DE102017213779A1 - Dreidimensionale Messvorrichtung - Google Patents

Dreidimensionale Messvorrichtung Download PDF

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Abstract

Es wird eine dreidimensionale Messvorrichtung vorgesehen, die die Effizienz bei einem wiederholten Durchführen einer Dimensionsmessung für eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form vergrößert. Die dreidimensionale Messvorrichtung enthält eine Dimensionswert-Berechnungseinheit zum Durchführen einer Dimensionsmessung auf einem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit zum Spezifizieren eines ersten geometrischen Elements basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und zum Spezifizieren eines zweiten geometrischen Elements basierend auf einer Designation einer Position aus einem angezeigten dreidimensionalen Messformbild, eine Schablonen-Speichereinheit zum Speichern, als einer Schablone, von dreidimensionalen Modellformdaten und einer Operationsprozedur einer an dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführten Dimensionsmessung und eine Positionsbeziehungs-Spezifikationseinheit zum Spezifizieren einer relativen Positionsbeziehung zwischen den dreidimensionalen Modellformdaten und dreidimensionalen Messformdaten. Die Geometrisches Element-Extraktionseinheit spezifiziert ein geometrisches Element einer dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone, und die Dimensionswert-Berechnungseinheit führt eine Dimensionsmessung an der dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone durch.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Erfindungsfeld
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine dreidimensionale Messvorrichtung und insbesondere eine Verbesserung in einer dreidimensionalen Messvorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form eines Messzielobjekts.
  • 2. Stand der Technik
  • Eine dreidimensionale Messvorrichtung ist ein Messinstrument zum dreidimensionalen Messen der Form oder der Dimensionen eines Messzielobjekts und kann Positionsinformationen für eine große Anzahl von Messpunkten in einem dreidimensionalen Raum unter Verwendung des Prinzips einer Triangulation oder von ähnlichem messen und dreidimensionale Formdaten, die die dreidimensionale Form des Messzielobjekts wiedergeben, erhalten. Zum Beispiel wird ein gestreiftes Lichtmuster auf ein auf einer Ablage platziertes Messzielobjekt projiziert und wird ein Bild des Messzielobjekts auf der Ablage in diesem Zustand mittels einer Kamera aufgenommen. Höheninformationen des Messzielobjekts werden durch eine Analyse von Aufnahmebildern basierend auf einer Verschiebung zwischen Mustern und dem Verzerrungsgrad bestimmt.
  • Die dreidimensionale Form des Messzielobjekts wird in einem Bildschirminhalt basierend auf den wie oben beschrieben erfassten dreidimensionalen Formdaten angezeigt. Eine Dimensionsmessung wird durchgeführt, indem ein geometrisches Element durch das Angeben eines geometrischen Elements an einer Messposition oder der Form des geometrischen Elements extrahiert wird und die Distanz oder der Winkel zwischen geometrischen Elementen bestimmt wird.
  • Wenn mit einer herkömmlichen dreidimensionalen Messvorrichtung wie oben beschrieben sequentiell eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form gemessen werden und eine Vielzahl von Teilen von dreidimensionalen Formdaten erhalten werden und dann eine Dimensionsmessung basierend auf den Teilen von dreidimensionalen Formdaten durchgeführt wird, muss ein geometrisches Element an einer Messposition, die Form oder der Dimensionstyp des geometrischen Elements oder ähnliches für jedes Messzielobjekt designiert werden. Dementsprechend muss die gleiche Operationsprozedur wiederholt werden, wobei sich das Problem ergibt, dass die Operation mühsam ist. Und wenn die Anzahl der Messungen vergrößert wird, können Operationsfehler auftreten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung nimmt auf die oben geschilderten Umstände Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine dreidimensionale Messvorrichtung vorzusehen, mit der die Effizienz während eines wiederholten Durchführens einer Dimensionsmessung für eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form vergrößert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält eine dreidimensionale Messvorrichtung eine Formdatenspeichereinheit zum Speichern von dreidimensionalen Modellformdaten, die als ein Modell während des wiederholten Durchführens einer Dimensionsmessung für eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form verwendet werden, eine Formdaten-Erzeugungseinheit zum Messen von Positionsinformationen einer Vielzahl von Messpunkten in einem dreidimensionalen Raum und zum Erzeugen von dreidimensionalen Messformdaten, die eine dreidimensionale Form eines Messzielobjekts wiedergeben, eine Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines dreidimensionalen Formmodellbilds in Entsprechung zu den dreidimensionalen Modellformdaten und eines dreidimensionalen Messformbilds in Entsprechung zu den dreidimensionalen Messformdaten, eine Dimensionswert-Berechnungseinheit zum Durchführen einer Dimensionsmessung an dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und zum Bestimmen eines Dimensionswerts, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit zum Spezifizieren eines ersten geometrischen Elements basierend auf der Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und zum Spezifizieren eines zweiten geometrischen Elements basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Messformbild, eine Schablonenspeichereinheit zum Speichern, als einer Schablone, der dreidimensionalen Modellformdaten und einer Operationsprozedur einer an dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführten Dimensionsmessung und eine Positionsbeziehungs-Spezifikationseinheit zum Spezifizieren einer relativen Positionsbeziehung zwischen den dreidimensionalen Modellformdaten und den dreidimensionalen Messformdaten basierend auf dem ersten geometrischen Element und dem zweiten geometrischen Element. Die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit spezifiziert ein geometrisches Element einer dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone, und die Dimensionswert-Berechnungseinheit führt eine Dimensionsmessung auf der dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone durch.
  • Weil bei einer derartigen Konfiguration dreidimensionale Modellformdaten und die Operationsprozedur der auf dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführten Dimensionsmessung als eine Schablone gespeichert werden, kann auf das Designieren des geometrischen Elements an einer Messposition oder des Dimensionstyps für jedes Messzielobjekt verzichtet werden. Und weil ein erstes geometrisches Element und ein zweites geometrisches Element spezifiziert werden und die relative Positionsbeziehung zwischen dreidimensionalen Modellformdaten und dreidimensionalen Messformdaten durch das Designieren von Positionen aus einem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und einem angezeigten dreidimensionalen Messformbild spezifiziert werden, kann eine Dimensionsmessung durchgeführt werden, indem ein geometrisches Element an einer Messposition aus der dreidimensionalen Messform genau spezifiziert wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration die dreidimensionale Messvorrichtung derart konfiguriert, dass die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit basierend auf der relativen Positionsbeziehung das dreidimensionale Modellformbild und das dreidimensionale Messformbild überlappend anzeigt, sodass das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element zusammenfallen, und dass die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone in Reaktion auf einen Befehl zum Starten einer Messung beginnt.
  • Weil gemäß einer derartigen Konfiguration das dreidimensionale Modellformbild und das dreidimensionale Messformbild überlappend angezeigt werden, kann einfach geprüft werden, ob eine Ausrichtung durch das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element angemessen ist oder nicht. Weiterhin wird eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone in Reaktion auf einen Befehl zum Starten einer Messung begonnen und kann also verhindert werden, dass die Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone durchgeführt wird, wenn die Ausrichtung durch das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element nicht angemessen ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration die dreidimensionale Messvorrichtung weiterhin eine Bezugsebenen-Designationseinheit zum Designieren einer Bezugsebene aus dem dreidimensionalen Modellformbild, eine Schnittlinien-Designationseinheit zum Empfangen einer Designation einer Schnittlinie an einem Anzeigebildschirminhalt und eine Profilerhaltungseinheit zum Erfassen, basierend auf den dreidimensionalen Modellformdaten eines Modellquerschnittprofils, das eine Querschnittform einer dreidimensionalen Modellform angibt, die entlang einer Schnittfläche geschnitten wird, die die Schnittlinie enthält und senkrecht zu dem Anzeigebildschirminhalt ist, wobei die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit die dreidimensionale Modellform derart dreht, dass eine normale Linie der Bezugsebene orthogonal zu dem Anzeigebildschirminhalt oder parallel zu einer vertikalen Richtung oder lateralen Richtung der Anzeigebildfläche ist, wobei die Profilerhaltungseinheit das Modellquerschnittprofil erhält, indem sie, entlang der Schnittfläche, die dreidimensionale Modellform nach der Drehung schneidet, und wobei die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung basierend auf dem Modellquerschnittprofil durchführt.
  • Weil gemäß einer derartigen Konfiguration die Bezugsebene mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Anzeigebildschirminhalt positioniert ist, kann intuitiv erfasst werden, wo und durch welche Schnittlinie das Schneiden durchgeführt werden sollte, um eine gewünschte Schnittfläche aus der entlang der Schnittlinie zu schneidenden dreidimensionalen Modellform zu erhalten. Weiterhin ist die Schnittlinie eine eindimensionale geometrische Figur in dem Anzeigebildschirminhalt und ist die Schnittfläche senkrecht zu dem Anzeigebildschirminhalt, sodass im Vergleich zu einem Fall, in dem eine zweidimensionale Schnittfläche direkt in einem dreidimensionalen Raum designiert wird, eine Schnittfläche einfach designiert werden kann. Und weil eine Dimensionsmessung basierend auf einem Modellquerschnittprofil einer gewünschten Schnittfläche durchgeführt wird, können eine Messposition, die Form eines Messelements und der Dimensionstyp intuitiv designiert werden. Die eindimensionale geometrische Form kann eine gerade Linie, eine Zickzacklinie, eine gekrümmte Linie oder eine Kombination von derartigen Linien sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration die dreidimensionale Messvorrichtung weiterhin derart konfiguriert, dass, wenn ein geometrisches Element nach einer Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone designiert wird, die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform für eine entsprechende Messposition durchführt und einen Dimensionswert bestimmt. Gemäß einer derartigen Konfiguration kann eine Messposition neu hinzugefügt werden, um einen Dimensionswert zu erhalten, oder kann eine Dimensionsmessung erneut für eine spezifische Messposition durchgeführt werden, nachdem eine Dimensionsmessung auf einer dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone durchgeführt wurde.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden dreidimensionale Modelformdaten und die Operationsprozedur der auf dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführten Dimensionsmessung als eine Schablone gespeichert und muss ein geometrisches Element an einer Messposition oder der Dimensionstyp nicht für jedes Messzielobjekt angegeben werden, sodass die Effizienz während einer wiederholten Durchführung einer Dimensionsmessung für eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form vergrößert werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch eine beispielhafte Konfiguration einer Messeinheit in 1 zeigt.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation während der Dimensionsmessung durch die dreidimensionale Messvorrichtung zeigt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die detaillierte Operation in Schritt S101 (Einstellen der Helligkeit der projizierten Beleuchtung) in 3 zeigt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die detaillierte Operation in Schritt S102 (Einstellen der Helligkeit der Texturbeleuchtung) in 3 zeigt.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die detaillierte Operation in Schritt S113 (Datenanalyse) in 3 zeigt.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Funktionskonfiguration eines Informationsverarbeitungs-Endgeräts in 1 zeigt.
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt und einen Messbildschirminhalt nach der Extraktion einer Bezugsebene aus einer angezeigten dreidimensionalen Form zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt und den Messbildschirminhalt nach der normalen Ausrichtung der Bezugsebene zeigt.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt und den Messbildschirminhalt mit der in einer lateralen Richtung ausgerichteten Bezugsebene zeigt.
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt und den Messbildschirminhalt mit der in einer vertikalen Richtung ausgerichteten Bezugsebene zeigt.
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt.
  • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt und einen Fall zum Angeben einer Schnittlinie unter Verwendung eines aus der dreidimensionalen Form extrahierten geometrischen Elements zeigt.
  • 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während der Berichtsdateiausgabe an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 7 zeigt.
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät von 7 zeigt.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und ein Informationsverarbeitungs-Endgerät mit einer Querschnittvergleichsfunktion zeigt.
  • 18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen durch eine Anzeigeeinheit angezeigten Ausrichtungsbildschirminhalt zeigt.
  • 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Zustand nach der Extraktion eines ersten geometrischen Elements aus Messdaten zeigt.
  • 20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Zustand nach der Extraktion eines zweiten geometrischen Elements aus Bezugsdaten zeigt.
  • 21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Zustand nach dem Abschluss einer Ausrichtung basierend auf einem ersten Satz von geometrischen Elementen zeigt.
  • 22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerat in 17 zeigt und einen an der Anzeigeeinheit angezeigten Messbildschirminhalt zeigt.
  • 23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen in dem Messbildschirminhalt angezeigten Profilauswahlbildschirminhalt zeigt.
  • 24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Fall zeigt, in dem ein fokussierter Bereich für ein Profil designiert ist.
  • 25 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Fall zeigt, in dem die Anzeigevergrößerung des Profils vergrößert ist.
  • 26 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt und einen Fall zeigt, in dem eine sich in Entsprechung zu einem Differenzwert ändernde Kurve angezeigt wird.
  • 27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Berichtsdateiausgabe an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt.
  • 28 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt.
  • 29 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 17 zeigt.
  • 30 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und ein Informationsverarbeitungs-Endgerät mit einer Schablonenfunktion zeigt.
  • 31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 30 zeigt und einen durch eine Anzeigeeinheit angezeigten Ausrichtungsbildschirminhalt zeigt.
  • 32 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während der Anwendung einer Schablone an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 30 zeigt und einen durch die Anzeigeeinheit angezeigten Messbildschirminhalt zeigt.
  • 33 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Operation während der Anwendung einer Schablone an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 30 zeigt.
  • 34 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Operation während der Anwendung einer Schablone an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät in 30 zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Zuerst wird eine schematische Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung gemäß eine ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
  • <Dreidimensionale Messvorrichtung 1>
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ist ein Messinstrument zum optischen Messen der Form eines Messzielobjekts 2 und wird durch die Messeinheit 2, eine Steuereinrichtung 4 und ein Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 konfiguriert.
  • <Messeinheit 2>
  • Die Messeinheit 2 ist eine Messeinheit zum Strahlen eines Messlichts aus sichtbarem Licht auf ein Messzielobjekt W, das auf einer Ablage 21 platziert ist, zum Empfangen des von dem Messzielobjekt W reflektierten Messlichts und zum Erzeugen eines Aufnahmebilds und wird durch eine Kopfeinheit 20, die Ablage 21, eine Ablage-Halteeinheit 22, eine Drehantriebseinheit 23 und ein Steuersubstrat 27 konfiguriert.
  • Die Kopfeinheit 20 wird durch Lichtprojektionseinheiten 24 für das Strahlen eines gemusterten Messlichts auf das Messzielobjekt W, eine Lichtempfangseinheit 25 zum Empfangen des durch das Messzielobjekt W reflektierten Messlichts und zum Erzeugen eines Empfangenes-Licht-Signals, das die Menge des empfangenen Lichts angibt, und Texturbeleuchtung-Emissionseinheiten 26 konfiguriert.
  • Die Ablage 21 ist ein Arbeitstisch mit einer Montagefläche, auf der das Messzielobjekt W montiert wird. Die Ablage 21 wird durch eine Ablagenplatte 211, die eine kreisrunde Scheibe ist, und eine Ablagenbasis 212 zum Halten der Ablagenplatte 211 gebildet.
  • Die Ablagenplatte 211 kann um ihre Mitte herum gebogen und fixiert werden und kann als eine Rampe dienen, um das Messzielobjekt W normal zu der Lichtempfangseinheit 25 zu wenden. Die Ablagen-Halteeinheit 22 hält die Ablage 21 drehbar, um den Abbildungswinkel des Messzielobjekts W auf der Ablage 21 einzustellen. Die Drehantriebseinheit 23 verändert den Abbildungswinkel, indem sie die Ablage 21 dreht.
  • Die Lichtempfangseinheit 25 ist eine Kamera mit einer fixen Vergrößerung für das Aufnehmen eines Bilds des Messzielobjekts W an der Ablage 21 und wird durch eine Lichtempfangslinse 251 und einen Bildsensor 252 konfiguriert. Der Bildsensor 252 enthält eine große Anzahl von Fotodetektoren, die jeweils Messlicht von dem Messzielobjekt W durch die Lichtempfangslinse 251 empfangen und ein Empfangenes-Licht-Signal erzeugen, das die Menge des empfangenen Lichts angibt, wobei ein Aufnahmebild aus den Empfangenes-Licht-Signalen erzeugt wird. Als der Bildsensor 252 wird ein Bildsensor wie etwa eine ladungsträgergekoppelte Schaltung (CCD) oder ein komplementärer Metalloxidhalbleiter (CMOS) verwendet. Zum Beispiel ist der Bildsensor 252 ein monochromer Bildsensor.
  • Die Lichtprojektionseinheit 24 ist eine Beleuchtungseinrichtung zum Strahlen von Messlicht auf das Messzielobjekt W auf der Ablage 21 und wird durch eine Projektionslichtquelle 241, eine Kollektorlinse 242, eine Mustererzeugungseinheit 243 und eine Lichtprojektionslinse 244 konfiguriert. Als die Projektionslichtquelle 241 wird zum Beispiel eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine Halogenlampe verwendet, die Licht in einer Farbe erzeugt. Eine einfarbige Projektionslichtquelle 241 ist vorteilhafter als eine weiße Lichtquelle, weil sie eine einfachere chromatische Aberrationskorrektur ermöglicht. Weiterhin ist eine kürzere Wellenlänge vorteilhaft, weil damit die Auflösung bei der Formmessung vergrößert wird, sodass also vorzugsweise eine blaue Lichtquelle wie etwa eine blaue LED als die Projektionslichtquelle 241 verwendet wird. Es wird jedoch auf jeden Fall eine Wellenlänge gewählt, bei welcher der Bildsensor 252 Licht mit einem guten Signal/Rauschen-Verhältnis empfangen kann.
  • Und wenn eine Projektionslichtquelle 241 mit nur einer Farbe wie etwa Blau verwendet wird und der Bildsensor 252 ein Farbbildsensor ist, können keine RG-Fotodetektoren verwendet werden und werden nur B-Fotodetektoren verwendet, wodurch die Anzahl der nutzbaren Pixel reduziert wird. Dementsprechend wird bei einer ausgeglichenen Pixelgröße oder Pixelanzahl vorzugsweise ein monochromer Bildsensor als der Bildsensor 252 verwendet.
  • Das von der Projektionslichtquelle 241 emittierte Licht tritt durch die Kollektorlinse 242 in die Mustererzeugungseinheit ein. Dann wird von der Mustererzeugungseinheit 243 emittiertes Licht durch die Lichtprojektionslinse 244 auf das Messzielobjekt W auf der Ablage 21 gestrahlt.
  • Die Mustererzeugungseinheit 243 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von gemustertem Licht für eine strukturierte Beleuchtung und kann zwischen einem gleichförmigen Messlicht und einem Messlicht eines zweidimensionalen Musters wechseln. Zum Beispiel wird eine digitale Mikrospiegelanzeige (DMD) oder ein Flüssigkristallpaneel für die Mustererzeugungseinheit 243 verwendet. Die DMD ist ein Anzeigeelement, das eine große Anzahl von sehr kleinen Spiegeln aufweist, die zweidimensional angeordnet sind und pixelweise zwischen einem hellen Zustand und einem dunklen Zustand wechseln können, indem die Neigung der Spiegel gesteuert wird.
  • Eine strukturierte Beleuchtungsmethode für das Messen der dreidimensionalen Form eines Messzielobjekts W unter Verwendung des Prinzips der Triangulation kann eine Sinusphasenverschiebungsmethode, eine Mehrschlitzmethode, eine Raumcodierungsmethode oder ähnliches sein. Die Sinusphasenverschiebungsmethode ist eine Beleuchtungsmethode zum Projizieren eines sinusförmigen Streifenmusters auf ein Messzielobjekt W und zum Erhalten eines Aufnahmebilds jedesmal, wenn das Streifenmuster um eine Distanz, die kleiner als der Sinuszyklus ist, bewegt wird. Dreidimensionale Formdaten werden erhalten, indem der Phasenwert jedes Pixels aus dem Leuchtdichtewert jedes Aufnahmebilds bestimmt wird und der Wert zu Höheninformationen gewandelt wird.
  • Das Mehrschlitzverfahren ist eine Beleuchtungsmethode zum Projizieren eines dünnen Streifenmusters auf ein Messzielobjekt W und zum Erhalten eines Aufnahmebilds jedesmal, warm das Streifenmuster um eine Distanz, die kleiner als der Abstand zwischen den Streifen ist, bewegt wird. Dreidimensionalen Formdaten werden durch das Bestimmen der Aufnahmezeit mit einer maximalen Leuchtdichte jedes Pixels aus dem Leuchtdichtewert jedes Aufnahmebilds und das Wandeln der Zeit zu Höheninformationen erhalten.
  • Die Raumcodierungsmethode ist eine Beleuchtungsmethode zum sequentiellen Projizieren, auf ein Messzielobjekt W, einer Vielzahl von Streifenmustern mit verschiedenen Streifenbreiten, wobei das Verhältnis zwischen Schwarz und Weiß bei 50% liegt, und zum Erhalten von Aufnahmebildern. Dreidimensionale Formdaten werden durch das Bestimmen des Codewerts jedes Pixels aus dem Leuchtdichtewert jedes Aufnahmebilds und durch das Wandeln des Werts zu Höheninformationen erhalten.
  • Die Mustererzeugungseinheit 243 kann die oben genannten Streifenmuster als zweidimensionale Muster erzeugen. Gemäß der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 werden die Mehrschlitzmethode und das Raumcodierungsmethode in einer Kombination verwendet, um hochaufgelöste dreidimensionale Formdaten mit einer hohen Genauigkeit zu erhalten.
  • Weiterhin sind in der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 zwei Lichtprojektionseinheiten 24 links-rechts-symmetrisch auf beiden Seiten der Lichtempfangseinheit 25 angeordnet, Entsprechende Lichtprojektionsachsen J2 und J3 der Lichtprojektionseinheiten 24 sind in Bezug auf eine Lichtempfangsachse J1 der Lichtempfangseinheit 25 geneigt, damit das Prinzip der Triangulation angewendet werden kann. An den Lichtprojektionseinheiten 24 sind die Lichtprojektionsachsen J2 und J3 geneigt, indem die Lichtprojektionslinsen 244 zu der Lichtempfangsachse J1 in Bezug auf die optischen Achsen der Projektionslichtquellen 241, der Kollektorlinsen 242 und der Mustererzeugungseinheiten 243 versetzt werden. Indem eine derartige Konfiguration verwendet wird, kann die Messeinheit 2 im Vergleich dazu, das eine Neigung der gesamten Lichtprojektionseinheiten 24 veranlasst wird, verkleinert werden.
  • Die Texturbeleuchtung-Emissionseinheiten 26 emittieren, zu dem Messzielobjekt W auf der Ablage 21, ein gleichmäßiges Beleuchtungslicht aus sichtbarem Licht für das Erfassen der Farbe oder des Musters des Messzielobjekts W als Oberflächentexturinformationen. Die Texturbeleuchtungs-Emissionseinheiten 26 sind derart angeordnet, dass sie die Lichtempfangslinse 251 der Lichtempfangseinheit 25 umgeben, wobei die Lichtprojektionsachsen der Texturbeleuchtung-Emissionseinheiten 26 im Wesentlichen parallel zu den Lichtempfangsachsen J1 der Lichtempfangseinheit 25 sind. Im Gegensatz zu einer Beleuchtung von den Lichtprojektionseinheiten 24 ist es also weniger wahrscheinlich, dass ein Schatten an dem Messzielobjekt W gebildet wird, wobei der tote Winkel während des Aufnehmens klein vorgesehen wird.
  • Das Steuersubstrat 27 ist eine Leiterplatte, die mit einer Steuerschaltung zum Steuern der Drehantriebseinheit 23, einer Treiberschaltung zum Treiben der Projektionslichtquelle 241 und der Mustererzeugungseinheit 243 der Lichtprojektionseinheit 24, einer Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines Empfangenes-Licht-Signals von dem Bildsensor 252 der Lichtempfangseinheit 25 usw. versehen ist.
  • <Steuereinrichtung 4>
  • Die Steuereinrichtung 4 ist eine Steuereinrichtung für die Messeinheit 2 und wird durch eine Texturlichtquelle 41 zum Erzeugen eines Beleuchtungslichts für eine Texturbeleuchtung, ein Steuersubstrat 42 mit einer Treiberschaltung für die Texturlichtquelle 41 usw. und einer Stromquelle 43 zum Zuführen von Strom zu den Einrichtungen in der Messeinheit 2 konfiguriert. Die Texturlichtquelle 41 leuchtet zum Beispiel sequentiell ein entsprechendes Beleuchtungslicht in den Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B), um ein Farbtexturbild aus einem Aufnahmebild zu erhalten. Weil der Bildsensor 242 ein monochromer Bildsensor ist, können keine Farbinformationen erhalten werden, wenn Texturinformationen unter Verwendung einer weißen Lichtquelle für die Texturlichtquelle 41 erhalten werden. Dementsprechend führt die Texturlichtquelle 41 eine Beleuchtung mit einem Wechseln zwischen RGB durch.
  • Und wenn ein monochromes Texturbild ausreicht, kann eine weiße Lichtquelle wie etwa eine weiße LED oder eine Lichtquelle, die gleichzeitig einfarbiges Licht in RGB emittiert, für die Texturlichtquelle 41 verwendet werden. Und wenn eine gewisse Reduktion der Messgenauigkeit zulässig ist, kann ein Farbbildsensor für den Bildsensor 252 verwendet werden. Beleuchtungslicht wird durch eine Lichtführung 3 zu jeder Texturbeleuchtungs-Emissionseinheit 26 der Messeinheit 2 gesendet. Das Steuersubstrat 42 und die Stromquelle 43 sind mit dem Steuersubstrat 27 der Messeinheit 2 verbunden.
  • <Informationsverarbeitungs-Endgerät 5>
  • Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 ist ein Endgerät zum Steuern der Messeinheit 2 und zum Durchführen einer Bildschirmanzeige eines Aufnahmebilds, einer Registrierung von Setzinformationen für eine Dimensionsmessung, einer Erzeugung von dreidimensionalen Formdaten, einer Dimensionsberechnung für ein Messzielobjekt W usw. und ist mit einer Anzeigeeinheit 51, einer Tastatur 52 und einer Maus 53 verbunden. Die Anzeigeeinheit 51 ist eine Monitoreinrichtung zum Anzeigen eines Aufnahmebilds und von Setzinformationen in einem Bildschirminhalt. Die Tastatur 52 und die Maus 53 sind Eingabeeinrichtungen, die durch einen Benutzer verwendet werden, um eine Operationseingabe vorzunehmen. Das Informationsverarbeitungs-Endgerat ist zum Beispiel ein PC und ist mit dem Steuersubstrat 27 der Messeinheit 2 verbunden.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch eine beispielhafte Konfiguration der Messeinheit 2 von 1 zeigt. Die Messeinheit 2 wird durch die Kopfeinheit 20 einschließlich von zwei Abbildungseinheiten 25a und 25b mit verschiedenen Aufnahmevergrößerungen, die Ablage-Halteeinheit 22, die die Ablage 21 derart hält, dass sie um eine Drehachse J4 in der vertikalen Richtung gedreht werden kann, und eine Kopplungseinheit 28 zum Koppeln der Kopfeinheit 20 mit der Ablage-Halteeinheit 22 konfiguriert.
  • Die Kopplungseinheit 28 koppelt die Kopfeinheit 20 und die Ablage-Halteeinheit 22 fix in einem Zustand, in dem die Lichtprojektionsachsen J2 und J3 der Lichtprojektionseinheiten 24 und die Lichtempfangsachsen J11 und J12 der Abbildungseinheiten 25a und 25b in Bezug auf die Drehachse J4 geneigt sind. Dementsprechend ist die relative Positionsbeziehung zwischen der Ablage 21 und den Abbildungseinheiten 25a, 25b konstant und können Teile von Punktwolkendaten einfach gekoppelt und für eine Vielzahl von Abbildungswinkeln bei verschiedenen Drehwinkeln in Bezug auf die Ablage 21 synthetisiert werden.
  • Die Abbildungseinheit 25a ist eine Lichtempfangseinheit 25 mit einer geringen Vergrößerung. Die Abbildungseinheit 25b ist eine Lichtempfangseinheit 25 mit einer Vergrößerung, die größer als diejenige der Abbildungseinheit 25a ist. Die Abbildungseinheiten 25a und 25b sind derart angeordnet, dass die Lichtempfangsachsen J11 und J12 in Bezug auf die Drehachse J4 der Ablage 21 geneigt ist, sodass dreidimensionale Formdaten des gesamten Messzielobjekts erhalten werden können.
  • Zum Beispiel betragen die Neigungswinkel der Lichtempfangsachsen J11 und J12 in Bezug auf die Drehachse J4 ungefähr 45 Grad. Weiterhin ist die Abbildungseinheit 25b unter der Abbildungseinheit 25a angeordnet, sodass die Fokusposition FP der Abbildungseinheit 25b unter der Fokusposition FP der Abbildungseinheit 25a auf der Drehachse J4 der Ablage 21 ist und die Lichtempfangsachse J12 im Wesentlichen parallel zu der Lichtempfangsachse J11 ist.
  • Indem eine derartige Konfiguration verwendet wird, können ein messbarer Bereich R1 der Abbildungseinheit 25a und ein messbarer Bereich R2 der Abbildungseinheit 25b entsprechend auf der Ablage 21 gebildet werden. Die messbaren Bereiche R1 und R2 sind säulenförmige Bereiche, die an den Drehachsen J4 der Ablage 21 zentriert sind, wobei der messbare Bereich R2 innerhalb des messbaren Bereichs R1 ausgebildet ist.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das in den Schritten S101 bis S113 ein Beispiel für die Operation während einer Dimensionsmessung durch die dreidimensionale Messvorrichtung 1 zeigt. Zuerst nimmt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ein Bild eines auf der Ablage 21 platzierten Messzielobjekts W mit der Lichtempfangseinheit 25 auf, zeigt das Aufnahmebild mit der Anzeigeeinheit 51 an und stellt die Helligkeit der projizierten Beleuchtung ein (Schritt S101). Die Helligkeitseinstellung wird durch das Strahlen eines gleichmäßigen Messlichts oder eines Messlichts in der Form eines gemusterten Lichts von den Lichtprojektionseinheiten 24 vorgenommen.
  • Dann wechselt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 zu einer Texturbeleuchtung, erhält ein Aufnahmebild und zeigt des Bild mit der Anzeigeeinheit 51 an und stellt die Heiligkeit der Texturbeleuchtung ein (Schritt S102). Die Helligkeitseinstellung wird durch das sequentielle oder gleichzeitige Strahlen von Beleuchtungslicht in den Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) von den Texturbeleuchtung-Emissionseinheiten 26 vorgenommen. Die Reihenfolge der Schritt S101 und S102 kann auch umgekehrt sein.
  • Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur der Schritte S101 und S102, bis alle Beleuchtungsbedingungen hergestellt wurden. Und wenn ein Benutzer nach dem Herstellen der Beleuchtungsbedingungen angibt, dass eine Messung begonnen werden soll (Schritt S103), wird gemustertes Licht durch die Lichtprojektionseinheiten 24 projiziert (Schritt S104) und wird ein Musterbild erfasst (Schritt S105). Das Musterbild ist ein Aufnahmebild, das durch das Aufnehmen eines Bilds des Messzielobjekts W auf der Ablage 21 erhalten wird. Das Projizieren von gemustertem Licht und das Erfassen eines Aufnahmebilds werden durchgeführt, während die Mustererzeugungseinheit 243 und die Lichtempfangseinheit 25 synchronisiert werden.
  • Dann wechselt die dreidimensionale Messeinheit 1 zu der Texturbeleuchtung und erfasst ein Texturbild (Schritte S106, S107). Das Texturbild wird erhalten, indem eine Vielzahl von Aufnahmebildern zusammengefügt werden, die während des sequentiellen Strahlens eines Beleuchtungslichts in den entsprechenden Farben Rot (R), Grün (G) und Blaut (B) erhalten werden. Während der kontinuierlichen Messung wird die Prozedur der Schritte S104 bis S107 wiederholt, während die Ablage 21 sequentiell zu einer Vielzahl von zuvor angegebenen Abbildungswinkeln gewechselt wird (Schritt S108).
  • Dann analysiert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 das in Schritt S105 erhaltene Musterbild mit einem vorbestimmten Messalgorithmus und erzeugt dreidimensionale Formdaten (Schritt S109). In dem Schritt zum Erzeugen der dreidimensionalen Formdaten werden bei Bedarf Teile von dreidimensionalen Formdaten, die von einer Vielzahl von Aufnahmebildern mit verschiedenen Abbildungswinkeln erhalten werden, synthetisiert. Dann mappt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 das Texturbild auf die erzeugten dreidimensionalen Formdaten (Schritt S110) und zeigt das Ergebnis mit der Anzeigeeinheit 51 als die dreidimensionale Form des Messzielobjekts W an (Schritt S111).
  • Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur der Schritte S101 bis S111 für eine gewünschte Messposition, bis die dreidimensionalen Formdaten erhalten werden, während die Abbildungswinkel, die Aufnahmebedingungen oder ähnliches geändert werden (Schritt S112). Und wenn gewünschte Daten erhalten wurden und ein Befehl für eine Datenanalyse durch den Benutzer ausgegeben wird, führt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Datenanalyse der dreidimensionalen Formdaten mit einem Anwendungsprogramm für eine Dimensionsmessung durch und berechnet die Dimensionen des Messzielobjekts W (Schritt S113).
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das in den Schritten S201 bis S211 ein Beispiel für die detaillierte Operation des Schritts S101 (Einstellung der Helligkeit der projizierten Beleuchtung) in 3 zeigt und eine Operation der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 zeigt. Zuerst betreibt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Lichtprojektionseinheit 24 auf der linken Seite (Schritt S201) und empfängt eine Einstellung der Helligkeit durch den Benutzer (Schritt S202).
  • Dann empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Auswahl einer Aufnahmevergrößerung durch den Benutzer. Und wenn die Aufnahmevergrößerung geändert wird, wechselt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 zu der entsprechenden Abbildungseinheit 25a oder 25b (Schritt S203). Wenn dabei eine Beleuchtung nicht an der gewünschten Messposition ist, dreht die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Ablage 21 basierend auf der Benutzerbetätigung und stellt die Position und die Haltung des Messzielobjekts W ein (Schritte S204, S205). Eine Einstellung der Position und der Haltung kann durchgeführt werden, während die Lichtprojektionseinheiten 24 auf der linken und rechten Seite gleichzeitig leuchten.
  • Wenn dann die Helligkeit an der Messposition nicht angemessen ist, empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 erneut eine Einstellung der Helligkeit durch den Benutzer (Schritte S206, S207). Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur der Schritte S203 bis S207, bis der Benutzer ein Ende der Einstellung angibt (Schritt S208).
  • Wenn darin ein Ende der Einstellung durch den Benutzer angegeben wird, registriert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 durch den Benutzer angegebene Beleuchtungsbedingungen als Setzinformationen und wechselt zu der Lichtprojektionseinheit 24 auf der rechten Seite (Schritt S209) und empfängt eine Einstellung der Helligkeit durch den Benutzer (Schritt S210). Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur in Schritt S210, bis ein Ende der Einstellung durch den Benutzer angegeben wird. Und wenn ein Ende der Einstellung durch den Benutzer angegeben wird, werden durch den Benutzer angegebene Beleuchtungsbedingungen als Setzinformationen registriert und wird der Prozess beendet (Schritt S211).
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das in den Schritten S301 bis S313 ein Beispiel für die detaillierte Operation des Schritts S102 (Einstellung der Helligkeit der Texturbeleuchtung) in 3 zeigt, und zeigt eine Operation der dreidimensionalen Messvorrichtung 1. Zuerst betreibt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Texturbeleuchtung (Schritt S301) und empfängt eine Einstellung der Helligkeit durch den Benutzer (Schritt S302). Wenn die Helligkeit an einem Messteil nicht angemessen ist (Schritt S303), wiederholt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Prozedur in Schritt S302 und empfängt erneut eine Einstellung der Helligkeit durch den Benutzer.
  • Dann empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Auswahl einer Bildqualität eines Texturbilds durch den Benutzer (Schritt S304). Und wenn eine normale Bildqualität ausgewählt wird, designiert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die normale Bildqualität, registriert als Setzinformationen die Beleuchtungsbedingungen und die Aufnahmebedingungen, die durch den Benutzer designiert werden, und beendet den Prozess (Schritt S313).
  • Wenn dagegen eine Vollfokus-Bildqualität durch den Benutzer ausgewählt wird, designiert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Vollfokus-Bildqualität (Schritte S305, S306). Die Vollfokus-Bildqualität ist eine Bildqualität, die durch einen Tiefenkompositionsprozess erhalten wird, wobei ein vollständig fokussiertes Bild erhalten werden kann, indem eine Vielzahl von Aufnahmebildern, die mit jeweils anderen Fokusposition erhalten wurden, zusammengefügt werden.
  • Wenn dann eine HDR (High Dynamic Range)-Bildqualität durch den Benutzer ausgewählt wird, designiert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die HDR-Bildqualität (Schritte S307, S308). In Entsprechung zu der HDR-Bildqualität kann ein Bild mit einem großen dynamischen Bereich erhalten werden, indem eine Vielzahl von Aufnahmebildern, die mit jeweils anderen Belichtungszeiten erhalten wurden, synthetisiert werden.
  • Wenn dann eine Prüfung eines Texturbilds durch den Benutzer angegeben wird (Schritt S309), erhält die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ein Aufnahmebild basierend auf den Beleuchtungsbedingungen und den Aufnahmebedingungen, die durch den Benutzer designiert werden (Schritt S310), erstellt ein Texturbild und zeigt das Bild durch die Anzeigeeinheit 51 an (Schritt S311).
  • Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur der Schritte S305 bis S311, bis ein Ende der Einstellung durch den Benutzer angegeben wird. Und wenn ein Ende der Einstellung durch den Benutzer angegeben wird, registriert die dreidimensionale Messvorrichtung 1, als Setzinformationen, die Beleuchtungsbedingungen und die Aufnahmebedingungen, die durch den Benutzer designiert werden, und beendet den Prozess (Schritt S312).
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das in den Schritten S401 bis S413 ein Beispiel für die detaillierte Operation des Schritts S113 (Datenanalyse) in 3 zeigt, und zeigt eine Operation der dreidimensionalen Messvorrichtung 1. Zuerst liest die dreidimensionale Messvorrichtung 1 basierend auf einer Benutzerbetätigung dreidimensionale Formdaten in Entsprechung zu einem vorbestimmten Datenformat und zeigt die dreidimensionale Form des Messzielobjekts W durch die Anzeigeeinheit 51 an (Schritte S401, S402).
  • Dann führt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Vorverarbeitung wie etwa eine Rauschentfernung, ein Füllen, eine Löschung von unnötigen Daten usw. durch (Schritt S403) und empfängt eine Einstellung einer Anzeigevergrößerung und Haltung durch den Benutzer (Schritt S404).
  • Dann empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Designation einer Punktwolke aus der angezeigten dreidimensionalen Form für das Extrahieren eines geometrischen Elements an der Messposition (Schritt S405). Dann empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Designation eines Formtyps für das geometrische Element (Schritt S406). Der Formtyp kann ein Punkt, eine Linie, ein Kreis, eine Ebene, eine Kugel, ein Zylinder, ein Kegel oder ähnliches sein. Die Reihenfolge der Schritte S405 und S406 kann auch umgekehrt sein.
  • Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 wiederholt die Prozedur in den Schritten S405 und S406, bis die Designation einer Punktwolke und des Formtyps für alle geometrischen Elemente abgeschlossen ist (Schritt S407). Und wenn die Designation einer Punktwolke und des Formtyps abgeschlossen ist, wird eine Auswahl eines geometrischen Elements durch den Benutzer empfangen (Schritt S408). Dann empfängt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Auswahl eines Dimensionstyps für das ausgewählte geometrische Element (Schritt S409). Der Dimensionstyp kann eine Distanz, ein Winkel, eine geometrische Toleranz, ein Durchmesser oder ähnliches sein. Die Reihenfolge der Schritte S408 und S409 kann auch umgekehrt sein.
  • Dann spezifiziert die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ein geometrisches Element, indem sie eine Grundform mit einer Punktwolke für das ausgewählte geometrische Element passt, und berechnet einen Dimensionswert zwischen den geometrischen Elementen (Schritt S410). Dann zeigt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 den Dimensionswert in Assoziation mit der Messposition auf der dreidimensionalen Form des Messzielobjekts W an (Schritt S411). Wenn andere gewünschte Messpositionen vorhanden sind, wiederholt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Prozedur der Schritte S408 bis S411 (Schritt S412). Und wenn keine anderen gewünschten Messpositionen vorhanden sind, gibt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 das Messergebnis aus und beendet den Prozess (Schritt S413).
  • Im Folgenden wird eine detailliertere Konfiguration der dreidimensionalen Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 bis 16 beschrieben.
  • <Informationsverarbeitungs-Endgerät 5>
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Funktionskonfiguration des Informationsverarbeitungs-Endgeräts 5 in 1 zeigt. Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 wird durch eine Messsteuereinheit 10, eine Formdaten-Erzeugungseinheit 11, eine Formdaten-Speichereinheit 12, eine Anzeigesteuereinheit 13, eine Bezugsebenen-Extraktionseinheit 14, eine Haltungsänderungseinheit 15, eine Schnittlinien-Designationseinheit 16, eine Querschnittprofil-Erhaltungseinheit 17, eine Querschnitt-Messeinheit 18, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 19a und eine Kantenextraktionseinheit 19b konfiguriert.
  • Die Messsteuereinheit 10 stellt den Abbildungswinkel ein, indem sie die Drehantriebseinheit 23 basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 steuert, und steuert die Strahlung des Messlichts durch die Lichtprojektionseinheit 24.
  • Die Formdaten-Erzeugungseinheit 11 erzeugt dreidimensionale Formdaten, die die dreidimensionale Form eines Messzielobjekts W basierend auf einem Empfangenes-Licht-Signal von der Lichtempfangseinheit 25 wiedergeben, und speichert die Daten in der Formdaten-Speichereinheit 12. Die dreidimensionalen Formdaten bestehen aus Teilen von Positionsinformationen einer Vielzahl von Messpositionen in einem dreidimensionalen Raum und werden aus einer Vielzahl von Musterbildern erzeugt, die jeweils erhalten werden, wenn ein als Messlicht auf das Messzielobjekt W projiziertes Streifenmuster bewegt wird. Die zuvor gemessenen dreidimensionalen Formdaten werden in der Formdaten-Speichereinheit 12 gespeichert.
  • Die Anzeigesteuereinheit 13 steuert die Anzeigeeinheit 51 basierend auf den dreidimensionalen Formdaten in der Formdatenspeichereinheit 12 und zeigt die dreidimensionale Form des Messzielobjekts W in einem Messbildschirminhalt an. Zum Beispiel wird die dreidimensionale Form derart in dem Messbildschirminhalt angezeigt, dass ein Objektkörper mit einer großen Anzahl von dreidimensional angeordneten Messpunkten von einer vorbestimmten Perspektive zu sehen ist. Die Position der dreidimensionalen Form (des Objektkörpers} an dem Messbildschirm, die Perspektive und die Anzeigegröße können beliebig designiert werden.
  • Die Bezugsebenen-Extraktionseinheit 14 spezifiziert basierend auf einer Designation einer Position aus einer angezeigten dreidimensionalen Form eine Ebene, die als ein Bezug beim Schneiden der dreidimensionalen Form verwendet werden soll, und verwendet die Form als die Bezugsebene. Eine Designation einer Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt, und eine Punktwolke für das Extrahieren einer Ebene als eines geometrischen Elements wird ausgewählt. Die Punktwolke besteht aus wenigstens zwei Messpunkten und wird durch eine Designation, mittels einer Mausbetätigung oder von ähnlichem, einer Figur wie etwa eines Polygons, das eine gewünschte Punktwolke in dem Messbildschirminhalt umgibt, ausgewählt. Weiterhin wird durch das Designieren einer Position auf der dreidimensionalen Form in dem Messbildschirminhalt mittels einer Mausbetätigung oder von ähnlichem eine Punktwolke einschließlich der Position und Passung der Ebene ausgewählt. Die Bezugsebene wird als eine mit der ausgewählten Punktwolke gepasste Grundform spezifiziert.
  • Ein wohlbekanntes statistisches Verfahren kann als das Verfahren zum Passen der Grundform mit einer Punktwolke verwendet werden. Zum Beispiel werden die dreidimensionale Position, die Haltung und die Größe eines geometrischen Elements durch die Methode der kleinsten Quadrate basierend auf Distanzen zwischen der Grundform und den Messpunkten der Punktwolke spezifiziert. Positionsinformationen der Bezugsebene werden in der Formdaten-Speichereinheit 12 gespeichert.
  • Weiterhin bestimmt die Bezugsebenen-Extraktionseinheit 14 basierend auf der Form der Bezugsebene die Bezugsachse und die Drehmitte der Bezugsebene. Weil eine Punktwolke endlich ist, ist eine extrahierte Bezugsebene eine Ebenenform mit einer endlichen Kante. Wenn zum Beispiel eine Bezugsebene im Wesentlichen rechteckig ist, wird eine gerade Linie parallel zu der langen Seite als die Bezugsachse designiert und wird eine Kreuzung der diagonalen Linien als die Drehmitte designiert. Weiterhin nimmt die Bezugsebenen-Extraktionseinheit 14 eine zuvor in Bezug auf eine dreidimensionale Form designierte Koordinatenebene als eine Bezugsebene. Und wenn entsprechend eine extrahierte Bezugsebene eine andere Form als ein Rechteck aufweist, wird eine Koordinatenebene, in der die normale Linie der Bezugsebene, die als die Bezugsachse extrahierte Hauptachse der Trägheit der Bezugsebene, und der Schwerpunkt der Bezugsebenenform als die Drehmitte designiert sind, als die Bezugsebene genommen.
  • Um die Bezugsebene normal auszurichten, dreht die Haltungsänderungseinheit 15 die dreidimensionale Form derart, dass die normale Linie der Bezugsebene orthogonal zu der Messbildfläche ist. Und um die Bezugsebene in der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung auszurichten, dreht die Haltungsänderungseinheit 15 die dreidimensionale Form derart, dass die normale Linie der Bezugsebene parallel zu der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung der Messbildfläche ist.
  • Die Haltungsänderungseinheit 15 dreht die dreidimensionale Form derart, dass die in der Bezugsebene bestimmte Bezugsachse mit der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts zusammenfällt. Und wenn die Bezugsebene normal ausgerichtet wird, dreht die Haltungsänderungseinheit 15 basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 die dreidimensionale Form um eine gerade Linie, die sich durch die in der Bezugsebene bestimmte Drehmitte erstreckt und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt ist. Und wenn die Bezugsebene in der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung ausgerichtet wird, dreht die Haltungsänderungseinheit 15 die dreidimensionale Form um eine gerade Linie, die sich durch die in der Bezugsebene bestimmte Drehmitte erstreckt und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt ist.
  • Die Schnittlinien-Designationseinheit 16 empfängt eine Designation einer Schnittlinie in dem Messbildschirminhalt. Positionsinformationen der Schnittlinie werden in der Formdaten-Speichereinheit 12 gespeichert. Die Schnittlinien-Designationseinheit 16 bestimmt eine Schnittlinie basierend auf einer Designation einer Position von einer dreidimensionalen Form, deren Haltung zum Beispiel durch eine Drehung geändert wurde. Die Designation der Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt, wobei zum Beispiel ein Liniensegment, das die zwei durch den Benutzer an dem Bildschirminhalt designierten Positionen verbindet, als die Schnittlinie designiert wird.
  • Die Querschnittprofil-Erhaltungseinheit 17 erhält ein Querschnittprofil aus dreidimensionalen Formdaten in der Formdaten-Speichereinheit 12 und speichert das Querschnittprofil in der Formdaten-Speichereinheit 12. Das Querschnittprofil besteht aus Formdaten, die die Form einer durch ein Schneiden dreidimensionalen Form, deren Haltung durch eine Drehung geändert wurde, entlang der Schnittlinie erhaltenen Schnittfläche wiedergeben. Die Schnittfläche ist eine ebene oder gekrümmte Fläche, die senkrecht zu der Messbildfläche ist.
  • Die Querschnitt-Messeinheit 18 führt eine Dimensionsmessung basierend auf einem durch die Querschnittprofil-Erhaltungseinheit 17 erhaltenen Querschnittprofil durch. Zum Beispiel wird die Dimensionsmessung durchgeführt, indem eine Messposition, die Form eines Messelements und der Dimensionstyp für das in dem Messbildschirminhalt angezeigte Querschnittprofil designiert werden. Das Messergebnis für den Dimensionswert wird auf das in dem Messbildschirminhalt angezeigte Querschnittprofil überlagert angezeigt.
  • Die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 19a spezifiziert ein geometrisches Element basierend auf einer Designation einer Position aus einer angezeigten dreidimensionalen Form. Eine Designation einer Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt. Ein geometrisches Element wird spezifiziert, indem eine Punktwolke durch eine Designation einer Position ausgewählt wird und eine zuvor designierte Grundform mit der ausgewählten Punktwolke gepasst wird.
  • Die Schnittlinien-Designationseinheit 16 bestimmt eine Schnittlinie basierend auf einer Projektionsfigur eines durch die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 19a extrahierten und auf die Messbildfläche projizierten geometrischen Elements. Wenn das geometrische Element eine Ebene ist, wird die Kreuzungslinie zwischen der Ebene und der Messbildfläche als die Schnittlinie designiert. Und wenn das geometrische Element ein Zylinder ist, wird eine Projektionsfigur der Mittenachse des auf die Messbildfläche projizierten Zylinders, d. h. eine gerade Linie als die Schnittlinie designiert. Weiterhin kann eine gerade Linie, die durch das Wiederverwenden der Kreuzung der Mittenachse des Zylinders mit der Bezugsebene (Messbildfläche) als einem Punkt und durch das weitere Designieren eines anderen Punkts erzeugt wird, als die Schnittlinie verwendet werden.
  • Die Kantenextraktionseinheit 19b extrahiert eine Kante aus einem Projektionsbild, das die auf die Messbildfläche projizierte dreidimensionale Form ist, basierend auf einer Designation einer Position an dem Messbildschirm. Die Kante wird basierend auf der Leuchtdichte extrahiert. Dabei kann das Projektionsbild ein Distanzbild sein, das durch das Ersetzen der Position in der Projektionsrichtung der dreidimensionalen Formdaten in Entsprechung zu einer äußersten Fläche in der Projektionsrichtung, d. h. der Distanz in der Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt, durch Leuchtdichteninformationen erhalten wird, oder kann ein Texturbild in Entsprechung zu Texturinformationen der dreidimensionalen Formdaten in Entsprechung zu einer äußersten Fläche in der Projektionsrichtung sein. Die Schnittlinien-Designationseinheit 16 bestimmt die Schnittlinie basierend auf der durch die Kantenextraktionseinheit 19b extrahierten Kante. Zum Beispiel wird eine gerade Linie, die senkrecht oder parallel zu einer mit einer Vielzahl von Kantenpunkten gepassten geraden Linie ist und durch eine vorbestimmte Distanz von dieser getrennt ist, als die Schnittlinie designiert werden. Weiterhin wird ein Kreis, der konzentrisch mit einem mit einer Vielzahl von Kantenpunkten gepassten Kreis ist und durch eine vorbestimmte Distanz von dieser getrennt ist, als die Schnittlinie designiert werden.
  • <Messbildschirminhalt 6>
  • 8 ist ein Diagramm, der ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungsanschluss 5 von 7 zeigt, und zeigt einen Messbildschirminhalt 6, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Messbildschirminhalt 6 ist ein Betätigungsbildschirminhalt für das Durchführen einer Dimensionsmessung an einer durch das Schneiden einer dreidimensionalen Form erhaltenen Schnittfläche und wird durch die Anzeigeeinheit 51 während des Setzens einer Bezugsebene angezeigt.
  • Der Messbildschirminhalt 6 enthält einen Dreidimensionale-Form-Anzeigeabschnitt 60 zum Anzeigen einer dreidimensionalen Form eines Messzielobjekts W und einen Betätigungsabschnitt 61 zum Designieren einer Bezugsebene. Der Betätigungsabschnitt 61 ist rechts von dem Dreidimerisionale-Form-Anzeigeabschnitt 60 angeordnet. Ein Pulldown-Menü 62, eine Erstellen-Schaltfläche 63 und eine Detail-Setzen-Schaltfläche 64 sind in dem Betätigungsabschnitt 61 angeordnet.
  • Das Pulldown-Menü 62 ist ein Betätigungsobjekt, das verwendet wird, um eine Bezugsebene unter Verwendung von zuvor extrahierten geometrischen Elementen zu designieren. Bei einer Betätigung des Pulldown-Menüs 62 werden zuvor aus der angezeigten dreidimensionalen Form extrahierte geometrische Elemente in einer Liste angezeigt. Ein aus dem Pulldown-Menü 62 ausgewähltes geometrisches Element kann als die Bezugsebene designiert werden.
  • Die Erstellen-Schaltfläche 63 ist ein Betätigungssymbol, das verwendet wird, um eine neue Bezugsebene zu erstellen. Die Erstellen-Schaltfläche 63 kann betätigt werden, indem eine Klickbetätigung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem sich ein Mauszeiger 7 an der Erstellen-Schaltfläche 63 befindet. Die Detail-Setzen-Schaltfläche 64 ist ein Betätigungssymbol, das verwendet wird, um die dreidimensionale Form derart zu drehen, dass die Bezugsebene mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 6 ausgerichtet ist, oder um eine zuvor in Bezug auf die dreidimensionale Form designierte Koordinatenebene als die Bezugsebene zu designieren.
  • 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Betätigung während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt den Messbildschirminhalt 6 nach der Extraktion einer Bezugsebene 8 aus der angezeigten dreidimensionalen Form. Der Messbildschirminhalt 6 ist ein Bezugsebenenerstellungs-Bildschirminhalt, der angezeigt wird, wenn die Erstellen-Schaltfläche 63 betätigt wird, wobei ein Elementname-Eingabeabschnitt, eine Anzeigeeinstellung-Schaltfläche, ein Designationsmethode-Eingabeabschnitt 65, eine OK-Schaltfläche 66 und eine Abbrechen-Schaltfläche in dem Betätigungsabschnitt 61 angeordnet sind.
  • Ein Elementname wird automatisch zu einer neu erstellten Bezugsebene 8 zugewiesen. Weiterhin kann der Anzeigemodus der Bezugsebene 8 wie etwa die Anzeigefarbe geändert werden, indem die Anzeigeeinstellung-Schaltfläche betätigt wird. Der Eingabeabschnitt 65 ist ein Betätigungsobjekt, das verwendet wird, um eine Designationsmethode für einen Bereich, aus dem eine Bezugsebene zu extrahieren ist, auszuwählen, wobei auswählbare Designationsmethoden als eine Liste in der Form eines Pulldown-Menüs angezeigt werden.
  • Die Designationsmethoden eines Bereichs können eine Designationsmethode mittels einer Klickbetätigung, eine Designationsmethode mittels einer Kombination aus einer Tastenbetätigung und einer Klickbetätigung, eine Designationsmethode mittels einer Vielzahl von Punkten, eine Designationsmethode mittels einer Ziehen-Betätigung usw. sein. Bei der Designationsmethode mittels einer Klickbetätigung wird eine Klickbetätigung durchgeführt, während eine Position an einer dreidimensionalen Form durch den Mauszeiger 7 designiert wird, und wird die Ebene an der Position automatisch als die Bezugsebene 8 extrahiert.
  • Die aus der dreidimensionalen Form extrahierte Bezugsebene 8 wird derart angezeigt, dass sie von der als Extraktionsquelle dienenden dreidimensionalen Form unterschieden werden kann. Zum Beispiel ist die Bezugsebene 8 rot gefärbt und wird auf die dreidimensionale Form überlagert angezeigt. Weiterhin ist die Bezugsebene 8 ein rechteckiger Bereich. Wenn die OK-Schaltfläche 66 betätigt wird, wird die aus der dreidimensionalen Form extrahierte Bezugsebene 8 hergestellt und wird ein Haltungsänderungsprozess zum derartigen Drehen der dreidimensionalen Form, dass die Bezugsebene 8 eine spezifische Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 6 einnimmt, durchgeführt.
  • 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerat 5 in 7 zeigt, und zeigt den Messbildschirminhalt 6 nach einer normalen Ausrichtung der Bezugsebene 8. Der Messbildschirminhalt 6 ist ein Setzbildschirminhalt für eine Bezugsebene, der beim Designieren der Bezugsebene 8 angezeigt wird, wobei die dreidimensionale Form, die derart gedreht wurde, dass die Bezugsebene 8 normal zu dem Messbildschirminhalt 6 ausgerichtet ist, in dem Dreidimensionale-Form-Anzeigeabschnitt 60 angezeigt wird. Eine normale Ausrichtung der Bezugsebene 8 zu dem Messbildschirminhalt 6 bedeutet, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 orthogonal zu dem Messbildschirminhalt 6 ist.
  • Die Bezugsebene 8 ist ein Rechteck mit einer langen Seite 8a und einer kurzen Seite 8b, wobei die lange Seite 8a als die Bezugsachse designiert ist und eine Kreuzung 8c von diagonalen Linien als die Drehmitte designiert ist. Die dreidimensionale Form in dem Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitt 60 ist derart angeordnet, dass die Bezugsebene 8 dem Messbildschirminhalt 6 normal zugewandt ist und die Bezugsachse der Bezugsebene 8 mit der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts 6 zusammenfällt. Weiterhin ist die dreidimensionale Form derart angeordnet, dass die Drehmitte der Bezugsebene 8 im Wesentlichen in der Mitte des Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitts 60 positioniert ist. Mit einer derartigen Konfiguration kann die Sichtqualität bei einer Drehung der Bezugsebene 8 für eine Positionierung mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 6 verbessert werden.
  • Der Betätigungsabschnitt 61 enthält einen Designierte-Ebene-Eingabeabschnitt 67, ein Umkehr-Kontrollkästchen, einen Drehwinkel-Eingabeabschnitt und einen Koordinatenebenen-Designationsabschnitt. Der Eingabeabschnitt 67 ist ein Betätigungsobjekt, das für das Designieren der Haltung der Bezugsebene 8 verwendet wird, wobei eine xy-Ebene, eine yz-Ebene und eine zx-Ebene aus dem Pulldown-Menü ausgewählt werden können.
  • In diesem Fall wird der Messbildschirminhalt 6 als die xy-Ebene designiert, wobei die laterale Richtung der x-Achse entspricht und die vertikale Richtung der y-Achse entspricht. Wenn die yz-Ebene als die designierte Ebene designiert wird, wird die dreidimensionale Form derart gedreht, dass die Bezugsebene 8 parallel zu der yz-Ebene ist. Und wenn die zx-Ebene als die designierte Ebene designiert wird, wird die dreidimensionale Form derart gedreht, dass die Bezugsebene 8 parallel zu der zx-Ebene ist.
  • Das Umkehr-Kontrollkästchen ist ein Eingabeabschnitt, der für das Umkehren der Bezugsebene 8 verwendet wird, wobei die dreidimensionale Form durch das Setzen eines Häkchens gedreht werden kann, um die Vorder- und Rückseite der Bezugsebene 8 zu invertieren. Der Drehwinkel-Eingabeabschnitt ist ein Eingabeabschnitt, der für das Drehen der dreidimensionalen Form um eine gerade Linie, die senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 6 ist, verwendet werden kann, wobei der Drehwinkel durch das Inkrementieren oder Dekrementieren eines numerischen Werts oder durch das Bewegen eines Schiebereglers designiert wird.
  • Wenn die xy-Ebene als die designierte Ebene designiert wird, kann die dreidimensionale Form um eine gerade Linie gedreht werden, die sich durch die Drehmitte der Bezugsebene 8 erstreckt und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 6 ist. Mit einer derartigen Konfiguration kann die Sichtqualität beim Drehen der dreidimensionalen Form für eine Positionierung der Bezugsebene 8 mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 6 verbessert werden.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt den Messbildschirminhalt 6 mit einer in einer lateralen Richtung ausgerichteten Bezugsebene 8. Der Messbildschirminhalt 6 ist ein Setzbildschirminhalt für einen Fall, in dem die yz-Ebene als der designierte Bildschirminhalt designiert ist und die dreidimensionale Form, die derart gedreht wurde, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 parallel zu der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts 6 ist, in dem Dreidimensionaler-Form-Anzeigebildschirminhalt 60 angezeigt wird.
  • In diesem Fall wird die lange Seite 8a der Bezugsebene 8 als die Bezugsachse designiert. Die dreidimensionale Form in dem Dreidimensionale-Form-Anzeigeabschnitt 60 ist derart angeordnet, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 parallel zu der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts 6 ist und die Bezugsachse der Bezugsebene 8 mit der vertikalen Richtung des Messbildschirminhalts 6 zusammenfällt. Weiterhin ist die dreidimensionale Form derart angeordnet, dass die Kreuzung 8c der Bezugsebene 8 im Wesentlichen in der Mitte des Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitts 60 positioniert ist. Die dreidimensionale Form kann dann um eine gerade Linie, die sich durch die Kreuzung 8c erstreckt und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 6 ist, herum gedreht werden, indem ein Drehwinkel designiert wird.
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Setzens einer Bezugsebene an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt den Messbildschirminhalt 6 mit der in einer vertikalen Richtung ausgerichteten Bezugsebene 8. Der Messbildschirminhalt 6 ist ein Setzbildschirminhalt für einen Fall, in dem die zx-Ebene als der designierte Bildschirminhalt designiert ist, wobei die dreidimensionale Form, die derart gedreht wurde, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 parallel zu der vertikalen Richtung des Messbildschirms 6 ist, in dem Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitt 60 angezeigt wird.
  • Weiterhin wird in diesem Fall die lange Seite 8a der Bezugsebene 8 als die Bezugsachse designiert. Die dreidimensionale Form in dem Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitt 60 ist derart angeordnet, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 parallel zu der vertikalen Richtung des Messbildschirminhalts 6 ist und die Bezugsachse der Bezugsebene 8 mit der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts 6 zusammenfällt. Weiterhin ist die dreidimensionale Form derart angeordnet, dass die Kreuzung 8c der Bezugsebene 8 im Wesentlichen in der Mitte des Dreidimensionaler-Form-Anzeigeabschnitts 60 positioniert ist. Die dreidimensionale Form kann um eine gerade Linie, die sich durch die Kreuzung 8c erstreckt und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 6 ist, gedreht werden, indem ein Drehwinkel designiert wird.
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während der Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt einen Messbildschirminhalt 9, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Messbildschirminhalt 9 ist ein Betätigungsbildschirminhalt für das Durchführen einer Dimensionsmessung an einer durch das Schneiden einer dreidimensionalen Form erhaltenen Schnittfläche und wird durch die Anzeigeeinheit 51 während der Querschnittmessung angezeigt.
  • Der Messbildschirminhalt 9 enthält einen Dreidimensionale-Form-Anzeigeabschnitt 91, einen Projektionsbild-Anzeigeabschnitt 92, einen Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt 95 und Betätigungsabschnitte 96 und 97. Die Anzeigeabschnitte 91, 92 und der Betätigungsabschnitt 96 sind in der oberen Hälfte des Messbildschirminhalts 9 angeordnet, und der Anzeigeabschnitt 95 und der Betätigungsabschnitt 97 sind in der unteren Hälfte angeordnet. Der Anzeigeabschnitt 91 ist links von dem Anzeigeabschnitt 92 angeordnet, und der Betätigungsabschnitt 96 ist rechts von dem Anzeigeabschnitt 92 angeordnet. Der Betätigungsabschnitt 97 ist rechts von dem Anzeigeabschnitt 95 angeordnet.
  • Die dreidimensionale Form eines Messzielobjekts W wird in dem Anzeigeabschnitt 91 angezeigt. Zum Beispiel wird eine dreidimensionale Form nach einer Extraktion der Bezugsebene 8 angezeigt. Der Anzeigeabschnitt 92 ist ein Anzeigeabschnitt für das Anzeigen eines Projektionsbilds, das durch das Projizieren der dreidimensionalen Form auf den Messbildschirminhalt 9 erhalten wird, wobei das Projektionsbild aus einer dreidimensionalen Form erzeugt wird, die derart gedreht wurde, dass die Bezugsebene 8 mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 9 positioniert ist. Zum Beispiel wird ein Projektionsbild angezeigt, das einer dreidimensionalen Form entspricht, die derart gedreht wurde, dass die normale Linie der Bezugsebene 8 parallel zu der vertikalen Richtung des Messbildschirminhalts 6 ist.
  • Werkzeug-Schaltflächen für das Designieren einer Schnittlinie 93 und eine Löschen-Schaltfläche für das Löschen der Schnittlinie 93 sind in dem Betätigungsabschnitt 96 angeordnet. Durch eine Betätigung der Werkzeug-Schaltfläche kann die Schnittlinie 93 zum Erhalten eines Querschnittprofils für das in dem Anzeigeabschnitt 92 angezeigte Projektionsbild designiert werden. Die Schnittlinie 93 ist eine eindimensionale geometrische Figur in dem Messbildschirminhalt 9.
  • Die über die Werkzeug-Schaltflächen auswählbaren Designationsmethoden umfassen ein Liniensegment, eine senkrechte Linie, eine horizontale Linie, eine gerade Linie, eine senkrechte, parallele Linie, einen Kreis, einen konzentrischen Kreis, einen Winkel, einen Bogen und eine Zickzacklinie. Zum Beispiel werden gemäß einer Designationsmethode basierend auf einem Liniensegment zwei Punkte auf dem Projektionsbild designiert und wird eine die zwei Punkte verbindende gerade Linie als die Schnittlinie 93 designiert. Bei einer auf einer senkrechten Linie basierenden Designationsmethode wird ein Punkt auf dem Projektionsbild designiert und wird eine sich durch den Punkt entlang der vertikalen Richtung (y-Richtung) erstreckende gerade Linie als die Schnittlinie 93 designiert.
  • Eine Formlinie 94, die die Position einer Schnittfläche der dreidimensionalen Form entlang der Schnittlinie 93 angibt, wird an der dreidimensionalen Form in dem Anzeigeabschnitt 91 angezeigt. Der Anzeigeabschnitt 95 ist ein Anzeigeabschnitt für das Anzeigen eines Querschnittprofils, das die Form der Schnittfläche der dreidimensionalen Form entlang der Schnittlinie 93 angibt. Die vertikale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 entspricht der Richtung entlang der Schnittlinie 93, und die laterale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 entspricht der Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9. Wenn ein Liniensegment als die Schnittlinie 93 designiert wird, wird eine Ebene, die das designierte Liniensegment enthält und sich in der Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9 erstreckt, als die Schnittfläche vorgesehen. Und wenn ein Kreis als die Schnittlinie 93 designiert wird, wird eine zylindrische Fläche, die den designierten Kreis enthält und sich in der Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9 erstreckt, als die Schnittfläche vorgesehen. In diesem Fall entspricht die vertikale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 der Richtung entlang der Schnittlinie 93, d. h. der Umfangsrichtung des designierten Kreises. Wenn eine Zickzacklinie als die Schnittlinie 93 designiert wird, entspricht die vertikale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 der Richtung entlang der Schnittlinie 93, d. h. der Richtung entlang der designierten Zickzacklinie. Es wird hier ein Beispiel beschrieben, in dem die vertikale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 der Richtung entlang der Schnittlinie 93 entspricht und die laterale Richtung des Anzeigeabschnitts 95 der Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9 entspricht, wobei die Entsprechungsbeziehung aber auch zwischen der vertikalen Richtung und der lateralen Richtung gewechselt werden kann oder die Richtung entlang der Schnittlinie 93 und die Richtung senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9 beliebigen Richtungen in dem Anzeigeabschnitt 95 entsprechen können.
  • Wenn die Schnittlinie 93 aus einem Projektionsbild designiert wird, in dem die Bezugsebene 8 normal dem Messbildschirminhalt 9 zugewandt ist, wird die dreidimensionale Form durch eine Ebene und/oder eine gekrümmte Fläche geschnitten, die senkrecht zu der Bezugsebene 8 sind. Wenn dagegen die Schnittlinie 93 aus einem Projektionsbild designiert wird, in dem die Bezugsebene 8 in der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts 9 ausgerichtet ist, kann die dreidimensionale Form durch eine Ebene geschnitten werden, die parallel zu der Bezugsebene 8 ist.
  • Werkzeug-Schaltflächen für das Designieren eines Dimensionstyps und eine Löschen-Schaltfläche für das Löschen eines Dimensionswerts oder einer Dimensionslinie sind in dem Betätigungsabschnitt 97 angeordnet. Ein Dimensionstyp kann durch eine Betätigung der Werkzeug-Schaltfläche designiert werden, und eine Dimensionsmessung kann an dem in dem Anzeigeabschnitt 95 angezeigten Querschnittprofil durchgeführt werden.
  • Die durch die Werkzeug-Schaltflächen auswählbaren Dimensionstypen umfassen: Linie-Linie, Linie-Punkt, Punkt-Punkt, Höhe, Kreis-Kreis, Kreis-Linie, Kreis-Punkt, Bogen, Winkel, Krümmung, Fläche, Länge und Kreis. Zum Beispiel werden im Fall von Linie-Linie zwei Liniensegmente in einem Messelement designiert und wird die Distanz zwischen den Liniensegmenten als der Dimensionswert bestimmt. Was den Winkel betrifft, werden zwei Liniensegmente in einem Messelement designiert und wird ein durch die Liniensegmente gebildeter Winkel als der Dimensionswert bestimmt.
  • Ein durch das Durchführen einer Dimensionsmessung an dem Querschnittprofi erhaltener Messwert wird in Assoziation mit der Messposition angezeigt. In diesem Beispiel werden eine Dimensionsmessung an drei Messpositionen und entsprechende Messwerte angezeigt.
  • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt einen Fall einer Designation der Schnittlinie 93 unter Verwendung eines aus der dreidimensionalen Form extrahierten geometrischen Elements. Ein Liste 98 mit geometrischen Elementen wird in dem Betätigungsabschnitt 96 des Messbildschirminhalts 9 angezeigt. Die Liste 98 enthält ein oder mehrere geometrische Elemente, die aus der dreidimensionalen Form extrahiert wurden, wobei die Schnittlinie 93 unter Verwendung des geometrischen Elements designiert werden kann. Die Schnittlinie 93 wird basierend auf einer Projektionsfigur bestimmt, die durch das Projizieren des geometrischen Elements auf den Messbildschirminhalt 9 erhalten wird.
  • Wenn zum Beispiel eine konische Fläche und eine zylindrische Fläche als die geometrischen Elemente extrahiert werden, wird eine gerade Linie, die eine Kreuzung der Mittenachse der konischen Fläche mit dem Messbildschirminhalt 9 und eine Kreuzung der Mittenachse der zylindrischen Fläche mit dem Messbildschirminhalt 9 verbindet, als die Schnittlinie 93 designiert. Die Form der Schnittfläche der dreidimensionalen Form, die entlang der Schnittlinie 93 geschnitten wird, wird in dem Anzeigeabschnitt 95 als das Querschnittprofil angezeigt. Wenn die Schnittlinie 93 unter Verwendung eines aus der dreidimensionalen Form extrahierten geometrischen Elements designiert wird, kann die dreidimensionale Form unter Verwendung einer nicht in dem Projektionsbild sichtbaren Fläche oder eines Teils, an dem eine Kantenextraktion schwierig ist, geschnitten werden.
  • 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Berichtdateiausgabe an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt, und zeigt einen durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigten Berichtbildschirminhalt 100. Der Berichtbildschirminhalt 100 ist ein Bearbeitungsbildschirminhalt für das Aufzeichnen oder Drucken eines Ergebnisses der Querschnittmessung in der Form einer Berichtdatei und enthält einen 3D-Bildanzeigeabschnitt, einen 2D-Bildanzeigeabschnitt, einen Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt und einen Messergebnis-Anzeigeabschnitt.
  • Die dreidimensionale Form eines Messzielobjekts W wird in dem 3D-Bildanzeigeabschnitt angezeigt, und ein durch das Projizieren der dreidimensionalen Form auf den Messbildschirminhalt 9 erhaltenes Projektionsbild wird in dem 2D-Bildanzeigeabschnitt angezeigt. Die Form der Schnittfläche der entlang der Schnittlinie 93 geschnittenen dreidimensionalen Form wird als das Querschnittprofi in dem Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt angezeigt. Ergebnisse einer Dimensionsmessung für das Querschnittprofil werden als eine Liste in dem Messergebnis-Anzeigeabschnitt angezeigt.
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das in den Schritten S501 bis S512 ein Beispiel für die Operation während der Querschnittmessung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 in 7 zeigt. Zuerst designiert die Bezugsebene 8 für eine dreidimensionale Form, die als ein 3D-Bild auf dem Messbildschirminhalt 9 angezeigt wird (Schritt S501), und dreht die dreidimensionale Form derart, dass die Bezugsebene 8 mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 9 positioniert ist (Schritt S502).
  • Dann projiziert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 die gedrehte dreidimensionale Form in dem Messbildschirminhalt 9 und erhält ein Projektionsbild und zeigt das Bild in dem Messbildschirminhalt 9 als ein 2D-Bild an (Schritt S503). Wenn eine Benutzerbetätigung für das Ändern der designierten Ebene durchgeführt wird, wiederholt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 die Prozedur der Schritte S502 und S503 (Schritt S504). Wenn eine Benutzerbetätigung für das Ändern der designierten Ebene durchgeführt wird, wird die Haltung der Bezugsebene 8 basierend auf der Benutzerbetätigung geändert. Wenn dagegen keine Benutzerbetätigung für das Ändern der designierten Ebene durchgeführt wird, wird automatisch die xy-Ebene als die designierte Ebene designiert und wird die dreidimensionale Form derart gedreht, dass die Bezugsebene 8 normal dem Messbildschirminhalt 9 zugewandt ist.
  • Wenn dann eine Benutzerbetätigung für das Ändern des Drehwinkels durchgeführt wird (Schritt S505), führt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 eine Winkeleinstellung durch, indem sie das Projektionsbild um eine z-Achse, d. h. um eine Achse, die senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9 ist, basierend auf der Benutzerbetätigung dreht (Schritt S506).
  • Wenn dann die Schnittlinie 93 an dem Messbildschirminhalt 9 designiert wird (Schritt S507), erhält das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 das Querschnittprofil, das die Form der Schnittfläche der entlang der Schnittlinie 93 geschnittenen dreidimensionalen Form anzeigt (Schritt S508), entwickelt die Form in der Ebene und zeigt sie in dem Messbildschirminhalt 9 an (Schritt S509). Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 führt eine Dimensionsmessung an dem Querschnittprofil durch (Schritt S510) und überlagert und zeigt das Messergebnis auf dem Querschnittprofil (Schritt S511) an. Wenn eine andere Messposition designiert wird, wiederholt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 die Prozedur der Schritte S510 und S511 und beendet den Prozess, wenn die Dimensionsmessung für alle Messpositionen abgeschlossen ist (Schritt S512).
  • Weil gemäß dieser Ausführungsform die Bezugsebene 8 mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 9 positioniert ist, kann intuitiv erfasst werden, wo und durch welche Schnittlinie 93 die dreidimensionale Form geschnitten werden sollte, um eine gewünschte Schnittfläche aus der entlang der Schnittlinie 93 geschnittenen dreidimensionalen Form zu erhalten. Weiterhin ist die Schnittlinie 93 eine eindimensionale geometrische Figur in dem Messbildschirminhalt 9 und ist die Schnittfläche senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 9, sodass im Vergleich zu einem Fall, in dem eine zweidimensionale Schnittfläche direkt in einem dreidimensionalen Raum designiert wird, die Designation einer Schnittfläche vereinfacht ist. Und weil eine Dimensionsmessung basierend auf einem Querschnittprofil einer gewünschten Schnittfläche durchgeführt wird, können die Messposition, die Form eines Messelements und der Dimensionstyp intuitiv designiert werden. Weiterhin kann eine Dimensionsmessung einfach an einer in einer Entwurfszeichnung angegebenen Position vorgenommen werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • In der ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel für einen Fall beschrieben, in dem das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 die Funktion für eine Querschnittmessung zum Erhalten eines Querschnittprofils aus dreidimensionalen Formdaten und zum Durchführen einer Dimensionsmessung aufweist. In dieser Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem ein Informationsverarbeitungs-Endgerät eine Querschnittvergleichsfunktion aufweist.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und zeigt ein Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 mit einer Querschnittvergleichsfunktion. Die Querschnittvergleichsfunktion ist eine Funktion zum Vergleichen von zwei Querschnittprofilen miteinander und zum Bestimmen und Anzeigen, in einem Messbildschirminhalt, des Verschiebungsgrads oder der Position.
  • Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 wird durch eine Formdaten-Erzeugungseinheit 501, eine Formdaten-Speichereinheit 502, eine Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit 503, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 504, eine Relativposition-Änderungseinheit 505, eine Profilerhaltungseinheit 506, eine Profilspeichereinheit 507, eine Profilanzeigeeinheit 508, eine Profilvergleichseinheit 509, eine Fokusbereich-Designationseinheit 510, eine Bezugsebenen-Designationseinheit 511, eine Haltungsänderungseinheit 512, eine Schnittlinien-Designationseinheit 513 und eine Querschnittmesseinheit 514 konfiguriert.
  • Die Formdaten-Erzeugungseinheit 501 misst eine dreidimensionale Form eines Messzielobjekts W, erzeugt dreidimensionale Messformdaten und speichert die dreidimensionalen Messformdaten in der Formdaten-Speichereinheit 502. Die dreidimensionalen Bezugsformdaten, die als ein Bezug während des Formvergleichs verwendet werden, werden in der Formdaten-Speichereinheit 502 gespeichert. Als die dreidimensionalen Bezugsformdaten können zum Beispiel durch ein CAD erzeugte CAD-Daten verwendet werden. Außerdem können die dreidimensionalen Bezugsformdaten dreidimensionale Formdaten sein, die durch das Messen eines Masterteils erhalten werden, oder dreidimensionale Formdaten, die in der Vergangenheit gemessen wurden.
  • Die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit 503 liest die dreidimensionalen Messformdaten und die dreidimensionalen Bezugsformdaten aus der Formdaten-Speichereinheit 502, steuert die Anzeigeeinheit 51 und zeigt, in einem Messbildschirminhalt, ein dreidimensionales Messformbild, das die dreidimensionale Messform wiedergibt, und ein dreidimensionales Bezugsformbild, das die dreidimensionale Bezugsform wiedergibt, an. Das dreidimensionale Messformbild wird basierend auf den dreidimensionalen Messformdaten erzeugt. Und das dreidimensionale Bezugsformbild wird basierend auf den dreidimensionalen Bezugsformdaten erzeugt.
  • Die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 504 extrahiert ein erstes geometrisches Element und ein zweites geometrisches Element für die Verwendung für eine Ausrichtung jeweils aus der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform. Das erste geometrische Element wird basierend auf einer Designation einer Position von dem angezeigten dreidimensionalen Messformbild spezifiziert. Und das zweite geometrische Element wird basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Bezugsformbild spezifiziert. Eine Designation einer Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt.
  • Die Relativposition-Änderungseinheit 505 ändert die relative Position der dreidimensionalen Messformdaten und der dreidimensionalen Bezugsformdaten derart, dass das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element zusammenfallen. Die Positionsinformationen werden also derart gewandelt, dass das erste geometrische Element an der dreidimensionalen Messform und das zweite geometrische Element an der dreidimensionalen Bezugsform einander im Raum überlappen, indem ihre Position und Höhe zusammenfallen. Zum Beispiel wird eine Koordinatenwandlung auf den dreidimensionalen Messformdaten oder den dreidimensionalen Bezugsformdaten in der Formdaten-Speichereinheit 502 durchgeführt. Außerdem kann eine Koordinatenwandlung alternativ dazu sowohl auf den dreidimensionalen Messformdaten als auch auf den dreidimensionalen Bezugsformdaten durchgeführt werden.
  • Die Relativposition-Änderungseinheit 505 assoziiert ein erstes geometrisches Element und ein zweites geometrisches Element, die sequentiell spezifiziert werden, als geometrische Elemente für eine Ausrichtung und ändert die relative Position derart, dass diese geometrischen Elemente zusammenfallen. Wenn dann das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element wiederum sequentiell spezifiziert werden, nachdem die relative Position geändert wurde, ändert die Relativposition-Änderungseinheit 505 die relative Position derart, dass auch diese geometrischen Elemente zusammenfallen.
  • Die Profilerhaltungseinheit 506 erhält basierend auf den dreidimensionalen Messformdaten und den dreidimensionalen Bezugsformdaten nach der Änderung der relativen Position ein Messquerschnittprofil, das die Querschnittform der entlang einer Schnittfläche geschnittenen dreidimensionalen Messform wiedergibt, und ein Bezugsquerschnittprofil, das die Querschnittform der entlang der Schnittfläche geschnittenen dreidimensionalen Bezugsform wiedergibt. Das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil werden in der Profilspeichereinheit 507 gespeichert.
  • Die Profilanzeigeeinheit 508 liest Profildaten aus der Profilspeichereinheit 507, steuert die Anzeigeeinheit 51 und zeigt das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil in dem Messbildschirminhalt überlappend an.
  • Die Profilvergleichseinheit 509 liest das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil aus der Profilspeichereinheit 507, vergleicht die Profile miteinander und berechnet einen Differenzwert zwischen dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil. Der Differenzwert gibt die Verschiebung zwischen dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil an, wobei die Differenz zum Beispiel als die Distanz in der normalen Richtung des Bezugsquerschnittprofils von dem Bezugsquerschnittprofil zu dem Messquerschnittprofil bestimmt wird.
  • Die Fokusbereich-Designationseinheit 510 designiert für das angezeigte Messquerschnittprofil und das angezeigte Bezugsquerschnittprofil einen Fokusbereich zum Anzeigen des Differenzwerts oder zum Hervorheben der Verschiebung. Der Fokusbereich kann durch das Designieren einer Position an dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil mittels einer Mausbetätigung oder ähnlichem designiert werden.
  • Der Differenzwert wird für das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich berechnet. Zum Beispiel wird ein maximaler Differenzwert oder ein durchschnittlicher Differenzwert berechnet. Der maximale Differenzwert ist der maximale Wert von Differenzwerten in dem Fokusbereich. Der durchschnittliche Differenzwert ist der durchschnittliche Wert von Differenzwerten in dem Fokusbereich.
  • Die Profilanzeigeeinheit 508 zeigt den Differenzwert in Assoziation mit dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil an. Weiterhin färbt die Profilanzeigeeinheit 508 einen Bereich zwischen dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil in Entsprechung zu der Polarität des Differenzwerts. Zum Beispiel wird die Anzeigefarbe für einen Bereich, in dem die Polarität des Differenzwerts positiv ist, anders gewählt als für einen Bereich, in dem die Polarität negativ ist. Die Anzeige eines Differenzwerts und die Färbung der Querschnittprofile werden in dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich durchgeführt. Weiterhin zeigt die Profilanzeigeeinheit 508 eine Kurve an, die sich in Entsprechung zu dem Differenzwert ändert, indem die Kurve auf das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich überlagert wird.
  • Die Bezugsebenen-Designationseinheit 511 designiert, als die Bezugsebene, aus der dreidimensionalen Messform oder der dreidimensionalen Bezugsform nach einer Änderung der relativen Position eine Ebene, die als ein Bezug während des Schneidens der dreidimensionalen Form verwendet werden soll. Als die Bezugsebene wird zum Beispiel eine Ebene, die aus der dreidimensionalen Messform als das erste geometrische Element extrahiert wird, oder eine Ebene, die aus der dreidimensionalen Bezugsform als das zweite geometrische Element extrahiert wird, designiert. Weiterhin kann als die Bezugsebene eine Ebene neu aus der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform extrahiert und designiert werden.
  • Um eine normale Ausrichtung der Bezugsebene zu veranlassen, ändert die Haltungsänderungseinheit 512 die Haltungen der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform derart, dass die normale Linie der Bezugsebene orthogonal zu der dem Messbildschirminhalt ist. Und um eine Ausrichtung der Bezugsebene in der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung zu veranlassen, ändert die Haltungsänderungseinheit 512 die Haltungen der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsformt derart, dass die normale Linie der Bezugsebene parallel zu der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts ist. Die Schnittlinien-Designationseinheit 513 empfängt eine Designation einer Schnittlinie in dem Messbildschirminhalt.
  • Die Profilerhaltungseinheit 506 nimmt eine Ebene, die die Schnittlinie enthält und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt ist, als die Schnittfläche und erhält das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil durch das Schneiden, entlang der Schnittfläche, der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform nach einer Änderung der Haltungen.
  • Die Querschnitt-Messeinheit 514 führt eine Dimensionsmessung basierend auf einer Designation einer Position von einem angezeigten Messquerschnittprofil durch. Die Designation einer Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt. Die Profilanzeigeeinheit 508 zeigt das Ergebnis der Dimensionsmessung in Assoziation mit dem Messquerschnittprofil an.
  • <Ausrichtungsbildschirminhalt 300>
  • 18 bis 21 sind Diagramme, die ein Beispiel für die Operation während des Ausrichtens an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 in 17 zeigen. 18 zeigt einen Ausrichtungsbildschirminhalt 300, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Ausrichtungsbildschirminhalt 300 ist ein Betätigungsbildschirm für das Durchführen einer Ausrichtung zwischen zwei Teilen von Formdaten.
  • Der Ausrichtungsbildschirminhalt 300 enthält einen Anzeigeabschnitt 301 zum Anzeigen von Messdaten, einen Anzeigeabschnitt 302 zum Anzeigen von Bezugsdaten, einen Vorschauabschnitt 303 zum Anzeigen der Messdaten und der Bezugsdaten in einem gemeinsamen Koordinatensystem und einen Betätigungsabschnitt 304 zum Designieren eines geometrischen Elements. Die Anzeigeabschnitte 301 und 302 sind links von dem Vorschauabschnitt 303 angeordnet, und der Betätigungsabschnitt 304 ist rechts von dem Vorschauabschnitt 303 angeordnet.
  • Eine dreidimensionale Messform wird in dem Anzeigeabschnitt 301 angezeigt, und eine dreidimensionale Bezugsform wird in dem Anzeigeabschnitt 302 angezeigt, Die dreidimensionalen Formen werden dreidimensional angezeigt, wobei die Anzeigepositionen, die Perspektiven, die Haltungen usw. durch eine Mausbetätigung oder ähnliches eingestellt werden können.
  • Die Form-Schaltflächen 305 für das Designieren der Form eines geometrischen Elements, das für eine Ausrichtung zu verwenden ist, ein Umkehr-Kontrollkästchen 306 für das Umkehren der Richtung des geometrischen Elements und eine Ausrichtungselementliste 307 sind in dem Betätigungsabschnitt 304 angeordnet. Es ist eine Form-Schaltfläche 305 für jeden von drei Formtypen vorgesehen: Ebene, Zylinder und Punkt.
  • Wenn zum Beispiel der Mauszeiger 7 über die Form-Schaltfläche 305 für „Ebene” bewegt wird und die Form-Schaltfläche 305 durch eine Klickbetätigung betätigt wird, kann eine Ebene aus der dreidimensionalen Messform oder der dreidimensionalen Bezugsform extrahiert werden und als ein geometrisches Element für eine Ausrichtung designiert werden.
  • 19 zeigt einen Zustand nach einer Extraktion eines ersten geometrischen Elements 310 aus Messdaten. Das erste geometrische Element 310 wird aus der dreidimensionalen Messform in dem Anzeigeabschnitt 301 extrahiert, indem der Mauszeiger 7 über ein gewünschtes geometrisches Element des dreidimensionalen Messform bewegt wird und eine Klickbetätigung durchgeführt wird. Das erste geometrische Element 310 weist eine planare Form auf und wird gefärbt angezeigt.
  • 20 zeigt einen Zustand nach einer Extraktion eines zweiten geometrischen Elements 311 aus Bezugsdaten. Das zweite geometrische Element 311 wird aus der dreidimensionalen Bezugsform in dem Anzeigeabschnitt 302 extrahiert, indem der Mauszeiger 7 über ein geometrisches Element in Entsprechung zu dem ersten geometrischen Element 310 bewegt wird und eine Klickbetätigung vorgenommen wird. Das zweite geometrische Element 311 weist eine planare Form auf und wird gefärbt angezeigt.
  • 21 zeigt einen Zustand nach Abschluss einer Ausrichtung durch einen ersten Satz von geometrischen Elementen 310 und 311. Indem sequentiell das erste geometrische Element 310 und das zweite geometrische Element 311 aus der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform extrahiert werden und die OK-Schaltfläche 308 betätigt wird, werden diese geometrischen Elemente miteinander als ein erster Satz von geometrischen Elementen assoziiert und wird eine Ausrichtung durchgeführt. Die dreidimensionale Messform und die dreidimensionale Bezugsform nach der Ausrichtung werden überlappend in dem Vorschauabschnitt 303 angezeigt.
  • Bei einer Ausrichtung von Ebenen bleibt ein Freiheitsgrad bezüglich einer Bewegung in der Richtung parallel zu den Ebenen und einer Drehung um die Achse senkrecht zu den Ebenen. Dementsprechend kann die Ausrichtung wiederholt werden, indem ein zweiter Satz von geometrischen Elementen designiert wird oder auch ein dritter Satz von geometrischen Elementen designiert wird, um die Genauigkeit der Ausrichtung zu vergrößern.
  • Wenn der erste Satz von geometrischen Elementen planare Formen aufweist, ist eine Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen auf die zwei Freiheitsgrade einer Bewegung in der Richtung parallel zu den Ebenen des ersten Satzes und einr Drehung um eine Achse senkrecht zu den Ebenen beschränkt. Eine Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen wird also unter der Beschränkung einer Ausrichtung durch den ersten Satz von geometrischen Elementen durchgeführt. Insbesondere wird eine Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen unter der Beschränkung durchgeführt, dass die normalen Linien der Ebenen des ersten Satzes zusammenfallen. Wenn der zweite Satz von geometrischen Elementen auch planare Formen aufweist, wird eine Ausrichtung durch den dritten Satz von geometrischen Elementen unter den Beschränkungen des ersten Satzes von geometrischen Elementen und des zweiten Satzes von geometrischen Elementen durchgeführt. Insbesondere wird eine Ausrichtung durch den dritten Satz von geometrischen Elementen unter den Beschränkungen durchgeführt, dass die normalen Linien der Ebenen des ersten Satzes miteinander zusammenfallen und dass die normalen Linien der Ebenen des zweiten Satzes miteinander zusammenfallen.
  • Und wenn eine ausreichende Genauigkeit durch die Ausrichtung durch den ersten Satz von geometrischen Elementen erzielt wird, müssen die zweiten und dritten Sätze von geometrischen Elementen nicht designiert werden. Wenn der erste Satz von geometrischen Elementen planare Formen aufweist, werden normale Linien der Ebenen als die geometrische Eigenschaft verwendet. Weil jedoch die extrahierten geometrischen Elemente planar geformt sind und finite Enden aufweisen, wird eine ausreichende Genauigkeit manchmal durch eine Ausrichtung unter Verwendung einer Vielzahl von geometrischen Eigenschaften des ersten Satzes von geometrischen Elementen durch das Durchführen einer Ausrichtung unter Verwendung der Position und der Form einer Kante zusätzlich zu den normalen Linien der Ebenen erzielt. Wenn keine ausreichende Genauigkeit durch eine Ausrichtung unter Verwendung einer Vielzahl von geometrischen Eigenschaften des ersten Satzes von geometrischen Elementen erzielt werden kann, kann eine Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen durchgeführt werden, wobei in diesem Fall die normalen Linien der Ebenen des ersten Satzes als die geometrischen Eigenschaften vorgesehen werden, die eine Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen begrenzen, wobei jedoch keine anderen Eigenschaften des ersten Satzes als die normalen Linien der Ebenen für die Ausrichtung durch den zweiten Satz von geometrischen Elementen verwendet werden oder als geometrische Eigenschaften mit einem kleineren Gewicht in Bezug auf die Begrenzung vorgesehen werden. Und wenn ein vierter Satz von geometrischen Elementen designiert wird, kann eine Beste-Passung-Ausrichtung durchgeführt werden. Eine Beste-Passung-Ausrichtung ist ein Prozess, in dem eine Abweichung zwischen Teilen von dreidimensionalen Formdaten in Entsprechung zu den designierten geometrischen Elementen eine optimale Lösung zu erhalten, anstatt direkt eine Ausrichtung unter Verwendung der geometrischen Merkmale der geometrischen Elemente zu verwenden. Der erste Satz von geometrischen Elementen kann für die Beste-Passung-Ausrichtung verwendet werden. Und wenn die geometrischen Elemente Zylinder oder Kegel sind, kann eine Mittenachse als die geometrische Eigenschaft verwendet werden.
  • Weiterhin werden bei einer Ausrichtung durch Ebenen die geometrischen Elemente manchmal in einer um 180 Grad umgekehrten Weise ausgerichtet. In diesem Fall kann die Richtung eines geometrischen Elements umgekehrt werden, indem ein Häkchen in dem Kontrollkästchen 306 gesetzt wird.
  • <Messbildschirmeinhalt 320>
  • 22 bis 26 sind Diagramme, die ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 in 17 zeigen. 22 zeigt einen Messbildschirminhalt 320, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Messbildschirminhalt 320 ist ein Betätigungsbildschirm für das Vergleichen von zwei Querschnittprofilen und wird durch die Anzeigeeinheit 51 nach Abschluss der Ausrichtung einer dreidimensionalen Messform mit einer dreidimensionalen Bezugsform angezeigt.
  • Der Messbildschirminhalt 320 enthält einen Dreidimensionale-Form-Anzeigeabschnitt 321, einen Projektionsbild-Anzeigeabschnitt 322, einen Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt 323 und Betätigungsabschnitte 324 und 325. Eine dreidimensionale Messform und eine dreidimensionale Bezugsform nach der Ausrichtung werden in dem Anzeigeabschnitt 321 überlappend angezeigt. Ein durch das Projizieren der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform an dem Messbildschirm 320 erhaltenes Projektionsbild wird in dem Anzeigeabschnitt 322 angezeigt.
  • Das Projektionsbild in dem Anzeigeabschnitt 322 wird aus der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform erstellt, die derart gedreht wurden, dass die Bezugsebene mit einer spezifischen Haltung in Bezug auf den Messbildschirminhalt 320 positioniert ist. Zum Beispiel wird der erste Satz von geometrischen Elementen für eine Ausrichtung als die Bezugsebene designiert und wird ein Projektionsbild in Entsprechung zu der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform, die derart gedreht wurden, dass die normale Linie der Bezugsebene parallel zu der vertikalen Richtung des Messbildschirminhalts 320 ist, angezeigt.
  • Verschiedene Werkzeugschaltflächen für das Designieren der Schnittlinie 93 und eine Löschen-Schaltfläche für das Löschen der Schnittlinie 93 sind in dem Betätigungsabschnitt 324 angeordnet. Ein Messquerschnittprofil und ein Bezugsquerschnittprofil, die die Formen der Schnittflächen bei einem Schneiden der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform entlang der Schnittlinie 93 zeigen, werden in dem Anzeigeabschnitt 323 überlappend angezeigt. Verschiedene Werkzeug-Schaltflächen für das Designieren eines Dimensionstyps, eine Löschen-Schaltfläche für das Löschen eines Dimensionswerts oder einer Dimensionslinie, verschiedene Differenz-Schaltflächen 326 und ein Differenzhervorhebungsabschnitt 327 sind in dem Betätigungsabschnitt 325 angeordnet.
  • Die Dimensionstypen, die durch die Werkzeug-Schaltflächen ausgewählt werden können, sind Linie-Linie, Linie-Punkt, Punkt-Punkt und Winkel. Weiterhin umfassen die Differenz-Schaltflächen 326 eine maximale Differenz, eine durchschnittliche Differenz und eine Differenzfläche. Die Differenz-Schaltfläche 326 für eine Differenzfläche ist ein Betätigungssymbol für das Bestimmen der Fläche eines Bereichs zwischen dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil.
  • Der Differenzhervorhebungsabschnitt 327 ist ein Eingabeabschnitt für das Anzeigen einer Kurve, die in Entsprechung zu dem Differenzwert geändert wird, indem die Kurve auf das Querschnittprofil überlagert wird. Wenn ein Häkchen in dem Kontrollkästchen gesetzt wird, wird eine Kurve in Assoziation mit dem Messquerschnittprofil und dem Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich angezeigt und kann der Verschiebungsgrad hervorgehoben werden. Weiterhin kann eine Vergrößerung des Differenzwerts eingestellt werden, indem der Schieberegler bewegt wird.
  • 23 zeigt einen Profilauswahl-Bildschirminhalt 328, der in dem Messbildschirminhalt 320 angezeigt wird. Wenn ein rechteckiger Bereich 313 designiert wird und eine gerade Linie aus einem Querschnittprofil 312 extrahiert wird, muss ausgewählt werden, ob das Extraktionsquerschnittprofil 312 ein aus Messdaten (dreidimensionalen Messdaten) erhaltenes Querschnittprofil oder ein aus Bezugsdaten (dreidimensionalen Bezugsdaten) erhaltenes Bezugsquerschnittprofil ist. In diesem Fall wird der Profilauswahl-Bildschirminhalt 328 angezeigt und wird eine Auswahl des Messquerschnittprofils oder des Bezugsquerschnittprofils aktiviert.
  • Indem eine gerade Linie aus dem Messquerschnittprofil oder dem Bezugsquerschnittprofil extrahiert wird, kann die Distanz zwischen zwei geraden Linien, die Distanz zwischen einem Punkt und einer geraden Linie, ein durch die zwei geraden Linien gebildeter Winkel oder ähnliches gemessen werden. Und wenn ein Punkt auf dem Messquerschnittprofil oder dem Bezugsquerschnittprofil designiert wird, kann die Distanz zwischen zwei Punkten oder ähnlichem gemessen werden.
  • 24 zeigt einen Fall, in dem ein Fokusbereich 314 für das Querschnittprofil 312 designiert wird. Durch das Designieren eines Fokusbereichs 314 für das Querschnittprofil 312 können der maximale Differenzwert, der durchschnittliche Differenzwert oder eine Differenzfläche für das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich 314 bestimmt und als das Messergebnis überlagert und angezeigt werden.
  • Zum Beispiel wird ein maximaler Differenzwert „–0,198 mm” in Assoziation mit der Messposition angezeigt. Bei einer derartigen Konfiguration kann der Grad oder die Position der Verschiebung zwischen den dreidimensionalen Formen oder die Polarität objektiver erfasst werden.
  • 25 zeigt einen Fall, in dem die Anzeigevergrößerung des Querschnittprofils 312 vergrößert ist. Die Anzeigevergrößerung eines Messquerschnittprofils 312a und eines Bezugsquerschnittprofils 312b in dem Anzeigeabschnitt 323 kann entsprechend durch eine Mausbetätigung oder ähnliches geändert werden.
  • Ein Bereich zwischen dem Messquerschnittprofil 312a und dem Bezugsquerschnittprofil 312b wird in Entsprechung zu der Polarität des Differenzwerts gefärbt. Zum Beispiel wird ein Bereich, in dem das Bezugsquerschnittprofil 312a höher als das Bezugsquerschnittprofil 312b in der normalen Richtung des Bezugsquerschnittprofils 312b ist, rot angezeigt und wird ein Bereich, in dem das Messquerschnittprofil 312a unter dem Bezugsquerschnittprofil 312b liegt, blau angezeigt. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Sichtbarkeit in Bezug auf die Polarität oder die Verschiebung zwischen den dreidimensionalen Formen verbessert werden.
  • 26 zeigt einen Fall, in dem eine Kurve, die sich in Entsprechung zu einem Differenzwert ändert, angezeigt wird. Durch das Anzeigen einer Kurve, die sich in Entsprechung zu einem Differenzwert an dem Querschnittprofil 312 in dem Fokusbereich 314 ändert, kann der Grad der Veränderung einfach erkannt werden. Die Kurve wird zum Beispiel erstellt, indem die Verschiebung in der normalen Richtung des Bezugsquerschnittprofils vergrößert wird. Bei einer derartigen Konfiguration wird die Verschiebung in dem Fokusbereich 314 durch die Kurve hervorgehoben und kann verhindert werden, dass der Grad der Verschiebung in Abhängigkeit von der Anzeigevergrößerung des Querschnittprofils 312 nicht unterschieden werden kann.
  • <Berichtsbildschirminhalt 330>
  • 27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Berichtsdateiausgabe an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 in 17 zeigt, und zeigt einen Berichtsbildschirminhalt 330, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Berichtsbildschirminhalt 330 ist ein Bearbeitungsbildschirm zum Aufzeichnen oder Drucken eines Ergebnisses der Querschnittmessung in der Form einer Berichtsdatei und umfasst einen 3D-Bild-Anzeigeabschnitt, einen 2D-Bild (Bezugsdaten)-Anzeigeabschnitt, einen 2D-Bild (Messdaten)-Anzeigeabschnitt, einen Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt und einen Messergebnis-Anzeigeabschnitt.
  • Eine dreidimensionale Messform und eine dreidimensionale Bezugsform werden in dem 3D-Bild-Anzeigeabschnitt überlappend angezeigt. Ein durch das Projizieren der dreidimensionalen Bezugsform auf den Messbildschirminhalt 320 erhaltenes Projektionsbild wird in dem 2D-Bild (Bezugsdaten)-Anzeigeabschnitt angezeigt, und ein durch das Projizieren der dreidimensionalen Messform auf den Messbildschirminhalt 320 erhaltenes Projektionsbild wird in dem 2D-Bild (Messdaten)-Anzeigeabschnitt angezeigt. Die Formen der Schnittflächen beim Schneiden der dreidimensionalen Messform und der dreidimensionalen Bezugsform entlang der Schnittlinie 93 werden als Querschnittprofile in dem Querschnittprofil-Anzeigeabschnitt angezeigt. Ergebnisse der Dimensionsmessung für die Querschnittprofile werden als eine Liste in dem Messergebnis-Anzeigeabschnitt angezeigt.
  • 28 und 29 sind Flussdiagramme, die in den Schritten S601 bis S614 ein Beispiel für die Operation während eines Querschnittvergleichs in dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 500 in 17 zeigen. Zuerst designiert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 dreidimensionale Bezugsformdaten, die als ein Bezug während des Vergleichens der Formen verwendet werden (Schritt S601), und zeigt die Daten in dem Ausrichtungsbildschirminhalt 300 zusammen mit Messdaten (dreidimensionalen Messformdaten) an (Schritt S602).
  • Wenn dann eine Position aus einem angezeigten dreidimensionalen Messformbild designiert wird (Schritt S603), spezifiziert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 ein erstes geometrisches Element (Schritt S604). Wenn dann eine Position aus einem angezeigten dreidimensionalen Bezugsformbild designiert wird (Schritt S605), spezifiziert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 ein zweites geometrisches Element (Schritt S606).
  • Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 assoziiert die spezifizierten ersten und zweiten geometrischen Elemente als geometrische Elemente für eine Ausrichtung und ändert die relative Position der dreidimensionalen Messformdaten und der dreidimensionalen Bezugsformdaten derart, dass diese geometrischen Elemente zusammenfallen (Schritt S607). Wenn andere geometrische Elemente designiert werden sollen und eine Ausrichtung wiederholt werden soll, wird die Prozedur der Schritte S603 bis S607 wiederholt (Schritt S608).
  • Dann führt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 einen Prozess zum Designieren einer Schnittfläche durch (Schritt S609). Dieser Prozess wird in gleicher Weise wie die Prozedur der Schritte S501 bis S507 in 16 durchgeführt, wobei eine Ebene, die die Schnittlinie 93 enthält und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt 320 ist, designiert wird.
  • Dann schneidet das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 die dreidimensionale Messform und die dreidimensionale Bezugsform entlang der Schnittfläche und erhält ein Messquerschnittprofil und ein Bezugsquerschnittprofil (Schritt S610) und entwickelt diese in der im Messbildschirminhalt anzuzeigenden Ebene (Schritt S611).
  • Wenn eine Designation in einem Fokusbereich erfolgt (Schritt S612), berechnet das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 einen Differenzwert für das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil in dem Fokusbereich (Schritt S613) und zeigt den Wert durch das Überlagern einer Kurve an (Schritt S614).
  • Indem in dieser Ausführungsform Positionen an einem angezeigten dreidimensionalen Messformbild und einem dreidimensionalen Bezugsformbild designiert werden, werden jeweils ein erstes geometrisches Element und ein zweites geometrisches Element spezifiziert und wird die relative Position geändert, damit die dreidimensionale Messform und die dreidimensionale Bezugsform hinsichtlich der Position und Haltung zusammenfallen können. Dementsprechend können auch bei dreidimensionalen Formen, die direkt nach der Anzeige verschiedene Positionen oder Haltungen aufweisen, Querschnittformen erhalten werden, indem ein Schneiden in gleicher Weise durchgeführt wird. Weiterhin werden die dreidimensionale Messform und die dreidimensionale Bezugsform als das Messquerschnittprofil und das Bezugsquerschnittprofil jeweils durch zweidimensionale geometrische Figuren gezeigt, sodass der Grad oder die Position der Verschiebung zwischen den dreidimensionalen Formen objektiv erkannt werden kann.
  • Dritte Ausführungsform
  • In einer dritten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem ein Informationsverarbeitungs-Endgerät eine Schablonenfunktion zum automatischen Durchführen einer Dimensionsmessung an einer dreidimensionalen Form basierend auf einer Schablone aufweist.
  • 30 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer dreidimensionalen Messvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und zeigt ein Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 mit der Schablonenfunktion. Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 wird durch eine Formdaten-Erzeugungseinheit 521, eine Formdaten-Speichereinheit 522, eine Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit 523, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 524, eine Dimensionstyp-Designationseinheit 525, eine Dimensionswert-Berechnungseinheit 526, eine Schablonen-Speichereinheit 527, eine Positionsbeziehungs-Spezifikationseinheit 528, eine Haltungsänderungseinheit 529, eine Bezugsebenen-Designationseinheit 530, eine Schnittlinien-Designationseinheit 531 und eine Profilerhaltungseinheit 532 konfiguriert.
  • Die Formdaten-Erzeugungseinheit 521 misst die dreidimensionale Form eines Messzielobjekts W und erzeugt dreidimensionale Messformdaten und speichert die Daten in der Formdaten-Speichereinheit 522. Die Formdaten-Speichereinheit 522 speichert dreidimensionale Modellformdaten, die als ein Modell während des wiederholten Durchführens einer Dimensionsmessung an einer Vielzahl von Messzielobjekten W mit im Wesentlichen der gleichen Form verwendet werden. Als die dreidimensionalen Modellformdaten können zum Beispiel durch ein CAD erzeugte CAD-Daten verwendet werden. Außerdem können die dreidimensionalen Modellformdaten dreidimensionale Formdaten sein, die durch das Messen eines Masterteils erhalten werden, oder dreidimensionale Formdaten, die in der Vergangenheit gemessen wurden.
  • Die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit 523 liest die dreidimensionalen Modellformdaten und die dreidimensionalen Messformdaten aus der Formdaten-Speichereinheit 522, steuert die Anzeigeeinheit 51 und zeigt ein dreidimensionales Modellformbild und ein dreidimensionales Messformbild in einem Ausrichtungsbildschirminhalt an. Das dreidimensionale Modellformbild wird basierend auf den dreidimensionalen Modellformdaten erzeugt, und das dreidimensionale Messformbild wird basierend auf den dreidimensionalen Messformdaten erzeugt.
  • Die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 524 spezifiziert ein erstes geometrisches Element basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild. Eine Designation einer Position wird basierend auf einer Benutzerbetätigung mit der Tastatur 52 oder der Maus 53 durchgeführt. Weiterhin spezifiziert die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 524 ein zweites geometrisches Element basierend auf einer Designation einer Position aus der angezeigten dreidimensionalen Messform.
  • Die Dimensionstyp-Designationseinheit 525 empfängt eine Designation eines Dimensionstyps. Die Dimensionswert-Berechnungseinheit 526 führt eine Dimensionsmessung auf dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild durch, bestimmt einen Dimensionswert und gibt den Wert als ein Messergebnis aus.
  • Die Schablonenspeichereinheit 527 speichert, als eine Schablone, die dreidimensionalen Modellformdaten und eine Betätigungsprozedur für eine auf dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführten Dimensionsmessung. Die Betätigungsprozedur enthält Informationen dazu, wie und wo die dreidimensionale Modellform gemessen wird, wobei zum Beispiel die Messposition, die Form eines geometrischen Elements und der Dimensionstyp als ein Satz in der Reihenfolge der Betätigung gespeichert werden.
  • Wenn dreidimensionale Messformdaten als ein Ziel einer Schablonenanwendung erhalten werden, spezifiziert die Positionsbeziehung-Spezifikationseinheit 428 die relative Positionsbeziehung zwischen den dreidimensionalen Modellformdaten und den dreidimensionalen Messformdaten. Die relative Positionsbeziehung wird basierend auf dem ersten geometrischen Element und dem zweiten geometrischen Element spezifiziert. Das heißt, dass die relative Positionsbeziehung als eine Bedingung für das erste geometrische Element an der dreidimensionalen Modellform und das zweite geometrische Element an der dreidimensionalen Messform spezifiziert wird, damit diese in einem Raum überlappen und hinsichtlich der Position und der Haltung zusammenfallen.
  • Die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit 524 spezifiziert das geometrische Element an der dreidimensionalen Messform basierend auf der durch die Positionsbeziehungs-Spezifikationseinheit 528 spezifizierten relativen Positionsbeziehung und der Schablone in der Schablonen-Speichereinheit 527. Die Dimensionswert-Berechnungseinheit 526 führt eine Dimensionsmessung an der dreidimensionalen Messform basierend auf der durch die Positionsbeziehung-Spezifikationseinheit 528 spezifizierten relativen Positionsbeziehung und der Schablone in der Schablonen-Speichereinheit 527 durch.
  • Die Haltungsänderungseinheit 529 ändert die Anzeigehaltungen der dreidimensionalen Modellform und der dreidimensionalen Messform basierend auf der durch die Positionsbeziehungs-Spezifikationseinheit 528 spezifizierten relativen Positionsbeziehung derart, dass das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element zusammenfallen. Zum Beispiel wird die Anzeigehaltung der dreidimensionalen Modellform oder der dreidimensionalen Messform geändert. Alternativ dazu können auch die Anzeigehaltungen der dreidimensionalen Modellform und der dreidimensionalen Messform geändert werden. Die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit 523 zeigt die dreidimensionale Modellform und die dreidimensionale Messform nach einer Änderung der Anzeigehaltung überlappend an. Die Dimensionswert-Berechnungseinheit 526 startet eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone in Antwort auf einen Befehl für einen Messstart.
  • Die Bezugsebenen-Designationseinheit 530 designiert, als die Bezugsebene, aus der dreidimensionalen Modellform eine Ebene, die als ein Bezug während des Schneidens der dreidimensionalen Form verwendet wird. Damit die Bezugsebene normal ausgerichtet ist, dreht die Haltungsänderungseinheit 529 die dreidimensionale Modellform derart, dass die normale Linie der Bezugsebene orthogonal zu dem Messbildschirminhalt ist. Und um zu veranlassen, dass die Bezugsebene in der vertikalen Richtung oder lateralen Richtung ausgerichtet wird, dreht die Haltungsänderungseinheit 529 die dreidimensionale Modellform derart, dass die normale Linie der Bezugsebene parallel zu der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung des Messbildschirminhalts ist.
  • Die Schnittlinien-Designationseinheit 531 empfängt eine Designation einer Schnittlinie in dem Messbildschirminhalt. Die Profilerhaltungseinheit 532 erhält ein Modellquerschnittprofil, das die Querschnittform der dreidimensionalen Modellform zeigt, die entlang einer Schnittfläche geschnitten ist, die die Schnittlinie enthält und senkrecht zu dem Messbildschirminhalt ist, basierend auf den dreidimensionalen Modellformdaten. Die Profilerhaltungseinheit 532 erhält ein Modellquerschnittprofil durch das Schneiden, entlang der Schnittfläche, der dreidimensionalen Modellform nach der Drehung. Die Dimensionswert-Berechnungseinheit 526 führt eine Dimensionsmessung basierend auf einem derartigen Modellquerschnittprofil durch.
  • Wenn ein geometrisches Element nach einer Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone designiert wird, führt die Dimensionswert-Berechnungseinheit 526 eine Dimensionsmessung an der entsprechenden Messposition der dreidimensionalen Messform durch und bestimmt den Dimensionswert.
  • <Ausrichtungsbildschirminhalt 400>
  • 31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während einer Ausrichtung an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 in 30 zeigt, und zeigt einen Ausrichtungsbildschirminhalt 400, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Ausrichtungsbildschirminhalt 400 ist ein Betätigungsbildschirminhalt für das Durchführen einer Ausrichtung zwischen Messdaten (dreidimensionalen Messformdaten) und Modelldaten (dreidimensionalen Modellformdaten).
  • Der Ausrichtungsbildschirm 400 enthält einen Anzeigeabschnitt 401 für das Anzeigen von Messdaten, einen Anzeigeabschnitt 402 für das Anzeigen von Modelldaten, einen Vorschauabschnitt 403 für das Anzeigen der Messdaten und der Modelldaten in einem gemeinsamen Koordinatensystem usw.
  • Eine Ausrichtung der Messdaten und der Modelldaten wird durchgeführt, indem eine Position an einer dreidimensionalen Messform designiert wird und ein zweites geometrisches Element extrahiert wird, eine Position an einer dreidimensionalen Modellform designiert wird und ein erstes geometrisches Element extrahiert wird, und dann eine OK-Schaltfläche 404 betätigt wird. Wenn ein Befehl für das Starten einer Messung nach Abschluss der Ausrichtung basierend auf den geometrischen Elementen vorliegt, wird eine Dimensionsmessung basierend auf einer Schablone gestartet.
  • <Messbildschirminhalt 410>
  • 32 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Operation während des Anwendens einer Schablone an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 in 30 zeigt, und zeigt einen Messbildschirminhalt 410, der durch die Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird. Der Messbildschirminhalt 410 ist ein Betätigungsbildschirm, der nach einer Dimensionsmessung basierend auf einer Schablone angezeigt wird, wobei in einem Menüabschnitt 411 Typ-Schaltflächen 412 für das Designieren von Messtypen vorgesehen sind und Tabs 413 in Entsprechung zu den ausgewählten Messtypen angeordnet sind.
  • Die Messtypen umfassen eine 3D-Messung, eine geometrische Toleranz, einen 3D-Vergleich, einen Querschnittvergleich, eine Querschnittmessung und eine Ebenenmessung. In einer 3D-Messung werden geometrische Elemente für eine dreidimensionale Form spezifiziert und wird eine Distanz oder ein Winkel zwischen den geometrischen Elementen gemessen. In einem Querschnittvergleich werden ein Messquerschnittprofil und ein Bezugsquerschnittprofil jeweils aus einer dreidimensionalen Messform und einer dreidimensionalen Bezugsform erhalten und werden die Querschnittprofile miteinander verglichen. In einer Querschnittmessung wird ein Querschnittprofil aus einer dreidimensionalen Form erhalten und wird eine Dimensionsmessung durchgeführt.
  • Eine Messung des gleichen Typs wird durch den Tab 413 verwaltet. Und wenn die Tabs 413 gewechselt werden, werden auch die Messinhalte gewechselt. Und auch bei einer Messung des gleichen Typs wird bei einer erneuten Betätigung der Typ-Schaltfläche 412 ein neuer Tab 413 erzeugt. Ansonsten ist die Konfiguration gleich derjenigen des in 13 gezeigten Messbildschirminhalts 9.
  • 33 und 34 sind Flussdiagramme, die in den Schritten S701 bis S714 ein Beispiel für eine Operation während des Anwendens einer Schablone an dem Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 in 30 zeigen. Zuerst liest das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 eine Schablone (Schritt S701) und zeigt die Schablone in dem Ausrichtungsbildschirminhalt 400 zusammen mit Messdaten (dreidimensionalen Messformdaten) an (Schritt S702).
  • Wenn dann eine Position aus der angezeigten dreidimensionalen Modellform designiert wird (Schritt S703), spezifiziert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 ein erstes geometrisches Element (Schritt S704). Wenn dann eine Position aus der angezeigten dreidimensionalen Messform designiert wird (Schritt S705), spezifiziert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 5 ein zweites geometrisches Element (Schritt S706).
  • Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 spezifiziert eine relative Positionsbeziehung zwischen der dreidimensionalen Modellform und der dreidimensionalen Messform basierend auf dem spezifizierten ersten geometrischen Element und zweiten geometrischen Element (Schritt S707). Dann ändert das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 die Anzeigehaltungen der dreidimensionalen Modellform und der dreidimensionalen Messform relativ derart, dass das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element zusammenfallen (Schritt S708). Und wenn die Installationsposition eines Messzielobjekts W jedesmal perfekt übereinstimmend unter Verwendung eines Werkzeugs oder von ähnlichem vorgesehen wird, kann auf den Prozess für eine relative Ausrichtung verzichtet werden.
  • Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 wiederholt die Prozedur der Schritte S703 bis S708, bis ein Befehl für das Starten einer Messung ausgegeben wird (Schritt S709). Wenn dann ein Befehl für das Starten einer Messung vorliegt, führt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 eine Dimensionsmessung basierend auf der Schablone und der relativen Positionsbeziehung durch (Schritt S710) und zeigt das Messergebnis in dem Messbildschirminhalt 410 an (Schritt S711).
  • Wenn ein Messfehler aufgrund von fehlenden Daten oder ähnlichem verursacht wird (Schritt S712), führt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 erneut eine Messung an der entsprechenden Position durch (Schritt S714) und zeigt das Messergebnis in dem Messbildschirminhalt 410 an (Schritt S711). Wenn ein Befehl zum Hinzufügen einer Messposition vorliegt (Schritt S713), führt das Informationsverarbeitungs-Endgerät 520 erneut eine Messung durch (Schritt S714) und zeigt das Messergebnis in dem Messbildschirminhalt 410 an (Schritt S711).
  • Weil bei dieser Ausführungsform die dreidimensionalen Modellformdaten und die Operationsprozedur der Dimensionsmessung an einem dreidimensionalen Modellformbild als eine Schablone gespeichert werden, kann auf ein Designieren des geometrischen Elements an einer Messposition oder des Dimensionstyps für jedes Messzielobjekt W verzichtet werden. Weil ein erstes geometrisches Element und ein zweites geometrisches Element spezifiziert werden und die relative Positionsbeziehung zwischen dreidimensionalen Modellformdaten und dreidimensionalen Messformdaten spezifiziert wird, indem Positionen aus einem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und einem dreidimensionalen Messformbild spezifiziert werden, kann die Dimensionsmessung durchgeführt werden, indem ein geometrisches Element an einer Messposition aus der dreidimensionalen Messform genau spezifiziert wird.
  • Und weil die dreidimensionale Modellform und die dreidimensionale Messform überlappend angezeigt werden, kann einfach geprüft werden, ob eine Ausrichtung durch das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element angemessen ist oder nicht. Weiterhin wird eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone in Reaktion auf einen Befehl zum Starten der Messung gestartet, sodass eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone verhindert werden kann, wenn eine Ausrichtung durch das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element nicht angemessen ist.
  • In den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Kopfeinheit 20 eine Lichtempfangseinheit 25 und zwei Lichtprojektionseinheiten 24 enthält, wobei die Kopfeinheit 20 der vorliegenden Erfindung aber nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt ist. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in dem die Kopfeinheit eine Lichtempfangseinheit 25 und eine Lichtprojektionseinheit 24 enthält, oder auf einen Fall, in dem die Kopfeinheit zwei Lichtempfangseinheiten 25 und eine Lichtprojektionseinheit 24 enthält.
  • Weiterhin wurde in den vorstehenden Ausführungsformen beispielhaft ein Fall beschrieben, in dem die Kopfeinheit 20 und die Ablage-Halteeinheit 22 fix miteinander gekoppelt sind, wobei die Kopfeinheit 20 und die Ablage-Halteeinheit 22 aber auch derart miteinander verbunden sein können, dass sie voneinander getrennt werden können.

Claims (4)

  1. Dreidimensionale Messvorrichtung, die umfasst. eine Formdaten-Speichereinheit zum Speichern von dreidimensionalen Formdaten, die als ein Modell während des wiederholten Durchführens einer Dimensionsmessung für eine Vielzahl von Messzielobjekten mit im Wesentlichen der gleichen Form verwendet werden, eine Formdaten-Erzeugungseinheit zum Messen von Positionsinformationen einer Vielzahl von Messpunkten in einem dreidimensionalen Raum und zum Erzeugen von dreidimensionalen Messformdaten, die eine dreidimensionale Form eines Messzielobjekts wiedergeben, eine Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines dreidimensionalen Modellformbilds in Entsprechung zu den dreidimensionalen Modellformdaten und eines dreidimensionalen Messformbilds in Entsprechung zu den dreidimensionalen Messformdaten, eine Dimensionswert-Berechnungseinheit zum Durchführen einer Dimensionsmessung an dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und zum Bestimmen eines Dimensionswerts, eine Geometrisches-Element-Extraktionseinheit zum Spezifizieren eines ersten geometrischen Elements basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Modellformbild und zum Spezifizieren eines zweiten geometrischen Elements basierend auf einer Designation einer Position aus dem angezeigten dreidimensionalen Messformbild, eine Schablonen-Speichereinheit zum Speichern, als einer Schablone, der dreidimensionalen Modellformdaten und einer Operationsprozedur für eine an dem dreidimensionalen Modellformbild durchgeführte Dimensionsmessung, und eine Positionsbeziehung-Spezifikationseinheit zum Spezifizieren einer relativen Positionsbeziehung zwischen den dreidimensionalen Modellformdaten und den dreidimensionalen Messformdaten basierend auf dem ersten geometrischen Element und dem zweiten geometrischen Element, wobei die Geometrisches-Element-Extraktionseinheit ein geometrisches Element an einer dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone spezifiziert, und wobei die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung an der dreidimensionalen Messform basierend auf der relativen Positionsbeziehung und der Schablone durchführt.
  2. Dreidimensionale Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit, basierend auf der relativen Positionsbeziehung, das dreidimensionale Modellformbild und das dreidimensionale Messformbild überlappend derart anzeigt, dass das erste geometrische Element und das zweite geometrische Element zusammenfallen, und wobei die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone in Reaktion auf einen Befehl für das Starten einer Messung beginnt.
  3. Dreidimensionale Messvorrichtung nach Anspruch 2, die weiterhin umfasst: eine Bezugsebenen-Designationseinheit zum Designieren einer Bezugsebene aus dem dreidimensionalen Modellformbild, eine Schnittlinien-Designationseinheit zum Empfangen einer Designation einer Schnittlinie in einem Anzeigebildschirminhalt, und eine Profilerhaltungseinheit zum Erhalten, basierend auf den dreidimensionalen Modellformdaten, eines Modellquerschnittprofils, das eine Querschnittform einer dreidimensionalen Modellform zeigt, die entlang einer Schnittfläche geschnitten ist, die die Schnittlinie enthält und senkrecht zu dem Anzeigebildschirminhalt ist, wobei die Dreidimensionale-Form-Anzeigeeinheit die dreidimensionale Modellform derart dreht, dass eine normale Linie der Bezugsebene orthogonal zu dem Anzeigebildschirminhalt ist oder parallel zu einer vertikalen Richtung oder lateralen Richtung des Anzeigebildschirminhalts ist, wobei die Profilerhaltungseinheit das Modellquerschnittprofil erhält, indem sie die dreidimensionale Modellform nach dem Drehen entlang der Schnittfläche schneidet, und wobei die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung basierend auf dem Modellquerschnittprofil durchführt.
  4. Dreidimensionale Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn ein geometrisches Element nach der Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform basierend auf der Schablone designiert wird, die Dimensionswert-Berechnungseinheit eine Dimensionsmessung der dreidimensionalen Messform für eine entsprechende Messposition durchführt und einen Dimensionswert bestimmt.
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