen der rechten Seitenfläche und der linken Seitenfläche der oberen Stufe wird gemessen.
zeigt ein Werkstückbild Iw, das ein Transmissionsbild ist, welches durch transmittierte Beleuchtung aufgenommen wurde. Ein Transmissionsbild ermöglicht die Identifizierung einer äußeren Kante des Werkstücks W durch Kantenextraktion, aber eine Umrisslinie innerhalb der äußeren Kante ist mittels Kantenextraktion schwierig zu Identifizieren.
zeigt ein Werkstückbild Iw, das ein Reflexionsbild ist, welches durch reflektierte Beleuchtung aufgenommen wurde. Reflektierte Beleuchtung ist ein Beleuchtungsverfahren, das eine koaxiale epi-Beleuchtung oder Ringbeleuchtung verwendet und ermöglicht die Identifizierung mittels Kantenextraktion einer Umrisslinie innerhalb der äußeren Kante eines Werkstücks W. Der obere Treppenteil des Werkstücks W hat jedoch eine gebogene Form am oberen rechten Teil und eine Umrisslinie der rechten Seitenfläche ist schwierig exakt zu bestimmten mittels Kantenextraktion im Vergleich der Umrisslinie der linken Seitenfläche. In einem solchen Fall kann eine Umrisslinie 14 der rechten Seitenfläche exakter bestimmt werden, indem die Sonde 26 in Kontakt gebracht wird.
Das Werkstückbild Iw, das in gezeigt wird, zeigt eine Umrisslinie 14 der rechten Seitenfläche, die mittels der Sonde 26 identifiziert wird, die in Kontakt tritt, und eine Umrisslinie 14 der linken Seitenfläche, die mittels Extraktion einer Kante in einer Kantenextraktionsbereich 15 identifiziert wird.
Kontakt der Sonde 26 mit einer Seitenfläche des Werkstücks W kann dadurch festgestellt werden, ob sich oder ob sich nicht die Position des Kontaktabschnitts 261, der sich entlang des Scanweges bewegt, in den Werkstückbildern Iw, um einen Betrag geändert hat, der bei oder über einem festgelegten Grenzwert liegt, in einem festgelegten Zeitraum. Die Position des Kontaktabschnitts 261 wird z.B. durch das Zentrum eines Kreises von der Kante des Kontaktabschnitts 261 identifiziert. Ferner kann die normale Richtung oder eine Kontaktposition 13 auf einer Seitenfläche des Werkstücks W in dem Werkstückbild Iw, in welchem die Sonde 26 in Kontakt mit der Seitenfläche des Werkstücks W steht, identifiziert werden auf Grundlage der Richtung der Verschiebung des Kontaktabschnitts 261 relativ zu dem Zentrum des Bildgebungssichtfelds.
Zusätzlich, in dem Fall, dass die Sonde 26 selbst horizontal bewegt wird, wird der Kontakt mit einer Seitenfläche eines Werkstücks dadurch festgestellt, ob der Kontaktabschnitt 261, der sich entlang des Scanweges bewegt, im Werkstückbild Iw angehalten hat.
Da die Form des Kontaktabschnitts 261 bereits bekannt ist, kann die Position des Kontaktabschnitts 261 unter Verwendung bekannter Suchtechniken höchst akkurat identifiziert werden. Demgemäß kann die Dimension einer Kante, die in einem Bild schwierig festzustellen ist, höchst akkurat bestimmt werden, indem die Koordinaten der Kontaktposition 13 der Sonde 26 und des Werkstücks W von der Position des Kontaktabschnitts 261 identifiziert werden, selbst in einem Fall, in dem eine Kante rund ist und in einem zweidimensionalen Werkstückbild Iw nicht exakt bestimmt werden kann, wie im Fall des Werkstücks W in bis .
Die Kontaktposition 13 wird identifiziert indem die Position des Kontaktabschnitts 261 in dem Werkstückbild Iw identifiziert wird und indem die Position in der normalen Richtung um einen Abstand verschoben wird, der dem Radius des Kontaktabschnitts 261 entspricht. Ferner wird die Position der Umrisslinie 14 der rechten Seitenfläche bestimmt, indem eine geometrische Figur, die vorherbestimmt wurde, einer Vielzahl von Kontaktposition 13 angebracht wird. Für die Position der Umrisslinie 14 der linken Seitenfläche wird bestimmt indem Kantenpunkte von dem Kantenextraktionsbereich 15 in den Werkstückbild Iw erfasst werden und indem eine geometrische Figur einer Vielzahl von Kantenpunkten, die erfasst wurden, angepasst wird. Der Abstand D zwischen der rechten Seitenfläche und der linken Seitenfläche wird berechnet auf Grundlage der Position der Umrisslinien 14, die in der oben genannten Art und Weise identifiziert werden.
<Steuereinheit 3>
ist ein Blockschaltbild, das eine Beispielkonfiguration der Steuereinheit 3 in zeigt. Die Steuereinheit 3 umfasst ein Steuergerät 31 und ein Speichergerät 33 und das Steuergerät 31 und das Steuergerät 33 sind über einen Bus 32 verbunden. Das Steuergerät 31 umfasst einen Eingabeempfangsabschnitt 311, einen Anzeigesteuerabschnitt 312, einen Bildgebungssteuerabschnitt 313, einen Beleuchtungssteuerabschnitt 314 und einen Messsteuerabschnitt 315. Der Hauptkörper 2 umfasst eine Kamera 200, die die Bildgebungsabschnitte 201 und 206 und den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 umfasst, den Objekttisch 23, der den Horizontal-Antriebsabschnitt 24, eine Sondeneinheit 260, die eine Umschalt-Antriebseinheit 27 umfasst, den Anzeigeabschnitt 21, die transmittierte Beleuchtungseinheit 25 und eine reflektierte Beleuchtungseinheit 28. Die reflektierte Beleuchtungseinheit 28 ist konfiguriert aus der koaxialen epi-Beleuchtungslichtquelle 209 und der Ringbeleuchtungseinheit 211.
Der Anzeigesteuerabschnitt 312 zeigt ein Modellbild und Einstellungsinformationen zur Dimensionsmessung auf dem Anzeigeabschnitt 21 an. Ein Modelbild kann zum Beispiel ein Vorlagebild einer Vorlage sein oder kann ein CAD Bild auf Grundlage von CAD Daten sein, dass durch CAD (Computer Aided Design) hergestellt wurde.
Wenn ein Modellbild, das von Entwurfsdaten generiert wurde, auf dem Anzeigenabschnitt 21 angezeigt wird, zeigt der Anzeigesteuerabschnitt 312 ein Modellbild, das von Entwurfsdaten generiert wurde, in dem Bilddaten übernommen werden, die erhalten werden, indem ein Bild des Werkstücks W, das auf dem Objekttisch 23 platziert ist, von oben erfasst wird. Das ermöglicht es sogar, dass ein Modellbild, das von Entwurfsdaten hergestellt wurde, unter dem gleichen Winkel angezeigt wird wie ein Werkstückbild, das durch den Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 erfasst wurde und die Bestimmung der Kontaktzielpositionsinformationen kann ermöglicht werden.
Auf Grundlage einer Benutzerhandlung, die an dem Eingabeabschnitt 4 erhalten wird, führt der Eingabeempfangsabschnitt 311 ein Verfahren zum Erfassen eines Modellbildes von dem Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 durch und zum Registrieren verschiedener Teile einer Messungseinstellungsinformation zum Durchführen einer Dimensionsvermessung in dem Speichergerät 33.
Der Bildgebungssteuerabschnitt 313 steuert die Bildgebungsabschnitte 201 und 206 auf Grundlage der Messungseinstellungsinformationen, die im Speichergerät 33 registriert sind und führt das Wechseln der Bildgebungsvergrößerung und Anpassung der Bildgebungszeitwahl und Expositionszeit durch. Der Beleuchtungssteuerabschnitt 314 führt eine An/Aus-Steuerung an der transmittierten Beleuchtungseinheit 25 durch, der koaxialen epi-Beleuchtungslichtquelle 209, der Ringbeleuchtungseinheit 211 und der Sondenlichtquelle 263 auf Grundlage der Messungseinstellungsinformationen, die in dem Speichergerät 33 registriert sind, durch. Zum Beispiel, wenn von Bildmessung auf Sondenmessung gewechselt wird, schaltet der Beleuchtungssteuerabschnitt 314 die Sondenlichtquelle 263 an und schaltet die transmittierte Beleuchtungseinheit 25, die koaxiale epi-Beleuchtungslichtquelle 209 und die Ringbeleuchtungseinheit 211 aus.
Der Messungssteuerabschnitt 315 steuert den Vertikal-Antriebsabschnitt 22, den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und den Umschalt-Antriebsabschnitt 27 auf Grundlage der Messungseinstellungsinformationen, die im Speichergerät 33 registriert sind, nimmt ein Werkstückbild Iw von dem Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 auf und führt eine Dimensionsmessung durch.
<Eingabeempfangsabschnitt 311>
ist ein Blockschaltbild, das eine Beispielkonfiguration des Eingabeempfangsabschnitts 311 in zeigt. Der Eingabeempfangsabschnitt 311 umfasst einen Bildgebungs- und Beleuchtungsbedingungsfestlegungsabschnitt 341 einen Kantenextraktionsbereichsfestlegungsabschnitt 342, einen Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343, einen Messeinstellungsabschnitt 344, einen Vorlagewert/Toleranzfestlegungsabschnitt 345 und einen Abschnitt zum Einstellen der Information bezüglich der charakteristischen Menge 346.
Der Bildgebungs- und Beleuchtungsbedingungsfestlegungsabschnitt 341 liegt, auf Grundlage einer vom Verwender vorgegebenen Instruktion, Bildgebungsbedingungen wie Bildgebungsvergrößerung, die Belichtungszeit und eine Verstärkung, sowie Beleuchtungsbedingungen wie einen Beleuchtungstyp, Helligkeit und die Höhe der Ringbeleuchtungseinheit fest und registriert die Bedingungen in dem Speichergerät 33 als die Messungseinstellungsinformation.
Der Kantenextraktionsbereichsfestlegungsabschnitt 342 legt, auf Grundlage einer vom Verwender vorgegebenen Instruktion, einen Kantenextraktionsbereich auf einem Vorlagebild als Information bezüglich der charakteristischen Menge fest wie einen Koordinatenwert relativ zu einem Musterbild und registriert diese in dem Speichergerät 33 als Kantenextraktionsbereichsinformation.
Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 empfängt auf einem Vorlagebild, das von dem Anzeigeabschnitt 21 angezeigt wird, die Festlegung von Kontaktzielpositionsinformationen, die eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen auf einer Seitenfläche eines Werkstücks W angeben, wo die Sonde 26 kontaktieren soll. Das bedeutet, dass der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 Kontaktzielpositionsinformation festlegt, die einen Sondenbetrieb bestimmt, damit die Sonde 26 eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen kontaktiert, wo die Sonder 26 kontaktieren soll als Koordinatenwerte relativ zur Information bezüglich der charakteristischen Menge (Musterbild) und registriert die Information in dem Speichergerät 33. Die Kontaktzielpositionsinformation umfasst eine Kontaktzielposition, eine Scanbetriebsstartposition und eines Scanbetriebsendposition.
Die Kontaktzielposition umfasst Positionskoordinaten relativ zu einem Musterbild (Suchdaten), die auf einem Vorlagebild registriert sind und eine Messungshöhe, die die Höhe einer Seitenfläche eines Werkstücks angibt, wo die Sonde 26 kontaktieren soll. Die Messungshöhe wird z.B. vorab von einem Verwender festgelegt.
Der Messungseinstellungsabschnitt 344 identifiziert eine Kontaktposition der Sonde 26 und eines Werkstücks W, das in einem Vorlagebild vorhanden ist, durch Kantenextraktion von dem Werkstück W, das in dem Vorlagebild vorhanden ist, von dem Kantenextraktionsbereich, der durch den Kantenextraktionsbereichsbestimmungsabschnitt 342 bestimmt wird, und bedingt die Sonde 26 mit einer Kontaktzielposition in Kontakt zu treten und erfasst ein Bild der Sonde 26 und identifiziert von einem Vorlagebild eine Umrisslinie als Referenz zur Messung oder einen Referenzpunkt basierend auf den Kanten oder der Kontaktposition. Ein Messelement, wie eine gerade Linie, ein Kreis oder ein Bogen, wird auf Grundlage einer Umrisslinie oder eines Referenzpunkts, der bestimmt wurde, identifiziert. Ferner, für den Fall, dass die Information bezüglich der charakteristischen Menge CAD Daten sind, wird die Umrisslinie oder der Referenzpunkt direkt bestimmt, ohne eine Kantenextraktion durchzuführen.
Auf Grundlage einer Anweisung von einem Verwender wählt der Messungseinstellungsabschnitt 344 ein Element aus, das als Messziel heranzuziehen ist, aus Messelementen, die durch das oben beschriebene Verfahren identifiziert wurden, und registriert das Element als Messpositionsinformation in dem Speichergerät 33. Ein Messelement kann auch auf Grundlage einer Hilfslinie (Punkt) identifiziert werden, die neu von einer Umrisslinie oder einem Referenzpunkt, der identifiziert wurde, erschaffen wird. Eine Hilfslinie (Punkt) kann z.B. ein Schnittpunkt von zwei Linien oder das Zentrum eines Kreises sein. Der Messeinstellungsabschnitt 344 kann ferner einen Radius oder einen Durchmesser als Messziel bestimmen, wenn das ausgewählte Messelement ein Kreis oder ein Bogen ist oder den Abstand zwischen geraden Linien, wenn z.B. zwei gerade Linien ausgewählt werden.
Auf Grundlage einer Anweisung von einem Verwender bestimmte der Entwurfswert/Toleranzfestlegungsabschnitt 345 einen Entwurfswert oder eine Toleranz, die für die Bestimmung der Qualität zu verwenden ist und registriert diese in dem Speichergerät 33 als Messungseinstellungsinformation.
Der charakteristische-Menge-Informationseinstellungsabschnitt 346 legt eine charakteristische-Menge-Information zum Identifizieren der Position und der Lage eines Werkstücks W von einem Werkstückbild, das durch den Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 festgehalten wurde, zum Zeitpunkt der Durchführung der Messung fest. Das bedeutet, der Charakteristische-Menge-Informationseinstellungsabschnitt 346 legt Suchdaten fest, die Charakteristische-Menge-Information enthalten, zum Identifizieren der Position und der Lage eines Werkstücks W auf Grundlage eines Vorlagebilds, basierend auf einer Anweisung von einem Verwender und registriert diese in einem Speichergerät 33 als Messungseinstellungsinformation. Zum Beispiel ist die Charakteristische-Menge-Information ein Musterbild (Daten) zur normalisierten Korrelationssuche und wird auf Grundlage eines Vorlagebilds einer Vorlage festgelegt. Das Speichergerät 33 speichert das Musterbild, das durch den Charakteristische-Menge-Informationseinstellungsabschnitt 346 festgelegt wird und die Kontaktzielpositionsinformation, die durch den Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 festgelegt wird auf dem gleichen Koordinatensystem.
Ein Musterbild kann registriert werden, indem ein Verwender eine höchst charakteristische Position auf einem Modellbild festlegt oder das gesamte Bild kann automatisch als Musterbild registriert werden. Ferner kann ein Musterbild automatisch durch Extraktion eines charakteristischen Teils von einem Modellbild registriert werden.
Indem ein registriertes Musterbild und ein Werkstückbild eines Untersuchungszielwerkstücks W verglichen wird, kann die Position und die Lage (Koordinaten) des Werkstücks W in dem Werkstückbild identifiziert werden. Eine bekannte Vergleichstechnik wie normalisierte Korrelationssuche und geometrische Suche können für das Vergleichen verwendet werden. Ferner kann die Charakteristische-Menge-Information auf Grundlage der CAD Daten festgelegt werden, wenn das Modellbild ein CAD Bild ist.
Wie oben beschrieben, werden die Kontaktzielpositionsinformation für die Sonde 26 und der der Kantenextraktionsbereich gemäß der vorliegenden Erfindung als Koordinatenwerte relativ zu einem Musterbild (Suchdaten), das auf einem Modellbild registriert ist, festgelegt. Die Kontaktzielpositionsinformation enthält eine Kontaktzielposition, die eine Zielposition ist, wo die Sonde 26 kontaktiert, eine Scanbetriebsstartposition, die eine Position ist, wo ein Scanbetrieb gestartet wird, eine Scanbetriebsendposition, die eine Position ist, wo der Scanbetrieb endet, eine Messhöhe, die die Höhe einer Seitenfläche des Werkstücks angibt, wo Kontakt gemacht wird, und Ähnliches.
Kontaktzielpositionen der Sonde 26 und der Kantenextraktionsbereich kann automatisch identifiziert werden indem ein Verwender ein zu untersuchendes Werkstück W auf einen Werktisch 23 platziert und ein Werkstückbild aufnimmt und mittels der Durchführung eines Matching-Verfahrens unter Verwendung eines Musterbildes (Suchdaten). Die Umrisslinie des Werkstücks W wird identifiziert indem die Sonde 26 fortlaufend eine Seitenfläche des Werkstücks gemäß den identifizierten Kontaktzielpositionen kontaktiert. Ferner wird die Koordinateninformation von zwei oder mehreren Kontaktpositionen benötigt, um eine gerade Umrisslinie zu identifizieren und die Koordinateninformation von drei oder mehreren Kontaktpositionen wird benötigt, um eine kreisförmige oder bogenförmige Umrisslinie zu identifizieren. Weiterhin werden zwei oder mehrere Kontaktpositionen nicht notwendigerweise benötigt und für den Fall, in dem eine Messung für einen spezifischen Punkt durchgeführt wird, können die Koordinateninformationen der Kontaktposition an diesem Punkt verwendet werden.
Der Eingabeempfangsabschnitt 311 empfängt die Festlegung eines Messelements, das von der Sonde 26 gemessen wird, auf einem Modellbild, das durch den Anzeigenabschnitt 21 angezeigt wird. Das Modellbild, das durch den Anzeigenabschnitt 21 angezeigt wird, ist ein Werkstückbild eines Werkstücks W zur Messungseinstellung. Eine Anordnungsregel, die die Beziehung zwischen dem Formtyp oder der Größe eines Messelements, das durch den Eingabeempfangsabschnitt 311 festgelegt werden kann, und anordneten Positionen von Kontaktzielpositionen der Sonde 26 wird vorab in dem Speichergerät 33 gespeichert. Die Anordnungsregel ist Information zum angemessenen Festlegen von Kontaktzielpositionen gemäß dem Formtyp oder der Größe des Messelements. Die Anordnungsregel kann z.B. eine Tabelle, eine Funktion oder ein arithmetischer Ausdruck sein, der mit dem Formtyp oder der Größe des Messelements und der Anzahl an Kontaktzielpositionen assoziiert.
Für den Fall, dass der Formtyp eines Messelements ein Kreis oder ein Bogen ist, wird die Anordnung so festgelegt, dass drei oder mehr Kontaktzielpositionen in regelmäßigen Abständen in umlaufende Richtung des Kreises oder des Bogens angeordnet sind. Weiterhin, für den Fall, dass der Formtyp eine gerade Linie ist, wird die Anordnungsregel so festgelegt, dass zwei oder mehr Kontaktzielpositionen in regelmäßigen Abständen in Richtung der geraden Linie angeordnet sind.
Zum Zeitpunkt der Durchführung der Messung identifiziert der Messungssteuerabschnitt 315 die Kontaktzielpositionen der Sonde in Übereinstimmung mit der Position des Messelements, die durch den Eingabeempfangsabschnitt festgelegt wird, dem Formtyp oder der Größe des Messelements und der Anordnungsregel, die in dem Speicherabschnitt gespeichert ist, und steuert den Horizontal-Antriebsabschnitt so, dass die Sonde sich fortlaufend zu der Vielzahl von Kontaktzielpositionen bewegt, die identifiziert wurden.
Wenn ein Kantenextraktionsbereich auf ein Messelement festgelegt wird, extrahiert der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 eine Kante von den Kantenextraktionsbereich und bestimmt eine Umrisslinie mit Bezug auf das angezeigte Modellbild und legt eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen auf der Umrisslinie fest und ferner legt eine Startposition eines Scanbetriebs fest, wo die Sonde 26 sich in der normalen Richtung der Umrisslinie an einer Position, die von der Kontaktzielposition getrennt ist, annähern soll.
Ein Symbol, das die Startposition des Scanbetriebs angibt, wird auf dem Modellbild durch den Anzeigeabschnitt 21 angezeigt und der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 empfängt eine Verwendereingabe zum Ändern der Startposition des Scanbetriebs, der Anzahl an Kontaktzielpositionen auf der Umrisslinie und Information bezüglich der Scanrichtung und der Höhe bei der die Sonde 26 sich annähern soll.
bis sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zum Zeitpunkt der Festlegung der Kontaktposition an dem Eingabeempfangsabschnitt 311 in zeigen. zeigt ein Werkstück W, für welches ein Musterbild Ip und Kontaktzielpositionsinformation registriert werden muss. Das Werkstück W ist an beiden Außenseiten eines hervorstehenden Teils w₂, das auf einem Trägerteil w₁ ausgebildet ist, gekrümmt und ein Abstand D zwischen Seitenflächend es hervorstehenden Teils w₂ wird unter Verwendung der Sonde 26 gemessen.
Ein Modellbild Im ist ein Reflexionsbild, das durch reflektierte Beleuchtung aufgenommen wird und ein Teilbereich, der das Werkstück W umfasst, wird als Musterbild Ip registriert. Das Musterbild Ip und die Kontaktzielpositionsinformation können z.B. miteinander, wie unten in bis beschrieben, auf drei Wegen assoziiert sein.
zeigt einen Fall, in dem das Musterbild Ip und die Kontaktzielpositionen direkt assoziiert sind. Zum Beispiel werden Kontaktzielpositionen automatisch identifiziert, indem eine Startposition und eine Endposition eines Scanbetriebs in dem Musterbild Ip festgelegt werden. Die Startposition und die Endposition können festgelegt werden indem ein Symbol Sm, das die Sonde 26 angibt oder ein Pfeil Y, der die Scanrichtung angibt, mittels Mausbetrieb bewegt werden. Weiterhin können die Startposition und die Endposition des Scanbetriebs automatisch bestimmt werden, indem die Kontaktzielpositionen festgelegt werden. Indem das Musterbild Ip und die Kontaktzielpositionen auf diese Weise direkt assoziiert werden, werden die Kontaktzielpositionskoordinanten relativ zu dem Musterbild (Suchdaten) gespeichert.
zeigt einen Fall, in dem eine Umrisslinie L, die identifiziert wird, indem eine Kante von einem Kantenextraktionsbereich R extrahiert wird, und Kontaktzielpositionen assoziiert sind. Kantenpunkte werden von dem Kantenextraktionsbereich R, der in dem Musterbild Ip festgelegt ist, extrahiert und eine Umrisslinie L, die zu einer Sequenz von extrahierten Kantenpunkten passt, wird identifiziert. Indem Kontaktzielpositionen auf der Umrisslinie L festgelegt werden, werden das Musterbild Ip und die Kontaktzielpositionen indirekt assoziiert. Positionskoordinaten des Kantenextraktionsbereichs R auf einem Werkstückbild, das zum Zeitpunkt der Untersuchung eingegeben wird, werden automatisch identifiziert, indem das Werkstückbild und das Musterbild (Suchdaten) gematched werden. Eine Reihe an Kantenpunkten in dem Kantenextraktionsbereich R, deren Position identifiziert wurden, werden extrahiert und Kontaktzielpositionen werden an Positionen, die vorab für die Umrisslinie L, die von einer Reihe von Kantenpunkten identifiziert wird, festgelegt. Wenn die Scanrichtung z.B. so festgelegt wird, dass die Annäherung von einer Position gemacht wird, die von der Umrisslinie L durch einen festgelegten Abstand in normaler Richtung getrennt ist, kann die Annäherung entlang der normalen Linie der Umrisslinie L gemacht werden und die Messung kann stabilisiert werden.
zeigt einen Fall, in dem der Kantenextraktionsbereich R und Kontaktzielpositionen assoziiert sind. Durch Festlegung von Kontaktzielpositionen in dem Kantenextraktionsbereich R, der in dem Musterbild Ip festgelegt ist, sind das Musterbild Ip und die Kontaktzielpositionen indirekt assoziiert. Kontaktzielpositionskoordinaten werden zur gleichen Zeit identifiziert wie die Identifikation von Positionskoordinaten des Kantenextraktionsbereichs R mittels des oben beschriebenen Matching-Verfahrens.
ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Musterbildregistrierung an dem Eingabeempfangsabschnitt 311 in zeigt und zeigt ein Modellbild Im, das durch Festhalten eines Bildes des Werkstücks W, das in gezeigt ist, durch transmittierte Beleuchtung erhalten wurde. Ein Teil des Modellbilds Im ist als Musterbild Ip für die Suche registriert. Auf diese Weise wird ein Transmissionsbild, das mittels transmittierter Beleuchtung aufgenommen wurde, für das Musterbild Ip zur Suche verwendet, während ein Reflexionsbild, das mittels reflektierter Beleuchtung aufgenommen wurde, für die Festlegung einer Kontaktzielposition verwendet wird.
Im Allgemeinen kann bei einem Transmissionsbild, das mittels transmittierter Beleuchtung aufgenommen wurde, eine klare Kante erhalten wird und ebenso ist eine Veränderung in dem Bild auf Grundlage einer Veränderung in der Umgebung klein. Demgemäß wird ein Musterbild auf Grundlage eines Transmissionsbilds registriert, das mittels transmittierter Beleuchtung aufgenommen wurde, und zur gleichen Zeit kann die Festlegung einer Kontaktzielposition der Sonde 26 auf Grundlage eines Reflexionsbilds durchgeführt werden, das mittels reflektierter Beleuchtung aufgenommen wurde, um den Umriss im Inneren der nicht mittels transmittierter Beleuchtung aufgenommen werden kann, der Form eines Werkstücks, das keine Penetration ermöglicht, zu messen. Auf diese Weise können die Beleuchtungsbedingungen für die Registrierung eines Musterbildes und die Beleuchtungsbedingungen für die Registrierung einer Kontaktierungsposition oder eines Kantenextraktionsbereichs unterschiedlich sein. Ferner werden die Beleuchtungsbedingungen zum Zeitpunkt der Festlegung als Messungseinstellungsinformation registriert, um die Beleuchtungsbedingungen für die fortlaufende Messung identisch mit den Beleuchtungsbedingungen zum Zeitpunkt der Einstellung zu halten.
Durch Matching eines Musterbildes (Suchdaten), das in einem Modellbild Im registriert ist, zum Zeitpunkt des Einstellens und einer Werkstückbildeingabe zum Zeitpunkt der Untersuchung wird eine Kontaktzielposition direkt oder indirekt identifiziert. Wenn eine zu untersuchende Position durch die Sonde 26 identifiziert wird, wird ein Betriebsplan für die Sonde 26 bestimmt und der Messungssteuerabschnitt 315 steuert den Betrieb der Sonde 26.
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zeigen zu einem Zeitpunkt der Kontaktpositionsfestlegung im Eingabeempfangsabschnitt 311 in und zeigen Tabellen, die mit einem Formtyp und der Anzahl an Scanwegen assoziiert sind. zeigt eine Tabelle für einen Fall, in dem die Anzahl der Teilungen fixiert ist. Diese Tabelle ist ein Standard für eine Ausgestaltung, die mit einem Formtyp eines Messziels und der Anzahl an Scanwegen assoziiert und spezifiziert die Anzahl an Scanwegen und die Anzahl an Teilungen für drei Formtypen (eine gerade Linie, ein Kreis und ein Bogen).
Insbesondere für den Fall, in dem der Formtyp eine gerade Linie ist, ist die Anzahl an Teilungen drei und zwei Scanwege sind so angeordnet, dass sie die gerade Linie gleichmäßig in drei teilen. Auch in dem Fall, dass der Formtyp ein Kreis ist, ist die Anzahl an Teilungen drei und drei Scanwege sind so angeordnet, dass sie den Umfang gleichmäßig in drei teilen. Für den Fall, in dem der Formtyp ein Bogen ist, ist die Anzahl an Teilungen vier und drei Scanwege sind so angeordnet, dass sie den Bogen gleichmäßig in vier teilen.
zeigt eine Tabelle für den Fall, in dem die Anzahl an Teilungen gemäß der Größe eines Messziels variiert werden kann. Diese Tabelle dient als Standard für Anordnungen, die mit einem Formtyp und einer Größe eines Messziels assoziiert sind und der Anzahl an Scanwegen und spezifiziert die Anzahl an Scanwegen für drei Formtypen (eine gerade Linie, ein Kreis und ein Bogen).
Insbesondere in dem Fall, dass der Formtyp eine gerade Linie ist und die Länge der Umrisslinie L unter einem Grenzwert TH liegt, ist die Anzahl an Teilungen drei und zwei Scanwege sind so angeordnet, dass die gerade Linie in drei geteilt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Länge der Umrisslinie L gleich dem Grenzwert TH oder über diesem liegt, ist die Anzahl an Teilungen vier und drei Scanwege sind so angeordnet, dass die gerade Linie gleichmäßig in vier geteilt wird. Ebenso, in dem Fall, dass der Formtyp ein Kreis ist und die Länge der Umrisslinie L unter dem Grenzwert TH liegt, ist die Anzahl an Teilungen drei und drei Scanwege sind so angeordnet, dass der Umfang gleichmäßig in drei geteilt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Länge der Umrisslinie L gleich dem Grenzwert TH oder über diesem liegt, ist die Anzahl an Teilungen vier und vier Scanwege sind so angeordnet, dass der Umfang gleichmäßig in vier geteilt wird. In dem Fall, dass der Formtyp ein Bogen ist, und die Länge der Umrisslinie L unter dem Grenzwert TH liegt, ist die Anzahl an Teilungen vier und drei Scanwege sind so angeordnet, dass der Bogen gleichmäßig in vier geteilt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Länge der Umrisslinie L gleich dem Grenzwert TH oder über diesem liegt, ist die Anzahl an Teilungen fünf und vier Scanwege sind so angeordnet, dass der Bogen gleichmäßig in fünf geteilt wird.
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der Kontaktpositionsfestlegung in dem Eingabeempfangsabschnitt 311 in zeigen und zeigen Fälle, in denen die Anzahl an Scanwegen in Abhängigkeit von der Länge der Umrisslinie L unterschiedlich ist. zeigt eine Fall, in dem der Formtyp eine gerade Linie ist und zeigt einen Fall, in dem der Formtyp ein Kreis ist.
Wenn ein Kantenextraktionsbereich R von einem Verwender als Messzielregion in einem Modellbild Im festgelegt wird, werden Kontaktzielpositionen auf einer Umrisslinie L, die durch Extraktion einer Kante von einem Kantenextraktionsbereich R identifiziert wird, festgelegt. Die Kontaktzielpositionen werden z.B. festgelegt in regelmäßigen Intervallen, ausgehend von einem Endpunkt der Umrisslinie L. Wenn der Formtyp der Umrisslinie L eine gerade Linie ist werden zwei oder mehr Kontaktzielpositionen festgelegt und wenn der Formtyp der Umrisslinie L ein Kreis oder ein Bogen ist, werden drei oder mehr Kontaktzielpositionen festgelegt. In diesem Fall unterscheidet sich die Anzahl an Kontaktzielpositionen, die auf der Umrisslinie L festgelegt werden, in Abhängigkeit von der Länge der Umrisslinie L. Zusätzlich kann die Umrisslinie L direkt mittels Mausbetrieb oder Ähnlichem festgelegt werden.
Ferner, wie die illustrierten Scanwege, können n oder (n - 1) Scanwege, die die Umrisslinie L gleichmäßig teilen, festgelegt werden, indem die Anzahl an Teilungen n als drei oder mehr festgelegt wird. Insbesondere, wie in gezeigt, ist die Anzahl an Teilungen drei und zwei Scanwege, die die Umrisslinie L gleichmäßig teilen, werden festgelegt, für den Fall, dass der Formtyp der Umrisslinie L eine gerade Linie ist und die Länge der Umrisslinie L unter einem spezifischen Wert liegt. Auf der anderen Seite, wenn die Länge der Umrisslinie L gleich einem spezifischen Wert oder über diesem liegt, ist die Anzahl an Teilungen vier und drei Scanwege, die die Umrisslinie L gleichmäßig teilen, werden festgelegt.
Weiterhin, wie in gezeigt, ist die Anzahl an Teilungen drei und drei Scanwege, die die Umrisslinie L gleichmäßig teilen, werden festgelegt wenn der Formtyp ein Kreis ist und der Radius unterhalb eines spezifischen Werts liegt. Auf der anderen Seite, wenn der Radius gleich einem spezifischen Wert ist oder größer als dieser ist, ist die Anzahl an Teilungen vier und vier Scanwege, die die Umrisslinie L gleichmäßig teilen, werden festgelegt.
Eine Position, die von der Kontaktzielposition um einen spezifischen Abstand in einer Richtung, die senkrecht zur Umrisslinie L steht, getrennt ist, wird als Startposition eines Scanweges festgelegt. Eine Position, die gegenüber der Startposition auf der anderen Seite der Umrisslinie L liegt, wird als Endposition des Scanweges festgelegt. Ferner wird die Scanrichtung zum in die Nähe bringen der Sonde 26 zu einer Seitenfläche des Werkstücks W auf Grundlage des Unterschieds in der Helligkeit zwischen beiden Enden einer Kante, die von einem Modellbild Im extrahiert wird, festgelegt. Zusätzlich ist das Verfahren zum Bestimmen der Startposition und der Endposition eines Scanweges nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Es ist ausreichend, wenn die Startposition und die Endposition eines Scanweges relativ zur Kontaktzielposition bestimmt werden.
<Messungssteuerabschnitt 315>
ist ein Blockschaltbild, das eine Beispielskonfiguration des Messungssteuerabschnitts 315 in zeigt. Der Messungssteuerabschnitt 315 umfasst einen Suchverarbeitungsabschnitt 351, einen Kantenextraktionsbereichsidentifizierungsabschnitt 352, einen Kantenextraktionsverarbeitungsabschnitt 353, einen Scanbetriebsbestimmungsabschnitt 354, einen Scanbetriebssteuerabschnitt 355, einen Sondenmessabschnitt 356, einen Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 357, einen Umrisslinienberechnungsabschnitt 358 und einen Dimensionsberechnungsabschnitt 359.
Der Suchverarbeitungsabschnitt 351 erhält ein Werkstückbild von Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 und identifiziert die Position und die Lage des Werkstücks W auf Grundlage der charakteristische-Menge-Information in dem Speichergerät 33. Die Identifizierung der Position und der Lage erfolgt mittels Mustersuche. Der Suchverarbeitungsabschnitt 351 erhält ein Werkstückbild, das in einem Zustand generiert wird, in dem die Sonde 26 sich in der zurückgezogenen Position außerhalb des Bildgebungssichtfelds befindet und identifiziert die Position und die Lage des Werkstücks W von dem Werkstückbild.
Der Kantenextraktionsbereichsfestlegungsabschnitt 352 identifiziert einen Kantenextraktionsbereich in dem Werkstückbild auf Grundlage der Position und der Lage des Werkstücks W, die mittels des Suchverarbeitungsabschnitts 351 und der Kantenextraktionsbereichsinformation identifiziert werden. Der Kantenextraktionsverarbeitungsabschnitt 353 extrahiert Kantenpunkte von dem Kantenextraktionsbereich, der durch den Kantenextraktionsbereichsfestlegungsabschnitt 352 identifiziert wird.
Der Scanbetriebsbestimmungsabschnitt 354 bestimmt einen Scanbetrieb in dem die Position einer Umrisslinie identifiziert wird, durch Anpassen einer geometrischen Form, die vorab als Formtyp festgelegt wird, an die Vielzahl von Kantenpunkten, die durch den Kantenextraktionsverarbeitungsabschnitt 353 extrahiert wird, und durch Identifizieren der Startposition und der Scanrichtung auf Grundlage einer Kontaktzielpositionsinformation.
Der Scanbetriebssteuerabschnitt 355 steuert den Vertikal-Antriebsabschnitt 22, den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und den Umschalt-Antriebsabschnitt 27 des Hauptkörpers 2 in Übereinstimmung mit dem Scanbetrieb, der durch den Scanbetriebsbestimmungsabschnitt 354 bestimmt wird. Der Scanbetriebssteuerabschnitt 355 steuert z.B. den Umschalt-Antriebsabschnitt 27, die Sonder 26 von der zurückgezogenen Position auf die Messposition umzuschalten und steuert dann den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 so, dass die Sonde 26 sich fortlaufend zu einer Vielzahl von Kontaktpositionen bewegt.
Der Sondenmessabschnitt 356 misst den Kontakt der Sonde 26 mit einer Seitenfläche des Werkstücks W. Werkstückbilder werden z.B. wiederholt von dem Bildgebungsabschnitt 201 oder 206 erhalten und wenn eine Änderung der Position der Sonde 26, die sich entlang des Scanweges bewegt, in den Werkstückbildern einen spezifischen Grenzwert innerhalb eines spezifischen Zeitraums erreicht oder überschreitet, wird bestimmt, dass die Sonde 26 eine Seitenfläche des Werkstücks W kontaktiert hat. Zusätzlich kann ein Sensor zum Detektieren eines physischen Kontakts für die Sonde 26 zur Verfügung gestellt werden.
Wenn Kontakt der Sonde 26 mit einer Seitenfläche des Werkstücks detektiert wird, erhält der Kontaktpositionsidentifizierungsabschnitt 357 ein aufgenommenes Werkstückbild mit der Sonde 26, die in Kontakt mit der Seitenfläche des Werkstücks W ist, und identifiziert die Kontaktposition auf Grundlage der Position der Sonde 26 in dem Werkstückbild. Eine Vielzahl von Kontaktpositionen, wo diese Sonde 26 das Werkstück W kontaktiert, werden auf Grundlage der Position der Sonde 26 in den Werkstückbildern und der relativen Position des Bildgebungssichtfelds in Bezug auf den Objekttisch 23 identifiziert.
Die relative Position des Bildgebungssichtfelds in Bezug auf dien Objekttisch 23 ist Eingabe von dem Horizontal-Antriebsabschnitt 24. Jeder Kontaktposition wird von Positionskoordinaten des Bildgebungssichtfelds in einem globalen Koordinatensystem (die relative Position der Kamera 200 oder des Objekttischs 23 bestimmt, dass von dem Horizontal-Antriebsabschnitt 24 eingegeben wird, und Koordinaten von jeden Kontaktposition in einem lokalen Koordinatensystem in dem Bildgebungssichtfeld bestimmt.
Zusätzlich operieren in der vorliegenden Ausführungsform die Kamera 200 und die Sonde 26 nicht in XY Richtung und die Sonde 26 und eine Seitenfläche eines Werkstücks W kommen in Kontakt, indem der Objekttisch 23 sich in XY Richtung bewegt. Zusätzlich ist die Sonde 26 in einem Zustand in dem die Sonde 26 nicht in Kontakt mit dem Werkstück W steht, stets im Zentrum des Bildgebungssichtfelds positioniert. Solch ein Beispiel ist nicht beschränkend und die Kamera kann sich zusammen mit der Sonde 26 bewegen oder die Sonde 26 kann sich in dem Bildgebungssichtfeld bewegen.
Der Umrisslinienberechnungsabschnitt 358 identifiziert die Position einer Umrisslinie durch Anpassen einer geometrischen Form mit einer Vielzahl von Kantenpunkten, die durch den Kantenextraktionsverarbeitungsabschnitt 353 extrahiert werden oder einer Vielzahl von Kontaktpositionen, die durch den Kontaktpositionsidentifizierungsabschnitt 357 identifiziert werden.
Der Dimensionsberechnungsabschnitt 359 bestimmt eine Dimension des Werkstücks W auf Grundlage der Position der Umrisslinie, die durch den Umrisslinienberechnungsabschnitt 358 identifiziert wird und zeigt das Messresultat durch den Anzeigeabschnitt 21 an. Der Dimensionsberechnungsabschnitt 359 bestimmt eine Dimension des Werkstücks W durch Verwendung einer Umrisslinie, die durch Extraktion einer Kante von einem Kantenextraktionsbereich identifiziert wird, oder einer Umrisslinie, die identifiziert wird, indem die Sonde 26 in Kontakt tritt, oder durch beides.
Zum Beispiel kann eine Dimension bestimmt werden durch Kombination der Umrisslinie, die durch Kantenextraktion identifiziert wird und der Umrisslinie, die durch die in Kontakt gekommene Sonde 26 identifiziert wird. Indem eine solche Konfiguration angewendet wird, kann eine Dimensionsmessung durchgeführt werden durch Identifizieren einer Umrisslinie an einer Messposition, wo eine Kante nicht exakt extrahiert werden kann, durch Kontakt mit der Sonde 26, und durch Identifizieren einer Umrisslinie an einer Messposition, wo eine Kante exakt extrahiert werden kann, durch Kantenextraktion. Dies bedeutet, dass bezüglich eines Falls, in dem eine Messung auf Grundlage eines Bildes durchgeführt werden kann, die für die Dimensionsmessung nötige Zeit reduziert werden kann, dadurch dass die Messung auf Grundlage eines Bildes durchgeführt werden kann.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S101 bis S107 ein Beispiel des Betriebs zur Zeit der Messeinstellung in der Steuereinheit 3 in zeigt. Erstens, wenn eines der Messverfahren, Bildmessung und Sondenmessung durch einen Verwender ausgewählt wird (Schritt S101) für die Steuereinheit 3 das Einstellen eines Messelements gemäß des ausgewählten Messverfahrens durch (Schritt S102 bis S104).
und und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Messeinstellung im Bildmessgerät 1 in zeigen. zeigt ein Werkstück W, das ein Registrierungsziel ist und zeigt Kantenextraktionsbereiche R, die in einem Musterbild Ip festgelegt sind und Symbole Sm, die die Startpositionen eines Scanbetriebs angeben. Das Werkstück W hat einen zylindrischen hervorstehenden Teil w₂, der auf einem Basisteil w₁ ausgebildet ist, und drei Durchgangslöcher w₃, die an einem peripheren Kantenteil des Basisteils w₁ ausgebildet sind.
Das Musterbild Ip ist ein Bild, das von einem Werkstück W als Subjekt aufgenommen wurde. Als Messpositionen wird ein Abstand zwischen linken und rechten Seitenflächen des Basisteils w₁, ein Abstand zwischen Vorder- und Rückseite, ein Abstand zwischen zwei Durchgangslöchern w₃ und ein innerer Durchmesser des hervortretenden Teils w₂ bestimmt. Der Abstand zwischen den linken und rechten Seitenflächen des Basisteils w₁ und der Abstand zwischen zwei Durchgangslöchern w₃ wird gemessen, indem Kanten von Kantenextraktionsbereichen R, die in Bezug auf eine Umrisslinie des Werkstücks W bestimmt sind, extrahiert. Auf der Anderen Seite werden der Abstand zwischen der Vorder- und Rückseite des Basisteils w₁ und der innere Durchmesser des hervortretenden Teils w₂ durch Kontakt mit der Sonde 26 gemessen.
zeigt einen Einstellungsbildschirm 100, der durch den Anzeigebildschirm 21 zum Zeitpunkt der Festlegung der Messungseinstellungsinformationen angezeigt wird. Der Einstellungsbildschirm 100 ist ein Bearbeitungsbildschirm für Messungseinstellungsinformation und umfasst ein Anzeigenfeld 110 zum anzeigen eines Modellbildes und ein Menüfeld 111, das zur Auswahl eines Dimensionstyps verwendet wird.
Das Modellbild, das in dem Anzeigenfeld 110 angezeigt wird, ist ein aufgenommenes Bild des Werkstücks W, das in als Subjekt gezeigt wird. Geringe Vergrößerung für eine Weitfeldmessung oder große Vergrößerung für eine Messung mit hoher Genauigkeit kann als Bildvergrößerung festgelegt werden, indem ein Vergrößerungsknopf 131 oder 132 bedient wird. Ferner können die Positionen des Objekttischs 23 in der X Richtung und der Y Richtung angepasst werden, indem ein Objekttischanpassungsknopf 133 bedient wird. Weiterhin kann die Position der Messeinheit 20 in der Z Richtung angepasst werden, indem ein Z Anpassungsknopf 134 bedient wird. Ein Beleuchtungstyp kann festgelegt werden, indem ein Beleuchtungsknopf 135 bedient wird. Der Beleuchtungstyp kann transmittierte Beleuchtung, Ringbeleuchtung, koaxiale epi-Beleuchtung oder Ähnliches sein.
Die Dimensionstypen in dem Menüfeld 111 umfassen Abstandsmessung, Winkelmessung und Ähnliches. Abstandsmessung kann die Messung eines Abstands zwischen zwei geraden Linien, die Messung eines Abstands zwischen einer geraden Linie und einem Punkt, die Messung eines Abstands zwischen zwei Punkten, die Messung eines Abstands zwischen zwei Kreisen, die Messung eines Abstands zwischen einem Kreis und einer geraden Linie, die Messung eines Abstands zwischen einem Kreis und einem Punkt, die Messung eines Durchmessers eines Kreises und die Messung eines Radius eines Bogens sein.
Bei der Einstellung eines Bildmesselements in Schritt S103 wird Messungseinstellungsinformationen für ein Messelement festgelegt, für welches eine Dimensionsmessung mittels Kantenextraktion durchzuführen ist. Auf der anderen Seite wird bei der Einstellung eines Sondenmessungselements in Schritt S104 Messungseinstellungsinformation für ein Messelement festgelegt, für welches eine Dimensionsmessung mittels Kontakt mit der Sonder 26 durchgeführt wird. Die Verarbeitungsinhalte der Schritt S103 und S104 werden jeweils im Detail in Bezug auf und beschrieben. Die Steuereinheit 3 wiederholt den Verarbeitungsvorgang der Schritt S101 bis S104 bis die Einstellung für alle Messelemente im Modellbild vollständig ist (Schritt S105).
Als nächstes legt die Steuereinheit 3 einen Entwurfswert und eine Toleranz (Schritt S106) fest. In diesem Schritt wird ein Dimensionswert, der von dem Modellbild berechnet wird, in Assoziierung mit einer Umrisslinie eines Messelements angezeigt, und wenn ein Dimensionswert in dem Modellbild durch den Verwender ausgewählt wird, kann ein Entwurfswert oder eine Toleranz neu festgelegt oder geändert werden.
zeigt einen Toleranzeinstellungsbildschirm 101 zum Festlegen eines Entwurfswerts und einer Toleranz. Der Toleranzeinstellungsbildschirm 101 ist ein Bearbeitungsbildschirm für einen Entwurfswert und eine Toleranz und umfasst das Anzeigenfeld 110 zum Anzeigen eines Modellbilds und ein Eingabefeld 112 zum Festlegen eines Entwurfswerts und eines oberen Grenzwerts und eines unteren Grenzwerts einer Toleranz. Eine Dimensionslinie oder eine Identifizierungsnummer wird in dem Modellbild, das in dem Anzeigenfeld 110 angezeigt wird, in Zusammenhang mit einer Messposition angezeigt.
Entwurfswerte und obere Grenzwerte und untere Grenzwerte von Toleranzen werden im Eingabefeld 112 für eine Vielzahl von Messpositionen, die als Messungseinstellungsinformationen registriert sind, angezeigt und wenn eine Messposition ausgewählt wird, kann der Entwurfswert oder der obere Grenzwert oder der untere Grenzwert der Toleranz neu festgelegt oder geändert werden.
Als nächstes registriert die Steuereinheit 3 charakteristische-Mengen-Information (Schritt S107). In diesem Schritt wird ein Musterbild (Suchdaten) zum Identifizieren der Position und der Lage des Werkstücks W registriert, indem das Modellbild zusammen mit einer relativen positionellen Beziehung zwischen dem Musterbild und einem Kantenextraktionsbereich, der in der Einstellung jedes Messelements festgelegt ist, verwendet.
zeigt einen charakteristischen-Mengen-Einstellungsbildschirm 102 zum Festlegen einer Charakteristisch-Mengen-Information. Der charakteristische-Mengen-Einstellungsbildschirm 102 ist ein Bearbeitungsbildschirm zum Registrieren eines Musterbildes als charakteristische-Menge-Information und umfasst das Anzeigenfeld 110 zum Anzeigen eines Modellbildes und ein Eingabefeld 114 zum Festlegen eines Registrierungszielbereichs und Suchbedingungen. Ein Rahmen 113, der eine äußere Kante des Registrierungszielbereichs zeigt, wird für das Modellbild, das in dem Anzeigenfeld 110 angezeigt wird, angezeigt.
Als Suchbedingungen kann ein Suchbereich zum Begrenzen des Scanbereichs in der Rotationsrichtung und die Anzahl der detektierten Werkstücke W, die mit dem Musterbild matchen festgelegt werden. Das Modellbild, das angezeigt wird, wird als das Musterbild für die Suche registriert, indem ein Registrierknopf 115 bedient wird.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S201 bis S209 ein Beispiel des detaillierten Betriebs von Schritt S103 (Einstellen des Bildmesselements) in zeigt einen Betrieb der Steuereinheit 3. Ersten legt die Steuereinheit 3 die unten beschriebenen (Schritt S201) Bildgebungsbedingungen fest und erhält als Modellbild ein aufgenommenes Bild der vorliegenden Erfindung, die auf dem Objekttisch 23 platziert ist (Schritt S202) und zeigt das Modellbild an.
Als nächstes wird der Formtyp eines Messelements durch den Verwender ausgewählt (Schritt S203) und ein Kantenextraktionsbereich wird gemäß dem Formtyp durch den Verwender festgelegt (Schritt S204). Die Steuereinheit 3 extrahiert eine Vielzahl von Kantenpunkten aus dem festgelegten Kantenextraktionsbereich (Schritt S205), passt eine geometrische Figur gemäß dem ausgewählten Formtyp die Kantenpunkte an und bestimmt dadurch die Position der Umrisslinie (Schritt S206).
Als nächstes berechnet die Steuereinheit 3 eine Dimension der Messposition auf Grundlage der Position der Umrisslinie und zeigt den Dimensionswert, der das Messergebnis des Modellbilds in Verbindung mit dem Messelement ist, an (Schritte S207, S208). Die Steuereinheit wiederholt den Verarbeitungsablauf der Schritte S203 bis S208 bis die Einstellung für alle Messelemente in dem Modellbild abgeschlossen ist (Schritt S209).
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Einstellung eines Bildmesselements am Bildmessgerät 1 in zeigen. zeigt einen Kantenextraktionsbereich 116, der in einem Modellbild festgelegt ist und zeigt eine Umrisslinie 117, die identifiziert wird, indem eine Kante aus dem Kantenextraktionsbereich 116 extrahiert wird.
Wenn Position eines Startpunkt und eines Endpunkts eines Messelements in dem Modellbild, das in dem Anzeigefeld 110 des Einstellungsbildschirms 100 angezeigt wird, festgelegt wird, wird ein rechteckiger Bereich, der eine gerade Linie, die den Startpunkt und den Endpunkt verbindet, enthält automatisch als der Kantenextraktionsbereich 116 festgelegt und wird in dem Modellbild in Verbindung mit dem Messelement, zusammen mit der Scanrichtung der Kantenpunkte angezeigt. Wenn die Registrierung des Kantenextraktionsbereichs 116 abgeschlossen ist, wird ein Dimensionswert oder die Umrisslinie 117, die durch Extraktion einer Kante aus dem Kantenextraktionsbereich 116 identifiziert wird, im Modellbild angezeigt.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S301 bis S315 ein Beispiel des detaillierten Betriebs von Schritt S104 (Einstellung des Sondenmesselements) gemäß zeigt und zeigt einen Betrieb der Steuereinheit 3. Der Verarbeitungsablauf der Schritt S301 bis S306 ist identisch mit dem Verarbeitungsablauf der Schritte S201 bis S206 gemäß .
Als nächstes legt die Steuereinheit 3 Kontaktzielpositionsinformation fest (Schritt S307). Die Kontaktzielpositionsinformation, d.h. Kontaktzielposition und ein Zielwert, werden auf Grundlage des Formtyps und der Größe des Messelements automatisch festgelegt. Weiterhin, wird der festgelegte Scanweg mit dem Modellbild überlagert dargestellt (Schritt S308).
bis sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zum Zeitpunkt der Einstellung eines Sondenmesselements am Bildmessgerät 1 gemäß zeigen. Sondenmessung wird durch Aufnehmen eines Bildes der Sonde 26 durch die Kamera 200 durchgeführt und daher ist es für den Verwender schwierig zu bestimmen wo die Sonde 26 das Werkstück W kontaktieren soll oder wie sich die Sonde 26 einer Seitenfläche des Werkstücks W annähern soll. Mit dem Bildmessgerät 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Kontaktzielposition einfach dadurch automatisch bestimmt, dass ein Kantenextraktionsbereich in dem Modellbild als Messzielbereich festgelegt wird.
zeigt eine Umrisslinie 119, die durch Extraktion einer Kante aus einem Kantenextraktionsbereich 118 identifiziert wird und Symbole 120, die Startpositionen eines Scanbetriebs angegeben. Wenn die Registrierung des Kantenextraktionsbereichs 118 abgeschlossen ist, wird eine Kante aus dem Kantenextraktionsbereich 118 extrahiert und die Position der Umrisslinie 119 identifiziert. Kontaktzielpositionen werden in Bezug auf die Umrisslinie 119 festgelegt und die Symbole 120, die die Startpositionen des Scanbetriebs angeben, werden in Zusammenhang mit der Umrisslinie 119 angezeigt. In diesem Beispiel sind drei Scanwege in regelmäßigen Abständen entlang der Umrisslinie 119 angeordnet.
Ein Symbol 120 und ein Werkstück W auf dem Einstellungsbildschirm 100 haben ähnliche Formen wie der tatsächliche Kontaktbereich 261 und das tatsächliche Werkstück W. Demgemäß bekommt der Verwender eine Vorstellung von der positionellen Beziehung zwischen dem Kontaktbereich 261 und dem Werkstück W auf dem Einstellungsbildschirm 100 und kann überprüfen ob der Kontaktbereich 261 das Werkstück W stören wird, wenn die Sonde 26 in Betrieb ist. Weiterhin, für den Fall, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass der Kontaktbereich 261 das Werkstück W stören wird, kann z.B. ein Fehler auf dem Einstellungsbildschirm 100 angezeigt werden, um den Verwender darüber zu informieren.
zeigt eine Umrisslinie 121, die durch Kontakt der Sonde 26 identifiziert wird und einen Dimensionswert, der in Zusammenhang mit der Umrisslinie 121 angezeigt wird. Wenn die Registrierung der Kontaktzielpositionen abgeschlossen ist, wird die Umrisslinie 121, die identifiziert wird, indem die Sonde 26 mit einer Seitenfläche des Werkstücks W kontaktiert wird, in dem Modellbild auf dem Einstellungsbildschirm 100 angezeigt und ferner wird ein Dimensionswert, der von der Umrisslinie 121 bestimmt wird, in Zusammenhang mit der Umrisslinie 121 angezeigt.
Als nächstes fragt die Steuereinheit 3 den Verwender ob der Scanweg angepasst werden soll (Schritt S309) und wenn die Anpassung des Scanweges durch den Verwender angegeben wird, wird eine Kontaktzielposition angepasst (Schritt S310).
bis und bis sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der Einstellung eines Sondenmesselements am Bildmessgerät 1 gemäß zeigen. zeigt einen Fall der Anpassung von Kontaktzielpositionen, die in Bezug auf eine Umrisslinie 119 in dem Modellbild Im festgelegt werden, zeigt einen Fall des Änderns von Scanrichtungen und zeigt einen Fall des Änderns der Anzahl der Scanwege.
Eine Kontaktzielposition, die in Bezug auf die Umrisslinie 119 in dem Modellbild Im festgelegt ist, kann angepasst werden, indem ein Symbol 120, das die Startposition eines Scanbetriebs angibt, mittels Mausbetrieb oder Ähnlichem bewegt wird. Zum Beispiel kann die Startposition des Scanbetriebs nach Innen bewegt werden, weg von der Umrisslinie 119, indem das Symbol 120 in radialer Richtung der Umrisslinie 119 bewegt wird. Ferner kann die Scanrichtung umgekehrt werden oder ein Scanweg kann hinzugefügt werden, indem der Eingabebildschirm 100 bedient wird.
zeigt ein Werkstück W, das ein Registrierungsziel ist, zeigt Kontaktzielpositionen, die in dem Modellbild Im festgelegt sind, und zeigt Symbole 120, die angezeigt werden während sie als Fehler angegeben werden. Zwei Scanwege sind für eine Umrisslinie 119, die mit einer rechten Seitenfläche des Werkstücks W korrespondiert, festgelegt. Kontaktzielpositionen können geändert werden, indem die Symbole 120, die die Startpositionen eines Scanbetriebs angeben mittels Mausbetrieb oder Ähnlichem bewegt werden.
Die Messzeit kann reduziert werden, wenn die Startposition eines Scanbetriebs nahe an der Umrisslinie 119 an der Messposition liegt. Wenn die Startposition des Scanbetriebs jedoch zu nahe an der Umrisslinie 119 an der Messposition liegt, kann die Sonde 26 das Werkstück W stören, wenn sie zur Startposition bewegt wird, auf Grundlage einer Steuerung der Dimensionen der Werkstücke W. Das bedeutet, dass, wenn die Umrisslinie 119 auf der rechten Seite als Messziel genommen wird, und die Scanstartposition zu nahe an der Umrisslinie 119 auf der rechten Seite ist, die Sonde 26 das Werkstück W auf Grundlage der Streuung der Dimensionen der Werkstücke W stört, wenn fortlaufend gemessen wird.
Für den Fall, dass eine Kontaktzielposition, die in dem Modellbild Im festgelegt ist, nahe an der Umrisslinie 119 des Messziels liegt, wie in dem oben beschriebenen Fall, kann die Kontaktzielposition angepasst werden, um von der Umrisslinie 119 getrennt zu werden. Das heißt, dass die Startposition des Scanbetriebs angepasst werden kann, um von der Umrisslinie 119 auf der rechten Seite getrennt zu werden.
Auf der anderen Seite stört die Sonde 26 die linke Seite des Werkstücks W, wenn die Scanstartposition zu nahe an der Umrisslinie 119 auf der linken Seite liegt. Wenn, wie in diesem Fall, die Scanstartposition an einer Position festgelegt ist, die mit einer Umrisslinie 119 überlappt, die sich von der Umrisslinie 119 als das Messziel unterscheidet, wird das Symbol 120 als Fehler angezeigt. Demgemäß kann ein Verwender das Modellbild Im überprüfen und einfach die Kontaktzielposition anpassen.
und sind Diagramme, die ein Beispiel des Betriebs zur Zeit der Einstellung eines Sondenmesselements an dem Bildmessgerät 1 gemäß zeigen. zeigt ein Werkstück W, das ein Registrierungsziel ist, und abbd.23B zeigt einen Fall der Anpassung einer Höhenposition eines Scanbetriebs auf dem Modellbild Im. Das Werkstück W umfasst Stufen in Höhenrichtung und einen Abstand D zwischen einer rechten Seitenfläche einer niedrigeren Stufe und einer rechten Seitenfläche einer höheren Stufe in der horizontalen Richtung wird unter Verwendung der Sonde 26 gemessen.
Die Positionen in der vertikalen Richtung der rechten Seitenfläche der niedrigeren Stufe des Werkstücks W und der rechten Seitenfläche der höheren Stufe sind unterschiedlich und daher muss die Messhöhe des Scanbetriebs entsprechend festgelegt werden. Das heißt, eine Messhöhe h₂ zum Messen der rechten Seitenfläche der höheren Stufe muss an einer Position festgelegt werden, die höher ist als eine Messhöhe h₁ zum Messen der rechten Seitenfläche der niedrigeren Stufe. Eine solche Höheninformation kann durch tatsächliches Bewegen der Sonde 26 oder durch Festlegen eines numerischen Wertes festgelegt werden.
Weiterhin kann die Sonde 26 auch nach Änderung auf die Messhöhe bewegt werden, indem der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 gesteuert wird, und die Beziehung zwischen dem Werkstück W und dem Kontaktabschnitt 261 kann in Bezug auf die Höhe tatsächlich überprüft werden.
Als nächstes beginnt die Steuereinheit 3 einen Scanbetrieb, erhält ein aufgenommenes Bild der Sonde 26, die sich in Kontakt mit einer Seitenfläche der Vorlage befindet, und identifiziert die Position des Kontaktpunkts auf Grundlage des aufgenommenen Bildes (Schritt S311). Dann bestimmt die Steuereinheit 3 die Position einer Umrisslinie von den Positionen von zwei oder mehr Kontaktpunkten (Schritt S312).
Die Steuereinheit 3 berechnet eine Dimension einer Messposition auf Grundlage der Position der Umrisslinie und zeigt ein Dimensionswert, der das Messergebnis ist, auf dem Modellbild in Verbindung mit dem Messelement an (Schritte S313, S314). Die Steuereinheit wiederholt den Verarbeitungsablauf der Schritt S303 bis S314 bis die Einstellung für alle Messelemente in dem Modellbild abgeschlossen ist (Schritt S315).
und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der Einstellung eines Sondenmesselements an dem Bildmessgerät 1 gemäß zeigen. zeigt einen Fall eines ersten Scanmodus und zeigt einen zweiten Scanmodus. Der erste Scanmodus und der zweite Scanmodus sind Verfahren zur Bewegung der Sonde 26, die sich relativ zwischen Kontaktzielpositionen in Bezug auf den Objekttisch 23 bewegt, und entweder der erste Scanmodus oder der zweite Scanmodus kann festgelegt werden.
In dem ersten Scanmodus wird die Sonde 26 jedes Mal, wenn die Sonde 26 zwischen Kontaktzielpositionen bewegt wird, von der Messhöhe von der Referenzhöhe umgeschaltet. Für den Fall, dass es ein Hindernis gibt, wie eine Stufe zwischen zwei angrenzenden Kontaktzielpositionen verhindert die Auswahl des ersten Scanmodus verlässlich eine Störung des Werkstücks W.
Auf der anderen Seite wird die Sonde 26 in dem zweiten Scanmodus in Bezug auf den Objekttisch 23 relativ zwischen Kontaktzielpositionen bewegt ohne auf die Referenzhöhe umgeschaltet zu werden. Insbesondere für den Fall, dass eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen für ein Messelement festgelegt wird, wird die Sonde 26 in Bezug auf den Objekttisch 23 relativ zwischen den Kontaktzielpositionen bewegt ohne auf die Referenzhöhe umgeschaltet zu werden. Für den Fall, dass die Sonde 26 jedoch in den Bezug auf den Objekttisch 23 relativ zwischen zwei verschiedenen Messelementen bewegt wird, kann die Sonde 26 bewegt werden ohne auf die Referenzhöhe umgeschaltet zu werden, obwohl die Sonde 26 vorzugsweise von der Messhöhe auf die Referenzhöhe umgeschaltet wird. Die Messzeit kann reduziert werden, indem die Sonde 26 auf derselben Höhe in Bezug auf den Objekttisch 23 entlang der Umrisslinie bewegt wird.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S401 bis S404 ein Beispiel eines detaillierten Betriebs von Schritt S107 (Registrierung der charakteristische-Menge-Information) gemäß APP. 12 zeigt und einen Betrieb der Steuereinheit 3. Als erstes, nach dem Festlegen von Bildgebungsbedingungen (Schritt S401) erhält die Steuereinheit 3 ein Modellbild der Vorlage und legt einen Registrierungszielbereich fest (Schritt S402).
Als nächstes legt die Steuereinheit 3 Suchbedingungen einer Mustersuche fest, die ein Musterbild verwendet (Schritt S403). Die Steuereinheit 3 wiederholt den Verarbeitungsablauf der Schritt S401 bis S403 bis alle Einstellungen bezüglich der Registrierung der charakteristische-Menge-Information abgeschlossen sind (Schritt S404) und wenn alle Einstellungen abgeschlossen sind, werden ein Musterbild, das von dem Modellbild erhalten wird, und die Suchbedingungen als charakteristische-Menge-Information gespeichert.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S501 bis S508 ein Beispiel des detaillierten Betriebs der Schritt S201, S301 und S401 (Festlegung der Bildgebungsbedingungen) gemäß , und zeigt und einen Betrieb der Steuereinheit 3. Als erstes überprüft die Steuereinheit 3 die Position der Sonde 26 und wenn die Position nicht der zurückgezogenen Position entspricht steuert die Steuereinheit 3 den Umschalt-Antriebsabschnitt 27 der Messeinheit 20, um auf die zurückgezogene Position umzuschalten (Schritte S501, S502).
Als nächstes steuert die Steuereinheit 3 den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und passt die Positionen des Objekttischs 23 in der X Richtung und der Y Richtung in der horizontalen Ebene an (Schritt S503). Als nächstes steuert die Steuereinheit 3 den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 und passt die Position der Messeinheit 20 in der Z Richtung an, um die Fokusposition anzupassen (Schritt S504).
Dann legt die Steuereinheit 3 die Beleuchtungsbedingungen, die Bildgebungsbedingungen und die Bildgebungsvergrößerung fest (Schritte S505 bis S507). Die Beleuchtungsbedingungen umfassen den Beleuchtungstyp, den An/Aus-Zustand, die Helligkeit und die Position der Ringbeleuchtungseinheit 211 in der Z Richtung. Die Bildgebungsbedingungen umfassen die Belichtungszeit, die Verstärkung und den Bildgebungsbereich.
Die Steuereinheit 3 wiederholt den Verarbeitungsablauf der Schritt S503 bis S507 bis alle Einstellungen bezüglich der Festlegung der Bildgebungsbedingungen abgeschlossen sind (Schritt S508) und wenn alle Einstellungen abgeschlossen sind, werden die Bildgebungsbedingen als Messungseinstellungsinformation gespeichert.
und sind Flussdiagramme, die In Schritten S601 bis S617 eines Beispiels des Betriebs zu einer Zeit der fortlaufenden Messung an der Steuereinheit 3 gemäß zeigen. Als erstes liest die Steuereinheit 3 Messungseinstellungsinformation (Schritt S601) und legt Bildgebungsbedingungen auf Grundlage der Messungseinstellungsinformation fest (Schritt S602). Als nächstes erhält die Steuereinheit 3 ein Bild des Werkstücks W, das auf den Objekttisch 23 platziert ist, unter den Bildgebungsbedingungen und erhält ein Werkstückbild (Schritt S603) und identifiziert die Position und die Lage des Werkstücks W durch Mustersuche unter Verwendung der charakteristische-Menge-lnformation (Schritte S604, S605).
Als nächstes identifiziert die Steuereinheit 3 die Position eines Kantenextraktionsbereichs in dem Werkstückbild auf Grundlage der Position und der Lage des Werkstücks W, die durch Mustersuche identifiziert wurden (Schritt S606). Die Steuereinheit 3 extrahiert eine Vielzahl von Kantenpunkten aus dem identifizierten Kantenextraktionsbereich (Schritt S607) und identifiziert die Position einer Umrisslinie durch Anpassen einer geometrischen Figur an die Kantenpunkte (Schritt S608).
Wenn ein Bildmesselement als Messungseinstellungsinformation registriert ist (Schritt S609) berechnet die Steuerreinheit 3 als nächstes eine Dimension einer Messposition auf Grundlage der vorliegenden Erfindung der Position der identifizierten Umrisslinie (Schritt S610) und zeigt in dem Werkstückbild in Verbindung mit dem Messelement den Dimensionswert an, der das Messergebnis ist (Schritt S611).
Wenn ein Sondenmesselement als Messungseinstellungsinformation registriert ist (Schritt S612) schaltet die Steuereinheit 3 als nächstes die Sonde 26 aus der zurückgezogenen Position auf die Messposition um, indem der Umschalt-Antriebsabschnitt 27 der Messeinheit 20 gesteuert wird und schaltet die Sonde 26 dann auf die Referenzhöhe, indem der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 gesteuert wird (Schritt S613). Die Steuereinheit 3 identifiziert eine Scanstartposition auf Grundlage der Position der Umrisslinie, die durch Extraktion einer Kante aus dem Kantenextraktionsbereich identifiziert wird (Schritt S614) und führt einen Scanbetrieb durch (Schritt S615).
Dann erhält die Steuereinheit 3 aufgenommene Bilder der Sonde 26, die in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks W steht, identifiziert die Position einer Umrisslinie durch Bestimmung von Positionen von Kontaktpunkten auf Grundlage des aufgenommenen Bildes und berechnet eine Dimension der Messposition (Schritt S616). Dann zeigt die Steuereinheit 3 einen Dimensionswert, der das Messergebnis ist, in dem Werkstückbild in Verbindung mit dem Messelement an (Schritt S617).
Für den Fall, dass eine Kontaktzielposition direkt mit dem Musterbild assoziiert ist, wird die Kontaktzielposition zusätzlich direkt von der Position und der Lage des Werkstücks W identifiziert, die durch Mustersuche identifiziert wurden. Ferner, wenn eine Kontaktzielposition mit dem Kantenextraktionsbereich assoziiert ist wird die Kontaktzielposition identifiziert, indem die Position des Kantenextraktionsbereichs auf Grundlage der Position und der Lage des Werkstücks W, die durch Mustersuche identifiziert worden sind, in dem Werkstück identifiziert.
bis , bis und sind Diagramme, die Beispiele des Betriebs zu einer Zeit der fortlaufenden Messung an dem Bildgebungsmessgerät 1 gemäß zeigen. In bis , bis und werden zwei Werkstückbilder Iw, die ein Werkstück W in verschiedenen Positionen und Lagen zeigen, als Fall 1 und Fall 2 gezeigt. zeigt ein Musterbild Ip, das als Suchdaten registriert ist, und zeigt Werkstückbilder Iw, die zur Mustersuche aufgenommen wurden. Das Musterbild Ip und die Werkstückbilder Iw sind alle Transmissionsbilder durch transmittierte Beleuchtung. Die Positionen und die Lagen des Werkstückbilds W werden durch Matching der Werkstückbilder Iw mit dem Musterbild Ip identifiziert.
zeigt Werkstückbilder Iw, die für die Kantenextraktion aufgenommen worden sind. Die Werkstückbilder Iw sind Reflexionsbilder durch reflektierte Beleuchtung und Kantenextraktionsbereiche werden auf Grundlage der Positionen und der Lagen des Werkstückbilds W, die mittels Mustersuche identifiziert worden sind, identifiziert.
zeigt eine Vielzahl von Kantenextraktionsbereiche R, die in den Werkstückbildern Iw, die in gezeigt sind, identifiziert worden sind. Positionskoordinaten eines Kantenextraktlonsbereichs R werden auf Grundlage der Position und der Lage des Werkstücks W und der relativen Positionsinformation, die als Kantenextraktionsbereichsinformation registriert ist, identifiziert.
zeigt eine Vielzahl von Umrisslinien L, und L₂, die durch Extraktion von Kanten aus Kantenextraktionsbereichen R identifiziert worden sind. Die Umrisslinien L₁ sind Umrisslinien für einen Fall, in dem das Messelement als ein Bildgebungsmesselement registriert ist. Auf der anderen Seite sind die Umrisslinien L₂ vorübergehende Umrisslinien, die für den Fall, dass das Messelement als Sondenmesselement registriert ist und die Positionsgenauigkeit niedrig ist für die Identifizierung von Kontaktzielpositionen verwendet werden.
zeigt eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen, die in Bezug auf die Umrisslinien L₂ in den Werkstückbildern Iw identifiziert worden sind. Eine Kontaktzielposition wird auf Grundlage der Position der Umrisslinie L₂ und der relativen Positionsinformation, die als Kontaktzielpositionsinformation registriert ist, identifiziert.
zeigt eine Vielzahl von Kontaktpositionen P, die durch Kontakt der Sonde 26 identifiziert worden sind. Eine Kontaktposition P wird auf Grundlage des Werkstückbilds Iw, das in einem Zustand erhalten wird, indem die Sonde 26 in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks W steht, und der Position des Objekttischs 23 identifiziert. zeigt Umrisslinien L₃, die durch Anpassung geometrischer Figuren an eine Vielzahl von Kontaktpositionen P identifiziert worden sind.
zeigt Werkstückbilder Iw, in denen Ergebnisse der Bestimmung der Qualität des Werkstücks W in Verbindung mit Messpositionen angezeigt werden. Der Dimensionswert einer Messposition wird auf Grundlage der Umrisslinie L₁, die durch Kantenextraktion identifiziert wird, oder der Umrisslinie L₃, die durch Sondenbetrieb identifiziert wird, bestimmt. Ferner wird die Qualität des Werkstücks W durch Vergleichen des bestimmten Dimensionswerts mit dem Entwurfswert bestimmt und durch Vergleichen eines Fehlers von dem Entwurfswert mit der Toleranz. Das Ergebnis der Bestimmung der Qualität wird in Verbindung mit der Messposition in dem Werkstückbild Iw angezeigt.
Für das Werkstückbild Iw, das auf der linken Seite in gezeigt wird, wird das OK für alle Messpositionen bestimmt und das Werkstück W wird bestimmt ein mangelfreies Erzeugnis zu sein. Auf der anderen Seite, für das Werkstückbild Iw, das auf der rechten Seite in gezeigt wird, wird für eine der Messpositionen, die als die Bildmesselemente registriert sind, ein NG bestimmt und das Werkstück W wird bestimmt ein mangelhaftes Erzeugnis zu sein.
ist ein Flussdiagramm, das in Schritten S701 bis S712 ein Beispiel des detaillierten Betriebs von Schritt S615 (Scanbetrieb) gemäß zeigt und einen Betrieb der Steuereinheit 3. Als Erstes steuert die Steuereinheit 3 den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und bewegt die Sonde 26 relativ in Bezug auf den Objekttisch 23 auf der Referenzhöhe zu einer Position, die der Startposition eines Scanweges entspricht (Schritt S701) und steuert dann den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 und bewegt die Sonde 26 auf die Messhöhe (Schritt S702).
Als Nächstes steuert die Steuereinheit 3 den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 und bewegt die Sonde 26 relativ in Bezug auf den Objekttisch 23 in die Scanrichtung (Schritt S703) und die Steuereinheit 3 berechnet, wenn Kontakt detektiert wird, die Kontaktposition auf Grundlage der Position der Sonde 26 in dem Werkstückbild und die Position des Objekttischs 23 (Schritte S704, S705). Die Sonde 26 wird gesteuert sich entlang der Normalen der Umrisslinie in dem Werkstückbild anzunähern. Die Steuereinheit 3 wiederholt den Verarbeitungsablauf der Schritte S701 bis S705 bis die Messung abgeschlossen ist für alle Kontaktzielpositionen und wenn die Messung für alle Kontaktzielpositionen abgeschlossen ist bewegt die Steuereinheit 3 die Sonde 26 auf die Referenzhöhe und beendet das Verfahren (Schritte S706, S707).
Wenn der erste Scanmodus festgelegt ist, bewegt die Steuereinheit 3 die Sonde 26 jedes Mal, wenn die Messung für eine Kontaktposition abgeschlossen ist auf die Referenzhöhe (Schritte S706, S711, S712).
Ferner bestimmt die Steuereinheit 3, dass ein Fehler aufgetreten ist, wenn die Sonde 26 die Endposition erreicht ohne, dass Kontakt detektiert wird und bewegt die Sonde auf die Referenzhöhe und gibt einen Fehler aus (Schritte S704, S708 bis S710).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Dimensionsmessung unter Verwendung der Sonde 26 einfach dadurch durchgeführt werden, dass das Werkstück W auf den Objekttisch 23 platziert wird, da die Position und die Lage eines Werkstücks W von einem Werkstückbild auf Grundlage eines Musterbildes identifiziert werden. Ferner, nachdem eine Kontaktzielposition, an der die Sonde 26 kontaktieren soll, auf Grundlage einer Kontaktzielpositionsinformation identifiziert wird, kann eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen auf dem Werkstück W identifiziert werden und die Sonde 26 kann fortlaufend bewegt werden, indem einfach als Erstes eine Position relativ zum Musterbild festgelegt wird.
Weiterhin, nachdem das Werkstückbild zum Identifizieren der Position und der Lage des Werkstücks W in einem Zustand generiert wird, in dem die Sonde 26 sich in der zurückgezogenen Position befindet, kann es verhindert werden, dass die Sonde 26 aufgenommen wird, wenn sie mit dem Werkstück W überlappt oder sich in der Nähe des Werkstücks W befindet.
Ferner, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, nachdem eine Vielzahl von Kontaktzielpositionen auf einer Seitenfläche eines Werkstücks, wo die Sonde 26 kontaktieren soll, auf Grundlage der Position eines Messelements liegt, des Formtyps oder der Größe des Messelements und der Anordnungsregel identifiziert werden, kann die Vielzahl von Kontaktzielpositionen automatisch identifiziert werden und ein Scanbetrieb durch die Sonde 26 kann einfach durch Festlegung eines Messelements in dem Modellbild bestimmt werden.
Zusätzlich, in der vorliegenden Ausführungsform, wird ein Beispiel für einen Fall, in dem der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 dem Objekttisch 23 in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt beschrieben, aber die vorliegende Erfindung beschränkt den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 nicht auf eine solche Konfiguration. Zum Beispiel kann der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 so gestaltet sein, dass er die Sonde 26 oder die Messeinheit 20 in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt. Alternativ kann der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 so gestaltet sein, dass er den Objekttisch 23 in der X-Richtung bewegt und so, dass er die Sonde 26 oder die Messeinheit 20 in der Y-Richtung bewegt.
Ferner, wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel für einen Fall beschrieben, in dem der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 die Messeinheit 20 in Z-Richtung bewegt, aber die vorliegende Erfindung beschränkt den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 nicht auf eine solche Konfiguration. Zum Beispiel kann der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 so gestaltet sein, dass er den Objekttisch 23 in der Z-Richtung bewegt.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel für einen Fall beschrieben, in dem die Scanrichtung eines Scanweges auf Grundlage des Unterschieds in der Helligkeit zwischen beiden Enden einer Kante festgelegt wird, aber die vorliegende Erfindung beschränkt das Festlegungsverfahren der Scanrichtung nicht auf ein solches Verfahren. Zum Beispiel kann eine Information über eine Höhe nahe einer Messposition erhalten werden, indem die Fokusposition des Bildgebungsabschnitts 201 oder 206 verwendet wird und die Scanrichtung kann auf Grundlage der Höheninformation festgelegt werden. Auch kann eine Richtung, die vorab festgelegt wird, als Standardscanrichtung festgelegt werden.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel für einen Fall beschrieben, in dem die Messhöhe einer Kontaktzielposition durch einen Verwender festgelegt wird, aber die vorliegende Erfindung kann so gestaltet sein, dass die Messhöhe unter Verwendung der Fokusposition des Bildgebungsabschnitts 201 oder 206 automatisch festgelegt wird.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, für einen Fall, in dem der Kontakt der Sonde 26 mit einer Seitenfläche eines Werkstücks W auf Grundlage eines Werkstückbildes detektiert wird, aber die vorliegende Erfindung beschränkt das Verfahren zum Messen eines Kontakts nicht auf ein solches Verfahren. Der Kontakt der Sonde 26 mit einer Seitenfläche eines Werkstücks W kann z.B. durch Verwendung eines Sensors, der Druck oder Schwingungen misst, detektiert werden.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, für einen Fall, in dem die Sonde 26 an einem Gehäuse der Messeinheit 20 befestigt ist, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Fall angewendet werden, in dem die Sonde 26 geeignet ist, sich in horizontaler Richtung in einen Messbereich in dem Bildgebungssichtfeld des Bildgebungsabschnitts 201 oder 206 zu bewegen.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform das Bildmessgerät 1, das die lichtausstrahlende Sonde 26 umfasst, beschrieben, wobei von der Sonderlichtquelle 263 durch das Metallrohr 262 Führungslicht transmittiert wird, aber die vorliegende Erfindung beschränkt die Konfiguration der Sonde 26 nicht auf eine solche Konfiguration. Die Sonde muss z.B. kein Führungslicht ausstrahlen.
<Hybridmessung>
Wie oben beschrieben erlaubt die Bildmessung die Messung der Position einer Kante in kurzer Zeit, aber die detektierte Position der Kante ist manchmal gegenüber der tatsächlichen Kante verschoben. Die Sondenmessung erlaubt eine akkurate Messung einer Seitenfläche eines Werkstücks W, die Messzeit ist jedoch lang. Insofern haben sowohl die Bildmessung als auch die Sondenmessung Vor- und Nachteile. Insbesondere für ein geometrisches Element eines Werkstücks W hinsichtlich dessen eine Kante, die mittels Bildmessung detektiert wird, dazu neigt, von der tatsächlichen Kante verschoben zu sein, ist es erwünscht, eine möglichst schnelle Messung mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Wenn der Grad der Verschiebung zwischen einer detektierten Kante und der tatsächlichen Kante erfasst werden kann, kann bei einem solchen geometrischen Element die tatsächliche Position der Kante mit hoher Genauigkeit identifiziert werden. Demgemäß schlägt das vorliegende Beispiel einen zweiten Messmodus (Hybridmessung) vor, in welchem die Position einer Kante, die mittels Bildmessung detektiert wurde, korrigiert wird durch Messen des Grades der Verschiebung durch Sondenmessung. Dies ermöglicht es dem Verwender für ein geometrisches Element, für welches Bildmessung geeignet ist, Bildmessung auszuwählen (ein dritter Messmodus), für ein geometrisches Element, für welches Sondenmessung geeignet ist, Sondenmessung (ein erster Messmodus) auszuwählen und für ein geometrisches Element, für welches Hybridmessung geeignet ist, Hybridmessung (ein zweiter Messmodus) auszuwählen.
Ferner können der Bildmessmodus, der Sondenmessmodus und der Hybridmessmodus gegenseitig unabhängige Messmodi sein oder ein Aspekt des Bildmessmodus kann der Hybridmessmodus sein, oder ein Aspekt des Sondenmessmodus kann der Hybridmessmodus sein. Zum Beispiel kann der Hybridmessmodus als eine Option in dem Bildmessmodus ausgewählt werden oder der Hybridmessmodus kann als eine Option in dem Sondenmessmodus ausgewählt werden. Für den Fall, dass z.B. zwischen der Anwendung oder Nicht-Anwendung einer Hybridmessung für jedes einer Vielzahl von geometrischen Elementen, die als Ziele der Bildmessung ausgewählt werden, auszuwählen ist, wird die Position einer Kante, die durch Bildmessung gemessen wird, durch den Grad der Verschiebung, der durch Sondenmessung erhalten wird, korrigiert, in Bezug auf ein geometrisches Element, für welches die Anwendung der Hybridmessung ausgewählt wird. Für den Fall, dass die Anwendung oder Nicht-Anwendung der Hybridmessung für jedes einer Vielzahl von geometrischen Elementen, die als Ziele für die Sondenmessung festgelegt sind auszuwählen ist, wird die Position einer Kante, die durch Bildmessung gemessen wird, durch den Grad der Verschiebung, der durch Sondenmessung erhalten wird, korrigiert, in Bezug auf ein geometrisches Element, für welches die Anwendung der Hybridmessung ausgewählt wird.
Wie in Bezug auf und und und beschrieben, muss die Messung in Bezug auf eine Seitenfläche eines Werkstücks W wenigstens zweimal durchgeführt werden, um eine gerade Linie durch Sondenmessung zu detektieren. Das liegt daran, dass man sich einer geraden Linie von Positionen zweier Punkte annähern kann. Ferner muss die Messung in Bezug auf eine Seitenfläche eines Werkstücks wenigstens dreimal durchgeführt werden, um einen Kreis durch Sondenmessung zu detektieren. Das liegt daran, dass man sich einem Kreis von Positionen dreier Punkte annähern kann. Weiterhin wird die Messgenauigkeit für eine Kante eines geometrischen Elements erhöht, indem auch die Seitenfläche an einem oder mehreren Punkten detektiert wird. Durch das Detektieren einer großen Anzahl an Punkten wird die Messgenauigkeit der Sondenmessung erhöht, aber für die Hybridmessung wird eine kleinere Anzahl an Kontaktpunkten (Messpunkten) detektiert. Das liegt daran, dass für die Hybridmessung eine kleinere Anzahl an Kontaktpunkten als die Anzahl an Kontaktpunkten (Messpunkten), die für die Sondenmessung nötig sind, gemessen wird. Im Falle der Hybridmessung wird z.B. die Position eines geometrischen Elements, das durch Bildmessung gemessen wird, korrigiert, indem Positionen des Kontaktbereichs 261 in m Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt 201 generiert werden, verwendet werden, wobei der Kontaktabschnitt 261 fortlaufend m Seitenflächen unter n Seitenflächen eines Werkstücks W, das das geometrische Element bildet, kontaktiert, wobei m kleiner ist als n.
zeigt einen Fehler zwischen einer tatsächlichen Kante eines Werkstücks W und einer Kante, die durch Bildmessung detektiert wurde. Die gestrichelte Linie gibt die tatsächliche Kante an. Eine Kante 3502, die durch Bildmessung detektiert wurde, für eine Kante 3501 der linken Seite des Werkstücks W ist von der tatsächlichen Kante 3501 um einen Fehler d1 verschoben. Demgemäß wird die tatsächliche Kante 3501 korrekt detektiert, wenn die detektierte Kante 3502 um den Grad der Verschiebung d1 in der rechten Richtung korrigiert wird. Ferner hat der Radius einer Kante 3504, die tatsächlich für eine kreisförmige Kante 3503 gemessen wurde, einen Fehler d2 in Bezug auf den Radius der tatsächlichen Kante 3503. Demgemäß wird die tatsächliche kreisförmige Kante 3503 durch Korrigieren des Radius der detektierten kreisförmigen Kante 3504 um einen Grad der Verschiebung d2 erhalten.
zeigt ein Verfahren zum Bestimmen des Grades der Verschiebung durch Verwendung der Sonde 26. Wie in gezeigt, sind die detektierte gerade Kante 3502 und die tatsächliche Kante 3501 parallel zueinander, d.h. gegeneinander um einen gleichmäßigen Abstand verschoben. Demgemäß wird die Position eines Kontaktpunktes dadurch bestimmt, dass veranlasst wird, dass der Kontaktabschnitt 261 die linke Seitenfläche des Werkstücks W aus der normalen Richtung der linken Seitenfläche kontaktiert und der Abstand zwischen der Position, die durch Bildmessung gemessen wird, und der Position des Kontaktpunktes wird als der Grad der Verschiebung bestimmt. Ferner, wie in gezeigt, im Falle einer kreisförmigen Kante, wird die Kante 3504 eines Kreises mit dem gleichen Zentrum aber mit einem unterschiedlichen Radius von der tatsächlichen Kante 3503 des Kreises (d.h. ein konzentrischer Kreis) gemessen und so wird die Position der tatsächlichen Kante 3503 des Kreises bestimmt, indem der Kontaktabschnitt 261 veranlasst wird, das Werkstück W aus der Normalenrichtung der detektierten Kante 3504 zu berühren. Ferner wird der Abstand zwischen der Position der detektierten Kante 3504 und der Position der tatsächlichen Kante 3503 des Kreises auf der Normalenlinie als der Grad der Verschiebung d2 bestimmt. Der Grad der Verschiebung wird durch Einstellen der Normalenlinie der detektierten Kante 3502, 3504 als ein Scanweg Y und dadurch, dass der Kontaktabschnitt 261 veranlasst wird, eine Seitenfläche des Werkstücks W entlang des Scanweges Y zu berühren, bestimmt.
• Einstellungsverfahren
ist ein Diagramm, das Hauptfunktionen des Eingabeempfangsabschnitts 311 in Bezug auf die Hybridmessung zeigt. Der Messungseinstellungsabschnitt 344 generiert eine Modusauswahlinformation 3604, die einen Messmodus angibt, der durch einen Verwender aus einer Vielzahl von Messmodi ausgewählt wird und schreibt die Information in das Speichergerät 33. In S101 und S102 des Flussdiagramms, das in gezeigt wird, zeigt als Messungseinstellungsabschnitt 344 z.B. eine Verwenderschnittstelle durch den Anzeigeabschnitt 21 auf einer Art und Weise, die zusätzlich zur Bildmessung und zur Sondenmessung die Auswahl einer Hybridmessung erlaubt. Wenn die Hybridmessung ausgewählt wird, empfängt der Eingabeempfangsabschnitt 311 von dem Verwender Informationen, die notwendig sind zum Durchführen der Hybridmessung. Der Kantenextraktionsbereichsfestlegungsabschnitt 342 generiert Kantenextraktionsbereichsinformation 3601 zum Festlegen eines Kantenextraktionsbereichs, wo eine Kante eines geometrischen Elements, das durch Hybridmessung zu messen ist, auf Grundlage einer Eingabe von dem Verwender festzulegen ist und speichert die Information in dem Speichergerät 33. Diese Einstellungsaufgabe ist die gleiche wie in Einstellungsaufgabe für den Kantenextraktionsbereich R der in gezeigt wird. Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 generiert Kontaktzielpositionsinformation 3602 zum Festlegen einer Kontaktzielposition des Kontaktabschnitts 261 auf einer Seitenfläche eines Werkstücks W zum Messen des Grades der Verschiebung einer Kante, auf Grundlage einer Eingabe von dem Verwender und speichert die Information in dem Speichergerät 31. Zum Beispiel wird ein Kantenextraktionsbereich R in einem Bild des Werkstücks W angeordnet, eine Kante wird in dem Kantenextraktionsbereich R gemessen, eine Umrisslinie wird von der gemessenen Kante durch Annäherung bestimmt und eine willkürliche Position auf der Umrisslinie wird als vorübergehende Kontaktzielposition bestimmt. Die Kontaktzielposition wird auf Grundlage einer Verwendereingabe angepasst. Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 bestimmt die normale Richtung der Umrisslinie an der Kontaktzielposition als die Scanrichtung und zeigt ein Symbol Sm für den Kontaktabschnitt 261 an. Ferner generiert der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 Höheninformation 3603, die die Höhe des Kontaktabschnitts 261 auf Grundlage einer Verwendereingabe oder von Positionsinformation, die von einem AF-Mechanismus der Kamera 200 empfangen wird an und schreibt die Information in das Speichergerät 33.
zeigt ein Beispiel einer Verwenderschnittstelle zum Durchführen der Einstellungen für eine Hybridmessung. Wie in gezeigt, wenn ein Kontrollkästchen 3702 für die Auswahl einer Sondenmessung durch einen Anwender angekreuzt wird, bestimmt der Messungseinstellungsabschnitt 344, dass die Sondenmessung ausgewählt ist. Wenn das Kontrollkästchen 3702 nicht angekreuzt ist, bestimmt der Messungseinstellungsabschnitt 344, dass die Bildmessung ausgewählt ist. Eine Sondeneinstellung Ul 3701 umfasst ferner ein Textfeld 3703 zum Festlegen der Messhöhe des Kontaktabschnitts 261 und ein Textfeld 3704 zum Festlegen der Anzahl an Messpunkten (Kontaktpunkten), wo der Kontaktabschnitt 261 kontaktieren soll. Ein Kontrollkästchen 3705 ist ein Kontrollkästchen zum Auswählen der Hybridmessung. Wenn die Kontrollkästchen 3702, 3705 durch den Verwender angekreuzt werden, bestimmt der Messungseinstellungsabschnitt 344, dass die Hybridmessung (Kantenverschiebungsfunktion) ausgewählt ist. Zusätzlich kann der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 mit Gewalt die Anzahl an Messpunkten auf einen ändern, wenn das Kontrollkästchen 3705 angekreuzt ist. Eins ist lediglich ein Beispiel und m, das kleiner ist als n, ist als die Anzahl an Messpunkten für ein geometrisches Element, das geometrisch n-Messpunkte benötigt, festgelegt. Der Messungseinstellungsabschnitt 344 ändert ebenso die Anzahl an Symbolen Sm für den Kontaktabschnitt 261, der in dem Anzeigenfeld 110 angegeben ist, auf Eins in Übereinstimmung mit der festgelegten Anzahl an Messpunkten. Zusätzlich, wenn ein Symbol Sm mit einem Mauszeiger 3710 gezogen wird, passt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 eine Betriebsstartposition (Scanstartposition) in Bezug auf den Messpunkt an. Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 343 legt einen Scanweg Y auf deren normalen Linie einer Kante, die in dem Kantenextraktionsbereich R gemessen wird, fest.
ist ein Flussdiagramm, das das Einstellen einer Hybridmessung zeigt. Zum Zwecke der Beschreibung wird vorliegend angenommen, dass die Hybridmessung als eine Funktion der Sondenmessung durchzuführen ist. Schritte, die mit Schritten übereinstimmen, die schon beschrieben worden sind, werden mit den gleichen Referenzzeichen bezeichnet.
Wenn S301 und S302 durchgeführt werden, wird ein Bild, das durch Aufnehmen eines Bildes eines Werkstücks W durch den Bildgebungsabschnitt 201 aufgenommen wurde, In dem Anzeigenfeld 110 angezeigt. Wenn in S303 ein Kreis ausgewählt wird, wird ein Kantenextraktionsbereich R zum Extrahieren einer Kante des Kreises in S304 festgelegt. In S305 wird eine Kante in dem Kantenextraktionsbereich R extrahiert und S306 wird eine Umrisslinie des Kreises auf Grundlage der Position der extrahierten Kante bestimmt. Wenn in S303 eine gerade Linie ausgewählt wird, wird in S304 ein Kantenextraktionsbereich R zum Extrahieren einer Kante der geraden Linie festgelegt. In S305 wird eine Kante in dem Kantenextraktionsbereich R extrahiert und in S306 wird auf Grundlage der Position der extrahierten Kante eine Umrisslinie der geraden Linie bestimmt.
In S3801 bestimmt der Messungseinstellungsabschnitt 344 auf Grundlage einer Verwendereingabe, ob eine Verschiebungsfunktion verwendet wird, d.h. ob eine Hybridmessung durchgeführt wird. Wenn das Kontrollkästchen 3705 angekreuzt ist, bestimmt der Messungseinstellungsabschnitt 344, dass die Verschiebungsfunktion zu verwenden ist (d.h., dass die Hybridmessung ausgewählt wird) und geht weiter zu S3802. Für den Fall, dass die Verschiebungsfunktion nicht zu verwenden ist, geht der Messungseinstellungsabschnitt 344 zu S307 und fährt mit der Einstellung der Sondenmessung wie oben beschrieben, fort.
In S3802 reduziert der Messungseinstellungsabschnitt 344 die Anzahl an Kontaktpunkten (Messpunkten). In der Sondeneinstellung wird die Anzahl an Kontaktpunkten (Kontaktzielpositionen) gemäß einem Auswahlergebnis des Formtyps bestimmt, aber die Anzahl an Kontaktpunkten für die Hybridmessung wird kleiner eingestellt als die Anzahl an Kontaktpunkten, die für die Sondeneinstellung nötig ist. Demgemäß ist die Messzeit der Hybridmessung kürzer als die Messzeit der Sondenmessung. Dann fährt der Messungseinstellungsabschnitt 344 zu S307 fort. In S307 bestimmt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 eine Kontaktzielposition in der horizontalen Richtung und eine Kontaktzielposition in der Höhenrichtung (Messhöhe) auf Grundlage von Verwendereingaben. Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 kann die Kontaktzielposition in der horizontalen Richtung ohne die Hilfe einer Verwendereingabe bestimmen. Zum Beispiel im Falle einer geraden Kante kann der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 die Kontaktzielposition nahe des Zentrums der gemessenen Kante bestimmen. Im Falle einer kreisförmigen Kante bestimmt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 die Kontaktzielposition an einer willkürlichen Position der gemessenen Kante (Umfang). Als Messhöhe wird ein nummerischer Wert, der in das Textfeld 3703 eingegeben wird, verwendet. In S308 bestimmt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 einen Scanweg, der mit der Kontaktposition korrespondiert, und zeigt den Scanweg in dem Anzeigenfeld 110 an. Der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 bestimmt den Scanweg so, dass er der normalen Richtung der gemessenen Kante zugewandt ist. Wenn in S309 ein Symbol Sm, das die Kontaktzielposition angibt, mittels des Mauszeigers 3710 gezogen wird, bestimmt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344, dass die Kontaktzielposition angepasst wird und fährt zu S310 fort. In S310 bestimmt der Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 344 die Position, an der das Ziehen des Symbols Sm endete, als Kontaktzielposition nach Anpassung.
• Messverfahren
ist ein Blockdiagramm, das die Hauptfunktionen des Messungssteuerabschnitts 315 beschreibt. Ein Bildgebungsmessabschnitt 3901 misst ein geometrisches Element durch Extraktion einer Kante in einem Bild des Werkstücks W und misst eine Dimension des geometrischen Elements. Der Bildmessabschnitt 3901 umfasst den Suchverarbeitungsabschnitt 351, den Kantenextraktionsbereichsidentifizierungsabschnitt 352, den Kantenextraktionsverarbeitungsabschnitt 353, den Umrisslinienberechnungsabschnitt 358 und den Dimensionsberechnungsabschnitt 359. Ein Sondenmessabschnitt 3902 umfasst zusätzlich zu den Funktionen des Bildgebungsmessabschnitts 3901 den Scanbetriebsbestimmungsabschnitt 354, den Scanbetriebssteuerabschnitt 355, den Sondenmessabschnitt 356 und den Kontaktpositionsfestlegungsabschnitt 357. Der Hybridmessabschnitt 3903 umfasst zusätzlich zu den Funktionen des Sondenmessabschnitts 3902 einen Verschiebungsgradberechnungsabschnitt und einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der Position einer Kante, die durch Bildmessung erhalten wurde, um den Grad der Verschiebung. Ein Ergebnisausgabeabschnitt 3904 gibt ein Messresultat, das von jedem Messabschnitt erhalten wird, an den Anzeigeabschnitt 21 über den Anzeigensteuerabschnitt 312 aus und veranlasst den Anzeigeabschnitt 21, das Messergebnis anzuzeigen.
ist ein Flussdiagramm, das eine Hybridmessung und eine Sondenmessung zeigt. Auch in diesem Fall wird davon ausgegangen, dass eine Hybridmessung als Funktion der Sondenmessung durchgeführt wird. Wenn eine Betriebsstartposition in S614 identifiziert wird, wird S4001 als Nächstes durchgeführt.
In S4001 bezieht sich der Messungssteuerabschnitt 315 auf die Modusauswahlinformation 3604, die in dem Speichergerät 33 gespeichert ist, und bestimmt, ob die Verschiebungsfunktion verwendet wird (d.h., ob eine Hybridmessung durchgeführt wird). Für den Fall, dass die Verschiebungsfunktion nicht verwendet wird, fährt der Messungssteuerabschnitt 315 zu S615 fort, um eine normale Sondenmessung durchzuführen und veranlasst den Sondenmessabschnitt 3902 S615 und S616 durchzuführen. Wenn, auf der anderen Seite, bestimmt wird, dass die Verschiebungsfunktion ausgeführt wird, dann fährt der Messungssteuerabschnitt 315 fort zu S4002.
In S4002 führt der Hybridmessungsabschnitt 3903 des Messungssteuerabschnitts 315 einen Scanbetrieb durch. Dementsprechend bewegt der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 den Kontaktabschnitt 261 auf eine Messhöhe, die der Höheninformation 3603 entspricht. Weiterhin bewegt der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 den Kontaktabschnitt 261 horizontal zu der Betriebsstartposition, die basierend auf einer Kante, die gemäß der Kantenextraktionsbereichsinformation 3601 extrahiert wird, bestimmt wird und zu der Kontaktzielposition in der horizontalen Richtung, die durch die Kontaktzielpositionsinformation 3602 festgelegt wird. Ferner bewegt der Horizontal-Antriebsabschnitt 24 den Kontaktabschnitt 261 horizontal entlang eines Scanweges, der gemäß der Kontaktzielpositionsinformation 3602 festgelegt wird. Der Kontaktabschnitt 261 kontaktiert damit eine Seitenfläche des Werkstücks W und die Position des Kontakts wird bestimmt.
In S4003 berechnet der Hybridmessabschnitt 3903 als Grad der Verschiebung den Abstand zwischen der Position, die von der Kante der Seitenfläche des Werkstücks W bestimmt wird, und der Position der Seitenfläche des Werkstücks W, die durch den Kontaktabschnitt 261 gemessen wird.
In S4004 korrigiert der Hybridmessabschnitt 3903 die Position der Kante des geometrischen Elements, die durch Bildmessung durch den Grad der Verschiebung erhalten wurde und berechnet die Dimension des geometrischen Elements unter Verwendung der korrigierten Position der Kante. In dem Beispiel, das in gezeigt wird, wird der Radius der gemessenen kreisförmigen Kante 3504 durch den Grad der Verschiebung d2 korrigiert und die Dimension der korrigierten kreisförmigen Kante wird gemessen. In dem Beispiel, das in gezeigt wird, werden die Position der Kante der linken Seite des Werkstücks W und die Position der Kante der rechten Seite durch die entsprechenden Grade der Verschiebung korrigiert und der Abstand zwischen der korrigierten Kante der linken Seite und der korrigierten Seite der rechten Seite wird als Weite des Werkstücks W berechnet.
In S617 veranlasst der Ergebnisausgabeabschnitt 3904 den Anzeigeabschnitt 21 ein Messergebnis, das durch jeden Messabschnitt erhalten wird, anzuzeigen.
• Messhöhenfestlegungsverfahren
Wie in Bezug auf und beschrieben, muss ein Verwender die Position in der Höhenrichtung der Seitenfläche, wo der Kontaktabschnitt 261 kontaktieren soll (d.h. Messhöhe) festlegen, um die Position eines Sondenmesselements exakt zu messen. Festlegung einer Messhöhe ist nicht nur für die Hybridmessung notwendig, sondern auch für die Sondenmessung. Die Position und die Lage des Werkstücks W, das auf den Objekttisch 23 platziert wird, werden durch Mustersuche identifiziert und das Werkstückkoordinatensystem wird gemäß der identifizierten Position und Lage korrigiert. Jedenfalls befindet sich die Position des Ursprungs des Werkstückkoordinatensystems in der Höhenrichtung auf der Befestigungsfläche des Objekttischs 23. Demgemäß wird die Messhöhe des Kontaktabschnitts 261 grundsätzlich mit der Befestigungsfläche des Objekttischs 23 als Referenzoberfläche festgelegt. In manchen Fällen, jedoch kann ein Verwender die Messhöhe einfacher intuitiv festlegen, wenn eine spezifische Oberfläche oder Kante eines Werkstücks W als Referenzoberfläche festgelegt wird, anstatt der Befestigungsoberfläche.
zeigt ein Verfahren zum Festlegen einer Messhöhe h gemäß einem Werkstückkoordinatensystem. Eine vorbestimmte Position eines Werkstücks W, die durch Mustersuche gemessen wird, wird als Ursprung O des Werkstückkoordinatensystems festgelegt. Die Höhe der Befestigungsoberfläche des Objekttischs 23 wird als Null festgelegt. Demgemäß legt ein Verwender eine Höhe, die die Befestigungsoberfläche als Referenzoberfläche nimmt, als Messhöhe h fest.
zeigt ein Verfahren zum Festlegen einer relativen Höhe des Kontaktabschnitts 261 in Bezug auf eine Referenz Rf, die für das Werkstück B festgelegt wird. Ein Verwender legt eine Referenz Rf für das Werkstück W fest und legt einen Abstand von der Referenz Rf zum Zentrum des Kontaktabschnitts 261 fest (d.h. die relative Höhe). Die Referenz Rf kann eine Kante eines Merkmals des Werkstücks W sein oder eine Oberfläche, die die Kante umfasst (d.h. eine Referenzoberfläche).
zeigt ein Verfahren zum Festlegen von Messhöhen h1, h2 zweier Kontaktpunkte. In diesem Beispiel werden zwei Referenzen Rf1 und Rf2 vorab durch einen Verwender festgelegt, und die Messhöhe h1 eines ersten Kontaktpunkts wird relativ zu der Höhe der Referenz Rf1 festgelegt. In ähnlicher Weise wird die Messhöhe h2 eines zweiten Kontaktpunkts relativ zu der Höhe der Referenz Rf2 festgelegt. Auf diese Weise können unterschiedliche Referenzen für die entsprechenden Kontaktpunkte festgelegt werden.
zeigt ein weiteres Verfahren zum Festlegen der Messhöhen h1 und h2 zweier Kontaktpunkte. In diesem Beispiel wird eine Referenz Rf, die den beiden Kontaktpunkten gemein ist, durch einen Verwender festgelegt. Die Messhöhe h1 des ersten Kontaktpunkts wird relativ zu der Höhe der gemeinsamen Referenz Rf festgelegt. In ähnlicher Weise wird die Messhöhe h2 des zweiten Kontaktpunkts relativ zu der Höhe der gemeinsamen Referenz Rf festgelegt.
zeigt ein Verfahren zum Festlegen einer relativen Höhe des Kontaktabschnitts 261 in Bezug auf eine Referenz Rf, die für ein Werkstück B festgelegt wird. Die obere Oberfläche eines Werkstücks W ist nicht immer parallel zu der Befestigungsoberfläche des Objekttischs 23. In einem solchen Fall kann die Messhöhe h als relative Höhe relativ zu einer Referenz Rf, die an einer willkürlichen Position der oberen Oberfläche festgelegt wird, festgelegt werden.
zeigt ein Verfahren zum Festlegen einer relativen Höhe des Kontaktabschnitts 261 in Bezug auf eine Referenzkante RL, die für das Werkstück W festgelegt wird. Gemäß diesem Verfahren werden wenigstens zwei Referenzen Rf1 und Rf2 auf der oberen Oberfläche festgelegt und eine Referenzkante RL wird extrahiert. Alternativ kann eine Referenzebene von drei Referenzen bestimmt werden. Die Messhöhe h wird als Abstand von der Referenzkante RL (Referenzebene) festgelegt.
zeigt eine beispielhafte Anwendung des Verfahrens, das in gezeigt wird. Eine Referenz Rf3 zum Verschieben der Referenzkante RL wird durch einen Verwender festgelegt. Die Referenzkante RL, die durch die Referenzen Rf1 und Rf2 festgelegt wird, wird parallel bewegt, um durch die Referenz Rf3 zu führen und eine Referenzkante RL‘ wird dadurch erhalten. Die Referenzhöhe h wird als Abstand von der verschobenen Referenzkante RL‘ festgelegt.
Zusätzlich wird die Messhöhe h schließlich In eine Höhe in einem Objekttischkoordinatensystem transformiert und durch den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 verwendet.
- Messverfahren der Referenzhöhe
Die Kamera 200 umfasst einen Autofokusmechanismus. Das heißt, die Kamera 200 bewegt eine Autofokuslinse, um auf eine Referenz Rf, die für ein Werkstück W festgelegt ist, zu fokussieren. Die Position der Autofokuslinse wird durch einen Drehgeber oder Ähnliches identifiziert. Ferner kann die Kamera 200 den Abstand zwischen einem optischen System der Kamera 200 und der Referenz Rf auf Grundlage der Position, die durch den Drehgeber erlangt würde, berechnen. Außerdem wird der Abstand zwischen dem optischen System der Kamera 200 und der Befestigungsoberfläche des Objekttischs 23 durch den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 erlangt. Demgemäß wird die Höhe der Referenz Rf in Bezug auf die Befestigungsoberfläche aus dem Abstand des optischen Systems der Kamera 200 und der Referenz Rf und dem Abstand zwischen dem optischen System der Kamera 200 und der Befestigungsoberfläche des Objekttischs 23 berechnet.
Das Bildmessgerät 1 kann einen Kontakt- oder Nicht-Kontaktverschiebungssensor zum Messen der Höhe des Werkstücks W umfassen. Die Höhe der Referenz Rf des Werkstücks W kann durch Verwendung eines solchen Verschiebungssensors gemessen werden. Zusätzlich werden Höhen an wenigstens drei Positionen durch den Verschiebungssensor gemessen, um eine Referenzebene zu erhalten. Ein Messverfahren, das den Autofokusmechanismus verwendet, benötigt keinen Verschiebungssensor und die Herstellungskosten können reduziert werden. Auf der anderen Seite ermöglicht es ein Verfahren, das den Verschiebungssensor verwendet, die Höhe einer Referenz mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
- Flussdiagramm
ist ein Flussdiagramm, das ein Messhöhenfestlegungsverfahren, das durch den Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 durchgeführt wird, zeigt. In S4301 wählt der Kontaktposition Festlegungsabschnitt 343 ein Messhöhenfestlegungsverfahren basierend auf einer Verwendereingabe aus. Die Anzahl an Typen an Festlegungsverfahren kann eins sein, aber für den Fall, dass es eine Vielzahl von Typen gibt, wählt ein Verwender das Festlegungsverfahren aus. Vorliegend wird angenommen, dass ein Festlegungsverfahren aus absoluter Festlegung, relativer Festlegung und manueller Festlegung ausgewählt wird. Die absolute Festlegung ist ein Verfahren zum Festlegen einer Messhöhe relativ zur Höhe der Befestigungsoberfläche des Objektes 23. Die relative Festlegung ist ein Verfahren zum Einstellen einer anderen Referenz als die Befestigungsoberfläche und zum Festlegen einer relativen Höhe in Bezug auf die eingestellte Referenz. Die manuelle Festlegung ist ein Verfahren, gemäß welchem ein Verwender die Messhöhe eines Kontaktpunkts, an dem der Kontaktabschnitt 261 der Probe 26 kontaktieren soll, festlegt, indem der Kontaktabschnitt 261 der Sonde 26 tatsächlich durch Hoch- und Runtertasten zum Beispiel einer Tastatur 41 hoch und runter bewegt wird. Ein Verwender passt die Höhe des Kontaktabschnitts 261 visuell der Höhe eines Kontaktpunkts an und wenn die Anpassung vorbei ist, bedient der Verwender eine Eingabetaste oder ähnliches.
Wenn im S4301 die absolute Festlegung ausgewählt wird fährt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 zu S4302 fort. Im S4302 legt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Messhöhe durch absolute Festlegung fest. Der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 legt zum Beispiel einen numerischen Wert fest, der durch den Verwender als Messhöhe eingegeben wird, und speichert diesen in der Höheninformation 3603. Zum Beispiel wird ein numerischer Wert, der in das Textfeld 3703, dass in gezeigt wird, eingegeben wird, in der Höheninformation 3603 gespeichert.
Wenn in S4301 die relative Festlegung ausgewählt wird, fährt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 zu S4303 fort. In S4303 legt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Messhöhe durch relative Festlegung fest. Zum Beispiel empfängt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 ein Merkmal, das als Referenz für die Messhöhe zu verwenden ist, und einen numerischen Wert, der die relative Höhe in Bezug auf das Merkmal angibt. Zusätzlich umfasst die relative Festlegung die Messung der Höhe des Merkmals, das als Referenz zu verwenden ist.
Wenn in S4301 die manuelle Festlegung ausgewählt wird, fährt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 zu S4304 fort. In S4304 legt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Messhöhe durch manuelle Festlegung fest. Der Kontaktposition Festlegungsabschnitt 343 steuert den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 auf Grundlage einer Verwendereingabe und passt die Höhe des Kontaktabschnitts 261 an. Wenn der Verwender die Eingabetaste bedient, erfasst der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Höhe des Kontaktabschnitts 261 zum Zeitpunkt von dem Vertikal-Antriebsabschnitt 22 und speichert die Höhe in der Höheninformation 3603.
ist ein Flussdiagramm, das Details der relativen Festlegung zeigt. ist ein Diagramm, das ein UI in Bezug auf die relative Festlegung zeigt. Vorliegend werden als Festlegungsverfahren einer Referenz ein Verfahren zur Wiederverwendung einer Referenz, die bereits eingestellt ist, und ein Verfahren zur neuen Festlegung einer Referenz angenommen.
In S4401 wählt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 ein Festlegungsverfahren einer Referenz basierend auf einer Verwendereingabe aus. Wie in gezeigt, erlaubt eine Einstellung UI 4500 für die relative Festlegung die Auswahl einer neuen Festlegung oder der Wiederverwendung als Festlegungsverfahren für eine Referenz durch einen Radioknopf. Ein Kantenextraktionsbereich R zum Extrahieren einer Kante eines Merkmals, das als Referenz Rf zu verwenden ist, wird gemäß einer Verwendereingabe in einem Bild eines Werkstücks W, das in dem Anzeigenfeld 110 angezeigt wird, eingestellt. In diesem Beispiel wird eine Kante des Werkstücks W als Referenz Rf festgelegt. Ein Textfeld 4501 ist ein Textfeld zum Festlegen einer relativen Höhe in Bezug auf die Referenz Rf als die Messhöhe. Ein Textfeld 4502 ist ein Textfeld in dem ein Einstellungsname vom Verwender eingegeben wird. Dem Verwender wird dadurch ermöglicht die Einstellung für eine weitere Referenz wieder zu verwenden. Wenn durch den Radioknopf die Wiederverwendung ausgewählt wird, kann ein Einstellungsname für die relative Festlegung, die schon eingestellt ist, von einem Pulldownmenü 4503 ausgewählt werden. Zusätzlich, wenn ein Einstellungsname von dem Pulldownmenü 4503 ausgewählt wird, kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 von dem Speichergerät 33 Informationen bezüglich der Messhöhe oder des Kantenextraktionsbereichs R zum Extrahieren der Referenz Rf, die dem Einstellungsnamen entspricht, lesen und kann den Anzeigeabschnitt 21 veranlassen die Information anzuzeigen.
Wenn eine neue Festlegung in S4401 ausgewählt wird, fährt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 zu S4402 fort. In S4402 legt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 ein Merkmal, das als Referenz Rf zu verwenden ist, aufgrund einer Verwendereingabe fest. Zum Beispiel stellt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 einen Kantenextraktionsbereich R zum Extrahieren einer Kante eines Merkmals, das als Referenz Rf zu verwenden ist, aufgrund einer Verwendereingabe fest.
In S4403 misst der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Höhe des Merkmals, das als Referenz Rf zu verwenden ist. Zum Beispiel kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Höhe des Merkmals dadurch messen, dass die Kamera 200 veranlasst wird, durch den Autofokusmechanismus auf das Merkmal zu fokussieren. Alternativ kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Höhe des Merkmals durch einen Kontakt- oder Nicht-Kontaktverschiebungssensor messen.
In S4404 empfängt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 eine Eingabe einer relativen Höhe in Bezug auf die Höhe der Referenz Rf und speichert die empfangene Höhe in der Höheninformation 3603 als Messhöhe. Zusätzlich kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 von der gemessenen Höhe der Referenz und der eingegebenen relativen Höhe die Höhe relativ zur Befestigungsoberfläche bestimmen und diese in der Höheninformation 3603 speichern.
Auf der anderen Seite, wenn in S4401 die Wiederverwendung ausgewählt wird, fährt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 zu S4410 fort. In S4410 wählt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 eine Referenz aus, die basierend auf einer Verwendereingabe in der Vergangenheit festgelegt wurde. Zum Beispiel liest der Kontaktposition Festlegungsabschnitt 343 Einstellungsnamen, die in dem Speichergerät 33 gespeichert sind, gibt die Selben im Pulldownmenü an und assoziiert einen Einstellungsnamen, der von dem Pulldownmenü ausgewählt wird, mit einem Kontaktpunkt. Eine Information über die Position des Kantenextraktionsbereichs R für die Referenz Rf, die mit dem ausgewählten Einstellungsnamen assoziiert ist, und Information über die Höhe werden dadurch von dem Speichergerät 33 gelesen. In S4404 empfängt der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 eine Eingabe einer relativen Höhe in Bezug auf die Höhe der Referenz Rf und speichert die empfangene Höhe in der Höheninformation 3603 als Messhöhe. Zusätzlich kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 die Höhe relativ zur Befestigungsoberfläche, aus der gemessenen Höhe der Referenz Rf und der eingegebenen relativen Höhe, bestimmen und in der Höheninformation 3603 speichern.
<Zusammenfassung>
Das Bildmessgerät 1 umfasst den Objekttisch 23, wo ein Werkstück W zu platzieren ist, den Bildgebungsabschnitt 201 zum Erfassen eines Bildes des Werkstücks W, das auf dem Objekttisch 23 platziert ist, und zum generieren eines Bildes, die Sonde 26, die den Kontaktabschnitt 261 umfasst, der geeignet ist, eine Seitenfläche des Werkstücks W, das auf dem Objekttisch 23 platziert ist, zu kontaktieren und den Horizontal-Antriebsabschnitt 24 zum Bewegen des Objekttischs 23, der Sonde 26, oder beidem, im wesentlichen parallel zur Befestigungsoberfläche des Objekttischs 23. Ferner umfasst das Bildmessgerät 1 den Bildmessabschnitt 3901, den Sondenmessabschnitt 3902, den Hybridmessabschnitt 3903, einen Auswahlabschnitt (den Messungseinstellungsabschnitt 340) und den Ergebnisausgabeabschnitt 3904. Der Bildmessabschnitt 3901 extrahiert eine Kante von dem Bild des Werkstücks W und misst, basierend auf der extrahierten Kante, die Position eines geometrischen Elements, das eine gerade Linie oder ein Kreis ist, auf dem Werkstück W. Der Sondenmessabschnitt 3902 misst die Position des geometrischen Elements basierend auf Positionen des Kontaktabschnitts 261 in n Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt 201 generiert werden, wobei der Kontaktabschnitt 261 fortlaufend n Seitenflächen des Werkstücks W, die das geometrische Element bilden, und auf relativen Positionen des Objekttischs 23 und des Kontaktabschnitts 261, die durch den Horizontal-Antriebsbereich 24 zum Zeitpunkt der Aufnahme jedes der n Bilder erlangt wurden, kontaktiert. Zum Beispiel bestimmt der Sondenmessabschnitt 3902 basierend auf der absoluten Position des Kontaktabschnitts 261 (wo der Kontakttaktabschnitt 261 gestoppt wird) und der relativen Positionen des Objekttischs 23 und des Kontaktabschnitts 261 (wieviel der Kontaktabschnitt durch Kontakt mit dem Werkstück bewegt wurde) eine Position, an der der Kontaktabschnitt 261 das geometrische Element kontaktiert hat (das heißt, die Position des geometrischen Elements). Der Hybridmessabschnitt 3903 korrigiert und misst durch Verwendung von Positionen des Kontaktabschnitts 261 in m Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt 201 generiert werden, die Position des geometrischen Elements, das durch den Bildmessabschnitt 3901 gemessen wird, wobei der Kontaktabschnitt 261 fortlaufend m Seitenflächen der n Seitenflächen des Werkstücks W, die das geometrische Element bilden, wobei das m kleiner ist als das n. Der Messungseinstellungsabschnitt 344 umfasst einen Auswahlabschnitt zum Auswählen entweder eines ersten Messmodus zum Messen der Position des geometrischen Elements durch den Sondenmessabschnitt 3902 oder eines zweiten Messmodus zum Korrigieren und Messen der Position des geometrischen Elements, das durch den Bildmessabschnitt 3901 gemessen wird, durch Verwendung von Positionen des Kontaktabschnitts 261 in m Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt 201 generiert werden, wobei der Kontaktabschnitt 261 fortlaufend m Seitenflächen der n Seitenflächen des Werkstücks W, die das geometrische Element bilden, kontaktiert, wobei das m kleiner ist als das n. Zusätzlich kann der Auswahlabschnitt alternativ entweder den ersten Messmodus, den zweiten Messmodus oder den dritten Messmodus zum Messen der Position des geometrischen Elements durch den Bildmessabschnitt 3901 auswählen. Der Ergebnisausgabeabschnitt 3904 gibt ein Messergebnis gemäß dem durch den Messungseinstellungsabschnitt 344 ausgewählten Messmodus aus. Gemäß dem vorliegenden Beispiel, weil der zweite Messmodus zur Verfügung gestellt wird, ist selbst wenn die Position einer Kante, die durch Bildmessung gemessen wurde, nicht exakt ist, die Korrektur durch den Grad der Verschiebung, der durch Verwendung der Sonde 26 gemessen wird, möglich, und daher kann eine Dimension eines geometrischen Elements im Vergleich zu einer Sondenmessung in einer kürzeren Zeit gemessen werden und mit höherer Genauigkeit.
Der Ergebnisausgabeabschnitt 3904 kann eine Position oder eine Kante eines geometrischen Elements, die durch den Hybridmessabschnitt 3903 (der zweite Messmodus) gemessen werden, in herausgestellter Weise anzeigen. Zum Beispiel zeigt der Ergebnisausgabeabschnitt 3904 eine Kante, die durch Bildmessung bestimmt wurde, in Gelb an, und eine Kante, die durch Hybridmessung bestimmt wurde, in Rot an. Einem Verwender wird es hierdurch ermöglicht ein Messergebnis des Hybridmessabschnitts 3903 von anderen Messergebnissen zu unterscheiden. Dem Verwender wird es ferner ermöglicht, wahrzunehmen, ob die Korrektur durch einen Grad an Verschiebung angemessen ist oder nicht.
Der Hybridmessabschnitt 3103 führt, gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts 261 in m Bildern, an jeder Position (Kantenpunkt) eines geometrischen Elements, die durch den Bildmessabschnitt 3901 gemessen wird, eine Verschiebungskorrektur in einer zur Kante rechtwinkligen Richtung (eine auf Annäherung basierte Umrisslinie) durch. Die Position der Kante wird hierdurch basierend auf einer kleineren Anzahl an Kontaktpunkten als die Anzahl an Kontaktpunkten, die für die Sondenmessung benötigt wird, korrigiert. Ferner wird die gemessene Kante in der Normalenrichtung in Bezug auf die tatsächliche Kante verschoben (Verschiebung). Demgemäß wird die Position der tatsächlichen Kante mittels Durchführung einer Korrektur in zur Kante rechtwinkligen Richtung erhalten.
Wie in gezeigt, kann ein geometrisches Element eine gerade Linie sein. In diesem Fall, führt der Hybridmessabschnitt 3903, gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts 261 in m Bildern, eine Verschiebungskorrektur an jeder Position einer Kante der geraden Linie, die durch den Bildmessabschnitt 3901 gemessen wird, durch. Bei der Sondenmessung wird eine Kante durch Verwenden von zwei oder drei Bildern gemessen. Bei der Hybridmessung wird der Grad der Verschiebung durch Verwendung einer kleineren Anzahl an Bildern, wie eines oder zwei, bestimmt und die Position der Kante wird korrigiert. Demgemäß kann bei der Hybridmessung die Messung in einer kürzeren Zeit als bei der Sondenmessung abgeschlossen werden.
Wie in gezeigt, kann ein geometrisches Element ein Kreis sein. In diesem Fall, führt der Hybridmessabschnitt 3903 gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts 261 in m Bildern eine Verschiebungskorrektur an dem Radius der Kante des Kreises, der durch den Bildmessabschnitt 3901 gemessen wird, durch. Verglichen mit der tatsächlichen Kante des Kreises kann die Kante des Kreises, die durch Bildmessung gemessen wurde, in der Normalenrichtung verschoben sein. D.h., dass die Position des Zentrums des Kreises durch Bildmessung exakt gemessen werden kann, aber der Radius nicht exakt sein kann. In diesem Fall kann die Position der gemessenen Kante dadurch näher an die Position der tatsächlichen Kante gebracht werden, dass der Grad der Verschiebung des Radius durch Verwendung der Sonde 26 bestimmt wird. Ferner wird bei der Sondenmessung die Kante eines Kreises durch Messung von drei oder vier Kontaktpunkten gemessen, aber bei der Hybridmessung wird die Position der Kante durch Messung von einem oder zwei Kontaktpunkten korrigiert. Demgemäß erlaubt es die Hybridmessung die Messung in einer kürzeren Zeit als die Sondenmessung abzuschließen.
Der Hybridmessabschnitt 3903 veranlasst den Kontaktabschnitt 261 eine Seitenfläche eines geometrischen Elements durch Bewegen des Kontaktabschnitts 261 und des Objekttisches 23 relativ zueinander in einer Richtung, die rechtwinklig zu einer Kante des geometrischen Elements ist, zu kontaktieren. D.h., dass ein Scanweg in der Normalenrichtung einer Kante (eine Umrisslinie), die durch Bildmessung erhalten wird, eingestellt wird. Dies basiert auf dem Umstand, dass die Position einer gemessenen Kante in der Normalenrichtung von der Position der tatsächlichen Kante verschoben ist, unabhängig davon, ob die Kante eine gerade Linie oder ein Kreis ist.
Der Kontaktposition Festlegungsabschnitt 343 umfasst ferner einen Höhenfestlegungsabschnitt zum Festlegen der Position des Kontaktabschnitts 261 in der Höhenrichtung, um den Kontaktabschnitt zwei der 61 zu veranlassen eine Seitenflächen eines geometrischen Elements zu kontaktieren. Zum Beispiel das Textfeld 3703 zum Festlegen der Messhöhe ist ein Beispiel des Höhenfestlegungsabschnitts. Durch Festlegen der Höhe des Kontaktabschnitts 261 kann der Kontaktabschnitt 261 veranlasst werden, eine Seitenfläche, die die tatsächliche Kante bildet, exakt zu kontaktieren.
Die Position des Kontaktabschnitts 261 in der Höhenrichtung kann eine Höhe relativ zur Befestigungsoberfläche des Objekttisches 23 sein. Da ein Werkstück W auf der Befestigungsoberfläche platziert ist, wird davon ausgegangen, dass dies ein Festlegungsverfahren ist, das der Verwender am einfachsten versteht. Wie in Bezug auf S4402, , und Ähnliches beschrieben, kann der Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 ferner einen Referenzoberflächefestlegungsabschnitt zum Festlegen einer Referenzoberfläche, die als eine Referenz für die Position des Kontaktabschnitts 261 in der Höhenrichtung zu verwenden ist, umfassen. In diesem Fall, ist die Position des Kontaktabschnitts 261 in der Höhenrichtung eine Höhe relativ zu der Referenzoberfläche, die durch den Referenzoberflächefestlegungsabschnitt festgelegt wird. Es wird davon ausgegangen, dass die relative Festlegung einer Messhöhe basierend auf der Position oder der Form eines Merkmals eines Werkstücks W manchmal praktisch für den Verwender ist. In diesem Fall, wird eine Referenzoberfläche als Referenz für die Messhöhe durch den Verwender festgelegt. Wie in Bezug auf bis und beschrieben, kann eine Referenzoberfläche eine Oberfläche sein, die eine Kante eines geometrischen Elements umfasst und die parallel zur Befestigungsoberfläche ist.
Der Verwender kann die Höhe einer Referenzoberfläche mit einem Nonius oder ähnlichem messen und diese manuell eingeben, aber ein exakteres Verfahren kann ebenso verwendet werden. Zum Beispiel kann dem Kontaktpositionfestlegungsabschnitt 343 ein Höhenmessabschnitt zum Messen der Höhe einer Referenzoberfläche durch Verwenden des Autofokusmechanismus des Bildgebungsabschnitts 201 zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall, bewegt ein Vertikal-Bewegungsabschnitt (der Vertikal-Antriebsabschnitt 22) den Kontaktabschnitt 261 in einer Richtung, die im rechten Winkel zu der Befestigungsoberfläche liegt, so dass der Kontaktabschnitt 261 auf einer Höhe positioniert ist (einer absoluten Höhe), die basierend auf der Höhe der Referenzoberfläche, die durch den Höhenmesser Abschnitt gemessen wird, und auf der festgelegten Höhe (die relative Höhe) des Kontaktabschnitts 261 bestimmt wird. Zusätzlich kann der Vertikal-Antriebsabschnitt 22 den Objekttisch 23 in der vertikalen Richtung bewegen.
Die Messhöhe kann manuell festgelegt werden. In diesem Fall, funktioniert der Kontaktposition Festlegungsabschnitt 343 oder die Tastatur 41 als ein Instruktionsabschnitt zum eingeben einer Bewegungsinstruktion an den vertikal-Antriebsabschnitt 22. Auf diese Weise kann eine vom Verwender intendierte Messhöhe durch den Verwender, der den Vertikal-Antriebsabschnitt 22 bedient, eingestellt werden, während er auf die positionelle Beziehung zwischen dem Kontaktabschnitt 261 und dem Werkstück W blickt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

(Guijun Ji, Heinrich Schwenke, Eugen Trapet, „An Opto-mechanical Microprobe System for Measuring Very Small Parts on CMMs“, United States of America, The International Society for Optical Engineering (SPIE), Vision Geometry VII, 20. Juli bis 22. Juli, 1998, Vol. 3454, Seiten 348-353) [0004]

Claims

Ein Bildmessgerät umfassend: einen Objekttisch, wo ein Werkstück zu platzieren ist; einen Bildgebungsabschnitt zum Erfassen eines Bildes des Werkstücks, das auf dem Objekttisch platziert ist, und zum Generieren eines Bildes; eine Sonde, die einen Kontaktabschnitt umfasst, der zum Kontaktieren einer Seitenfläche des Werkstücks, das auf dem Objekttisch platziert ist, in einem Sichtfeld des Bildgebungsabschnitts geeignet ist; einen Antriebsabschnitt zum Bewegen des Objekttischs, der Sonde, oder von beidem, im Wesentlichen parallel zu einer Befestigungsoberfläche des Objekttischs; einen Bildmessabschnitt zum Extrahieren einer Kante von dem Bild des Werkstücks und zum Messen einer Position eines geometrischen Elements, das eine gerade Linie oder ein Kreis auf dem Werkstück ist, basierend auf der extrahierten Kante; einen Sondenmessabschnitt zum Messen der Position des geometrischen Elements basierend auf Positionen des Kontaktabschnitts in n Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt generiert werden, wobei der Kontaktabschnitt fortlaufend n Seitenflächen des Werkstücks, die das geometrische Element bilden, und auf relativen Positionen des Objekttischs und des Kontaktabschnitts, die von dem Antriebsabschnitt zum Zeitpunkt des Erfassens jedes der n Bilder erhalten wird, kontaktiert; einen Auswahlabschnitt zum Auswählen eines ersten Messmodus zum Messen der Position des geometrischen Elements durch den Sondenmessabschnitt oder eines zweiten Messmodus zum Korrigieren und Messen der Position des geometrischen Elements, die durch den Bildmessabschnitt gemessen wird, durch Verwenden von Positionen des Kontaktabschnitts in m Bildern, die durch den Bildgebungsabschnitt generiert werden, wobei der Kontaktabschnitt fortlaufend m Seitenflächen der n Seitenflächen des Werkstücks, die das geometrische Element bilden, kontaktiert, wobei das m kleiner ist als das n; und einen Ausgabeabschnitt zum Ausgeben eines Messergebnisses gemäß einem Messmodus, der durch den Auswahlabschnitt ausgewählt wird.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Ausgabeabschnitt eine Position oder eine Kante des geometrischen Elements, die in dem zweiten Messmodus gemessen werden, in hervorgehobener Weise anzeigt.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Hybridmessabschnitt zum Messen einer Position des geometrischen Elements in dem zweiten Messmodus.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 3, wobei der Hybridmessabschnitt eine Verschiebungskorrektur an jeder Position einer Kante des geometrischen Elements, die durch den Bildmessabschnitt gemessen wird, in einer Richtung, die im rechten Winkel zu der Kante liegt, gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts in den m Bildern durchführt.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 4, wobei das geometrische Element eine gerade Linie ist, und der Hybridmessabschnitt eine Verschiebungskorrektur an jeder Position einer Kante der geraden Linie, die durch den Bildmessabschnitt gemessen wird, gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts in m Bildern durchführt.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 4, wobei das geometrische Element ein Kreis ist, und der Hybridmessabschnitt eine Verschiebungskorrektur an einem Radius einer Kante des Kreises, der durch den Bildmessabschnitt gemessen wird, gemäß den Positionen des Kontaktabschnitts in m Bildern durchführt.
Das Bildmessgerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Hybridmessabschnitt durch Bewegen des Kontaktabschnitts und des Objekttischs relativ zueinander, in einer Richtung, die im rechten Winkel zu einer Kante des geometrischen Elements ist, den Kontaktabschnitt veranlasst, eine Seitenfläche des geometrischen Elements zu kontaktieren.
Das Bildmessgerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend einen Höhenestlegungsabschnitt zum Festlegen einer Position des Kontaktabschnitts in einer Höhenrichtung, um den Kontaktabschnitt zu veranlassen, eine Seitenfläche des geometrischen Elements zu kontaktieren.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 8, wobei die Position des Kontaktabschnitts in der Höhenrichtung eine Höhe relativ zur Befestigungsoberfläche des Objektes ist.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 8, ferner umfassend einen Referenzoberflächefestlegungsabschnitt zum Festlegen einer Referenzoberfläche, die als Referenz für die Position des Kontaktabschnitts in der Höhenrichtung zu verwenden ist, wobei die Position des Kontaktabschnitts in der Höhenrichtung eine Höhe relativ zu der Referenzoberfläche ist, die durch den Referenzoberflächefestlegungsabschnitt festgelegt wird.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 10, wobei die Referenzoberfläche eine Oberfläche ist, die eine Kante des geometrischen Elements umfasst, und die parallel zu der Befestigungsoberfläche ist.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 10 oder 11, umfassend: einen Höhenmessabschnitt zum Messen einer Höhe der Referenzoberfläche durch Verwenden eines Autofokusmechanismus des Bildgebungsabschnitts; und einen Vertikal-Bewegungsabschnitt zum Bewegen des Objekttischs oder des Kontaktabschnitts in einer Richtung, die im rechten Winkel zur Befestigungsoberfläche ist, so dass der Kontaktabschnitt an einer Position positioniert ist, die basierend auf der Höhe, die durch den Höhenmessabschnitt gemessen wird, und der festgelegten Höhe des Kontaktabschnitts bestimmt wird.
Das Bildmessgerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: einen Vertikal-Bewegungsabschnitt zum Bewegen des Objektes oder des Kontaktabschnitts in einer Richtung, die im rechten Winkel zu der Befestigungsoberfläche ist; und einen Instruktionsabschnitt zum Eingeben einer Bewegungsinstruktion an den Vertikal-Bewegungsabschnitt.
Das Bildmessgerät gemäß Anspruch 3, wobei der Auswahlabschnitt entweder den ersten Messmodus zum Messen einer Position des geometrischen Elements durch den Sondenmessabschnitt, den zweiten Messmodus zum Messen einer Position des geometrischen Elements durch den Hybridmessabschnitt oder einen Dritten Messmodus zum Messen einer Position des geometrischen Elements durch den Bildmessabschnitt auswählt.